JP4509616B2 - アイスクリーム製造機及びその制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、アイスクリーム材料を攪拌容器内に投入して冷凍庫内に入れておくだけで自動的に高品質のアイスクリームが製造できるようにしたアイスクリーム製造機及びその制御方法に関するものである。
アイスクリームは牛乳等の乳製品を主原料として糖類、香料等を加えたアイスクリーム材料を冷凍環境下で凍結させる際に、攪拌により空気を含ませるオーバーラン操作を行うことにより、口当たりが滑らかで刺激の少ないアイスクリーム特有の冷たさが得られる。業務用のアイスクリーム製造機においては、アイスクリーム材料を装置内に投入することにより、冷凍機で冷却された環境下でアイスクリーム材料は攪拌され、オーバーラン操作が自動的になされる。
家庭でもアイスクリームを製造したい要求があり、冷却機能や冷凍庫の低温環境を利用してアイスクリーム材料を凍結させながらモータにより攪拌羽根を回転駆動して凍結するアイスクリーム材料を攪拌するものなどが知られている。品質の良いアイスクリームを製造するためには、凍結させるアイスクリーム材料を攪拌する攪拌機構及び攪拌制御が重要な要素となる。このアイスクリーム製造装置における攪拌機構及び攪拌制御の従来技術（１）〜（１０）について以下に説明する。
（１）本願発明と同様に電池を駆動電源として動作し、冷凍庫の低温環境を利用してアイスクリームを製造する従来技術として、充電池を動力源として回転駆動される攪拌体を備えた容器内にアイスクリーム材料を投入して、これを冷凍庫内に収納してアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機が知られている（特許文献１参照）。このアイスクリーム製造機は、図１０に示すように、電池５６を電源として回転するモータ５５により攪拌体５４を回転駆動し、容器５１内に収容したアイスクリーム材料を攪拌できるように構成されている。このアイスクリーム製造機は、家庭用冷凍庫に収納できる形状寸法に形成されており、電池５６を電源として動作するので、容器５１内にアイスクリーム材料を投入したアイスクリーム製造機を冷凍庫に入れておくと、アイスクリームが自動的に製造される。このアイスクリーム製造機には制御回路が設けられており、モータ５５の電流又はモータ巻線の温度を検出することにより、モータ５５の負荷状態、即ちアイスクリーム材料が凍結して粘度が増加した状態を検知し、所定の粘度になったとき、アイスクリームが出来上がったとしてモータ５５の回転を停止させる。
（２）上記従来技術（１）のようにモータの負荷変化から攪拌物の粘度変化を検出し、所定粘度に達したときモータを停止させる制御方法を採用した攪拌装置が知られている（特許文献２参照）。この攪拌装置では、攪拌物に接する回転体と、回転体に対向する非回転部材とに位置検出手段が配設され、回転体が回転して非回転部材に対峙したときに回転検出信号が発生することを利用して回転体の回転速度を検知し、攪拌物の粘度が増加したことによる回転体の回転が低下し、回転速度が所定値低下になったときモータを停止する制御を行っている。
（３）攪拌羽根の構造に特徴を有する従来技術として、本体上に着脱自在に設けられた容器内に突出する回転軸に装着される攪拌羽根を円板形状に形成し、一方面は平面に、他方面には複数のリブを突設し、両面を使途に応じて使い分ける調理器具が知られている（特許文献３参照）。この調理器具によりアイスクリーム材料の泡立てをするときには平面を上にし、アイスクリームをシェイクするときにはリブ突設面を上にして攪拌羽根を回転軸に装着して回転させる。リブは回転方向に一端部が高くなるように形成されているのでアイスクリームを削る作用がなされて効果的な攪拌がなされる。この調理器具は、これ自体にアイスクリームを製造する能力はなく、製造するアイスクリーム材料を泡立てたり、出来上がったアイスクリームを攪拌する用途に用いられる。
（４）また、本体上に冷却装置を設けた冷却タンクに投入したアイスクリーム材料を冷却装置により氷結させながら攪拌羽根によって攪拌してアイスクリームを製造するアイスクリーマが知られている（特許文献４参照）。前記攪拌羽根は２つの羽根体を有し、第１の羽根体によって冷却タンクの内壁面に氷結するアイスクリーム材料を掻き落とし、第２の羽根体によって攪拌する。この第２の羽根体は、回転方向に向かって水平方向からの傾斜角度が１０〜３０度に前上がりに形成されているので、アイスクリーム材料と空気との混合率が適切に得られる。
（５）上記従来技術（４）のような冷凍機能を備えたアイスクリーマにおけるアイスクリーム材料の生地作りと、出来上がりを検出するための制御機能を設けたアイスクリーム製造機が知られている（特許文献５参照）。このアイスクリーム製造機は、冷凍機能に加えてヒータ、温度センサ、タイマを備え、生地作りにおいてアイスクリーム材料を攪拌しながら温度センサで温度を監視しつつヒータによって加熱し、所定時間経過後に加熱を停止して冷凍を開始する。所定の混練時間は攪拌羽根を高速回転させ、混練時間終了後は攪拌羽根を低速回転させる。所定時間の経過がタイマによって検出されたとき出来上がり報知がなされる。
（６）上記従来技術（４）（５）と同様に冷凍機能を備えたアイスクリーム製造機にアイスクリームを製造する制御装置を設けたものが知られている（特許文献６参照）。前記制御装置は、アイスクリーム材料の温度を検出する温度検出器と、攪拌羽根の回転数をカウントする回転数カウンタと、カウントされた回転数が予め設定された所定回転数になったときアイスクリーム製造機の動作を停止する回転数比較器とを備えている。このアイスクリーム製造機においては、攪拌羽根によってアイスクリーム材料を攪拌すると共に容器を冷却し、温度検出器によって検出されたアイスクリーム材料の温度が所定温度になったときからの攪拌羽根の回転数を回転数カウンタによってカウントする。回転数比較器は回転数のカウントが所定カウント数になったとき、アイスクリームが出来上がったとしてアイスクリーム製造機の動作を停止する。
（７）上記従来技術（４）〜（６）のように冷凍機能をアイスクリーム製造のためだけに設けるのはコストアップや大型化した装置となるため、これを解決すべく開発された冷凍庫にアイスクリーム製造の機能を設けたアイスクリーマ付き冷凍庫の制御装置が知られている（特許文献７参照）。アイスクリーム材料を収容した容器を冷凍庫内の蓄冷剤容器上にセットし、容器内に攪拌羽根を挿入して製造開始させると、制御装置は、アイスクリーム材料を所定時間予冷却した後、攪拌羽根を所定時間回転させてクリーミングし、所定時間の過冷却によりアイスクリームを製造する。
（８）また、冷凍機能でなく蓄冷剤を装着した蓄冷容器にモータ及び制御部と攪拌羽根とを備えた駆動体部を着脱可能に設け、冷凍庫で蓄冷した蓄冷容器に冷菓材料を投入し、駆動体部を装着して攪拌羽根をモータにより回転駆動してアイスクリームなどの冷菓を製造する冷菓製造装置が知られている（特許文献８参照）。この冷菓製造装置は、温度検出部により攪拌中の冷菓材料の温度を検出して冷菓の軟らかさを判断して攪拌羽根の回転を制御する。前記攪拌羽根は、冷菓材料を投入する内ケースの内壁面から氷結した冷菓材料を掻き落とす掻取片と、その内側に立設されて冷菓材料を攪拌する攪拌片とを備えて構成されている。
（９）店舗などに設置される業務用の冷菓製造装置においては、冷菓材料を入れた容器を冷却機で冷却しながら攪拌機で攪拌すると共に、冷菓の温度と粘度とを検出し、検出値を所定の基準値とを比較して得られる出力により冷却機及び攪拌機を制御する冷菓製造装置が知られている（特許文献９参照）。この冷菓製造装置においては、温度及び粘度の検出値と基準値との組み合わせを複数に設けることにより、複数種類の冷菓に対応して攪拌羽根の回転及び冷却動作のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことができる。
