(57)【要約】【課題】製氷皿の角度検出の分解能を効率的に高めることが可能な製氷装置を提供する。【解決手段】製氷皿と、前記製氷皿の揺動動作、または前記製氷皿で生成された氷の離氷動作に用いられる歯車部材である駆動歯車と、前記駆動歯車の回転に連動して出力信号がＨレベルまたはＬレベルに交互に切り替えられるセンサまたはスイッチである回転検知部と、前記回転検知部の出力信号の変化を計数して前記製氷皿または前記駆動歯車の回転量を算出する制御部と、を備えることを特徴とする製氷装置により解消する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製氷皿と、
前記製氷皿の揺動動作、または前記製氷皿で生成された氷の離氷動作に用いられる歯車部材である駆動歯車と、
前記駆動歯車の回転に連動して出力信号がＨレベルまたはＬレベルに交互に切り替えられるセンサまたはスイッチである回転検知部と、
前記回転検知部の出力信号の変化を計数して前記製氷皿または前記駆動歯車の回転量を算出する制御部と、
を備えることを特徴とする製氷装置。
【請求項２】
前記駆動歯車に噛合される歯車部材である従動歯車を備え、
前記従動歯車は前記駆動歯車の回転を増速する第１増速歯車であり、
前記回転検知部は非接触式のセンサであり、
前記回転検知部は、前記従動歯車の回転に連動してその出力信号が切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の製氷装置。
【請求項３】
前記従動歯車にはさらに、該従動歯車の回転を増速する第２増速歯車が噛合され、
前記回転検知部は、前記第２増速歯車の回転に連動してその出力信号が切り替えられることを特徴とする請求項２に記載の製氷装置。
【請求項４】
前記駆動歯車はその周方向における所定の角度範囲である初期化部を有し、該初期化部は、他の角度範囲とは前記回転検知部の出力信号の切り替え頻度が異なっていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の製氷装置。
【請求項５】
前記駆動歯車に噛合される歯車部材である従動歯車を備え、
前記回転検知部は、前記従動歯車の回転に連動してその出力信号が切り替えられ、
前記駆動歯車は前記初期化部として、前記従動歯車との噛合面の一部に、歯部が形成されていない領域である欠歯部を有することを特徴とする請求項４に記載の製氷装置。
【請求項６】
前記回転検知部は、ホールＩＣおよび永久磁石を有するホールセンサであり、
前記永久磁石は、前記従動歯車の外周面、または該従動歯車の回転を増速する他の増速歯車の外周面に配置され、
前記従動歯車が前記欠歯部に対面しているときには、前記永久磁石は前記ホールＩＣが反応不能な位置に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の製氷装置。
【請求項７】
前記従動歯車の外周面、または該従動歯車の回転を増速する他の増速歯車の外周面には、複数の前記永久磁石が配置されることを特徴とする請求項６に記載の製氷装置。
【請求項８】
前記揺動動作に用いられる駆動源である第１駆動源と、
前記離氷動作に用いられる駆動源である第２駆動源と、
前記揺動動作および前記離氷動作を実行する出力部を有する遊星歯車機構と、を備え、
前記遊星歯車機構はその構成部材として、太陽歯車部材、内歯車部材、および遊星キャリア部材を有し、前記駆動歯車はこれら構成部材のいずれかであり、
前記出力部は前記構成部材の一つに設けられ、前記第１駆動源は他の二つの構成部材のうちの一方に、前記第２駆動源は他方にそれぞれ連結されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の製氷装置。
【請求項９】
前記離氷動作は前記製氷皿をひねって氷を排出する動作であり、
前記出力部は、該製氷皿を回動させることで前記揺動動作および前記離氷動作を実行し、
前記駆動歯車は前記第２駆動源が連結された前記構成部材であることを特徴とする請求項８に記載の製氷装置。
【請求項１０】
前記従動歯車は、前記離氷動作において前記第１駆動源が前記製氷皿を離氷方向とは反対方向に限界まで回動させたとき、または、その後、前記第２駆動源が前記製氷皿を該反対方向へさらに回動させたときに、前記欠歯部に対面することを特徴とする請求項５を引用する請求項９に記載の製氷装置。
【請求項１１】
貯氷容器内の氷量を検査するアーム部材が結合される軸部材である検氷軸を有し、
前記出力部が設けられた前記構成部材の端面および該検氷軸の周面にはカム機構が設けられ、
前記検氷軸は、前記離氷動作時に、前記出力部が設けられた構成部材の回動に追従して回動し、前記アーム部材を昇降させることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の製氷装置。
【請求項１２】
前記検氷軸が所定の配置角度になったことを検知するセンサである検氷軸センサを備えることを特徴とする請求項１１に記載の製氷装置。
【請求項１３】
前記検氷軸センサはスイッチ部品であり、
前記検氷軸の周面には突起部であるスイッチ切替部が形成されており、
前記スイッチ切替部は、前記検氷軸が所定の配置角度になったときに、前記検氷軸センサのオンオフを切り替えることを特徴とする請求項１２に記載の製氷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は製氷装置に関し、特に自動製氷機能を有する製氷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、低速・高トルクのモータと、高速・低トルクのモータとを備える自動製氷装置が開示されている。これら２つのモータは減速歯車を介して製氷皿に連結されており、製氷皿を回動させる駆動源として用いられる。高速・低トルクモータは冷凍最中の水の撹拌に用いられ（これにより曇りのない透明な氷が生成される）、低速・高トルクモータは製氷皿から氷を排出するときに用いられる。特許文献１の自動製氷装置は、製氷皿を回動させる出力歯車の端面に複数のホールセンサを配置したり、基板に円弧形状にプリントされたパターン（arcuate traces 58）を出力歯車の端面に配置された摺動ブラシ（joined flexible wiper fingers 57）でなぞったりすることで、出力歯車が所定の配置角度に至ったことを検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０２７６２９５（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
製氷皿の回動角度を例えばポテンショメータのような接触式の回転角センサで特定する場合、製氷皿が回動する頻度によってはセンサ部品の摩耗が問題となる。一方、引用文献１のように複数のホールセンサで製氷皿の配置角度を検出する場合、センサ部品の摩耗の問題は生じにくいが、角度検出の分解能を高めることが難しいという課題がある。
【０００５】
上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、製氷皿の角度検出の分解能を効率的に高めることが可能な製氷装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の製氷装置は、製氷皿と、前記製氷皿の揺動動作、または前記製氷皿で生成された氷の離氷動作に用いられる歯車部材である駆動歯車と、前記駆動歯車の回転に連動して出力信号がＨレベルまたはＬレベルに交互に切り替えられるセンサまたはスイッチである回転検知部と、前記回転検知部の出力信号の変化を計数して前記製氷皿または前記駆動歯車の回転量を算出する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
