JP2006190026A - 粉末原料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸周辺の隙間から粉末原料が漏れない粉末原料供給装置を提供する。
【解決手段】スクリュー駆動軸が容器の後壁を貫通する部分において、スクリュー駆動軸の外周面上に螺旋突起を設ける。また、後壁において対応する部分には軸受部を形成する。螺旋突起と軸受部とは回転可能に嵌合する。螺旋突起における螺旋の向きは、スクリュー駆動軸と軸受部との隙間部分Ｃ１に入り込んだ粉末原料１１を、容器１２内に押し戻すような向きである。
【選択図】図２

Description

この発明は、粉末原料供給装置に関する。

従来より、飲料を供給する飲料供給機などには粉末原料供給装置が搭載されており、この供給装置から供給された粉末状のお茶やコーヒーなどの粉末原料を水やお湯などと混合して飲料を調製する構成になっている。このような粉末原料供給装置の例は、たとえば特許文献１に開示される。
図７に、特許文献１に開示される粉末原料供給装置の構造の一部を示す。粉末原料供給装置１０５は、その内部に粉末原料を収容する容器３１２を備えている。この容器３１２の下部に、駆動部５０内に設置される図示されないモータにより回転駆動される粉放出スクリュー１３が配置されている。スクリュー１３の回転により、容器３１２内に収容された粉末原料１１が押され、スクリュー１３の先端部に配置された放出口部１５へと送られる。放出口部１５に搬送された粉末原料１１は、粉放出ガイド羽根１６によって粉砕され放出される。

図８は、図７におけるスクリュー１３の後端近傍の拡大図である。
スクリュー１３の後端には、駆動軸３２３が取り付けられている。駆動軸３２３は、封止部材３０を貫通している。また、駆動軸３２３は、駆動部５０に連結され、その動力をスクリュー１３に伝える。
容器３１２は、駆動軸３２３が容器３１２の後壁３１２ｆを貫通する部分において、円形孔３１２ｄを有する。外径がφＡ’である駆動軸３２３と、内径がφＢ’である円形孔３１２ｄとが回転可能に嵌合する。このとき、φＡ’とφＢ’との関係は、組み付け作業および機能上の制約から、φＡ’＜φＢ’であり、その隙間すなわち図８の隙間部分Ｃ３は、０でない断面積を有する。

特開２００４−８９４４１号公報

しかしながら、上記のような従来の粉末原料供給装置においては、粉末原料１１の粒子径が小さい場合、たとえば一般的に微粉とされる１０μｍ〜５０μｍ程度の場合には、隙間部分Ｃ３を通って容器３１２の外部へと粉末原料１１が漏れてしまうという問題があった。
たとえばこの状態が続くと、漏れた粉末原料１１ｂが容器３１２の外部、駆動部５０へと達し、駆動部５０内の部材を覆う恐れがある。漏れた粉末原料１１ｂが駆動部５０内の部材を覆うと、駆動部５０に固着等の不具合が生じるので、円滑な原料放出ができなくなる。
あるいは、漏れた粉末原料１１ｂによって製品内部が汚れてしまい、衛生を保つために清掃等の作業が必要となる。

この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、容器と駆動軸との隙間から粉末原料が漏れない粉末原料供給装置を提供することを目的とする。

上述の問題を解決するため、この発明に係る粉末原料供給装置は、容器に収容された粉末原料を、容器の内部に設けられた搬送部材により搬送する粉末原料供給装置であって、容器の周壁を貫通して設けられ、容器の外部で発生する動力を、搬送部材に伝達する駆動軸と、周壁において、駆動軸が貫通する部分に設けられた軸受部と、駆動軸の外周面に設けられ、軸受部の内周面と回転可能に嵌合する螺旋突起とを有するものである。

また、この発明に係る粉末原料供給装置は、容器に収容された粉末原料を、容器の内部に設けられた搬送部材により搬送する粉末原料供給装置であって、容器の周壁を貫通して設けられ、容器の外部で発生する動力を、搬送部材に伝達する駆動軸と、周壁の内面と対向する面を持ち、駆動軸と一体的に回転する封止部材と、封止部材の面に設けられ、周壁の内面に押し付けられる渦巻き突起とを有するものである。

