(57)【要約】  飲食用液体を泡立てる装置であって、液体を収容する容器を取り付ける容器取付部分と、取り付けられる容器の外部に配置されたステータを備える、液体を泡立てるように構成された撹拌システムと、を備え、ステータは、取り付けられる容器内に配置される回転撹拌機を回転させるためのトルクを伝達するための回転磁界を生じさせるように構成され、ステータは、導電部分が形成された回路基板を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲食用液体を泡立てる装置であって、
前記液体を収容する容器を取り付ける容器取付部分と、
前記液体を泡立てるように構成された撹拌システムと、を備えており、前記撹拌システムは、取り付けられる容器の外部に配置されるステータを備えており、前記ステータは、取り付けられる容器内に配置される回転撹拌機を回転させるトルクを伝達するための回転磁界を生じさせるように構成されており、
前記ステータは、導電部分が形成された回路基板を備えている、装置。
【請求項２】
前記回路基板は、前記回路基板の片面又は両面に形成された導電部分を備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ステータは、複数の前記回路基板を備え、複数の前記回路基板は、積層体として構成されている、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
複数の前記導電部分は、少なくとも２相構成で接続されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
それぞれの相の前記導電部分は、互いに対して相補的な形状であり、互いに対して回転方向にオフセットしている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
それぞれの相は、ある相を構成する１つ以上の前記回路基板の面が単一の相のみを備えるように配置されている、請求項４又は５に記載の装置。
【請求項７】
ある相が複数の面に分散している、請求項４〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
複数の前記相は、中央面に関して対称に配置され、前記中央面は、１つ以上の前記回路基板の厚さ方向において中央に配置されている、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
複数の前記導電部分は、複数のアクティブ部分に配置され、それぞれのアクティブ部分は、前記トルクを伝達するための磁極を生じさせるように構成されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
複数の前記導電部分は、前記アクティブ部分から離れて配置されたビアによって接続されている、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
複数の異なる面に配置されたある相を構成する複数の前記アクティブ部分は、重畳したアクティブ部分が同じ方向に磁界ベクトルを生じさせるように構成されており、前記方向は、複数の極を形成するように、複数の隣り合う重畳したアクティブ部分の間で交互になっている、請求項７を引用する請求項９又は１０に記載の装置。
【請求項１２】
ある相を構成する前記複数の異なる面はそれぞれ、実質的に同じ形状のアクティブ部分を有し、アクティブ部分に応じた量だけ回転方向においてオフセットしている、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ステータは、取り付けられる容器の基部の相当な部分にわたって延在する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記液体を収容するための容器と、前記容器内に配置するための回転撹拌機と、を更に備えており、前記回転撹拌機は、前記ステータによって生じた前記磁界により前記回転撹拌機にトルクを伝達するための磁極を形成する１つ以上の撹拌機用磁石を備えている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置を使用して飲食用液体を泡立てる方法であって、
ステータのうち回路基板に形成された導電部分に電気エネルギを印加することにより、回転磁界を生じさせることと、
液体を収容するための容器内に配置された回転撹拌機に前記磁界によるトルクを印加することにより、前記回転撹拌機を回転させることと、を含む、方法。
【請求項１６】
電動回転マシン用ステータであって、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のステータのいずれかの特徴を含む、ステータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料又は食品を泡立てるための装置に関し、この装置は、撹拌機と、撹拌機を駆動するための磁気駆動システムとを備える。
【背景技術】
【０００２】
飲料の調製中に、飲料若しくは食品、又はそれらの成分を泡立てること（すなわち、エアポケットの捕捉により泡に通気すること）が望ましい。１つの例は、ラッテ又はカプチーノを形成するように、添加されたコーヒーと共に泡立てられたミルクである。更なる例は、卵白又はクリームのムースへの泡立てである。
