自動製冰機的驅動裝置及自動製冰機和冰箱的製作方法
2023-08-06 16:11:31
專利名稱：自動製冰機的驅動裝置及自動製冰機和冰箱的製作方法
技術領域：
本發明涉及設在冰箱內、在製冰時對儲冰容器內的冰的不足進行檢測的情況下用來補充製造後的冰的自動製冰機的驅動裝置及自動製冰機和冰箱。
近年來，有一種具有自動製冰功能的家用冰箱等，作為安裝在該冰箱上的自動製冰機的驅動裝置，例如有公開在本申請人以前申請的日本發明專利公開1997年第264646號公報上的製冰盤的驅動裝置等。在這種自動製冰機中，通過交流同步電動機和直流電動機使檢測儲冰容器內的冰量用的檢冰臂動作。該檢冰臂如日本發明專利公開1997年第264646號公報所揭示，往往由形成在凸輪軸齒輪上的凸輪面等來驅動。
該凸輪軸齒輪，將檢冰臂設成待機狀態，且構成至少具有共計3個位置製造冰的製冰位置；用檢冰臂檢測是否滿冰的檢冰位置；當儲冰容器內的冰不足時將製冰盤扭轉使製冰盤內的冰脫離的脫冰位置。
並且，利用凸輪軸齒輪的旋轉而使檢冰臂上下動作，檢測儲冰容器內的冰量。在該檢測動作中，為確認檢冰臂的位置等，在各自的製冰位置、滿冰位置和脫冰位置等使檢測信號產生。驅動檢冰臂的電動機根據該檢測信號而受到通電斷電或旋轉方向的控制。
在這種現有的自動製冰機中，為檢測上述的各檢測位置而應用了將霍爾IC等用作為位置傳感器的非接觸的開關機構或密閉式的微型開關等。但是，由於這些開關機構成本高，故希望價廉的開關機構。
因此，本申請人開發了一種將通過與凸輪軸齒輪的旋轉角度聯動使接點產生接合/脫離從而切換成通電/斷電的間歇式開關用作檢測裝置的機構。但是，該開發產品在製造冰的製冰位置接點處於斷開的狀態。因此，在該製冰位置，在間歇式開關的接點的接觸部分容易粘附水滴。一旦粘附在接觸部分上的水滴凍結，則存在著在檢冰動作時間歇式開關不動作而不產生檢冰動作之危險性。
也就是說，冰箱內，由於門的開閉動作而進入外部空氣使箱內溫度上升，故容易產生結露。另外，當因誤操作等原因而使門處於半開狀態時，則結露更容易產生。當如此種種原因而在間歇式開關的接觸部分產生結露、通電斷電不能正常動作時，則正常的檢冰動作不能進行，使冰脫離製冰盤的動作也不能進行，即使冰量不足，也不能補充冰。
另外，由於冰箱內保存有多種的食品，故會產生各種有機氣體。因此，當間歇式開關的接點的接觸部分處於長期暴露在箱內空氣的狀態時，就有因有機氣體而被腐蝕之虞。一旦接點的接觸部分產生腐蝕，則會產生接觸不良的現象，不能正常進行檢冰動作，從而不能進行使冰脫離製冰盤的動作。其結果，仍存在著即使冰量不足也不能補充冰的問題。
此外，若因結露等所產生的水滴而使間歇式開關的接點的接觸部分相連，則在其間會通有直流電壓，會產生在電解液中移動生成銀離子的所謂遷移現象。一旦產生遷移現象，還會在非接觸狀態的接點間產生短路之危險性。
本發明的目的在於，提供一種自動製冰機的驅動裝置，其可將使接點接合/脫離的價廉的開關例如間歇式開關等用作為檢冰檢測用的開關，並能可靠地進行檢冰動作而該開關難以受到結露等影響。
為實現上述目的，本發明的自動檢冰機的驅動裝置，是在檢測出儲冰容器內的冰不足時，將製冰盤翻轉使冰落到儲冰容器內後，將製冰盤返回到原來位置進行製冰，其特點是，具有與製冰盤的驅動相聯動而使接點產生接合/脫離、通過該接合/脫離而進行通電/斷電切換的開關，該開關在該驅動裝置的動作停止狀態下進行製冰期間，接點始終接合。
如此，由於在製冰時接點始終被接觸，故接點間難以產生結露等，還可防止有機氣體所造成的腐蝕。另外，當通過使接點始終接觸而在製冰期間將開關設成通電狀態時，則在花費製冰的最多的時間中，接點維持接觸狀態，和可防止遷移現象。
另外，在另一發明的自動製冰機的驅動裝置中，是在檢測出儲冰容器內的冰不足時，將製冰盤翻轉使冰落到儲冰容器內後，將製冰盤返回到原來位置進行製冰，其特點是，具有與製冰盤的驅動相聯動而使接點產生接合/脫離、通過該接合/脫離而進行通電/斷電切換的開關，該開關在製冰盤處於製冰的製冰位置時，接點處於接合的通電狀態。
如此，由於製冰盤處於製冰位置時接點接合，故在接點間難以產生製冰時所產生的結露等，還可防止有機氣體所造成的腐蝕。另外，當在製冰位置通過使接點接觸而將開關設成通電狀態時，則在花費製冰的最多的時間中，接點維持接觸狀態，還可防止遷移現象。
另一發明除了上述的各自動製冰機的驅動裝置外，作為開關用間歇開關構成。因此，可價廉地製造對製冰盤規定轉動角度進行檢測的開關，並可產生可靠的動作，可做成實現低成本和高可靠性的自動製冰機的驅動裝置。
另一發明除了上述的各自動製冰機的驅動裝置外，開關的結構是，通過使接點接合而對儲冰容器內的冰不足或充足的任何一種狀態進行檢測。因此，能可靠地檢測儲冰容器內的冰量，可做成動作可靠性更高的自動製冰機的驅動裝置。
另一發明除了上述的各自動製冰機的驅動裝置外，開關的結構是，在使製冰盤翻轉處於脫冰的脫冰位置時，通過使接點接合對該脫冰位置進行檢測。因此，能可靠地檢測使冰落到儲冰容器時的動作(脫冰)，可做成動作可靠性更高的自動製冰機的驅動裝置。
