(57)【要約】ミックスおよび空気は、冷凍製品システムのハウジング２８の混合チャンバ３４内で混合され、混合物が形成される。ハウジング２８の１つの端部内に収容されるキャップは、空気用入口、ミックス用入口および２つの混合物用出口を備える。空気用入口に収容された一体型オリフィスは、混合チャンバ３４に流入する空気の量を調節する。キャップに隣接して配置されたガスケットは、液密シールを付与して、混合物が混合チャンバ３４から流出する際に、空気およびミックスが混合チャンバ３４に流入するのを防ぐとともに、空気およびミックスが混合チャンバに引き込まれる際に、混合物が冷凍シリンダー２６から流出しないように防いでいる。ガスケットは、空気バルブ、ミックス用バルブおよび２つの混合物用バルブを備える。アダプタ１１８は、空気穴を通してポンプに空気を引き込むとともに、ミックス用穴部を通してポンプにミックスを引き込む。ピストンは、混合チャンバ３４内を摺動し、混合物用穴部を通して混合物を提供する。キャップは、アダプタ１１８の穴部に係合する複数の突起部を備え、キャップとアダプタ１１８との適切なアライメントを確実にする。ガスケットは、また、キャップのキャビティに係合する突起部を備え、キャップとガスケットとの適切なアライメントを確実にする。
2006520875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合流体を形成するように第１の流体および第２の流体を混合する混合チャンバを画定するハウジングと、
前記ハウジング内に収容されるキャップと、
を備え、
前記キャップが、
前記混合チャンバと流体連通して、前記第１の流体が前記混合チャンバに流入することを可能にする第１の入口と、
前記混合チャンバと流体連通して、前記第２の流体が前記混合チャンバに流入することを可能にする第２の入口と、
前記混合チャンバと流体連通して、前記混合流体が前記混合チャンバから流出することを可能にする出口と、
前記混合チャンバからの前記混合流体の流れを調節する出口バルブと、
前記第１の入口を通る前記第１の流体の流れを制御するように前記第１の入口内に収容されるオリフィスと、
を備えるポンプ。
【請求項２】
前記第１の流体が通って前記混合チャンバへと引き込まれる第１の穴部と、
前記第２の流体が通って前記混合チャンバへと引き込まれる第２の穴部と、
前記混合流体が通って前記混合チャンバから流出する出口穴部と、
を有するアダプタをさらに備える請求項１に記載のポンプ。
【請求項３】
前記キャップが、第１の面を備え、前記アダプタが、第２の面を備え、前記第１の面が、前記キャップと前記アダプタとの適切なアライメントを確実にするように前記第２の面と整列することを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項４】
前記キャップが、突起部および穴部の一方を備え、前記アダプタが、突起部および穴部の他方を備え、前記突起部が、前記キャップと前記アダプタとの適切なアライメントを確実にするように、前記穴部と係合することを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項５】
前記アダプタが、前記第１の流体を前記混合チャンバに引き込む第１のチューブと、前記第２の流体を前記混合チャンバに引き込む第２のチューブと、前記混合流体が通って前記混合チャンバから流出する出口チューブと、を備えることを特徴とする請求項２に記載のポンプ。
【請求項６】
冷凍シリンダーと、複数の穴を有するフィードチューブと、をさらに備え、
前記フィードチューブが、前記出口チューブに取り付けられ、前記混合流体が、前記混合流体の貯蔵および準備のため前記フィードチューブを通って流れるとともに、前記冷凍シリンダー内に貯まることを特徴とする請求項５に記載のポンプ。
【請求項７】
前記圧力調節器が、エラストマー製であることを特徴とする請求項２４に記載のポンプ。
【請求項８】
前記混合チャンバへの前記第１の流体の前記流れを調節する第１のバルブと、前記混合チャンバへの前記第２の流体の流れを調節する第２のバルブと、前記出口バルブと、を有するガスケットをさらに備える請求項１に記載のポンプ。
【請求項９】
前記第１のバルブ、前記第２のバルブおよび前記出口バルブの各々が、前記第１の流体、前記第２の流体および前記混合流体の通過をそれぞれ可能にするスロットを備えることを特徴とする請求項８に記載のポンプ。
【請求項１０】
前記ガスケットが、突起部およびキャビティの一方を備え、前記キャップが、前記突起部および前記キャビティの他方を備え、前記突起部が、前記ガスケットと前記キャップとの適切なアライメントを確実にするように、前記キャビティと係合することを特徴とする請求項８に記載のポンプ。
【請求項１１】
前記混合流体が前記混合チャンバから流出する際に、前記第１のバルブは、前記第１の流体が前記混合チャンバに流入しないように防いでおり、
前記混合流体が前記混合チャンバから流出する際に、前記第２のバルブは、前記第２の流体が前記混合チャンバに流入しないように防いでおり、
前記第１の流体および前記第２の流体が前記混合チャンバに引き込まれている際に、前記出口バルブは、前記混合流体が前記混合チャンバから流出しないように防いでいることを特徴とする請求項８に記載のポンプ。
【請求項１２】