駆動歯車等の端面に複数のホールセンサ等を配置するのではなく、駆動歯車の回転に連動して出力信号が切り替わる回転検知部を用意し、その出力値の変化数をカウントして製氷皿や駆動歯車の回転量を算出することにより、装置の大型化を抑えつつ角度検出の分解能を高めることが可能となる。
【０００８】
また、本発明の製氷装置は、前記駆動歯車に噛合される歯車部材である従動歯車を備え、前記従動歯車は前記駆動歯車の回転を増速する第１増速歯車であり、前記回転検知部は非接触式のセンサであり、前記回転検知部は、前記従動歯車の回転に連動してその出力信号が切り替えられる構成とすることが好ましい。また、このとき、前記従動歯車にはさらに、該従動歯車の回転を増速する第２増速歯車が噛合され、前記回転検知部は、前記第２増速歯車の回転に連動してその出力信号が切り替えられることがより好ましい。
【０００９】
駆動歯車の回転を増速して回転検知部を作動させることにより、検出角度の分解能を高めることができる。また、回転検知部としてホールセンサやフォトセンサなどを用いた非接触式の回転角センサを採用することにより、製氷皿が頻繁に回動する場合でもセンサ部品の摩耗を考慮する必要がなくなる。
【００１０】
また、本発明の製氷装置は、前記駆動歯車がその周方向における所定の角度範囲である初期化部を有し、該初期化部は、他の角度範囲とは前記回転検知部の出力信号の切り替え頻度が異なっていることが好ましい。例えば、前記駆動歯車に噛合される歯車部材である従動歯車を備え、前記回転検知部は前記従動歯車の回転に連動してその出力信号が切り替えられ、前記駆動歯車が前記初期化部として、前記従動歯車との噛合面の一部に、歯部が形成されていない領域である欠歯部を有する構成とすることが考えられる。
【００１１】
駆動歯車が初期化部を有することで、制御部は、駆動歯車の回転状況と回転検知部の出力値の変化頻度とから、初期化部がある位置に至ったことを検知することができる。これにより、例えば、初期化部を製氷皿や駆動歯車の原点位置として制御部のカウント数をリセットすることで、制御部のカウント数と、製氷皿または駆動歯車の実際の配置角度との不整合を解消させることができる。
【００１２】
また、本発明の製氷装置は、前記回転検知部がホールＩＣおよび永久磁石を有するホールセンサであり、前記永久磁石は、前記従動歯車の外周面、または該従動歯車の回転を増速する他の増速歯車の外周面に配置され、前記従動歯車が前記欠歯部に対面しているときには、前記永久磁石は前記ホールＩＣが反応不能な位置に配置されていることが好ましい。
【００１３】
従動歯車が駆動歯車の欠歯部に対面して回転を停止しているときに、従動歯車等の永久磁石がホールＩＣから近い位置にあった場合、装置の振動などによりホールＩＣが永久磁石を誤検知し、ホールセンサの出力が不安定になるおそれがある。従動歯車の停止中にはホールＩＣが反応不能な位置に永久磁石を離して配置することにより、このような誤検知の発生を防ぐことができる。
【００１４】
このとき、前記従動歯車の外周面、または該従動歯車の回転を増速する他の増速歯車の外周面には、複数の前記永久磁石が配置されることが好ましい。
【００１５】
従動歯車等の外周面に複数の永久磁石を配置することにより、回転検知部による角度検出の分解能をさらに高めることができる。この場合でも、従動歯車の停止中にはホールＩＣが反応不能な位置に永久磁石を配置することで、ホールセンサの誤作動は防止することができる。
【００１６】
また、本発明の製氷装置は、前記揺動動作に用いられる駆動源である第１駆動源と、前記離氷動作に用いられる駆動源である第２駆動源と、前記揺動動作および前記離氷動作を実行する出力部を有する遊星歯車機構と、を備え、前記遊星歯車機構はその構成部材として、太陽歯車部材、内歯車部材、および遊星キャリア部材を有し、前記駆動歯車はこれら構成部材のいずれかであり、前記出力部は前記構成部材の一つに設けられ、前記第１駆動源は他の二つの構成部材のうちの一方に、前記第２駆動源は他方にそれぞれ連結されることが好ましい。
【００１７】
遊星歯車機構には、少ない段数で大きな減速比が得られるという特徴がある。そこで、製氷皿の揺動動作および離氷動作を行う出力部をこの遊星歯車機構に設け、第１駆動源および第２駆動源でこの出力部を共有することにより、装置内のスペース効率を高めることができる。これにより装置の大型化を抑えつつ、第１駆動源および第２駆動源の減速比を柔軟に設計することが可能となる。また、遊星歯車機構の構成部材の一つで製氷皿を回動させ、第１駆動源および第２駆動源を他の二つの構成部材に別々に連結させることで、これら駆動源の無用な連れ回りや干渉を防ぎながら、スムーズに駆動源を切り替えることが可能となる。
【００１８】
このとき、前記離氷動作は前記製氷皿をひねって氷を排出する動作であり、前記出力部は、該製氷皿を回動させることで前記揺動動作および前記離氷動作を実行し、前記駆動歯車は前記第２駆動源が連結された前記構成部材であることが好ましい。
【００１９】
揺動動作および離氷動作の両方を製氷皿の回動のみで実現することにより、製氷装置の機構を単純化することができる。
【００２０】
また、本発明の製氷装置は、前記離氷動作において前記第１駆動源が前記製氷皿を離氷方向とは反対方向に限界まで回動させたとき、または、その後、前記第２駆動源が前記製氷皿を該反対方向へさらに回動させたときに、前記従動歯車が前記欠歯部に対面することが好ましい。
【００２１】
離氷動作時の製氷皿の原点位置において従動歯車が欠歯部に対面することにより、離氷動作時の製氷皿の回動角度を正確に把握することが可能となる。
【００２２】
また、本発明の製氷装置は、貯氷容器内の氷量を検査するアーム部材が結合される軸部材である検氷軸を有し、前記出力部が設けられた前記構成部材の端面および該検氷軸の周面にはカム機構が設けられ、前記検氷軸は、前記離氷動作時に、前記出力部が設けられた構成部材の回動に追従して回動し、前記アーム部材を昇降させることが好ましい。
【００２３】
貯氷容器内の氷量を検査するアーム部材を備え、これを出力部の動きに連動して昇降させることにより、簡易な仕組みにより、氷が製氷皿の可動範囲まで堆積することによる動作異常や故障を予防することができる。
【００２４】
また、このとき、前記検氷軸が所定の配置角度になったことを検知するセンサである検氷軸センサを備えることが好ましい。さらに、前記検氷軸センサがスイッチ部品であり、前記検氷軸の周面には突起部であるスイッチ切替部が形成されており、前記スイッチ切替部は、前記検氷軸が所定の配置角度になったときに、前記検氷軸センサのオンオフを切り替えることがより好ましい。
【００２５】
離氷動作の継続可否を連続的なアナログ値ではなくＨレベル（オン）またはＬレベル（オフ）で監視可能であることにより、離氷動作の制御処理を単純化することができる。
【発明の効果】
【００２６】
このように、本発明の製氷装置によれば、製氷皿の角度検出の分解能を効率的に高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態にかかる製氷装置の外観を示す斜視図である。
【図２】製氷装置の揺動動作を示す正面図である。
【図３】製氷装置の離氷動作を示す正面図である。
【図４】製氷装置の検氷動作を示す側面図である。
