(57)【要約】食品プロダクトを生成する装置は、フレームと、第１の食品プロダクトを提供するように動作可能な第１のモジュールと、第２の食品プロダクトを提供するように動作可能な第２のモジュールと、アウトレットと複数のインレットとを有し、各インレットは、第２の食品プロダクトの一部を受け取り、インレットからアウトレットに第２の食品アセンブリの一部の通過を可能にするように動作可能な、選択アセンブリと、第１のモジュールに結合された第１の開口部および空気を受ける第２の開口部を含む近位エンドを有し、選択アセンブリのアウトレットに結合された遠位エンドを有し、第１の食品プロダクト、空気および第２の食品プロダクトを混合しプロダクトミックスを生成するように動作可能な、チューブキットと、チューブキットの遠位エンドからプロダクトミックスを受け取り、該プロダクトミックスの食品を準備するように適合された、食品準備アセンブリとを含む。
2008526262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品プロダクトを生成する装置であって、該装置は、
フレームと、
該フレームに結合され、第１の食品プロダクトを提供するように動作可能な、第１のモジュールと、
該フレームに結合され、第２の食品プロダクトを提供するように動作可能な、第２のモジュールと、
該フレームに結合され、アウトレットと複数のインレットを有する選択アセンブリであって、各インレットは、該第２の食品プロダクトの一部を受け取るように動作可能であり、該選択アセンブリは、該インレットから該アウトレットへと、該第２の食品アセンブリの該一部の通過を可能にするように動作可能な、選択アセンブリと、
該第１のモジュールに結合された第１の開口部と空気を受け取る第２の開口部とを含む近位エンドを有するチューブキットであって、該チューブキットは、該選択アセンブリの該アウトレットに結合された遠位エンドを有し、該チューブキットは、該第１の食品プロダクトと空気と該第２の食品プロダクトの該一部とを混合することによりプロダクトミックスを生成するように動作可能である、チューブキットと、
該フレームに結合され、該チューブキットから該プロダクトミックスを受け取るように適合され、該プロダクトミックスの食品を準備する、食品準備アセンブリと
を備えている、装置。
【請求項２】
前記第１のモジュール、前記第２のモジュール、第３のモジュールおよび前記食品準備アセンブリと通信し、前記装置を動作する、装置コントローラをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１のモジュールは、前記第１のモジュールを動作するように構成された第１のモジュールサブコントローラをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第２のモジュールは、前記第２のモジュールを動作するように構成された第２のモジュールサブコントローラをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記選択アセンブリは、該選択アセンブリを動作するように構成された選択アセンブリモジュールサブコントローラをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記食品準備アセンブリは、該食品準備アセンブリを動作するように構成された食品準備アセンブリサブコントローラをさらに備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１のモジュールは、ベースミックスの食品プロダクトを提供するベースミックスモジュールを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第２のモジュールは、フレーバリングを前記ベースミックスに提供するように構成されたフレーバーモジュールを備えている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
食品プロダクトを提供するモジュールであって、該モジュールは、
食品プロダクトホールディングベイと、
近位エンドと遠位エンドとを有するチューブアセンブリであって、該近位エンドは、該ホールディングベイに結合されている、チューブアセンブリと、
該チューブアセンブリと結合したポンプと、
該チューブアセンブリと結合した圧縮空気のソースであって、該圧縮空気のソースは、該チューブアセンブリに提供される空気量を制御するように動作可能な空気制御バルブを有する、圧縮空気のソースと、
該ポンプに結合され、該ポンプと該空気制御バルブとを制御するように動作可能であり、該チューブアセンブリに注入される食品プロダクトの量と空気量とを制御するように構成されたモジュールサブコントローラと
を備えている、モジュール。
【請求項１０】
前記モジュールサブコントローラは、前記食品プロダクトの温度を特定の温度範囲内に保つようにさらに構成された、請求項９に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記モジュールサブコントローラは、前記食品プロダクトの前記温度を４１度またはそれを下回るように保つように構成された、請求項１０に記載のモジュール。
【請求項１２】
フレーバーモジュールであって、該モジュールは、
フレーバーパケットを保持するように動作可能な少なくとも１つのフレーバーパケットホールディングベイと、
該少なくとも１つのホールディングベイに結合され、該ホールディングベイに保持されたフレーバーパケットからフレーバリングを受け取るように動作可能な容積型ポンプと、
スライド式のサポートプレートに結合された電気ソレノイドであって、各ソレノイドは、該容積型ポンプと係合することにより該容積型ポンプにフレーバリングを分配させるように動作可能な、電気ソレノイドと
を備えている、フレーバーモジュール。
【請求項１３】
リニア駆動モータをさらに備えており、リニア駆動は、スライド式の前記サポートプレートに結合される、請求項１２に記載のフレーバーモジュール。
【請求項１４】
前記ソレノイドのそれぞれおよび前記リニア駆動モータと通信するフレーバーモジュールサブコントローラをさらに備え、該サブコントローラは、該ソレノイドのそれぞれおよび該リニア駆動モータを制御するように動作可能であり、これにより、ソレノイドを選択し、電圧を加え、該リニア駆動モータを動作することにより前記容積型ポンプに関連する該ソレノイドを動かす、前記スライド式のサポートプレートを駆動し、その結果として、該電圧が加わったソレノイドは、関連した容積型ポンプにフレーバリングを分配させる、請求項１２に記載のフレーバーモジュール。
【請求項１５】
食品プロダクトモジュールであって、該モジュールは、
複数の食品プロダクトアセンブリと、
収集スロットと分配開口部とを有するトラフアセンブリであって、該収集スロットは、該複数のアセンブリに結合されており、該トラフアセンブリは、該複数のアセンブリから食品プロダクトを受け取り、該食品プロダクトを分配するように動作可能である、トラフアセンブリと、
該複数の食品プロダクトアセンブリのそれぞれと通信するモジュールサブコントローラであって、該サブコントローラは、該複数の食品プロダクトアセンブリを制御することにより該食品プロダクトを分配するように動作可能である、モジュールサブコントローラと
を備えている、食品プロダクトモジュール。
【請求項１６】
前記複数の食品プロダクトアセンブリは、
オーガーブロックであって、
食品プロダクト格納ボトルを受け取るように適合された格納ボトルホールと、該ボトルホールに接続されたオーガー通路と、該オーガー通路に接続された分配ホールとを形成するオーガーブロックと、
該オーガーブロックの該オーガー通路に位置するように適合されたオーガーであって、該オーガーは、係合可能なエンドを有する、オーガーと、
該オーガーの該係合可能なエンドに結合され、該オーガーを駆動するように動作可能な複数の駆動アセンブリと
をさらに備えている、請求項１５に記載の食品プロダクトモジュール。
【請求項１７】
前記サブコントローラは、前記係合可能なエンドを駆動させることにより、前記オーガーを回転させ、前記ボトルが前記食品プロダクトモジュールに入れられるときに、前記食品プロダクト分配する、請求項１６に記載の食品プロダクトモジュール。
【請求項１８】
前記食品プロダクトは、ミックスインまたはドライグッズの食品プロダクトの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の食品プロダクトモジュール。
【請求項１９】
プロセスボックスであって、
空気のインプットと複数の空気のアウトプットを有する電動式の空気圧ソレノイドバンクと、
複数の空気圧に駆動されるピストンアセンブリであって、各アセンブリは、空気圧シリンダに結合されたピストンを有し、核空気圧シリンダは、該ソレノイドバンクの空気のアウトプットと結合し、該ソレノイドバンクは、各空気圧シリンダにおける空気圧を制御するように動作可能であり、各ピストンは、食品ゾーンカバー上の関連したピストンインターフェースと相互作用するように適合された、ピストンアセンブリと、
エアコンプレッサーであって、該ソレノイドバンクの該空気のインプットに結合され、圧縮空気を該ソレノイドバンクの該空気のインプットに提供するように動作可能であり、その結果として該ソレノイドバンクは、該ピストンアセンブリの動作を管理し得、該食品ゾーンカバー上の関連したピストンインターフェースとの該ピストンの相互作用を制御する、エアコンプレッサーと
を備えている、プロセスボックス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
空気入りの凍った食品プロダクトは、一般的に選択された液体材料と規定の体積の空気との混合と、結果として生じた混合物の凍結と、最終的なプロダクトの分配とを必要とする。最終的なプロダクトの望ましい状態は、オーバーランと呼ばれる、空気が計量され、混合物の液体材料とブレンドされる方法およびその程度に、およびブレンドされたミックスが凍結され、分配される方法に、多くの場合は直接的に関連している。従来技術は、アイスクリームおよび他の半凍結の乳製品、例えばソフトアイスクリームおよびフローズンヨーグルトを分配する機械の多くの例を含む。
【背景技術】
【０００２】
従来においては、そのような機械は、通常は１つまたは２つのフレーバーのプロダクトを、一部の場合において、２つの組み合わせを分配することに専ら用いられる。例えば、アイスクリーム店において、２つの別個の凍結チャンバーを有し、チョコレートアイスクリームおよびバニラアイスクリームを製造および分配する１つの機械があり得、ストロベリーアイスクリームおよびバナナアイスクリームを製造および分配する第２の２つのチャンバーの機械があり得、コーヒーおよびフローズンプリンフレーバーを専ら製造および分配する第３の機械などがあり得る。この理由は、各チャンバーは一般的に、１度の給仕に要求されるアイスクリームよりも多くの体積のアイスクリームを含むからである。異なるフレーバーのアイスクリームを分配するためには、新たなフレーバーがそのチャンバーにおいて製造され分配器のアウトレットに現われる前に、そのチャンバーは、空にされ、きれいにされなくてはならない。さらに、凍結したプロダクトを作る風味付けされる前のミックスの大桶もまた、少なくとも適応される保健の規制に十分に適合するために、きれいでなくてはならない。多くの量を扱うアイスクリーム店および菓子店は、異なる多くのプロダクトおよびフレーバーを分配する何台かの分配の機械を取り扱うことができるが、小さな販売店は、通常はそのような機械は１台または２台しか取り扱い得ず、従って客に提供し得るフレーバーの数は、限定される。
【０００３】
さらに、プロダクトは、あらゆる１回の給仕において分配される量よりも多い量で形成されるので、余分なプロダクトは、生成の後にチャンバーの中に、次の給仕がそれを引き出すまで残る。余分な残りは、従って、さらに凍結され、結晶化を起こす。比較的に多量の事前混合のフレーバーのため、および数クォート（ｑｕａｒｔ）のプロダクトの継続した凍結のために、プロダクトの新鮮さおよび味の良さは、プロダクトのはけが比較的ゆっくりした販売店においては、悪く影響し得る。
【０００４】
多くの従来の分配器の別の欠点は、それらは複数の内部表面および可動部分を有し、それらは日々の終わりまたは衛生局の規制よって規定された間隔において、きれいにし、維持するのが難しく、時間もかかる。各分配器は、あらゆる残留のプロダクトは一掃されなくてはならず、チャンバー壁、ポンプおよび他の内部部品は、完全にきれいにされることによって、分配器によって運ばれるプロダクトを汚染し得るバクテリアの繁殖を抑える。動作不能時間の点から、清掃の作業は費用が高くつくだけでなく、プロダクトを無駄にする点からも費用が高くつく。さらに、この作業は、従業員に正しく行わせるには困難な、不快な仕事である。
【０００５】
従来技術においてアイスクリームを分配する機械は存在するが、現在に至るまで、効率的および経済的に異なる凍結した食品の菓子を、幅広いフレーバーおよび異なる構成、例えばカップまたはコーンなどで製造および分配する能力を有する単一の機械を提供する方法は存在しなかった。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、空気入りおよび／またはブレンドされたプロダクト、例えば食品プロダクトを製造および分配するシステムおよび方法に関連する。全般的に、一局面において本発明は、食品プロダクトを製造する装置を提供する。該装置は、フレームと、フレームに結合され、ベースミックスを提供するように動作可能なベースミックスモジュールであって、該ベースミックスモジュールは、該ベースミックスモジュールを動作させるように適合された専用のベースミックスモジュールサブコントローラを有する、ベースミックスモジュールと、該フレームに結合され、フレーバリングを提供するように動作可能なフレーバーモジュールであって、該フレーバーモジュールは、フレーバーモジュールを動作させるように適合された専用のフレーバーモジュールサブコントローラを有する、フレーバーモジュールと、該フレームに結合され、アウトレットと複数のインレットを有するフレーバー選択アセンブリであって、各インレットは、フレーバリングを受け取るように動作可能であり、該フレーバー選択アセンブリは、該インレットから該アウトレットへと、フレーバリングの通過を可能にするように動作可能であり、該フレーバー選択アセンブリは、該フレーバー選択アセンブリを動作するように適合されたフレーバー選択アセンブリサブコントローラを有する、フレーバー選択アセンブリと、該ベースミックスモジュールに結合された第１の開口部と空気を受け取る第２の開口部とを含む近位エンドを有するチューブキットであって、該チューブキットは、該フレーバー選択アセンブリの該アウトレットに結合された遠位エンドを有し、該チューブキットは、ベースミックスと空気とフレーバリングとを混合することにより風味があり空気が入ったミックスを生成するように動作可能である、チューブキットと、食品準備アセンブリであって、該フレームに結合され、該チューブキットの該遠位エンドから該風味があり空気が入ったミックスを受け取るように適合され、該食品準備アセンブリは、該食品準備アセンブリを動作させるように適合された専用の食品準備アセンブリサブコントローラを有する、食品準備アセンブリと、ベースミックスモジュールサブコントローラ、フレーバーモジュールサブコントローラ、フレーバー選択アセンブリコントローラおよび食品準備アセンブリサブコントローラと通信し、該サブコントローラに命令を提供するように動作可能であり、これにより、該装置を動作させる、装置コントローラとを含む。