この発明によれば、駆動軸と軸受部との隙間部分に入り込んだ粉末原料は、駆動軸螺旋突起によって容器の内部に押し戻されるので、粉末原料が容器の外部に漏れることを防止する。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る粉末原料供給装置１０１の全体構造を示す。この粉末原料供給装置１０１は、粉末状のお茶やコーヒーなどの粉末原料１１を収容するための容器１２を有している。この容器１２の前側及び後側の内壁面には、緩やかに傾斜した斜面部１２ａ及び１２ｂがそれぞれ形成されている。また、容器１２の下部には、粉末原料１１の搬送部材として、円柱状の軸部１３ａとこの軸部１３ａの外周面に突出形成されたスクリュー螺旋突起１３ｂとを有する粉放出スクリュー１３が配置されている。この粉放出スクリュー１３は図示されないモータにより回転駆動されるようになっている。

また、容器１２の前面下部には、この容器１２の内部と連通し且つ粉末原料１１を放出案内するための筒状のパウダーガイド１４が取り付けられている。パウダーガイド１４の内部には、上述の粉放出スクリュー１３の一端が挿入されている。このパウダーガイド１４内に挿入されている粉放出スクリュー１３の先端に、粉砕手段である粉放出ガイド羽根１６が固定されており、粉放出ガイド羽根１６が粉放出スクリュー１３と共に回転するようになっている。粉放出ガイド羽根１６は、パウダーガイド１４の先端部１４ａよりも内側に１ｍｍ程度入ったところに位置している。

パウダーガイド１４はその径が先端部１４ａに向かうほど徐々に小さくなっており、粉放出スクリュー１３の先端に固定される粉放出ガイド羽根１６は、パウダーガイド１４の先端部１４ａ近傍の内径よりも僅かに小さい径を有している。また、粉放出ガイド羽根１６は、所定の間隔を隔てて配置された扇状の羽根部を有している。

図１におけるスクリュー１３の後端近傍の拡大図を、図２に示す。
スクリュー１３の後端には、スクリュー駆動軸２３が取り付けられている。このスクリュー駆動軸２３は、容器１２の後壁１２ｆを貫通して設けられ、容器１２の外部で発生する、駆動部５０からの動力を、スクリュー１３に伝達するものである。また、スクリュー駆動軸２３は、封止部材３０を貫通している。封止部材３０は、スクリュー駆動軸２３と一体的に回転するようになっている。封止部材３０は、スクリュー１３の軸部１３ａとは離間して設けられ、軸部１３ａとほぼ等しい外径を持っており、スクリュー１３の後端において、容器１２の内壁に押し付けられる。これによって、粉末原料１１がスクリュー１３の後端近傍において容器２の外部へと漏れることをある程度防止する。
また、スクリュー駆動軸２３は、封止部材３０よりも後側に設けられた、互いに反対方向に突出する２本の駆動軸突起２３ｃによって駆動部５０に連結され、その動力をスクリュー１３に伝える。

スクリュー駆動軸２３は、その外周面に突出形成された駆動軸螺旋突起２３ｂを備える。この駆動軸螺旋突起２３ｂにおける螺旋の向きは、スクリュー螺旋突起１３ｂと同一である。すなわち、スクリュー駆動軸２３およびスクリュー１３が回転する向きが、粉末原料１１がスクリュー螺旋突起１３ｂによってスクリュー１３の先端方向に押される向きであれば、駆動軸螺旋突起２３ｂもまた、粉末原料１１をスクリュー１３の先端方向に押す。

容器１２は、スクリュー駆動軸２３が容器１２の後壁１２ｆを貫通する部分において、軸受部１２ｄを有する。軸受部１２ｄは、後壁１２ｆから、外側に向けて突き出すように、容器１２に一体に成形される。軸受部１２ｄは両端が開口した中空円筒状であり、その内径は、駆動軸螺旋突起２３ｂの外径が最大となる部分よりわずかに大きい。すなわち、駆動軸螺旋突起２３ｂは、軸受部１２ｄの内周と回転可能に嵌合し、スクリュー駆動軸２３とともに回転しつつ、容器１２の内部と外部とを封止する。
また、駆動軸螺旋突起２３ｂは、スクリュー駆動軸２３の軸方向において、軸受部１２ｄの内部に設けられる。すなわち、駆動軸螺旋突起２３ｂの両端は、軸受部１２ｄの外部に突出しない。

