(57)【要約】粉末状調製乳などの粉末を容器内に精確に定量供給し、容器内で調製乳を完全に撹拌しながら、調製粉乳を低温殺菌し、かつ還元するための装置を提供する。この装置は、粉末を貯蔵するホッパ組立体と、粉末を計量して貯蔵部から容器の中に定量供給する投入部組立体と、希釈部組立体と、定量供給された粉末から精確かつ完全に撹拌された調製乳を得る撹拌部組立体とを備える。ホッパは粉体ブリッジを発生するような形状で形成されており、これによって得られるブリッジを投入部組立体と組み合わせて利用することにより、粉末から隔離された１つの機械的バルブを用いて、所定量の粉末を供給する。撹拌部組立体は、垂直方向に対して一定の角度に瓶を保持し、かつ容器の内容物を撹拌する。さらに、調製粉乳から低温殺菌された調製乳を提供する方法が開示される。
2012530494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内で粉末から還元飲料を調製するための装置であって、
前記粉末を収容するように構成された貯蔵部と、
前記貯蔵部から粉末を受け取って、前記容器内に前記粉末を定量供給するように構成された計量デバイスと、
前記容器内に液体を定量供給するように構成された液体供給部と、
前記容器の閉じた基端部が水平方向に対して特定の角度で配置されるように前記容器を支持し、かつ前記容器の内容物を撹拌するように構成された撹拌デバイスとを備える装置。
【請求項２】
前記撹拌デバイスは、前記基端部に対して垂直な軸線を中心とする前記容器の回転により、前記容器の内容物を撹拌するように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記撹拌デバイスは、前記容器を正逆両方の回転方向で交互に回転させることにより、前記容器の内容物を撹拌するように構成されている請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記撹拌デバイスは、前記容器の各回転期間同士の間に前記容器の無回転期間を含めることにより、前記容器の内容物を撹拌するように構成されている請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記基端部に対して垂直な軸線の水平方向に対する角度は、４５度から８０度までの範囲内の角度から選択される請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記撹拌デバイスは、
前記容器を固定するように構成されたホルダと、
前記ホルダを回転させるように構成されたモータとを有する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記粉末を前記貯蔵部から前記計量デバイス内に定量供給するために、前記貯蔵部を振動させるように構成された振動装置をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記粉末を前記計量デバイスから前記容器内に定量供給するために前記計量デバイスを振動させるように構成された振動装置をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記計量デバイスは、前記貯蔵部の出口に接続された第１端部と、該第１端部に対向する開放された第２端部とを有するチューブを備え、
前記装置は、前記チューブの前記第１端部と前記第２端部との間に配置されたバルブをさらに備え、該バルブは、前記第２端部からの粉末の流れを制御するように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記チューブは可撓性である請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記チューブは弾性である請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記チューブの断面寸法は、定量供給される粉末の特性に基づいて決定される請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記チューブの長手軸線に対する前記バルブの軸線方向位置は、調節可能であり、定量供給される粉末の量に基づいて決定される請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記バルブは、前記粉末が前記チューブの前記第２端部を通過することを選択的に阻止するように構成されている請求項９に記載の装置。
【請求項１５】
前記バルブは、前記粉末に直接接触することなく、前記チューブを通る粉末の通過を制御するように構成されている請求項９に記載の装置。
【請求項１６】
前記バルブはピンチバルブである請求項９に記載の装置。
【請求項１７】
前記バルブは、前記粉末が前記チューブを通過可能な第１のチューブ側壁位置と、前記粉末が前記チューブを通過することが阻止される第２のチューブ側壁位置との間において、前記チューブの側壁を移動させるように構成されている請求項９に記載の装置。
【請求項１８】
前記貯蔵部は、
第１の寸法を有する開放された貯蔵部第１端部と、
前記貯蔵部第１端部に対向し、かつ第２の寸法を有する開放された貯蔵部第２端部と、
前記貯蔵部第１端部および前記貯蔵部第２端部を連結する貯蔵部側壁とを有し、
