JP2816483B2 - ドライアイス塊の切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はドライアイス塊の切断装置に関し、更に詳細
にはドライアイス塊すなわち比較的に大きなブロック状
のドライアイスを方形状の定形小片に切断する装置に関
する。

（従来の技術） 従来、ブロック状のドライアイスを方形状の定形小片
に切断する装置は実開昭55−115794号公報に開示されて
いる。この公報に開示されている切断装置は、底部開放
のケースを備え、該ケース内に収容されたドライアイス
塊を架台上で移動させ、架台に設置された多数の丸鋸に
よってドライアイス塊を下端部をその移動中に横方向，
縦方向に切り込み、最後に水平にスライスして方形状の
定形小片を順次切り出して行うものであった。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のドライアイス塊切断
装置の場合、最後に水平にスライスして方形状に切り出
す水平鋸がドライアイスによって過冷却されるという問
題があった。この水平鋸が過冷却されると、当該水平鋸
が蛇行し且つドライアイスに食いついて切断不能に陥っ
たり、あるいは、完全な方形状定形小片の切り出しがで
きず、そのため短時間の運転で切り出しを停止し、所定
時間休止して再び運転するという断続的運転をしなけれ
ばならず、作業能率が著しく低下するという問題があっ
た。

本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するため
になされたもので、水平鋸に対する過冷却を防止し、長
時間運転をしても水平鋸の蛇行や食いつきの発生を抑制
してドライアイス塊を正確な方形状の定形小片に切り出
すことのできるドライアイス塊の切断装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ドライアイス塊を収容する少なくとも底部
開放のボックス、該ボックスを移動させる装置、該ボッ
クスの前記底部開口から露出した前記ドライアイス塊の
下端部分をその移動中に切断すべく前記ボックスの移動
経路床面に設置された複数の切断具を備えるドライアイ
ス塊の切断装置において、前記複数の切断具が前記移動
経路床面に水平に配置された水平鋸を含み、該水平鋸が
断熱材を介在させて回転軸に取付けられていることを特
徴とする。

（作 用） 本発明のドライアイス塊切断装置によると、底部開放
のボックスにドライアイス塊が収容される。その後、ボ
ックスを移動させて内部のドライアイス塊を移送し、こ
の移送途中で切断具によりドライアイス塊の下端部に横
方向，縦方向の切り込みを入れ、最後に水平にスライス
して方形状の定形小片を切り出す。このようにドライア
イス塊の下端部を最後にスライスする水平鋸は、その中
心部が回転軸からの該回転軸に蓄積される冷熱の伝達も
加わって特に冷却されやすくなる。しかし、水平鋸は回
転軸に対して断熱材を介して取付けられているため回転
軸への冷熱伝達を抑制し、かつ、回転軸からの冷熱伝達
は阻止され、これにより水平鋸は全体的に平均した冷却
下に置かれる。

（実施例） 以下、本発明のドライアイス塊の切断装置を添付図面
に示される一実施例について更に詳細に説明する。

第１図には本発明の一実施例に係るドライアイス塊の
切断装置（以下単に切断装置と称す）が示されている。
この切断装置10は、２本のガイドレール11に懸架された
底部開放のボックス12を含み、該ボックス12はその上部
でガイドレール11に沿って配置されたシリンダー装置13
と２本のチェーン14a,14bとからなる駆動装置15によっ
て往復動可能とされている。すなわち、この駆動装置15
において、シリンダー装置13のピストンロッド先端には
２つのスプロケット16が並列に支持されガイドレール11
の前端部付近（第１図で左側）の後端部付近（第１図で
右側）にはそれぞれスプロケット17a,17bが配置されて
いる。１本のチェーン14aは、その一端がボックス12の
ガイドレール11への前方側ハンガー12aに連結し、ガイ
ドレール前端部付近のスプロケット17aおよびピストン
ロッド先端部の一方のスプロケット16を順次に掛けめぐ
らされ、他端が機枠18の適所に固定されて取付けられて
いる。また、他の１本のチェーン14bは、後方側ハンガ
ー12bに一端が連結され、ガイドレール後端部付近のス
プロケット17bおよびピストンロッド先端部の他方のス
プロケット16に掛けめぐらされ、他端が機枠18の適所に
固定されて取付けられている。これにより、シリンダー
装置13の作用によりピストンロッドが伸縮すると、ボッ
クス12がガイドレール11に沿って往復動する。

