JP4461857B2

JP4461857B2 - 製氷装置

Info

Publication number: JP4461857B2
Application number: JP2004076239A
Authority: JP
Inventors: 洋龍井; 正足立; 美桃子井下; 豊志上迫
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2024-03-17
Also published as: JP2005188913A

Description

本発明は、不定形な氷を提供できる製氷装置に関するものである。

従来より家庭用の冷蔵庫等においては、給水管から供給された水を製氷皿に貯留して製氷し、製氷後に駆動装置により製氷皿を回動反転して離氷する自動製氷装置が普及している（例えば、特許文献１参照）。

以下、図面を参照しながら上記従来の自動製氷装置について説明する。

冷蔵庫の縦断面形状を示す図１２において、冷蔵庫本体１には、冷蔵室２、図１３に示すような製氷コーナー３を備えた製氷室４、冷凍室５及び野菜室６が上下に設けられている。

冷蔵庫本体１における前記冷凍室４及び５の背面部には冷却器室７が形成されており、この冷却器室７内に冷却器８が配設されている。この冷却器８からの冷気は、ファンモー
タ９の駆動に応じて冷却器室７から庫内に供給されるものである。具体的には、冷蔵室２に対しては、冷却器８からの冷気が、冷蔵室２の背面部に形成されたダクト１０を介して供給された後に、冷蔵室２及び製氷室４間の仕切壁１１に形成されたダクト１２を介して冷却器室７に戻される。また、製氷室４及び冷凍室５に対しては、冷却器８からの冷気が、図示しない送風口を介して供給された後に、冷凍室５及び野菜室６間の仕切壁１３に形成されたダクト１４を介して冷却器室７に戻される。さらに、野菜室６に対しては、冷却器８からの冷気が、図示しない連通孔を介して供給された後に、前記ダクト１４を介して冷却器室７に戻される。

ここで、ダクト１０の基部には、冷却器室７から冷蔵室２に至る冷気供給路を開閉するための開閉手段としてのモータダンパ１５が設置されている。このモータダンパ１５は、冷蔵室２内の温度調節を行うために設けられるもので、冷蔵庫本体１の背面上部に設けられた制御回路装置１６（本発明でいう制御手段に相当）によって動作制御される構成となっている。

尚、冷蔵庫本体１の下部には、前記冷却器８と共に冷凍サイクルを構成するコンプレッサ１７、コンデンサ１８が設けられており、また、冷却器室７内における冷却器８の下方部位にはガラス管ヒータより成る除霜ヒータ１９が設けられている。

図１１には、前記製氷コーナー３に設けられた自動製氷装置２０の概略構成が示されており、以下これについて説明する。即ち、製氷コーナー３には、冷蔵室２内に配置された図示しない給水タンクから給水パイプ２１を介して給水される製氷皿２２が設けられている。この製氷皿２２は、弾性変形可能なプラスチック材料により形成されており、製氷終了したときにモータなどを内蔵した製氷装置本体２３により回転されると共に、その回転の最終段階で捩じれが付与されるという離氷動作を行うようになっており、この離氷動作により製氷皿２２から落下した氷は、下方の貯氷ボックス２４内に貯留される。

この貯氷ボックス２４内には、その貯氷量が増大するのに応じて上方へ回動される貯氷量検知レバー２５が設けられており、このレバー２５の回動量が設定値に達したとき、つまり貯氷ボックス２４内に所定量以上の氷が貯留されたときには、前記製氷装置本体２３内の図示しないリミットスイッチがオンして離氷動作の開始を拘束する構成となっている。

また、製氷皿１２の裏面には、図１４に示すように、その温度Ｔｉを検知するための温度センサとしてのサーミスタ２６が設けられており、このサーミスタ２６の検知温度Ｔｉに基づいて製氷終了時期などの制御を行うようになっている。

さて、前記制御回路装置１６は、マイクロコンピュータを含んで構成されたもので、製氷室４及び冷凍室５内の温度に基づいた冷凍サイクルの運転制御及び冷蔵室２内の温度などに応じたモータダンパ１５の制御の他に、冷却器８の除霜運転の制御、自動製氷装置２０の動作制御なども行う構成となっている。

特に、制御回路装置１６は、例えば冷却器８の積算運転時間が予め設定された上限値に達する毎に、当該冷却器８の除霜運転を行う構成となっており、斯かる除霜運転の開始時には、これに先立って冷却器８を所定時間（例えば１．５時間程度）だけ強制運転するという所謂プリクール運転を実行すると共に、このプリクール運転が終了した後に除霜ヒータ１９に対し所定時間（例えば４５分程度）だけ通電するようになっている。

