JP2007285603A - 自動製氷機 - Google Patents

Abstract

【課題】透明度の高い氷を製氷する、小型で効率の良い自動製氷機を提供する。
【解決手段】自動製氷機１００は、冷蔵庫の冷蔵室内に設置される自動製氷機であって、水を収容する容器１と、この容器１内に収容された水２０１を撹拌する撹拌手段２と、容器１内に収容された水２０１の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材３と、この接触部材３を冷却する冷却手段５とを備える。接触部材３には、容器１内の水２０１が氷結する箇所として製氷部４が形成されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、一般的には自動製氷機に関し、特定的には透明な氷を製氷可能な自動製氷機に関するものである。

通常、冷凍冷蔵庫の製氷機構では、冷凍室、ないしは、これに近い−２０℃程度の雰囲気で、浄水を貯蔵した製氷容器に−２５℃程度の冷風を吹き付けて氷結させるが、このようにして製氷した氷は、溶存気体の微細な気泡を閉じ込めて白濁していることが多い。

水が凍結して氷になる場合、水中の溶存気体は、凍結部分から追い出されて氷と水との境目である凍結界面の水中に排出される。凍結界面は溶存気体が過剰となって過飽和状態となっている。この過飽和状態の溶存気体は、水中の未凍結部分に拡散していくが、溶存気体の拡散速度が氷の成長速度である凍結速度よりも遅い場合、溶存気体を微細な気泡として氷の中に閉じ込めて成長し、製氷された氷は微細な気泡により白濁する。一般的に、家庭用冷蔵庫の製氷機で製氷した場合は、このような白濁が発生する。透明度の高い氷を生成するためには、溶存気体が氷に取り込まれるのを防止する必要がある。これを防止するためには、例えば、製氷の際の冷却条件の制御により凍結速度を遅くして拡散速度より低い状態に維持する製氷方法が考えられる。しかし、この方法は製氷時間の長期化を伴うため、実用性が低いとされている。

透明度の高い氷を生成するためには、溶存気体が氷に取り込まれるのを防止する必要があり、そのためには、例えば、製氷の際の冷却条件の制御により凍結速度を遅くして拡散速度より低い状態に維持する製氷方法、あるいは、製氷に用いる水を製氷中に振動、加熱等することで溶存気体の拡散を促進する製氷方法が考えられる。

特開平１−１２３９６８号公報（特許文献１）の製氷装置は、製氷皿の上面に加熱板を設けて当該部分の水を凍結させずに保ち、製氷水中の気泡を水表面より脱気させることにより、透明度の高い氷を生成する装置である。

実開昭６１−１４９０６９号公報（特許文献２）の製氷装置は、製氷中に製氷容器内の水を撹拌することにより、製氷水中の微細な気泡の拡散を促進し、透明度の高い氷を生成できる装置である。

特許２８６３０７８号公報（特許文献３）の製氷装置は、冷媒が循環する冷却パイプを内設し垂直面に近い角度に配設した製氷板上に継続的に散水することにより製氷板上に透明度の高い氷を板状に生成し、離氷の際には、製氷板内部の配管にホットガスを流通させ、かつ、散水を行うことにより、形成された氷を離氷させて下部に落下させる装置である。
特開平１−１２３９６８号公報 実開昭６１−１４９０６９号公報 特許２８６３０７８号公報

特開平１−１２３９６８号公報（特許文献１）に記載の製氷装置は、加熱板を使用するため製氷皿内の水温が上昇し、凍結速度が極端に低下するため、通常の製氷機に比べて数倍の製氷時間を要する。

実開昭６１−１４９０６９号公報（特許文献２）の製氷装置は、モータ等の駆動手段により製氷皿内部の水に浸漬した撹拌羽根で水を撹拌しながら冷却するものであり、撹拌羽根が氷中に閉じ込められるのを避けるため、製氷皿内部の水が氷結する以前に水中から引き上げる必要がある。したがって、少なくとも、撹拌羽根を上方に引き上げる機構とそのためのスペースが必要であり、製氷装置が大型化する。また、凍結時期を的確に検知して撹拌羽根を水中から引き上げなければならず、早期に引き上げると氷の透明度が低下する。また、製氷水中に撹拌羽根を浸漬させて回転撹拌するため、製氷皿を分割してセル分けすることができない。

特許２８６３０７８号公報（特許文献３）の製氷装置は、透明度の高い製氷が可能であるが、製氷板を垂直に近い角度に配設し表面に継続的に散水する必要があることから、小型化し、家庭用機器に組み込むことは極めて困難である。

