JPH09259346A - 粉末原料供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原料容器内の粉末原料の全体を均等的に下降
させてその残量を誤りなく常に適正に把握することがで
きるようにする。 【解決手段】 粉末原料を収容する原料容器１と、この
原料容器１の前面下部に形成された吐出口２と、原料容
器１の内底部にその原料容器１の後部から吐出口２に向
って設けられたオーガースクリュー４と、このオーガー
スクリュー４を駆動して回転させるモータ９とを具備
し、オーガースクリュー４の回転により原料容器１内の
下層の粉末原料を吐出口２側に搬送してその吐出口２か
ら排出する粉末原料供給装置において、オーガースクリ
ュー４の軸体５をその後端側から先端側に向って先細と
なるテーパ状に形成することにより、オーガースクリュ
ー４に粉末原料に対する搬送能力差を生じさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば飲料自動
販売機内に設けられ、原料容器内に収容されたその飲料
の粉末原料を所定量ずつ吐出口から排出して供給する粉
末原料供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】飲料自動販売機においては、例えばコー
ヒーの粉末原料を原料容器内に収容し、一定の指令ごと
にその原料容器内の粉末原料を所定量ずつ吐出口から排
出してコーヒー抽出装置内に供給し、さらにそのコーヒ
ー抽出装置内に熱湯を供給し、この熱湯でコーヒーを抽
出し、このコーヒーをカップに注入して自動販売機の利
用者に提供するようにしている。

【０００３】図８および図９には、粉末原料を供給する
供給装置の構造を示してあり、１が粉末原料を収容する
原料容器で、この原料容器１の前面の下部に吐出口２が
形成され、また上面の開口部に蓋体３が脱着可能に被冠
されている。

【０００４】原料容器１の内底部には、粉末原料の排出
体としてオーガースクリュー４が原料容器１の後部から
吐出口２に向って延びるように設けられている。そして
原料容器１の底部はオーガースクリュー４の外周に対応
するように円弧状に形成されている。

【０００５】オーガースクリュー４は、軸体５の外周に
螺旋状をなすスクリュー羽根６を設けてなり、このオー
ガースクリュー４の先端部は吐出口２の内側に挿入さ
れ、また軸体５の後端部は軸受７を介して原料容器１の
後壁面を貫通してその外部に突出し、その突出端部にジ
ョイント８を介して駆動源としてのモータ９の出力軸９
ａが連結されている。

【０００６】この状態において、自動販売機の利用者が
所定の操作を行なうと、その操作に基づく所定の信号で
モータ９が制御され、オーガースクリュー４がモータ９
に連動して一定の速度で回転する。

【０００７】そしてオーガースクリュー４の回転によ
り、原料容器１内に収容されているコーヒー等の粉末原
料がスクリュー羽根６の羽根面６ａを介して吐出口２側
に搬送され、順次吐出口２から例えばコーヒー抽出装置
内に排出供給される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、オーガース
クリュー４が回転したときには、原料容器１内の下層の
粉末原料がスクリュー羽根６の内側に入り込み、そのス
クリュー羽根６の羽根面６ａで吐出口２側に押し動かさ
れるが、ここで、オーガースクリュー４の先端側つまり
吐出口２側においては、オーガースクリュー４の後端側
から送られてくる分の粉末原料によりスクリュー羽根６
の内側の領域が充実状態にあり、このためオーガースク
リュー４の先端側の部分ではその上方の粉末原料がスク
リュー羽根６の内側に入り込みにくくなる。

【０００９】これに対し、吐出口２の反対側に位置する
オーガースクリュー４の後端側においては、粉末原料が
順次その先端側に送り出されるから、スクリュー羽根６
の内側の領域が順次空位となり、したがってこのオーガ
ースクリュー４の後端側の部分ではスクリュー羽根６の
内側に入り込む粉末原料の量が先端側の部分に比べては
るかに多い。

【００１０】すなわち、オーガースクリュー４の先端側
と後端側とでは、スクリュー羽根６の内側に入り込む粉
末原料の量にアンバランスが生じる。この結果、オーガ
ースクリュー４による排出動作が多数回繰り返される
と、そのアンバランスにより原料容器１内の粉末原料の
上層面が平均的に下降せずに、図８に示すように、原料
容器１内の後部側では大きく下降し、前部側では小さく
下降して全体が傾斜する片寄り状態となってしまう。

