JP6131642B2 - パウダートッピング装置 - Google Patents

Description

本発明は、カップ式自動販売機や飲料ディスペンサ、トッピング専用機などに適用され、例えばカップ内の飲料に食用のパウダーをトッピングすることにより、そのパウダーによって、飲料の液面上に文字や絵、模様などの図柄を描くパウダートッピング装置に関する。

従来、この種のパウダートッピング装置として、本出願人がすでに出願した特許文献１に記載されたものが知られている。このパウダートッピング装置は、上下方向に移動自在の円筒状のパウダー容器と、このパウダー容器を、最上位の待機位置と最下位のトッピング位置との間で昇降駆動する駆動機構などを備えている。パウダー容器の底部には、切り抜かれた所定の図柄に網目を有するステンシルが設けられている。このパウダートッピング装置を内蔵するカップ式自動販売機では、カプチーノなどのコーヒーやミルクティーなどの紅茶がカップに注ぎ入れられた後、そのカップがパウダー容器の真下に搬送され、カップ内の飲料に、ココアや抹茶などのパウダーがトッピングされる。

具体的には、パウダー容器を所定回数、昇降させ、特に、ばねの付勢力でトッピング位置に勢い良く下降させることによって、そのパウダー容器に衝撃を付与する。この衝撃により、パウダー容器内のパウダーが、ステンシルの図柄の網目を介して落下する。これにより、カップ内の飲料の液面上に、所定の図柄が描かれるように、パウダーがトッピングされる。

特開２０１２−２９８６２号公報

上記のパウダートッピング装置では、パウダー容器の底部、すなわちステンシルは、常に外部に露出しているため、そのステンシルの図柄の網目を介して、パウダー容器内に外部から湿気が侵入しやすい。パウダー容器内のパウダーは、粒径が非常に小さく、湿気などによってパウダー同士が固着し、比較的大きいサイズの塊であるダマが生じやすい。このようなダマがパウダー容器内で生じると、ステンシルの網目にパウダーが目詰まりしやすくなり、トッピング時に、ステンシルを介してパウダーを円滑に払い出すことができなくなるおそれがある。また、パウダー容器の真下に搬送されたカップ内の飲料の飛跳ねや湯気によって、水分がステンシルの下面に付着すると、その水分とパウダーによって、ステンシルが目詰まりすることもある。以上のように、ステンシルに目詰まりが生じると、トッピングされたパウダーによる図柄の出来映えが低下してしまう。

また、パウダー容器内のパウダーは、パウダー容器がその最下位のトッピング位置において篩い落とすようにして払い出されるため、その払い出される量が安定せず、その結果、飲料の販売ごとに、飲料の液面上における図柄の濃淡が異なることがあり、パウダーがトッピングされた飲料の商品としての均一性を確保できないおそれがある。加えて、パウダー容器から払い出されたパウダーが、飲料の液面上に広範囲に散らばりやすく、その液面上のパウダーによる図柄の描画精度が低下してしまうという問題もある。したがって、上記のパウダートッピング装置には、改善の余地がある。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、ステンシルの目詰まりを防止しながら、トッピングによるパウダーによって、カップ内の飲料の液面上に高精細な図柄を描くことができるパウダートッピング装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、カップ内の飲料に食用のパウダーをトッピングするパウダートッピング装置であって、上下方向に延びる筒状に形成され、内部にパウダーを収容するパウダー容器と、上下方向に貫通する多数の細孔によって形成された所定の図柄を有し、パウダー容器の底面開口を塞ぐように、パウダー容器の底部に取り付けられたステンシルと、駆動手段と、パウダー容器内において、ステンシルの上面に沿って摺動自在に設けられ、トッピング時に駆動手段によって駆動されることにより、パウダー容器内のパウダーを、ステンシルに押し付けながら多数の細孔を介してステンシルの下方に払い出すパウダー払出し部材と、ステンシルの下面を覆った状態にパウダー容器の底面を閉鎖する閉鎖位置と、パウダー容器の底面を開放する開放位置との間で移動自在に構成され、待機時に閉鎖位置に位置するとともに、トッピング時に駆動手段によって閉鎖位置から開放位置に駆動されるシャッタと、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、上下方向に延びる筒状のパウダー容器の底部には、その底面開口を塞ぐように、所定の図柄を有するステンシルが取り付けられ、パウダー容器内に食用のパウダーが収容されている。また、パウダー容器内には、パウダー払出し部材がステンシルの上面に沿って摺動自在に設けられている。さらに、パウダー容器の底面が、シャッタによって開閉されるように構成されている。トッピング時に、駆動手段によって、シャッタが閉鎖位置から開放位置に駆動されるとともに、パウダー払出し部材が駆動されることにより、パウダー容器内のパウダーは、パウダー払出し部材によってステンシルに押し付けられながら、ステンシルに形成された所定の図柄を構成する多数の細孔を介して、ステンシルの下方に払い出される。

