特許 6125847 製氷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6125847

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】製氷装置

(51)【国際特許分類】

   F25C 1/10 20060101AFI20170424BHJP

   F25C 5/18 20060101ALI20170424BHJP

【ＦＩ】

   F25C1/10 301B

   F25C1/10 302D

   F25C5/18 302B

【請求項の数】7

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-9696(P2013-9696)

(22)【出願日】2013年1月23日

(65)【公開番号】特開2014-142092(P2014-142092A)

(43)【公開日】2014年8月7日

【審査請求日】2015年12月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】日本電産サンキョー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002158

【氏名又は名称】特許業務法人上野特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100095669

【弁理士】

【氏名又は名称】上野 登

(72)【発明者】

【氏名】林 勝彦

【審査官】 横溝 顕範

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２０５９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５７１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１６５５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１０６３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３１３１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３５３３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２５Ｃ １／００

Ｆ２５Ｃ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源と、
製氷位置と離氷位置との間を移動可能に設けられた製氷皿と、
この製氷皿から離氷した氷を貯める貯氷容器と、
この貯氷容器内の氷に接触して貯氷容器内の氷量の過不足を検知する検氷部材と、
前記駆動源の動力が入力され、当該動力を前記製氷皿または前記検氷部材に出力する差動歯車機構と、
を備え、
前記製氷皿が前記製氷位置に位置する状態で前記駆動源を一方に駆動させると前記製氷位置からの移動を妨げる前記製氷皿に作用する抵抗力によりその動力が前記差動歯車機構を介して前記検氷部材に伝達されて前記検氷部材が前記貯氷容器内に進入し、この検氷部材の移動が前記貯氷容器内の氷または氷が不足していると判断される位置よりも下方に設けられた検氷部材ストッパにより妨げられると前記差動歯車機構の出力が切り替わり前記駆動源の動力が前記製氷皿に伝達されてこの製氷皿が第一の方向に回転し、
当該製氷皿が前記第一の方向へ所定量回転した後、前記駆動源を他方に駆動させると再び前記差動歯車機構の出力が切り替わり前記駆動源の動力が前記検氷部材に伝達されてこの検氷部材が原位置に向かって移動し、
当該検氷部材が原位置に到達して移動が妨げられることにより、再び前記差動歯車機構の出力が切り替わり前記駆動源の動力が前記製氷皿に伝達されてこの製氷皿が前記第一の方向の反対方向である第二の方向に回転して前記離氷位置に向かうことを特徴とする製氷装置。

【請求項2】

前記差動歯車機構の前記製氷皿までの減速比は、前記検氷部材までの減速比よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の製氷装置。

【請求項3】

前記製氷皿は前記離氷位置で捻られて変形することで、前記離氷が行われることを特徴とする請求項２に記載の製氷装置。

【請求項4】

弾性を有する接点部材の接触・非接触状態が切り替わることにより前記製氷皿が製氷位置に位置することを検出する検出手段をさらに備え、
前記製氷皿が前記製氷位置に位置する状態で前記駆動源を一方に駆動したときに前記差動歯車機構によって前記駆動源の動力が前記検氷部材駆動部材を通じて前記検氷部材に伝達されるようにするために、前記製氷位置からの移動を妨げる前記製氷皿に作用する抵抗力の少なくとも一部は、前記製氷皿に作用する前記接点部材を弾性変形させる力であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の製氷装置。

【請求項5】

前記製氷皿が前記離氷位置に位置する状態で前記駆動源を他方に駆動したときに前記差動歯車機構によって前記駆動源の動力が前記検氷部材駆動部材を通じて前記検氷部材に伝達されるようにするために、前記離氷位置からの移動を妨げる前記製氷皿に作用する抵抗力の少なくとも一部は、前記製氷皿に作用する前記接点部材を弾性変形させる力であることを特徴とする請求項４に記載の製氷装置。

【請求項6】

前記製氷皿が前記製氷位置に位置する状態で前記駆動源が一方へ駆動し始めてから、前記製氷皿が前記第一の方向へ所定量回転したことが検出されたとき、その検出時点までの時間または前記駆動源の一方への駆動量により、前記貯氷容器内の氷量の過不足を判断することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の製氷装置。

【請求項7】

前記駆動源および前記差動歯車機構が収容されるケースをさらに備え、
前記検氷部材は、前記ケースの外側に設けられた検氷部材取付部に回転可能に取り付けられるとともに、前記氷に接触する氷接触部と前記検氷部材取付部の回転を前記氷接触部に伝達する接続部を備え、
前記接続部および検氷部材取付部は、前記検氷部材の回転軸線方向における前記ケースの最も外側の面よりも内側に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の製氷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、貯氷容器内の氷の過不足を検出した上で、不足している場合には自動的に氷を補充する機能を備えた製氷装置に関する。

【背景技術】

【0002】

このような製氷装置として下記特許文献１に記載のものが公知である。特許文献１に記載の製氷装置は、製氷皿の位置と貯氷容器内の氷の過不足を共通のスイッチで検出するために、スイッチ押圧レバー、スプリングコイルなどの部材を用いており、装置を小型化しにくいという課題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１６５５３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記問題に鑑みて、本発明は、従来の構成より小型化に適した構造の製氷装置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】

