(57)【要約】【課題】製氷皿の取り外し、取り付けを可能にし、製氷皿の有無を合理的な手段で認識することができる自動製氷機を提供することを目的とする。【解決手段】水が供給される製氷皿４と、製氷皿４に捻りを与えて氷を分離させる駆動部１１と、製氷皿４の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱６と、駆動部１１を制御する制御部１６とで構成され、製氷皿４に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサ１２を備え、制御部１６は、駆動部１１へ供給される電流値を検出する電流検知手段１７を有し、製氷皿４を離氷位置まで回転させたにもかかわらず、電流検知手段１７が所定の電流値を検出しないとき、製氷皿４が取り外されていると判断するようにしたものである。これによって、製氷皿の有無を確実に検知することができる上に、スイッチのようなものが不要となるため、低コスト化が図れる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、前記制御部は、前記駆動部へ供給される電流値を検出する電流検知手段を有し、前記製氷皿を離氷位置まで回転させたにもかかわらず、前記電流検知手段が所定の電流値を検出しないとき、前記製氷皿が取り外されていると判断することを特徴とする自動製氷機。
【請求項２】
前記制御部は、前記製氷皿が外されたと判断したとき、前記駆動部に原点位置への復帰動作させてから停止することを特徴とする請求項１に記載の自動製氷機。
【請求項３】
前記制御部は、前記赤外線センサからの出力信号で前記製氷皿の有無を検知するとともに、前記製氷皿が取り外された状態から前記製氷皿が取り付けられた状態を検知したときは、先に前記製氷皿を離氷位置まで回転させて前記電流検知手段で電流値の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動製氷機。
【請求項４】
前記電流検知手段により検出した電流値が所定値未満のとき、前記製氷皿が取り外されていることを表示することを特徴とする請求項３に記載の自動製氷機。
【請求項５】
前記制御部は、前記製氷皿を原点位置から離氷位置、離氷位置から原点位置へ駆動させたにもかかわらず、前記赤外線センサからの出力が安定しているとき、前記製氷皿が外されていると判断することを特徴とする請求項３に記載の自動製氷機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷蔵庫に搭載される自動製氷機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、消費者の清潔志向が高まり、冷蔵庫に搭載された自動製氷機の製氷皿を洗いたいという消費者が増えている。自動製氷機の製氷皿は、製氷皿内に供給された水が凍結したか否かを判定するため、その底面に有線式の温度センサが密着固定されているので、構造的に取り外し、取り付けができない構造になっている。そのため、製氷皿に給水された水の状態を非接触で検知できるものが望まれており、一例として、水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備えた自動製氷機が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の自動製氷機について説明する。
【０００４】
図６は従来の自動製氷機のブロック構成図である。水を溜めておくタンク１、このタンク１から水を吸い上げるための給水パイプ２、タンク１から水を汲み上げるためのポンプ３、タンク１から給水パイプ２を通過してポンプ３によって供給される水を溜め製氷するための製氷皿４、製氷皿４を回転させて離氷させるための駆動部５、離氷した氷を溜めておくための貯氷箱６、製氷皿４の上方に配置され製氷皿４に供給された水の温度を測定する赤外線センサ７、赤外線センサ７の出力信号から製氷完了や水位を検知するための判定手段８、製氷完了を検知する製氷完了判定手段９、製氷皿４に供給された水の水位を検知する水位判定手段１０とで構成される。
【０００５】
以上のように構成された自動製氷機について、以下その動作を説明する。
【０００６】
まず、タンク１中の５℃程度の水が製氷皿４に給水されると、赤外線センサ７の受光領域における水面の領域の割合が増え、赤外線センサ７の出力信号が増加し、給水完了でピークに達する。その後、水が冷却されて温度が低下し、赤外線センサ７の出力信号も低下する。０℃付近まで低下すると、それ以降温度は０℃付近にしばらくの間安定し、０℃安定終了以降は再び温度低下が始まり、製氷完了判定基準温度値になり製氷完了に達する。
