WO2013141356A1

WO2013141356A1 - 粉粒体ディスペンサー

Info

Publication number: WO2013141356A1
Application number: PCT/JP2013/058287
Authority: WO
Inventors: 剣茂苅; 忠弘栗島; 一義岩田
Original assignee: 株式会社三興
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2013-09-26
Also published as: JP3176004U

Abstract

　開閉弁の開閉駆動方式の粉粒体ディスペンサーの構成において、所定量の粉粒体を確実に取り出すことができる粉粒体ディスペンサーを提供する。　粉粒体コンテナ（１０）の収納部（１２）の流出部（１４）の下面には開閉弁（２０）が設けられている。また、軸体（３２）には開閉弁（２０）と連動する押し出し体（２１）が取り付けられており、流出部（１４）の上面を開閉する。押し出し体（２１）は下降すれば押し出し体ストッパー（２２）に当接する。開閉機構（３０）により軸体（３２）の上下動を制御して、流出部（１４）の開閉を制御する。押し出し体（２１）は下降時に粉粒体を押圧でき、押し出し体ストッパー（２２）に当接して粉粒体の流入を閉鎖した後、さらに傘形状が潰れることにより流出部（１４）内の粉粒体を押し出して確実に落下させる。押し出し体（２１）と流出部（１４）内の体積分が一種の"升目"となり、１ストロークで所定量の粉粒体を計り取る。

Description

粉粒体ディスペンサー

　本発明は、粉末状または顆粒状の粉粒体を貯蔵し、所定量の粉粒体を流出させて外部に排出することができる粉粒体ディスペンサーに関する。

　従来技術において、飲料やスープなどの粉末原料を所定量供給する自動制御機器が知られている。キャニスタといわれる粉末原料の容器から粉末原料を容器等に供給するが、供給方式には様々なものがある。

　第１の方式はスクリュー押し出し方式である。例えば、特開２００３－１５７４７１号公報に記載された技術では、飲料の粉末原料を蓄積・保存する容器であるキャニスタ２の下方から水平方向に設置されたオーガ５Ａと呼ばれるスクリュー式の押し出し装置の回転により粉末原料を供給口２Ａから供給するように構成されている。オーガ５Ａと呼ばれるスクリュー式の押し出し装置が回転するとスクリューに巻き込まれている粉粒体がスクリューの回転に応じて押し出されてゆき、流出口からキャニスタ２へ落下して行く。粉粒体の流出量を計測する方法が様々あるが、例えばオーガ５Ａのスクリューの回転量をもって流出口から流出した粉粒体の量を推定するものもあれば、特開２００３－１５７４７１号公報などのようにキャニスタ２の重量を計測し、キャニスタ２の重量の減少した量をもって粉粒体の流出量として取り扱っている。

　また、特開２００４－２５１６８３号公報に記載の技術では、キャニスタ２の下方からさらに垂直にスクリュー式のオーガ１２が取り付けられた構成例である。キャニスタ２内を重力により下方に集まってきた粉粒体をオーガのスクリューによりさらに下方に押し出されて行き、最後にシャッターである開閉蓋１４を介して外部に供給せしめるものとなっている。なお、この特開２００４－２５１６８３号公報に記載の技術は、後述する第３の供給方式であるシャッター式の供給方式と見ることもできる。

　しかし、第１のスクリュー押し出し方式には問題がある。
　スクリュー押し出し方式はその構造は比較的簡単なものの、特許文献１の特開２００３－１５７４７１号公報の水平方向にオーガが設けられている構造であっても、特許文献２の特開２００４－２５１６８３号公報の垂直方向にオーガが設けられている構造であっても、正確な計量が難しいという問題がある。スクリューの回転角に応じて概ね分配される粉粒体の量は制御できるが、粒子径の細かい粉粒体であれば、オーガから塊状でバラバラと落ちてくるものとなり、計り取る粉粒体の分量の誤差が大きいものとなってしまう。
　また、第１のスクリュー押し出し方式の場合、オーガのスクリューにより切れ目なく流出孔に向けて押し出されてゆくので、粉粒体が流出孔付近に剥き出しで露出しており、湿気等の影響、虫やゴミの付着などの不具合が発生するおそれがある。高価なオーガであれば、別途、流出孔を覆う開閉機構付きの蓋が必要となってしまう。例えば、特許文献２の特開２００４－２５１６８３号公報は、粉粒体の取り出し方式はオーガによるスクリュー押し出し方式であるが、別途、流出孔にシャッターを備えている。これは、粉粒体が流出孔付近に剥き出しで露出しないようにして湿気等の影響を防止する工夫を施している。そのため、装置が複雑となり、コスト増加を招いていた。

　第２の方式は、凹型の軽量カップを用いて粉粒体を軽量カップに一旦計り取り、軽量カップから粉粒体を流出させるといういわゆる軽量カップ方式である。例えば特開２００４－２３９８０６号公報に記載された技術では、ベース１０とピン２０により形成される凹状の計量ポット１４を用いてスクレイパー３４により上面を削って計量ポット１４内に粉粒体を計り取り、計量ポット１４に残っている粉粒体を取り出すことにより所定の体積分の粉粒体を供給するものである。

　しかし、第２の計量カップ方式にも問題がある。
　第２の計量カップ方式には、計量という点からはかなり正確に計量できるというメリットがあるが、粉粒体の計量プロセスが複雑で計量時間が長くなり、結局、粉粒体を取り出す処理速度が遅いという問題が生じてしまう。特許文献３の特開２００４－２３９８０６号公報の技術では、ベース１０とピン２０により形成される凹状の計量ポット１４内に粉粒体を埋める第１の手順と、スクレイパー３４により計量ポット１４の上面を削って計量ポット１４内に正確な量の粉粒体を計り取る第２の手順と、計量ポット１４に残っている粉粒体を取り出すという第３の手順が必要となり、粉粒体の計量プロセスが複雑となり計量時間が長くなる。その結果、粉粒体を取り出す処理速度が遅くなる。

