JP4983364B2 - 製氷皿 - Google Patents

Description

本発明は家庭用冷蔵庫等の冷凍室に配置され、給水後冷却されて氷を生成する製氷皿に関するものである。

従来、冷凍冷蔵庫の冷凍室に配置される製氷皿は、取り付け部と取り付け部とは別体で形成された金属製の皿と、で形成されたもの（例えば、特許文献１参照）が利用されている。

以下、図面を参照しながら上記従来の製氷皿について説明する。

図９は、従来の冷凍冷蔵庫に使用されている自動製氷装置の斜視図、図１０は、従来の自動製氷装置の組立分解図、図１１は、従来の製氷皿の要部平面図である。

図９において、自動製氷装置は、製氷皿１と、氷排出機構、皿の温度センサ、貯氷検知機構、給水バルブ用スイッチ等を有する製氷メカ９と、からなる。

図１０、図１１において、製氷皿１は、金属製の皿３の固定及び冷蔵庫への固定をする取り付け部２と、取り付け部２とは別体で形成された金属製の皿３と、氷を排出する排出爪７と、氷排出時に滑らす排出ガイド８と、を備えている。

金属製の皿３は、水を一時的にとどめる半円状の底面を有するセル４を６個備えており、隣接するセル４同士は溝５でつながっている。また、金属製の皿３は、熱伝導性の高い金属であるアルミニウム合金で形成されている。

取り付け部２は、冷蔵庫等の壁面にネジ等で固定するための固定部１０を備えている。また、取り付け部２は、樹脂製である。

図１１に示すように、金属製の皿３の下面には、面状ヒーター６を金属製の皿３の下面全体を覆うように密着させている。

面状ヒーター６はコードヒーターをアルミ箔ではさみこんだ構造で、ヒーターワット数を上げるためにコードヒーターの長さを長くし、蛇行状にはわせている。

以上のように構成された製氷皿について、以下その動作を説明する。

製氷皿１に給水すると水はセル４の溝５を経て全体に広がり、全てのセル４に水が満たされる。一つのセル４には約１５ｍｌの水が入るので、セル４が６個からなる製氷皿１では約９０ｍｌの水を供給すればよい。

製氷皿１に供給された水は、水面からの熱伝達、製氷皿１の壁面からの熱伝達、輻射によって放熱され徐々に温度を下げていき、最終的に凍結し氷を生成することとなる。

面状ヒーター６が通電されると、生成された氷は製氷皿１と接する氷の表面が溶け、氷排出用の排出爪７により、製氷皿１の氷は排出される。
米国特許第６２１６４７１号明細書

しかしながら、上記従来の構成では、金属製の皿３の下面の形状が円弧状であることから、面状ヒーター６を金属製の皿３の円弧状の形状に沿うように密着させる必要があるが、面状ヒーター６を金属製の皿３に密着させるには、面状ヒーター６と金属製の皿３との間の接着箇所が多いこと、また、面状ヒーター６を金属製の皿３に密着させる際の位置合わせが容易でないことから、面状ヒーター６を密着させる位置にバラツキができたり、また、面状ヒーター６と金属製の皿３との密着性にムラができることから、面状ヒーター６の熱が金属製の皿３に均一に伝わりにくく、セル４間の温度ムラが大きくなるとセル４間の氷の溶け度合いにも差ができ、氷の質の一つである氷の大きさが異なるものができたり、溶けが悪い氷が１つでもあれば氷排出用の排出爪７の動作が止まり、氷が溶け出すまで動かず、離氷動作時間が遅くなり、全体として製氷時間が長くなる、という課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、氷の質向上と離氷動作の信頼性を高めた製氷皿を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の製氷皿は、水を貯めて氷を生成する製氷皿において、前記製氷皿は取り付け部と前記取り付け部とは別体で形成された金属製の皿とを備え、前記金属製の皿は、前記金属製の皿を加熱するヒーターと、前記製氷皿の長手方向に、前記ヒーターと前記金属製の皿との間に前記金属製の皿と前記ヒーターとを固定させる固定材と、を設けたものである。

