JP2003248863A - 飲料製造機の原料搬出制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】飲料原料と希釈水の搬出時間を揃え、飲料の濃
さをカップの上下で一定させる。 【解決手段】原料搬出モータ５の回転に同期してパルス
発生器６が発生するパルスをカウントし、このカウント
数が所定値に達したら飲料原料の搬出を停止するカップ
式の飲料製造機において、１パルス当りの原料搬出量
（パルスレート）測定時に、規定パルス数での原料搬出
量と同時に搬出時間を計測し、この計測時間と原料搬出
量とから原料搬出流量を演算させ、飲料の実販売時に、
この原料搬出流量を予めＲＡＭ３に登録した基準搬出流
量と比較し、相違する場合には原料搬出モータ５の回転
数を調整し、原料搬出流量が基準搬出流量に一致するよ
うに補正する。これにより、各飲料原料の搬出時間が一
定に揃い、カップ内での飲料の濃さが均一になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２以上の原料を
混合して飲料を製造する飲料ディスペンサやカップ式飲
料自動販売機などの飲料製造機に関し、特にその原料搬
出制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記した飲料製造機において、２以上の
原料、例えばシロップと水とを調合して一定量（カップ
一杯分）の飲料を製造する場合、各原料は所定量が正確
に搬出されなければならないことは勿論であるが、それ
のみでは十分ではない。すなわち、各原料の搬出開始と
搬出終了のタイミングがほぼ整合している必要があり、
このタイミングにずれがあると、でき上がり飲料の濃さ
（味）がカップの上部と底部とで異なってしまい、風味
が損われることになる。従って、原料の搬出には搬出速
度、つまり流量の観念も必要である。

【０００３】一方、原料の搬出制御として、搬出される
原料の単位量ごとにパルスを発生させ、このパルスのカ
ウント数が予め設定された所定値に達すると、原料の搬
出を停止する方法が知られている。このパルスカウント
方式の原料搬出制御において、所定量の原料を搬出させ
るためのパルス数を決定するには、１パルス当りの原料
搬出量（「パルスレート」と呼ばれる。）を予め測定す
る必要がある。そのため、従来から一定の規定パルス数
で搬出させた原料の量を使用者（オペレータ）が実測
し、この実測値を制御装置に設定入力することにより、
「パルスレート＝搬出量実測値／規定パルス数」の関係
からパルスレートを演算させている。また、各原料の所
定量は予め設定された原料割合、例えばシロップを水で
希釈する飲料ディスペンサでは、シロップ希釈率とカッ
プ一杯当りの飲料量（ml）の設定値から演算される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、パル
スレート及びそれに基づく各原料の所定パルス数は、規
定パルス数で搬出させた原料の実測値を入力することに
より、自動的に演算可能である。これに対して、各原料
の搬出時間の整合は従来は手動で行なっており、例えば
シロップをモータ駆動のシロップポンプで搬出させる飲
料ディスペンサでは、シロップポンプのモータ回転数を
可変抵抗を手動で調整するなどして上下させ、シロップ
搬出時間を希釈水の搬出時間に合わせるようにしてい
る。しかしながら、シロップの搬出時間はシロップの種
類（粘度）により異なり、多種類のシロップについて搬
出時間を手動調整するのは手間がかかり、また消費する
シロップの無駄も多かった。

【０００５】そこで、この発明の課題は、パルスカウン
ト方式の飲料製造機の原料搬出制御装置において、各原
料の搬出時間を無駄なく容易に整合できるようにするこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、パルスレートを求めるための規定パル
ス数による原料搬出時に、その搬出時間を同時に計測す
る一方、原料の基準となる搬出流量（基準搬出流量）を
予め設定しておき、規定パルス数による原料搬出量の実
測値とその搬出時間とから演算される原料搬出流量がこ
の基準搬出流量と相違する場合には、その差に応じて飲
料製造時に原料搬出流量を基準搬出流量に合わせて補正
するものである。これにより、各原料の搬出時間がほぼ
一致するようになる。

