JP2007278548A - 自動製氷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
複数の製氷小室と，製氷小室の間に溝状の流水路を設けた製氷皿に製氷皿を回転させた際に製氷皿に接触しない高さから水を給水した場合でも製氷皿から水をこぼすことなく均一に全ての製氷小室に行きわたらせることが可能で，製氷された氷が連結しない単独氷の製氷を可能とする自動製氷装置を提供する。
【解決手段】
複数の製氷小室と，製氷小室の中心から外れた位置に，製氷小室の間に底面が製氷する氷のサイズの上面より上側にある溝状の流水路を設けた製氷皿を流水路が下側になるように製氷皿を傾けて給水することで，水をこぼすことなく各製氷小室に水を行きわたらせること可能で，単独氷の製氷を可能としたことを特徴とする自動製氷装置。
【選択図】図３

Description

本発明は冷蔵庫に備えられ，給水・製氷・排氷の動作を所定のシーケンスに従って繰り返し行い，氷を自動生成することができる自動製氷装置における給水動作に関するものである。

従来の自動製氷装置の製氷皿では，製氷皿上部より注水された水を各製氷小室に均等に行きわたらせるために各製氷小室間に溝状の流水路が設けられているが，製氷皿から排氷する際に隣接する氷どうしが流水路の氷によって連結してしまい，このことが排氷性および使用者の利便性を低下させる原因の一つであった。このため，いかに単独氷を製氷するか，又は排氷時に流水路の氷を粉砕するかが課題となっており，この解決案および関連案として下記に示すような従来例がある。

特開平０６−３２３７０４号公報 特開２００２−３１８０４４号公報 特開平１０−３０８６４号公報 特開平０７−３０５９３０号公報 特開平０５−２５６５４５号公報 特開平０５−１７２４４５号公報 特開２００３−２７９２１０号公報

例えば特許文献１，及び特許文献２に開示されている自動製氷装置では，複数の製氷小室と各製氷小室を繋ぐ切り欠き溝，及び前記切り欠き溝を加熱するためのヒータを設けた製氷皿に給水された水が前記切り欠き溝を流れるように製氷皿を加熱及び揺動させながら製氷を行うことで，連結していない均一で透明な氷を製氷することを目的としている。また特許文献３に開示されている製氷皿では，流水路の底部を傾斜させて排氷時に氷の破壊トルクの軽減を図っている。また特許文献４に開示されている製氷装置では，製氷皿の切り欠き溝内側に突起部を設け，この突起部によって連結した氷の破壊補助を行う構成である。また特許文献５に開示されている製氷装置では，製氷皿を小室に区切っている壁外周部分に切り欠き溝と製氷皿外周に排水用の溝を設け，給水量が多かった場合に排水溝から余分の水を排水し，氷が板状に連結することを防止することを目的としている。また特許文献６に開示されている製氷装置では，製氷皿を小室に区切っている壁外周部分と，小室と小室の中央部間に切り欠き溝を設け，また製氷皿底部にヒータを内蔵した断熱層を設けて，製氷皿上部から氷結させ水中に含有している空気成分を下部に押し出し透明氷を作ることを目的としている。また特許文献７に開示されている製氷装置では，製氷皿を階段状に配置して製氷皿の上部端から給水し小室を満たし，製氷皿を小室に仕切っている壁に排水用の切り欠き溝部を設け，この小室の溝部から次の小室へ順次給水する構成になっており，大きさのそろった氷を製氷することを目的としている。

しかしながら，上記に記載の特許文献１，及び特許文献２では切り欠き溝近傍にヒータを設けて加熱するため，氷が連結することは無いが，冷凍庫内でヒータを使用するのは効率的では無い。また特許文献３から６では，製氷皿の各小室の壁に切り欠き溝を設けて隣接する小室に水を流入させる構成であるが，これらの方法では必ず切り欠き溝内に水が残り，氷結後に氷が連結してしまう。そのため排氷時に製氷皿をねじる等の動作を行い，氷の連結部を破壊しながら排氷する構成，または貯氷用箱に落下させるときの衝撃で連結部を破壊する構成になっているが，氷の連結部の破壊が不完全であることが多い。また特許文献７では，製氷皿が階段状に配置されているために製氷時に製氷皿の隣接氷同士の連結は起こりにくいが，各小室が階段状であるために上位側の小室から順次給水を行うので給水時間が長くなることや装置構成が大きくなってしまう等の問題があり，上述の構成では完全な単独氷を製氷することが困難であった。また，給水に際し，ある高さに設置された給水口から給水した時に製氷小室の壁に沿って水か走りこぼれることを防止する配慮がなされていないため，製氷装置の外側に水がこぼれるという問題があった。