前記貯蔵部側壁の一部分は、前記貯蔵部第１端部から前記貯蔵部第２端部に収束するように傾斜しており、かつ前記貯蔵部第２端部において、あるいは前記貯蔵部第２端部の上方において、粉体ブリッジを発生させるように構成された角度を有する請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記貯蔵部は、
第１の寸法を有する開放された貯蔵部第１端部と、
前記貯蔵部第１端部に対向し、かつ第２の寸法を有する開放された貯蔵部第２端部と、
前記貯蔵部第１端部および前記貯蔵部第２端部を連結する貯蔵部側壁とを有し、
前記貯蔵部側壁の一部分は、前記貯蔵部第１端部から前記貯蔵部第２端部に収束するように傾斜しており、かつ前記貯蔵部第２端部において、あるいは前記貯蔵部第２端部の上方において、粉体ブリッジを発生させるように構成された角度を有し、
前記計量デバイスは、前記貯蔵部第２端部に接続されたチューブ第１端部と、該チューブ第１端部に対向する開放されたチューブ第２端部とを有するチューブを備え、
当該装置は、前記チューブ第１端部と前記チューブ第２端部との間に配置されたバルブをさらに備え、該バルブは、前記チューブ第２端部からの粉末の流れを制御するように構成されており、
粉末の所定量は、前記バルブの上方の前記計量デバイスの容量と、粉体ブリッジによって形成されるブリッジの下方に存在する粉末量との和に一致する請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記貯蔵部側壁は、前記貯蔵部の長手軸線に対して３５度から６５度までの範囲内の角度で収束している請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記貯蔵部側壁は、前記貯蔵部の長手軸線に対して約５０度の角度で収束している請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記貯蔵部は前記装置から取り外し可能である請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記貯蔵部は補充可能である請求項１に記載の装置。
【請求項２４】
前記貯蔵部は、予め充填され、かつ密封された使い捨てカートリッジである請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
前記液体供給部は、第１の供給管と第２の供給管とを有し、前記第１の供給管および前記第２の供給管は、前記第１の供給管が前記第２の供給管と異なる方向に沿って前記容器内に流体を方向付けるように配置されている請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
前記液体供給部は、第１の供給管と第２の供給管とを有し、前記第１の供給管および前記第２の供給管は、前記第１の供給管が、前記第２の供給管と異なる温度で液体を送出するように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記液体供給部は、前記第１の供給管が、還元飲料を低温殺菌するために十分な温度で液体を送出するように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項２８】
前記装置は、前記計量デバイスと前記容器との間に配置されたシュートをさらに備え、
前記シュートは、前記計量デバイスと前記容器との間で粉末の流れの方向が変化するように、前記粉末を前記計量デバイスから前記容器内へ方向付けるように構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
前記計量デバイスからの粉末の流れを検出するように構成されたセンサをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項３０】
容器内で粉末から還元飲料を調製するための装置であって、該装置は、
前記粉末を収容するように構成された貯蔵部と、計量デバイスとを備え、
前記貯蔵部は、
第１の寸法を有する開放された第１端部と、
前記第１端部に対向し、かつ第２の寸法を有する開放された第２端部と、
前記第１端部および前記第２端部を連結する側壁とを有し、前記側壁の一部分は、前記第１端部から前記第２端部に収束するように傾斜しており、かつ、前記第２端部において、あるいは前記第２端部の上方において、粉体ブリッジを発生させるように構成された角度を有し、
前記計量デバイスは、前記貯蔵部の前記第２端部から粉末を受け取り、かつ所定量の粉末を前記容器内に定量供給するように構成され、前記粉末の所定量は、前記計量デバイスの容量と、前記粉体ブリッジによって形成されるブリッジの下方に存在する粉末量との和に一致する装置。
【請求項３１】
前記容器内に液体を定量供給するように構成された液体供給部をさらに備える請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記液体供給部は、第１の供給管と第２の供給管とを有し、前記第１の供給管および前記第２の供給管は、前記第１の供給管が流体を前記第２の供給管と異なる方向に沿って前記容器内に方向付けられるように配置されている請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記液体供給部は、第１の供給管と第２の供給管とを有し、前記第１の供給管および前記第２の供給管は、前記第１の供給管が、前記第２の供給管と異なる温度で液体を送出するように構成されている請求項３１に記載の装置。
【請求項３４】
