特開 2023-176450 製氷装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023176450

(43)【公開日】2023-12-13

(54)【発明の名称】製氷装置

(51)【国際特許分類】

   F25C 1/10 20060101AFI20231206BHJP

   F25C 5/187 20180101ALI20231206BHJP

   F25D 29/00 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

F25C1/10 302Z

F25C1/10 302B

F25C5/187 B

F25D29/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022088733

(22)【出願日】2022-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000002233

【氏名又は名称】ニデックインスツルメンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002158

【氏名又は名称】弁理士法人上野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石水 昭夫

【テーマコード（参考）】

3L045

【Ｆターム（参考）】

3L045AA05

3L045BA01

3L045CA02

3L045DA02

3L045PA01

3L045PA02

3L045PA04

(57)【要約】

【課題】離氷機構の動作を制御するスイッチを備え、このスイッチを切り替える際のスパークの発生を防止または抑制することができる製氷装置を提供する。
【解決手段】製氷皿と、温度センサと、前記製氷皿から氷を排出する離氷機構と、を備え、前記離氷機構が氷を排出する機械的動作は、少なくともその一部が、前記温度センサの出力値に基づいて開始され、前記温度センサの信号線には、その接続／切断を外部から切替可能なスイッチが設けられている製氷装置によりこれを解決する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

製氷皿と、
温度センサと、
前記製氷皿から氷を排出する離氷機構と、を備え、
前記離氷機構が氷を排出する機械的動作は、少なくともその一部が、前記温度センサの出力値に基づいて開始され、
前記温度センサの信号線には、その接続／切断を外部から切替可能なスイッチが設けられている、
製氷装置。

【請求項2】

前記離氷機構は、前記温度センサの出力値に基づく機械的動作の開始後に該温度センサの信号線が切断されても、その動作が継続される、
請求項１に記載の製氷装置。

【請求項3】

前記離氷機構が氷を排出する一連の機械的動作は、前記温度センサの出力値に基づいて開始され、
前記離氷機構は、前記一連の機械的動作の開始後に前記温度センサの信号線が切断されても、該一連の機械的動作が完了するまでその動作を継続する、
請求項１に記載の製氷装置。

【請求項4】

前記離氷機構は、その機械的動作の開始後に該温度センサの信号線が切断されたときには、所定の復帰動作を実行する、
請求項１に記載の製氷装置。

【請求項5】

前記離氷機構は、前記製氷皿に接続される出力部を含み、
前記出力部は、前記製氷皿を回転させてこれをひねることで該製氷皿の氷を排出する、
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の製氷装置。

【請求項6】

氷が貯えられる容器である貯氷部と、
アーム状部材である検氷レバーと、を備え、
前記離氷機構は、前記検氷レバーを前記貯氷部内に下ろして該貯氷部内の氷の量を検査する、
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の製氷装置。

【請求項7】

前記離氷機構は、駆動源である電気モータを含み、
前記離氷機構の動力線には、その接続／切断を外部から切替可能なスイッチが設けられていない、
請求項１に記載の製氷装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は製氷装置の防爆技術に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献には、製氷皿の配置角度を検知するスイッチを備える製氷装置が開示されている。この製氷装置は、スイッチに非接触のマグネットレバーとホールＩＣを用いることで、スイッチを切り替えたときのスパーク（火花放電）の発生を防止している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２－１８１４２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

製氷装置の動作を制御するスイッチを備えるにあたり、このスイッチを製氷装置の動力線（強電線）上に設けた場合、そのスイッチをオンオフにするときにスパークが生じることがある。このようなスパークは、製氷装置について例えば防爆規格の認定や認証を得ようとしたときに支障となる。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、離氷機構の動作を制御するスイッチを備え、このスイッチを切り替える際のスパークの発生を防止または抑制することができる製氷装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明の製氷装置は、製氷皿と、温度センサと、前記製氷皿から氷を排出する離氷機構と、を備え、前記離氷機構が氷を排出する機械的動作は、少なくともその一部が、前記温度センサの出力値に基づいて開始され、前記温度センサの信号線には、その接続／切断を外部から切替可能なスイッチが設けられていることを要旨とする。

【0007】

一般に、サーミスタや測温抵抗体、熱電対などの温度センサは、信号線（弱電線）で制御装置に接続されている。このような低定格の信号線にスイッチを設けることにより、スイッチを切り替える際のスパークの発生が抑えられる。また、本発明の温度センサは、離氷機構による機械的動作（離氷動作）の開始条件の一部を担っている。その温度センサの死活をスイッチで切り替えて離氷動作を制御することにより、別途スイッチのための配線やその入力値の監視処理、オンオフ時の処理などを用意する必要がなくなる。そのため、本発明によれば、製氷装置の構成や機能を複雑化させることなく、離氷機構の状態（稼働状態／待機状態）を制御することが可能となる。

