JPH0674625A - 自動製氷装置及びその製氷方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 離氷時の氷の割れを少なくし、製氷皿から氷
を離氷し易くする。 【構成】 変形可能な製氷皿８の一側に、駆動機構７を
配設する。この駆動機構７によって、製氷行程の途中
で、製氷皿８は係止片12Ｂと凸部12が当接する方向に回
動し、変形する。このとき、製氷皿８と氷との間に空隙
部が形成され、氷の上部に残った水が浸透する。 【効果】 製氷皿８と氷との間に空気層が形成され、こ
の製氷皿と氷間の密着性は弱まる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明な氷を得ることの
できる自動製氷装置及びその製氷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭用冷蔵庫などに設けられる自
動製氷装置は、例えば特開平４−６２３６８号公報など
に開示されるように、給水装置から供給された水を変形
可能な製氷皿に貯溜して製氷し、製氷後に前記製氷皿を
駆動機構により回転させて上下反転させることにより、
製氷皿内の氷をアイスボックス等の氷貯溜部に落下さ
せ、離氷動作を行っている。また、この自動製氷装置は
製氷皿に水平方向の振動を付与する振動付与機構と、製
氷皿の上面に設けられたヒータを備えた蓋とを備え、製
氷行程時に製氷皿を振動させてこの製氷皿内の水中に含
まれる気泡を脱気し、かつ、閉蓋状態でヒータを加熱す
ることにより製氷皿の下部側から順次製氷を行って、透
明な氷を得るようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の自動製
氷装置は、透明氷の製氷過程において、水中に含まれる
気泡を取り除きながら、製氷皿の下部から氷を一方向成
長させるため、製氷皿内の水は不純物のない状態とな
る。この場合、水の分子間引力、すなわちファンデルワ
ールス力はより大きくなり、氷が製氷皿から離れにくく
なるため、離氷時に氷の割れが多く発生して、氷の品位
が著しく低下したり、あるいは、製氷皿内に氷が残っ
て、再び給水動作が行われたときに製氷皿から水が溢れ
出す等といった問題点を有する。

【０００４】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
透明な氷を製氷する際において、離氷時における氷の割
れが少なく、製氷皿からの氷の離氷性に優れた自動製氷
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の自動製氷装置は、製氷皿に水平方向の振動
を付与する振動付与機構と、前記製氷皿の上面に設けら
れたヒータを備えた蓋とにより、前記製氷皿内の水中に
含まれる気泡を脱気しこの製氷皿の下部側から順次製氷
して透明な氷を得るようにした自動製氷装置において、
前記製氷皿に対して所定のひねり力を加えるひねり手段
と、前記製氷皿内の氷の上部に水が残っている状態で前
記ひねり手段を駆動させ前記製氷皿と氷との間に水を浸
透させる制御手段とを備えたものである。

【０００６】また、上記目的を達成するために、本発明
の製氷方法は、製氷皿に水平方向の振動を付与する振動
付与機構と、前記製氷皿の上面に設けられたヒータを備
えた蓋とにより、前記製氷皿内の水中に含まれる気泡を
脱気しこの製氷皿の下部側から順次製氷して透明な氷を
得るようにした自動製氷装置において、前記製氷皿内の
氷の上部に水が残っている状態でこの製氷皿に対してひ
ねりを加え、前記製氷皿と氷との間に水を浸透させるよ
うにしたものである。

【０００７】

【作用】前記構成により、製氷途中で製氷皿にひねりを
加えることによって、製氷皿と氷との間に空隙部が形成
され、この空隙部に氷の上部に残った水が浸透する。そ
して、引続き製氷動作を行うと、製氷皿と氷とに間にお
いて部分的に空気層が形成され、製氷皿と氷との密着性
は弱くなる。

