JP2004267836A - 容器入り液体の攪拌方法および攪拌装置並びに自動販売機 - Google Patents
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Abstract
【課題】超音波振動によって容器内の液体に流れを生じさせて十分な攪拌を行う。
【解決手段】局在させた超音波振動を容器６Ａの底部６Ａａを介して液体に与える。あるいは、超音波振動を容器６Ａの回転対称の中心線Ｓ２より外れた容器６Ａの底部６Ａａの位置を介して液体に与える。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６Ａとの共振などによって容器６Ａ内の液体に流れαや流れβが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。例えば液体を容器６Ａの外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。
【選択図】 図２
【解決手段】局在させた超音波振動を容器６Ａの底部６Ａａを介して液体に与える。あるいは、超音波振動を容器６Ａの回転対称の中心線Ｓ２より外れた容器６Ａの底部６Ａａの位置を介して液体に与える。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６Ａとの共振などによって容器６Ａ内の液体に流れαや流れβが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。例えば液体を容器６Ａの外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶、ボトル、パックあるいはカップなどの容器に飲料物などの液体を入れた容器入り液体を攪拌し、当該容器内での温度伝達の効率化を図る容器入り液体の攪拌方法および攪拌装置並びに自動販売機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、容器に飲料物などを入れた容器入り液体を加温または冷却する際、その高速化と均一化を図るために超音波を利用した攪拌が考えられている。この種の提案として、誘導加温を利用した缶製品の加温装置において超音波を利用して缶製品内を攪拌する超音波攪拌方法がある。そして、前記超音波攪拌方法を実施する超音波攪拌装置として、超音波振動子を下面に固定して液体を充填した受け皿を備え、誘導加温される缶製品の一部を液体中に侵入させて缶保持具で保持したものがある。また、同様の超音波攪拌装置として、圧電ゴムまたは高分子誘電体振動子などの高粘性の振動体で形成した振動子を缶製品の下面に固定したものがある。これにより、超音波によって発生した直進流によって缶製品内の飲料を攪拌し、短時間で熱を効率よく内部まで浸透させ、均一な加温を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の提案として、容器または液体のいずれかを加温または冷却し、容器内の液体の熱伝達を促進するための超音波を与える容器入り液体の加温冷却方法がある。そして、前記加温冷却方法を実施する加温冷却装置として、容器を加温または冷却する加温冷却手段と、容器内の液体の熱伝達を促進するための超音波を与える超音波振動子とを備えたものがある。また、自動販売機に前記加温冷却装置を備えたものがある。これにより、容器内の液体の熱伝達が促進して液体が急速に高温または低温状態になる。また、自動販売機においては、容器内の液体の熱伝達が促進して液体が急速に高温または低温状態にするので、常時飲料物を保温または保冷しておく必要がなくなり消費電力を低減できる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２８８０５５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２３１６６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、容器の全体に超音波振動を与えることによって容器内の液体を攪拌しようとしているため以下の問題が生じる。具体的に従来の技術では、特許文献１においては缶飲料の容器を立てた形態で超音波振動を容器の底面の略全面に与えている。また、特許文献２においては缶飲料の容器を立てた形態で超音波振動を容器の底面の周縁に沿って与えている。このため、従来の技術では、容器の底面の略全体から液体に超音波振動が与えられるので、容器の上下方向に巡回する流れや、容器の内周に沿う横方向の流れなど複数の流れが生じる。したがって、従来では、各流れが打ち消しあって互いに相殺してしまい、その結果十分な攪拌が行われなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、超音波振動によって容器内の液体に適宜流れを生じさせて十分な攪拌を行うことができる容器入り液体の攪拌方法および攪拌装置並びに自動販売機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る容器入り液体の攪拌方法は、容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌方法であって、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る容器入り液体の攪拌方法は、容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌方法であって、超音波振動を前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁を介して前記液体に与えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る容器入り液体の攪拌方法は、上記請求項１または２において、前記容器の外周壁に前記超音波振動と共に押圧力を加えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る容器入り液体の攪拌装置は、容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌装置であって、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で当該容器の外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る容器入り液体の攪拌装置は、容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌装置であって、超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６に係る容器入り液体の攪拌装置は、上記請求項４または５において、前記容器に対する前記超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項７に係る自動販売機は、容器入り液体を冷却状態または加温状態とする冷却加温手段と、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で当該容器の外周壁に当接する超音波付与手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項８に係る自動販売機は、容器入り液体を冷却状態または加温状態とする冷却加温手段と、超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁に当接する超音波付与手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項９に係る自動販売機は、上記請求項７または８において、前記超音波付与手段は前記容器を収容する複数の単位ごとにそれぞれ対応して設けてあって１つの発振制御部に共通して接続してなり、前記冷却加温手段の駆動時に当該超音波付与手段を各単位ごとに順次選択的に駆動することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項１０に係る自動販売機は、上記請求項７〜９のいずれか１つにおいて、前記容器に対する前記超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。まず、本発明に係る容器入り液体の攪拌装置の実施の形態について詳述する。図１は超音波付与手段を示す斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、容器入り液体の攪拌装置は、超音波付与手段１を有している。超音波付与手段１は、超音波振動子２とホーン３とからなる。超音波振動子２には、例えばランジュバン振動子などがある。超音波振動子２は、圧電素子などからなる発振制御部４に接続してあり、当該発振制御部４から発振信号を受けて駆動する。また、本実施の形態での超音波振動子２は、出力が１５０ｗであり２８ｋＨｚで発振する。なお、超音波振動子２は、上記ランジュバン振動子に限らず超音波（２０ｋＨｚ以上）を発振するものであればよい。
【００１９】
ホーン３は、超音波振動子２に一体にしてある。ホーン３は、基端３ａを超音波振動子２側に固定してあり、先端３ｂが超音波を伝えるべき対象物に当接する。ホーン３は、基端３ａから先端３ｂに至り集束して形成してある。本実施の形態でのホーン３は、例えば、基端３ａから先端３ｂに至る中心線Ｓ１を中心とした回転対称性の形状をなし、基端３ａから先端３ｂまでの長さを約１０ｃｍとし、集束した先端３ｂの端面積を直径約５ｍｍの円形としてある。すなわち、超音波振動子２からの超音波振動がホーン３の先端３ｂで約５ｍｍ径にまで集束する。
【００２０】
また、容器入り液体の攪拌装置は、圧力付加手段５を有している。圧力付加手段５は、超音波を伝えるべき対象物への超音波付与手段１の当接に押圧力を加えるものであり、例えば、油圧、気圧あるいは弾性などを用いたものが考えられる。この圧力付加手段５は、本実施の形態では、図１に矢印で示すように、ホーン３の中心線Ｓ１に沿う方向であって当該ホーン３の先端方向に押圧力を加える。
【００２１】
上記容器入り液体の攪拌装置により容器入り液体に超音波振動を与える。図２〜図８は容器入り液体に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【００２２】
図２に示す実施の形態では、液体の入った容器６として缶飲料６Ａを対象にしている。一般に缶飲料６Ａは、回転対称形状（円形状）の底部６Ａａと、同じく回転対称形状（円形状）の上部６Ａｂと、底部６Ａａおよび上部６Ａｂを繋ぐ筒状の側部６Ａｃとを有してなる。また、図２に示す実施の形態では、缶飲料６Ａを立てた形態としてあり、容器６の外周壁である底部６Ａａに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、缶飲料６Ａの底部６Ａａに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図２に示す実施の形態では、缶飲料６Ａを立てた形態で、缶飲料６Ａの回転対称の中心線Ｓ２より外れた底部６Ａａの位置（例えば端部近傍）にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、缶飲料６Ａの回転対称の中心線Ｓ２とホーン３の中心線Ｓ１とが一致しないようにしてある。
【００２３】
そして、図２に示すように、立てた形態の缶飲料６Ａに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ａｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ａｃの円筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、缶飲料６Ａ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、缶飲料６Ａの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００２４】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２を缶飲料６Ａに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、缶飲料６Ａの回転対称の中心線Ｓ２に重なる底部６Ａａの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、缶飲料６Ａの回転対称の中心線Ｓ２より外れた底部６Ａａの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動を缶飲料６Ａ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を底部６Ａａに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００２５】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００２６】
なお、缶飲料６Ａを逆さに立てた形態に関しては、図２で示す缶飲料６Ａを立てた形態と略同じ状態であり、同様に超音波振動を与え、また、押圧力を加えることにより同様の作用を生じる。さらに、缶飲料６Ａを横にした形態で缶飲料６Ａの側面外周壁である底部６Ａａまたは上部６Ａｂから局在波（あるいは局在波でない超音波振動）を与えても同様の作用を生じる。
【００２７】
