JP2005195315A - 製氷装置および冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で板状の氷ができ、かつ、ウイスキーの水割り等に使用する、丸みを帯びずに角張った氷を製氷することができる製氷装置を提供する。
【解決手段】冷却板１８と冷却促進部材２１を、熱伝導性の良い材質の鋳物で一体で成形することで、冷却板１８と冷却促進部材２１間の熱伝導率をアップさせ、冷却効率の向上をはかり、短時間で氷ができる。さらに、板状の氷を作る製氷部１６と、板状の氷を複数に分割する為の分割手段である、砕氷軸２６を設けたので、丸みを帯びずに角張った氷を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は板状の氷を不定形に砕氷する製氷装置に関するものである。

近年、家庭用の冷蔵庫においては、水を製氷皿に貯留して製氷する製氷装置が一般的に装備されており、中には所定量の氷が常備できるように給水タンクから自動給水して製氷する製氷装置が市場に提供されている。しかし、その製氷装置に対してより製氷スピードの向上と、見た目の良い不定形な氷とを求める傾向が消費者の間で高まっている。

従来の製氷装置としては、製氷スピードの向上の為に冷却源としてペルチェ素子を用いたものがある（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来技術の製氷装置を説明する。

図１２は、従来の製氷の製氷装置の側面断面図である。図１２に示すように、従来の製氷の製氷装置は、冷却装置１と、製氷皿２と、送風機３と、下ケース４と、上ケース５と、脱氷機構６とから構成されている。この時、冷却装置１は、製氷皿２に熱接触して設けられた均熱板７と、該均熱板７を介して製氷皿２の水から熱を吸収して排熱する熱電素子であるペルチェ素子８と、該ペルチェ素子８からの熱を送風機３により送風されてきた空気に排熱させるヒートシンク９から構成されている。冷却装置１は、製氷皿２と送風機３と共に下ケース４に収納され、上ケース５が蓋をなしている。下ケース４には、送風機３により吸引された空気がケース内に流入する流入口１０と、流入口１０の上部側に設けられて空気がケース外に流出する第１流出口１１と、ダンパ１２が設けられた第２流出口１３とが設けられている。また、脱氷機構６の内部には駆動部１４が設けられており、製氷皿２の両端に設けられた回転軸１５に連結されている。

以上のように構成された製氷装置について以下その動作を説明する。

まず、給水手段により製氷皿２に水が給水される。給水された水は、ペルチェ素子８の動作により均熱板７を介して底部側から冷却され、結氷が水面に向かって進み、結氷に伴い生じた気泡は水面に向かって浮上し脱気される。

この時、ペルチェ素子８によって暖められたヒートシンク９に、送風機３により流入口１０から吸入された空気が当たり、ペルチェ素子８の排熱が行われる。

ダンパ１２を閉じた状態で製氷を行うと、ヒートシンク９で熱を受けた空気が、製氷皿２の表面に沿って流動して、第１流出口１１から吐出されるようになるので、水面が最後に結氷して高品質な透明氷が製氷できるようになる。

また、ダンパ１２を開いた状態で製氷を行うと、製氷完了時には、製氷皿２やその上の空気も十分に冷えているので、水面が水面直下の水よりも少し早く結氷してしまい、気泡が閉じ込められて白濁した不透明氷が製氷される。しかし、製氷皿２や水面が加熱した空気により暖められないので製氷速度が速くなる利点がある。

製氷完了後は、脱氷機構６の駆動部１４が製氷皿２の回転軸１５を回転駆動させることにより、製氷皿２を上下反転させ、脱氷動作を行う。
特開２００２−１２７２６８号公報

しかしながら上記従来の構成は、ヒートシンクとペルチェ素子の排熱を行う送風機が離れている為、ペルチェ素子の放熱効率が悪く、冷却効率の低下につながり、早く氷ができないという欠点があった。

本発明は従来の課題を解決するもので、短時間で氷ができる冷蔵庫を提供することを目的とする。

さらに、上記従来の製氷装置の構成では、氷の形状は製氷皿の形状により決められ、毎回、同じ形状の氷しか作ることが出来ず、更に製氷終了後、製氷皿を捻って離氷させるために、氷の形状は側面に傾斜がつき、更に氷の角部が丸みを帯びてしまう。そのため、ウイスキーの水割り等に使った際、見た目上、あまり好ましくない形状の氷しか提供できなかった。

本発明は、従来の課題を解決するもので、見た目の良い不定形な氷を成形できる冷蔵庫を提供することを目的とする。

本発明は、冷却板と冷却促進部材を一体化形成することにより、製氷スピードを向上させたものである。また、本発明はペルチェ素子を使って透明氷を短時間で製氷するもので、冷気吐出口近傍に放熱板を配置することでより製氷速度を向上させるものである。

さらに、本発明の製氷装置は、板状の氷を作る製氷部と、前記製氷部で製氷された前記板状の氷を前記製氷部内において複数に分割する分割手段と、前記製氷部に水を供給する給水装置とを備えたものであり、板状の氷を分割することで、丸みを帯びていない、角張った氷を提供することが出来る。

