JP4077918B2 - 自動製氷機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫内に設置され、氷を自動的に製造すると共に貯氷容器内の氷の不足を検出した場合に、製造した氷を自動的に補給する自動製氷機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動製氷機能を備えた家庭用冷蔵庫等が知られているが、この冷蔵庫に取り付けられている自動製氷機の駆動装置として、例えば、特開平６−２４９５５６号公報に開示されている製氷皿の駆動装置がある。このような自動製氷機では、製氷皿に水を供給する場合、貯水タンク中の水を給水ポンプを用いて製氷皿に供給したり、製氷皿より上部に置かれる貯水タンクの弁をモータアクチュエータやソレノイドで動作させ水を製氷皿へ落とし込む方法等が取られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、給水ポンプを用いる場合、モータによる駆動音が大きくなり、夜間の就寝時の妨げとなることが生じている。また、給水ポンプによる製氷皿への水供給機構は、構造が複雑となると共に装置が高価格化してしまう。なお、モータ等の騒音対策として防振装置を施す方法も考えられるが、装置が一層大型化すると共に一層高価格化してしまう。
【０００４】
また、いわゆる水の落とし込み方法の場合、ポンプの駆動音は無くなるが、弁を駆動するためのモータアクチュエータやソレノイドが別に必要となり、やはり装置が大型化すると共にコストが高くなってしまう。
【０００５】
本発明は、装置が大型化せず、しかも低コストで製氷皿への液体供給が行える自動製氷機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明では、駆動源によって回転される出力軸に支持されて回転駆動する製氷皿と、該製氷皿へ供給するための液体を貯める貯液タンクから、液体供給手段を必要に応じて操作することによって製氷皿へ液体を供給する液体供給操作手段とを有する自動製氷機において、液体供給操作手段を、揺動支点を有する揺動部材とし、該揺動部材は、一方側が製氷皿に設けた係合部に係合し製氷皿の回転駆動により揺動することによって他方側が液体供給手段を操作して製氷皿に貯液タンク中の液体を供給し、製氷皿は、製氷皿の液体を製氷させる製氷位置を挟んで、製氷された氷を離氷させる離氷位置と、液体供給手段を必要に応じて操作し製氷皿に液体を供給する液体供給位置とを有し、製氷位置から正転により離氷位置へ回転駆動させると共に製氷位置から逆転により液体供給位置に回転駆動させている。
【００１３】
加えて、請求項２記載の発明では、請求項１記載の自動製氷機において、液体供給手段と液体供給操作手段とを一体化させている。
【００１４】
本発明の自動製氷機は、製氷皿へ貯液タンク内の液体を供給する際、製氷皿等に設けた係合部に係合する揺動部材を利用する。すなわち、製氷皿や出力軸の回転駆動力を液体供給操作手段となる揺動部材が受け、揺動することによって液体供給手段を操作する。液体供給手段としては、例えば、貯液タンクに設けられる開閉弁が採用される。この開閉弁を揺動部材の他方側で押したり等して液体を貯液タンクから製氷皿へ落とし込む。
【００１５】
製氷皿内の液体が氷となると、通常の構造の自動製氷機は、検氷アームが貯氷容器内に進出して氷の貯蔵状態を検知する。もし、貯氷容器内の氷が不足しているとすると、検氷アームは貯氷容器内へ十分進出する。この検氷アームの動きを検出することによって自動製氷機は、製氷皿を反転させて貯氷容器内に氷を落下させる。なお、製氷皿を反転させず、わずかに傾けてその内部の氷をかき出す方式のものとしても良い。
【００１６】
製氷皿の氷が取り出された後、製氷皿は製氷位置に戻され、新たな氷を製造する。このとき、製氷位置を越えてさらに製氷皿を回転させて、その動きを揺動部材に伝えるようにすると、通常の離氷動作に影響を与えることなく液体供給動作を実行できることとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１から図３は、本発明の実施の形態に係る自動製氷機を示している。この自動製氷機１は、冷蔵庫の製氷室内に設置されている。自動製氷機１は、図示しない貯氷容器の上方に配置された製氷皿２と、貯氷容器内の貯氷量を検知するために昇降する検氷アーム３と、製氷皿２へ水等の液体を供給するための液体供給操作手段となる揺動部材４と、製氷皿２ならびに検氷アーム３および揺動部材４を連動させて駆動する駆動装置５を備えて構成されている。なお、製氷皿２の下部には製氷皿の温度を検知するサーミスタ１ａが設けられている。
【００１９】
この駆動装置５は、検氷アーム３の先端を貯氷容器内に下降させ、その下降距離に基づいて貯氷容器内の氷の有無を検出する。そして、この駆動装置５は、氷の不足を検出した場合、製氷皿２を反転させて離氷位置とし貯氷容器内に氷を落下させる。反転された製氷皿２は、その他端側の突出部２ａが冷蔵庫または自動製氷機１の機枠６に設けられた当接片（図示省略）に当たってねじれ変形し、この変形を利用して氷を落下させる。その後、駆動装置５は、製氷皿２を製氷位置へ戻す。
【００２０】
