(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料氷を旋削して球状の氷を成形する球状氷製造装置に適用される氷旋削ユニットであって、
球状氷製造装置に連結される棒状のシャンクと、シャンクの先端部に設けられた切削刃とを有し、
シャンクは、
先端面に形成された半球状凹部と、
半球状凹部に連通して軸方向に沿って形成された切屑排出溝とを有し、
切削刃は、
上記半球状凹部を区画する壁面に沿って配置され、当該壁面に露出する第１刃部と、
第１刃部に連続してシャンクの先端面に沿って配置され、当該先端面から露出する第２刃部とを有し、
第２刃部は、
シャンクの径方向内側から外側に向かって漸次軸方向後方側へ傾斜している氷旋削ユニット。
【請求項２】
上記シャンクの先端部に一対の上記切削刃が径方向に沿って対向配置されており、
上記シャンクの径方向に沿って一対の上記切屑排出溝が対向配置されている請求項１に記載の氷旋削ユニット。
【請求項３】
上記切削刃は、上記切屑排出溝の内壁面に固定され、上記シャンクの外周面に軸方向に沿って配置される縁部を有する取付板部を備えており、
上記縁部は、軸方向先端側から後端側に向かって漸次径方向内側に傾斜している請求項１又は２に記載の氷旋削ユニット。
【請求項４】
上記シャンクの中心近傍で対向する上記第１刃部同士の間に所定の隙間が形成されている請求項２又は３に記載の氷旋削ユニット。
【請求項５】
上記シャンクは樹脂からなり、上記切削刃はステンレススチールからなる請求項１ないし４のいずれかに記載の氷旋削ユニット。
【請求項６】
上記シャンクの外周面に軸方向に沿って螺旋溝が形成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の氷旋削ユニット。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の氷旋削ユニットを用いた球状氷の製造方法であって、
対向配置された一対の氷旋削ユニット間に材料氷が配置される第１ステップと、
一対の氷旋削ユニット間の距離が所定寸法となるまで各氷旋削ユニットが互いに近接される第２ステップと、
一対の氷旋削ユニットが離反される第３ステップと、
一方の氷旋削ユニットが他方の氷旋削ユニット側へスライドされる第４ステップとを含む球状氷の製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状の氷を旋削するための氷旋削ユニット及びこの氷旋削ユニットを用いた球状氷の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から球状の氷を製造するための装置が知られている。図２３は、従来の氷旋削装置による氷の旋削手順を模式的に示している。
【０００３】
この氷旋削装置１は、対向配置された一対の旋削ユニット２と、この旋削ユニット２を駆動する駆動部３と、材料氷４を支持する支持部５とを備えている。同図（ａ）が示すように、材料氷４は、一対の旋削ユニット２間に案内され、支持部５によって固定される。次に、同図（ｂ）が示すように、駆動部３によって各旋削ユニット２が回転されながら材料氷４に近づけられる。旋削ユニット２は、半円形に形成された旋削刃６を備えている。同図（ｃ）が示すように、この旋削刃６が材料氷４に接触することによって材料氷４が旋削され、球状氷７が成形される。ただし、一対の旋削ユニット２は、それぞれの旋削刃６が接触する前に互いに離反される。したがって、同図（ｄ）が示すように、旋削ユニットによる旋削作業が終了した時点では、球状氷７は、フランジ部８を介して材料氷４に連結された状態となる。ここで、例えばゴムハンマー等により球状氷７が叩かれることによって、球状氷７が材料氷４から取り出される。
【０００４】
その他、球状氷を製造する装置又は方法に関しては、いくつかの提案がなされている（特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−９７３４号公報
【特許文献２】特開平１１−５１５１８号公報
【特許文献２】特開２００１−７９７６７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の氷旋削装置１では、半円形に形成された一対の旋削刃６が互いに近接することによって球状氷７が成形されるのであるが、この旋削刃６の構造上、必然的に上記フランジ部８が形成されてしまう。さらに、球状氷７が材料氷４から取り出されたときに、球状氷７の周囲に上記フランジ部８の残存物９（いわゆるバリ）が生じてしまう。そのため、バリのない綺麗な球状氷の製造は、きわめて困難であった。
【０００７】
