JP2008096000A - ドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製氷ドラムの製造時において、各構成部材の取扱い性を向上する。
【解決手段】製氷ドラム３０は、円筒形のドラム本体３２と、回転軸４２,５２を備えた軸部材４０,５０とから構成される。ドラム本体３２および軸部材４０,５０は、同じ金属材料で夫々形成され、各軸部材４０,５０を、ドラム本体３２の各端面に同軸的に整合させて組付けた後に、ドラム本体３２と軸部材４０,５０との軸心を合わせる芯出し加工が行なわれる。そして、最後に全体として陽極酸化処理が施される。
【選択図】図１

Description

この発明は、冷媒流通路が形成されたドラム本体と、このドラム本体の両端面に同軸的に整合する軸部材とを組合わせて構成したドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法に関するものである。

多量の氷片を生成する手段として、特許文献１に示すようなドラム式製氷機がある。図７に示すように、ドラム式製氷機１１には、製氷水を貯留した製氷タンク１２の内部に、円筒状の製氷ドラム１４が回転自在に配設されている。そして、ドラム式製氷機１１では、圧縮機ＣＭ、凝縮器ＣＤおよび膨張弁ＥＶ等を冷媒配管２０ａで接続した冷凍装置２０から冷媒を製氷ドラム１４の内部に供給して冷却しながら製氷ドラム１４を回転することで、その外周面(製氷面)に層状の氷を成長させる。また製氷タンク１２には、その刃先を製氷ドラム１４の外周面に近接してカッタ２９が配設されており、製氷ドラム１４の外周面に生成した氷をカッタ２９で剥ぎ取り、この剥がれた氷片が貯氷庫(図示せず)に放出される。すなわち製氷ドラム１４が、内部を流通する冷媒と外周面とを熱交換して該外周面を冷却する蒸発器と、氷塊を生成するための製氷部としての双方の機能を有している。

図８に示すように、製氷ドラム１４は、両端が開放した円筒形のジャケット１５の内側に、円柱形の芯材１６を同軸的に嵌合して構成される。また、芯材１６の各端面には、製氷ドラム１４の軸となる回転軸１７ａを備えた軸部材１７が夫々組付けられる。製氷面となるジャケット１５としては、熱伝導性に優れたアルミ合金等の金属材料が採用されるのに対し、芯材１６としては断熱性を有するプラスチック材料が採用される。そして、軸部材１７としては、ジャケット１５と異なるステンレス等の金属材料が用いられる。図９に示すように、ジャケット１５、芯材１６および軸部材１７は、別々の工程で夫々形成され、ジャケット１５については防食のため陽極酸化処理が施された後、これらの部材１５,１６,１７を互いに組合わせて製氷ドラム１４とされる。
特公昭５６−１８８６５号公報

ところで、ドラム式製氷機１１は、製氷ドラム１４からカッタ２９により氷片を剥ぎ取る構成であり、両者の間隔が適切でないと氷片の剥離不良や製氷ドラム１４の傷付き等の問題が生じる。従って、製氷ドラム１４とカッタ２９との配置関係に高い精度が要求される。前述した如く、製氷ドラム１４として各部材１５,１６,１７を組付けた状態では、ジャケット１５に陽極酸化処理が既に施されているから、ジャケット１５の製氷面等を切削して製氷ドラム１４を所定の同軸度とする芯出し処理を行なうことはできない。このため、各部材１５,１６,１７の製造時の段階で、当該各部材１５,１６,１７の寸法精度を高く設定して精密に形成することで、組付けた際に所定の同軸度を満たすように図られている。しかし、各部材１５,１６,１７を高精度にしても、各部材１５,１６,１７を組合わせて構成するため累積公差が生じ、高い同軸度を達成するのが難しい。しかも、各部材１５,１６,１７に高精度が要求されるので、各部材１５,１６,１７が高価になり、また運搬や組付けに際して慎重な取扱いが必要であって、手間がかかる難点もある。一方、製氷ドラム１４として各部材１５,１６,１７を組付けた状態で陽極酸化処理を行なうことも考えられるが、ジャケット１５以外の他の部材１６,１７を浸食したり、他の部材１６,１７に熱負荷がかかって変形等のおそれがあるから、ジャケット１５単体でしか陽極酸化処理を行なうことができない。また、ジャケット１５に対し、組付け工程前に陽極酸化処理が施されることで、ジャケット１５の運搬や組付けに際しては、表面に傷等が付かないようにするために慎重な取扱いが必要となる不都合も招来する。