【0008】

このとき、前記離氷機構は、前記温度センサの出力値に基づく機械的動作の開始後に該温度センサの信号線が切断されても、その動作が継続されることが好ましい。本発明のスイッチは温度センサの信号線に設けられている。スイッチが切られたとき（信号線が切断されたとき）には、温度センサから制御装置への入力は途絶えるが、離氷機構の動力線や他の機能の死活は設計者が自由に決めることができる。そのため、例えば、離氷機構の作動中にスイッチが切られたときには、離氷機構を停止に適した状態になるまで作動させ続けることができる。

【0009】

またこのとき、前記離氷機構が氷を排出する一連の機械的動作は、前記温度センサの出力値に基づいて開始され、前記離氷機構は、前記一連の機械的動作の開始後に前記温度センサの信号線が切断されても、該一連の機械的動作が完了するまでその動作を継続することが好ましい。これにより、スイッチが切られているときは一切の離氷動作が行われず、また、離氷動作中にスイッチが切られても、離氷機構が中途半端な状態で停止することがなくなる。

【0010】

一方、前記離氷機構は、その機械的動作の開始後に該温度センサの信号線が切断されたときには、所定の復帰動作を実行してもよい。上でも述べたように、スイッチが切られたときには、温度センサから制御装置への入力は途絶えるが、離氷機構の動力線や他の機能の死活は設計者が自由に決めることができる。スイッチが切られたときにそのまま離氷動作を続けることに何か問題がある場合は、例えば離氷動作をロールバックして初期状態に復帰させてもよい。

【0011】

また、本発明の製氷装置は、前記離氷機構が前記製氷皿に接続される出力部を含み、前記出力部が前記製氷皿を回転させてこれをひねることで該製氷皿の氷を排出するものであってもよい。製氷皿をひねって氷を排出するいわゆるひねり式の製氷装置において、製氷皿がひねられた状態で離氷動作が停止してしまうと、製氷皿の寿命が著しく損われるおそれがある。本発明の製氷装置によれば、これがひねり式の製氷装置であっても、このような不都合は生じない。

【0012】

同様に、本発明の製氷装置は、氷が貯えられる容器である貯氷部と、アーム状部材である検氷レバーと、を備え、前記離氷機構が前記検氷レバーを前記貯氷部内に下ろして該貯氷部内の氷の量を検査するものであってもよい。検氷レバーが貯氷部内に下りた状態で離氷動作が停止されると、検氷レバーが氷と固着したり、製氷装置の取り外し等、メンテナンス作業に支障がでたりするおそれがある。本発明の製氷装置によれば、これが検氷レバーを備える製氷装置であってもこのような不都合は生じない。

【0013】

また、本発明の製氷装置は、前記離氷機構が駆動源である電気モータを含み、前記離氷機構の動力線には、その接続／切断を外部から切替可能なスイッチが設けられていないことが好ましい。スイッチを切り替える際のスパークを確実に防止するためである。

【発明の効果】

【0014】

このように、本発明の製氷装置によれば、離氷機構の動作を制御するスイッチをオンオフする際のスパークを防止または抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態に係る製氷装置の外観を示す斜視図である。

【図2】製氷装置が行う離氷動作の流れを示す模式図である。

【図3】駆動ユニットの動力伝達経路を示す背面図である。

【図4】製氷装置の制御構造を示す回路図である。

【図5】第１変換軸、第２変換軸、及び検氷レバーの連結構造を示す斜視図である。

【図6】カムギヤの構造を示す斜視図である。

【図7】第１変換軸の構造を示す斜視図（ａ）及び側面図（ｂ）である。

【図8】第２レバーの構造を示す平面図（ａ）及び斜視図（ｂ）である。

【図9】製氷皿が製氷位置にあるときの駆動機構の様子を示す背面図である。

【図10】離氷準備動作時の駆動機構の様子を示す背面図である。

【図11】検氷動作時の駆動機構の様子を示す背面図である。

【図12】離氷動作の続行時／中断時の各部の動作を示すタイミングチャートである。

【図13】排出動作時の駆動機構の様子を示す背面図である。

【図14】氷排出後の駆動機構の様子を示す背面図である。

【図15】製氷装置のイニシャライズ動作を示す正面図である。

【図16】イニシャライズ動作における第１スイッチの入出力の変化を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明にかかる製氷装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する製氷装置９０は、図示しない冷蔵庫の冷凍室内に設置され、冷蔵庫から水の供給を受けて自動的に氷を製造する装置である。

【0017】

以下の説明における「上下」とは、図１に描かれた座標軸のＺ軸に平行な方向を意味しており、Ｚ１側を「上」、Ｚ２側を「下」とする。「前後」及び「表裏」とは、同座標軸のＸ軸に平行な方向であり、Ｘ１側を「前」「表」、Ｘ２側を「後ろ」「裏」とする。同様に、「左右」とは、同座標軸のＹ軸に平行な方向であり、Ｙ１側を「右」、Ｙ２側を「左」とする。また、「水平」とは、同座標軸に示されるＸＹ平面方向を意味している。

