JP2021004719A

JP2021004719A - オーガ式製氷機

Info

Publication number: JP2021004719A
Application number: JP2019119985A
Authority: JP
Inventors: 慎杉本; Shin Sugimoto
Original assignee: Daiwa Industries Ltd
Current assignee: Daiwa Industries Ltd
Priority date: 2019-06-27
Filing date: 2019-06-27
Publication date: 2021-01-14

Abstract

【課題】オーガの軸部の摩耗を容易に検出可能としたオーガ式製氷機を提供する。【解決手段】筒状の製氷シリンダ１３と、製氷シリンダ１３の内部に製氷シリンダ１３と同軸に配置され軸周りに回転する、外周に回転刃２１が設けられたオーガ１７と、オーガ１７をその軸部で回転自在に支持する軸受１８と、を備えるオーガ式製氷機において、オーガ１７の軸部に、該軸部と軸受１８との間の摺動に伴って摩耗する該軸部の摩耗量を、製氷シリンダ１３の内面と回転刃２１との間の初期隙間の大きさｇよりも小さい摩耗量の段階で、その摩耗に伴う形状変化によって視覚的に検出可能とした摩耗検出部２２を設ける。【選択図】図１

Description

この発明は、チップアイス等の製造に用いられるオーガ式製氷機に関する。

オーガ式製氷機は、例えば下記特許文献１に示すように、螺旋状の回転刃（本文献の図１中の螺旋刃５に対応。以下同様。）が形成されたオーガ４を、内部に製氷用の水が供給され、外周面に冷媒が流れる冷媒管（冷却パイプ３）が巻き付けられた製氷シリンダ（冷凍ケーシング２）内で回転させ、この製氷シリンダの内面に形成された膜状の氷を回転刃で削ぎ落としている。そして、削ぎ落とした膜状の氷を製氷シリンダ内の上端部に設けられた固定刃（押圧頭７）の隙間（氷圧縮通路６）を通過させ、この通過の際にその氷を圧縮することで所定の大きさのチップアイスを成形する。成形されたチップアイスは、製氷シリンダの上側から排出され、この製氷シリンダの上部に固定された案内路を通ってストッカに蓄えられる。

オーガの軸部（上端部）は、この軸部と固定刃との間に設けられた軸受によって回転自在に支持されている。上端部側の軸受として、一般的に滑り軸受が採用される。

特開２０１４−１２９９０８号公報

特許文献１に示すタイプのオーガ式製氷機においては、氷が固定刃を通過する際に、オーガに対して径方向に大きな力が作用しやすい。このように、径方向に力が作用すると、軸受とオーガの軸部との間の摩擦が大きくなって摩耗が進行し、オーガが垂直から傾斜した状態となる。このオーガに設けられた回転刃と製氷シリンダの内壁との間の隙間は非常に小さいため（例えば０．５ｍｍ程度）、オーガが傾斜すると、回転刃が製氷シリンダの内壁に接触するトラブルが生じる虞がある。

オーガ式製氷機の中には、所定の運転時間に達したときに、軸受の交換を促すメッセージが表示される機種があり、その表示に基づいて軸受の交換が行われる。これに対し、オーガについては、治具を用いて摩耗量を検査するように推奨されているものの、その検査が面倒であるという理由でその検査が適切に実施されていないことも多い。このため、軸受を定期的に交換していても、オーガの軸部が摩耗したままの状態ではオーガの傾斜を解消できず、上記のトラブルを回避できないことがある。

そこで、この発明は、オーガの軸部の摩耗を容易に検出可能とすることを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明においては、筒状の製氷シリンダと、前記製氷シリンダの内部に該製氷シリンダと同軸に配置され軸周りに回転する、外周に回転刃が設けられたオーガと、前記オーガをその軸部で回転自在に支持する軸受と、を備えるオーガ式製氷機において、前記オーガの軸部に、該軸部と前記軸受との間の摺動に伴って摩耗する該軸部の摩耗量を、前記製氷シリンダの内面と前記回転刃との間の初期隙間の大きさよりも小さい摩耗量の段階で、その摩耗に伴う形状変化によって視覚的に検出可能とした摩耗検出部を設けたことを特徴とするオーガ式製氷機を構成した。

