JP5709892B2 - 粉末分配用容器 - Google Patents

Description

本発明は、特に、フードサービス用分配装置において使用する容器からの粉末供給の改良に関する。本発明の容器は、例えば、計量分量の乾燥粉末食品材料をより一定の態様で分配するために使用することができる。

水で戻した高温または低温の製品を作製するための種々の自動飲料分配装置または自動食品分配装置は当技術分野において公知である。従来の飲料分配装置または食品分配装置においては、貯蔵容器から供給される水溶性の飲料作成用粉末または食品作成用粉末の計量分量と、水源から供給される補完的な計量分量の温水または冷水とを混合し、最終製品を生成する。最終製品はカップまたはグラスに分配される。従来の容器においては、これら粉末の分配に関していくつかの問題が明らかになっている。

第１の問題は、粉末供給の均一性に関し、特に、供給ごとの変化に関する。一般に、特定数の投入後に粉末のグラム投入が大幅に減少し、水で戻した飲料または食品はより希釈される。製品品質の観点から、製品の均一性は消費者の満足を満たすために重要である。供給ごとの変化が大きすぎる場合、例えば、約５％またはそれを超える粉末の差異がある場合、消費者が気づくほどカップ内における製品の品質に影響する。

第２の問題は、容器からの粉末の導出が、所定の許容範囲に満たないか、一致しないおそれがあることに関する。要するに、容器を所定の位置まで空にすることができず、かなりの量の粉末が残るということである。従来の容器においては、粉末の導出に関する問題には、目標の投入に満たない定量供給またはグラム投入というものや、容器内に残っている、供給機構が送出することができない粉末というものがある。自律性の観点から、仕様書の範囲内において少量の粉末を送出する容器には、粉末レベルが低下した場合、飲料が許容できないほど薄くならないように、操作者がより頻繁に充填しなければならない。したがって、そのような低い性能の容器は製品品質に影響するおそれがあり、操作者は装置の再充填および保守においてさらに注意を要する場合がある。さらに、粉末の導出に関する問題によって、粉末の一部が取り出されず、その消費期限よりも長い期間容器内に留まるために衛生に問題が生じる。

単一の回転ホイールと、このホイールに取り付けられたワイヤテーパ（ｗｉｒｅ ｔａｐｅｒ）またはばねなどの切出し機構とからなるシステムが開発されている。典型的な容器については米国特許第３，０１３，７０１号明細書および米国特許第４，２０７，９９５号明細書に記載されている。

定量供給は、通常、ばね型の送り部材（ａｕｇｅｒ）またはねじ型の送り部材のいずれかの送り部材により実施される。容器の供給端部は粉末が出ると混合領域に導く出口を備える。米国特許出願公開第２００３／０２３４２６１号明細書では、撹拌ホイールが回転可能な容量供給手段（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ ｄｏｓｉｎｇ ｍｅａｎｓ）に作動的に組み合わされる容器が提供される。撹拌ホイールは、回転可能な容量供給手段が作動するとリザーバ内において回転する。この先行技術では、供給均一性を向上するために、および供給ごとの変化を低減するために、回転可能な容量供給手段としてばね型の送り部材の使用や、ばね型の送り部材内に配置された硬いインサートの使用についても開示している。

しかし、いくつかの理由から、粉末自体の中に部品を設けることは必ずしも推奨されるわけではない。まず第１に、粉末内の部品は食品に影響を及ぼさないものでなければならず、粉末の品質を低下させてはならない。次に、容器内の部品がかなりの場所をとり、粉末用の容積が減少する。最後に、これら部品は、ホイールの一方の側にある粉末を押し固めることにより、および他方の側の粉末に作用する力を軽くすることにより、粉末の密度に影響し、一定供給量に変化を生じさせる。

したがって、粉末供給の均一性および粉末の容器からの完全導出という点において粉末供給用容器を向上させる必要が依然としてある。

本発明は、
Ｕ字形通路の形態の底部と、２つの端壁と、２つの側壁とを有し、前記側壁がＵ字形通路の上端部に取り付けられたリザーバと、
回転可能な容量供給手段であって、
リザーバの底部全体に長手方向に延び、
一定量の粉末をリザーバの底部の端から端まで長手方向に押し進めるように構成されており、
Ｕ字形通路に取り付けられ、Ｕ字形通路の上部点が該回転可能な容量供給手段の少なくとも頂部まで延びている、
回転可能な容量供給手段と
を備え、
Ｕ字形通路に取り付けられたリザーバ壁の少なくとも１つにおける少なくとも一部分が真直であり、垂直面に対して最大２５°、好ましくは、最大２０°の角度で外側に傾斜している、分配用の容器に関する。

