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JP3106837B2 - カップ式飲料自動販売機の原料撹拌装置 - Google Patents

カップ式飲料自動販売機の原料撹拌装置

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JP3106837B2
JP3106837B2 JP06011421A JP1142194A JP3106837B2 JP 3106837 B2 JP3106837 B2 JP 3106837B2 JP 06011421 A JP06011421 A JP 06011421A JP 1142194 A JP1142194 A JP 1142194A JP 3106837 B2 JP3106837 B2 JP 3106837B2
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JP
Japan
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cup
raw material
stirring
beverage vending
stirring blade
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剛信 石橋
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Fuji Electric Co Ltd
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  • Beverage Vending Machines With Cups, And Gas Or Electricity Vending Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるカップミキシ
ング方式のカップ式飲料自動販売機に組み込んで使用す
る原料撹拌装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カップ式飲料自動販売機として、商品取
出口に通じる機内のカップ搬送経路途上でカップ内に投
入された粉末原料と湯水とをカップ内で撹拌混合して飲
料を調製するカップミキシング方式のカップ式飲料自動
販売機が特開昭63−54696号公報で公知である。
かかるカップミキシング方式のカップ式飲料自動販売機
は、粉末原料と湯水を撹拌するためのミキシングボゥル
が不要であり、かつ機内に飲料残りの発生もないので汚
れ発生が少なく、機内の清掃が簡単となるなどの利点が
ある。
【0003】また、カップ内に投入された粉末原料と湯
水とを撹拌する原料撹拌方式として、カップ搬送経路上
に設定した原料撹拌地点に昇降式の撹拌羽根を備え、該
撹拌羽根を上方の待機位置から下降操作してカップ内に
挿入した上で、撹拌羽根を回転して原料撹拌を行う原料
撹拌装置が、特公平5−67999号公報などで公知で
ある。このような撹拌羽根を用いて粉末原料と湯水をカ
ップ内で強制的に撹拌混合する方式では、コーヒー,コ
コアなどの粉末原料以外に、汁粉,味噌汁,スープなど
の粘性のある各種飲料の製造,販売も可能となる。
【0004】そして、前記のように昇降式の撹拌羽根で
原料撹拌を行う方式では、販売待機状態で撹拌羽根を原
料撹拌地点でカップ搬送経路の上方に引き上げておき、
先の原料供給工程で粉末原料を投入したカップが、次の
原料撹拌地点に搬送されて来て停止したところで、ラッ
ク/ピニオン式の昇降駆動機構などを介して撹拌羽根を
上方の待機位置からカップ内に下降させ、さらに撹拌羽
根を回転させながら湯水をカップ内に注ぎ込んで原料撹
拌を行って飲料を仕上げるようにしいてる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、カップ内で
粉末原料と湯水を撹拌羽根により撹拌する場合には、カ
ップ内に下降した撹拌羽根の挿入位置が重要である。す
なわち、撹拌羽根の挿入位置が深過ぎると羽根がカップ
の底に直接触れてカップを破損したりするおそれがあ
り、逆に撹拌羽根の挿入位置が浅過ぎると給湯当初の段