【０００３】
したがって、泡立て工程を自動化するための様々な装置が存在する。そのような１つの装置の例は、国際公開第２００６／０５０９００号に開示されており、泡立てられる液体を収容するための容器の内部に、泡立て用に回転される回転撹拌機が配置されている。具体的には、回転撹拌機は、撹拌システムの一部であり、この撹拌システムは、回転撹拌機に組み込まれた撹拌用永久磁石と、容器の外部に配置された駆動用永久磁石と、駆動用磁石を回転するように動作可能なロータと、を更に備え、駆動用磁石の回転が、撹拌用磁石にトルクを伝達する回転磁界を生じさせる。
【０００４】
具体的には、ロータは、容器の下に配置された電動モータによって駆動される。そのような配置に伴う欠点は、装置の筐体が、共にかさばってサイズの制約を筐体に課すモータ及び駆動用磁石を収容しなければならないことであり、これは、材料の浪費及び調理台上のスペースの節約の理由により望ましくない。更なる欠点は、駆動用磁石がその磁化の程度によって泡立て器に印加することができるトルクの量が制約されることである。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、より小型の撹拌システムを有する装置を提供することである。
【０００６】
製造及び／又は組立に費用効率が高い撹拌を提供することは、有利であろう。
【０００７】
回転撹拌機に高いトルクを印加することができる撹拌を提供することは、有利であろう。
【０００８】
本発明の目的は、請求項１に記載の装置及び請求項１５に記載の方法により達成される。
【０００９】
本発明の第１の態様により、エンドユーザの飲食用に液体を泡立てる（例えば、通気する又は泡立たせる）装置（例えば、エンドユーザによる家庭用の）が本明細書で開示され、この装置は、液体を収容する容器を取り付ける（例えば、着脱可能に又は恒久的に取り付ける）容器取付部分と、液体を泡立てるように構成された撹拌システムと、を備えており、撹拌システムは、取り付けられる容器の外部に（例えば、取り付けられる容器の基部の下に）配置されるステータを備えており、ステータは、取り付けられる容器内に配置される回転撹拌機を回転させるトルクを伝達するための回転磁界を生じさせるように構成されており、ステータは、導電部分が形成された回路基板を備えている。したがって、回転撹拌機及びステータは、電気モータを形成する。したがって、回転磁界は、取り付けられる容器内に延在して、内部で回転する。
【００１０】
したがって、装置のステータが、永久磁石を駆動するモータを装置内に配置して備える従来技術と比較して特に小型であるので、本発明の目的は達成される。更に、回路基板に導電部分を有して形成されたステータは、コイルワイヤ配置と比較した場合に、簡便に精密に形成することができる。更に、これにより熱放散が向上している。
【００１１】
ステータは、一般的に円盤形状とすることができる。ステータは、一般的に磁界の回転軸線に垂直に配置することができる。ステータは、好ましくは、取り付けられる容器の基部に平行に延在する。この配置は、好都合に小型である。１つ以上の回路基板は、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate）（ＰＥＴ）又はガラス繊維強化（ガラス繊維）エポキシ樹脂などの非導電材料を含む。導電材料は、一般的に銅などの金属を含む。導電材料は、既知の手段、例えば、エッチング又は印刷により、１つ以上の回路基板に形成することができる。好都合に、導電部分は、高いレベルの精度で簡便に形成される。
【００１２】
ステータは、１つ以上（例えば、２、３、４、６などの１〜２０の数）の回路基板を備えることができ、複数の基板は、好ましくはその中心を磁界の回転軸線に位置合わせされて、スタックの形態に（例えば、一般的に完全に重複する配置で層状に）配置される。複数の回路基板は、積層体を形成するように一体に固定、例えば、接着される。好都合に、複数の基板は、ステータ内の高電流密度を可能にし、したがって、高トルクを伝達するための高磁界強度を可能にする。ステータは、回路基板の片面又は両面に導電部分が形成された回路基板を備えることができる。好都合に、回路基板の両面に導電部分を形成することにより、ステータ内の高電流密度が可能になり、したがって、高トルクを伝達するための高磁界強度が可能になる。導電部分を複数の隣り合う面に備えている、複数の回路基板が存在する例では、電気絶縁体、例えば、ガラス繊維、エポキシ樹脂などのｉｓｏｌａｎｔが、好ましくは回路基板の間に配置される。
【００１３】
導電部分は、多相構成、例えば、２、３、４、５、６、又は他の好適な数の相で接続することができる。好ましくは、３相構成が用いられる。本明細書での相は、電動モータに関して慣例的に定義され、例えば、それぞれの相は、電流が流れると特定の位置に静磁界を生じさせるように配置された導電部分の独立配置を備える。回転磁界は、ある相を通る電流を逐次切り換えることにより実現され、例えば、ある相は、矩形波又は他の好適な波形を有する電流の印加により切り換えられる。それぞれの相の導電部分は、例えば、２、３、４、５、又は他の好適な数の極の対を有する多極となるように配置することができる。好都合に、複数の極の対を有することにより、滑らかなトルク伝達が可能になり、特に、上述の方法のうちの１つを使用して、多くの極の複合配置を回路基板に簡便に精密に形成することができる。多相、多極構成は、好ましくは、容器内に配置された回転撹拌機の対応する多極永久磁石配置にトルクを伝達する回転磁界を生じさせるように構成される。
