JP4228734B2 - Powder feeder - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カップ式自動販売機、ディスペンサおよび化学処理プラントなどにおいて、粉末容器内の粉末を所定量ずつ供給する粉末供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の粉末供給装置として、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この粉末供給装置は、下端部のベース部に原料放出口を有し、粉末原料を収容する原料容器と、一端部が原料放出口に入り込んだ状態でベース部内に取り付けられた螺旋体と、この螺旋体の他端部に連結されたギヤモータなどを有している。原料容器内の粉末原料は、ギヤモータによって螺旋体が回転駆動されることにより、螺旋体の他端部から一端部の原料放出口に向かって搬送され、排出される。
【0003】
また、ベース部の螺旋体の上方には、駆動軸が設けられており、この駆動軸には、ギヤモータが連結されるとともに、2つの攪拌羽およびカムが同軸状に取り付けられている。また、原料容器内には、駆動軸の上方に、長方形枠状の攪拌部材が設けられており、この攪拌部材は、原料容器に回動自在に取り付けられるとともに、板状のばね部材によって下方に付勢された状態で、ばね部材を介して駆動軸のカムに連結されている。この駆動軸は、ギヤモータによって螺旋体とともに回転駆動され、それにより、攪拌部材はカムの形状に従って上下方向に揺動し、粉末容器内の粉末原料を攪拌することによって、粉末原料が湿気などによって固化したり、原料容器の壁面に付着したりするのが防止される。以上の結果、粉末容器内の粉末原料は、螺旋体によって円滑に搬送され、排出される。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−251237号公報 (第3、4頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の粉末供給装置には、所定の微量の粉末原料を供給する場合に、1回ごとの供給量にばらつきが生じるという問題がある。すなわち、この供給装置では、粉末原料を、螺旋体によってその一端部まで搬送する必要があり、搬送距離が長いため、粉末が搬送中に螺旋体に付着するなどしてその搬送に支障をきたす可能性が高くなる。一旦、そのような支障が生じると、螺旋体は1つのみであるため、粉末の供給量に直接、影響を及ぼしてしまう。また、螺旋体の角度位置によっても螺旋体の一端部から離脱する粉末原料の量にばらつきが生じる。
【0006】
以上の結果、螺旋体の回転量が一定であっても、実際に供給される粉末の量がばらつくことは避けられない。そのため、粉末原料の供給量に高い精度が要求される場合には、その要求を満たすことができない。例えば、カップ式の自動販売機においては、販売される飲料の多様化に伴い、多種類の高濃縮の粉末原料が使用されており、その供給量の精度が飲料の味や香りに大きな影響を及ぼすため、粉末原料の供給量にばらつきがある場合、飲料の味や香りにもばらつきが生じ、品質を一定に保てないおそれがある。また、粉末原料が、原料容器およびオーガだけでなく、攪拌部材にも接触するため、原料容器内の衛生状態が損なわれるおそれもある。
【0007】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、所定量の粉末を、高い精度で安定して供給することができる粉末供給装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項1に係る発明は、粉末を収容した粉末容器と、粉末容器内の下端部に、水平かつ回転自在に設けられた軸部と、軸部の軸線方向の中央部の両側にそれぞれ位置し、外周面に一体に設けられ、巻き方向が互いに異なる一対の螺旋体と、を有し、粉末を中央部に向かって搬送するためのオーガと、粉末容器に軸部の中央部の下方に位置して設けられ、搬送された粉末を外部に供給するための供給口と、粉末の供給時に、オーガを所定方向に回転駆動する駆動機構と、粉末の供給時に、オーガおよび粉末容器の少なくとも一方を振動させる振動機構と、を備え、振動機構は、オーガの軸部に同軸状に一体に設けられた所定の形状のカム山を有する振動発生用カムと、振動発生用カムに係合する移動自在の振動発生部材と、振動発生部材を振動発生用カム側に付勢するとともに、振動発生部材がカム山から外れたときに、振動発生部材を振動発生用カムに衝突させるばねと、を有していることを特徴とする。
【0009】
この粉末供給装置によれば、粉末の供給時に、オーガが駆動機構によって所定の回転方向に回転駆動されることにより、粉末容器内の粉末は、オーガの軸部の外周面とこれに設けられた一対の螺旋体とによって外周面上に形成された一対の溝内に取り込まれる。一対の溝は、それぞれ粉末の搬送路として機能し、両溝内に取り込まれた粉末は、オーガの所定方向の回転に伴って、螺旋体に押されることにより、軸部の軸線方向に搬送される。その際、一対の螺旋体の巻き方向が互いに異なっているため、両溝内の粉末は、互いに異なる方向に、すなわち、両者とも軸部の中央部に向かって搬送される。そして、軸部の中央部まで搬送された粉末は、オーガから離脱し、下方の供給口を介して外部に供給される。
【0010】