そこで、本発明の主目的は、バリ等のない綺麗な球状氷を旋削するための氷旋削ユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
(1) 本発明に係る氷旋削ユニットは、材料氷を旋削して球状の氷を成形する球状氷製造装置に適用される氷旋削ユニットである。この氷旋削ユニットは、球状氷製造装置に連結される棒状のシャンクと、シャンクの先端部に設けられた切削刃とを有する。シャンクは、先端面に形成された半球状凹部と、半球状凹部に連通して軸方向に沿って形成された切屑排出溝とを有する。切削刃は、上記半球状凹部を区画する壁面に沿って配置され、当該壁面に露出する第１刃部と、第１刃部に連続してシャンクの先端面に沿って配置され、当該先端面から露出する第２刃部とを有する。第２刃部は、シャンクの径方向内側から外側に向かって漸次軸方向後方側へ傾斜している。
【０００９】
この構成によれば、氷旋削ユニットが材料となる氷塊（材料氷）に押しつけられると、切削刃が材料氷を切り込む。具体的には、第２刃部が材料氷の表面を切り込みながら、第１刃部が材料氷の表面を球面状に切削成形する。材料氷の切屑は、シャンクに設けられた切屑排出溝から排出されるので、材料氷は、切削刃によって迅速に切削される。
【００１０】
上記第２刃部が前述のように傾斜されているから、材料氷の表面（第２刃部によって切り込まれた面）は、切込方向前方から後方へ傾斜する。例えば、対向配置された一対の氷旋削ユニットによって材料氷が旋削される場合には、両氷旋削ユニットは、切削刃が接触しないように所定の距離まで近接され、その後離反される。これにより、材料氷から略球状に形成された氷が成形されるが、このとき、材料氷と球状の氷との間に両者を連結する連結片が残存する。この連結片の両側の面が上記各氷旋削ユニットの第２刃部によって切り込まれた面となる。そして、これらの面が前述のようにそれぞれ切込方向前方から後方へ傾斜しているので、上記連結片は、材料氷と接続されている部分の寸法が大きくなり、略球状に形成された氷と接続されている部分の寸法が小さくなる。すなわち、上記連結片は、断面形状が略三角形状となる。したがって、材料氷から球状氷が取り出されるためには、上記連結片が破断される必要があるが、外力が上記連結片に作用して球状氷が取り出される場合には、上記連結片の寸法が小さい部分が破断することになる。これにより、取り出された球状氷の表面に連結片の残存物（すなわちバリ）が形成されることはない。
【００１１】
上記シャンクの先端部に一対の上記切削刃が径方向に沿って対向配置され、上記シャンクの径方向に沿って一対の上記切屑排出溝が対向配置されているのが好ましい。
【００１２】
上記切削刃は、上記切屑排出溝の内壁面に固定される取付板部を備えているのが好ましい。この取付板部は、上記シャンクの外周面に軸方向に沿って配置される縁部を有し、この縁部は、軸方向先端側から後端側に向かって漸次径方向内側に傾斜しているのが好ましい。
【００１３】
この構成では、切削刃は取付板部を介して切屑排出溝の内壁面に容易且つ確実に固定される。この状態で上記第１刃部がシャンクの半球状凹部の壁面に沿って正確に配置され、上記第２刃部がシャンクの先端面に沿って正確に配置される。取付板部の縁部が前述のように傾斜しているから、切削刃が材料氷を切り込んだときは、取付板部の縁部が材料氷に摺接することはない。これにより、材料氷は、スムーズに旋削される。
【００１４】
上記シャンクの中心近傍で対向する上記第１刃部同士の間に所定の隙間が形成されているのが好ましい。
【００１５】
この構成では、第１刃部同士の間には材料氷を切削するための刃が存在しないから、理論的には材料氷の球状に形成された部分の頂部に突起（バリ）が形成されてしまう。しかし、材料氷は、被旋削物としては柔らかい材料であることから、この突起は旋削作業中に粉砕されてしまう。したがって、結局において球状氷には突起が形成されることはない。その一方、仮に上記第１刃部同士の間に隙間が形成されていなければ、第１刃部の端部（すなわち、切削刃の回転中心）における切削速度がゼロとなってしまうので、第１刃部の端部は、材料氷を切削することができず、綺麗な球面が形成されない。換言すれば、上記第１刃部同士の間に所定の隙間が形成されることにより、材料氷は綺麗な球面が形成されることになる。加えて、上記隙間が形成された部分には材料氷を切削するための刃が存在しないから、切削送り速度が高く設定され得るという利点がある。
【００１６】
上記シャンクは樹脂からなり、上記切削刃はステンレススチールから構成されているのが好ましい。
【００１７】