そこで、この発明の目的は、透明度の高い氷を製氷する、小型で効率の良い自動製氷機を提供することである。

この発明に従った自動製氷機は、冷蔵庫の冷蔵室内に設置される自動製氷機であって、水を収容する容器と、この容器内に収容された水を撹拌する撹拌手段と、容器内に収容された水の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材と、この接触部材を冷却する冷却手段とを備える。接触部材には、容器内の水が氷結する箇所として製氷部が形成されている。

この発明の自動製氷機においては、冷却手段によって冷却された接触部材に形成された製氷部が、容器内に収容された水に接触することにより、水は、接触部材の製氷部で氷結する。また、撹拌手段によって撹拌されて流動状態を保っている容器内の水に接触部材の製氷部が接触することにより、製氷部で氷が成長する。

したがって、容器内の水を撹拌させることによって溶存気体を拡散させながら、冷却された製氷部を容器内の水に接触させて氷を成長させることができるので、透明度の高い氷を効率よく製造することができる。また、従来のように溶存気体を拡散させながら氷を成長させるために撹拌羽根を引き上げるための空間などを設ける必要がなく、透明度の高い氷を製造するための自動製氷機を小型化することが可能である。

この発明の自動製氷機においては、水の撹拌手段は、水を収容する容器の外側に配置された磁力発生部材と、磁力発生部材を駆動させる駆動手段と、水を収容する容器内に配置され、磁力発生部材によって磁気駆動される撹拌部材とを含むことが好ましい。

このようにすることにより、撹拌手段の小型化及び清掃性を高め、簡単な構造で透明度の高い氷を製氷することができる。

この発明の自動製氷機は、接触部材を変形させる変形手段をさらに備えることが好ましい。この変形手段は、接触部材に接続された主動回転軸と、接触部材に接続され、主動回転軸に連動する従動軸と、主動回転軸と従動軸とを連結するアームとを含むことが望ましい。

このようにすることにより、主動回転軸が回転し、主動回転軸とアームによって連結された従動回転軸が連動することで、接触部材の一部を回転させて変形させることができ、機械的に離氷を行うことが可能となる。

この発明の自動製氷機は、製氷時には接触部材と容器内に収容された水とを接触させ、製氷時以外の時には接触部材と容器内に収容された水とを隔離するように、接触部材または容器の少なくともいずれか一方を移動させることを可能とする離隔接近手段を備えることが好ましい。

このようにすることにより、省スペースで製氷することができる。

この発明の自動製氷機は、接触部材の温度を検知する温度検知手段をさらに備えることが好ましい。温度検知手段で検知した接触部材の温度が氷点以下のとき、接触部材が容器内に収容された水に接触するように、接触部材または容器の少なくともいずれか一方が離隔接近手段によって移動させられることが好ましい。

このようにすることにより、水の過冷却状態を防止することができ、シャーベット氷の氷塊による凍結を防止し、短時間で透明度の高い氷の製造を可能にする。

この発明の自動製氷機においては、接触部材と、容器と、容器に水を供給する給水経路と、容器の水を排出する排水経路とにおいて、接水部分には抗菌処理が施されていることが好ましい。

また、この発明の自動製氷機においては、接触部材と、容器と、容器に水を供給する給水経路と、容器の水を排出する排水経路と、撹拌部材とにおいて、接水部分には抗菌処理が施されていることが好ましい。

このようにすることにより、雑菌の繁殖を抑え、衛生的な氷を製造することができる。

この発明の自動製氷機は、容器に供給するための水を貯める貯水部をさらに備ることが好ましい。貯水部には、無機系抗菌剤が充填されたカートリッジが設けられていることが好ましい。

このようにすることにより、貯水部内での雑菌の繁殖を抑え、絶えず衛生的な水を容器に供給することができる。

この発明の自動製氷機は、水を収容する容器の下に配置され、氷を貯蔵する貯氷部と、水を収容する容器を傾斜させる傾斜手段とを備えることが好ましい。

このようにすることにより、製氷した氷を貯氷部に貯めることができ、繰り返し新しく製氷を行うことができる。

以上のように、この発明によれば、透明度の高い氷を効率よく製造することができ、かつ、透明度の高い氷を製造するための自動製氷機を小型化することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明は主に自動製氷機に関するものであり、冷凍冷蔵庫の基本構造や仕様は以下の構成に限定されるものではない。

