JP2013204883A - 製氷装置及びこの製氷装置を備えた冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】 製氷装置において、ヒータ消費電力の削減と製氷時間の短縮及び透明な氷ができる製氷装置を提供する。
【解決手段】 本発明の製氷装置は、製氷皿と、製氷皿を下から加熱するヒータとを備えた製氷装置であって、製氷皿は複数の製氷セルと長手方向両縁に風防板を備え、複数の製氷セルの風防板側の側面に断熱材を配設したことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は冷蔵庫の製氷装置に関する。

最近の冷蔵庫は、製氷装置を備えていることがよく知られている。この製氷装置は、製氷容器などから構成されており、製氷容器の中に水を貯めて冷却することで、水を凍らせて製氷することが示されている。この氷は、従来の方法で製氷すると水の中に溶け込んでいた空気が気泡となって固まり、気泡の部分が白濁していたため透明度が低かった。この透明度が低いという課題を克服する方法として、次のものが開示されている。

特開２０１１−６４３７４号公報（特許文献１）には、図９に示すように、冷気吐出口１１３の遠方用吐出口１１３ａと近傍用吐出口１１３ｂから製氷皿１２０の上部に向かって冷気を吹出すと共に、製氷皿１２０の下部に配設したヒータ１３１にて、製氷皿１２０を下から加熱することにより、製氷皿１２０の内面から離れた部位から凍結させて透明氷を生成することが開示されている。

特開２０１１−６４３７４号公報

しかしながら、特許文献１では、製氷皿１２０の長手方向両縁には、下向きに延びる風防板１４５が一体成型され、製氷皿１２０の長手方向の一端にある冷気吐出口１１３から他端に向かって冷気が流れる。この結果、風防板１４５の外側面に接しながら冷気が下降、又は上昇して、風防板１４５の下端から製氷皿１２０の外側である外側面を冷やすことになる。このため、凍結速度は製氷皿１２０の内側面より外側面のほうが速くなることから、内側面との凍結速度を合わせるためにヒータ１３１で加熱する必要があるが、そのため消費電力が多くなるとともに製氷時間が長くなるという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ヒータ消費電力を削減するとともに、製氷時間を短縮する製氷装置を提供するものである。

本発明の製氷装置は、製氷皿と、製氷皿を下から加熱するヒータとを備えた製氷装置であって、製氷皿は複数の製氷セルと長手方向両縁に風防板を備え、複数の製氷セルの風防板側の側面に断熱材を配設したことを特徴とする。

本発明によれば、製氷皿の外側面に断熱材を配設することにより、少ない消費電力にて短時間で透明な氷をつくることができる。

本発明の製氷装置を備える冷蔵庫の正面図である。 本発明の製氷装置を示す部分垂直断面図である。 図２と直角の方向に断面した、製氷装置の垂直断面図である。 上下反転状態の製氷皿と、それに組み合わせられるヒータ及びカバーの斜視図である。 本発明の冷蔵庫の制御ブロック図である。 本発明の製氷装置の動作を示すフローチャートである。 製氷装置の製氷時における水の凍結状態の断面を略示する製氷セルの概念図である。（Ａ）は本発明で、（Ｂ）は比較例である。（ａ）〜（ｄ）は、水の凍結の進行状態を示す概念図である。（ａ）〜（ｂ）は、「急加熱」の通電を行い、（ｃ）〜（ｄ）は、「通常加熱」の通電を行った状態である。 本発明の変形例となる断熱材の貼り付けた製氷皿である。（ａ）平面図、（ｂ）Ｄ−Ｄ’断面図 従来例の製氷装置を示す部分垂直断面図である。