階で羽根が空回りしたり、撹拌中に飲料の飛沫がカップ
の外に飛散して周囲を汚すといった不具合を引き起こ
す。このことからカップに挿入した撹拌羽根を適正な深
さに位置決めして原料撹拌を行うことが必要となる。
【0006】この点に関して、発明者は性状の異なる各
種の粉末原料について実機テストを行った結果、カップ
の底部に堆積している粉末原料の表面に殆ど接するよう
な高さに撹拌羽根を位置決めすることで、撹拌モータに
過大な負荷トルクを加えずに原料撹拌を効果的に行える
ことを確認した。かかる点、従来では撹拌羽根に対する
昇降停止の位置決め制御を、昇降駆動機構であるラック
/ピニオン駆動機構の移動経路上にリミットスイッチを
配置するか、あるいは昇降駆動モータに付設したロータ
リエンコーダの出力パルスをカウントし、目標値と比較
してフィードバック制御するなどの位置サーボ機構を採
用して実施ている。そして、実際の製品では部品の組立
誤差もあることから、検査工程で検査員が製品1台ずつ
について、カップ搬送機構(ベルト式)とのレベル整
合,および撹拌羽根の上昇,下降停止位置の設定を手作
業により調整しているが、その調整作業は煩雑な手間と
熟練を要して厄介である。
【0007】さらに、同じ自動販売機で先記した各種飲
料を併売する場合には、販売飲料の種類によってカップ
に投入する粉末原料の供給量,したがってカップの底部
に堆積した粉末原料の嵩高さが異なることから、撹拌羽
根のカップ内への挿入位置を最適化するには、撹拌羽根
の下降停止位置を飲料種類の選択に対応して変更する必
要があり、このための撹拌羽根の下降停止位置の初期設
定を含めると前記した位置決めの調整作業がますます厄
介となる。
【0008】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、製品組立の検査
で行う初期設定の調整を不要とし、かつカップ内に投入
した粉末原料の供給量に左右されることなく、昇降式撹
拌羽根を常に適正な挿入位置に位置決め制御して粉末原
料と湯水を効果的に撹拌混合できるようにしたカップ式
飲料自動販売機の原料撹拌装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の原料撹拌装置においては、上方に待機して
いる撹拌羽根とカップ内に収容された粉末原料との間を
距離を検出する計測手段を備え、該計測手段で検出した
距離データを位置指令として、位置サーボ機構により撹
拌羽根を待機位置から下降させてカップ内の所定撹拌レ
ベルに位置決め制御するよう構成するものとする。
【0010】そして、前記構成においては、計測手段と
して超音波レベルセンサを採用し、また、その超音波レ
ベルセンサを昇降式の撹拌羽根と並置して撹拌羽根の昇
降駆動機構の下面側に固定配置して実施するのがよい。
【0011】
【作用】上記の構成において、販売指令に基づきカップ
供給機構からカップ搬送機構に搬出されたカップが、搬
送経路途上の原料供給位置で選択した種類の粉末原料を
投入した後に、次の原料撹拌位置まで搬送されて来る
と、この原料撹拌位置で、最初に超音波レベルセンサが
カップ内の底に堆積している粉末原料との間の距離を計
測し、その検出信号をコントローラに出力する。一方、
コントローラでは超音波レベルセンサの検出信号を基に
した距離データを位置指令として撹拌羽根の昇降駆動機
構(例えばモータで駆動するラック/ピニオン機構)を
始動し、撹拌羽根を上端の待機位置からカップ搬送機構
の上に停止しているカップに向けて下降移動させる。ま
た、その際の下降移動量は駆動モータに連結したロータ
リエンコーダの出力パルスをカウントして演算し、前記
の位置指令と比較して撹拌羽根が検出距離に相応した分
だけ下降したところで駆動モータを停止するようにサー
ボ制御する。これにより、撹拌羽根はカップ内の底部に
堆積した粉末原料の表面近傍位置で停止することにな
る。続いて、温水タンクから供給した湯水をカップ内に
注ぎ込みながら撹拌羽根を回転始動し、粉末原料と湯水
を所定時間だけ撹拌混合して飲料を仕上げる。そして、
原料撹拌が終了すると、撹拌羽根を上昇駆動して元の待
機位置に後退させるとともに、飲料入りのカップをカッ
プ搬送機構により商品取出口まで送出して一連の販売動