前記ガスケットが、エラストマー製であることを特徴とする請求項８に記載のポンプ。
【請求項１３】
前記オリフィスが、ステンレス綱製であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１４】
前記第１の流体および前記第２の流体を前記混合チャンバに引き込むとともに、前記混合チャンバから前記混合流体を提供するアダプタと、
前記混合チャンバへの前記第１の流体の前記流れを調節する第１のバルブと、
前記混合チャンバへの前記第２の流体の流れを調節する第２のバルブと、
出口バルブと、を有する
ガスケットと、
をさらに備え、
前記ガスケットが、第１の側および第２の側をさらに備え、
前記第１の側が、前記アダプタに隣接し、
前記第２の側が、前記キャップに隣接し、
前記出口バルブが、前記第２の側の上に、前記キャップの前記出口穴と接触する混合流体面を備え、
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブの各々が、前記ガスケットの前記第１の側の上に、前記アダプタの前記第１の穴部および前記第２の穴部とそれぞれ接触する面を備えることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１５】
前記混合チャンバ内に摺動可能に配置されたピストンをさらに備え、
前記ピストンが第１の方向に摺動すると、前記第１の流体および前記第２の流体が、前記混合チャンバに流入し、前記ピストンが反対方向の第２の方向に摺動すると、前記混合流体が、前記混合チャンバから流出することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１６】
モータが、前記ピストンを駆動させることを特徴とする請求項１５に記載のポンプ。
【請求項１７】
前記第１の流体が空気であり、前記第２の流体が冷凍製品用ミックスであることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
【請求項１８】
混合流体を形成するように第１の流体および第２の流体を混合する混合チャンバを画定するハウジングと、
前記第１の流体が通って前記混合チャンバへと引き込まれる第１の穴部と、
前記第２の流体が通って前記混合チャンバへと引き込まれる第２の穴部と、
前記混合流体が通って前記混合チャンバから流出する出口穴部と、
を有するアダプタと、
前記混合チャンバへの前記第１の流体の流れを調節する第１のバルブと、
前記混合チャンバへの前記第２の流体の流れを調節する第２のバルブと、
前記混合チャンバからの前記混合流体の流れを調節する出口バルブと、
を有するガスケットと、
前記混合チャンバと流体連通して、前記第１の流体が前記混合チャンバに流入することを可能にする第１の入口と、
前記混合チャンバと流体連通して、前記第２の流体が前記混合チャンバに流入することを可能にする第２の入口と、
前記混合チャンバと流体連通して、前記混合流体が前記混合チャンバから流出することを可能にする出口と、
を有するとともに、前記ハウジング内に収容されたキャップと、
前記混合チャンバ内に摺動可能に配置されたピストンと、
を備え、
オリフィスが、前記第１の入口を通る前記第１の流体の前記流れを制御するように前記第１の入口内に収容され、前記ピストンが第１の方向に摺動すると、前記第１の流体および前記第２の流体が、前記混合チャンバに流入し、前記ピストンが反対方向の第２の方向に摺動すると、前記混合流体が、前記混合チャンバから流出することを特徴とするポンプ。
【請求項１９】
前記キャップが、突起部および穴部の一方を備え、前記アダプタが、前記突起部および前記穴部の他方を備え、前記突起部が、前記キャップと前記アダプタとの適切なアライメントを確実にするように、前記穴部と係合することを特徴とする請求項１８に記載のポンプ。
【請求項２０】
前記ガスケットが、突起部およびキャビティの一方を備え、前記キャップが、前記突起部および前記キャビティの他方を備え、前記突起部が、前記ガスケットと前記キャップとの適切なアライメントを確実にするように、前記キャビティと係合することを特徴とする請求項１８に記載のポンプ。
【請求項２１】
前記ガスケットが、第１の側および第２の側を備え、
前記第１の側が、前記アダプタに隣接し、
前記第２の側が、前記キャップに隣接し、
前記出口バルブが、前記ガスケットの前記第２の側の上に、前記キャップの前記出口穴と接触する混合流体面を備え、
前記第１のバルブおよび前記第２のバルブの各々が、前記ガスケットの前記第１の側の上に、前記アダプタの前記第１の穴部および前記第２の穴部とそれぞれ接触する面を備えることを特徴とする請求項１８に記載のポンプ。
【請求項２２】
第１の物体と、
第２の物体と、
前記第１の物体と前記第２の物体との間に位置するとともに、第１のバルブおよび第２のバルブを有する本体部と、
を備え、
第１の運転モードの間、前記第１のバルブは、流体が第１の方向に流れるのを可能にし、前記第２のバルブは、前記第２の面と接触して、前記流体が前記第２のバルブを通って第１の方向に流れるのを防ぎ、
第２の運転モードの間、前記第２のバルブは、前記流体が反対方向の第２の方向に流れるのを可能にし、前記第１のバルブは、前記第１の面と接触して、前記流体が前記第１のバルブを通って第２の方向に流れるのを防ぐことを特徴とする封止装置。
