(57)【要約】【課題】より短時間で効率よく、透明な氷を製造することが可能な製氷装置とそれを備えた冷凍冷蔵庫を提供する。【解決手段】製氷装置１０は、製氷容器１１と、製氷容器１１を所定の回転軸のまわりに回転させるための回転手段１２と、弾性変形の範囲内で製氷容器１１を変形させるための離氷ユニット１３とを備える。回転手段１２は、製氷容器１１内に入れられた水とその水に含まれる気泡とが遠心力によって分離するように製氷容器１１を回転させるものである。製氷容器１１を形成する縁部は、開口を有する頂縁部１１６と、開口の内径よりも大きな最大内径を有する最大周縁部１１７と、最大周縁部１１７の最大内径よりも小さな内径を有する中間周縁部１１８と、底縁部１１９とを含む。製氷容器１１は貯水空間１１１と製氷空間１１２とを有する。【選択図】図２
2008196737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を貯めて凍らせるための製氷容器と、
前記製氷容器を所定の回転軸のまわりに回転させるための回転手段と、
弾性変形の範囲内で前記製氷容器を変形させるための製氷容器変形手段とを備え、
前記回転手段は、前記製氷容器内に入れられた水とその水に含まれる気泡とが遠心力によって分離するように前記製氷容器を回転させ、
前記製氷容器を形成する縁部は、開口を有する頂縁部と、この頂縁部から下方に連続して形成され前記開口の内径よりも大きな最大内径を有する最大周縁部と、この最大周縁部から下方に連続して形成され前記最大周縁部の最大内径よりも小さな内径を有する中間周縁部と、この中間周縁部から下方に連続して形成された底縁部とを含み、
前記製氷容器は、前記底縁部の内側に配置され水を貯める貯水空間と、前記最大周縁部の内側に配置され水を凍らせる製氷空間とを有する、製氷装置。
【請求項２】
前記製氷容器は、前記製氷空間の下方に配置された傾斜面をさらに含み、前記底縁部の中央には貫通孔が形成されている、請求項１に記載の製氷装置。
【請求項３】
前記製氷空間は周方向に区分けされた複数の製氷区画部を含み、前記傾斜面は、複数の前記製氷区画部の各々に対応して異なった傾斜角度の複数の傾斜部を有する、請求項２に記載の製氷装置。
【請求項４】
前記製氷空間は周方向に区分けされた複数の製氷区画部を含み、前記製氷容器変形手段は、複数の前記製氷区画部のうち第１の群の製氷区画部を変形させた後、前記第１の群と異なる第２の群の製氷区画部を変形させる、請求項１に記載の製氷装置。
【請求項５】
前記製氷容器変形手段は、前記頂縁部を下方に位置づけた状態で前記製氷容器を捻ることによって変形させる、請求項１に記載の製氷装置。
【請求項６】
前記製氷容器と前記回転手段とを連結するための連結部材をさらに備え、前記連結部材は屈曲可能である、請求項５に記載の製氷装置。
【請求項７】
前記回転手段は、回転数を制御することが可能である、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の製氷装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の製氷装置を備えた冷凍冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には製氷装置とそれを備えた冷凍冷蔵庫に関し、特定的には水に遠心力を付与しながら製氷を行う製氷装置とそれを備えた冷凍冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷凍冷蔵庫等に搭載される製氷装置においては、透明度が低く白濁した氷が生成される。これは、水が氷結する際、水中に溶存する空気等の不純物が拡散できずに氷の内部に閉じ込められてしまうことが主な原因である。したがって、透明な氷を得るためには、不純物を拡散させる必要がある。
【０００３】
たとえば、特開平１−１２３９６８号公報（特許文献１）には、製氷皿の上に加熱板を設置した製氷装置が記載されている。この製氷装置では、製氷皿の上部に位置する水を加熱することによって、一部の水を氷結させないようにして、溶存気体を拡散しやすくしている。
【０００４】
また、たとえば、特開２００１−３５５９４６号公報（特許文献２）には、製氷中に製氷皿に貯留されている水に温風を吹き付ける製氷装置が記載されている。この製氷装置では、製氷皿に貯留されている水の表面に温風を供給して水を攪拌することによって、一部の水を氷結させないようにして、溶存気体を拡散しやすくしている。
【０００５】
さらに、たとえば、特開２００４−６９２０１号公報（特許文献３）には、製氷皿に貯留された水を強制的に主に水平方向に循環させる送風手段を製氷皿上面に備えた製氷装置が記載されている。この製氷装置では、製氷皿に貯留されている水の表面に風を供給して水を循環させることによって、一部の水を氷結させないようにして、溶存気体を拡散しやすくしている。
【０００６】
このように、溶存気体を拡散しやすくすることによって、透明な氷を製造する種々の製氷装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１−１２３９６８号公報
