JP4278588B2 - 冷菓製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばソフトクリーム（ソフトアイスクリーム）等の冷菓を製造する冷菓製造装置に関するものである。

従来よりこの種冷菓製造装置は、コンプレッサ、凝縮器、キャピラリチューブ及び冷却シリンダとホッパー（ミックスタンク）に装備した冷却器からなる冷却装置を備え、この冷却装置によって冷菓製造時には冷却器に液化冷媒を減圧してから流して冷却シリンダ、ホッパーを冷却する。そして、冷却シリンダ内にはビータ（撹拌手段）が取り付けられ、冷却シリンダ内のミックスを冷却器により冷却しながら、ビータによって撹拌し、ソフトクリームやシャーベットなどの冷菓を製造するものであった（例えば、特許文献１参照）。

この場合、ミックスはホッパー内に貯溜され、ホッパーからはミックス供給器によって冷却シリンダ内にミックスを流し込む方式が採られていた。このミックス供給器は上端が大気中に開放し、ホッパー内の下端部にてホッパー内に連通したパイプ状のものであり、ミックスの供給量はこのミックス供給器におけるヘッド差に依存していた。

即ち、ホッパーから冷却シリンダへのミックスの供給は重力に依存していたため、供給量が安定しない欠点があった。また、ミックスは予め原料袋内に収納されているものを開封し、ホッパー内に注入するものであったため、ホッパー内にて雑菌に汚染され、衛生上の問題が発生する欠点もあった。
特開平１０−２７１９５７号公報

そこで、例えば可撓性の袋本体とその外側の外層体から成るミックス原料袋を準備し、ミックスを袋本体に収納し、この袋本体と外層体間の密閉空間に圧縮空気を供給することで袋本体を加圧し、袋本体からミックスを押し出し、ミックス原料チューブ（ミックス供給通路）を介して直接冷却シリンダに供給する方法が考えられる。係る方法によれば、ミックスを重力に依存すること無く、且つ、ホッパーに移し替えること無くミックス原料袋から直接冷却シリンダに供給できる。

この場合、冷菓の抽出に伴って冷却シリンダ内の空気圧力が低下すると、その圧力差によってミックス原料袋の袋本体からミックス原料チューブにミックスが押し出され、冷却シリンダに供給されることになる。そして、所定の設定時間でミックスの供給を停止させるものであるが、冷菓の抽出が頻繁に行われると、ミックスの供給が間に合わなくなり、冷却シリンダ内におけるミックス不足が発生する問題が生じていた。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、冷菓の抽出が頻繁に行われても冷却シリンダ内においてミックス不足が生じることのない冷菓製造装置を提供するものである。

本発明の冷菓製造装置は、ミックスを撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、ミックスが収納された可撓性を有する袋本体、及び、この袋本体の外側に設けられて当該袋本体との間に密閉空間を形成可能とされた可撓性を有する外層体とから成るミックス原料袋を保冷する保冷庫と、空気圧縮装置と、ミックス原料袋の袋本体から冷却シリンダにミックスを供給するためのミックス供給通路と、空気圧縮装置にて生成された圧縮空気をミックス原料袋の外層体と袋本体との間に供給するための袋加圧通路と、圧縮空気を冷却シリンダ内に供給するための空気供給通路と、ミックス原料袋の外層体と袋本体との間の密閉空間内の空気圧力を検出するための袋圧力検出手段と、冷却シリンダ内の空気圧力を検出するためのシリンダ圧力検出手段と、空気圧縮装置を制御する制御手段とを備え、制御手段は、シリンダ圧力検出手段の出力に基づいて冷却シリンダからの冷菓抽出量を算出し、袋圧力検出手段の出力に基づいて袋本体から冷却シリンダへのミックス供給量を算出し、これら算出された冷菓抽出量とミックス供給量とに基づいて冷却シリンダへのミックスの供給を制御すると共に、冷却シリンダからの冷菓の抽出間隔に応じて、冷却シリンダに供給するミックスの量を調整することを特徴とする。

請求項２の発明の冷菓製造装置は、上記において制御手段は、冷却シリンダからの冷菓の抽出間隔が所定時間以内の場合、冷却シリンダに供給するミックスの量を増大させることを特徴とする。

本発明の冷菓製造装置では、ミックスを撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、この冷却シリンダへのミックスの供給を制御するための制御手段とを設け、この制御手段により、冷却シリンダからの冷菓の抽出間隔に応じて、冷却シリンダに供給するミックスの量を調整するので、例えば請求項２の如く冷却シリンダからの冷菓の抽出間隔が所定時間以内の場合、冷却シリンダに供給するミックスの量を増大させるようにすることにより、冷却シリンダから頻繁に冷菓が抽出されるときのミックス不足の発生を未然に回避して円滑な冷菓の製造を行うことができるようになる。

特に、ミックスが収納された可撓性を有する袋本体、及び、この袋本体の外側に設けられて当該袋本体との間に密閉空間を形成可能とされた可撓性を有する外層体とから成るミックス原料袋を保冷する保冷庫と、空気圧縮装置と、このミックス原料袋の袋本体から冷却シリンダにミックスを供給するためのミックス供給通路と、空気圧縮装置にて生成された圧縮空気をミックス原料袋の外層体と袋本体との間に供給するための袋加圧通路と、圧縮空気を冷却シリンダ内に供給するための空気供給通路と、ミックス原料袋の外層体と袋本体との間の密閉空間内の空気圧力を検出するための袋圧力検出手段と、冷却シリンダ内の空気圧力を検出するためのシリンダ圧力検出手段とを設け、制御手段により、空気圧縮装置を制御すると共に、シリンダ圧力検出手段の出力に基づいて冷却シリンダからの冷菓抽出量を算出し、袋圧力検出手段の出力に基づいて袋本体から冷却シリンダへのミックス供給量を算出し、これら算出された冷菓抽出量とミックス供給量とに基づいて冷却シリンダへのミックスの供給を制御するようにすれば、冷却シリンダへのミックスの供給を的確に制御することが可能となる。

