JP2011237077A - 自動製氷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】離氷動作に伴って製氷皿が捻られても製氷皿と加熱部との間に隙間が生じにくく、製氷皿への加熱効率が悪化しにくい自動製氷装置を提供する。
【解決手段】製氷用水が給水される製氷皿６２と、製氷皿６２の一端に連結された回転軸を回動させ回転軸の周りに製氷皿６２を捻り離氷する離氷機構と、製氷皿６２の底面に接触するシート状の加熱部６６と、製氷皿６２の底面を下方より覆うカバー体７６と、弾性を有するシート状をなし加熱部６６とカバー体７６との間に配設される弾性シート７８と、を備え、加熱部６６および弾性シート７８が、製氷皿６２とカバー体７６とで挟持されている。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、冷凍冷蔵庫の自動製氷装置に関する。

一般に、家庭用の冷蔵庫に搭載した自動製氷装置は、冷蔵室内に給水タンクを設置するとともに、この給水タンク内の水を給水ポンプにより冷凍温度に保持した製氷室内に導き、複数の製氷ブロックに区画された製氷皿に所定量給水して製氷する。製氷後は自動的に離氷して貯氷することでユーザーの使用に供するように構成されている。

一方、自動製氷装置では、製氷過程において、製氷ブロックに注入された水に含まれる空気が氷粒の中に閉じ込められたまま氷結する結果、氷粒として白濁した外観となり、概して不透明なものが多い。

これに対して、透明な氷粒は堅く融けにくいため飲食用に適しており、見た目にも美しいものである。そこで、従来より、製氷皿の底面に加熱部を設け、前記製氷ブロックに供給された水の底部を加熱することで、製氷ブロックに供給された水をその上部から凝固させるとともに、製氷ブロック内の水を対流させて、透明な氷粒を製氷する自動製氷装置が提案されている（下記特許文献１、２参照）。

特開平９−２６９１７２号公報 特開平５−２０３２９９号公報

上記のような自動製氷装置は、製氷が完了すると駆動装置が製氷皿に捻りを加えることで製氷ブロックから離氷するため、離氷時に製氷皿の底面に配設された加熱部も同時に捻り変形される。加熱部は、金属材を有しており塑性変形しやすいことから、捻り応力が解除された後も捻り変形時の形状が一部保存されることがある。そのため、離氷動作に伴う製氷皿の形状変形に加熱部が追従できず、製氷皿と加熱部との間に隙間が生じて、製氷皿を効率よく加熱できないという問題がある。

本発明は上記問題を考慮してなされたものであり、離氷動作に伴って製氷皿が捻られても製氷皿と加熱部との間に隙間が生じにくく、製氷皿への加熱効率が悪化しにくい自動製氷装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る自動製氷装置は、製氷用水が給水される製氷皿と、前記製氷皿の一端に連結された回転軸を回動させ前記回転軸の周りに前記製氷皿を捻り離氷する離氷機構と、前記製氷皿の底面に接触するシート状の加熱部と、前記製氷皿の底面を下方より覆うカバー体と、弾性を有するシート状をなし、前記加熱部と前記カバー体との間に配設される弾性シートとを備え、前記加熱部および前記弾性シートが、前記製氷皿と前記カバー体とで挟持されていることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る自動製氷装置を用いた冷蔵庫の断面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明の一実施形態に係る自動製氷装置に用いられる製氷皿の底面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の一実施形態に係る自動製氷装置の電気構成を示すブロック図である。

以下、図面に基づき本発明の一実施形態につき、自動製氷装置６０を冷蔵庫１０の冷凍空間３０に配設した例について説明する
本実施形態において例示する冷蔵庫１０は、図１に示すように、前面が開口する断熱箱体１１の内部に貯蔵空間が形成され、貯蔵空間は断熱仕切壁１２によって上方の冷蔵空間２０と下方の冷凍空間３０とに区画されている。

