JP5580382B2 - アイスメーカ及びそれを利用した製氷方法 - Google Patents

Description

本発明は、冷蔵庫に提供されるアイスメーカ及びそれを利用した製氷方法に関するものである。

一般的に、冷蔵庫は、ドアによって遮蔽される内部の貯蔵空間に飲食物を低温貯蔵し得るようにする家電機器である。冷蔵庫は、冷気を利用して貯蔵空間の内部を冷却することで貯蔵された飲食物を冷蔵又は冷凍状態で保管し得るように構成される。

そして、通常冷蔵庫の内部には氷を作るためのアイスメーカが提供される。アイスメーカは、給水源や水タンクから供給される水がアイストレイに収容されて氷が作られるように構成される。また、アイスメーカは、製氷が完了された氷をヒーティング方式又はツイスティング方式でアイストレイから分離し得るように構成される。

このように、自動的に給水及び氷が分離されるアイスメーカは上方に開口するように形成され、成形された氷を汲み上げる構造を有する。そして、このような構造のアイスメーカからは三日月状又はキュービック状など、少なくとも一面が平たい面を有する氷が作られる。

一方、氷の形が球状に形成される場合、氷をより便利に使用し得ると共に、ユーザに一味違う使用感を提供し得るようになる。また、製氷された氷の貯蔵の際にも、氷同士が接触する面積を最小化することで氷が固着することを最小化することができる。

一方、特許文献１には分離可能なプレート状の製氷機によって玉状又は球状のような立体的な形状の氷を作ることができる製氷機が開示されている。

しかし、特許文献１の製氷機は手動方式の製氷機であり、手動操作によって球状の氷を製造しなければならないため使用上の不便をもたらすだけでなく、製氷量も足りないという問題点がある。

一方、球状の氷を製造するアイスメーカは、球状の氷の外形の特性上、製氷過程でトレイの上部が密閉されなければならない。しかし、氷の分離のためには開かれた構造にならなければならないため、必然的に上部トレイと下部トレイがそれぞれ存在しなければならない。下部トレイに水を入れて上部トレイを押すプレッシングタイプ（ｐｒｅｓｓｉｎｇ ｔｙｐｅ）のアイスメーカは給水過程が容易である一方、プレッシング過程で水が外部に漏れないようにするために下部トレイの直線昇降移動が要求される。そして、氷を分離する過程で氷が上部トレイから分離されてアイスバンクに落ちずに下部トレイに留まることを防止するために、下部トレイの回転運動が要求される。即ち、プレッシングタイプのアイスメーカの場合、下部トレイが直線運動と回転運動を並行するような駆動構造が要求され、アイスメーカの構造が複雑になる短所がある。

公開特許第２００８−１７００８６号

本発明は前述のような問題点を改善するために提案されたものであり、製氷及び氷の分離過程で下部トレイが直線運動をする必要がなく回転運動のみ行うようにし、アイスメーカの構造と動作を単純化し得るプレッシングタイプのアイスメーカ及びそれを利用した製氷方法を提供することを目的とする。

前述のような目的を達成するための本発明の実施例によるアイスメーカは、半球状の多数の上部セルが配列される上部トレイと、半球状の多数の下部セルが配列され、上部トレイに回動可能に連結される下部トレイと、下部トレイと上部トレイの後段に連結され、下部トレイが上部トレイに対して回転するようにする回転軸と、を含み、下部トレイの回転過程において、下部トレイと上部トレイが干渉される領域には所定の曲率で湾曲される回転ガイド部が形成されることを特徴とする。

また、前述のような構成を成す本発明のアイスメーカを利用した製氷方法は、半球状の多数の上部セルが配列される上部トレイと、半球状の多数の下部セルが配列され、上部トレイに回動可能に連結される下部トレイと、下部トレイと上部トレイの後段に連結され、下部トレイが上部トレイに対して回転するようにする回転軸と、を含み、下部トレイの回転過程において、下部トレイと上部トレイが干渉される領域には所定の曲率で湾曲される回転ガイド部が形成されるアイスメーカを利用した製氷方法であって、下部トレイが回転して給水地点に移動する段階と、給水が行われる段階と、給水が完了されて下部トレイが上部トレイに密着されるまで更に回転する段階と、製氷が行われる段階と、製氷が完了されると、下部トレイが氷の分離位置に逆回転する段階と、を含む。