【0005】

上記課題を解決するために本発明にかかる製氷装置は、駆動源と、製氷位置と離氷位置との間を移動可能に設けられた製氷皿と、この製氷皿から離氷した氷を貯める貯氷容器と、この貯氷容器内の氷に接触して貯氷容器内の氷量の過不足を検知する検氷部材と、前記駆動源の動力が入力され、当該動力を前記製氷皿または前記検氷部材に出力する差動歯車機構と、を備え、前記製氷皿が前記製氷位置に位置する状態で前記駆動源を一方に駆動させると前記製氷位置からの移動を妨げる前記製氷皿に作用する抵抗力によりその動力が前記差動歯車機構を介して前記検氷部材に伝達されて前記検氷部材が前記貯氷容器内に進入し、この検氷部材の移動が前記貯氷容器内の氷または氷が不足していると判断される位置よりも下方に設けられた検氷部材ストッパにより妨げられると前記差動歯車機構の出力が切り替わり前記駆動源の動力が前記製氷皿に伝達されてこの製氷皿が第一の方向に回転し、当該製氷皿が前記第一の方向へ所定量回転した後、前記駆動源を他方に駆動させると再び前記差動歯車機構の出力が切り替わり前記駆動源の動力が前記検氷部材に伝達されてこの検氷部材が原位置に向かって移動し、当該検氷部材が原位置に到達して移動が妨げられることにより、再び前記差動歯車機構の出力が切り替わり前記駆動源の動力が前記製氷皿に伝達されてこの製氷皿が前記第一の方向の反対方向である第二の方向に回転して前記離氷位置に向かうことを特徴とする。

【0006】

上記本発明によれば、差動歯車機構によって一つの駆動源により検氷部材および製氷皿の両方を駆動させることができるため、従来よりも装置を小型にできる。具体的には、貯氷容器内の氷の過不足を検出するための検氷部材が、氷または検氷部材ストッパに接触することで移動が阻止される構成を、差動歯車機構の出力の切替（検氷部材から製氷皿への出力対象の切替）に巧みに利用した点で優れるものである。

【0007】

また、貯氷容器内の氷の過不足を検出するための検氷部材が貯氷容器内に進入し、この検氷部材が貯氷容器外である原位置まで移動してから製氷皿が離氷位置に向かって移動する構成であるため、検氷部材が新たに離氷した氷で埋もれてしまい原位置に戻すことができなくなってしまうことや、新たに離氷した氷で破損してしまうことが防止できる。

【0008】

前記差動歯車機構の前記製氷皿までの減速比は、前記検氷部材までの減速比よりも大きく設定されていればよい。

【0009】

上記のように、本発明にかかる製氷装置では、製氷皿を離氷位置に向けて移動させるために検氷部材を往復動作させる。そのため、検氷部材の動作速度を高めることで、製氷皿が離氷動作を行うまでの時間を縮めることができる。

【0010】

また、前記製氷皿は前記離氷位置で捻られて変形することで、前記離氷が行われる構成にするとよい。

【0011】

このような構成とすれば、製氷皿を捻るために大きなトルクが必要であっても、製氷皿と検氷部材を同じ駆動源で駆動することができる。

【0012】

弾性を有する接点部材の接触・非接触状態が切り替わることにより前記製氷皿が製氷位置に位置することを検出する検出手段をさらに備え、前記製氷皿が前記製氷位置に位置する状態で前記駆動源を一方に駆動したときに前記差動歯車機構によって前記駆動源の動力が前記検氷部材駆動部材を通じて前記検氷部材に伝達されるようにするために、前記製氷位置からの移動を妨げる前記製氷皿に作用する抵抗力の少なくとも一部は、前記製氷皿に作用する前記接点部材を弾性変形させる力であればよい。

【0013】

上記構成は、製氷皿が製氷位置および離氷位置に位置することを検出するための接点部材を、検氷部材の移動が阻止されてはじめて製氷皿を移動させるように差動歯車機構を機能させるための負荷（抵抗）としても巧みに利用したものである。

【0014】

また、前記製氷皿が前記製氷位置に位置する状態で前記駆動源が一方へ駆動し始めてから、前記製氷皿が前記第一の方向へ所定量回転したことが検出されたとき、その検出時点までの時間または前記駆動源の一方への駆動量により、前記貯氷容器内の氷量の過不足を判断するようにするとよい。

【0015】

このような構成とすれば、貯氷容器内の氷量（過不足）を判断するために別の検知部材を用いる必要がない。

【0016】

また、前記駆動源および前記差動歯車機構が収容されるケースをさらに備え、前記検氷部材は、前記ケースの外側に設けられた検氷部材取付部に回転可能に取り付けられるとともに、前記氷に接触する氷接触部と前記検氷部材取付部の回転を前記氷接触部に伝達する接続部を備え、前記接続部および検氷部材取付部は、前記検氷部材の回転軸線方向における前記ケースの最も外側の面よりも内側に位置するように設けられているとよい。