ボックス12がガイドレール後端部に存する位置（第１
図）即ちスタート位置での床面19は、ボックス12の下端
と僅かな隙間を残す程度に近接した高さにあり、この床
面19に隣接してボックス12の移動方向前方側にはスライ
ス用の丸鋸20即ち水平鋸がその表面を床面19と同一平面
に位置するように水平に配置されている。この丸鋸20は
その下部に配置された回転軸21の上端に固定され、該回
転軸21はその側部に配置されたモータ22の駆動軸からプ
ーリ23およびベルト24を介して回転力が伝達されて回転
される。

このスライス用の丸鋸20に隣接してボックス12の移動
方向前方側には多数のスリット25を形成した昇降板26が
配置されている。このスリット25は、ボックス12の移動
方向に伸長し且つその横断方向に並列して形成され、ま
た昇降板26の下部には各スリット25の位置に対応して、
多数の丸鋸27即ち固定鋸が共通の横回転軸28に固定され
ている。従って、昇降板26が上下動することによって各
丸鋸27の歯が各スリット25から相対的に出入りすること
となる。

この昇降板26の上下動は、シリンダー装置29とリンク
部材によってなされる。すなわち、昇降板26の下側には
ボックス移動経路を横断する方向に伸長する２本の支持
軸30a,30bが両端を軸受されて配置されている。これら
各支持軸30a,30bにはそれぞれ２つのリンク部材（一方
の支持軸30aに取付けられた２つのリンク部材を符号31a
で示し、他方の支持軸30bに取付けられた２つのリンク
部材を符号31bで示す）の一端が固着され、それらの各
他端は昇降板26の下面に形成された脚32に枢着されてい
る。これにより、支持軸30a,30bのいずれか一方が回転
されることにより昇降板26が上下動することとなる。こ
の実施例では支持軸30aが回転駆動される。

支持軸30aにはその端部においてレバー33が固定さ
れ、そのレバー33の一端は機枠18の適所に取付けられた
シリンダー装置29のピストンロッド端がその伸縮によっ
て当該レバー33を支持軸30aを中心に回動し得るように
枢着されている。その結果、シリンダー装置29の作動に
より前述した如くレバー33を介して支持軸30aが回転さ
れることになり、昇降板26に対して上下動の力を付与す
る。レバー33の他端回転方向には該レバー33を挾むよう
に位置調整ボルト（図示せず）が機枠18に螺合されて取
付けられている。これらのボルトは、レバー33が回転す
る時、その他端に当接してその回転を停止させるもの
で、従って昇降板26の上昇位置および下降位置を調整す
ることができる。なお、昇降板26の最大上昇位置は、当
該昇降板26の表面が床面19とスライス用の丸鋸20とがな
す面にほぼ一致するようにされている。また、昇降板26
の最大下降位置は、その位置とスライス用の丸鋸20の歯
の位置との高さの差がスライス厚みとなるため、設計上
のスライス厚みに準じて設定される。