上記の問題を解決するために，水を駐留し凍結させるための複数の製氷小室と，前記製氷小室の中心から外れた位置に前記製氷小室の間に底面が製氷する氷のサイズの上面より上側にある溝状の流水路を設けた製氷皿と，前記製氷皿を回転させる機構を有する構成とした自動製氷装置とし，給水により前記製氷小室に貯留した水の量に応じて前記製氷皿に設けられた前記流水路が下側になるように前記製氷皿の姿勢を変化させながら前記製氷皿に給水することで，前記製氷皿を回転させた際に前記製氷皿に接触しない程度の高さから水を給水した場合でも前記製氷皿からこぼすことなく全ての製氷小室に行きわたらせることが可能になり，給水終了後，前記製氷皿を水平位置に戻すことにより単独氷の製氷が可能となる。

本発明を用いることで水をこぼすことなく前記製氷小室に均等に水を行きわたらせることができ，製氷時の氷の連結が起こらず確実に各氷の独立化が出来，使用者の利便性が向上する。また製氷皿回転機構の構成内で氷の独立化が実現出来るため，排氷時，前記製氷皿をねじる際に必要なトルクを低減でき，且つヒータ等の部品数の増加および製氷皿構成を大きくさせることなく均一な大きさの氷が製氷できる等の利益がある。

以下，添付された図面を参照して本発明を詳述する。図１は本発明による自動製氷装置の一形態を示す。図１において１０１がコントロールボックス，１０２が製氷皿，１０３が製氷皿１０２に複数個設けられた製氷小室，１０４が各製氷小室１０３の間に設けられた流水路，１０５が満氷検出アーム，１０６が製氷皿１０２の回転軸を示す。また，図１に示した自動製氷装置には製氷皿１０２に給水された水が凍結したことを検出するための温度センサ（図示せず）及び，冷凍庫内の温度を検出するための温度センサ（図示せず）が設けられており，製氷皿１０２，もしくは製氷皿１０２の各製氷小室に注がれた水（または氷）の温度，及び冷凍庫内の温度を連続的に検出している。

この自動製氷装置はブラケット（図示せず）により冷凍庫内部に予め設けられた固定部に固定され，冷凍庫内部の冷気によって製氷皿１０２に給水された水を凍結させ，コントロールボックス１０１内に設けられた駆動部（図示せず）により，回転軸１０６を中心に製氷皿１０２を回転させることで凍結が完了した氷を離氷して，排氷した氷を貯氷箱（図示せず）に落とす構成となっている。ここで製氷皿１０２に給水される水の量は，コントロールボックス１０１内に設けられた制御回路からの信号により給水用ソレノイドバルブが開いている時間で管理し，製氷皿１０２を水平にした状態で流水路１０４の底面まで給水されない時間に調整されている。

コントロールボックス１０１内には製氷皿１０２及び，満氷検出アーム１０５を駆動させるためのモータ，及びモータの動力を製氷皿１０２及び，満氷検出アーム１０５に伝達するための機構（図示せず）と，モータ及び給水用ソレノイドバルブの動作を制御するための制御回路が設けられている。