【請求項２３】
一体型オリフィスを通してハウジングの混合チャンバに第１の流体を引き込むステップと、
前記一体型オリフィスで前記混合チャンバ内の前記第１の流体の量を調節するステップと、
前記混合チャンバ内の前記第１の流体の流れを調節するステップと、
前記混合チャンバに第２の流体を引き込むステップと、
前記混合チャンバ内の前記第２の流体の流れを調節するステップと、
混合流体を形成するように、前記混合チャンバ内の前記第１の流体と前記第２の流体を混合するステップと、
出口を通して前記混合チャンバから前記混合流体を提供するステップと、
前記混合チャンバからの前記混合流体の流れを調節するステップと、
前記引き込むステップの間、前記第１の流体および前記第２の流体が、前記出口を通って前記混合チャンバに流入するのを防ぐステップと、
からなる混合流体の製造方法。
【請求項２４】
前記複数の穴を覆って配置された圧力調節器をさらに備え、前記冷凍シリンダーの圧力が閾値を超えた場合、圧力が前記複数の穴部を通って前記冷凍シリンダーから逃れることを特徴とする請求項６に記載のポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合物中における流体の割合を制御する一体型オリフィスを有する定量ポンプに関する。特に、本発明は、冷凍製品を製造するように混合材料（ミックス）と混合される空気の量を制限する冷凍製品システムに用いられる定量ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
定量ポンプは、混合物中における流体の割合を制御する。定量ポンプは、通常、オリフィスを用いて混合物中における流体の割合を調節する。例えば、第１の流体および第２の流体は、混合チャンバ内で混合され、混合物が形成される。第１の流体の割合を調節しなければならない場合、第１の流体は、混合チャンバに流入する前にオリフィスを通るが、第２の流体は、調節されずに混合チャンバに流入する。オリフィスにより、混合物中における第１の流体の割合が制御される。オリフィスが大きい場合には、混合物中における第１の流体の割合は増加する。オリフィスが小さい場合には、混合物中における第１の流体の割合は減少する。
【０００３】
冷凍製品システムにおいては、通常、冷凍飲料およびフローズンデザート（例えば、ミルクシェイクおよびソフトクリーム）などの冷凍製品を製造する際に定量ポンプが用いられる。冷凍製品は、混合材料（ミックス）と空気から製造される。ミックスは、ホッパや他の貯蔵用容器に貯蔵される。従来技術では、冷凍製品を準備する際、ポンプにより、ミックスがホッパから混合チャンバ内に引き込まれる。また、ポンプにより、空気が大気から混合チャンバに引き込まれる。オリフィスにより、空気が調節され、オリフィスのサイズによって、混合チャンバ内でミックスと混合される空気の量が決まる。空気およびミックスは、混合チャンバ内で混合され、混合物が形成される。混合物は、ポンプで冷凍シリンダーに供給され、そこで冷凍され、細かくされて、冷凍製品となる。冷凍製品を提供する際、冷凍製品は、冷凍シリンダーから供給される。冷凍製品がミルクシェイクの場合、ミルクシェイクを提供するには、ミルクシェイクをポンプでシロップチェンバに送り、味付きシロップと混合してから供給される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のシステムの一例においては、同じミックスを用いて、ソフトクリームとミルクシェイクの両方を製造している。ミルクシェイクを製造する場合に比べて、ソフトクリームを製造する場合に、より多くの量の空気をミックスに加える。そのため、異なったサイズのオリフィスを使用して、ソフトクリームおよびミルクシェイクを製造している。ミルクシェイク用ポンプに用いられるオリフィスに比べ、より多くの量の空気をミックスに供給して、混合物を形成するため、ソフトクリーム用ポンプでは、より大きいオリフィスが使用されている。従来技術のポンプの欠点としては、組み立てる際に、ソフトクリームの製造に用いられるポンプの構成部品を、ミルクシェイク用ポンプの構成部品と混同してしまう恐れがあることが挙げられる。例えば、ソフトクリーム用ポンプに、ミルクシェイク用ポンプのオリフィスを誤って組み込んでしまった場合、十分な量の空気がミックスと混合されない。
【０００５】
大気から混合チャンバに供給される空気を制御するオリフィスは、外付けである。そのため、オリフィスは、空気にさらされ、時間とともに乾燥しきってしまう。オリフィスが乾燥た場合、空気通路が塞がれてしまうことがあり、それにより、オリフィスを通る空気の量が減少して、その結果生じた冷凍製品および冷凍製品のオーバーラン（空気の含有量）の均一性に影響を及ぼす。オーバーラン（空気含有量）は、冷凍製品における空気量の測定値である。オリフィスが、空気およびユーザインターフェイスにさらされた場合、オーバーランを予想することができない。オーバーランが減少すると、冷凍製品における単位体積あたりの空気量が少なく、ミックスの量がより多くなるため、冷凍製品の利益額が減少してしまう。より多くの量のミックスが使用されるため、利益を減少させる。この問題を防ぐために、通常、毎日オリフィスを取り外して洗浄し、空気通路の目詰まりが生じないようにしている。
【０００６】