シャンクが樹脂からなることにより、材料氷へのシャンクの食い込みがスムーズになると共に、切屑がシャンクに固着することがない。換言すれば、氷が旋削される場合において、仮にシャンクが金属からなる場合には、シャンクの温度が氷の温度付近まで低下するため、切屑がシャンクに固着してしまい、円滑な旋削作業が困難になるおそれがあるが、シャンクが樹脂から構成されることによって、シャンクの温度が材料氷の温度よりも高くなり、切屑がシャンクに固着することはない。また、切削刃がステンレススチールからならなることから、切削刃が安価に構成される。詳述すれば、仮に被旋削物が金属等の硬いものであれば、切削刃は所要の表面処理がなされなければならないが、被旋削物が氷であることから、切削刃は、安価なステンレススチールが採用され得る。被切削物が氷であることから、切削刃が特殊合金等で構成されていなくとも良好な旋削作業が行われる。
【００１８】
上記シャンクの外周面に軸方向に沿って螺旋溝が形成されているのが好ましい。
【００１９】
この構成では、上記切屑は、螺旋溝に沿ってシャンクの後方に迅速に排出される。
【００２０】
(2) 上記氷旋削ユニットが次の手順で使用されることにより、材料氷から球状氷が成形される。本発明に係る球状氷の製造方法は、上記氷旋削ユニットを用いた球状氷の製造方法である。この製造方法（すなわち、上記氷旋削ユニットの使用方法）は、対向配置された一対の氷旋削ユニット間に材料氷が配置される第１ステップと、一対の氷旋削ユニット間の距離が所定寸法となるまで各氷旋削ユニットが互いに近接される第２ステップと、一対の氷旋削ユニットが離反される第３ステップと、一方の氷旋削ユニットが他方の氷旋削ユニット側へスライドされる第４ステップとを含む。
【００２１】
この方法によれば、対向配置された一対の氷旋削ユニット間に材料氷が配置され、その状態で各氷旋削ユニットが互いに近接される。これにより、各氷旋削ユニットの切削刃が材料氷に切り込む。各氷旋削ユニットは、両者間の距離が所定寸法となるまで近接される。これにより、材料氷の内部に球状の氷が形成される。このとき、各氷旋削ユニットは互いに接触することがないので、球状の氷の周囲には材料氷と連結された連結片が形成される。
【００２２】
各氷旋削ユニットは、一旦互いに離反される。その後、一方の氷旋削ユニットが他方の氷旋削ユニット側へスライドされることにより、材料氷の内部に形成された球状の氷が押される。これにより、上記連結片が破断し、球状氷が取り出される。したがって、この方法では、材料氷の内部に形成された球状の氷は、表面に傷等がつくことなく外部に取り出される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、バリ等のない綺麗な球状氷が製造される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る氷旋削ユニットの一部断面正面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る氷旋削ユニットの左側面図、図３は平面図である。
【００２６】
この氷旋削ユニット１０は、ブロック状の材料氷を旋削して球状氷を製造するための球状氷製造装置に適用される。氷旋削ユニット１０は、シャンク１１と、シャンク１１に設けられた切削刃１２、１３とを備えている。なお、この氷旋削ユニット１０は、本実施形態では右回転用として構成されている。
【００２７】
図４は図１におけるIV−IV縦断面図、図５は図１におけるＶ−Ｖ縦断面図、図６は図１におけるVI−VI横断面図である。ただし、図４ないし図６では、切削刃１２、１３は図示されていない。
【００２８】
シャンク１１は、棒状の部材であってその断面形状は円形に形成されている。シャンク１１は、本実施形態ではポリオキシメチレン（ＰＯＭ）から構成されている。シャンク１１を構成する材料は、ＰＯＭに代えてアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）、ナイロン樹脂、４フッ化エチレン樹脂、アセタール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂等も採用され得る。シャンク１１を構成する材料は、これらの樹脂に代えて他の種々の樹脂や金属等も採用され得る。シャンク１１が樹脂により構成されることの利点については、後述される。
【００２９】
シャンク１１は、球状氷製造装置に取り付けられるための取付孔１４を備えている。この取付孔１４は、シャンク１１の後端面１５の中央に設けられており、軸方向前方側へ延びている。球状氷製造装置に設けられた駆動軸がこの取付孔１４に挿入され、たとえばロックねじによって固定される。シャンク１１には径方向に延びる一対のねじ挿通孔１６が設けられている。上記ロックねじは、このねじ挿通孔１６にねじ込まれ、上記駆動軸とシャンク１１とを固定する。
【００３０】