図２はコントロールボックス１０１に内蔵される制御回路の主な制御ブロック図を示す。図２において，２０１がＡＤコンバータ及び，カウンタ内蔵のマイクロプロセッサ，２０２がモータを駆動させるためのモータ駆動回路，２０３が給水用ソレノイドバルブを駆動させるためのバルブ駆動回路，２０４が製氷皿１０２の温度を検出するための温度センサ，２０５が製氷皿１０２の開口部が給水口側に向いた状態で水平位置にあることを検出するための位置検出センサ，２０６が貯氷箱（図示せず）に所定量の氷が貯まったことを検出する満氷検出センサ，２０７が機構部（図示せず）を経て製氷皿１０２及び，満氷検出アーム１０５を駆動するためのモータ，２０８が給水用ソレノイドバルブを示す。ここで，温度センサ２０４は製氷皿１０２の温度のみならず，製氷皿１０２の各氷室１０３に注がれた水（または氷）の温度を直接検出するものであっても良い。

製氷を開始するにあたり，マイクロプロセッサ２０１は位置検出センサ２０５からの位置信号電圧を読み込み，製氷皿１０２が製氷皿１０２の開口面が給水口側になっている状態で水平位置にあることを確認する。この時，製氷皿１０２が前記水平位置になければマイクロプロセッサ２０１はモータ駆動回路２０２を経てモータ２０７を駆動させ，製氷皿１０２を前記水平位置まで回転させる。

マイクロプロセッサ２０１が位置検出センサ２０５からの信号電圧により，製氷皿１０２が前記水平位置にあることを検知したら，マイクロプロセッサ２０１は温度センサ２０４により検出される温度信号電圧を逐次読み込みＡＤ変換を行うことで製氷皿１０２の温度を検出し，製氷皿１０２の温度が予め定められた所定の温度以下になった状態で，予め定められた所定の時間が経過するのを待つ。

製氷皿１０２の温度が前記所定の温度以下で，且つ所定の時間が経過したことをマイクロプロセッサ２０１が検知したら，
マイクロプロセッサ２０１からの制御信号によりモータ駆動回路２０２を経てモータ２０７を駆動させることで製氷皿１０２を回転させて離氷動作を行い，製氷皿１０２の各製氷小室１０３を確実に空の状態にした後，製氷皿１０２を前記水平位置に戻す。以上が本発明の自動製氷装置が製氷サイクルを開始する前までの準備動作の一例である。

以降に本発明による自動製氷装置による製氷サイクルを前記準備動作により，前記所定の温度以下で，且つ空の状態である製氷皿１０２の各製氷小室１０３の開口面が給水口側を向いている状態で水平位置にある状態から製氷サイクルを開始する場合を例にとって説明する。

この状態から製氷サイクルを開始するにあたり，マイクロプロセッサ２０１からの制御信号によりモータ駆動回路２０２を経て，駆動用モータ２０７を駆動させることにより製氷皿１０２を回転させることで予め定められた位置（給水位置）に移動させる。製氷皿１０２が注水位置に到達したら，マイクロプロセッサ２０１からの制御信号によりバルブ駆動回路２０３を経て給水用ソレノイドバルブ２０８を開き，給水口から所定量の水が製氷皿１０２の各製氷小室１０３に注がれる。給水が終了したら，マイクロプロセッサ２０１からの制御信号によりモータ駆動回路２０２を経て，駆動用モータ２０７を駆動させることにより製氷皿１０２を回転させることで，製氷皿１０２に貯留された水が各製氷小室１０３に均等に行きわたる様に製氷皿１０２を傾ける（充水位置）。製氷皿１０２の各製氷小室１０３に水が均等に行き渡ったら，マクロプロセッサ２０１からの制御信号により，モータ駆動回路２０２を経てモータ２０７を駆動させることにより製氷皿１０２を回転させて前記水平位置に戻し，製氷が開始される。水の量は給水用ソレノイドバルブ２０８が開いている時間で管理し，製氷皿１０２を水平にした状態で流水路１０４の底面まで給水されない時間に調整されている。

ここで，給水動作の詳細について図３，図４を用いて説明する。ここで図３は給水動作を示したフロー図であり，図４は図1のＡ−Ａ方向断面図で給水動作時の製氷小室１０３の詳細を示した図である。また，図４において４０１が給水口，４０２が製氷小室１０３に給水された水である。給水動作を開始するにあたり，まずマイクロプロセッサ２０１は水の勢いが強い場合においても水をこぼさず製氷皿１０２に給水するためにモータ駆動回路２０２を経てモータ２０７を駆動させ製氷皿２０１を流水路１０４が下側になる（図４（ａ）に示す）状態になるように製氷皿１０２を製氷小室１０３の容積と流水路１０４の容積，及び給水速度から得ることができる各製氷小室１０３に均等に水を行きわたらせることが出来る所定の角度（以降，充水角度と称する）の２０％〜３０％程度傾ける（以降，給水角度と称する）。

