JP2881982B2 - 自動製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （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は
実開昭60−50771号公報のように、給水装置から供給さ
れた水を製氷皿に貯留して製氷し、製氷後に前記製氷皿
に一側に接続した駆動機構により製氷皿を回転させて上
下反転させることにより離氷できるようになっている。
そしてこのような自動製氷装置により作られる氷は、冷
蔵室に設けられた給水タンクから５℃程度の水が製氷皿
に供給され、そして製氷皿に貯留された水が全面から略
均等に凍るために内部に気泡が含まれた不透明な氷しか
作ることができなかった。

このような問題点を解決するものとして実公昭46−59
79号公報には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） 従来技術においては、前記板状片の上段に製氷皿を載
置して垂直方向の振動を与えるというものであるが、こ
のような物においては、前記給水温度のように水温が比
較的高い例えば５℃程度の水が製氷皿に供給された後、
直ちに製氷皿に振動が付与されているというものであっ
たため、水温が凍結温度たる０℃近くなるまでの時間、
例えば７分間程度無駄に振動が製氷皿に付与されるとい
うことになり、この結果振動付与機構の耐久性が劣り、
またランニングコストを低減できないという問題点があ
った。

そこで本発明は、振動付与機構により製氷皿に振動を
与えてと透明な氷を作る自動製氷装置において、前記振
動付与機構の耐久性を向上し、またタンニングコストを
低減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、製氷皿８に水平振動を付与
する振動付与機構22を設けるとともに、前記製氷皿８に
温度センサ34を装着し、該温度センサ34が凍結温度近傍
を検知したとき前記振動付与機構22を始動するようにし
たものである。

（作用） 前記構成により、製氷皿８に貯留された水温が凍結温
度近傍に低下するまで振動付与機構22は作動されず、該
振動付与機構22の耐久性などを向上できる。

（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６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
上部に配置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、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からなる駆動機
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製氷皿で、上面が開口した薄型
の矩形容器状を成し、内部が複数個の小室に区画されて
いる。この製氷皿８は一側たる前部8Aの中央部が前記出
力軸６に、また後部8Bの中央部が支軸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かつそれらの
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10
は前記支持部９が摺動可能なプッシュである。そして支
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8B
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。

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の一側に開口自在に設け
られている。18,19は前記ヒンジ部材17と蓋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
にヒータ20がアルミ箔テープ21等により貼り付けられて
いる。

22は前記製氷皿８の前部8Aの中央に軸方向への振動を
付与するための振動付与機構であり、これは機体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に装着された突部25を前記出力軸６側に対向して
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8Aの中央に形成された凹部29に接続し
て、前記出力軸６の軸心を摺動自在に貫通した軸状の振
動付与部たる振動伝達部材30とから構成されている。
尚、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。前記
振動付与機構22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が製氷皿８の一側8A中央を押圧
して製氷皿８を後側へ移動させ、またカム26の回転に伴
いカム26の凸部12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、かつ前記振幅
の２倍と振動数を乗じた平均移動速度は20〜80ミリメー
トル／秒に設定されている。

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
転する位置に反転位置検出スイッチ33が設けられてい
る。また製氷皿８の裏側上部にはサーミスタなどの温度
センサ34が設けられ、該温度センサ34により製氷皿８の
上部の温度、ひいては貯留された水温を検出するように
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レバー、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２乃至４℃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、並びに製氷皿８
の製氷完了温度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、また振動付与装置22のパルスモータ23がパル
スモータ駆動回路47を介して接続されていると共に、給
水ポンプ40並びにヒータ20が各々トランジスタ48,49を
介して接続されており、それらモータ４、パルスモータ
23、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
42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。

まず、給水行程では、ステップS1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、例えば５℃の
給水タンク内の水が所定量製氷皿８へ供給されるととも
に製氷皿８に貯留された水は冷却される。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
基準電圧発生回路43からの基準電圧とを比較し、貯留さ
れた水が凍結温度近傍たる２℃以下になったか否かを判
断する。即ち、温度センサ34の検出温度が２℃よりも高
い場合には振動が付与されず待機状態となる。尚、前記
凍結温度近傍は０℃以上であって製氷皿８に給水される
水温以下でよいものであるが、温度センサ34あるいは電
気回路による１℃程度の誤差などを考慮して該実施例で
は凍結温度近傍を２℃と設定している。

