(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の冷却器と、この冷却器の表面に沿って羽根が回転する攪拌機とが飲料容器内に設置され、この飲料容器に供給された原料を前記冷却器で冷却してその表面に氷の薄層を生成させるとともに、この氷の薄層を前記攪拌機で剥離しながら前記原料と混合してシャーベット状の飲料を製造する一方、前記攪拌機の羽根を回転駆動する攪拌モータはその出力軸を中心に揺動するように支持されるとともに、前記出力軸の負荷トルクを受け止める向きにばね付勢され、前記攪拌機の負荷に基づく前記出力軸の負荷トルクの変動に応じて揺動するフローズン飲料ディスペンサにおいて、
前記攪拌モータの揺動を検知して前記冷却器をそれぞれオン及びオフさせる信号を出力する低負荷スイッチ及び高負荷スイッチを設けたことを特徴とするフローズン飲料ディスペンサの冷却制御装置。
【請求項２】
上記高負荷スイッチが動作する以上の高負荷で上記攪拌モータの揺動を検知してこの攪拌モータをオフさせる信号を出力する異常負荷スイッチを設けたことを特徴とする請求項１記載のフローズン飲料ディスペンサの冷却制御装置。
【請求項３】
上記高負荷スイッチのオフ信号の出力が一定時間以上継続したときのみ上記冷却器をオフさせる遅延タイマを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のフローズン飲料ディスペンサの冷却制御装置。
【請求項４】
上記低負荷スイッチからオン信号が出力されてから一定時間経過後、上記冷却器をオンさせる遅延タイマを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のフローズン飲料ディスペンサの冷却制御装置。
【請求項５】
上記高負荷スイッチからオフ信号が出力されてから一定時間経過後、上記冷却器をオフさせる遅延タイマを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のフローズン飲料ディスペンサの冷却制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、氷分を微細に含んだシャーベット状の飲料（フローズン飲料と称するものとする）を供給するディスペンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フローズン飲料ディスペンサは、円筒状の冷却器と、この冷却器の表面に沿って羽根が回転する攪拌機とが飲料容器内に設置され、この飲料容器に供給された原料を前記冷却器で冷却してその表面に氷の薄層を生成させるとともに、この氷の薄層を前記攪拌機で剥離しながら前記原料と混合してシャーベット状の飲料を製造するもので、このようなディスペンサは米国特許第４９００１５８号公報、特開平７−３９３１４号公報などに記載されている。
【０００３】
図８は上記フローズン飲料ディスペンサの本体の概略構成を示す縦断面図である。図８において、基台１に支持された飲料容器２内に中空円筒状の冷却器３が水平に設置され、冷却器３には攪拌機４が組み合わされている。攪拌機４は冷却器３の内外表面に沿ってそれぞれ回転するらせん状の羽根４ａ及び４ｂを有し、減速機５ａを一体的に有する攪拌モータ５により、その出力軸５ａに直結された回転軸４ｃを介して駆動される。羽根４ａと４ｂとはつる巻き方向が互いに逆になっており、羽根４ａは回転軸４ｃに巻き付けられ、羽根４ｂは図８の左端で回転軸４ｃに連結されている。また、これらの羽根４ａ及び４ｂは微小な隙間を介して冷却器３の内外表面に近接している。冷却器３は、基台１に収容された圧縮機６、凝縮器７などからなる冷凍ユニットから送られる冷媒を蒸発させて原料を冷却する。
【０００４】