冷蔵空間２０は、内部が仕切板２１及び底面仕切板２３によって上下に区画されており、最上段に複数段の食品載置棚２５を設けた冷蔵室２２が配置され、その下方に引き出し式の野菜容器２７が配置された野菜室２４が配置され、最下段に０〜−３℃程度に冷却する低温容器が設けられた不図示の低温室と給水タンク５０が配置されている。冷蔵空間２０の前面開口部は冷蔵室扉２８で閉塞されている。

冷凍空間３０は、断熱仕切壁１２の直下に、自動製氷装置６０と貯氷箱６５を設置した製氷室３２と不図示の小冷凍室とを左右に併設し、その下方には冷凍室３６が設けられている。

冷蔵空間２０および冷凍空間３０のそれぞれの背面部には、冷蔵用冷却器４１および冷凍用冷却器４２と、各冷却器４１，４２に対応する冷蔵用ファン４３および冷凍用ファン４４とがそれぞれ配設されている。

冷蔵用冷却器４１と冷凍用冷却器４２は、不図示の冷凍サイクルにより冷却されるものであり、凝縮器の下流に接続した切替弁によって、冷蔵庫１０の下部に設けた圧縮機４５から吐出される冷媒を冷蔵用冷却器４１及び冷凍用冷却器４２に交互に切り替えて導入して、これらを低温化する。各冷却器４１，４２により生成された冷気は、それぞれ対応するファン４３，４４によりダクトを介して各貯蔵室内に導入されることで、各貯蔵室を所定温度に冷却する。

給水タンク５０は、幅狭で奥行き方向に長い形状の容器であり、タンク内に水を貯留してその上部開口を蓋で密閉し、冷蔵空間２０内に着脱自在に装着されている。給水タンク５０に貯留された水は、容器内に配設された給水ポンプ５４によって給水パイプ５２を介して製氷室３２に設けられた自動製氷装置６０に製氷用水として供給される。

自動製氷装置６０は、図２〜図５に示すように、給水タンク５０から製氷用水が供給される製氷皿６２と、製氷皿６２を捻り離氷する離氷機構６４と、製氷皿６２の外底部に配設されたシート状の加熱部６６と、製氷皿６２に給水された製氷用水の温度を検出する温度センサ７２と、製氷皿６２の底面を下方より覆うカバー体７６と、弾性を有するシート状をなし加熱部６６とカバー体７６との間に配設される弾性シート７８とを備える。

製氷皿６２は、プラスチック製の変形可能な薄型の矩形容器であり、離氷機構６４から冷蔵庫１０の前方に延びる回転軸６８が製氷皿６２の後端部に連結され、回転軸６８によって軸周りに回動自在に支持されている。

図３に示すように、製氷皿６２は、内部が複数の製氷ブロック６１に区画形成されており、具体的には、冷蔵庫１０の前後方向に相当する回転軸方向Ｌに沿って５個の製氷ブロック６１が一列に連なって製氷ブロック列６３をなし、回転軸方向Ｌと垂直な垂直方向Ｍに製氷ブロック列６３が２列設けられており、製氷皿６２には合計１０個の製氷ブロック６１が形成されている。

製氷皿６２における回転軸６８が連結された後端部（連結側端部）６２ａの反対側に位置する非連結側端部（すなわち、前端部）６２ｂには、垂直方向Ｍの一方側に寄せて突片７０が設けられており、図２に示すような製氷皿６２の開口部が上方に向いた水平状態から製氷皿６２が回転軸６８の軸回りに所定角度回動し、製氷皿６２の開口部を下方に向けた状態で突片７０が不図示の当接部に当接する。

離氷機構６４は、回転軸６８を軸回りに回動させる離氷モータ７１を備え、回転軸６８を介して製氷皿６２を回転軸６８の軸回り回動させ、突片７０が当接部に当接してから更に製氷皿６２を回動させることで、製氷皿６２に捻り応力を付与し離氷させる。

