JP3291721B2 - 自動製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として家庭用冷蔵庫
の冷凍室内に設けられる自動製氷装置に関し、特に離氷
性を向上させた自動製氷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、主として家庭用冷蔵庫の冷凍室内
に設けられる自動製氷装置は、例えば特開平４−６２３
６８号公報などに開示されるように、給水装置から供給
された水を製氷皿に貯溜して製氷し、製氷後にこの製氷
皿を駆動機構により上下反転させることで、製氷皿内の
氷をアイスボックス等に落下させて、離氷動作を行って
いる。また、この自動製氷装置は、水平方向の振動を付
与する振動付与機構と、前記製氷皿の上面を加熱する上
蓋ヒータを備えた上蓋とを有し、製氷行程時に製氷皿を
振動させてこの製氷皿内の水中に含まれる気泡を脱気
し、かつ閉蓋状態で上蓋ヒータを加熱することにより製
氷皿の下部側から順次製氷を行って、透明な氷を得るよ
うにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
構造では、振動付与機構により製氷皿を振動させること
で、製氷皿内における水中の気泡を取り除き、かつ、上
蓋ヒータによる加熱で氷を下部側から一方向成長させる
ようにしているため、製氷皿と氷との密着性が高く、離
氷の際の氷が製氷皿から離れにくい。このため、製氷皿
を捻って離氷させると、氷の一部分が割れて製氷皿内に
付着したままの状態となり、所望の形状の氷を得ること
ができない。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
製氷皿からの氷の離氷性に優れ、しかも、所望の形状の
氷を得ることの可能な自動製氷装置を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、製氷皿の一方
向側から順次製氷して透明な氷を得るようにした自動製
氷装置において、製氷時には前記製氷皿の底部より離間
し、前記製氷皿の回動時にはこの製氷皿の底部に当接す
るブロックを形成した回動可能な下蓋と、この下蓋の内
部に設けられ前記製氷皿の底部を加熱する下蓋ヒータと
を備えたものである。

【０００６】

【作用】上記構成により、製氷皿の回動時において製氷
皿の底部に下蓋のブロックを当接させ、この下蓋内に設
けられた下蓋ヒータを通電して製氷皿の底部を加熱する
ことによって、製氷皿に接触する氷は溶け出し、離氷時
における氷と製氷皿との密着性が弱くなる。しかも製氷
時には、下蓋が製氷皿の底部から離間した位置にあるた
め、下蓋の影響を受けることなく製氷を行なうことが可
能となり、下蓋からの熱によって製氷時間が長くなるな
どの問題も発生しない。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図１乃至図
１１を参照して説明する。同図において、１は冷蔵庫内
に設けられた製氷室であり、この製氷室１は冷却器（図
示せず）によって冷却されている。２は製氷室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
出する外枠３が設けられている。前記機体２の内部に
は、駆動モータ４、ギア機構５および出力軸６からなる
駆動機構７が設けられ、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。また、８は例えば
プラスチック製の変形可能な製氷皿であり、この製氷皿
８は薄型の矩形容器状をなし、内部が複数個のブロック
９により区画形成される。製氷皿８の前側中央部には前
記出力軸６が接続されるとともに、製氷皿８の後側中央
部には支軸10が接続され、出力軸６および支軸10の軸方
向に水平移動可能な状態で、かつ、この出力軸６および
支軸10を中心にして回動可能に製氷皿８が支持される。
なお、製氷皿８と外枠３との間には、圧縮コイルばね11
が巻装される。

【０００８】12は製氷位置での前記製氷皿８の上面を覆
う上蓋であり、これは上面が開口した容器状の底板13
と、この底板13の上面を覆うカバー14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15とにより構成
される。そして、上蓋12の一側にはヒンジ片16が形成さ
れ、このヒンジ片16が製氷皿８の軸部17に挿通すること
で、上蓋12は製氷皿８の一側で開閉自在に支持される。
また、前記機体２の後部には製氷皿８の他側外方に位置
して突片18が形成され、製氷皿８が矢印Ａ方向へ回動さ
れたときに、上蓋12の下部に当接して製氷皿８の上面を
開放するようになっている。前記底板13の上面には、加
熱手段としての上蓋ヒータ19が、アルミ箔テープ20によ
って貼り付けられている。