このように、巻き方向の異なる一対の螺旋体によって粉末の2つの搬送路が構成されることから、供給口から供給される粉末の量は、それぞれの搬送路からの粉末の量の合計になる。すなわち、各搬送路からの供給量は、供給すべき所定量のほぼ半分になり、したがって、粉末の供給量のばらつきの度合は、両螺旋体からのそれぞれの供給量のばらつきの度合を平均したものになる。すなわち、粉末の搬送路が2つになった分、粉末の供給量のばらつきの度合が平準化されるので、実際に供給される粉末の量の1回ごとのばらつきを抑制することができる。また、搬送路が2つに分割されるため、各搬送路による搬送の長さは、搬送路が単一である従来よりも短縮される。したがって、搬送路に取り込まれてからこれを離脱するまでの粉末の移動距離も短縮されるので、例えば、搬送路内に粉末が付着するなどしてその搬送に支障をきたす可能性も小さくなる。以上により、粉末の実際の供給量のばらつきを抑制でき、所定量の粉末を精度よく供給することができる。
また、粉末の供給時に、オーガおよびこれを取り付けた粉末容器の少なくとも一方に、振動機構によって振動が加えられる。それにより、オーガは振動しながら粉末を搬送するので、オーガに粉末が付着し難くなり、所定量の粉末を、さらに精度よく供給することができる。また、振動機構によって粉末容器を振動させる場合、粉末容器の壁面に粉末が付着し難くなるとともに、粉末容器を介して、粉末に対しても振動が加えられるため、粉末の滞留を防止できる。それにより、従来と異なり、粉末容器内に攪拌部材を設ける必要がなくなるので、粉末容器内の粉末は、粉末容器およびオーガ以外には接触しない。以上により、粉末容器内の衛生状態を従来よりも良好に保つことができる。
さらに、振動発生部材は、オーガの回転に伴い、オーガと同軸状に一体に設けられた振動発生用カムのプロフィールに従って駆動される。また、振動発生部材がカム山から外れたときに、ばねの付勢力によってカムに衝突させられ、このときの衝撃によってオーガに振動が発生する。このように、本来的に回転するオーガ自身の回転力を利用し、比較的単純な構成でオーガを振動させることができるので、粉末のオーガへの付着を確実に防止することができ、その結果、所定量の粉末を、さらに精度よく供給することができる。
【0011】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の粉末供給装置において、一対の螺旋体の軸部の中央部側の端の位置が、周方向に互いに180°ずれていることを特徴とする。
【0012】
この粉末供給装置によれば、一方の螺旋体の中央部側の端(終端)に対して、他方の螺旋体の終端が周方向に180°ずれた角度位置にあるので、両螺旋体から粉末が外れてオーガから離脱するピークのタイミングが180°(半回転分)ずれる。このように、粉末の供給のピークが二分されるので、ピークが同時に発生する場合よりも粉末の供給量を経時的に平準化でき、それにより、全体の供給量のばらつきをさらに抑制でき、所定量の粉末をより精度よく供給することができる。
【0017】
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の粉末供給装置において、供給口に連通し、供給口に搬送された粉末を案内するための案内路をさらに備え、振動発生部材は、粉末の供給時に案内路に係合するように構成されていることを特徴とする。
【0018】
この粉末供給装置によれば、粉末の供給時に、振動発生部材が案内路にも係合することにより、オーガの回転に伴う振動発生部材の動きによって、案内路をも振動させる。そのため、オーガから離脱した粉末が、供給口に続いて案内路を通過する際に、案内路に付着することもまた、防止することができる。したがって、粉末がオーガから案内路に至るまで、供給経路全体にわたって振動が加えられるため、粉末の付着をさらに確実に防止することができ、案内路を介して供給する場合でも、所定量の粉末をさらに精度よく供給することができる。
【0019】
請求項4に係る発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の粉末供給装置において、粉末容器の下端部の両側部には、軸受孔がそれぞれ形成されており、オーガは、軸部の両端部に周方向に沿って形成された周溝と、周溝に取り付けられた弾性を有する軸受リングと、をさらに有し、軸受リングを介して軸受孔に嵌合した状態で回転自在に取り付けられていることを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、オーガは、両端部の周溝に取り付けた弾性を有する軸受リングを介して粉末容器の軸受孔に取り付けられる。このため、粉末の搬送の際に、オーガに径方向の力が作用した場合でも、軸受リングの弾性によって、オーガが軸受孔に対して調心されるとともに、水平に保持される。それにより、粉末をオーガの径方向に偏りなく堆積させながら、安定した状態で粉末を搬送することができ、粉末の供給量の精度を確実に維持できる。
【0021】
【発明の実施形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。図1および2は、本発明を適用した粉末供給装置1を示している。この粉末供給装置1は、コーヒーやジュースなどの飲料をカップに注ぎ入れて販売するカップ式自動販売機(図示せず)に内蔵されており、飲料の原料となる粉末を収容した粉末容器10と、その内部に設けられたオーガ20と、オーガ20を回転駆動するための駆動機構30と、オーガ20などを振動させるための振動機構40などを備えている。
【0022】