上記ディスペンサ本体において、飲料容器２内に液状の原料が供給され、冷却器３が運転されるとともに、攪拌機４が実線矢印方向に回転駆動される。これにより、破線矢印で示すように、飲料容器２内の原料は冷却器３の内側では右方向に送られて冷却器３の右端に設けられた窓穴３ａから外側に押し出される一方、冷却器３の外側では原料は羽根４ｂにより左方向に送られ、冷却器３の左端で一部はその内側に取り込まれ、残りは折り返して右方向に進むように循環する。その間、冷却器３の内外表面には、原料の氷の薄層が生成・付着する。この薄層は厚さが増すと回転中の羽根４ａ，４ｂに当たり、冷却器３から剥離されて液状の原料中に投入され、上記循環の過程で原料と攪拌・混合される。このような氷の薄層の成長・剥離が繰り返される内、原料中の氷分が次第に増え、ついにシャーベット状となって所望のフローズン飲料８が完成する。飲料８はハンドル９の操作により飲料取出ノズル１０を開き、飲料容器２の下部開口２ｄから取り出す。
【０００５】
図９は図８における攪拌モータ部分を拡大して示したもので、（Ａ）は側面図、（Ｂ）はその右正面図である。攪拌モータ５は前後の軸受１１及び１２により出力軸５ａを中心に揺動するように支持され、かつその上部には圧縮コイルばねからなるテンションスプリング１３がばね受け１４との間に挿入されて設けられ、このテンションスプリング１３は出力軸５ａの負荷トルクを受け止める向きに攪拌モータ５を付勢している。また、攪拌モータ５の下部の一方の側方には、攪拌モータ５の振れを検知するマイクロスイッチからなる検知スイッチ１５が配置され、もう一方の側方には揺動範囲を規制するストッパ１６が配置されている。検知スイッチ１５と対向して、攪拌モータ５に逆Ｕ字状に湾曲された板ばね１７が取り付けられ、検知スイッチ１５の押ボタンは板ばね１７を介して押動操作される。
【０００６】
図９（Ｂ）において、ディスペンサの運転休止中は、冷却器３及び攪拌モータ５はオフしており、攪拌モータ５はテンションスプリング１３からのばね力を受けて検知スイッチ１５を押動（以下、オンという）し、板ばね１７は最大まで撓んでいる。この状態からディスペンサが運転に入ると、冷却器３及び攪拌モータ５がオンする。そして、出力軸５ａが実線矢印方向に回転すると、攪拌モータ５は出力軸５ａからの反力により破線矢印方向に振られ、反力がテンションスプリング１３の圧縮力とバランスした位置で停止する。その場合、飲料中の氷分が少ない内は飲料が軟らかいので、攪拌機４の負荷が小さく反力も小さい。従って、攪拌モータ５の振れも小さく、板ばね１７は検知スイッチ１５をオンしたままである。その後、飲料は氷分が多くなるに連れて次第に硬くなり、それに連れて攪拌モータ５の振れが大きくなる。そして、板ばね１７の撓みが次第に解かれて行くが、その撓み力が検知スイッチ１５の動作力を上回っている間は検知スイッチ１５はオンしており、冷却器３もオンしている。
【０００７】
ところが、飲料が更に硬くなって攪拌モータ５の振れが一定以上になると、板ばね１７の撓み力が検知スイッチ１５の動作力を下回り、検知スイッチ１５が板ばね１７から開放（以下、オフという）される。その結果、検知スイッチ１５から冷却器３の制御回路に対してオフ信号が出力され、冷却器３がオフする。これにより、冷却器３による氷の生成がなくなる。その後、飲料は氷分が溶けて次第に軟らかくなり、それに連れて攪拌機４の負荷が減って行くと、攪拌モータ５はテンションスプリング１３に押されて実線矢印方向に戻り、板ばね１７の撓み力が検知スイッチ１５の動作力を上回った時点で再び検知スイッチ５がオンし、冷却器３の制御回路に対してオン信号が出力される。このように攪拌モータ５の揺動により、冷却器３がオン・オフ制御され、飲料の硬さが適正な範囲に保持される。なお、その間、攪拌機４は攪拌を続けている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のディスペンサには、次のような問題があった。
（１）  出力軸の負荷の変動による攪拌モータの振れを板ばねの撓み力に変換し、この撓み力と検知スイッチの動作力との差により冷却器に対してオン・オフ信号を出力している。そのため、冷却器のオン点とオフ点との間の出力軸の負荷トルクの幅のばらつきが大きく、飲料の正確な硬さ管理が難しい。
（２）  負荷トルクの検知スイッチは冷却器のオン・オフ制御しか行わないので、攪拌機がなんらかの原因でロックした場合にも攪拌モータが停止せず、羽根の破損や攪拌モータの焼損などを招く危険がある。