昇降板26に隣接してボックス移動方向前方側には、昇
降板26の最大下降位置とほぼ同一の水平面内に配置され
且つボックス移動経路を横断して伸長する多数の丸棒35
が相互にスリット状の間隔をあけ、両端を回転可能に支
持されて構成された受け台36が設けられている。この受
け台36は第２図から明らかなようにボックス移動経路を
横断してその両側に及んでおり、この受け台36の下部に
は、各丸棒35間のスリット状間隔から歯が突出するよう
に共通の回転軸37に取付けられた多数の丸鋸38即ち移動
鋸が配置されている。この回転軸37は、受け台36の長手
方向に沿って移動可能なように、間隔をあけて配置され
たレール39に装架された台座40に取付けられた軸受41に
支持されている。そして、この回転軸37を回転駆動する
モータ42も台座40に載置され、該モータ42の駆動軸のプ
ーリと回転軸37の端部に取付けられたプーリとにベルト
43が掛けられ、以ってモータ42の回転が回転軸37に伝達
される。

この台座40は、機枠18の上部に取付けられた両ロッド
複動形のエアーシリンダー装置44における各ロッド端と
台座40の各サイドとをチェーン45で連結することで、レ
ール39上を往復動される。これにより、この台座40に支
持された丸鋸38はモータ42によって回転駆動されながら
も台座40の移動により受け台36の端からボックス移動経
路を横切って対向端まで移動する。

このような移動鋸38を回転させる各回転軸37における
鋸取付け軸部分37aは、基本的には２つの軸受41により
片持ち支持され鋸の交換ができるようになっているが、
軸の振れを防止するため鋸取付け軸部分37aの端部は振
れ止め用の軸受85で支持されている。この振れ止め用の
軸受85は、合わせ面86a,87aが外傾斜した上下一対の軸
受台座86,87を用いることにより振れ止め用軸受85の着
脱および芯出しを容易にし、丸鋸の交換が簡単にできる
ようにされている。このように丸鋸支持回転軸を片持ち
支持し、その張出し部に鋸を取付け、その端部に振れ止
め用の前述の如き軸受を採用する構成は、固定鋸27にお
いても同様に採用されている。

ボックス移動経路上における受け台36のフレームであ
って丸棒35によるドライアイス塊支持位置を越えた部分
には、ボックス12内におけるドライアイス塊の残量を検
知する残量検知装置46が設けられている。この残量検知
装置46はピストンロッド47aをボックス12に対向するよ
うに配置されたエアーシリンダー装置47と、該エアーシ
リンダー装置47のシリンダー外周部に取付けられ内部の
ピストンの動きを検知（ピストンが動いたか否かのみを
検出）するシリンダーセンサー48とから構成されてい
る。他方、このエアーシリンダー装置47のピストンロッ
ド47aに対向するボックス12の側壁部分には該ロッド47a
の進入を許す開口が形成されている。

これにより、ドライアイス塊を収容したボックス12が
移動経路を進行して受け台36上に位置する際、相対的に
残量検知装置46のピストンロッド47aがボックス側壁の
開口から内部に進入し、内部のドライアイス塊が十分に
残っていれば、これに付き当ってピストンを動かす。ま
た、ドライアイス塊が減少していれば、ピストンロッド
47aは何んらの作用力をも受けず、この場合その検知信
号によってあと１回の定形小片切り出しによってその動
作が終了される。このことから明らかなように、ドライ
アイス塊の検知残量はピストンロッド47aの受け台36か
らの高さに依存するが、少なくとも該ロッド47aの高さ
は丸鋸38によるドライアイス塊下面への切り込み深さの
２倍以上に設定されている。

ドライアイス塊を収容する底部開放のボックス12は、
内部でドライアイス塊のがたつきを防ぐためクランプ装
置49を備えている。このクランプ装置49は第１図および
第２図に示されるようにボックス12の前面側に設けられ
たドアー12dに対向する側壁12cに１つ、そしてこの側壁
12cに連接する第１図でみて右側の側壁12cに２つが取付
けられ、これによりドライアイス塊は直交する２方向か
ら対向する各壁に押付けられて固定されることになる。

このようなボックス12の内壁面と床面19とにはドライ
アイス塊の氷着防止のため、超高分子ポリエチレン樹
脂、又はフッ素樹脂などの耐寒樹脂で形成された氷着防
止板が取付けられている。