【００１１】ところで、原料容器１は一般に半透明の合
成樹脂で形成されていて、この原料容器１の前面側から
その内部の原料粉末の残量を目視し、その残量が少なく
なっている場合に新たに粉末原料を補充するようにして
いる。

【００１２】ところが、この際、原料容器１内に残って
いる粉末原料の上層面が原料容器１の前面側が高い傾斜
状態に片寄っていると、原料容器１の前面側からその内
部を目視したときに、実際には粉末原料の残量が相当少
なくなっていても、あたかも充分な量の粉末原料が残っ
ているものと誤って判断してしまうことになる。

【００１３】また、近年においては、原料容器１にセン
サを取り付け、このセンサにより粉末原料の下降レベル
を捉え、その信号に基づいて売り切れを表示し、その粉
末原料による飲料の販売動作を自動的に停止する方式が
採られるようになってきているが、この場合において
も、粉末原料の上層面が均等的に下降せずに片寄り状態
になると、センサによる的確な検出が困難となり、適正
な売り切れ表示が達成さず、信頼性が低下してしまう。

【００１４】この発明はこのような点に着目してなされ
たもので、その目的とするところは、原料容器内の粉末
原料の全体を均等的に下降させてその残量を誤りなく常
に適正に把握することができる粉末原料供給装置を提供
することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、請求項１の発明においては、粉末原料を収容
する原料容器と、この原料容器の前面下部に形成された
吐出口と、前記原料容器の内底部にその原料容器の後部
から前記吐出口に向って設けられたオーガースクリュー
と、このオーガースクリューを駆動して回転させる駆動
源とを具備し、前記オーガースクリューの回転により原
料容器内の下層の粉末原料を前記吐出口側に搬送してそ
の吐出口から排出する粉末原料供給装置において、前記
オーガースクリューに、粉末原料を搬送する搬送能力
が、原料容器の後部に対応する後端側の部分では小さ
く、吐出口に対応する先端側の部分では大きい搬送能力
差を生じさせるようにしてある。

【００１６】そして請求項２の発明では、オーガースク
リューの軸体をその後端側から先端側に向って先細とな
るテーパ状に形成することにより、オーガースクリュー
に搬送能力差を生じさせ、請求項３の発明では、オーガ
ースクリューの軸体の外周のスクリュー羽根の外径を、
その軸体の後端側の部分から先端側の部分に向って漸次
大きくすることにより、オーガースクリューに搬送能力
差を生じさせ、請求項４の発明では、オーガースクリュ
ーの軸体の外周のスクリュー羽根における螺旋のピッチ
を、その軸体の後端側の部分から先端側の部分に向って
漸次小さくすることにより、オーガースクリューに搬送
能力差を生じさせてある。

【００１７】また、請求項５の発明では、粉末原料を収
容する原料容器と、この原料容器の前面下部に形成され
た吐出口と、前記原料容器の内底部にその原料容器の後
部から前記吐出口に向って設けられたオーガースクリュ
ーと、このオーガースクリューを駆動して回転させる駆
動源とを具備し、前記オーガースクリューの回転により
原料容器内の下層の粉末原料を前記吐出口側に搬送して
その吐出口から排出する粉末原料供給装置において、前
記原料容器内に前記オーガースクリューの長手方向に沿
って配置するアジテータを収納し、このアジテータに上
下に長いガイド孔を形成するとともに、原料容器の内面
に前記ガイド孔に嵌合してアジテータの上下の移動を案
内するガイドピンを設け、前記オーガースクリューにこ
れと一体に回転するカムを設け、このカムに前記アジテ
ータの下端部を当接させ、前記カムにより前記オーガー
スクリューの回転に連動して前記アジテータを上下に移
動させるようにしてある。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図１ないし図７を参照して説明する。なお、図８お
よび図９に示す従来の構成と対応する部分には同一の符
号を付してその説明を省略する。

【００１９】図１および図２には、この発明の第１の実
施形態を示してあり、この実施形態においては、オーガ
ースクリュー４の軸体５の外径が、後端部から先端部に
向って漸次先細となるテーパ状に形成されている。すな
わち、軸体５の後端部の外径がｄ1 、先端部の外径がｄ
2 で、ｄ1 ＞ｄ2 となっている。