すなわち本発明は、従来の技術に係るドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法に内在する前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、製造時の構成部材の取扱い性を向上し得る製氷ドラムの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を達成するため、本願の請求項１に係る発明のドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法は、
冷媒流通路が形成されたドラム本体と、このドラム本体の各端面に同軸的に整合する軸部材とを組合わせて構成したドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法であって、
前記ドラム本体および前記軸部材を同じ金属材料で夫々形成し、
前記ドラム本体と前記軸部材とを互いに組付けた後に、全体として陽極酸化処理を施すことを特徴とする。
請求項１に係る発明によれば、ドラム本体および軸部材を、同じ金属材料から形成することで、ドラム本体および軸部材を組付けた状態で陽極酸化処理を行なうことができる。従って、ドラム本体および両軸部材には、陽極酸化処理を予め施す必要がないから、各構成部材の運搬または組付け時の取扱い性が向上する。

請求項２に係る発明は、前記ドラム本体と前記軸部材とを互いに組付けた後に、陽極酸化処理工程に先立って、該ドラム本体と軸部材との軸心を合わせる芯出し加工を行なうことを要旨とする。
請求項２に係る発明によれば、ドラム本体および軸部材を組付けた後に、芯出し加工を行なうから、各構成部材の組合わせによる累積公差が解消されて、製氷ドラムとして要求される高い寸法精度を達成することができる。また、ドラム本体および軸部材に高い寸法精度が要求されないので、各構成部材のコストを低減することができると共に、高精度品を取扱うように慎重を期する必要もなくなり、運搬または組付け時の取扱い性も向上する。

本発明に係るドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法によれば、陽極酸化処理をドラム本体と軸部材とを組付けた後に行なうから、製造時の構成部材の取扱い性を向上し得る。

次に、本発明に係るドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、説明の便宜上、図７に示したドラム式製氷機１１の構成要素と同一の要素については、同一の符号を使用して詳細な説明は省略する。

図１または図２に示すように、実施例に係る製造方法により得られる製氷ドラム３０は、熱伝導性に優れた金属材料から形成された円筒状のドラム本体３２と、このドラム本体３２の両端面に夫々配設され、ドラム本体３２と同一の金属材料から形成した軸部材４０,５０とから基本的に構成される。ここで、実施例の製氷ドラム３０では、各構成部材３２,４０,５０をアルミニウム合金から形成している。また、製氷ドラム３０の外周面には、陽極酸化処理(アルマイト処理)により耐食被膜が形成されている。

前記ドラム本体３２は、周面に沿って延在すると共に、周方向に所定間隔離間し、ドラム本体３２の軸を中心とした円形状に配列された複数の冷媒流通路３４と、該ドラム本体の中心部分に軸方向に貫通した中空部３６とを備えている(図１参照)。各冷媒流通路３４は、ドラム本体３２の軸方向に沿って直線的に貫通して、両端面に開口するように形成される一方、冷媒流通路３４の内面を画成する内壁部３２ｂの内側に中空部３６が設けられ、ドラム本体３２は２重管構造となっている。

