JP3947914B2

JP3947914B2 - 飲料製造機の原料搬出制御装置

Info

Publication number: JP3947914B2
Application number: JP2002049021A
Authority: JP
Inventors: 孝之村木
Original assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Retail Systems Co Ltd
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP2003248863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２以上の原料を混合して飲料を製造する飲料ディスペンサやカップ式飲料自動販売機などの飲料製造機に関し、特にその原料搬出制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記した飲料製造機において、２以上の原料、例えばシロップと水とを調合して一定量（カップ一杯分）の飲料を製造する場合、各原料は所定量が正確に搬出されなければならないことは勿論であるが、それのみでは十分ではない。すなわち、各原料の搬出開始と搬出終了のタイミングがほぼ整合している必要があり、このタイミングにずれがあると、でき上がり飲料の濃さ（味）がカップの上部と底部とで異なってしまい、風味が損われることになる。従って、原料の搬出には搬出速度、つまり流量の観念も必要である。
【０００３】
一方、原料の搬出制御として、搬出される原料の単位量ごとにパルスを発生させ、このパルスのカウント数が予め設定された所定値に達すると、原料の搬出を停止する方法が知られている。このパルスカウント方式の原料搬出制御において、所定量の原料を搬出させるためのパルス数を決定するには、１パルス当りの原料搬出量（「パルスレート」と呼ばれる。）を予め測定する必要がある。そのため、従来から一定の規定パルス数で搬出させた原料の量を使用者（オペレータ）が実測し、この実測値を制御装置に設定入力することにより、「パルスレート＝搬出量実測値／規定パルス数」の関係からパルスレートを演算させている。また、各原料の所定量は予め設定された原料割合、例えばシロップを水で希釈する飲料ディスペンサでは、シロップ希釈率とカップ一杯当りの飲料量（ml）の設定値から演算される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、パルスレート及びそれに基づく各原料の所定パルス数は、規定パルス数で搬出させた原料の実測値を入力することにより、自動的に演算可能である。これに対して、各原料の搬出時間の整合は従来は手動で行なっており、例えばシロップをモータ駆動のシロップポンプで搬出させる飲料ディスペンサでは、シロップポンプのモータ回転数を可変抵抗を手動で調整するなどして上下させ、シロップ搬出時間を希釈水の搬出時間に合わせるようにしている。しかしながら、シロップの搬出時間はシロップの種類（粘度）により異なり、多種類のシロップについて搬出時間を手動調整するのは手間がかかり、また消費するシロップの無駄も多かった。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、パルスカウント方式の飲料製造機の原料搬出制御装置において、各原料の搬出時間を無駄なく容易に整合できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、パルスレートを求めるための規定パルス数による原料搬出時に、その搬出時間を同時に計測する一方、原料の基準となる搬出流量（基準搬出流量）を予め設定しておき、規定パルス数による原料搬出量の実測値とその搬出時間とから演算される原料搬出流量がこの基準搬出流量と相違する場合には、その差に応じて飲料製造時に原料搬出流量を基準搬出流量に合わせて補正するものである。これにより、各原料の搬出時間がほぼ一致するようになる。
【０００７】