以下、本発明の実施例を示す図面に基づいて説明する。その他の構成については、冷蔵庫の一般的な技術が適用できることはいうまでもない。

図１は、製氷装置を備える冷蔵庫の正面図である。冷蔵庫１は、冷蔵室２、左扉３Ｌ、右扉３Ｒ、製氷室４、製氷室扉５、冷凍室６、冷凍室扉７、冷凍室８、野菜室９等から構成される。冷蔵庫１は、最上段が冷蔵室２、冷蔵室２の扉が観音開きで、左扉３Ｌ、右扉３Ｒを備え、その下の段が製氷室４、製氷室扉５、冷凍室６、冷凍室扉７、その下の段が引き出し式の冷凍室８、最下段が引き出し式の野菜室９である。製氷室４内部の上側には、製氷装置１０がある。製氷装置１０で作られた氷を蓄える氷容器１０Ａが製氷装置１０の真下にある。不図示の圧縮機と熱交換器を含む冷凍サイクルが冷気を生成し、その冷気がダクトを通じて各室に分配され、各室において必要とされる冷蔵温度又は冷凍温度が得られる。

図２は、冷蔵庫１の左側面方向から見た製氷装置１０の断面図である。図において、左向きを示す矢印が奥側であり、右向きを示す矢印が扉５側である。

製氷室４の奥の壁に、製氷室４に冷気を吹き込むためのダクト１１が形成されている。ダクト１１の上端から前方に、製氷皿ケーシング１２が延び出す。製氷皿ケーシング１２は、製氷皿２０で製造した氷を落とすため、下面が開口している。ダクト１１には、製氷皿ケーシング１２の内部に向けて、冷気吐出口１３が形成されている。冷気吐出口１３は、上下に２分割され、上の部分は、製氷皿２０の冷気吐出口１３から見て遠方部分を指向する遠方用吐出口１３ａとなっている。下の部分は、製氷皿２０の冷気吐出口１３から見て近傍部分を指向する近傍用吐出口１３ｂとなっている。遠方用吐出口１３ａからの吐出風量は、近傍用吐出口１３ｂからの吐出風量より小に設定されている。これは、例えば、遠方用吐出口１３ａより近傍用吐出口１３ｂを大きくしている。

遠方用吐出口１３ａと近傍用吐出口１３ｂを設けることにより、製氷皿２０の特定の製氷セル２１に冷気が集中するということがなく、各製氷セル２１とも均等に凍結を進めることができる。遠方用吐出口１３ａ、近傍用吐出口１３ｂから製氷皿２０の上面に向かって流れる冷気は、それぞれ略水平方向を示す矢印Ａ、ＢとＣの方向に流れる。

製氷皿２０は、低温でも弾性を失わないポリプロピレンなどの合成樹脂により成型される。製氷皿２０の表面に発生する静電気により吸引された微粒子も透明氷の生成の妨げとなる。そのため、静電気が発生しにくい材料、例えばシリコーン配合樹脂や帯電防止剤を練り込んだ樹脂で製氷皿２０を成型したり、成型後の製氷皿２０に帯電防止剤を塗布したりするなどの対策を施すことが望ましい。

製氷皿２０は、断面台形の氷を製造する製氷セル２１を計８個備える。８個の製氷セル２１は２列４行の形に並び、そのため製氷皿２０は平面形状が細長いものになっている。このように細長い製氷皿２０を、その長手方向を冷蔵庫１の奥行方向に一致させる形で配置する。製氷セル２１も製氷皿２０と同様に水を入れる開口部の平面形状が細長いものになっている。製氷セル２１の外側面２１ａには、断熱材２７が貼り付けられている。断熱材２７の材料は、軟質のポリスチレン樹脂発泡体である。なお、ポリスチレン樹脂発泡体に限らずポリエチレン樹脂発泡体等の断熱できる樹脂発泡体であればよい。

樹脂発泡体である断熱材２７の表面は、水を通さないなめらかな薄い表面層、すなわちスキン層で覆ってもよい。断熱材は、スキン層で覆われることにより、断熱材２７の内部に水や水蒸気が入るのを防止でき、かつ丈夫で弾力性もよいものとなる。

製氷皿２０の長手方向の一端には支持軸２２が形設され、他方の端にはソケット部２３が形設されている。支持軸２２は、製氷皿ケーシング１２に回転自在に支持される。

図３は、図２と直角の方向で断面にした、製氷装置の垂直断面図である。

ソケット部２３は、製氷皿ケーシング１２の内部に設けた離氷装置２４の軸に結合し、離氷装置２４により支持される。支持軸２２とソケット部２３は、共通の水平軸線上に配置されている。離氷装置２４は、モータと減速装置を備え、製氷皿２０に、前記水平軸線を回転軸とする一定角度範囲の回転を与える。

