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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6884970
(24)【登録日】2021年5月17日
(45)【発行日】2021年6月9日
(54)【発明の名称】真空ブレンダー
(51)【国際特許分類】
A47J 43/046 20060101AFI20210531BHJP
A47J 43/07 20060101ALI20210531BHJP
B01F 15/00 20060101ALI20210531BHJP
B01F 15/02 20060101ALI20210531BHJP
B01F 7/16 20060101ALI20210531BHJP
【ＦＩ】
A47J43/046
A47J43/07
B01F15/00 C
B01F15/02 C
B01F7/16 E
B01F7/16 F
【請求項の数】18
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2019-565160(P2019-565160)
(86)(22)【出願日】2018年2月8日
(65)【公表番号】特表2020-508189(P2020-508189A)
(43)【公表日】2020年3月19日
(86)【国際出願番号】US2018017435
(87)【国際公開番号】WO2018148418
(87)【国際公開日】20180816
【審査請求日】2019年10月3日
(31)【優先権主張番号】15/633,383
(32)【優先日】2017年6月26日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】62/456,920
(32)【優先日】2017年2月9日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】15/703,933
(32)【優先日】2017年9月13日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】15/457,874
(32)【優先日】2017年3月13日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】519293139
【氏名又は名称】トロージャン， アール．， ジョセフ
(74)【代理人】
【識別番号】100111707
【弁理士】
【氏名又は名称】相川 俊彦
(72)【発明者】
【氏名】トロージャン， アール．， ジョセフ
【審査官】
西村 賢
(56)【参考文献】
【文献】
特開平０２−０９５３２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０２−２７４５８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００７−１４３８６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１１−１６７６８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
中国特許出願公開第１０６２６４０４９（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ４７Ｊ ４２／００−４４／０２
Ｂ０１Ｆ ７／１６
Ｂ０１Ｆ １５／００
Ｂ０１Ｆ １５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器、モーターを含むモーターベース、モーター・ドライブシャフト、前記モーター・ドライブシャフトに係合するためのブレードシャフトを備えるブレードを有するブレードホルダー、前記モーター・ドライブシャフトに接続されるファンを有する真空ブレンダーにおいて、その改良点は、
排気装置を含む前記モーターベースと；
前記ブレードを回転させることなく前記排気装置を前記モーターが起動することができるギア・システムと；
前記排気装置に動力を与えるように適合された前記モーター・ドライブシャフトと；及び
前記容器から空気を排気するための前記排気装置へと前記容器からの空気通路を規定する導管システムと； を含み、
前記モーター・ドライブシャフトの回転運動を伝えるとき、ブレードシャフトは前記モーター・ドライブシャフトに結合される、真空ブレンダー。
排気装置を含む前記モーターベースと；
前記ブレードを回転させることなく前記排気装置を前記モーターが起動することができるギア・システムと；
前記排気装置に動力を与えるように適合された前記モーター・ドライブシャフトと；及び
前記容器から空気を排気するための前記排気装置へと前記容器からの空気通路を規定する導管システムと； を含み、
前記モーター・ドライブシャフトの回転運動を伝えるとき、ブレードシャフトは前記モーター・ドライブシャフトに結合される、真空ブレンダー。
【請求項2】
前記ギア・システムがクラッチである、請求項１の真空ブレンダー。
【請求項3】
前記排気装置が真空ポンプである、請求項１の真空ブレンダー。
【請求項4】
前記導管システムが、重力ゲートにより開放又は閉鎖され得る開放端を有する容器導管を含む、請求項１の真空ブレンダー。
【請求項5】
前記導管システムが、スプラッシュシールドにより保護される開放端を有する容器導管を含む、請求項１の真空ブレンダー。
【請求項6】
前記ギア・システムがＰＣＢから受け取られた命令によって制御される、請求項２の真空ブレンダー。
【請求項7】
真空ポンプを起動する前記モーター・ドライブシャフトが、前記モーター・ドライブシャフトに配置される第１のギア及び前記真空ポンプに配置される第２のギアを係合することができるソレノイドを含むギア・システムを含む、請求項３の真空ブレンダー。
【請求項8】
前記導管システムが下降導管を含み、前記下降導管が前記排気装置の近傍にバルブ及び前記バルブを開放及び閉鎖することができるソレノイドを含む、請求項１の真空ブレンダー。
【請求項9】
前記導管システムが重力ゲートによって開放又は閉鎖させられることができる開放端を有する容器導管を含む、請求項３の真空ブレンダー。
【請求項10】
前記導管システムがスプラッシュシールドにより保護される開放端を有する容器導管を含む、請求項３の真空ブレンダー。
【請求項11】