また、ミックス原料袋ごと保冷庫内でミックスを保冷し、空気圧縮装置により、袋加圧通路を介して袋本体と外層体の間に構成された密閉空間に圧縮空気を供給することにより、袋本体内に収納されたミックスをミックス供給通路に押し出し、当該ミックス供給通路を介して直接冷却シリンダにミックスを供給して冷菓を製造することができるようになる。これにより、重力に依存したミックスの供給方式を廃して安定的なミックスの自動供給を実現できるようになると共に、ミックスをミックス原料袋から直接冷却シリンダに供給することで、従来の如くホッパーにおいて衛生上の問題が発生することも無くなる。また、空気供給通路を介して冷却シリンダ内に圧縮空気を供給するので、支障無く冷菓のオーバーランが得られる。

更に、ミックス原料袋自体に圧縮空気による袋本体からのミックスの押し出し機能を持たせることができるようになり、機器構成の簡素化と取扱及び管理の容易化を実現することが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用した実施例の冷菓製造装置ＳＭの一部縦断斜視図、図２は冷菓製造装置ＳＭのミックス供給に関する構成図、図３は冷菓製造装置ＳＭの電気回路のブロック図を示している。

実施例の冷菓製造装置ＳＭは、ソフトクリームやシャーベット（シェーク）等の冷菓（実施例ではソフトクリームを製造するものとする）を製造販売するための装置であり、図１において本体１の上部には、ソフトクリームの原料ミックス（ソフトクリームやシャーベットなどの冷菓原料となるミックス）を収納したミックス原料袋５（図１では図示しない。）を貯蔵保冷するための断熱性の保冷庫２が設けられている。この保冷庫２の庫内２Ａは前面が開口しており、この前面開口は回動自在の断熱扉３にて開閉自在に閉塞され、ミックス原料袋５の交換時等には、この断熱扉３が開放される。尚、３３はこの断熱扉３の開閉を検知するための保冷庫開閉スイッチである。

一方、保冷庫２の庫内２Ａ天井部には図示しない保冷庫冷却器と送風機が配設されており、保冷庫２の背部には保冷庫コンプレッサ１８Ａや図示しない保冷庫用凝縮器が設置されて前記保冷庫冷却器と周知の冷媒回路を構成している。この保冷庫コンプレッサ１８Ａが運転されると保冷庫冷却器が冷却作用を発揮する。そして、この保冷庫冷却器により冷却された冷気が送風機により庫内２Ａに循環されて保冷庫２内のミックス原料袋５や後述する周辺部品は所定の温度に保冷される。

ミックス原料袋５は袋ケース３１内に納出自在に収納保持され、その状態で保冷庫２の庫内２Ａに収納されて装填される。尚、本実施例において冷菓製造装置ＳＭは、後述する如き冷却シリンダ８を２つ備え、二種のミックス（原料）により冷菓を製造可能とされているが、冷却シリンダ８を一つ備えるものでもよい。従って、本実施例では、保冷庫２の庫内２Ａにそれぞれのミックス原料袋５を収納した袋ケース３１、３１が二つ並置されるものとする。この袋ケース３１はワイヤーにて網状に構成された上下二部品から構成されている。

一方、保冷庫２の後部内壁には袋ケース３１の後部を保持し、それを前側に低く斜めにするための図示しない支持部が形成されていると共に、保冷庫２の前部内壁には、袋ケース３１の前部を保持するための係止部材７９が左右に渡って設けられている。また、保冷庫２の内壁からは図１に示す如く袋加圧通路を構成する袋加圧パイプ７の接続部７Ａと、空気供給通路としてのエアー回路５１の接続部５１Ａが設けられている。更に、保冷庫２の庫内２Ａ底壁には後述する冷却シリンダ８のミックス入口９が開口して設けられている。尚、本実施例では、上述した如く二種のミックス原料により冷菓を製造可能とするものであるため、袋加圧パイプ７の接続部７Ａ、エアー回路５１の接続部５１Ａ及び冷却シリンダ８、ミックス入口９及び後述するＹ型混合器５７はそれぞれ二つずつ設けられている。

ここで、実施例のミックス原料袋５は、例えば熱溶着された可撓性を有する樹脂製の袋本体２１と、この袋本体２１の一面に取り付けられ、袋本体２１内と外部とを連通する硬質樹脂製の出口部材２２と、この出口部材２２に基端が取り付けられ、袋本体２１内に連通したミックス供給通路を構成するミックス原料チューブ３４と、袋本体２１の他面に周囲を溶着され、当該袋本体２１と同素材から成る可撓性の外層体２３と、この外層体２３と袋本体２１の間の非接着部分に連通するように袋本体２１の一面に取り付けられた硬質樹脂製の連通口部材２４とから構成されている（図２）。

前記外層体２３と袋本体２１とは当該外層体２３の周囲以外は非接着状態とされており、これにより、外層体２３と袋本体２１間には密閉空間Ａ（図２に空気で示す）が構成可能とされている。そして、前記連通口部材２４はこの外層体２３と袋本体２１との間（密閉空間Ａ）と外部とを連通する。また、ミックス（図２にミックスで示す）はこの袋本体２１内に収納されると共に、外層体２３と袋本体２１との間の密閉空間Ａには圧縮空気が供給可能とされている。

上述した如くミックスを収納したミックス原料袋５を、袋ケース３１内に収納した状態で保持し、保冷庫２の庫内２Ａに収納する。この状態では、袋ケース３１及びミックス原料袋５は前部がやや低く傾斜した状態で、その下方に十分なる空間を存して係止される。この状態で、前述の如く出口部材２２に予め取り付けられたミックス原料チューブ３４を後述する如く合流通路部材としてのＹ型混合器５７に接続し、連通口部材２４と接続部７Ａとの間を袋加圧パイプ７にて連通接続する。また、接続部５１ＡとＹ型混合器５７との間をエアー回路５１により連通接続する。

