(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍ケーシングと、
該冷凍ケーシング内に回転自在に配設されるオーガと、
該オーガに接続される駆動モータと
を備え、
前記オーガは、本体部と、該本体部の周囲に設けられた螺旋刃とを有し、
前記オーガの軸心方向における前記螺旋刃の断面が、
前記本体部から半径方向外方に延びる第１側面と、
該第１側面から前記軸心方向に離間して前記本体部から半径方向外方に延びる第２側面と、
前記第１側面及び第２側面の両先端を接続するテーパ面と
により画成されており、
該テーパ面は、前記オーガの回転により前記螺旋刃によって前記冷凍ケーシングの内周面から剥離した氷層が送られる方向に面するように形成されている、オーガ式製氷機。
【請求項２】
オーガ式製氷機において垂直に配設される冷凍ケーシングの内周面に生成した氷層を剥離して上方に送るためのオーガであって、
円柱状の本体部と、
該本体部の周面に設けられた螺旋刃と
を備え、
前記オーガの軸心方向における前記螺旋刃の断面が、
前記本体部から半径方向外方に延びる上側面と、
該上側面から軸方向に離間して前記本体部から半径方向外方に延びる下側面と、
前記上側面及び前記下側面の両先端を直線状に接続するテーパ面と
から画成されており、
該テーパ面は、前記上側面の先端で半径方向の最も内側にあり、前記下側面の先端で半径方向の最も外側にある、オーガ式製氷機のオーガ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、モータ駆動のオーガを有するオーガ式製氷機に関し、特に、駆動トルク等を軽減可能としするオーガ式製氷機のオーガに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
オーガ式製氷機は、周知のように、外周面に冷却パイプが巻着された冷凍ケーシング内に製氷水を供給して冷却し、螺旋刃を有するオーガにより、同冷凍ケーシングの内周面に氷結した氷層を掻き取り、要求される氷質に従って押圧頭と称する氷圧縮通路を有するものの中に上方に送り込んで、例えば氷粒を連続的に生成するものである。
【０００３】
図３は、上述したようなオーガ式製氷機の螺旋刃の一部を拡大して示すもので、１は冷凍ケーシング、２はその内部に回転自在に配置されたオーガ、３はオーガ２の外周に形成された螺旋刃、４は冷凍ケーシング１の外周面に巻着された冷却パイプである。従来の螺旋刃３は、半径方向の最も外側にある部分が、図３に示されたその縦方向断面から分かるように、下側にある垂直部３ａと、この垂直部３ａから半径方向の内方に傾斜して上方に延びる上側のテーパ部３ｂとからなり、オーガ２を回転させて螺旋刃３をねじ状に進めることにより、垂直部３ａ及びテーパ部３ｂの接続部位で氷層５を削り取る、或は掻き取るものである。
また、図４に示したすように、螺旋刃３の半径方向の最も外側にある部分を、半径方向の外方に傾斜しつつ上方に延びるテーパ部３ｃのみから構成し、同テーパ部３ｃの先端上縁により氷層５を剥離もしくは削り取るようにしたものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の螺旋刃を有するものにおいては、冷凍ケーシング１の一定部位について考察すると、ある螺旋刃部分が上記一定部位の氷層を剥離してから同螺旋刃部分が再び上記一定部位に達するまでの間に、螺旋刃により剥離できなかった氷層上に更に氷が成長するため、これが垂直部３ａを半径方向の内方に強く押して、オーガに過大な負荷がかかり、その結果、剥離力を増大させない限り、冷凍ケーシング１に変形を生じさせたり、オーガ２の軸受（図示せず）の負担を増大させたりすることになっていた。また、冷凍ケーシング１の内周面と垂直部３ａとの間に氷が圧縮状態で挟まれ、それを掻き取る際にキューキューという異音が発生することがあった。
また、後者の螺旋刃を有するものにおいては、垂直部がないため剥離力を軽減することはできるが、テーパ部３ｃの面が下向きで氷圧送作用がないため、刃先外形寸法が製作誤差により相対的に小さかったり、摩耗等により減少して、冷凍ケーシングとの間の隙間が大きくなると、製氷能力が極端に低下する欠点があった。
