JP6232155B1 - 粉体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】様々な場所に個別に設置可能、且つ複数ユーザで共有可能なサプリメント供給装置を提供すること。【解決手段】本発明は、カートリッジと、該カートリッジに連結される駆動器とを備える粉体供給装置であって、当該粉体供給装置に搭載されるカートリッジが、粉体を収容する容器本体と、粉体を吐き出す吐出部と、容器本体内で粉体を送り出すオーガ軸であって、平面部が設けられると共に、端部に、駆動器と連結する連結部が設けられたオーガ軸とを備え、駆動器がオーガ軸を回転させると、平面部が吐出部を開くように構成される。【選択図】図１

Description

本発明は、粉体供給装置、および粉体供給装置に挿脱可能に搭載されるカートリッジに関する。

昨今の健康ブームにより、健康状態管理を行うために栄養素（所謂「サプリメント」）を日頃から摂取している者も多い。各個人は、薬局、コンビニエンスストアおよびインターネット等を通じてサプリメントを容易に入手可能であり、気軽に摂取することができる。

サプリメントを摂取する個人の状態に応じて、どのサプリメントをどのように摂取すべきかの推奨を提案し、粉体を供給する装置が知られる。特許文献１には、生体センサからの生体データ等を加味しつつ、各個体に適した配合を決定してサプリメントを出力する装置が開示される。当該装置は、ボトル形状を有し、利用者が所有して持ち運ぶことを想定するものである。

他方、本明細書に開示する技術は、ウォータ・サーバや飲料自動販売機のように、各家庭やスポーツジム等に設置して複数のユーザに共用可能とし、ユーザ毎に適した分量のサプリメントを供給可能な粉体供給装置に関する。粉体供給装置の一例として、例えば、特許文献２のような自動販売機の一部の構造を小型化した構造とすることが考えられる。具体的には、粉末を収容したキャニスタの排出機構をモータで回転させて、所定量の粉末を排出口より取り出す構造とするのがよい。しかしながら、本発明の粉体供給装置は、サプリメントのようなミリグラム単位の栄養素を粉体として扱うものであり、このような粉体を正確に取り扱い可能とするためには、上記構造を単純に転用することはできない。特に、サプリメントのような栄養素を粉体として扱うので、湿気対策が不可欠となる。

特開２００８−２３７７１８号公報 特開２００８−１９２０４９号公報

本発明は、ユーザ利用性の高い新たなサプリメント供給サービスを実現するために、様々な場所に設置可能で、且つ複数ユーザで共有可能な粉体供給装置を提供することを目的とする。また、サプリメントのようなミリグラム単位の粉体を正確に取り扱い可能な粉体収容容器を、ユーザ自身がワンタッチで挿脱可能なカートリッジとして提供することを目的とする。

本技術は、上述の課題の少なくとも一部を解決することを意図している。そして本技術は、以下に示す態様を特徴とする。
本技術の一態様によれば、カートリッジと、カートリッジに連結される駆動器とを備える粉体供給装置であって、当該粉体供給装置に搭載されるカートリッジが、粉体を収容する容器本体と、粉体を吐き出す吐出部と、容器本体内で粉体を送り出すオーガ軸であって、平面部が設けられると共に、端部に、駆動器と連結する連結部が設けられたオーガ軸とを備え、駆動器がオーガ軸を回転させると、平面部が吐出部を開くように構成される、粉
体供給装置が提供される。

本技術の一態様によれば、更に、カートリッジを組み立てると、平面部が吐出部を閉じるように構成され、駆動器が、所定の整数回だけオーガ軸を回転させるように構成され、オーガ軸が回転していないときに、平面部が吐出部を閉じるように構成される、粉体供給装置が提供される。

本技術の一態様によれば、更に、連結部を通じてオーガ軸と同軸を構成して回転させる回転軸を有するモータと、発光部および受光部を備え、受光部が発光部からの光を検知可能なセンサと、モータの回転軸と同軸を構成する回転シャフトであって、切り欠きを有し、発光部および受光部の間に挿入されて遮光する遮光部を備える回転シャフトとを備え、センサの受光部が、発光部からの光の通過を、切り欠きを通じて検知する状態において、平面部が吐出部を閉じるように、切り欠きおよび平面部が位置合わせされる、粉体供給装置が提供される。

本技術の一態様によれば、更に、回転軸の先端部が駆動器の表面に突設され、駆動器が、先端部の対向側で、当該粉体供給装置に一端を固定した弾性体に係止するための係止部を備える、粉体供給装置が提供される。

本技術の一態様によれば、更に、カートリッジが当該粉体供給装置の所定の位置に挿入される際に、駆動器と接触して弾性体が押し込まれると、弾性体の反発力によって駆動器が付勢されて、回転軸の先端部が、カートリッジの連結部が備える回転口に差し込まれ、付勢されたまま係止される、粉体供給装置が提供される。

本技術の一態様によれば、更に、プロセッサを備え、駆動器の回転軸の先端部が、連結部の回転口の形状に対応した形状を有し、接触が検知されると、プロセッサが、モータの回転軸を少なくとも１回転させるように駆動器に指令し、回転軸が少なくとも１回転され、回転軸の先端部の形状が回転口の形状に位置合わせされると、弾性体の反発力にしたがって付勢された回転軸の先端部が回転口に差し込まれ、付勢されたまま係止される、粉体供給装置が提供される。

本技術の一態様によれば、更に、検知電極を備える接触検知部を備え、接触検知部が、カートリッジの表面に設けたＩＣチップの検知電極との接触を検知する、粉体供給装置が提供される。