図３に示す実施の形態では、液体の入った容器６として上記缶飲料６Ａを対象にしている。また、図３に示す実施の形態では、缶飲料６Ａを横にした形態としてあり、容器６の外周壁である側部６Ａｃの下側に対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、缶飲料６Ａの側部６Ａｃに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図３に示す実施の形態では、缶飲料６Ａを横にした形態であり、側部６Ａｃには、図２に示す缶飲料６Ａのように回転対称となる中心線Ｓ２が存在しないので、側部６Ａｃの位置であればどの位置にホーン３の先端３ｂを当接してもよい。
【００２８】
そして、図３に示すように、横にした形態の缶飲料６Ａに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ａｃの円筒形状に沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ａｃに沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、缶飲料６Ａ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、缶飲料６Ａの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００２９】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２を缶飲料６Ａに直接当接してもよい。なお、ホーン３の中心線Ｓ１を側部６Ａｃに対して垂直にして当接することに限らず斜めに当接させても超音波振動を缶飲料６Ａ内の飲料（液体）に適宜伝播することができる。
【００３０】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００３１】
なお、図３では、缶飲料６Ａを横にした形態の場合を示しているが、図２に示したように立てた形態の缶飲料６Ａの側面外周壁である側部６Ａｃから局在波（あるいは局在波でない超音波振動）を与えても同様の作用を生じる。
【００３２】
図４に示す実施の形態では、液体の入った容器６としてボトル飲料６Ｂを対象にしている。一般にボトル飲料６Ｂは、回転対称形状（円形状含む）の底部６Ｂａと、集束して上部６Ｂｂと、底部６Ｂａおよび上部６Ｂｂを繋ぐ筒状の側部６Ｂｃとを有してなる。また、ボトル飲料６Ｂは、上部６Ｂｂに蓋部６Ｂｄが設けてある。このボトル飲料６Ｂには、ペット（ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート）ボトル、缶ボトル、瓶ボトルなどがあり、図４ではペットボトルを示す。また、図４に示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを立てた形態としてあり、容器６の外周壁である底部６Ｂａに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接している。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、ボトル飲料６Ｂの底部６Ｂａに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図４で示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを立てた形態で、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ３より外れた底部６Ｂａの位置（例えば端部近傍）にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ３とホーン３の中心線Ｓ１とが一致しないようにしてある。
【００３３】
そして、図４に示すように、立てた形態のボトル飲料６Ｂに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｂｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｂｃの筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、ボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、ボトル飲料６Ｂの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００３４】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をボトル飲料６Ｂに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ３に重なる底部６Ｂａの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ３より外れた底部６Ｂａの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動をボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を底部６Ｂａに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００３５】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００３６】
なお、図４ではボトル飲料６Ｂを立てた形態の場合を示しているが、ボトル飲料６Ｂを横にした形態でボトル飲料６Ｂの側面外周壁である底部６Ｂａから局在波（あるいは局在波でない超音波振動）を与えても同様の作用を生じる。
【００３７】
図５に示す実施の形態では、液体の入った容器６として上記ボトル飲料６Ｂを対象にしている。また、図５に示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを横にした形態としてあり、容器６の外周壁である側部６Ｂｃの下側に対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、ボトル飲料６Ｂの側部６Ｂｃに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図５に示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを横にした形態であり、側部６Ｂｃには、図４に示すボトル飲料６Ｂのように回転対称となる中心線Ｓ３が存在しないので、側部６Ｂｃの位置であればどの位置にホーン３の先端３ｂを当接してもよい。
【００３８】
そして、図５に示すように、横にした形態のボトル飲料６Ｂに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｂｃの筒形状に沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｂｃに沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、ボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、ボトル飲料６Ｂの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００３９】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をボトル飲料６Ｂに直接当接してもよい。なお、ホーン３の中心線Ｓ１を側部６Ｂｃに対して垂直にして当接することに限らず斜めに当接させても超音波振動をボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）に適宜伝播することができる。
【００４０】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００４１】
なお、図５ではボトル飲料６Ｂを横にした形態の場合を示しているが、図４に示したように立てた形態のボトル飲料６Ｂの側面外周壁である側部６Ｂｃから局在波（あるいは局在波でない超音波振動）を与えても同様の作用を生じる。
【００４２】
図６に示す実施の形態では、液体の入った容器６として上記ボトル飲料６Ｂを対象にしている。図６に示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを逆さに立てた形態としてあり、容器６の外周壁である上部６Ｂｂに設けた蓋部６Ｂｄに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接している。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、ボトル飲料６Ｂの蓋部６Ｂｄに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図６で示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを逆さに立てた形態で、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ４に重なる蓋部６Ｂｄの位置にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ４とホーン３の中心線Ｓ１とが一致するようにしてある。
【００４３】
そして、図６に示すように、逆さに立てた形態のボトル飲料６Ｂに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｂｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｂｃの筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、ボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、ボトル飲料６Ｂの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００４４】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をボトル飲料６Ｂに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ４に重なる蓋部６Ｂｄの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ４より外れた蓋部６Ｂｄの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動をボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を蓋部６Ｂｄに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００４５】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００４６】
図７に示す実施の形態では、液体の入った容器６としてパック飲料６Ｃを対象にしている。一般にパック飲料６Ｃは、立方形状をなし、回転対称形状（矩形状）の底部６Ｃａと、同じく回転対称形状（矩形状）の上部６Ｃｂと、底部６Ｃａおよび上部６Ｃｂを繋ぐ四角筒状の側部６Ｃｃとを有してなる。また、図７に示す実施の形態では、パック飲料６Ｃを立てた形態としてあり、容器６の外周壁である底部６Ｃａに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、パック飲料６Ｃの底部６Ｃａに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図７に示す実施の形態では、パック飲料６Ｃを立てた形態で、パック飲料６Ｃの回転対称の中心線Ｓ５より外れた底部６Ｃａの位置（例えば端部近傍）にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、パック飲料６Ｃの回転対称の中心線Ｓ５とホーン３の中心線Ｓ１とが一致しないようにしてある。
【００４７】
そして、図７に示すように、立てた形態のパック飲料６Ｃに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｃｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｃｃの円筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、パック飲料６Ｃ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、パック飲料６Ｃの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００４８】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をパック飲料６Ｃに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、パック飲料６Ｃの回転対称の中心線Ｓ５に重なる底部６Ｃａの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、パック飲料６Ｃの回転対称の中心線Ｓ５より外れた底部６Ｃａの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動をパック飲料６Ｃ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を底部６Ｃａに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００４９】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００５０】