【0018】

（全体構成）
図１は製氷装置９０の外観を示す斜視図である。製氷装置９０は製氷皿２０をひねって氷を排出するいわゆるひねり式の自動製氷装置である。製氷装置９０は、複数のセル（貯水室）を有する樹脂製の製氷皿２０と、製氷皿２０を回動させるモータユニットである駆動ユニット１０と、を有している。駆動ユニット１０及び製氷皿２０は、冷凍庫内に据え付けられる枠体であるフレーム９１に支持されている。また、駆動ユニット１０は、後述する貯氷部９２内の氷の量を検査するアーム状部材である検氷レバー３１を備えている。

【0019】

（離氷動作概要）
図２は、製氷装置９０が行う離氷動作（製氷皿２０から氷を排出する動作）の流れを示す模式図である。

【0020】

図２（ａ）は、製氷皿２０が液体の水を保持する配置角度である「製氷位置」にある状態を示す図である。製氷装置９０は、製氷皿２０の温度をその下面に取り付けられた温度センサであるサーミスタ２４で監視しており、製氷皿２０の温度が規定値に至ったことを検知すると離氷動作を開始する。図２（ｂ）から図２（ｄ）は製氷装置９０による離氷動作を示す図である。

【0021】

図２（ｂ）は、製氷装置９０による「離氷準備動作」を示す図である。「離氷準備動作」とは、製氷皿２０から氷が剥がれやすくなるように、製氷皿２０を予備的にひねる動作である。製氷皿２０の温度が規定値に至ると、駆動ユニット１０は、まず、製氷皿２０を図示ＣＣＷ方向へ回転させる。製氷皿２０の前端には、フレーム９１の軸穴に支持される軸部２３がその中央に形成されており、軸部２３の左右には、前方に突き出した凸部である第１凸部２１及び第２凸部２２が形成されている。フレーム９１には、第１凸部２１及び第２凸部２２の回転軌道上に、これらがＣＣＷ方向およびＣＷ方向に回転したときにこれらに接触し、その回転を妨げる、第１接触部９１１及び第２接触部９１２が設けられている。製氷皿２０のＣＣＷ方向への回転は、その回転の開始とほぼ同時に第１接触部９１１及び第２接触部９１２により妨げられる。駆動ユニット１０はその状態からさらに製氷皿２０をＣＣＷ方向へ数十度回転させ、製氷皿２０をひねる。これにより氷はある程度製氷皿２０から剥がれる。

【0022】

図２（ｃ）は、製氷装置９０による「検氷動作」を示す図である。「検氷動作」とは、氷が貯えられる容器である貯氷部９２内の氷の嵩高を測り、離氷動作を継続するか、それとも中断（キャンセル）するかを判断する動作である。離氷準備動作後、製氷皿２０が図示ＣＷ方向への回転を開始すると、これに連動して検氷レバー３１が貯氷部９２内に降下する。ここで、検氷レバー３１が予め定められた基準面よりも下まで降下すれば、氷の量が不足しているものと解釈され、離氷動作が続行される。一方、検氷レバー３１が基準面に至る前に、堆積した氷によってその降下が妨げられると、貯氷部９２はすでに氷で一杯と解釈され、離氷動作がキャンセルされる。

【0023】

図２（ｄ）は、製氷装置９０による氷の排出動作を示す図である。貯氷部９２の氷の量が不足している場合、製氷装置９０は離氷動作を続行する。製氷皿２０が図示ＣＷ方向へ回転を継続すると、製氷皿２０の第１凸部２１及び第２凸部２２は、フレーム９１の第１接触部９１１及び第２接触部９１２に再び接触する。駆動ユニット１０はその状態からさらに製氷皿２０をＣＣＷ方向へ数十度回転させ、製氷皿２０をひねる。これにより製氷皿２０の氷が貯氷部９２内に排出される。

【0024】

このように、製氷装置９０の駆動ユニット１０は、製氷皿２０を一方（図示ＣＣＷ方向）に回転させてひねり、その後他方（図示ＣＷ方向）へ回転させてひねることで、製氷皿２０から氷を排出する。ひねり式を採用する従来の自動製氷装置は、一般に、製氷皿を一方にのみ回転させてこれをひねる仕様となっている。本形態の製氷装置９０は、製氷皿２０をまず一方へひねって氷を製氷皿から剥離させ、その後、製氷皿２０を他方へひねりきって氷を排出することにより、従来よりも大型で剛性の高い製氷皿を採用することができる。また、本形態の製氷装置９０では、製氷皿２０の第１凸部２１及び第２凸部２２と、フレーム９１の第１接触部９１１及び第２接触部９１２とが、製氷皿２０の支点（駆動ユニット１０との接続部）から離れた位置に設けられており、これにより製氷皿２０を小さな力で効率的にひねることができる。