（１０）また、業務用の冷菓ミックスの加熱殺菌装置において冷菓を加熱殺菌するための攪拌制御方法が開示されている（特許文献１０参照）。この装置は製造装置から回収した低温で粘度が非常に高い冷菓ミックスを再利用するために、加熱により溶解させ、攪拌して局所的な加熱がなされないようにしながら加熱殺菌する。加熱殺菌の工程では加熱により粘度が低下した冷菓ミックスを間欠的な攪拌により過度な攪拌による泡立ちを防止し、殺菌後の冷却保冷工程においても攪拌羽根を間欠回転させて過度の泡立ちを防止する攪拌制御がなされている。
特開平０１−１７９６５３号公報（第１〜２頁、図１）
実開平０２−０５２５８６号公報（第１頁、図２）
特開平０１−２０７０１９号公報（第２〜３頁、図１）
特開昭５６−０５５１５７号公報（第１〜２頁、図２）
特開平０１−１９１６４９号公報（第２〜３頁、図２）
特開平０２−１８６９４５号公報（第２〜３頁、図２）
特開平０２−２１１８２９号公報（第２〜３頁、図１）
特開平０５−２５２８７４号公報（第２〜３頁、図１）
特開平０５−１４６２５６号公報（第２〜３頁、図１）
特開平０６−１５３８０８号公報（第３〜６頁、図８）
（１）本願発明と同様に電池を駆動電源として動作し、冷凍庫の低温環境を利用してアイスクリームを製造する従来技術として、充電池を動力源として回転駆動される攪拌体を備えた容器内にアイスクリーム材料を投入して、これを冷凍庫内に収納してアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機が知られている（特許文献１参照）。このアイスクリーム製造機は、図１０に示すように、電池５６を電源として回転するモータ５５により攪拌体５４を回転駆動し、容器５１内に収容したアイスクリーム材料を攪拌できるように構成されている。このアイスクリーム製造機は、家庭用冷凍庫に収納できる形状寸法に形成されており、電池５６を電源として動作するので、容器５１内にアイスクリーム材料を投入したアイスクリーム製造機を冷凍庫に入れておくと、アイスクリームが自動的に製造される。このアイスクリーム製造機には制御回路が設けられており、モータ５５の電流又はモータ巻線の温度を検出することにより、モータ５５の負荷状態、即ちアイスクリーム材料が凍結して粘度が増加した状態を検知し、所定の粘度になったとき、アイスクリームが出来上がったとしてモータ５５の回転を停止させる。
（２）上記従来技術（１）のようにモータの負荷変化から攪拌物の粘度変化を検出し、所定粘度に達したときモータを停止させる制御方法を採用した攪拌装置が知られている（特許文献２参照）。この攪拌装置では、攪拌物に接する回転体と、回転体に対向する非回転部材とに位置検出手段が配設され、回転体が回転して非回転部材に対峙したときに回転検出信号が発生することを利用して回転体の回転速度を検知し、攪拌物の粘度が増加したことによる回転体の回転が低下し、回転速度が所定値低下になったときモータを停止する制御を行っている。
（３）攪拌羽根の構造に特徴を有する従来技術として、本体上に着脱自在に設けられた容器内に突出する回転軸に装着される攪拌羽根を円板形状に形成し、一方面は平面に、他方面には複数のリブを突設し、両面を使途に応じて使い分ける調理器具が知られている（特許文献３参照）。この調理器具によりアイスクリーム材料の泡立てをするときには平面を上にし、アイスクリームをシェイクするときにはリブ突設面を上にして攪拌羽根を回転軸に装着して回転させる。リブは回転方向に一端部が高くなるように形成されているのでアイスクリームを削る作用がなされて効果的な攪拌がなされる。この調理器具は、これ自体にアイスクリームを製造する能力はなく、製造するアイスクリーム材料を泡立てたり、出来上がったアイスクリームを攪拌する用途に用いられる。
（４）また、本体上に冷却装置を設けた冷却タンクに投入したアイスクリーム材料を冷却装置により氷結させながら攪拌羽根によって攪拌してアイスクリームを製造するアイスクリーマが知られている（特許文献４参照）。前記攪拌羽根は２つの羽根体を有し、第１の羽根体によって冷却タンクの内壁面に氷結するアイスクリーム材料を掻き落とし、第２の羽根体によって攪拌する。この第２の羽根体は、回転方向に向かって水平方向からの傾斜角度が１０〜３０度に前上がりに形成されているので、アイスクリーム材料と空気との混合率が適切に得られる。
（５）上記従来技術（４）のような冷凍機能を備えたアイスクリーマにおけるアイスクリーム材料の生地作りと、出来上がりを検出するための制御機能を設けたアイスクリーム製造機が知られている（特許文献５参照）。このアイスクリーム製造機は、冷凍機能に加えてヒータ、温度センサ、タイマを備え、生地作りにおいてアイスクリーム材料を攪拌しながら温度センサで温度を監視しつつヒータによって加熱し、所定時間経過後に加熱を停止して冷凍を開始する。所定の混練時間は攪拌羽根を高速回転させ、混練時間終了後は攪拌羽根を低速回転させる。所定時間の経過がタイマによって検出されたとき出来上がり報知がなされる。
（６）上記従来技術（４）（５）と同様に冷凍機能を備えたアイスクリーム製造機にアイスクリームを製造する制御装置を設けたものが知られている（特許文献６参照）。前記制御装置は、アイスクリーム材料の温度を検出する温度検出器と、攪拌羽根の回転数をカウントする回転数カウンタと、カウントされた回転数が予め設定された所定回転数になったときアイスクリーム製造機の動作を停止する回転数比較器とを備えている。このアイスクリーム製造機においては、攪拌羽根によってアイスクリーム材料を攪拌すると共に容器を冷却し、温度検出器によって検出されたアイスクリーム材料の温度が所定温度になったときからの攪拌羽根の回転数を回転数カウンタによってカウントする。回転数比較器は回転数のカウントが所定カウント数になったとき、アイスクリームが出来上がったとしてアイスクリーム製造機の動作を停止する。
（７）上記従来技術（４）〜（６）のように冷凍機能をアイスクリーム製造のためだけに設けるのはコストアップや大型化した装置となるため、これを解決すべく開発された冷凍庫にアイスクリーム製造の機能を設けたアイスクリーマ付き冷凍庫の制御装置が知られている（特許文献７参照）。アイスクリーム材料を収容した容器を冷凍庫内の蓄冷剤容器上にセットし、容器内に攪拌羽根を挿入して製造開始させると、制御装置は、アイスクリーム材料を所定時間予冷却した後、攪拌羽根を所定時間回転させてクリーミングし、所定時間の過冷却によりアイスクリームを製造する。
（８）また、冷凍機能でなく蓄冷剤を装着した蓄冷容器にモータ及び制御部と攪拌羽根とを備えた駆動体部を着脱可能に設け、冷凍庫で蓄冷した蓄冷容器に冷菓材料を投入し、駆動体部を装着して攪拌羽根をモータにより回転駆動してアイスクリームなどの冷菓を製造する冷菓製造装置が知られている（特許文献８参照）。この冷菓製造装置は、温度検出部により攪拌中の冷菓材料の温度を検出して冷菓の軟らかさを判断して攪拌羽根の回転を制御する。前記攪拌羽根は、冷菓材料を投入する内ケースの内壁面から氷結した冷菓材料を掻き落とす掻取片と、その内側に立設されて冷菓材料を攪拌する攪拌片とを備えて構成されている。
（９）店舗などに設置される業務用の冷菓製造装置においては、冷菓材料を入れた容器を冷却機で冷却しながら攪拌機で攪拌すると共に、冷菓の温度と粘度とを検出し、検出値を所定の基準値とを比較して得られる出力により冷却機及び攪拌機を制御する冷菓製造装置が知られている（特許文献９参照）。この冷菓製造装置においては、温度及び粘度の検出値と基準値との組み合わせを複数に設けることにより、複数種類の冷菓に対応して攪拌羽根の回転及び冷却動作のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことができる。