【０００９】21は、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る。この振動付与機構21は、機体２
内に設けられるパルスモータ22と、このパルスモータ22
の回転軸に装着され、その先端が凹凸状をなすカム23
と、前記ギア機構５の駆動ギア５Ａの軸心を回動自在に
貫通する軸状の振動伝達部材24とにより構成される。振
動伝達部材24はその一端がカム23に当接し、他端が前記
製氷皿８の前部に形成された凹部25に当接可能に設けら
れており、振動伝達部材24の一端には図示しない鋼球な
どのボールがかしめなどで回動可能に設けられている。
そして、パルスモータ22の動作時において、振動伝達部
材24の一端とカム23との当接位置と、圧縮コイルばね11
のばね力とに応じて、製氷皿８は前後に移動し、この製
氷皿８の前後方向への移動が繰り返し行われることで、
製氷皿８は軸方向に振動する。この製氷皿８の振動数は
例えば５乃至１５ヘルツ、また、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８０ｍｍ／秒に設定される。

【００１０】前記製氷皿８の上部において、26は支軸27
により機体２と外枠３と間に回動可能に支持された下蓋
である。下蓋26は例えばアルミニウムなどの熱伝導性を
有する部材からなり、この下蓋26の一側にはその回動時
に前記製氷皿８の底部に当接するブロック28が形成され
るとともに、下蓋26の内部には、製氷完了後に製氷皿８
の底部を加熱するコード状の下蓋ヒータ29が設けられ
る。また、機体２の内部に位置して、下蓋26の前側に設
けられた支軸27には減速ギア機構30と駆動モータ31が連
結され、駆動モータ31の回転が減速ギア機構30を介して
支軸27に伝達されるようになっている。下蓋26は支軸27
を中心に回動するが、機体２の後部に形成された下蓋ス
トッパー32が下蓋26に当接することによって、その動き
が規制される。

【００１１】前記機体２は、その内部に回路基板（図示
せず）を有し、また、出力軸６の近傍には、製氷皿８の
水平位置を検出する水平位置検出スイッチ33と、製氷皿
８が水平状態から略９０゜回転したこと検出する直立位
置検出スイッチ34と、製氷皿８の反転位置を検出する反
転位置検出スイッチ35が設けられる。さらに、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
た貯氷検知アームであり、製氷皿８には図示しない給水
装置の給水管を介して水が供給される。また、製氷室１
内に冷気を供給する冷気供給口38は、前記製氷皿８の下
部側へ冷気を流すようになっている。なお、39は製氷皿
８の底部の温度を検知する温度センサである。

【００１２】図４は電気回路図を示しており、同図にお
いて、41は後述する製氷に係わる一連の行程を制御する
ためのマイクロコンピュータであり、離氷時において下
蓋ヒータ29を所定時間通電させる通電制御手段と、この
下蓋ヒータ29の通電時に製氷皿８を水平位置より９０゜
回転させる製氷皿回動手段とを備えている。このマイク
ロコンピュータ41には、温度センサ39により製氷皿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発生回路
42からの基準電圧、並びに、製氷皿８の製氷完了温度
（例えば−１３．５℃）に相当する基準電圧発生回路43
からの基準電圧がそれぞれ与えられる。また、マイクロ
コンピュータ41には、前記水平位置検出スイッチ33、直
立位置検出スイッチ34、反転位置検出スイッチ35、およ
び貯氷検知レバー37に応動する貯氷検知スイッチ44から
の検出信号が与えられる。前記駆動機構７の駆動モータ
４は、モータ駆動回路45を介してマイクロコンピュータ
41に接続されるとともに、下蓋26を回動する駆動モータ
31は、モータ駆動回路46を介してマイクロコンピュータ
41に接続される。また、振動付与機構21のパルスモータ
22が、パルスモータ駆動回路47を介してマイクロコンピ
ュータ41に接続される。モータ駆動回路45と駆動モータ
31との間には駆動モータ31の電流を検出するモータ電流
検出回路48が設けられ、このモータ電流検出回路48から
の検出信号がマイクロコンピュータ41に供給される。さ
らに、給水装置を構成する給水ポンプ49がトランジスタ
50を介してマイクロコンピュータ41に接続されるととも
に、上蓋ヒータ19および下蓋ヒータ29も、同様にそれぞ
れトランジスタ52，53を介してマイクロコンピュータ41
に接続される。そして、モータ４、駆動モータ31、パル
スモータ22、上蓋ヒータ19、下蓋ヒータ29および給水ポ
ンプ49が、マイクロコンピュータ41により後述する所定
の手順に従って制御される。

