(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内にピストンを摺動自由に嵌装してなる流体圧シリンダと、作動流体を貯留したタンクとを冷却貯蔵室内に装備し、前記ピストンの一側に設けられた収容室に冷菓を収容し、タンク内の作動流体を前記ピストンの他側に設けられた圧力室に供給して加圧することにより冷菓を注出するようにした冷菓注出装置において、
前記冷菓を前記収容室に収容する前に作動流体を前記タンクから前記圧力室に供給し、前記冷却貯蔵室内を所定温度まで冷却したのち、作動流体を圧力室からタンクに戻すことを特徴とする冷菓注出装置における注出用作動流体の冷却方法。
【請求項２】
シリンダ内にピストンを摺動自由に嵌装してなる流体圧シリンダと、作動流体を貯留したタンクとを冷却貯蔵室内に装備し、前記ピストンの一側に設けられた収容室に冷菓を収容し、タンク内の作動流体を前記ピストンの他側に設けられた圧力室に供給して加圧することにより冷菓を注出するようにした冷菓注出装置において、
作動流体をタンクと圧力室との間で往復流通可能とする流通路と、
前記冷却貯蔵室内の温度を検知する温度センサと、
前記収容室内に冷菓が収容されていないときにタンク内の作動流体を前記流通路により前記圧力室に供給する作動流体供給手段と、
前記冷却貯蔵室内が所定温度まで冷却されたことが前記温度センサにより検知されたことを条件に前記圧力室内の作動流体を前記流通路により前記タンクに還流させる作動流体還流手段と、
を備えたことを特徴とする冷菓注出装置。
【請求項３】
前記流通路は、注出操作時における作動流体の流通路と兼用していることを特徴とする請求項２記載の冷菓注出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アイスクリームやヨーグルト等の冷菓注出装置、及びその注出用作動流体の冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来アイスクリームの注出装置として図４に示すようなものが知られている。このものは、冷却器６１の装備された冷凍室６２内に、シリンダ６３内にピストン６４を摺動自由に嵌装した流体圧シリンダ６５が縦向きに設けられるとともに、冷凍室６２の奥方に作動流体であるブラインＸ（不凍液）を貯留するタンク６６が設置されている。流体圧シリンダ６５は、ピストン６４の上面側がアイスクリームのパックＢが収容される収容室６７とされて、注出コック６８を備えた注出部６９と接続されているとともに、ピストン６４の下面側が圧力室７０とされている。この圧力室７０とタンク６６とが庫外に設けられた流通路７１で連通されて、そこにポンプ７２が介設されている。そして、ポンプ７２を駆動してブラインＸをタンク６６から圧力室７０に供給すると、ピストン６４が上昇してパックＢが圧縮され、注出コック６８を開くことでパックＢ内のアイスクリームが注出されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の注出装置を初めて稼働する場合、あるいは長期の休業後に稼働する場合には、タンク６６にブラインＸを規定量貯留するとともに、冷却器６１を起動して冷凍室６２内をアイスクリームの注出及び保存に適した温度にまで冷却し、その後に収容室６７にアイスクリームのパックＢを収容するといった準備工程が採られる。上記の冷凍室６２内が冷却される間、タンク６６に貯留された常温のブラインＸも併せて冷却されるのであるが、ブラインＸは熱容量が大きく、またタンク６６が庫外に配管された流通路７１に連通されているためになかなか冷えず、冷凍室６２内が適温に冷却されているにも拘らずブラインＸの冷却が不十分となって、庫内温度とブラインＸとの間に大きな温度差ができたままとなるおそれがある。そうすると、アイスクリームのパックＢを収容して注出動作を行う際に、相対的に温度の高いブラインＸが圧力室７０内に供給されることとになり、その温度に起因してパックＢ内に収容されたアイスクリームの品質に悪影響を及ぼすおそれがあった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、稼働の初めにおいて流体圧シリンダの作動流体を庫内温度に匹敵する程度に十分に冷却するところにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明の冷菓注出装置における注出用作動流体の冷却方法は、シリンダ内にピストンを摺動自由に嵌装してなる流体圧シリンダと、作動流体を貯留したタンクとを冷却貯蔵室