本発明の冷蔵庫は、冷却効率を向上させることで、製氷時間を短くし使い勝手の良い製氷装置を提供することができる。

さらに、本発明の製氷装置は、丸みを帯びずに角張った不定形な氷を提供することができるので、官能的に見た目の良い氷が供給できる製氷装置を提供することができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、板状の氷を作る製氷皿を備えた製氷部と、前記製氷部で製氷された前記板状の氷を前記製氷部内において複数の不定形な氷に分割する分割手段と、前記製氷皿に水を供給する給水装置と、前記製氷皿下部に備えられた冷却板と、前記冷却板下部に備えられた冷却促進部材とを備え、前記冷却板と前記冷却促進部材とを一体成形したもので、冷却板と冷却促進部材とを別部品で形成する場合、冷却板と冷却促進部材の間での微小空間や、介在物により、熱伝導率が低下してしまうが、冷却板と冷却促進部材を一体で成形することにより、熱伝導率が向上し、冷却部の冷却効率が向上する。

さらに、板状の氷を作る製氷容器を備えた製氷部と、前記製氷部で製氷された前記板状の氷を前記製氷部内において複数の不定形な氷に分割する分割手段と、前記製氷容器に水を供給する給水装置とを備えたものであり、板状の氷を分割することで、丸みを帯びていない、角張った氷を提供することが出来る。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、製氷皿の底面を冷却板で形成することにより、直接水を冷却板で冷却することができるので、水と冷却板との熱伝導率が向上し、冷却部の冷却効率を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、製氷皿と冷却板と冷却促進部材とを別部品で形成する場合、製氷皿と冷却板と冷却促進部材の間での微小空間や、介在物により、熱伝導率が低下してしまうが、製氷皿と冷却板と冷却促進部材を一体で成形することにより、製氷皿と冷却板と冷却促進部材の間での熱伝導率が向上し、冷却部の冷却効率が向上する。さらに、水漏れに対する信頼性の向上と、コストダウンを図れる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において前記製氷部によって製氷される板状の氷は透明度の高いものであり、透明で見栄えの良い不定形の氷を提供することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明において、製氷時に前記製氷皿を揺動させる揺動機構とを備え、前記板状の氷は前記揺動機構で流水させながら凍結させたもので、氷表面の未凍結水を流水させながら凍結させることで、氷の透明度をより高めることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、給水装置が製氷皿への給水を複数回に分けて間欠的に行うものであり、氷表面の未凍結水を薄膜化ながら凍結させる。これにより、未凍結部の水の高さを低くできるので、未凍結水中の気泡が上部へと離脱する距離を短くすることができ、脱気が促進され、凍結する氷中の気泡の残存量を減少させることで、氷の透明度をより高めることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の発明において、製氷皿の下面に加熱手段を備え、離氷後、給水を開始する前に、製氷皿底面を所定の温度まで加熱を行うもので、製氷皿に給水された水が急速に凍結して透明度が低下するのを抑制することができるため、氷の透明度をより高めることができる。

請求項８に記載の発明は、冷却促進部材が冷気吐出口の近傍に配置することにより、冷却部の冷却効率を向上させることができる。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において冷気吐出口を奥側に配置することにより風路の取り回しが簡素になり、冷気のロスを減らすことができるので、冷却効率を向上させることができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明において、加熱手段の通電をオン、オフすることで冷却部の冷却スピードをコントロールすることができる。

請求項１１に記載の発明は、冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫本体に設けられた冷気吐出口と、前記冷蔵庫本体内部配置された製氷装置と、前記製氷装置に設けられ水を凍結させる冷却板と、前記冷却板を冷却する熱電素子と、前記熱電素子の熱を放熱する放熱板とからなり、前記放熱板は前記冷気吐出口近くに配置されたことにより、放熱板に直接冷気が当たり、冷却効率を向上させることができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において冷気吐出口を奥側に配置することにより風路の取り回しが簡素になり、冷気のロスを減らすことができるので、冷却効率を向上させることができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１１または１２に記載の発明において冷蔵庫が、前記冷却板と製氷皿から成る製氷部と、前記製氷部を揺動させる揺動駆動部と回転軸と前記回転軸を軸支する回転軸受けから構成され、熱電素子のペルチェ素子の排熱の為の放熱板が前記冷気吐出口の近傍に配置されたことにより、ペルチェ素子の排熱を効率的に行うことができる。

請求項１４に記載の発明は、前記回転軸受けと前記回転軸の一方が金属で他方が樹脂で形成されたことにより、回転軸と軸受けの摩擦が低くなり、回転軸摺動部の寿命を延ばすことができる。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、前記冷却板上面に、略長方形溝を設け、前記溝内に水漏れ防止材を配置し、前記水漏れ防止材上部から前記製氷皿下部に形成されたリブを前記溝に挿入させたことにより、冷却板とトレイの隙間が無くなるのでトレイと冷却板の隙間よりの水漏れが防止できる。