図４及び図５が示すように、シャンク１１の先端面１７に半球状凹部１８が設けられている。この半球状凹部１８の内径寸法は、製造される球状氷の外径寸法に対応して適宜設計変更され得るものである。この半球状凹部１８に連続して一対の切屑排出溝１９、２０が設けられている。これら切屑排出溝１９、２０は、図３及び図６が示すように、径方向に対向配置されている。各切屑排出溝１９、２０は、図１が示すように、軸方向に沿って延びている。切屑排出溝１９、２０の下端部の深さ寸法は、軸方向後方側に向かって漸次浅くなっている。
【００３１】
図６が示すように、切屑排出溝１９、２０は、その開口部２１、２２が回転方向へ拡げられている。すなわち、切屑排出溝１９は、壁面２３、２４を備え、切屑排出溝２０は、壁面２５、２６を備えている。壁面２３と壁面２５とは、シャンク１１の径方向に沿って連続している。壁面２４は壁面２３に対して回転方向（右方向）に傾斜しており、壁面２６は壁面２５に対して回転方向（右方向）に傾斜している。切屑排出溝１９、２０がかかる形状であることから、材料氷の切屑は、切削刃１２、１３に絡みつくことなく確実にシャンク１１の外側へ排出される。なお、本実施形態では、壁面２４と壁面２３とが成す角度及び壁面２６と壁面２５とがなす角度は、２０°（ｄｅｇｒｅｅ）に設定されているが、この角度は、０°〜９０°の範囲で適宜設定され得る。
【００３２】
図１及び図６が示すように、シャンク１１の上端部には一対のねじ挿通孔２７が設けられている。このねじ挿通孔２７は、径方向に沿って延びており、上記切屑排出溝１９、２０に連通している。図５及び図６が示すように、切屑排出溝１９、２０には、それぞれ切削刃配置部２８、２９が設けられている。切削刃配置部２８は、切屑排出溝１９の壁面２３が径方向に切り込まれることによって構成されており、切削刃配置部２９は、切屑排出溝２０の壁面２５が径方向に切り込まれることによって構成されている。図２及び図５が示すように、これら切削刃配置部２８、２９は、後に詳述される切削刃１２、１３の形状に対応した形状であり、切削刃１２、１３は、これら切削刃配置部２８、２９に嵌め込まれるようになっている。
【００３３】
図１及び図２が示すように、上記ねじ挿通孔２７に固定ねじ３０、３１が挿通されている。この固定ねじ３０、３１は、上記切削刃配置部２８、２９に嵌め込まれた切削刃１２、１３にねじ込まれている。これによって、切削刃１２、１３がシャンク１１に固定されている。
【００３４】
図７は、切削刃１２の斜視図である。図８は、図７におけるVIII−矢視図、図９は、図７におけるIX−矢視図である。この切削刃１２は、前述のようにシャンク１１の切削刃配置部２８に固定されている（図１、図２参照）。切削刃１２は、取付板部３７と、第１刃部３８及び第２刃部３９とを備えている。これら取付板部３７、第１刃部３８及び第２刃部３９は一体的に形成されている。つまり、切削刃１２は、単一の板状部材であって、本実施形態ではステンレススチール（典型的には、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０３）からなる。もっとも、切削刃１２を構成する材料は、これに限定されるものではなく、他の種々の金属も採用され得る。本実施形態では、切削刃１２の肉厚寸法は３ｍｍに設定されているが、この肉厚寸法は、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で適宜設定され得る。
【００３５】
図７が示すように、取付板部３７には、ねじ孔４０が設けられている。上記固定ねじ３０、３１は、このねじ孔４０にねじ込まれる。切削刃１２は、下端面３２と、内側面３３と、外側面３４（縁部）と、上端面３５と、上端面３５及び内側面３３を連続する曲面３６とを備えている。
【００３６】
上端面３５は、外側面３４側に向かって傾斜している。この傾斜角θ１は、水平方向Ｎ１を基準として下端面３２側に向かって１０°に設定されている。ただし、この傾斜角θ１は、１°〜６０°の範囲、好ましくは５°〜１５°の範囲で適宜設定され得る。また、上端面３５は、図７において手前側に向かって傾斜している。この傾斜角θ２は、上記水平方向Ｎ１に直交する水平方向Ｎ２を基準として下端面３２側に向かって３０°に設定されている。ただし、この傾斜角θ２は、１°〜６０°の範囲、好ましくは２５°〜３５°の範囲で適宜設定され得る。上端面３５がこのように二方向に傾斜されることによって、当該上端面３５によって上記第２刃部３９が構成されている。
【００３７】
曲面３６は、図７において手前側に向かって傾斜している。この傾斜角θ３は、上記水平方向Ｎ２を基準として下端面３２側に向かって３０°に設定されている。ただし、この傾斜角θ３は、１°〜６０°の範囲、好ましくは２５°〜３５°の範囲で適宜設定され得る。曲面３６がこのように傾斜されることによって、当該曲面３６によって上記第１刃部３８が構成されている。したがって、第１刃部３８は、第２刃部３９と連続している。