【０００７】
全般的に、別の局面において本発明は、ベースミックスモジュールを提供し、該モジュールは、ベースミックスホールディングベイと、近位エンドと遠位エンドとを有するチューブアセンブリであって、該近位エンドは、該ベースミックスホールディングベイに結合されている、チューブアセンブリと、該チューブアセンブリと結合したポンプと、該チューブアセンブリと結合した圧縮空気のソースであって、該圧縮空気のソースは、該チューブアセンブリに提供される空気量を制御するように動作可能な空気制御バルブを有する、ソースと、ベースミックスモジュールサブコントローラであって、該ポンプに結合され、該ポンプと該空気制御バルブとを制御するように動作可能であり、その結果として、ベースミックスが、ベースミックスホールディングベイに入れられるときには、該ベースミックスモジュールサブコントローラは、該チューブアセンブリに注入されるベースミックスの量と空気量とを制御する、ベースミックスモジュールサブコントローラとを含む。
【０００８】
全般的に、別の局面において本発明は、フレーバーモジュールを提供し、該フレーバーモジュールは、フレーバーパケットを保持するように動作可能な複数のフレーバーパケットホールディングベイと、該複数のホールディングベイに結合され、該ホールディングベイに保持されたフレーバーパケットからフレーバリングを受け取るように動作可能な複数の容積型ポンプと、スライド式のサポートプレートに結合された複数の電気ソレノイドであって、各ソレノイドは、関連した容積型ポンプと係合することにより該容積型ポンプにフレーバリングを分配させるように動作可能な、複数の電気ソレノイドと、リニア駆動モータであって、該リニア駆動モータは、スライド式のサポートプレートに結合される、リニア駆動モータと、ソレノイドのそれぞれおよびリニア駆動モータと通信するフレーバーモジュールサブコントローラであって、該サブコントローラは、該ソレノイドのそれぞれおよび該リニア駆動モータを制御するように動作可能であり、これにより、ソレノイドを選択し電圧を加え、該リニア駆動モータを動作することにより該容積型ポンプに関連したソレノイドを動かすスライド式のサポートプレートを駆動し、その結果として、該電圧が加わったソレノイドは、関連した容積型ポンプにフレーバリングを分配させる、フレーバーモジュールサブコントローラとを含む。
【０００９】
全般的に、別の局面において本発明は、ミックスインズ／ドライグッズモジュールを提供し、該モジュールは、複数のミックスインアセンブリを含む。各アセンブリは、オーガーブロックであって、食品プロダクト格納ボトルを受け取るように適合された格納ボトルホールと、該ボトルホールに接続されたオーガー通路と、該オーガー通路に接続された分配ホールとを形成するオーガーブロックと、該オーガーブロックの該オーガー通路に位置するように適合されたオーガーであって、該オーガーは、係合可能なエンドを有する、オーガーと、該オーガーの該係合可能なエンドに結合され、該オーガーを駆動するように動作可能な複数の駆動アセンブリとをさらに含む。各アセンブリは、該オーガーブロックの該オーガー通路に位置するように適合されたオーガーであって、該オーガーは、係合可能なエンドを有する、オーガーをさらに含む。ミックスインズ／ドライグッズモジュールは、該オーガーの該係合可能なエンドに結合され、該オーガーを駆動するように動作可能な複数の駆動アセンブリと、収集スロットと分配開口部とを有するトラフアセンブリであって、該収集スロットは、複数のミックスインアセンブリの分配ホールに結合され、該トラフアセンブリは、該ミックスインアセンブリからミックスインズを受け取り、該ミックスインズを分配するように動作可能である、トラフアセンブリと、駆動アセンブリのそれぞれと通信するミックスインズモジュールサブコントローラであって、該サブコントローラは、該駆動アセンブリを制御するように動作可能であり、その結果として、ミックスインズボトルがミックスインズモジュールの中に入れられるときには、該サブコントローラは、係合可能なエンドを駆動し、オーガーを回転させることにより、ミックスインズを分配する、ミックスインズモジュールサブコントローラとを含む。
【００１０】
全般的に、別の局面において本発明は、実質的に水平で、平らなロータリー面の少なくとも一部を囲むフードゾーン装置を提供する。該装置は、該平らなロータリー面の少なくとも一部を実質的に囲むことによりフードゾーンを作るように動作可能なカバーと、最終的なミキシングチューブインターフェースであって、該カバーに結合され、最終的なミキシングチューブを介して液体プロダクトを受け取り、ロータリー面が回転している間に、選択された量の液体プロダクトミックスをロータリー面上に下ろすように動作が可能であり、その結果として、液体プロダクトミックスがロータリー面の上で広がり、薄く、少なくとも部分的に固体化したプロダクトボディを形成するように固まるように回転する、最終的なミキシングチューブインターフェースと、ロータリー面と係合する作業エッジを有するスクレーパーであって、ロータリー面が回転している間に、ロータリー面と係合し、ロータリー上のリッジ列の中に少なくとも一部の固体化したプロダクトボディをすりはがして入れる、スクレーパーと、カバーと結合し、ギャップを確立するためにロータリー面の上に間隔を置かれたレベルであって、該レベルは、スクレーパーの前方に配置され、これにより、少なくとも一部が固体化したプロダクトの形成に先立って、ロータリー面が回転している間に、ロータリー面の上で食品プロダクトを特定の高さで平らにする、レベルと、カバーと結合したラックおよびピ二オン構造であって、該ラックおよびピニオン構造は、ラックおよびピニオンを有する、ラックおよびピ二オン構造と、ラックおよびピニオン構造に結合され、食品プロダクトとしてロータリー面からリッジ列をすりはがすように動作可能なプラウと、カバーに結合され、プラウから食品プロダクトを受け取るように動作可能なフォーミングシリンダと、該フォーミングシリンダの内部に存在し、スクープに食品プロダクトを形成するように動作可能なダイアフラムと、パッキングプレートシャフトを介してカバーと回転するように結合されるパッキング／クリーニングプレートであって、該パッキングプレートは、フォーミングシリンダの下に位置付けられることにより、食品プロダクトパッキング面を提供し、クリーニングとクリーニングとの間に、フォーミングシリンダをきれいにする、パッキング／クリーニングプレートと、レベルに結合され、少なくとも１つの空気圧ピストンと相互作用することによりレベルの制御を可能にする、レベル空気圧ピストンインターフェースと、カバーおよびピニオン駆動に結合され、空気圧ピストンと相互作用するように動作可能であり、該ピストンは、モータによって回転されることにより該ピニオンの回転を生じさせる、ピニオン空気圧ピストンインターフェースと、ダイアフラムに結合され、空気圧ピストンと相互作用することにより該ダイアフラムの制御を可能にし、食品プロダクトを形成するように動作可能なダイアフラム空気圧ピストンインターフェースと、パッキングプレートシャフトに結合され、空気圧ピストンと相互作用するように動作可能なパッキングプレート空気圧ピストンインターフェースであって、該ピストンは、モータによって回転されることにより、パッキングプレートの位置付けを可能にする、パッキングプレート空気圧ピストンインターフェースと、空気圧ピストンと相互作用することにより回転面に対してカバーを保持するように動作可能である、カバーにおける複数の特徴とを含む。
【００１１】
一実施形態において、該レベルはスクイージーである。一実施形態において、該特定の高さは、１インチの約５／１０００〜約３０／１０００の間である。
【００１２】
本発明のさらに別の実施形態は、プロセスボックスを提供し、該プロセスボックスは、空気のインプットと複数の空気のアウトプットを有する電動式の空気圧ソレノイドバンクと、複数の空気圧に駆動されるピストンアセンブリであって、各アセンブリは、空気圧シリンダに結合されたピストンを有し、核空気圧シリンダは、該ソレノイドバンクの空気のアウトプットと結合し、該ソレノイドバンクは、各空気圧シリンダにおける空気圧を制御するように動作可能であり、各ピストンは、食品ゾーンカバー上の関連したピストンと相互作用するように適合され、ピストンアセンブリと、エアコンプレッサーであって、該ソレノイドバンクの該空気のインプットに結合され、圧縮空気を該ソレノイドバンクの該空気のインプットに提供するように動作可能であり、その結果として該ソレノイドバンクは、該ピストンアセンブリの動作を管理し得、該食品ゾーンカバー上の関連したピストンインターフェースとの該ピストンの相互作用を制御する、エアコンプレッサーとを含む。
【００１３】
全般的に、別の局面において本発明は、食品を準備する装置を提供し、該食品を準備する装置は、中央軸および周縁部を有する食品面アセンブリを含む。該アセンブリは、第１の面および第２の面を有する上位凍結プレートであって、該第１の面は、汚れがこびりつかないロータリー凍結面を形成し、該ロータリー凍結面は、低温で食品プロダクトを容易にリリースし、第２の面は、冷却剤を通過するように動作可能な冷却剤チャネルを有する、上位凍結プレートと、凍結プレートと結合し、冷却剤のクロスフローを減少させるように動作可能なように適合されたガスケットと、該上位凍結プレートに結合されるように適合され、第１の面および第２の面を有する下位凍結プレートであって、該第１の面は、冷却剤チャネルを密封し、該冷却剤チャネルに注入ホールおよび排出ホールを残す、下位凍結プレートと、下位凍結プレートに結合され、食料表面アセンブリに断熱効果を提供するように動作可能なように適合された断熱プレートとを含む。
【００１４】
本発明の実装は、１つ以上の下記の特徴を含み得る。装置は、食品面アセンブリに結合された駆動シャフトと、該駆動シャフトに結合され、該駆動シャフトを回転させることによりロータリー面を回転軸の周りで回転させるように動作可能な駆動モータと、該駆動モータに結合され、該駆動モータを制御することにより食品面アセンブリの回転速度を制御するように動作可能なサブコントローラと、をさらに含み得る。
【００１５】
本発明のさらに別の実施形態は、冷却システムを提供し、該冷却システムは、インレットおよびアウトレットを有するコンプレッサであって、該アウトレットは、圧縮された冷却剤を提供する、コンプレッサと、該コンプレッサアウトレットに装着されたコンプレッサ放出ラインと、該放出ラインに結合されたインレットを有するコンデンサと、第１および第２のインレットと第１および第２のアウトレットとを有する液体ガスセパレータであって、該第１のインレットは、コンデンサから液体冷却剤を受け取るように適合され該第１のアウトレットは、コンプレッサのインレットに結合された、液体ガスセパレータと、インレットおよびアウトレットを有する液体ステッパであって、該インレットは、該液体ガスセパレータの第２のアウトレットに結合される、液体ステッパと、インレットおよびアウトレットを有する凍結テーブルであって、該インレットは、液体ステッパのアウトレットに結合された、凍結テーブルと、テーブルアウトレットおよび液体ガスセパレータの第２のインレットに装着されたテーブル放出ラインと、該テーブル放出ラインに結合され、テーブル放出ラインにおける圧力を表す圧力信号を提供するように動作可能な圧力センサと、サーミスタであって、該テーブル放出ラインに結合され、該サーミスタの温度を表す温度信号を提供するように動作可能なサーミスタと、テーブル放出ラインおよびコンプレッサ放出ラインに結合された高温ガスステッパと、液体ステッパ、圧力トランスデューサ、サーミスタおよび高温ガスステッパと通信するサブコントローラであって、該サブコントローラは、圧力センサから圧力信号を受け取り、サーミスタから温度信号を受け取り、液体ステッパおよび高温ガスステッパのうちの少なくとも１つを制御するように動作可能である、サブコントローラとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、空気を含んだおよび／またはブレンドした食品を生成するシステムおよび方法に関する。本発明は、様々な製品を生成するために用いられ得るが、特に、アイスクリームおよびフローズンヨーグルトなどの冷菓の生成に対する適用を有する。その結果として、本発明者らは、そのような関係における本発明を記述する。しかし、記述されるべき本発明の様々な局面もまた、様々な他の食品の製造および分配に対する適用を有するということが理解されるべきである。
【００１７】
図１を参照すると、本発明に従った食品を生成する装置は、独立型のユニット２００であり、該ユニット２００は、キャビネット１９に収納され、該キャビネット１９は、上壁１９ａ、向かい合った側壁１９ｂおよび１９ｃ、下壁１９ｄ、中央隔壁１９ｅおよび後壁（不図示）を有する。壁１９ａ〜１９ｅはカバーとしての役割を果たし得る。キャビネットの前部は、低前壁１２を除いては開いた状態になり、該低前壁１２は、吸気を主要冷却ユニット、ベース冷却ユニットおよび気圧機に供給するルーバーを含む。キャビネットへの前方開口部は、ヒンジがついたドア２１ａ、２１ｂ、２１ｃによって閉められ得、該ドアは、開位置と閉位置との間をスイングされ得、開位置において、ドアはキャビネットの内部へのアクセスを可能とし、閉位置において、ドアは、キャビネットの開口部をカバーする。閉位置における、各ドアの掛け金のかけ方または錠のかけ方の適切な手段が提供される。
【００１８】
図１に示されるように、比較的に大型の開口部またはポータル１７が、ドア２１ｃに提供され、その結果として、ドアが閉まっているときには、ポータル１７は、キャビネット内のディスペンシングステーション２０へのアクセスを提供し、ここでは、客が、該装置によって分配された食品を受け取り得る。好ましくは、ポータル１７は、ドアが備えられており、その結果としてポータルは通常は、閉まっており、ステーション２０へのアクセスを遮る。客は、入手できる製品を確認した後に、ドア２１ｃに取り付けられた制御パネルの適切なキーを押し下げることによって、分配される特定の製品を選択し得る。該装置が自動販売機として用いられる場合においては、制御パネルは、コイン、デビットカードおよび紙幣を受け付け、またはおつりを返却するための通常の機能を含み得る。宣伝目的の場合には、照明がついたディスプレイが、例えばドア２１ｃなどのドアの前部に組み入れられ得る。
【００１９】
