JP2001229451A - カップ式飲料自動販売機およびカップキャッピング装置 - Google Patents

カップ式飲料自動販売機およびカップキャッピング装置

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JP2001229451A JP2000036655A JP2000036655A JP2001229451A JP 2001229451 A JP2001229451 A JP 2001229451A JP 2000036655 A JP2000036655 A JP 2000036655A JP 2000036655 A JP2000036655 A JP 2000036655A JP 2001229451 A JP2001229451 A JP 2001229451A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カップキャッピング装置を搭載したカップ式飲
料自動販売機において、調理済の飲料入りカップを機内
の最短ルートを通って商品取出口に送出して販売時間が
長引くの防ぐようにする。 【解決手段】機内にカップ供給機構1、原料供給部2、
調理部4,カップ搬送機構5,および飲料入りカップに
フィルム状のシールシートを被せてカップ周縁に溶着さ
せる熱圧着式のカップキャッピング装置8を装備し、カ
ップ7ををカップ搬送機構により機内搬送する途上でカ
ップに原料, 温水ないし冷水を順に供給, 攪拌して飲料
を調理した後、カップ上面をシールして商品取出口6に
送出して販売に供するカップミキシング式のカップ式飲
料自動販売機において、前記の調理部,カップキャッピ
ング装置を、商品取出口に対し手前側からカップキャッ
ピング装置,調理部の順に並べて直線ルート上に配置
し、最短ルートを通ってカップを商品取出口に送出する
ようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機内で製造した清
涼飲料,コーヒーなどの各種飲料をカップに入れて販売
に供するカップ式飲料自動販売機、およびその自動販売
機に搭載したカップキャッピング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】頭記したカップ式飲料自動販売機とし
て、機内にカップ供給機構、各種飲料の原料キャニス
タ,飲料抽出器(ブリュア),シロップタンク,炭酸水
製造用カーボネータ,温水/冷水タンク,製氷機、およ
びカップ搬送機構などを搭載し、飲料販売時にカップ供
給機構から搬出したカップをカップ搬送機構により機内
搬送する途上で、カップ内に原料,温水/冷水を順に投
入,攪拌して飲料を製造した後、飲料入りカップを商品
取出口に送出するようにしたものが知られている。
【0003】また、かかるカップ式飲料自動販売機を対
象に、利用者が商品取出口から取り出した飲料入りカッ
プを持ち運ぶ際に飲料をこぼしたりすることのないよう
にカップの上面を覆うキャッピング手段として、カップ
上面に熱収縮性フィルムを被せた上で、該フィルムの周
縁を加熱収縮させてカップの開口面をシールするように
したキャッピング装置を機内に搭載し、販売時に飲料入
りカップの上面をフィルムで覆った上で商品取出口に送
り出すようにしたものが本発明と同一出願人より特開平
11−39563号として先に提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記提案に
なる従来のカップキャッピング装置は、実用面で次記の
ような問題点がある。すなわち、 (1) カップの上面に被せた熱収縮性フィルムの周縁を熱
収縮させただけでは、カップとフィルムとの間を完全に
封止することが困難であり、熱収縮で生じたフィルム周
縁の皺部分とカップとの間に隙間の残ることが避けられ
ない。このために、自動販売機から取り出した飲料入り
カップを持ち運ぶ際にカップを揺らしたり,傾けたりす
ると前記隙間を通して飲料がこぼれ落ち、特にホット飲
料である場合に高温な飲料がカップを持つ手にこぼれる
と火傷をするおそれもある。
【0005】(2) また、カップに被せたフィルムを熱収
縮させるには、例えば熱収縮性フィルムを被せたカップ
の周縁に向けて熱風を吹きつける必要があり、そのため