【００３８】
内側面３３は、下端面３２に対して直交している。外側面３４は、下端面３２に対して傾斜している。すなわち、外側面３４は、下端面３２から上記上端面３５に向かって漸次内端面３３から離れるように傾斜している。このため、下端面３２の端部と上端面３５の端部とは、水平方向に寸法ｔだけずれている。
【００３９】
切削刃１３は、切削刃１２と同様の形状である。これら切削刃１２、１３は、図２及び図３が示すようにシャンク１１に取り付けられている。つまり、切削刃１２、１３は、それぞれ、上記固定ねじ３０、３１によってシャンク１１の切削刃配置部２８、２９に固定されることによって、切削刃１２、１３の第１刃部３８は、シャンク１１の半球状凹部１８を区画する壁面４１に沿って配置される。このとき、第１刃部３８は、壁面４１から露出するように配置される。
【００４０】
また、切削刃１２、１３の第２刃部３９は、シャンク１１の先端面１７に沿って配置され、当該先端面１７から露出する。この第２刃部３９は、前述のように二方向に傾斜しているから、図２が示すように、第２刃部３９は、シャンク１１の径方向内側から外側に向かって、漸次軸方向後方側へ傾斜することになる。
【００４１】
さらに、切削刃１２、１３の外側面３４は前述のように傾斜しているから、図２が示すように、シャンク１１の軸方向先端側から後端側に向かって漸次径方向内側に傾斜することになる。このため、外側面３４は、その上部がシャンク１１から外側に露出し、その下部がシャンク１１の内部（上記切屑排出溝１９、２０の内部）に配置されている。
【００４２】
各切削刃１２、１３は、図１ないし図３に示すように、シャンク１１の径方向に沿って対向配置されるが、両切削刃１２、１３は、所定の隙間をあけて配置されている。具体的には、図２及び図３が示すように、各切削刃１２、１３は、シャンク１１の中心近傍で対向配置され、各切削刃１２、１３の第１刃部３８同士の間に隙間ｄが形成されている。この隙間ｄが形成されることによる作用効果については、後述される。
【００４３】
図１０は、左回転用氷旋削ユニットのシャンク４２の縦断面図である。図１１は、図１０におけるXI−XI断面図、図１２は、図１０におけるXII−XII断面図である。
【００４４】
このシャンク４２は、上記シャンク１１とほぼ同様の形状である。ただし、このシャンク４２がシャンク１１と異なるところは、切屑排出溝４３、４４の形状及びねじ挿通孔２７の向きである。その他の構成については、上記シャンク１１と同様である。具体的には、シャンク１１では、図６が示すように、切屑排出溝１９を構成する壁面２３、２４のうち、壁面２４が壁面２３に対して回転方向（右回転）に傾斜しているのに対し、シャンク４２では、図１２が示すように、切屑排出溝４３は、壁面４５、４６によって区画形成されており、壁面４６が壁面４５に対して回転方向（左回転）に傾斜している。同様に、シャンク１１では、図６が示すように、切屑排出溝２０を構成する壁面２５、２６のうち、壁面２６が壁面２５に対して回転方向（右回転）に傾斜しているのに対し、シャンク４２では、図１２が示すように、切屑排出溝４４は、壁面４７、４８によって区画形成されており、壁面４８が壁面４７に対して回転方向（左回転）に傾斜している。このため、上記ねじ挿通孔２７は、シャンク４２の外側から上記壁面４５、４７に対して連通するように形成されている。
【００４５】
図１３は、左回転用氷旋削ユニットの切削刃４９の斜視図である。この切削刃４９は、上記切削刃１２（図７参照）と同様の形状であり、この切削刃１２と鏡面対称形に形成されている。したがって、この切削刃４９についての説明は省略される。
【００４６】
次に、氷旋削ユニット１０の使用方法について説明される。氷旋削ユニット１０の使用方法とは、すなわち、材料氷が旋削されることによる球状氷の製造方法に他ならない。図１４ないし図１８は、球状氷の製造方法を模式的に示しており、図１４は第１ステップ、第１５は第２ステップ、図１６は第３ステップ、図１７は第４ステップ、図１８は第５ステップを示す。
【００４７】
氷旋削ユニット１０は、球状氷製造装置に装着される。この球状氷製造装置には、一対の氷旋削ユニット１０が取り付けられ、各氷旋削ユニット１０は、図１４が示すように対向配置される。このとき、右側の氷旋削ユニット１０は右回転用に構成され、右回転される。また、左側の氷旋削ユニット１０は左回転用に構成され、左回転される。もっとも、左右の氷旋削ユニット１０が、共に右回転用のものあるいは左回転用のものであってもよいことは勿論である。
【００４８】