【図５】駆動ユニットが有する遊星歯車機構の構造を示す側面視断面図である。
【図６】駆動ユニットの内部機構を示す背面図である。
【図７】駆動ユニットの内部機構を示す正面図である。
【図８】検氷軸の外観を示す斜視図である。
【図９】検氷動作時における検氷軸の回動動作を示す斜視図である。
【図１０】図９の各図を図９のＡ方向から見た側面図である。
【図１１】製氷装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１２】製氷装置の製氷工程および離氷工程の流れを示すフローチャートである。
【図１３】製氷皿の角度と各センサの出力値との関係を示すタイミングチャートである。
【図１４】製氷装置の離氷動作準備機構の構成を示す斜視図である。
【図１５】離氷動作の準備工程における内歯車部材と第１増速ギヤとの配置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明にかかる製氷装置の実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態（以下、「本例」ともいう。）の製氷装置１０は、図示しない冷凍庫の庫内に設置され、自動的に氷を製造する装置である。
【００２９】
以下の説明における「上下」とは、各図に描かれた座標軸のＺ軸に平行な方向を意味しており、Ｚ１側を「上」、Ｚ２側を「下」とする。「前後」とは、同座標軸のＸ軸に平行な方向を意味しており、Ｘ１側を「前」、Ｘ２側を「後ろ」とする。同様に、「左右」とは、同座標軸のＹ軸に平行な方向を意味しており、Ｙ１側を「右」、Ｙ２側を「左」とする。また、「水平」とは、同座標軸に示されるＸＹ平面に平行な面方向を意味している。
【００３０】
＜装置概要＞
図１は、製氷装置１０の外観を示す斜視図である。本例の製氷装置１０は、主に、駆動ユニット１１、製氷皿１２、および検氷アーム１３により構成されている。製氷皿１２は弾性変形可能な容器体であり、複数のキューブ形状の製氷型であるセル１２１を有している。製氷皿１２は、その背面が駆動ユニット１１に接続され、前面１２ａに設けられた軸部１２３が図示しない他部材に回動可能に支持されている。また、製氷皿１２の前面１２ａには、軸部１２３の左側（正面視右側）に、前方に突き出した凸部１２２が形成されている。駆動ユニット１１は、製氷皿１２の背面に接続され、製氷皿１２を回動中心線Ｌ回りに回動させる駆動部である。検氷アーム１３は、後述する貯氷容器１４内の氷量を機械的に検査するアーム部材である。
【００３１】
（揺動動作）
図２は製氷装置１０の揺動動作を示す正面図である。図２では説明の便宜上、製氷皿１２以外の構成を簡略化して描いている。ここで、本発明の「揺動動作」とは、製氷皿を揺らして製氷皿内の水を撹拌する動作である。図２（ａ）は製氷皿１２の初期位置であり、製氷皿１２が水平ｈに配置された状態を示している。図２（ｂ）は、製氷皿１２が正面視反時計回りに３０°傾いた状態、図２（ｃ）は、製氷皿１２が正面視時計回りに３０°傾いた状態を示している。以下、製氷皿１２の回動角度について、正面視反時計回り方向を「マイナス（−）」、正面視時計回り方向を「プラス（＋）」という。
【００３２】
製氷装置１０は、製氷皿１２に充填された水が氷に変化するまで、製氷皿１２を±３０°の角度範囲で回動させ続ける。製氷皿１２が回動することで製氷皿１２の水が撹拌され、これにより曇りのない透明な氷が生成される。
【００３３】
なお、本発明の「揺動動作」の態様は、本例のように製氷皿１２を回動させる動作には限定されない。製氷皿内の水を撹拌可能であれば、例えば製氷皿を左右に揺らしたり、上下に揺らしたりする動作も本発明の「揺動動作」に含まれる。
【００３４】
（離氷動作）
図３は製氷装置１０の離氷動作を示す正面図である。図３では説明の便宜上、製氷皿１２以外の構成を簡略化して描いている。ここで、本発明の「離氷動作」とは、製氷皿で生成された氷を製氷皿から取り出す動作である。製氷装置１０が製氷皿１２から氷を取り出すときには、まず、製氷皿１２を−３５°の位置まで回動させる。その後、製氷皿１２を＋１２０°の位置まで逆転させ、製氷皿１２の凸部１２２を図示しない他部材に設けられた突き当り部１９に当接させる。そして、そのまま製氷皿１２を＋１６０°の位置までひねって氷を排出する。
【００３５】
なお、本発明の「離氷動作」の態様は、本例のように製氷皿１２をひねる動作には限定されない。製氷皿から氷を取り出すことができれば、例えばヒータで製氷皿を温めて氷の表面を溶かし、掻き出し部材で氷を掻き出す動作も本発明の「離氷動作」に含まれる。
【００３６】
（検氷動作）
図４は、製氷装置１０の検氷動作を示す側面図である。図４（ａ）は検氷アーム１３の初期位置を示す図である。図４（ｂ）は離氷動作開始時における検氷アーム１３の動作を示す図である。また、本発明でいう「検氷動作」とは、貯氷容器内の氷量を検査する動作である。
【００３７】
本例の製氷装置１０は、製氷皿１２の揺動動作時には検氷アーム１３を初期位置で待機させる。そして、氷の完成後、離氷動作を開始した時に検氷動作を行い、所定量以上の氷が貯氷容器１４に蓄えられているときには離氷動作をキャンセルする。
【００３８】
＜製氷皿＞
上でも述べたように、製氷皿１２は弾性変形可能な容器体であり、複数のキューブ形状の製氷型であるセル１２１を有している。図１に示すように、本例の製氷皿１２は、前後に並べられた５個のセル１２１の組が左右に２組配列されたセル群を有しており、一度に１０個の氷を生成する。これらセル群の外縁には、セル１２１の開口よりも上方に延出した防水壁１２４がセル群を囲むように設けられている。防水壁１２４は、製氷皿１２への給水時や揺動動作時の水の飛沫をブロックし、製氷皿１２の外に水が飛散することを防止する。
【００３９】
また、図１に示すように、製氷皿１２の底部には、製氷皿１２の温度を検知する温度センサであるサーミスタ１２５が取り付けられている。サーミスタ１２５のリード線１２５ａは、駆動ユニット１１の外部を通って後述する制御部Ｃに接続されている。
【００４０】
また、本例の製氷皿１２は上で述べたように複雑な形状をしているが、本発明の「製氷皿」は、水を蓄えることができ、離氷動作により氷を取り出し可能なものであればどのような容器体であってもよい。
【００４１】
＜検氷アーム＞
図１および図４に示すように、本例の検氷アーム１３は、板面を左右に向けて配置された細長い板状のアーム部材である。検氷アーム１３は軸線ｔを中心に旋回することでその先端部１３１を昇降させ、貯氷容器１４内に堆積した氷１４１の頂部に先端部１３１を接触させる。検氷アーム１３の板面には、格子状のリブを形成するように肉抜きが施されている。検氷アーム１３は、旋回中心（軸線ｔ）の近傍部と先端部１３１の基端が上方に鈍角に屈曲しており、全体として弓なり状の外形に形成されている。先端部１３１の底面は他の部分よりも左右方向に幅広に形成されており、これにより氷１４１の検出精度が高められている。
【００４２】
＜駆動ユニット＞
図１に示すように、本例の駆動ユニット１１は、前側ケース１１１、中間ケース１１３、および裏側ケース１１２が結合されることで、略立方体形状の外形を呈している。中間ケース１１３と裏側ケース１１２の左右の面には、弾性変形を利用して互いの凹部と凸部をはめ込むスナップフィット構造１１４が設けられている。中間ケース１１３および裏側ケース１１２と、前側ケース１１１とは、ねじ１１５で結合される。
【００４３】