このようにすると、摩耗検出部の形状変化によって、摩耗量が製氷シリンダの内面と前記回転刃との間の初期隙間よりも小さい段階で、治具を用いることなく容易にその摩耗量を検出することができる。このため、摩耗の検出が遅れることによってオーガに形成された回転刃と製氷シリンダの内壁が接触するトラブルを確実に回避することができる。

前記構成においては、前記軸部の外周面に形成され、該軸部の軸方向に沿って階段状に外径が変化する径変化部であり、該径変化部の段差の大きさが前記初期隙間の大きさよりも小さく、前記軸受が、前記径変化部のうち最も大径の大径部を支持しており、前記大径部が摩耗して、該大径部と該大径部よりも小径の小径部との間の段差が消滅することによって、前記軸部の摩耗量を検出することができる。

このように、摩耗検出部として径変化部を形成しておくと、摩耗量を目視によって容易に判断することができる。しかも、軸部の先端ほど外径を小さくしたことにより、当初採用した軸受よりも、オーガの摩耗量の分だけ内径の小さい軸受を軸端側からスムーズに挿入することができ、摩耗に伴うオーガの傾斜を防止しつつこのオーガを継続して使用することができる。

前記摩耗検出部を径変化部とした構成においては、前記径変化部の段差が、２段以上から構成されているのが好ましい。このように、径変化部の段差を２段以上とすると、例えば、１段目（大径部）が消滅したときをオーガ交換推奨の目安とし、２段目が消滅したときをオーガ交換必須の目安とする、等のように、オーガ交換の目安のための段階的な判断基準を設けることができる。

前記径変化部を有する構成においては、前記軸部の上端側に、前記大径部よりも小径の縮径部が形成されており、該大径部と該縮径部との間の段差の大きさが、前記摩耗量よりも大きい構成とすることができる。

このように、縮径部を形成すると、軸部の上端側で摩耗が生じ、その摩耗量に対応した内径が小さい軸受を新たに採用したいときに、軸部の軸端側からその軸受をスムーズに挿入することができる。

前記構成においては、前記摩耗検出部が、前記軸部の外周面に形成された凹部であり、該凹部の深さが前記初期隙間の大きさよりも小さく、前記軸受が、前記軸部のうち前記凹部を形成した部分を支持しており、前記軸部が摩耗して、前記凹部が消滅することによって、前記軸部の摩耗量を検出することもできる。

このように、摩耗検出部として凹部を形成した場合においても、上記のように径変化部を形成した場合と同様に、摩耗量を目視によって容易に判断することができる。

前記各構成においては、前記軸受の内面に、摩耗量検出用の内周溝を形成した構成とすることができる。

このように、軸受に内周溝を形成し、この内周溝の摩耗量を定期的に確認することによって、製氷時間に基づく時間管理のみによって軸受を交換する場合と比較して、より適切なタイミングでその交換を行うことが可能となる。

前記各構成においては、前記軸受に、該軸受の内径の大きさを外観によって識別する識別子を形成することができる。

このように、軸受に識別子を形成することにより、内径が僅か（摩耗量程度）に異なる軸受を容易に識別することができ、組立の際の軸受の取り違えを確実に防止することができる。

この発明に係るオーガ式製氷機は、オーガの軸部に、該軸部と軸受との間の摺動に伴って摩耗する該軸部の摩耗量を、製氷シリンダの内面と回転刃との間の初期隙間の大きさよりも小さい摩耗量の段階で、その摩耗に伴う形状変化によって視覚的に検出可能とした摩耗検出部を設けた構成としたので、摩耗検出部の形状変化によって、専用の治具を用いることなく、摩耗量が製氷シリンダの内面と前記回転刃との間の初期隙間よりも小さい段階で、容易にその摩耗量を検出することができる。このため、摩耗の検出が遅れることによってオーガに形成された回転刃と製氷シリンダの内壁が接触するトラブルを確実に回避することができる。

