(57)【要約】  原料タンク１０内の原料Ｍの液面Ｌ付近に浮かぶ浮き子４１が、原料液面Ｌの高さが下がるに応じて下降する。この下降運動を、二重筒部５１の外筒部の回転運動に変換する。この回転運動により、二重筒部５１の内筒部に設けられた流通孔と外筒部に設けられた流通孔の重なり部分である連通孔の大きさが自動的に変化する。この変化は、流通孔の形状により最適化でき、原料タンク１０からシリンダ部２０に供給される原料Ｍと垂直管６１からシリンダ部２０に供給される空気との比率を、必要範囲内で一定とできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状の冷菓用原料を貯蔵する原料タンクと、冷菓用原料を空気と共に攪拌冷却して冷菓にするためのシリンダ部と、前記原料タンクおよびシリンダ部を冷却する冷却部とを備えた冷菓製造機に設けられて、前記原料タンクからシリンダ部に供給される冷菓用原料の供給量を調節する原料供給装置であって、
原料タンク内の冷菓用原料の液面を自動的に検出する液面検出手段と、検出された液面高さと連動して冷菓用原料のシリンダ部への供給量を調節する供給量調節手段と、シリンダ部へ空気を導入する空気導入手段とを備え、
前記液面検出手段は、原料タンク内の冷菓用原料液面に浮上する浮き子であり、
前記供給量調節手段は、第１流通孔を有する外筒部および前記第１流通孔と連通可能な第２流通孔を有する前記外筒部に相対的に回転可能な内筒部を有してなる二重筒部と、前記浮き子の上下の変位を前記二重筒部に伝達して前記外筒部と内筒部とを相対的に回転させ、前記第１流通孔と第２流通孔の重なり部分により形成される連通孔の大きさを変化させて原料のシリンダ部への供給量を調整する変位伝達手段とを備えた冷菓製造機用の原料供給装置。
【請求項２】
前記空気導入手段は、上部に外気取入口を有し、シリンダ部まで連通した垂直管であり、前記二重筒部は、その一端が前記垂直管と連通して原料タンク内の底部付近に水平方向に延び、
前記変位伝達手段は、前記浮き子が原料液面高さに応じて上下する運動を、前記二重筒部における外筒部と内筒部との相対的な水平軸心廻りの回転運動に変換するリンク機構である請求項１に記載の冷菓製造機用の原料供給装置。
【請求項３】
前記浮き子は、その外周面に第１水平軸を有し、
前記二重筒部は、その外筒部または内筒部の端部に一体状に設けられた第２水平軸を有し、
前記リンク機構は、両端に枢着部を有する第１アームと、両端に枢着部を有する第２アームとを備え、前記第１アームの一端の前記枢着部と前記第２アームの一端の前記枢着部とが揺動可能に枢着し、第１アームの他端の前記枢着部は前記第１水平軸に揺動可能に枢着し、第２アームの他端の前記枢着部は前記外筒部または内筒部を回動可能として前記第２水平軸に取り付けられた請求項２に記載の冷菓製造機用の原料供給装置。
【請求項４】
前記第１水平軸が、上下方向に複数設けられている請求項３に記載の冷菓製造機用の原料供給装置。
【請求項５】
前記浮き子は、前記垂直管を挿通させる穴を有する請求項２に記載の冷菓製造機用の原料供給装置。
【請求項６】
前記連通孔は、前記二重筒部の下部に配置されている請求項２に記載の冷菓製造機用の原料供給装置。
【請求項７】
前記二重筒部は、上部に外気取入口を有し、原料タンク内に垂直方向に設けられて空気導入手段を兼ねると共に、前記外気取入口が外筒部または内筒部を介してシリンダ部内まで連通接続され、
前記変位伝達手段は、前記浮き子が原料液面高さに応じて上下する運動を、外筒部と内筒部との相対的な回転運動に変換する運動方向変換機構であり、
前記運動方向変換機構は、外筒部および内筒部の周壁に形成された各々異なるガイドスリットと、前記浮き子に取り付けられて前記各ガイドスリットに挿入されたピンとを備えた請求項１に記載の冷菓製造機用の原料供給装置。
【請求項８】
前記浮き子は、前記ピンを上下複数箇所に着脱可能な取付部を有する請求項７に記載の冷菓製造機用の原料供給装置。
【請求項９】
液状の冷菓用原料を貯蔵する原料タンクと、冷菓用原料を空気と共に攪拌冷却して冷菓にするためのシリンダ部と、前記原料タンクおよびシリンダ部を冷却する冷却部と、前記請求項１に記載の冷菓製造機用の原料供給装置とを備えた冷菓製造機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷菓製造機用の原料供給装置およびそれを備えた冷菓製造機に関する。さらに詳しくは、ソフトクリームやシェークといった冷菓を製造する冷菓製造機用の原料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１９は、従来の冷菓製造機を示す側面側から見た概略構成断面図である。図２０は、従来の冷菓製造機に使用される材料供給バルブの構造を説明する断面図である。図２１は、従来の冷菓製造機に使用される材料供給バルブの横断面図である。
ソフトクリームやシェーク等の冷菓を製造する従来の冷菓製造機としては、特開２００２−６５１７１号公報に記載された機械がある。図１９に示すように、この冷菓製造機は、液状の冷菓用原料Ｍを貯蔵する原料タンク１と、冷菓原料Ｍを空気と共に攪拌冷却して冷菓Ｓにするためのシリンダ部２と、原料タンク１およびシリンダ部２を冷却する冷却部と、原料タンク１内に設けられて原料Ｍをシリンダ部２へ供給可能な材料供給バルブ３とを備えている。
当該技術分野において、「液状の冷菓用原料」は「ミックス」と呼ばれ、「材料供給バルブ」は「ミックスバルブ」と呼ばれる。
【０００３】
原料タンク１は、底部に原料導入路１ａを有する。原料導入路１ａはシリンダ部２に接続されており、この原料導入路１ａに材料供給バルブ３が取り付けられている。また、原料タンク１の底部には、モータによって回転して原料タンク１内の原料Ｍを攪拌する図示しないインペラが設けられている。
また、シリンダ部２は、シリンダ部２の内部に供給された原料Ｍと空気とを攪拌混合する螺旋状のダッシャ２ａと、ダッシャ２ａを回転駆動するモータ２ｃと、シリンダ部２の内部で製造された冷菓Ｓを取り出す取出部２ｂとを有する。シリンダ部２内の冷菓Ｓは、取出部２ｂの抽出路の開放およびダッシャの回転によって取り出される。
冷却部は、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張弁などが相互に管路を介してループ状に連結された冷凍サイクルである。
【０００４】
材料供給バルブ３は、図１９ないし図２１に示すように、外筒４と内筒５との二重構造を有している。
外筒４は、原料タンク１内の前記原料導入路１ａと接続されると共に、原料タンク１の底付近に流通孔４ａを有している。
外筒４の上部開口から挿入される内筒５は、外筒４の流通孔４ａと連通可能な大きさの異なる複数（図においては２個）の流通孔５ａ、５ｂを下部に有している。流通孔４ａと流通孔５ａまたは５ｂが連通孔を形成する。
さらに、外筒４は上端に位置決め用の切欠き溝４ｂ、４ｃを有し、内筒５は上端に位置決め用の切欠き溝４ｂ、４ｃに引っ掛けられる突片５ｃを有している。また、材料供給バルブ３は、上端が開口しているため、原料タンク１内の空気を開口から原料Ｍと共にシリンダ部２内に導入させる空気導入管を兼ねている。
【０００５】
このような構成を有する材料供給バルブ３は、外筒４と内筒５との位置関係を変化させることができる。各筒の内外を連通する前記流通孔４ａ、５ａおよび５ｂの位置を重ねたり、ずらしたりすることにより、連通孔を開閉することができる。