前記ミックス原料チューブ３４は可撓性及び柔軟性を有した軟質合成樹脂チューブから構成されており、前述の如くその基端は予めミックス原料袋５の出口部材２２に接続されている。そして、ミックス原料チューブ３４の先端は熱溶着されて封止され、外部と接触しないようにミックス原料チューブ３４内の通路は衛生的に保持されており、Ｙ型混合器５７に接続する際に切断されて開口されることになる。

一方、図１において８は、前記ミックス入口９から流入するミックスを回転するビータ（撹拌手段）１０により撹拌して冷菓を製造する前述した冷却シリンダであり、その周囲にはシリンダ冷却器１１が取り付けられている。ビータ１０はビータモータ１２、駆動伝達ベルト、減速機１３及び回転軸を介して回転される。各冷却シリンダ８、８で製造された冷菓は、冷却シリンダ８、８の前面開口を開閉可能に閉塞するフリーザドア１４に配設された取出レバー１５、１５を操作することにより、プランジャー１６、１６が上下動し、図示しない抽出路が開放されると共に、ビータ１０が回転駆動されることにより、それぞれ取り出される。上記フリーザドア１４や取出レバー１５、１５、プランジャー１６、１６により冷菓抽出部が構成されている。

前記フリーザドア１４は透明ガラス、若しくは、透明硬質樹脂にて構成されて透視部を構成する。このフリーザドア１４を通して冷却シリンダ８、８内は前方から透視可能とされている。このフリーザドア１４の本体１側の面には永久磁石３６が埋め込まれており、この永久磁石３６に対応する位置の本体１前面にはリードスイッチ３７が取り付けられている。そして、フリーザドア１４が本体１に取り付けられ、冷却シリンダ８、８の前面開口を閉塞したときに、このリードスイッチ３７は永久磁石３６によって接点が閉じられ、フリーザドア１４が取り外されて冷却シリンダ８、８の前面開口が開放されたときは、リードスイッチ３７の接点が開放されるよう構成されている。

また、冷菓抽出部を構成する取出レバー１５、１５の後方に対応する位置の本体１前面には近接スイッチ３８（図３に示す）が取り付けられている。この近接スイッチ３８は赤外線や音波を用いて取出レバー１５、１５が手前に倒されたことを検出する。

更に、図１に示す如く保冷庫２の内壁には洗浄用ホース接続口３９が設けられている。この洗浄用ホース接続口３９には冷却シリンダ８内の洗浄の際に洗浄用水を冷却シリンダ８内に吐出するための洗浄用ホース（図示せず）が接続されるものであり、側面に引き出された洗浄用水配管４１に連通している。この洗浄用水配管４１は図示しない水道管に接続され、更に、洗浄用水配管４１の途中には開閉栓４２が介設されて、本体１の前面に配設されている。この開閉栓４２は常には洗浄用水配管４１を閉じており、冷却シリンダ８を洗浄する際にはこれを回して洗浄用水配管４１を開くものである。

上記本体１の下部には冷却装置Ｒを構成するコンプレッサ１８や凝縮器２０、四方弁１９等が収納設置されている。尚、この四方弁１９は前記シリンダ冷却器１１に高温冷媒を流して解凍・殺菌（加熱殺菌）などを行わせるためのものである。

次に、図２において２７は空気圧縮装置を構成するエアーポンプであり、このエアーポンプ２７の吐出パイプ２８にはエアーポンプ２７側が逆方向とされた逆止弁４６が接続されている。そして、この吐出パイプ２８の逆止弁４６の下流側には排気パイプ４９が接続され、この排気パイプ４９には排気手段を構成する排気電磁弁４８（エアーポンプの保護とエアー回路の排気用）が接続される。

吐出パイプ２８には更に三方弁５２の入口が接続され、この三方弁５２の一方の出口に空気供給通路としてのエアー回路５１の一端が接続される。このエアー回路５１には逆止弁５６が取り付けられている。この逆止弁５６は斜め下方に窄まる弾性薄肉片から成るダックビルにて構成されており、上流側（三方弁５２側）からの圧力で流路を開放し、下流側（Ｙ型混合器５７側）からの圧力で流路を閉じるものである。そして、三方弁５２の他方の出口には袋加圧パイプ７が接続される。三方弁５２は、非通電状態で入口（エアーポンプ２７側）と冷却シリンダ側となる一方の出口（エアー回路５１側）を連通しており、通電されて入口と袋側となる他方の出口（袋加圧パイプ７側）を連通するように切り換える。

また、逆止弁５６の三方弁５２側の位置のエアー回路５１にはシリンダ圧力検出手段としてのシリンダ圧力センサ４７が設けられると共に、袋加圧パイプ７には袋圧力検出手段としての袋圧力センサ５３が設けられている。シリンダ圧力センサ４７はエアー回路５１を介して冷却シリンダ８内の空気圧力Ｐｃを検出し、袋圧力センサ５３は袋加圧パイプ７を介してミックス原料袋５の袋本体２１と外層体２３間の密閉空間Ａ内の空気圧力Ｐｄを検出する。

そして、前記エアー回路５１の他端はＹ型混合器５７の上端に構成された第２の入口５７Ｂに着脱可能に接続される。更に、このＹ型混合器５７下端の出口５７Ｃは冷却シリンダ８のミックス入口９に着脱可能に接続され、冷却シリンダ８内に連通される。尚、出口５７Ｃ内側におけるＹ型混合器５７内には逆止弁５４が取り付けられている。この逆止弁５４は下方に窄まる弾性薄肉片から成る前述したダックビルにて構成されており、上流側（エアー回路５１側）からの圧力で流路を開放し、下流側（冷却シリンダ８側）からの圧力で流路を閉じるものである。また、これらミックス原料袋５、ミックス原料チューブ３４、エアー回路５１、袋加圧パイプ７及びＹ型混合器５７は保冷庫２の庫内２Ａに位置し、保冷されることになる。