ガスケットは、混合チャンバに流入する流体の流れ、および混合チェンバから流出する流体の流れを制御する。従来技術では、ガスケットは、複雑であるとともに、複数の構成部品を含んでいるため、ポンプの組み立てが非常に複雑になっている。
【０００７】
従来技術の定量ポンプは、いくつかの欠点を有する。一例としては、ポンプには、多数の構成部品が含まれており、そのため、ポンプの組み立てを複雑にしている。また、従来のポンプには、ポンプが適切に組み立てられたか、または異なったポンプの構成部品と混同されていないかということを確実にするフェールセーフ機構が装備されていない。さらに、外付けのオリフィスを毎日取り外して洗浄しなければならないため、付加的な労働が必要になる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
冷凍製品システムのポンプにより、空気とミックスが混合され、冷凍製品の製造に用いられる混合物が形成される。ポンプは、混合チャンバを画定するハウジング内に摺動可能に配置されたピストンを備える。ピストンがハウジング内を摺動するにつれて、混合チャンバの体積が変わる。ハウジングの１つの端部内に収容されるキャップは、空気が混合チャンバに流入するのを可能にする空気用入口と、ミックスが混合チャンバに流入するのを可能にするミックス用入口と、混合物が混合チャンバから流出するのを可能にする２つの混合物用出口と、を備える。一体型のオリフィスは、空気用入口内に収容され、混合チャンバへの空気の流れを調節する。オリフィスのサイズを調節することによって、混合物における空気の割合を調節することができる。
【０００９】
キャップに隣接して配置されたガスケットは、空気バルブ、ミックス用バルブおよび２つの混合物用バルブを備える。ガスケットがキャップと直列に配置されると、空気バルブは、キャップの空気用入口と整列し、ミックス用バルブは、キャップのミックス用入口と整列し、混合物用バルブの各々は、キャップのミックス用出口の１つと整列する。各々のバルブは、流体がバルブを通ることを可能にする少なくとも１つのスリットを備える。ガスケットは、液密シールを付与し、混合物が混合チャンバから流出する際に、空気およびミックスが混合チャンバに流入するのを防ぐとともに、空気およびミックスが混合チャンバに引き込まれる間、混合物が冷凍シリンダーから混合チャンバに流入しないように防いでいる。
【００１０】
アダプタは、空気およびミックスを混合チャンバ内に引き込む。大気からの空気は、空気チューブを通りアダプタに流入し、空気穴を通ってアダプタから流出する。ホッパからのミックスは、ミックス用チューブを通ってアダプタに流入し、ミックス用穴部を通ってアダプタから流出する。混合チャンバ内で混合された後、混合物は、２つのミックス用穴部を通ってアダプタから流出し、フィードチューブを通り、冷凍製品の冷却および準備のため冷凍シリンダーに流入する。
【００１１】
フィードチューブの穴部を覆うように配置されたチェックリングは、冷凍シリンダーの圧力を調節する。冷凍シリンダーの圧力が最大限を超えた場合、冷凍シリンダーの圧力は、フィードチューブの穴部を通り軽減される。圧力によってフィードチューブからチェックリングが離れ、圧力が逃がされる。
【００１２】
キャップは、アダプタの個々の穴とそれぞれ係合する複数の突起部を備え、キャップとアダプタとの適切なアライメントを確実にする。ガスケットは、また、キャップのキャビティと係合する突起部を備え、ガスケットとキャップとの適切なアライメントを確実にする。
【００１３】
吸入行程の間、ピストンは、混合チャンバを拡張するように動き、空気およびミックスを混合チャンバへ引き込む。空気およびミックスは、ガスケットの空気バルブおよびミックス用バルブをそれぞれ通って、混合チャンバに流入する。ピストンの動きにより、キャップの混合物用出口の上の混合物用バルブをシールする吸引力が働き、それにより、冷凍シリンダー内の混合物が混合チャンバへと漏れないようにしている。圧縮行程の間、冷凍シリンダー内の混合物は、ガスケットの混合物用バルブを通って流出する。ピストンの動きにより、アダプタの空気穴およびミックス用穴部の上の空気バルブおよびミックス用バルブをシールする圧力が生じ、それにより、空気チューブ内の空気およびミックス用チューブ内のミックスが、混合チャンバに漏出するのを防ぐとともに、アダプタの空気穴およびミックス用穴部を通って混合物が混合チャンバから流出するのを防いでいる。
【００１４】
本発明のこれらの特徴および他の特徴は、以下の明細書および図面から最も良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１では、フローズンデザートのシステムに用いられる本発明の定量ポンプ２４が概略的に図示されている。ポンプ２４により、冷凍製品が準備され、提供される。冷凍製品は、ソフトクリームおよびミルクシェイクであってもよい。冷凍製品用の混合材料（ミックス）は、ホッパまたは他の貯蔵容器２２に貯蔵される。ミックスは、定量ポンプ２４内に引き込まれて、空気と混合され、混合物が形成される。混合物は、ポンプ２４から流出し、提供される前に、冷凍シリンダー２６内で冷却および準備される。冷凍製品システムについて説明しているが、混合物中の流体の割合を調節するあらゆるシステムにおいて、本発明のポンプ２４を用いることができるということを理解されたい。