粉末容器10は、上から順に、上方に開放する粉末貯蔵部11、粉末貯蔵部11から前後に二またに分岐し、下方に延びる分岐部12、および下端部のオーガ収容部13で構成され、これら3者は、一体に形成されるとともに互いに連通している。粉末貯蔵部11の水平断面は、前後方向(図2の左右方向)に長い長方形状で、その下端部の左右方向(図2の奥行き方向)の幅は、下方に向かうにつれてテーパ状に狭くなっている。また、粉末貯蔵部11の上端部には、開閉自在のふた14が設けられている。このふた14は、通常、ごみなどが侵入しないように粉末貯蔵部11の上端部に嵌合した状態で閉じられており、粉末を補給するときなど、必要に応じて、図1に2点鎖線で示すように開かれる。
【0023】
分岐部12は、前部12aおよび後部12bで構成されている。両者12a、12bの前後の壁部は、下方に向かって狭まり、ホッパー状に形成されている。オーガ収容部13は、前後方向に延びる円筒状に形成されており、その前後の壁部には、後述するオーガ20を取り付けるための軸受孔13a、13aがそれぞれ形成されている。また、オーガ収容部13の下壁部の前後方向の中央には、粉末を外部に供給するための供給口13bが形成されるとともに、この供給口13bと連通し、下方に延びる管状のシュート15(案内路)が一体に設けられている。また、このシュート15の前後の壁部の上下方向の中央には、シュート15に振動を発生させるための係合ピン15a、15aがそれぞれ一体に突出して設けられている。
【0024】
オーガ収容部13の内部には、オーガ20が収容されている。図3に示すように、このオーガ20は、円柱状の軸部21と、軸部21に一体に形成された前後一対の螺旋体22、23と、軸部21の両端部に取り付けられた軸受リング24、24などを有している。また、オーガ20は、その長さがオーガ収容部13の長さとほぼ同じで、図2に示すように、オーガ収容部13に水平に収容されている。また、軸部21の径はオーガ収容部13の内径よりも若干、小さく、そのため、軸部21とオーガ収容部13との間には環状の間隙が形成されていて、この間隙内に、一対の螺旋体22、23が上下方向に隙間のない状態で延びている。
【0025】
前後一対の螺旋体22、23は、軸部21の外周面に螺旋状に形成されている。前側の螺旋体22は、軸部21の前端部を基点とし、軸部21の周方向に沿ってその巻き方向が反時計方向になるように、軸部21の中央部付近まで延びている。また、後側の螺旋体23は、軸部21の後端部を基点とし、その巻き方向が時計方向になるように、すなわち前側の螺旋体22と逆巻きで中央部付近まで延びている。また、両螺旋体22、23の中央部側の終端の位置は、軸部21の周方向に互いに180°ずれている。
【0026】
軸部21の前端部および後端部には、一対のつば部25、25が、所定の間隔を有するように一体にそれぞれ形成されている。つば部25の外径は、前述した軸受孔13aの内径よりもわずかに小さい。また、各一対のつば部25、25および軸部21の外周面によって、周方向に延びる周溝25aが形成され、各周溝25aには、軸受リング24が嵌め込まれている。この軸受リング24は、弾性を有する材料、例えばシリコーンゴムによって構成されている。この軸受リング24の外径は、軸受孔13aの内径よりもわずかに大きく、それにより、オーガ20は、軸受孔13a、13aにより圧縮された軸受リング24、24から、径方向内向きの弾性力を受けた状態で軸受孔13a、13aに嵌合している。また、軸部21の後端部には、内周面に多数のスプライン歯(図示せず)を形成した接合孔21bが、軸部21と同軸状に形成されており、この接合孔21bを介して、オーガ20を回転駆動するための前記駆動機構30が接続されている。
【0027】
図4は、この駆動機構30、およびオーガ20などを振動させるための前記振動機構40を示している。これらの駆動機構30および振動機構40は、ケース51内に収容されており、ケース51の上端部の取付け部51aを介して、粉末容器10の背面に取り付けられている(図1参照)。駆動機構30は、ギヤモータ31および接続部材32によって構成されており、ギヤモータ31は、電動モータ31aと、この電動モータ31aに複数の減速ギヤ(図示せず)などを介して接続された出力軸31bを有している。このギヤモータ31は、マイクロコンピュータを有する制御装置(図示せず)に接続されており、その動作は、この制御装置によって制御される。
【0028】
接続部材32は、全体として円柱状に形成されており、オーガ接続部33と振動発生用カム(以下、単に「振動カム」という)41を一体に有している。この接続部材32は、振動カム41側がギヤモータ31の出力軸31bに一体に取り付けられており、オーガ接続部33を介してオーガ20に接続されている。オーガ接続部33の外周面には、多数のスプライン歯33aが形成されており、これらのスプライン歯33aが前述したオーガ20の接合孔21bのスプライン歯に噛み合っている。以上の構成により、ギヤモータ31の回転が接続部材32を介してオーガ20に伝達され、オーガ20が回転駆動される。
【0029】
振動機構40は、接続部材32の振動カム41と、振動カム41および前述したシュート15に係合する振動発生部材42と、振動発生部材42を振動カム41側に付勢するばね43によって構成されている。図5に示すように、振動カム41には、複数(例えば4つ)の切欠き41aが、周方向に等間隔に設けられている。この切欠き41aは、振動カム41の軸線を含む平面内に延びる案内面41bと、この案内面41bに直交する衝突面41cによって形成されており、隣り合う2つの切欠き41a間の部分が、振動カム41のカム山41dになっている。また、振動発生部材42は、上方に延びるばね受部42aと、ばね受部42aから下方に突出する係合突部42bと、振動カム41の側方および下方に回り込むようにばね受部42aの下端部から下方に延びる連結部42cと、連結部42cの下端部から前方に延びる基部42dを有している。
