(57)【要約】【課題】粉末原料の空洞化を防止して粉末原料の吐出を定量的に行う。【解決手段】弾性を有した線状体が螺旋状に曲げ加工された一端側４ａが原料容器１に固定され、他端側４ｂがスクリュ羽根３ｂに係脱可能とされた攪拌バネ４を備える。攪拌バネ４は、原料容器１内の広範囲に渡って立体的に存在してスクリュ羽根３ｂから離脱した際の振動を原料容器１内の広範囲に伝達し、かつ、スクリュ３の回転に伴い弾性変形されてスクリュ羽根３ｂからの離脱によって粉末原料８の吐出方向に沿う大きな弾性力によって十分な振動を発生するので、粉末原料８の流動を好適に促進し原料容器１内での粉末原料８の空洞化が防止できる。また、スクリュ羽根３ｂに設けた切欠部３ｃにより、例えば粉末原料８を１回吐出するスクリュ３の１回転ごとに攪拌バネ４の復帰力を動作させるので、粉末原料８を定量的に吐出することができる。【選択図】　　　図４
2004110713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末原料を原料容器に貯留し、前記原料容器から前記粉末原料を定量ずつ吐出する粉末原料キャニスタにおいて、
前記原料容器の内部に設けられて前記粉末原料を所定の吐出方向に回転送りするスクリュ羽根を有したスクリュと、
弾性を有した線状体が前記原料容器内の広範囲に渡って立体的に曲げ加工されてなり、その一端側が前記原料容器に固定され、他端側が前記スクリュのスクリュ羽根に係脱可能とされ、前記スクリュの回転に伴い弾性変形されて前記スクリュ羽根からの離脱によって前記粉末原料の吐出方向に沿って弾性力を生じる攪拌バネと、
を備えたことを特徴とする粉末原料キャニスタ。
【請求項２】
前記攪拌バネは、弾性を有した線状体が螺旋状に曲げ加工されてなることを特徴とする請求項１記載の粉末原料キャニスタ。
【請求項３】
前記攪拌バネは、一端側が前記粉末原料の吐出口がある前記原料容器の前側に固定され、他端側が前記原料容器の後側に自由端として配されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の粉末原料キャニスタ。
【請求項４】
粉末原料を原料容器に貯留し、前記原料容器から前記粉末原料を定量ずつ吐出する粉末原料キャニスタにおいて、
前記原料容器の内部に設けられて前記粉末原料を所定の吐出方向に回転送りするスクリュ羽根を有したスクリュと、
一端側が前記原料容器に固定され、他端側が前記スクリュのスクリュ羽根に係脱可能とされた攪拌バネと、
を備え、前記スクリュは、前記スクリュ羽根の一部に前記攪拌バネの係合を外す切欠部を有していることを特徴とする粉末原料キャニスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カップ式自動販売機、飲料ディスペンサなどの飲料供給装置に搭載し、飲料の粉末原料、もしくは調理後の飲料に添加するトッピング材としての粉末原料を定量ずつ供給する粉末原料キャニスタであって、特に、粉末原料の定量的な吐出を可能とするスクリュと攪拌バネを持った粉末原料キャニスタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粉末原料キャニスタには、粉末原料を貯留する原料容器の内部にスクリュを設け、このスクリュの回転に連動して動作する槌打ち式の攪拌手段を設けたものがある（例えば、特願２００２−１２５２３５号参照。）。
【０００３】
スクリュは、回転軸の軸上にスクリュ羽根を設けてなる。スクリュ羽根は、回転軸に沿って螺旋状に繋がって設けられている。攪拌手段は、板バネ構造の攪拌バネを備えている。この攪拌バネは、略Ｚ字状に曲げ加工した上端を原料容器内の後面側の壁面に固定し、前方に撓ませた状態で先端爪部をスクリュ羽根の周縁に引っ掛けるようにしている。
【０００４】
そして、原料容器に粉末原料を収容した状態でスクリュを回転すると、粉末原料はスクリュの搬送で前方に押し出されて吐出される。このスクリュによる搬送過程で、攪拌バネはスクリュ羽根の回転に従動して押し上げられて、最後にスクリュ羽根との係合が外れてバネ復帰する。攪拌バネは、バネ復帰する際にスクリュ羽根に突き当たって振動し、この振動により原料容器に収容した粉末原料の塊を崩して流動を促進する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した粉末原料キャニスタでは、原料を吐出していく過程で原料容器内の粉末原料に次第に空洞ができ定量的な吐出が困難であった。粉末原料の空洞発生の要因としては、粒子が非常に細かく流動性が悪い粉末原料の場合が多く、スクリュにより粉末原料を吐出して原料容器の下部の粉末原料が減っても、原料容器の上部の粉末原料が落下せずに上部に留まるために、原料容器の上部と下部との間に空洞が発生する。空洞ができるとスクリュ部分に粉末原料が供給されないため、次第に吐出量が減少していくので、定量的な吐出が困難となる。