【0025】

（駆動機構概要）
図３は、駆動ユニット１０の動力伝達経路を示す背面図である。図３は、駆動ユニット１０の主に背面側の機構について説明するものである。製氷装置９０は、これが設置された冷蔵庫から電力の供給を受け、種々の規定動作を行う。

【0026】

駆動ユニット１０は、駆動源であるステッピングモータ８１（電気モータ）と、製氷皿２０を回動させる出力部であるカムギヤ４０と、カムギヤ４０の動作に連動して検氷レバー３１を旋回させる第１変換軸５０及び第２変換軸３２と、を有している。

【0027】

カムギヤ４０は、円形に広がったフランジ状の円板部であるギヤ部４１を有している。ギヤ部４１はその外周面に歯部が形成されており、平歯車として機能する。ステッピングモータ８１の回転は減速歯車列によって減速され、カムギヤ４０のギヤ部４１に伝達される。本形態の減速歯車列は、ステッピングモータ８１の出力軸に装着されたウォームギヤ８１１、第１歯車８２、第２歯車８３、及び第３歯車８４により構成されている。第１～３歯車は、それぞれ、大径歯車と小径歯車とが軸線方向に重ねられ、一体化された複合歯車である。第１歯車８２の大径歯車はウォームギヤ８１１と対になるウォームホイールとなっている。

【0028】

ギヤ部４１の裏面４１ｂは平面カム機構の原動節を構成している。第１変換軸５０はギヤ部４１の従動節を構成する軸体である。第２変換軸３２は、第１変換軸５０の回転に連動して回転し、検氷レバー３１を旋回させる軸体である。第１変換軸５０の軸線（回転中心線）とカムギヤ４０の軸線はねじれの位置関係にあり、これらを平面視したときに、第１変換軸５０の軸線はカムギヤ４０の軸線の方向に対して直角に延びている。第１変換軸５０の軸線と第２変換軸３２の軸線は同一平面上にあり、これらは垂直に交わっている。

【0029】

また、ギヤ部４１の裏面４１ｂには、他の従動節である第２レバー７２も接している。第２レバー７２は、カムギヤ４０の配置角度と第１変換軸５０の配置角度（つまり検氷レバー３１の降下角度）とに応じて、機械的なスイッチである第２スイッチ７１（第２検知手段）のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。冷蔵庫は第２スイッチ７１の出力を監視し、冷凍庫内の氷量が十分（満氷）であるときは駆動ユニット１０による離氷動作をキャンセルし、氷量が不足しているときは離氷動作を続行する。

【0030】

（防爆構造）
図４は、製氷装置９０の制御構造を示す回路図である。以下、図４を参照して製氷装置９０の防爆構造について説明する。

【0031】

本形態の製氷装置９０は、これが設置された冷蔵庫から電力と水の供給を受け、製氷、氷の排出、貯氷量の管理の全てを自動的に行う製氷装置である。製氷装置９０は制御装置１５を有しており、制御装置１５は、製氷皿２０から氷を排出する離氷機構である駆動ユニット１０の動作を制御する。冷蔵庫のＡＣ電源はＡＣ／ＤＣコンバータ１６により直流に変換され、制御装置１５に入力される。制御装置１５には、サーミスタ２４、ステッピングモータ８１、及び、冷蔵庫の給水バルブを開閉するリレー１７が接続されている。

【0032】

図４に示されるように、製氷装置９０では、サーミスタ２４の信号線に、その接続／切断を装置外から切替可能なスイッチ２４１が設けられている。一方、ＡＣ電源からの動力線や、ステッピングモータ８１、リレー１７の動力線にはスイッチが設けられていない。

【0033】

上でも述べたように、本形態の製氷装置９０は、製氷皿２０の氷が完成したことをサーミスタ２４で検知し、離氷動作を開始する。つまり、サーミスタ２４が正常に動作していなければ、駆動ユニット１０による一連の機械的動作は開始されない。本形態の製氷装置９０では、低定格の信号線にスイッチ２４１を設けることにより、スイッチ２４１を切り替える際のスパークの発生を防止している。また、サーミスタ２４の死活をスイッチ２４１で切り替えることで離氷動作の開始を制御しているため、別途スイッチのための配線やその入力値の監視処理、切り替え時の処理等は用意されていない。

【0034】

また、本形態の製氷装置９０は、離氷動作の開始後にサーミスタ２４のスイッチ２４１が切られた場合でも、離氷動作が完了するまでその動作を継続する。本形態においてサーミスタ２４は、あくまで離氷動作の開始タイミングを計るための部品である。スイッチ２４１が切られることでサーミスタ２４から制御装置１５への入力は途絶えるが、制御装置１５やステッピングモータ８１、リレー１７の動力線は活きている。そのため、離氷動作が開始された後は、スイッチ２４１が切られたとしてもその後の離氷動作に影響はない。