製氷行程では、ステップS3でマイクロコンピュータ42
からパルスモータ駆動回路47を介してパルスモータ23へ
信号が出力され、これに伴い、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が軸方向に振動し、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S4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の上面は蓋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ると共に、ヒータ20により水
面側が加熱されて０℃以上に保温されるから、水面側の
氷の形成が遅れ、氷は製氷皿８の底部側から順次形成さ
れて水面側が最後に形成されるようになる。従って、水
に含まれた気泡を逃がすことができることにより透明な
氷が形成される。

そして、ステップS5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44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（例えば
−12.5℃）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（ステップS6）と共にモータ20が断電され（ステップ
S7）、次の離氷行程へ移行する。

ステップS8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を介して製氷皿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S9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S10
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、これに伴い蓋13は
戻されるようになる。そして、ステップS11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S1
2）。

さらに、ステップS13で貯氷検出スイッチ45によりア
イスボックス36内に貯留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。

このように前記実施例においては、モータ４により回
転するカム26に連動して進退運動を行う振動伝達部材30
を介して製氷皿８に水平振動を付与することにより、製
氷時貯留された水が製氷皿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
ことができる。

また前記製氷皿８に振動を付与する振動付与機構22は
温度センサ34の検知水温が５℃から凍結温度近傍たる２
℃になるまで作動しないようにしたため、例えば給水か
ら離氷まで90分程度かかる際、前記検出温度前の振動が
付与されない時間が７分程度となった場合には、１回の
製氷行程当り7.8％の振動付与時間を省略でき、この結
果振動付与機構22の耐久性を向上できるとともにランニ
ングコストの低減を図ることができ、また振動に伴う騒
音も低減できる。

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30を介して他端28を製氷皿８の前部8Aの中央
に設けて水平振動を製氷皿８に付与するようにしたた
め、製氷皿８、ひいては貯留された全体の水に水平振動
を均一に付与できるため、製氷皿８により形成される氷
全体を均一に透明とすることができる。

第７図は本発明の第２実施例を示しており、前記第１
実施例と同一部分には同一符号を付しその詳細な説明を
省略する。

第２実施例においてはマイクロコンピュータに内蔵さ
れたタイマにより振動付与時パルスモータの作動を例え
ばON時間を0.5秒、OFF時間を１秒などとすることによ
り、ステップS3で間欠振動を付与するものである。

このようにして振動を付与しない間であっても貯留さ
れた氷の余波により気泡を逃すとともに振動付与機構の
作動時間の短縮を図るようにしたものである。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
例えば前記実施例において振動付与用のモータはパルス
モータではなく汎用のモータでもよく、また冷却ユニッ
トのコンプレーサーのON,OFFに同期して前記振動付与機
構を間欠的に作動し、該コンプレーサーのOFF時におい
ては冷風ファンの停止に伴って氷の生長を遅くしながら
透明水を作ったり、さらに前記振動付与機構を電磁石と
し、この電磁石により往復運動する可動鉄心により形成
してもよく、また出力軸と製氷皿はスプライン軸のよう
に接続してもよいなど種々の変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は、製氷皿に水平振動を付与する振動付与機構
を設けるとともに、前記製氷皿に温度センサを装着し、
該温度センサが凍結温度近傍を検知したとき前記振動付
与機構を始動するようにしたため、製氷皿に貯留された
水に含まれる気泡を脱気して透明な氷を良好に作ること
ができるとともに振動付与機構の耐久性を向上できる自
動製氷装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の第１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図は本発明の第２実施例を示す機能説
明用のフローチャートである。 ７…駆動機構 ８…製氷皿 22…振動付与機構 34…温度センサ 39…給水管（給水装置）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水装置から供給された水を貯留して製氷
   する製氷皿と、この製氷皿に水平振動を付与する振動付
   与機構と、製氷後に前記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駆動機構と、前記製氷皿に装
   着された温度センサとを具備し、前記振動付与機構は前
   記温度センサが凍結温度近傍を検知したとき始動するこ
   とを特徴とする自動製氷装置。