前記ソレノイドは、ＰＣＢから受け取られる命令により制御される、請求項７の真空ブレンダー。
【請求項12】
容器、モーターを含むモーターベース、モーター・ドライブシャフト、前記モーター・ドライブシャフトに係合するためのブレードシャフトを備えるブレードを有するブレードホルダー、前記モーター・ドライブシャフトに接続されるファンを有する真空ブレンダーにおいて、その改良点は、
少なくとも２つのチャンバーから構成される真空ポンプを含む前記モーターベースと；
前記ファンの近傍に配置される真空導管に接続される前記真空ポンプの第１のチャンバーと；
前記真空ポンプの第１のチャンバー内へと前記真空導管内へと前記ファンにより排出される空気によって駆動されるように適合された前記真空ポンプの前記第１のチャンバーと；
前記第１のチャンバーにより駆動されるように適合された前記真空ポンプの第２のチャンバーと；
前記ブレードを回転させることなく前記容器を排気するため前記真空ポンプを前記モーターが起動することができるようにするギア・システムと；及び
前記容器から空気を排気するための前記真空ポンプの前記第２のチャンバーへと前記容器からの空気通路を規定する導管システムと；を含む、真空ブレンダー。
少なくとも２つのチャンバーから構成される真空ポンプを含む前記モーターベースと；
前記ファンの近傍に配置される真空導管に接続される前記真空ポンプの第１のチャンバーと；
前記真空ポンプの第１のチャンバー内へと前記真空導管内へと前記ファンにより排出される空気によって駆動されるように適合された前記真空ポンプの前記第１のチャンバーと；
前記第１のチャンバーにより駆動されるように適合された前記真空ポンプの第２のチャンバーと；
前記ブレードを回転させることなく前記容器を排気するため前記真空ポンプを前記モーターが起動することができるようにするギア・システムと；及び
前記容器から空気を排気するための前記真空ポンプの前記第２のチャンバーへと前記容器からの空気通路を規定する導管システムと；を含む、真空ブレンダー。
【請求項13】
前記導管システムが下降導管を含み、前記下降導管は、真空ポンプの近くにバルブ及び前記バルブを開放及び閉鎖できるソレノイドを含む、請求項１２の真空ブレンダー。
【請求項14】
前記導管システムが重力ゲートにより開放又は閉鎖させられ得る開放端を有する容器導管を含む、請求項１２の真空ブレンダー。
【請求項15】
前記導管システムがスプラッシュシールドにより保護される開放端を有する容器導管を含む、請求項１２の真空ブレンダー。
【請求項16】
真空ポンプの前記第１のチャンバーが更に、前記第１のチャンバー内に最初に配置される第１のインペラーを含み、前記第１のインペラーは真空シャフトに接続され、前記真空シャフトは前記第２のチャンバー内に配置される第２のインペラーに接続される、請求項１２の真空ブレンダー。
【請求項17】
前記ソレノイドは、ＰＣＢから受け取られる命令により制御される、請求項１３の真空ブレンダー。
【請求項18】
前記ギア・システムがクラッチである、請求項１２の真空ブレンダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願への相互参照］この出願は、２０１７年２月９日に出願された米国仮特許出願第６２／４５６，９２０号の優先権と利益を主張する、２０１７年３月１３日に出願された米国特許出願第１５／４５７，８７４号の優先権と利益を主張する、２０１７年６月２６日に出願された米国特許出願第１５／６３３，３８３の優先権と利益を主張する、２０１７年９月１３日に出願された米国特許出願１５／７０３，９３３の優先権を主張し、各々の内容がその全体において参照により組み込まれる。
【0002】
［発明の分野］本発明は、家庭用および台所用器具に関する。特に、本発明は、真空ブレンダーに関し、特に栄養抽出真空ブレンダーに関する。
【背景技術】
【0003】
［発明の背景］キッチン・ブレンダーは、モーターベースを有し、食品及び液体の組み合わせを含む容器がモーターベースの上に取り付けられている。このようなブレンダーは、モーターベースに取り付けられたとき、容器の向きによって規定される。従って、このような容器の頂部及び底部を適切に規定することが重要である。そのような容器の頂部は、混合された食物及び／又は液体が混合のために容器に入る容器の端部として規定される。容器の底部は、容器の頂部から反対側の容器の端部である。容器の頂部及び底部の機能は、含まれるキッチン・ブレンダーの種類によって異なる。
【0004】
従来のキッチン・ブレンダーにおいては、回転ブレードが中央に組み込まれたブレードホルダーが容器の底部に固定され、そして、キャップが、混合中に内容物が容器から飛び散らないように、容器の頂部を密封する。容器のブレードは、ブレードの起動を可能にする態様で、モーターベース内に含まれるモーターのシャフトに係合することができるシャフトを有する。
【0005】
真空ブレンダーは、キッチン・ブレンダーのサブカテゴリであり、ブレンダーの混合容器から周囲の空気を取り除く。周囲の空気の除去は望ましいが、なぜならば、空気が、栄養学的に価値のある抗酸化ビタミン及び抗酸化栄養素を酸化するからであり、このような生物活性原料が配置されている保護細胞壁内から混合中に放出されるときにそうなるからである。抗酸化物質を放出するためにブレンダーを使用する健康上の利点は、そのような抗酸化物質の栄養価が容器から空気を取り除くことによって保存できるならば、増大するであろう。
【0006】
真空ブレンダーの他の利点は、飲み物からの泡及び泡立ちを除去することが含まれる。混合時に、空気は飲み物内に混入される。飲み物に追加されたガスは、消費者に不快感を引き起こすことができる。ガスはまた、タンパク質粉末を飲み物に混ぜることをより困難にする。ある粉末サプリメントを混合物に追加すると発泡が起こるが、これは、ブレンダーの寿命を短くし得る追加の歪みをモーターに引き起こすことが知られてきた。真空ブレンダーは、栄養価の高いスムージーを作ることが目的とする、よりきめ細かい稠度にまで材料を切り刻むため、示されてきた。
【0007】