にキャッピング装置には加熱空気の導風通路,ノズルを
形成してカップに被せる導風ブロック,ヒータ,ファン
を組合せた空気加熱ユニットを装備しているが、自動販
売機の販売動作ごとに高温に加熱した空気を吹き出すに
は、導風ブロックの熱容量が大きいこともあって大容量
のヒータが必要となり、電力消費量が多くなってランニ
ングコストが嵩むといった問題がある。 (3) さらに、カップ式飲料自動販売機にカップキャッピ
ング装置を追加装備すると、キャッピング動作に要する
時間分だけ販売時間が長引くようになるため、カップキ
ャッピングの動作時間,並びにカップキャッピング装置
を経由する機内のカップ搬送ルートできるでけ短縮して
販売時間が長くなるのを防ぐことが望まれる。
【0006】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、その目的は前記課題を解決し、シールシートのシー
ル性能,並びにキャッピング機能を高めたカップキャッ
ピング装置、およびこのカップキャッピング装置を機内
に搭載して飲料入りカップを最短ルートを通って商品取
出口に送出できるようにしたカップ式飲料自動販売機を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、機内で製造した飲料をカップに入
れて販売に供するカップ式飲料自動販売機において、商
品取出口に通じる機内のカップ搬送経路に、飲料入りカ
ップの上面にフィルム状のシールシートを被せ、かつカ
ップの周縁リップ部に溶着させる熱圧着式のカップキャ
ッピング装置を装備するものとし、かつ該カップキャッ
ピング装置を、商品取出口に対し手前側からカップキャ
ッピング装置,調理部の順に並べて直線ルート上に配置
し、調理済みの飲料を入れたカップを調理部からカップ
キャッピング装置を経て商品取出口に送出するカップ搬
送を、最短ルート,最短搬送時間で行えるようにする
(請求項1)。
【0008】また、前記のカップ式飲料自動販売機に搭
載したカップキャッピング装置は、シールシート供給機
構と、該機構から供給されたシールシートをカップ上面
に押し付けてその周縁リップ部に熱圧着させるヒータ付
きのホットプレートと、シールシートをカップの輪郭に
沿って切断するカッターと、カップ搬送機構から受け取
ったカップを載せて昇降移動する昇降ステージと、キャ
ッピング工程に合わせて前記カッター,ホットプレー
ト,および昇降ステージを待機位置からキャッピング位
置に昇降移動する駆動機構とからなり、飲料入りカップ
がカップキャッピング装置に搬送されると、カップキャ
ッピング工程の前半で昇降ステージがカップ搬送機構の
ハンドからカップを受け取って待機位置から上昇すると
ともに、同時にカッターおよびホットプレートが待機位
置から下降してシールシートの切断,熱圧着を行い、後
半では昇降ステージ,カッター,ホットプレートを待機
位置に向けて同時に後退移動させ、続いてカップ搬送機
構が昇降ステージからカップを受け取って商品投入口に
向けて移動するとともに、シールシート供給機構がシー
ルシートを1ピッチ送るようにしてカップキャッピング
工程の所要時間の短縮化を図るようにする(請求項2)
ものとし、前記の各機構は具体的に次記のような態様で
構成することができる。
【0009】(1) ホットプレートに、カップキャッピン
グ工程でカップ上面に被せたシールシートに上方から突
き立てて空気抜き用の小穴を穿孔する針を設け、ホット
飲料入りカップをシールした状態でカップ内で膨張した
空気圧を逃がし、これによりシールシートが剥がれた
り,不測に破裂したりするトラブルの防止を図る(請求
項3)。
【0010】(2) シールシートの原反ロールに、定ピッ
チおきに空気抜き用の小穴をあらかじめ穿孔しておき、
前項(1) と同様にホット飲料入りカップをシールした状
態でカップ内で膨張した空気圧を逃がようにする。(請
求項4)。 (3) ホットプレートの底面にカップ径に対応してその外
周域がテーパー面になる凹部を形成するとともに、該凹
部のテーパーの外径,および内径をそれぞれ大,小のカ
ップサイズに合わせて設定し、自動販売機で販売する大
小各サイズのカップに対応できるようにする(請求項
5)。
【0011】(4) カッターがカップ径に対応した外径を
有し、かつ先端に鋸歯状の切り歯を形成した押し切り式
