(57)【要約】  【課題】透明氷を作る自動製氷装置に関し、作製時間が長くなってしまうという課題を解決し、短時間での高品位の透明製氷を実現する。  【解決手段】冷却部である冷却板２０と、冷却板２０上に配置された製氷皿１と、製氷皿１を揺動させる揺動機構３２と、製氷皿１に給水する給水機構１５と、冷却板２０を冷却及び加温するペルチェ素子２４と、製氷皿１底面の実測温度と基準温度との温度差によりペルチェ素子２４を制御する温度制御手段３８とを備え、給水した水を冷却板２０上に揺動機構３２で流水させながら凍結させるものであり、ペルチェ素子２４による冷却板２０の温度を調整することにより、氷表面の未凍結水を薄膜化し、かつ製氷皿を揺動させることにより、重力により簡易的に氷表面を流水させながら凍結させ、透明氷を作ることができる。【選択図】図１
2005331200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却部と、前記冷却部に備えられた製氷皿と、前記製氷皿を揺動させる揺動機構と、前記製氷皿に給水する給水機構と、前記冷却部を冷却及び加温するペルチェ素子と、前記製氷皿底面の温度を検知する製氷部に取り付けられた温度検知手段と、最適な製氷を行う為に前記冷却部の温度を予め決定した基準温度と、前記温度検知手段で検知した実測温度と前記基準温度との温度差により前記ペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御する温度制御手段と、前記製氷皿内において回転駆動して完成した氷を分割する砕氷機構とを備えた自動製氷装置。
【請求項２】
前記温度制御手段で検知した実測温度と前記基準温度との温度差の大小により前記ペルチェ素子への印加電圧の大きさを変化させ、前記温度差に対応する前記印加電圧の制御区域を少なくとも４区域以上有した請求項１に記載の自動製氷装置。
【請求項３】
前記砕氷機構が動作中には前記ペルチェ素子への電圧の印加を停止する請求項１または２に記載の自動製氷装置。
【請求項４】
前記給水機構が動作中には前記揺動機構の動作を停止する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の自動製氷装置。
【請求項５】
圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器とを環状に接続した冷凍サイクルと、全面にドアを配置し、冷蔵室及び冷凍室を少なくとも１個以上配置した複数の貯蔵室と、庫内冷気を循環させる冷却ファンと、前記蒸発器の除霜を行うデフロストヒーターとからなり、請求項１から４のいずれか一項に記載の自動製氷装置を少なくとも１個以上前記冷凍室に配設し、前記冷却ファンの運転状態を検知して、前記ペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御する冷蔵庫。
【請求項６】
前記デフロストヒーターの運転状態を検知して、前記ペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御する請求項５に記載の冷蔵庫。
【請求項７】
冷蔵庫外に外気温を検知する外気温センサを設け、前記外気温センサによって検知された外気温により前記自動製氷装置のペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御する請求項５または請求項６に記載の冷蔵庫。
【請求項８】
前記ドア開放状態では前記自動製氷装置の給水機構の動作を停止させる請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項９】
前記ドア開放状態では前記自動製氷装置の揺動機構の動作を停止させる請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【請求項１０】
前記ドア開放状態では前記自動製氷装置の砕氷機構の動作を停止させる請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は透明氷を自動で作る自動製氷装置、および冷蔵庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、清潔指向の高まりにより、冷蔵庫に対してより清潔感を求める傾向が消費者の間で高まっている。冷蔵庫で作る氷に対しても、従来の不純物を含んだ氷よりもより透明度が高く、不純物の少ない氷が求められている。