（１０）また、業務用の冷菓ミックスの加熱殺菌装置において冷菓を加熱殺菌するための攪拌制御方法が開示されている（特許文献１０参照）。この装置は製造装置から回収した低温で粘度が非常に高い冷菓ミックスを再利用するために、加熱により溶解させ、攪拌して局所的な加熱がなされないようにしながら加熱殺菌する。加熱殺菌の工程では加熱により粘度が低下した冷菓ミックスを間欠的な攪拌により過度な攪拌による泡立ちを防止し、殺菌後の冷却保冷工程においても攪拌羽根を間欠回転させて過度の泡立ちを防止する攪拌制御がなされている。
アイスクリームを製造するには、アイスクリーム材料を冷却しながら攪拌する必要があり、アイスクリーム材料を収容した容器を外部から冷却するために、従来技術（４）（５）（６）ではアイスクリーム製造機に冷凍機能を具備するように構成しているが、家庭用のアイスクリーム製造機とするにはコスト高、大型化する問題点があった。この問題を解決するために、従来技術（８）においては、容器の外面に蓄冷剤を備えた蓄冷容器とし、蓄冷容器を冷凍庫で冷却し、それにアイスクリーム材料を投入して攪拌する構成がなされているが、攪拌時間が長くなると蓄冷容器による冷却効果が低下する課題があった。従来技術（７）では冷凍庫にアイスクリーム製造の機能を設けているが、冷凍庫にアイスクリーム製造のための占有スペースが必要となるため、頻繁にアイスクリームを製造する機会がない場合には冷凍庫は徒に大型化する課題があった。
また、アイスクリーム製造機における攪拌羽根は、攪拌容器内に収容されたアイスクリーム材料の全てを攪拌でき、特に凍結が始まる攪拌容器の内壁面に接するアイスクリーム材料を掻き落として攪拌できるようにするため、攪拌容器の内面に近接した状態で回転させる必要がある。従来技術（４）（５）（８）の構成における攪拌羽根は前記要件を満たす形状に形成されている。しかし、攪拌羽根を容器の内壁面に近接させて回転させると、何らかの固形物が攪拌容器と攪拌羽根との間に挟まると、アイスクリーム材料が固まっていないのに攪拌羽根が回転できなくなることがある。このような状態を防ぐために、攪拌羽根が上下移動できるように構成し、固形物が挟まったときに上下移動することにより挟まった固形物を回避するものが知られている。ところが、上下移動できるように構成すると、自重で攪拌容器の底に近接した状態になっている攪拌羽根は回転に伴って浮き上がりやすくなり、特に冷却される攪拌容器に接する部分から凍結が始まって粘度が高くなるアイスクリーム材料の抵抗によってより浮き上がりが生じやすくなり、攪拌容器の底面側のアイスクリーム材料が攪拌できなくなる問題があった。
また、従来技術（１）（５）（６）の構成において開示されている攪拌羽根は、アイスクリーム材料に正対する羽根で攪拌するため、攪拌抵抗が大きく全体をムラなく攪拌することが困難である。一方、従来技術（３）に開示されている攪拌羽根は、出来上がったアイスクリームをシェイクするには好適と考えられるが、液状のアイスクリーム材料をアイスクリームに仕上るまで攪拌する用途には適したものとはいえない。また、従来技術（４）の構成に開示された攪拌羽根は、第１の羽根で容器の内壁面に凍結するアイスクリーム材料を掻き落とし、第２の羽根で攪拌する。第２の羽根は回転方向に対して前上がりの傾斜角度になるように形成されているので、攪拌羽根を回転させると、攪拌羽根が浮き上がる作用が働き容器の内底面から第１の羽根が浮き上がり内底面に凍結するアイスクリーム材料を掻き落とす作用が低下する。これを抑制するためと考えられるが、第１の羽根は回転方向に対して前下がりになるように形成されている。従って、回転軸の直径方向の両側に形成された第１及び第２の羽根には異なる方向に攪拌羽根を移動させる力が作用し、攪拌羽根に傾きを生じさせ、円滑な攪拌のための回転が得られない恐れがある。
従来技術における制御方法において、従来技術（１）（２）に係るアイスクリーム製造機又は攪拌装置では、アイスクリームの出来上がった状態の粘度になるまで連続して攪拌している。攪拌はアイスクリーム材料の脂肪分と水分とが分離することを防ぎ、空気を含ませて舌触りのよい冷たさを与えることが目的であるため、連続的に攪拌する必要はなく、無駄な電力消費を発生させていた。アイスクリーム製造機の場合では冷凍庫内で駆動させる必要があるため、電池が駆動電源であり、電力消費が大きくなると電池交換の頻度が増す無駄が生じる。また、アイスクリーム製造機は低温環境下で動作させることになるが、その駆動電源である電池は一般に低温での放電特性が低下する傾向にある。従って、低下する放電特性を補うべく必要以上に大きな容量の電池を使用したり、電池の収容部位を断熱材で被覆して電池の温度低下を防止するなどの対策を要するため、徒に大型化する問題があった。
従来技術（５）に開示された制御方法では、アイスクリーム材料を混練する段階において温度監視しながらヒータにより加熱して攪拌羽根を所定時間高速回転させ、その後に冷却して攪拌羽根を所定時間低速回転させることでアイスクリームに製造する。また、従来技術（６）に開示された制御方法では、アイスクリーム材料を攪拌しながらその温度を検出して所定温度になったとき、攪拌羽根の回転数をカウントして所定回転数になったときアイスクリームの出来上がりと判断して運転を停止する。また、従来技術（７）に開示された制御方法は、従来技術（６）における攪拌羽根の回転数のカウントでなく、アイスクリーム材料が所定温度になってからの経過時間でアイスクリームの出来上がりと判断している。また、従来技術（９）に開示された制御方法では、冷菓材料の温度及び粘度を検出して冷菓の種類や季節に対応する制御を行っている。これらの制御方法では、攪拌羽根を連続回転させて経過時間又は回転数カウントを行うので、商用電力を電源として動作させる構成においては可能であっても、電池電源で動作するアイスクリーム製造機に構成するには電池電力の消費が大きく現実的ではない。
従来技術（１０）に開示された冷菓ミックスの加熱殺菌装置における制御においては、攪拌羽根を間欠的に回転駆動して連続回転による冷菓ミックスの過度な泡立ちを防止している。この装置は本願発明のようにアイスクリームを製造するためのものではなく、出来上がっているアイスクリーム等の冷菓を殺菌保存するためのものなので冷菓は既に空気を含んだ状態にあり、連続回転でなく回転停止時間を設けて加熱温度の伝熱を阻害する泡や冷菓に余分な泡が含まれないようにしている。従って、この間欠回転制御は攪拌を停止する時間が重要であり、アイスクリームを製造する再に必要なアイスクリーム材料に空気を含ませるための攪拌には適用できない。
本発明が目的とするところは、アイスクリーム製造に不可欠な攪拌性能の向上を図ると共に、低温環境での放電特性の低下が少ない電池を用いて、その電力消費を削減する制御を行うことができるようにしたアイスクリーム製造機とその制御方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本願第１発明は、電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機であって、操作ボタンの押圧操作により起動する攪拌制御部に、前記アイスクリーム材料の温度を検出する温度検出手段と、時間計時を行う計時手段と、前記温度検出手段による検出温度に基づいて予め設定された初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムの開始及び停止を決定すると共に前記初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムに設定された攪拌停止時間より短い攪拌実行時間とする攪拌タイミングで前記計時手段から出力される信号に基づいて電池からモータへの電流回路を開閉制御する入出力制御手段とが設けられてなることを特徴とする。