（３）  冷却器表面に生成した氷を剥離する際には、通常の攪拌時よりも瞬間的（数秒〜３０秒程度）  に大きな負荷が生じるが、その際にチャタリング的にオン・オフ信号が出力されるため冷却器の運転が阻害される。ちなみに、冷凍機は一般に、いったん停止すると次の起動まで時間的な猶予を設けて圧縮機の保護を図っている。
（４）  冷却器をオン・オフする負荷範囲、つまり飲料の硬さの調整はテンションスプリングのばね受け位置を変えるという機械的な方法で行っているが、攪拌モータなどの機構部分は店舗壁面に沿って設置されたディスペンサの裏側にあることが多く、その場合には手が届きにくいため調整が面倒である。
【０００９】
そこで、この発明の課題は、上記問題に対処し、フローズン飲料ディスペンサにおいて、飲料の硬さ管理を正確にし、攪拌機がロックした際の機器の損傷を防止し、冷却器の不要な停止を回避し、更に冷却器をオン・オフする負荷範囲の調整を容易にすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題（１）  を解決するために、請求項１記載の発明は、攪拌モータの揺動を検知して冷却器をそれぞれオン及びオフさせる信号を出力する低負荷スイッチ及び高負荷スイッチを設けるものとする。従来は負荷の検知スイッチは１つのみ設け、冷却器をオン・オフする攪拌機負荷の幅は板ばねの撓み力と検知スイッチの動作力との差で得ているが、この発明では冷却器のオンとオフとに対してそれぞれ専用の検知スイッチを設けるものである。これにより、検知スイッチの作動に板ばねの撓みが介在させず、攪拌モータの振れで検知スイッチを直に動作させられるので制御が正確になる。
【００１１】
上記問題（２）  を解決するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載の装置において、上記高負荷スイッチが動作する以上の高負荷で上記攪拌モータの揺動を検知してこの攪拌モータをオフさせる信号を出力する異常負荷スイッチを設けるものとする。これにより、通常の負荷範囲を上回る高負荷が異常負荷スイッチで検知された場合には攪拌モータをオフさせ、機器の損傷を未然に防止することができる。
【００１２】
上記問題（３）  を解決するために、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の装置において、上記高負荷スイッチのオフ信号の出力が一定時間以上継続したときのみ上記冷却器をオフさせる遅延タイマを設けるものとする。冷却器表面からの氷の剥離の際に生じる高負荷は一時的、例えば３０秒以下である。従って、遅延タイマの遅延時間をこの時間をやや上回る一定時間に設定し、上記オフ信号がこの時間以上に継続したときのみ冷却器をオフするように制御すれば、氷剥離時の冷却器の不要なオフを回避することができる。
【００１３】
上記問題（４）  を解決するために、請求項４記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の装置において、上記低負荷スイッチからオン信号が出力されてから一定時間経過後、上記冷却器をオンさせる遅延タイマを設けるものとする。これにより、低負荷スイッチからオン信号が出力される攪拌機負荷を変えなくても、遅延タイマにより冷却器を実際にオンさせる時期を遅らせることにより、その遅延時間に応じて飲料を軟らかめに調整することができる。遅延タイマは遅延時間が可変式のものがよい。
【００１４】
同様の理由で、請求項５記載の発明は、上記高負荷スイッチからオフ信号が出力されてから一定時間経過後、上記冷却器をオフさせる遅延タイマを設けるものとする。これにより、高負荷スイッチからオフ信号が出力される攪拌機負荷を変えなくても、遅延タイマにより冷却器を実際にオフさせる時期を遅らせることにより、その遅延時間に応じて飲料を硬めに調整することができる。このような飲料の硬さ調整は操作パネル上での遅延タイマのダイヤル調整により容易に可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、従来例と対応する部分には同一の符号を用いるものとする。まず、図１は請求項１に係る発明の実施の形態を示す攪拌モータ部分の正面図、図２はその制御動作を示すタイムチャートである。図１において、攪拌モータ５は揺動可能に支持され、テンションスプリング１３により付勢されている点は従来例と同じであるが、攪拌モータ５の上部の図１の左側方には、攪拌モータ５の揺動を検知して冷却器３（図８参照）の制御回路にオン信号を出力する低負荷スイッチ１８が配置され、右側方には同じくオフ信号を出力する高負荷スイッチ１９が配置されている。また、攪拌モータ５の下部の左右側方には、その揺動範囲を規制するストッパ１６及び２０が設けられている。
