JP4277636B2 - 自動製氷機 - Google Patents
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Description
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。
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、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。
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。
図９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給水パイプ２、タンク１から水を汲み上げるポンプ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て製氷する製氷皿４、製氷皿４を回転させて離氷させる駆動部５、離氷した氷を溜めておく貯氷箱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。
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。
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。
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。
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。
特開２００２−２９５９３１号公報
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、冷蔵庫の霜取り制御やドア開閉などによる急激な温度変化があった場合、異常な温度を検出する。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、赤外線センサの検出温度が高くなり、温度が急に低くなると検出温度が低くなり、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の状態でも製氷完了判定をしてしまう可能性がある。
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検出温度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。
上記課題を解決するため、本発明の自動製氷機は、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、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と前記赤外線センサの出力電圧から得られる水の温度勾配の絶対値が所定値Ｓ以下で、かつ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と前記赤外線センサの出力電圧から得られる水の温度が所定温度Ｔ以下であるなら、氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有したものである。これにより、冷蔵庫の霜取り制御やドア開閉などの急激な温度変化による異常な検出温度による誤判定を取り除くことができ製氷完了判定精度が向上する。
本発明の自動製氷機によれば、冷蔵庫の霜取り制御やドア開閉などの急激な温度変化による異常な検出温度による誤判定を取り除くことができ製氷完了判定精度が向上する。
請求項１に記載の自動製氷機の発明は、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、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と前記赤外線センサの出力電圧から得られる水の温度勾配の絶対値が所定値Ｓ以下で、かつ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と前記赤外線センサの出力電圧から得られる水の温度が所定温度Ｔ以下であるなら、氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有したものである。これにより、冷蔵庫の霜取り制御やドア開閉などの急激な温度変化による異常な検出温度による誤判定を取り除くことができ製氷完了判定精度が向上する。
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、前記赤外線センサを搭載している冷蔵庫が霜取り制御になった場合、前記冷蔵庫が霜取り制御に入った瞬間の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Ｕを記憶し、前記赤外線センサの出力電圧をキャンセルさせ、前記冷蔵庫の霜取り制御解除後、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前記出力電圧Ｕ以下になれば、前記赤外線センサの出力電圧のキャンセルを解除する判定手段Ａを有したものである。これにより、冷蔵庫の霜取り制御の急激な温度変化による異常な検出温度による誤判定を取り除くことができ、前記赤外線センサの判定制度が向上する。
請求項３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、前記赤外線センサを搭載している冷蔵庫のドアが開放された場合、前記冷蔵庫のドアが開けられた瞬間の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Ｖを記憶し、前記赤外線センサの出力電圧をキャンセルさせ、前記冷蔵庫のドアが閉められた後、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前記出力電圧Ｖ以下になれば、前記赤外線センサの出力電圧のキャンセルを解除する判定手段Ｂを有したものである。これにより、冷蔵庫のドア開閉の急激な温度変化による異常な検出温度による誤判定を取り除くことができ、前記赤外線センサの判定制度が向上する。
以下、本発明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、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
また、赤外線センサ１２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１２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１２が設置された雰囲気温度を検出できる。
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。
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。
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。
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。
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℃程度となっており、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。
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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる温度勾配があらかじめ定められている所定値Ｓ以下の場合は、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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる温度があらかじめ定められている温度Ｔ以下の場合は、製氷完了判定を行なう。
