JP2881981B2 - 自動製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は透明な氷を自動的に作るようにした自動製氷
装置に関する。

（従来の技術） 従来、家庭用冷蔵庫などに設けられる自動製氷装置
は、実開昭60−50771号公報のように給水装置から供給
された水を製氷皿に貯留して製氷し、製氷後に前記製氷
皿を駆動機構により回動させて上下反転させることによ
り離水できるようになっている。そしてこのような自動
製氷装置により作られる氷は、製氷皿に貯留された水が
全面から略均等に凍るため内部に気泡が含まれた不透明
な氷しか作ることができなかった。

このような問題点を解決するものとして、特開平１−
181047号公報には、製氷皿の下部に冷却板を設けるとと
もに、前記製氷皿の上部にヒータとを備え、前記冷却板
による冷却量変化に対応して前記ヒータによる加熱量を
制御して、製氷皿内の水の凍結速度を２〜3mm/hに維持
するようにした透明氷の製氷方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来技術においては、製氷皿内の水の凍結速度を２〜
3mm/hに維持するようにして製氷するものであったた
め、製氷時間が長くかかり製氷能力が低下するという問
題点があった。また前記従来技術においては製氷時にお
いて製氷皿が常時閉蓋されて透明な氷を作るようになっ
ているため、例えば透明度にかかわりなく氷を短時間で
作りたい場合には対応できないという問題点があった。

そこで本発明は、外観が良好な透明な氷と、製氷時間
の短い不透明な氷を選択的に作ることができる自動製氷
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の自動製氷装置は、給水装置から供給された水
を貯留する製氷皿と、この製氷皿の上面に設けられた蓋
と、前記製氷皿を製氷後回動させて上下反転させること
により離水させる駆動機構と、製氷時切換スイッチによ
り前記蓋を開蓋状態または閉蓋状態に選択的に駆動する
蓋開閉駆動機構と、閉蓋製氷時に駆動され前記製氷皿に
水平振動を付与する振動付与機構とを設けたものであ
る。

（作用） 前記構成により、蓋開閉駆動機構により蓋を閉蓋状態
で製氷することにより透明な氷を作ることができ、また
蓋を開蓋状態で製氷することにより不透明な氷を短時間
で作ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明す
る。

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示しており、
図中１は製氷室であり、この製氷室１は冷却器（図示せ
ず）により冷却されている。２は前記製氷室１内の上部
に配設された矩形箱状をなす機体で、後方へ向けて突出
するコ字状の支持部材３が設けられている。前記機体２
の内部にはモータ４、ギア機構５及びスラストワッシャ
6Aを介して取り付けられた出力軸６からなる駆動機構７
が設けられており、この駆動機構７は前記モータ４の回
転をギア機構５により減速して出力軸６と一体に形成さ
れた駆動ギア5Aに伝達する構成となっていく。８は例え
ばプラスチック製の製氷皿で、上面が開口した薄型の矩
形容器状を成し、内部が複数個の小室に区画されてい
る。この製氷皿８は前部中央部が前記出力軸６に、また
後部中央部が支軸９を介して前記支持部材３に軸方向へ
水平移動可能な状態で且つそれらの出力軸６及び支軸９
を中心に回動可能に支持されており、前記出力軸６によ
り回動されるようになっている。尚10は前記支持部９が
摺動可能なブッシュである。そして支軸９には製氷皿８
と支持部材３との間に位置させて圧縮コイルばね11が巻
装されている。前記製氷皿８の後部の一端部には凸部12
が突設されており、製氷皿８が反転方向たる矢印Ａ方向
へ回動されたときに、その凸部12が支持部材３に設けた
受け部12Aに当接することにより、その回動を規制する
ようになっている。