　第３の方式は、流出孔を開閉させるシャッター等の開閉機構を用いて粉粒体を計り取るシャッター方式である。例えば、米国特許第５,１４５,００９号公報においては、ハウジングの下面に閉塞可能なシャッターを備えたディスペンサーが開示されている。閉塞部材として機能するのは円錐形の弁体であり、流出孔の内壁と嵌合するもので、弁体を上下させることによりシャッターとして機能する。ハウジングの外部上方に搭載している駆動ユニットの駆動機構により軸状の閉鎖部材を上下させて当該閉鎖部材の先端についている弁体を上下させる。

　また、特開２００９－０７５０８７号公報に記載された技術では、ロッド状閉塞部材１１０のハウジング１１３内に粉粒体が貯蔵されており、ハウジング１１３の外部上方に搭載している駆動ユニット１５０の駆動機構１５４により軸状の閉鎖部材１１１を上下させて当該閉鎖部材１１１の先端についている静電凝集手段１１９との距離を調整するとともに、静電凝集手段１１９に通電して粉粒体を帯電させて一時的に凝集状態を作って出口である流出孔を粉粒体の凝集体で覆うことにより閉鎖したり、静電凝集手段１１９の通電を切るまたは逆電位を与えたりするなどして凝集体を破壊して流出孔を開放したりする。

　しかし、第３のシャッター方式にも問題がある。
　第３のシャッター方式では、ある程度の計量の正確さ、処理速度の速さの点からバランスのとれた有利な方式であると言える。また、粉粒体が流出孔付近に剥き出しで露出することもなく、湿気等の影響、虫やゴミの付着などの不具合が発生しにくい。しかし、シャッターを開閉駆動する駆動装置が必要であり、装置が大型化してしまうという問題が生じる。

　例えば、特許文献４の米国特許第５,１４５,００９号公報や特許文献５の特開２００９－０７５０８７号公報のいずれの方式であっても、ハウジング外部に駆動装置が設けられ、軸状の閉鎖部材１１１を上下させて当該閉鎖部材１１１の先端についている弁体を上下させるという構造上、どうしても装置が大型化してしまうという問題が生じる。つまり、粉粒体が流出しつつある流出孔を素早く確実に開閉できるようにシャッターを駆動するには、流出孔に対してシャッターとなる弁体を上下運動させることにより開閉する方式が有利であるが、その反面、特許文献４および特許文献５にみるように、駆動体がハウジング外部の上部に設けられ、装置が大型化してしまうという問題を招いていた。

　以上の第１のスクリュー押し出し方式、第２の計量カップ方式、第３のシャッター方式に見られる問題点を解決するため、本願の考案者である茂苅剣らは、新型の粉粒体ディスペンサーの開発を行ってきた。
　新型の粉粒体ディスペンサーは、粉末状または顆粒状の粉粒体を貯蔵し、所定量の粉粒体を流出させて外部に排出することができる粉粒体ディスペンサーである。

　特開２０１１－０２７７２８号公報に開示された新型の粉粒体ディスペンサーの構成例は、図９に示すようなものであり、収納空間となる収納部１１２と、粉粒体を流出させる流出部１１４とを備えた粉粒体コンテナ１１０と、粉粒体コンテナ１１０の流出部１１４を閉鎖・開放する開閉弁１２０と、開閉弁１２０を駆動する駆動機構１３０と、駆動機構１３０による流出部１１４の開放時間を制御する制御機構１４０とを備えたものであり、目標とする粉粒体の供給量に対して、制御機構１４０が開閉弁１２０の開閉を複数回繰り返し、粉粒体を小分けに複数回計り取るものである。開閉時間に応じて粉粒体が流出するため、開閉時間を制御することにより粉粒体を計り取る。

　特開２０１１－０２７７２８号公報に開示された新型の粉粒体ディスペンサーの他の構成例は、図１０に示すようなものであり、開閉弁１２０以外は図９と同じである。図１０の例では粉粒体コンテナ１１０の流出部１１４が収納部１１２の下部に設けられている筒状体であり、開閉弁１２０の長さが流出部１１４の筒状体の長さより長く、上部に流出部１１４の筒状体の上面を塞ぐ嵌合形状を備え、下部に流出部１１４の筒状体の下面を塞ぐ嵌合形状を備えたものであり、いわゆる中央部の径が絞られた鼓型となっており、流出部１１４の筒状体と鼓型の開閉弁との間に粉粒体が流れ込む間隙が形成された構造となっている。この構成例でも開閉時間に応じて粉粒体が流出するため、開閉時間を制御することにより粉粒体を計り取ることができるうえ、流出部１１４の筒状体と鼓型の開閉弁との間に粉粒体が流れ込む間隙の容量がいわゆる“升目”のような働きをし、計り取る量の精度を向上することができる。

特開２００３－１５７４７１号公報特開２００４－２５１６８３号公報特開２００４－２３９８０６号公報米国特許第５,１４５,００９号公報特開２００９－０７５０８７号公報特開２０１１－０２７７２８号公報

　特開２０１１－０２７７２８号公報に開示された新型の粉粒体ディスペンサーの構成は優れた構成であり、この粉粒体ディスペンサーを用いれば、ある程度誤差の少ない計量を行えること、粉粒体の計量時間が短く処理速度が速いこと、装置が小型化できることなどが満足される。

　ここで、本願の発明者である茂苅剣らは、さらに新型の粉粒体ディスペンサーの開発を継続し、さらなる改良を想起するに至った。
　その改良点は、計り取る粉粒体の嵩密度が大きく摩擦が生じやすいものである場合における更なる計量精度の向上である。

　図１１は、図９の構成において、開閉弁１２０を閉鎖する際に、嵩密度が大きく摩擦が生じやすい粉粒体が流出部１１４に詰まる様子を示す図である。図１１（ａ）から図１１（ｂ）に示すように、開閉弁１２０が下降して開放すると粉粒体が流出し、所定時間経過により、図１１（ｂ）から図１１（ｃ）に示すように開閉弁１２０が上昇して流出部１１４が閉鎖されるが、流出部１１４と開閉弁１２０の間に粉粒体が詰まった状態で開閉弁１２０が戻り切らないことが有り得る。この場合、流出部１１４自体が詰まった訳ではないため、次回の開閉弁１２０の開閉動作により粉粒体が流出部１１４から流出するが、ストロークが図１１（ａ）の状態からではなく、図１１（ｃ）の状態から開始するため、計量される粉粒体の量が若干変動することが有り得る。

　また、図１２は、図１０の構成において、鼓型の開閉弁１２０を閉鎖する際に、嵩密度が大きく摩擦が生じやすい粉粒体が流出部１１４に詰まる様子を示す図である。図１２（ａ）から図１２（ｂ）に示すように、開閉弁１２０が下降して開放すると粉粒体が流出し始める。本来であれば、鼓型の開閉弁１２０の上端が流出部１１４の上面を塞ぐと流出が止まり、さらに、鼓型の開閉部１２０と流出部１１４の間の間隙が升目の働きをして粉粒体の流出量が正確に計量できるが、図１２（ｃ）に示すように、鼓型の開閉弁１２０の上端が流出部１１４の上面まで到達せずに、流出部１１４と開閉弁１２０の間に粉粒体が詰まった状態となることが有り得る。この場合、升目で計り取れる粉粒体の全量が流出することはできないため、計量される粉粒体の量が若干変動することが有り得る。

　そこで、上記問題点に鑑み、本発明は、開閉弁の開閉駆動方式の粉粒体ディスペンサーの構成において、所定量の粉粒体を確実に取り出すことができる粉粒体ディスペンサーを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明の粉粒体ディスペンサーは、粉粒体を分配供給する粉粒体ディスペンサーであって、前記粉粒体の投入部と、投入された前記粉粒体の収納空間となる収納部と、前記収納部から前記粉粒体を流出させる流出部とを備えた粉粒体コンテナと、前記粉粒体コンテナの前記流出部を閉鎖・開放する開閉弁と、前記開閉弁を開閉する駆動力を伝導する開閉機構と、前記開閉弁の上方に設けられ、前記開閉機構による前記開閉弁の動きに連動して上下に移動する押し出し体を備え、前記押し出し体が前記開閉機構による前記開閉弁の開状態への移行に応じて下方に移動する構成とし、前記押し出し体の下方にある前記粉粒体を下方に押圧するととともに、前記押し出し体の上方にある前記粉粒体の下方への移動を遮蔽することを特徴とする粉粒体ディスペンサーである。
　上記構成により、開閉弁の開状態への移行に応じて押し出し体が下方に移動することによって押し出し体と開閉弁の間にある粉粒体が下方に押圧され、押し出し体と開閉弁の間にある流出させるべき粉粒体を流出部に向けて確実に押し出すことができる。また、押し出し体の上方にある粉粒体は押し出し体により移動がブロックされ、流出部に向かう流れが遮蔽される。つまり、押し出し体を境にして下方にある粉粒体のみが確実に流出部から流出することにより、開閉弁の一度の開閉により所定量の粉粒体を流出させることができる。

　ここで、上記構成において、前記開閉機構が、押下部と、前記押下部から前記開閉弁までつながる軸体を備え、前記開閉弁の開閉が前記軸体の上下動に連動するものであることが好ましい。

　また、上記構成において、前記押し出し体の形状が傘形状であり、素材が可撓性ある弾性体でできており、前記押し出し体の前記開閉機構への取り付け姿勢が、前記傘の縁を下方にした姿勢にて前記軸体に取り付けられているものであることが好ましい。

　また、前記粉粒体コンテナの前記流出部が前記収納部の下部に設けられている筒状体であり、前記押し出し体の下方に前記流出部の上面開口が位置し、前記押し出し体により下方へ押し出される前記粉粒体が前記流出部に向けて押圧される構造とすることが好ましい。
　上記構成により、粉粒体を効率よく捉えて下方に押下し、押圧する力を流出部まで伝えることができる。また、押し出し体で押圧して押し出すべき粉粒体の範囲が、本来自重で流出部から流出する粉粒体の範囲とすることができ、効率的に粉粒体の流出量の精度を向上させることができる。

　さらに、上記構成において、前記押し出し体の下方への移動の過程において、前記押し出し体の前記傘の縁が筒状体である前記流出部の前記上面開口に接し、前記収納部内の前記粉粒体の前記流出部内への流入が遮断された後も、さらに、前記押し出し体の傘が撓んで前記押し出し体が下方へ下がることにより前記粉粒体の押圧が可能であることが好ましい。
　上記構成により、傘の縁により粉粒体の流出部内への流入を遮断した後、引き続き傘の形が撓ることによって流出部の内部に残った粉粒体を押し出すことができ、押し出し体の下方にある粉粒体を確実に流出させることができる。

　次に、上記構成において、前記押し出し体が持つ前記可撓性により、前記開閉機構の前記軸体に連動した振動板としての機能を兼ね、前記駆動体により前記開閉弁を開閉させた際に前記駆動体の動作により前記押し出し体に振動が生じる構成とすることが好ましい。
　上記構成により、流出孔の開閉のために駆動体が動作して駆動体に接続されている押し出し体が振動するが、当該振動を利用して粉粒体コンテナ内での粉粒体の状態を整える効果が得られる。本来、粉粒体は流出孔に近い下方から粉粒体コンテナ外に流出してゆき、下の粉粒体が流出して上の粉粒体が次々に下方に移動してゆくはずであるが、粉粒体同士の摩擦などにより、下の粉粒体が流出しても上の粉粒体が下に移動せずに小さな空間が生じてしまうこともある。小さな空間が生じてしまうと開閉弁の開閉時間のみで制御を試みると、小さな空間が崩れてゆく時間なども影響し、想定していた分量の粉粒体が流出しないおそれがある。そこで、押し出し体の上下動のたびに押し出し体を振動させ、粉粒体に振動を与え、粉粒体コンテナ内での粉粒体の状態を整え、小さな空間などが生じることを防止する。

