JP2006243964A - 吐出検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出量、吐出時間および吐出ノズル位置を的確かつ即時に計測する。
【解決手段】荷重の変動に伴う電圧変動によって、荷重の変動に比例した電圧値から飲料の吐出量を検出するとともに、電圧変動開始から終了までの時間から飲料の吐出時間を検出する。この結果、吐出された飲料の吐出量および吐出時間を的確かつ即時に計測する検査を行える。また、複数のノズルに設けた通電体への通電によってどのノズルから飲料が吐出されたかを検出する。この結果、複数のノズルにおいて飲料が吐出された吐出ノズル位置を的確かつ即時に検出する検査を行える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、例えばカップ式自動販売機などの飲料供給装置おいてカップに供給される飲料の吐出量や吐出するノズル位置などを検査する吐出検査装置に関するものである。

例えばカップ式自動販売機などの飲料供給装置では、シロップ飲料やコーヒー飲料などの様々な飲料を提供する。シロップ飲料は、シロップ、冷水および炭酸水などをそれぞれバルブの開放によって管路で移送されてノズルからカップに吐出される。コーヒー飲料は、バルブの開放によって供給された湯と原料とを混合してノズルからカップに吐出される。このように、飲料は、バルブの開閉によって量が決められる。また、飲料を抽出する時間は、主にバルブの開閉時間によって決められる。また、上記飲料供給装置では、種類の異なる飲料を別のノズルから吐出して飲料の味が混ざらないようにしている（例えば、非特許文献１参照）。

ところで、カップ式自動販売機などの飲料供給装置では、製造工程において誤配管、配管（ホース）つぶれなどの不具合を知る上で吐出検査は重要である。従来では、カップに供給される飲料の吐出量を検査する場合に、カップの位置にメスシリンダなどの計量器を設置して目測で検査している。また、飲料が吐出するノズル位置を検査する場合には、目視で検査している。

木村文彦監修，日本自動販売機工業会編纂，「自販機技術総覧」，恒星社厚生閣出版，１９９８年５月２０日，Ｐ．１５７−１６６

しかしながら、計量器を設置した目測による検査では、吐出時間を定量的に把握することは難しい。また、ノズルが複数ある場合には、密集した複数のノズルの中から飲料を吐出しているノズルを目視で検査することは難しい。したがって、不具合があってもこれを見逃す可能性が高い。また、目測や目視による検査は時間がかかるという問題もある。

本発明は、上記実情に鑑みて、吐出量、吐出時間および吐出ノズル位置を的確かつ即時に計測することができる吐出検査装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る吐出検査装置は、ノズルから吐出される液体の荷重を計測する荷重計測手段を備えて、前記液体の荷重によって吐出量を検出するとともに、前記液体が吐出開始した荷重変化から吐出終了した荷重変化までの時間によって吐出時間を検出することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る吐出検査装置は、複数のノズルそれぞれに当該ノズルから吐出される液体を介して通電する通電体を配置した液体検知手段を備えて、前記通電体への通電によって液体が吐出されたノズルを検出することを特徴とする。

本発明の請求項３に係る吐出検査装置は、ノズルから吐出される液体の荷重を計測する荷重計測手段と、複数のノズルそれぞれに当該ノズルから吐出される液体を介して通電する通電体を配置した液体検知手段とを備えて、前記液体の荷重によって吐出量を検出するとともに、前記液体が吐出開始した荷重変化から吐出終了した荷重変化までの時間によって吐出時間を検出し、さらに前記通電体への通電によって液体が吐出されたノズルを検出することを特徴とする。

本発明に係る吐出検査装置は、荷重計測手段において、液体の荷重によって吐出量を検出するとともに、液体が吐出開始した荷重変化から吐出終了した荷重変化までの時間によって吐出時間を検出する。この結果、吐出された飲料の吐出量および吐出時間を的確かつ即時に計測する検査を行うことができる。

また、本発明に係る吐出検査装置は、液体検知手段において、複数のノズルそれぞれに配置した通電体への通電によって液体が吐出されたノズルを検出する。この結果、複数のノズルにおいて飲料が吐出された吐出ノズル位置を的確かつ即時に検出する検査を行うことができる。

また、本発明に係る吐出検査装置は、荷重計測手段および液体検知手段を備えたことによって、複数のノズルから順次飲料の吐出を行う場合にも、荷重計測手段での積算荷重から飲料の吐出量および吐出時間を的確かつ即時に計測するとともに、飲料が吐出された吐出ノズル位置を的確かつ即時に検出する検査を行うことができる。したがって、本発明に係る吐出検査装置は、的確かつ即時に飲料の吐出量、吐出時間および吐出ノズル位置の検査が行えるため、ノズル吐出検査の時間を短縮して不良の見逃しをなくすので製品の良品率を向上できる。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る吐出検査装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