【００１６】
図２および図３では、ポンプ２４の構成部品の分解図が図示されている。ポンプ２４は、ハウジング２８を備え、ハウジング２８は、第１の端部３０、その反対側の第２の端部３２および混合チャンバ３４を有する。ミックスおよび空気は、ハウジング２８内に引き込まれ、混合チャンバ３４内で混合されて、混合物が形成される。ハウジング２８の混合チャンバ３４内に収容された摺動可能なピストン３６により、混合チャンバ３４内の体積が変化する。ハウジング２８のアーム４０に取り付けられた駆動モータクランク３８（図１参照）により、混合チャンバ３４内でピストン３６が移動する。ピストン３６の環状の溝４４に嵌め込まれたＯリング４２により、ピストン３６とハウジング２８との間にシールがもたらされる。吸入行程中、混合チャンバ３４の大きさを拡張するようにピストン３６は動く。圧縮工程中、混合チャンバ３４の大きさを縮小するようにピストン３６は動く。
【００１７】
さらに、図４および図５に図示されているように、キャップ４６は、ハウジング２８の第１の端部３０のカウンタボア４９に収容される。空気とミックスは、キャップ４６を通り、ハウジング２８の混合チャンバ３４に流入する。キャップ４６は、Ｏリング５０を受ける環状の溝４８を備え、キャップ４６がカウンタボア４９内に収容される際に、キャップ４６とハウジング２８との間をシールする。
【００１８】
大気からの空気は、キャップ４６の空気用入口５２を通り混合チャンバ３４内に流入する。ミックスは、キャップ４６のミックス用入口５４を通り混合チャンバ３４内に流入する。空気とミックスは、混合チャンバ３４内で混合され、冷凍製品の製造に用いられる混合物となる。混合物は、キャップ４６の空気用入口５２の両側に位置する２つの混合物用出口５６を通り、混合チャンバ３４から流出する。
【００１９】
キャップ４６は、少なくとも１つの突起部をさらに備え、この突起部により、キャップ４６がアダプタ１１８に適切に配置される。一実施例においては、キャップ４６は、円形の突起部５８、幅の広い突起部６０および幅の狭い突起部６２を備える。キャップ４６がポンプ２４に取り付けられる際、突起部５８，６０，６２は、アダプタ１１８の対応するスロットに係合して、アダプタ１１８とキャップ４６との適切なアライメントが確実になる。
【００２０】
穴部６４は、空気用入口５２とミックス用入口５４との間でキャップ４６を貫通している。キャップ４６が、ハウジング２８のカウンタボア４９に収容される際に、キャップ４６の穴部６４は、ハウジング２８の穴部６６（図２，３参照）と直列に並ぶ。キャップ４６は、アダプタ１１８とキャップ４６との適切なアライメントを確実にする位置決めキャビティ６８をさらに備える。
【００２１】
所定の直径を有する一体型オリフィス７２は、空気用入口５２内に収容され、混合チャンバ３４への空気の流れを調節して、その結果、オーバーランを調節する。オーバーランとは、冷凍製品に含有される空気の量である。混合物中の空気とミックスとの比は、所定の直径を有する一体型オリフィス７２を用いることにより制御される。オリフィス７２の大きさを調節することにより、混合物中の空気の割合を調節することができる。オリフィス７２が大きい場合、より多くの量の空気が空気用入口５２を通るため、混合物中の空気の割合が増す。オリフィス７２が小さい場合、より少ない量の空気が空気用入口５２を通るため、混合物中の空気の割合は減少する。一実施例においては、オリフィス７２は、ステンレス綱または他の同等の材料から製造される。
【００２２】
図６では、ガスケット７０が概略的に図示されている。ガスケット７０は、ミックス、空気および混合物の混合チャンバ３４への流れ、ならびに混合チャンバ３４からの流れを制御する。単一の部品であるガスケット７０は、空気バルブ７６、ミックス用バルブ７８および２つの混合物用バルブ８０を備える。また、ガスケット７０は、キャップ４６の位置決めキャビティ６８に嵌合する突起部７４を備え、これにより、ガスケット７０とキャップ４６との適切なアライメントが確実になる。ガスケット７０とキャップ４６とを直列に配置すると、空気バルブ７６は、キャップ４６の空気用入口５２と整列し、ミックス用バルブ７８は、キャップ４６のミックス用入口５４と整列し、混合物用バルブ８０の各々は、キャップ４６の混合物用出口５６の１つと整列する。
【００２３】
ガスケット７０は、液密シールとして機能し、圧縮工程中に、混合物が混合チャンバ３４から供給される際、空気およびミックスが混合チャンバ３４に流入しないようにしている。また、ガスケット７０は、圧縮工程中に、混合物がアダプタ１１８の空気用穴部１６２およびミックス用穴部１６４（図９，１０参照）を通り混合チャンバ３４から流出しないようにしている。さらに、ガスケット７０は、吸入行程中、空気およびミックスが、混合チャンバ３４に引き込まれている間、混合物が、冷凍シリンダー２６から流出し、混合チャンバ３４に流入しないようにしている。ガスケット７０は、シールを付与し、冷凍シリンダー内の圧力が混合チャンバ３４に漏出しないようにしている。ガスケット７０は、エラストマー製であることが望ましい。
【００２４】
