JP2008142017A - アイスクリーマ、およびアイスクリーマを備えた冷蔵庫 - Google Patents

Abstract

【課題】効果的な攪拌羽根の回転方向の制御により、アイスクリームミックスが未凍結な状態においては、無駄なエネルギーの消費を抑えるとともに運転音を低減して静音化をはかり、同時に冷却温度分布を均一化できるアイスクリーマ、およびこれを備えた冷蔵庫を提供する。
【解決手段】アイスクリーム容器13と、このアイスクリーム容器中に設けたアイスクリームミックス23を攪拌する攪拌羽根16と、この攪拌羽根と係合してこれを回転させる攪拌装置17とからなるアイスクリーマ１において、前記攪拌羽根の下端縁に傾斜部16ａを設けるとともに撹拌装置17に対する攪拌羽根の係合部15ａに遊びを持たせ、アイスクリーム製造のための前記攪拌羽根の回転開始時からアイスクリームミックスの凍結が始まるまでの間は前記攪拌羽根を逆回転させ、アイスクリームミックスの凍結が開始した後は前記攪拌羽根を正回転させるように制御することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アイスクリームを製造するアイスクリーマ、および冷凍貯蔵空間にアイスクリーマを備えた冷蔵庫に関する。

冷蔵庫の冷凍室などを利用し、アイスクリーマによって家庭内でアイスクリームを製造することは特許文献１にも示されている。アイスクリームの製造手順としては、材料であるアイスクリームミックスをアイスクリーム容器に入れて製造運転を開始すると、所定の制御によって攪拌羽根が回転し、アイスクリーム容器からの伝熱によって冷却されるアイスクリームミックスを攪拌して均一温度に保つようにしている。この攪拌運転はアイスクリームミックスの冷却を促進するための方法である。また、アイスクリームミックスを攪拌する攪拌羽根については、これまで改良が加えられて種々の形態が採用されており、例えば、特許文献２に、攪拌羽根の下端縁に傾斜部を設けた構成が記載されている。

冷却の進行によりアイスクリーム容器の内壁面近傍のアイスクリームミックスが凍結し始めると、前記攪拌羽根の傾斜部の回転作用で、凍結し始めたアイスクリームミックスを容器の内面から削り取りながら未凍結のアイスクリームミックスと混練りしていくものであり、この動作により、アイスクリームミックス中の氷結晶が小さくなって滑らかな口当たりのアイスクリームが得られるとともに、凍結部が混練りされることで、硬さを増したアイスクリームミックス中に適度な空気を取り込み、ふんわりと軽い口当たりのアイスクリームが完成する。
特開平２−１９２５７１号公報 特開２００４−３１３１８２号公報

前記攪拌羽根には、下端縁に傾斜部が形成されていることから、正回転寺には、アイスクリームミックスを攪拌する際の応力で下向きの力を生じるように構成されている。これは凍結アイスクリームミックスを容器内面から確実に削り取る上で優れた作用効果を奏する構造であるが、反面、アイスクリーム製造開始当初におけるアイスクリームミックスが未凍結状態での回転では、容器内面との摩擦を増すばかりであって、攪拌用の駆動モータへの負荷が必要以上に増大し、駆動モータやギア機構から発生する運転音も大きくなるという問題があった。

本発明は上記の点を考慮してなされたものであり、効果的な攪拌羽根の回転方向の制御により、アイスクリームミックスが未凍結な状態においては、無駄なエネルギーの消費を抑えるとともに運転音を低減して静音化をはかり、同時に冷却温度分布を均一化できるアイスクリーマ、およびこれを備えた冷蔵庫を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するため、本発明のアイスクリーマは、アイスクリーム容器と、このアイスクリーム容器中に設けたアイスクリームミックスを攪拌する攪拌羽根と、この攪拌羽根と係合してこれを回転させる攪拌装置とからなり、前記攪拌羽根の下端縁に傾斜部を設けるとともに撹拌装置に対する攪拌羽根の係合部に遊びを持たせ、アイスクリーム製造のための前記攪拌羽根の回転開始時からアイスクリームミックスの凍結が始まるまでの間は前記攪拌羽根を逆回転させ、アイスクリームミックスの凍結が開始した後は前記攪拌羽根を正回転させるように制御することを特徴とするものであり、また、冷蔵庫は、前記アイスクリーマを冷凍貯蔵空間に備えたことを特徴とする。

