(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に冷凍サイクル装置の蒸発パイプが巻装された製氷筒の内壁面に給水タンクから供給された飲用水を着氷させた薄氷をオーガの回転で掻き上げて氷片を製造する製氷部と、当該製造された氷片を貯蔵し、氷搬出指示に基づいて氷搬出口を開いて氷片を搬出する貯氷部と、前記氷片の製造運転を制御する制御手段とを有するオーガ式製氷機において、
前記制御手段は、前記氷片の製造運転の際、少なくとも前記氷片の製造運転の前回製造運転からの運転停止時間に基いて可変設定される回転開始遅延時間経過後、前記オーガを回転させることを特徴とするオーガ式製氷機。
【請求項２】
前記製氷部の周囲温度を検知する温度センサをさらに備え、前記温度センサが検知している製氷部の周囲温度と前記氷片の前回製造運転からの運転停止時間とから前記回転開始遅延時間を可変設定することを特徴とする請求項１に記載のオーガ式製氷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲用水を冷却して製氷筒内壁面に着氷させた薄氷をオーガの回転により削り上げて氷片を製造するオーガ式製氷機に関する。
【背景技術】
【０００２】
カップ式自動販売機等に搭載されている製氷機としてはオーガ式製氷機がある。オーガ式製氷機は給水タンクから供給された飲用水を冷却して製氷筒内壁面に着氷させた薄氷をオーガモータに連結させたオーガ（螺旋状回転刃）の回転により削り上げて氷片を製造する製氷部と、製造された氷片を簀の子上に貯蔵する貯氷部とから構成されている。
【０００３】
製氷部は、オーガモータと、オーガモータの回転を減速して伝達する減速機を介して連結されたオーガと、オーガが挿通される製氷筒と、製氷筒の外周面に巻装された冷凍サイクル装置の蒸発パイプと、オーガの上方に設けられた氷圧縮用の押出しヘッドと、製氷筒および蒸発パイプを包囲する断熱材とを備え、製氷筒の下部には水入口が設けられ、この水入口は給水管で給水タンクに接続されている。
【０００４】
貯氷部は、断面円形状の断熱壁で構成した貯氷室が製氷部の上部に配設され、その内部にはオーガと同軸の回転軸の軸上に取り付けられた氷片攪拌用のアジテータと、アジテータと貯氷室の底部との間に配設された氷片貯蔵用の簀の子を備え、貯氷室の底部には氷片の融解水を排水する排水口が設けられ、排水口は排水管で製氷筒下部の水入口に連通している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
そして、氷片が貯氷室から搬出される、または、氷片の融解により、貯蔵している氷片が所定量まで減少すると、オーガモータを運転してオーガを所定時間回転させた後に冷凍サイクル装置を運転して製氷部で氷片を製造して貯氷室に貯蔵し、製造された氷片が所定量に達するとオーガモータと冷凍サイクル装置の運転を止めて製氷を停止する。
【０００６】
このように、オーガ式製氷機の運転制御装置は、貯氷室に貯蔵している氷片が所定量まで減少して製氷運転を開始するときは、オーガモータを運転してオーガを所定時間回転させた後に冷凍サイクル装置を運転して製氷部で氷片を製造するようにしている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−４９５０号公報
【特許文献２】実開昭６０−７９６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、オーガモータを運転してオーガを所定時間回転させた後に冷凍サイクル装置を運転させているので、製氷筒内の飲用水が冷却されて内壁面に凍結された薄氷が十分に着氷する前にオーガの回転により削り上げられると、飲用水を含んだフレーク氷状態で押出しヘッドへと押し上げられるため、押出しヘッドで圧縮された氷片は水分を多く含んでいる氷、所謂水っぽい質の氷となる。また、このような、水っぽい氷片が貯氷部に送られると、貯氷部に貯蔵されている氷同士が結合されて塊となり、氷搬出口から搬出ができなくなるという不具合を生じる虞がある。
