JP2727280B2 - 製氷皿の振動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気冷蔵庫などの自動
製氷装置、特にその製氷皿の振動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】実公平３−１５８６６８号公報は、製氷
皿の水中の気泡を排出し、透明な氷を製造するために、
製氷皿を回動のための軸の中心線方向に移動可能とし、
この製氷皿に一方向に駆動するための電磁コイルと、復
帰させるためのスプリングとによって、軸の中心線方向
の振動を発生させている。このような電磁式振動手段に
よると、一般にノイズが大きく、家庭用の電気冷蔵庫に
組み込む構造として不適切である。

【０００３】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、上記従来
技術の振動発生手段に代わって、静かな動作のもとに、
振動の往復運動を強制的に駆動する振動装置を提供する
ことである。

【０００４】

【発明の解決手段】上記目的のもとに、本発明は、製氷
皿の支点軸を軸の中心線と直交する水平方向に移動可能
な状態で支持し、支点軸を水平方向に強制的に往復駆動
することによって、製氷皿に水平方向の振動を与えると
ともに、支点軸を回動させることによって、離氷動作を
可能な状態としている。そして、上記水平軸を水平方向
に往復させる手段の好ましい実施例として、ステッピン
グ型式のモータ、このモータによって、駆動される偏心
軸、この偏心軸と上記支点軸とを連結するリンク機構を
採用している。

【０００５】

【実施例】図１、２は、本発明の自動製氷装置１の構成
を示している。この自動製氷装置１は、長方形状の製氷
皿２、検氷レバー３およびこれらの駆動ユニット４によ
って組み立てられている。製氷皿２は、長方形状であ
り、一辺の角部の水平な従動側の支点軸５によって、冷
蔵庫のフレーム６などに対して回動自在に、また他方の
角部の水平な原動側の支点軸７によって駆動ユニット４
の出力軸８に連結された状態で支持されている。

【０００６】図１、２、５に示すように、支点軸７は、
偏平軸９の部分で出力軸８の長孔１０の内部に挿入さ
れ、支点軸７の軸の中心線と直交しかつ水平方向に移動
可能な状態ではまり、しかもその先端の連動軸１１の部
分で、駆動ユニット４の内部の連動リンク１２に連結さ
れている。なお出力軸８は、駆動ユニット４のケース１
８とその中の中板４４とで回転自在に支持されている。
この連動リンク１２は、支点軸７に振動を与えるために
設けられているが、この部分は、本発明の要部であり、
後に詳記する。

【０００７】そして、上記製氷皿２は、一辺の角部で一
対の水平な支点軸５、７によって支持されているが、他
方の辺の底面側で駆動ユニット４の保持部１３によって
保持されている。ここで、保持部１３は、図１、２、６
のように退避用の回転体１４によって、駆動ユニット４
に組み込まれ、支点軸７および出力軸８を回動させる手
段によって駆動されるようになっている。この退避用の
回転体１４の回動角度は、この実施例の場合に１２０度
に設定されている。なお、この出力軸８は、製氷時に製
氷皿２を水平な上向き状態としているが、離氷時にそれ
を下向きにほぼ１６０度回転することによって、製氷皿
２の内部の氷を下方の貯氷室１５に落下させる。

【０００８】また、上記検氷レバー３は、図１、２、７
に示すように、貯氷室１５の内部の氷１６の量を検出す
るために、一端で駆動ユニット４の検氷軸１７に対しほ
ぼ５５度の範囲で回動できるように支持されている。

【０００９】次に、図３ないし７は、駆動ユニット４の
詳細な構成を示している。駆動ユニット４は、上記出力
軸８、退避用の回転体１４および検氷軸１７をそれぞれ
所定の角度だけ駆動するために、割型のケース１８の内
部で直流のモータ１９を備えるほか、製氷時に製氷皿２
に微細な往復運動により水平方向の振動を与えて、水の
中の気泡を排出するために、例えばステッピング型式の
モータ２０を備えている。

【００１０】モータ１９の回転は、ウォーム２１、減速
用のギヤ（ウォームホイール）２２およびギヤ２３を介
してカム歯車２４に動作態様に応じて矢印Ａ１の方向ま
たは矢印Ａ２の方向に伝達される。このカム歯車２４
は、製氷動作に必要な一連の動作順序を規制するため
に、ケース１８に設けられた固定軸２５に対して回転自
在に支持されている。

【００１１】図４のほか、図８、９、１０に示すよう
に、カム歯車２４は、一方の側面でスライダー２６を駆
動するためにＣ字状のカム３０、および動作位置レバー
２７を駆動するために不連続な円弧状のカム３１を備え
ており、また他方の面で原位置レバー２８を駆動するた
めに、円弧状のカム３２、および扇歯車２９を駆動する
ためにカム３３を備える他、出力軸８と一体の出力歯車
３５を駆動または停止させるために、部分的な歯車３４
および円周部６９を備えている。円周部６９が出力歯車
３５の欠歯部７０に当たっているとき、出力歯車３５
は、回り止め状態に設定されている。

