JPH0460362A - 自動製氷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は透明な氷を自動的に作るようにした自動製氷装
置に関する。

（従来の技術） 従来、家庭用冷蔵庫などに設けられる自動製氷装置によ
り作られる氷は、製氷皿に貯留された水が全面から略均
等に凍るため内部に気泡か含まれた不透明な氷しか作る
ことができなかった。

このような問題点を解決するものとして、特開平１−１
８１０４７号公報には、製氷皿に冷却手段と加熱手段と
を備え、前記冷却手段による冷却量変化に対応して前記
加熱手段による加熱量を制御して、製氷皿内の水の凍結
速度を２〜３　ｍ＋　／　ｈに維持するようにした透明
氷の製氷方法か提案されている。また実公昭４６−５９
７９号公報には製氷中水中の気泡を除去する手段として
、二折に折曲した板状片の上段に製氷皿を載置し、該上
段部を電磁石により上下方向の振動を付与して透明氷を
作る製氷装置が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） 前者の従来技術においては、製氷皿内の水の凍結速度を
２〜３　ｒｎ　／　ｈに維持するようにして製氷するも
のであったため、製氷時間か長くかかり製氷能力が低下
するという問題点があった。また後者の従来技術におい
ては製氷皿に貯留された水が上下方向に振動するため該
水が製氷皿より溢れ出るという間ｕ点かあった。

そこで本発明は、製氷時間の短縮化を図るとともに、形
状が良好な透明な氷を作る自動製氷装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の自動製氷装置は製氷位置での製氷皿８の上面を
覆うヒータ２０を備えた益１３を設け、前記製氷皿８に
水平方向の振動を付与するモータ２３駆動の振動付与ｍ
梢２２を設け、かつ該振動付与機構２２による製氷皿８
の平均移動速度を２０乃至８０ミリメートル／秒とした
ものである。

（作　用） 前記構成により、製氷皿８に貯留された水は水平振動を
受けて水に含まれた気泡は水面上に逃がれ、またヒータ
２０を備えたｆｉ１３においては製氷皿８の下部側から
順次製氷されて透明な氷を作ることかできる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図乃至第１０図は本発明の第１実施例を示しており
、図中１は製氷室であり、この製氷室１は冷却器（図示
せず）により冷却されている。２は前記製氷室１内の上
部に配設された矩形箱状をなす機体で、後方へ向けて突
出するコ字状の支持部材３が設けられている。

前記機体２の内部にはモータ４、ギア機構５及びスラス
トワッシャ６Ａを介して取り付けられた出力軸６からな
る駆＃ＪＩ！構７が設けられており、この駆動機構７は
前記モータ４の回転をギア機構５により減速して出力軸
６と一体に形成された駆動ギア５Ａに伝達する構成とな
っている。８は例えばプラスチック製の製氷皿で、上面
が開口した薄型の矩形容器状を成し、内部が複数個の小
室に区画されている。この製氷皿８は前部中央部が前記
出力軸６に、また後部中央部が支軸９を介して前記支持
部材３に軸方向へ水平移動可能な状態で且つそれらの出
力軸６及び支軸９を中心に回動可能に支持されており、
前記出力軸６により回動されるようばなっている。尚１
０は前記支持部９が摺動可能なブツシュである。そして
支軸９には製氷皿８と支持部材３との間に位置させて圧
縮コイルばね１１が巻装されている。前記製氷皿８の後
部の一端部には凸部１２が突設されており、製氷皿８が
反転方向たる矢印Ａ方向へ回動されたときに、その凸部
１２が支持部材３に設けた受は部１２Ａに当接すること
により、その回動を規制するようになっている。

１３は製氷位置での前記製氷皿８の上面を覆う蓋であり
、これは上面が開口した容器状の底板１４と、この底板
１４の上面を覆うカバー１５と、これらの間に配設され
た発泡スチロールなどの断熱材１６とにより構成されて
いる。この菩１３の前記凸部１２に対向する一側は金属
あるいは柔軟性のあるゴムなどからなる可撓性のヒンジ
部材１７を介して前記支持部材３の一側に回動自在に設
けられている。　１８．１９は前記ヒンジ部材１７とｆ
Ｅ１３および支持部材３を各々接続するための取付板お
よびリベットである。さらに前記ｌ１１３の内部におい
ては、底板１４の上面にヒータ２０がアルミ箔テープ２
１などにより貼り付けられている。