図５は駆動ユニット１１が備える遊星歯車機構４０の構造を示す側面視断面図である。図６は、製氷皿１２の揺動動作を行う揺動機構Ｓの構造を示す背面図である。図６は、裏側ケース１１２を取り外した駆動ユニット１１を後方から前方に向かって見た図である。図７は、離氷動作を行う離氷機構Ｒの構造を示す正面図である。図７は、前側ケース１１１を取り外した駆動ユニット１１を前方から後方に向かって見た図である。
【００４４】
駆動ユニット１１は、製氷皿１２の揺動動作に用いられる駆動源であるステッピングモータ２０（第１駆動源）と、離氷動作に用いられる駆動源である直流整流子モータ３０（第２駆動源）（以下、「ＤＣモータ３０」という。）と、揺動動作および離氷動作を実行する出力部４３５を有する遊星歯車機構４０と、を備えている。ステッピングモータ２０およびＤＣモータ３０は、遊星歯車機構４０に他の動力伝達部材を介して連結されている。
【００４５】
遊星歯車機構には、少ない段数で大きな減速比が得られるという特徴がある。そこで、本例の製氷装置１０では、製氷皿１２の揺動動作および離氷動作を行う出力部４３５を遊星歯車機構４０に設け、ステッピングモータ２０およびＤＣモータ３０で出力部４３５を共有することにより、装置内のスペース効率が高められている。これにより装置の大型化を抑えつつ、ステッピングモータ２０およびＤＣモータ３０の減速比を柔軟に設計することが可能とされている。
【００４６】
（遊星歯車機構）
図５に示すように、遊星歯車機構４０は、主に、太陽歯車部材４１、内歯車部材４２、および遊星キャリア部材４３により構成されている。以下、図５を用いた遊星歯車機構４０の構造説明では、説明の便宜上、製氷装置１０の前側（図５のＸ１側）を「上」、製氷装置１０の後ろ側（図５のＸ２側）を「下」という。
【００４７】
太陽歯車部材４１は太陽歯車４１２を有する複合歯車部材である。太陽歯車部材４１は略円筒形状の胴部４１ａを有しており、胴部４１ａの下端には、その開口から径方向外側に円形に広がったフランジ部４１ｂが形成されている。フランジ部４１ｂの外周面には太陽歯車部材４１の入力歯車４１１が形成されている。胴部４１ａは、下端から上端に向かって複数段の階段状に縮径されており、後述する遊星キャリア部材４３の遊星歯車４３４と対向する段の外周面には太陽歯車４１２が形成されている。
【００４８】
太陽歯車部材４１は、胴部４１ａ下端の開口内およびその縁部に、裏側ケース１１２に設けられた略円筒形状の支軸１１２ａが嵌合されている。また、胴部４１ａは、中間ケース１１３が有する円筒部であるスリーブ１１３ａに挿通される。胴部４１ａの上端部４１ｄは後述する遊星キャリア部材４３の軸受部４３１ａに嵌合され、太陽歯車４１２の段の上面である肩部４１ｃは、軸受部４３１ａの先端に面している。これにより太陽歯車部材４１は、ケース内の所定位置に回転可能に保持されている。
【００４９】
遊星キャリア部材４３は３つの遊星歯車４３４を保持する円盤形状のハウジングである。遊星キャリア部材４３は、遊星歯車４３４の上面を覆う上側支持部４３１と下面を覆う下側支持部４３２とを有している。上側支持部４３１の上面中央には、上方に突き出し、製氷皿１２の背面に設けられた図示しない凹部に嵌合される凸部である出力部４３５が設けられている。
【００５０】
出力部４３５が遊星キャリア部材４３の回動中心に配置され、製氷皿１２に直接接続されることにより、出力部４３５は、製氷皿１２の回動中心を支える支軸と、製氷皿１２を回動させる軸とを兼ねることになる。これにより本例の製氷装置１０は、製氷皿１２の揺動とひねり動作とを行う機構が単純化されている。
【００５１】
上側支持部４３１は弾性変形を利用して下側支持部４３２にフックを係合させる爪付アーム４３１ａを有しており、これにより上側支持部４３１および下側支持部４３２は分離不能に結合される。上側支持部４３１と下側支持部４３２との間には遊星歯車４３４の支軸４３４ａが周方向等間隔に３本設けられており、各遊星歯車４３４はこれら支軸４３４ａに回転可能に支持されている。これにより遊星キャリア部材４３は、遊星歯車４３４の公転に従って遊星歯車４３４と一体に回転し、出力部４３５を回動させる。
【００５２】
上側支持部４３１の下面には、太陽歯車部材４１の上端部４１ｄが嵌合される軸受部４３１ａが設けられており、軸受部４３１ａの先端は太陽歯車部材４１の肩部４１ｃに面している。また、下側支持部４３２の径方向中心には、太陽歯車部材４１の胴部４１ａが挿通される筒状部４３２ａが形成されており、筒状部４３２ａの下端面は中間ケース１１３のスリーブ１１３ａの上端面に面している。これにより遊星キャリア部材４３は、ケース内の所定位置に回転可能に保持されている。
【００５３】
内歯車部材４２は本発明の駆動歯車であり、内歯車４２２を有する複合歯車部材である。内歯車部材４２は下端から上端に向かって、下段４２ａ、中段４２ｂ、上段４２ｃ、と階段状に縮径された略円筒形状の部材である。内歯車部材４２の下段４２ａの外周面には内歯車部材４２の入力歯車４２１が形成されている。内歯車部材４２の中段４２ｂの内周面には内歯車４２２が形成されている。内歯車部材４２の入力歯車４２１は、本発明の従動歯車である第１減速ギヤ３５（第１減速歯車）にも連結されている。
【００５４】
内歯車部材４２の内歯車４２２は遊星歯車４３４に噛合している。そして、内歯車部材４２の上段４２ｃの頂部は前側ケース１１１の裏面に面しており、上段４２ｃの下面は、遊星キャリア部材４３の上側支持部４３１の上面に面している。これにより内歯車部材４２は、ケース内の所定位置に回転可能に保持されている。
【００５５】
（揺動機構）
以下、図５および図６を参照して駆動ユニット１１の揺動機構Ｓについて説明する。本例の揺動機構Ｓは、主に、ステッピングモータ２０、減速歯車２２、および遊星歯車機構４０により構成されている。減速歯車２２は大径歯車２２１と小径歯車２２２とが同軸に一体成形された複合歯車である。
【００５６】
ステッピングモータ２０のピニオンギヤ２１は、減速歯車２２の大径歯車２２１に噛合しており、減速歯車２２の小径歯車２２２は、太陽歯車部材４１の入力歯車４１２に噛合している。
【００５７】
製氷装置１０の揺動動作時には、遊星歯車機構４０の内歯車部材４２は、後述する離氷機構Ｒが有するウォームギヤ３１のセルフロック作用により固定されている。そのため、太陽歯車部材４１に入力されたステッピングモータ２０の駆動力は、太陽歯車部材４１の回転方向と同方向に遊星歯車４３４を公転させ、製氷皿１２を水平位置から±３０°の角度範囲で回動させる。
【００５８】
また、太陽歯車部材４１の胴部４１ａには永久磁石５１の小片が埋め込まれており、中間ケース１１３には、太陽歯車部材４１が所定の配置角度になったときに永久磁石５１と対向する位置にホールＩＣ５２が配置されている。これら永久磁石５１およびホールＩＣ５２は、太陽歯車部材４１の回転角度を検知する第１ホールセンサ５０を構成している。本例の第１ホールセンサ５０は、製氷皿１２が−３０°となる角度に太陽歯車部材４１が至ったときに作動する。
【００５９】
上でも述べたように、製氷皿１２の揺動動作は、曇りのない透明な氷を生成するために行われる動作であり、水が氷に変化するまで繰り返される。そのため、太陽歯車部材４１の配置角度を機械的な接触を伴うセンサで監視した場合、センサ部品の摩耗が懸念される。本例では非接触式の揺動動作センサである第１ホールセンサ５０を用いることにより、センサ部品の摩耗による製品寿命の低下が防止されている。
【００６０】
