JP3572175B2 - 自動製氷装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に搭載されている自動製氷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の冷蔵庫には、自動製氷装置が設けられている。この自動製氷装置は水タンクの水を製氷皿に供給し、この製氷皿で生成された氷を貯氷箱に落下させるものである。
【０００３】
ところで、この自動製氷装置の制御には、離氷時の製氷皿の回転を制御するための皿位置の情報と、氷を作って良いか否かを判断するために貯氷箱の貯氷量の情報が必要であった。そのため、皿回転位置を検出する位置センサと、貯氷量を検知する検氷センサの２個のセンサが必要であった。
【０００４】
位置センサは、製氷皿の水平位置と、離氷のための製氷皿をひねる最大ひねり位置を検出し、その検出信号を制御部に送る。制御部は離氷方向に皿を動かして位置センサからの検出信号を受ければそこが最大ひねり位置であり、水平復帰方向に製氷皿を回動させて位置センサからの検出信号を受ければそこが水平位置と判断した。
【０００５】
一方、貯氷量の検出は、離氷時に上方に退避し、通常時は貯氷箱内部に下ろされる検氷レバーの位置を検出する検氷センサの検氷信号を基に判定を行った。
【０００６】
しかしながら、この制御のためには位置センサと検氷センサの２個を使用する必要があり、貯氷量を増やすための自動製氷装置のコンパクト化やコストダウンには不利という問題があるため、これらセンサを一体化することが望まれていた。
【０００７】
そこで、この２つのセンサを一体化したものとして、次のような自動製氷装置が提案された（特開平８−２３３４１９号）。
【０００８】
この自動製氷装置は、離氷を行う際の製氷皿の回動途中で検氷を行い、１つのセンサを位置検出の他に、満杯であれば信号を短時間出力して満杯が検知できるようにしたものである。すなわち、製氷皿を離氷方向に回転させ、単一のセンサから信号が出ればその時点で反転させ、次に一定時間以上センサから信号が出た場合に製氷皿の回動を停止させるものである。
【０００９】
そして、貯氷量が満杯でない通常の離氷の場合には離氷方向への製氷皿の回転途中の満杯検出信号は出力されないので、最大ひねり位置での信号で反転する。水平復帰時は、もし離氷により貯氷量満杯となって信号が出力されても、その信号幅は一定時間以内であるので、無視され、水平復帰位置の一定時間以上の信号で停止させる。
【００１０】
一方、貯氷量が満杯の時は、水平位置から離氷方向に製氷皿を回動させると、回動途中で満杯検出信号が出てその位置で皿が反転し、水平位置に戻ってその位置での一定時間以上の信号を出力してこれにより停止する。
【００１１】
すなわち、満杯であるか否かの判断は、製氷皿を離氷方向に回転させるためにかかった時間で知ることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の自動製氷装置であると、通常時においては製氷皿の離氷方向の回動途中と水平復帰途中の回動途中で検氷レバーが上下動する動作が行われ、一回の離氷で２度の検氷動作が行われるため、検氷レバー及びその動作機構が寿命的に不利になるという問題があった。
【００１３】
また、離氷の前に検氷することを前提としており、次の製氷のための給水の前に検氷するときには満杯でない場合であっても製氷皿をひねる必要があるので、製氷皿の寿命が縮むという問題があった。
【００１４】
さらに、製氷皿の回転時間やセンサからの信号の時間幅を監視する必要があるため、製氷皿の回動のためのモータ電圧は低電圧とする必要がある。すなわち、トランスを用いた電源回路では商用電源電圧の変動や製氷皿のひねりの時のモータ電流の増加等の負荷変動によってモータへの供給電圧が変動するので、トランスの容量に余裕をもたさなければならず、電源回路が大型化し、これにより発熱量の増加等の問題があった。一方、スイッチング電源等を採用するとコストが上がるという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、離氷の前に検氷動作を行うことができ、離氷してからも検氷動作を行うことが可能であり、また、１個のセンサでこれら動作を行うことができる自動製氷装置を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の自動製氷装置は、水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させて離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、前記製氷皿が離氷方向へ所定角度回動したときに信号を出力すると共に、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに前記検氷レバーの回動状態を示す信号を出力する１個の検出センサを有し、前記製氷皿を離氷方向及び反離氷方向に回動させるモータと、前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、前記検出センサは、前記製氷皿が水平位置にあるときも信号を出力し、前記制御手段は、電源投入時等の初期化において前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行い、この水平復帰ステップは、前記モータによって前記製氷皿を離氷方向に回動させる第１水平復帰ステップと、前記電流検出手段が検出した電流が基準値となったときに、反離氷方向に回動させる第２水平復帰ステップと、前記検出センサからの信号が検出されたときに前記製氷皿を水平位置として停止させる第３水平復帰ステップとよりなるものである。
【００１９】
請求項２の自動製氷装置は、水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させて離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、前記製氷皿に設けられ、前記製氷皿の温度から前記製氷皿における水の有無を検出する温度センサを有し、前記制御手段は、電源投入時等の初期化において前記温度センサによって前記製氷皿の水の有無を検出する温度検出ステップを行い、前記温度検出ステップにおいて前記製氷皿に水が無いと判断したときに、前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行うものである。
【００２０】
請求項３の自動製氷装置は、水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させて離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、前記製氷皿に設けられ、前記製氷皿の温度から前記製氷皿における水の有無を検出する温度センサを有し、前記制御手段は、電源投入時等の初期化において前記温度センサによって前記製氷皿の水の有無を検出する温度検出ステップを行い、前記温度検出ステップにおいて前記製氷皿に水が有ると判断したときに、製氷動作が完了した後に、前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行うものである。
【００２８】
請求項１の自動製氷装置において、電源投入時等の初期化における製氷皿を水平位置に戻す場合について説明する。
【００２９】
制御手段は、モータによって製氷皿を離氷方向に回動させる第１水平復帰ステップを行い、その後、電流検出手段が検出した電流が基準値となったときに、反離氷方向に回動させる第２水平復帰ステップを行い、検出センサからの信号が検出されたときに製氷皿を水平位置として停止させる第３水平復帰ステップを行う。すなわち、製氷皿を離氷方向に回転させ、最大ひねり位置に来た場合には、モータに対する負荷がかかり、電流が増加する。そのため、電流検出手段はこの電流の増加を検出することによって、製氷皿が最大ひねり位置にあるか否かを検出する。
