(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製氷が完了した製氷皿を回転させ、前記製氷皿の下方に備えられた貯氷箱に離氷するとともに、前記貯氷箱内に降下する検氷レバーによって前記貯氷箱内の貯氷量を判定する製氷機において、モータと、前記モータの回転を減速する減速ギア群と、前記減速ギア群と噛み合って回転し前記製氷皿を回転させるファイナルギアと、前記ファイナルギアに設けられたカムと、両端に軸部を持ちその一端は前記検氷レバーに接続され他端はハウジングに設けられた軸受けに保持されて前記両端の軸部により回動自在とした検氷軸とを備え、前記検氷軸は前記ファイナルギアの軸と交差する位置にあって、前記検氷軸表面の前記ファイナルギアの軸と対向する位置に前記カムに直に接触する突状部を突出させ、前記突状部はバイアスバネで前記カムに押し付けられ、前記突状部が前記カムを伝って動くときに前記検氷軸が回動し前記検氷レバーが昇降することを利用して、モ−タを回転させたときに検氷レバ−が所定位置以下に下降しない時はモ−タを逆転させ検氷レバ−を待機の位置に上昇させる駆動手段とを備えたことを特徴とする製氷機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫等に組み込まれて製氷する自動製氷機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年冷蔵庫内に組み込まれて、自動的に製氷皿に給水し、製氷、製氷皿を回転させて離氷させ、下方に備えられた貯氷箱に氷を常時保存しておく自動製氷機が採用されてきている。
【０００３】
従来の製氷機を第８〜９図を用いて説明する。
【０００４】
かかる製氷機は製氷機メカ本体１０１と製氷皿１０２製氷した氷を貯氷する貯氷箱１０３及びメカ本体１０１より駆動される検氷レバー１０４から成る。
【０００５】
メカ本体１０１内はモータ１０５と減速ギアユニット１０６とから成り、前記ギアユニット１０６の最終段は製氷皿１０２と直結しており、製氷皿の回転及び該ギアユニット１０６にて通常は貯氷箱１０３内にある検氷レバー１０４を駆動する。製氷皿１０２の回転位置及び検氷レバー１０４の回転位置検出にはスイッチ手段１０７が２ヶ使用され、モータからのハーネス及びスイッチ手段１０７のハーネスがメカ本体１０１内に配設されている。
【０００６】
ここで製氷が完成するとモータ１０５の回転により製氷皿１０２は回転させられ、氷を貯氷箱１０３内に離氷する。この時、検氷レバー１０４は製氷皿１０２と共に揺動し、氷がある場合は前記検氷レバー１０４が元に戻らないことにより、検氷するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
更に従来の製氷機は、前記検氷レバーの動きを製氷皿の回転と連動させずに独立して検氷動作をおこなわせ、貯氷箱１０３内に氷がない場合に製氷皿を回転させて離氷させるものであった（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
実公昭５４−１７１３７号公報
【特許文献２】
特開平２−２０３１７９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例はいずれもその用途を満足しているものであるが、更に改良すべき点として、実公昭５４−１７１３７号公報の検氷軸は常に貯氷箱内に位置しており、通常での氷の取り出し時に検氷軸が邪魔になり、最悪の場合には破損してしまう可能性のあること。また、製氷皿が回転して離氷された後にのみ検氷することができ、必要時に任意に検氷動作ができないこと。さらに、スイッチモータのハーネスの処理が面倒であり、製氷機の小型化、低コスト化が難しいこと等がある。
【００１０】
特開平２−２０３１７９号公報にては前記問題の前２点は解決されているが、３点目はまだ解決されておらず、小型化、低コスト化は難しい。更に検氷動作が離氷前１回だけであり、より確実な検氷機能を有していない。
【００１１】