リザーバは２つの端壁と２つの側壁を呈している。端壁は、通常、前壁と後壁を備える。前壁は、貯蔵された粉末が分配される粉末放出口を備えるリザーバの部分に相当する。リザーバは、その底部にＵ字形通路を呈し、リザーバの２つの端壁間のこのＵ字形通路に供給手段が配置されている。Ｕ字形通路の上部点が回転可能な容量供給手段の少なくとも上部まで延びている。

Ｕ字形通路上方に位置しているリザーバ壁の少なくとも１つにおける少なくとも一部分は真直であり、リザーバの内部容積部に比べて外側に傾斜している。好ましくは、少なくとも２つの側壁が、少なくとも、Ｕ字形通路の上方における外側に傾斜している真直部分を呈する。好ましくは、少なくとも２つの側壁が同じ角度αで傾斜している。同様の態様において、一般に２つの周壁の少なくとも１つが、角度βで傾斜しているＵ字形通路上方の少なくとも一部分を呈する。これら外側に傾斜している部分の上方において、壁は湾曲または真直のいずれかの任意の形状を呈することができる。しかし、マシンにおけるリザーバの占有面積を最適化するために、特に周壁の場合において、Ｕ字形通路のすぐ上の壁の部分のみを傾斜させ、残りの壁を垂直にすることができる。正確な供給という課題を解決するため、Ｕ字形通路上方のリザーバの壁の部分は垂直面に対して最大２５°、好ましくは、最大２０°の角度（α、β）で外側に傾斜している。

本発明の好適な実施形態によれば、容量供給手段の頂面全体があいているため、粉末を供給することができる。特に、容量供給手段の頂面全体にはさえぎる部品がない。粉末が容量供給手段の頂面全体をカバーして構わない。

本発明の別の好適な実施形態によれば、リザーバのＵ字形通路の上にある内部容積部には内部邪魔板がない。したがって、リザーバに貯蔵された粉末は、回転可能な容量供給手段に、外側に傾斜している壁部（複数）のみによって案内される。好ましくは、Ｕ字形通路の上にあるリザーバの内部容積部には内部ロータリーホイールまたは内部タッパもない。

好適な実施形態によれば、回転可能な容量供給手段の前部分がリザーバの底部から長手方向に延出しており、リザーバから延出する前記前部分は空のシリンダに嵌合している。シリンダは、回転可能な容量供給手段が内部において自由に回転することができるように、全般的に回転可能な容量供給手段と同じ直径を呈する。このシリンダにおいては、寄生粉末流（ｐａｒａｓｉｔｉｃａｌ ｐｏｗｄｅｒ ｆｌｏｗｓ）が前部近傍において回転可能な容量供給手段に入ることを防止することにより分配用容器の供給の正確性を向上させることができる。

本発明の分配用容器に使用される容量供給手段は、一定量の粉末を、リザーバの底部全体を後壁から前壁まで水平に、長手方向に押し進めるように構成されている。容量供給手段はねじ型の送り部材またはばね型の送り部材とすることができる。好ましくは、ねじ型の送り部材またはばね型の送り部材の直径はＵ字形通路の半円筒部の直径とほぼ同じである。したがって、送り部材は半割パイプ内において自由に回転することができる。一般に、回転可能な容量供給手段はモータで作動する。

別の好適な実施形態によれば、送り部材は、送り部材の長手方向の位置に応じて変化するある量の粉末を移動させるために配置することができる。好適な実施形態においては、送り部材は、送り部材の前部分よりも送り部材の後部分においてより少ない粉末の移動量を有するように配置される。この量は連続的にまたは段階的に増加することができる。容量供給手段は、ばね型の送り部材とすることができ、この場合、送り部材の後部分にある螺旋部内には硬いインサートが配置される。このインサートは後端部から前端部までばね部の長さに沿って減少する断面を呈することができる。したがって、硬いインサートによって、送り部材が粉末を移動させる能力は前部領域に比べるとこの領域において低下する。このインサートは、その先端が容器の前側近傍に向いた円錐形状であることが好ましい。

特定の態様によれば、通路長さと通路幅との比は、最大６であることが好ましい。

別の実施形態によれば、分配用容器はコンテナの外部表面を軽くたたくためのタップ手段または振動手段を備えることができる。しかし、本発明のコンテナは、通常、粉末コンテナ容積部内部にいかなる撹拌手段、タップ手段または振動手段も備えない。