【００３０】
請求項２の自動製氷装置について説明する。
【００３１】
製氷皿に水がある場合には製氷皿を回動させると水がこぼれる恐れがある。
【００３２】
そのため、制御手段は初期化において温度センサによって製氷皿の水の有無を検出する温度検出ステップを行い、この温度検出ステップにおいて製氷皿に水がないと判断したときのみ、製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行う。
【００３３】
請求項３の自動製氷装置について説明する。
【００３４】
上記したように、製氷皿に水がある場合には製氷皿を回動させると水がこぼれるが、ある程度の回動であれば製氷皿から水がこぼれない。
【００３５】
そのため、制御手段は初期化において温度センサによって製氷皿の水の有無の検出をする温度検出ステップを行い、その後この温度検出ステップにおいて製氷皿に水があると判断したときは、製氷動作が完了した後に、前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行う。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例である自動製氷装置１０について説明する。
【００３７】
（自動製氷装置１０の全体の構成）
図９は、自動製氷装置１０が搭載されている冷蔵庫１２の中段の縦断面図である。
【００３８】
図９において、冷蔵庫１２は上段から冷蔵室１２、貯氷室１６、冷凍室１８を有し、自動製氷装置１０は貯氷室１６に設けられている。
【００３９】
自動製氷装置１０は、製氷皿２０と、これを回動支持する本体２２と、この本体２２より回動自在に設けられている検氷レバー２４とよりなる。
【００４０】
また、冷蔵室１２の底部には、製氷皿２０に水を供給するための水タンク２６が設けられ、この水タンク２６から供給された水は、冷蔵室１２と貯氷室１６の仕切部材２８との間に設けられている吸水管３０を経て製氷皿２０に水が供給される。
【００４１】
さらに、製氷装置１０の下方には、製氷皿２０から落下した氷を貯めるための貯氷箱３２が設けられている。
【００４２】
（自動製氷装置１０内部の構成）
次に、自動製氷装置１０の本体２２内部の構成について図１０，１１に基づいて説明する。図１０は、本体２２の右側からの縦断面図であり、図１１は、本体２２の背面からの縦断面図である。
【００４３】
図１０に示すように、製氷皿２０の皿回転軸３４が本体２２の後面を貫通している。
【００４４】
図１１に示すように、この皿回転軸３４には、同軸に円板３６と第１ギア３８が設けられている。第１ギア３８には、第２ギア４０が螺合し、第２ギア４０には第３ギア４２が螺合している。円板３６と本体２２の後面との間には、モータ４４が設けられており、このモータ４４の回転軸に設けられたウォームギア４６と前記した第３ギア４２が螺合している。
【００４５】
これにより、モータ４４が駆動されると、ウオームギア４６，第３ギア４２，第２ギア４０，第１ギア３８が回動して円板３６もこれと共に回転し、製氷皿２０が回動する。
【００４６】
一方、検氷レバー２４は、本体２２の右側面にレバー回転軸４８によって枢支されている。
【００４７】
（製氷皿２０を回転させる構成）
製氷皿２０を回転させる円板３６と検氷レバー２４について、図１〜図８に基づいて説明する。なお、図１〜図８においては、円板３６を回転させるギア３８，４０，４２，４６及びモータ４４の図示については説明を容易にするために省略している。
【００４８】
まず、製氷皿２０の回転方向について説明する。
【００４９】
製氷皿２０の水平位置とは、図１及び図２に示すように、製氷面が水平な状態をいう。
【００５０】
製氷皿２０が離氷する場合には、図３及び図４に示すように、正回転方向に回転して、製氷皿２０がひねられた状態となり離氷を行う。ここで正回転とは、図３及び図４においてＡ１の方向をいう。
【００５１】
製氷皿２０が、後から説明するように貯氷量を検出する場合には、図５，図６，図７に示すように正回転方向Ａ１とは反対方向である逆回転方向Ａ２に回転する。
【００５２】
円板３６の後面は第１カム５０を構成し、円板３６の前面は第２カム５２を構成している。
【００５３】
第１カム５０の構造及び動作について説明する。
【００５４】
図２，図４，図７に示すように、円板３６の後面に第１カム溝５４がほぼリング状に設けられている。
【００５５】
この第１カム５０の前方には、長板状の第１動作子５４が配されている。この第１動作子５４の左端部は軸点５６によって回動自在に設けられ、右端部は上下方向に移動自在となっている。また、この右端部には位置検出用マグネット５８が設けられている。さらに、第１動作子５４の中央部には、第１カム溝５４と係合する第１突起６０が設けられている。
【００５６】
これにより、円板３６（第１カム５０）が回転すると、第１ガム溝５４の回転に伴って第１突起６０が上下動して、第１動作子５４の右端部にある位置検出用マグネット５８も同様に上下動する。
【００５７】
ここで、第１カム溝５４は、製氷皿２０が水平位置から±約１０゜の位置にある場合にのみ第１動作子５４の位置検出用マグネット５８が上の位置になるように、この位置だけ第１カム溝５４が上方に膨らんだような径大な溝の形状となっている（以下、この位置を水平領域６２という）。
【００５８】
また、第１カム溝５４は、正回転方向にほぼ１８０゜回転した位置で、再び第１突起６０を上方に引き上げるように径大な溝の形状となっている（以下、この位置を最大ひねり領域６３という）。
【００５９】
なお、他の回転角度においては位置検出用マグネット５８が下の位置になるように径小な溝の形状となっている。
【００６０】
第２カム５２の構造及び動作について説明する。
【００６１】
第２カム５２は、円板３６の前面にリング状の第２カム溝６４が設けられることによって形成されている。
【００６２】
第２カム溝６４には、検氷レバー２４のレバー回転軸４８から突出した第２突起６６が係合している。
【００６３】
第２カム溝６４は、製氷皿２０が逆回転方向にほぼ４５゜回転した場合に、第２突起６６がその他の位置より下方へ移動できるように径大な溝の形状となっている（以下、この位置を検氷領域６８という）。
【００６４】
また、レバー回転軸４８の中央部には、第２動作子７０が設けられ、この第２動作子７０の先端に貯氷検出用マグネット７２が設けられている。この検氷マグネット７２の位置は位置検出用マグネット５８の近傍に位置している。
【００６５】
この第２カム５２の動作を説明すると、製氷皿２０が逆回転方向にほぼ４５゜回転すると、レバー回転軸４８の第２突起６６の位置に検氷領域６８が位置する。そして、この位置で検氷レバー２４によって検氷が行われ、もし、貯氷箱３２が満杯であれば氷に当接して検氷レバー２４は回転せず、レバー回転軸４８にある第２突起６６は検氷領域６８には落ち込まない。一方、氷がなく非満杯の場合には検氷レバー２４は重力によって下方に回転し、第２突起６６は検氷領域６８に落ち込む。この場合に、貯氷検出用マグネット７２もレバー回転軸４８に伴って回動する。
【００６６】
本体２２の右側面内側には、ホールＩＣ７４が設けられている。このホールＩＣ７４は、上記で説明した位置検出用マグネット５８または貯氷検出用マグネット７２が近づくと、ＯＦＦ状態からＯＮ状態となる。
【００６７】
（自動製氷装置１０の電気関係の構成）
図１２のブロック図に基づいて、自動製氷装置１０の電気関係の構成について説明する。
【００６８】