本技術の他の一態様によれば、粉体を収容する容器本体と、容器本体内で粉体を送り出すオーガ軸と、粉体を吐き出す開口を有する吐出部とを備えるカートリッジであって、吐出部が、オーガ軸に設けた第１平面部を開口に配置し、オーガ軸が回転されると、第１平面部の回転によって開口を開くように構成される、カートリッジが提供される。

本技術の他の一態様によれば、更に、吐出部が、オーガ軸が回転していないときに、第１平面部が開口を閉じるように構成される、カートリッジが提供される。

本技術の他の一態様によれば、更に、吐出部が、開口の重力方向の上側を塞ぐ第２平面部を配置し、第１平面部が開口の重力方向の下側を塞いで、第２平面部と共に開口を閉じるように構成される、カートリッジが提供される。

本技術によれば、ユーザ利用性の高い新たなサプリメント供給サービスを実現するために、様々な場所に設置可能で且つ複数ユーザで共有可能な粉体供給装置を提供することが
できる。また、サプリメントのようなミリグラム単位の粉体を正確に取り扱い可能な粉体収容容器を、ユーザ自身がワンタッチで挿脱可能なカートリッジとして提供することができる。これにより、サービス提供事業者は、小型のカートリッジ単体を商品として市場で流通させ、コンビニエンスストア等でユーザに販売可能とすることができる。

本実施形態による粉体供給装置の概略図である。 本実施形態による粉体供給装置の正面断面図である。 本実施形態による粉体供給装置のブロック図である。 本実施形態による粉体供給装置の配合部の概略部である。 本実施形態による粉体供給装置に搭載されるカートリッジの概略図である。 本実施形態による粉体供給装置に搭載されるカートリッジ部品の概略図である。 本実施形態による粉体供給装置に搭載されるカートリッジ部品の概略図である。 本実施形態による粉体供給装置に搭載されるカートリッジの概略図である。 本実施形態による粉体供給装置の駆動器の概略図である。 本実施形態による粉体供給装置の駆動器の概略図である。 本実施形態による粉体供給装置の駆動器の断面図である。 本実施形態による粉体供給装置の駆動器部品の概略図である。 本実施形態による粉体供給装置に搭載されるカートリッジ部品の概略図である。 本実施形態による粉体供給装置の駆動器部品の概略図である。 実施形態によるカートリッジと駆動器の連結動作の動作フローである。 本実施形態による粉体供給装置のシュート部の概略部である。 本実施形態による粉体供給装置のシュート部の概略部である。

以下に、本発明の実施形態による粉体供給装置およびカートリッジの具体例を、図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

１．粉体供給装置本体
図１〜図３は、本実施形態による粉体供給装置１の概要図を示す。粉体供給装置１は、サプリメント（粉体）の供給指示をユーザから受けると、サプリメント種別や量に基づき粉体の取り出しおよび配合を行い、それを外部に出力してユーザに供給する。図１は、粉体供給装置１の筐体の外観例を示す。この例では、下略３分の１を占める下段が出力部１９、真ん中部分を占める中断が表示部１５、そして上部略３分の１を占める上段が配合部１７として構成される。なお、中段部分は、単なる表示部のみならず、タッチパネル部として構成してもよい。また、中段には、センサ部１６が両側面部に搭載され、また、プロセッサ１０、メモリ１１、ストレージ１２、および通信インタフェース１３が内部に設けられる。下段の出力部１９には、正面に凹み部分が設けられる。ユーザは、凹み部分の中にコップ等の容器をセットすることで、上部に設けた出力口から配合済みの粉体の出力を受けることができる。

図２は、粉体供給装置１を正面から見た断面図である。配合部１７は、各カートリッジから粉体を取り出して配合するための機構を有する。配合部１７には、スロット部１７５が設けられ、配合部用台座１７６上のスロット部１７５に、粉体を収容したカートリッジ
２０が搭載される。カートリッジから取り出され配合された粉体は、配合部用台座１７６に設けたスロット開口を通じてシュート部１８に集められる。シュート部１８は、配合部で配合された粉体を確実に外部容器に出力するための機構を有する。シュート部１８は、配合部用台座１７６下部に取り付けられたシュータ１８５、シュータ１８５の周りを部分的に接触可能に覆うシュータ・ポケット１８６を備える。シュート部用台座の中央部には出力口１９１が設けられ、重力方向に沿って、出力口を通じて粉体が出力部１９に出力される。

図３は、粉体供給装置１のブロック図であり、ここでは、バスを通じて相互に電気的に接続される主要な構成要素のみを示す。粉体供給装置１は、これに限定されないが、ハードウェア構成として、プロセッサ１０、メモリ１１、ストレージ１２、通信インタフェース１３、入出力インタフェース１４、タッチパネル部１５、センサ部１６、配合部１７、およびシュート部１８を備える。

プロセッサ１０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であり、ストレージ１２に格納されメモリ１１に展開されたプログラム等を実行する。メモリ１１は、例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒ
ｙ）などの揮発性記憶装置である。また、ストレージ１２は、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ
Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）などの不揮発性記憶装置である。ストレージ１２には、ユーザの
認証プログラムやサプリメント配合支援プログラム等が格納される。サプリメント配合支援プログラムは、ユーザ状態に応じて適切なサプリメント量を決定する。また、ストレージ１２には、各プログラムで実装される処理に関連し、必要な各種情報を格納したテーブルを有するデータベースが構築されてもよい。