本発明の構成によれば、アイスクリームを製造するに際し、アイスクリームミックスが未凍結の間は、攪拌羽根を逆回転させることにより、攪拌抵抗を少なくして駆動モータの負荷を低減することができるとともに攪拌時における運転音の静音化をはかることができ、また、未凍結アイスクリームミックスの冷却温度分布を効果的に均一化できるものであり、凍結が始まった後は攪拌羽根を正回転させることにより凍結部分と未凍結のアイスクリームミックスとを確実に混練りすることで、滑らかで良質なアイスクリームを製造することができる。

以下、図面に基づき本発明の１実施形態について説明する。冷蔵庫の正面図である図１に示すように、断熱箱体で形成された冷蔵庫本体（１）の内部を貯蔵空間として最上部に冷蔵室（２）、その下方の一側に断熱仕切壁を介して自動製氷装置を備えた比較的小容積の製氷室（４）およびほぼ同容積のアイスクリーム室（５）を上下方向に隣接して併設するとともに、他側、すなわち右側には、前記製氷室（４）とアイスクリーム室（５）とに互いに隣接してこれらより貯蔵容量の大きな冷凍室（６）を配置している。

前記製氷室（４）とアイスクリーム室（５）および冷凍室（６）から形成した冷凍貯蔵空間（３）の下方には、断熱仕切壁を介して野菜室（７）をそれぞれ独立して設けており、各貯蔵室の前面開口部には各々専用の扉を設けて開閉自在に閉塞している。

前記冷蔵室（２）は、最も収納容積が大きく使用頻度も高いため、前面開口部の両側に設けたヒンジで観音開き式の扉を回動自在に枢支することで開口部を閉塞しており、下部に配置した製氷室（４）や冷凍室（６）、野菜室（７）は、冷蔵室（２）に比べ収納容積が小さいこと、およびその設置高さによる使い勝手面から、扉に固着した支持枠に保持した容器を室内壁面に設けたレール部材で前後に摺動させ、開扉動作とともに室外に引き出して容器の上面開口から食品を収納し取り出する周知の引き出し扉方式としている。

なお、詳細を後述するアイスクリーム室（５）については、使い勝手面から冷蔵室（２）と同様の回転扉方式にしている。

そして、冷蔵室（２）の背部には冷蔵用冷却器（８）とファン（９）を配設し、冷蔵用冷却器（８）で生成した冷気をファン（９）により、吐出ダクトを介して冷蔵室（２）内に導入し、室内を冷却してから再び冷却器（８）に戻るように循環させることで冷蔵室（２）のみを設定温度に冷却するように制御している。

一方、本体中央部から下方の一方側に配置した前記冷凍室（６）の背部には、冷凍室（６）、製氷室（４）およびアイスクリーム室（５）などの冷凍貯蔵空間（３）を冷却する冷凍用冷却器（10）を配設しており、この冷凍用冷却器（10）で生成された冷気をファン（11）により、図示しない冷凍室用吹出口から冷凍室（６）内に吹き出すほか、冷気の一部を製氷室（４）、さらにアイスクリーム室（５）に導入してこれらを冷却するように構成している。次いで、それぞれの室内に設けた吸込み口から戻りダクトを経由し、前記冷凍室（６）からの戻り冷気と合流して冷凍用冷却器（10）に戻る冷気循環をおこなうものであり、図示しない冷気ダンパーなどを用いて冷凍貯蔵空間（３）の各貯蔵室をそれぞれの設定温度に冷却するものである。