請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５に記載の発明において、前記製氷皿は樹脂で成形され、金属で成形された前記冷却板と一体で形成されていることにより、冷却板とトレイの隙間が無くなりトレイと冷却板の隙間よりの水漏れが防止できる。

請求項１７に記載の発明は、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の発明において、前記回転軸受け内に前記揺動駆動部のハーネスを通すことによりユニット回転時のハーネのねじりを最小限に抑え、ハーネスの耐久性を向上することができる。

以下、本発明による冷蔵庫の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における製氷装置の斜視図であり、図２は同実施の形態における製氷装置の分解図である。

製氷部１６は、一時的に水を貯え板状の氷を作成する上下面が開口した製氷皿１７と、冷却板１８と、製氷皿１７と冷却板１８の間に配置される水漏れ防止材１９とから構成され、さらに冷却板１８の下方に揺動駆動部である駆動ユニット２０が配置される。

駆動ユニット２０の後方、冷却板１８の下方にはフィン形状を備えた冷却促進部材２１が冷却板１８と一体で成形され、冷却部２２を構成している。

また、冷却板１８と、冷却促進部材２１とは、アルミ等の熱伝導性の良い材料の鋳物で一体成形されている。

更に、冷却板１８の製氷皿１７外側で比較的製氷皿１７に近い位置には、冷却板１８を加熱する加熱手段２３が設置されている。

製氷皿１７と、冷却部２２と、水漏れ防止材１９と、駆動ユニット２０とは、保持部材２４、２５により上下に狭持されるよう構成されている。

この時に、製氷皿１７は、保持部材２４、２５により冷却板１８方向に押さえ付けられ、同時に、水漏れ防止材１９は適度に圧縮されている。

また、駆動ユニット２０には、分割手段である複数個の砕氷軸２６が連結されており、冷却板１８を貫通して製氷部１６方向へ延伸されている。このとき、冷却板１８の貫通穴には、砕氷軸２６の周囲をシールする水漏れ防止材２７が設けられている。さらに、駆動ユニット２０の側面には検氷軸２８が設けられており、検氷軸２８を介して検氷レバー２９が取り付けられている。またさらに、駆動ユニット２０の正面には回転軸３０が設けられている。図示はしていないが、駆動ユニット２０の内部には少なくとも１個の駆動部が設けられており、砕氷軸２６、検氷軸２８、回転軸３０を駆動させる。

また、冷却板１８には温度検知手段、例えば温度センサ３１が設けられている。

また、製氷皿１７の外周には、加熱手段２３と温度センサ３１を覆う断熱材３２、３３が設けられている。

製氷皿１７と、冷却板１８と、水漏れ防止材１９と、駆動ユニット２０と、冷却促進部材２１と、加熱手段２３と、保持部材２４，２５と、砕氷軸２６と、水漏れ防止材２７と、検氷軸２８と、検氷レバー２９と、回転軸３０と、温度センサ３１と、断熱材３２，３３は各々相互に固定され、全体として製氷ユニット３４を構成しており、冷却部２２を構成する冷却促進部材２１が製氷室内の冷気吐出口に近接するように配置されている。

また、製氷ユニット３４は、製氷室天面に設けられた、略ドーム形状の凹部内にその上部が収納される。断熱材３２，３３と製氷室天面の凹部は、製氷ユニット３４の回転に支障の無い程度に近接しており、製氷部１６と製氷室の空気の循環は最小限に抑えられている。さらに、図示はしていないが、製氷室天面の凹部には加熱手段が設けられている。

以上のように構成された製氷装置について、以下その動作、作用を説明する。

製氷制御がスタートされ、温度センサ３１が所定の温度範囲内を検知すると、給水手段である給水装置２００により水が給水され、製氷皿１７と冷却板１８で区画された製氷部１６に貯えられる。製氷皿１７は下方が開放され、冷却板１８が露出している状態である。

この時、製氷皿１７と冷却板１８の間には、水漏れ防止材１９が配置されている為、製氷部１６に貯えられた水は下方に漏れ出ることが無い。また、砕氷軸２６の周囲には、水漏れ防止材２７が設けられており、同じく製氷部１６の水の漏出を防いでいる。

水漏れ防止材２７はゴム状の弾力性のある材料を用いており、形状としてはリング状を成している。

この水漏れ防止材２７の内周には、単段、あるいは複数段のヒレ形状が設けられており、その内径は、砕氷軸２６の外形よりも小さくなっている。さらに、水漏れ防止材２７の内周にはグリスが塗布され、より防水性を高めた構造をとっている。

温度センサ３１が冷却板１８の温度上昇を検知し、給水が完了したと判断すると、回転軸３０が、ある一定の振動数、振幅で、正逆転繰り返し、製氷ユニット３４を揺動させることにより、製氷部１６内に給水された水を適度に攪拌する。この時、回転軸３０は製氷室内に固定されており、回転軸３０の動作によって製氷ユニット３４自体が揺動動作を行うことになる。