通常の自動製氷機では、この製氷位置で製氷皿２に注水されるが、この実施の形態の自動製氷機は製氷位置をすぎて更にわずかに、例えば１０〜２０度回転させられる。この逆方向の回転によって製氷皿２に設けた突出した係合部２ｂが揺動部材４の一方側４ａに係合し、揺動部材４を機枠６に設けられた揺動支点となる軸部７を中心として揺動させる。この揺動によって、揺動部材４の他端側４ｂが液体供給手段となる開閉弁８を動作させ、水を製氷皿２に供給する。なお、係合部２ｂは、駆動装置５の近傍に設けられているので、後述する出力軸２５からの駆動力が揺動部材４に伝わり易くなっている。
【００２１】
この揺動部材４は、図３に示すように、一端側４ａが下方に押されることにより、他端側４ｂが上方に突出するものとなっている。しかも、その突出部分は、駆動装置５が配置される部分より離れた位置となるようにされている。揺動部材４の他端側４ｂは、作動棒８ａに当接し、この作動棒８ａを介して開閉弁８を押し上げるようになっている。開閉弁８ａが押し上がると、貯液タンクとなる貯水タンク８ｂ内の水が水受け皿８ｃ内に入り、給水管８ｄから製氷皿２に供給されるようになっている。
【００２２】
この駆動装置５は、図４および図５に示すように、製氷皿２に連結されてこれを反転させるカム歯車１０と、このカム歯車１０に操作され介在部材の一部を構成する検氷機構１１およびスイッチ機構１２を備えて構成されている。なお、この駆動装置５の内部機構は、２つのケース９ａ，９ｂからなるケース９内に配置されている。
【００２３】
カム歯車１０は、駆動源となるステッピングモータ１３により回転させられる。すなわち、ステッピングモータ１３の回転は、回転伝達手段１４を介してカム歯車１０に伝達される。この回転伝達手段１４は、ステッピングモータ１３のロータ出力軸１３ａに設けられたピニオン１５と、ピニオン１５の回転を順次減速させる第１歯車１６、第２歯車１７、第３歯車１８、第４歯車１９および第５歯車２０より構成されている。
【００２４】
第１歯車１６と第３歯車１８は、図５に示すように、一方のケース９ａとモータ端面との間に設けられる固定軸２２に回転自在にかつ上下に重ねて配置されている。この第１歯車１６と第３歯車１８は、共に大径のギヤ部と小径のピニオン部から構成されている。第２歯車１７と第４歯車１９は、一方のケース９ａと中地板２１との間に設けられる固定軸２３に回転自在にかつ上下に重ねて配置されている。この第２歯車１７と第４歯車１９も共に大径のギヤ部と小径のピニオン部より構成されている。
【００２５】
第２歯車１７のギヤ部は、第１歯車１６のピニオン部に噛み合っている。また、第２歯車１７のピニオン部は、第３歯車１８のギヤ部に、第３歯車のピニオン部は第４歯車１９のギヤ部に、第４歯車１９のピニオン部は第５歯車２０のギヤ部に、第５歯車２０のピニオン部はカム歯車１０のギヤ１０ａに噛み合っている。したがって、ステッピングモータ１３のロータ出力軸１３ａの回転は、回転伝達手段１４により次々に減速されながらカム歯車１０に伝達される。
【００２６】
図６は、カム歯車１０を示している。このカム歯車１０には、出力軸２５が一体成形されている。この出力軸２５は、一方のケース９ａに設けられた孔から駆動装置５の外方に突出し、製氷皿２に連結されている。したがって、カム歯車１０と製氷皿２とは、一体となって回転する。
【００２７】
また、カム歯車１０の、一方のケース９ａに対向する一側面１０ｂには、溝２６が周方向に沿って形成されている。この溝２６内には一方のケース９ａの内面に形成された突起（図示省略）が挿入されており、カム歯車１０の回転できる角度を所定の範囲に制限している。すなわち、溝２６の両端面２６ａ，２６ｂに突起が当たる位置を、カム歯車１０の回転限界位置としている。本実施の形態の場合には、カム歯車１０は、−２０度から１７０度の範囲で回転できる。なお、この回転角度は、ステッピングモータ１３が暴走した場合の回転許容範囲で、通常の場合は、後述するように、−１０度から１６０度の範囲で動作する。
【００２８】
一方、カム歯車１０の、中地板２１に対向する他側面１０ｃには、環状の凹部２７が形成されている。この凹部２７の回転中心側の面は、検氷軸用カム面２８を構成し、また、外周側の面はマグネットレバー用カム面２９を構成している。検氷軸用カム面２８は、検氷非動作位置部２８ａと、検氷降下動作部２８ｂと、氷不足検出位置部２８ｃと、検氷復帰動作部２８ｄとを有している。一方、マグネットレバー用カム面２９は、第１のオン信号発生用カム部２９ａと、第１のオフ信号発生用カム部２９ｂと、第２のオン信号発生部となる満氷時オン信号発生用カム部２９ｃと、第２のオフ信号発生用カム部２９ｄとを有している。
【００２９】
検氷機構１１は、カム歯車１０に操作される検氷軸用レバー（伝達部材）３１と、この検氷軸用レバー３１の動きを検氷アーム３に伝達する検氷軸３２と、検氷軸３２を揺動させるための力を与えるコイルスプリング３３と、コイルスプリング３３を取りつけるための腕３４とを備えて構成されている。
【００３０】
検氷軸用レバー３１は、カム歯車１０と中地板２１との間に配置されている。検氷軸用レバー３１の一端部のカム歯車１０に対向する面には、凸部３１ａが形成されている。この凸部３１ａは、カム歯車１０に形成された検氷軸用カム面２８に当接するカムフォロアとなっている。
【００３１】
このように構成された検氷機構１１は、検氷軸用カム面２８に沿って動作する検氷軸用レバー３１の動きを検氷アーム３に伝えると共に、検氷アーム３の動きを後述するマグネット揺動禁止部材４３に伝えるものとなっている。すなわち、検氷アーム３が満氷によってその動きを停止すると、検氷軸３２は、検氷アーム３と共にその回転を停止する。