上記のシャッタは、待機時に閉鎖位置に位置することにより、ステンシルの下面を覆った状態にパウダー容器の底面を閉鎖するので、ステンシルが常に外部に露出する従来と異なり、待機時にステンシルの細孔を介して、パウダー容器内に外部から湿気が侵入するのを抑制することができる。その結果、パウダー容器内にパウダーのダマが生じるのを低減し、ステンシルの目詰まりを防止することができる。また、トッピング時に、パウダー払出し部材がステンシル上を摺動することにより、パウダー容器内の所定量のパウダーを、ステンシルの図柄を構成する多数の細孔を介して押し出すように払い出すので、ステンシルの図柄とほぼ同一の高精細な図柄を描くようにトッピングすることができる。以上により、本発明によれば、ステンシルの目詰まりを防止しながら、トッピングによるパウダーによって、カップ内の飲料の液面上に高精細な図柄を描くことができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のパウダートッピング装置において、パウダー払出し部材は、ステンシルの中央を通る鉛直軸線から径方向にアーム状に延び、鉛直軸線を中心として回転自在に構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、ステンシルの中央を通る鉛直軸線から径方向にアーム状に延びるパウダー払出し部材を、その鉛直軸線を中心として回転させることにより、パウダー容器内のパウダーがステンシルの下方に払い出される。このように、パウダー払出し部材を回転させるという、比較的簡単な構成によって、パウダー容器内のパウダーを容易に払い出すことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のパウダートッピング装置において、パウダー払出し部材には、トッピング時に移動する方向側の前面に、パウダー払出し部材の底面に連なるとともに斜め下向きに傾斜した傾斜面が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、トッピング時に、パウダー払出し部材が移動することにより、ステンシル上のパウダーは、パウダー払出し部材の傾斜面により、その移動する方向に押圧されるのに加えて、ステンシルの上面に押し付けられる。このように、パウダー払出し部材の移動する方向側の前面に傾斜面を設けるという、比較的簡単な構成により、パウダー容器内のパウダーを、容易にステンシルに押し付けながら、その下方に払い出すことができる。

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パウダートッピング装置において、シャッタには、シャッタが開放位置と閉鎖位置の間で移動する際にステンシルの下面に沿って摺動するブラシが設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、シャッタがパウダー容器の底面を開閉する際に、そのシャッタに設けられたブラシがステンシルの下面に沿って摺動することにより、ステンシルの下面に付着するパウダーや細孔内に残留するパウダーを除去するように、ステンシルを清掃することができる。これにより、ステンシルが目詰まりした場合でも、その目詰まりを容易に解消することができる。

請求項５に係る発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のパウダートッピング装置において、駆動手段は、単一のモータと、このモータの動力をパウダー払出し部材に伝達する第１動力伝達機構と、モータの動力をシャッタに伝達する第２動力伝達機構と、を有していることを特徴とする。

この構成によれば、単一のモータの動力が、第１動力伝達機構を介してパウダー払出し部材に伝達されるとともに、第２動力伝達機構を介してシャッタに伝達される。このように、共通の駆動源としてのモータによって、パウダー払出し部材及びシャッタが駆動されるので、それらを互いに異なる駆動源によって駆動する場合に比べて、パウダートッピング装置の製造コストの低減を図ることができる。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載のパウダートッピング装置において、第１動力伝達機構は、トッピング時に、シャッタが第２動力伝達機構を介して閉鎖位置から開放位置に駆動された後で、パウダー払出し部材に動力を伝達するように構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、トッピング時に、シャッタが閉鎖位置から開放位置に駆動された後で、パウダー払出し部材に動力が伝達されるので、パウダー容器の底面全体が開放された状態、すなわちステンシルの図柄が完全に露出した状態で、パウダーを払い出すことができ、適切なトッピングを行うことができる。

請求項７に係る発明は、請求項５又は６に記載のパウダートッピング装置において、第１動力伝達機構は、シャッタが第２動力伝達機構を介して開放位置から閉鎖位置に復帰駆動される際に、パウダー払出し部材への動力を伝達不能に構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、シャッタが開放位置から閉鎖位置に復帰駆動される際に、パウダー払出し部材にはモータによる動力が伝達されないので、パウダー払出し部材は、停止した状態に維持される。これにより、トッピング後、シャッタが閉鎖位置に戻る際に、パウダー容器からパウダーが誤って払い出されることを確実に防止することができる。

請求項８に係る発明は、請求項５ないし７のいずれかに記載のパウダートッピング装置において、シャッタは、第２動力伝達機構に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、パウダートッピング装置のメンテナンス時などに、シャッタを第２動力伝達機構から取り外すことにより、そのシャッタ自体を容易に清掃することができる。また、シャッタが取り外されることにより、パウダー容器の底部のステンシルに外部から容易にアクセスできるので、そのステンシルについても、容易に清掃することができる。

請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のパウダートッピング装置において、パウダートッピング装置の外殻を構成するケースを、さらに備えており、パウダー容器は、パウダー払出し部材とともに、ケースに着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。

この構成によれば、パウダートッピング装置のメンテナンス時やパウダーの補充時などに、パウダー容器を、パウダー払出し部材とともにパウダートッピング装置のケースから取り外すことにより、パウダー容器及びパウダー払出し部材の清掃や交換などを容易に行えるとともに、パウダー容器へのパウダーの補充も容易に行うことができる。

