JP3384392B2 - 自動販売機の粉末原料供給装置 - Google Patents

自動販売機の粉末原料供給装置

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JP3384392B2
JP3384392B2 JP2000323590A JP2000323590A JP3384392B2 JP 3384392 B2 JP3384392 B2 JP 3384392B2 JP 2000323590 A JP2000323590 A JP 2000323590A JP 2000323590 A JP2000323590 A JP 2000323590A JP 3384392 B2 JP3384392 B2 JP 3384392B2
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screw feeder
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powder raw
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健三 一石
利夫 高木
文浩 森下
努 村上
勝治 横山
孝 塚原
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コーヒー,ココア
などの粉末を原料として機内で製造した飲料を販売する
カップ式飲料自動販売機の粉末原料供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】カップ飲料自動販売機として、機内に粉
末原料を収容したキャニスタと呼ばれる原料箱を装備
し、販売指令に基づいて原料箱から定量ずつ搬出したコ
ーヒーなどの粉末原料に湯を加えて飲料を製造した後、
この飲料をカップに供給して販売に供するものが実施さ
れている。
【0003】ここで、前記原料箱から粉末原料を定量ず
つ搬出するための手段として、通常の構成では、ホッパ
形原料箱の底部側にスクリュー先端を原料搬出口に向け
たスクリューフィーダを付設し、該スクリューフィーダ
(1回の販売動作ごとにタイマにより駆動モータを定時
間通電制御する)を通じて原料箱内に収容した粉末原料
を定量ずつ切出して搬出するようにしている。
【0004】ところで、前記の粉末原料は湿気を帯びや
すく、原料箱内に収容した状態で湿気を含むと粉末原料
が固まって原料箱内に空洞が生じ、スクリューフィーダ
への原料送り込みが円滑に行われなくなる。特に箱の下
部壁面がスクリューフィーダに向けて傾斜しているホッ
パ形の原料箱では、粉末原料は箱内の周域に比べて中央
部分が高い流動性を示すために、原料箱の壁面には粉末
原料が付着堆積してこの部分に古い原料がいつまでも残
るなどの好ましくない事態が発生する。
【0005】そこで、前記問題の対策として原料箱内に
原料撹拌機構を組み込み、販売の都度粉末原料を撹拌し
てスクリューフィーダへの送り出しを円滑に行うように
したものが、例えば実公平3−13824号公報などで
提案されている。ここで、前記提案になる撹拌機構の具
体的な構成は、原料箱内にスクリューフィーダの回転に
従動するウォームホイールと、該ウォームホイールの回
転に従動して上下動する撹拌片とを備え、販売動作ごと
に原料箱内に収容した粉末原料を撹拌するとともに、該
撹拌片が原料箱を叩いて壁面に振動を与え、この振動で
壁面に付着している原料を叩き落とすようにしたもので
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記提案の
構成では、粉末原料の撹拌効果の面で十分な成果を発揮
させることが実際上困難である。すなわち、 (1)撹拌片を粉末原料の中で振動させてもその振動は
すぐに粉末に吸収されて減衰してしまうため、特に原料
箱の周壁に付着している粉末原料を積極的に崩してスク
リューフィーダへ送り込むことができず、この結果とし
て壁面近傍に滞留している粉末原料が湿気により壁面上
に堆積,固化していつまでも残留し、このために原料の
品質が劣化するといった事態を引き起こす。
【0007】(2)また、前記のように原料箱に内蔵し
た撹拌機構を上下動させることにより、その振動がスク
リューフィーダにも伝播するため、その原料搬出口を単
純に正面に向けて開口させた場合には、原料出口端に堆
積している粉末原料がスクリューフィーダの停止後に崩
れ落ちて過剰に搬出されたり、逆に次回の販売では原料
搬出が不足するなどして原料搬出量に過不足が生じ、こ
のために仕上がり飲料の味が濃くなったり、逆に薄くな
