JP3887872B2 - 冷蔵庫 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動製氷機を搭載する冷蔵庫に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図25は、例えば実公平3−36856号公報のような従来の冷蔵庫の自動製氷器を示し、製氷皿13が水平時の側面図である。この自動製氷器は、製氷皿13が冷凍室に設置され、製氷完了後、検氷レバー10にて貯氷箱12内の氷の量を検出し、貯氷量が満氷でない場合、製氷皿駆動軸24を中心として駆動源であるギアボックス11により前記製氷皿13を正転させ反転した付近で製氷皿13の従動端を拘束してねじれを与えて離氷し、前記拘束をといて図27に示した動作フロチャートにしたがって原点に復帰するものである。又、ギアボックス11には、製氷皿13と検氷レバー10の駆動部が設けられ、図26はギアボックス11の断面図であるが、この図の様に、モータ40とウォームギア41とモータの回転数を減速する減速ギア42、43、44と主ギア45とを備え、主ギア45は検氷レバー駆動軸48を駆動する為の溝47を設け、又、製氷皿駆動軸24も駆動する構造となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ギアボックス11は、検氷レバー10と製氷皿13の両方をそれぞれ駆動するため、機構が複雑であり、製造コストも高いといった問題があった。
そこで、本発明は上記のような問題点を解決するものであり、貯氷箱の氷を検氷する機構を簡単にし、信頼性の上がるものとした。
【0004】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる冷蔵庫は、製氷をする製氷皿と、製氷皿を回転する回転機構と、回転機構を駆動する駆動源と、製氷皿下方に氷を貯める貯氷部と、を備え、製氷皿は回転し氷の接触を検出して貯氷部の貯氷量を検出するものである。
【0005】
また、離氷後から原点復帰までの間で、製氷皿が氷に接触した場合、製氷皿の回転トルクの変化を検出し、製氷皿は反転状態まで戻りその状態で待機するものである。
【0007】
また、製氷皿の回転開始時に製氷皿の回転トルクを高くしたものである。
【0008】
また、製氷皿の満氷検知後、逆転動作をして反転状態に戻る間の製氷皿の回転トルクを検氷時の回転トルクより大きくするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、冷蔵庫の正面図であり1は箱体、2は扉を示す。図2、図3は冷蔵庫の扉を除いたときの図で、3は本発明による離氷機構の位置を示す。尚、離氷機構は冷蔵庫の別の位置に設けてもよい。図3の拡大側面図を図4に、斜視図を図5に示す。11は駆動源であるギアボックスで図14に断面図を示すが、モータ40とウォームギア41とモータの回転数を減速する減速ギア42、43、44と、主ギア45とを備え、主ギア45は回転機構である製氷皿駆動軸24を駆動する。13はギアボックスと連結された製氷皿、12は製氷皿から離氷した氷14を貯蓄する貯氷箱、25は給水口である。
【0014】
この発明は、製氷皿13自体を用いて貯氷部である貯氷箱12が満氷であるか、ないかを検出し、製氷皿13の回転トルク等を制御するものであり、製氷皿13が貯氷箱12の氷に接触すると製氷皿の駆動トルクが変化すること等を用いて制御するものである。図6(a)は、満氷でない時の図5の矢印Xの方向から見た離氷機構の要部拡大断面図である。回転機構である製氷皿駆動軸24が製氷皿回転センター(中心)16に設けられていて、製氷皿13は回転する。図6(b)は、図6(a)の状態で、製氷後原点(製氷皿が水平な状態)から正転し、離氷動作を行った後、原点へ復帰するまでのギアボックス11内のモータ40に印加される電圧と電流及び製氷皿の位置検出SW(図示せず)の動作状況を示している。この位置検出SWは、製氷皿13が水平状態である原点(状態)時、及び製氷皿13が逆さになった水平状態である反転(状態)時にONするものである。位置検出SW(スイッチ)は、例えば図14のように製氷皿駆動軸24の周りに突部25、26を設け、その突部が位置検出SWをON/OFFするもので、原点時、反転時にONするものである。
図6(b)にて、a点(原点)より正転動作を開始してb点より製氷皿をねじりはじめるとモータ電流は増加し、製氷皿13から氷が離氷し、c点(反転)で位置検出SWが入って正転完了する。その後、逆転動作して原点dで動作完了となる。
【0015】