【0035】

特に、製氷装置９０は、製氷皿２０をひねって氷を排出するひねり式の製氷装置である。製氷皿２０がひねられた状態で離氷動作が停止し、仮に製氷皿２０がひねられたままになってしまうと、製氷皿２０の寿命が著しく損われることになる。また、製氷装置９０は、検氷レバー３１を貯氷部９２内に下ろして貯氷部９２内の氷の量を検査する。検氷レバー３１が貯氷部９２内に下りた状態で離氷動作が停止してしまうと、検氷レバー３１が氷と固着したり、製氷装置９０の取り外し等、メンテナンス作業に支障がでたりするおそれがある。本形態の製氷装置９０では、離氷動作の開始後にサーミスタ２４のスイッチ２４１が切られた場合でも、離氷動作が完了するまでは駆動ユニット１０が作動し続けるため、このような不都合は生じない。

【0036】

尚、本形態では、離氷動作に係る一連の機械的動作の開始条件をサーミスタ２４が担っているが、サーミスタ２４は、その一部の機械的動作の開始条件を担っていてもよい。その場合でも、その機械的動作が開始した後でスイッチ２４１を切っても動作が続行されるのであれば、本形態の効果の一部は得ることができる。また、スイッチ２４１が切られたときにそのまま離氷動作を続けることに何か問題がある場合は、例えば離氷動作をロールバックして初期状態に復帰させたり、停止に支障のないところまで動作を続けてフェールセーフ・シャットダウンさせたりすることも可能である。上でも述べたように、制御装置１５やステッピングモータ８１、リレー１７の動力線はスイッチ２４１が切られても活きているからである。

【0037】

また、本形態では温度センサとしてサーミスタ２４が採用されているが、製氷装置９０に使う温度センサは、低温を検知可能な弱電部品であれば他の種類の温度センサであってもよい。

【0038】

（検氷レバーの構成）
図５は、第１変換軸５０、第２変換軸３２、及び検氷レバー３１の連結構造を示す斜視図である。本形態の検氷レバー３１は第２変換軸３２に接続されている。以下、図１から図５を参照して、製氷皿２０のサイズを最大化するための検氷レバー３１の構成について説明する。

【0039】

図５に示されるように、第１変換軸５０と第２変換軸３２は、これらの軸線方向における一端に設けられた傘歯歯車５９，３２１により直角に接続されている。第２変換軸３２の他端（前端）には検氷レバー３１の接続部３２２が設けられており、検氷レバー３１の接続部３１１がこれに結合されている。つまり第２変換軸３２の回転中心は検氷レバー３１の回転中心でもある。上でも述べたように、第１変換軸５０の軸線はカムギヤ４０の軸線に対して平面視直角に交わっており、そして第１変換軸５０の軸線と第２変換軸３２の軸線も平面視直角に交わっている。これによりカムギヤ４０の軸線と第２変換軸３２（及び検氷レバー３１）の軸線とが平行に配置されている。本形態の製氷装置９０は、カムギヤ４０の回転方向（軸線の向き）を第１変換軸５０と第２変換軸３２を用いて９０°ずつ変換し、結果的に検氷レバー３１の軸線をカムギヤ４０の軸線と平行に配置している。これにより検氷レバー３１の軸線を、カムギヤ４０の軸線と平行に保ったまま、任意の位置に配置することを可能にしている。

【0040】

検氷レバー３１は、第２変換軸３２の軸線に対して垂直方向に延びる旋回部３１２と、旋回部３１２の先端から水平に延びる昇降部３１３と、を有している。図１に示されるように、製氷皿２０と検氷レバー３１は、どちらも駆動ユニット１０の前方（表側）に配置されている。そして図２に示されるように、検氷レバー３１の旋回部３１２は、製氷皿２０の軸部２３の位置、つまりカムギヤ４０の軸線の位置よりも下に配置され、カムギヤ４０の前面を横切るように延びている。このように、本形態の製氷装置９０では、第１変換軸５０及び第２変換軸３２を用いて検氷レバー３１の回転端の位置を調節し、検氷レバー３１の旋回部３１２を長く確保している。これにより本形態の検氷レバー３１は、小さな回転角度でその先端（昇降部３１３）を大きく昇降させることができる。

【0041】

そして、図２（ａ）に示すように、検氷レバー３１の昇降部３１３は、製氷位置にある製氷皿２０の上面よりも低い位置に配置されている。つまり昇降部３１３は、その最も高く引き上げられた位置が製氷皿２０の上面よりも低い。仮に検氷レバー３１の昇降部３１３が製氷皿２０の上面を超えて昇降する場合、製氷皿２０は、冷蔵庫内の限られた設置スペースにおいて、検氷レバー３１が占有する空間を除いた空間に配置されなければならない。つまり製氷皿２０の水平方向の設置スペースが検氷レバー３１に浸食されることになる。検氷レバー３１の昇降範囲を製氷皿２０の上面よりも低い位置に収めることにより、製氷皿２０の水平方向のサイズを最大化することが可能となる。また、本形態の製氷装置９０は、一般的な離氷動作に加え、離氷準備動作を行うことができるため、大型の製氷皿２０の取り扱いに好適である。

