WO2003025478A1 - Auger type ice machine - Google Patents

Description

明細書 オーガ式製氷機 技術分野 本発明は、 オーガ式製氷機に関するものである。 背景技術 一般に、 オーガ式製氷機においては、 シリンダの外周面に冷却用の蒸発パイプ を巻き付け、 このシリンダの内部にシリンダの長手軸線に同軸的かつ回転可能に オーガを設けている。 このオーガの外周面には、 螺旋刃が設けられている。 シリ ンダ内に供給される製氷水は、 シリンダ内周面に着氷する。 着氷した氷結片は、 ギヤードモー夕により回転するオーガの螺旋刃で削り取られて剥離し、 ねじ送り 作用によりシリンダの上方に搔き上げられる。 搔き上げられた氷結片はシリンダ 上方に設けられた圧縮通路で圧縮され、 カッターで裁断されてチップ状の氷が製 氷される。

しかしながら、 上述したようなオーガ式製氷機においては、 圧縮通路の氷詰ま りや製氷水の供給不足が発生すると、 シリンダが過冷却される場合がある。 この ような場合に製氷機の運転を続けると、 シリンダ内の製氷水が全て凍結する可能 性がある。 製氷水が全て凍結した状態において、 オーガを回転させることは、 ギ ヤードモータ及びオーガの上部軸受に、 過大な負荷をかけ、 ギヤードモー夕や上 部軸受の破損につながるおそれがあった。 発明の概要 従って本発明はこのような従来の問題を解決するためになされたものであり、 オーガにかかる負荷を検知することでギヤ一ドモ一夕や上部軸受にかかる負荷を 軽減するオーガ式製氷機を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、 請求項 1に記載の本発明は、 オーガを駆動するギ ヤードモ一夕を備えたオーガ式製氷機において、 前記ギヤ一ドモ一夕の口一夕の 回転数を検知する回転数検知手段と、 前記回転数検知手段で検知された回転数を 基に前記ギヤードモー夕の回転を制御する制御手段とを備えることを特徴とする 請求項 2に記載の本発明は、 オーガを駆動するギヤードモ一夕と、 冷媒を圧縮 するための圧縮機を備えたオーガ式製氷機において、 前記ギヤ一ドモ一夕の口一 夕の回転数を検知する回転数検知手段と、 前記回転数検知手段で検知された回転 数を基に前記圧縮機の回転を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。 請求項 3に記載の本発明は、 前記回転数検知手段はパルスエンコーダ又はロー 夕リエンコーダであることを特徴とする。

請求項 4に記載の本発明は、 前記回転数検知手段は、 前記ロータと連動する回 転数出力部と、 該回転数出力部の動作から回転数を検知する回転数検知部とを備 え、 該オーガ式製氷機が前記ロー夕の少なくとも一部を覆う部分と前記回転数出 力部を覆う部分とがー体成形された回転数検知手段用カバ一を更に備えることを 特徴とする。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明の実施の形態 1に係るオーガ式製氷機の構成を示す図、 図 2は、 実施の形態 1に係るオーガ式製氷機におけるパルスエンコーダを模式 的に示す図、

図 3は、 図 2のパルスエンコーダの一部を示す平面図、

図 4は、 実施の形態 2に係るオーガ式製氷機の構成を示す図、

図 5は、 実施の形態 2に係るオーガ式製氷機におけるロー夕リエンコーダを模 式的に示す図、

図 6は、 実施の形態 3に係るオーガ式製氷機におけるロー夕近傍を示す断面図 図 7は、 実施の形態 3に係るオーガ式製氷機における回転数検知手段用カバ一 を示す斜視的な断面図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

実施の形態 1 .

