JPH08233421A - 製氷機の貯氷量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 確実に氷の検出を行うことのできる製氷機の
貯氷量検出装置を提供することを目的とする。 【構成】 光を投光する投光器２５と、この投光器２５
から投光される光を受光すると共に、投光器２５と同方
向を向いて設置された受光器２８と、前記受光器２８の
受光量の変化を検知する検出装置２４と、前記投光器２
５から投光される光の振動方向を所定角度偏光させる投
光器偏光フィルター２６と、この投光器偏光フィルター
２６にて偏光された光を投光された振動方向から所定角
度偏光させると共に、前記投光器２５から所定の間隔を
存して設けられ、光を前記受光部２８へ反射する反射板
２７と、この反射板２７からの光の振動方向のみ透過さ
せる受光器偏光フィルターとを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、製氷機の貯氷量を検出
する貯氷量検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種製氷機の貯氷量検出装置は、
氷が押すことによって貯氷の有無を検出する機械式と、
投光器と受光器との間に氷が位置した時に受光器の減光
を検出する光電式とに大別できる。そして、光電式検出
装置は、例えば氷の透明度が高く、氷の面に光が垂直に
当たると、受光器で検出できる程光量が減少せず、氷の
検出ができない問題があった。

【０００３】この問題を解決するために、特開平６−８
８６６４号公報（Ｆ２５Ｃ５／１８）では、投光器、受
光器間の光軸上で、氷の接触によって透過量が変化する
減光部材を設けた構成が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な従来技術であっても、減光部材が必ず、光軸上で、且
つ、氷に接触しなければならないため、例えば、減光部
材を取り囲む様に貯氷された場合、検出できない問題を
有する。本発明は上述した問題点に鑑みてなされたもの
で、確実に氷の検出を行うことを目的とした製氷機の貯
氷量検出装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ための手段として、光を投光する投光器と、該投光器か
ら投光される光を受光すると共に、投光器と同方向を向
いて設置された受光器と、前記受光器の受光量の変化を
検知する検出装置と、前記投光器から投光される光の振
動方向を所定角度偏光させる投光器偏光フィルターと、
該投光器偏光フィルターにて偏光された光を投光された
振動方向から所定角度偏光させると共に、前記投光器か
ら所定の間隔を存して設けられ、光を前記受光部へ反射
する反射板と、該反射板からの光の振動方向のみ透過さ
せる受光器偏光フィルターとを備えた製氷機の貯氷量検
出装置を提供する。

【０００６】

【作用】投光器から発せられた光は投光器偏光フィルタ
ーにて振動方向が一方向へ修正され、氷のある場合に
は、氷の面に対して垂直であっても、少しの反射を行
い、減光されて反射板に届く。反射板にてさらに光の振
動方向を、受光器偏光フィルターと同方向に偏光し、更
に氷を通過して受光器に受光され、氷の存在を検出する
ことができる。

【０００７】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明を具備する製氷機の内部構造を示
す側面図、図２は単色直線偏光の取り出し方法を表した
図、図３は間に何も無い状態の貯氷センサーの動作を表
した図、図４は間に鏡面体若しくは光沢体を挟んだ状態
の貯氷センサーの動作を表した図、図５は透明体（氷）
を挟んだ状態の貯氷センサーの動作を表した図、図６は
受光光量の増減を表した図である。

【０００８】製氷機Ｉは製氷装置ＩＭとその下側に設け
られ、製氷装置ＩＭにて製氷された氷を貯氷する貯氷庫
２３とから成るものである。製氷装置ＩＭは所謂逆セル
型製氷機と称されるものであり、下向きに開口した多数
の製氷室１Ａを有し、上壁外面に冷凍系の蒸発パイプ２
を配設した冷却器１と、各製氷室１Ａを下方から充分余
裕をもって閉塞し、表面には各製氷室１Ａに対応する噴
水孔３及び戻り孔４を形成した水皿５と、この水皿５に
固定され、戻り孔４に連通する水タンク６と、この水タ
ンク６内の水を送水管７、更に分配管８を経て噴水孔３
から各製氷室１Ａへ循環せしめる循環ポンプ９と、前記
水皿５を傾動及び復動せしめる正逆回転可能な減速モー
タ１０を含む駆動装置１１と、給水電磁弁１２が開いた
とき水皿５の表面に散水する散水器１３と、水タンク６
の底部に連通したフロートタンク１４Ａ内のフロート１
４Ｂによって水位スイッチ２１を作動し、水タンク６の
所定水位を検出する水位検出装置１４等にて構成されて
いる。