ところで、前述したドライアイス塊スライス用の水平
鋸20は、第３図に示されるように回転軸21の上端に取付
ベース50を介して取付けられている。すなわち、この取
付ベース50は円盤形のもので、その下面中心部には回転
軸21の上端部を嵌め込むための凹部が形成され、且つ取
付ベース50の中心には上面側に段の付いた慣通穴が形成
されている。これにより、取付ベース50は、回転軸21の
上端が下面凹部に嵌め込まれるように装架され、上面側
から慣通穴に取付ボルト51が入れられて回転軸21の上端
面に形成されているねじ穴に螺合されて固定される。そ
の際、取付ベース50と回転軸21との回転中の相対滑りを
防ぐため、回転軸21の上端面にはピン52が取付けられて
いて、取付ベース50の装着時に対応する穴53に挿入させ
るようになっている。

この取付ベース50の上面における中心部には丸鋸取付
時の取付ベースとの同心性を出すための丸鋸20の取付孔
20e（第５図）に嵌め込まれる突出部54が形成され、こ
の突出部54を中心開口に嵌め込むように断熱板55が取付
ベース50の上面に配置されている。この断熱板55の表面
と突出部54の上端部との高さの差は丸鋸20の厚み分だけ
あり、従ってこの断熱板55の上面に丸鋸20がその取付け
孔20eに突出部54を嵌合するように配置される。この丸
鋸20は、４ヶ所に設けられた六角穴付皿ボルト56により
断熱板55と共に取付ベース50に固定される。

このように丸鋸20は断熱板55を介在させて回転軸21に
取付けられるが、その理由は、定形小片が切り出すドラ
イアイス塊によって回転軸21自体が丸鋸側からの冷熱の
伝達で極度に冷却され、しかもその冷熱は蓄積される。
そして回転軸21からその冷熱が再び丸鋸20に伝達され
る。一般に丸鋸20の歯先側は、空転時の外気の巻き込み
による放熱などの影響および後述するスリットの存在な
どによって比較的に安定した温度を保つと同時に低温に
抵抗し得るようにされているが、中心部はその対策を講
じるのが難しい。そのため回転軸21に蓄積された冷熱が
丸鋸20に伝達されると、中心部のみが過冷却された状態
となり、丸鋸20各部の温度に極端なアンバランスが生
じ、これが原因となって丸鋸20の蛇行や食いつきが生ず
る。しかし、第３図に示されるように断熱板55を介在さ
せて丸鋸20を回転軸21に取付けるようにすれば、取付ベ
ース50および回転軸21への冷熱の伝達を抑制し、かつ、
回転軸21からの冷熱伝達は阻止され、丸鋸20は全体的に
平均した冷却温度下に置かれることから上述したような
問題はすべて解決できる。なお、第２図に示されるよう
に機枠18の適所に温風ファン57を設置し、この温風をダ
クト58で導いて、丸鋸20にその下部から吹き付けるよう
にすれば更に安定した切削ができる。

この丸鋸20は第４図にその断面が示されるように、鋸
身のうち、回転中心から半径の約1/6の位置（ｏ−ｃの
中間）までは平面で1/6からわずかに湾曲しはじめ半径
の約2/3の位置まではｏを中心とする皿形（時計皿の形
状）に鋸身が伸長された状態となっている。そして半径
の約2/3の位置から先は逆方向に湾曲している。そし
て、半径の約2/3の点に接する水平面（イ）と該水平面
に対向する回転中心ｏの仮想表面（回転中心は丸鋸取付
のための孔20eとなっているが、仮に取付孔20eがないと
想定した場合の表面）との距離ｔは丸鋸直径に応じて変
化する。すなわちｔは丸鋸直径の24/1000〜26/1000の範
囲である。

