JP3781738B2 - 自動製氷装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は冷蔵庫に備えられ、氷を自動的に生成可能とする自動製氷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫用の自動製氷装置としては、小型化、低コスト化を達成するために、製氷皿の原点位置と離氷位置の検知及び氷過不足の検知を一つのスイッチで行わせる駆動部が採用されている。
【０００３】
従来の自動製氷装置としては、例えば特開平６−２４９５５６号公報、実開平６−７８７７０号公報に示されているものがある。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の自動製氷装置を説明する。図２６は従来の自動製氷装置の全体的な側面図であり、図２７は製氷皿の駆動部の破断拡大平面図である。
【０００５】
図２６において、１は製氷皿２を回転させる駆動部、３は製氷皿２の回転と連動して回動する氷検知レバ−で、４は駆動部１と製氷皿２を保持するフレ−ムである。５は製氷皿２の回転を阻止することで捩りを与える阻止部である。
【０００６】
図２７において、６は動力源であるモ−タで、７は減速歯車群であり、最終段には製氷皿２を回転させる駆動軸を有するカム歯車８を配置している。
【０００７】
カム歯車８は原点位置から１°逆転すると駆動部１の外郭ケ−ス１ａと当たりロックして停止する様に構成されている。
【０００８】
９は氷検知レバ−が取り付けられた検氷軸であり、カム歯車８の回転に連動して氷検知レバ−３と検知部材１０を回動させる。
【０００９】
１１はカム歯車８が逆転し製氷皿２が復帰する過程でのみ検知部材１０の回動を阻止する規制部材である。
【００１０】
スイッチ信号は製氷皿２が原点位置、離氷位置に到達したときと、検知部材１０の回動が阻止されたときに発生する。
【００１１】
１２は製氷皿２の下方に配置され、製氷皿２から離氷した氷を貯蔵しておく貯氷箱である。
【００１２】
以上のように構成された従来の自動製氷装置について、以下その動作を説明する。
【００１３】
まず、製氷皿２に氷が生成されると、モ−タ６への通電が開始されカム歯車８が正転し製氷皿２が離氷位置に向かって回転する。このとき貯氷箱１２内の所定の高さまで氷が無いときは、検氷軸９が回動し氷検知レバ−３と検知部材１０が回動することでスイッチ信号が発生せず氷不足と判断され、製氷皿２は離氷位置まで回転する。
【００１４】
製氷皿２が離氷位置まで到達するとスイッチ信号が発生し、モ−タ６が一旦停止する。その後製氷皿２は原点方向に向かって復帰し始める。この復帰の過程で規制部材１１は検知部材１０の回動を阻止するのでスイッチ信号が発生する。そのスイッチ信号が原点位置を検知するための基準信号となり、そのスイッチ信号の後さらにカム歯車８が所定時間逆転すると原点位置を示すスイッチ信号が発生する。
【００１５】
カム歯車８は原点位置のスイッチ信号発生後もさらに１°逆転しロックして停止した後、今度は１°正転し原点位置で停止する。
【００１６】
一方、貯氷箱１２内の所定の高さ以上に氷があるときは、検氷軸９が回動しようとしても氷検知レバ−３が氷に当たり回動を阻止されるため、検知部材１０が回動せずスイッチ信号が発生し氷十分と判断し、製氷皿２は原点位置に向かって復帰し始める。そして原点信号発生後カム歯車がロックするまで１°逆転させ、その後１°正転させて停止させることで原点位置に停止することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動製氷装置は、製氷皿２を原点位置に戻す際にカム歯車８をロックさせて機械的に停止させるものであり、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿を使用することができない。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するもので、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿を使用す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。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、上下両面に製氷容器を有し氷を生成する製氷皿と、前記製氷皿に捩じりを与えて氷を下方に離氷させる駆動部と、前記製氷皿と前記駆動部を保持するフレームと、前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記製氷皿と当たり捩じりを生じさせる阻止部とで構成された自動製氷装置において、前記阻止部は、前記製氷皿が離氷方向の回転している場合は前記製氷皿に当たり捩じりを生じさせ、前記製氷皿が離氷方向とは逆方向に回転している場合には前記フレームの外側へ押出されるように回動し前記製氷皿の回転を阻止しない構造となっているものであり、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿を使用した場合に、阻止部が上下両面の切換えを邪魔することがない。
【００２０】
また、上下両面の切換えをするときは製氷皿を離氷方向とは逆方向に回転させれば、阻止部が上下両面の切換えを邪魔することがない。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記フレームは、前記阻止部を所定角度内で回動できるように保持したものであり、阻止部が回転するだけという簡単な構成で製氷皿の上下両面の切換を可能にする。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けた場合は、前記制御部は前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御するものであり、製氷皿の上下両面の切換は製氷皿の回転方向だけで実現できる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けたとき、水または氷の入った容器が原点にある場合は、前記制御部は、前記容器での製氷及び離氷を終わらせた後、前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御するものであり、製氷が完了していない場合又は離氷が完了していない場合、製氷と離氷を製氷皿の上下両面の切換よりも優先させるので合理的である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による自動製氷装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１から図１８において、２００は上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿で、角形の氷を生成する容器２００ａと粒形の氷を生成する容器２００ｂを有する。
【００２６】
２０１は両面製氷皿２００と後述の駆動部１１０を保持するフレ−ムであり、反駆動部側で両面製氷皿２００に当たり、捩りを生じさせる阻止部２０１ａを所定回動角度内で回動できるように保持している。
【００２７】
阻止部２０１ａは、両面製氷皿２００が離氷方向の回転している場合に離氷位置の４５°手前から両面製氷皿２００に当たり、両面製氷皿２００に捩りを生じさせるが、両面製氷皿２００が逆方向に回転している場合には、阻止部２０１ａは両面製氷皿２００によってフレ−ム２０１の外側へ押し出されるように回動して両面製氷皿２００の逆方向の回転を阻止しない構造となっている。
【００２８】
１１０は駆動部で、内部にモ−タ１１１、モ−タ１１１の回転を減速するウォ−ム歯車１１２、ウォ−ムホイ−ル歯車１１３、駆動歯車１１４、カム歯車１１５を配置している。
【００２９】
駆動歯車１１４には、カム歯車１１５と噛み合う歯の領域に、一つの正規歯１１４ａとそれ以外の歯を噛み合いピッチ円の丈で切り取った形状の低歯１１４ｂとからなる特殊歯車領域１１４ｃと、完全な歯車からなる正規歯車領域１１４ｄを軸方向に隣接させて設けている。
【００３０】
カム歯車１１５には、原点位置にあるとき駆動歯車１１４の正規歯車領域１１４ｄと噛み合わない欠歯部１１５ａと，複数の低歯１１４ｂの歯先が摺動する凹面部１１５ｂと、完全な歯車部１１５ｃを設けている。欠歯部１１５ａと凹面部１１５ｂは軸方向に隣接させて並べて設けており、円周方向左右は完全な歯車部１１５ｃに挟まれている。凹面部１１５ｂの幅は完全な歯車部１１５ｃの歯幅よりも短く形成している。
【００３１】
複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合ったときは、お互いに外周がすべり接触するだけで動力は伝達されない。そして、凹面部１１５ｂの側面に正規歯１１４ａが接触したときから動力が伝達され、駆動歯車１１４の正規歯車領域１１４ｄとカム歯車１１５の完全な歯車部１１５ｃが噛み合う。
【００３２】
なお、欠歯部１１５ａと凹面部１１５ｂは、カム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置にもう一組設けている。
【００３３】
１１６は回動軸で、駆動部１１０の外側に位置する取り付け部１１６ａと、駆動部１１０の内側に位置する従動部１１６ｂと、従動部１１６ｂに連動して変位する従動突起１１６ｃからなる。取り付け部１１６ａには氷検知レバ−３が取り付けられる。
【００３４】
１１７は回動軸１１６を回動させる回動許容カムで、カム歯車１１５上に設けられる。回動許容カム１１７は、凸部１１７ａと凹部１１７ｂから成り、回動軸１１６の従動部１１６ｂが、凸部１１７ａと接触しているときは氷検知レバ−３は貯氷箱１２の上方に静止しており、従動部１１６ｂが凹部１１７ｂに入り込んだときに、従動部１１６ｂは所定角度だけ回動することができる。このとき氷検知レバ−３は貯氷箱１２の内部へ進入する。
【００３５】
ただし、貯氷箱１２の内部に氷が所定の高さ以上存在するときは、氷検知レバ−３が氷に当たり進入を阻止されるので、回動軸１１６の回動が阻止される。
【００３６】
そして、従動部１１６ｂが再び凸部１１７ａに到達したとき、回動軸１１６が氷検知レバ−３を貯氷箱１２から退出させる方向に回動する。
【００３７】
なお、回動許容カム１１７は、カム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置にもう一組設けている。
【００３８】
１１８はスイッチ部であり、スイッチ１１９とスイッチレバ−１２０からなる。スイッチレバ−１２０は、軸部１２０ａ、バネ保持部１２０ｂ、第１の突起１２０ｃ、第２の突起１２０ｄ、第３の突起１２０ｅからなる。
【００３９】
軸部１２０ａは駆動部１１０の外郭ケ−ス１１０ａに設けられた軸受１１０ｂに保持され、第１の突起１２０ｃはスイッチ１１９のボタン１１９ａに向かい合う位置に配置され、第２の突起１２０ｄは後述のスイッチ操作カム１２１に接触する位置に配置され、第３の突起１２０ｅは回動軸１１６が所定角度以上回動したときに従動突起１１６ｃと接触する位置に配置されている。
【００４０】
スイッチ操作カム１２１はカム歯車１１５上に設けられており、凸部１２１ａと、凹部１２１ｂからなる。スイッチ操作カム１２１にはスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄが接触する。
【００４１】
なお、スイッチ操作カム１２１は、カム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置にもう一組設けている。
【００４２】
１２２は一端を外郭ケ−ス１１０ａのバネ保持棒１１０ｃに保持され、他端をスイッチレバ−１２０のバネ保持部１２０ｂに保持されたバネであり、スイッチレバ−１２０の第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押しきる方向に付勢している。
【００４３】
第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａに接触しているときには第１の突起１２０ｃはスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れおり、第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カムの凹部１２１ｂに接触したときには、第１の突起１２０ｃはスイッチ１１９のボタン１１９ａを押しきる。
【００４４】
なお、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凹部１１７ｂに至り回動軸１１６が所定角度以上回動したときは、第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａとの接触から凹部１２１ｂとの接触にかわる前に、従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえるので、第１の突起１２０ｃはスイッチ１１９のボタン１１９ａを押しきることはできない。
【００４５】