真空ブレンダーは、典型的に、容器の頂部のキャップの頂部にバルブを有しており、このバルブは、容器内の空気の除去を可能にする、個別の吸引ポンプに接続されるホースのような通路に固定されている。これらの種類の真空ブレンダーは、真空ポンプの追加のような、これらの結果を達成するためにブレンダーに高価な構造的な追加を必要とする。一般に、より多くの物質資源は、製造のためにより多くのコストを生じさせる。多くの真空ブレンダーは、容器を真空にするために要求される追加の装置を収納するため設置面積を増大させる。追加的なかさばりは、より大きな梱包を必要とし、そして、重量を増大させ、それによって、規定された空間以内に格納されて出荷されることができる数を制限する。一般に、重量が大きくてかさばる品物は、出荷するのにより費用がかかる。そのような真空ブレンダーの多くは、より広い調理台のスペースを必要とし、このことは、多くの消費者に対して不利である。分離した真空ポンプを有する典型的な真空ブレンダーは、米国公開番号２００４−０１７３１０５Ａ１において見つけられ得る。
【0008】
上述の伝統的な真空ブレンダーの構成は、栄養物抽出装置、又は、時にシングルサーブブレンダーと呼ばれる、あるサブセットのブレンダーでは機能しない。このようなブレンダーにおいて、容器の構成は、逆になる。容器の頂部は、キャップを有していない。その代わりに、ブレードホルダーが、容器の頂部に取り付けられる。容器の底部は、完全に閉じられ、そして、容器の側面に完全に一体化される。食物の内容物が容器の内側に置かれ、次に、ブレードホルダーが容器の頂部に取り付けられ、これによって、混合のため内部の食物の内容物を密封する。容器及びブレードホルダーが逆さにされて、その結果、頂部が底部になり、ブレードホルダーがブレードの起動を可能にするようモーターベースの上に置かれ得る。このような構成において、真空接続を行うことができるキャップはない。このような栄養抽出装置の容器の底部が容器の壁と連続しているため、真空チューブ用のバルブは、容器の底部の一体性を損なうことなく底部に組み込まれることはできないが、このことは、混合後に容器が再逆転されると、バルブ周囲のシールの周りの漏れ又はバルブを通しての漏れという結果になり得る。
【0009】
栄養抽出装置の逆転構成を有するキッチン・ブレンダーに対して、真空機能を追加することは困難である。混合のために容器が逆さにされるとき容器の頂部にある、容器の密閉された底部内の水位線の上にその容器内の空気が位置するので、問題は、栄養抽出装置からの空気を排出するときに生じる。転覆した船におけるエアポケットにそれは匹敵する。本発明は、真空ポンプを取り付けるために底部に穴を開けることなく、この密閉空間から空気を排出することができる。本発明はまた、ブレンダーの設置面積の実質的な増加を回避するが、栄養抽出ブレンダー内の既存の空間内にすべての発明の特徴を組み込み、容器を排気するために必要な吸引を作り出すため、そのようなブレンダー内の既存のモーターを利用している。
【0010】
トップにある容器の内容物にアクセスするための開口部を備える真空ブレンダーもまた、本発明から利益を得ることができる。このような従来の真空ブレンダーは、ブレードを駆動するモーターとは別の真空ポンプをいまだに有している。真空ポンプは、韓国特許第１０−１４４１０９３号におけるように、モーターベース・ハウジング内に配置されることがある。他の真空ブレンダーにおいて、真空ポンプは、モーターベース・ハウジングとは別に配置される。しかし、どちらの場合でも、容器の排気及びブレードでの混合のために別個のモーター駆動が必要である。本発明は、真空ブレンダーにおける別個の真空ポンプの必要性を排除する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
［図面の簡単な説明］【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
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【0022】
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【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【0037】
【0038】
【0039】
【0040】
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】
【0050】
【0051】
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
【発明を実施するための形態】
【0057】
［発明の詳細な説明］［発明の導管システム］
図１から図３において示すように、本発明の１つの好ましい実施例は、ブレードホルダー１４が容器１２の頂部に取り付けられる容器１２を有するブレンダー１０を含み、容器の底部１６が容器１２の側壁１８と一体となっている。ブレードホルダー１４は、モーター・ハウジング２０に取り外し可能に固定されることができる。本発明は、逆転容器１２の底部からモーター・ハウジング２０の底部２１までの導管のシステムを有する。好ましい実施例において、容器は、容器の壁に形成された少なくとも１つの中空容器導管又はチューブ２２を有する。図３に示すように、容器導管２２は、容器１２の頂部に開口部２４を有する。この開口部は、ブレードホルダー１４内に配置された第２のカップリング２８と係合することができる第１のカップリング２６を有する。
【0058】
容器導管２２はまた、容器１２の底部１６に近接した開口部又はアパチャー３６を有する。ブレードホルダー１４は、回転ブレード３２が中央に固定されているプレート３０を有する。プレート３０は、第１の側面３４及び第２の側面３６を有する。ブレード３２は、プレート３０の第１の側面３４から突出する。プレート３０の第２の側面３６は、モーター・ハウジング２０に動作可能に取り付けられると、モーター・ハウジング２０に面する。図４に示すように、第２のカップリング２８は、プレート３０の第１の側面３４に配置され、プレート３０を貫通する。プレート３０の下側で、第２のカップリング２８は、モーターベース２０上に配置された第３のカップリング４０と係合することができる。
【0059】
容器１２は、容器１２の壁に形成された隆起部２３を有することができる。隆起部２３は、容器１２の側壁１８の内側から突出するときに乱流を生成し、そして、隆起部２３が容器の側壁１８の外側に突出するときに容器１２をよりよく把持するようにすることができる。隆起部２３が容器の内側に突出するか、外側に突出するか、両側に突出するかにかかわらず、容器導管２２は、１つ以上の隆起部２３内に形成することができる。
【0060】