すなわち、この発明は、原料搬出手段により単位量の飲料原料が搬出される度にパルスを発生するパルス発生手段と、前記パルスの数をカウントするパルスカウント手段と、飲料製造信号に応じて前記飲料原料の搬出を開始させるとともに、前記パルスのカウント数が所定値に達すると前記飲料原料の搬出を停止させる原料搬出制御手段と、前記パルス数の規定値を設定する手段と、この規定値により搬出された前記飲料原料の搬出量の実測値を入力する手段と、この実測値と前記パルス数の規定値とから前記飲料原料の１パルス当りの搬出量をパルスレートとして演算するパルスレート演算手段と、飲料の原料割合を設定する飲料設定手段と、この原料割合と前記パルスレートとから飲料一杯当りの前記パルス数の所定値を演算するパルス数演算手段とを備え、飲料製造時にはこの演算パルス数に基づいて前記飲料原料を搬出させる飲料製造機の原料搬出制御装置において、
前記飲料原料の基準搬出流量を設定する基準流量設定手段と、前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した時の搬出時間を計測する搬出時間計測手段と、この計測搬出時間と前記飲料原料の搬出量実測値とから搬出流量を演算する搬出流量演算手段と、この演算搬出流量と前記基準搬出流量とを比較し、それらに差がある場合には、飲料製造時に前記飲料原料の搬出流量を前記基準搬出流量に合わせて補正する搬出流量補正手段とを設けるものとする（請求項１）。
【０００８】
請求項１において、前記搬出流量補正手段としては、前記原料搬出手段の駆動レベルを補正する駆動レベル制御手段を設けるのがよい（請求項２）。
【０００９】
請求項２において、前記原料搬出手段がモータ駆動のポンプからなる場合には、前記駆動レベル制御手段はポンプモータの回転レベルを補正するものとすることができる（請求項３）。
【００１０】
請求項２において、前記原料搬出手段がガス圧と電磁弁とからなる場合には、前記駆動レベル制御手段は前記電磁弁の開閉頻度レベルを補正するものとすることができる（請求項４）。
【００１１】
請求項１において、前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した時の搬出時間が未計測であれば、アラームを出す警報手段を設けるのがよい（請求項５）。これにより、搬出時間が万一未計測の場合にも、それに気付いて処置を施すことができる。
【００１２】
請求項５において、前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した時に、搬出時間が未計測であれば、予め設定した標準時間を前記搬出時間として用いるようにするのがよい（請求項６）。搬出時間が未計測のままであると以後の演算ができず、搬出流量の補正が不能になる。従って、その場合に標準時間で代用すれば、補正不能を回避することができる。
【００１３】
請求項１において、前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した時の搬出時間は、前記飲料原料の搬出を行なわずに外部から設定できるようにしておくのがよい（請求項７）。記憶された搬出時間が消えてしまったり、制御基板を故障により交換したりした場合、搬出時間を外部から設定できれば、再度、パルスレート測定を行なう必要がなく、飲料原料や作業時間の無駄がなくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、シロップポンプにより搬出したシロップを水で希釈して飲料を製造する飲料ディスペンサにおけるこの発明の実施の形態を示す制御ブロック図である。図１において、１はディスペンサ全体を制御するＣＰＵ、２はＣＰＵ１の制御プログラムを格納するＲＯＭ、３は原料搬出時間などの各種の制御データを記憶するＲＡＭ、４は外部機器に対する入出力部、５はシロップポンプを駆動する直流モータからなるシロップモータ、６はシロップポンプの回転に伴いパルスを発生するパルス発生器、７は使用者が原料希釈率などの各種のデータを設定入力するキーボード、８は飲料を製造搬出させる飲料ボタンである。
【００１５】
図２は、チューブポンプからなるシロップポンプ９を示す正面図である。シロップポンプ９は、図示しないシロップタンクに接続されたチューブ１０とシロップモータ５に直結されたロータ１１とを備え、ロータ１１の両端にはチューブ１０をケーシング１２の円弧面に押し付けるローラ１３が取り付けられている。ロータ１１が図２の反時計方向に回転すると、チューブ１０はローラ１３により１回転に２回しごかれ、チューブ先端のシロップノズル１４から図示しないカップにシロップが搬出される。シロップノズル１４に隣接して、図示しない水ポンプを介して水リザーバに接続された水ノズル１５が配置され、飲料製造時にはシロップと一緒に冷水が水ノズル１５からカップに搬出される。
【００１６】
