JP2003500034A - 半冷凍、冷凍食品ディスペンシング機械の改良されたビータ／ダッシャ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 食品のミキシングの強度、効率および一様性を高めることができるビータまたはダッシャ（１１０）を含む、多数の新規な特徴を備えたソフトサーブ製品冷凍ディスペンシング機械。

Description

【発明の詳細な説明】

本願は、１）「高効率冷凍システム（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｒｅ
ｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）」という発明の名称の１９９９年３月
１０日に出願された米国特許出願第０９／２６５、６８９号に関し、２）「半冷
凍食品または飲料ディスペンシング機械（Ｓｅｍｉ−Ｆｒｏｚｅｎ Ｆｏｏｄ
ｏｒ Ｂｅｖｅｒａｇｅ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）」という発
明の名称の１９９９年５月２０日に出願された米国仮特許出願第６０／１３５、
０６３号の優先権を主張し、さらに、ａ）「半冷凍食品ディスペンシング機械の
改良されたプレ製品ミックス冷却（Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｐｒｅ−Ｐｒｏｄｕｃｔ
Ｍｉｘ Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｆｏｒ Ａ Ｓｅｍｉ−Ｆｒｏｚｅｎ Ｆｏｏｄ
Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）」という発明の名称の本願と同日に出
願された米国同時係属出願第 号と、「半冷凍食品ディスペンシング機械にお
ける製品プレミックスの供給および制御の改良（Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ Ｉ
ｎ Ｆｅｅｄｉｎｇ Ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｐｒ
ｅ−Ｍｉｘ Ｉｎ Ｓｅｍｉ−Ｆｒｏｚｅｎ Ｆｏｏｄ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ
Ｍａｃｈｉｎｅ）」という発明の名称の本願と同日に出願された同第 号と
、ｃ）「半冷凍食品ディスペンシング機械の弁およびドアアセンブリ（Ｖａｌｖ
ｅ Ａｎｄ Ｄｏｏｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ Ｆｏｒ Ａ Ｓｅｍｉ−Ｆｒｏｚｅ
ｎ Ｆｏｏｄ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）」という発明の名称の
本願と同日に出願された同第 号と、ｄ）「半冷凍食品ディスペンシング機械
の定置洗浄装置および方法（Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ａｎｄ Ａ Ｍｅｔｈｏｄ
Ｆｏｒ Ｃｌｅａｎ−Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ Ｆｏｒ Ａ Ｓｅｍｉ−Ｆｒｏｚｅｎ
Ｆｏｏｄ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ）」という発明の名称の本
願と同日に出願された同第 号に関する。

【０００１】 （発明の背景） 本発明は、半冷凍、冷凍食品または飲料冷凍機の改良に関し、さらに詳しく言
えば、製造における製品の歩留まりを高めながら、操作の性質、一貫性および効
率を高め、半冷凍、冷凍食品または飲料を分配する改良された構造に関する。 ビータまたはスクレーパブレード ミックスと適切な空気の混合物（以下に記載）がフリーザに供給されると、蒸
発器の冷凍シリンダまたはチャンバで、ほぼ冷凍状態の混合物を連続して折り畳
みまたは混合するようにミックスが移動または攪拌され、材料が冷凍シリンダで
凍ると、材料が取り払われるか、または掻き取られて、ミックスへと落とされて
、シリンダ内でさらに混合および移動される。ほとんどのビータ設計は、ステン
レス鋼製のバーおよび鋳物のフレームワークを含む。製造において、これらの設
計は、製造を完了させるために大量の溶接または蝋付けが必要である。さらに、
溶接作業では、望むほど衛生的でない場合が多く、蝋付け作業も、高酸性のミッ
クスとの融和性に欠けている。ビータの構造に推奨される多数の設計（差し込み
可能なブレードを利用した１９８６年５月２７日に出願された米国再発行特許第
３２、１５９号を参照）や、米国特許第５１２、００２号（１８９４年１月２日
発行）に示されている設計があるが、これらの設計はすべて、ソフトサーブ製品
を適切に折り畳み、または攪拌できる程度の強度をもたせるために、大規模な構
造が必要であり、組み立てが困難である。適切な構造を備えたビータアセンブリ
は、強度が大きいことだけでなく（冷凍菓子、例えば、ソフトサーブアイスクリ
ームなどのソフトサーブ製品は非常に硬く、ビータアセンブリまたはダッシャの
回転に与える抵抗が大きいため）、組み立てやすく、冷凍チャンバ内でミックス
を良好に混合することにより、より高いスループットで一貫して高品質の製品を
提供するものが要求される。

【０００２】 読者がソフトサーブの冷却冷凍プロセスのニュアンスを深く理解できるために
は、本質的に、機械の動作全体を理解しなければならないと思われる。そのため
、以下の記載が提示され、これは、上述した同時係属中の出願のさまざまな特徴
に関するものである。

【０００３】 高冷凍サイクル効率 通常、半冷凍、冷凍菓子食品または飲料（以下、「ソフトサーブ製品」）は、
冷凍シリンダまたはチャンバ（蒸発器）から断続的に取り出される。しかしなが
ら、製品は、必要なときに適切なサービング状態になければならない。従来、製
品の温度および／または粘度を理想的な状態に保つために、主冷凍システムを非
常に頻繁に稼動することが要求される。さらに、ソフトサーブ製品の取り出し量
に応じて、腐敗しないように一般的に冷凍温度が４１°Ｆを下回る温度に保たれ
た製品ミックスを追加することにより、このようなミックスの取り出し量が増え
、適度なエアレーション、すなわち「オーバーラン」が必要となり、これにより
、主冷凍システムのサイクル数がさらに増えることは言うまでもない。

【０００４】 システムの効率を高めるために、この冷凍システムのリサイクリングを減らす
数々の試みがなされてきた。例えば、米国特許第５、３８６、７０９号（１９９
５年２月７日発行）において、冷媒凝縮液をサブクーラーで過冷して運転状態時
熱量および効率を高めるために、蓄熱および他の低温リザーバと二次的または設
計変更可能な冷媒回路とを組み合わせるための方法および装置が開示されている
。しかしながら、補助電源設備が必要になり、ここでもシステム全体の効率が低
下してしまい、これはソフトサーブ製品を分配する冷凍機にとっては望ましくな
い。米国特許第４、６４３、５８３号（１９８７年２月１７日発行）にあるよう
な他のシステムでは、内側の金属容器と外側のケースとの中間にある空間に、共
融液が導入される。共融液を導入する目的は、意図的に容器をほぼ一定の温度に
保ち、冷えた貯蔵容器内でアイスクリーム混合物を確実に取り払う（または一般
的に掻き取ると呼ばれる）ことである。しかしながら、このシステムでも、容器
を取り払い温度に保つための第２の冷凍システムが必要となる。

【０００５】 製品の能動的な冷凍状態から冷凍システムのアイドリング状態へと転移する間
、引き続き再始動するさいにスクレーパまたはビータブレードの「付着」を防ぐ
ために、蒸発器の温度を上昇させなければならない。これを達成するために、蒸
発温度を、製品温度の数度以内まで上昇させることが好ましい。このようにする
と、次の再始動時にスクレーパの「付着」が生じない。これは、第２の冷凍シス
テムが不要な新規の方法および手段により、本発明の装置において達成される。

【０００６】 オーバーラン 冷凍時に空気などの一定量の気体を液状のアイスクリームミックスに取り込む
ことは、ソフトサーブ製品の濃度にとってきわめて重要なことである。パーセン
テージ表示で表される「オーバーラン」は、さまざまな方法で求められてもよい
が、そのうちの１つの方法は次式で表される。 式 Ｗ_L＝未処理の液体ミックスの容量の重量（テスト） Ｗ_P＝製品の同量の重量（空気を含む） 米国特許第５、７０６、７２０号（１９９８年１月１３日発行）に記載されて
いるような重力式のフリーザにある供給チューブと空気オリフィスを用いるか、
または加圧式のフリーザにあるポンプを用いることにより、オーバーランが達成
される。供給チューブを用いた方法では、液体の充填速度がホッパのミックスレ
ベルに依存し、空気流量が「バレル」の圧力に影響されるため、オーバーランを
正確に制御できない。したがって、フリーザから製品が分配されるとき、バレル
（フリーザユニットに加えるミックスと空気を供給する供給チューブまたは導管
）において圧力低下が感知され、オーバーランのパーセンテージが変化してしま
う。このように、このタイプの装置を用いると、最善の状態でも、オーバーラン
の範囲に一定の制限がかけられ、オーバーランのパーセンテージ（％）を制御す
ることが困難である。

【０００７】 加圧式フリーザの場合、ポンプが用いられることにより、より広範囲のオーバ
ーランをある程度改良された精度で確保できるが、オーバーランの設定を変更す
るのに、構成部品を物理的に変える必要が生じる。さらに、洗浄し、潤滑油をさ
し、再度組み立てなければならない構成部品が多数あるため、ポンプではフリー
ザの操作の複雑性がある程度増すことになる。ここでも、ポンプによるオーバー
ランの制御は、ソフトサーブ製品の取り出し速度に影響される。ポンプは、液体
部分に対して正の変位装置であり、空気部分に対して圧力感知装置であるため、
液体ミックスの流量は、取り出し速度とともに変化するバレル圧力の変化により
影響を受けないが、圧力感知による空気流量は、バレル圧力が変化すると変動す
る。米国特許第４、４５７、８７６号（１９８４年７月３日発行）に、このよう
なシステムが示されている。ここでも、オーバーランを正確に設定することによ
り、オーバーランを制御できるシステムを提供することが望まれる。さらに、提
供されるシステムは、好ましくは、例えば、ポンプシステムでは必須のシステム
の取り外し、または解体を行うことなく、容易に洗浄できるものでなければなら
ない。

【０００８】 ディスペンシングドア構造 ソフトサーブ製品冷凍機における別の非常に重要な構造は、ディスペンシング
ドア構造であり、通常、この構造とともに、冷凍シリンダから製品を取り出すた
めに利用される製品ディスペンシング弁機構を保持する。理想的なドアとは、凝
縮を最小限に抑えることにより、店員が付きっきりになる必要のないもの、ドア
が閉まるときに冷凍シリンダの密封を良好に保つもの、ドアと冷凍シリンダとの
間の密封に、ソフトサーブ製品を捕らえたりする障害物や、冷凍シリンダの洗浄
中にそこから製品／洗浄用および／または滅菌用の流体の流出を阻止したりする
障害物が生じないように設計されたものである。構造上適切に密封するために高
圧をかける必要のあるＣｌｉｆｆｏｒｄ特許（米国特許第３、０５０、９６０号
、１９６２年８月２８日発行）など、多くの設計では、ドアとフリーザとの間に
フラットガスケットが利用されてきた。他の設計では、冷凍シリンダ内に保持さ
れ、冷凍シリンダの内面から張出した状態または突出した状態にあるＯリングが
利用されてきた。Ｏリングにより強い力は必要なくなったが、これを設けたこと
で、冷凍シリンダから適切に製品を流出させにくくなる。本質的に、Ｏリング設
計では、Ｏリングシールの幅に等しい分だけ冷凍シリンダの底縁の上方に、製品
の出口の位置を上昇させる必要がある。このように、ドアと冷凍シリンダの両方
を洗浄するときに、製品または洗浄用および／または滅菌用の流体を適切に流出
させることが困難になる。１９５９年１２月８日に発行された米国特許第２、９
１６、０４４号には、カバーにリタード（またはバッフル）を保持することによ
る凝縮を主に阻止するための隔離を利用したフリーザ用カバーおよびサービング
弁が開示されていることに留意されたい。

【０００９】 ディスペンシング弁機構 適切な設計を備えたソフトサーブ製品冷凍機の別の重要な態様は、ディスペン
シング弁機構である。弁機構にはさまざまなものがあるが、絶対的に必要なこと
は、この機構を洗浄しやすいということである。すなわち、弁機構は、滅菌剤で
洗い流すことにより容易に洗浄できるように、食品を溜め込む物理的な内部構成
部分がないものでなければならない。Ｏリングを備えたプランジャを用いる弁の
設計では、移動部品間にわずかな隙間があり、そこに食品が留まった状態になり
、洗浄プロセスで除去するのが困難になる。さらに、これらの設計では、Ｏリン
グを通過する食品が漏れてしまい、このように食品が漏れると、定置洗浄プロセ
スにおいて効果的に洗浄できなくなる。さらに、この種の設計は潤滑油をささな
ければならず、この作業では、通常、解体する必要がある。理想的なディスペン
シング弁の別の好適な特徴は、後々溶融および滴下する製品が残らないように、
ディスペンシング用のスパウトにあるすべての製品に弁からの力をかけなければ
ならないことである。

【００１０】 ミックスレベル感知 理想的なソフトサーブ製品冷凍機において、ミックスがあと少しでなくなりそ
うなときに設備のオペレータに予め警告するとともに、冷凍シリンダへの製品供
給導管に残っているミックスの残留量を定期的にオペレータに知らせるために、
ミックスレベルを感知する単純な方法を提供することが望まれる。レベルおよび
／または量を感知するために、これまで数多くのシステムが用いられてきた。例
えば、米国特許第４、３８６、５０３号（１９８３年６月７日発行）において、
装置の液体レベルの測定が可能になる液体Ｐ₂Ｓ₅の供給を調整するために圧力差
を用い、それぞれの圧力差は、冷却装置への液体Ｐ₂Ｓ₅の供給を調整するために
利用される。このようにして、所定の液体レベルが保たれてよい。さらに、米国
特許第３、６４６、７７４号（１９７２年３月７日発行）のような特許では、材
料のレベルを測定するための圧力感知スイッチが利用されているのに対して、米
国特許第４、４１７、６１０号（１９８３年１１月２９日発行）のような特許で
は、出口弁装置の連続した運転サイクルの動作間の平均中間圧力の変動に応じた
開口時間間隔の長さを効果的に調節するために、出口弁の上流に設けたある種の
圧力センサが利用されている。

【００１１】 定置洗浄（機械の洗浄） 従来、ソフトサーブ機械では、望ましくないバクテリアなどを確実に排除する
ために、洗浄および／または滅菌作業を毎日行う必要があった。このような機械
の部品は複雑なため、これまでは機械を解体しなければならず、食品と接する各
部品の汚染を完全に除き、洗浄しなければならなかった。その後、機械は再度組
み立てられる。このプロセスでは、訓練を受けた人員が必要で、一日に数時間、
人的な注意を払う必要が生じることがある。さらに、この手順は、一般的に、通
常の運転時間後に行うものであるため、超過時間または追加人員が必要となる。
長い間にわたって所望されてきたものは、「定置洗浄」を可能にする機械設計で
あって、高信頼性、安全かつ高速に洗浄できると同時に、機械の清潔さを確保し
ながら解体および再組立を必要としない洗浄方法を用いる設計である。これは、
本発明に従って設計されるソフトサーブ製品冷凍機により達成される。以下から
分かるように、特殊な機械構造により、洗浄を行うために機械を解体することな
く、完全な「定置洗浄」作業が実現できる。