前記冷凍貯蔵空間（３）を構成する製氷室（４）とアイスクリーム室（５）および冷凍室（６）はそれぞれ隣接状態にあるが、各室は、基本的に同一の冷凍温度帯であることから、これらの室間には断熱仕切壁を必要としないものであり、従来に比して断熱材や関連構造を削減できることからコストを大幅に低減できるとともに、断熱壁の分を冷凍貯蔵空間（３）の貯蔵容積として有効に使用することができるものである。

貯蔵室空間の最下方に配置された野菜室（７）は、上部に設けた低温の冷凍貯蔵空間（３）から断熱仕切壁を介しての熱伝達、および前記断熱仕切壁の背部に配置した前記冷凍用戻りダクトからの熱伝達によって間接的に冷却する。このとき、冷凍貯蔵空間（３）から野菜室（７）への熱伝達量を多くする場合には、断熱仕切壁の厚み寸法を薄くするほか、冷凍貯蔵空間（３）からの戻りダクトを断熱仕切壁の内側に広く配設してその熱漏洩による熱伝達で冷却するようにしてもよい。

しかして、要部の縦断面図を図２に示すように、アイスクリーム室（５）は、その前面開口を独立した扉（５ａ）で閉塞しており、室内には、アイスクリームを製造するアイスクリーマ（12）を設置している。

このアイスクリーマ（12）は、アルミニウム合金など良熱伝導体の金属で形成された円筒状のアイスクリーム容器（13）と、このアイスクリーム容器（13）の上面開口部を閉塞する蓋（14）と、アイスクリーム容器（13）内で回転軸（15）を中心に回転してアイスクリームミックス（23）を攪拌する攪拌羽根（16）と、この攪拌羽根（16）の前記回転軸（15）に係合してこれを回転させる攪拌装置（17）とから構成されており、前記攪拌装置（17）は、アイスクリーム室（５）の背部の本体側に固着された駆動モータ（18）と、この駆動モータ（18）の回転軸に係合し、回転数を減少させて回転トルクを増大させる複数のギヤの連結体からなるギヤ機構（19）で形成されている。

前記回転軸（15）を支軸として対向状態に設けられた攪拌羽根（16）のそれぞれの下端縁には、正回転方向に向かって下方傾斜して延びる傾斜部（16ａ）を設けている。また、回転軸（15）の上方に位置して前記ギヤ機構（19）の先端ギヤ（19ａ）に隣接し係合する上部ギヤ（20）と、この上部ギヤ（20）と係合して回転を支承する回転軸（15）上部の係合部（15ａ）とは密着させずに上下方向に遊び（Ａ）を持たせている。

さらに、アイスクリーム容器（13）と攪拌羽根（16）は、前記ギヤ機構（19）に対して着脱可能に係合しており、ギヤ機構（19）の先端ギヤ（19ａ）と攪拌羽根の回転軸（15）上方の前記上部ギヤ（20）との係合を解除した際には、これらを室外に取り出せるように構成している。

なお、（21）は温度検出器であり、赤外線センサ（22）によりアイスクリーム容器（13）の温度を検出し、所定値以下の低温度で攪拌装置（17）を回転を逆回転から正回転に切り替え制御するものである。

以下、アイスクリーマ（12）の制御例について、図３のフローチャートに沿って説明する。アイスクリームを製造する場合には、まず、材料であるアイスクリームミックス（23）をアイスクリーム容器（13）に入れて上面開口を蓋（14）で閉塞し、これをアイスクリーム室（５）内の所定の位置に設置することで、攪拌羽根（16）の前記上部ギヤ（20）を攪拌装置（17）におけるギヤ機構（19）の先端ギヤ（19ａ）とが係合し（ステップ１）、アイスクリーム製造の待機状態となる。