通信インタフェース１３は、スマートフォンやタブレット端末のようなユーザ端末との通信を可能にし、ユーザ端末との間で各種情報を送受信する。通信は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（より詳細には、ＢＬＥ；Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）等による近距離無線通信とするのがよい。通信インタフェース１３を介して、ユーザ端末からユーザ情報を取得するのがよい。ユーザ情報とは、ユーザのログイン情報や属性情報に加え、ユーザの歩数や移動距離を測定する活動データとするのがよい。なお、ユーザ端末との通信は必須ではなく、粉体供給装置単体でスタンドアロン端末として動作してもよい。

入出力インタフェース１４は、例えばマウスやキーボード等の情報入力機器や液晶ディスプレイ等である。タッチパネル部１５は、タッチパッドのような入力部１５１、および液晶ディスプレイのような表示部１５２を組み合わせた電子部品である。入力部１５１はユーザの作用（主に、タッチ操作等の物理的接触操作）を受けた画面位置の情報を検知して外部へ信号出力する機能を備える。タッチパネルは、静電容量方式や抵抗膜方式等、いずれの方式を採用したものでもよい。なお、上記のとおり、タッチパネル部１５は単なる表示部として構成してもよい。センサ部１６は、例えばセンサ電極として粉体供給装置１の両側面部に設けられ、ユーザが両手で電極部に接触することで心拍数等の生体情報を取得することができる。センサは、例えばＥＣＧセンサや筋電センサのような生体センサに加えて、気象センサ等を含んでもよい。

配合部１７は、サブプロセッサ１７０、駆動部１７１および接触検知部１７２を備える。サブプロセッサは主に、駆動部１７１の動作を制御する。駆動部１７１は、サプリメント供給指示に応じて内蔵モータを駆動させ、回転軸を回転させる。駆動部１７１を通じて、スロット部に搭載済みのカートリッジのオーガ軸が所定数だけ回転され、該カートリッジに収容されたサプリメントが指示された分量だけ抽出される。接触検知部１７２は、カートリッジが粉体供給装置１に搭載されると、カートリッジ表面に設けたＩＣチップとの接触を検知する接触検知用電極を備える。本実施形態では、接触の検知に応答して、カー
トリッジが駆動部１７１と完全に連結されるように動作される（後記）。シュート部１８は、シュート部用台座１８７に設けた振動部１８１を備える。プロセッサ１０は、カートリッジから粉体を取り出すのと連動して、振動部１８１にシュータ・ポケット１８６を振動させるよう指令する。当該振動により、粉体に集めたシュータ１８５も振動され（後記）、重力方向に粉体を確実に落とすことができる。

２．粉体供給装置の配合部
２−１．配合部全体
本実施形態による粉体供給装置の配合部１７の機構について、図４を参照して詳細に説明する。図４は、粉体供給装置１を上面から見た立体図である。なお、上面のカバーを取り外している。配合部１７は、粉体供給装置の上段を構成し、配合部用台座１７６の上に設けられた駆動部１７１およびスロット部１７５を備える。また、配合部用台座１７６は、粉体をシュート部１８に送るためのスロット開口１７７を有する。駆動部１７１には、駆動器３０（３０ａ〜３０ｇ）がレーン状に配列される。各駆動器３０は、粉体供給装置１に固定された固定部１７３において、その一端が支持される。

スロット部１７５には、各駆動器３０ａ〜３０ｇに対応して、これらに連結されるカートリッジ２０ａ〜２０ｇがレーン状に配列される。各カートリッジ２０は配合部用台座１７６上のガイドに沿って、挿脱可能に搭載される。例えば、ユーザが新規のカートリッジ２０ａをスロット部に挿入する際、カートリッジの上面に設けた爪２１ａが、配合部用台座１７６に立設されたＬ字形状の爪係止部１７４ａに掛けられることで係止される。ユーザによってカートリッジがスロット部に押し込まれることにより、カートリッジ２０がスロット部１７５に装着される。逆に、カートリッジを取り外す際は、ユーザは、押下部２６を指で押し下げることで、爪２１ａの爪係止部１７４ａとの係止が解除される。

なお、本実施形態による粉体供給装置１は、カートリッジおよび駆動器をそれぞれ７個有するように図示しているが、当該個数に限定されない。スロット部および駆動部はまた、一段構成に限定されず、多段構成となるように配置してもよいことも当業者によって理解されて然るべきである。サブプロセッサ１７０は、段ごとに駆動部の動作を制御するように配置されるのがよい。すなわち、スロット部および駆動部をＮ段構成（Ｎは１以上の整数）として構成するのに、配合部１７は、Ｎ個のサブプロセッサ１７０ａ〜１７０ｎを具備することになる。

２−２．カートリッジ
図５を参照して、本実施形態による粉体供給装置１に搭載されるカートリッジ２０の機構について詳細に説明する。図５は、カートリッジ２０が駆動器３０に連結された状態の立体図である。図示されるように、カートリッジ２０は、カートリッジ本体の上面部に設けられた爪（透明部）２１、粉体を収容する容器本体（透明部）２２、容器本体を覆うカバー２３、および押下部２６を備える。また、粉体を取り出すためのオーガ軸２４、および駆動器３０と連結するための連結部２５を備える。オーガ軸２４は、容器本体の重力方向下部に配設され、中心軸に沿って螺旋形状の羽を有し、回転により容器内部の粉体を送り出すことができる。連結部２５は、オーガ軸の一方の端部に設けられる。オーガ軸の他方の端部はカバー側に配置される。更に、当該カートリッジ２０において、カバーと対向側の面にはＩＣチップ２７が貼り付けられる。ＩＣチップ２７は、カートリッジ２０が粉体供給装置１に搭載されるときに、粉体供給装置の接触検知部２７２の接触検知用電極（非図示）と接触する位置に予め位置合わせされる。