モーターベース２０は、モーター４４が配置されるハウジング４２を有する。ハウジングは、少なくともモーター４４、クラッチ又はギア・システム１２０を介してブレード３２のシャフト４８に係合するモーター・ドライブシャフト７８、及びモーターの底部にあるファン５０を含む。ファン５０のブレード５２は、モーター４４を冷却するためにモーター・ハウジング２０から空気を排出するように配向させられる。モーター・ハウジング２０の内部から空気を引き込むファン５０の側面は、吸気側５４として定義される。図５及び図１０に示すように、モーターベース２０の第３のカップリング４０は、モーターベース２０のハウジングの内側を通過する下降導管５６に接続されている。
【0061】
［発明のバルブシステム］下降導管５６は、図６及び図７に示される三方弁５８に接続される。三方弁５８は、吸気カップリング６０、排気カップリング６２、真空カップリング６４、及びフロースイッチ６６を有する。フロースイッチ６６は、三方弁５８の位置決めにより手動で操作することができるが、スイッチ６６がモーター・ハウジング２０から突出するようになっている。これは、三方弁システム５９として集合的に定義される。フロースイッチ６６を制御する好ましい方法は、タイマーによる、又はマイクロコントローラー内のファームウェアによって制御されるソレノイドのような電気機械装置による。機械的タイマーを使用することにより、又はマイクロコントローラーにより動作する電気機械装置を使用することによりフロースイッチ６６を制御することは、フロースイッチの技術分野でよく知られている。
【0062】
下降導管５６は、三方弁５８の吸気カップリング６０に接続される。排気カップリング６２は、モーターベース・ハウジング２０の外側に通気する排気導管６８に接続される。図６及び図７に示されるように、真空カップリング６４は、吸気導管６０及び排気６４導管に対して実質的に垂直である真空導管７０に接続される。真空導管７０は末端７２を有する。末端７２は、ファン５０が真空導管７０の末端７２から空気を吸い込むように、操作位置内のモーターベース２０内のファン５０の吸気側５に配置されている。これにより、容器１２内の空気が、容器導管２２及び下降導管５６を介して導管システムを通して吸い出され、排気導管６８を通って排出されることを引き起こす、ガス・ベンチュリー効果が生じさせる。容器からガスを排出するのに十分な時間、ファンを起動させた後、フロースイッチは開放位置にある。その時点で、ブレードは、混合プロセスを開始するためモーターにより連動させられる。
【0063】
好ましい実施例において、下降、真空、及び排気導管５６、７０、６８は、三方弁５８の対応する吸気、真空、及び排気カップリング６０、６２、６４よりも大きな直径を有する。これは、より狭い三方弁５８を通してより高速で空気を移動させることによりベンチュリー効果を生じさせる。より狭いバルブ５８を通るより速い速度は、バルブ内の圧力を下げる。そのようなベンチュリー弁内のより低い圧力は、チャンバからのすべての空気が真空除去されるまで、より高い圧力の降下導管５６から空気を引き込む。
【0064】
ベンチュリー弁はまた、導管システム内の如何なる点においてもより狭い通路を単に有することによって構築され得る。例えば、バルブシステムはまた、下降導管５６を排気導管６８に接合することによって、両方よりも直径が狭い導管のセクションに関しても機能するであろう。好ましくは、排気プロセスをオン又はオフにするため、如何なるポイントにおいても、バルブが追加されるであろう。排気導管は、ベンチュリー効果のために圧力差を設定するようにシステムを通して空気の吸引を開始するため、ファン５０の吸気側５４で終端する。この設計の不利な点は、導管システムを通して不用意に吸い込まれた如何なる液体であってもファンに当たり、電気モーターにまで戻るように発射され、それによって短絡を引き起こす危険性があることである。
【0065】
容器１２は、１つ又はそれ以上の導管２２を備えて形成され得る。各容器導管２２は、それ自体のバルブシステム５９に動作可能に接続され得る。それぞれが専用のバルブシステム５９を有する複数のこのような容器導管２２の利点は、導管２２以上が同時に容器２２を排出するので、容器１２を排出するのに必要な時間が短縮されることである。もう１つの利点は、１つの導管２２が詰まった場合であっても、他の導管２２がいまだに容器１２を排気することである。不利な点は、追加のコスト及びハウジング内のスペースの制約である。容器導管２２の潜在的な詰まりは、単一のバルブシステム２２に接続するモーターベース２０内の単一の導管システムに接続される複数の容器導管２２を備えることにより対処され得る。そのような実施例は、必ずしも単一の導管２２よりも速く容器を排気するとは限らないが、もし容器導管２２が詰まったならば、残りの容器導管２２が容器１２を排気し続けるように冗長性を保証する。
【0066】
導管システムは、容器１２、ブレードホルダー１４、及びモーター・ハウジング２０に対して内側のように記述されてきた。しかし、導管システムの全部又は一部を、容器１２、ブレードホルダー１４、及びモーター・ハウジング２０又はそれらの如何なる有効な組み合わせの外側に、配置することは本発明の範囲内である。
【0067】
［ブレードをファンとは別に作動させるためのギア機構］図１０に示されるように、本発明は、ブレードを回転させることなくモーターがファンを作動できるようにするため、モーターベース２０内にギア機構１２０を有する。ギア機構１２０は、クラッチ・システム又はアキシャル・ギア・システム（ａｘｉａｌ ｇｅａｒ ｓｙｓｔｅｍ）であり得る。クラッチ・システムは、以下で説明するように、機械式、電気機械式、又は電磁式のクラッチ・システムであり得る。ブレードが起動する前に容器からの空気の排出を完了させなければならないので、ギア機構は本発明にとって重要である。さもなければ、容器の導管は、空気とともに容器から流体及び食物粒子を吸い出すであろう。従って、バルブシステムが開放位置にあるとき、モーターがファンを起動させるが、ブレードは起動させないギア機構を有することが重要である。
【0068】
タイマーの起動を遅らせるギア機構は、本来は機械的であり得る。そのような機械的なギアは、タイマーの技術分野においてよく知られている。電気機械式タイマーはまた、バルブ５８を閉じること及びブレードシャフト７４の起動も制御できる。しかし、好ましくは、マイクロコントローラ内のファームウェアによってタイミングは、制御され得る。フロースイッチ５８が閉じられ、ブレードシャフト７４が係合する前の遅延は、モーターの動力、容器１２のサイズ、並びにシステム内の導管及びカップリングの直径のようなファクターを考慮して、容器１２を排気するのに必要な時間の長さに依存するであろう。