【０００７】
給水完了以降の赤外線センサ７の出力信号の変化は、赤外線センサ７が水・氷から発せられる温度に関連する赤外線放射エネルギーを直接測定しているために、製氷皿４中の水・氷温度の変化と相似した変化を示すので、氷そのものの温度を測定して検出することができる。
【０００８】
製氷皿内の水の状態変化を非接触で検知できるので、製氷皿の底面に有線式の温度センサを密着させる必要がなくなり、製氷皿を取り外し、取り付けが可能となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−２９５９３１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００２−２９５９３１号公報には、製氷皿が実際に取り外された状態を、或は取り外された状態から取り付けられた状態を認識する手段が開示されていない。
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するもので、製氷皿の取り外し、取り付けを可能にし、製氷皿の有無を合理的な手段で認識することができる自動製氷機を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、前記制御部は、前記駆動部へ供給される電流値を検出する電流検知手段を有し、前記製氷皿を離氷位置まで回転させたにもかかわらず、前記電流検知手段が所定の電流値を検出しないとき、前記製氷皿が取り外されていると判断するようにしたものである。
【００１３】
これによって、製氷皿の有無を検知するスイッチのようなものが不要となるため、低コスト化が図れる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記製氷皿が外されたと判断したとき、前記駆動部に原点位置への復帰動作させてから停止するものであり、次に製氷皿が取り付けられる姿勢で待機することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記赤外線センサからの出力信号で前記製氷皿の有無を検知するとともに、前記製氷皿が取り外された状態から前記製氷皿が取り付けられた状態を検知したときは、先に前記製氷皿を離氷位置まで回転させて前記電流検知手段で電流値の検出を行うものである。
【００１６】
これによって、製氷皿が取り外されているにもかかわらず、赤外線センサが仮に製氷皿が有ると誤検知しても、電流検知手段で正しく判定し直すことができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記電流検知手段により検出した電流値が所定値未満のとき、前記製氷皿が取り外されていることを表示するものであり、使用者による製氷皿の取り付け忘れを未然に防止できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記制御部は、前記製氷皿を原点位置から離氷位置、離氷位置から原点位置へ駆動させたにもかかわらず、前記赤外線センサからの出力が安定しているとき、前記製氷皿が外されていると判断するものである。
【００１９】
これによって、製氷皿が取り外されているにもかかわらず、赤外線センサが仮に製氷皿が有ると誤検知しても、正しく判定し直すことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による自動製氷機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、従来と同一構成に付いては、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による自動製氷機を示すブロック構成図、図２は同実施の形態における製氷時の要部断面図、図３は同実施の形態における離氷動作途中の要部断面図、図４は同実施の形態における離氷時の要部断面図、図５は同実施の形態における製氷皿回転位置と駆動部入力電流との関係を示すグラフである。
【００２２】
図１、図２において、駆動部１１は製氷皿４を回転させて離氷するものであり、製氷皿４を回転させる出力軸１１ａよりも上側の位置には、製氷皿４に供給された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサ１２が配置されており、赤外線を検知する検知部１２ａは駆動部１１から露出し、その他は駆動部１１内にある。
