JPH0422768A - 定量ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、シロップ飲料を扱うカップ式飲料自動販売
機、ないし飲料デイスペンサに組み込み、指令に基ずい
てシロップタンクより吸い込んだシロップを定量ずつ飲
料カップへ向けて供給するシロップ用ポンプを実施対象
とした定量ポンプに関する。

〔従来の技術］ 頭記したカップ式飲料自動販売機、飲料ディスベンザ等
に組み込まれたシロップポンプとして往復動ポンプを採
用し、該ポンプのピストンをモータ駆動により往復動操
作するようにしたものが知られている。

ここで第５図ないし第７図により従来における定量ポン
プを示す。図において、１は往復動ポンプであり、吸入
弁１ａ、吐出弁１ｂを備えてシリンダ１ｃとピストン１
ｄとで構成されており、前記吸入弁Ｉａ側には吸入配管
２を介してシロップタンク３が接続され、吐出弁ｌｂ側
には吐出配管４を介して飲料カップ５に臨むゾズル６が
接続されている。一方、前記往復動ポンプ１のピストン
１ｄには後端をガイド７により支持されたスライダ８が
連結されている。また該スライダ８を直線的に往復移動
操作するために、モータ９で回転移動されるカム１０が
スライダ８と直交配備してあり、かつ該カム１０を挟ん
でスライダ８上の前後位置には一対の案内ローラ８ａ、
８ｂが設けてあり、これらで往復動ポンプ１の駆動装置
を構成している。なお１１はカム軸上に取付けた自走カ
ム、１２は待機位置検出用スイッチ、１３はコントロー
ラである。

かかる構成で、待機時には第５図の状態で停止している
。ここでコントローラ１３にシロップ供給指令が与えら
れると、モータ９の運転によりカム１０を緩速で反時計
方向に回転駆動する。

ここでまずカム１０が待機位置を基準に０度から９０度
まで回転する過程で、第６図のようにカムｌＯが後部の
案内ローラ８ｂを押し、スライダ８を矢印Ｐのように後
退移動操作する。これにより往復動ポンプ１のピストン
１ｄがシリンダＩＣ内を後退し、吸入弁１ａを開放して
シロップタンク３より吸入管路２を通じてシリンダＩＣ
内にシロップを吸い込む。続いてカム１０の回転が進ん
でカムの向きが反転するようになると、第７図のように
カム１０が前部の案内ローラ８ａを押し、スライダ８を
矢印Ｑのように前方に移動操作する。

これによりポンプ１のピストン１ｄが前進し、吐出弁１
ｂを開放してシリンダＩＣ内に溜っているシロップを吐
出管路４を通じて飲料カップ５に向けて吐出し供給する
。その後にカムが１回転して再び待機位置に戻ると、自
走カム１１によりスイッチ１２が作動し、この信号を基
にコントローラ１３の指令でモータ９が停止し、１回の
シロップ供給動作が終了する。

また第５図において、カム１０に対向してスライダ８上
に設けた案内ローラ８ａと８ｂとの間の間隔ｌを変更す
ることにより、スライダ８．したがってピストン１ｄの
移動ストローク量が変り、１回のシロップ供給量を調節
することが可能である。

なおりツブ式飲料自動販売機、飲料デイスペンサ等で実
際にシロップ飲料を製造する場合は前記したシロップ供
給と並行して飲料カップ５に希釈冷水ないし炭酸水、お
よび必要により氷が供給されることは周知の通りである
。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで上記した従来の定量ポンプでは、動作面で次記
のような問題点がある。すなわち、前記説明から明らか
なように従来構造では、スライダ８に設けた案内ローラ
８ａと８ｂとの間の間隔ｒによってシロップ吐出量が一
義的に設定されるため、シロップ吐出量を一旦設定する
と、シロップ供給動作毎にそのシロップ吐出量を自由に
コントロールすることができない。つまり実際の使用状
態では１台のポンプで単一量のシロップしか供給できな
いことになる。

一方、昨今のカップ式飲料自動販売機では、多様化する
要望に応えて、同一機で飲料を大、小サイズのカップに
入れて販売を行なう、あるいは仕上り量を同じにして種
類の異なる飲料をミックスして販売する等のものが出現
するようになっており、このような販売の多様化に対応
させるためには、飲料種類の選択により１回のシロップ
吐出量を変える必要がある。