本発明では、自動製氷機を冷凍室内に設けた場合、−２５℃程度の低温雰囲気によって氷結が進行するため、透明度の高い製氷に必要な溶存気体の移動拡散の制御が困難となることから、自動製氷機を冷蔵室内に設けるものである。

図１は、この発明の一つの実施の形態として、自動製氷機の概略的な全体の断面を示す図である。

図１に示すように、本発明の自動製氷機１００は、水を収容する容器としての製氷水容器１と、製氷水容器１に収容された水を撹拌する製氷水撹拌手段２と、製氷水容器１に収容された水２０１の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材としての直冷板３と、直冷板３を冷却する手段として冷媒の循環経路５と、水２０１の凍結を防止するための凍結防止ヒータ６と、水２０１の給水排水経路７と、離隔接近手段としての昇降回転機構８と、直冷板３の変形手段としての離氷機構９とを備える。直冷板３には、水２０１が氷結する箇所として製氷部４が形成されている。製氷水容器１の水２０１は、製氷部４において氷２００のように氷結する。製氷水撹拌手段２は、磁力発生部材としての磁石２１と、磁石２１を駆動させる駆動手段であるモータ２２と、製氷水容器１内に配置され、磁石２１によって磁気駆動される撹拌部材としての撹拌子２３と、メッシュ状の隔壁２４とを含む。製氷水容器１は、製氷水容器１を傾けても撹拌子２３が転がり出ないようにメッシュ状の隔壁２４で仕切られている。給水排水経路７は、貯水部としての貯水タンク７０と、給水ポンプ７１と、給水パイプ７２と、三方切替弁７３と、排水パイプ７４と、送水パイプ７５とを含む。給水パイプ７２は給水ポンプ７１と三方切替弁７３とを備えており、三方切替弁７３で給水パイプ７２と排水パイプ７４とが連結している。製氷水容器１と三方切替弁７３とは送水パイプ７５で連結している。送水パイプ７５は、製氷水容器１が昇降および回転できるよう、三方切替弁７３と製氷水容器１の連結部分までの直線距離よりも余裕を持たせてある。給水パイプ７２と排水パイプ７４とは、ともに貯水タンク７０と連結している。貯水タンク７０内の水は給水パイプ７２を通して製氷水容器１に供給される。製氷水容器１に収容されている水は、排水パイプ７４を通って貯水タンク７０に戻される。製氷水容器１への給水と製氷水容器１からの排水は、三方切替弁７３を切り替えることで選択することができる。製氷水容器１は、昇降回転機構８に接続している。昇降回転機構８は、製氷時のみ製氷水容器１を上昇させ直冷板３と接近させる。また昇降回転機構８は、製氷終了後には製氷水容器１を傾斜回転させて、氷２００を製氷水容器１から排出する。

図２は、直冷板３、製氷部４および冷媒の循環経路５の断面図（Ａ）と、これらを上から見た平面図（Ｂ）である。断面図（Ａ）は、平面図（Ｂ）のＡ−Ａ線における断面を示す。

図２の（Ａ）に示すように、直冷板３の下面に凸部が並び、この凸部が製氷部４として機能する。図２の（Ｂ）に示すように、直冷板３の上面に接触するように冷媒の循環経路５がほぼＵ字状に配置されている。図示しないが、冷媒の循環経路５の代わりに、冷凍温度の冷風を直冷板３の背面側に送り、冷風によって直冷板３を冷却させるように構成してもよい。製氷部４は、直冷板３の捻り角度がより低角度および短距離であって離氷を可能にするため、図２の（Ａ）に示すような薄い形状のものが望ましい。

図３は、この発明の一つの実施の形態として、本発明の自動製氷機を冷蔵庫に搭載した冷蔵庫の全体的な概略断面図である。

図３に示すように、冷蔵庫４００は、冷蔵室４０１と、冷凍室４０２と、野菜室４０３とを備える。冷蔵室４０１には製氷装置１００が設置されている。冷凍室４０２は冷蔵室４０１のすぐ下に配置されている。冷凍室４０２内には、製氷された氷２００を貯める貯氷部としての貯氷ケース３００が設置されている。