図 1に実施の形態 1に係るオーガ式製氷機の構成を示す。 シリンダ 1の外周面 に冷却用の蒸発パイプ 2が巻き付けられている。 蒸発パイプ 2は、 圧縮機 3及び 凝縮器 4に接続し、 冷凍回路を構成している。 シリンダ 1内にシリンダ 1の長手 軸線に同軸的かつ回転可能なオーガ 5が設けられている。 このオーガ 5の外周面 には、 螺旋刃 6が設けられている。 シリンダ 1の上方には、 圧縮通路 7 aを有す る押圧頭 7が設けられている。 押圧頭 7の上方にはカッター 8が設けられている 。 シリンダ 1の下方にはギア一ドモ一夕 9が設けられている。 ギア一ドモ一夕 9 はモータ部 1 0及び減速部 1 1を備える。 オーガ 5の下端は減速部 1 1を介して モー夕部 1 0に接続している。 モー夕部 1 0は口一夕 1 2を有している。 ロー夕 1 2は出力軸 1 3を備えている。 出力軸 1 3には、 ロー夕 1 2の回転数検知手段 として、 後述するパルスエンコーダ 1 4が設けられている。 ギア一ドモ一夕 9は リレー 1 5を介してギヤ一ドモ一夕電源 1 6に接続している。 また、 圧縮機 3も 同様にリレ一 1 7を介して圧縮機電源 1 8に接続している。 リレ一 1 5及び 1 7 は制御手段としての制御部 1 9によって制御される。 制御部 1 9はパルスェンコ —ダ 1 4から入力される信号に基づいてリレ一 1 5及び 1 7の制御を行う。 図 2及び 3を用いてパルスエンコーダ 1 4について説明する。 パルスェンコ一 ダ 1 4はホール I C 2 0と回転磁石 2 1とを備えている。 ホール I C 2 0は回転 磁石 2 1に対向する位置に固定されている。 ホール I C 2 0はホール I C電源 2 2及び制御部 1 9に接続している。 回転磁石 2 1はロータ 1 2と一体に回転する 出力軸 1 3に設けられ、 出力軸 1 3と一体に回転する。 図 3に回転磁石の平面図 を示す。 図 3に示される回転磁石 2 1は 4極のものである。 但し、 回転磁石は 4 極に限定されない。 ホール I C 2 0は磁気センサ部を有している。 磁気センサ部は回転磁石 2 1の 磁気を感知することで出力軸 1 3の回転数を検知する。 例えば、 4極の回転磁石 を使用する場合、 ホール I C 2 0に対向する位置の極、 例えば N極、 を磁気セン サ部で感知する。 回転磁石 2 1は出力軸 1 3と共に回転するので、 ホール I C 2 0に対向する回転磁石 2 1の極は回転に伴い変化する。 そのため、 N極を最初に 検知した磁気センサは、 次に S極を感知する。 その後も同様に N極、 S極という ように感知する。 4極の回転磁石を使用しているため、 磁気センサが N極及び S 極をそれそれ 2回ずっ検知すれば出力軸 1 3が 1回転したことになる。 このよう にして得た出力軸 1 3の回転数が制御部 1 9に伝わる。

次に、 実施の形態 1に係るオーガ式製氷機の動作について説明する。 シリンダ

1は蒸発パイプ 2によって冷却される。 蒸発パイプ 2を冷却する冷媒は、 矢印で 示すように、 蒸発パイプ 2から圧縮機 3へ、 圧縮機 3から凝縮器 4へ、 凝縮器 4 から蒸発パイプ 2へと循環している。 シリンダ 1内に供給された製氷水は、 冷却 されて、 シリンダ 1内周面に着氷する。 着氷した氷結片はギア一ドモータ 9によ つて回転するオーガ 5の螺旋刃 6で削り取られる。 氷結片はねじ送り作用により 螺旋刃 6でシリンダ 1上方の圧縮通路 7 aまで接き上げられる。 圧縮通路 7 aで 氷結片は圧縮され、 カッター 8で裁断されてチップ状の氷が製氷される。 ギア一 ドモータ 9では、 モー夕部 1 0の口一夕 1 2の回転を出力軸 1 3及び減速部 1 1 を介してオーガ 5に伝達し、 オーガ 5を回転させている。 ロータ 1 2の回転数、 即ち出力軸 1 3の回転数は、 パルスエンコーダ 1 4によって検知されている。 パ ルスエンコーダ 1 4から制御部 1 9へ、 信号として検知された回転数が入力され ている。 制御部 1 9はこの信号に基づいてリレー 1 5及び 1 7を制御する。 即ち

、 パルスエンコーダ 1 4の検出する出力軸 1 3の回転数が通常以下になった場合

、 制御部 1 9はリレー 1 5及び 1 7を制御し、 ギアードモータ 9及び圧縮機 3を 停止させる。 つまり、 リレー 1 5が、 ギア一ドモ一夕 9と電源 1 6との間にある 図示されていない接点を開かせることで、 ギヤ一ドモ一夕 9への電力供給が遮断 される。 同様に、 リレー 1 7が、 圧縮機 3と電源 1 8との間にある図示されてい ない接点を開かせることで、 圧縮機 3への電力供給が遮断される。