　次に、上記構成において、前記押し出し体の下方かつ前記開閉弁の上方に、その体積が増減調整可能である吐出量調整部を備えた構成とすることが好ましい。
　前記押し出し体から前記流出部の間において前記粉粒体に埋没するように吐出量調整部を備えることにより、吐出量調整部の体積増減に反比例して前記押し出し体が押圧する前記粉粒体量を増減させることができる。
　つまり、吐出量調整部の体積を増加させると、押し出し体と開閉弁との間における粉粒体の量がその分少なくなり、流出部からの粉粒体吐出量が減少する。一方、吐出量調整部の体積を減少させると、押し出し体と開閉弁との間における粉粒体の量がその分多くなり、流出部からの粉粒体吐出量が増加する。このように、吐出量調整部の体積の増減調整により、流出部からの粉粒体吐出量を調整することができる。

　次に、上記構成において、前記粉粒体コンテナの壁面が二重壁構造となっており、前記内壁と前記外壁の間に空気層が設けられ、結露を防止せしめた構造とすることが好ましい。
　上記構成により、粉粒体コンテナ内の粉粒体が湿気てしまう不具合を防止することができる。

　次に、上記構成において、前記流出孔の下方に、前記流出孔から流出した粉粒体を整流するファンネルを設けた構成とすることが好ましい。開閉弁により流出孔を開閉するが、粉粒体は開閉弁の周囲を流れ落ちるため、粉粒体の流れが散らばるおそれがあるところ、このようにファンネルを設けておくことで流出方向を集中させ、粉粒体の流れる状態を整えることができる。

　本発明にかかる粉粒体ディスペンサーによれば、開閉弁と連動する押し出し体により、押し出し体と開閉弁の間にある流出させるべき粉粒体を流出部に向けて押し出すことができ、所定量の粉粒体を取り出すことができる。
　また、押し出し体の素材が可撓性ある弾性体でできており、その形状が傘形状であり、その開閉機構への取り付け姿勢が、前記傘の縁を下方にした姿勢にて取り付けられているものとすることにより、粉粒体を効率よく捉えて下方に押下し、押圧する力を流出部まで伝えることができる。
　また、傘の縁により粉粒体の流出部内への流入を遮断した後、引き続き傘の形が撓ることによって流出部の内部に残った粉粒体を押し出すことができ、所定量の粉粒体を確実に取り出すことができる。

本発明の実施例１にかかる粉粒体ディスペンサー１００の一構成例の内部が分かりやすいように断面で示した正面図である。本発明の実施例１にかかる粉粒体ディスペンサー１００の一構成例を内部が分かりやすいように断面で示した側面図である。流出部１４の流出孔、押し出し体２１、押し出し体ストッパー２２、開閉弁２０との関係が分かりやすいように示した図である。開閉機構３１の動作と、付勢バネ３５による姿勢維持との関係を模式的に示す図である。粉粒体の取り出し時の動きを示すものであり、図３の動きに粉粒体の動きも重ねて描いた図である。図５（ｄ）から図５（ａ）の状態に戻るまでの動きを示す図である。本発明の実施例２にかかる粉粒体ディスペンサー１００ａの一構成例の内部が分かりやすいように断面で示した正面図である。本発明の実施例２にかかる粉粒体ディスペンサー１００ａの吐出量調整部２３とガイド２４による吐出量の調整の仕組みが分かりやすいように断面で示した正面図である。本発明の実施例３にかかる粉粒体ディスペンサー１００ｂの一構成例の内部が分かりやすいように断面で示した正面図である。特開２０１１－０２７７２８号公報に開示された新型の粉粒体ディスペンサーの構成例を示す図である。特開２０１１－０２７７２８号公報に開示された新型の粉粒体ディスペンサーの他の構成例を示す図である。図９の構成において、開閉弁１２０を閉鎖する際に嵩密度が大きく摩擦が生じやすい粉粒体が流出部１１４に詰まる様子を示す図である。図１０の構成において、鼓型の開閉弁１２０を閉鎖する際に嵩密度が大きく摩擦が生じやすい粉粒体が流出部１１４に詰まる様子を示す図である。

　以下、本発明の粉粒体ディスペンサーを添付図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

　以下、本発明に係る粉粒体ディスペンサーの構成例を、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の実施例１にかかる粉粒体ディスペンサー１００の一構成例の内部が分かりやすいように断面で示した正面図であり、図２は側面図である。
　図１および図２に示すように、粉粒体ディスペンサー１００は、粉粒体コンテナ１０、開閉弁２０、押し出し体２１、押し出し体ストッパー２２、開閉機構３０、支持台５０、ファンネル６０、その他部材などを備えている。図２の側面図に示す支持台５０は模式的に示しており、実際の粉粒体コンテナ１０に対するアタッチメント機構などは図示を省略している。
　なお、以下の実施例に出てくる図中では、内部構造が分かりやすいように収納部内壁１２と収納部外壁１３は断面で描いており、ハッチングが施された収納部内壁１２と収納部外壁１３との間には後述するように空気層が設けられており、いわゆる二重壁構造になっている。また、ファンネル６０も流出孔付近が見えるように断面図で示している。