ガスケット７０は、第１の側８４およびその反対側の第２の側８６を有する本体部８２を備える。図７においてさらに図示するように、空気バルブ７６は、本体部８２の第２の側８６から延びている平坦な丸状部分８８を、円筒型部分９０の近くに備える。平坦な丸状部分８８は、ガスケット７０の第１の側８４に位置する隆起した空気面１７２をさらに備える。ピストンの圧縮行程の間、隆起した空気面１７２は、アダプタ１１８と係合し、空気が混合チャンバ３４に漏出するのを防ぐとともに、混合物がアダプタ１１８の空気穴１６２（図９，１０参照）を通り混合チャンバ３４から流出するのを防いでいる。空気が混合チャンバ３４に引き込まれる際、空気は、平坦な丸状部分８８の弧状のスリット９２を通って流れる。一実施例においては、３つの弧状のスリット９２が存在しており、それらが一緒になって、実質的に円形のパターンが形成される。隣接するスリット９２の間のリブ９４は、平坦な丸状部分８８に対して円形の中間部分９６を保持する。空気が空気バルブ７６を通って流れる際、空気は、中間部分９６を押して、スロット９２を通って混合チャンバ３４に流入する。空気が混合チャンバ３４に引き込まれる際に、リブ９４は、中間部分９６が偏向する程度を調節する。
【００２５】
ミックス用バルブ７８は、本体部８２の第２の側８６から延びている平坦な丸状部分９８を、円筒形部分１００の近くに備える。平坦な丸状部分９８は、ガスケット７０の第１の側８４に位置する隆起したミックス面１７４をさらに備える。圧縮行程の間、隆起したミックス面１７４は、アダプタ１１８と係合し、ミックスが混合チャンバ３４に漏出するのを防ぐとともに、混合物がアダプタ１１８のミックス用穴部１６４（図９，１０参照）を通って混合チャンバ３４から流出するのを防いでいる。ミックスが混合チャンバ３４に引き込まれる際に、ミックスは、平坦な丸状部分９８の弧状のスリット１０２を通って流れる。一実施例においては、３つの弧状のスリット１０２が存在しており、それらが一緒になって、実質的に円形のパターンが形成される。隣接するスリット１０２の間のリブ１０４は、平坦な丸状部分９８に対して円形の中間部分１０６を保持する。ミックスがミックス用バルブ７８を通って流れる際、ミックスは、中間部分１０６を押し、スロット１０２を通って混合チャンバ３４に流入する。ミックスが混合チャンバ３４に導かれる際に、リブ１０４は、中間部分１０６が偏向する程度を調節する。
【００２６】
図８でさらに図示しているように、混合物用バルブ８０の各々は、ガスケット７０の第１の側８４と実質的に同一平面上にある平坦な丸状部分１０８を備える。実質的に半球形の隆起部１１６は、ガスケット７０の第２の側８６から延びている。ピストン３６の吸入行程の間、半球形の隆起部１１６の各々は、キャップ４６の混合物用出口５６と係合し、冷凍シリンダー２６中の混合物が混合チャンバ３４に流入しないように防いでいる。混合物が混合チャンバ３４から流出する際、混合物は、平坦な丸状部分１０８の弧状のスロット１１０を通って流れる。一実施例においては、３つの弧状のスリット１１０が存在しており、それらが一緒になって、実質的に円形のパターンが形成される。隣接するスリット１１０の間のリブ１１２は、平坦な丸状部分１０８に対して円形の中間部分１１４を保持する。混合物が混合物用バルブ８０を通って流れる際、混合物は、中間部分１１４を押し、スロット１１０を通って混合チャンバ３４から流出する。冷凍製品が混合チャンバ３４から供給される際、リブ１１２は、中間部分１１４が偏向する程度を調節する。
【００２７】
単一の部品であるガスケット７０は、混合チャンバ３４への空気の流れを調節する空気バルブ７６と、混合チャンバ３４へのミックスの流れを調節するミックス用バルブ７８と、混合チャンバ３４からの混合物の流れを調節する混合物用バルブ８０と、を備える。一体的なバルブ７０は、キャップ４６の混合物用出口５６と係合する半球形の隆起部１１６と、アダプタ１１８と係合する隆起した空気面１７２および隆起したミックス面１７４と、を備えるため、ガスケット７０は、シールチェック機能および逆シールチェック機能を付与することができる。吸入行程の間、空気が空気バルブ７６を通って流れ、ミックスがミックス用バルブ７８を通って流れる際、ガスケット７０の半球形の隆起部１１６は、キャップ４６の混合物用出口５６をシールし、冷凍シリンダー２６中の混合物が混合チャンバ３４に漏出しないようしている。逆に、混合物がガスケット７０の混合物用バルブ８０を通って混合チャンバ３４から流れる際、空気バルブ７６の隆起した空気面１７２およびミックスバルブ７８の隆起したミックス面１７４は、アダプタ１１８にシールを付与し、それにより、空気およびミックスが混合チャンバ３４に流入するのを防ぐとともに、混合物がアダプタ１１８の空気穴１６２およびミックス穴１６４（図９，１０参照）を通って混合チャンバ３４から流出するのを防いでいる。
【００２８】
図９および図１０では、アダプタ１１８が図示されている。ピストン３６の吸入行程の間、アダプタ１１８は、大気から空気を、ホッパ２２からミックスを引き込み、それぞれ空気穴１６２およびミックス穴１６４を通してハウジング２８の混合チャンバ３４に供給する。空気は、空気チューブ１２０を通り大気からアダプタ１１８に流入する。ホッパ２２からのミックスは、ミックスチューブ１２２を通りアダプタ１１８に流入する。圧縮行程の間、混合チャンバ３４から流出した混合物は、混合物用穴部１６６を通ってアダプタ１１８から流出し、出口チューブ１２４およびフィードチューブ１２６を通って冷凍シリンダー２６に流入する。