さらに、内筒５の小さい流通孔５ａと大きい流通孔５ｂのいずれかを選択して外筒４の流通孔４ａと重ねることにより、原料タンク１とシリンダ部２とを連通する連通孔の大きさを調整することができる。この連通孔の大きさの調整により、原料タンク１内の原料Ｍの液面Ｌの高さが変化しても、シリンダ部２へ流入する原料Ｍの流量を所定範囲内に調整することができ、それによってシリンダ部２における原料Ｍと空気との混合比を所定範囲内に調整する。
【０００６】
シリンダ部２から冷菓Ｓを取り出す時に、空気と、原料タンク１からの原料Ｍとが、材料供給バルブ３を介してシリンダ部２に補給される。
つまり、連通孔の大きさを一定とした場合、原料タンク１内の原料Ｍの液面Ｌが低くなるにつれて連通孔にかかる原料押し込み圧力は低下する。この結果、連通孔を通ってシリンダ部２内へ流入する原料Ｍの流量が低下する。
【０００７】
それに加えてシリンダ部２に導入される材料供給バルブ３内の原料Ｍの量も低下するため、シリンダ部２内での原料Ｍと空気の混合比率は所定範囲内よりも空気の割合が高くなり、冷菓Ｓの品質が許容範囲から逸脱してしまう。そのため、原料液面Ｌが低下するにつれて連通孔の大きさを段階的に大きくして、シリンダ部２内に供給される原料Ｍの量が大きく変化しないように調整する。これにより、シリンダ部２内での原料Ｍと空気との混合比率を所定範囲内に維持することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の冷菓製造機では、操作者が原料の液面高さを監視し、液面高さに応じて内筒の適切な大きさの流通孔を手動選択する必要があった。つまり、操作者が原料タンク１からシリンダ部２への原料の供給量を調節する必要があった。したがって、このような操作の煩雑さが生じると共に、原料に操作者の手を近づけることによる衛生面に懸念があった。
さらに、上述のように原料液面Ｌが低下するにつれて連通孔の大きさを段階的に大きくして、シリンダ部２内での原料Ｍと空気との混合比率を所定範囲内に維持するようにしている。しかしながら、次のような問題がある。
図２２に示すように、連通孔を次の大きさに変えるまでの間、材料供給バルブ３内に流入する原料Ｍの流量は、原料タンク１内の原料Ｍの液面Ｌが降下するに伴って低下する。その結果、シリンダ部２内に供給される原料Ｍと空気との混合比率は空気が増加していく。また、連通孔の大きさを変えるタイミングも操作者によってばらつきがある。そのため、図２２中の破線で示したように、タイミングが大幅にずれると原料Ｍと空気との混合比率が所定範囲内から逸脱する場合もある。
このように、従来の冷菓製造機では、連通孔の大きさを段階的に変えることと、操作者が手動で連通孔の大きさを変えることにより、シリンダ部２内に供給される原料Ｍと空気との混合比率が安定しないという問題もある。
【０００９】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、原料の液面高さに応じた操作者によるバルブ操作を不要とし、操作の簡素化と衛生面の向上を図ることができる冷菓製造機用の原料供給装置およびそれを備えた冷菓製造機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かくして、本発明によれば、液状の冷菓用原料を貯蔵する原料タンクと、冷菓用原料を空気と共に攪拌冷却して冷菓にするためのシリンダ部と、前記原料タンクおよびシリンダ部を冷却する冷却部とを備えた冷菓製造機に設けられて、前記原料タンクからシリンダ部に供給される冷菓用原料の供給量を調節する原料供給装置であって、原料タンク内の冷菓用原料の液面を自動的に検出する液面検出手段と、検出された液面高さと連動して冷菓用原料のシリンダ部への供給量を調節する供給量調節手段と、シリンダ部へ空気を導入する空気導入手段とを備え、前記液面検出手段は、原料タンク内の冷菓用原料液面に浮上する浮き子であり、前記供給量調節手段は、第１流通孔を有する外筒部および前記第１流通孔と連通可能な第２流通孔を有する前記外筒部に相対的に回転可能な内筒部を有してなる二重筒部と、前記浮き子の上下の変位を前記二重筒部に伝達して前記外筒部と内筒部とを相対的に回転させ、前記第１流通孔と第２流通孔の重なり部分により形成される連通孔の大きさを変化させて原料のシリンダ部への供給量を調整する変位伝達手段とを備えた冷菓製造機用の原料供給装置が提供される。
また、本発明に係る別の観点によれば、液状の冷菓用原料を貯蔵する原料タンクと、冷菓用原料を空気と共に攪拌冷却して冷菓にするためのシリンダ部と、前記原料タンクおよびシリンダ部を冷却する冷却部と、前記冷菓製造機用の原料供給装置とを備えた冷菓製造機が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液面検出手段により原料タンク内の原料の液面高さが検出され、供給量調節手段によって検出された液面高さと連動して原料のシリンダ部への供給量を調節することができるため、シリンダ部内での原料と空気との混合比率を所定範囲内に自動調整して所望の冷菓を製造することができる。この結果、操作者が原料の液面高さを監視し、液面高さに応じて原料のシリンダ部への供給量を手動でバルブ調節するといった煩雑な操作が不要となる。また、操作者がバルブを操作するためにタンク内へ手を入れる必要がなくなり、衛生面を向上することができる。
さらに、前記液面検出手段は、原料タンク内の原料液面に浮上する浮き子であり、電気的な手段を用いず構造を簡素化し低コストで作製できる。
さらに、供給量調節手段によれば、原料タンク内での浮き子の変位を変位伝達手段にて二重筒部に機械的に伝達して外筒部と内筒部とを相対的に回転させる機構を構成することができる。つまり、外筒部と内筒部とを相対的に回転させるモータといった動力源を用いずに、原料タンク内の原料の液面高さの変位に伴って変位する浮き子の動きを動力として利用することができる。そのため、供給量調節手段を低コストにて作製することができる。
液面検出手段および供給量調節手段は後述の各種タイプのものを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明に係る冷菓製造機の実施の形態１を示す側面側から見た概略構成断面図である。
【図２】図２は実施の形態１における液面検出手段と供給量調節手段と空気導入手段とが組み立てられてユニット化した原料供給装置を示す側面図である。
【図３】図３は実施の形態１における原料供給装置を分解した状態を示す分解図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は実施の形態１における連通孔の大きさが小さい状態を示す説明図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は実施の形態１における連通孔の大きさが大きい状態を示す説明図である。
【図６】図６は実施の形態１における浮き子が降下した状態を示す側面図である。
【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は実施の形態１におけるシリンダ部へ原料が供給される状態を示す説明図である。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は実施の形態１におけるシリンダ部へ原料および空気が供給される状態を示す説明図である。
【図９】図９は実施の形態１の冷菓製造機において、原料タンク内の原料の液面降下と、シリンダ部に供給される原料と空気の混合比率との関係を説明する図である。
【図１０】図１０（ａ）ないし図１０（ｆ）は実施の形態１の変形例１を示す図である。
【図１１】図１１は実施の形態１の変形例２を示す図である。
【図１２】図１２は実施の形態１の変形例３を示す図である。
