JP2013057416A - 自動製氷機及び冷蔵庫 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】製氷位置で製氷後に前記製氷位置から回転させて氷を落下させる製氷皿と、前記製氷皿の氷を落下させるか判断するためのオン又はオフの信号を発するタクトスイッチと、前記タクトスイッチを押すスイッチレバーと、前記タクトスイッチ及び前記スイッチレバーを収納する第一のケース及び第二のケースと、を備え、前記第二のケースと前記スイッチレバーとの間に圧縮状態で配置されたスプリングを備え、前記第一のケースと前記第二のケースを組み立てる前の状態の場合、前記スイッチレバーは前記タクトスイッチを押した状態として、前記第一のケースと前記第二のケースを組み立てて前記製氷皿が前記製氷位置の状態の場合、前記スイッチレバーを前記タクトスイッチから離れた状態となるように、前記スプリングの弾性力が前記スイッチレバーに作用する。
【選択図】 図41
Description
前記製氷皿の氷を落下させるか判断するためのオン又はオフの信号を発するタクトスイッチと、前記タクトスイッチを押すスイッチレバーと、前記タクトスイッチ及び前記スイッチレバーを収納する第一のケース及び第二のケースと、を備え、前記第二のケースと前記スイッチレバーとの間に圧縮状態で配置されたスプリングを備え、前記第一のケースと前記第二のケースを組み立てる前の状態の場合、前記スイッチレバーは前記タクトスイッチを押した状態として、前記第一のケースと前記第二のケースを組み立てて前記製氷皿が前記製氷位置の状態の場合、前記スイッチレバーを前記タクトスイッチから離れた状態となるように、前記スプリングの弾性力が前記スイッチレバーに作用する。
図1は、本実施形態の冷蔵庫の正面外形図である。図2は、冷蔵庫の庫内の構成を表す図1におけるA−A縦断面図である。図3は、冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図であり、図4は、図2の要部拡大説明図であり、冷気ダクトや吹出し口と自動製氷機の配置などを示す図である。
各貯蔵室への送風は冷蔵室冷却ダンパ20と冷凍室冷却ダンパ21の開閉により制御される。
次に、本発明の実施形態の自動製氷機22について説明する。
製氷皿25を取り外し可能な構成とするには、製氷皿25が製氷室3の手前側、製氷皿25を駆動する駆動ユニット23を製氷室3の奥側に配置する。すなわち、製氷皿25の後方(冷蔵庫本体1の背面側)に駆動手段(駆動ユニット23)を配置するのが好適である。
図5の実線で示す製氷皿25は、略水平であって検氷レバー24が上昇している状態であり、給水して製氷する製氷位置の状態を示している。製氷中は製氷室送風ダクト40を通って吹出口3cから冷気を製氷皿25周囲に吹き出して、製氷皿25内の水を凍結させる。
図6は、離氷する際の動作を示す。検氷動作の際に、検氷レバー24の下降角度が所定の角度より大きく、氷不足と判定した場合、製氷皿25と検氷レバー24とを連動して離氷方向に回動して製氷位置に戻す。その後、図6に示すように、製氷皿25と検氷レバー24とは連動せず製氷皿25のみを離氷方向に回動させて反転させる。換言すると、検氷レバー24は停止した状態で製氷位置から製氷皿25を離氷方向に回動させる。
図7から図10を用いて駆動ユニット23の構成について説明する。
図12により、第一の歯車61とカムフォロワ81の構成について説明する。図12(A)は第二のケース64側の斜め下方からみた斜視図であり、図12(B)は斜め上方からみた斜視図である。
図13と図14とを用いて検氷軸50の構成について説明する。図13は検氷軸50を図7の矢印L方向からみた斜視図であり、図14は図13のM−M断面図である。検氷軸50の一端は検氷レバー24を固定する検氷軸端部94であり、他端は第二のケース64に対して揺動自在に支持された回転軸95となる。回転軸95の部分の外径は、検氷軸50の他の部分よりも拡大されており、回転軸95の周囲に円筒状の溝121が形成されている。
図17はスイッチレバー75の構成を示す斜視図である。スイッチレバー75は、略U字型の溝である揺動中心76を備え、駆動ユニット23に固定して設けられた揺動支点99(詳細は後述する)に載置される。図示上方である一端には、タクトスイッチ77をオン/オフする第一の突起100が設けられる。揺動中心76に対して第一の突起100の反対側には、スイッチレバースプリング78により付勢されるスプリング座101が設けられている。揺動中心76からスプリング座101よりさらに遠方には、第一の歯車61に設けられた第一のカム74によって動作される第二の突起102を備える。第二の突起102よりさらに遠方には、氷不足の際に検氷軸50の阻止レバー98との間でスイッチレバー75の動作を阻害する阻止突起103が設けられている。