【0069】
［スプリング・クラッチ実施例］図１１から図１３に示されるように、モーターシャフト７８（入力シャフトとしても知られる）をブレードシャフト８０（ロードシャフトとしても知られる）に結合するために、スプリング・クラッチ・システム７６が使用され得る。スプリング・クラッチ・システムの配置は図１３に示されるが、スプリング・クラッチ・システムの詳細は図１４、図１５、及び図１６に示される。従来のスプリング・クラッチ・システム７６を使用して、ソレノイド８２が起動されてラップ・スプリング８４をストップ・カラー８６から外すと、モーターシャフト７８は、ブレードシャフト８０に連結される。これにより、制御舌部９０を介してクラッチ・スプリング８８に接続されたストップ・カラー８６が解放される。これが起こると、クラッチ・スプリング８８が締め付けられ、それにより、モーターシャフト７８及びブレードシャフト８０を共に結合させる。ソレノイド８２への電力がオフになると、ソレノイド・アームが後退し、それによりラップ・スプリング８４がストップ・カラー８６を再び係合させ、それによりブレードシャフト８０をモーターシャフト７８から離脱させる。クラッチ・スプリング８８は、クラッチ・ハウジング９２内に収容される。
【0070】
最新のブレンダーは、毎分最大２０，０００から２５，０００回転（ＲＰＭ）の高い回転速度で動作する。スプリング・クラッチは通常、より低いＲＰＭ環境で使用される。しかし、ブレンダーは、負荷が一般に時間の関数として減少するので、特別なケースである。ブレンダーにおいて、容器１２内の材料がブレードによって固体から実質的に液体に変換されるにつれて、負荷が減少することを考えると、スプリング・クラッチ７６は、かなりの期間、高ＲＰＭで高負荷下ではありそうにない。これにより、スプリング・クラッチのストレスは軽減される。
【0071】
スプリング・クラッチの性能を高めるには、クラッチがモーター及びブレードシャフト７８、８０と係合する前に、モーターシャフト７８が停止するか、少なくともゼロＲＰＭに近づく速度まで減速することが好ましい。スプリング・クラッチ８８の性能を更に高めるために、モーターシャフト７８、ブレードシャフト８０、及び／又はクラッチ・スプリング８８、又はそれらの組み合わせの係合部分は、タングステンカーバイド（ＷＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化クロム（ＣｒＮ）、二ホウ化チタン（ＴｉＢ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、及び／又はそれらの組み合わせでコーティングされ得る。これらのコーティングは、係合のためにより硬い表面を提供する。また、ＮｉＣｒＡｌＹ、ＮｉＣｒＡｌ、ＮｉＣｒ、及びＴｉのような、クラッチ・システムの性能を向上させるために利用できるさまざまな結合材料粉末があるが、これらは液体媒体に懸濁され、プレートにコールドスプレー又はブラッシングされるか、或いは、それらは、高速フレーム溶射法（ｈｉｇｈ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｘｙｇｅｎ ｆｕｅｌ）（ＨＶＯＦ）又は空気燃料（ａｉｒ ｆｕｅｌ）（ＡＦ）溶射法によってコーティングされるかもしれない。銅、鉄、スズ青銅、二酸化ケイ素、及び／又はグラファイトの混合物から作られたセラミックコーティングもまた使用され得る。有機コーティングもまた適しており、そして、それは典型的にフェノール樹脂、金属粉又は金属酸化物のような摩擦調整剤、及び配合ゴムから作られている。これらのすべての結合材料及びコーティングは、クラッチ・システムとブレードのドライブシャフトとの接触のポイントで摩擦係数を増加させることにより、動作中にクラッチの滑りを低減させる。
【0072】
［ロータリー・ギア・クラッチ実施例］図１４Ｂに示されるように、回転ギア機構９４はまた、電気機械クラッチを使用してモーターシャフトをブレードシャフトに連結することもできる。回転ギア機構のような１つの実施例において、モーターシャフト７８に固定された雄ギア９６は、ブレードシャフト８０に固定された相補的な雌ギア９８と係合することができる。雄及び雌ギア９６、９８の係合は、モーターシャフト７８の直線運動を提供するため、従来の電気機械クラッチ又はソレノイドを使用して制御され得る。このようなモーターシャフトの直線運動は、伸縮式のドライブシャフト（ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｎｇ ｄｒｉｖｅ ｓｈａｆｔ）によって達成できる。そのような伸縮式のドライブシャフトは、スプリング装填ソレノイド、ラックアンドピニオン・システム、又はねじ駆動システムによって制御することができるが、そのいくつかの例は、以下で論じられる。
【0073】
伸縮式のドライブシャフトは、部材の周囲にねじ山を有する内部部材及びそのねじ山を受けるための相補的な溝を有する外側鞘を有することができる。外側鞘は、収縮位置にあるスプリングにより付勢され得、及び、プリント回路基板（ＰＣＢ）９５から信号を送信するファームウェアによって制御されるソレノイドによって係合され得るが、それは、回転ギア機構９４がブレードシャフト・ギア９８と係合することが望ましいときである。プリント回路基板（ＰＣＢ）のそれは、多くのブレンダー内に見いだされ、混合（ブレンディング）サイクルを制御するために使用される。或いは、電磁クラッチは、単純なオン及びオフ・スイッチから信号を送信することにより、モーター及びブレードシャフトを連結することができる。バルブ５８を使用して容器１２を排気するためにモーター４４が起動させられた後、クラッチがシャフトと係合する前に、モーターはゼロＲＰＭまで減速させられることが好ましい。これにより、回転ギア機構９４へのストレスが軽減される。実際、ブレード・ドライブシャフトと係合する前に、ＲＰＭがゼロに減速されるならば、ここに記載されている全てのギア及びクラッチ・システムに対してそれはより良い。
【0074】