【００１２】 ソフトサーブ製品冷凍機の動作および制御 既存のソフトサーブ製品冷凍機の主な制約の一つに、これらの機械が一般的な
環境変数のセット下で良好に稼動するように「調整されて」セットアップされて
いることが挙げられる。これらの変数の例は、温度、湿度、ミックス組成、動力
（電気）の性質、およびオペレータが機械を使用する方法などである。これらの
パラメータ（および他のパラメータ）の中間点を外れて機械が動作すると、多く
の場合、製品の品質は大幅ではないが、影響を受けることになる。一般的に、現
在使用されているシステムは、この損失なしに稼動できない。好適なもの、さら
に本発明の機械で達成されるものは、機械的および冷凍ハードウェア、電子ハー
ドウェアおよびソフトウェアを完全に統合させたシステムである。この完全な統
合は、機構の各部分が特定の手法に最適な機能を実行することを可能にする。

【００１３】 （発明の要約） 上述した点から、本発明により、再循環冷媒経路を備える閉鎖式冷凍システム
であって、液体冷媒出力を有する従来の凝縮器と、冷媒をガスへと状態変化させ
る絞り膨張弁と、冷媒経路において直列接続された蒸発器とを含むシステムの利
点が得られる。

【００１４】 本発明の装置の別の利点は、新規のビータアセンブリ設計（ソフトサーブ製品
冷凍機の分野では、一般的にダッシャと呼ばれる）である。良好な混合および製
品の濃度を維持しながら、強度が高く組み立てが容易であるとともに、高スルー
プットであるというすべての利点により、ソフトサーブ製品ディスペンシング機
械はさらに高効率なものとなる。この目的を達成するために、ビータアセンブリ
は、溶接部品をもたない有孔チューブを備える。ビータの前螺旋部分は、ディス
ペンシング弁を介してフリーザから製品を押し出す部分（製品押し出し螺旋部材
）であるが、成形しやすく、キー溝のように有孔シリンダの一端に挿入される容
易に洗浄可能なプラスチック製のものが好ましい。また、ダッシャやビータのス
クレーパ要素は、冷凍シリンダの内面を取り払い、または掻き取るために、プラ
スチックなどの材料からなることが好ましい。これらのスクレーパ要素に、シリ
ンダ上の適切な場所に要素の嵌め込みを行うスナップ式の取り付け具が設けられ
てよい。冷凍シリンダ内の回転によるスクレーパ要素の消耗を補償するために、
スクレーパ要素は、冷凍シリンダの内部の方向にバイアス付与されることが好ま
しい。有孔シリンダの駆動部分は、バッフルロッドの回転を阻止するために、一
端部では回転可能な駆動シャフト（有孔シリンダを回転させるためのもの）と、
前方の端部ではドアアセンブリまたは他の手段と非駆動式に係合するバッフルロ
ッドとを含む。バッフルロッドは、円筒状のビータ（有孔シリンダ）内に配置さ
れ、ビータの中心線に対して偏心させて設けられ、ビータの回転に対して静止す
るように取り付けられる。バッフルロッドは、有孔ハブまたは要素を含むもので
あってよく、そこにミックスを通して、冷凍シリンダにおいてミックスを良好に
混合しやすくする。

【００１５】 凝縮器と絞り膨張弁との中間に、第１および第２の側を有するサブクーラーが
配置される。サブクーラーの第１の側は、凝縮器から高圧液体冷媒の経路にあり
、気体冷媒の経路が、蒸発器の出口から、第１の側と熱交換関係にあるサブクー
ラーの第２の側に供給される。サブクーラーの第１および第２の側の両方と熱交
換関係にある状態で、サブクーラーにあるヒートシンクが配置される。サブクー
ラーから、冷凍経路の液体側にあるタップが、冷凍コイルで製品ミックス容器を
冷却するための第２の冷凍経路を形成して、所定の温度に製品ミックスを維持す
る。サブクーラーのヒートシンクにより、システムの効率が高められ、冷凍シス
テムのサイクリングを減少させると共に、システムが稼動中のときにサブクーラ
ーからの熱を転移し、熱を吸収して、システムがアイドリング中のときに冷凍シ
ステムの稼動サイクルを減少させる能力を備える。これにより、受動的な冷却の
時間または期間を延長でき、製品ミックスキャビネット用の別の能動的な冷凍シ
ステムの要求をなくすという利点が得られる。

【００１６】 本発明の別の利点は、製品ミックスと気体媒体（例えば、空気）からなる所定
の混合物を、ソフトサーブ製品冷凍機の冷凍チャンバに一様に供給できることで
ある。これは、加圧ミックス容器を設けることにより達成され、この加圧ミック
ス容器は、加圧ミックス容器のガスまたは空気供給入口に接続される加圧ガス（
例えば、空気）源に接続される。導管の形の加圧容器からの製品ミックス出口が
、加圧ミックス容器をソフトサーブ製品冷凍機の冷凍シリンダに接続する。ミッ
クス容器にかけられた圧力と同じ圧力にある加圧気体媒体が、冷凍チャンバ内に
ミックスを入れる前に、ガス（空気）と製品ミックスのミキシングに影響を及ぼ
すように、導管にある気体媒体（空気）注入点に与えられる。ラインに圧力調節
器（例えば、ニードル弁）を導入することにより、ガス（空気）とミックスの比
率は、「オーバーラン」を制御するように厳重に調整されてよい。

【００１７】 本発明のさらなる別の利点は、加圧ミックス容器に残るミックスの量を決定で
きることである。本発明によれば、これは、加圧ガス／空気源とミックス容器の
ガス／空気供給入口との中間にガス／空気圧力放出弁を設けることにより得られ
る。放出弁は、加圧ガス／空気源をミックス容器から隔離するように制御され、
所定の時間期間、ミックス容器からガス／空気を放出させる。ガス／空気放出の
所定の時間当たりの圧力の変化は、ミックスキャビネットに残るミックスの量を
表す。

【００１８】 本発明の装置の別の利点は、単純な器具を設けることで、加圧ミックス容器か
らミックスがまったくなくなったときを決定できることである。これを達成する
ために、内部にサーミスタなどを有する熱プローブなどの器具が、導管の注入点
に配置されてよい。つまり、プローブは、空気／ミックスチャンバまたはバレル
に供給するミックスラインに配置されることが好ましい。小さな電流をサーミス
タプローブに流すことにより、サーミスタがインピーダンスをもつと、電流はサ
ーミスタの熱を発生する。ミックスが存在する場合、液体ミックスは、サーミス
タの熱をすぐに放散する。しかしながら、ミックスがすべてなくなっている場合
、プローブの周りの熱伝導が下がり、サーミスタは温かくなる。温度上昇と共に
サーミスタの抵抗は低下するため、このような温度上昇が制御装置により電気的
に感知される。このようにして、制御装置は、液体ミックスの存在または不在を
検出する。

【００１９】 本発明の別の利点は、冷凍チャンバまたはシリンダ用の新規なディスペンシン
グドアアセンブリである。これを達成するために、アセンブリは、製品が冷凍シ
リンダからでる端部で冷凍シリンダを厳重に閉鎖し、さらに、新規なカバー設計
とインタロッキングディスペンシング弁設計と共に、冷凍シリンダの良好なロッ
キング作用および閉鎖を確保する。さらに、ドア用の特別なカバー設計の利点は
、ドアを不注意に動かさないように製品ディスペンサとのインタロッキングを確
保するだけでなく、冷凍シリンダとディスペンシング弁とドアの外側にある大気
との間の高い温度差により通常生じる可能性のある凝縮を阻止する。これらの利
点を達成するために、冷凍チャンバは、一端にリムを有するチューブを含み、ド
アアセンブリは、ドアとリムの一方には整列ラグを含むドアと、ドアとリムの他
方にはラグを受け入れるようにされた孔を含み、ドアをリムに適切に揃えるよう
にする。ドアとリムの一方にある環状突出部と、ドアとリムの他方にある環状レ
セプタクルは、ドアがリムと係合した状態の位置にあるとき揃えられる。レセプ
タクルに取り付け可能なカップ状（断面形状）のシール（付随する放射状に延長
したリップを有する）を含むことで、環状突出部が受け入れられ、カップにより
放射状のシールが得られ、リップによりその間に軸方向のシールが得られる。カ
バー部材は、外部および内部の部分を有し、内部部分は、ドアとリムとの間を押
し付けて係合させるドア係合部分を有する。カバーの外部部分にあるロッキング
カラーにより、冷凍シリンダのリムとのロッキング係合が得られ、カバーの内部
部分の主要な部分が、ドアと間隔をおいた位置にあることで、凝縮を阻止するた
めの絶縁空気空間を形成する。

【００２０】 本発明の機械構造のさらなる別の利点は、冷凍シリンダと、関連するドア、カ
バーおよびディスペンシング弁の両方を清潔に維持できることである。これを達
成するために、ドアにある通路が、ドアからの製品出口と連通するために、冷凍
シリンダから製品を受ける。ドアに挿入するためのレセプタクルが、製品出口と
揃えられた経路にあり、レセプタクルには、製品ディスペンシング弁が設けられ
る。カバーにある孔がレセプタクルと揃えられ、弁と共に係合可能であり、カバ
ーをドアに保持してロックする。ディスペンシング弁の構造により、その場での
洗浄が容易になる。これを達成するために、ディスペンシング弁は、製品出口に
あるドアにピストンおよびピストン用の座を含み、ピストンにより保持される転
動形ダイヤフラムが、ピストンが製品を分配する位置にあっても、製品出口を密
封する位置にあっても、製品からレセプタクルを密封する。このようにして、冷
凍機からソフトサーブ製品を分配するために、ディスペンシング弁が開いている
間、ヘッドエンドに接続されたダイヤフラムは、ピストンの上方運動と共に回転
するため、望ましくない製品が滞留する亀裂や隙間を残さない。さらに、開口部
により、通路とドアからのディスペンシング出口の両方をその場で洗浄できるた
め、機械の清潔さを容易に維持することができる。

【００２１】 ソフトサーブ製品のこの種のディスペンシング弁の別の利点は、転動形ダイヤ
フラム弁が、使用状態を維持するために潤滑油をさす必要も、定期的に解体して
潤滑油をさす必要もないことである。さらに、新規の洗い流しシステムを設ける
ことにより、ビータへの駆動取付部品などの取り出しにくい部品や場所を、その
場で洗浄することができる。

【００２２】 本発明の機械のさらなる別の特徴は、手動操作が不要な動作を容易にし、製品
を取り出すことなく機械を調節して、製品の品質を確保できる機械制御装置を提
供することである。

【００２３】 他の利点および特徴および本発明のさらなる深い理解は、添付の図面と共に以
下の明細書および特許請求の範囲を参照しながら得られるであろう。

【００２４】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 機械の全体的な説明 以下、図１を参照すると、本発明のさまざまな特徴により組み立てられた半冷
凍、冷凍食品または飲料ディスペンシング（「ソフトサーブ」）機械１が示され
ている。図示されているように、ソフトサーブ機械１は、上面および側面パネル
２ａおよび２ｂを含むキャビネット１ａを含み、これらのパネルは、エアデフレ
クタ１ｂと側面ベント１ｃをそれぞれ含む。機械１の前面３は、ソフトサーブ製
品ディスペンサまたは製品ディスペンシング弁アセンブリ６０と、その上に手動
式ハンドル６１とを備え、以下により詳細に記載するように、弁アセンブリ６０
を介してソフトサーブ製品をオペレータが取り出すことができる。一般的にこの
種の機械にあるように、製品スプラッシュシールド５を含むドリップトレイ４が
、製品ディスペンサまたは弁アセンブリ６０の下方に配置されている。 ドリップトレイ４のすぐ上方には、オペレータが冷凍ミックス用の貯蔵キャビネ
ットまたは区画４０（図２を参照）内にアクセスできるドア４０ａがある。使用
中、キャビネット４０は、新規の方法では、以下に説明するように、蒸発器１６
の冷凍シリンダ１７に製品ミックスを供給する加圧式製品ミックス容器４３を収
容する。有孔スリーブまたはシリンダ１１２を含む新規かつ有効なビータ（また
はダッシャ）１１０により、冷凍シリンダ１７内で製品を攪拌し混ぜ合わせ、製
品ミックスを均一かつ一様にすることができる。制御表示パネル１５０がシステ
ムの状況を表示することで、それらの状況のうち少なくとも選択したものをオペ
レータが制御できる。

【００２５】 冷凍およびサブクーラー装置 以下、図３を参照すると、主冷凍システム１０が、凝縮器１２と、絞り膨張弁
１４と、蒸発器１６と、圧縮器１８とを含む。以下により詳細に記載されている
ように、サブクーラー３０には、冷媒経路の第１の側（高圧冷媒流を示す矢印８
ａで表される高圧側）に設けられた第１の冷媒流回路と、冷媒流の矢印８ｂの方
向で表されているように、冷媒流回路の低圧側に設けられた第２の冷媒流回路が
ある。

【００２６】 図３に示されているように、絞りおよび膨張弁１４の前の冷凍システムの高圧
側にタップ１９が形成されており、第１のソレノイドバルブ２１ａと従来の毛管
２２（絞り／膨張弁として作用する）を介して、冷凍ミックスキャビネット４０
に冷媒を流す。図示されているように、冷凍ミックスキャビネット４０は、蒸発
器１６と同時に動作し、明らかなように、サブクーラー３０の動作により適切な
プレミックス温度に保つようにする。冷媒は、冷凍コイル４１を通過し、気体混
合物は、冷媒経路の矢印８ｃで示されている経路を通って、蒸発器圧力調整器ま
たはＥＰＲ弁２３へと進む。ＥＰＲ弁２３は、ミックスキャビネット４０の背圧
を制御する。ＥＰＲ弁２３の出力は、接合部２３ａで蒸発器１６のガス出力と一
緒になる。蒸発器１６からの気体冷媒出力は、逆止弁１６ａ、第２のソレノイド
バルブ２１ｂを通過して、接合部２３ａ、サブクーラー３０へと進んだ後、サブ
クーラー３０を通って、冷凍圧縮器１８の吸気側へと進む。第２のソレノイドバ
ルブ２１ｂは、蒸発器１６からの冷媒流を制御する。