13は製氷位置での前記製氷皿８の上面を覆う蓋であ
り、これは上面が開口した容器状の底板14と、この底板
14の上面を覆うカバー15と、これらの間に配設された発
泡スチロールなどの断熱材16とにより構成されている。
この蓋13の一側には蓋開閉駆動軸17が固設されるととも
に、この蓋開閉駆動軸17の一端は前記機体２に挿入さ
れ、該挿入部には第１のウォームギア17Aが固着してい
る。そして機体２内に縦設された蓋開閉駆動モータ18の
回転軸に固着した第２のウォームギア18Aが前記第１の
ウォームギア17Aに接続され、これら蓋開閉駆動軸17、
蓋開閉駆動モータ18およびウォームギア17A,18Aにより
蓋開閉駆動機構19が形成され、そして前記蓋開閉駆動モ
ータ18を一方に回動すると該回転力がウォームギア17A,
18Aを介して蓋開閉駆動軸17、ひいては蓋13を略60°回
転して第３図（Ｂ）に示すように開蓋状態に保持し、蓋
開閉駆動モータ18を逆方向に回動すると、該回転力がウ
ォームギア17A,18Aを介して蓋開閉駆動軸17、ひいては
蓋13を水平状態に回動して第３図（Ａ）に示すように閉
蓋状態に保持することができる。さらに前記蓋13の内部
においては、底板14の上面にヒータ20がアルミ箔テープ
21などにより貼り付けられている。尚、前記蓋開閉苦闘
モータ18は例えば前記蓋13の開蓋状態、閉蓋状態に各々
応動するリミットスイッチにより制御できるようになっ
ている。

22は閉蓋製氷時前記製氷皿８に軸方向への振動を付与
する振動付与機構であり、これは機体２内に設けられる
パルスモータ23と、このパルスモータ23の回転軸24に装
着され、突部25を前記出力軸６側に対向可能に設けたカ
ム26と、一端27が前記カム26に当接し他端28が前記製氷
皿８の前部に形成された凹部29に当接可能で前記ギア機
構５の駆動ギア5Aの軸心を回動自在に貫通した軸状の振
動伝達部材30とから構成されており、前記振動伝達部材
30の一端27には鋼球などのボール31がかしめなどにより
回動可能に設けられている。この振動付与機構22はパル
スモータ23を作動するとカム26の突部25に一端27が当接
して、圧縮コイルばね11のばね力に抗して振動伝達部材
30、ひいては製氷皿８を後側へ移動させ、また、カム26
の回転に伴いカム26の凸部12以外の箇所に一端27が当接
すると圧縮コイルばね11のばね力により、製氷皿８を反
対方向へ移動させ、これを繰り返すことにより製氷皿８
を軸方向へ振動させる。そして前記製氷皿８の振動数は
５乃至15ヘルツでその振幅は１乃至4mmに設定され、振
幅の２倍と振動数を乗じた平均移動速度は20乃至80ミリ
メートル／秒に設定されている。

前記機体２には、内部に回路基板（図示せず）が設け
られていると共に、出力軸６の近傍に製氷皿８の水平位
置を検出する水平位置検出スイッチ32及び製氷皿８の反
転する位置に反転位置検出スイッチ33が設けられてい
る，また製氷皿８の裏面上部には、温度センサ34が設け
られ、該温度センサ34により製氷皿８の上部の温度を検
出するようにしている。また36は製氷皿８の下方におい
て製氷室１内に出し入れ可能に収納されたアイスボック
ス、37は機体２に回動可能に支持された貯水検知レバ
ー、38は先端が前記蓋13の切欠き部39を介して製氷皿８
に臨んだ後述する給水ポンプとともに給水装置を構成す
る給水管であり、これは冷蔵室（図示せず）内に収納さ
れた給水タンク（図示せず）の水を給水ポンプ（図示せ
ず）を介して製氷皿８へ供給するように構成されてい
る。また製氷室１内へ冷気を供給する冷気供給口41は前
記製氷皿８の下側へ冷気を流すようになっている。

