JP4155151B2 - 飲料自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、飲料自動販売機に関し、より詳細には、例えばカップ式飲料自動販売機等のように、飲料容器に飲料原料を供給して飲料を提供する飲料自動販売機に関する。

一般に、コーヒー飲料を提供するカップ式飲料自動販売機において、インスタントコーヒー飲料の調理方式の一つとしてカップミキシング方式が知られている。

図４は、このようなカップミキシング方式を採用する飲料自動販売機の要部を示した説明図である。この図４における飲料自動販売機が採用するカップミキシング方式は、次のようにしてインスタントコーヒー飲料を調整するものである。カップ供給装置３０から供給されたカップ２をカップ搬送装置３１によって搬送する途中に、各種原料キャニスタ３２から粉末原料（コーヒー原料）や必要に応じて砂糖、クリーム等（以上、粉末原料等ともいう）を投入する。そして、貯湯タンク１１０から添加湯供給配管１３０を通じて飲料原料である添加湯を、該添加湯供給配管１３０に配設した給湯バルブ１３１を複数回に亘って開閉することによりカップ２の内部に間欠的に投入し、該添加湯と粉末原料等とが混合撹拌してインスタントコーヒー飲料を調整する（例えば、特許文献１）。このように、添加湯を間欠的にカップ２の内部に投入することにより、投入された添加湯の流れの乱れによる撹拌力の向上と、飲料の発泡抑制効果が発揮されることになる。

特公平７−３６７４号公報

ところが、上記飲料自動販売機では、給湯バルブ１３１は、高温の添加湯を通過させるために耐熱仕様とする必要があるとともに、必要な供給流量を得るためにオリフィス径を十分に確保する観点から、比較的大型のものが必要であった。また、該給湯バルブ１３１を飲料原料であるレギュラーコーヒー飲料を通過させるために用いた場合には、該レギュラーコーヒー飲料に含まれるコーヒー豆の残渣がバルブ内に侵入することを防止するためにシール形状を強化する必要があった。このように、給湯バルブ１３１は、さまざまな工夫を施す必要があり、高価なものが必要であった。そのため、飲料自動販売機全体に要するコストも十分に高いものであった。尚、ここでは、インスタントコーヒー飲料等のコーヒー飲料を提供するカップ式飲料自動販売機について説明したが、かかるものに限定されずに他の飲料を提供する飲料自動販売機等においても同様の問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みて、提供する飲料内に残存する粉末原料等の他の飲料原料の溶け残りや、提供する飲料の発泡量を十分に少なくすることができるとともに、飲料自動販売機全体に要するコストを低減させることができる飲料自動販売機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る飲料自動販売機は、飲料容器に飲料原料を供給して飲料を提供する飲料自動販売機において、前記飲料容器に対して、前記飲料原料を加圧噴射して供給する供給手段と、前記飲料原料の加圧量を調整することにより、前記供給手段による前記飲料原料の供給流量を連続的に増減させて制御する供給流量制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る飲料自動販売機は、上記請求項１において、前記供給手段は、前記飲料原料を分散させた状態で供給することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る飲料自動販売機は、上記請求項２において、前記供給手段は、前記飲料容器の中心軸に対称となる態様で、前記飲料原料を分散させた状態で供給することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載の飲料自動販売機によれば、飲料原料の加圧量を調整して該飲料原料の供給流量を連続的に増減させることにより、提供する飲料内に残存する粉末原料等の他の飲料原料の溶け残りや、提供する飲料の発泡量を十分に少なくすることができ、従来のように給湯バルブを必要としない。そのため、該給湯バルブに要するコストを削減することができ、飲料自動販売機全体に要するコストを低減させることができるという効果を奏する。

本発明の請求項２に記載の飲料自動販売機によれば、上記請求項１に記載の発明が奏する効果に加え、つぎのような効果を奏する。すなわち、供給手段が飲料原料を分散させた状態で加圧噴射して飲料容器に供給するので、該飲料容器に供給された飲料原料の流れが一方向に集約することを回避することができ、該飲料容器の開口部に向かって上昇する飲料原料の流れを抑制・均一化することができる。これにより、飲料原料の供給による飛び散りを防止することができる。また、飲料原料を分散させた状態で供給するので、該飲料原料の表面積が大きいものになり、該飲料原料と、他の飲料原料との接触面積を増加させることができる。そのため、飲料原料どうしの撹拌を促進させることができ、結果として、飲料の提供に要する時間を短縮することができ、これにより、販売動作時間の短縮化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の請求項３に記載の飲料自動販売機によれば、上記請求項２に記載の発明が奏する効果に加え、つぎのような効果を奏する。すなわち、供給手段は、飲料容器の中心軸に対称となる態様で、飲料原料を分散させて供給するので、該飲料容器に供給された飲料原料どうしが互いに逆方向に衝突して撹拌されるとともに、飲料原料の供給による飛び散りを防止することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る飲料自動販売機の好適な実施例を詳細に説明する。尚、以下においては、説明の便宜上、インスタントコーヒー飲料を提供するカップ式飲料自動販売機について説明する。