しかして従来の定量ポンプでは１台毎にシロップ吐出量
が固定的に設定されるために、前記した販売の多様化に
対応させるには当然のことながらその種類に応じてシロ
ップ吐出量を設定した複数台数の定量ポンプを用意しな
ければならず、その運転制御を含めた構成が複雑化する
。さらに従来の定量ポンプは、第８図に示すように、カ
ム１０の１回転により１回のシロップ供給動作を行って
おり、カム１０が３６０°回転する間の前半における９
０°の回転角でポンプの吸入工程を、又後半における９
０°の回転角で吐出行程を行なう断続吐出となる。

このため定量ポンプが連続して吐出できるシロップの最
大量はシリンダ容積により決り、吐出量を増やそうとす
れば、シリンダの径を太き（するか、又はピストンのス
トロークを太き（する必要があり、いずれにしても定量
ポンプ全体の寸法が大きくなる。実際上はストロークは
カム１０の大きさに制限されることからシリンダの径を
太き（する方が選択される。ところでシリンダの径を大
きくする場合、カム１０に加わる力が大きくなりかつ大
きな駆動トルクのモータ９を必要とし、モータの減速機
構やカム１０に強度及び耐摩耗性の優れた材料を使用す
る必要が生じ定量ポンプのコストを著るしく増大させる
。

この発明は上記の点にかんがみ成されたものであり、そ
の目的は小型で多量のシロップを連続して供給でき、か
つ飲料販売の多様化に対応してシロップ吐出量を広範囲
に調節できて、さらにコストの増大を抑制できる定量ポ
ンプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明によれば、ピストン
の往復動により吸入弁を介して液体をシリンダ内に吸込
み定量ずつ吐出弁を介して吐出する定量ポンプにおいて
、並列配置される複数の前記シリンダ及びピストンから
なる往復動ポンプ部と、互いに両端で連通ずる左巻き及
び右巻きのらせん溝を外周上に有し前記各ピストンに対
応設置される駆動軸と、この駆動軸を回転させるモータ
と、前記らせん溝を摺動するガイドピンが内面上に突設
され摺動可能に前記駆動軸に嵌合し、かつ前記各ピスト
ンそれぞれに一体的に結合される複数の駆動アームとを
備え、定量ポンプを構成するものとする。

〔作用〕

定量ポンプは、モータの運転によって、駆動軸のらせん
溝と噛み合うガイドピンを介して駆動アームが往復動す
る。この駆動アームの往復動により例えば２台のシリン
ダが互いに異なる位相で吸入と吐出とをそれぞれ交互に
繰り返す。もう少し詳細に説明するとモータは正転のみ
をして所定の回転後に、別に設けられたタイマ、あるい
は一回転検知スイッチなどの信号を受けて停止する。こ
の間一方のポンプ部ではこれに対応する駆動軸の右巻き
らせん溝をガイドピンが摺動してピストンが後退（吸入
工程）し、右巻きらせん溝の終端で左巻きらせん溝にガ
イドピンが移動し、この左巻きらせん溝をガイドピンが
摺動してピストンが前進（吐出工程）し、その後停止す
る。そしてもう一方のポンプ部では、あらかじめシリン
ダ内に吸入しているシロップを吐出し、再度吸引した後
に停止する。

シロップの吐出量はピストンのストローク数に比例して
増量させることができる。又ピストンの１ス］・ローフ
分より吐出量を少なくしたい場合には、タイマあるいは
リミットスイッチ等によりモータを逆回転させてピスト
ンを途中から逆向きに移動させる。以上により吐出量を
広範囲に調整できる。又複数のシリンダを備えるのでシ
リンダの内径が小さくて良い。従ってモータや材料にお
いてコストとの増大要因が排除され、定量ポンプのコス
トダウンが計れる。

〔実施例〕

第１図ないし第４図はこの発明の実施例を示すもので第
５図ないし第７図と共通あるいは同一の部分は同し符号
で示す。

第１図ないし第４図において、往復動ポンプ部１は並設
される２個のシリンダ２１ａ　　２１ｂと、各シリンダ
に対応するピストン２２ａ、２２ｂとからなり、各シリ
ンダ２１ａ、２１ｂにはそれぞれ吸入弁２３ａ、２３ｂ
及び吐出弁２４ａ、２４ｂが設けられる。尚この往復動
ポンプｌはシリンダとピストンとの間をベローズ２５に
より封止する容積形ポンプである。