【０００８】

【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。図１乃至図１２は本発明の一実施例を示し、
図中１は製氷室であり、この製氷室は冷却器（図示せ
ず）によって冷却されている。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、駆動モータ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を有する
ひねり手段たる駆動機構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変形
可能な製氷皿であり、この製氷皿８はその上面が開口し
た薄型の矩形容器状をなし、内部が複数個のブロック９
により区画形成されている。この製氷皿８は一側の前部
中央部に前記出力軸６が接続されるとともに、他側の後
部中央部に支軸10を介して支持部材３に接続され、出力
軸６及び支軸10の軸方向に水平移動可能な状態で、か
つ、この出力軸６及び支軸10を中心にして回動可能に支
持されている。なお、11は製氷皿８と支持部材３との間
に位置して巻装される圧縮コイルばねである。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、後述
する離氷行程において、製氷皿８が反転方向たる矢印Ｓ
方向へ回動されたときに、その凸部12が支持部材３に設
けた受け部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。また、支持部材３には係止片12
Ｂが形成されており、製氷皿８が水平状態のときに駆動
機構７によって製氷皿８を前記矢印Ｓ方向と反対に回動
させると、この係止片12Ｂと凸部12が当接して製氷皿８
の回動が規制されるため、係止片12Ｂを支点として製氷
皿８に対してひねり力が加えられるようになっている。

【０００９】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と蓋13及び
支持部材３を各々接続するための取付板及びリベットで
ある。さらに、蓋13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21などによって貼り付けられ
ている。

【００１０】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る。この振動付与機構22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、一端27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、かつ、前記ギア機構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31がかしめなどにより回動可能に設けられて
いる。振動伝達部材30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
側へ移動させ、また、カム26の回転に伴いカム26の突部
25以外の箇所に一端27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、前記製氷皿８の振動数は５乃至１５ヘルツでその
振幅は１乃至４ｍｍに設定され、振幅の２倍と振動数を
乗じた平均移動速度は２０乃至８０ミリメートル／秒に
設定されている。

【００１１】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。また、出力軸６の近傍には、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、
製氷皿８が矢印Ｓ方向へ回動されたときに製氷皿８の反
転位置を検出する反転位置検出スイッチ33、及び製氷皿
８が矢印Ｓ方向と反対に回動されたときに製氷皿８の反
転位置を検出する反転位置検出スイッチ33Ａがそれぞれ
設けられている。一方、製氷皿８の裏面上部側には温度
センサ34が設けられ、この温度センサ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
れた貯氷検知アーム、38は先端が前記蓋13の切欠き部39
を介して製氷皿８に臨んだ後述する給水パイプとともに
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）に水を、
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40は前記製氷皿８の下側へ冷気を流すよう
になっている。

【００１２】図４は電気回路図を示しており、同図にお
いて、41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、製氷皿８内の氷の上部
に水が残っている状態で駆動機構７のモータ４を駆動さ
せ、製氷皿８と氷との間に水を浸透させる制御手段を備
えている。このマイクロコンピュータ41には、温度セン
サ34により製氷皿８の検出温度に基づく電圧信号、及び
製氷皿８の給水完了温度（例えば−１℃）に相当する基
準電圧を発生する基準電圧発生回路42からの基準電圧、
並びに、製氷皿８の製氷完了温度（例えば−１３．５
℃）に相当する基準電圧を発生する基準電圧発生回路43
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41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33，33Ａ、及び貯氷検知レ
バー37に応動する貯氷検知スイッチ44からの検出信号が
与えられるようになっている。前記モータ４はモータ駆
動回路45を介してマイクコンピュータ41に接続され、ま
た、振動付与機構22のパルスモータ23がパルスモータ駆
動回路46を介してマイクコンピュータ41に接続されてい
る。さらに、給水ポンプ47及び蓋13に備えられるヒータ
20が、各々トランジスタ48，49を介してマイクロコンピ
ュータ41に接続されている。そして、モータ４、パルス
モータ23、ヒータ20及び給水ポンプ47は、マイクロコン
ピュータ41により後述するように制御されている。

【００１３】次に、上記構成の作用に付いて、マイクロ
コンピュータ41の制御を示した図５乃至図７のフローチ
ャートに基づいて説明する。先ず、図５のフローチャー
トに示す給水行程では、ステップＳ１で給水ポンプ47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２で、温度センサ34の検出温度に基づい
て、給水が完了したか否かを判断する。すなわち、この
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し（ステップＳ３，Ｓ４）、
一方、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。