【０００９】そして、支持梁１５に固定した取付板１６
に支持した前記減速モータ１０の出力軸に相互に逆方向
に延出した第１及び第２のアーム１７Ａ及び１７Ｂを有
する駆動カム１７を連結し、この駆動カム１７の第１の
アーム１７Ａの端部に取り付けたコイルバネ１８の他端
を水皿５の側部に連結し、水皿５の後部は回転軸１９に
支持している。また、２０は減速モータ１０の正転によ
り図１中反時計回りに回転する駆動カム１７の第２のア
ーム１７Ｂによって切換反転され、減速モータ１０の逆
転により図１中時計回りに回転する駆動カム１７の第１
のアーム１７Ａによって切換反転され、減速モータ１０
への通電を断って水皿５を所定の水平閉塞位置に停止せ
しめるためのアクチュエータスイッチである。

【００１０】そして、上述した様な製氷装置ＩＭにて製
氷された氷は、製氷装置ＩＭの下方に設けられた貯氷庫
２３に氷導入板２９にて落下して貯氷される。また、こ
の貯氷庫２３内には貯氷センサー２４（貯氷量検出装
置）が設けられている。以下に本発明の貯氷センサー２
４について説明する。貯氷センサー２４は光電スイッチ
と称されるもので、光を媒体とし発光体と受光体間の光
路を物体が遮ることによって、光量が減少することを検
知するもので、主として物体の位置、有無等を検出する
ものである。

【００１１】まず、偏光について説明する。光波と磁界
がある特定の方向に規則正しく振動する光のことを偏光
といい、一般に電界の振動方向の強さで表示する。偏光
は直線偏光と円偏光とに大別できる。図２は単色直線偏
光の取り出し方法について示したもので、ここで使用し
ている偏光フィルターはガラスやプラスチックに波長程
度の針状結晶のヘラバイトという物質を混合して一方向
に板状に延ばして作られる。

【００１２】次に、本発明の貯氷センサー２４の動作原
理について説明する。投光器２５より投光された光は、
無偏光状態で平行光となり、投光器偏光フィルター２６
を通過し、横方向に振動する光となる。この光は、前記
投光器２５と対向して設置された反射板２７で反射さ
れ、入射光に対して９０度偏光した縦方向の振動を主体
とした光に返還され受光器２８に返ってくる。受光器２
８にも前記投光器２５に設けた投光器偏光フィルター２
６と同様の受光器偏光フィルター（図示しないが前記投
光器偏光フィルター２６と同じ偏光フィルター）が設け
られているが、この受光器偏光フィルターは前記投光器
偏光フィルター２６に対して９０度偏光された光のみを
通過させる。従って、反射板２７にて９０度偏光された
光は通過することができ、受光器２８に受光される。こ
の受光光量の変化によって物体の有無を検出することが
できるものである。

【００１３】次に図３乃至図５を参照して動作の説明を
行う。図３は光路を遮る物体（氷）が無い状態での投射
光と反射光の様子を表している。図４に示すのは鏡面体
３０や光沢体が光路を遮った場合を示し、鏡面体３０は
投射光と反射光の偏光方向が変化しないという性質を持
っているので、投光器２５より投光された光は横方向に
振動しているが、鏡面体３０で反射された反射光もやは
り横方向に振動しているので、受光器２８の縦方向の偏
光フィルターを通過できず、受光器２８に受光される光
量が著しく減少するため、物体が存在することを検出で
きる。尚、鏡面体３０が傾いていてもやはり受光光量が
著しく減少するため、同様に検出できる。

【００１４】次に、図５は透明体（氷）３１の場合であ
る。氷３１は投射された光の一部を反射し残りを透過す
る。この際の反射光量は入射角と物体の屈曲率から求め
ることができ、面に垂直に入射した場合、例えばガラス
で４％、氷で１．８％である。この反射光は投射光と偏
光方向が同じであるため受光されない。透明体を通過し
た光は反射板２７で反射され、この際、投射光に対して
９０度偏光した縦方向に振動した偏光として返ってく
る。また、往路と同様に復路でも一部が反射し残りが透
過することになる。そのため、往復する間に物体に反射
して漏れた光量だけ受光器２８の受光光量が減少し、物
体が存在することを検出できる。