ここで、ミックス原料チューブ３４の先端は、前述の如く切断した後、切口をＹ型混合器５７の第１の入口５７Ａ内に挿入し、接続具（図示せず）により着脱可能に接続する。この第１の入口５７Ａは、第２の入口５７Ｂと出口５７Ｃを結ぶＹ型混合器５７の上下方向の直管部分の側面（逆止弁５４の上流側）から斜め上方に分岐したかたちで形成されている。また、第１の入口５７Ａ内には逆止弁６１が設けられ、ミックス原料チューブ３４の先端切口はこの逆止弁６１の上流側にて開口している。この逆止弁６１も斜め下方に窄まる弾性薄肉片から成る前述したダックビルにて構成されており、上流側（ミックス原料チューブ３４側）からの圧力で流路を開放し、下流側（Ｙ型混合器５７の直管部分側）からの圧力で流路を閉じるものである。

次に、図３において７３は制御手段を構成するマイクロコンピュータであり、このマイクロコンピュータ７３の入力には前述した近接スイッチ３８や袋圧力センサ５３、シリンダ圧力センサ４７の出力が接続されている。更に、マイクロコンピュータ７３の入力には冷却シリンダ８の温度を検出する冷却シリンダ温度センサ８１や、これも冷却シリンダ８の温度を検出し、その過冷却状態を捉えるための過冷却センサ８２や、ビータモータ１２に加わるトルクを検出するためのビータモータトルクセンサ８３の出力が接続されている。マイクロコンピュータ７３の入力には、更に本体１のコントロールパネル７４に設けられたオーバーラン調整スイッチ（操作手段を構成する操作スイッチ）７６や、ここでは図示しないが前記保冷庫開閉スイッチ３３、リードスイッチ３７の他、コントロールパネル７４に設けられた冷却スイッチ７７も接続されている。

更に、マイクロコンピュータ７３の出力には前述した冷却装置Ｒのコンプレッサ１８、１８Ａやビータモータ１２、エアーポンプ２７、三方弁５２が接続される他、ここでは図示しないが前記排気電磁弁４８も接続されている。更にまた、マイクロコンピュータ７３の出力には前記コントロールパネル７４に設けられた液晶表示器７８も接続されている。尚、マイクロコンピュータ７３には保冷庫２の庫内２Ａの温度を検出する温度センサも図示しないが接続される。

以上の構成で、次に図４のタイミングチャートを参照しながら動作を説明する。冷菓製造装置ＳＭの図示しない電源プラグが電源に接続されて電源がＯＮされると、マイクロコンピュータ７３は先ずリードスイッチ３７の接点が閉じているか否か判断する。そして、フリーザドア１４が取り付けられて冷却シリンダ８、８の前面開口を閉じており、永久磁石３６がリードスイッチ３７の接点を閉じていれば以後の運転の開始を許容するが、フリーザドア１４が正常に取り付けられておらず、リードスイッチ３７の接点が開いている場合には以後の運転の開始を禁止し、例えば液晶表示器７８で警報を表示する。これにより、フリーザドア１４の取り付けを忘れ、或いは、正常に取り付けない状態で運転が開始されることを防止すると共に、フリーザドア１４の取り付けを使用者に促す。

次に、ミックスの供給から冷菓の製造、冷菓の抽出動作について説明する。尚、ミックス原料袋５は前述の如く袋ケース３１内に収納した状態で保冷庫２の庫内２Ａに納出自在にセットする。その状態で、袋加圧パイプ７、ミックス原料チューブ３４、エアー回路５１、Ｙ型混合器５７も前述した如く接続する。そして、先ず冷却シリンダ８、８にミックスをプリチャージする。

このプリチャージはコントロールパネル７４に設けた図示しないスイッチの操作で行われ、マイクロコンピュータ７３は三方弁５２を袋側に切り換えて吐出パイプ２８と袋加圧パイプ７とを連通し、エアーポンプ２７を運転して袋加圧パイプ７から圧縮空気がミックス原料袋５の外層体２３と袋本体２１との間の密閉空間Ａに送り込む。そして、袋圧力センサ５３が検出する密閉空間Ａ内の空気圧力Ｐｂが所定の上限値Ｐｂ１に達したらエアーポンプ２７を停止する。これにより、袋本体２１に外側から一定の圧力が印加される。外層体２３と袋本体２１との間の密閉空間Ａの容積が拡大することで、袋本体２１内のミックスは出口部材２２からミックス原料チューブ３４へと押し出されていく。袋本体２１が加圧されてミックスがミックス原料チューブ３４に押し出されると、その圧力で逆止弁６１は開く。従って、袋本体２１からミックス原料チューブ３４に押し出されたミックスはそこを通過した後、先端切口から出て第１の入口５７ＡからＹ型混合器５７内に入り、逆止弁６１を通過して直管部に至る。

その後、Ｙ型混合器５７内を流下して逆止弁５４に至る。ミックス原料チューブ３４から押し出されるミックスの圧力で逆止弁５４は開くので、ミックスは当該逆止弁５４を通過し、ミックス入口９から冷却シリンダ８内に流入する。このとき、Ｙ型混合器５７はエアーが抜けるように取り付けておき、冷却シリンダ８内の空気がミックス入口９から出ていくようにすれば、ミックスは冷却シリンダ８内へ円滑に流入していく。

そして、冷却シリンダ８、８に所定量のミックスが貯溜されたら、マイクロコンピュータ７３は三方弁５２を冷却シリンダ側に切り換えて吐出パイプ２８とエアー回路５１とを連通させ、エアーポンプ２７を運転してエアー回路５１を介し、冷却シリンダ８、８内に圧縮空気を送り込む。これにより、冷却シリンダ８内の空気圧力Ｐｃは上限値Ｐｃ１まで上昇すると共に、この送り込まれた空気によって冷却シリンダ８内で製造される冷菓のオーバーランが得られることになる。また、これによってＹ型混合器５７の直管部の圧力が上昇するので、逆止弁６１は閉じる。また、シリンダ圧力センサ４７が検出する冷却シリンダ８内の空気圧力Ｐｃが所定の上限値Ｐｃ１に上昇したらエアーポンプ２７を停止する。このようにして冷却シリンダ８、８に所定量のミックスをプリチャージする。