【００１４】製氷行程では、ステップ５でマイクロコン
ピュータ41からパルスモータ駆動回路46を介してパルス
モータ23に駆動信号が出力され、振動付与機構22により
製氷皿８が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が軸方向へ振動し、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において、トランジスタ49を介してヒ
ータ20が通電される。このとき、冷気供給口40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ともに、
製氷皿８の上面は蓋13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、かつ、水面側の氷の
形成が遅れ、氷は製氷皿８の底部側から製氷皿８に密着
しながら順次一方向に成長し、透明な氷が形成される。

【００１５】次いで、ステップＳ７では、温度センサ34
の検出温度に基づいて、温度センサ37の検出温度が−３
℃に達したか否かを判断する。そして、検出温度が−３
℃以下ならば、製氷皿８内は氷Ａの上部に水Ｂが残って
いる状態であると判断して、パルスモータ23を断電して
製氷皿８の振動を一旦停止する（ステップＳ８）ととも
に、ヒータ20を断電し（ステップＳ９）、図６のフロー
チャートに示す氷浮し行程へ移行する。

【００１６】この氷浮し行程において、先ず、ステップ
Ｓ10では、マイクロコンピュータ41がモータ駆動回路55
に対してモータ４を駆動させる出力信号を供給し、製氷
皿８を矢印Ｓ方向の反対に回動させるいわゆる逆ひねり
動作を行う。このとき、係止片12Ｂと凸部12が当接して
製氷皿８の回動が規制され、製氷皿８は係止片12Ｂを支
点としてひねられ、変形する。そして、製氷皿８内の氷
Ａが割れない程度に製氷皿８にひねり力を与えると、図
９に示すように製氷皿８の各ブロック９と氷Ａ間に空隙
部が形成され、この空隙部に氷Ａの上部に残った水Ｂが
浸透して、氷Ａは製氷皿８から浮いた状態となる。その
後、ステップＳ11において、反転検出スイッチ33Ａによ
り製氷皿８の逆ひねり状態の反転位置が検出されると、
ステップＳ12へ移行し、モータ駆動回路45を介してモー
タ４を前記逆ひねり動作時と逆方向に回転させ、製氷皿
８を矢印Ｓ方向へ回動させる。ステップＳ13で水平位置
検出スイッチ32により製氷皿８の元の位置が検出される
と、モータ４が断電され、かつ、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Ｓ
14）。

【００１７】その後、ステップＳ15に移行して、再度製
氷行程が実行される。先ず、振動付与機構22により製氷
皿８が軸方向へ振動されるとともに、ヒータ20が通電さ
れ、図１０に示すように、氷Ａと製氷皿８間に空気層Ｃ
が部分的に形成されながら、透明氷の製氷が行われる。
次いで、ステップＳ16に移行し、温度センサ34の検出温
度に基づいて、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である−１３．５℃
以下になると、製氷が完了したと判断され、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ととも
に、ヒータ20が断電され（ステップＳ17）、図７のフロ
ーチャートに示す離氷行程へ移行する。

【００１８】離氷行程では、前記ステップＳ10，Ｓ11と
同様に、製氷皿８の逆ひねり動作（ステップＳ18）に引
き続いて、反転検出スイッチ33Ａによる製氷皿８の逆ひ
ねり状態の反転位置検出が行われ（ステップＳ19）。こ
の製氷皿８の反転位置が検出されると、ステップＳ20に
移行し、モータ駆動回路45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が矢印Ｓ方向に回
動する。すると、図１０乃至図１２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が上下反転され
て凸部12が支持部材３の受け部12Ａに当接してひねられ
ることにより、製氷皿８内の氷Ａがアイスボックス36内
に落とされる離氷動作が行われる。このとき、前記製氷
行程時において形成された空気層Ｃによって、製氷皿８
と氷Ａ間の密着性は弱まり、氷Ａの一部が割れて製氷皿
８内に残ることなく、製氷皿８より完全に離氷されるこ
とになる。

【００１９】その後、ステップＳ21で反転検出スイッチ
33により製氷皿８の反転位置が検出されると、ステップ
Ｓ22へ移行する。このステップＳ22では、モータ駆動回
路45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Ｓとは反対方向へ回動され、これに
伴って蓋13は戻されるようになる。そして、ステップＳ
23で水平位置検出スイッチ32により製氷皿８の元の位置
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Ｓ24）。次いで、ステップＳ25で貯氷検知スイッチ
44により、アイスボックス36内に貯溜された氷が満杯か
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。