【0030】
連結部42cには、ばね受部42aの下方に、側方に開放するカム挿入穴42gが形成されており、このカム挿入穴42g内に、ばね受部42aから下方に突出する係合突部42bが臨んでいる。また、基部42dはボックス状に形成されており、その後端部は、ほぼ半円形の断面に形成され、後端部以外の部分は、ほぼ矩形の断面に形成されており、その上面が開放している。また、基部42dの前壁には、上方に凸に湾曲した板状の係合板部42eが前方に突出するように設けられている。
【0031】
このような振動発生部材42のカム挿入穴42gには、接続部材32が挿入されており、その振動カム41に係合突部42bが係合している。また、基部42dの内部空間に、ギヤモータ31の電動モータ31aが収容されている。また、この状態では、係合板部42eは、前述したシュート15のピン15aの上方に、わずかな間隙を存して位置している。
【0032】
また、ばね受部42aは、ばね座42hと、その後端部から上方に延びるばねガイド42fで構成されている。ばね43は、ばね取付け用部材(図示せず)に取り付けられており、圧縮された状態でばね座42hに着座するとともに、ばねガイド42fの前面に接している。それにより、振動発生部材42は、ばね受部42aを介して、ばね43で振動カム41側に付勢されることによって、係合突部42bを介して振動カム41を押圧している。
【0033】
また、粉末容器10の下面の後部には、振動発生部材42を案内するためのガイド部材50が取り付けられている。このガイド部材50は、ベース部42の前側を覆うように延びる鉛直壁部51と、ベース部42の上方を覆い、それを越えて後方にほぼ水平に延びる水平部52とからL字状に形成されている。また、ガイド部材50には、鉛直壁部51のほぼ中央および水平部52の後部に、ガイド孔51a、52aがそれぞれ形成されており、これらにそれぞれ係合する係合板部42eおよび連結部42cを案内するようになっている。また、水平部52の後部は、ケース51を着脱する際のロック部としても機能する。
【0034】
次いで、上述した粉末供給装置1の動作について説明する。この粉末供給装置1が待機状態にあるときには、オーガ20、駆動機構30および振動機構40などは、すべて停止している。また、粉末容器10内の粉末は、オーガ20の軸部21および一対の螺旋体22、23によってそれぞれ形成される溝内に、取り込まれた状態になっている。カップ飲料の販売時には、制御装置によってギヤモータ31の出力軸31bが、所定の方向(図4の時計方向)に所定の角度、回転駆動される。その回転が接続部材32を介して、オーガ20に伝達されることにより、オーガ20が回転する。
【0035】
オーガ20の回転に伴い、溝内に取り込まれていた粉末は、前側の螺旋体22で押されることによって軸部21の中央部に向かって、後方に搬送される。前述したように、螺旋体22が、オーガ収容部13との間にほとんど隙間なく設けられているので、粉末は、溝内に確実に留まったまま搬送される。一方、後側の螺旋体23の溝内に取り込まれていた粉末は、螺旋体23の巻き方向が螺旋体22と逆であることから、オーガ20の回転に伴い、螺旋体22とは逆に前方に搬送される。このようにして、両螺旋体22、23によって軸部21の中央部付近まで搬送された粉末は、螺旋体22、23の終端から外れることによって、溝から離脱し、供給口13bに向かって落下し、シュート15を通ってその下端から飲料用カップ(図示せず)に供給される。また、粉末の供給と同時に、供給した分の粉末が、螺旋体22、23の基端側に上方からそれぞれ取り込まれる。
【0036】
このようなオーガ20の回転による粉末の供給と同時に、振動機構40によって、オーガ20および粉末容器10などに振動が加えられる。すなわち、ギヤモータ31の作動に伴い、接続部材32が回転すると、それと一体の振動カム41もまた、回転する。振動カム41の回転に伴い、これに係合突部42bを介して係合している振動発生部材42は、振動カム41のプロフィールに従って上下方向に往復する。具体的には、振動発生部材42は、振動カム41のカム山41dに接しているときには、上方の位置にある。また、カム山41dから外れたときに、振動発生部材42は、ばね43の付勢力によって、案内面41bに沿って勢いよく下降し、係合突部42bが衝突面41cに衝突する。この衝突による衝撃は、接続部材32に直接、接続されたオーガ20に伝達され、オーガ20全体を振動させる。また、係合突部42bの衝突面41cへの衝突と同時に、係合板部42eがシュート15の係合ピン15aに衝突し、この係合ピン15aへの衝突による衝撃は、これと一体のシュート15に伝達され、これを振動させる。また、オーガ20は軸受リング24、24を介して、係合ピン15aはシュート15を介して、それぞれオーガ収容部13に連結されているため、両者20、15に加えられた振動は、粉末容器10に伝達され、これを振動させる。
【0037】
そして、振動カム41がさらに回転を続けることにより、カム山41dとの係合による振動発生部材42の上昇と、カム山41dからの外れによる下降が繰り返される。前述したように、振動カム41には、形状および大きさが互いに同じ4つのカム山41dが、等間隔に形成されているので、振動機構40の上記のような動作が、オーガ20の回転中に、90°の回転角度ごとに一定の間隔で繰り返され、振動がオーガ20などに断続的に加えられる。なお、上述したカム山41dの形状や間隔を不揃いにすることで、オーガ20などに加えられる振動の大きさや周期を不揃いにしてもよい。