【００３２】
なお、コイルスプリング３３は、その他端が中地板２１に設けたバネ掛け突起部２１ａに引っ掛けられ、検氷アーム３を常時検氷位置側へ付勢するようになっている。すなわち、検氷軸用カム面２８に対し、検氷軸用レバー３１を当接させる方向に付勢力を与えている。この力は、カム歯車１０の中心から外周に向かうもので、両ケース９ａ，９ｂを組み込むときの妨げとならない力となっている。このため、カム歯車１０がコイルスプリング３３の力によって浮き上がってしまうことがなく、カム歯車１０の組み込みや両ケース９ａ，９ｂの一体化が簡単に行え、組み立て易いものとなる。
【００３３】
スイッチ機構１２は、カム歯車１０に操作されるマグネットレバー４１と、マグネットレバー４１の揺動に応じて検出信号を変化させるホールＩＣ４２と、マグネットレバー４１の揺動を禁止するように働くマグネット揺動禁止部材４３と、マグネットレバー４１を揺動させるための力を与えるコイルスプリング４４とをを備えて構成されている。
【００３４】
マグネットレバー４１は、一方のケース９ａと中地板２１との間に配置され、その軸部４１ａが中地板２１に一体成形されている貫通孔２１ｂに揺動自在に取りつけられている。マグネットレバー４１の一端部のカム歯車１０側の面には、山形状の凸部４１ｂが形成されている。この凸部４１ｂは、カム歯車１０に形成されたマグネットレバー用カム面２９に当接するカムフォロアとなっている。したがって、カム歯車１０が回転した場合、凸部４１ｂがマグネットレバー用カム面２９に沿ってカム歯車１０の径方向に移動し、マグネットレバー４１が揺動する。
【００３５】
また、マグネットレバー４１の所定位置には突起腕４１ｃが形成されている。この突起腕４１ｃは、検氷軸３２に設けられたマグネット揺動禁止部材４３の近傍に位置している。この突起４１ｃにマグネット揺動禁止部材４３が当たっている状態では、マグネットレバー４１は揺動することができない。一方、マグネットレバー４１の先端部には、ホールＩＣ４２を動作させる永久磁石４６が取り付けられている。また、マグネットレバー４１には、突起腕４１ｃと点対称的に突起腕４１ｄが設けられ、コイルスプリング４４の一端が取り付けられている。なお、コイルスプリング４４の他端は、中地板２１に設けられた軸２１ｃに引っ掛けられている。
【００３６】
ホールＩＣ４２は、中地板２１に固定され、中地板２１と他方のケース９ｂの間に取り付けられたプリント配線基盤５１に接続されている。このホールＩＣ４２は、マグネットレバー４１が作動位置に在る場合にその他端部の永久磁石４６に対向するように配置されている。このホールＩＣ４２は、図１３に示すように、コントローラ５２に電気的に接続されている。そして、マグネットレバー４１が非作動位置に在る場合、このホールＩＣ４２は、検出信号として低レベルの信号（以下、Ｌ信号と記す）をコントローラ５２に出力する。一方、マグネットレバー４１が揺動して、ホールＩＣ４２に対向したとき、このホールＩＣ４２は、検出信号として高レベルの信号（以下、Ｈ信号と記す）をコントローラ５２に出力する。
【００３７】
ホールＩＣ４２は、カム歯車１０が−１０度から１６０度まで回転する間に２ヶ所の位置でＨ信号を出力する。すなわち、マグネットレバー４１を操作するマグネットレバー用カム面２９には２ヶ所の位置に凹み部分となる第１のオン信号発生用カム部２９ａと満氷時オン信号発生用カム部２９ｃが形成されており、マグネットレバー４１の凸部４１ｂがこれらの凹み部分に到達してこのマグネットレバー４１が揺動する度に、ホールＩＣ４２はＨ信号を出力する。出力されたＨ信号は、その発生位置の違いにより製氷位置信号または検氷位置信号（識別信号）としてコントローラ５２に認識される。コントローラ５２は、これらの信号に基づいてカム歯車１０の現状位置を認識する。
【００３８】
なお、プリント配線基板５１の他方のケース９ｂ側には、この自動製氷機１を動作させるためのコントローラ５２を含む制御回路のための各種の電子部品５３が設けられている。このコントローラ５２等の制御回路は、自動製氷機１に設けるのではなく、自動製氷機１が設置される冷蔵庫本体側の回路に設けるようにしても良い。
【００３９】
マグネットレバー４１は、コイルスプリング４４によってマグネットレバー用カム面２９に当接する方向に付勢されている。この力は、カム歯車１０の外周から中心に向かうもので、両ケース９ａ、９ｂを組み込むときの妨げとならない力となっている。このため、カム歯車１０がコイルスプリング４４の力によって浮き上がってしまうことがなく、カム歯車１０の組み込みや両ケース９ａ，９ｂの一体化が簡単に行え、組み立てやすいものとなる。
【００４０】
コントローラ５２は、マイクロコンピュータを備えている。そして、図１３に示すように、１００Ｖまたは１２０ＶのＡＣ電源を変換部５４および整流部５５を介してＤＣ１２Ｖの電源が入力している。そして、コントローラ５２の入力側にはサーミスタ１ａとホールＩＣ４２が、出力側には駆動回路５６を介してステッピングモータ１３がそれぞれ電気的に接続されている。また、コントローラ５２は、タイマ回路を有している。さらに、コントローラ５２の記憶装置には、基本動作プログラムおよび初期設定プログラムが記憶されている。コントローラ５２は、これらの制御プログラムを繰り返し実行し、ホールＩＣ４２等から供給される検出信号に基づいてステッピングモータ１３を正転または逆転させる。