図４は、この発明の実施の形態にかかる自動製氷機の制御関連の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、本発明の自動製氷機は、制御部５０と、貯水タンク水位検知部５１と、製氷水容器位置検知センサ５２と、直冷板３の温度を検知する温度検知手段としての直冷板温度検知部５３と、製氷水容器水位検知部５４と、製氷完了検知部５５と、貯水タンク水温検知部５６と、計時部５７と、製氷水撹拌手段２と、離氷機構９と、昇降回転機構８と、三方切替弁７３と、給水ポンプ７１と、抗菌剤撹拌部７４０とを備える。制御部５０は、貯水タンク水位検知部５１、製氷水容器位置検知センサ５２、直冷板３の温度を検知する温度検知手段としての直冷板温度検知部５３、製氷水容器水位検知部５４、製氷完了検知部５５または貯水タンク水温検知部５６のいずれかから受けた信号に応じて、製氷水撹拌手段２、離氷機構９、昇降回転機構８、三方切替弁７３、給水ポンプ７１または抗菌剤撹拌部７４０のいずれかに制御信号を送る。なお、制御部５０は計時部５７との間で送受信を行う。

図５および図６は、この発明の実施の形態にかかる、本発明の自動製氷機の製氷運転における制御処理を順に示すフローチャートである。

図１から図６に基づいて本発明の自動製氷機の製氷運転を説明する。以下の工程において、所定の判断を行う主体は制御部５０である。

図５に示すように、ステップＳ１で貯水タンク水位検知部５１によって貯水タンク７０内の水位を検知する。

ステップＳ２では貯水タンク７０に一定量以上の水があるかどうかを確認する。一定量以上の水があれば、ステップＳ５に進む。一定量以上の水がなければ、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では所定時間が経過したかどうかを確認する。所定時間が経過した後も貯水タンク７０の水位が一定水位に達していない場合は、ステップＳ４に進み、使用者に表示手段（図示しない）または報知手段（図示しない）を用いて知らせる。

ステップＳ５では、昇降回転機構８を駆動させ、製氷水容器１を上昇させる。製氷水容器１は、直冷板３付近まで上昇させる。

ステップＳ６では、製氷水容器１が所定の位置にあるかどうかを確認する。冷蔵庫４００の内壁および製氷水容器１に製氷水容器位置検知センサ５２を設け、製氷水容器１の位置を確認する。所定の位置にあれば、ステップＳ７に進む。所定の位置になければ、ステップＳ５に戻り、再び製氷水容器１を上昇させる。

ステップＳ７では、昇降回転機構８によって製氷水容器１の上昇を停止させ、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、直冷板３を氷点下の一定温度以下に冷却する。この温度は水温にもよるが、過冷却状態によって直冷板３の表面にシャーベット状の氷が発生するのを防止するには、接水に先立って直冷板３を−５℃から−１０℃以下に冷却しておくのが好ましい。

ステップＳ９では、直冷板３の温度を直冷板温度検知部５３で検知し、所定の温度以下になっているかどうかを確認する。直冷板３が所定の温度以下に冷却されていなければ、ステップＳ８に戻る。所定の温度以下に冷却されていれば、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、三方切替弁７３を開け、給水ポンプ７１を作動させ、製氷水容器１に給水する。

ステップＳ１１では、製氷水容器１内の水位を製氷水容器水位検知部５４によって検知し、製氷水容器１内に一定量の水があるかどうかを確認する。製氷水容器１内の水位は、直冷板３の製氷部４は水に浸かるが、直冷板３全体は水没しない水位となるようにする。製氷水容器１内に一定量の水がなければ、ステップＳ１０に戻る。一定量の水があれば、ステップＳ１２に進み、給水ポンプ７１、三方切替弁７３を止め、図６のステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、製氷水容器１内の水２０１の撹拌を開始する。水２０１の撹拌は、モータ２２を駆動させ、磁石２１の回転により回転する撹拌子２３の回転により行う。

製氷方式としては、一般的な業務用製氷機のように氷点下の冷却部に流水を接触させることにより透明で純粋な氷が接触面に順次製氷される方法と同様に、撹拌で流れを作った水２０１を氷点下に冷却した製氷部４に接触させることにより、透明で純粋な氷が製氷部４に順次製氷される方法を採用する。

ステップＳ１４では、製氷が完了したかどうかを製氷完了検知部５５が確認する。製氷完了の判断は別途図７のフローチャートで説明する。製氷が完了してなければ、ステップＳ１３に戻り、製氷を続ける。製氷が完了していればステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、モータ２２の駆動を停止し、水２０１の撹拌を停止する。その後ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、三方切替弁７３を開け、製氷水容器１内の水２０１を排出し、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、離氷機構９を駆動させ、直冷板３を捻り、機械的離氷を行う。この捻りによる機械的離氷の詳細は後述する。製氷部４から離れた氷２００は、既に排水されて空になっている製氷水容器１内に落ちる。その後、ステップＳ１８に進み、離氷機構９を元の位置に戻し停止させ、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９では、昇降回転機構８を駆動させ、製氷水容器１を傾斜させ、製氷水容器１内の氷２００を更に下の貯氷部３００に落とす。その後、ステップＳ２０に進み、昇降回転機構８を停止させる。貯氷ケース３００は、図示しないが、満氷検知手段を備え、貯氷ケース３００内の氷が一定量を超えると、満氷が検知され、ステップＳ２１で製氷が終了する。