［電磁クラッチ実施例］本発明に関し使用され得るもう１つのクラッチ機構は、図１４Ａに示されるような電磁クラッチ１００である。電磁クラッチ１００は、モーターシャフト７８が内部に固定されるロータ１０２を有する。電気コイル１０４は、ローター１０２の周りに放射状に配置される。本発明において、モーター４４は電磁クラッチ１００の下に配置されるが、これは電気コイル１０４がモーター４４の上にあることを意味する。電気コイル１０４の上には、アーマチュア１０６があるが、これは、出力ギア１０８に固定されている。出力ギア１０８は、ブレードホルダー１４の底部にあるブレードシャフト２４に係合することができる。スプリング１１２は、アーマチュア１０６を電気コイル１０４の上に付勢する。少なくとも１つのギャップ１１４は、電気コイル１０４に電力が供給されると、磁束が生成されるアーマチュア１０６及び電気コイル１０４の間に配置される。磁束は、アーマチュア１０６をロータ１０２に引き付け、それによりアーマチュア１０６とロータ１０２とを磁気的に固定し、これによりモーターシャフト７８の回転運動をブレードシャフト２４に伝達させる。このような電磁クラッチ１００は、コイル１０４への電力をオン及びオフすることにより、ブレンダーのＰＣＢ９５によって制御され得る。電磁クラッチ１００の改善された性能はまた、本発明のスプリング・クラッチ７６の使用に関して記述された同じコーティング及び結合粉末を使用して達成され得る。そのような材料は、アーマチュア１０６及びローター１０２の間の表面界面でアーマチュア１０６及び／又はローター１０２に適用され得る。
【0075】
［バー・アーマチュアを使用した電磁クラッチ実施例］図１６から図２４は、本発明で使用できる特定の電磁クラッチ・システムの変形例を示す。図１６は、標準的なブレード・カップリング１２４を備えたブレード３２を有する従来のブレードホルダーを一般的に示す。しかし、ブレード・カップリングがモーター・ドライブシャフト７８に直接係合するというよりは、ブレード・カップリング１２４がクラッチシャフト１２６の上部末端１２８に係合する。クラッチシャフト１２６の上部分は、クラッチ・ハウジング１３２によって取り囲まれている。クラッチシャフト１２６の下部末端１３０は、モーター４４によって駆動されるモーター・ドライブシャフト７８と係合する。モーター・ドライブシャフト７８はまた、ファン５０も回転させる。電磁コイル１３４は、図１７から図２４に示されるように、モーターシャフト７８が収容されるクラッチシャフト１２６の下部分を取り囲んでいる。モーターシャフト７８は、スプリング機構１４０を使用して各貯蔵チャンバー１３６内に磁気又は着磁性のバー・アーマチュア１３８が取り付けられる、少なくとも１つであるが、好ましくは複数の貯蔵チャンバー１３６に特に適合されている。
【0076】
スプリング機構１４０は、コイルばね、板ばね、又は貯蔵チャンバー１３６内にバー・アーマチュア１３８を保持することができる他の如何なる弾性機構でもあり得る。バー・アーマチュア１３８がスプリング機構１４０によって貯蔵チャンバー１３６内に保持されると、図１７及び図１９に示されるように、モーターシャフト７８はブレード３２を回転させることなくファン５０を使うであろう。この段階の間、容器１２を真空にすることができる。コイル１３４が通電されると、図１８及び図２０に示されるように、各バー・アーマチュア１３８の一部分は、その貯蔵チャンバー１３６内に残る各バー・アーマチュアの一部分と、クラッチシャフト１２６上のクラッチ室１４１に引き込まれる。
【0077】
クラッチ・チャンバー１４０は、貯蔵チャンバー１３６が通常クラッチ・チャンバー１４１に面しているように、貯蔵チャンバー１３６より大きくすることができる。結果として、バー・アーマチュア１３８がクラッチ・チャンバー１４１に引き込まれると、ドライブシャフト７８は、クラッチシャフト１２６が充分に係合するであろうポイントで、クラッチ・チャンバー１４１の側壁に当たるまで、バー・アーマチュア１３８を回転させるであろう。この充分に係合した位置において、ドライブシャフト７８は、ブレード３２が回転できるようにするため、クラッチシャフト１２６に結合されている。磁気引力が十分に強いならば、クラッチ・チャンバー１４０の側壁に対するバー・アーマチュア１３８の回転スリップなしに、ブレード３２の動きが生じるかもしれない。ブレード１２が係合する前、容器１２が排気される間に、通常は１０秒から２０秒である所定の時間が経過した後、電磁コイル１３４を起動するようにＰＣＢ９５においてプログラミングすることにより電磁コイル１３４は制御され得る。
【0078】
図１７及び図１８においては、スプリング機構１４０がバー・アーマチュア１３８を貯蔵チャンバー１３６の後壁１４２に接続する実施例を表示する。この設計の弱点は、スプリング機構１４０が充分に高剛性でないならば、スプリング機構１４０が、完全に後退しないポイントまでの過度の伸長により、スプリング機構１４０が時間が経つにつれて変形するかもしれないことである。フランジ１４４が、バー・アーマチュア１３８の各端部から延びる、代替設計が図１９及び図２０に示される。貯蔵チャンバー１３６は、対応するフランジ１４４に対向する各端部にリップ１７８を有する。スプリング機構１４０は、フランジ１４４及びリップ１７８との間に配置されている。この実施例は、図２０に示されるように、電磁石１３４が通電されると、スプリング機構１３８が伸長というよりはむしろ圧縮下にあることを可能にする。この実施例は、図１９に示されるように電磁石１３４がオフにされると、バー・アーマチュア１３８を貯蔵チャンバー１３６内に保持するためのより良い付勢力を提供する。
【0079】
図２１及び図２２は、貯蔵チャンバー１３６が必要ではない実施例を表示する。この実施例において、バー・アーマチュア１３８は、モーター・ドライブシャフト７８の上部に固定されている。各バー・アーマチュア１３８は、上部分１４８と下部分１５０を有する。上部分１４８及び下部分１５０を一緒に結合するために、板ばね１５２、又は同等の弾性材料が、バー・アーマチュア１３８の上部分１４８及び下部分１５０に挿入されるか、又は固定される。クラッチシャフト１２６は、バー・アーマチュア１３８の上部分１４８を受け取るための傾斜した凹部１５４を有する。電磁石１３４が通電されていないとき、バー・アーマチュア１３８は、図２１に示されるように、クラッチシャフト１２６にバー・アーマチュア１３８が係合しない垂直位置にある。この位置において、モーター４４が起動すると、ブレード３２ではなくファン４０のみが回転する。電磁石１３４に通電がされると、バー・アーマチュア１３８の上部分１４８は、図２２に示されるように、クラッチシャフト１２６の傾斜した凹部１５４と接触するように曲がり、それによって、モーターシャフト７８をクラッチシャフト１２６に磁気的に接続する。この位置では、モーター４４が起動すると、ファン４０及びブレード３２の両方が回転する。他の実施例と同様に、電磁石１３４への電力は、ＰＣＢ９５によって制御され得るが、或いは、手動スイッチによっても制御され得る。