一般的に、 圧縮通路における氷詰まりや製氷水の供給不足が発生すると、 シリ ンダが過冷却される。 シリンダの過冷却により、 シリンダ内周面に着氷する氷結 片の成長が促進される。 氷結片の成長により、 氷結片を削り取る螺旋刃を備える オーガの回転にかかる負荷が増大する。 オーガの回転負荷が増加すると、 オーガ を回転させるギヤードモー夕のロー夕に負荷がかかり、 口一夕の回転数が低下す る。 即ち、 ロー夕の回転数低下は、 オーガにかかる負荷の増加ゃシリンダ内の過 冷却を示す。 そこで、 口一夕 1 2にパルスエンコーダ 1 4を設け、 回転数を検知 する。 出力軸 1 3の回転数がある一定値以下、 即ちオーガ 5にかかる負荷が一定 値以上になると、 制御部 1 9がギアードモー夕 1 1及び圧縮機 3の電源を遮断し 、 停止させる。 ギア一ドモ一夕 1 1を停止させることにより、 過大な負荷をギヤ —ドモー夕 1 1にかけることを防止することができる。 通常、 ギヤ一ドモ一夕は 過大な負荷がかかるとロックする。 ギヤ一ドモ一夕はロックした場合、 停止後も 回り続けようとしたり、 ハンチングしてトルクを与え続ける。 従って、 回転数が 最初に低下したときに、 ギヤ一ドモ一夕を停止させると、 このようなロック後の 負荷を防ぐことができる。 さらに、 ギヤ一ドモ一夕がロックする前に停止させる ため、 口ック時にギヤ一ドモータにかかる負荷を無くすこと又は緩和することが できる。

また、 圧縮機 3を停止させることによって、 シリンダ 1の冷却を停止させ、 過 冷却によるシリンダ内の製氷水全ての凍結を未然に防止することができる。 シリ ンダ 1内が完全に凍結する前の、 氷が成長している段階で冷却を停止するため、 完全凍結した場合に比べ回復が早い。

また、 パルスエンコーダ 1 4が直接出力軸 1 3に取り付けられ、 負荷変動を直 接読みとるため信頼性が高い。 更に、 パルスエンコーダ 1 4により、 負荷が顕著 な回転数の遅れとなって表れるため、 変化により早い対応をすることができる。 実施の形態 2 .

図 4に実施の形態 2に係るオーガ式製氷機の構成を示す。 本実施の形態のォー ガ式製氷機は、 製氷機構部や冷凍回路に関しては上記実施の形態と同様に構成さ れている。 ギヤ一ドモ一夕 9のモータ部 1 0における出力軸 1 3には、 回転数検 知手段として、 後述するロータリーエンコーダ 2 3が設けられている。 ギア一ド モー夕 9はギヤ一ドモ一夕電源 1 6に接続している。 また、 圧縮機 3はインバー 夕 2 8を介して圧縮機電源 1 8に接続している。 インバー夕 2 8は制御手段とし ての制御部 2 9によって制御される。 制御部 2 9は、 口一夕リエンコーダ 2 3か ら入力される信号に基づいてィンバ一夕 2 8の制御を行う。

図 5を用いて口一夕リエンコーダ 2 3について説明する。 口一夕リエンコーダ 2 3は回転盤 2 4、 発光素子 2 5及び受光素子 2 6を備える。 回転盤 2 4は口一 夕 1 2と一体に回転する出力軸 1 3に設けられ、 出力軸 1 3と一体に回転する。 回転盤 2 4は発光素子 2 5と受光素子 2 6との間に挟まれるように配置されてお り、 複数のスリット 2 7を備えている。 受光素子 2 6は発光素子 2 5からの光を 受けるようになつている。 回転盤 2 4が出力軸 1 3と一体に回転すると、 受光素 子 2 6はスリット 2 7を通る光のみを受ける。 受光素子 2 6はこのように受光回 数をカウントすることにより、 出力軸 1 3即ち口一夕 1 2の回転数を詳細に検知 することができる。 このようにして得た出力軸 1 3の回転数が制御部 2 9に伝わ る。

次に、 実施の形態 2に係るオーガ式製氷機の動作について説明する。 ギアード モータ 9では、 モー夕部 1 0のロータ 1 2の回転を出力軸 1 3及び減速部 1 1を 介してオーガ 5に伝達し、 オーガ 5を回転させている。 口一夕 1 2の回転数、 即 ち出力軸 1 3の回転数は、 口一タリエンコーダ 2 3によって検知されている。 口 一夕リエンコーダ 2 3から制御部 2 9へ、 信号として検知された回転数が入力さ れている。 制御部 2 9はこの信号に基づいてインパ一夕 2 8を制御する。 即ち、 ロータリエンコーダ 2 3の検出する出力軸 1 3の回転数が通常以下になつた場合 、 制御部 2 9はインバ一夕 2 8を制御し、 圧縮機 3を好適な回転数にする。 つま り、 インバ一夕 2 8が、 圧縮機電源 1 8から供給される電流を調節し、 圧縮機 3 の回転数を下げる。 即ち、 口一タリエンコーダで回転数を検知することで、 氷が 通常よりも僅かに成長した段階で、 冷凍負荷を制御することができる。 圧縮機 3 の回転数を制御することによって製氷機を止めることなく、 ギヤードモー夕や上 部軸受にかかる負荷を軽減することができる。