ったりして販売飲料の品質にばらつきが生じるようにな
る。
【0008】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、原料箱に補給し
た粉末原料の壁面への付着,停滞を解消して原料の先入
れ,先出しを確保しつつ原料をスクリューフィーダに円
滑に送り出し、販売動作ごとに粉末原料を安定よく定量
搬出できるようにした自動販売機の粉末原料供給装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
り、粉末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)粉末原料を収容したホッパ形の原料箱の底部側に
スクリュー先端を原料搬出口に向けて配置したスクリュ
ーフィーダを有し、販売指令に基づいて粉末原料を定量
ずつ搬出する自動販売機の粉末原料供給装置において、
原料箱内に、前記スクリューフィーダの回転に従動する
ウォームホイールと、該ウォームホイールより上方に配
置され、かつウォームホイールの回転に従動して回転し
原料箱内の原料を攪拌する撹拌ホイールとを備えるもの
とする。
【0010】(2)前項(1)において、スクリューフ
ィーダの先端に開口する原料搬出口に口金を設け、かつ
該口金における開口面の奥行きと高さとの正接を粉末原
料の安息角以下に設定するものとする。
【0011】前記(1)項の構成によれば、原料箱内の
粉末原料は、撹拌ホイール自身の撹拌効果により原料の
固化,空洞発生を防止し、粉末原料が原料箱の壁面上に
付着滞留したままいつまでも残ることが防げるととも
に、原料を円滑にスクリューフィーダへ送り込むことが
できる。しかも、撹拌ホイールは原料箱とは非接触に回
転するので不要な振動を与えることがなく、したがって
スクリューフィーダの原料出口に堆積している粉末原料
をいたずらに崩し落とすことがなく、これにより定量搬
出性がより一層向上する。
【0012】一方、前記(2)項に記した構成によれ
ば、スクリューフィーダの原料出口端に設けた口金につ
いて、その開口面の奥行きと高さとの正接を、粉末原料
の安息角(粉末原料を自由に積み上げた場合における静
止安定状態での堆積物の底面に対する勾配角度で、あり
粉末の粒度,性状により異なる)以下に設定したので、
スクリューフィーダの停止中に粉末原料が原料出口端か
ら不当に崩れ落ちることがなく、これにより搬出量のば
らつきを抑えて粉末原料を過不足なく定量ずつ切り出し
搬出することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図1(a),(b)は本発明の実施例を
示すものである。図において、1は底部側の壁面が傾斜
したホッパ形の原料箱、2は原料箱1の底部に連設した
スクリューフィーダ、3はスクリューフィーダ2の原料
出口端に設けた口金、4はスクリューフィーダ2の後端
に継手を介して連結した駆動モータである。また、かか
る構成の粉末原料供給装置に対し、原料箱1の内部には
スクリューフィーダ2のスクリューに歯列を噛み合わせ
たウォームホイール5と、該ウォームホイール5と直列
に噛み合って回転する上方側の左右一対の撹拌ホイール
6,7を装備しており、かつ撹拌ホイール6と7は図示
矢印のように設定し、原料箱の周壁付近に溜まっている
原料をスクリューフィーダに向けて掻き出し、逆に箱内
中央に溜まっている原料を上方に戻すようにしている。
また、ウォームホイール5,および撹拌ホイール6,7
の歯列の両側面には原料箱1の壁面近傍にまで伸びた撹
拌ピン8が植設してある。
【0014】かかる構成で、販売動作に合わせて駆動モ
ータ4がスクリューフィーダ2を回転駆動すると、スク
リューフィーダ2の回転に従動してウォームホイール
5,撹拌ホイール6,7がそれぞれ矢印方向に回転して
原料箱1内に収容した粉末原料9を撹拌する。しかも、
このこの撹拌ホィール6,7の回転により、原料箱1の
中央では粉末原料9を重力による流動に逆らって上方に
押し戻そうとする矢印A方向の流れが、また、撹拌ホイ
ール6,7と対向する原料箱1の壁面側では逆に粉末原
料9をスクリューフィーダ2に向けて掻き出す矢印B方
向の流れが生じ、これにより原料箱1の壁面付近に滞留
している原料から先にスクリューフィーダ2へ送り込ま
れる。同時に撹拌ピン8が回転して粉末原料9を撹拌す
る。なお、ウォームホイール5の回転方向はスクリュー
フィーダ2による粉末原料の搬送を助勢する方向と一致
している。
【0015】これにより、原料箱1の壁面付近に粉末原
料9がいつまでも停滞して固化堆積することがなくな
り、スクリューフィーダ2への原料送り込みが均等,か