【０００７】すなわち、この発明は、原料搬出手段によ
り単位量の飲料原料が搬出される度にパルスを発生する
パルス発生手段と、前記パルスの数をカウントするパル
スカウント手段と、飲料製造信号に応じて前記飲料原料
の搬出を開始させるとともに、前記パルスのカウント数
が所定値に達すると前記飲料原料の搬出を停止させる原
料搬出制御手段と、前記パルス数の規定値を設定する手
段と、この規定値により搬出された前記飲料原料の搬出
量の実測値を入力する手段と、この実測値と前記パルス
数の規定値とから前記飲料原料の１パルス当りの搬出量
をパルスレートとして演算するパルスレート演算手段
と、飲料の原料割合を設定する飲料設定手段と、この原
料割合と前記パルスレートとから飲料一杯当りの前記パ
ルス数の所定値を演算するパルス数演算手段とを備え、
飲料製造時にはこの演算パルス数に基づいて前記飲料原
料を搬出させる飲料製造機の原料搬出制御装置におい
て、前記飲料原料の基準搬出流量を設定する基準流量設
定手段と、前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出
した時の搬出時間を計測する搬出時間計測手段と、この
計測搬出時間と前記飲料原料の搬出量実測値とから搬出
流量を演算する搬出流量演算手段と、この演算搬出流量
と前記基準搬出流量とを比較し、それらに差がある場合
には、飲料製造時に前記飲料原料の搬出流量を前記基準
搬出流量に合わせて補正する搬出流量補正手段とを設け
るものとする（請求項１）。

【０００８】請求項１において、前記搬出流量補正手段
としては、前記原料搬出手段の駆動レベルを補正する駆
動レベル制御手段を設けるのがよい（請求項２）。

【０００９】請求項２において、前記原料搬出手段がモ
ータ駆動のポンプからなる場合には、前記駆動レベル制
御手段はポンプモータの回転レベルを補正するものとす
ることができる（請求項３）。

【００１０】請求項２において、前記原料搬出手段がガ
ス圧と電磁弁とからなる場合には、前記駆動レベル制御
手段は前記電磁弁の開閉頻度レベルを補正するものとす
ることができる（請求項４）。

【００１１】請求項１において、前記規定パルス数によ
り前記飲料原料を搬出した時の搬出時間が未計測であれ
ば、アラームを出す警報手段を設けるのがよい（請求項
５）。これにより、搬出時間が万一未計測の場合にも、
それに気付いて処置を施すことができる。

【００１２】請求項５において、前記規定パルス数によ
り前記飲料原料を搬出した時に、搬出時間が未計測であ
れば、予め設定した標準時間を前記搬出時間として用い
るようにするのがよい（請求項６）。搬出時間が未計測
のままであると以後の演算ができず、搬出流量の補正が
不能になる。従って、その場合に標準時間で代用すれ
ば、補正不能を回避することができる。

【００１３】請求項１において、前記規定パルス数によ
り前記飲料原料を搬出した時の搬出時間は、前記飲料原
料の搬出を行なわずに外部から設定できるようにしてお
くのがよい（請求項７）。記憶された搬出時間が消えて
しまったり、制御基板を故障により交換したりした場
合、搬出時間を外部から設定できれば、再度、パルスレ
ート測定を行なう必要がなく、飲料原料や作業時間の無
駄がなくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、シロップポンプにより搬
出したシロップを水で希釈して飲料を製造する飲料ディ
スペンサにおけるこの発明の実施の形態を示す制御ブロ
ック図である。図１において、１はディスペンサ全体を
制御するＣＰＵ、２はＣＰＵ１の制御プログラムを格納
するＲＯＭ、３は原料搬出時間などの各種の制御データ
を記憶するＲＡＭ、４は外部機器に対する入出力部、５
はシロップポンプを駆動する直流モータからなるシロッ
プモータ、６はシロップポンプの回転に伴いパルスを発
生するパルス発生器、７は使用者が原料希釈率などの各
種のデータを設定入力するキーボード、８は飲料を製造
搬出させる飲料ボタンである。

