JP2002264997A - 送出制御方法および送出制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体の物性や送出量が変動した場合でも、一
定量の安定した液体の送出制御を実現でき、減速比に応
じた部品の選択、組立てを不要にして装置構成のコンパ
クト化を実現し、一定量の液体を安定して送出すること
ができる送出制御方法および送出制御装置を提供する。 【解決手段】 流量調整器７の制御範囲より大であるシ
ロップ圧力に対し、制御範囲を超えたシロップ圧力分の
送出量を制限しながら一定容積量でシロップをマルチバ
ルブ９に送出する駆動負荷制御部１１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送出制御方法およ
び送出制御装置に関し、特に、液体や気体等の供給媒体
を送出するときにその送出動作が制御可能範囲で行われ
るようにするとともに、一定容積量で精度良く安定した
供給媒体の送出を行うことのできる送出制御方法および
送出制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、供給源から一定量の液体を管路に
連続して送出する場合に、回転子の回転に基づいて液体
を送出させる送出装置を管路中に設け、液体の送出量が
一定量となるように回転子を駆動して送出制御を行って
いる。

【０００３】このような送出制御を実現するものとし
て、回転子と駆動源との間に歯車減速機を設け、必要と
する時間当たりの送出量に対応した回転領域で回転子を
一定速度で安定して回転させることが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の送出制
御によると、回転子の回転速度を機械的に減速する場合
には液体の物性や送出量に応じて歯車減速機の減速比を
設定する必要があるため、減速比に応じた部品の選択、
組立てといった面倒な作業を必要とするという問題があ
る。また、必要とされる減速比によっては歯車減速機が
大型化し、液体の送出制御を必要とする機器への形状的
な制約が生じるという問題がある。

【０００５】従って、本発明の目的は、液体の物性や送
出量が変動した場合でも、一定量の安定した液体の送出
制御を実現する送出制御方法を提供することにある。

【０００６】また、本発明の目的は、減速比に応じた部
品の選択、組立てを不要にし、構成を大型化することな
く一定量の安定した液体の送出制御を実現する送出制御
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、液体、気体等の供給媒体の送出量を調節
する送出量調整器を管路中に設け、前記管路を介して前
記供給媒体を前記送出量調整器に供給し、前記供給媒体
を供給することに基づく前記送出量調整器の負荷の状態
が前記送出量調整器の制御範囲より大であるとき、前記
制御範囲を超えた負荷分に基づく前記供給媒体の送出量
を制限しながら一定容積量で前記供給媒体を前記管路に
送出する送出制御方法を提供する。

【０００８】また、本発明は上記した目的を達成するた
め、液体、気体等の供給媒体の入口および出口を有する
本体と、前記本体に収容されて回転駆動されることによ
り前記入口から前記本体に流入する前記供給媒体を一定
容積量で前記出口より流出させる回転子と、前記回転子
を回転駆動する駆動モータを備えた送出量調整器と、前
記駆動モータの制御範囲で一定容積量の前記供給媒体を
送出するように前記駆動モータの回転を電気的に制御す
る制御部を有する送出制御装置を提供する。

【０００９】また、本発明は上記した目的を達成するた
め、液体を任意の圧力で加圧した加圧液体の流入部およ
び流出部を有する本体と、前記本体に収容されて回転駆
動されることにより前記流入部から前記本体に流入する
前記加圧液体を一定容積量で前記流出部より流出させる
回転子と、前記回転子を回転駆動する駆動モータを備え
た流量調整器と、前記駆動モータの制御範囲で一定容積
量の前記加圧液体を送出するように前記駆動モータの回
転を電気的に制御する制御部を有する送出制御装置を提
供する。

【００１０】上記した送出制御方法および送出制御装置
によると、送出制御する供給媒体によって送出量調整器
に制御範囲を超えた負荷が与えられたときに、制御範囲
を超えた負荷分について供給媒体の送出を制限して一定
容積量の送出性を確保する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の送出制御方法およ
び送出制御装置を図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
飲料供給装置を部分的に示し、飲料ディスペンサで液体
原料としてのシロップを送出するシロップ供給ラインを
概略的に示す。このシロップ供給ラインは、高圧の炭酸
ガスを収容した炭酸ガスボンベ１と、液体原料としての
シロップを収容したシロップタンク２と、炭酸ガスをシ
ロップタンクに供給する炭酸ガス供給ライン３と、炭酸
ガス供給ライン３に設けられる炭酸ガス調整弁４と、シ
ロップを冷却水（図示せず）によって冷却する冷却コイ
ル５と、シロップを送出するシロップ供給ライン６と、
シロップを一定容積量で送出する定容積型流量調整器
（送出量調整器）７と、定容積型流量調整器７に設けら
れてシロップを一定容積量で送出させる回転子（後述）
を駆動する直流モータからなる回転子駆動モータ７Ａ
と、シロップ供給ライン６を開閉するシロップ電磁弁８
と、シロップ、希釈水、炭酸水等の液体を混合するマル
チバルブ９と、回転子駆動モータ７Ａに電力を供給する
通電部１０と、回転子駆動モータ７Ａの電気的負荷を変
化させる駆動負荷制御部１１を有する。

