(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷粒を製造する製氷機と、前記製氷機から落下する氷粒を収集する大漏斗部と、前記大漏斗部により収集された氷粒を搬送する配管部と、前記配管部の入口に形成された小漏斗部と、を備える氷粒噴射装置において、
前記大漏斗部の出口と前記小漏斗部との間に設けた隙間と、
前記隙間を落下する氷粒に光を照射し、氷粒の有無を検知する光センサと、
前記大漏斗部に水を噴射する水噴射用ノズルと、を備え、
前記製氷機の製氷中に前記光センサにより、前記隙間を落下する氷粒を検知せず前記大漏斗部内に詰り有りと検知された場合は、前記水噴射用ノズルから前記大漏斗部内に水を噴射して氷粒を融かし、前記大漏斗部内の詰りを解消するように構成したことを特徴とする氷粒噴射装置。
【請求項２】
氷粒を製造する製氷機と、前記製氷機から落下する製氷を収集する大漏斗部と、前記大漏斗部により収集された氷粒を搬送する配管部と、前記配管部の入口に形成された小漏斗部と、前記大漏斗部の出口と前記小漏斗部との間に隙間を設け、前記小漏斗部の外部近傍に設けられた光センサを備える氷粒噴射装置において、
上部に設けられた製氷手段である製氷機によって氷粒を製造する第１工程と、
前記製氷機の下部に配置された氷粒収集手段である前記大漏斗部が、前記製氷機から落下する氷粒を集める第２工程と、
前記大漏斗部の出口から落下する前記氷粒に前記光センサから光を照射する第３工程と、
前記大漏斗部の下部に隙間を設けて小漏斗部が配置され、大漏斗部から流下した氷粒を受け取り、吸引ホース部を介してワークへ搬送する第４工程と、
前記吸引ホース部の先端部に接続されたノズルから氷粒が高圧ポンプにより高速ジェット噴射し、ワークのバリをなぎ倒して、バリを除去する第５工程と、
前記光センサにより、大漏斗部内に詰り有りと検知された場合は、大漏斗部内に水を噴射して氷粒を融かし、大漏斗部内の詰りを解消する第６工程と、
を含むことを特徴とする氷粒噴射装置の漏斗内詰り検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アイスブラスト加工の氷粒噴射装置、および、氷粒噴射装置の漏斗内詰り検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内ドラム式製氷機で製氷した氷粒を漏斗（ろうと）に集め、この氷粒を噴射して洗浄やバリ取りを行うアイスブラスト加工において、漏斗内に継続的に、または、断続的に落下した氷粒の一部は漏斗壁面に付着し、ある程度の大きさに堆積すると自重で落下する。
しかしながら、壁面の数箇所に堆積した氷粒が同時に落下すると、漏斗出口でブリッジを構成して出口を狭め、最後には漏斗出口を塞いで詰りが起きる。
その結果、氷粒をワークに噴射できず、漏斗内が氷粒で満杯になり、さらには溢れてしまうため、詰り検知は必要不可欠であったが、これまで、氷粒を扱う漏斗内での詰りを検知する方法は確立されていなかった。
【０００３】
図５は、従来の粉体のレベル検知器を示す斜視図である。図５に示すように、ホッパー２１の側面の一部を透明アクリル板２２に置き換え、ホッパー２１の両側に投光用の光センサ２３ａと、受光用の光センサ２３ｂを設け、光センサ２３ａの光線２３ｃを粉体２４が完全に遮光するか、遮光しないか、によって、粉体のレベルを検知する粉体のレベル検知器２０が知られている（非特許文献１参照）。
【非特許文献１】キーエンス・２００６総合カタログ、Ｐ．９１  ＬＶ（汎用デジタルレーザセンサ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これを漏斗に採用し、漏斗壁面の一部を別の種類の透明な材料に置き換えて光で検知する方法では、漏斗壁面に段差ができて氷粒の落下を反対に阻害し、また、透明な材料との摺動摩擦係数の違いが氷粒の落下を阻害するという問題があった。さらに、付着した氷粒や融けた水も検出するため信頼性が劣るという問題があった。
また、熱電対を漏斗出口に設置し、氷粒と接触させる方式では、応答性が悪く、また、詰った場合に漏斗出口部から降下する冷気によって氷粒があるときの温度と同じ値を示し、信頼性に問題があった。
