JP3114489B2 - カップ式飲料自動販売機の原料供給装置および原料売切検知方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カップ式飲料自動販売
機の原料供給装置、およびその原料売切検知方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】頭記のカップ式飲料自動販売機として、
コーヒー豆を原料とするレギュラーコーヒー、インスタ
ントコーヒー，紅茶などの粉末を原料とする飲料、ある
いはリーフティを原料とする飲料の自動販売機が公知で
ある。かかるカップ式飲料自動販売機では、機内に原料
を貯蔵するキャニスタと呼ばれるスクリュウフィーダ付
きの原料供給装置を搭載し、販売指令に基づいて原料箱
に収容した粉末原料を定量ずつ搬出して飲料を製造，販
売するようにしている。

【０００３】ここで、従来より実施されているレギュラ
ーコーヒー販売用の原料供給装置を例にその構成を図６
（ａ),（ｂ）に示す。図において、１は筒形ケース１ａ
と内部の断面積が下方に向けて漸次絞られた形のベース
１ｂを上下に重ね合わせて構成したホッパ形の原料箱、
２は原料箱１のベース１ｂに組み込んだスクリュウフィ
ーダ、３はスクリュウフィーダ２の出口端に設けた口
金、４はスクリュウフィーダ２の駆動モータ、５はスク
リュウフィーダ２の歯列に噛み合う歯車としてなる撹拌
ホイール、５ａは撹拌ホイール５から左右に突き出す撹
拌爪、６は原料箱１に収容したコーヒー豆である。

【０００４】上記の構成で、販売指令に基づいて駆動モ
ータ４を始動すると、スクリュウフィーダ２が回転して
コーヒー豆６を定量ずつ搬出する。また、スクリュウフ
ィーダ２が回転すると、これに従動して撹拌ホイール５
が回転し、原料箱内に収容したコーヒー豆６を撹拌して
スクリュウフィーダ２への送り込みを円滑に行う。な
お、原料供給装置から搬出したコーヒー豆はコーヒーミ
ルで粉砕した上でコーヒー抽出器に送られ、ここで湯を
加えてコーヒーを抽出した後にベンドステージに待機し
ているカップに供給して販売する。

【０００５】また、前記の原料供給装置には原料の売切
を検知するために、図示のように原料箱１の底部側に設
けたベース１ｂに対し、その傾斜壁面に原料売切検知セ
ンサ７を装備している。この原料売切検知センサ７は圧
電型圧力センサとして知られている感圧式の半導体圧力
センサであり、その感圧面（ダイアフラム）を原料箱の
内方に向けて設置し、原料側から加わる圧力を電気信号
に変換して原料の有無を検知するものである。すなわ
ち、原料箱１に収容されているコーヒー豆６がセンサ７
の設置レベル以上に残っていれば、センサ７の感圧面に
コーヒー豆６が押し付けられるので、その圧力からセン
サは原料有りと判断する。一方、飲料販売が進んでコー
ヒー豆６がセンサ７の設置レベル以下に減少すると、い
ままで感圧面に加わっていたコーヒー豆の圧力が消失す
るので、センサ７は原料無しと判断して原料売切検知信
号を出力する。

【０００６】なお、図６ではコーヒー豆用の原料供給装
置について述べたが、粉末原料，リーフティを収容した
原料供給装置も同様な構成である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の原料供給装置では、特に原料売切の検知機能面でし
ばしば誤動作し、原料箱内に十分な原料が残っているに
もかかわらず原料売切信号を出力することがある。そこ
で、発明者等はこのような誤動作の原因を究明したとこ
ろ、次記のようなことが原因で原料売切検知センサが誤
動作することが明らかになった。すなわち、原料箱１に
コーヒー豆６をまとめて収容した状態から、スクリュウ
フィーダ２を通じてコーヒー豆を少量ずつ小分けに搬出
していくと、原料箱内では原料搬出に伴ってコーヒー豆
が下方に移動するが、その移動の過程でコーヒー豆同士
がブリッジし合って局部的に空洞の生じる現象が発生す
ることがある。この場合に、前記の空洞が原料売切検知
センサ７の設置箇所に生じると、センサの感圧面に圧力
が作用しなくなるので、センサは原料無しと判断して売
切信号を出力する。