【００１３】図２は、定容積型流量調整器（以下、流量
調整器という）７を示し、図２（イ）は平面方向から見
た状態、図２（ロ）は側面方向から見た状態、図２
（ハ）は図２（ロ）のＡ−Ａ部における断面を矢印方向
に見た状態である。この流量調整器７は、シロップが流
入する流入部１２ａ、シロップが流出する流出部１２ｂ
を有する本体１２と、本体１２の上部にビス等により固
定される減速機１３と、減速機１３を介して本体１２に
固定される回転子駆動モータ７Ａと、本体１２の下部に
固定される蓋部１４と、本体１２の内部に設けられる一
組の円型歯車１５（回転子）と、を有している。一組の
円型歯車１５は、本体１２および蓋部１４に支持される
軸１６（駆動側）、１７（従動側）によって回転自在に
支持されており、軸１６を減速機１３を介して回転子駆
動モータ７Ａの回転軸と連結して駆動することによって
矢印方向に回転する。

【００１４】また、流量調整器７は、円型歯車１５の回
転速度（減速機１３を介して軸１６と連結して駆動する
回転子駆動モータ７Ａの回転速度）を検出するための回
転子駆動モータ７Ａの回転速度と連動してパルスを出力
するマグネットエンコーダ１８（後述）を有する。

【００１５】図３は、流量調整器７を駆動することによ
るシロップ吐出量を示し、流量調整器７が停止している
時は、回転子駆動モータ７Ａが円型歯車１５の回転を妨
げるブレーキの働きをするので、通常のフローレギュレ
ータや流量計に比べて圧力損失が大きく、円型歯車１５
の圧力損失によるシロップ吐出量は、炭酸ガスボンベ１
から供給される炭酸ガスの圧力でシロップタンク２から
押し出されたシロップを吐出するフローレギュレータや
流量計のシロップ吐出量に比べて少なくなる。図３にお
いて、流量調整器７のシロップ吐出量が通常のフローレ
ギュレータや流量計のシロップ吐出量より少ない部分
は、円型歯車１５の圧力損失によるシロップ吐出量減少
分であり、回転子駆動モータ７Ａが円型歯車１５を駆動
するのに必要とする力は、シロップを押し出そうとする
圧力が炭酸ガスの圧力により加わる分小さくなる。ま
た、流量調整器７のシロップ吐出量が通常のフローレギ
ュレータやシロップ流量計のシロップ吐出量より多い部
分は、炭酸ガスの圧力でシロップタンク２から押し出さ
れたシロップを回転子駆動モータ７Ａが円型歯車１５を
駆動することによりシロップを吐出するシロップ吐出量
増加分であり、炭酸ガスの圧力でシロップタンク２から
シロップを押し出している圧力の分、回転子駆動モータ
７Ａが円型歯車１５を駆動するのに必要とする力が小さ
くなる。

【００１６】図４は、駆動負荷制御部１１を示し、回転
子駆動モータ７Ａの駆動回路に設けられるパワートラン
ジスタ１１４と、パワートランジスタ１１４の等価抵抗
を可変させる可変抵抗器１１５を有する。

【００１７】可変抵抗器１１５は、図示しない抵抗可変
機構でその抵抗値を可変させることで回転子駆動モータ
７Ａの電気的負荷を可変させるものであり、その可変量
は、実験等によって得られたデータ等により、シロップ
の送出時にシロップによって付与される外的な負荷に対
して回転子駆動モータ７Ａの回転変動が生じない量に設
定される。

【００１８】図５は、第１の実施の形態におけるシロッ
プ供給ラインの制御ブロックを示し、制御上の各種設定
値を入力するキーボード等を有した入力装置２３と、飲
料供給装置の前面に複数設けられた飲料選択用の販売ス
イッチ２４と、飲料供給装置の各部の制御データを格納
するメモリ２５と、シロップ供給時間等の時間計測を行
うタイマー２６と、上記した各部を制御する主制御部２
７を有する。

【００１９】次に、第１の実施の形態に係る飲料供給装
置のシロップ供給動作について説明する。

【００２０】主制御部２７は、購買者が飲料を選択して
販売スイッチ２４を押すことに基づく販売信号を入力す
る。主制御部２７は、販売信号の入力に基づいて通電部
１０に通電信号を出力する。通電部１０は、通電信号を
入力すると回転子駆動モータ７Ａおよびシロップ電磁弁
８に電力を供給する。シロップ電磁弁８は、電力の供給
に基づいてシロップ供給ライン６を開き、回転子駆動モ
ータ７Ａは流量調整器７を駆動してシロップを一定容積
量でマルチバルブ９に送出する。

【００２１】回転子駆動モータ７Ａは、シロップ送出時
において駆動負荷制御部１１に設けられる可変抵抗器１
１５の抵抗値に応じた負荷を伴って回転する。このこと
により、モータ駆動時の電流値が大になっており、その
ことによって抵抗値に応じた負荷を伴わない回転時と比
較して高トルク領域で回転する。

【００２２】第１の実施の形態によると、駆動負荷制御
部１１は、シロップ送出時に回転子駆動モータ７Ａに電
気的な負荷を与えることにより、回転子駆動モータ７Ａ
への通電量を大にして電流値を増大させる。このことに
よって回転子駆動モータ７Ａを高トルク領域で回転させ
ることができ、シロップの異常送出や、シロップタンク
内の圧力変動等によって一組の円型歯車１５に負荷が伝
えられたとしても駆動状態が不安定にならず、かつ、送
出量の増減制御が可能な駆動範囲に保つことができる。
また、回転子駆動モータ７Ａのトルク特性に基づいて負
荷に対して適切な減速比で回転子駆動モータ７Ａを駆動
して送出制御を行えることから、減速ギヤ等の選択、組
立てといった作業が不要になり、コンパクトな装置構成
とすることができる。