また、離氷機構６４には、検知レバー６９が貯氷箱６５の上方位置へ延設されている（図２参照）。この検知レバー６９は、製氷皿６２の下方に位置する貯氷箱６５内を上下に揺動し貯氷箱６５に蓄積された氷と接触することで貯氷量を検知する。

加熱部６６は、図３〜図５に示すように、発熱体６６ａと、アルミニウムや銅等の金属箔からなり発熱体６６ａで発生した熱を伝導する伝熱体６６ｂとを備え、全体としてシート状をなしている。加熱部６６は、製氷ブロック６１の底部に面接触するように製氷皿６２の底部に配設され、製氷ブロック６１に供給された製氷用水の底部を加熱する。

詳細には、発熱体６６ａは、回転軸６８を伝って配線されたリード線６７を介して冷蔵庫１０の制御部１８に接続されている。

伝熱体６６ｂには、垂直方向Ｍに隣り合う製氷ブロック列６３の間に切欠部６６ｃが設けられており、切欠部６６ｃを挟んで２列の直線部６６ｄが設けられている。直線部６６ｄは、製氷ブロック列６３を構成する５個の製氷ブロック６１の底部を一列に連結してなり、回転軸６８が連結された製氷皿６２の連結側端部６２ａにおいて、垂直方向Ｍに隣り合う直線部６６ｄが連結部６６ｆによって連結され、製氷皿６２の非連結側端部６２ｂにおいて、垂直方向Ｍに隣り合う直線部６６ｄが切欠部６６ｃを挟んで互いに離隔し開口部６６ｅが形成され、これにより、伝熱体６６ｂは、底面視において製氷皿６２の非連結側端部６２ｂに開口する略コ字状をなしている。

弾性シート７８は、例えば、連続気泡構造を有するポリウレタン発泡体などをシート状に成形したもので、加熱部６６の下面に接触するように配置されている。本実施形態では、例えば、両面テープなどによって弾性シート７８と加熱部６６の伝熱体６６ｂとが貼り付けられている。

温度センサ７２は、製氷ブロック６１の間で上方へ窪んだ位置、例えば、垂直方向Ｍに設けられた２列の製氷ブロック列６３の間（つまり、加熱部６６の切欠部６６ｃに対応する位置）において、製氷皿６２の外底面に接触するように配設されている。温度センサ７２は、製氷ブロック６１の間で上方へ窪んだ凹部に嵌るセンサ固定部材８０と製氷皿６２との間で挟持され製氷皿６２に対して固定される（図４参照）。温度センサ７２は、回転軸６８を伝って配線された信号線７４を介して冷蔵庫１０の制御部１８に接続されている。

なお、センサ固定部材８０は、製氷ブロック６１の間で上方へ窪んだ凹部に嵌り込み、製氷ブロック６１の底面を避けるように配置されており、加熱部６６と接触して干渉することがない。

カバー体７６は、図４および図５に示すように、上方に開口する矩形容器形状をなしたブラスチック製の部材であり、製氷皿６２に設けられた係止爪６２ｃおよびボス部材６２ｄによって製氷皿６２の下方に固定されており、離氷機構６４により製氷皿６２を回動させると、製氷皿６２とともにカバー体７６も捻り変形する。

具体的には、カバー体７６の上縁部には、係止穴７６ａが設けられており、製氷皿６２の上縁部に設けられた係止爪６２ｃが係止穴７６ａに係止することで、カバー体７６の上部が製氷皿６２に固定される（図４参照）。

また、製氷皿６２の底面には、下方へ延びるボス部材６２ｄが設けられており、このボス部材６２ｄが、加熱部６６の切欠部６６ｃと、弾性シート７８およびカバー体７６を貫通する挿通孔８２とに挿通される（図５参照）。カバー体７６の底面より下方に突出するボス部材６２ｄの先端部（下端部）には係止部材８４が係止され、製氷皿６２と係止部材８４との間で加熱部６６、センサ固定部材８０、弾性シート７８、およびカバー体７６が挟持される。なお、係止部材８４は、例えば、螺合、圧入などによりボス部材６２ｄに対して係止固定されてもよい。