第４図は電気回路を示しており、同図において、42は
後述する製氷に係わる各行程を制御するためのマイクロ
コンピュータであり、このマイクロコンピュータ42に
は、温度センサ34による製氷皿８の検出温度に基づく電
圧信号、および製氷皿８の給水完了温度（例えば−9,5
℃）に相当する基準電圧を発生する基準電圧発生回路43
からの基準電圧、並びに製氷皿８の製氷完了温度（例え
ば−12.5℃）に相当する基準電圧を発生する基準電圧発
生回路44からの基準電圧が与えられるようになってい
る。またマイクロコンピュータ42には、前記水平位置検
出スイッチ32、反転位置検出スイッチ33、及び貯水検知
レバー37に応動する貯水検出スイッチ45からの検出信号
が与えられるようになっている。前記マイクロコンピュ
ータ42には前記モータ４がモータ駆動回路46を介して接
続され、また振動付与装置22のパルスモータ23がパルス
モータ駆動回路47を介して接続されているとともに、給
水ポンプ40並びにヒータ20が各々トランジスタ48,49を
介して接続されており、さらに前記マイクロコンピュー
タ42には透明氷製氷・不透明氷製氷切換用の切換スイッ
チ50が接続されているとともに、前記蓋開閉駆動モータ
18が蓋開閉モータ駆動回路51を介して接続されている。
そしてモータ４、蓋開閉駆動モータ18、パルスモータ2
3、給水ポンプ40並びにヒータ20はマイクロコンピュー
タ42により後述するように制御されるようになってい
る。

次に上記構成の作用について、マイクロコンピュータ
42の制御内容を示した第５図のフローチャートに基づい
て説明する。

まず、透明氷製氷の行程では、ステップS1で予め切換
スイッチ50により透明氷製氷行程が選択され、そしてス
テップS2で蓋開閉駆動モータ18が蓋開閉モータ駆動回路
51を介して回動されて蓋13が製氷皿８の上面を閉蓋す
る。そしてステップS3でトランジスタ48を介して給水ポ
ンプ40が一定時間駆動され、製氷皿８への給水が行われ
る。そして、ステップS4で温度センサ34の検出温度に基
づく電圧信号と給水完了温度用の基準電圧発生回路43か
らの基準電圧とを比較し、給水が完了したか否かを判断
する。即ち、温度センサ34の検出温度が給水完了温度よ
りも低い場合には給水が行われていない、例えば給水タ
ンクの水がないために製氷皿８へ給水されない等と判断
され、給水異常の報知がなされて停止され（ステップS
5,S6）、一方、検出温度が高い場合には給水が完了した
と判断され、製氷行程へ移行する。

製氷行程では、ステップS7でマイクロコンピュータ42
からパルスモータ駆動回路47を介してパルスモータ23へ
信号が出力され、これに伴い、振動付与機構22により製
氷皿８が軸方向へ振動される。すなわち、カム26の回転
に伴い振動伝達部材30が軸方向に振動し、該伝達部材30
の振動が製氷皿８へ伝達できるようになっている。ま
た、ステップS8でトランジスタ49を介してヒータ20が通
電される。この製氷行程では、冷気供給口41からの冷気
が主に製氷皿８の下側に向けて供給されると共に、製氷
皿８の上面は蓋13により覆われて冷気の導入を抑止する
とともにヒータ20により加熱され、しかも製氷皿８の振
動に伴い水が振動されるため、水に含まれた気泡を逃が
し、また水面側の氷の形成が遅れ、氷は製氷皿８の底部
側から順次形成されて透明な氷が形成される。

そして、ステップS9で、温度センサ34の検出温度に基
づく電圧信号と製氷完了温度用の基準電圧発生回路44か
らの基準電圧とを比較し、製氷が完了したか否かを判断
する。温度センサ34の検出温度が製氷完了温度以下にな
ると、製氷が完了したと判断され、パルスモータ23が断
電されて製氷皿８の振動が停止される（ステップS10）
と共に、ヒータ20が断電され（ステップS11）、そして
蓋開閉モータ駆動回路51を介して蓋開閉駆動モータ18が
前記閉蓋時とは反対方向へ回動されて開蓋状態となる
（ステップS12）。次の離水行程へ移行する。