図６〜図８は、本実施形態による粉体供給装置１に搭載されるカートリッジ２０の各部品およびその組み立ての例を示す立体図である。図６は、容器本体を覆うカバー２３を示す。カバー２３は、オーガ軸で送り出された粉体を吐き出す吐出部２３１、およびユーザ
が指を掛けるための指掛け部２３４を備える。吐出部２３１はまた、粉体を吐き出すための開口２３２、および開口に設けた平面部２３３を備える。図８のように、カートリッジ２０が組み立てられると、吐出部２３１の開口および平面部２３３は、オーガ軸の中心軸に対して略垂直方向に構成される。また、平面部２３３は、開口２３２の重力方向の上側を塞ぐように配置され、重力方向の下側に粉体を通す口が形成される。指掛部２３４は、吐出部２３１の面に所定の角度を付けた平面として設けられる。

また、図７に示すように、オーガ軸２４は、連結部とは対向側の端部に平面部２４１を備える。なお、当該平面部２４１はオーガ軸２４の端部に必ずしも設けなくてもよいことが当業者によって理解されるべきである。図８を再度参照する。カートリッジ２０が組み立てられると、オーガ軸の平面部２４１が吐出部の開口２３２部分に配置される。そして、開口２３２において重力方向の上側を塞ぐ平面部２３３に対して、当該平面部２４１が重力方向の下側を塞ぐことで開口２３２を完全に閉じる。より詳細には、カートリッジ２０が組み立てられるときに、吐出部の開口２３２において、容器本体２２の内側からカバーの平面部２３３の外側に向けて、オーガ軸の平面部２４１を、重力方向の下側を挿通させて配置する。このように、オーガ軸の平面部２４１が開口２３２の重力方向の下側を塞ぐことで開口２３２を閉じることができる。

図８に示すように、オーガ軸２４は、端部に設けた連結部２５において駆動器３０と連結され、駆動器３０のモータが駆動されると、その回転軸の回転に連動してオーガ軸も回転される。オーガ軸の回転と共に、オーガ軸の平面部２４１が吐出部２３１で回転することにより、開口２３２を開くように構成される。本実施形態では、駆動器３０は、プロセッサ１０および／またはサブプロセッサ１７０との相互作用によって、モータが常に整数回だけ回転するように制御される（後記）。つまり、連動するオーガ軸２４も整数回だけ回転させることができる。上記のように、吐出部２３１では、カートリッジ２０を組み立てた初期状態では開口２３２が必ず閉じられる。その結果、オーガ軸２４が整数回だけ回転されるよう制御される場合は、オーガ軸２４が回転していない状態ではオーガ軸の平面部２４１が開口２３２を常に閉じることになる。

開口は断面が円形状を有する（図８）。これに対して、オーガ軸の平面部２４１は略半円形状の平板であり（図７）、また、カバーの平面部２３３は略半円形状からオーガの中心軸を挿通できるよう中心軸形状を抜いた形状を有する平板である（図６）。つまり、吐出部２３１において開口を閉じるときは、オーガ軸の平面部２４１およびカバーの平面部２３３の双方で、開口２３２の断面円形状に相当する円形状を形成することになる。本実施形態では、カートリッジ単体で開口を閉じる機構を有する。その理由は、サプリメントのような粉体は吸湿性が高く少しの水分でも吸収してしまうので、カートリッジ自体を密閉させる必要があるからである。粉体が吐出されていない（すなわち、オーガ軸が無回転の）状態で粉体の吐出部２３１が密閉されない場合、吐出部の開口２３２から空気が流入することになり、収容された粉体は空気中の湿気を吸収し、品質に悪影響を及ぼすことになる。本発明の実施形態によるカートリッジは、上記のようにカートリッジ単体で吐出部２３１の密閉機構を実現し、上記湿気による品質劣化を十分に回避することができるものである。

２−３．駆動部
図９〜図１２は、本実施形態により、配合部の駆動部１７１に配置される駆動器３０の機構を示す。図９は駆動部１７１の拡大図であり、駆動器３０と粉体供給装置１本体との連結の態様を示す。各駆動器３０（例えば、点線領域の３０ｂ）は、回転軸（非図示）を有するモータ３４ｂ、および粉体供給装置に設けた固定部１７３ｂに係止させる弾性体係止部３９ｂを備える。粉体供給装置側の固定部１７３は、バネのような弾性体（非図示）を内蔵し、弾性体の一端が粉体供給装置１の内部の壁に固定される。係止部３９は当該弾
性体の他端でバネ係止される。つまり、駆動器３０は、弾性体の付勢により長手方向（回転軸方向）にスライド可能な可動域を有する。本実施形態では、カートリッジがスロット部に挿入され、駆動器が弾性体を定常状態より押し込んで（押し込み方向に）スライドされると、弾性体の反発力によって駆動器３０が逆方向に付勢される。これにより、駆動器３０がカートリッジ方向にスライドされ、確実にカートリッジ２０と連結することができる（駆動器とカートリッジの連結の態様の詳細については後記する。）。

図１０は駆動器３０の機構を示す立体図であり、図１１はこれに対応する断面図である。駆動器３０は、粉体供給装置の固定部１７３に弾性体係止する上記弾性体係止部３９に加え、長軸方向に沿った回転軸３８を有するモータ３４、光を検出するためのセンサ３５、モータの回転軸３８と共に回転する回転シャフト３６、および上面の一部の上に設けた、センサ用基板３９０上の本体接続用コネクタ部３９５を備える。モータ３４が有する回転軸３８は、粉体供給装置の連結部２５を通じてオーガ軸２４と同軸を構成する。すなわち、駆動器３０は、回転軸３８を回転させるのに連動して、オーガ軸２４も同一回転速度で回転させることができる。駆動部３０は、本体接続用コネクタ部３９５を通じて連結されたプロセッサ１０および／またはサブプロセッサ１７０からの電気信号を受け、その指令により駆動される。