【００１５】図２は、チューブポンプからなるシロップ
ポンプ９を示す正面図である。シロップポンプ９は、図
示しないシロップタンクに接続されたチューブ１０とシ
ロップモータ５に直結されたロータ１１とを備え、ロー
タ１１の両端にはチューブ１０をケーシング１２の円弧
面に押し付けるローラ１３が取り付けられている。ロー
タ１１が図２の反時計方向に回転すると、チューブ１０
はローラ１３により１回転に２回しごかれ、チューブ先
端のシロップノズル１４から図示しないカップにシロッ
プが搬出される。シロップノズル１４に隣接して、図示
しない水ポンプを介して水リザーバに接続された水ノズ
ル１５が配置され、飲料製造時にはシロップと一緒に冷
水が水ノズル１５からカップに搬出される。

【００１６】一方、チューブ１０の近傍にはローラ１３
の通過を検出して開閉するリードスイッチなどからなる
センサ１６が配置され、その開閉信号はパルス発生器６
に入力されている。これにより、パルス発生器６は、ロ
ータ１１の１回転ごとに２個のパルスを発生し、このパ
ルスはＣＰＵ１に読み込まれる。

【００１７】図示飲料ディスペンサにおいて、飲料の製
造（販売）時に、所望のシロップ及びカップサイズの飲
料ボタン８を押すと、定量の水とシロップが同時にカッ
プに搬出され、シロップはカップ内で水により希釈され
る。ここで、カップ一杯当りの飲料量（ml）及びシロッ
プの希釈率は、カップサイズ及びシロップの種類別に、
キーボード７からＲＡＭ３に設定入力されている。従っ
て、飲料ボタン８によりカップサイズ（例えば標準サイ
ズで200ml）と希釈率（例えば３、つまりシロップ１に
対して水３の割合）が指定されると、ＣＰＵ１はカップ
一杯に必要な水量（例えば200×3/4=150ml）と、シロッ
プ量（例えば200×1/4=50ml）とを演算し、この演算結
果に基づいて水ポンプ及びシロップポンプ９を駆動す
る。

【００１８】シロップの搬出量制御は、パルス発生器６
が発生するパルスをカウントすることにより行われる。
すなわち、ＣＰＵ１は、シロップ搬出時にシロップポン
プ９の回転に伴ってパルス発生器６が発生するパルスを
カウントし、このカウント数が所定値に達するとシロッ
プポンプ９を停止させる。この所定パルス数はシロップ
の種類（粘度）によりそれぞれ異なり、これはＲＡＭ３
に記憶された１パルス当りのシロップ搬出量、いわゆる
パルスレートＲ（ml/パルス）から演算決定される。こ
のパルスレートＲは、実測により以下のように求められ
る。まず、パルス数の規定値Ｐ₀をキーボード７から入
力する。この規定パルス数Ｐ₀はＲＡＭ３に記憶され
る。そこで、パルス発生器６からのパルスのカウント数
が規定パルス数Ｐ₀になるまでシロップポンプ９を駆動
させ、シロップを搬出させる。次いで、搬出されたシロ
ップの量Ｖ（ml）を実測し、この実測値Ｖをキーボード
７から入力する。これにより、そのシロップのパルスレ
ートＲは、実測値Ｖ／規定パルス数Ｐ₀により演算さ
れ、ＲＡＭ３に記憶・保持される。飲料製造時にカウン
トされる所定パルス数Ｐは、シロップ必要量(ml)／パル
スレートＲ(ml/パルス)から決定される。