また、 口一タリエンコーダ 2 3が直接出力軸 1 3に取り付けられ、 負荷変動を 直接読みとるため信頼性が高い。 更に、 シリンダ内の氷が成長すればするほど負 荷は大きくなるため、 口一タリエンコーダにより負荷を早期に検知し、 ギヤ一ド モータやオーガへの負担を低減することができる。

実施の形態 3 .

次に実施の形態 3に係るオーガ式製氷機について説明する。 このオーガ式製氷 機は、 回転数検知手段のためのカバーの構造以外の部分、 即ち、 製氷機構部や冷 凍回路等の部分は、 図 1に示される実施の形態 1に係るオーガ式製氷機と同様な 構造を備えたものである。 なお、 実施の形態 1と同一部分については、 図 1に用 いたものと同じ符号を付すことにする。

図 6に実施の形態 3に係るオーガ式製氷機のロー夕近傍を示す。

口一夕 1 2は口一夕用カバー 3 0及び回転数検知手段用カバ一 3 1によって周 囲を覆われている。 ロー夕 1 2の出力軸 1 3においてロータ 1 2の上下にはペア リング 3 2が設けられ、 口一夕用カバ一 3 0及び回転数検知手段用カバ一 3 1に よって対応するベアリング 3 2が固定されている。 図 7に示されるように、 回転 数検知手段用カバー 3 1には上部のベアリング 3 2に作用する上方向の荷重を受 けるために肩部分 3 3が設けられ、 肩部分 3 3の内側には上部方向に延びる円柱 状の空間 3 4が設けられている。 図 6に示されるように、 空間 3 4には回転数検 知手段を構成する回転数出力部としての回転磁石 2 1が配置されている。 回転磁 石 2 1は空間 3 4に挿入された出力軸 1 3の上端部に設けられている。 この空間 3 4を画定している回転数検知手段用カバ一 3 1の側壁には孔 3 5が設けられて いる。 孔 3 5内には、 回転磁石 2 1と対向するように回転数検知手段を構成する 回転数検知部としてのホール I C 2 0がはめ込まれている。 ホール I C 2 0は水 やオイルがかからないようにモールド手段 3 6によってモールドされている。 こ のように、 空間 3 4は回転磁石 2 1の下方に設けられたベアリング 3 2によって その底部を覆われ、 回転数検知手段用カバ一 3 1の側壁の孔 3 5をモールド手段 3 6を介してホール I C 2 0により塞ぐことで密閉されている。 なお、 ペアリン グからのオイル漏れを防ぐために、 ベアリングはシールドされているものが望ま しい。 但し、 多少のオイル漏れではホール I C 2 0はモールドされているために 、 パルスエンコーダ 1 4の性能に大きく影響することはない。

回転数検知手段用カバー 3 1は、 上部のペアリング 3 2を固定しながらロー夕

1 2の上部を覆う部分と、 パルスエンコーダ 1 4の回転磁石 2 1を覆う部分とが 一体成形されているものである。 つまり、 回転数検知手段用カバ一 3 1は、 一部 品でロータ 1 2の上部と回転磁石 2 1とを覆うので、 ロータ 1 2の上部を覆う部 分とパルスエンコーダ 1 4を覆う部分とを別々に製作して組み合わせるよりも簡 単な構造にすることができる。 すなわち、 通常、 回転数検知手段やロータは塵等 の異物が入らないようにカバー等で覆われる。 このカバ一を別々に製作する場合 には、 防塵構造にするために通常数ピースの複雑な板金や樹脂成型品が必要でコ ストが多くかかる。 しかし、 回転数検知手段用カバー 3 1では口一夕 1 2の上部 及び回転磁石 2 1を覆う部分が一体形成されて、 一部品で防塵構造を有するため 、 余分な部品が必要なくなり製作コストを抑えることができる。 また、 回転磁石 2 1が設けられる空間 3 4は密閉されるので、 麈等の異物が侵入することを十分 に防ぐことができる。

