(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】
(24)【登録日】2024-03-21
(45)【発行日】2024-03-29
(54)【発明の名称】製氷機及び製氷機を備えた冷蔵庫
(51)【国際特許分類】
F25C 1/18 20060101AFI20240322BHJP
F25D 11/02 20060101ALI20240322BHJP
F25C 1/22 20180101ALI20240322BHJP
【ＦＩ】
F25C1/18 A
F25D11/02 C
F25C1/22 301A
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019222209
(22)【出願日】2019-12-09
(65)【公開番号】P2021092337
(43)【公開日】2021-06-17
【審査請求日】2022-11-25
(73)【特許権者】
【識別番号】307036856
【氏名又は名称】アクア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100131808
【弁理士】
【氏名又は名称】柳橋 泰雄
(72)【発明者】
【氏名】倉谷 利治
(72)【発明者】
【氏名】設楽 真輔
(72)【発明者】
【氏名】片桐 賢宏
【審査官】森山 拓哉
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－２１３８４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－３０９１０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－００４７４３２（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２００２－１３９２７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２５Ｃ １／１８
Ｆ２５Ｄ １１／０２
Ｆ２５Ｃ １／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷媒が流れる流路を有するヒートシンクと、金属製の棒状部材が基端部から先端部にかけて下側に延びるように取り付けられた金属板と
を有し、前記ヒートシンクにより前記棒状部材が冷却される冷却部と、
液体を貯蔵可能な液体容器と、
前記液体容器に液体を供給する液体供給部と、
前記液体容器内に残留する液体を除去する液体除去部と、
前記液体供給部及び前記液体除去部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部の制御により実施される製氷工程において、
前記液体供給部が前記液体容器内に液体を供給するステップ１と、
所定の時間、前記棒状部材の前記先端部から所定の領域が前記液体容器に供給された液体に浸かった状態にするステップ２と、
前記所定の時間経過後、前記液体除去部が前記液体容器内に残留する液体を除去するステップ３と、
を行う製氷プロセスを複数回繰り返し、
前記ステップ２において、氷点下になった前記所定の領域の周囲の液体が前記所定の領域または前記所定の領域のまわりに形成された氷と接する側から凍結していくことを特徴とする製氷機。
【請求項2】
冷媒が流れる流路を有するヒートシンクと、金属製の棒状部材が基端部から先端部にかけて下側に延びるように取り付けられた金属板と
を有し、前記ヒートシンクにより前記棒状部材が冷却される冷却部と、
液体を貯蔵可能な液体容器と、
前記液体容器に液体を供給する液体供給部と、
前記液体容器内に残留する液体を除去する液体除去部と、
前記液体供給部及び前記液体除去部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部の制御により実施される製氷工程において、
Ｎを２以上の整数とし、ｎを１以上Ｎ以下の整数とした場合、製氷プロセス（１）から製氷プロセス（Ｎ）までを繰り返し、
製氷プロセス（ｎ）において、
前記液体供給部が前記液体容器内に製氷プロセス（ｎ）に対応した液体を供給するステップ１と、
製氷プロセス（ｎ）に対応した時間Ｔ、前記棒状部材の前記先端部から所定の領域が前記液体容器に供給された液体に浸かった状態にするステップ２と、
前記時間Ｔが経過後、前記液体除去部が前記液体容器内に残留する液体を除去するステップ３と、
を実施し、
前記ステップ２において、氷点下になった前記所定の領域の周囲の液体が前記所定の領域または前記所定の領域のまわりに形成された氷と接する側から凍結していくことを特徴とする製氷機。
【請求項3】
前記ヒートシンク及び前記金属板の間に配置され、一方の面が前記ヒートシンクの面と接し、他方の面が前記金属板の前記棒状部材が取り付けられた面と反対側の面に接するペルチェ素子を更に備え、前記ペルチェ素子の前記ヒートシンクと接する側が放熱側となり、前記金属板と接する側が吸熱側となるように、前記ペルチェ素子に電力を供給することにより前記棒状部材の更なる冷却を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の製氷機。
【請求項4】
前記冷却部及び前記液体容器を相対的に移動させる移動機構を備え、前記制御部の制御により、
前記製氷工程の後、
前記移動機構が、前記棒状部材の下側に前記液体容器が存在しないように、前記冷却部及び前記液体容器を相対的に移動させる移動工程と、
前記移動工程の後、前記ペルチェ素子の前記ヒートシンクと接する側が吸熱側となり、前記金属板と接する側が放熱側となるように、前記ペルチェ素子に電力を供給する離氷工程と、
を行うことを特徴とする請求項３に記載の製氷機。
【請求項5】
請求項１から４の何れか１項に記載の製氷機を備え、庫内を冷却するための冷却システムから分岐して、冷媒を前記製氷機の前記ヒートシンクへ供給することを特徴とする冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体を凍らせて氷を生成する製氷機及びこの製氷機を備えた冷蔵庫に関する。
【背景技術】
【0002】
液体を凍らせて氷を生成する製氷機の中には、液体に浸かった冷却突起を冷蔵庫の冷却システムの冷媒を用いて冷却することにより、製氷を行うものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００４－１５０７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の製氷機では、冷蔵庫の冷却システムの冷媒を用いて冷却突起を冷却するだけなので、冷却突起の温度は最大で冷媒の蒸発温度となり、製氷までの時間の短縮には限界がある。
【0005】
特許文献１に記載の製氷機では、製氷水溝内に蓄えられた水が冷却突起で冷却されて氷となり、まず冷却突起の近傍から凍結して、最終的に、製氷水溝内に溜まった水全体が凍結する。この場合、製氷工程の初期に凍結する氷は可溶物または不溶物の含有が少ない白濁化が抑制された氷になるが、製氷工程の終わり近くでは、製氷水溝内に蓄えられていた水全体に含まれていた可溶物または不溶物が凝集して含有された水が凍結するので、白濁化された氷が生成されるという問題がある。
【0006】
従って、本発明の目的は、上記の課題を解決するものであり、白濁化が抑制された氷を生成することができる製氷機、及びこの製氷機を備えた冷蔵庫を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の製氷機は、
冷媒が流れる流路を有するヒートシンクと、
金属製の棒状部材が基端部から先端部にかけて下側に延びるように取り付けられた金属板と
を有し、前記ヒートシンクにより前記棒状部材が冷却される冷却部と、
液体を貯蔵可能な液体容器と、
前記液体容器に液体を供給する液体供給部と、
前記液体容器内に残留する液体を除去する液体除去部と、
前記液体供給部及び前記液体除去部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部の制御により実施される製氷工程において、
前記液体供給部が前記液体容器内に液体を供給するステップ１と、
所定の時間、前記棒状部材の前記先端部から所定の領域が前記液体容器に供給された液体に浸かった状態にするステップ２と、
前記所定の時間経過後、前記液体除去部が前記液体容器内に残留する液体を除去するステップ３と、
を行う製氷プロセスを複数回繰り返すことを特徴とする。
冷媒が流れる流路を有するヒートシンクと、
金属製の棒状部材が基端部から先端部にかけて下側に延びるように取り付けられた金属板と
を有し、前記ヒートシンクにより前記棒状部材が冷却される冷却部と、
液体を貯蔵可能な液体容器と、
前記液体容器に液体を供給する液体供給部と、
前記液体容器内に残留する液体を除去する液体除去部と、
前記液体供給部及び前記液体除去部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部の制御により実施される製氷工程において、
前記液体供給部が前記液体容器内に液体を供給するステップ１と、