以上の実施の形態では、製氷水容器１の昇降により直冷板３との接近または隔離を行っているが、直冷板３に昇降機構を設け、直冷板３の昇降により直冷板３と水２０１の離隔接近を行ってもよい。この場合、製氷水容器１には傾斜回転を行う機構を設ける。

以上の実施の形態のように、冷媒の循環経路５よって冷却された直冷板３に形成された製氷部４が、製氷水撹拌手段２によって撹拌されて流動状態を保っている製氷水容器１内の水２０１に直冷板３の製氷部４が接触することにより、製氷部４で氷２００が成長する。

したがって、製氷水容器１内の水２０１を撹拌させることによって溶存気体を拡散させながら、冷却された製氷部を容器内の水に接触させて氷を成長させることができるので、透明度の高い氷を効率よく製造することができる。また、従来のように溶存気体を拡散させながら氷を成長させるために撹拌羽根を引き上げるための空間などを設ける必要がなく、透明度の高い氷を製造するための自動製氷機を小型化することが可能である。

製氷水撹拌手段２は、製氷水容器１の外側に配置された磁石２１と、モータ２２と、製氷水容器１内に配置され、磁石２１によって磁気駆動される撹拌子２３とを含む。

このようにすることにより、撹拌手段の小型化及び清掃性を高め、簡単な構造で透明度の高い氷を製氷することができる。

また、製氷時には直冷板３と製氷水容器１内に収容された水２０１とを接触させ、製氷時以外の時には直冷板３と製氷水容器１内に収容された水２０１とを隔離するように、昇降回転機構８によって製氷水容器１を移動させる。

このようにすることにより、省スペースで製氷することができる。

さらに、直冷板３の温度を検知する温度検知部５３を備え、温度検知部５３で検知した直冷板３の温度が氷点以下のとき、直冷板３が製氷水容器１内に収容された水２０１に接触するように、直冷板３または製氷水容器１の少なくともいずれか一方が昇降回転機構８によって移動させられる。

このようにすることにより、水の過冷却状態を防止することができ、シャーベット氷の氷塊による凍結を防止し、短時間で透明度の高い氷の製造を可能にする。

また、氷２００を貯蔵する貯氷ケース３００を製氷水容器１の下に配置し、製氷水容器１を傾斜させる昇降回転機構８とを備えることにより、昇降回転機構８が氷２００の貯まった製氷水容器１を傾斜回転させ、製氷した氷２００を製氷水容器１から下に落として貯氷ケース３００に貯めることができる。

このようにすることにより、繰り返し新しく製氷を行うことができる。

図７は、ステップＳ１４の製氷完了検知部５５の実施の形態について、ステップＳ１４を具体的に示すフローチャートである。図７では三通りの製氷完了検知の方法を示し、それぞれのステップは「ステップＳ１４１ａ〜Ｓ１４２ａ」「ステップＳ１４１ｂ〜Ｓ１４２ｂ」「ステップＳ１４１ｃ〜Ｓ１４２ｃ」と区別している。

製氷部４に氷２００が形成されると、氷２００によって製氷水容器１内部の水流が遮られ、流水圧が低下する。製氷水容器１の内部に流水量または水圧を検知する手段を設けた場合、ステップＳ１４１ａで水流または水圧を検知し、ステップＳ１４２ａでは水流または水圧が低下しているかどうかを確認する。水流または水圧が低下していれば、ステップＳ１５に進み、撹拌を停止する。水流または水圧が低下していなければ、そのまま撹拌を続け、ステップＳ１４１ａに戻る。

また、直冷板３に重量検知手段を設けた場合、ステップＳ１４１ｂで直冷板３と直冷板３の製氷部４に生成した氷とを合わせた重量を検知する。ステップＳ１４２ｂでは、検知された重量が一定量を超えているかどうかを確認する。重量が一定量を超えていれば、ステップＳ１５に進み、撹拌を停止する。重量が一定量を超えていなければ、そのまま撹拌を続け、ステップＳ１４１ｂに戻る。