【０００９】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、製氷筒内壁面で十分に凍結された薄氷を圧縮した良質の氷を製造することができるオーガ式製氷機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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るオーガ式製氷機は、外周面に冷凍サイクル装置の蒸発パイプが巻装された製氷筒の内壁面に給水タンクから供給された飲用水を着氷させた薄氷をオーガの回転で掻き上げて氷片を製造する製氷部と、当該製造された氷片を貯蔵し、氷搬出指示に基づいて氷搬出口を開いて氷片を搬出する貯氷部と、前記氷片の製造運転を制御する制御手段とを有するオーガ式製氷機において、
前記制御手段は、前記氷片の製造運転の際、少なくとも前記氷片の製造運転の前回製造運転からの運転停止時間に基いて可変設定される回転開始遅延時間経過後、前記オーガを回転させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２に係るオーガ式製氷機は、上述した請求項１において、前記製氷部の周囲温度を検知する温度センサをさらに備え、前記温度センサが検知している製氷部の周囲温度と前記氷片の前回製造運転からの運転停止時間とから前記回転開始遅延時間を可変設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、外周面に冷凍サイクル装置の蒸発パイプが巻装された製氷筒の内壁面に給水タンクから供給された飲用水を着氷させた薄氷をオーガの回転で掻き上げて氷片を製造する製氷部と、当該製造された氷片を貯蔵し、氷搬出指示に基づいて氷搬出口を開いて氷片を搬出する貯氷部と、前記氷片の製造運転を制御する制御手段とを有するオーガ式製氷機において、前記制御手段は、前記氷片の製造運転の際、少なくとも前記氷片の製造運転の前回製造運転からの運転停止時間に基いて可変設定される回転開始遅延時間経過後、前記オーガを回転させるにより、製氷筒内壁面で十分に凍結された薄氷を圧縮した良質の氷を製造することができるオーガ式製氷機を提供することが可能となる。
【００１４】
また、請求項２の発明によれば、前記製氷部の周囲温度を検知する温度センサをさらに備え、前記温度センサが検知している製氷部の周囲温度と前記氷片の前回製造運転からの運転停止時間とから前記回転開始遅延時間を可変設定することにより、製氷部の周囲温度の上下変動や、氷片の前回製造運転からの運転停止時間の変動に関わらず、製氷筒内壁面で十分に凍結された薄氷を圧縮した良質の氷を製造することができるオーガ式製氷機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るオーガ式製氷機を搭載したカップ式自動販売機を示す正面図である。
【図２】本発明に係るオーガ式製氷機を示す概略図である。
【図３】図２に示したオーガ式製氷機を搭載したカップ式自動販売機の制御ブロック図である。
【図４】図２に示したオーガ式製氷機の制御パラメータ図である。
【図５】図２に示したオーガ式製氷機のタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るオーガ式製氷機の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の実施の形態に係るオーガ式製氷機が搭載されているカップ式自動販売機の前扉を開いた一例を示す正面図である。カップ式自動販売機１は、前面が開放される筐体２と、筐体２の前面の一端に蝶番で取り付けられる前扉３とを備え、前扉３の外表面には、図示しない、硬貨を投入するための硬貨投入口、投入した硬貨を返却するための硬貨返却レバー、硬貨を返却するための硬貨返却口、飲料を選択する飲料選択ボタン等が設けられている。
【００１８】
筐体２の内部には、飲料原料のコーヒー豆を収容しているコーヒー豆キャニスタ４、砂糖、クリーム、ココア等の粉末原料を収容している粉末原料キャニスタ５、飲料の調製に使用する温水を貯留している温水タンク６、コーヒー豆キャニスタ４から供給されたコーヒー豆をミル７で挽いた挽き豆に温水タンク６から供給される温水でコーヒー液を抽出するコーヒー抽出機８、コーヒー液と砂糖やクリームを攪拌混合するミキシングボウル９、調製された飲料が注入されるカップを載置するカップ載置台１０、冷凍サイクル装置５０の冷却水蒸発パイプ（図示せず）の周囲に形成したアイスバンクの潜熱で略０℃に冷却した冷却水を貯留してシロップ飲料に使用するシロップや炭酸水を冷却する冷却水槽１２、コーヒー滓やフィルタが廃棄される滓バケツ１３、アイス飲料を販売するときに使用する氷を製造して貯蔵しているオーガ式製氷機２０等が備えられている。
【００１９】