【００２９】
空気チューブ１２０を通り大気から引き込まれた空気は、ガスケット７０の空気バルブ７６およびキャップ４６の空気用入口５２と直列に並ぶアダプタ１１８の空気穴１６２を通って流れる。ミックスチューブ１２２を通りホッパ２２から引き込まれたミックスは、ガスケット７０のミックス用バルブ７８およびキャップ４６のミックス用入口５４と直列に並ぶアダプタ１１８のミックス用穴部１６４を通り流れる。空気およびミックスがそれぞれ空気バルブ７６およびミックス用バルブ７８を通って流れる際に、空気およびミックスは、空気バルブ７６の中間部分９６およびミックス用バルブ７８の中間部分１０６をそれぞれ押して、スリット９２，１０２を通り混合チャンバ３４に流入する。
【００３０】
混合チャンバ３４からの混合物は、ガスケット７０の混合物用バルブ８０の１つおよびキャップ４６の混合物用出口５６の１つと直列に並ぶ２つの混合物用穴部１６６を通って流れる。混合物は、出口チューブ１２４およびフィードチューブ１２６を通って、冷凍シリンダー２６に流入する。
【００３１】
図１０に図示されているように、隆起領域１６８は、空気穴１６２を囲み、隆起領域１７０は、アダプタ１１８のミックス用穴部１６４を囲んでいる。アダプタ１１８にガスケット７０を取り付ける際、空気穴１６２の周囲の隆起領域１６８の上にガスケット７０の隆起した空気面１７２を受け、ミックス用穴部１６４の周囲の隆起領域１７０の上にガスケット７０の隆起したミックス面１７４を受ける。
【００３２】
アダプタ１１８は、円形のスロット１５６と、幅の広いスロット１５８と、幅の狭いスロット１６０と、を備える。スロット１５６，１５８，１６０は、キャップ４６の円形の突起部５８、幅の広い突起部６０および幅の狭い突起部６２をそれぞれ受ける大きさならびに位置を有する。キャップ４６の突起部５８，６０，６２と、アダプタ１１８のスロット１５６，１５８，１６０との係合により、キャップ４６およびアダプタ１１８の適切なアライメントおよび組み立てが確実になる。別の実施例においては、アダプタ１１８はスロットを備え、キャップ４６は穴部を備え、アダプタ１１８におけるキャップ４６の適切なアライメントを確実にする。他の実施例では、アダプタ１１８およびキャップ４６は、対応する接触面を備え、適切なアライメントを確実にする。
【００３３】
フィードチューブ１２６の拡大した第１の端部１４８の溝１４６に位置するＯリング１２８は、フィードチューブ１２６と出口チューブ１２４との間をシールする。フィードチューブ１２６の拡大した第２の端部１５０の溝１４０に位置するＯリング１３８は、フィードチューブ１２６と冷凍シリンダー２６との間をシールする。出口チューブ１２４は、直列に並んだ２つの穴部１４２をさらに備える。フィードチューブ１２６の拡大した第１の端部１４８が、出口チューブ１２４に収容されると、直列に並んだ２つの穴部１４２にピン１４４が差し込まれ、フィードチューブ１２６の拡大した第１の端部１４８が固定され、フィードチューブ１２６が出口チューブ１２４から外れないようになる。
【００３４】
図２に戻ると、フィードチューブ１２６の拡大部分１３２に配置されたチェックリング１３０は、冷凍シリンダー２６における圧力を調節する。チェックリング１３０は、エラストマー製であることが望ましい。拡大部分１３２は、複数の穴部１３４を備える。チェックリング１３０がフィードチューブ１２６の拡大部分１３２に配置されると、チェックリング１３０は、複数の穴部１３４を覆う。一対のフランジ１３６は、フィードチューブ１２６にチェックリング１３０を保持するとともに、チェックリング１３０のシール面を形成する。
【００３５】
チェックリング１３０は、拡大端部１５７を有する少なくとも１つのタブ１５５をさらに備える。タブ１５５は、オペレータが工具なしで、チェックリング１３０をフィードチューブ１２６に取り付け、または取り外しするのに役立つグリッピング領域を付与する。
一実施例においては、チェックリング１３０は、３つのタブ１５５を備えているが、いかなる数量のタブ１５５を用いることができることを理解されたい。
【００３６】
チェックリング１３０は、冷凍シリンダー２６の圧力の解放を行う。冷凍シリンダー２６の圧力は、１５〜２０ｐｓｉの間にあることが望ましい。冷凍シリンダー２６の圧力が、最大限を超えると、冷凍シリンダー２６の圧力は、フィードチューブ１２６の穴部１３４を通り解放される。圧力により、フィードチューブ１２６からエラストマー製のチェックリング１３０が離れ、圧力が逃れされる。冷凍シリンダー２６の圧力が所望の値に戻ると、チェックリング１３０が離れず、冷凍シリンダー２６の圧力は所望の値で維持される。
【００３７】
アダプタ１１８は、キャップ４６の穴部６４およびシリンダー２８の穴部６６と直列に並ぶ２つの直列の穴部１５２をさらに備える。直列に並んだ穴部６４，６６，１５２にピン１５４を通して、アダプタ１１８およびキャップ４６をハウジング２８に固定する。ピン１５４は、ピン１５４をシリンダー２８に固定するのを補助する複数の溝１５９を備える。
【００３８】
