JP2997842B2 - 冷菓製造装置における撹拌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アイスクリームや
シャーベット、およびこれに類する冷菓の製造装置にお
ける撹拌装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】アイスク
リームやシャーベット等の冷菓を製造するフリーザー等
の冷菓製造装置は、冷却媒体が供給される冷却装置が外
周部に設けられた冷却シリンダーの内部に撹拌装置を備
え、シリンダー内に供給された冷菓原料を外周部より冷
却して、撹拌装置により撹拌しつつ冷凍することにより
冷菓を製造し排出するようにしたものである。

【０００３】従来、この種の冷菓製造装置における撹拌
装置としては、シリンダーの中心軸の両端部に設けた支
持板間に撹拌棒や螺旋翼等の撹拌部材およびシリンダー
内周面に摺接する掻き取り用のスクレーパを架渡し、回
転によって撹拌と掻き取り作用を行なうようにしたもの
が一般的であった。

【０００４】しかしながら、前記従来の撹拌装置では、
内外方向の移動による撹拌効果に乏しい上に、撹拌効果
を上げるために回転速度を速くすると、遠心力によって
原料が分離を起こすことになる。通常、分離を起こさな
いように原料に安定剤を入れて粘度を出すことにしてい
るが、安定剤を含むと製品の触感が悪くなる。そのた
め、冷菓原料としては、安定剤が入らないほうが望まし
い。

【０００５】したがって、遠心力による分離を起こさな
いようにスクレーパの回転速度を遅くして、しかも内外
方向の撹拌効果の高い撹拌装置が望まれる。

【０００６】そこで、本発明の出願人は、前記の撹拌装
置として、撹拌羽根を備えた複数の撹拌部材と、シリン
ダー内周面に摺接する複数のスクレーパを、冷却シリン
ダー内において適宜駆動手段によりシリンダー軸心部に
配された中心軸を基軸として回転運動するように設ける
とともに、各撹拌部材を各々前記中心軸とシリンダー内
周面との間で回転するようにした撹拌装置を提案した
（特開平７−１１５９１０号）。

【０００７】この撹拌装置の場合、内外方向の撹拌効果
は改善されたのであるが、シリンダー内における冷菓原
料の移動はポンプによる送圧力を利用するものであっ
て、その流速が１０ｍｍ／ｓｅｃ程度のものでかなり遅
くなっている。そのため、撹拌作用が及ばないで滞留す
る部分が生じ、先入れ先出しが確実に行なわれない上、
前記滞留部分で凍結して固化する結果、実際のシリンダ
ー容積に比して有効撹拌容積が減少し、撹拌効率ひいて
は冷菓の製造効率が低下することになる。

【０００８】本発明は、上記に鑑みてなしたものであ
り、回転速度をそれほど速くすることなく、冷却シリン
ダー内における独特な流動作用によってシリンダー内全
域に渡って充分な撹拌効果を得ることができ、安定剤を
含まない原料でも分離を起こさずに効率よくフリージン
グでき、しかも冷却シリンダー内での冷菓原料の流送を
早くできて滞留部分を作らず、冷菓の製造効率を向上で
きる冷菓製造装置における撹拌装置を提供するものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、上
記の課題を解決する冷菓製造装置における撹拌装置であ
り、請求項１の発明は、軸方向の一端部に冷菓原料の供
給口を、他端部に冷菓の排出口を有する円筒状冷却シリ
ンダーの内部に撹拌装置を備える冷菓製造装置におい
て、冷却シリンダーの内部に、中心軸を基軸として回転
する撹拌用の内筒を備え、内筒には、軸方向の所要範囲
に流通用窓が開設され、この内筒の外周面に螺旋方向の
凸起が設けられるとともに、前記流通用窓の回転方向の
後側近傍にシリンダー内周面に摺接するスクレーパが設
けられ、また内筒の内部には、内筒の軸心に対し偏心し
て前記中心軸の回りで回転する螺旋羽根構造の撹拌部材
を備え、前記内筒と撹拌部材とが互いに逆方向に回転
し、前記内筒の回転による内筒外部での前記凸起による
流送方向と、内筒内部での前記撹拌部材の回転による流
送方向とが逆方向をなすように設けられてなることを特
徴とする。