この発明に係るオーガ式製氷機の一実施形態を示す一部を切り欠いた側面図図１に示すオーガ式製氷機の要部の一部を切り欠いた側面図図１に示すオーガ式製氷機の分解斜視図摩耗検出部の第一例（径変化部）を示す側面図図１に示すオーガ式製氷機の要部の一部を切り欠いた側面図であって，（ａ）軸受とオーガのアセンブリ前の状態、（ｂ）軸受とオーガのアセンブリ後の状態摩耗検出部の第二例（凹部）を示す側面図であって、（ａ）外周溝が１本の場合、（ｂ）外周溝が２本の場合軸受の内面に形成した内周溝の一例を示す斜視図

この発明に係るオーガ式製氷機１０の一実施形態を図１から図３に示す。図１は一部を切り欠いた側面図、図２は要部の一部を切り欠いた側面図、図３は分解斜視図である。このオーガ式製氷機１０は、氷を製造するオーガ式の製氷部１１を備え、この製氷部１１で製造した氷（チップアイス等）を、この製氷部１１の氷排出側に設けられた案内路１２を経由してその氷をストッカ（図示せず）に貯める構成となっている。

製氷部１１は、筒状の製氷シリンダ１３を備えている。製氷シリンダ１３の内部には、給水路（図示せず）を通って製氷用の水が供給される。製氷シリンダ１３の外周には、冷却用の冷媒が流れる冷媒管１４が螺旋状に巻き付けられている。製氷シリンダ１３及び冷媒管１４はカバー１５によって覆われている。製氷シリンダ１３とカバー１５の間の隙間には、断熱材１６として発泡ウレタン樹脂が設けられている。この冷媒管１４に冷媒を流して製氷シリンダ１３を冷却すると、この製氷シリンダ１３の内面に膜状の氷が形成される。

製氷シリンダ１３の内部には、この製氷シリンダ１３と同軸にオーガ１７が設けられている。このオーガ１７の軸部（オーガ１７の上端部、下端部）は、軸受１８、１９によって支持されている。オーガ１７の下端部側にはモータ２０が設けられており、オーガ１７は回転駆動される。オーガ１７の上端部側に設けられた軸受１８は滑り軸受であり、オーガ１７は、この軸受１８と上端部が摺動しつつ軸周りに回転する。以下においては、オーガ１７の上端部側の軸部のことを単に軸部という。

オーガ１７の外周には、螺旋状の回転刃２１が設けられている。オーガ１７を軸周りに回転すると、製氷シリンダ１３の内面に形成された膜状の氷が回転刃２１によって削ぎ落とされる。製氷シリンダ１３の内面と回転刃２１との間には僅かに隙間が設けられている。新品のオーガ１７及び軸受１８を用いてアセンブリを行った後の前記隙間（以下、初期隙間という。）の大きさｇは、回転刃２１と製氷シリンダ１３の内面との接触を防止しつつ、回転刃２１によって効率的に氷を削ぎ落とすのに適した大きさ（例えば０．４５ｍｍ）とされる。

オーガ１７の軸部には、この軸部と軸受１８との間の摺動に伴って摩耗する軸部の摩耗量を、製氷シリンダ１３の内面と回転刃２１との間の初期隙間の大きさｇよりも小さい摩耗量の段階で、その摩耗に伴う形状変化によって視覚的に検出可能とした摩耗検出部２２が設けられている。

具体的には、図２及び図４に示すように、この摩耗検出部２２は、軸部の上端側及び回転刃２１側に向かって階段状にそれぞれ外径が小さくなる径変化部２２ａである。この径変化部２２ａは、最も大径の大径部２３と、この大径部２３よりも小径の小径部２４を有している。この小径部２４は、第一小径部２４ａと、この第一小径部２４ａよりもさらに小径の第二小径部２４ｂを有している。すなわち、この径変化部２２ａ（２２）は、大径部２３、第一小径部２４ａ、及び、第二小径部２４ｂの３段から構成されている。

初期隙間の大きさｇが上記の値（０．４５ｍｍ）の場合、大径部２３と第一小径部２４ａとの間の段差の大きさｓ_１、及び、第一小径部２４ａと第二小径部２４ｂとの間の段差の大きさｓ_２は、例えばいずれも０．１ｍｍとされる。摩耗によって両段差がいずれも消失したとしても、製氷シリンダ１３とオーガ１７に形成された回転刃２１との間の十分な隙間を確保することができるため、摩耗の検出が遅れることによって回転刃２１と製氷シリンダ１３の内壁が接触するトラブルを回避することができる。