まず、本発明の吐出検査装置が適用される飲料供給装置（カップ式自動販売機）について説明する。図１は本発明に係る吐出検査装置が適用される飲料供給装置の実施の形態を示す概念図である。

飲料供給装置１は、所定の搬送機構（図示せず）によって搬送されてベンドステージＳに載置した飲料容器であるカップＣに対して、コールド飲料を投入するためのコールド飲料供給部２と、ホット飲料を投入するホット飲料供給部３とを備えている。

コールド飲料供給部２は、水リザーバ２１、製氷機２２および冷却水槽２３を備えて構成してある。

水リザーバ２１は、上水道から供給された水（水道水）を貯留するものである。

製氷機２２は、水リザーバ２１に製氷用水導入配管２１ａを介して接続してある。製氷機２２は、製氷用水導入配管２１ａを通じて水リザーバ２１から移送された水を用いて氷を製造し、当該氷を貯留する。図には明示しないが製氷機２２は、製氷部としての円筒状のアジテータの内部にスクリュ形状のオーガが配設してあり、モータによって回転駆動したオーガでアジテータの筒内に生じた氷を切削しつつ上方に押し上げる。アジテータの上部には、固定刃が設けてあり、この固定刃によってオーガで押し上げられた氷を圧縮してチップ状の氷にする。また、アジテータの上方には、製造したチップ状の氷を貯留するストッカが設けてある。そして、製氷機２２によって製造された氷は、ストッカから氷供給配管２２ａを通じてカップＣの内部に必要量が投入されることになる。

冷却水槽２３は、主に冷却水を生成するためのものであって、冷却用水２３ａを貯留した水槽である。冷却水槽２３には、水冷却コイル２４と、カーボネータ２５と、シロップコンテナ２６に接続されたシロップ供給配管２６ａの一部とがそれぞれ冷却用水２３ａに浸漬させた形態で配設してある。

水冷却コイル２４は、水ポンプ２１ｂを有した飲料用水供給配管２１ｃを介して水リザーバ２１に接続してある。水冷却コイル２４は、飲料用水供給配管２１ｃを通じて水リザーバ２１から移送された水を冷却して冷却水を生成するものである。水冷却コイル２４で生成された冷却水は、冷却水バルブ２４ａを有した冷却水供給配管２４ｂを通じてその先端に設けたノズルＮからカップＣの内部に必要量が投入されることになる。

カーボネータ２５は、炭酸ガスボンベ２７に炭酸ガス導入配管２７ａを介して接続してあり、かつ、冷却水供給配管２４ｂの途中に逆止弁２５ａを介して接続してある。カーボネータ２５は、炭酸ガスボンベ２７から移送された炭酸ガスと、冷却水供給配管２４ｂを介して水冷却コイル２４から移送された冷却水とを混合して炭酸水を生成するものである。カーボネータ２５で生成された炭酸水は、炭酸水バルブ２５ｂを有した炭酸水供給配管２４ｃを通じてその先端に設けたノズルＮからカップＣの内部に必要量が投入されることになる。

シロップコンテナ２６は、各種のシロップ原料を貯留するものである。シロップコンテナ２６は、炭酸ガスボンベ２７に炭酸ガス導入配管２７ａを介して接続してある。そして、シロップコンテナ２６に貯留されたシロップ原料は、炭酸ガスの圧力によってシロップバルブ２６ｂを有したシロップ供給配管２６ａを通じてカップＣの内部に必要量が投入されることになる。また、シロップ供給配管２６ａの途中には、シロップ売切検出器２６ｃが設けてある。なお、本実施の形態では、炭酸ガスの圧力によってシロップコンテナ２６に貯留されたシロップ原料をカップＣに投入するプレッシャ式を説明したが、プレッシャ式以外に、炭酸ガスボンベ２７をシロップコンテナ２６に接続せず、シロップ供給配管２６ａに設けたポンプ（図示せず）によってシロップコンテナ２６に貯留されたシロップ原料をカップＣに投入するポンプ式もある。図には明示しないがポンプ式の場合には、シロップコンテナ２６およびシロップ供給配管２６ａの一部が冷却水槽２３に貯留した冷却用水２３ａに浸漬される。