【0038】
以上のように、本実施形態の粉末供給装置1によれば、巻き方向の異なる前後一対の螺旋体22、23によって粉末の搬送路が2つになった分、粉末の供給量のばらつきの度合が平準化されるので、実際に供給される粉末の量の1回ごとのばらつきを抑制することができる。また、搬送路が2つに分割されるため、各搬送路による搬送の長さは、搬送路が単一である従来よりも短縮される。したがって、搬送路に取り込まれてからこれを離脱するまでの粉末の移動距離も短縮されるので、例えば、搬送路内に粉末が付着するなどしてその搬送に支障をきたす可能性も小さくなる。したがって、粉末の実際の供給量のばらつきを抑制でき、所定量の粉末を精度よく供給することができる。
【0039】
また、前側の螺旋体22の終端に対して、後側の螺旋体23の終端が、周方向に180°ずれた角度位置にあるので、両螺旋体22、23から粉末が外れてオーガ20から離脱するピークのタイミングが180°(半回転分)ずれる。このように、粉末の供給のピークが二分されるので、同時に発生する場合よりも粉末の供給量を経時的に平準化でき、それにより、全体の供給量のばらつきをさらに抑制でき、所定量の粉末をより精度よく供給することができる。
【0040】
また、粉末の供給時に、オーガ20およびこれを取り付けた粉末容器10に、振動機構40によって振動が加えられる。それにより、オーガ20は振動しながら粉末を搬送するので、オーガ20に粉末が付着し難くなり、所定量の粉末を、さらに精度よく供給することができる。また、粉末容器10にも振動が加えられるので、粉末容器10の壁面に粉末が付着し難くなるとともに、粉末容器10を介して、粉末に対しても振動が加えられるため、粉末の滞留を防止できる。それにより、従来と異なり、粉末容器10内に攪拌部材を設ける必要がなくなるので、粉末容器10内の粉末は、粉末容器10およびオーガ20以外には接触しない。以上により、粉末容器10内の衛生状態を従来よりも良好に保つことができる。
【0041】
また、振動発生部材42は、オーガ20の回転に伴い、オーガ20と同軸状に一体に設けられた振動カム41のプロフィールに従って駆動される。また、振動発生部材42がカム山から外れたときに、ばね43の付勢力によって振動カム41に衝突させられ、このときの衝撃によってオーガ20に振動が発生する。このように、本来的に回転するオーガ20自身の回転力を利用し、比較的、単純な構成でオーガ20を振動させることができるので、粉末のオーガ20への付着を確実に防止することができ、その結果、所定量の粉末を、さらに精度よく供給することができる。
【0042】
また、粉末の供給時に、振動発生部材42がシュート15にも係合することにより、オーガ20の回転に伴う振動発生部材42の動きによって、シュート15をも振動させる。そのため、オーガ20から離脱した粉末が、供給口13bに続いてシュート15を通過する際に、シュート15に付着することもまた、防止することができる。したがって、粉末がオーガ20からシュート15に至るまで、供給経路全体にわたって振動が加えられるため、粉末の付着をさらに確実に防止することができ、所定量の粉末を、さらに精度よく供給することができる。
【0043】
さらに、オーガ20は、両端部の周溝25a、25aに取り付けた弾性を有する軸受リング24、24を介して粉末容器10の軸受孔13a、13aに取り付けられる。このため、粉末の搬送の際に、オーガ20に径方向の力が作用した場合でも、軸受リング24、24の弾性によって、オーガ20が軸受孔13a、13aに対して調心されるとともに、水平に保持される。それにより、粉末をオーガ20の径方向に偏りなく堆積させながら、安定した状態で粉末を搬送することができ、粉末の供給量の精度を確実に維持できる。
【0044】
なお、上述した実施形態は、本発明による粉末供給装置1をカップ式自動販売機に適用した例であるが、本発明は、これに限定されることなく、例えば化学処理プラントなど、所定量の粉末を供給する必要のある装置や設備に広く適用することができる。
【0045】
【発明の効果】
以上のように、本発明の粉末供給装置は、所定量の粉末を、高い精度で安定して供給することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による粉末供給装置を示す斜視図である。
【図2】図1の粉末供給装置の一部を裁断した側面図である。
【図3】オーガを示す(a)斜視図および(b)側面図である。
【図4】駆動機構、振動機構およびガイド部材を示す(a)斜視図と、これらからガイド部材を除いた(b)分解図である。
【図5】振動機構を後方から示す図である。
【符号の説明】
1 粉末供給装置
10 粉末容器
13a 軸受孔
13b 供給口
15 シュート(案内路)
20 オーガ
21 軸部
22 螺旋体
23 螺旋体
24 軸受リング
25a 周溝
30 駆動機構
40 振動機構
41 振動発生用カム
42 振動発生部材
43 ばね[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a powder supply apparatus that supplies a predetermined amount of powder in a powder container in a cup-type vending machine, a dispenser, a chemical processing plant, and the like.
