JP3084696B2 - 自動製氷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給水装置から供給され
た水を製氷皿に貯溜して製氷し、製氷後に駆動機構によ
り製氷皿を回動させて上下反転させることにより離氷さ
せるようにした自動製氷装置に関する。

【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
ことができるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術における
透明氷を作ることの可能な自動製氷装置の場合、振動付
与機構によって製氷皿を振動させることによって、水中
に含まれる気泡を取り除くようにしているため、製氷時
においては水の結晶が製氷皿に密着しながら氷が成長す
る。したがって、離氷の際に氷が製氷皿から離れにく
く、氷の一部分が割れて製氷皿内に付着したままの状態
となるため、所望の大きさ、形状の透明氷を得ることが
できず、その品位は著しく低下する。しかも、製氷皿に
氷が付着すると、再び給水動作が行われたときに製氷皿
から水が溢れ出したり、あるいは、製氷皿内の水位が上
昇して、離氷しても全体で一枚の大きな氷となり、ブロ
ック状の氷を得ることができない等の問題点を有する。

【０００４】このような問題点に対し、例えば実公昭４
６−３６９３９号公報には、凍結状態の製氷皿を冷凍庫
内から取り出して氷片剥離促進装置内に載置し、プラグ
を冷蔵庫のテーブル上のコンセントなどに差し込むと、
装置内に充填された発熱体により製氷皿の外周面が加熱
され、製氷皿ならびに仕切装置と製氷片との接触面を少
量融解することにより、氷片を容易に剥離することがで
きるものが開示されている。しかし、外観が良好な透明
氷を形成するためには、製氷時に氷片剥離促進装置とは
別の蓋を製氷皿の上面に位置させなければならず、構造
が複雑になるという懸念を生じる。

【０００５】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
簡単な構造でありながら、製氷皿からの氷の離氷性に優
れ、しかも、外観が良好な透明氷を得ることの可能な自
動製氷装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の自動製
氷装置は、給水装置から供給された水を製氷皿に貯溜し
て製氷し、製氷後に駆動機構により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ようにした自動製
氷装置において、製氷時には前記製氷皿の上面に位置し
離氷時には前記製氷皿の底部に当接する回動自在な蓋
と、この蓋の内部に備えられ離氷時に前記製氷皿の底部
を加熱する加熱手段とを具備するものである。

【０００７】

【作用】請求項１に記載の構成によって、製氷時には透
明氷を形成するために、製氷皿の上面に蓋が位置すると
ともに、離氷時に製氷皿が反転すると、加熱手段によっ
て加熱された回動自在な蓋が製氷皿の底部に当接してこ
の部分を加熱するため、製氷皿に接触する部分の氷が溶
け、製氷皿からの氷の離氷性は良好になる。このよう
に、加熱手段を備えた共通する蓋による簡素な構造であ
りながら、製氷皿からの氷の離氷性を良好にし、しか
も、外観が良好な透明氷を得ることができる。

【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１１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。

【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】32は、前記製氷皿８の底部８Ａを覆うよう
にして設けられたカバーである。このカバー32は、例え
ばアルミニウム等の熱伝導性に優れた材質によって形成
されるものである。また、カバー32の近傍に位置する製
氷皿８の底部８Ａとカバー32間には、離氷時に底部８Ａ
を加熱するコード状の加熱手段たる皿ヒータ33が配設さ
れる。一方、製氷皿８の両側面適所には複数の突片34が
形成されており、各突片34に皿カバー35の側部に穿設さ
れた係止孔36を係合させることによって、前記カバー32
及び皿ヒータ33が製氷皿８の底部８Ａと皿カバー35間に
取付固定される。なお、37は製氷皿８の底部８Ａの温度
検知を行うための温度センサである。

【００１２】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38、
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39、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39Ａがそれぞれ
設けられている。40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、41は機
体２に回動可能に支持された貯氷検知アーム、42は先端
が前記蓋13の切欠き部43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44は前記製氷皿８
の下側へ冷気を流すようになっている。

【００１３】図５は電気回路図を示しており、同図にお
いて、51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、離氷時において皿ヒー
タ33を所定時間通電させる通電制御手段を備えている。
このマイクロコンピュータ51には、温度センサ37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−９．５℃）に相当する基準電圧
を発生する基準電圧発生回路52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53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51には、前記水平位置検出スイッチ38、
反転位置検出スイッチ39，39Ａ、及び貯氷検知レバー41
に応動する貯氷検知スイッチ54からの検出信号が与えら
れるようになっている。前記駆動モータ４はモータ駆動
回路55を介してマイクコンピュータ51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56を介してマイクコンピュータ51に接続されてい
る。さらに、給水ポンプ57、ヒータ20及び皿ヒータ33
は、各々トランジスタ58，59，60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、皿ヒータ33及び給水ポンプ47
は、マイクロコンピュータ51により後述するように制御
されている。