【０００８】しかも、このようなコーヒー豆のブリッジ
に伴う空洞の発生状況を実験を通じて考察したところ、
原料箱１のベース側，特に撹拌ホイール５の回転によっ
てコーヒー豆がスクリュウフィーダ２へ流れ込む側の傾
斜面近くに高い確率で発生することが観察された。これ
は、原料箱内で断面の縮小する部分に向けてコーヒー豆
が移動する際に前記部分で局部的に移動が滞るととも
に、その周囲から圧力を受けるためにブリッジが発生し
易くなるものと推定される。また、このような原料のブ
リッジによる局部的空洞の発生は原料の種類，性状によ
って異なるが、粉末原料，リーフティの場合でも、その
傾向としてコーヒー豆とほぼ同様な箇所に局部的な空洞
が他の場所と比べて高い確率で発生する。

【０００９】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、原料売切検知セ
ンサの設置位置を原料の種類，性状に合わせて誤検知が
起こり難い最適な場所に設定し、原料売切れを誤動作な
く的確に検知できるようにしたカップ式自動販売機の原
料供給装置、およびその原料売切検知方式を提供するこ
とにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
り、原料供給装置を次記のように構成することにより達
成される。 （１）コーヒー豆を貯蔵する原料供給装置については、
ホッパ形の原料箱に対し、原料売切検知センサを撹拌ホ
イールより上方の垂直壁部に取付ける。

【００１１】（２）粉末原料を貯蔵する原料供給装置に
ついては、ホッパ形の原料箱に対し、原料売切検知セン
サを撹拌ホイールの周面近くに対向させて、その上流側
の垂直壁部に取付ける。 （３）リーフティを貯蔵する原料供給装置については、
ホッパ形の原料箱に対し、センサを撹拌ホイールの側面
に設けた撹拌爪と対向する垂直壁部に取付ける。

【００１２】また、前記の原料供給装置において、原料
売切検知センサには次記のような付加的要件を加えて実
施するのがよい。すなわち、前項（１）の構成におい
て、原料売切検知センサの設置箇所の上方に、原料箱内
に投入したコーヒー豆がセンサに直接突き当たるのを防
ぐ庇状の逸し板を備える。

【００１３】前項（１）〜（３）において、原料売切検
知センサを、原料箱の垂直壁部に対して１０〜１５゜の
傾斜角度でセンサが原料箱内へ下方斜めに突き出すよう
な姿勢に取付ける。前項（５）において、原料売切検知
センサを、該センサの設置面をあらかじめ所定の傾斜角
度に設定して構成した取付台座を介して原料箱の垂直壁
部に取付ける。

【００１４】一方、前項（１）〜（３）の原料供給装置
に対して行う本発明の原料売切検知方式は、原料売切検
知センサが飲料販売動作ごとに原料無しの信号を連続し
て出力し、かつ該信号の総和があらかじめ設定したしき
い値を超えた条件で原料売切と判定するものとする。ま
た、前記の売切検知方式において、売切判定のしきい値
は、飲料販売動作ごとに作動するスクリュウフィーダの
駆動モータの通電積算時間を基に設定することかでき
る。

【００１５】

【作用】上記において、（１）項の構成によれば、原料
売切検知センサを設置した原料箱の垂直壁部付近では箱
内通路の断面が一様であり、原料搬出に伴って原料箱内
に収容したコーヒー豆はこのセンサ取付け部付近で滞る
ことがない。したがってこの部分にはコーヒー豆のブリ
ッジに起因する局部的な空洞が発生するおそれはなく、
これにより原料売切検知センサの誤動作が未然に防げ
る。また、この場合に、（４）のようにセンサの上方に
逸らし板を設けておくことにより、原料箱内にコーヒー
豆を投入した際にコーヒー豆がセンサの感圧面に直接衝
突してセンサを破損させるといったトラブルを防止でき
る。

【００１６】また、（２),（３）項の構成でも、前記と
同様に原料売切検知センサの設置位置付近には原料が滞
ることがなく、加えて（２）項の構成では、撹拌ホイー
ルの回転に連れて粉末原料がセンサの設置箇所に向けて
移動し、また（３）項の構成では、撹拌ホイールの側面
から突出した撹拌爪がセンサの周囲を移動するリーフテ
ィを撹拌するので、これにより粉末原料，あるいはリー
フティの原料による圧力がセンサの感圧面に加わり易く
なって高い検知感度が得られる。

【００１７】さらに、前記構成で、原料売切検知センサ
を原料箱の垂直壁部に対して１０〜１５゜の傾斜角度で
センサが原料箱内へ下方斜めに突き出すような姿勢に取
付けておくことにより、原料箱内でスクリュウフィーダ
に向けて下方に移動する各種原料の圧力がセンサの感圧
面をより一層加圧し易くなるので高い検知感度が得られ
る。また、この場合に原料売切検知センサを、該センサ
の設置面をあらかじめ所定の傾斜角度に設定して構成し
た取付台座を介して原料箱の垂直壁部に取付けること
で、センサの原料箱への組み込み，並びに取付け角度の
設定作業が簡単に行える。

