JP3291722B2

JP3291722B2 - 自動製氷装置

Info

Publication number: JP3291722B2
Application number: JP06427593A
Authority: JP
Inventors: 昇宏柿本; 利成杉野; 修本村
Original assignee: Toshiba Home Technology Corp
Current assignee: Toshiba Home Technology Corp
Priority date: 1993-03-23
Filing date: 1993-03-23
Publication date: 2002-06-10
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JPH06273016A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として家庭用冷蔵庫
の冷凍室内に設けられる自動製氷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、主として家庭用冷蔵庫の冷凍室内
に設けられる自動製氷装置は、例えば特開平４−６２３
６８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、製氷後にこの製氷
皿を駆動機構により上下反転させることで、製氷皿内の
氷をアイスボックスなどに落下させて、離氷動作を行っ
ている。また、この自動製氷装置は、水平方向の振動を
付与する振動付与機構と、前記製氷皿の上面を加熱する
ヒータを備えた蓋とを有し、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、透明な氷を得るようにしてい
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
構造では、製氷皿に対する振動によって製氷皿内の水に
含まれる気泡を取り除くことは可能であるが、不純物を
取り除くことができないために、製氷皿の下部側から製
氷が行われれると氷の上部に白い部分が残り、完全な透
明氷を得ることができないといった問題点を有する。

【０００４】このような問題に対し、例えば特開平４−
３１３６６３号公報には、温度センサ２８の検出温度に
基づき製氷が完了したと判断すると、補助ヒータ４０に
より比較的高温度に加熱された吸水部材４１が、製氷皿
１４内に形成した氷の上面部に押し当てられて、氷の上
面部分が融解され、その融解により生じた水を吸水部材
４１により吸収し取り除くことで、気泡や不純物のない
透明な氷を作ることができる製氷装置が開示されてい
る。

【０００５】しかし、ここでは製氷が完了した状態で、
わざわざ補助ヒータ４０により加熱された吸水部材４１
を氷の上面部に押し当て、氷を融解させてから、不純物
を含む水を除去させるようにしており、製氷完了後に氷
の上面部を融かすための機構（補助ヒータ４０）を別に
設けなければならない。また、氷の上部に融解した水を
吸水部材４１により吸収させているため、不純物を含む
水と透明氷とを分離させるための機構（吸水部材４１）
が別に必要になる。そのため、氷の上部を融かしたり、
水と氷とを分離するための機構を、それぞれ設けなけれ
ばならない煩わしさがある。

【０００６】また別の特開平３−１３７４７０号公報に
は、製氷皿３３の下部に未凍結水を共存させた状態で製
氷皿３３を回動させて、氷と共に未凍結水を格子状の水
切皿３７上に落下させ、水切皿３７を通過した未凍結水
だけを第１の排水皿４６に落下させて、透明度および純
度の高い氷と、不純物濃度が高まった未凍結水を分離す
るようにした自動製氷装置が開示されている。

【０００７】しかし、この場合は、製氷皿３３の上方か
ら下方に向けて氷を成形するようにしている関係で、氷
に閉ざされた状態で製氷皿３３の下部に未凍結水が残る
ことから、製氷皿３３の回動時には、未凍結水のみなら
ず透明氷も製氷皿３３から水切皿３７に落下させて、製
氷皿３３とは別部材の水切皿３７上で氷と水とを分離さ
せざるを得ない。したがって、これも水と氷とを分離す
るための機構をわざわざ設けなければならない煩わしさ
がある。

【０００８】そこで、本発明は上記問題点を解決して、
氷の上部を融かしたり、水と氷とを分離するための機構
をわざわざ設けなくても、不純物のない完全に透明な氷
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。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、製氷皿に水平
方向の振動を付与する振動付与機構と、前記製氷皿の上
面を加熱するヒータを備えた蓋とにより、前記製氷皿内
の水中に含まれる気泡を脱気しこの製氷皿の下部側から
順次製氷して透明な氷を得るようにした自動製氷装置に
おいて、温度センサによる前記製氷皿の検出温度に基づ
き前記製氷皿の氷の上部に水が残っている状態を判断
し、前記製氷皿を回動させる製氷皿回動手段と、この製
氷皿の回動時に前記氷の上部から移動した水を外部に排
出する前記製氷皿と一体形成した排出溝とを備えたもの
である。