ステップS13ではモータ駆動回路46を介してモータ４
が通電されて回転し、製氷皿８が略180°上下反転され
て凸部12が支持部材３の受け部12Aに当接してひねられ
ることにより、製氷皿８内の氷がアイスボックス36内へ
落とされる離氷動作が行われる。そして、ステップS14
で反転位置検出スイッチ33により製氷皿８の反転位置が
検出されると、ステップS15へ移行する。ステップS15で
はモータ駆動回路46を介してモータ４を前記反転時とは
逆方向へ回転させ、製氷皿８が矢印Ａとは反対方向へ回
動される。そして、ステップS16で水平位置検出スイッ
チ32により製氷皿８の元の水平位置が検出されると、モ
ータ４が断電され、製氷皿８の回動が停止されて製氷皿
８は製氷位置に保持される（ステップS17）。

さらに、ステップS18で貯水検出スイッチ45によりア
イスボックス36内に貯留された氷が満杯か否かが判断さ
れ、満杯でないと判断された場合にはステップS1へ戻
り、満杯であるとは判断された場合にはそのまま待機す
る。

次にステップS1で切換スイッチ50により、不透明氷製
氷行程が選択された場合には、ステップS19で蓋開閉モ
ータ駆動回路51を介して蓋開閉駆動モータ18が回動して
開蓋状態となり、そしてステップS20で給水が行われた
後（ステップS21）、製氷皿８の底部側のみならず開蓋
した製氷皿８の上面側も冷気が導入されて、製氷皿８に
貯留された水が全面から略均等に製氷され、製氷が完了
したか否かを判断する（ステップS22）。この後前記と
同様に離氷行程へ移行するものである。

このように前記実施例においては、製氷時蓋13を開蓋
状態または閉蓋状態に選択的に駆動する蓋開閉駆動機構
19を設けたことにより、切換スイッチ50により透明氷製
氷行程を選択した場合には、透明氷を作ることができ、
また、前記切換スイッチ50により不透明氷製氷行程を選
択した場合には、不透明氷を短時間で作ることができ
る。

さらに閉蓋製氷時においては、パルスモータ23により
回転するカム26に連動して進退運動を行う振動伝達部材
30を介して製氷皿８に水平振動を付与することにより、
製氷時貯留された水が製氷皿８より溢れることなく水中
に含まれる気泡を逃がして透明な氷を作ることができ
る。また閉蓋製氷時、蓋13のヒータ20が発熱することに
より製氷皿８の下部側から順次製氷して透明な氷を確実
に作ることができる。

尚本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例
えば振動付与装置を電磁石と該電磁石により駆動される
可動鉄心などにより構成したり、また回転軸と製氷皿を
スプライン軸のように接続してもよい。

［発明の効果］ 本発明は、製氷時切換スイッチにより蓋を開蓋状態ま
たは閉蓋状態に選択的に駆動する蓋開閉駆動機構を設け
たことにより、良質な透明の氷を作ったり、また氷の質
にこだわらず、氷を短時間で作ることができ、さらに閉
蓋製氷時に駆動され前記製氷皿に水平振動を付与する振
動付与機構を設けたことにより確実に透明な氷を作るこ
とができる自動製氷装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示しており、第
１図に一部切欠き平面図、第２図は縦断面図、第３図
（Ａ）は閉蓋状態の一部切欠き側面図、第３図（Ｂ）は
開蓋状態の一部切欠き側面図、第４図は電気回路図、第
５図は機能説明用のフローチャートである。 ７…駆動機構 ８…製氷皿 13…蓋 19…蓋開閉駆動機構 22…振動付与機構 38…給水管（給水装置） 50…切換スイッチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水装置から供給された水を貯留する製氷
   皿と、この製氷皿の上面に設けられた蓋と、前記製氷皿
   を製氷後回動させて上下反転させることにより離水させ
   る駆動機構と、製氷時切換スイッチにより前記蓋を開蓋
   状態または閉蓋状態に選択的に駆動する蓋開閉駆動機構
   と、閉蓋製氷時に駆動され前記製氷皿に水平振動を付与
   する振動付与機構とを具備したことを特徴とする自動製
   氷装置。