自動製氷装置１０を制御する制御手段７８はマイコンよりなり、ホールＩＣ７４、温度センサ７６及びモータ４４の駆動回路８０が接続されている。また、電流検出回路８２も接続されている。この電流検出回路８２は、駆動回路８０からモータ４４へ供給される電流の値を検出する。
【００６９】
温度センサ７６とは、製氷皿２０の底面に設けられており、この製氷皿２０の温度を検知して、制御手段７８にその検出信号を出力するものである。制御手段７８はこの検出信号に基づいて製氷が完了したか否かを判断する。具体的には検出温度が−９．５℃以下の状態が２時間継続すること、また、検出温度が−１２．５℃以下が１０秒間継続することをもって製氷が完了したかを判断する。
【００７０】
（自動製氷装置１０の動作状態）
上記で説明した自動製氷装置１０の動作状態を図１から図８及び図１３，１４に基づいて説明する。
【００７１】
（１）製氷皿２０が水平位置にある場合（図１，２，１３，１４参照）
製氷皿２０で氷を生成してる場合または水が空の場合には製氷皿２０は水平位置で停止している。
【００７２】
この場合には、図１に示すように、第２カム５２においては、第２突起６６は検氷領域６８以外の位置にあるため、レバー回転軸４８は、検氷レバー２４を上方に引き上げた状態で保持している。一方、第２動作子７０は、ホールＩＣ７４から離れた位置にあるため、貯氷検出用マグネット７２の影響はホールＩＣ７４には及ぼさない。
【００７３】
図２に示すように第１カム５０においては、第１動作子５４の第１突起６０が第１カム溝５４の水平領域６２に位置しているため、第１動作子５４の位置検出用マグネット５８はホールＩＣ７４の近傍に位置し、図１３に示すように、ホールＩＣ７４はＯＮ状態となっている。
【００７４】
（２）製氷皿２０が離氷を行う場合（図３，４，１３，１４参照）
温度センサ７６の温度検出信号に基づいて製氷が完了したか否かを判断し、製氷が完了したと判断すれば、離氷動作であるモータ４４が製氷皿２０を正回転方向Ａ１に回転させる。
【００７５】
図４に示すように，円板３６（第１カム５０）が回転すると、回転と同時に第１突起６０が水平領域６２以外の位置に移動するため、第１動作子５４の位置検出用マグネット５８がホールＩＣ７４から外れるため、図１３に示すように、ホールＩＣ７４はＯＦＦ状態となる。
【００７６】
図４に示すように，モータ４４が回転を続け、ほぼ１８０゜回転した位置で、第１突起６０は最大ひねり領域６３に至る。これにより、第１動作子５４の貯氷検出用マグネット７２が再びホールＩＣ７４に近づき、図１３に示すように、ホールＩＣ７４がＯＮ状態となる。
【００７７】
制御手段７８は、ホールＩＣ７４がＯＦＦ状態となってから再びＯＮ状態になった位置で、図１３に示すように、製氷皿２０が最大ひねり領域６３に達したと判断し、水平位置に復帰させるように逆回転方向にモータ４４を駆動させる。
【００７８】
製氷皿２０が逆回転方向に回転し、最大ひねり領域６３の位置を外れるとホールＩＣ７４がＯＦＦ状態となり、この状態がしばらく続く。そして、図１３に示すように、水平領域６２に至るとホールＩＣ７４が再びＯＮ状態となるため、制御手段７８は製氷皿２０が水平位置に復帰したと判断してモータ４４を停止させる。
【００７９】
（３）検氷レバー２４が検氷動作を行う場合（図５，６，７，８，１３，１４参照）
製氷皿２０が逆回転方向にほぼ４５゜回転するように、図１３に示すように、制御手段７８に内蔵されているタイマーで所定時間ｔ１駆動させる。
【００８０】
図７に示すように、第１カム５０においては、第１突起６０が水平領域６２以外の位置にくるため、第１動作子５４の位置検出用マグネット５８はホールＩＣ７４から離れて、ホールＩＣ７４がＯＦＦ状態となる。この状態で、第２突起６６の位置に検氷領域６８が位置する。
【００８１】
図６に示すように、貯氷箱３２に氷が満杯であれば、氷に当接されて検氷レバー２４は回転せず、第２突起６６ａは検氷領域６８から浮いた状態となっている。そのため、第２動作子７０の貯氷検出用マグネット７２もホールＩＣ７４から外れた位置にあるため、ホールＩＣ７４はＯＦＦ状態となっている。
【００８２】
図７に示すように、一方、貯氷箱３２に氷がなくなり、検氷レバー２４が下がると、第２突起６６ｂも検氷領域６８に落下する。すると、第２動作子７０の貯氷検出用マグネット７２がホールＩＣ７４に近づき、ホールＩＣ７４がＯＮ状態となる。図１３に示すように、このＯＮ状態となったことにより、制御手段７８は貯氷箱３２に氷がないことを知る。
【００８３】
図１３に示すように、モータ４４は再び製氷皿２０を正回転方向にｔ１時間回転させて水平位置に製氷皿２０が復帰するようにする。この場合に製氷皿２０が復帰したか否かは、第１突起６０が水平領域６２の位置に至り、ホールＩＣ７４がＯＮ状態になったときにその位置に来たと判断する。
【００８４】
（４）検氷動作と離氷動作の順番の制御について
検氷動作と離氷動作の順番はどちらでもよい。
【００８５】
例えば、検氷動作の後に離氷動作を行うことができる。検氷動作で氷が満杯でなく離氷させても良いと判断した場合は、検氷位置からｔ１時間の正転の後、引き続いて離氷動作を続けることができる。
【００８６】
また、満杯の場合は製氷皿２０を水平位置に戻さず、製氷皿２０を逆４５゜の斜めのままにしておき、氷が使用されて検氷レバー２４が下がるのを待っても良い。また、一旦水平位置に製氷皿２０を戻した後、扉の開閉やある時間間隔をきっかけとして再度検氷動作を行っても良い。
【００８７】
先に離氷動作をした場合は、次の製氷のための給水の前に検氷動作を行う。検氷動作で氷が満杯であるとした場合には、満杯でなくなるまで給水を待機させる。この待機の方法は、前述の検氷を先に行った場合と同じく、製氷皿２０を斜めのままにしておき、氷が使用されて検氷レバー２４が下がるのを待っても良いし、また、一旦製氷皿２０を水平位置に戻した後、扉の開閉やある時間の間隔をきっかけとして再度検氷動作を行っても良い。
【００８８】
（モータ４４の性能）
ここで、モータ４４について説明する。
【００８９】
離氷動作の場合は、製氷皿２０が水平位置または最大ひねり位置であるかはホールＩＣ７４で決まり、タイマーを用いる時間制御を併用する必要がない。そのため、モータ４４によって離氷できるモータ４４の電圧には関係しない。例えば、モータ電圧が７〜１３Ｖと広範囲にすることができる。
【００９０】
逆に、検氷動作時は、検氷レバー２４が検氷を検知できる位置まで第２カム５２を回転させるだけでよい。すなわち、この場合にはモータ４４には負荷がかからず、モータトルクもほとんど不要であるため、電源電圧の変動にはそれほど影響されず、定格が例えば１２Ｖに対し±２Ｖ程度の変動で問題がなく、電源電圧の安定度に対して余裕を持たすことができる。
【００９１】
なお、この検氷動作時には、モータ電圧を離氷可能な下限の一定電圧にすることが可能であるため、検氷レバー２４の動作の精度を上げることができ、駆動回路８０にトランス方式の安価な電源を採用することができる。
【００９２】
（製氷皿２０の水平復帰制御方法）
（１）第１の水平復帰制御方法
次に、冷蔵庫の電源投入時等の初期化を行った場合に、製氷皿２０を水平位置に戻す第１の水平復帰制御方法について説明する。
【００９３】
初期化を行うと、製氷皿２０を正回転方向にｔ１時間以上（例えば、ｔ１＋１秒、以下、これをｔ２時間という）を回転させる。
【００９４】
すると、製氷皿２０は水平位置から最大ひねり位置の間に入るので、その後、製氷皿２０を逆回転させて、ホールＩＣ７４がＯＮ状態となった位置が水平位置となる。
【００９５】
なお、水平位置から最大ひねり位置の間では、ｔ１時間以上のｔ２時間正回転させると製氷皿２０は最大ひねり位置以上に回転するため、この最大ひねり位置以上に回転しないようにストッパを設けたり、ギア３８〜４６のかみ合いが外れて製氷皿２０がひねりきらないようにしておけばよい。
