(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製氷をする製氷皿と、前記製氷皿を回転する回転機構と、前記回転機構を駆動する駆動源と、前記製氷皿下方に氷を貯める貯氷部と、を備え、前記製氷皿は回転し氷の接触を検出して前記貯氷部の貯氷量を検出することを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２】
離氷後から原点復帰までの間で、製氷皿が氷に接触した場合、前記製氷皿の回転トルクの変化を検出し、前記製氷皿は反転状態まで戻りその状態で待機することを特徴する第１項記載の冷蔵庫。
【請求項３】
製氷皿の回転開始時に前記製氷皿の回転トルクを高くしたことを特徴とした第１項記載の冷蔵庫。
【請求項４】
満氷検知後、検知前と逆の方向に回転して待機状態になるまでの間の製氷皿の回転トルクを検氷時の回転トルクより大きくすることを特徴とした第１項記載の冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動製氷機を搭載する冷蔵庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２５は、例えば実公平３−３６８５６号公報のような従来の冷蔵庫の自動製氷器を示し、製氷皿１３が水平時の側面図である。この自動製氷器は、製氷皿１３が冷凍室に設置され、製氷完了後、検氷レバー１０にて貯氷箱１２内の氷の量を検出し、貯氷量が満氷でない場合、製氷皿駆動軸２４を中心として駆動源であるギアボックス１１により前記製氷皿１３を正転させ反転した付近で製氷皿１３の従動端を拘束してねじれを与えて離氷し、前記拘束をといて図２７に示した動作フロチャートにしたがって原点に復帰するものである。又、ギアボックス１１には、製氷皿１３と検氷レバー１０の駆動部が設けられ、図２６はギアボックス１１の断面図であるが、この図の様に、モータ４０とウォームギア４１とモータの回転数を減速する減速ギア４２、４３、４４と主ギア４５とを備え、主ギア４５は検氷レバー駆動軸４８を駆動する為の溝４７を設け、又、製氷皿駆動軸２４も駆動する構造となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ギアボックス１１は、検氷レバー１０と製氷皿１３の両方をそれぞれ駆動するため、機構が複雑であり、製造コストも高いといった問題があった。
そこで、本発明は上記のような問題点を解決するものであり、貯氷箱の氷を検氷する機構を簡単にし、信頼性の上がるものとした。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる冷蔵庫は、製氷をする製氷皿と、製氷皿を回転する回転機構と、回転機構を駆動する駆動源と、製氷皿下方に氷を貯める貯氷部と、を備え、製氷皿は回転し氷の接触を検出して貯氷部の貯氷量を検出するものである。
【０００５】
また、離氷後から原点復帰までの間で、製氷皿が氷に接触した場合、製氷皿の回転トルクの変化を検出し、製氷皿は反転状態まで戻りその状態で待機するものである。
【０００７】
また、製氷皿の回転開始時に製氷皿の回転トルクを高くしたものである。
【０００８】
また、製氷皿の満氷検知後、逆転動作をして反転状態に戻る間の製氷皿の回転トルクを検氷時の回転トルクより大きくするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、冷蔵庫の正面図であり１は箱体、２は扉を示す。図２、図３は冷蔵庫の扉を除いたときの図で、３は本発明による離氷機構の位置を示す。尚、離氷機構は冷蔵庫の別の位置に設けてもよい。図３の拡大側面図を図４に、斜視図を図５に示す。１１は駆動源であるギアボックスで図１４に断面図を示すが、モータ４０とウォームギア４１とモータの回転数を減速する減速ギア４２、４３、４４と、主ギア４５とを備え、主ギア４５は回転機構である製氷皿駆動軸２４を駆動する。１３はギアボックスと連結された製氷皿、１２は製氷皿から離氷した氷１４を貯蓄する貯氷箱、２５は給水口である。
【００１４】