【００１３】次に、上記構成の作用について、マイクロ
コンピュータ41の制御を示す図５乃至図７のフローチャ
ート、並びに図８乃至図１１の作用説明図に基づいて説
明する。先ず、図５に示すフローチャートにおける給水
行程では、ステップＳ１で給水ポンプ49が一定時間駆動
され、給水管を介して製氷皿８への給水が行われる。そ
して、ステップＳ２にて、温度センサ39の検出温度に基
づき、給水が完了したか否かを判断する。このとき、温
度センサ39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ものと判断され、給水異常の
報知がなされて停止し（ステップＳ３，Ｓ４）、一方、
高い場合には給水が完了したと判断され、製氷行程に移
行する。

【００１４】製氷行程では、先ずステップＳ５でマイク
ロコンピュータ41からパルスモータ駆動回路47を介して
パルスモータ22に駆動信号が出力され、振動付与機構21
により製氷皿８が軸方向へ振動される。また、ステップ
Ｓ６において、トランジスタ51を介して上蓋ヒータ19が
通電される。このとき、冷気供給口38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ともに、製氷皿８
の上面は上蓋12により覆われながら上蓋ヒータ19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、かつ、水面側の氷
の形成が遅れ、結果的に、氷は製氷皿８の底部から製氷
皿８に密着しながら順次一方向に成長し、透明な氷が形
成される。

【００１５】次に、ステップＳ７では、温度センサ34の
検出温度に基づいて、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の−１３．
５℃以下になると、製氷が完了したと判断され、パルス
モータ22は断電されて製氷皿８の振動が停止するととも
に（ステップＳ８）、上蓋ヒータ19が断電され（ステッ
プＳ９）、図６のフローチャートに示す皿底部加熱行程
へ移行する。

【００１６】この皿底部加熱行程では、先ずステップＳ
10において、マイクロコンピュータ41の製氷皿回動手段
により、モータ駆動回路45を介してモータ４が通電され
て回転し、駆動機構７により製氷皿８が矢印Ａ方向に正
回転する。すると、図８に示すように、製氷皿８の回動
に伴って上蓋12の下部に突片18が当接し、製氷皿８の上
面を開放するようになる。そして、直立位置検出スイッ
チ34によって、製氷皿８が略９０゜回転して、直立状態
になったことが検出されると、一旦マイクロコンピュー
タ41よりモータ駆動回路45への駆動信号が停止される
（ステップＳ11）。続いて、ステップＳ12において、モ
ータ駆動回路46を介して駆動モータ31を通電すること
で、下蓋26を水平状態から矢印Ｂ方向に回転させる。そ
して、図９に示すように、下蓋26のブロック28が製氷皿
８の底部に形成されたブロック９に当接し、支軸27の回
動が妨げられるようになると、モータ電流検出回路48に
より駆動モータ31を流れる電流の増加が検知され、マイ
クロコンピュータ41は駆動モータ31への通電を停止す
る。その後、ステップＳ13において、トランジスタ52を
介して下蓋ヒータ29が通電されると、この下蓋ヒータ29
からの熱が下蓋26によって製氷皿８の底部全体に伝導
し、下蓋26と製氷皿８に接触する部分の氷が溶け出す。
そして、製氷皿８の各ブロック９から氷が離れた時点
で、氷の一部が割れてブロック９内に残ることなく、自
然にアイスボックス36内に落下する。マイクロコンピュ
ータ41は温度センサ39の検出温度に基づいて、製氷皿８
の底部が下蓋ヒータ29によって所定の加熱温度に達した
か否かを判断し（ステップＳ14）、所定の加熱温度に達
しているならばステップＳ15において下蓋ヒータ29を断
電する。その後、ステップＳ16において、モータ駆動回
路46を介して駆動モータ31を通電することで、下蓋26を
直立状態から矢印Ｂ´方向に回転させる。下蓋26は水平
状態になると下蓋ストッパー32に当接して、その動きが
規制される。また、この下蓋26と下蓋ストッパー32との
当接により、支軸27の回動が妨げられることで、下蓋26
の水平状態が駆動モータ31を流れる電流の増加として検
知され、駆動モータ31への通電は停止する（ステップＳ
17）。こうして、一連の皿底部加熱行程が終了すると、
次の離氷行程に移行する。