所定の時間、前記棒状部材の前記先端部から所定の領域が前記液体容器に供給された液体に浸かった状態にするステップ２と、
前記所定の時間経過後、前記液体除去部が前記液体容器内に残留する液体を除去するステップ３と、
を行う製氷プロセスを複数回繰り返すことを特徴とする。
【0008】
本発明によれば、液体容器内に液体を供給するステップ１と、所定の時間、棒状部材の周囲に氷を生成するステップ２と、液体容器内に残留する液体を除去するステップ３と、を行う製氷プロセスを複数回繰り返す。よって、各製氷プロセスにおいて、常に可溶物または不溶物の含有が少ない液体が凍結するので、白濁化が抑制された氷を生成できる。以上により、白濁化が抑制された氷を生成することができる製氷機を提供できる。
【0009】
また、本発明の製氷機は、
冷媒が流れる流路を有するヒートシンクと、
金属製の棒状部材が基端部から先端部にかけて下側に延びるように取り付けられた金属板と
を有し、前記ヒートシンクにより前記棒状部材が冷却される冷却部と、
液体を貯蔵可能な液体容器と、
前記液体容器に液体を供給する液体供給部と、
前記液体容器内に残留する液体を除去する液体除去部と、
前記液体供給部及び前記液体除去部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部の制御により実施される製氷工程において、
Ｎを２以上の整数とし、ｎを１以上Ｎ以下の整数とした場合、製氷プロセス（１）から製氷プロセス（Ｎ）までを繰り返し、
製氷プロセス（ｎ）において、
前記液体供給部が前記液体容器内に製氷プロセス（ｎ）に対応した液体を供給するステップ１と、
製氷プロセス（ｎ）に対応した時間Ｔ、前記棒状部材の前記先端部から所定の領域が前記液体容器に供給された液体に浸かった状態にするステップ２と、
前記時間Ｔが経過後、前記液体除去部が前記液体容器内に残留する液体を除去するステップ３と、
を実施することを特徴とする。
冷媒が流れる流路を有するヒートシンクと、
金属製の棒状部材が基端部から先端部にかけて下側に延びるように取り付けられた金属板と
を有し、前記ヒートシンクにより前記棒状部材が冷却される冷却部と、
液体を貯蔵可能な液体容器と、
前記液体容器に液体を供給する液体供給部と、
前記液体容器内に残留する液体を除去する液体除去部と、
前記液体供給部及び前記液体除去部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部の制御により実施される製氷工程において、
Ｎを２以上の整数とし、ｎを１以上Ｎ以下の整数とした場合、製氷プロセス（１）から製氷プロセス（Ｎ）までを繰り返し、
製氷プロセス（ｎ）において、
前記液体供給部が前記液体容器内に製氷プロセス（ｎ）に対応した液体を供給するステップ１と、
製氷プロセス（ｎ）に対応した時間Ｔ、前記棒状部材の前記先端部から所定の領域が前記液体容器に供給された液体に浸かった状態にするステップ２と、
前記時間Ｔが経過後、前記液体除去部が前記液体容器内に残留する液体を除去するステップ３と、
を実施することを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、液体容器内に製氷プロセス（ｎ）に対応した液体を供給するステップ１と、製氷プロセス（ｎ）に対応した所定の時間、棒状部材の周囲に氷を生成するステップ２と、液体容器内に残留する液体を除去するステップ３と、を行う製氷プロセス（ｎ）をＮ回繰り返す。よって、各製氷プロセス（ｎ）において、常に、可溶物または不溶物の含有が少ない液体が凍結するので、白濁化が抑制された氷を生成できる。
【0011】
これに加えて、１回からＮ回の各製氷プロセスにおいて、異なる液体を異なる時間だけ凍結させることもできるので、層ごとに厚みが異なり、層ごとに異なる味や異なる色を有する氷を生成することもできる。よって、様々な用途に対応した氷や、様々な味覚、美観を有する氷を生成可能な製氷機を提供できる。
【0012】
また、本発明は、前記ヒートシンク及び前記金属板の間に配置され、一方の面が前記ヒートシンクの面と接し、他方の面が前記金属板の前記棒状部材が取り付けられた面と反対側の面に接するペルチェ素子を更に備え、
前記ペルチェ素子の前記ヒートシンクと接する側が放熱側となり、前記金属板と接する側が吸熱側となるように、前記ペルチェ素子に電力を供給することにより前記棒状部材の更なる冷却を行うことを特徴とする。
前記ペルチェ素子の前記ヒートシンクと接する側が放熱側となり、前記金属板と接する側が吸熱側となるように、前記ペルチェ素子に電力を供給することにより前記棒状部材の更なる冷却を行うことを特徴とする。
【0013】
本発明によれば、ペルチェ素子により、棒状部材を有する金属板側から吸熱して、ヒートシンク側に放熱するので、冷媒が流れる流路を有するヒートシンクによる冷却に加えて、ペルチェ素子による冷却が加わり、金属板の棒状部材の温度を、冷媒だけを用いた場合の温度よりも更に低い温度にすることができる。これにより、金属板の棒状部材の周囲に短時間に氷を生成することができる。
【0014】
また、本発明は、
前記冷却部及び前記液体容器を相対的に移動させる移動機構を備え、
前記制御部の制御により、
前記製氷工程の後、
前記移動機構が、前記棒状部材の下側に前記液体容器が存在しないように、前記冷却部及び前記液体容器を相対的に移動させる移動工程と、
前記移動工程の後、前記ペルチェ素子の前記ヒートシンクと接する側が吸熱側となり、前記金属板と接する側が放熱側となるように、前記ペルチェ素子に電力を供給する離氷工程と、
を行うことを特徴とする。
前記冷却部及び前記液体容器を相対的に移動させる移動機構を備え、
前記制御部の制御により、
前記製氷工程の後、
前記移動機構が、前記棒状部材の下側に前記液体容器が存在しないように、前記冷却部及び前記液体容器を相対的に移動させる移動工程と、
前記移動工程の後、前記ペルチェ素子の前記ヒートシンクと接する側が吸熱側となり、前記金属板と接する側が放熱側となるように、前記ペルチェ素子に電力を供給する離氷工程と、
を行うことを特徴とする。
【0015】
本発明によれば、棒状部材の下側に液体容器が存在しない状態において、ペルチェ素子の通電の向きを逆転させることにより、速やかに棒状部材の温度を上げて、離氷を実現できる。これにより、短い製氷サイクルを確実に実現できる。
【0016】
また、本発明の冷蔵庫は、
上記の製氷機を備え、
庫内を冷却するための冷却システムから分岐して、冷媒を前記製氷機の前記ヒートシンクへ供給することを特徴とする。
上記の製氷機を備え、
庫内を冷却するための冷却システムから分岐して、冷媒を前記製氷機の前記ヒートシンクへ供給することを特徴とする。
【0017】
本発明によれば、冷蔵庫の冷却システムの冷媒を用いて、白濁化が抑制された氷を短時間に生成することができる製氷機を備えた冷蔵庫を提供できる。
【発明の効果】
【0018】
以上のように、本発明においては、白濁化が抑制された氷を生成することができる製氷機、及びこの製氷機を備えた冷蔵庫を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の１つの実施形態に係る製氷機を模式的に示す斜視図である。
【図2】本発明の１つの実施形態に係る製氷機を模式的に示す側面断面図である。
【図4】本発明の１つの実施形態に係る製氷機の制御構成を示すブロック線図である。
【図5A】本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ１（給液）を模式的に示す側面断面図である。
【図5B】本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ２（製氷）を模式的に示す側面断面図である。
【図5C】本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ３（除液）を模式的に示す側面断面図である。
【図6A】本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される製氷プロセス（ｎ）におけるステップ１（給液）を模式的に示す側面断面図である。
【図6B】本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される製氷プロセス（ｎ）におけるステップ２（製氷）を模式的に示す側面断面図である。
【図6C】本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される製氷プロセス（ｎ）におけるステップ３（除液）を模式的に示す側面断面図である。
【図7】本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される移動工程を模式的に示す側面断面図である。
【図8】本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される離氷工程を模式的に示す側面断面図である。
【図9A】本発明の１つの実施形態に係る製氷機を製作して、実際に製氷を行った実施例を示す図（写真）である。
【図9B】実際に製氷された氷を示す図（写真）である。
【図10】本発明のその他の実施形態に係る製氷機で実施される製氷プロセス（ｎ）におけるステップ２（製氷）を模式的に示す側面断面図である。