ハウジングおよびハウジングのためのドアを記述したところで、本記述は、ここで図１の装置２００の全体像に移る。食品を生成する装置の一実施形態は、ハウジング／フレーム１９、フレームに結合され、冷却されたベースミックスを提供するように動作可能なベースミックスモジュール１２、フレームに結合され、フレーバーリング（ｆｌａｖｏｒｉｎｇ）を提供するように動作可能なフレーバーモジュール１４、およびフレームに結合され、アウトレット１１８と複数、例えば１２のフレーバーリングインレット１１６ａ、１１６ｂを有し、各インレットはフレーバリングを受け取るように動作可能である、フレーバー選択アッセンブリ（図７Ａ〜図７Ｅ、図９Ａに示される）を含む。フレーバー選択アッセンブリは、選択されたインレットからアウトレットへのフレーバリングの通過を可能にする。該装置は、さらにチューブキット（図８においてエレメント１２０として示される）を含み、該チューブキットは、ベースミックスモジュールと結合した第１開口部１２１および空気を受け入れるための第２開口部１２３を含む近位エンド１２０ａを有する。チューブキットは、フレーバー選択アッセンブリのアウトレットと結合した遠位エンド１２０ｂを有する。チューブキットは、ベースミックス、空気およびフレーバリングを組み合わせて風味がついて空気を含んだミックスを生成する。
【００２０】
食品を生成するための該装置は、ミックスインズ（ｍｉｘ−ｉｎｓ）モジュールをさらに含み得る（図１にエレメント１６として示される）。該装置は、フレームと結合した食品準備アッセンブリ（ＦＰＡ）２２（図１に示される）を含む。一実施形態において、ＦＰＡは、食品ゾーンカバー（図６Ａにエレメント９３として示される）を含み、該食品ゾーンカバーは、チューブキットの遠位エンドから風味がついて空気を含んだミックスを受け、ミックスインズモジュールからミックスインズを受けるように適合されている。ＦＰＡは、次いで風味がついて空気を含んだミックスとミックスインズから食品を準備する。
【００２１】
一実施形態において、本発明は、分散コンピューティングを用いて、上述の個々のモジュール／構成要素の試験、修理および／または交換を容易にする。さらに具体的には、一実施形態において、様々なモジュール／構成要素は、専用のサブコントローラを有する。従って、一実施形態において、ベースミックスモジュール１２は、ベースミックスモジュールを動作するように適合した専用のベースミックスモジュールサブコントローラを有し、フレーバーモジュール１４は、フレーバーモジュールを動作するように適合した専用のフレーバーモジュールサブコントローラを有し、フレーバー選択アッセンブリは、フレーバー選択アッセンブリを動作するように適合したフレーバー選択アッセンブリサブコントローラを有し、食品準備アッセンブリは、食品準備アッセンブリを動作するように適合した専用の食品準備アッセンブリサブコントローラを有する。一実施形態において、サブコントローラは、ハードウェアおよびファームウェアの組み合わせにおいてインプリメントされ、コントローラエリアネットワークオープン（ＣＡＮオープン）規格、つまり柔軟な構成能力を有する規格化された埋込み型のネットワークに従うように設計された従来型のカードであり得る。ＣＡＮオープン規格は、ＣＡＮ  ｉｎ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ（ＣｉＡ）  ｏｆ  Ｅｒｌａｎｇｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙから入手可能であり、ここは、ＣＡＮベースの高位層プロトコルを開発およびサポートする国際的なユーザおよび製造者の組織である。
【００２２】
図１Ａ（ｉ）および図１Ａ（ｉｉ）を参照すると、装置は、制御および配電ボックス４００をさらに含む。該ボックスは、装置またはメインコントローラ４１４を含み、該メインコントローラは、ベースミックスモジュールサブコントローラ、フレーバーモジュールサブコントローラ、フレーバー選択アッセンブリサブコントローラ、および食品準備アッセンブリサブコントローラと通信して、装置を動作するための該サブコントローラに命令を提供する。同様に、ミックスインズモジュールは、専用のミックスインズモジュールサブコントローラを含み得、該ミックスインズモジュールサブコントローラは、ミックスインモジュールを動作するように適合した装置／メインコントローラと通信する。一実施形態において、メインコントローラは、ＣＡＮオープンのコントローラエリアネットワークベースの高位層プロトコルを用いたバスを介してサブコントローラと通信する。ＣＡＮオープンは、モーション指向の機械制御ネットワーク、例えばハンドリングシステムのために設計される。
【００２３】
例示された実施形態において、メインコントローラ４１４は、関連したＣＡＮオープンゲートウェイ４０２を伴うデジタルＩ／Ｏボード４０４、ＣＡＮオープンゲートウェイと通信するＣＡＮオープンアダプタ４０６、デジタルＩ／Ｏボード４０４と通信するマザーボード４０８を含み、該マザーボードは、関連したハードドライブ４０６を有する。メインコントローラは、マザーボードに外部アクセスを提供するためにマザーボードと通信する、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）コネクション４１０および２つのＵＳＢコネクタ４１２をさらに含む。
【００２４】
（ベースミックスモジュール）
図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、ベースミックスモジュールの一実施形態は、ベースミックスホールディングベイ３０ａおよび３０ｂと、各々が近位エンドおよび遠位エンドを有するベースミックスチューブ３２（該近位エンドは、該ベースミックスホールディングベイのうちの１つにおいて保持されるバッグと結合するために適合される）と、各ポンプはベースミックスチューブと結合して、該ベースミックスチューブは、チューブキット（図８に示される）と結合してチューブアッセンブリを形成する、ペリストリック（ｐｅｒｉｓｔｏｌｉｃ）ポンプのようなポンプ２６ａおよび２６ｂと、該ベースミックスチューブと結合して、部分的に空気制御バルブ２０２ａ（図２Ｃ（ｉｉ）に示される）によって部分的に制御される圧縮空気のソースとを含む。空気制御バルブは、チューブキットに提供される空気の量を制御するように動作可能であり、ベースミックスモジュールサブコントローラは、ポンプに結合され、ポンプおよび空気制御バルブを制御するように動作可能であり、その結果として、ベースミックスがベースミックスホールディングベイに装填されるときには、ベースミックスモジュールサブコントローラは、ベースミックスおよびチューブアッセンブリに注入される空気の量を制御する。
【００２５】
より具体的に、かつ図２Ｃ（ｉ）および（ｉｉ）、図２Ｄ、図２Ｅを参照すると、例示された実施形態において、ベースミックスモジュールサブコントローラは、４つのカード、すなわちＣＡＮオープンゲートウェイ１５３を伴ったデジタルインプット／アウトプット（Ｉ／Ｏ）ボード１５３、アナログＩ／Ｏボード１５４、第１のポンプ２６ａを動作するための第１のモータコントロールボード１５６、および第２のポンプ２６ｂを動作するための第２のモータコントロールボード１５８を含む（ポンプは図２Ａに示される）。一実施形態において、アナログボードおよびモータコントロールボードは、デジタルＩ／Ｏボードにデイジーチェーンされる。アナログカードの目的は、適切に配置された熱電対から熱電対の情報を受信することであり、該熱電対の情報は、システムがベース冷却システムを制御して、ベースミックスの温度を特定された温度範囲内、例えば華氏４１度またはそれ以下に保持することを可能にする。
【００２６】
（フレーバーモジュール）
図３Ａ〜図３Ｆを参照すると、フレーバーモジュール１４の一実施形態は、ブラケット４４およびシェルフ（および複数のシェルフ）４５によって定義される複数のフレーバーパケットホールディングベイ３７を含む。各ホールディングベイは、フレーバーパケット３６を保持する。例示されたフレーバーモジュール１４は、ポンプフレーム６１（図３Ｂおよび図３Ｃに示される）に装着された、例えば１２台の、複数の容積型ポンプ５０を含み、２つのポンプバンク５０ａおよび５０ｂを形成する。各ポンプは、フィッティング４２およびチュービング４３を介してホールディングベイと結合する。オペレータは、フィッティング４２をフレーバリングのコンテナ（例えばバッグ）に装着して、フレーバーコンテナをホールディングベイ３７に差し込み得る。フレーバーは、フレーバーコンテナからフィッティング４２およびチュ−ビング４３を介して容積形ポンプ５０に流れ込む。このようにして、容積型ポンプ５０は、ホールディングベイにおいて保持されるフレーバーコンテナ／パケットからフレーバリングを受け取る。
【００２７】
図３Ｅの詳細な記述を参照すると、一実施形態において、ポンプは、ポンプ本体５９の頂部に設置され、ピストンスプリング５４によってサポートされるピストン５６を含む。ポンプは、さらにチェックバルブシステムを含む。各チェックバルブは、バーブ（ｂａｒｂ）フィッティング５３、スプリング５５およびボール５７を含む。インレットチェックバルブは、前部５９、すなわち２つのホールを有する側にあり、アウトレットチェックバルブは、ポンプの底にある。
【００２８】
例示されたフレーバーモジュール１４は、例えば１２の、複数の電気ソレノイド４８を含み、該電気ソレノイドは、スライドが可能なサポートプレート３９ａおよび３９ｂと結合して２つのソレノイドバンク３９ｃおよび３９ｄを形成する。サポートプレート３９ａ
は、２つのサポートシャフト（そのうちの１つは、５９ａと明示され、もう一方は示されていない）とスライドするようにして結合する。同様に、サポートプレート３９ｂは、２つのサポートシャフト５９ｂおよび５９ｃとスライドするようにして結合する。このようにして、サポートプレートは、サポートシャフト上を上下にスライドし得る。
【００２９】
フレーバーモジュールは、スライドが可能なサポートプレート３９ａおよび３９ｂと結合したリニア駆動モータ４６を含み、該リニア駆動モータは、サポートシャフトに沿ってサポートプレートを駆動し、その結果として、ソレノイドバンクをポンプバンクと接触させたり、させなかったりする。ソレノイドバンクが、ポンプバンクと接触するときは、各ソレノイドは、関連する容積型ポンプ５０と係合して、少なくとも１つの容積型ポンプにフレーバリングを分配させる。フレーバーモジュールはさらに、各ソレノイドおよびリニア駆動モータと通信するフレーバーモジュールサブコントローラを含む。サブコントローラは、各ソレノイドおよびリニア駆動モータを制御し、その結果として、少なくとも１つのソレノイドを選択し、電圧を加え、かつリニア駆動モータを動作して、容積型ポンプに対してソレノイドバンクを動かすスライドが可能なサポートプレートを駆動し、これによって電圧を加えられたソレノイドは、関連する容積型ポンプにフレーバリングを分配させる。より具体的には、例示された実施形態において、フレーバーモジュールサブコントローラは、リニア駆動４６を動作するためのリニア駆動ボード１３と、第１のソレノイドバンク３９ｃを動作するための第１のソレノイドバンクボード１１と、第２のソレノイドバンク３９ｄを動作するための第２のソレノイドバンクボード１５とを含む。これによって、一実施形態において、システムは、単一で正確に制御される従来型のリニア作動器を用いて、例えば１２種類などの、数多くの異なるフレーバーを駆動および供給する。
【００３０】
図３Ｃおよび図３Ｆを参照すると、リニア駆動モータ４６は、結合アセンブリ（ハブ５１ａ、５１ｃおよびディスク５１ｂを含む）を介しておねじ／めねじ（不図示）に接続される駆動シャフト４１を含む。ねじの雄部分は、カプラーシャフト４７上にあり、雌部分はハウジング上にある。おねじ／めねじのアセンブリは、正確な位置制御を提供する。精密制御アセンブリは、従来型のアセンブリである。上記のように、サポートプレート３９ａおよび３９ｂは、ソレノイドをサポートして、ソレノイドバンク３９ｃおよび３９ｄを形成する。リニアモータ４６から降りてくるカプラーシャフト４７は、サポートプレート３９ａおよび３９ｂに直接的に装着する。上記のように、頂部のサポートプレート３９ａは、２つのサポートシャフトを有し、底部のサポートプレート３９ｂは、２つのサポートシャフトを有する。サポートシャフトは、精密ベアリングを用いてサポートプレートに接続し、サポートプレートを互いに平行で向かい合うように保ち、その結果として、リニア駆動がサポートプレートを動かすときには、両方のプレートを同時に、制御された方法で動かす。言い換えると、一実施形態において、親ねじおよびモータアセンブリは、頂部プレートと底部プレートを単一のユニットとして動かす。
【００３１】
ユーザがフレーバーを選択するときの動作において、フレーバーモジュール制御スキームは、例えば１２の利用可能なポンプのうちでどのポンプが選択されたフレーバー／ポンプに対応するかを決定する。メインコントローラによってランされるフレーバーモジュール制御スキームは、選択されたフレーバーに関連付けられたソレノイドに電圧を加える。適切なソレノイドに電圧を加えると、ソレノイドの底部から伸びるソレノイドロッド６３をロックする。他の全てのソレノイドは、電圧を加えられていない状態で残され、これによって、それらのロッドが自由に上下に動くことを可能にする。次いで、リニア作動器は、ソレノイドバンクを下に駆動してポンプバンクと接触させる。フレーバーモジュールサブコントローラ、例えば適切にプログラムされたＰＣは、どれくらい速く加速するか、フル加速を介してどれくらい速く動くか、どれくらいの期間に動作するかといった命令をリニア作動器に提供し、これは、単一のリニア変位モータの変位（ストロークの長さ）を決定する。
【００３２】
電圧が加えられたソレノイドに対するソレノイドロッドは、静止しており、他の全てのソレノイドロッドは、長手方向、例えば上下に自由に移動できる。これによって、電圧を加えられたソレノイドに対するソレノイドロッドのみが、関連したポンプピストン５６を押し下げ、スプリング５４によって抵抗される。他に１１あるソレノイドは、休止して、従ってそのソレノイドロッドは、関連したソレノイド本体の内側を自由に移動する。言い換えると、休止している、すなわち電圧が加えられていないソレノイドのコイルの内側の金属ロッドがポンプピストン５６と当たるときには、金属ロッドは、ピストン５６に取って代わるのではなく、ソレノイド本体の中にスライドのみする。
【００３３】
フレーバーポンプは、前のストロークのために、すでにフレーバーで満たされている。リニア作動器は、サポートプレート３９ａ、３９ｂおよび関連したソレノイドバンク３９ｃ、３９ｄの適切な置換えのために正確な量を下に動かす。その結果として、選択された／電圧を加えられたソレノイドのロッドは、関連したポンプピストン５６に押し下がり、結果的には該関連したポンプは、そのアウトレットを介して、フレーバー選択アセンブリ、例えばフレーバーホイールにフレーバーを排出する。ピストン５６に向かって押すことにより、下位のチェックバルブを変位させ、材料をフレーバー選択アセンブリ、例えばフレーバーホイールに材料を押しやる。次いで、リニア作動器が制御された方法（瞬間的なリリースではないこと）で定位置またはベース位置に戻されると、底部のチェックバルブは、自らを固定し、ポンプの前部のインレットチェックバルブは、自ら固定を解除して関連したフレーバーストレージバッグを吸い込み、ポンプはフレーバリングを再充填する。このようにして、単一のリニア駆動は、例えば１２種類の、複数の異なるフレーバーのうちの１つを供給する。