図１１では、吸入行程中における本発明のポンプ２４が概略的に図示されている。駆動モータクランク３８により、ピストン３６がハウジング２８の第２の端部３２まで移動し、混合チャンバ３４の体積が最大となる。空気は、空気チューブ１２０を通って大気から引き込まれ、アダプタ１１８の空気穴１６２、ガスケット７０の空気バルブ７６およびキャップ４６の空気用入口５２を通って、ハウジング２８の混合チャンバ３４に流入する。ミックスは、ミックス用チューブ１２２を通りホッパ２２から引き込まれ、アダプタ１１８のミックス用穴部１６４、ガスケット７０のミックス用バルブ７８およびキャップ４６のミックス用入口５４を通って、ハウジング２８の混合チャンバ３４に流入する。空気およびミックスは、混合チャンバ３４内で混合され、混合物が形成される。ピストン３６の動きにより、ガスケット７０がキャップ４６に引き寄せられ、それにより、キャップ４６の混合物用出口５６が混合物用バルブ８０の半球形の隆起部１１６で封止され、冷凍シリンダー２６内の混合物が混合チャンバ３４に漏出しなくなる。オリフィス７２は、キャップ４６の空気用入口５２から引き込まれる空気により常に洗浄化されるとともに、圧縮工程の間、湿った状態の環境でシールされる。
【００３９】
図１２に図示されているように、ピストン３６が移動範囲の端部に達し、混合チャンバ３４の体積が最大になると、圧縮行程が始まり、混合チャンバ３４内の混合物がポンプ２４から流出する。圧縮行程の間、混合物は、キャップ４６の冷凍製品用出口５６、ガスケット７０の混合物用バルブ８０、アダプタ１１８の混合物用穴部１６６、出口チューブ１２４およびフィードチューブ１２６を通って、混合チャンバから冷凍シリンダー２６に供給される。ピストン３６の動きにより、ガスケット７０をアダプタ１１８に対して押しつけ、空気バルブ７６の隆起した空気面１７２およびミックス用バルブ８６の隆起したミックス面１７４は、空気穴１６２の隆起領域１６８およびミックス用穴部１６４の隆起領域１７０を封止し、それによりシールが形成される。圧縮行程中、シールは、空気およびミックスが空気チューブ１２０およびミックス用チューブ１２２から混合チャンバ３４にそれぞれ漏出しないようにしている。また、シールは、圧縮行程中に、混合物がキャップ４６の空気用入口５２およびミックス用入口５４を通り混合チャンバ３４から漏出しないようにしている。空気バルブ７６は、圧縮行程中の混合物の漏出を防いでいるが、混合チャンバ３４からの混合物は、キャップ４６に流入し、オリフィス７２を湿らせて、乾燥および目詰まりを防いでいる。
【００４０】
冷凍製品システムに用いられるポンプについて、図示、説明しているが、混合物中における流体の割合を調節するあらゆるシステムにおいて、本発明の定量ポンプ２４を用いることができることを理解されたい。さらに、オリフィス７２が混合物中の空気の割合を制御することについて図示、説明しているが、混合物中におけるミックスの割合の制御においてもオリフィスを用いることができることを理解されたい。別の実施例においては、オリフィス７２を用いて、混合チャンバに流入する空気およびミックスの両方の割合を制御することができる。
【００４１】
本発明の冷凍製品システムは、いくつかの利点を有する。その１つとしては、ポンプの構成部品は、ポンプの適切な組み立てを確実にする接触面を備える。内在するオリフィスは、キャップ内に位置し、空気にさらされないため、オリフィスは乾燥しなくなる。また、オリフィスは、吸入工程中に持続的に掃除され、圧縮行程中に湿らされる。ガスケットは、ミックス用入口、空気用入口および混合物用入口に対して押し込み式の（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）シールを付与し、それにより漏出を防いでいる。
【００４２】
前述の説明は、本発明の教示の単なる実施例にすぎない。上記の教示を踏まえた上で、本発明の多くの修正形態および変更形態が可能である。本発明の好ましい実施例の説明がなされたが、当業者であれば、ある種の修正形態が本発明の範囲内にあることを理解されるであろう。そのため、添付の特許請求の範囲内において、具体的に記載した以外の方法で本発明を実施してもよいということを理解されたい。そのため、添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲および内容を決定するために検討されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】冷凍製品のシステムにおいて用いられる本発明のポンプの概略図。
【図２】本発明のポンプアッセンブリの概略的な分解斜視図。
【図３】別の実施例における本発明のポンプアッセンブリの概略的な分解斜視図。
【図４】キャップの概略的な斜視図。
【図５】図４の線５−５で切断した概略的な断面図。
【図６】ガスケットの概略的な正面図。
【図７】図６の線７−７で切断したガスケットの概略的な断面図。
【図８】図６の線８−８で切断したガスケットの概略的な断面図。
【図９】アダプタの概略的な正面図。
【図１０】図９の線１０−１０で切断したアダプタの概略的な断面図。
【図１１】吸入行程中のポンプの概略的な断面図。
【図１２】圧縮行程中のポンプの概略的な断面図。
【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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【国際調査報告】
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