製氷室天面の凹部は加熱手段により温められ、かつ、断熱材３２、３３により製氷室内雰囲気との断熱を行うため、製氷部１６近傍の雰囲気温度は０℃よりも高く保たれる。冷却促進部材２１は製氷室内に吹き出される冷気により冷却され、冷却板１８を冷却していく。冷却板１８と冷却促進部材２１が別部品で構成されている場合は、冷却板１８と冷却促進部材２１の間の微小空間や、その他介在物により熱伝導率が低下してしまっていたが、冷却促進部材２１と冷却板１８がアルミ等の熱伝導性の良い材料の鋳物で一体に成形されたことにより、冷却部２２の冷却効率が向上し、早く氷を作ることができる。冷凍温度になった冷却部２２により、給水された水は下部から徐々に凍結していき、水中の気体成分を上方に逃がしていくが、製氷部１６近傍の雰囲気温度は０℃よりも高く保たれるため、給水された水の上面が下面よりも先に凍結することが無い。この時、温度センサ３１は冷却板１８の温度を検知しており、加熱手段２３への印加電圧を適度に変化させるか、加熱手段２３への通電をオン・オフすることにより冷却板１８の温度をコントロールして、凍結速度の最適な制御を行う。例えば、脱気速度よりも凍結速度が速すぎる場合には、加熱手段２３の印加電圧を増加させる制御を行う。加熱手段２３への通電をオンすることにより、透明な氷を、加熱手段２３への通電をオフすることにより、早く氷を作ることができる。

加えて揺動動作により、水中の気体成分を逃がす効果、すなわち脱気効果がさらに高まることになる。また、このとき製氷皿１７内の未凍結の水は、製氷皿１７の略全幅にわたって移動することが可能である。

凍結完了は、給水終了後、所定時間、温度センサ３１が所定の温度以下になったことを検知して行う。このとき製氷皿１７内には比較的透明度の高い略板状の氷ができている。

凍結完了後、揺動動作を終了し、検氷軸４４を介して検氷レバー４５を製氷室内に配置された貯氷箱内に降下させるが、氷が貯氷箱内に所定の量以上貯まっていると、検氷レバー４５と氷が接触して検氷軸４４の回転が阻害されて満氷であることを検知し、貯氷箱内の氷が所定量以下であると貯氷量が不足していることを検知する。

満氷時には、氷を製氷皿１７内でそのまま保持し、例えば所定時間ごとに検氷レバー４５を動作させて貯氷箱内の氷の量を検知し、氷不足になれば、加熱手段２３に通電して冷却板１８を加熱する。冷却板１８を加熱することにより、製氷皿１７内の氷の冷却板１８との密着力は弱まることになる。

温度センサ３１が所定の温度以上になると、加熱手段２３への通電を停止し、回転軸３０を駆動させて製氷部１６を反転させ、更に砕氷軸２６を駆動して氷を複数に分割して貯氷箱に落下させる。１枚の略板状の氷を砕氷軸２６により分割する事で、不定形で丸みを帯びることのない、ウイスキーの水割り等に入れても官能的に優れた氷を提供することができる。氷の分割終了後、砕氷軸２６を元の位置に戻し、更に回転軸３０を駆動して製氷部１６を水平位置に復帰させる、その後、製氷制御スタートに戻る。

以上のように、本実施の形態１の製氷ユニット３４では、比較的簡単な構成で、安価なコストで加熱も可能な冷却板を備えた製氷装置を実現することができる。

更に、加熱手段２３は、冷却板１８に接触している面以外を断熱材３２、３３で覆われているため、加熱手段２３の発熱ロスは低減し、加熱手段２３の容量は比較的小さいものでも、短時間で冷却板を所定の温度まで上昇させることができる。

なお、本実施形態１では、製氷皿１７の下面を開口としたが、閉口されていても良い。下面を閉口することにより、水漏れ防止材１９を無くすことができる。

なお、本実施の形態１では、製氷皿１７と冷却板１８との接合方法として、水漏れ防止材１９を圧縮させて接合させたが、冷却板１８と、製氷皿１７とを、冷却板１８と冷却促進部材２１を鋳物で成形した冷却部２３に、製氷皿１７を樹脂で射出成形するインモールド成形や、接着剤で接合させても良い。接着剤や、インモールド成形で接合することにより、水漏れ防止材１９を無くすことができる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における製氷装置の分解図である。

図３において、本実施の形態における製氷装置は、実施の形態１による製氷皿１７と、冷却板１８と、冷却促進部材２１とをアルミ等の熱伝導性の良い材質の鋳物で一体成形したものである。製氷皿１７と冷却板１８と冷却促進部材の間での微小空間や、介在物により、熱伝導率が低下してしまうが、製氷皿１７と冷却板１８と冷却促進部材２１とを一体成形することにより、製氷皿１７と冷却板１８と冷却促進部材２１の間での熱伝導率が向上し、冷却部２２の冷却効率が向上する。さらに、水漏れに対する信頼性の向上と、水漏れ防止材１９を無くすことができるので、コストダウンを図れる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３における冷蔵庫の側断面図である。