【００２７】 サブクーラー３０には、グリコール／水混合物などの調節可能な位相／状態溶
液のキャニスタ３２を備えたヒートシンクが設けられており、このキャニスタ３
２は、ソフトサーブフリーザまたは蒸発器１６の主要な冷却サイクル中に熱を放
散させることにより、製品ディスペンシング弁６０から少量の製品を取り出す間
または製品の取り出しがない間、安定した残留冷却動作を行うことができる。通
常、製品は、ソフトサーブ冷凍シリンダ１７から断続的に取り出されるが、製品
が必要なときに製品のサービング状態を適切な状態にしておかなければならない
。製品を常に最適なサービング状態に保つために、主冷凍システムは、通常、か
なり頻繁に稼動される。（さらに、以下に詳細に説明するように、冷凍シリンダ
１７内の温度および内圧は、モニタ制御ライン１７ｄを介して制御装置／制御シ
ステム５５によりモニタされ制御される。）このような稼動または稼動サイクル
の頻度は、稼動期間中に容器３２にあるグリコール溶液などの部分凍結溶液を予
備供給することにより減らされてよい。このとき、部分凍結グリコールは、オフ
期間中ヒートシンクとして作用するため、ソフトサーブ製品と補助ミックス貯蔵
キャビネット４０の両方を冷却し続ける。これは、システムにある冷媒が、シス
テム内の最も温度が低い表面で凝縮し、その点での蒸気圧に等しい圧力を維持す
るため、何ら特別な構成部品を追加することなく達成できる。必要であれば、毛
管２２に液体冷媒が供給され、気体冷媒がミックスキャビネット４０のコイル４
１に供給されて、冷却動作が継続する。凍結状態のグリコール（制御ライン３０
ａによりモニタされる）が、ミックスキャビネット４０にある製品ミックス（制
御ライン４０ａによりモニタされる）よりも冷たい状態を維持するかぎり、グリ
コールはミックスキャビネットから熱を放散し続けることになる。（さらに、弁
２１ｂによる蒸発器の背圧制御に応じて、蒸発器１６から熱が放散されることも
ある。）蒸発器１６の冷媒出口側にある逆止弁１６ａにより、気体冷媒によりミ
ックスキャビネット４０から放散された熱は、グリコールキャニスタ３２へと取
り出される。グリコールキャニスタ３２は、効率性を最大にするために、サブク
ーラー内に収容されることが好ましく利便性が良い。実際には、冷凍サイクル中
の冷媒の循環を減らすことにより小型のシステムにおいて良好な結果を得るため
に、容器は、約２クォートのグリコール／水溶液を保持するものであってよい。

【００２８】 サブクーラーを利用することにより、システムの冷凍効率が上がり、より小型
の蒸発器または冷凍シリンダ１７を多用できることを理解されたい。さらに、制
御装置／制御システム５５を適切に動作させ、例えば、制御ライン１８ａを介し
て圧縮器１８を制御することにより、能動的な冷凍を制御しながら、制御ライン
２１ｃおよび２１ｄを介してそれぞれ弁２１ａおよび２１ｂの所定の動作を行う
ことにより、サブクーラーによる受動的な冷却が動作して、システムの可能なオ
フタイムを増大させる。さらに、制御システム５５の動作モードを記載した本願
明細書の部分に記載されているように、製品の取り出し（蒸発器または冷凍シリ
ンダからの半冷凍製品の取り出し）があれば、冷凍システムが働くようにされて
よい（例えば、冷凍圧縮器１８が制御ライン１８ａを介してオンおよびオフのサ
イクル状態にされる）。

【００２９】 計量アセンブリ これまで記載したように、図２および図１０に示す蒸発器１６の内部は、通常
、冷凍シリンダ１７と呼ばれる。冷凍シリンダ１７の内部には、ダッシャまたは
ビータアセンブリ１１０が内部で回転するように取り付けられている。（ビータ
またはダッシャアセンブリ６１０の別の実施形態が図１４に示されており、いず
れのアセンブリも受け入れ可能であり、それぞれ取り替え可能であることを、本
願明細書のこの時点で留意されたい。）しかしながら、最初に図１０を参照する
と、ビータ１１０は、シャフト１１に接続されており、このシャフトは、ビータ
またはダッシャを回転させる駆動手段、図示した例では、モータ２５に適切に接
続される。冷凍シリンダ１７の反対側の端部には、ドアアセンブリ８０が設けら
れており、このドアアセンブリは、図８および図９にさらに詳細に示されており
、製品ディスペンシング弁６０（図２および図９を参照）を含み、このディスペ
ンシングアクチューエータまたはハンドル６１は、ドアアセンブリ８０に取り付
けられるように示されている。

【００３０】 冷凍シリンダに充填する製品ミックスは、通常、液体の製品混合物である。し
かしながら、充填する混合物は、ペレットおよび液体ミックスであってよく、ま
たは冷凍シリンダ内にミックスを供給でき、ミックスへ適切な空気を入れて流入
させることができるものであれば、他のプレミックスであってよいことを理解さ
れたい。以下、図４を参照すると、冷凍シリンダ１７内での冷凍時に、製品ミッ
クス（例えば、液体）ソフトサーブに含ませるための適切な量のガス（例えば、
空気以下、これを空気と呼ぶ）を供給するために、ミックスと空気の比率を一様
にすることができるように、ミックスへの空気の量を適切に計量する装置が設け
られる。（冷凍シリンダ１７への従来のミックス調合では、空気が主に用いられ
るガスであることを理解されたい。しかしながら、例えば、香料などを添加する
ために、空気の代わりに、他のガス混合物が供給されてもよいことも理解された
い。）この混合物または比率は、所定量の液体製品ミックスと同量の製品の重量
とのパーセンテージで表される「オーバーラン」と呼ばれる。同量の製品は必ず
空気を含むため、その重量は、同量のミックスの重量よりも少量になる。これま
で説明してきたように、重力式のフリーザにある重力供給チューブと空気オリフ
ィスを用いて、オーバーランが制御されてよい。供給チューブを用いる方法では
、液体の充填速度がホッパのミックスレベルに依存し、空気流量が「バレル」（
冷凍シリンダ１７に空気と液体の混合物を供給する導管またはパイプ１７の部分
）の圧力に影響されるため、オーバーランを正確に制御できない。重力または供
給チューブを用いる方法では、オーバーランの範囲が制限されるのに対して、パ
イプ式のシステムでは、より広範囲のオーバーランを確保しながら精度を高める
ことができるが、オーバーランの設定を変更するために物理的な構成部品の取り
替えが必要になる。さらに、このような構造により、オペレータによる洗浄、潤
滑油さし、再組み立てが必要な構成部品が多数あるため、フリーザの操作の複雑
性がある程度増すことになる。さらに、加圧式のシステムでは、ミックスの液体
部分の供給に対して用いられる正の変位ポンプが利用され、空気部分に対して圧
力感知装置が利用されるため、オーバーランの制御は困難である。すなわち、バ
レル２６で唯一変化するものは、圧力を感知する空気の流量ということになる。
したがって、製品を取り出している間、圧力が変動すると、製品ミックスに供給
される空気量が変化してしまい、製品ミックスのオーバーランの一様性がなくな
り、予測不能の状態になる。

【００３１】 この問題は、共に圧力を感知する製品混合物および流入空気ミックスを一定の
割合で供給する製品ミックス（例えば、液体）および空気分配システムを提供す
ることにより解決され、これにより、バレル内の圧力変動を引き起こす製品の取
り出し量が変化すると、液体分配割合と空気分配割合の両方が比例して変化して
、空気と液体の比率を一定に保つ。

【００３２】 これを達成するために、加圧空気源、図示した例では、空気圧縮器２５ａが、
逆止弁２６ａを介して三方電磁放出弁２７に接続される。逆止弁２６ａと三方弁
２７の中間に、適切な逃し弁２６ｂが設けられる。三方弁２７の出力は、圧力変
換器２８へ進み、導管ラインまたはパイプ２９ａ、ミックスキャビネット４０を
介して、加圧ミックス容器４３の空気入口４２へと進む。空気の圧力は、モニタ
され、圧力変換器は、制御装置／制御システム５５に接続された制御ライン２８
ａにより設定される。加圧ミックス容器４３内に液体製品が供給されて、容器４
３に一定レベルの製品ミックスを供給してよく、または、折り畳み可能な可撓性
バッグ４４の形でミックスを供給してもよい。定置洗浄について記載する本願明
細書の部分において明らかになるように、容器４３または折り畳み可能な可撓性
バッグ４４は、製品ミックスの代わりに、システムを洗浄するための洗浄および
／または滅菌液で充填されてよい。ミックスバッグまたはミックス容器４３は、
製品出口４５を含む。洗浄しやすいように、ミックス容器４３は、ミックスキャ
ビネット４０から取り外し可能なものであることが好ましい。加圧ミックス容器
４３の圧力が上昇すると、製品ミックスは、出口４５、パイプ４６を介して、Ｔ
管継手４７へと移動し、そのうちの１つのパイプ４７ａにより、製品ミックスは
、逆止弁４８を介してバレル２６へ、そして最終的に冷凍シリンダ１７へと進む
。

【００３３】 図示されているように、Ｔ管継手３０が、空気出力ラインを導管またはパイプ
２９ａおよび２９ｂに分岐する。したがって、ライン２９ａおよび２９ｂの空気
圧力は同じものであり、これらは共に、空気源または空気圧縮器２５ａにより与
えられる。ライン２９ｂを通過するＴ管継手３０からの空気は、圧力調節器３２
、図示した例では、ニードル弁などを通り、これにより、ニードル弁の後にある
ライン延長部２９ｃの空気圧力を調節できる。ライン２９ｃにある別の電磁三方
弁３３と逆止弁３４により、空気投入点３５でバレル２６に空気を投入できる。
このようにして、空気源により、ミックス容器と製品内へと計量されて供給され
る空気の両方に圧力が与えられる。これにより、製品供給と空気供給の両方が同
一の圧力レベルになり、空気とミックスの比率を一様にすることができる。また
、圧力調節器３２は、加える空気の量を調節するようにも作用する。逆止弁３４
および４８は共に、ミックスが圧力調節器またはニードル弁３２に逆戻りしない
ように作用する明確な目的をもつが、逆止弁４８は、空気出口４５を介して加圧
ミックス容器４３にあるミックスバッグまたは液体内に空気が逆戻りして投入さ
れないように作用する。図４に示す三方弁３３の位置は、第１の位置にあるとき
、上記に特定した経路でバレル２６へと空気を流している間、圧力調節器または
ニードル弁３２からの空気供給ラインへとライン４６のミックスの流入を阻止す
るものであることに留意されたい。

【００３４】 三方放出弁３３と逆止弁３４の間に引き出しを設けて、第２の電磁二方弁１３
３が示されており、これは、図４に示すような通常のミックスと空気の供給モー
ドでは、圧力調節器またはニードル弁３２から三方弁３３を介して逆止弁３４へ
と空気を直列接続させる機能しかもたない。しかしながら、二方弁１３３の目的
および使用は、図５を参照した定置洗浄（ＣＩＰ）の記載に関して明らかになる
であろう。この時点では、弁１３３も制御ライン１３３ｃにより制御装置／制御
システム５５の制御下にあると言うに留めておく。

【００３５】 加圧ミックス容器４３が収容されている冷凍ミックスキャビネット４０は、圧
力下にあるときミックス容器４３が開かないようにするセーフティインタロック
を含む従来のドア４０ａを含む。これは、信号ライン５０に沿って信号を制御装
置／制御システム５５に送信し、このシステムが、信号ライン２７ａを介して、
電磁三方放出弁２７の動作を変更して、加圧ミックス容器内の圧力がライン２９
ａを介して放出され、放出弁２７を介して大気へと戻されることにより達成され
る。信号ライン３３ａにより制御装置／制御システム５５により設定された放出
弁３３が、第２の位置に配置されると、バレル２６へと進む空気の供給を防止し
、ライン４６から逆止弁４８を介してバレル２６へと進むさらなる通路を阻止す
る。三方放出弁２７が放出位置にあるとき、ミックス容器４３への圧縮器の空気
流は、弁２７の放出作用により停止される。この代わりとして、または前述した
ものと組み合わせて、制御装置／制御システム５５は、信号ライン５０ａを介し
て空気圧縮器２５ａをオフにしてよい。さらに、三方放出弁２７がミックス容器
４３の圧力を下げたため、ドアのインタロックが解除され、制御ライン５０によ
り合図で知らされると、オペレータがドア４０ａを安全に開くことができる。

【００３６】 定置洗浄（ＣＩＰ） 従来、ソフトサーブ機械では、望ましくないバクテリアなどを確実に排除する
ために、洗浄および／または滅菌作業を毎日行う必要があった。このような機械
の部品は複雑なため、これまでは機械を解体しなければならず、食品と接する各
部品の汚染を完全に除き、洗浄しなければならなかった。その後、機械は再度組
み立てられる。このプロセスでは、訓練を受けた人員が必要で、一日に数時間、
人的な注意を払う必要が生じることがある。さらに、この手順は、一般的に、通
常の運転時間後に行うものであるため、超過時間または追加人員が必要となる。
長い間にわたって所望されてきたものは、「定置洗浄」または現場洗浄を可能に
する機械設計であって、高信頼性、安全かつ高速に洗浄できると同時に、機械の
清潔さを確保しながら解体および再組立を必要としない洗浄方法を用いる設計で
ある。

【００３７】 これを達成するために、以下、図５を参照すると、加圧ミックス容器４３に含
まれるミックスのバッグ４４の代わりに、加圧ミックス容器に、直接加圧してラ
イン４６から吐出させる一定量の洗浄および／または滅菌液などが供給されてよ
い。この代わりとして、図５に示されているように、容器４３が加圧されると、
バッグからライン４６に洗浄および／または滅菌液が押し出されるように、液状
の滅菌剤バッグ４４がミックス容器４３に配置されてよい。ここでも、三方放出
弁２７の動作により、空気圧縮器２５ａからライン２９ａを介して、加圧ミック
ス容器４３内へと空気圧を加えることができる。図５に示されているように、電
磁三方放出弁３３の動作により、通常、弁３３からライン２９ｃおよび逆止弁３
４により通常供給される空気が遮断される。この位置で、弁は「ウォッシュ弁」
として設定され、洗浄および／または滅菌液などを用いて、洗浄および／または
滅菌溶液を、ライン４６を介して、Ｔ管継手４７を通り、ライン４６ａ、４７ａ
および弁３３を介して、バレル２６、そして製品ミックス入口２６ｃを介して冷
凍シリンダ１７内へと押し流すだけで、空気逆止弁３４およびミックス逆止弁４
８を洗い流すことができる。前述した記載から分かるように、三方放出弁３３を
「ウォッシュ弁」に設定すると、通常製品ミックスに露出されているラインと弁
を洗浄および／または滅菌液で容易に洗い流すことができる。バッグ４４が用い
られていれば、図４および図５に示す位置に三方放出弁２７が位置してよいのに
対して、液体製品ミックスが直接加圧容器４３に用いられる場合、放出弁２７は
、容器内への加圧ラインがミックスで塞がれ、空気供給ラインの放出時に汚染さ
れないように、加圧容器４３へと再配置されなければならない。

