JPH07274840A - 冷菓製造装置における硬さ調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撹拌器を駆動する動力部の出力トルクの検出
を適切に行ない、検出された出力トルクに基づいて所望
の硬さの冷菓を製造する。 【構成】 制御装置３１の電圧検出部３２及び周波数検
出部３３は、電源３０から供給される電圧値及び周波数
を検出する。電流検出部３５は、進相コンデンサ５０を
含む誘導電動機１１に流れる電流値を検出する。演算部
３６は、各検出値と記憶部３４に記憶されたモータデー
タに従って出力トルクを算出する。比較器３７は、算出
されたトルク値が設定器４０によって予め設定されたト
ルク値を上回った場合、出力制御部３９にその旨を通知
する。出力制御部３２は、この通知に応じて撹拌運転を
停止させる。又、出力制御部３２はタイマ３８により撹
拌運転停止から所定時間の経過が通知されると撹拌運転
の再開を指示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷凍装置により冷却
されるシリンダ内に原料を撹拌する撹拌器を設け、ソフ
トクリーム、アイスクリーム、シェーク等の冷菓を製造
する装置における製品の硬さ調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ソフトクリーム等の硬さを調整する方法
としては、温度式とトルク式とがあるが、ここではトル
ク式について説明する。従来のトルク式による硬さ調整
方法としては、以下の方法がある。

【０００３】（１）撹拌用モータの反転トルクを利用
し、バネ力を上回るトルク値となるとリミットスイッチ
を作動させる方法。 （２）撹拌用モータと撹拌器を連結する駆動ベルトのテ
ンションプーリに加わる力をバネ力で検出し、リミット
スイッチを動作させる方法。

【０００４】（３）実公昭５７−１４０６０号公報等に
開示されたように、クリームを撹拌する撹拌器が、硬さ
の増大に従い後方に押されることを利用して、軸方向の
動きでリミットスイッチを動作させる方法。

【０００５】ところが、前記３通りの方法は、いずれも
トルク値を機械的な動きに変換して検出しているため、
設定値を調整するのに手間がかかる上、素人では扱うの
が困難という不便さがあった。

【０００６】これに対して、特開昭６３−５２８４３号
公報には、冷却器により冷却される円筒状シリンダ内
で、冷菓又は、その原料を撹拌器により撹拌して冷菓を
製造する冷菓製造装置において、前記撹拌器を駆動する
誘導電動機に付加される電源の電圧及び周波数と、この
誘導電動機に流れる電流値を検出する手段と、これら検
出値を用いて、この誘導電動機の出力トルクを演算する
手段と、トルク値を設定する手段とを有し、演算された
撹拌用誘導電動機の出力トルク値が設定されたトルク値
を上回った時点で冷却・撹拌を停止させる制御装置を設
けて冷菓製造装置における硬さ調整装置を構成したもの
が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記特開昭６
３−５２８４３号公報に開示された誘導電動機のトルク
値を検出する方法にあっては、モータ特性や、使用する
負荷トルクが全負荷トルクに対して小さい時等の使用ポ
イントによっては、そのトルクの検出が極めて困難な場
合が生じる。

【０００８】ここで、モータ特性の一例を図３に示す。
図３に示されるように、負荷のレベルや電圧レベルによ
っては、電流値がほとんど変化せず、トルク値を検知で
きなくなる場合がある。特に、２２０Ｖ，５０Ｈｚの条
件下では、トルクレベルが２５の場合でも、５０の場合
でも電流値にはほとんど差がない。このため、トルクに
基づいて適切な硬さの冷菓を製造することができない。

