(57)【要約】【課題】製氷皿内の水から出されている赤外線を検知する赤外線センサを使用し、異なった皿形状でも、正しい温度検知ができる着脱可能な製氷皿を配した自動製氷装置を提供する。【解決手段】赤外線センサ１１を製氷皿８の上部に配置し、製氷皿８内に注水された水から出される赤外線を測定することで、製氷皿の温度を検知して水温を間接的に求めえるのでなく、直接、製氷皿８内の水の温度を検出し、水が凍結して製氷が完了すれば離氷動作をさせることで、信頼性の高い製氷、離氷制御が得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製氷が完了した時、製氷皿を駆動源により回転させて離氷動作を行う自動製氷装置において、前記製氷皿の水の温度を検知する赤外線センサを前記製氷皿の上部に設け、前記赤外線センサの検知温度が設定温度に達した時に前記離氷動作を行うことを特徴とする自動製氷装置。
【請求項２】
製氷皿は着脱可能であることを特徴とした請求項１に記載の自動製氷装置。
【請求項３】
下部に着脱可能な製氷皿を収納し、自動製氷装置を形成する枠体上部に赤外線センサを配置したことを特徴とする請求項１に記載の自動製氷装置。
【請求項４】
赤外線センサにより製氷皿に給水されていないとき製氷皿温度を検知することにより、庫内温度を検知することを特徴とする請求項１または２に記載の自動製氷装置。
【請求項５】
赤外線センサは熱型赤外線センサでサーモパイル型を用いたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動製氷装置。
【請求項６】
赤外線センサは、製氷室とその上部貯蔵室とを仕切る仕切り壁内に組み込まれていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の自動製氷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触式の赤外線センサにより製氷皿内の水や氷の温度検知してその製氷皿を回動させて該製氷皿から氷を自動的に離間させるようにした自動製氷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば冷蔵庫の冷凍室に配設される自動製氷装置は、回転機構部を有する枠体に製氷皿が軸部を介して回動可能に設けられていると共に、製氷皿の底部にサーミスタ型温度センサが取り付けられた構成をしている。
【０００３】
その温度センサにより製氷皿の温度を検出することによって製氷皿に収容された水が氷結したかことを検知し、この検知に基づき前記回動機構部により製氷皿を回動させ、かつ、ねじることにより該製氷皿から氷を自動的に離間させるようになっていて、製氷皿から離間された氷は製氷皿の下方に配置された貯氷庫に受けられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
製氷皿が枠体から着脱可能に装着する構成を示した例えば実公平５―１０１９４公報に示されたものがある。
【０００５】
図５において、冷蔵庫３１の冷凍室３２内に自動製氷装置３３が配設されていると共に、自動製氷装置３３の下方に貯氷庫３４が出し入れ可能に配設されている。
【０００６】
自動製氷装置３３の詳細を示す図４において、枠体３５はケース３６の側部におけるコノ字状の枠部３７が設けられて成る。そのケース３６内には図示はしないがモータ及びギア機構等から成る回動機構部が設けられている。支持体３８は弓状をなす弾性を有し、下辺部３８ａの中間部にモールド材によりモールドされた温度センサ３９が取り付けられ、又、上方の側辺部３８ｂの先端部に設けられた筒状の軸部４０が前記ケース３６に挿入されて前記回動機構部に連結されていると共に、他方の側辺部３８ｃの先端部に設けられた筒状の軸部４１が枠部３７に設けられた取り付け孔４２に挿入支持され、この支持体３８は枠体３５に回動可能に取り付けられている。
【０００７】
この支持体３８は取り付け状態で下辺部３８ａが上方に湾曲変形していて、この下辺部３８ａに取り付けられた温度センサ３９は上方に付勢された状態となっている。又、温度センサ３９から導出されたリード線３９ａはケース３６内に導入されている。
【０００８】