図１５には、制御回路装置１６による制御内容のうち本発明の要旨に関係した部分のみが示されており、以下これについて関連した部分の作用と共に説明する。

即ち、図１５は制御回路装置１６による製氷動作制御の内容を示すものであり、この制御動作の最初には、図示しない給水ポンプを駆動して製氷皿２２に一定量の水を供給し（ステップＳ１）、この給水後には一定時間ｔ（例えば２．３時間）だけ待機する（ステップＳ２）。この時間ｔだけ待機した後には、サーミスタ２６による検知温度Ｔｉが製氷進行温度として設定された−８℃以下に下がるまで待機し（ステップＳ３）、検知温度Ｔｉが−８℃以下に下がった状態では、前記プリクール運転が開始されたか否かを判断する（ステップＳ４）。

プリクール運転が開始されていない定常状態時には、サーミスタ２６による検知温度Ｔｉが製氷終了温度としての−１３．５℃以下に下がったか否かを判断し（ステップＳ５）、検知温度Ｔｉが−１３．５℃より高い状態では、前記ステップＳ３以降の制御を反復する。これに対して、サーミスタ２６の検知温度Ｔｉが−８℃以下に下がった状態でプリクール運転が開始されたとき（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）には、モータダンパ１５を閉状態に切換えて冷却器室７から冷蔵室２に至る冷気供給路を閉鎖し（ステップＳ６）、この後に前記ステップＳ５を実行する。

そして、サーミスタ２６の検知温度Ｔｉが−１３．５℃以下に下がった場合（ステップＳ５で「ＹＥＳ」）、つまり製氷皿２２での製氷が終了した場合には、モータダンパ１５を開状態に復帰させると共に、製氷装置本体２３により離氷動作を行い（ステップＳ７、Ｓ８）、この後にステップＳ１へリターンする。

以上要するに、制御回路装置１６は、冷却器８の除霜運転に先立って当該冷却器８の強制運転（プリクール運転）を開始したときには、製氷コーナー３内の製氷皿２２の温度が予め設定された製氷進行温度（−８℃）以下に下がっていることを条件にモータダンパ１５を閉状態に切換えて冷却器２への冷気の供給を遮断すると共に、この遮断状態を製氷皿２２での製氷が終了するまで保持するものであり、これに応じて冷却器８からの冷気が前記製氷コーナー３を備えた製氷室４及び冷凍室５に主として供給されるようになって、製氷コーナー３に設置された自動製氷装置２０による製氷能力が高められるようになる。この場合、上記のような効果を得るのに制御回路装置１６の制御内容を変更するだけで済んで、冷却器８からの冷気供給系統の構成には何ら変更を加える必要がないから、構造の複雑化を来たすことが全くないという利点がある。
特開平６−２０１２４７号公報

しかしながら、上記従来の製氷装置の構成でできる氷の形状は製氷皿の形状により決められ、毎回、同じ形状の氷しか作ることが出来ず、更に製氷終了後、製氷皿を捻って離氷させるために、氷の形状は側面に傾斜がつき、更に氷の角部が丸みを帯びたものにする必要がある。そのため、ウイスキーの水割り等に使った際、見た目上、あまり好ましくない形状の氷しか提供できなかった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、出来上がった氷の側面に大きな傾斜や丸みを帯びずに、ウイスキーの水割り等に使用する際に、見た目上、好ましい不定形な氷を提供することが出来る小型の製氷装置を提供すること目的としている。

上記課題を解決するため、本発明の製氷装置は、上面を開口した板状の氷を作る製氷部と、前記製氷部内において回転駆動して前記板状の氷を複数に分割する分割手段と、前記分割手段を駆動する駆動装置と、前記製氷部を回転駆動する反転装置と、製氷部の下方に
は氷を貯える貯氷箱を備えた製氷装置で、製氷完了時、前記製氷部を反転させながら、前記分割手段を回転駆動して前記板状の氷を複数の不定形な氷に分割するもので、製氷完了から離氷するまでの時間を短縮することができ、さらに製氷完了時、製氷部を反転させながら、分割手段を回転駆動して板状の氷を複数の不定形な氷に分割することで、製氷部が上向きの状態より砕氷を開始し一枚氷を完全に分割でき、一枚氷の状態で氷が貯氷箱に落下するのを防止し、氷が製氷皿の角に残り次の製氷動作で再度氷が成長して砕氷がしにくくなり分割手段のトルクが増加してしまうことを防止できます。また、製氷部を反転させながら分割手段を回転駆動するので製氷部が上向きの状態で砕氷するのに比較して氷屑の飛散を少なくできる効果があります。