【図11】本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫を模式的に示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための実施形態を説明する。なお、以下に説明する製氷機及び冷蔵庫は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。各図面中、同一の機能を有する部材には、同一符号を付している場合がある。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示す場合があるが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張して示している場合もある。以下の記載及び図面では、製氷機及び冷蔵庫が水平面に設置された場合を想定して、上下方向を示してある。
【0021】
（１つの実施形態に係る製氷機）
図１は、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２を模式的に示す斜視図である。図２は、
本発明の１つの実施形態に係る製氷機２を模式的に示す側面断面図である。図３は、図２の矢印Ａ－Ａから見たヒートシンク１０の平面形状及びヒートシンク１０に接続された冷却システム８０を模式的に示す図である。はじめに、図１から図３を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２の概要を説明する。
図１は、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２を模式的に示す斜視図である。図２は、
本発明の１つの実施形態に係る製氷機２を模式的に示す側面断面図である。図３は、図２の矢印Ａ－Ａから見たヒートシンク１０の平面形状及びヒートシンク１０に接続された冷却システム８０を模式的に示す図である。はじめに、図１から図３を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２の概要を説明する。
【0022】
製氷機２は、液体を凍らせて氷を生成可能な冷却部４０と、液体を貯蔵可能な液体容器５０と、冷却部４０及び液体容器５０を相対的に移動させる移動機構６０と、液体容器５０に液体を供給する液体供給部７０と、を備える。本実施形態に係る製氷機２は、独立した製氷機として構成されており、冷却部４０に冷媒を供給するための冷却システム８０を備える。ただし、これに限られるものではなく、後述するように、冷蔵庫に組み込まれて、冷蔵庫の冷却システムから冷媒が供給される場合もあり得る。製氷機２は、更に、製氷機２の構成機器を制御する制御部９０を備える。
【0023】
＜冷却部＞
冷却部４０は、上側から下側にかけて、順にヒートシンク１０、ペルチェ素子３０、及び金属板２０を備える。金属板２０は、板状のベース部２２の下側の面に複数の棒状部材２４が取り付けられている。ペルチェ素子３０は、ヒートシンク１０と、金属板２０との間に配置され、一方の面（上面）がヒートシンク１０の面（下面）と接し、他方の面（下面）が金属板２０の棒状部材２４が取り付けられた面と反対側の面（上面）に接するようになっている。
ただし、冷却部４０は、上記の構成に限られるものではなく、たとえば冷却部４０が、ペルチェ素子３０を有さず、ヒートシンク１０及び金属板２０だけで構成され、ヒートシンク１０により金属板２０が冷却される場合もあり得る。
冷却部４０は、上側から下側にかけて、順にヒートシンク１０、ペルチェ素子３０、及び金属板２０を備える。金属板２０は、板状のベース部２２の下側の面に複数の棒状部材２４が取り付けられている。ペルチェ素子３０は、ヒートシンク１０と、金属板２０との間に配置され、一方の面（上面）がヒートシンク１０の面（下面）と接し、他方の面（下面）が金属板２０の棒状部材２４が取り付けられた面と反対側の面（上面）に接するようになっている。
ただし、冷却部４０は、上記の構成に限られるものではなく、たとえば冷却部４０が、ペルチェ素子３０を有さず、ヒートシンク１０及び金属板２０だけで構成され、ヒートシンク１０により金属板２０が冷却される場合もあり得る。
【0024】
［ヒートシンク］
ヒートシンク１０は、平板状の形状を有し、アルミ、銅のような熱伝導率の高い金属から形成される。ヒートシンク１０は、内部に液状または霧状の冷媒が流れる流路１２が設けられている。図３では、冷媒の流れを点線の矢印で示してある。図３には、平面視で３つの折り返し部を有する略Ｍ字形の流路１２が示されているが、これに限られるものではない。ヒートシンク１０の大きさに応じて、１つの折り返し部を有する流路や、３つより多い折り返し部を有する流路を用いることもできる。流路１２の両端には、接続管１４Ａ，１４Ｂが取り付けられている。
ヒートシンク１０の構造として、金属板に溝状の流路が形成されているものや、金属薄板に流路となる冷却パイプが接合されているものを例示できる。後者の場合、金属薄板の片面に冷却パイプが接合されている場合も、冷却パイプの周囲を覆うよう金属薄板が接合されている場合もあり得る。熱伝導を考慮すると、冷却パイプ及び金属薄板が面で接触することが好ましい。金属薄板の厚みとして１～２０ｍｍ程度を例示できる。ヒートシンク１０の平面寸法は、後述する金属板２０の平面寸法と同様である。
ヒートシンク１０は、平板状の形状を有し、アルミ、銅のような熱伝導率の高い金属から形成される。ヒートシンク１０は、内部に液状または霧状の冷媒が流れる流路１２が設けられている。図３では、冷媒の流れを点線の矢印で示してある。図３には、平面視で３つの折り返し部を有する略Ｍ字形の流路１２が示されているが、これに限られるものではない。ヒートシンク１０の大きさに応じて、１つの折り返し部を有する流路や、３つより多い折り返し部を有する流路を用いることもできる。流路１２の両端には、接続管１４Ａ，１４Ｂが取り付けられている。
ヒートシンク１０の構造として、金属板に溝状の流路が形成されているものや、金属薄板に流路となる冷却パイプが接合されているものを例示できる。後者の場合、金属薄板の片面に冷却パイプが接合されている場合も、冷却パイプの周囲を覆うよう金属薄板が接合されている場合もあり得る。熱伝導を考慮すると、冷却パイプ及び金属薄板が面で接触することが好ましい。金属薄板の厚みとして１～２０ｍｍ程度を例示できる。ヒートシンク１０の平面寸法は、後述する金属板２０の平面寸法と同様である。
【0025】
本実施形態に係る冷却システム８０では、圧縮器８２で圧縮された高圧の冷媒ガスが、凝縮器８４で放熱して液体に戻り、毛細管内を通過中に減圧されて沸点が下がり、乾燥器８６を経て、接続管１４Ａからヒートシンク１０の流路１２に入る。流路１２を通過中に、液状または霧状の冷媒は周囲から熱を吸収して蒸発する。気化した冷媒は、接続管１４Ｂから冷却システム８０の配管を経て、圧縮器８２に戻り、再び圧縮されるというサイクルを繰り返す。このような冷却サイクルにより、ヒートシンク１０を氷点下の温度まで冷却することができる。
【0026】
［ペルチェ素子］
ペルチェ素子３０は、異なる２種類の金属または半導体を接合して電流を流すと、接合点で熱の吸収・放出が起こるペルチェ効果を利用した素子である。ペルチェ素子３０に対して、所定の方向に電流を流すと、一方の面が吸熱側となり、他方の面が放熱側となる。そして、ペルチェ素子３０に対して、逆の方向に電流を流すと、吸熱側となる面及び放熱側となる面が逆転する。本実施形態では、既知の任意のペルチェ素子を用いることができる。
本実施形態に係るペルチェ素子３０の幅、奥行き寸法として、２０～１００ｍ程度を例示でき、厚みとして２～２０ｍｍ程度を例示できる。ヒートシンク１や金属板２０の大きさに合わせて、複数のペルチェ素子３０を配置することもできる。図１では、２つのペルチェ素子３０が配置されている場合を示す。
ペルチェ素子３０は、異なる２種類の金属または半導体を接合して電流を流すと、接合点で熱の吸収・放出が起こるペルチェ効果を利用した素子である。ペルチェ素子３０に対して、所定の方向に電流を流すと、一方の面が吸熱側となり、他方の面が放熱側となる。そして、ペルチェ素子３０に対して、逆の方向に電流を流すと、吸熱側となる面及び放熱側となる面が逆転する。本実施形態では、既知の任意のペルチェ素子を用いることができる。
本実施形態に係るペルチェ素子３０の幅、奥行き寸法として、２０～１００ｍ程度を例示でき、厚みとして２～２０ｍｍ程度を例示できる。ヒートシンク１や金属板２０の大きさに合わせて、複数のペルチェ素子３０を配置することもできる。図１では、２つのペルチェ素子３０が配置されている場合を示す。
【0027】
［金属板］
金属板２０は、アルミ、銅のような熱伝導率の高い金属から形成される。金属板２０は、平板状のベース部２２、及びベース部２２に取り付けられた複数の金属製の棒状部材２４を有する。棒状部材２４は、基端部２４Ａから先端部２４Ｂにかけて下側に延びるようにベース部２２の下面に取り付けられている。
金属板２０は、アルミ、銅のような熱伝導率の高い金属から形成される。金属板２０は、平板状のベース部２２、及びベース部２２に取り付けられた複数の金属製の棒状部材２４を有する。棒状部材２４は、基端部２４Ａから先端部２４Ｂにかけて下側に延びるようにベース部２２の下面に取り付けられている。