前記ドラム本体３２の各端面における隔壁部３２ｃに対応する部位は、該隔壁部３２ｃの１つおきに凹設され、ドラム本体３２の各端面には、隣り合う冷媒流通路３４,３４の開口同士を２つ一組で接続する連通路３８が設けられている(図１および図２参照)。すなわち、ドラム本体３２では、両端面において連通路３８が周方向に冷媒流通路３４の１個分ずれて互い違いに設けられ、連通路３８により接続した冷媒流通路３４を冷媒が蛇行状に循環するよう構成される(図１参照)。なお、中空部３６には、結露や錆びの発生を防止するために断熱材３７が充填されている。

前記各軸部材４０,５０は、ドラム本体３２の端面に同軸的に整合する円盤状のカバー部４３,５３と、このカバー部４３,５３の軸心に軸方向外側へ向けて突出する回転軸４２,５２とから基本的に構成される。ここで、実施例では、冷凍装置２０に接続する一方の軸部材４０および該軸部材４０を構成するものに第１を付して、他方の軸部材５０および該軸部材５０を構成するものに第２を付して区別する。

前記第１軸部材４０は、冷凍装置２０からの冷媒を冷媒流通路３４に導く供給路４６と、冷媒流通路３４を循環した冷媒を冷凍装置２０に返送する返送路４７とを備えている。第１軸部材４０には、第１カバー部４３におけるドラム本体３２の端面に接合する内面に、冷媒の流入端となる冷媒流通路３４に合わせて供給開口４４が開設されると共に、冷媒の流出端となる冷媒流通路３４に合わせて返送開口４５が開設されている(図１参照)。第１回転軸４２には、軸方向に沿って冷媒流通路３４を循環した冷媒を冷凍装置２０に返送する返送管路４７ａが中心に画成され、この返送管路４７ａの外側に冷凍装置２０から冷媒を供給する供給管路４６ａを同軸的に設けた２重管構造となっている。そして、第１カバー部４３には、供給開口４４と、該カバー部４３の内部に臨む供給管路４６ａの端部とを連通する供給通路４６ｂが半径方向に延在して画成されている(図２参照)。更に、第１カバー部４３には、返送開口４５と、該カバー部４３の内部に臨む返送管路４７ａの端部とを連通する返送通路４７ｂが半径方向に延在して画成される。このように第１軸部材４０では、供給管路４６ａおよび供給通路４６ｂにより供給路４６が構成され、返送管路４７ａおよび返送通路４７ｂにより返送路４７が構成される。

前記第１回転軸４２は、製氷タンク１２から突出した部位に、第１回転軸４２を回転自在に保持するシール部６０が設けられ、冷凍装置２０の膨張弁ＥＶに接続した冷媒配管２０ａがシール部６０を介して供給管路４６ａに連通されると共に、圧縮機ＣＭに接続した冷媒配管２０ａがシール部６０を介して返送管路４７ａに連通されている(図３参照)。シール部６０は、無潤滑の冷媒シール６２を備え、シール部６０と第１回転軸４２の供給管路４６ａとの連通部位は、当該冷媒シール６２で封止される。冷媒シール６２は、可撓性を有する略Ｕ字断面のリング部６４と、このリング部６４の内側に嵌合して外方へ弾力的に付勢するスプリング部６６とから構成される。冷媒シール６２では、連通部位を流通する冷媒の圧力をスプリング部６６が受けてリング部６４を押圧することで、液封することなく高い封止能力を発揮するようになっている。

図２に示すように、実施例のドラム式製氷機１０において、製氷ドラム３０は、所定量の製氷水を貯留した製氷タンク１２の内部に、製氷水に一部を浸漬した状態で、各回転軸４２,５２が製氷タンク１２における相対する壁面に設けた軸受７０,７０で回転自在に支持されている。ここで、各軸受７０としては、軸受内部に固形潤滑剤を封入した滑り軸受が採用されている。このように、軸受７０および前述したシール部６０に関し潤滑油を用いない構成として、小型化やメンテナンスの手間の軽減が図られている。また、第２軸部材５０の第２回転軸５２は、製氷タンク１２から外側に突出した部位が駆動機構Ｍに連結され、この駆動機構Ｍの回転を伝達して製氷ドラム３０を回転するよう構成される。