【００３４】
（ミックスインズモジュール）
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、ミックスインズ／乾燥したグッズのモジュールの一実施形態は、複数のミックスインアセンブリ６５を含む。各アセンブリは、ストレージボトルホール６９（ミックスインストレージボトル５８を受けるように適合されている）を形成するオーガー（ａｕｇｅｒ）ブロック６０と、ボトルホールに接続されたオーガー通路７１と、オーガー通路に接続された分配ホール７３とを含む。各アセンブリはさらに、オーガーブロックのオーガー通路に位置するように適合されたオーガー６８を含み、該オーガーは、係合が可能なエンド６７を有する。モジュールは、オーガードライブ６２を介してオーガーの係合が可能なエンドに結合され、た、オーガーを駆動するように動作可能な複数のドライブアセンブリ６６を含む。
【００３５】
モジュールは、収集スロット６４および分配開口部６４ｂを有するトラフアセンブリ６４を含む。収集スロットは、複数のミックスインアセンブリの分配ホールに結合する。一実施形態において、トラフアセンブリは、トラフカバー６４ｃを含む。トラフアセンブリは、ミックスインアセンブリからミックスインズを受け取り、分配開口部６４ｂを介して該ミックスインズを分配する。モジュールはさらに、駆動アセンブリのそれぞれと通信するミックスインモジュールサブコントローラを含む。サブコントローラは、駆動アセンブリを制御して、その結果として、ミックスインボトルが、ミックスインモジュールに装填されるときには、サブコントローラは、係合が可能なエンドを駆動してオーガーを回転し、ミックスインズを分配する。例示される実施形態において、ミックスインズモジュールサブコントローラは、駆動アセンブリを駆動するモータ（不図示）を動作するためのモータ制御ボード１５０を含む。ミックスインズサブコントローラはさらに、バスを介してモータ制御ボード１５０およびメインコントローラと通信するＣＡＮオープンゲートウェイボード１５１を含む。
【００３６】
（食品準備装置／アセンブリ）
図５Ａ〜図５Ｆを参照すると、食品を準備するための装置は、食品面アセンブリ（ＦＳＡ）７０、例えば中央軸および周縁部を有する凍結面アセンブリを含む。図５Ｂに上下逆さまで示されるアセンブリは、第１の面および第２の面を有する上位凍結プレート８６を含む。一実施形態において、ベース材料は、アルミニウムであり、それは熱伝導を容易にし、ダメージに強く、他の実用的な材料と比べて重さが軽い。第１の面は、汚れがこびりつかない回転式のフリージングの表面を形成し、低温において容易に食品をリリースする。第１の面は、高度に磨かれたニッケルプレートの表面である。ニッケルのプレーティングは、強度を提供し、食品準備の適用によく用いられる。ニッケルのプレーティングは、アイスクリームを表面から削り取るシステムの性能を、アイスクリームが表面にこびりつくことなく、容易にする。
【００３７】
第２の面は、冷却剤を通過させるように動作可能な冷却剤チャネル８５を有する。アセンブリは、上位凍結プレートに接続するように適合され、冷却剤のクロスフローを減少するように動作可能なガスケット８４を含む。一実施形態において、ガスケットは、冷却剤の適用のために特に設計された従来型のネオプレンから作られる。アセンブリは、上位凍結プレートに結合された下位凍結プレート８２を含み、その結果として、ガスケットは、上下の凍結プレートの間に挟まれる。下位凍結プレートは、第１の面および第２の面を有する。第１の面は、冷却剤チャネルを密閉して、注入ホール８２ａおよび排出ホール８２ｂを冷却剤チャネルに残す。多くのねじが、下位凍結プレート８２を上位凍結プレートに装着する。ねじを冷却剤チャネルの両側に隣接するように配置する固定のパターンを用いることは、チャネルを維持することに助力し、ガスケット８４の機能を容易にする。
【００３８】
従って、食品面アセンブリは、冷却剤通路を作成し、冷却剤はＦＳＡに入り、全チャネル８５を循環し、次いで排出する。液体の冷却剤は、注入ホール８２ａに入り、全チャネルを通過し、次いで排出ホール８２ｂを介して排出する。代替的な実施形態において、銅製のチューブが、上位凍結プレートに加工された形にプレスされる。銅製のチューブの排除は、熱伝導特性を向上し得る。アセンブリはさらに、下位凍結プレートに結合され、食料表面アセンブリに断熱効果を提供するように動作可能な断熱プレート８７を含む。一実施形態において、断熱プレートは、下位凍結プレート８２に糊付けされる断熱材で形成される。下位凍結プレート８２は、固定のためのではなく、圧抜きのために用いられる多くのホール８２ｃを含み、その結果として、システムが過剰な圧力を蓄積した場合には、該圧力は、下位凍結プレートにおいて、ホールを介して軽減される。
【００３９】
熱電対アセンブリ８８は、下位凍結プレート８２を通過し、銀を含有するエポキシで上位凍結プレート８６に、表面７０ａの頂部から、０．００５インチから０．０１インチの間の範囲内に接着される。熱電対は、表面温度を計測するシステムの一部であり、温度管理のための複数のフィードバックループの１つとして機能する。
【００４０】
食品を準備するための装置は、食品面アセンブリと結合した駆動シャフト６５（図５Ｅに示される）を含む。図５Ａを参照すると、該装置はさらに、駆動シャフト６５と結合し、駆動シャフトを回転するように動作可能な駆動モータ７２を含み、中央軸の周りで回転表面の回転を引き起こす。さらに具体的には、駆動モータ７２は、プーリー７４を駆動し、該プーリーは、今度はタイミングベルト７６を駆動し、該タイミングベルトは、駆動シャフト２６５（図５Ｅに示される）に装着されたプーリー７８を駆動し、該駆動シャフト２６５は、食品面アセンブリを回転させる。該装置はさらに、制御ボックス８０（図５Ａ（ｉ）に示される）を含む。該制御ボックスは、駆動モータに結合され、食料準備アセンブリの回転の速度を制御するための駆動モータを制御するように動作可能であるサブコントローラを含む。該サブコントローラは、ＣＡＮオープン規格を支持する従来型のモータ制御カード、例えばＥｌｍｏ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｉｎｃ．  ｏｆ  
Ｗｅｓｔｆｏｒｄ、ＭＡから入手が可能なモータ制御カードなどであり得る。
【００４１】
（熱電対スリップリング）
図５Ｃを参照すると、従来型のスリップリングアセンブリ１５（通常は、電力を送信するために用いられる）が、熱電対アセンブリ８８からサブコントローラ８０に温度測定値を送信するために用いられる。システムは、スリップリングを介して低電圧を送信する。スリップリングアセンブリは、スリップリング１５ａ、第１のスリップリングマウント７７および第２のスリップリングマウント８３を含む。プラスチックカラー８１は、スリップリングアセンブリが凍らないようにするために役立つ。スリップリングアセンブリが冷たくなりすぎた場合には、空気からの湿気が、スリップリングアセンブリに凝結し得、アセンブリが凍りつくか、または誤った温度示度をもたらす。従って、プラスチックカラーは、スリップリングとシャフトとの間の断熱材として機能し、金属同士の直接の接触を排除する。
【００４２】
システムはまた、湿気のバリアとして従来型のシール２０を用いる。シールは、システムから湿気を排除した状態を保ち、湿気をシャフトおよびあらゆるハウジングから遠ざけて、シャフトおよびハウジングに湿気が入り込むのを防ぐ。例えばシャフトなどのシステムにおける湿気は、凍結し得、最終的にはシャフトをロック、すなわちシャフトの回転を止めてしまう。
【００４３】
（ロータリー連結器）
図５Ｂ〜図５Ｅを参照すると、食料表面アセンブリ７０は、流体パス（ｐａｔｈ）８５を含む。流体パス８５は、ロータリー連結器２６１によって流体ラインに接続され、該流体ラインは主要冷却システムに導くエンドを有する。ロータリー連結器は、頂部シールハウジング２０４および底部シールハウジング２０５を含む。ハウジングは、サポートベアリングおよび回転式冷却剤シャフトシールの両方を保持するモジュラーハウジングである。シール自体は、従来型のシールである。
【００４４】
モジュラー設計は、組み立てに先立った検査を容易にする。ＦＳＡは、漏れに対する検査のために（図１においてエレメント２００として示される）ユニットの内側にインストールされる必要はない。漏れに対する検査をするために完全な組み立てを待たなくてはならないということは、漏れが生じるときには、組み立て工は、ユニットを解体しなくてはならないということを意味し、時間のかかる作業となる。
【００４５】
さらに具体的には、図５Ｅを参照すると、図面の頂部から底部に移動しながら、該図面は駆動シャフト２６５および駆動されたギア７８を示す。頂部のハウジングモジュール２０４は、大型ベアリング２８３、ネジのセットを有するシール保持器プレート２７８、チャネル２７５、別の保持器プレート２８３および別のベアリング２８３を含む。この構成は、底部シールハウジング２０５にも繰り返される。この構成は、冷却剤の通路を作成し、該通路に封をして、その結果として冷却剤が漏れることはない。
【００４６】
頂部シールハウジング２０４は、冷却剤を受けるインレット２６７を有する。冷却剤は、チャネル２６９を介してシャフト２６５の中心に沿って移動するが、ここで凍結面アセンブリ７０に結合される。冷却剤は、上位凍結プレートの中に圧延された蛇行したチャネルを介して通過する。冷却剤は、凍結面アセンブリを出て、チャネル２７３を介してシャフト２６５に沿って移動し、底部シールハウジング２０５においてアウトレット２７１を介して出てくる。
【００４７】
マウント２８１は、全体的なアセンブリを主要なハウジングに取り付けるように機能する。関連したナットおよびボルトのアセンブリを有する第２のプレート２７９は、ピッチおよびヨーを調整することを可能にすることにより、凍結プレートと凍結アセンブリの上に存在する処理ボックス／モジュールとの間の物理的な関係を維持することに役立つ。
【００４８】
図５Ｂ、図５Ｃおよび図５Ｅを参照すると、凍結面アセンブリは、底部シャフト２０３および頂部シャフト２１０をさらに含む。Ｏ型リング２０２ａは、頂部シャフト２１０とインレット８２ａおよびアウトレット８２ｂとの間に端面シールを提供する。同様に、Ｏ型リング２０２ｂは、底部シャフト２０３と頂部シャフト２１０との間に端面シールを提供する。
【００４９】
（食品ゾーンカバー）
図５Ａおよび図６Ａ〜図６Ｆを参照すると、食品ゾーンカバー装置９３の一実施形態は、実質的に水平で平らなロータリー面（該表面は、図５Ａ（ｉｉ）に７０ａとして示される）の少なくとも一部を囲む。例示される食品ゾーン装置は、食品ゾーンを作成するために平らなロータリー面の少なくとも一部を実質的に囲むように動作可能であるカバー９０を含む。例示される実施形態において、カバー９０の形状は、ロータリー面の少なくとも一部を真似、例えば図６Ｄ（ｉ）は、実質的に円状のアーク９０ａを含むためのカバーの周縁部の形状を示し、そのエンドは、実質的に直線のエッジ９０ｂによって接続される。装置は、カバー９０と結合し、最終的なミキシングチューブ９２ａを介して液体を受けるように動作が可能な、最終的なミキシングチューブインターフェース９２を含み（図６Ｂに示される）、該最終的なミキシングチューブは、選択された量の液体プロダクトミックスをロータリー面上に堆積させるように動作が可能であり、その一方で、ロータリー面は、液体プロダクトミックスがロータリー面の上で広がり、薄く、少なくとも部分的に固体化したプロダクトボディを形成するように固まるように回転する。さらに具体的には、チューブアセンブリが、インレット９１と結合することにより、カバー９０の下の回転凍結面に空気を含んだ（通常は風味がついた）液体を提供する。
【００５０】
図６Ｂを参照すると、装置は、カバー９０と結合し、回転面の上でサポートされたスクレーパー９６を含む。スクレーパー９６は、ロータリー面が、回転することにより、ロータリー上のリッジ列の中に少なくとも一部固体化したプロダクトボディをすりはがして入れている間に、ロータリー面と係合する作業エッジ９６ａを有する。
【００５１】
装置は、カバー９０と結合し、ギャップを確立するためにロータリー面の上に間隔を置かれたスクイージーなどのレベル９４を含む。さらに具体的には、レベルは、ロータリー面の上に間隔を置かれた作業エッジ９４ａを有し、作業エッジ９４ａとロータリー面との間にギャップを確立する。図６Ｆを参照すると、スクイージーの一実施形態は、脚１６２ａおよび１６２ｂを含み、作業エッジ９４ａとロータリー面との間の特定のギャップを維持する。レベルは、ミキシングチューブアウトレット９２ａの近くに存在し、その結果として、ロータリー面が意図する方向に回転するときに、レベルは、食品プロダクト、例えば空気を含み風味がついた液体とスクレーパーが接触する前に接触し、それによって、ロータリー面が、少なくとも一部が固体化したプロダクトの形成に先立って回転している間に、ロータリー面の上で食品プロダクトを特定の高さで平らにする。一実施形態において、例えばスクイージーなどのレベルの作業エッジとロータリー面との間のギャップ／間隔は、約０．００５インチから０．０３０インチの間である。代替的な実施形態において、ギャップ／間隔は、約０．０１５インチから０．０２０インチの間である。
【００５２】
図６Ｃを参照すると、装置は、カバー９０と結合したラックおよびピニオン構造１１０および１１１を含む。ラックおよびピニオン構造は、ラック１１０およびピニオン１１１を有する。装置は、ラックと結合し、ロータリー面から食品プロダクトとして、リッジ列をすりはがすように動作可能なプラウ１００を含む。装置は、カバーと結合し、プラウから食品プロダクトを受け取るように動作可能なフォーミングシリンダ９８を含む。
【００５３】
図６Ｄ（ｉｖ）を参照すると、装置は、フォーミングシリンダ９８の内部とスライドするように結合するダイアフラム１６０を含み、その結果として、シリンダ内のダイアフラムを長手方向、すなわち上下に動かすことを可能にする。フォーミング／分配シリンダに食品プロダクトを入れた後のダイアフラムの下方向の動きは、食品プロダクトをスクープの中に入れる。例示された実施形態において、ダイアフラムの底部、すなわち食品プロダクトと接触するダイアフラムの部分は、半球の形状である。しかし、ダイアフラムは、当業者には明らかなように、他の形状を取り得る。例示された実施形態において、ダイアフラムの頂部は、きのこ型の構造９７ａを有し、該きのこの傘の下に、ドーナツ型のカットアウト９７ｂを伴う。ドーナツ型のカットアウトは、ダイアフラムのピストンを受けとめることにより、第１の引っ込んだ位置から第２の延長された位置えのダイアフラムの動きを可能にする。