カッターであり、ホットプレートには大,小のカップサ
イズに対応する複数のカッターを備えた、自動販売機で
販売する大小各サイズのカップに対応できるようにする
(請求項6)。 (5) ホットプレートのヒータを、シールシートの溶着温
度に合わせてホットプレートを上限温度と下限温度の間
に保持するよう通電制御し、安定したシール機能の確
保、並びに不要な電力消費を抑えて省電力化を図るよう
にする(請求項7)。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。まず、図1(a),(b) に本発明のカ
ップキャッピング装置を搭載したカップ式飲料自動販売
機を示す。なお、図示例は粉末を原料とするホット飲料
の自動販売機を示している。図において、1はカップ供
給機構、2は原料キャニスタ、3は温水タンク、4は昇
降式の攪拌羽根を装備した飲料調理部、5はX,Y,Z
軸移動機構にカップハンド5aを搭載し、ステッピング
モータの制御によりに所定の経路に沿って移動するカッ
プ搬送機構、6は商品取出口、7はカップ、8は熱圧着
式のカップキャッピング装置であり、該カップキャッピ
ング装置8は商品投入口6とその後方に配置した飲料調
理部4との間を結ぶ直線搬送経路の中間位置に設置され
ている。
【0013】かかる構成で、飲料販売指令が与えられる
と、先ずカップ供給機構1からカップ7が搬出れさ、位
置Iでカップ搬送機構5のハンド5aに受け渡しされ
る。続いてカップ搬送機構5が鎖線で示す経路に沿って
移動し、その横搬送経路途上の各位置II,III で原料キ
ャニスタ2,温水タンク3から順に原料,温水を投入
し、さらに飲料調理部4の攪拌羽根4aをカップ7に挿
入して原料を攪拌して飲料を調製する。続いてカップ搬
送機構5が方向転換して商品投入口6に向け前進する移
動経路の途上で飲料入りのカップ7がカップキャッピン
グ装置8の位置IVに到達すると、この位置で詳細を後述
するようにカップ7の上面に樹脂製のフィルム状のシー
ルシートを被せて熱圧着した後、最後にカップ7を商品
取出口6の位置Vに送出して一連の販売動作を終了す
る。
【0014】次に、前記したカップキャッピング装置8
の構造を図2に示す。すなわち、カップキャッピング装
置8は、シールカッター9,ヒータ10付きのホットプ
レート11と、シールカッター9,駆動モータ12a,
クランク機構12bを組合せてホットプレート11を昇
降する駆動機構12と、ホットプレート11に対峙して
その下方に配置した昇降ステージ13と、原反ロール1
5aから繰り出したフィルム状のシールシート15をカ
ップ7の上面に案内するシートガイド14と、シールシ
ートの巻取ドラム16などを組合せた構成になる。な
お、ヒータ10にははよく知られた電力型ヒータポジス
タ,あるはシリコンゴムヒータなどが採用できる。
【0015】ここで、シートカッター9は、図3で示す
ようにカップ7のカップ径に対応した外径を有し、かつ
先端に鋸歯状の切り歯を形成したリング状の押し切りカ
ッタであり、図示のように原反ロール15aから繰り出
したシールシート15をカップ7の上面に被せた状態
で、カッター9を上方からストローク操作するとシール
シート15がカップ7の輪郭に沿って切断され、カップ
7の上面に切断された円形状のカップシール15bが残
る。また、カップシール15bが切断された後のシール
シート15の部分は、シート巻取ドラム16に巻き取ら
れる。
【0016】一方、ホットプレート11は図4(a),(b)
で示すようにカップ7よりも一回り大きな外径の金属円
盤であって、その下面にはカップ径に対応した凹部11
aが形成されており、かつ凹部11aの周面は外方に向
けて広がるように傾斜したテーパー面11bを形成し、
さらに凹部11aを含めてプレート下面にはシールシー
トがホットプレート11に触れて溶着しないように例え
ばテフロン11cを成膜しておくのがよい。この凹部1
1a,テーパー面11bは、図4(b) で示すようにカッ
プ7の上面側にホットプレート11を押し当てた状態
で、カップ7のリップ部7aとの間にシールシート15
を挟み込み、その内周域ではシールシートと凹部底面と
の間に隙間Δdを確保してシートの中央面域に余分な熱
を加えないようにしている。
【0017】次に、前記構成になるカップキャッピング
装置8のキャッピング動作を図5,および図6のフロー