一方、製氷皿４３は多数の凹部４３ａを有した合成樹脂製で、一端部には軸部４４が突設され、又他端部には図６に示すように筒部４５が設けられていて、この筒部４５に軸部たる可動軸４６がコイルばね４７により矢印Ａ方向に付勢されて摺動自在に設けられている。
【０００９】
而して、この製氷皿４３の軸部４４が前記支持体３８の一方の軸部４０に形成された挿入孔４０ａに挿入されると共に、可動軸４６が支持体３８の他方の軸部４０に形成された挿入孔４１に挿入されることによって、製氷皿４３は支持体３８を介して枠体３５に可動可能に装着され、この製氷皿４３の装着状態で、支持体３８に設けられた温度センサ３９が製氷皿４３の底部に圧接されている。
【００１０】
尚、枠体３５の枠部３７の内面には、図示はしないが製氷皿４３が回動されて反転状態となった時に該製氷皿４３の端部が当接する凸部が設けられている。又図６において、４８は先端が製氷皿４３の上方に臨むように冷蔵庫１の背部に設けられた給水パイプで、これの他端は冷蔵室に設けられた図示しない給水ポンプ及び貯水タンクに接続されており、その貯水タンクの水が給水ポンプにより給水パイプを介して製氷位置にある製氷皿４３に供給されるようになる。
【００１１】
上記構成において、枠体３５に装着された製氷皿４３の底部の温度を温度センサ３９が検出することいよってその製氷皿４３内に収容された水が氷結したことを検知すると回動機構部により支持体３８と共に製氷皿４３が製氷位置から離氷位置へ回動され、その製氷皿４３が反転して離氷位置となったところで該製氷皿４３の端部が枠部３７の図示しない凸部に当たって製氷皿がねじられることにより製氷皿４３から氷が離間し、その氷は自然落下して貯氷庫３４の受けられ貯留される。
【００１２】
この後、回動機構部により製氷皿４３及び支持体３８が上述とは反対方向に回動されて製氷皿４３が元の製氷位置に戻される。そして、この状態で給水ポンプにより貯水タンクの水が給水パイプを介して製氷皿４３に供給され、再び製氷皿４３に水が収納されて製氷される。
【００１３】
さて、上記の構成のものの場合、製氷皿４３は、これらの可動軸４６を図７において枠部３７の外方から反矢印Ａ方向に押圧して支持体３８の軸部４１の挿入孔４１ａから退かせると共に、反対側の軸部４４を支持体３８の軸部４０から抜き取ることにより、枠体３５から取り外すことができる。
【００１４】
また、前述とは逆の手順で枠体３５に装着することができる。したがって、製氷皿４３は枠体３５から着脱できるので、製氷用の凹部の形状が異なる同様な構成の製氷皿と交換することによって異なった形状の氷を作ることができる。また、製氷皿４３を洗浄を行うことができるから、製氷皿４３の洗浄を容易に行うことできる。
【００１５】
【特許文献１】
実公平５−１０１９４号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来構成のものでは、製氷皿を温度センサに圧接させるため温度を検知する箇所の製氷皿の高さは一定でなくてはならない。また、離氷動作における製氷皿の回転、及びひねり対してセンサ部の圧接状態の維持やセンサの断線、製氷皿内の温度を製氷皿を介して検出できるようにセンサ近傍の断熱等の特別な配慮を設計に加える温度センサの検知がばらつく可能性がある。
【００１７】
さらに、時間が経過すると支持体が変形する可能性もあり、製氷皿に圧接しなくなり製氷皿の温度検知が変化することにより、製氷動作の誤検知を起こす危険性がある。
【００１８】
よって、本発明の目的は製氷皿の温度を圧接式で検知するのではなく、製氷皿内の水から出されている赤外線を検知する赤外線センサを使用し、異なった皿形状でも、正しい温度検知ができる着脱可能な製氷皿を配した自動製氷装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の発明は、製氷が完了した時、製氷皿を駆動源により回転させて離氷動作を行う自動製氷装置において、前記製氷皿の水の温度を検知する赤外線センサを前記製氷皿の上部に設け、前記赤外線センサの検知温度が設定温度に達した時に前記離氷動作を行うものであり、直接製氷皿内の温度を検出できるという作用を有する。
【００２０】
また、本発明の請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、さらに、製氷皿が着脱可能であることを備えたものであり、製氷皿が着脱可能である場合の特別な設計・機構が必要ない。例えば、製氷皿の形状が異なるものに対して温度検知を行う場合、双方に共有な形状を有し、センサと着脱可能な製氷皿の圧接方法などの設計配慮が必要であったが、本発明では、着脱の可否に問わず、簡単に温度検知ができるという作用を有する。