次に、使用者により冷却スイッチ７７がＯＮ（押す）されると、マイクロコンピュータ７３は前述の如くフリーザドア１４が正常に取り付けられて閉じていることを条件として、冷却装置Ｒのコンプレッサ１８を運転して冷却運転を開始する。コンプレッサ１８が運転されると、凝縮器２０で凝縮された冷媒が図示しない減圧装置を経てシリンダ冷却器１１に供給され、そこで冷却作用を発揮する。マイクロコンピュータ７３は冷却シリンダ温度センサ８１が検出する冷却シリンダ８の温度に基づき、例えば−３℃でコンプレッサ１８及びビータモータ１２を運転し、−５℃で停止する制御を実行する。この場合、マイクロコンピュータ７３はビータモータ１２をコンプレッサ１８の停止から遅延して停止させることで冷菓のオーバーランを促進させる。

冷却シリンダ８内では係るシリンダ冷却器１１の冷却作用によってミックスは冷凍温度（上述した−３℃と−５℃の間の平均−４℃程度）に冷却されると共に、ビータモータ１２によりビータ１０が回転されることで冷却シリンダ８内では半硬化状態の冷菓（ソフトクリーム）が製造されていく。また、コンプレッサ１８Ａも運転され、前述の如く保冷庫冷却器４により保冷庫２の庫内２Ａのミックス原料袋５のミックスは保冷される。以後、販売待機状態となる。

この状態で、使用者が例えばコーン（容器）を取出レバー１５の下方に宛い、取出レバー１５を手前に倒すと近接スイッチ３８がそれを検出するので、マイクロコンピュータ７３はビータ１０を回転させる。また、取出レバー１５が手前に倒されたことで、前述の如くプランジャー１６が上がるので、ビータ１０により図示しない抽出路に冷菓（ソフトクリーム）が押し出され、コーンに抽出されることになる。尚、再び取出レバー１５を起こせば、プランジャー１６が下がって抽出路が閉じられると共に、近接スイッチ３８がそれを検出するので、マイクロコンピュータ７３は抽出が終了したと判断してビータ１０を停止させる。

また、このように冷菓が抽出されることで冷却シリンダ８内の空気圧力は低下するので、逆止弁６１が開く。これにより、袋本体２１内のミックスはミックス原料チューブ３４及びＹ型混合器５７を経て冷却シリンダ８内に流入するので、冷却シリンダ８にはミックスが供給され、補充されることになる。そして、冷菓抽出開始から後述するミックス供給設定時間ＴＳが経過したら、マイクロコンピュータ７３は三方弁５２を冷却シリンダ側に切り換えて吐出パイプ２８とエアー回路５１とを連通させ、エアーポンプ２７を短時間運転してエアー回路５１を介し、冷却シリンダ８内に圧縮空気を送り込む（同様に、冷却シリンダ８内の空気圧力Ｐｃは上限値Ｐｃ１まで上昇すると共に、この送り込まれた空気によって冷却シリンダ８内で製造される冷菓のオーバーランが得られることになる）。これによって、Ｙ型混合器５７の直管部の圧力が上昇するので、逆止弁６１は閉じ、冷却シリンダ８へのミックスの供給（補充）は停止する。

コンプレッサ１８は前述した如く冷却シリンダ８の温度に基づいてマイクロコンピュータ７３により運転制御されている。そして、コンプレッサ１８が停止した時点でマイクロコンピュータ７３は三方弁５２を袋側に所定期間切り換え、且つ、エアーポンプ２７を運転して袋加圧パイプ７を介し、ミックス原料袋５の密閉空間Ａ内に圧縮空気を送り込む。これによって、密閉空間Ａ内の空気圧力Ｐｂは上限値Ｐｂ１まで上昇する。

（１）ミックス供給量ＭＳの算出
係るミックスの流出によって袋本体２１の容積が減るので、密閉空間Ａ内の空気圧力Ｐｂも徐々に低下していくが、この冷菓の抽出時の空気圧力Ｐｂの降下量と袋本体２１から冷却シリンダ８に供給されたミックスの量（即ち、ミックス供給量）との関係は、ミックス原料袋５の袋本体２１内のミックス残量の一次関数で表される。この関係を図５に示す。図５の横軸は袋本体２１内のミックス残量であり、縦軸は袋本体２１から冷却シリンダ８に供給されたミックス供給量を空気圧力Ｐｂの降下量（即ち、圧力降下）で除した値、即ち、ミックス供給量／圧力降下で表される比率である。

この関係に関するデータはマイクロコンピュータ７３に予め書き込まれている。また、ミックス原料袋５の袋本体２１内のミックス残量の初期値データも予めマイクロコンピュータ７３に書き込まれている。そして、マイクロコンピュータ７３は前述の如く冷菓の抽出が行われる場合、袋圧力センサ５３の出力に基づき、袋本体２１からのミックス供給が開始される時（冷菓の抽出開始時）の空気圧力とミックス供給が終了した時（ミックス供給設定時間経過時点）の空気圧力の差から圧力降下を算出する。次に、ミックス供給開始時に保有しているミックス残量のデータより得られるミックス供給開始時のミックス残量に対応する前記比率と算出された圧力降下から、当該冷菓の抽出時に冷却シリンダ８に供給されたミックス供給量ＭＳを算出する。

（２）ミックス残量ＭＲの算出
次に、マイクロコンピュータ７３は算出されたミックス供給量ＭＳを現在保持しているミックス残量から減算することで、冷菓抽出後のミックス残量ＭＲを算出し、保持しているミックス残量のデータを書き換える。マイクロコンピュータ７３はこのミックス残量のデータに基づき、液晶表示器７８で現在のミックス原料袋５内のミックス残量ＭＲを数値で表示する。尚、係る液晶表示に限らず、点灯するランプや音で出力してもよい。その際、ミックス残量が所定値に低下した段階でランプを点灯し、或いは、音を発生させてもよく、ミックス残量に応じて点灯するランプ数を段階的に減少させたり、発生する音の数を変えても良い。使用者は係るミックス残量の出力によってミックス原料袋５内のミックスの残量を的確に認識でき、売り切れを事前に把握できる。従って、ミックス原料袋５の交換作業も迅速に行えるようになる。