【００２３】
駆動部１１は製氷皿４を回転させてほぼ反転した位置で離氷させる構成であり、赤外線センサ１２は製氷皿４の回転中心軸より上方に位置している。
【００２４】
これによって、赤外線センサ１２は製氷皿４、貯氷箱６内の氷を視野に入れることが可能である。
【００２５】
また、赤外線センサ１２は自己の温度を検知する温度検知手段１２ｂ（図示せず）を内蔵し、温度検知手段１２ｂで駆動部１１の周囲温度を判断できる。
【００２６】
判定手段８には、貯氷箱６内の氷から発せられる赤外線を受け取った赤外線センサ１２の出力信号によって貯氷量を判定する貯氷量判定手段１３と、製氷皿４の底面から発せられる赤外線を受け取った赤外線センサ１２の出力信号から製氷皿４の位置を判定する製氷皿位置判定手段１４と、同じく製氷皿４からの赤外線を受け取った赤外線センサ１２の出力信号から製氷皿４の有無を判定する製氷皿有無判定手段１５が設けられている。
【００２７】
制御部１６は、駆動部１１に所定の動作をさせるプログラムが施されており、さらには、駆動部１１の内部に収納されたモーターに供給される電流を検出する電流検知手段１７も設けられている。
【００２８】
図５に示すように本実施の形態では、駆動部１１が製氷皿４を水平位置から１３０°反転させる位置までは１００ｍＡ以下の電流が供給され、製氷皿４が１３０°反転した位置からさらに３０°反転した離氷位置（１６０°）までの区間は製氷皿４を強制的に捻るので徐々に電流値が増加し、離氷位置では２００ｍＡ以上の電流が供給される。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、判定手段８ａと電流検知手段１７を制御部１６内に設けている。
【００３０】
このように構成された自動製氷機の動作について説明する。まず、ポンプ３によりタンク１の水が給水パイプ２を介して吸い上げられ、製氷皿４に給水される。ポンプ３は予め定められた時間だけ作動して給水を行う。この作動時間は、予め定めた水量とポンプ３が正常に作動した際の単位時間当たりの給水量とから決定される。例えば、水量が８０ｍｌであれば、ポンプ作動時間は４秒に予め定められる。
【００３１】
水が全く入っていない状態からポンプ３が作動して給水し作動後４秒経過時には水面は適正水位に達する。
【００３２】
ここで、赤外線放射エネルギーは、物体の温度と放射率によって定まり、温度が低いものは赤外線放射エネルギーが小さく、温度が高いものは赤外線放射エネルギーは大きくなり、その強度に応じて出力信号が出力される。
【００３３】
また、物体との距離によっても赤外線放射エネルギーは変化し、同じ温度の物体でも近いほど赤外線放射エネルギーは大きくなり、その強度に応じて出力信号が出力される。
【００３４】
通常、供給される水の温度は５℃程度で、製氷皿４は冷気に冷やされて−２０℃程度となっている。つまり、給水前の製氷皿４の赤外線センサ１２の全受光領域と給水時の赤外線センサ１２の全受光領域とを比べると、水から受光するエネルギー量分だけ給水時の方が大きくなる。給水が進み適正水位まで進むと、水面の面積がさらに拡大し且つ近づくので、赤外線センサ１２の出力も大きい値となる。
【００３５】
このように、製氷皿４内への給水量を正確に検出できるので、給水量が少ないと判定したときには、タンク１の水が不足していると判断できる。
【００３６】
一方、製氷皿４に給水されると、周囲の冷却効果を受けて、温度が低下してゆき、０℃付近まで低下すると、それ以降温度は０℃付近にしばらくの間安定し、０℃安定終了以降は再び温度低下がはじまり製氷完了に達する。
【００３７】
赤外線センサ１２の出力信号は、給水完了でピークに達し、その後は水が冷却されて温度が低下すると、赤外線センサ１２の出力信号も低下する。
【００３８】
赤外線センサ１２の出力信号は０℃相対値まで低下すると、それ以降０℃相対値でしばらくの間安定し、０℃相対値の安定終了以降は再び低下が始まり、製氷完了判定基準値に達する。
【００３９】
このように、給水完了以降の赤外線センサ１２の出力信号の変化は、赤外線センサ１２が水・氷から発せられる温度に関連する赤外線放射エネルギーを直接測定しているために、製氷皿４中の水・氷温度の変化と相似した変化を示すので、水・氷自体の温度を測定して検出することができ、未凍結の状態で製氷完了と検出することがない。
【００４０】
本実施の形態では、製氷が完了すると駆動部１１で製氷皿４を回転させ、約１６０°反転した位置で脱氷する構成にしており、製氷皿４が水平位置にあるときを原点位置、製氷皿４が反転し氷を放出する位置を離氷位置としたとき、製氷皿４が原点位置から離氷位置に至る過程で、図３に示すように、９０°程度回転すると製氷皿４は赤外線センサ１２の視野から外れる。このとき赤外線センサ１２の視野には貯氷箱６内の氷が入る。