上述した構成を成す本発明の実施例によるアイスメーカ及びそれを利用した製氷方法によると、以下のような効果がある。

氷の製造のために水が下部トレイに給水された後、上部トレイと下部トレイを密着させるために下部トレイを直線移動させる必要がなく、回転軸を中心に下部トレイを回転させる動作のみでプレッシング過程が行われる長所がある。

従って、下部トレイに動作を制御する駆動メカニズムが単純化されて製造コストが節減されると共に、アイスメーカの故障発生率が低くなる長所がある。なお、下部トレイの直線移動過程が省略されるため、氷の製造時間が短縮される長所もある。

製氷過程にある本発明の実施例によるアイスメーカの外観斜視図である。 氷の移動の完了状態にある本発明の実施例によるアイスメーカの外観斜視図である。 本発明の実施例によるアイスメーカの分解斜視図である。 本発明の実施例によるアイスメーカを構成する上部トレイの底面図である。 本発明の実施例によるアイスメーカを構成する上部フレームの平面図である。 給水状態における図１のＩ−Ｉに沿って切開されるアイスメーカの側断面図である。 図６のＡ部分の拡大図である。 製氷状態における図１のＩ−Ｉに沿って切開されるアイスメーカの側断面図である。 氷の移動の完了状態における図１のＩ−Ｉに沿って切開されるアイスメーカの側断面図である。 本発明の実施例によるアイスメーカの製氷過程を示すフローチャートである。

以下では、本発明の実施例によるアイスメーカの構造及びアイスメーカを利用した氷の製造過程について図面とフローチャートを利用して詳しく説明する。

以下では、プレッシングタイプのアイスメーカを例に挙げて説明する。プレッシングタイプのアイスメーカは、下部トレイに水を入れた後、下部トレイを上部トレイに密着させて水が漏れないようにした状態で製氷過程を行うタイプのアイスメーカとして定義する。

図１は製氷過程にある本発明の実施例によるアイスメーカの外観斜視図であり、図２は氷の移動の完了状態にある本発明の実施例によるアイスメーカの外観斜視図であり、図３は本発明の実施例によるアイスメーカの分解斜視図である。

図１乃至図３を参照すると、本発明の実施例によるアイスメーカ１０は、球状の氷を二等分する水平面を基準に上側半球領域の氷の形成を担当する上部トレイ１１と、下側半球領域の氷の形成を担当する下部トレイ１２と、上部トレイ１１の上側に提供されて製氷用水を供給する給水トレイ１６と、給水トレイ１６から供給される水が下部トレイ１２に案内されるようにする給水ガイド１７と、上部トレイ１１の上面に位置し、氷の分離のために上部トレイを加熱する氷の分離のためのヒータ１８と、上部トレイ１１の上部セル１１３に密着された氷を分離するための上部イジェクティングピンアセンブリ１９と、下部トレイ１２を上部トレイ１１に回動可能に連結する回転軸２１と、一端が上部イジェクティングピンアセンブリ１９に連結され、他端が下部トレイ１２に連結されるリンク２２及び下部トレイ１２に付着された氷を分離させる下部イジェクティングピン２０と、を含む。

詳しくは、下部トレイ１２の後側段部は回転軸２１によって上部トレイ１１の後側段部に回動可能に結合される。そして、回転軸２１から直近距離に当たる下部トレイ１２のある地点にはリンク連結端１３６が突出される。そして、リンク２２の他端はリンク連結端１３６に連結され、下部トレイ１２の回動過程で上部イジェクティングピンアセンブリ１９を昇降させる。

更に詳しくは、下部トレイ１２は、多数の下部セル１４１が形成されるトレイ本体１４と、トレイ本体１４が位置するようにするトレイ本体配置部１５１が形成される下部フレーム１５及びトレイ本体１４と下部フレーム１５が底面に固定される上部フレーム１３と、を含む。

下部フレーム１５の内側に形成されるトレイ本体配置部１５１は、トレイ本体１４の下部セル１４１が通過するための多数のホールと、ホールの縁に形成され、トレイ本体１４がかかるようにする係止部が付いた段部で形成される。