【００１９】飲料製造時の各シロップの必要量は、上記
したパルスレートＲに基づく所定パルス数Ｐのカウント
により問題なく搬出されるが、その際、搬出時間をすで
に述べたように希釈水の搬出時間と略同じに揃える必要
がある。ここで、シロップは種類により粘度が相違し、
シロップポンプ９を同一条件で回しても搬出流量Ｑ（ml
/秒）はシロップごとに異なる。しかし、水は粘度が一
定しているから、常に同一の流量が得られる。この流量
は工場出荷時に、例えば25ml/秒に調整されており、例
えば150mlの水の搬出時間は約６秒となる。この希釈水
もシロップと同様に、水ポンプの回転により発生させた
パルスのカウントにより、搬出量を制御しているが、そ
のパルスレートも水では一定である。そこで、この水の
搬出時間（例えば約６秒）を基準値として、各シロップ
の搬出時間をこれに合わせる。

【００２０】その場合、例えば粘度が中位のシロップを
代表に選んで標準シロップとし、これに対して流量Ｑ、
従って搬出時間Ｔを次のようにして実験的に水に合わせ
る。シロップの流量Ｑはその種類によって異なるもの
の、同一のシロップについてはシロップポンプ９の回転
速度に略比例する。図３は、シロップポンプ９の回転速
度（横軸）と、上記した水の搬出時間（６秒）でのシロ
ップ搬出量（縦軸）との関係の一例を模式的に示す線図
である。このデータは、種々の回転速度でシロップポン
プを運転しながら、一定時間（６秒）のシロップ搬出量
を実測して得られるものである。ここで、回転速度は、
例えば１〜６４のレベルが定められており、図３ではこ
の回転レベルで回転速度を表している。なお、シロップ
ポンプ９の回転速度は、シロップモータ５が高速でＯＮ
／ＯＦＦされることにより可変制御されている。

【００２１】図３の例では、モータ回転レベル30で６秒
間に50mlのシロップが搬出され、同じくモータ回転レベ
ル20では40ml、またモータ回転レベル40では60mlが搬出
される。すなわち、標準シロップについては、モータ回
転レベル30で、所定パルス数Ｐをカウントするまでシロ
ップポンプ９を駆動することにより、希釈水が150ml搬
出される６秒の間に、シロップが50ml（Ｑ≒8.3ml/秒）
搬出される。このモータ回転レベルとシロップ搬出量と
の関係は、データテーブルとしてＲＡＭ３に設定入力し
ておく。なお、この搬出量の実測はすでに述べた各シロ
ップのパルスレートＲの測定に先立ち実施され、これに
より標準シロップではモータ回転レベルが例えば30で、
希釈水の搬出時間、例えば６秒で適正なシロップ搬出
量、例えば50mlが得られることが判明したら、各シロッ
プのパルスレートＲの測定時にもこのモータ回転レベル
30でシロップポンプ９を駆動させる。

【００２２】それでは、標準シロップ以外の各シロップ
について、搬出時間を希釈水に合わせる制御について述
べる。図４は、パルスレート測定時のタイムチャートを
示すものである。すでに述べたようにパルスレート測定
時には、ＣＰＵ１は規定パルス数Ｐ₀をカウントするま
でシロップを搬出させる。その際、図４に示すように同
時に搬出時間（モータ駆動時間）Ｔ（秒）を内蔵する時
計機能により計測し、ＲＡＭ３に記憶させる。

【００２３】次いで、シロップ搬出量の実測値Ｖ(ml)が
入力されると、ＣＰＵ１はパルスレートＲを演算すると
ともに、流量Ｑ（ml/秒）を搬出量実測値Ｖ／計測時間
Ｔから演算する。例えば、4.5秒で30ml搬出されたとす
ると、流量Ｑは30/4.5≒6.7ml/秒で、予定販売時間６秒
の搬出量は約40ml（＝6.7ml/秒×６秒）となる。これ
は、標準シロップより約10ml少ない。そこで、ＣＰＵ１
はそのシロップについては、搬出量が予定より10ml少な
いということをＲＡＭ３に記憶させておく。そして、飲
料の実製造時に、例えば飲料一杯量200ml、希釈率3.5と
してシロップを約45ml/６秒搬出させたいときは、+10ml
補正して55ml/６秒のモータ回転レベル35（図３参照）
でシロップモータ５を駆動する。これにより、結果とし
て45mlのシロップを希釈水に合わせて約６秒で搬出する
ことができる。このシロップモータ回転レベル（原料搬
出手段駆動レベル）の補正は、各シロップについてそれ
ぞれ行われる。