【００２０】なお、軸体５の外周のスクリュー羽根６は
その外径Ｄが軸体５の長手方向の各部において同径で、
またその螺旋のピッチＰが各部一定の間隔となってい
る。この構成においては、スクリュー羽根６はテーパ状
をなす軸体５の周面から突出しているから、スクリュー
羽根６の羽根面６ａの面積は、軸体５の長手方向の各部
ごとで異なり、軸体５の後端側の部分での羽根面６ａの
面積が小さく、軸体５の先端側に向うに従って羽根面６
ａの面積が漸次拡張する状態にある。

【００２１】したがって、オーガースクリュー４の回転
に応じて、スクリュー羽根６の羽根面６ａで粉末原料が
吐出口２側に押し動かされて搬送される際の搬送能力
が、オーガースクリュー４の後端側では小さく、先端側
では大きくなる。

【００２２】一方、原料容器１内の粉末原料は、前述し
た通り、オーガースクリュー４の後端側ではスクリュー
羽根６の内側に入り込む量が多く、逆に先端側ではスク
リュー羽根６の内側に入り込む量が少ない。

【００２３】したがって、その粉末原料の入り込み量の
差が、オーガースクリュー４の後端側と先端側とでの搬
送能力の差により相殺され、結局、オーガースクリュー
４の各部での実質的な粉末原料の搬送量がほぼ均衡し、
このため原料容器１内の粉末原料の上層面がほぼ水平を
保って均等的に下降する。

【００２４】このため、原料容器１の半透明な前面壁を
通してその内部を目視し、粉末原料の残量を確認する際
に、原料容器１内の粉末原料の実際の残量を的確に把握
してその補充の有無を誤りなく判断することができる。

【００２５】また、原料容器１にセンサを設けて粉末原
料の残量を検出する方式の場合においても、原料容器１
内の粉末原料の上層面がほぼ水平を保ってその全体が均
等的に下降するから、センサにより原料容器１内の粉末
原料の残量を的確に検出でき、したがって残量が所定以
下となったときに、的確に売切れを表示し、その販売動
作の停止を誤りなく実行させることができる。

【００２６】図３には、この発明の第２の実施形態を示
してあり、この実施形態においては、オーガースクリュ
ー４の軸体５の外径ｄは一定であるが、スクリュー羽根
６の外径が軸体５の後端側では小さく、軸体５の先端側
に向うに従って漸次大きくなるように形成されている。
すなわち、軸体５の後端部でのスクリュー羽根６の外径
がＤ1 、先端部でのスクリュー羽根６の外径がＤ2 で、
Ｄ1 ＜Ｄ2 となっている。なお、スクリュー羽根６の螺
旋のピッチＰは各部一定である。この構成においては、
スクリュー羽根６の外径の差により、その羽根面６ａの
面積が軸体５の後端側では小さく、軸体５の先端側に向
うに従って漸次拡張する状態にある。

【００２７】したがって、オーガースクリュー４の回転
に応じて、スクリュー羽根６の羽根面６ａで粉末原料が
吐出口２側に押し動かされて搬送される際の搬送能力
が、オーガースクリュー４の後端側では小さく、先端側
では大きくなり、これによりスクリュー羽根６の内側に
対する粉末原料の入り込み量の差が、オーガースクリュ
ー４の後端側と先端側とでの搬送能力の差により相殺さ
れ、結局、オーガースクリュー４の各部での実質的な粉
末原料の搬送量がほぼ均衡し、このため原料容器１内の
粉末原料の上層面がほぼ水平を保って均等的に下降す
る。

【００２８】図４には、この発明の第３の実施形態を示
してあり、この実施形態においては、オーガースクリュ
ー４の軸体５の外径ｄおよびスクリュー羽根６の外径Ｄ
はオーガースクリュー４の全体に亘って一定であるが、
スクリュー羽根６の螺旋のピッチが軸体５の後端側の部
分で最も大きく、軸体５の先端側に向うに従って漸次小
さくなるように形成されている。すなわち、軸体５の後
端部でのスクリュー羽根６の螺旋のピッチがＰ1 で、先
端部での螺旋のピッチがＰ2 で、Ｐ1 ＞Ｐ2 となってい
る。