【００９６】
（２）第２の水平復帰制御方法
次に、製氷皿２０の第２の水平復帰制御方法について説明する。
【００９７】
第１の水平復帰制御方法であると、最大ひねり位置以上に製氷皿が回転しないようにするために、ストッパを設ける必要があり、このストッパによってギア３８〜４６にストレスがかかる。また、ギア３８〜４６が外れるようにした場合は、このギア外れの時の音が問題になる場合がある。
【００９８】
そのため、第２の水平復帰制御方法では、駆動回路８０からモータ４４に供給される電流に着目して最大ひねり位置以上に製氷皿２０が回転しないように制御する。
【００９９】
具体的には、最大ひねり位置の場合は、ホールＩＣ７４がＯＮ状態であり、同時にモータ４４にそのひねりによるトルクがかかってモータ電流が増加する。そこで、ホールＩＣ７４がＯＮ状態でかつ、電流検出回路８２でモータ電流が基準値以上になった場合に最大ひねり位置であると判定し、この場合は正回転がｔ２時間に満たない場合でも、逆回転させてホールＩＣ７４が一旦ＯＦＦ状態にした後、次のＯＮ状態の位置である水平位置で回転を止める。
【０１００】
（３）第３の水平復帰制御方法
次に、製氷皿２０の第３の水平復帰制御方法について説明する。
【０１０１】
第２の水平復帰制御方法のように基準値でモータ電流を判断する代わりに、第３の水平復帰制御方法では通常の回転時におけるモータ電流と、水平復帰制御の正回転時の電流との差が基準値以上か否かで最大ひねりを判断する。それ以外は第２の水平復帰制御方法と同様である。この電流差を利用することで、モータの個体差、経年変化、温度による巻線抵抗への変化による影響をなくすことができる。
【０１０２】
具体的には、通常の回転時のモータ電流は、ｔ２時間の正回転に先立ち、一秒程度逆転させてその時の電流値を通常回転時のモータ電流とする。
【０１０３】
これは、製氷皿が最大ひねり位置にあったとしても、逆回転方向にすると製氷皿２０のひねりトルクがかからないからである。
【０１０４】
また、この場合にはｔ２時間の正回転の前に通常電流検知のために逆転させた時間正回転方向に回転させなければならない。
【０１０５】
（４）第４の水平復帰制御方法
次に、製氷皿２０の第４の水平復帰制御方法について説明する。
【０１０６】
第４の水平復帰制御方法は、ホールＩＣ７４と電流増加による最大ひねり位置を検出する場合に、ｔ２時間に関係なく正回転させておき、製氷皿２０を必ず最大ひねり位置まで回転させてその後逆転させて水平に戻す。
【０１０７】
（５）第５の水平復帰制御方法
上記のような方法で製氷皿２０を水平位置に戻すことができるわけであるが、製氷皿２０に水が入っている場合には水がこぼれる恐れがある。そのため、上記のような水平復帰動作の前に次のような制御を行う必要もある。
【０１０８】
温度センサ７６によって製氷皿２０の温度を検知し、製氷が完了したと判断された時点で、上記の水平復帰動作を行う。このようにすることで製氷皿２０から水がこぼれる現象を防止することができる。なお、電源投入時に皿が冷えており（例えば、温度センサが−９．５℃以下）、明らかに水が入っていないと判断される場合は製氷完了を待たず、水平復帰動作を行っても良い。
【０１０９】
一方、製氷皿２０に水が入っている場合は製氷皿２０は水平位置にあり、この場合には±１０℃程度製氷皿２０を回転させても水はこぼれない。このことから、初期化後に製氷皿２０の位置を約１０゜程度逆転させてホールＩＣ７４がＯＦＦ状態となれば、製氷皿２０は水平ではないので水平まで戻す前述の水平復帰動作を行う。また、これ以外の場合では、水がある可能性があるため、製氷皿２０を元の位置に戻して、水の有無に関わらず製氷動作が完了した後に水平復帰動作を行う。
【０１１０】
（変更例）
なお、上記実施例のホールＩＣに代えてリードスイッチとマグネットとの組み合わせ、または、カムとスイッチとの組み合わせによっても実現できる。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１の自動製氷装置であると初期化後に水平復帰動作ステップを行うことにより、確実に製氷皿を水平位置に復帰させることができる。
【０１１４】
請求項２の自動製氷装置であると、製氷皿に水がないと判断したときに、水平復帰ステップを行うため、製氷皿から水がこぼれることがない。
【０１１５】
請求項３の自動製氷装置であると、製氷皿に水があると判断したときは、製氷動作を行った後に水平復帰ステップを行うため、水がこぼれることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す自動製氷装置において、製氷皿が水平位置にある場合の斜視図である。
【図２】同じく製氷皿が水平位置にある場合の正面図である。
【図３】製氷皿が離氷状態にある場合の斜視図である。
【図４】製氷皿が離氷状態にある場合の正面図である。
【図５】製氷皿が検氷状態で、かつ、氷が非満杯の時の斜視図である。
【図６】同じく満杯の時の斜視図である
【図７】製氷皿が検氷状態にある場合の正面図である。
【図８】第１動作子と第２動作子との関係を示す右側面図である。
【図９】本実施例の冷蔵庫の中段部の縦断面図である。
【図１０】自動製氷装置の本体の右側からの縦断面図である。
【図１１】自動製氷装置の本体の背面からの縦断面図である。
【図１２】自動製氷装置のブロック図である。
【図１３】自動製氷装置の動作状態を説明するための図である。
【図１４】製氷皿の回転動作を示すための表である。
【符号の説明】
１０ 自動製氷装置
２０ 製氷皿
２４ 検氷レバー
３２ 貯氷箱
４４ モータ
５０ 第１カム
５２ 第２カム
５８ 位置検出用マグネット
７２ 貯氷検出用マグネット
７４ ホールＩＣ
７６ 温度センサ
７８ 制御手段
８０ 駆動回路
８２ 電流検出回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に搭載されている自動製氷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近の冷蔵庫には、自動製氷装置が設けられている。この自動製氷装置は水タンクの水を製氷皿に供給し、この製氷皿で生成された氷を貯氷箱に落下させるものである。
【０００３】
ところで、この自動製氷装置の制御には、離氷時の製氷皿の回転を制御するための皿位置の情報と、氷を作って良いか否かを判断するために貯氷箱の貯氷量の情報が必要であった。そのため、皿回転位置を検出する位置センサと、貯氷量を検知する検氷センサの２個のセンサが必要であった。
【０００４】
位置センサは、製氷皿の水平位置と、離氷のための製氷皿をひねる最大ひねり位置を検出し、その検出信号を制御部に送る。制御部は離氷方向に皿を動かして位置センサからの検出信号を受ければそこが最大ひねり位置であり、水平復帰方向に製氷皿を回動させて位置センサからの検出信号を受ければそこが水平位置と判断した。
【０００５】
一方、貯氷量の検出は、離氷時に上方に退避し、通常時は貯氷箱内部に下ろされる検氷レバーの位置を検出する検氷センサの検氷信号を基に判定を行った。
【０００６】
しかしながら、この制御のためには位置センサと検氷センサの２個を使用する必要があり、貯氷量を増やすための自動製氷装置のコンパクト化やコストダウンには不利という問題があるため、これらセンサを一体化することが望まれていた。
【０００７】
そこで、この２つのセンサを一体化したものとして、次のような自動製氷装置が提案された（特開平８−２３３４１９号）。
【０００８】
この自動製氷装置は、離氷を行う際の製氷皿の回動途中で検氷を行い、１つのセンサを位置検出の他に、満杯であれば信号を短時間出力して満杯が検知できるようにしたものである。すなわち、製氷皿を離氷方向に回転させ、単一のセンサから信号が出ればその時点で反転させ、次に一定時間以上センサから信号が出た場合に製氷皿の回動を停止させるものである。