また、太陽歯車部材４１のフランジ部４１ｂの後端面（図６視下面）には、後方に張り出した凸部４１４が形成されている。そして、裏側ケース１１２の内面には、凸部４１４の周回軌道上に、凸部４１４が当接する壁部である突き当り部１１２ｂが形成されている。これにより太陽歯車部材４１が製氷皿１２を回動させる角度は±３５°までに制限される。本例の製氷装置１０では、揺動動作時における製氷皿１２の回動範囲は±３０°であり、凸部４１４は揺動動作では突き当り部１１２ｂに接触しない。これにより揺動動作の騒音が抑えられている。一方、凸部４１４および突き当り部１１２ｂは、例えば製氷装置１０の動作に異常が生じたり、製氷皿１２に外力が加えられたりしたような場合には、太陽歯車部材４１の回転角度を制限し、機構を保護する。
【００６１】
（離氷機構）
以下、図５および図７を参照して駆動ユニット１１の離氷機構Ｒについて説明する。本例の離氷機構Ｒは、主に、ＤＣモータ３０、ウォームギヤ３１、ウォームホイール３２、第３減速ギヤ３３、第４減速ギヤ、および遊星歯車機構４０で構成されている。ウォームホイール３２、第３減速ギヤ３３、および第４減速ギヤ３４は大径歯車と小径歯車とが同軸に一体成形された複合歯車である。
【００６２】
ウォームギヤ３１はＤＣモータ３０の出力軸に装着されており、その先端は、中間ケース１１３に配置された軸受３１１に支持されている（図６参照）。ウォームギヤ３１の回転はウォームホイール３２の大径歯車３２１に伝達され、ウォームホイール３２の回転はその小径歯車３２２から第３減速ギヤ３３の大径歯車３３１へ、第３減速ギヤ３３の回転はその小径歯車３３２から第４減速ギヤ３４の大径歯車３４１へ、第４減速ギヤ３４の回転はその小径歯車３４２から内歯車部材４２の入力歯車４２１へ減速されながら伝達される。
【００６３】
内歯車部材４２の前面には前方に突き出した凸部４２４が形成されている。そして、前側ケース１１１の内面には、凸部４２４の周回軌道上に、凸部４２４が当接する壁部である突き当り部１１３ｂ，１１３ｃが形成されている。本例の内歯車部材４２は、突き当り部１１３ｂ，１１３ｃにより制限された３００°弱の角度範囲を往復回転する。なお、製氷装置１０が正常に動作しているときには凸部４２４は突き当り部１１３ｂ，１１３ｃには当接せず、その目前で停止する。突き当り部１１３ｂ，１１３ｃは、例えば製氷装置１０の動作に異常が生じたり、製氷皿１２に外力が加えられたりしたような場合に、内歯車部材４２の回転角度を制限し、機構を保護するための構成である。
【００６４】
本例の離氷機構Ｒは、ＤＣモータ３０の動力伝達部材にウォームギヤ３１を含めることにより、ウォームギヤ３１のセルフロック作用を利用してウォームホイール３２の配置角度を固定することができる。これにより、ステッピングモータ２０が出力部４３５を駆動するときには、ＤＣモータ３０が連結された内歯車部材４２の配置角度を固定することが可能となり、製氷皿１２の揺動動作を安定させることができる。
【００６５】
詳細は後述するが、離氷機構Ｒを駆動するときには、太陽歯車４１２は、太陽歯車部材４１の凸部４１４が裏側ケース１１２の突き当り部１１２ｂに図６視ＣＷ方向に当接した位置で固定されている。そのため、内歯車部材４２に入力されたＤＣモータ３０の駆動力は、内歯車部材４２の回転方向と同方向に遊星歯車４３４を公転させ、遊星キャリア部材４３（出力部４３５）および製氷皿１２を＋１６０°となる位置まで回動させる。
【００６６】
また、内歯車部材４２が回転すると、内歯車部材４２の従動歯車である第１増速ギヤ３５および第２増速ギヤ３６（第２増速歯車）が回転する。第１増速ギヤ３５および第２増速ギヤ３６は、内歯車部材４２の配置角度の特定に用いられる歯車部材である。内歯車部材４２の入力歯車４２１が第１増速ギヤ３５の小径歯車３５１に噛合され、第１増速ギヤ３５の大径歯車３５２が第２増速ギヤ３６の歯車部３６１に噛合されることで、内歯車部材４２の回転は二段階に増速されて第２増速ギヤ３６を回転させる。第２増速ギヤ３６の外周面には永久磁石５７の小片が二つ埋め込まれており、これら永久磁石５７は第２増速ギヤ３６の周方向における対称位置に配置されている。第２増速ギヤ３６の近傍にはホールＩＣ５６が配置されており、ホールＩＣ５６は永久磁石５７が検知不能な位置にあるときはＨレベルの信号を出力し、永久磁石５７の接近を検知するとＬレベルの信号を出力する。これら永久磁石５７およびホールＩＣ５６は、内歯車部材４２の回転を検知する第２ホールセンサ５５（回転検知部）を構成している。内歯車部材４２の配置角度、すなわち製氷皿１２の配置角度は、後述する制御部Ｃが第２ホールセンサ５５のパルスをカウントして算出する。本例の製氷装置１０では、内歯車部材４２の回転が二段階に増速され、さらに２つの永久磁石５７で第２ホールセンサ５５の分解能が高められており、これにより、離氷動作時における製氷皿１２の配置角度を精密に特定することが可能とされている。なお、本例の製氷装置では、第２ホールセンサ５５が１パルス出力するごとに、製氷皿１２はプラス側に５°回動する。
【００６７】
第２ホールセンサ５５は非接触式のセンサであるため、センサ部品の摩耗を考慮する必要はない。また、本例の製氷装置１０は、内歯車部材４２の回転角センサにデジタル出力のセンサを採用し、そのパルスをカウントして内歯車部材４２の配置角度を算出する構成であることにより、後述する制御部Ｃの制御処理を比較的単純にすることが可能とされている。また、第２増速ギヤ３６の駆動トルクは、内歯車部材４２の回転が二段階に増速されることで非常に小さなものとなっている。そのため、第２増速ギヤ３６では、機械的な接触を伴うセンサやスイッチを作動させることは困難である。本例の第２ホールセンサ５５は非接触式のセンサであり、駆動トルクの小さな第２増速ギヤ３６でも無理なく作動させることができる。これらの効果は第２ホールセンサ５５に代えてフォトセンサを採用した場合でも得ることができる。一方で、本発明の回転検知部の態様は非接触式のセンサには限定されない。本発明の回転検知部は、駆動歯車の回転に連動して出力信号がＨレベルまたはＬレベルに交互に切り替えられるものであれば、機械的な接触を伴うセンサやスイッチであってもよい。例えば、駆動歯車に別途設けられたアームなどでスイッチのボタンを繰り返し叩くような構成が考えられる。
【００６８】
このように、本例の揺動動作および離氷動作は、駆動源であるステッピングモータ２０およびＤＣモータ３０を適宜切り替えながら出力部４３５を回動させることで実行される。本例の製氷装置１０では、出力部４３５が遊星キャリア部材４３に設けられ、ステッピングモータ２０が太陽歯車部材４１に、ＤＣモータ３０が内歯車部材４２にそれぞれ連結されている。これにより、これら駆動源の無用な連れ回りやディテントトルク等による干渉を防ぎながら、スムーズに揺動動作および離氷動作を切り替えることが可能とされている。
【００６９】
一方で、遊星歯車機構４０の構成部材（太陽歯車部材４１，内歯車部材４２，遊星キャリア部材４３）のうち、出力部４３５が設けられる構成部材や、各駆動源が接続される構成部材は、本例の組み合わせには限られない。各構成部材間の減速比を適宜調節することで、本例とは異なる組み合わせを採用することもできる。また、本例の製氷装置１０では、出力部４３５が遊星歯車機構４０の回動中心に一つだけ配置されているが、本発明の「出力部」の配置や数は本例のものには限られない。例えば製氷皿の回動中心を支える支軸と、製氷皿を回動させる出力部とを別々にし、出力部を遊星歯車機構の前面における中心から離れた位置に配置して製氷皿に接続してもよい。さらには、遊星歯車機構の前面に、揺動動作用の出力部と離氷動作用の出力部を別々に設け、遊星歯車機構の回動角度や回動方向で揺動動作と離氷動作とを切り替える構成も考えられる。
【００７０】