本発明は上記問題点に鑑み、検氷軸が常時貯氷箱内になく必要時にのみ検氷することができ、検氷動作を離氷前と後に必ず１回ずつ行わせることにより検氷の誤検知の発生の確率を減少させる、スイッチモータ等のハーネス処理が簡単にでき、機構が簡素で組み立てやすく、小型で低コストな製氷機を提供せんとするものである。
【００１２】
かつ、検氷軸レバーの駆動及び検知手段の組立て方法を改善し簡素化するための機構を発明、提案することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、製氷が完了した製氷皿を回転させ、前記製氷皿の下方に備えられた貯氷箱に離氷するとともに、前記貯氷箱内に降下する検氷レバーによって前記貯氷箱内の貯氷量を判定する製氷機において、モータと、前記モータの回転を減速する減速ギア群と、前記減速ギア群と噛み合って回転し前記製氷皿を回転させるファイナルギアと、前記ファイナルギアに設けられたカムと、両端に軸部を持ちその一端は前記検氷レバーに接続され他端はハウジングに設けられた軸受けに保持されて前記両端の軸部により回動自在とした検氷軸とを備え、前記検氷軸は前記ファイナルギアの軸と交差する位置にあって、前記検氷軸表面の前記ファイナルギアの軸と対向する位置に前記カムに直に接触する突状部を突出させ、前記突状部はバイアスバネで前記カムに押し付けられ、前記突状部が前記カムを伝って動くときに前記検氷軸が回動し前記検氷レバーが昇降することを利用して、モ−タを回転させたときに検氷レバ−が所定位置以下に下降しない時はモ−タを逆転させ検氷レバ−を待機の位置に上昇させる駆動手段とを備えたものである。さらには、モータは正転し検氷軸を駆動して貯氷箱内の氷量を検出し、氷がある場合は反転復帰し、氷がない場合は更に正転して離氷し、その後検氷動作をもう一度行った後反転復帰するものである。
【００１４】
更には、自動製氷機においてハウジング内に、モータと、該モータと連動して回転する減速ギア群と、該ギア群と噛み合う２つの外周カムを持ったファイナルギアと、該ファイナルギアとある一定角度のみで連動して回動する製氷皿と直結しているシャフトと、前記外周カムと当接して回動自在に設けられた検氷レバーを作動させる検氷軸と、もう一つの外周カムと当接する第１の検知手段と、前記検氷レバーの回動位置を検出する第２の検知手段とからなり、前記モータ、２つの検知手段、及び外部電源がハウジング内に設けられた基板に一体に取りつけられており、更には、ファイナルギアとシャフトはそれぞれかん合する凹部と凸部を介して連動し、モータ正転時には一定角度のみファイナルギアのみ回転し、一定角度以上回転するとシャフトと共に回転するものであり、更には、ハウジング内に軸支され、ファイナルギアに設けられた外周カムに当接し回動する検氷レバーと結合されている検氷軸部を持つものである。
【００１５】
製氷が完了した製氷皿はモータおよびモータに連結された減速ギア群により回転させられるが、まず、製氷皿は回転せず検氷軸のみが作動し検氷し、氷の有無を検出手段を作動せしめ出力すると共に氷がある場合は原点に復帰し、ない場合はモータは更に正転して製氷皿を回転せしめ離氷させ、モータは反転して原点に復帰する前にもう一度検氷動作を行う。
【００１６】
ここで、離氷位置は検出手段の出力により判定され、前記検出手段、モータ、外部電源接続線は一枚の基板上に一体に配設され、ハーネス処理の手間、スペースがなくなるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態１の製氷機について図１から図７を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
１は箱状のハウジングであり、角頂部にはハウジング１と嵌合するカバー２を締結するビス穴３が設けてある。４はハウジング１の底面５に設けられた略Ｕ字状のリブであり、ここには駆動源たるモータ７がはめ込まれ固定される。モータ７のシャフト出力軸８にはウォーム歯車９がはめ込まれており、ウォーム歯車９の先端はハウジング１の底面５より延出した軸支部１０にて担持される。
【００１９】