製氷皿２０の下面には、２列に並んだ製氷セル２１の間の位置に、サーミスタ２５が配置される。サーミスタ２５は、製氷セル２１の壁を隔てて製氷セル２１の内部の温度を検知する。

サーミスタ２５は、サーミスタカバー２６に固定されている。サーミスタ２５の上にサーミスタ保護シーラ３０を重ね、その上にサーミスタカバー２６を重ね、固定手段により、サーミスタ２５は機械的に固定されている。

風防板４５とカバー３４の間には、製氷皿２０からできた氷を取り外す離氷のため、製氷皿２０がねじられても相互接触を生じないだけの隙間４７が設けられている。製氷皿２０の下面には、サーミスタ２５に加えて、ヒータ３１が配置される。各製氷セル２１の、上下反転状態における頂点部分には、ヒータ３１を受け入れる平行リブ３２が形成されている。製氷皿２０の下面は、カバー３４で覆われている。カバー３４の貫通穴からバネ取付リブ４１が突き出ている。

図４は、上下反転状態の製氷皿と、それに組み合わせられるヒータ及びカバーの斜視図である。

ヒータ３１は、発熱線をシリコーン樹脂で被覆したものであり、製氷皿２０のねじりに追随できるよう、全体が柔軟に仕上げられている。ヒータ３１を受け入れる平行リブ３２は、２個のリブを所定間隔で平行に配置したものであり、ヒータ３１をすきまばめの形で受け入れられるようにリブ間の間隔が設定されている。リブ間の間隔をこのように設定するのは、製氷皿２０がねじられたとき、ヒータ３１がある程度自由に動き得るようにするためである。

ヒータ３１は、製氷皿２０の長手方向中心線の左右に対称形状を描くように引き回されている。実施形態では、全体形状がほぼＵ字形となっている。Ｕの字の開放端となる箇所に１対の給電線３３が接続される。

ヒータ３１は、設計発熱量が小さいので、ごく細い発熱線をガラス繊維の芯に巻き付けた構造であり、巻き付きが締まる方向にねじられたりすると発熱線が切れやすい。そのため、前述のようにヒータ３１がある程度自由に動き得るようにする他、ヒータ３１の全体的な引き回しの形状も、発熱線に極力無理な力がかからないような形状とされる。

ヒータ３１は、平行リブ３２に入れ、製氷皿２０の下面に密着させた。次に、製氷皿２０の下面はカバー３４で覆う。カバー３４は、製氷皿２０の下面部分に冷気が侵入するのを防ぎ、各製氷セル２１間の温度分布を均一化すると共に、ヒータ３１を平行リブ３２の中に押しとどめる役割を担うものである。

カバー３４は、長方形のトレイ形状であり、一端には支持軸２２を通すリング３５が形成されている。カバー３４は、リング３５を支持軸２２に嵌合させた上で、２本のビス３６と、１個のバネ３７により製氷皿２０に取り付けられる。カバー３４の取り付けは、製氷皿２０の動きを束縛するような堅固なものではなく、離氷時の製氷皿２０のねじりを邪魔することのない、柔軟なものとなっている。カバー３４自体も、製氷皿２０と同様、低温でも弾性を失わない合成樹脂により成型することが望ましい。

カバー３４には、長手方向中心線の両端近くに２個の貫通穴３８が形成されている。また、貫通穴３８よりカバー中央に寄った箇所には、長手方向中心線を挟んで対称的に、２個の貫通穴３９が形成されている。貫通穴３８は、円形であって、製氷皿２０の下面に形成された断面円形のボス４０を通す。貫通穴３９は、矩形であって、製氷皿２０の下面に形成されたバネ取付リブ４１を通す。

ビス３６は、貫通穴３８から露出するボス４０にねじ込んで固定する。カバー３４は、ビス３６を抜け止め用ストッパとする形で、ボス４０の軸線に沿い移動可能に保持される。すなわちビス３６は、カバー３４を締め付けることなく、カバー３４が製氷皿２０から抜け落ちないようにする。