上記したように製氷皿６２に対してカバー体７６を固定した状態では、加熱部６６が製氷皿６２とカバー体７６との間で弾性シート７８を介在させて挟持されるとともに、加熱部６６と干渉を避けて配置されているセンサ固定部材８０も製氷皿６２とカバー体７６との間で弾性シート７８を介在させて挟持される。

制御部１８は、図６に示すように、検知レバー６９や温度センサ７２などから入力される信号に基づいて、給水ポンプ５４、加熱部６６、離氷モータ７１を制御する。

具体的には、制御部１８が給水ポンプ５４を駆動して給水タンク５０内の製氷用水を製氷皿６２に供給する。

そして、温度センサ７２の検知温度が４〜５℃の所定の温度になると、制御部１８は、加熱部６６への通電を開始して、製氷ブロック６１内の製氷用水の底部側温度が約５℃を保つように一定電力を加える。その後、凝固が進むと、加熱部６６への前記一定電力の入力では、前記底部側温度が約５℃に維持できなくなって徐々に低下し始める。温度センサ７２の検知温度が２〜４℃の所定の温度となったときに、製氷ブロック６１内の製氷用水の約３分の２が凝固したとして、加熱部６６への電力の入力を増加させる。

なお、上記した制御部１８による加熱部６６の制御方法は加熱部６６への電力制御の一例を示したものであり、上記以外にも、例えば、製氷皿６２に製氷用水が給水されてから所定時間経過するまで、あるいは、製氷皿６２に給水された製氷用水が所定温度以下に達するまで、常時、制御部１８が所定電力を加熱部６６へ入力するように構成するなど、加熱部６６に対して様々な電力制御を行うことができる。

そして、温度センサ７２の検知温度が所定温度（例えば、−１０℃）以下に達していると、製氷が完了したとして離氷動作に移行するが、貯氷箱６５が満氷状態であると離氷できない。

そこで、制御部１８は、検知レバー６９を貯氷箱６５内で上下動させて貯氷量を検知し、検知レバー６９によって検知された貯氷量が所定量より多く貯氷箱６５が満杯であれば、検知レバー６９によって検知される貯氷量が所定量以下となるまで製氷動作を行わず待機する。一方、検知レバー６９によって検知された貯氷量が所定量以下であれば、離氷機構６４が回転軸６８を回動させ製氷皿６２の上面開口部を下方に向けた状態で製氷皿６２に捻り応力を付与することで、製氷ブロック６１から氷塊を離脱し、下方の貯氷箱６５内に落下させて貯氷する。

そして、製氷ブロック６１から離氷され、開口部が上方に向いた水平状態に製氷皿６２が戻ると、制御部１８は、給水ポンプ５４を駆動して給水タンク５０内の製氷用水を製氷皿６２に供給する。

以上のような本実施形態の自動製氷装置６０によれば、シート状の加熱部６６が弾性シート７８を介在させた状態で製氷皿６２とカバー体７６とで挟持されており、弾性シート７８を介してカバー体７６が加熱部６６を製氷皿６２に押さえ付けている。そのため、弾性シート７８の弾性力により加熱部６６を製氷皿６２の底面形状に沿わせて密着させることができ、加熱部６６からの熱を効率的に製氷皿６２に伝えることができる。

また、本実施形態の自動製氷装置６０では、離氷機構６４による離氷動作時に製氷皿６２が捻り変形されても、加熱部６６は、弾性シート７８によって製氷皿６２に常に押さえ付けられるため、加熱部６６を製氷皿６２の捻り変形に追従させることができ、離氷動作を行っても製氷皿６２と加熱部６６との間に隙間ができにくく製氷皿６２への加熱効率が悪化しにくい。

更に、本実施形態の自動製氷装置６０では、加熱部６６が、製氷皿６２に両面テープなどにより直接貼り付けられることなく、弾性シート７８を介して押さえ付けることで製氷皿６２に固定されている。そのため、離氷動作時に製氷皿６２が捻り変形することで加熱部６６に対して作用する張力を、弾性シート７８の有する弾性によって緩和することができ、加熱部６６の破損を抑えることができる。