【図１３】図１３は実施の形態１の変形例３における原料供給装置を示す側面図である。
【図１４】図１４は実施の形態２の原料供給装置を示す説明図である。
【図１５】図１５は実施の形態２において、ピンが降下することにより第１流通孔が回転して連通孔が徐々に大きくなることを説明する概念図である。
【図１６】図１６は実施の形態３の原料供給装置を示す説明図である。
【図１７】図１７は実施の形態５の原料供給装置を示す説明図である。
【図１８】図１８は実施の形態５において、ピンが降下することにより外筒部が回転して連通孔が徐々に大きくなることを説明する概念図である。
【図１９】図１９は従来の冷菓製造機を示す側面側から見た概略構成断面図である。
【図２０】図２０は図１９の材料供給バルブの構造を説明する断面図である。
【図２１】図２１は図１９の材料供給バルブの横断面図である。
【図２２】図２２は従来の冷菓製造機において、原料タンク内の原料の液面降下と、シリンダ部に供給される原料および空気の量に対する空気の混合比率との関係を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る冷菓製造機用の原料供給装置は、液状の冷菓用原料を貯蔵する原料タンクと、冷菓用原料を空気と共に攪拌冷却して冷菓にするためのシリンダ部と、前記原料タンクおよびシリンダ部を冷却する冷却部とを備えた冷菓製造機に設けられて、前記原料タンクからシリンダ部に供給される冷菓用原料の供給量を調節する原料供給装置であって、原料タンク内の冷菓用原料の液面を自動的に検出する液面検出手段と、検出された液面高さと連動して冷菓用原料のシリンダ部への供給量を調節する供給量調節手段と、シリンダ部へ空気を導入する空気導入手段とを備え、前記液面検出手段は、原料タンク内の冷菓用原料液面に浮上する浮き子であり、前記供給量調節手段は、第１流通孔を有する外筒部および前記第１流通孔と連通可能な第２流通孔を有する前記外筒部に相対的に回転可能な内筒部を有してなる二重筒部と、前記浮き子の上下の変位を前記二重筒部に伝達して前記外筒部と内筒部とを相対的に回転させ、前記第１流通孔と第２流通孔の重なり部分により形成される連通孔の大きさを変化させて原料のシリンダ部への供給量を調整する変位伝達手段とを備えている。
本発明に係る冷菓製造機は、冷却下で原料と空気とを所定範囲内の混合比率で攪拌混合して、微細な気泡が分散したソフトクリームやシェークと呼ばれる飲み物等の冷菓を製造する冷菓製造機である。
【００１４】
以下、本発明に係る冷菓製造機用の原料供給装置およびそれを備えた冷菓製造機の各種実施の形態を図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る原料供給装置およびこれを用いた冷菓製造機の実施の形態１を示す側面側から見た概略構成断面図である。
この冷菓製造機は、液状の冷菓用原料Ｍを貯蔵する原料タンク１０と、冷菓用原料Ｍを空気と共に攪拌冷却して冷菓にするためのシリンダ部２０と、原料タンク１０およびシリンダ部２０を冷却する冷却部とを備え、さらに、前記原料タンク１０からシリンダ部２０に供給される冷菓用原料Ｍの供給量を調節する原料供給装置Ｆ１とを備える。
【００１６】
原料タンク１０は、蓋体１０ａによって開閉される上方開口部を有すると共に、底部に原料導入路１１を有し、原料導入路１１がシリンダ部２０に接続されている。また、原料タンク１０の底部の底面上に、モータによって回転して原料タンク１０内の原料Ｍを攪拌する図示しないインペラが設けられている。
また、シリンダ部２０は、内部に供給された原料Ｍと空気とを攪拌混合する螺旋状の攪拌羽根を有するダッシャ２１と、ダッシャ２１を回転駆動するモータ２２と、内部で製造された冷菓Ｓを取り出す取出部２３とを有する。シリンダ部２０内の冷菓Ｓは、ダッシャ２１が回転した状態で取出部２３の抽出路を開放することにより取り出される。
本実施の形態において、冷却部は、特定の構成を要するものに限定されず、例えば、原料タンク１０およびシリンダ部２０の周囲に配設された蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張弁などにより構成された冷凍サイクルである。
なお、原料タンク１０、シリンダ部２０および冷却部は、図１９で説明した従来の冷菓製造機と同様の構成とすることができる。
【００１７】
原料タンク１０内に設けられた原料供給装置Ｆ１は、タンク内の原料Ｍの液面Ｌを自動的に検出する液面検出手段４０と、検出された液面高さと連動して原料Ｍのシリンダ部２０への供給量を調節する供給量調節手段５０と、シリンダ部２０へ空気を導入する空気導入手段６０とを備えている。
【００１８】
図２は、液面検出手段４０と供給量調節手段５０と空気導入手段６０とが組み立てられてユニット化した原料供給装置Ｆ１を示す側面図である。図３はこの原料供給装置Ｆ１を分解した状態を示す分解図である。
図１ないし図３に示すように、空気導入手段６０は、上部に外気取入口６１ａを有し、この外気取入口６１ａから原料タンク１０内を通ってシリンダ部２０内まで連通した垂直管６１である。この垂直管６１は、その下端が原料タンク１０の原料導入路１１に差し込まれる。垂直管６１は、Ｏリング９を嵌合するための凹周溝６１ｂを有すると共に、凹周溝６１ｂよりも少し上に原料タンク１０の底部に当接する外フランジ６１ｃを有している。Ｏリング９は、原料タンク１０内の原料Ｍが、後述の連通孔以外からシリンダ部２０に供給されるのを防止する。
【００１９】
液面検出手段４０は、原料タンク１０内の原料液面Ｌに浮上する浮き子４１である。浮き子４１は、前記垂直管６１を挿通させる穴を有するリング状であり、円い容器状の浮き子本体４２と、浮き子本体４２に嵌め込まれて上方開口部を施蓋する蓋体４３とからなる。
浮き子本体４２は、中心に垂直管６１を挿通させるための円筒部４２ａを有すると共に、底面には円筒部４２ａを横切る方向に形成された凹所４２ｂを有している。
また、浮き子本体４２の外周面における凹所４２ｂの上方位置で、かつ同一軸心上には、第１水平軸１５６ａが一対設けられている。この一対の第１水平軸１５６ａは、後述のリンク機構１５５の第１アーム１５７を浮き子４１に揺動可能に取り付けるための軸である。
また、蓋体４３は、短円筒部４３ａと外周壁部４３ｂを有している。短円筒部４３ａは、蓋体４３の中心に垂直管６１を挿通させかつ円筒部４２ａと嵌合する。外周壁部４３ｂは、蓋体４３の外周縁に沿って垂設されて浮き子本体４２の外周上縁と嵌合する。
【００２０】
供給量調節手段５０は、図１および図２に示すように、二重筒部５１と変位伝達手段であるリンク機構１５５とを備えて構成されている。
二重筒部５１は、図１ないし図３に示すように、第２流通孔５３ａを有する内筒部５３と、第２流通孔５３ａと連通可能な第１流通孔５２ａを有する外筒部５２とを備える。外筒部５２は、内筒部５３が外筒部５２に相対的に回転可能に嵌め込まれる。
この二重筒部５１は、その一端が開口して前記垂直管６１と連通して原料タンク１０内の底部付近に水平方向に延びる。さらに、二重筒部５１は、その他端は閉口している。
【００２１】
さらに詳しく説明すると、内筒部５３は、その一端が垂直管６１に連通連結されると共に、他端は開口している。また、内筒部５３は、下部に第２流通孔５３ａが配置されると共に、上部外周面には軸心方向に突条５３ｂを有している。
一方、外筒部５２は、開口した一端側から内筒部５３に嵌め込まれ、他端は閉口しており、その外筒部５２の閉口した端部に第２水平軸１５６ｂが一体状に設けられている。