【0028】
図１では、６本の棒状部材２４がベース部２２に取り付けられている場合を示す。棒状部材２４は、円形の断面形状を有し、外径が５～２０ｍｍ程度、長さが３０～８０ｍｍ程度を例示することができる。図１では、６本の棒状部材２４がベース部２２に取り付けられた場合を示す。棒状部材２４の大きさ及び取り付ける本数により、ベース部２２の平面形状が定まる。ヒートシンク１０も、金属板２０のベース部２２とほぼ同様な平面形状が採用される。ヒートシンク１０及び金属板２０のベース部２２の平面寸法として、縦及び横の寸法が、４０～４００ｍｍ程度を例示できる。ベース部２２の厚みとしては、２～１０ｍｍ程度を例示できる。
【0029】
本実施形態に係る金属板２０は、棒状部材２４の基端部２４Ａ側に雄ネジが設けられ、ベース部２２に設けられた孔部に形成された雌ネジと螺合するようになっている。このような構造により、棒状部材２４を容易に交換して取り付けることができる。本実施形態に係る棒状部材２４は、円形の断面形状を有するが、これに限られるものではなく、多角形、星形、ハート形をはじめとする任意の断面形状を有する棒状部材に取り替えることもできる。また、溶接や蝋付けにより、棒状部材２４をベース部２２に接合することもできる。棒状部材２４の冷却効果を考慮すると、中実の棒状部材２４が好ましいが、加工性等を考慮して、中空の棒状部材２４を採用することもできる。
【0030】
［冷却部の固定構造］
本実施形態に係る冷却部４０は、ペルチェ素子３０の両面がヒートシンク１０の面及び金属板２０の面と密着するような固定構造を有する。例えば、ペルチェ素子３０を挟み込むように配置されたヒートシンク１０及び金属板２０を、ボルトナットのような締結部材を用いて互いに固定することができる。ボルト軸に引張応力がかかるように締結することにより、ヒートシンク１０の下面及びペルチェ素子３０の上面を密着させ、ペルチェ素子３０の下面及び金属板２０の上面を密着させることができる。ただし、この固定方法に限られるものではなく、その他の任意の固定手段を用いて、冷却部４０の固定構造を形成することができる。
本実施形態に係る冷却部４０は、ペルチェ素子３０の両面がヒートシンク１０の面及び金属板２０の面と密着するような固定構造を有する。例えば、ペルチェ素子３０を挟み込むように配置されたヒートシンク１０及び金属板２０を、ボルトナットのような締結部材を用いて互いに固定することができる。ボルト軸に引張応力がかかるように締結することにより、ヒートシンク１０の下面及びペルチェ素子３０の上面を密着させ、ペルチェ素子３０の下面及び金属板２０の上面を密着させることができる。ただし、この固定方法に限られるものではなく、その他の任意の固定手段を用いて、冷却部４０の固定構造を形成することができる。
【0031】
＜液体容器＞
液体容器５０は、例えば、樹脂材料から形成され、やや扁平な略直方体の外形を有する。液体容器５０は、底面と底面を囲む４つの側面から構成された液体貯蔵領域を有する。液体貯蔵領域の上方は開口しており、金属板２０の棒状部材２４は、この開口を介して、先端部から所定の領域が液体容器５０の液体貯蔵領域内に配置されるようになっている。液体の中に浸かった棒状部材２４の先端部から所定の領域に、氷が生成される。所定の領域として、棒状部材２４の先端部から８～４０ｍｍ程度を例示することができる。
液体容器５０は、例えば、樹脂材料から形成され、やや扁平な略直方体の外形を有する。液体容器５０は、底面と底面を囲む４つの側面から構成された液体貯蔵領域を有する。液体貯蔵領域の上方は開口しており、金属板２０の棒状部材２４は、この開口を介して、先端部から所定の領域が液体容器５０の液体貯蔵領域内に配置されるようになっている。液体の中に浸かった棒状部材２４の先端部から所定の領域に、氷が生成される。所定の領域として、棒状部材２４の先端部から８～４０ｍｍ程度を例示することができる。
【0032】
＜移動機構＞
移動機構６０は、冷却部４０及び液体容器５０を相対的に移動させるように構成されている。本実施形態に係る移動機構６０では、液体容器５０が連結部５０Ａを介して、移動機構６０に連結されており、図２の矢印Ｃで示す点を中心に回転可能になっている（一点鎖線の両矢印参照）。矢印Ｃで示す点を中心に９０度以上時計回りに回転すると、図７に示すように、金属板２０の棒状部材２４の下側に液体容器５０が存在しない状態になる。これにより、棒状部材２４の周囲に生成された氷を落下させた場合、液体容器５０と干渉することなく、下方に配置された氷収納容器５４に納めることができる。
一方、その状態から、液体容器５０を矢印Ｃで示す点を中心に反時計回りに回転させることにより、図２に示すような液体容器５０内に液体を貯蔵可能な状態に戻すことができる。
移動機構６０は、冷却部４０及び液体容器５０を相対的に移動させるように構成されている。本実施形態に係る移動機構６０では、液体容器５０が連結部５０Ａを介して、移動機構６０に連結されており、図２の矢印Ｃで示す点を中心に回転可能になっている（一点鎖線の両矢印参照）。矢印Ｃで示す点を中心に９０度以上時計回りに回転すると、図７に示すように、金属板２０の棒状部材２４の下側に液体容器５０が存在しない状態になる。これにより、棒状部材２４の周囲に生成された氷を落下させた場合、液体容器５０と干渉することなく、下方に配置された氷収納容器５４に納めることができる。
一方、その状態から、液体容器５０を矢印Ｃで示す点を中心に反時計回りに回転させることにより、図２に示すような液体容器５０内に液体を貯蔵可能な状態に戻すことができる。
【0033】
移動機構６０は、例えば、モータの駆動力により、液体容器５０を時計回り・反時計回りに回転させることができる。ただし移動機構としては、上記に限られるものではなく、移動機構６０により、液体容器５０を上下・左右方向に移動させることにより、金属板２０の棒状部材２４の下側に液体容器５０が存在しない状態にすることもできる。また、液体容器５０側を固定して、冷却部４０側を移動させる移動機構もあり得るし、液体容器５０及び冷却部４０の両方を移動させる移動機構もあり得る。
【0034】
＜液体供給部７０、液体除去部７０’＞
液体容器５０に液体を供給する液体供給部７０は、液体を貯蔵する貯蔵容器７４と、貯蔵容器７４内の液体を液体容器５０に供給する給除液ポンプ７２とを備える。液体容器５０の底面には、給除液口５２が設けられており、給除液流路７６を介して、給除液ポンプ７２の入出ポートと接続されている。給除液ポンプ７２の回転軸は両方向に回転可能であり、貯蔵容器７４内の液体を液体容器５０に供給することもできるし、液体容器５０内の液体を貯蔵容器７４に戻すこともできる。
液体容器５０に液体を供給する液体供給部７０は、液体を貯蔵する貯蔵容器７４と、貯蔵容器７４内の液体を液体容器５０に供給する給除液ポンプ７２とを備える。液体容器５０の底面には、給除液口５２が設けられており、給除液流路７６を介して、給除液ポンプ７２の入出ポートと接続されている。給除液ポンプ７２の回転軸は両方向に回転可能であり、貯蔵容器７４内の液体を液体容器５０に供給することもできるし、液体容器５０内の液体を貯蔵容器７４に戻すこともできる。
【0035】
貯蔵容器７４内には、飲料水をはじめとして、氷を生成するための任意の液体を貯蔵することができる。液体容器５０に液体を供給する場合には、給除液ポンプ７２を給液方向に稼働させて、貯蔵容器７４内の液体を吸い上げ、給除液流路７６及び給除液口５２を介して、液体容器５０に供給する。一方、液体容器５０内に残留する液体を除去する場合には、給除液ポンプ７２を除液方向に稼働させて、給除液口５２及び給除液流路７６を介して、液体容器５０内の液体を吸い出して、貯蔵容器７４側に戻す。このとき、貯蔵容器７４の戻り経路入口には、フィルタ７８が設けられている。フィルタ７８により、液体容器５０から戻される液体に含まれる可溶物または不溶物が除去された後、貯蔵容器７４内に戻される。フィルタ７８の濾過機能により、貯蔵容器７４内の液体の可溶物または不溶物の濃度上昇を抑えて、高品質な氷の生成が実現できる。
【0036】
以上のように、本実施形態では、液体容器５０に液体を供給する液体供給部７０と、液体容器５０内に残留する液体を除去する液体除去部７０’を同一の装置で行うことができる。ただし、これに限られるものではなく、液体供給部及び液体除去部を異なる装置で実現することもできる。例えば、液体供給部により液体容器５０の開口の上方から液体を供給し、液体容器５０の底部に設けられた排出口に繋がった自動弁または排出ポンプからなる液体除去部により、重力またはポンプの吸引力で液体容器５０内の液体を流出させることもできる。
更に、移動機構６０を液体除去部７０’として機能させて、液体容器５０を傾けるときに、液体容器５０内の液体を外部へ流出させることもできる。その場合には、液体容器５０から流出した液体を受けて、所定の場所へ流すドレン流路を設けることが好ましい。
更に、移動機構６０を液体除去部７０’として機能させて、液体容器５０を傾けるときに、液体容器５０内の液体を外部へ流出させることもできる。その場合には、液体容器５０から流出した液体を受けて、所定の場所へ流すドレン流路を設けることが好ましい。
【0037】