一方、チューブ１０の近傍にはローラ１３の通過を検出して開閉するリードスイッチなどからなるセンサ１６が配置され、その開閉信号はパルス発生器６に入力されている。これにより、パルス発生器６は、ロータ１１の１回転ごとに２個のパルスを発生し、このパルスはＣＰＵ１に読み込まれる。
【００１７】
図示飲料ディスペンサにおいて、飲料の製造（販売）時に、所望のシロップ及びカップサイズの飲料ボタン８を押すと、定量の水とシロップが同時にカップに搬出され、シロップはカップ内で水により希釈される。ここで、カップ一杯当りの飲料量（ml）及びシロップの希釈率は、カップサイズ及びシロップの種類別に、キーボード７からＲＡＭ３に設定入力されている。従って、飲料ボタン８によりカップサイズ（例えば標準サイズで200ml）と希釈率（例えば３、つまりシロップ１に対して水３の割合）が指定されると、ＣＰＵ１はカップ一杯に必要な水量（例えば200×3/4=150ml）と、シロップ量（例えば200×1/4=50ml）とを演算し、この演算結果に基づいて水ポンプ及びシロップポンプ９を駆動する。
【００１８】
シロップの搬出量制御は、パルス発生器６が発生するパルスをカウントすることにより行われる。すなわち、ＣＰＵ１は、シロップ搬出時にシロップポンプ９の回転に伴ってパルス発生器６が発生するパルスをカウントし、このカウント数が所定値に達するとシロップポンプ９を停止させる。この所定パルス数はシロップの種類（粘度）によりそれぞれ異なり、これはＲＡＭ３に記憶された１パルス当りのシロップ搬出量、いわゆるパルスレートＲ（ml/パルス）から演算決定される。このパルスレートＲは、実測により以下のように求められる。まず、パルス数の規定値Ｐ₀をキーボード７から入力する。この規定パルス数Ｐ₀はＲＡＭ３に記憶される。そこで、パルス発生器６からのパルスのカウント数が規定パルス数Ｐ₀になるまでシロップポンプ９を駆動させ、シロップを搬出させる。次いで、搬出されたシロップの量Ｖ（ml）を実測し、この実測値Ｖをキーボード７から入力する。これにより、そのシロップのパルスレートＲは、実測値Ｖ／規定パルス数Ｐ₀により演算され、ＲＡＭ３に記憶・保持される。飲料製造時にカウントされる所定パルス数Ｐは、シロップ必要量(ml)／パルスレートＲ(ml/パルス)から決定される。
【００１９】
飲料製造時の各シロップの必要量は、上記したパルスレートＲに基づく所定パルス数Ｐのカウントにより問題なく搬出されるが、その際、搬出時間をすでに述べたように希釈水の搬出時間と略同じに揃える必要がある。ここで、シロップは種類により粘度が相違し、シロップポンプ９を同一条件で回しても搬出流量Ｑ（ml/秒）はシロップごとに異なる。しかし、水は粘度が一定しているから、常に同一の流量が得られる。この流量は工場出荷時に、例えば25ml/秒に調整されており、例えば150mlの水の搬出時間は約６秒となる。この希釈水もシロップと同様に、水ポンプの回転により発生させたパルスのカウントにより、搬出量を制御しているが、そのパルスレートも水では一定である。そこで、この水の搬出時間（例えば約６秒）を基準値として、各シロップの搬出時間をこれに合わせる。
【００２０】
その場合、例えば粘度が中位のシロップを代表に選んで標準シロップとし、これに対して流量Ｑ、従って搬出時間Ｔを次のようにして実験的に水に合わせる。シロップの流量Ｑはその種類によって異なるものの、同一のシロップについてはシロップポンプ９の回転速度に略比例する。図３は、シロップポンプ９の回転速度（横軸）と、上記した水の搬出時間（６秒）でのシロップ搬出量（縦軸）との関係の一例を模式的に示す線図である。このデータは、種々の回転速度でシロップポンプを運転しながら、一定時間（６秒）のシロップ搬出量を実測して得られるものである。ここで、回転速度は、例えば１〜６４のレベルが定められており、図３ではこの回転レベルで回転速度を表している。なお、シロップポンプ９の回転速度は、シロップモータ５が高速でＯＮ／ＯＦＦされることにより可変制御されている。
【００２１】
図３の例では、モータ回転レベル30で６秒間に50mlのシロップが搬出され、同じくモータ回転レベル20では40ml、またモータ回転レベル40では60mlが搬出される。すなわち、標準シロップについては、モータ回転レベル30で、所定パルス数Ｐをカウントするまでシロップポンプ９を駆動することにより、希釈水が150ml搬出される６秒の間に、シロップが50ml（Ｑ≒8.3ml/秒）搬出される。このモータ回転レベルとシロップ搬出量との関係は、データテーブルとしてＲＡＭ３に設定入力しておく。なお、この搬出量の実測はすでに述べた各シロップのパルスレートＲの測定に先立ち実施され、これにより標準シロップではモータ回転レベルが例えば30で、希釈水の搬出時間、例えば６秒で適正なシロップ搬出量、例えば50mlが得られることが判明したら、各シロップのパルスレートＲの測定時にもこのモータ回転レベル30でシロップポンプ９を駆動させる。