本発明の製氷装置によれば、視覚的に丸みを帯びていない角張った氷を確実に提供することができる。

また、製氷部を反転させるもので、動作音を低減することができる。

また、製氷完了から離氷するまでの時間を短縮することができ、製氷効率を高めることができる。

請求項１に記載の発明は、上面を開口した板状の氷を作る製氷部と、前記製氷部内において回転駆動して前記板状の氷を複数に分割する分割手段と、前記分割手段を駆動する駆動装置と、前記製氷部を回転駆動する反転装置と、製氷部の下方には氷を貯える貯氷箱を備えた製氷装置で、製氷完了時、前記製氷部を反転させながら、前記分割手段を回転駆動して前記板状の氷を複数の不定形な氷に分割するもので、製氷完了から離氷するまでの時間を短縮することができ、さらに製氷完了時、製氷部を反転させながら、分割手段を回転駆動して板状の氷を複数の不定形な氷に分割することで、製氷部が上向きの状態より砕氷を開始し一枚氷を完全に分割でき、一枚氷の状態で氷が貯氷箱に落下するのを防止し、氷が製氷皿の角に残り次の製氷動作で再度氷が成長して砕氷がしにくくなり分割手段のトルクが増加してしまうことを防止できます。また、製氷部を反転させながら分割手段を回転駆動するので製氷部が上向きの状態で砕氷するのに比較して氷屑の飛散を少なくできる効果があります。

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。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明による実施の形態１の製氷装置を搭載した冷蔵庫の側断面図であり、図２は同実施の形態の製氷装置の一部の斜視図である。図３は図２の製氷装置の一部破断面分解図である。図４は図２における上断面図である。

図において、３１は複数の貯蔵室を有する冷凍冷蔵庫本体であり、３２は冷凍冷蔵庫本体３１の上部に形成された第１冷蔵室で、扉３３と断熱壁３４によって囲まれ、外気と断熱されている。

３５は冷蔵室３２の下方に形成された冷凍室３５（以下、製氷室３５という）であり、断熱壁３４と扉３６によって囲まれ、外気と断熱されている。製氷室３５内には、氷を貯えるための貯氷容器３５ａが下方に設置されている。

３７は第１冷蔵室３２と製氷室３５の間に位置する第２冷蔵室で、断熱壁３４と扉３８によって囲まれ、外気と断熱されており、風路３９により第１冷蔵室３２と冷気が行き来するようになっている。

第１冷蔵室３２に配置された給水タンク４０，給水ポンプ４１、および第１冷蔵室３２から断熱壁３４を貫通して製氷室３５に向け配置された給水経路４２から構成された給水装置２００と、板状の氷を作る製氷部３００、および板状の氷を複数に分割する砕氷機４００から構成される製氷装置１００がある。

製氷部３００は、一時的に水を貯え直方体の板状の氷を作成する上下面が開口した製氷容器４３と、一方の面が製氷容器４３の底面を形成するように製氷容器４３に密着するように固定され、他方の面がペルチェ４４の一方の面にヒートコンダクタ４５を介して密着された冷却板４６と、ペルチェ４４の他方の面に密着されたヒートシンク４７から構成される。

更に、冷却板４６には、製氷容器４３の上面開口側に向かって垂直に二本の上下面が開口された筒状部４６ａが、製氷容器４３の短辺の略中央で長辺を略三等分する位置に製氷容器４３の高さと略同じ高さまで設けられている。

砕氷機４００は、製氷部３００内で回転駆動し、板状の氷をバラバラに分割する分割手段４８（以降、シャフトという）として、冷却板４６の筒状部４６ａに外周側が被さり、筒状部４６ａの内側の穴を通って冷却板４６を貫通する回転軸をもつ二本のシャフト４８と、二本のシャフト４８の回転軸とそれぞれ接合された出力軸４９をもつ駆動装置５０（以降、ギアユニットという）から構成される。

シャフト４８の外周部には、シャフト４８の回転軸から放射状に延び、互いに略９０度の位置関係にある４本のリブ４８ａが、回転した際に隣のシャフト４８のリブ４８ａや製氷容器４３の側面に接触しない幅で突出している。ギアユニット５０は、モータ５１の回転を複数の減速歯車５２等を介して減速させ、出力軸４９を同時に同じ方向に回転させる。更に、ギアユニット５０は、製氷部３００と一体になるよう、冷却板４６とヒートシンク４７の間にはさまれた状態で製氷部３００に固定されている。

更に、製氷部３００と砕氷機４００は、製氷部３００と砕氷機４００を回転駆動させる反転装置５３（以降、駆動メカという）と回転駆動軸５４とで、製氷容器４３が給水経路４２の出口の下方に位置し、製氷室３５内上部に、製氷室３５と第２冷蔵室３７との間の断熱材３４内に製氷容器４３周辺が一部埋め込まれた状態で、貯氷容器３５ａの上方に位置するように回転可能に配置されている。

冷却板４６の製氷容器４３近傍には、製氷容器４３内の水の状態を温度で検知するためのサーミスタ５５が、冷却板４６に接する面以外が断熱されて配置されている。

製氷装置１００は、制御装置（図示せず）により制御される。

以上のように構成された製氷装置１００について、次にその動作を説明する。

図４は、制御装置による製氷装置１００の制御内容のうち、本発明の主要部を示したフローチャートである。

製氷制御がスタートされ、サーミスタ５５が所定温度以下を検知すると（ＳＴＥＰ１）、駆動メカ５３により、製氷部３００と砕氷機４００を所定角度回転駆動させて傾け、所
定時間傾けた状態で停止させてから、反対方向に傾けるというサイクルを繰り返す揺動動作を開始する（ＳＴＥＰ２）。本実施の形態においては、製氷容器４３を１５度傾け、５秒間傾けた状態で停止させてから、反対方向に１５度傾けるというサイクルを製氷終了まで繰り返した。