センサ３５は、フォトインタラプタとするのがよい。一般に、フォトインタラプタは、対向する発光部と受光部を備え、発光部からの光を物体が遮るのを受光部で検出することによって、物体の有無や位置を判定可能とするセンサである。本実施形態によるフォトインタラプタ３５は、センサ用基板３９０の下部で離間して設けた一組の発光部３５ａおよび受光部３５ｂを備える。なお、一組の発光部３５ａおよび受光部３５ｂの配置関係は図１０および図１１のものに限定されず、これらは逆の配置としてもよい。フォトインタラプタ３５では、発光部３５ａで発する光は受光部３５ｂによって受け、これを検知することができる。

図１２は、モータの回転軸３８と同軸を構成する回転シャフト３６の立体図である。回転シャフト３６は遮光部３７を備える。遮光部３７は、外周部分に切り欠き３６５を備え、円板形状から切り欠き３６５を抜いた形状を有する。図１０および図１１に戻り、遮光部３７は、発光部３５ａおよび受光部３５ｂの間で遮光可能とするように間に挿入される。具体的な動作は、回転軸３８が回転シャフト３６と共に回転している間、切り欠き３６５が発光部３５ａおよび受光部３５ｂの間に位置する場合は、発光部３５ａからの光は受光部３５ｂまで通される。つまり、フォトインタラプタ３５は光の通過を検知可能である。他方、切り欠き３６５が発光部３５ａおよび受光部３５ｂの間に位置しない場合は、発光部３５ａからの光は遮光部３７で遮光されることになる。

本実施形態では、上記フォトインタラプタの受光部３５ｂが発光部３５ａからの光の通過を（切り欠き３６５を通じて）検知される状態（図１０）で、オーガ軸の平面部２４１が吐出部の開口２３２を閉じる状態（図８）とするのがよい。つまり、同軸を構成する回転軸３８およびオーガ軸２４に対し、切り欠き３６５および平面部２４１が位置合わせされるのがよい。そのために、カートリッジと連結部の連結時には、回転軸３８の先端部を、カートリッジの連結部の回転口２５１と対応した向きに位置合わせするのがよい（後記）。

また、本実施形態では、上記フォトインタラプタ３５を用いることにより、駆動器３０は、光の通過を検知できる状態で、回転軸３８の回転を正確に停止させよう制御することができる。つまり、駆動器３０は、モータが動作していない間は常に、遮光部の切り欠き３６５が発光部３５ａおよび受光部３５ｂの間に位置された状態を維持することができる。加えて、本実施形態では、上記フォトインタラプタ３５による光の通過の検知により、
サブプロセッサ１７０は、モータの回転軸３８の（整数）回転数を正確にカウントすることができる。

本実施形態では、粉体供給装置のプロセッサ１０および／またはサブプロセッサ１７０の指令を通じて、検知された回転数がプロセッサ指定の整数に等しくなる際に、光の通過を検知可能な状態で、モータの回転を正確に停止させることができる。以下の例では、粉体供給装置のプロセッサ１０が、特定の駆動器３０（例えば３０ｂ）に、モータの回転軸３８をＮ回転させるようにサブプロセッサ１７０に指令した場合を想定する（Ｎは２以上の整数）。なお、初期状態では、フォトインタラプタ３５は光の通過を検知可能である。サブプロセッサ１７０から回転指令を受けた駆動器３０は、モータに回転軸の回転を開始させる。フォトインタラプタ３５が光の通過を最初に検知した状態が、回転軸が１回転した状態である。その後も、光の通過を検知した回数と回転軸の回転数は一致する。フォトインタラプタ３５が光の通過を検知する都度（すなわち回転軸が１回転する都度）、駆動器３０ｂはサブプロセッサ１７０へ報告を行い、サブプロセッサ１７０が回転数を順次カウントする。回転数が（Ｎ−１）回転まで到達すると、サブプロセッサ１７０は、駆動器３０ｂに対し、次が第Ｎ回転目（最終回転）であることを通知する。通知を受けた駆動器３０ｂは、フォトインタラプタ３５が次に光の通過を検知したタイミングで、検知状態を維持したまま、モータに回転軸の回転を停止させる。このようにして、駆動器は所定の整数回転数だけモータに回転軸を回転させることができる。なお、回転を停止しやすくするために、最終回転では、これまでの回転速度から低下させてゆっくり回転するよう、上記通知を受けた駆動器３０ｂがモータに指令するのがよい。

上記のように、カートリッジ２０は、サプリメントの吸湿性の問題から、粉体が吐出されていない（オーガ軸が無回転の）状態において、粉体の吐出部２３１を密閉する必要がある。当該課題に対し、本実施形態では、切り欠き３６５および平面部２４１を相互に位置合わせする機構とする。且つ、モータが動作していない間は常に、切り欠き３６５が発光部３５ａおよび受光部３５ｂの間に位置された状態を維持する。これにより、吐出部２３１の密閉性をより一層担保することができる。つまり、本実施形態では、サプリメントの湿気による品質劣化を十分に回避することができる。

２−４．カートリッジおよび駆動器の連結
図１３および図１４を参照して、本実施形態による粉体供給装置１において、カートリッジ２０および駆動器３０が連結される態様について説明する。図１３はカートリッジの連結部２５の拡大図を示し、図１４は駆動器連結部４０の拡大図を示す。カートリッジの連結部２５は、オーガ軸において平面部とは対向側の端部に設けられ、駆動器連結部４０の回転軸を差し込まれて受けるための回転口２５１を備える。一方、駆動器連結部４０は、駆動器の弾性体係止部３９とは対向側に設けられ、その表面に突設される回転軸の先端部４３、およびカートリッジの連結部２５０を受けるための溝４６を備える。