另一發明除了上述的各自動製冰機的驅動裝置外，開關在處於除了製冰盤為製冰的製冰位置及其周邊位置、對儲冰容器內的冰量進行檢測的檢冰位置及其周邊位置和使冰脫離的脫冰位置及其周邊位置以外的位置時，接點脫離。如此，由於僅在一系列的檢冰動作和脫冰動作的短時間動作中開關的接點脫離，故接點間難以產生製冰時所產生的結露等，還可防止有機氣體所造成的腐蝕。另外，當在製冰位置通過使接點接觸而將開關設成通電狀態時，則在花費製冰的最多的時間中，接點維持接觸狀態，還可防止遷移現象。
另外，本發明的自動製冰機具有製冰盤；接納該製冰盤內的冰的儲冰容器；檢測該儲冰容器內冰量的檢冰臂；驅動該檢冰臂並使製冰盤轉動從而將該製冰盤內的冰落入儲冰容器內的驅動裝置，其特點是，具有與製冰盤的驅動相聯動而使接點產生接合/脫離、通過該接合/脫離而進行通電/斷電切換的開關，該開關在該驅動裝置的動作停止狀態下進行製冰期間，接點始終接合。
如此，由於開關的接點在製冰時始終被接觸，故接點間難以產生結露等，還可防止有機氣體所造成的腐蝕。另外，當在製冰位置通過使接點接觸而將開關設成通電狀態時，則在花費製冰的最多的時間中，接點維持接觸狀態，還可防止遷移現象。
另外，本發明的冰箱具有上述各自動製冰機的驅動裝置；製冰盤；接納該製冰盤內的冰的儲冰容器；檢測該儲冰容器內冰量的檢冰臂，驅動裝置的全部或一部分動作控制由設在冰箱本體上的控制電路來控制。因此，可使自動製冰機用的驅動裝置的控制電路的一部分或全部兼用為冰箱本體的控制電路而使冰箱的自動製冰機的驅動裝置用的驅動電路機構簡單化和省力化。
附圖的簡單說明
圖1是本發明的實施形態的自動製冰機的主要部分的俯視圖；圖2是圖1自動製冰機的側視圖；圖3表示圖1自動製冰機的驅動裝置，是卸下一方殼體可看到內部的主視圖；圖4是表示圖3驅動裝置的旋轉傳遞裝置的連接關係的剖視展開圖；圖5是表示圖4驅動裝置的凸輪軸齒輪，(A)是圖4箭頭ⅤA向的俯視圖，(B)是圖4箭頭ⅤB向的仰視圖；圖6是表示圖4驅動裝置的摩擦構件的示圖，(A)是從圖4背側看到的後視圖，(B)是從圖6(A)箭頭ⅥB向看到的示圖，(C)是沿圖6(B)中ⅥC-ⅥC線的剖視圖；圖7是表示圖3驅動裝置的檢冰軸的主視圖；圖8是圖7箭頭Ⅷ向的側視圖；圖9是沿圖7中Ⅸ-Ⅸ線的剖視圖；圖10沿圖7中Ⅹ-Ⅹ線的剖視圖；圖11是從箭頭Ⅺ方向看到圖3驅動裝置的開關按壓杆的仰視圖；圖12是從箭頭Ⅻ方向看圖11的側視圖；圖13是表示圖3驅動裝置的間歇式開關內部結構的側剖視圖；圖14是表示圖1自動製冰機的動作狀況的示圖；圖15是表示圖1所示自動製冰機的驅動裝置進行動作的概要的程序方框圖；圖16是圖1所示自動製冰機的驅動裝置所進行的初期設定動作程序方框圖；圖17是圖1所示自動製冰機的驅動裝置所進行的基本動作程序方框圖的一部分；圖18是圖1所示自動製冰機的驅動裝置所進行的基本動作程序方框圖的一部分；圖19是圖1所示自動製冰機的驅動裝置所進行的基本動作程序方框圖的一部分；下面根據附圖對本發明實施形態進行詳細說明。
圖1和圖2表示本發明實施形態的自動製冰機的驅動裝置和用該驅動裝置驅動的製冰機。該自動製冰機1自動進行製冰和脫冰等，設在冰箱的製冰室內，通過後述的驅動方法進行動作。
該自動製冰機1具有配置在未圖示的儲冰容器上方的製冰盤2；為檢測儲冰容器內的儲冰量而成為升降的檢冰裝置的檢冰臂3；將水等液體供給於製冰盤2的液體供給裝置(未圖示)；使製冰盤2和檢冰臂3聯動進行驅動的驅動裝置5。另外，在製冰盤2的下部設有檢測製冰盤2的溫度的熱控管1a。另外，在本實施形態中，使用通常的飲用水作為液體。
驅動裝置5是，使檢冰臂3的前端下降到儲冰容器內，根據其下降距離來檢測儲冰容器內有無冰。並且，該驅動裝置5在檢測出冰量不足的情況下，使製冰盤2翻轉設成脫冰位置而使冰落到儲冰容器內。即，翻轉後的製冰盤2的另一端的突出部2a碰到冰箱或設在自動製冰機1機框6上的抵接片(圖示省略)而產生扭轉變形，利用該變形而使冰脫離。然後，驅動裝置5將製冰盤返回到製冰位置。並且，在該製冰位置向製冰盤2供給液體來製冰。
驅動裝置5如圖3和圖4所示，包括與製冰盤2連接並使其翻轉的凸輪軸齒輪10；由該凸輪軸齒輪10操作使檢冰臂3動作的檢冰機構11和開關機構12。另外，該驅動裝置5的內部機構配置在由2個殼體9a、9b所構成的機殼9內。
凸輪軸齒輪10由作為驅動源的直流電動機13來驅動。即，直流電動機13的旋轉通過旋轉傳遞裝置14而傳遞給凸輪軸齒輪10。該旋轉傳遞裝置14包括通過連接板15a而與直流電動機13的輸出軸13a連接的蝸杆15；依次使蝸杆15的旋轉減速的第1齒輪16、第2齒輪17和第3齒輪18。
蝸杆15的前端部分旋轉自如地支承在聚酯彈性體制的軸承20上，該軸承20嵌合固定在殼體9b的軸承保持部19內。該軸承20也可用比聚縮醛構成的蝸杆15和ABS構成的殼體9b柔軟的材質形成，由此，可降低蝸杆15旋轉時產生的鬆動聲音。
第1齒輪16旋轉自如地配置在形成於殼體9b的軸部21上並還可向軸向移動。該第1齒輪16的旋轉中心形成將頂板部分堵塞的蓋子形狀，該堵塞部分的內面可以點接觸方式與形成於軸部21前端上的突起21a抵接。另外，第1齒輪16的齒輪面的一方形成有環狀的凸緣16a，該凸緣16a可以2點的點接觸方式(各點接觸部分分別與上述的突起21a部分的點接觸相比，接觸面積稍大)與形成於第2齒輪17齒輪面一方上的凸緣17a滑動接觸。