【0017】

このような構成によれば、検氷部材を含めた装置全体がコンパクトになり、冷蔵庫等への配置の自由度が向上する。

【発明の効果】

【0018】

本発明にかかる製氷装置は、差動歯車機構によって一つの駆動源により検氷部材および製氷皿の両方を駆動させることができるものであるため、従来よりも装置を小型にできる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態にかかる製氷装置の外観図である。

【図2】本発明の一実施形態にかかる製氷装置を側面図（製氷皿の回転軸方向から見た図）である。

【図3】駆動源（モータ）、歯車列、および接点部材の分解図である。

【図4】製氷皿の外観図である。

【図5】接点部材（固定接点部材および作動接点部材）とカム部の位置関係を示した図である。

【図6】検氷部材の外観図である。

【図7】貯氷容器内の氷が充足状態である場合の製氷装置の動作を説明するための模式図である。

【図8】貯氷容器内の氷が不足状態である場合の製氷装置の動作を説明するための模式図である。

【図9】製氷装置の動作を説明するためのフローチャートである。

【図10】検氷部材とケースの位置関係を説明するための図であって、検氷部材と検氷部材支持体の接続部分を検氷部材の回転軸に直交する方向から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の実施形態について詳細に説明する。図１および図２に全体を示す本発明の一実施形態にかかる製氷装置１は、駆動源１０、製氷皿２０、貯氷容器３０、検氷部材４０、および差動歯車機構５０を備える。以下、各構成について説明する。

【0021】

（製氷装置の構成）
駆動源１０として、本実施形態ではステッピングモータを用いている。図３に示すように、この駆動源１０の動力は、差動歯車機構５０を構成する歯車列を介して、検氷部材４０または製氷皿２０に出力される。本実施形態の歯車列の構成は次の通りである。駆動源１０であるステッピングモータの出力軸と一体的に回転するモータ歯車１１には、一番車１２の大径歯部１２１が噛み合っている。この一番車１２の小径歯部１２２には、二番車１３の大径歯部１３１が噛み合っている。二番車１３の小径歯部１３２は、三つの遊星歯車１４に噛み合っている。この三つの遊星歯車１４は、検氷部材側出力車１５が有する内歯１５１に噛み合っている。検氷部材側出力車１５が有する外歯１５２は、検氷部材支持体１６が有する歯車１６１に噛み合っている。一方、三つの遊星歯車１４は、製氷皿側出力車１７と一体的に構成された遊星歯車支持軸１７１に回転自在に支持されている。なお、これら遊星歯車１４は、抜け止めプレート１７２によって遊星歯車支持軸１７１からの脱落が防止されている。製氷皿側出力車１７が有する外歯１７３は、製氷皿支持体１８が有する歯車１８１に噛み合っている。

【0022】

上記歯車列において、小径歯部１３２（太陽歯車）を有する二番車１３、それに噛み合う三つの遊星歯車１４、これらに噛合する内歯１５１（リング歯車）を有する検氷部材側出力車１５、および三つの遊星歯車１４を支持する製氷皿側出力車１７は、差動歯車機構５０を構築する。つまり、後述の動作説明にて説明するように、二番車１３まで伝達（入力）された駆動源１０の動力は、出力側の負荷の程度に応じて、検氷部材側出力車１５または製氷皿側出力車１７に出力されることとなる。

【0023】

図４に示す製氷皿２０は、水を貯めることのできる複数の区画された空間２１を有する弾性変形可能な部材である。製氷皿２０の長手方向における一方側の端部（側面）には、製氷皿支持体１８の製氷皿取付部１８２が挿入可能な係合凹部２３が形成されている。製氷皿取付部１８２は、軸方向に沿う二つの平面が形成された（このような平面が形成されるように切り欠かれた）軸（円柱）状の部分である。製氷皿２０の係合凹部２３の断面形状は、製氷皿取付部１８２の断面形状と略同じに形成されている。このような形状の製氷皿取付部１８２が係合凹部２３に挿入された状態にあるため、製氷皿支持体１８が回転すると、そのまま製氷皿２０も一体となって回転する。製氷皿２０は、長手方向に沿う軸（駆動源１０であるステッピングモータの回転軸と平行な軸）を中心として回転する。