１２３は一端を回動軸１１６のバネ保持部１１６ｄに保持され、他端を外郭ケ−ス１１０ａのバネ保持棒１１０ｄに保持されたバネであり、回動軸１１６の従動部１１６ｂを常に回動許容カム１１７に押しつける方向に付勢している。
【００４６】
以上の様に構成された自動製氷装置について、図２１を参照しながら角形の氷を生成する容器２００ａで製氷する場合の動作を説明する。
【００４７】
まず、貯氷箱１２の所定高さまで氷がない（氷不足）場合の動作（図１９参照）について説明する。
【００４８】
製氷の完了を検知すると、モ−タ１１１に通電が開始され、モ−タ１１１が正転し、駆動歯車１１４が正転する（ステップ１）。だだし原点位置（カム歯車１１５の回転角度が０°になる位置）では、図２、図６に示すように複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触しているだけなので、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されない。
【００４９】
このときのスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄは、図８に示すようにスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部と接触しているため、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れているのでスイッチ信号はＨｉである。
【００５０】
一方、制御部は、モ−タ回転開始時間を起点にスイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを開始する（ステップ２）。
【００５１】
そして、駆動歯車１１４が所定角度正方向に回転して、特殊歯車領域１１４ｃの中の正規歯１１４ａが、凹面部１１５ｂの側面と噛み合うと、カム歯車１１５に回転が伝達され、カム歯車１１５は正転を開始し、カム歯車１１５の正転に連動して両面製氷皿２００が離氷方向（正方向）に回転し始める。
【００５２】
カム歯車１１５が原点位置から１０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａの頂部から凹部１１７ｂに向かう傾斜面に移動し回動し始め、氷検知レバ−３が貯氷箱１２内に進入する。
【００５３】
カム歯車１１５がさらに正転して、回動軸１１６の回動が所定角度（２５°）を超えると図１０に示すように従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえるので、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押すことができず、回動軸１１６の角度が２５°未満になるまでスイッチ信号はＨｉの状態を続ける。
【００５４】
なお、カム歯車１１５の回転角度が２０°〜８０°の間は、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凹部１１７ｂの位置にきて、氷検知レバ−３の回動が貯氷箱１２内の氷との当接により止められなければ回動軸１１６の回動角度が３５°になる。
【００５５】
カム歯車１１５が原点位置から約８４°正転したところで、回動軸１１６の角度が２５°未満になり、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅから離れるので、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押し、スイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ３をＹｅｓ側に分岐）。
【００５６】
これにより、制御部は、スイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを終了する（ステップ４）。今回の場合、スイッチ信号のＨｉ状態が、カム歯車１１５が原点位置から３０°正転するのに十分な所定時間（例えば３秒）を越えていることから、氷不足と判断し（ステップ５をＹｅｓ側に分岐）、モ−タ１１１への通電を継続することでカム歯車１１５の正転を継続させる。
【００５７】
カム歯車１１５が原点位置から９０°正転したところで、図１１、図１２に示すように、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カムの凹部１１７ｂから凸部１１７ａの頂部へ移り、氷検知レバ−３が元の待機位置にもどる。
【００５８】
そして、両面製氷皿２００の容器２００ａの離氷位置の４５°手前から両面製氷皿２００の容器２００ａは阻止部２０１ａに当たり、両面製氷皿２００の容器２００ａの離氷位置で十分捩られて両面製氷皿２００の容器２００ａ内の角形の氷を貯氷箱１２内へ落下させる。
【００５９】
カム歯車１１５が原点位置から１６０°正転したところで、スイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａと当接し、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れ、スイッチ信号がＨｉへ反転する（ステップ６をＹｅｓ側に分岐）。制御部はスイッチ信号のＨｉへの反転で、両面製氷皿２００の容器２００ａが離氷位置に到達したと判断し、モ−タ１１１を所定時間停止させる（ステップ７）。この状態を示すのが図１３、図１４である。その後、今度はモ−タ１１１の回転方向をかえて両面製氷皿２００を原点位置方向に復帰させ始める（ステップ８）。
【００６０】
逆転開始後すぐに（原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が１６０°以下になると）、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１ｂに移動しスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ９をＹｅｓ側に分岐）。
【００６１】
両面製氷皿２００の原点位置への復帰過程で、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａから凹部１１７ｂへ移動した際に所定角度以上回動し、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅを押さえるため、今度はスイッチ信号がＨｉに反転する（ステップ１０をＹｅｓ側に分岐）。
【００６２】
さらに両面製氷皿２００は逆転して原点位置に到達し、再び特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は原点位置で停止した状態となる。
【００６３】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除されると、図１５、図１６に示すように、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２０°を越えたところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ１１をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ１２）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ１３）カム歯車１１５を原点位置に戻し水平とする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ１４をＹｅｓ側に分岐）、カム歯車１１５が水平に戻るのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ１５、ステップ１６）。
【００６４】
次に、貯氷箱１２の所定高さ以上に氷が存在する（氷十分）場合の動作（図２０参照）について説明する。
【００６５】
製氷の完了を検知すると、モ−タ１１１に通電が開始され、モ−タ１１１が正転し、駆動歯車１１４が正転する（ステップ１）。だだし原点位置（カム歯車１１５の回転角度が０°になる位置）では、図２、図６に示すように複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触しているだけなので、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されない。
【００６６】
このときのスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄは、図８に示すようにスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部と接触しているため、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れているのでスイッチ信号はＨｉである。
【００６７】
一方、制御部は、モ−タ回転開始時間を起点にスイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを開始する（ステップ２）。
【００６８】
そして、駆動歯車１１４が所定角度正方向に回転して、特殊歯車領域１１４ｃの中の正規歯１１４ａが、凹面部１１５ｂの側面と噛み合うと、カム歯車１１５に回転が伝達され、カム歯車１１５は正転を開始し、カム歯車１１５の正転に連動して両面製氷皿２００が離氷方向（正方向）に回転し始める。
【００６９】
カム歯車１１５が原点位置から１０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａの頂部から凹部１１７ｂに向かう傾斜面に移動し回動し始め、氷検知レバ−３が貯氷箱１２内に進入する。
【００７０】
しかし、氷検知レバ−３は貯氷箱１２内の氷に当たり、それ以上進入できず回動軸１１６の回動を阻止する。
【００７１】
回動軸１１６の回動が所定角度（２５°）に到達しないため、図１８に示すように従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえることができず、第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１移動した瞬間に、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押し切り、スイッチ信号をＬｏへ反転させる（ステップ３）。
【００７２】
これにより、制御部は、スイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを終了する（ステップ４）。今回の場合、スイッチ信号のＨｉ状態が、カム歯車１１５が３０°回転するのに十分な所定時間（例えば３秒）以内であることから、氷十分と判断し（ステップ５をＮｏ側に分岐）、両面製氷皿２００の回転を停止し（ステップ１７）、モ−タ１１１の回転方向を変えて、カム歯車１１５を原点方向へ向かって復帰させる（ステップ１８）。
【００７３】
逆転開始後すぐに（原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が３０°以下になると）、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凹部１２１ｂから凸部１２１ａに移動しスイッチ信号はＨｉに反転する（ステップ１９をＹｅｓ側に分岐）。
【００７４】
さらに両面製氷皿２００は逆転して原点位置に到達し、再び特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は原点位置で停止した状態となる。
【００７５】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除されると、図１５、図１６に示すように、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２０°を越えたところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ１１をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ１２）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ１３）カム歯車１１５を原点位置に戻し水平とする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ１４をＹｅｓ側に分岐）、カム歯車１１５が水平に戻るのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ１５、ステップ１６）。
【００７６】
次に、図２２、図２３を参照しながら、角形の氷を生成する容器２００ａでの製氷から粒形の氷を生成する容器２００ｂでの製氷に切り換える場合の動作を説明する。
【００７７】
使用者が両面製氷皿２００の角形の氷を生成する容器２００ａから粒形の氷を生成する容器２００ｂを選択し、角形の氷を生成する容器２００ａでの製氷から粒形の氷を生成する容器２００ｂでの製氷に切り換える信号を制御部が受けたとき、空の容器２００ａが原点にあれば（ステップ２０をＹｅｓ側に分岐）、モ−タ１１１を逆方向に回転させる（ステップ２１）。