上記構成になるアイスクリーム製造機によれば、操作ボタンを押圧操作して攪拌制御部を起動させ、温度検出手段によるアイスクリーム材料の温度に基づいて入出力制御手段によりモータの回転を開閉制御し、アイスクリーム材料の温度に対応した初期攪拌及び後期攪拌を行うことにより、アイスクリーム材料の状態に対応した攪拌を行うことができる。また、攪拌停止時間より短い攪拌実行時間で間欠的に攪拌がなされるので、電池の電力消費を削減して品質のよいアイスクリームを製造することができる。
また、上記目的を達成するための本願第２発明は、電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機であって、操作ボタンの押圧操作により起動する攪拌制御部に、前記アイスクリーム材料の粘度を検出する粘度検出手段と、時間計時を行う計時手段と、前記粘度検出手段による検出粘度に基づいて予め設定された初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムの開始及び停止を決定すると共に前記初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムに設定された攪拌停止時間より短い攪拌実行時間とする攪拌タイミングで前記計時手段から出力される信号に基づいて電池からモータへの電流回路を開閉制御する入出力制御手段とが設けられてなることを特徴とする。
上記構成になるアイスクリーム製造機によれば、粘度検出手段によるアイスクリーム材料の粘度検出に基づいてモータを開閉制御するので、アイスクリーム材料が冷凍されて粘度が増加していく過程での所定粘度状態に応じた最適の攪拌状態に制御することができる。この攪拌動作は入出力制御手段により計時手段に設定した攪拌開始時間、攪拌時間、攪拌間隔等を粘度検出手段により検出された粘度状態に応じて実行する。
また、上記目的を達成するための本願第３発明は、電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌するこ
とによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機であって、操作ボタンの押圧操作により起動する攪拌制御部に、前記アイスクリーム材料の温度を検出する温度検出手段と、アイスクリーム材料の粘度を検出する粘度検出手段と、時間計時を行う計時手段と、前記温度検出手段による検出温度に基づいて予め設定された初期攪拌アルゴリズムを開始し、前記粘度検出手段による検出粘度に基づいて前記初期攪拌アルゴリズムを予め設定された後期攪拌アルゴリズムに切り替え、前記初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムに設定された攪拌停止時間より短い攪拌実行時間とする攪拌タイミングで前記計時手段から出力される信号に基づいて電池からモータへの電流回路を開閉制御する入出力制御手段とが設けられてなることを特徴とする。
とによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機であって、操作ボタンの押圧操作により起動する攪拌制御部に、前記アイスクリーム材料の温度を検出する温度検出手段と、アイスクリーム材料の粘度を検出する粘度検出手段と、時間計時を行う計時手段と、前記温度検出手段による検出温度に基づいて予め設定された初期攪拌アルゴリズムを開始し、前記粘度検出手段による検出粘度に基づいて前記初期攪拌アルゴリズムを予め設定された後期攪拌アルゴリズムに切り替え、前記初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムに設定された攪拌停止時間より短い攪拌実行時間とする攪拌タイミングで前記計時手段から出力される信号に基づいて電池からモータへの電流回路を開閉制御する入出力制御手段とが設けられてなることを特徴とする。
上記構成になるアイスクリーム製造機によれば、温度検出手段及び粘度検出手段が設けられているので、入出力制御手段はアイスクリーム材料の温度と粘度に基づいて攪拌制御を行うことができ、計時手段による攪拌間隔及び攪拌時間の制御により、アイスクリーム材料の状態に応じた攪拌制御によって電池の電力消費を抑制した状態でも品質のよいアイスクリームを製造することができる。
上記各構成における操作ボタンは、押圧操作された後、その押圧が所定短時間後に解除されたとき、押圧操作が有効となるように構成することにより、冷凍庫内収容された物品が操作ボタン上に落下して誤動作するような状態を回避することが可能となる。
また、温度検出手段は、攪拌容器に接する温度センサとして構成することにより、アイスクリーム材料の温度を間接的に検出でき、その設置構造を容易に構成することができる。
また、温度検出手段は、攪拌容器の蓋体内面に取り付けられた温度センサとして構成することにより、アイスクリーム材料の温度を攪拌容器内の温度から推定することができ、設置構造の構成が容易である。
また、上記目的を達成するための本願第４発明は、電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、アイスクリーム材料の温度を検出して、その温度が所定温度以下になったときモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度を検出して、その粘度が第１の所定粘度になったとき、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第２の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度が第２の所定粘度になったとき攪拌動作を停止することを特徴とする。
上記制御方法によれば、アイスクリーム材料が所定温度以下になるまで攪拌しないので無駄な電力消費がなく、アイスクリーム材料の脂肪分と水分との分離を防ぐ初期攪拌と、アイスクリーム材料に空気を含ませる後期攪拌とを、それぞれ攪拌間隔と攪拌時間とを変えて実行するので、電池の無駄な電力消費を抑えつつ品質のよいアイスクリームを製造することができる。
また、上記目的を達成するための本願第５発明は、電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、アイスクリーム材料の温度を検出して、その温度が第１の所定温度以下になったときモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の温度が第２の所定温度以下になったとき、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第２の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の温度が第３の所定温度になったとき攪拌動作を停止することを特徴とする。
上記制御方法によれば、アイスクリーム材料が所定温度以下になるまで攪拌しないので無駄な電力消費がなく、アイスクリーム材料の脂肪分と水分との分離を防ぐ初期攪拌と、アイスクリーム材料に空気を含ませる後期攪拌とをアイスクリーム材料の温度に基づいて実行するので、アイスクリーム材料の状態に応じた制御がなされ、それぞれ攪拌間隔と攪拌時間とを変えて行うので、電池の無駄な電力消費を抑えつつ品質のよいアイスクリームを製造することができる。