図１は、本発明の実施例に係る飲料自動販売機（カップ式飲料自動販売機）の要部を示した説明図であり、図２は、図１における一部を拡大して示した説明図である。これら図１および図２において、カップ式飲料自動販売機１０は、飲料容器であるカップ２に対して飲料原料としての添加湯を供給してインスタントコーヒー飲料を提供するものである。すなわち、カップ式飲料自動販売機１０は、ホットのインスタントコーヒー飲料を提供するものである。このカップ式飲料自動販売機１０は、貯湯タンク１１と、ガス供給配管１２と、添加湯供給配管１３とを備えて構成してある。

また、カップ式飲料自動販売機１０が添加湯を供給するカップ２は、所定のベンドステージＳに載置してあり、その内部には、原料キャニスタ（図示せず）より投入された粉末原料（コーヒー原料）、並びに必要に応じて投入された砂糖およびクリーム（以下、粉末原料等１ともいう）が堆積している。より詳細に説明すると、カップ２は、カップ供給装置（図示せず）から供給されたものであり、カップ搬送装置（図示せず）によってベンドステージＳまで搬送される。このカップ搬送装置により搬送される途中で粉末原料等１がカップ２の内部に投入されて堆積している。

貯湯タンク１１は、添加湯を貯留するためのものである。より詳細に説明すると、貯湯タンク１１は、給水配管１４を通じて供給された飲料水を、内蔵されたヒータ１１ａで加熱して添加湯として貯留するものである。

ガス供給配管１２は、貯湯タンク１１と、ガスボンベ１５とに接続してあり、ガスボンベ１５の内部にあるガスを貯湯タンク１１の内部に導くためのものである。このガス供給配管１２には、ガス供給バルブ１６が配設してある。

添加湯供給配管１３は、貯湯タンク１１に連接してあり、また、該貯湯タンク１１の内部にある添加湯をベンドステージＳ上のカップ２に供給できるよう配設してある。より詳細に説明すると、添加湯供給配管１３は、図２の（ａ）に示したように、その中心軸がカップ２の中心軸に一致するように配設してあり、換言すると、添加湯供給配管１３は、その中心軸の延長線がカップ２の開口部２ａの中心およびカップ２の底面２ｂの中心を通るように配設してある。この添加湯供給配管１３には、その先端部に供給ノズル１７が設けてある。

供給ノズル１７は、複数の供給孔を有した多孔構造となっている。より詳細に説明すると、供給ノズル１７は、その下面に、一つの直進供給孔１８と、複数の分散直進供給孔１９とを有している。

直進供給孔１８は、添加湯供給配管１３の中心軸上に設けてある。この直進供給孔１８は、詳細は後述するが、添加湯を直進状に噴射させるためのものである。直進供給孔１８から噴射された添加湯は、直進噴射添加湯３としてカップ２の中心軸上を通って該カップ２に供給されることになる。

複数の分散直進供給孔１９は、直進供給孔１８を中心とする円周上に設けてあり、すなわち、添加湯供給配管１３の中心軸に対称となるように設けてある。それら分散直進供給孔１９は、詳細は後述するが、添加湯をカップ２の中心軸に対称となるよう放射状に均等に分散させた状態で、該カップ２の底面周縁部に向かって直進状に噴射させるものである。分散直進供給孔１９から噴射された添加湯は、分散噴射添加湯４としてカップ２の底面周縁部に向かって直進し、該カップ２に供給されることになる。

以上のようなカップ式飲料自動販売機１０は、次のようにしてインスタントコーヒー飲料（ホット）を提供する。図３は、供給ノズルからの供給流量と時間との関係を示したものであり、以下においては、適宜図３を用いて説明する。