なお、パック飲料６Ｃを逆さに立てた形態、あるいはパック飲料６Ｃを横にした形態に関しては、図７で示すパック飲料６Ｃを立てた形態と略同じ状態であり、同様に超音波振動を与え、また、押圧力を加えることにより同様の作用を生じる。
【００５１】
図８に示す実施の形態では、液体の入った容器６としてカップ飲料６Ｄを対象にしている。一般にカップ飲料６Ｄは、回転対称形状（円形状）の底部６Ｄａと、同じく回転対称形状（円形状）に開口した上部６Ｄｂと、底部６Ｄａおよび上部６Ｄｂを繋ぐ筒状の側部６Ｄｃとを有してなる。また、図８に示す実施の形態では、カップ飲料６Ｄを立てた形態としてあり、容器６の外周壁である底部６Ｄａに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、カップ飲料６Ｄの底部６Ｄａに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図８に示す実施の形態では、カップ飲料６Ｄを立てた形態で、カップ飲料６Ｄの回転対称の中心線Ｓ６より外れた底部６Ｄａの位置（例えば端部近傍）にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、カップ飲料６Ｄの回転対称の中心線Ｓ６とホーン３の中心線Ｓ１とが一致しないようにしてある。
【００５２】
そして、図８に示すように、立てた形態のカップ飲料６Ｄに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｄｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｄｃの筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、カップ飲料６Ｄ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、カップ飲料６Ｄの飲料（液体）全体の温度を一定にするとともに、当該飲料を生成する水あるいは湯と原料との混合を行うことが可能となる。
【００５３】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をカップ飲料６Ｄに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、カップ飲料６Ｄの回転対称の中心線Ｓ６に重なる底部６Ｄａの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、カップ飲料６Ｄの回転対称の中心線Ｓ６より外れた底部６Ｄａの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動をカップ飲料６Ｄ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を底部６Ｄａに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００５４】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００５５】
このように、上述した容器入り液体の攪拌装置では、容器６の外周壁に対して局在させた超音波振動を与える態様で超音波付与手段１を当接している。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などによって容器６内の液体に流れαあるいは流れβが生じるので、当該液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、液体を容器６の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので当該液体の急速な冷却あるいは加温が行われる。さらに、予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合には、液体全体の温度が一定とされるとともに、当該液体の混合が行われる。
【００５６】
また、上述した容器入り液体の攪拌装置では、容器６の回転対称の中心線より外れた当該容器６の外周壁に超音波振動を与える態様で超音波付与手段１を当接している。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などによって容器６内の液体に流れαあるいは流れβが生じるので、当該液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、液体を容器６の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので当該液体の急速な冷却あるいは加温が行われる。さらに、予め加温した液体を容器６に投入したり、あるいは水とともに氷を容器６に投入する場合には、液体全体の温度が一定とされるとともに、当該液体の混合が行われる。
【００５７】
また、上述した容器入り液体の攪拌装置では、容器６に対する超音波付与手段１の当接に圧力付加手段５によって押圧力を加えている。これにより、超音波振動の伝播が速くなって上記各流れα，βがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化が図られる。すなわち、液体を容器６の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度伝達が早く行われる。さらに、予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合には、液体全体の温度の一定化と当該液体の混合が早く行われる。
【００５８】
なお、上述した容器入り液体の攪拌装置では、容器６の下側から超音波振動を与える構成を一例としているが、容器６の外周壁を介して液体に局在された超音波振動を与える構成、あるいは容器６の回転対称の中心線から外れた外周壁の位置から容器６の外周壁を介して液体に超音波振動を与える構成であれば下側からでなくてもよい。
【００５９】
以下、上述した容器入り液体の攪拌装置を用いた自動販売機に係る実施の形態について説明する。図９は自動販売機を示す側断面図である。
【００６０】
図９にて例示する自動販売機は、容器入り液体として缶飲料、ボトル飲料、パック飲料など商品を販売するためのもので、本体キャビネット１１、内扉１２および外扉１３を備えている。
【００６１】
本体キャビネット１１は、前面が開放した略直方形状をなしている。本体キャビネット１１の内部には、前面が開放した断熱性の収容庫１４が横方向に複数並設してある。各収容庫１４の下方となる位置には機械室１５が設けてある。
【００６２】
収容庫１４には、その上方部にコラム状のラック１６が設けてある。ラック１６は、商品を上下に連ねて収容する一つの単位をなす。このラック１６は、収容庫１４の奥行き方向や横方向に複数設けてある。また、収容庫１４には、ラック１６との間をシュータ１７によって区画した下方部に冷却加温手段としての熱交換器が設けてある。熱交換器は、収容庫１４を冷却／加温切り替え可能とする場合、蒸発器２１、庫内ファン３０およびヒータ３２を備えている。また、熱交換器は、収容庫１４を冷却専用とする場合には上記ヒータ３２を備えていない。なお、図示しないが商品の容器が鉄やアルミの場合、ヒータ３２に替えて電磁誘導で加温する構成にもできる。
【００６３】
機械室１５は、各収容庫１４で共通に使用する構成を収容してある。具体的には、圧縮機２２、凝縮器２３、膨張器２４および庫外ファン３３が設けてある。また、膨張器２４から各収容庫１４に設けた蒸発器２１に至る冷媒供給管には、駆動する蒸発器２１を選択する電磁バルブ２５が各収容庫１４ごとに設けてある。
【００６４】
内扉１２および外扉１３は、それぞれ本体キャビネット１１の一側縁部に支承してある。内扉１２は、断熱性の鋼板などからなり収容庫１４の前面の開放部分を開閉可能としてある。また、図示しないが内扉１２においてシュータ１７の前側に臨む位置には、商品搬出口が設けてある。この商品搬出口には開閉可能に支承した断熱扉がある。
【００６５】
外扉１３は、鋼材などからなり本体キャビネット１１の前面の開放部分を開閉可能としてある。外扉１３には、その表面側にディスプレイウィンド３５および商品取出口３６が設けてある。ディスプレイウィンド３５には、収容庫１４に収容した商品の商品見本が載置してある。商品取出口３６は、内扉１２の商品搬出口の前側に臨んである。また、図示しないが外扉１３の表面側（本体キャビネット１１の外側）には、商品選択ボタン、硬貨投入口、紙幣投入口および硬貨返却口など周知の構成がある。さらに、図示しないが外扉１３の裏面側（本体キャビネット１１の内側）には、硬貨処理機、硬貨回収箱、紙幣処理機およびメインコントロールボックスなど周知の構成がある。
【００６６】
上述した容器入り液体の攪拌装置は、上記自動販売機の各ラック１６ごとに設けてある。図１０はベンドメック部の拡大図である。図１０に示すように、各ラック１６の下端部には、ベンドメック部４０が設けてある。ベンドメック部４０は、ペダル４２を有している。商品通路４１は、１つのラック１６を形成する前後壁４１ａを有している。商品通路４１にある商品Ｇは、前後方向に蛇行しつつ上下方向に整列する。ペダル４２は、商品通路４１にある最下位置の商品Ｇを支持している。また、このペダル４２は、下方に傾倒作動することで現在支持している最下位置の商品Ｇを下方に搬出するとともに、上方に復帰することで次に最下位置となる商品Ｇを支持する。ペダル４２によって搬出した商品Ｇは、ラック１６から落下してシュータ１７を介して内扉１２の商品搬出口を通過し、外扉１３の商品取出口３６に至る。
【００６７】
このようなベンドメック部４０において、商品Ｇが当接する商品通路４１やペダル４２の位置に、上述した容器入り液体の攪拌装置としての超音波付与手段１および圧力付加手段５を設けてある。具体的には、図２〜図７に示すように容器６に超音波付与手段１を当接できるようにする。これにより、最下位置およびその上の幾つかの商品Ｇ内の飲料（液体）の攪拌が行われる。図１０で示す場合では、最下位置およびその１つ上の商品Ｇ内の飲料（液体）の攪拌を行う。なお、攪拌装置は、ベンドメック部４０にある商品Ｇの搬出を妨げないように移動可能にしてもよい。しかし、上記のごとく商品Ｇが当接する商品通路４１やペダル４２の位置に攪拌装置を設けてあれば、当該攪拌装置を移動する機構を不要にできる。
【００６８】
超音波付与手段１（および圧力付加手段５）の駆動は、収容庫１４内を冷却あるいは加温するときに行う。収容庫１４を冷却するには、蒸発器２１（冷却ユニット）で収容庫１４内の空気を冷却しつつ庫内ファン３０を可動する。庫内ファン３０の駆動によりシュータ１７に設けた穴などを介してラック１６側に空気が送られるとともに収容庫１４の奥側で再び蒸発器２１側に戻る。この循環によって収容庫１４内のラック１６にある商品Ｇが冷却できる。また、収容庫１４を加温するには、ヒータ３２および庫内ファン３０を駆動する。
【００６９】
すなわち、商品Ｇの冷却／加温とともに、商品Ｇに超音波振動を与えることにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および商品Ｇの容器との共振などによって商品Ｇの飲料（液体）生じる流れα，βで当該液体が攪拌されるので、商品Ｇの容器内の熱伝導および熱伝達が行われて当該商品Ｇの飲料（液体）の温度の均一化が図られる。その結果、自動販売機に収容した商品Ｇの飲料（液体）の急速な冷却／加温を行うことが可能となる。
【００７０】
このため、図１１（ａ）に示すように、冷却／加温および超音波振動付与の時間を間欠的に行っても商品Ｇを適宜冷却／加温できる。例えば、１０分おきに冷却／加温を行い、そのときに超音波振動を付与する。したがって、冷却／加温時間を減少して自動販売機の消費電力を低減することができる。また、販売個数が多い時間には冷却／加温の頻度（時間）を増し、そうでないときには冷却／加温の頻度（時間）を減らすことができる。
【００７１】
また、超音波振動の付与により急速な冷却／加温が行えるので、従来のように収容庫１４内の全ての商品Ｇを冷却／加温する必要がなく、搬出時期が近いベンドメック部４０付近の商品Ｇだけを局所的に冷却／加温すればよい。これにより、自動販売機の消費電力を低減することができ、かつ、出力の小さい熱交換器を採用できる。
【００７２】
また、超音波振動の付与により急速な冷却／加温が行えるので、図１１（ｂ）に示すように、冷却／加温中に、各ラック１６（単位）ごとの攪拌装置を順次選択的に駆動しても十分な冷却／加温を行うことが可能である。例えば、１０分の冷却／加温中において各ラック１６ごとに５〜１０秒超音波振動を与える。これにより、冷却／加温時に各ラック１６のベンドメック部４０に設けた全ての攪拌装置を駆動しないので、自動販売機の消費電力を低減することができる。この場合、各ラック１６の超音波振動子２を、それぞれ１つの発振制御部４に共通して接続して各超音波振動子２の駆動を切り替えるようにすれば１つの発振制御部４で複数の超音波付与手段１を駆動できるので、攪拌するための装置の小型化、および同装置を採用した際の自動販売機の大型化を防ぐことができる。なお、本実施の形態ではラック１６を１つの単位として説明したがこれに限らない。