この発明は、製氷皿１３自体を用いて貯氷部である貯氷箱１２が満氷であるか、ないかを検出し、製氷皿１３の回転トルク等を制御するものであり、製氷皿１３が貯氷箱１２の氷に接触すると製氷皿の駆動トルクが変化すること等を用いて制御するものである。図６（ａ）は、満氷でない時の図５の矢印Ｘの方向から見た離氷機構の要部拡大断面図である。回転機構である製氷皿駆動軸２４が製氷皿回転センター（中心）１６に設けられていて、製氷皿１３は回転する。図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態で、製氷後原点（製氷皿が水平な状態）から正転し、離氷動作を行った後、原点へ復帰するまでのギアボックス１１内のモータ４０に印加される電圧と電流及び製氷皿の位置検出ＳＷ（図示せず）の動作状況を示している。この位置検出ＳＷは、製氷皿１３が水平状態である原点（状態）時、及び製氷皿１３が逆さになった水平状態である反転（状態）時にＯＮするものである。位置検出ＳＷ（スイッチ）は、例えば図１４のように製氷皿駆動軸２４の周りに突部２５、２６を設け、その突部が位置検出ＳＷをＯＮ／ＯＦＦするもので、原点時、反転時にＯＮするものである。
図６（ｂ）にて、ａ点（原点）より正転動作を開始してｂ点より製氷皿をねじりはじめるとモータ電流は増加し、製氷皿１３から氷が離氷し、ｃ点（反転）で位置検出ＳＷが入って正転完了する。その後、逆転動作して原点ｄで動作完了となる。
【００１５】
図７（ａ）は、満氷時の離氷機構の要部拡大断面図である。図７（ｂ）は図７（ａ）の状態を示し、製氷後、位置検出ＳＷが入り原点から正転し、貯氷箱１２の氷に接触した場合、製氷皿１３を逆転し、原点で離氷待機するまでのギアボックス１１内のモータ４０に印加される電圧と電流及び製氷皿の位置検出ＳＷの動作状況を示している。
図のａ点より、正転動作してｂ点で製氷皿１３が異物、例えば貯氷箱１２の氷１４と接触した場合、通常の離氷動作時図６（ｂ）の正転動作時間Ａより時間Ｂが短いかどうか判断（図２１のステップ５０）し、短い場合は満氷と判断しモータ４０に命令がいき、正転動作停止後、逆転動作して原点ｄで離氷待機となる。この動作をくり返し行い、貯氷箱１２の氷１４と接触がなくなると、上記図６と同様の動作を行う。
ここでは、正転動作とは製氷皿が半時計回りに回転する時、逆転動作とは製氷皿が時計回りに回転する時をいうが、正転動作と逆転動作は回転方向が異なる動作であれば良い。
【００１６】
図８（ａ）は、離氷後に満氷となった時の離氷機構の要部拡大断面図である。図８（ｂ）は図８（ａ）の状態で離氷動作を行った時のギアボックス１１内のモータ４０に印加される電圧と電流及び製氷皿の位置検出ＳＷの動作状況を示している。
図のａ点より正転動作を開始してｂ点より製氷皿をねじりはじめるとモータ電流は増加し、製氷皿１３から氷が離氷し、ｃ点（反転）で位置検出ＳＷが入って正転完了する。その後、逆転動作し原点へ復帰前に製氷皿１３が異物、例えば貯氷箱１２の氷１４と接触した場合（ｅ点）、通常の離氷動作時図６（ｂ）の逆転動作時間Ｃより時間Ｄが短いかどうか判断（図２１のステップ５１）し、短い場合は満氷と判断しモータ４０に命令がいき、逆転動作停止後、正転動作して反転位置ｆで離氷待機となる。この動作を繰り返し、貯氷箱１２の氷１４と接触がなくなると上記図６と同様の動作を行う。これらの動作は図２１のフロチャートに示した。
本実施の形態では、原点位置の検出、反転位置の検出、を位置検出ＳＷを用いて判断したが、図２２のフロチャートのように、位置検出ＳＷを用いずモータの電流値により判断（ステップ５２、５３）としても良く、部品点数の削減が行える。尚、電流値によって判断する場合は、部品のバラツキ等によるトルクの変動を考慮し、Ｉ1＋α、例えばＩ2を判断値としても良い。
以上のように構成することによって、検氷レバーが廃止でき、図１４はギアボックスの断面図であるが、この図の様に、検氷レバー関係のギアボックス１１内の部品点数も削減できる。
【００１７】
実施の形態２．
図９（ａ）は、離氷機構の要部拡大断面図であり製氷皿が水平状態よりθｃ度（検氷完了角度）まで正転したときの図である。検氷完了角度とは、例えば図９（ａ）にて製氷皿１３の端Ｙと貯氷箱１２の上面Ｚが接するところである。図９（ｂ）は、図９（ａ）の状態で、製氷後原点（ａ点）から正転し、離氷動作を行った後、原点（ｅ点）へ復帰するまでのギアボックス１１内のモータ４０に印加される電圧と電流及び製氷皿の位置検出ＳＷの動作状況を示している。
図のａ点より、低電圧で正転動作し離氷完了角度(θｃ)通過点であるｂ点より通常電圧で正転動作しｃ点より製氷皿をねじりはじめ、ｄ点で位置検出ＳＷが入って離氷が完了する。その後逆転動作して、（１８０−θｃ）度の位置まで低電圧で、その後通常電圧で逆転動作しｅ点に復帰し、動作完了となる。満氷時の動作は実施の形態１同様な構造の為、説明は省略する。
本実施の形態では、原点位置の検出、反転位置の検出、満氷の検出を位置検出ＳＷとモータの駆動時間を用いて判断したが、図２３のフロチャートのように、位置検出ＳＷを用いずモータの電流値により判断しても良く、部品点数の削減が行える。又、位置検出ＳＷの氷結等による誤動作も防止できる。