図7(a)は、満氷時の離氷機構の要部拡大断面図である。図7(b)は図7(a)の状態を示し、製氷後、位置検出SWが入り原点から正転し、貯氷箱12の氷に接触した場合、製氷皿13を逆転し、原点で離氷待機するまでのギアボックス11内のモータ40に印加される電圧と電流及び製氷皿の位置検出SWの動作状況を示している。
図のa点より、正転動作してb点で製氷皿13が異物、例えば貯氷箱12の氷14と接触した場合、通常の離氷動作時図6(b)の正転動作時間Aより時間Bが短いかどうか判断(図21のステップ50)し、短い場合は満氷と判断しモータ40に命令がいき、正転動作停止後、逆転動作して原点dで離氷待機となる。この動作をくり返し行い、貯氷箱12の氷14と接触がなくなると、上記図6と同様の動作を行う。
ここでは、正転動作とは製氷皿が半時計回りに回転する時、逆転動作とは製氷皿が時計回りに回転する時をいうが、正転動作と逆転動作は回転方向が異なる動作であれば良い。
【0016】
図8(a)は、離氷後に満氷となった時の離氷機構の要部拡大断面図である。図8(b)は図8(a)の状態で離氷動作を行った時のギアボックス11内のモータ40に印加される電圧と電流及び製氷皿の位置検出SWの動作状況を示している。
図のa点より正転動作を開始してb点より製氷皿をねじりはじめるとモータ電流は増加し、製氷皿13から氷が離氷し、c点(反転)で位置検出SWが入って正転完了する。その後、逆転動作し原点へ復帰前に製氷皿13が異物、例えば貯氷箱12の氷14と接触した場合(e点)、通常の離氷動作時図6(b)の逆転動作時間Cより時間Dが短いかどうか判断(図21のステップ51)し、短い場合は満氷と判断しモータ40に命令がいき、逆転動作停止後、正転動作して反転位置fで離氷待機となる。この動作を繰り返し、貯氷箱12の氷14と接触がなくなると上記図6と同様の動作を行う。これらの動作は図21のフロチャートに示した。
本実施の形態では、原点位置の検出、反転位置の検出、を位置検出SWを用いて判断したが、図22のフロチャートのように、位置検出SWを用いずモータの電流値により判断(ステップ52、53)としても良く、部品点数の削減が行える。尚、電流値によって判断する場合は、部品のバラツキ等によるトルクの変動を考慮し、I1+α、例えばI2を判断値としても良い。
以上のように構成することによって、検氷レバーが廃止でき、図14はギアボックスの断面図であるが、この図の様に、検氷レバー関係のギアボックス11内の部品点数も削減できる。
【0017】
実施の形態2.
図9(a)は、離氷機構の要部拡大断面図であり製氷皿が水平状態よりθc度(検氷完了角度)まで正転したときの図である。検氷完了角度とは、例えば図9(a)にて製氷皿13の端Yと貯氷箱12の上面Zが接するところである。図9(b)は、図9(a)の状態で、製氷後原点(a点)から正転し、離氷動作を行った後、原点(e点)へ復帰するまでのギアボックス11内のモータ40に印加される電圧と電流及び製氷皿の位置検出SWの動作状況を示している。
図のa点より、低電圧で正転動作し離氷完了角度(θc)通過点であるb点より通常電圧で正転動作しc点より製氷皿をねじりはじめ、d点で位置検出SWが入って離氷が完了する。その後逆転動作して、(180−θc)度の位置まで低電圧で、その後通常電圧で逆転動作しe点に復帰し、動作完了となる。満氷時の動作は実施の形態1同様な構造の為、説明は省略する。
本実施の形態では、原点位置の検出、反転位置の検出、満氷の検出を位置検出SWとモータの駆動時間を用いて判断したが、図23のフロチャートのように、位置検出SWを用いずモータの電流値により判断しても良く、部品点数の削減が行える。又、位置検出SWの氷結等による誤動作も防止できる。
又、本発明では、前記図9(b)のE間、F間と低電圧部を設け、駆動源のトルクを正転時、逆転時ともに2段階に変化させて検氷完了時と離氷完了時を考慮した製氷皿13の回転トルクとした。ここでは2段階変化を示したが、2段階以上に変化させ、図23のフロチャートのように検氷時、離氷時、満氷時(反転待機時)用とに分けてもよい。
さらに、検氷まで低トルクで駆動するため、図24の動作説明図のように起動時である正転時と逆転時に高いトルクを使用して、起動トルクをかせいでもよい。
又、検氷時の満氷判断をするための電流値は、反転判断をするための電流より少なくてもよい。以上のように構成することにより、低トルクなので検氷動作はほんの少しでも氷と接触したことを検出でき、又、同時に満氷時に(トルクが強すぎて)製氷皿がはまりこむことを防止でき、かつ、温度変化によるグリスの硬化、着霜等による起動トルクの変化に対応できる。
【0018】
実施の形態3.