【００２２】
それでは、標準シロップ以外の各シロップについて、搬出時間を希釈水に合わせる制御について述べる。図４は、パルスレート測定時のタイムチャートを示すものである。すでに述べたようにパルスレート測定時には、ＣＰＵ１は規定パルス数Ｐ₀をカウントするまでシロップを搬出させる。その際、図４に示すように同時に搬出時間（モータ駆動時間）Ｔ（秒）を内蔵する時計機能により計測し、ＲＡＭ３に記憶させる。
【００２３】
次いで、シロップ搬出量の実測値Ｖ(ml)が入力されると、ＣＰＵ１はパルスレートＲを演算するとともに、流量Ｑ（ml/秒）を搬出量実測値Ｖ／計測時間Ｔから演算する。例えば、4.5秒で30ml搬出されたとすると、流量Ｑは30/4.5≒6.7ml/秒で、予定販売時間６秒の搬出量は約40ml（＝6.7ml/秒×６秒）となる。これは、標準シロップより約10ml少ない。そこで、ＣＰＵ１はそのシロップについては、搬出量が予定より10ml少ないということをＲＡＭ３に記憶させておく。そして、飲料の実製造時に、例えば飲料一杯量200ml、希釈率3.5としてシロップを約45ml/６秒搬出させたいときは、+10ml補正して55ml/６秒のモータ回転レベル35（図３参照）でシロップモータ５を駆動する。これにより、結果として45mlのシロップを希釈水に合わせて約６秒で搬出することができる。このシロップモータ回転レベル（原料搬出手段駆動レベル）の補正は、各シロップについてそれぞれ行われる。
【００２４】
パルスレート測定時に、規定パルス数Ｐ₀に基づく搬出時間Ｔが計測されないと、流量Ｑの演算が行われず、従ってモータ回転レベルの補正が不能になる。そこで、ＣＰＵ１は搬出時間Ｔを計測できなかった場合には、その旨をキーボード７の表示器７ａに警報表示する一方、ＲＡＭ３に予め適宜に設定された標準時間（予測時間）を読み込んで流量Ｑを演算する。これにより、搬出時間Ｔが得られなかった場合にも、モータ回転レベルの一応の補正が可能である。また、搬出時間Ｔはパルスレート測定を行なわなくても、それ単独でキーボード７から入力可能となっている。これにより、なんらかのトラブルでＲＡＭ３の記憶が消えてしまったり、制御基板の交換でデータの移植の必要が生じたりした場合に、改めてパルスレート測定を行なうことなく、データの修復を図ることができる。
【００２５】
図５は、ガス圧により電磁弁を介してシロップを搬出する飲料ディスペンサにおけるこの発明の実施の形態を示す制御ブロック図、図６は配管系統図である。図６において、シロップはシロップタンク１７に貯蔵され、このシロップタンク１７には炭酸ガスボンベ１８からのガス圧が常時作用している。一方、シロップタンク１７に接続されたシロップチューブには電磁弁１９及び流量センサ２０が挿入されている。電磁弁１９を開くと、シロップは炭酸ガス圧で押されてノズル２１から搬出され、またその際、流量センサ２０は通過するシロップの単位量ごとにパルスを発生する。図示しないが、シロップノズル２１に隣接して水ノズルが配置され、飲料製造時には水ポンプによりカーボネータを経由した水（炭酸水）がシロップと一緒にカップに搬出される。
【００２６】
図５において、電磁弁１９はＣＰＵ１により開閉制御され、また流量センサ２０の発生するパルスはＣＰＵ１によりカウントされる。図７は、パルスレート測定時のタイムチャートである。図７において、パルスレート測定時には規定パルス数Ｐ₀をカウントし、その間、電磁弁１９をＯＮ（開）してシロップを搬出するとともに、搬出時間Ｔを計測する。ここで、図７に示すように、シロップは電磁弁１９のＯＮ／ＯＦＦ（開／閉）により間欠的に吐出され、ＯＮ時間の長短により流量の可変制御が行われている。すなわち、シロップ搬出手段の駆動レベルは、電磁弁１９のＯＮ時間により定められている。なお、この駆動レベルは、電磁弁１９のＯＮ時間を一定にして、その周期を可変することによっても可能である。図５の実施の形態は、シロップの搬出手段及びパルスの発生手段が相違するのみで、その他の構成・作用は図１と本質的に同じなので、以降の説明は省略する。