図１４が示すように、一対の氷旋削ユニット１０の間に材料氷５０が配置される（第１ステップ）。この材料氷５０は、ブロック状に形成されており、その厚みは、製造される球状氷の外径寸法よりも大きく設定されている。なお、この球状氷製造装置は、材料氷５０を保持する保持フレーム５１を備えており、材料氷５０は、一対の保持フレーム５１の間に挟み込まれる。また、この保持フレーム５１には、氷旋削ユニット１０が挿通する孔５２が設けられている。
【００４９】
図１５（ａ）が示すように、一対の氷旋削ユニット１０は、回転されながら互いに接近する。一対の氷旋削ユニット１０は、保持フレーム５１の孔５２を挿通し、材料氷５０に切り込む。各氷旋削ユニット１０は、互いに同速度で接近しながら、材料氷５０を切削する。そして、各氷旋削ユニット１０は、同図（ｂ）が示すように互いの距離が所定寸法となるまで近接する（第２ステップ）。この所定寸法は、本実施形態では１ｍｍに設定されているが、特に制限されるべきものではない。すなわち、各氷旋削ユニット１０が接触しない寸法であればよい。
【００５０】
次に、図１６が示すように、一対の氷旋削ユニット１０が再び離反される（第３ステップ）。このとき、同図が示すように、材料氷５０が旋削され、内部に球状氷５３が成形される。ただし、この状態においては、材料氷５０と球状氷５３とは、連結片５４によって連結されている。各氷旋削ユニット１０は、本実施形態では図１４で示された位置まで離反される。
【００５１】
次に、図１７（ａ）が示すように、一方の氷旋削ユニット１０が再び材料氷５０側へ移動する。この氷旋削ユニット１０は、材料氷５０を貫通し、他方の氷旋削ユニット１０側まで移動する。これにより、球状氷５３と材料氷５０とを連結していた連結片５４が破壊され、球状氷５３は、一方の氷旋削ユニット１０に押されて外部に排出される（第４ステップ）。そして、図１８が示すように、一方の氷旋削ユニット１０が元の位置まで戻り、その後、材料氷５０が排出される（第５ステップ）。連続して球状氷５３が製造される場合は、前述の第１ステップから第５ステップまでの作業を１サイクルとして、これらの作業が繰り返される。
【００５２】
図１９は、氷旋削ユニット１０により旋削された材料氷５０の拡大断面図である。図１５が示すように氷旋削ユニット１０が材料氷５０に押しつけられると、切削刃１２、１３、（４９）が材料氷５０を切り込む。具体的には、第２刃部３９が材料氷５０の表面を切り込みながら、第１刃部３８が材料氷５０の表面を球面状に切削成形する。このときに発生する材料氷５０の切屑は、シャンク１１（４９）に設けられた切屑排出溝１９，２０（４３，４４）から排出されるので、材料氷５０は、切削刃１２、１３、（４９）によって迅速に切削される。
【００５３】
上記第２刃部３９が前述のように傾斜されているから、材料氷５０の表面（第２刃部３９によって切り込まれた面）は、切込方向前方から後方へ傾斜する。本実施形態では、対向配置された一対の氷旋削ユニット１０によって材料氷５０が旋削されるので、上記連結片５４の両側の面５５、５６が各氷旋削ユニット１０の第２刃部３９によって切り込まれた面となる。そして、これらの面５５、５６が前述のようにそれぞれ切込方向前方から後方へ傾斜しているから、連結片５４は、断面形状が略三角形状となる。したがって、連結片５４は、材料氷５０と接続されている部分の寸法が大きくなり、球状氷５３と接続されている部分の寸法が小さくなる。
【００５４】
このため、氷旋削ユニット１０が球状氷５３を押したときは（上記第４ステップ）、連結片５４が破断されるが、外力が連結片５４に作用した場合には、連結片５４の寸法が小さい部分が破断する。つまり、連結片５４は、材料氷５３との境界部分で破断される。これにより、取り出された球状氷５３の表面に連結片５４の残存物（すなわちバリ）が形成されることはない。したがって、バリ等のない綺麗な球状氷５３が製造される。
【００５５】
本実施形態では、上記切削刃１２、１３、４９は、取付板部３７（図２、図７参照）を介してシャンク１１（４２）に取り付けられるから、切削刃１２、１３、４９は、切屑排出溝１９、２０（４３、４４）の壁面２３、２５（４５、４７）に容易且つ確実に固定される。これにより、第１刃部３８がシャンク１１（４２）の半球状凹部１８の壁面４１に沿って正確に配置され、第２刃部３９がシャンク１１（４２）の先端面１７に沿って正確に配置されるという利点がある。
【００５６】
また、取付板部３７の外側面３４が前述のように傾斜しているから（図２参照）、切削刃１２、１３、４９が材料氷５０を切り込んだときは、上記外側面３４が材料氷５０に摺接することはない。これにより、材料氷５０は、スムーズに旋削される。
【００５７】