【００７３】
また、上述した自動販売機では、商品Ｇに対する超音波付与手段１の当接に圧力付加手段５によって押圧力を加えている。これにより、超音波振動の伝播が速くなって上記各流れα，βがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化が図られる。すなわち、飲料（液体）を商品Ｇの外部から冷却あるいは加温する場合、その温度伝達をさらに早くすることができる。
【００７４】
なお、上述した自動販売機は、容器入り液体として缶飲料、ボトル飲料、パック飲料など商品を販売するものであるが、容器入り液体としてカップ飲料を販売する自動販売機にも容器入り液体の攪拌装置を採用することができる。この場合、カップに各種原料および液体（水または湯）を投入し、これら原料および液体を混合するベンドステージに攪拌装置を設け、図８で示したカップ飲料６Ｄの飲料（液体）を攪拌するように超音波付与手段１（および圧力付加手段５）を当接する。この場合、従来あるカップミキシング機構と比較して急速な攪拌が行えるので、自動販売機の消費電力を低減することができる。また、急速な攪拌が行えるので原料および液体を十分に混合することができ、一段と味の貢献をできる。また、急速な攪拌が行えるので短時間でカップ飲料が生成でき、消費者への商品の受け渡し時間を短縮することができる。
【００７５】
【実施例】
以下、超音波振動による容器入り液体の攪拌についての実施例を説明する。本実施例では、対象となる容器として５００ｍｌ入りのペットボトルを採用した。当該容器内には、５００ｍｌの水を入れた。また、当該水の中には、流れを可視化するために直径３μｍのＡｌ２Ｏ３粉を２ｇ加えた。
【００７６】
容器に超音波振動を加える装置としては、上述した実施の形態において図１で示す攪拌装置を採用した。
【００７７】
容器に超音波振動を加える形態としては、▲１▼立てた容器の底面の端部（上述した実施の形態における図４参照）、▲２▼立てた容器の底面の中央部（上述した実施の形態おける図４の中心線Ｓ３の位置）、▲３▼横にした容器の下側端部（上述した実施の形態における図５参照）、▲４▼横にした容器の下側中央部（上述した実施の形態における図５の左右方向の下側略中央の位置）の４つを対象とした。
【００７８】
また、上記▲１▼〜▲４▼の形態では、容器に対する攪拌装置のホーンの接触圧として、２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えた。そして、▲１▼立てた容器の底面の端部においては、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力とをそれぞれ加えた。
【００７９】
上記各形態において、水に加えたＡｌ２Ｏ３粉が容器の半分の高さまでに上昇する時間（ｓｅｃ）を観察した。その結果、▲１▼１．９ｓｅｃ、▲２▼１１．２ｓｅｃ、▲３▼２．３ｓｅｃ、▲４▼１．５ｓｅｃであった。また、▲１▼で５Ｎの押圧力を加えた場合は５．７ｓｅｃであった。
【００８０】
上記のごとく、容器に超音波振動を加える形態によって多少の違いはあるものの容器内の水（液体）に数秒で流れを生じさせることがわかる。また、押圧力においては、５Ｎの押圧力より２０Ｎの押圧力のほうが、より早く流れを生じさせることがわかる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る容器入り液体の攪拌方法によれば、局在させた超音波振動を容器の外周壁を介して液体に与えることにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８２】
また、本発明の請求項２に係る容器入り液体の攪拌方法によれば、超音波振動を容器の回転対称の中心線より外れた容器の外周壁の位置もしくは当該容器の側面外周壁を介して液体に与えることにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８３】
また、本発明の請求項３に係る容器入り液体の攪拌方法によれば、容器の外周壁に超音波振動と共に押圧力を加えることにより、超音波振動の伝播が速くなって流れがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化を図ることができる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度伝達をより早くすることができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度の一定化と液体の混合をより早く行うことができる。
【００８４】
また、本発明の請求項４に係る容器入り液体の攪拌装置によれば、局在させた超音波振動を容器の外周壁を介して液体に与える態様で容器の外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８５】
また、本発明の請求項５に係る容器入り液体の攪拌装置によれば、超音波振動を容器の外周壁を介して液体に与える態様で容器の回転対称の中心線より外れた容器の外周壁の位置もしくは当該容器の側面外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８６】
また、本発明の請求項６に係る容器入り液体の攪拌装置によれば、容器に対する超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えたことにより、超音波振動の伝播が速くなって流れがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化を図ることができる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度伝達をより早くすることができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度の一定化と液体の混合をより早く行うことができる。
【００８７】
また、本発明の請求項７に係る自動販売機によれば、冷却加温手段で容器入り液体を冷却状態または加温状態とし、超音波付与手段で局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８８】
さらに、本発明の請求項７に係る自動販売機によれば、急速な冷却あるいは加温が行えることから、冷却／加温および超音波振動付与の時間を間欠的に行うことができる。したがって、冷却／加温時間を減少して自動販売機の消費電力を低減することができる。また、販売個数が多い時間には冷却／加温の頻度（時間）を増し、そうでないときには冷却／加温の頻度（時間）を減らすことができる。
【００８９】
さらに、本発明の請求項７に係る自動販売機によれば、急速な冷却あるいは加温が行えることから、収容した全ての商品を冷却／加温する必要がなく、搬出時期が近い商品だけを局所的に冷却／加温すればよい。したがって、自動販売機の消費電力を低減することができ、かつ、出力の小さい冷却加温手段を採用できる。
【００９０】
また、本発明の請求項８に係る自動販売機によれば、冷却加温手段で容器入り液体を冷却状態または加温状態とし、超音波付与手段で超音波振動を容器の回転対称の中心線より外れた容器の外周壁の位置もしくは当該容器の側面外周壁を介して液体に与える。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００９１】
さらに、本発明の請求項８に係る自動販売機によれば、急速な冷却あるいは加温が行えることから、冷却／加温および超音波振動付与の時間を間欠的に行うことができる。したがって、冷却／加温時間を減少して自動販売機の消費電力を低減することができる。また、販売個数が多い時間には冷却／加温の頻度（時間）を増し、そうでないときには冷却／加温の頻度（時間）を減らすことができる。
【００９２】
さらに、本発明の請求項８に係る自動販売機によれば、急速な冷却あるいは加温が行えることから、収容した全ての商品を冷却／加温する必要がなく、搬出時期が近い商品だけを局所的に冷却／加温すればよい。したがって、自動販売機の消費電力を低減することができ、かつ、出力の小さい冷却加温手段を採用できる。
【００９３】
また、本発明の請求項９に係る自動販売機によれば、冷却加温手段の駆動時に超音波付与手段を各単位ごとに１つの発振制御部で順次選択的に駆動する。これにより、冷却／加温時に各単位ごとの超音波付与手段を駆動しないので、自動販売機の消費電力を低減することができる。さらに、１つの発振制御部で複数の超音波付与手段を駆動できるので、攪拌するための装置の小型化、および同装置を採用した際の自動販売機の大型化を防ぐことができる。
【００９４】
また、本発明の請求項１０に係る自動販売機によれば、容器に対する超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えた。これにより、超音波振動の伝播が速くなって流れがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化を図ることができる。すなわち、飲料の温度伝達をさらに早くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波付与手段を示す斜視図である。
【図２】容器入り液体（立てた缶飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図３】容器入り液体（横にした缶飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図４】容器入り液体（立てたボトル飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図５】容器入り液体（横にしたボトル飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図６】容器入り液体（逆さに立てたボトル飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図７】容器入り液体（パック飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図８】容器入り液体（コップ飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図９】自動販売機を示す側断面図である。
【図１０】ベンドメック部の拡大図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は冷却／加温と超音波振動付与のタイミング図である。
【符号の説明】
１ 超音波付与手段
２ 超音波振動子
３ ホーン
３ａ 基端
３ｂ 先端
５ 圧力付加手段
６ 容器
６Ａ 缶飲料
６Ａａ 底部
６Ａｂ 上部
６Ａｃ 側部
６Ｂ ボトル飲料
６Ｂａ 底部
６Ｂｂ 上部
６Ｂｃ 側部
６Ｂｄ 蓋部
６Ｃ パック飲料
６Ｃａ 底部
６Ｃｂ 上部
６Ｃｃ 側部
６Ｄ カップ飲料
６Ｄａ 底部
６Ｄｂ 上部
６Ｄｃ 側部
１１ 本体キャビネット
１２ 内扉
１３ 外扉
１４ 収容庫
１５ 機械室
１６ ラック
１７ シュータ
２１ 蒸発器
２２ 圧縮機
２３ 凝縮器
２４ 膨張器
２５ 電磁バルブ
３０ 庫内ファン
３２ ヒータ
３３ 庫外ファン
３５ ディスプレイウィンド
３６ 商品取出口
４０ ベンドメック部
４１ 商品通路
４１ａ 前後壁
４２ ペダル
Ｇ 商品
Ｓ１ 中心線
Ｓ２ 中心線
Ｓ３ 中心線
Ｓ４ 中心線
Ｓ５ 中心線
Ｓ６ 中心線
α 流れ
β 流れ
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶、ボトル、パックあるいはカップなどの容器に飲料物などの液体を入れた容器入り液体を攪拌し、当該容器内での温度伝達の効率化を図る容器入り液体の攪拌方法および攪拌装置並びに自動販売機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、容器に飲料物などを入れた容器入り液体を加温または冷却する際、その高速化と均一化を図るために超音波を利用した攪拌が考えられている。この種の提案として、誘導加温を利用した缶製品の加温装置において超音波を利用して缶製品内を攪拌する超音波攪拌方法がある。そして、前記超音波攪拌方法を実施する超音波攪拌装置として、超音波振動子を下面に固定して液体を充填した受け皿を備え、誘導加温される缶製品の一部を液体中に侵入させて缶保持具で保持したものがある。また、同様の超音波攪拌装置として、圧電ゴムまたは高分子誘電体振動子などの高粘性の振動体で形成した振動子を缶製品の下面に固定したものがある。これにより、超音波によって発生した直進流によって缶製品内の飲料を攪拌し、短時間で熱を効率よく内部まで浸透させ、均一な加温を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の提案として、容器または液体のいずれかを加温または冷却し、容器内の液体の熱伝達を促進するための超音波を与える容器入り液体の加温冷却方法がある。そして、前記加温冷却方法を実施する加温冷却装置として、容器を加温または冷却する加温冷却手段と、容器内の液体の熱伝達を促進するための超音波を与える超音波振動子とを備えたものがある。また、自動販売機に前記加温冷却装置を備えたものがある。これにより、容器内の液体の熱伝達が促進して液体が急速に高温または低温状態になる。また、自動販売機においては、容器内の液体の熱伝達が促進して液体が急速に高温または低温状態にするので、常時飲料物を保温または保冷しておく必要がなくなり消費電力を低減できる（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２８８０５５号公報