図19から図22を用いて、スイッチレバー75の動作と、タクトスイッチ77のオン/オフによって氷の多少を判定する検氷動作について説明する。図19から図22は、第一のカム74と、スイッチレバー75と、スイッチレバースプリング78と、阻止レバー98との主な関係を示す。
製氷室3内に氷が不足しており検氷レバー24が所定の角度以上に下降した場合、検氷軸50に設けられた阻止レバー98がスイッチレバー75の阻止突起103と第二の突起102との間に入り込む。さらに第一の歯車61が回転すると、第二の突起102が第二のカム79の凸部74aから離れるものの、阻止レバー98が阻止突起103の移動を阻害する。すなわち、図21に示すように、スイッチレバー75はタクトスイッチ77と阻止突起103とにより支持されて、タクトスイッチ77はオン状態のままとなる。スイッチレバースプリング78による付勢力f2は、スイッチレバー75の阻止突起103とタクトスイッチ77において、それぞれ矢印f5と矢印f4の反力を受ける。
製氷室3内に氷が十分にあって検氷レバー24が所定の角度まで降りない場合、検氷軸50に設けられた阻止レバー98はスイッチレバー75の阻止突起103と第二の突起102との間に入り込まない。さらに第一の歯車61が回転すると、図22に示すように第二の突起102は第二のカム79の凹部に嵌合して、図19に示した原点と同じ状態になってタクトスイッチ77はオフとなる。
図23から図25を用いて、氷の多少を判定する際の検氷軸50とスイッチレバー75の動作について説明する。図23から図25は、スイッチレバー75と検氷軸50とカムフォロワ81の動作を示す概略図であって、図18と同様な側面図である。
図26から図32を用いて、製氷完了を確認した後、原点である製氷位置から検氷動作を行い、満氷と判定した場合には離氷せずに原点に戻り、氷不足と判定した場合には離氷を行う一連の動作について説明する。製氷皿25又は製氷皿25の近傍には温度センサ39があり(図4参照)、所定の温度、例えば−18℃まで温度が低下してから所定の時間が経過したことで製氷が完了したと判定する。
図30は、検氷位置において満氷と判定した場合を示している。カムフォロワ81は、第二のカム79の外周溝90と嵌合しているものの、検氷レバー24は所定の角度までは下降しない図25の状態となる。阻止レバー98は、阻止突起103と当接しないのでスイッチレバー75の動作を阻害することなく、タクトスイッチ77はオンから図22と同様にオフとなって満氷と判定する。
氷不足と判定した場合には、モータ66は原点で停止させることなくそのままさらに離氷方向(図示反時計まわり)に回転させる。原点から離氷位置に至るまでは、図31に示すようにカムフォロワ81は第二のカム79の内周溝88に嵌合しており、検氷レバー24は上昇位置にある。スイッチレバー75の第二の突起102は第一のカム74の凸部により押し上げられて、図20と同様に支持されてタクトスイッチ77をオンした状態となる。
図32は離氷位置を示しており、図6に示すように製氷皿25はおよそ160゜回転して反転して、さらに製氷皿25をひねり、氷を製氷室3に落下させる。検氷レバー24は上昇位置のままであり、スイッチレバー75の第二の突起102は第一のカム74の凹部と嵌合することで、タクトスイッチ77はオンからオフになり、離氷位置を検知する。
図33は、図26から図32により説明した一連の動作を説明するチャート図である。
図33(A)は製氷皿25の回転動作を図示しており、横軸が回転角度を示している。原点位置に対して図示左側が検氷方向、図示右側が離氷方向である。(A1)は満氷時の動作、(A2)は氷不足時の動作、(A3)は電源が投入された際の初期化時の動作を示す。図32(B)はタクトスイッチ77のオン/オフ状態を示す。図33(C)は検氷レバー24の下降動作を示している。
次に、図33(A3)により初期化時の動作について説明する。冷蔵庫本体1の電源が投入された際には、製氷皿25の位置は原点(製氷位置)から外れている場合があるので、原点に確実に戻す初期化動作を行う。本実施例では、初期化の際には製氷皿25を離氷方向に所定時間回転して、離氷側に設けられた第二のメカストップに当接させる。電源投入時、製氷皿25は検氷方向に回転した状態であるかもしれないので、初期化の際、第一のメカストップから第二のメカストップに至るまでの動作時間よりも長い時間、離氷方向に回転するのが望ましい。