【００３８】 通常の製品ミックス入口２６ｃを介して冷凍シリンダ１７に供給される洗浄お
よび／または滅菌液は、冷凍シリンダに充填され、ダッシャまたはビータ１１０
の通常の動作で（以下により詳細に記載する）、冷凍サイクルがオフにされ、製
品ディスペンシング弁６０が開かれると、冷凍シリンダ１７と、ドアアセンブリ
８０と、ディスペンシング弁６０はすべて、洗浄および／または滅菌液に露出さ
れる。以下から分かるように、ドアと弁の構造は、オペレータが過度に注意を払
うことなく、適切な洗浄作業を容易に行うことができるものである。

【００３９】 図１０は、冷凍シリンダ１７のエンドキャップ１７ｃを介してモータシャフト
１１１を接続する方法を示す。冷凍シリンダは、動作時、ダッシャまたはビータ
１１０により製品ミックスが攪拌されていることにより圧力下にあるため、エン
ドキャップ１７ｃにより一端でモータ２５と冷凍シリンダ１７とを支持するシャ
フト取付ハウジングまたはフレーム１４１を介して、シャフト１１１に沿ってモ
ータ２５内に製品が流入しないようにすることが望ましい。これを達成するため
に、長手方向に間隔をおいて設けられ、シャフト１１１から外周に延びた円筒状
の可撓性のある一対の耐摩耗性シール１４２、１４３がそれぞれシャフト１１１
に設けられる。図示されているように、シール１４２および１４３の断面形状は
、ほぼ楔形のものであり、シールのヒール部分１４４は、エンドキャップ１７ｃ
の孔１４６にある円周方向に延伸するスロット１４５に受け入れられるようにさ
れる。図１３Ｂに示されているように、各シールは、シャフト１１１に対して前
端または支持端部１４７で終端するように揃えられて、シャフトに対して刃形の
シールを形成する。

【００４０】 シール１４２および１４３は可撓性材料からなるため、シャフトが回転するこ
とが原因で、シャフトに対する支持端部１４７に生じる摩耗は自己補償される。
実際、シールは、食品の等級である材料、すなわち、製品を劣化および汚染しな
い材料からなることが好ましく、容易に洗浄され、摩耗性が良好なものである。
このようなシール材料およびシールの一つとして、Ｅｃｏ Ｓｅａｌ Ｔｅｃｈ
、Ｉｎｃ．２６８２０ Ｆａｒｇｏ Ａｖｅ．、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ Ｏｈｉｏ
により製造されたＨ−Ｅｃｏｐｕｒである食品等級タイプのポリウレタンが挙げ
られる。

【００４１】 シール１４２を介してシール１４２および１４３の中間にある空間に漏出や染
み出しが生じた場合に備えて、シールおよび空間を洗浄するための手段が設けら
れ、細菌材料が蓄積しないようにし、結果的な汚染源を防ぐ。以下、図５および
図１０を参照すると、ニードル弁３２と三方放出弁３３との間で空気供給が妨げ
られるように、弁３３が第２の位置にあるとき、逆止弁４８を介して冷凍シリン
ダ１７に洗浄および／または滅菌液が供給され、二方弁１３３にはライン１３３
ａを介して洗浄および／または滅菌液が供給されている。図５に示されているよ
うに、弁１３３が開いているとき、洗浄および／または滅菌液は、弁１３３から
延びるライン１３３ｂを経由してシールパージ開口部１４８ａを介して供給され
る。シール１４２および１４３およびそれらの間の空間をパージした後、液体は
、吐出開口部１４８ｂおよびドレインライン１４９を介して処分されてよいこと
は言うまでもない。

【００４２】 冷凍シリンダ１７のエンドキャップ１７ｃは、ハウジングまたはフレーム１４
１と一体に形成されてよいことは言うまでもない。この場合、洗浄および／また
は滅菌用の入口および出口の開口部１４８ａおよび１４８ｂは、フレームまたは
ハウジング内にあってよい。また、以下に記載するように、冷凍シリンダのドア
アセンブリ８０と製品弁アセンブリ６０は、機械を解体することなく、冷凍シリ
ンダとシステムの残りの部分を洗浄するさいに同時に洗浄できるように構成され
る。

【００４３】 製品ミックスレベルの感知 上記で提供され図面に記載され示されているような単純な計量アセンブリによ
り、加圧ミックス容器４３の製品ミックスレベルを感知する方法も提供される。
容器４３内にある製品ミックスが容器にある液体であっても、または図４の参照
番号４４で示されるようなミックスバッグなどにある液体であっても、容器にあ
るミックス量を決定する方法は、所定の時間期間中、三方放出弁２７を放出また
は開口しながら、時間をモニタして、制御装置５５への適切な信号ラインを介し
て、所定の時間期間中の圧力変化を測定することにより決定される。圧力変化は
、タンクに残留するミックス量と逆の関係にある。別の方法は、圧力が所定レベ
ルまで低下するまで三方放出弁２７を開口し、所定の圧力まで低下するのにかか
る時間を測定することである。この場合、時間量は、タンクに残るミックス量と
逆の関係にある。この方法を都合の良い時間に実施することにより、この表示は
、加圧ミックス容器４３に残るミックスレベルを決定するのに良好なものである
ため、オペレータは、必要なときに、ミックスを取り替えたり追加したりするこ
とができる。

【００４４】 しかしながら、このようなレベル感知方法は非常に正確なものであるが、タン
クが空になるときを正確に指し示さない。したがって、加圧ミックス容器からミ
ックスがなくなったことをオペレータに指し示す別の方法が用いられる。

【００４５】 これを達成するために、信号ライン５１ａにより制御装置／制御システム５５
にフィードバックを送り、ミックスがなくなったことをオペレータに積極的に指
し示すように、プローブなどの器具５１が与えられる。一例として、バレル２６
に突出するサーミスタプローブが用いられてよい。小さな電流でバレルに流れる
ミックスにあるサーミスタを励起することにより、サーミスタの抵抗が熱を発生
する。バレルにミックスがあり、プローブまたはサーミスタチップを取り囲むと
、液体ミックスの熱伝導がサーミスタの熱をすぐに放散する。しかしながら、ミ
ックスがないと、プローブを取り囲む熱伝導が下がり、サーミスタが加熱する。
温度が上昇すると、サーミスタの抵抗が低下するため、このような温度の上昇は
、温度制御装置／制御システム５５により電気的に感知される。このようにして
、器具は、バレル２６を介して入る液体ミックスの存在または不在を検出する。

【００４６】 ドアおよび製品ディスペンサ ドアアセンブリ８０は、製品ディスペンシング弁アセンブリ６０と共に、冷凍
シリンダ１７の一端１７ａをロックし密封するように働く。図６〜９に、ドアア
センブリ８０が示されており、ドア８５とカバー８１とを含む。ドア８５は、冷
凍シリンダ１７の放射状に突出するリム１７ｂに対して正確に揃えて固定される
ように適用され、カバー８１はドア８５に対して支持する位置にあり、カバーの
一部をなすものであってよいリング８２により適所にロックされ、さらに製品デ
ィスペンシングアセンブリ６０によりインタロックが提供される。これを達成す
るために、図６および図９に示されているように、リム１７ｂのレセプタクルま
たはノッチ８７ａ、８７ｂに係合挿入するために、ドア８５から同軸方向に突出
する突出部またはタブ８６ａ、８６ｂにより、ドア８５が冷凍シリンダ１７のリ
ム１７ｂへ確実に揃えられる。図６および図７に最良に示されているように、タ
ブ８６ａおよび８６ｂと、それらに関連するレセプタクルまたはノッチ８７ａ、
８７ｂのサイズは、ドアを逆さまの位置に配置しないように異なるものである。
部品を単純に逆にして、突出部またはタブ８６ａ、８６ｂをリム上に設けてよく
、ノッチまたはレセプタクル８７ａ、８７ｂを、ドア上に設けてよい。

【００４７】 また、リング８２は、放射状に延伸するバヨネット式のロッキングタブ８９を
リム１７ｂ上に把捉（図９を参照）および係合してロックするための放射状に延
伸するスロットまたは凹部８８を含む。さらに、カバー８１をドア８５から間隔
をおいて設けた構造により、ドアとカバーとの中間に空間８１ａが形成され、隔
離体を形成する。さまざまな部品が、二次的な整合動作を必要としないプラスチ
ック、例えば、薄壁成形プラスチック部品からなるものであってよいため、二重
壁および間隔をおいて設けたカバーとドアの壁により、凝縮の形成が阻止される
。

【００４８】 ドア８５を冷凍シリンダ１７のリム１７ｂに対して確実に密封するために、図
９に最良に示されているように、冷凍シリンダ１７のリム１７ｂにある環状レセ
プタクル９２と揃えられる環状突出部９１がドアに設けられる。放射状に延びる
レッグ９３ａ、３ｂを有する断面形状がＺ状のシール９３が、リム１７ｂと係合
可能である。このため、レッグ９３ｂは、環状突出部を受け入れ、着座したとき
に、シール、図示した例では、第３のシール、すなわち軸方向のシールを与える
ように、レセプタクル９２に嵌合可能なものである。第１または最初のシールは
、環状突出部９１の下にある放射状のショルダ９１ａに隣接したレッグ９３ａに
より形成される別の軸方向のシールである。第２のシールは、環状突出部９１の
軸方向内面とＺ状シール９３の部分９３ｃとの間に形成される放射状のシールで
ある。

【００４９】 実際、リング８２がカバー８１の部分として形成（成形）される場合、カバー
を回転させて、冷凍シリンダのリム１７ｂ上のロッキングタブ８９にカバーを適
切に係合でき、反対方向に回転させると、カバーを冷凍シリンダに係合させる。
図９に最良に示されているように、リング８２にある凹部８８がタブ８９と係合
しているとき（図９）、カバーはドアを押圧して、断面がカップ状のシール９３
に環状突出部９１をしっかりと密封係合し、それらの間に二重の軸方向のシール
と放射状のシールを形成する。ここでも、部品を単純に逆にして、環状突出部を
リム上に、レセプタクルおよびシールをドア上に配置してもよいことを理解され
たい。

【００５０】 カバーをドアと冷凍シリンダ１７のリム１７ｂにロックするために、図２、図
６、図７および図９に分解組立図として最良に示されているように、製品ディス
ペンシングまたは弁アセンブリ６０は、ドアアセンブリ８５内に配置されている
場合、本体をカバーにロックして、不注意でドアが開いたり、冷凍シリンダから
ドアが引き離されたりしないようにする。

【００５１】 これを達成するために、弁アセンブリ６０は、カバー８１にあるキー付き孔８
２ｂを介して取り付けられる概して円筒状のレセプタクル部材６２を含む。図示
されているように、レセプタクル６２は、放射状に延伸するタブまたは突出部６
２ａによりドア８５の穿孔８３の凹部８３ａにツイストロックされる延伸するス
カート部分６３を有する（図９を参照）。穿孔８３に第２のレセプタクル６３ａ
が配置されて、第１のレセプタクル６２のスカート６３の末端に隣接する位置に
参照番号６３ｂでツイストロックされる。また、第２のレセプタクル６３ａは、
環状キャビティ６５を内部に含むフレア形に延びる環状スカート６４を含む。ピ
ストン６７が、シャフト６７ａの端部に形成されたヘッドエンドアセンブリ６６
を有する。図示されているように、ヘッドエンドアセンブリは、第２のレセプタ
クル６３ａのスカート６４を区切るダイヤフラム部分６８を含み、穿孔８３の壁
と第２のレセプタクル６３ａのスカート６４との間にダイヤフラムを捕捉させる
。ハンドル６１を作動させてピストンが往復運動すると、ピボットピン６１ａの
周りでシャフト６７が上昇して、転動形ダイヤフラム６８がキャビティ６５内で
上方に移動し、以下に記載するように、ピストンおよびヘッドエンドアセンブリ
が上昇して、製品が穿孔８３内に流入しないようにする。

【００５２】 図示されているように、ソフトサーブ製品は、冷凍シリンダ１７から通路６９
内へと通るものであってよい。図９に示されているように、弁ディスペンシング
ヘッドエンドアセンブリ６６は、通路６９を途中で封じて、ドアにある製品出口
７０を密封している。図９に示されているように、密封端部またはピストンヘッ
ドエンドアセンブリ６６は、製品出口ポートまたは出口７０に隣接するドアに形
成された斜めエッジまたは座６６ａに対して適合する干渉形をなす。ピボットピ
ン６１ａの周りをハンドル６１が回転することにより、シャフト６７ａが上昇し
、ハンドル６１が解放されると、バイアス付与ばね７１により、座６６ａに弁ヘ
ッドアセンブリ６６が再度着座し、通路６９と出口７０とを密封する。

【００５３】 弁６０を開きやすくするために、制御装置／制御システム５５の制御下で弁を
開くために、ソレノイド５９などのアクチュエータが設けられてよい。本願明細
書のこの時点では、転動形ダイヤフラムの密封作用により、弁、弁のアクチュエ
ータおよび動作機構の製品汚染が防止されて、定置洗浄動作を容易に行うことが
できるように、取り出し弁から製品が出ることに留意されたい。

【００５４】 ビータ（ダッシャ）アセンブリ 最初に図２、図６および図１０〜１３を参照すると、ビータ１１０は、第１の
実施形態において、有孔チューブ１１２を備え、この構造により、軽量かつ耐久
性が高く、ねじり強度が高い。前部にある製品押出用螺旋部材または構成要素、
図示した例において、ビータのインサート１１４が、チューブ１１２の一端を開
口部１１３に差し込むことができる寸法をもち、チューブ１１２の端部１１３に
あるスロットまたはキー溝１１５に重ね合わせるように、反対の位置に設けられ
た放射状に張出または突出したキー１１６を上部に含む。図示されているように
、インサート１１４は、ソフトサーブ製品を通路６９内へ移動して、ドアアセン
ブリの出口７０から出しやすいように、螺旋状の前端部１１８を含む。任意の従
来の方法、図示した例では、穴１２１とスタッド１２３とを係合させることによ
り、チューブ１１２の外部に複数のブレードスクレーパ１２０、１２２が結合さ
れる。望ましければ、各ブレードスクレーパをシリンダ１１２に係合させること
ができるキーおよびノッチ手段により、シリンダ１１２にブレードスクレーパが
取り付けられてよい。この代わりとして、ブレードスクレーパは、固定具が不要
な嵌め込み式の設計のものであってよい。これは、（単純なスタッドと係合穴に
より、ブレードスクレーパをシリンダ１１２と整列させる図６に示す配置にある
ように）許容可能なものである。この理由は、ブレードスクレーパ１２０、１２
２が、シリンダ１１２を冷凍シリンダ１１７に取り付けた位置にあるとき、ブレ
ードが冷凍シリンダ１１７の内壁に押し付けられて、それと係合して掻き取るた
めである。ブレードの摩耗を補償するために、構造の材料に応じて、ブレードス
クレーパまたはその上にあるブレードは、スタッド上のばねにより、またはシリ
ンダ１１２とブレードスクレーパ１２０、１２２の内部との中間にある板ばね構
造により、またはスクレーパ上に別部品としてブレードを取り付けることにより
、放射状に外側にバイアス付与されてよい。