【００２３】また、シロップを介して一組の円型歯車１
５に付与される負荷が大である場合には、可変抵抗器１
１５の抵抗値を大にすることで対応できるが、通電量の
増大に伴って可変抵抗器１１５の発熱量が大になる。こ
のため、可変抵抗器１１５の発熱を考慮して通電量を設
定する必要がある。

【００２４】上記した第１の実施の形態では、シロップ
送出制御を常に回転子駆動モータ７Ａの制御範囲におい
て行なえるようにするために、回転子駆動モータ７Ａと
の間にアナログ的な電圧調整器を有する駆動負荷制御部
１１を設けた構成を説明したが、通電時の発熱を抑え、
より電力効率を向上させるものとして、例えば、ＰＷＭ
制御に基づくスイッチング動作を行うことでシロップ送
出制御を行うこともできる。

【００２５】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る
飲料供給装置を部分的に示し、第１の実施の形態で説明
した駆動負荷制御部１１に代えて通電部１０から回転子
駆動モータ７Ａに電力を供給する送電経路に回転子駆動
モータ７Ａで発生した電力を放電させる放電回路１１Ａ
を有する構成において第１の実施の形態と相違してお
り、その他の構成および機能については第１の実施の形
態と同一であるので重複する説明を省略する。

【００２６】回転子駆動モータ７Ａは、直流モータを使
用し、パルス幅のＨｉとＬｏｗの比（デューティサイク
ル）を変化させることにより回転数を可変させるＰＷＭ
（Pulse Width Modulation）制御に基づいて通電部１０
により通電制御される。ＰＷＭ制御については周知の技
術であることから、詳細な説明については省略する。

【００２７】図７は、放電回路１１Ａを示し、回転子駆
動モータ７Ａの駆動回路に電力を供給するトランジスタ
１１０と、回転子駆動モータ７Ａで発生した電流を放電
するための抵抗器１１１と、抵抗器１１１を設けられた
回路をオンにするトランジスタ１１２と、トランジスタ
１１０および１１２についてのスイッチング動作を行う
スイッチング部１１３を有する。

【００２８】スイッチング部１１３は、通電部１０から
入力する通電信号に基づいてトランジスタ１１０および
１１２についてのスイッチング動作を行う。モータ駆動
時はトランジスタ１１０をオン、トランジスタ１１２を
オフにして指定された回転速度で回転子駆動モータ７Ａ
を回転させる。また、モータ非駆動時はトランジスタ１
１０をオフ、トランジスタ１１２をオンにして抵抗器１
０７を設けられた回路をオンにする。また、流量調整器
７に流入する加圧されたシロップの粘度が大であると、
流動性が小であることから円型歯車１５に対して与えら
れる負荷低減量は小となる。このことから一定粘度以上
の加圧液体送出時にはトランジスタ１１２を常時オフと
するようにしても良い。また、流量調整器７に流入する
加圧されたシロップの粘度が小であると、流動性が大で
あることから円型歯車１５に対して与えられる負荷低減
量は大となる。この場合にはモータ通電動作に同期して
オフパルス時にトランジスタ１１２をオンにする。この
切り替えはＰＷＭのオンオフに同期させるようにしても
良い。

【００２９】図８は、流量調整器７の駆動系を示し、回
転子駆動モータ７Ａの回転軸７Ｂに取り付けられるマグ
ネットエンコーダ１８と、マグネットエンコーダ１８の
回転に応じた出力パルスを発生するパルス発生回路を搭
載した基板１９と、回転子駆動モータ７Ａの回転軸７Ｂ
に取り付けられるピニオンギヤ２０と、円型歯車１５の
軸１６（駆動軸）に取り付けられてピニオンギヤ２０と
噛合するギヤ１６Ａと、軸１６を本体１２（図示せず）
に回転自在に支持する軸受部材２１と、軸１６に取り付
けられて圧力もれを防止するシール部材２２を有し、ピ
ニオンギヤ２０の回転数をギヤ１６Ａで減速して軸１６
に伝達している。

【００３０】流量調整器７は、一組の円型歯車１５を回
転させると、炭酸ガスボンベ１から炭酸ガス供給ライン
３を介して供給される炭酸ガスの圧力でシロップタンク
２から押し出されたシロップが流入部１２ａから本体１
２内部に流入し、円型歯車１５の歯間と本体１２の内壁
間で形成する空間Ｂに保持されて本体１２の内壁に沿っ
て送られて流出部１２ｂ側に達し、流出部１２ｂから流
出する。

【００３１】次に、第２の実施の形態に係る飲料供給装
置のシロップ供給動作について説明する。

【００３２】主制御部２７は、購買者が飲料を選択して
販売スイッチ２４を押すことに基づく販売信号を入力す
る。主制御部２７は、販売信号の入力に基づいて通電部
１０に通電信号を出力する。通電部１０は、通電信号を
入力すると回転子駆動モータ７Ａおよびシロップ電磁弁
８に電力を供給する。シロップ電磁弁８は、電力の供給
に基づいてシロップ供給ライン６を開き、回転子駆動モ
ータ７Ａは流量調整器７を駆動してシロップを一定容積
量でマルチバルブ９に送出する。