（制御部）
図４は、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２の制御構成を示すブロック線図である。次に、図４を参照しながら、制御部９０を含む本実施形態に係る製氷機２の制御構成の説明を行う。制御部９０は、ペルチェ素子３０に供給する電力の方向及び大きさを制御することにより、一方の面が吸熱側となり、他方の面が放熱側となるように両面間での温度差を形成することができる。また制御部９０は、移動機構６０のモータの駆動制御により、液体容器５０を回転させて、製氷位置（図５Ａ～５Ｃ，図６Ａ～６Ｃ参照）及び離氷位置（図７参照）の間を移動させることができる。
図４は、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２の制御構成を示すブロック線図である。次に、図４を参照しながら、制御部９０を含む本実施形態に係る製氷機２の制御構成の説明を行う。制御部９０は、ペルチェ素子３０に供給する電力の方向及び大きさを制御することにより、一方の面が吸熱側となり、他方の面が放熱側となるように両面間での温度差を形成することができる。また制御部９０は、移動機構６０のモータの駆動制御により、液体容器５０を回転させて、製氷位置（図５Ａ～５Ｃ，図６Ａ～６Ｃ参照）及び離氷位置（図７参照）の間を移動させることができる。
【0038】
制御部９０は、液体供給部７０の給除液ポンプ７２を制御して、給液側に稼働させることにより、液体容器５０に液体を供給することができる。同様に、制御部９０は、液体除去部７０’の給除液ポンプ７２を制御して、除液側に稼働させることにより、液体容器５０内の液体を貯蔵容器７４に戻すことができる。
【0039】
以上のように、本実施形態に係る製氷機２は、冷媒が流れる流路１２を有するヒートシンク１０と、金属製の棒状部材２４が基端部２４Ａから先端部２４Ｂにかけて下側に延びるように取り付けられた金属板２０と、ヒートシンク１０と金属板２０との間に配置され、一方の面がヒートシンク１０の面と接し、他方の面が金属板２０の棒状部材２４が取り付けられた面と反対側の面に接するペルチェ素子３０を有する冷却部４０と、液体を貯蔵可能な液体容器５０と、液体容器５０に液体を供給する液体供給部７０と、ペルチェ素子３０、液体供給部７０などを制御する制御部９０と、を備え、棒状部材２４の先端部２４Ｂから所定の領域が液体容器５０の液体貯蔵領域内に配置されるようになっている。
【0040】
このような製氷機２では、冷媒が流れる流路１２を有するヒートシンク１０による冷却に加え、ペルチェ素子３０による冷却も加わるので、冷媒だけを用いて棒状部材２４を冷却する構成よりも更に低い温度で冷却でき、金属板２０の棒状部材２４の周囲に短時間に氷を生成することができる。また、製氷後は、ペルチェ素子３０への通電方向を逆転させることにより、金属板２０の棒状部材２４の温度を上げて、速やかに離氷することができる。これにより、短い製氷サイクルを実現可能な製氷機２を提供できる。
【0041】
重力により棒状部材２４から氷を落下させるため、棒状部材２４は基端部２４Ａから先端部２４Ｂにかけて下側に延びるように配置されている。ただし、棒状部材２４を垂直に配置する場合に限られず、斜め下向きに配置する場合もあり得る。冷却部４０を構成するヒートシンク１０、ペルチェ素子３０及び金属板２０のベース部２２の主要面は、水平に配置される場合に限られず、棒状部材２４が下側に延びるように配置されていれば、任意の向きに配置することができる。
【0042】
（制御処理）
次に、制御部９０による制御処理の説明を行う。制御部９０により、氷を生成する製氷工程、液体容器５０を移動する移動工程、及び生成された氷を取り外す離氷工程を実施する。製氷工程は、液体容器５０内に液体を供給するステップ１と、液体容器５０内で氷を生成するステップ２と、液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３と、を行う製氷プロセスを複数回繰り返す。
次に、制御部９０による制御処理の説明を行う。制御部９０により、氷を生成する製氷工程、液体容器５０を移動する移動工程、及び生成された氷を取り外す離氷工程を実施する。製氷工程は、液体容器５０内に液体を供給するステップ１と、液体容器５０内で氷を生成するステップ２と、液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３と、を行う製氷プロセスを複数回繰り返す。
【0043】
＜＜製氷工程＞＞
はじめに、ステップ１からステップ３を行う製氷プロセスを複数回行う製氷工程の説明を行う。
＜製氷プロセス（１）＞
［ステップ１（給液）］
図５Ａは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ１（給液）を模式的に示す側面断面図である。図５Ａでは、液体の流れを点線の矢印で示してある。図５Ａを参照しながら、液体供給部７０により、液体容器５０の液体貯蔵領域に液体を供給するステップ１の説明を行う。
はじめに、ステップ１からステップ３を行う製氷プロセスを複数回行う製氷工程の説明を行う。
＜製氷プロセス（１）＞
［ステップ１（給液）］
図５Ａは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ１（給液）を模式的に示す側面断面図である。図５Ａでは、液体の流れを点線の矢印で示してある。図５Ａを参照しながら、液体供給部７０により、液体容器５０の液体貯蔵領域に液体を供給するステップ１の説明を行う。
【0044】
液体容器５０に液体を貯蔵可能な製氷位置において、制御部９０の制御により、液体供給部７０の給除液ポンプ７２の駆動モータを給液方向に駆動させる。これにより、給除液ポンプ７２は、貯蔵容器７４内の液体を吸い上げ、給除液流路７６及び給除液口５２を介して、液体容器５０に液体を供給する。制御部９０は、液面センサからの信号またはタイマの計時により、液体容器５０内の液体の高さが所定の高さに達したと判別したとき、給除液ポンプ７２の稼働を停止する。図５Ａでは、給除液ポンプ７２により液体容器５０に液体を供給している途中の段階を示す。
【0045】
［ステップ２（製氷）］
図５Ｂは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ２（製氷）を模式的に示す側面断面図である。図５Ｂを参照しながら、金属板２０の棒状部材２４の周囲に氷を生成する１回目の製氷プロセス（１）におけるステップ２（製氷）の説明を行う。
図５Ｂは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ２（製氷）を模式的に示す側面断面図である。図５Ｂを参照しながら、金属板２０の棒状部材２４の周囲に氷を生成する１回目の製氷プロセス（１）におけるステップ２（製氷）の説明を行う。
【0046】
上記のステップ１（給水）により、金属板２０の棒状部材２４の先端部から所定の領域Ｌが液体容器５０内の液体に浸かった状態となる。この状態で、制御部９０の制御により、ペルチェ素子３０のヒートシンク１０と接する側が放熱側となり、金属板２０と接する側が吸熱側となるように、ペルチェ素子３０に電力を供給する。これにより、内部の流路１２を流れる冷媒の蒸発により氷点下の温度になったヒートシンク１０による冷却に加えて、金属板２０側から吸熱して、ヒートシンク１０側へ放熱するペルチェ素子３０の機能により、金属板２０の棒状部材２４の温度が冷媒だけを用いた場合の温度よりも更に低い温度に低下する。
【0047】
そして、タイマによる計時により所定の時間Ｔが経過したと判別したとき、制御部９０は、ペルチェ素子３０への電力供給を停止する。例えば、時間Ｔとして、２～８分を例示することができる。ペルチェ素子３０への通電を時間Ｔ継続することにより、図５Ｂに示すように、金属板２０の棒状部材２４の先端部から所定の領域Ｌの周囲を覆うように氷の層を生成することができる。
【0048】
ステップ２（製氷）では、ペルチェ素子３０により、棒状部材２４を有する金属板２０側から吸熱して、ヒートシンク１０側に放熱するので、ヒートシンク１０による冷却に加えて、ペルチェ素子３０による冷却が加わり、棒状部材２４の温度が冷媒だけを用いた場合の温度よりも更に低い温度になる。これにより、金属板２０の棒状部材２４の周囲に短時間に氷を生成することができる。
【0049】
ただし、ステップ２において、ヒートシンク１０による冷却のみで、棒状部材２４の周囲に氷を生成することもできる。その場合であっても、白濁化が抑制された氷を生成することができる。具体的には、ヒートシンク１０及び金属板２０のみで構成された冷却部４０を用いることもできるし、ヒートシンク１０、ペルチェ素子３０及び金属板２０で構成された冷却部４０において、ペルチェ素子３０に通電を行わない場合もあり得る。
【0050】
［ステップ３（除液）］
図５Ｃは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ３（除液）を模式的に示す側面断面図である。図５Ｃでは、液体の流れを点線の矢印で示してある。図５Ｃを参照しながら、液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３（除液）の説明を行う。