前記吸入弁２３ａ、２３ｂは、先端がシロップタンク３
内に開口する吸入配管２に接続され、吐出弁２４ａ、２
４ｂは、先端のノズル６が飲料カップ５に臨む吐出配管
４に接続される。

３１ａ、３１ｂは回転可能に上下を軸受台３２に支持さ
れる駆動軸で、この駆動軸３１ａ、３１ｂの外周上には
、ピッチが一定でかつ上下両端で互いに連通ずる左巻き
及び右巻きのらせん溝３３が形成される。３４ａ、３４
ｂはそれぞれ上下両端を軸受台３２に固定され、駆動軸
３１ａ、３１ｂと平行に直立するガイド軸である。

３６ａ、３６ｂはそれぞれピストン２２ａ。

２２ｂと一体的に形成され、らせん溝３３を摺動するガ
イドピン３７を有し、ガイド軸３４ａ。

３４ｂを滑動しながら駆動軸３１ａ、３１ｂの外周上を
上下に摺動する駆動アームである。３８ａ。

３８ｂはそれぞれ駆動軸３１ａ、３１ｂに嵌着され互い
に噛み合う歯車で、歯車３８ａがモータ９の出力軸に嵌
着された歯車３９と噛み合い、互いに反対方向にモータ
９により回転させられる。尚４１はシロップの希釈用水
を飲料カップ５に供給する給水ノズルである。

前述の構−成において、先づ飲料カップ５にシロップの
規準量を供給する場合について説明する。

第１図及び第２図は定量ポンプのシロップ供給待機状態
を示し、ピストン２２ａは後退限位置にピストン２２ｂ
は前進限位置に在り、駆動アーム３６ａ及び３６ｂそれ
ぞれのガイドピン３７はらせん溝３３の下端及び上端位
置を占め、シリンダ２１ａ内にはシロップが十分に吸入
されている。

供給信号によりモータ９が運転し、歯車３８ａを介して
駆動軸３１ａが時計方向に回転させられ、歯車３８ｂを
介して駆動軸３１ｂが反時計方向に回転させられる。し
かして一方の駆動アーム３６ａが、駆動軸３１ａの左巻
きのらせん溝に沿って移動するガイドピン３７を介して
上昇させられるのに伴ないピストン２２ａが前進してシ
リンダ２１ａ内のシロップを吐出弁２４ａを通して押し
出し、吐出配管４を介して飲料カップ５に供給する。こ
れと共に、他方の駆動アーム３６ｂが、駆動軸３１ｂの
右巻きのらせん溝に沿って移動するガイドピン３７を介
して下降させられるのに伴ないピストン２２ｂが後退し
てシロップタンク３内のシロップを吸入弁２３ｂを通し
てシリンダ２１ｂ内に吸入する。ガイドピン３７がそれ
ぞれらせん溝３３の上端又は下端に達する、即ちピスト
ン２２ａの前進限及びピストン２２ｂの後退限において
モータ９が停止し、飲料カップ５には規準量のシロップ
が供給され、定量ポンプ１は再びシロップ供給待機状態
となる。

次のシロップ供給時にはらせん溝３３のそれぞれ上端又
は下端にあるガイドピン３７が逆巻きのらせん溝３３に
移りこのらせん溝３３に沿って移動する。これによって
、第３図に示す如くモータ９及び駆動軸３１ａ、３１ｂ
がそれぞれ上記と同じ方向に回転しながらピストン２２
ａが後退かつピストン２２ｂが前進して、シリンダ２１
ｂ内のシロップを飲料カップ５に供給する。

次に規準量より多量のシロップを飲料カップ５に供給す
る場合について述べる。上述のように上記定量ポンプは
ピストン２２ａ、２２ｂの１ストロークによりシリンダ
２１ａ、２１ｂの一杯分のシロップを規準量として飲料
カップ５に供給する。

前記モータ９の運転を継続することによりピストン２２
ａと２２ｂとが逆位相でもって互いに前進と後退を繰り
返し、これによってシリンダ２１ａ及びシリンダ２１ｂ
から交互にシロップが送り出される。従って飲料カップ
５には、所要に応じ多量のシロップが供給される。