続いてマイクロプロセッサ２０１はバルブ駆動回路２０３を経て給水用ソレノイドバルブ２０８を開く（ステップ３０２）。給水用ソレノイドバルブ２０８が開くとマイクロプロセッサ２０１に内蔵されているカウンタにより給水用ソレノイドバルブ２０８が開いている時間を計時する。マイクロプロセッサ２０１により計時されている給水用ソレノイドバルブ２０８が開いている時間は，製氷皿１０２に設けられた製氷小室１０３の容積と流水路１０４の容積から得ることができる製氷皿１０２を水平にした状態で流水路１０４の底面まで給水されない予め設定された所定の時間と逐次比較され，給水用ソレノイドバルブ２０８が開いている時間が前記所定の時間を経過したか判断する（ステップ３０３）。計時された給水用ソレノイドバルブ２０８が開いている時間が前記所定の時間を経過した場合，マイクロプロセッサ２０１はバルブ駆動回路２０３を経て給水用ソレノイドバルブ２０８を閉じる（ステップ３０４）。

製氷皿１０２が給水角度で傾いている状態では給水された水が製氷小室１０３に均等に行きわたらないため，給水が終了したらマイクロプロセッサ２０１はモータ駆動回路２０２を経てモータ２０７を駆動させ図４（ｂ）に示すように製氷皿２０１を充水角度まで傾ける（ステップ３０５）。製氷皿２０１を充水角度まで傾けることで製氷皿１０２に貯留された水が流水路１０４を通り各製氷小室１０３に均等に行きわたる（ステップ３０６）。ここで，給水された水が各製氷小室１０３に均一に行きわたったことを製氷皿１０２に設けられた温度センサ２０４から検出される温度信号電圧の変化で確認することが望ましい。

給水された水が各製氷小室１０３に均等に行き渡ったらマイクロプロセッサ２０１はモータ駆動回路２０２を経てモータ２０７を駆動させ製氷皿１０２を前記水平位置に戻す（ステップ３０７）。製氷皿１０２を前記水平位置に戻すことで流水路１０４から水を除き各製氷小室１０４内の水を独立化させることができる（図４（ｃ）の状態）。

ここで，図５に示した給水動作のフロー図の様に，給水用ソレノイドバルブ２０８を開放し，製氷皿１０２の各製氷小室に給水している最中に，各製氷小室１０３に貯留されている水の量に応じた回転速度，又は段階的に製氷皿１０２を充水角度まで傾けても良い。さらに，本発明による自動製氷装置の給水動作は製氷皿１０２を上下両面に設けた自動製氷装置においても製氷皿１０２に設けた流水路１０４の位置に応じて製氷皿１０２を傾ける向きを変更することで適応が可能である。

各製氷小室１０３に給水された水は冷凍庫の冷気により冷却され凍結する。水が完全に凍結したことを，温度センサ２０４が検出する温度信号電圧によりマイクロプロセッサ２０１が検知したら，マイクロプロセッサ２０１はモータ駆動回路２０２を経てモータ２０７を駆動させ製氷皿１０２を回転させることで，製氷皿１０２の開口面を貯氷箱（図示せず）に向けた状態で製氷皿１０２を捩る等して氷を製氷皿１０２から離氷し，氷を貯氷箱（図示せず）に落下さた後，製氷皿１０２を前記水平位置に戻し，再び給水動作を開始する。