【００２１】
さらに、本発明の請求項３記載の発明は、請求項１に記載の発明において、下部に着脱可能な製氷皿を収納し、自動製氷装置を形成する枠体上部に赤外線センサを配置したものであり、これにより製氷皿と赤外線センサの位置関係が明確になることによりセンサの視野が固定され、これにより温度検出精度が向上する作用を有する。
【００２２】
また、本発明の請求項４記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記赤外線センサにより製氷皿に給水されていないとき製氷皿温度を検知するで庫内温度を検知することを備えたものであり、これにより応答よく、庫内の温度状態を把握できるという作用を有する。
【００２３】
さらに、本発明の請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記赤外線センサは熱型赤外線センサのなかでもサーモパイル型センサで構成したものであり、これにより簡便・安価でかつ、低温側で精度よく温度を検知することができるという作用を有する。
【００２４】
さらに、本発明の請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、赤外線センサは、製氷室とその上部貯蔵室とを仕切る仕切り壁内に組み込まれており、これによりセンサと製氷皿の位置関係が固定でき、かつ、センサに付属する配線を事前に収納できることにより組立が安易になり、かつ工数が削減できる作用を有する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による自動製氷装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態による自動製氷装置の正面図である。図３は機能ブロック図である。図４は本発明の実施の形態の特性図である。
【００２７】
図１において冷蔵庫本体１は外壁２、製氷室３と異なった温度帯に区画するため断熱壁で構成された仕切り壁４で構成され、自動製氷装置５は枠体６内に設置されたモータやギア機構等からなる回動機構部を設けた製氷メカ７、枠体６と製氷メカ７などで固定されかつ回転、着脱が可能な製氷皿８、製氷皿８と枠体６が接する軸部９、製氷された氷が収納される貯氷箱１０、枠体６の上部に固定され測定物から発生する赤外線を検知するためのセンサ感部が製氷皿８の方向にむいている赤外線センサ１１で構成されている。
【００２８】
上記構成において、冷蔵庫本体１内に設定された貯水タンク（図示せず）から給水ポンプを利用して給水経路から枠体６に装着された製氷皿８に水が注がれた場合、その水が液体、固体の状態を問わず値が変化する赤外線を自ら発している。
【００２９】
その赤外線を前記赤外線センサ１１で製氷皿８に注がれている水の発する赤外線を検知することにより給水された水の状態が氷に変化しているのか赤外線の波長の変化により分かる。
【００３０】
これにより、従来のように製氷温度検知手段が製氷皿８に固定される必要がなく、製氷皿８と赤外線センサ１１との間に赤外線を妨げたり変調させるような障害物がない限り、どのような製氷皿形状に対しても、例えば製氷皿８の底面がキャラクターなどの任意形状だとしても製氷皿８に注がれた水の水面の温度検知を行うことができる。
【００３１】
また、製氷検知手段が製氷室３の庫内温度や冷気の影響を受けないように断熱するような部材を使用する必要がない。さらに、直接、水の温度検知が可能になることからその製氷完了検知精度が向上し、水がない状態でも製氷皿８からの赤外線は検出することから製氷皿８の温度検知を行うことにより製氷室３の温度検知も可能となる。この情報は、冷蔵庫本体における製氷室などの庫内温調検知手段にも利用できる。
【００３２】
図２に機能ブロック図を示す。この赤外線センサ１１で検出した信号は、冷蔵庫本体１もしくは製氷部分など冷蔵庫の一部に備え付けられている制御手段１２に信号が送られ、その制御手段１２によりポンプなどの給水動作手段１３、製氷メカ７のような離氷動作手段１４、満氷検知手段１５はもちろんのことコンプレッサ、ファン、ダンパなど冷蔵庫本体１の制御手段１２の判定データとなる。