２２は前記製氷皿８に軸方向への振動を付与する振動付
与機構であり、これは機体２内に設けられるパルスモー
タ２３と、このパルスモータ２３の回転軸２４に装着さ
れ、突部２５を前記出力軸６側に対向可能に設けたカム
２６と、−＃ｉ２７が前記カム２６に当接し他端２８が
前記製氷皿８の前部に形成された凹部２９に当接可能で
前記ギアｍ構５の駆動ギア５Ａの軸心を回動自在に貫通
した軸状の振動伝達部材３０とから構成されており、前
記振動伝達部材３０の一端２７には鋼球などのボール３
１がかしめなどにより回動可能に設けられている。この
振動付与機構２２はパルスモータ２３を作動するとカム
２６の突部２５に一端２７が当接して、圧縮コイルばね
１１のばね力に抗して振動伝達部材３０、ひいては製氷
皿８を後側へ駆動させ、また、カム２６の回転に伴いカ
ム２６の凸部１２以外の箇所に−４２７が当接すると圧
縮コイルばね１１のばね力により、製氷皿８を反対方向
へ移動させ、これを繰り返すことにより製氷皿８を軸方
向へ振動させる。そして後述するように前記製氷皿８の
平均移動速度は２０乃至８０ミリメートル／秒に設定さ
れている。

前記機体２には、内部に回路基板（図示せず）が設けら
れていると共に、出力軸６の近傍に製氷皿８の水平位置
を検出する水平位置検出スイッチ３２及び製氷皿８の反
転位置する反転位置検出スイッチ３３が設けられている
。

また製氷皿８の裏面上部側には、温度センサ３４が設け
られ、該温度センサ３４により製氷皿８の上部の温度を
検出するようにしている。

まな３６は製氷皿８の下方において製氷室１内に出し入
れ可能に収納されたアイスボックス、３７は機体２に回
動可能に支持された貯水検知レバー、３８は先端が前記
ｌ１１３の切欠き部３９を介して製氷皿８に臨んだ後述
する給水ポンプとともに給水装置を構成する給水管であ
り、これは冷蔵室（図示せず）内に収納された給水タン
ク（図示せず）の水を給水ポンプ（図示せず）を介して
製氷皿８へ供給するように構成されている。また製氷室
１内へ冷気を供給する冷気供給口４１は前記製氷皿８の
下側へ冷気を流すようになっている。

第４図は電気回路を示しており、同図において、４２は
後述する製氷に係わる各行程を制御するためのマイクロ
コンピュータであり、このマイクロコンピュータ４２に
は、温度センサ３４による製氷皿８の検出温度に基づく
電圧信号、および製氷皿８の給水完了温度（例えば−９
，５℃）に相当する基準電圧を発生する基準電圧発生口
＃Ｉ４３からの基準電圧、並びに製氷皿８の製氷完了温
度（例えば−１２，５℃）に相当する基準電圧を発生す
る基準電圧発生回路４４からの基準電圧が与えられるよ
うになっている。またマイクロコンピュータ４２には、
前記水平位置検出スイッチ３２、反転位置検出スイッチ
３３、・及び貯水検知レバー３７に応動する貯水検出ス
イッチ４５からの検出信号が与えられるようになってい
る。さらにマイクロコンピュータ４２には前記モータ４
がモータ駆動回路４６を介して接続され、また振動付与
装置２２のパルスモータ２３がパルスモータ駆動回路４
７を介して接続されていると共に、給水ポンプ４０並び
にヒータ２０が各々トランジスタ４８゜４９を介して接
続されており、それらモータ４、パルスモータ２３、給
水ポンプ４０並びにヒータ２０はマイクロコンピュータ
４２により後述するように制御されるようになっている
０次に上記構成の作用について、マイクロコンピュータ
４２の制御内容を示した第５図の７０−チヤトに基づい
て説明する。

まず、給水行程では、ステップＳ１でトランジスタ４８
を介して給水ポンプ４０が一定時間駆動され、製氷皿８
への給水が行われる。そして、ステップＳ２で、温度セ
ンサ３４の検出温度に基づく電圧信号と給水完了温度用
の基準電圧発生回路４３からの基準電圧とを比較し、給
水が完了したか否かを判断する。即ち、温度センサ３４
の検出温度が給水完了温度よりも低い場合には給水が行
われていない、例えば給水タンクの水がないために製氷
皿８へ給水されない等と判断され、給水異常の報知がな
されて停止され（ステップＳ３，３４）、方、高い場合
には給水が完了したと判断され、製氷行程へ移行する。

製氷行程では、ステップＳ５でマイクロコンビュータ４
２からパルスモータ駆動回路４７を介してパルスモータ
２３へ信号が出力され、これに伴い、振動付与１１ｍ２
２により製氷皿８か軸方向へ振動される。すなわち、カ
ム２６の回転に伴い振動伝達部材３０が軸方向に振動し
、該伝達部材３０の振動が製氷皿８へ伝達できるように
なっている。また、ステップＳ６でトランジスタ４９を
介してヒータ２０が通電される。