つ円滑に行われるようになる。
【0016】図2(a),(b)は本発明の異なる実施例
を示すものである。この実施例の基本構造は図1と同様
であるが、特にウォームホイール5,撹拌ホイール6,
7を小形の歯車列で構成し、これら部品が原料箱1内で
占有するスペース(図における高さaに対応する容積)
が原料箱1の全容積の20%以内に収まるように構成さ
れている。
【0017】かかる構成によれば、原料箱1に粉末原料
を満杯レベルに補給した状態から、販売の進行に伴って
原料が補給を必要とする低位レベルまで減少する間に、
ウォームホイール5,撹拌ホイール6,7は常に粉末原
料9の中に埋没した状態で販売動作ごとに粉末原料を撹
拌する。したがって駆動モータ4に加わる負荷トルクは
略一定に推移することになり、これにより販売動作時に
おける駆動モータの回転時間を定時間制御とした場合で
も、各販売ごとのスクリューフィーダ2の回転角度がほ
ぼ一定となるので粉末原料を安定よく定量搬出できる。
【0018】図3(a),(b)は本発明のさらに異なる
実施例を示すものである。この実施例では、実施例1
(図1参照)の構成と多少異なり、ウォームホイール5
は、スクリューフィーダ2と噛み合う歯列5a(歯列ピ
ッチP1)と、その側方に並べて形成した間欠歯列5b
(歯列ピッチP2) との二重の歯列を有し、かつ撹拌ホイ
ール6は前記歯列5bを介してウォームホイール5と噛
み合うように連結されている。ここで、間欠歯列5bの
ピッチP2を例えば歯列5aのピッチP1の倍(したがって
歯列5aと5bの歯数比は1:2)に定めておけば、原
料搬出動作の過程でスクリューフィーダ2とウォームホ
イール5は終始連続回転するのに対し、撹拌ホイール
6,7は間欠歯列5bを介して間欠的に回転従動し、そ
の回転時間の比率は1:1/2となる。
【0019】これにより、原料搬出の過程で駆動モータ
に加わる負荷トルクの平均値は、図1のようにスクリュ
ーフィーダ2の動作中に撹拌ホイール6,7を連続して
回転させる構成と比べて小さくなり、原料箱1での原料
残量が多い状態と少ない状態とでの駆動モータ4に加わ
る負荷トルクの差が少なくなる。この結果、原料箱内の
原料残量の多い,少ないに起因する原料搬出量のばらつ
きを小さく抑えて安定よく定量搬出できる。
【0020】図4(a)〜(d)は、本発明のスクリュ
ーフィーダ2の原料搬出口に被着した口金3の実施例を
示すものである。すなわち、1回分の原料搬出が終了し
てスクリューフィーダ2の回転が停止すると、原料搬出
口にまで送られて来た粉末原料9もその場に堆積したま
ま静止するが、この場合にスクリューの先端が周上でど
の向きに停止するかによって原料搬出口における粉末原
料の崩れ面が異なるため、スクリューフィーダの原料搬
出口が前方に向けて単純に開口したままでは原料搬出量
にばらつきが生じて定量性が損なわれる。
【0021】そこで、この実施例ではスクリューフィー
ダ2の原料搬出口に口金3を被着し、この口金3により
スクリューフィーダ2の停止時に原料搬出口端に到達し
た粉末原料9の崩れ面を一定の状態に保持しようとする
ものである。そのために、口金3の開口部3aを粉末原
料9に固有の安息角θ(粉末原料9を自由に積み上げた
場合における静止安定状態での堆積勾配角度)に依存さ
せて設定するようにしている。
【0022】すなわち、図4(a)〜(c)の例では、
口金3の開口部3aが上方に向いて口金の端面に開口し
ており、ここで開口部3aは奥行き寸法dと高さhとで
与えられる正接が tan-1h/d≦θの関係を満たすよう
な形状に設定されている。なお、(a)図は標準的な
例、(b)図は開口部3aの位置を(a)図よりも多少
下に下げた例、(c)図は口金3をエルボー形にして開
口部3aを上面に開口した例を示す。また、図4(d)
の例では、口金3の開口部3aが水平仕切壁3bによっ
て上下複数段に分割されており、ここで仕切壁3bの奥
行き寸法dと各段の開口部3aの高さhとの間で前記と
同様に tan-1h/d≦θの関係を満たすように設定され
ている。
【0023】かかる構成の口金3をスクリューフィーダ
2の原料搬出口に取付けることにより、口金3に到達し
た粉末原料9の静止状態での崩れ面は粉末原料9の安息
角θに依存して常に一定の状態に保持される。したがっ
て、スクリューフィーダ2の停止直後に原料の崩れに起
因する過剰な搬出の発生がなくなり、口金3による切出
し効果で粉末原料9の搬出量が定量化される。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、粉
末原料を収容したホッパ形の原料箱の底部側にスクリュ