【０００３】
従来の透明製氷を作ることのできる自動製氷装置としては、製氷皿上面から温風を所定の角度で吹き付けながら凍らせるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６は従来の自動製氷装置の側面図である。
【０００５】
以下、図面を参照しながら上記従来の自動製氷装置を説明する。
【０００６】
図６に示すように、従来の自動製氷装置は、給水タンクからの水を貯留する製氷皿１と、製氷皿１に貯留された水に空気を吹付けるブロー機構２と、製氷皿１を反転させ製氷皿１の氷を貯氷箱３に移す脱氷機構４を備えている。
【０００７】
また、製氷皿１は、上面が開口して形成された合成樹脂製で、その内側が凹状に形成された複数の製氷ブロック５に区画され、製氷皿１の両端部には回動軸６が設けられると共に、端部に給水タンクからの水が給水される給水口７が設けられている。
【０００８】
また、脱氷機構４は、製氷皿１の端部に設けられた駆動部８と、貯氷箱３に所定量以上の氷が貯えられているか否かを検出する検氷レバー９から構成され、駆動部８はパルスモータ、ギヤ及び出力軸（図示せず）から構成されている。
【０００９】
また、ブロー機構２は、空気を送風するポンプ１０と、ポンプ１０により送風される空気を製氷皿１の上方まで導く送風ダクト１１と、送風ダクト１１により導かれた空気を加熱する空気加熱ヒーター１２と、空気加熱ヒーター１２により加熱されて温風となった空気を各製氷ブロック５に貯留された水に吹き当てるノズル１３と、製氷皿１の上面近傍の温度を検出する温度検出器１４を備えている。
【００１０】
またこの時、ノズル１３は製氷ブロック５に対応して複数設けられていて、空気を整流して製氷皿１に貯留された水に対して、所定の角度で吹付けられるように取付けられている。
【００１１】
以上のように構成された自動製氷装置について、以下その動作を説明する。
【００１２】
従来の自動製氷装置は、まず、温度検出器１４により製氷ブロック５の空気の温度が検出され、ポンプ１０の動作が開始する。
【００１３】
温度検出の結果、製氷ブロック５の空気が氷点下の場合には、空気加熱ヒーター１２を動作させて空気を加熱し、ノズル１３から吹出して温度検出器１４周辺における製氷皿１上部の空気を暖める。
【００１４】
その後、製氷ブロック５に給水タンクから水が供給されて製氷が開始する。
【００１５】
ノズル１３は製氷ブロック５に対応して複数設けられているので、各製氷ブロック５中に供給された水は、各々吹付けられた温風により回転撹拌される。
【００１６】
これにより、製氷過程で未結氷中に出てきた気泡も、撹拌された水と一緒に動き、水面又は水面近傍まで運ばれるようになるので、容易に脱気することが可能になる。
【００１７】
さらに、吹付けられる空気が温風であることより、回転撹拌される水の温度も相応に高くなり、水面が内部よりも先に結氷することがなくなり、製氷完了まで脱気経路を確保することができる。
【００１８】
これらにより、製氷される氷に含まれる空気の量を少なくすることができるようになり、高品質な透明氷を得ることが可能になっている。
【特許文献１】特開２００１−３５５９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来の構成は、製氷皿１の底部に冷気を吹付けて製氷する構造であるため、製氷時間が、冷蔵庫の運転状況やドア開閉、霜取り時の温度上昇により長くなってしまうという課題を有していた。
【００２０】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、短時間で透明氷ができる自動製氷装置を提供することを目的とする。
【００２１】