　粉粒体コンテナ１０は、粉粒体を貯蔵する空間を提供する筐体であり、形状などは特に限定されないが、粉粒体の投入口となる投入部１１と、投入された粉粒体の収納空間となる収納部内壁１２と、収納部内壁１２を覆う収納部外壁１３と、粉粒体を流出させる流出部１４、投入部１１の上面開口の蓋をする上面蓋体１５を備えたものとなっている。

　粉粒体コンテナ１０の上部は略筒状をしており、下部は下方に行くほど径が絞られてゆく形状となっている。上面開口が投入部１１であり、粉粒体の収納空間となる収納部内壁１２の下部に流出部１４が設けられている。
　収納部内壁１２と収納部外壁１３との間には空気層が設けられ、いわゆる二重壁構造となっている。このように二重壁構造となっていると粉粒体コンテナと外気との断熱効果や防湿効果が高まり、結露が生じにくくなり、粉粒体が湿気を帯びることが効果的に防止できる。
　流出部１４は、粉粒体コンテナ１０の下部に設けられている粉粒体の流出部分であり、この構成例では筒状体となっている。

　開閉弁２０は、粉粒体コンテナ１０の流出部１４の流出孔を閉鎖・開放するものである。
　開閉弁２０の形状が流出部１４の流出孔を塞ぐ形状となっており、両者が嵌合し合うものとなっている。開閉弁２０の下部の形状が流出部１４に対して開閉弁２０が栓となり、上下方向に流出部１４を開閉する仕組みであるので、粉粒体が流出部１４付近に剥き出しで露出することがなく、粉粒体コンテナ１０内部の粉粒体が湿気等の影響を受けたり、虫やゴミが付着したりするなどの不具合が起こらない。

　開閉弁２０は後述するように、開閉機構３０の軸体３２に取り付けられており、開閉機構３０の軸体３２の上下動に従動して上下に稼働する。なお、軸体３２において開閉弁２０の上方には押し出し体２１が連動する形で取り付けられている。

　次に、押し出し体２１は、軸体３２において、開閉弁２０の上方に設けられ、開閉機構３０による開閉弁２０の上下の動きに連動して上下に移動する部材である。
　この例においては、押し出し体２１の素材は、ゴムやシリコーンなどの可撓性ある弾性体でできており、後述するように押し出し体の稼働においてその形状を可逆的に変化し得るものとなっている。

　また、この例においては、図１に示すように、押し出し体２１の形状は、傘形状となっており、軸体３２への取り付け姿勢が、傘の縁を下方にした姿勢にて取り付けられている。このように傘の縁を下方にした姿勢にて取り付けられていることにより、押し出し体２１を下方に移動させた場合、傘の下の粉粒体をとらえ、下方に押圧する力を効率よく粉粒体に伝えることができるものとなっている。なお、傘には孔などは設けられておらず、押し出し体２１が押し出し体ストッパー２２に当接した状態では流出部１４の上面の蓋体ともなり、収納部１２内の粉粒体が流出部１４に流入するのを止めることができるようになっている。つまり、押し出し体２１も流出部１４の上面開口に対する開閉蓋もとして働く。

　押し出し体２１の径については、流出部１４の内径に対応したものであることが好ましい。流出部１４の径と略同一の径、流出部１４の径より多少大きい径、流出部１４の径より多少小さい径であっても良い。
　押し出し体２１の配置については、開閉機構３０の軸体３２で開閉弁２０の上方に取り付けられるともに、押し出し体２１の下方に流出部１４の上面開口が位置し、押し出し体の押圧力により下方へ押し出される粉粒体が流出部１４を通過しやすい構造となっている。

　つまり、後述するように、押し出し体２１が下方に下がる際に傘の下の粉粒体を下方に押し下げる押圧力を加えるが、流出部１４から流出すべき所定量の粉粒体が流出部１４を通過しやすいように押し出し体２１によりその範囲にある粉粒体を押圧するものである。

　押し出し体ストッパー２２は、流出部１４の上面開口に位置し、流出部１４に向かって下降して来る押し出し体２１の傘の縁に当接することにより受け止めるストッパーである。
　そこで、押し出し体ストッパー２２の径は押し出し体ストッパー２１の傘の縁の径に相当するものであることが好ましい。
　また、押し出し体ストッパー２２には上面から下面にかけて貫通する孔が設けられており、流出部１４内に粉粒体が落下できるようになっている。

　図３は、流出部１４の流出孔、押し出し体２１、押し出し体ストッパー２２、開閉弁２０との関係が分かりやすいように示した図である。図３（ａ）以外は縦断面図で示している。
　図３に示すように、押し出し体２１と開閉弁２０が軸体３２に取り付けられ、
流出部１４の上面側に押し出し体２１、下面側に開閉部２０が位置している。流出部１４の上面付近には押し出し体ストッパー２２がある。

　上面側では押し出し体２１が押し出し体ストッパー２２と対応し合っており、下方に移動することで押し出し体ストッパー２２によって受け止められる一方、下面側では流出部１４の形状と開閉弁２０の下方の形状は対応し合っており、開閉弁が上昇することにより流出部１４の蓋となっている。
　つまり、この構成例では、押し出し体２１は下方にある粉粒体を押し出すとともに、押し出し体２１の上方にある粉粒体が下方に移動することをブロックする働きをする。

　開閉弁２０は後述するように開閉機構３０の軸体３２の最下端に設けられており、駆動体３１の上下運動に従って上下運動を行うものとなっている。
　なお、開閉弁２０と流出部１４との相対距離は、開放時に粉粒体がスムーズに流出していき、閉鎖時に即座に閉鎖できる程度の距離が好ましい。開放状態において３ｍｍ～１０ｍｍ程度であれば速やかに開閉弁２０が開閉できる。ただし、後述するように、粉粒体の粒径、粉粒体の嵩密度、粉粒体間の摩擦力、流出部１４の断面積、流出部１４と粉粒体の摩擦力、収納コンテナ１０の内壁面形状、その他の様々な要素により影響されるので、それら要素を検討して決めれば良い。