【００１２】上記スライダー２６は、２つの長孔３６、
３７の部分で、それぞれ検氷軸１７のボス３８、カム歯
車２４のボス３９の部分にはまり合うことによって、長
孔３６、３７の方向にのみ移動できる状態で設けられ、
カムフォロア４２の部分でカム３０の内周面に当接する
ことによって、長孔３６、３７の方向に往復直線移動す
る。

【００１３】この移動は、長孔３６の内周面に形成され
たラック４０により検氷軸１７の部分的なピニオン４１
に５５度程度の回転として伝達する。このスライダー２
６は側方に規制片６５を有しており、この規制片６５で
動作位置レバー２７に設けられた突片６６と対応し、検
氷軸１７の回転量に応じて、突片６６に当たるようにな
っている。

【００１４】この検氷軸１７は、ねじりスプリング６７
によって、常に検氷レバー３を水平な状態から検氷方向
に回動させるよう付勢されている。したがって、スライ
ダー２６は、ラック４０およびピニオン４１を介して、
ねじりスプリング６７の付勢力を受け、カムフォロア４
２でカム３０に当たる方向に付勢されている。

【００１５】また、動作位置レバー２７は、ケース１８
と一体のレバー軸４３によって回動自在に支持され、一
端のカムフォロア４５でカム３１に当接し、また他端の
マグネット４６の部分でケース１８内の回路基板４７に
固定された動作位置スイッチ４８と対応する。また、原
位置レバー２８は、動作位置レバー２７と同様に、レバ
ー軸４３に対して回動自在に支持されており、一端のカ
ムフォロア４９でカム３２に当接し、他端のマグネット
５０により、回路基板４７に固定された原位置スイッチ
５１と対応している。

【００１６】なお、動作位置レバー２７および原位置レ
バー２８は、引きスプリング５２によって、互いに異な
る方向に付勢されており、ケース１８と一体のストッパ
ー５８、５９に当たってそれぞれ動作位置スイッチ４
８、原位置スイッチ５１をオン状態とする。

【００１７】さらに、前記扇歯車２９は、ケース１８と
一体の軸５３に対し回動自在に支持されており、回転体
１４と一体の歯車５４にかみ合い、他端のカムフォロア
５５によって、カム３３に接している。なお、上記回転
体１４は、ケース１８と一体の軸受け５６によって回転
自在に支持されており、ねじりスプリング５７によっ
て、矢印Ｂ１の方向に付勢されている。

【００１８】 そして本発明の振動装置は、支点軸７を
水平方向に往復させる手段として、下記のものにより構
成されている。前記ステッピング型式のモータ２０の回
転は、ギヤ６０によりケース１８の軸６３によって支持
されたギヤ６１に増速して伝達され、そのギヤ６１と一
体の偏心軸６２を介して前述の連動リンク１２に伝達さ
れる。前述の通り、この連動リンク１２は、先端部分で
支点軸７の連動軸１１に回転自在に連結されている。

【００１９】なお、モータ１９、２０の制御や、動作位
置スイッチ４８および原位置スイッチ５１からの信号処
理は、前記回路基板４７に組み込まれた制御部６４の
他、組み込み対象の冷蔵庫側のマイクロコンピュータな
どによって、共働して実行される。

【００２０】次に図１１は、自動製氷装置１の動作時の
タイムチャートを示している。このタイムチャートで、
左側の部分は、貯氷量の不足時の動作順序を示してお
り、また右側の部分は貯氷量の充足時の動作順序を示し
ている。

【００２１】待機状態または製氷完了状態で、製氷皿２
および検氷レバー３は、ともに水平な状態にあり、製氷
皿２の下の保持部１３は、製氷皿２の下にあって、その
底面に当接してそれを支えている。この状態で、動作位
置レバー２７は、カムフォロア４５の部分でカム３１の
不連続な部分に対応しているため、動作位置スイッチ４
８に接近し、それをオンの状態に設定している。これに
よって、待機状態が確認できる。

【００２２】冷蔵庫側から所定の周期であるいは氷の取
り出し後に、制御部６４に離氷開始信号が与えられる
と、制御部６４は、モータ１９を始動させ、カム歯車２
４を矢印Ａ１の方向に回転させる。カム歯車２４が回転
し始めると、カムフォロア４５が大きな円弧状のカム３
１に当たって、マグネット４６を動作位置スイッチ４８
から離して、それをオフの状態にする。