カバー３４をビス３６で抜け止めすると、カバー３４の貫通穴３９からバネ取付リブ４１が突き出す。バネ取付リブ４１の先端に形成された水平貫通穴４２に、バネ３７の両端の取付フック４３を係合させる。バネ３７は、長手方向中央部に取付フック４３があり、長手方向の両端部にヘアピン部４４が存在するという形に、バネ鋼の線材を屈曲成形したものである。

ヘアピン部４４は、製氷皿２０の方向に延びている。このため、取付フック４３をバネ取付リブ４１の水平貫通穴４２に係合させると、ヘアピン部４４がカバー３４を圧迫する。カバー３４は、ヒータ３１に押し付けられ、平行リブ３２から抜け出さないようにヒータ３１を一定荷重で保持する。これにより、ヒータ３１が製氷セル２１に密着し、熱を効率よく製氷セル２１に伝えている。

製氷皿２０の長手方向の両縁には、製氷皿２０の上端の縁から下向きに延びる風防板４５が一体成型されている。風防板４５は、製氷皿２０に上方から吹き付けられる冷気が製氷セル２１の外側面２１ａに沿って下方に回り込むのを阻止している。

製氷皿２０の長手方向両縁に沿った４個の製氷セル２１の外側面２１ａに、１枚ものの長方形状の断熱材２７が貼り付けられている。なお、個々の製氷セル２１の外側面２１ａに、製氷セル２１の形状に近い台形形状又は四角形状等の断熱材２７を貼り付けてもよいし、複数の製氷セル２１の外側面２１ａに、複数の製氷セル２１にまたがる１枚ものの断熱材２７を貼り付けてもよい。また、複数の製氷セル２１にまたがる１枚ものでなく、複数に分けて製氷セル２１の外側面２１ａに貼り付けてもよい。本実施例では、断熱材２７にＰＥＦを用いたが、他の樹脂発泡体又は樹脂等の断熱性を有する素材であってもよい。

断熱材２７は、風防板４５に沿って下方に流れて風防板４５の下端から製氷皿２０側に回り込む冷気から、製氷セル２１の外側面２１ａを断熱している。

断熱材２７を製氷セル２１に貼り付けるための方法としては、接着材を用いて、製氷セル２１に接着することで、断熱材２７を製氷セル２１に固定する。離氷時には、離氷装置２４により製氷皿２０が回転し、突起４８が製氷皿ケーシング１２に形成された図示しないストッパに当たる。離氷装置２４は、これ以後も所定角度だけ製氷皿２０を回転させ続けることから、製氷皿２０はねじられて変形するため、断熱材２７が製氷セル２１の外側面２１ａから外れないように固定すればよい。

又は、断熱材２７を製氷セル２１に貼り付けるのではなく、断熱材２７の上側を風防板４５と製氷セル２１の外側面２１ａの上部との間に形成された隙間に挿入して挟持することで固定してもよい。

また、断熱材２７の上側を上記のいずれかの方法で固定し、下側をカバー３４の上端面に押し当てることで固定してもよく、断熱材２７の端部端面の厚みを厚くして、端面に凹設した溝を設けてカバー３４の上端面を該溝に差し込むようにして固定してもよい。又は、断熱材２７の下側をカバー３４と製氷セル２１の外側面２１ａの下部との間に挿入して挟持させる。もしくは、これらの組合せで固定してもよい。

接着剤を用いずに断熱材２７を製氷セル２１に固定することによって、接着剤を用いて断熱材２７を製氷セル２１に貼り付けて（接着して）固定する方法と比べて、断熱材２７が離氷時における製氷皿２０のねじりに対して容易に追従でき、かつ、製氷皿２０の剛性を保つことができる。

断熱材２７の材質は、軟質の樹脂発泡体であることから、離氷時における製氷皿２０のねじりに対して容易に追従できる。更に、断熱材２７の表面をスキン層で覆うことで、製氷皿２０のねじりによる断熱材と風防板４５、カバー３４とのそれぞれの接触摩擦を低減することができる。