尚、ミックス原料袋５内のミックスが空となり、交換するために袋加圧パイプ７が連通口部材２４から外されると、袋圧力センサ５３が検出する空気圧力Ｐｂも略大気圧まで低下する。マイクロコンピュータ７３は空気圧力Ｐｂが上述の如く低下した場合、ミックス原料袋５が交換されたものと判断して保持している前記ミックス残量を前述した初期値にリセットする。これにより、交換後も支障無くミックス供給量を算出できるようになる。

（３−１）冷菓抽出量ＳＤの算出１
一方、冷却シリンダ８から冷菓が抽出されることで、冷却シリンダ８内の空気圧力Ｐｃも徐々に低下していくが、この冷菓抽出時の冷却シリンダ８からの冷菓の抽出速度は、空気圧力Ｐｃの降下速度の一次関数で表される。この関係を図６に示す。図６の横軸は冷却シリンダ８内の空気圧力Ｐｃの降下速度（所定時間（１秒間）当たりの圧力降下）であり、縦軸は冷却シリンダ８からの冷菓の抽出速度（所定時間（１秒間）当たりの抽出量）である。

この関係に関するデータもマイクロコンピュータ７３に予め書き込まれている。そして、マイクロコンピュータ７３は前述の如く冷菓の抽出が行われたとき、シリンダ圧力センサ４７の出力に基づき、空気圧力Ｐｃの降下速度から抽出速度を算出する。次に、そのときの抽出時間（抽出に要した時間。即ち、近接スイッチ３８で検出される取出レバー１５を倒している時間）を算出された抽出速度に乗算することで、係る冷菓の抽出時における冷菓抽出量ＳＤを算出する。

（３−２）冷菓抽出量ＳＤの算出２
尚、上述では冷却シリンダ８内の空気圧力Ｐｃの降下速度と冷菓の抽出速度との関係から冷菓抽出量ＳＤを算出したが、それに限らず、冷菓の抽出開始から終了までの間の空気圧力Ｐｃの変化量から冷菓抽出量ＳＤそのものを算出することも可能である。即ち、機器構成によっては、図７に示す如く冷菓抽出時の冷却シリンダ８からの冷菓の抽出量を、空気圧力Ｐｃの変化量（降下幅）の一次関数で表すことも可能であるからである。そして、そのような関係から算出すれば、前述した計算よりも簡易に冷菓抽出量を算出できる。但し、前述の如く圧力の降下速度と抽出速度の関係を用いた方が、前述した逆止弁の介在などの機器構成に起因する誤差を無視できるようになると云う利点がある。

（４−１）ミックス供給設定時間ＴＳの決定１
次に、マイクロコンピュータ７３は算出された冷菓抽出量ＳＤと、前述した如く算出されたミックス供給量ＭＳとに基づき、次回のミックス供給設定時間ＴＳを決定して書き換える。この場合、例えばマイクロコンピュータ７３は今回の冷菓抽出時の冷菓抽出量ＳＤよりミックス供給量ＭＳが少なかった場合、次回のミックス供給設定時間ＴＳを延長し、逆にミックス供給量ＭＳの方が多かった場合、次回のミックス供給設定時間ＴＳを短縮する。

ここで、冷菓抽出量ＳＤよりもミックス供給量ＭＳが少ないと冷却シリンダ８内で製造される冷菓のオーバーランは上がる。逆に、ミックス供給量ＭＳが多いとオーバーランは下がるが、マイクロコンピュータ７３は上述の如く冷菓抽出時における冷菓抽出量ＳＤ（実際にはオーバーランがあるため、冷菓中のミックスに相当する量。以下、同じ）とミックス供給量ＭＳを一致させるように制御することで、冷却シリンダ８内で製造される冷菓のオーバーランを一定に保つ。

（４−２）ミックス供給設定時間ＴＳの決定２
尚、上述では今回の冷菓抽出量ＳＤとミックス供給量ＭＳから次回のミックス供給設定時間ＴＳを決定したが、図４に示すようにミックス供給設定時間は冷菓抽出終了後に満了するので、冷菓抽出が終了した時点（取出レバー１５を起こした時点）で算出された冷菓抽出量ＳＤに基づき、当該冷菓抽出量ＳＤとミックス供給量ＭＳとが一致するようにそのときのミックス供給設定時間ＴＳを決定してもよい。

その場合は、降下していく密閉空間Ａ内の空気圧力Ｐｂから逐次その時点におけるミックス供給量を算出し、当該供給量の増加の状況に基づき、トータルのミックス供給量ＭＳが冷菓抽出量ＳＤに到達するミックス供給設定時間ＴＳを決定することになる。係る構成とすれば、制御プログラムが煩雑となるものの、より正確なミックス供給が可能となる。

（５−１）オーバーランの調整１
ここで、冷菓のオーバーランはオーバーラン調整スイッチ７６を操作することにより、使用者の好みに合わせて調整することができる。この場合、マイクロコンピュータ７３は、オーバーラン調整スイッチ７６によりオーバーランを上げる操作が成された場合、前述したミックス供給設定時間ＴＳが冷菓抽出量ＳＤとミックス供給量ＭＳとが一致する時間よりも短くなるように補正設定する。これにより、冷菓抽出量ＳＤに対してミックス供給量ＭＳが少なくなるので、冷菓のオーバーランは上がることになる。

逆に、オーバーラン調整スイッチ７６によりオーバーランを下げる操作が成された場合、マイクロコンピュータ７３はミックス供給設定時間ＴＳが冷菓抽出量ＳＤとミックス供給量ＭＳとが一致する時間よりも長くなるように補正設定する。これにより、冷菓抽出量ＳＤに対してミックス供給量ＭＳが多くなるので、冷菓のオーバーランは下がることになる。