【特許文献２】特開２００１−３５５９４６号公報
【特許文献３】特開２００４−６９２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、製氷皿内の水の一部を直接加熱する場合、または、製氷皿内の水に風を供給して水を攪拌する場合、製氷皿内の水を加熱も攪拌もしない場合に比べて、製氷速度が数倍遅くなってしまう。また、製氷皿内の水を冷却しながら加熱または攪拌するので、エネルギー効率がよくないという問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、より短時間で効率よく、透明な氷を製造することが可能な製氷装置とそれを備えた冷凍冷蔵庫を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従った製氷装置は、水を貯めて凍らせるための製氷容器と、この製氷容器を所定の回転軸のまわりに回転させるための回転手段と、弾性変形の範囲内で製氷容器を変形させるための製氷容器変形手段とを備える。回転手段は、製氷容器内に入れられた水とその水に含まれる気泡とが遠心力によって分離するように製氷容器を回転させるものである。製氷容器を形成する縁部は、開口を有する頂縁部と、この頂縁部から下方に連続して形成され開口の内径よりも大きな最大内径を有する最大周縁部と、この最大周縁部から下方に連続して形成され最大周縁部の最大内径よりも小さな内径を有する中間周縁部と、この中間周縁部から下方に連続して形成された底縁部とを含む。製氷容器は、底縁部の内側に配置され水を貯める貯水空間と、最大周縁部の内側に配置され水を凍らせる製氷空間とを有する。
【００１０】
このように構成された本発明の製氷装置では、製氷容器内に入れられた水は、製氷容器の周縁部の壁を通して周囲の冷気によって冷却されるため、製氷容器の周縁部の内壁に接する部分から温度が低下し、氷点以下になれば氷結し始める。製氷容器内の水の氷結は、時間の経過につれて、周囲の冷気に接する製氷容器の周縁部の内壁から製氷容器の中央部に向かって進行するので、氷は製氷容器の周縁部の内壁に沿って積層するように形成される。
【００１１】
このとき、水が入れられた製氷容器を回転手段によって回転させて、製氷容器内の水と水中の溶存気体とに遠心力を作用させながら、上記の製氷工程を行うことによって、水と水中の溶存気体とを分離することができる。すなわち、容器内の水は、遠心力によって製氷容器の内壁に押し付けられる。一方、水中の溶存気体は、製氷容器の中央部に集まる。製氷容器の貯水空間にある水は、遠心力により、最大周縁部の内側に配置された製氷空間に移動する。そして、水の氷結は、製氷空間内で、製氷容器の周縁部の内壁に接する部分から回転の中心の方向に向かって進行するとともに、溶存気体が製氷容器の内壁に接する部分から回転の中心の方向に向かって拡散することになる。これにより、製氷空間内で氷結する部分には溶存気体が存在しなくなるので、透明度の高い氷が生成される。
【００１２】
本発明の製氷装置では、遠心力により溶存気体を効果的に排除して純粋な液体から凍結しようとする作用を助長し、液体の氷結晶生成を促進するので、従来の製氷装置における加熱または攪拌による溶存気体の拡散に比べて、大幅に溶存気体の拡散の速度を増大させることができる。また、製氷容器自身が冷却ファンの役割を果たし、製氷容器の周縁部の内壁に接する水の冷却を促進することにより、製氷時間をより短時間にすることができる。これにより、従来の製氷装置より短時間で効率よく、透明度の高い氷を製造することができる。
【００１３】
さらに、製氷空間で生成された氷は、中央部では最大周縁部の内壁面に沿って、その上側では、最大周縁部の最大内径よりも小さな内径の開口を有する頂縁部の内壁面に沿って、その下側では、最大周縁部の最大内径よりも小さな内径を有する中間周縁部の内壁面に沿って、形成される。このため、製氷容器に蓋を設けることなく、遠心力を利用して製氷することができる。また、製氷容器変形手段によって、製氷容器を少し変形させることにより、すなわち、開口を有する頂縁部を製氷容器の内側に向かって変形させることにより、製氷空間に形成された氷を容易に製氷容器から分離させることができる。したがって、本発明の製氷装置では、従来の製氷装置に比べて、少ない部品点数で、短時間で効率よく、製造された透明度の高い氷を製氷容器から分離させて容易に取り出すことが可能となる。すなわち、離氷しやすい製氷装置を得ることができる。
【００１４】
なお、製氷容器の貯水空間にある水は、遠心力により、最大周縁部の内側に配置された製氷空間に移動する。これにより、製氷工程の開始と同時に、水が入れられた製氷容器の回転を開始させる際に、水が円滑に貯水空間から製氷空間に移動するので、回転手段に過大な負荷が加えられることなく、製氷容器の回転が乱れることがないようにすることができる。
【００１５】
また、製氷容器内において製氷空間を貯水空間より上方に配置する構成にすることにより、製氷容器を回転させない場合にも貯水空間にて製氷を行うことができるので、消費電力を低減できるとともに、停電や回転手段の故障など、不測の事態においても最低限従来どおりの製氷を行うことができる。