【００１４】次に、上記構成の作用に付いて、マイクロ
コンピュータ51の制御を示した図６乃至図８のフローチ
ャートに基づいて説明する。先ず、図６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57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37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37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。

【００１５】製氷行程では、ステップ５でマイクロコン
ピュータ51からパルスモータ駆動回路56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58を介してヒ
ータ20が通電される。このとき、冷気供給口44からの冷
気が主に製氷皿８の下側に向けて供給され、この冷気が
カバー32によって製氷皿８の底部８Ａに伝導するととも
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８Ａ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。

【００１６】次いで、ステップＳ７では、温度センサ37
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37の検出温度が製氷完了温度の−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の振動が一旦停止される
（ステップＳ８）とともに、ヒータ20が断電され（ステ
ップＳ９）、図７のフローチャートに示す皿底部加熱行
程へ移行する。

【００１７】この皿底部加熱行程では、先ずステップＳ
10において、モータ駆動回路55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９（ａ）乃至図９（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を介し製氷皿８に対して相対的に回動され、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
図９（ｃ）の破線に示す反転角度α＝１２０゜の状態に
なると、マイクロコンピュータ51はモータ駆動回路55に
対する駆動信号の出力を停止する（ステップＳ11）。続
いて、ステップＳ12において、マイクロコンピュータ51
はトランジスタ59を介して皿ヒータ33を通電させる。こ
のとき、皿ヒータ33からの熱はカバー32によって製氷皿
８の底部８Ａ全体に伝導し、製氷皿８に接触する部分の
氷が溶けるとともに、製氷皿８は反転状態にあるため、
氷が製氷皿８より離れた時点で、氷の一部が割れて製氷
皿８内に残ることなく、自然にアイスボックス40内に落
下する。そして、マイクロコンピュータ51は温度センサ
37の検出温度に基づいて、製氷皿８の底部８Ａの温度が
皿ヒータ33からの熱によって０℃以上に上昇したか否か
を判断し（ステップＳ13）、０℃以上であれば、ステッ
プＳ14において皿ヒータ33を断電して、次の離氷行程に
移行する。なお、この皿底部加熱行程においては、ステ
ップＳ10，Ｓ11の手順を省略して、製氷皿８を水平に保
持した状態のままステップＳ12以降を実行するようにし
てもよい。

【００１８】次に、離氷行程においては、先ずステップ
Ｓ15において、製氷皿８が矢印Ｓ方向と反対に回動され
ることによって、製氷皿８は図９（Ａ）の水平状態より
さらにひねられる逆ひねり動作が実行される。そして、
ステップＳ16にて反転位置検出スイッチ39Ａが製氷皿８
の逆ひねり状態の反転位置を検出すると、製氷皿８は前
記ステップＳ15とは逆に、モータ４の通電によって矢印
Ｓ方向に回動され、製図９（ｃ）の実線に示す位置に反
転する。このとき、製氷皿８の凸部12が支持部材３の受
け部12Ａに当接して製氷皿８はひねられるため、氷を溶
かし過ぎることなく、製氷皿８内の全ての氷を離氷する
ことができる（ステップＳ17）。その後、ステップＳ18
で反転検出スイッチ39により製氷皿８の反転位置が検出
されると、ステップＳ19に移行し、モータ駆動回路55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、これに伴い蓋
13は戻されるようになる。そして、ステップＳ20で水平
位置検出スイッチ38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Ｓ2
1）。次いで、ステップＳ22で貯氷検知スイッチ54によ
り、アイスボックス40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Ｓ
１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。

【００１９】このように上記実施例では、透明氷を製氷
する際において、製氷完了後に皿ヒータ33を通電させる
ことによってカバー32を介して製氷８の底部８Ａを略均
一に加熱し、製氷皿８に接触する部分の氷を溶かして製
氷皿８と氷との密着性を弱めるようにしているため、氷
を製氷皿８より良好に離氷でき、所望の大きさ、形状の
透明氷を得ることが可能となる。また、離氷時に氷の一
部分が割れて製氷皿８内に残ることもないため、給水時
に製氷皿８から水が溢れ出したり、あるいは、製氷皿８
内の水位が上昇して、離氷しても全体で一枚の大きな氷
となる等の各不具合を一掃できる。さらに、カバー32は
製氷時において冷気供給口44からの冷気を製氷皿８の底
部８Ａに素早く伝えることができるため、氷の透明度の
劣化を抑え、製氷時間の短縮を図ることが可能となる。