【0080】
図２４において示されるように電磁石１３４がバー・アーマチュア１３８を反発するように、バー・アーマチュアの極性が反転されてきたということにおいて、図１９及び図２０の実施例の変形例である実施例を図２３及び図２４は図解する。この実施例はまた、スプリング機構が貯蔵チャンバー１３６というよりはむしろクラッチ・チャンバー１４１に取り付けられるように、スプリング機構の取り付けポイントを必要とする。結果として、電磁石１３４は、起動すると、図２４に示されるようにバー・アーマチュア１３８を反発し貯蔵チャンバー１３６内に押しやり、それにより、ブレード３２を作動させるようにクラッチシャフト１２６を係合する。
【0081】
［ギア・システムの伸縮式軸方向ねじ（Ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｎｇ Ａｘｉａｌ Ｓｃｒｅｗ）実施例］ブレードシャフト１２４を選択的に係合するために使用され得るメカニズムのもう１つのカテゴリーがある。この他のカテゴリーは、ブレードシャフト１２４を係合及び係合解除するのに十分なだけモーターシャフト７８を上向きに及び下向きに伸縮させることができるギア・システムを含む。モーターシャフト７８の伸縮方式は、図２５に示される遊星ローラーねじ１５６のような種々のギア・システムによって達成され得るが、ここで、モーターシャフト７８の一部分は、螺旋軸（シャフト）として機能するようにねじを切られ、遊星ハウジング１６０内に含まれる遊星ねじ１５８によって囲まれる。遊星ローラーねじは、米国特許第２，６８３，３７９号に記述されているが、参照により組み込まれている。遊星ハウジング１６０を静止位置に取り付けることにより、モーター又はスクリューシャフトは、軸方向に動き、ブレードシャフト１２４に係合及び係合解除することができる。遊星ローラーねじシステムは一般に、より高価な設計の選択肢と考えられている。
【0082】
図２６に示されるボールねじシステム１６２は、コストの観点から軸方向の動きに対して好ましいギア・システムである。ボールねじシステムは、ねじを切られたモーターシャフト７８を取り囲むボールねじハウジング１６４、及び、再循環ボールベアリング１６６から構成される。そのようなボールねじシステムは、米国特許第５，３３７，６２７号に記述されており、参照により組み込まれる。ボールねじハウジング１６０を静止位置に取り付けることにより、モーターシャフト７８は、軸方向に移動してブレードシャフト１２４と係合及び係合解除することができる。
【0083】
［排気開口の特別な実施例］図１、図２、図３、図８、図９、及び図１０に示される逆転された設計を有する容器１２において、容器導管２２は、容器１２の底部１６の近くに排出アパチャー３６を有するが、それは、モーターベース２０に取り付けられるように逆転されると、以前説明したように、容器１２の頂部になる。図８及び図９に示される実施例において、アパチャー３６は、そこに形成された複数の穿孔を有するスプラッシュシールド（ｓｐｌａｓｈ ｓｈｉｅｌｄ）１０６を含む。この構成により、混合段階中に食物粒子が容器導管２２に入るのを制限しながら、排出段階中に容器１２から空気を除去することが可能になる。スプラッシュシールド１０６は、容器１２と一体に形成することができ、或いは、洗浄中に導管２２を水で溢れさせるため、取り外され得るストッパーとして作られ得る。その場合、スプラッシュシールド１０６は、プラスチック、ゴム、シリコーン、又は他の妥当なキッチングレード材料で作られ得る。オプションのスプラッシュシールド１０６の成功の鍵は、混合中に食物粒子が導管２２に入るのを制限しつつ、穿孔が空気をして容器の導管に吸い込まれることを可能にすることである。
【0084】
本発明は、図８及び図９に示されるように、オプションの重力ゲート１０８を有することもできる。重力ゲート１０８は、ゲート１０８が開口部３６を閉じるために、排気アパチャー３６に近接して配置される。重力ゲート１０８は、容器導管２２に隣接するチャネル１１０内に配置され得る。そのような構成において、図８Ｂに示されるように容器が飲用位置に向いていると、ゲート１０８は重みを加えて閉位置に落ち、そして、図８Ａに示されるように、混合位置に容器が逆転されると、開位置に落ちる。ゲート１０８は、好ましくはステンレス鋼で作られているが、重力に応じてチャネル１１０内を移動し、及び、移動させられるまで所望の位置に留まるように、充分な重量のある如何なる食品グレード材料でも作られ得る。これにより、飲用中に混合飲料中の流体が容器導管２２に入るのを防ぐが、排出段階中に空気を除去することができる。
【0085】
重力ゲート１０８はまた、容器導管２２内にステンレス鋼のような加重ボール１１２を使用して構築され得る。この実施例において、重力ゲート１０８は、導管アパチャー３６に向かってテーパー状に先細っている容器導管２２の領域から構成される。加重ボール１１２は、容器１２の排気中にボール１１２を通り過ぎることができるように容器導管２２の直径よりも小さい直径を有する。しかし、容器導管２２が先細になっている領域では、ボール１１２は、先細になった領域の少なくとも一部分よりも大きな直径を有する。このような構成において、図９Ｂに示されるように容器が飲用位置に向いていると、ボール１１２は閉位置に落ち、及び、図９Ａに示されるように容器が混合位置に逆転していると、開位置に落ちる。カラー１１４又は他の封鎖構造は、開位置にあるとき加重ボール１１２が導管の全長を落下しないように、容器導管２２内に配置され得る。カラー１１４の全幅とボール１１２の直径との合計は、排気中に空気が通り抜けることができるように、導管２２の内径よりも小さくなければならない。重力ゲート１０８は、食物粒子が容器導管２２に入ったならば、容器導管２２を洗い流すことができるので、本発明にとって必須ではないが、目詰まりを防ぎ、容器導管２２を定期的に清掃する必要性を制限するのに有用である。