ウォーム歯車９に噛合する位置にウォームホイール部１１及び平歯車部１２を持った第１のギア１３が設けられており、更にこれに噛み合う第２のギア１４並びに第３のギア１５等により減速ギア群が構成されている。第３のギア１５に噛み合ったファイナルギア１６は、歯車部１７とその上方に延出した２つの外周カム１８，１９からなる。第１の外周カム１８は、長径部１８ａと短径部１８ｂ及びこれらを結ぶ斜部１８ｃからなる。第２の外周カム１９は、２つの突部２２とこれらを滑らかにつなぐ円周部２３からなる。
【００２０】
更に、外周カム１８，１９の軸心部は円孔となっており、この円孔の外周には径方向に切り溝２４が１ヶ所設けられている。更に、外周カム１８，１９の裏面の内側は２箇所の略四半円弧部分が凹部２５となっている。
【００２１】
２６はシャフトであり、前記ファイナルギア１６の下方に位置し、一端にはハウジング１に設けられた穴部から外部に突出し製氷皿（図示せず）と連結される凹部２７があり、他端には中空円状の孔２８を持った突部２９があり、該突部２９がファイナルギア１６の円孔の中に挿入される。
【００２２】
また、突部２９の外周にも切り溝３０が設けられている。更に、突部２９の下方にはファイナルギア１６を軸線方向で受け止めるための円板部３１があり、この円板部３１の外周に沿って２つの凸部３２が上方に延出している。
【００２３】
凸部３２はファイナルギア１６の内側の２箇所の略四半円弧状凹部２５と遊嵌すると共に、凸部３２は凹部２５より角度が小さい円弧状に形成されている。３３はコイルスプリングであり、各端部は径方向に線が延出しているものである。コイルスプリング３３はファイナルギア１６の円孔内に収められ、一方の端部３４が切り溝２４に係止され、他方の端部３５はコイルスプリング３３の内径部に貫通挿入されるシャフト２６の突部２９の切り溝３０に係止される。
【００２４】
このため、シャフト２６はモータ２７の反転方向に付勢されることになると共に、モータ７の正転時はある角度のみファイナルギア１６は回転するがシャフト２６は回転せず、ある角度を過ぎるとファイナルギア１６の内側の凹部２５の端部とシャフト２６の凸部３２が当接し、共に回転することになる。
【００２５】
３６は検氷レバー３６ａを駆動する検氷軸であり、両端に軸部３７を持ち、中央部３８は略コ字状に立ち上げられており、ハウジング１に設けられた軸受け部３９に回動自在に保持されている。検氷レバー３６ａと接合される側の検氷軸３６の一端は、ハウジング１の側壁がＵ字状に切り欠かれた部分から外部に突出している。
【００２６】
検氷軸３６の中央部３８には突状部４０及び傾斜部をもった舌状突部４１が形成されており、突状部４０は前記ファイナルギア１６の第１の外周カム１８と接するようになっている。ここで検氷軸３６はバイアスバネ４２にて常にカム外周に押しつけられるようにバイアスされている。
【００２７】
４３は基板であり、ハウジング１の溝４４にはめ込まれることによると共にカバー２にても押圧固定されているものである。基板４３には例えばマイクロスイッチ等の第１の検知手段４５及び第２の検知手段４６が直付けされており、第１の検知手段４５の作動片は前記ファイナルギア１６の第２の外周カム１９の突部２２により入り切りされる位置にあり、第２の検知手段４６の作動片は前記検氷軸３６の舌状突部４１にて入り切りされる位置にある。
【００２８】
貯氷量の判定は、第１の検知手段４５がオフ状態のときで、かつ検氷軸３６が所定量以上回転し第２の検知手段４６がオン状態の時に貯氷量不足と判断する。そして、第１の検知手段４５がオフ状態のときで、かつ検氷軸３６が所定量以上回転せず第２の検知手段４６がオフ状態の時に貯氷量有りと判断する。
【００２９】
モ−タ７を正転させ外周カム１８が回転する際に、検氷軸３６の突状部４０を外周カム１８上で長径部１８ａ→斜部１８ｃ→短径部１８ｂ→斜部１８ｃ→長径部１８ａの順に接触させることにより、検氷軸３６を回動させ検氷レバ−３６ａを下降，上昇させると共に、製氷皿を離氷角度まで回転させる。この一連の駆動を第１の駆動手段とする。
【００３０】
モ−タ７を逆転させ、製氷皿を原点まで戻しながら、同時に外周カムを逆転させ、検氷軸３６の突状部４０を外周カム１８上で長径部１８ａ→斜部１８ｃ→短径部１８ｂ→斜部１８ｃ→長径部１８ａの順で接触させることにより、検氷軸３６を回動させ検氷レバ−３６ａを下降，上昇させる。この一連の駆動を第２の駆動手段とする。