さらに、漏斗内に超音波変位センサを取り付け、詰り時の変位を検知する方式では、製氷機の真下に変位形を取付ける必要があるが、この場合、調整や点検が面倒であり、また、氷粒や水滴が落下する雰囲気下にあるので、故障しやすいという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、これらの問題点を解決するために創案したものであり、漏斗壁面の一部を透明な材料に置き換えることなく、応答性がよく、調整や点検が容易で故障しにくく漏斗内の詰りを高信頼性で検知できる氷粒噴射装置、および、氷粒噴射装置の漏斗内詰り検知方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、氷粒を製造する製氷機と、前記製氷機から落下する氷粒を収集する大漏斗部と、前記大漏斗部により収集された氷粒を搬送する配管部と、前記配管部の入口に形成された小漏斗部と、を備える氷粒噴射装置において、前記大漏斗部の出口と前記小漏斗部との間に設けた隙間と、前記隙間を落下する氷粒に光を照射し、氷粒の有無を検知する光センサと、前記大漏斗部に水を噴射する水噴射用ノズルと、を備え、前記製氷機の製氷中に前記光センサにより、前記隙間を落下する氷粒を検知せず前記大漏斗部内に詰り有りと検知された場合は、前記水噴射用ノズルから前記大漏斗部内に水を噴射して氷粒を融かし、前記大漏斗部内の詰りを解消するように構成したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、氷粒噴射装置（１０）の漏斗内詰り検知方法であって、氷粒を製造する製氷機（１）と、前記製氷機（１）から落下する氷粒を収集する大漏斗部（２）と、前記大漏斗部（２）により収集された氷粒を搬送する配管部（３）と、前記配管部（３）の入口に形成された小漏斗部（４）と、前記大漏斗部（２）の出口と前記小漏斗部（４）との間に隙間を設け、前記小漏斗部（４）の外部近傍に設けられた光センサ（５）とを備える氷粒噴射装置（１０）において、上部に設けられた製氷手段である製氷機（１）によって氷粒を製造する第１工程と、前記製氷機（１）の下部に配置された氷粒収集手段である前記大漏斗部（２）が、前記製氷機（１）から落下する氷粒を集める第２工程と、前記大漏斗部（２）の出口から落下する氷粒に前記光センサ（５）から光を照射する第３工程と、前記大漏斗部（２）の下部に隙間を設けて小漏斗部（４）が配置され、大漏斗部（２）から流下した氷粒を受け取り、吸引ホース部（４ａ）を介してワークへ搬送する第４工程と、吸引ホース部（４ａ）の先端部に接続されたノズルから氷粒が高圧ポンプにより高速ジェット噴射し、ワークのバリをなぎ倒して、バリを除去する第５工程と、前記光センサ（５）により、大漏斗部（２）内に詰り有りと検知された場合は、大漏斗部（２）内に水を噴射して氷粒を融かし、大漏斗部（２）内の詰りを解消する第６工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、大漏斗部の出口と小漏斗部との間に隙間を設け、小漏斗部の外部近傍に光センサを設けて落下する氷粒に光を照射し、氷粒の有無を検知することにより、漏斗壁面の一部を透明にすることなく、応答性がよく、調整や点検が容易で故障しにくく漏斗内の詰りを高信頼性で検知できる氷粒噴射装置を提供することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、上部に設けられた製氷手段である製氷機によって氷粒を製造する第１工程と、製氷機の下部に配置された氷粒収集手段である大漏斗部が、製氷機から落下する氷粒を集める第２工程と、大漏斗部の出口から落下する氷粒に前記光センサから光を照射する第３工程と、大漏斗部の下部に隙間を設けて小漏斗部が配置され、大漏斗部から流下した氷粒を受け取り、吸引ホース部を介してワークへ搬送する第４工程と、吸引ホースの先端部に接続されたノズルから氷粒が高圧ポンプにより高速ジェット噴射し、ワークのバリをなぎ倒して、バリを除去する第５工程と、光センサにより、大漏斗部内に詰り有りと検知された場合は、大漏斗部内に水を噴射して氷粒を融かし、大漏斗部内の詰りを解消する第６工程と、を含むことにより、漏斗壁面の一部を透明にすることなく、応答性がよく、調整や点検が容易で故障しにくく漏斗内の詰りを高信頼性で検知できる氷粒噴射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、アイスブラスト加工の氷粒噴射装置の正面図である。図１に示すように、本発明のアイスブラストによる氷粒噴射装置１０において、氷粒を製造する製氷機１は、内ドラム式の製氷機１である。この製氷機１が大漏斗部２のちょうど上部に載置されている。また、この製氷機１の下部には、製氷機１により製氷された氷粒が落下するため、その氷粒を収集するために大漏斗部２が配置されている。