【００１６】
この発明の製氷装置においては、製氷容器は、製氷空間の下方に配置された傾斜面をさらに含み、底縁部の中央には貫通孔が形成されていることが好ましい。
【００１７】
このようにすることにより、製氷空間から分離された氷を傾斜面に沿って移動させることができ、貫通孔を通じて氷を製氷容器の下方に落下させることができる。
【００１８】
この場合、製氷空間は周方向に区分けされた複数の製氷区画部を含み、傾斜面は、複数の製氷区画部の各々に対応して異なった傾斜角度の複数の傾斜部を有することが好ましい。
【００１９】
このようにすることにより、複数の製氷区画部で生成され、各製氷区画部から分離された氷を傾斜面に沿って移動させる際に、複数の製氷区画部の各々に対応した各傾斜部の傾斜角度に応じて、氷の移動速度を変えることができる。これにより、複数の氷の各々が貫通孔を通過するタイミングをずらすことができるので、貫通孔に複数の氷が詰まることなく、貫通孔を通じて複数の氷を順に製氷容器の下方に落下させることができる。
【００２０】
また、この発明の製氷装置においては、製氷空間は周方向に区分けされた複数の製氷区画部を含み、製氷容器変形手段は、複数の製氷区画部のうち第１の群の製氷区画部を変形させた後、第１の群と異なる第２の群の製氷区画部を変形させることが好ましい。
【００２１】
このようにすることにより、複数の製氷区画部で生成された複数の氷の各々が製氷容器から分離されるタイミングをずらすことができるので、貫通孔に複数の氷が詰まることなく、貫通孔を通じて複数の氷を順に製氷容器の下方に落下させることができる。
【００２２】
この発明の製氷装置においては、製氷容器変形手段は、頂縁部を下方に位置づけた状態で製氷容器を捻ることによって変形させることが好ましい。
【００２３】
このようにすることにより、製氷時の位置に対して上下の向きを反対に製氷容器を配置した状態で、氷を製氷容器から分離することができる。
【００２４】
この場合、製氷容器と回転手段とを連結するための連結部材をさらに備え、連結部材は屈曲可能であることが好ましい。
【００２５】
このようにすることにより、製氷完了時に製氷容器を変形させて離氷する際、回転方向や連結部材の位置に関わらず製氷容器を捻ることができるので、より確実に離氷を行うことができる。
【００２６】
この発明の製氷装置においては、回転手段は、回転数を制御することが可能であることが好ましい。
【００２７】
このようにすることにより、製氷容器の回転が乱れにくく、かつ、氷の透明度が最も高くなる最適な回転数に設定することができ、または回転数を一定時間ごとに変化させることができ、水面を振動させる効果により水中の溶存気体が拡散しやすくなる。すなわち、製氷の進行に応じて製氷容器の回転の速度を制御することによって、たとえば、製氷工程において水と溶存気体とが常に分離されやすくなるようにして、液体のまま残っている水に作用する遠心力が低下しないようにして、中心部まで透明度の高い氷を得ることができる。
【００２８】
この発明に従った冷凍冷蔵庫は、上述のいずれかの特徴を有する製氷装置を備える。
【００２９】
このようにすることにより、一般家庭や飲食店等でも、手軽に透明な製氷が可能な冷凍冷蔵庫を得ることができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上のようにこの発明によれば、より短時間で効率よく、透明な氷を製造することができるとともに、製造された透明度の高い氷を製氷容器から分離させて容易に取り出すことが可能となり、離氷しやすい製氷装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施形態の製氷装置を搭載した冷凍冷蔵庫の構成を示す概略的な断面図である。
【００３３】
図１に示すように、製氷装置１０または製氷装置２０は、冷凍冷蔵庫１において氷点以下の温度、好ましくは−１５℃以下に冷却された製氷室２００内に配置されている。水は、貯水タンク４００からポンプユニット５００、給水パイプ６００を通じて製氷装置１０または製氷装置２０に供給される。製氷装置１０または製氷装置２０で生成された氷は、貯氷容器３００に貯められる。なお、冷凍冷蔵庫１の背面側上部には、製氷装置１０または製氷装置２０等の動作の制御を行うための制御部７００が設けられている。
【００３４】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１として製氷装置１０について図１〜図４を用いて説明する。  図２は本発明の実施形態１の製氷装置の構成を示す概略的な縦断面図、図３は本発明の実施形態１の製氷装置における製氷容器を上から見た平面図、図４は本発明の実施形態１の製氷装置において製氷動作プロセスの順に示す製氷装置の縦断面図である。
【００３５】