また、前扉３には、収容しているカップを飲料販売の都度供給するカップ供給装置１４、販売扉を開いて調製されたカップ飲料を取り出す販売口１５、利用者が投入した硬貨を処理する金銭処理機１６等が取り付けられている。
【００２０】
図２は、オーガ式製氷機２０の一部破断側面図、および冷凍サイクル装置５０、オーガ式製氷機２０の製氷部２１の周囲温度を検知して温度信号を制御部（制御手段）９０（図３参照）に出力する温度センサ９７等を示す図である。
【００２１】
オーガ式製氷機２０は給水タンク６０から供給された飲用水を製氷筒２４内壁面に着氷させた薄氷をオーガ（螺旋状回転刃）２３の回転により削り上げて氷片を製造する製氷部２１と、製氷部２１の上部に配設され、製造された氷片を簀の子３３上に貯蔵する貯氷部３０から構成されている。
【００２２】
製氷部２１は、オーガモータ２２と、オーガモータ２２の回転を減速して伝達する減速機（図示せず）を介して連結されたオーガ２３、オーガ２３が挿通される製氷筒２４、製氷筒２４の外周面に巻装された冷凍サイクル装置５０の製氷機蒸発パイプ５５、オーガ２３の上方に設けられた氷圧縮用の押出しヘッド２５、製氷筒２４および製氷機蒸発パイプ５５を包囲する断熱材２６を備える。製氷筒２４には水入口２７が設けられて給水管Ｔ１を介して給水タンク６０に接続されている。
【００２３】
貯氷部３０は、断面円形状の断熱壁で構成した貯氷室３１の内部にオーガ２３と同軸の回転軸２３ａの軸周囲に取り付けられた氷片攪拌用のアジテータ３２と、アジテータ３２と貯氷室３１の底部３１ａとの間に配設された氷片載置用の簀の子（氷片が溶けた融解水を水切りする役目を有している）３３を備えている。また、貯氷室３１の側壁には、扉開閉機構３５で開閉される氷搬出扉３６を備えた氷搬出口３４を設け、扉開閉機構３５が駆動されて氷搬出扉３６が開くと、簀の子３３上に貯蔵され、アジテータ３２で攪拌されている氷片が氷搬出口３４から搬出され、氷搬出シュート３７を滑り落ちてカップ式自動販売機１のカップ載置台１０に載置されているカップに供給される。
【００２４】
さらに、貯氷室３１の上蓋３８には氷量検知板３９が設けられ、貯氷量が減少して氷量検知板３９が貯氷量下限位置に下がると製氷開始信号を出力する製氷開始スイッチ４０と、製氷動作が進み、貯氷量が増して氷量検知板３９が製氷停止位置まで押し上げられると製氷停止信号を出力する製氷停止スイッチ４１とが設けられている。
【００２５】
貯氷室３１の底部３１ａには氷片が溶けた溶解水を排水する排水口４２が設けられ、排水口４２は排水管Ｔ２で製氷筒２４の下部に設けた水入口２７から給水管Ｔ１を介して給水タンク６０に接続されている。また、排水管Ｔ２は連通管Ｔ３を介して水ポンプ６５に連通している。
【００２６】
冷凍サイクル装置５０は、ガス冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にする圧縮機５１と、空気との熱交換により高温高圧のガス冷媒を冷却して液冷媒にする凝縮器５２、凝縮器５２で液化された高圧の液冷媒の圧力を下げる膨張弁５３、弁を開くと膨張弁５３で低温低圧となった液冷媒を製氷機蒸発パイプ５５に通流させる製氷機冷媒弁５４、製氷機冷媒弁５４を開くと膨張弁５３から供給される低温低圧の液冷媒の蒸発熱（気化熱）で給水タンク６０から供給された飲用水を製氷筒２４内壁面に着氷させる製氷機蒸発パイプ５５、製氷機蒸発パイプ５５で蒸発したガス冷媒を圧縮機５１に戻す冷媒管路５６と、を備え、冷媒は図中矢印方向に通流する。
【００２７】
また、冷媒管路５６の膨張弁５３下流側には、膨張弁５３で低温低圧となった液冷媒を冷却水蒸発パイプ（図示せず）に通流させる冷却水冷媒弁（図示せず）が製氷機冷媒弁５４と並列接続され、オーガ式製氷機２０で氷片を製造する場合には冷却水冷媒弁を閉じて製氷機冷媒弁５４を開いて製氷機蒸発パイプ５５に冷媒を送り、冷却水槽１２に貯留している冷却水を冷却する場合には製氷機冷媒弁５４を閉じて冷却水冷媒弁を開いて冷却水蒸発パイプに冷媒を送るようにしている。
【００２８】
給水タンク６０は、水道から供給された飲用水の水位の変動に伴って上下動するフロート６１の位置を検知し、貯留している飲用水が給水開始水位Ａ１（下限水位）に降下すると給水開始信号を出力する給水開始スイッチ６２と、飲用水が給水停止水位Ａ２（上限水位）に上昇すると給水停止信号を出力する給水停止スイッチ６３を備えている。そして、給水タンク６０に貯留している飲用水の水位の変動に伴ってフロート６１が上下動して、給水開始スイッチ６２が給水開始信号を出力すると制御部９０が水入口弁６４を開いて給水タンク６０に給水し、給水停止スイッチ６３が給水停止信号を出力すると制御部９０が水入口弁６４を閉じて給水を停止する。