（ａ）は、本発明の一実施形態によるパウダートッピング装置、及びその下方に搬送された飲料入りカップを示す斜視図、（ｂ）は、トッピング後のカップ入り飲料の一例を示す斜視図であり、パウダーによって飲料の液面上に「ＡＢＣ」の文字の図柄が描かれた状態を示す。 上蓋を開放した状態のパウダートッピング装置を示す斜視図である。 パウダートッピング装置を下方から見たときの状態を示す斜視図である。 パウダートッピング装置を分解して示す斜視図である。 パウダートッピング装置を下方から見たときの斜視図であり、パウダー容器及びシャッタを取り外した状態を示す。 トッピング用動力伝達機構を分解して示す斜視図である。 ギヤボックスを分解して示す斜視図である。 トッピング用動力伝達機構の平面図である。 シャッタギヤ及びその周囲を下方から見たときの状態を示す斜視図である。 パウダー容器を説明するための分解斜視図である。 パウダー払出し羽根を説明するための分解斜視図である。 （ａ）は羽根本体を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。 （ａ）はパウダートッピング装置の縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断したときの構造を説明するための説明図である。 ワンウェイロータの４つのロータアーム部と、駆動ギヤの回転用凸部及び上蓋のストッパとの位置関係を拡大して示す図である。 パウダートッピング装置の動作を説明するための説明図であり、（ａ）はシャッタが第１開放位置に位置する状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態における図１４に対応する図である。 図１５に続く説明図であり、（ａ）はシャッタが第２開放位置に位置する状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態における図１４に対応する図である。 図１６に続く説明図であり、（ａ）はパウダー払出し羽根を１回転させるために、ワンウェイロータが回転したときの状態を示し、（ｂ）は（ａ）の状態における図１４に対応する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施形態によるパウダートッピング装置、及びその下方に搬送された飲料入りのカップを示している。このパウダートッピング装置１は、例えばカップ式自動販売機や飲料ディスペンサ（いずれも図示せず）などに内蔵され、カップＣ内のコーヒー（例えばカプチーノやカフェラテ）や、紅茶（例えばミルクティー）などの飲料に、食用のパウダー（例えばココアパウダーや抹茶パウダー、シナモンパウダー）をトッピングすることにより、そのパウダーによって、飲料の液面上に文字や絵、模様などの図柄Ｆを描くためのものである。なお、図１（ｂ）は、パウダーがトッピングされたカップ入り飲料の一例を示しており、本例では、カップＣ内の飲料Ｄの液面上に「ＡＢＣ」の文字の図柄Ｆが描かれるように、パウダーがトッピングされている。

図１（ａ）、図２及び図３に示すように、パウダートッピング装置１は、その外殻を構成するとともに平面形状がほぼ長方形に形成されたボックス状のケース２と、このケース２の下側に設けられたパウダー容器３と、このパウダー容器３の底面を開閉するシャッタ４と、ケース２に内蔵され、後述するパウダー払出し羽根６１及びシャッタ４を駆動する駆動装置５（駆動手段）とを備えており、この駆動装置５が、マイクロコンピュータを有する制御装置（図示せず）によって制御される。

ケース２は、上面が開放するとともに所定の深さを有するケース本体１１と、このケース本体１１に着脱自在に構成され、常時は、ケース本体１１上に係止されかつねじ止めされた状態に取り付けられる上蓋１２とで構成されている。この上蓋１２には、その前後左右にそれぞれ、下方に延びるＵ字状の係止部１２ａが設けられており、これら４つの係止部１２ａがケース本体１１側の対応する係止爪１１ａにそれぞれ係合することにより、上蓋１２がケース本体１１上に係止される。

また、上蓋１２の底面の所定位置には、後述するワンウェイロータ３２に対し、その上端部に係合する同心円状の２つの係合リング（外側係合リング１３及び内側係合リング１４）が設けられるとともに、後述するシャッタギヤ４１を、その中心軸部の上端部において回転自在に支持する軸受部１５が設けられている。外側係合リング１３は、ワンウェイロータ３２よりも一回り大きくかつ下方に突出するように形成されており、その内周面の所定位置には、内方に若干突出し、ワンウェイロータ３２が所定の一方向（本実施形態では時計方向）にのみ回転するのを許容するとともに、反対方向（反時計方向）への回転を阻止するための２つのストッパ１３ａ、１３ａが互いに対向するように設けられている。また、内側係合リング１４は、下方に若干突出するように形成されており、ワンウェイロータ３２の上面に当接するようになっている。一方、軸受部１５は、下方に突出する円筒状に形成されており、シャッタギヤ４１の中心軸部が挿入されることによって、これを回転自在に支持する。

図４及び図５は、パウダートッピング装置１を分解して示している。両図に示すように、ケース本体１１の底部の前半部には、上下方向に貫通する開口１６ａを有し、パウダー容器３を取り付けるためのパウダー容器取付部１６が形成されている。また、ケース本体１１の底部には、後部の所定位置に、上下方向に延びる円筒状に形成され、シャッタ４の後述するシャッタ駆動軸４３が貫通した状態で支持される軸受部１７が形成されている。さらに、ケース本体１１の底面には、軸受部１７の外方に、平面形状が半円状に形成されるとともに下方に突出し、シャッタ４を所定位置に停止させるためのストッパ１１ｂが設けられている。

また、ケース本体１１のパウダー容器取付部１６は、ケース本体１１の底面から下方に突出する円筒状に形成されており、その周縁部には、互いに周方向に等角度に設けられ、パウダー容器３の後述する４つの取付用凸部５１ａにそれぞれ係合する４つの係合部１８が形成されている。具体的には、各係合部１８は、径方向に突出するように形成され、その内側において、パウダー容器３の各取付用凸部５１ａが上下方向に挿脱可能な凹部１８ａと、この凹部１８ａの上端部の時計方向側に連なりかつ内方に突出する段部１８ｂとを有している。

なお、ケース本体１１の左右の上端部には、外方に水平に突出する取付片１９、１９が設けられており、これらの取付片１９、１９を介して、パウダートッピング装置１がカップ式自動販売機内の所定位置にねじ止めなどによって取り付けられる。

図４及び図６に示すように、駆動装置５は、単一のモータ２１及び複数のギヤを内蔵するギヤボックス２２と、このギヤボックス２２に連結され、モータ２１の動力をパウダー容器３の後述するパウダー払出し羽根６１に伝達するトッピング用動力伝達機構２３（第１動力伝達機構）と、これに係合し、モータ２１の動力をシャッタ４に伝達するシャッタ用動力伝達機構２４（第２動力伝達機構）とを有している。

図６及び図７に示すように、ギヤボックス２２は、モータ２１の出力軸に固定されたウォームギヤ２１ａに噛み合う第１中間ギヤ２５と、これに噛み合う第２中間ギヤ２６と、この第２中間ギヤ２６に噛み合うとともに、トッピング用動力伝達機構２３の後述する駆動ギヤ３１に連結される出力ギヤ２７とを備えている。