【００２９】粉末原料の搬送能力は、スクリュー羽根６
の螺旋のピッチの大きさに比例し、このためオーガース
クリュー４の回転の伴う粉末原料の搬送量はオーガース
クリュー４の後端側では小さく、先端側では大きくな
る。したがって、スクリュー羽根６の内側に対する粉末
原料の入り込み量の差がオーガースクリュー４の後端側
と先端側とでの搬送能力の差により相殺され、結局、オ
ーガースクリュー４の各部での実質的な粉末原料の搬送
量がほぼ均衡し、したがって原料容器１内の粉末原料の
上層面がほぼ水平を保って均等的に下降する。

【００３０】なお、第１の実施形態で示したオーガース
クリュー４の軸体５をテーパ状とする手段と、第２の実
施形態で示したスクリュー羽根６の外径を変える手段
と、第３の実施形態で示したスクリュー羽根６の螺旋の
ピッチを変える手段とを適宜組み合わせてオーガースク
リュー４の後端側と先端側とで搬送能力に差がつくよう
に構成することも可能である。

【００３１】図５には、この発明の第４の実施形態を示
してあり、この実施形態においては、オーガースクリュ
ー４がそのほぼ中間部で後部体４ａと前部体４ｂとに分
割され、この後部体４ａと前部体４ｂとが、その前部体
４ｂに一体に形成されたねじ軸４ｂ′を介して連結され
ている。

【００３２】ここで、後部体４ａおよび前部体４ｂにお
けるスクリュー羽根６の外径Ｄおよび螺旋のピッチＰは
同一であるが、後部体４ａにおける軸体５ａの外径ｄ1
は大きく、前部体４ｂにおける軸体５ｂの外径ｄ2 が小
さくなっており、これによりオーガースクリュー４の後
部側での搬送能力が小さく、先端側での搬送能力が大き
くなるように構成されている。

【００３３】この構成の場合においても、スクリュー羽
根６の内側に対する粉末原料の入り込み量の差がオーガ
ースクリュー４の後端側と先端側とでの搬送能力の差に
より相殺され、結局、オーガースクリュー４の各部での
実質的な粉末原料の搬送量がほぼ均衡し、したがって原
料容器１内の粉末原料の上層面がほぼ水平を保って均等
的に下降する。

【００３４】なお、オーガースクリュー４は二つに分割
する場合に限らず、それ以上の複数に分割し、その各分
割部分での軸体５の外径を変化させて搬送能力に差が生
じるように構成することも可能である。

【００３５】図６および図７には、この発明の第５の実
施形態を示してあり、この実施形態においては、原料容
器１の内部に枠状に形成されたアジテータ１０が上下動
自在でかつオーガースクリュー４の長手方向に沿って配
置するように収納されている。

【００３６】このアジテータ１０は、その両側板１１，
１１に形成された上下に長いガイド孔１２，１２と、原
料容器１の内面に設けられたガイドピン１３，１３との
嵌合によりその上下の動作が案内されるようになってい
る。

【００３７】そして原料容器１の上部とアジテータ１０
の上部との間にスプリング１４，１４が設けられ、これ
らスプリング１４，１４によりアジテータ１０が下方に
弾性的に付勢されている。

【００３８】また、オーガースクリュー４には、例えば
その後端部において、オーガースクリュー４と一体に回
転するカム１５が取り付けられ、このカム１５の周面に
前記アジテータ１０の下端部が当接している。

【００３９】この構成においては、オーガースクリュー
４と一体にカム１５が回転し、このカム１５の回転に応
じてアジテータ１０が上下に移動する。そしてこの上下
に移動するアジテータ１０により原料容器１内の全体の
粉末原料が撹拌され、したがって原料容器１内の粉末原
料が片寄りを起こさず、その上層面の全体が均等的に下
降する。

【００４０】このため、原料容器１の半透明な前面壁を
通してその内部を目視し、粉末原料の残量を確認する際
に、原料容器１内の粉末原料の実際の残量を的確に把握
してその補充の有無を誤りなく判断することができる。

【００４１】また、原料容器１にセンサを設けて粉末原
料の残量を検出する方式の場合においても、原料容器１
内の粉末原料の上層面がほぼ水平を保ってその全体が均
等的に下降するから、センサにより原料容器１内の粉末
原料の残量を的確に検出でき、したがって残量が所定以
下となったときに、的確に売切れを表示し、その販売動
作の停止を誤りなく実行させることができる。