【０００９】
そして、貯氷量が満杯でない通常の離氷の場合には離氷方向への製氷皿の回転途中の満杯検出信号は出力されないので、最大ひねり位置での信号で反転する。水平復帰時は、もし離氷により貯氷量満杯となって信号が出力されても、その信号幅は一定時間以内であるので、無視され、水平復帰位置の一定時間以上の信号で停止させる。
【００１０】
一方、貯氷量が満杯の時は、水平位置から離氷方向に製氷皿を回動させると、回動途中で満杯検出信号が出てその位置で皿が反転し、水平位置に戻ってその位置での一定時間以上の信号を出力してこれにより停止する。
【００１１】
すなわち、満杯であるか否かの判断は、製氷皿を離氷方向に回転させるためにかかった時間で知ることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の自動製氷装置であると、通常時においては製氷皿の離氷方向の回動途中と水平復帰途中の回動途中で検氷レバーが上下動する動作が行われ、一回の離氷で２度の検氷動作が行われるため、検氷レバー及びその動作機構が寿命的に不利になるという問題があった。
【００１３】
また、離氷の前に検氷することを前提としており、次の製氷のための給水の前に検氷するときには満杯でない場合であっても製氷皿をひねる必要があるので、製氷皿の寿命が縮むという問題があった。
【００１４】
さらに、製氷皿の回転時間やセンサからの信号の時間幅を監視する必要があるため、製氷皿の回動のためのモータ電圧は低電圧とする必要がある。すなわち、トランスを用いた電源回路では商用電源電圧の変動や製氷皿のひねりの時のモータ電流の増加等の負荷変動によってモータへの供給電圧が変動するので、トランスの容量に余裕をもたさなければならず、電源回路が大型化し、これにより発熱量の増加等の問題があった。一方、スイッチング電源等を採用するとコストが上がるという問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、離氷の前に検氷動作を行うことができ、離氷してからも検氷動作を行うことが可能であり、また、１個のセンサでこれら動作を行うことができる自動製氷装置を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の自動製氷装置は、水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させて離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、前記製氷皿が離氷方向へ所定角度回動したときに信号を出力すると共に、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに前記検氷レバーの回動状態を示す信号を出力する１個の検出センサを有し、前記製氷皿を離氷方向及び反離氷方向に回動させるモータと、前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、前記検出センサは、前記製氷皿が水平位置にあるときも信号を出力し、前記制御手段は、電源投入時等の初期化において前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行い、この水平復帰ステップは、前記モータによって前記製氷皿を離氷方向に回動させる第１水平復帰ステップと、前記電流検出手段が検出した電流が基準値となったときに、反離氷方向に回動させる第２水平復帰ステップと、前記検出センサからの信号が検出されたときに前記製氷皿を水平位置として停止させる第３水平復帰ステップとよりなるものである。
【００１９】
請求項２の自動製氷装置は、水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させて離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、前記製氷皿に設けられ、前記製氷皿の温度から前記製氷皿における水の有無を検出する温度センサを有し、前記制御手段は、電源投入時等の初期化において前記温度センサによって前記製氷皿の水の有無を検出する温度検出ステップを行い、前記温度検出ステップにおいて前記製氷皿に水が無いと判断したときに、前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行うものである。
【００２０】
請求項３の自動製氷装置は、水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させて離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、前記製氷皿に設けられ、前記製氷皿の温度から前記製氷皿における水の有無を検出する温度センサを有し、前記制御手段は、電源投入時等の初期化において前記温度センサによって前記製氷皿の水の有無を検出する温度検出ステップを行い、前記温度検出ステップにおいて前記製氷皿に水が有ると判断したときに、製氷動作が完了した後に、前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行うものである。
【００２８】
請求項１の自動製氷装置において、電源投入時等の初期化における製氷皿を水平位置に戻す場合について説明する。
【００２９】
制御手段は、モータによって製氷皿を離氷方向に回動させる第１水平復帰ステップを行い、その後、電流検出手段が検出した電流が基準値となったときに、反離氷方向に回動させる第２水平復帰ステップを行い、検出センサからの信号が検出されたときに製氷皿を水平位置として停止させる第３水平復帰ステップを行う。すなわち、製氷皿を離氷方向に回転させ、最大ひねり位置に来た場合には、モータに対する負荷がかかり、電流が増加する。そのため、電流検出手段はこの電流の増加を検出することによって、製氷皿が最大ひねり位置にあるか否かを検出する。
【００３０】
請求項２の自動製氷装置について説明する。
【００３１】
製氷皿に水がある場合には製氷皿を回動させると水がこぼれる恐れがある。
【００３２】
そのため、制御手段は初期化において温度センサによって製氷皿の水の有無を検出する温度検出ステップを行い、この温度検出ステップにおいて製氷皿に水がないと判断したときのみ、製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行う。
【００３３】
請求項３の自動製氷装置について説明する。
【００３４】
上記したように、製氷皿に水がある場合には製氷皿を回動させると水がこぼれるが、ある程度の回動であれば製氷皿から水がこぼれない。
【００３５】
そのため、制御手段は初期化において温度センサによって製氷皿の水の有無の検出をする温度検出ステップを行い、その後この温度検出ステップにおいて製氷皿に水があると判断したときは、製氷動作が完了した後に、前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行う。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例である自動製氷装置１０について説明する。
【００３７】
（自動製氷装置１０の全体の構成）
図９は、自動製氷装置１０が搭載されている冷蔵庫１２の中段の縦断面図である。
【００３８】
図９において、冷蔵庫１２は上段から冷蔵室１２、貯氷室１６、冷凍室１８を有し、自動製氷装置１０は貯氷室１６に設けられている。
【００３９】
自動製氷装置１０は、製氷皿２０と、これを回動支持する本体２２と、この本体２２より回動自在に設けられている検氷レバー２４とよりなる。
【００４０】