ホット飲料供給部３は、貯湯タンク３１、インスタント飲料調理部３２およびレギュラーコーヒー飲料調理部３３を備えて構成してある。

貯湯タンク３１は、上記飲料用水供給配管２１ｃの途中から分岐して逆止弁３１ａを有した添加湯用水導入配管３１ｂを介して水リザーバ２１に接続してある。貯湯タンク３１は、加熱源としてのヒータ（図示せず）を有しており、水リザーバ２１から移送された水を加熱して貯留するものである。

インスタント飲料調理部３２は、原料キャニスタ３２１と、ミキシングボール３２２とを備えて構成してある。原料キャニスタ３２１は、例えばインスタントコーヒー、ココア、紅茶、砂糖、ミルクなどの各種粉末原料を収容したものである。ミキシングボール３２２は、シュータ３２１ａを介して原料キャニスタ３２１に連設してあり、かつ、添加湯バルブ３１ｃを有した添加湯供給配管３１ｄを介して貯湯タンク３１に接続してある。ミキシングボール３２２は、シュータ３２１ａを通じて原料キャニスタ３２１から投入された各種粉末原料と、添加湯供給配管３１ｄを通じて貯湯タンク３１から移送された添加湯とを混合攪拌するものである。ミキシングボール３２２で攪拌混合されたインスタント飲料は、ミキシングボール３２２に接続されたホット飲料供給配管３２２ａを通じてその先端に設けたノズルＮからカップＣの内部に必要量が投入されることになる。

レギュラーコーヒー飲料調理部３３は、レギュラーコーヒー抽出部３３１と、原料キャニスタ３３２と、ミキシングボール３３３とを備えて構成してある。

レギュラーコーヒー抽出部３３１は、コーヒー豆キャニスタ３３１ａ、ミル３３１ｂおよびコーヒー飲料抽出器３３１ｃを有してなる。コーヒー豆キャニスタ３３１ａは、コーヒー豆を収容したものである。ミル３３１ｂは、コーヒー豆キャニスタ３３１ａの下方に配設してあり、コーヒー豆キャニスタ３３１ａから投入されたコーヒー豆を挽くものである。コーヒー飲料抽出器３３１ｃは、ミル３３１ｂの下方に配設してあり、かつ、添加湯供給配管３１ｄを介して貯湯タンク３１に接続してある。コーヒー飲料抽出器３３１ｃは、ミル３３１ｂから投入された挽き豆と、添加湯供給配管３１ｄを通じて貯湯タンク３１から移送された添加湯とからレギュラーコーヒー飲料を抽出するものである。

原料キャニスタ３３２は、例えば砂糖、ミルク、トッピング原料（例えばシナモン）などの各種粉末原料を収容したものである。ミキシングボール３３３は、シュータ３３２ａを介して原料キャニスタ３３２に連設してあり、かつ、コーヒー飲料供給配管３３１ｄを介してコーヒー飲料抽出器３３１ｃに接続してあり、さらに、添加湯供給配管３１ｄを介して貯湯タンク３１に接続してある。ミキシングボール３３３は、シュータ３３２ａを通じて原料キャニスタ３３２から投入された各種粉末原料と、コーヒー飲料供給配管３３１ｄを通じてコーヒー飲料抽出器３３１ｃから移送されたレギュラーコーヒー飲料とを混合攪拌するものである。ミキシングボール３３３で攪拌混合されたレギュラーコーヒー飲料は、ミキシングボール３３３に接続されたホット飲料供給配管３３３ａを通じてその先端に設けたノズルＮからカップＣの内部に必要量が投入されることになる。

なお、コーヒー飲料抽出器３３１ｃにおいてレギュラーコーヒー飲料を抽出した後の挽き豆の滓は、滓バケツＢに投入されることになる。

図には明示しないが、上述した飲料供給装置１は、上記各飲料や、砂糖、ミルク、トッピング原料などの有無などを選択する飲料選択ボタンを有している。すなわち、飲料供給装置１においては、飲料選択ボタンが操作されることによってコールド飲料供給部２、あるいはホット飲料供給部３から所望の飲料がベンドステージＳに載置されたカップＣに投入されることで各飲料を提供する。また、図には明示しないが、上述した飲料供給装置１は、硬貨を処理するコインメカニズムや紙幣を処理するビルバリデータなどの課金部を備えることによってカップ式自動販売機として構成されるものである。

次に、本発明の吐出検査装置について説明する。図２は本発明に係る吐出検査装置の実施の形態を示す概念図、図３〜図５は液体検知手段を示す概念図である。吐出検査装置は、荷重計測手段４と、液体検知手段５とを備えている。