前記液体供給部は、前記第１の供給管が、還元飲料を低温殺菌するために十分な温度で液体を送出するように構成されている請求項３１に記載の装置。
【請求項３５】
前記容器の内容物を撹拌するように構成された撹拌デバイスをさらに備える請求項３０に記載の装置。
【請求項３６】
前記容器の閉じた基端部が水平方向に対して特定の角度で配置されるように前記容器を支持し、かつ前記容器の内容物を撹拌するように構成された撹拌デバイスをさらに備える請求項３０に記載の装置。
【請求項３７】
前記撹拌デバイスは、前記容器の閉じた基端部に対して垂直な軸線を中心とする前記容器の回転により、前記容器の内容物を撹拌するように構成されている請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記撹拌デバイスは、前記容器を正逆両方の回転方向で交互に回転させることにより、前記容器の内容物を撹拌するように構成されている請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記撹拌デバイスは、前記容器の各回転期間同士の間に前記容器の無回転期間を含めることにより、前記容器の内容物を撹拌するように構成されている請求項３７に記載の装置。
【請求項４０】
前記基端部に対して垂直な軸線の水平方向に対する角度は、４５度から８０度までの範囲内の角度から選択される請求項３７に記載の装置。
【請求項４１】
前記装置は、前記容器の内容物を撹拌するように構成された撹拌デバイスをさらに備え、該撹拌デバイスは、
前記容器を固定するように構成されたホルダと、
前記ホルダを回転させるように構成されたモータとを有する請求項３０に記載の装置。
【請求項４２】
前記粉末を前記貯蔵部から前記計量デバイス内に定量供給するために、前記貯蔵部を振動させるように構成された振動装置をさらに備える請求項３０に記載の装置。
【請求項４３】
前記粉末を前記計量デバイスから前記容器内に定量供給するために前記計量デバイスを振動させるように構成された振動装置をさらに備える請求項３０に記載の装置。
【請求項４４】
前記計量デバイスは、前記貯蔵部の出口に接続された第１端部と、該第１端部に対向する開放された第２端部とを有するチューブを備え、
前記装置は、前記チューブの前記第１端部と前記第２端部との間に配置されたバルブをさらに備え、該バルブは、前記第２端部からの粉末の流れを制御するように構成されている請求項３０に記載の装置。
【請求項４５】
前記チューブは可撓性である請求項４４に記載の装置。
【請求項４６】
前記チューブは弾性である請求項４４に記載の装置。
【請求項４７】
前記チューブの断面寸法は、定量供給される粉末の特性に基づいて決定される請求項４４に記載の装置。
【請求項４８】
前記チューブの長手軸線に対する前記バルブの軸線方向位置は、調節可能であり、定量供給される粉末の量に基づいて決定される請求項４４に記載の装置。
【請求項４９】
前記バルブは、前記粉末が前記チューブの前記第２端部を通過することを選択的に阻止するように構成されている請求項４４に記載の装置。
【請求項５０】
前記バルブは、前記粉末に直接接触することなく、前記チューブを通る粉末の通過を制御するように構成されている請求項４４に記載の装置。
【請求項５１】
前記バルブはピンチバルブである請求項４４に記載の装置。
【請求項５２】
前記バルブは、前記粉末が前記チューブを通過可能な第１のチューブ側壁位置と、前記粉末が前記チューブを通過することが阻止される第２のチューブ側壁位置との間において、前記チューブの側壁を移動させるように構成されている請求項４４に記載の装置。
【請求項５３】
前記貯蔵部の側壁は、前記貯蔵部の長手軸線に対して３５度から６５度までの範囲内の角度で収束している請求項３０に記載の装置。
【請求項５４】
前記貯蔵部の側壁は、前記貯蔵部の長手軸線に対して約５０度の角度で収束している請求項３０に記載の装置。
【請求項５５】
前記貯蔵部は前記装置から取り外し可能である請求項３０に記載の装置。
【請求項５６】
前記貯蔵部は補充可能である請求項３０に記載の装置。
【請求項５７】
前記貯蔵部は、予め充填され、かつ密封された使い捨てカートリッジである請求項３０に記載の装置。
【請求項５８】
前記装置は、前記計量デバイスと前記容器との間に配置されたシュートをさらに備え、
前記シュートは、前記計量デバイスと前記容器の間で粉末の流れの方向が変化するように、前記粉末を前記計量デバイスから前記容器内へ方向付けるように構成されている請求項３０に記載の装置。
【請求項５９】
前記計量デバイスからの粉末の流れを検出するように構成されたセンサをさらに備える請求項３０に記載の装置。
【請求項６０】
容器内で粉末から還元飲料を調製する方法であって、
撹拌デバイスに容器を配置する工程と、
前記撹拌デバイスを用いて前記容器を回転させる工程と、
前記容器を回転させる工程の間に、所定量の前記粉末を計量デバイスから前記容器内に定量供給する工程と、
前記容器を回転させる工程の間に、所望の全希釈量の少なくとも一部の液体を前記容器に送出する工程と、
前記定量供給する工程および前記送出する工程の後に、所定時間にわたって、前記容器を回転させ続ける工程とを備える方法。
【請求項６１】
所望の全希釈量の少なくとも一部の液体を前記容器に送出する工程は、前記液体を前記容器の側壁に向けて方向付けるように送出する工程を含む請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記方法は、前記回転させ続ける工程に続いて、十分な液体を前記容器に加える工程をさらに含み、前記送出する工程において送出される液体と、前記十分な液体を加える工程において送出される液体との合計は、前記所望の全希釈量に等しい請求項６０に記載の方法。