【００１７】離氷行程では、先ずステップＳ18におい
て、モータ４に通電によって、製氷皿８は図９の直立状
態から、さらに図１０に示す矢印Ａの方向に回動され
る。このとき、製氷皿８が外枠３に当接して製氷皿８は
捻られ、製氷皿８のブロック９内に残留する氷が全てア
イスボックス36内に落下する。その後、ステップＳ19に
おいて、反転位置検出スイッチ35により製氷皿８の反転
位置が検出されると、ステップＳ20に移行し、マイクロ
コンピュータ41がモータ駆動回路45を介してモータ４を
逆方向に回転させることで、製氷皿８を矢印Ａの反対方
向に回動させる。そして、ステップＳ21において、水平
位置検出スイッチ33により図１１に示す製氷皿８の水平
状態が検出されると、モータ４は断電され、製氷皿８の
回動動作は停止される（ステップＳ22）。次いで、ステ
ップＳ23に移行し、貯氷検知スイッチ44によりアイスボ
ックス36内の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に戻り、満杯であると
判断された場合にはそのまま待機する。

【００１８】このように上記実施例においては、製氷完
了後に製氷皿８を略９０゜回転させた状態で製氷皿８の
底部に下蓋26のブロック28を当接させ、この下蓋26内に
設けられた下蓋ヒータ29を通電して製氷皿８の底部を略
均一に加熱することによって、製氷皿８に接触する氷を
溶かして氷と製氷皿８との密着性を弱め、その離氷性を
著しく向上させることが可能となる。したがって、従来
のように、離氷時に氷の一部分が割れて製氷皿８内に付
着したり、所望の形状の氷が得られないなどの不具合を
一掃することができる。

【００１９】また、透明氷を製氷する際には、下蓋26が
回転して製氷皿８から離間した位置に保持されているた
め、この下蓋26の影響を受けることなく製氷を行うこと
が可能となり、下蓋26からの熱によって製氷時間が長く
なるなどの問題は発生しなくなる。

【００２０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実
施が可能である。例えば、実施例中においては、下蓋ヒ
ータとしてコードヒータを用いたが、他のタイプのヒー
タを用いることも勿論可能である。また、製氷皿と出力
軸とをスプライン軸のように接続してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明は、製氷皿の一方向側から順次製
氷して透明な氷を得るようにした自動製氷装置におい
て、製氷時には前記製氷皿の底部より離間し、前記製氷
皿の回動時にはこの製氷皿の底部に当接するブロックを
形成した回動可能な下蓋と、この下蓋の内部に設けられ
前記製氷皿の底部を加熱する下蓋ヒータとを備えたもの
であり、製氷皿からの氷の離氷性に優れ、しかも、所望
の形状の氷を得ることの可能な自動製氷装置を提供でき
る。また、下蓋からの熱により製氷時間が長くなるなど
の問題も回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】同上一部切欠き平面図である。

【図３】同上一部切欠き側面図である。

【図４】同上回路構成図である。

【図５】同上給水行程および製氷行程におけるフローチ
ャートである。

【図６】同上皿底部加熱行程におけるフローチャートで
ある。

【図７】同上離氷行程におけるフローチャートである。

【図８】同上皿底部加熱行程における作用説明図であ
る。

【図９】同上皿底部加熱行程における作用説明図であ
る。

【図１０】同上離氷行程における作用説明図である。

【図１１】同上離氷行程における作用説明図である。

【符号の説明】

８ 製氷皿 21 振動付与機構 26 下蓋28 ブロック 29 下蓋ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25C 1/10 F25C 1/18 F25C 5/08 - 5/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製氷皿の一方向側から順次製氷して透明
   な氷を得るようにした自動製氷装置において、製氷時に
   は前記製氷皿の底部より離間し、前記製氷皿の回動時に
   はこの製氷皿の底部に当接するブロックを形成した回動
   可能な下蓋と、この下蓋の内部に設けられ前記製氷皿の
   底部を加熱する下蓋ヒータとを備えたことを特徴とする
   自動製氷装置。