【００３１】
モ−タ７を正転させ外周カム１８が回転する際に、検氷軸３６の突状部４０を外周カム上で長径部１８ａ→斜部１８ｃ→短径部１８ｂと接触させることにより、検氷軸３６を回動させ検氷レバ−３６ａを下降させる。検氷レバ−が所定位置以下に下降しないとき、モ−タを逆転させ外周カムが逆転する際に、検氷軸３６の突状部４０を外周カム上で短径部１８ｂ→斜部１８ｃ→長径部１８ａの順で接触させることにより、検氷軸３６を回動させ検氷レバ−３６ａを上昇させる。この一連の駆動を第３の駆動手段とする。
【００３２】
更に、基板４３には、モータ７のハーネス４８を処理するコネクタ４９、製氷機のテスト動作確認用テストスイッチ（図示せず）及び外部電源との接続用コネクタ５０が一体に配設されている。
【００３３】
上記のように構成された自動製氷機の動作について説明する。
【００３４】
製氷皿（図示せず）にポンプ（図示せず）により給水された水が凍結し、製氷検知手段であるサ−ミスタが設定温度以下を示し製氷が完了したことを検知すると、コントロール基板（図示せず）より信号が入りモータ７を正転させる。モータ７が正転すると、ウォーム歯車９、第１、第２、第３のギア１３，１４，１５が順次回転し、減速されファイナルギア１６へ回転が伝わる。
【００３５】
ファイナルギア１６が回転を始めると、最初ファイナルギア１６の第１の外周カム１８の長径部１８ａに当接していた検氷軸３６の突状部４０は、長径部１８ａから斜部１８ｃを経て短径部１８ｂへと伝って動く。それに連動して、検氷軸３６が回動し、検氷レバー３６ａは製氷機の下に設けられた貯氷箱内に降下していく。この時、貯氷箱内に氷が貯氷されていなければ検氷レバー３６ａは最下点まで降下し、検氷軸３６の突状部４０は第１の外周カム１８の短径部１８ｂに至る。
【００３６】
逆に、貯氷箱内に氷があれば検氷レバー３６ａは最下点まで降下せず途中で止まり、よって検氷軸３６の突状部４０は第１の外周カム１８の斜部１８ｃより短径部１８ｂには至らず浮いた状態を保持される。この時、検氷軸３６の舌状突部４１と当接して作動する第２の検知手段４６は、この検氷軸３６の回転角度により入切を行い、結果的に氷の貯氷量により判定信号を発することになる。ここで貯氷箱内に氷があればモータ７は反転し、原点（製氷皿が水平位置）に復帰し、そのまま待機する。
【００３７】
ここで、原点の位置はファイナルギア１６の第２の外周カム１９と接して動作する第１の検知手段４５の切り替え状態及び第２の検知手段４６の切り替え状態により判定される。
【００３８】
また、貯氷箱内に氷がなければモータ７はそのまま正転しファイナルギア１６の回転は継続し、ファイナルギア１６の四半円弧状凹部２５とシャフト２６の凸部２９が当接しシャフト２６が回転を始め、製氷皿（図示せず）も回転を始める。ここで、検氷軸３６はファイナルギア１６の第１の外周カム１８ａに再度到達し、検氷レバーを３６ａを貯氷箱内より引き上げる。そして、そのままモータの正転の続く限り、長径部１８ａと接することになる。
【００３９】
製氷皿（図示せず）が一定角度以上ひねられ、内部の氷が離氷される位置まで回動されると、ファイナルギア１６の第２の外周カム１９の凸部２２により第１の検知手段４５の切り替えが行われ、モータ７は逆転を始め原点位置まで製氷皿は復帰し、次の製氷動作の準備を完了する。
【００４０】
ここで、原点に戻る前に検氷軸３６はもう一度検氷動作をし、貯氷箱内の氷量を再度確認する。そこで、外部電源（図示せず）はコネクタ５０を介して接続され、製氷機作動確認用のテストスイッチ（図示せず）は外部より確認操作できる位置に防滴構成を施され設置される。
【００４１】