この第２水平軸１５６ｂは、後述のリンク機構１５５の第２アーム１５８を外筒部５２に取り付け、かつリンク機構１５５からの伝達力を外筒部５２に伝達するための軸である。そのため、第２水平軸１５６ｂは、円い軸ではなく、例えば二等辺三角柱状に形成されている。
また、外筒部５２は、内筒部５３の第２流通孔５３ａと連通可能なように下部に第１流通孔５２ａを有すると共に、第１流通孔５２ａと反対側の内周面に凹部５２ｂを有している。凹部５２ｂは、内筒部５３の前記突条５３ｂを受け入れると共に、周方向に所定範囲で形成されている。
このように構成された二重筒部５１は、外筒部５２が内筒部５３の外側にほぼ隙間無く、かつ回転可能に嵌めこまれている。
【００２２】
また、第２水平軸１５６ｂから垂直管６１の反対側には、垂直管６１の外周面から水平方向に支持杆１５９が延設される。さらに、支持杆１５９の端部には、第２水平軸１５６ｂの軸心と一致する軸心を有する副第２水平軸１１５６ｂが設けられている。この副第２水平軸１１５６ｂは、リンク機構１５５の前記第２アーム１５８を揺動可能に支持するための軸である。
【００２３】
図４は本実施の形態における連通孔の大きさが小さい状態を示す説明図であり、図５は
本実施の形態における連通孔の大きさが大きい状態を示す説明図である。
図４に示すように、内筒部５３の第２流通孔５３ａは軸心方向に延びる長孔状に形成されており、一方、外筒部５２の第１流通孔５２ａは略三角形状に形成されている。このように構成された二重筒部５１は、外筒部５２の第１流通孔５２ａと内筒部５３の第２流通孔５３ａとが重なって形成された連通孔５１ａを有している。
この二重筒部５１によれば、図４に示した状態から外筒部５２が矢印Ａ方向に回転することにより、第１流通孔５２ａの位置が移動して、図５に示すように、前記連通孔５１ａの大きさが変化する。このとき、第２流通孔５３ａに対する第１流通孔５２ａの移動は、外筒部５２の凹部５２ｂの周方向端面が内筒部５３の突条５３ｂに当ることにより規制される。
【００２４】
図１に示すように、原料タンク１０内の原料Ｍの液面Ｌが高い状態のときには、第１流通孔５２ａと第２流通孔５３ａとの位置関係は、図４に示すように、連通孔５１ａの大きさが小さい状態となる。一方、液面が原料タンクの底部付近まで降下した状態のときには、図５に示すように、連通孔５１ａの大きさが大きい状態となる。
したがって、原料液面Ｌの高さに応じた第１流通孔５２ａと第２流通孔５３ａとの位置関係および連通孔５１ａの大きさが上述のようになるよう、内筒部５３における第２流通孔５３ａの形状、大きさおよび突条５３ｂの幅、外筒部５２における第１流通孔５２ａの形成位置、形状、大きさおよび凹部５２ｂの大きさ等が考慮される。
【００２５】
図１ないし図３に示すように、供給量調節手段５０において、変位伝達手段である前記リンク機構１５５は、浮き子１の原料液面Ｌの高さに応じて上下する運動を、外筒部５２と内筒部５３との相対的な水平軸心廻りの回転運動に変換し、それによって二重筒部５１の連通孔５１ａ（図４および図５参照）の大きさを上述のように変化させる。つまり、リンク機構１５５は、原料Ｍのシリンダ部２０への供給量を調整するように、上述のように連通孔５１ａの大きさを変化させるよう構成されている。
【００２６】
このリンク機構１５５は、図３に示すように、両端に枢着部を有する第１アーム１５７と、両端に枢着部を有する第２アーム１５８とを備える。前記第１アーム１５７の一端の前記枢着部と前記第２アーム１５８の一端の前記枢着部とが相互に揺動可能に枢着する。第１アーム１５７の他端の前記枢着部は前記第１水平軸１５６ａに揺動可能に枢着する。第２アーム１５８の他端の前記枢着部は前記外筒部５２を回動可能として前記第２水平軸１５６ｂに取り付けられている。
【００２７】
第１アーム１５７は、一端側に二股部１５７ａを有する略Ｙ字状に形成されており、他端側には直角に折れ曲った屈曲部１５７ｂを有している。そして、二股部１５７ａの両端に一対の第１水平軸１５６ａを相対的に回転可能に挿入する枢着部としての軸孔１５７ｃが形成されている。また、屈曲部１５７ｂの端部に軸状の枢着部１５６ｃが一体的に形成されている。
【００２８】
第２アーム１５８も第１アーム１５７と同様に、一端側に二股部１５８ａを有する略Ｙ字状に形成されており、二股部１５８ａとは反対側の部分に一対の平行直線部１５８ｂを有している。
二股部１５８ａの一方の端部に、二等辺三角柱形の前記第２水平軸１５６ｂと嵌合する枢着部としての三角孔１５８ｃが形成されると共に、二股部１５８ａの他方の端部に、副第２水平軸１１５６ｂを二股部１５８ａの他方の端部に対して回転可能に挿入する枢着部としての軸孔１５８ｄが形成されている。二股部１５８ａは外筒部５２が内筒部５３から抜けることを防止している。
また、一対の平行直線部１５８ｂの端部には、軸状の枢着部１５６ｃを平行直線部１５８ｂの端部に対して回転可能に挿入する孔状の枢着部１５８ｅが形成されており、一対の平行直線部１５８ｂが第１アーム１５７の枢着部１５６ｃを枢支した状態で挟持する。また、一対の平行直線部１５８ｂにおける枢着部１５８ｅが設けられた端部対向面には、枢着部１５８ｅから平行直線部１５８ｂに対して垂直上方へ向かうにつれて深くなる一対のテーパ溝１５８ｆが形成されている。枢着部１５６ｃの軸先端を各テーパ溝１５８ｆに沿って移動させ、かつ一対の平行直線部１５８ｂの間が弾性変形により広がることにより、枢着部１５６ｃを枢着部１５８ｅに容易に差し込むことができる。
【００２９】
このように構成されたリンク機構１５５によれば、図１および図２に示すように、原料タンク１０内に原料Ｍが上部まで満たされて浮き子４１が上方位置にあるときは、第１・第２アーム１５７、１５８がＬの字形に折れ曲って相互に連結された姿勢を呈している。
原料タンク１０内の原料Ｍがシリンダ部２０に供給されると、液面Ｌが徐々に降下する。それに伴って、図６に示すように、浮き子４１が徐々に降下していくことにより、第２アーム１５８が第２水平軸１５６ｂに対して下方（矢印Ａ方向）へ揺動して、第１アーム１５７と第２アーム１５８とが互いに接近した状態となる。
第２アーム１５８が下方に揺動することにより、第２アーム１５８と連結された二重筒部５１の外筒部５２も矢印Ａ方向に回転し、第１流通孔５２ａが第２流通孔５３ａに対して図４の状態から図５の状態に移動して連通孔５１ａの大きさが徐々に大きくなる。なお、図６は本実施の形態における浮き子が降下した状態を示す側面図である。
【００３０】
また、図６に示すように、リンク機構１５５の屈曲部１５７ｂは、第１アーム１５７と第２アーム１５８とが相互に干渉するのを防止し、さらに、凹所４２ｂは、浮き子４１の底面が二重筒部５１に当るのを防ぐために隙間を形成することにより、浮き子４１が原料タンク１０の底部付近乃至底部まで降下することが可能となる。
したがって、本実施の形態では、浮き子４１の底面がフラットである場合と比較して、第２アーム１５８の揺動ストロークが大きくなり、それに伴って外筒部５２の回転可能な範囲も広くなる。この結果、第２流通孔５３ａに対する第１流通孔５２ａの長い移動ストロークを確保することができるため、液面降下に伴う連通孔５１ａの大きさの変化量が急激にならず緩やかなものにし易くなる。
また、浮き子４１が原料タンク１０の底部付近乃至底部まで降下することが可能であることに加え、連通孔５１ａが二重筒部５１の下部に配置されていることにより、原料タンク１０内の原料の液面Ｌが底部付近まで降下してもシリンダ部２０へ原料を供給することができる。
【００３１】
このように構成された原料供給装置Ｆ１は、例えば、ポリアセタール等のプラスチック、あるいはステンレス等の金属にて形成することができる。