次に、この実施の形態に係る粉末原料供給装置の動作について説明する。原料の放出が要求されると、図示されないモータから、スクリュー駆動軸２３を介して動力が伝えられ、粉放出スクリュー１３が所定時間だけ回転駆動される。これによって、スクリュー螺旋突起１３ｂが、容器１２内の粉末原料１１を、放出口部１５に向けて、すなわち矢印Ｅの方向に、押し出すように搬送する。このとき、粉放出ガイド羽根１６は粉放出スクリュー１３と共に回転しながら、放出口部１５に搬送された粉末原料１１を粉砕して放出する。

スクリュー１３の後端近傍では、封止部材３０が、スクリュー駆動軸２３とともに回転しつつ、粉末原料１１を搬送する反作用で後壁１２ｆに押し付けられるので、スクリュー駆動軸２３の周辺にできる隙間部分Ｃ１、すなわち軸受部１２ｄとスクリュー駆動軸２３との間に入り込む粉末原料１１は少量となる。
さらに、軸受部１２ｄの内部において、その内周面と嵌合する駆動軸螺旋突起２３ｂが、隙間部分Ｃ１に入り込んだ粉末原料１１を矢印Ｄの向きに押す。

以上説明したように、実施の形態１によれば、駆動軸螺旋突起２３ｂは、軸受部１２ｄとスクリュー駆動軸２３との間に入り込む粉末原料１１を、容器１２の内側に向けて押し戻す。このため、粉末原料１１が微粉であっても、スクリュー駆動軸２３周辺の隙間から容器１２の外側には漏れない。
したがって、たとえば、粉末原料１１が駆動部５０には達しないので、駆動部５０への固着等は発生せず、円滑な原料放出が続けられる。
あるいは、粉末原料１１が漏れて製品内部が汚れるようなことがなく、衛生が保たれ、清掃等の作業を不要とする。
さらに、スクリュー駆動軸２３と軸受部１２ｄとの密着度が上がるので、これらが互いから偏心することが防止できる。これによってスクリュー駆動軸２３の回転運動が円滑になる。

上述の実施の形態１において、以下のような変形を施すことができる。
駆動軸螺旋突起２３ｂの螺旋の向きは、スクリュー螺旋突起１３ｂと同一であれば、実施の形態１とは逆向きであってもよい。その場合、スクリュー駆動軸２３が実施の形態１とは逆方向に回転する。このようにすることにより、スクリュー駆動軸２３を駆動するモータの回転方向等に関し、設計の自由度が向上する。
スクリュー駆動軸２３と駆動軸螺旋突起２３ｂとは、たとえば多条ネジであってもよい。こうすることにより、成形の手間を省くことができる。また、スクリュー駆動軸２３と駆動軸螺旋突起２３ｂとは、同一の部材でなくともよい。たとえば、駆動軸螺旋突起２３ｂを軟質材料、たとえば軟質塩ビまたはシリコンゴムによって形成することにより、軸受部１２ｄの内周への密着性が向上し、漏れ防止の効果をより確実にする。また、スクリュー駆動軸２３と封止部材３０とを同一の部材で一体形成してもよい。これにより、封止部材３０が容器１２の後壁１２ｆに押し付けられる力をより大きく設計することができ、漏れ防止の効果をより確実にする。
駆動軸螺旋突起２３ｂの前端、すなわち放出口部１５側の端は、軸受部１２ｄから突出してもよい。その場合、スクリュー駆動軸２３の軸方向において、封止部材３０と軸受部１２ｄとの間の一部にも、駆動軸螺旋突起２３ｂが存在することになる。このようにすることにより、駆動軸螺旋突起２３ｂの全長が増し、粉末原料１１に対する押し戻し効果をより大きくして、漏れ防止の効果をより確実にする。

実施の形態２．
図３および図４を用いて、実施の形態２に係る粉末原料供給装置１０２の構成を説明する。
粉末原料供給装置１０２は、以下に説明する部分において実施の形態１に係る粉末原料供給装置１０１と相違する。同一符号が付されたものは同様の部材であるので説明を省略する。

図３に示す粉末原料供給装置１０２は、粉末原料１１の攪拌を行うための周知の攪拌体３２を備える。攪拌体３２は、その外周部に形成された複数の攪拌羽根３２ａを有する。容器２１２内で攪拌体３２が回転すると、攪拌羽根３２ａが攪拌体粉末原料１１中を移動し、これによって粉末原料１１が攪拌される。
この攪拌体３２は、攪拌体駆動軸３３を介して、図示されないモータにより回転駆動されるようになっている。このモータは、たとえばスクリュー１３を駆動するモータとは異なるものであるが、これらは同一のものであってもよい。