図34は、本発明の実施形態における自動製氷機を備えた冷蔵庫の構成を示すブロック図である。制御基板31は、商用電源から所定の電圧の直流などを生成する電源104と接続される。さらに、例えば温度調整を行う押しボタンスイッチなどの操作手段37と、例えば点滅するLEDなどの表示手段38とを備えた操作パネル36と接続される。また、温度センサ33、34、35、冷蔵室冷却ダンパ20と冷凍室冷却ダンパ21、給水ポンプ28、自動製氷機22、圧縮機45などと接続されて、それらの駆動と制御を行う構成である。
図35は、本発明の実施形態における自動製氷機22において、電源を投入した際の初期化動作の制御を示すフローチャートである。制御基板31は、電源が投入されると起動し、図35に示す初期化プログラムを実行する。
(ステップS102)モータ66に通電して、製氷皿25を離氷側に回転する。
(ステップS103)所定時間経過したか否かを判定する。
(ステップS104)離氷側の第二のメカストップに至ったと判断する。
(ステップS105)モータ66を反転して検氷方向に製氷皿25を回転して、原点位置(製氷位置)への戻り動作を行う。
(ステップS106)タクトスイッチ77は離氷位置のオフ状態から、オンする。
(ステップS107)タクトスイッチ77がオンからオフに変化したか否かを判定する。
(ステップS108)タクトスイッチ77がオンからオフに変化したら原点である製氷位置近傍なので、その後規定時間が経過したか否かを判定する。
(ステップS109)規定時間が経過したら原点位置と判定してモータ66を停止する。
図36と図37は、本発明の実施形態の自動製氷機における、図26から図32により説明した一連の動作の制御を示すフローチャートである。
(ステップS202)モータ66を検氷方向に回転する。
(ステップS203)タクトスイッチ77がオフからオンに変化する。
(ステップS204)第二のカム79とカムフォロワ81と検氷軸50の動作によって検氷レバー24が下降する。
(ステップS205)所定時間経過後、タクトスイッチ77がオンからオフに変化したか否かを判定する。タクトスイッチ77がオフに変化しない場合はAに分岐して、氷不足時の処理(図37)を行う。
(ステップS206)タクトスイッチ77がオフに変化したら満氷と判定する。
(ステップS207)モータ66を反転して、離氷方向に回転する。
(ステップS208)タクトスイッチ77がオフからオンに変化する。
(ステップS209)タクトスイッチ77がオンからオフに変化するか否かを判定する。
(ステップS210)原点近傍でタクトスイッチ77がオンからオフに変化するので、その後所定時間が経過したか否かを判定する。
(ステップS211)所定時間が経過したら原点位置なので、モータ66を停止する。
満氷と判定したので、製氷皿には氷が残ったままであり次回の検氷動作までそのまま待機する。
図37は氷不足と判定した際の動作を示す。
(ステップS213)所定時間が経過したので氷不足と判定する。
(ステップS214)モータ66の回転方向を反転して離氷方向に回転する。
(ステップS215)タクトスイッチ77は一旦オンからオフとなり、製氷皿25が原点位置を通過した後、タクトスイッチ77はオフから再びオンになり、離氷位置に向かって回転を継続する。
(ステップS216)タクトスイッチ77がオンからオフに変化したか否かを判定する。
(ステップS217)タクトスイッチ77がオンからオフに変化したら離氷位置であり、製氷皿25は反転するとともにひねられており、氷は製氷室3内に落下する。
(ステップS218)離氷が完了したので、モータ66の回転方向を反転して検氷方向に回転する。
(ステップS219)離氷位置から離れることでタクトスイッチ77がオフからオンに反転する。
(ステップS220)タクトスイッチ77がオンからオフに変化したか否かを判定する。タクトスイッチ77がオフに変化したら、原点である製氷位置の近傍である。
(ステップS221)原点である製氷位置近傍でタクトスイッチ77がオンからオフに変化するので、その後所定時間が経過したか否かを判定する。
(ステップS222)所定時間が経過したら原点である製氷位置なので、モータ66を停止する。製氷皿25は水平であり、既に離氷されているので製氷皿25は空である。
(ステップS224)所定時間が経過したか否かを判定する。
(ステップS225)所定時間が経過したら所定量の給水が完了したので、給水ポンプ28を停止する。以上のステップを繰り返すことにより、一連の自動製氷動作を行う。