図１３および図１４に示すように、回転口２５１および回転軸の先端部４３は、相互に対応した形状を有する。具体的には、駆動器の先端部４３の断面は、円から弓形部分を除いた形状を有する。また、先端に行くほど先細るようなテーパー形状を有する。これに対応して、連結部の回転口２５１も、当該回転軸の先端部に対応する形状を有する。連結部２５の外周形状も、溝４６の外周形状と対応した円形状を有する。つまり、回転軸の先端部４３は、回転口２５１内部に挿入されるには、回転口２５１に対して位置合わせ（すなわち、形状が合うような向きを合わせ）が必要となる。当該形状に基づく位置合わせにより、カートリッジ２０と駆動器４０が完全に連結される。また、上記のように、オーガ軸の平面部２４１が吐出部の開口２３２を閉じる状態となるように、同軸を構成する回転軸３８およびオーガ軸２４に対し、切り欠き３６５および平面部２４１を位置合わせすることができる。

本実施形態では、上記のようなカートリッジの連結部２５および駆動器の駆動器連結部４０の連結は、ユーザがカートリッジ２０を粉体供給装置１にワンタッチで挿入したことに応じて、プロセッサ１０の制御により自動的に実施可能である。具体的には、カートリッジ２０が粉体供給装置のスロット部１７５の所定位置に挿入されると、駆動器３０は、カートリッジ２０と接触されながら、固定部１７３内にある弾性体が押し込まれる方向にスライドする。なお、所定位置への挿入は、カートリッジの爪２１を爪係止部１７４ａに係止させることで実施される。この状態では、駆動器３０は弾性体の反発力によって逆方向（接触方向）に付勢される。当該反発力にしたがって、カートリッジの連結部２５と駆動器の駆動器連結部４０が連結可能となる。つまり、付勢された駆動器の回転軸の先端部４３が、カートリッジの連結部２５が備える回転口２５１に差し込まれ、付勢されたまま係止される。

上記動作の詳細について、図１５の動作フローを参照しながら詳細に説明する。最初に、ユーザによってカートリッジ２０が挿入され、爪係止部１７４ａで係止されると、カートリッジと接触した駆動器３０は、固定部２０の弾性体を押し込む方向にスライドされる（Ｓ１１０）。この状態では、駆動器３０は、弾性体の反発力によって単に逆方向に付勢されるに過ぎず、カートリッジの連結部２５および駆動器の駆動器連結部４０は未だ完全に連結されていない。つまり、駆動器の回転軸の先端部４３が、カートリッジの連結部２５の回転口２５１に差し込まれているとは限らない。何故ならば、先端部４３と回転口２５１の形状の位置合わせは、特段考慮されていないからである。

カートリッジ２０と駆動器３０の接触は、粉体供給装置の接触検知部１７２により擬似的に検知される。すなわち、接触検知部１７２が備える接触検知用電極（非図示）によって、カートリッジの表面に取り付けたＩＣチップ２７からの接触が検知される（Ｓ１２０）。ここでは、ＩＣチップ２７と接触検知用電極との接触を以って、カートリッジ２０と駆動器３０が接触するよう配置関係が予め設計されている。

接触検知部１７２によって接触が検知されるのに応答して、粉体供給装置のサブプロセッサ１７０は、駆動器３０に対し、初期指令として、モータの回転軸３８を少なくとも１回転させるように指令する（Ｓ１３０）。サブプロセッサ１７０からの初期指令を受けて、駆動器３０は、モータの回転軸を少なくとも１回転させる（Ｓ１４０）。少なくとも１回転させるとしているのは、モータの回転軸を最低１回転させれば、回転の過程で、駆動器の回転軸の先端部４３と、カートリッジの連結部２５の回転口２５１との各断面形状の向きが合い、必ず両者の位置合わせがなされるとみなしてよいからである。

回転軸の先端部の形状が回転口の形状に位置合わせされると、そのまま、弾性体の反発力にしたがって付勢された回転軸の先端部４３が、回転口２５１に差し込まれる。この状態では、回転軸の先端部は付勢されたままであり、回転口２５１に係止される（Ｓ１５０）。これにより、カートリッジの連結部２５と駆動器連結部４０が完全な連結状態となる。上記位置合わせにより、カートリッジの連結部２５と駆動器連結部４０が連結状態になると、カートリッジのオーガ軸２４と駆動器の回転軸３８が同軸を形成し、一体となって回転可能となる。すなわち、駆動器がモータの回転軸３８を回転させると、同軸のカートリッジのオーガ軸２４も回転して、カートリッジ内部の粉体を吐出部２３１に送り出すことができる。また、オーガ軸の平面部２４１も回転して、吐出部２３１を開くことができる。

本発明の実施形態によれば、上記のように、ユーザによるカートリッジの挿入時に、カートリッジと駆動器を完全に連結させる。その際、カートリッジの連結部の回転口２５１と、駆動器の連結部の回転軸の先端部４３との各形状を位置合わせする。連結に際し、仮
にユーザの手動による調整作業を要する場合は、ユーザ操作性（特にカートリッジ装着の手間）の点で妥当ではない。これに対して、本実施形態では、上記位置合わせは自動で実施可能である。そのための手段として、まず、カートリッジ２０と駆動器３０の接触の検知を、カートリッジのＩＣチップと粉体供給装置の接触電極との接触を検知することで推定する。接触の検知後、駆動器のモータの回転軸を少なくとも一回転させることにより、位置合わせを自動で実施する。その際、駆動器３０をスライドさせて回転軸の先端部をカートリッジの回転口２５１に差し込んで、駆動器３０が付勢された状態で連結状態を維持することができる。つまり、本実施形態によれば、ユーザは粉体供給装置１にカートリッジをワンタッチで挿入するだけで、カートリッジを粉体取り出し可能状態にセットすることができる。