【特許文献２】
特開２０００−２３１６６６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術では、容器の全体に超音波振動を与えることによって容器内の液体を攪拌しようとしているため以下の問題が生じる。具体的に従来の技術では、特許文献１においては缶飲料の容器を立てた形態で超音波振動を容器の底面の略全面に与えている。また、特許文献２においては缶飲料の容器を立てた形態で超音波振動を容器の底面の周縁に沿って与えている。このため、従来の技術では、容器の底面の略全体から液体に超音波振動が与えられるので、容器の上下方向に巡回する流れや、容器の内周に沿う横方向の流れなど複数の流れが生じる。したがって、従来では、各流れが打ち消しあって互いに相殺してしまい、その結果十分な攪拌が行われなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みて、超音波振動によって容器内の液体に適宜流れを生じさせて十分な攪拌を行うことができる容器入り液体の攪拌方法および攪拌装置並びに自動販売機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る容器入り液体の攪拌方法は、容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌方法であって、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る容器入り液体の攪拌方法は、容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌方法であって、超音波振動を前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁を介して前記液体に与えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る容器入り液体の攪拌方法は、上記請求項１または２において、前記容器の外周壁に前記超音波振動と共に押圧力を加えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る容器入り液体の攪拌装置は、容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌装置であって、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で当該容器の外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る容器入り液体の攪拌装置は、容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌装置であって、超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項６に係る容器入り液体の攪拌装置は、上記請求項４または５において、前記容器に対する前記超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項７に係る自動販売機は、容器入り液体を冷却状態または加温状態とする冷却加温手段と、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で当該容器の外周壁に当接する超音波付与手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項８に係る自動販売機は、容器入り液体を冷却状態または加温状態とする冷却加温手段と、超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁に当接する超音波付与手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項９に係る自動販売機は、上記請求項７または８において、前記超音波付与手段は前記容器を収容する複数の単位ごとにそれぞれ対応して設けてあって１つの発振制御部に共通して接続してなり、前記冷却加温手段の駆動時に当該超音波付与手段を各単位ごとに順次選択的に駆動することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項１０に係る自動販売機は、上記請求項７〜９のいずれか１つにおいて、前記容器に対する前記超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態を詳細に説明する。まず、本発明に係る容器入り液体の攪拌装置の実施の形態について詳述する。図１は超音波付与手段を示す斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、容器入り液体の攪拌装置は、超音波付与手段１を有している。超音波付与手段１は、超音波振動子２とホーン３とからなる。超音波振動子２には、例えばランジュバン振動子などがある。超音波振動子２は、圧電素子などからなる発振制御部４に接続してあり、当該発振制御部４から発振信号を受けて駆動する。また、本実施の形態での超音波振動子２は、出力が１５０ｗであり２８ｋＨｚで発振する。なお、超音波振動子２は、上記ランジュバン振動子に限らず超音波（２０ｋＨｚ以上）を発振するものであればよい。
【００１９】
ホーン３は、超音波振動子２に一体にしてある。ホーン３は、基端３ａを超音波振動子２側に固定してあり、先端３ｂが超音波を伝えるべき対象物に当接する。ホーン３は、基端３ａから先端３ｂに至り集束して形成してある。本実施の形態でのホーン３は、例えば、基端３ａから先端３ｂに至る中心線Ｓ１を中心とした回転対称性の形状をなし、基端３ａから先端３ｂまでの長さを約１０ｃｍとし、集束した先端３ｂの端面積を直径約５ｍｍの円形としてある。すなわち、超音波振動子２からの超音波振動がホーン３の先端３ｂで約５ｍｍ径にまで集束する。
【００２０】
また、容器入り液体の攪拌装置は、圧力付加手段５を有している。圧力付加手段５は、超音波を伝えるべき対象物への超音波付与手段１の当接に押圧力を加えるものであり、例えば、油圧、気圧あるいは弾性などを用いたものが考えられる。この圧力付加手段５は、本実施の形態では、図１に矢印で示すように、ホーン３の中心線Ｓ１に沿う方向であって当該ホーン３の先端方向に押圧力を加える。
【００２１】
上記容器入り液体の攪拌装置により容器入り液体に超音波振動を与える。図２〜図８は容器入り液体に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【００２２】
図２に示す実施の形態では、液体の入った容器６として缶飲料６Ａを対象にしている。一般に缶飲料６Ａは、回転対称形状（円形状）の底部６Ａａと、同じく回転対称形状（円形状）の上部６Ａｂと、底部６Ａａおよび上部６Ａｂを繋ぐ筒状の側部６Ａｃとを有してなる。また、図２に示す実施の形態では、缶飲料６Ａを立てた形態としてあり、容器６の外周壁である底部６Ａａに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、缶飲料６Ａの底部６Ａａに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図２に示す実施の形態では、缶飲料６Ａを立てた形態で、缶飲料６Ａの回転対称の中心線Ｓ２より外れた底部６Ａａの位置（例えば端部近傍）にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、缶飲料６Ａの回転対称の中心線Ｓ２とホーン３の中心線Ｓ１とが一致しないようにしてある。
【００２３】
そして、図２に示すように、立てた形態の缶飲料６Ａに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ａｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ａｃの円筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、缶飲料６Ａ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、缶飲料６Ａの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００２４】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２を缶飲料６Ａに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、缶飲料６Ａの回転対称の中心線Ｓ２に重なる底部６Ａａの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、缶飲料６Ａの回転対称の中心線Ｓ２より外れた底部６Ａａの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動を缶飲料６Ａ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を底部６Ａａに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００２５】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００２６】
なお、缶飲料６Ａを逆さに立てた形態に関しては、図２で示す缶飲料６Ａを立てた形態と略同じ状態であり、同様に超音波振動を与え、また、押圧力を加えることにより同様の作用を生じる。さらに、缶飲料６Ａを横にした形態で缶飲料６Ａの側面外周壁である底部６Ａａまたは上部６Ａｂから局在波（あるいは局在波でない超音波振動）を与えても同様の作用を生じる。
【００２７】
図３に示す実施の形態では、液体の入った容器６として上記缶飲料６Ａを対象にしている。また、図３に示す実施の形態では、缶飲料６Ａを横にした形態としてあり、容器６の外周壁である側部６Ａｃの下側に対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、缶飲料６Ａの側部６Ａｃに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図３に示す実施の形態では、缶飲料６Ａを横にした形態であり、側部６Ａｃには、図２に示す缶飲料６Ａのように回転対称となる中心線Ｓ２が存在しないので、側部６Ａｃの位置であればどの位置にホーン３の先端３ｂを当接してもよい。
【００２８】
そして、図３に示すように、横にした形態の缶飲料６Ａに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ａｃの円筒形状に沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ａｃに沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、缶飲料６Ａ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、缶飲料６Ａの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００２９】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２を缶飲料６Ａに直接当接してもよい。なお、ホーン３の中心線Ｓ１を側部６Ａｃに対して垂直にして当接することに限らず斜めに当接させても超音波振動を缶飲料６Ａ内の飲料（液体）に適宜伝播することができる。
【００３０】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００３１】
なお、図３では、缶飲料６Ａを横にした形態の場合を示しているが、図２に示したように立てた形態の缶飲料６Ａの側面外周壁である側部６Ａｃから局在波（あるいは局在波でない超音波振動）を与えても同様の作用を生じる。
【００３２】
図４に示す実施の形態では、液体の入った容器６としてボトル飲料６Ｂを対象にしている。一般にボトル飲料６Ｂは、回転対称形状（円形状含む）の底部６Ｂａと、集束して上部６Ｂｂと、底部６Ｂａおよび上部６Ｂｂを繋ぐ筒状の側部６Ｂｃとを有してなる。また、ボトル飲料６Ｂは、上部６Ｂｂに蓋部６Ｂｄが設けてある。このボトル飲料６Ｂには、ペット（ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート）ボトル、缶ボトル、瓶ボトルなどがあり、図４ではペットボトルを示す。また、図４に示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを立てた形態としてあり、容器６の外周壁である底部６Ｂａに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接している。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、ボトル飲料６Ｂの底部６Ｂａに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図４で示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを立てた形態で、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ３より外れた底部６Ｂａの位置（例えば端部近傍）にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ３とホーン３の中心線Ｓ１とが一致しないようにしてある。