なお、図７に示すように、第１中間ギヤ２５は、いずれも平歯車から成る上下２段のギヤ部２５ａ及び２５ｂを有しており、下段のギヤ部２５ｂがモータ２１のウォームギヤ２１ａに噛み合っている。一方、第２中間ギヤ２６も、平歯車から成る上下２段のギヤ部２６ａ及び２６ｂを有しており、上段のギヤ部２６ａが第１中間ギヤ２５の上段のギヤ部２５ａに噛み合い、下段のギヤ部２６ｂが出力ギヤ２７に噛み合っている。

出力ギヤ２７は、上下方向に延びる円筒状に形成されるとともに、下端部がフランジ状に形成された所定形状を有している。具体的には、平歯車から成り、第２中間ギヤ２６の下段のギヤ部２６ｂに噛み合うギヤ部２７ａと、円筒状に形成され、駆動ギヤ３１に連結される連結部２７ｂとを有している。この連結部２７ｂの内周面には、その上下端部に、周方向に沿って多数の係合凹部２７ｃ（図６及び図７では上端部のもののみ図示）が形成されている。

図４及び図６に示すように、トッピング用動力伝達機構２３は、ギヤボックス２２の出力ギヤ２７に連結された駆動ギヤ３１と、この駆動ギヤ３１の中央部に挿入され、所定の一方向（時計方向）にのみ回転が許容されるワンウェイロータ３２とを有している。

駆動ギヤ３１は、上下方向に延びる円筒状に形成されるとともに、上端部がフランジ状に形成された所定形状を有している。具体的には、平歯車から成るギヤ部３１ａと、円筒状に形成され、出力ギヤ２７の連結部２７ｂに挿入された状態で連結される連結部３１ｂとを有している。この連結部３１ｂの外周面には、その上端部に周方向に沿って複数の係合凸部（図示せず）が設けられ、下端部の所定位置に２つの係合凸部３１ｃ（図６では１つのみ図示）が設けられている。そして、この駆動ギヤ３１の連結部３１ｂが出力ギヤ２７の連結部２７ｂに挿入された状態で、上側の係合凸部及び下側の係合凸部３１ｃがそれぞれ、出力ギヤ２７の対応する上側の係合凹部２７ｃ及び下側の係合凹部に嵌合する。これにより、駆動ギヤ３１は、出力ギヤ２７に連結され、出力ギヤ２７の回転に伴い、これと一体に回転する。

また、図６に示すように、駆動ギヤ３１の上端部には、径が連結部３１ｂの内径よりも大きい径を有する大径部３１ｄが設けられている。そして、この大径部３１ｄの内周面には、内方に若干突出するとともに互いに対向し、ワンウェイロータ３２の後述する所定のロータアーム部３４、３４に係合することにより、ワンウェイロータ３２を時計方向に回転させるための２つの回転用凸部３１ｅ、３１ｅが設けられている。

一方、ワンウェイロータ３２は、上下方向に所定長さ延び、ほぼ円筒状に形成されたロータ本体部３３と、その上端部に設けられた４つのロータアーム部３４とを有している。ロータ本体部３３の下半部の内周面には、その周方向に沿って、各々が上下方向に延び、後述するパウダー払出し羽根６１の回転軸６４のスプライン部６４ａに係合する複数の溝（図示せず）が形成されている。

図８に示すように、各ロータアーム部３４は、ロータ本体部３３の外周面から径方向に突出しかつロータ本体部３３の周方向に沿って反時計方向に円弧状に所定長さ延びるように形成されている。また、これら４つのロータアーム部３４は、互いに点対称に配置されたもの同士を一組として、ワンウェイロータ３２自体を時計方向に回転させるための２つのロータアーム部（以下「回転用アーム部３４Ａ」という）と、ワンウェイロータ３２の反時計方向への回転を阻止するための２つのロータアーム部（以下「回転阻止用アーム部３４Ｂ」という）で構成されている。

具体的には、図６及び図８に示すように、各回転用アーム部３４Ａの先端部には、その下半部に、駆動ギヤ３１が時計方向に回転する際に、その回転用凸部３１ｅが当接する当接爪３４ａが設けられている。一方、各回転阻止用アーム部３４Ｂの先端部には、その上半部に、前記上蓋１２の外側係合リング１３のストッパ１３ａに当接する当接爪３４ｂが設けられている。これらの当接爪３４ａ及び３４ｂはいずれも、平面形状が楔状であり、ローターアーム部３４の先端から基部に向かって幅が次第に小さくなるように形成されている。

図４及び図９に示すように、シャッタ用動力伝達機構２４は、トッピング用動力伝達機構２３の駆動ギヤ３１に噛み合うシャッタギヤ４１と、上下方向に所定長さ延び、シャッタギヤ４１の下側に、トルクリミッタ４２を介して連結されたシャッタ駆動軸４３とを有している。

シャッタギヤ４１は、平歯車から成り、駆動ギヤ３１のギヤ部３１ａに噛み合うギヤ部４１ａと、このギヤ部４１ａの下面中央に設けられ、トルクリミッタ４２の上部が嵌合した状態に連結される連結部４１ｂとを有している。また、この連結部４１ｂの外周面の所定位置には、径方向に突出するスイッチ押圧部４１ｃが設けられている。

図９に示すように、シャッタギヤ４１のギヤ部４１ａの下方には、ケース本体１１に固定されたスイッチ４５が設けられている。また、シャッタギヤ４１のスイッチ押圧部４１ｃとスイッチ４５のスイッチレバー４５ａとの間には、上下方向に延びるとともに、下端部においてケース本体１１に揺動自在に支持された所定形状の押圧部材４４が設けられている。この押圧部材４４は、ばね４６によって、シャッタギヤ４１の連結部４１ｂ側に付勢されており、上端部の凸部４４ａが連結部４１ｂの外周面に常時、当接している。そして、シャッタギヤ４１の回転に伴い、スイッチ押圧部４１ｃにより、押圧部材４４及びスイッチレバー４５ａを介して、スイッチ４５がＯＮ／ＯＦＦされ、その信号に基づいて、制御装置により、モータ２１が制御されるとともにシャッタギヤ４１の回転位置が判別される。