【0042】

また、貯氷部９２の氷量検査の精度を高めるためには、満氷かどうかを判断する基準面に対して、検氷レバー３１を点ではなく線または面で触れることが望ましい。本形態の検氷レバー３１はその昇降部３１３が水平に延びているため、氷量を常に線または面で検査することができる。

【0043】

（駆動機構詳細）
以下、図６から図８を参照して、駆動ユニット１０の駆動機構を構成する各部品の細部について説明する。

【0044】

図６はカムギヤ４０の構造を示す斜視図である。図６（ａ）はカムギヤ４０の表面側を示す正面斜視図、図６（ｂ）はカムギヤ４０の裏面側を示す背面斜視図である。図６（ａ）に示されるように、カムギヤ４０はその表面側に、製氷皿２０の後端部に接続される矩形状の軸部である製氷皿嵌合軸４２と、フレーム９１に設けられた図示しない軸受に支持される円形の軸部であるフレーム嵌合軸４３と、を有している。ギヤ部４１の表面４１ａには、後述する第１レバー６２を操作する凸部である第１レバー操作部６３が形成されている。

【0045】

図６（ｂ）に示されるように、カムギヤ４０の裏面側には、その中央に円筒形状の筒部４４が設けられている。筒部４４の外面には、後述する降下止めスリーブ４９が装着される。ギヤ部４１の裏面４１ｂには、平面カム機構の原動節を構成するリブである第１カム４５及び第２カム４６が形成されている。第１カム４５は略円環形状のリブである。第１変換軸５０は、第１カム４５の内周面の形状に沿って回動する。第１カム４５には、その周方向における一部の範囲に、径方向外側に張り出したスロープである凹スロープ４５１が設けられている。第２カム４６は、ギヤ部裏面４１ｂの周縁に沿って形成されたリブである。第２レバー７２は、第２カム４６の内周面の形状に沿って回動する。第２カム４６は、第２レバー７２が乗上げるスロープである前半凸スロープ４６１及び後半凸スロープ４６２、これら凸スロープの間に設けられた下りスロープである中間凹スロープ４６３、そして後半凸スロープ４６２から図示時計回り方向に続く下りスロープである終端凹スロープ４６４を有している。

【0046】

図７は、第１変換軸５０の構造を示す斜視図（ａ）及び側面図（ｂ）である。第１変換軸５０は、駆動ユニット１０のケース１１（図１参照）に支持される軸部である先端軸５１及び中間軸５８を有している。第１変換軸５０はその円柱形状の胴部に複数の突起が設けられている。これら突起は、Ｙ１側からＹ２側に向かって、順に、第１カム４５に接触するカムフォロアーである摺動部５２、後述する降下止めスリーブ４９に当接することで第１変換軸５０の図６（ｂ）視ＣＷ方向への回転を阻止する回転止め部５３、コイルばね５４１（図３参照）により常に上方へ（つまり第１変換軸５０を同ＣＷ方向へ回転させるように）付勢されるばね受け部５４、フレーム９１の図示しない凹部に嵌入され、第１変換軸５０の回動範囲を制限する第１位置決め片５５、第２レバー７２に接触して第２レバー７２の旋回角度を操作する第２レバー操作部５６、フレーム９１の図示しない仕切り壁に接触して第１変換軸５０のＹ２方向への移動を阻止する第２位置決め片５７により構成されている。また、第１変換軸５０のＹ２側端部には、第２変換軸３２が接続される傘歯歯車５９が設けられている。

【0047】

図８は、第２レバー７２の構造を示す平面図（ａ）及び斜視図（ｂ）である。第２レバー７２は、その回転中心である軸部７２９と、軸部７２９を回転端とする複数の自由端とを有するアーム状部材である。第２レバー７２はその自由端として、第２カム４６に接触するカムフォロアーである摺動部７２１、コイルばね７９によって常に第２スイッチ７１側に付勢されるスイッチ操作部７２２、及び、ケース１１の凹部１１１に嵌入され、第２レバー７２の回動範囲を制限する回動制限部７２３を有している。

【0048】

（離氷動作詳細）
以下図９から図１４を参照して製氷装置９０の離氷動作についてより詳細に説明する。

【0049】

図９は、製氷皿２０が製氷位置にあるときの駆動機構の様子を示す背面図である。このとき、第１変換軸５０の摺動部５２は第１カム４５の凹スロープ４５１の外にあり、これにより検氷レバー３１は引き上げられている。第２レバー７２の摺動部７２１はまだ前半凸スロープ４６１に乗り上げておらず、第２スイッチ７１はＯＮの状態にある。