作が終了する。
【0012】上記した撹拌羽根の位置決め制御によれ
ば、カップ内に投入された粉末原料の供給量、したがっ
てカップ内の底部に堆積している粉末原料の嵩高さが販
売飲料の種類によって異なる場合でも、撹拌羽根は常に
原料撹拌に最適な挿入位置まで下降して停止するように
位置決め制御されるので、撹拌羽根がカップの底に直接
触れたり,液面の上で空回りするなどの不具合を避けつ
つ、原料撹拌を効果的に行うことができる。また、当然
のことながら、部品の組立精度のばらつきに対処して製
品組立後に従来行っていた撹拌羽根の昇降停止位置の調
整作業は必要なくなる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。まず、図1において、1は商品取出口14に通じ
て機内に敷設したベルト搬送式のカップ搬送機構、2は
各種の粉末原料を収容した原料箱、3は温水タンク、4
は昇降式の撹拌羽根5を装備した原料撹拌機構、6がカ
ップである。また、原料撹拌機構4は、ラック7,ピニ
オン8,昇降モータ9,撹拌モータ10などの部品を組
合わせてケース4aの中に組み込まれており、撹拌羽根
5は長尺の軸を介して撹拌モータ10に連結されてい
る。
【0014】そして、かかる構成での飲料販売動作は次
のように行われる。すなわち、販売指令に基づいて図示
されていないカップ供給機構からカップ6がカップ搬送
機構1のベルト上に搬出されると、まずカップ6を原料
箱2の真下まで移動し、この位置で原料箱2から定量の
粉末原料をカップ内に投入する。続いて、カップ搬送機
構1がカップ6を次の原料撹拌位置に移動して停止する
と、原料撹拌機構4の昇降モータ9が始動し、ラック7
に沿い撹拌羽根5を上方の待機位置から下降移動してカ
ップ内に挿入するとともに、さらに温水タンク3の給湯
弁3aを開いて給湯ノズル3bよりカップ5の中に湯水
を注ぎながら、撹拌モータ10の駆動で撹拌羽根5を数
秒程度回転して粉末原料と湯水をカップ内で撹拌混合す
る。図2はこの原料撹拌中の状態を示す図である。ま
た、原料撹拌が終わると、撹拌羽根5が再び上昇して待
機位置に戻るととにも、仕上がり飲料の入ったカップ6
が商品取出口14に向けて送出され、これで1回分の販
売動作が終了して販売待機状態に戻る。
【0015】ここで、本発明により、次記のような位置
サーボ機構を原料撹拌機構4に組合わせて、撹拌羽根5
を上昇待機位置とカップ内への挿入位置との間で昇降制
御するようにしている。すなわち、原料撹拌機構4のケ
ース4aの下面には撹拌羽根5と並置してカップ6との
間の距離を検出する計測手段として超音波レベルセンサ
11が設置されている。このレベルセンサ11は超音波
トランスデューサをセンサの真下に移動して来たカップ
内に向け、カップ内の底部に堆積している粉末原料との
間の距離Hを計測するものであり、その検出信号はコン
トローラ12にて距離Hに対応したパルス数に換算され
る。この場合の距離Hはカップ6に供給した粉末原料の
投入量,つまりカップ底部に堆積している粉末原料の嵩
高さに相応して変化する。一方、昇降モータ9には、撹
拌羽根5の昇降移動量を求めるための検出手段としてロ
ータリエンコーダ13を備えており、その出力パルスを
コントローラ12にてカウントし、前記のレベルセンサ
11で検出した距離データを位置指令としたサーボ制御
によりカップ内に挿入した撹拌羽根5の下降位置を位置
決め制御する。
【0016】すなわち、前段の原料供給工程で粉末原料
を投入したカップ6が搬送経路上の原料撹拌位置に到達
すると、この位置でまず超音波レベルセンサ11が前記
距離Hを検出し、コントローラ12はレベルセンサ11
の検出信号を基に距離Hに相応したパルス数に換算する
とともに、これを位置指令として昇降モータ9を始動
し、ラック/ピニオン機構を介して撹拌羽根5を待機位
置から下降操作し、カップ6の中に挿入させる。そし
て、撹拌羽根5の下降移動に伴って昇降モータ9のエン
コーダ13から出力したパルス数をコントローラ12が
カウントして前記位置指令のパルス数と比較し、両者の
パルス数が一致したところで昇降モータ9を停止する。
【0017】ここで、あらかじめ撹拌羽根5の待機位置
をレベルセンサ11と同じ高さに合わせておけば、下降