【００３３】通電部１０は、メモリ２５に格納されたデ
ューティ比に基づいて回転子駆動モータ７Ａに電力を供
給する。通電部１０は、回転子駆動モータ７Ａの駆動開
始から一定時間（例えば、１００ｍ／ｓ）が経過するま
ではデューティ比１００％で回転子駆動モータ７Ａに電
力を供給し、一定時間経過後に飲料毎に設定されたデュ
ーティ比で電力の供給を行う。この一定時間は、送出制
御する液体の粘性等の物性や回転子駆動モータ７Ａの電
気的特性に基づいて設定する。

【００３４】図９（ａ）は、シロップ送出時のパルス波
形を示し、回転子駆動モータ７Ａの制御可能範囲を超え
た圧力が一組の円型歯車１５に付与されることによっ
て、一組の円型歯車１５が回転子駆動モータ７Ａの制御
範囲を超えて駆動されると起電力が生じ、オフパルス時
に起電力に基づくリップルＬが生じる。このリップルＬ
発生分に相当する流量が送出されることによって希望す
る流量とのずれが生じることになる。

【００３５】特に、回転子駆動モータ７Ａのデューティ
が小であるとき、例えば、回転子駆動モータ７Ａに対す
る制御負荷量を２０ｇ-ｃｍ、２５％デューティとした
場合、加圧されたシロップを供給されることによって制
御負荷量が回転子駆動モータ７Ａの制御が可能である２
０％デューティ以下となってモータを回転させる制御範
囲を超えてしまうことになる。この状態で回転子駆動モ
ータ７Ａへの印加電圧を０％にすると、加圧されたシロ
ップにより約４０％デューティ分の電圧を発生する発電
機となる。このような状態で回転子駆動モータ７Ａの駆
動回路により印加される電圧は、モータ起動時の駆動ト
ルクを与えられるのみとなる。

【００３６】図９（ｂ）は、放電回路１１Ａを作動させ
たときのシロップ送出時のパルス波形を示し、スイッチ
ング部１１３は、モータ通電時のオフパルス時にトラン
ジスタ１１２をオンすることにより起電力に基づく電力
を抵抗器１１１で放電することによって（ａ）に示すリ
ップルＬが解消されている。このようにして回転子駆動
モータ７Ａを制御範囲で回転駆動させる。

【００３７】回転子駆動モータ７Ａは、図２（ハ）に示
す回転方向に一組の円型歯車１５を回転駆動する。一組
の円型歯車１５は、シロップ供給ライン６を介して供給
されるシロップを流量調整器７の流入部１２ａから本体
１２内部に流入し、円型歯車１５の歯間と本体１２の内
壁間で形成する空間Ｂに保持しながら本体１２の内壁に
沿って送ることによって流出部１２ｂから連続的に流出
させる。マルチバルブ９は、シロップ供給ライン６を介
して供給されるシロップをバルブ内で図示しない希釈
水、炭酸水と混合することにより飲料として供給する。

【００３８】上記したシロップ供給動作において、回転
子駆動モータ７Ａの駆動時間については、例えば、カッ
プサイズに基づく販売時間のデータをメモリ２５に格納
しておき、このデータによって駆動時間を選択的に決定
することも可能である。

【００３９】また、上記したシロップ供給動作では、１
種類のシロップをシロップ供給ラインに供給する場合に
ついて説明しているが、例えば、密度が異なる２種以上
のシロップを混合した混合シロップ、又は２種以上のシ
ロップを連続してシロップ供給ラインに供給することも
可能である。

【００４０】図１０は、円型歯車１５の回転時に回転子
駆動モータ７Ａに流れる電流値の変化を示し、流量調整
器７の本体１２内にシロップが充満している状態で円型
歯車１５を回転させると円型歯車１５には負荷がかか
り、回転子駆動モータ７Ａに流れる電流値は大きくな
る。しかし、本体１２内のシロップが減少すると円型歯
車１５にかかる負荷が軽くなり、回転子駆動モータ７Ａ
に流れる電流値が電流値差Ｄ分少なくなる。例えば、主
制御部２７は、電流値差Ｄの変化を検出すると、本体１
２内のシロップがなくなったものとして、販売スイッチ
２４に飲料売り切れ表示を点灯させることもできる。

【００４１】また、本体１２内のシロップが減少する
と、円型歯車１５にかかる負荷が軽くなり、マグネット
エンコーダ１８の出力するパルス周波数が変化するの
で、回転子駆動モータ７Ａに流れる電流値の変化を検出
する代わりに、マグネットエンコーダ１８の出力するパ
ルス周波数の変化を主制御部２７で検出するようにして
も良い。主制御部２７はパルス周波数の変化が許容値を
超えたときに本体１２内のシロップがなくなったものと
して、販売スイッチ２４に飲料売り切れ表示を点灯させ
るようにしても良い。