【００１０】この冷菓製造装置の撹拌装置によれば、冷
却シリンダー内での撹拌作用は、中心軸を基軸とする撹
拌用の内筒の回転と、これに伴うスクレーパによる掻き
取り作用、および内筒内部の螺旋羽根構造の撹拌部材の
回転ねとくに内筒とは逆方向の回転によって次のように
行なわれる。

【００１１】前記撹拌用の内筒の回転により、該内筒の
外側では、内筒外周面に有する螺旋方向の凸起による作
用で原料や冷菓は軸方向（主に進行方向）に送られ、こ
れと同時に、スクレーパがシリンダー内周面の掻き取り
作用を果すともに、掻き取られた冷菓原料はスクレーパ
の回転方向の前側に有する流通用窓から内筒の内方へ流
動させられる。

【００１２】また前記内筒の内部では、内筒の軸心に対
し偏心した螺旋羽根構造の撹拌部材が前記内筒と逆方向
に回転することにより、螺旋羽根の作用で原料や冷菓は
撹拌されながら前記内筒外側の流送方向とは逆方向に送
られる。

【００１３】すなわち、冷却シリンダー内において、原
料や冷菓は、内筒の内外で互いに逆方向に流動すると同
時に、内筒に有する流通用窓を通じて内外方向の出入を
繰返しながら複雑に流動することで効率よく撹拌され
る。しかも撹拌部材の螺旋羽根が中心軸の外周近傍から
内筒の内周面近傍にわたる内筒内の全域を回転するた
め、原料等が滞留する部分がなくなり、回転速度をそれ
ほど速くしなくても、充分な撹拌効果をあげることがで
きる。

【００１４】前記の撹拌装置において、請求項２のよう
に、冷却シリンダー内の軸心部に配された中心軸が回転
不能に支持され、螺旋羽根構造の撹拌部材は軸方向の両
端部が前記中心軸に対し回転可能に遊嵌されて支持さ
れ、適宜駆動手段により回転する撹拌用の内筒と前記撹
拌部材とは伝動歯車機構を介して連結され、内筒の回転
に伴って撹拌部材が内筒とは逆方向に回転するように設
けられてなるものが好適である。これにより、内筒の回
転と同時に、撹拌部材に対して内筒の回転速度に対応し
た回転運動を与えることができ、しかも撹拌部材の回転
速度の設定も容易になる。

【００１５】前記の伝動歯車機構として、請求項３のよ
うに、撹拌用の内筒の一端部の端板に突設された支持ピ
ンに、同伴回転する２つの歯車が設けられ、一方の歯車
は中心軸上の固定歯車に、他方の歯車は撹拌部材の端部
に設けられた歯車とそれぞれ噛合せしめられており、内
筒の回転に伴って撹拌部材が内筒とは逆方向に回転する
ように設けられてなるものとすることができる。これに
より、構成が簡単なものとなる。

【００１６】また前記の撹拌装置において、請求項４の
ように、内筒の流通用窓が１８０°相対向する位置に設
けられてなるものが好ましい。この場合、原料や冷菓の
流通用窓からの出入作用がさらに良好に繰返し行なわれ
る。

【００１７】また請求項５のように、撹拌部材を、中心
軸に近接して平行に配された支持部材の長手方向所要間
隔毎に、中心軸を挟んで支持部材と対向する側で内筒の
内周面に近接する環状をなす螺旋羽根が配設されてなる
ものとすることができる。これにより、内筒内の全域に
わたって撹拌作用が及ぶと同時に、各螺旋羽根によって
原料や冷菓を切るように撹拌でき、撹拌効果がさらに良
好なものとなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図路面
に基いて説明する。

【００１９】図１は、本発明の撹拌装置を備える冷菓製
造装置の１実施例を示す縦断面図、図２は撹拌用の内筒
の平面図と正面図である。

【００２０】図において、（１）は冷却シリンダーで、
その外側の外筒（２）との間の空間（３）が冷却媒体が
供給されるジャケットとして形成され、冷却シリンダー
（１）を外周部より冷却できるようになっている。