【００３２】
次に、実施の形態１の冷菓製造機における原料タンク１０からシリンダ部２０へ原料が供給される状態を説明する。図７は、実施の形態１におけるシリンダ部へ原料が供給される状態を示す説明図であり、図８は、実施の形態１におけるシリンダ部へ原料および空気が供給される状態を示す説明図である。
図１に示す冷菓製造機において、シリンダ部２０内には、冷却下で原料と空気とが所定範囲内の混合比率、例えばソフトクリームの場合は原料と空気とが体積比で７：３程度の割合で攪拌混合されて製造された冷菓Ｓが貯蔵される。さらに、図１に示す冷菓製造機において、原料Ｍが原料タンク１０内に上限高さ付近まで貯蔵された状態にあるとき、図７（ａ）に示すように、垂直管６１内には、原料タンク１０内の液面Ｌの高さと同じ高さまで原料Ｍが流入している。このとき、二重筒部５１における外筒部５２の第１流通孔５２ａと内筒部５３の第２流通孔５３ａとが重なって形成された連通孔５１ａは、図４に示すように小さいサイズを有している。
【００３３】
取出部２３の抽出路を開放し、シリンダ部２０内のダッシャ２１を回転させることにより、所定量の冷菓Ｓが取り出される。このとき、図７（ｂ）に示すように、シリンダ部２０内が負圧となるため、先ず垂直管６１内の原料Ｍがシリンダ部２０内に負圧による吸引作用で流入していく。これに伴い、垂直管６１内の原料Ｍの液面Ｌ１が降下していく。
垂直管６１内の原料Ｍの液面Ｌ１が降下していくと、原料タンク１０内の原料Ｍの液面Ｌの高さと垂直管６１内の原料Ｍの液面Ｌの高さとの差および原料Ｍの固有の比重等の関係から、二重筒部５１内の原料Ｍにより連通孔５１ａにかかる圧力よりも、原料タンク１０内の原料Ｍにより連通孔５１ａにかかる圧力が徐々に大きくなっていく。この結果、原料タンク１０内の原料Ｍが二重筒部６１の連通孔５１ａに流入していく（図８（ａ）参照）。
さらに冷菓Ｓが取り出されると、垂直管６１内の原料Ｍの液面Ｌ１が下がってシリンダ部２０内部に達する。これに伴って、図８（ａ）に示すように、原料タンク１０から連通孔５１ａを流れる原料Ｍと垂直管６１内の空気がシリンダ部２０内に流入し、シリンダ部２０内で原料Ｍと空気が冷却下で攪拌混合されて冷菓が形成される。このとき、シリンダ部２０内に流入した空気は原料Ｍとの混合により冷菓中に取り込まれる。
【００３４】
そして、冷菓Ｓの取り出しが終了すると、図８（ｂ）に示すように、シリンダ部２０内へ原料Ｍおよび空気が流入しなくなり、原料タンク１０内の原料Ｍの液面Ｌと同じ高さになるまで垂直管６１内に原料が流入する。
冷菓取出しの間、原料タンク１０内の原料Ｍの液面Ｌが降下すると、図１に示す浮き子４１も降下する。浮き子４１が降下することにより、上述のようなリンク機構１５５の動作により第２アーム１５８の揺動量に相当する回転量で外筒部５２が回転し、連通孔５１ａが連続的に大きくなっていく。
したがって、原料タンク１０内の原料液面Ｌが連続的に降下し、それによって原料タンク１０内の原料Ｍにより連通孔５１ａにかかる圧力が徐々に低下しても、連通孔５１ａを通る原料Ｍの流量は所定範囲から外れることがない。この結果、シリンダ部２０内に流入する原料Ｍと空気の混合比率は所定範囲から外れることがない。
【００３５】
このようにしてシリンダ部２０から冷菓Ｓを所定量ずつ複数回で取り出していくことにより、原料タンク１０内の原料Ｍの液面Ｌの高さは徐々に降下していく。この間の冷菓Ｓの取り出し停止時には、図８（ｂ）を用いて説明したように、原料が垂直管６１内に原料タンク１０内の原料液面Ｌの高さと同じ高さまで流入するが、冷菓Ｓを取り出す毎に垂直管６１内の原料液面Ｌ１の高さは減少する。つまり、冷菓Ｓを取り出す毎に、冷菓取出し時にシリンダ部２０に導入される垂直管６１内の原料Ｍの量は減少する。
本発明に係る原料供給装置は、このような垂直管６１内の原料Ｍの量も考慮している。つまり、原料供給装置において、原料タンク１０内の原料液面Ｌの高さ、および冷菓Ｓを取り出していない時の垂直管６１内の原料液面Ｌ１の高さが冷菓取出し開始時毎に異なっていても、原料Ｍと空気が所定範囲内の混合比率となるような連通孔５１ａの大きさおよびその変化量で設計される。これにより、二重筒部５１に流入する原料Ｍの流量を、シリンダ部２０内に原料Ｍと空気が適切な割合で供給される流量に自動的に調整できる。
【００３６】
本発明に係る原料供給装置およびこれを用いた冷菓製造機では、このように冷菓Ｓを取り出していくことにより原料タンク１０内の原料Ｍが減少し、原料液面Ｌが連通孔５１ａよりも下がると、原料Ｍはシリンダ部２０内に供給されなくなる。そのため、液面Ｌが連通孔５１ａよりも上の時点、例えば二重筒部５１が空気中に液面Ｌよりも上で露出した時点で、操作者が原料タンク１０内に原料Ｍを補給することが好ましい。なお、原料Ｍを補給することにより、浮き子４１が上昇し、それに伴って供給量調節手段５０は浮き子４１の降下時とは反対の動作をして連通孔５１ａの大きさは図５に示す大きい状態から図４に示す小さい状態に戻る。
【００３７】
また、一般に、この種の冷菓製造機では、冷却部を冷凍サイクルとは逆の加熱サイクルで作動させて原料タンク１０およびシリンダ部２０を原料Ｍが変質しない温度で加熱することにより、原料Ｍおよび冷菓Ｓを加熱殺菌することができる。このとき、例えば、上端に外鍔を有する遮蔽筒を垂直管６１に挿入して二重筒部５１と垂直管６１との連通を遮断する。この遮断は、シリンダ部２０内の冷菓Ｓが溶けて原料Ｍと空気に分離し、そのためシリンダ部２０内にスペースが形成されても連通孔５１ａを介して原料タンク１０内の原料Ｍをシリンダ部２０内へ流入させないようにするためである。
【００３８】
このように構成された実施の形態１の原料供給装置Ｆ１によれば、以下の効果を奏する。
（効果１−１）
浮き子４１により原料タンク１０内の原料Ｍの液面Ｌの高さが検出され、リンク機構１５５が検出された液面Ｌの高さと連動する。さらに、外筒部５２が内筒部５３に対して回転して連通孔５１ａの大きさが調整されることにより、原料Ｍのシリンダ部２０への供給量が調節される。これにより、シリンダ部２０内での原料Ｍと空気との混合比率が所定範囲内に自動調整され、所望の冷菓を製造することができる。
それに加え、操作者が原料Ｍの液面Ｌの高さを監視し、液面Ｌの高さに応じて原料Ｍのシリンダ部２０への供給量を手動でバルブ調節するといった煩雑な操作が不要となる。さらに、操作者がバルブを操作するために原料タンク１０内へ手を入れる必要がなくなり、衛生面を向上することができる。
また、図９に示すように、原料タンク１０内の原料Ｍの液面Ｌが低下するにつれて連通孔の大きさが自動的かつ連続的に大きく変化するため、二重筒部５１内に流入する原料Ｍの流量は安定している。したがって、シリンダ部２内に供給される原料Ｍと空気との混合比率が所定範囲内から逸脱することが防止される。なお、図９において、混合比率を示すグラフ線は、説明を容易とするために一定比率の直線で示しているが、所定範囲内であれば直線以外でも問題はない。
【００３９】
（効果１−２）
また、液面検出手段は、原料タンク１０内の原料液面Ｌに浮上する浮き子４１であるため、電気的な手段を用いず構造を簡素化し低コストで作製できる。
さらに、供給量調節手段としては、原料タンク１０内での浮き子４１の変位を変位伝達手段にて二重筒部６１に機械的に伝達して外筒部５２と内筒部５３とを相対的に回転させる機構を用い、外筒部５２と内筒部５３とを相対的に回転させるモータといった動力源を用いない。つまり、供給量調節手段としては、原料タンク１０内の原料液面Ｌの高さの変位に伴って変位する浮き子４１の動きを動力として利用することができる機構を構成することが可能である。したがって、供給量調節手段を電気的な手段を用いず構造を簡素化し低コストにて作製することができる。
