JP3991938B2 - 自動製氷機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫に搭載される自動製氷機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、消費者の清潔志向が高まり、冷蔵庫に搭載された自動製氷機の製氷皿を洗いたいという消費者が増えている。自動製氷機の製氷皿は、製氷皿内に供給された水が凍結したか否かを判定するため、その底面に有線式の温度センサが密着固定されているので、構造的に取り外し、取り付けができない構造になっている。そのため、製氷皿に給水された水の状態を非接触で検知できるものが望まれており、一例として、水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備えた自動製氷機(例えば、特許文献1参照)が開示されている。
【0003】
以下、図面を参照しながら上記従来の自動製氷機について説明する。
【0004】
図8は従来の自動製氷機のブロック構成図である。水を溜めておくタンク1、このタンク1から水を吸い上げるための給水パイプ2、タンク1から水を汲み上げるためのポンプ3、タンク1から給水パイプ2を通過してポンプ3によって供給される水を溜め製氷するための製氷皿4、製氷皿4を回転させて離氷させるための駆動部5、離氷した氷を溜めておくための貯氷箱6、製氷皿4の上方に配置され製氷皿4に供給された水の温度を測定する赤外線センサ7、赤外線センサ7の出力信号から製氷完了や水位を検知するための判定手段8、製氷完了を検知する製氷完了判定手段9、製氷皿4に供給された水の水位を検知する水位判定手段10とで構成される。
【0005】
以上のように構成された自動製氷機について、以下その動作を説明する。
【0006】
まず、タンク1中の5℃程度の水が製氷皿4に給水されると、赤外線センサ7の受光領域における水面の領域の割合が増え、赤外線センサ7の出力信号が増加し、給水完了でピークに達する。その後、水が冷却されて温度が低下し、赤外線センサ7の出力信号も低下する。0℃付近まで低下すると、それ以降温度は0℃付近にしばらくの間安定し、0℃安定終了以降は再び温度低下が始まり、製氷完了判定基準温度値になり製氷完了に達する。
【0007】
給水完了以降の赤外線センサ7の出力信号の変化は、赤外線センサ7が水・氷から発せられる温度に関連する赤外線放射エネルギーを直接測定しているために、製氷皿4中の水・氷温度の変化と相似した変化を示すので、氷そのものの温度を測定して検出することができる。
【0008】
製氷皿内の水の状態変化を非接触で検知できるので、製氷皿の底面に有線式の温度センサを密着させる必要がなくなり、製氷皿を取り外し、取り付けが可能となる。
【0009】
【特許文献1】
特開2002−295931号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、水・氷から発せられる赤外線を赤外線センサで検知し、製氷完了判定手段として、所定の温度以下を検知すれば製氷完了と判定するだけである。赤外線センサは、有線式のサーミスタとは異なり、温度に対する応答性がはやいため、冷蔵庫のドア開閉などによる急激な温度変化があった場合、異常な電圧を検出する。例えば、赤外線センサの設置環境の温度が急に高くなると、出力電圧が高くなり、温度が急に低くなると出力電圧が低くなり、水や氷から発せられる赤外線を正確に検出できず、従来の構成では、製氷皿に給水されて水が未凍結のままで製氷完了判定をしていまい、不具合が発生する。
【0011】
本発明は上記の課題を解決するもので、赤外線センサの設置環境の温度変化に対する赤外線センサの異常な出力電圧による誤判定を防止する判定手段を備えた自動製氷機を提供することを目的とする。
【0012】
【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、水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、給水から所定時間Aの経過後、所定時間Bの時間内で氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有し、前記製氷完了判定手段は、前記赤外線センサが出力する出力電圧が前記所定時間Bの間、連続して所定電圧Y以下なら製氷完了の判定を行い、連続して前記所定電圧Y以下でないなら前記所定時間Bの積算を中止し、再び前記所定時間Bの積算をはじめるものである。前記所定時間Bの時間内、前記赤外線センサの出力電圧を検知することにより、異常な電圧を取り除くことができる。これによって、前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができ製氷完了判定精度が向上する。また、前記所定時間Bの時間内、連続して前記赤外線センサの出力電圧を検知しているので、前記赤外線センサの異常な電圧を取り除くことができ、前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができるので、より製氷完了判定精度が向上する。
【0013】