如此構成的第1齒輪16，根據蝸杆15的旋轉方向而一邊對殼體9a或殼體9b中任何一方施力一邊進行旋轉。即，第1齒輪16在使製冰盤2轉動到脫冰位置側時由於需要強大的轉矩，故對殼體9b施力且堵塞部分的內面一邊以點接觸方式與軸部21的前端突起21a抵接一邊進行旋轉。因此，在向該方向旋轉時，摩擦產生的傳遞損失為最小限度，直流電動機13的轉矩的傳遞效率良好，從而可將強大的傳遞轉矩的旋轉力傳遞給凸輪軸齒輪10。
另一方面，為了最好在後述的恢復時，當使製冰盤2向恢復到製冰位置側轉動時，相反地成為較弱的轉矩，故對殼體9a施力且凸緣16a以2點的點接觸方式一邊與第2齒輪17的凸緣17a滑動接觸一邊進行旋轉。因此，在向該方向旋轉時，因接觸部分脫離旋轉中心而使摩擦產生的轉矩損失增大，直流電動機13的轉矩的傳遞效率變差。其結果，較弱的傳遞轉矩產生的旋轉力傳遞給凸輪軸齒輪10。另外，當使第1和第2齒輪16、17面接觸時，由於有各齒輪16、17的接觸面和形成於齒上的毛刺等而使齒輪間互相產生幹涉之危險，故在本實施形態中採用比面接觸可順利進行旋轉的2點的點接觸。
上述構成的第1齒輪16、具有可與該第1齒輪16滑動接觸的凸緣17a的第2齒輪17及第3齒輪18都具有大直徑的齒輪部和小直徑的小齒輪部。並且，第1齒輪16的齒輪部與蝸杆15嚙合，第1齒輪16的小齒輪部與第2齒輪17的齒輪部嚙合。另外，第2齒輪17的小齒輪部與第3齒輪18的齒輪部嚙合，第3齒輪18的小齒輪部與凸輪軸齒輪10的齒輪10a嚙合。因此，直流電動機13的輸出軸13a的旋轉通過旋轉傳遞裝置14而依次減速並傳遞給凸輪軸齒輪10。
圖5(A)和(B)表示凸輪軸齒輪10。即，圖5(A)是從與圖3同方向看到凸輪軸齒輪10的示圖，圖5(B)是從背側看到圖5(A)的示圖。
凸輪軸齒輪10上一體形成有輸出軸25。該輸出軸25從設在一方殼體9a上的孔中向驅動裝置5外方伸出，與製冰盤2連接。因此，凸輪軸齒輪10與製冰盤2一體旋轉。
另外，輸出軸25的未與製冰盤2連接的端部呈筒狀，且旋轉自如地支承在設於殼體9b的圓形的支座部7上。另外，在該輸出軸25的端部外周面上滑動嵌合地配置筒狀的摩擦構件8。
該筒狀的摩擦構件8利用摩擦力而可與輸出軸25一體地旋轉。如圖6所示，在該摩擦構件8的下端緣(相對於殼體9b一側的端部)上形成有缺口形狀的槽8a，該槽8a的兩端可與形成於殼體9b的凸部抵接。因此，摩擦構件8僅在槽8a的兩端與殼體9b側凸部抵接的範圍內可轉動。另外，在摩擦構件8的內周壁上，設有從下端緣的一部分到稍微上方形成的2個平面部8c、8c。該兩平面部8c、8c成為更可靠地可使摩擦構件8與輸出軸25一體轉動的部位。該摩擦構件8與輸出軸25的關係是一體轉動，直到摩擦構件8的槽8a兩端與殼體9b的凸部抵接為止，在因抵接而使旋轉停止後，僅可使輸出軸25旋轉。
另外，在筒狀的摩擦構件8的外周面上設有阻止後述檢冰軸31旋轉的阻止片8b。該阻止片8b在凸輪軸齒輪10轉動到脫冰位置時不與檢冰軸31的接合片31b接合，凸輪軸齒輪10僅在轉動到製冰位置時才與檢冰軸31的接合片31b接合，以阻止檢冰軸31的轉動。並且，當由該阻止片8b阻止檢冰軸31轉動時，形成於檢冰軸31上的開關片轉動阻止部31d就不進入對間歇式開關42予以通電/斷電切換的開關按壓杆41的轉動範圍內，從而可自如地對間歇式開關42進行通電/斷電切換。
該摩擦構件8的用途是，為在檢冰動作中對冰的不足和滿冰進行識別，成為通電/斷電中任何狀態的間歇式開關42在檢冰臂3從脫冰位置返回到製冰位置時必定在途中成為通電狀態。也就是說，在檢冰動作中，當檢冰臂3在儲冰容器內下降到規定位置時，就判斷為冰不足，並保持原來狀態地使凸輪軸齒輪10旋轉到脫冰位置進行使冰落下的動作，而在從脫冰位置返回到製冰位置時，就會因剛才的脫冰而產生成為滿冰位置的情況和冰仍不足的情況。因此，脫冰後的間歇式開關42的通電/斷電產生誤差，難以較佳控制。為消除這種不良情況，該摩擦構件8成為在進行從脫冰位置向製冰位置的返回動作時必定使間歇式開關42處於通電的構件。
另外，如圖4及圖5(A)所示，在凸輪軸齒輪10的相對於一方殼體9a的一側面10b上，沿周向形成有槽26。在該槽26內插入形成於一方殼體9a內面的突起(圖示省略)，將凸輪軸齒輪10的可旋轉的角度限制在規定的範圍內。即，將殼體9a的突起與槽26的兩端面26a、26b接觸的位置設成凸輪軸齒輪10的旋轉界限位置。在本實施形態的情況下，凸輪軸齒輪10可在-6度到168度的範圍內旋轉。另外，該旋轉角度恢復時旋轉到-6度，在除了進行機械鎖定情況等外的通常的情況下，如後所述，在0度到160度的範圍內動作。
另一方面，如圖4及圖5(B)所示，在凸輪軸齒輪10的另一方的相對於殼體9b的另一側面10c上，形成有環狀的凹部27。在該凹部27內設有將內壁設成凸輪面的檢冰軸用凸輪面28，並在其外側同樣構成將內壁設成凸輪面的開關按壓杆用凸輪面29。各凸輪面28、29形成在相對凸輪軸齒輪10旋轉中心的軸大致平行延伸設置的延設部側壁的內周面部分上。