【００１４】
それぞれの相の導電部分は、互いに対して相補的な形状とすることができ（例えば、アクティブな部分が実質的に同様な形状を有する）、互いに対して回転方向においてオフセットすることができ、例えば、３相８極（すなわち、４つの極の対）構成では、それぞれの相は、回転方向において３０度オフセットしている。好都合に、それぞれの相は、同じ工程（例えば、テンプレート）を使用して、及びその後の別個の相を形成する組立中に回転方向にオフセットして、簡便に形成することができる。
【００１５】
それぞれの相は、ある相を構成する１つ以上の回路基板の面が単一の相のみを備えるように、例えば、それぞれの相が１つの面のみに配置されて他のいずれの面にも配置されないように、又はそれぞれの相が複数の面にその複数の面のそれぞれが１つの相のみを構成して分散されるように、配置することができる。好都合に、ステータ内の高電流密度を実現し、したがって、高トルクを伝達するための高磁界強度を実現するように、ある相をいくつかの面（例えば、２、３、４、又はそれより多くの）に層状にすることができる。
【００１６】
１つ以上の回路基板のいくつかの面に配置された相を有する配置で、ある相（例えば、相の面のそれぞれ）は、１つ以上の回路基板の厚さ方向の中央に配置された中央面において対称に配置することができる。例えば、２つの基板が存在する２相の配置で、相１は基板の外面に配置され、相２は基板の内面に配置される。３つの基板が存在する３相の配置では、相１は基板の外面に配置され、相２は外側の基板の内面に配置され、相３は中央の基板の面に配置される。対称配置はまた、１つより多くの相が１つの面に配置される構成に拡張することができ、例えば、単一の基板が存在する相配置では、相１及び相２は両方の面にわたって均等に分散される（そのような配置は、それぞれの面にそれぞれの相の交互のアクティブ部分を有することにより実現することができ、そのアクティブ部分は基板の間で直列に接続することができることが理解されるであろう）。１つより多くの基板が存在する場合では、中央面は、積層体の中央に配置される。
【００１７】
好都合に、上述した相の対称配置で、回転撹拌機での磁界強度は、それぞれの相に対して実質的に同じであり、結果として効率の増大と共に回転撹拌機へのより均一なトルクを伝達することになる。そのような配置では、複雑さのため、面は１つの相のみを備えることが好ましいが、上述したように、ある相の対称配置はまた、ある面が１つより多くの相を構成する場合でも可能である。
【００１８】
複数の導電部分は、好ましくは、複数のアクティブ部分に配置され、それぞれのアクティブ部分は、トルクを伝達するための極を生じさせるように構成される。アクティブ部分は、トルクを伝達するための極の対のＮ極又はＳ極を生じさせることとして定義することができる。一般的に、アクティブ部分は、磁界の回転軸線回りに回路基板の面に、周囲に等間隔をあけて配置される。一般的に、それぞれのアクティブ部分は、２つの所定の配置のうちの１つを含む。
【００１９】
複数の導電部分は、アクティブ部分から離れて配置された（すなわち、アクティブ部分内に配置されていない）、接続用（例えば、いくつかの面に配置された相の相互接続用、及び／又はステータとの間の電流の伝送用）のビアを備えることができる。具体的には、ビアは、回路基板の周囲の近くに、及び／又は回路基板の中心の近くに配置することができる。一般的に、ビアは、貫通して延在するタイプとすることができる。好都合に、ビアがアクティブ部分の位置付け／配置と干渉しない、したがって、磁界発生と干渉しないので、アクティブ部分の効率は向上する。
【００２０】
いくつかの層に分散された相に対して、複数の異なる面に配置された相を構成する複数のアクティブ部分は、好ましくは、重畳したアクティブ部分が同じ方向の磁界ベクトルを生じさせるように構成される。この方向は、複数の極を形成するように、複数の隣り合う重畳したアクティブ部分の間で交互になっていることができる。具体的には、ある相を構成する複数の異なる面はそれぞれ、実質的に同じアクティブ部分の形状を有し、アクティブ部分に応じて回転方向に（又は実質的にアクティブ部分の）量だけオフセットしており、例えば、３相８極（すなわち、４つの極の対）構成では、それぞれの面は、回転方向に４５度オフセットしている。好都合に、相は、アクティブ部分の同じテンプレートを使用して簡便に形成することができ、それぞれの面は、次に回転方向に基板積層体内のアクティブ部分がオフセットされる。アクティブ部分は、第１の形状又は第２の形状のいずれかで配置することができる。重畳したアクティブ部分は、第１及び第２の形状のアクティブ部分を備えることができる。面上で、隣り合うアクティブ部分は、第１の形状と第２の形状との間で交互にすることができる。
【００２１】