また、製氷皿１２の揺動動作は比較的小さなトルクでも行うことができるが、水が氷に変化するまで繰り返される。一方、離氷動作は製氷皿１２をひねって製氷皿１２を変形させる動作であり、大きなトルクが求められる。そこで、本例の製氷装置１０は、摩耗部品であるブラシを備えず機械的な接触が少ないステッピングモータ２０を揺動動作用の駆動源として採用し、離氷動作にはトルクを大きくしやすいＤＣモータ３０を採用することにより、製品寿命の維持と動作の信頼性との両立を図っている。
【００７１】
（検氷機構）
図８は検氷軸６０の外観を示す斜視図である。図９は、検氷動作時における検氷軸６０の回転動作を示す斜視図である。図１０は図９の各図を図９のＡ方向から見た側面図である。
【００７２】
検氷軸６０は、貯氷容器１４内の氷量を検査する検氷アーム１３が結合される軸部材である。検氷軸６０は、円柱形状の胴部６０ａを有し、胴部６０ａの一端（Ｙ２側端部）に、検氷アーム１３が結合されるアーム接続部６６が設けられている。さらに、胴部６０ａには、その周面から突き出した複数の突起部が形成されている。これら突起部は、後述する遊星キャリア部材４３の溝部４３３に嵌合されるカムフォロアである従節部６１と、後述するタクタイルスイッチ７０（検氷軸センサ）のオンオフを切り替えるスイッチ切替部６２と、コイルバネ６３１に付勢され、検氷軸６０を図８の矢印方向に付勢する付勢部６３と、を含んでいる。
【００７３】
図９に示すように、遊星キャリア部材４３の裏側の端面（図６視下側支持部４３２の下面）には、周方向に連続したガイドレールである溝部４３３が形成されており、溝部４３３には検氷軸６０の従節部６１が差し込まれている。溝部４３３および従節部６１は溝カム機構を構成しており、従節部６１は遊星キャリア部材４３の回転に伴う溝部４３３の変位に追従して上下動する。また、溝部４３３には、その溝幅が外周側に拡げられた部分である拡幅部４３３ａが設けられている。
【００７４】
製氷装置１０が離氷動作を開始すると、内歯車部材４２は遊星キャリア部材４３を図９（ｂ）の矢印方向へ回転させる。そして、遊星キャリア部材４３が所定の配置角度まで回転すると、従節部６１は拡幅部４３３ａに至り、検氷軸６０が付勢部６３に付勢されて図９（ｂ）の矢印方向へ回転する。これにより、検氷アーム１３の先端部１３１が貯氷容器１４内に降下する。
【００７５】
本例の検氷機構はさらに、検氷軸６０が所定の配置角度になったことを検知する検氷軸センサであるタクタイルスイッチ７０（以下、単に「スイッチ７０」という。）を有している。スイッチ７０は、検氷アーム１３の降下角度、すなわち検氷軸６０の回転角度が、貯氷容器１４に十分な空きスペースがあることを示す大きさになったときに、そのことをオンオフ状態の切替により知らせるスイッチ部品である。このように、本例の検氷機構は、離氷動作の継続可否を連続的なアナログ値ではなくＨレベル（オン）またはＬレベル（オフ）で監視可能であることにより、離氷動作の制御処理が単純化されている。
【００７６】
以下、より具体的に説明する。本例のスイッチ７０は一般的なモーメンタリースイッチであり、ボタンが押されている間（オンの間）だけ回路を導通させて入力電圧を出力する。そして、スイッチ７０は初期状態においてスイッチ切替板７２にボタンが押された状態にある（図９（ａ）参照）。スイッチ切替板７２は、軸部７２１を中心として旋回可能な板状部材であり、コイルバネ７２２によりスイッチ７０のボタンを押す方向に常時付勢されている。そして、検氷軸６０が所定の配置角度まで回転したときには、検氷軸６０のスイッチ切替部６２がスイッチ切替板７２をスイッチ７０のボタンから引き離し、スイッチ７０をオフ状態にする。
【００７７】
ここで、検氷アーム１３が貯氷容器１４内の氷に接触してその降下が途中で妨げられた場合、検氷軸６０は図９（ｂ）の位置まで十分に回転することができず、結果、スイッチ７０は切り替えられない。すなわち、スイッチ７０がオフになるということは、離氷動作を継続すべきということであり、スイッチ７０がオンのまま切り替えられないときは、離氷動作をキャンセルすべきということである。
【００７８】
貯氷容器１４の検氷後、離氷動作を継続するときには、貯氷容器１４内に降下した検氷アーム１３が妨げとなる。そのため、離氷動作を継続するときには、製氷皿１２から氷が排出される前に、検氷アーム１３を初期位置、つまり貯氷容器１４内から退避した位置に戻す必要がある。本例では、遊星キャリア部材４３が回転を継続することにより、検氷軸６０の従節部６１が溝部４３３の拡幅部４３３ａから脱し、検氷軸６０の配置角度が図９（ｃ）の角度に戻る。これにより検氷アーム１３も初期位置に戻る。なお、図９（ａ）と図９（ｃ）の検氷軸６０の配置角度は同じである。
【００７９】
このように、本例の製氷装置１０は、貯氷容器１４内の氷量を検査する検氷アーム１３を備え、これを出力部４３５の動きに連動して昇降させることにより、氷が製氷皿１２の可動範囲まで堆積することによる動作異常や故障を簡易な仕組みにより予防することが可能とされている。
【００８０】
＜離氷動作の準備機構＞
（機構概要）
以下、製氷装置１０が備える離氷動作準備機構について説明する。本例でいう「離氷動作の準備」とは、離氷動作の開始前に内歯車部材４２の配置角度を−３５°に再調節し、第２ホールセンサ５５のパルスカウント数をリセットすることを意味している。
【００８１】
上でも述べたように、製氷装置１０の離氷動作では、製氷皿１２が−３５°の位置から＋１６０°の位置まで回動する。製氷装置１０が離氷動作を開始するときには、その直前に都度、離氷動作の準備工程として、製氷皿１２が−３５°よりもさらにマイナス側に回動さえるように内歯車部材４２が回転し、そこで第２ホールセンサ５５のパルスカウント数をリセットする。その後、製氷皿１２を−３５°の位置まで戻し、第２ホールセンサ５５のパルスカウントを再開する。以下、より具体的に説明する。
【００８２】
（具体構成）
図１４は、製氷装置１０の離氷動作準備機構の構成を示す斜視図である。離氷動作の準備工程では、内歯車部材４２は図１４に示す方向（図１４視ＣＣＷ方向）に回転し、製氷皿１２をマイナス方向へ回動させる。製氷装置１０が正常に作動している場合、離氷動作の準備工程が開始される時の製氷皿１２は−３５°の位置に配置されている。準備工程では、製氷皿１２をそこからさらにマイナス側に回動させるように内歯車部材４２を回転させる。本例では、製氷皿１２の位置が−４５°になるまで内歯車部材４２を回転させる。
【００８３】
図１４に示すように、内歯車部材４２は第１増速ギヤ３５との噛合面の一部に、歯部が形成されていない領域である欠歯部４２１ａ（初期化部）を有している。欠歯部４２１ａは、製氷皿１２の位置が−３５°よりもマイナス側に回動したときに第１増速ギヤ３５に対面する。つまり、欠歯部４２１ａは、内歯車部材４２の往復範囲の一端において第１増速ギヤ３５に対面する。
【００８４】
欠歯部４２１ａには、第１増速ギヤ３５の歯先に接触して第１増速ギヤ３５の空転を阻止する円弧面である第１空転防止面８２ａが設けられている。第１増速ギヤ３５の小径歯車３５１は、他の歯部よりも歯丈が短く形成された歯部である短歯部８１ｂを有している。短歯部８１ｂと第１空転防止面８２ａとは、軸線方向における位置を違えて互いに接触不能に配置されている。より具体的には、欠歯部４２１ａのうち、短歯部８１ｂと軸線方向において同位置となる部分には、第１空転防止面８２ａよりも面の位置が低くされた空間である逃がし部８１ａが設けられており、短歯部８１ｂは第１空転防止面８２ａとは接触せずに逃がし部８１ａに逃れることができる。そして、第１空転防止面８２ａには、短歯部８１ｂに隣接する歯部である第１当接部８２ｂが接触する。