【0050】

図１０は、離氷準備動作時の駆動機構の様子を示す背面図である。製氷皿２０の温度が規定値に至ると、又は前回の離氷動作の開始から一定時間が経過すると、駆動ユニット１０は、まず、製氷皿２０を図示ＣＷ方向へ一定量回転させて製氷皿２０をひねる。このとき、第１変換軸５０の摺動部５２は、依然として凹スロープ４５１の外にあり、検氷レバー３１は引き上げられたままである。第２レバー７２の摺動部７２１も、依然として前半凸スロープ４６１には乗り上げておらず、第２スイッチ７１はＯＮの状態のままである。

【0051】

図１１は、検氷動作時の駆動機構の様子を示す背面図である。図１２は、離氷動作の続行時／キャンセル時の各部の動作を示すタイミングチャートである。離氷準備動作が完了すると、駆動ユニット１０は、カムギヤ４０を図示ＣＣＷ方向へ回転させる。これにより第１変換軸５０の摺動部５２は凹スロープ４５１に入り込み、検氷レバー３１が降下する。検氷レバー３１が降下を始めると同時に、第２レバー７２の摺動部７２１が前半凸スロープ４６１に乗り上げ、第２スイッチ７１がＯＦＦに切り替わる。

【0052】

検氷レバー３１の降下が氷に妨げられず、その旋回部３１２が３０°以上回転し、昇降部３１３が貯氷部９２内の基準面を超えて降下すると、つまり第１変換軸５０の摺動部５２が凹スロープ４５１の深部に至ると、第１変換軸５０の第２レバー操作部５６が第２レバー７２のスイッチ操作部７２２に接触し、これを第２スイッチ７１から遠ざける方向へ押動する。第１変換軸５０の摺動部５２が凹スロープ４５１の深部にさしかかる位置までカムギヤ４０が回転すると、第２レバー７２の摺動部７２１は第２カム４６の中間凹スロープ４６３の位置に至る。ここで、検氷レバー３１が十分に降下しており、第２レバー７２のスイッチ操作部７２２の復帰（第２スイッチ７１側への復帰）が第１変換軸５０のスイッチ操作部７２２により制限されている場合、第２スイッチ７１はＯＦＦのまま維持され、カムギヤ４０はＣＣＷ方向への回転を継続する。

【0053】

ここで、堆積した氷によって検氷レバー３１の降下が妨げられ、第１変換軸５０が十分に回転しなかった場合、第１変換軸５０のスイッチ操作部７２２は第２レバー７２のスイッチ操作部７２２に届かず、その結果、第２レバー７２の摺動部７２１が中間凹スロープ４６３を下り、第２スイッチ７１がＯＮに切り替えられる。冷蔵庫の制御装置は、第２スイッチ７１が所定の時間内にＯＮに切り替わったことを検知すると、離氷動作をキャンセルし、氷を排出しないまま製氷皿２０を製氷位置に復帰させる。

【0054】

図１３は、氷の排出動作時の駆動機構の様子を示す背面図である。第２スイッチ７１がＯＦＦのまま中間凹スロープ４６３を通り過ぎると、第１変換軸５０の摺動部５２は凹スロープ４５１の対岸側に上り、これにより検氷レバー３１が引き上げられる。このとき、第２レバー７２の摺動部７２１は後半凸スロープ４６２に乗り上げているため、第１変換軸５０の第２レバー操作部５６が第２レバー７２のスイッチ操作部７２２を押さえなくても、第２スイッチ７１はＯＦＦのまま維持される。製氷皿２０が図示ＣＣＷ方向にひねりきられ、氷が排出されると、第２レバー７２の摺動部７２１は終端凹スロープ４６４を下り、第２スイッチ７１がＯＮに切り替えられる。冷蔵庫はこの第２スイッチ７１の切り替わりによって氷の排出完了を検知する。

【0055】

図１４は、氷排出後の駆動機構の様子を示す背面図である。氷の排出が終わると、製氷装置９０は製氷皿２０を製氷位置に復帰させる。ここで、カムギヤ４０の筒部４４には、円筒形状の降下止めスリーブ４９が装着されている。降下止めスリーブ４９は、スリット４９２が形成された胴部と、胴部から外側に突き出した凸部４９３とを有している。降下止めスリーブ４９は筒部４４に固定されておらず、摩擦抵抗により筒部４４に連れ回って回転する。凸部４９３の旋回範囲はケース１１によって制限されており、凸部４９３はカムギヤ４０の回転方向に沿ってその可動範囲を往復する。氷の排出後にカムギヤ４０が図示ＣＷ方向に回転すると、第１変換軸５０の摺動部５２が再び凹スロープ４５１にさしかかるが、このとき、第１変換軸５０は、その回転止め部５３が降下止めスリーブ４９の凸部４９３に当接し、回転が阻止される。そのため復帰動作中に検氷レバー３１が降下することはない。