（５−２）オーバーランの調整２
尚、ミックス供給設定時間ＴＳによって冷菓のオーバーランを調整する方法としては上記の他に、マイクロコンピュータ７３によるミックス供給量ＭＳの算出値が実際の供給量と異なるように補正設定することでも可能である。その場合は、オーバーラン調整スイッチ７６によりオーバーランを上げる操作が成されると、マイクロコンピュータ７３によるミックス供給量ＭＳの算出値が実際の供給量よりも多くなる方向で補正される。それにより、ミックス供給設定時間ＴＳは実際の供給量に対応する時間よりも短くなる方向で補正されるので、オーバーランは上がることになる。

逆に、オーバーラン調整スイッチ７６によりオーバーランを下げる操作が成されると、マイクロコンピュータ７３によるミックス供給量ＭＳの算出値が実際の供給量よりも少なくなる方向で補正される。それにより、ミックス供給設定時間ＴＳは実際の供給量に対応する時間よりも長くなる方向で補正されるので、オーバーランは下がることになる。

（５−３）オーバーランの調整３
また、冷菓のオーバーランを調整する方法としては上記ミックス供給時間ＴＳを補正する代わりに、ビータモータ１２がコンプレッサ１８よりも遅れて停止する遅延時間を変更する方法もある。その場合、マイクロコンピュータ７３はオーバーラン調整スイッチ７６によりオーバーランを上げる操作が成されると、コンプレッサ１８が停止してからビータモータ１２が停止するまでの遅延時間を延長する。これにより、冷却シリンダ８内の冷菓は冷却終了後比較的長い時間ビータ１０により撹拌されることになるので、それに含まれる空気量が増大し、オーバーランは上がることになる。

逆に、オーバーラン調整スイッチ７６によりオーバーランを下げる操作が成されると、マイクロコンピュータ７３はコンプレッサ１８が停止してからビータモータ１２が停止するまでの遅延時間を短縮する。これにより、冷却シリンダ８内の冷菓が冷却終了後にビータ１０により撹拌される時間が短くなるので、それに含まれる空気量が減少し、オーバーランは下がることになる。これらにより、使用者の好みに合わせた冷菓のオーバーランが容易且つ的確に得られることになる。

（６）ミックス供給量の自動補正
ここで、マイクロコンピュータ７３は上述した如く冷菓抽出量ＳＤとミックス供給量ＭＳに基づくミックス供給制御を行うものであるが、算出にはどうしても多少の誤差が発生する。係る誤差が長期間に渡って蓄積されていくと、状況によっては冷却シリンダ８内においてミックス不足が発生する場合がある。このようなミックス不足が発生すると、冷却シリンダ８は過冷却される状況となるので、冷却シリンダ８の温度は異常に低下していく。

そこで、マイクロコンピュータ７３は過冷却センサ８２の出力に基づき、冷却シリンダ８の温度が所定の値（異常低温度）まで低下した場合は、ミックス供給設定時間ＴＳが冷菓抽出量ＳＤとミックス供給量ＭＳとが一致する時間よりも長くなるように補正設定する。これにより、ミックス供給量ＭＳが増大されるので（オーバーランは下がる方向）、冷却シリンダ８内のミックス不足は解消されることになる。

逆に、冷却シリンダ８内のミックスが過剰に多い状況となった場合は、ビータ１０が撹拌に要する力が増大することになるので、ビータモータ１２に加わるトルクは異常に上昇していくことになる。

そこで、マイクロコンピュータ７３はビータモータトルクセンサ８３の出力に基づき、ビータモータ１２に加わるトルクが所定の高い値（異常高トルク）まで上昇した場合は、ミックス供給設定時間ＴＳが冷菓抽出量ＳＤとミックス供給量ＭＳとが一致する時間よりも短くなるように補正設定する。これにより、ミックス供給量ＭＳが減少するので（オーバーランは上がる方向）、冷却シリンダ８内のミックス過多は解消されることになる。

（７）抽出間隔によるミックス供給設定時間ＴＳの変更
また、冷却シリンダ８から冷菓が頻繁に抽出されると、前述の如くミックス原料袋５の袋本体２１からミックスを供給する制御を行っていても、ミックスの供給が間に合わなくなる場合がある。そこで、マイクロコンピュータ７３は冷菓の抽出間隔によってミックス供給設定時間ＴＳを変更する。図８に係る制御のフローチャートを示す。

即ち、マイクロコンピュータ７３は図８のステップＳ１で最初の抽出が行われたものとすると、ステップＳ２では前述の（４−１）又は（４−２）で決定された通常のミックス供給設定時間ＴＳで運転を行い、冷却シリンダ８にミックスを供給する。尚、この抽出が終了し、ミックスが供給が終了した時点で次回のミックス供給設定時間ＴＳ（これをミックス供給設定２とする）が前述の如く決定される。次に、ステップＳ３で次回の抽出が行われると、マイクロコンピュータ７３はステップＳ４で前回（最初）の抽出から今回の抽出までの間隔が例えば４０秒（所定の短い時間）以内か否か判断し、４０秒より長い間隔が開いていたら、ステップＳ５で前記ミックス供給設定２で運転し、ミックスを供給する。これは前述した通常の制御である。

一方、ステップＳ４で抽出間隔が４０秒以内であった場合、マイクロコンピュータ７３はステップＳ６に進んで連続抽出ミックス供給設定時間ＴＳＣで運転する。この連続抽出ミックス供給設定時間ＴＳＣは通常よりも長い時間を決定し、予めマイクロコンピュータ７３に書き込んでおく。これにより、抽出間隔が短い場合には上述した通常の制御よりも多い量のミックスが供給されるようになり、連続して冷菓が抽出される場合に発生するミックスの供給不足を解消することができるようになる。