また、 空間 3 4の直径が肩部分 3 3の内周縁部の直径と同一であるために、 回 転数出力部を覆う部分を含めた回転数検知手段用カバー 3 1全体を鍊物によって 製作することが容易となる。 なお、 本実施の形態では孔 3 5の加工は錡造後に行 つている。

尚、 本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、 例えば以下のよ うな改変を施すことも可能である。

本発明の回転数検知手段として、 実施の形態 1ではパルスエンコーダを用いた が、 口一タリエンコーダを用いてもよい。 即ち、 口一タリエンコーダで検知した 回転数に基づきリレーの制御を行い、 圧縮機及びギヤ一ドモ一夕の制御を行って もよい。 同様に、 実施の形態 2では回転数検知手段として、 口一タリエンコーダ を用いたが、 パルスエンコーダを用いてもよい。 即ち、 パルスエンコーダで検知 した回転数に基づきィンバ一夕の制御を行って、 圧縮機の制御を行ってもよい。 また、 実施の形態 3では回転数検知手段としてロータリエンコーダを用いてもよ く、 その場合回転数出力部として回転盤 2 1、 回転数検知部として発光素子 2 5 及び受光素子 2 6を用いることができる。 また、 実施の形態 2のオーガ式製氷機 に実施の形態 3の回転数検知手段用カバーを適用することも可能である。 また、 実施の形態 3の回転数検知手段用カバーは、 空間 3 4の画定側壁で回転数検知部 を支えることに限定されるものではなく、 回転数検知部を空間 3 4内に配置し、 回転数検知部及び回転数出力部の双方を覆うようにしてもよい。

以上説明したように、 請求項 1に記載した本発明のオーガ式製氷機によれば、 ギヤードモー夕の回転数を検知し、 制御することにより、 ギヤードモー夕及びォ ーガの上部軸受に、 過大な負荷がかかるのを防止することが可能となった。 請求項 2に記載のオーガ式製氷機によれば、 ギヤ一ドモータの回転数を検知し 、 圧縮機を制御することにより、 シリンダ内の過冷却を防止し、 ギヤ一ドモータ 及びオーガの上部軸受に、 過大な負荷がかかるのを防止することが可能となった ο

請求項 3に記載のオーガ式製氷機によれば、 ロー夕の回転数を正確に検知する ことができ、 変化により早い対応をすることができる。

請求項 4に記載のオーガ式製氷機によれば、 ロータの少なくとも一部を覆う部 分と回転数出力部を覆う部分とを一体成形した回転数検知手段用カバーを備えた ために、 コストを抑えながら回転数出力部に塵等の異物が侵入することを防ぐこ とができる。

Claims

請求の範囲

1 . オーガを駆動するギヤ一ドモ一夕を備えたオーガ式製氷機において、 前記ギヤ一ドモ一夕の口一夕の回転数を検知する回転数検知手段と、 前記回転数検知手段で検知された回転数を基に前記ギヤ一ドモ一夕の回転を制 御する制御手段と

を備えることを特徴とするオーガ式製氷機。

2 . 前記回転数検知手段はパルスエンコーダ又は口一夕リエンコーダであるこ とを特徴とする請求項 1に記載のオーガ式製氷機。

3 . 前記回転数検知手段は、 前記ロータと連動する回転数出力部と、 該回転数 出力部の動作から回転数を検知する回転数検知部とを備え、

該オーガ式製氷機は、 前記ロー夕の少なくとも一部を覆う部分と前記回転数出 力部を覆う部分とがー体成形された回転数検知手段用カバーを更に備える、 ことを特徴とする請求項 1に記載のオーガ式製氷機。

4 . オーガを駆動するギヤ一ドモータと、 冷媒を圧縮するための圧縮機を備え たオーガ式製氷機において、

前記ギヤ一ドモ一夕のロータの回転数を検知する回転数検知手段と、 前記回転数検知手段で検知された回転数を基に前記圧縮機の回転を制御する制 御手段と

を備えることを特徴とするオーガ式製氷機。

5 . 前記回転数検知手段はパルスエンコーダ又はロー夕リエンコーダであるこ とを特徴とする請求項 4に記載のオーガ式製氷機。

6 . 前記回転数検知手段は、 前記ロータと連動する回転数出力部と、 該回転数 出力部の動作から回転数を検知する回転数検知部とを備え、

該オーガ式製氷機は、 前記口一夕の少なくとも一部を覆う部分と前記回転数出力 部を覆う部分とがー体成形された回転数検知手段用カバーを更に備える、 ことを特徴とする請求項 4に記載のオーガ式製氷機。