並且，檢冰軸用凸輪面28具有檢冰非動作位置部28a、檢冰下降動作部28b、冰不足檢測位置部28c和檢冰復歸動作部28d。檢冰非動作位置部28a在不使檢冰臂3下降的狀態下處於維持的區間，在凸輪軸齒輪10的初始位置，在將與檢冰軸31抵接的位置設成0度的情況下，形成於-6度～11度和79度～168度的區間。另外，檢冰下降動作部28b在冰不足的情況下處於逐漸使檢冰臂3下降的區間，形成於11度～35度的區間。另外，冰不足檢測位置部28c在冰不足時在使檢冰臂3下降到最下面的狀態下處於維持的區間，形成於35度～55度的區間。另外，檢冰復歸動作部28d處於使下降後的檢冰臂3上升的區間，形成於55度～79度的區間。
另一方面，開關按壓杆用凸輪面29具有在包含製冰位置(0度)的-6度～5度用來輸出信號的第1信號發生用凸輪部29a；在包含檢冰位置(42度)的42度～48度用來輸出信號的第2信號發生用凸輪部29b；在包含脫冰位置(160度)的160度～168度用來輸出信號的第3信號發生用凸輪部29c。採用該結構，凸輪軸齒輪10的旋轉角度在處於製冰位置、檢冰位置和脫冰位置時，使間歇式開關42的接點42d、42e(參照圖13)接觸，從而向開關設成通電的方向使開關按壓杆41轉動。
另外，在製冰位置，將所發生的信號稱作原位置信號。第1信號發生用凸輪部29a，可在其形狀上-19度～5度的範圍內發生信號。另外，把在檢冰位置所發生的信號稱作檢冰位置信號。此外，把在脫冰位置所發生的信號稱作脫冰信號。第3信號發生用凸輪部29c，可在其形狀上160度～179.5度的範圍內發生信號。
檢冰機構11是用來識別儲冰容器內的冰量是否充足的機構，使檢冰臂3下降到儲冰容器內，當下降到規定水平位置以下時判斷為冰不足。檢冰機構11包括由凸輪軸齒輪10操作並使檢冰臂3動作的檢冰軸31；對檢冰軸31的接合凸部31a施力以向按壓到凸輪軸齒輪10的檢冰軸用凸輪面28上的方向轉動的螺旋彈簧32。並且，在本實施形態的自動製冰機1的驅動裝置5中，在檢冰臂3轉動30度以上的情況下，就將其判斷為冰不足。
檢冰軸31由凸輪軸齒輪10操作，可轉動至最大35度。該檢冰軸31設在凸輪軸齒輪10與殼體9b之間。檢冰軸31如圖7至圖10所示，具有接合凸部31a、接合片31b、彈簧接合部31c、開關片轉動阻止部31d、軸向止脫突堤31e、臂連接部31f、殼體支承部31g和導向片31h。
由檢冰軸31一方端部的凸部構成的殼體支承部31g轉動自如地支承在形成於殼體9b的支承孔(未圖示)上。另一方面，形成於該檢冰軸31另一方端部的臂連接部31f突出於殼體9的外部，並且檢冰臂3的支點部嵌入該臂連接部31f內。
另外，形成於檢冰軸31的殼體支承部31g附近的接合凸部31a如圖8所示，做成從檢冰軸31的外周面向徑向外側突出並從途中位置彎曲的形狀，與檢冰軸31一起將旋轉中心軸線設成旋轉中心而可轉動。並且，接合凸部31a成為與檢冰軸用凸輪面28抵接的凸輪從動件，而檢冰軸用凸輪面28形成在凸輪軸齒輪10上。
另外，同樣設在檢冰軸31端部附近的接合片31b可與摩擦構件8的阻止片8b抵接，而摩擦構件8與輸出軸25同軸配置。此外，彈簧接合部31c設在比檢冰軸31的軸向中央稍靠近殼體支承部31g側的端部一側，以與螺旋彈簧32接合。因此，檢冰軸31利用壓縮後的螺旋彈簧32的圖9箭頭B方向的返回力而對接合凸部31a施力以將其向按壓到凸輪軸齒輪10的檢冰軸用凸輪面28側的方向(圖8中箭頭A方向)轉動。
另外，開關片轉動阻止部31d設在檢冰軸31的臂連接部31f側的端部附近，阻止開關按壓杆41的轉動，該開關按壓杆41是進行間歇式開關42的通電/斷電用的。
該開關片轉動阻止部31d在檢冰軸31轉動成使檢冰臂3下降時，具體地說在檢冰軸31轉動30度以上時與開關按壓杆41抵接，阻止開關按壓杆41的轉動。由此，開關片轉動阻止部31d在檢冰軸31轉動30度以上時，作成不使間歇式開關42通電。
另外，軸向止脫突堤31e，在全周形成在檢冰軸31的軸向的開關片轉動阻止部31d與臂連接部31f之間。因此，檢冰軸31僅可在軸向方向規定的範圍內移動。
此外，導向片31h形成在比檢冰軸31的軸向中央稍靠近臂連接部31f側的位置。該導向片31h進入形成於殼體9a頂板的背側部分的導向槽(未圖示)，沿該導向槽移動。因此，檢冰軸31相對殼體9a被導向片31h導向，在該導向槽內，在可移動導向片31h的範圍內可轉動。另外，該檢冰軸31的轉動範圍約為35度。
如此構成的檢冰機構11將沿檢冰軸用凸輪面28動作的檢冰軸31的轉動傳遞給檢冰臂3。即，當滿冰而停止檢冰臂3的動作時，檢冰軸31與檢冰臂3一起停止旋轉。另外，檢冰機構11在檢冰動作時，當冰不足而檢冰臂3轉動規定角度以上時，限制由開關按壓杆用凸輪面29引起的開關按壓杆41的動作。因此，在檢冰動作時，當冰不足時，開關按壓杆41不轉動，間歇式開關42的接點42d、42e不接觸。