しかも、本実施形態の自動製氷装置６０では、シート状の加熱部６６に切欠部６６ｃが設けられており、離氷動作時に製氷皿６２が捻り変形することで加熱部６６に作用する張力を、切欠部６６ｃによって逃がすことができ、より一層、加熱部６６の破損を抑えることができる。

また、本実施形態の自動製氷装置６０では、弾性シート７８とカバー体７６とが加熱部６６の下方に配設されているため、加熱部６６からの熱が製氷室３２内に漏洩しにくく、効率的に製氷ブロック６１内の製氷用水に伝達される。特に、本実施形態のように弾性シート７８を独立気泡構造の発泡樹脂材で形成することで、断熱効果を向上させることができ、より一層、効率的に加熱部６６からの熱を製氷ブロック６１内の製氷用水に伝達される。

また、本実施形態の自動製氷装置６０では、加熱部６６が弾性シート７８に貼り付けられているため、加熱部６６の下面に弾性シート７８が確実に配置されることとなるとともに、加熱部６６と製氷皿６２との位置決めが容易となる。

しかも、本実施形態の自動製氷装置６０では、製氷皿６２の底面から下方へ延びるボス部材６２ｄが、弾性シート７８およびカバー体７６に設けられた挿通孔８２に挿通されるため、製氷皿６２に対する加熱部６６および弾性シート７８の位置決めが容易となる。

また、本実施形態のように製氷皿６２の底面にセンサを配設するためのセンサ固定部材８０を設ける場合、加熱部６６と併せてセンサ固定部材８０も弾性シート７８を介してカバー体７６に押さえ付けられることとなり、簡便な構成によってセンサ固定部材８０に設けられた温度センサ７２を製氷皿６２に密着させることができる。

１０…冷蔵庫 １１…断熱箱体 １２…断熱仕切壁
１８…制御部 ２０…冷蔵空間 ２２…冷蔵室
６０…自動製氷装置 ６２…製氷皿 ６２ｃ…係止爪
６２ｄ…ボス部材 ６４…離氷機構 ６５…貯氷箱
６６…加熱部 ６６ａ…発熱体 ６６ｂ…伝熱体
７２…温度センサ ７６…カバー体 ７６ａ…係止穴
７８…弾性シート ８０…センサ固定部材 ８２…挿通孔
８４…係止部材

Claims (5)

1. 製氷用水が給水される製氷皿と、
   前記製氷皿の一端に連結された回転軸を回動させ前記回転軸の周りに前記製氷皿を捻り離氷する離氷機構と、
   前記製氷皿の底面に接触するシート状の加熱部と、
   前記製氷皿の底面を下方より覆うカバー体と、
   弾性を有するシート状をなし前記加熱部と前記カバー体との間に配設される弾性シートとを備え、
   前記加熱部および前記弾性シートが、前記製氷皿と前記カバー体とで挟持されていることを特徴とする自動製氷装置。
2. 前記加熱部が前記弾性シートに貼付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。
3. 前記製氷皿に給水された製氷用水の温度を検出する温度センサと、
   前記製氷皿との間で前記温度センサを挟持して前記製氷皿の底面に前記温度センサを固定するセンサ固定部材とを備え、
   前記センサ固定部材と前記カバー体との間に前記弾性シートを介在した状態で、前記センサ固定部材が、前記製氷皿と前記カバー体とで挟持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動製氷装置。
4. 前記加熱部が切欠部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動製氷装置。
5. 前記製氷皿は、底面から下方に延びるボス部材を備え、
   前記ボス部材が、前記加熱部の切欠部と、前記弾性シートおよび前記カバー体を貫通する挿通孔とに挿通され、
   前記ボス部材の先端に係止する係止部材により前記カバー体が前記製氷皿に固定されていることを特徴とする請求項４に記載の自動製氷装置。

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