JPH0422769A - 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〕 二の発明は、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、指令に基づい
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、飲料デイスペンサ等
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３図ないし第５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ＩＣとピストン１
ｄとで構成されており、前記吸入弁ｌａ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に臨むノズル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、８
ｂ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。なお工１はカム軸上に取付けた自走カム
、工２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３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４図のようにカム１０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ｌｃ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ｉｌじてシリンダｌ
ｃ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５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１ｃ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１工によりスイッチ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３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
給と並行して飲料力・ンブ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ｌ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しにして種
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。

一方、従来の構造ではカムを１回転駆動する毎に、カム
が３６０度回軸回転間に前半でポンプの吸入、後半でポ
ンプの吐出工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出来る最大量はポン
プのシリンダー容積により決り、吐出量を増やそうとす
れば、シリンダーの径を大きくするか、またはピストン
のストロークを伸す必要があり、必然的にポンプ全体の
寸法が大きくなる。

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、し
かも飲料販売の多様化に対応してシロップ吐出量を広範
囲に調節できるようにした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〕

上記課題を解決するために、本発明によれば、対向配置
される一対のシリンダ及び互に位相を変えて駆動する２
個のピストンを有する往復動ポンプと、前記ピストンに
結合したスライダと、該スライダーに一定の間隔を有し
て取設した２個のローラーと、該ローラーの中央に配備
し半回転毎に該ローラーを交互に接触移動させるカムと
、該カムを回転駆動するモータと、該モータの回転角を
検出する手段と、ピストンの往復駆動の反転位置を検出
する手段と、２つの検出手段より得た検出信号と指定さ
れた液体吐出量に対応する設定値とを対比し、２つの検
出手段より得た検出値と前記設定値とが一致した所でポ
ンプの駆動を終了させるようにモータを停止制御するコ
ントローラとを備えて構成するものとする。

〔作用〕

上記構成において、モータの回転角検出手段としては、
例えばモータに付設した光学式のロークリエンコーダが
採用され、ピストンの移動操作時にロータリエンコーダ
よりモータの回転角に対応したパルス信号が発生する。

また、ピストンの往復駆動工程の反転位置を検出する手
段としては、カムの軸と同軸に円周上の一部が突起した
ディスクカムとマイクロスイッチが採用され、カムの回
転でピストンが反転位置に移動した時ディスクカムの突
起によりマイクロスイッチが動作する。しかもマイクロ
スイッチは信号線を介して上記ロークリエンコーダとコ
ントローラとの中間に取設し、マイクロスイッチが動作
した時にはロークリエンコーダよりの信号線を開放し、
コントローラへパルス信号の送信を停止する。

かかる構成で、カムをモータで回転駆動することにより
、該カムと接触するローラを介して、スライダが往復動
作をして、往復動ポンプの２つのピストンが交互に吸入
行程と吐出行程を繰返しながら吐出口からシロップが連
続供給される。ピストンの駆動方向が反転する工程では
急激な速度変化に伴いスライダー、カム等に加わる衝撃
力の発生を防ぐため、カム曲線の勾配をゆるやかにして
ピストンの運動を減速停止させてから駆動方向を反転さ
せる。この時シロップの吐出が一時的に止るので、この
間ではマイクロスインチが動作してロークリエンコーダ
よりコントローラへのパルス信号の送信を停止する。し
たがってコントローラが受信するパルス信号はピストン
の吐出時のみとなり、パルス信号は吐出量に比例するこ
とになる。

このことによりコントローラでシロップ吐出量をパルス
数に換算して可変設定することにより、１台の定量ポン
プで前記設定量に対応したシロップ量を供給することが
できる。しかもピストンの移動位置を検出して運転制御
するので、シロップ粘度の影響を受けることなく、吐出
量のバラツキなしに指定された量のシロップを定量送出
することができ、また従来の装置と異なり２個のピスト
ンを交互に駆動してシロップを連続吐出する方式である
ため１回に吐出するシロップ量の最大値はポンプの駆動
時間で決まり、シリンダ容量、ストロークに左右されな
いのでシリンダ容量、カム寸法を小さ（でき全体として
小型のポンプを提供することができる。