【００１０】

【作用】上記構成により、製氷皿の氷の上部に水が残っ
ている状態で製氷皿回動手段により製氷皿を所定の角度
回動させることで、製氷皿内に残留する不純物を含んだ
水が排水部を介して外部に排出される。ここでは、温度
センサによる製氷皿の検出温度に基づいて、製氷皿の氷
の上部に水が残っている状態を判断するので、氷の上部
をわざわざ融かすことなく、製氷皿内の水が完全に凍る
前に、製氷皿を確実に回動させることができる。また、
製氷皿が回動すると、氷の上部に残っている水が、製氷
皿と一体に形成した排出溝側に移動し、そこから外部に
排出されるので、水と氷とを分離する機構をわざわざ別
に設ける必要がなく、不純物のない完全に透明な氷を得
ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図１乃至図
１５を参照して説明する。同図において、１は冷蔵庫内
に設けられた製氷室であり、この製氷室１は冷却器（図
示せず）によって冷却されている。２は製氷室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Ｌ字状の外枠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およびスラストワ
ッシャ６Ａを介して取付けられた出力軸６からなる駆動
機構７が設けられ、この駆動機構７は前記駆動モータ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。
また、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
る。製氷皿８の前側中央部には前記出力軸６が接続され
るとともに、製氷皿８の後側中央部には支軸10が接続さ
れ、出力軸６および支軸10の軸方向に水平移動可能な状
態で、かつ、この出力軸６および支軸10を中心にして回
動可能に製氷皿８が支持される。なお、製氷皿８と外枠
３との間には、圧縮コイルばね11が巻装される。

【００１２】12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13と、
この底板13の上面を覆うカバー14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15とにより構成され
る。そして、蓋12の一側にはヒンジ片16が形成され、こ
のヒンジ片16が製氷皿８の軸部17に挿通することで、蓋
12は製氷皿８の一側で開閉自在に支持される。また、前
記機体２の後部には製氷皿８の他側外方に位置して突片
18が形成され、製氷皿８が駆動機構７を介して回動され
たときに、蓋12の前側に形成された端部12Ａに当接して
製氷皿８の上面を開放するようになっている。さらに、
前記底板13の上面には、加熱手段としてのヒータ19が貼
着される。

【００１３】21は、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21は、機体２
内に設けられるパルスモータ22と、このパルスモータ22
の回転軸23に装着され、前記出力軸６側と対向可能に設
けられたカム24と、前記駆動ギア５Ａの軸心を回動自在
に貫通する軸状の振動伝達部材25とにより構成される。
振動伝達部材25はその一端がカム24に当接し、他端が前
記製氷皿８の前部に形成された凹部26に当接可能に設け
られており、振動伝達部材25の一端には図示しない鋼球
などのボールがかしめなどで回動可能に設けられてい
る。そして、パルスモータ22の動作時において、振動伝
達部材25の一端とカム24との当接位置と、圧縮コイルば
ね11の弾性力とに応じて、製氷皿８が軸方向に振動する
ようになっている。

【００１４】一方、前記製氷皿８の他側には、製氷皿８
内に残留する不純物を含んだ水を外部に排出する排水部
としての排出溝31が一体形成される。この排水溝31は断
面略Ｕ字状をなし、図５に示すように、製氷皿８が水平
状態から回動した際に、排出溝31に流出した水が製氷皿
８の他側後部に設けられた排出口32に吐出するように、
その底部が排出口32側に向かって下方に傾斜して設けら
れる。排出口32は冷蔵庫（図示せず）の裏面に設けられ
た排水管33に連通し、この排出管33を介して、排出口32
からの水を外部の図示しない蒸発皿に排出するようにな
っている。