【００４０】
（効果１−３）
また、変位伝達手段はリンク機構１５５であることにより、浮き子４１の上下変位を回転方向の力にスムーズに変換して外筒部５２に確実に伝達することができる。
さらに、浮き子４１の穴に垂直管６１を挿通させて浮き子４１を原料液面Ｌ上で自由に浮遊させず、第１水平軸１５６ａを第２水平軸１５６ｂの略直上位置に維持させることができる。これによって、外筒部５２が原料液面Ｌの上下変位に応じた回転量で高精度に回転することができるようリンク機構１５５を動作させることができる。
（効果１−４）
空気導入手段として垂直管６１を用いることにより、空気をシリンダ部２０へ導入する手段を別に設ける必要がなく、原料供給装置Ｆ１の構造を簡素化することができる。
（効果１−５）
連通孔５１ａが二重筒部５１の下部に配置されていることにより、原料タンク１０内の原料の液面Ｌが底部付近まで降下しても安定してシリンダ部へ原料を供給することができる。
【００４１】
本実施の形態１は、以下のように変更することができる。
（実施の形態１の変形例１）
図１０は、実施の形態１の変形例１を示す図である。実施の形態１における二重筒部の第１および第２流通孔は、例えば図１０（ａ）〜１０（ｆ）に示すような形状としてもよい。
図１０（ａ）は、外筒部１５２の第１流通孔１５２ａと内筒部１５３の第２流通孔１５３ａがともに同じ二等辺三角形で、かつ各三角形が同じ向きに配置された場合を例示している。なお、各流通孔の形状は二等辺三角形以外にも、正三角形、直角三角形等に適宜変更できる。
図１０（ｂ）は、外筒部２５２の第１流通孔２５２ａと内筒部２５３の第２流通孔２５３ａがともに同じ二等辺三角形で、かつ各三角形が逆向きに配置された場合を例示している。
図１０（ｃ）は、外筒部３５２の第１流通孔３５２ａと内筒部３５３の第２流通孔３５３ａがともに周方向に延びる同じ長円形の場合を例示している。なお、各流通孔の形状は長円形以外にも、楕円形、液滴形等に適宜変更できる。
【００４２】
図１０（ｄ）は、外筒部４５２の第１流通孔４５２ａと内筒部４５３の第２流通孔４５３ａがともに同じ正方形の場合を例示している。なお、各流通孔の形状は正方形以外にも、長方形、ひし形、五角形、六角形等の多角形に適宜変更できる。
図１０（ｅ）は、外筒部５５２の第１流通孔５５２ａと内筒部５５３の第２流通孔５５３ａがともに同じ円形の場合を例示している。
図１０（ｆ）は、外筒部６５２の第１流通孔６５２ａと内筒部６５３の第２流通孔６５３ａがともに周方向に延びる同じ長孔で、かつ筒軸方向に２つずつ並んで配置された場合を例示している。なお、各流通孔の数は３つ以上に適宜変更でき、また各孔の大きさを異ならせてもよい。
【００４３】
また、図示省略するが、第１および第２流通孔は、二重筒部の端面に配置してもよい。この場合、内筒部の端部を外筒部と同様に閉口し、その閉口した内筒部および外筒部の端壁における第２水平軸の周囲に第１および第２流通孔を形成する。第１および第２流通孔の形状は、前記のような三角形、四角形、円形等に加え円弧状とすることができる。
なお、第１および第２流通孔の形状および組み合わせは前記に限定されず、第１流通孔と第２流通孔は異なる形状および数で組み合わせてもよい。
【００４４】
（実施の形態１の変形例２）
図１１は、実施の形態１の変形例２を示す図である。実施の形態１におけるリンク機構の第２水平軸１５６ｂは、図１１に示すように、二重筒部の内筒部７５３に設けてもよい。この場合、開口した両端を有する外筒部７５２の一端を垂直管と連通連結する。また、内筒部７５３は、その一端を外筒部７５２の内径よりも大きい外径の端壁７５３ａで閉口し、この端壁７５３ａに第２水平軸１５６ｂを一体的に形成する。そして、内筒部７５３の開口した端部を外筒部７５２に挿入して取り付ける。なお、外筒部７５２および内筒部７５３の下部には第１流通孔７５２ａおよび第２流通孔７５３ａが形成されている。また、内筒部７５３の回転範囲を規定するために、外筒部７５２の開口部側および内筒部７５３の端壁７５３ａ側に、図３を用いて説明したような凹部および突条を設けることが好ましい。
【００４５】
（実施の形態１の変形例３）
図１２は、実施の形態１の変形例３を示す図である。図１３は、実施の形態１の変形例３における原料供給装置を示す側面図である。
図１２に示すように、リンク機構は複数対の第１水平軸１５６ａが上下方向に設けられていてもよい。このようにすれば、図１３に示すように、上下位置が異なる複数の第１水平軸１５６ａのうちから一対の第１水平軸１５６ａを選択して第１アーム１５７を枢着することにより、浮き子４１に対する軸孔１５７ｃ（図３参照）の高さを変更することができ、リンク機構１５５における第１アーム１５７と第２アーム１５８とがなす取付角度を変更することができる。
この結果、浮き子４１が同じ高さ位置であっても、選択した第１水平軸１５６ａの位置によって二重筒部５１の連通孔の大きさを異ならせることができる。例えば、使用する原料Ｍの粘度が高い場合、粘度が低い場合よりも連通孔の大きさを幾分大きくするといった対応ができる。それに加え、選択した第１水平軸１５６ａの位置によって、浮き子の下降量に対する連通孔の大きさの変化量も変化させることが可能である。
【００４６】
（実施の形態１の変形例４）
図１、図２等に示した浮き子４１は、垂直管６１から水平方向に離脱しない程度の穴を有していればよい。そのため、浮き子４１はリング状に限らず、Ｃ字形や馬蹄形等とすることができる。また、浮き子４１は、例えば発泡プラスチックなどの発泡体にて形成してもよい。
また、原料タンク１０内の原料液面Ｌに浮上する浮き子４１の浮力は、浮き子４１の重量および浮き子４１内の空気量等によって決る。そのため、浮き子４１に浮力調整用の錘を装着すること、あるいは浮き子本体４２に水を入れるなどにより、前記変形例３と同様の効果、すなわち原料液面Ｌに対する第１水平軸１５６ａの位置を変更することが可能である。
【００４７】
（実施の形態１の変形例５）
図１ないし図３および図６では、リンク機構１５５の第１アーム１５７に屈曲部１５７ｂを設けた場合を例示したが、第２アーム１５８に屈曲部を設けてもよく、あるいは第１アーム１５７と第２アーム１５８の両方に屈曲部を設けてもよい。また、屈曲部は直角な折曲り形状でなくとも湾曲状であってもよい。
【００４８】
（実施の形態１の変形例６）
図１ないし図３および図６では、リンク機構として第１アーム１５７および第２アーム１５８を用いる場合を示したが、単一のアームを用いてもよい。この場合、単一のアームはその長さ方向の両端に軸孔１５７ｃおよび軸孔１５８ｃ、１５８ｄが設けられ、両端間の長さが、第３水平軸１５６ｃから軸孔１５７ｃまでの距離と、軸孔１５８ｃ、１５８ｄから軸孔１５８ｅまでの距離との合計に略等しい。この場合、浮き子４１が降下する際には垂直管６１に摺動せず、垂直管６１から離れる。そのため、浮き子４１は円筒部４２ａおよび凹所４２ｂを有する必要はない。
【００４９】
（実施の形態２）
実施の形態２は、冷菓製造機の原料供給装置が、液面検出手段と供給量調節手段と空気導入手段とを備える点では実施の形態１と同様であるが、その構造が前記実施の形態１とは異なる。以下、実施の形態２が実施の形態１とは異なる点を主として説明する。
【００５０】
図１４は、実施の形態２の原料供給装置Ｆ２を示す説明図であり、図１５は、実施の形態２において、ピン８５が降下することにより第１流通孔８１ａが回転して連通孔８６が徐々に大きくなることを説明する概念図である。