給水タンク４０内の水は、給水ポンプ４１を所定時間、所定間隔で所定回数だけ駆動させることにより、所定量だけ給水経路４２を通って製氷容器４３内に間欠的に給水される（ＳＴＥＰ３）。

製氷容器４３の底面に位置する冷却板４６は、ペルチェ４４に所定の方向（以下、正通電とする）の直流電流を印加することにより、ヒートコンダクタ４５を介して冷却され、製氷容器４３内の水を氷へと相変換させる。その際、ペルチェ４４の発熱面は、ヒートシンク４７に固定されているため、製氷室３５内の冷風により放熱される。この構成により、ペルチェ４４に流れる電流を制御することで、冷却板４６の冷却量を制御することができるため、凍結速度を制御することができる。

本実施の形態では、給水回数は２０回とし、一回あたりの給水量が製氷容器４３の高さで０．５ｍｍとなるように給水ポンプ４１の駆動時間を調整した。また、製氷容器４３周辺の温度は、第２冷蔵室３７の温度の影響を受けて比較的高い温度となるが、必要に応じて製氷容器４３の上部の第２冷蔵室３７と製氷室３５の間の断熱壁３４に設置されたヒータ（図示せず）により、製氷容器４３周辺の温度が０℃付近となるように調整することにより、氷が下からのみ成長するようにし、更には、冷却板４６の温度を凍結速度が一定になり、二時間で給水した水が完全に凍結するようにペルチェ４４に流す電流値を調節した。

また、給水ポンプ４１は、前に入れた水が完全に凍結してしまう前に次の給水を行なうように、給水ポンプ４１の駆動間隔を調整した。

また、製氷終了は、給水ポンプ４１を所の回数駆動させ終え所定時間ｔが経過した後（ＳＴＥＰ４）、製氷容器４３に取り付けたサーミスタ５５の温度Ｔｉが所定の温度以下になった（ＳＴＥＰ５）ことを検知して判断する（ＳＴＥＰ６）。

製氷終了後、揺動動作を終了し（ＳＴＥＰ７）、貯氷箱３５ａ内の氷の量が、所定の量以下であることを検知すると（ＳＴＥＰ８）、ペルチェ４４に逆方向の電流を流し（ＳＴＥＰ９）、サーミスタ５５が所定の温度以上（ＳＴＥＰ１０）となるようにし、氷と冷却板４６との付着を氷を薄く融かすことにより解消する。

その後、駆動メカ５３を駆動することにより、製氷部３００と砕氷機４００とを反転し（ＳＴＥＰ１１）、砕氷機４００のギアユニット５０により、２本のシャフト４８が同時に所定角度だけ回転駆動する（ＳＴＥＰ１２）。

シャフト４８が回転されると、氷にもシャフト４８とともに回転しようとする力がかかるが、製氷容器４３側面により回転が抑制されるため、シャフト４８のリブ４８ａにより氷に応力集中が生じ、シャフト４８部分から製氷容器４３外側に向けて氷に亀裂が走り、板状の氷が複数の丸みを帯びていない不定形な氷に分割され、そのまま貯氷容器３５ａ内に落下する。

シャフト４８の回転駆動が終わると、製氷部３００と砕氷機４００とは駆動メカ５３により水平位置に復帰され（ＳＴＥＰ１３）、シャフト４８もギアユニット５０により元の位置（原点）に復帰する（ＳＴＥＰ１４）。

また例えば、シャフト４８の回転駆動の後、さらに所定時間（例えば５秒間）駆動させ、その後シャフトの位置があらかじめ指定された初期位置になるように配置される。そして水平位置に復帰される。

その後、ペルチェ４４に正通電を行い（ＳＴＥＰ１５）、製氷制御スタート（ＳＴＥＰ１）に戻る。

以上のように、本実施の形態１の製氷装置１００では、板状の氷を分割する際に、製氷部が反転した状態であるため、氷が分割とともに確実に貯氷箱に落下するので、不定形で丸みを帯びることのない、ウイスキーの水割り等に入れても官能的に優れた氷を提供することができる。また製氷部から離れにくい氷を離氷しやすくすることができる。

更に、氷を分割する前に冷却板を加熱して氷との付着を解消しているために、比較的小さなトルクで氷を分割することができ、また、使用に適さない小さく砕けた氷が発生することを抑制することができる。

更に、貯氷箱にある氷の量が所定量以下のときにのみ、冷却板の加熱以降の動作に進むので、一度凍った氷が融け、再び凍らせなければならないといったことがなく、加えて、必要量以上の氷が貯氷箱に貯まってしまうようなことがない。

更に、貯氷箱にある氷の量が所定量よりも多い場合には、冷却板の温度は零度以下に保たれるので、氷は製氷容器内に保存され、氷の使用により貯氷箱の氷が所定量以下になったときには、すぐに氷を補充することができる。