請求項2に記載の発明は、水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、給水から所定時間Aの経過後、所定時間Bの時間内で氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有し、前記製氷完了判定手段は、前記所定時間Bの間、前記赤外線センサに搭載されている自己温度検知サーミスタの出力電圧が連続して所定電圧X以下であり、かつ前記赤外線センサの出力電圧が連続して前記所定電圧Y以下の場合に製氷完了の判定を行い、連続して前記所定電圧X以下または前記所定電圧Y以下でない場合、前記所定時間Bの積算を中止し、再び前記所定時間Bの積算をはじめるものである。前記所定時間Bの時間内、前記赤外線センサの出力電圧を検知することにより、異常な電圧を取り除くことができる。これによって、前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができ製氷完了判定精度が向上する。また、前記所定時間Bの時間内、連続して前記赤外線センサの出力電圧及び前記赤外線センサに搭載されている自己温度検知サーミスタの出力電圧を検知しているので、温度変化に対する前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧を取り除くことができる。これによって、前記赤外線センサの出力電圧の温度変化に対する異常な電圧による誤判定をなくすことができ更に製氷完了判定精度が向上する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による自動製氷機の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成に付いては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【0018】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1による自動製氷機を示すブロック構成図、図2は同実施の形態における製氷時の要部断面図、図3は同実施の形態における離氷時の要部断面図、図4は同実施の形態における製氷完了判定手段のフローチャートである。
【0019】
図1、図2において、駆動部11は製氷皿4を回転させて離氷するものであり、製氷皿4を回転させる出力軸11aよりも上側の位置には、製氷皿4に供給された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサ12が配置されており、赤外線を検知する検知部12aは駆動部11から露出し、その他は駆動部11内にある。
【0020】
駆動部11は製氷皿4を回転させてほぼ反転した位置で離氷させる構成であり、赤外線センサ12は製氷皿4の回転中心軸より上方に位置している。
【0021】
これによって、赤外線センサ12は製氷皿4、貯氷箱6内の氷を視野に入れることが可能である。
【0022】
また、制御部13には、製氷皿4内の水から発せられる赤外線を受け取った赤外線センサ12の出力信号によって水から氷に変化したことを検知する製氷完了判定手段14が設けられている。
【0023】
また、赤外線センサは、自己の温度を検知する自己温度検知サーミスタ12b(図示せず)が搭載されており、赤外線センサに搭載されている自己温度検知サーミスタ12bにより、赤外線センサが設置された雰囲気温度を検出できる。
【0024】
このように構成された自動製氷機の動作について説明する。まず、ポンプ3によりタンク1の水が給水パイプ2を介して吸い上げられ、製氷皿4に給水される。ポンプ3は予め定められた時間だけ作動して給水を行う。この作動時間は、予め定めた水量とポンプ3が正常に作動した際の単位時間当たりの給水量とから決定される。例えば、水量が80mlであれば、ポンプ作動時間は4秒に予め定められる。
【0025】
水が全く入っていない状態からポンプ3が作動して給水し作動後4秒経過時には水面は適正水位に達する。
【0026】
次に図4に示した、製氷完了判定手段のフローチャートに基づいて説明する。
【0027】
製氷皿4に給水完了後、ステップS1にて水から氷にかわる所定時間Aの経過を待つ。
【0028】
ここで、赤外線放射エネルギーは、物体の温度と放射率によって定まり、温度が低いものは赤外線放射エネルギーが小さく、温度が高いものは赤外線放射エネルギーは大きくなり、その強度に応じて電圧が出力される。
【0029】
通常、供給される水の温度は5℃程度で、製氷皿4は冷気に冷やされて−20℃程度となっている。
【0030】
一方、製氷皿4に給水されると、周囲の冷却効果を受けて、温度が低下してゆき、0℃付近まで低下すると、それ以降温度は0℃付近にしばらくの間安定し、0℃安定終了以降は再び温度低下がはじまり製氷完了に達する。
【0031】
赤外線センサ12の出力電圧は、給水完了でピークに達し、その後は水が冷却されて温度が低下すると、赤外線センサ12の出力電圧も低下する。
【0032】
次に、ステップS2にて赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Xより低い場合は、ステップS3に移行する。ステップS3では、赤外線センサ12の出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Yより低い場合は、製氷完了判定を行なう。
【0033】
また、赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Xより高い場合、または赤外線センサ12の出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Yより高い場合は、再度赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧の判定を行なう。
【0034】