【００２４】パルスレート測定時に、規定パルス数Ｐ₀
に基づく搬出時間Ｔが計測されないと、流量Ｑの演算が
行われず、従ってモータ回転レベルの補正が不能にな
る。そこで、ＣＰＵ１は搬出時間Ｔを計測できなかった
場合には、その旨をキーボード７の表示器７ａに警報表
示する一方、ＲＡＭ３に予め適宜に設定された標準時間
（予測時間）を読み込んで流量Ｑを演算する。これによ
り、搬出時間Ｔが得られなかった場合にも、モータ回転
レベルの一応の補正が可能である。また、搬出時間Ｔは
パルスレート測定を行なわなくても、それ単独でキーボ
ード７から入力可能となっている。これにより、なんら
かのトラブルでＲＡＭ３の記憶が消えてしまったり、制
御基板の交換でデータの移植の必要が生じたりした場合
に、改めてパルスレート測定を行なうことなく、データ
の修復を図ることができる。

【００２５】図５は、ガス圧により電磁弁を介してシロ
ップを搬出する飲料ディスペンサにおけるこの発明の実
施の形態を示す制御ブロック図、図６は配管系統図であ
る。図６において、シロップはシロップタンク１７に貯
蔵され、このシロップタンク１７には炭酸ガスボンベ１
８からのガス圧が常時作用している。一方、シロップタ
ンク１７に接続されたシロップチューブには電磁弁１９
及び流量センサ２０が挿入されている。電磁弁１９を開
くと、シロップは炭酸ガス圧で押されてノズル２１から
搬出され、またその際、流量センサ２０は通過するシロ
ップの単位量ごとにパルスを発生する。図示しないが、
シロップノズル２１に隣接して水ノズルが配置され、飲
料製造時には水ポンプによりカーボネータを経由した水
（炭酸水）がシロップと一緒にカップに搬出される。

【００２６】図５において、電磁弁１９はＣＰＵ１によ
り開閉制御され、また流量センサ２０の発生するパルス
はＣＰＵ１によりカウントされる。図７は、パルスレー
ト測定時のタイムチャートである。図７において、パル
スレート測定時には規定パルス数Ｐ₀をカウントし、そ
の間、電磁弁１９をＯＮ（開）してシロップを搬出する
とともに、搬出時間Ｔを計測する。ここで、図７に示す
ように、シロップは電磁弁１９のＯＮ／ＯＦＦ（開／
閉）により間欠的に吐出され、ＯＮ時間の長短により流
量の可変制御が行われている。すなわち、シロップ搬出
手段の駆動レベルは、電磁弁１９のＯＮ時間により定め
られている。なお、この駆動レベルは、電磁弁１９のＯ
Ｎ時間を一定にして、その周期を可変することによって
も可能である。図５の実施の形態は、シロップの搬出手
段及びパルスの発生手段が相違するのみで、その他の構
成・作用は図１と本質的に同じなので、以降の説明は省
略する。なお、上記実施の形態では飲料ディスペンサの
例を示したが、この発明はカップ式の飲料自動販売機に
もそのまま適用可能である。また、液体原料（シロッ
プ）と水とを調合する場合に限らず、コーヒー、ミル
ク、砂糖などの粉末原料を湯で溶解する自動販売機にも
適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上の通り、この発明は、パルスレート
測定時に原料搬出時間を計測し、この計測時間と原料搬
出量の実測値とから演算した原料搬出流量を予め登録し
た基準搬出流量に合わせて補正するもので、これにより
複数の原料の搬出時間を容易に揃え、飲料の製造品質を
確実に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態を示す飲料ディスペンサ
の制御ブロック図である。