【０００６】
上述した粉末原料キャニスタには、粉末原料の空洞化を防ぎ粉末原料を定量的に吐出することを目的として攪拌バネが採用されている。しかしながら、上記攪拌バネは、スクリュの回転運動によりスクリュ羽根で押し上げられて撓んではじき粉末原料を振動させる機構であるが、スクリュ羽根との係合が外れたバネ復帰力がスクリュの回転軸に向かうため、原料容器の上部にある粉末原料に振動が行き届かないおそれがある。また、バネ復帰力は、攪拌バネの先端爪部がスクリュ羽根で押し上げられて撓んではじくことで生じるため、スクリュ羽根の回転軸からの高さに起因するので、十分な振動を得るだけの大きな弾性力を得ることができない。さらに、上記攪拌バネは、曲げ加工した上端を原料容器内の後面側の壁面に固定しているため、振動の伝達が原料容器内の後面側の壁面に向かって行われるので、粉末原料が吐出される原料容器の前方には振動が十分に伝達されない。その結果、上記攪拌バネは、粉末原料の空洞化を防止するには不十分な機構である。
【０００７】
また、上記攪拌バネを撓ませてはじくスクリュは、スクリュ羽根が回転軸に沿って螺旋状に繋がって設けられている。ゆえに、攪拌バネの先端爪部がどこの位置でスクリュ羽根との係合から外れるかが定まらないため、スクリュの所定の箇所あるいは所定の回転ストロークで攪拌バネの復帰力を動作させることが困難であった。このため、例えば、スクリュの１回転によって粉末原料の１回の吐出を行うとすると、１回ごとの吐出に対して攪拌バネの復帰力が得られないので、粉末原料を定量的に吐出できないという問題が生じる。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みて、粉末原料の空洞化を確実に防止して、粉末原料の吐出を定量的に行うことができる粉末原料キャニスタを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係る粉末原料キャニスタは、粉末原料を原料容器に貯留し、前記原料容器から前記粉末原料を定量ずつ吐出する粉末原料キャニスタにおいて、前記原料容器の内部に設けられて前記粉末原料を所定の吐出方向に回転送りするスクリュ羽根を有したスクリュと、弾性を有した線状体が前記原料容器内の広範囲に渡って立体的に曲げ加工されてなり、その一端側が前記原料容器に固定され、他端側が前記スクリュのスクリュ羽根に係脱可能とされ、前記スクリュの回転に伴い弾性変形されて前記スクリュ羽根からの離脱によって前記粉末原料の吐出方向に沿って弾性力を生じる攪拌バネと、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係る粉末原料キャニスタは、上記請求項１において、前記攪拌バネは、弾性を有した線状体が螺旋状に曲げ加工されてなることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係る粉末原料キャニスタは、上記請求項１または請求項２において、前記攪拌バネは、一端側が前記粉末原料の吐出口がある前記原料容器の前側に固定され、他端側が前記原料容器の後側に自由端として配されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係る粉末原料キャニスタは、粉末原料を原料容器に貯留し、前記原料容器から前記粉末原料を定量ずつ吐出する粉末原料キャニスタにおいて、前記原料容器の内部に設けられて前記粉末原料を所定の吐出方向に回転送りするスクリュ羽根を有したスクリュと、一端側が前記原料容器に固定され、他端側が前記スクリュのスクリュ羽根に係脱可能とされた攪拌バネと、を備え、前記スクリュは、前記スクリュ羽根の一部に前記攪拌バネの係合を外す切欠部を有していることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る粉末原料キャニスタの実施の形態を説明する。図１は本実施の形態にかかる粉末原料キャニスタの全体構成を示す側面図、図２は前記粉末原料キャニスタの攪拌バネを示す部分斜視図、図３は前記粉末原料キャニスタのスクリュを示す側面図、図４（ａ），（ｂ）は前記粉末原料キャニスタの動作図である。
【００１４】