風防板４５には、製氷セル２１同士間の長手方向の境界と一致する箇所に、ノッチ４６が形成されている。ノッチ４６は、１枚の風防板４５に２個設けられている。ノッチ４６を設けることにより、製氷皿２０がねじられたとき、風防板４５への応力を分散させ、製氷皿２０を構成する樹脂材料の白化や製氷皿２０に亀裂が発生することをくい止めることができる。

製氷皿２０の支持軸２２の側の端には、片側の側面に突起４８が形成されている。突起４８は、離氷時に製氷皿２０にねじりを生じさせるためのものである。

図５は、冷蔵庫の制御ブロック図である。

冷凍サイクルの運転制御とヒータ３１への通電制御を含む冷蔵庫１の全体制御をつかさどるのは、図５に示す制御部５０である。制御部５０には、離氷装置２４及びヒータ３１の他、冷凍サイクルの一環をなす圧縮機５１、庫内各部に冷気を送る送風機５２、製氷装置１０に給水する給水装置５３、温度センサ５４、及び製氷室４に配置される氷量センサ５５などが接続されている。温度センサ５４は、温度制御が必要とされる場所に配置された温度を検知するセンサであり、一例としてサーミスタなどがある。

制御部５０は、ヒータ３１への通電を次の３段階に制御する。すなわち「通常加熱」と、「通常加熱」に比べ発熱量が小さい「予熱」と、「通常加熱」に比べ発熱量が大きい「急加熱」である。例えば、「通常加熱」の消費電力は５〜６Ｗ、「予熱」の消費電力は２Ｗ、「急加熱」の消費電力は７〜８Ｗに設定して、発熱量に差をつけることができる。

図６は、製氷装置の動作を示すフローチャートである。離氷動作を終え、製氷皿２０が上向き状態に戻ったところからフローがスタートするものとする。

ステップ＃１０１では、制御部５０が給水装置５３を動作させ、製氷皿２０への給水を行わせる。

製氷室４の温度は、冷凍温度（マイナス１８℃に設定されている）の近傍なので、給水が行われると製氷皿２０の温度が上昇する。サーミスタ２５は、ステップ＃１０２でこの温度上昇を検知する。温度上昇が無い場合は、ステップ＃１０１に戻る。水は、給水されるやいなや冷却されるので、サーミスタ２５が検知する温度は、一旦上昇した後、低下し始める。ここからステップ＃１０３に入る。

ステップ＃１０３は、凍結準備ステップである。制御部５０は、ヒータ３１に「予熱」の通電を行い、水温を所定レートで低下させる。

以後のステップでもヒータ３１による加熱が行われる。製氷皿２０を下からヒータ３１で加熱しつつ凍結させることにより、製氷皿２０の内面に接する部位からでなく、製氷皿２０の内面から離れた部位から透明氷を成長させることができるので、透明度の高い氷を成長させやすい。

ステップ＃１０３の途中で圧縮機５１が停止期間に入ったときは、温度低下に自ずとブレーキがかかる。制御部５０は、ヒータ３１への通電を中止し、無駄な電力消費を避ける。

制御部５０は、また、サーミスタ２５の検知温度が所定値以上のとき、例えば１℃以上のときは、ヒータ３１への通電を中止する。これにより、水が製氷皿２０に接触する箇所から凍結が発生するおそれのない時にまでヒータ３１に通電して電力を無駄に消費することが避けられる。

ステップ＃１０４では、サーミスタ２５の検知する温度が氷点下まで降下したかどうかを制御部５０がチェックする。氷点下まで降下したらステップ＃１０５に進む。

ステップ＃１０５は、氷融解ステップである。制御部５０は、ヒータ３１に一定時間だけ「急加熱」の通電を行い、製氷皿２０を加熱する。サーミスタ２５の検知誤差により、ステップ＃１０４からステップ＃１０５に移行するのが遅れ、製氷セル２１の内面に氷が付着しているようなことがあったとしても、その氷はこの段階で融解する。そのため、均質な透明氷を得る妨げとなる残留氷を生じることなくステップ＃１０６に移行することができる。