内に装備し、前記ピストンの一側に設けられた収容室に冷菓を収容し、タンク内の作動流体を前記ピストンの他側に設けられた圧力室に供給して加圧することにより冷菓を注出するようにした冷菓注出装置において、前記冷菓を前記収容室に収容する前に作動流体を前記タンクから前記圧力室に供給し、前記冷却貯蔵室内を所定温度まで冷却したのち、作動流体を圧力室からタンクに戻すところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明に係る冷菓注出装置は、シリンダ内にピストンを摺動自由に嵌装してなる流体圧シリンダと、作動流体を貯留したタンクとを冷却貯蔵室内に装備し、前記ピストンの一側に設けられた収容室に冷菓を収容し、タンク内の作動流体を前記ピストンの他側に設けられた圧力室に供給して加圧することにより冷菓を注出するようにした冷菓注出装置において、作動流体をタンクと圧力室との間で往復流通可能とする流通路と、前記冷却貯蔵室内の温度を検知する温度センサと、前記収容室内に冷菓が収容されていないときにタンク内の作動流体を前記流通路により前記圧力室に供給する作動流体供給手段と、前記冷却貯蔵室内が所定温度まで冷却されたことが前記温度センサにより検知されたことを条件に前記圧力室内の作動流体を前記流通路により前記タンクに還流させる作動流体還流手段と、を備えた構成としたところに特徴を有する。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記流通路は、注出操作時における作動流体の流通路と兼用している構成としたところに特徴を有する。
【０００６】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
タンクに作動流体を貯留したら、冷菓を収容室に収容する前に作動流体をタンクから流体圧シリンダの圧力室に一気に供給し、係る状態で冷凍貯蔵室内を冷却する。シリンダが熱伝導性に優れた材質のもので形成されていれば、冷却貯蔵室内が冷却されることに伴い、圧力室内の作動流体も良好に冷却される。冷却貯蔵室内が所定温度まで冷却されたら、圧力室内の作動流体をタンクに戻す。その後改めて冷菓を収容室に収容し、引き続く注出操作に備える。
注出操作の開始前に、作動流体を庫内温度にほぼ匹敵する温度に冷却することができ、引き続く注出操作において作動流体が圧力室に順次に供給された場合に、冷菓の品質に悪影響を及ぼすことが防止される。
【０００７】
＜請求項２の発明＞
冷菓を収容室に収容する前に、作動流体供給手段によって作動流体がタンクから流通路を通って流体圧シリンダの圧力室に供給され、この状態で冷凍貯蔵室内が冷却される。冷却貯蔵室内が所定温度まで冷却されたことが温度センサで検知されると、作動流体還流手段によって圧力室内の作動流体が流通路を通ってタンク側に戻される。上記発明方法を確実に実施することができる。
＜請求項３の発明＞
作動流体の初期冷却用の流通路が注出操作用の作動流体の流通路と兼用されているので、構造が簡素化できる。また作動流体の初期冷却を行うことで、通常注出時における作動流体の流通経路等の動作確認を併せて行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をアイスクリームディスペンサに適用した一実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。
まず、図１によって、本実施形態に係るディスペンサの全体構造を説明する。符号１は断熱箱体からなる冷凍庫であって、内部が冷凍室２となっており、前面には開閉可能な断熱扉３が設けられている。冷凍庫１の底部側には機械室５が設けられ、脚片６を介して設置されている。冷凍室２の天井部分には、冷却器８と庫内ファン９とが装備されており、冷凍室２の奥面に設けられたダクト１０を介して吸引された庫内空気が、冷却器８を通過する間に熱交換されて冷気が生成され、その冷気が庫内ファン９によって冷凍室２内に循環供給されるようになっている。なお冷却器８は、機械室５内に装備された圧縮機、凝縮器等と接続されて周知の冷凍サイクルを構成しており、また冷凍室２内は、アイスクリームＡが注出可能な状態を維持しつつ冷却保存されるような冷却温度に維持されるようになっている。
【０００９】