【０００９】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
であり、誘導電動機の周波数・電圧・電流特性を進相コ
ンデンサを含めた特性として使用し、冷菓の硬さを所望
の硬さに調整することのできる冷菓製造装置の硬さ調整
装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る冷菓製造
装置における硬さ調整装置は、冷凍器により冷却される
円筒状シリンダ内で、冷菓又は、その原料を撹拌器によ
り撹拌して冷菓を製造する冷菓製造装置において、前記
撹拌器を駆動する誘導電動機に進相コンデンサを取り付
け、この誘導電動機に付加される電源の電圧と、この進
相コンデンサを含めた誘導電動機に流れる電流値を検出
する検出手段と、これら検出値を用いて、この誘導電動
機の出力トルクを演算するトルク演算手段と、トルク値
を設定する設定手段とを有し、前記トルク演算手段によ
り算出された撹拌用誘導電動機の出力トルク値が、前記
設定手段により設定されたトルク値を上回った時点で冷
却・撹拌を停止させる制御装置を設けたことを特徴とす
る。

【００１１】又、前記硬さ調整装置は、前記電源の周波
数を検出する周波数検出手段を設け、この周波数検出手
段の検出値を前記トルク演算手段に入力して前記誘導電
動機の出力トルクを算出することを特徴とする。

【００１２】又、前記硬さ調整装置は、周波数切換スイ
ッチを備え、設置場所の電源周波数に対応して同スイッ
チを切換え、前記トルク演算手段に周波数を入力して前
記誘導電動機の出力トルクを算出することを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】冷菓製造装置の原料撹拌器を駆動する誘導電動
機に進相コンデンサを取り付ける。ここで、この誘導電
動機に印加される電源電圧と、進相コンデンサを含む誘
導電動機に流れる電流とが検出される。トルク演算手段
は、検出された電源電圧値及び電流値から誘導電動機の
出力トルクを算出する。そして、この出力トルク値と、
予め設定されたトルク値とが比較され、算出されたトル
ク値が所定のトルク値を上回った時、冷菓製造装置の冷
却及び撹拌を停止する。

【００１４】即ち、進相コンデンサを含めた電気特性を
使用することにより、電気的にトルクを検出する一方、
検出されたトルク値が予め設定されたトルク値を上回っ
た時点で冷却装置を停止させる。これにより、前述した
ような誘導電動機のみの特性を使用するためトルクの検
出が困難な場合であっても、製品（冷菓）の硬さを所望
される一定の硬さにすることができる。

【００１５】進相コンデンサを誘導電動機に取り付ける
ことは、実開昭５９−１８３１９１号公報に示されてい
るように、力率の改善に適用されている。しかし、この
発明では、誘導電動器の電気適特性を改善するために振
動コンデンサを取り付け、出力トルクの検出に適用して
いる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。この発明に係る冷菓製造装置における硬さ調
整装置の構成を図１に示す。シリンダ１は、ソフトクリ
ーム等の製造用シリンダであり、撹拌器２は、ソフトク
リーム等の撹拌を行なう。冷却器３はシリンダ１の外周
に固着され、蓋４は、シリンダ１内のソフトクリーム等
の取り出し側の蓋である。ブランジャ５は、スプリング
７により下方に押圧され、レバー６を上げると蓋４の取
出口４ａを開くように配設されている。

【００１７】ソフトクリーム等の液状原料は、予冷却器
８において貯蔵冷却される。キャブレタチューブ９は、
液状原料を予冷却器８からシリンダ１内に補給し、且つ
シリンダ１内のソフトクリーム等の高さを下端まで保つ
ように配設される。プーリ１０は軸２ｆに固着されてい
る。又、撹拌器２を駆動するために誘導電動機１１が設
けられ、この撹拌用誘導電動機１１の出力軸にプーリ１
２が固着されている。撹拌用誘導電動機１１による回転
運動は、Ｖベルト１３を介してプーリ１０に伝達され
る。尚、誘導電動機１１には、進相コンデンサ５０が接
続されている。カップスイッチ１５は、ブランジャ５が
上方に動き、ソフトクリーム等を取り出す際に接点を閉
路する。又、冷却器３の冷却を行なうため、冷媒圧縮機
１６、冷媒吐出管１７、冷媒凝縮器１８、及び凝縮器用
送風ファン１９が設けられている。ソレノイドバルブ２
０は、常時閉路し、通電時に開路する。キャピラリチュ
ーブ２１は、凝縮器１８から予冷却器８に接合した予冷
却管２２までを結ぶ。キャピラリチューブ２３は、ソレ
ノイドバルブ２０から冷却器３までを結ぶ。又、吸入管
２４は冷却器３と圧縮機１６とを、キャピラリチューブ
２５は予冷却管２２と吸入管２４とを結ぶ。