荷重計測手段４は、ノズルＮから吐出された飲料の荷重を計るためのものであり、ロードセル４１および荷重受部４２を有している。ロードセル４１は、起歪体および歪みゲージを組み合わせてなる。すなわち、荷重の入力によって起歪体が歪み、この歪みを歪みゲージで電気抵抗の変化に置き換える。また、ロードセル４１には、ロードセルアンプ４１１が接続してある。ロードセルアンプ４１１は、電気抵抗を電圧変化に置き換える。

荷重受部４２は、ロードセル４１に荷重を入力するためのものであり、測定台４２１、シャフト４２２およびガイド４２３を組み合わせてなる。測定台４２１は、被測定物を載置する部位である。本実施の形態では、被測定物が飲料（液体）であるため、測定台４２１には飲料を受容する所定の測定容器４３が載置される。シャフト４２２は、ロードセル４１の起歪体と測定台４２１との間に配置してある。ガイド４２３は、シャフト４２２を支持する態様で設けてある。また、ロードセル４１およびガイド４２３は、基台４４に保持してある。つまり、荷重計測手段４は、基台４４をベンドステージＳに置いてノズルＮの下に設置される。

このように構成した荷重計測手段４は、測定台４２１に測定容器４３を載置し、この測定容器４３でノズルＮから吐出された飲料を受容すると、当該飲料の荷重がガイド４２３に支持されているシャフト４２２を介してロードセル４１の起歪体に入力される。そして、ロードセル４１では、荷重を入力した起歪体の歪みを歪みゲージで電気抵抗の変化に置き換え、ロードセルアンプ４１１によって電気抵抗を電圧変化に置き換えて、荷重を電気化した数値とする。

液体検知手段５は、複数（例えば８つ）のノズルＮのいずれかから飲料が吐出されているかを検知するためのものである。図３に示すように液体検知手段５は、各ノズルＮの吐出端に設けてあり、支持ブロック５１および通電体５２を有している。

支持ブロック５１は、複数のノズルＮの吐出端に対して取り付けられるものであり、各ノズルＮを束ねて挟む第１ブロック５１１と第２ブロック５１２とを有している。また、第１ブロック５１１と第２ブロック５１２とは、ネジ部５１３によって互いに接合可能に設けてある。すなわち、支持ブロック５１は、第１ブロック５１１と第２ブロック５１２とで各ノズルＮを束ねるようにして挟み、相互をネジ部５１３で接合することでノズルＮの吐出端に取り付けられる。

通電体５２は、図４および図５に示すように支持ブロック５１に設けてある。通電体５２は、棒状に形成してあり、各ノズルＮに対してそれぞれの吐出口Ｎａに至り一端部を延在しつつ当該ノズルＮに非接触な状態で配置してある。各通電体５２は、導電性部材からなり、他端部が電源５３のプラス側に接続してある。また、ノズルＮは、導電性部材からなり、その一部が電源５３のマイナス側に接続してある。また、電源５３を介して通電体５２およびノズルＮに接続した回路には、電流計などからなる電流検知部５４が設けてある。

このように構成した液体検知手段５は、ノズルＮの吐出口Ｎａから飲料が吐出されると、当該飲料が通電体５２に接触することによって電源５３の電流が飲料を介してノズルＮと通電体５２の間に通電する。そして、この通電を電流検知部５４で検知する。

図６は吐出検査装置の制御系を示すブロック図である。図６に示すように吐出検査装置は吐出検査制御部６を有している。吐出検査制御部６は、荷重計測手段４のロードセルアンプ４１１、および液体検知手段５の電流検知部５４に接続してあり、予めメモリ６１に格納したプログラムやデータに従って、ノズルＮから吐出された飲料の荷重、吐出時間、吐出ノズル位置を検出する。また、吐出検査制御部６は、モニタ６２に接続してあり、検出結果をモニタ６２に出力する。

図７に示すように吐出検査制御部６は、ノズルＮから吐出された飲料が測定容器４３に受容され、荷重計測手段４のロードセルアンプ４１１から入力される電圧に変動があった場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、当該電圧の増加から飲料の荷重の計測を開始するとともに、電圧変動開始によって吐出時間の計測を開始する（ステップＳ２）。次いで、電圧増加が終了した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、吐出検査制御部６は、荷重の変動に比例した電圧値から飲料の吐出量を検出するとともに、電圧変動開始から終了までの時間から飲料の吐出時間を検出する（ステップＳ４）。

すなわち、吐出検査制御部６では、図８に示すようにノズルＮから飲料が吐出された場合に、荷重計測手段４から入力した電圧増加によって荷重を計測して、当該荷重から飲料の吐出量（ｍ）を検出する。同時に、吐出検査制御部６では、図８に示すように荷重計測手段４から入力した電圧変動（荷重変化）開始から終了までの時間を計測して、当該時間から飲料の吐出時間（ｔ）を検出する。