【００８５】
また、第１増速ギヤ３５の小径歯車３５１と大径歯車３５２との間には、外周面の周方向における一部が切り欠かれた略円板形状の層である円板層３５３が設けられている。そして、内歯車部材４２には、軸線方向において円板層３５３と同位置となる部分に、円弧面である第２空転防止面８３ａが設けられている。第２空転防止面８３ａには円板層３５３の角部である第２当接部８３ｂが接触する。
【００８６】
第１増速ギヤ３５が内歯車部材４２の欠歯部４２１ａに対面したときには、第１当接部８２ｂが第１空転防止面８２ａに接触することで第１増速ギヤ３５の一方（図１４視ＣＣＷ方向）への空転が阻止され、第２当接部８３ｂが第２空転防止面８３ａに接触することで第１増速ギヤ３５の他方（図１４視ＣＷ方向）への空転が阻止される。
【００８７】
（空転防止構造）
以下、図１４と図１５を参照して、第１増速ギヤ３５の空転防止構造についてより詳しく説明する。図１５は、離氷動作の準備工程における内歯車部材４２および第１増速ギヤ３５の配置関係を示す平面図である。図１５（ａ）は、製氷皿１２が−３６°のときの内歯車部材４２および第１増速ギヤ３５の配置であり、図１５（ｂ）は、製氷皿１２が−３８°のときの配置、図１５（ｃ）は、製氷皿１２が−４５°のときの配置である。なお、図１５では線の鮮明さの都合上、かくれ線を破線ではなく細い実線で描いている。
【００８８】
図１５（ａ）の配置では、第１増速ギヤ３５の小径歯車３５１が内歯車部材４２の最後の歯部を抜け、欠歯部４２１ａに対面し始めている。第１増速ギヤ３５の短歯部８１ｂに隣接する歯部である第１当接部８２ｂは内歯車部材４２の第１空転防止面８２ａの側部に係合している。
【００８９】
図１５（ｂ）の配置では、第１当接部８２ｂの歯先が第１空転防止面８２ａの面上に乗り上げ、これにより短歯部８１ｂは逃がし部８１ａに逃れている。そして、内歯車部材４２の第２空転防止面８３ａには、第１増速ギヤ３５の円板層３５３の角部である第２当接部８３ｂが接触している。なお、第１当接部８２ｂと第１空転防止面８２ａとの間、および、第２当接部８３ｂと第２空転防止面８３ａとの間には実際にはクリアランスが設けられるため、これらは常に接触して摺動しているわけではない。
【００９０】
上でも述べたように、本例では第２ホールセンサ５５の分解能を高めるべく、内歯車部材４２の回転を二段階に増速して第２増速歯車３６を回転させている。そのため、第２増速歯車３６の配置角度は第１増速ギヤ３５の僅かな角度の違いによっても大きく変化する。また、第２増速歯車３６の外周面には２つの永久磁石５７が配置されており、第１増速ギヤ３５の配置角度が固定されたときに、第２増速ギヤ３６の永久磁石５７がホールＩＣ５６に近い位置にあった場合、ホールＩＣ５６が永久磁石５７を誤検知して第２ホールセンサ５５の出力が不安定になるおそれがある。
【００９１】
そこで、本例の製氷装置１０では、第１増速ギヤ３５の配置角度が固定されたときに第２増速ギヤ３６の永久磁石５７がホールＩＣ５６から最も離れた位置に配置されるように第１空転防止面８２ａの面の高さを精密に調節している。本例では、短歯部８１ｂおよび逃がし部８１ａの構成に加え、第２当接部８３ｂおよび第２空転防止面８３ａも併用して第１増速ギヤ３５の配置角度を固定することで第１増速ギヤ３５の固定角度が緻密に調節されており、これによりホールＩＣ５６が反応不能な位置に永久磁石５７が配置され、第２ホールセンサ５５の誤作動が防止されている。言い換えると、永久磁石５７の位置の調節が不要な場合には、第１増速ギヤ３５の隣接する２つの歯部が触れる程度に第１空転防止面８２ａの面の高さを調節すれば第１増速ギヤ３５の空転を阻止することができ、短歯部８１ｂおよび逃がし部８１ａ、さらには第２当接部８３ｂおよび第２空転防止面８３ａも不要となる。
【００９２】
図１５（ｂ）−（ｃ）の配置では、内歯車部材４２が回転しても、その回転は第１増速ギヤ３５には伝達されない。すなわち、内歯車部材４２が一定速度で回転を続けているにもかかわらず、第２ホールセンサ５５の出力値が切り替わる頻度が変化する。より具体的には、第２ホールセンサ５５がパルスを出力しなくなる。この状態を検知することで、内歯車部材４２が製氷皿１２をマイナス側へ回動させる方向へ限界まで回転したことを確認することができる。第２ホールセンサ５５のパルスカウント数はここでリセットされる。なお、本例の製氷装置では、第２ホールセンサ５５のパルスを停止することで内歯車部材４２が所定の配置角度にあることを検知しているが、逆に、より頻繁にパルスを出力することでも内歯車部材４２の配置角度を特定することはできる。例えば上で言及したような、駆動歯車に設けられたアームでスイッチのボタンを繰り返し叩く構成などでは後者の構成を採用することもできる。
【００９３】
第２ホールセンサ５５のパルスカウント数をリセットしたら、内歯車部材４２は製氷皿１２をプラス側へ回動させる方向に回転し始め、第２ホールセンサ５５は、第１増速ギヤ３５が内歯車部材４２に噛み合って回転し始める位置（製氷皿１２が−３５°となる位置）からパルスカウントを開始する。ここで、欠歯部４２１ａにおける第１増速ギヤ３５の配置角度は一定に保たれているため、第１増速ギヤ３５が内歯車部材４２に噛み合った後も、第１増速ギヤ３５の小径歯車３５１の歯部と内歯車部材４２の入力歯車４２１の歯部とは常に同じ組み合わせで噛合される。これにより内歯車部材４２に対する第１増速ギヤ３５の相対角度に不整合が生じることが防止されている。
【００９４】
また、例えば、離氷動作の途中で製氷装置１０への給電が不意に断たれてパルスカウント数が消失した場合でも、復旧後、離氷動作が開始される前には上記準備工程が実行されるため、パルスカウント数と内歯車部材４２の実際の配置角度との不整合は解消される。
【００９５】
なお、本例の離氷動作準備機構では、製氷皿１２のマイナス側への回動は、内歯車部材４２の凸部４２４が前側ケース１１１の突き当り部１１３ｃに接触する前に停止する。ＤＣモータ３０が内歯車部材４２を駆動させるトルクは比較的大きいため、凸部４２４の周回を突き当り部１１３ｃで妨げて内歯車部材４２の原点位置を検知する構造（いわゆるメカストッパ）では、凸部４２４や突き当り部１１３ｃが損傷するおそれがある。本例の離氷動作準備機構では、第２ホールセンサ５５の出力値から欠歯部４２１ａが第１増速ギヤ３５に対面したこと、つまり内歯車部材４２が原点位置に至ったことを検知する。これにより部材間の機械的な接触を避けつつ、第２ホールセンサ５５のパルスカウント数と内歯車部材４２の実際の配置角度とを一致させることが可能とされている。
【００９６】
＜機能構成＞
図１１は製氷装置１０の機能構成を示すブロック図である。製氷装置１０はそのセンサシステムとして、揺動動作時に太陽歯車部材４１が所定の配置角度になったことを検知する第１ホールセンサ５０、離氷動作時に内歯車部材４２の回転角度を検知する第２ホールセンサ５５、および、検氷動作時に検氷アーム１３が所定の位置まで降下したことを検知するスイッチ７０を有している。また、製氷皿１２には、製氷皿１２の温度を測定するサーミスタ１２５が取り付けられている。これらセンサの出力値は製氷装置１０の制御部Ｃに入力され、制御部Ｃは各センサの出力値を監視しながら駆動源であるステッピングモータ２０およびＤＣモータ３０の駆動を制御する。
【００９７】
＜制御処理＞
図１２は、製氷装置１０の製氷工程および離氷工程の流れを示すフローチャートである。図１３は、製氷皿１２の回動角度と各センサの出力値との関係を示すタイミングチャートである。以下、製氷装置１０の制御処理について説明する。