従って、本発明の目的は、剥離力を増すことなく製氷能力の向上を可能としたオーガ式製氷機及びそのオーガを提供することを目的とするものである。
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明の一側面によると、オーガ式製氷機は、冷凍ケーシングと、該冷凍ケーシング内に回転自在に配設されるオーガと、該オーガに接続される駆動モータとを備え、前記オーガは、本体部と、該本体部の周囲に設けられた螺旋刃とを有し、前記オーガの軸心方向における前記螺旋刃の断面が、前記本体部から半径方向外方に延びる第１側面と、該第１側面から前記軸心方向に離間して前記本体部から半径方向外方に延びる第２側面と、前記第１側面及び第２側面の両先端を接続するテーパ面とから画成されており、該テーパ面は、前記オーガの回転により前記螺旋刃によって前記冷凍ケーシングの内周面から剥離した氷層が送られる方向に面するように形成されている。また、上述の目的を達成するため、本発明の別の側面によると、オーガ式製氷機において垂直に配設される冷凍ケーシングの内周面に生成した氷層を剥離して上方に送るためのオーガは、円柱状の本体部と、該本体部の周面に設けられた螺旋刃とを備え、前記オーガの軸心方向における前記螺旋刃の断面が、前記本体部から半径方向外方に延びる上側面と、該上側面から軸方向に離間して前記本体部から半径方向外方に延びる下側面と、前記上側面及び前記下側面の両先端を直線状に接続するテーパ面とから画成されており、該テーパ面は、前記上側面の先端で半径方向の最も内側にあり、前記下側面の先端で半径方向の最も外側にある。
【０００６】
【作用】
オーガ式製氷機の運転中、冷却されている冷凍ケーシング内には製氷水が供給されており、この製氷水が冷凍ケーシングの内周面に氷結して成長し、氷層となる。オーガの回転に伴って螺旋刃が氷層を剥離し、そのテーパ面が剥離した氷を上方に送る。テーパ面はその一端から他端まで直線状に上向きに延びているため、氷により半径方向に作用する力は軽減される。
【０００７】
【実施例】
次に、本発明の好適な実施例について添付図面を参照して詳細に説明するが、図中、同一符号は同一又は対応部分を示すものとする。
図１は、本発明による螺旋刃を備えたオーガ式製氷機１０の全体構成を縦断面で示す図で、オーガ式製氷機１０は、冷却パイプ１４が外周面に巻着された円筒状の冷凍ケーシング１１を備え、該冷凍ケーシング１１内に、円柱状の本体部１２Ａに設けられた螺旋刃１３を有するオーガ１２が軸受２０ａ、２０ｂにより回転自在に支持されて設けられている。下部の軸受２０ａに支持されたオーガ１２の軸部１２ａは、周知のスプライン継手１８を介して駆動モータ１６の出力軸１７に結合されており、一方、上部の軸受２０ｂにより支持された上側の軸部１２ｂの上端には、棒状のカッタ２２が設けられている。
【０００８】
冷凍ケーシング１１の下端に取り付けることができるほぼ円筒状の保持部材１９内に上述の軸受２０ａが収容され、一方、冷凍ケーシング１１の上端内に取り付けられた押圧頭２１内に軸受２０ｂが収容されている。この押圧頭２１は、図示しないが、軸方向に延びる通常複数の凹状の氷圧縮通路を備え、そこを通るフレーク状の氷を圧縮して氷柱とするものである。押圧頭２１から放出筒２３内に出た氷柱はカッタ２２により折断されて氷粒２４となる。
また、冷却パイプ１４は、周知のように適宜の断熱材２５により覆われている。冷凍ケーシング１１の下端部には給水パイプ２６が流体連通可能に接続されていて、図示しない製氷水タンクからの製氷水がこの給水パイプ２６を介して冷凍ケーシング１１内に供給される。
【０００９】
図２は、図１において符号３０で示された領域を拡大して示すもので（ただし、図２は運転開始後の状態で冷凍ケーシング１１の内周面には氷層１５が生成している。）、オーガ１２の本体部１２Ａから突出する螺旋刃１３は、縦方向の断面で見ると、上側面（第１側面）１３ａと、下側面（第２側面）１３ｂと、該上下側面を接続するテーパ面１３ｃとから画成されている。テーパ面１３ｃは、本発明によると、その下端縁から上端縁まで図で見て実質的に直線状に半径方向の内方に延びており、下端縁が半径方向に関して最も外側にある。テーパ面１３ｃの傾斜角度θは０°＜θ＜３３．６°の範囲内にあればよく、好ましくは５°〜１５°であるが、図示の実施例では、１０°とした。