【００１６】
図２において、飲料が軟らかく、攪拌機４（図７参照）の負荷が小さい間は低負荷スイッチ１８はテンションスプリング１３のばね力により押動されてオンし、冷却器３もオンしている。その後、飲料が硬くなって攪拌機４の負荷が大きくなるに連れて攪拌モータ５は図１の破線矢印方向に振れ、低負荷スイッチ１８がオフし、更に攪拌機４の負荷が大きくなると高負荷スイッチ１９がオンして冷却器３がオフする（なお、低負荷スイッチ１８がオンすると、その後にオフしても自己保持回路により高負荷スイッチ１９がオンするまで冷却器はオン状態に保持されるものとする）。冷却器３のオフにより飲料が軟らかくなり、低負荷スイッチ１８が再びオンすると冷却器３もオンし、飲料が硬くなって高負荷スイッチ１９がオンすると再び冷却器３がオフする。このような制御の繰り返しにより、飲料は適当な硬さ範囲に保持される。このように冷却器３は、高低２つの負荷スイッチ１８，１９により板ばねを介することなく正確にオン・オフ制御される。
【００１７】
図３は請求項２に係る発明の実施の形態を示す攪拌モータ部分の正面図、図４はその制御動作を示すタイムチャートである。図３において、この場合は高負荷スイッチ１９は横向きに取り付けられるとともに、攪拌モータ５に舟形の操作片２１が固定され、高負荷スイッチ１９は操作片２１の勾配により押動されるようになっているが、その実質的な動作は図１のものと同じである。但し、高負荷スイッチ１９と並んで異常負荷スイッチ２２が配置され、高負荷スイッチ１９の動作時よりも大きな攪拌モータ５の揺動量、つまり負荷で操作片２１により押動され、攪拌モータ５及び冷却器３の制御回路に対してオフ信号を出力するようになっている。そこで、図４において、異常負荷スイッチ２２は、高負荷スイッチ１９が動作する以上の異常な高負荷でオンし、攪拌モータ５及び冷却器３をオフさせる。これにより、攪拌機４がロックしたような場合に攪拌モータ５を停止させてその焼損や羽根４ａ，４ｂ（図７参照）の損傷などを防止することができる。
【００１８】
図５は請求項３に係る発明の実施の形態を示す制御動作のタイムチャートである。図５において、この場合は図示しない遅延タイマを設け、低負荷スイッチ１８がオンにより冷却器３がオンした後、高負荷スイッチ１９がオンしても、そのオフ出力の時間が遅延タイマの遅延時間Ｔ１  （例えば数十秒）に満たなければ冷却器３をオフせず（図５における高負荷スイッチ１９の１回目のオン）、高負荷スイッチ１９のオフ信号の出力が一定時間Ｔ１  以上継続したときのみ（同２回目のオン）、冷却器３をオフさせるようにしている。攪拌モータ５の負荷トルクは通常攪拌時に例えば１８ｋｇ・ｃｍ程度のものが、冷却器３から氷を剥離する際は一時的に例えば２５ｋｇ・ｃｍ程度に大きくなる。その場合に高い負荷トルクの一定時間異常の継続を待って冷却器３をオフするようにすることにより、一時的な高負荷に反応してチャタリング的に冷却器３をオンオフする弊害が回避される。
【００１９】
図６は請求項４に係る発明の実施の形態を示す制御動作のタイムチャートである。図６において、この場合は図示しない遅延タイマにより、低負荷スイッチ１８からオン信号が出力されてから一定時間Ｔ２  経過後に冷却器３をオンさせるようにしている。高負荷スイッチ１９のオンにより冷却器３がオフすると、飲料は氷分が溶けて徐々に軟らかくなり、それに連れて負荷トルクが次第に小さくなってやがて低負荷スイッチ１８がオンするが、その際に直ちに冷却器３をオンせず、遅延時間Ｔ２  だけオンする時期を遅らせることにより飲料は軟らかめとなる。例えば低負荷スイッチ１８がオンする負荷トルクを例えば１６ｋｇ・ｃｍに固定したとしても、遅延タイマにより実際に冷却器３がオンする負荷トルクを例えば１４ｋｇ・ｃｍとすれば、それだけ氷分が減って飲料は軟らかくなる。すなわち、遅延タイマを可変式として遅延時間Ｔ２  を調整することにより、テンションスプリング１３の付勢力を調整することなく飲料を軟らかめに調整することができる。