時点ｔ０において、ガス供給バルブ１６を開状態にしてガス供給配管１２を開通状態にする。このようにガス供給配管１２を開通状態にすることにより、貯湯タンク１１とガスボンベ１５とが連通状態になり、貯湯タンク１１の内部はガスボンベ１５からのガスにより加圧されることになる。これにより、貯湯タンク１１の内部にある添加湯を、添加湯供給配管１３を通じて送出し、供給ノズル１７の直進供給孔１８および分散直進供給孔１９のそれぞれから同時に加圧噴射させる。

それら直進供給孔１８および分散直進供給孔１９のそれぞれから同時に加圧噴射された添加湯は、次のようにしてカップ２の内部に供給されることになる。直進供給孔１８から加圧噴射された添加湯は、直進噴射添加湯３としてカップ２の中心軸上を通って該カップ２の内部に供給される。その一方、それぞれの分散直進供給孔１９から加圧噴射された添加湯は、図２の（ｂ）に示したように、分散噴射添加湯４としてカップ２の中心軸に対称となるよう放射状に均等に分散させた状態で、該カップ２の底面周縁部に向かって直進して該カップ２の内部に供給される。つまり、供給ノズル１７からは、カップ２の中心軸を通って直進する直進噴射添加湯３と、該カップ２の中心軸に対称となる態様で、放射状に均等に分散した分散噴射添加湯４とが供給される。

カップ２の内部に供給された直進噴射添加湯３および分散噴射添加湯４は、カップ２の内部に堆積している粉末原料等１を削って該カップ２の底面２ｂに到達後、底面２ｂから跳ね返ることにより、複数の渦状の循環流れ５を発生させる。粉末原料等１は、循環流れ５と一緒に循環することにより撹拌され、その一部が添加湯（直進噴射添加湯３および分散噴射添加湯４）に溶解する。

時点ｔ１において、ガス供給バルブ１６を閉状態にしてガス供給配管１２を閉止状態にする。このようにガス供給配管１２を閉止状態にすることにより、貯湯タンク１１の内部の圧力は、大気圧に近づくまで徐々に低下する。これにより、図２の（ｃ）に示したように、供給ノズル１７からの添加湯の供給流量も徐々に減少する。この場合、カップ２の内部では、循環流れ５の慣性で粉末原料等１を溶解させることになる。

時点ｔ２において、再びガス供給バルブ１６を開状態にすることにより貯湯タンク１１の内部を加圧し、該貯湯タンク１１の内部にある添加湯を、供給ノズル１７の直進供給孔１８および分散直進供給孔１９のそれぞれから同時に加圧噴射させる。そして、時点ｔ３において、再びガス供給バルブ１６を閉状態にすることにより貯湯タンク１１の内部の圧力を徐々に低下させ、供給ノズル１７からの供給流量を徐々に減少させる。

その後、時点ｔ４で時点ｔ２の動作と同じ動作を繰り返し、時点ｔ５で時点ｔ３と同じ動作を繰り返して、時点ｔ６でカップ２の内部の添加湯量が所定量に達し、インスタントコーヒー飲料が提供されることになる。このように、本実施例では、図３に示したように、従来の飲料自動販売機が給湯バルブ（１３１）を用いて２回間欠して３回の添加湯の供給をする間に、３回の供給流量の連続的な増減を繰り返す。

上記カップ式飲料自動販売機１０を総括して説明すると、添加湯供給配管１３、ガスボンベ１５および供給ノズル１７が、飲料原料である添加湯をカップ２の中心軸に対称となるよう分散させた状態で加圧噴射する供給手段を構成しており、ガス供給バルブ１６が添加湯の加圧量を調整することにより、該添加湯の供給流量を連続的に増減させて制御する供給流量制御手段を構成している。

以上のようなカップ式飲料自動販売機１０においては、添加湯を供給ノズル１７から加圧噴射し、かつガス供給バルブ１６を開閉して添加湯の加圧量を調整して、該添加湯の供給流量を連続的に増減させるので、カップ２の内部に供給された添加湯（直進噴射添加湯３および分散噴射添加湯４）の流れに乱れが生じて撹拌力が向上し、粉末原料等１の溶け残りを十分に少なくすることができる。