冷凍室２内の前面側には流体圧シリンダ１１が縦向きに配設されている。この流体圧シリンダ１１は、ステンレス鋼等の熱伝導性に優れた素材により形成されたシリンダ１２内に、外周にピストンリング１４を嵌着したピストン１３が緊密にかつ摺動自由に嵌装された構造となっており、作動流体はブラインＸ（不凍液）となっている。なお、ピストン１３の下面側にはくり抜き孔１３Ａが形成されている。この流体圧シリンダ１１が、断熱扉３の裏面側にヒンジ１６を介して設けられた支持板１７上に載せられ、また長さ方向の途中位置を同じく断熱扉３の裏面側に設けられた２本のベルト１８で抱かれるようにして、上記のように縦向きに配設されている。
流体圧シリンダ１１におけるピストン１３の上面側にはパック収容室２０が形成され、このパック収容室２０の断熱扉３と対応する壁面には上縁から縦向きのＵ溝２１が切られている。したがってパック収容室２０内には、図２に示すように、アイスクリームＡの封入された伸縮性を有するパックＢが、その取出口ＣをＵ溝２１に嵌めつつ収納可能とされている。またパック収容室２０の上端には、蓋体２２が着脱可能に被着されている。
【００１０】
ピストン１３の下面側には、ブラインＸが給排される圧力室２４が形成されている。一方、冷凍室２の底面の奥面側にはブラインＸを貯留するタンク２５が装備されている。このタンク２５と圧力室２４の底面にはそれぞれポート２６，２７が開口され、両ポート２６，２７間が、機械室５内に配管されたブライン流路２８で接続されている。詳細には、このブライン流路２８には、ベーンポンプ等からなる加圧ポンプ２９が介設されているとともに、４個の電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４が備えられて流路が２系統に切り換え可能とされている。すなわち、第１電磁弁ＳＶ１と第３電磁弁ＳＶ３を開放し、第２電磁弁ＳＶ２と第４電磁弁ＳＶ４を閉鎖した状態で加圧ポンプ２９が駆動されると、タンク２５内のブラインＸが流体圧シリンダ１１の圧力室２４に供給され、一方、第２電磁弁ＳＶ２とＳ第４電磁弁ＳＶ４を開放し、第１電磁弁ＳＶ１と第３電磁弁ＳＶ３を閉鎖した状態で加圧ポンプ２９が駆動されると、圧力室２４内のブラインＸがタンク２５側に還流されるようになっている。なお、圧力室２４とタンク２５との間は、別のエアー抜き管３０で接続されており、そこに介設された電磁弁ＳＶ５は常には閉じられている。また、機械室５の天井部分にはドレンパン３２が設けられ、上記のブライン流路２８には流量センサ３３が介設されている。
【００１１】
断熱扉３には、アイスクリームＡの注出部３５が設けられている。詳細には、断熱扉３に形成された取付孔３６内に、前面を閉鎖した筒体３７が断熱扉３の前方に突出して嵌着され、その中にＴ字管３８がクリアランスを持って嵌装されて、その横管の開口がパックＢの取出口Ｃと接続されている（図２参照）。また、縦管の上下両端はそれぞれ筒体３７を貫通して上下に突出しており、下端が注出口４０となっているとともに、上端側に注出コック４１が装備されている。注出コック４１はレバー４２の回動操作によって弁体４３を上げ下げするものであって、レバー４２を図２の鎖線位置から実線位置に回動することにより注出口４０が開放されるようになっている。
また、断熱扉３の表面における注出部３５の上方位置には、上記したブライン供給用の加圧ポンプ２９のモータ（図示せず）の起動とその停止とを制御する常開式のマイクロスイッチ４５が設けられている。そして、注出コック４１の弁体４３には操作板４６が設けられており、注出口４０を開口すべく弁体４３が上昇操作されると、操作板４６がアクチュエータを押圧してマイクロスイッチ４５をオンさせる設定となっている。なお、断熱扉３の前面における注出部３５の下方位置には、アイスクリームＡを入れる容器を載せる載置台４８が設けられている。
【００１２】
さてこの実施形態では、ブラインＸの初期冷却運転を制御するための各種機器が装備されている。まず、冷凍室２内には、ダクト１０の入り口付近に位置して、庫内温度を検出する温度センサ５１が設けられている。蓋体２２の底面には、パックＢが収容されているか否かを検知する蓋スイッチ５２が設けられている。蓋スイッチ５２は、パックＢが収容されていればパックＢで押圧されてオンとなり、パックＢが無ければオフとなる。
ブラインＸのタンク２５には、第１と第２のフロートスイッチ５３，５４が上下に配設されている。上側の第１フロートスイッチ５３は、ブラインＸが規定量貯留されたか否かを検知するためのものであって、図１の鎖線に示すように、ブラインＸが規定の水位に達するとオフとなり、それ以下であるとオンとなる。下側の第２フロートスイッチ５４は、ブラインＸが流体圧シリンダ１１側に最大限に供給された場合の水位を検知するものであって、所定位置まで水位が下がるとオフとなり、それ以上の水位であるとオンとなる。
【００１３】