【００７８】
また、角形の氷を生成する容器２００ａでの製氷から粒形の氷を生成する容器２００ｂでの製氷に切り換える信号を制御部が受けたとき、水または氷の入った容器２００ａが原点にある場合及び容器２００ａが原点にない場合は（ステップ２０をＮｏ側に分岐）、容器２００ａでの製氷及び離氷を終わらせて空の容器２００ａが原点に戻ったことを確認した後（ステップ２０をＹｅｓ側に分岐）、モ−タ１１１を逆方向に回転させる（ステップ２１）。
【００７９】
モ−タ１１１の逆方向回転により、カム歯車１１５が逆転し、両面製氷皿２００は阻止部２０１ａを押し退けながら逆転する。
【００８０】
原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２０°を超えると、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１ｂに移動しスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ２２をＹｅｓ側に分岐）。
【００８１】
さらに逆転が進むと、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａから凹部１１７ｂへ移動した際に所定角度以上回動し、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅを押さえるため、今度はスイッチ信号がＨｉに反転する（ステップ２３をｅｓ側に分岐）。
【００８２】
さらに両面製氷皿２００が逆方向に回転して−１８０°の位置に到達し、特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は−１８０°の位置で停止した状態となる。
【００８３】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除され、カム歯車１１５の回転角度が−２００°になったところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ２４をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ２５）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ２６）カム歯車１１５の回転角度−１８０°にし粒形の氷を生成する容器２００ｂを上にする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ２７をＹｅｓ側に分岐）、粒形の氷を生成する容器２００ｂが上になるのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ２８、ステップ２９）。
【００８４】
次に、図２１を参照しながら粒形の氷を生成する容器２００ｂで製氷する場合の動作を説明する。
【００８５】
まず、貯氷箱１２の所定高さまで氷がない（氷不足）場合の動作（図２４参照）について説明する。
【００８６】
製氷の完了を検知すると、モ−タ１１１に通電が開始され、モ−タ１１１が正転し、駆動歯車１１４が正転する（ステップ１）。だだし原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−１８０°になる位置では、複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触しているだけなので、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されない。
【００８７】
このときのスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄは、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部と接触しているため、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れているのでスイッチ信号はＨｉである。
【００８８】
一方、制御部は、モ−タ回転開始時間を起点にスイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを開始する（ステップ２）。
【００８９】
そして、駆動歯車１１４が所定角度正方向に回転して、特殊歯車領域１１４ｃの中の正規歯１１４ａが、凹面部１１５ｂの側面と噛み合うと、カム歯車１１５に回転が伝達され、カム歯車１１５は正転を開始し、カム歯車１１５の正転に連動して両面製氷皿２００が離氷方向（正方向）に回転し始める。
【００９０】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−１７０°まで１０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａの頂部から凹部１１７ｂに向かう傾斜面に移動し回動し始め、氷検知レバ−３が貯氷箱１２内に進入する。
【００９１】
カム歯車１１５がさらに正転して、回動軸１１６の回動が所定角度（２５°）を超えると、従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえるので、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押すことができず、回動軸１１６の角度が２５°未満になるまでスイッチ信号はＨｉの状態を続ける。
【００９２】
なお、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−１６０°から−１００°の間は、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凹部１１７ｂの位置にきて、氷検知レバ−３の回動が貯氷箱１２内の氷との当接により止められなければ回動軸１１６の回動角度が３５°になる。
【００９３】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−９６°まで８４°正転したところで、回動軸１１６の角度が２５°未満になり、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅから離れるので、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押し、スイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ３をＹｅｓ側に分岐）。
【００９４】
これにより、制御部は、スイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを終了する（ステップ４）。今回の場合、スイッチ信号のＨｉ状態が、カム歯車１１５が−１８０°の位置から−１５０°まで３０°正転するのに十分な所定時間（例えば３秒）を越えていることから、氷不足と判断し（ステップ５をＹｅｓ側に分岐）、モ−タ１１１への通電を継続することでカム歯車１１５の正転を継続させる。
【００９５】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−９０°まで９０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カムの凹部１１７ｂから凸部１１７ａの頂部へ移り、氷検知レバ−３が元の待機位置にもどる。
【００９６】
そして、両面製氷皿２００の容器２００ｂの離氷位置の４５°手前から両面製氷皿２００の容器２００ｂは阻止部２０１ａに当たり、両面製氷皿２００の容器２００ｂの離氷位置で十分捩られて両面製氷皿２００の容器２００ｂ内の粒形の氷を貯氷箱１２内へ落下させる。
【００９７】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−２０°まで１６０°正転したところで、スイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａと当接し、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れ、スイッチ信号がＨｉへ反転する（ステップ６をＹｅｓ側に分岐）。制御部はスイッチ信号のＨｉへの反転で、両面製氷皿２００の容器２００ｂが離氷位置に到達したと判断し、モ−タ１１１を所定時間停止させる（ステップ７）。その後、今度はモ−タ１１１の回転方向をかえて両面製氷皿２００を復帰させ始める（ステップ８）。
【００９８】
逆転開始後すぐに（原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２０°になると）、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１ｂに移動しスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ９をＹｅｓ側に分岐）。
【００９９】
両面製氷皿２００の−１８０°の位置への復帰過程で、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１５の凸部１１７ａから凹部１１７ｂへ移動した際に所定角度以上回動し、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅを押さえるため、今度はスイッチ信号がＨｉに反転する（ステップ１０をＹｅｓ側に分岐）。
【０１００】
さらに両面製氷皿２００は逆転して−１８０°の位置に到達し、再び特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は−１８０°の位置で停止した状態となる。
【０１０１】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除されると、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２００°を越えたところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ１１をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ１２）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ１３）カム歯車１１５を−１８０の位置に戻し水平とする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ１４をＹｅｓ側に分岐）、カム歯車１１５が水平に戻るのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ１５、ステップ１６）。
【０１０２】
次に、貯氷箱１２の所定高さ以上に氷が存在する（氷十分）場合の動作（図２５参照）について説明する。
【０１０３】
製氷の完了を検知すると、モ−タ１１１に通電が開始され、モ−タ１１１が正転し、駆動歯車１１４が正転する（ステップ１）。だだし原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−１８０°になる位置では、複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触しているだけなので、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されない。
【０１０４】
このときのスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄは、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部と接触しているため、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れているのでスイッチ信号はＨｉである。
【０１０５】
一方、制御部は、モ−タ回転開始時間を起点にスイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを開始する（ステップ２）。
【０１０６】
そして、駆動歯車１１４が所定角度正方向に回転して、特殊歯車領域１１４ｃの中の正規歯１１４ａが、凹面部１１５ｂの側面と噛み合うと、カム歯車１１５に回転が伝達され、カム歯車１１５は正転を開始し、カム歯車１１５の正転に連動して両面製氷皿２００が離氷方向（正方向）に回転し始める。
【０１０７】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−１７０°まで１０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａの頂部から凹部１１７ｂに向かう傾斜面に移動し回動し始め、氷検知レバ−３が貯氷箱１２内に進入する。
【０１０８】
しかし、氷検知レバ−３は貯氷箱１２内の氷に当たり、それ以上進入できず回動軸１１６の回動を阻止する。
【０１０９】