【００４２】なお、この場合、図７に鎖線で示すよう
に、アジテータ１０の両側部にその外方に突出する例え
ばピン状の複数の突起１６…を設けるようにすれば、原
料容器１内の粉末原料をさらに効率よく撹拌することが
できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
原料容器内の粉末原料の全体を片寄りなく均等的に下降
させることができ、したがって粉末原料の残量を確認す
る際に、その残量を的確に把握してその補充の時期を誤
りなく判断することができ、また原料容器にセンサを設
けて粉末原料の残量を検出する方式の場合においても、
原料容器内の粉末原料の上層面がほぼ水平を保ってその
全体が均等的に下降するから、センサにより原料容器内
の粉末原料の残量を的確に検出してその信号により所定
の表示や動作を誤りなく実行させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係る粉末原料供給
装置の断面図。

【図２】その粉末原料供給装置の正面図。

【図３】この発明の第２の実施形態に係る粉末原料供給
装置の断面図。

【図４】この発明の第３の実施形態に係る粉末原料供給
装置の断面図。

【図５】この発明の第４の実施形態に係る粉末原料供給
装置の断面図。

【図６】この発明の第５の実施形態に係る粉末原料供給
装置の側面側の断面図。

【図７】その粉末原料供給装置の正面側の断面図。

【図８】従来の粉末原料供給装置の断面図。

【図９】その粉末原料供給装置の正面図。

【符号の説明】

１…原料容器 ２…吐出口 ４…オーガースクリュー ５…軸体 ６…スクリュー羽根 ９…モータ（駆動源） １０…アジテータ １５…カム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部 勇雄 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内 (72)発明者 三井田 正夫 群馬県前橋市古市町180番地 東芝機器株 式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉末原料を収容する原料容器と、この原料
   容器の前面下部に形成された吐出口と、前記原料容器の
   内底部にその原料容器の後部から前記吐出口に向って設
   けられたオーガースクリューと、このオーガースクリュ
   ーを駆動して回転させる駆動源とを具備し、 前記オーガースクリューの回転により原料容器内の下層
   の粉末原料を前記吐出口側に搬送してその吐出口から排
   出する粉末原料供給装置において、 前記オーガースクリューは、粉末原料を搬送する搬送能
   力が、原料容器の後部に対応する後端側の部分では小さ
   く、吐出口に対応する先端側の部分では大きい搬送能力
   差を有していることを特徴とする粉末原料供給装置。
2. 【請求項２】オーガースクリューの軸体をその後端側か
   ら先端側に向って先細となるテーパ状に形成することに
   より、オーガースクリューに搬送能力差を生じさせてあ
   ることを特徴とする請求項１に記載の粉末原料供給装
   置。
3. 【請求項３】オーガースクリューの軸体の外周のスクリ
   ュー羽根の外径を、その軸体の後端側の部分から先端側
   の部分に向って漸次大きくすることにより、オーガース
   クリューに搬送能力差を生じさせてあることを特徴とす
   る請求項１に記載の粉末原料供給装置。
4. 【請求項４】オーガースクリューの軸体の外周のスクリ
   ュー羽根における螺旋のピッチを、その軸体の後端側の
   部分から先端側の部分に向って漸次小さくすることによ
   り、オーガースクリューに搬送能力差を生じさせてある
   ことを特徴とする請求項１に記載の粉末原料供給装置。
5. 【請求項５】粉末原料を収容する原料容器と、この原料
   容器の前面下部に形成された吐出口と、前記原料容器の
   内底部にその原料容器の後部から前記吐出口に向って設
   けられたオーガースクリューと、このオーガースクリュ
   ーを駆動して回転させる駆動源とを具備し、 前記オーガースクリューの回転により原料容器内の下層
   の粉末原料を前記吐出口側に搬送してその吐出口から排
   出する粉末原料供給装置において、 前記原料容器内に前記オーガースクリューの長手方向に
   沿って配置するアジテータを収納し、このアジテータに
   上下に長いガイド孔を形成するとともに、原料容器の内
   面に前記ガイド孔に嵌合してアジテータの上下の移動を
   案内するガイドピンを設け、前記オーガースクリューに
   これと一体に回転するカムを設け、このカムに前記アジ
   テータの下端部を当接させ、前記カムにより前記オーガ
   ースクリューの回転に連動して前記アジテータを上下に
   移動させることを特徴とする粉末原料供給装置。