【００１８】一方、前記した位置に原料売切検知センサ
を設置した構成では、センサが最初に売切信号を出力し
た時点でも、該センサの取付けレベルより下方の箱内ス
ペースには相当程度の原料が残存している。そこで、原
料売切検知センサが最初に原料内の信号を出力してから
次の飲料販売動作ごとに連続して原料無しの信号を出力
し、かつその信号の総和があらかじめ設定したしきい値
（原料の残量マージンに対応して設定する）を超えた条
件で原料売切と判定すれば、原料箱が殆ど空になった時
点で的確に原料売切を判定することかできるほか、十分
な原料の残っている状態にもかかわらず、局部的な空洞
の発生で販売動作時にセンサが原料無しの信号を断続的
に出力しても原料売切と誤認することがない。

【００１９】一方、原料供給装置からの原料の搬出量は
スクリュウフィーダの回転数に比例するので、飲料販売
動作ごとに作動するスクリュウフィーダの駆動モータの
通電時間を積算すれば、これを基に原料の搬出量を求め
ることができる。したがって、飲料販売動作ごとに作動
するスクリュウフィーダの駆動モータの通電時間を監視
し、その通電積算時間を基に前記した売切判定のしきい
値を設定すれば、原料売切を的確に判定できる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、各実施例の図において、図５と対応する同
一部材には同じ符号が付してある。 実施例１：図１はコーヒー豆を原料とした原料供給装置
の実施例であり、その基本構造は図６と同様であるが、
感圧素子としての原料売切検知センサ７は、ホッパ形の
原料箱１に対し、ベース１ｂの上部に重ねた筒形ケース
１の垂直壁部の内側に取付台座８，および化粧ねじ９を
介して装着されている。ここで、取付台座８はあらかじ
めセンサ７の感圧面が垂直面に対して傾斜角θが約１５
゜の傾斜角度をなして原料箱内へ下方斜めに突き出すよ
うな形状に作られている。また、原料売切検知センサ７
の上方をカバーするように原料箱内に張り出した庇状の
逸らし板１０を備えている。この逸らし板１０は、空の
原料箱内にコーヒー豆を補給する際に上方から投入した
コーヒー豆６がセンサ７の感圧面に直接突き当ってセン
サのダイアフラムを破損するのを防止する役目を果た
す。

【００２１】このように、原料売切検知センサ７を撹拌
ホイール５よりも上方に位置する筒形ケース１ａの垂直
壁部に設置することにより、このセンサ７の取付位置付
近では原料搬出に伴うコーヒー豆６の停滞、したがって
コーヒー豆のブリッジ，空洞に起因するセンサ７の誤動
作の生じることがなく、かつ前記した傾斜角θの設定に
よりコーヒー豆の有無を感度よく検知できる。

【００２２】実施例２：図２はインスタントコーヒーな
どの粉末原料１１を原料とした原料供給装置の実施例で
あり、原料箱１の内部には図５に示した撹拌ホイール５
の上方に、該撹拌ホイール５と噛み合う２組の撹拌ホイ
ール（撹拌ホイール５と同じ構造）１２，１３を追加装
備して原料箱１に収容した粉末原料１１を撹拌するよう
にしている。かかる構成に対して、感圧素子としての原
料売切検知センサ７は、図示のように撹拌ホイール１１
の周面に接近して筒形ケース１ａの垂直壁部に、実施例
１と同様に取付台座８，化粧ねじ９を介して装着されて
いる。また、この場合にセンサ７の感圧面と垂直面との
なす傾斜角θは約１０゜に設定されている。

【００２３】かかる構成で、スクリュウフィーダ２が回
転すると、これに従動して矢印方向に回転する撹拌ホイ
ール１３の搬送力を受けた粉末原料１１が、前記撹拌ホ
イール１３の上方側から矢印Ｐで示すようにスクリュウ
フィーダ２に向けて引き込まれように流動し、この移動
過程で粉末原料１１がセンサ７の感圧面を加圧する。し
たがってセンサ７の検知感度が高まるとともに、このセ
ンサ設置付近では粉末原料１１の層内に局部的な空洞の
発生することがなく、これにより原料売切の誤検知を確
実に防止できる。

【００２４】実施例３：図３は紅茶などのリーフティ１
４を原料とした原料供給装置の実施例である。この実施
例においては、原料売切検知センサ７が、原料箱１のベ
ース１ｂに組み込まれた撹拌ホイール５の側面に突出し
た撹拌爪５ａと対向して、ベース１ｂの垂直壁部に実施
例１，２と同様な取付台座８，化粧ねじ９を介して斜め
姿勢に取付けられている。