【００４１】
なお、このコントローラ５２が制御手段を構成している。また、このコントローラ５２からは、必要により他の機器、例えば、貯水タンク８ｂへの吸水用の電磁バルブを制御するための信号や、揺動部材４を使用しない場合に開閉弁８を制御するための信号等を送出できるようになっている。
【００４２】
次に、この自動製氷機１の駆動装置５の動作について説明する。コントローラ５２は、基本動作プログラムおよび初期設定プログラムを適宜実行し、図１４および図１５に示すように動作する。例えば、基本動作プログラムは、扉が開かれていない状態であることおよび製氷皿の下に置かれるサーミスタ１ａによって製氷完了を検知した後、一定時間経過することというＡＮＤ条件が満たされたとき、待機終了の旨の信号がコントローラ５２に入力し実行するようにされる。また、初期設定プログラムは、例えば、電源オンまたは初期化する旨の信号のいずれかがコントローラ５２に入力した場合に実行するようにされる。
【００４３】
この自動製氷機１の全体的な動作は、図１５に示すとおりとなっている。まず、電源がオンされる（ステップＳ１）と、初期設定プログラムが動作する（ステップＳ２）。次に、基本動作プログラムを開始し、氷製造状態に入る（ステップＳ３）。コントローラ５２は、氷製造が終了されたか否かをサーミスタ１ａで検知し（ステップＳ４）、終了を検知すると、貯氷容器内の氷の量を検知しに行く（ステップＳ５）。なお、初期設定からスタートした場合は、水が供給されないが、サーミスタ１ａは、氷の有無にかかわらず庫内温度を感知するので、氷製造が終了したと判断し、次のステップに進み、後述する離氷動作（ステップ７）の終了後に給水動作（ステップ８）を行う。
【００４４】
そして、コントローラ５２は、貯氷容器内の氷が不足状態か否かを検知し（ステップＳ６）、満氷でないとき、すなわち氷が不足状態であると、製氷皿２を反転させ氷を貯氷容器へ供給する離氷動作を行う（ステップＳ７）。製氷皿２はその後、水が供給される位置へ回動され、水が供給される（ステップＳ８）。一方、満氷状態であると、製氷皿２は反転せず元に戻り、所定時間のタイマが働き（ステップＳ９）、ステップＳ５の貯氷状態検知動作のステップに戻っていく。
【００４５】
初期設定プログラム（イニシャライズ）は、図１６に示すとおりとなっている。なお、以下においてマグネットレバー４１とホールＩＣ４２との位置関係をその生成信号によって「スイッチＨ」「スイッチＬ」の２つの状態に分けることとする。初期設定プログラムでは、まず、マグネットレバー４１の状態を検知する。すなわち、コントローラ５２は、スイッチがＨ信号を出力しているか否かを判断し（ステップＳ１１）、否定的（ＮＯ）のときは、ステッピングモータ１３を逆転（反時計回転＝ＣＣＷ回転）させ、製氷位置方向へカム歯車１０を駆動する（ステップＳ１２）。
【００４６】
その後、コントローラ５２は、スイッチがＨ信号を出力するか否か検知し（ステップＳ１３）、肯定的（ＹＥＳ）であると、タイマをセットする（ステップＳ１４）。このときのタイマ時間は、図１４に示すように、満氷時オン信号の時間ｔａより長い時間となる時間ｔｂ、すなわち基準点から製氷位置までの時間ｔｂとしている。換言すれば、ｔｂ＞ｔａの関係となるように基準点を設けている。
【００４７】
このタイマが働いている時間内において、コントローラ５２は、スイッチがＨ信号を継続するか否か検知し（ステップＳ１５）、肯定的（ＹＥＳ）であると、タイマが終了したか否か判断し（ステップＳ１６）、終了しているとステッピングモータ１３を停止させる（ステップＳ１７）。すなわち、タイマが終了した時点でスイッチがＨ信号状態であると、そのＨ信号は満氷時オン信号ではなく製氷位置でのオン信号とコントローラ５２が判断し、ステッピングモータ１３を停止させる。これによってカム歯車１０は０度の位置に設定される。しかし、ステップＳ１５で、タイマ時間内にスイッチがＬ信号を発生すると、Ｈ信号を発生させた位置は満氷時オン信号であったこととなり、次のＨ信号の発生を検知すべくステッピングモータ１３の反時計回転を継続させる。
【００４８】
なお、ステップＳ１１でスイッチがＨ信号発生状態であると、ステッピングモータ１３は正方向回転（時計回転＝ＣＷ回転）し、離氷位置方向へカム歯車１０を駆動する（ステップＳ１８）。これは、この実施の形態の自動製氷機１は、製氷位置からさらに逆回転させると給水位置へ移行し、自動的に給水を行うようになっているため、初期設定プログラムで給水を行うこととなると、既に満杯の氷または水を有する製氷皿２にさらに給水を行ってしまう危険性があるためである。このような危険を避けるため、初期設定プログラムでは、給水を絶対行わないようにしている。
【００４９】
ステップＳ１８でステッピングモータ１３がＣＷ回転を開始後、コントローラ５２は、スイッチがＬ信号を発生するか否か検知し（ステップＳ１９）、肯定的（ＹＥＳ）となるとステップＳ１２に移行し、すぐにステッピングモータをＣＣＷ回転させる。その後は、先に示したステップＳ１３からステップＳ１７を行い、カム歯車１０を０度の位置とする。
【００５０】
次に基本動作プログラムを図１７および図１８に基づいて説明する。
【００５１】