図４において、本実施の形態では実施の形態１または実施の形態２で説明した製氷装置を家庭用冷蔵庫に適用したものである。１０１は複数の貯蔵室を有する冷凍冷蔵庫本体であり、１０２は冷凍冷蔵庫本体１０１の上部に形成された第１冷蔵室で、ドア１０３と断熱壁１０４によって囲まれ、外気と断熱されている。冷蔵室１０２の下方に形成された冷凍室１０５（以下、製氷室１０５という）は、断熱壁１０４とドア１０６によって囲まれ、外気と断熱されている。製氷室１０５内には、氷を貯えるための貯氷容器１０５ａが下方に設置されている。第１冷蔵室１０２と製氷室１０５の間に位置する第２冷蔵室１０７は、断熱壁１０４とドア１０８によって囲まれ、外気と断熱されており、風路１０９により第１冷蔵室１０２と冷気が行き来するようになっている。製氷装置１００は、第１冷蔵室２に配置された給水タンク１１０、給水ポンプ１１１、および第１冷蔵室２から断熱壁４を貫通して製氷室１０５に向け配置された給水経路１１２から構成された給水装置２００と、製氷部３００、および分割手段として用いる砕氷機４００から構成される。

このように、本実施の形態の製氷装置は、製氷部が揺動を行うことで比較的透明度の高い氷を作成することができ、また略板状の氷を砕氷軸によって不定形の氷に分割することで不定形の官能的に優れた氷を作ることができる製氷装置を家庭用の冷蔵庫の製氷室１０５に適用できるまで小型化を実現しており、大型の装置を備えることなく家庭用冷蔵庫で不定形の透明な官能的に優れた氷を作成することができる。

（実施の形態４）
図５は、本発明の実施の形態４の自動製氷装置を搭載する冷蔵庫の側断面図である。

図６は、本発明の実施の形態４における製氷装置の斜視図である。図７は、本発明の実施の形態４における製氷装置の分解斜視図である。図８、図９、図１０は、本発明の実施の形態４における製氷装置の要部断面図である。

図５、図６、図７、図８、図９、図１０において、冷蔵庫本体５１６は、製氷室５１８、冷凍室５１８ａを備えており、製氷装置は製氷室５１８内に設置される。製氷室５１８内の冷蔵庫本体５１６奥側には吐出口５１７が設置されている。製氷部５２３は製氷皿５２２と、冷却板５１９と、製氷皿５２２の外周フランジと冷却板５１９の間に配置される水漏れ防止材５２５とから構成され、さらに冷却板５１９の下方に駆動ユニット５２４が配置される。

駆動ユニット５２４の後方、冷却板５１９の下方で吐出口５１７の近傍には放熱板５２１が配置されており、冷却板５１９と放熱板５２１の間には熱電素子である例えばペルチェ素子５２７が配置される。このペルチェ素子５２７の外周には固定部材５２８が配設され、ペルチェ素子５２７の位置を固定する役割を果たす。さらに、冷却板５１９とペルチェ素子５２７の間には、伝熱部材５２９が設けられている。

固定部材５２８と伝熱部材５２９の間、放熱板５２１と伝熱部材５２９の間には、各々、水浸入防止材５３０，５３１が設けられ、外部からペルチェ素子５２７近傍に水分が浸入することを防いでいる。また、冷却板５１９と、放熱板５２１と、伝熱部材５２９は、アルミ等の熱伝導性の良い材料で成形されている。

製氷皿５２２と、冷却板５１９と、水漏れ防止材５２５と、駆動ユニット５２４と、放熱板５２１と、ペルチェ素子５２７と、固定部材５２８と、伝熱部材５２９と、水浸入防止材５３０，５３１は、保持部材５３２，５３３により上下に狭持されるよう構成されている。

この時に、製氷皿５２２は、保持部材５３２，５３３により冷却板５１９方向に押さえ付けられ、同時に、水漏れ防止材５２５は適度に圧縮されている。

また、駆動ユニット５２４には、複数個の砕氷軸５３４が連結されており、冷却板５１９を貫通して製氷部５２３方向へ延伸されている。このとき、冷却板５１９の貫通穴には、砕氷軸５３４の周囲をシールする水漏れ防止材５３５が設けられている。さらに、駆動ユニット５２４の側面には検氷軸５３６が設けられており、検氷軸５３６を介して検氷レバー５３７が取り付けられている。またさらに、駆動ユニット５２４の正面には回転軸５３８が設けられており駆動ユニット５２４の背面には回転軸受け５３９が設けられている。図示はしていないが、駆動ユニット５２４は冷蔵庫ドア側に揺動部、製氷皿５２２下部に砕氷駆動部を持っている。駆動ユニット５２４の内部には少なくとも１個の駆動部が設けられており、砕氷軸５３４、検氷軸５３６、回転軸５３８を駆動させる。