アクティブ部分は、複数のトラックを備えることができる。アクティブ部分は、相互接続された（例えば、概して周囲に配置することができる相互接続部分により）、２つの概して半径方向に（例えば、正確に半径方向、又は半径方向±１０又は５度）に延在する部分を備えることができる。隣り合うアクティブ部分は、好ましくは、同じ半径方向に延在する部分を共有する。相は、好ましくは同じ方向に流れる電流で接続される半径方向に延在する部分が概して位置合わせされて重複するように、複数の面の間に配置することができる。好都合に、高電流密度が実現される。面上のアクティブ部分は、回路基板の周囲の近くと中央との間で交互の、すなわち、概してＣ字形状の第１及び第２の形状を形成する、半径方向部分の相互接続を含むことができる。重畳したアクティブ部分は、基板の周囲に近い面で相互接続された半径方向に延在する部分、及び基板の中心に近い別の面上で相互接続された相補的な半径方向に延在する部分を備えることができる。
【００２２】
アクティブ部分の任意選択のトラックは、太さ（すなわち、ステータの平面方向に）０．２５〜２ｍｍとすることができる。アクティブ部分の任意選択のトラックは、相互接続部分より、太さが細く、半径方向に延在する部分に沿って密に詰めることができ、例えば、相互接続部分での太さの５０％又は７５％未満である。好都合に、相互接続部分の増大した幅により、熱放散を向上することができる。
【００２３】
ステータは、取り付けられる容器の基部の相当な部分、例えば、取り付けられる容器の基部の面積との少なくとも９０％の重複又は全ての上に延在することができる。好都合に、大きな表面積の上に磁界が生じ、したがって、回転撹拌機内に大量のトルクを誘導することができる。ステータは、好ましくは、取り付けられる容器の基部に平行に延在する。ステータは、好ましくは、容器の基部に隣接して配置され、例えば、取り付けられる容器の座は、ステータよって少なくとも部分的に支持され、及び基部とステータとの間の任意選択の絶縁材によってステータに座する。
【００２４】
容器取付部分は、容器の恒久的又は着脱可能な取付、例えば、接着、圧入、又はねじ嵌合のために構成することができる。好都合に、着脱可能な容器は、洗浄するために取り外すことができる。容器の近くのステータの外面は、容器を取り付けるための保護コーティングを含むことができる。好都合に、装置は小型である。
【００２５】
装置は、取付部分に取り付けるための、液体を収容するための容器（例えば、容器は取付部分に取り付けることができる）を備えることができる。装置は、容器内に配置するための回転撹拌機（例えば、回転撹拌機は容器内に配置することができる）を備えることができ、回転撹拌機は、ステータによって生じた磁界から回転撹拌機（例えば、回転撹拌機の他の構成要素）にトルクを伝達するための磁極を形成する１つ以上の撹拌用磁石を備える。
【００２６】
容器は、基部に、回転撹拌機の位置決め用の位置決め部材を備えることができる。位置決め部材は、好ましくは、容器が取り付けられたときに磁界の回転の中心にあるように配置される。
【００２７】
回転撹拌機は、回転軸線回りに周囲に配置された磁極のアレイを含むことができる。極は、別個の磁石、例えば、単一の極の対を備える磁石、又は複数の極の対を備える磁石で形成することができる。
【００２８】
本発明の第２の態様により、第１の態様のいずれかの特徴による装置を使用して飲食用液体を泡立てる方法が本明細書で開示され、この方法は、電気エネルギをステータのうち回路基板に形成された導電部分に印加することにより回転磁界を生じさせることと、液体を収容するための容器内に配置された回転撹拌機に磁界によるトルクを印加することにより、回転撹拌機を回転することと、を含む。方法は、泡立てられる液体で容器を充填することを含むことができる。回転磁界を生じさせることは、例えば、プロセッサにより、ステータの相の間で電流を逐次切り換えることを含むことができる。
【００２９】
本発明の第３の態様により、電動で回転するマシン用のステータが本明細書で開示される。上述の電動回転マシン用のステータは、本発明の第１の態様によるいずれかの特徴を備えることができる。電動回転マシンは、パンケーキモータ又は軸状ロータモータなどのモータを備えることができる。電動回転マシンは、発電機を備えることができる。電動回転マシンは、第１又は第２の態様による装置を備えることができる。
【００３０】
第４の態様により、第３の態様によるステータを備える電動回転マシンが本明細書で開示される。電動回転マシンは、パンケーキモータ又は軸状ロータモータなどのモータを備えることができる。電動回転マシンは、発電機を備えることができる。電動回転マシンは、第１又は第２の態様による装置を備えることができる。
【００３１】
本発明の上記の諸態様は、任意の好適な組み合わせで組み合わせることができる。更には、本明細書における様々な特徴を、上記の諸態様のうちの１つ以上と組み合わせることにより、具体的に図示及び説明されたもの以外の組み合わせを提供することができる。本発明の更なる目的及び有利な特徴は、「特許請求の範囲」、「発明を実施するための形態」、及び添付図面から明らかとなるであろう。
【００３２】
本発明をよりよく理解し、その実施形態がどのように実行され得るかを示すために、ここで例として以下の添付の図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】エンドユーザの飲食用液体を泡立てる装置の一実施形態の例示的な断面図である。
【図２】図１の装置用の制御システムのブロック図である。
【図３ａ】図１の装置の撹拌システムのステータの一実施形態の各種の図を示す。
【図３ｂ】図１の装置の撹拌システムのステータの一実施形態の各種の図を示す。