これによって、ヒーターの熱が金属製の皿へムラなく効率よく伝えることができる。

本発明の製氷皿は、ヒーター通電時にヒーターの熱が金属製の皿へムラなく効率よく伝えることができることとなり、氷の品質向上と離氷動作の信頼性を高めることができる。

請求項１に記載の発明は、水を貯めて氷を生成する製氷皿において、前記製氷皿は取り
付け部と前記取り付け部とは別体で形成された金属製の皿とを備え、前記金属製の皿は、前記金属製の皿を加熱するヒーターと、前記製氷皿の長手方向に、前記ヒーターと前記金属製の皿との間に前記金属製の皿と前記ヒーターとを固定させる固定材と、を設け、前記金属製の皿は、前記ヒーターと接するように、前記ヒーターと前記金属製の皿との位置決めをする為の位置決め突起部を設け、前記金属製の皿は、複数の仕切り板にて複数のセルを形成し、前記金属製の皿に前記仕切り板が挿入される挿入溝を設けるとともに、前記位置決め突起部は、前記挿入溝上に設けたことにより、ヒーターと金属製の皿との間に設けた固定材を介して、ヒーターの熱を金属製の皿へ効率良く伝えることとなり、氷の品質向上と離氷動作の信頼性を高めることができる。
また、前記金属製の皿と前記ヒーターの位置合わせが容易となり、前記ヒーターの位置が安定することから、製氷皿の生産性の低下を抑えることができる。
また、前記金属製の皿のセル内とは別箇所に前記位置決め突起部を設けることとなり、離氷動作と氷の形に全く影響を与えることがなく、より氷の品質向上と離氷動作の信頼性を高めることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記固定材は、ロー材としたことにより、前記ヒーターと前記金属製の皿とのすきまに溶融したロー材が入り込むこととなり、前記ヒーターと前記金属製の皿との密着性が向上し、前記ヒーターから前記金属製の皿への熱伝達が向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記位置決め突起部は、前記金属製の皿と一体に設けたことにより、部品点数を増やすことなく、前記ヒーターの位置を安定させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ヒーターは略Ｕ字形状からなり、前記位置決め突起部は、前記略Ｕ字形状の内側に設けたことにより、前記金属製の皿と前記ヒーターの固定箇所が少なくなり、前記固定材の使用量が低減できる。また、前記位置決め突起部の絞り加工時に前記金属製の皿の円弧部との接触角度が大きくなり、金属の伸びを最小限に抑えられ加工が容易となることから、品質の向上が図れる。

請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記位置決め突起部は、前記金属製の皿の長手方向両端近傍に配置するように少なくとも４箇所設けたことにより、前記位置決め突起部を必要最小限に抑えて、前記ヒーターの位置を安定させることとなり、前記金属製の皿の絞り加工工数が少なくでき、コスト増を抑えることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記ヒーターは略Ｕ字形状からなり、前記位置決め突起部と前記ヒーターが当接するように、前記ヒーターの断面形状は、前記略Ｕ字形状内側に平面部を形成させたことにより、前記金属製の皿と前記ヒーターの位置が更に安定することとなり、製氷皿の生産性の低下をより抑えることができる。

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、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、本発明の実施の形態１における製氷皿の斜視図、図２は、同実施の形態の製氷皿の裏面からみた斜視図、図３は、同実施の形態の製氷皿を備えた製氷装置の斜視図、図４は、同実施の形態の製氷皿の金属製の皿とヒーターの斜視図、図５は、同実施の形態の図４のＡ−Ａ断面図である。

図１において、製氷皿２１は、製氷皿２１の固定及び冷蔵庫への固定をする取り付け部２２と、取り付け部２２とは別体で形成された金属製の皿２３と、を備えている。金属製の皿２３は、水を一時的にとどめる半円状の底面２３ａを有するセル２３ｂを８個備え、８個のセル２３ｂに互いに水の出入り可能な溝２３ｃが設けられ、金属製の皿２３に結合された７枚の仕切り板２３ｄと、からなる。金属製の皿２３は熱伝導性の高いアルミニウムである。