【００９８】
（製氷工程）
図示しない給水タンクから製氷皿１２に水が充填されると、制御部Ｃは製氷皿１２の揺動動作を開始する。揺動動作では、ステッピングモータ２０がＣＷ／ＣＣＷ方向に交互に駆動し（Ｓ１１）、太陽歯車部材４１を往復回転させる（Ｓ１２）。これにより製氷皿１２は±３０°の範囲で回動する（Ｓ１３）。第１ホールセンサ５０は、製氷皿１２が−３０°になったことを都度検知し、制御部Ｃはこれを監視する。揺動動作は水が氷に変化するまで繰り返される（Ｓ１４：Ｎ）。
【００９９】
製氷皿１２および遊星キャリア部材４３が±３０°で回動している間は、検氷軸６０の従節部６１は溝部４３３の拡幅部４３３ａには至らず、よって、検氷軸６０は回転しない。また、ＤＣモータ３０は揺動動作時には駆動されず、内歯車部材４２は、ＤＣモータ３０に装着されたウォームギヤ３１のセルフロック作用によりその配置角度が固定されている。そのため、揺動動作中は第２ホールセンサ５５の出力値は変化しない。
【０１００】
（離氷工程）
氷が完成し、製氷皿１２のサーミスタ１２５がこれを検知すると、制御部Ｃは離氷動作を開始する（Ｓ１４：Ｙ）。
【０１０１】
離氷動作では、まず、製氷皿１２がマイナス方向へ回動する向きにステッピングモータ２０を駆動し（Ｓ２１）、太陽歯車部材４１を、その凸部４１４が裏側ケース１１２の突き当り部１１２ｂに当接する限界まで回転させる。これにより製氷皿１２は−３５°まで回動する（Ｓ２２）。
【０１０２】
その後、ＤＣモータ３０が駆動を開始する（Ｓ２３）。ＤＣモータ３０はまず、離氷動作の準備工程を実行し、内歯車部材４２の配置角度と第２ホールセンサ５５のパルスカウント数がリセットされる（Ｓ２３）。
【０１０３】
パルスカウント数のリセット後、内歯車部材４２は、遊星歯車部材４３（出力部４３５）および製氷皿１２をプラス方向へ逆転させる（Ｓ２５）。また、内歯車部材４２が回転することにより第２増速ギヤ３６が第２ホールセンサ５５を作動させる。本例のパルスカウントは製氷皿が−３５°の位置から開始され、第２ホールセンサ５５が１パルス出力するごとに、製氷皿１２はプラス側に５°回動する。
【０１０４】
そして、パルスカウントが１６（＋４０°）となる位置まで製氷皿１２と遊星キャリア部材４３が回転すると、検氷軸６０の従節部６１が溝部４３３の拡幅部４３３ａに至り、コイルバネ６３１に付勢された検氷軸６０が検氷アーム１３を貯氷容器１４内に降下させる向きに回転する（Ｓ２６）。そして、検氷軸６０の回転角度、すなわち検氷アーム１３の旋回角度が、貯氷容器１４に十分な空きスペースがあることを示す大きさになると、検氷軸６０のスイッチ切替部６２がスイッチ切替板７２をスイッチ７０のボタンから引き離し、スイッチ７０をオフ状態にする。
【０１０５】
ここで、貯氷容器１４の空きスペースが十分でなく、検氷アーム１３の降下が途中で妨げられた場合、検氷軸６０はスイッチ切替板７２をスイッチ７０のボタンから引き離す位置まで回転せず、スイッチ７０はオン状態のままとなる（Ｓ３０：Ｙ）。制御部Ｃはこれを検知すると離氷動作をキャンセルする。より具体的には、制御部Ｃは、内歯車部材４２が所定の角度回転するまでにスイッチ７０がオフにされなかった場合には、ＤＣモータ３０を逆回転させて、遊星キャリア部材４３、並びにこれに連動する製氷皿１２および検氷アーム１３を初期位置に復帰させる。そして一定時間待機する（Ｓ３１）。
【０１０６】
検氷動作の結果、貯氷容器１４の空きスペースが十分であり、離氷動作を継続する場合（Ｓ３０：Ｎ）、遊星キャリア部材４３がさらに回転することで、検氷軸６０の従節部６１が溝部４３３の拡幅部４３３ａから脱し、検氷軸６０および検氷アーム１３の配置角度が初期位置に復帰する（Ｓ２７）。
【０１０７】
パルスカウントが３２（＋１２０°）となる位置まで製氷皿１２が回転すると、製氷皿１２の凸部１２２が突き当り部１９に当接する。そして、そのまま製氷皿１２を＋１６０°位置までひねって製氷皿１２を変形させ、製氷皿１２から氷を排出する（Ｓ２８）。
【０１０８】
ここで、遊星キャリア部材４３（出力部４３５）は、製氷皿１２がひねられた反作用により、内歯車部材４２の回転方向（製氷皿１２がひねられる方向）とは逆の方向に逃れようとする。遊星キャリア部材４３が逆方向に回転した場合、それに追従して太陽歯車部材４１が図６視ＣＷ方向へ回転することとなる。しかし、このとき太陽歯車部材４１は、その凸部４１４が裏側ケース１１２の突き当り部１１２ｂに図６視ＣＷ方向に当接しており、ＣＷ方向へのそれ以上の回転が阻止されている。これにより遊星キャリア部材４３の逆転は防止され、製氷皿１２はパルスカウントが４０（＋１６０°）になるまでひねられる。
【０１０９】
氷の排出後（パルスカウント４０の後）は、ＤＣモータ３０を逆回転させて内歯車部材４２を原点位置（欠歯部４２１ａが第１増速ギヤ３５に対面する位置）に戻す（Ｓ２９）。これにより、遊星キャリア部材４３、並びにこれに連動する製氷皿１２および検氷アーム１３も初期位置に復帰する。なお、内歯車部材４２が原点位置に戻るときには、太陽歯車部材４１はステッピングモータ２０のディテントトルクによりその配置角度が保たれており、内歯車部材４２は太陽歯車部材４１を連れ回すことなく回転する。離氷動作が完了すると、製氷皿１２には新たな水が充填され、製氷工程が再開される。
【０１１０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、本発明の適用対象は製氷皿の離氷機構のみには限定されず、揺動機構にも適用することができる。また、第１増速歯車や第２増速歯車は必須ではなく、駆動歯車自体の回転を回転検知部で検知してもよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１０：製氷装置，Ｓ：揺動機構，Ｒ：離氷機構，Ｃ：制御部，Ｌ：回動中心線，１１：駆動ユニット，１２：製氷皿，１２２：凸部，１２３：軸部，１２５：サーミスタ，１９：突き当り部，１３：検氷アーム（アーム部材），１４：貯氷容器，１４１：氷，２０：ステッピングモータ（第１駆動源），２１：ピニオンギヤ，２２：減速ギヤ，３０：ＤＣモータ，直流整流子モータ（第２駆動源），３１：ウォームギヤ，３２：ウォームホイール，３３：第３減速ギヤ，３４：第４減速ギヤ，３５：第１増速ギヤ（従動歯車）（第１増速歯車），３５１：小径歯車,３５２：大径歯車,３５３：円板層，３６：第２増速ギヤ（第２増速歯車），３６１：歯車部，４０：遊星歯車機構，４１：太陽歯車部材（構成部材），４１１：入力歯車，４１２：太陽歯車，５０：第１ホールセンサ，５１：永久磁石，５２：ホールＩＣ，４２：内歯車部材（構成部材）（駆動歯車），４２１：入力歯車，４２１ａ：欠歯部，４２２：内歯車，５５：第２ホールセンサ（回転検知部），５６：ホールＩＣ，５７：永久磁石、４３：遊星キャリア部材（構成部材），４３３：溝部，４３３ａ：拡幅部，４３４：遊星歯車，４３５：出力部，６０：検氷軸，６１：従節部，６２：スイッチ切替部，６３：付勢部，６３１：コイルバネ，６６：アーム接続部，７０：タクタイルスイッチ（検氷軸センサ），７２：スイッチ切替板，７２２：コイルバネ，８１ａ：逃がし部，８１ｂ：短歯部，８２ａ：第１空転防止面，８２ｂ：第１当接部，８３ａ：第２空転防止面，８３ｂ：第２当接部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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