図38と図39は、本発明の実施形態の自動製氷機における、第一のケース62と第二のケース64の間に設けられた支持部材であるブラケット82と、モータ66と、ウォーム67と、タクトスイッチ77と、スイッチレバー75の部分組立状態を示す斜視図である。この状態をブラケット構成部品105と称する。
図44により、モータ66とウォーム67とブラケット82との配置について詳細に説明する。ブラケット82の一部はモータ位置決め穴138であって、モータ軸134と同軸にモータ66から突出した円筒部と精度よく嵌合する。ウォーム67にはウォーム軸穴137が設けられ、モータ軸134と嵌合する。モータ軸134には例えば四角形をなした回転ストッパ135は、かしめて固く密着するように固定されており、ウォーム67には回転ストッパ135と嵌合する例えば四角形の穴が開けられており、回転ストッパ135はウォーム67に設けられた付き当て面136に押し当てられて軸方向の位置が定められる。
また、ブラケット82は、モータ66を支持するとともに、ウォーム67の先端であるウォーム先端部139をウォーム軸受孔部106で支持する構成である。ウォーム先端部139は先端を半球形となし、ブラケット構成部品105を第二のケース64に組み込んだ際にはその先端と下ケース内壁とがウォーム67の軸方向の微小なガタ分だけの隙間となるよう近接して配置される。ウォーム先端部139の先端を半球形とすることで、ウォーム67が回転中に第二のケース64と接したとしてもその接点は回転中心の略1点のみなので、摩擦により生じる負荷トルクが少なくてモータ66の回転が安定する。
次に、ウォーム67の回転方向と軸方向のスラスト負荷の関係について説明する。図45は図7と同じ斜視図に、製氷皿25の一部分の図象と、各歯車の回転方向を示す矢印を描き加えた図である。
図42に示すように、タクトスイッチ77は、ブラケット82に設けられたスイッチ基準面132(スイッチ支持部)と接するように、第一の爪109と第二の爪129で挟むようスナップフィットで固定される。第二の爪129は第二の爪支点130、131によって両端を支持された所謂両持ちの梁の一部を第一の爪109に対向して突出するよう設けられる。第二の爪129は両持ち梁に設けられているので、片持ち梁の場合と比べてより大きな反力を生じることができ、スナップフィットが確実で好適である。
ブラケット82のタクトスイッチ77の近傍には、半円筒形状をなしたスイッチレバー75の揺動支点99が一体に構成されている。
図40と図41は、第一の歯車61を組み付ける際の組み立て途中状態を示す斜視図である。図40は、本発明の実施形態における自動製氷機22の組み立て途中の状態を示す斜視図であって、第一の歯車61と第一のケース62以外の部品が第二のケース64に組み込まれた状態を示している。ここで、第二のケース64の外形は一点鎖線で示している。
上記説明したように、スイッチレバースプリング78はスイッチレバー75と第二のケース64との間に付勢して取り付ける構成なので、図40に示した組立途中の状態で両端を支持されて安定であり、第一のケース62を取り付ける以前に目視でその状態を確認でき、スイッチレバースプリング78が外れたり位置ずれしたりしたまま組み立てられることがない。
またさらに、図41に示した組み立て途中の状態では、タクトスイッチ77はスイッチレバー75の第一の突起100に押されてオンの状態であり、第一のケース62を取り付ける以前の状態でタクトスイッチ77の通電を確認できるので、量産時の検査や必要に応じての部品交換が容易である。
よって、圧縮バネによる付勢力が検氷軸の回転支点やばね座に加わることがないので摩擦が少なく、さらに検氷軸が回転してもねじりバネから受ける力の掛かり方が変わらないので回動がスムーズとなる。
2 冷蔵室
3 製氷室
3b 収納容器(貯氷容器)
4 上段冷凍室
5 下段冷凍室
6 野菜室
22 自動製氷機
23 駆動ユニット(駆動手段)
24 検氷レバー
25 製氷皿
26 給水タンク
28 給水ポンプ
29 給水経路
49 支軸
50 検氷軸
50a 回転ストッパ
51 突起
52、84 ストッパ
60 駆動端
61 第一の歯車
62 第一のケース
63 軸孔
64 第二のケース
65 回転支軸
66 モータ(駆動源)
67 ウォーム
68 ウォームホイール(第一の減速歯車)
69 第一のピニオン
70 第二の減速歯車
71 第二のピニオン
72 第三の減速歯車
73 第三のピニオン
74 第一のカム
75 スイッチレバー
76 揺動中心
77 タクトスイッチ
78 スイッチレバースプリング
79 第二のカム
80、99 揺動支点
81 カムフォロワ
82 ブラケット
83 凹部
85 駆動軸
86 平面カット部
87 位置決め凹部
88 内周溝