また歯先部20aの表面と水平面（イ）との距離εは0.2
〜0.4mm、好ましくは0.3mmとする。なお、この丸鋸20に
おいて歯先部20aとはアサリを含めない歯先部を意味す
る。このようにｔ及びεを所定の数値とするように鋸身
の伸張の度合を調節する。

この丸鋸20に係る各種大きさにつき、その使用上の適
正回転数におけるｔおよびεの値の実例を示すと第１表
の通りである。

また、この丸鋸20は、使用中の条件変化に対し、更に
適応性を高めるために第５図に示すように歯底20bより
スリット20cを設けることが望ましい。スリットは、ド
ライアイス切断作業の連続性の変化や丸鋸が組みこまれ
る装置の違いによる使用中の丸鋸到達温度の相違による
収縮度の微かな相違に対応するためのものである。

スリット20cは均等に５〜７箇所設けられ、歯底20bよ
りの長さは略25〜60mm、巾１〜3mm程度で、鋸刃の切削
角度に応じて、歯先20aと中心を結ぶ線より回転の逆方
向へ10〜20゜傾斜させ、また先端には、低温時の衝撃耐
久性を考慮し、径５〜7mmの丸穴20dを設けることが望ま
しい。

この丸鋸20は外周部の鋸身を伸張させているため、切
断前の空転時に、歯先が僅かに振れる状態となるが、切
断開始時には影響のない程度であり、切断を続けると振
れは消滅する。

丸鋸の材質、大きさ、歯の形状等は一般に木工用の丸
鋸に採用されているものと同様である。

このように、この丸鋸20は、回転中心より半径の約1/
6の位置から歯先に至る鋸身、特に半径の約2/3の位置か
ら先の外周部を主体に伸張させるという簡単な操作で製
作することができ、低温の影響を受けずに大量のドライ
アイスを連続的に長時間切断し得る優れた性能を有す
る。なお、第４図および第５図において、ｏは丸鋸20の
回転中心、a,b,cは夫々丸鋸20の回転中心から歯先まで
の距離（丸鋸半径）を３等分する点を示している。

次に、本実施例における切断装置10の動作を第６図に
示されるフローチャートに沿って説明する。

最初に、本切断装置全体の電源をオン（ステップ60）
し、これによて各エアーシリンダー装置へのエアーの供
給準備および各モータへの電力供給準備がなされる。そ
して、スタートスイッチをオン（ステップ61）すると、
固定鋸27と移動鋸38が回転を開始する。その後、ボック
ス12のドアー12dをあけてドライアイス塊を入れ、該ド
アー12dを閉める（ステップ62）と共に更に機枠18自体
に設けられている外部ドアー（図示せず）を閉じる（ス
テップ63）。この外部ドアーにはスイッチが組み込まれ
ていて、この外部ドアーが閉鎖されるとスイッチが入
り、これにより水平鋸20が回転を始める（ステップ64）
と共にクランプ装置49が作動してボックス12の内壁面に
ドライアイス塊を押し付けて固定し、ボックス12が移動
し始める（ステップ65）。このボックス12の移動は昇降
板26の前端位置であって昇降板26が下降した時そのスリ
ット25から相対的に突出してくる固定鋸27の歯部にドラ
イアイス塊がぶつからないようにその一部が受け台36に
かかる位置で一時停止され、同時にクランプ装置49が解
除されてドライアイス塊が昇降板26の上に乗る（ステッ
プ66）。そして、昇降板26が下降し（ステップ67）、こ
れに伴なってドライアイス塊がボックス12の下端開放部
から昇降板26の下降分だけ引き出されることとなる。そ
こで、再びクランプ装置49が作動されてドライアイス塊
をこの状態でボックス内に固定保持し、ボックス12は再
び移動（ステップ68）してドライアイス塊を受け台36の
中央に位置決めして停止する（ステップ69）。その際、
残量検知装置46のピストンロッド47aが前述したように
ボックス12の側壁開口から内部に進入してその残量の有
無を判断（ステップ70）し記憶する。