【００１８】撹拌器２は、軸２ｆ、軸２ｆと一体をなす
背面板２ｅと各々一体をなす剛性軸２ｄ、ブレード２
ａ、ラセン２ｂ、及び蓋４と一体をなす軸４ｄに回転可
能に保持され、ブレード２ａ、ラセン２ｂ、剛性軸２ｄ
と各々一体をなす送り用プロペラ２ｃから成っている。
尚、軸２ｆはシリンダ１の軸受部１ａに回転可能に保持
される。

【００１９】このような冷菓製造装置において、液状原
料２６は、シリンダ１内で、液状原料から冷却製造され
たソフトクリーム等２７となる。又、冷却器３、予冷却
器８の周囲には熱侵入を少なくするために断熱材（図示
せず）が設けられている。

【００２０】電源３０は、ソフトクリームフリーザ等の
運転を制御するための制御装置３１に電源を供給する。
この制御装置３１は、以下に示す構成要素から構成され
る。電圧検出部３２は、電源３０からこの制御装置３１
に供給される電圧を検出し、この結果を演算部３６に出
力する。周波数検出部３３は、電源３０の周波数を検出
してこの結果を演算部３６に出力する。モータデータ記
憶部３４は、進相コンデンサ５０を含めた撹拌用誘導電
動機１１の特性を記憶する。電流検知器３５は、進相コ
ンデンサ５０の取り付けられた撹拌用誘導電動機１１に
流れる電流を検出してこの結果を演算部３６に出力す
る。演算部３６は、電源３０の電圧及び周波数と、進相
コンデンサ５０を含めた撹拌用誘導電動機１１に流れる
電流値と、モータデータ記憶装置３４の保持するモータ
データとから撹拌用誘導電動機１１の出力トルクを算出
する。比較器３７は、演算部３６により算出されたトル
ク値と、予め設定されたトルク値とを比較する。タイマ
３８は、出力トルクが所定のトルクに到達して冷却が停
止された後、所定の時間の経過を検出するために使用さ
れる。出力制御部３９は、冷却装置及び撹拌用誘導電動
機１１の発停の指示を行なう。これらの要素により、制
御装置３１は構成される。

【００２１】又、設定器４０は、オペレータにより指定
されるトルク値を受け付ける。次にこの実施例の動作を
説明する。予冷却器８から液状原料２６が投与される
と、キャブレタチューブ９から、シリンダ１内に液状原
料２６が流入し、キャブレタチューブ９の下端に達する
と流入が止まりシリンダ１内で一定の高さに保たれる。
電源３０が投入されると出力制御部３９は、圧縮機１
６、凝縮用送風ファン１９の運転を指示し、ソレノイド
バルブ２０を開放する。又、撹拌用誘導電動機１１の運
転も指示される。但し、圧縮機１６と撹拌用誘導電動機
１１の運転開始は同時でもよいが、通常、起動電流が過
大になることを避けるため少し間隔をおいて起動され
る。

【００２２】圧縮機１６によって圧縮された冷媒は、冷
媒吐出管１７を通り、凝縮器１８で凝縮される。凝縮さ
れた冷媒は液状になり、ソレノイドバルブ２０を通りキ
ャピラリチューブ２３で減圧され。減圧された冷媒は、
この後、冷却器３に入り蒸発し、液状原料２７を冷却し
て吸入管２４を通り、再び圧縮機１６に戻る。