また、上記目的を達成するための本願第６発明は、電池を電源としてモータにより攪拌
羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、起動操作がなされて所定の待機時間が経過した後にモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度を検出して、アイスクリーム材料の粘度が第１の所定粘度以上になったとき、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第２の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度が第２の所定粘度になったとき攪拌動作を停止することを特徴とする。
羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、起動操作がなされて所定の待機時間が経過した後にモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度を検出して、アイスクリーム材料の粘度が第１の所定粘度以上になったとき、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第２の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度が第２の所定粘度になったとき攪拌動作を停止することを特徴とする。
上記制御方法によれば、アイスクリーム材料が所定温度以下になる待機時間が経過するまで攪拌しないので無駄な電力消費がなく、アイスクリーム材料の脂肪分と水分との分離を防ぐ初期攪拌と、アイスクリーム材料に空気を含ませる後期攪拌とをアイスクリーム材料の粘度に基づいて実行するので、アイスクリーム材料の状態に応じた制御がなされ、それぞれ攪拌間隔と攪拌時間とを変えて行うので、電池の無駄な電力消費を抑えつつ品質のよいアイスクリームを製造することができる。
また、上記目的を達成するための本願第７発明は、電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、起動操作がなされて所定の待機時間が経過した後にモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を第２の所定時間実行し、第２の所定時間が経過した後、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第３の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を第４の所定時間実行することを特徴とする。
上記制御方法によれば、アイスクリーム材料が所定温度以下になる待機時間が経過するまで攪拌しないので無駄な電力消費がなく、アイスクリーム材料の脂肪分と水分との分離を防ぐ初期攪拌と、アイスクリーム材料に空気を含ませる後期攪拌とを時間制御により実行するので制御が簡単であり、それぞれ攪拌間隔と攪拌時間とを変えて行うので、電池の無駄な電力消費を抑えつつ品質のよいアイスクリームを製造することができる。
本発明に係るアイスクリーム製造機によれば、傾斜面を形成した攪拌羽根の構造により攪拌容器内のアイスクリーム材料を満遍なく攪拌することができ、品質のよいアイスクリームを家庭でも製造することができる。また、アイスクリーム材料の温度や粘度に応じた攪拌がなされるので、無駄な攪拌動作を行うことがなく、電池の消耗を少なくして品質のよいアイスクリームを製造することができる。
また、本発明に係るアイスクリーム製造機の制御方法によれば、冷凍庫で所定温度まで冷却されるまで、あるいは所定時間が経過するまで攪拌動作を始動しない制御がなされ、攪拌タイミングとする時間間隔より短い所定時間だけ攪拌されるので、電池電力の無駄な消費が発生しない。また、攪拌動作はアイスクリーム材料の状態に応じて初期攪拌制御と後期攪拌制御とが実行されるので、脂肪分と水分とが分離しない状態で充分に空気を含ませた品質のよいアイスクリームを家庭で製造することができる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施の形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
図１は、実施形態に係るアイスクリーム製造機の構成を断面図として示すもので、開口部を蓋体１３で閉じるように構成された攪拌容器１１内には攪拌羽根９が配設され、前記蓋体１３上に、上ケース１８と下ケース１９とからなる本体ケース６内に、モータ４、電池２、回路基板７等を収容した製造機本体１が配設され、攪拌容器１１内にアイスクリーム材料Ａを収容して冷凍庫内に収納できるように構成されている。
図２に示すように、前記製造機本体１は長円形断面に形成され、着脱ボタン１４を押して引き上げることにより蓋体１３から取り外すことができる。また、蓋体１３は攪拌容器１１に対してロック機構により固定され、ロックレバー１５を開くことによりロック状態が解放されるので、蓋体１３を攪拌容器１１から外すことができる。また、蓋体１３には透明樹脂で形成された透視窓１６が設けられているので、アイスクリームの完成状態を外から確認することができる。
前記攪拌容器１１は、冷凍庫内の温度が伝熱しやすいように熱伝導性がよく、熱伝導性を向上させるために薄肉に形成しても機械的強度が得られる金属材料（ここでは、ステンレス鋼）で形成され、開口部は中央に攪拌羽根９に駆動軸１２を連結するための開口部が形成された蓋体１３によって開閉可能に閉じられている。尚、攪拌容器１１は金属材料によって形成されているので、冷凍温度にまで冷却された攪拌容器１１を素手で触ると皮膚が付着するような違和感を覚えるので、攪拌容器１１に樹脂材料により形成した取っ手を設けることができる。また、攪拌容器１１の外面に樹脂フィルム被覆もしくは樹脂コーティングを施すこともできるが、冷凍庫内の温度が攪拌容器１１に伝熱する熱伝導性が若干低下することは否めない。
この攪拌容器１１内に配置された攪拌羽根９は、図３に示すように、回転により攪拌容器１１内に投入されたアイスクリーム材料Ａをむらなく攪拌でき、且つ攪拌抵抗が少なくなるような形状に形成されている。攪拌羽根９は、図１に示すように、製造機本体の下部から突出する駆動軸１２に対し、その軸心方向に嵌挿されたとき、自重によって中央部下端が攪拌容器１１の底面に接する下降位置から、駆動軸１２の下端側が同心円二重筒構造に形成された外筒１２ａの底に接する上昇位置までの間隔ｇの間で上下移動できるように駆動軸１２に嵌挿される。このように攪拌羽根９を上下移動できるように構成することにより、何らかの固形物が攪拌羽根９と攪拌容器１１との間に挟まるような状態になっても攪拌羽根９は上昇するので、固形物が攪拌羽根９と攪拌容器１１との間に挟まることによって攪拌羽根９の回転が停止してしまうことがない。
また、図３に示すように、羽根９ａ，９ｂの下方には、それぞれ下端を回転方向に進出させた傾斜面９ｃが形成されている。この傾斜面９ｃが形成されていることにより、攪拌羽根９が回転すると羽根９ａ，９ｂに下向き方向に移動させる力が作用し、回転により攪拌羽根９が浮き上がり、攪拌容器１１の底面側にあるアイスクリーム材料が攪拌できなくなる問題は解決される。尚、傾斜面９ｃは羽根９ａ，９ｂのいずれか一方に形成しても攪拌羽根９に下向き方向に移動させる作用を与えることができるが、一方にだけ下向き方向に作用が及ぶので、攪拌羽根９の回転バランスに偏りを生じさせる恐れがある。