なお、基本動作プログラムを実行していない場合には、カム歯車１０は製氷位置（回転角θが０度の位置）に復帰している。この状態では、製氷皿２は、図１９に示すように水平に保持されている。そして、検氷機構１１を操作する検氷軸用カム面２８は、凸部３１ａをカム歯車１０の中心側に移動させており、検氷軸３２を非作業位置に引き戻している。この状態では、検氷アーム３は、図２中、実線で示すように、製氷皿２の側方に格納されている。一方、スイッチ機構１２中のマグネットレバー４１の凸部４１ｂは、マグネットレバー用カム面２９に沿って径方向内側に移動し、マグネット揺動禁止部材４３は突起腕４１ｃから離れている。したがって、スプリング４４のばね力により、マグネットレバー４１はマグネットレバー用カム面２９の凹部に当接し、揺動可能とされている。
【００５２】
先に示したステップＳ１，Ｓ２を終了後、製氷皿２は製氷位置で待機する。まず、コントローラ５２は、その製氷位置で一定時間経過したか否かを判断し（ステップＳ２１）、肯定的な（ＹＥＳ）であるとサーミスタ１ａによって製氷皿２が所定温度以下か否かを判断する（ステップＳ２２）。
【００５３】
なお、コントローラ５２を、例えば、冷蔵庫の扉が開けられた後に閉められた場合であって、製氷皿２に氷ができていることを確認できた場合に、この基本動作プログラムの実行を開始するようにしても良い。この基本動作プログラムでは、貯氷容器内の貯氷量に応じて図１４に示す貯氷量不足時の動作モードまたは貯氷量充足時の動作モードに基づく検氷状態を実行する。
【００５４】
基本動作プログラムの実行を開始したコントローラ５２は、図１７のステップＳ２３において、まず、貯氷容器内の貯氷量が不足している場合に必要となるステップ数を設定する。すなわち、カム歯車１０を０度から１６０度まで駆動するのに必要なステップ数を設定する。次に、ステッピングモータ１３を正転させてカム歯車１０を図４中矢印ＣＷ方向に回転させる（ステップＳ２４）。次に、コントローラ５２は、ステップＳ２５に進んでホールＩＣ４２より供給される検出信号がＬ信号か否かを判断し、Ｌ信号が検出されるまでこのステップＳ２５を繰り返し実行する。Ｌ信号を検出できずにＨ信号（製氷位置信号）が検出されている状態では、カム歯車１０はいまだ製氷位置から十分に回転するに至っていないと考えられる。
【００５５】
そして、カム歯車１０がＣＷ方向に十分に回転し、スイッチ機構１２を操作するマグネットレバー用カム面２９の第１のオフ信号発生用カム部２９ｂが、凸部４１ｂを径方向外側に移動させると、マグネットレバー４１が揺動する。これにより、ホールＩＣ４２の検出信号（＝スイッチ）がＨ信号からＬ信号に変化し、製氷位置信号がオフされる。この位置が図１４に示す基準点となる。したがって、ステップＳ２５の判別結果が肯定（ＹＥＳ）になり、コントローラ５２はステップＳ２６に進んでスイッチがＨ信号を発生するか否かを判断する。
【００５６】
スイッチからＨ信号を発生しない状態が継続すると、設定されたステップ数が終了したか否か判断し（ステップＳ２７）、設定ステップ数に到達すると、コントローラ５２は、ステッピングモータ１３を停止させる（ステップＳ２８）。ここで、スイッチがＬ信号の発生を継続するのは、マグネット揺動禁止部材４３が、検氷軸３２、すなわち、検氷アーム３の回転に伴って十分な回転を行うことにより、マグネットレバー４１の突起腕４１ｃに当接する位置に移動し、マグネットレバー４１の揺動を禁止するためである。
【００５７】
このステップＳ２６からステップＳ２７の動きについて、再度詳細に説明する。すなわち、コントローラ５２は、ステップＳ２６で、検出される信号がＨ信号であるか否かを判断する。この状態で検出されるＨ信号は、検氷位置信号である。そして、検氷位置信号の立ち上がりを確認できずに判別結果が否定（ＮＯ）となる場合には、コントローラ５２は、ステップＳ２７に進んでセットされたステップ数が終了したか否かを判断する。そして、コントローラ５２は、設定スラップ数が終了するまでステップＳ２６，Ｓ２７を繰り返し実行する。この状態では、カム歯車１０は、図４中矢印ＣＷ方向に回転しているので、この回転角θが１０度に達すると、検氷機構１１の凸部３１ａは検氷軸用カム面２８の検氷降下動作部２８ｂに到達する。
【００５８】
いま、貯氷容器内の貯氷量が不足している場合には、検氷アーム３は、貯氷容器内の氷に邪魔されることなく所定位置まで下降することができる。したがって、凸部３１ａが検氷軸用カム面２８の検氷降下動作部２８ｂに沿って径方向外側に移動し、検氷軸用レバー３１を揺動させる。これにより、検氷軸３２が回転操作され、検氷アーム３の先端が下降し始める。
【００５９】
そして、カム歯車１０の回転角θが３２度に達すると、検氷アーム３は、図２の２点鎖線位置まで動作する。このとき、検氷軸用レバー３１は、検氷軸用カム面２８の氷不足検出位置部２８ｃまで揺動し、検氷軸３２に設けられたマグネット揺動禁止部材４３が、スイッチ機構１２のマグネットレバー４１に形成された突起腕４１ｃに当たる。したがって、マグネットレバー４１は、このマグネット揺動部材４３に動きを規制されて揺動することができなくなる。このため、スイッチ機構１２の凸部４１ｂがマグネットレバー用カム面２９の凹み部分となる満氷時オン信号発生用カム部２９ｃに到達しても、凸部４１ｂはこのマグネットレバー用カム面２９に沿って移動することはなく、このカム面２９から離れる。この状態では、永久磁石４６がホールＩＣ４２に対向しておらず、このホールＩＣ４２は、Ｌ信号をコントローラ５２に供給し続ける。