【００２３】冷媒の一部は、キャピラリチューブ２１を
通り、減圧された後に予冷却管２２で蒸発する。これに
より、液状原料２６を冷却してキャピラリチューブ２５
を通り吸入管２４に戻る。液状原料２７がソフトクリー
ム等の適当な硬さになってくると、進相コンデンサ５０
を含めた撹拌用誘導電動機１１に流れる電流は、次第に
増大する。この電流値は、電流検出部３５により検知さ
れる。又、電源３０の電源電圧及び周波数は、電圧検出
部３２及び周波数検出部３３により各々検出される。検
出された各データは、演算部３６に送られる。演算部３
６では、記憶部３４に記憶されている進相コンデンサを
含むモータデータと比較演算され、出力トルク値が算出
される。この出力トルク値は、比較器３７において、設
定器４０により設定されたトルク値と比較される。ここ
で、算出された出力トルク値が設定トルク値を上回った
場合、出力制御部３９に所定の信号が送られる。出力制
御部３９は、比較器３７から送られる信号に応じ、圧縮
機１６、凝縮器用送風ファン１９、撹拌用誘導電動機１
１の動作停止を指示し、ソレノイドバルブ２０を閉止す
る。又、同時に出力制御部３９からタイマ３８に所定の
信号が送られ、これに応じてタイマ３８はカウントを開
始する。

【００２４】圧縮機１６が止まった状態であっても、凝
縮器１８の冷媒がキャピラリチューブ２１を通って予冷
却管２２に流れ、予冷却器８の液状原料２６を冷却して
温度を４℃〜１０℃に保つ。圧縮機１６等が停止した
後、所定の時間が経過すると、タイマ３８は、出力制御
部３９に信号を送り、所定時間の経過を通知する。この
通知に応じて出力制御部３９は、運転を再開するように
圧縮機１６、凝縮用送風ファン１９、撹拌用誘導電動機
１１に指示する。このようにして、ソフトクリーム等
は、設定器４０にて設定された所定の硬さに維持され
る。

【００２５】ソフトクリーム等２７を取り出す場合、レ
バー６を上げるとこれに伴ってブランジャ５が上がる。
これにより、取出口４ａが開き、ブランジャ５の上端が
カップスイッチ１５を押すことにより接点が閉路する。
ブランジャ５がカップスイッチ１５を押している間は、
出力制御部３９は、運転を継続するよう指示する。従っ
て、撹拌用誘導電動機１１は、回転したままであり、撹
拌器２が回転してソフトクリーム等２７は、取出口４ａ
から送り出される。予冷却器８の液状原料２６は、送り
出されたソフトクリーム等２７を補充してキャブレタチ
ューブ９からシリンダ１内に流入する。レバー６を下げ
ると、ブランジャ５が下がり、取出口４ａを閉じ、カッ
プスイッチ１５の接点が開路される。

【００２６】この後は、再び前述した動作と同じ動作が
繰り返される。即ち、演算部３６において算出された出
力トルク値が、設定器４０において設定されたトルク値
を下回っている間は、出力制御部３９は運転の継続を指
示する。そして、算出された出力トルク値が、設定され
たトルク値を上回った時点で、出力制御部３９は、運転
の停止を指示する。

【００２７】この実施例において、誘導電動機１１にに
取り付けられる進相コンデンサ５０は、力率の改善より
も、使用される電圧、周波数、トルク範囲の間で負荷検
知が容易になるような進相コンデンサが選定される。こ
こで、前記図３に示される特性を有する誘導電動機に最
適な進相コンデンサを負荷したときの特性を図２に示
す。同図２に示されるように、進相コンデンサを取り付
けることにより負荷トルクの変化を正確に検知すること
ができる。