前記製造機本体１は、低温環境下でも放電特性の低下が少ないリチウム一次電池である電池２、この電池２を電源として回転するモータ４、モータ４の回転を駆動軸１２に伝達する減速歯車群５、モータ４の回転を制御する制御回路を構成した回路基板７などを本体ケース６内に収容している。本体ケース６の上面には、始動スイッチとなる操作部２７（図４参照）から始動信号を出力させるための操作ボタン３と、アイスクリームの製造中であることを表示する表示ランプ（ＬＥＤ）８が配置されている。前記電池２を収容する電池収容室１７上には開閉可能に電池蓋１７ａが形成され、電池交換は電池蓋１７ａを開いて行うことができる。
図１に示すように、前記減速歯車群５の最終段である駆動歯車５ａには、ボス構造の円筒軸２０が形成され、円筒内に挿入される駆動軸１２のスプライン軸１２ｃと噛合する。前記円筒軸２０は、下ケース１９の中央部に形成された支持筒１９ａ内に回転自在に支持されている。駆動軸１２は、上部に前記スプライン軸１２ｂが形成され、下部に二重筒構造の外筒１２ａと中心軸１２ｂとが形成されており、この駆動軸１２は、蓋体１３の中央開口部に回転自在に支持されている。
上記構成になるアイスクリーム製造機によりアイスクリームを製造するときには、着脱ボタン１４を押して蓋体１３から製造機本体１を取り外し、ロックレバー１５を開いて蓋体１３のロックを解除して攪拌容器１１から蓋体１３を取り外し、開放された攪拌容器１１内にアイスクリーム材料を投入する。次いで、攪拌容器１１の開口部を蓋体１３で閉じ、ロックレバー１５を押して蓋体１３で攪拌容器１１を閉じた状態をロックする。蓋体１３の上に駆動軸１２のスプライン軸１２ｃが駆動歯車５ａの円筒軸２０内に嵌挿されるようにして製造機本体１を装着すると、アイスクリームを製造する準備が完了するので、操作ボタン３を押してアイスクリーム製造機を始動させた状態にして、これを冷凍庫内に収納する。
冷凍庫内に収納されたアイスクリーム製造機の動作は、回路基板７上に構成された制御回路によってアイスクリームを製造するための制御がなされ、自動的に製造動作が実行される。以下、制御回路の構成とそれによる制御方法の第１〜第４の実施形態について説明する。
図４は、アイスクリーム製造機を攪拌制御する第１の実施形態の構成を示すものである。電池２とモータ４とを接続する回路上に、回路をＯＮ／ＯＦＦする駆動部２６と、モータ電流を検出するためのシャント抵抗２８とが直列接続され、前記駆動部２６は攪拌制御部２１によってＯＮ／ＯＦＦ制御される。前記攪拌制御部２１は、入出力制御部２２と、電流検出部（粘度検出手段）２３と、タイマ（計時手段）２４と、温度検出部２５とを備えて構成されている。
前記温度検出部２５は、アイスクリーム材料Ａの温度を検出する温度センサ１０からの検出出力を温度検出信号として入出力制御部２２に出力する。前記温度センサ１０は、アイスクリーム材料Ａに接する攪拌羽根９又は攪拌容器１１又は蓋体１３に設けることができる。攪拌羽根９に温度センサ１０を設けるには、攪拌羽根９は回転体であるため、温度センサ１０を温度検出部２５に接続するために摺動接続構造を設ける必要があり、攪拌羽根９は着脱可能な構造であるため接続構造がより複雑になる。また、蓋体１３の内面側、即ち攪拌容器１１内側に温度センサ１０を設けることにより、攪拌容器１１内の空気温度からアイスクリーム材料Ａの温度を間接的に検出することができるが、アイスクリーム材料Ａが付着すると温度検出に誤差が発生する恐れがある。ここでは図５に示すように、攪拌容器１１の温度からアイスクリーム材料Ａの温度を検知できるように構成している。
図５において、蓋体１３の攪拌容器１１に対面する部位に攪拌容器１１側に突出させた状態に取り付けられた金属ケース２９内にサーミスタ等の温度センサ１０を収容し、蓋体１３で攪拌容器１１を閉じたとき金属ケース２９の先端が攪拌容器１１の内面に接触するように構成している。蓋体１３の製造機本体１の下ケース部分を収容する凹部内には温度センサ１０に接続された接続接点３０が取り付けられ、これに対向して下ケース１９の外面には対向接点３１が取り付けられ、対向接点３１は回路基板７に配線接続されている。この構成により、攪拌容器１１を蓋体１３で閉じると、金属ケース２９の先端は攪拌容器１１に接触し、熱伝導により攪拌容器１１と略同一温度になる。蓋体１３上に製造機本体１を装着すると、接続接点３０と対向接点３１との間は接触接続され、金属ケース２９に接して収容された温度センサ１０は金属ケース２９の温度に対応する感温変化を生じるので、その状態は接続接点３０から対向接点３１を通じて回路基板７上に構成された温度検出部２５で検知することができる。
また、操作部２７は、前記操作ボタン３の押圧操作によって始動信号を出力する。操作ボタン３による操作部２７からの始動信号の出力は、操作ボタン３を押した後、所定短時間後に押圧が解除されたとき起動するスイッチ構造が適用されている。従って、冷凍庫内に収容された物品が操作ボタン３上に落下して押圧された状態が継続した場合や、振動のような短時間のうちに押圧が繰り返される状態では操作部２７は起動しない。
攪拌容器１１内にアイスクリーム材料Ａを投入したアイスクリーム製造機が冷凍庫内に収納され、操作ボタン３が押圧され、押圧が解除されて操作部２７から始動信号が入出力制御部２２に入力されると、入出力制御部２２は温度検出部２５が検知する温度センサ１０の検出温度が予め設定された所定温度になるまで待機する冷却放置状態を維持する。
攪拌容器１１が冷凍庫内の低温環境により冷却され、温度センサ１０により検出した攪拌容器１１の温度が設定温度になったことが温度検出部２５で検知されると、温度検出部２５は入出力制御部２２に信号出力するので、入出力制御部２２は攪拌制御動作を開始し、駆動部２６にＯＮ信号を出力する。駆動部２６はＯＮ信号が入力された間だけ電池２をモータ４に接続する回路を閉じてモータ４を回転させる。また、電流検出部２３はモータ電流の検出動作、温度検出部２５は攪拌容器温度の検出動作を行って、検出信号を入出力制御部２２に入力する。
入出力制御部２２による駆動部２６のＯＮ／ＯＦＦ制御は、図６に示すようになされる。即ち、冷却放置状態から攪拌容器１１の温度が所定温度以下になったとき、初期攪拌制御が実行される。初期攪拌はタイマ２４により周期設定される初期攪拌の攪拌時間間隔（例えば、５分）で駆動部２６にＯＮ信号を出力し、モータ４を所定時間（例えば、１０秒）回転させて攪拌羽根９によりアイスクリーム材料Ａを攪拌し、粘度が低い状態にあるアイスクリーム材料Ａの脂肪分と水分との分離を防ぐ。この初期攪拌におけるモータ４の回転時に、電流検出部２３はシャント抵抗２８の両端電圧からモータ電流を検出し、モータ４の負荷変化、即ちアイスクリーム材料Ａの凍結が進行することによる粘度増加に伴う電流値の変化を監視する。
初期攪拌制御中に、電流検出部２３により予め設定されたアイスクリーム材料Ａが第１の所定粘度になったときに対応するモータ電流が電流検出部２３により検出されたとき、電流検出部２３は入出力制御部２２に所定粘度超過の信号を出力する。入出力制御部２２は所定粘度超過の信号を受けて攪拌制御を後期攪拌制御に切り替える。後期攪拌制御はタイマ２４による周期設定を初期攪拌より短い間隔に切り替え、後期攪拌の攪拌時間間隔（例えば、１．５分）で駆動部２６にＯＮ信号を出力し、モータ４を所定時間（例えば、１０秒）回転させ、粘度が増加してきたアイスクリーム材料Ａに空気を含ませるように攪拌する。この後期攪拌におけるモータ４の回転時にもモータ電流を電流検出部２３により検出し、モータ４の負荷変化、即ちアイスクリーム材料Ａの凍結が進行することによる粘度増加に伴う電流値の変化を監視する。