この状態で、特に図示しないが、冷蔵室扉などの表面に配置した操作パネルのスタートボタンを押圧する（ステップ２）ことでアイスクリーム製造運転が開始され、冷凍サイクルを急速冷凍運転状態に切り替える（ステップ３）とともに、駆動モータ（18）に通電してギヤ機構（19）を介して撹拌羽根（13）を回転駆動するものである。すなわち、駆動モータ（18）の回転駆動によりギヤ機構（19）から上部ギヤ（20）、さらに係合部（15ａ）を介して回転軸（15）が回転を始め、冷凍雰囲気の中でアイスクリームミックス（23）の攪拌がおこなわれる。このとき、前記攪拌羽根（16）は、図４に示すように、逆方向に回転するように制御されている（ステップ４）。

逆回転によって、アイスクリームミックス（23）中の攪拌羽根（16）は、羽根部分の拡大図である図５に示すように、攪拌羽根（16）が矢印方向に回動することによって下端縁の傾斜部（16ａ）は上方向への応力を受け、回転軸（15）上方の係合部（15ａ）と上部ギヤ（20）との遊びＡの寸法分上方へ移動する。したがって、アイスクリーム容器（13）の内底面に攪拌羽根（16）が当接することはなく、摩擦による駆動モータ（18）への無用の負荷を生じさせることがない。また、運転音を低く保ってアイスクリームミックス（23）をスムーズに攪拌し、均一温度に冷却することができる。

冷却の進行によりアイスクリーム容器（13）の壁面近傍におけるアイスクリームミックス（23）が凍結し始めた場合には、攪拌羽根（16）を逆回転から正回転に切り替える。

この攪拌羽根（16）の逆回転から正回転への切り替えについては、アイスクリームミックス（23）の部分凍結が始まることによって低下するアイスクリーム容器（13）の温度を検知するようにし、所定の低温値、例えば、−５℃を前記赤外線センサ（22）が検知（ステップ５）した場合は、温度検出器（21）からの制御信号によって駆動モータ（18）の回転を切り替えることで攪拌羽根（16）を反転させ、正回転させるように制御するものである（ステップ６）。

正回転により前記攪拌羽根（16）は、図６に示すように、回転する前記傾斜部（16ａ）の延出端部が前方に移動することになり、攪拌されるアイスクリームミックス（23）の応力によって攪拌羽根（16）は遊びＡ分だけ下方に移動し、アイスクリーム容器（13）の底面に近接することになる。そして、図７に示すように、凍結状態にあるアイスクリームミックス（23′）をアイスクリーム容器（13）の内面から削り取りながら未凍結のアイスクリームミックス（23）と効果的に混練りしていくものである。

この混練り動作により、アイスクリームミックス（23′）中の氷結晶が小さくなって滑らかな口当たりのアイスクリームが得られるとともに、凍結部が混練りされることで、硬さを増したアイスクリームミックス中に適度な空気が取り込まれ、ふんわりと軽い口当たりのアイスクリームやソフトクリームを生成することができる。

回転羽根（16）の正回転が継続し、アイスクリームミックス（23）の凍結が進行していくと、攪拌羽根（16）への応力が増加していき、最終的に駆動モータ（18）がロックするため、このロック電流値を検知する（ステップ７）ことでアイスクリームの生成が完了したと判断するものであり、このときには、連続運転していた冷凍サイクルの急速冷凍運転を終了し（ステップ８）、駆動モータ（８）への通電も遮断して攪拌羽根（16）の回転を停止させ（ステップ９）、アイスクリームの生成が完了したことを操作パネル部から音声あるいは表示により報知する（ステップ10）ようにする。

そして、アイスクリームの生成が完了した場合は、扉（５ａ）を開いてギヤ機構の先端ギヤ（19ａ）と回転軸の上部ギヤ（20）との係合を解除して室内から攪拌羽根（16）とともにアイスクリーム容器（13）を取り出し、攪拌羽根（16）を除去してアイスクリームを食器に移し換え、食するようにすればよい。