【００４２】図１１は、流量調整器７に内蔵される一組
の回転子の他の実施の形態を示し、上記した円型歯車１
５の他に、（ａ）に示す三角おむすび形歯車１５Ａ、
（ｂ）に示すオーバル形歯車１５Ｂ、（ｃ）に示すまゆ
型回転子１５Ｃ、（ｄ）に示すクローバ型回転子１５Ｄ
であっても良い。まゆ型回転子１５Ｃおよびクローバ型
回転子１５Ｄは、外周が平滑面で形成されており、まゆ
型回転子１５Ｃは軸３２および３３に取り付けられたギ
ヤ１５ｃの噛合に基づいて相対回転する。このように、
本体１２に収容される一組の回転子の形状によって液体
の送出性を可変させることが可能である。この場合、液
配管内の圧力損失は回転子の形状によって変化すること
から、送出する液体の密度、粘性等の物性に応じた一組
の回転子を用いることが好ましい。また、三角おむすび
形歯車１５Ａやオーバル形歯車１５Ｂでは、液体を介し
て伝わる圧力が回転子の回転を促す外力として効果的に
作用することから、液体の粘度が大である場合でも圧力
損失の低減を図れる。

【００４３】この飲料供給装置では、流量調整器７に炭
酸ガスで加圧されたシロップをシロップ供給ライン６を
介して送り込んでいるので、シロップがシロップタンク
２側に逆流せず、回転子駆動モータ７Ａが一組の円型歯
車１５を駆動するのに必要とする力は炭酸ガスの加圧に
よって小になり、回転子駆動モータ７Ａを小型化でき、
装置コストの低減を図れる。また、一組の円型歯車１５
の回転を変化させることでシロップ吐出量を必要とする
吐出量に増減させることが可能である。

【００４４】このような構成では、例えば、機器設置後
のシロップ加圧量設定が回転子駆動モータ７Ａの制御範
囲を超えた高圧に設定されてしまうと、流量調整器７は
シロップ供給開始直後に制御不能となる恐れがあり、大
量のシロップが供給されるばかりでなく、回転子駆動モ
ータ７Ａの損傷、または寿命の低下を招くことになる。

【００４５】上記した第２の実施の形態によると、流量
調整器７の一組の円型歯車１５が、その制御可能範囲を
超えた負荷状態で流入するシロップによって駆動される
ような状況であっても、回転子駆動モータ７Ａの制御範
囲を超えた負荷を電力に変換して放電させることによっ
て液体送出動作が制御可能範囲から外れることを防止で
き、異常高圧による送出制御性の喪失、圧力変動による
送出性の変動を抑制し、一組の円型歯車１５の回転に基
づく一定容積量で精度良く安定したシロップの送出を行
うことができる。また、回転子駆動モータ７Ａの制御範
囲を超えた負荷について電気的に回転を抑制する構成と
することで、減速機を不要にでき、コンパクトな装置構
成にできるとともに回転子駆動モータ７Ａを安定して一
定速度で回転させることが可能になる。

【００４６】第２の実施の形態では、回転子駆動モータ
７Ａの制御範囲を超えた負荷を放出するものとして、抵
抗器１１２を有する放電回路１１Ａで起電力を放電させ
ているが、これに限定されず、例えば、パルス制御法、
スイッチング制御法、あるいはチョッパ制御法と抵抗器
とを組み合わせて通電制御を行うことも可能である。

【００４７】また、第２の実施の形態では、飲料供給装
置におけるシロップ送出制御について説明したが、その
用途は飲料供給装置に限定されず、シロップ以外の他の
液体、例えば、油等の加圧された液体の送出制御に適用
することも可能である。また、流体の他に粉体や気体を
加圧して配管を介して送出する場合の送出制御や、重力
に基づいて液体や粉体を落下等によって供給する場合の
送出制御に適用することができる。

【００４８】また、第２の実施の形態では、シロップを
マルチバルブ９に供給する弁装置としてシロップ電磁弁
８を用いたが、それに限定されず、例えば、電気モータ
により弁を開閉してシロップの供給を制御しても良い。
また、少なくとも流量調整器７の流入側圧力を圧力計に
よって監視し、圧力が負圧となったときは炭酸ガス調整
弁４を駆動することに基づく増圧制御あるいは回転子駆
動モータ７Ａの回転速度を減じる等の制御を行うことが
好ましい。

【００４９】また、シロップの他の供給形態として、例
えば、袋にシロップを充填し、この袋を輸送箱の中に収
めた液体原料容器（バックインボックス）を飲料供給装
置内に設置して、シロップ自体の重さで流量調整器７に
供給し、流量調整器７で一定容積のシロップを連続して
送出し、シロップ電磁弁８を介してマルチバルブ９に供
給しても良い。

【００５０】また、上記した第２の実施の形態では、回
転子駆動モータ７Ａの制御範囲を超えた負荷に対する制
御を回転子駆動モータ７Ａの電気的制御に基づいて行っ
ているが、起電力を検出したときに負荷を弁装置等で制
限することによって回転子駆動モータ７Ａを回転制御す
るようにしても良い。

【００５１】図１２は、本発明の第３の実施の形態に係
る飲料供給装置を部分的に示し、流量調整器７の上流側
に設けられるニードル弁３０と、回転子駆動モータ７Ａ
で発生した起電力に応じてニードル弁３０の開度を制御
する弁制御部３１を有する構成について第２の実施の形
態と相違しており、その他の構成については第２の実施
の形態と同一であるので重複する説明を省略する。