〔実施例〕

第１図及び第２図は、本発明の実施例を示すものであり
、第３図、ないし第５図に対応する同一部材には同じ符
号が付しである。

第１図及び第２図の実施例に於いて、スライダ８の両端
にはピストン１ｄとピストン１ｈが結合され、それぞれ
シリンダｌｃ及びシリンダ１ｇ内を往復移動する。シリ
ンダ１ｇは吸入弁１ｅ及び吐出弁１ｆを備える。吸入弁
１ａ、ｌｅは吸入配管２で配管結合されシロップタンク
３へ接続されている。また吐出弁１ｂ、１ｆは吐出配管
４で配管結合され飲料カップ５を臨むノズル６に接続さ
れている。また減速機構９ａを有するモータ９の軸端部
にはモータの回転角を検出する手段としてロークリエン
コーダ１６が付設されている。このロークリエンコーダ
１６は例えば光学式のものであり、同上に透光スリット
１６ａを開口してモータ軸に結合した回転ディスク１６
ｂと、該ディスク１６ａを挟んで前記スリンｌ−１６ａ
の周上に対向配備した発光素子１６Ｃ３受光素子１６ｄ
とから成る。かかるロータリエンコーダ１６で透光スリ
ン）１６ａが発光、受光素子の間の光路を通過する度に
受光素子１６ｄより１個のパルス信号が出力される。カ
ム軸上にはピストンの往復移動の反転位置と一致してそ
の一部が突起した位置検出カム１７が取設され、該位置
検出カム１７にリンクしてマイクロスイッチ１８が取設
されている。

上記ロータリエンコーダからの信号線１９はマイクロス
イッチ１８を介して、コントローラ１３に接続され、ピ
ストンｌｄ、ｌｈが往復移動の反転位置に達した時、マ
イクロスイッチ１８が動作して、信号線１９とコントロ
ーラ１３との間を開放するように構成されている。

一方、コントローラ１３には、図示していないが通常の
制御回路の他に、前記ロータリエンコーダ１６からのパ
ルス信号を受けてカウントするパルスカウンタ、外部よ
り与えた飲料種類のシロップ吐出量に対応するパルス数
設定器、およびロータリエンコーダ１６のパルス信号と
設定器のパルス数トルクを対比する比較器等を装備して
いる。

かかる構成で、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が始動してカム１０を緩速で反
時計方向に回転し、案内ローラ８ａｓスライダ８を介し
てピストン１ｄが矢印Ｐ方向に前進移動する。これによ
りシリンダ１ｇ内に蓄えていたシロップが吐出管路４を
経て飲料カップ５に吐出される。一方ピストン１ｈは後
退移動し、シロップがシロップタンク３から吸入管路２
を経てシリンダ１ｇ内に蓄えられる。更にカム１０が回
転を続けると次に藁内ローラ８ｂにカム１０が接触しス
ライダ８の駆動方向を反転させ、ピストン１ａでは吸入
、ピストン１ｈでは吐出工程を行なう。前記吐出工程は
第２図の（ａ）に示すように中間ではピストンが等速度
であり、始点終点では速度の方向変更に伴う力の発生が
弱まるためにピストンを減速、停止、増速させる工程を
加えてポンプよりシロップが連続的に供給されることに
なる。この吐出工程に対して、ロータリエンコーダ１６
よりパルス信号が第２図の（ｂ）のごとくに送出し、ピ
ストンの駆動の反転位置では、マイクロスイッチが第２
図の（Ｃ）のごとく働き、その結果コントローラ１３へ
はパルス信号が第２図の（ｄ）のごとく受信される。し
たがってコントローラ１３ではピストンｌｄ、Ｉｈが等
速度で駆動している時にパルス信号を受信し、ピストン
１、ｄ、ｌｈが停止している時すなわちシロップが吐出
していない時にはパルス信号を受信しない。

ピストンＩｄ、ｌｈの駆動距離とコントローラ１３に受
信するパルス数とが比例するのでコントローラ１３に入
るパルス数を計数することによりシロップの吐出量を制
御することができる。