【図３ｃ】図１の装置の撹拌システムのステータの一実施形態の各種の図を示す。
【図４ａ】図３のステータの導電部分用の実施形態の配置の平面図を示し、具体的には、この配置は、縮尺通り、すなわち１：１であるように取られた一例であり得る。
【図４ｂ】図３のステータの導電部分用の実施形態の配置の平面図を示し、具体的には、この配置は、縮尺通り、すなわち１：１であるように取られた一例であり得る。
【図４ｃ】図３のステータの導電部分用の実施形態の配置の平面図を示し、具体的には、この配置は、縮尺通り、すなわち１：１であるように取られた一例であり得る。
【図４ｄ】図３のステータの導電部分用の実施形態の配置の平面図を示し、具体的には、この配置は、縮尺通り、すなわち１：１であるように取られた一例であり得る。
【図４ｅ】図３のステータの導電部分用の実施形態の配置の平面図を示し、具体的には、この配置は、縮尺通り、すなわち１：１であるように取られた一例であり得る。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
泡立てるための装置
図１に一例を示す泡立てるための装置２は、第１のレベルで、トルクを回転撹拌機に伝達する基部ユニット４と、エンドユーザの飲食用液体を収容する容器６と、液体を泡立てる回転撹拌機８と、を備え、それらは、以下に順次説明する。
【００３５】
基部ユニット
基部ユニット４は、磁界によりトルクを回転撹拌機８に伝達し、第１のレベルで、筐体１０と、容器取付部分１２と、撹拌システム１４と、任意選択的にヒータ１６と、制御システム１８と、を備え、それらは、以下に順次説明する。
【００３６】
筐体
筐体１０は、第１のレベルの構成要素を収容して支持し、水平に配置された支持表面の当接部用の基部２２と、他の第１のレベルの構成要素を取り付けるための本体２０と、を備える。
【００３７】
容器取付部分
容器取付部分１２は、容器６を基部ユニット４に取り付けるように動作可能である。容器取付部分１２は、容器の恒久的取付のために構成することができ、例えば、容器を結合することができる、容器を位置決めするための表面を備える。好ましくは、容器取付部分１２は、容器の着脱可能な取付のために構成され、例えば、圧入、又はねじ嵌合を含む。着脱可能な取付の利点は、洗浄のために容器６を基部ユニット４から取り外すことができることである。取付部分１２は、容器６を取り付けるために、任意選択の保護コーティング（例えば、絶縁ラッカー、又はガラス繊維エポキシ樹脂）を外面上に有するステータを備えることができる。
【００３８】
撹拌システム
撹拌システム１４は、機械的撹拌により、具体的には、磁界により回転撹拌機８にトルクを伝達することにより、容器６内の液体を泡立てるように動作可能であり、ステータ２４と、回転撹拌機８と、任意選択のコア３０と、を備える。
【００３９】
ステータ２４は、位相電気エネルギを受け、回転磁界を生じさせるように動作可能である。ステータ２４は、導電部分が形成された少なくとも１つの回路基板を備え、後により詳細に説明する。
【００４０】
回転撹拌機８は、ステータ２４により生じた回転磁界との相互作用のために、回転軸線回りに周囲に配置された磁極のアレイを備える。回転撹拌機８の撹拌用磁石２６は、極を形成し、永久磁界の能力がある磁気的硬質材料を含む。磁石８は、回転磁界との磁石の相互作用から導出されるトルクを回転撹拌機８の残部に伝達するために構成される。磁石２６は、それぞれがＮ極及びＳ極を備える別個のユニットを備えることができる。あるいは、ユニットのうちの１つ以上は、例えば、環状のリングに一体化することができる。回転撹拌機８の他の構成要素は、後でより詳細に説明する。
【００４１】
任意選択のコア３０は、回転磁界を高めるためのものであり、一般的に、鉄などの強磁性金属を備える。コア３０は、一般的に、容器６から離れたステータ２４の面の近くに配置された、軸線方向に配置されたトロイド又は環状リングである。
【００４２】
ヒータ
任意選択のヒータ１６は、容器６内の液体を加熱するように動作可能である。好ましくは、ヒータ１６は、電磁誘導により回転撹拌機８を加熱するように動作可能な誘導コイルを備える。あるいは、ヒータは、容器６を加熱してもよく、例えば、ヒータは、伝導により加熱するための抵抗素子を備える。
【００４３】
制御システム
図２に一例を示す制御システム１８は、撹拌システム１４及び任意選択のヒータを制御するように動作可能であり、一般的に、ユーザインターフェース３２と、任意選択のセンサ３４と、プロセッサ３６と、電源３８と、を備え、これらは、順次説明する。
【００４４】
ユーザインターフェース３２は、エンドユーザがプロセッサ３６と相互作用することができるハードウェアを備え、したがって、このハードウェアに動作可能に接続される。より具体的には、ユーザインターフェースは、ユーザからのコマンドを受け取り、ユーザインターフェース信号は、上記コマンドを、プロセッサ３６に入力として送信する。コマンドは、例えば、泡立て工程及び／又は加熱工程を実行する命令とすることができる。ユーザインターフェース３２のハードウェアは、任意の好適な１つ以上の装置を備えることができ、例えば、このハードウェアは、ジョイスティックボタン又は押しボタンなどのボタン、ジョイスティック、ＬＥＤ、グラフィックＬＤＣ又はキャラクタＬＤＣ、タッチ感知ボタン及び／又はスクリーンエッジボタンを備えるグラフィカルスクリーンのうちの、１つ以上を含む。