この原料供給装置Ｆ２において、液面検出手段は、原料タンク１０内の冷菓用原料液面に浮上するリング状の浮き子２４１である。浮き子２４１は扁平な底部を有し、実施の形態１の浮き子４１の凹所４２ｂを有さない（図１及び図３参照）。
【００５１】
供給量調節手段は、図１４および図１５に示すように、二重筒部８０と変位伝達手段とを備える。
二重筒部８０は、第１流通孔８１ａを有する外筒部８１および第１流通孔８１ａと連通可能な第２流通孔８２ａを有する外筒部８１に相対的に回転可能な内筒部８２を有してなる。連通孔８６は、第１流通孔８１ａと第２流通孔８２ａとが相互に重なった部分から形成される。
変位伝達手段は、浮き子２４１の上下の変位を二重筒部８０に伝達して、外筒部８１と内筒部８２とを相対的に回転させ、前記連通孔８６の大きさを変化させて原料のシリンダ部への供給量を調整する。
なお、図１４は、内筒部８２から外筒部８１を抜き取った状態を示しており、内筒部８２の下端は原料タンク１０の底部の原料導入路に液密状態に接続される。
【００５２】
さらに詳しく説明すると、外筒部８１は、原料タンク１０の底部から上部まで延びる垂直管である。内筒部８２も垂直管であって、下端に原料タンク１０の底部に当接する外フランジを有すると共に、外フランジよりも下部には原料タンク１０の原料導入路に差し込まれた際にシールするＯリングを嵌め込むための凹周溝を有している。
内筒部８２を外筒部８１に挿入して組み立てられる二重筒部８０は、上部に外気取入口を有し、原料タンク１０内に垂直方向に取り付けられる。原料タンク１０内に取り付けられた二重筒部８０において、外気取入口はシリンダ部内に連通接続され、それによって二重筒部８０は空気導入手段としての役目をする。
【００５３】
また、実施の形態２における変位伝達手段は、浮き子２４１が原料液面高さに応じて上下する運動を、外筒部８１と内筒部８２との相対的な回転運動に変換する運動方向変換機構である。
この運動方向変換機構は、外筒部８１および内筒部８２の周壁に形成された各々異なるガイドスリットと、浮き子２４１に取り付けられて各ガイドスリットに挿入された金属製または硬質プラスチック製のピン８５とを備える。
外筒部８１に形成されたガイドスリットは、例えば、筒長手方向に延びる縦ガイドスリットであって前記第１流通孔８１ａを兼ねる。内筒部８２に形成されたガイドスリット８４は、例えば、螺旋ガイドスリットであって前記第２流通孔８２ａを兼ねている。換言すると、第１流通孔８１ａおよび第２流通孔８２ａはピン８５の移動方向をガイドする機能も有している。
【００５４】
ピン８５の浮き子２４１への取り付けは、浮き子２４１の底面に設けたＬ字片形の取付部８７にネジ孔を形成すると共に、雄ネジを有するピン８５をネジ孔に螺着することにより着脱可能に取り付けることができる。このようにすれば、浮き子２４１の穴に二重筒部８０を挿入した後、ピン８５を取付部８７に取り付けて第１および第２流通孔８１ａ、８２ａに挿入させて組み立てることができる。
【００５５】
さらに、図１４および図１５に示すように、第２流通孔８２ａは、下方に向かうにつれて広くなる幅を有している。浮き子２４１の降下に伴って前記ピン８５が第１流通孔８１ａおよび第２流通孔８２ａに沿って降下することにより、外筒部８１と内筒部８３とが相対的に回転する。これにより、ピン８５が挿入されている第１流通孔８１ａと第２流通孔８２ａの重なり部分により形成される連通孔８６の大きさが徐々に大きくなる。
実施の形態２において、図１４および図１５に示すように、内筒部８２は原料タンク１０に固定されているので、浮き子２４１の降下に伴って、ピン８５が取り付けられた浮き子２４１と共に外筒部８１が回転する。外筒部８１の回転に伴って、連通孔８６の位置が降下すると共に、連通孔８６が徐々に大きくなる。
【００５６】
このように構成された実施の形態２では、図１、図１４および図１５を参照しながら説明すると、原料タンク１０内の原料液面Ｌからピン８５が存在する位置である連通孔８６までの距離は、原料液面Ｌの高さが変化しても一定となる。したがって、原料液面Ｌの高さが変化しても、連通孔８６は、連通孔８６から原料液面Ｌ付近までの距離をほぼ一定に維持する位置にある。
実施の形態２の冷菓製造機から冷菓Ｓを取り出すことにより、まず、二重筒部８０内の原料Ｍがシリンダ部２０内のスペースに流入する。それから、二重筒部８０内の原料液面Ｌが降下して連通孔８６に達すると、原料タンク１０内の原料Ｍが連通孔８６を通って二重筒部８０内へ流入し始める。原料導入路１１内の原料液面Ｌがシリンダ部２０内に達すると、シリンダ部２０内に空気も供給され、原料Ｍと空気が攪拌冷却される。そして、冷菓Ｓの取り出しが終了すると、二重筒部８０内に流入し続けている原料Ｍの液面Ｌが原料タンク１０内の原料液面Ｌと同じ高さまで上昇する。
【００５７】
この間、原料タンク１０内の原料液面Ｌの降下に伴って、ピン８５が螺旋状の第２流通孔８２ａおよびストレートな第１流通孔８１ａに沿って降下しながら回転するため、連通孔８６の大きさが徐々に大きくなり、二重筒部８０内に流入する原料タンク１０内の原料Ｍの流量も徐々に大きくなっている。
実施の形態２の場合、原料タンク１０内の原料液面Ｌから連通孔８６までの距離はほとんど変化しないため、原料タンク１０内の原料液面Ｌの高さが変化しても、原料タンク１０内の原料Ｍにより連通孔８６にかかる圧力は概ね一定に維持される。しかしながら、二重筒部８０内の原料Ｍの量は、原料タンク１０内の原料液面Ｌの高さによって変動する。つまり、冷菓取出し時毎に原料タンク１０内の原料液面Ｌの高さが低くなると、シリンダ部２０内へ流入する二重筒部８０内の原料Ｍの量は減少する。
【００５８】
このような二重筒部８０内の原料Ｍの減少を補うために、実施の形態２では、第２流通孔８６の幅を下方に向かうにつれて広くし、それによって二重筒部８０内に流入する原料タンク１０内の原料Ｍの流量を増加させ、それによってシリンダ部２０内に供給される原料Ｍと空気の混合比率を所定範囲内に維持するようにしている。
したがって、実施の形態２において、螺旋ガイドスリットである第２流通孔８２ａの幅の増加率、第１流通孔８１ａの幅、ピン８５の直径等は、シリンダ部２０内に供給される原料Ｍと空気の混合比率が所定範囲内に維持されることを考慮して設計される。
【００５９】
実施の形態２によれば、実施の形態１の前記効果１−１および１−２と同様の効果を奏すると共に、以下の効果を奏する。
（効果２−１）
二重筒部８０が空気導入手段を兼ねている。それに加え、変位伝達手段が、浮き子２４１に取り付けられたピン８５と、外筒部８１および内筒部８２の周壁に形成された各々異なるガイドスリットとによって構成される。そのため、部品点数が少なく簡素な構成で低コストにて原料供給装置を作製することができる。
【００６０】
本実施の形態２は、以下のように変更することができる。
（実施の形態２の変形例１）
ピン８５を浮き子２４１に取り付けるＬ字片形の取付部８７に上下複数のネジ孔を形成することができ、ピン８５の取付高さ位置を変更することができる。
このようにすれば、浮き子２４１が同じ高さ位置であっても、選択されたピン８５の取付高さ位置によって二重筒部８０の連通孔８６の大きさを異ならせることができる。例えば、原料Ｍの粘度が高い場合、粘度が低い場合よりも連通孔８６の大きさをある程度大きくするといった対応ができる。
あるいは、実施の形態１の変形例４のように、浮き子２４１内に錘または水を入れて浮力を調節することにより、原料タンク１０内の原料液面Ｌに対するピン８５の位置を変更するようにしてもよい。
【００６１】
（実施の形態２の変形例２）