　押し出し体２１は後述するように開閉機構３０の軸体３２において流出部１４の上方に設けられており、駆動体３１の上下運動に従って上下運動を行うものとなっている。
　なお、上記したように、押し出し体２１も流出部１４の上面開口に対する開閉蓋としても機能するため、押し出し体２１と押し出し体ストッパー２２との相対距離も、開放時（軸体３２が上昇した時）に粉粒体がスムーズに流入し、閉鎖時（軸体３２が下降した時）に即座に閉鎖できる程度の距離が好ましい。開放状態において３ｍｍ～１０ｍｍ程度であれば速やかに押し出し体２１が開閉蓋としても機能する。ただし、後述するように、粉粒体の粒径、粉粒体の嵩密度、粉粒体間の摩擦力、流出部１４の断面積、流出部１４と粉粒体の摩擦力、収納コンテナ１０の内壁面形状、その他の様々な要素により影響されるので、それら要素を検討して決めれば良い。

　図３（ｂ）から図３（ｃ）に示すように、駆動体３０の軸体３２を下側に移動させて軸体３２の先端に設けられている開閉弁２０が下方に移動すると、流出部１４が開放され、収納部１２内の粉粒体２００は下方に流出して行く。
　一方、押し出し体２１も下方に移動し、図３（ｂ）から図３（ｃ）の過程において、押し出し体２１の傘により粉粒体が流出部１４から流出するように上から押圧することができる。なお、図３（ｃ）の状態に至ると上記したように流出部１４の上面の蓋となり、収納部１２内の粉粒体の流入が防止される。

　図３（ｃ）から図３（ｄ）に示すように、図３（ｃ）の状態から駆動体３０の軸体３２を一段と低い位置まで下降させると、押し出し体２１が押し出し体ストッパー２２に当接したままさらに押されるため、可撓性ある弾性体である押し出し体２１の傘が一時的につぶれた状態となる。この図３（ｃ）から図３（ｄ）の動きにより、流出部１４の内部に摩擦力などで滞留している粉粒体に対して押圧力を加えることができ、流出部１４内の粉粒体を確実に落下させるきっかけを与えることができる。

　次に、開閉機構３０は、開閉弁２０を駆動するものであり、この例では開閉弁２０を上下方向に駆動させるものとなっており、押下部３１と、軸体３２を備えている。

　押下部３１は、外部から軸体３２を押し下げる力を伝導する機構であり、手動であっても電気駆動するものであっても良い。この構成例では粉粒体コンテナ１０の上端を手で押下することにより軸体３２を下方へ移動させるものとなっている。
　電気駆動する場合は、例えば、制御機構からの制御信号に従って電気的に上下運動を行うソレノイドなどのアクチュエーターでも良い。粉粒体をある程度正確に計り取るため、駆動体３１もある程度高速に動作する必要がある。動作速度は限定されないが、開閉弁２０と流出部１４との相対距離にもよるが、開閉弁２０を流出部１４に対して１秒以内に開閉できるものが好ましい。

　軸体３２は、駆動体３１の駆動力を開閉弁２０に伝達する棒状の構造物であり、ステンレス軸体やプラスチック軸体で抗菌処理を施しておくことが好ましい。

　次に、この構成例では、図１、図２には図示していないが、付勢バネ３５を備えた構造例となっている。付勢バネ３５は押下部３１を介した押下がなく、開閉弁２０の閉鎖状態を維持するための付勢バネであり、その役割は粉粒体ディスペンサー１００の休止状態において、流出部１４の開閉弁２０による閉鎖状態を安定して維持せしめることである。

　付勢バネ３５は、軸体３２が下方に下がる方向に対して抗力を与えるように仕込まれており、押下部３１を手で押下した場合には付勢バネ３５が縮んで軸体３２が下方に下がり、開閉弁２０が開放状態となるが、押下部３１の押下を止めると、付勢バネ３５が弾性力により伸長して軸体３２が上方へ押し戻され、開閉弁２０が閉鎖状態となる。開閉弁２０が閉鎖状態となった後、付勢バネ３５の抗力により開閉弁２０の閉鎖状態が安定して維持される。

　図４は押下部３１の動作と、付勢バネ３５による姿勢維持との関係を模式的に示す図である。この例では、付勢バネ３５は軸体３２に設けられているフランジ３２１と筐体３３のフランジ３３１との間に張られているものとする。

　支持台５０は、収納コンテナ１０を支持する支持台である。多様なデザインが可能であるが、この例では収納コンテナ１０の背面から底面下方にわたり支持する形状となっている。

　ファンネル６０は、流出部１４の下部に取り付けられたいわゆる漏斗状の構造物であり、流出部１４から流出した粉粒体が散らばることなく、コップなどの受皿３００に流れ込むように、粉粒体の流れを整えるものである。
　以上が本発明の粉粒体ディスペンサー１００の構成例である。

　次に、本発明の粉粒体ディスペンサー１００における開閉弁２０と押し出し体２１を中心とした粉粒体の取り出し方、粉粒体の吐出量について説明する。
　図５は、粉粒体の取り出し時の動きを示すものであり、図３の動きに粉粒体の動きも重ねて描いた図である。

　もし、従来技術のように、単に開閉弁２０の開閉時間により制御する方式であれば、粉粒体２００の流出量は、流出部１４における開閉弁２０の開放時間に依存し、粉粒体２００の粒径、粉粒体２００の嵩密度、粉粒体２００間の摩擦力、流出部１４の断面積、流出部１４と粉粒体２００の摩擦力、収納コンテナ１０の内壁面形状など、様々な要素により影響を受ける。
　しかし、本発明の粉粒体ディスペンサー１００で吐出できる量は、押下部３１の一度の押下により、軸体３２と押し出し体２１の下降運動と上昇運動が起こり、その上下運動の中で、吐出される粉粒体の量は押し出し体２１と開閉弁２０の間にある粉粒体量に制御できるため、手で押下する速度に多少のムラがあっても所定量の粉粒体２００の取り出しが可能となる。