回動軸１１６の回動が所定角度（２５°）に到達しないため、従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえることができず、第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１移動した瞬間に、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押し切り、スイッチ信号をＬｏへ反転させる（ステップ３）。
【０１１０】
これにより、制御部は、スイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを終了する（ステップ４）。今回の場合、スイッチ信号のＨｉ状態が、カム歯車１１５が−１８０°の位置から−１５０°まで３０°正転するのに十分な所定時間（例えば３秒）以内であることから、氷十分と判断し（ステップ５をＮｏ側に分岐）、両面製氷皿２００の回転を停止し（ステップ１７）、モ−タ１１１の回転方向を変えて、カム歯車１１５を−１８０°の位置へ向かって復帰させる（ステップ１８）。
【０１１１】
逆転開始後すぐに（原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−１５０°になると）、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凹部１２１ｂから凸部１２１ａに移動しスイッチ信号はＨｉに反転する（ステップ１９をＹｅｓ側に分岐）。
【０１１２】
さらに両面製氷皿２００は逆転して−１８０°の位置に到達し、再び特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は−１８０°の位置で停止した状態となる。
【０１１３】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除されると、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２００°を越えたところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ１１をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ１２）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ１３）カム歯車１１５を原点位置−１８０°の位置に戻し水平とする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ１４をＹｅｓ側に分岐）、カム歯車１１５が水平に戻るのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ１５、ステップ１６）。
【０１１４】
なお、粒形の氷を生成する容器２００ｂでの製氷から角形の氷を生成する容器２００ａでの製氷に切り換える場合は、カム歯車１１５をさらに１８０°逆転させる（原点位置から−３６０°回転させた位置となり、原点位置に戻る）。
【０１１５】
以上のように本実施例の自動製氷装置は、両面製氷皿２００を回転させるカム歯車１１５、カム歯車１１５を駆動する駆動歯車１１４、カム歯車１１５に従動して回動する回動軸１１６、回動軸１１６が所定角度以上回動していること及びカム歯車１１５が所定回転位置にあることを検知するスイッチ手段１１８を内蔵し両面製氷皿２００に捩りを与えて氷を下方に離氷させる駆動部１１０を備え、駆動歯車１１４は特殊歯車領域１１４ｃと正規歯車領域１１４ｄを軸方向に隣接して有し、特殊歯車領域１１４ｃは正規歯車領域１１４ｄの歯と同じ歯先になっている一つの正規歯１１４ａと正規歯車領域１１４ｄの歯の歯先より低く形成された歯先をもつ複数の低歯１１４ｂとからなり、カム歯車１１５は、原点位置にあるとき駆動歯車１１４の正規歯車領域１１４ｄと対向する部分に正規歯車領域１１４ｄと噛み合わない欠歯部１１５と、原点位置にあるとき駆動歯車１１４の特殊歯車領域１１４ｃと対向する部分に特殊歯車領域１１４ｃの複数の低歯１１４ｂの歯先が同時に摺動する凹面部１１５ｂと、カム歯車１１５が所定回転位置にある時スイッチ手段１１８を操作するスイッチ操作カム１２１と、回動軸１１６を回動させる回動許容カム１１７とを有し、欠歯部１１５ａ、凹面部１１５ｂ、スイッチ操作カム１２１、回動許容カム１１７はカム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置に２組配置されているのである。
【０１１６】
これにより、製氷皿２が水平位置（原点位置）に到達したとき、駆動歯車１１４の正規歯車領域１１４ｄとカム歯車１１５の欠歯部１１５ａが対向するので、駆動歯車１１４の回転力がカム歯車１１５に伝達されなくなり、カム歯車１１５はロックすることなく停止する。この結果、モ−タと駆動部への機械的負荷が軽減され耐久性が向上する。また、従来例のような電流制限が不必要となるので、抵抗器を内蔵する必要もなく安価な自動製氷装置を提供することができる。
【０１１７】
さらに製氷皿２が水平位置に到達したとき、駆動歯車１１４の特殊歯車領域１１４ｃの複数の低歯１１４ｂの歯先が、カム歯車１１５の凹面部１１５ｂに同時に摺動する接触するので、製氷皿２を水平位置に保持した状態で停止でき、水平位置（原点位置）におけるカム歯車１１５の回転方向のガタツキが小さく製氷皿２の傾きが発生しないため、厚さの均一な氷を生成することができる。
【０１１８】
さらに、欠歯部１１５ａ、凹面部１１５ｂ、スイッチ操作カム１２１、回動許容カム１１７はカム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置に２組配置されているので、両面製氷皿を１８０°回転した位置で待機させてもスイッチ手段１１８を操作するスイッチ操作カム１２１、回動軸１１６を回動させる回動許容カム１１７の位置関係が同じであり、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿２００を任意に使い分けることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の発明は、上下両面に製氷容器を有し氷を生成する製氷皿と、前記製氷皿に捩じりを与えて氷を下方に離氷させる駆動部と、前記製氷皿と前記駆動部を保持するフレームと、前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記製氷皿と当たり捩じりを生じさせる阻止部とで構成された自動製氷装置において、前記阻止部は、前記製氷皿が離氷方向の回転している場合は前記製氷皿に当たり捩じりを生じさせ、前記製氷皿が離氷方向とは逆方向に回転している場合には前記フレームの外側へ押出されるように回動し前記製氷皿の回転を阻止しない構造となっているものであり、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿を使用した場合に、阻止部が上下両面の切換えを邪魔することがない。
【０１２０】
また、上下両面の切換えをするときは製氷皿を離氷方向とは逆方向に回転させれば、阻止部が上下両面の切換えを邪魔することがない。
【０１２１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記フレームは、前記阻止部を所定角度内で回動できるように保持したものであり、阻止部が回転するだけという簡単な構成で製氷皿の上下両面の切換を可能できる。
【０１２２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けた場合は、前記制御部は前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御するものであり、製氷皿の上下両面の切換は製氷皿の回転方向だけで実現できる。
【０１２３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けたとき、水または氷の入った容器が原点にある場合は、前記制御部は、前記容器での製氷及び離氷を終わらせた後、前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御するものであり、製氷が完了していない場合又は離氷が完了していない場合、製氷と離氷を製氷皿の上下両面の切換よりも優先させるので合理的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動製氷装置の実施の形態の全体を示す側面図
【図２】同実施の形態の自動製氷装置における駆動部の平面図
【図３】同実施の形態の自動製氷装置における駆動部からカム歯車を取り去った状態を示す平面図
【図４】同実施の形態の自動製氷装置における駆動部のカム歯車を示す斜視図
【図５】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の回動許容カムとスイッチ操作カムを示す斜視図
【図６】同実施例の自動製氷装置における駆動部の駆動歯車とカム歯車の噛み合いを示す斜視図
【図７】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の原点位置にあるときの要部平面図
【図８】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の原点位置にあるときの要部正面図
【図９】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の３０°正転時の要部平面図
【図１０】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の３０°正転時の要部正面図
【図１１】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の９０°正転時の要部平面図
【図１２】同実施例の自動製氷装置におけるカム歯車の９０°正転時の要部正面図
【図１３】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の１６５°正転時の要部平面図
【図１４】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の１６５°正転時の要部正面図
【図１５】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の２０°逆転時の要部平面図
【図１６】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の２０°逆転時の要部正面図
【図１７】同実施の形態の自動製氷装置における氷充分の場合のカム歯車の３０°正転時の要部平面図
【図１８】同実施の形態の自動製氷装置における氷充分の場合のカム歯車の３０°正転時の要部正面図
【図１９】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の角形氷用容器で製氷している場合の氷不足時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２０】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の角形氷用容器で製氷している場合の氷充分時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２１】同実施の形態の自動製氷装置の制御部の動作を示すフロ−チャ−ト
【図２２】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の容器を角形氷用から粒形氷用に切り換える時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２３】同実施の形態の自動製氷装置の制御部の両面製氷皿の容器の切り換え時の動作を示すフロ−チャ−ト
【図２４】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の粒形氷用容器で製氷している場合の氷不足時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２５】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の粒形氷用容器で製氷している場合の氷充分時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２６】従来の自動製氷装置の全体を示す側面図
【図２７】従来の自動製氷装置の駆動部の一部破断拡大平面図
【符号の説明】
１２ 貯氷箱
１１０ 駆動部
１１４ 駆動歯車
１１４ａ 正規歯
１１４ｂ 低歯
１１４ｃ 特殊歯車領域
１１４ｄ 正規歯車領域
１１５ カム歯車
１１５ａ 欠歯部
１１５ｂ 凹面部
１１５ｃ 完全な歯車部
１１６ 回動軸
１１７ 回動許容カム
１１８ スイッチ手段
１１９ スイッチ
１２０ スイッチレバー
１２１ スイッチ操作カム
２００ 両面製氷皿
【発明の属する技術分野】