図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図である。攪拌体駆動軸３３は、容器２１２の側壁２１２ｃのすぐ内側において、封止部材４０を貫通している。攪拌体駆動軸３３は、封止部材４０と端部３３ｇとの間の一部において、その外周面に突出形成された攪拌体駆動軸螺旋突起３３ｂを有する。
容器２１２は、攪拌体駆動軸３３が容器２１２の側壁２１２ｃを貫通する部分において、攪拌体軸受部２１２ｄを有する。攪拌体軸受部２１２ｄは、側壁２１２ｃから、外側に向けて突き出すように、容器２１２に一体に成形される。攪拌体軸受部２１２ｄは両端が開口した中空円筒状であり、その内径は、攪拌体駆動軸螺旋突起３３ｂの外径が最大となる部分とほぼ等しい。すなわち、攪拌体駆動軸螺旋突起３３ｂは、攪拌体軸受部２１２ｄの内周と回転可能に嵌合し、攪拌体駆動軸３３とともに回転しつつ、容器２１２の内部と外部とを封止する。

攪拌体駆動軸螺旋突起３３ｂは、攪拌体駆動軸３３の軸方向において、攪拌体軸受部２１２ｄの内部に設けられる。すなわち、攪拌体駆動軸螺旋突起３３ｂの両端は、攪拌体軸受部２１２ｄの外部に突出しない。
この攪拌体駆動軸螺旋突起３３ｂにおける螺旋の向きは、攪拌体駆動軸３３の回転方向に応じて決められ、粉末原料１１が攪拌体駆動軸螺旋突起３３ｂによって封止部材４０側すなわち容器２１２内部に向けて押し戻される向きである。
上記と対称となる構造が、図４の反対側の側壁にも設けられる。

以上説明したように、実施の形態２によれば、攪拌体駆動軸螺旋突起３３ｂは、実施の形態１における駆動軸螺旋突起２３ｂと同様に、攪拌体駆動軸３３の周辺にできる隙間部分Ｃ４に入り込む粉末原料１１を、容器２１２の内側に向けて押し戻す。このため、粉末原料１１が微粉であっても、攪拌体駆動軸３３周辺の隙間から容器２１２の外側には漏れない。
したがって、実施の形態１と同様の効果を有する。

また、実施の形態２において、攪拌体駆動軸３３は、容器２１２の内部から外部へと貫通して設けられ、回転する部材であれば、他の部材であってもよい。これにより、容器２１２を貫通するすべての軸部材に対して、実施の形態１と同様の効果を得ることができ、粉末原料１１の漏れをより確実に防止する。

実施の形態３．
図５および図６を用いて、実施の形態３に係る粉末原料供給装置１０３の構成を説明する。
粉末原料供給装置１０３は、以下に説明する部分において実施の形態１に係る粉末原料供給装置１０１と相違する。説明を省略する部分については、実施の形態１と同様である。

図５に、実施の形態３に係る粉末原料供給装置１０３における、スクリュー１３の後端近傍の拡大図を示す。
スクリュー１３の後端には、駆動軸１２３が取り付けられている。駆動軸１２３は、封止部材１３０を貫通している。封止部材１３０は、スクリュー１３の軸部１３ａとは離間して設けられ、軸部１３ａとほぼ等しい外径を持つ。
封止部材１３０の後面１３０ａ、すなわち容器１１２の後壁１１２ｆと向かい合う面には、渦巻き突起１３０ｂが設けられている。

図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ断面図であり、渦巻き突起１３０ｂの形状を説明するものである。渦巻き突起１３０ｂは、その内端１３０ｘが駆動軸１２３に接しており、そこから、軸方向には同じ位置で、径方向に広がる渦巻き状となっており、その外端１３０ｙは封止部材１３０の外周に達する。渦巻きの向きは、駆動軸１２３およびスクリュー１３が回転する向きが、粉末原料１１がスクリュー螺旋突起１３ｂによってスクリュー１３の先端方向に押される向きであれば、渦巻き突起１３０ｂは、周囲の粉末原料１１を径方向内側から外側へと押し出すような向きである。たとえば、渦巻き突起１３０ｂの渦巻きの向きが図６に示されるものである場合、駆動軸１２３は矢印Ｋの方向に回転する。この渦巻き突起１３０ｂは、後壁１１２ｆに押し付けられる。
また、上述のように、駆動軸１２３が所定の方向に回転すると、封止部材１３０と後壁１１２ｆとの間、すなわち隙間部分Ｃ２に存在する粉末原料１１は、駆動軸１２３から離れる方向に、すなわち放射状の矢印Ｈの方向に押し出される。