また、トレイ本体１４には、多数の下部セル１４１が半球状に多数個配列される。そして、下部セル１４１の上面縁部から半径方向に延長段１４３（図８参照）が延長され、延長段１４３の段部からガイド壁１４２が所定の高さで延長される。延長段１４３とガイド壁１４２は下部フレーム１５のトレイ本体配置部１５１に配置され、トレイ本体１４が下部フレーム１５から離脱することを防止する。そして、下部セル１４１の個数に対応する多数の下部イジェクティングピン２０が下部トレイ１２の下側から水平に突出される。下部セル１４１は、下部フレーム１５を貫通して外部に露出される。従って、氷の分離のために下部トレイ１２が下側に回動すると、下部セル１４１の底面は下部イジェクティングピン２０によって加圧される。下部セル１４１は、変形された後元の状態に戻る性質を有する軟性のプラスティック部材で形成されてもよい。従って、下部イジェクティングピン２０が下部セル１４１の底面を加圧することで下部セル１４１に付着された球状の氷が分離される。

また、上部フレームの後段、詳しくは後段の両側縁にはシャフト２１が貫通挿入される。そして、上部フレーム１３の後段両側面にはリンク連結端１３６が突出される。

また、上部トレイ１１には半球状に形成される多数の上部セル１１３が配列され、多数の上部セル１１３はトレイ本体１４の下部セル１４１と密着されて内部に球状の空間を形成する。

上部セル１１３の上面には、それぞれエアホール１１５の形成のためのガイドスリーブ１１４が突出される。そして、給水ガイド１７の端部は多数のガイドスリーブ１１４のうちいずれか一つの外周面にはめられる。詳しくは、給水ガイド１７の出口側端部にはガイドスリーブ１１４の外径と同じ外径のスリーブが形成され、給水トレイ１６から供給される水が外部に漏れずに下部セル１４１に供給されるようにする。

また、上部トレイ１１の左側と右側の縁にはリンクガイド部１１１が上側に所定の長さで延長される。そして、リンクガイド部１１１の内側にはガイドホール１１２が所定の幅を有して上下方向に延長される。

一方、上板トレイ１１の上面には氷の分離のためのヒータ１８が置かれる。氷の分離のためのヒータ１８から発生される熱によって上部セル１１３の表面が加熱され、上部セル１１３に付着されていた氷が少し溶けて分離されるようにする。

また、上部イジェクティングピンアセンブリ１９は、多数のイジェクティングピン１９２と、多数のイジェクティングピン１９２が付着されたピン本体１９１を含む。詳しくは、ピン本体１９１の両端部にはガイド突起１９３が突出され、ガイド突起１９３からリンク連結端１９４が更に延長される。ガイド突起１９３は、リンクガイド部１１１に形成されたガイドホール１１２にはめられてガイドホール１１２に沿って上昇又は下降する。そして、リンク連結端１９４にはリンク２２の一端が連結される。そして、多数イジェクティングピン１９２は上部セル１１３の上面に形成されたエアホール１１５を貫通する地点にそれぞれ形成される。従って、多数のイジェクティングピン１９２が下降してエアホール１１５を貫通し、上部セル１１３に付着された氷を押し出す機能を果たす。

図４は、本発明の実施例によるアイスメーカを構成する上部トレイの底面図である。
図４を参照すると、本発明の実施例による上部トレイ１１の内側には多数の上部セル１１３が隣接して配置され、半球状に膨らんだ形状となる。

そして、それぞれの上部セル１１３の上面にはエアホール１１５が形成される。また、上部セル１１３の縁のうち後側部には回転ガイド部１１６が所定の曲率で湾曲されて形成される。そして、上部トレイ１１の後段部の左右側端にはシャフト連結部１１７がそれぞれ形成される。シャフト連結部１７にはシャフト２１の両端部が貫通挿入され、下部トレイ１２が回動可能に連結されるようにする。シャフト連結部１１７は上部トレイ１１の両側面縁から離隔される地点に形成されるが、離隔空間には上部フレーム１３の後段角に形成されるシャフト連結部１３５が置かれる。従って、シャフト２１の両端部はそれぞれ上部トレイ１１のシャフト連結部１１７と上部フレーム１３のシャフト連結部１３５が順番に貫通して挿入される。