更には、本発明によって考案された自動製氷装置を用い、最適な製氷が行える冷蔵庫を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記従来の課題を解決するために、本発明の自動製氷装置は、冷却部と、前記冷却部に備えられた製氷皿と、前記製氷皿を揺動させる揺動機構と、前記製氷皿に給水する給水機構と、前記冷却部を冷却及び加温するペルチェ素子と、前記製氷皿底面の温度を検知する製氷部に取り付けられた温度検知手段と、最適な製氷を行う前記冷却部の温度を予め決定した基準温度と、前記温度検知手段で検知した実測温度と前記基準温度との温度差により前記ペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御する温度制御手段と、前記製氷皿内において回転駆動して完成した氷を分割する砕氷機構とを備えたものであり、ペルチェ素子による冷却部の温度を調整することにより、氷表面の未凍結水を薄膜化し、かつ製氷皿を揺動させるで、重力により簡易的に氷表面を流水させながら凍結させることができるものである。
【００２３】
また、本発明の冷蔵庫は、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器とを環状に接続した冷凍サイクルと、全面にドアを配置し、冷蔵室及び冷凍室を少なくとも１個以上配置した複数の貯蔵室と、庫内冷気を循環させる冷却ファンと、前記蒸発器の除霜を行うデフロストヒーターとからなり、請求項１から４のいずれか一項に記載の自動製氷装置を少なくとも１個以上前記冷凍室に配設し、前記冷却ファンの運転状態を検知して、前記ペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御するものであり、、冷蔵庫の運転状況に応じてペルチェ素子の制御内容を変更するので、搭載する冷蔵庫に対応した最適な製氷温度制御ができるものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の自動製氷装置は、給水した水を冷却板上に揺動機構で流水させながら凍結させることにより、氷表面の未凍結水を薄膜化し、かつ製氷皿を揺動させることで、重力により簡易的に氷表面を流水させながら凍結でき、かつペルチェ素子の制御により、冷却部の温度が調整できるので、短時間で透明氷をつくることが可能になる。
【００２５】
また、本発明の冷蔵庫は、冷蔵庫内の運転状態により、自動製氷装置の冷却部の温度制御ができるので、非常に高品位の透明氷を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
請求項１に記載の発明は、冷却部と、前記冷却部に備えられた製氷皿と、前記製氷皿を揺動させる揺動機構と、前記製氷皿に給水する給水機構と、前記冷却部を冷却及び加温するペルチェ素子と、前記製氷皿底面の温度を検知する製氷部に取り付けられた温度検知手段と、最適な製氷を行う前記冷却部の温度を予め決定した基準温度と、前記温度検知手段で検知した実測温度と前記基準温度との温度差により前記ペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御する温度制御手段と、前記製氷皿内において回転駆動して完成した氷を分割する砕氷機構とを備えたことにより、ペルチェ素子による冷却部の温度を調整することで、氷表面の未凍結水を薄膜化し、かつ製氷皿を揺動させるで、重力により簡易的に氷表面を流水させながら凍結させることができる。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動製氷装置において、温度制御手段で検知した実測温度と基準温度との温度差の大小によりペルチェ素子への印加電圧の大きさを変化させ、温度差に対応する印加電圧の制御区域を少なくとも４区域以上有したことにより、温度差の大小でペルチェ素子の冷却及び加温を多段階で行うので、冷却部の温度制御を高精度で行なうことができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の自動製氷装置において、砕氷機構が動作中にはペルチェ素子への電圧の印加を停止することにより、砕氷機構とペルチェ素子への同時の通電を行なわなくてよく、消費電力を低減することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の自動製氷装置において、給水機構が動作中には揺動機構の動作を停止することにより、給水中には製氷皿が静止しているので、給水時の水飛びによる給水量の低下をなくすことができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器とを環状に接続した冷凍サイクルと、全面にドアを配置し、冷蔵室及び冷凍室を少なくとも１個以上配置した複数の貯蔵室と、庫内冷気を循環させる冷却ファンと、前記蒸発器の除霜を行うデフロストヒーターとからなり、請求項１から４のいずれか一項に記載の自動製氷装置を少なくとも１個以上前記冷凍室に配設し、前記冷却ファンの運転状態を検知して、前記ペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御することにより、冷蔵庫の運転状況に応じてペルチェ素子の制御内容を変更するので、搭載する冷蔵庫に対応した最適な冷却部の温度制御ができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の冷蔵庫において、デフロストヒーターの運転状態を検知して、ペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御することにより、除霜時の庫内温度上昇等と連動させてペルチェ素子への印加電流の大きさを調整させることで、最適な冷却部の温度制御ができる。
【００３２】
請求項７に記載の発明は、請求項５または請求項６に記載の冷蔵庫において、冷蔵庫外に外気温を検知する外気温センサを設け、前記外気温センサによって検知された外気温により前記自動製氷装置のペルチェ素子への印加電圧の大きさを制御することにより、低外気温時の凝縮器の放熱量が少ない時には、ペルチェ素子への通電を停止するので、最適な冷却部の温度制御ができる。
【００３３】
請求項８に記載の発明は、請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の冷蔵庫において、ドア開放状態では自動製氷装置の給水機構の動作を停止させることにより、給水するためのポンプ等の機構部品からの騒音発生は無くなり、ドア開放状態で耳障りとなる音を低減することができる。
【００３４】
請求項９に記載の発明は、請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の冷蔵庫において、ドア開放状態では自動製氷装置の揺動機構の動作を停止させることにより、人が手に触る恐れがある製氷皿を静止させるので、ドア開放状態での安全性を高めることができる。
【００３５】
請求項１０に記載の発明は、請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の冷蔵庫において、ドア開放状態では自動製氷装置の砕氷機構の動作を停止させることにより、人が手に触る恐れがある回転機構部品を静止させるので、ドア開放状態での安全性を高めることができる。
【００３６】
以下、本発明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。また、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自動製氷装置の斜視図である。図２は、同実施の形態の自動製氷装置の分解状態を示す斜視図である。図３は、同実施の形態の自動製氷装置の冷却板温度の経時変化を示す図である。
【００３８】
図１、図２において、給水機構１５は給水タンク１６と給水ポンプ１７で構成されており、給水タンク１６の水は、給水ポンプ１７により、給水パイプ１８を通り製氷部１９へ供給される。
【００３９】
製氷部１９は製氷皿１と、冷却部としての冷却板２０と、製氷皿１の外周フランジと冷却板２０の間に配置される水漏れ防止材２１から構成され、さらに冷却板２０の下方に砕氷機構２２が配置される。またさらに、砕氷機構２２の下方には放熱板２３が配置されており、冷却板２０と放熱板２３との間には冷却手段となる複数個のペルチェ素子２４が配置される。このペルチェ素子２４の外周には固定部材２５が配設され、ペルチェ素子２４の位置を固定する役割を果たす。またさらに、冷却板２０と固定部材２５間、放熱板２３と固定部材２５との間には、各々、水浸入防止材２６が設けられ、外部からペルチェ素子２４近傍に水分が侵入することを防いでいる。また、冷却板２０と、放熱板２３は、各々アルミ等の熱伝導性の良い材料で成形されている。
【００４０】