【００１５】また、製氷皿８の裏側に形成されたブロッ
ク９間には温度センサ34が設けられ、この温度センサ34
により製氷皿８の上部の温度が検出されるようになって
いる。さらに、35は温度センサ34の底部に設けられる直
方体状の断熱材であり、例えば発泡ポリエチレンなどの
材料により形成される。この断熱材35の外方には、製氷
皿８の裏側を被うようにしてセンサカバー36が設けられ
ており、センサカバー36の側部37を山形の二重構造に形
成することで、断熱材35とセンサカバー36とにより温度
センサー34を略密閉し、外部冷気から遮断する構造とな
っている。

【００１６】前記機体２は、その内部に回路基板（図示
せず）を有し、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41と、製氷皿
８が水平状態から略９０゜回転したこと検出する直立位
置検出スイッチ42と、製氷皿８の反転位置を検出する反
転位置検出スイッチ43が設けられる。さらに、44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であり、製氷皿８には図示しない給
水装置の給水管45を介して水が供給される。また、製氷
室１内に冷気を供給する冷気供給口46は、前記製氷皿８
の下部側へ冷気を流すようになっている。なお、機体２
には前記アイスボックス44内の氷の量を検知する貯氷検
知レバー47が設けられる。

【００１７】図６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一連の行程を制御する
ためのマイクロコンピュータであり、製氷皿８の氷の上
部に水が残っている状態でこの製氷皿８を回動させる製
氷皿回動手段および計時手段などを備えている。このマ
イクロコンピュータ51には、温度センサ34により製氷皿
８の検出温度に基づく電圧信号、および、製氷皿８の給
水完了温度（例えば−３℃）に相当する基準電圧発生回
路52からの基準電圧、製氷皿８の氷の上部に水が残って
いる状態の温度（例えば−５℃）に相当する基準電圧発
生回路53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発生回
路54からの基準電圧がそれぞれ与えられる。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4
1、直立位置検出スイッチ42、反転位置検出スイッチ4
3、および貯氷検知レバー47に応動する貯氷検知スイッ
チ55からの検出信号が与えられる。前記駆動機構７の駆
動モータ４は、モータ駆動回路56を介してマイクロコン
ピュータ51に接続されるとともに、振動付与機構21のパ
ルスモータ22が、パルスモータ駆動回路57を介してマイ
クロコンピュータ51に接続される。さらに、給水装置を
構成する給水ポンプ58がトランジスタ59を介してマイク
ロコンピュータ51に接続されるとともに、ヒータ19がト
ランジスタ60を介してマイクロコンピュータ51に接続さ
れる。そして、駆動モータ４、パルスモータ22、ヒータ
19および給水ポンプ58が、マイクロコンピュータ51によ
り後述する所定の手順に従って制御される。

【００１８】次に、上記構成の作用について、マイクロ
コンピュータ51の制御を示す図７乃至図９のフローチャ
ート、並びに図１０乃至図１５の作用説明図に基づいて
説明する。先ず、図７に示すフローチャートにおける給
水行程では、ステップＳ１で給水ポンプ58が一定時間駆
動され、給水管45を介して製氷皿８への給水が行われ
る。そして、ステップＳ２にて、温度センサ34の検出温
度に基づき、給水が完了したか否かを判断する。このと
き、温度センサ34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ものと判断され、給水
異常の検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
程に移行する。

【００１９】製氷行程では、先ずステップＳ５でマイク
ロコンピュータ51からパルスモータ駆動回路57を介して
パルスモータ22に駆動信号が出力され、振動付与機構21
により製氷皿８が軸方向へ振動される。また、ステップ
Ｓ６において、トランジスタ60を介してヒータ19が通電
される。このとき、冷気供給口46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ともに、製氷皿８の上
面は蓋12により覆われながらヒータ19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、結果的に、氷は製氷皿８の底部から製氷皿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。
この製氷動作の途中、センサーカバー36の側部37は二重
構造をなすため、この側部37の内壁と外壁との間に空気
層が形成され、冷気供給口46からの冷気が温度センサ34
に侵入することを防ぐ。さらに、断熱材35が温度センサ
34の底部への熱伝導を防止することで、温度センサ34は
外部冷気の影響を受けることなく、製氷皿８の上部の温
度を正確に検出する。