また、冷凍庫１の上側の開口縁には、断熱扉３の開閉状態を検知する扉スイッチ５５が設けられ、断熱扉３が閉じていれば扉スイッチ５５がオンとなり、開いていればオフとなる。
これらの温度センサ５１、蓋スイッチ５２、第１及び第２フロートスイッチ５３，５４、及び扉スイッチ５５が、初期冷却用の図示しない制御装置の入力側に接続されており、これらの信号に基づいて、制御装置の出力側に接続された加圧ポンプ２９のモータ（図示せず）の起動と停止、ブライン流路２８に介設された電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４の開閉の切り換えが制御されるようになっている。
【００１４】
本実施形態は上記のような構造であって、まずブラインＸの初期冷却の態様を図３のフローチャート並びに図１を参照して説明する。
ディスペンサを新たに設置し、あるいは長期の休業後に稼働する場合には、まずタンク２５内にブラインＸを貯留する。そして初期冷却運転を開始する。この時点では、ブライン流路２８の電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４は、タンク２５から圧力室２４に向かう流路を構成するように開閉制御されている。また、冷凍サイクルが起動されて冷却器８により庫内が冷却される。初期冷却運転が開始されると、ステップＳ１において、温度センサ５１からの信号により庫内温度が１５℃以上であるか否かが判別される。１５℃以上であればステップＳ２に進む。ステップＳ２では、蓋スイッチ５２がオフであるか否かが判別される。蓋スイッチ５２がオフ、すなわちアイスクリームＡのパックＢがパック収容室２０に収容されていなければ、ステップＳ３に進む。ステップＳ３では、第１フロートスイッチ５３がオフであるか否かが判別される。第１フロートスイッチ５３がオフ、すなわちブラインＸがタンク２５内に規定量貯留されていればステップＳ４に進む。ステップＳ４では、扉スイッチ５５がオンであるか否かが判別される。扉スイッチ５５がオン、すなわち断熱扉３が閉じられていれば、次のステップＳ５に進む。なお、上記のステップＳ１〜Ｓ４でＮＯと判別された場合は、詳しくは後記する通常ルーチンが実行される。
【００１５】
ステップＳ５では、ポンプモータすなわち加圧ポンプ２９が起動される。そうすると、既述のようにブライン流路２８の電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４が、タンク２５から圧力室２４に向かう流路を構成するように開閉制御されているので、図１の実線の矢線に示すように、タンク２５内のブラインＸが汲み上げられて流体圧シリンダ１１の圧力室２４内に流通し、ピストン１３を上昇させつつ連続して圧力室２４内に供給される。この間、ステップＳ６において、第２フロートスイッチ５４がオフであるか否かが判別され、第２フロートスイッチ５４がオフ、すなわちタンク２５内のブラインＸが最大限圧力室２４内に供給されたことが検知されると、ステップＳ７において加圧ポンプ２９が停止される。これによりブラインＸは、ほとんどが流体圧シリンダ１１内に入った状態で冷却されることとなる。シリンダ１２は上記のように熱伝導性に優れているので、庫内に循環供給される冷気によって、庫内ともどもブラインＸが良好に冷却される。
【００１６】
所定時間経過後、ステップＳ８において、温度センサ５１により庫内温度が−１０℃以下になったことが検知されると、ステップＳ９において加圧ポンプ２９が起動されるとともに、ブライン流路２８の各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４が上記とは逆の開閉態様に切り替わる。これにより図１の破線の矢線に示すように、流体圧シリンダ１１の圧力室２４内のブラインＸが吸引されてタンク２５内に戻される。それとともにピストン１３が下降する。最後に、ステップＳ１０において、第１フロートスイッチ５３がオフであるか否かが判別され、第１フロートスイッチ５３がオフ、すなわちブラインＸがすべてタンク２５内に戻されたら、通常ルーチンに移行する。このとき、加圧ポンプ２９は停止するとともに、ブライン流路２８の電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４は、タンク２５から圧力室２４に向かう流路を構成するように切り換えられる。
以上により、流体圧シリンダ１１内で良好に冷却されたブラインＸがタンク２５側に戻った状態となり、続いて、パック収容室２０に既述した要領でアイスクリームＡのパックＢを収容すれば準備が完了し、注出操作を行うことが可能となる。