【0024】

この製氷皿支持体１８には、製氷皿取付部１８２と歯車１８１との間に周方向外側を向いたカム部１８３が形成されている。カム部１８３には、回転中心からの径が等しい大径部分１８３３と、大径部分１８３３より相対的に径方向に小さい二箇所の窪み（第一の窪み１８３１および第二の窪み１８３２）が形成されている。図５に示すように、このカム部１８３には、接点部材の一方である可動接点部材６２が、カム部１８３を周方向外側から付勢しながら接触している。この可動接点部材６２の内側（カム部１８３側）には、二つの接点部材の他方である固定接点部材６１が設けられ、可動接点部材６２と固定接点部材６１は弾性を有する金属板をプレス加工することで形成され、有接点スイッチを構成する。この有接点スイッチとカム部１８３で製氷皿の移動を検出する検出手段を構成する。可動接点部材６２の略「Ｖ」字状に形成されたカム摺接部の先端がカム部１８３の大径部分１８３３（窪み１８３１，１８３２以外の部分）に接触しているときには可動接点部材６２は外側に弾性変形し、可動接点部材６２と固定接点部材６１とが非接触の状態となる。一方、可動接点部材６２の略「Ｖ」字状に形成されたカム摺接部の先端が窪み１８３１，１８３２の内側に入り込んでいるときには可動接点部材６２の弾性変形量が小さくなり（または弾性変形せず）、可動接点部材６２と固定接点部材６１は接触した状態となる。これら接点部材は図示されない制御手段（製氷装置１または製氷装置１が搭載される冷蔵庫の制御手段）に接続されている。この制御手段は、可動接点部材６２と固定接点部材６１が接触している状態（以下単にＯＮ（状態）ということもある）にあるか非接触の状態（以下単にＯＦＦ（状態）ということもある）にあるかが判別可能である。

【0025】

貯氷容器３０は、製氷皿２０の下（重力方向を上下方向とする。以下同じ）に設置された、製氷皿２０側（上方）が開口した箱である。後述の動作説明で述べるように、貯氷容器３０内に所定量以上の氷が貯められていない（不足している）と判断されたときには、製氷皿２０内で作成された氷がこの貯氷容器３０内に落下する。貯氷容器３０内に所定量以上の氷が存在するか否かは、貯氷容器３０内に存在する氷の高さ（後述するように厳密には検氷部材４０が接触した位置における氷の高さ）によって決まる。つまり、貯氷容器３０内に存在する氷の高さがある高さ以上であれば氷の量は十分であるとされ、ある高さ未満であれば氷の量が不足していると判断される。本実施形態では、貯氷容器３０の当該「高さ」よりも低い位置に、検氷部材ストッパ３１が形成されている。

【0026】

図６に示す検氷部材４０は、貯氷容器３０内に貯められている氷の過不足を判別するための部材である。この検氷部材４０は、水平方向に延びる氷接触部４２と、この氷接触部４２に略直交し、後述する検氷部材取付部１６２の回転を氷接触部４２に伝達する接続部４１とを有する。接続部４１の端部には貫通孔４１１が形成されており、この貫通孔４１１に検氷部材支持体１６における検氷部材取付部１６２が挿入されることにより、検氷部材支持体１６と検氷部材４０が接続されている。本実施形態では、検氷部材取付部１６２はケースはケース７０の外側に位置し、検氷部材取付部１６２がいわゆるスナップフィットによって貫通孔４１１に挿入されることにより、両部材が接続されている。検氷部材支持体１６が回転すると、接続部４１に形成された貫通孔４１１の中心を回転中心として検氷部材４０も回転する。具体的には、当該回転中心軸に沿って見たときに、氷接触部４２が当該回転中心軸を中心とする円を描くように移動する。検氷部材４０が一方に回転したとき、少なくとも氷接触部４２が貯氷容器３０内に進入する。この氷接触部４２の具体的な形状については後述する。

【0027】

（製氷装置の動作）
１）検氷動作
上記構成を備える製氷装置１の動作について図７および図８の動作説明図、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。図示されない温度センサ等により、製氷皿２０内の水が凍ったことを確認した制御手段は、まず貯氷容器３０内に貯められている氷の過不足を検知する。製氷時には、製氷皿２０は製氷位置（空間２１の開口が上に向いた状態）に位置し、検氷部材４０は貯氷容器３０の外である原位置に位置する。製氷皿２０が製氷位置に位置しているとき、可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部はカム部１８３の第一の窪み１８３１の内側に入り込む。制御手段は、可動接点部材６２と固定接点部材６１がＯＮ状態にあることを確認する。

【0028】

この状態から駆動源１０であるステッピングモータを一方側に回転させる（正転させる）（Ｓ１）と、その動力は一番車１２を介して二番車１３まで伝達される。つまり、駆動源１０の動力が差動歯車機構５０に入力される。製氷皿２０が製氷位置に位置し、検氷部材４０が原位置に位置するとき（可動接点部材６２のカム摺接部の先端が、第一の窪み１８３１と大径部分１８３３との間の段差を乗り越えようとしているとき）には、製氷皿２０に対し製氷皿２０を回転させようとすることを妨げる抵抗力が作用する一方、検氷部材４０に対しては検氷部材４０を貯氷容器３０内に進入する方向に回転させようとすることを妨げる抵抗力がほとんど作用しないように設定されている。そのため、差動歯車機構５０まで伝達された駆動源１０の動力は、その抵抗力が極めて小さい検氷部材４０側に出力される。つまり、二番車１３が回転することによってこれに噛み合う各遊星歯車１４は自転し、これにより内歯１５１を有する検氷部材側出力車１５が回転する。