【００１１】
大漏斗部２は、円錐状に形成され、開口部２ｂの直径が例えば、６８０ｍｍであり、製氷機の製氷部のドラム直径Ｄより若干大きいサイズに形成されている。また、大漏斗部２の上部には鉢巻き状に幅５０ｍｍの円筒部２ｃが形成されている。この円筒部２ｃには、８個の水噴射用ノズル２ｄが８等配間隔で配置されている。この水噴射用ノズル２ｄは、Ｌ型を形成しており、Ｌ型の一方を下方に向け、下方へ水を扇状に噴射できるようになっている。また、この水噴射用ノズル２ｄの他方は水噴射用ホース２ｅがそれぞれ接続されている。さらに、この漏斗４のテーパ角は約５５°であり、下部には細い管部の出口２ａが直径φ５０ｍｍで形成されている。
【００１２】
配管部３は大漏斗部２により収集された氷粒をワーク（図示せず）まで搬送する。つまり、配管部３の入口には小漏斗部４が形成され、小漏斗部４は大漏斗部２により収集された氷粒を受け、吸引ホース部４ａを介してワークまで搬送する。
【００１３】
図１に示すように、大漏斗部２の出口２ａと、小漏斗部４の上端部との隙間は約１０ｍｍであり、この隙間には、小漏斗部４の外部近傍の一方に光センサ５が設けられ、その対向した反対側の他方には反射板５ｃが設けられている。そして、落下する氷粒に赤色レーザ光を照射し、氷粒の有無を検知する。この光センサ５は、回帰型レーザセンサである。
この回帰型レーザセンサで大漏斗出口下にレーザ光を照射して氷粒の落下の有無を検知する。
【００１４】
図２は、回帰型レーザ光の光センサの動作を示し、図１に示すＡ−Ａ線の断面図であり、（ａ）は漏斗内詰りを検知した状態を示す断面図、（ｂ）は漏斗内詰りを検知しない状態を示す断面図である。図２の（ａ）に示すように、氷粒が落下していないときは、レーザ光は対向する反射板で反射して再入射してＯＮし、漏斗内の詰りが検知できる。
ただし、この検知動作は、氷粒を製氷する製氷機が稼動し、製氷した氷粒が落下している場合である。
【００１５】
また、漏斗内での詰りは、大漏斗部２の出口２ａ付近で堆積した氷粒が徐々に成長して大きくなって起きる。このため、大漏斗部２の出口２ａから落下する氷粒が徐々に少なくなるので、受光が断続的になり、詰りの兆しも検知できる。
例えば、受光が断続的になり、受光できない間隔が延びて３分経過したら「詰り」と判定してもよいし、５分経過したら「詰り」と判定しても構わない。
【００１６】
図２の（ｂ）に示すように、順調に氷粒が落下している場合では、照射したレーザ光が氷粒によって遮られ、反射板５ｃに届かない。また、氷粒の落下の間をぬって通過したレーザ光は、反射板５ｃで反射するが、再度、氷粒に遮蔽されて、レーザ光が光センサ５に届かず完全受光できないことから、氷粒の落下が確認でき、漏斗内の詰りは「無し」となる。つまり、約２ｋｇ／ｍｉｎの不定形の氷粒が大漏斗部２の出口２ａから断続的に落下する場合、光センサ５のオンディレイ（遅れ）時間を１秒にすることで、安定した受光の検知ができなくなることから、漏斗内の詰り「無し」検知ができる。
【００１７】
図３は、透過型レーザ光の光センサの動作を示し、図１に示すＡ−Ａ線の断面図であり、（ａ）は漏斗内詰り有りを検知した状態を示す断面図、（ｂ）は漏斗内詰りなしを検知した状態を示す断面図である。
図２との違いは、図２は回帰型レーザ光センサであるのに対し、これは透過型レーザ光センサの場合である。光源のレーザ光は、赤色レーザであり、収束性がよく、スポット径がφ３ｍｍと小さいので、大漏斗部２の出口２ａの空間（小漏斗４との隙間）は１０ｍｍと小さくできる。また、直進性に優れているので、漏斗中心から約１ｍ離れた位置に投光用光センサ５ａと受光用光センサ５ｂが設置でき、氷粒や水滴の付着による誤動作を防ぐことができる。
【００１８】