另外，螺旋彈簧32一旦以收縮的狀態容納在設於殼體9b的彈簧盒52內，則在該狀態下，其一端就鉤掛在上述的檢冰軸31的彈簧接合部31c上。也就是說，彈簧盒52的上方被開放，一個側壁由殼體9b的側壁構成，另外三個側壁成為豎立設在殼體9b底面上的形狀。在彈簧盒52的後端(殼體9b的中央側)的側壁上設有狹槽(圖示省略)，從該狹槽使彈簧接合部31c進入彈簧盒52內，通過使螺旋彈簧32再收縮到由殼體9b的側壁所形成的側壁一側，從而使檢冰軸31與螺旋彈簧32接合。
另外，在檢冰軸31如此裝配後，通過螺旋彈簧32的彈力而使彈簧接合部31c的後端部分按壓到形成於狹槽內的凸部9c(參照圖9)，與該凸部9c抵接。並且在該狀態下，裝上凸輪軸齒輪10，當接合凸部31a裝配成凸輪軸齒輪10處於檢冰狀態的位置，即處於與凸輪軸齒輪10的檢冰軸用凸輪面28的冰不足檢測位置部28c抵接的位置時，凸輪軸齒輪10不受螺旋彈簧32的彈力而可容易地進行裝配。
如此，螺旋彈簧32始終向檢冰位置側對檢冰臂3施力。即，向使檢冰軸31的接合凸部31a抵接的方向對檢冰軸用凸輪面28施予彈力。該力雖然是從凸輪軸齒輪10的中心朝向外周的，但將凸輪軸齒輪10裝配成為不妨礙裝配時的力。因此，凸輪軸齒輪10不會因螺旋彈簧32的力而傾斜或上浮。裝配凸輪軸齒輪10後，最後通過裝配殼體9a，檢冰軸31的導向片31h導入機殼9的導向槽(圖示省略)，檢冰軸31成為正規轉動範圍界限的轉動35度後的狀態。如此，在檢冰位置以旋轉35度後的狀態裝配後，在用驅動電路驅動設成製冰位置後可出廠。
開關機構12與製冰盤2的驅動聯動使接點產生接合和脫離而進行通電/斷電切換。該開關機構12包括由凸輪軸齒輪10操作的開關按壓杆41；通過開關按壓杆41的擺動而進行通電/斷電的間歇式開關42；起到禁止開關按壓杆41擺動的開關片轉動阻止部31d；為使開關按壓杆41擺動的施予力的螺旋彈簧44。另外，本發明的實施形態的自動製冰機1的驅動裝置5，由於應用了通過使接點接觸/脫離進行通電/斷電切換的價廉的間歇式開關42來作為開關，故可低成本進行製造。
開關按壓杆41轉動自如地支承在設於二個端板53上端緣部分的各U字狀槽53a內，而二個端板53豎立設在一方的殼體9b的底面上。開關按壓杆41如圖11和圖12所示，從側面看具有「卜」字狀的形狀。並且，在上端部分設有成為凸輪從動件的凸輪抵接部41a，而凸輪從動件與凸輪軸齒輪10的開關按壓杆用凸輪面29抵接。因此，在凸輪軸齒輪10旋轉的情況下，凸輪抵接部41a沿開關按壓杆用凸輪面29而向凸輪軸齒輪10的徑向移動，開關按壓杆41產生擺動。
另外，在開關按壓杆41的規定位置，形成有受螺旋彈簧44施力的成為被按壓部的突起臂41b。該突起臂41b位於設在檢冰軸31上的開關片轉動阻止部31d的附近。在開關片轉動阻止部31d碰到該突起臂41b的狀態下，開關按壓杆41不能產生擺動。
另一方面，在與突起臂41b相對的位置處，配置間歇式開關42的按鈕42a。另外，在開關按壓杆41的突起臂41b的未與間歇式開關42相對一側的面上設有山形狀的突部41c，進入螺旋彈簧44的一端內。另外，螺旋彈簧44的另一端，進入設在殼體9a上的接合筒21c內，接合筒21c內的軸(圖示省略)進入該端部內。
另外，開關按壓杆41的中心部是支撐擺動的轉動支承部41d，該轉動支承部41d的兩端進入各U字狀槽53a內，以該轉動支承部41d為中心擺動。此外，在該開關按壓杆41上設置擺動限制部41e，該擺動限制部41e安裝在設在殼體9b上的限制用盒內，因此，開關按壓杆41的轉動支承部41d的一方不會從U字狀槽53a的底部上浮而傾斜，擺動中心不錯位地正確地沿開關按壓杆用凸輪面29進行動作。
間歇式開關42固定在殼體9b上，與印刷配線板51連接，而印刷配線板51與直流電動機13的後端連接。該間歇式開關42配置成開關按壓杆41為非動作狀態，即，在凸輪軸齒輪10處於0度位置在驅動停止狀態下進行製冰的情況下，或檢冰動作時是滿冰的情況下，或脫冰動作結束的情況下，由受到螺旋彈簧44彈力的開關按壓杆41按壓。通過該按壓產生原位置信號、檢冰信號和脫冰信號。另外，當製冰盤2處於除了這些位置以外的位置時，間歇式開關42的後述的接點42d、42e之間被脫離，成為斷電狀態。
該間歇式開關42的內部結構如圖13所示，其包括筒狀的外殼42b；配置成遮住外殼42b上端開口的蓋子42c；前端部分從蓋子42c上突出、後端側配置在外殼42b內部的按鈕42a、始終與按鈕42a的後端抵接並可彎曲的可動接點42d；可與可動接點42d接合/脫離的固定接點42e。
並且，在本實施形態的製冰位置，按鈕42a始終按壓在開關按壓杆41上，可動接點42d與固定接點42e接觸，成為通電狀態。因此，在製冰時和製冰待機中，因冰箱的門打開等原因而產生的結露，難以在接點42d、42e的接觸部分上產生，還可防止有機氣體所造成的腐蝕。另外，當通過使接點42d、42e始終接觸而將開關設成通電狀態時，兩接點42d、42e間不產生電位差，可防止在電解液中移動生成銀離子的所謂遷移現象。