【００３３】
そして、図４に示すように、立てた形態のボトル飲料６Ｂに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｂｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｂｃの筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、ボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、ボトル飲料６Ｂの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００３４】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をボトル飲料６Ｂに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ３に重なる底部６Ｂａの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ３より外れた底部６Ｂａの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動をボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を底部６Ｂａに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００３５】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００３６】
なお、図４ではボトル飲料６Ｂを立てた形態の場合を示しているが、ボトル飲料６Ｂを横にした形態でボトル飲料６Ｂの側面外周壁である底部６Ｂａから局在波（あるいは局在波でない超音波振動）を与えても同様の作用を生じる。
【００３７】
図５に示す実施の形態では、液体の入った容器６として上記ボトル飲料６Ｂを対象にしている。また、図５に示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを横にした形態としてあり、容器６の外周壁である側部６Ｂｃの下側に対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、ボトル飲料６Ｂの側部６Ｂｃに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図５に示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを横にした形態であり、側部６Ｂｃには、図４に示すボトル飲料６Ｂのように回転対称となる中心線Ｓ３が存在しないので、側部６Ｂｃの位置であればどの位置にホーン３の先端３ｂを当接してもよい。
【００３８】
そして、図５に示すように、横にした形態のボトル飲料６Ｂに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｂｃの筒形状に沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｂｃに沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、ボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、ボトル飲料６Ｂの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００３９】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をボトル飲料６Ｂに直接当接してもよい。なお、ホーン３の中心線Ｓ１を側部６Ｂｃに対して垂直にして当接することに限らず斜めに当接させても超音波振動をボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）に適宜伝播することができる。
【００４０】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００４１】
なお、図５ではボトル飲料６Ｂを横にした形態の場合を示しているが、図４に示したように立てた形態のボトル飲料６Ｂの側面外周壁である側部６Ｂｃから局在波（あるいは局在波でない超音波振動）を与えても同様の作用を生じる。
【００４２】
図６に示す実施の形態では、液体の入った容器６として上記ボトル飲料６Ｂを対象にしている。図６に示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを逆さに立てた形態としてあり、容器６の外周壁である上部６Ｂｂに設けた蓋部６Ｂｄに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接している。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、ボトル飲料６Ｂの蓋部６Ｂｄに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図６で示す実施の形態では、ボトル飲料６Ｂを逆さに立てた形態で、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ４に重なる蓋部６Ｂｄの位置にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ４とホーン３の中心線Ｓ１とが一致するようにしてある。
【００４３】
そして、図６に示すように、逆さに立てた形態のボトル飲料６Ｂに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｂｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｂｃの筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、ボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、ボトル飲料６Ｂの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００４４】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をボトル飲料６Ｂに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ４に重なる蓋部６Ｂｄの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、ボトル飲料６Ｂの回転対称の中心線Ｓ４より外れた蓋部６Ｂｄの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動をボトル飲料６Ｂ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を蓋部６Ｂｄに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００４５】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００４６】
図７に示す実施の形態では、液体の入った容器６としてパック飲料６Ｃを対象にしている。一般にパック飲料６Ｃは、立方形状をなし、回転対称形状（矩形状）の底部６Ｃａと、同じく回転対称形状（矩形状）の上部６Ｃｂと、底部６Ｃａおよび上部６Ｃｂを繋ぐ四角筒状の側部６Ｃｃとを有してなる。また、図７に示す実施の形態では、パック飲料６Ｃを立てた形態としてあり、容器６の外周壁である底部６Ｃａに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、パック飲料６Ｃの底部６Ｃａに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図７に示す実施の形態では、パック飲料６Ｃを立てた形態で、パック飲料６Ｃの回転対称の中心線Ｓ５より外れた底部６Ｃａの位置（例えば端部近傍）にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、パック飲料６Ｃの回転対称の中心線Ｓ５とホーン３の中心線Ｓ１とが一致しないようにしてある。
【００４７】
そして、図７に示すように、立てた形態のパック飲料６Ｃに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｃｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｃｃの円筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、パック飲料６Ｃ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、パック飲料６Ｃの外部から冷却あるいは加温した温度が飲料（液体）全体に伝わるので当該飲料（液体）の急速な冷却あるいは加温を行うことが可能となる。
【００４８】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をパック飲料６Ｃに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、パック飲料６Ｃの回転対称の中心線Ｓ５に重なる底部６Ｃａの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、パック飲料６Ｃの回転対称の中心線Ｓ５より外れた底部６Ｃａの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動をパック飲料６Ｃ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を底部６Ｃａに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００４９】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００５０】
なお、パック飲料６Ｃを逆さに立てた形態、あるいはパック飲料６Ｃを横にした形態に関しては、図７で示すパック飲料６Ｃを立てた形態と略同じ状態であり、同様に超音波振動を与え、また、押圧力を加えることにより同様の作用を生じる。
【００５１】
図８に示す実施の形態では、液体の入った容器６としてカップ飲料６Ｄを対象にしている。一般にカップ飲料６Ｄは、回転対称形状（円形状）の底部６Ｄａと、同じく回転対称形状（円形状）に開口した上部６Ｄｂと、底部６Ｄａおよび上部６Ｄｂを繋ぐ筒状の側部６Ｄｃとを有してなる。また、図８に示す実施の形態では、カップ飲料６Ｄを立てた形態としてあり、容器６の外周壁である底部６Ｄａに対して超音波付与手段１としてのホーン３の先端３ｂを当接してある。ホーン３の先端３ｂは、上述の如く集束して形成してあり振動エネルギーが集中している。これにより、カップ飲料６Ｄの底部６Ｄａに対して局在させた超音波、いわゆる局在波を与えることになる。また、図８に示す実施の形態では、カップ飲料６Ｄを立てた形態で、カップ飲料６Ｄの回転対称の中心線Ｓ６より外れた底部６Ｄａの位置（例えば端部近傍）にホーン３の先端３ｂを当接してある。すなわち、カップ飲料６Ｄの回転対称の中心線Ｓ６とホーン３の中心線Ｓ１とが一致しないようにしてある。
【００５２】
そして、図８に示すように、立てた形態のカップ飲料６Ｄに対して上記の態様で超音波振動を与えると、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などにより側部６Ｄｃに沿って上下方向に巡回する流れα、あるいは側部６Ｄｃの筒形状に沿って横方向に巡回する流れβが生じる。各流れα，βは、上記条件化では共に生じることがない。これにより、カップ飲料６Ｄ内の飲料（液体）が攪拌するので当該飲料の温度の均一化が図られる。すなわち、カップ飲料６Ｄの飲料（液体）全体の温度を一定にするとともに、当該飲料を生成する水あるいは湯と原料との混合を行うことが可能となる。
【００５３】
ところで、上記局在波は、上述したホーン３の形状からのみ生じるものではなく、振動エネルギーを集中できればホーン３の形状に限定はない。さらに、ホーン３は必ずしも必要でなく局在波を発振できる超音波振動子２であれば超音波振動子２をカップ飲料６Ｄに直接当接してもよい。また、局在波を用いる場合には、カップ飲料６Ｄの回転対称の中心線Ｓ６に重なる底部６Ｄａの位置に超音波振動を与えてもよい。逆に、カップ飲料６Ｄの回転対称の中心線Ｓ６より外れた底部６Ｄａの位置に超音波振動を与える場合、超音波は局在波でなくてもよく、ホーン３を用いなくてもよい。なお、超音波振動をカップ飲料６Ｄ内の飲料（液体）に適宜伝播するために、ホーン３の中心線Ｓ１を底部６Ｄａに対して垂直にして当接することが好ましい。
【００５４】
また、圧力付加手段５によって上記超音波付与手段１による対象物への当接に押圧力を加える。本実施の形態では、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、その４倍の２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えている。この場合、５Ｎの押圧力を加えたときよりも、２０Ｎの押圧力を加えたときのほうが各流れα，βが生じる時間が早くなる。すなわち、押圧力を増すことにより超音波振動の伝播が速くなる。