回転ガイド部１１６の機能については、以下で図面を参照して更に詳しく説明する。

図５は、本発明の実施例によるアイスメーカを構成する上部フレームの平面図である。
図５を参照すると、上部フレーム１３は下部トレイ１２を構成する部品であり、トレイ本体１４の上面に安着される。そして、上部フレーム１３の底面にトレイ本体１４と下部フレーム１５が固定される。

詳しくは、上部フレーム１３の後段両側角にはシャフト連結部１３５が突出形成され、シャフト連結部１３５の外側面にはリンク連結端１３６が突出する。

また、上部フレーム１３の内部には、トレイ本体１４に形成された下部セル１４１それぞれの上面と同じ直径を有する連通ホール１３１が配列される。詳しくは、連通ホール１３１は下部セル１４１の上面に置かれ、通ホール１３１の上面には部トレイ１１の上部セル１１３の下面がそれぞれ置かれる。そして、連通ホール１３１の縁には係止部が付いた段部１３２が形成される。係止部が付いた段部１３２の高さに当たるまで水が足されると、下部トレイ１２を回動させ、上部トレイ１１と密着されるようにする。

一方、連通ホール１３１の後側縁には、前側縁とは異なって所定の曲率で湾曲される回転ガイド部１３３が形成される。言い換えると、連通ホール１３１の前方領域には連通ホール１３１の縁から水平及び垂直に延長される係止部が付いた段部１３２が形成される一方、後方領域には連通ホール１３１の縁から水平に延長された後上側に所定曲率で湾曲される形の係止部が付いた段部、即ち回転ガイド部１３３が形成される。回転ガイド部１３３の曲率は、上部トレイ１１に形成される回転ガイド部１１６の曲率と同じである。そして、下部トレイ１２が回転する際、上部フレーム１３の回転ガイド部１３３は上部トレイ１１の回転ガイド部１１６に接触した状態で回転することになる。

また、多数の連通ホール１３１が隣接する部位には、係止部が付いた段部１３２と回転ガイド部１３３が断絶されて形成されるウォーターランナー部（ｗａｔｅｒ ｒｕｎｎｅｒ）１３４が形成される。示したように、隣接する連通ホール１３１の間領域に当たる上部フレーム１３の表面はウォーターランナー部の形成のために陥没されず、互いに向き合う回転ガイド部１３３と係止部が付いた段部１３２によってウォーターランナー部が形成される。これは、給水が完了した状態で下部トレイが上部トレイに密着するプレッシングタイプのアイスメーカであるため可能であるといえる。そして、ウォーターランナー部１３４の幅と高さが十分大きいため、給水速度が速くても水がトレイの外部に溢れ出る現象が発生しない。

例えば、上部トレイと下部トレイが密着してセル内部が完全な球を成す状態で給水が行われるリザブワータイプのアイスメーカ（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｔｙｐｅ ｉｃｅｍａｋｅｒ）の場合、給水地点に当たるセルから隣接するセルに水が伝達されるようにするためウォーターランナー部が上部トレイ及び／又は下部トレイに凹部の形で形成されなければならない。そして、ウォーターランナー部の幅や深さが小さすぎると、給水速度に比べ横のセルに移動する水の伝達速度が遅すぎるため水が溢れ出る現象が発生し得る。反対に、ウォーターランナー部の幅や深さが大きすぎると、完成された氷が球状にならなくなるだけでなく、隣接する氷同士が互いに固着して分離しなくなる現象が発生し得る。

図６乃至図９は給水から氷の分離までの過程を示すアイスメーカの作動状態であり、図６は給水状態における図１のＩ−Ｉに沿って切断されたアイスメーカの側断面図であり、図７は図６のＡ部分の拡大図であり、図８は製氷状態における図１のＩ−Ｉに沿って切断されたアイスメーカの側断面図であり、図９は氷の分離の完了状態における図１のＩ−Ｉに沿って切断されたアイスメーカの側断面図である。