【００１７】
続いて注出時の動作を図２を参照して説明すると、以下のようである。ブライン流路２８の電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４は、上記のようにタンク２５から圧力室２４に向かう流路を構成するように開閉制御されている。アイスクリームＡを注出するには、載置台４８に図示しない容器を置き、注出コック４１のレバー４２を図２の実線位置に回動して注出口４０を開くとともに、マイクロスイッチ４５をオンさせて加圧ポンプ２９を駆動させる。そうすると、図２の実線の矢線に示すように、タンク２５内のブラインＸが汲み上げられて流体圧シリンダ１１の圧力室２４内に供給されて加圧される。これによりピストン１３が上昇してパックＢが圧縮され、パックＢの取出口ＣからアイスクリームＡが流出し、注出口４０から容器内に注出される。適量が注出されたら、注出コック４１のレバー４２を図２の鎖線位置に回動すると、マイクロスイッチ４５がオフとなって加圧ポンプ２９が停止し、また注出口４０が閉じられて注出が停止される。再度、上記の動作を繰り返すことでアイスクリームＡが順次に注出される。
この間、圧力室２４には順次にブラインＸが加圧状態で供給されるのであるが、ブラインＸは、既述した初期冷却によって庫内温度にほぼ匹敵する温度に冷却されているので、パックＢ内のアイスクリームＡがブラインＸから熱を受けて温度上昇することが防がれる。
【００１８】
なお、パックＢ内のアイスクリームＡを使い切ったら、新たなパックＢと交換するのであるが、それに先立ち、上昇したピストン１３を下げてパック収容室２０を広げることが行われる。その場合は、図示しないパック交換スイッチをオンすると、ブライン流路２８の各電磁弁ＳＶ１〜ＳＶ４が上記とは逆の開閉態様に切り替わるとともに、加圧ポンプ２９が駆動される。そうすると、図２の破線の矢線に示すように、流体圧シリンダ１１の圧力室２４内のブラインＸが吸引されてタンク２５内に戻される。これにより圧力室２４内が負圧に傾くことでピストン１３が下降し、パック収容室２０が大きく広がる。そうしたら、断熱扉３を開けるとともに蓋体２２を外し、使用済みのパックＢを取り出して、それに代わって新たなパックＢを収容すればよい。
【００１９】
以上説明したように本実施形態によれば、ディスペンサを設置後初めて稼働する場合、あるいは長期の休業後に稼働する場合には、ブラインＸを一旦流体圧シリンダ１１の圧力室２４に供給し、庫内温度にほぼ匹敵する温度に冷却してタンク２５に戻す初期冷却を行えるようにしたから、引き続く注出操作時において、ブラインＸが圧力室２４に順次に供給された場合に、パックＢのアイスクリームＡがブラインＸの熱を受けてその品質に悪影響を及ぼすことが防止される。
しかも、ブラインＸの初期冷却用の流路２８は、注出操作用のブライン流路と兼用されているので、構造が簡素化でき、またブラインＸの初期冷却を行うことで、通常注出時におけるブラインＸの流通経路や制御機構等の動作確認を併せて行うことができる。
【００２０】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明は、流体圧シリンダの作動流体にブラインを用いたものに限らず、稼働の初めには庫内との間に温度差が生じやすいような他の作動流体を用いたものにも同様に適用することができる。
（２）上記実施形態に言うアイスクリームとは、ソフトアイスクリームとハードアイスクリームの両方を含んでおり、また本発明は、ヨーグルトやシャーベット等の他の冷菓の注出装置全般に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における初期冷却の動作を説明するための断面図である。
【図２】その注出動作を説明するための断面図である。
【図３】初期冷却の動作のフローチャートである。
【図４】従来例の断面図である。
【符号の説明】
Ａ…アイスクリーム  Ｂ…パック  Ｘ…ブライン  ２…冷凍室  １１…流体圧シリンダ  １２…シリンダ  １３…ピストン  ２０…パック収容室  ２４…圧力室  ２５…タンク  ２８…ブライン流路  ２９…加圧ポンプ  ＳＶ１〜ＳＶ４…電磁弁  ５１…温度センサ  ５２…蓋スイッチ  ５３，５４…フロートスイッチ
５５…扉スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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