２−５．モータ回転数の管理に基づくカートリッジ内の粉体残量管理
本実施形態では、カートリッジ２０がスロット部１７５に装着されると、どのカートリッジ（カートリッジＩＤ）がどの位置のスロット（スロットＩＤ）に装着されたかを関連づける。その際、カートリッジのＩＣチップ２７に格納された各種情報を、接触検知部１７２をリーダとして機能させることで読み出す。具体的には、各カートリッジのＩＣチップには、１つ以上のＩＤ（例えば、カートリッジＩＤや収容サプリメントＩＤ）、収容粉体初期量、オーガ軸１回転当たり粉体吐出量、およびこれまでの累積モータ回転数等が記憶されており、リーダがこれらを読み取る。上記関連づけや各種情報は、ストレージ１２内のテーブルに格納することができ、そしてプロセッサ１０および／またはサブプロセッサ１７０は、これらを随時利用することができる。なお、累積モータ回転数のような都度更新される情報は、使用の都度ＩＣチップに格納し、またはＩＣチップから読み出すことが可能である。本実施形態によれば、次に説明する、モータ回転軸回転数（またはオーガ軸回転数）に基づくカートリッジ２０内の粉体の残量管理を実施することができる。

最初に、プロセッサ１０は、ユーザ要求に応答して、所定の種別のサプリメント（サプリメントＩＤ）を所定の粉量（ミリグラム単位）だけ吐き出すよう決定する。または、粉体供給装置１の外部から吐き出し指示を受ける。これに応答して、プロセッサ１０および／またはサブプロセッサ１７０は、テーブルを参照して当該サプリメントＩＤに関連づけられたカートリッジＩＤを特定する。そして、当該カートリッジＩＤのカートリッジを搭載した、スロット位置（スロットＩＤ／例えば、端から２番目のスロット）を特定する。併せて、プロセッサ１０および／またはサブプロセッサ１７０は、テーブルを参照して、カートリッジＩＤに対応するオーガ軸１回転当たり粉体吐出量を特定し、粉量（ミリグラム単位）に対する回転数を特定する。また、該当カートリッジについての最大回転数や累積回転数を、同じくテーブル参照により特定する。

その結果、プロセッサ１０および／またはサブプロセッサ１７０は、上記特定したスロット位置に搭載されたカートリッジに連結された駆動器に対し、上記粉量に対する回転数だけ回転するように指令することができる。そして、モータ回転動作に対して、テーブル内の上記累積回転数を更新する。同時に、ＩＣチップ２７内の累積回転数も更新する。また、累積回転数、すなわちモータ回転軸（オーガ軸）が合計何回転したかを読み出し、サプリメント初期量に対応する最大回転可能数と比較することで、残余回転可能数を特定することができる。これにより、サプリメント残量を特定することができる。特に、カートリッジの残余回転可能数が不足していると判断された場合、そのカートリッジは、使用済み状態として、動作対象とならないことになる。

３．シュート部
先に図２に関連して説明したように、カートリッジから取り出され配合された粉体は、配合部用台座１７６に設けたスロット開口を通じてシュート部１８に集められ、出力部１９に出力される。シュート部１８は、粉体供給装置１の中段を構成し、配合部で配合され
た粉体を確実に外部容器に出力するための機構を有する。本実施形態の粉体供給装置１は、上記したように、粉体をミリグラム単位のオーダーの微量を正確に取り扱う必要がある。つまり、より正確な出力量を実現する手段として、カートリッジ２０から吐き出された粉体が本体内部に残留させないような機構を設ける必要がある。

図１６および図１７を参照して、本実施形態による粉体供給装置１が備えるシュート部１８の機構について説明する。図１６は、シュート部１８の正面斜視図である。シュート部１８は、配合部用台座１７６下部に取り付けられたシュータ１８５、およびシュータ１８５の周りを包み込むように、シュータ１８５を接触可能に覆うシュータ・ポケット１８６を備える。シュータ１８５は、重力下部に向かうほど幅が狭くなるような形状の部品であればよく、一例として漏斗形状とするのがよい。シュータ・ポケット１８６は、図示のように断面が略Ｍ字形状とするのがよい。本実施形態によれば、シュート部１８は更に、シュート部用台座１８７の上に、シュータ・ポケットを重力方向に支持するシュータ・ポケット支持部１８８を備える。

図１７は、粉体供給装置１の側面から見た、特にシュート部１８内部を示す立体図である。図示のように、シュート部が備えるシュータ・ポケット支持部１８８は、シュート部用台座１８７上で、シュータ・ポケット１８６をコーナー４点で支持するのがよい。また、シュータ・ポケット支持部１８８は、重力方向に設けた弾性体を備えるように構成し、シュータ・ポケット１８６を重力方向に揺動可能に支持することができる。すなわち、シュート部用台座１８７に対し、シュータ・ポケット１８６上に浮遊する状態を構成する。そして、シュータ・ポケット１８６に対し、バイブレータのような振動部１８１（非図示）によって振動を加えることができる。上記のシュータ・ポケット支持部１８８および振動部１８１により、シュータ・ポケット１８６に接触しているシュータ１８５も間接的に振動させることができる。振動部１８１は、プロセッサ１０および／またはサブプロセッサ１７０による指令を受けて、カートリッジが粉体を取り出している間に振動動作を行うようにするのがよい。