【００３３】
また、製氷部においても給水動作、離氷動作、満氷検知動作、給水完了判定、製氷終了判定のＩＮＰＵＴ情報となる。これらを元にした結果の特性図を図３に示す。これにより従来の温度検知方式１６と比較して本発明の方式１７のほうが、水の凝固点である零度を的確に捉えている。
【００３４】
なお、本実施の形態において製氷皿８を着脱可能としたが、製氷皿８を固定してもよい。製氷皿８を固定すると製氷皿８と赤外線センサ１１の距離のバラツキが少なくなり検知精度が向上するという効果がある。
【００３５】
また、本実施の形態において赤外線センサ１１を枠体６に固定としているが上部の仕切り壁４に固定してもよい。これにより赤外線センサ１１は庫内の温度変動を受けにくくなり、精度が向上する効果がある。また、組み立て方法としても仕切り壁４に事前に取り付けられることができ、その作業効率が向上するという効果がある。
【００３６】
また、本実施の形態では、赤外線センサ１１の種類を特に述べていないが、赤外線センサ１１の中でも熱型サーミスタの一種であるサーモパイル型の赤外線センサ１１を用いれば焦電型センサのように基準温度を測定する必要がなく簡易に測定できかつ安価に零下以下の温度でも計測できる。
【００３７】
また、本実施の形態では、製氷皿８に注がれる液体は水としているが、製氷皿８が取り外し可能でかつ赤外線を検知しているため、水以外の液体、たとえば牛乳や清涼飲料水、お茶なども使用者が独自に製氷皿に注ぎ、軸部９を枠体６にのせ製氷することが可能であるが、液体が発する赤外線により温度検知が可能であり、適切に製氷終了判断が可能となる。よって、多様な氷を使用者に提供することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明は、製氷が完了した時、製氷皿を駆動源により回転させて離氷動作を行う自動製氷装置において、前記製氷皿の水の温度を検知する赤外線センサを前記製氷皿の上部に設け、前記赤外線センサの検知温度が設定温度に達した時に前記離氷動作を行うものであり、正確に検知動作を行うことができる。
【００３９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、さらに、製氷皿が着脱可能であるものであり、製氷皿、センサ構造を簡素化できる。
【００４０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１に記載の発明において、下部に着脱可能な製氷皿を収納し、自動製氷装置を形成する枠体上部に赤外線センサを配置したものであり、温度検出精度が向上する。
【００４１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記赤外線センサにより製氷皿に給水されていないとき製氷皿温度を検知することで、庫内温度を検知することを備えたものであり、庫内の温度状態を把握できる。
【００４２】
さらに、請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記赤外線センサは熱型赤外線センサのなかでサーモパイル型のセンサで構成したものであり、低温側で精度よく温度を検知することができる。
【００４３】
さらに、請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明において、赤外線センサは、製氷室とその上部貯蔵室とを仕切る仕切り壁内に組み込まれており、組立が安易になり、かつ工数が削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による自動製氷装置の正面図
【図２】本発明の実施の形態における機能ブロック図
【図３】本発明の実施の形態の特性図
【図４】従来の形態による自動製氷装置の斜面図
【図５】従来の形態による冷凍室の側面図
【図６】従来の形態による自動製氷装置の詳細図
【符号の説明】
５    自動製氷装置
６    枠体
７    製氷メカ
８    製氷皿
１０  貯氷箱
１１  赤外線センサ
【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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