【００５２】弁制御部３１は、シロップ供給ライン６を
介して流量調整器７に送り込まれるシロップの圧力が大
で、その負荷によって回転子駆動モータ７Ａに起電力が
生じたとき、その起電力を検出してニードル弁３０を駆
動する。ニードル弁３０は、針状の弁体によってシロッ
プ通過部の開口量を調整する構成を有し、モータ等の開
口量制御が可能な駆動部（図示せず）によって圧力制御
量に応じた位置に弁体を配置する。

【００５３】上記した第３の実施の形態によると、回転
子駆動モータ７Ａで発生した起電力に応じてニードル弁
３０を駆動することによって、流量調整器７にかかる負
荷を制限することができ、そのことによって一定容積量
のシロップを安定的に送出させることができる。

【００５４】また、ニードル弁３０は、流量調整器７の
上流側と下流側に設けるようにしても良く、ニードル以
外の圧力制限部材を有する弁装置を用いて回転子駆動モ
ータ７Ａにかかる負荷を軽減するようにしても良い。ま
た、粘性が低いと思われる液体を送出する場合には、予
めニードル弁３０を駆動してシロップ通過部の開口量を
制限しても良く、更に、駆動機構によらないでニードル
弁３０を手動で操作してシロップ通過部の開口量を制限
しても良い。

【００５５】第１、第２、および第３の実施の形態で
は、一定容積を計量する流量調整器として歯車等の形状
を有する一組の回転子を有した流量調整器を説明した
が、回転子は一対以外に複数の回転子を組み合わせて構
成されていても良い。また、液体を一定容積で送出可能
であれば回転子は単独で設けられても良い。

【００５６】図１３は、第４の実施の形態に係る他の流
量調整器を示し、モータによって回転駆動される回転体
に複数の羽根（vane）を放射状に設けられるベーン型流
量調整器４０である。このベーン型流量調整器４０は、
本体４１と、本体４１内に形成される楕円状の液体収容
部４２と、本体４１内でモータ（図示せず）によって回
転駆動される回転体４３と、回転体４３に放射状に設け
られる複数のベーン４４と、ベーン４４を回転体４３の
径方向に伸縮自在に保持するベーン収容溝４５を有し、
液体収容部４２に収容される回転体４３との間に形成さ
れる空間に流入管６Ａを介してシロップを流入させ、回
転体４３の回転に基づいて流出管６Ｂよりシロップを流
出させる。

【００５７】ベーン４４は、ベーン収容溝４５に収容さ
れる図示しないスプリング等の弾性部材によって液体収
容部４２の内壁に密接するように付勢されており、その
伸縮量は楕円の大径部で最大となり、小径部で最小とな
る。

【００５８】ベーン型流量調整器４０によるシロップの
送出動作は、シロップ供給ライン６から流入管６Ａを介
して液体収容部４２にシロップを流入させ、回転体４３
を図中に示す矢印方向に回転させることによって回転体
４３、２枚のベーン４４、および液体収容部４２の内壁
との間に一定容積のシロップを収容し、回転体４３の回
転に基づいて移動させて流出管６Ｂより流出させる。ベ
ーン型流量調整器４０では、シロップの送出動作は図面
に示す回転体４３の左側と右側で同時に行われる。

【００５９】上記した第４の実施の形態に係るベーン型
流量調整器４０によると、ギヤを用いて一組の回転子を
駆動することに基づくギヤのバックラッシ拡大に基づく
液体のもれ、計量精度の低下を生じることなく、一定容
積の液体を長期にわたって精度良く安定的に供給するこ
とができる。

【００６０】上記した本発明の送出制御方法および送出
制御装置によると、以下に示す作用および効果が得られ
る。 （ａ）流量調整器７の負荷の状態（加圧されたシロップ
の供給に基づく）が流量調整器７の制御範囲を超えてい
るときに制御範囲を超えた負荷分についてのシロップ送
出量を制限することによって、圧力変動に対する応答性
に優れ、小型のモータを回転子駆動モータ７Ａとして用
いた場合でも送出不能に陥ることがなく、密度や粘度等
の物性に関係なく一定容積量のシロップを正確に、安定
的に送出することができる。

【００６１】（ｂ）流量調整器７の本体１２内で円型歯
車１５等の回転子を回転駆動させる回転子駆動モータ７
Ａの制御範囲で一定容積量を送出させるように制御する
ことで、送出動作中に回転子駆動モータ７Ａから回転子
にかけての見かけ上の減速比を可変させることが可能に
なり、減速機を不要にしてコンパクトな装置構成にでき
るとともに一定容積量のシロップ送出性を確保しながら
圧力変動に対応することができる。

【００６２】（ｃ）回転子は、複数の回転子を組み合わ
せて形成される一組の回転子であっても良く、シロップ
その他の液体の送出に応じた形状の回転子を選択的に用
いることができる。

【００６３】（ｄ）流量調整器７に設けられる回転子駆
動モータ７Ａの回転制御範囲を超えた負荷が円型歯車１
５等の回転子に付与されたときは、その負荷に応じて回
転子をブレーキによって制動するようにしたので、増大
した負荷によって回転子が異常回転することを機械的又
は電気的に防止することができる。

【００６４】（ｅ）回転子駆動モータ７Ａの回転制御範
囲を超えた負荷が円型歯車１５等の回転子に付与された
とき、モータのトルク特性に基づいて負荷に応じた制動
力を生じるブレーキを設けたことによって、負荷を検出
する検出器等の機器を不用にして構成の簡素化、コンパ
クト化を図ることができ、かつ、装置コストを安価にで
きる。