【００２０】
図７は請求項５に係る発明の実施の形態を示す制御動作のタイムチャートである。図７において、この場合は図示しない遅延タイマにより、高負荷スイッチ１９からオフ信号が出力されてから一定時間Ｔ３  経過後に、冷却器３をオフさせるようにしている。低負荷スイッチ１８のオンにより冷却器３がオンすると、飲料は氷分が増えて徐々に硬くなり、それに連れて負荷トルクが次第に大きくなってやがて高負荷スイッチ１９がオンするが、その際に直ちに冷却器３をオフせず、遅延時間Ｔ３  だけオフする時期を遅らせることにより飲料は硬めとなる。例えば高負荷スイッチ１９がオフする負荷トルクを例えば２０ｋｇ・ｃｍに固定したとしても、遅延タイマにより実際に冷却器３がオフする負荷トルクを例えば２２ｋｇ・ｃｍとすれば、それだけ氷分が増えて飲料は硬くなる。すなわち、遅延タイマを可変式として遅延時間Ｔ３  を調整することにより、テンションスプリング１３の付勢力を調整することなく飲料を硬めに調整することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の通り、この発明によれば、低・高２つの負荷スイッチで冷却器をオン・オフ制御することによりオン点とオフ点との間の負荷トルクのばらつきが少なくなり、飲料の硬さ（氷分の量）を常に適正な範囲に維持することができる。また、その場合に高負荷スイッチが作動する以上の異常な高負荷トルクで攪拌モータをオフすることにより、攪拌機がロックしたような際にも機器の損傷を防止することができる。
【００２２】
更に、氷の剥離による一時的な高負荷トルクで高負荷スイッチがオンした際には、その信号が一定時間以上継続したときのみ冷却器をオフさせることにより、冷却器のチャタリング的なオン・オフによる冷却不良を防止することができる。更にまた、低負荷スイッチあるいは高負荷スイッチが作動してから実際に冷却器をオンあるオフさせるまでの時間を遅延タイマの遅延時間を変化させて調整することにより、飲料を軟らかめあるいは硬めに容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す攪拌モータ部分の正面図である。
【図２】図１における負荷スイッチによる制御動作を示すタイムチャートである。
【図３】この発明の異なる実施の形態を示す攪拌モータ部分の正面図である。
【図４】図３における負荷スイッチによる制御動作を示すタイムチャートである。
【図５】この発明の更に異なる実施の形態の制御動作を示すタイムチャートである。
【図６】この発明の更に異なる実施の形態の制御動作を示すタイムチャートである。
【図７】この発明の更に異なる実施の形態の制御動作を示すタイムチャートである。
【図８】フローズン飲料ディスペンサの一般構成を示す縦断面図である。
【図９】（Ａ）は図８における攪拌モータの拡大図、（Ｂ）はその右正面図である。
【符号の説明】
３    冷却器
４    攪拌機
４ａ  羽根
４ｂ  羽根
５    攪拌モータ
５ｂ  出力軸
１３    テンションスプリング
１４    ばね受け
１８    低負荷スイッチ
１９    高負荷スイッチ
２２    異常負荷スイッチ
【図１】
0003611077.tif 000002
【図２】
0003611077.tif 000003
【図３】
0003611077.tif 000004
【図４】
0003611077.tif 000005
【図５】
0003611077.tif 000006
【図６】
0003611077.tif 000007
【図７】
0003611077.tif 000008
【図８】
0003611077.tif 000009
【図９】
0003611077.tif 000010