さらに規準量より少量のシロップを飲料カップ５に供給
する場合について説明する。第１図及び第２図による説
明と同様にシロップ供給待機状態からモータ９の運転に
よりピストン２２ａが前進かつピストン２２ｂが後退し
初め、シリンダ２１ａ内のシロップが送り出されるが、
ピストン２２ａ。

２２ｂが１／２ストロークに達しない即ちシロップの１
／２供給量に対応する位置において第４図に示す如くモ
ータ９が逆回転に切換えられる。これによりガイドピン
３７が同じらせん溝３３を反対方向に移動し、ピストン
２２ａが後退、ピストン２２ｂが前進する。そして１／
２供給量のシロップがシリンダ２１ｂより送り出される
。ピストン２２ａ、２２ｂが初期の状態に復帰し、飲料
カップ５には前記所要量のシロップが供給され、定量ポ
ンプは再びシロップ供給待機状態となる。このように、
モータ９の運転時間をタイマやリミントスイッチにより
規制すると共に正逆回転させることによって規準量より
少ない所望量のシロップを供給できる。前記ピストン２
２ａ、２２ｂは、駆動軸３１ａ、３１ｂのらせん溝３３
が等ピッチで形成されていることから等速で前進あるい
は後退する。従ってシリンダ２１ａ、２１ｂのシロップ
は時間的にも定量ずつ吐出され、モータ９の運転時間に
よりシロップの供給量を容易に設定できる。

上述のようにこの定量ポンプは一回のシロップの供給量
を極めて広範囲に調節される。又シリンダを２個備え交
互にシロップを吐出させるのでシリンダを大形化する必
要がなく、内径の小さいシリンダを使用できることから
強度耐摩耗性の特に優れた高価な材料を使用しなくて良
く、コストを低減できる。

（発明の効果〕 この発明によれば、ピストンの往復動により吸入弁を介
して液体をシリンダ内に吸込み定量ずつ吐出弁を介して
吐出する定量ポンプにおいて、並列配置される複数の前
記シリンダ及びピストンからなる往復動ポンプ部と、互
いに両端で連通ずる左巻き及び右巻きのらせん溝を外周
上に有し前記各ピストンに対応設置される駆動軸と、こ
の駆動軸を回転させるモータと、前記らせん溝を摺動す
るガイドピンが内面上に突設され摺動可能に前記駆動軸
に嵌合し、かつ前記各ピストンそれぞれに一体的に結合
される複数の駆動アームとを備え、構成するようにした
ので、飲料販売の多様化に対応して極めて広範囲にシロ
ップの吐出量を調節できて、かつシリンダの大形化を回
避して低コストで製作可能な定量ポンプを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す定量ポンプの模擬的断
面図、第２図は第１図の歯車の回転方向を示す平面図、
第３図はピストンが第１図と逆移動状態での断面図、第
４図はモータを逆回転した時の歯車の回転方向を示す平
面図、第５図、第６図及び第７図は従来の定量ポンプに
おけるそれぞれ待機、吸入、及び吐出状態での断面図、
第８図はカム回転角とピストン変位との関係を示す線図
である。 ９・・・モータ、２１ａ、２１ｂ・＝シリンダ、２２ａ
２２ｂ・・・ピストン、２３ａ、２３ｂ・・・吸入弁、
２４ａ、２４ｂ＝−吐出弁、３１ａ、３１ｂ＝−駆動軸
、３３・・・らせん溝、３６ａ、３６ｂ・・・駆動アー
ム、 ７・・・ガイ ドピン９ 第 図 第２図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ピストンの往復動により吸入弁を介して液体をシリ
   ンダ内に吸込み定量ずつ吐出弁を介して吐出する定量ポ
   ンプにおいて、並列配置される複数の前記シリンダ及び
   ピストンからなる往復動ポンプ部と、互いに両端で連通
   する左巻き及び右巻きのらせん溝を外周上に有し前記各
   ピストンに対応設置される駆動軸と、この駆動軸を回転
   させるモータと、前記らせん溝を摺動するガイドピンが
   内面上に突設され摺動可能に前記駆動軸に嵌合し、かつ
   前記各ピストンそれぞれに一体的に結合される複数の駆
   動アームとからなることを特徴とする定量ポンプ。 ２）請求項１記載の定量ポンプにおいて、駆動軸のらせ
   ん溝を等ピッチで形成することを特徴とする定量ポンプ
   。