また、シャッタギヤ４１とシャッタ駆動軸４３を連結するトルクリミッタ４２は、両者４１及び４３の間に所定の大きさ以上のトルクが作用したときに、シャッタギヤ４１がシャッタ駆動軸４３に対して空回りするように構成されている。

図１０は、左半部に、上蓋５０を外した状態のパウダー容器３を示し、右半部に、パウダー容器３を分解して示している。パウダー容器３は、多量のパウダーがあらかじめ収容されるものであり、同図に示すように、上下方向に所定長さ延びる円筒状の容器本体５１と、この容器本体５１内の底部に着脱自在に取り付けられたステンシル５２と、容器本体５１内に着脱自在に取り付けられ、ステンシル５２を容器本体５１内の底部に固定するとともに、パウダー払出し羽根６１を回転自在に保持する固定・保持リング５３とを有している。

上記の上蓋５０は、容器本体５１の上面に着脱自在に取り付けられており、中央部には、パウダー払出し羽根６１の回転軸６４が貫通する孔５０ａが形成されている。また、上蓋５０の孔５０ａの両側には、上蓋５０を容器本体５１に対して着脱する際に、上蓋５０の中央部を指先で摘むための２つの凹部５０ｂ、５０ｂが形成されている。

容器本体５１の上端部の周縁部には、パウダー容器３をケース本体１１に取り付けるための４つの取付用凸部５１ａが、容器本体５１の周方向に沿って互いに等角度に設けられている。各取付用凸部５１ａは、外方に若干突出した状態で、周方向に沿って所定長さ延びており、その上下方向の厚さについては、時計方向側の半部が厚く、反時計方向側の半部が薄くなるように形成されている。また、容器本体５１の底部には、周方向の全体にわたって延び、内方に若干突出するリング状のフランジ部５１ｂが設けられている。このフランジ部５１ｂにステンシル５２の下面周縁部が載置された状態で、ステンシル５２が容器本体５１の底面開口を塞ぐように取り付けられている。

ステンシル５２は、容器本体５１の内径よりも小さくかつフランジ部５１ｂの内径よりも大きい直径を有し、円形でかつ非常に薄い所定厚さ（例えば１００μｍ）の金属板から成り、所定の図柄５２ａ（本実施形態では「ＡＢＣ」の文字）が、多数の細孔によって形成されている。なお、図柄５２ａを構成する各細孔は、所定の直径（例えば３０μｍ）を有しており、パウダーの種類や粒径などに応じて、種々の形状のものが採用される。

なお、ステンシル５２の外周縁部の所定位置には、外方に若干突出し、周方向に沿って互いに等角度に、３つの係合凸部５２ｂが設けられている。これらの係合凸部５２ｂが容器本体５１の内周面の底部に設けられた図示しない係合凹部に挿入されることにより、ステンシル５２は、容器本体５１に対し、鉛直軸線回りの所定の角度位置に位置決めされかつ鉛直軸線回りに不動に保持される。

図１１及び図１２に示すように、パウダー払出し羽根６１は、互いに反対方向にアーム状に延びる２つの羽根部６２、６２を有する羽根本体６３と、上下方向に所定長さ延び、下部が固定・保持リング５３に回転自在に支持されるとともに下端部が羽根本体６３の中央に連結された回転軸６４とで構成されている。羽根本体６３の各羽根部６２は、容器本体５１の半径よりも若干短い長さ寸法を有している。

また、図１２に示すように、各羽根部６２の時計方向側の前面の下部には、羽根部６２の底面に連なり、斜め下向きに若干傾斜した傾斜面６２ａが形成されている。この傾斜面６２ａは、鉛直面に対し、所定の角度α（例えば２〜１０°）分、傾斜している。一方、各羽根部６２の上記の前面と反対側に位置し、底面に連なる後面は、斜め上向きに傾斜している。

後述するように、羽根本体６３がステンシル５２上に沿って摺動しながら時計方向に回転すると、ステンシル５２上のパウダーは、各羽根部６２の傾斜面６２ａにより、その移動する方向に押圧されるのに加えて、ステンシル５２の上面に押し付けられる。これにより、パウダー容器３内のパウダーをステンシル５２の下方に適度に払い出すことができ、所定量のパウダーの払出しを安定して行うことができる。

図１１に示すように、パウダー払出し羽根６１の回転軸６４は、上部にスプライン部６４ａが形成されており、前述したように、そのスプライン部６４ａが、ワンウェイロータ３２のロータ本体部３３に下方から挿入された状態で係合する。したがって、ワンウェイロータ３２が時計方向に回転すると、それと一体に、回転軸６４及び羽根本体６３も時計方向に回転する。

図１０及び図１１に示すように、上記の回転軸６４を回転自在に支持する固定・保持リング５３は、容器本体５１の内径よりも若干小さい外径を有するとともに、フランジ部５１ｂの内径とほぼ同じ内径を有する円筒状のリング部５３ａと、その中心部に上下方向に延びる円筒状に形成され、回転軸６４の下部が遊挿された状態でこれを支持する支持部５３ｂと、この支持部５３ｂとリング部５３ａとの間に延びる３つのリブ５３ｃとを有している。これらのリブ５３ｃは、支持部５３ｂの周方向に沿って互いに等角度で配置され、各リブ５３ｃの下面が、羽根本体６３の各羽根部６２の上面との間に若干の隙間を存している。