制御部５０は、ステップ＃１０５では、圧縮機５１が運転中か停止中かにかかわらずヒータ３１に「急加熱」の通電を行う。これにより、氷の融解を一気に進めることができる。

ステップ＃１０６は、凍結進行ステップである。制御部５０は、サーミスタ２５の検知温度が所定温度に降下するまで、ヒータ３１に「通常加熱」の通電を行う。

制御部５０は、ステップ＃１０６の途中で圧縮機５１が停止期間に入ったときは、ヒータ３１への通電を中止し、電力の無駄な消費を避ける。但し、ヒータ３１への通電を中止したことにより、圧縮機５１の運転を再開した時、製氷皿２０の内面に凍結が発生している可能性がある。そこで、圧縮機５１の運転を再開した後、一定時間だけヒータ３１に「急加熱」の通電を行い、製氷皿２０の内面に凍結が発生していたらそれを融解する。これにより、ヒータ３１への通電が断続するにもかかわらず、透明氷の生成を連続的に行うことができる。

ステップ＃１０７では、サーミスタ２５の検知する温度が所定温度まで降下したかどうかを制御部５０がチェックする。所定温度、例えばマイナス９℃まで降下したら製氷は完了したと判断し、ステップ＃１０８に進む。

制御部５０は、ステップ＃１０８でヒータ３１への通電を停止する。一定時間が経過したら、透明氷の生成が確実になったと判断し、ステップ＃１０９に進む。

ステップ＃１０９では、制御部５０は離氷装置２４に製氷皿２０の反転動作を行わせる。離氷装置２４が支持軸２２まわりに製氷皿２０を回転させて行くと、上下反転が完了する少し手前の段階で、突起４８が製氷皿ケーシング１２に形成された図示しないストッパに当たる。離氷装置２４は、これ以後も所定角度だけ製氷皿２０を回転させ続けるので、製氷皿２０はねじられて変形する。風防板４５とカバー３４の間には、製氷皿２０がねじられても相互接触を生じないだけの隙間４７が設けられているので、カバー３４の縁と風防板４５がこすれ合ってきしみ音を立てたり、摩耗させ合ったりすることはない。

製氷皿２０がねじられると、製氷セル２１の中の氷は押し出され、製氷室４内に置かれた氷容器１０Ａに落下する。離氷後、離氷装置２４は、製氷皿２０を逆方向に回転させ、製氷皿２０を元の向きに戻す。これにより、１サイクルの製氷作業が終了する。氷容器１０Ａ内の氷量を検知する氷量センサ５５は、氷量がまだ十分でないことを検知すれば、引き続き次のサイクルの製氷作業を開始する。氷量センサ５５は、氷量が十分存在することを検知すれば、製氷装置１０は、製氷作業を休止状態にする。

なお、ステップ＃１０８では、サーミスタ２５の検知温度が所定温度に降下した後、制御部５０が直ちにヒータ３１への通電を停止するのでなく、ヒータ３１への通電電流を徐々に減少させて通電停止させてもよい。

図７は、製氷装置の製氷時における水の凍結状態の断面を略示する製氷セル２１の概念図である。図７（Ａ）は本発明で、図７（Ｂ）は比較例である。図７（ａ）〜（ｄ）は、水の凍結の進行状態を示す概念図である。図７（ａ）〜（ｂ）は、図６でのステップ＃１０５の氷融解ステップで「急加熱」の通電を行い、図７（ｃ）〜（ｄ）は、図６でのステップ＃１０６の凍結進行ステップで「通常加熱」の通電を行った状態である。

本発明の実施例である図７（Ａ）について図７（ａ）〜（ｄ）を説明する。

図７（Ａ）（ａ）は、凍結の初期の段階である。製氷セル２１に入っている水６０が、冷気吐出口１３から吐出された冷気によって冷やされることで凍結し、表面の氷６１が生成され、水６０の表面を覆っている。断熱材２７を製氷セル２１の外側面２１ａに貼り付けていることから冷気が外側面２１ａに直接流れないため、断熱材２７を貼り付けない場合と比べて（図７（Ｂ）（ａ））、外側面２１ａの内面に接する部位の凍結速度が遅れている。そのため、表面の氷６１の厚さは、外側面２１ａと内側面２１ｂとで略均等である。