【００６５】（ｆ）ブレーキとして、回転子駆動モータ
７Ａが回転制御範囲を超えた負荷に基づいて駆動される
ことにより発生する起電力を放電回路１１Ａで放電する
ようにしたので、負荷を速やかに解消でき、負荷に基づ
く流量変動の発生を抑制することができる。

【００６６】（ｇ）回転子駆動モータ７Ａの駆動開始か
ら一定時間が経過した後にブレーキをＯＮさせるように
することで、回転子駆動モータ７Ａの起動時における負
荷を軽減することができる。また、送出する液体の密度
や粘度等の物性に基づく時間応答性を考慮することによ
り、回転子駆動モータ７Ａの損傷、寿命低下を防止でき
る。

【００６７】（ｈ）ブレーキを制御するスイッチング回
路を設け、回転子駆動モータ７Ａの通電オフ時に放電回
路１１Ａをオンにし、通電オン時に放電回路１１Ａをオ
フにするようにしたので、放電回路１１Ａにかかる電気
的負荷を軽減できるとともに、回転子駆動モータ７Ａの
回転制御範囲を超えた負荷に対して効率良くブレーキを
かけることができ、また、長期的にわたって安定した送
出制御を行うことができる。

【００６８】（ｉ）ＰＷＭ制御に基づくスイッチングを
行って放電回路１１Ａを制御して回転子駆動モータ７Ａ
にブレーキをかけるようにしたので、回転子駆動モータ
７Ａの回転時間およびブレーキ作動時間をパルス幅の設
定に基づいて適切に設定することができる。

【００６９】（ｊ）送出制御するシロップを炭酸ガスに
よって加圧し、所定の加圧状態で流量調整器７に流入さ
せているので、シロップ送出時における回転子駆動モー
タ７Ａの駆動負荷を減じることができ、例えば、粘性が
大なるシロップや粘性が小なるシロップ等の物性の違い
に基づく送出性のばらつきを防止することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の液体送出装
置および液体送出方法によると、送出量調整器の制御範
囲より大である負荷に対して供給媒体の送出量を制限し
ながら一定容積量で供給媒体を管路に送出するようにし
たため、液体の物性や送出量が変動した場合でも、一定
量の安定した液体の送出制御を実現でき、減速比に応じ
た部品の選択、組立てを不要にして装置構成のコンパク
ト化を実現し、一定量の液体を安定して送出することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液体送出装置
としての飲料供給装置を示す部分構成図

【図２】第１の実施の形態における定容積型流量調整器
を示し、（イ）は平面図、（ロ）は側面図、（ハ）は
（ロ）のＡ−Ａ部における断面図

【図３】第１の実施の形態における定容積型流量調整器
を設けたシロップ供給ラインの液体吐出量を示す説明図

【図４】第１の実施の形態における駆動負荷制御部を示
す回路図

【図５】第１の実施の形態における飲料供給装置の制御
ブロック図

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る液体送出装置
としての飲料供給装置を示す部分構成図

【図７】第２の実施の形態における放電回路を示す回路
図

【図８】第２の実施の形態における流量調整器の駆動系
を示す概略構成図

【図９】第２の実施の形態におけるシロップ送出時のパ
ルス波形を示し、（ａ）は、オフパルス時にリップルＬ
を含むパルス波形図、（ｂ）は、リップルが解消された
パルス波形図、

【図１０】第２の実施の形態における回転子駆動モータ
に流れる電流特性図

【図１１】（ａ）から（ｄ）は、流量調整器に内蔵され
る一組の回転子の他の実施の形態を示す部分断面図

【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る液体送出装
置としての飲料供給装置を示す部分構成図

【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るベーン型流
量調整器を示す概略構成図

【符号の説明】

１、炭酸ガスボンベ ２、シロップタンク ３、炭酸ガ
ス供給ライン ４、炭酸ガス調整弁 ５、冷却コイル ６、シロップ供
給ライン ６Ａ、流入管 ６Ｂ、流出管 ７、定容積型流量調整器 ７Ａ、回転子駆動モータ ７
Ｂ、回転軸 ８、シロップ電磁弁 ９、マルチバルブ １０、通電部 １１、駆動負荷制御部 １１Ａ、放電回路 １２、本体 １２ａ、流入部 １２ｂ、流出部 １３、
減速機 １４、蓋部 １５、円型歯車 １５Ａ、三角おむすび形
歯車 １５Ｂ、オーバル形歯車 １５Ｃ、まゆ型回転子 １５Ｄ、クローバ型回転子 １５ｃ、ギヤ １６、軸
１６Ａ、ギヤ １７、軸 １８、マグネットエンコーダ １９、基板
２０、ピニオンギヤ ２１、軸受部材 ２２、シール部材 ２３、入力装置 ２４、販売スイッチ ２５、メモリ ２６、タイマー
２７、主制御部 ３０、ニードル弁 ３１、弁制御部 ３２、軸 ４０、ベーン型流量調整器 ４１、本体 ４２、液体収
容部 ４３、回転体 ４４、ベーン ４５、ベーン収容溝 １０７、抵抗器 １１０、トランジスタ １１１、抵抗
器 １１２、トランジスタ １１２、抵抗器 １１３、スイ
ッチング部 １１４、パワートランジスタ １１５、可変抵抗器