以上説明したように、実施の形態３によれば、渦巻き突起１３０ｂは、封止部材１３０と後壁１１２ｆとの隙間部分Ｃ２に入り込んだ粉末原料１１を、駆動軸１２３から離れる方向に押し出すことによって容器１１２の内部に押し戻すので、粉末原料１１は隙間部分Ｃ２から容器１１２の外側には漏れない。これによって、実施の形態１と同様の効果を得る。
また、駆動軸１２３が後壁１１２ｆを貫通する部分において、粉末原料１１が駆動軸１２３の周囲に入り込まないので、駆動軸１２３の回転が阻害されることがなくなる。
さらに、実施の形態１の軸受部１２ｄのような、後壁１１２ｆが外部に突出する部分を有しないので、構成が簡素となり、また全体を小型化する。

上述の実施の形態３において、以下のような変形を施すことができる。
渦巻き突起１３０ｂの渦巻きの向きは、逆であってもよい。その場合、スクリュー螺旋突起１３ｂの螺旋の向きも逆となり、さらに駆動軸１２３も逆方向に回転する。このようにすることにより、駆動軸１２３を駆動するモータの回転方向等に関し、設計の自由度が向上する。
また、渦巻き突起１３０ｂは複数設けられてもよい。すなわち、複数の並行した渦巻き突起が、内端１３０ｘに対応するそれぞれ異なる複数の内端から、外端１３０ｙに対応するそれぞれ異なる複数の外端に向かって形成されてもよい。こうすることにより、粉末原料１１を容器１１２の内部に押し戻す効果がより高くなる。
さらに、封止部材１３０と渦巻き突起１３０ｂとは、同一の部材でなくともよい。たとえば、渦巻き突起１３０ｂを軟質材料によって形成することにより、後壁１１２ｆへの密着性が向上し、漏れ防止の効果をより確実にする。
また、上記の実施の形態１と組み合わせて用いてもよい。これにより、粉末原料１１を容器内に押し戻す効果を複数箇所において得ることができ、漏れ防止の効果をより確実にする。

この発明の実施の形態１に係る粉末原料供給装置１０１の全体の構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る粉末原料供給装置１０１の、スクリュー１３後端周辺の断面図である。 この発明の実施の形態２に係る粉末原料供給装置１０２の全体の構成を示す図である。 図３のＩＶ−ＩＶ断面図である。 この発明の実施の形態３に係る粉末原料供給装置１０３の、スクリュー１３後端周辺の断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ断面図である。 従来の粉末原料供給装置１０５の全体の構成を示す図である。 従来の粉末原料供給装置１０５の、スクリュー１３後端周辺の断面図である。

符号の説明

１１ 粉末原料、１２、１１２、２１２ 容器、１２ｄ 軸受部、１２ｆ、１１２ｆ、２１２ｆ 後壁（周壁）、１３ スクリュー（粉放出スクリュー、搬送部材）、１３ｂ スクリュー螺旋突起（螺旋突起）、２３、１２３ 駆動軸、１０１、１０２、１０３ 粉末原料供給装置、１３０ａ 後面（周壁の内面と対向する面）、１３０ 封止部材、１３０ｂ渦巻き突起。

Claims (2)

1. 容器に収容された粉末原料を、前記容器の内部に設けられた搬送部材により搬送する粉末原料供給装置であって、
   前記容器の周壁を貫通して設けられ、前記容器の外部で発生する動力を、前記搬送部材に伝達する駆動軸と、
   前記周壁において、前記駆動軸が貫通する部分に設けられた軸受部と、
   前記駆動軸の外周面に設けられ、前記軸受部の内周面と回転可能に嵌合する螺旋突起と
   を有する、粉末原料供給装置。
2. 容器に収容された粉末原料を、前記容器の内部に設けられた搬送部材により搬送する粉末原料供給装置であって、
   前記容器の周壁を貫通して設けられ、前記容器の外部で発生する動力を、前記搬送部材に伝達する駆動軸と、
   前記周壁の内面と対向する面を持ち、前記駆動軸と一体的に回転する封止部材と、
   前記封止部材の前記面に設けられ、前記周壁の内面に押し付けられる渦巻き突起と
   を有する、粉末原料供給装置。

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