【００４５】
任意選択のセンサ３４は、工程を監視するための入力を提供するために、プロセッサ３６に動作可能に接続される。センサ４０は、典型的には、液体温度センサと、液体レベルセンサと、説明するようにステータに対する回転撹拌機８の磁石の位置を感知するための位置センサ（例えば、ホールセンサ）と、のうちの１つ以上を備える。
【００４６】
プロセッサ３６は、一般的に、入力、すなわち、ユーザインターフェース３２からのコマンド、及び／又はセンサ３４からの信号を受け取り、メモリユニット上に記憶されたプログラムコード（又は、プログラム論理）に従って、その入力を処理し、一般的に泡立て工程及び／又は加熱工程である出力を提供するように動作可能である。工程は、開ループ制御、又はより好ましくはセンサ３４からの入力信号をフィードバックとして使用した閉ループ制御で実行することができる。プロセッサ３６は、一般的には、集積回路として、典型的にはマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラとして配置された、メモリ、入力及び出力システム構成要素を備える。プロセッサ３６は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどのプログラム可能な論理装置、コントローラなどのアナログ集積回路などの、他の好適な集積回路を備えることができる。プロセッサ３６はまた、上述の集積回路、すなわち、複数のプロセッサのうちの１つ以上を含んでもよい。ステータ制御用のプロセッサの好適な構成要素の一例は、ＭａｘｏｎによるＥＳＣＯＮ  ３６／３モータコントローラであり、これは更なるプロセッサによって制御することができる。
【００４７】
プロセッサ３６は、一般的に、プログラムコード及び任意選択的にデータの記憶用のメモリユニットを備える。メモリユニットは、典型的には、プログラムコード及び動作パラメータ記憶用の不揮発性メモリ、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュと、データ記憶用の揮発性メモリ（ＲＡＭ）とを備える。メモリユニットは、別個の及び／又は（例えば、プロセッサのダイ上に）集積されたメモリを備えることができる。
【００４８】
電源３８は、プロセッサ３６、撹拌システム１４、及びヒータ１６に電気エネルギを供給するように動作可能である。電源３８は、電池、又は交流電源を受電して調整するユニットなどの、様々な手段を備えることができる。
【００４９】
容器
図１に一例を示す容器６は、泡立てるための液体を収容するように動作可能である。典型的には、容器は、０．２〜０．５リットルの容量を有する。容器６は、円筒形（６）とすることができる。容器は、一般的に、磁界に対して好適に透過性の材料、例えば、ガラスで形成される。
【００５０】
容器内で泡立てられる液体は、一般的に、食品を含む任意の飲用の液体である。典型的には、液体は、ミルクである、又はミルクを含む。
【００５１】
回転撹拌機
図１に一例を示す回転撹拌機８は、容器６内の液体を撹拌してその泡立ちを生じさせるために回転するように動作可能である。回転撹拌機８は、軸線方向に延在する本体４０と、撹拌部分２８及び撹拌用磁石２６を支持するために本体４０から半径方向に延在する支持部分４２と、を備える。撹拌部分２８は、回転すると流体撹拌を生じさせるように外形を付ける（図示するように）、又は別の方法で形成する（例えば、孔を備える）ことができる。本体４０は、端部に、容器６の相補的位置決め部分と係合するように構成された位置決め部材、例えば、本体４０又は容器６のうちの１つの上の、本体４０又は容器６の他方の上の空洞内に挿入するための延長部分を備える。
【００５２】
回転撹拌機８の撹拌用磁石２６の配置及び極構成は、ステータ２４の極に対して相補的であり、例えば、ステータが８極、すなわち４つの極の対を備える、図３及び図４に示す後述する例示的ステータ構成に対して、回転撹拌機内に同じ数の極が存在し、磁界の回転の中心から相補的半径方向距離に配置される。
【００５３】
ステータ
理想化したものを図３に示すステータ２４は、回路基板４４、及び回路基板に配置された導電部分４６を備える。ステータ２４は、回転撹拌機８に近接して動作可能なように、容器６の基部の近くに配置することができ、そのような配置を図１に示す。具体的には、ステータは、容器６の基部に完全に又は少なくとも部分的に（例えば、基部の表面積の少なくとも８０％又は９０％を覆うことにより）重複することができる。典型的には、ステータ２４は、中心に配置された関連付けられた磁界の回転軸線を有する円盤形状であるが、他の形状を含むことができることが理解されるであろう。ステータの直径（円盤形状の場合）は、５ｃｍ〜１５ｃｍとすることができる。個別の回路基板の厚さは、好適な熱伝導のために、例えば、１．６ｍｍ±０．１５ｍｍなどの１〜２に選択される。
【００５４】