以上のように構成されたパウダー容器３は、ケース２のパウダー容器取付部１６に着脱自在に取り付けられており、その取付け及び取り外しは次のように行われる。すなわち、図５などに示すように、取付けの際にはまず、パウダー容器３の４つの取付用凸部５１ａを、パウダー容器取付部１６の４つの係合部１８の凹部１８ａにそれぞれ合わせながら、パウダー容器３の上部をパウダー容器取付部１６の内側に下方から挿入する。この場合、パウダー払出し羽根６１の回転軸６４の上端部が、ワンウェイロータ３２のロータ本体部３３に下方から挿入される。そして、パウダー容器３を時計方向に若干回すことにより、パウダー容器３の各取付用凸部５１ａがパウダー容器取付部１６の対応する係合部１８の段部１８ｂに、噛み合った状態で係合する。これにより、パウダー容器３は、ケース２に対し、回転不能の状態で取り付けられる。

なお、この取付けの際に、上述したように、パウダー容器３を時計方向に回した場合、パウダー払出し羽根６１の羽根本体６３がステンシル５２に対して相対的に反時計方向に回ったとしても、パウダー容器３内のパウダーがステンシル５２の下方に払い出されることはない。これは、羽根本体６３の各羽根部６２の反時計方向側の面（図１２（ｂ）の右側の面）が、斜め上向きに傾斜しているために、羽根本体６３が反時計方向に回ったとしても、パウダー容器３内のパウダーがステンシル５２側に押し付けられることがないからである。

一方、パウダー容器３の取外しの際にはまず、パウダー容器３を若干持ち上げ、反時計方向に若干回す。これにより、パウダ容器３の各取付用凸部５１ａが、対応する係合部１８の段部１８ｂから外れ、凹部１８ａに位置する。そして、パウダー容器３を下方に引き出すことにより、パウダー容器３がケース２から取り外される。

このように、パウダー容器３がケース２に着脱自在に取り付けられているので、パウダートッピング装置１のメンテナンス時やパウダーの補充時などに、パウダー容器３をパウダー払出し羽根６１とともにケース２から取り外すことにより、パウダー容器３及びパウダー払出し羽根６１の清掃や交換などを容易に行えるとともに、パウダー容器３へのパウダーの補充を容易に行うことができる。

図１〜図５に示すように、シャッタ４は、平面形状が円形に形成されたシャッタ本体７１と、このシャッタ本体７１の周縁部から斜め上方に所定長さ延びるシャッタアーム７２とを有している。シャッタ本体７１は、上面が水平であって、パウダー容器３の容器本体５１の外径よりも若干大きい径を有しており、上面の周縁部が外方に向かって前下がりに傾斜している。また、シャッタ本体７１の上面の所定位置には、シャッタ４がパウダー容器３の底面を開閉する際に、ステンシル５２の底面に沿って摺動し、これを清掃するためのブラシ７１ａが設けられている。なお、本実施形態では、ブラシ７１ａは、シャッタ本体７１の上面の左半部に、その周縁部に沿うように設けられている。

シャッタアーム７２の先端部には、シャッタ４を前記シャッタ駆動軸４３に固定した状態に取り付けるための取付凹部７３及びロック部７４が設けられている。取付凹部７３は、上方に開放しており、シャッタ駆動軸４３の下端部が挿入されるように形成されている。また、ロック部７４は、取付凹部７３の内側に上下方向に延びるとともに、上下方向のほぼ中央部を支点として揺動自在に構成されており、上端部にはシャッタ駆動軸４３に係合するロック爪７４ａが設けられ、下端部が、シャッタ４をシャッタ駆動軸４３から取り外す際に操作される取外しレバー７４ｂになっている。このように、シャッタ４は、シャッタ駆動軸４３に着脱自在に取り付けられているので、パウダートッピング装置１のメンテナンス時などに、シャッタ４をシャッタ駆動軸４３から取り外すことにより、そのシャッタ４自体を容易に清掃することができる。

また、シャッタアーム７２の先端部には、シャッタ駆動軸４３と一体にシャッタ４が回転する際に、ケース本体１１の底面の前記ストッパ１１ｂに当接することにより、シャッタ４及びシャッタ駆動軸４３のそれ以上の回転を阻止するための当接部７５が設けられている。

図１３（ａ）は、以上のように構成されたパウダートッピング装置１の縦断面図であり、同図（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断したときの状態を示している。また、図１４は、ワンウェイロータ３２の４つのロータアーム部３４と、駆動ギヤ３１の回転用凸部３１ｅ及び上蓋１２の外側係合リング１３のストッパ１３ａとの位置関係を拡大して示している。両図は、待機時におけるパウダートッピング装置１の状態を示しており、この待機状態では、シャッタ４のシャッタ本体７１が、ステンシル５２を覆った状態に、パウダー容器３の下面を閉鎖する閉鎖位置に位置している。また、駆動ギヤ３１の両回転用凸部３１ｅ、３１ｅが、ワンウェイロータ３２の対応する回転用アーム部３４Ａの当接爪３４ａに対し、所定角度（本実施形態では１１０度）離れているとともに、上蓋１２の両ストッパ１３ａ、１３ａが、ワンウェイロータ３２の対応する回転阻止用アーム部３４Ｂの当接爪３４ｂに当接している。

ここで、図１５〜図１７を参照しながら、パウダーをカップＣ内の飲料Ｄの液面上にトッピングする際のパウダートッピング装置１の動作について説明する。まず、待機状態から、駆動装置５のモータ２１が正回転し、これにより、駆動ギヤ３１が時計方向に回転するとともに、これに噛み合うシャッタギヤ４１が反時計方向に回転する。