【図２】図１におけるシロップポンプの正面図である。

【図３】図１の飲料ディスペンサにおける標準シロップ
の原料搬出特性を示す線図である。

【図４】図１の飲料ディスペンサにおけるパルスレート
測定のタイムチャートである。

【図５】この発明の異なる実施の形態を示す飲料ディス
ペンサの制御ブロック図である。

【図６】図１の飲料ディスペンサの配管系統図である。

【図７】図５の飲料ディスペンサにおけるパルスレート
測定のタイムチャートである。

【符号の説明】

５ シロップモータ ６ パルス発生器 ７ キーボード ９ シロップポンプ １７ シロップタンク １８ 炭酸ガスボンベ １９ 電磁弁 ２０ 流量センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料搬出手段により単位量の飲料原料が搬
   出される度にパルスを発生するパルス発生手段と、前記
   パルスの数をカウントするパルスカウント手段と、飲料
   製造信号に応じて前記飲料原料の搬出を開始させるとと
   もに、前記パルスのカウント数が所定値に達すると前記
   飲料原料の搬出を停止させる原料搬出制御手段と、前記
   パルス数の規定値を設定する手段と、この規定値により
   搬出された前記飲料原料の搬出量の実測値を入力する手
   段と、この実測値と前記パルス数の規定値とから前記飲
   料原料の１パルス当りの搬出量をパルスレートとして演
   算するパルスレート演算手段と、飲料の原料割合を設定
   する飲料設定手段と、この原料割合と前記パルスレート
   とから飲料一杯当りの前記パルス数の所定値を演算する
   パルス数演算手段とを備え、飲料製造時にはこの演算パ
   ルス数に基づいて前記飲料原料を搬出させる飲料製造機
   の原料搬出制御装置において、 前記飲料原料の基準搬出流量を設定する基準流量設定手
   段と、前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した
   時の搬出時間を計測する搬出時間計測手段と、この計測
   搬出時間と前記飲料原料の搬出量実測値とから搬出流量
   を演算する搬出流量演算手段と、この演算搬出流量と前
   記基準搬出流量とを比較し、それらに差がある場合に
   は、飲料製造時に前記飲料原料の搬出流量を前記基準搬
   出流量に合わせて補正する搬出流量補正手段とを設けた
   ことを特徴とする飲料製造機の原料搬出制御装置。
2. 【請求項２】前記搬出流量補正手段として、前記原料搬
   出手段の駆動レベルを補正する駆動レベル制御手段を設
   けたことを特徴とする請求項１記載の飲料製造機の原料
   搬出制御装置。
3. 【請求項３】前記原料搬出手段はモータ駆動のポンプか
   らなり、前記駆動レベル制御手段はポンプモータの回転
   レベルを補正することを特徴とする請求項２記載の飲料
   製造機の原料搬出制御装置。
4. 【請求項４】前記原料搬出手段はガス圧と電磁弁とから
   なり、前記駆動レベル制御手段は前記電磁弁の開閉頻度
   レベルを補正することを特徴とする請求項２記載の飲料
   製造機の原料搬出制御装置。
5. 【請求項５】前記規定パルス数により前記飲料原料を搬
   出した時の搬出時間が未計測であれば、アラームを出す
   警報手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の飲料
   製造機の原料搬出制御装置。
6. 【請求項６】前記規定パルス数により前記飲料原料を搬
   出した時の搬出時間が未計測であれば、予め設定した標
   準時間を前記搬出時間として用いるようにしたことを特
   徴とする請求項５記載の飲料製造機の原料搬出制御装
   置。
7. 【請求項７】前記規定パルス数により前記飲料原料を搬
   出した時の搬出時間を前記飲料原料の搬出を行なわずに
   外部から設定できるようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の飲料製造機の原料搬出制御装置。