以上述べた如く本発明の実施の形態の自動製氷機は、角状のハウジング１内にモータ７、モータ７と噛み合うウォーム歯車９、第１のギア１３、第２のギア１４及び第３のギア１５により減速させられると共に、２つの外周カム１８，１９を持つファイナルギア１６と噛み合うものであり、ファイナルギア１６の軸線上の下方に製氷皿と連結されたシャフト２６があり、シャフト２６は前記ファイナルギア１６に設けられた四半円弧状凹部２５と噛み合う凸部３２があり、コイルスプリング３３にてシャフト２６はモータ７の反転方向にバイアスされると共にハウジング１に回転自在に軸支されている。しかも、バイアスバネ４２にてファイナルギア１６の第１の外周カム１８と当接、回動し検氷レバー３６ａを駆動する検氷軸３６と、検氷軸３６に設けられた舌状部４１にて入切される第２の検知手段４６と、前記第２の外周カム１９にて入切される第１の検知手段４５と、モータ７への配線及び外部接続線の接続を一体の基板４３上に設けることにより、
（１）モータ７の回転方向は正転で、離氷前に一度検氷し、離氷後原点に戻るまでにもう一度検氷を行うため、氷量の誤検知の可能性が少なく確実な検氷が可能となる。
（２）モータ７、第１，第２の検知手段４５，４６及び外部接続線のハーネス処理が簡単になり、製氷機の小型化、低コスト化に貢献する。
（３）シャフト２６とファイナルギア１６とは簡単な機構で連結されており、機構の簡素化、低コスト化に貢献する。
（４）検氷軸３６の駆動は外周カム１８のみにより駆動しており、組立てが簡単で小型、省スペースな機構である。
【００４２】
なお、本実施の形態では外周カム１８，１９の内側に凹部２５を、シャフト２６の円板部３１に凸部３２を設けたが、凹凸を逆にしても同様の効果が得られる。また、外周カム１８，１９に設けた凹部をファイナルギアの内側に設けても同様である。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明の、一連の製氷サイクルは、モータが正転し、まず検氷軸を作動させ、貯氷庫内の氷量を検知し、氷があれば逆転して原点に復帰し、氷がなければモータは更に正転して離氷後もう一度検氷動作を行い原点に復帰するため、検氷の検知の確実性が増し正確な検氷が可能となる。
【００４４】
また、検氷軸の貯氷量検出手段、製氷皿の離氷位置検出手段、原点位置検出手段及びモータ外部接続線の配線及び取り付けを一枚の基板の上にて取りまとめて設けたため、工数が少なく、スペースを取るハーネス処理が簡単となり、全体的に小型化できて低コストであり、小さい容量の冷蔵庫への採用時も庫内の有効内容積を大きく減らすこともない。
【００４５】
また、製氷皿と直結しているシャフトは、ファイナルギアの下方に配設され、モータ正転時にある角度のみファイナルギアが回転しても回転せず、ある角度以上ファイナルギアが回転するとファイナルギア凹部とシャフト凸部が当接するため、連動して回転する構成である。これらは、ファイナルギアの凹部とシャフトの凸部の当接によって機能しているので、簡単な構成にて達成されている。
【００４６】
さらに、検氷軸の駆動は回動自在に軸支された検氷軸がファイナルギアの外周カムと当接して回転するだけの構成であるため、組立てが簡単であり信頼性が高いものである。
【００４７】
以上述べた如く本発明の製氷機は実用上有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による製氷機の実施の形態１の分解斜視図
【図２】図１のカバーを外した状態の組立図
【図３】図１のカバーを外した状態の平面図
【図４】図１の断面図
【図５】図１の要部拡大図
【図６】本発明の製氷機の動作モードを示すブロック図
【図７】本発明の製氷機の動作を示すフロチャート
【図８】従来例の製氷機の全体構成図
【図９】図８の製氷機のメカ部の内部模式図
【符号の説明】
１  ハウジング
７  モータ
９，１３，１４，１５  減速ギア群
１６  ファイナルギア
１８，１９  ファイナルギアの２つの外周カム
２６  シャフト
３６  検氷軸
４５  第１の検知手段
４６  第２の検知手段
２５  略四半円弧状の凹部
４３  基板
３２  シャフトの凸部
３３  バネ部材（コイルスプリング）
１８ａ  外周カムの長径部
１８ｂ  外周カムの短径部
１８ｃ  外周カムの斜部
４１  検氷軸の舌状突部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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