【００５４】
装置は、パッキング／クリーニングプレート１１３を含み、シャフト１１４を介して回転するようにカバー９０に結合され、る。パッキングプレート１１３は、フォーミングシリンダの下に位置付けられることにより、食品プロダクトパッキング面を提供する。動作において、駆動された回転ピストンは、パッキングプレート１１３を回転させることにより、フォーミングシリンダ９８の開口部９８ａをクリアにする。開口部９８ａをクリアにすることは、出来上がった／パックされたアイスクリームサービングが、ダイアフラムの延長位置への長手、すなわち下方への移動によって、フォーミングシリンダからサービングカップに押し出されることを可能にする。
【００５５】
図６Ａ、図６Ｅ、図９Ａおよび図９Ｄを参照すると、食品ゾーンの一実施形態において、装置９３は、ピストンのセット、例えば空気圧で駆動するピストンを含むプロセスボックス２３０と相互作用する。例示された実施形態において、プロセスボックスは、食品面アセンブリの上に位置する。さらに具体的には、動作において、オペレータは、ロータリー面の上に食品ゾーンカバー装置を配置し、システムは、プロセスボックスからピストンを下げることによって、食品ゾーン装置／カバーを定位置に保持し、装置のエレメントを動作させる。従って、一実施形態において、地方における衛生局の規制によっては、通常の環境の下での定期的（例えば毎日）のクリーニングは、食品ゾーンカバーによって制限されている範囲に限られ得る。クリーニングが要求されるときには、プロセスボックスは、そのピストンを上げて、オペレータは、食品ゾーンカバーを除去し得ることにより、カバーおよび凍結面７０ａのクリーニングを容易にする。
【００５６】
従って、一実施形態において、食品ゾーン装置／カバーは、レベル９４と結合し、少なくとも１つの空気圧ピストンと相互作用することによりレベルの制御を可能にする、レベル空気圧ピストンインターフェースアセンブリ１０６を含む。例示された実施形態において、インターフェースアセンブリ１０６は、レベルダウンフォースピストン１０５ａと相互作用するためのダウンフォースインターフェース１０５およびクリーニングピストン１０３ａと相互作用するためのクリーニングインターフェース１０３を含む。レベルダウンフォースピストンは、レベルダウンフォースシャフトを含むインターフェース１０３を圧し、レベルをロータリー面と係合させる。クリーニングピストン１０３ａは、レベルと係合することによって食品の一杯から次の一杯への持ち越しを減らすようにレベルをきれいにする目的で、レベルをロータリー面に圧する。食品の持ち越しは、第１杯目に用いられた食品プロダクト、例えばアイスクリームの１つのフレーバーが、その後に作られた１杯と混ざるときに起こる。図６Ｆに示される脚１６２ａおよび１６２ｂは、可撓性があり、その結果として、十分な力が加えられると、脚は後方に反れ、スクイージーは、クリーニングのためにロータリー面に対して圧する。
【００５７】
食品ゾーン装置は、カバー９０およびピニオン１１０ａと結合し、空気圧ピストン１０７ａと相互作用するように動作可能な、ピニオンの空気圧ピストンインターフェース１０７を含む。電気モータ１１５は、ピニオンピストン１０７ａを回転させることにより、ピニオン１１０ａの回転を起こし、その結果として、ラック１１１に装着されたプラウ１００の運動を起こす。
【００５８】
上述のように、装置は、ダイアフラムと結合し、空気圧ピストン９７と相互作用するように動作可能であることにより該ダイアフラムの制御が食品プロダクトを形成することを可能にする、ダイアフラム空気圧ピストンインターフェース９７を含む。装置は、パッキングプレートシャフトと結合し、空気圧ピストン１０２ａと相互作用するように動作可能である、パッキングプレート空気圧ピストンインターフェース１０２を含む。モータがピストンを回転させることにより、パッキングプレートの動作を可能にする。
【００５９】
装置は、空気圧ピストンと相互作用するように回転面に対してカバーを保持するように動作可能である、カバーにおける複数の特徴９９および１０１をさらに含む。さらに具体的には、カバー９０の頂部９０ｃの周縁部に位置する窪み９９は、ホールドダウンピストン９９ａと相互作用する。同様に、窪み１０１もまた、カバー９０の頂部の周縁部に位置するが、上から見た場合には、窪み９９に対して角度をなして配置されており、ホールドピストン１０１ａと相互作用する。
【００６０】
図６Ａを参照すると、例示された食品ゾーン装置は、カバーと結合したミックスインズ受け取りポート１０８をさらに含む。ポート１０８は、ミックスインズトラフの分配ホールからミックスインズを受け取り、レベルが、ロータリー凍結面の上の液体食品プロダクトを平らにした後に、ミックスインズを該液体食品プロダクトの上に振りまく。
【００６１】
（フレーバー選択アセンブリ／フレーバーホイール）
図７Ａ〜図７Ｅを参照すると、フレーバー選択アセンブリ２０８の一実施形態は、プーリアセンブリ２１２に接続されたポンプモータ２１０を含む。プーリアセンブリは、ベルト２１２ｂによって駆動されたギア２１２ａに結合された駆動ギア２１２ｃを含む。駆動されたギアは、続いてシャフト２１４ａを介してフレーバー分配ホイール（ＦＤＷ）アセンブリ２１４と結合する。ＦＤＷアセンブリは、複数のフィッティング２１４ｂを有するホイール２１４ｃを含み、該複数のフィッティングは、複数のノズル２１６ａおよび２１６ｂを形成する。例示された実施形態において、１２のノズルがあり、各ノズルは、チュービングを介して、上述されたフレーバーモジュールにおいて関連した容積型ポンプに接続するように適合される。ＦＤＷアセンブリは、共通のフレーバリングアウトレットチューブと結合するアウトレット２１８をさらに含む。図７Ａ〜図７Ｃを参照すると、フレーバーホイール２１４ｃの中心２１５は、チャネル２１１を有する（図７Ｂに示される）。
【００６２】
フレーバーホイールアセンブリ２０８は、サブコントローラ２０９および該サブコントローラ２０９に結合される従来型のセンサ２１３をさらに含む。サブコントローラは、センサから信号を受信し、モータ２１０を制御することにより、フレーバーホイールをホームポジションに位置付けるが、例えば、フレーバーホイールを回転させてチャネル２１１と整列させ、その結果として、フレーバーホイールは、２つのノズル（例えば２１６ａおよび２１６ｂ）の間に位置するようになる。この位置において、フレーバーは何も、アウトレット２１８に向かって通過し得ない。
【００６３】
動作において、各フレーバーは、複数のノズル２１６ａおよび２１６ｂのうちの１つを介してフレーバーホイールに入る。システムがフレーバー選択信号を受信するときには、メインコントローラは、バス２０９ａを介してフレーバーホイールサブコントローラ２０９に命令し、モータ２１０を駆動することによりチャネル２１１を特定の量を回転させ、チャネル２１１を、選択されたフレーバーと関連したノズルと一列に並ばせ、それによって、並んだノズルにあるフレーバーをアウトレット２１８に流す。
【００６４】
フィッティング２１７もまた、シャフト２１４ａの頂部に位置して、アウトレット１１８およびアウトレットチューブをきれいにするための圧縮空気を受ける。図９Ａに示されるように、一実施形態において、フレーバーホイールアセンブリ２０８は、食品ゾーンカバー装置および（図１においてエレメント２２として示される）食品準備アセンブリの上に位置するプロセスボックス２３０の中に存在する。
【００６５】
（チューブキット）
図２Ｂおよび図８を参照すると、チューブキット１２０の一実施形態は、近位エンド１２０ａおよび遠位エンド１２０ｂを含む。近位エンドは、３つのインレットとアウトレット１２２ａとを有するクローフット接合部１２２を含む。第１のインレット１２１は、図示されていないチューブと結合して、該チューブは続いてバルクヘッドチューブトゥチューブユニオン３３を介してチューブ３２と接続する。言い換えると、第１のインレットは、ベースミックスモジュールにおいて第１のベースミックストレイ３０ａに保持される第１のベースミックスコンテナに装着されたチューブラインを介して第１のベースミックスを受け取る。同様に、第３のインレット１２５は、ベースミックスモジュールにおいて第２のベースミックストレイ３０ｂに保持される第２のベースミックスコンテナに装着されたチューブラインを介して第２のベースミックスを受け取る。第２のインレット１２３は、一方向バルブ１２９およびチュービングを介して、空気を受けるための空気作用モジュール（図９Ｅに示される）と結合する。クローフット接合部１２２は、雌ルーアロック（ｌｕｅｒ  ｌｏｃｋ）１４１を介してチュービング１２０ｃと結合する。
【００６６】
チューブキットの遠位エンド１２０ｂは、チュービング１２０ｃの遠位エンドと結合した、かえしの付いた回転式の雄ルーアロックアダプタ１３９を含む。アダプタ１３９は、雌ルーアロック１３１と結合する。ロック１３１は、２つのインレットと１つのアウトレットのＴ字型接続部１３７の第１のインレットと結合する。第２のインレットは、雄ルーアロック１３５を介して食品グレードチュービング１３３と結合し、該チュービングは、続いて図７Ａ〜図７Ｅのフレーバー選択アセンブリのアウトレットと結合する。Ｔ字型接続部１３７のアウトレットは、チュービング１３６を介してミキシングチューブ１２７と結合する。この構成は、チューブキットがベースミックス、空気およびフレーバリングを混合して、ミキシングチューブ１２７のアウトレットにおいて風味がついて空気が入ったミックスを生成することを可能にする。一実施形態において、風味が付いて空気が入ったミックスは、ミキシングチューブ１２７の遠位エンドから図５Ａ〜図５Ｃに示されるＦＳＡの回転凍結面７０ａに排出される。さらに具体的には、図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、チューブキットは、食品ゾーン装置９３と結合し、エンド９２ａから回転凍結面にミックスを噴射する。図６Ａに示されるエレメント９２は、図８に示されるミキシングチューブ１２７と同じである。
【００６７】
（プロセスボックス）
図９Ａ〜図９Ｈを参照すると、プロセスボックス２３０の一実施形態は、従来型で電動の空気圧ソレノイドポンプバンク２３２（図９Ｂおよび図９Ｃに示される）、例えばＳＭＣ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ  ｏｆ  Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ、Ｉｎｄｉａｎａから入手可能なポンプバンクを含む。一実施形態において、ポンプバンク２３２は、空気インレット２３１および複数の、例えば７つの空気アウトレット２３３ａおよび２３３ｂを含む。空気インレットは、従来型の空気圧モジュール２４２、例えばＯｈｌｈｅｉｓｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｅｗｉｎｇｔｏｎ、ＣＴから入手可能なＧａｓｔコンプレッサーシステムと結合する。空気圧モジュールは、例えば約８０ｐｓｉの調節された圧縮空気をポンプバンクの空気インレットに供給する。
【００６８】
食品ゾーン装置に関して、上述のように、プロセスボックスは、複数の、例えば７つの空気圧に駆動されるピストンアセンブリ９７ｂ、９９ｂ、１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ、１０５ｂ、１０７ｂをさらに含む。各アセンブリは、空気圧シリンダ９７ｃ、９９ｃ、１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃ、１０５ｃ、１０７ｃと結合したピストン９７ａ、９９ａ、１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、１０５ａ、１０７ａを有する。各空気圧シリンダは、ソレノイドバンクの空気アウトレットと結合する。ソレノイドバンクは、空気圧を空気圧シリンダに分配することにより、ピストンアセンブリを動作させる。各ピストン９７ａ、９９ａ、１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、１０５ａ、１０７ａは、食品ゾーンカバー上の関連するピストンインターフェース９７、９９、１０１、１０２、１０３、１０５、１０７と相互作用する。上述のように、従来型の空気圧モジュールは、ソレノイドバンクの空気インレットと結合し、かつソレノイドバンクに圧縮空気を供給し、その結果として、ソレノイドバンクは、ピストンアセンブリの動作を管理し得ることにより、食品ゾーンカバー上にある関連付けられたピストンインターフェースとのピストンの相互作用を制御する。
【００６９】
図９Ｅを参照すると、空気圧モジュール２４２は、エアコンプレッサー２４４に食品グレード空気を供給するホールディングタンク２４６を含む。エアコンプレッサーは、続いて圧縮空気を第１のレギュレータ２４８および第２のレギュレータ２５０に供給する。第１のレギュレータは、調節された空気を、例えば８０ｐｓｉの特定の圧力で、プロセスボックスにおけるポンプバンクに供給する。第２のレギュレータは、例えば４０ｐｓｉの特定の圧力で、食品グレード空気をチューブキットに供給する。
【００７０】
（パッキングプレートピストンアセンブリ）
全般的にプロセスボックスを記述してきたが、図９Ｆを参照すると、プロセスボックスに位置するパッキングプレートピストンアセンブリ１０２ｂの一実施形態は、ベース２７６に結合したポスト２７４を含む。ポストは、ピン２７０を介してアーム２６８の近位エンドと結合する。シリンダ１０２ｃは、ベース２７６およびアームの中間部と結合し、その結果としてアームを上げ下げする。アームの遠位エンドは、シャフトエンド２７２を介してピストンシャフト２６６と結合する。従って、シリンダを始動させるとシャフトを下げる。ギア２６４は、シャフトの上にスライドすることにより、同軸を有する配置でシャフトに取り付く。アセンブリは、モータ２６０をさらに含み、該モータは、ピニオン２６２を駆動する。駆動されたピニオンは、続いてギア２６４を駆動し、ピストンシャフトを回転させる。
【００７１】
従って、図９Ｆおよび図６Ａを参照すると、動作において、プロセスボックスサブコントローラは、シリンダ１０２ｃを始動することにより、ピストンシャフト２６６を下げる。ピストンシャフト２６６は、ピストンインターフェース１０２でピストン１０２ａと係合する。プロセスボックスサブコントローラは、次いでモータ２６０に電圧を加えることにより、ピストンシャフト２６６を回転させ、該ピストンシャフトは、続いてパッキングプレート１１３を回転させ、パッキングプレートを操作する。
【００７２】
（パッキングピストン駆動アセンブリ）