さらに、本実施形態では、シャンク１１（４２）の中心近傍において第１刃部３８同士の間に隙間ｄが形成されている（図２参照）。この隙間ｄが設けられることにより、第１刃部３８同士の間には材料氷５０を切削するための刃が存在しないことになるから、図２０が示すように、理論的には材料氷５０の球状に形成された部分５７の頂部に突起５８（バリ）が形成されてしまう。しかし、材料氷５０は、被旋削物としては柔らかい材料であることから、この突起５８は旋削作業中に粉砕されてしまう。したがって、結局において球状氷５３には突起５８が形成されることはない。
【００５８】
その一方、仮に上記隙間ｄが形成されていないとすれば、第１刃部３８の端部、すなわち、切削刃１２、１３、４９の回転中心における切削速度がゼロとなってしまうので、第１刃部３８の端部は、材料氷５０を切削することができず、綺麗な球面が形成されないことになる。換言すれば、第１刃部３８同士の間に上記隙間ｄが形成されることにより、材料氷５０は綺麗な球面が形成されることになる。加えて、この隙間ｄが形成された部分には材料氷５０を切削するための刃が存在しないことになるから、上記シャンク１１（４２）の切削送り速度が高く設定され、迅速な旋削作業が可能である。
【００５９】
また、本実施形態では、上記シャンク１１（４２）が樹脂から構成されるので、材料氷５０へのシャンク１１（４２）の食い込みがスムーズになる。また、切削刃１２、１３、４９がステンレススチールかならなるので、切削刃１２、１３、４９が安価に構成されるうえに、被切削物が氷であることから、切削刃１２、１３、４９が特殊合金等で構成されていなくとも良好な旋削作業が行われる。
【００６０】
次に、本実施形態の変形例について説明される。
図２１は、本実施形態の変形例に係る氷旋削ユニット１０の使用方法を模式的に示す図である。この変形例に係る氷旋削ユニット１０の使用方法が上記実施形態に係る氷旋削ユニット１０の使用方法と異なるところは、上記第２ステップないし第４ステップの要領である。
【００６１】
本変形例では、上記実施形態と同様に一対の氷旋削ユニット１０は、回転されながら互いに接近する（図１５（ａ）参照）。一対の氷旋削ユニット１０は、保持フレーム５１の孔５２を挿通し、材料氷５０に切り込む。各氷旋削ユニット１０は、互いに同速度で接近しながら、材料氷５０を切削する。そして、各氷旋削ユニット１０は、同図（ｂ）が示すように互いの距離が所定寸法ｍとなるまで近接する（第２ステップ）。この所定寸法ｍは、前述の通り、各氷旋削ユニット１０が接触しない寸法であればよい。
【００６２】
このとき、図２１が示すように、図中右側の氷旋削ユニット１０は、その先端が材料氷５０の中心Ｎに到達するまで移動される。図中左側の氷旋削ユニット１０は、その先端が一方の氷旋削ユニット１０の先端に接触しないように、上記中心Ｎよりも上記寸法ｍだけ手前で停止される。
【００６３】
その後、右側の氷旋削ユニット１０のみが材料氷５０から離反され（第３ステップ）、続いて、左側の氷旋削ユニット１０が右側へ移動される（第４ステップ）。
【００６４】
この変形例に係る氷旋削ユニット１０の使用方法では、右側の氷旋削ユニット１０の先端が材料氷の中心Ｎまで移動されるから、材料氷５０の右半分において氷が完全な半球状に形成される。そして、その後、左側の氷旋削ユニット１０が右側へ移動されることにより、材料氷５０から完全な球状氷が取り出される。加えて、この方法では、材料氷５０の厚み寸法を直径とする球状氷を製造することができるという利点もある。
【００６５】
また、図２２は、本実施形態の他の変形例に係る氷旋削ユニット６０の正面図である。上記実施形態に係る氷旋削ユニット１０では、シャンク１１（４２）の外周面は滑面に形成されているが、本変形例に係る氷旋削ユニット６０では、シャンク６１の外周面に軸方向に沿って螺旋溝６２が形成されている。
【００６６】
この螺旋溝６２が設けられることによって、材料氷５０が旋削された場合に、切屑は、螺旋溝６２に沿ってシャンク６１の後方に迅速に排出されるという利点がある。
【００６７】
上記実施形態及び変形例に係る氷旋削ユニット１０では、シャンク１１（４２）に一対の切削刃１２、１３（４９）が対向配置されているが、切削刃１２、１３のいずれか一方のみがシャンク１１（４２）に設けられていているだけでもよい。その場合、切屑排出溝１９、２０も一方のみ設けられていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、球状の氷を製造する装置及びこれに用いられる氷旋削ユニットに適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る氷旋削ユニットの一部断面正面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る氷旋削ユニットの左側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る氷旋削ユニットの平面図である。