まず、図２に示すように、本発明の実施形態１の製氷装置１０は、水を貯めて凍らせるための製氷容器１１と、製氷容器１１を所定の回転軸のまわりに回転させるための回転手段１２と、弾性変形の範囲内で製氷容器１１を変形させるための製氷容器変形手段としての離氷ユニット１３とから構成される。回転手段１２は、製氷容器１１内に入れられた水とその水に含まれる気泡とが遠心力によって分離するように製氷容器１１を回転させるものである。
【００３６】
製氷容器１１を形成する縁部は、開口を有する頂縁部１１６と、この頂縁部１１６から下方に連続して形成され開口の内径よりも大きな最大内径を有する最大周縁部１１７と、この最大周縁部１１７から下方に連続して形成され最大周縁部１１７の最大内径よりも小さな内径を有する中間周縁部１１８と、この中間周縁部１１８から下方に連続して形成された底縁部１１９とを含む。製氷容器１１は、底縁部１１９の内側に配置され水を貯める貯水空間１１１と、最大周縁部１１７の内側に配置され水を凍らせる製氷空間１１２とを有する。
【００３７】
具体的には、製氷容器１１は、供給された水を一旦蓄えておく貯水空間１１１と、製氷を行う製氷空間１１２を備えており、貯水空間１１１に蓄えられた水が滑らかに製氷空間１１２に導かれるように、たとえば、椀形状をなしている。また、製氷容器１１の底縁部１１９の中央には、製氷容器１１から分離した氷が通過するための貫通孔１１３が形成されている。
【００３８】
図２と図３に示すように、製氷容器１１の貫通孔１１３を形成する内周壁面に連続するように傾斜面１１４が製氷空間１１２の下方に配置されている。製氷容器１１と回転手段１２とを連結するための支持軸部材１１５は、傾斜面１１４に接続され下方に延びる複数のアーム部を有する。
【００３９】
回転手段１２は、モータ１２１と、モータ１２のモータ軸に取り付けられたギア１２２と、ギア１２２に噛み合う中間ギア１２３と、中間ギア１２３に噛み合う中間ギア１２４と、中間ギア１２４に噛み合い、軸体１２６に取り付けられたギア１２５とを備える。製氷容器１１の支持軸部材１１５は、軸体１２６に連結されている。
【００４０】
図３に示すように、製氷容器１１においては、製氷空間１１２は、周方向に区分けされた複数の製氷区画部として、たとえば、８個の製氷セル１１２ａ〜１１２ｈから構成される。
【００４１】
離氷ユニット１３は、モータ１３１と、モータ１３１のモータ軸に取り付けられたピニオン１３２と、ピニオン１３２に噛み合うラック１３３と、ラック１３３に取り付けられた離氷ブロック１３４とから構成される。モータ１３１を駆動させることにより、ピニオン１３２が回転し、ラック１３３が鉛直方向に移動することによって、離氷ブロック１３４が上下方向に移動する。離氷ブロック１３４の外周部には、製氷空間１１２を形成する頂縁部１１６と最大縁部１１７と中間縁部１１８の少なくともいずれかに接触することができるように複数の離氷アーム１３５が取付けられている。各離氷アーム１３５の先端の傾斜部１３６が、製氷容器１１の縁部に接触することによって、弾性変形可能な範囲内で製氷容器１１を変形させる。
【００４２】
なお、回転手段１２と離氷ユニット１３は、製氷装置１０の筐体としての製氷ユニットグリル１４に収容されている。
【００４３】
次に、図４に基づいて一連の製氷プロセスについて説明する。
【００４４】
製氷準備工程では、図１に示すように制御部７００からの指示によって、貯水タンク４００からポンプユニット５００、給水パイプ６００を介して、図４の（Ａ）に示すように一定量の水８０が、たとえば１００ｃｃの水８０が矢印Ｗで示す方向に製氷容器１１の貯水部１１１に供給される。
【００４５】
次に、図４の（Ｂ）に示すように、回転手段１２の運転を開始する。モータ１２１が回転すると、ギア１２２、中間ギア１２３と１２４、ギア１２５を介して、製氷容器１１は、矢印Ｒで示す方向に、たとえば１０００ｒｐｍで回転する。このとき、貯水空間１１１に貯められた水８０は、矢印Ｓで示す方向に移動し、製氷容器１１の内壁を伝って製氷空間１１２に導かれる。そして、この状態を一定時間維持すると、製氷容器１１内の水は製氷容器１１の内壁面に沿って外周側から凍結し、製氷空間１１２の位置で氷となる。
【００４６】
最後に、離氷工程では、図１に示す制御部７００にて、雰囲気温度や初期水温等の条件に基づいて、たとえば製氷開始後１時間後に製氷完了を検知し、モータ１２１の運転を停止する。図４の（Ｃ）に示すように、製氷容器１１の回転が停止した後、離氷ユニット１３のモータ１３１を駆動し、離氷ブロック１３４を鉛直下方に移動させる。やがて、離氷ブロック１３４の外周部に取り付けられた離氷アーム１３５の傾斜部１３６が、製氷空間１１２を形成する頂縁部１１６と最大縁部１１７と中間縁部１１８の少なくともいずれかに接触することによって、弾性変形の範囲内で製氷容器１１を変形させる。このとき、製氷空間１１２で生成された塊状の氷９０は、製氷容器１１の内壁面から剥離し、矢印Ｔで示す方向に移動し、傾斜面１１４ａ、１１４ｂに沿って滑り、製氷容器１１の開口部１１３を通じて貯氷容器３００に落下する。
【００４７】
以上のようにして、より短時間で効率よく、透明な氷を製造することができるとともに、製造された透明度の高い氷を製氷容器１１から分離させて容易に取り出すことが可能となり、離氷しやすい製氷装置１０を得ることができる。