【００５５】 図１１に最良に示されているように、ブレードスクレーパ上のブレードは、所
定の位置にあるとき、内部で回転するとシリンダからソフトサーブ製品を取り払
うように冷凍シリンダの内部と係合して掻き取ると同時に、冷凍シリンダのドア
または前端部の方向にソフトサーブ製品を送るような寸法の螺旋体をなす。ビー
タ１１０の駆動部分は、シャフト１１へ結合するためのキー溝形の接続部を備え
、螺旋状の製品押出部分１１４から有孔チューブまたはシリンダ１１２の反対側
の端部１１３ａ内に取り付け可能なハブ１１２ａを備える（図１０および図１３
Ａを参照）。

【００５６】 ブレードスクレーパと有孔シリンダの一端に挿入される螺旋状のビータとをプ
ラスチックから作ることにより、改良されたビータまたはダッシャアセンブリが
提供される。

【００５７】 ダッシャまたはビータ１１０を回転させて、冷凍状態にある製品のミキシング
および混合を高めるために、図２、図６および図１２に最良に示されているよう
に、バッフルロッド１２４が有孔シリンダ１１２の内部に取り付けられる。これ
を達成するために、バッフルロッド１２４は、ドアアセンブリ８０にあるレセプ
タクル９５と協働し係合するキー１２５による回転に対して固定される（図６お
よび図９を参照）。バッフルロッド１２４は、ビータ１１０の回転軸に対して偏
心位置にあり、ビータは、冷凍シリンダ１１７の軸の同心円上に回転する。バッ
フルロッド１２４を偏心させることにより（または、この代わりとして、有孔シ
リンダ１１２４から偏心させて取り付けることにより）、シリンダが回転すると
き、バッフルロッドは、冷凍シリンダ内を製品が移動すると、ソフトサーブ製品
を折り畳み容易にミキシングするように働く。さらに、有孔シリンダ１１２のよ
り多くの内容積を消費するようにバッフルロッドの直径を比較的大きくすること
により、営業日に機械の使用が完了したとき、製品の無駄を最小限に抑えること
ができる。

【００５８】 図１０に最良に示されているように、バッフルロッドの反対側の端部は、回転
シャフト１１１の端部に隣接する突出部１２６で終端する。さらに、図示した例
では、間隔をおいて設けた一対のディスク１２７、１２９からなる流れ妨害部が
バッフルロッド１２４上に取り付けられており、各ディスクは、スカラップ形の
周縁部分１２７ａ、１２９ａと、円周方向に延伸する滑らかな部分１２７ｂ、１
２９ｂとをそれぞれ有する。滑らかな部分１２７ｂ、１２９ｂは、有孔シリンダ
１１２の内面に対して載置され、シリンダにおいてバッフルロッドの位置を維持
する。スカラップ形の周縁部分１２７ａ、１２９ａは、回転に伴って有孔シリン
ダ１１２にある孔からミックスが流出するため、製品ミックスのミキシング作用
を高める。容易に予想できるように、スクレーパブレードの螺旋作用と、螺旋部
分１１４の押出作用により、ミックスは、ドアアセンブリ８０へと前方に押し出
される。製品ミックスは有孔シリンダ１１２の中心から、バッフルロッドの周辺
、そしてディスク１２７および１２９を通って流出する傾向があるため、引き続
きミキシング作用が起こる。これにより、冷凍サイクル中、ミックスを均一にす
ることができる。

【００５９】 図１４Ａに、ビータまたはダッシャ６１０の代替実施形態が示されている。こ
の構造において、追加のスクレーパブレード６２０、６２２を除いて、安価であ
るが耐久性のある構造を備えたビータが示されている。この例において、構造上
、軽量、高耐久性のものであり、ねじり強度が大きな有孔チューブ６１２は、成
形または鋳造されたステンレス鋼から作られている。図１０に示すダッシャまた
はビータ１１０の実施形態と同様に、前部にある製品押出用螺旋インサート部材
または構成要素６１４が、チューブ６１２の一端の開口部６１３に差し込まれる
寸法をもち、チューブ６１２の端部６１３にあるスロットまたはキー溝６１５に
重ね合わせるように、反対の位置に設けられた放射状に張出または突出したキー
６１６を上部に含む。上述したように、インサート６１４は、ソフトサーブ製品
を通路６９内へ移動して、ドアアセンブリの出口７０から出しやすいように、螺
旋状の前端部６１８を含む（図９を参照）。図１０に示すビータ１１０の構造と
異なる点は、湾曲要素６３５は、チューブ６１２の周辺部に沿って断続的な螺旋
体をなすが、冷凍シリンダ１７の内面とは接触せずに、チューブまたはシリンダ
６１２の回転中、冷凍製品ミックスのミキシングおよび移動を、螺旋状のインサ
ート部材または構成要素６１４の方向へ、さらには製品を取り出す間、機械１か
ら行いやすくするためだけに作用することが好ましい。しかしながら、スクレー
パブレード６２０、６２２は、チューブ６１２の周辺部に同軸上に１８０°離し
て設けられている。以下に記載するように、矢印６３０の方向にチューブまたは
シリンダ６１２を回転させると、ブレードの下方に製品ミックスが集まり、冷凍
シリンダ１７の方向にそれが回転して、冷凍シリンダの内面から冷凍製品ミック
ス材料を取り払う作用を行うように、ブレードが取り付けられる。さらに、ブレ
ード６２０および６２２は、冷凍シリンダ１７の内部の所望の作業面を取り払う
のに十分な軸方向または長手方向延長部を備える。

【００６０】 図１４Ｂに、１つのスクレーパブレード６２０が示されており、複数のタブ６
２４、６２６および６２８を含む。タブは、図示されているように、チューブ６
１２の表面にあるスロット６２５内に簡単に配置できるように、スクレーパブレ
ードのブレード部分６２１からオフセットされた位置にあるため、冷凍シリンダ
内の所定の位置にあるとき、製品ミックスを受け入れる回転からある程度解放さ
れるため、矢印６３６により図１４Ｃに最良に示されているように、冷凍シリン
ダに対してスクレーパブレードを外向きに押す。さらに、タブのうち少なくとも
２つの寸法を異なるものにし、係合する孔の寸法を、有孔シリンダ６１２上のス
クレーパブレードの１つの配置にある係合するタブのみを受け入れるようなもの
にすることで、不適切な場所にブレードを嵌合させることができなくなる。この
ようなタブ６２４、６２６および６２８の寸法の違いは、図１４Ｂにおいて明ら
かである。

【００６１】 上述したように、バッフルロッド１２４は、チューブ６１２の内部に配置され
て、これまで記載したものと同じ方法で動作するものであってよい。

【００６２】 動作モード（状態機械およびソフトウェア） 概論 原則的に、制御装置／制御システム５５を介して機械の動作を行うソフトウェ
アは、タイムスライシングカーネルを基本として構成されるものであってよい。
しかしながら、システムは、完全に決定的なマルチタスキングシステムなもので
あってはならない。必要とされる機能の中には、割り込み式に動作させることが
好ましいものもあれば、割り込みせずに動作させるべきものもある。一見すると
、これは、システムの設計および動作が複雑であるように見えるが、このように
システム設計へのアプローチをとることで、ビルディングブロックのアプローチ
が可能となり、必要に応じて、システムに新しい特徴を取り入れて後々の変更が
可能となる。

【００６３】 上述したことを留意すると、ソフトサーブ機械１の基本動作モードには７つの
動作モードがあり、そのすべてを、別々の「状態」機械とみなしてよい。（図１
５に関連して、「スタンバイ」と呼ばれる別の８番目のモードについて簡単に記
載しているが、このモードは、本願明細書では別モードとして扱っているが、一
般的に別のモードと見なされるものではなく、これについては以下に記載する。
）図１５は、一般的なソフトウェア構造と、機械１の基本的な動作モードへの要
求を表した基本的な状態機械を示す。状態機械の図が示されている図１５に示さ
れているように、機械１は、２００で電源が入れられて始動する（例えば、図１
および図２に示されている制御表示パネル１５０に位置するような制御装置）。
制御装置／機械は、制御システム５５のコマンド下で、機械がアイドリング状態
にあるが、動作の準備はできており、さらなるコマンドを待機している状態であ
る「オフ」モードに進むか、またはスタンバイコマンドが出されれば、「スタン
バイ」モードへと進む。

【００６４】 「スタンバイ」モードは、オートモード（以下に記載）に類似しているが、異
なる点は、製品が冷凍状態と４０°Ｆ（すなわち、冷えた液体）との間に保たれ
ていることである。このモードは、すぐに製品が必要とされることはないと考え
られるときにとられ、このモードでは、冷凍サイクル間の時間が増大し、ダッシ
ャ／ビータの利用が減少する。このモードは、後々製品が必要とされることがな
さそうな場合に有益である。

【００６５】 図１５の状態図に示されているように、与えられてよい多数の異なるコマンド
で機械を動作させるコマンドには、いくつかのコマンドがある。例えば、機械は
、２４０で定置洗浄モードに置かれてよく、またはビータ１１０を回転させるビ
ータモードに進んでよく、またはブロック２６０で示されているように、ミック
スキャビネット４０および容器４３からミックスを冷凍シリンダ１７に充填また
は注入し始めるオートモードに進んでよい。機械がステップ２２０でビータモー
ドに入ると、機械は実際にパワーアップモードになり、ビータ１１０は、モータ
２５によりオンにされ、空気圧縮器２５ａが始動し、ミックス容器４３を加圧す
るように通常の動作圧力まで空気圧が引き上げられてよい。このような圧力は、
複数のシステムパラメータに依存するが、約５ｐｓｉの空気圧で良好に作動する
ことが分かっている。

【００６６】 機械が準備モード２６０に入り、バレルまたは冷凍シリンダ１７が最初は空で
、液体ミックス製品で充填されている過程にあるとすると、ミックスがある所定
の最小レベルに達すると、２６２で初期フリーズダウンモードが始まってよい。
製品が冷凍され、サービングの準備が整うと、機械の状態は、製品準備完了モー
ド２６４へと移る。このモードでは、いくつかの動作がとられてよい。例えば、
製品の取り出しが行われてよい（すなわち、製品ディスペンシング弁６０を介し
て、製品ハンドル６１が半冷凍／ソフトサーブ製品を分配する）。取り出し動作
が行われるか、または製品が温かくなり始めるか、または所定の時間が経過する
と、機械の状態は、２６６で製品メインテナンスモードへと切り換えられる。こ
のモードでは、製品は、温度、製品中の空気の混合などに関する所定の品質レベ
ルに維持される。

【００６７】 製品が所定の所望のレベルに維持されると、機械の状態は、製品準備完了モー
ド２６４へと戻され、サイクリングが続けられる。取り出し動作が行われず、所
定の時間期間、例えば、１５〜２０分（希望に応じて設定可能なものであってよ
い）が経過すると、製品を再冷凍し再混合する必要があるため、制御装置５５は
、ソフトウェアの命令の下で、機械を製品メインテナンスモード２６６へと戻し
、製品の品質の欠陥部分を補足し、機械を製品準備完了モード２６４に戻すこと
になる。冷凍シリンダの中で製品があまりに温まりすぎる場合、例えば、１４０
度に煮立った揚げ鍋の傍に機械が配置され、時間が経過しなければ、冷凍シリン
ダにあるセンサが、制御装置５５を介して製品メインテナンスモード２６６へと
機械をシフトしてもよい。

【００６８】 パワーアップモード 以下、図１６を参照すると、ソフトサーブ機械１のパワーアップモードが示さ
れている。このモードで、制御装置５５は、最初にＰＯＳＴ（パワー・オン・セ
ルフ・テスト）２０１で自己チェックを行い、システムが存在して機能できるこ
とを確かめる。このテストは、始動時のみ行われる。ＢＩＴ（ビルト・イン・テ
スト）などの他のテストは、始動時のみに行われるものではなく、動作中周期的
に行われてよいテストである。これらのテストの多くは、パーソナルコンピュー
タの始動および動作中に行われるものと同様のものである。テストの中には、温
度センサの短期公開テスト、ＲＳ−４８５バス（このバスについては、図２３に
関して記載する）を介した周辺装置の調査、ＲＡＭおよびＲＯＭの両方のメモリ
テスト、インジケータバルブ／ＬＥＤ、アラームおよび他のインジケータ、およ
びインタロック（例えば、冷凍補助ミックス貯蔵キャビネット４０のドア４０ａ
にあるインタロック）が含まれてよい。

【００６９】 従来のように、動作パラメータは、不揮発性メモリに含まれるデータから読み
出され、制御装置５５に含まれるソフトウェアにおいて用いられてよい。例えば
、ソフトウェアは、機械内の温度を分析し、電源を止めたときのシステムの状態
を決定し、可能な状況であれば、自動再始動できるものであってよい。機械１が
空である場合、すなわち、冷凍シリンダまたはバレル１７に供給されるミックス
の圧力が感知されない場合、リカバリの必要はなく、機械は、オペレータが「オ
ートボタン」を押すことにより生じるコマンドを待機する。（図１６に示されて
いるように、いくつかの「ボタン」、例えば、「オートボタン」、「ビータボタ
ン」、「スタンバイボタン」および「ＣＩＰボタン」（定置洗浄開始）などが示
されている。これらのボタンのそれぞれは、例えば、図１および図２に示す制御
表示パネル１５０上に配置されてよい。）機械が空でなく、すなわち、０ｐｓｉ
よりも大きな圧力が検出され、ミックスキャビネット４０の温度が所定の温度、
例えば、４５°Ｆよりも高ければ、パネル１５０上で、アラーム／インジケータ
／ライトなどが作動して、製品が温まりすぎて安全に再冷凍できなくなったこと
をオペレータに警告する。動作を開始するために、オペレータは、「オートボタ
ン」を使用してよい。「システム内圧力」や「過熱」のインジケータは、システ
ムが加圧されるか、または製品ミックスが再冷凍の最大許容範囲温度を超えてい
ることをオペレータに警告するものであれば、任意の適切な形態のものであって
よい。機械が空でなく（すなわち、圧力が０より大きく）、製品が通常の温度範
囲内（例えば、２０°Ｆ以下）にあれば、機械は製品準備完了モード２６４へと
戻ることになる。この代わりとして、機械が空でなく（圧力＞０ｐｓ）、冷凍シ
リンダの製品ミックス温度が安全制限値内（例えば、２０°Ｆより高いが、４０
°Ｆよりも低い範囲）にあれば、ソフトウェアは機械を製品メインテナンスモー
ド２６６に移し、このモードで製品を再冷凍する試みがなされた後、機械を製品
準備完了モード２６４へと戻す。また、定置洗浄モード２４０は、上記に説明し
たように、オフまたはアイドリングモード２０４から入る。この動作については
、以下、図２１を参照しながらより詳細に説明する。