如此，在製冰位置始終成為通電狀態的間歇式開關42，當進行檢冰動作、而儲冰容器內的冰不足時，凸輪軸齒輪10從製冰位置(0度)轉動到脫冰位置(160度)為止不成為通電狀態。即，當凸輪軸齒輪10旋轉5度時，該間歇式開關42利用凸輪軸齒輪10而使開關按壓杆41克服螺旋彈簧44的彈力脫離間歇式開關42的按鈕42a並使接點42d、42e脫離，間歇式開關42暫且成為斷電狀態。
並且，當凸輪軸齒輪10旋轉42度時，因凸輪軸齒輪10和螺旋彈簧44的彈力而使開關按壓杆41擺動，此時，檢冰軸31的開關片轉動阻止部31d動作，阻止該開關按壓杆41的擺動。其結果，在冰不足狀態下，當檢冰軸31轉動規定角度(這裡是30度)以上時，在應發生該檢冰信號的位置，即在凸輪軸齒輪10的轉動角度在42～48度，間歇式開關42不處於通電狀態，從而檢測信號不被輸出。因此，間歇式開關42不成為通電狀態，直到凸輪軸齒輪10成為旋轉160度後的脫冰位置。
另一方面，間歇式開關42在進行檢冰動作而儲冰容器內的冰為滿冰時，一旦凸輪軸齒輪10從製冰位置(0度)旋轉到檢冰位置(42度)就成為通電狀態。即，間歇式開關42如上述那樣，凸輪軸齒輪10旋轉5度時暫且成為斷電狀態，而凸輪軸齒輪10旋轉42度後，利用凸輪軸齒輪10和螺旋彈簧44的彈力而再次使開關按壓杆41擺動。
此時，檢冰臂3因儲冰容器內為滿冰而不下降到容器內的規定位置。因此，檢冰軸31在超過規定角度時不旋轉，檢冰軸31的開關片轉動阻止部31d不動作。其結果，開關按壓杆41產生擺動而按壓間歇式開關42的按鈕42a，接點42d、42e接觸而成為通電狀態。
另外，本實施形態的自動製冰機的驅動裝置，根據開始檢冰動作後的最初的信號輸出和驅動時間而進行使凸輪軸齒輪10逆旋轉的控制。因此，在滿冰時，使凸輪軸齒輪10旋轉42度的時刻，在冰不足時使凸輪軸齒輪10旋轉了160度的時刻，使直流電動機13停止，然後，進行使其逆旋轉的控制。
另外，當用使凸輪軸齒輪10旋轉42度時的最初的信號輸出使直流電動機13停止時，對其驅動時間較短的現象進行監視，由此根據逆旋轉後的最初的信號輸出而停止直流電動機13的驅動。從而，凸輪軸齒輪10停止在原位置(0度=製冰位置)或其周邊位置。
另一方面，當用使凸輪軸齒輪10旋轉了160度時的最初的信號輸出使直流電動機13停止時，對其驅動時間較長的現象進行監視，由此根據逆旋轉後的第二次的信號輸出而停止直流電動機13的驅動。即，最初的信號輸出是表示凸輪軸齒輪10返回到48度～42度的位置的信號(復歸時的確定信號)，第二次的信號是表示凸輪軸齒輪10返回到5度的位置的信號，因此，根據第二次的信號而使直流電動機13停止。由此，凸輪軸齒輪10停止在原位置(0度=製冰位置)或其周邊位置。另外，返回行程中的凸輪軸齒輪10的處於48度～42度時的信號輸出，由摩擦構件8發生，無論冰處於不足狀態還是充足狀態。
另外，在上述的開關按壓杆用凸輪面29上，在3個位置設有凹入部分。該3個凹入部成為上述的第1、第2和第3信號發生用凸輪部29a、29b、29c，每當開關按壓杆41的凸輪抵接部41a嵌入所述凹入部分，開關按壓杆41就擺動到間歇式開關42側。在擺動時，一旦檢冰軸31的開關片轉動阻止部31d不動作，間歇式開關42就成為通電狀態。
下面說明該自動製冰機1的動作原理。控制器(圖示省略)適當進行基本動作程序和初期設定程序，如圖14、圖15、圖16、圖17、圖18和圖19所示進行動作。
例如，基本動作程序是，在門未打開的狀態和利用置於製冰盤2下方的熱控管1a檢測到製冰結束後，當滿足經過一定時間的AND條件時，待機結束的目的信號輸入控制器。另外，初期設定程序，例如電源接通或初期化的目的信號中的任何信號在輸入控制器後實行。對該控制器進行驅動控制的控制電路，既可與設在安裝有自動製冰機1的冰箱本體(圖示省略)上的共用，也可是自動製冰機1專用的。
最初，如圖15所示，初期設定程序動作(步驟S1)。接著，開始基本動作程序，進入製冰確認(步驟S2)。控制器利用熱控管1a檢測製冰是否結束，當處於規定溫度以下時，判斷為結束，去檢測儲冰容器內的冰量(步驟S3)。另外，在從初期設定開始時，在製冰盤2內為無冰的狀態，但由於熱控管1a不管有無冰存在都感知箱內溫度，故判斷為製冰結束，進入下一個步驟S3。
在步驟S3，控制器檢測儲冰容器內的冰是否不足狀態，當不是滿冰時，也就是說冰處於不足狀態時，進行使製冰盤2翻轉將冰供給於儲冰容器的脫冰步驟(步驟S4)。接著，使其逆向旋轉到原點位置(0度)進行供水(步驟5)。由此，製冰盤2返回水平位置進行製冰(步驟6)。
另一方面，在步驟S3，當處於滿冰狀態時，製冰盤2不翻轉而返回到原點(=水平位置)(步驟S7)，為檢冰而進行規定時間的待機(步驟S8)，再返回到步驟S2的製冰確認。
若詳細描述上述的步驟S1中的自動製冰機1的初期設定程序實行時(恢復)的動作，則按圖16所示的程序方框圖。該初期設定程序(恢復)，既是用於該自動製冰機1單體中的動作確認、安裝在冰箱上時的動作確認、移動冰箱時的初期動作時等，也是對製冰盤2的位置進行確認、將其設成水平位置狀態用的。