（８）加熱殺菌
次に、閉店時には冷却シリンダ８内の冷菓を解凍・殺菌する加熱殺菌が行う。使用者がコントロールパネル７４に設けられた図示しない加熱殺菌スイッチを操作すると、マイクロコンピュータ７３は冷却装置Ｒのコンプレッサ１８を運転し、且つ、四方弁１９を切り換えて加熱殺菌運転を開始する。この加熱殺菌運転では、コンプレッサ１８から吐出された高温のガス冷媒が前記凝縮器２０や減圧装置を介さずに直接シリンダ冷却器１１に供給される。これにより、冷却シリンダ８は加熱されて内部の冷菓（ミックス）は解凍され、殺菌されることになる。

この加熱殺菌運転は冷却シリンダ８を所定の加熱殺菌温度で所定時間保持することで終了し、マイクロコンピュータ７３は以後冷却装置Ｒによる保冷運転に入る。この保冷運転ではシリンダ冷却器１１によって冷却シリンダ８は所定の冷蔵温度に保冷される。

ここで、係る加熱殺菌運転時に冷却シリンダ８内に冷菓（ミックス）が無い場合は、冷却シリンダ８は空焚き状態となってしまう。図９は係る加熱殺菌運転開始時における冷却シリンダ８の温度上昇の様子を示している。この図においてＬ１は冷却シリンダ８内に所定量の冷菓（ミックス）が存在しているときの温度上昇の様子を示し、Ｌ２は冷菓（ミックス）が無い場合の温度上昇の様子を示している。この図からも明らかなように、冷却シリンダ８内に冷菓（ミックス）が無い場合には、温度上昇率は急峻となる。

そこで、マイクロコンピュータ７３は冷却シリンダ温度センサ８１の出力に基づき、係る加熱殺菌運転開始時の冷却シリンダ８の温度上昇率が所定の値より急峻となった場合、コンプレッサ１８を停止して加熱殺菌運転を中止する。これにより、冷却シリンダ８の空焚きを未然に回避することができるようになる。

尚、上記実施例では袋本体２１と外層体２３を備えた密閉空間Ａを構成可能なミックス原料袋５を用いたが、それに限らず、可撓性の袋本体を加圧チャンバーなどに収容し、エアーポンプ２７により加圧チャンバーに圧縮空気を供給して袋本体２１内からミックスを押し出すようにしてもよい。但し、実施例のようなミックス原料袋５を用い、袋加圧通路７により、エアーポンプ２７にて生成された圧縮空気をミックス原料袋５の外層体２３と袋本体２１との間の密閉空間Ａに供給すると共に、袋圧力センサ５３が、密閉空間Ａ内の空気圧力を検出するようにすれば、ミックス原料袋５自体に圧縮空気による袋本体２１からのミックスの押し出し機能を持たせることができるようになり、機器構成の簡素化と取扱及び管理の容易化を実現することが可能となる。

本発明を適用した実施例の冷菓製造装置の一部縦断斜視図である。 図１の冷菓製造装置のミックス供給に関する構成図である。 図１の冷菓製造装置の電気回路のブロック図である。 図１の冷菓製造装置の動作を説明するタイミングチャートである。 図１の冷菓製造装置の袋本体内のミックス残量とミックス供給量／密閉空間の空気圧力の降下量の関係を示す図である。 図１の冷菓製造装置の冷却シリンダ内の空気圧力の降下速度と冷菓抽出速度の関係を示す図である。 図１の冷菓製造装置の冷却シリンダ内の空気圧力の変化量と冷菓抽出量の関係を示す図である。 図３のマイクロコンピュータの抽出間隔によるミックス供給設定時間の変更に関するプログラムのフローチャートである。 図１の冷菓製造装置の加熱殺菌運転開始時の冷却シリンダの温度上昇の様子を示す図である。

符号の説明

Ａ 密閉空間
ＳＭ 冷菓製造装置
１ 本体
２ 保冷庫
２Ａ 庫内
３ 断熱扉
５ ミックス原料袋
７ 袋加圧パイプ（袋加圧通路）
８ 冷却シリンダ
９ ミックス入口
２１ 袋本体
２３ 外層体
２７ エアーポンプ（空気圧縮装置）
３４ ミックス原料チューブ（ミックス供給通路）
４７ シリンダ圧力センサ
５１ エアー回路
５２ 三方弁
５３ 袋圧力センサ
５４、５６、６１ 逆止弁
５７ Ｙ型混合器
７３ マイクロコンピュータ（制御手段）

Claims (2)

1. ミックスを撹拌しながら冷却することにより冷菓を製造する冷却シリンダと、
   ミックスが収納された可撓性を有する袋本体、及び、該袋本体の外側に設けられて当該袋本体との間に密閉空間を形成可能とされた可撓性を有する外層体とから成るミックス原料袋を保冷する保冷庫と、
   空気圧縮装置と、
   前記ミックス原料袋の袋本体から前記冷却シリンダにミックスを供給するためのミックス供給通路と、
   前記空気圧縮装置にて生成された圧縮空気を前記ミックス原料袋の外層体と袋本体との間に供給するための袋加圧通路と、
   前記圧縮空気を前記冷却シリンダ内に供給するための空気供給通路と、
   前記ミックス原料袋の外層体と袋本体との間の密閉空間内の空気圧力を検出するための袋圧力検出手段と、
   前記冷却シリンダ内の空気圧力を検出するためのシリンダ圧力検出手段と、
   前記空気圧縮装置を制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記シリンダ圧力検出手段の出力に基づいて前記冷却シリンダからの冷菓抽出量を算出し、前記袋圧力検出手段の出力に基づいて前記袋本体から前記冷却シリンダへのミックス供給量を算出し、これら算出された冷菓抽出量とミックス供給量とに基づいて前記冷却シリンダへのミックスの供給を制御すると共に、
   前記冷却シリンダからの冷菓の抽出間隔に応じて、前記冷却シリンダに供給するミックスの量を調整することを特徴とする冷菓製造装置。
2. 前記制御手段は、前記冷却シリンダからの冷菓の抽出間隔が所定時間以内の場合、前記冷却シリンダに供給するミックスの量を増大させることを特徴とする請求項１の冷菓製造装置。

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