また、冷蔵室１２の底部には、製氷皿２０に水を供給するための水タンク２６が設けられ、この水タンク２６から供給された水は、冷蔵室１２と貯氷室１６の仕切部材２８との間に設けられている吸水管３０を経て製氷皿２０に水が供給される。
【００４１】
さらに、製氷装置１０の下方には、製氷皿２０から落下した氷を貯めるための貯氷箱３２が設けられている。
【００４２】
（自動製氷装置１０内部の構成）
次に、自動製氷装置１０の本体２２内部の構成について図１０，１１に基づいて説明する。図１０は、本体２２の右側からの縦断面図であり、図１１は、本体２２の背面からの縦断面図である。
【００４３】
図１０に示すように、製氷皿２０の皿回転軸３４が本体２２の後面を貫通している。
【００４４】
図１１に示すように、この皿回転軸３４には、同軸に円板３６と第１ギア３８が設けられている。第１ギア３８には、第２ギア４０が螺合し、第２ギア４０には第３ギア４２が螺合している。円板３６と本体２２の後面との間には、モータ４４が設けられており、このモータ４４の回転軸に設けられたウォームギア４６と前記した第３ギア４２が螺合している。
【００４５】
これにより、モータ４４が駆動されると、ウオームギア４６，第３ギア４２，第２ギア４０，第１ギア３８が回動して円板３６もこれと共に回転し、製氷皿２０が回動する。
【００４６】
一方、検氷レバー２４は、本体２２の右側面にレバー回転軸４８によって枢支されている。
【００４７】
（製氷皿２０を回転させる構成）
製氷皿２０を回転させる円板３６と検氷レバー２４について、図１〜図８に基づいて説明する。なお、図１〜図８においては、円板３６を回転させるギア３８，４０，４２，４６及びモータ４４の図示については説明を容易にするために省略している。
【００４８】
まず、製氷皿２０の回転方向について説明する。
【００４９】
製氷皿２０の水平位置とは、図１及び図２に示すように、製氷面が水平な状態をいう。
【００５０】
製氷皿２０が離氷する場合には、図３及び図４に示すように、正回転方向に回転して、製氷皿２０がひねられた状態となり離氷を行う。ここで正回転とは、図３及び図４においてＡ１の方向をいう。
【００５１】
製氷皿２０が、後から説明するように貯氷量を検出する場合には、図５，図６，図７に示すように正回転方向Ａ１とは反対方向である逆回転方向Ａ２に回転する。
【００５２】
円板３６の後面は第１カム５０を構成し、円板３６の前面は第２カム５２を構成している。
【００５３】
第１カム５０の構造及び動作について説明する。
【００５４】
図２，図４，図７に示すように、円板３６の後面に第１カム溝５４がほぼリング状に設けられている。
【００５５】
この第１カム５０の前方には、長板状の第１動作子５４が配されている。この第１動作子５４の左端部は軸点５６によって回動自在に設けられ、右端部は上下方向に移動自在となっている。また、この右端部には位置検出用マグネット５８が設けられている。さらに、第１動作子５４の中央部には、第１カム溝５４と係合する第１突起６０が設けられている。
【００５６】
これにより、円板３６（第１カム５０）が回転すると、第１ガム溝５４の回転に伴って第１突起６０が上下動して、第１動作子５４の右端部にある位置検出用マグネット５８も同様に上下動する。
【００５７】
ここで、第１カム溝５４は、製氷皿２０が水平位置から±約１０゜の位置にある場合にのみ第１動作子５４の位置検出用マグネット５８が上の位置になるように、この位置だけ第１カム溝５４が上方に膨らんだような径大な溝の形状となっている（以下、この位置を水平領域６２という）。
【００５８】
また、第１カム溝５４は、正回転方向にほぼ１８０゜回転した位置で、再び第１突起６０を上方に引き上げるように径大な溝の形状となっている（以下、この位置を最大ひねり領域６３という）。
【００５９】
なお、他の回転角度においては位置検出用マグネット５８が下の位置になるように径小な溝の形状となっている。
【００６０】
第２カム５２の構造及び動作について説明する。
【００６１】
第２カム５２は、円板３６の前面にリング状の第２カム溝６４が設けられることによって形成されている。
【００６２】
第２カム溝６４には、検氷レバー２４のレバー回転軸４８から突出した第２突起６６が係合している。
【００６３】
第２カム溝６４は、製氷皿２０が逆回転方向にほぼ４５゜回転した場合に、第２突起６６がその他の位置より下方へ移動できるように径大な溝の形状となっている（以下、この位置を検氷領域６８という）。
【００６４】
また、レバー回転軸４８の中央部には、第２動作子７０が設けられ、この第２動作子７０の先端に貯氷検出用マグネット７２が設けられている。この検氷マグネット７２の位置は位置検出用マグネット５８の近傍に位置している。
【００６５】
この第２カム５２の動作を説明すると、製氷皿２０が逆回転方向にほぼ４５゜回転すると、レバー回転軸４８の第２突起６６の位置に検氷領域６８が位置する。そして、この位置で検氷レバー２４によって検氷が行われ、もし、貯氷箱３２が満杯であれば氷に当接して検氷レバー２４は回転せず、レバー回転軸４８にある第２突起６６は検氷領域６８には落ち込まない。一方、氷がなく非満杯の場合には検氷レバー２４は重力によって下方に回転し、第２突起６６は検氷領域６８に落ち込む。この場合に、貯氷検出用マグネット７２もレバー回転軸４８に伴って回動する。
【００６６】
本体２２の右側面内側には、ホールＩＣ７４が設けられている。このホールＩＣ７４は、上記で説明した位置検出用マグネット５８または貯氷検出用マグネット７２が近づくと、ＯＦＦ状態からＯＮ状態となる。
【００６７】
（自動製氷装置１０の電気関係の構成）
図１２のブロック図に基づいて、自動製氷装置１０の電気関係の構成について説明する。
【００６８】
自動製氷装置１０を制御する制御手段７８はマイコンよりなり、ホールＩＣ７４、温度センサ７６及びモータ４４の駆動回路８０が接続されている。また、電流検出回路８２も接続されている。この電流検出回路８２は、駆動回路８０からモータ４４へ供給される電流の値を検出する。
【００６９】
温度センサ７６とは、製氷皿２０の底面に設けられており、この製氷皿２０の温度を検知して、制御手段７８にその検出信号を出力するものである。制御手段７８はこの検出信号に基づいて製氷が完了したか否かを判断する。具体的には検出温度が−９．５℃以下の状態が２時間継続すること、また、検出温度が−１２．５℃以下が１０秒間継続することをもって製氷が完了したかを判断する。
【００７０】
（自動製氷装置１０の動作状態）
上記で説明した自動製氷装置１０の動作状態を図１から図８及び図１３，１４に基づいて説明する。
【００７１】
（１）製氷皿２０が水平位置にある場合（図１，２，１３，１４参照）
製氷皿２０で氷を生成してる場合または水が空の場合には製氷皿２０は水平位置で停止している。
【００７２】
この場合には、図１に示すように、第２カム５２においては、第２突起６６は検氷領域６８以外の位置にあるため、レバー回転軸４８は、検氷レバー２４を上方に引き上げた状態で保持している。一方、第２動作子７０は、ホールＩＣ７４から離れた位置にあるため、貯氷検出用マグネット７２の影響はホールＩＣ７４には及ぼさない。
【００７３】
図２に示すように第１カム５０においては、第１動作子５４の第１突起６０が第１カム溝５４の水平領域６２に位置しているため、第１動作子５４の位置検出用マグネット５８はホールＩＣ７４の近傍に位置し、図１３に示すように、ホールＩＣ７４はＯＮ状態となっている。
【００７４】
（２）製氷皿２０が離氷を行う場合（図３，４，１３，１４参照）
温度センサ７６の温度検出信号に基づいて製氷が完了したか否かを判断し、製氷が完了したと判断すれば、離氷動作であるモータ４４が製氷皿２０を正回転方向Ａ１に回転させる。
【００７５】