この実施形態においては、軸部の２箇所に径変化部２２ａを形成したが、その数はこれに限定されず、１箇所又は３箇所以上とすることもできる。

オーガ１７と軸受１８のアセンブリは、図５（ａ）に示すように、まず固定刃２５の内側に軸受１８を嵌め込んだ上で、オーガ１７と軸受１８を同軸に配置する。そして、図５（ｂ）に示すように、オーガ１７の軸部を軸受１８に挿入する。このとき、軸受１８は、軸部に形成された大径部２３のみに当接（大径部２３のみを支持）している。

回転刃２１によって削ぎ落とされた氷片は、この回転刃２１によって製氷シリンダ１３の上部側に搬送される。製氷シリンダ１３の上端部には、固定刃２５が設けられている。この固定刃２５は、その回転方向に所定角度間隔（この実施形態では９０度間隔）で刃体２６を有している。この刃体２６の下端部は正面視Ｖ字形に形成されており、隣り合う刃体２６の間には、固定刃２５の下端から上端に至る隙間が形成されている。回転刃２１によって搬送された氷片は、固定刃２５に押し付けられる。そして、刃体２６の間の隙間を通過する際に圧縮されて押し固められる。

固定刃２５の上部には、オーガ１７の上端に固定され、このオーガ１７とともに回転するアジテータ２７が設けられている。このアジテータ２７には、回転軸中心に一対の切断棒２８が設けられている。固定刃２５を通過することによって棒状に押し固められた氷は、アジテータ２７の軸周りに回転する切断棒２８によって、所定の大きさの氷（チップアイス）に切断される。

製氷シリンダ１３の上端部外周には、固定ボルト２９によって案内路固定部材３０が固定されている。そして、この案内路固定部材３０によって、案内路１２が保持されている。案内路固定部材３０の下方には、この案内路固定部材３０等に付着した結露水を受け止めるための露受け皿３１が設けられている。

このタイプのオーガ式製氷機１０においては、氷片がオーガ１７の上端部側に設けられた固定刃２５を通過する際に、この氷片が固定刃２５に強く押し付けられて、オーガ１７の径方向に大きな力が作用しやすい。このように、径方向に力が作用すると、軸受１８とこの軸受１８と当接するオーガ１７の上端部との間の摩擦が大きくなり、この上端部の摩耗が進行しやすくなる。

このオーガ式製氷機１０では、図５（ｂ）に示したように、アセンブリ当初は、軸受が大径部２３のみに当接しているが、大径部２３の摩耗が進行すると、大径部２３と第一小径部２４ａとの間の段差が消滅して、軸受１８が大径部２３と第一小径部２４ａの両方に当接した状態となる。この段差の消滅は、目視によって容易に確認することができ、専用の治具を用いることなく、この段差の大きさｓ_１に対応した摩耗量を検出することができる。

さらに摩耗が進行すると、第一小径部２４ａと第二小径部２４ｂとの間の段差も消滅して、軸受１８が大径部２３、第一小径部２４ａ、及び、第二小径部２４ｂのいずれにも当接した状態となる。この段差の消滅も目視によって容易に確認することができ、トータルの段差の大きさｓ_１＋ｓ_２に対応した摩耗量を検出することができる。

この実施形態においては、径変化部２２ａ（２２）を、大径部２３、第一小径部２４ａ、及び、第二小径部２４ｂからなる２段構成としたので、例えば、大径部２３と第一小径部２４ａとの間の段差が消滅したときをオーガ交換推奨の目安とし、第一小径部２４ａと第二小径部２４ｂとの間の段差が消滅したときをオーガ交換必須の目安とする、等のように、オーガ交換の目安のための段階的な判断基準を設けることができる。なお、この実施形態においては、径変化部２２ａを２段構成としたが、その段数を１段又は３段以上とすることもできる。