この場合、重量検知に対する浮力の影響を排除するため、重量検知を行うときには製氷部４と氷２００とを離水させる必要がある。このように、製氷中に氷２００を間欠的に離水させると、離水の際に氷の表面付近の溶存気体濃度の高い水が製氷水容器１に滴下して氷２００から取り除かれるので、より透明度の高い氷となるので好ましい。なお、製氷水容器１に重量検知手段を設け、氷２００が離水したときの製氷水容器１と製氷水容器内部の水２０１とを合わせた重量を、製氷水容器１に給水した当初の製氷水容器１と水２０１とを合わせた重量と比較しても、製氷部４への着氷重量を検知することができる。

また、撹拌開始時の水温や直冷板の温度を検知する手段を設け、その値からおおよその製氷完了時間を算出した場合、ステップＳ１４１ｃで撹拌開始からの時間を検知し、ステップＳ１４２ｃで所定の時間が経過したかどうかを確認する。撹拌開始からの時間が一定時間を超えていれば、ステップＳ１５に進み、撹拌を停止する。撹拌開始からの時間が一定時間を超えていなければ、そのまま撹拌を続け、ステップＳ１４１ｃに戻る。

いずれの方法でも製氷完了を検知し、一定量の氷を製氷することは可能である。

本発明は、自動製氷機を冷蔵室内に設けるものである。そのため、冷凍室内に設置される自動製氷機に比べて外気に触れやすく、雑菌が進入しやすく、また繁殖しやすい点が問題となる。本発明の自動製氷機では、製氷運転中にのみ、製氷水容器１に水が溜まる構造として、極力、各部で水が滞留しない構造を採用している。

滞留水における雑菌の繁殖を抑えるため、安全で効果的な抗菌性能を持つ無機系抗菌剤などの抗菌剤を給水経路の使用材表面に塗布または使用材自体に練り込むなどして抗菌処理を施せば、製氷機内の雑菌の繁殖を予防でき、さらに好ましい。

図８は、この発明の一つの実施の形態として、給水排水経路７を示す図である。

図８に示すように、給水排水経路７は、貯水タンク７０と、給水パイプ７２と、三方切替弁７３と、送水パイプ７５と、給水用蓋７６と、抗菌剤用ヒータ７７と、抗菌剤を充填したカートリッジ７１０と、抗菌剤を撹拌する抗菌剤撹拌手段７４０とを備える。カートリッジ７１０は、メッシュ状の隔壁７２０、７３０と取手７４０と抗菌剤撹拌子７４１とを含み、カートリッジ７１０に抗菌剤７５０が充填されている。抗菌剤撹拌手段は、抗菌剤撹拌子７４１と、抗菌剤撹拌磁石７４２と、抗菌剤撹拌モータ７４３とで構成されている。

貯水タンク７０の水は、メッシュ状の隔壁７２０を通ってカートリッジ７１０内を行き来し、抗菌剤７５０から銀イオンなどの抗菌性物質を溶出する。カートリッジ７１０は、取手７４０を持って貯水タンク７０との着脱ができ、洗浄、交換が可能である。

図９は、抗菌動作を示すフローチャートである。

ステップＳ３１では、貯水タンク７０への給水が行われる。また、ステップＳ３２では、製氷水容器１から貯水タンク７０への排水が行われる。貯水タンクへの給水、排水が終わると、ステップＳ３３で、貯水タンク水位検知部５１（図４）が貯水タンク内の水位を検知し、ステップＳ３４に進み、抗菌剤撹拌モータ７４３が駆動し、抗菌剤撹拌磁石７４２を回転させ、抗菌剤撹拌磁石７４２に連動して抗菌剤撹拌子７４１が回転する。このようにすることで抗菌剤７５０が撹拌される。

ステップＳ３５では、抗菌剤７５０の撹拌開始から所定の時間が経過したかどうかを確認する。所定の時間が経過していなければ、ステップＳ３４に戻り、撹拌を続ける。所定の時間が経過していれば、ステップＳ３６に進み、抗菌剤の撹拌を停止する。

その後、計時部５７（図４）で撹拌停止からの時間を計測し、ステップＳ３７では、撹拌停止からの時間が保存限界時間に達しているかどうかを確認する。撹拌停止からの時間が保存限界時間に達していなければ、ステップＳ３４に戻り、再び抗菌剤を撹拌する。撹拌停止からの時間が保存限界時間に達していれば、計時部５７は制御部５０に信号を送り、制御部５０は、使用者に異常を表示または報知する制御を行う。