【図４】図４は、図１におけるIV−IV縦断面図である。
【図５】図５は、図１におけるＶ−Ｖ縦断面図である。
【図６】図６は、図１におけるVI−VI横断面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る切削刃の斜視図である。
【図８】図８は、図７におけるVIII−矢視図である。
【図９】図９は、図７におけるIX−矢視図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る左回転用氷旋削ユニットのシャンクの縦断面図である。
【図１１】図１１は、図１０におけるXI−XI断面図である。
【図１２】図１２は、図１０におけるXII−XII断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の一実施形態に係る左回転用氷旋削ユニットの切削刃の斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の一実施形態に係る氷製造方法の第１ステップを示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態に係る氷製造方法の第２ステップを示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態に係る氷製造方法の第３ステップを示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態に係る氷製造方法の第４ステップを示す図である。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態に係る氷製造方法の第５ステップを示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態に係る氷旋削ユニットにより旋削された材料氷の拡大断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の一実施形態に係る第１刃部同士の間に隙間が形成されていることの利点が説明されるための図である。
【図２１】図２１は、本実施形態の変形例に係る氷旋削ユニットの使用方法を模式的に示す図である。
【図２２】図２２は、本実施形態の変形例に係る氷旋削ユニットの正面図である。
【図２３】図２３は、従来の氷旋削装置による氷の旋削手順が模式的に示された図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０・・・氷旋削ユニット
１１・・・シャンク
１２・・・切削刃
１３・・・切削刃
１７・・・先端面
１８・・・半球状凹部
１９・・・切屑排出溝
２０・・・切屑排出溝
２１・・・開口部
２２・・・開口部
２３・・・壁面
２４・・・壁面  
２５・・・壁面
２６・・・壁面
２８・・・切削刃配置部
２９・・・切削刃配置部
３２・・・下端面
３３・・・内側面
３４・・・外側面
３５・・・上端面
３６・・・曲面
３７・・・取付板部
３８・・・第１刃部  
３９・・・第２刃部
４１・・・半球状凹部の壁面
４２・・・シャンク
４３・・・切屑排出溝
４４・・・切屑排出溝
４５・・・壁面
４６・・・壁面
４７・・・壁面
４８・・・壁面
４９・・・切削刃
５０・・・材料氷
５１・・・保持フレーム
５３・・・球状氷
５４・・・連結片
５５・・・面
５６・・・面
５７・・・球状に形成された部分
６０・・・氷旋削ユニット
６１・・・シャンク
６２・・・螺旋溝
θ１・・・傾斜角
θ２・・・傾斜角
θ３・・・傾斜角
ｄ・・・隙間
【要約】
【課題】バリ等のない綺麗な球状氷を旋削するための氷旋削ユニットの提供。
【解決手段】この氷旋削ユニット１０は、シャンク１１と、切削刃１２、１３とを備える。シャンク１１は、樹脂からなり円柱状に形成されている。シャンク１１の周面には切屑排出溝１９、２０が設けられている。シャンク１１の先端面１７に半球状凹部１８が設けられている。切削刃１２は、第１刃部３８及び第２刃部３９を備える。第２刃部３９は、シャンク１１の先端面１７から露出する。第１刃部３８は、上記半球状凹部１８に沿って配置され、半球状凹部１８の壁面４１から露出している。第２刃部３９は、シャンク１１の径方向外側に向かって傾斜している。
【選択図】図２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003701024.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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