なお、上記実施の形態では飲料ディスペンサの例を示したが、この発明はカップ式の飲料自動販売機にもそのまま適用可能である。また、液体原料（シロップ）と水とを調合する場合に限らず、コーヒー、ミルク、砂糖などの粉末原料を湯で溶解する自動販売機にも適用可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上の通り、この発明は、パルスレート測定時に原料搬出時間を計測し、この計測時間と原料搬出量の実測値とから演算した原料搬出流量を予め登録した基準搬出流量に合わせて補正するもので、これにより複数の原料の搬出時間を容易に揃え、飲料の製造品質を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示す飲料ディスペンサの制御ブロック図である。
【図２】図１におけるシロップポンプの正面図である。
【図３】図１の飲料ディスペンサにおける標準シロップの原料搬出特性を示す線図である。
【図４】図１の飲料ディスペンサにおけるパルスレート測定のタイムチャートである。
【図５】この発明の異なる実施の形態を示す飲料ディスペンサの制御ブロック図である。
【図６】図１の飲料ディスペンサの配管系統図である。
【図７】図５の飲料ディスペンサにおけるパルスレート測定のタイムチャートである。
【符号の説明】
５シロップモータ
６パルス発生器
７キーボード
９シロップポンプ
１７シロップタンク
１８炭酸ガスボンベ
１９電磁弁
２０流量センサ

Claims

原料搬出手段により単位量の飲料原料が搬出される度にパルスを発生するパルス発生手段と、前記パルスの数をカウントするパルスカウント手段と、飲料製造信号に応じて前記飲料原料の搬出を開始させるとともに、前記パルスのカウント数が所定値に達すると前記飲料原料の搬出を停止させる原料搬出制御手段と、前記パルス数の規定値を設定する手段と、この規定値により搬出された前記飲料原料の搬出量の実測値を入力する手段と、この実測値と前記パルス数の規定値とから前記飲料原料の１パルス当りの搬出量をパルスレートとして演算するパルスレート演算手段と、飲料の原料割合を設定する飲料設定手段と、この原料割合と前記パルスレートとから飲料一杯当りの前記パルス数の所定値を演算するパルス数演算手段とを備え、飲料製造時にはこの演算パルス数に基づいて前記飲料原料を搬出させる飲料製造機の原料搬出制御装置において、
前記飲料原料の基準搬出流量を設定する基準流量設定手段と、前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した時の搬出時間を計測する搬出時間計測手段と、この計測搬出時間と前記飲料原料の搬出量実測値とから搬出流量を演算する搬出流量演算手段と、この演算搬出流量と前記基準搬出流量とを比較し、それらに差がある場合には、飲料製造時に前記飲料原料の搬出流量を前記基準搬出流量に合わせて補正する搬出流量補正手段とを設けたことを特徴とする飲料製造機の原料搬出制御装置。
前記搬出流量補正手段として、前記原料搬出手段の駆動レベルを補正する駆動レベル制御手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の飲料製造機の原料搬出制御装置。
前記原料搬出手段はモータ駆動のポンプからなり、前記駆動レベル制御手段はポンプモータの回転レベルを補正することを特徴とする請求項２記載の飲料製造機の原料搬出制御装置。
前記原料搬出手段はガス圧と電磁弁とからなり、前記駆動レベル制御手段は前記電磁弁の開閉頻度レベルを補正することを特徴とする請求項２記載の飲料製造機の原料搬出制御装置。
前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した時の搬出時間が未計測であれば、アラームを出す警報手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の飲料製造機の原料搬出制御装置。
前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した時の搬出時間が未計測であれば、予め設定した標準時間を前記搬出時間として用いるようにしたことを特徴とする請求項５記載の飲料製造機の原料搬出制御装置。
前記規定パルス数により前記飲料原料を搬出した時の搬出時間を前記飲料原料の搬出を行なわずに外部から設定できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の飲料製造機の原料搬出制御装置。