【００２０】さらに、実施例上の効果として、皿ヒータ
33の通電は製氷皿８をα＝１２０゜反転させた状態で行
っているため、氷は製氷皿８から離れた時点で自然に落
下し、皿ヒータ33の熱によって氷が必要以上に溶かされ
ることを防止することも可能となる。

【００２１】図１０及び図１１は本発明の特に請求項に
係る第２実施例を示すものである。なお、同図において
前記第１実施例と同一部分には同一符号を付し、その共
通する部分の詳細なる説明は省略する。同図において、
支持部材３の一側両端には軸部63がその内方に向かって
形成されるとともに、加熱手段たるヒータ64を内蔵する
蓋13の一側両端にヒンジ片65を設け、このヒンジ片65に
形成された長孔66に前記軸部63を挿通させることによっ
て、蓋13を製氷皿８の一側で開閉可能に支持する。ま
た、機体２には製氷皿８の水平時に蓋13と当接するスト
ッパー片67が設けられる。製氷行程時においては、図１
１（ａ）に示すように、軸部63と長孔66の上端66Ａ及び
蓋13とストッパー片67がそれぞれ当接した状態で、ヒー
タ64の通電が行われる。一方、離氷行程時において、製
氷皿８が図１１（ｂ）の状態を経て図１１（ｃ）の位置
に１８０゜反転すると、製氷皿８の底部８Ａと蓋13及び
軸部63と長孔66の上端66Ｂがそれぞれ当接して、蓋13は
底部８Ａに均一に接触する。このとき、ヒータ64は通電
したまま製氷皿８の底部８Ａを加熱し、これによって製
氷皿８より氷が離れて自然に落下することで、前記第１
実施例と同様の作用、効果を奏することができる。な
お、製氷行程中製氷皿８の振動による影響を考慮して、
製氷皿８の水平時に製氷皿８と皿13間に若干の空隙部を
形成するようにしてもよい。

【００２２】本実施例では、製氷時には透明氷を形成す
るために、製氷皿８の上面に蓋13が位置するとともに、
離氷時に製氷皿８が反転すると、ヒータ64によって加熱
された回動自在な蓋13が製氷皿８の底部８Ａに当接して
この部分を加熱するため、製氷皿８に接触する部分の氷
が溶け、製氷皿８からの氷の離氷性は良好になる。この
ように、ヒータ64を備えた共通する蓋13による簡素な構
造でありながら、製氷皿８からの氷の離氷性を良好に
し、しかも、外観が良好な透明氷を得ることができる。

【００２３】図１２及び図１３は本発明の第３実施例を
示すものである。本実施例では、製氷皿８の各ブロック
９の側面に溝部68を設け、製氷皿８を二重構造に形成し
たものであり、溝部68によって製氷皿８の側面に断熱材
などを設けることなく、より完全な透明氷を得ることが
可能となる。

【００２４】なお、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、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。

【００２５】

【発明の効果】請求項１に記載の自動製氷装置は、給水
装置から供給された水を製氷皿に貯溜して製氷し、製氷
後に駆動機構により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ようにした自動製氷装置におい
て、製氷時には前記製氷皿の上面に位置し離氷時には前
記製氷皿の底部に当接する回動自在な蓋と、この蓋の内
部に備えられ離氷時に前記製氷皿の底部を加熱する加熱
手段とを具備するものであり、簡単な構造でありなが
ら、製氷皿からの氷の離氷性に優れ、しかも、外観が良
好な透明氷を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１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】同上要部の分解斜視図である。

【図５】同上回路構成図である。

【図６】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７】同上皿底部加熱行程におけるフローチャートで
ある。

【図８】同上離氷行程におけるフローチャートである。

【図９】同上製氷行程における作用説明図である。

【図１０】本発明の第２実施例を示す斜視図である。

【図１１】同上作用説明図である。

【図１２】本発明の第３実施例を示す製氷皿の平面図で
ある。

【図１３】同上図１２におけるＡ−Ａ線断面図である。

【符号の説明】

７ 駆動機構 ８ 製氷皿 ８Ａ 底部 13 蓋 41 給水管（給水装置） 64 ヒータ（加熱手段）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−203302（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−94668（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−62368（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−140772（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−274362（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−96461（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−100772（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭46−36939（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25C 1/10 F25C 1/18 F25C 5/08

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製氷皿に貯
   溜して製氷し、製氷後に駆動機構により製氷皿を回動さ
   せて上下反転させることにより離氷させるようにした自
   動製氷装置において、製氷時には前記製氷皿の上面に位
   置し離氷時には前記製氷皿の底部に当接する回動自在な
   蓋と、この蓋の内部に備えられ離氷時に前記製氷皿の底
   部を加熱する加熱手段とを具備することを特徴とする自
   動製氷装置。