停止位置では撹拌羽根5がカップ内に堆積した粉末原料
の表面近傍に挿入して位置決めされることになる。続い
て、コントローラ12からの指令で温水タンク3よりカ
ップ5へ定量の湯水を供給しつつ、同時に撹拌モータ1
0を始動して撹拌羽根5を回転し、カップ内で粉末原料
と湯水を撹拌混合して飲料を仕上げる。そして、所定時
間(数秒程度)の撹拌時間が経過したところで、撹拌モ
ータ10を停止するとともに、さらに昇降モータ9を反
転して、エンコーダ13の出力パルスをカウントしなが
ら撹拌羽根5を元の待機位置まで上昇,復帰させる。こ
れで原料撹拌工程が終了し、仕上がり飲料の入ったカッ
プ6はカップ搬送機構1により原料撹拌地点から商品取
出口14に向けて送出される。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の原料撹拌装
置によれば、製品の組立後に従来行っていた撹拌羽根の
昇降停止位置設定の調整作業を不要にし、部品組立精度
のばらつきの影響を受けることなく、粉末原料を投入し
たカップに対して撹拌羽根を適正な挿入位置に位置決め
制御して粉末原料と湯水とをカップ内で効果的に撹拌混
合することができる。
【0019】また、飲料の種類によってカップに供給す
る粉末原料の投入量が異なる場合でも、カップ底部に堆
積した粉末原料の嵩高さに対応して撹拌羽根の下降停止
位置が適正化されるので、これにより飲料ごとに粉末原
料の投入量が異なる各種飲料を併売するカップミキシン
グ方式の飲料自動販売機にもそのまま対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による原料撹拌装置の構成配置
【図2】図1の原料撹拌装置による原料撹拌中の状態を
表す図
【符号の説明】 1 カップ搬送機構 2 原料箱 3 温水タンク 4 原料撹拌機構 5 撹拌羽根 6 カップ 7 ラック 8 ピニオン 9 昇降モータ 10 撹拌モータ 11 超音波レベルセンサ 12 コントローラ 13 エンコーダ 14 商品取出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−258175(JP,A) 特開 昭62−247494(JP,A) 特開 平1−265124(JP,A) 特開 平6−251241(JP,A) 実開 平4−45300(JP,U) 実開 平2−111882(JP,U) 実開 昭62−84878(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G07F 13/00 - 15/12 B67D 5/00 - 5/70

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】商品取出口に通じる機内のカップ搬送経路
    途上でカップ内に投入された粉末原料と湯水とをカップ
    内で撹拌混合するカップ式飲料自動販売機の原料撹拌装
    置であり、カップ搬送経路上の原料撹拌地点に昇降式の
    撹拌羽根を備え、該撹拌羽根を上方の待機位置からカッ
    プ内に下降して原料撹拌を行うものにおいて、上方に待
    機している撹拌羽根とカップ内に収容された粉末原料と
    の間を距離を検出する計測手段を備え、該計測手段で検
    出した距離データを位置指令として、位置サーボ機構に
    より撹拌羽根を待機位置から下降させてカップ内の所定
    撹拌レベルに位置決め制御するようにしたことを特徴と
    するカップ式飲料自動販売機の原料撹拌装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の原料撹拌装置において、計
    測手段が超音波レベルセンサであることを特徴とするカ
    ップ式飲料自動販売機の原料撹拌装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の原料撹拌装置において、超
    音波レベルセンサを、昇降式の撹拌羽根と並置して撹拌
    羽根の昇降駆動機構の下面側に固定配置したことを特徴
    とするカップ式飲料自動販売機の原料撹拌装置。
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