【００１５】次に、偏光の反射と屈曲について説明す
る。水面やガラス面等の透明な物質の表面に自然光が入
射すると、その表面で反射される光が偏光していること
は経験的に良くしられている現象である。偏光波の挙動
は、入射光の直線偏光を入射面の成分Ｐ波とし、これに
垂直な成分Ｓ波に分け、反射率をそれぞれＲP（Ｐ波）
とＲS（Ｓ波）、表面の透過率（屈曲して内部に入る割
合）をそれぞれＴP（Ｐ波）とＴSとすると以下の数式１
乃至数式４にて表される（フレネルの式）。

【００１６】

【数１】

【００１７】

【数２】

【００１８】

【数３】

【００１９】

【数４】

【００２０】但し、ｉは入射角、ｒは屈折角である。次
に、図６に示す構造で、角氷と光軸のなす角度をｉとす
ると、この傾きｉは境界面に立てた法線と光軸のなす角
度、即ち入射角に等しくなる。そして、この傾きを０〜
９０度まで変化させたときの貯氷センサー２４の受光器
２８に返ってくる縦方向偏光の光量は表１に示す通りで
ある。（但し、空気中、反射板及び投・受光面での光量
の減少は無いものと仮定する。）

【００２１】

【表１】

【００２２】また、貯氷センサー２４の投光器２５から
投光された光は、投光器偏光フィルター２６により横方
向に振動する光となる。これは図２でＰ波に相当する。
（Ｓ波はないものと仮定する。）それに対して、反射板
２７で反射され受光器２８に返ってくる光は、投光され
た光に対して９０度偏光した縦方向に振動する光であ
る。表１は受光器２８に返ってくるＰ波の投光光量に対
する受光光量の回帰する割合で、この表１では、例え光
軸に対して垂直に角氷３１が置かれていても、透過率は
９６．４％にしかならず、受光器２８での光量では３．
６％の減少となって現れるため、確実に検出できる事と
なる。尚、入射角が５０度程度までは、約９０％の透過
率であるが、それより大きくなると急激に減少していく
ことになる。

【００２３】以上説明した如く、本発明の貯氷センサー
２４を用いることによって、受光器２８ではガラスに近
い３．６％まで受光量を減少させる事ができるため、確
実に氷３１の検出が可能となる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上説明した如く、投光器から
発せられた光は投光器偏光フィルターにて振動方向が一
方向へ修正され、氷のある場合には、氷の面に対して垂
直であっても、少しの反射を行い、減光されて反射板に
届く。反射板にてさらに光の振動方向を、受光器偏光フ
ィルターと同方向に偏光し、更に氷を通過して受光器に
受光され、氷の存在を検出することができるため、通常
の貯氷状態であれば勿論検出できるが、条件の悪い状
態、即ち、投射光が氷の面に対して垂直に当たっても、
氷の存在を確実に検出することができ、以て、信頼性の
高い製氷機を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具備する製氷機の内部構造を示す側面
図である。

【図２】単色直線偏光の取り出し方法を表した図であ
る。

【図３】間に何も無い状態の貯氷センサーの動作を表し
た図である。

【図４】間に鏡面体若しくは光沢体を挟んだ状態の貯氷
センサーの動作を表した図である。

【図５】透明体（氷）を挟んだ状態の貯氷センサーの動
作を表した図である。

【図６】受光光量の増減を表した図

【符号の説明】

２４ 貯氷量検出装置（貯氷センサー） ２５ 投光器 ２６ 投光器偏光フィルター ２７ 反射板 ２８ 受光器 ３１ 氷 Ｉ 製氷機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を投光する投光器と、該投光器から投
   光される光を受光すると共に、投光器と同方向を向いて
   設置された受光器と、前記受光器の受光量の変化を検知
   する検出装置と、前記投光器から投光される光の振動方
   向を所定角度偏光させる投光器偏光フィルターと、該投
   光器偏光フィルターにて偏光された光を投光された振動
   方向から所定角度偏光させると共に、前記投光器から所
   定の間隔を存して設けられ、光を前記受光部へ反射する
   反射板と、該反射板からの光の振動方向のみ透過させる
   受光器偏光フィルターとを備えたことを特徴とする製氷
   機の貯氷量検出装置。