本発明は冷蔵庫に備えられ、氷を自動的に生成可能とする自動製氷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、冷蔵庫用の自動製氷装置としては、小型化、低コスト化を達成するために、製氷皿の原点位置と離氷位置の検知及び氷過不足の検知を一つのスイッチで行わせる駆動部が採用されている。
【０００３】
従来の自動製氷装置としては、例えば特開平６−２４９５５６号公報、実開平６−７８７７０号公報に示されているものがある。
【０００４】
以下、図面を参照しながら上記従来の自動製氷装置を説明する。図２６は従来の自動製氷装置の全体的な側面図であり、図２７は製氷皿の駆動部の破断拡大平面図である。
【０００５】
図２６において、１は製氷皿２を回転させる駆動部、３は製氷皿２の回転と連動して回動する氷検知レバ−で、４は駆動部１と製氷皿２を保持するフレ−ムである。５は製氷皿２の回転を阻止することで捩りを与える阻止部である。
【０００６】
図２７において、６は動力源であるモ−タで、７は減速歯車群であり、最終段には製氷皿２を回転させる駆動軸を有するカム歯車８を配置している。
【０００７】
カム歯車８は原点位置から１°逆転すると駆動部１の外郭ケ−ス１ａと当たりロックして停止する様に構成されている。
【０００８】
９は氷検知レバ−が取り付けられた検氷軸であり、カム歯車８の回転に連動して氷検知レバ−３と検知部材１０を回動させる。
【０００９】
１１はカム歯車８が逆転し製氷皿２が復帰する過程でのみ検知部材１０の回動を阻止する規制部材である。
【００１０】
スイッチ信号は製氷皿２が原点位置、離氷位置に到達したときと、検知部材１０の回動が阻止されたときに発生する。
【００１１】
１２は製氷皿２の下方に配置され、製氷皿２から離氷した氷を貯蔵しておく貯氷箱である。
【００１２】
以上のように構成された従来の自動製氷装置について、以下その動作を説明する。
【００１３】
まず、製氷皿２に氷が生成されると、モ−タ６への通電が開始されカム歯車８が正転し製氷皿２が離氷位置に向かって回転する。このとき貯氷箱１２内の所定の高さまで氷が無いときは、検氷軸９が回動し氷検知レバ−３と検知部材１０が回動することでスイッチ信号が発生せず氷不足と判断され、製氷皿２は離氷位置まで回転する。
【００１４】
製氷皿２が離氷位置まで到達するとスイッチ信号が発生し、モ−タ６が一旦停止する。その後製氷皿２は原点方向に向かって復帰し始める。この復帰の過程で規制部材１１は検知部材１０の回動を阻止するのでスイッチ信号が発生する。そのスイッチ信号が原点位置を検知するための基準信号となり、そのスイッチ信号の後さらにカム歯車８が所定時間逆転すると原点位置を示すスイッチ信号が発生する。
【００１５】
カム歯車８は原点位置のスイッチ信号発生後もさらに１°逆転しロックして停止した後、今度は１°正転し原点位置で停止する。
【００１６】
一方、貯氷箱１２内の所定の高さ以上に氷があるときは、検氷軸９が回動しようとしても氷検知レバ−３が氷に当たり回動を阻止されるため、検知部材１０が回動せずスイッチ信号が発生し氷十分と判断し、製氷皿２は原点位置に向かって復帰し始める。そして原点信号発生後カム歯車がロックするまで１°逆転させ、その後１°正転させて停止させることで原点位置に停止することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動製氷装置は、製氷皿２を原点位置に戻す際にカム歯車８をロックさせて機械的に停止させるものであり、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿を使用することができない。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するもので、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿を使用す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。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、上下両面に製氷容器を有し氷を生成する製氷皿と、前記製氷皿に捩じりを与えて氷を下方に離氷させる駆動部と、前記製氷皿と前記駆動部を保持するフレームと、前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記製氷皿と当たり捩じりを生じさせる阻止部とで構成された自動製氷装置において、前記阻止部は、前記製氷皿が離氷方向の回転している場合は前記製氷皿に当たり捩じりを生じさせ、前記製氷皿が離氷方向とは逆方向に回転している場合には前記フレームの外側へ押出されるように回動し前記製氷皿の回転を阻止しない構造となっているものであり、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿を使用した場合に、阻止部が上下両面の切換えを邪魔することがない。
【００２０】
また、上下両面の切換えをするときは製氷皿を離氷方向とは逆方向に回転させれば、阻止部が上下両面の切換えを邪魔することがない。
【００２１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記フレームは、前記阻止部を所定角度内で回動できるように保持したものであり、阻止部が回転するだけという簡単な構成で製氷皿の上下両面の切換を可能にする。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けた場合は、前記制御部は前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御するものであり、製氷皿の上下両面の切換は製氷皿の回転方向だけで実現できる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けたとき、水または氷の入った容器が原点にある場合は、前記制御部は、前記容器での製氷及び離氷を終わらせた後、前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御するものであり、製氷が完了していない場合又は離氷が完了していない場合、製氷と離氷を製氷皿の上下両面の切換よりも優先させるので合理的である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による自動製氷装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２５】
（実施の形態１）
図１から図１８において、２００は上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿で、角形の氷を生成する容器２００ａと粒形の氷を生成する容器２００ｂを有する。
【００２６】
２０１は両面製氷皿２００と後述の駆動部１１０を保持するフレ−ムであり、反駆動部側で両面製氷皿２００に当たり、捩りを生じさせる阻止部２０１ａを所定回動角度内で回動できるように保持している。
【００２７】
阻止部２０１ａは、両面製氷皿２００が離氷方向の回転している場合に離氷位置の４５°手前から両面製氷皿２００に当たり、両面製氷皿２００に捩りを生じさせるが、両面製氷皿２００が逆方向に回転している場合には、阻止部２０１ａは両面製氷皿２００によってフレ−ム２０１の外側へ押し出されるように回動して両面製氷皿２００の逆方向の回転を阻止しない構造となっている。
【００２８】
１１０は駆動部で、内部にモ−タ１１１、モ−タ１１１の回転を減速するウォ−ム歯車１１２、ウォ−ムホイ−ル歯車１１３、駆動歯車１１４、カム歯車１１５を配置している。
【００２９】
駆動歯車１１４には、カム歯車１１５と噛み合う歯の領域に、一つの正規歯１１４ａとそれ以外の歯を噛み合いピッチ円の丈で切り取った形状の低歯１１４ｂとからなる特殊歯車領域１１４ｃと、完全な歯車からなる正規歯車領域１１４ｄを軸方向に隣接させて設けている。
【００３０】
カム歯車１１５には、原点位置にあるとき駆動歯車１１４の正規歯車領域１１４ｄと噛み合わない欠歯部１１５ａと，複数の低歯１１４ｂの歯先が摺動する凹面部１１５ｂと、完全な歯車部１１５ｃを設けている。欠歯部１１５ａと凹面部１１５ｂは軸方向に隣接させて並べて設けており、円周方向左右は完全な歯車部１１５ｃに挟まれている。凹面部１１５ｂの幅は完全な歯車部１１５ｃの歯幅よりも短く形成している。
【００３１】
複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合ったときは、お互いに外周がすべり接触するだけで動力は伝達されない。そして、凹面部１１５ｂの側面に正規歯１１４ａが接触したときから動力が伝達され、駆動歯車１１４の正規歯車領域１１４ｄとカム歯車１１５の完全な歯車部１１５ｃが噛み合う。
【００３２】
なお、欠歯部１１５ａと凹面部１１５ｂは、カム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置にもう一組設けている。
【００３３】
１１６は回動軸で、駆動部１１０の外側に位置する取り付け部１１６ａと、駆動部１１０の内側に位置する従動部１１６ｂと、従動部１１６ｂに連動して変位する従動突起１１６ｃからなる。取り付け部１１６ａには氷検知レバ−３が取り付けられる。
【００３４】
１１７は回動軸１１６を回動させる回動許容カムで、カム歯車１１５上に設けられる。回動許容カム１１７は、凸部１１７ａと凹部１１７ｂから成り、回動軸１１６の従動部１１６ｂが、凸部１１７ａと接触しているときは氷検知レバ−３は貯氷箱１２の上方に静止しており、従動部１１６ｂが凹部１１７ｂに入り込んだときに、従動部１１６ｂは所定角度だけ回動することができる。このとき氷検知レバ−３は貯氷箱１２の内部へ進入する。
【００３５】
ただし、貯氷箱１２の内部に氷が所定の高さ以上存在するときは、氷検知レバ−３が氷に当たり進入を阻止されるので、回動軸１１６の回動が阻止される。
【００３６】
そして、従動部１１６ｂが再び凸部１１７ａに到達したとき、回動軸１１６が氷検知レバ−３を貯氷箱１２から退出させる方向に回動する。
【００３７】
なお、回動許容カム１１７は、カム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置にもう一組設けている。
【００３８】
１１８はスイッチ部であり、スイッチ１１９とスイッチレバ−１２０からなる。スイッチレバ−１２０は、軸部１２０ａ、バネ保持部１２０ｂ、第１の突起１２０ｃ、第２の突起１２０ｄ、第３の突起１２０ｅからなる。
【００３９】
軸部１２０ａは駆動部１１０の外郭ケ−ス１１０ａに設けられた軸受１１０ｂに保持され、第１の突起１２０ｃはスイッチ１１９のボタン１１９ａに向かい合う位置に配置され、第２の突起１２０ｄは後述のスイッチ操作カム１２１に接触する位置に配置され、第３の突起１２０ｅは回動軸１１６が所定角度以上回動したときに従動突起１１６ｃと接触する位置に配置されている。
【００４０】
スイッチ操作カム１２１はカム歯車１１５上に設けられており、凸部１２１ａと、凹部１２１ｂからなる。スイッチ操作カム１２１にはスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄが接触する。
【００４１】
なお、スイッチ操作カム１２１は、カム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置にもう一組設けている。
【００４２】
１２２は一端を外郭ケ−ス１１０ａのバネ保持棒１１０ｃに保持され、他端をスイッチレバ−１２０のバネ保持部１２０ｂに保持されたバネであり、スイッチレバ−１２０の第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押しきる方向に付勢している。
【００４３】
第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａに接触しているときには第１の突起１２０ｃはスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れおり、第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カムの凹部１２１ｂに接触したときには、第１の突起１２０ｃはスイッチ１１９のボタン１１９ａを押しきる。
【００４４】
なお、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凹部１１７ｂに至り回動軸１１６が所定角度以上回動したときは、第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａとの接触から凹部１２１ｂとの接触にかわる前に、従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえるので、第１の突起１２０ｃはスイッチ１１９のボタン１１９ａを押しきることはできない。
【００４５】
１２３は一端を回動軸１１６のバネ保持部１１６ｄに保持され、他端を外郭ケ−ス１１０ａのバネ保持棒１１０ｄに保持されたバネであり、回動軸１１６の従動部１１６ｂを常に回動許容カム１１７に押しつける方向に付勢している。
【００４６】