この説明で明らかなようにコントローラ１３でシロップ
吐出量を可変設定することにより、１台の定量ポンプで
シロップ吐出量を広範囲に変更することができる。これ
により先記のような飲料カップのサイズ、ミックス飲料
等の飲料種類の選択に対応してシロップ吐出量を調節で
きる。しかも、この種のダブルピストン型の往復動ポン
プでは前記の説明のごとく連続的に吐出できるのでシリ
ンダ容積を小型化できる。すなわち従来のものでは一定
時間内におけるシロップ吐出の最大量６０ｃｃとすると
きには、シリンダの容積としては内径６０朧、ストロー
ク２３胴必要であったのに対して、この方式では発明の
ものではより高速のモータが使用できることと相まって
内径３５鵬、ストローク１８ｍｍで容積が１８ｃｃのシ
リンダ２ケと寸法が小型になり、しかもパルスの設定に
よってシロップの吐出量は６０ｃｃ以上いくらでも出す
ことができる。

（発明の効果） この発明によれば、対向配置される一対のシリンダ及び
互に位相を変えて駆動する２個のピストンを有する往復
動ポンプと、前記ピストンに結合したスライダと、該ス
ライダーに一定の間隔を有して取設した２個のローラー
と、該ローラーの中央に配備し半回転毎に該ローラーを
交互に接触移動させるカムと、該カムを回転駆動するモ
ータと、該モータの回転角を検出する手段と、ピストン
の往復駆動工程の反転位置を検出する手段と、２つの検
出手段より得た検出信号と指定された液体吐出量に対応
する設定値とを対比し、かつ２つの検出手段より得た検
出値と前記設定値とが一致した所でポンプの駆動を終了
させるようにモータを停止制御するコントローラとを備
え定量ポンプを構成したので、定量ポンプは常に連続吐
出となるのでシリンダの容量が小さくなりポンプ自体を
小型化できる。さらにピストン駆動の反転する時には位
置検出手段を用いてロータリエンコーダからのパルス信
号をコントローラに受信することを停止させることによ
り、コントローラへ受信する信号をシロップの吐出量と
比例させることができる。

その結果バラツキなくシロップの吐出量を広範囲に制御
することができる。またこれによりカップ飲料自動販売
機、飲料デイスペンサ等を実施対象として、同じ定量ポ
ンプで飲料カップのサイズ、あるいはミックスシロップ
飲料等の選択に応してシロップの吐出量の可変調整が可
能となり、販売の多様化にも容易に対応させることがで
きる。

断面図、第２図は本発明の定量ポンプにおける吐出工程
とパルス信号のタイムチャート、第３図、第４図及び第
５図は従来の定量ポンプにおけるそれぞれ待機、吸入、
および吐出状態を示す略示断面図である。

１・・・往復動ポンプ、Ｉｃ、１．ｇ・・・シリンダ、
ｌｄ、ｌｈ・・・ピストン、訃・・スライダ、８ａ、８
ｂ・・・案内ローラ（ローラ）、１０・・・カム、１３
・・・コントローラ、１６・・・ロータリエンコーダ（
回転角検出手段）、１７・・・位置検出カム（反転位置
検出１フイ立置＾貿出力へ ／ 第１図 第　２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）対向配置される一対のシリンダ及び互に位相を変え
   て駆動する２個のピストンを有する往復動ポンプと、前
   記ピストンに結合したスライダと、該スライダーに一定
   の間隔を有して取設した２個のローラーと、該ローラー
   の中央に配備し半回転毎に該ローラーを交互に接触移動
   させるカムと、該カムを回転駆動するモータと、該モー
   タの回転角を検出する手段と、ピストンの往復駆動工程
   の反転位置を検出する手段と、２つの検出手段より得た
   検出信号と指定された液体吐出量に対応する設定値とを
   対比し、かつ２つの検出手段より得た検出値と前記設定
   値とが一致した所でポンプの駆動を終了させるようにモ
   ータを停止制御するコントローラとを備えて構成したこ
   とを特徴とする定量ポンプ。