【0029】

検氷部材側出力車１５が回転するとその外歯１５２に噛み合う歯車１６１を有する検氷部材支持体１６が回転する。検氷部材支持体１６が回転すると検氷部材支持体１６に接続された検氷部材４０が回転する（図７（ａ）、図８（ａ）参照）。具体的には、氷接触部４２が貯氷容器３０に近づく方向に回転し始め、やがて氷接触部４２が貯氷容器３０内に進入する。

【0030】

貯氷容器３０内に進入した検氷部材４０の氷接触部４２は、貯氷容器３０内を徐々に下降していき、氷または検氷部材ストッパ３１に接触してその移動が妨げられる位置まで移動する。氷が十分に貯められている（所定量以上存在する）場合には、氷接触部４２がある高さ以上の位置に存在する氷に接触する（図７（ｂ）参照）。一方、氷が不足している場合には、氷接触部４２がある高さ未満の位置に存在する氷または当該ある高さ未満であって氷接触部４２の移動軌跡と重なる位置に設けられる検氷部材ストッパ３１に接触する（図８（ｂ）参照）。このとき、氷接触部４２は製氷皿２０の開口の下方に位置する。つまり、氷接触部４２は後述する離氷位置において氷が落下する軌跡に位置する。このように、氷が十分に貯められている場合、不足している場合のいずれにおいても、氷接触部４２が貯氷容器３０内の氷または貯氷容器３０に設けられた検氷部材ストッパ３１に接触するまで検氷部材４０が移動する。

【0031】

検氷部材４０のそれ以上の移動が妨げられると、差動歯車機構５０の出力が切り替わり、駆動源１０の動力は製氷皿２０側に伝達される。つまり、二番車１３が回転することによってこれに噛み合う各遊星歯車１４は公転し、これにより遊星歯車支持軸１７１を有する製氷皿側出力車１７が回転する。

【0032】

製氷皿側出力車１７が回転するとその外歯１７３に噛み合う歯車１８１を有する製氷皿支持体１８が回転する。製氷皿支持体１８が回転すると製氷皿支持体１８に接続された製氷皿２０が第一の方向（本実施形態では図７および図８における反時計回り方向をいう）に回転する（図７（ｂ）および（ｃ）、図８（ｂ）および（ｃ）参照）。製氷皿支持体１８にはカム部１８３が形成されているため、製氷皿支持体１８が回転すると可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部はカム部１８３の第一の窪み１８３１の内側に入り込んだ状態から大径部分１８３３に接触した状態に移行する。これにより可動接点部材６２が弾性変形し固定接点部材６１と非接触の状態となる。つまり、制御手段は可動接点部材６２と固定接点部材６１がＯＮ状態からＯＦＦ状態になったことをもって製氷皿２０が製氷位置から移動したことを検出する。

【0033】

ここで、上述した、検氷部材４０が原位置に位置するときに、製氷皿２０に対し製氷皿２０が回転しようとすることを妨げる抵抗力は、その少なくとも一部が可動接点部材６２を弾性変形させる力によってもたらされる。つまり、製氷位置に位置する製氷皿２０が回転しようとするとき、可動接点部材６２が弾性変形して、カム部１８３の第一の窪み１８３１の内側に入り込んだ可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部が、その第一の窪み１８３１と大径部分１８３３との間の段差を乗り越える必要がある。可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部がこの段差を乗り越えようとすると、可動接点部材６２が第一の窪み１８３１の内側に留まろうとする力（可動接点部材６２を弾性変形させる力の反力）、すなわち製氷皿２０が回転しようとすることを妨げる力が製氷皿支持体１８に作用することになる。このように、本実施形態では、製氷皿２０の位置を検出するための接点部材を、駆動源１０の動力が差動歯車機構５０を介して検氷部材４０に出力されるようにするために製氷皿２０に作用させる抵抗力をもたらす部材としても利用している。

【0034】

なお、上記製氷皿２０に作用する抵抗力は、可動接点部材６２を弾性変形させる力のみであってもよいし、その他の抵抗力が作用する構成であってもよい。その他の抵抗力を作用させる構成としては、摩擦ブレーキ、おもりの固定等が例示できる。具体的には、製氷皿支持体１８または製氷皿側出力歯車１７とケース７０との間にフリクション機構を設け、当該フリクション機構を製氷皿２０に作用する摩擦ブレーキとすることができる。

【0035】

本実施形態では、製氷皿２０が製氷位置から第一の方向に回転し始めたこと、すなわち可動接点部材６２と固定接点部材６１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わったことに基づき、貯氷容器３０内に貯められていた氷の過不足を判断する。つまり、駆動源１０が一方に駆動し始めてから、製氷皿２０が製氷位置から第一の方向に回転し始める（接点がＯＦＦ状態になるまで第一の方向に回転する）までの駆動源１０の駆動量に基づき判断する。本実施形態では、駆動源１０が駆動を開始してから当該駆動源１０であるステッピングモータのステップ数がＮ１を超えるかどうか（Ｓ２）で判断する。つまり、貯氷容器３０内の氷が十分であると判断される場合における最低の氷の高さを基準として、氷がその高さである場合に駆動源１０が一方に駆動し始めてから、製氷皿２０が製氷位置から第一の方向に回転し始めるまで（接点がＯＦＦ状態となるまで）の駆動量が閾値として設定されている。駆動量が当該閾値未満であれば、当該高さ以上の氷が貯氷容器３０内に存在しており、その当該高さ以上の氷に検氷部材４０の氷接触部４２が接触したということになるから、貯氷容器３０内の氷の量は十分であると判断される。一方、駆動量が当該閾値以上であれば、当該高さ未満の氷しか貯氷容器３０内に存在しておらず、その当該高さ未満の氷または当該高さ未満に設定される検氷部材ストッパ３１に検氷部材４０の氷接触部４２が接触したということになるから、貯氷容器３０内の氷は不足していると判断される。