次に図７（Ａ）（ｂ）は、凍結が進行した状態である。表面の氷６１が製氷セル２１の上部から下部に向かって成長している。図７（Ａ）（ａ）と同様に、冷気が外側面２１ａに直接流れないことから、外側面２１ａの内面に接する部位であって、表面の氷６１よりも下部の部位の凍結が進行していないため、急加熱時のヒータの消費電力を小さくして、凍結を進行させることができる。また、表面の氷６１の厚さは、外側面２１ａと内側面２１ｂとで略均等である。

図７（Ａ）（ｃ）は、さらに凍結が進行した状態である。表面の氷６１が製氷セル２１の上部から下部に向かってさらに成長している。（ｂ）と同様に、冷気が外側面２１ａに直接流れないことから外側面２１ａの内面に接する部位であって、表面の氷６１よりも下部の部位の凍結が進行していないため、通常加熱時のヒータの消費電力を小さくして、凍結を進行させることができる。また、表面の氷６１の厚さは、外側面２１ａと内側面２１ｂとで略均等である。

図７（Ａ）（ｄ）は、水６０がすべて凍結する直前であり、氷内部の凍結が進んでいる状態である。

本実施例によれば、急加熱時及び通常加熱時のステップに渡り、ヒータの消費電力が小さいため、氷内部の凍結が速くなり、製氷時間を短縮するとともにヒータの消費電力を小さくすることができる。

次に比較例である図７（Ｂ）について図７（ａ）〜（ｄ）を説明する。

図７（Ｂ）（ａ）は、凍結の初期の段階である。製氷セル２１に入っている水６０が冷やされることで凍結して表面の氷６１が生成され、水６０の表面を覆っている。断熱材２７を貼り付けていないことから冷気が製氷セル２１の外側面２１ａに直接流れるため、外側面２１ａの内面に接する部位の凍結速度が内側面２１ｂの内面に接する部位の凍結速度より速くなる。そのため、製氷セル２１の表面の氷６１の厚さは、外側面２１ａの内面に接する部位の氷の方が内側面２１ｂの内面に接する部位の氷より厚い。

図７（Ｂ）（ｂ）は、凍結が進行した状態である。表面の氷６１が製氷セル２１の上部から下部に向かって成長しており、表面の氷６１の厚さは、外側面２１ａの内面に接する部位の氷の厚さの方が内側面２１ｂの内面に接する部位の氷の厚さより厚い。図７（Ｂ）（ａ）と同様に、冷気が外側面２１ａに直接流れることから外側面２１ａの内面に接する部位の凍結速度が内側面２１ｂの内面に接する部位の凍結速度より速いため、急加熱時のヒータの消費電力を大きくして、外側面２１ａの内面に接する部位の凍結速度を遅らせることになる。

図７（Ｂ）（ｃ）は、さらに凍結が進行した状態である。表面の氷６１が製氷セル２１の上部から下部に向かってさらに成長しており、表面の氷６１の厚さは、外側面２１ａの内面に接する部位の氷の厚さの方が内側面２１ｂの内面に接する部位の氷の厚さより厚い。外側面２１ａの内面に接する部位の氷６１が底面に到達するタイミングで、通常加熱へ移行するが、図７（Ｂ）（ｂ）と同様に、冷気が製氷セル２１の外側面２１ａに直接流れるため外側面２１ａの内面に接する部位の凍結速度が速いため、通常加熱時のヒータの消費電力を大きくして、外側面２１ａの内面に接する部位の凍結速度を遅らせることになる。

図７（Ｂ）（ｄ）は、水６０がすべて凍結する直前であり、氷内部の凍結が進んでいる状態である。

比較例によれば、急加熱時及び通常加熱時のステップに渡り、ヒータの消費電力が大きいため、氷内部の凍結が遅くなり、製氷時間が長くなるとともにヒータの消費電力が大きくなる。