本発明の分配用容器は、好ましくは、例えば、コーヒー、ミルク、チョコレート、茶、クリーマまたはスープ用粉末のような、リザーバに供給される、飲料形成用粉末または食品形成用粉末を分配するために使用される。容器は、特に、最大粉末サイズ４ｍｍ、好ましくは３ｍｍを呈する粉末の分配に適応させたものである。

本発明は、また、上述のような分配用容器を備える飲料分配装置に関する。容器の放出口は、供給された粉末が希釈剤と混合される混合用ボウルまたはカップに供給済み粉末を送出するように配向することができる。

本発明の特徴および利点は以下の説明からさらに理解されよう。

本発明の分配用容器の斜視図である。 図１の分配用容器を線ＡＡで切った断面図である。 図１の分配用容器の側面図である。 図１の分配用容器を線ＢＢで切った断面図である。 先行技術による分配用容器のリザーバタンク底部部分の横断面図である。 ある粉末の分配における本発明の容器の供給変化と先行技術の容器の供給変化を示すグラフである。 別の粉末の分配における本発明の容器の供給変化と先行技術の容器の供給変化を示すグラフである。 さらに別の粉末の分配における本発明の容器の供給変化と先行技術の容器の供給変化を示すグラフである。

図１は、本発明による供給用の容器を示す。この供給用の容器は、２つの側壁１ａ、１ｂと２つの端壁とを呈するリザーバ１を含む。２つの端壁とは、前部端壁１ｃおよび後部端壁１ｄである。容器の前部部分は放出口の近傍に配置された部分であるとみなす。リザーバの底部１ｅはＵ字形通路１ｅであり、その中に、図２および図４に示すように、回転可能な容量供給手段が装着されている。図示の回転可能な容量供給手段はばね型の送り部材２であるが、一定量の粉末を、後壁から前壁まで水平に、リザーバの底部の端から端まで長手方向に押し進めるように構成されるねじ型の送り部材または任意の他の容量供給手段とすることもできる。回転可能な容量供給手段はリザーバの底端部においてリザーバの長さ全体にわたって延びる。送り部材の後端部は後部端壁１ｄの開口により回転自在に支持され、コネクタ３により終端する。コネクタ３は直流モータのような従来の電気式駆動システムの軸に連結されることを意図している。インサート７が送り部材のばね部の内部にある。このインサートは、後端部７ａから前端部７ｂまでばね部の長さに沿って減少する断面を呈する。本発明によれば、Ｕ字形通路の上部点１ｆは、回転可能な容量供給手段の少なくとも頂部（ここでは送り部材のばね部の頂部である）まで延びる。この点１ｆは図４によるリザーバ１の断面図に見られる。これは回転可能な容量供給手段がＵ字形通路に垂直方向に完全に装着されたことを意味する。壁１ａ、１ｂ、１ｃのＵ字形通路に取り付けられた部分は、垂直面に対して２０°の角度αおよび２０°の角度βで外側に傾斜する。これら外側に向かう角度のために、リザーバは壁が垂直の場合よりも大きな貯蔵容積を呈する。しかし、２０°に満たない特定の値を選択しても、容器の供給精度の向上および容器を完全に空にする機能を果たす。

回転可能な容量供給手段の前部分２ｃはリザーバの底部１ｅから長手方向に延出し、閉じたシリンダ４に嵌合している。シリンダは送り部材のばね部と実質的に同じ直径を呈する。容器の放出口に相当する任意のシュート６をシリンダ４の端部に取り付けることができる。シュート６は、容器から出る粉末の流れを、例えば、混合用ボウルまたは分配路の方向に変えるように機能する。シリンダの前端部を部分的にさえぎるために堰板５も設けることができる。この堰板は図１および図３に見られる。これらの図では、シュート６は部分的に透明に描かれている。

先行技術の分配用容器と比較すると、本発明の分配用容器においては、より少ない供給変化、より高い補充点、この補充点に至る前におけるより小さい標準偏差を示し、また、本発明の分配用容器は、コンテナ内に残る粉末の量を減少させる。

本発明による容器および先行技術による容器にいろいろな種類の粉末を充填した。これら粉末は、分配用容器により送出され、その供給変化、その導出率、その補充点からの標準偏差および試験の終了時にコンテナ内に残る粉末の量を測定した。