図10は、実施の形態3による製氷皿13の斜視図である。前記実施の形態では、貯氷量の検出手段として製氷皿13を用いていたが、本実施の形態は、その製氷皿での検氷において検氷完了前に離氷する場合がおこることを防ぐための手段である貯氷量検出手段15を製氷皿13に設けたものである。図11における製氷皿13の30の部分が検氷を行う時には製氷皿13が離氷を開始している場合もあり、この貯氷量検出手段を設けることにより、このようなことがなくなり検氷の信頼性が上がる。尚、15は図10では棒状のものを示したが、図12のように板状でも、図17のように半円板状のものでもよい。
図11の様に製氷皿回転センター16から製氷皿の最大回転軌跡R1と、貯氷量検出手段15の最大回転軌跡はR2は同じとなるように設定されている。なお、R2はR1と同じが望ましいが、R2がR1以上であれば良い。
図13の様に、貯氷量検出手段15の最大回転軌跡形成部15aは、製氷皿検氷面側面部17が水平になる前に、離氷完了角度(θc)に到達するように取付けられている。すなわち、最大回転軌跡形成部15aは(θc−θd)より大きくなるようにする。このような構造にすることで、検氷完了前に氷が自然に製氷皿から落下することを防止することが出来る。
【0019】
又、図15、図16の様に、離氷後の製氷皿検氷部へ氷が上がらないように、すくい上げ防止構造体18を設けることで、反転動作時の氷すくい上げを防止することもできる。すくい上げ防止構造体18は、図18の様に半円板状であっても、製氷皿13の検氷面の上部26に丸みをもたせ(rをつけ)ても同様な効果が得られる。
【0020】
実施の形態4
図19は製氷皿13の検氷面側にすくい上げ防止構造体18を設置し、反対側に貯氷量検出手段15を設置する。通常は製氷皿13は正転動作から始まるが、本実施の形態では、図20(b)は図20(a)の状態図を示す。図20(a)の様に、図20の様に、正転動作の前に反転動作を行い検氷をする。その後、通常の正転動作にうつり、実施の形態1の動作を行ってもよい。本実施の形態の場合、離氷時には検氷時に比べ離氷した氷の分が増えることを考慮し、離氷後用検出手段として貯氷量検出手段15を設け、その検出手段の軌跡R1とR4の差を利用して、離氷前に、離氷後原点に戻れるぐらいのスペースを(R4−R1)の軌跡として検出することが出来る。
以上、製氷皿の回転は離氷前は正転、離氷後は逆転するものであったが、離氷前と離氷後の回転方向を同じとしても良い。
【0021】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0022】
製氷をする製氷皿と、製氷皿を回転する回転機構と、回転機構を駆動する駆動源と、製氷皿下方に氷を貯める貯氷部と、を備え、製氷皿は回転し氷の接触を検出して貯氷部の貯氷量を検出するので、検氷レバーを廃止することができ、ギアボックス内構造の簡素化等、コスト削減が出来る。
【0023】
また、離氷後から原点復帰までの間で、前記製氷皿が氷に接触した場合、製氷皿の回転トルクの変化を検出し、製氷皿は反転状態まで戻りその状態で待機するので、氷の引っ掛かり等による製氷皿の損傷が防止できる。
【0024】
また、検氷中と、それ以外において、製氷皿駆動軸トルクを変化するので、検氷の感度が向上し、又、省エネにもなる。
【0025】
また、製氷皿の回転開始時に製氷皿の回転トルクを高くしたので、温度変化によるグリスの硬化、着霜等による起動トルクの変化にも対応でき、誤動作の防止にもなり、又、省エネにもなる。
【0026】