なお、本実施の形態１のような凍らせ方を行えば、製氷部３００において水が製氷容器４３内で下から上に向かって徐々に凍っていき、加えて給水を分割して行なうことにより、未凍結の状態である水の厚さが常に薄く形成されているため、水中に溶け込んでいた空気が気泡となって周辺空気中に拡散しやすく、透明な氷を作ることができる。

更に製氷中、製氷容器４３が傾いて停止する動作を繰り返していることにより、氷と水の境界面が常に動き、境界面にできた気泡が水の流れにより境界面から引き離され、気泡が浮力により、製氷容器４３周辺の空気中に拡散されるのを促進するため、比較的速い凍結速度で透明度の高い氷を作ることができる。

更に、板状の氷の砕氷として用いた砕氷機４００では、シャフト４８が氷を割るのに必要なトルクは、一般的なＤＣモータで十分に実現可能なトルクであるため、小型で安価なコンパクト砕氷機が実現できる。

（実施の形態２）
図５は、制御装置による製氷装置１００の制御内容のうち、本発明の主要部を示したフローチャートである。

製氷制御がスタートされ、サーミスタ５５が所定温度以下を検知すると（ＳＴＥＰ１）、駆動メカ５３により、製氷部３００と砕氷機４００を所定角度回転駆動させて傾け、所定時間傾けた状態で停止させてから、反対方向に傾けるというサイクルを繰り返す揺動動作を開始する（ＳＴＥＰ２）。

給水タンク４０内の水は、給水ポンプ４１を所定時間、所定間隔で所定回数だけ駆動させることにより、所定量だけ給水経路４２を通って製氷容器４３内に間欠的に給水される
（ＳＴＥＰ３）。

製氷終了は、給水ポンプ４１を所の回数駆動させ終え所定時間ｔが経過した後（ＳＴＥＰ４）、製氷容器４３に取り付けたサーミスタ５５の温度Ｔｉが所定の温度以下になった（ＳＴＥＰ５）ことを検知して判断する（ＳＴＥＰ６）。

氷の分割が完了すると、シャフト４８もギアユニット５０により元の位置（原点）に復帰させる（ＳＴＥＰ１３）。この際、シャフト４８に引っかかって貯氷箱３５ａに落下しなかった氷は、シャフト４８の回転により動かされるため、引っかかりが解消されて落下する。

その後、製氷部３００と砕氷機４００とは駆動メカ５３により水平位置に復帰される（ＳＴＥＰ１４）。

以上のように、本実施の形態２の製氷装置１００では、板状の氷を分割する際に、製氷部が反転した状態であるため、氷が分割とともに確実に貯氷箱に落下する。

更に、製氷部が反転した状態でシャフトを原点復帰させるので、万が一分割された氷がシャフトや製氷容器に引っかかって落下しなかったとしても、シャフトの回転駆動により氷が動かされるので、引っかかりが解消され、氷をより確実に落下させることができるので、不定形で丸みを帯びることのない、ウイスキーの水割り等に入れても官能的に優れた氷を、確実に提供することができる。

（実施の形態３）
図６は、制御装置による製氷装置１００の制御内容のうち、本発明の主要部を示したフローチャートである。

その後、２本のシャフト４８が同時に所定角度だけギアユニット５０により回転駆動される（ＳＴＥＰ１１）。シャフト４８が回転されると、氷にもシャフト４８とともに回転しようとする力がかかるが、製氷容器４３側面により回転が抑制されるため、シャフト４８のリブ４８ａにより氷に応力集中が生じ、シャフト４８部分から製氷容器４３外側に向けて氷に亀裂が走り、板状の氷が複数の丸みを帯びていない不定形な氷に分割される。

駆動メカ５３を駆動することにより、製氷部３００と砕氷機４００とを反転する（ＳＴＥＰ１２）。その際、氷は加熱と分割の動作により製氷容器４３から剥がれているので、自重によりそのまま貯氷容器３５ａ内に落下する。

シャフト４８もギアユニット５０により元の位置（原点）に復帰させる（ＳＴＥＰ１３）。この際、シャフト４８に引っかかって貯氷箱３５ａに落下しなかった氷は、シャフト４８の回転により動かされるため、引っかかりが解消されて落下する。

その後、製氷部３００と砕氷機４００とは駆動メカ５３により水平位置に復帰され（ＳＴＥＰ１３）、シャフト４８もギアユニット５０により元の位置（原点）に復帰する（ＳＴＥＰ１４）。

以上のように、本実施の形態３の製氷装置１００では、板状の氷を分割した後に、製氷部を反転させるため、氷の分割により氷が勢いよく貯氷箱に落下し、大きな音を立てることなく、不定形で丸みを帯びることのない、ウイスキーの水割り等に入れても官能的に優れた氷を提供することができる。