金属製の皿２３はアルミニウムのプレス絞り加工にて、仕切り板２３ｄはアルミニウムのプレス抜き加工にて製造されている。

取り付け部２２は、冷蔵庫等の壁面にネジ等で固定するための固定部２２ａと、給水バルブ（図示せず）からの水を注入する注水口２２ｂと、からなる。また、取り付け部２２は樹脂製であり、ＡＢＳ樹脂製である。取り付け部２２と金属製の皿２３はアルミニウム製リベット２４にて複数箇所固定されている。

また、２５はＵ字状の直径約８ｍｍのアルミパイプヒーターであり、ヒーター２５は、金属製の皿２３の底面に密着するように固定材２６にて固定されている。なお、固定材２６は、熱伝導性の高いアルミニウムを含有したロー材である。

図３において、自動製氷装置は、製氷皿２１と、氷排出機構、皿の温度センサ、貯氷検知機構、給水バルブ用スイッチ、モータ等を有する製氷メカ２７と、氷を排出する排出爪２８と、氷排出時に滑らす排出ガイド２９と、からなる。

図４、図５において、金属製の皿２３の半円状の底面２３ａと反対側の面に突出するように位置決め突起部２３ｅをヒーター２５に接するように設けている。位置決め突起部２３ｅは金属製の皿２３のプレス絞り加工時に同工程内で加工しており、金属製の皿２３と一体に設けられている。また、位置決め突起部２３ｅはＵ字状のヒーター２５の内側に、かつ、金属製の皿２３の長手方向両端近傍、すなわち、金属製の皿２３の両端のセル２３ｂにそれぞれ２箇所で合計４箇所設けている。

以上のように構成された製氷皿について、以下その動作、作用を説明する。

金属製の皿２３の仕切り板２３ｄで構成された所定のセル２３ｂに給水バルブ（図示せず）から注入口２２ｂを経て水を供給すると、水はセル２３ｂの仕切り板２３ｄの溝２３ｃを通って隣接するセル２３ｂへと流れ、全てのセル２３ｂに水がいきわたる。

本実施の形態では、一つのセル２３ｂに約１５ｍｌの水が入るように約１２０ｍｌの水が供給される。

セル２３ｂに供給された水は、金属製の皿２３の熱伝導により冷却が促進され、短時間で製氷を完了する。製氷完了後、ヒーター２５が通電され金属製の皿２３を加温し、氷が金属製の皿２３から剥離する。その後、排出爪２７により金属製の皿２３の半円弧状の底面２３ａの円周方向に氷が回転し、約１８０度回転後、排出ガイド２９に当接し、排出ガイド２９に沿って滑り、製氷皿２１の下方に設けられた貯氷箱（図示せず）へ氷が排出される。

金属製の皿２３に氷が生成された後、ヒーター２５を通電すると、金属製の皿２３の肉厚がほぼ均一であることと、熱伝導性の良い固定材２６を介して、金属製の皿２３へ短時間に温度ムラが少なく均一に熱が伝達することが可能となり、製氷メカ２７に設けている皿の温度センサの位置に関係無く、適正な温度検知制御ができ、氷の溶けの最少化とヒーター２５の通電時間の短縮化によるヒーター２５の消費電力を抑制できる。特に、プレス絞り加工した金属製の皿２３は、ヒーター２５の固定に際し、カシメによる固定よりも固定材２６による固定と熱伝達手段は適している。

固定材２６は、ロー材としたことにより、ヒーター２５と金属製の皿２３とのすきまに溶融したロー材が入り込むことから、ヒーター２５と金属製の皿２３との密着性が向上し、ヒーター２５から金属製の皿２３への熱伝達が向上する。