以上の本発明の実施例によると、製氷皿２０の外側面２１ａに断熱材２７を貼り付けることから冷気が直接外側面２１ａに流れないため、外側面２１ａの内面に接する部位の凍結速度を遅らせることができる。この結果、急加熱時のヒータの消費電力を小さくすることが可能となる。

外側面２１ａの内面に接する部位の凍結速度が遅いので、表面の氷６１氷が底面まで達する前に、急過熱時から通常加熱へ移行して、ヒータの消費電力を小さくすることができる。また、急加熱時及び通常加熱時でのヒータの消費電力を下げることが可能なため氷内部の凍結が速くなることから、製氷時間の短縮とヒータの消費電力の削減により省エネとなる。

図８は、本発明の変形例となる断熱材２８の貼り付けた製氷皿２０であり、図８（ａ）は平面図で、図８（ｂ）はＤ−Ｄ’断面図である。

図８（ａ）は、長方形状の断熱材２８を個々の製氷セル２１の外側面２１ａにそれぞれ貼り付けたものである。

図８（ｂ）は、長方形状の断熱材２８を製氷皿２０の外側面２１ａに貼り付けており、断熱材２８の上部が風防板４５と製氷セル２１との交点に、断熱材２８の下部が製氷皿２０の外側面２１ａに貼り付けている状態を示すものである。

断熱材２８の固定方法については、複数の製氷セル２１にまたがる１枚ものである断熱材２７の場合と同一である。ただし、製氷セル２１の外側面２１ａの風防板４５が配置されてない部分への断熱材２８の固定は、接着剤によって固定する。

断熱材２８の形状は、一例として、長方形状にしたが、四角、円、楕円等の形状であってもよく、断熱性を確保できる形状であればよい。

さらに断熱材２８の上端部を製氷セル２１の縁方向に延ばして及び/又は断熱材２８の下端部を底面方向に伸ばすことで、断熱材２８の形状をＬ字又はコの字形状として、製氷セル２１に接着剤等によって固定してもよい。さらに個々の製氷セル２１の凍結速度のバラツキに合わせて、個々の製氷セル２１ごとに、断熱材２８の形状又は固定方法を変えてもよい。

個々の製氷セル２１の凍結速度に合わせて断熱材２８の形状を変えることで、個々の製氷セル２１での製氷速度のバラツキを略均一化することができることからヒータの最適な制御が可能になり、省エネとなるとともに、効率よく透明氷を生成することができる。

以上で説明した実施形態は、あくまで本発明を実施するに当たっての一例であり、本発明はそれらに限定されるものではない。上述した実施形態に開示された技術的手段に周知慣用技術を適宜組み合わせて得られる態様についても本発明の技術的範囲に含まれる。

１ 冷蔵庫
２ 冷蔵室
４ 製氷室
１０ 製氷装置
１１ ダクト
１３ 冷気吐出口
２０ 製氷皿
２１ 製氷セル
２４ 離氷装置
２５ サーミスタ
２７、２８ 断熱材
３１ ヒータ
３４ カバー
４５ 風防板
５０ 制御部
５１ 圧縮機
５２ 送風機
５３ 給水装置

Claims (7)

1. 製氷皿と、前記製氷皿を下から加熱するヒータとを備えた製氷装置であって、
   前記製氷皿は、複数の製氷セルと長手方向両縁に風防板を備え、
   前記複数の製氷セルの前記風防板側の側面に断熱材を配設したことを特徴とする製氷装置。
2. 前記断熱材の材料は、樹脂発泡体であることを特徴とする請求項１記載の製氷装置。
3. 前記断熱材は、前記複数の製氷セルの側面にまたがって配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製氷装置。
4. 前記断熱材は、前記複数の製氷セルのそれぞれの側面に個別に配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製氷装置。
5. 前記製氷皿は、下面を覆うカバーを有し、前記断熱材の下端は、前記カバーと前記製氷セルの側面との間に挟持することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の製氷装置。
6. 前記断熱材の上端は、前記風防板の上端と前記製氷セルの側面上端との間に形成された隙間に挿入して固定したことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の製氷装置。
7. 前記製氷装置を用いたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の冷蔵庫。