以上の様に構成された自動製氷装置について、図２１を参照しながら角形の氷を生成する容器２００ａで製氷する場合の動作を説明する。
【００４７】
まず、貯氷箱１２の所定高さまで氷がない（氷不足）場合の動作（図１９参照）について説明する。
【００４８】
製氷の完了を検知すると、モ−タ１１１に通電が開始され、モ−タ１１１が正転し、駆動歯車１１４が正転する（ステップ１）。だだし原点位置（カム歯車１１５の回転角度が０°になる位置）では、図２、図６に示すように複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触しているだけなので、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されない。
【００４９】
このときのスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄは、図８に示すようにスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部と接触しているため、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れているのでスイッチ信号はＨｉである。
【００５０】
一方、制御部は、モ−タ回転開始時間を起点にスイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを開始する（ステップ２）。
【００５１】
そして、駆動歯車１１４が所定角度正方向に回転して、特殊歯車領域１１４ｃの中の正規歯１１４ａが、凹面部１１５ｂの側面と噛み合うと、カム歯車１１５に回転が伝達され、カム歯車１１５は正転を開始し、カム歯車１１５の正転に連動して両面製氷皿２００が離氷方向（正方向）に回転し始める。
【００５２】
カム歯車１１５が原点位置から１０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａの頂部から凹部１１７ｂに向かう傾斜面に移動し回動し始め、氷検知レバ−３が貯氷箱１２内に進入する。
【００５３】
カム歯車１１５がさらに正転して、回動軸１１６の回動が所定角度（２５°）を超えると図１０に示すように従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえるので、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押すことができず、回動軸１１６の角度が２５°未満になるまでスイッチ信号はＨｉの状態を続ける。
【００５４】
なお、カム歯車１１５の回転角度が２０°〜８０°の間は、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凹部１１７ｂの位置にきて、氷検知レバ−３の回動が貯氷箱１２内の氷との当接により止められなければ回動軸１１６の回動角度が３５°になる。
【００５５】
カム歯車１１５が原点位置から約８４°正転したところで、回動軸１１６の角度が２５°未満になり、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅから離れるので、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押し、スイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ３をＹｅｓ側に分岐）。
【００５６】
これにより、制御部は、スイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを終了する（ステップ４）。今回の場合、スイッチ信号のＨｉ状態が、カム歯車１１５が原点位置から３０°正転するのに十分な所定時間（例えば３秒）を越えていることから、氷不足と判断し（ステップ５をＹｅｓ側に分岐）、モ−タ１１１への通電を継続することでカム歯車１１５の正転を継続させる。
【００５７】
カム歯車１１５が原点位置から９０°正転したところで、図１１、図１２に示すように、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カムの凹部１１７ｂから凸部１１７ａの頂部へ移り、氷検知レバ−３が元の待機位置にもどる。
【００５８】
そして、両面製氷皿２００の容器２００ａの離氷位置の４５°手前から両面製氷皿２００の容器２００ａは阻止部２０１ａに当たり、両面製氷皿２００の容器２００ａの離氷位置で十分捩られて両面製氷皿２００の容器２００ａ内の角形の氷を貯氷箱１２内へ落下させる。
【００５９】
カム歯車１１５が原点位置から１６０°正転したところで、スイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａと当接し、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れ、スイッチ信号がＨｉへ反転する（ステップ６をＹｅｓ側に分岐）。制御部はスイッチ信号のＨｉへの反転で、両面製氷皿２００の容器２００ａが離氷位置に到達したと判断し、モ−タ１１１を所定時間停止させる（ステップ７）。この状態を示すのが図１３、図１４である。その後、今度はモ−タ１１１の回転方向をかえて両面製氷皿２００を原点位置方向に復帰させ始める（ステップ８）。
【００６０】
逆転開始後すぐに（原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が１６０°以下になると）、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１ｂに移動しスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ９をＹｅｓ側に分岐）。
【００６１】
両面製氷皿２００の原点位置への復帰過程で、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａから凹部１１７ｂへ移動した際に所定角度以上回動し、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅを押さえるため、今度はスイッチ信号がＨｉに反転する（ステップ１０をＹｅｓ側に分岐）。
【００６２】
さらに両面製氷皿２００は逆転して原点位置に到達し、再び特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は原点位置で停止した状態となる。
【００６３】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除されると、図１５、図１６に示すように、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２０°を越えたところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ１１をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ１２）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ１３）カム歯車１１５を原点位置に戻し水平とする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ１４をＹｅｓ側に分岐）、カム歯車１１５が水平に戻るのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ１５、ステップ１６）。
【００６４】
次に、貯氷箱１２の所定高さ以上に氷が存在する（氷十分）場合の動作（図２０参照）について説明する。
【００６５】
製氷の完了を検知すると、モ−タ１１１に通電が開始され、モ−タ１１１が正転し、駆動歯車１１４が正転する（ステップ１）。だだし原点位置（カム歯車１１５の回転角度が０°になる位置）では、図２、図６に示すように複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触しているだけなので、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されない。
【００６６】
このときのスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄは、図８に示すようにスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部と接触しているため、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れているのでスイッチ信号はＨｉである。
【００６７】
一方、制御部は、モ−タ回転開始時間を起点にスイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを開始する（ステップ２）。
【００６８】
そして、駆動歯車１１４が所定角度正方向に回転して、特殊歯車領域１１４ｃの中の正規歯１１４ａが、凹面部１１５ｂの側面と噛み合うと、カム歯車１１５に回転が伝達され、カム歯車１１５は正転を開始し、カム歯車１１５の正転に連動して両面製氷皿２００が離氷方向（正方向）に回転し始める。
【００６９】
カム歯車１１５が原点位置から１０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａの頂部から凹部１１７ｂに向かう傾斜面に移動し回動し始め、氷検知レバ−３が貯氷箱１２内に進入する。
【００７０】
しかし、氷検知レバ−３は貯氷箱１２内の氷に当たり、それ以上進入できず回動軸１１６の回動を阻止する。
【００７１】
回動軸１１６の回動が所定角度（２５°）に到達しないため、図１８に示すように従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえることができず、第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１移動した瞬間に、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押し切り、スイッチ信号をＬｏへ反転させる（ステップ３）。
【００７２】
これにより、制御部は、スイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを終了する（ステップ４）。今回の場合、スイッチ信号のＨｉ状態が、カム歯車１１５が３０°回転するのに十分な所定時間（例えば３秒）以内であることから、氷十分と判断し（ステップ５をＮｏ側に分岐）、両面製氷皿２００の回転を停止し（ステップ１７）、モ−タ１１１の回転方向を変えて、カム歯車１１５を原点方向へ向かって復帰させる（ステップ１８）。
【００７３】
逆転開始後すぐに（原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が３０°以下になると）、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凹部１２１ｂから凸部１２１ａに移動しスイッチ信号はＨｉに反転する（ステップ１９をＹｅｓ側に分岐）。
【００７４】
さらに両面製氷皿２００は逆転して原点位置に到達し、再び特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は原点位置で停止した状態となる。
【００７５】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除されると、図１５、図１６に示すように、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２０°を越えたところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ１１をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ１２）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ１３）カム歯車１１５を原点位置に戻し水平とする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ１４をＹｅｓ側に分岐）、カム歯車１１５が水平に戻るのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ１５、ステップ１６）。
【００７６】
次に、図２２、図２３を参照しながら、角形の氷を生成する容器２００ａでの製氷から粒形の氷を生成する容器２００ｂでの製氷に切り換える場合の動作を説明する。
【００７７】
使用者が両面製氷皿２００の角形の氷を生成する容器２００ａから粒形の氷を生成する容器２００ｂを選択し、角形の氷を生成する容器２００ａでの製氷から粒形の氷を生成する容器２００ｂでの製氷に切り換える信号を制御部が受けたとき、空の容器２００ａが原点にあれば（ステップ２０をＹｅｓ側に分岐）、モ−タ１１１を逆方向に回転させる（ステップ２１）。
【００７８】