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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる温度勾配があらかじめ定められている所定値Ｓより高い場合、または、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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる温度があらかじめ定められている温度Ｔ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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる温度勾配とあらかじめ定められている所定値Ｓの比較を行う。
このように、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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる温度勾配を検知しているので、温度変化に対する赤外線センサ１２に搭載されている自己温度検知サーミスタ１２ｂの出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる異常な検出温度を認識できる。これによって、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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる異常な検出温度による誤判定をなくすことができ、製氷皿４に給水された水が未凍結の状態で製氷完了と検出することがない。
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。
（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を示すブロック構成図である。
図５は本発明の実施の形態２における自動製氷機を示すブロック構成図である。
図６は同実施の形態における自動製氷機の判定手段のフローチャートである。
図５において、制御部１３には、赤外線センサ１２が搭載されている冷蔵庫の霜取り制御に関しての判定手段Ａ１５が設けられている。
ここで、図６に示した判定手段のフローチャートについて説明する。
ステップＳ１１において、赤外線センサが搭載されている冷蔵庫の霜取り制御開始の検知を行う。ステップＳ１２にて、霜取り制御開始時の赤外線センサ１２に搭載している自己温度検知サーミスタ１２ｂの出力電圧Ｕを記憶し、ステップＳ１３にて、赤外線センサ１２の出力電圧をキャンセルさせる。ステップＳ１４にて霜取り制御の終了を検知後、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、自己温度検知サーミスタ１２ｂの出力電圧を検出し、ステップＳ１２で記憶させた出力電圧Ｕより高いか、以下かの判別を行う。記憶させた出力電圧Ｕ以下の場合は、赤外線センサ１２の出力電圧のキャンセルを解除する。記憶させた出力電圧Ｕより高い場合は、再度自己温度検知サーミスタ１２ｂの出力電圧を検出し、ステップＳ１２で記憶させた出力電圧Ｕより高いか、以下かの判別を行う。
これによって、冷蔵庫の霜取り制御における赤外線センサ１２が設置されている環境温度の急激な変化に対し、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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる異常な検出温度を認識することができる。これによって、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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる異常な検出温度による誤判定をなくすことができ、判定精度が向上する。
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態２における自動製氷機を示すブロック構成図である。
図７は本発明の実施の形態２における自動製氷機を示すブロック構成図である。
図８は同実施の形態における自動製氷機の判定手段のフローチャートである。
図７において、制御部１３には、赤外線センサ１２が搭載されている冷蔵庫の霜取り制御に関しての判定手段Ｂ１６が設けられている。
ここで、図８に示した判定手段のフローチャートについて説明する。
ステップＳ２１において、赤外線センサが搭載されている冷蔵庫のドア開放の検知を行う。ステップＳ２２にて、冷蔵庫のドア開放時の赤外線センサ１２に搭載している自己温度検知サーミスタ１２ｂの出力電圧Ｖを記憶し、ステップＳ２３にて、赤外線センサ１２の出力電圧をキャンセルさせる。ステップＳ２４にて冷蔵庫のドアが閉められたことを検知後、ステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５では自己温度検知サーミスタ１２ｂの出力電圧を検出し、ステップＳ２２で記憶させた出力電圧Ｖより高いか、以下かの判別を行う。記憶させた出力電圧Ｖ以下の場合は、赤外線センサ１２の出力電圧のキャンセルを解除させる。記憶させた出力電圧Ｕより高い場合は、再度自己温度検知サーミスタ１２ｂの出力電圧を検出し、ステップＳ２２で記憶させた出力電圧Ｖより高いか、以下かの判別を行う。
これによって、冷蔵庫のドア開閉における赤外線センサ１２が設置されている環境温度の急激な変化に対し、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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる異常な検出温度を認識することができる。これによって、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の出力電圧と赤外線センサ１２の出力電圧から得られる異常な検出温度による誤判定をなくすことができ、判定精度が向上する。
以上のように、本発明にかかる自動製氷機は、急激な温度変化による異常な検出温度による誤判定を取り除くことができ製氷完了判定精度を高めることができ、冷蔵庫などの冷凍機器に適用すれば、使用環境の変化に順応できる信頼性の高い自動製氷機として有用である。
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 判定手段Ａ
１６ 判定手段Ｂ
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 判定手段Ａ
１６ 判定手段Ｂ
Claims (3)
- 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、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と前記赤外線センサの出力電圧から得られる水の温度勾配の絶対値が所定値Ｓ以下で、かつ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と前記赤外線センサの出力電圧から得られる水の温度が所定温度Ｔ以下であるなら、氷が生成されたと判断する製氷完了判定手段を有した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、前記赤外線センサを搭載している冷蔵庫が霜取り制御になった場合、前記冷蔵庫が霜取り制御に入った瞬間の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Ｕを記憶し、前記赤外線センサの出力電圧をキャンセルさせ、前記冷蔵庫の霜取り制御解除後、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前記出力電圧Ｕ以下になれば、前記赤外線センサの出力電圧のキャンセルを解除する判定手段Ａを有した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、前記赤外線センサを搭載している冷蔵庫のドアが開放された場合、前記冷蔵庫が開けられた瞬間の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Ｖを記憶し、前記赤外線センサの出力電圧をキャンセルさせ、前記冷蔵庫のドアが閉められた後、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前記出力電圧Ｖ以下になれば、前記赤外線センサの出力電圧のキャンセルを解除する判定手段Ｂを有したことを特徴とする自動製氷機。
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