【００２５】この構成によれば、販売動作時に回転する
撹拌ホイール５の撹拌爪５ａがセンサ７の設置面付近を
通過しながら原料箱内に収容したリーフティ１４を強制
撹拌するので、この撹拌力によりセンサ７の感圧面に対
してリーフティ１４の圧力が加わり易くなってセンサの
原料検知感度が向上する。また、センサ７の設置周辺部
分は撹拌ホイール５による撹拌力を絶えず受けてリーフ
ティ１４の層内に局部的な空洞の生じるがなく、これに
より原料売切の誤検知が防げる。

【００２６】次に、前記実施例１，２，３で述べた原料
供給装置による本発明の原料売切検知方式を説明する。
まず、図４に示す原料売切検知方式のフローチャートに
おいて、原料売切検知センサ７が第１回目の売切信号を
出力すると、以降の販売動作ごとに売切信号が連続して
起きる回数ｎをカウントするとともに、あらかじめ設定
したしきい値Ｎと比較し、連続売切回数ｎがしきい値Ｎ
を超えたｎ＞Ｎの条件で原料売切と判定する。そして、
この売切判定出力を基にその原料に該当する飲料の売切
表示を行うとともに、その飲料の販売を停止する。一
方、前記した連続売切回数ｎがしきい値Ｎに達する以前
の販売動作時にセンサ７が「原料有り」を検知した場合
には、それまでの売切信号が誤検知によるものであった
としてカウントをリセットするようにしており、これに
よって原料ブリッジなどに起因する原料売切判定の誤認
が確実に防げる。

【００２７】図５は前記の原料売切検知方式を実施する
ための具体的な構成例であり、図において、１５は販売
指令に基づいてスクリュウフィーダ２の駆動モータ４を
所定時間だけ通電させる制御スイッチ、１６は駆動モー
タ４の給電回路に介装した電流検出用の変流器、１７は
売切判定部であり、原料売切検知センサ７の売切信号，
並びに前記の電流センサ１６の出力信号を取り込み、図
４の手法に従って原料の売切判定を行うものである。

【００２８】すなわち、スクリュウフィーダ２を通じて
原料箱１から吐き出される原料（コーヒー豆６）の搬出
量はスクリュウフィーダ２の回転数，つまり駆動モータ
４の通電時間に比例する。そこで、原料売切検知センサ
７から最初に売切信号が出力された時点から、以降の各
販売ごとに連続して売切信号が出力される条件で駆動モ
ータ４の通電時間をカウントしてその総和時間を積算
し、その累計時間があらかじめ設定したしきい値を超え
たときに売切判定を出力する。なお、センサ７による原
料有無を安定よく検知するために、各販売動作ごとにそ
の原料搬出動作の終了から２秒程度経過した原料の静止
状態でセンサ７の信号を読み取るようにするのがよい。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の原料供給装
置によれば、次記の効果を奏する。 （１）原料箱に対する原料売切検知センサの設置位置
を、コーヒー豆，粉末原料，リーフティなどの原料の種
類，性状に合わせて最適な位置に設定したことにより、
原料の停滞，ブリッジなどに起因するセンサの誤動作を
回避して原料の有無を的確に検出することができる。

【００３０】（２）コーヒー豆用の原料供給装置につい
て、原料売切検出センサの上方に庇状の逸らせ板を設置
することにより、原料箱が空の状態からコーヒー豆を箱
内に補給した際に、コーヒー豆がセンサの感圧面に突き
当たってセンサが破壊するのを安全に保護できる。 （３）原料売切検知センサを、原料箱の垂直壁部に対し
て１０〜１５゜の傾斜角度でセンサが原料箱内へ下方斜
めに突き出すような姿勢に取付けることにより、センサ
が原料の圧力を受け易くなって高い検知感度が得られ
る。また、この場合にセンサの設置面をあらかじめ所定
の傾斜角度に設定して構成した取付台座を介して原料箱
の垂直壁部に取付けることで、原料箱へのセンサの組み
込み作業が取付角度の調整なしに簡単に行える。

【００３１】（４）また、原料売切検知センサが飲料販
売動作ごとに原料無しの信号を連続して出力し、かつ該
信号の総和があらかじめ設定したしきい値を超えた条件
で原料売切と判定する原料売切検知方式を採用すること
により、売切判定の誤認を防止して原料売切を正確に判
定できる。また、この場合に飲料販売動作ごとに作動す
るスクリュウフィーダの駆動モータの通電積算時間を基
に売切判定のしきい値を設定することで、各販売動作に
おける原料搬出量のばらつきによる影響を抑えて売切判
定を正確に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に対応する原料供給装置，並
びに原料売切検出センサの取付け位置を表す構成断面図