ドライアイス塊が受け台36に位置決めされると、移動
鋸38が移動し始め（ステップ71）、これによりドライア
イス塊の底面に縦方向の切り込みが入れられる（ステッ
プ72）。そして、ボックス12は逆方向へ戻され（ステッ
プ73）、その際その移動速度が低速に切換えられ（ステ
ップ74）、その速度で昇降板26上をドライアイス塊が通
過することにより固定鋸27によってドライアイス塊の底
面に横方向の切り込みが入れられる（ステップ75）。そ
の間、移動鋸38は元の待機位置に復帰される（ステップ
76）。

固定鋸27で横方向の切り込みが入れられたドライアイ
ス塊は引き続くボックス12の移動により、水平鋸20で水
平に切り取られ（ステップ77）、これによって既に入れ
られている縦方向および横方向の切り込みと相俟って方
形状の定形小片が切り出され、これらの定形小片は出口
シュート59から取り出される。ドライアイス塊が受け台
36に位置したとき残量検知機46で残量があると判断され
た場合、水平鋸20で底面部がスライスされ終ったドライ
アイス塊は元のスタート位置まで戻ることなくこの位置
で移動方向が反転され、以後の動作はステップ65に戻
る。そして、このスライスが完了するかしないかの時点
で昇降板26は上昇位置へ戻される（ステップ79）。しか
し、残量検知機46が残量なしと判断していた場合には、
この時点で切り出し終了となるためボックス12はそのま
まスタート位置へ戻り（ステップ80）、そこで、クラン
プ装置49が解除され（ステップ81）、僅かに残ったドラ
イアイスの残片が床面19に放置される。そして、水平鋸
20の回転が停止され（ステップ82）、ここで作業終了か
又は引き続き新たなドライアイス塊をボックス12に入れ
直して作業を続けるかの判断が操作者によってなされ、
作業終了の場合は停止ボタンをオンしてドライアイスの
残片を取り出し（ステップ83）、また作業継続の場合に
は機枠18の外部ドアーを開け、ボックス12のドアーを開
けて新たなドライアイス塊を入れ替え（ステップ84）、
各ドアーを再び閉鎖することによりステップ62に戻って
再び動作が繰り返えされる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のドライアイス塊の切断
装置によれば、ドライアイス塊から１回毎の方形状定形
小片切り出しにおける最後のスライス用の丸鋸即ち水平
鋸が断熱材を介して回転軸に取付けられているため、回
転軸からの冷熱伝達によってその中心部が過冷却される
といった不都合が起らず、水平鋸全体が平均的に冷却下
に置かれる。その結果、丸鋸の特性に悪影響が出ず、丸
鋸の蛇行や食いつきの発生を防止でき、長時間の運転に
も正確な方形状定形小片の切り出しを行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るドライアイス塊の切断
装置を一部機枠を除去して示す正面図、第２図は第１図
に示された切断装置の上面図、第３図は回転軸に取付け
られた水平鋸およびモータを示す正面図、第４図は水平
鋸の断面図、第５図は水平鋸の平面図、第６図は前記切
断装置の動作を説明するフローチャート図である。 10……切断装置、11……ガイドレール、12……ボック
ス、13……ボックス移動用のシリンダー装置、20……水
平鋸、21……回転軸、27……固定鋸、38……移動鋸、50
……取付ベース、55……断熱板。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ドライアイス塊を収容する少なくとも底部
   開放のボックス、該ボックスを移動させる装置と、該ボ
   ックスの前記底部開口から露出した前記ドライアイス塊
   の下端部分をその移動中に切断すべく前記ボックスの移
   動経路床面に設置された複数の切断具を備えるドライア
   イス塊の切断装置において、前記複数の切断具が前記移
   動経路床面に水平に配置された水平鋸を含み、該水平鋸
   が断熱材を介在させて回転軸に取付けられていることを
   特徴とするドライアイス塊の切断装置。