【００２１】冷却シリンダー（１）の軸方向一端側の端
壁（４）には原料供給口（５）が設けられ、シャーベッ
ト等の冷菓原料がエアと混合されて送圧ポンプ（図示せ
ず）により供給され、前記供給口（５）から流入するよ
うになっている。また他端側の端壁（６）には、冷凍さ
れ製造されたシャーベット等の冷菓の排出口（７）が設
けられている。

【００２２】前記の冷却シリンダー（１）の内部に装備
される撹拌装置は、次のように構成されている。

【００２３】（８）は一方の端壁、例えば原料の供給口
（５）側の端壁（４）に回転可能に貫設された回転支持
軸、（９）はシリンダー軸心部に配された中心軸、（１
０）は前記回転支持軸（８）に連接された撹拌用の内筒
である。

【００２４】前記中心軸（９）は、一端部が前記とは反
対側になる排出口（７）側の端壁（６）に回転不能に支
持されるとともに、他端部は前記回転支持軸（８）にカ
ラー部材（１１）を介して支持されている。

【００２５】前記撹拌用の内筒（１０）は冷却シリンダ
ー（１）よりやや径小であり、その一端部は前記回転支
持軸（８）のシリンダー内のフランジ部（８ａ）に一体
に連設されて支持され、また他端部は内周に固設された
円形の支持板（１２）が前記中心軸（９）にカラー部材
を介して嵌設されて回転可能に支持されており、適宜駆
動手段により駆動される回転支持軸（８）と一体に中心
軸（９）を基軸としてシリンダー内周との間に所要の間
隙を存して回転するように設けられている。この内筒
（１０）は、図のように回転支持軸（８）と一体に連接
形成しておくほか、別体のものを回転支持軸に連結固定
して実施することもできる。

【００２６】前記内筒（１０）には、軸方向の略全長に
わたる所要範囲に流通用窓（１３）が所定の間隔で開設
されている。この流通用窓（１３）は、図のように、軸
方向に所要の間隔をおいて複数設けるほか、軸方向に長
い一つの窓を開設しておくだけでもよい。また周方向に
は、１個所に設けておくだけでもよいが、図のように１
８０°相対向する位置に開設しておくのが好ましい。も
ちろん周方向の３個所以上の等分角度位置に開設してお
くこともできる。

【００２７】前記内筒（１０）の外周面には、図２に示
すように、螺旋方向の凸起（１４）が軸方向の所要間隔
毎に付設されており、内筒（１０）の回転によって原料
や冷菓等に対する撹拌作用と同時に軸方向の送り作用を
果すようになっている。さらにこの内筒（１０）の外周
面における前記流通用窓（１３）の回転方向の後方側近
傍には、シリンダー内周面に摺接するスクレーパ（１
５）が、前記内周面に付着する冷菓を掻き取るように設
けられており、これにより掻き取られた冷菓等が流通用
窓（１３）から内筒（１０）内に向って流動するように
なっている。

【００２８】前記のスクレーパ（１５）の取付支持構造
として、図３のように、内筒（１０）の外周に回転方向
の側に向って切欠開口した係合溝（１６ａ）を有する支
持ピン（１６）と係合ピン（１７）を突設し、スクレー
パ（１４）に有する孔を前記係合ピン（１７）に遊嵌す
るとともに、スクレーパの端縁部を支持ピン（１６）の
係合溝（１６ａ）に係合させて、回転に伴う原料等の抵
抗によってスクレーパ（１５）が外方に付勢されてシリ
ンダー内周面に摺接するように設けるほか、種々の支持
構造による実施が可能である。

【００２９】（２０）は前記内筒（１０）の内部におい
て内筒の軸心に対し偏心して前記中心軸（９）の回りを
回転する撹拌部材である。この撹拌部材（２０）は、中
心軸（９）に近接して平行に配された支持部材（２１）
の長手方向所要間隔毎に、中心軸を挟んで支持部材（２
１）と対向する側で内筒の内周面に近接する環状をなす
螺旋羽根（２２）が配設された螺旋羽根構造をなしてお
り、軸方向両端で支持部材（２１）に連設されている環
状端部（２３）（２３）が、前記中心軸（９）に対しブ
ッシュを介して回転可能に遊嵌されて支持されている。
前記螺旋羽根を連続した螺旋状をなすように設けておく
こともできる。