また、角形の氷を生成する容器２００ａでの製氷から粒形の氷を生成する容器２００ｂでの製氷に切り換える信号を制御部が受けたとき、水または氷の入った容器２００ａが原点にある場合及び容器２００ａが原点にない場合は（ステップ２０をＮｏ側に分岐）、容器２００ａでの製氷及び離氷を終わらせて空の容器２００ａが原点に戻ったことを確認した後（ステップ２０をＹｅｓ側に分岐）、モ−タ１１１を逆方向に回転させる（ステップ２１）。
【００７９】
モ−タ１１１の逆方向回転により、カム歯車１１５が逆転し、両面製氷皿２００は阻止部２０１ａを押し退けながら逆転する。
【００８０】
原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２０°を超えると、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１ｂに移動しスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ２２をＹｅｓ側に分岐）。
【００８１】
さらに逆転が進むと、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａから凹部１１７ｂへ移動した際に所定角度以上回動し、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅを押さえるため、今度はスイッチ信号がＨｉに反転する（ステップ２３をｅｓ側に分岐）。
【００８２】
さらに両面製氷皿２００が逆方向に回転して−１８０°の位置に到達し、特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は−１８０°の位置で停止した状態となる。
【００８３】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除され、カム歯車１１５の回転角度が−２００°になったところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ２４をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ２５）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ２６）カム歯車１１５の回転角度−１８０°にし粒形の氷を生成する容器２００ｂを上にする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ２７をＹｅｓ側に分岐）、粒形の氷を生成する容器２００ｂが上になるのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ２８、ステップ２９）。
【００８４】
次に、図２１を参照しながら粒形の氷を生成する容器２００ｂで製氷する場合の動作を説明する。
【００８５】
まず、貯氷箱１２の所定高さまで氷がない（氷不足）場合の動作（図２４参照）について説明する。
【００８６】
製氷の完了を検知すると、モ−タ１１１に通電が開始され、モ−タ１１１が正転し、駆動歯車１１４が正転する（ステップ１）。だだし原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−１８０°になる位置では、複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触しているだけなので、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されない。
【００８７】
このときのスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄは、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部と接触しているため、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れているのでスイッチ信号はＨｉである。
【００８８】
一方、制御部は、モ−タ回転開始時間を起点にスイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを開始する（ステップ２）。
【００８９】
そして、駆動歯車１１４が所定角度正方向に回転して、特殊歯車領域１１４ｃの中の正規歯１１４ａが、凹面部１１５ｂの側面と噛み合うと、カム歯車１１５に回転が伝達され、カム歯車１１５は正転を開始し、カム歯車１１５の正転に連動して両面製氷皿２００が離氷方向（正方向）に回転し始める。
【００９０】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−１７０°まで１０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａの頂部から凹部１１７ｂに向かう傾斜面に移動し回動し始め、氷検知レバ−３が貯氷箱１２内に進入する。
【００９１】
カム歯車１１５がさらに正転して、回動軸１１６の回動が所定角度（２５°）を超えると、従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえるので、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押すことができず、回動軸１１６の角度が２５°未満になるまでスイッチ信号はＨｉの状態を続ける。
【００９２】
なお、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−１６０°から−１００°の間は、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凹部１１７ｂの位置にきて、氷検知レバ−３の回動が貯氷箱１２内の氷との当接により止められなければ回動軸１１６の回動角度が３５°になる。
【００９３】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−９６°まで８４°正転したところで、回動軸１１６の角度が２５°未満になり、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅから離れるので、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押し、スイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ３をＹｅｓ側に分岐）。
【００９４】
これにより、制御部は、スイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを終了する（ステップ４）。今回の場合、スイッチ信号のＨｉ状態が、カム歯車１１５が−１８０°の位置から−１５０°まで３０°正転するのに十分な所定時間（例えば３秒）を越えていることから、氷不足と判断し（ステップ５をＹｅｓ側に分岐）、モ−タ１１１への通電を継続することでカム歯車１１５の正転を継続させる。
【００９５】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−９０°まで９０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カムの凹部１１７ｂから凸部１１７ａの頂部へ移り、氷検知レバ−３が元の待機位置にもどる。
【００９６】
そして、両面製氷皿２００の容器２００ｂの離氷位置の４５°手前から両面製氷皿２００の容器２００ｂは阻止部２０１ａに当たり、両面製氷皿２００の容器２００ｂの離氷位置で十分捩られて両面製氷皿２００の容器２００ｂ内の粒形の氷を貯氷箱１２内へ落下させる。
【００９７】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−２０°まで１６０°正転したところで、スイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａと当接し、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れ、スイッチ信号がＨｉへ反転する（ステップ６をＹｅｓ側に分岐）。制御部はスイッチ信号のＨｉへの反転で、両面製氷皿２００の容器２００ｂが離氷位置に到達したと判断し、モ−タ１１１を所定時間停止させる（ステップ７）。その後、今度はモ−タ１１１の回転方向をかえて両面製氷皿２００を復帰させ始める（ステップ８）。
【００９８】
逆転開始後すぐに（原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２０°になると）、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１ｂに移動しスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ９をＹｅｓ側に分岐）。
【００９９】
両面製氷皿２００の−１８０°の位置への復帰過程で、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１５の凸部１１７ａから凹部１１７ｂへ移動した際に所定角度以上回動し、従動突起１１６ｃが第３の突起１２０ｅを押さえるため、今度はスイッチ信号がＨｉに反転する（ステップ１０をＹｅｓ側に分岐）。
【０１００】
さらに両面製氷皿２００は逆転して−１８０°の位置に到達し、再び特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は−１８０°の位置で停止した状態となる。
【０１０１】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除されると、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２００°を越えたところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ１１をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ１２）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ１３）カム歯車１１５を−１８０の位置に戻し水平とする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ１４をＹｅｓ側に分岐）、カム歯車１１５が水平に戻るのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ１５、ステップ１６）。
【０１０２】
次に、貯氷箱１２の所定高さ以上に氷が存在する（氷十分）場合の動作（図２５参照）について説明する。
【０１０３】
製氷の完了を検知すると、モ−タ１１１に通電が開始され、モ−タ１１１が正転し、駆動歯車１１４が正転する（ステップ１）。だだし原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−１８０°になる位置では、複数の低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触しているだけなので、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されない。
【０１０４】
このときのスイッチレバ−１２０の第２の突起１２０ｄは、スイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部と接触しているため、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａから離れているのでスイッチ信号はＨｉである。
【０１０５】
一方、制御部は、モ−タ回転開始時間を起点にスイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを開始する（ステップ２）。
【０１０６】
そして、駆動歯車１１４が所定角度正方向に回転して、特殊歯車領域１１４ｃの中の正規歯１１４ａが、凹面部１１５ｂの側面と噛み合うと、カム歯車１１５に回転が伝達され、カム歯車１１５は正転を開始し、カム歯車１１５の正転に連動して両面製氷皿２００が離氷方向（正方向）に回転し始める。
【０１０７】
カム歯車１１５が−１８０°の位置から−１７０°まで１０°正転したところで、回動軸１１６の従動部１１６ｂが回動許容カム１１７の凸部１１７ａの頂部から凹部１１７ｂに向かう傾斜面に移動し回動し始め、氷検知レバ−３が貯氷箱１２内に進入する。
【０１０８】
しかし、氷検知レバ−３は貯氷箱１２内の氷に当たり、それ以上進入できず回動軸１１６の回動を阻止する。
【０１０９】
回動軸１１６の回動が所定角度（２５°）に到達しないため、従動突起１１６ｃがスイッチレバ−１２０の第３の突起１２０ｅを押さえることができず、第２の突起１２０ｄがスイッチ操作カム１２１の凸部１２１ａの頂部から凹部１２１移動した瞬間に、第１の突起１２０ｃがスイッチ１１９のボタン１１９ａを押し切り、スイッチ信号をＬｏへ反転させる（ステップ３）。
【０１１０】