保持部材２７及び、保持部材２８は、それぞれ一方が開口された略箱形状の保持部２９、保持部３０が一体に形成されており、この保持部２９、保持部３０により、製氷皿１と、冷却板２０と、水漏れ防止材２１と、砕氷機構２２と、放熱板２３と、ペルチェ素子２４と、固定部材２５と、水浸入防止材２６を上下に挟持するよう構成されている。この時に、製氷皿１は保持部材２７及び、保持部材２８によって冷却板２０方向に押さえ付けられ、同時に、水漏れ防止材２１は適度に圧縮されている。
【００４１】
また、保持部材２８の一方には、挿入口３１が一体に形成されており、揺動機構３２の出力軸が挿入される構成となっている。
【００４２】
また、砕氷機構２２には、複数個の砕氷部材３３が連結されており、冷却板２０を貫通して製氷部１９方向へ延伸されている。この時、冷却板２０の貫通穴には、砕氷部材３３の周囲をシールする、水漏れ防止材３４が設けられており、固定板３５にて冷却板２０に固定されている。
【００４３】
また、冷却板２０には温度検知手段３６、例えば温度センサが設けられ、保持部材２７に取り付けられている。保持部材２７、及び保持部材２８内には、断熱材３７が設けられている。
【００４４】
また、温度制御手段３８は温度検知手段３６からの温度信号を入力し、冷却板２０を温度制御する信号をペルチェ素子２４へ出力する。
【００４５】
製氷皿１と、冷却板２０と、水漏れ防止材２１と、砕氷機構２２と、放熱板２３と、ペルチェ素子２４と、固定部材２５と、水浸入防止材２６と、保持部材２７と、保持部材２８と、砕氷部材３３と、水漏れ防止材３４と、固定板３５と、温度検知手段３６と、断熱材３７は、各々相互に固定され、全体として製氷ユニット３９を構成している。
【００４６】
以上のように構成された自動製氷装置について、以下その動作を説明する。
【００４７】
給水タンク１６から給水ポンプ１７により給水パイプ１８を通って給水された水は、製氷皿１と冷却板２０に区画された製氷部１９に貯えられる。製氷皿１は下方が開放され、冷却板２０が露出している状態である。この時、製氷皿１と冷却板２０の間には、水漏れ防止材２１が配置されているため、製氷部１９に貯えられた水は下方に漏れ出ることが無い。また、砕氷部材３３の周囲には、水漏れ防止材３４が設けられており、同じく製氷部１９の水の漏出を防いでいる。水漏れ防止材３４はゴム状の弾力性のある材料を用いており、形状としてはリング状を成している。この水漏れ防止材３４の内周には、単段、あるいは複数段のヒレ形状が設けられており、その内径は、砕氷部材３３の外形よりも小さくなっている。さらに、水漏れ防止材３４の内周にはグリスが塗布され、より防水性を高めた構造をとっている。
【００４８】
この時、製氷部１９は５０ｃｃから２００ｃｃの水を貯えることができるが、給水は一度に全部行わず、分割して行うように制御される。分割回数は製氷しようとする氷の量によって変わり、５回以上２５回以下の間で設定される。いずれの場合も初回は多く給水され、その後初回よりも少ない量で一定する。初回の給水量が多いのは、少量給水時の急速な冷却により、氷が白濁することを防ぐためである。初回以降の給水では、給水された水が薄膜になる程度の量が給水される。この時の水膜の厚さは、脱気速度が凍結速度よりも速く、凍る前に十分に水中の空気が逃げるよう決められる。
【００４９】
このように製氷部１９内で積層しながら製氷していくが、給水のタイミングは、前回給水した水が完全に凍る前に行われる。これは、完全に凍結した後に給水させると、前回給水分の氷表面に霜が付き、層状に白濁が発生するためである。完全凍結前に次回給水することにより、一体の透明氷を作ることができる。
【００５０】
ペルチェ素子２４は、冷却板２０の下方に突出した凸部と接触しており、冷却板２０を冷却していく。この時、冷却板２０はアルミのような良伝導性の金属板を用いており、その厚みを２ｍｍから１５ｍｍに設定することで冷却面の均温化を図っている。これにより、ペルチェ素子２４の配置はある程度の自由度をもたせることができる。
【００５１】