【００３０】そして、前記撹拌部材（２０）は、前記内
筒（１０）と伝動歯車機構を介して連結され、内筒（１
０）の回転に伴って内筒（１０）とは逆方向に回転する
とともに、内筒（１０）の回転による内筒外部での前記
凸起（１４）による送り方向に対し、前記撹拌部材（２
０）の回転による螺旋羽根（２２）による内筒内部での
送り方向が逆方向をなすように設けられている。

【００３１】前記撹拌部材（２０）に回転を伝える伝動
歯車機構として、図示する実施例においては、内筒（１
０）の一端部を支持する支持板（１２）に支持ピン（２
４）を軸方向内方に向けて突設して内筒（１０）の内面
に付設された支持部（２９）とにより支持し、この支持
ピン（２４）上に、同伴回転する２つの歯車（２５）
（２６）を設け、一方の歯車（２５）は中心軸（９）上
の固定歯車（２７）に、他方の歯車（２６）は撹拌部材
（２０）の環状端部（２３）に設けられた歯車（２８）
にそれぞれ噛合させ、一種の遊星歯車機構を構成してお
り、内筒（１０）の回転と同時に、撹拌部材（２０）に
対して内筒（１０）の回転速度に対応した逆方向の回転
運動を与えることができるようになっている。この撹拌
部材（２０）の回転速度および内筒（１０）に対する回
転速度比は、前記各歯車（２５）（２６）（２７）（２
８）の端数によって容易に設定、調整できる。

【００３２】なお、上記の回転支持軸（８）のフランジ
部（８ａ）および支持板（１２）には原料や冷菓等の流
通用の貫通孔（３０）および（３１）が設けられてい
る。

【００３３】上記した撹拌装置を備える冷菓製造装置に
よりシャーベット等の冷菓を製造する場合、モータ等の
駆動手段により回転支持軸（８）を回転駆動して、撹拌
用の内筒（１０）、さらには内部の撹拌部材（２０）を
回転させるとともに、ポンプにより冷菓の原料をエアと
ともに供給口（５）より冷却シリンダー（１）内に供給
し、これを撹拌しながら冷凍し、製造された冷菓排出口
（７）より排出させてシャーベットやアイスクリーム等
の冷菓を製造する。

【００３４】この際、冷却シリンダー（１）内での撹拌
作用は、中心軸（９）を基軸とする撹拌用の内筒（１
０）の回転と、これに伴うスクレーパ（１５）による掻
き取り作用、および内筒（１０）の回転に伴う螺旋羽根
構造の撹拌部材（２０）の回転によって次のように行な
われる。

【００３５】前記内筒（１０）の回転により、該内筒
（１０）の外側では、内筒外周面に有する螺旋方向の凸
起（１４）による作用で原料や冷菓は例えば進行方向に
送られ、これと同時に、スクレーパ（１５）がシリンダ
ー（１）内周面の掻き取り作用を果すともに、掻き取ら
れた原料や冷菓はスクレーパ（１５）の回転方向の前側
に有する流通用窓（１３）から内筒（１０）の内方へ流
動させられる。

【００３６】また前記内筒（１０）の内部では、内筒
（１０）の軸心に対し偏心した撹拌部材（２０）が内筒
（１０）とは逆方向に回転することにより、各螺旋羽根
（２２）の作用で原料や冷菓等は切るように効率よく撹
拌されながら、前記内筒（１０）外側の送り方向とは逆
方向に送られる。

【００３７】すなわち、冷却シリンダー（１）内におい
て、内筒（１０）の内外で互いに逆方向に流動し、シリ
ンダー（１）内での流速が速められると同時に、内筒
（１０）に有する流通用窓（１３）を通じて内外方向の
出入を繰返しながら、これらの組合せによって複雑に流
動して強力に撹拌される。しかも撹拌部材の螺旋羽根
（２２）が中心軸（９）の外周近傍内から内筒（１０）
の内周面近傍にわたる内筒（１０）内の全域を回転する
ことになるため原料が滞留する部分がなくなり、それゆ
え回転速度をそれほど速くしなくても、つまり遠心力を
小さくして充分な撹拌効果をあげることができる。