【００２３】 このようにして、カム歯車２４が矢印Ａ
１の方向に回転し始めると、スライダー２６がピニオン
４１の回転力により、スライダー２６のカムフォロア４
２を固定軸２５から遠ざかる方向に移動するため、検氷
軸１７は、検氷動作のために、検氷レバー３を水平な状
態から検氷方向つまり矢印Ｃ１の方向に５５度の範囲で
回動させる。

【００２４】このとき、原位置レバー２８のカムフォロ
ア４９がカム３２の不連続な部分に落ち込むため、原位
置レバー２８のマグネット５０は、原位置スイッチ５１
に接近し、それをオンの状態にする。この信号を受け
て、制御部６４は、モータ１９の矢印Ａ１方向の回転を
停止させる。

【００２５】ここで、貯氷室１５の内部の氷１６の量が
不足していると、検氷レバー３は、４５度から５５度の
範囲まで回動するため、スライダー２６は、それに応じ
た移動量だけ移動し、規制片６５で突片６６に当たり、
動作位置レバー２７を回動させることによって、先端の
マグネット４６を動作位置スイッチ４８に近づかないよ
うに設定し、それをオフの状態に保つ。

【００２６】制御部６４は、この動作位置スイッチ４８
のオフの状態を確認することによって、貯氷量の不足状
態を確認し、適当な停止時間後に、モータ１９を逆方向
に回転させ、カム歯車２４を矢印Ａ２の方向に駆動す
る。モータ１９の逆転によってカム歯車２４が矢印Ａ２
の方向に回転するため、検氷レバー３は、矢印Ｃ２の方
向に回り、元の位置に復帰し、また動作位置スイッチ４
８は、始動時と同じ状態すなわちオンの状態に戻る。こ
の間に、出力軸８や回転体１４は、回転しないまま製氷
位置の状態に設定されている。

【００２７】 このあとも、カム歯車２４が矢印Ａ２の
方向に回転し続けるため、カム歯車２４のカム３３は、
カムフォロア５５を回動し、扇歯車２９を回転体１４と
ともに矢印Ｂ１の方向にほぼ１２０度回転させることに
よって、保持部１３を製氷皿２の下から離し、その回動
域外に退避させる。これによって、製氷皿２は、矢印Ｄ
１の方向に回転できる状態となる。

【００２８】保持部１３が退避して停止した後、カム歯
車２４の円周部６９と出力歯車３５の欠歯部７０との当
接に代わって、今度は部分的な歯車３４が出力歯車３５
にかみ合い、回り止め状態に設定されていた出力歯車３
５を駆動して、出力軸８を矢印Ｄ１の方向に１６０度程
度回転させる。

【００２９】これによって、製氷皿２は、出力軸８の回
転を偏平軸９により受けて、支点軸５、７を中心として
出力軸８とともに水平な状態から上開口面を下向きにす
る方向に回動し、最大ねじり角度１６０度に到達する途
中で、必要に応じ、フレーム６側のストッパー６８に当
たって、ねじれた状態となる。このねじりによって、製
氷皿２の内部の氷１６は、製氷皿２の内部から離れ、貯
氷室１５の上に落下する。

【００３０】このようにして、離氷動作が終了する。こ
の離氷動作の状態は、動作位置レバー２７のマグネット
４６が動作位置スイッチ４８に接近し、それをオンの状
態に設定することによって確認できる。

【００３１】この確認の後、制御部６４は、適当な停止
時間をおいて、モータ１９を逆転させ、出力軸８を矢印
Ｄ２の方向に回転させることによって、製氷皿２を元の
水平な状態に戻したあと、回転体１４を矢印Ｂ２方向に
回し、原位置に戻して、水平な状態の製氷皿２の底面に
保持部１３を押し当てて、底部分を保持する。このよう
にして、氷１６が貯氷室１５に補給され、一連の動作が
終了する。そして、この離氷動作が完了すると、始動
（原）位置となって、製氷動作のほか、検氷動作や離氷
動作が可能な状態となる。

【００３２】この状態で、製氷皿２に製氷のための水が
供給され、冷却により製氷動作に移る。この製氷動作中
に、モータ２０は、ギヤ６０、６１によって、偏心軸６
２に回転を与え、連動リンク１２により、停止中の出力
軸８内で偏平軸９に長孔１０の方向の往復運動を与える
ことにより、片方の支点軸７側から水平な状態の製氷皿
２に水平方向の振動を連続的に与えていく。

【００３３】これによって、製氷皿２内の水中の気泡が
上方に排出され、製氷皿２の底面からの着氷により、透
明な氷１６の製氷が可能となる。もちろん、必要に応
じ、製氷皿２の上面にヒータなどを設けておき、製氷動
作中に、製氷皿２の内部の水の上面を加熱し、製氷皿２
の内部の水を底面からのみ氷結させることによって、水
の中の気泡が氷１６の内部に閉じ込められないようにす
ることもできる。この製氷動作中に、離氷動作が禁止さ
れる。