このように、赤外線センサ12の出力電圧及び赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧を検知しているので、温度変化に対する赤外線センサ12の出力電圧の異常な電圧を取り除くことができる。これによって、赤外線センサ12の温度変化に対する出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができるので未凍結の状態で製氷完了と検出することがない。
【0035】
本実施の形態では、製氷が完了すると図3で示したように駆動部11で製氷皿4を回転させ、約160°反転した位置で脱氷する構成にしてある。
【0036】
(実施の形態2)
図5は本発明の実施の形態2における自動製氷機の製氷完了判定手段のフローチャートである。
【0037】
本実施の形態は、製氷皿4に水が給水し、給水から所定時間Aの経過後、所定時間Bにて、氷が生成されたと判断するものである。
【0038】
ここで、図5に示した製氷完了判定手段のフローチャートについて説明する。
【0039】
製氷皿4に給水完了後、ステップS11にて水から氷にかわる所定時間Aの経過を待つ。次に、ステップS12にて水から氷に変化したことを検知するために所定時間Bのカウントを開始する。ステップS13にて赤外線センサ12の出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Yより低い場合は、ステップS14にて所定時間Bの経過を確認する。所定時間Bが経過している場合は、製氷完了判定を行なう。所定時間Bが経過していない場合は、ステップS13に戻り、再度赤外線センサ12の出力電圧を確認する。
【0040】
また、ステップS13にて赤外線センサ12の出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Yより高い場合は、ステップS15にて所定時間Bの積算時間をリセットし、ステップS12に戻り、所定時間Bのカウントを再度開始する。
【0041】
このように、給水完了し所定時間A経過後以降の赤外線センサ12の出力電圧を所定時間Bの間、連続して検知することにより、赤外線センサ12の出力電圧の異常な電圧を取り除くことができる。これによって、赤外線センサ12の出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができ、未凍結の状態で製氷完了と検出することがなく、製氷完了判定精度が向上する。
【0042】
(実施の形態3)
図6は本発明の実施の形態3における自動製氷機の製氷完了判定手段のフローチャートである。
【0043】
本実施の形態は、実施の形態2に赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧の判定手段を追加したものである。
【0044】
ここで、図6に示した製氷完了判定手段のフローチャートについて説明する。
【0045】
製氷皿4に給水完了後、ステップS21にて水から氷にかわる所定時間Aの経過を待つ。次に、ステップS22にて水から氷に変化したことを検知するために所定時間Bのカウントを開始する。ステップS23にて赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Xより低い場合は、ステップS24に移行する。ステップS24では、赤外線センサ12の出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Yより低い場合は、ステップS25にて所定時間Bの経過を確認する。所定時間Bが経過している場合は、製氷完了判定を行なう。所定時間Bが経過していない場合は、ステップS23にて赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧を再度確認する。
【0046】
また、ステップS23にて赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Xより高い場合、またはステップS24にて赤外線センサ12の出力電圧があらかじめ定められている所定電圧Xより高い場合は、ステップS26にて所定時間Bの積算時間をリセットし、ステップS22に戻り、所定時間Bのカウントを再度開始する。
【0047】
このように、前記所定時間Bの時間内、連続して赤外線センサ12の出力電圧及び赤外線センサ12に搭載されている自己温度検知サーミスタ12bの出力電圧を検知しているので、温度変化に対する赤外線センサ12の出力電圧の異常な電圧を取り除くことができる。これによって、赤外線センサ12の出力電圧の温度変化に対する異常な電圧の誤判定をなくすことができ、未凍結の状態で製氷完了と検出することがなく、製氷完了判定精度がより向上する。
【0048】
(実施の形態4)
図7は、本発明の実施の形態4における自動製氷機のブロック構成図である。
【0049】
ここで、図7に示したブロック構成図について説明する。
【0050】
駆動部11は製氷皿4を回転させて氷を放出するものであり、製氷皿4を回転させる出力軸11aよりも上側の位置には、製氷皿4に供給された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサ12が配置されており、赤外線を検知する検知部12aは駆動部11から露出し、その他は駆動部11内にある。
【0051】
図7において、駆動部11は製氷皿4を回転させて離氷するものであり、製氷皿4を回転させる出力軸11aよりも上側の位置には、製氷皿4に供給された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサ12が配置されており、赤外線を検知する検知部12aは駆動部11から露出し、その他は駆動部11内にある。