貯水タンク水温検知部５６（図４）は、貯水タンク７０内の水温を絶えず検知し、凍結防止と抗菌剤の溶出量確保のために、一定温度以下の水温を検知すると、自動的に抗菌剤用ヒータ７７の電源をＯＮにする制御を行う。

図１０は、抗菌剤用ヒータ７７の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ４１では、貯水タンク水温検知部５６が貯水タンクの水温を検知する。

ステップＳ４２では、貯水タンクの水温が所定の温度であるかどうかを確認する。所定の温度になっていなければ、ステップＳ４３に進む。所定の温度になっていれば、ステップＳ４４に進み、抗菌剤用ヒータ７７の電源をオフにする。

ステップ４３では、抗菌剤用ヒータ７７の電源をオンにする。その後、ステップＳ４１に戻る。

このように、製氷水容器１に供給するための水を貯める貯水タンク７０に無機系抗菌剤が充填されたカートリッジ７１０が設けることにより、貯水タンク７０内での雑菌の繁殖を抑え、絶えず衛生的な水を製氷水容器１に供給することができる。

図１１は、この発明の実施例に用いた抗菌剤である銀イオンの１時間当たりの溶出濃度と保存状態の関係を示す図である。

図１１は、イオン交換によりイオンを溶出する抗菌剤をビーカーに入れ、１定時間後の溶出量を比色法により測定した結果をグラフにしたものである。

「０℃静置」とは、水温０℃の環境で静置した場合、「５℃静置」とは水温５℃の環境で静置した場合、「５℃袋詰撹拌」は、水温５℃の環境で袋詰めした抗菌剤を撹拌手段により袋ごと撹拌した場合、「５℃撹拌」は、水温５℃の環境で抗菌剤が自由に泳ぐ状態で撹拌した場合である。

図１１に示すとおり、水温の高い方が溶出量が多く、また抗菌剤の自由度を上げて撹拌することにより急激に溶出量が増加することがわかる。よって、庫内の冷蔵温度帯で保存中に水に抗菌性能を保持させるために、ある一定時間毎の撹拌処理が重要である。

図１２は、この発明の一つの実施の形態として、製氷部４に氷２００が生成しているとき、直冷板３を捻ることによって機械的に離氷させる様子を示したものである。図１２の（Ａ）と（Ｂ）はそれぞれ、離氷の前後の離氷機構９と直冷板３等の様子を離氷機構９側から見た図、図１２の（Ｃ）と（Ｄ）はそれぞれ、離氷の前後の離氷機構９の断面図である。

図１３は、離氷時の直冷板の状態を横から見た図である。

図１２、図１３に示すように、直冷板３には、冷媒の循環経路の冷媒の出入り口と反対側に主動回転軸３１と、主動回転軸３１に連動する従動軸３２と、主動回転軸３１と従動回転軸３２を連結するアーム３３とが固定されている。直冷板３は、主動回転軸３１によって離氷機構９に接続されている。

図１２の（Ａ）、（Ｃ）に示すように、製氷時には直冷板は水平に保たれている。離氷時には、離氷機構９の駆動により主動回転軸３１が回転し、アーム３３が水平から傾くため、直冷板３の片側は上昇し、もう片側は下降する。このようにして直冷板３が捻られ、氷２００が製氷部４から離れる。

このようにすることにより、機械的に離氷を行うことが可能となる。

離氷機構９は、主動回転軸３１を回転させてアーム３３を一定角度まで傾け、その位置に保持した後、数秒から数十秒経過後に主動回転軸３１を再び回転させ、アーム３３を水平に戻す。このとき、直冷板３上の製氷部４は、直冷板３からなだらかな傾斜面として形成すると、主動回転軸３１とアーム３３の移動距離および移動にかかる時間を最短にし、直冷板３にかかる力を最小に抑えることが可能となる。直冷板３の背面に位置する冷媒の循環経路５は、直冷板３に溶接接着することが望ましい。冷媒の循環経路５が直冷板３の捻り回数に持ちこたえられるように、製氷部４は直冷板３からなだらかな傾斜面として形成することが望ましい。

離氷には製氷部４を加熱して氷２００の一部を融解させる熱離氷の方法も考えられる。しかしながら、熱離氷を行うと、離氷の際に氷表面が溶かされた融解水に雑菌が付着しやすいため、機械的離氷を行うことが好ましい。