また、冷却板５１９には温度検知手段、例えば温度センサ５４０が設けられている。また、製氷皿５２２の外周には断熱材５４１、５４２が設けられている。

製氷皿５２２と、冷却板５１９と、水漏れ防止材５２５と、駆動ユニット５２４と、放熱板５２１と、ペルチェ素子５２７と、固定部材５２８と、伝熱部材５２９と、水浸入防止材５３０，５３１と、保持部材５３２，５３３と、砕氷軸５３４と、水漏れ防止材５３５と、検氷軸５３６と、検氷レバー５３７と、回転軸５３８と、温度センサ５４０と、断熱材５４１，５４２は各々相互に固定され、全体として製氷装置５４３を構成している。

また、製氷装置５４３は、製氷室天面５４４に設けられた、略ドーム形状の凹部内にその上部が収納される。断熱材５４１，５４２と製氷室天面５４４の凹部は、製氷装置５４３の回転に支障の無い程度に近接しており、製氷部５２３と製氷室の空気の循環は最小限に抑えられている。さらに、図示はしていないが、製氷室天面５４４の凹部には加熱手段が設けられている。

以上のように構成された製氷装置について、以下その動作、作用を説明する。

給水手段により給水された水は、製氷皿５２２と冷却板５１９で区画された製氷部５２３に貯えられる。製氷皿５２２は下方が開放され、冷却板５１９が露出している状態である。

この時、製氷皿５２２と冷却板５１９の間には、水漏れ防止材５２５が配置されているため、製氷部５２３に貯えられた水は下方に漏れ出ることが無い。また、砕氷軸５３４の周囲には、水漏れ防止材５３５が設けられており、同じく製氷部５２３の水の漏出を防いでいる。水漏れ防止材５３５はゴム状の弾力性のある材料を用いており、形状としてはリング状を成している。

この水漏れ防止材５３５の内周には、単段、あるいは複数段のヒレ形状が設けられており、その内径は、砕氷軸５３４の外形よりも小さくなっている。さらに、水漏れ防止材５３５の内周にはグリスが塗布され、より防水性を高めた構造をとっている。

製氷室を冷却する為の冷気の吐出口の近傍には放熱板が配置されておりペルチェ素子の排熱を促進させることができる。

製氷室天面５４４の凹部は加熱手段により温められ、かつ、断熱材５４１、５４２により製氷室内雰囲気との断熱を行うため、製氷部５２３近傍の雰囲気温度は０℃よりも高く保たれる。ペルチェ素子５２７は、伝熱部材５２９と接触しており、伝熱部材５２９を介して冷却板５１９を冷却していく。冷凍温度になった冷却板５１９により、給水された水は下部から徐々に凍結していき、水中の気体成分を上方に逃がしていくが、製氷部５２３近傍の雰囲気温度は０℃よりも高く保たれるため、給水された水の上面は凍結することが無い。この時、温度センサ５４０は冷却板５１９の温度を検知しており、ペルチェ素子５２７の電圧を適度に変化させることにより、凍結速度の最適な制御を行う。例えば、脱気速度よりも凍結速度が速すぎる場合には、ペルチェ素子５２７の印加電圧を低下させる制御を行う。

温度センサ５４０が冷却板５１９の温度上昇を検知し、給水が完了したと判断すると、回転軸５３８が、ある一定の振動数、振幅で、正逆転繰り返し、製氷装置５４３を揺動させることにより、製氷部５２３内に給水された水を適度に攪拌する。この時、回転軸５３８は製氷室内に固定されており、回転軸５３８の動作によって製氷装置５４３自体が揺動動作を行うことになる。

この動作により、水中の気体成分を逃がす効果、すなわち脱気効果がさらに高まることになる。

温度センサ５４０が、冷却板５１９の温度低下を検知して、製氷完了の判断を行うわけであるが、このようにして作られた透明氷は略板形状になっている。この時、透明氷内には砕氷部材５３４が内在しており、駆動ユニット５２４の動作により砕氷軸５３４はある一定の方向に回転駆動する。砕氷軸５３４には略放射状の複数のリブ、もしくは爪が設けられており、このリブが回転することにより、リブの周囲の氷に亀裂を生じさせ、略板状の透明氷を複数に砕氷する。この砕氷された氷は、家庭での実用に供することのできる適切な大きさに設定されることが好ましい。

さらに、透明氷の砕氷後、駆動ユニット５２４の動作により回転軸５３８が回転し、製氷装置５４３を反転させ、製氷部５２３内の透明氷を下方に落下、離氷させる。その後、回転軸５３８は反対方向に回転し、製氷装置５４３を正位置に復帰させ、次回の給水を待つ。

製氷を繰り返すことにより、製氷装置５４３の下方には氷が貯留されていくが、貯氷限界を検知した時には、製氷動作を止める必要がある。このため、駆動ユニット５２４の動作により検氷軸５３６を回転させ、検氷レバー５３７を下方に回動させる。貯留された氷に検氷レバー５３７が接触することにより、貯氷限界を検知することができる。