位置決め突起部２３ｅは、略Ｕ字形状の内側に設けたことにより、金属製の皿２３とヒーター２５の固定箇所が少なくなり、固定材２６の使用量が低減できる。また、位置決め突起部２３ｅの絞り加工時に金属製の皿２３の円弧部との接触角度が大きくなり、金属の伸びを最小限に抑えられ加工が容易となることから、品質の向上が図れる。

また、金属製の皿２３に位置決め突起部２３ｅを設けていることから、ヒーター２５の位置が安定し、ヒーター２５の熱伝達位置精度が向上し、量産時の品質安定が図れるとともに、生産性の低下を抑えることができる。例えば、固定材２６にて金属製の皿２３とヒーター２５とを固定する際に、高温の炉の中に金属製の皿２３とヒーター２５との間に固定材２６を塗布した状態でコンベア駆動の連続炉に入れてロー付けする場合、充分にヒーター２５の位置決めができていないと、コンベア駆動の振動によりヒーター２５の位置がずれることが起こりうる可能性があるが、位置決め突起部２３ｅを設けることで、ヒーター２５の位置が安定する。

位置決め突起部２３ｅは金属製の皿２３と一体に設けられてり、部品点数を増やすことなく、ヒーターの位置を安定させることができる。

また、ヒーター２５の熱が金属製の皿２３へ均一に伝わり、金属製の皿２３の複数のセル２３ｂ間の温度ムラが少なくなり、セル２３ｂ間の氷の溶け度合いが少なく、氷の大きさが均一化される。

また、ヒーター２５と金属製の皿２３との間に設けた固定材２６を介して、ヒーター２５の熱が金属製の皿２３へ熱伝達することから、ヒーターの熱を金属製の皿へ効率良く伝えることとなり、氷の品質向上と離氷動作の信頼性を高めることができる。

また、金属製の皿２３の温度がスムーズに上がり、ヒーター２５の通電時間が短くでき、ヒーター２５の表面温度を低くでき、ヒーター消費電力低減とヒーター２５の通電停止後の金属製の皿２３の温度を下げる時間が短くなり、給水後、次の氷ができるまでの製氷サイクル時間が速くなり、製氷量が増える。

さらに、金属製の皿２３の複数のセル２３ｂ間の温度ムラが少なくなることから、離氷動作開始後の排出爪７の動作は一時停止することなく、スムーズで排出爪７及び製氷メカ２１の内部部品のモータ等に機械的ダメージを与えることが少なく、信頼性の高い製氷メカ２１となる。

なお、本実施の形態では、一つのセル２３ｂに対して、固定材２６は一つとしているが、一つのセル２３ｂに対して、固定材２６は二つ以上としてもよく、また、固定材２６を金属製の皿２３の長手方向に連続して設けてもよい。

なお、本実施の形態では、位置決め突起部２３ｅは、金属製の皿２３の長手方向両端近傍に合計４箇所設けているが、少なくとも１箇所あればよく、また、金属製の皿２３の長手方向の中央部近傍すなわち、中央部のセル２３ｂに設けてもよい。

なお、本実施の形態では、固定材２６は、熱伝導性の高いアルミニウムを含有したロー材であるが、ロー付け作業性を鑑みて、ケイ素等を含有したロー材を用いても良い。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２における製氷皿の金属製の皿とヒーターの要部斜視図である。実施の形態１とは金属製の皿の一部が異なるものであり、金属製の皿部以外は実施の形態１と同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。

図６において、金属製の皿２３の複数のセル２３ｂに区切る仕切り板２３ｄの挿入溝２３ｆを一体で設けており、挿入溝２３ｆの幅は仕切り板２３ｄの板厚と同等もしくはやや小さくし、圧入による保持力アップを図るようにしている。また、挿入溝２３ｆ上に金属製の皿２３の半円状の底面２３ａと反対側の面に突出するように位置決め突起２３ｅをヒーター２５に接するようにプレス絞り加工にて設けている。位置決め突起部２３ｅはＵ字状のヒーター２５の内側に、かつ、金属製の皿２３の長手方向両端近傍に合計４箇所設けている。