図５Ｃは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（１）におけるステップ３（除液）を模式的に示す側面断面図である。図５Ｃでは、液体の流れを点線の矢印で示してある。図５Ｃを参照しながら、液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３（除液）の説明を行う。
【0051】
制御部９０の制御により、液体除去部７０’の給除液ポンプ７２の駆動モータを除液方向に駆動させる。これにより、給除液ポンプ７２は、給除液口５２及び給除液流路７６を介して、液体容器５０内の液体を吸い出して、貯蔵容器７４側に戻す。このとき、貯蔵容器７４に戻る液体は、貯蔵容器７４の戻り経路入口に配置されたフィルタ７８により濾過された後、貯蔵容器７４に流入する。フィルタ７８により、液体内に含まれる可溶物または不溶物が除去されるので、再び液体容器５０に供給されて氷が生成されたとしても、純度の高い氷を生成することができる。
このようなステップ３（除液）により、液体容器５０に新たな液体を供給して、次の製氷プロセスを速やかに開始することができる。
このようなステップ３（除液）により、液体容器５０に新たな液体を供給して、次の製氷プロセスを速やかに開始することができる。
【0052】
以上により、１回目の製氷プロセス（１）が終了する。この場合、新たに液体容器５０に供給された液体のごく一部が凍結し、多くの液体が凍結せずに残っているので、可溶物または不溶物の含有が少ない白濁化が抑制された氷となる。
【0053】
＜ｎ回目の製氷プロセス＞
このような製氷プロセスを複数回繰り返す。図６Ａから図６Ｃは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（ｎ）を模式的に示す側面断面図である。図６Ａはステップ１（給液）を示し、図６Ｂはステップ２（製氷）を示し、図６Ｃは、ステップ３（除液）を示す。図６Ａ～図６Ｃでは、ｎ＝４の場合、つまり４層目の氷を生成するプロセス（４）の場合を一例として示している。
このような製氷プロセスを複数回繰り返す。図６Ａから図６Ｃは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（ｎ）を模式的に示す側面断面図である。図６Ａはステップ１（給液）を示し、図６Ｂはステップ２（製氷）を示し、図６Ｃは、ステップ３（除液）を示す。図６Ａ～図６Ｃでは、ｎ＝４の場合、つまり４層目の氷を生成するプロセス（４）の場合を一例として示している。
【0054】
上記と同様に、ステップ１（給液）で、液体容器５０内に液体を供給する。これにより、棒状部材２４の先端部２４Ｂから所定の領域Ｌが、供給された液体に浸かった状態となる。そして、ステップ２（製氷）では、所定の時間Ｔだけ、ペルチェ素子３０のヒートシンク１０と接する側が放熱側となり、金属板２０と接する側が吸熱側となるように、ペルチェ素子３０に電力を供給する。所定の時間Ｔは、複数回行う製氷プロセス（ｎ）において、同じ時間に設定することもできるし、異なる時間を設定することもできる。そして、液体除去部７０’により、液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３を行う。これにより、ｎ回目の製氷プロセスが終了する。
時間Ｔの経過ではなく、光センサ、撮像センサ、接触式センサ等を用いて、制御部９０が生成された氷の大きさを把握して、ペルチェ素子３０への電力供給を停止させることもできる。
時間Ｔの経過ではなく、光センサ、撮像センサ、接触式センサ等を用いて、制御部９０が生成された氷の大きさを把握して、ペルチェ素子３０への電力供給を停止させることもできる。
【0055】
これにより、図６Ａに示すように、１層からｎ－１層までが生成された氷の上に、ｎ層目の氷が生成される。ｎ層目の氷も、１層からｎ－１層の氷と同様に、新たに液体容器５０に供給された液体のごく一部が凍結し、多くの液体が凍結せずに残っているので、可溶物または不溶物の含有が少ない白濁化が抑制された氷となる。このような製氷プロセス（ｎ）を１～ｎ回繰り返すことにより、製氷工程が終了する。これにより、１層からｎ層の氷が積層した可溶物または不溶物の含有が少ない白濁化が抑制された氷を生成することができる。
【0056】
＜移動工程＞
図７は、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される移動工程を模式的に示す側面断面図である。図７を参照しながら、製氷工程で氷が生成された後、金属板２０の棒状部材２４の下側に液体容器５０が存在しないように、液体容器５０を移動させる移動工程の説明を行う。
制御部９０の制御により、移動機構６０のモータを駆動させて、金属板２０の棒状部材２４の下側に液体容器５０が存在しない離氷位置まで、液体容器５０を時計回りに回転させる（一点鎖線の矢印参照）。このとき、金属板２０の棒状部材２４の下方には、落下した氷を受ける氷収納容器５４が配置されている。
図７は、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２で実施される移動工程を模式的に示す側面断面図である。図７を参照しながら、製氷工程で氷が生成された後、金属板２０の棒状部材２４の下側に液体容器５０が存在しないように、液体容器５０を移動させる移動工程の説明を行う。
制御部９０の制御により、移動機構６０のモータを駆動させて、金属板２０の棒状部材２４の下側に液体容器５０が存在しない離氷位置まで、液体容器５０を時計回りに回転させる（一点鎖線の矢印参照）。このとき、金属板２０の棒状部材２４の下方には、落下した氷を受ける氷収納容器５４が配置されている。
【0057】
上記では、給除液ポンプ７２によりステップ３（徐液）を行っているが、これに限られるものではなく、移動機構６０により液体容器５０を傾けたとき、液体容器５０内に残留する液体を液体容器５０から流出させて除去することもできる。その場合には、移動機構６０が液体除去部７０’の機能を果たすことになる。
【0058】
＜離氷工程＞
図８は、本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される離氷工程を模式的に示す側面断面図である。図８を参照しながら、移動工程の後、金属板２０の棒状部材２４の周囲に生成された氷を棒状部材２４から外して、氷収納容器５４に収納する離氷工程の説明を行う。
図８は、本発明の１つの実施形態に係る製氷機で実施される離氷工程を模式的に示す側面断面図である。図８を参照しながら、移動工程の後、金属板２０の棒状部材２４の周囲に生成された氷を棒状部材２４から外して、氷収納容器５４に収納する離氷工程の説明を行う。
【0059】
制御部９０の制御により、ペルチェ素子３０のヒートシンク１０と接する側が吸熱側となり、金属板２０と接する放熱側が側となるように、ペルチェ素子３０に電力を供給する。これにより、金属板２０の棒状部材２４の温度が速やかに上昇するため、棒状部材２４と接触する領域の氷が溶解する。これにより、重力で氷が棒状部材２４から外れて落下し、下方に配置された氷収納容器５４に収納される。
ペルチェ素子３０への電量供給は、タイマの計時により所定の時間が経過したときに停止することもできるし、氷収納容器５４の下側に荷重センサ等を設けて、センサで氷収納容器５４に氷が収納されたことを検出したときに停止することもできる。
ペルチェ素子３０への電量供給は、タイマの計時により所定の時間が経過したときに停止することもできるし、氷収納容器５４の下側に荷重センサ等を設けて、センサで氷収納容器５４に氷が収納されたことを検出したときに停止することもできる。
【0060】
離氷工程では、金属板２０の棒状部材２４の下側に液体容器５０が存在しない状態において、ペルチェ素子３０の通電の向きを逆転させることにより、速やかに棒状部材２４の温度を上げて離氷を実現できる。これにより、短い製氷サイクルを確実に実現できる。
仮に、ヒートシンク１０及び金属板２０のみで構成された冷却部４０を用いる場合には、ヒートシンク１０内を流れる冷媒の温度を変えたり、棒状部材２４に振動を加えたりすることにより、離氷工程を実施できる。
仮に、ヒートシンク１０及び金属板２０のみで構成された冷却部４０を用いる場合には、ヒートシンク１０内を流れる冷媒の温度を変えたり、棒状部材２４に振動を加えたりすることにより、離氷工程を実施できる。
【0061】
以上のように、本実施形態に係る製氷機２では、制御部９０の制御により実施される製氷工程において、液体供給部７０が液体容器５０内に液体を供給するステップ１と、所定の時間Ｔ、棒状部材２４の先端部２４Ｂから所定の領域Ｌが液体容器５０に供給された液体に浸かった状態にするステップ２と、所定の時間Ｔ経過後、液体除去部７０’が液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３と、
を行う製氷プロセスを複数回繰り返す。
これにより、繰り返し行われる各ステップにおいて、可溶物または不溶物の含有が少ない液体が凍結するので、白濁化が抑制された氷を生成できる。よって、白濁化が抑制された氷を生成することができる製氷機を提供できる。特に、ヒートシンク１０による冷却に加え、ペルチェ素子３０による冷却も行う場合には、白濁化が抑制された氷をより短時間に生成することができる。