【0036】

なお、当該閾値は変更することができる。例えば、季節の変化に伴う氷の需要の変化等に応じて、不足とされる量と十分とされる量の閾を適宜設定することができるようにすればよい。

【0037】

ステップ数がＮ１を超えることなく接点がＯＦＦ状態となったことが検出された場合（Ｓ３）には、貯氷容器３０内の氷の量が十分であり現時点では製氷皿２０内の氷を離氷させる必要がないということであるから、駆動源１０を他方へ駆動させ（逆転させ）（Ｓ４）、検氷部材４０を原位置に、製氷皿２０を製氷位置に戻す。具体的には、駆動源１０を他方へ駆動させると、検氷部材４０が原位置に戻ってケース７０に接触し、それ以上の移動が妨げられる（図７（ｄ）参照）。これにより、差動歯車機構５０の出力が切り替わり、駆動源１０の動力が製氷皿２０に伝達されて製氷皿２０は第一の方向の反対方向である第二の方向（本実施形態では図７および図８における時計回り方向をいう）に回転する。第二の方向に回転すると製氷皿２０は製氷位置に戻る（図７（ｅ）参照）。製氷皿２０が製氷位置に戻ると、接点がＯＮ状態となる（Ｓ５）ため、それを検出したことを契機として製氷皿２０が製氷位置に戻ったと判断し、駆動源１０を停止する（Ｓ６）。具体的には、可動接点部材６２と固定接点部材６１がＯＦＦ状態からＯＮ状態になってから、駆動源１０をさらに所定の駆動量だけ駆動してから停止する。

【0038】

ここで、検氷部材４０は原位置に戻ると、その接続部４１が駆動源１０や各歯車が収容されたケース７０に接触する。本実施形態では、ケース７０に段差７２が形成されており、検氷部材４０の回転軸方向において一段低くなった部分に、原位置に位置する検氷部材４０の接続部４１が位置するように構成されている。具体的には、当該一段低くなった部分から外側に向かって検氷部材支持体１６の検氷部材取付部１６２が突出しており、その突出した部分に検氷部材４０の接続部４１が接続されている。検氷部材４０（接続部４１）およびそれを支持する検氷部材支持部（検氷部材取付部１６２）は、検氷部材４０の回転軸方向におけるケース７０の最も外側の面よりも内側に位置するように設けられている（図１０参照）。換言すれば、上記段差７２の大きさは、検氷部材４０の接続部４１の厚みより大きくなるように設定されている。このようにすることで、装置全体がよりコンパクトなものとなる。検氷部材４０が原位置に戻ると、その検氷部材４０の移動は、上記ケース７０の段差７２に接続部４１が接触することによって妨げられる。このように、本実施形態では、ケース７０に段差７２を設け、その段差７２によって低くなった部分に検氷部材４０の少なくとも一部を位置させることで、装置全体をコンパクトにしつつ、その段差７２を原位置に戻った検氷部材４０のストッパ（差動歯車機構５０の出力の切替要素）としても利用している。

【0039】

一方、上記Ｓ２において駆動源１０が駆動を開始してから当該駆動源１０であるステッピングモータのステップ数がＮ１を超えた場合、すなわち貯氷容器３０内の氷が不足していると判断されるときには、製氷皿２０が製氷位置から第一の方向に回転し始めたこと、すなわち可動接点部材６２と固定接点部材６１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わったこと（Ｓ７）に基づき、駆動源１０を他方へ駆動させる（逆転させる）（Ｓ８）。そうすると、検氷部材４０が原位置に戻ってケース７０に接触し、それ以上の移動が妨げられる（図８（ｃ）および（ｄ）参照）。これにより、差動歯車機構５０の出力が切り替わり、駆動源１０の動力が製氷皿２０に伝達されて製氷皿２０は第一の方向の反対方向である第二の方向に回転する。第二の方向に回転すると製氷皿２０は製氷位置に戻る。製氷皿２０が製氷位置に戻ると接点がＯＮ状態となる（Ｓ９）が、これが検出された後も当該方向への駆動源１０の駆動を継続する。つまり、製氷皿２０の第二の方向への回転を継続する。すると、可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部はカム部１８３の第一の窪み１８３１の内側に入り込んだ状態から大径部分１８３３に接触した状態に移行する。これにより可動接点部材６２が弾性変形し再び接点がＯＦＦ状態となる（Ｓ１０）。