【００７０】 準備モード 以下、図１７を参照すると、準備モードの図が示されている。準備モード中、
ソフトウェアの制御下で、いくつかの動作が同時に行われる。最初に、空気圧を
利用して、冷凍シリンダに未処理の製品ミックスを注入する。同時に、制御装置
５５は、すべてのほかの従属システムが適切に動作していることを確認するため
にシステムをモニタする。例えば、冷凍混合物および冷凍シリンダの圧力が上昇
していないか、冷凍シリンダ１７の温度が低下していないか、冷凍キャビネット
のミックスレベルが動作制限値内であるか、表示器またはインジケータが更新さ
れているか、すべてのオペレータ入力が読み出されているか、さらにすべての安
全性特徴が設計制限値内で安全に動作しているかが確かめられる。空気圧がモニ
タされているとき、圧力がある一定のレベル、例えば、ブロック２６１ａに示さ
れているように、８ｐｓ．に達すると、注入動作が完了し、ブロック２６１ｂで
準備モードから出ることを理解されたい。その後、初期フリーズダウンモードが
完了する。

【００７１】 フリーズダウンモード 図面、特に、図１９を再度参照すると、図１８は、未処理製品を最初に冷凍す
る初期フリーズダウンモードを示す状態図である。システムに製品が注入されて
いると仮定すると、ブロック２６２ａで示されているように、初期フリーズダウ
ンモードが開始される。ビータシステム２２０が作動し、ビータまたは有孔シリ
ンダまたはチューブ１１２が回転する。初期フリーズダウンが完了すると、ミッ
クスキャビネット４０がミックス貯蔵キャビネット４０内にある製品ミックスの
供給物の冷却を開始することが望ましい。これに関して、図３を参照すると、ソ
レノイドバルブ２１が開き、ブロック２６２ｂに示されているように、ミックス
キャビネットの冷却が開始される。その後、冷凍圧縮器１８が作動されて、冷凍
システムを始動する。この動きは、ブロック２６２ｃに示されている。冷凍シス
テムの制御アルゴリズムは、電流動作環境が与えられたとすると、最適な蒸発器
圧力を保つようなものである。その間、制御装置／制御システム５５は、システ
ム、例えば、すべての温度、システム圧力、モータの電流および電圧などをモニ
タしている。制御ラインのそれぞれは、単一のラインとして示されているが、実
際は、制御装置／制御システム５５との間を結ぶ複数の電気リードが含まれてよ
いことを理解されたい。例えば、制御ライン２５ｂを介して、モータ２５により
引き出される電流は、冷凍シリンダ１７にある製品ミックスの抵抗が増大するこ
とにより、ビータの回転に伴いビータに伝わるトルク量を決定するために測定さ
れてよい。冷凍ダウンが完了したときにビータを回転させるのに必要なトルクの
所定のパーセンテージに達し、そのパーセンテージが測定または計算されると、
ブロック２６２ｄに示されているように、冷凍圧縮器１８はオフにされる。これ
は、冷凍シリンダ１７内の製品の過冷凍を防止し、残留冷却を残して冷凍ダウン
を終了させるために行われる。測定または計算されたトルクが、冷凍ダウンが完
了したときにビータを回転させるのに必要なトルク量に達すると、ブロック２６
２ｅに示されているように、ビータシステムはオフにされる。その後、ソフトサ
ーブ製品の準備が整い、ブロック２６２ｆに示されているように、初期フリーズ
ダウンモードが終了する。ソフトサーブ製品の仕上げ点を決定するための手段は
、テストベースで、温度から製品の実際の濃度まで、あらゆる形態をとるもので
あってよい。しかしながら、トルクを測定することにより、単純かつ反復的な動
作モードが安定して与えられてよい。

【００７２】 製品が所定の冷凍濃度に達する前に、製品の引き出しが試みられた場合、制御
表示パネル１５０からおよびそのパネル上、またはそのいずれかで、音声／視覚
表示が与えられてよい。さらに、測定された空気圧が、製品の引き出しにより所
定値（例えば、５ｐｓｉ）を下回れば、冷却剤圧縮器１８が停止されて、一時的
に冷凍動作を止めてよく、空気圧が、例えば、８ｐｓｉに達したときに、再度オ
ンにされてよい。

【００７３】 警告を発したり、システムを停止したりする必要がある状況は他にもある。例
えば、冷凍システムのダメージを防ぐために、液体冷媒が冷凍圧縮器１８に戻さ
れると、システムは停止されなければならない。検出され、初期フリーズダウン
モードを終了すべき他の状況は、製品の低温トリップ点に達した場合、または取
り出しハンドル６１が閉じている状態で、一定の時間、例えば、１０分よりも長
い間、冷凍圧縮器がオンの状態にある場合、または所定の時間、例えば、１２分
が経過した後、ビータがトルクに達し得ない場合である。

【００７４】 製品準備完了モード 図１９に、製品準備完了モードが示されている。これまで説明してきたように
、製品が冷凍され、サービングの準備が整うと、機械の状態は、図１８を参照し
て記載したように、初期フリーズダウンモードを出て、機械の状態は、製品準備
完了開始ブロック２６４ａで、製品の準備が整ったことを表示する信号により、
製品準備完了モード２６４（図１５）へと移る。このモードでは、製品は、要求
される品質レベルにある。システムは、この時間中、受動的な冷却作用を用いて
、可能な限りこのレベルに製品を保つ。このモードでは、いくつかの動作がとら
れてよい。最初に、制御装置５５は、ブロック２７０に示されているように、シ
ステムの状態を継続的にモニタしなければならない。（ルーピングライン２７１
は、ソフトウェア制御される制御装置５５のモニタリングまたはルーピング動作
を示すものである。）例えば、引き出しハンドル６１にオペレータの手が近づく
と、それを感知する引き出し接近検出器により、製品の取り出しまたは引き出し
が予知されてよい。製品引き出しハンドル６１に手が近づいていることを感知す
ると、ビータモータ２５が、ブロック２２０で作動されてよい。取り出しスイッ
チまたはソレノイド５９が励起されると、製品準備完了モードが終了して、取り
出しモード２７２へと進み、製品ハンドル６１により、製品ディスペンシング弁
６０を介して半冷凍／ソフトサーブ製品が分配される。取り出しが行われるか、
または製品が温まるか、または所定の時間が経過すると、機械の状態は、２６６
で製品メインテナンスモードへと切り換えられ、製品ミックス用に、ある時点で
キャビネット温度を能動的に冷却する必要がある。このモードでは、製品は、温
度、製品内の空気の混合などに関して所望の品質レベルに維持される。

【００７５】 製品が所定の所望のレベルに維持されると、機械の状態は、２６４ａで製品準
備完了モード２６４に戻されて、サイクリングが継続される。

【００７６】 製品メインテナンスモード 製品の品質を維持するためには、機械を製品メインテナンスモード２６６（図
１５を参照）にする必要があり、このモードでは、制御装置５５によりモニタさ
れる製品温度が所定の制限値を超える場合、またはバレル内に長い間製品が存在
して、再冷凍および空気の再取り込みが必要な場合、このモードの制御下で、温
度、製品内の空気の混合などに関する所望の品質レベルに製品を維持することに
より、機械はこれらの事柄をすべて達成する。製品が所定の所望のレベルで維持
されると、機械の状態は、製品準備完了モード２６４に戻されて、サイクリング
が継続される。

【００７７】 これを達成するために、以下、図２０を参照すると、製品メインテナンス開始
２６６ａは、メインテナンスモード２６６に入るブロックを表す。例えば、冷凍
シリンダ１７内の製品温度が、制御装置５５内のさまざまな記憶設定値および制
御変数により決定される所定の制限値を超えているとする。これらの状況下で、
ソフトウェアは、２６７で変数をロードして、製品を所定の品質レベルまで回復
する動作を開始する。これに関して、ビータシステム２２０が作動され、ビータ
または有孔シリンダまたはチューブ１１２が回転される。ミックスキャビネット
４０は、ミックス貯蔵キャビネット４０内の製品ミックスの供給物の冷却を開始
することが望ましい。これまで記載してきたように、図３を参照すると、ソレノ
イドバルブ２１が開き、ブロック２６２ｂ（図１８）に示されているように、ミ
ックスキャビネットの冷却が開始される。その後、冷凍圧縮器１８が作動されて
、冷凍システムを始動する。この動きは、ブロック２６２ｃに示されている。そ
の間、制御装置／制御システム５５は、システム、例えば、すべての温度、シス
テム圧力、モータの電流および電圧などをモニタする。図１８に示すフリーズダ
ウンモードに関してこれまで記載したように、冷凍圧縮器１８は、製品の冷凍が
完了したときにビータを回転させるのに必要なトルクの所定パーセンテージに達
するまで稼動する。その後、ブロック２６２ｄに示されているように、冷凍圧縮
器１８がオフにされる。その後、残留冷却により、フリーズダウンが完了する。
測定または計算されたトルクが、冷凍ダウンが完了したときにビータを回転させ
るのに必要なトルク量に達すると、すなわち、ビータのターゲットトルクに達す
ると、２６２ｅでビータシステムはオフにされる。製品品質設定値に達すると、
製品メインテナンス終了２９０に示されているように、製品メインテナンスモー
ドが終了してよい。

【００７８】 また、製品が取り出されると、ブロック２６８でソフトウェアの製品取り出し
変数および設定値が引き出された場合、ブロック２６９で非常に長い時間が経過
した場合、または制御装置が、（ソフトウェアを介して）ミックスキャビネット
４０の変数が、それを能動的に冷却するためにロードされなければならないこと
を示す場合に、製品メインテナンスが始まる。これらのイベントのそれぞれにお
いて、ビータシステムは２２０でオンにされ、冷凍圧縮器１８はオンにされた（
ブロック２６２ｃ）後、ビータの最終トルクの所定パーセンテージに達するとオ
フにされ（ブロック２６２ｄ）、最終的に、ビータシステムは２６２ｅでオフに
される。ここでも、製品メインテナンスモードは、製品の品質設定値に達すると
、製品メインテナンス終了２９０に示されているように終了し、製品準備完了モ
ード２６４が開始されてよい。

【００７９】 定置洗浄モード（ＣＩＰ） これまで説明してきたように、機械を洗浄するために必要な機械の解体を最小
限に抑えることが非常に望ましい。「定置洗浄」と題した本願明細書の部分で記
載したように、機械１には、人的注意を最小限に抑えて機械を洗浄できる定置洗
浄装置が装備されている。読者の記憶を新たにするために、最初に図５を参照す
ると、機械１の製品を含む部分の洗浄が望ましいか必要な場合、加圧ミックス容
器に、一定量の洗浄および／または滅菌液が供給されてよい。ミックス容器は加
圧され、洗浄および／または滅菌液は、ライン４６を介して吐出されて、最終的
に冷凍シリンダ１７へと送られる。三方放出弁２７の動作により、空気圧縮器２
５ａからライン２９ａを介して、加圧ミックス容器４３内へと空気圧を加えるこ
とができるため、ミックス容器４３の加圧が行われる。図５に示されている位置
にある電磁三方放出弁３３の動作により、弁をウォッシュ弁へと切り換えて、ラ
イン２９ｃおよび逆止弁３４への空気を遮断する。この位置で、洗浄および／ま
たは滅菌液を用いて、洗浄および／または滅菌溶液を、ライン４６を介して、Ｔ
管継手４７を通り、ライン４６ａ、４７ａおよび弁３３を介して、バレル２６、
そして製品ミックス入口２６ｃを介して冷凍シリンダ１７内へと押し流すだけで
、空気逆止弁３４およびミックス逆止弁４８を洗い流したり、洗浄したりする。

【００８０】 前述した記載から分かるように、洗浄および／または滅菌液により、通常、製
品ミックスに露出されるラインおよび弁を簡単に洗い流すことができる。

【００８１】 通常の製品ミックス入口２６ｃを介して冷凍シリンダ１７に供給される洗浄お
よび／または滅菌液は、冷凍シリンダに充填され、シリンダ１７内で洗浄および
／または滅菌液を攪拌するダッシャまたはビータ１１０の通常の動作で、冷凍サ
イクルがオフにされ、冷凍シリンダのパージが行われる。製品ディスペンシング
弁６０が開かれると、冷凍シリンダ１７と、ドアアセンブリ８０と、ディスペン
シング弁６０はすべて、洗浄および／または滅菌液が流れることで、洗い流し動
作にさらされる。

【００８２】 図２１に、動作シーケンスおよび動作モードが示されている。以下、同図を参
照すると、ブロックＣＩＰ ＭＯＤＥ ＥＮＴＲＹ２４１で、オペレータのコマ
ンドにより、ＣＩＰモードが開始される。これは、制御表示パネル１５０上にあ
る単純なスイッチまたは制御装置により行われてよい。ＣＩＰモード２４０に入
ると、空気圧縮器の出口は、図２１のブロック２４２に示されているように、一
定の制限レベル、例えば、５ｐｓｉに調節される。これにより、ミックス容器４
３が加圧される。同時に、放出弁３３および弁１３３は、図５に示され、図２１
のブロック２４３（ウォッシュ弁をオンに設定）に示されている位置に動かされ
、これらの弁がウォッシュ弁として働いて、冷凍シリンダ１７とシール入口１４
８ａの両方に洗浄および／または滅菌液を流す（シャフトシールの中間にある空
間とシール自体を洗浄および／または滅菌するため）。その後、ブロック２２０
に示されているように、ビータシステムはオンにされる。バレル２６および冷凍
シリンダ１７を温かい洗浄および／または滅菌液で充填する間、システムは、バ
レル２６および冷凍シリンダの容積および洗浄および／または滅菌液の流量に応
じて、所定の時間、例えば、数分間、保持または遅延状態２４４に置かれること
が好ましい。