【0056】

（イニシャライズ動作）
図１５は、製氷装置９０のイニシャライズ動作を示す正面図である。図１６は、イニシャライズ動作における第１スイッチ６１の入出力の変化を示すタイミングチャートである。ここで「イニシャライズ（初期化）」とは、例えば冷蔵庫の設置後に初めて電力を投入する際や、停電後に電力が再投入されたときなどに、製氷皿２０を製氷位置に配置し直すことをいう。また、離氷後の復帰動作においても、製氷皿２０を製氷位置に配置する際にイニシャライズ動作を行ってもよい。以下、図１５及び図１６を参照して製氷装置９０のイニシャライズ動作について説明する。

【0057】

駆動ユニット１０は、製氷皿２０が製氷位置に配置されたことを検知するための機械的なスイッチである第１スイッチ６１と、そのＯＮ／ＯＦＦを切り替える第１レバー６２とを有している。第１レバー６２は、回転端を中心として自由端を旋回させるアーム状部材であり、第１スイッチ６１は第１レバー６２の旋回範囲に配置されている。第１レバー６２は、付勢部材であるトーションばね６９によって第１スイッチ６１をＯＮにする方向へ常時付勢されている。

【0058】

そして、カムギヤ４０のギヤ部表面４１ａには、その周回軌道上で第１レバー６２に接触し、第１レバー６２をトーションばね６９の付勢力に抗して旋回させる凸部である第１レバー操作部６３が形成されている。第１レバー操作部６３は製氷皿２０が製氷位置に配置されたときに第１レバー６２に接触し、製氷位置を通り過ぎたときに第１スイッチ６１をＯＦＦに切り替える。

【0059】

上でも述べたように、本形態の駆動ユニット１０は、検氷レバー３１の昇降範囲を製氷皿２０の上面よりも低い範囲に収めることにより、製氷皿２０の水平方向のサイズを最大化している。そのため本形態の製氷皿２０は、一般的な製氷皿よりも剛性が高くなっており、製氷皿２０を一方にひねるだけでは氷を排出しきれないおそれがある。そこで製氷皿２０を一方だけではなく他方にもひねることで氷が製氷皿２０に残ることを防いでいる。製氷皿２０を両方にひねることが可能な仕様にしたことにより、イニシャライズ動作時に製氷皿２０が不必要にひねられるおそれがある。特に、製氷皿２０に液体の水が保持された状態でこれがひねられると、製氷皿２０の水が貯氷部９２内にこぼれるおそれがある。また、製氷皿２０が不必要にひねられることは、製氷皿２０の部品寿命の点からも望ましくない。本形態の製氷装置９０は、製氷皿２０が製氷位置に配置されたことを検知する手段を別途備えることにより、製氷皿２０が不必要にひねられることが防止される。また、本形態の製氷装置９０は、製氷皿２０が製氷位置に配置されたことを検知する手段（第１スイッチ６１）と、これが他の配置角度になったことを検知する手段（第２スイッチ７１）とを別々に備えることにより、つまり第１スイッチ６１を製氷位置の検知に特化させることにより、製氷皿２０が製氷位置に配置されたことを高い精度で検知することができる。

【0060】

また、一般に自動製氷装置の駆動ユニットは、製氷皿に接続される出力部よりも内側（出力部の裏面側）にその駆動機構が置かれる。つまり出力部の表面側は製氷皿の駆動以外にはあまり用いられない。本形態の製氷装置９０は、カムギヤ４０（出力部）の表面側を積極的に活用することで、自動製氷装置の占有空間を大きくすることなく追加機能を実装する余地を得ている。

【0061】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に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。

【符号の説明】

【0062】

１０：駆動ユニット（離氷機構），１５：制御装置，１６：ＡＣ／ＤＣコンバータ，１７：リレー，２０：製氷皿，２１：第１凸部，２２：第２凸部，２４：サーミスタ（温度センサ），２４１：スイッチ，３１：検氷レバー，３１２：旋回部，３１３：昇降部，３２：第２変換軸，３２１：傘歯歯車，４０：カムギヤ（出力部），４１：ギヤ部，４１ａ：表面，４１ｂ：裏面，４４：第１レバー操作部，４２：製氷皿嵌合軸，５０：第１変換軸，５２：摺動部，５４：ばね受け部，５４１：コイルばね，５６：第２レバー操作部，５９：傘歯歯車，６１：第１スイッチ，６２：第１レバー，６３：第１レバー操作部，６９：トーションばね，７１：第２スイッチ（第２検知手段），７２：第２レバー，７２１：摺動部，７２２：スイッチ操作部，７２９：軸部，８１：ステッピングモータ（電気モータ），８１１：ウォームギヤ，８２：第１歯車，８３：第２歯車，８４：第３歯車，９０：製氷装置，９１：フレーム，９１１：第１接触部，９１２：第２接触部，９２：貯氷部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】