(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータと連動して製氷皿を水平状態から離氷可能な範囲で回動させる製氷皿駆動手段と、上記製氷皿が水平状態にあるときを境として上記製氷皿駆動手段の動作領域とは別に上記駆動モータと連動して独立動作するオーバーラン領域をもつ遅延駆動手段と、この遅延駆動手段のオーバーラン領域における遅延動作中にパルス信号を出力するパルス発生手段とを備え、上記パルス信号の定常状態への変化点を読み取ることにより製氷皿の水平状態を検知することを特徴とした自動製氷機における製氷皿制御装置。
【請求項２】
パルス信号の定常状態の変化点を読み取ると同時に駆動モータを停止させる請求項１記載の自動製氷機における製氷皿制御装置。
【請求項３】
遅延駆動手段の遅延動作中に出力されるパルス信号とは別のパルス信号を製氷皿駆動手段の動作中に出力し、両信号の出現順序から駆動モータの回転方向を判別する請求項１または２記載の自動製氷機における製氷皿制御装置。
【請求項４】
両信号はパルス幅が、異なる請求項３記載の自動製氷機における製氷皿制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷蔵庫の自動製氷手段において、製氷した氷を貯氷箱に貯めるまでの一連の手段のうち、製氷皿の基準位置を正確に検知し、当該製氷皿を確実に制御するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から家庭用の冷蔵庫に、製氷皿で製氷が完了すればこれを検知して、その下に設置された貯氷箱に氷を貯める構成は各種開示されている。この基本的な技術は、製氷皿の水が凍ったことを検知し、次に貯氷箱の氷の残量を検知し、氷が満杯であれば製氷皿から離氷を行わず、反対に氷がないか、少ないことを検知した場合には製氷皿から離氷を行って貯氷皿に氷を貯めるというものであり、いずれにしても製氷皿を駆動させた後には再度最初の姿勢まで復帰させて、一連の動作を完了するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような動作を確実に行うためには、動きを行う部分がどのような姿勢にあるかを絶えず検知しておかなければならない。そして、このためには製氷皿がどの位置にあるときを基準、即ち原点位置とするのか決めておかなければならず、しかもこの位置を確実に把握できる構成でなければならない。原点位置が不正確であれば、たとえば製氷皿を捻って離氷させる場合でも捻りが弱かったり、強すぎて合成樹脂製の製氷皿を損傷する原因になるからである。
【０００４】
そこで従来は、製氷皿の位置検出を発信手段により行うものとし、製氷皿が水平状態にあるときを原点位置として、この原点位置を境にその前後で出力信号を変化させるという手段を採用していた（図４参照）。この手段によれば出力信号の変化から製氷皿が原点位置、即ち水平状態にあることを検知できるものであるが、上記信号は変化後の状態で定常状態となるため、出力信号が変化したことを確実に捉えるためには、原点位置を境に製氷皿を正逆に回動しなければならない。従って、当該手段によれば、製氷皿の回動制御が複雑になると共に、この動きによって製氷皿に給水した水がこぼれるという課題があった。
【０００５】
また、別手段として、復帰動作時に駆動モータの駆動力に抗して製氷皿を水平状態で強制的に停止させるようにし、このとき駆動モータにかかる負荷を検出することによって製氷皿が水平状態にあることを検知する方法があるが、この手段では駆動モータに過負荷がかかるという課題があった。
【０００６】
本発明は上述した課題に基づいてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で製氷皿が基準位置、即ち水平状態にあることを正確に検知できる自動製氷機における製氷皿の制御装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では駆動モータと連動して製氷皿を水平状態から離氷可能な範囲で回動させる製氷皿駆動手段と、上記製氷皿が水平状態にあるときを境として上記製氷皿駆動手段の動作領域とは別に上記駆動モータと連動して独立動作するオーバーラン領域をもつ遅延駆動手段と、この遅延駆動手段のオーバーラン領域における遅延動作中にパルス信号を出力するパルス発生手段とを備え、上記パルス信号の定常状態への変化点を読み取ることにより製氷皿の水平状態を検知するという手段を用いた。又、パルス信号の定常状態への変化点を読み取ると同時に駆動モータを停止させるという手段を選択的に用いた。ここでパルス信号の定常状態への変化点とは正の方向に振幅が変化するパルス信号であればその立下りであり、負の方向に振幅が変化するパルス信号であればその立上りをいうものと定義する。
【０００８】