【００４８】
このように構成された本発明の製氷装置１０では、製氷容器１１内に入れられた水８０は、製氷容器１１の周縁部の壁を通して周囲の冷気によって冷却されるため、製氷容器１１の周縁部の内壁に接する部分から温度が低下し、氷点以下になれば氷結し始める。製氷容器１１内の水の氷結は、時間の経過につれて、周囲の冷気に接する製氷容器１１の周縁部の内壁から製氷容器１１の中央部に向かって進行するので、氷は製氷容器１１の周縁部の内壁に沿って積層するように形成される。
【００４９】
このとき、水８０が入れられた製氷容器１１を回転手段１２によって回転させて、製氷容器１１内の水と水中の溶存気体とに遠心力を作用させながら、上記の製氷工程を行うことによって、水と水中の溶存気体とを分離することができる。すなわち、製氷容器１１内の水は、遠心力によって製氷容器１１の内壁に押し付けられる。一方、水中の溶存気体は、製氷容器１１の中央部に集まる。製氷容器１１の貯水空間１１１にある水は、遠心力により、最大周縁部１１７の内側に配置された製氷空間１１２に移動する。そして、水の氷結は、製氷空間１１２内で、製氷容器１１の周縁部の内壁に接する部分から回転の中心の方向に向かって進行するとともに、溶存気体が製氷容器１１の内壁に接する部分から回転の中心の方向に向かって拡散することになる。これにより、製氷空間１１２内で氷結する部分には溶存気体が存在しなくなるので、透明度の高い氷が生成される。
【００５０】
本発明の製氷装置１０では、遠心力により溶存気体を効果的に排除して純粋な液体から凍結しようとする作用を助長し、液体の氷結晶生成を促進するので、従来の製氷装置における加熱または攪拌による溶存気体の拡散に比べて、大幅に溶存気体の拡散の速度を増大させることができる。また、図３に示すように複数のほぼＶ字状の切り込みが間隔をあけて形成された外周部を有する製氷容器１１自身が冷却ファンの役割を果たし、製氷容器１１の周縁部の内壁に接する水の冷却を促進することにより、製氷時間をより短時間にすることができる。これにより、従来の製氷装置より短時間で効率よく、透明度の高い氷を製造することができる。
【００５１】
さらに、製氷空間１１２で生成された氷９０は、中央部では最大周縁部１１７の内壁面に沿って、その上側では、最大周縁部１１７の最大内径よりも小さな内径の開口を有する頂縁部１１６の内壁面に沿って、その下側では、最大周縁部１１７の最大内径よりも小さな内径を有する中間周縁部１１８の内壁面に沿って、形成される。このため、製氷容器１１に蓋を設けることなく、遠心力を利用して製氷することができる。また、製氷容器変形手段としての離氷ユニット１３によって、製氷容器１１を少し変形させることにより、すなわち、開口を有する頂縁部１１６を製氷容器１１の内側に向かって変形させることにより、製氷空間１１２に形成された氷９０を容易に製氷容器１１から分離させることができる。したがって、本発明の製氷装置１０では、従来の製氷装置に比べて、少ない部品点数で、短時間で効率よく、製造された透明度の高い氷を製氷容器から分離させて容易に取り出すことが可能となる。すなわち、離氷しやすい製氷装置を得ることができる。
【００５２】
なお、製氷容器１１の貯水空間１１１にある水８０は、遠心力により、最大周縁部１１７の内側に配置された製氷空間１１２に移動する。これにより、製氷工程の開始と同時に、水８０が入れられた製氷容器１１の回転を開始させる際に、水が円滑に貯水空間１１１から製氷空間１１２に移動するので、回転手段１２に過大な負荷が加えられることなく、製氷容器１１の回転が乱れることがないようにすることができる。
【００５３】
この発明の製氷装置１０においては、製氷容器１１は、製氷空間１１２の下方に配置された傾斜面１１４をさらに含み、底縁部１１９の中央には貫通孔１１３が形成されているので、製氷空間１１２から分離された氷９０を傾斜面１１４に沿って移動させることができ、貫通孔１１３を通じて氷９０を製氷容器１１の下方に落下させることができる。
【００５４】
この場合、製氷空間１１２は周方向に区分けされた複数の製氷区画部１１２ａ〜１１２ｈを含み、傾斜面１１４は、複数の製氷区画部１１２ａ〜１１２ｈの各々に対応して異なった傾斜角度の複数の傾斜部１１４ａと１１４ｂを有することにより、複数の製氷区画部１１２ａ〜１１２ｈで生成され、各製氷区画部から分離された氷９０を傾斜面１１４ａと１１４ｂに沿って移動させる際に、複数の製氷区画部１１２ａ〜１１２ｈの各々に対応した各傾斜部の傾斜角度に応じて、氷９０の移動速度を変えることができる。これにより、複数の氷９０の各々が貫通孔１１３を通過するタイミングをずらすことができるので、貫通孔１１３に複数の氷９０が詰まることなく、貫通孔１１３を通じて複数の氷９０を順に製氷容器１１の下方に落下させることができる。
【００５５】