また、満氷検知後、検知前と逆の方向に回転して待機状態になるまでの間の製氷皿の回転トルクを検氷時の回転トルクより大きくするので、氷の引っ掛かり等による製氷皿の損傷が防止でき、又、省エネにもなる。
【0027】
また、製氷皿に、製氷皿が検氷終了する前に離氷を開始しない角度を制御する角度制御手段を設けたので、氷の引っ掛かり等による製氷皿の損傷が防止できる。
【0028】
また、角度制御手段は、貯氷部の貯氷量を検出するので、信頼性が上がる。
【0029】
また、製氷皿に、製氷皿の回転軌跡が離氷後の貯氷量を見込んだものとなるように、離氷後の貯氷量を想定する貯氷量想定手段を設けたので、検氷時の信頼性が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1の冷蔵庫正面図。
【図2】 実施の形態1の冷蔵庫内部正面図。
【図3】 実施の形態1の冷蔵庫ZZ断面図。
【図4】 実施の形態1の離氷機構側面拡大図。
【図5】 実施の形態1の要部斜視図。
【図6】 実施の形態1の通常離氷時動作説明図。
【図7】 実施の形態1の満氷時動作説明図。
【図8】 実施の形態1の離氷後反転動作中の満氷時動作説明図。
【図9】 実施の形態2のモータトルクを可変した通常離氷時動作説明図。
【図10】 実施の形態3の貯氷量検出手段の斜視図。
【図11】 実施の形態3の図15の断面図。
【図12】 実施の形態3の別の貯氷量検出手段の斜視図。
【図13】 実施の形態3の貯氷量検出手段設置図。
【図14】 実施の形態1のギアボックス内部拡大図。
【図15】 実施の形態3の別の貯氷量検出手段の斜視図。
【図16】 実施の形態3の図20の断面図。
【図17】 実施の形態3の別の貯氷量検出手段の正面図。
【図18】 実施の形態3の別の貯氷量検出手段の正面図。
【図19】 実施の形態4の貯氷量検出手段の正面図。
【図20】 実施の形態4の動作説明図。
【図21】 実施の形態1の離氷動作フロチャート。
【図22】 実施の形態1の別の形態の離氷動作フロチャート。
【図23】 実施の形態2の離氷動作フロチャート。
【図24】 実施の形態2の起動トルクを設定した通常離氷時動作説明図。
【図25】 従来例の側面図。
【図26】 従来例のギアボックス内部拡大図。
【図27】 従来例の離氷動作フロチャート。
【符号の説明】
1 冷蔵庫箱体、2 冷蔵庫扉、3 離氷機構、10 検氷レバー、11 ギアボックス、12 貯氷箱、13 製氷皿、14 氷、15 貯氷量検出手段、15a 貯氷量検出手段最大軌跡形成部、16 製氷皿回転センター、17 製氷皿側面テーパ部、18 すくい上げ防止構造体、40 モータ、41 ウォームギア、42 ウォームギア、43 減速ギア、44 減速ギア、45 主ギア、47 検氷レバー駆動軸駆動溝、48 検氷レバー駆動軸。
Claims (4)
- 製氷をする製氷皿と、前記製氷皿を回転する回転機構と、前記回転機構を駆動する駆動源と、前記製氷皿下方に氷を貯める貯氷部と、を備え、前記製氷皿は回転し氷の接触を検出して前記貯氷部の貯氷量を検出することを特徴とする冷蔵庫。
- 離氷後から原点復帰までの間で、製氷皿が氷に接触した場合、前記製氷皿の回転トルクの変化を検出し、前記製氷皿は反転状態まで戻りその状態で待機することを特徴する第1項記載の冷蔵庫。
- 製氷皿の回転開始時に前記製氷皿の回転トルクを高くしたことを特徴とした第1項記載の冷蔵庫。
- 満氷検知後、検知前と逆の方向に回転して待機状態になるまでの間の製氷皿の回転トルクを検氷時の回転トルクより大きくすることを特徴とした第1項記載の冷蔵庫。
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