粉末原料キャニスタは、例えば、カップ式飲料自動販売機にかかり、機内のカップ搬送経路上に搭載され、ここにコーヒー、ココア、紅茶などの粉末原料を貯留しておき、指令に基づき粉末原料キャニスタから定量ずつの粉末原料をカップあるいは飲料製造部（ミキシングボール）に供給する。そして、カップ式飲料自動販売機は、温水タンクから供給した湯また水を加えて調理した飲料入りカップをベンドステージに送り出す。
【００１５】
また、飲料入りカップをベンドステージに送り出す前に、飲料に香り付けとしてのシナモンなどの粉末原料、その他、色彩付けや、味付けなどのための粉末状のトッピング材を微量に添加するための粉末原料の供給手段として、前記の粉末原料キャニスタが用いられる。
【００１６】
図１に示すように、上述の如く用いられる粉末原料キャニスタは、原料容器１を基体としている。原料容器１は、上部に開口する箱型をなし、その開口を閉塞する上蓋１ａを有している。この上蓋１ａを開放することにより、開口から粉末原料が投入できる。原料容器１は、投入された粉末原料を貯留する。
【００１７】
原料容器１には、トラフ部２、スクリュ３、攪拌バネ４が内装されている。トラフ部２は、原料容器１の底部側に設けられ、図１中矢印Ａ方向に粉末原料を搬送する搬送通路をなす。この搬送通路をなすトラフ部２の内部には、スクリュ３が組み込まれている。また、トラフ部２の前側には、粉末原料を搬送通路に沿って原料容器１の外部に吐出するための吐出口２ａが設けられている。
【００１８】
スクリュ３は、図２および図３に示すように、前後に長手状の回転軸３ａの軸周りに螺旋状にスクリュ羽根３ｂが設けられた構造である。スクリュ３は、図１に示すように、トラフ部２がなす搬送通路に沿って配され、吐出口２ａ側と原料容器１の後側との間で回転軸３ａが回転自在に軸支されている。回転軸３ａの後端は、原料容器１の後側から外部に引出され、スナップピン５により軸継手６に連結されている。軸継手６は、駆動モータ（ギヤードモータ）７に連結されている。すなわち、スクリュ３は、駆動モータ７が回転することにより軸継手６を介してトラフ部２内にて回転し、トラフ部２内の粉末原料を吐出口２ａから押出す。また、図２および図３に示すように、スクリュ３のスクリュ羽根３ｂには、切欠部３ｃが形成されている。切欠部３ｃは、回転軸３ａの長手方向を前後に分断するようにスクリュ羽根３ｂの一部が切り欠かれてなる。
【００１９】
攪拌バネ４は、図２に示すように、鋼線などの弾性を有した線状体が立体的に曲げ加工されてなる。本実施の形態での攪拌バネ４は、弾性を有した線状体が螺旋状に曲げ加工されて、いわゆる圧縮コイルバネを構成している。このように形成された攪拌バネ４は、粉末原料の吐出口２ａがある原料容器１の前側の内壁面１ｂに一端側４ａが固定され、原料容器１の後側に他端側４ｂが自由端として配されている。また、攪拌バネ４の他端側４ｂ（自由端）は、スクリュ３のスクリュ羽根３ｂに係合可能であり、かつ、スクリュ羽根３ｂの切欠部３ｃで離脱可能である。このように、攪拌バネ４の他端側４ｂは、スクリュ羽根３ｂに対して係脱可能とされている。
【００２０】
これにより、攪拌バネ４は、原料容器１内の前側から後側にかけて、トラフ部２およびスクリュ３の上部となる原料容器１内の略下半部の広範囲に渡って立体的に存在し、かつ、スクリュ３の回転軸３ａに沿う方向、言い換えればトラフ部２がなす搬送通路に沿う方向、さらに言い換えれば粉末原料の吐出方向に弾性力を生じることとなる。
【００２１】
なお、攪拌バネ４の曲げ加工の形状は、上記の如く原料容器１内に立体的に存在して、上記弾性力を生じるものであれば螺旋状に限定されるものではない。
【００２２】
このように構成された粉末原料キャニスタの動作を説明する。図４（ａ）に示すように、原料容器１に粉末原料８を収容した状態でスクリュ３を例えば１回転すると、粉末原料８はスクリュ３の搬送で前方に搬送され吐出口２ａから吐出される。この間、スクリュ３による搬送過程で、攪拌バネ４は他端側４ｂがスクリュ羽根３ｂに係合し、スクリュ３の回転に従動して図４（ａ）の如く圧縮（弾性変形）される。そして、さらなるスクリュ３の回転によって、圧縮された攪拌バネ４の他端側４ｂがスクリュ羽根３ｂに設けられた切欠部３ｃの位置に到達すると、攪拌バネ４の他端側４ｂがスクリュ羽根３ｂとの係合から外れて離脱して図４（ｂ）の如く圧縮前の状態に復帰する。つまり、攪拌バネ４は、粉末原料を１回吐出するスクリュ３の１回転ごとに上記の動作を繰り返す。
【００２３】
ここで、攪拌バネ４は、図４（ａ）から図４（ｂ）の状態に復帰する際に、スクリュ羽根３ｂに突き当たって振動し、あるいは、原料容器１内の粉末原料８を攪拌する。これにより、攪拌バネ４は、原料容器１に収容した粉末原料８の塊を崩して流動を促進し、粉末原料８の空洞化を防止する。