まず図６及び図７を参照すると、給水が始まる直前に下部トレイ１２は、示したように水平状態から下側に所定の角度で回動する状態にある。即ち、下部トレイ１２は上部トレイ１１から下側に分離された状態で給水が行われる。
上述したように、本発明の実施例によるアイスメーカ１０は、下部トレイ１２に製氷用水が足された後で下部トレイ１２を上部トレイ１１に密着させて製氷するプレッシングタイプのアイスメーカである。

従って、下部トレイ１２が示したように少し傾斜して上部トレイと離隔された状態で給水が行われる。そして、図７に示したように、上部フレーム１３の係止部が付いた段部上端地点まで水が足されるまで給水が行われる。ｂ領域に足される水は下部セルの体積と実質的に同じであり、ａ領域に足される水は上部セルの体積に少し及ばないか実質的に同じである。ａ領域まで水が足されると給水が中断され、回転軸２１が図面上の反時計回りに更に回転して下部トレイ１２が上部トレイ１１に完全に密着するようになる。

ここで、上部フレーム１３の後側部に形成される回転ガイド部１３３は、示したように上部トレイ１１の後側部に形成される回転ガイド部１１６に密着した状態で回転ガイド部１１６に沿って回転することになる。そして、回転ガイド部１１６，１３３の曲率半径（Ｒ）は同じである。

このように、下部トレイ１２が上部トレイ１１に連結した状態で回転するとき干渉される部分が所定の曲率で湾曲されるようにすることで、下部トレイ１２が上部トレイに密着するか上部トレイ１１から分離される際に直線運動を必要としなくなる。言い換えると、下部トレイ１２が回転運動のみを行って上部トレイ１１に密着されても下部トレイ１２に供給された水が外部に溢れ出なくなる。

図８を参照すると、下部トレイ１２が回転して上部トレイ１１に完全に密着すると、上部トレイ１１の上部セル１１３が上部フレーム１３の係止部が付いた段部１３２に完全に密着される。即ち、下部トレイ１２に貯水されていた水が球状セルの外部に漏れなくなる。そして、図７のａ領域に足された水は下部トレイ１２の回転によって上部トレイ１１の上部セル１１３の内部に足される。そして、上部セル１１３の下段部が上部フレーム１３の連通ホール１３１に完全に密着されるため、隣接するセルに形成される氷と固着する現象が発生しなくなる。

この際、回転軸２１が反時計回りに回転する動作によって下部トレイ１２が上部トレイ１１に密着され、同時にリンク連結端１３６も共に回転しながら上昇する。そして、リンク連結端１３６に連結されたリンク２２の他端が上昇し、それによってリンク２２の一端に連結された上部イジェクティングピンアセンブリ１９も上昇する。そして、イジェクティングピン１９２も上昇しながら上部トレイ１１の上部セル１１３から離れるようになる。

図９を参照すると、製氷が完了して氷の分離過程が始まると、まず氷の分離のためのヒータ１８が作動し、球状セルの内部で結氷して上部セル１１３の表面に付着している氷の表面を溶かす。すると氷が上部セル１１３から分離する。次に、回転軸２１が回転して下部トレイ１２が時計周りに回転するようにする。すると、氷は下部トレイ１２の下部セルに付着された状態で下部トレイ１２と共に回転する。

そして、下部トレイ１２が回転することでリンク２２が下降し、上部イジェクティングピンアセンブリ１９に突出されるイジェクティングピン１９２が上部セルのエアホール１１５を介して上部セル１１３の内部に挿入される。これは、上部セル１１３に付着して分離しない氷を分離するためである。

そして、下部トレイ１２がほぼ垂直状態まで回転すると、下部イジェクティングピン２０が下部セル１４１の底面を加圧し、下部セル１４１に付着した氷が分離するようにする。氷の分離が完了すると下部トレイは再び逆回転し、図６状態で静止する。これと同時に、下部セル１４１の底面は自らの弾性力によって半球状に戻る。

図１０は、本発明の実施例によるアイスメーカの製氷過程を示すフローチャートである。

以下では、図６乃至図９を介して説明した給水、製氷及び氷の分離過程について再び明確に説明する。

図１０を参照すると、まず下部トレイ１２が正回転して給水地点（図６参照）に移動する（Ｓ１０）。そして、この状態で給水が始まり（Ｓ１１）、給水が完了したと判断すると（Ｓ１２）、下部トレイが上部トレイに密着するまで更に回転する（Ｓ１３）。そして、この状態で製氷過程が行われる（Ｓ１４）。