後期攪拌制御中に、電流検出部２３により予め設定されたアイスクリーム材料Ａが第２の所定粘度になったときのモータ電流が検出されたとき、電流検出部２３は入出力制御部２２に所定粘度超過の信号を出力する。このときのアイスクリーム材料Ａの所定粘度は、アイスクリームの出来上がり状態の粘度に設定しておくことにより、この所定温度超過の信号が入力された入出力制御部２２は、駆動部２６へのＯＮ信号出力を停止して攪拌制御を終了する。
上記制御方法において、アイスクリーム材料Ａの粘度は、モータ４の負荷変化に伴うモータ電流変化として検出しているが、モータ４の回転速度から検出するように構成しても同様の制御方法を実施することができる。例えば、減速歯車群５の最終段である駆動歯車５ａの表面にマークを設けると共に、前記マークを検出するセンサを配設し、回転する駆動歯車５ａ上のマークがセンサにより検出される所定時間内での回数から駆動歯車５ａに連結される攪拌羽根９の回転速度を検出し、アイスクリーム材料Ａの粘度変化に伴う回転速度変化として捉えることができる。また、エンコーダ等の回転センサを設けてモータ４の回転速度の変化から粘度を検出することもできる。
次に、攪拌制御の第２の実施形態について、図７を参照して説明する。第２の実施形態に係る攪拌制御は、前記初期攪拌及び後期攪拌の開始を温度検出部２３から入力される温度検知に基づいて制御することを特徴とするもので、図７に示すように、攪拌制御部３２には、アイスクリーム材料Ａの状態検出の手段として温度検出部２３のみが設けられている。尚、第１の攪拌制御に用いた構成と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
アイスクリーム材料Ａが投入された攪拌容器１１が冷凍庫内の低温環境により冷却され、温度センサ１０により検出した攪拌容器１１の温度が第１の設定温度になったことが温度検出部２５で検知されると、温度検出部２５は入出力制御部３３に信号出力するので、入出力制御部３５は初期攪拌の制御動作を開始し、駆動部２６にＯＮ信号を出力する。駆動部２６はＯＮ信号が入力された間だけ電池２をモータ４に接続する回路を閉じてモータ４を回転させて初期攪拌を実行する。
温度検出部２３は温度センサ１０により攪拌容器１１の温度をモニタし、攪拌容器１１が第２の所定温度になったことが検知されたとき、温度検出部２３は入出力制御部３５に信号出力するので、入出力制御部３５は駆動部２６の制御動作を初期攪拌から後期攪拌に切り替える。後期攪拌の間も温度検出部２３は温度センサ１０による攪拌容器１１の温度検出をモニタし、攪拌容器１１が第３の所定温度に達したとき入出力制御部３５に信号出力するので、入出力制御部３５はアイスクリームが出来上がったと判断して、駆動部２６へのＯＮ信号出力を停止して攪拌制御を終了する。
次いで、攪拌制御の第３の実施形態について、図８を参照して説明する。第３の実施形態に係る攪拌制御は、攪拌動作を電流検出部２３から入力されるモータ電流、即ちアイスクリーム材料Ａの粘度検知に基づいて制御することを特徴とするもので、図８に示すように、攪拌制御部３３には、アイスクリーム材料Ａの状態検出の手段として電流検出部２３のみが設けられている。尚、第１及び第２の各実施形態における攪拌制御に用いた構成と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
アイスクリーム材料Ａを攪拌容器１１内に投入し、操作ボタン３により起動操作がなされると、タイマ２４は所定の待機時間のカウントを開始する。前記待機時間は、攪拌容器１１が冷凍庫内の低温環境により冷却され、アイスクリーム材料Ａが所定温度以下に低下するまでの時間を想定して設定される。タイマ２４による待機時間のカウントがカウントアップすると、タイマ２４は入出力制御部３６に信号出力するので、入出力制御部３６は初期攪拌の制御動作を開始し、駆動部２６にＯＮ信号を出力する。駆動部２６はＯＮ信号が入力された間だけ電池２をモータ４に接続する回路を閉じてモータ４を回転させて初期攪拌を実行する。
電流検出部２３はモータ電流をモニタし、アイスクリーム材料の粘度変化に伴うモータ４の負荷変化によって変化するモータ電流からアイスクリーム材料Ａの粘度を検出する。電流検出部２３によりアイスクリーム材料Ａの粘度が予め設定された第１の所定粘度になったことが検知されたとき、電流検出部２３は入出力制御部３６に信号出力するので、入出力制御部３６は駆動部２６のＯＮ／ＯＦＦ制御動作を初期攪拌から後期攪拌に切り替える。後期攪拌の間も電流検出部２３はモータ電流をモニタし、アイスクリーム材料Ａの粘度が予め設定された第２の所定粘度に達したことが検出されたとき、電流検出部２３は入出力制御部３６に信号出力するので、入出力制御部３６はアイスクリームが出来上がったと判断して、駆動部２６へのＯＮ信号出力を停止して攪拌制御を終了する。
次いで、攪拌制御の第４の実施形態について、図９を参照して説明する。第４の実施形態に係る攪拌制御は、初期攪拌及び後期攪拌の時間を制御することを特徴とするもので、図９に示すように、攪拌制御部３４には、アイスクリーム材料Ａの状態検出の手段は設けられていない。尚、第１〜第３の各実施形態における攪拌制御に用いた構成と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
アイスクリーム材料Ａを攪拌容器１１内に投入し、操作ボタン３により起動操作がなされると、タイマ２４は所定の待機時間のカウントを開始する。前記待機時間は、攪拌容器１１が冷凍庫内の低温環境により冷却され、アイスクリーム材料Ａが所定温度以下に低下するまでの時間を想定して設定される。タイマ２４による待機時間のカウントがカウントアップすると、タイマ２４は入出力制御部３７に信号出力するので、入出力制御部３７は初期攪拌の制御動作を開始し、駆動部２６にＯＮ信号を出力する。駆動部２６はＯＮ信号が入力された間だけ電池２をモータ４に接続する回路を閉じてモータ４を回転させて初期攪拌を開始する。
タイマ２４には初期攪拌の時間ｔ１が予め設定されており、入出力制御部３７はタイマ２４により周期設定される初期攪拌の攪拌時間間隔で駆動部２６にＯＮ信号を出力し、モータ４を所定時間回転させて攪拌羽根９によりアイスクリーム材料Ａを攪拌し、粘度が低い状態にあるアイスクリーム材料Ａの脂肪分と水分との分離を防ぐ攪拌動作を初期攪拌時間ｔ１の間で実行する。
初期攪拌時間ｔ１が終了すると、タイマ２４は入出力制御部３７に初期攪拌終了の信号を出力するので、入出力制御部３７は後期攪拌の制御に切り替える。タイマ２４には予め後期攪拌の時間ｔ２が設定されており、入出力制御部３７はタイマ２４により周期設定される後期攪拌の攪拌時間間隔で駆動部２６にＯＮ信号を出力し、モータ４を所定時間回転させて攪拌羽根９によりアイスクリーム材料Ａを攪拌し、粘度が増加してきたアイスクリーム材料Ａに空気を含ませるように攪拌する。
後期攪拌時間ｔ２が終了したことがタイマ２４から入力されると、入出力制御部３７はアイスクリームが出来上がったと判断して、駆動部２６へのＯＮ信号出力を停止して攪拌制御を終了する。
尚、上記制御方法は時間制御であるが、モータ４又は駆動軸１２の回転から回転羽根９によるアイスクリーム材料Ａの攪拌回数をカウントすることによっても同様の攪拌制御を行うことができる。
以上説明した上記制御動作において、アイスクリーム材料Ａの粘度又は温度に基づいて制御する場合、冷凍庫の冷却性能や冷凍庫のドアが頻繁に開閉されて冷却が円滑になされず、アイスクリーム材料Ａが攪拌中に設定された粘度や温度に達しない場合には、タイマ２４により攪拌動作のトータル時間をカウントし、カウントした時間が所定時間を経過したとき、入出力制御部２２、３５、３６はアイスクリームが出来上がったものとして運転を停止するように構成することができる。