なお、前記攪拌羽根（16）の逆回転から正回転への切り替えについては、前記ステップ５によるアイスクリームミックス（23）の部分凍結温度を検知しておこなうこと以外に、アイスクリームの生成完了検知の制御と同様に、負荷増大による駆動モータ（18）のロック電流値の変化を検出して所定のロック電流値を検知した場合には回転方向を切り替えるように制御してもよい。また、実験などによってアイスクリームミックス（23）が部分凍結状態になる時間をあらかじめ設定しておき、急速冷凍運転によるアイスクリームミックス（23）の攪拌開始からの経過時間をカウントし、所定時間になった場合は部分凍結状態に入ったと見做して正回転に切り替えるように制御してもよい。

以上の構成により、アイスクリームを製造するに際して、アイスクリーム容器（13）内においてアイスクリームミックス（23）が未凍結の間は、下端縁に傾斜部（16ａ）を形成した攪拌羽根（16）を逆回転させることにより、攪拌抵抗を少なくして駆動モータ（18）の負荷を低減することができるとともに攪拌時における運転音の静音化をはかることができ、また、未凍結アイスクリームミックス（23）の冷却温度分布を効果的に均一化できるものである。そして、凍結が始まった後は攪拌羽根（16）を正回転させることにより凍結部分と未凍結のアイスクリームミックスとを効果的に混練りすることで、滑らかで良質なアイスクリームを製造することができる。

したがって、一般の家庭用冷蔵庫においても、美味しいアイスクリームを簡単に、且つ比較的コンパクトな構成で得られるものである。また、アイスクリーム室（５）として使用しない場合は、アイスクリーム容器（５）および攪拌羽根（16）を室外に取り外すことで、通常の冷凍室として使用できるものであり、使い勝手がよい。

なお、前記アイスクリーム室（５）は、撹拌装置（17）を含むアイスクリーマの装置全体を冷蔵庫本体から着脱可能な仕様にし、さらにダンパー装置などの温度制御装置を装着できるようにしておけば、温度切替室としての使用も可能となり、多機種に亙る冷蔵庫製造時における迅速な仕様切り替えにも効果的に対応できるものである。

本発明の１実施形態を示す冷蔵庫の正面図である。 図１における冷蔵庫のアイスクリーム室部分を示す縦断面図である。 図２のアイスクリーム製造過程を示すフローチャートである。 図２のアイスクリームミックス攪拌時の逆回転状態を示す縦断面図である。 図４の攪拌羽根傾斜部分の拡大図である。 図４における攪拌羽根の正回転状態を示す縦断面図である。 図６の攪拌羽根傾斜部分の拡大図である。

符号の説明

１ 冷蔵庫本体
５ アイスクリーム室
12 アイスクリーマ
13 アイスクリーム容器
15 回転軸
15ａ 係合部
16 攪拌羽根
16ａ 傾斜部
17 攪拌装置
18 駆動モータ
19 ギヤ機構
19ａ 先端ギヤ
20 上部ギヤ
21 赤外線センサ
22 温度検出器
23 アイスクリームミックス

Claims (4)

1. アイスクリーム容器と、このアイスクリーム容器中に設けたアイスクリームミックスを攪拌する攪拌羽根と、この攪拌羽根と係合してこれを回転させる攪拌装置とからなるアイスクリーマにおいて、前記攪拌羽根の下端縁に傾斜部を設けるとともに撹拌装置に対する攪拌羽根の係合部に遊びを持たせ、アイスクリーム製造のための前記攪拌羽根の回転開始時からアイスクリームミックスの凍結が始まるまでの間は前記攪拌羽根を逆回転させ、アイスクリームミックスの凍結が開始した後は前記攪拌羽根を正回転させるように制御することを特徴とするアイスクリーマ。
2. 攪拌羽根の逆回転時においては、撹拌装置に対する攪拌羽根の係合部の遊びをなくし、正回転時には前記係合部の遊びが大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１記載のアイスクリーマ。
3. 攪拌羽根の逆回転から正回転への切り替えタイミングは、アイスクリーム容器の壁面部においてアイスクリームミックスが凍結した時点とすることを特徴とする請求項１記載のアイスクリーマ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のアイスクリーマを冷凍貯蔵空間に備えたことを特徴とする冷蔵庫。

Images