直冷板３はバネ性を有する金属薄板によって構成すれば、離氷に必要な出力が低減される。直冷板３の平面に冷媒の循環経路５が接する構造、または、冷風を送り込む構造とすれば、直冷板３の厚さ方向に伝熱するので、直冷板３の材質選択において特に熱伝導性に優れた金属とする必要はない。したがって本発明の直冷板３は、加工性、バネ性、疲労特性などの特性に優れたステンレス鋼薄板（ＪＩＳ名称でＳＵＳ３０１−ＣＳＰ、ＳＵＳ３０４−ＣＳＰ、ＳＵＳ４２０Ｊ２−ＣＳＰ、ＳＵＳ６３１−ＣＳＰ、およびＳＵＳ６３２Ｊ１−ＣＳＰ）で形成することが好ましい。

以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。

本発明の一つの実施の形態として、製氷装置の概略的な全体の断面を示す図である。 直冷板、製氷部、冷媒の循環経路の断面図（Ａ）と、上から見た平面図（Ｂ）である。 本発明の一つの実施の形態として、本発明の製氷装置を冷蔵庫に搭載した冷蔵庫の全体的な概略断面図である。 本発明の実施の形態にかかる自動製氷機の制御関連の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態にかかる自動製氷機の製氷運転における制御処理を順に示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかる自動製氷機の製氷運転における制御処理を順に示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかる製氷完了検知部の実施の形態について、処理内容を具体的に順に示すフローチャートである。 本発明の一つの実施の形態として、給水排水経路の具体的な構成を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる抗菌動作を順に示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかる抗菌剤用ヒータの動作を順に示すフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかる抗菌剤の１時間当たりの溶出濃度と保存状態の関係を示す図である。 本発明の一つの実施の形態として、離氷機構を示す図である。 離氷時の直冷板の状態を横から見た図である。

符号の説明

１：製氷水容器、２：製氷水撹拌手段、３：直冷板、４：製氷部、５：冷媒の循環経路、７：給水排水経路、８：昇降回転機構、９：離氷機構、２１：磁石、２２：モータ、２３：撹拌子、３１：主動回転軸、３２：従動回転軸、３３：アーム、７０：貯水タンク、７１０：抗菌剤カートリッジ、３００：貯氷ケース。

Claims (9)

1. 冷蔵庫の冷蔵室内に設置される自動製氷機であって、
   水を収容する容器と、
   前記容器内に収容された水を撹拌する撹拌手段と、
   前記容器内に収容された水の表面に接触することが可能となるように配置された接触部材と、
   前記接触部材を冷却する冷却手段とを備え、
   前記接触部材には、前記容器内の水が氷結する箇所として製氷部が形成されている、自動製氷機。
2. 前記撹拌手段は、前記容器の外側に配置された磁力発生部材と、前記磁力発生部材を駆動させる駆動手段と、前記容器内に配置され、前記磁力発生部材によって磁気駆動される撹拌部材とを含む、請求項１に記載の自動製氷機。
3. 前記接触部材を変形させる変形手段をさらに備え、前記変形手段は、前記接触部材に接続された主動回転軸と、前記接触部材に接続され、前記主動回転軸に連動する従動軸と、前記主動回転軸と前記従動軸とを連結するアームとを含む、請求項１または請求項２に記載の自動製氷機。
4. 製氷時には、前記接触部材と前記容器内に収容された水とを接触させ、製氷時以外のときには、前記接触部材と前記容器とを隔離するように、前記接触部材または前記容器の少なくともいずれか一方を移動させることを可能とする離隔接近手段を備える、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の自動製氷機。
5. 前記接触部材の温度を検知する温度検知手段をさらに備え、前記温度検知手段で検知した前記接触部材の温度が氷点以下のとき、前記接触部材が前記容器内に収容された水に接触するように前記接触部材または前記容器の少なくともいずれか一方が前記離隔接近手段によって移動させられている、請求項４に記載の自動製氷機。
6. 前記接触部材と、前記容器と、前記容器に水を供給する給水経路と、前記容器の水を排出する排水経路とにおいて、接水部分には抗菌処理が施されている、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の自動製氷機。
7. 前記接触部材と、前記容器と、前記容器に水を供給する給水経路と、前記容器の水を排出する排水経路と、前記撹拌部材とにおいて、接水部分には抗菌処理が施されている、請求項２から請求項５までのいずれか１項に記載の自動製氷機。
8. 前記容器に供給するための水を貯める貯水部をさらに備え、前記貯水部には、無機系抗菌剤が充填されたカートリッジが設けられている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の自動製氷機。
9. 前記容器の下に配置され、氷を貯蔵する貯氷部と、前記容器を傾斜させる傾斜手段とをさらに備える、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の自動製氷機。

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