図９Ｇを参照すると、プロセスボックスに位置するパッキングピストン駆動アセンブリ９７ｂの一実施形態は、ブラケット２８４に取り付けられたシリンダ９７ｃを含み、該ブラケットは、続いて底部プレート２８６に取り付けられる。アセンブリはまた、ホール２９２をカバーするために、プレート２８６に取り付けられるピストンガイド２８８を含む。頂部プレート２９０は、シリンダ９７ｃおよびガイド２８８に装着する。パッキングピストン９７ａは、ホール２９２を介して底部プレート２８６およびガイド２８８とスライドするように係合する。シリンダに装着されるものは、スライディングシリンダプレート２８０である。シリンダプレートに装着されるものは、ピストン装着プレート２８２であり、該ピストン装着プレートもまた、ピストン９７ａに装着する。従って、プロセスボックスサブコントローラがシリンダを始動するときには、シリンダは、ピストンを下方向に駆動してインターフェース９７と相互作用することにより、（食品カバーに関して上述された）ダイアフラムを操作する。一実施形態において、ピン（図９Ｂ（ｉ）に示されたエレメント２９０）は、スロット９７ｂ（図６Ｄ（ｉｖ）に示される）と係合する。
【００７３】
（ラックおよびピニオン駆動アセンブリ）
図９Ｈを参照すると、プロセスボックスに位置するラックおよびピニオン駆動アセンブリ１０７ｂの一実施形態は、ベース２９６に結合されたポスト２９４を含む。ポストは、ピン２９７を介してアーム２９８の近位エンドと結合する。シリンダ１０７ｃは、ベース２９６およびアームの中間部と結合することにより、アームを上げ下げする。アームの遠位エンドは、シャフトエンド２９５を介してピストンシャフト１０７ａと結合する。シリンダを始動することによりピストンシャフトを下げる。ギア２９１は、シャフトの上にスライドすることにより、同軸を有する配置でシャフトに取り付く。アセンブリは、モータ２８９をさらに含み、該モータは、ピニオン２９３を駆動する。駆動されたピニオンは、続いてギア２９１を駆動することにより、ピストンシャフトを回転させる。
【００７４】
従って、図９Ｈおよび図６Ｂ（ｉ）を参照すると、動作において、プロセスボックスサブコントローラは、シリンダ１０７ｃを始動することにより、ピストンシャフト１０７ａを下げ、該ピストンシャフトは、ピストンインターフェース１０７と係合する。プロセスボックスサブコントローラは、次いでモータ２８９に電圧を加え、ピストンシャフト１０７ａを回転させ、該ピストンシャフトは、続いてピニオン１１０ａを回転させることにより、プラウ１００を動作させる（ピニオン１１０ａおよびプラウ１００は、図６Ｃに示される）。
【００７５】
他の４つのピストンアセンブリ、すなわち９９ｂ、１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂは、例えば従来型のピストンアセンブリである。
【００７６】
（主要冷却システム（ＰＲＳ））
図１０Ａを参照すると、ＰＲＳの動作の様々なモードの間に冷却剤が移動するループを記述することによって、ＦＳＡに対する主要冷却システム（ＰＲＳ）３００の一実施形態の構造を記述し得る。
【００７７】
（冷却）
冷却の間、すなわちＰＲＳがテーブル３１８を周囲温度から設定点まで下げるときに、冷却ループは、コンプレッサ３２６からコンプレッサ放出ライン３０６を介してコンデンサ３０２に流れる冷却ガスを用いて始まる。違って記述すると、コンプレッサは、比較的熱く、高圧のガスの形で冷却剤を放出する。コンプレッサは、冷却剤をコンデンサに放出する。ファンは、コンデンサに周辺の空気を送風して、ガスにこもる熱を空気に移す。すなわち、ファンは、周辺の空気をユニットから送風する。熱いガスを冷却することによって、ＰＲＳは、熱いガスを温かな液体に変える。通常の動作の下では、ＰＲＳは、解凍ソレノイド３１０（代替ループ）を閉じており、全ての冷却剤は、コンデンサを通過していく。
【００７８】
液体は、コンデンサからからレシーバ３０４に流れ、該レシーバは、冷却システムのために液体を格納する。液体は、フィルタ乾燥装置３０８を通過し、該乾燥装置は、冷却剤から粒状のもの、酸および湿気を除去する。次いで、液体は、吸引アキュムレータ３２４の底部に位置するコイルを流れる。コイルの中の温かな液体は、吸引ライン３２３を介して吸引アキュムレータに入るあらゆる液体を熱して蒸発させる。
【００７９】
液体は、液体ソレノイドを介して流れ、該液体ソレノイドは、液体熱膨張（ＴＸ）ステッパバルブ３１２にオン／オフ制御を提供する。入力としてのウェット／ドライサーミスタ３２６を有する制御アルゴリズムを用いるメインコントローラは、テーブル３１６への液体の流れを制御する。上述のように、メインコントローラは、ＣＡＮオープンプロトコルのようなプロトコルを用いて、バスを介してサブコントローラに通信する。一実施形態において、ＰＲＳサブコントローラは、ＣＡＮオープンゲートウェイを有するデジタルＩ／Ｏボードおよび２つのアナログＩ／Ｏボードを含む。サブコントローラは、デジタルＩ／Ｏボードにデイジーチェーンされた、第１および第２のステッパコントローラボードをさらに含む。
【００８０】
液体制御は、過剰な液体をテーブル３１６に供給し、テーブル出口におけるウェット／ドライサーミスタを濡れた状態に保つが、すなわち、サーミスタを通過する冷却剤は、少なくとも部分的に液体の状態ということである。液体の冷却剤がテーブルを通過すると、沸騰し、テーブルを冷却する。さらに具体的には、冷却剤が膨張バルブ３１２を通過するときには、冷却剤は、液体を一部にガスを伴う冷えた液体に変える圧力の低下を経験する。システムは、この状態の冷却剤を、テーブル３１８に注入し、該冷えた液体はテーブルを冷やす。テーブルを冷却するプロセスにおいて、液体の大半が熱せられて蒸発し、ガスとなる。液体とガスとの混合物は、テーブルを離れ、吸引アキュムレータを通過する。過剰な液体は、アキュムレータの底部に溜まり、そこでは温かい液体のコイルによって熱せられる。冷却剤のガスは、アキュムレータを離れ、コンプレッサに戻る。
【００８１】
さらに具体的には、液体ステッパバルブは、従来型の電子制御のニードルバルブである。液体ステッパバルブは、液体ステッパ排出ライン３１３を介し、ロータリーカップリング３１４ａを介して、液体の冷却剤を通し、凍結プレート３１６に続く。熱的カップル３１８は、テーブルの温度の計測を容易にする。冷却剤は、次いでロータリーカップリング３１４ｂを介してプレート３１６を出て、テーブル排出ライン３２１を介して吸引アキュムレータ３２４に戻る。例示された実施形態において、排出ライン３２１は、約８フィートの長さで、複数の湾曲部、例えば４つから８つのベンドを有する蛇行部分３２５を有する。圧力トランスデューサ３２０は、蛇行部分３２５に先立って、すなわち僅かに上流で、圧力を測定する。サーミスタ３２６は、上述のように、蛇行部分３２５の下流側の排出ラインにおける温度を測定する。一実施形態において、ＰＲＳは、従来型の冷却剤、例えばＲ４０４Ａを用いる。しかし、ＰＲＳは、他の冷却剤、例えばＲ５０７なども用い得る。
【００８２】
一定時間の後に、テーブル温度センサ３１８は、テーブルが設定点に到達したことを測定する。この時点で、システムはまた、温度管理ループを利用する。
【００８３】
（温度管理）
冷却ループの冷却能力を人工的に低下させるために（設定点の温度を維持するため）、システムは、虚偽の負荷を導入する。従って、図１０Ｂを参照すると、システムが温度制御ループを用いるときには、冷却ループ（ループ１として示される）を実行することに加えて、システムは、高温ガスを、コンプレッサ排出ラインから高温ガスソレノイドを介して（ループ２を介して）迂回させる。高温ガスは、次いで高温ガスステッパ３２２（比例的に制御されたバルブ）を介して移動し、蛇行部分３２５の始まりに近接したポイント３２３において冷却ループ（ループ１）に入る。例示された実施形態において、高温ガスバルブからの高温ガスは、圧力トランスデューサ３２０の位置から下流のテーブル排出ラインに入る。高温ガスステッパバルブは、テーブル排出ライン３２１に渡される高圧ガスの量を制御する。
【００８４】
高圧ガスバルブ制御スキームは、温度について制御する。センサ３１８によって測定されたテーブルの温度が設定点を下回る場合には、制御スキームは、どの程度テーブルの温度が設定点を下回るかに見合い、かつ、どのくらいの期間テーブルの温度が設定点を下回っていたのかに見合う量だけ、高圧ガスバルブを開く。制御スキームは、比例積分および微分（ＰＩＤ）ループを利用する。従って、温度制御ループ（ループ２）は、虚偽の負荷をコンプレッサに適用して、テーブルを冷却するための冷却ループの能力を低下させる。
【００８５】
（モード／制御状態）
（プルダウン）
主要冷却システム（ＰＲＳ）の制御スキームは、様々なモードを含む。プルダウンモード、つまりはテーブルの温度が周囲温度から設定点に落とされるモードにおいて、システムは、テーブルの温度を、アイスクリームを作るのに必要な温度に持ってくる。一実施形態において、プルダウンモードの目的は、設定点の温度に、例えば３０秒間で、華氏１２度のプラスまたはマイナス１度の範囲内に到達することである。プルダウンモードは、高圧ガスバルブがオフの位置で、液体バルブは、ブーストされた設定点、例えばバルブの範囲が０〜３８０ステップ（３８０ステップで完全に開いている）における約２８０ステップで始まる。システムが特定された範囲、例えば設定点温度の１０度以内になると、システムは、液体バルブを通常の設定値、例えば１３５ステップに設定する。
【００８６】
（アイドル／スタンバイ）
システムが、３０秒間、設定点からプラスまたはマイナス１度の範囲内に到達すると、システムは、プルダウンモードからアイドルモードに移行する。アイドルモードは、システムが食品プロダクト、例えばアイスクリームを作る準備ができているモードである。システムが液体を凍結面アセンブリに噴射し始めると、１０秒以内に、ＰＲＳは、高い熱負担を経験するが、それはＰＲＳが、噴射された材料の状態を液体（大半が水）から少なくとも一部が凍結した食品プロダクト、例えばアイスクリームに変化させるからである。言い換えると、一実施形態において、ＰＲＳは、サービング一杯分の水を凍結させるが、それには、アイドル状態においてプレートの温度を維持することと比較すると、非常に短い時間に多大な量のエネルギーを要求する水の状態の変化に関連する。
【００８７】
アイドルモードに入ると、制御スキームは、テーブルの温度の直接的な測定に基づいては、システムを制御しない。むしろ、制御スキームは、圧力トランスデューサからの読取りに基づいて制御する。
【００８８】
圧力トランスデューサは、テーブルにおける冷却剤の温度を決定するために用いられる。あらゆる所定の圧力に対する冷却剤は、ある１つの温度のみで沸騰する。よって、テーブル排出ラインの圧力を測定すると、冷却剤の温度を決定し得る。様々な冷却剤、例えばＲ４０４ＡおよびＲ５０７の圧力／温度の曲線は、当業者によって既知である。制御スキームは、センサ３１８からの読取りではなく、圧力トランスデューサからの読取りに基づいて高熱ガスバルブを制御し、それは、アイスクリーム作りのモードの間に食品プロダクトがテーブルに置かれたときの、食品プロダクトに対するテーブル温度の感度によるものである。
【００８９】
制御スキームは、自己修正を行う。ＰＲＳが、アイドルモードに移行すると、システムは、飽和温度、つまりは冷却剤の沸騰温度を、圧力の第１の圧力トランスデューサ測定に基づいて決定する。システムは、次いでその飽和温度を設定点として用いる。
【００９０】
システムは、プルダウンモードからアイドルモードへの移行を制御し、そして直接にテーブル温度を制御しようとして、アイドルモードにおける高熱ガスバルブ３２２を制御する。対照的に、制御スキームは、サーミスタ３２６が、冷却剤がウェット状態、すなわちサーミスタを通過する冷却剤は、少なくとも部分的に液体の状態であるということを示すように液体ＴＸステッパバルブ３１２を制御する。
【００９１】
一実施形態において、システムは、テーブルに多量の液体を注ぎ、その結果として、システムは、テーブルからの出口に過剰量の液体を有する。テーブルに多量の液体を注ぐことは、テーブルが、テーブル全体に渡って沸騰している冷却剤を伴って完全にアクティブ状態であることを保証する。多量の液体を注がれたテーブルにするために、制御スキームは、サーミスタ２３６を用いて冷却剤の状態を監視する。
【００９２】
さらに具体的には、冷却剤をウェット状態に維持するために、制御スキームは、例えば３０秒ごとなど、定期的にサーミスタに及ぶ抵抗を測定し、それらの測定値に応答して液体バルブを制御する。サーミスタは、温度変化を測定するために用いられる一種の抵抗器であり、温度が変化することに伴う抵抗の変化を頼みにする。
【００９３】
抵抗と温度との間の関係が直線的であると仮定すると、以下のことが言える。
ΔＲ＝ｋΔＴ
ここでは、
ΔＲ＝抵抗の変化
ΔＴ＝温度の変化
ｋ＝抵抗の１次の温度係数
冷却剤がドライ状態からウェット状態に移行するときには、冷却剤は、より冷える。ｋが正であると仮定して、冷却剤の温度が、より冷たくなると、サーミスタによって測定される抵抗は、落ちる。一定の電流のソースを仮定して、サーミスタの抵抗の低下は、サーミスタの電圧の低下をもたらす。一実施形態において、冷却剤のドライ状態は、５ボルトの低下に相当すると定義され、冷却剤のウェット状態は、２〜３ボルトの低下に相当すると定義される。従って、制御スキームが、例えば３０秒ごとなど、定期的にサーミスタを監視し、サーミスタの電圧の低下がウェット状態を示さない場合には、制御スキームは、冷却剤をウェット状態に戻そうと液体ステッパバルブを調整する。
【００９４】
違って述べると、システムは、液体ステッパバルブを用いることにより、ウェット／ドライサーミスタにおける液体の量を制御し、テーブルを多量の液体が注がれた状態に保つ。液体ステッパバルブが完全に開かれるときには、システムにおける冷却剤の量が増え、続いて、圧力トランスデューサによって測定されたテーブル排出ラインの圧力を上げ、続いて、温度が変わり、それは、高温ガスバルブを反応させる。すなわち、液体ステッパバルブおよび高温ガスバルブシステムは、互いに依存する。
【００９５】
システム設計者が、一般的な冷却システムを設計するときには、通常は、設計者は、システムにおける液体冷却剤の位置をどこに置くかということは、コンプレッサの中に配置しないということ以外はあまり考慮に入れない。それ以外では、全ての設計者が一般的に行おうとすることは、ある環境においてある温度を維持しようとすることだけである。
【００９６】
本発明において、プレートを多量の液体が注がれる状態に維持することは有益である。言い換えると、一実施形態において、システムは、凍結プレートアセンブリ（ＦＰＡ）における蛇行チャネルを介する冷却剤の通過の間に、少なくとも一部の冷却剤は液体状態であることを保証することを試みている。
【００９７】
液体、例えば冷却剤の温度変化が、沸騰、すなわち液体から気体への状態の移行を含む場合には、該温度変化は、状態の移行を含まないしない同様の温度変化に対して、大きなエネルギーの移行を含む。液体の状態を維持することによって、システムは、比較的に短時間において、ＦＰＡの温度に比較的大きな影響をもたらす性能を維持する。
【００９８】