【００６０】
したがって、ステップＳ２６の判別結果は否定を継続し、コントローラ５２は、ステップＳ２７を実行してセットされたステップ数に到達するまでステップＳ２６に戻る。検氷アーム３が下降している間は、マグネットレバー４１は揺動できないので、コントローラ５２はＨ信号を検出することはなく、ステップＳ２６とステップＳ２７を繰り返し実行する。
【００６１】
さらに、カム歯車１０が矢印ＣＷ方向に回転されると、マグネットレバー４１の凸部４１ｂが再びマグネットレバー用カム面２９に接触して、たとえマグネット揺動禁止部材４３によるマグネットレバー４１の規制が解除された場合にも、このマグネットレバー４１は揺動することはない。したがって、貯氷容器内の貯氷量が不足している場合には、検氷位置信号が出力されることはない。なお、この実施の形態では、ホールＩＣ４２の動作として、いわゆるアクティブ・ハイの制御方法を採用している。
【００６２】
そして、カム歯車１０の回転角θが５８度に達すると、凸部３１ａが検氷軸用カム面２８の検氷復帰動作部２８ｄに沿って径方向内側に移動し始める。さらに、カム歯車１０の回転角θが８０度に達すると、検氷軸用レバー３１の凸部３１ａが検氷軸用カム面２８の検氷非動作位置部２８ａに乗り上げ、検氷軸用レバー３１は非作動位置に戻る。この状態であっても、上述したように、マグネットレバー４１は揺動することがなく、ホールＩＣ４２はＬ信号をコントローラ５２に供給し続ける。したがって、コントローラ５２は、ステップＳ２６とステップＳ２７を繰り返して実行する。
【００６３】
この後、若干の時間が経過すると、ステップ２３でセットしたステップ数に到達する。これにより、ステップＳ２７の判別結果が肯定になり、コントローラ５２はステップＳ２８に進む。コントローラ５２は、このセットされたステップ数を動作させる間にＨ信号、すなわち検氷位置信号を検出できなかったことで、貯氷容器内の貯氷量が不足していることを認識する。
【００６４】
ステップＳ２８では、コントローラ５２は、ステッピングモータ１３を１秒間停止させる。すなわち、カム歯車１０の回転角θが１６０度に達する位置が、離氷位置で、製氷皿２は、図２０に示すとおりとなっている。この状態では、製氷皿２は、当接片に当たってねじれ変形しており、製氷皿２より氷が外れて貯氷容器内に落下する。
【００６５】
この後、この実施の形態では、所定ステップ数（＝１６０度の位置）に達すると、図１８に示すように、コントローラ５２は、ステップＳ２９に進み、カム歯車１０を図４中矢印ＣＣＷ方向に回転させるためにステッピングモータ１３を逆転させる。これ以降、カム歯車１０が戻り行程に入る。なお、カム歯車１０を矢印ＣＷ方向にさらに回転させ、カム歯車１０の回転角θが１７０度に達すると、カム歯車１０に形成された溝２６の端面２６ｂが一方のケース９ａの突起に度当たりし、いわゆるメカロックの状態になって以降の矢印ＣＷ方向への回転を不可能にするようにしても良い。
【００６６】
なお、この実施の形態では、製氷位置から離氷位置の手前までを高速運転し、スピードを上げ、離氷位置の直前から離氷位置までを低速にしトルクを上げている。すなわち、製氷皿２をねじり始めるときから氷を落下させるまでの間については、トルクを稼ぐためステッピングモータ１３を低速化させている。例えば、通常の小型のステッピングモータでは、製氷位置（０度）から離氷位置（１６０度）までを６分間かけて駆動し、そのねじり始めまでを５分間程度となるところを１分間程度とし、０度から１６０度までを計２分間程度で駆動している。ただし、このように変速させず小型のステッピングモータで３〜７分程度かけて離氷する定速駆動としても良い。
【００６７】
次に、コントローラ５２はステップＳ３０に進み、検出信号がＨ信号からＬ信号に変化したか否かを判別する。肯定的（ＹＥＳ）であると、タイマをセットする（ステップＳ３１）。このときのタイマ時間は、図１４に示すように、満氷時オン信号の時間ｔａより長い時間ｔｂとしている。すなわち、ｔｂ＞ｔａの関係となるように基準点を設けている。このタイマが働いている時間内において、コントローラ５２は、スイッチがＨ信号を継続するか否か検知し（ステップＳ３２）、肯定的（ＹＥＳ）であると、タイマが終了したか否か判断し（ステップＳ３３）、終了していると製氷位置から逆方向への駆動ステップ数を設定する（ステップＳ３４）。
【００６８】
なお、カム歯車１０が矢印ＣＣＷ方向に回転し、スイッチ機構１２の凸部４１ｂがマグネットレバー用カム面２９の満氷時オン信号発生用カム部２９ｃを通過する際、マグネットレバー４１は揺動可能あるいは揺動不能となる。したがって、ホールＩＣ４２の信号がＨ信号となる場合と、Ｌ信号となる場合がある。これは、戻り行程では、次の２つの状態が存在し得るためである。すなわち、第１の状態は、貯氷容器内の氷が満杯になって、検氷アーム３が満氷検出レベル（図２の１点鎖線状態）で止まりそれ以上進出できなくなる結果、マグネット揺動禁止部材４３がマグネットレバー４１の突起腕４１ｃに当接できず、その動きを規制できない場合である。第２の状態は、貯氷容器内の氷が満杯にならず、検氷アーム３が満氷検出レベル以下まで下がり、マグネット揺動禁止部材４３がマグネットレバー４１の突起腕４１ｃに当接し、その動きを規制する場合である。
【００６９】