詳しくは、製氷が完了したと判断すると（Ｓ１５）、氷の分離のためのヒータが先に作動し（Ｓ１６）、セルの内部に生成した氷が上部セルの表面から分離されるようにする。そして、氷の分離のためのヒータの作動が中断され、下部トレイ１２が逆回転して氷の分離位置まで移動する（Ｓ１７）。下部トレイ１２が氷の分離位置に移動する過程において、下部イジェクティングピンが下部トレイの下部底面を加圧することで氷の分離が行われる（Ｓ１８）。

上述したように、本発明の実施例によるアイスメーカはプレッシングタイプのアイスメーカであるが、給水完了状態で製氷のために下部トレイが上部トレイに密着する過程及び氷の分離のために下部トレイが上部トレイから分離する過程において、下部トレイが直線昇降移動する動作を必要とせず回転動作のみを行うようになる。従って、直線移動過程が省略されるため、駆動メカニズムが単純に設計され得る長所がある。

Claims (9)

1. 半球状の多数の上部セルが配列される上部トレイと、
   半球状の多数の下部セルが配列され、前記上部トレイに回動可能に連結される下部トレイと、
   前記下部トレイと前記上部トレイの後段に連結され、前記下部トレイが前記上部トレイに対して回転するようにする回転軸と、
   前記下部トレイと前記上部トレイが接触して回転する領域に所定の曲率で形成された回転ガイド部と、
   前記上部トレイに昇降可能に連結され、移氷時に前記上部セルを貫通して氷を移氷させる上部インジェクティングピンアセンブリを含むことを特徴とするアイスメーカ。
2. 一端が前記下部トレイに連結され、他端が前記上部トレイに連結される一対のリンクと、
   前記上部トレイの両側端から上側に延長するリンクガイド部と、をさらに含み、
   前記上部インジェクティングピンアセンブリの両端部は、前記リンクガイド部にはめられた状態で前記リンクに連結され、前記リンクと共に昇降する、請求項１に記載のアイスメーカ。
3. 前記上部イジェクティングピンアセンブリは、
   両端部が前記一対のリンクにそれぞれ連結するピン本体と、
   前記ピン本体から下側に延長する多数のイジェクティングピンと、を含む請求項２に記載のアイスメーカ。
4. 前記下部トレイが氷の分離状態にある際、前記下部セルの底面を加圧する多数の下部イジェクティングピンを更に含む請求項１に記載のアイスメーカ。
5. 半球状の多数の上部セルが配列する上部トレイと、
   半球状の多数の下部セルが配列し、前記上部トレイに回動可能に連結する下部トレイと、
   前記下部トレイと前記上部トレイの後段に連結し、前記下部トレイが前記上部トレイに対して回転するようにする回転軸と、
   前記下部トレイと前記上部トレイが接触して回転する領域に所定の曲率で形成された回転ガイド部を含むアイスメーカを利用した製氷方法であって、
   前記下部トレイが回転して給水地点に移動する段階と、
   給水が行われる段階と、
   給水が完了して前記下部トレイが前記上部トレイに密着するまで更に回転する段階と、
   製氷が行われる段階と、
   氷の分離が完了すると、前記下部トレイが氷の分離位置に逆回転する段階と、を含む製氷方法。
6. 給水地点において、前記下部トレイは水平線から下側に傾斜した状態にあることを特徴とする請求項５に記載の製氷方法。
7. 製氷が完了すると、前記下部トレイが逆回転する前に氷の分離のためのヒータが作動することを特徴とする請求項５に記載の製氷方法。
8. 前記下部トレイの逆回転と同時に上部イジェクティングピンが下降し、前記上部イジェクティングピンは上部セルを貫通して上部セルに付着した氷を分離することを特徴とする請求項７に記載の製氷方法。
9. 前記下部トレイが設定角度以上に逆回転すると、下部イジェクティングピンが下部セルを貫通して下部セルに付着した氷を分離することを特徴とする請求項８に記載の製氷方法。

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