ー先端を原料搬出口に向けて配置したスクリューフィー
ダを有し、販売指令に基づいて粉末原料を定量ずつ搬出
する自動販売機の粉末原料供給装置において、原料箱内
に、前記スクリューフィーダの回転に従動するウォーム
ホイールと、該ウォームホイールより上方に配置され、
かつウォームホイールの回転に従動して回転し原料箱内
の原料を攪拌する撹拌ホイールとを備えることにより、
原料がいつまでも原料箱の壁面付近に滞留したまま吸湿
して壁面上に堆積,固化するといった不具合を確実に回
避し、原料箱に補給した粉末原料をスクリューフィーダ
に向けて円滑に送り出すとともに、原料箱内での長時間
の残留に起因する粉末原料の品質劣化を防ぐことができ
る。しかも、撹拌ホイールは原料箱とは非接触に回転す
るので不要な振動を与えることがなく、したがってスク
リューフィーダの原料出口に堆積している粉末原料をい
たずらに崩し落とすことがなく、これにより定量搬出性
がより一層向上する。
【0025】また、スクリューフィーダの先端に開口す
る原料搬出口に口金を設け、かつ該口金における開口面
の奥行きと高さとの正接を粉末原料の安息角以下に設定
するものとすることにより、該口金を通じて粉末原料を
定量化して安定よく切り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の粉末原料供給装置の構成図であり、
(a)は縦断側面図、(b)は縦断正面図
【図2】本発明の異なる粉末原料供給装置の構成図であ
り、(a)は縦断側面図、(b)は縦断正面図
【図3】本発明のさらに異なる粉末原料供給装置の構成
図であり、(a)は縦断正面図、(b)はウォームホイ
ール,撹拌ホイール相互間における歯列展開図
【図4】本発明のスクリューフィーダ口金の構成図であ
り、(a)〜(d)はそれぞれ異なる実施例の構成断面
【符号の説明】
1 原料箱 2 スクリューフィーダ 3 口金 3a 開口部 3b 仕切壁 4 駆動モータ 5 ウォームホイール 6,7 撹拌ホイール 9 粉末原料
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 努 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 横山 勝治 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 塚原 孝 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−309552(JP,A) 特開 平1−287794(JP,A) 特開 平5−205149(JP,A) 特開 昭51−84699(JP,A) 実開 昭57−151686(JP,U) 実開 昭60−153388(JP,U) 実開 昭60−92371(JP,U) 実開 平6−11088(JP,U) 実開 平3−37587(JP,U) 実開 昭60−104984(JP,U) 実開 平5−51827(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G07F 13/00 - 15/12 B65B 1/00 - 3/36 B65B 37/00 - 39/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粉末原料を収容したホッパ形の原料箱の底
    部側にスクリュー先端を原料搬出口に向けて配置したス
    クリューフィーダを有し、販売指令に基づいて粉末原料
    を定量ずつ搬出する自動販売機の粉末原料供給装置にお
    いて、原料箱内に、前記スクリューフィーダの回転に従
    動するウォームホイールと、該ウォームホイールより上
    方に配置され、かつウォームホイールの回転に従動して
    回転し原料箱内の原料を攪拌する撹拌ホイールとを備え
    たことを特徴とする自動販売機の粉末原料供給装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の自動販売機の粉末原料供給
    装置において、スクリューフィーダの先端に開口する原
    料搬出口に口金を設け、かつ該口金における開口面の奥
    行きと高さとの正接を粉末原料の安息角以下に設定した
    ことを特徴とする自動販売機の粉末原料供給装置。
JP2000323590A 1993-02-25 2000-10-24 自動販売機の粉末原料供給装置 Expired - Lifetime JP3384392B2 (ja)

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