89 斜面
90 外周溝
91 先端部
92 検氷回動突起
93 検氷駆動部
94 検氷軸端部
95 回転軸
96 ねじりバネ
97 取付孔
98 阻止レバー
100 第一の突起
101 スプリング座
102,102a,102b 第二の突起
103 阻止突起
104 電源
105 ブラケット構成部品
106 ウォーム軸受孔部
107 円筒状ボス
108 延伸部
109 第一の爪
110 第一の支軸
111 第二の支軸
112 第三の支軸
113 配線溝
114 配線ストッパ
115 検氷軸支持部
116 回転支持凹部
117、123 配線
118 ウォーム収納空間
119 位置決めボス
120 ネジボス
121 溝
122 接続部
124 突起
125、126 仮止め突起
127、128 段差
129 第二の爪
130、131 第二の爪支点
132 スイッチ基準面(スイッチ支持部)
133 スイッチストッパ
134 モータ軸
135 回転ストッパ
136 付き当て面
137 ウォーム軸穴
138 モータ位置決め穴
139 ウォーム先端部
140 配線出口
141 検氷側突起
Claims (5)
- 製氷位置で製氷後に前記製氷位置から回転させて氷を落下させる製氷皿と、
前記製氷皿の氷を落下させるか判断するためのオン又はオフの信号を発するタクトスイッチと、
前記タクトスイッチを押すスイッチレバーと、
前記タクトスイッチ及び前記スイッチレバーを収納する第一のケース及び第二のケースと、を備え、
前記第二のケースと前記スイッチレバーとの間に圧縮状態で配置されたスプリングを備え、
前記第一のケースと前記第二のケースを組み立てる前の状態の場合、前記スイッチレバーは前記タクトスイッチを押した状態として、
前記第一のケースと前記第二のケースを組み立てて前記製氷皿が前記製氷位置の状態の場合、前記スイッチレバーを前記タクトスイッチから離れた状態となるように、前記スプリングの弾性力が前記スイッチレバーに作用することを特徴とする自動製氷機。 - 前記製氷皿の後方に配置されて製氷後に前記製氷皿を回転させることで下方に氷を落下させる駆動手段と、
前記駆動手段によって駆動する検氷軸と、
前記検氷軸に前記スイッチレバーの動作を阻止するスイッチレバー阻止部材を備え、
前記スイッチレバー阻止部材は、満氷を検知した場合に前記スイッチレバーの動作を阻止して前記タクトスイッチをオンのままとして、満氷を検知しなかった場合に前記スイッチレバーの動作を阻害せずに前記タクトスイッチをオフにすることを特徴とする、請求項1記載の自動製氷機。 - 前記検氷軸と接続して上方から下降させることで落下させた氷の量を検知する検氷レバーと、を備え、
前記検氷軸の一端は前記検氷レバーを固定する検氷軸端部であって、前記検氷軸の他端は第二のケースに対して揺動自在に支持された回転軸であって、
前記回転軸の周囲にねじりバネを備え、
該ねじりバネの一端は前記検氷軸と同期するように回転して、該ねじりバネの他端は前記第二のケースで回転範囲を規制されて、前記検氷軸に回転トルクを与えることを特徴とする、請求項1又は2記載の自動製氷機。 - 前記製氷皿を回転させる第一の歯車と、
前記第一の歯車に設けられた第二のカムと、
前記第二のカムに嵌合して第一の歯車の回転に従って揺動するカムフォロワと、
前記検氷軸に設けられた検氷回動突起と、を備え、
前記検氷回動突起は前記回転トルクによって前記カムフォロワに押し付ける方向に付勢されることを特徴とする、請求項3記載の自動製氷機。 - 冷蔵庫本体に形成された製氷室と、
該製氷室に設置されて氷を蓄える貯氷容器と、
前記貯氷容器の上方に設置されて製氷する製氷皿と、
前記製氷皿の後方に配置されて製氷後に前記製氷皿を回転させることで前記貯氷容器に氷を落下させる駆動手段と、
前記製氷皿の氷を落下させるか判断するためのオン又はオフの信号を発するタクトスイッチと、
前記タクトスイッチを押すスイッチレバーと、
前記タクトスイッチ及び前記スイッチレバーを収納する第一のケース及び第二のケースと、を備え、
前記第二のケースと前記スイッチレバーとの間に圧縮状態で配置されたスプリングを備え、
前記第一のケースと前記第二のケースを組み立てる前の状態の場合、前記スイッチレバーは前記タクトスイッチを押した状態として、
前記第一のケースと前記第二のケースを組み立てて前記製氷皿が前記製氷位置の状態の場合、前記スイッチレバーを前記タクトスイッチから離れた状態となるように、前記スプリングの弾性力が前記スイッチレバーに作用することを特徴とする冷蔵庫。
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