次に、コントローラ５２は、ステップＳ３５に進み、設定されたステップ数に到達したか否かを判断する。その判断が肯定的なときはステップＳ３６に進み、空になった製氷皿２に注水を行なう。この注水は、給水位置である−１０度に到達する前から徐々に行われる。すなわち、製氷皿２の係合部２ｂが揺動部材４の一方側４ａを徐々に押し始めるため、開閉弁８も徐々に開くためである。この給水は、図２１に示すように製氷皿２が逆方向に１０度傾いた状態で行われると共にステッピングモータ１３を１秒間完全に停止することにより（ステップＳ３６）、確実に行われる。なお、給水量を確実に制御するため、製氷位置（０度）から給水位置（−１０度）までのステッピングモータ１３の速度を他の部分より速くなるようにしたり、開閉弁８が開き始めてから完全に開くまでの間を高速駆動するようにしても良い。
【００７０】
給水が行われた後、コントローラ５２は、ステッピングモータ１３をＣＷ回転させると共に（ステップＳ３７）、ステップ数を設定する（ステップＳ３８）。その後、コントローラ５２は、そのステップ数に到達したか否かを判断し（ステップＳ３９）、到達したらステッピングモータ１３を停止させる（ステップＳ４０）。この停止位置が製氷位置（０度）となる。この後、ステップＳ２１に戻り、上述のプログラムの実行開始条件が満たされた場合は、再度ステップＳ２１からステップＳ４０のこのプログラムの実行を開始する。
【００７１】
一方、貯氷容器内の貯氷量が充足している場合を考える。この場合には、製氷皿２を反転させて離氷作業を行う必要はなく、直ちに製氷皿２を製氷位置に復帰させている。
【００７２】
貯氷容器内の貯氷量が充足している場合には、検氷アーム３は、貯氷容器内の氷に当たって下降することができない。したがって、駆動装置５が始動し、カム歯車１０が製氷位置から矢印ＣＷ方向に回転されて回転角θが４１度に達した場合には、検氷軸用レバー３１は、わずかに揺動するものの、氷に検氷アーム３が突き当たりそれ以上揺動できなくなり、検氷機構１１の凸部３１ａが検氷軸用カム面２８から離れる。このため、マグネット揺動禁止部材４３は、スイッチ機構１２のマグネットレバー４１に形成された突起腕４１ｃを規制できず、スイッチ機構１２の凸部４１ｂは、マグネットレバー用カム面２９の凹み部分となる満氷時オン信号発生用カム部２９ｃに沿って移動し、マグネットレバー４１が揺動することとなる。
【００７３】
マグネットレバー４１の揺動によって、図１７のステップＳ２６において、ホールＩＣ４２の信号がＬ信号からＨ信号に変化する。すなわち、検氷位置信号が立ち上がってステップＳ２６の判別結果が肯定になり、コントローラ５２は、図１７のステップＳ５１に進み、ステッピングモータ１３を１秒間だけ停止させる。この後、直ちにカム歯車１０の戻り行程に移行し、コントローラ５２は、ステップＳ５２に進み、カム歯車１０を矢印ＣＣＷ方向に回転させるためにステッピングモータ１３を逆転させる。
【００７４】
この後、コントローラ５２は、スイッチがＬ信号を出力しているか否かを判断し（ステップＳ５３）、肯定的（ＹＥＳ）のときは、スイッチがＨ信号を出力するか否かを判断し（ステップＳ５４）、肯定的（ＹＥＳ）であると、タイマをセットする（ステップＳ５５）。このときのタイマ時間は、図１４に示すように、満氷時オン信号の時間ｔａより長い時間となる時間ｔｂ、すなわち基準点から製氷位置までの時間ｔｂとしている。
【００７５】
このタイマが働いている時間内において、コントローラ５２は、スイッチがＨ信号を継続するか否か検知し（ステップＳ５６）、肯定的（ＹＥＳ）であると、タイマが終了したか否か判断し（ステップＳ５７）、終了しているとステッピングモータ１３を停止させる（ステップＳ５８）。すなわち、タイマが終了した時点でスイッチがＨ信号状態であると、そのＨ信号は満氷時オン信号ではなく製氷位置でのオン信号とコントローラ５２が判断し、ステッピングモータ１３を停止させる。これによってカム歯車１０は０度の位置に設定される。しかし、ステップＳ５６で、タイマ時間内にスイッチがＬ信号を発生すると、Ｈ信号を発生させた位置は他の信号であったこととなり、次のＨ信号の発生を検知すべくステッピングモータ１３の反時計回転を継続させる。
【００７６】
コントローラ５２は、ステッピングモータ１３が停止してから一定時間が経過したか否かを検知し（ステップＳ５５９）、肯定的（ＹＥＳ）であると、ステップＳ２２に戻り、所定温度以下か否かを検知する。その後は前述と同様のステップを繰り返すこととなる。なお、ステップＳ５９における一定時間の経過判断を、ステッピングモータ１３の停止からではなく、他の時点、例えば、ステップＳ２１、すなわち１回前の一定時間経過検知時点を基準として計測するようにしても良い。
【００７７】
なお、上述の実施の形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施の形態で示した製氷皿２の係合部２ｂを設けず、出力軸２５に揺動部材４との係合部を設けたり、出力軸２５にアームを取り付けそのアームによって揺動部材４を動作させるようにしても良い。
【００７８】
また、上述の実施の形態では、検氷位置のＨ信号を満氷の場合のみ発生するようにしたが、満氷のときは発生させず不足状態のときにＨ信号を発生させるようにしても良い。さらに、時間ｔｂ＞時間ｔａの関係はそのままとし、製氷位置でＨ信号をＬ信号に落とすようにしても良い。この場合、初期設定プログラムでは、ステッピングモータ１３の最初の駆動方向を常に離氷位置側とする必要がある。また、上述の実施の形態では、マグネットレバー４１とホールＩＣ４２との関係をアクティブ・ハイとなる関係にしたが、両者が対向する位置ではＬ信号が発生するアクティブ・ローの関係にしても良い。