この場合まず、図１５に示すように、駆動ギヤ３１が時計方向に所定角度（本実施形態では１１０度）回転することにより、駆動ギヤ３１の両回転用凸部３１ｅ、３１ｅがワンウェイロータ３２の対応する回転用アーム部３４Ａの先端部の当接爪３４ａに当接する。なおこの場合、各回転用凸部３１ｅが当接爪３４ａに当接した直後であり、ワンウェイロータ３２は、未だ回転していない。したがって、ワンウェイロータ３２と一体に回転するパウダー払出し羽根６１は、停止した状態のままである。一方、駆動ギヤ３１に噛み合うシャッタギヤ４１は、反時計方向に所定角度（本実施形態では１１０度）回転する。これにより、シャッタ４は、シャッタギヤ４１と一体に反時計方向に１１０度回転し、シャッタ本体７１が図１５（ａ）に示す第１開放位置に到達する。なおこの場合、シャッタギヤ４１の回転に伴い、スイッチ押圧部４１ｃにより、スイッチ４５は、ＯＦＦからＯＮになり、さらにＯＦＦになる。

上記の状態から、図１６に示すように、駆動ギヤ３１がさらに時計方向に所定角度（本実施形態では６０度）回転することにより、駆動ギヤ３１の両回転用凸部３１ｅ、３１ｅがワンウェイロータ３２の対応する回転用アーム部３４Ａを時計方向に押圧し、これにより、ワンウェイロータ３２が時計方向に６０度回転する。これに伴い、パウダー払出し羽根６１は、ワンウェイロータ３２と一体に時計方向に６０度回転する。一方、シャッタギヤ４１は、反時計方向に所定角度（本実施形態では６０度）回転し、シャッタ本体７１が図１６（ａ）に示す第２開放位置に到達する。またこの場合、シャッタ４は、シャッタアーム７２の先端部の当接部７５がケース本体１１のストッパ１１ｂの一方の端部に当接し、それ以上の回転が阻止される。なおこの場合、スイッチ４５は、ＯＦＦに維持される。

さらに上記の状態から、図１７に示すように、駆動ギヤ３１がさらに時計方向に所定角度（本実施形態では３００度）回転することにより、ワンウェイロータ３２がさらに時計方向に３００度回転し、これに伴い、パウダー払出し羽根６１もさらに時計方向に３００度回転する。つまり、パウダー払出し羽根６１は、待機位置から３６０度、すなわち１回転する。一方、シャッタギヤ４１は、反時計方向に所定角度（本実施形態では３００度）回転する。この場合、前述したように、シャッタ４は、トルクリミッタ４２を介してシャッタギヤ４１に連結されているとともに、シャッタアーム７２の当接部７５がストッパ１１ｂの前記端部に当接することで、反時計方向への回転が阻止されている。このため、シャッタ４は、第２開放位置に維持される一方、シャッタギヤ４１は、シャッタ４及びシャッタ駆動軸４３に対して空回りする。なおこの場合、スイッチ４５は、ＯＦＦからＯＮになり、さらにＯＦＦになる。つまり、モータ２１は、正回転の開始後、スイッチ４５が２回、ＯＮになってからＯＦＦになったときに停止するように制御される。

以上のように、モータ２１の正回転によって、駆動ギヤ３１が時計方向に４７０（＝１１０＋６０＋３００）度回転することにより、ワンウェイロータ３２が時計方向に３６０（＝６０＋３００）度回転する。これに伴い、ワンウェイロータ３２と一体に、パウダー払出し羽根６１が１回転することによって、パウダー容器３内のパウダーが、ステンシル５２を介して下方に払い出される。これにより、パウダーがカップＣ内の飲料Ｄの液面上にトッピングされる。

その後、モータ２１は、逆回転するように制御されることにより、駆動ギヤ３１が上記と逆に、反時計方向に４７０度回転し、元の待機位置に戻る。この場合、図１７に示すように、ワンウェイロータ３２は、両回転阻止用アーム部３４Ｂ、３４Ｂの先端部の当接爪３４ｂが上蓋１２の外側係合リング１３の対応するストッパ１３ａに当接しているために、反時計方向への回転が阻止される。したがって、パウダー払出し羽根６１も回転することなく、停止した状態に維持される。なおこの場合、駆動ギヤ３１の各回転用凸部３１ｅは、ワンウェイロータ３２の回転用アーム部３４Ａの当接爪３４ａに接触するものの、その当接爪３４ａ及び回転用アーム部３４Ａの形状により、回転用アーム部３４Ａが内側に撓み、これにより、回転用アーム部３４Ａの当接爪３４ａに対する各回転用凸部３１ｅの通過が許容される。

一方、シャッタギヤ４１は、駆動ギヤ３１の上記の回転に伴い、時計方向に４７０度回転し、元の待機位置に戻る。この場合、シャッタ４は、シャッタギヤ４１が時計方向に１７０度回転したときに、シャッタアーム７２の当接部７５がケース本体１１のストッパ１１ｂの他方の端部に当接し、それ以上の回転が阻止され、図１３に示す閉鎖位置に戻る。

以上詳述したように、本実施形態のパウダートッピング装置１によれば、待機時に、シャッタ４が閉鎖位置に位置することにより、ステンシル５２の下面を覆った状態にパウダー容器３の底面を閉鎖するので、ステンシルが常に外部に露出する従来と異なり、待機時にステンシル５２の細孔を介して、パウダー容器３内に外部から湿気が侵入するのを抑制することができる。その結果、パウダー容器３内にパウダーのダマが生じるのを低減し、ステンシル５２の目詰まりを防止することができる。また、トッピング時に、パウダー払出し羽根６１の羽根本体６３が回転しながらステンシル５２上を摺動することにより、パウダー容器３内の所定量のパウダーを、ステンシル５２の図柄５２ａを構成する多数の細孔を介して押し出すように払い出すので、ステンシル５２の図柄とほぼ同一の高精細な図柄を描くようにトッピングすることができる。以上により、本実施形態によれば、ステンシル５２の目詰まりを防止しながら、トッピングによるパウダーによって、カップＣ内の飲料Ｄの液面上に高精細な図柄Ｆを描くことができる。