を行う製氷プロセスを複数回繰り返す。
これにより、繰り返し行われる各ステップにおいて、可溶物または不溶物の含有が少ない液体が凍結するので、白濁化が抑制された氷を生成できる。よって、白濁化が抑制された氷を生成することができる製氷機を提供できる。特に、ヒートシンク１０による冷却に加え、ペルチェ素子３０による冷却も行う場合には、白濁化が抑制された氷をより短時間に生成することができる。
【0062】
（実施例）
図９Ａは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２を製作して、実際に製氷を行った実施例を示す図（写真）である。図９Ｂは、実際に製氷された氷を示す図（写真）である。図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら、下記に示すような仕様の製氷機２を製作して、実際に製氷を行った実施例の説明を行う。
図９Ａは、本発明の１つの実施形態に係る製氷機２を製作して、実際に製氷を行った実施例を示す図（写真）である。図９Ｂは、実際に製氷された氷を示す図（写真）である。図９Ａ及び図９Ｂを参照しながら、下記に示すような仕様の製氷機２を製作して、実際に製氷を行った実施例の説明を行う。
【0063】
（１）ヒートシンク
（ａ）高木製作所製 Ｐ－２００Ｓ
（ｂ）サイズ：１２０ｘ１２０ｍｍ，厚さ１０ｍｍ
（ｃ）推奨流量：２～５Ｌ／ｍｉｎ
（２）ペルチェ素子（下記のペルチェ素子を２個使用）
（ａ）サイズ：４０ｘ４０ｍｍ，厚さ４ｍｍ
（ｂ）最大吸熱量（Ｑｃｍａｘ）：５１Ｗ
（ｃ）最大温度差（ΔＴｍａｘ）：６６℃
（３）金属板
（ａ）材質：アルミ合金
（ｂ）棒状部材の本数：６本
（ｃ）棒状部材サイズ：外径８ｍｍ、長さが４０ｍｍ
（４）製氷する液体：水
（ａ）高木製作所製 Ｐ－２００Ｓ
（ｂ）サイズ：１２０ｘ１２０ｍｍ，厚さ１０ｍｍ
（ｃ）推奨流量：２～５Ｌ／ｍｉｎ
（２）ペルチェ素子（下記のペルチェ素子を２個使用）
（ａ）サイズ：４０ｘ４０ｍｍ，厚さ４ｍｍ
（ｂ）最大吸熱量（Ｑｃｍａｘ）：５１Ｗ
（ｃ）最大温度差（ΔＴｍａｘ）：６６℃
（３）金属板
（ａ）材質：アルミ合金
（ｂ）棒状部材の本数：６本
（ｃ）棒状部材サイズ：外径８ｍｍ、長さが４０ｍｍ
（４）製氷する液体：水
【0064】
（４）製氷工程における冷却サイクル
下記のステップ１からステップ３を行う製氷プロセス（ｎ）を製氷プロセス（１）から製氷プロセス（５）までを繰り返し行った。
製氷プロセス（ｎ）（ｎは、１以上５以下の整数）
（ａ）ステップ１（給液）
（ｂ）ステップ２（製氷）：ペルチェ素子３０への通電時間Ｔ＝５分
（ｃ）ステップ３（除液）
下記のステップ１からステップ３を行う製氷プロセス（ｎ）を製氷プロセス（１）から製氷プロセス（５）までを繰り返し行った。
製氷プロセス（ｎ）（ｎは、１以上５以下の整数）
（ａ）ステップ１（給液）
（ｂ）ステップ２（製氷）：ペルチェ素子３０への通電時間Ｔ＝５分
（ｃ）ステップ３（除液）
【0065】
図９Ａに示すような製氷装置２で製氷を行い、１回の製氷プロセス（ｎ）を行うのに約６分経過し、製氷プロセス（１）から製氷プロセス（５）を繰り返し実施するのに約３０分経過した。その後、移動工程、離氷工程を行って、開始から合計約４０分で、図９Ｂに示すような白濁化が抑制された氷Ｇを生成することができた。生成された氷のサイズは、最大径が約２５ｍｍ、高さが１８ｍｍ程度のドーム形の形状を有し、棒状部材の外形に対応した凹部を有する。
以上のように、上記の実施形態に係る製氷機２により、白濁化が抑制された氷を短時間に生成することができることが実証された。
以上のように、上記の実施形態に係る製氷機２により、白濁化が抑制された氷を短時間に生成することができることが実証された。
【0066】
（その他の実施形態に係る製氷機）
図１０は、本発明のその他の実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（ｎ）におけるステップ２（製氷）を模式的に示す側面断面図である。本実施形態に係る製氷機２では、繰り返し行われる製氷プロセス（ｎ）のステップ２において、製氷プロセス（ｎ）ごとに異なる液体を液体容器５０に供給することができる点で、上記の１つの実施形態と異なる。
図１０は、本発明のその他の実施形態に係る製氷機２で実施される製氷プロセス（ｎ）におけるステップ２（製氷）を模式的に示す側面断面図である。本実施形態に係る製氷機２では、繰り返し行われる製氷プロセス（ｎ）のステップ２において、製氷プロセス（ｎ）ごとに異なる液体を液体容器５０に供給することができる点で、上記の１つの実施形態と異なる。
【0067】
図１０では、一例として、５種類の異なる液体を液体容器５０に供給することができるような構成を示している。つまり、液体供給部Ｅが、製氷プロセス（１）から製氷プロセス（５）に対応した液体を収容する５つの種別液体容器９２（１）～９２（５）を備えている。図１０では、ｎ＝４の場合の製氷プロセス（ｎ）のステップ２を示す。つまり、Ｇ（１）からＧ（４）の４層の氷が生成されたところを示す。
各製氷プロセス（ｎ）のステップ１において、各製氷プロセス（ｎ）に対応した種別液体容器９２（ｎ）に収容された液体が、制御部９０で制御された切り替え弁９３により、液体容器５０に供給される。本実施形態では、液体は、重力により、給液路９４内を流下して、上方から液体容器５０に流入する。ただし、これに限られるものではなく、例えば、ポンプで供給するようにすることもできる。
各製氷プロセス（ｎ）のステップ１において、各製氷プロセス（ｎ）に対応した種別液体容器９２（ｎ）に収容された液体が、制御部９０で制御された切り替え弁９３により、液体容器５０に供給される。本実施形態では、液体は、重力により、給液路９４内を流下して、上方から液体容器５０に流入する。ただし、これに限られるものではなく、例えば、ポンプで供給するようにすることもできる。
【0068】
各製氷プロセス（ｎ）のステップ２では、棒状部材２４の先端部２４Ｂから所定の領域Ｌが液体容器５０に供給された液体に浸かった状態で、時間Ｔだけペルチェ素子に電力を供給する。このとき、各プロセスでペルチェ素子３０へ通電する時間Ｔを変更することもできる。つまり、製氷プロセス（ｎ）に対応した時間Ｔだけ、ペルチェ素子３０のヒートシンク１０と接する側が放熱側となり、金属板２０と接する側が吸熱側となるように、ペルチェ素子３０に電力を供給する。
【0069】
各製氷プロセス（ｎ）のステップ３では、時間Ｔが経過後、液体除去部Ｆが液体容器５０内に残留する液体を除去する。本実施形態では、制御部９０で制御されたオンオフ弁９６を、閉から開に変更することにより、液体容器５０内に残留する液体が、重力で除液路９５内を流下して、受液容器９７に流入するようになっている。
ただし、これに限られるものではなく、ポンプにより、液体容器５０内に残留する液を除去することもできる。その場合、フィルタを介して、元の種別液体容器９２（ｎ）に戻すこともできる。これにより、可溶物または不溶物が除去された液体を再利用することもできる。
ただし、これに限られるものではなく、ポンプにより、液体容器５０内に残留する液を除去することもできる。その場合、フィルタを介して、元の種別液体容器９２（ｎ）に戻すこともできる。これにより、可溶物または不溶物が除去された液体を再利用することもできる。
【0070】
このような構成により、例えば、各製氷プロセス（ｎ）で生成する層ごとに、味の異なる氷や、色の異なる氷を生成することができる。これにより、人がなめている間に味が変わったり、溶けている間に色が変わったりする氷を生成することができる。また、下側の氷の層から上側の氷の層にかけて、色を薄くしていくことにより、下側の氷の色が外から視認可能になるので、グラデーションのついた外観を有する氷を生成することもできる。これに加え、各ステップ（ｎ）における製氷時間Ｔを異ならせることにより、氷の層の厚みを任意に変更するともできる。
【0071】
以上のように、本実施形態では、制御部９０の制御により実施される製氷工程において、Ｎを２以上の整数とし、ｎを１以上Ｎ以下の整数とした場合、製氷プロセス（１）から製氷プロセス（Ｎ）までを繰り返し、製氷プロセス（ｎ）において、液体供給部Ｅが液体容器５０内に工程（ｎ）に対応した液体を供給するステップ１と、棒状部材２４の先端部２４Ｂから所定の領域Ｌが液体容器５０に供給された液体に浸かった状態で、工程（ｎ）に対応した時間Ｔだけ、ペルチェ素子３０のヒートシンク１０と接する側が放熱側となり、金属板２０と接する側が吸熱側となるように、ペルチェ素子３０に電力を供給するステップ２と、時間Ｔが経過後、液体除去部Ｆが液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３と、を実施する。
【0072】
各製氷プロセス（ｎ）に対応した液体を、各製氷プロセス（ｎ）に対応した時間Ｔだけ製氷することにより、白濁化が抑制された氷であるとともに、層ごとに異なる厚みの、層ごとに異なる味や異なる色を有する氷を生成することもできる。よって、様々な用途に対応した氷や、様々な味覚、美観を有する氷を生成可能な製氷機を提供できる。
【0073】