【0040】

そのまま製氷皿２０の第二の方向への回転を継続すると、製氷皿２０が略１８０度回転し、空間２１の開口が下側に向けられた離氷位置に到達する）。離氷位置に到達した製氷皿２０は、それに設けられた突起２２が図示されない枠体（製氷皿２０の一方側端部（製氷皿支持体１８に支持された側の反対側）を支持する部材）の一部に接触する。このようにして突起２２が枠体の一部に接触した状態でさらに製氷皿２０の第二の方向への回転を継続することにより、製氷皿２０が捻られて変形する。これにより、製氷皿２０内の氷が貯氷容器３０内に落下（離氷）する（図８（ｅ）参照）。製氷皿２０が離氷位置まで移動すると、可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部はカム部１８３の第二の窪み１８３２の内側に入り込む。つまり、製氷皿２０が捻られて変形する状態では可動接点部材６２がカム部１８３の段差を乗り上げることがないため、製氷皿２０の回転を妨げる抵抗力が小さい。このため、製氷皿２０を変形させるための駆動源１０であるステッピングモータの駆動トルクを低減することができる。制御手段は、ＯＦＦ状態であった可動接点部材６２と固定接点部材６１がＯＮ状態となったこと（Ｓ１１）をもって、製氷皿２０が離氷位置まで移動したことを検出する。

【0041】

製氷皿２０が離氷位置まで移動したことを確認した後、駆動源１０を一方へ駆動させる（Ｓ１２）。このとき、製氷皿２０に対し製氷皿２０を製氷位置に向けて回転させようとすることを妨げる抵抗力が作用する一方、検氷部材４０に対しては検氷部材４０を原位置に戻す方向に回転させようとすることを妨げる抵抗力がほとんど作用しないように設定されている。そのため、差動歯車機構５０まで伝達された駆動源１０の動力は、その抵抗力が極めて小さい検氷部材４０側に出力される。つまり、検氷部材４０が貯氷容器３０内に進入する方向に動作を開始する。

【0042】

このときに製氷皿２０に作用する抵抗力の少なくとも一部は、可動接点部材６２を弾性変形させる力によってもたらされる。つまり、製氷位置に位置する製氷皿２０が離氷位置に回転しようとするとき、カム部１８３の第二の窪み１８３２の内側に入り込んだ可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部が、その第二の窪み１８３２と大径部分１８３３との間の段差を乗り越える必要がある。可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部がこの段差を乗り越えようとすると、可動接点部材６２が弾性変形し第二の窪み１８３２の内側に留まろうとする力、すなわち製氷皿２０が製氷位置に向けて回転しようとすることを妨げる力が製氷皿支持体１８に作用することになる。このように、本実施形態では、検氷を開始する前および離氷後のそれぞれの場合において、製氷皿２０より先に検氷部材４０を動作させるための抵抗力の少なくとも一部を、製氷皿２０の位置を検出するための接点部材を弾性変形させる力（カム部１８３に形成された段差を乗り越えようとする際に生ずる抵抗）より得ている。

【0043】

なお、上記製氷皿２０に作用する抵抗力が、上述した摩擦ブレーキやおもりによってももたらされるものである場合、これらの部材による抵抗力も製氷皿２０に作用することになる。

【0044】

検氷部材４０が貯氷容器３０内に進入すると、製氷皿２０からの離氷によって新たな氷が補充された後の貯氷容器３０内の氷または当該高さ未満に設定される検氷部材ストッパ３１に検氷部材４０の氷接触部４２が接触する（図８（ｆ）参照）。これにより、差動歯車機構５０の出力が切り替わり、製氷皿２０が第一の方向に回転し始める。つまり、検氷部材４０が下降した状態のまま製氷皿２０が回転する。そうすると、可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部が第二の窪み１８３２の内側に位置した状態から大径部分１８３３に接触した状態になり、接点がＯＦＦ状態となる（Ｓ１３）。そこからさらに回転すると可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部が第一の窪み１８３１の内側に入り込み、接点がＯＮ状態となる（Ｓ１４）。つまり、製氷皿２０が製氷位置に戻ったことが検出される。さらに回転すると、再び可動接点部材６２の略「Ｖ」字状の先端部が第一の窪み１８３１の内側に位置した状態から大径部分１８３３に接触した状態になり、接点がＯＦＦ状態となる（Ｓ１５）。つまり、製氷皿２０は第一の方向に回転することにより離氷位置から製氷位置に一旦戻る（図８（ｇ）参照）ことになるが、そのまま製氷位置を通り過ぎる（図８（ｈ）参照）まで回転する。

【0045】

接点がＯＦＦ状態となったことが検出された後、再度駆動源１０を他方へ駆動させる（Ｓ１６）。そうすると、検氷部材４０には原位置に向かう方向への移動を妨げる抵抗力が殆ど作用していないため、差動歯車機構５０によって駆動源１０の動力が検氷部材４０に出力される。つまり、検氷部材４０が原位置に向かって移動し始める。検氷部材４０が原位置に到達する（図８（ｉ）参照）とケース７０に接触し、それ以上の移動が妨げられるため、差動歯車機構５０の出力が切り替わり、駆動源１０の動力が製氷皿２０に出力される。つまり、製氷皿２０が製氷位置に向かって第二の方向に回転し始める。製氷皿２０が製氷位置に戻る（図８（ｊ）参照）と、接点がＯＮ状態となる（Ｓ１７）ため、それを検出したことをもって製氷皿２０が製氷位置に戻ったと判断し、駆動源１０を停止する（Ｓ１８）。