【００２９】
また、製氷部２１の近傍には、製氷部２１の周囲温度を検知する温度センサ９７が設けられ、温度センサ９７が検知している温度は温度信号として制御部９０に出力される。尚、これらのセンサとしてはサーミスタ等を用いることができる。
【００３０】
図３は、オーガ式製氷機２０を搭載したカップ式自動販売機１の制御ブロック図を示し、自動販売機１での氷片の製造運転等を制御する制御部（制御手段）９０は、中央処理装置としてのＣＰＵ９１、ＣＰＵ９１の制御プログラムを格納するＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）９２、ＣＰＵ９１の制御に必要な各種のプログラムやデータを随時記憶するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ：記憶手段、例えば氷片の前回製造運転からの運転停止時間や制御パラメータを記憶する）９３、基準クロック発生部（図示せず）で発生するクロックをカウントして各種時刻（例えば氷片の前回製造運転からの運転停止時間）を計時するタイマー９４、カップ式自動販売機１に備えられている各機器に通電する電力回路を有する通電部９５から構成されている。
【００３１】
また、制御部９０には、カップ式自動販売機１の各種設定データ（例えば制御パラメータとしての所定時間：オーガモータ２２の回転開始遅延時間Ｔ２）を入力するキーボード９６、製氷部２１の周囲温度を検知する温度センサ９７、貯氷量が減少して氷量検知板３９が貯氷量下限位置に下がると製氷開始信号を出力する製氷開始スイッチ４０、製氷動作が進み、貯氷量が増して氷量検知板３９が製氷停止位置まで押し上げられると製氷停止信号を出力する製氷停止スイッチ４１、給水タンク６０に貯留している飲用水が給水開始水位Ａ１に降下すると給水開始信号を出力する給水開始スイッチ６２、飲用水が給水停止水位Ａ２に上昇すると給水停止信号を出力する給水停止スイッチ６３、給水開始スイッチ６２および給水停止スイッチ６３が出力する信号に基づき弁を開閉して給水タンク６０に飲用水を供給する水入口弁６４、減速機を介して連結されたオーガ２３を回転させるオーガモータ２２、氷搬出口３４の氷搬出扉３６を開閉させる扉開閉機構３５、ガス冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒にする圧縮機５１、弁を開いて膨張弁５３で低温低圧となった液冷媒を製氷機蒸発パイプ５５に通流させる製氷機冷媒弁５４等が接続されている。
【００３２】
さらに、制御部９０のＲＡＭ９３には、温度センサ９７が検知する製氷部２１の周囲温度と氷片の前回製造運転（冷凍サイクル装置５０を運転しての氷片製造運転）からの運転停止時間Ｔ１とから設定するオーガモータ２２の回転開始遅延時間（所定時間）Ｔ２が制御パラメータ（図４参照）として記憶されている。この回転開始遅延時間Ｔ２はキーボード９６の操作により変更することができる。
【００３３】
係る構成で、制御部９０によるオーガ式製氷機２０の氷片製造制御を図４の制御パラメータ図と図５のタイミングチャート図を用いて説明する。貯氷室３１に貯蔵している氷片が減少して氷量検知板３９が貯氷量下限位置に降下すると、製氷開始スイッチ４０が製氷開始信号を制御部９０に出力する。制御部９０は製氷開始スイッチ４０から製氷開始信号を受けると、冷凍サイクル装置５０の圧縮機５１を運転して製氷機冷媒弁５４を開く（製氷指示）。圧縮機５１が運転されるとともに製氷機冷媒弁５４が開くと、膨張弁５３から供給される低温低圧の液冷媒が製氷機蒸発パイプ５５に送られ、製氷機蒸発パイプ５５で液冷媒が蒸発するときに発生する蒸発熱（気化熱）で給水タンク６０から供給された飲用水を製氷筒２４内壁面に着氷させる。
【００３４】
そして、圧縮機５１を運転するとともに製氷機冷媒弁５４を開いてから回転開始遅延時間Ｔ２経過後、オーガモータ２２を運転して減速機を介して連結されているオーガ２３を回転させると、給水タンク６０から供給された飲用水が製氷機蒸発パイプ５５の冷媒蒸発熱で冷却されて製氷筒２４内壁面で十分に凍結されて着氷した薄氷が掻きとられて氷圧縮用の押出しヘッド２５方向へ押し上げられる。十分に凍結されてオーガ２３の回転で押し上げられた薄氷は押出しヘッド２５で圧縮されてその上方に柱状に固まった状態で突き出されて先端部で切断されてチップ状の氷片となり、簀の子３３上に貯蔵される。
【００３５】