チャートで説明する。すなわち、図1のカップ式飲料自
動販売機に組込んだカップキャッピング装置8は、販売
待機状態では図5(a) のように原反ロール15aから繰
り出したシールシート15がシートガイド14を上を経
て巻取ドラム16との間に張架されている。ここで、販
売指令に基づき調理済みの飲料入りカップ7がカップキ
ャッピング装置8の位置IVに搬送されて来ると、カップ
搬送機構5が一時停止し、この位置で昇降ステージ13
が待機位置から上昇してカップ搬送機構5のハンド5a
に把持されているカップ7を載せて押し上げるげるとと
もに、同時に駆動機構12の駆動モータ12aが始動
し、カッター9,およびホットプレート11を下降させ
て図5(b) の状態する。
【0018】これにより、図3で述べたようにカッター
9がカップ7に輪郭に合わせてシールシート15を切断
し、続いてホットプレート11がカップ7の周縁リップ
部7aとの間に切断されたカップシール15bを挟み込
み、ヒータ10で加熱されたホットプレート11から一
定時間加熱してカップシール15bをカップ周縁のリッ
プ部7aに熱圧着する。これにより、カップシール15
bはホットプレート11の圧着を受けてカップ7のリッ
プ部7aに溶着される。なお、この場合に、カップ7の
内周面域を覆っているシールシート15bの中央面域
は、ホットプレート11との間に凹部11aに相応した
隙間Δd(図4参照)が残っていて直接ホットプレート
11に接触することがなく、これによりシールシート自
身が熱収縮して皺を発生することがない。
【0019】この熱圧着動作が終了すると、図5(c) で
示すように駆動機構12が待機位置に上昇する移動する
とともに、昇降ステージ13も待機位置に下降し、その
過程でカップ7をカップ搬送機構5のハンド5aに受け
渡す。また、シールシート供給機構の巻取ドラム16が
始動してシールシート15を1ピッチ分だけ送って巻き
取るとともに、カップ搬送機構5はキャッピング済みの
飲料入りカップを受け取った後に、シール済みのカップ
7を図1に示した商品取出口6に送出して一連の販売動
作を終了する。なお、カップ7の取出し後はカップ搬送
機構5がホームポジションに戻って販売待機状態に復帰
する。
【0020】次に、前記構成のカップキャッピング装置
8を基本としたいくつかの応用実施例を図7〜図11で
説明する。まず、図7に示す応用実施例では、ホットプ
レート11の下面中央に下方に突き出した針17が設け
てある。この針17はカップキャッピング工程で飲料入
りカップ7の上面に被せたカップシール15bに対し、
その中央に小さな空気抜き穴を穿孔するもので、これに
より次に記すような効果が得られる。
【0021】すなわち、ホット飲料の販売時にカップ7
の上面をカップシール15bでシールすた場合に、空気
抜き穴がないと図8(a) で表すようにカップ内で熱膨張
した空気の圧力によりカップシール15bが異常に膨
れ、このためにシールの熱圧着部が剥がれたり、あるい
はシールシートが不測に破裂して飲料がこぼれ落ちたり
するおそれがある。かかる点、図8(b) のようにカップ
シール15bに空気抜き穴15cが開いていると、カッ
プ内の空気圧が穴15cを通じて抜けるためにシールの
剥離,破れなどの不測なトラブルを防止できる。なお、
空気抜き穴15cは小さな穴でここから飲料がこぼれる
おそれはない。
【0022】また、前記の空気抜き穴は、図7のように
ホットプレート11に針17を設ける代わりに、図2,
図3に示した原反ロール15aに対しあらかじめ定ピッ
チおきに小穴を開けておいても同様な効果が得られる。
図9に示す応用実施例では、ホットプレート11を自動
販売機で販売する大小サイズのカップに対応させるため
に、ホットプレート11の下面側に形成した凹部のテー
パ面11bが次のように設定されている。すなわち、テ
ーパー面11bの内径φAは最小サイズのカップ7Sの
カップ径φSに合わせて設定し、外径φBは最大サイズ
のカップ7Lのカップ径φLに合わせて設定する。
【0023】これにより、大小各サイズのカップ7L,
7Sのいずれでも、その開口面のリップ部にホットプレ
ート11のテーパー面11bを押し当ててシールを適正
に行える。次に、図10の応用実施例では、図9に示し
たホットプレート11の構造に加えて、シールシートを