通常は、段差の消滅に基づいて、摩耗の進んだオーガ１７を交換するが、このオーガ１７を交換する代わりに軸受１８を交換してもよい。この場合、当初採用した軸受１８よりも、オーガ１７の摩耗量の分だけ内径の小さい軸受１８を新たに採用することもできる。

オーガ１７の上端部の直径が軸方向に亘って一定の場合、この上端部の一部で摩耗が生じ、その摩耗量に対応した内径が小さい軸受を新たに採用したいときに、その上端部の軸端が摩耗していなければ、軸端よりも内径が小さい軸受１８をその軸端側から挿入することはできない。これに対し、この実施形態においては、軸部の上端側に、大径部２３よりも小径の縮径部３２を形成し、大径部２３と縮径部３２との間の段差の大きさを前記摩耗量よりも大きくしたので、当初採用した軸受１８よりも内径が小さい軸受１８を、この軸端側から挿入できる。このように、オーガ１７の代わりに軸受１８を交換すると、摩耗に伴うオーガ１７の傾斜を防止しつつこのオーガ１７を継続して使用することができ、メンテナンスコストを削減できる。

この実施形態においては、図４及び図５（ａ）に示すように、軸部上端側の径変化部２２ａの第二小径部２４ｂが縮径部３２を兼ねた構成としたが、径変化部２２ａとは別に縮径部３２を形成した構成とすることもできる。このように、縮径部３２を別に形成する場合は、内径が小さい軸受１８をより挿入しやすくするために、大径部２３と縮径部３２との間の段差の大きさをより大きくすることも許容される。

上記のように、摩耗検出部２２を径変化部２２ａとする代わりに、図６（ａ）（ｂ）に示すように、この摩耗検出部２２を、オーガ１７の軸部の外周面に形成された凹部２２ｂとすることもできる。具体的には、凹部２２ｂとして軸部の外周面の周方向に亘って形成した外周溝３３としている。この外周溝３３の本数は特に限定されず、１本（図６（ａ）参照）、２本（図６（ｂ）参照）、あるいは、それ以上の本数とすることもできる。

複数の外周溝３３を形成する場合は、図６（ｂ）に示すように、各外周溝３３の溝深さを異ならせるのが好ましい。例えば、製氷シリンダ１３の内面と回転刃２１との間の初期隙間の大きさｇが０．４５ｍｍの場合、第一外周溝３３ａの溝深さを０．１ｍｍ、第二外周溝３３ｂの溝深さを０．２ｍｍとすることができる。このようにすると、第一外周溝３３ａが消滅したときをオーガ交換推奨の目安とし、第二外周溝３３ｂが消滅したときをオーガ交換必須の目安とする、等のように、オーガ交換の段階的な判断基準を設けることができる。

この実施形態においては、凹部２２ｂとして環状の外周溝３３を形成した例について示したが、リード角を有するスパイラル状の外周溝３３や、オーガ１７の軸部の軸方向に沿って延びる外周溝３３を採用することもできる。この外周溝３３は、摩耗量を正確に把握することが可能な所定の深さの溝であればよく、その長さ、幅、断面形状等は適宜決めることができる。また、凹部２２ｂとして、この軸部の周面に形成された所定深さの有底穴や圧痕状の傷等とすることもできる。

図７に示すように、軸受１８の内面に内周溝３４を形成することもできる。内周溝３４を形成することによって、軸受１８の摩耗状態を目視によって容易に確認できる。

一般的なオーガ式製氷機は、２００００時間の製氷時間によって、軸受１８の内面は０．３ｍｍ程度摩耗するが、摩耗量は水質によって変化し、製氷時間の管理のみでは、摩耗量を正確に把握できない。そこで、軸受１８に内周溝３４を形成し、その摩耗量を定期的に確認することによって、適切なタイミングで軸受１８の交換を行うことが可能となる。

この実施形態においては、環状の内周溝３４を形成した例について示したが、リード角を有するスパイラル状の内周溝３４や、軸受１８の軸方向に沿って延びる内周溝３４を採用することもできる。この内周溝３４は、摩耗量を正確に把握することが可能な所定の深さの溝であればよく、その長さ、幅、断面形状等は適宜決めることができる。