この製氷行程では、冷気供給口４１からの冷気か主に製
氷皿８の下側に向けて供給されると共に、製氷皿８の上
面はＭ１３により覆われてヒータ２０により加熱され、
しかも製氷皿８の振動に伴い水が振動されるため、水に
含まれた気泡を逃がし、また水面側の水の形成が遅れ、
水は製氷皿８の底部側から順次形成されて透明な氷が形
成される。

そして、ステップＳ７で、温度センサ３４の検出温度に
基づく電圧信号と製氷完了温度用の基準電圧発生回路４
４からの基準電圧とを比較し、製氷が完了したか否かを
判断する。温度センサ３４の検出温度が製氷完了温度以
下になると、製氷が完了しなと判断され、パルスモータ
２３が断電されて製氷皿８の振動が停止される（ステッ
プＳ８）と共に、ヒータ２０が断電され（ステップ５９
）１．次の離氷行程へ移行する。

ステップＳ１０ではモータ駆動口＃１４６を介してモー
タ４が通電されて回転し、駆動機［７により製氷皿８が
第６図中矢印Ａ方向へ回動される。すると、第６図（Ａ
）乃至（Ｃ）に示すように、始めは製氷皿８の回動に伴
ってｌ１１３はヒンジ部材１７を介し製氷皿８に対して
相対的に回動されて製氷皿８の上面を開放するようにな
る。そして、製氷皿８が上下反転されて凸部１２が支持
部材３の受は部１２Ａに当接してひねられることにより
、製氷皿８内の氷がアイスボックス３６内へ落とされる
離氷動作が行われる。そして、ステップＳ１１で反転位
置検出スイッチ３３により製氷皿８の反転位置が検出さ
れると、ステップＳ１２へ移行する。

ステップＳ１２ではモータ駆動回路４６を介してモータ
４を前記反転時とは逆方向へ回転させ、製氷ｆｆ１８が
欠Ｅ１７Ａとは反対方向へ回動され、これに伴い１ｉ１
３は戻されるようになる。そして、ステップＳ１３で水
平位置検出スイッチ３２により製氷Ｉ１８の元の水平位
置が検出されると、モータ４が断電され、製氷皿８の回
動が停止されて製氷ＮＬ８は製氷位置に保持される（ス
テップ５１４）。

さらに、ステーｙ７”ｓ１５で貯水検出スイッチ４５に
よりアイスボックス３６内に貯溜された水が満杯か否か
が判断され、満杯でないと判断された場合にはステップ
Ｓ１へ戻り、満杯であると判断された場合にはそのまま
待機する。

第７図及び第８図は振動数が５ヘルツ、１０ヘルツの場
合の振幅と製氷の平均時間による氷の透明度と形状の変
化を各々示したものであり、同図においてＸ印は不良、
Ｏ印は良好な製氷状態を示している。第７図（Ａ）、第
８図（Ａ）において示された２次曲線より上方領域にお
いて良好な透明度の製氷状態となり、該良好な製氷状態
は振幅が１關以上であることが判明する。また第７図（
Ｂ）、第８図（Ｂ）に示された直線よりも上方領域にお
いて良好な形状の製氷状態となり、該良好な製氷状態は
４ＩＭ１以下であることが判明する。

さらに第９図は振動数が１５ヘルツの場合の氷の透明度
と形状を各々示したものであり、第９図（Ａ）に示され
た２次曲線より上方領域では良好な透明度の製氷状態と
なり、該良好な製氷状態は振幅が１＋ｍ＋以上であるこ
とが判明する。また第９図（Ｂ）に示された２次曲線よ
りも上方領域で良好な形状の製氷状態となっており、該
良好な製氷状態は振幅が４Ｉｌｆｆｉ以下であることが
判明する。また製氷状態が良好な振動数は５乃至１５ヘ
ルツの範囲であることも判明する。

第１０図は製氷皿８の平均移動速度（−／ｓ）と製氷平
均時間との相関関係を示したグラフであり、製氷皿の平
均移動速度は、前記第７図から第９図で説明した振幅の
２倍と振動数を乗じたもので表される。

この第１０図において、曲線Ａは透明水ができる境界を
表わし、曲線Ａの右側では透明氷ができ、曲線Ａより左
側では不透明な氷となる。曲線Ｂは形状か良好となる境
界を表わし、曲線Ｂの左側では形状が良好で、曲線Ｂよ
り右側では形状が不良となる。

そして、この曲線Ａの右側で曲線Ｂの左側の領域かＩｋ
′１Ｍ条件で透明性、形状共に優れた製氷状態となる。

このように前記実施例においては、パルスモータ２３に
より回転するカム２６に連動して進退運動を行う振動伝
達部材３０を介して製氷皿８に水平振動を付与すること
により、製氷時貯溜された水が製氷皿８より溢れること
なく水中に含まれる気泡を脱気して透明な氷を作ること
ができるとともに、製氷時間の短縮化や製氷能力の低下
防止を図ることができる６また前記振動付与機構２２に
よる製氷皿８の平均移動速度を２０乃至８０ミリメート
ル／秒とすることにより、形状、透明度ともに優れる氷
を作ることかできる。