振動部１８１の代替として、ソレノイドによる打撃部を構成し、シュータ・ポケット１８６に対して打撃を加えることにより、間接的にシュータ１８５に振動を加えてもよい。ソレノイドは、引っ張り運動可能なものを適用するのがよく、引っ張り運動により、引き込み動作（すなわち、弾性体を縮める重力方向に引っ張る動作）およびその解除動作（反発力で戻る動作）を繰り返して、重力方向に振動させるのがよい。

本実施形態では、シュータ１８５を間接的に振動できる機構とすることにより、シュータ内に粉体を残留させることなく、確実に外部容器に出力可能とすることができる。シュータ１８５およびシュータ・ポケット１８６を別の部材として設けることにより、シュータ１８５をシュータ・ポケット１８６と分離して取り外し可能に配合部用台座１７６に取り付けることができる。シュータ１８５を取り外し可能とすることにより、ユーザは実際に粉体に触れるシュータ１８５を取り外して洗浄することで、清潔な状態を保つことができる。

以上説明したように、本発明の実施形態の粉体供給装置によれば、ユーザ利用性の高い新たなサプリメント供給サービスを実現するために、様々な場所に設置可能で且つ複数ユーザで共有可能な粉体供給装置を提供することができる。また、本発明の実施形態によるカートリッジによれば、サプリメントのようなミリグラム単位の粉体を正確に取り扱い可能な粉体収容容器を、ユーザ自身がワンタッチで粉体供給装置に挿脱可能に搭載するものとして提供することができる。特に、本発明の実施形態によるカートリッジは、カートリッジ単体で吐出部の密閉機構を実現し、内部に空気が流入することに伴う湿気による品質劣化を十分に回避することができる。

更に、本実施形態によれば、粉体供給装置のプロセッサの指令を通じて、駆動器のモータの整数回転を正確に制御することができる。加えて、本実施形態によれば、ユーザが粉体供給装置にカートリッジをワンタッチで挿入するだけで、カートリッジを駆動器に完全に連結させた連結状態にでき、ユーザが好みのサプリメントのカートリッジを搭載した粉体供給装置を利用可能とする。加えて、本実施形態によれば、シュータを間接的に振動できる機構とすることにより、シュータ内に粉体を残留させることなく、確実に外部容器に出力可能とすることができる。

上述した実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

１…粉体供給装置、１６…センサ部、１７…配合部、１８…シュート部、１９…出力部
２０…カートリッジ、２２…容器本体、２３…カバー、２４…オーガ軸、２５…連結部（カートリッジ側）、２７…ＩＣチップ、
３０…駆動器、３４…モータ、３５…フォトインタラプタ、３６…回転シャフト、３７…遮光部、３６５…切り欠き、３８…回転軸、４０…連結部（駆動器側）、４３…回転軸の先端部、
１７１…駆動部、１７５…スロット部、
１８５…シュータ、１８６…シュータ・ポケット、１８８…シュータ・ポケット支持部、２３１…吐出部、２３２…開口、２３３…平面部、２４１…（オーガ軸側）平面部、２５１…回転口

Claims (4)

1. カートリッジと、前記カートリッジに連結される駆動器を備える粉体供給装置本体とを備える粉体供給装置であって、前記粉体供給装置本体に搭載される前記カートリッジが、
   粉体を収容する容器本体と、
   前記容器本体内で前記粉体を送り出すオーガ軸であって、一方の端部に、前記駆動器と連結する連結部が設けられたオーガ軸とを備え、
   前記駆動器が、前記連結部を通じて前記オーガ軸と同軸を構成して回転させる回転軸を有するモータを備え、前記回転軸は先端部を備え、
   前記カートリッジのオーガ軸の連結部は、前記駆動器の回転軸の先端部が差し込まれて受けるための回転口を備え、前記駆動器の回転軸の先端部と、前記カートリッジのオーガ軸の連結部の回転口は、互いに対応した形状を有し、
   前記駆動器が、前記回転軸の先端部の対向側で、前記粉体供給装置本体に一端を固定した弾性体に係止するための係止部を更に備える、粉体供給装置。
2. 請求項１記載の粉体供給装置であって、
   前記カートリッジが前記粉体供給装置本体の所定の位置に挿入される際に、前記駆動器と接触して前記弾性体が押し込まれると、前記弾性体の反発力によって前記駆動器が付勢されて、前記駆動器の回転軸の先端部が、前記カートリッジのオーガ軸の連結部が備える回転口に差し込まれ、付勢されたまま係止される、粉体供給装置。
3. 請求項２記載の粉体供給装置であって、プロセッサを更に備え、
   前記カートリッジと駆動器との接触が検知されると、前記プロセッサが、前記モータの回転軸を少なくとも１回転させるように前記駆動器に指令し、
   前記駆動器の回転軸が少なくとも１回転される間に、前記駆動器の回転軸の先端部の形状と前記連結部の回転口の形状が合うように向きを合わせたときに、前記弾性体の反発力にしたがって付勢された前記駆動器の回転軸の先端部が前記連結部の回転口に差し込まれることによって、前記カートリッジのオーガ軸と前記駆動器の回転軸が付勢されたまま係止される、粉体供給装置。
4. 請求項３記載の粉体供給装置であって、検知電極を備える接触検知部を更に備え、
   前記接触検知部が、前記カートリッジの表面に設けたＩＣチップの前記検知電極との接触を検知する、粉体供給装置。