【請求項６３】
前記回転させる工程は、前記容器の基端部を水平方向に対して特定の角度で配向して実施される請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
前記定量供給する工程と前記送出する工程との少なくとも一部は同時に実施される請求項６０に記載の方法。
【請求項６５】
前記容器を回転させ続ける工程は、該工程の継続時間の少なくとも一部の間にわたって、回転の方向を逆転させる工程を含む請求項６０に記載の方法。
【請求項６６】
前記送出する工程および前記回転させ続ける工程は反復される請求項６０に記載の方法。
【請求項６７】
前記送出する工程および前記回転させ続ける工程は反復され、反復される工程の少なくとも１つは、温度の異なる液体を用いて実施される請求項６０に記載の方法。
【請求項６８】
前記送出する工程は、還元飲料を低温殺菌するために十分な温度で提供される液体を用いて実施される請求項６０に記載の方法。
【請求項６９】
液体供給部は、第１の供給管と第２の供給管とを有し、前記第１の供給管および前記第２の供給管は、前記第１の供給管が、前記第２の供給管と異なる方向に沿って、流体を前記容器内に方向付けるように配置されており、
前記供給する工程および前記回転させ続ける工程は反復され、
反復される工程の少なくとも１つは、前記第１の供給管からの液体を用いて実施され、
反復される工程の少なくとも１つは、前記第２の供給管からの液体を用いて実施される請求項６０に記載の方法。
【請求項７０】
容器内に粉末を定量供給する方法であって、
定量供給装置を設置する工程であって、前記定量供給装置は、前記粉末を収容するように構成された貯蔵部と、計量デバイスとを備え、前記貯蔵部は、第１の寸法を有する開放された第１端部と、該第１端部に対向し、かつ第２の寸法を有する開放された第２端部と、前記第１端部および前記第２端部を連結する側壁とを有し、前記側壁の一部分は、前記第１端部から前記第２端部に収束するように傾斜しており、かつ前記第２端部において、あるいは前記第２端部の上方において粉体ブリッジを発生させるように構成された角度を有し、前記計量デバイスは、前記貯蔵部の前記第２端部から粉末を受け取り、かつ所定量の粉末を前記容器内に定量供給するように構成され、前記粉末の所定量は、前記計量デバイスの容量と、前記粉体ブリッジによって形成されるブリッジの下方に存在する粉末量との和に一致する前記定量供給装置を設置する工程と、
前記貯蔵部に粉末を供給する工程と、
前記容器内に所定量の粉末を定量供給する工程とを備える方法。
【請求項７１】
前記計量デバイスは、前記貯蔵部の前記第２端部に接続され、かつ開放されたチューブ第１端部と、該チューブ第１端部に対向する開放されたチューブ第２端部とを有するチューブを備え、
前記定量供給装置は、前記チューブ第１端部と前記チューブ第２端部との間に配置されたバルブをさらに備え、該バルブは、前記チューブ第２端部からの粉末の流れを制御するように構成されており、
前記定量供給する工程は、前記バルブを開放して、前記所定量の粉末が前記チューブ第２端部から前記容器内に移動可能にする工程を含む請求項７０に記載の方法。
【請求項７２】
前記定量供給する工程は、前記貯蔵部内にブリッジを形成する工程をさらに含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７３】
前記計量デバイスは、少なくとも１つのパルスを前記チューブに付与するように構成されたチューブ用振動装置をさらに備え、
前記定量供給する工程は、前記チューブ用振動装置を駆動する工程をさらに含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７４】
前記チューブ用振動装置を駆動する工程は、前記バルブを開放する工程に続いて実施される請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記定量供給装置は、少なくとも１つのパルスを前記貯蔵部に付与するように構成された貯蔵部用振動装置をさらに備え、
前記貯蔵部用振動装置を駆動する工程をさらに含む請求項７１に記載の方法。
【請求項７６】
前記貯蔵部用振動装置を駆動する工程は、前記定量供給する工程より先に実施される請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記計量デバイスは、少なくとも１つのパルスを前記チューブに付与するように構成されたチューブ用振動装置をさらに備え、
前記定量供給する工程は、前記チューブ用振動装置を駆動する工程をさらに含む請求項７５に記載の方法。
【請求項７８】
前記貯蔵部用振動装置を駆動する工程は、前記定量供給する工程より先に実施され、
前記チューブ用振動装置を駆動する工程は、前記バルブを開放する工程に続いて実施される請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
容器内で粉末から還元飲料を調製する方法であって、
調製装置を設置する工程であって、請求項７０に記載の定量供給装置と、前記容器内に液体を定量供給するように構成された液体供給部と、前記容器の内容物を撹拌するように構成された撹拌デバイスとを有する前記調製装置を設置する工程と、