砕氷軸５３４と、検氷軸５３６と、回転軸５３８は駆動ユニット５２４の動作によって回転動作を行うが、この時、夫々の回転軸５３８は同時に動作することは無い。したがって、複数の回転軸５３８を単独の駆動部で回転させることができる。例えば、砕氷軸５３４と検氷軸５３６を１個の駆動部で回転させ、砕氷軸５３８はもう１個の駆動部で回転させる。または、砕氷軸５３４と回転軸５３８を１個の駆動部で回転させ、検氷軸５３６はもう１個の駆動部で回転させる。または、検氷軸５３６と回転軸５３８を１個の駆動部で回転させ、砕氷軸５３４をもう１個の駆動部で回転させる。あるいは、回転軸５３８全部を１個の駆動部で回転させることが考えられる。

回転軸受け５３９は軸の内側に貫通の穴が空いておりその穴に製氷部と冷蔵庫本体をつなぐハーネスを通す。

以上のように、本実施の形態においては、冷気の吐出口の近傍にペルチェ素子の排熱をする為の放熱板を配置することにより、ペルチェの排熱を促す事でペルチェ素子の冷却効率を促進させ、透明な氷を早く提供する事ができる。

また、本実施の形態においては、冷気吐出口を奥側に配置することにより風路の取り回しが簡素になり、冷気のロスを減らすことができるので、冷却効率を向上させることができる。

また、本実施の形態においては、冷却板５１９上面に、略長方形溝を設け、溝内に水漏れ防止材を配置し、水漏れ防止材上部から製氷皿下部に形成されたリブを溝に挿入させたことにより、冷却板５１９とトレイの隙間が無くなるのでトレイと冷却板５１９の隙間よりの水漏れが防止できる。

また、本実施の形態においては、回転軸受け５３９は軸の内側にある穴に製氷部と冷蔵庫本体をつなぐハーネスを通すことにより、駆動ユニットの動作により回転してもハーネスのねじりを最小限に抑えることができ、ハーネスの耐久性を向上させることができる。

また、回転軸受け５３９と回転軸５３８の一方が金属で他方が樹脂で形成されたことにより回転軸５３８と回転軸受け５３９の摩擦が低くなり、回転軸５３８摺動部の寿命を延ばすことができる。

また、本実施の形態においては、複数の回転軸５３８を単独の駆動部で動作させることにより、駆動ユニット５２４の部品点数を削減することができ、より製氷装置５４３を小型化することができる。

また、製氷部５２３の下面から砕氷軸５３４を突出させているため、製氷完了後すぐに略板状の透明氷を砕氷することができる。

また、製氷部５２３の下部に駆動ユニット５２４を配置したため、製氷部５２３下部への砕氷軸５３４の配設が可能になった。

また、砕氷軸５３４の周囲に水漏れ防止材５３５を設けたため、冷却板５１９と、砕氷軸５３４との隙間からの水漏れを防止し、同じく製氷部５２３下部への砕氷軸５３４の配設を可能としている。

また、製氷皿５２２の外周を断熱材５４１，５４２で覆ったため、製氷部５２３の近傍を０℃より高い、凍結しない一定の温度域に保つことができる。

また、製氷部５２３の下面を冷却板５１９で構成したため、下面からの氷結が可能になり、水中の気体成分を上方へ脱気させることができる。

また、冷却板５１９に温度検知手段として、温度センサ５４０を設けたため、冷却板５１９の温度を検知することができ、給水検知、製氷完了検知が可能となり、さらに、凍結速度を制御することができる。

また、冷却板５１９の冷却手段としてペルチェ素子５２７を用いることにより、同じく凍結速度を最適に制御することができる。

また、製氷皿５２２と、冷却板５１９の間に水漏れ防止材５２５を設けたため、製氷皿５２２からの漏水を防ぐことができる。

また、保持部材５３２，５３３で製氷皿５２２の外周フランジを冷却板５１９方向に押さえ付け、水漏れ防止材５２５を適度に圧縮することができる。

（実施の形態５）
図１１は、本発明の実施の形態５における自動製氷装置の要部断面図である。

本実施の形態は、実施の形態４による製氷皿５２２と、冷却板５１９を一体化したものである。製氷皿５２２と、冷却板５１９を一体化することにより、製氷皿５２２と冷却板５１９との間からの水漏れの可能性がほとんどなくなるので水漏れ防止材５２５を無くすことができるので、安価に透明度が高く不定形な官能的に優れた氷を作ることができる。

以上のように、本発明にかかる冷蔵庫は、冷却効率の向上を図ることができ、製氷スピードの向上を実現できるので、冷蔵庫の製氷室に搭載可能であるだけでなく、業務用製氷機等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における製氷装置の斜視図 本発明の実施の形態１における製氷装置の分解図 本発明の実施の形態２における製氷装置の分解図 本発明の実施の形態３における冷蔵庫の側断面図 本発明の実施の形態４における冷蔵庫の側断面図 本発明の実施の形態４における製氷装置の斜視図 本発明の実施の形態４における製氷装置の分解斜視図 本発明の実施の形態４における製氷装置の要部断面図 本発明の実施の形態４における製氷装置の要部断面図 本発明の実施の形態４における製氷装置の要部断面図 本発明の実施の形態５における製氷装置の要部断面図 従来の製氷装置の側面断面図