また、上記構成の制御装置において、遅延駆動手段の動作領域で出力されるパルス信号とは別のパルス信号を製氷皿駆動手段の動作領域で出力し、両信号の出現順序から駆動モータの回転方向を判別するという手段を選択的に用いた。さらに、両信号をパルス幅が異なる信号とするという手段を選択的に用いた。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図１は本発明に係る自動製氷機における製氷皿の制御装置のブロック図を示したものであり、図２はその具体的構成例を示したものである。図中、１は製氷皿、２は駆動モータ、３は駆動モータ２を正逆に回転したり停止するといった制御を行う制御手段、４は駆動モータ２と連動して製氷皿１を水平状態から離氷可能な範囲で回動させる製氷皿駆動手段である。即ち、図２に示した構成例では、製氷皿駆動手段４は駆動モータ２のピニンオンギアＰと噛み合う歯を所定角度（α＝１６０度）に設けたギアで構成されており、その回動軸に製氷皿１が固定されている。
【００１０】
ここまでの構成により、製氷皿駆動手段４の動作領域と製氷皿１の回動領域が対応して、製氷皿１は駆動モータ２の正転時（図面においてピニオンギアＰが時計回りするとき）に離氷動作を行い、駆動モータ２の逆転と共に水平状態へと復帰動作を行うものである。そして、製氷皿１が復帰動作にある場合、製氷皿駆動手段４は製氷皿１が水平状態に達したと同時に駆動モータ２と連動しなくなるので、その後、駆動モータ２が逆転を続けても製氷皿１を水平状態で静止させることができるのである。
【００１１】
次に、５は駆動モータ２の逆転時に製氷皿駆動手段４の動作から遅延動作する遅延駆動手段であって、復帰動作時において製氷皿１が水平状態で静止した後も駆動モータ２と連動して動作するものである。すなわち、図２に示した構成例では、遅延駆動手段５は、所定角度（β＝３５度）にわたって歯を設けたギアで構成され、このギアを製氷皿１の離氷動作時に製氷皿駆動手段４に先行して駆動モータ２のピニオンギアＰと噛み合うように製氷皿駆動手段４と同軸に軸止したものである。従って、遅延駆動手段５は、製氷皿１が水平状態にあるときを境として製氷皿駆動手段４の動作領域とは別に、歯を設けた角度βだけ独立動作するオーバーラン領域をもつものである。
【００１２】
さらに、６は上記オーバーラン領域において遅延駆動手段５と連動してパルス信号を制御手段３に出力するパルス発生手段である。すなわち、図２に示した構成例では、先端にホール素子４０と対向する磁石２１、中間部に支持片２２を下向きに設けたスイッチングレバー２０を回動自在に軸止する一方、遅延駆動手段５の内側内周にカム山５ａを形成し、さらに上記支持片２２とカム山５ａとの間に略Ｌ字状のアシストレバー３０を回動自在に軸止することによりパルス発生手段６を構成している。従って、この構成例によれば、カム山５ａを形成したギア５が回動したとき、アシストレバー３０に突成（図において奥方向）した従動ピン３２がカム山５ａを乗り越えることによってアシストレバー３０が摺動面３１を上向きにして回動し、このとき摺動面３１に当接するスイッチングレバー２０の支持片２２が持ち上がることによって、スイッチングレバー２０が回動し、その先端に取り付けた磁石２１がホール素子４０から乖離して、カム山５ａに見合ったパルス信号を出力するものである。
【００１３】
なお、離氷動作にあたって制御手段３は、製氷検知手段７および検氷手段８から出力される信号によって駆動モータ２を始動するか否かを決定する。すなわち、製氷検知手段７は製氷皿１の製氷状態を検知するものであって、この製氷検知手段７により製氷完了が検知されたならば、制御手段３は駆動モータ２を始動して離氷動作を開始する。また、検氷手段８は貯氷箱９が満氷か未満氷を検知するものであって、この検氷手段８により貯氷箱の未満氷状態が検知されたならば、制御手段３は製氷検知手段７の信号に従い離氷動作を許容する一方、満氷状態が検知されたならば、製氷検知手段７の信号に優先して離氷動作の中止を決定するものである。ここで検氷手段８は製氷皿１を回動させる前に検氷動作を行うことも可能であるが、製氷皿１の回動中に検氷を行うようにし未満氷状態を検知すればそのまま製氷皿１を回動させて離氷動作を継続すると共に、満氷状態を検知すれば制御手段３によって即座に駆動モータ３を逆転し製氷皿１の復帰動作を行うことであってもよい。
【００１４】
続いて、上記構成の制御装置による製氷皿の水平位置の検知動作を製氷皿１、駆動モータ２およびパルス発生手段６の動作タイミングを示した図３のタイムチャートに従って説明する。ここで、製氷皿１はＡを原点位置として水平状態にあるものとし、駆動モータ２はＢを始点として駆動するものとする。
【００１５】
先ず、製氷検知手段７および検氷手段８によって製氷皿１の製氷完了および貯氷箱９の未満氷状態が検知されたならば、制御手段３は駆動モータ２を正転方向に始動し、これに伴い遅延駆動手段５が駆動モータ２と連動してＡまで動作する。さらに、このＡ−Ｂ間を遅延駆動手段５のオーバーラン領域として、この領域中にパルス発生手段６からパルス信号Ｔを制御手段３に出力する。そして、上記動作により駆動モータ２の正転時に出力されるパルス信号Ｔによって制御手段３は駆動モータ３が正常に駆動したことを認識することができる。
【００１６】