前記調製装置に前記容器を配置する工程と、
前記容器内に所定量の粉末を定量供給する工程と、
所望の全希釈量の一部の液体を前記容器内に送出する工程と、
前記撹拌デバイスを用いて撹拌する工程とを備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末から飲料を定量供給し、還元し、かつ撹拌するための装置、および関連する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体状の調製乳を入手することは可能であるが、携帯性の良さ、保存の容易さ、保存期間の長さ、比較的低いコストなどの理由で、粉末状調製乳（ＰＩＦ：Ｐｏｗｄｅｒｅｄ  Ｉｎｆａｎｔ  Ｆｏｒｍｕｌａ）が広く利用されている。しかしながら、ＰＩＦから調製乳を調製することは面倒かつ不便であり、また、取り扱いや調製の途中でＰＩＦが汚染されることがある。これらの問題に対処するため、調製乳用の自動調製装置が開発されている。調製乳を調製するために調製乳用の自動調製装置を用いることにより、ＰＩＦの取り扱いに伴う汚染を防止することはできるが、製造業者により提供されるＰＩＦに、病気や腐敗の原因となり得る微生物が含まれていないという保証はない。ＰＩＦから生成された調製乳がそのような微生物を含まないことを保証するためには、還元した後のＰＩＦを、華氏１６０度（約７１．１１℃）より高い温度において少なくとも１５秒間にわたって、加熱する必要がある。そして、加熱した後で、得られた液体を安全な飲用温度まで冷却する必要がある。
【０００３】
微生物を含まない調製乳を提供することの他にも、調製乳用の自動調製装置が対処しなければならない問題がある。例えば、調製乳の顆粒は不規則であって、ブリッジが発生したり、塊を形成したり、あるいは顆粒自体や容器壁に付着したりする傾向を有するため、ＰＩＦは、その投入が難しく、また計量が難しい。ＰＩＦは一定の量だけ投入されず、すなわち再現性を有して投入されず、また、ＰＩＦは種類ごとに流動の仕方や塊を形成する様子が異なるため、ＰＩＦを定量供給する過程を自動化することは困難である。還元後の量が等しい調製乳に対しても、ＰＩＦの種類ごとに僅かに異なる量の粉末を配合する必要がある。ＰＩＦを還元して、気泡や塊を含まない均一な液体を生成することは難しい。非常に軽量である粉末は、空気中において運ばれて、装置の他の部分に付着する傾向があり、これによって、装置の洗浄や信頼性のある機械動作を維持することが難しくなり得る。さらに、調製乳用の自動装置は低コストでなければならず、そして、洗浄および保守が容易でなければならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様において、容器内で粉末から還元飲料を調製するための装置が提供される。該装置は、粉末を収容するように構成された貯蔵部と、貯蔵部から粉末を受け取って、容器内に粉末を定量供給するように構成された計量デバイスとを備える。装置は、さらに、容器内に液体を定量供給するように構成された液体供給部と、容器の閉じた基端部が水平方向に対して特定の角度で配置されるように容器を支持し、かつ容器の内容物を撹拌するように構成された撹拌デバイスとを備える。
【０００５】
別の態様において、容器内で粉末から還元飲料を調製するための装置が提供される。該装置は、粉末を収容するように構成された貯蔵部を備え、貯蔵部は、第１の寸法を有する開放された第１端部と、第１端部に対向し、かつ第２の寸法を有する開放された第２端部と、第１端部および第２端部を連結する側壁とを有し、側壁の一部分は、第１端部から第２端部に収束するように傾斜しており、かつ、第２端部において、あるいは第２端部の上方において、粉体ブリッジを発生させるように構成された角度を有している。装置は、貯蔵部の第２端部から粉末を受け取り、かつ所定量の粉末を容器内に定量供給するように構成された計量デバイスを備え、粉末の所定量は、計量デバイスの容量と、粉体ブリッジによって形成されるブリッジの下方に存在する粉末量との和に一致している。装置は、容器内に液体を定量供給するように構成された液体供給部をさらに備えることもできる。
【０００６】
いずれの態様においても、装置は、以下の特徴を備えていない場合、これらの特徴のうちの１つ以上を備えることができる。装置は、さらに、容器の内容物を撹拌するように構成された撹拌デバイスを備えることができる。撹拌デバイスは、容器の閉じた基端部が水平方向に対して特定の角度で配置されるように容器を支持し、かつ容器の内容物を撹拌するように構成されている。撹拌デバイスは、上記基端部に対して垂直な軸線を中心とする容器の回転により、容器の内容物を撹拌するように構成されている。撹拌デバイスは、容器を正逆両方の回転方向で交互に回転させることにより、容器の内容物を撹拌するように構成されている。撹拌デバイスは、容器の各回転期間同士の間に容器の無回転期間を含めることにより、容器の内容物を撹拌するように構成されている。上記基端部に対して垂直な軸線の水平方向に対する角度は、４５度から８０度までの範囲内の角度から選択される。撹拌デバイスは、容器を固定するように構成されたホルダと、ホルダを回転させるように構成されたモータとを有している。当該装置は、粉末を貯蔵部から計量デバイス内に定量供給するために、貯蔵部を振動させるように構成された振動装置をさらに備えている。当該装置は、粉末を計量デバイスから容器内に定量供給するために計量デバイスを振動させるように構成された振動装置を備えている。