切断するカッターとして大小各サイズのカップ7L,7
Sと個々に対応する2組のカッター9L,9Sを備えて
いる。なお、カッター9L,9Sは図3で述べたと同様
な押し切りカッターが採用される。
【0024】また、図11(a),(b) に示す実施例では、
ホットプレート11に設けたヒータ10の給電回路にサ
ーモスタット18を接続し、その温度検出素子18aで
検知したホットプレート11のプレート温度を基にヒー
タ10を通電制御し、図11(b) で表すようにホットプ
レート11のプレート温度を上限温度t1 と下限温度t
2 の間に維持するようにしている。ここで、上限温度t
1 はシールシートを熱圧着する上限値でこれ以上温度を
上げるとシールシートが溶融してしまう。また、下限温
度t2 は熱圧着が可能な下限値でこれ以下に温度が下が
ると熱圧着が不能となる。これにより、不要な電力消費
を抑えてヒータの省電力化を図りつつ、安定したシール
シートの熱圧着を行うことができる。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成になる
熱圧着式のカップキャッピング装置,およびそのカップ
キャッピング装置を搭載したカップ式飲料自動販売機に
よれば、利用者が商品取出口から取り出した飲料入りカ
ップを持ち運ぶ際に飲料がカップからこぼれ出るのを確
実に防止してサービス性の改善が図れるとともに、請求
項1の構成により、調理済みの飲料を入れたカップを調
理部からカップキャッピング装置を経て商品取出口に送
出するカップ搬送を、最短ルート,最短搬送時間で行う
ことができ、カップキャッピング装置の追加に伴って販
売時間が長くなるのが防げる。
【0026】また、カップキャッピング装置について、
請求項2によれば飲料入りカップの受入れから商品取出
口へのカップ送出までの一連のキャッピング動作を能率
よく行える。また、請求項3,4によりホット飲料の販
売時にカップ内の空気膨張によりカップシールが不測に
剥離したり,破裂して飲料がこぼれ落ちるトラブルを未
然に防ぐことができる。
【0027】さらに、請求項5,6の構成を採用するこ
とにより1台のカップキャッピング装置で自動販売機で
販売する大小各サイズのカップにも対応でき、さらに請
求項7により安定したシールシートの熱圧着と併せて、
省電力化が図れるなどの効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るカップキャッピング装置
を搭載したカップ式飲料自動販売機の略示構成図であ
り、(a) は正面図,(b) は平面図
【図2】図1におけるカップキャッピング装置全体の組
立構成図
【図3】図2における主要部の斜視図
【図4】図2におけるホットプレートの構造,およびそ
のカップシールの熱圧着動作の説明図であり、(a) はホ
ットプレートの一部切欠斜視図、(b) はカップ上面にカ
ップシールを熱圧着した状態を表す断面図
【図5】図2に示したカップキャッピング装置の動作工
程図であり、(a) は飲料入りカップをキャッピング装置
に受入れた状態図、(b) はシールシートを熱圧着するシ
ール状態図、(c) はシール後の後半工程の状態図
【図6】図5に示したキャッピング工程のフローチャー
ト図
【図7】ホットプレートに空気抜き穴用の針を設けた本
発明の応用実施例の構成図
【図8】図7の補足説明図であり、(a),(b) はそれぞれ
ホット飲料入りカップに被せたカップシールの針穴無
し,針穴有りによるカップシールの状態を表す図
【図9】大小各サイズのカップに対応可能なホットプレ
ートの本発明の応用実施例の構造断面図
【図10】ホットプレートに大小各サイズのカップに対
応可能なカッターを組合せた本発明の応用実施例の構造
断面図
【図11】ホットプレートのヒータを通電制御する本発
明の応用実施例を示し、(a) はヒータの通電制御回路
図、(b) はサーモ制御動作を表すフローチャート図
【符号の説明】
1 カップ供給機構 2 原料キャニスタ 3 温水タンク 4 調理部 5 カップ搬送機構 6 商品取出口 7 カップ 8 カップキャッピング装置 9 シールシートのカッター 10 ヒータ 11 ホットプレート 11a 凹部 11b テーパー面 12 カッター,ホットプレートの昇降駆動機構 13 昇降ステージ 15 シールシート 15a シールシートの原反ロール 15b カップシール 16 シールシートの巻取ドラム 17 空気抜き穴穿孔用の針 18 ヒータ通電制御用のサーモスタット