これにより、制御部は、スイッチ信号がＨｉ信号を出力している時間のカウントを終了する（ステップ４）。今回の場合、スイッチ信号のＨｉ状態が、カム歯車１１５が−１８０°の位置から−１５０°まで３０°正転するのに十分な所定時間（例えば３秒）以内であることから、氷十分と判断し（ステップ５をＮｏ側に分岐）、両面製氷皿２００の回転を停止し（ステップ１７）、モ−タ１１１の回転方向を変えて、カム歯車１１５を−１８０°の位置へ向かって復帰させる（ステップ１８）。
【０１１１】
逆転開始後すぐに（原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−１５０°になると）、第２の突起１２０ｄが、スイッチ操作カム１２１の凹部１２１ｂから凸部１２１ａに移動しスイッチ信号はＨｉに反転する（ステップ１９をＹｅｓ側に分岐）。
【０１１２】
さらに両面製氷皿２００は逆転して−１８０°の位置に到達し、再び特殊歯車領域１１４ｃの低歯１１４ｂと凹面部１１５ｂが向かい合い外周で滑り接触するだけとなり、駆動歯車１１４の回転がカム歯車１１５に伝達されなくなりカム歯車１１５は−１８０°の位置で停止した状態となる。
【０１１３】
さらにモ−タ１１１への通電を継続しカム歯車１１５の停止状態が解除されると、原点位置を基準としたカム歯車１１５の回転角度が−２００°を越えたところでスイッチ信号はＬｏに反転する（ステップ１１をＹｅｓ側に分岐）。ここで制御部はモ−タ１１１の回転を所定時間停止し、カム歯車１１５の回転を一旦止め（ステップ１２）、そして再びモ−タ１１１の回転方向を変えて（ステップ１３）カム歯車１１５を原点位置−１８０°の位置に戻し水平とする。この場合、スイッチ信号がＨｉになったことを確認して（ステップ１４をＹｅｓ側に分岐）、カム歯車１１５が水平に戻るのに必要十分な時間である１秒後にモ−タ１１１への通電を停止する（ステップ１５、ステップ１６）。
【０１１４】
なお、粒形の氷を生成する容器２００ｂでの製氷から角形の氷を生成する容器２００ａでの製氷に切り換える場合は、カム歯車１１５をさらに１８０°逆転させる（原点位置から−３６０°回転させた位置となり、原点位置に戻る）。
【０１１５】
以上のように本実施例の自動製氷装置は、両面製氷皿２００を回転させるカム歯車１１５、カム歯車１１５を駆動する駆動歯車１１４、カム歯車１１５に従動して回動する回動軸１１６、回動軸１１６が所定角度以上回動していること及びカム歯車１１５が所定回転位置にあることを検知するスイッチ手段１１８を内蔵し両面製氷皿２００に捩りを与えて氷を下方に離氷させる駆動部１１０を備え、駆動歯車１１４は特殊歯車領域１１４ｃと正規歯車領域１１４ｄを軸方向に隣接して有し、特殊歯車領域１１４ｃは正規歯車領域１１４ｄの歯と同じ歯先になっている一つの正規歯１１４ａと正規歯車領域１１４ｄの歯の歯先より低く形成された歯先をもつ複数の低歯１１４ｂとからなり、カム歯車１１５は、原点位置にあるとき駆動歯車１１４の正規歯車領域１１４ｄと対向する部分に正規歯車領域１１４ｄと噛み合わない欠歯部１１５と、原点位置にあるとき駆動歯車１１４の特殊歯車領域１１４ｃと対向する部分に特殊歯車領域１１４ｃの複数の低歯１１４ｂの歯先が同時に摺動する凹面部１１５ｂと、カム歯車１１５が所定回転位置にある時スイッチ手段１１８を操作するスイッチ操作カム１２１と、回動軸１１６を回動させる回動許容カム１１７とを有し、欠歯部１１５ａ、凹面部１１５ｂ、スイッチ操作カム１２１、回動許容カム１１７はカム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置に２組配置されているのである。
【０１１６】
これにより、製氷皿２が水平位置（原点位置）に到達したとき、駆動歯車１１４の正規歯車領域１１４ｄとカム歯車１１５の欠歯部１１５ａが対向するので、駆動歯車１１４の回転力がカム歯車１１５に伝達されなくなり、カム歯車１１５はロックすることなく停止する。この結果、モ−タと駆動部への機械的負荷が軽減され耐久性が向上する。また、従来例のような電流制限が不必要となるので、抵抗器を内蔵する必要もなく安価な自動製氷装置を提供することができる。
【０１１７】
さらに製氷皿２が水平位置に到達したとき、駆動歯車１１４の特殊歯車領域１１４ｃの複数の低歯１１４ｂの歯先が、カム歯車１１５の凹面部１１５ｂに同時に摺動する接触するので、製氷皿２を水平位置に保持した状態で停止でき、水平位置（原点位置）におけるカム歯車１１５の回転方向のガタツキが小さく製氷皿２の傾きが発生しないため、厚さの均一な氷を生成することができる。
【０１１８】
さらに、欠歯部１１５ａ、凹面部１１５ｂ、スイッチ操作カム１２１、回動許容カム１１７はカム歯車１１５の中心軸に対して点対称の位置に２組配置されているので、両面製氷皿を１８０°回転した位置で待機させてもスイッチ手段１１８を操作するスイッチ操作カム１２１、回動軸１１６を回動させる回動許容カム１１７の位置関係が同じであり、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿２００を任意に使い分けることができる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の発明は、上下両面に製氷容器を有し氷を生成する製氷皿と、前記製氷皿に捩じりを与えて氷を下方に離氷させる駆動部と、前記製氷皿と前記駆動部を保持するフレームと、前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記製氷皿と当たり捩じりを生じさせる阻止部とで構成された自動製氷装置において、前記阻止部は、前記製氷皿が離氷方向の回転している場合は前記製氷皿に当たり捩じりを生じさせ、前記製氷皿が離氷方向とは逆方向に回転している場合には前記フレームの外側へ押出されるように回動し前記製氷皿の回転を阻止しない構造となっているものであり、上下両面に製氷容器を有する両面製氷皿を使用した場合に、阻止部が上下両面の切換えを邪魔することがない。
【０１２０】
また、上下両面の切換えをするときは製氷皿を離氷方向とは逆方向に回転させれば、阻止部が上下両面の切換えを邪魔することがない。
【０１２１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記フレームは、前記阻止部を所定角度内で回動できるように保持したものであり、阻止部が回転するだけという簡単な構成で製氷皿の上下両面の切換を可能できる。
【０１２２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けた場合は、前記制御部は前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御するものであり、製氷皿の上下両面の切換は製氷皿の回転方向だけで実現できる。
【０１２３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けたとき、水または氷の入った容器が原点にある場合は、前記制御部は、前記容器での製氷及び離氷を終わらせた後、前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御するものであり、製氷が完了していない場合又は離氷が完了していない場合、製氷と離氷を製氷皿の上下両面の切換よりも優先させるので合理的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動製氷装置の実施の形態の全体を示す側面図
【図２】同実施の形態の自動製氷装置における駆動部の平面図
【図３】同実施の形態の自動製氷装置における駆動部からカム歯車を取り去った状態を示す平面図
【図４】同実施の形態の自動製氷装置における駆動部のカム歯車を示す斜視図
【図５】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の回動許容カムとスイッチ操作カムを示す斜視図
【図６】同実施例の自動製氷装置における駆動部の駆動歯車とカム歯車の噛み合いを示す斜視図
【図７】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の原点位置にあるときの要部平面図
【図８】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の原点位置にあるときの要部正面図
【図９】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の３０°正転時の要部平面図
【図１０】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の３０°正転時の要部正面図
【図１１】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の９０°正転時の要部平面図
【図１２】同実施例の自動製氷装置におけるカム歯車の９０°正転時の要部正面図
【図１３】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の１６５°正転時の要部平面図
【図１４】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の１６５°正転時の要部正面図
【図１５】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の２０°逆転時の要部平面図
【図１６】同実施の形態の自動製氷装置におけるカム歯車の２０°逆転時の要部正面図
【図１７】同実施の形態の自動製氷装置における氷充分の場合のカム歯車の３０°正転時の要部平面図
【図１８】同実施の形態の自動製氷装置における氷充分の場合のカム歯車の３０°正転時の要部正面図
【図１９】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の角形氷用容器で製氷している場合の氷不足時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２０】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の角形氷用容器で製氷している場合の氷充分時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２１】同実施の形態の自動製氷装置の制御部の動作を示すフロ−チャ−ト
【図２２】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の容器を角形氷用から粒形氷用に切り換える時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２３】同実施の形態の自動製氷装置の制御部の両面製氷皿の容器の切り換え時の動作を示すフロ−チャ−ト
【図２４】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の粒形氷用容器で製氷している場合の氷不足時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２５】同実施の形態の自動製氷装置における両面製氷皿の粒形氷用容器で製氷している場合の氷充分時の動作モ−ドを示すタイムチャ−ト
【図２６】従来の自動製氷装置の全体を示す側面図
【図２７】従来の自動製氷装置の駆動部の一部破断拡大平面図
【符号の説明】
１２ 貯氷箱
１１０ 駆動部
１１４ 駆動歯車
１１４ａ 正規歯
１１４ｂ 低歯
１１４ｃ 特殊歯車領域
１１４ｄ 正規歯車領域
１１５ カム歯車
１１５ａ 欠歯部
１１５ｂ 凹面部
１１５ｃ 完全な歯車部
１１６ 回動軸
１１７ 回動許容カム
１１８ スイッチ手段
１１９ スイッチ
１２０ スイッチレバー
１２１ スイッチ操作カム
２００ 両面製氷皿
Claims (4)
- 上下両面に製氷容器を有し氷を生成する製氷皿と、前記製氷皿に捩じりを与えて氷を下方に離氷させる駆動部と、前記製氷皿と前記駆動部を保持するフレームと、前記駆動部の動作を制御する制御部と、前記製氷皿と当たり捩じりを生じさせる阻止部とで構成された自動製氷装置において、前記阻止部は、前記製氷皿が離氷方向の回転している場合は前記製氷皿に当たり捩じりを生じさせ、前記製氷皿が離氷方向とは逆方向に回転している場合には前記フレームの外側へ押出されるように回動し前記製氷皿の回転を阻止しない構造となっていることを特徴とする自動製氷装置。
- 前記フレームは、前記阻止部を所定角度内で回動できるように保持したことを特徴とする請求項１に記載の自動製氷装置。
- 前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けた場合は、前記制御部は前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御することを特徴とする請求項１に記載の自動製氷装置。
- 前記製氷皿は上下両面に製氷容器を有し、前記制御部が前記製氷皿の上下両面を切換える信号を受けたとき、水または氷の入った容器が原点にある場合は、前記制御部は、前記容器での製氷及び離氷を終わらせた後、前記製氷皿が前記阻止部を押し退けながら回転するように制御することを特徴とする請求項１に記載の自動製氷装置。
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