実施例においては、本発明の容器は図１〜図４に示されたものであった。

本発明の容器に対して、先行技術の容器においては、
ばね型の送り部材を、図５に示されるように、ばね（２）の半分のみがパイプ内に隠れ、ばねの半分が前記半割パイプから延出するように半割パイプ（１ｆ）内に取り付けた。
ばね型の送り部材上方のリザーバの側壁（１ａ、１ｂ）が垂直面に対して２０°を超える角度αを呈していた。
ばね型の送り部材上方のリザーバの周壁が垂直面に対して２０°の角度βを呈していた（図示せず）。

先行技術の容器は、その外周歯がばね型の送り部材と係合することにより駆動する回転ホイールも備えていた。このばね型の送り部材にはインサートはない。

実施例１
供給重量と平均供給重量との比を、注出した粉末の重量と試験の開始時に容器に投入された各粉末の重量との比の関数として示すことにより、容器の供給変化を示した。結果が図６〜図８により示される。

グラフを、本発明による容器に入った粉末および先行技術による容器に入った粉末それぞれについて作成した。

図６は、カプチーノ粉末の定量供給および分配における、本発明（グラフＡ）による、および先行技術（グラフＢ）による容器の供給変化を示す。本発明の分配用容器における供給重量と平均供給重量との比は容器が満杯になってから空になるまでほぼ１に等しい。一方、先行技術の分配用容器における供給重量と平均供給重量との比は０．８３〜１．１で変化する。

図７は、チョコレート粉末における同様の供給変化を示す。

図８は、コーヒー粉末における同様の供給変化を示す。

実施例２
供給変化が１から離れる際、リザーバに充填されている粉末重量と比較した、リザーバから分配される粉末重量の割合は導出率に一致する。

（クリーマ、コーヒー、チョコレート、カプチーノトッピング等を含む）１４の異なる粉末の平均値として算出した本発明の容器の導出率は９１％であった。一方、先行技術の容器では６７％であった。

実施例３
本発明の容器の補充点に至る前における標準偏差を算定した。（クリーマ、コーヒー、チョコレート、カプチーノトッピング等を含む）１４の異なる粉末の平均値として算出した標準偏差は２．２％であった。一方、先行技術の容器では５．２％であった。

実施例４
試験の終了時にコンテナ内に残っている粉末の量は、供給手段によって分配することができず、リザーバ内に留まる粉末重量に一致する。

（クリーマ、コーヒー、チョコレート、カプチーノトッピング等を含む）１４の異なる粉末の平均値として算出した本発明の容器におけるこの粉末量は０．４％であった。一方、先行技術の容器では３．８％であった。

Claims (6)

1. Ｕ字形通路の形態の底部（１ｅ）と、２つの端壁（１ｃ、１ｄ）と、２つの側壁（１ａ、１ｂ）とを有し、前記側壁が前記Ｕ字形通路の上端部に取り付けられているリザーバ（１）と、
   前部分と後部分とを有する、回転可能な容量供給手段（２）と、
   前記容量供給手段（２）の前記前部分に嵌合された空のシリンダ（４）と、
   を含む分配用容器を備える飲料分配装置であって、
   前記容量供給手段（２）は、前記リザーバの前記底部（１ｅ）全体にわたり長手方向に延び、
   一定量の粉末を前記リザーバの前記底部の端から端まで長手方向に押し進めるように構成されており、
   前記Ｕ字形通路に取り付けられ、前記Ｕ字形通路の上部点が該回転可能な容量供給手段の少なくとも頂部まで延び、前記Ｕ字形通路に取り付けられた前記リザーバの前記側壁の少なくとも１つにおける少なくとも一部分が真直であり、垂直面に対して、最大２５°の角度で外側に傾斜しており、
   前記容量供給手段がばね型の送り部材であり、前記シリンダの前端部に下端部から上方に向けて堰板（５）が設けられ、前記送り部材の後部分にある螺旋部内に硬いインサート（７）が配置されており、前記インサートが前記送り部材のばね部の長さに沿って後端部から前端部まで減少する断面を呈する、飲料分配装置。
2. 前記Ｕ字形通路の上部にある前記リザーバの内部容積部に内部邪魔板がない、請求項１に記載の飲料分配装置。
3. 前記回転可能な容量供給手段の前部分（２ｃ）が前記リザーバの前記底部から長手方向に延出し、前記リザーバから延出している前記前部分がシリンダ（４）に嵌合している、請求項１または２に記載の飲料分配装置。
4. 前記Ｕ字形通路の長さと前記Ｕ字形通路の幅との比が最大６である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の飲料分配装置。
5. 前記リザーバに供給される飲料形成用粉末または食品形成用粉末を分配するために使用される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の飲料分配装置。
6. 前記回転可能な容量供給手段（２）がモータで作動する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の飲料分配装置。

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