[0002]
[Prior art]
As a conventional powder supply apparatus of this type, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. This powder supply device has a raw material discharge port in the base portion at the lower end, and stores a raw material container that contains the powder raw material, a helical body attached in the base portion with one end portion entering the raw material discharge port, and this helical body A gear motor connected to the other end of the motor. The powder raw material in the raw material container is transported and discharged from the other end of the helical body toward the raw material discharge port of the one end by rotating the helical body by a gear motor.
[0003]
A drive shaft is provided above the spiral of the base portion. A gear motor is connected to the drive shaft, and two stirring blades and a cam are coaxially attached. In addition, a rectangular frame-shaped stirring member is provided in the raw material container above the drive shaft, and this stirring member is rotatably attached to the raw material container and is moved downward by a plate-like spring member. In a biased state, it is connected to the cam of the drive shaft via a spring member. The drive shaft is driven to rotate together with the helical body by a gear motor, whereby the stirring member swings up and down according to the shape of the cam, and the powder raw material is solidified by moisture or the like by stirring the powder raw material in the powder container. Or adhering to the wall surface of the raw material container. As a result, the powder raw material in the powder container is smoothly transported and discharged by the spiral body.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-251237 (3rd, 4th page, Fig. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, this conventional powder supply apparatus has a problem that a supply amount for each time varies when a predetermined minute amount of powder raw material is supplied. That is, in this supply device, it is necessary to transport the powder raw material to one end thereof by a spiral body, and since the transport distance is long, there is a possibility that the powder may adhere to the spiral body during transportation and hinder the transportation. Get higher. Once such a problem occurs, there is only one spiral, which directly affects the amount of powder supplied. In addition, the amount of the powder raw material that separates from one end of the spiral also varies depending on the angular position of the spiral.
[0006]
As a result, it is inevitable that the amount of powder actually supplied varies even if the amount of rotation of the helical body is constant. Therefore, when high accuracy is required for the supply amount of the powder raw material, the request cannot be satisfied. For example, cup-type vending machines use a variety of highly concentrated powder ingredients as the beverages sold diversify, and the accuracy of the supply amount has a major impact on the taste and aroma of the beverage. Therefore, when there is a variation in the supply amount of the powder raw material, the taste and aroma of the beverage also vary, and the quality may not be kept constant. Moreover, since the powder raw material contacts not only the raw material container and the auger but also the stirring member, the sanitary condition in the raw material container may be impaired.
[0007]
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a powder supply apparatus capable of stably supplying a predetermined amount of powder with high accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a powder container containing powder, a shaft portion provided horizontally and rotatably at a lower end portion in the powder container, An auger that is located on both sides of the central portion in the axial direction and that is integrally provided on the outer peripheral surface and has a pair of spiral bodies that are different from each other in winding direction, and for conveying powder toward the central portion, and a powder container A supply port for supplying the conveyed powder to the outside, and a drive mechanism for rotating the auger in a predetermined direction when supplying the powder;A vibration mechanism that vibrates at least one of the auger and the powder container when supplying the powder, and the vibration mechanism has a cam crest having a predetermined shape coaxially and integrally provided on the shaft portion of the auger. A cam, a movable vibration generating member that engages with the vibration generating cam, and the vibration generating member is urged toward the vibration generating cam, and when the vibration generating member is detached from the cam crest, the vibration generating member is A spring that collides with the vibration generating camIt is characterized by.
[0009]
According to this powder supply device, when the powder is supplied, the auger is rotationally driven in a predetermined rotational direction by the drive mechanism, so that the powder in the powder container is provided on the outer peripheral surface of the shaft portion of the auger and this The pair of spiral bodies are taken into a pair of grooves formed on the outer peripheral surface. Each of the pair of grooves functions as a powder conveying path, and the powder taken into both grooves is conveyed in the axial direction of the shaft portion by being pushed by the spiral body as the auger rotates in a predetermined direction. . At that time, since the winding directions of the pair of spiral bodies are different from each other, the powder in both grooves is conveyed in different directions, that is, both are conveyed toward the central portion of the shaft portion. And the powder conveyed to the center part of the axial part leaves | separates from an auger, and is supplied outside via a lower supply port.
