JPH0460363A - 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】 ［発明の目的コ （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か全面から略均
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
ことかできなかった。

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
の製氷方法が提案されている。また実公昭４６−５９７
９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　ｆｌ／ｈに維持するようにして製氷するもので
あったため、製氷時間が長くかかり製氷能力か低下する
という問題点かあった。また後者の従来技術においては
製氷皿に貯留された水か上下方向に振動するため原水が
製氷皿より溢れるという虞れがあった６ そこで本発明は、製氷時間の短縮化を図るとともに、形
状が良好な透明な水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８の上面を覆
うし−タ２０を備えた蓋１３を設け、前記製氷皿８に水
平方向の振動を付与する電磁石２４駆動の振動付与機構
２２を設け、かつ該振動付与機構２２による製氷皿８の
振動移動速度を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、電磁石２４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
かれ、またヒータ２０を備えたｆｉ１３により製氷時に
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には冷却器（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、及びギア機構５を介して取り
付けられた出力軸６からなる駆動ｍ楕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ｍ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５
Ａ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、内部か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、出力軸６に
より回動されるようになっている。尚９Ａは前記支持部
９が摺動可能なブツシュである。そして前記出力軸６に
は製氷皿８と機体２との間に位置させて圧縮コイルばね
１０が巻装され、また支軸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。この蓋１３の前記凸部１２に対向する一例は、金
属または柔軟性のあるゴムなどからなるヒンジ部材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と藍１３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。さらに前記蓋１３の内部においては、底板１４
の上面にはヒータ２０がアルミ箔テープ２１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ａｍであり、これは機体２の前記駆動ギア５Ａの前方
に固定金具２３により配設される電磁石２４と、この電
磁石２４により進退自在に駆動される可動鉄心２４Ａと
、該可動鉄心２４Ａに応動する軸状の振動伝達部材２５
と復帰用圧縮コイルばね２５Ａから構成されており、前
記振動伝達部材２５は前記駆動ギア５Ａの軸心に形成し
た貫通孔２６に摺動自在に貫挿されており、そしてその
一端２６は前記製氷皿８の前部に形成された凹部２７に
当接して前記進退運動を前記製氷皿８に伝達できるよう
になってる。この振動付与機構２２は電磁石２４を通電
されると可動鉄心２４Ａが吸引移動させ、また前記電磁
石２４が断電すると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ものである
。そして後述するように前記製氷皿８の平均移動速度は
例えば２０乃至８０ミリメートル／秒に設定されている
６尚、２９はスラストワッシャ、３０は取付板である。

前記機体２には、内部に回路基板３１か設けられている
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。、ｔた
製氷皿８の上部側には、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の裏面上部の温度を検出
するようにしている６また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は先端が前記菩１３の切欠き部３９を介して製氷
皿８に臨んな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
°Ｃ）に相当する基２１！電圧を発生する基準電圧発生
回路４３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を介して接続されているとともに、
電磁石２４、給水ポンプ４０並びにヒータ２０か各々ト
ランジスタ４７．４８．４９を介して＃続されており、
それらモータ４、電磁石２４、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。

次に上記構成の作用について、マイクロコンピュータ４
２の制御内容を示した第５図のフローチャートに基づい
て説明する。

ます、給水行程では、ステラ７ＳＬ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１１！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
かなされて停止され（ステップＳ３．Ｓ４）、方、高い
場合には給水が完了しなと判断され、製氷行程へ移行す
る。

製氷行程では、ステップＳ５でマイクロコンピュータ４
２からトランジスタ４７へ第４図に示すような波形の電
圧信号が出力され、これに伴いトランジスタ４７を介し
て電磁石２４が通電、断電され、振動付与機構２２によ
り製氷皿８が振動される。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からの冷気が主に製
氷皿８の下側に向けて供給されると共に、製氷皿８の上
面は菅１３により覆われており、しかも製氷皿８の振動
に伴い水が振動されて水に含まれた気泡を逃がし、また
、ヒタ２０により水面側か加熱されるから、水面側の氷
の形成が遅れ、氷は製氷皿８の底部側から順次製氷され
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、製氷が完了したと判断され、電磁コイル２
４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′ｈ（断電され（ステップＳ
９）、次の離氷行程へ移行する。

ステップＳ１０ではモータ駆動回路４６を介してモータ
４が通電されて回転し、駆動機構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
て蓋１３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か上下反転されて凸部１２が支持部材
３の受部１２Ａに当接してひねられることにより、製氷
皿８内の水がアイスボックス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、製氷皿８が矢印
Ａとは反対方向へ回動され、これに伴いＭ２Ｓ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により製氷皿８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
て製氷皿８は製氷位置に保持される〈ステップ５１４）
。

さらに、ステップＳ１５で貯水検出スイッチ４５により
アイスボックス３６内に貯溜された水か満杯か否かが判
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り水の透明度と形状を各
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
幅か１１ｗ１１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
おいては良好な形状の製氷状態となり、該良好な製氷状
態は＠幅か４＋ｍ以下であることか判明する。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市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４關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（ＩｗＩＩ／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わされる。

この第１０図において、曲線Ａは透明氷ができる境界を
表わし、曲線Ａの右側では透明水ができ、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の左側の領域が最適
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、電磁石２４により進
退運動を行う可動鉄心２５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かできる。また前記振動
付与Ｗｉ構２２による製氷皿８の振動条件が、振動の振
幅と振動数の平均移動速度を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６ さらに前記振動付与機構２２は出力軸６内を貫挿した振
動伝達部材２５を介して一端２６を製氷皿８に接続して
水平振動を製氷皿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Ｉｔｌｌを設けたことによ
り、製氷皿８の下部側から製氷か始まり、確実に透明な
氷を作ることができる。

また前記若１３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、そして反転時には自動的に閉蓋することができる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例
えば可動鉄心の先端に別体の振動伝達部材を接続しても
よい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電磁コイ
ル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図は本発明の一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）は量水の
形状良否を示すグラフ、第８図（Ａ＞は振動数が１０ヘ
ルツの場合の氷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ヘルツの場合の氷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１
０図は平均移動速度と製氷平均時間の相関グラフである
。 ７・・・駆動機構 ８・・・製氷皿 １３・・・蓋 ２０・・・ヒータ ２２・・・振動付与装置 ２４・・・電磁石 ３９・・・給水管（給水装置） 特許出Ｖ 人 東芝熱器具株式会社 代 理 同 人　弁理士

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電磁
   石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。