【００８３】 ライン、バレル２６、冷凍シリンダ１７、製品ディスペンシング弁アセンブリ
６０から、あらゆる製品ミックスを適切にパージするために、ビータ１１０は、
動作状態に維持される。さらに、ソフトウェアによりサイクリング動作が誘起さ
れて、製品ディスペンシング弁６０を反復的に開き、すなわち、ソレノイド５９
の制御下で弁６０のハンドル６１に対する動作を行う。ハンドル６１を閉位置に
戻す動作は、戻しばね７１により行われる。これにより、温かい洗浄および／ま
たは滅菌液がシステムを通って流れ、製品出口７０から放出される（図９を参照
）。所定の時間、サイクリング（製品ディスペンシング弁６０の開閉）させるこ
とにより、システム全体がパージされ洗浄される。さらに、異なる時間の間、シ
ステムをサイクリングさせることにより、別の異なる加圧、希薄化、サージング
およびパージング（スロッシング）をシステム内で生じさせることで、あらゆる
処理しにくい物や取り除きにくい食物粒子を取り除きやすくなる。これらの時間
は変更可能なものであってよく、その値は異なる製品での経験則に基づいて変更
されてよいが、システムの洗浄は周期的な動作を行うことにより確保される。こ
の動作は、図２１のブロック２４５に最良に示されており、ここでは、製品取り
出し弁が、例示的な時間期間である１分間開かれ、ブロック２４５ａで１分間閉
じられ、ブロック２４５ｂに示されているように、この動作が３回繰り返される
。例示的な異なる持続時間または時間期間行うこのような反復サイクリング動作
シーケンスが、ブロック２４５ｃ〜２４５ｇに示されている。これらの時間期間
およびシーケンス動作は、例示的目的でのみ挙げたものであり、機械１の適切か
つ完全な洗浄は、洗浄および／または滅菌液の組成、温度、容量および圧力と共
に、保持力、組成部分への分解能力、食品自体に左右される。

【００８４】 その後、製品取り出し弁６０は、ブロック２４６に示されているように、最終
的に閉じられ、ブロック２４７で、ビータシステム１１０はオフにされ、ブロッ
ク２４８で、空気圧はオフにされ圧力が放出されて、ブロック２４９で、定置洗
浄モードが終了する。

【００８５】 制御装置５５または制御システム５５０ 制御装置または制御システム５５は、ソフトウェアと共に、およびソフトウェ
アの制御下で、「動作モード（状態機械およびソフトウェア）」と題した本願明
細書の部分で記載した動作モードを実行するハードウェアシステムである。

【００８６】 最初に、図２２を参照すると、制御システム５５０は、基本的なレベルで、主
ＣＰＵおよびオペレータインタフェースディスプレイボードまたは主コントロー
ルボード５５５と、第１の電力Ｉ／Ｏボード５７０とを備える。これらの２つの
構成部品は、ＲＳ−４８５シリアルデータバス５６０により結合される。電力Ｉ
／Ｏは、主ＣＰＵのスレーブとして機能する。例えば、デュアル冷凍シリンダ機
械へとシステムが拡充されると、５７１に破線で示されているように、第２の電
力Ｉ／Ｏボードが追加されてよい。オプショナルボードという破線で示したブロ
ック５７２に示されているように、オプションを追加することがシステムに望ま
しい場合、所望の特定の機能に必要な特殊なＩ／Ｏを認識するために、ＲＳ−４
８５データバスに追加のスレーブボードがインストールされてよいことは言うま
でもない。ＲＳ−４８５シリアルデータバス５６０に結合される他のボードは、
データロガーおよび通信ボード５８０と、定置洗浄（ＣＩＰ）コントロールボー
ド５９０と、ミックスキャビネット４３用の冷凍コントロールボード６００を含
む。

【００８７】 図２３に、主コントロールボード５５５が示されており、コントローラ、図示
した例では、Ｈｉｔａｃｈｉ Ｈ８マイクロコントローラなどのマイクロコント
ローラ／ＣＰＵ５５６を中心に構成されている。この特定のマイクロコントロー
ラの利点は、アプリケーションプログラム用のフラッシュＲＯＭ、システムＲＡ
Ｍ（ランダムアクセスメモリ）、アナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器、ディ
ジタルＩ／Ｏポートおよび内蔵通信システムを含んでいることである。しかしな
がら、必要な機能を達成するために、適切な周辺装置およびアーキテクチャとと
もに、他のプロセッサおよび／またはマイクロプロセッサが用いられてよい。図
示した例では、マイクロコントローラ５５６の外部には、較正、セットアップ、
コンフィギュレーションおよびフォルトデータを格納するために使用されるＥＥ
ＰＲＯＭ５５６ａがある。Ａ／Ｄ変換器の外部には、アナログマルチプレクサ５
５７と、アナログおよびディジタル信号調整回路５５８ａ、５５８ｂがそれぞれ
あり、さまざまなアナログ論理センサ（関連するポテンショメータでの圧力、温
度）およびディジタルセンサ（例えば、位置決定センサ）とマイクロコントロー
ラ５５６とのインタフェースになる。通信マルチプレクサ５５７は、例えば、バ
ス５６０の内部ＣＰＵボード制御用のＲＳ−４８５送信器・受信器５５８ａ、外
部通信および診断用のＲＳ−２３２送信器・受信器５５７ｂ、そして必要であれ
ば、同様にデータおよび診断用のワイヤレス近距離赤外線通信が可能な赤外線（
ＩＲ）送信器・受信器５５７など、さまざまな標準通信プロトコルとのインタフ
ェースをシステムが確立できる適切な駆動回路を含む。

【００８８】 オペレータインタフェース５５９は、機械依存のものであり、制御表示パネル
１５０（図１および図２を参照）として、オペレータとの間を視覚的につなぐも
のであってよい。このインタフェースにより、Ｉ／Ｏプッシュボタン、表示器（
照明付きアイコン）、ディジタルディスプレイ、ＬＥＤインジケータなどがオペ
レータに与えられてよい。図示されているように、ＣＰＵボード５５５には、５
５４に独自のローカル電力およびＤＣ電圧調整が与えられてよく、さらにマイク
ロコントローラ５５６内のアプリケーションの更新が可能な「フェールセーフ」
プログラミングコネクタ５５３が与えられてよい。しかしながら、通常の動作で
は、ＲＳ−２３２送信器・受信器５５７ｂおよび／またはＩＲ送信器・受信器５
５７ｃにより更新が行われてよい。

【００８９】 電力Ｉ／Ｏボード５７０は、主コントロールボード５５５のプラグまたは挿入
可能な子ボードであってよいが、プロセッサが制御するアクチュエータまたはセ
ンサに近接した位置にプロセッサを設ける分散型制御アーキテクチャのものが好
ましい。以下、図２４を参照すると、電力Ｉ／Ｏボード５７０の中心部分に、マ
イクロコントローラ５７３がある。マイクロコントローラは、さまざまな形態の
ものであってよく、例えば、さまざまな支持チップ回路をもつＩｎｔｅｌまたは
ＡＭＤタイプのプロセッサを含むが、Ｍｏｔｏｒｏｌａ ＨＣ１１クラスのマイ
クロコントローラが、優れた選択肢の一つである。ＨＣ１１は、アプリケーショ
ンプログラム用のＲＯＭ、システムＲＡＭ、ディジタルＩ／Ｏおよび通信システ
ムを含む。ボード上に（希望に応じて）、さらに選択された特定のマイクロコン
トローラの外部に、較正、セットアップおよびコンフィギュレーションデータの
格納に用いられてよいＥＥＰＲＯＭ５７４がある。通信システムの外部には、例
えば、主コントロールボード５５５上の他のＲＳ−４８５送信器・受信器５７５
およびシステムに接続される他のスレーブまたは子ボード上の内部制御電力バス
とをシステムとつなぐことができるＲＳ−４８５送信器・受信器５７５であるマ
ルチプレクサおよび駆動回路がある。名前が示す通り、電力Ｉ／Ｏボードは、選
択したライン電圧（例えば、２４Ｖ Ａ．Ｃ．）をシステム全体に対して使用可
能なＤＣ電力に整流、フィルタリングおよび調整するシステム電源および調整モ
ジュール５７６を含む。また、マイクロコントローラ５７３のディジタルＩ／Ｏ
には、制御電圧（例えば、２４Ｖ Ａ．Ｃ．）をさまざまな接触器、中継器およ
びシステムの弁に切り換え、必要であれば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を供給
するＴＲＩＡＣ駆動回路５７７が接続される。システム電力の基本、すなわち、
圧力、温度、電圧および電流をモニタリングするために、アナログ信号調整回路
５７８が、アナログ信号をアナログ・ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器５７９に送信
し、この変換器が、モニタされ変換されたセンサ情報をマイクロコントローラ５
７３に送信する。

【００９０】 また、定置洗浄（ＣＩＰ）ボード５９０は、主コントロールボード５５５の制
御下でスレーブボードとして動作し、主コントロールボード５５５上の子ボード
として取り付けられてよい。以下、図２５を参照すると、電力Ｉ／Ｏボードおよ
び他のスレーブボードのように、ＣＩＰボードには、アプリケーションプログラ
ム用のオンボードＲＯＭ、ＲＡＭおよび通信用のＵＡＲＴを有する別のマイクロ
コントローラ５９１が搭載されてもよい。サンプルとなるマイクロコントローラ
タイプは、上記にすでに挙げており、このシステムの動作モードでは、Ｍｏｔｏ
ｒｏｌｌａ ＨＣ１１が優れた選択肢の一つである。ボード上に（希望に応じて
）、さらに選択された特定のマイクロコントローラの外部に、較正、セットアッ
プおよびコンフィギュレーションデータの格納に用いられてよいＥＥＰＲＯＭ５
９２がある。ＵＡＲＴの外部には、例えば、電源Ｉ／Ｏボード上のＲＳ−４８５
デバイスおよび内部制御電力バスをシステムとつなぐことができるＲＳ−４８５
送信器・受信器５９３がある。ＣＩＰボードの機能が、機械の代わりに洗浄を容
易にすることであれば、マイクロコントローラ５９１のディジタルＩ／Ｏに、制
御電圧（例えば、２４Ｖ Ａ．Ｃ．）をさまざまな接触器、中継器およびシステ
ムの弁に切り換え、必要であれば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を供給して、「
定置洗浄モード（ＣＩＰ）」と題した本願明細書の部分で上述した動作モードを
制御するＴＲＩＡＣ駆動回路５７７が接続される。従来のように、ＣＩＰボード
には、電力Ｉ／Ｏボードから電力を受け、ローカル電力をＣＩＰボードへ供給す
るローカル電源および調整モジュール５９５が搭載されてよい。

【００９１】 以下、図２６を参照すると、冷凍コントロールボード６００は、主コントロー
ルボード５５５の制御下でスレーブボードとして動作し、他のボードと同様に、
主コントロールボード５５５上の子ボードとして搭載されてよい。しかしながら
、ここでも、プロセッサが制御するアクチュエータまたはセンサに近接した位置
にプロセッサを設ける分散型制御アーキテクチャのものが好ましい。電力Ｉ／Ｏ
ボードおよび他のスレーブボードのように、冷凍コントロールボード６００にも
、アプリケーションプログラム用のオンボードＲＯＭ、ＲＡＭおよび通信用のＵ
ＡＲＴを有する別のマイクロコントローラ６０１が搭載されてもよい。サンプル
となるマイクロコントローラの製造元およびタイプは、上記にすでに挙げており
、このシステムの動作モードでは、ここでもＭｏｔｏｒｏｌｌａ ＨＣ１１が優
れた選択肢の一つである。ボード上に（希望に応じて）、さらに選択された特定
のマイクロコントローラの外部に、較正、セットアップおよびコンフィギュレー
ションデータの格納に用いられてよいＥＥＰＲＯＭ６０２がある。ＵＡＲＴの外
部には、例えば、電源Ｉ／Ｏボード上のＲＳ−４８５デバイスおよび内部制御電
力バスをシステムとつなぐことができるＲＳ−４８５送信器・受信器６０３があ
る。冷凍コントロールボードの機能が、冷凍システムの適切な動作を容易にする
ことであれば、マイクロコントローラ５９１のディジタルＩ／Ｏに、制御電圧（
例えば、２４Ｖ Ａ．Ｃ．）をさまざまな接触器、中継器およびシステムの弁に
切り換え、必要であれば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を供給して、仕上げた製
品だけでなく、ミックスキャビネット４３の製品ミックスのメインテナンス動作
である冷凍時の機械に関して上述した動作を制御する。言い換えれば、冷凍コン
トロールボードは、ミックスキャビネット４３での温度制御を適切に動作させる
ために、受動的な冷凍および冷媒の制御を制御しなければならない。従来のよう
に、冷凍コントロールボード６００には、電力Ｉ／Ｏボードから電力を受け、ロ
ーカル電力を冷凍コントロールボードへ供給するローカル電源および調整モジュ
ール６０５が搭載されてよい。

【００９２】 以下、図２７を参照すると、データロギング機能は、その使用をモニタするこ
とにより、長期利用性、平均故障間隔（ＭＴＢＦ）および製品の使用と無駄がモ
ニタされ、都合に応じて作動するように機械を維持するさいに有益であるとされ
る。主ボード５５５に接続可能な他の子またはスレーブボードと同様に、ここで
も、このボードは、プロセッサが制御するアクチュエータまたはセンサに近接し
た位置にプロセッサを設ける分散型制御アーキテクチャタイプのものが好ましい
。前述したボードと同様に、データロガー（および通信）ボード５８０の中心部
分は、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサ５８１であってよい。図
示した例において、例えば、Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製の８０４８
６クラスのマイクロプロセッサが用いられてよい。マイクロプロセッサ５８１に
は、適切なＲＯＭ、この例では、マイクロプロセッサ用のアプリケーションプロ
グラムを格納するものであってよいＥＥＰＲＯＭ５９２が結合される。従来のよ
うに、能動メモリ、データロガーボード５８０用の格納されたシステム始動メモ
リを与えるために、ダイナミックランダムアクセスメモリ、ＤＲＡＭ５８３およ
び標準ＢＩＯＳ（基本入出力システム）ＲＯＭ５８４が接続される。主ボード５
５５と「会話」するために、ＵＡＲＴ５８５が、マイクロプロセッサ５８１を光
学的に絶縁されたＲＳ−４８５送信器・受信器５８６に結合する。機械の外部の
データおよびイベントの記録および通信は、任意の従来の方法、図示した例では
、オンボードソケット５８７ａ、５８７ｂを介して、第１のカード５８８ａ（例
えば、フラッシュメモリ）や、ネットワークまたはモデムカードを差し込むため
の第２のカード５８８ｂ用のプラグを可能にするＰＣＭＣＩＡインタフェース５
８７を設けることにより達成されてよい。図示されているように、ロガーボード
５８０上には、電源Ｉ／Ｏボード５７０から内部制御および電力バスに結合され
るローカル電源および電圧調整モジュール５８９が設けられる。