符号の説明

１６，５２３，３００ 製氷部
１７，５２２ 製氷皿
１８，５１９ 冷却板
１９，２７，５２５，５３５ 水漏れ防止材
２０，５２４ 駆動ユニット
２１ 冷却促進部材
２２ 冷却部
２３ 加熱手段
２４，２５，５３２，５３３ 保持部材
２６，５３４ 砕氷軸
２８，５３６ 検氷軸
２９，５３７ 検氷レバー
３０，５３８ 回転軸
３１，５４０ 温度センサ
３２，３３，５４１，５４２ 断熱材
３４ 製氷ユニット
１００，５４３ 製氷装置
１０１，５１６ 冷蔵庫本体
１０２ 第一冷蔵室
１０３，１０６，１０８ ドア
１０４ 断熱壁
１０７ 第二冷蔵室
１０９ 風路
１１０ 給水タンク
１１１ 給水ポンプ
１１２ 給水経路
２００ 給水装置
４００ 砕氷機
５１７ 吐出口
５２１ 放熱板
５３９ 回転軸受け
５２７ 熱電素子（ペルチェ素子）
５２８ 固定部材
５２９ 伝熱部材
５３０，５３１ 水浸入防止部材
５４４ 製氷装置天面

Claims (17)

1. 板状の氷を作る製氷皿を備えた製氷部と、前記製氷部で製氷された前記板状の氷を前記製氷部内において複数の不定形な氷に分割する分割手段と、前記製氷皿に水を供給する給水装置と、前記製氷皿下部に備えられた冷却板と、前記冷却板下部に備えられた冷却促進部材とを備え、前記冷却板と前記冷却促進部材とを一体成形した製氷装置。
2. 前記製氷皿の底面が、前記冷却板で形成された請求項１に記載の製氷装置。
3. 前記冷却板と、前記製氷皿と、前記冷却促進部材とを、一体成形した請求項１または２に記載の製氷装置。
4. 前記製氷部によって製氷される板状の氷は透明度の高いものである請求項１から３のいずれか一項に記載の製氷装置。
5. 製氷時に前記製氷皿を揺動させる揺動機構とを備え、前記板状の氷は前記揺動機構で流水させながら凍結させた請求項１から４のいずれか一項に記載の製氷装置。
6. 前記給水装置は前記製氷皿への給水を複数回に分けて間欠的に行う間欠給水手段によって行うものである請求項１から５のいずれか一項に記載の製氷装置。
7. 前記製氷皿の下面に加熱手段を備え、離氷終了後、給水動作を開始する前に、前記製氷皿の底面部の温度を所定の温度まで加熱することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の製氷装置。
8. 冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫本体に設けられた冷気吐出口と、前記吐出口近傍に前記製氷装置を配置したことを特徴とした、請求項１から７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
9. 前記吐出口は、前記冷蔵庫本体のドア側に対して奥側に配置された事を特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
10. 前記加熱手段の通電をオン、オフすることで、透明氷と速氷とを切り替えできることを特徴とした、請求項１から９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
11. 冷蔵庫本体と、前記冷蔵庫本体に設けられた冷気吐出口と、前記冷蔵庫本体に内部配置された製氷装置と、前記製氷装置の下部に備えた冷却板と、前記冷却板を冷却する熱電素子と、前記熱電素子の熱を放熱する放熱板とからなり、前記放熱板は前記冷気吐出口近くに配置されたことを特徴とした冷蔵庫。
12. 前記冷気吐出口は、前記冷蔵庫本体奥側に設けられたことを特徴とした請求項１１に記載の冷蔵庫。
13. 前記冷却板と製氷皿から成る製氷部と、前記製氷部を揺動させる揺動駆動部と回転軸と前記回転軸を軸支する回転軸受けから構成されたことを特徴とした請求１１または１２に記載の冷蔵庫。
14. 前記回転軸受けと前記回転軸の一方が金属で他方が樹脂で形成されたことを特徴とした冷蔵庫。
15. 前記冷却板上面に、略長方形溝を設け、前記溝内に水漏れ防止材を配置し、前記水漏れ防止材上部から前記製氷皿下部に形成されたリブを前記溝に挿入させたことを特徴とする請求項１４に記載の冷蔵庫。
16. 前記製氷皿は樹脂材料で成形され、金属材料で成形された前記冷却板と一体で形成されていることを特徴とした請求項１４または１５に記載の冷蔵庫。
17. 前記回転軸受け内に前記揺動駆動部のハーネスを通すことを特徴とした請求項１４から１６のいずれか一項に記載の冷蔵庫。

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