【００２８】尚、この実施例においては、電源周波数の
検知に周波数検出部３３を用いたが、電源周波数は、ソ
フトクリームフリーザ等の設置場所によって決定される
ため、単なる切り換えスイッチを利用してもよい。又、
冷却運転の復帰にタイマ３８を用いて停止からの経過時
間をカウントしているが、例えば、冷却器３の温度を検
知して所定の温度を下回った時点で、冷却運転を再開す
るようにしてもよい。又、撹拌用誘導電動機１１の運転
開始直後には、電流の検出を行なわないようにすること
で、起動中のモータ出力を検知するという問題を解消す
ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳記したようにこの発明によれば、
最適な進相コンデンサを含む誘導電動機の特性に基づい
て出力トルクを算出するため、より正確な出力トルクの
算出が可能となる。これにより、誘導電動機単体の特性
を使用した場合に生じるトルク検知の不能、即ち、モー
タの特性や負荷トルクレベルによって正確にトルク検知
ができない問題を解消する。

【００３０】例えば、前記図３に示される特性におい
て、２２０Ｖ，５０Ｈｚの場合、トルクレベルが２５で
あっても５０であっても電流値はほとんど変わらない。
これに対し、同じ特性を有する誘導電動機に進相コンデ
ンサを付加することにより、前記図２に示されるように
２２０Ｖ，５０Ｈｚの場合、トルクレベルが２５のとき
と５０のときでは明らかに電流値が異なる。

【００３１】従って、誘導電動機の特性が、電圧、周波
数、電流ではトルク検知に適していない場合であって
も、適切なトルク検知を行なうことができる。よって、
オペレータにより設定される、冷却装置を停止させる時
点でのソフトクリーム等の硬さを広い範囲で指定するこ
とができる。これにより、従来の方式では困難な負荷が
小さすぎる場合の適正トルクの検知が可能となり、常に
予め設定された硬さの冷菓を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る硬さ調整装置及びこ
の調整装置を適用する冷菓製造装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】同実施例に適用される進相コンデンサを含む誘
導電動機の特性を示す図。

【図３】進相コンデンサを取り付けない誘導電動機の特
性を示す図。

【符号の説明】

１…円筒状シリンダ、２…撹拌器、３…冷却器、１１…
撹拌用誘導電動機、３０…電源、３１…制御装置、３２
…電圧検出部、３３…周波数検出部、３４…記憶部、３
５…電流検出部、３６…演算部、３７…比較器、３８…
タイマ、３９…出力制御部、４０…設定器、５０…進相
コンデンサ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷凍器により冷却される円筒状シリンダ
   内で、冷菓又は、その原料を撹拌器により撹拌して冷菓
   を製造する冷菓製造装置において、 前記撹拌器を駆動する誘導電動機に進相コンデンサを取
   り付け、この誘導電動機に付加される電源の電圧と、こ
   の進相コンデンサを含めた誘導電動機に流れる電流値を
   検出する検出手段と、 これら検出値を用いて、この誘導電動機の出力トルクを
   演算するトルク演算手段と、 トルク値を設定する設定手段とを有し、 前記トルク演算手段により算出された撹拌用誘導電動機
   の出力トルク値が、前記設定手段により設定されたトル
   ク値を上回った時点で冷却・撹拌を停止させる制御装置
   を設けたことを特徴とする冷菓製造装置における硬さ調
   整装置。
2. 【請求項２】 前記電源の周波数を検出する周波数検出
   手段を設け、この周波数検出手段の検出値を前記トルク
   演算手段に入力して前記誘導電動機の出力トルクを算出
   することを特徴とする請求項１記載の冷菓製造装置にお
   ける硬さ調整装置。
3. 【請求項３】 周波数切換スイッチを備え、設置場所の
   電源周波数に対応して同スイッチを切換え、前記トルク
   演算手段に周波数を入力して前記誘導電動機の出力トル
   クを算出することを特徴とする請求項１記載の冷菓製造
   装置における硬さ調整装置。