尚、図２では、上側面１３ａ及び下側面１３ｂはオーガ１２の本体部から水平に延出するように図示されているが、テーパ面１３ｃが上述のように延びていることが必要であり、本発明は、上述した上下側面の延出方向や、テーパ面の軸方向の寸法や、上下側面の半径方向の寸法には限定されない。
【００１０】
次に、上述した構成を有する本発明のオーガ式製氷機１０の運転について説明する。このオーガ式製氷機１０の運転に際して、給水パイプ２６から製氷水が冷凍ケーシング１１内に所定水位まで供給され、図示しない冷凍装置が作動されて冷却パイプ１４に冷媒が通流し、冷凍ケーシング１１を介して製氷水が冷却され、駆動モータ１６が作動される。
駆動モータ１６の作動により出力軸１７、スプライン継手１８を介してオーガ１２が回転され、冷凍ケーシング１１の内周面に生成した氷層１５（図２参照）は、螺旋刃１３により削り取られながら、上方に送られ、押圧頭２１の図示しない氷圧縮通路に入り、そこで圧縮されて氷柱となる。氷圧縮通路から放出筒２３に放出された氷柱はオーガ１２と共に回転するカッタ２２により折断されて、適宜の長さの氷粒２４となる。
【００１１】
図５の（ａ）及び（ｂ）並びに図６の（ａ）及び（ｂ）は、図３に示した螺旋刃３を有する従来のオーガ式製氷機と、図２に示した螺旋刃１３を有する本発明のオーガ式製氷機とについて上述のように試験運転を行い、その際のトルク歪、ラジアル歪を市販の計測器により測定して記録紙上に表示された曲線をほぼ忠実に模写したもので、（ａ）は従来、（ｂ）は本発明の場合のデータである。
図５から分かるように、トルク歪については、本発明の螺旋刃１３を有するものにあっては、約１／２以下に減少し、トルク荷重に換算すると、従来の最大値が３５Ｋｇｆｍであったのに対して、本発明では１３．４Ｋｇｆｍとなり、大幅な改善が認められる。また、図６は、冷凍ケーシング１、１１を上から見て直交する２方向Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄのラジアル歪を表しており、この図からも明らかなように、最大ラジアル荷重は半減した。また、荷重が一方向に偏ることもない。
【００１２】
【発明の効果】
以上の説明から分かるように、本発明の螺旋刃を画成する面には、冷凍ケーシングの軸心と平行な垂直方向の面が含まれていないために、冷凍ケーシングの内周面に生成された氷層を掻き取る際に、顕著な異音が発生することなく、オーガが受ける半径方向の荷重が減少し、ラジアル荷重は勿論のこと、トルク荷重も軽減され、氷の剥離力即ち駆動モータの負荷を減少させることができる。しかも、螺旋刃を画成するテーパ面は、その下方部位ほど半径方向の外側に位置するため、即ち掻き取られた氷が送られる方向に面しているため、テーパ面全体に氷の送出作用があり、日産製氷能力の高いオーガ式製氷機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による螺旋刃を備えたオーガ式製氷機の全体構成を示す縦断面図。
【図２】図１のオーガ式製氷機における螺旋刃を示す拡大断面図。
【図３】従来の螺旋刃の図２に相当する断面図。
【図４】別の従来の螺旋刃の図２に相当する断面図。
【図５】（ａ）は、従来の螺旋刃を備えたオーガ式製氷機を運転した場合のトルク歪の測定データを示す曲線、（ｂ）は、従来の螺旋刃を備えたオーガ式製氷機を運転した場合のトルク歪の測定データを示す曲線である。
【図６】（ａ）、従来の螺旋刃を備えたオーガ式製氷機を運転した場合のラジアル歪の測定データを示す曲線、（ｂ）は、従来の螺旋刃を備えたオーガ式製氷機を運転した場合のラジアル歪の測定データを示す曲線である。
【符号の説明】
１０…オーガ式製氷機、１１…冷凍ケーシング、１２…オーガ、１２Ａ…本体部、１３…螺旋刃、１３ａ…上側面（第１側面）、１３ｂ…下側面（第２側面）、１３ｃ…テーパ面、１５…氷層、１６…駆動モータ。
【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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