　図５（ａ）から図５（ｃ）の過程において、図５（ｂ）に示すように押し出し体２１の傘の下方に存在する粉粒体を押下し、流出部１４の上面開口から流出部１４内に押し込んでいくことができる。図５（ｃ）の状態に至ると押し出し体２１が流出部１４の上面を塞ぐため収納部１２内から粉粒体の流入が停止する。
　ここで、図５（ｃ）から図５（ｄ）に示すように押し出し体２１の傘形状が一時的につぶれ、さらに傘の下方にある粉粒体に対して押圧力を加えることができ、もし、摩擦力などにより流出部１４内に粉粒体が滞留していても確実に下方に落下させることができ、吐出される粉粒体の量が所定量となる。

　次に、図６は、図５（ｄ）から図５（ａ）の状態に戻るまでの動きを示す図である。
　図６（ａ）は、図５（ｄ）の状態と同様であるが、上記したように駆動体３１により軸体３２には上方へ戻ろうとする力がかかっている。軸体３２が上方へ移動すると、開閉弁２０と押し出し体２１がともに上昇する。図６（ｂ）は図５（ｃ）の状態に相当するものであるが、押し出し体２１のつぶれていた傘形状が弾性力により膨らむため、収納部１２内の粉粒体を跳ね上げる力が加わる。

　ここで、上昇した押し出し体２１は可撓性を持っているため、開閉機構３０の軸体３２に連動した振動板としての機能を兼ねることができる。つまり、駆動体３１により開閉弁２０を開閉させた際に駆動体３１の動作により押し出し体２１に振動が生じ、押し出し体２１の周辺にある粉粒体の状態を整えることができる。

　次に、図６（ｂ）から図６（ｃ）に示すように、軸体３２がさらに上昇すると、押し出し体２１の傘によりさらに収納部１２内の粉粒体を跳ね上げる力が加わる。この図６（ｃ）の状態において、押し出し体２１は押し出し体ストッパー２２から離れて流出部１４の上面を開放した状態となり、下方の開閉弁２０は流出部１４の下面に当接して閉鎖状態となっている。

　次に、図６（ｃ）の状態に至ると、図６（ｄ）に示すように、収納部１２内の粉粒体が、押し出し体２１と押し出し体ストッパー２２の間隙から流出部１４内へ流入する一方、開閉弁２０が閉鎖されているため、所定量の粉粒体が流出部１４内に溜まることとなる。このように、所定量の粉粒体が流出部１４内に溜まることからいわゆる“升目”機能を果たすことができる。
　図６（ｄ）の状態は図５（ａ）に相当する状態となっている。このように、図５（ａ）から図５（ｄ）、図６（ａ）から図６（ｄ）のストロークを繰り返して粉粒体の所定量の取り出しが可能となる。
　上記のように、本発明の粉粒体ディスペンサー１００で吐出できる量は、押下部３１の押下と開放により、軸体３２と押し出し体２１の下降運動と上昇運動が起こり、その上下運動の中で、吐出される粉粒体の量は押し出し体２１と開閉弁２０の間にある粉粒体量に制御できる。

　以下、実施例２に係る粉粒体ディスペンサー１００ａの構成例を、図面を参照しながら説明する。
　図７は、実施例２にかかる粉粒体ディスペンサー１００ａの一構成例の内部が分かりやすいように断面で示した正面図であり、図８は構成要素のうち、吐出量調整部２３およびガイド２４の一部の構成を分かりやすく示した図である。

　図７に示すように、粉粒体ディスペンサー１００ａは、粉粒体コンテナ１０、開閉弁２０、押し出し体２１、押し出し体ストッパー２２、吐出量調整部２３、ガイド２４、開閉機構３０、支持台５０、ファンネル６０、その他部材などを備えている。
　なお、上記構成のうち、粉粒体コンテナ１０、開閉弁２０、押し出し体２１、押し出し体ストッパー２２、開閉機構３０、支持台５０、ファンネル６０は実施例１に示したものと同様で良く、ここでの説明は省略する。

　吐出量調整部２３は、押し出し体２１を押下して粉粒体ディスペンサー１００ａより吐出される粉体の量を調整する部材である。
　吐出量調整部２３の取り付け位置は、押し出し体２１の下方かつ開閉弁２０の上方である。

　吐出量調整部２３の体積は増減調整可能となっている。
　ガイド２４は、吐出量調整部２３の体積を調整する部材である。吐出量調整部２３とガイド２４を組み合わすことによりその体積が変化する。

　図８は、吐出量調整部２３とガイド２４との組み合わせによる吐出量調整部２３の体積の増減調整を行う様子を示す図である。
　この構成例では、吐出量調整部２３がガイド２４を覆うものとなっており、吐出量調整部２３先端のツメがガイド２４に設けられている溝に嵌合することにより体積が変化する。

　押し出し体２１から流出部１４の間において吐出量調整部２３が粉粒体に埋没しているため、吐出量調整部２３の体積分、押し出し体２１と開閉弁２０の間に存在する粉粒体の量が減少する。ここで、吐出量調整部２３の体積が増加するとその分押し出し体２１と開閉弁２０の間に存在する粉粒体の量が減少する。逆に、吐出量調整部２３の体積が減少するとその分押し出し体２１と開閉弁２０の間に存在する粉粒体の量が増加する。このように、吐出量調整部２３の体積増減に反比例して押し出し体２１が押圧して流出部１４から取り出す粉粒体量の増減を調整することができる。

　以下、実施例３に係る粉粒体ディスペンサー１００ｂの構成例を、図面を参照しながら説明する。
　図９は、実施例３にかかる粉粒体ディスペンサー１００ｂの一構成例の内部が分かりやすいように断面で示した正面図である。