【００２０】次に、ステップＳ７では、温度センサ34の
検出温度に基づいて、製氷皿８内の水が完全に凍る前の
状態であるか否かを判断する。温度センサ34の検出温度
が−５℃以下になると、図１０に示すように、製氷皿８
内は氷Ａの上部に水Ｂが残っている状態であると判断
し、パルスモータ22を断電して製氷皿８の振動を一旦停
止するとともに（ステップＳ８）、ヒータ19を断電し
（ステップＳ９）、図８のフローチャートに示す水捨て
行程へ移行する。

【００２１】この水捨て行程では、先ずステップＳ10に
おいて、マイクロコンピュータ51の製氷皿回動手段がモ
ータ駆動回路56を介して駆動モータ４を通電させ、駆動
機構７により支軸10を中心として製氷皿８を矢印Ｓ方向
に正回転させる。この製氷皿８の回動に伴って蓋12の端
部12Ａに突片18が当接し、製氷皿８の上面を開放するよ
うになり、しかも、図１１および図１２に示すように、
氷Ａの上部に残留する水Ｂは、この水Ｂ内に含まれる不
純物とともに排水溝31側に移動して、排水溝31より配水
管33に排出される。そして、図１３に示すように、直立
位置検出スイッチ42によって、製氷皿８が略９０゜回転
して直立状態になったことが検出されると、一旦マイク
ロコンピュータ51からモータ駆動回路56に対する駆動信
号の供給は停止される（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は計時手段
により製氷皿８の直立状態が所定時間経過したか否かを
判断し、６０秒経過したならば、氷Ａの上部には水Ｂが
残留していないものと判断して、ステップＳ13に移行す
る。このステップＳ13では、図１４に示すように、モー
タ駆動回路56を介して駆動モータ４を前記水捨て動作時
と逆方向に回転させ、製氷皿８を矢印Ｓ´方向へ逆回転
させる。そして、ステップＳ14において、水平位置検出
スイッチ41により製氷皿８が図１４に示す水平位置に復
帰したことが検出されると、駆動モータ４は断電され、
製氷皿８は水平位置に保持される（ステップＳ15）。

【００２２】その後、ステップＳ16に移行して再度製氷
行程を実行し、温度センサ34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34の検出温
度が製氷完了温度である−１３．５℃以下になると、製
氷が完了したと判断され、図９のフローチャートに示す
離氷行程に移行する。

【００２３】離氷行程では、先ずステップＳ17におい
て、駆動モータ４に通電によって、製氷皿８は図１４の
水平状態から、図１５に示す矢印Ｓの方向に回動され
る。このとき、製氷皿８が所定の位置まで反転すると製
氷皿８は捻られ、製氷皿８のブロック９内の氷Ａが全て
アイスボックス44内に落下する。その後、ステップＳ18
において、反転位置検出スイッチ43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、マイク
ロコンピュータ51がモータ駆動回路56を介して駆動モー
タ４を逆方向に回転させることで、製氷皿８を矢印Ｓの
反対方向に回動させる。そして、ステップＳ20におい
て、水平位置検出スイッチ41により製氷皿８の水平状態
が検出されると、駆動モータ４は断電され、製氷皿８の
回動動作は停止される（ステップＳ21）。次いで、ステ
ップＳ22に移行し、貯氷検知スイッチ55によりアイスボ
ックス44内の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に戻り、満杯であると
判断された場合にはそのまま待機する。

【００２４】このように上記実施例においては、製氷皿
８の氷Ａの上部に水Ｂが残っている状態で、マイクロコ
ンピュータ51の製氷皿回動手段により製氷皿８を回動さ
せることで、製氷皿８内に残留する不純物を含んだ水Ｂ
が排水溝31を介して外部に排出され、不純物のない完全
な透明氷を得ることが可能となる。