図４に示すように，円板３６（第１カム５０）が回転すると、回転と同時に第１突起６０が水平領域６２以外の位置に移動するため、第１動作子５４の位置検出用マグネット５８がホールＩＣ７４から外れるため、図１３に示すように、ホールＩＣ７４はＯＦＦ状態となる。
【００７６】
図４に示すように，モータ４４が回転を続け、ほぼ１８０゜回転した位置で、第１突起６０は最大ひねり領域６３に至る。これにより、第１動作子５４の貯氷検出用マグネット７２が再びホールＩＣ７４に近づき、図１３に示すように、ホールＩＣ７４がＯＮ状態となる。
【００７７】
制御手段７８は、ホールＩＣ７４がＯＦＦ状態となってから再びＯＮ状態になった位置で、図１３に示すように、製氷皿２０が最大ひねり領域６３に達したと判断し、水平位置に復帰させるように逆回転方向にモータ４４を駆動させる。
【００７８】
製氷皿２０が逆回転方向に回転し、最大ひねり領域６３の位置を外れるとホールＩＣ７４がＯＦＦ状態となり、この状態がしばらく続く。そして、図１３に示すように、水平領域６２に至るとホールＩＣ７４が再びＯＮ状態となるため、制御手段７８は製氷皿２０が水平位置に復帰したと判断してモータ４４を停止させる。
【００７９】
（３）検氷レバー２４が検氷動作を行う場合（図５，６，７，８，１３，１４参照）
製氷皿２０が逆回転方向にほぼ４５゜回転するように、図１３に示すように、制御手段７８に内蔵されているタイマーで所定時間ｔ１駆動させる。
【００８０】
図７に示すように、第１カム５０においては、第１突起６０が水平領域６２以外の位置にくるため、第１動作子５４の位置検出用マグネット５８はホールＩＣ７４から離れて、ホールＩＣ７４がＯＦＦ状態となる。この状態で、第２突起６６の位置に検氷領域６８が位置する。
【００８１】
図６に示すように、貯氷箱３２に氷が満杯であれば、氷に当接されて検氷レバー２４は回転せず、第２突起６６ａは検氷領域６８から浮いた状態となっている。そのため、第２動作子７０の貯氷検出用マグネット７２もホールＩＣ７４から外れた位置にあるため、ホールＩＣ７４はＯＦＦ状態となっている。
【００８２】
図７に示すように、一方、貯氷箱３２に氷がなくなり、検氷レバー２４が下がると、第２突起６６ｂも検氷領域６８に落下する。すると、第２動作子７０の貯氷検出用マグネット７２がホールＩＣ７４に近づき、ホールＩＣ７４がＯＮ状態となる。図１３に示すように、このＯＮ状態となったことにより、制御手段７８は貯氷箱３２に氷がないことを知る。
【００８３】
図１３に示すように、モータ４４は再び製氷皿２０を正回転方向にｔ１時間回転させて水平位置に製氷皿２０が復帰するようにする。この場合に製氷皿２０が復帰したか否かは、第１突起６０が水平領域６２の位置に至り、ホールＩＣ７４がＯＮ状態になったときにその位置に来たと判断する。
【００８４】
（４）検氷動作と離氷動作の順番の制御について
検氷動作と離氷動作の順番はどちらでもよい。
【００８５】
例えば、検氷動作の後に離氷動作を行うことができる。検氷動作で氷が満杯でなく離氷させても良いと判断した場合は、検氷位置からｔ１時間の正転の後、引き続いて離氷動作を続けることができる。
【００８６】
また、満杯の場合は製氷皿２０を水平位置に戻さず、製氷皿２０を逆４５゜の斜めのままにしておき、氷が使用されて検氷レバー２４が下がるのを待っても良い。また、一旦水平位置に製氷皿２０を戻した後、扉の開閉やある時間間隔をきっかけとして再度検氷動作を行っても良い。
【００８７】
先に離氷動作をした場合は、次の製氷のための給水の前に検氷動作を行う。検氷動作で氷が満杯であるとした場合には、満杯でなくなるまで給水を待機させる。この待機の方法は、前述の検氷を先に行った場合と同じく、製氷皿２０を斜めのままにしておき、氷が使用されて検氷レバー２４が下がるのを待っても良いし、また、一旦製氷皿２０を水平位置に戻した後、扉の開閉やある時間の間隔をきっかけとして再度検氷動作を行っても良い。
【００８８】
（モータ４４の性能）
ここで、モータ４４について説明する。
【００８９】
離氷動作の場合は、製氷皿２０が水平位置または最大ひねり位置であるかはホールＩＣ７４で決まり、タイマーを用いる時間制御を併用する必要がない。そのため、モータ４４によって離氷できるモータ４４の電圧には関係しない。例えば、モータ電圧が７〜１３Ｖと広範囲にすることができる。
【００９０】
逆に、検氷動作時は、検氷レバー２４が検氷を検知できる位置まで第２カム５２を回転させるだけでよい。すなわち、この場合にはモータ４４には負荷がかからず、モータトルクもほとんど不要であるため、電源電圧の変動にはそれほど影響されず、定格が例えば１２Ｖに対し±２Ｖ程度の変動で問題がなく、電源電圧の安定度に対して余裕を持たすことができる。
【００９１】
なお、この検氷動作時には、モータ電圧を離氷可能な下限の一定電圧にすることが可能であるため、検氷レバー２４の動作の精度を上げることができ、駆動回路８０にトランス方式の安価な電源を採用することができる。
【００９２】
（製氷皿２０の水平復帰制御方法）
（１）第１の水平復帰制御方法
次に、冷蔵庫の電源投入時等の初期化を行った場合に、製氷皿２０を水平位置に戻す第１の水平復帰制御方法について説明する。
【００９３】
初期化を行うと、製氷皿２０を正回転方向にｔ１時間以上（例えば、ｔ１＋１秒、以下、これをｔ２時間という）を回転させる。
【００９４】
すると、製氷皿２０は水平位置から最大ひねり位置の間に入るので、その後、製氷皿２０を逆回転させて、ホールＩＣ７４がＯＮ状態となった位置が水平位置となる。
【００９５】
なお、水平位置から最大ひねり位置の間では、ｔ１時間以上のｔ２時間正回転させると製氷皿２０は最大ひねり位置以上に回転するため、この最大ひねり位置以上に回転しないようにストッパを設けたり、ギア３８〜４６のかみ合いが外れて製氷皿２０がひねりきらないようにしておけばよい。
【００９６】
（２）第２の水平復帰制御方法
次に、製氷皿２０の第２の水平復帰制御方法について説明する。
【００９７】
第１の水平復帰制御方法であると、最大ひねり位置以上に製氷皿が回転しないようにするために、ストッパを設ける必要があり、このストッパによってギア３８〜４６にストレスがかかる。また、ギア３８〜４６が外れるようにした場合は、このギア外れの時の音が問題になる場合がある。
【００９８】
そのため、第２の水平復帰制御方法では、駆動回路８０からモータ４４に供給される電流に着目して最大ひねり位置以上に製氷皿２０が回転しないように制御する。
【００９９】
具体的には、最大ひねり位置の場合は、ホールＩＣ７４がＯＮ状態であり、同時にモータ４４にそのひねりによるトルクがかかってモータ電流が増加する。そこで、ホールＩＣ７４がＯＮ状態でかつ、電流検出回路８２でモータ電流が基準値以上になった場合に最大ひねり位置であると判定し、この場合は正回転がｔ２時間に満たない場合でも、逆回転させてホールＩＣ７４が一旦ＯＦＦ状態にした後、次のＯＮ状態の位置である水平位置で回転を止める。
【０１００】
（３）第３の水平復帰制御方法
次に、製氷皿２０の第３の水平復帰制御方法について説明する。
【０１０１】
第２の水平復帰制御方法のように基準値でモータ電流を判断する代わりに、第３の水平復帰制御方法では通常の回転時におけるモータ電流と、水平復帰制御の正回転時の電流との差が基準値以上か否かで最大ひねりを判断する。それ以外は第２の水平復帰制御方法と同様である。この電流差を利用することで、モータの個体差、経年変化、温度による巻線抵抗への変化による影響をなくすことができる。
【０１０２】
具体的には、通常の回転時のモータ電流は、ｔ２時間の正回転に先立ち、一秒程度逆転させてその時の電流値を通常回転時のモータ電流とする。
【０１０３】
これは、製氷皿が最大ひねり位置にあったとしても、逆回転方向にすると製氷皿２０のひねりトルクがかからないからである。
【０１０４】
また、この場合にはｔ２時間の正回転の前に通常電流検知のために逆転させた時間正回転方向に回転させなければならない。