【０００７】
いずれの態様においても、装置は、以下の付加的特徴を備えていない場合、これらの付加的特徴のうちの１つ以上を備えることができる。計量デバイスは、貯蔵部の出口に接続された第１端部と、第１端部に対向する開放された第２端部とを有するチューブを備え、当該装置は、チューブの第１端部と第２端部との間に配置されたバルブをさらに備え、該バルブは、上記第２端部からの粉末の流れを制御するように構成されている。チューブは可撓性である。チューブは弾性である。チューブの断面寸法は、定量供給される粉末の特性に基づいて決定される。チューブの長手軸線に対するバルブの軸線方向位置は、調節可能であり、定量供給される粉末の量に基づいて決定される。バルブは、粉末がチューブの第２端部を通過することを選択的に阻止するように構成されている。バルブは、粉末に直接接触することなく、チューブを通る粉末の通過を制御するように構成されている。バルブはピンチバルブである。バルブは、粉末がチューブを通過可能な第１のチューブ側壁位置と、粉末がチューブを通過することが阻止される第２のチューブ側壁位置との間において、チューブの側壁を移動させるように構成されている。
【０００８】
いずれの態様においても、装置は、以下の付加的特徴を備えていない場合、これらの付加的特徴のうちの１つ以上を備えることができる。貯蔵部は、第１の寸法を有する開放された貯蔵部第１端部と、貯蔵部第１端部に対向し、かつ第２の寸法を有する開放された貯蔵部第２端部と、貯蔵部第１端部および貯蔵部第２端部を連結する貯蔵部側壁とを有している。貯蔵部側壁の一部分は、貯蔵部第１端部から貯蔵部第２端部に収束するように傾斜しており、かつ貯蔵部第２端部において、あるいは貯蔵部第２端部の上方において、粉体ブリッジを発生させるように構成された角度を有している。計量デバイスは、貯蔵部第２端部に接続されたチューブ第１端部と、チューブ第１端部に対向する開放されたチューブ第２端部とを有するチューブを備え、当該装置は、チューブ第１端部とチューブ第２端部との間に配置されたバルブをさらに備え、バルブは、チューブ第２端部からの粉末の流れを制御するように構成されている。粉末の所定量は、バルブの上方の計量デバイスの容量と、粉体ブリッジによって形成されるブリッジの下方に存在する粉末量との和に一致している。貯蔵部側壁は、貯蔵部の長手軸線に対して３５度から６５度までの範囲内の角度で収束している。貯蔵部側壁は、貯蔵部の長手軸線に対して約５０度の角度で収束している。貯蔵部は当該装置から取り外し可能である。貯蔵部は補充可能である。貯蔵部は、予め充填され、かつ密封された使い捨てカートリッジである。
【０００９】
いずれの態様においても、装置は、以下の付加的特徴を備えていない場合、これらの付加的特徴のうちの１つ以上を備えることができる。液体供給部は、第１の供給管と第２の供給管とを有し、第１の供給管および第２の供給管は、第１の供給管が第２の供給管と異なる方向に沿って容器内に流体を方向付けるように配置されている。液体供給部は、第１の供給管と第２の供給管とを有し、第１の供給管および第２の供給管は、第１の供給管が、第２の供給管と異なる温度で液体を送出するように構成されている。液体供給部は、第１の供給管が、還元飲料を低温殺菌するために十分な温度で液体を送出するように構成されている。計量デバイスと容器との間にシュートが配置されており、シュートは、計量デバイスと容器との間で粉末の流れの方向が変化するように、粉末を計量デバイスから容器内へ方向付けるように構成されている。計量デバイスからの粉末の流れを検出するように構成されたセンサを備えている。
【００１０】
別の態様において、容器内で粉末から還元飲料を調製する方法が提供される。該方法は、撹拌デバイスに容器を配置する工程と、撹拌デバイスを用いて容器を回転させる工程と、容器を回転させる工程の間に、所定量の粉末を計量デバイスから容器内に定量供給する工程と、容器を回転させる工程の間に、所望の全希釈量の少なくとも一部の液体を容器に送出する工程と、定量供給する工程および送出する工程の後に、所定時間にわたって、容器を回転させ続ける工程とを備える。
【００１１】
この方法は、以下の付加的特徴のうちの１つ以上を含むことができる。所望の全希釈量の少なくとも一部の液体を容器に送出する工程は、液体を容器の側壁に向けて方向付けるように送出する工程を含む。回転させ続ける工程に続いて、十分な液体を容器に加える工程をさらに含み、送出する工程において送出される液体と、十分な液体を加える工程において送出される液体との合計は、所望の全希釈量に等しい。上記の回転させる工程は、容器の基端部を水平方向に対して特定の角度で配向して実施される。定量供給する工程と送出する工程の少なくとも一部は同時に実施される。容器を回転させ続ける工程は、該工程の継続時間の少なくとも一部の間にわたって、回転の方向を逆転させる工程を含む。送出する工程および回転させ続ける工程は反復される。送出する工程および回転させ続ける工程は反復され、反復される工程の少なくとも１つは、温度の異なる液体を用いて実施される。送出する工程は、還元飲料を低温殺菌するために十分な温度で提供される液体を用いて実施される。液体供給部は、第１の供給管と第２の供給管とを有し、第１の供給管および第２の供給管は、第１の供給管が、第２の供給管と異なる方向に沿って、流体を容器内に方向付けるように配置されており、送出する工程および回転させ続ける工程は反復され、反復される工程の少なくとも１つは、第１の供給管からの液体を用いて実施され、反復される工程の少なくとも１つは、第２の供給管からの液体を用いて実施される。