つづいて、図面を参照して氷粒噴射装置の漏斗内詰り検知方法を説明する。
図４は氷粒噴射装置の漏斗内詰り検知方法を説明するフローチャート図である。
第１工程は、上部に設けられた製氷手段である製氷機１によって氷粒を製造する。
第２工程は、製氷機１の下部に氷粒収集手段である大漏斗部２が、製氷機１から落下
する氷粒を集める。
第３工程は、大漏斗部２の出口から落下する氷粒に光センサ５から光を照射する。
第４工程は、大漏斗部２の下部に小漏斗部４が設けられ、大漏斗部２から流下した氷粒
を受け取り、吸引ホース部４ａを介してワークへ搬送する。
第５工程は、吸引ホース部４ａの先端部に接続されたノズルから氷粒が高圧ポンプによ
り高速ジェット噴射し、ワークのバリをなぎ倒して、バリを除去する。
第６工程は、光センサ５により、大漏斗部２内に詰り有りと判定された場合は、大漏斗部２内に水が噴射し、氷粒を融かし、大漏斗部２内の詰りを解消する。
【００１９】
ここで、回帰型レーザ光の光センサ５を設けた氷粒噴射装置１０の漏斗内詰り検知方法の動作を説明する。図１に示すように、製氷手段である内ドラム式の製氷機１のスイッチがＯＮすると、ドラムが回転し、低温を保つドラムの内側へ散水され、瞬時にドラムの内側にできた氷粒を回転ドアの先端に設けられた回転ツメで剥離し、掻き落す（図示せず）。
掻き落された氷粒は下方へ落下し、下方へ配置された大漏斗部２の中に落下する。氷粒が小漏斗部４に流下すると、今度は、高圧水噴射ノズルの噴射により、吸引ホース部４ａの中に氷粒は吸い込まれ、氷粒にその高圧の衝撃エネルギーが負荷されて、ワークのバリに対して氷粒を衝突させ、バリの根元から折損させてバリを除去する。
【００２０】
このとき、氷粒が大漏斗部２に落下している場合、大漏斗部２の出口から落下する氷粒
に回帰型光センサ５からレーザ光が照射され、氷粒が検知されないときは大漏斗部２内に
「詰り有り」と判定され、直ちに、「詰り」の除去が開始される。
「詰り」の除去は、大漏斗部２の円筒部２ｃに配置された８個の水噴射用ノズル２ｄから一斉に水が噴射され、大漏斗部２の下部の出口２ａに詰まった氷粒を解かし除去する。
【００２１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されることなく、適宜変更して実施することが可能である。たとえば、大漏斗部２は、他に、熱伝導率が低く、低摩擦係数の材料であるテフロン（登録商標）、または、ポリプロピレンの材料から成形されていても構わない。また、塩化ビニールやステンレス等の内周面にテフロン（登録商標）テープを貼り付けたり撥水性機能を持つ材料をコーティングしてもよい。さらに、光センサは、このほかのセンサであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のアイスブラスト加工の氷粒噴射装置の正面図である。
【図２】回帰型レーザ光の光センサの動作を示し、図１に示すＡ−Ａ線の断面図であり、（ａ）は漏斗内詰りを検知した状態を示す断面図、（ｂ）は漏斗内詰りを検知しない状態を示す断面図である。
【図３】透過型レーザ光の光センサの動作を示し、図１に示すＡ−Ａ線の断面図であり、（ａ）は漏斗内詰り有りを検知した状態を示す断面図、（ｂ）は漏斗内詰りなしを検知した状態を示す断面図である。
【図４】氷粒噴射装置の漏斗内詰り検知方法を説明するフローチャート図である。
【図５】従来の粉体のレベル検知器を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１    製氷機
２    大漏斗部（氷粒収集手段）
２ａ  出口
２ｂ  開口部
２ｃ  円筒部
２ｄ  水噴射用ノズル
２ｅ  水噴射用ホース
３    配管部
４    小漏斗部
４ａ  吸引ホース部
５    光センサ
５ａ  投光用光センサ
５ｂ  受光用光センサ
５ｃ  反射板
１０  氷粒噴射装置
【図１】
0004820145.tif 000002
【図２】
0004820145.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004820145.tif 000005
【図５】
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