【００４１】
氷と赤外線センサ１２との距離によって赤外線センサ１２が受け取るエネルギーが異なることから、所定の高さ位置に氷があるときのエネルギーを満氷とすることで、貯氷箱６内の氷の過不足を検知することができる。
【００４２】
駆動部１１は製氷皿４を離氷位置まで回転させるが、図４に示すように、それまで赤外線センサ１２の視野外にいた製氷皿４の底面が視野内に入り、赤外線センサ１２に最接近するため受け取るエネルギーは最大となる。この位置を製氷皿４の離氷位置に設定することで製氷皿４の離氷位置を検出できる。
【００４３】
これによって、製氷皿４の位置検出用として駆動部１１内に予め設けられている検知スイッチ（図示せず）と併用することで誤検知を防止することができる。
【００４４】
たとえば、使用者が誤って製氷皿４の下方に物を置いた場合、製氷皿４は回転できずにロックした状態になるが、赤外線センサ１２が製氷皿４が離氷位置へ到達したか否かを監視していれば、異常が発生したことを認知することができる。
【００４５】
また、製氷皿４を動作させているにもかかわらず、赤外線センサ１２に入ってくるエネルギーに変化がなければ、製氷皿が何らかの要因で途中停止していると判断し、使用者へ警告を発し異常を解消させることもできる。
【００４６】
製氷皿４が離氷位置で氷を放出し、水平位置復帰方向へ回転方向を変えると、製氷皿４の底面は赤外線センサ１２の視野外へ出るが、このとき赤外線センサ１２の視野に再び貯氷箱６内の氷が入り、前述の場合と同様に氷と赤外線センサ１２との距離によって赤外線センサ１２が受け取るエネルギーが異なることから、所定の高さ位置に氷があるときのエネルギーを満氷とすることで、貯氷箱６内の氷の過不足を検知することができる。したがって離氷前後で氷の過不足を検知することができる。
【００４７】
また、離氷は駆動部１１が製氷皿を反転させて行うが、赤外線センサ１２は駆動部１１側に設置されているので、製氷皿４が反転しても干渉することはなく、製氷皿４上方の壁と製氷皿４の反転軌跡とのクリアランスを小さくでき、省スペース化を達成できる。
【００４８】
また、離氷後に製氷皿４の底面が、赤外線センサ１２の視野から外れた際に、貯氷箱６内の氷から受け取るエネルギーで氷の過不足を検知することができるので、省部品化が図れる。
【００４９】
また、製氷皿４の底面が赤外線センサ１２の視野外から視野内に入り、製氷皿４が赤外線センサ１２へ最接近したときに受け取るエネルギーで離氷位置を検知することができるので、位置判定と異常判定の精度が増す。
【００５０】
さらに、製氷皿４に接触せずに赤外線センサ１２からの信号で判定を行なっているので、製氷皿４に有線タイプの温度センサ（例えばサーミスター等）を密着させる必要がなく、製氷皿４を着脱できる構造が簡単に実現でき、使用者が簡単に製氷皿４を取り外して洗え、衛生的な自動製氷機を得ることができる。
【００５１】
このとき、赤外線センサ１２の視野内に製氷皿４が有るときに受け取るエネルギーと、視野内に製氷皿４が無いときに受け取るエネルギーによって製氷皿４の有無を検知できる。
【００５２】
すなわち、所定温度の製氷皿４から発せられる赤外線エネルギーを検知した時に、赤外線センサ１２から出力される電圧を所定電圧として予め設定しておき、その赤外線センサ１２の出力電圧が、所定時間連続して所定電圧以下になった場合、製氷皿４が取り外されたと検知する判定手段を設ければよい。これによって製氷皿の有無検知の確実に行われる。
【００５３】
たとえば、使用者が製氷皿４を取り外したまま放置しても、製氷皿４の有り無しを赤外線センサで監視すれば、使用者に警告を発すれば良い。また製氷皿の有無検知に特別なセンサは不要となり低コスト化が図れる。
【００５４】
制御部１６は、駆動部１１へ供給される電流値を検出する電流検知手段１７を有しているので、万が一製氷皿有無判定手段１５が製氷皿４が取り外されているにもかかわらず、誤って製氷皿４が有ると判定しても、製氷皿４を離氷位置まで回転させれば、離氷位置手前から製氷皿４が捻られるときに駆動部１１へ供給される電流を電流検知手段１７で検知できるので、電流検知手段１７が所定の電流値を検出しないときは、製氷皿４が取り外されていると判定し直すことができる。
【００５５】
制御部１６は、製氷皿４が外されたと判断したとき、駆動部１１に原点位置への復帰動作させてから停止するので、製氷皿４を取り付け可能な姿勢で待機することができる。