[0010]
In this way, since the two conveying paths of the powder are configured by a pair of spiral bodies having different winding directions, the amount of the powder supplied from the supply port is the sum of the amounts of the powder from the respective conveying paths. That is, the supply amount from each conveyance path is almost half of the predetermined amount to be supplied. Therefore, the variation in the supply amount of the powder is the average of the variation in the respective supply amounts from both spiral bodies. become. That is, since the degree of variation in the amount of powder supply is equalized by the amount of the two powder conveyance paths, variation in the amount of powder actually supplied can be suppressed. Moreover, since the conveyance path is divided into two, the length of conveyance by each conveyance path is shorter than the conventional one in which the conveyance path is single. Therefore, since the distance of the powder movement from when it is taken into the conveyance path to when it is removed from the conveyance path is shortened, for example, the possibility that the powder adheres in the conveyance path and hinders the conveyance is reduced. As described above, variation in the actual supply amount of powder can be suppressed, and a predetermined amount of powder can be supplied with high accuracy.
Further, when supplying the powder, vibration is applied to at least one of the auger and the powder container to which the auger is attached by a vibration mechanism. Thereby, the auger conveys the powder while vibrating, so that the powder does not easily adhere to the auger, and a predetermined amount of powder can be supplied with higher accuracy. In addition, when the powder container is vibrated by the vibration mechanism, it is difficult for the powder to adhere to the wall surface of the powder container, and vibration is also applied to the powder through the powder container, so that retention of the powder can be prevented. Thereby, unlike the conventional case, it is not necessary to provide a stirring member in the powder container, so that the powder in the powder container is not in contact with anything other than the powder container and the auger. By the above, the sanitary state in a powder container can be kept better than before.
Furthermore, the vibration generating member is driven in accordance with the profile of a vibration generating cam provided integrally with the auger as the auger rotates. Further, when the vibration generating member is detached from the cam crest, it is caused to collide with the cam by the urging force of the spring, and vibration is generated in the auger due to the impact at this time. In this way, since the auger can be vibrated with a relatively simple configuration by utilizing the rotational force of the auger itself that rotates inherently, it is possible to reliably prevent the powder from adhering to the auger, and as a result. A predetermined amount of powder can be supplied more accurately.
[0011]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the powder supply device according to claim 1, the positions of the ends of the shaft portions of the pair of spiral bodies on the center portion side are shifted from each other by 180 ° in the circumferential direction.
[0012]
According to this powder supply apparatus, since the terminal end of the other spiral body is at an angular position shifted by 180 ° in the circumferential direction with respect to the end (terminal) of one spiral body, the powder is detached from both spiral bodies. The timing of the peak separating from the auger is shifted by 180 ° (half rotation). In this way, since the powder supply peak is bisected, the powder supply amount can be leveled over time compared to the case where the peaks occur at the same time, thereby further suppressing variation in the overall supply amount. A fixed amount of powder can be supplied more accurately.
[0017]
Claim 3The invention according toClaim 1 or 2The powder supply apparatus according to claim 1, further comprising a guide path that communicates with the supply port and guides the powder conveyed to the supply port, and the vibration generating member is configured to engage with the guide path when the powder is supplied. It is characterized by being.
[0018]
According to this powder supply device, when the powder is supplied, the vibration generating member is also engaged with the guide path, so that the guide path is also vibrated by the movement of the vibration generating member accompanying the rotation of the auger. Therefore, it is also possible to prevent the powder detached from the auger from adhering to the guide path when passing through the guide path following the supply port. Therefore, since the vibration is applied throughout the supply path from the auger to the guide path, it is possible to more reliably prevent the powder from adhering, and even when the powder is supplied through the guide path, a predetermined amount of powder can be removed. Further, it can be supplied with high accuracy.
[0019]
Claim 4The invention according toClaims 1 to 3In the powder supply apparatus according to any one of the above, bearing holes are formed in both side portions of the lower end portion of the powder container, and the auger is a circumferential groove formed along the circumferential direction at both end portions of the shaft portion. And an elastic bearing ring attached to the circumferential groove, and is rotatably attached in a state of being fitted into the bearing hole via the bearing ring.