また、この発明の製氷装置１０においては、図３に示すように、製氷空間１１２は周方向に区分けされた複数の製氷区画部１１２ａ〜１１２ｈを含み、離氷ユニット１３は、複数の製氷区画部１１２ａ〜１１２ｈのうち第１の群の製氷区画部、たとえば、製氷区画部１１２ａ、１１２ｃ、１１２ｅ、１１２ｇを変形させた後、第１の群と異なる第２の群の製氷区画部、たとえば、製氷区画部１１２ｂ、１１２ｄ、１１２ｆ、１１２ｈを変形させてもよい。この場合、まず、離氷ブロック１３４を下降させると、複数の離氷アーム１３５のうち、第１の群の離氷アームが製氷区画部１１２ａ、１１２ｃ、１１２ｅ、１１２ｇを変形させ、その後、離氷ブロック１３２を回転させて、第２の群の離氷アームが製氷区画部１１２ｂ、１１２ｄ、１１２ｆ、１１２ｈを変形させるようにしてもよい。
【００５６】
このようにすることにより、複数の製氷区画部１１２ａ〜１１２ｈで生成された複数の氷９０の各々が製氷容器１１から分離されるタイミングをずらすことができるので、貫通孔１１３に複数の氷９０が詰まることなく、貫通孔１１３を通じて複数の氷９０を順に製氷容器１１の下方に落下させることができる。
【００５７】
（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２として製氷装置２０について図５〜図７を用いて説明する。  図５は本発明の実施形態２の製氷装置の構成を示す概略的な縦断面図、図６は本発明の実施形態２の製氷装置における製氷容器を上から見た平面図、図７は本発明の実施形態２の製氷装置において製氷動作プロセスの順に示す製氷装置の縦断面図である。
【００５８】
まず、図５に示すように、本発明の実施形態２の製氷装置２０は、水を貯めて凍らせるための製氷容器２１と、製氷容器２１を所定の回転軸のまわりに回転させるための回転手段２２と、弾性変形の範囲内で製氷容器２１を変形させるための製氷容器変形手段としての離氷ユニット２３とから構成される。回転手段２２は、製氷容器２１内に入れられた水とその水に含まれる気泡とが遠心力によって分離するように製氷容器２１を回転させるものである。本発明の実施形態２の製氷装置２０は、製氷容器２１の形状、および、離氷ユニット２３の構成が本発明の実施形態１の製氷装置１０と異なる。
【００５９】
製氷容器２１を形成する縁部は、開口を有する頂縁部２１６と、この頂縁部２１６から下方に連続して形成され開口の内径よりも大きな最大内径を有する最大周縁部２１７と、この最大周縁部２１７から下方に連続して形成され最大周縁部２１７の最大内径よりも小さな内径を有する中間周縁部２１８と、この中間周縁部２１８から下方に連続して形成された底縁部２１９とを含む。製氷容器２１は、底縁部２１９の内側に配置され水を貯める貯水空間２１１と、最大周縁部２１７の内側に配置され水を凍らせる製氷空間２１２とを有する。
【００６０】
具体的には、製氷容器２１は、供給された水を一旦蓄えておく貯水空間２１１と、製氷を行う製氷空間２１２を備えており、貯水空間２１１に蓄えられた水が滑らかに製氷空間２１２に導かれるように、たとえば、内壁面にほぼＶ字状の傾斜が設けられた略円盤形状をなしている。製氷容器２１は、たとえば、シリコンポリプロピレン樹脂からなる。また、製氷容器２１の底縁部２１９の中央には、支持軸２２６を取付けるための凹部２１５が形成されている。製氷容器２１と回転手段２２は、屈曲可能な連結部材としての支持軸２２６、たとえば、ばね状軸部材によって連結されている。
【００６１】
回転手段２２は、モータ２２１と、モータ２２１のモータ軸に取り付けられたギア２２２と、ギア２２２に噛み合う中間ギア２２３と、中間ギア２２３に噛み合う中間ギア２２４と、中間ギア２２４に噛み合い、支持軸２２６に取り付けられたギア２２５とを備える。
【００６２】
図６に示すように、製氷容器２１においては、製氷空間２１２は、仕切り２１４によって周方向に区分けされた複数の製氷区画部として製氷セル２１３、たとえば、８個の製氷セル２１３ａ〜２１３ｈから構成される。
【００６３】
離氷ユニット２３は、離氷時に上下方向が反対になるように製氷容器２１を回転させるための離氷機構２３１と、離氷時に製氷容器２１をつかむ離氷アーム２３２、２３３とからなる。離氷ユニット２３が、頂縁部２１６を下方に位置づけた状態まで製氷容器２１を回転させた後に製氷容器２１を捻ることによって、弾性変形可能な範囲内で製氷容器２１を変形させる。
【００６４】
なお、回転手段２２と離氷ユニット２３は、製氷装置２０の筐体としての製氷ユニットグリル２４に収容されている。
【００６５】
次に、図７に基づいて一連の製氷プロセスについて説明する。
【００６６】
製氷準備工程では、図１に示すように制御部７００からの指示によって、貯水タンク４００からポンプユニット５００、給水パイプ６００を介して、図７の（Ａ）に示すように一定量の水８０が、たとえば１００ｃｃの水８０が矢印Ｗで示す方向に製氷容器２１の貯水部２１１に供給される。
【００６７】
次に、図７の（Ｂ）に示すように、回転手段２２の運転を開始する。モータ２２１が回転すると、ギア２２２、中間ギア２２３と２２４、ギア２２５を介して、製氷容器２１は、矢印Ｒで示す方向に、たとえば１０００ｒｐｍで回転する。このとき、貯水空間２１１に貯められた水８０は、矢印Ｓで示す方向に移動し、製氷容器２１の内壁を伝って製氷空間２１２に導かれる。そして、この状態を一定時間維持すると、製氷容器２１内の水は製氷容器２１の内壁面に沿って外周側から凍結し、製氷空間２１２の位置で氷となる。