導電部分４６及び１つ以上の回路基板４４は、説明するように様々な構成を有することができる。導電部分及び回路基板は、多極（例えば、２、３、４、６、又はより多くの極の対）、多相（例えば、２、３、４、又はより多くの相）のモータ構成をもたらすように配置され、この構成は、回転撹拌機８の撹拌用磁石２６を備えるロータを組み込む。より具体的には、ステータ及びロータは、ブラシレスＤＣ又はＡＣ同期モータ構成をもたらすように構成される。導電部分４６は、磁極を生じさせるためのアクティブ部分４８を形成するように配置される。極は、相内で接続され、個別の相は、磁界の回転を生じさせるように逐次切り換えることができる。具体的には、アクティブ部分は、極の対の１つの極（すなわち、Ｎ又はＳ方向の磁界ベクトルを有する）を生じさせるように構成される。
【００５５】
第１の実施形態のステータ（図示せず）では、導電部分４６は、信号回路基板４４の片面に配置される。一例として、導電部分は、周囲に相の順序で順次延在するアクティブ部分を有して、例えば、周囲に延在する相１、２、３を有する３相構成を有して配置される。
【００５６】
第２の実施形態のステータ（図示せず）では、導電部分４６は、単一の回路基板４４の両面に配置される。一例として、単一の面に対する上述の配置が、基板４４の両面で繰り返される。
【００５７】
図３に一例を示す、好ましい第３の実施形態のステータでは、ステータは、複数の回路基板を備え、この複数の基板は、スタックの形態で配置され、導電部分４６は、関連付けられた回路基板４４の片面又は両面に形成される。基板の複数の隣り合う面は、ガラス繊維エポキシ樹脂、例えば、Ｔａｉｗａｎ  Ｕｎｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ  ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙによるプリプレグＴＵ−７６８又はＴＵ−７６８Ｐなどの電気絶縁コーティングにより、電気的に絶縁することができることが理解されるであろう。この例では、スタックは、３枚の基板４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを備え、任意の好適な数、例えば、４枚又は６枚の基板を用いることができることが理解されるであろう。以下に、好ましい第３の実施形態の更なる例示的な配置を説明する。
【００５８】
複数の異なる面の導電部分４６は、好ましくはアクティブ部分５０から離れて配置されたビア５０によって相互接続される（すなわち、導電部分４６の接続部分が、ビア５０をアクティブ部分４８と接続する）。より具体的には、ビア５０は、回路基板４４の周囲の近く、及び／又は回路基板４４の中心の近くに配置することができる。ビア５０は、一般的に、スルーホールタイプ（例えば、１つ以上の回路基板を貫通して延在する）であるが、他の好適な配置、例えば、止まり穴タイプ、菊穴タイプが想定される。そのような配置の一例を図４ａに示し、ビア５０Ａは、周囲の近くであり、ビア５０Ｂは、基板４４の中心の近くである。
【００５９】
導電部分４６は、一般的に、相補的な形状である、すなわち、それぞれの面が同じ配置を含むが、複数の異なる相を実現するためにこれらの面は回転方向にオフセットしている。そのような配置の一例として（図示せず）、２つの回路基板は、３つの面に配置された異なる相を、それぞれの相が８つのアクティブ部分を有し、４つの極の対を提供し、回転方向に第１の相から３０度オフセットしている。
【００６０】
以下に、１つの面に１つの相のみを有する第３の実施形態を説明する（しかし、より複雑な例では、１つより多くの相を１つの面に配置することができることが理解されるであろう）。第３の実施形態の最後の例では、ある相は、単一の面に配置されたが、第３の実施形態の好ましい例では、ある相は、複数の面、例えば、２、３、又は４つの面にわたって分散することができる。このように、相補的アクティブ部分４８は、電流密度及び磁界強度を増大するために層状にすることができる。
【００６１】
図３ａ及び３ｂは、そのような好ましい例を示し、それぞれの面に配置された導電部分４６を有する、すなわち、３つの相を形成するために６つの面全てを用いる（６つの回路基板をそれぞれの単一の面を用いて、かわりに使用することができることが理解されるであろう）、３つの回路基板４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃが存在する。具体的には、相１は、外側の回路基板４４Ａ、４４Ｃの外面５２Ａ、５２Ｆに配置され、相２は、外側の回路基板４４Ａ、４４Ｃの内面５２Ｂ、５２Ｅに配置され、相３は、内側の回路基板４４Ｂの面５２Ｃ、５２Ｄに配置される。このように、それぞれの相は、この例では内側の回路基板４４Ｂの中心を通る中央面に対して対称に配置される。対称配置は、異なる数の回路基板４４及び相配置、例えば、１つの相を２つの面に、かつ４つの回路基板４４の両面を使用して配置された４つの相の配置に拡張することができることが理解されるであろう。対称配置は、回転撹拌機８での磁界の強度が均衡するので、有利である。例えば、第１の相が回転撹拌機に最も近い２つの面に配置され、第３の相が回転撹拌機８に最も離れた２つの面に配置された場合にはそうならない。
【００６２】
アクティブ部分４８の配置をより詳細に考慮すると、ある相がいくつかの面に分割される場合、複数の異なる面に配置された同じ相の重畳したアクティブ部分４８は、一般的に、相補的である（すなわち、アクティブ部分は、同じ方向の磁界ベクトルを有する極を生じさせる）。他の相は、第１の相と同様に配置されることができるが、第１の相から回転方向にオフセットしている。この配置を示す図４の例を参照して、相１を備える２つの導電部分の配置を図４ａ及び４ｂに示し、図４ｃは、それらの重ね合わせを示す。相２は、同じだが３０度回転した配置を含み、相２を備える２つの導電部分の配置の重ね合わせを図４ｄに示す。相３は、同じだが６０度回転した配置を含み、相３を備える２つの導電部分の配置の重ね合わせを図４ｅに示す。