さらに前記振動付与ｍ構２２は出力軸６内を貫挿した振
動伝達部材３０を介して他端２８を製氷皿８に接続して
該振動を製氷皿８に付与するようにしたため装置の小型
化を図ることかできる。また前記カム２６に当接する転
勤伝達部材３０の一端２７には鋼球などのボール３１を
設けたことにより、該ボール３１がカム２６上を転がり
掌擦状態となるため摩耗が少なく故障率の低下を図れ、
さらにカム２６を回転するモータをパルスモータ２３と
したことにより、電源周波数の違いなどに伴う製氷皿８
の振動数の変化がなく透明な氷の品質を保つことができ
る。しかも製氷時、製氷皿８の上面にはヒータ２０を備
えた１ｉ１１を設けたことにより製氷皿８の下部側から
順次製氷して透明な氷を確実に作ることができる。

また前記Ｍ１３はヒンジ部材１７を介して支持部材３に
接続しているため、製氷皿８の回転時には自動的に開蓋
し、また反転時には自動的に閉蓋することかできる。

第１１図及び第１２図は本発明の第２実施例を示してお
り、前記第１実施例と同一部分には同一符号を付しその
詳細な説明を省略する。

第２実施例においては製氷皿８の下部に回転軸２４を下
方へ向けたパルスモータ２３を装着するとともに前記回
転軸２４に円形の水平回転体５０を偏心して接続したも
のである。

したがって、パルスモータ２３により水平回転体５０を
回転すると製氷皿８の軸方向に振動が生じ該振動により
製氷皿８に貯溜された水を脱気できる。

尚本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例え
ば振動付与ａｍのモータは、パルスモータに限定されず
、また蓋を製氷皿の一側に回動自在に接続し、前記製氷
皿が反転した際、蓋に設けた舌片が支持部材に設けた係
止部に係止して益を開くようにしたり、さらに第２実施
例の水平回転体５０を第１３図のようにアーム状とした
り、また第１４図のように回転体５０を扇形にするなど
種々の変形が可能である。また、回転軸と製氷皿をスプ
ライン軸のように接続してもよい。

［発明の効果］ 本発明は、水平方向の振動を製氷皿に付与するモータ駆
動の振動付与装置を設けて製氷皿を水平振動させるとと
もに前記製氷皿の平均移動速度を２０乃至８０ミリメー
トル／秒としたことにより、製氷皿に貯溜された水に含
まれる気泡を効率良く脱気して比較的短時間に透明な氷
を良好に作ることができ、しかも製氷時に製氷皿の上面
をヒータを備えた蓋によって覆うようにしたことにより
製氷皿の底部側から順次製氷して確実に透明な氷を作る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は本発明の第１実施例を示しており
、第１図は縦断面図、第２図は一部切欠き平面図、第３
図は一部切欠き側面図、第４図は電気回路図、第５図は
機能説明用のフローチャート、第６図（Ａ）乃至（Ｃ）
は作用説明図、第７図（Ａ）は振動数が５ヘルツの場合
の氷の透明度の良否を示すグラフ、第７図（Ｂ）は同氷
の形状良否を示すグラフ、第８図（Ａ＞は振動数が１０
ヘルツの場合の水の透明度の良否を示すグラフ、第８図
（Ｂ）は量水の形状良否を示すグラフ、第９図（Ａ）は
振動数が１５ヘルツの場合の水の透明度の良否を示すグ
ラフ、第９図（Ｂ）は量水の形状良否を示すグラフ、第
１０図は平均移動速度と製氷時間の相間グラフ、第１１
図は本発明の第２実施例を示す正面図、第１２図は同底
面図、第１３図は本発明の第３実施例を示す底面図、第
１４図は本発明の第４実施例を示す底面図である。 特 代 ７・・・駆動ｍｓ ８・・・製氷皿 １３・・・益 ２０・・・ヒータ ２２・・・振動付与装置 ２３・・・パルスモータ（モータ） ３９・・・給水管（給水装置） 許 出 願 人 東芝熱器具株式会社 理− 同 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 給水装置から供給された水を製氷皿に貯留して製氷し、
   製氷後に駆動機構により製氷皿を回動させて上下反転さ
   せることにより離氷させるようにした自動製氷装置にお
   いて、前記製氷位置での製氷皿の上面を覆うヒータを備
   えた蓋と、前記製氷皿に水平方向の振動を付与するモー
   タ駆動の振動付与機構とを設け、かつ該振動付与機構に
   よる製氷皿の平均移動速度が２０乃至８０ミリメートル
   ／秒であることを特徴とする自動製氷装置。