【００５５】
このように、上述した容器入り液体の攪拌装置では、容器６の外周壁に対して局在させた超音波振動を与える態様で超音波付与手段１を当接している。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などによって容器６内の液体に流れαあるいは流れβが生じるので、当該液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、液体を容器６の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので当該液体の急速な冷却あるいは加温が行われる。さらに、予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合には、液体全体の温度が一定とされるとともに、当該液体の混合が行われる。
【００５６】
また、上述した容器入り液体の攪拌装置では、容器６の回転対称の中心線より外れた当該容器６の外周壁に超音波振動を与える態様で超音波付与手段１を当接している。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器６との共振などによって容器６内の液体に流れαあるいは流れβが生じるので、当該液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、液体を容器６の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので当該液体の急速な冷却あるいは加温が行われる。さらに、予め加温した液体を容器６に投入したり、あるいは水とともに氷を容器６に投入する場合には、液体全体の温度が一定とされるとともに、当該液体の混合が行われる。
【００５７】
また、上述した容器入り液体の攪拌装置では、容器６に対する超音波付与手段１の当接に圧力付加手段５によって押圧力を加えている。これにより、超音波振動の伝播が速くなって上記各流れα，βがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化が図られる。すなわち、液体を容器６の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度伝達が早く行われる。さらに、予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合には、液体全体の温度の一定化と当該液体の混合が早く行われる。
【００５８】
なお、上述した容器入り液体の攪拌装置では、容器６の下側から超音波振動を与える構成を一例としているが、容器６の外周壁を介して液体に局在された超音波振動を与える構成、あるいは容器６の回転対称の中心線から外れた外周壁の位置から容器６の外周壁を介して液体に超音波振動を与える構成であれば下側からでなくてもよい。
【００５９】
以下、上述した容器入り液体の攪拌装置を用いた自動販売機に係る実施の形態について説明する。図９は自動販売機を示す側断面図である。
【００６０】
図９にて例示する自動販売機は、容器入り液体として缶飲料、ボトル飲料、パック飲料など商品を販売するためのもので、本体キャビネット１１、内扉１２および外扉１３を備えている。
【００６１】
本体キャビネット１１は、前面が開放した略直方形状をなしている。本体キャビネット１１の内部には、前面が開放した断熱性の収容庫１４が横方向に複数並設してある。各収容庫１４の下方となる位置には機械室１５が設けてある。
【００６２】
収容庫１４には、その上方部にコラム状のラック１６が設けてある。ラック１６は、商品を上下に連ねて収容する一つの単位をなす。このラック１６は、収容庫１４の奥行き方向や横方向に複数設けてある。また、収容庫１４には、ラック１６との間をシュータ１７によって区画した下方部に冷却加温手段としての熱交換器が設けてある。熱交換器は、収容庫１４を冷却／加温切り替え可能とする場合、蒸発器２１、庫内ファン３０およびヒータ３２を備えている。また、熱交換器は、収容庫１４を冷却専用とする場合には上記ヒータ３２を備えていない。なお、図示しないが商品の容器が鉄やアルミの場合、ヒータ３２に替えて電磁誘導で加温する構成にもできる。
【００６３】
機械室１５は、各収容庫１４で共通に使用する構成を収容してある。具体的には、圧縮機２２、凝縮器２３、膨張器２４および庫外ファン３３が設けてある。また、膨張器２４から各収容庫１４に設けた蒸発器２１に至る冷媒供給管には、駆動する蒸発器２１を選択する電磁バルブ２５が各収容庫１４ごとに設けてある。
【００６４】
内扉１２および外扉１３は、それぞれ本体キャビネット１１の一側縁部に支承してある。内扉１２は、断熱性の鋼板などからなり収容庫１４の前面の開放部分を開閉可能としてある。また、図示しないが内扉１２においてシュータ１７の前側に臨む位置には、商品搬出口が設けてある。この商品搬出口には開閉可能に支承した断熱扉がある。
【００６５】
外扉１３は、鋼材などからなり本体キャビネット１１の前面の開放部分を開閉可能としてある。外扉１３には、その表面側にディスプレイウィンド３５および商品取出口３６が設けてある。ディスプレイウィンド３５には、収容庫１４に収容した商品の商品見本が載置してある。商品取出口３６は、内扉１２の商品搬出口の前側に臨んである。また、図示しないが外扉１３の表面側（本体キャビネット１１の外側）には、商品選択ボタン、硬貨投入口、紙幣投入口および硬貨返却口など周知の構成がある。さらに、図示しないが外扉１３の裏面側（本体キャビネット１１の内側）には、硬貨処理機、硬貨回収箱、紙幣処理機およびメインコントロールボックスなど周知の構成がある。
【００６６】
上述した容器入り液体の攪拌装置は、上記自動販売機の各ラック１６ごとに設けてある。図１０はベンドメック部の拡大図である。図１０に示すように、各ラック１６の下端部には、ベンドメック部４０が設けてある。ベンドメック部４０は、ペダル４２を有している。商品通路４１は、１つのラック１６を形成する前後壁４１ａを有している。商品通路４１にある商品Ｇは、前後方向に蛇行しつつ上下方向に整列する。ペダル４２は、商品通路４１にある最下位置の商品Ｇを支持している。また、このペダル４２は、下方に傾倒作動することで現在支持している最下位置の商品Ｇを下方に搬出するとともに、上方に復帰することで次に最下位置となる商品Ｇを支持する。ペダル４２によって搬出した商品Ｇは、ラック１６から落下してシュータ１７を介して内扉１２の商品搬出口を通過し、外扉１３の商品取出口３６に至る。
【００６７】
このようなベンドメック部４０において、商品Ｇが当接する商品通路４１やペダル４２の位置に、上述した容器入り液体の攪拌装置としての超音波付与手段１および圧力付加手段５を設けてある。具体的には、図２〜図７に示すように容器６に超音波付与手段１を当接できるようにする。これにより、最下位置およびその上の幾つかの商品Ｇ内の飲料（液体）の攪拌が行われる。図１０で示す場合では、最下位置およびその１つ上の商品Ｇ内の飲料（液体）の攪拌を行う。なお、攪拌装置は、ベンドメック部４０にある商品Ｇの搬出を妨げないように移動可能にしてもよい。しかし、上記のごとく商品Ｇが当接する商品通路４１やペダル４２の位置に攪拌装置を設けてあれば、当該攪拌装置を移動する機構を不要にできる。
【００６８】
超音波付与手段１（および圧力付加手段５）の駆動は、収容庫１４内を冷却あるいは加温するときに行う。収容庫１４を冷却するには、蒸発器２１（冷却ユニット）で収容庫１４内の空気を冷却しつつ庫内ファン３０を可動する。庫内ファン３０の駆動によりシュータ１７に設けた穴などを介してラック１６側に空気が送られるとともに収容庫１４の奥側で再び蒸発器２１側に戻る。この循環によって収容庫１４内のラック１６にある商品Ｇが冷却できる。また、収容庫１４を加温するには、ヒータ３２および庫内ファン３０を駆動する。
【００６９】
すなわち、商品Ｇの冷却／加温とともに、商品Ｇに超音波振動を与えることにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および商品Ｇの容器との共振などによって商品Ｇの飲料（液体）生じる流れα，βで当該液体が攪拌されるので、商品Ｇの容器内の熱伝導および熱伝達が行われて当該商品Ｇの飲料（液体）の温度の均一化が図られる。その結果、自動販売機に収容した商品Ｇの飲料（液体）の急速な冷却／加温を行うことが可能となる。
【００７０】
このため、図１１（ａ）に示すように、冷却／加温および超音波振動付与の時間を間欠的に行っても商品Ｇを適宜冷却／加温できる。例えば、１０分おきに冷却／加温を行い、そのときに超音波振動を付与する。したがって、冷却／加温時間を減少して自動販売機の消費電力を低減することができる。また、販売個数が多い時間には冷却／加温の頻度（時間）を増し、そうでないときには冷却／加温の頻度（時間）を減らすことができる。
【００７１】
また、超音波振動の付与により急速な冷却／加温が行えるので、従来のように収容庫１４内の全ての商品Ｇを冷却／加温する必要がなく、搬出時期が近いベンドメック部４０付近の商品Ｇだけを局所的に冷却／加温すればよい。これにより、自動販売機の消費電力を低減することができ、かつ、出力の小さい熱交換器を採用できる。
【００７２】
また、超音波振動の付与により急速な冷却／加温が行えるので、図１１（ｂ）に示すように、冷却／加温中に、各ラック１６（単位）ごとの攪拌装置を順次選択的に駆動しても十分な冷却／加温を行うことが可能である。例えば、１０分の冷却／加温中において各ラック１６ごとに５〜１０秒超音波振動を与える。これにより、冷却／加温時に各ラック１６のベンドメック部４０に設けた全ての攪拌装置を駆動しないので、自動販売機の消費電力を低減することができる。この場合、各ラック１６の超音波振動子２を、それぞれ１つの発振制御部４に共通して接続して各超音波振動子２の駆動を切り替えるようにすれば１つの発振制御部４で複数の超音波付与手段１を駆動できるので、攪拌するための装置の小型化、および同装置を採用した際の自動販売機の大型化を防ぐことができる。なお、本実施の形態ではラック１６を１つの単位として説明したがこれに限らない。
【００７３】
また、上述した自動販売機では、商品Ｇに対する超音波付与手段１の当接に圧力付加手段５によって押圧力を加えている。これにより、超音波振動の伝播が速くなって上記各流れα，βがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化が図られる。すなわち、飲料（液体）を商品Ｇの外部から冷却あるいは加温する場合、その温度伝達をさらに早くすることができる。
【００７４】
なお、上述した自動販売機は、容器入り液体として缶飲料、ボトル飲料、パック飲料など商品を販売するものであるが、容器入り液体としてカップ飲料を販売する自動販売機にも容器入り液体の攪拌装置を採用することができる。この場合、カップに各種原料および液体（水または湯）を投入し、これら原料および液体を混合するベンドステージに攪拌装置を設け、図８で示したカップ飲料６Ｄの飲料（液体）を攪拌するように超音波付与手段１（および圧力付加手段５）を当接する。この場合、従来あるカップミキシング機構と比較して急速な攪拌が行えるので、自動販売機の消費電力を低減することができる。また、急速な攪拌が行えるので原料および液体を十分に混合することができ、一段と味の貢献をできる。また、急速な攪拌が行えるので短時間でカップ飲料が生成でき、消費者への商品の受け渡し時間を短縮することができる。
【００７５】
【実施例】
以下、超音波振動による容器入り液体の攪拌についての実施例を説明する。本実施例では、対象となる容器として５００ｍｌ入りのペットボトルを採用した。当該容器内には、５００ｍｌの水を入れた。また、当該水の中には、流れを可視化するために直径３μｍのＡｌ２Ｏ３粉を２ｇ加えた。
【００７６】
容器に超音波振動を加える装置としては、上述した実施の形態において図１で示す攪拌装置を採用した。
【００７７】
容器に超音波振動を加える形態としては、▲１▼立てた容器の底面の端部（上述した実施の形態における図４参照）、▲２▼立てた容器の底面の中央部（上述した実施の形態おける図４の中心線Ｓ３の位置）、▲３▼横にした容器の下側端部（上述した実施の形態における図５参照）、▲４▼横にした容器の下側中央部（上述した実施の形態における図５の左右方向の下側略中央の位置）の４つを対象とした。
【００７８】
また、上記▲１▼〜▲４▼の形態では、容器に対する攪拌装置のホーンの接触圧として、２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力を加えた。そして、▲１▼立てた容器の底面の端部においては、５Ｎ（２．５×１０４Ｐａ）の押圧力と、２０Ｎ（１．０×１０５Ｐａ）の押圧力とをそれぞれ加えた。
【００７９】
上記各形態において、水に加えたＡｌ２Ｏ３粉が容器の半分の高さまでに上昇する時間（ｓｅｃ）を観察した。その結果、▲１▼１．９ｓｅｃ、▲２▼１１．２ｓｅｃ、▲３▼２．３ｓｅｃ、▲４▼１．５ｓｅｃであった。また、▲１▼で５Ｎの押圧力を加えた場合は５．７ｓｅｃであった。
【００８０】
上記のごとく、容器に超音波振動を加える形態によって多少の違いはあるものの容器内の水（液体）に数秒で流れを生じさせることがわかる。また、押圧力においては、５Ｎの押圧力より２０Ｎの押圧力のほうが、より早く流れを生じさせることがわかる。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る容器入り液体の攪拌方法によれば、局在させた超音波振動を容器の外周壁を介して液体に与えることにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８２】