【００６３】
アクティブ部分４８は、第１の方向の磁界ベクトルを生じさせるように構成される、又は第２の方向の磁界ベクトルを生じさせるように構成され、この構成は、複数の極を形成するように面で交互になる。図４ａ及び４ｂに示す例示的相を参照して、図４ａは、８つのアクティブ部分を備え、電気エネルギ（慣例的な流れの表記に従って電流Ｉの方向により図に示すような）が、ビア５０Ａからビア５０Ｂに伝送され、それに応じて、ビア５０Ａに最も近いアクティブ部分４８での磁界ベクトルは、図示するように関連付けられた領域内（図示するような）で紙面を出て、反時計回りに最も近いアクティブ部分４８で紙面に入るなどとなる。図４ｂのアクティブ部分４８は、ビア５０Ｂ及び５０Ｃにより図４ｂのアクティブ部分と接続され、図４ｃに示す重畳したアクティブ部分内で磁界ベクトルが同じ方向であるように、電流は異なる周囲方向である。したがって、この例では、相の複数の関連付けられた面のアクティブ部分４８は、アクティブ部分に応じた量だけ回転方向においてオフセットしており、重畳したアクティブ部分によって生じた磁界ベクトルが同じ方向であるように、面の間のアクティブ部分は、流れる電流が反対方向であるように相互接続される。
【００６４】
一般的に、アクティブ部分４８は、相互接続部分によって相互接続された、２つの実質的に半径方向に延在する部分を備える。半径方向に延在する部分は、典型的には、１〜２ｃｍの長さ、及び０．５〜１ｃｍの幅である。半径方向に延在する部分は、電流の流れ方向を制御する複数のトラックを備え、典型的には５〜１０個のトラックが存在する。具体的には、トラックは、幅が変化することができ、例えば、図４に示すように、トラックは、半径方向に延在する部分に沿って、より狭くて、より密に詰められる。好都合に、相互接続部分の増大した幅により、熱放散を向上することができる。
【００６５】
図４ａに示すように、半径方向に延在する部分は、同じ面の複数の隣り合うアクティブ面４８の間で共有される。更に、半径方向に延在する部分は、例えば、Ｕ字形状を形成するように、周囲の近くと基板の中心との間で交互に相互接続され、２つの隣り合うアクティブ部分がＳ字形状を形成するように、相互接続する側は交互になる。あるいは、アクティブ部分は、近隣のアクティブ部分と直列に相互接続された、２つの扇形に配置された半径方向に延在する部分を備える。半径方向に延在する部分は、一般的に、重複して、高電流密度、したがって磁界強度を提供し、その一例を図４ｃに示す。具体的には、磁界の同じ極性を実現するために、重複する半径方向に延在する部分を通る電流の方向は、同じである。複数の異なる面に分散された重畳したアクティブ部分に対して、半径方向に延在する部分は、基板の周囲の近くの１つの面で相互接続することができ、半径方向に延在する部分は、基板の中心の近くの別の面で相互接続することができ、この一例を図４ｃに示す。
【００６６】
アクティブ部分４８は、様々な他の配置（図示せず、第１及び第２の実施形態のステータを備える）を備えることができ、例えば、アクティブ部分は、実質的に矩形形状に、接続用にビアを矩形の内側及び外側に配置して、配置することができる。
【００６７】
プロセッサ３６は、相を通して印加される電流を制御するように構成される。生じた磁界の角周波数は、可変及び／又は一定、すなわち基準周波数を有する位相ロックループとすることができる。回転撹拌機８の位置は、光エンコーダ、磁気エンコーダ（例えば、レゾルバ、セルシンなど）、ホール効果センサなどの位置センサによって整流することができが、コスト及びサイズのためにホール効果センサが好ましい。
【００６８】
上述したステータは、本明細書で説明した液体を泡立てるための装置以外に、電動回転マシンに組み込むことができる。例えば、電動回転マシンは、パンケーキモータ又は軸状ロータモータなどのモータを備えることができる。電動回転マシンは、あるいは発電機を備えることができる。
【符号の説明】
【００６９】
２  装置
４  基部ユニット
１０  筐体
２０  本体
２２  基部
１２  容器取付部分
１４  撹拌システム
２４  ステータ
４４  回路基板
５２  面
４６  導電部分
４８  アクティブ部分
５０  ビア
２６  撹拌用磁石
２８  （撹拌機８の）撹拌部分
３０  コア
１６  ヒータ
１８  制御システム
３２  ユーザインターフェース
３４  センサ
３６  プロセッサ
３８  電源
６  容器
８  回転撹拌機
４０  本体
４２  支持部分
２６  （撹拌システム１４の）撹拌用磁石
２８  （撹拌システム１４の）撹拌部分
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
2018524105.tif 000009
【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【国際調査報告】
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2018524105.tif 000014