【００２０】このように上記実施例では、製氷皿８内の
氷Ａの上部に水Ｂが残っている状態で、駆動機構７を介
して製氷皿８にひねりを加え、製氷皿８と氷Ａとの間に
形成された空隙部に水Ｂを浸透させることによって、こ
の製氷皿８と氷Ａとの密着性を弱めるようにしているた
め、離氷時において氷Ａの一部分が割れることはなく、
氷Ａを製氷皿８より良好に離氷することができる。ま
た、製氷皿８内に氷Ａが残ることもなくなるため、給水
時に残氷による製氷皿８からの水の溢れ出しを防止する
ことも可能となる。

【００２１】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施
が可能である。例えば、実施例中においては、製氷皿８
の回動に伴い係止部21と舌片18との係止構造によって蓋
13を開放するように構成したが、蓋13を固定状態に保持
し、製氷皿８の傾斜回動のみによって製氷皿８と蓋13と
を離間させるようにしてもよい。また、回転軸と製氷皿
とをスプライン軸のように接続してもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、変形可能な製氷皿に水平方向
の振動を付与する振動付与機構と、前記製氷皿の上面に
設けられたヒータを備えた蓋とにより、前記製氷皿内の
水中に含まれる気泡を脱気しこの製氷皿の下部側から順
次製氷して透明な氷を得るようにした自動製氷装置にお
いて、前記製氷皿に対して所定のひねり力を加えるひね
り手段と、前記製氷皿内の氷の上部に水が残っている状
態で前記ひねり手段を駆動させ前記製氷皿と氷との間に
水を浸透させる制御手段とを備えたものであり、透明な
氷を製氷する際において、離氷時における氷の割れが少
なく、製氷皿からの氷の離氷性に優れた自動製氷装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す一部切欠き平面図であ
る。

【図２】同上縦断面図である。

【図３】同上一部切欠き側面図である。

【図４】同上回路構成図である。

【図５】同上給水行程及び製氷行程におけるフローチャ
ートである。

【図６】同上氷浮し及び製氷行程におけるフローチャー
トである。

【図７】同上離氷行程におけるフローチャートである。

【図８】同上製氷行程において、製氷皿内の氷の上部に
水が残っている状態の作用説明図である。

【図９】同上製氷行程において、製氷皿をひねった状態
の作用説明図である。

【図１０】同上製氷行程において、製氷皿を水平状態に
戻した状態における要部の作用説明図である。

【図１１】同上離氷行程時における作用説明図である。

【図１２】同上離氷行程時における作用説明図である。

【符号の説明】

７ 駆動機構（ひねり手段） ８ 製氷皿 13 蓋 20 ヒータ 22 振動付与機構 51 マイクロコンピュータ（制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変形可能な製氷皿に水平方向の振動を付
   与する振動付与機構と、前記製氷皿の上面に設けられた
   ヒータを備えた蓋とにより、前記製氷皿内の水中に含ま
   れる気泡を脱気しこの製氷皿の下部側から順次製氷して
   透明な氷を得るようにした自動製氷装置において、前記
   製氷皿に対して所定のひねり力を加えるひねり手段と、
   前記製氷皿内の氷の上部に水が残っている状態で前記ひ
   ねり手段を駆動させ前記製氷皿と氷との間に水を浸透さ
   せる制御手段とを備えたことを特徴とする自動製氷装
   置。
2. 【請求項２】 変形可能な製氷皿に水平方向の振動を付
   与する振動付与機構と、前記製氷皿の上面に設けられた
   ヒータを備えた蓋とにより、前記製氷皿内の水中に含ま
   れる気泡を脱気しこの製氷皿の下部側から順次製氷して
   透明な氷を得るようにした自動製氷装置において、前記
   製氷皿内の氷の上部に水が残っている状態でこの製氷皿
   に対してひねりを加え、前記製氷皿と氷との間に水を浸
   透させるようにしたことを特徴とする自動製氷装置の製
   氷方法。