【００９３】 このように、本発明により、新規な受動的冷却システム、混合物のオーバーラ
ンを一様なものにできる製品ミックスおよび空気の供給制御、冷凍シリンダに供
給する製品ミックス容器に残ったミックス量を決定する能力、さらにはミックス
供給容器からミックスが完全になくなったときを決定するための手段を含む閉鎖
式冷凍システムを用いて、多数の利点が得られる。冷凍シリンダのロッキング作
用および閉鎖を良好にするための新規のドアおよびアセンブリを設けることで、
製品ディスペンサとのインタロッキングが確保されて、ドアが不注意に動かされ
ることが避けられる。さらに、ドアに関連するカバーの設計により凝縮も防止さ
れる。ドアに関する新規の整列特徴および密封構造により、冷凍シリンダのリム
に対してドアを捕捉するためのさらなる利点が得られる。さらに、新規のビータ
アセンブリ設計の利点と共に、製品ディスペンシング装置の転動形ダイヤフラム
構造により、より強力で、構造がより容易な洗浄動作を行うダッシャまたはビー
タアセンブリが得られる。

【００９４】 一定の特徴を用いて本発明を記載してきたが、本発明の記載および図面は、例
示的目的のみのものであって、特許請求の範囲に記載されているような本発明の
範囲を縮小または変更することなく、構造および動作上のさまざまな変更がなさ
れてよいことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の特徴を含むさまざまな有益な特徴により組み立てられた半冷凍、冷凍
食品または飲料ディスペンシング（「ソフトサーブ」）機械の斜視図である。

【図２】 相対的な配置を概して示すためにソフトサーブ機械の選択した部品を変位させ
て示した図１に示す機器の分解斜視図である。

【図３】 ソフトサーブ製品冷凍機の動作時に高効率を達成するために、内蔵ヒートシン
クを有するサブクーラーと、製品ミックス用の補助的なタップ冷却システムとを
用いた、図１および図２に示すソフトサーブ機械で利用する改良された冷凍シス
テムの略図である。

【図４】 適切な量のオーバーランで冷凍シリンダに製品ミックスを供給する方法および
装置を示すと共に、一般的な加圧源から、製品ミックスのバレル内にどのように
ガス（例えば、空気）が注入されて、冷凍シリンダに供給されるかを示した略図
である。

【図５】 装置を洗浄できるように弁を配置した、図４に示す装置の部分略図である。

【図６】 Ａ：図示した機械の新規なドアアセンブリの一部分と、それが冷凍シリンダの
ビータおよび新規な弁アセンブリのハウジングと関連するバッフルロッドとどの
ように協働するかを示す分解図である。 Ｂ：ビータが回転してもバッフルロッドが回転しないように、その一端を捕捉
するために内部にレセプタクルを備えた、図６のＡに示すドアアセンブリの内部
の拡大部分斜視図である。

【図７】 ソフトサーブ機械のドアアセンブリを示し、さらにドアと冷凍シリンダとを適
切に係合させて協働させるのに必要な部品を示す分解図である。

【図８】 図６Ａ〜７に分解して示すドアアセンブリの拡大端面図である。

【図９】 図８の線９−９に沿って切り取った拡大部分断面図である。

【図１０】 ソフトサーブ機械用に好適に構成され、装置の滅菌洗浄を容易にするための新
規なシャフト密封を含むモータにより回転駆動されるために冷凍シリンダの所定
位置にある新規なビータまたはダッシャアセンブリの部分側面図である。

【図１１】 図１０の線１１−１１に沿って切り取った部分断面図である。

【図１２】 図１０の線１２−１２に沿って切り取った部分断面図である。

【図１３】 Ａ：図１０の線１３−１３に沿って切り取った部分断面図である。 Ｂ：図１０に示すシールとシャフトの一部分の拡大部分断面図である。

【図１４】 Ａ：ソフトサーブ機械の好適な動作用に構成された別の新規なビータまたはダ
ッシャアセンブリの拡大斜視図である。 Ｂ：図１４のビータ／ダッシャで使用されるスクレーパブレードの拡大斜視図
である。 Ｃ：図１４Ａの線１４Ｃ−１４Ｃに沿って切り取った部分断面図である。

【図１５】 ソフトサーブ機械の基本動作モードの一般的なソフトウェア構造および要求を
示す状態図である。

【図１６】 ソフトサーブ機械のパワーアップモードの状態図である。

【図１７】 未処理の製品を最初に機械に入れる準備モードを示す状態図である。

【図１８】 未処理の製品が最初に冷凍される初期フリーズダウンモードを示す状態図であ
る。

【図１９】 製品が製品準備完了モードにあるときのソフトサーブ機械の状態を示し、受動
冷却を利用することによりその状態に維持されて、可能な限り所定の品質に近い
状態に製品を保つことを示す状態図である。

【図２０】 製品が温まりすぎた状態および／またはソフトサーブ機械のバレルに入ったま
まの状態になった場合、および再冷凍および製品ミックスにさらにガス（空気）
を取り込むことが必要な場合の能動的な製品メインテナンスモードにあるソフト
サーブ機械を示す状態図である。

【図２１】 定置洗浄モードにあるソフトサーブ機械を示す状態図である。

【図２２】 図１５〜２１に示すさまざまな状態において、機械の動作を制御するためのシ
ステム全体のブロック図である。

【図２３】 主システムコントロールボードのブロック図である。

【図２４】 システムのさまざまなボードに供給される電力を制御するための入出力ボード
のブロック図である。

【図２５】 定置洗浄動作中に機械の動作を制御するために、システムに用いられる定置洗
浄（「ＣＩＰ」）ボードのブロック図である。

【図２６】 ミックスキャビネット用に、温度、湿度などを維持するために利用される冷凍
ミックスコントロールボードのブロック図である。

【図２７】 その名の通り、制御システムと下界との間のデータ記録および通信を可能にし
容易にするデータロガーおよび通信ボードのブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ， ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ， ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 シュウィッターズ，スティーブン，ダブリ ュー アメリカ合衆国 イリノイ州 61107 ロ ックフォード，マリゴールド サークル， 1128 (72)発明者 ウォーラー，ジャック，ディー アメリカ合衆国 イリノイ州 61114 ロ ックトン，チャートウェル ドライブ， 6601 Ｆターム(参考） 3L045 AA04 AA08 BA04 CA01 DA02 PA02 PA03 PA04 PA05 4B014 GP13 GT12

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソフトサーブ製品ディスペンシング機械のフリーズチャンバ
   の内部で回転するように取り付けられる有孔シリンダと、 前記有孔シリンダに結合される螺旋状の製品押出ビータと、 前記シリンダの外部に取り付けられる複数のブレードであって、前記シリンダ
   がソフトサーブ製品ディスペンシング機械のフリーズチャンバ内で動作可能に取
   り付けられるとき、前記シリンダ上の所定の位置にあるとき、螺旋体を形成し、
   少なくとも、ソフトサーブ製品を移動させる寸法をもつブレードと、 前記シリンダを回転させるための駆動装置に結合される前記有孔シリンダ上の
   駆動部分とを有するソフトサーブ製品ディスペンシング機械のダッシャアセンブ
   リ。
2. 【請求項２】 前記シリンダの内部にあり、前記シリンダの回転軸に対して
   偏心させた位置に設けたバッフルロッドを含む請求項１に記載のソフトサーブ製
   品ディスペンシング機械のダッシャアセンブリ。
3. 【請求項３】 前記有孔シリンダの回転に伴い、前記バッフルロッドが回転
   するのを阻止するように前記バッフルロッドを取り付ける手段を含む請求項２に
   記載のソフトサーブ製品ディスペンシング機械のダッシャアセンブリ。
4. 【請求項４】 前記シリンダがフリーズチャンバに取り付けられて回転して
   いるとき、製品の流れを妨害し、フリーズシリンダにおいて製品のミキシングを
   促進するために、前記バッファロッド上に流れ妨害部を含む請求項３に記載のソ
   フトサーブ製品ディスペンシング機械のダッシャアセンブリ。
5. 【請求項５】 前記流れ妨害部は、前記バッフルロッド上に取り付けられ、
   製品のミキシングを促進するための断続的な周辺部分を有する一対の間隔をおい
   て設けられたディスクを含む請求項４に記載のソフトサーブ製品ディスペンシン
   グ機械のダッシャアセンブリ。
6. 【請求項６】 前記流れ妨害部は、前記バッファロッド上にあり、少なくと
   もスカラップ形の周辺部分を有する少なくとも１つのディスクを含む請求項４に
   記載のソフトサーブ製品ディスペンシング機械のダッシャアセンブリ。
7. 【請求項７】 前記ディスクは、前記スカラップ形の周辺部分と接合し、前
   記シリンダにおいて前記バッフルロッドを支持するために前記有孔シリンダの内
   面に接触するようにされた少なくとも１つの滑らかな周辺部分を含む請求項６に
   記載のソフトサーブ製品ディスペンシング機械のダッシャアセンブリ。
8. 【請求項８】 前記第１のディスクから間隔をおいて前記バッフルロッド上
   に設けた第２のディスクを含む請求項７に記載のソフトサーブ製品ディスペンシ
   ング機械のダッシャアセンブリ。
9. 【請求項９】 前記シリンダが回転するとき、前記フリーズチャンバの内部
   から冷凍材料を取り払う作用を行うために、取り外し可能なスクレーパブレード
   を含む請求項１に記載のソフトサーブ製品ディスペンシング機械のダッシャアセ
   ンブリ。
10. 【請求項１０】 前記シリンダが回転するとき、前記フリーズチャンバの内
    部から冷凍材料を取り払う作用を行うために、前記有孔シリンダ上に取り外し可
    能なスクレーパブレードを含む請求項８に記載のソフトサーブ製品ディスペンシ
    ング機械のダッシャアセンブリ。
11. 【請求項１１】 液体冷媒出力を有する再循環冷媒経路にある凝縮器と、液
    体冷媒の状態を気体に変える絞り膨張弁と、冷媒入口および出口を有する蒸発器
    とを含み、それらすべてを前記冷媒経路において直列に接続した再循環冷媒経路
    を有する閉鎖式冷凍システムと、 前記蒸発器は、間隔をおいて設けた製品入口および出口を有するフリーズチャ
    ンバを含み、 ソフトサーブ製品をミキシングするための前記フリーズチャンバにあるダッシ
    ャアセンブリとを含むソフトサーブ製品ディスペンシング機械であって、前記ダ
    ッシャアセンブリは、 フリーズチャンバの内部で回転するように取り付けられる有孔シリンダと、 前記有孔シリンダに結合される螺旋状の製品押出ビータと、 前記シリンダの外部に取り付けられる複数のブレードであって、前記シリンダ
    が回転しているとき、螺旋体を形成し、少なくとも、ソフトサーブ製品を移動さ
    せる寸法をもつブレードと、 前記有孔シリンダを回転させる駆動装置および前記シリンダを回転させるため
    の前記駆動装置に結合される前記有孔シリンダ上の駆動部分とを有するソフトサ
    ーブ製品ディスペンシング機械。
12. 【請求項１２】 前記シリンダの内部にあり、前記シリンダの回転軸に対し
    て偏心させた位置に設けたバッフルロッドを含む請求項１１に記載のソフトサー
    ブ製品ディスペンシング機械。
13. 【請求項１３】 前記フリーズチャンバ上にあるドアアセンブリと、前記有
    孔シリンダの回転に伴い、前記バッフルロッドが回転するのを阻止するように前
    記バッフルロッドに結合される前記ドア上の手段とを含む請求項１２に記載のソ
    フトサーブ製品ディスペンシング機械。
14. 【請求項１４】 前記シリンダが回転するとき、前記フリーズチャンバの内
    部から冷凍材料を取り払う作用を行うために、取り外し可能なスクレーパブレー
    ドを含む請求項１２に記載のソフトサーブ製品ディスペンシング機械。
15. 【請求項１５】 前記スクレーパブレードは、前記有孔シリンダに回転可能
    に取り付けられるため、製品がブレードの下方に押されると、有孔シリンダの回
    転に伴い、ブレードは回転して、前記フリーズチャンバの内部に対してブレード
    をバイアス付与することにより、取り払い作用を容易に行う請求項１４に記載の
    ソフトサーブ製品ディスペンシング機械。
16. 【請求項１６】 前記スクレーパブレードは、前記有孔シリンダにある間隔
    をおいて設けた孔と接続するための複数の間隔をおいて設けたタブを含む、前記
    タブの少なくとも２つと、前記孔の少なくとも２つの幅が異なることで、前記ブ
    レードを適切な方向に配置する請求項１５に記載のソフトサーブ製品ディスペン
    シング機械。
17. 【請求項１７】 前記シリンダがフリーズチャンバにある製品において回転
    しているとき、製品の流れを妨害し、フリーズシリンダにおいて製品のミキシン
    グを促進するために、前記バッファロッド上に流れ妨害部を含む請求項１５に記
    載のソフトサーブ製品ディスペンシング機械。
18. 【請求項１８】 前記流れ妨害部は、前記バッフルロッド上に取り付けられ
    、製品のミキシングを促進するための断続的な周辺部分を有する一対の間隔をお
    いて設けられたディスクを含む請求項１７に記載のソフトサーブ製品ディスペン
    シング機械。
19. 【請求項１９】 ソフトサーブ製品ディスペンシング機械のフリーズチャン
    バの内部で回転するように取り付けられる有孔シリンダと、 有孔シリンダカプラを含み、前記シリンダの一端に差し込むための螺旋状の製
    品押出ビータインサートと、 前記カプラと係合して協働し、前記シリンダが回転するとビータも回転するよ
    うに、前記ビータインサートをロックする、シリンダにある係合結合部と、 前記シリンダの周りで螺旋体を形成し、前記シリンダからソフトサーブ製品を
    取り払うために、フリーズシリンダの内部と係合して掻き取りを行う寸法をもつ
    複数のスクレーパブレードと、 回転可能な駆動手段と結合する前記有孔シリンダ上の駆動部分とを含むソフト
    サーブ製品ディスペンシング機械のビータアセンブリ。
20. 【請求項２０】 前記有孔シリンダカプラとシリンダにある前記係合結合部
    の一方がキーからなり、他方が係合するキー溝からなる請求項１９に記載のソフ
    トサーブ製品ディスペンシング機械のビータアセンブリ。
21. 【請求項２１】 前記駆動部分は、前記螺旋状のビータから前記有孔シリン
    ダの反対側の端部に取り付け可能なハブを含む請求項１９に記載のソフトサーブ
    製品ディスペンシング機械のビータアセンブリ。
22. 【請求項２２】 前記スクレーパブレードは、前記有孔シリンダに回転可能
    に取り付けられるため、製品がブレードの下方に押されると、有孔シリンダの回
    転に伴い、ブレードは回転して、前記フリーズチャンバの内部に対してブレード
    をバイアス付与することにより、取り払い作用を容易に行う請求項２１に記載の
    ソフトサーブ製品ディスペンシング機械。
23. 【請求項２３】 前記スクレーパブレードは、前記有孔シリンダにある間隔
    をおいて設けた孔と接続するための複数の間隔をおいて設けたタブを含む、前記
    タブの少なくとも２つと、前記孔の少なくとも２つの幅が異なることで、前記ブ
    レードを適切な方向に配置する請求項２２に記載のソフトサーブ製品ディスペン
    シング機械。