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機内にカップ供給機構、原料供給部、調理
    部,カップ搬送機構,および飲料入りカップにフィルム
    状のシールシートを被せてカップ周縁に溶着させる熱圧
    着式のカップキャッピング装置を装備し、カップ供給機
    構から搬出したカップをカップ搬送機構により機内搬送
    する途上でカップ内に原料, 温水ないし冷水を順に供
    給, 攪拌して飲料を調理した後、カップ上面をシールし
    て商品取出口に送出して販売に供するカップミキシング
    式のカップ式飲料自動販売機において、前記の調理部,
    カップキャッピング装置を、商品取出口に対し手前側か
    らカップキャッピング装置,調理部の順に並べて直線ル
    ート上に配置したことを特徴とするカップ式飲料自動販
    売機。
  2. 【請求項2】請求項1記載のカップ式飲料自動販売機に
    搭載したカップキャッピング装置が、シールシート供給
    機構と、該機構から供給されたシールシートをカップ上
    面に押し付けてその周縁リップ部に熱圧着させるヒータ
    付きのホットプレートと、シールシートをカップの輪郭
    に沿って切断するカッターと、カップ搬送機構から受け
    取ったカップを載せて昇降移動する昇降ステージと、キ
    ャッピング工程に合わせて前記カッター,ホットプレー
    ト,および昇降ステージを待機位置からキャッピング位
    置に昇降移動する駆動機構とからなり、飲料入りカップ
    がカップキャッピング装置に搬送されると、カップキャ
    ッピング工程の前半で昇降ステージがカップ搬送機構の
    ハンドからカップを受け取って待機位置から上昇すると
    ともに、同時にカッターおよびホットプレートが待機位
    置から下降してシールシートの切断,熱圧着を行い、後
    半では昇降ステージ,カッター,ホットプレートを待機
    位置に向けて同時に後退移動させ、続いてカップ搬送機
    構が昇降ステージからカップを受け取って商品投入口に
    向けて移動するとともに、シールシート供給機構がシー
    ルシートを1ピッチ送るようにしたことを特徴とするカ
    ップキャッピング装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載のカップキャッピング装置に
    おいて、ホットプレートに、カップキャッピング工程で
    カップ上面に被せたシールシートに上方から突き立てて
    空気抜き用の小穴を穿孔する針を備えたことを特徴とす
    るカップキャッピング装置。
  4. 【請求項4】請求項2記載のカップキャッピング装置に
    おいて、シールシートの原反ロールに、定ピッチおきに
    空気抜き用の小穴をあらかじめ穿孔したことを特徴とす
    るカップキャッピング装置。
  5. 【請求項5】請求項2記載のカップキャッピング装置に
    おいて、ホットプレートの底面にカップ径に対応してそ
    の外周域がテーパー面になる凹部を形成するとともに、
    該凹部のテーパーの外径,および内径をそれぞれ大,小
    のカップサイズに合わせて設定したことを特徴とするカ
    ップキャッピング装置。
  6. 【請求項6】請求項2記載のカップキャッピング装置に
    おいて、カッターがカップ径に対応した外径を有し、か
    つ先端に鋸歯状の切り歯を形成した押し切り式カッター
    であり、ホットプレートには大,小のカップサイズに対
    応する複数のカッターを備えたことを特徴とするカップ
    キャッピング装置。
  7. 【請求項7】請求項2記載のカップキャッピング装置に
    おいて、ホットプレートのヒータを、シールシートの溶
    着温度に合わせてホットプレートを上限温度と下限温度
    の間に保持するよう通電制御することを特徴とするカッ
    プキャッピング装置。
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