【００３８】

【発明の効果】上記したように本発明の冷菓製造装置に
おける撹拌装置によれば、冷菓原料等の流通用窓を有す
る撹拌用の内筒の内部に、これとは偏心して回転する螺
旋羽根構造の撹拌部材を設け、この内筒と撹拌部材とを
互いに逆方向に回転させ、内筒に有する流通用窓を通し
て出入させるようにしたことにより、遠心力を大きくせ
ずにシリンダー内全域に渡って充分かつ優れた撹拌効果
を発揮でき、安定剤を含まない原料でも分離を起こさず
に効率よくフリージングできる。しかも内筒内外で流送
方向を逆にしてシリンダー内での原料等の流速を速くし
たことにより、原料等が滞留する部分を作らず、冷菓の
製造効率を著しく向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す縦断面図である。

【図２】同上の撹拌用内筒の平面図と正面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線の拡大断面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ線の拡大断面図である。

【図５】図１のＣ−Ｃ線の拡大断面図である。

【図６】図１のＤ−Ｄ線の拡大断面図である。

【符号の説明】

（１） 冷却シリンダー （２） 外筒 （５） 原料供給口 （７） 排出口 （８） 回転支持軸 （９） 中心軸 （１０） 撹拌用の内筒 （１２） 支持板 （１３） 流通用窓 （１４） 螺旋方向の凸起 （１５） スクレーパ （２０） 撹拌部材 （２１） 支持部材 （２２） 螺旋羽根 （２５）（２６）（２７）（２８） 歯車

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向の一端部に冷菓原料の供給口を、他
   端部に冷菓の排出口を有する円筒状冷却シリンダーの内
   部に撹拌装置を備える冷菓製造装置において、 冷却シリンダーの内部に、中心軸を基軸として回転する
   撹拌用の内筒を備え、内筒には、軸方向の所要範囲に流
   通用窓が開設され、この内筒の外周面に螺旋方向の凸起
   が設けられるとともに、前記流通用窓の回転方向の後側
   近傍にシリンダー内周面に摺接するスクレーパが設けら
   れ、また内筒の内部には、内筒の軸心に対し偏心して前
   記中心軸の回りを回転する螺旋羽根構造の撹拌部材を備
   え、前記内筒と撹拌部材とが互いに逆方向に回転し、前
   記内筒の回転による内筒外部での前記凸起による流送方
   向と、内筒内部での撹拌部材の回転による流送方向とが
   逆方向をなすように設けられてなることを特徴とする冷
   菓製造装置における撹拌装置。
2. 【請求項２】冷却シリンダー内の中心軸が回転不能に支
   持され、螺旋羽根構造の撹拌部材は軸方向の両端部が前
   記中心軸に対し回転可能に遊嵌されて支持され、適宜駆
   動手段により回転する撹拌用の内筒と前記撹拌部材とは
   伝動歯車機構を介して連結され、内筒の回転に伴って撹
   拌部材が内筒とは逆方向に回転するように設けられてな
   る請求項１に記載の冷菓製造装置における撹拌装置。
3. 【請求項３】撹拌用の内筒の一端部の端板に突設された
   支持ピンに、同伴回転する２つの歯車が設けられ、一方
   の歯車は中心軸上の固定歯車に、他方の歯車は撹拌部材
   の端部に設けられた歯車とそれぞれ噛合せしめられてお
   り、内筒の回転に伴って撹拌部材が内筒とは逆方向に回
   転するように設けられてなる請求項２に記載の冷菓製造
   装置における撹拌装置。
4. 【請求項４】内筒の流通用窓が１８０°相対向する位置
   に設けられてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の
   冷菓製造装置における撹拌装置。
5. 【請求項５】前記撹拌部材は、中心軸に近接して平行に
   配された支持部材の長手方向所要間隔毎に、中心軸を挟
   んで支持部材と対向する側で内筒の内周面に近接する環
   状をなす螺旋羽根が配設されてなる請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の冷菓製造装置における撹拌装置。