また、本発明の請求項２に係る容器入り液体の攪拌方法によれば、超音波振動を容器の回転対称の中心線より外れた容器の外周壁の位置もしくは当該容器の側面外周壁を介して液体に与えることにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８３】
また、本発明の請求項３に係る容器入り液体の攪拌方法によれば、容器の外周壁に超音波振動と共に押圧力を加えることにより、超音波振動の伝播が速くなって流れがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化を図ることができる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度伝達をより早くすることができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度の一定化と液体の混合をより早く行うことができる。
【００８４】
また、本発明の請求項４に係る容器入り液体の攪拌装置によれば、局在させた超音波振動を容器の外周壁を介して液体に与える態様で容器の外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８５】
また、本発明の請求項５に係る容器入り液体の攪拌装置によれば、超音波振動を容器の外周壁を介して液体に与える態様で容器の回転対称の中心線より外れた容器の外周壁の位置もしくは当該容器の側面外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８６】
また、本発明の請求項６に係る容器入り液体の攪拌装置によれば、容器に対する超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えたことにより、超音波振動の伝播が速くなって流れがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化を図ることができる。すなわち、例えば液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度伝達をより早くすることができる。さらに、例えば予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度の一定化と液体の混合をより早く行うことができる。
【００８７】
また、本発明の請求項７に係る自動販売機によれば、冷却加温手段で容器入り液体を冷却状態または加温状態とし、超音波付与手段で局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００８８】
さらに、本発明の請求項７に係る自動販売機によれば、急速な冷却あるいは加温が行えることから、冷却／加温および超音波振動付与の時間を間欠的に行うことができる。したがって、冷却／加温時間を減少して自動販売機の消費電力を低減することができる。また、販売個数が多い時間には冷却／加温の頻度（時間）を増し、そうでないときには冷却／加温の頻度（時間）を減らすことができる。
【００８９】
さらに、本発明の請求項７に係る自動販売機によれば、急速な冷却あるいは加温が行えることから、収容した全ての商品を冷却／加温する必要がなく、搬出時期が近い商品だけを局所的に冷却／加温すればよい。したがって、自動販売機の消費電力を低減することができ、かつ、出力の小さい冷却加温手段を採用できる。
【００９０】
また、本発明の請求項８に係る自動販売機によれば、冷却加温手段で容器入り液体を冷却状態または加温状態とし、超音波付与手段で超音波振動を容器の回転対称の中心線より外れた容器の外周壁の位置もしくは当該容器の側面外周壁を介して液体に与える。これにより、超音波の加速度、キャビテーション、直進流および容器との共振などによって容器内の液体に適宜流れが生じるので、液体が攪拌されて液体の温度の均一化が図られる。すなわち、液体を容器の外部から冷却あるいは加温する場合、その温度が液体全体に伝わるので液体の急速な冷却あるいは加温を行うことができる。さらに、予め加温した液体を容器に投入したり、あるいは水とともに氷を容器に投入する場合、液体全体の温度を一定にできるとともに、液体の混合を行うことができる。
【００９１】
さらに、本発明の請求項８に係る自動販売機によれば、急速な冷却あるいは加温が行えることから、冷却／加温および超音波振動付与の時間を間欠的に行うことができる。したがって、冷却／加温時間を減少して自動販売機の消費電力を低減することができる。また、販売個数が多い時間には冷却／加温の頻度（時間）を増し、そうでないときには冷却／加温の頻度（時間）を減らすことができる。
【００９２】
さらに、本発明の請求項８に係る自動販売機によれば、急速な冷却あるいは加温が行えることから、収容した全ての商品を冷却／加温する必要がなく、搬出時期が近い商品だけを局所的に冷却／加温すればよい。したがって、自動販売機の消費電力を低減することができ、かつ、出力の小さい冷却加温手段を採用できる。
【００９３】
また、本発明の請求項９に係る自動販売機によれば、冷却加温手段の駆動時に超音波付与手段を各単位ごとに１つの発振制御部で順次選択的に駆動する。これにより、冷却／加温時に各単位ごとの超音波付与手段を駆動しないので、自動販売機の消費電力を低減することができる。さらに、１つの発振制御部で複数の超音波付与手段を駆動できるので、攪拌するための装置の小型化、および同装置を採用した際の自動販売機の大型化を防ぐことができる。
【００９４】
また、本発明の請求項１０に係る自動販売機によれば、容器に対する超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えた。これにより、超音波振動の伝播が速くなって流れがより早く生じるので、攪拌時間の短縮化を図ることができる。すなわち、飲料の温度伝達をさらに早くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波付与手段を示す斜視図である。
【図２】容器入り液体（立てた缶飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図３】容器入り液体（横にした缶飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図４】容器入り液体（立てたボトル飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図５】容器入り液体（横にしたボトル飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図６】容器入り液体（逆さに立てたボトル飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図７】容器入り液体（パック飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図８】容器入り液体（コップ飲料）に超音波振動を与えた形態を示す図である。
【図９】自動販売機を示す側断面図である。
【図１０】ベンドメック部の拡大図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は冷却／加温と超音波振動付与のタイミング図である。
【符号の説明】
１ 超音波付与手段
２ 超音波振動子
３ ホーン
３ａ 基端
３ｂ 先端
５ 圧力付加手段
６ 容器
６Ａ 缶飲料
６Ａａ 底部
６Ａｂ 上部
６Ａｃ 側部
６Ｂ ボトル飲料
６Ｂａ 底部
６Ｂｂ 上部
６Ｂｃ 側部
６Ｂｄ 蓋部
６Ｃ パック飲料
６Ｃａ 底部
６Ｃｂ 上部
６Ｃｃ 側部
６Ｄ カップ飲料
６Ｄａ 底部
６Ｄｂ 上部
６Ｄｃ 側部
１１ 本体キャビネット
１２ 内扉
１３ 外扉
１４ 収容庫
１５ 機械室
１６ ラック
１７ シュータ
２１ 蒸発器
２２ 圧縮機
２３ 凝縮器
２４ 膨張器
２５ 電磁バルブ
３０ 庫内ファン
３２ ヒータ
３３ 庫外ファン
３５ ディスプレイウィンド
３６ 商品取出口
４０ ベンドメック部
４１ 商品通路
４１ａ 前後壁
４２ ペダル
Ｇ 商品
Ｓ１ 中心線
Ｓ２ 中心線
Ｓ３ 中心線
Ｓ４ 中心線
Ｓ５ 中心線
Ｓ６ 中心線
α 流れ
β 流れ
Claims (10)
- 容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌方法であって、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与えることを特徴とする容器入り液体の攪拌方法。
- 容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌方法であって、超音波振動を前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁を介して前記液体に与えることを特徴とする容器入り液体の攪拌方法。
- 前記容器の外周壁に前記超音波振動と共に押圧力を加えることを特徴とする請求項１または２に記載の容器入り液体の攪拌方法。
- 容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌装置であって、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で当該容器の外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことを特徴とする容器入り液体の攪拌装置。
- 容器に入れた液体を超音波によって攪拌する容器入り液体の攪拌装置であって、超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁に当接する超音波付与手段を備えたことを特徴とする容器入り液体の攪拌装置。
- 前記容器に対する前記超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えたことを特徴とする請求項４または５に記載の容器入り液体の攪拌装置。
- 容器入り液体を冷却状態または加温状態とする冷却加温手段と、局在させた超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で当該容器の外周壁に当接する超音波付与手段とを備えたことを特徴とする自動販売機。
- 容器入り液体を冷却状態または加温状態とする冷却加温手段と、超音波振動を前記容器の外周壁を介して前記液体に与える態様で前記容器の回転対称の中心線より外れた当該容器の外周壁の位置、もしくは当該容器の側面外周壁に当接する超音波付与手段とを備えたことを特徴とする自動販売機。
- 前記超音波付与手段は前記容器を収容する複数の単位ごとにそれぞれ対応して設けてあって１つの発振制御部に共通して接続してなり、前記冷却加温手段の駆動時に当該超音波付与手段を各単位ごとに順次選択的に駆動することを特徴とする請求項７または８に記載の自動販売機。
- 前記容器に対する前記超音波付与手段の当接に押圧力を加える圧力付加手段を備えたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１つに記載の自動販売機。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003058991A JP2004267836A (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 容器入り液体の攪拌方法および攪拌装置並びに自動販売機 |
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| JP2003058991A JP2004267836A (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 容器入り液体の攪拌方法および攪拌装置並びに自動販売機 |
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| JP2003058991A Pending JP2004267836A (ja) | 2003-03-05 | 2003-03-05 | 容器入り液体の攪拌方法および攪拌装置並びに自動販売機 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007193815A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Pepsico Inc | 機械可読装置を伴う誘導加熱装置 |
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2003
- 2003-03-05 JP JP2003058991A patent/JP2004267836A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2007193815A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Pepsico Inc | 機械可読装置を伴う誘導加熱装置 |
| JP4619373B2 (ja) * | 2006-01-20 | 2011-01-26 | ペプシコ，インコーポレイテッド | 機械可読装置を伴う誘導加熱装置 |
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