一方、カップ２の内部での泡は、供給ノズル１７から加圧噴射された添加湯が、既に供給された添加湯の液面に突入する際に空気を巻き込むことにより、その空気を中心として発生する。特に既に供給された添加湯中における溶解不十分な粉末原料等１の表面にはわずかな気相が存在し、該気相が上記泡と結合してより大きな泡が発生するものと考えられている。そこで、上述のように添加湯の供給流量を連続的に増減させ、添加湯の供給流量が少ない場合には、循環流れ５の慣性で粉末原料等１を溶解させて泡の発生源を減少させるので、提供するインスタントコーヒー飲料の発泡量を十分に少なくすることができる。

このように、カップ式飲料自動販売機１０によれば、添加湯の加圧量を調整して該添加湯の供給流量を連続的に増減させることにより、提供するインスタントコーヒー飲料内に残存する粉末原料等１の溶け残りや、提供するインスタントコーヒー飲料の発泡量を十分に少なくすることができ、従来のように給湯バルブ（１３１）を必要としない。そのため、該給湯バルブ（１３１）に要するコストを削減することができ、飲料自動販売機全体に要するコストを低減させることができる。

また、上記カップ式飲料自動販売機１０によれば、添加湯をカップ２の中心軸に対称となるよう均等に分散させた状態で加圧噴射するので、該添加湯と粉末原料等１との撹拌を行いながら、粉末原料等１および添加湯（直進噴射添加湯３および分散噴射添加湯４）の一部が該カップ２の外に飛び散ることを防止することができる。また、直進噴射添加湯３および分散噴射添加湯４を分散させた状態で供給するので、カップ２の内壁面に沿った添加湯の流れが一方向に集約することを回避することができ、カップ２の開口部２ａに向かって上昇する添加湯の流れを抑制・均一化して粉末原料等１および添加湯（直進噴射添加湯３および分散噴射添加湯４）の一部が該カップ２の外に飛び散ることを防止することができる。更に、添加湯を分散させた状態で供給するので、該添加湯の表面積が大きいものになり、該添加湯と、粉末原料等１との接触面積を増加させることができ、添加湯と粉末原料等１との撹拌を促進させることができる。そのため、インスタントコーヒー飲料の提供に要する時間を短縮することができ、これにより、該カップ式飲料自動販売機１０の販売動作時間の短縮化を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、上述の実施例では、飲料原料として添加湯を用いたが、その他に飲料水や抽出飲料等でも良い。飲料原料として飲料水を用いた場合には、提供される飲料は、コールド飲料になる。また、飲料原料として抽出飲料を用いた場合には、提供される飲料は、レギュラーコーヒー飲料等になる。

また、上述の実施例では、加圧手段としてガスボンベ１５を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、エアポンプを用いても良い。このように、エアポンプを用いる場合には、該エアポンプのモータが交流（ＡＣ）であれば入力の周波数を変更することにより、該エアポンプのモータが直流（ＤＣ）であれば間欠入力することにより飲料原料の加圧量を調整して、飲料原料の供給流量を連続的に増減させれば良い。

以上のように、本発明に係る飲料自動販売機は、カップ等の飲料容器に飲料原料を供給して飲料を提供するカップ式飲料自動販売機に有用である。

本発明の実施例に係る飲料自動販売機（カップ式飲料自動販売機）の要部を示した説明図である。 図１における一部を拡大して示した説明図である。 供給ノズルからの供給流量と時間との関係を示した図表である。 従来のカップミキシング方式を採用する飲料自動販売機の要部を示した説明図である。

符号の説明

１０ 飲料自動販売機
１１ 貯湯タンク
１１ａ ヒータ
１２ ガス供給配管
１３ 添加湯供給配管
１４ 給水配管
１５ ガスボンベ
１６ ガス供給バルブ
１７ 供給ノズル
１８ 直進供給孔
１９ 分散直進供給孔

Claims (3)

1. 飲料容器に飲料原料を供給して飲料を提供する飲料自動販売機において、
   前記飲料容器に対して、前記飲料原料を加圧噴射して供給する供給手段と、
   前記飲料原料の加圧量を調整することにより、前記供給手段による前記飲料原料の供給流量を連続的に増減させて制御する供給流量制御手段と
   を備えたことを特徴とする飲料自動販売機。
2. 前記供給手段は、前記飲料原料を分散させた状態で供給することを特徴とする請求項１に記載の飲料自動販売機。
3. 前記供給手段は、前記飲料容器の中心軸に対称となる態様で、前記飲料原料を分散させた状態で供給することを特徴とする請求項２に記載の飲料自動販売機。

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