【0052】
駆動部11は製氷皿4を回転させてほぼ反転した位置で離氷させる構成であり、赤外線センサ12は製氷皿4の回転中心軸より上方に位置している。
【0053】
これによって、赤外線センサ12は製氷皿4、貯氷箱6内の氷を視野に入れることが可能である。
【0054】
また、制御部13には、赤外線センサ12に断続的に通電する断続通電制御手段15が設けられている。
【0055】
これによって、赤外線センサ12には断続的に電圧がかかるので消費電力が少なくなる。
【0056】
【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、水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、給水から所定時間Aの経過後、所定時間Bの時間内で氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有し、前記製氷完了判定手段は、前記赤外線センサが出力する出力電圧が前記所定時間Bの間、連続して所定電圧Y以下なら製氷完了の判定を行い、連続して前記所定電圧Y以下でないなら前記所定時間Bの積算を中止し、再び前記所定時間Bの積算をはじめるものである。
【0057】
これによって、前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧を取り除くことができ、前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができるので、製氷完了判定精度が向上する。また、これによって、赤外線センサの出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができるので、より製氷完了判定精度が向上する。
【0058】
また、請求項2に記載の発明は、水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、給水から所定時間Aの経過後、所定時間Bの時間内で氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有し、前記製氷完了判定手段は、前記所定時間Bの間、前記赤外線センサに搭載されている自己温度検知サーミスタの出力電圧が連続して所定電圧X以下であり、かつ前記赤外線センサの出力電圧が連続して前記所定電圧Y以下の場合に製氷完了の判定を行い、連続して前記所定電圧X以下または前記所定電圧Y以下でない場合、前記所定時間Bの積算を中止し、再び前記所定時間Bの積算をはじめるものである。
【0059】
これによって、前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧を取り除くことができ、前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができるので、製氷完了判定精度が向上する。
【0063】
これによって、温度変化に対する前記赤外線センサの出力電圧の異常な電圧による誤判定をなくすことができ、更に製氷完了判定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自動製氷機の実施の形態1のブロック構成図
【図2】同実施の形態における製氷時の要部断面図
【図3】同実施の形態における離氷時の要部断面図
【図4】同実施の形態における製氷完了判定手段のフローチャート
【図5】本発明による自動製氷機の実施の形態2における製氷完了判定手段のフローチャート
【図6】本発明による自動製氷機の実施の形態3における製氷完了判定手段のフローチャート
【図7】本発明による自動製氷機の実施の形態4における断続通電制御のブロック構成図
【図8】従来の自動製氷機を示すブロック構成図
【符号の説明】
4 製氷皿
6 貯氷箱
11 駆動部
12 赤外線センサ
12b 赤外線センサに搭載されている自己温度検知サーミスタ
13 制御部
14 製氷完了判定手段
15 断続通電手段
Claims (2)
- 水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、給水から所定時間Aの経過後、所定時間Bの時間内で氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有し、前記製氷完了判定手段は、前記赤外線センサが出力する出力電圧が前記所定時間Bの間、連続して所定電圧Y以下なら製氷完了の判定を行い、連続して前記所定電圧Y以下でないなら前記所定時間Bの積算を中止し、再び前記所定時間Bの積算をはじめることを特徴とする自動製氷機。
- 水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、給水から所定時間Aの経過後、所定時間Bの時間内で氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有し、前記製氷完了判定手段は、前記所定時間Bの間、前記赤外線センサに搭載されている自己温度検知サーミスタの出力電圧が連続して所定電圧X以下であり、かつ前記赤外線センサの出力電圧が連続して前記所定電圧Y以下の場合に製氷完了の判定を行い、連続して前記所定電圧X以下または前記所定電圧Y以下でない場合、前記所定時間Bの積算を中止し、再び前記所定時間Bの積算をはじめることを特徴とする自動製氷機。
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