位置決め突起部２３ｅを金属製の皿２３のセル２３ｂ内とは別箇所に設けていることから、セル２３ｂ内にできた氷の離氷軌道に関係なく、離氷動作と氷の形に全く影響を与えることなく、氷の質と離氷動作の品質の向上が図れる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３における製氷皿の金属製の皿とヒーターの斜視図、図８は、図７のＢ−Ｂ断面図である。実施の形態１とはヒーターが異なるものであり、ヒーター以外は実施の形態１と同じ符号を用い、詳細な説明は省略する。

図７、図８において、ヒーター２５に平面部２５ａを設けている。平面部２５ａはヒーター２５のＵ字形状内側にアルミパイプ加工時に設け、位置決め突起部２３ｅとの接触部を増やしている。

ヒーター２５のＵ字形状内側に平面部２５ａを設けたことにより、位置決め突起部２３ｅの平面部とヒーター２５の平面部２５ａが当接する面積が増えることから、金属製の皿２３とヒーター２５の位置が更に安定することから、品質の安定したもの作りができるとともに、製氷皿の生産性の低下をより抑えることができる。

また、製氷皿を自動組立てする時にも、金属製の皿２３とヒーター２５とを容易に位置合わせができる。

以上のように、本発明にかかる製氷皿は、金属製の皿とヒーターとの位置が容易に安定し、金属製の皿へのヒーターの熱伝達も安定することから、氷の質の向上と離氷動作の信頼性を高めることができ、冷凍冷蔵庫用の製氷皿として適用できる。

本発明の実施の形態１における製氷皿の斜視図 同実施の形態の製氷皿の裏面からみた斜視図 同実施の形態の製氷皿を備えた製氷装置の斜視図 同実施の形態の製氷皿の金属製の皿とヒーターの斜視図 図４のＡ−Ａ断面図 本発明の実施の形態２の製氷皿の金属製の皿とヒーターの要部斜視図 本発明の実施の形態３の製氷皿の金属製の皿とヒーターの斜視図 図７のＢ−Ｂ断面図 従来の冷凍冷蔵庫に使用されている自動製氷装置の斜視図 従来の自動製氷装置の組立分解図 従来の製氷皿の要部平面図

符号の説明

２１ 製氷皿
２２ 取り付け部
２３ 金属製の皿
２３ｂ セル
２３ｄ 仕切り板
２３ｅ 位置決め突起部
２３ｆ 挿入溝
２５ ヒーター
２５ａ 平面部
２６ 固定材

Claims (6)

1. 水を貯めて氷を生成する製氷皿において、前記製氷皿は取り付け部と前記取り付け部とは別体で形成された金属製の皿とを備え、前記金属製の皿は、前記金属製の皿を加熱するヒーターと、前記製氷皿の長手方向に、前記ヒーターと前記金属製の皿との間に前記金属製の皿と前記ヒーターとを固定させる固定材と、を設け、前記金属製の皿は、前記ヒーターと接するように、前記ヒーターと前記金属製の皿との位置決めをする為の位置決め突起部を設け、前記金属製の皿は、複数の仕切り板にて複数のセルを形成し、前記金属製の皿に前記仕切り板が挿入される挿入溝を設けるとともに、前記位置決め突起部は、前記挿入溝上に設けた製氷皿。
2. 前記固定材は、ロー材とした請求項１に記載の製氷皿。
3. 前記位置決め突起部は、前記金属製の皿と一体に設けた請求項１に記載の製氷皿。
4. 前記ヒーターは略Ｕ字形状からなり、前記位置決め突起部は、前記略Ｕ字形状の内側に設けた請求項１に記載の製氷皿。
5. 前記位置決め突起部は、前記金属製の皿の長手方向両端近傍に配置するように少なくとも４箇所設けた請求項１に記載の製氷皿。
6. 前記ヒーターは略Ｕ字形状からなり、前記位置決め突起部と前記ヒーターが当接するように、前記ヒーターの断面形状は、前記略Ｕ字形状内側に平面部を形成させた請求項４に記載の製氷皿。

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