冷凍温度になった冷却板２０により、給水された水は下部から徐々に凍結していき、水中の気体成分を上方に逃がしていくが、製氷部１９近傍の雰囲気温度は０℃よりも高く保たれるため、給水された水の上面は凍結することが無い。この時、温度検知手段３６は冷却板２０の温度を検知し、その実測温度を温度制御手段３８に入力し、ペルチェ素子２４の電圧を適度に変化させることにより、凍結速度の最適な制御を行う。例えば、脱気速度よりも凍結速度が速すぎる場合には、ペルチェ素子２４の電圧を低下させる制御を行う。
【００５２】
製氷開始から時間が経過するにつれ氷が上方に成長していくが、冷却板２０と凍結面の距離もそれにつれて離れていく。凍結面での凍結速度をある一定に保つためには、冷却面の温度を順次低下させることが必要になり、ペルチェ素子の電圧を時間経過により段階的に降下させていく。
【００５３】
この様に製氷完了までは冷却板２０の温度を、予め決定した基準温度Ｔ０に経時的に、ペルチェ素子２４への印加電圧によって精度良く合わせる必要がある。具体的には図３に示す様に、実線で示した基準温度Ｔ０のよりも実測温度が高い場合（点線のＴ１）は、ペルチェ素子２４への印加電圧を大きくして、冷却能力を増やして温度を下げる。逆に、基準温度Ｔ０のよりも実測温度が低い場合（点線のＴ２）は、ペルチェ素子２４への印加電圧を小さくして、冷却能力を減らして温度を上げる。
【００５４】
また、温度検知手段３６が冷却板２０の温度上昇を検知し、給水が完了したと判断すると、揺動機構３２が、ある一定の振動数、振幅で、正逆転を繰り返し、製氷ユニット３９を揺動させることにより、製氷部１９内に給水された水は、製氷部１９が傾いたタイミングで、重力により上方から下方に氷表面をなめるように流水する。水が流水したあとの氷の表面は、全体が濡れた状態になり、微視的に見ると極めて薄い水の膜が張っている。水が適度に撹拌され、脱気が促進されると共に、極めて薄い水膜状態をつくりだすことにより、水中の空気が水と大気の界面まで達する距離が極端に短くなり、脱気しやすくなる。
【００５５】
この時、製氷部１９内には揺動方向に略垂直な壁は無く、給水された水は製氷皿１のほぼ全幅にわたって移動することが可能である。従来の製氷皿は複数の区画に分割されており、給水された水の移動量は、従来の製氷皿に比べて大幅に多くなっている。これにより脱気効果が大になり、製氷部１９には透明度の高い氷が作られる。もしくは、透明度を従来の自動製氷装置でできる氷と同程度にすると、製氷時間を短縮することができる。
【００５６】
次に、温度検知手段３６が、冷却板２０の温度低下を検知して、製氷完了の判断を行うわけであるが、このようにして作られた透明氷は略板状になっている。この時、透明氷内には砕氷部材３３が内在しており、砕氷機構２２により砕氷部材３３はある一定の方向に回転駆動する。砕氷部材３３には略放射状の複数のリブ、もしくは爪が設けられており、このリブが回転することにより、リブの周囲の氷に亀裂を生じさせ、略板状の透明氷を複数に砕氷する。この砕氷された氷は、家庭での実用に供することのできる適切な大きさに設定されることが好ましい。
【００５７】
最後に、透明氷の砕氷後、揺動機構３２が製氷ユニット３９を反転させ、製氷部１９内の透明氷を下方に落下、離氷させる。その後揺動機構３２は反対方向に回転し、製氷ユニット３９を正位置に復帰させ、次回の給水を待つ。
【００５８】
以上のように、本実施の形態においては、冷却板と、前記冷却板上に配置された上面側が開口された製氷皿と、前記製氷皿を揺動させる揺動機構と、前記製氷皿に給水する給水機構と、前記冷却板を冷却及び加温するペルチェ素子と、前記製氷皿底面の温度を検知する製氷部に取り付けられた温度検知手段と、最適な製氷を行う前記冷却板の温度を予め決定した基準温度と、前記温度検知手段で検知した実測温度と前記基準温度との温度差により前記ペルチェ素子を制御する温度制御手段と、前記製氷皿内において回転駆動して完成した氷を分割する砕氷機構とを備えたことにより、給水した水を冷却板上に揺動機構で流水させながら凍結させ、給水機構の給水量とタイミング、ペルチェ素子による冷却板の温度を調整することで、氷表面の未凍結水を薄膜化し、かつ製氷皿を揺動させるで、重力により簡易的に氷表面を流水させながら凍結させることができ、透明な氷を短時間で製作することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における自動製氷装置の冷却板温度の経時変化を示す図である。
【００６０】