ピンをコイルスプリングにて構成する、あるいはゴムや弾性プラスチック等からなる弾性材料にて形成し、浮き子２４１に固定することができる。このようにすれば、浮き子２４１の二重筒部８０への組み付けおよび取り外しにおいて、ピンが弾性変形して邪魔とならない。
さらにこの場合、外筒部８１に第１流通孔８１ａと同じ流通孔を１８０°の対向位置にもう１つ形成すると共に、内筒部８２に第２流通孔８２ａと同じ流通孔を１８０°の対向位置にもう１つ形成し、かつピンも１８０°の対向位置に一対設けることができる。このようにすれば、１つのピンにかかる負荷を低減することが可能となる。あるいは、内筒部８２に追加する流通孔の代りに、内筒部８２の周壁を貫通しないピン案内用溝を用いてもよい。なお、この構成は金属製や硬質プラスチック製のピンにも適用可能である。
【００６２】
（実施の形態２の変形例３）
内筒部８２の第２流通孔８２ａの幅を一定とし、外筒部８１の第１流通孔８１ａの幅を下方へ向かうにつれて広くすることができる。
あるいは、第２流通孔８２ａの幅および第１流通孔８１ａの幅を共に下方へ向かうにつれて広くすることができる。
【００６３】
（実施の形態３）
図１６は、実施の形態３の原料供給装置Ｆ３を示す説明図である。
この実施の形態３は、二重筒部１８０における外筒部１８１に、ガイドスリットを兼ねる螺旋状の第１流通孔１８１ａを形成し、内筒部１８２に、ガイドスリットを兼ねるストレートな第２流通孔１８２ａを形成した点が実施の形態２とは異なり、その他の構成は実施の形態２と概ね同様である。なお、図１６において、実施の形態２と同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００６４】
この場合、図１６に示すように、少なくとも第１流通孔１８１ａと第２流通孔１８２ａのいずれか一方を下方へ向かうにつれて幅広く形成する。
実施の形態３の原料供給装置Ｆ３では、ピン８５が内筒部１８２の第２流通孔１８２ａに沿って真っ直ぐ降下し、ピン８５に摺接する第１流通孔１８１ａの縁部が周方向の力を受けることにより、外筒部１８１が回転する。そして、ピン８５が挿入された連通孔８６（図１５参照）が徐々に大きくなり、実施の形態２と同様に、原料タンク１０内から二重筒部１８０へ流入する原料Ｍの流量が増加していく。
実施の形態３によれば、実施の形態１の前記効果１−１、１−２および実施の形態２の前記効果２−１と同様の効果を奏する。
【００６５】
（実施の形態３の変形例）
実施の形態３は、実施の形態２の変形例１、２および３を適用することができる。
【００６６】
（実施の形態４）
実施の形態４は、二重筒部を原料タンクの原料導入路に接続する構造が図１４および図１６で示した実施の形態２および３とは異なる以外は、実施の形態２および３と同じである。
つまり、例えば実施の形態２を用いて説明すると（実施の形態３も同様）、実施の形態２では、二重筒部８０における内筒部８２を原料タンク１０の原料導入路１１に接続固定し、外筒部８１を回転させるように構成したが、実施の形態４では、外筒部８１を原料タンク１０の原料導入路１１に接続固定し、内筒部８２を回転させる。
この実施の形態４では、原料タンク１０の底部と当接する外フランジおよびＯリング用の凹周溝を外筒部８１の下部に形成する。なお、外筒部および内筒部にそれぞれ形成する流通孔８１ａおよび８２ａや、浮き子２４１へのピン８５の取付構造等は実施の形態２と同様である。
実施の形態４によれば、実施の形態１の前記効果１−１、１−２および実施の形態２の前記効果２−１と同様の効果を奏する。
また、実施の形態４では、実施の形態２の変形例１ないし３を適用することができる。
【００６７】
（実施の形態５）
図１７は、実施の形態５の原料供給装置Ｆ５を示す説明図である。
この実施の形態５は、浮き子２４１およびピン８５を備える実施の形態２および３と類似する構成であるが、浮き子２４１が原料液面Ｌの高さに応じて上下する運動を外筒部２８１と内筒部２８２との相対的な回転運動に変換する運動方向変換機構と、二重筒部２８０の第１流通孔２８１ａおよび第２流通孔２８２ａが実施の形態２および３とは異なる。なお、図１７において、実施の形態２および３と同一の構成要素には同一の符号を付している。
以下、実施の形態５が実施の形態２および３と異なる点を主として説明する。
【００６８】
実施の形態５の運動方向変換機構は、外筒部２８１の周壁に形成された軸心方向の縦ガイドスリット２８３と、内筒部２８２の周壁に斜めに形成された斜めガイド溝２８５と、浮き子２４１に着脱可能に取り付けられたピン１８５とを備える。
ピン１８５は、縦ガイドスリット２８３に挿入され、かつその先端が斜めガイド溝２８５に沿ってスライドすることができる。
二重筒部２８０において、内筒部２８２に形成された斜めガイド溝２８５の周方向の範囲が、外筒部２８１と内筒部２８２との相対的な回転範囲となる。
また、第１流通孔２８１ａは、外筒部２８１の周壁下部における縦ガイドスリット２８３の無い位置に、例えば周方向に長い長孔状に形成される。第２流通孔２８２ａは、内筒部２８２の周壁下部における斜めガイド溝２８５の無い位置に、例えば周方向に長い長孔状に形成される。第１流通孔２８１ａと第２流通孔２８２ａは同じ高さ位置で、かつ外筒部２８１と内筒部２８２とが相対的に回転する範囲内で相互に重なる位置に配置されている。
【００６９】
図１８は、実施の形態５において、ピン１８５が降下することにより外筒部２８１が回転して連通孔２８６が徐々に大きくなることを説明する概念図である。
このように構成された実施の形態５によれば、図１７および図１８に示すように、浮き子２４１の降下に伴ってピン８５が縦ガイドスリット２８３および斜めガイド溝２８５に沿って降下する際、ピン１８５が縦ガイドスリット２８３の側縁を周方向に押すため、それによって外筒部２８１が内筒部２８２に対して回転する。
これにより、第１流通孔２８１ａが第２流通孔２８２ａに対して周方向に移動し、第１流通孔２８１ａと第２流通孔２８２ａとが重なって形成された連通孔２８６が徐々に大きくなる。したがって、二重筒部８０内に流入する原料タンク内の原料の流量が増加する。
実施の形態５によれば、実施の形態１の前記効果１−１、１−２および実施の形態２の前記効果２−１と同様の効果を奏する。
【００７０】
（実施の形態６）
図１７に示した実施の形態５では、二重筒部２８０における内筒部２８２を原料タンク１０の原料導入路１１に接続固定し、外筒部２８１を回転させるように構成したが、実施の形態６では、外筒部２８１を原料タンク１０の原料導入路１１に接続固定し、内筒部２８２を回転させる（図示省略）。
実施の形態６において、原料タンク１０の底部と当接する外フランジおよびＯリング用の凹周溝を外筒部２８１の下部に形成する。なお、外筒部２８１および内筒部２８２にそれぞれ形成するガイドスリットおよびガイド溝や、浮き子へのピンの取付構造等は実施の形態５と同様である。
実施の形態６によれば、実施の形態１の前記効果１−１、１−２および実施の形態２の前記効果２−１と同様の効果を奏する。
【００７１】
（実施の形態５および６の変形例）
実施の形態５および６は、実施の形態２の変形例１および２を適用することができる。
また、実施の形態５および６における第１流通孔と第２流通孔の形状や組み合わせは、実施の形態１の変形例１のように適宜変更可能である。
また、実施の形態５および６において、外筒部に斜めガイドスリットを形成し、内筒部に縦ガイド溝を形成するようにしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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