【００７９】
さらに、駆動源としてはステッピングモータ１３を使用せず、ＡＣモータやコンデンサモータを使用し、カム歯車１０の回転角度をステップ数ではなく時間で制御するようにしても良い。また、氷化する液体としては、水の他にジュース等の飲み物や検査試薬等の非飲料等を採用することができる。
【００８０】
また、液体供給手段となる開閉弁８と液体供給操作手段となる揺動部材４とを一体化させても良い。さらに揺動部材４の代わりにスイッチ機構を設け、スイッチを押すことにより、開閉弁８等を動作させたり、換気扇のひものような物を設け、製氷位置から給水位置の間でそのひもを引っ張るようにしても良い。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明では、製氷皿と揺動部材をうまく活用することにより、簡易な構成でかつ低コストにて製氷皿への液体供給が可能となる。
【００８５】
また、請求項２記載の発明では、液体供給手段と液体供給操作手段とを一体化させているので、部品数が削減されると共に液体供給手段を一層確実に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の自動製氷機の要部平面図である。
【図２】図１の自動製氷機の側面図である。
【図３】図２の自動製氷機から製氷皿部分を取り除き、貯水タンク等を付加した側面図である。
【図４】図１の自動製氷機の駆動装置を示し、一方のケースを取り外して内部を観察可能にした正面図である。
【図５】図４の駆動装置のＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇ−Ｈ線に沿う断面を示し、その回転伝達手段の連結関係を示す展開図である。
【図６】図４の駆動装置のカム歯車を示し、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図７】図４の駆動装置のVII−VII線に沿う要部断面図である。
【図８】図４の駆動装置のVIII−VIII線に沿う要部断面図である。
【図９】図４の駆動装置のIX-IX線に沿う要部断面図である。
【図１０】図１の自動製氷機の駆動装置の正面図である。
【図１１】図１０の駆動装置の右側面図である。
【図１２】図１０の駆動装置の平面図である。
【図１３】図１の自動製氷機の制御系を示すブロック図である。
【図１４】図１の自動製氷機の動作状況を示す図である。
【図１５】図１に示す自動製氷機のコントローラが実行する動作の概要を示すフローチャート図である。
【図１６】図１に示す自動製氷機のコントローラの初期設定プログラムを示すフローチャート図である。
【図１７】図１に示す自動製氷機のコントローラが実行する基本動作プログラムの前半部分のフローチャート図である。
【図１８】図１に示す自動製氷機のコントローラが実行する基本動作プログラムの後半部分のフローチャート図である。
【図１９】図１の自動製氷機の製氷皿の製氷位置状態を示す側面図である。
【図２０】図１の自動製氷機の製氷皿の離氷位置状態を示す側面図である。
【図２１】図１の自動製氷機の製氷皿の給水位置状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１ 自動製氷機
２ 製氷皿
２ｂ 係合部
３ 検氷アーム
４ 揺動部材（液体供給操作手段）
４ａ 揺動部材の一方側
４ｂ 揺動部材の他方側
５ 駆動装置
７ 軸部（揺動支点）
８ 開閉弁（液体供給手段）
８ｂ 貯水タンク（貯液タンク）
９ ケース
１０ カム歯車
１１ 検氷機構
１２ スイッチ機構
１３ ステッピングモータ（駆動源）
１４ 回転伝達手段
２５ 出力軸
２８ 検氷軸用カム面
２９ マグネットレバー用カム面
３１ 検氷軸用レバー
３１ａ 凸部
３２ 検氷軸
４１ マグネットレバー
４１ｂ 凸部
４１ｃ 突起腕
４２ ホールＩＣ
４３ マグネット揺動禁止部材
４６ 永久磁石
５２ コントローラ（制御手段）

Claims (2)

1. 駆動源によって回転される出力軸に支持されて回転駆動する製氷皿と、該製氷皿へ供給するための液体を貯める貯液タンクから、液体供給手段を必要に応じて操作することによって上記製氷皿へ液体を供給する液体供給操作手段とを有する自動製氷機において、上記液体供給操作手段を、揺動支点を有する揺動部材とし、該揺動部材は、一方側が上記製氷皿に設けた係合部に係合し上記製氷皿の回転駆動により揺動することによって他方側が上記液体供給手段を操作して上記製氷皿に上記貯液タンク中の液体を供給し、上記製氷皿は、上記製氷皿の液体を製氷させる製氷位置を挟んで、製氷された氷を離氷させる離氷位置と、上記液体供給手段を必要に応じて操作し上記製氷皿に液体を供給する液体供給位置とを有し、上記製氷位置から正転により上記離氷位置へ回転駆動させると共に上記製氷位置から逆転により上記液体供給位置に回転駆動させることを特徴とする自動製氷機。
2. 前記液体供給手段と前記液体供給操作手段とを一体化させたことを特徴とする請求項１記載の自動製氷機。

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