さらに、吐出検査制御部６では、図９に示すようにノズルＮから所定量の飲料が連続して吐出された場合に、荷重計測手段４から入力した電圧増加によって荷重を計測して、当該荷重から飲料の吐出量（ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，…）を検出して加算することで総吐出量を検出する。同時に、吐出検査制御部６では、図９に示すように荷重計測手段４から入力した電圧変動開始から終了までの時間を計測して、当該時間から各飲料の吐出量（ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４，…）に対応した吐出時間（ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，…）を検出する。

また、図１０に示すように吐出検査制御部６は、ノズルＮから飲料が吐出されて、液体検知手段５の電流検知部５４に通電があった場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、複数のノズルＮに配置した電流検知部５４のうちのどの電流検知部５４に通電があったかを検知して、吐出ノズル位置を検出する（ステップＳ１２）。

このように、上述した吐出検査装置では、荷重計測手段４において、荷重の変動に伴う電圧変動によって、荷重の変動に比例した電圧値から飲料の吐出量を検出するとともに、電圧変動開始から終了までの時間から飲料の吐出時間を検出する。この結果、ノズルＮから吐出された飲料の吐出量および吐出時間を的確かつ即時に計測する検査を行うことが可能になる。

また、上述した吐出検査装置では、液体検知手段５において、複数のノズルＮに設けた通電体５２への通電によってどのノズルＮから飲料が吐出されたかを検出する。この結果、複数のノズルＮにおいて飲料が吐出された吐出ノズル位置を的確かつ即時に検出する検査を行うことが可能になる。

さらに、上述した吐出検査装置では、荷重計測手段４および液体検知手段５を共に備えることにより、複数のノズルＮから順次飲料の吐出を行う場合にも、荷重計測手段４での積算荷重から飲料の吐出量および吐出時間を的確かつ即時に計測するとともに、飲料が吐出された吐出ノズル位置を的確かつ即時に検出する検査を行うことが可能になる。

したがって、上述した吐出検査装置では、的確かつ即時に飲料の吐出量、吐出時間および吐出ノズル位置の検査が行えるため、ノズル吐出検査の時間を短縮して不良の見逃しをなくすので、製品の良品率を向上することが可能である。

なお、上述した実施の形態において、荷重計測手段４にロードセル４１を用いているが、電子秤を用いて電圧出力などの計測値を即時出力するようにしてもよい。

本発明に係る吐出検査装置が適用される飲料供給装置の実施の形態を示す概念図である。 本発明に係る吐出検査装置の実施の形態を示す概念図である。 液体検知手段を示す概念図である。 液体検知手段をノズルの吐出端側から見た概念図である。 図３におけるＩ−Ｉ断面図である。 吐出検査装置の制御系を示すブロック図である。 荷重計測手段を適用した吐出検査制御部の作用を示すフローチャートである。 吐出量および吐出時間示す図である。 所定量連続吐出の場合での吐出量および吐出時間示す図である。 液体検知手段を適用した吐出検査制御部の作用を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 飲料供給装置
４ 荷重計測手段
４１ ロードセル
４１１ ロードセルアンプ
４２ 荷重受部
４２１ 測定台
４２２ シャフト
４２３ ガイド
４３ 測定容器
４４ 基台
５ 液体検知手段
５１ 支持ブロック
５１１ 第１ブロック
５１２ 第２ブロック
５１３ ネジ部
５２ 通電体
５３ 電源
５４ 電流検知部
６ 吐出検査制御部
６１ メモリ
６２ モニタ
Ｎ ノズル
Ｎａ 吐出口

Claims (3)

1. ノズルから吐出される液体の荷重を計測する荷重計測手段を備えて、前記液体の荷重によって吐出量を検出するとともに、前記液体が吐出開始した荷重変化から吐出終了した荷重変化までの時間によって吐出時間を検出することを特徴とする吐出検査装置。
2. 複数のノズルそれぞれに当該ノズルから吐出される液体を介して通電する通電体を配置した液体検知手段を備えて、前記通電体への通電によって液体が吐出されたノズルを検出することを特徴とする吐出検査装置。
3. ノズルから吐出される液体の荷重を計測する荷重計測手段と、
   複数のノズルそれぞれに当該ノズルから吐出される液体を介して通電する通電体を配置した液体検知手段と
   を備えて、前記液体の荷重によって吐出量を検出するとともに、前記液体が吐出開始した荷重変化から吐出終了した荷重変化までの時間によって吐出時間を検出し、さらに前記通電体への通電によって液体が吐出されたノズルを検出することを特徴とする吐出検査装置。

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