【００５６】
また、製氷皿４が取り外された状態から製氷皿４が取り付けられた状態を検知したときでも、先に製氷皿４を離氷位置まで回転させて電流検知手段１７で電流値の検出すれば、赤外線センサ１２が仮に製氷皿がまだ取り外されているにもかかわらず、製氷皿４が有ると誤検知しても、電流検知手段１７で判定し直すことができる。
【００５７】
電流検知手段１７により検出した電流値が所定値未満のとき、製氷皿が取り外されていることを表示すると、使用者による製氷皿の取り付け忘れを未然に防止できる。
【００５８】
制御部１６は、製氷皿４を原点位置から離氷位置、離氷位置から原点位置へ駆動させて、赤外線センサ１２からの出力が安定していることを検知したときは、赤外線センサ１２の視野内に製氷皿４が全く入ってこなかったとして、製氷皿４は外されていると判断すればよい。これによって、赤外線センサ１２が仮に製氷皿が取り外されているにもかかわらず、製氷皿が有ると誤検知しても、正しく判定し直すことができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１に記載の発明は、水が供給される製氷皿と、給水された水が凍結して氷が生成されたときに前記氷へ力を与えて前記製氷皿から氷を分離させる駆動部と、前記製氷皿の下方に配置されて氷を蓄える貯氷箱と、前記駆動部を制御する制御部とで構成された自動製氷機において、前記製氷皿に給水された水から発せられる赤外線を検知する赤外線センサを備え、前記制御部は、前記駆動部へ供給される電流値を検出する電流検知手段を有し、前記製氷皿を離氷位置まで回転させたにもかかわらず、前記電流検知手段が所定の電流値を検出しないとき、前記製氷皿が取り外されていると判断するように構成したものである。
【００６０】
これによって、製氷皿の有無を検知するスイッチのようなものが不要となるため、低コスト化が図れる。
【００６１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記製氷皿が外されたと判断したとき、前記駆動部に原点位置への復帰動作させてから停止するものであり、次に製氷皿が取り付けられる姿勢で待機することができる。
【００６２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御部は、前記赤外線センサからの出力信号で前記製氷皿の有無を検知するとともに、前記製氷皿が取り外された状態から前記製氷皿が取り付けられた状態を検知したときは、先に前記製氷皿を離氷位置まで回転させて前記電流検知手段で電流値の検出を行うものである。
【００６３】
これによって、製氷皿が取り外されているにもかかわらず、赤外線センサが仮に製氷皿が有ると誤検知しても、電流検知手段で正しく判定し直すことができるので、信頼性が向上する。
【００６４】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記電流検知手段により検出した電流値が所定値未満のとき、前記製氷皿が取り外されていることを表示するものであり、使用者による製氷皿の取り付け忘れを未然に防止できる。
【００６５】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記制御部は、前記製氷皿を原点位置から離氷位置、離氷位置から原点位置へ駆動させたにもかかわらず、前記赤外線センサからの出力が安定しているとき、前記製氷皿が外されていると判断するものである。
【００６６】
これによって、製氷皿が取り外されているにもかかわらず、赤外線センサが仮に製氷皿が有ると誤検知しても、正しく判定し直すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動製氷機の実施の形態１のブロック構成図
【図２】同実施の形態における製氷時の要部断面図
【図３】同実施の形態における離氷動作途中の要部断面図
【図４】同実施の形態における離氷時の要部断面図
【図５】同実施の形態における製氷皿回転位置と駆動部入力電流との関係を示すグラフ
【図６】従来の自動製氷機を示すブロック構成図
【符号の説明】
４      製氷皿
６      貯氷箱
１１    駆動部
１２    赤外線センサ
１６    制御部
１７    電流検知手段
【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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