次に、実施例に係る製氷ドラムの製造方法について説明する。図４に示すように、ドラム本体３２および軸部材４０,５０の各構成部材が夫々形成される形成工程が先ず行なわれる。ドラム本体３２は、アルミニウム合金を押出し成形することで、該ドラム本体３２の外形と同時に冷媒流通路３４および中空部３６が開設され、冷媒流通路３４および中空部３６を画成する外壁部３２ａ、内壁部３２ｂおよび隔壁部３２ｃが、単一の金属材料で継目なく一体形成される。すなわちドラム本体３２は、単一の部品とされる。一方、第１軸部材４０および第２軸部材５０は、アルミニウム合金を該軸部材４０,５０の形状に合わせて、押出し成形や切削加工等の適宜方法を用いて形成される。

次に、ドラム本体３２と両軸部材４０,５０とを組付ける組付け工程が行なわれる。第１軸部材４０および第２軸部材５０は、ドラム本体３２の内壁部３２ｂに設けたネジ孔に、カバー部４３,５３に開設した通孔に挿通したネジを螺合することで対応の端面に夫々組付けられる。この際、製氷ドラム３０では、中空部３６におけるドラム本体３２の端面に開放する開口が、両軸部材４０,５０のカバー部４３,５３で夫々塞がれ、中空部３６が閉塞した空間とされる。また、ドラム本体３２における隔壁部３２ｃの端面を凹設した部位が、各カバー部４３,５３で塞がれて、ドラム本体３２の端面とカバー部４３,５３との間に連通路３８が気密的に画成される。製氷ドラム３０では、この連通路３８により冷媒流通路３４が隣り合うもの同士で一組ずつ連通される。更に製氷ドラム３０では、第１軸部材４０における第１カバー部４３の供給開口４４が、冷媒の流入端となる冷媒流通路３４の開口に整合されると共に、冷媒の流出端となる冷媒流通路３４の開口に返送開口４５が整合される。これにより、製氷ドラム３０には、冷媒流通路３４を直線部分とすると共に連通路３８を折返し部分とする蛇行状に冷媒の循環経路が一続きで形成され、供給路４６から冷媒が軸方向へ互い違いに流通しつつ周方向の一方へ循環して返送路４７に至るよう構成される。

次に、製氷ドラム３０に対し、芯出しを行なう芯出し工程に移行する。製氷ドラム３０の外周面や両軸部材４０,５０を切削加工することで、製氷ドラム３０(ドラム本体３２)の外周面と軸部材４０,５０における回転軸４２,５２との関係が所定の同軸度の範囲となるように調整される。そして、芯出し工程を終えた製氷ドラム３０は、陽極酸化処理(アルマイト処理)を施すことで、外表面に耐食被膜が形成されて、製氷ドラム３０として完成する。

このように、ドラム本体３２および両軸部材４０,５０を、同じアルミニウム合金から形成することで、ドラム本体３２および両軸部材４０,５０を組付けた状態で陽極酸化処理を行なうことができる。従って、ドラム本体３２および両軸部材４０,５０については、運搬または組付け時の取扱い性が向上する。

このような工程を経て得られた製氷ドラム３０は、ドラム本体３２および軸部材４０,５０を組付けた後に、芯出し加工を行なうから、各構成部材３２,４０,５０の組合わせによる累積公差が解消されて、製氷ドラム３０として要求される高い寸法精度(同軸度)を達成することができる。また、各構成部材３２,４０,５０に高い寸法精度が要求されないので、各構成部材３２,４０,５０のコストを低減することができ、高精度品を取扱うように慎重を期する必要もなくなり、運搬または組付け時の取扱い性も向上する。