以上説明した通り本発明によれば、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を満遍なく攪拌することができる攪拌構造を備え、アイスクリーム材料の状態を検出して状態に応じた初期攪拌制御と後期攪拌制御とが実行されるので、脂肪分と水分とが分離しない状態で充分に空気を含ませた品質のよいアイスクリームを製造することができ、電池電源により動作し、冷却は冷凍庫の低温環境を利用するので、大型化させることなく低コストのアイスクリーム製造機を提供することができる。
１ 製造機本体
２ 電池
３ 操作ボタン
４ モータ
６ 本体ケース
７ 回路基板
９ 攪拌羽根
９ｃ 傾斜面
１０ 温度センサ（温度検出手段）
１１ 攪拌容器
１２ 駆動軸
１３ 蓋体
２１，３２，３３，３４ 攪拌制御部
２２，３５，３６，３７ 入出力制御部
２３ 電流検出部（粘度検出手段）
２４ タイマ（計時手段）
２５ 温度検出部
２６ 駆動部
２７ 操作部
Ａ アイスクリーム材料
２ 電池
３ 操作ボタン
４ モータ
６ 本体ケース
７ 回路基板
９ 攪拌羽根
９ｃ 傾斜面
１０ 温度センサ（温度検出手段）
１１ 攪拌容器
１２ 駆動軸
１３ 蓋体
２１，３２，３３，３４ 攪拌制御部
２２，３５，３６，３７ 入出力制御部
２３ 電流検出部（粘度検出手段）
２４ タイマ（計時手段）
２５ 温度検出部
２６ 駆動部
２７ 操作部
Ａ アイスクリーム材料
Claims (10)
- 電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機であって、
操作ボタンの押圧操作により起動する攪拌制御部に、前記アイスクリーム材料の温度を検出する温度検出手段と、時間計時を行う計時手段と、前記温度検出手段による検出温度に基づいて予め設定された初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムの開始及び停止を決定すると共に前記初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムに設定された攪拌停止時間より短い攪拌実行時間とする攪拌タイミングで前記計時手段から出力される信号に基づいて電池からモータへの電流回路を開閉制御する入出力制御手段とが設けられてなることを特徴とするアイスクリーム製造機。 - 電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機であって、
操作ボタンの押圧操作により起動する攪拌制御部に、前記アイスクリーム材料の粘度を検出する粘度検出手段と、時間計時を行う計時手段と、前記粘度検出手段による検出粘度に基づいて予め設定された初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムの開始及び停止を決定すると共に前記初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムに設定された攪拌停止時間より短い攪拌実行時間とする攪拌タイミングで前記計時手段から出力される信号に基づいて電池からモータへの電流回路を開閉制御する入出力制御手段とが設けられてなることを特徴とするアイスクリーム製造機。 - 電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機であって、
操作ボタンの押圧操作により起動する攪拌制御部に、前記アイスクリーム材料の温度を検出する温度検出手段と、アイスクリーム材料の粘度を検出する粘度検出手段と、時間計時を行う計時手段と、前記温度検出手段による検出温度に基づいて予め設定された初期攪拌アルゴリズムを開始し、前記粘度検出手段による検出粘度に基づいて前記初期攪拌アル
ゴリズムを予め設定された後期攪拌アルゴリズムに切り替え、前記初期攪拌アルゴリズム及び後期攪拌アルゴリズムに設定された攪拌停止時間より短い攪拌実行時間とする攪拌タイミングで前記計時手段から出力される信号に基づいて電池からモータへの電流回路を開閉制御する入出力制御手段とが設けられてなることを特徴とするアイスクリーム製造機。 - 操作ボタンは、押圧操作された後、その押圧が所定短時間後に解除されたとき、押圧操作が有効となるように構成されてなる請求項１〜３いずれか一項に記載のアイスクリーム製造機。
- 温度検出手段は、攪拌容器に接する温度センサである請求項１又は３に記載のアイスクリーム製造機。
- 温度検出手段は、攪拌容器の蓋体内面に取り付けられた温度センサである請求項１又は３に記載のアイスクリーム製造機。
- 電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、
アイスクリーム材料の温度を検出して、その温度が所定温度以下になったときモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度を検出して、その粘度が第１の所定粘度になったとき、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第２の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度が第２の所定粘度になったとき攪拌動作を停止することを特徴とするアイスクリーム製造機の制御方法。 - 電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、
アイスクリーム材料の温度を検出して、その温度が第１の所定温度以下になったときモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の温度が第２の所定温度以下になったとき、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第２の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の温度が第３の所定温度になったとき攪拌動作を停止することを特徴とするアイスクリーム製造機の制御方法。 - 電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、
起動操作がなされて所定の待機時間が経過した後にモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度を検出して、アイスクリーム材料の粘度が第１の所定粘度以上になったとき、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第２の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を実行し、アイスクリーム材料の粘度が第２の所定粘度になったとき攪拌動作を停止することを特徴とするアイスクリーム製造機の制御方法。 - 電池を電源としてモータにより攪拌羽根を回転駆動し、攪拌容器内に収容したアイスクリーム材料を冷凍環境下で攪拌することによりアイスクリームを製造するアイスクリーム製造機の制御方法であって、
起動操作がなされて所定の待機時間が経過した後にモータを始動し、第１の時間間隔でその時間間隔より短い第１の所定時間だけモータを回転駆動する初期攪拌を第２の所定時
間実行し、第２の所定時間が経過した後、第２の時間間隔でその時間間隔より短い第３の所定時間だけモータを回転駆動する後期攪拌を第４の所定時間実行することを特徴とするアイスクリーム製造機の制御方法。
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