【0046】

上記のように動作する本実施形態にかかる製氷装置１において、駆動源１０の動力を検氷部材４０または製氷皿２０に伝達する差動歯車機構５０を有する歯車列は、駆動源１０から製氷皿２０までの減速比よりも、駆動源１０から検氷部材４０までの減速比の方が低い。このようにすることにより、駆動に大きな力を要しない検氷部材４０の動作を速め、動作開始から終了までの時間を短くすることができる。さらに、製氷皿２０の駆動トルクを検氷部材４０の駆動トルクよりも大きくできるので、大きな力で製氷皿２０を捻ることができる。

【0047】

以上説明した本実施形態にかかる製氷装置１によれば、次のような作用効果が奏される。

【0048】

本実施形態にかかる製氷装置１は、差動歯車機構５０によって一つの駆動源１０により検氷部材４０および製氷皿２０の両方を駆動させることができるため、従来よりも装置を小型化できる。具体的には、貯氷容器３０内の氷の過不足を検出するための検氷部材４０が、氷または検氷部材ストッパ３１に接触することで移動が阻止される構成を、差動歯車機構５０の出力の切替（検氷部材４０から製氷皿２０への出力対象の切替）に巧みに利用した点で優れる。

【0049】

また、氷が不足していると判断される場合には、貯氷容器３０内に進入している検氷部材４０が貯氷容器３０外である原位置まで移動してから製氷皿２０が離氷位置に向かって移動する（離氷動作が行われる）構成であるため、検氷部材４０が新たに離氷した氷で埋もれてしまい原位置に戻すことができなくなってしまうこと（原位置に戻すために大きなトルクが必要になってしまうこと）や、新たに離氷した氷で破損してしまうことが防止できる。

【0050】

また、製氷皿２０が製氷位置または離氷位置に位置することを検出するための可動接点部材６２を、検氷部材４０の移動が阻止された状態となったことを契機として製氷皿２０を移動させるように差動歯車機構５０を機能させるための負荷（抵抗）としても利用することができる。

【0051】

また、貯氷容器３０内の貯氷量（過不足）は、製氷皿２０が製氷位置に位置する状態で駆動源１０が一方へ駆動し始めてから、検氷部材４０が貯氷容器３０内の氷または検氷部材ストッパ３１に接触することにより差動歯車機構５０の出力が切り替わって製氷皿２０が前記離氷位置に向けて移動し始めるまで（接点部材がＯＮ状態からＯＦＦ状態になるまで）の駆動源１０の駆動量（本実施形態ではステップ数）により判断することができるため、貯氷容器３０内の氷量を判断するために別の検知部材を用いる必要がない。

【0052】

また、離氷後、検氷部材４０が原位置に戻ったかどうかは、製氷皿２０が製氷位置に位置する状態から離氷位置に位置する状態までの駆動源１０の一方への駆動量よりも、製氷皿２０が離氷位置に位置する状態から製氷位置に位置する状態までの駆動源１０の他方への駆動量が小さいかどうかで判断することができるため、検氷部材４０が原位置に戻っているか否かを検知するために、別の検知部材を用いる必要がない。

【0053】

また、検氷部材４０は、ケース７０の最も外側の面よりも内側に位置するように設けられているため、検氷部材４０を含めた装置全体がコンパクトになり、冷蔵庫等への配置の自由度が向上する。

【0054】

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

【0055】

上記実施形態では、動作開始後、接点がＯＦＦ状態状態となるまでに、駆動源１０であるステッピングモータのステップ数がＮ１を超えるか否か、すなわち駆動源１０の駆動量で貯氷容器３０内の氷の過不足を判断していることを説明したが、動作開始後、接点がＯＦＦ状態となるまでの時間によって貯氷容器内の氷の過不足を判断するようにしてもよい。

【0056】

上記実施形態では、検氷部材ストッパ３１を貯氷容器３０に設けたが、ケース７０に設けてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１ 製氷装置
１０ 駆動源（ステッピングモータ）
１３ 二番車
１４ 遊星歯車
１５ 検氷部材側出力車
１５１ 内歯
１６ 検氷部材支持体
１７ 製氷皿側出力車
１７１ 遊星歯車支持軸
１８ 製氷皿支持体
１８３ カム部
１８３１ 第一の窪み
１８３２ 第二の窪み
１８３３ 大径部分
２０ 製氷皿
３０ 貯氷容器
３１ 検氷部材ストッパ
４０ 検氷部材
４１ 接続部
４２ 氷接触部
５０ 差動歯車機構
６１ 固定接点部材
６２ 可動接点部材
７０ ケース
７２ 段差

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】