冷凍サイクル装置５０を運転してからオーガモータ２２を運転してオーガ２３を回転させるまでのオーガモータ２２の回転開始遅延時間（所定時間）Ｔ２は、図４の制御パラメータ図に示しているように、温度センサ９７が検知している製氷部２１の周囲温度とＲＡＭ９３が記憶している氷片の前回製造運転からの運転停止時間Ｔ１とから設定する。例えば、温度センサ９７が検知している温度が１５℃で、運転停止時間Ｔ１が１０分の場合にはオーガモータ２２の回転開始遅延時間Ｔ２は１５秒となる。また、温度センサ９７が検知している温度が３５℃で、運転停止時間Ｔ１が２０分の場合にはオーガモータ２２の回転開始遅延時間Ｔ２は３５秒となる。
【００３６】
このように、温度センサ９７が検知している製氷部２１の周囲温度が低い場合や氷片の前回製造運転からの運転停止時間Ｔ１が短い場合は、製氷筒２４内の飲用水の温度が低いのでオーガモータ２２の回転開始遅延時間Ｔ２を短くしても製氷筒２４内壁面に十分に凍結された薄氷が生成できている。また、温度センサ９７が検知している製氷部２１の周囲温度が高い場合や氷片の前回製造運転からの運転停止時間Ｔ１が長い場合は、製氷筒２４内の飲用水の温度が高くなっているのでオーガモータ２２の回転開始遅延時間Ｔ２を長くして製氷筒２４内壁面に十分に凍結された薄氷が生成できてからオーガモータ２２を運転してオーガ２３を回転させるようにしているので、製氷筒２４内壁面で十分に凍結された薄氷を圧縮した良質の氷を製造することができる。
【００３７】
そして、製氷動作により貯氷量が増えて氷量検知板３９が貯氷量上限位置まで押し上げられると製氷停止スイッチ４１が製氷停止信号を制御部９０に出力する。制御部９０はオーガモータ２２および冷凍サイクル装置５０を停止して製氷動作を停止する。
【００３８】
以上のように、本実施形態のオーガ式製氷機２０によれば、外周面に冷凍サイクル装置５０の製氷機蒸発パイプ５５が巻装された製氷筒２４の内壁面に給水タンク６０から供給された飲用水を着氷させた薄氷をオーガ２３の回転で掻き上げて氷片を製造する製氷部２１と、製造された氷片を貯蔵し、氷搬出指示に基づいて氷搬出口３４を開いて氷片を搬出する貯氷部３０と、氷片の製造運転を制御する制御部９０とを有するオーガ式製氷機２０において、冷凍サイクル装置５０を運転してオーガ２３を回転させて氷片を製造運転する際には、冷凍サイクル装置５０を運転してから回転開始遅延時間Ｔ２経過後、オーガ２３を回転させることにより、製氷筒２４内壁面で十分に凍結された薄氷を圧縮した良質の氷を製造することができる。
【００３９】
また、製氷部２１の周囲温度を検知する温度センサ９７と、氷片の前回製造運転からの運転停止時間Ｔ１を記憶するＲＡＭ９３と、をさらに備え、温度センサ９７が検知している製氷部２１の周囲温度とＲＡＭ９３が記憶している氷片の前回製造運転からの運転停止時間Ｔ１とから回転開始遅延時間Ｔ２を設定することにより、製氷部２１の周囲温度の上下変動や、氷片の前回製造運転からの運転停止時間Ｔ１の変動に関わらず、製氷筒２４内壁面で十分に凍結された薄氷を圧縮した良質の氷を製造することができる。
【００４０】
また、回転開始遅延時間Ｔ２をキーボード９６で変更できることにより、冷凍サイクル装置５０の冷却能力や給水タンク６０から供給される飲用水の水温の変動に合わせて回転開始遅延時間Ｔ２を変えることができるので、製氷筒２４内壁面で十分に凍結された薄氷を圧縮した良質の氷を製造することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１      カップ式自動販売機
２０      オーガ式製氷機
２１      製氷部
２２      オーガモータ
２３      オーガ
２４      製氷筒
３０      貯氷部
３４      氷搬出口
５０      冷凍サイクル装置
５１      圧縮機
５４      製氷機冷媒弁
５５      製氷機蒸発パイプ
６０      給水タンク
９０      制御部（制御手段）
９３      ＲＡＭ（記憶手段）
９４      タイマー
９６      キーボード
９７      温度センサ
Ｔ１      運転停止時間
Ｔ２      回転開始遅延時間（所定時間）
【図１】
0005445144.tif 000002
【図２】
0005445144.tif 000003
【図３】
0005445144.tif 000004
【図４】
0005445144.tif 000005
【図５】
0005445144.tif 000006