【００６８】
最後に、離氷工程では、図１に示す制御部７００にて、雰囲気温度や初期水温等の条件に基づいて、たとえば製氷開始後１時間後に製氷完了を検知し、モータ２２１の運転を停止する。図７の（Ｃ）に示すように、製氷容器２１の回転が停止した後、離氷ユニット２３を駆動し、離氷アーム２３２と２３３で製氷容器２１の両端部をつかみながら、矢印Ｕで示す方向に上下の位置が反対になるように製氷容器２１を回転させる。やがて、所定の角度まで製氷容器２１を回転させた後にストッパー（図示せず）にて一方の離氷アーム２３２の回転を停止するが、さらに離氷ユニット２３を駆動させて他方の離氷アーム２３３をさらに回転させることにより、製氷容器２１を捻る。このとき、離氷アーム２３２と２３３が、製氷空間２１２を形成する頂縁部２１６と最大縁部２１７と中間縁部２１８の少なくともいずれかに接触することによって、弾性変形の範囲内で製氷容器２１を変形させる。このとき、製氷空間２１２で生成された塊状の氷９０は、製氷容器２１の内壁面から剥離し、矢印Ｔで示す方向に移動し、製氷容器２１の頂縁部２１６に位置づけられた開口から貯氷容器３００に落下する。
【００６９】
なお、製氷容器２１と製氷装置２０の本体とは、屈曲可能な連結部材としての支持軸２２６、たとえば、ばね状軸部材によって連結されているので、製氷容器２１を製氷時の上下の位置と異なる位置に回転させても、離氷後はばねの弾性で製氷容器２１は元の状態に復帰する。
【００７０】
以上のようにして、より短時間で効率よく、透明な氷を製造することができるとともに、製造された透明度の高い氷を製氷容器２１から分離させて容易に取り出すことが可能となり、離氷しやすい製氷装置２０を得ることができる。
【００７１】
このように構成された本発明の製氷装置２０では、製氷容器２１内に入れられた水８０は、製氷容器２１の周縁部の壁を通して周囲の冷気によって冷却されるため、製氷容器２１の周縁部の内壁に接する部分から温度が低下し、氷点以下になれば氷結し始める。製氷容器２１内の水の氷結は、時間の経過につれて、周囲の冷気に接する製氷容器２１の周縁部の内壁から製氷容器２１の中央部に向かって進行するので、氷は製氷容器２１の周縁部の内壁に沿って積層するように形成される。
【００７２】
このとき、水８０が入れられた製氷容器２１を回転手段２２によって回転させて、製氷容器２１内の水と水中の溶存気体とに遠心力を作用させながら、上記の製氷工程を行うことによって、水と水中の溶存気体とを分離することができる。すなわち、製氷容器２１内の水は、遠心力によって製氷容器２１の内壁に押し付けられる。一方、水中の溶存気体は、製氷容器２１の中央部に集まる。製氷容器２１の貯水空間２１１にある水は、遠心力により、最大周縁部２１７の内側に配置された製氷空間２１２に移動する。そして、水の氷結は、製氷空間２１２内で、製氷容器２１の周縁部の内壁に接する部分から回転の中心の方向に向かって進行するとともに、溶存気体が製氷容器２１の内壁に接する部分から回転の中心の方向に向かって拡散することになる。これにより、製氷空間２１２内で氷結する部分には溶存気体が存在しなくなるので、透明度の高い氷が生成される。
【００７３】
本発明の製氷装置２０では、遠心力により溶存気体を効果的に排除して純粋な液体から凍結しようとする作用を助長し、液体の氷結晶生成を促進するので、従来の製氷装置における加熱または攪拌による溶存気体の拡散に比べて、大幅に溶存気体の拡散の速度を増大させることができる。また、図６に示すように複数のほぼＶ字状の凹部が間隔をあけて形成された外周部を有する製氷容器２１自身が冷却ファンの役割を果たし、製氷容器２１の周縁部の内壁に接する水の冷却を促進することにより、製氷時間をより短時間にすることができる。これにより、従来の製氷装置より短時間で効率よく、透明度の高い氷を製造することができる。
【００７４】
さらに、製氷空間２１２で生成された氷９０は、中央部では最大周縁部２１７の内壁面に沿って、その上側では、最大周縁部２１７の最大内径よりも小さな内径の開口を有する頂縁部２１６の内壁面に沿って、その下側では、最大周縁部２１７の最大内径よりも小さな内径を有する中間周縁部２１８の内壁面に沿って、形成される。このため、製氷容器２１に蓋を設けることなく、遠心力を利用して製氷することができる。また、製氷容器変形手段としての離氷ユニット２３によって、製氷容器２１を少し変形させることにより、すなわち、開口を有する頂縁部２１６を製氷容器２１の内側に向かって変形させることにより、製氷空間２１２に形成された氷９０を容易に製氷容器２１から分離させることができる。したがって、本発明の製氷装置２０では、従来の製氷装置に比べて、少ない部品点数で、短時間で効率よく、製造された透明度の高い氷を製氷容器から分離させて容易に取り出すことが可能となる。すなわち、離氷しやすい製氷装置を得ることができる。
【００７５】