【００１２】
さらに別の態様において、容器内に粉末を定量供給する方法が提供される。該方法は、定量供給装置を設置する工程を含んでいる。定量供給装置は、粉末を収容するように構成された貯蔵部を備え、貯蔵部は、第１の寸法を有する開放された第１端部と、第１端部に対向し、かつ第２の寸法を有する開放された第２端部と、第１端部および第２端部を連結する側壁とを有し、側壁の一部分は、第１端部から第２端部に収束するように傾斜しており、かつ第２端部において、あるいは第２端部の上方において、粉体ブリッジを発生させるように構成された角度を有している。定量供給装置は、さらに、貯蔵部の第２端部から粉末を受け取り、かつ所定量の粉末を容器の中に定量供給するように構成された計量デバイスを備え、粉末の所定量は、計量デバイスの容量と、粉体ブリッジによって形成されるブリッジの下方に存在する粉末量との和に一致している。この方法は、貯蔵部内に粉末を供給する工程と、所定量の粉末を容器内に定量供給する工程とをさらに備えている。
【００１３】
この方法は、以下の付加的特徴のうちの１つ以上を含むことができる。計量デバイスは、貯蔵部の第２端部に接続され、かつ開放されたチューブ第１端部と、このチューブ第１端部に対向する開放されたチューブ第２端部とを有するチューブを備え、定量供給装置は、チューブ第１端部とチューブ第２端部との間に配置されたバルブをさらに備えている。このバルブは、チューブ第２端部からの粉末の流れを制御するように構成されており、上記の定量供給する工程は、このバルブを開放して、所定量の粉末がチューブ第２端部から容器内に移動可能にする工程を含む。定量供給する工程は、貯蔵部内にブリッジを形成する工程をさらに含む。計量デバイスは、少なくとも１つのパルスをチューブに付与するように構成されたチューブ用振動装置をさらに有し、定量供給する工程は、チューブ用振動装置を駆動する工程をさらに含む。チューブ用振動装置を駆動する工程は、バルブを開放する工程に続いて実施される。定量供給装置は、少なくとも１つのパルスを貯蔵部に付与するように構成された貯蔵部用振動装置をさらに備え、この方法は、貯蔵部用振動装置を駆動する工程をさらに含む。貯蔵部用振動装置を駆動する工程は、上記の定量供給する工程より先に実施される。計量デバイスは、少なくとも１つのパルスをチューブに付与するように構成されたチューブ用振動装置をさらに備え、定量供給する工程は、チューブ用振動装置を駆動する工程をさらに含む。貯蔵部用振動装置を駆動する工程は、定量供給する工程より先に実施され、チューブ用振動装置を駆動する工程は、バルブを開放する工程に続いて実施される。容器内で粉末から還元飲料を調製する方法は、定量供給装置と、容器内に液体を定量供給するように構成された液体供給部と、容器の内容物を撹拌するように構成された撹拌デバイスとを備える調製装置を設置する工程と、調製装置に容器を配置する工程と、所定量の粉末を容器内に定量供給する工程と、所望の全希釈量の少なくとも一部の液体を容器内に送出する工程と、撹拌デバイスを用いて撹拌する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１４】
貯蔵部は、粉体ブリッジを発生するような形状で形成されており、これによって、投入部組立体と組み合わされて、粉末から隔離された１つの機械的バルブを用いて、所定量の粉末を供給する。このように、粉体ブリッジの発生は、当該技術分野では不都合であると考えられることが多いが、本明細書に開示される装置は、この特性の利点を活かし、かつ利用することにより、粉末の精確かつ再現可能な投入を実現し、また、装置内の比較的少数の機構を用いて達成している。
【００１５】
撹拌部組立体は、瓶を水平方向に対して一定の角度に保持して、容器の内容物を撹拌し、これにより、高濃縮のＰＩＦの場合にも、ＰＩＦの完全かつ均一な撹拌を実現する。その結果、得られる調製乳は、塊や気泡を実質的に含まない。
【００１６】
さらに、調製乳の粉末から、低温殺菌された調製乳を提供する方法が開示される。この方法は、所望の温度、例えば体温で、調製乳を迅速かつ簡単に提供するために、低温殺菌、およびそれに続く冷却を提供する。
【００１７】
本発明の実施形態について、添付の図面に示す本発明の一実施形態を参照して、以下において説明する。本発明の上記目的、その他の目的、特徴および効果が、添付の図面と共に以下の本発明の実施形態についての詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】調製乳用自動装置の正面斜視図。
【図２】図１の装置の内部の概略側面図。
【図３】図１の装置の投入部組立体の拡大図。
【図４】図１の装置の撹拌部組立体の拡大図。
【図５】図１の装置の希釈部組立体および制御システムの概略図。
【図６】別の希釈部組立体および制御システムの概略図。
【図７】図１の装置を用いて調製乳を調製する方法のフローチャート。
【図８】図１の装置で使用される別の粉末貯蔵部の斜視図。
【図９】図１の装置で使用されるさらに別の粉末貯蔵部の分解斜視図。
【図１０】組み立てられた状態の図９の貯蔵部の斜視図。