（実施の形態４）
図７は、制御装置による製氷装置１００の制御内容のうち、本発明の主要部を示したフローチャートである。

反転動作が完了すると、シャフト４８もギアユニット５０により元の位置（原点）に復帰させる（ＳＴＥＰ１３）。この際、シャフト４８に引っかかって貯氷箱３５ａに落下しなかった氷は、シャフト４８の回転により動かされるため、引っかかりが解消されて落下する。

以上のように、本実施の形態３の製氷装置１００では、板状の氷を分割した後に、製氷部を反転させるため、氷の分割により氷が勢いよく貯氷箱に落下し、大きな音を立てることない。

（実施の形態５）
図８は本発明による実施の形態５の製氷装置の一部の斜視図であり、図９は図８の製氷装置の分解図である。

製氷装置４０１は給水装置２００と砕氷機４００と製氷部４０２とから構成されている。

製氷部４０２は、一時的に水を貯え板状の氷を作成する上下面が開口した製氷容器４３
と、冷却板４０３と、製氷容器４３の外周フランジと冷却板４０３の間に配置される水漏れ防止材４０４とから構成され、さらに冷却板４０３の下方に駆動ユニット４０５が配置される。

駆動ユニット４０５の後方、冷却板４０３の下方にはフィン形状を備えた冷却促進部材４０６が冷却板４０３に熱伝導的に接して配置されている。

また、冷却板４０３と、冷却促進部材４０６とは、アルミ等の熱伝導性の良い材料で成形されている。

更に、冷却板４０３の製氷容器４３外側で比較的製氷容器４３に近い位置には、冷却板４０３を加熱するためのヒータ４０７が設置されている。

製氷容器４３と、冷却板４０３と、水漏れ防止材４０４と、駆動ユニット４０５と、冷却促進部材４０６とは、保持部材４０８、４０９により上下に狭持されるよう構成されている。

この時に、製氷容器４３は、保持部材４０８、４０９により冷却板４０３方向に押さえ付けられ、同時に、水漏れ防止材４０４は適度に圧縮されている。

また、駆動ユニット４０５には、複数個の砕氷軸４１０が連結されており、冷却板４０３を貫通して製氷部４０２方向へ延伸されている。このとき、冷却板４０３の貫通穴には、砕氷軸４１０の周囲をシールする水漏れ防止材４１１が設けられている。さらに、駆動ユニット４０５の側面には検氷軸４１２が設けられており、検氷軸４１２を介して検氷レバー４１３が取り付けられている。またさらに、駆動ユニット４０５の正面には回動軸４１４が設けられている。図示はしていないが、駆動ユニット４０５の内部には少なくとも１個の駆動部が設けられており、砕氷軸４１０、検氷軸４１２、回動軸４１４を駆動させる。

また、冷却板４０３には温度検知手段、例えば温度センサ４１５が設けられている。

また、製氷容器４３の外周には、ヒータ４０５と温度センサ４１５を覆う断熱材４１６、４１７が設けられている。

製氷容器４３と、冷却板４０３と、水漏れ防止材４０４と、駆動ユニット４０５と、冷却促進部材４０６と、ヒータ４０７と、保持部材４０８、４０９と、砕氷軸４１０と、水漏れ防止材４１１と、検氷軸４１２と、検氷レバー４１３と、回動軸４１４と、温度センサ４１５と、断熱材４１６、４１７は各々相互に固定され、全体として製氷装置４０１を構成しており、冷却促進部材４０５が製氷室３５の扉３６と反対側に位置する冷気吐出口（図示せず）に近接するように配置されている。

また、製氷装置４０１は、第２冷蔵室３７と製氷室３５の間にある断熱壁３４に設けられた、略ドーム形状の凹部内にその上部が収納される。断熱材４１６、４１７と製氷室天面の凹部は、製氷装置４０１の回転に支障の無い程度に近接しており、製氷部４０２と製氷室の空気の循環は最小限に抑えられている。さらに、図示はしていないが、製氷室天面の凹部には加熱手段が設けられている。

以上のように構成された製氷装置について、以下その動作、作用を図１０に示す本実施の形態の製氷装置の主要部のフローチャートを用いて説明する。

製氷制御がスタートされ、温度センサ４１５が所定の温度範囲内を検知すると（ＳＴＥＰ１）、給水装置２００により水が給水され（ＳＴＥＰ２）、製氷容器４３と冷却板４０３で区画された製氷部４０２に貯えられる。製氷容器４３は下方が開放され、冷却板４０３が露出している状態である。

この時、製氷容器４３と冷却板４０３の間には、水漏れ防止材４０４が配置されているため、製氷部４０２に貯えられた水は下方に漏れ出ることが無い。また、砕氷軸４１０の周囲には、水漏れ防止材４１１が設けられており、同じく製氷部４０２の水の漏出を防いでいる。水漏れ防止材４１１はゴム状の弾力性のある材料を用いており、形状としてはリング状を成している。