なお、製氷容器２１の貯水空間２１１にある水８０は、遠心力により、最大周縁部２１７の内側に配置された製氷空間２１２に移動する。これにより、製氷工程の開始と同時に、水８０が入れられた製氷容器２１の回転を開始させる際に、水が円滑に貯水空間２１１から製氷空間２１２に移動するので、回転手段２２に過大な負荷が加えられることなく、製氷容器２１の回転が乱れることがないようにすることができる。
【００７６】
また、製氷容器２１内において製氷空間２１２を貯水空間２１１より上方に配置する構成にすることにより、製氷容器２１を回転させない場合にも貯水空間２１１にて製氷を行うことができるので、消費電力を低減できるとともに、停電や回転手段２２の故障など、不測の事態においても最低限従来どおりの製氷を行うことができる。
【００７７】
この発明の製氷装置２０においては、製氷容器変形手段としての離氷ユニット２３は、頂縁部２１６を下方に位置づけた状態で製氷容器２１を捻ることによって変形させることにより、製氷時の位置に対して上下の向きを反対に製氷容器２１を配置した状態で、氷９０を製氷容器２１から分離することができる。
【００７８】
この場合、製氷容器２１と回転手段２２とを連結するための連結部材としての支持軸２２６は屈曲可能であるので、製氷完了時に製氷容器２１を変形させて離氷する際、回転方向や連結部材の位置に関わらず製氷容器２１を捻ることができるので、より確実に離氷を行うことができる。
【００７９】
また、実施形態２においては、製氷容器２１と回転手段２２とを連結するための連結部材としての支持軸２２６を、たとえば、ばね状軸部材としたが、製氷容器２１の回転方向を制限せず、かつ、モータ２２１の回転トルクを製氷容器２１に伝達可能であれば、他の部材を用いてもよい。たとえば、製氷容器２１と回転手段２２とを連結するための連結部材として、剛体棒同士をボールジョイントで連結する機構を採用してもよい。
【００８０】
以上の実施の形態１または実施の形態２においては、製氷容器の回転数を、たとえば１０００ｒｐｍで一定時間維持したままで製氷を行うことにしているが、この回転数は製氷中は一定でなくてもよい。たとえば、開始直後は数秒単位で回転数を変化させながら製氷を行えば、液面を振動させる効果により液中の溶存気体が拡散しやすくなる。このように回転手段１２または２２は、制御部７００（図１）によって回転数を制御することが可能であることが好ましい。このようにすることにより、製氷容器の回転が乱れにくく、かつ、氷の透明度が最も高くなる最適な回転数に設定することができ、または回転数を一定時間ごとに変化させることができ、水面を振動させる効果により水中の溶存気体が拡散しやすくなる。すなわち、製氷の進行に応じて製氷容器の回転の速度を制御することによって、たとえば、製氷工程において水と溶存気体とが常に分離されやすくなるようにして、液体のまま残っている水に作用する遠心力が低下しないようにして、中心部まで透明度の高い氷を得ることができる。
【００８１】
図１に示すように、この発明に従った冷凍冷蔵庫１は、上述のいずれかの製氷装置１０または２０を備えることにより、一般家庭や飲食店等でも、手軽に透明な製氷が可能な冷凍冷蔵庫を得ることができる。
【００８２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものであることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の実施形態の製氷装置を搭載した冷凍冷蔵庫の構成を示す概略的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態１の製氷装置の構成を示す概略的な縦断面図である。
【図３】本発明の実施形態１の製氷装置における製氷容器を上から見た平面図である。
【図４】本発明の実施形態１の製氷装置において製氷動作プロセスの順に示す製氷装置の縦断面図である。
【図５】本発明の実施形態２の製氷装置の構成を示す概略的な縦断面図である。
【図６】本発明の実施形態２の製氷装置における製氷容器を上から見た平面図である。
【図７】本発明の実施形態２の製氷装置において製氷動作プロセスの順に示す製氷装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００８４】
１：冷凍冷蔵庫、１０，２０：製氷装置、１１，２１：製氷容器、１２，２２：回転手段、１３，２３：離氷ユニット、１１１，２１１：貯水空間、１１２，２１２：製氷空間、１１２ａ〜１１２ｈ，２１３ａ〜２１３ｈ：製氷セル、１１３：貫通孔、１１４：傾斜面、１１６，２１６：頂縁部、１１７，２１７：最大周縁部、１１８，２１８：中間周縁部、１１９，２１９：底縁部、２２６：支持部材。
【図１】
2008196737.tif 000003
【図２】
2008196737.tif 000004
【図３】
2008196737.tif 000005
【図４】
2008196737.tif 000006
【図５】
2008196737.tif 000007
【図６】
2008196737.tif 000008
【図７】
2008196737.tif 000009