また、シャッタ４がパウダー容器３の底面を開閉する際に、そのシャッタ４に設けられたブラシ７１ａがステンシル５２の下面に沿って摺動することにより、ステンシル５２の下面に付着するパウダーや細孔内に残留するパウダーを除去するように、ステンシル５２を清掃することができる。これにより、ステンシル５２が目詰まりした場合でも、その目詰まりを容易に解消することができる。

さらに、単一のモータ２１を共通の駆動源として、パウダー払出し羽根６１及びシャッタ４を駆動するので、それらを互いに異なる駆動源によって駆動する場合に比べて、パウダートッピング装置１の製造コストの低減を図ることができる。また、シャッタ４が第１及び第２開放位置から閉鎖位置に復帰駆動される際に、パウダー払出し羽根６１が停止した状態に維持されるので、トッピング後、シャッタ４が閉鎖位置に戻る際に、パウダー容器３からパウダーが誤って払い出されることを確実に防止することができる。

なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。実施形態では、本発明のパウダートッピング装置をカップ式自動販売機や飲料ディスペンサに適用した場合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く、例えば、トッピング専用機に適用することも可能であり、また、そのようなトッピング専用機を利用して、カップ内の飲料以外へのトッピング、例えば容器や皿に盛られた料理にパウダーをトッピングすることも可能である。

また、実施形態では、ステンシル５２に形成された図柄として、「ＡＢＣ」の文字の図柄５２ａを例示したが、他の文字はもちろん、絵や模様などの図柄や、それらを組み合わせた種々の図柄を採用することが可能である。

さらに、実施形態では、パウダー払出し羽根６１を１回転させることによって、パウダー容器３内のパウダーを払い出すようにしたが、パウダー払出し羽根６１を２回転以上、回転させることも可能であり、それにより、トッピングされるパウダーの量を容易に調整することができる。

また、実施形態で示したパウダートッピング装置１の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。

１ パウダートッピング装置
２ ケース
３ パウダー容器
４ シャッタ
５ 駆動装置（駆動手段）
１１ ケース本体
２１ モータ
２２ ギヤボックス
２３ トッピング用動力伝達機構（第１動力伝達機構）
２４ シャッタ用動力伝達機構（第２動力伝達機構）
２７ 出力ギヤ
３１ 駆動ギヤ
３２ ワンウェイロータ
４１ シャッタギヤ
５２ ステンシル
５２ａ ステンシルの図柄
６１ パウダー払出し羽根
６２ パウダー払出し羽根の羽根部
６２ａ 傾斜面
６３ 羽根本体（パウダー払出し部材）
７１ シャッタ本体
７１ａ ブラシ
Ｃ カップ
Ｄ 飲料
Ｆ 図柄

Claims (9)

1. カップ内の飲料に食用のパウダーをトッピングするパウダートッピング装置であって、
   上下方向に延びる筒状に形成され、内部に前記パウダーを収容するパウダー容器と、
   上下方向に貫通する多数の細孔によって形成された所定の図柄を有し、前記パウダー容器の底面開口を塞ぐように、当該パウダー容器の底部に取り付けられたステンシルと、
   駆動手段と、
   前記パウダー容器内において、前記ステンシルの上面に沿って摺動自在に設けられ、トッピング時に前記駆動手段によって駆動されることにより、当該パウダー容器内のパウダーを、前記ステンシルに押し付けながら前記多数の細孔を介して当該ステンシルの下方に払い出すパウダー払出し部材と、
   前記ステンシルの下面を覆った状態に前記パウダー容器の底面を閉鎖する閉鎖位置と、当該パウダー容器の底面を開放する開放位置との間で移動自在に構成され、待機時に前記閉鎖位置に位置するとともに、トッピング時に前記駆動手段によって前記閉鎖位置から前記開放位置に駆動されるシャッタと、
   を備えていることを特徴とするパウダートッピング装置。
2. 前記パウダー払出し部材は、前記ステンシルの中央を通る鉛直軸線から径方向にアーム状に延び、当該鉛直軸線を中心として回転自在に構成されていることを特徴とする請求項１に記載のパウダートッピング装置。
3. 前記パウダー払出し部材には、トッピング時に移動する方向側の前面に、当該パウダー払出し部材の底面に連なるとともに斜め下向きに傾斜した傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパウダートッピング装置。
4. 前記シャッタには、当該シャッタが前記開放位置と前記閉鎖位置の間で移動する際に前記ステンシルの下面に沿って摺動するブラシが設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パウダートッピング装置。
5. 前記駆動手段は、
   単一のモータと、
   このモータの動力を前記パウダー払出し部材に伝達する第１動力伝達機構と、
   前記モータの動力を前記シャッタに伝達する第２動力伝達機構と、
   を有していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のパウダートッピング装置。
6. 前記第１動力伝達機構は、トッピング時に、前記シャッタが前記第２動力伝達機構を介して前記閉鎖位置から前記開放位置に駆動された後で、前記パウダー払出し部材に動力を伝達するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のパウダートッピング装置。
7. 前記第１動力伝達機構は、前記シャッタが前記第２動力伝達機構を介して前記開放位置から前記閉鎖位置に復帰駆動される際に、前記パウダー払出し部材への動力を伝達不能に構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のパウダートッピング装置。
8. 前記シャッタは、前記第２動力伝達機構に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のパウダートッピング装置。
9. パウダートッピング装置の外殻を構成するケースを、さらに備えており、
   前記パウダー容器は、前記パウダー払出し部材とともに、前記ケースに着脱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８のいずれかに記載のパウダートッピング装置。

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