【０１０５】
（４）第４の水平復帰制御方法
次に、製氷皿２０の第４の水平復帰制御方法について説明する。
【０１０６】
第４の水平復帰制御方法は、ホールＩＣ７４と電流増加による最大ひねり位置を検出する場合に、ｔ２時間に関係なく正回転させておき、製氷皿２０を必ず最大ひねり位置まで回転させてその後逆転させて水平に戻す。
【０１０７】
（５）第５の水平復帰制御方法
上記のような方法で製氷皿２０を水平位置に戻すことができるわけであるが、製氷皿２０に水が入っている場合には水がこぼれる恐れがある。そのため、上記のような水平復帰動作の前に次のような制御を行う必要もある。
【０１０８】
温度センサ７６によって製氷皿２０の温度を検知し、製氷が完了したと判断された時点で、上記の水平復帰動作を行う。このようにすることで製氷皿２０から水がこぼれる現象を防止することができる。なお、電源投入時に皿が冷えており（例えば、温度センサが−９．５℃以下）、明らかに水が入っていないと判断される場合は製氷完了を待たず、水平復帰動作を行っても良い。
【０１０９】
一方、製氷皿２０に水が入っている場合は製氷皿２０は水平位置にあり、この場合には±１０℃程度製氷皿２０を回転させても水はこぼれない。このことから、初期化後に製氷皿２０の位置を約１０゜程度逆転させてホールＩＣ７４がＯＦＦ状態となれば、製氷皿２０は水平ではないので水平まで戻す前述の水平復帰動作を行う。また、これ以外の場合では、水がある可能性があるため、製氷皿２０を元の位置に戻して、水の有無に関わらず製氷動作が完了した後に水平復帰動作を行う。
【０１１０】
（変更例）
なお、上記実施例のホールＩＣに代えてリードスイッチとマグネットとの組み合わせ、または、カムとスイッチとの組み合わせによっても実現できる。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１の自動製氷装置であると初期化後に水平復帰動作ステップを行うことにより、確実に製氷皿を水平位置に復帰させることができる。
【０１１４】
請求項２の自動製氷装置であると、製氷皿に水がないと判断したときに、水平復帰ステップを行うため、製氷皿から水がこぼれることがない。
【０１１５】
請求項３の自動製氷装置であると、製氷皿に水があると判断したときは、製氷動作を行った後に水平復帰ステップを行うため、水がこぼれることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す自動製氷装置において、製氷皿が水平位置にある場合の斜視図である。
【図２】同じく製氷皿が水平位置にある場合の正面図である。
【図３】製氷皿が離氷状態にある場合の斜視図である。
【図４】製氷皿が離氷状態にある場合の正面図である。
【図５】製氷皿が検氷状態で、かつ、氷が非満杯の時の斜視図である。
【図６】同じく満杯の時の斜視図である
【図７】製氷皿が検氷状態にある場合の正面図である。
【図８】第１動作子と第２動作子との関係を示す右側面図である。
【図９】本実施例の冷蔵庫の中段部の縦断面図である。
【図１０】自動製氷装置の本体の右側からの縦断面図である。
【図１１】自動製氷装置の本体の背面からの縦断面図である。
【図１２】自動製氷装置のブロック図である。
【図１３】自動製氷装置の動作状態を説明するための図である。
【図１４】製氷皿の回転動作を示すための表である。
【符号の説明】
１０ 自動製氷装置
２０ 製氷皿
２４ 検氷レバー
３２ 貯氷箱
４４ モータ
５０ 第１カム
５２ 第２カム
５８ 位置検出用マグネット
７２ 貯氷検出用マグネット
７４ ホールＩＣ
７６ 温度センサ
７８ 制御手段
８０ 駆動回路
８２ 電流検出回路
Claims (3)
- 水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、
前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、
前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、
前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させて離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、
前記製氷皿が離氷方向へ所定角度回動したときに信号を出力すると共に、前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに前記検氷レバーの回動状態を示す信号を出力する１個の検出センサを有し、
前記製氷皿を離氷方向及び反離氷方向に回動させるモータと、
前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段とを有し、
前記検出センサは、前記製氷皿が水平位置にあるときも信号を出力し、
前記制御手段は、電源投入時等の初期化において前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行い、
この水平復帰ステップは、
前記モータによって前記製氷皿を離氷方向に回動させる第１水平復帰ステップと、
前記電流検出手段が検出した電流が基準値となったときに、反離氷方向に回動させる第２水平復帰ステップと、
前記検出センサからの信号が検出されたときに前記製氷皿を水平位置として停止させる第３水平復帰ステップとよりなる
ことを特徴とする自動製氷装置。 - 水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、
前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、
前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、
前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させて離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、
前記製氷皿に設けられ、前記製氷皿の温度から前記製氷皿における水の有無を検出する温度センサを有し、
前記制御手段は、
電源投入時等の初期化において前記温度センサによって前記製氷皿の水の有無を検出する温度検出ステップを行い、
前記温度検出ステップにおいて前記製氷皿に水が無いと判断したときに、前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行う
ことを特徴とする自動製氷装置。 - 水平位置から製氷した氷を離脱させるための離氷方向へ回動すると共に、水平位置から離氷方向とは反対方向である反離氷方向に回動する製氷皿と、
前記製氷皿の下方に配された貯氷箱と、
前記製氷皿が反離氷方向へ回動したときに、前記貯氷箱に貯められた氷に上方から当接するように回動する検氷レバーと、
前記製氷皿を水平位置から反離氷方向へ回動させて前記検氷レバーによって前記貯氷箱が満杯か否かを検出する検氷ステップと、前記製氷皿を水平位置から離氷方向へ回動させ て離氷動作を行う離氷ステップとを行う制御手段と、
前記製氷皿に設けられ、前記製氷皿の温度から前記製氷皿における水の有無を検出する温度センサを有し、
前記制御手段は、
電源投入時等の初期化において前記温度センサによって前記製氷皿の水の有無を検出する温度検出ステップを行い、
前記温度検出ステップにおいて前記製氷皿に水が有ると判断したときに、製氷動作が完了した後に、前記製氷皿を水平位置にする水平復帰ステップを行う
ことを特徴とする自動製氷装置。
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