(変更例)
(１)図５は、変更例に係る製造方法により得られた製氷ドラム８０の一例を示す概略斜視図である。変更例の製氷ドラム８０は、両端が開放した円筒体８３の内側に、円柱形の芯材８４を同軸的に嵌合して構成されたドラム本体８２の各端面に、軸部材４０,５０を夫々配設して構成されている。これら円筒体８３,芯材８４および軸部材４０,５０は、アルミニウム合金等の同一の金属材料から形成される。また、芯材８４の周面には、溝８４ａが軸方向に沿って凹設されている。製氷ドラム８０は、円筒体８３の内周面に芯材８４の周面が当接することで、円筒体８３の内周面と溝８４ａを画成する芯材８４の壁部とにより、冷媒流通路３４がドラム本体８２の軸方向に画成される。そして、軸部材４０,５０をドラム本体８２の各端面に配設することで、実施例の如く連通路３８により冷媒流通路３４が連通され、製氷ドラム８０の周方向に冷媒が循環する冷媒経路が設けられる。図６に示すように、円筒体８３,芯材８４および軸部材４０,５０は、高い寸法精度で予め形成されて、互いに組付けた後、芯出し工程を経ることなく陽極酸化処理が施される。このように、円筒体８３、芯材８４および両軸部材４０,５０を、同じアルミニウム合金から形成して、円筒体８３、芯材８４および両軸部材４０,５０を組付けた後に陽極酸化処理を行なうことで、各構成部材８３,８４,４０,５０の運搬または組付け時の取扱い性が向上する。ここで、変更例の製氷ドラム８０の構成であっても、ドラム本体８２と軸部材４０,５０との芯出し加工を部材を組付けた後に行なってもよい。なお、変更例の製氷ドラム８０において、実施例と同様の部材および部位は同一の符号を付して説明を省略する。

(２)実施例の製氷ドラムの製造方法であっても、要求される精度によっては芯出し工程を省略することができる。
(３)実施例では、押出し成形によりドラム本体における円柱状の外形を形成すると共に、冷媒流通路および中空部を設けたが、円柱形状に形成した金属塊に穴加工やワイヤーカット加工を施すことで、ドラム本体を形成してもよい。この場合であっても、ドラム本体の全体が単一の金属材料から構成される。また、ドラム本体を鋳造により形成してもよい。
(４)実施例では、ドラム本体に用いる金属材料としてアルミニウム合金を採用したが、銅やその他の金属の単体または合金を採用することができる。

本発明の好適な実施例に係る製造方法による製氷ドラムを一部切り欠いて示す分解斜視図である。 実施例の製氷ドラムを示す概略側断面図である。 実施例の製氷ドラムにおける第１回転軸を示す側断面図である。 実施例の製氷ドラムの製造方法による工程図である。 変更例の製氷ドラムを一部切り欠いて示す分解斜視図である。 変更例の製氷ドラムの製造方法による工程図である。 一般的な製氷ドラムの一例を示す側断面図である。 一般的な製氷ドラムを一部を切り欠いて示す分解斜視図である。 従来の製氷ドラムの製造方法による工程図である。

符号の説明

３２,８２ ドラム本体，３４ 冷媒流通路，４０ 第１軸部材(軸部材)，
５０ 第２軸部材(軸部材)

Claims (2)

1. 冷媒流通路(34)が形成されたドラム本体(32,82)と、このドラム本体(32,82)の各端面に同軸的に整合する軸部材(40,50)とを組合わせて構成したドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法であって、
   前記ドラム本体(32,82)および前記軸部材(40,50)を同じ金属材料で夫々形成し、
   前記ドラム本体(32,82)と前記軸部材(40,50)とを互いに組付けた後に、全体として陽極酸化処理を施す
   ことを特徴とするドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法。
2. 前記ドラム本体(32,82)と前記軸部材(40,50)とを互いに組付けた後に、陽極酸化処理工程に先立って、該ドラム本体(32)と軸部材(40,50)との軸心を合わせる芯出し加工を行なう請求項１記載のドラム式製氷機における製氷ドラムの製造方法。

Images