実施の形態１と同一構成については、同一符号を付してその詳細な説明は省略し、以下その動作を図４を用いて説明する。
【００６１】
冷却板温度を基準温度にあわせるペルチェ素子２４の電圧制御において、実測温度が基準温度よりも少し高い領域のゾーンＡにあるときには、冷却板温度を下げるために現状電圧よりも＋１レベルアップした電圧をペルチェ素子２４に印加する。更に実測温度が基準温度よりも高くなるゾーンＢでは＋２レベルアップした電圧、ゾーンＣでは＋３レベルアップした電圧をそれぞれペルチェ素子２４に印加する。
【００６２】
逆に、実測温度が基準温度よりも少し低い領域のゾーンＤにあるときには、冷却板温度を上げるために現状電圧よりも−１レベルダウンした電圧をペルチェ素子２４に印加する。更に実測温度が基準温度よりも低くなるゾーンＥでは−２レベルダウンした電圧、ゾーンＦでは−３レベルダウンした電圧をそれぞれペルチェ素子２４に印加する。
【００６３】
以上のように、本実施の形態においては、温度制御手段により前記ペルチェ素子を制御する温度差を、少なくとも４個以上の区域としたことにより、冷却板温度をきめ細かく制御して基準温度に合わせることになり、更に高品位の透明氷を提供することができる。
【００６４】
また、砕氷機構が動作中にはペルチェ素子の制御を停止することにより、砕氷機構とペルチェ素子への同時通電なしに製氷動作を行なうことになり、消費電力が低減でき、電源の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００６５】
また、給水機構が動作中には揺動機構の動作を停止させることにより、給水中には製氷皿が静止していることになり、給水時の水飛びによる給水量低下での製氷量低下を防ぐことができるばかりでなく、衛生的でもある。
【００６６】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３における自動製氷装置を搭載した冷蔵庫の側断面図である。
【００６７】
図５において、実施の形態１または２と同一構成については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６８】
冷蔵庫４０は複数の貯蔵室を有し、４１は冷蔵庫４０の本体上部に形成された第一の冷蔵室で、ドア４２と断熱壁４３によって囲まれ、外気と断熱されている。
【００６９】
第一の冷蔵室４１の下方に形成された冷凍室４４（以下、製氷室４４という）は、断熱壁４３とドア４２によって囲まれ、外気と断熱されている。製氷室４４内には、氷を貯えるための貯氷容器４４ａが下方に設置されている。
【００７０】
第二の冷蔵室４５は第一の冷蔵室４１と製氷室４４の間に位置し、断熱壁４３とドア４２によって囲まれ、外気と断熱されており、風路４６により第一の冷蔵室４１と冷気が行き来するようになっている。
【００７１】
第一の冷蔵室４１に配置された給水タンク１６、給水ポンプ１７、および第一の冷蔵室４１から断熱壁４３を貫通して製氷室４４に向け配置された給水パイプ１８から構成された給水機構１５と、板状の氷を作る製氷部１９、および板状の氷を複数に分割する砕氷機構２２から構成される製氷ユニット３９がある。
【００７２】
第一の冷蔵室４１および製氷室４４の風路には蒸発器４７が配設されており、圧縮機４８と凝縮器４９、キャピラリチューブ５０（ともに図示せず）とを順次環状に接続し、冷凍サイクルを形成する。
【００７３】
また、蒸発器４７の近傍には、除霜を行なうデフロストヒーター５１と、庫内冷気を循環させる冷却ファン５２を配置している。
【００７４】
以上のように構成された冷蔵庫について、以下その動作を説明する。
【００７５】
給水タンク１６から給水ポンプ１７、給水パイプ１８を経由して、水が製氷部１９に供給されると、製氷ユニット３９内のペルチェ素子２４により、冷却板２０が冷却制御され製氷を行なうこととなる。一方、ペルチェ素子２４の冷却面と反対側は発熱面となり、放熱板２３と密着させることで放熱を行なっている。この放熱板２３側には冷却ファン５２により冷気が循環しており、この風量によって放熱効果を高めている。
【００７６】
しかしながら、冷却ファン５２は冷蔵庫４０の庫内温度と設定温度の差で、その運転状態が逐次変化している（温度差が大きい場合は運転、小さい場合は停止）。従って、冷却ファン５２が運転している場合は、ペルチェ素子２４への通電を行い、冷却ファン５２が停止している場合は、ペルチェ素子２４への通電は行なわないようにする。