又、本発明では、前記図９（ｂ）のＥ間、Ｆ間と低電圧部を設け、駆動源のトルクを正転時、逆転時ともに２段階に変化させて検氷完了時と離氷完了時を考慮した製氷皿１３の回転トルクとした。ここでは２段階変化を示したが、２段階以上に変化させ、図２３のフロチャートのように検氷時、離氷時、満氷時（反転待機時）用とに分けてもよい。
さらに、検氷まで低トルクで駆動するため、図２４の動作説明図のように起動時である正転時と逆転時に高いトルクを使用して、起動トルクをかせいでもよい。
又、検氷時の満氷判断をするための電流値は、反転判断をするための電流より少なくてもよい。以上のように構成することにより、低トルクなので検氷動作はほんの少しでも氷と接触したことを検出でき、又、同時に満氷時に（トルクが強すぎて）製氷皿がはまりこむことを防止でき、かつ、温度変化によるグリスの硬化、着霜等による起動トルクの変化に対応できる。
【００１８】
実施の形態３．
図１０は、実施の形態３による製氷皿１３の斜視図である。前記実施の形態では、貯氷量の検出手段として製氷皿１３を用いていたが、本実施の形態は、その製氷皿での検氷において検氷完了前に離氷する場合がおこることを防ぐための手段である貯氷量検出手段１５を製氷皿１３に設けたものである。図１１における製氷皿１３の３０の部分が検氷を行う時には製氷皿１３が離氷を開始している場合もあり、この貯氷量検出手段を設けることにより、このようなことがなくなり検氷の信頼性が上がる。尚、１５は図１０では棒状のものを示したが、図１２のように板状でも、図１７のように半円板状のものでもよい。
図１１の様に製氷皿回転センター１６から製氷皿の最大回転軌跡Ｒ１と、貯氷量検出手段１５の最大回転軌跡はＲ２は同じとなるように設定されている。なお、Ｒ２はＲ１と同じが望ましいが、Ｒ２がＲ１以上であれば良い。
図１３の様に、貯氷量検出手段１５の最大回転軌跡形成部１５ａは、製氷皿検氷面側面部１７が水平になる前に、離氷完了角度(θｃ)に到達するように取付けられている。すなわち、最大回転軌跡形成部１５ａは（θｃ−θｄ）より大きくなるようにする。このような構造にすることで、検氷完了前に氷が自然に製氷皿から落下することを防止することが出来る。
【００１９】
又、図１５、図１６の様に、離氷後の製氷皿検氷部へ氷が上がらないように、すくい上げ防止構造体１８を設けることで、反転動作時の氷すくい上げを防止することもできる。すくい上げ防止構造体１８は、図１８の様に半円板状であっても、製氷皿１３の検氷面の上部２６に丸みをもたせ（ｒをつけ）ても同様な効果が得られる。
【００２０】
実施の形態４
図１９は製氷皿１３の検氷面側にすくい上げ防止構造体１８を設置し、反対側に貯氷量検出手段１５を設置する。通常は製氷皿１３は正転動作から始まるが、本実施の形態では、図２０（ｂ）は図２０（ａ）の状態図を示す。図２０（ａ）の様に、図２０の様に、正転動作の前に反転動作を行い検氷をする。その後、通常の正転動作にうつり、実施の形態１の動作を行ってもよい。本実施の形態の場合、離氷時には検氷時に比べ離氷した氷の分が増えることを考慮し、離氷後用検出手段として貯氷量検出手段１５を設け、その検出手段の軌跡Ｒ１とＲ４の差を利用して、離氷前に、離氷後原点に戻れるぐらいのスペースを（Ｒ４−Ｒ１）の軌跡として検出することが出来る。
以上、製氷皿の回転は離氷前は正転、離氷後は逆転するものであったが、離氷前と離氷後の回転方向を同じとしても良い。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００２２】
製氷をする製氷皿と、製氷皿を回転する回転機構と、回転機構を駆動する駆動源と、製氷皿下方に氷を貯める貯氷部と、を備え、製氷皿は回転し氷の接触を検出して貯氷部の貯氷量を検出するので、検氷レバーを廃止することができ、ギアボックス内構造の簡素化等、コスト削減が出来る。
【００２３】
また、離氷後から原点復帰までの間で、前記製氷皿が氷に接触した場合、製氷皿の回転トルクの変化を検出し、製氷皿は反転状態まで戻りその状態で待機するので、氷の引っ掛かり等による製氷皿の損傷が防止できる。
【００２４】
また、検氷中と、それ以外において、製氷皿駆動軸トルクを変化するので、検氷の感度が向上し、又、省エネにもなる。
【００２５】
また、製氷皿の回転開始時に製氷皿の回転トルクを高くしたので、温度変化によるグリスの硬化、着霜等による起動トルクの変化にも対応でき、誤動作の防止にもなり、又、省エネにもなる。
【００２６】