首先，當電源接通時(步驟S11)，使直流電動機13逆時針旋轉，即向將凸輪軸齒輪10返回製冰位置(原點位置=0度)的方向旋轉(步驟S12)。並且，若間歇式開關42處於通電狀態(在步驟S13中判斷為「是」)，則將時鐘設定為3秒鐘(步驟S14)。然後，在開關通電狀態下(在步驟S15中判斷為「是」)，若經過3秒而時鐘動作結束(步驟S16中判斷為「是」)，則使直流電動機13停止1秒鐘(步驟S17)。
在該步驟S11～S17的動作中，凸輪軸齒輪10在發生機械鎖定的鎖定位置(-6度)處停止。也就是說，在初期設定動作中，在使直流電動機13向逆時針方向旋轉時，最初開關為通電狀態，並為了識別輸出的信號是檢冰信號還是原位置信號，在最初信號輸出後，將時鐘設定為3秒鐘。並且，在開關保持通電狀態下，將經過3秒鐘的場合識別為原位置信號，在經過3秒鐘之前，開關為斷電狀態，將信號輸出中斷的場合識別為檢冰輸出。由此，凸輪軸齒輪10可靠地停止在鎖定位置(-6度)。
接著，使直流電動機13向順時針方向旋轉，即，使凸輪軸齒輪10向檢冰位置和脫冰位置方向旋轉(步驟S18)。並且，若間歇式開關42為斷電狀態(步驟S19中判斷為「是」)，則將時鐘設定為0.5秒鐘(步驟S20)。然後，若經過0.5秒而時鐘動作結束(步驟S21中判斷為「是」)，則使直流電動機13停止1秒鐘(步驟S22)。
此外，使直流電動機13向逆時針方向旋轉(步驟S23)。並且，若間歇式開關42為通電狀態(步驟S24中判斷為「是」)，則將時鐘設定為0.5秒鐘(步驟S25)。然後，若經過0.5秒而時鐘動作結束(步驟S26中判斷為「是」)，則使直流電動機13停止(步驟S27)。由此，直流電動機13在該初期設定動作中，凸輪軸齒輪10停止在處於製冰位置(0度=原位置)附近的位置。由此，自動製冰機1的初期設定程序實行時(恢復)的動作結束(步驟S28)。
下面，根據圖17、圖18和圖19來說明基本動作程序。
如圖17所示，首先，凸輪軸齒輪10在停止於原點位置附近的狀態下，製冰盤2內的液體冷凍，製冰結束(步驟S31)，且當待機結束信號從控制器中輸出時(步驟S32)，使直流電動機13向順時針方向旋轉(步驟S33)。
並且，若間歇式開關42為斷電狀態(步驟S34中判斷為「是」)，則將時鐘設定為7秒鐘(步驟S35)。另外，該7秒鐘成為利用直流電動機13的驅動力可使凸輪軸齒輪10從5度的位置旋轉到100度的位置的時間，在該7秒鐘內，確認檢冰信號是否發生。
包含該檢冰動作時的7秒鐘期間，開關斷電狀態被維持(步驟S36中判斷為「是」)，並且在經過7秒鐘而時鐘動作結束(步驟S37中判斷為「是」)後，間歇式開關42處於通電的場合(步驟S38)就使脫冰信號發生，使直流電動機13停止1秒鐘(步驟S39)。如此，在步驟S36中判斷為「是」，然後，進入到步驟S39的場合，是指在檢冰動作中冰不足和根據該冰不足進行脫冰動作。
即，在冰不足時，當凸輪軸齒輪10旋轉規定角度(42～48度)時，檢冰軸31也成為下降規定量後的狀態，由此，開關片轉動阻止部31d產生動作使開關按壓杆41不按壓間歇式開關42。因此，在這種狀況時，間歇式開關42不成為通電狀態，是因為信號未輸出的緣故。
另外，步驟S39的下一個步驟S40如圖18所示，圖17中的箭頭ⅩⅧ的頭部接於圖18的步驟S40。在步驟S39中，在使直流電動機13停止1秒鐘後，如圖18所示，下一步就使直流電動機13向逆時針方向旋轉(步驟S40)。並且，因間歇式開關42處於斷電狀態，而使脫冰信號斷開(步驟S41中判斷為「是」)，接著，因間歇式開關42處於通電狀態，而使復歸時的確定信號(檢冰信號)接通(步驟S42中判斷為「是」)。此外，因間歇式開關42處於斷電狀態，而使檢冰信號斷開(步驟S43中判斷為「是」)，接著，若間歇式開關42處於通電狀態(步驟S44中判斷為「是」)，則判斷為原位置信號，將時鐘設定為0.5秒鐘(步驟S45)。
如此，之所以根據間歇式開關42的第二次通電而設定時鐘，是因為表示該第二次的通電可使凸輪軸齒輪10返回到5度的位置，即，在進行脫冰動作後，當凸輪軸齒輪10旋轉到規定位置(42～48度)時，檢冰軸31受摩擦構件8阻止片8b的阻止而不能轉動，由此，開關片轉動阻止部31d不能動作而開關按壓杆41按壓間歇式開關42。因此，在這種狀況時，間歇式開關42處於通電狀態，是因為第1次的通電信號被輸出的緣故。
並且，若從第2次通電信號經過0.5秒使時鐘動作結束(步驟S46中判斷為「是」)，則使直流電動機13停止(步驟S47)。由此，凸輪軸齒輪10停止在原位置(0度)附近。然後，向製冰盤2供水(步驟S48)，結束一系列的檢冰動作和脫冰動作(步驟S49)。
另外，在上述步驟S36，即通過檢冰動作使間歇式開關42處於通電狀態時(步驟S36中判斷為「否」)的箭頭ⅪⅩ的頭部接於圖19的步驟S51。如圖19所示，當步驟S36中判斷為「否」時，根據該開關通電的信號的輸出而使直流電動機13停止1秒鐘(步驟S51)。如此，在檢冰動作時，當間歇式開關42處於通電狀態時，儲冰容器內就進入規定量以上的冰，意味著不必增加冰。也就是說，檢測出滿冰。