この水漏れ防止材４１１の内周には、単段、あるいは複数段のヒレ形状が設けられており、その内径は、砕氷軸４１０の外形よりも小さくなっている。さらに、水漏れ防止材４１１の内周にはグリスが塗布され、より防水性を高めた構造をとっている。

温度センサ４１５が冷却板４０３の温度上昇を検知し、給水が完了したと判断すると、回動軸４１４が、ある一定の振動数、振幅で、正逆転繰り返し、製氷装置４０１を揺動させることにより、製氷部４０２内に給水された水を適度に攪拌する（ＳＴＥＰ３）。この時、回動軸４１４は製氷室内に固定されており、回動軸４１４の動作によって製氷装置４０１自体が揺動動作を行うことになる。

製氷室天面の凹部は加熱手段により温められ、かつ、断熱材４１６、４１７により製氷室内雰囲気との断熱を行うため、製氷部４０２近傍の雰囲気温度は０℃よりも高く保たれる。冷却促進部材４０６は製氷室３５に吹き出される冷気により冷却され、冷却板４０３を冷却していく。冷凍温度になった冷却板４０３により、給水された水は下部から徐々に凍結していき、水中の気体成分を上方に逃がしていくが、製氷部４０２近傍の雰囲気温度は０℃よりも高く保たれるため、給水された水の上面が下面よりも先に凍結することが無い。この時、温度センサ４１５は冷却板４０３の温度を検知しており、ヒータ４０５への印加電圧を適度に変化させるか、ヒータ４０５への通電をオン・オフすることにより冷却板４０３の温度をコントロールして、凍結速度の最適な制御を行う。例えば、脱気速度よりも凍結速度が速すぎる場合には、ヒータ４０５の印加電圧を増加させる制御を行う（ＳＴＥＰ４）。

加えて揺動動作により、水中の気体成分を逃がす効果、すなわち脱気効果がさらに高まることになる。また、このとき製氷容器４３内の未凍結の水は、製氷容器４３の略全幅にわたって移動することが可能である。

凍結完了は、給水終了後、所定時間ｔが経過した後（ＳＴＥＰ５）、温度センサ４１５が所定の温度以下になった（ＳＴＥＰ６）ことを検知して行う。このとき製氷容器４３内には比較的透明度の高い略板状の氷ができている。

凍結完了後、揺動動作を終了し（ＳＴＥＰ７）、検氷軸４１２を介して検氷レバー４１３を貯氷箱３５ａ内に降下させるが、氷が貯氷箱３５ａ内に所定の量以上貯まっていると、検氷レバー４１３と氷が接触して検氷軸４１２の回転が阻害されて満氷であることを検知し、貯氷箱内の氷が所定量以下であると貯氷量が不足していることを検知する（ＳＴＥＰ８）。

満氷時には、氷を製氷容器４３内でそのまま保持し、例えば所定時間ごとに検氷レバー４１３を動作させて貯氷箱３５ａ内の氷の量を検知し、氷不足になれば、ヒータ４０５に通電して冷却板４０３を加熱する（ＳＴＥＰ９）。冷却板４０３を加熱することにより、
製氷容器４３内の氷の冷却板４０３との密着力は弱まることになる。

温度センサ４１５が所定の温度以上になると（ＳＴＥＰ１０）、ヒータ４０５への通電を停止し（ＳＴＥＰ１１）、回動軸４１４を駆動させて製氷部４０２を反転させ（ＳＴＥＰ１２）、更に砕氷軸４１０を駆動して氷を複数に分割して貯氷箱３５ａに落下させる（ＳＴＥＰ１３）。氷の分割終了後、砕氷軸４１０を元の位置に戻し（ＳＴＥＰ１４）、更に回動軸４１４を駆動して製氷部４０２を水平位置に復帰させる（ＳＴＥＰ１５）、その後、製氷制御スタートに戻る。

以上のように、本実施の形態５の製氷装置４０１では、比較的簡単な構成で、安価なコストで加熱も可能な冷却板を備えた製氷装置を実現することができる。

更に、ヒータは、冷却板に接触している面以外を断熱材で覆われているため、ヒータの発熱ロスは低減し、ヒータの容量は比較的小さいものでも、短時間で冷却板を所定の温度まで上昇させることができる。

なお、本実施の形態においては、ウイスキーの水割り等に入れる際に、より官能的に優れた透明度の高い氷を作る製氷方法も合わせて示したが、氷の作り方はこの方法に固定されるものではない。

（実施の形態６）
図１１は本発明による実施の形態の製氷装置の一部の斜視分解図である。

なお、実施の形態５と同じ構成の部分については、説明を省く。

製氷部４０２は、一時的に水を貯え板状の氷を作成する上下面が開口した製氷容器４３と、冷却板４０３と、製氷容器４３の外周フランジと冷却板４０３の間に配置される水漏れ防止材４０４とから構成され、さらに冷却板４０３の下方に駆動ユニット４０５が配置される。