【0086】
本発明は、主に、図２に示されるような逆転された構成を有する容器１２に関して記述されてきた。しかし、本発明は、図２０に示されるように、従来のブレンダー容器１１６を使用することができる。容器導管２２は、図１５に示されるように、混合容器１１６の底部に取り外し可能に固定されたブレードホルダー１４と、容器１１６の頂部に取り外し可能に取り付けられたトップ１２２と、を有するような従来の混合容器１１内に組み込まれ得る。本発明の他の全ての要素は、従来のブレンダー容器１１６と相互作用することができる。
【0087】
［ギア駆動真空ポンプ］クラッチ・システム１２０の追加の利点は、真空ポンプ１９０が、モーター４４によって駆動されるドライブシャフト７８によって直接的に作動させられ得ることである。クラッチ・システム１２０は、最初に真空ポンプ１９０の動作を可能にし、次に容器１２の排気が生じた後にブレード３２の動作を可能にする。これにより、従来の真空ブレンダーでは必要とされる、真空ポンプを駆動するための２番目の専用モーターに対する必要性が排除される。従来技術の真空ポンプの第２モーターの排除は、原材料及びコストにおいて顕著な節約である。これは、特にブレンダーの多くの製造業者が毎年何百万台ものユニットを生産していると考えると、顕著な累積節約を表す。
【0088】
真空ポンプ１９０を駆動するためのモーター４４の動作は、図２７から図３１に示されている。下降導管５６は、真空導管７２に接続され、真空導管７２は、次に真空ポンプ１９０に接続される。真空ポンプ１９０は、次に排気導管６８に接続される。真空ポンプ１９０は、ドライブシャフト７８に配置されたギア１９１によってドライブシャフト７８によって駆動されてもよい。ギア１９１は、真空ポンプ１９０に接続されたギア１９２に接続される。
【0089】
真空ポンプに接続されたドライブシャフト７８の代替実施例は図２９に示されている。ギア１９１は、チェーン１９３に接続される。チェーン１９３もまた、ギア１９２に接続される。更にもう１つの構成において、ギア１９１は、中間ギア１９４に接続されている。ギア１９４は、シャフトを介してギア１９５に接続される。ギア１９５は、チェーン１９３に接続され、それは順次ギア１９２に接続される。図３１は、ギア１９１がギア１９４に接続され、それが順次ギア１９２に接続される、本発明の更にもう１つの実施例を示す。
【0090】
図３２を参照すると、ドライブシャフト７８に隣接する真空ポンプ１９０が示されている。ギア１９４はソレノイド１９６に接続されている。ソレノイドがオフ位置にあると、ギア１９４は、ギア１９１及びギア１９２に係合していない。このようにして、この位置において、モーター４４がドライブシャフトの回転を駆動し、それが順次ギア１９１の回転を駆動するので、ギア１９１は、ギア１９２の回転を引き起こすことができない。図３３に示されるように、ソレノイドがオンの位置にあると、ギア１９４はギア１９１及びギア１９２に係合させられる。この位置において、モーター４４がドライブシャフト７８の回転を駆動すると、ドライブシャフト７８のギア１９１がギア１９４の回転を駆動し、それが順次ギア１９２の回転を駆動する。このようにして、ソレノイドが起動段階にあると、モーター４４は、真空ポンプを駆動する。
【0091】
中間ギア１９４を使用せずに、ギア１９１がギア１９２に直接的に接続されている実施例において、容器１２への真空ポンプの真空の圧力は、真空ポンプ１９０の近傍の下降導管５６内に配置されるバルブ１９７の使用によって遮断されるかもしれない。ソレノイド１９６がオフ位置にあると、バルブ１９７は開き、真空ポンプ１９０が容器１２から空気を排出できるようにする。ソレノイド１９６がオン位置にあると、バルブ１９７は閉じられ、真空ポンプ１９０は容器１２から空気を吸引しない。
【0092】
更にもう１つの実施例において、図３６から図３９に示されるように、真空ポンプ１９０はドライブシャフト７８に直接的に接続されている。モーター４４がドライブシャフト７８の回転を駆動すると、次にドライブシャフト７８が真空ポンプに動力を供給する。
【0093】
本発明のもう１つの実施例において、真空ポンプ１９０は、少なくとも２つのチャンバー及び２つのインペラー１９８及び１９９から構成されてもよい。真空導管７０の末端は、真空ポンプ１９０の第１のチャンバー内の真空ポンプ１９０に接続される。真空導管７０の第２の末端は、ファン５０のブレードの近くに配置される。モーター４４がファン５０のブレードの回転を駆動すると、空気が真空導管７０の第２の末端内に押し込まれ、真空ポンプ１９０の第１のチャンバー内のインペラー１９８が回転させられる。インペラ１９８は、真空ポンプ１９０の第２チャンバー内の第２インペラー１９９にも接続されているシャフト２００に接続されている。下降導管５６は、真空ポンプ１９０の第２のチャンバー内へと真空ポンプ１９０に接続される。真空ポンプの第２のチャンバーを通って真空ポンプ１９０により容器１２から排出された空気は、排気導管６８を通って押し出される。モーターベースのファン５０によって真空ポンプ１９０の第１チャンバーに押し込まれた空気は、周囲環境に排出されるように第１の排気導管６８に接続される、第２の排気導管６９を通って放出される。
【0094】
図４０から図４３に示されるような真空ポンプ１９０は、例示目的のためのものである。真空ポンプ１９０は、ダイアフラム又は他の如何なるタイプの真空ポンプをも使用する真空ポンプであるかもしれない。
【0095】
ベンチュリー弁システム及び真空ポンプ１９０の上述の説明は、導管システムを通して容器から空気を排出する代替手段である。ベンチュリー弁システム及び真空ポンプ１９０は、集合的に排気装置と呼ぶことができる。
【0096】
本発明の実施例の上述の説明は、例示及び説明の目的で提示されてきた。網羅的であること、又は開示された厳密な形態に本発明を限定することは、意図されていない。上記の教示に照らして、多くの変更及び変形が可能である。当業者は、様々な実施例が共通の知識を使用して変更でき、及び、ここにおける教示が一緒に組み合わされて、本発明の範囲内にまだ該当する他の実施例を作ることができ、及び、そのような設計の選択は、本開示の範囲から離れることを生じさせるようには解釈されるべきではないことを認識するであろう。本発明の範囲は、この詳細な説明によって限定されるのではなく、特許請求の範囲及び添付の特許請求の範囲の均等物によって限定されることが意図されている。