並且，當在步驟S51使直流電動機13停止1秒鐘後，下一步就使直流電動機13向逆時針方向旋轉(步驟S52)。並且，因間歇式開關42處於斷電狀態而使檢冰信號斷開(步驟S53中判斷為「是」)，接著，若間歇式開關42處於通電狀態(步驟S54中判斷為「是」)，則判斷為原位置信號並將時鐘設定為0.5秒鐘(步驟S55)。
並且，若經過0.5秒鐘結束時鐘動作(步驟S56中判斷為「是」)，則使直流電動機13停止(步驟S57)。由此，凸輪軸齒輪10停止在原位置(0度)附近。然後，由於在製冰盤2內為有冰的狀態，故不進行供水而成為待機狀態(步驟S58)。由此，滿冰時的檢冰動作結束。
另外，雖然上述的實施形態是本發明較佳的實施例，但並不限定於此，只要不脫離本發明的宗旨，可作各種變形來實施。例如，在上述的實施形態中，是用間歇式開關42來構成對檢冰位置進行檢測的開關，但即使使用通過接點的接合/脫離而進行通電/斷電切換的片式開關等，也可獲得與使用間歇式開關42同樣的效果。
另外，在上述的實施形態中，是將輸出軸25與凸輪軸齒輪10設成一體的，但也可分開設置。此時，也可用另外的驅動源來驅動它們。另外，不使成為凸輪從動件的檢冰軸31的接合凸部31a或開關按壓杆41的凸輪抵接部41a與凸輪軸齒輪10的內周面抵接，也可作成與外周面抵接。
此外，在上述的實施形態中，僅在滿冰的場合發生檢冰信號，但也可在滿冰時不發生信號而在冰不足時發生信號。
此外，也可不將直流電動機13作為驅動源，而將交流電動機或電容電動機作為驅動源。並且，不象直流電動機13那樣使用需具有某種程度時間控制的電動機，也可使用步進電動機用步數來控制凸輪軸齒輪10的旋轉角度。更可採用電磁鐵等電動機以外的驅動源。另外，作為結冰的液體，除了水外，可採用果汁等飲料或檢查試藥等的非飲料等。作為檢測儲冰容器內的冰是否製成的裝置，除了熱控管1a外，也可做成利用形狀記憶合金等的雙金屬。
如上所述，本發明的自動製冰機的驅動裝置，將與製冰盤的驅動聯動的開關做成利用接點的接合和脫離的結構，在製冰時，接點始終接合。因此，作為不使用非接觸式開關的例如利用霍爾IC和磁鐵的開關或微開關等高價的開關，就可製造價廉的開關。而且在接點間難以產生結露等，還可防止有機氣體所造成的腐蝕，可做成開關動作可靠性較高的驅動裝置。另外，由於通過使接點始終接觸而延長開關通電狀態的期間，故可防止遷移現象，進一步提高可靠性。
權利要求
1．一種自動製冰機的驅動裝置，在檢測出儲冰容器內的冰不足時，將製冰盤翻轉使冰落到儲冰容器內後，將所述製冰盤返回到原來位置進行製冰，其特徵在於，具有與所述製冰盤的驅動相聯動而使接點產生接合/脫離、通過該接合/脫離而進行通電/斷電切換的開關，該開關在該驅動裝置的動作停止狀態下進行製冰期間，所述接點始終接合。
2．一種自動製冰機的驅動裝置，在檢測出儲冰容器內的冰不足時，將製冰盤翻轉使冰落到儲冰容器內後，將所述製冰盤返回到原來位置進行製冰，其特徵在於，具有與所述製冰盤的驅動相聯動而使接點產生接合/脫離、通過該接合/脫離而進行通電/斷電切換的開關，該開關在所述製冰盤處於製冰的製冰位置時，所述接點處於接合的通電狀態。
3．如權利要求1或2所述的自動製冰機的驅動裝置，其特徵在於，所述開關由間歇式開關構成。
4．如權利要求1、2或3所述的自動製冰機的驅動裝置，其特徵在於，所述開關的結構是，通過使所述接點接合而對所述儲冰容器內的冰不足或充足的任何一種狀態進行檢測。
5．如權利要求1、2、3或4所述的自動製冰機的驅動裝置，其特徵在於，所述開關的結構是，在使所述製冰盤翻轉而設成使其脫冰的脫冰位置時，通過使所述接點接合而檢測該脫冰位置。
6．如權利要求1至5中任一項所述的自動製冰機的驅動裝置，其特徵在於，所述開關在處於除了所述製冰盤為製冰的製冰位置及其周邊位置、對所述儲冰容器內的冰量進行檢測的檢冰位置及其周邊位置和使冰脫離的脫冰位置及其周邊位置以外的位置時，所述接點脫離。
7．一種自動製冰機，具有製冰盤；接納該製冰盤內的冰的儲冰容器；檢測該儲冰容器內冰量的檢冰臂；驅動該檢冰臂並使所述製冰盤轉動從而將該製冰盤內的冰落入所述儲冰容器內的驅動裝置，其特徵在於，具有與所述製冰盤的驅動相聯動而使接點產生接合/脫離、通過該接合/脫離而進行通電/斷電切換的開關，該開關在所述驅動裝置的動作停止狀態下進行製冰期間，所述接點始終接合。
8．一種冰箱，其特徵在於，具有如權利要求1至6中任一項所述的自動製冰機的驅動裝置；製冰盤；接納該製冰盤內的冰的儲冰容器；檢測該儲冰容器內冰量的檢冰臂，所述驅動裝置的全部或一部分動作控制由設在冰箱本體上的控制電路來控制。
全文摘要
一種自動製冰機1的驅動裝置5,在檢測出儲冰容器內的冰不足時,使製冰盤2翻轉而使冰落下,然後將製冰盤2返回到製冰位置進行製冰。驅動裝置5具有與製冰盤2的驅動相聯動的開關,該開關結構是利用接點的接合和脫離進行通電/斷電切換,在驅動裝置5的動作停止狀態下進行製冰的期間,接點始終接合。採用本發明,所述開關不太會受結露等影響,能可靠地進行製冰動作。
文檔編號F25C1/10GK1296160SQ0013394
公開日2001年5月23日 申請日期2000年11月9日 優先權日1999年11月11日
發明者西川和憲 申請人:株式會社三協精機製作所