更に、冷却板４０３と駆動ユニット４０５の間で、製氷容器４３の底面に対応する部分には、冷却板４０３を加熱するために、略均一に発熱する面状ヒータ４１８が設置されている。略均一に発熱する面状ヒータとしては、金属抵抗体をシリコーンゴム等の絶縁体で挟み込んだものや、導電性樹脂の発熱体を絶縁体で挟み込んだものなどがあり、形状の自由度は比較的高い。

また、駆動ユニット４０５には、複数個の砕氷軸４１０が連結されており、冷却板４０３を貫通して製氷部４０２方向へ延伸されている。このとき、冷却板４０３の貫通穴には、砕氷軸４１０の周囲をシールする水漏れ防止材４１１が設けられているが、面状ヒータ４１８には、砕氷軸４１０が貫通するところに対応した穴が開いている。

以上のように構成された製氷装置について、以下その動作、作用を説明する。

給水装置２００により給水された水は、製氷容器４３内で冷却板４０３により冷却され、氷となる。

凍結が完了したことを温度センサ４１５で検知すると、面状ヒータ４１８に通電することにより、冷却板４０３が加熱され、冷却板４０３と氷の密着力を低減することができるが、この際、製氷容器４３底面は略均一に発熱される面状ヒータ４１８により略均一に加熱されるため、氷の融け方に差が生じることが無い。

また、温度センサ４１５で冷却板４０３の一箇所の温度を測定して加熱の終了を検知しているが、冷却板４０３の温度分布が小さいことにより、確実に、氷が融けてしまわず、しかしながら氷と冷却板４０３の密着力を弱めることのできる、適した温度で加熱を終了することができる。

以上のように、本実施の形態６の製氷装置では、略均一に発熱する面状ヒータが製氷容器底面に対応する冷却板と駆動ユニットの間に配置されていることにより、冷却板の加熱により、氷の一部が融けすぎてしまうことを抑制することができ、更に、確実に氷と冷却板の密着力を弱める最適な温度で、加熱を終了することができる。

なお、本実施の形態では、面状ヒータを冷却板と駆動ユニットの間に配置したが、冷却板か駆動ユニットの少なくとも一方に、ヒータ線が配置される溝を形成する等の比較的簡単な構成を追加することにより、通常のヒータ線を面状ヒータの変わりに用いても同様の効果を得ることができる。

以上のように、本発明にかかる製氷装置は、視覚的に丸みを帯びていない角張った氷を確実に提供することができ、製氷装置の動作音を低減することができ、また、製氷完了から離氷するまでの時間を短縮して製氷効率を高めることができるので、家庭用、業務用を問わず幅広く製氷装置を適用する技術分野に利用できる。

本発明の実施の形態１の製氷装置を搭載した冷蔵庫の側断面図同実施の形態の製氷装置の斜視図同実施の形態の製氷装置の一部破断面分解図同実施の形態の製氷装置の主要部のフローチャート本発明の実施の形態２の製氷装置の主要部のフローチャート本発明の実施の形態３の製氷装置の主要部のフローチャート本発明の実施の形態４の製氷装置の主要部のフローチャート本発明の実施の形態５の製氷装置の斜視図同実施の形態の製氷装置の斜視分解図同実施の形態の製氷装置の主要部のフローチャート本発明の実施の形態６の製氷装置の斜視分解図従来の製氷装置を搭載した冷蔵庫の側断面図従来の製氷装置の要部即断面図従来の製氷装置の製氷皿の縦断正面図従来の製氷装置の主要部のフローチャート

３１冷蔵庫
３２第１冷蔵室
３３扉
３４断熱壁
３５製氷室
３５ａ貯氷箱
３７第２冷蔵室
４０給水タンク
４１給水ポンプ
４２給水経路
４３製氷容器
４４ペルチェ
４５ヒートコンダクタ
４６冷却板
４６ａ筒状部
４７ヒートシンク
４８分割手段（シャフト）
４８ａリブ
４９出力軸
５０駆動装置（ギアユニット）
５１モータ
５２減速歯車
５３反転装置（駆動メカ）
５４回転駆動軸
１００製氷装置
２００給水装置
３００製氷部
４００砕氷機
４０１製氷装置
４０２製氷部
４０３冷却板
４０４水漏れ防止材
４０５駆動ユニット
４０６冷却促進部材
４０７ヒータ
４０８，４０９保持部材
４１０砕氷軸
４１１水漏れ防止材
４１２検氷軸
４１３検氷レバー
４１４回動軸
４１５温度センサ
４１６，４１７断熱材
４１８面状ヒータ

Claims

上面を開口した板状の氷を作る製氷部と、前記製氷部内において回転駆動して前記板状の氷を複数に分割する分割手段と、前記分割手段を駆動する駆動装置と、前記製氷部を回転駆動する反転装置と、製氷部の下方には氷を貯える貯氷箱を備えた製氷装置で、製氷完了時、前記製氷部を反転させながら、前記分割手段を回転駆動して前記板状の氷を複数の不定形な氷に分割することを特徴とする製氷装置。