この軸受１８は、オーガ１７の上端部の摩耗量に対応して、その摩耗量の分だけ内径が小さいものに交換できるが、軸受１８は、外観が単純な円筒形状なので、内径が異なる他の軸受１８と区別が付きにくく、組立の際に取り違える虞がある。そこで、内径の大きさを外観によって識別する識別子３５を形成できる。

この識別子３５として、例えば、軸受１８への形成位置や形成数をその内径の大きさによって変更した内周溝３４を採用できる。このようにすることによって、軸受１８を区別することが可能となり、組立の際の軸受１８の取り違えを防止できる。この識別子３５の種類や大きさは特に限定されず、内周面の他、外周面又は端面に形成することもできる。また、凹部、刻印、記号等とすることもできる。

上記の実施形態は、あくまでもこの発明に係るオーガ式製氷機１０の例示に過ぎず、オーガ１７の軸部の摩耗を容易に検出可能とする、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、その構成部材に適宜変更を加えることができる。

１０オーガ式製氷機
１１製氷部
１２案内路
１３製氷シリンダ
１４冷媒管
１５カバー
１６断熱材
１７オーガ
１８、１９軸受
２０モータ
２１回転刃
２２摩耗検出部
２２ａ径変化部
２２ｂ凹部
２３大径部
２４小径部
２４ａ第一小径部
２４ｂ第二小径部
２５固定刃
２６刃体
２７アジテータ
２８切断棒
２９固定ボルト
３０案内路固定部材
３１露受け皿
３２縮径部
３３外周溝
３３ａ第一外周溝
３３ｂ第二外周溝
３４内周溝
３５識別子
ｇ初期隙間の大きさ
ｓ_１、ｓ_２段差の大きさ

Claims

筒状の製氷シリンダ（１３）と、前記製氷シリンダ（１３）の内部に該製氷シリンダ（１３）と同軸に配置され軸周りに回転する、外周に回転刃（２１）が設けられたオーガ（１７）と、前記オーガ（１７）をその軸部で回転自在に支持する軸受（１８）と、を備えるオーガ式製氷機において、
前記オーガ（１７）の軸部に、該軸部と前記軸受（１８）との間の摺動に伴って摩耗する該軸部の摩耗量を、前記製氷シリンダ（１３）の内面と前記回転刃（２１）との間の初期隙間の大きさ（ｇ）よりも小さい摩耗量の段階で、その摩耗に伴う形状変化によって視覚的に検出可能とした摩耗検出部（２２）を設けたことを特徴とするオーガ式製氷機。
前記摩耗検出部（２２）が、前記軸部の外周面に形成され、該軸部の軸方向に沿って階段状に外径が変化する径変化部（２２ａ）であり、該径変化部（２２ａ）の段差の大きさ（ｓ_１、ｓ_２）が前記初期隙間の大きさ（ｇ）よりも小さく、前記軸受（１８）が、前記径変化部（２２ａ）のうち最も大径の大径部（２３）を支持しており、前記大径部（２３）が摩耗して、該大径部（２３）と該大径部（２３）よりも小径の小径部（２４）との間の段差が消滅することによって、前記軸部の摩耗量を検出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。
前記軸部の上端側に、前記大径部（２３）よりも小径の縮径部（３２）が形成されており、該大径部（２３）と該縮径部（３２）との間の段差の大きさが、前記摩耗量よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のオーガ式製氷機。
前記摩耗検出部（２２）が、前記軸部の外周面に形成された凹部（２２ｂ）であり、該凹部（２２ｂ）の深さが前記初期隙間の大きさ（ｇ）よりも小さく、前記軸受（１８）が、前記軸部のうち前記凹部（２２ｂ）を形成した部分を支持しており、前記軸部が摩耗して、前記凹部（２２ｂ）が消滅することによって、前記軸部の摩耗量を検出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。
前記軸受（１８）の内面に、摩耗量検出用の内周溝（３４）が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のオーガ式製氷機。
前記軸受（１８）に、該軸受（１８）の内径の大きさを外観によって識別する識別子（３５）を形成したことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のオーガ式製氷機。