【００２５】特に温度センサ34による製氷皿８の検出温
度に基づいて、製氷皿８の氷の上部に水が残っている状
態を判断するので、氷の上部をわざわざ融かすことな
く、製氷皿８内の水が完全に凍る前に、製氷皿８を確実
に回動させることができる。また、製氷皿８が回動する
と、氷の上部に残っている水が、製氷皿８と一体に形成
した排出溝31側に移動し、そこから外部に排出されるの
で、水と氷とを分離する機構をわざわざ別に設ける必要
がなく、不純物のない完全に透明な氷を得ることができ
る。

【００２６】また、実施例上の効果として、センサカバ
ー36の側部37を二重構造に形成して、冷気供給口46から
温度センサ34への冷気の侵入を防ぐことで、温度センサ
34は外部冷気の影響を受けることなく、正確な温度検知
を行うことができるとともに、断熱材35は単に温度セン
サ34の底部の熱伝導を防ぐだけの小さな直方体状に形成
すればよく、断熱材35の切断加工を可能にして、容易に
低コスト化を実現することができる。さらに、断熱材35
がセンサーカバー36により被われるため、ユーザー側で
断熱材35を梱包材と間違える虞れがなく、誤って各部品
が取り外されるといった不具合をも一掃できる。また、
温度センサ34の周辺のみ極端に製氷時間がかかるといっ
たこともない。

【００２７】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、製氷皿の側部に形成された排
水溝は、製氷皿内に残留する水の量などを考慮してその
形状を適宜変更できる。また、製氷皿と出力軸とをスプ
ライン軸のように接続してもよい。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、製氷皿に水平方向の振動を付
与する振動付与機構と、前記製氷皿の上面を加熱するヒ
ータを備えた蓋とにより、前記製氷皿内の水中に含まれ
る気泡を脱気しこの製氷皿の下部側から順次製氷して透
明な氷を得るようにした自動製氷装置において、温度セ
ンサによる前記製氷皿の検出温度に基づき前記製氷皿の
氷の上部に水が残っている状態を判断し、前記製氷皿を
回動させる製氷皿回動手段と、この製氷皿の回動時に前
記氷の上部から移動した水を外部に排出する前記製氷皿
と一体形成した排出溝とを備えたものであり、氷の上部
を融かしたり、水と氷とを分離するための機構をわざわ
ざ設けなくても、不純物のない完全に透明な氷を得るこ
との可能な自動製氷装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】同上一部切欠き平面図である。

【図３】同上要部の側面図である。

【図４】同上要部の説明図である。

【図５】同上製氷皿を回動した際の状態説明図である。

【図６】同上電気回路図である。

【図７】同上給水行程および製氷行程におけるフローチ
ャートである。

【図８】同上水捨て行程および製氷行程におけるフロー
チャートである。

【図９】同上離氷行程におけるフローチャートである。

【図１０】同上水捨て行程時における作用説明図であ
る。

【図１１】同上水捨て行程時における作用説明図であ
る。

【図１２】同上水捨て行程時における作用説明図であ
る。

【図１３】同上水捨て行程時における作用説明図であ
る。

【図１４】同上製氷行程における作用説明図である。

【図１５】同上離氷行程における作用説明図である。

【符号の説明】

８製氷皿 12 蓋 19 ヒータ 21 振動付与機構 31 排出溝 34 温度センサ 51 マイクロコンピュータ（製氷皿回動手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−313663（ＪＰ，Ａ) 特開平３−137470（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25C 1/10 F25C 1/18 F25C 1/24

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】製氷皿に水平方向の振動を付与する振動
付与機構と、前記製氷皿の上面を加熱するヒータを備え
た蓋とにより、前記製氷皿内の水中に含まれる気泡を脱
気しこの製氷皿の下部側から順次製氷して透明な氷を得
るようにした自動製氷装置において、温度センサによる
前記製氷皿の検出温度に基づき前記製氷皿の氷の上部に
水が残っている状態を判断し、前記製氷皿を回動させる
製氷皿回動手段と、この製氷皿の回動時に前記氷の上部
から移動した水を外部に排出する前記製氷皿と一体形成
した排出溝とを備えたことを特徴とする自動製氷装置。