According to this powder supply apparatus, the auger is attached to the bearing hole of the powder container through the elastic bearing ring attached to the circumferential grooves at both ends. For this reason, even when a radial force acts on the auger during the conveyance of the powder, the auger is aligned with respect to the bearing hole by the elasticity of the bearing ring and is held horizontally. Thereby, the powder can be transported in a stable state while the powder is deposited without deviation in the radial direction of the auger, and the accuracy of the supply amount of the powder can be reliably maintained.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show a powder supply apparatus 1 to which the present invention is applied. This powder supply device 1 is built in a cup-type vending machine (not shown) for pouring and selling beverages such as coffee and juice into a cup, , An
[0022]
The
[0023]
The
[0024]
An
[0025]
The pair of front and
[0026]
A pair of
[0027]
FIG. 4 shows the
[0028]
The connecting
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
A
[0034]
Next, the operation of the above-described powder supply apparatus 1 will be described. When the powder supply device 1 is in a standby state, the
[0035]
With the rotation of the
[0036]
Simultaneously with the supply of powder by the rotation of the
[0037]
As the
[0038]
As described above, according to the powder supply device 1 of the present embodiment, the amount of variation in the supply amount of the powder is equivalent to the amount of the powder conveyance path formed by the pair of front and
[0039]
In addition, since the end of the
[0040]
Further, when the powder is supplied, vibration is applied to the
[0041]
Further, the
[0042]
Further, when the powder is supplied, the
[0043]
Further, the
[0044]
In addition, although embodiment mentioned above is an example which applied the powder supply apparatus 1 by this invention to a cup-type vending machine, this invention is not limited to this, For example, a predetermined amount of chemical processing plants etc. The present invention can be widely applied to apparatuses and facilities that need to supply powder.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, the powder supply device of the present invention has an effect that a predetermined amount of powder can be stably supplied with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a powder supply apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a part of the powder supply apparatus of FIG.
FIG. 3A is a perspective view and FIG. 3B is a side view showing an auger.
4A is a perspective view showing a drive mechanism, a vibration mechanism, and a guide member, and FIG. 4B is an exploded view in which the guide member is removed from these.
FIG. 5 is a view showing the vibration mechanism from the rear.
[Explanation of symbols]
1 Powder feeder
10 Powder container
13a Bearing hole
13b Supply port
15 Shoot (guideway)
20 Ogre
21 Shaft
22 Spiral
23 Spiral
24 Bearing ring
25a Circumferential groove
30 Drive mechanism
40 Vibration mechanism
41 Cam for vibration generation
42 Vibration generating member
43 Spring
Claims (4)
当該粉末容器内の下端部に、水平かつ回転自在に設けられた軸部と、当該軸部の軸線方向の中央部の両側にそれぞれ位置し、外周面に一体に設けられ、巻き方向が互いに異なる一対の螺旋体と、を有し、前記粉末を前記中央部に向かって搬送するためのオーガと、
前記粉末容器に前記軸部の中央部の下方に位置して設けられ、前記搬送された粉末を外部に供給するための供給口と、
前記粉末の供給時に、前記オーガを所定方向に回転駆動する駆動機構と、
前記粉末の供給時に、前記オーガおよび前記粉末容器の少なくとも一方を振動させる振動機構と、を備え、
前記振動機構は、
前記オーガの前記軸部に同軸状に一体に設けられた所定の形状のカム山を有する振動発生用カムと、
当該振動発生用カムに係合する移動自在の振動発生部材と、
当該振動発生部材を前記振動発生用カム側に付勢するとともに、前記振動発生部材が前記カム山から外れたときに、前記振動発生部材を前記振動発生用カムに衝突させるばねと、
を有していることを特徴とする粉末供給装置。A powder container containing powder;
Located at the lower end in the powder container at both sides of the shaft portion provided horizontally and rotatably and the central portion in the axial direction of the shaft portion, are provided integrally on the outer peripheral surface, and the winding directions are different from each other. A pair of spiral bodies, and an auger for conveying the powder toward the central portion,
A supply port provided in the powder container at a position below a central portion of the shaft, and for supplying the conveyed powder to the outside;
A drive mechanism for rotating the auger in a predetermined direction when supplying the powder;
A vibration mechanism for vibrating at least one of the auger and the powder container at the time of supplying the powder,
The vibration mechanism is
A vibration generating cam having a cam peak of a predetermined shape provided coaxially and integrally with the shaft portion of the auger;
A movable vibration generating member engaged with the vibration generating cam;
A spring for urging the vibration generating member toward the vibration generating cam, and causing the vibration generating member to collide with the vibration generating cam when the vibration generating member is detached from the cam crest;
The powder supply apparatus characterized by having.
前記振動発生部材は、前記粉末の供給時に前記案内路に係合するように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の粉末供給装置。Further comprising a guide path communicating with the supply port for guiding the powder conveyed to the supply port;
The powder supply device according to claim 1, wherein the vibration generating member is configured to engage with the guide path when the powder is supplied.
前記オーガは、
前記軸部の両端部に周方向に沿って形成された周溝と、
当該周溝に取り付けられた弾性を有する軸受リングと、をさらに有し、
当該軸受リングを介して前記軸受孔に嵌合した状態で回転自在に取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の粉末供給装置。Bearing holes are formed on both sides of the lower end of the powder container,
The auger
A circumferential groove formed along the circumferential direction at both ends of the shaft portion;
A bearing ring having elasticity attached to the circumferential groove;
The powder supply device according to any one of claims 1 to 3, wherein the powder supply device is rotatably mounted in a state of being fitted into the bearing hole via the bearing ring.
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