さらに、多量の液体が注がれる状態を維持することは、凍結プレート（一実施形態における凍結プレートは、１９インチの直径を有する）全体に及ぶ、温度の安定性を維持することに役立ち、システムに、比較的に正確な温度の制御を提供するが、それはシステムが、蒸発／凍結面アセンブリにおいて冷却剤が完全にガスになってしまう可能性に対して調整を行う必要がないからである。冷却剤は、常に、少なくとも部分的に液体の状態である。一実施形態において、ＰＲＳは、温度を華氏プラス／マイナス１度の範囲で制御し、凍結面に渡って、華氏プラス／マイナス１度内の温度の均一性を維持する。
【００９９】
上述のように、システムが最初にプルダウンモードに入るときには、システムは、液体バルブをブーストされた設定値に、０〜３８０ステップの範囲における例えば２８０ステップに設定する。システムが、特定の範囲、例えば設定点温度の１０度以内になると、システムは、液体バルブを例えば１３５ステップといった通常の設定値に設定する。システムがアイドルモードに移行すると、システムは、液体バルブの設定を調整し、サーミスタにおける冷却剤をウェット状態に維持する。
【０１００】
（アイスクリーム作り）
システムがアイドルモードにあるときには、アイスクリームを作る準備ができている。図１０Ｆを参照すると、状態０において、ユーザは、ユーザコントロール、例えばグラフィカルユーザインターフェースを介して、ユニットに選択されたアイスクリームのサービングを作ってほしい旨を示す。応答として、所定の時間の後で、システムが食品プロダクトを凍結テーブルに噴射する前に、メインコントローラは、冷却前の（ｐｒｅ−ｃｏｌｄ）ステージである、状態１に入る。食品プロダクトは、凍結プレートの上に約１０秒間しか乗らない。１の状態において、メインコントローラは、高温ガスバルブを閉め、液体バルブをブーストされた設定値、例えば約２８０ステップに設定する。状態２において、システムは、食品プロダクトを凍結面に噴射する。状態３において、食品プロダクトは、ここでは凍結した食品プロダクト、例えばアイスクリームであるが、テーブルから離れる。
【０１０１】
食品プロダクトがテーブルを離れると、システムは、テーブルの温度を監視する。テーブルの温度が、テーブル温度の設定点、例えば１２度より下回ると、システムは、次のステージである状態４に移行する。食品プロダクトがテーブルから離れるときにテーブルの温度が設定点よりも下回る場合には、システムは、自動的に状態４に移行する。そうでない場合には、システムは、テーブルの温度が設定点よりも下回るまで待ち、移行を行う。システムは、テーブルの温度を定期的、例えば１００ｍｓ＋／−３０ｍｓごとに調べて、テーブルの温度に依存する移行をいつ行うかを決定する。移行において、システムは、状態０において有した値、つまり状態０の値まで高温ガスバルブを開く。高温ガスバルブが状態０の値に到達するためには所定量の時間を所要する。高温ガスバルブが状態０の値に達するときには、システムは状態５に移行する。
【０１０２】
コントローラが、圧力トランスデューサを監視することによって、飽和温度が回復した（例えば、飽和温度が元来の飽和温度の設定点にある程度の所定量を合わせた値を上回るかまたは等しいとき）と決定するときに、システムは、次の状態である状態６に移行する。システムが状態６に移行すると、システムは、液体バルブを状態０において有した値、すなわち状態０の値または通常の設定点の値（例えば、約１３０ステップ）に戻す。高温ガスバルブについては、液体バルブが通常の設定値に達するためには所定量の時間を所要する。
【０１０３】
上述のように、メインコントローラは、ＣＡＮオープンプロトコルのようなプロトコルを用いるＰＲＳサブコントローラを含む、サブコントローラと通信する。ＣＡＮオープンが通信するそれぞれのサブコントローラまたはモジュールをノードと呼び得る。高圧ガスバルブおよび液体ＴＸバルブに対するステッパコントローラが存在する。各ノードと通信する、および／または各ノードに命令するホストコンピュータ上でランする異なるプロセスが存在する。
【０１０４】
一実施形態において、メインコントローラを制御するプログラムは、Ｃプログラミング言語で書かれており、ＣＡＮオープン規格に従うことにより、ＰＲＳサブコントローラを含むサブコントローラとの通信を達成する。
【０１０５】
（解凍ループ／モード）
図１０Ｃを参照すると、解凍ループは、冷媒ガスを含み、該冷媒ガスは、コンプレッサ３２６から排出ライン３０６を介し、解凍ソレノイド３１０に流れる。解凍ソレノイドは、コンプレッサ排出ライン３０６と液体ステッパ排出ライン３１３とを結合する。解凍モードは、テーブルを解凍する。言い換えると、解凍モードにおいて、システムは、テーブルの温度を上げ、その結果として、テーブルは、きれいにされ得る。解凍モードの間に、メインコントローラは、液体ソレノイドおよび高温ガスソレノイドを閉じ、それにより冷却ループおよび温度制御ループには、なにも流れるものは存在しなくなる。解凍ソレノイドは、開いており、冷媒ガスは、コンプレッサから熱い状態でテーブルに導かれる。高温の冷媒ガスは、吸引ライン３２３を介し、吸引アキュムレータを介してコンプレッサに戻る。従って、解凍ループは、テーブルを介して流れる温かいガスのループを提供し、テーブルを解凍の設定点温度まで暖める。一定時間、例えば３〜５分後に、テーブルは暖まり、テーブルセンサ３１８が、テーブルが設定点、例えば華氏４８度に到達したと決定するときには、メインコントローラは、解凍モードを終了し、解凍ソレノイドを切る。食品準備アセンブリの凍結プレート部分が、解凍の設定点温度に到達すると、オペレータは、次いで凍結プレートおよびそれに関連する領域をきれいにし得、例えばオペレータは、凍結プレートを拭き取り得る。凍結プレートおよび関連する領域のクリーニングはまた、自動化され得る。
【０１０６】
本発明に従ったシステムに関するユーザの必要条件に依存して、ユーザは、ユーザコントロール、例えばグラフィカルユーザインターフェースを介して、システムに命令することにより、例えば、一般的には一日に一度、その日の終わりなどに、定期的に解凍モードに入らせる。
【０１０７】
（制御）
図１０Ｄを参照すると、ＰＲＳは、高温ガスバルブ制御部３２８を含み、テーブルの温度を制御する。上述のように、制御部は、サーモカップル３１８を介してテーブルの表面温度を、圧力トランスデューサ３２０を介して吸引圧力を監視する。
【０１０８】
図１０Ｅを参照すると、ＰＲＳは、液体ステッパ制御部３３０を含み、テーブル３１６への液体冷却剤の流れを制御する。上述のように、制御部３３０は、サーミスタ３２６を監視し、ステッパバルブを開閉することにより、サーミスタを「ウェットゾーン」と呼ばれる状態に保つ。
【０１０９】
（制御状態）
一実施形態において、ＰＲＳに対する制御状態は、初期化、停止、プルダウン（スタートアップ）、スタンバイ、アイスクリームサイクル（７つのステップ）、解凍、失敗、およびオーバーライド／診断、である。
【０１１０】
制御状態の初期化は、機械をターンオンするプロセスである。制御状態の停止は、ＰＲＳの停止に関連する。プルダウンは、凍結面アセンブリ（ＦＳＡ）が設定点の温度を上回るとき、例えば周囲温度のときに発生し、ＰＲＳはＦＳＡを設定点まで引き下げる。一実施形態において、室内温度からのプルダウンのプロセスは、約２０分を所要する。
【０１１１】
ＰＲＳシステムは、従来型の比例積分および微分（ＰＩＤ）制御を用いる。ＰＩＤは、所定の環境から設定点に簡単に移動できないシステムに対して適切な、ステップ関数としての制御の形である。言い換えると、ＰＩＤ制御は、ＦＳＡを華氏８５度から直線的および直接的に華氏１２度まで移動させ得ないＰＲＳに対して適切な制御の形である。ＰＩＤ制御は、通常は正弦閉波動関数を介して設定点を達成する。ＰＩＤ制御を用い、華氏１２度の設定点を有するＰＲＳシステムは、周囲温度、例えば華氏８５度でＦＳＡを開始する。ＦＳＡの温度は下がり始める。ＦＳＡ温度は、設定点、例えば華氏１２度を下回る。ＦＳＡの温度は、次いで設定点の周辺を往復する。従って、時間の関数としてのＦＳＡの温度は、設定点の周辺を往復する減勢調和波発振器に似ている。往復の振幅は、だんだんと小さくなり、次第にその波はなくなる。
【０１１２】
アイドル／スタンバイ、アイスクリームのサイクル／作り、および解凍の状態／モードは上述された。他の状態は、食品の準備の機械を制御する際に用いられる従来通りの状態である。
【０１１３】
図１０Ｇを参照すると、主要冷却システム（ＰＲＳ）の多数の要素は、従来型のものである。以下のものは、ＰＲＳの一実施形態に対するパーツリストおよび関連する製造業者および供給業者である。
【０１１４】
【表１】
2008526262.tif 000003
【０１１５】
【表２】
2008526262.tif 000004
ＤＣＩは、ＤＣＩ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ、Ｉｎｃ．  ｏｆ  Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ、Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓである。Ｌｙｄａｌｌは、Ｌｙｄａｌｌ、Ｉｎｃ．  ｏｆ  Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔである。Ｔｅｃｕｍｓｅｈは、Ｔｅｃｕｍｓｅｈ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ｏｆ  Ｔｅｃｕｍｓｅｈ、Ｍｉｃｈｉｇａｎである。Ｓｐｏｒｌａｎは、Ｓｐｏｒｌａｎ  Ｖａｌｖｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ  ｏｆ  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ、Ｍｉｓｓｏｕｒｉである。Ｐａｒｋｅｒは、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ州、Ｂｒｏａｄｖｉｅｗに位置する、Ｐａｒｋｅｒ  Ｈａｎｎｉｆｉｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの気象および産業制御グループである。Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌは、Ｅｍｅｒｓｏｎ  Ｃｌｉｍａｔｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ｏｆ  Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、Ｍｉｓｓｏｕｒｉの工程管理部門である。Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈは、Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ、Ｉｎｃ．  ｏｆ  Ｂｒｉｇｈｔｏｎ、Ｍｉｃｈｉｇａｎである。
【０１１６】
（タイミングダイアグラム）
図１に示されるユニット２００の構造の全体像および動作を提供し、かつそのユニットを構成する構成要素の構造および動作を記述してきたが、ここに、様々なシステムシーケンスに対するタイミングダイアグラムの記述が提供される。タイミングダイアグラムのそれぞれは、垂直（ｙ）軸に以下のアイテム（および動作の状態）を列挙する。第１カバーホールドダウン（上／下）、第２カバーホールドダウン（上／下）、パッキングプレート係合（上／下）、パッキングプレート位置（受渡し／フォーミング／定位置）、ピニオン係合（上／下）、水平ピニオンドライブ（前進／後退／定位置）、垂直フォーミングピストン（上／中間／下）、カップリフト（上／中間／下）、レベリングスクイージークリーニング（上／下）、レベリングスクイージーダウンフォース（上／下）、ベースポンプ（運転／停止）、給気（オン／オフ）、フレーバーポンプ（運転／停止）、フレーバーパージ（オン／オフ）およびミックスインモータ（運転／停止）である。水平（ｘ）軸は、時間を意味する。従って、タイミングダイアグラムは、垂直軸に列挙されたアイテムに対する様々なシステムの活動の間の、状態の移行の時間を示す。
【０１１７】
第１カバーホールドダウン、第２カバーホールドダウン、パッキングプレート係合、パッキングプレート位置、ピニオン係合、水平ピニオンドライブ、垂直フォーミングピストン、カップリフト、レベリングスクイージークリーニング、レベリングスクイージーダウンフォースの各アイテムは、上／下、または図９Ａ〜図９Ｄおよび図９Ｆ〜図９Ｈに示されるピストンの係合の状態を表す。プロセスサブコントローラを介するメインコントローラは、ポンプバンクおよびピストンアセンブリモータを制御することにより、所望の状態を達成する。同様に、ベースポンプ、給気、フレーバーポンプ、フレーバーパージおよびミックスインモータはそれぞれ、ベースポンプ、空気圧モジュールの食品グレード部分、フレーバーポンプ、空気圧モジュールのフレーバーパージ部分およびミックスインモータのオン／オフ、または運転／停止の状態を表す。メインコントローラは、直接的に、および／または様々な構成要素のサブコントローラを介して、これらの構成要素を制御する。
【０１１８】
図１１Ａを参照すると、食品プロダクト、例えばアイスクリームの給仕に対するシーケンスの一実施形態は、以下の状態で開始される。第１カバーホールドダウン（下）、第２カバーホールドダウン（下）、パッキングプレート係合（下）、パッキングプレート位置（フォーミング）、ピニオン係合（下）、水平ピニオンドライブ（後）、垂直フォーミングピストン（上）、カップリフト（下）、レベリングスクイージークリーニング（上）、レベリングスクイージーダウンフォース（上）、ベースポンプ（停止）、給気（オフ）、フレーバーポンプ（停止）、フレーバーパージ（オフ）およびミックスインモータ（停止）である。様々な従来型のセンサは、ＦＳＭが、以下の工程をサービングシーケンスの開始に先立って、通して行うことを決定する。受渡しドアインターロック（解放）、受渡しドアセンサ（開）、ユーザのカップ挿入、カップセンサ（是）、受渡しドアセンサ（閉）、受渡しドアインターロック（係合）、凍結面の回転開始。
【０１１９】