【図２】本発明の実施例２に対応する原料供給装置，並
びに原料売切検出センサの取付け位置を表す構成断面図

【図３】本発明の実施例３に対応する原料供給装置，並
びに原料売切検出センサの取付け位置を表す構成断面図

【図４】本発明による原料売切検出方式のフローチャー
トを表す図

【図５】本発明の原料売切検出方式を実施するための具
体的な構成図

【図６】従来における原料供給装置，並びに原料売切検
出センサの取付け位置を表す構成断面図

【符号の説明】

１ 原料箱 １ａ 筒形ケース １ｂ ベース ２ スクリュウフィーダ ４ 駆動モータ ５，１２，１３ 撹拌ホイール ５ａ 撹拌爪 ６ コーヒー豆 ７ 原料売切検知センサ ８ センサの取付台座 ９ 化粧ねじ １０ 逸らせ板 １１ 粉末原料 １４ リーフティ １６ 電流検出用の変流器 １７ 売切判定部

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】飲料の原料であるコーヒー豆を収容するホ
   ッパ形原料箱のベースに撹拌ホイールと組合わせたスク
   リュウフィーダを組み込み、販売指令に基づいて原料箱
   に収容したコーヒー豆を定量ずつ搬出するカップ式飲料
   自動販売機の原料供給装置であり、前記原料箱の壁に感
   圧式の原料売切検知センサを装備したものにおいて、前
   記センサを撹拌ホイールより上方の垂直壁部に取付けた
   ことを特徴とするカップ式飲料自動販売機の原料供給装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の原料供給装置において、原
   料売切検知センサの設置箇所の上方に、原料箱内に投入
   したコーヒー豆がセンサに直接突き当たるのを防ぐ庇状
   の逸し板を備えたことを特徴とするカップ式飲料自動販
   売機の原料供給装置。
3. 【請求項３】飲料の原料である粉末原料を収容するホッ
   パ形原料箱の底部側ベースに撹拌ホイールと組合わせた
   スクリュウフィーダを組み込み、販売指令に基づいて原
   料箱に収容した粉末原料を定量ずつ搬出するカップ式飲
   料自動販売機の原料供給装置であり、前記原料箱の壁に
   感圧式の原料売切検知センサを装備したものにおいて、
   前記センサを撹拌ホイールの周面近くに対向させて、そ
   の上流側の垂直壁部に取付けたことを特徴とするカップ
   式飲料自動販売機の原料供給装置。
4. 【請求項４】飲料の原料であるリーフティを収容するホ
   ッパ形原料箱の底部側ベースに撹拌ホイールと組合わせ
   たスクリュウフィーダを組み込み、販売指令に基づいて
   原料箱に収容したリーフティを定量ずつ搬出するカップ
   式飲料自動販売機の原料供給装置であり、前記原料箱の
   壁に感圧式の原料売切検知センサを装備したものにおい
   て、前記センサを撹拌ホイールの側面に設けた撹拌爪と
   対向する垂直壁部に取付けたことを特徴とするカップ式
   飲料自動販売機の原料供給装置。
5. 【請求項５】請求項１，３，４のいずれかに記載の原料
   供給装置において、原料売切検知センサを、原料箱の垂
   直壁部に対して１０〜１５゜の傾斜角度でセンサが原料
   箱内へ下方斜めに突き出すような姿勢に取付けたことを
   特徴とするカップ式飲料自動販売機の原料供給装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の原料供給装置において、原
   料売切検知センサを、該センサの設置面をあらかじめ所
   定の傾斜角度に設定して構成した取付台座を介して原料
   箱の垂直壁部に取付けたことを特徴とするカップ式飲料
   自動販売機の原料供給装置。
7. 【請求項７】原料売切検知センサが飲料販売動作ごとに
   原料無しの信号を連続して出力し、かつ該信号の総和が
   あらかじめ設定したしきい値を超えた条件で原料売切と
   判定することを特徴とする請求項１，３，４のいずれか
   に記載したカップ式飲料自動販売機の原料供給装置の原
   料売切検知方式。
8. 【請求項８】請求項７記載の原料売切検知方式におい
   て、飲料販売動作ごとに作動するスクリュウフィーダの
   駆動モータの通電積算時間を基に売切判定のしきい値を
   設定したことを特徴とするカップ式飲料自動販売機の原
   料供給装置の原料売切検知方式。