【００７７】
以上のように、本実施の形態においては、圧縮機、凝縮器、キャピラリチューブ、蒸発器とを環状に接続した冷凍サイクルと、全面にドアを配置し、冷蔵室及び冷凍室を少なくとも１個以上配置した複数の貯蔵室と、庫内冷気を循環させる冷却ファンと、前記蒸発器の除霜を行うデフロストヒーターとからなり、自動製氷装置を少なくとも１個以上前記冷凍室に配設し、前記冷却ファンの運転状態により前記自動製氷装置のペルチェ素子の制御内容を制限したことにより、放熱板からの放熱効率が最大限でペルチェ素子を使用するので、その冷却板の冷却効率も最大となり、自動製氷装置を搭載する冷蔵庫で非常に高品位の透明氷を製作する事ができる。
【００７８】
また、デフロストヒーターの運転状態により自動製氷装置のペルチェ素子の制御内容を制限したこと、すなわちデフロストヒーターが通電されている除霜時の放熱板側の庫内温度上昇時には、ペルチェ素子への通電は行なわないことにより、放熱板からの放熱効率が最大限でペルチェ素子を使用するので、その冷却板の冷却効率も最大となる。
【００７９】
また、外気温の温度状態により自動製氷装置のペルチェ素子の制御内容を制限したこと、すなわち凝縮器の放熱量が少ない低外気温時には、ペルチェ素子への通電は行なわないことにより、放熱板からの放熱効率が最大限でペルチェ素子を使用するので、その冷却板の冷却効率も最大となる。
【００８０】
また、ドア開放状態では自動製氷装置の給水機構の動作を停止させることにより、特にドア開放での給水ポンプ等からの耳障りな騒音発生はなく、冷蔵庫搭載時の使用状態を高めることができる。
【００８１】
また、ドア開放状態では自動製氷装置の揺動機構の動作を停止させることにより、ドア開放で人が手に触る恐れがある製氷皿を静止させるので、冷蔵庫での安全性を高めることができる。
【００８２】
また、ドア開放状態では自動製氷装置の砕氷機構の動作を停止させることにより、ドア開放で人が手に触る恐れがある回転機構部品を静止させるので、冷蔵庫での安全性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
以上のように、本発明にかかる自動製氷装置とこれを用いた冷蔵庫は、給水した水をペルチェ素子で温度制御し、かつ製氷皿を揺動させることにより、短時間で透明氷をつくることができ、家庭用、業務用の透明氷の製氷装置や、冷蔵庫以外の製品分野等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施の形態１における自動製氷装置の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における自動製氷装置の分解状態を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における自動製氷装置の冷却板温度の経時変化を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における自動製氷装置の冷却板温度の経時変化を示す図
【図５】本発明の実施の形態３における自動製氷装置を搭載した冷蔵庫の側断面図
【図６】従来の自動製氷装置の側面図
【符号の説明】
【００８５】
１    製氷皿
１５  給水機構
１６  給水タンク
１７  給水ポンプ
１８  給水パイプ
１９  製氷部
２０  冷却板（冷却部）
２２  砕氷機構
２３  放熱板
２４  ペルチェ素子
３２  揺動機構
３３  砕氷部材
３６  温度検知手段
３８  温度制御手段
３９  製氷ユニット
４０  冷蔵庫
４１  第一の冷蔵室
４２  ドア
４３  断熱壁
４４  製氷室
４５  第二の冷蔵室
４７  蒸発器
４８  圧縮機
５１  デフロストヒーター
５２  冷却ファン
【図１】
2005331200.tif 000003
【図２】
2005331200.tif 000004
【図３】
2005331200.tif 000005
【図４】
2005331200.tif 000006
【図５】
2005331200.tif 000007
【図６】
2005331200.tif 000008