【００２４】
特に、上記構成の攪拌バネ４は、原料容器１内の前側から後側にかけて、原料容器１の略下半部の広範囲に渡って立体的に存在しているので、広範囲の粉末原料８の流動を好適に促進する。
【００２５】
また、攪拌バネ４は、スクリュ３の回転に伴い圧縮された後のスクリュ羽根３ｂからの離脱によって、粉末原料８の吐出方向に沿って弾性力を生じるため、大きな弾性力によって十分な振動を発生し、粉末原料８の流動をより好適に促進する。
【００２６】
さらに、攪拌バネ４は、一端側４ａが粉末原料８の吐出口２ａがある原料容器１の前側の内壁面１ｂに固定されているので、粉末原料８の塊を崩すべき振動を吐出口２ａ側に好適に伝達する。
【００２７】
また、スクリュ３は、スクリュ羽根３ｂに設けた切欠部３ｃによって攪拌バネ４のスクリュ羽根３ｂへの係合を離脱させている。すなわち、スクリュ３は、攪拌バネ４の他端側４ｂを、１回転する間に常に同じ位置で撓みはじき、スクリュ３の所定の箇所あるいは所定の回転ストロークで攪拌バネ４のバネ復帰力を動作させている。これにより、定期的な振動付与と攪拌動作が行われるので、粉末原料８の定量的な吐出が可能となる。
【００２８】
なお、上述した実施の形態における粉末原料キャニスタは、上記の如く原料容器１内の粉末原料８の空洞化を防止して定量的な吐出を行えるので、粒子が非常に細かく、流動性が悪い粉末原料８に対して十分な効果を発揮し、飲料に香り付け、色彩付け、味付けなどの粉末状のトッピング材を微量に添加するための粉末原料の供給手段として好適に用いることが可能である。
【００２９】
ここで、図５の攪拌バネ４およびスクリュ３を用いた場合の粉末原料の吐出量を示す図により、上述の粉末原料キャニスタを用いた実験結果を説明する。図５において、縦軸は粉末原料８の突出量を示し、横軸は粉末原料８を添加した飲料の杯数を示す。図５に示すように、上述した攪拌バネ４およびスクリュ３を用いたことにより、原料容器１内の空洞化が抑えられ各飲料ごとに定量的に粉末原料８の添加が行われていることが分かる。具体的には、粉末原料の吐出量の平均値＝０．０３８ｇ、最大吐出値＝０．０７ｇ、標準偏差＝０．０１０９であり、粉末原料の微量な吐出を定量的に行うことが確認できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の粉末原料キャニスタによれば、攪拌バネが、原料容器内の広範囲に渡って立体的に存在するので、スクリュ羽根から離脱した際の攪拌バネの振動を原料容器内の広範囲に伝達する。また、攪拌バネが、スクリュの回転に伴い弾性変形されてスクリュ羽根からの離脱によって粉末原料の吐出方向に沿って弾性力を生じるので、大きな弾性力によって十分な振動を発生する。これにより、粉末原料の流動を好適に促進し、原料容器内での粉末原料の空洞化を防止することができる。
【００３１】
特に、攪拌バネが、弾性を有した線状体が螺旋状に曲げ加工されてなる構成であれば、広範囲な振動の伝達と大きな弾性力とを適宜得ることができる。
【００３２】
また、攪拌バネの一端側が粉末原料の吐出口がある原料容器の前側に固定され、他端側が原料容器の後側に自由端として配されていれば、粉末原料の塊を崩すべき振動を粉末原料の吐出口側に好適に伝達することができる。
【００３３】
また、スクリュにかかり、スクリュ羽根の一部に攪拌バネの係合を外す切欠部を設ければ、攪拌バネを常に同じ位置で撓みはじくため、例えば粉末原料を１回吐出するスクリュの１回転ごとに攪拌バネの復帰力を動作できる。これにより、定期的な振動付与と攪拌動作が行われるので、粉末原料を定量的に吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる粉末原料キャニスタの全体構成を示す側面図である。
【図２】粉末原料キャニスタの攪拌バネを示す部分斜視図である。
【図３】粉末原料キャニスタのスクリュを示す側面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は粉末原料キャニスタの動作図である。
【図５】攪拌バネおよびスクリュを用いた場合の過粉末原料の吐出量を示す図である。
【符号の説明】
１　　原料容器
２ａ　吐出口
３　　スクリュ
３ａ　回転軸
３ｂ　スクリュ羽根
３ｃ　切欠部
４　　攪拌バネ
４ａ　一端側
４ｂ　他端側
８　　粉末原料
【図１】
2004110713.tif 000003
【図２】
2004110713.tif 000004
【図３】
2004110713.tif 000005
【図４】
2004110713.tif 000006
【図５】
2004110713.tif 000007