（本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫）
図１１は、本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫１００を模式的に示す側面断面図である。図１１では、冷媒の流れを点線の矢印で示す。図１１を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫１００の説明を行う。冷蔵庫１００は、上記の実施形態に係る製氷機２を備えている。
図１１は、本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫１００を模式的に示す側面断面図である。図１１では、冷媒の流れを点線の矢印で示す。図１１を参照しながら、本発明の１つの実施形態に係る冷蔵庫１００の説明を行う。冷蔵庫１００は、上記の実施形態に係る製氷機２を備えている。
【0074】
冷蔵庫１００は、冷凍室１０２Ａ及び冷蔵室１０２Ｂを備える。冷凍室１０２Ａ及び冷蔵室１０２Ｂの背面側には、仕切板１０６で仕切られた入側流路１０４Ａ，Ｂが設けられている。冷凍室１０２Ａ側の入側流路１０４Ａには、蒸発器１４０が配置され、その上方にファン１７０が配置される。冷凍室１０２Ａの背面側の外部の機械室には、蒸発器１４０と連通した圧縮器１１０が配置されている。圧縮器１１０で圧縮された冷媒（気体）が凝縮器１２０で液化され、毛細管内を通過中に減圧されて沸点が下がり、乾燥器１３０を経て、三方弁１６０へ達する。図１１では、乾燥器１３０が機械室内に示されているが、実際には三方弁１６０の近くに配置されている。
【0075】
三方弁１６０により、冷媒は、冷蔵庫１００の蒸発器１４０に直接流入する流路と、製氷機２のヒートシンク１０内を流れた後、蒸発器１４０に流入する流路とに切り替えられる。製氷機２で製氷を行なわない場合には、冷媒が直接、蒸発器１４０に流入する。そして、冷媒は蒸発器１４０で庫内の気体の熱を奪って気化し、気化した冷媒が圧縮器１１０で再び圧縮されるというサイクルを繰り返す。以上のように、圧縮器１１０、凝縮器１２０、乾燥器１３０、蒸発器１４０等が連通した冷蔵庫の冷却システム１５０が構築されている。
【0076】
製氷機２で製氷を行う場合には、三方弁１６０の切り替えにより、冷媒は、接続管１４Ａを介してヒートシンク１０の流路１２に流入する。流路１２を通過中に、液状または霧状の冷媒の一部は周囲から熱を吸収して蒸発し、気化した冷媒が、接続管１４Ｂを介して、蒸発器１４０の入側に達する。ヒートシンク１０で気化する冷媒の量は、冷却システム１５０で循環する冷媒の容量に比べて小さいので、蒸発器１４０に入る時点で、冷媒は全体として液状または霧状の状態を保っている。よって、冷媒は蒸発器１４０で庫内の気体の熱を奪って気化し、気化した冷媒が圧縮器１１０で再び圧縮されるというサイクルを繰り返す。
三方弁１６０での切り替えを行わずに、常に、直接、蒸発器１４０に流入する冷媒の流れと、ヒートシンク１０を経てから蒸発器１４０に流入する冷媒の流れとが生じるようにすることもできる。
三方弁１６０での切り替えを行わずに、常に、直接、蒸発器１４０に流入する冷媒の流れと、ヒートシンク１０を経てから蒸発器１４０に流入する冷媒の流れとが生じるようにすることもできる。
【0077】
冷凍室１０２Ａ側の入側流路１０４Ａ及び冷蔵室１０２Ｂ側の入側流路１０４Ｂの間には、ダンパ１８０が配置されている。図１１では、ダンパ１８０が閉の状態を示す。
ダンパ１８０が閉の状態では、圧縮器１１０及びファン１７０が駆動すると、冷凍室１０２Ａ内の気体が流動し、蒸発器１４０を通過した冷気が仕切板１０６に設けられた吹出口１０６Ａから、冷凍室１０２Ａ内に流入する。図１１の一点鎖線の矢印に示すように、流入した気体は、冷凍室１０２Ａ内を循環して、再び、入側流路１０４Ａ内の蒸発器１４０の下側に戻る。このような蒸発器１４０を通過して冷却された気体の循環により、冷凍室１０２Ａ内を冷却することができる。ダンパ１８０が開の状態では、冷蔵室１０２Ｂ側にも冷気が循環する。
ダンパ１８０が閉の状態では、圧縮器１１０及びファン１７０が駆動すると、冷凍室１０２Ａ内の気体が流動し、蒸発器１４０を通過した冷気が仕切板１０６に設けられた吹出口１０６Ａから、冷凍室１０２Ａ内に流入する。図１１の一点鎖線の矢印に示すように、流入した気体は、冷凍室１０２Ａ内を循環して、再び、入側流路１０４Ａ内の蒸発器１４０の下側に戻る。このような蒸発器１４０を通過して冷却された気体の循環により、冷凍室１０２Ａ内を冷却することができる。ダンパ１８０が開の状態では、冷蔵室１０２Ｂ側にも冷気が循環する。
【0078】
以上のように、本実施形態に係る冷蔵庫１００は、上記の実施形態に係る製氷機２を備え、庫内を冷却するための冷却システム１５０から分岐して、液状または霧状の冷媒を製氷機２のヒートシンク１０へ供給することができる。
製氷機２では、製氷機２の制御部９０により、液体容器５０内に液体を供給するステップ１と、所定の時間Ｔ、棒状部材２４の周囲に氷を生成するステップ２と、液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３と、を行う製氷プロセスを複数回繰り返すので、各製氷プロセスにおいて、常に可溶物または不溶物の含有が少ない液体が凍結し、白濁化が抑制された氷を生成できる。
特に、冷蔵庫１００の冷却システム１５０を利用したヒートシンク１０による冷却に加え、ペルチェ素子３０による冷却も加わる場合には、冷媒だけを用いた場合の温度よりも更に低い温度で冷却でき、金属板２０の棒状部材２４の周囲に短時間に氷を生成することができる。また、製氷後は、ペルチェ素子３０への通電方向を逆転させることにより、金属板２０の棒状部材２４の温度を上げて、速やかに離氷することができる。これにより、短い製氷サイクルを実現できる。
以上のように、白濁化が抑制された氷を生成することができる製氷機を備えた冷蔵庫２を提供できる。
製氷機２では、製氷機２の制御部９０により、液体容器５０内に液体を供給するステップ１と、所定の時間Ｔ、棒状部材２４の周囲に氷を生成するステップ２と、液体容器５０内に残留する液体を除去するステップ３と、を行う製氷プロセスを複数回繰り返すので、各製氷プロセスにおいて、常に可溶物または不溶物の含有が少ない液体が凍結し、白濁化が抑制された氷を生成できる。
特に、冷蔵庫１００の冷却システム１５０を利用したヒートシンク１０による冷却に加え、ペルチェ素子３０による冷却も加わる場合には、冷媒だけを用いた場合の温度よりも更に低い温度で冷却でき、金属板２０の棒状部材２４の周囲に短時間に氷を生成することができる。また、製氷後は、ペルチェ素子３０への通電方向を逆転させることにより、金属板２０の棒状部材２４の温度を上げて、速やかに離氷することができる。これにより、短い製氷サイクルを実現できる。
以上のように、白濁化が抑制された氷を生成することができる製氷機を備えた冷蔵庫２を提供できる。
【0079】
本発明の実施の形態、実施の態様を説明したが、開示内容は構成の細部において変化してもよく、実施の形態、実施の態様における要素の組合せや順序の変化等は請求された本発明の範囲および思想を逸脱することなく実現し得るものである。
【符号の説明】
【0080】
２ 製氷機
１０ ヒートシンク
１２ 流路
１４Ａ，１４Ｂ 接続管
２０ 金属板
２２ ベース部
２４ 棒状部材
２４Ａ 基端部
２４Ｂ 先端部
３０ ペルチェ素子
４０ 冷却部
５０ 液体容器
５０Ａ 連結部
５２ 給除液口
５４ 氷収納容器
６０ 移動機構
７０ 液体供給部
７０’ 液体除去部
７２ 給除液ポンプ
７４ 貯蔵容器
７６ 給除液流路
７８ フィルタ
８０ 冷却システム
８２ 圧縮器
８４ 凝縮器
８６ 乾燥器
９０ 制御部
９２（ｎ） 種別液体容器
９３ 切り替え弁
９４ 給液路
９５ 除液路
９６ オンオフ弁
９７ 受液容器
１００ 冷蔵庫
１０２Ａ 冷凍室
１０２Ｂ 冷蔵室
１０４Ａ，Ｂ 入側流路
１０６ 仕切板
１０６Ａ 吹出口
１１０ 圧縮器
１２０ 凝縮器
１３０ 乾燥器
１４０ 蒸発器
１５０ 冷却システム
１６０ 三方弁
１７０ ファン
１８０ ダンパ
Ｅ 液体供給部
Ｆ 液体除去部
１０ ヒートシンク
１２ 流路
１４Ａ，１４Ｂ 接続管
２０ 金属板
２２ ベース部
２４ 棒状部材
２４Ａ 基端部
２４Ｂ 先端部
３０ ペルチェ素子
４０ 冷却部
５０ 液体容器
５０Ａ 連結部
５２ 給除液口
５４ 氷収納容器
６０ 移動機構
７０ 液体供給部
７０’ 液体除去部
７２ 給除液ポンプ
７４ 貯蔵容器
７６ 給除液流路
７８ フィルタ
８０ 冷却システム
８２ 圧縮器
８４ 凝縮器
８６ 乾燥器
９０ 制御部
９２（ｎ） 種別液体容器
９３ 切り替え弁
９４ 給液路
９５ 除液路
９６ オンオフ弁
９７ 受液容器
１００ 冷蔵庫
１０２Ａ 冷凍室
１０２Ｂ 冷蔵室
１０４Ａ，Ｂ 入側流路
１０６ 仕切板
１０６Ａ 吹出口
１１０ 圧縮器
１２０ 凝縮器
１３０ 乾燥器
１４０ 蒸発器
１５０ 冷却システム
１６０ 三方弁
１７０ ファン
１８０ ダンパ
Ｅ 液体供給部
Ｆ 液体除去部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】