また、満氷検知後、検知前と逆の方向に回転して待機状態になるまでの間の製氷皿の回転トルクを検氷時の回転トルクより大きくするので、氷の引っ掛かり等による製氷皿の損傷が防止でき、又、省エネにもなる。
【００２７】
また、製氷皿に、製氷皿が検氷終了する前に離氷を開始しない角度を制御する角度制御手段を設けたので、氷の引っ掛かり等による製氷皿の損傷が防止できる。
【００２８】
また、角度制御手段は、貯氷部の貯氷量を検出するので、信頼性が上がる。
【００２９】
また、製氷皿に、製氷皿の回転軌跡が離氷後の貯氷量を見込んだものとなるように、離氷後の貯氷量を想定する貯氷量想定手段を設けたので、検氷時の信頼性が上がる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１の冷蔵庫正面図。
【図２】  実施の形態１の冷蔵庫内部正面図。
【図３】  実施の形態１の冷蔵庫ＺＺ断面図。
【図４】  実施の形態１の離氷機構側面拡大図。
【図５】  実施の形態１の要部斜視図。
【図６】  実施の形態１の通常離氷時動作説明図。
【図７】  実施の形態１の満氷時動作説明図。
【図８】  実施の形態１の離氷後反転動作中の満氷時動作説明図。
【図９】  実施の形態２のモータトルクを可変した通常離氷時動作説明図。
【図１０】  実施の形態３の貯氷量検出手段の斜視図。
【図１１】  実施の形態３の図１５の断面図。
【図１２】  実施の形態３の別の貯氷量検出手段の斜視図。
【図１３】  実施の形態３の貯氷量検出手段設置図。
【図１４】  実施の形態１のギアボックス内部拡大図。
【図１５】  実施の形態３の別の貯氷量検出手段の斜視図。
【図１６】  実施の形態３の図２０の断面図。
【図１７】  実施の形態３の別の貯氷量検出手段の正面図。
【図１８】  実施の形態３の別の貯氷量検出手段の正面図。
【図１９】  実施の形態４の貯氷量検出手段の正面図。
【図２０】  実施の形態４の動作説明図。
【図２１】  実施の形態１の離氷動作フロチャート。
【図２２】  実施の形態１の別の形態の離氷動作フロチャート。
【図２３】  実施の形態２の離氷動作フロチャート。
【図２４】  実施の形態２の起動トルクを設定した通常離氷時動作説明図。
【図２５】  従来例の側面図。
【図２６】  従来例のギアボックス内部拡大図。
【図２７】  従来例の離氷動作フロチャート。
【符号の説明】
１  冷蔵庫箱体、２  冷蔵庫扉、３  離氷機構、１０  検氷レバー、１１  ギアボックス、１２  貯氷箱、１３  製氷皿、１４  氷、１５  貯氷量検出手段、１５ａ  貯氷量検出手段最大軌跡形成部、１６  製氷皿回転センター、１７  製氷皿側面テーパ部、１８  すくい上げ防止構造体、４０  モータ、４１  ウォームギア、４２  ウォームギア、４３  減速ギア、４４  減速ギア、４５  主ギア、４７  検氷レバー駆動軸駆動溝、４８  検氷レバー駆動軸。
【図１】
0003887872.tif 000002
【図２】
0003887872.tif 000003
【図３】
0003887872.tif 000004
【図４】
0003887872.tif 000005
【図５】
0003887872.tif 000006
【図６】
0003887872.tif 000007
【図７】
0003887872.tif 000008
【図８】
0003887872.tif 000009
【図９】
0003887872.tif 000010
【図１０】
0003887872.tif 000011
【図１１】
0003887872.tif 000012
【図１２】
0003887872.tif 000013
【図１３】
0003887872.tif 000014
【図１４】
0003887872.tif 000015
【図１５】
0003887872.tif 000016
【図１６】
0003887872.tif 000017
【図１７】
0003887872.tif 000018
【図１８】
0003887872.tif 000019
【図１９】
0003887872.tif 000020
【図２０】
0003887872.tif 000021
【図２１】
0003887872.tif 000022
【図２２】
0003887872.tif 000023
【図２３】
0003887872.tif 000024
【図２４】
0003887872.tif 000025
【図２５】
0003887872.tif 000026
【図２６】
0003887872.tif 000027
【図２７】
0003887872.tif 000028