その後、Ａからは製氷皿駆動手段４が遅延動作し、これに伴い製氷皿１が回動して実際の離氷動作が始まる。製氷皿駆動手段４が動作を進めるにつれ、製氷皿１の傾きおよび変形が大きくなり、Ｃを製氷皿１の回動限界位置として氷が完全に離脱する。そして、制御手段３は離氷完了を検知して駆動モータ２を逆転し、製氷皿１を水平状態へと復帰動作させる。
【００１７】
この復帰動作により製氷皿１がＡに達すると同時に製氷皿駆動手段４は駆動モータ２と連動しなくなるため、この時点で製氷皿１の復帰動作も終了して水平状態で静止する。その後、駆動モータ２は更に駆動し続け、このとき駆動モータ２と連動して遅延駆動手段５が動作するオーバーラン領域において、再度パルス発生手段６からパルス信号Ｔが制御回路３に出力される。そして、制御手段３はパルス信号Ｔの立下りを読み取って製氷皿１が水平状態にあることを検知すると共に、駆動モータ２の駆動を停止し、離氷動作前の初期状態に戻すものである。
【００１８】
すなわち、上述した一連の動作のうち、製氷皿１に復帰動作をさせるべく駆動モータ２が逆転しているときにおいて、遅延駆動手段５のオーバーラン領域で発せられるパルス信号Ｔの立下りを制御手段３で読み取ることで製氷皿１が水平状態にあることを確実に検知できるものである。
【００１９】
なお、上記実施形態では立上り、立下りの順からなる正方向のパルス信号を出力し、そのパルス信号の立下りを読み取ることとしたが、立下り、立上りの順からなる負方向のパルス信号を出力することであってもよく、この場合はパルス信号の立上りを読み取ることによって製氷皿１の水平状態を検知することができる。ここで必要なことは、定常状態から振幅が変化し、有限の時間だけ持続して元の定常状態に戻るような信号を出力し、且つ、この信号の定常状態への変化点を読み取ることである。
【００２０】
又、制御手段３が駆動モータ２の回転方向を把握できる構成であれば、駆動モータ２の正転時にオーバーラン領域でパルス信号Ｔを発することは必須ではない。即ち、製氷皿１の水平状態を検知するためには、駆動モータ２が逆転しているときのパルス信号Ｔの立下りを読み取ることができればよいからである。
【００２１】
今仮に、制御手段３に上述した駆動モータ２の回転方向を把握する機能がなく、パルス信号Ｔが駆動モータ２の正転時にも出力されるものとすれば、この構成で製氷皿１の水平状態を検知するためには、製氷皿１の復帰動作中にも別のパルス信号Ｔ１を出力する（図３参照）。これは図２に示した構成例において、製氷皿駆動手段４を構成するギアの内側内周にカム山４ａを設け、スイッチングレバー２０の支持片２２がこのカム山４ａを乗り越えることによってカム山４ａに見合ったパルス信号Ｔ１を出力することができる。つまり、制御手段３はオーバーラン領域のパルス信号Ｔと復帰動作中のパルス信号Ｔ１の出現順序から駆動モータ２の回転方向を把握することができるのである。なお、制御手段３で出現順序を監視するためには、両パルス信号を例えばパルス幅や振幅を変化させることで識別可能な信号とすることが必要であり、図２に示した構成例では、遅延駆動手段５および製氷皿駆動手段４のカム山５ａ・４ａの山高や円弧長を変えることで実現することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動モータの逆転時において製氷皿が水平状態で静止した後にパルス信号を出力するようにしたので、このパルス信号の定常状態への変化点を読み取ることで製氷皿が水平状態にあることを確実に検知することができた。また、請求項２の発明では上記変化点を読み取ると同時に駆動モータを停止させるようにしたので、駆動モータに過負荷がかかることを回避することができた。
【００２３】
また、請求項３の発明では上記パルス信号とは別に製氷皿駆動手段の動作領域でもパルス信号を出力するようにしたので、両パルス信号の出現順序を検知することで駆動モータが逆転していることを確実に把握することができた。さらに、請求項４の発明では両パルス信号のパルス幅を変えて識別可能としたので、容易に出現順序を検知することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動製氷機における製氷皿の制御装置を示したブロック図
【図２】本発明に係る自動製氷機における製氷皿の制御装置を示した具体的構成例
【図３】駆動モータとパルス発生手段の動作タイミングを示したタイムチャート
【図４】従来技術における製氷皿と発信手段との関係を示したタイムチャート
【符号の説明】
１      製氷皿
２      駆動モータ
３      制御手段
４      製氷皿駆動手段
５      遅延駆動手段
４ａ    製氷皿駆動手段に設けられたカム山
５ａ    遅延駆動手段に設けられたカム山
６      パルス発生手段
７      製氷検知手段
８      検氷手段
９      貯氷箱
２０      スイッチングレバー
２１      磁石
２２      支持片
３０      アシストレバー
３１      摺動面
３２      従動ピン
４０      ホール素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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