このサイクルを続けて行うと，排出した氷を貯蔵する貯氷箱（図示せず）に氷がたまり，氷が所定量以上になったことを，満氷検出アーム１０５を経て満氷検出センサ２０６が検出し，マイクロプロセッサ２０１が満氷検出センサ２０６からの信号を検知すると製氷サイクルを一時停止させる。使用者により貯氷箱（図示せず）から氷が取り出され，貯氷箱（図示せず）の氷が所定量より少なくなったことをマイクロプロセッサ２０１が検知すると製氷サイクルを再開する。上記，一連の製氷サイクルの間，マイクロプロセッサ２０１は温度センサ２０４により検出される温度を監視し，自動製氷装置の動作中にドアが開放されるなどの動作が行われた結果，温度が本来あるべき値と異なると，異常と判断しその工程毎に予め決められた異常事態処理を行う。

冷凍庫の一画に備えることが可能で，所定の製氷サイクルで自動的に氷を作る自動製氷装置に適用できる。

本発明の自動製氷装置の一実施例を示した斜視図である。 本発明の一実施例のシステムブロック図を示した物である。 本発明の一実施例における給水動作の一例を示したフロー図である。 本発明の一実施例における給水動作時の様子を示した図である。 本発明の一実施例における給水動作の一例を示したフロー図である。

符号の説明

１０１ コントロールボックス
１０２ 製氷皿
１０３ 製氷小室
１０４ 流水路
１０５ 満氷検出アーム
１０６ 回転軸
２０１ マイクロプロセッサ
２０２ モータ駆動回路
２０３ バルブ駆動回路
２０４ 温度センサ
２０５ 位置検出センサ
２０６ 満氷検出センサ
２０７ モータ
２０８ 給水用ソレノイドバルブ
４０１ 給水口
４０２ 製氷小室に給水された水

Claims (10)

1. 冷凍室の一画に設置することが可能な自動で氷を作り，排出することができ，且つ水を貯留し凍結させるための複数の製氷小室と，前記製氷小室の中心から外れた位置で前記製氷小室の間に底面が製氷する氷のサイズの上面より上側にある溝状の流水路を設けた製氷皿と，前記製氷皿を回転させる機構を有する自動製氷装置において，前記製氷皿に設けられた前記流水路が下側になるように前記製氷皿を傾けてから前記製氷皿に給水する動作を行うことを特徴とする自動製氷装置。
2. 前記製氷皿もしくは氷の温度を連続的に検出できるセンサに加え，冷凍庫内の温度を検出できる温度センサと検出回路を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動製氷装置。
3. 前記センサから得られる信号の処理部が，ＡＤコンバータとマイクロプロセッサもしくはＡＤコンバータ内蔵のマイクロプロセッサを有する電子回路で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動製氷装置。
4. 上下両面に前記製氷皿を設けた上下両面製氷皿の使用が可能な請求項１に記載の自動製氷装置。
5. 冷凍室の一画に設置することが可能な自動で氷を作り，排出することができ，且つ水を貯留し凍結させるための複数の製氷小室と，前記製氷小室の中心から外れた位置で前記製氷小室の間に底面が製氷する氷のサイズの上面より上側にある溝状の流水路を設けた製氷皿と，前記製氷皿を回転させる機構を有する自動製氷装置において，給水により前記製氷小室に貯留した水の量に応じて前記製氷皿に設けられた前記流水路が下側になるように前記製氷皿の姿勢を変化させながら前記製氷皿に給水する動作を行うことを特徴とする自動製氷装置。
6. 前記製氷皿の姿勢を連続的に変化させながら前記製氷皿に給水する動作を行うことを特徴とする請求項５に記載の自動製氷装置。
7. 前記製氷皿の姿勢を段階的に変化させながら前記製氷皿に給水する動作を行うことを特徴とする請求項５に記載の自動製氷装置。
8. 前記製氷皿もしくは氷の温度を連続的に検出できるセンサに加え，冷凍庫内の温度を検出できる温度センサと検出回路を備えたことを特徴とする請求項５に記載の自動製氷装置。
9. 前記センサから得られる信号の処理部が，ＡＤコンバータとマイクロプロセッサもしくはＡＤコンバータ内蔵のマイクロプロセッサを有する電子回路で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の自動製氷装置。
10. 上下両面に前記製氷皿を設けた上下両面製氷皿の使用が可能な請求項５に記載の自動製氷装置。

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