【００３４】検氷動作の途中で、貯氷室１５に所定量の
氷１６が貯蔵されていると、検氷レバー３がそれらに当
たって４５度以下の回転量となるため、スライダー２６
は、それに応じた少ない移動量となっている。この移動
量のときに、スライダー２６の規制片６５が動作位置レ
バー２７の突片６６に当たらないため、検氷時点で、動
作位置レバー２７が回動し、マグネット４６を動作位置
スイッチ４８に接近させ、それをオンの状態に設定す
る。

【００３５】制御部６４は、この動作位置スイッチ４８
のオンの状態の信号を確認することによって、貯氷室１
５内の少なくない氷１６の量を確認して、カム歯車２４
を矢印Ａ２の方向に回転させて待機位置に戻り、このあ
との検氷動作に備える。

【００３６】以上のように、検氷動作と離氷動作が逆方
向回転によって行われ、氷１６の有無にかかわらず、検
氷後に、カム歯車２４が原位置に戻るため、待機状態か
らすぐに次回の検氷・離氷動作に移れる。

【００３７】

【発明の効果】本発明では、ステッピング型式のモータ
の出力軸と製氷皿の支点軸の方向や偏心軸などの軸方向
が同一方向なので、単純な構成となり、機械的な部分の
厚みを薄くできること、またモータと往復させる手段と
の間に適当な歯車を介在させることができるため、振動
数の設定が容易であり、しかも機種に応じて広範に設定
できること、さらに偏心軸とリンク機構とによって、水
平方向の振動が往復のいずれの向きでも強制的に与えら
れるため、従来の電磁コイル方式のものと異なり復帰用
のスプリングなどが不要となり、効率がよく、特に振動
音が発生せず、静かな運転が可能となること、の効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動製氷装置の全体的な平面図である。

【図２】自動製氷装置の駆動ユニットの拡大正面図であ
る。

【図３】駆動ユニットの内部の拡大背面図である。

【図４】駆動ユニットの内部のカム歯車の部分の拡大水
平断面図である。

【図５】駆動ユニット内の振動装置および出力軸の部分
の拡大水平断面図である。

【図６】退避用の回転体の部分の拡大水平断面図であ
る。

【図７】検氷軸の部分の拡大水平断面図である。

【図８】カム歯車の拡大正面図である。

【図９】図８の切断線に沿ったカム歯車の断面図であ
る。

【図１０】カム歯車の拡大背面図である。

【図１１】自動製氷装置の動作時のタイムチャート図で
ある。

【符号の説明】

１ 自動製氷装置 ２ 製氷皿 ３ 検氷レバー ４ 駆動ユニット ５ 支点軸 ６ フレーム ７ 支点軸 ８ 出力軸 ９ 偏平軸 １１ 連動軸 １２ 連動リンク １３ 保持部 １４ 退避用の回転体 １５ 貯氷室 １７ 検氷軸 １９ 直流のモータ ２０ ステッピング型式のモータ ２４ カム歯車 ２６ スライダー ２７ 動作位置レバー ２８ 原位置レバー ２９ 扇歯車 ３０ Ｃ字状のカム ３１ 不連続円弧状のカム ３２ 円弧状のカム ３３ カム ３４ 歯車 ３５ 出力歯車 ４８ 動作位置スイッチ ５１ 原位置スイッチ ６０ ギヤ ６１ ギヤ ６２ 偏心軸 ６４ 制御部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の支点軸によって回動可能な製氷皿
   に振動を与える製氷皿の振動装置であって、 上記一対の支点軸のうち一方の支点軸は、モータによっ
   て回転駆動される出力軸に形成された孔に回転伝達可能
   且つ往復移動可能にはまり合うことによって回動自在に
   支持されると共に、上記出力軸の孔に対し上記支点軸の
   軸線と直交する方向に往復移動可能に支持されており、 上記一方の支点軸には、上記一方の支点軸を上記往復移
   動可能な範囲内で往復させる手段が連結されることによ
   り、 上記製氷皿は、上記モータによって回転駆動される上記
   出力軸によって上記一方の支点軸を介して回動されると
   共に、上記一方の支点軸を往復させる手段によって上記
   一方の支点軸が上記出力軸に形成された孔内で往復移動
   されることにより、上記製氷皿が振動するように構成し
   た ことを特徴とする製氷皿の振動装置。
2. 【請求項２】 一方の支点軸を往復させる手段を、モー
   タ、このモータにより駆動される偏心軸、この偏心軸の
   偏心運動を往復運動に変換する連動リンクにより構成し
   たことを特徴とする請求項１記載の製氷皿の振動装置。