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体、気体等の供給媒体の送出量を調節
   する送出量調整器を管路中に設け、 前記管路を介して前記供給媒体を前記送出量調整器に供
   給し、 前記供給媒体を供給することに基づく前記送出量調整器
   の負荷の状態が前記送出量調整器の制御範囲より大であ
   るとき、前記制御範囲を超えた負荷分に基づく前記供給
   媒体の送出量を制限しながら一定容積量で前記供給媒体
   を前記管路に送出することを特徴とする送出制御方法。
2. 【請求項２】 液体、気体等の供給媒体の入口および出
   口を有する本体と、 前記本体に収容されて回転駆動されることにより前記入
   口から前記本体に流入する前記供給媒体を一定容積量で
   前記出口より流出させる回転子と、前記回転子を回転駆
   動する駆動モータを備えた送出量調整器と、 前記駆動モータの制御範囲で一定容積量の前記供給媒体
   を送出するように前記駆動モータの回転を電気的に制御
   する制御部を有することを特徴とする送出制御装置。
3. 【請求項３】 前記回転子は、複数の回転子を組み合わ
   せて形成される一組の回転子であることを特徴とする請
   求項第２項記載の送出制御装置。
4. 【請求項４】 前記制御部は、前記供給媒体を介して前
   記駆動モータの制御範囲を超えた負荷が前記回転子に付
   与されたとき、前記負荷に応じて前記回転子を制動する
   ブレーキを有することを特徴とする請求項第２項記載の
   送出制御装置。
5. 【請求項５】 前記制御部は、前記供給媒体を介して前
   記駆動モータの制御範囲を超えた負荷が前記回転子に付
   与されたとき、前記駆動モータのトルク特性に基づいて
   前記負荷に応じた制動力を発生するブレーキを有するこ
   とを特徴とする請求項第２項記載の送出制御装置。
6. 【請求項６】 前記ブレーキは、前記駆動モータの駆動
   量と前記回転子の回転量の差分に基づいて生じる起電力
   を放電する放電回路を有することを特徴とする請求項第
   ５項記載の送出制御装置。
7. 【請求項７】 前記制御部は、前記駆動モータの駆動開
   始から一定時間の経過後に前記ブレーキをＯＮにするこ
   とを特徴とする請求項第４項記載の送出制御装置。
8. 【請求項８】 前記ブレーキは、直流モータの通電オン
   時に前記放電回路をオフにし、前記直流モータの通電オ
   フ時に前記放電回路をオンにするスイッチング回路を有
   することを特徴とする請求項第６項記載の送出制御装
   置。
9. 【請求項９】 前記スイッチング回路は、ＰＷＭ(Pulse
   Width Modulation)回路から入力するパルス信号のデュ
   ーティ比に基づいて前記放電回路をオンオフすることを
   特徴とする請求項第８項記載の送出制御装置。
10. 【請求項１０】 液体を任意の圧力で加圧した加圧液体
    の流入部および流出部を有する本体と、前記本体に収容
    されて回転駆動されることにより前記流入部から前記本
    体に流入する前記加圧液体を一定容積量で前記流出部よ
    り流出させる回転子と、前記回転子を回転駆動する駆動
    モータを備えた流量調整器と、前記駆動モータの制御範
    囲で一定容積量の前記加圧液体を送出するように前記駆
    動モータの回転を電気的に制御する制御部を有すること
    を特徴とする送出制御装置。
11. 【請求項１１】 前記回転子は、複数の回転子を組み合
    わせて形成される一組の回転子であることを特徴とする
    請求項第１０項記載の送出制御装置。
12. 【請求項１２】 前記制御部は、前記加圧液体を介して
    前記駆動モータの制御範囲を超えた負荷が前記回転子に
    付与されたとき、前記負荷に応じて前記回転子を制動す
    るブレーキを有することを特徴とする請求項第１０項記
    載の送出制御装置。
13. 【請求項１３】 前記制御部は、前記加圧液体を介して
    前記駆動モータの制御範囲を超えた負荷が前記回転子に
    付与されたとき、前記駆動モータのトルク特性に基づい
    て前記負荷に応じた制動力を発生するブレーキを有する
    ことを特徴とする請求項第１０項記載の送出制御装置。
14. 【請求項１４】 前記ブレーキは、前記駆動モータの駆
    動量と前記回転子の回転量の差分に基づいて生じる起電
    力を放電する放電回路を有することを特徴とする請求項
    第１３項記載の送出制御装置。
15. 【請求項１５】 前記制御部は、前記駆動モータの駆動
    開始から一定時間の経過後に前記ブレーキをＯＮにする
    ことを特徴とする請求項第１２項記載の送出制御装置。
16. 【請求項１６】 前記ブレーキは、デューティ比を可変
    させることに基づいて通電制御される直流モータへの通
    電オン時に前記放電回路をオフにし、前記直流モータへ
    の通電オフ時に前記放電回路をオンにするスイッチング
    回路を有することを特徴とする請求項第１４項記載の送
    出制御装置。
17. 【請求項１７】 前記スイッチング回路は、ＰＷＭ(Pul
    se Width Modulation)回路から入力するパルス信号に基
    づいて前記放電回路をオンオフすることを特徴とする請
    求項第１６項記載の送出制御装置。