例示された給仕のシーケンスは、以下の通りであり、各番号が付いたステップは、若い番号のステップよりも後に起きる。１）ＴＳ２時、レベリングスクイージーが下がる。２）ベースポンプが、始動し、給気がターンオンされる。３）フレーバーポンプが始動する（この時点でミキシングチューブは、ミックスされ、空気が入り、通常は風味がついたミックスを、回転する凍結面に噴射している）。４）ミックスインモータが始動する（ミックスインモジュールに、選択されたミックスインズを回転する凍結面の上に位置する平らになった食品プロダクトの上に落とす）。５）ベースポンプが停止する。６）フレーバーポンプが停止し、フレーバーパージがターンオンされる。７）フレーバーパージが終了し、給気が終了する。８）ミックスインモータが停止する。９）レベリングスクイージーのダウンフォースピストンが解放される（上がる）。１０）レベリングスクイージーのクリーニングピストンが下がり、スクイージーのクリーニングを行う。１１）レベリングスクイージーのクリーニングピストンが上がり、カップリフトが上がり、凍結面が回転を止める（食品プロダクトは、ここで食品ゾーンカバーの上にリッジ列として集められている）。１２）水平ピストンドライブが、前進位置に移動する（食品プロダクトをフォーミングシリンダに押し入れる）。１３）垂直フォーミングピストンが下がる（これにより、食品プロダクトをパックする）。１４）垂直フォーミングピストンが中間位置に移動する。１５）パッキングプレートの位置がフォーミングから受渡しに移動する。１６）プロダクトがカップに落ちる。１７）カップリフトが上位置から中間位置に移動する。１８）パッキングプレートの位置が受渡しからフォーミングに移動する。１９）様々な従来型のセンサは、ＦＳＭが、以下の工程を通して行うことを決定する。受渡しドアインターロック（解放）、受渡しドアセンサ（開）、ユーザのカップ取り出し、カップセンサ（クリア／カップ無し）、受渡しドアセンサ（閉）、および、受渡しドアインターロック（係合）。給仕のシーケンスは、以下のステップを完結する。２０）パッキングプレートの位置が、フォーミングから定位置に移動し、次いで受渡しに移動することにより拭き取りの動きを達成し、垂直フォーミングピストンが下から上に移動する。２１）水平ピニオンドライブが、前進位置から定位置に移動し、間を置いた後に、次いで後退位置に移動する。２２）垂直フォーミングピストンが上から下に移動し、間を置いた後に、再び上位置に移動する。２３）最後に、パッキングプレート位置が、受渡しからフォーミングに移動する。
【０１２０】
本発明は、空気入りおよび／またはブレンドされたプロダクト、例えば食品プロダクトを生成および分配するシステムおよび方法に関連する。本発明は、様々なプロダクトを生成するために用いられるが、本発明は、冷凍菓子、例えばアイスクリームおよびフローズンヨーグルトの生成および分配に特定の用途を有する。結果として、本発明は、そのような関係について記述される。しかし、記述されるべき本発明の様々な局面もまた、様々な他の食品プロダクトの製造および分配に対する用途を有することが理解されるべきである。
【０１２１】
このように本発明の少なくとも１つの例示された実施形態を記述したが、様々な変更、修正および改良が、本発明によって予想される。そのような変更、修正および改良は、本発明の範囲および真意の範囲内であることが意図される。従って、前の記述は、例示としてのみのものであり、限定的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物によってのみ定義される。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従った、食品サービスマシーン（ＦＳＭ）の正面図である。
【図１Ａ】図１Ａ（ｉ）は、図１のＦＳＭとともに用いる制御ボックスアセンブリの模式図である。図１Ａ（ｉｉ）は、図１のＦＳＭとともに用いる制御ボックスアセンブリの模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、図１の食品サービスマシーン（ＦＳＭ）において用いるベースミックスモジュールの一実施形態の斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの分解図である。
【図２Ｃ】図２Ｃ（ｉ）は、図２Ａのベースミックスモジュールのベース冷却サブシステムの斜視図である。図２Ｃ（ｉｉ）は、図２Ａのベースミックスモジュールのベース冷却サブシステムの斜視図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ａ〜図２Ｃのベースミックスモジュールに対する制御ボックスの模式図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、図２Ｄの制御ボックスの斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図１のＦＳＭにおいて用いるフレーバーモジュールの一実施形態の斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの分解された模式斜視図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図３Ａのフレーバーモジュールの背面図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ａのフレーバーモジュールの背面の斜視図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、一連のソレノイドと一連の容積型ポンプと分配型制御ボードとサポートプレートとを含む、図３Ａの一部の分解斜視図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、リニア駆動を含む、図３Ａの一部の別の分解された模式斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図１のＦＳＭにおいて用いるミックスインズモジュールの一実施形態の分解された模式斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａのミックスインズモジュールにおいて用いられるミックスインアセンブリである。
【図５Ａ】図５Ａ（ｉ）は、図１のＦＳＭにおいて用いる主要冷却システムおよび食品準備装置の一実施形態の分解された模式斜視図である。図５Ａ（ｉｉ）は、図５Ａ（ｉ）の主要冷却システムおよび食品準備装置の組み立てられた模式斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａの食品準備装置の凍結プレートアセンブリの分解斜視図である。
【図５Ｃ】図５Ｃ（ｉ）は、図５Ａの回転する凍結プレートアセンブリ（すなわち、食品準備装置）の分解斜視図である。図５Ｃ（ｉｉ）は、図５Ｃ（ｉ）の食品準備装置の組み立てられた斜視図である。
【図５Ｄ】図５Ｄ（ｉ）は、図５Ｃの食品準備装置の底部シールハウジングアセンブリの分解された斜視図である。図５Ｄ（ｉｉ）は、図５Ｃの食品準備装置の頂部シールハウジングアセンブリの分解された斜視図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、図５Ａの食品準備装置の一部の断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、食品準備装置の一部の断面図であり、該図は、図５Ｅに示される視点Ｆ−Ｆから取られたものである。
【図６Ａ】図６Ａは、図１のＦＳＭにおいて用いる食品カバーアセンブリ（ＦＣＡ）の一実施形態の上面斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６ＡのＦＣＡの底面斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６ＡのＦＣＡの分解斜視図である。
【図６Ｄ】図６Ｄ（ｉ）は、図６ＡのＦＣＡの上面斜視図である。図６Ｄ（ｉｉ）は、図６Ｄ（ｉ）のＦＣＡのピニオンインターフェースの断面図である。図６Ｄ（ｉｉｉ）は、図６Ｄ（ｉ）のＦＣＡの（スクイージーを含む）レベルインターフェースの断面図である。図６Ｄ（ｉｖ）は、図６Ｄ（ｉ）のＦＣＡのフォーミング／分配シリンダの断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６Ａの食品ゾーンカバーの分解斜視図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、図６Ａのスクイージーの一実施形態の例示である。
【図７Ａ】図７Ａは、図１のＦＳＭにおいて用いるフレーバーホイールアセンブリの一実施形態の模式図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７Ａのフレーバーホイールアセンブリの断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、図７Ａのフレーバーホイールアセンブリの分解された上面斜視図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、図７Ａのフレーバーホイールアセンブリの組み立てられた上面斜視図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、図７Ａのフレーバーホイールアセンブリの組み立てられた上面斜視図である。
【図８】図８は、図１のＦＳＭにおいて用いる、（フレーバーモジュールに接続する接続部を有する）ベース給気チューブキットアセンブリの一実施形態の分解斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、図１のＦＳＭにおいて用いるプロセスプレートアセンブリ、すなわちプロセスボックスの一実施形態の正面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂ（ｉ）は、図９Ａのプロセスボックスの斜視図である。図９Ｂ（ｉｉ）は、図９Ａのプロセスボックスの上面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９Ａのプロセスボックスの上面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、図９Ａのプロセスボックスの右側面図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、図１のＦＳＭにおいて用いる空気圧モジュールの一実施形態の上面斜視図である。
【図９Ｆ】図９Ｆ（ｉ）は、図９Ａのプロセスボックスのパッキングプレートピストンアセンブリの斜視図である。図９Ｆ（ｉｉ）は、図９Ａのプロセスボックスのパッキングプレートピストンアセンブリの斜視図である。図９Ｆ（ｉｉｉ）は、図９Ａのプロセスボックスのパッキングプレートピストンアセンブリの斜視図である。
【図９Ｇ】図９Ｇ（ｉ）は、図９Ａのプロセスボックスのパッキングピストンアセンブリの斜視図である。図９Ｇ（ｉｉ）は、図９Ａのプロセスボックスのパッキングピストンアセンブリの斜視図である。
【図９Ｈ】図９Ｈ（ｉ）は、図９Ａのプロセスボックスのピニオン駆動ピストンアセンブリの斜視図である。図９Ｈ（ｉｉ）は、図９Ａのプロセスボックスのピニオン駆動ピストンアセンブリの斜視図である。図９Ｈ（ｉｉｉ）は、図９Ａのプロセスボックスのピニオン駆動ピストンアセンブリの斜視図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、図５Ａの主要冷却システムの一実施形態の模式的な例示であり、冷却ループをハイライトする。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの模式的な例示であり、温度制御ループと組み合わせて冷却ループをハイライトする。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ａの模式的な例示であり、解凍ループをハイライトする。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図１０Ａのシステムと用いられる高温ガスバルブ制御の模式的な例示である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、図１０Ａのシステムと用いられる液体ステッパ制御の模式的な例示である。
【図１０Ｆ】図１０Ｆは、サービスシーケンスの間のＰＲＳの動作に対するタイミングダイアグラムの一実施形態である。
【図１０Ｇ】図１０Ｇは、図１０Ａの模式的な例示であり、部品のそれぞれが、パーツリストと共に用いるために呼び出される。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図１のＦＳＭの動作に対するサービングシーケンスのタイミングダイアグラムの一実施形態である。
【図１】
2008526262.tif 000005
【図１Ａ】
2008526262.tif 000006
【図２Ａ】
2008526262.tif 000007
【図２Ｂ】
2008526262.tif 000008
【図２Ｃ】
2008526262.tif 000009
【図２Ｄ】
2008526262.tif 000010
【図２Ｅ】
2008526262.tif 000011
【図３Ａ】
2008526262.tif 000012
【図３Ｂ】
2008526262.tif 000013
【図３Ｃ】
2008526262.tif 000014
【図３Ｄ】
2008526262.tif 000015
【図３Ｅ】
2008526262.tif 000016
【図３Ｆ】
2008526262.tif 000017
【図４Ａ】
2008526262.tif 000018
【図４Ｂ】
2008526262.tif 000019
【図５Ａ】
2008526262.tif 000020
【図５Ｂ】
2008526262.tif 000021
【図５Ｃ】
2008526262.tif 000022
【図５Ｄ】
2008526262.tif 000023
【図５Ｅ】
2008526262.tif 000024
【図５Ｆ】
2008526262.tif 000025
【図６Ａ】
2008526262.tif 000026
【図６Ｂ】
2008526262.tif 000027
【図６Ｃ】
2008526262.tif 000028
【図６Ｄ】
2008526262.tif 000029
【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
2008526262.tif 000031
【図７】
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【図８】
2008526262.tif 000033
【図９Ａ】
2008526262.tif 000034
【図９Ｂ】
2008526262.tif 000035
【図９Ｃ】
2008526262.tif 000036
2008526262.tif 000037
【図９Ｅ】
2008526262.tif 000038
2008526262.tif 000039
2008526262.tif 000040
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【図１０Ａ】
2008526262.tif 000042
【図１０Ｂ】
2008526262.tif 000043
【図１０Ｃ】
2008526262.tif 000044
【図１０Ｄ】
2008526262.tif 000045
【図１０Ｅ】
2008526262.tif 000046
【図１０Ｆ】
2008526262.tif 000047
【図１０Ｇ】
2008526262.tif 000048
【図１１Ａ】
2008526262.tif 000049
【国際調査報告】
2008526262.tif 000050