　図９に示すように、実施例３に係る粉粒体ディスペンサー１００ｂは、粉粒体コンテナ１０、開閉弁２０、押し出し体２１、押し出し体ストッパー２２、開閉機構３０、押下部３１、軸対３２、支持台５０、ファンネル６０、その他部材などを備えている。それぞれの部材は実施例１に示したものと同様であるが、実施例３の構成例では、開閉弁２０、押し出し体２１、押し出し体ストッパー２２、開閉機構３０、押下部３１、軸対３２、ファンネル６０が左右一対ずつ設けられており、開閉弁２０が左右独立して開閉し、粉粒体を取り出すことができるものとなっている。

　なお、図９の構成例では、粉粒体コンテナ１０の中央付近に仕切り板が設けられ、左右の粉粒体コンテナ１０中の粉粒体が混ざらない仕組みとなっているが、粉粒体コンテナ１０中の仕切り板がない構造も可能である。

　粉粒体コンテナ１０中の仕切り板を設ける構成の場合、それぞれの粉粒体コンテナ１０ａ中に異種の粉粒体（例えば、粉末スープＡと粉末スープＢ）を投入しておくことができ、異なる粉粒体を独立して提供する口が２つある粉粒体ディスペンサー１００ｂとなる。例えば、レストランのドリンクコーナーなどにおいて複数種類の粉粒体を選択して利用できるものとなり、利用者の選択の幅が拡がる。

　粉粒体コンテナ１０中の仕切り板がない場合、同じ粉粒体（例えば、粉末スープ）を提供する口が２つある粉粒体ディスペンサー１００ｂとなる。例えば、レストランのドリンクコーナーやイベント会場などにおいて複数の利用者が独立して利用できるものとなり、利用者の回転率が向上する。

　以上、本発明の粉粒体ディスペンサーの構成例における好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。

　本発明の粉粒体ディスペンサーは、粉末状または顆粒状の粉粒体を貯蔵し、所定量の粉粒体を流出させて外部に排出することができる粉粒体ディスペンサーに広く適用することができる。

　１０　粉粒体コンテナ
　１１　投入口
　１２　収納部
　１４　流出孔
　２０　開閉弁
　２１　押し出し体
　２２　押し出し体ストッパー
　３０　開閉機構
　３１　押下部
　３２　軸体
　３３　筐体
　３４　振動板
　３５　付勢バネ
　５０　支持台
　６０　ファンネル
　１００　粉粒体ディスペンサー
　２００　粉粒体

Claims

　粉粒体を分配供給する粉粒体ディスペンサーであって、
　前記粉粒体の投入部と、投入された前記粉粒体の収納空間となる収納部と、前記収納部から前記粉粒体を流出させる流出部とを備えた粉粒体コンテナと、
　前記粉粒体コンテナの前記流出部を閉鎖・開放する開閉弁と、
　前記開閉弁を開閉する駆動力を伝導する開閉機構と、
　前記開閉弁の上方に設けられ、前記開閉機構による前記開閉弁の動きに連動して上下に移動する押し出し体を備え、
　前記押し出し体が前記開閉機構による前記開閉弁の開状態への移行に応じて下方に移動する構成とし、前記押し出し体の下方にある前記粉粒体を下方に押圧するととともに、前記押し出し体の上方にある前記粉粒体の下方への移動を遮蔽することを特徴とする粉粒体ディスペンサー。
　前記開閉機構が、押下部と、前記押下部から前記開閉弁までつながる軸体を備え、前記開閉弁の開閉が前記軸体の上下動に連動するものであることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体ディスペンサー。
　前記押し出し体の形状が傘形状であり、素材が可撓性ある弾性体でできており、　前記押し出し体の前記開閉機構への取り付け姿勢が、前記傘の縁を下方にした姿勢にて前記軸体に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の粉粒体ディスペンサー。
　前記粉粒体コンテナの前記流出部が前記収納部の下部に設けられている筒状体であり、前記開閉弁が前記筒状体である前記流出部の底面側を開閉し、前記押し出し体の下方に前記筒状体である前記流出部の上面開口が位置し、前記押し出し体により下方へ押し出される前記粉粒体が前記流出部に向けて押圧される構造としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の粉粒体ディスペンサー。
　前記押し出し体の下方への移動の過程において、前記押し出し体の前記傘の縁が筒状体である前記流出部の前記上面開口に接し、前記収納部内の前記粉粒体の前記流出部内への流入が遮断された後も、さらに、前記押し出し体の傘が撓んで前記押し出し体が下方へ下がることにより前記粉粒体の押圧が可能である構成としたことを特徴とする請求項４に記載の粉粒体ディスペンサー。
　前記押し出し体が持つ前記可撓性により、前記開閉機構の前記軸体に連動した振動板としての機能を兼ね、前記駆動体により前記開閉弁を開閉させた際に前記駆動体の動作により前記押し出し体に振動が生じ、前記押し出し体の周辺にある前記粉粒体の状態を整えることができることを特徴とする請求項５に記載の粉粒体ディスペンサー。
　前記押し出し体の下方かつ前記開閉弁の上方に、その体積が増減調整可能である吐出量調整部を備え、前記押し出し体から前記流出部の間において前記粉粒体に埋没している前記吐出量調整部の体積増減に反比例して前記押し出し体が押圧する前記粉粒体量を増減させる構成とした請求項１乃至６のいずれか１項に記載の粉粒体ディスペンサー。
　前記粉粒体コンテナの壁面が二重壁構造となっており、前記内壁と前記外壁の間に空気層が設けられ、結露を防止せしめた構造とした請求項１乃至７のいずれか１項に記載の粉粒体ディスペンサー。
　前記流出孔の下方に、前記流出孔から流出した粉粒体を整流するファンネルを設けた請求項１乃至８のいずれか１項に記載の粉粒体ディスペンサー。