【図１１】調製乳用自動装置の別の実施形態。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１および２を参照して、調製乳用自動装置１は、ハウジング２内に、ホッパ組立体１８、投入部組立体７０、希釈部組立体２００、および撹拌部組立体１５０を備えている。これらの組立体１８、７０、２００、１５０は、粉末から還元される低温殺菌された調製乳を自動的に調製するために用いられ、これらについては後ほど詳細に説明する。この装置１は、哺乳瓶等の１人分の容器５００を受け入れ、その容器５００の中にＰＩＦと希釈液（例えば水）とを定量供給してから、容器５００内でＰＩＦを還元し、撹拌するように構成されている。
【００２０】
ハウジング２は、側壁４、および閉鎖された上部６と底部９とを有し、内部のホッパ組立体１８、投入部組立体７０、希釈部組立体２００、および撹拌部組立体１５０のための保護用筐体を提供している。ハウジング２の上部６は開口部１６を備えており、これはヒンジ式の蓋部８、１０を用いて選択的に開閉される。蓋部８、１０を開放することにより、ハウジング２の内部での作業が可能となり、例えば、以下に詳細に説明するＰＩＦ貯蔵部２０および貯水タンク２０２の装着が可能となる。正面に向かう側壁４には、使用者が生成量や温度等に関する装置の動作を制御すること、および装置の状態を視認することを可能にする制御用パネル及び表示部１４が支持されている。正面に向かう側壁４は、装置の使用時に容器５００が挿入される凹部１２をさらに有する。
【００２１】
図示される実施形態では、容器５００は、通常の哺乳瓶の形態を有し、開放された上部５０２、側壁５０８、および閉鎖された底部５１０を有する円筒形の本体を備えている。側壁５０８は、容器上部５０２の開口の大きさを規定する小径のネック部５０４を有し、ネック部５０４の外周面は、蓋（図示せず）または授乳部組立体（図示せず）との接続を可能にするネジ部（図示せず）が形成されても良い。容器５００は、その底部５１０に対して垂直な容器軸線５１２を有しており、これは容器５００の長手軸線に相当する。
【００２２】
図２を参照すると、ホッパ組立体１８は、ＰＩＦを受け入れ、かつ貯蔵する貯蔵部２０と、必要に応じてＰＩＦが貯蔵部２０から投入部組立体７０の中に確実に落下するように貯蔵部２０を振動させる貯蔵部用振動装置５０とを備えている。貯蔵部２０は、大型で、概ね角錐状の容器であって、第１の開口端部すなわち上部２２と、上部２２に対向し、かつ一般には上部２２の下方の位置に配置される第２の開口端部すなわち底部２４とを有している。貯蔵部２０は、上部２２が蓋部８、１０の下方に配置されるように、ハウジング２の上端に隣接して、ハウジング２の内面上に支持されている。特定の実施形態では、ハウジング２の内面に形成された適当な形状のブラケット（図示せず）を用いて、貯蔵部２０は適所に係止される。貯蔵部２０は、洗浄を可能にするために、開口部１６を通してハウジング２から容易に取り外されることができる。貯蔵部２０の上部２２は蓋３６で覆われており、例えば希釈部組立体２００の液貯蔵リザーバへの補充のためにハウジングの蓋部８、１０が開放されたときに、混入物質が貯蔵部２０の中に落下することが防止される。
【００２３】
貯蔵部２０の上部２２は、断面が長方形であり、寸法はＰＩＦの補充を容易にするために十分に大きい。底部２４は、断面が円形であり、直径は上部２２の大きさに対して相対的に小さい。貯蔵部２０は、上部２２と底部２４との間に延在する側壁２６を有している。側壁２６は、上部２２から底部２４に向かって内側に先細りになっているテーパ部３４を有している。側壁２６は、さらに、テーパ部３４と上部２２および底部２４との間にそれぞれ延在する線形状部３８、４０を含んでおり、これらは、貯蔵部２０の長手軸線４２に対して平行に延びている。図示された実施形態では、貯蔵部２０は、４つの側壁２６ａ〜ｄを有し（側壁２６ｄは、図２では側壁２６ｂに対向する側（裏側）にあるので、図示されていない）、そのうち３つの側壁２６ａ、２６ｂ、２６ｄは、軸線４２に対して特定のテーパ角θ１を有して形成されている。テーパ角θ１は、以下においてさらに詳しく記載されるような理由により、貯蔵部２０の第２端部２４で、又は第２端部２４の僅かに上方で、ＰＩＦのブリッジＢを形成させるように選択される。貯蔵部は、そのテーパ角θ１が垂直方向に対して３５から６５度までの範囲内になるように形成される。図示された実施形態では、例えばテーパ角θ１は約５０度である。特定の実施形態では、底部２４に隣接する線形状部４０は、内側に突出する環状リップ４４をさらに備えても良い。環状リップ４４は、テーパ部３４に隣接して配置されており、リップ４４の近傍にＰＩＦの支持部を提供することにより、同一位置にブリッジＢの形成を促進する。
【００２４】
貯蔵部２０は、数食分のＰＩＦを十分に貯蔵するように寸法決めされる。特定の実施形態において、貯蔵部２０は、約１０から５０オンス（約２８３．５グラムから１４１７．５グラムまで）の範囲のＰＩＦ貯蔵能力を有するように寸法決めされる。例えば、図示された実施形態では、貯蔵部２０は、２５オンス（約７０８．７グラム）のＰＩＦ貯蔵能力を有している。
【００２５】
貯蔵部用振動装置５０は、以下においてさらに詳しく述べるように、貯蔵部２０を通ったＰＩＦの下向きの移動を促進するために用いられる。貯蔵部用振動装置５０は、貯蔵部２０の上半分の近傍に配置されており、貯蔵部２０の側壁２６ｃに、１つ以上の機械的なパルスを付与するように配置された振動発生装置５４を備えている。機械的なパルスによって、貯蔵部２０の小さな振幅の強制的な揺動が付与される。
【００２６】
図２および３を参照すると、投入部組立体７０は、ハウジング２内でホッパ組立体１８のすぐ下方に配置されている。投入部組立体７０は、投入チューブ７２と、投入チューブ用振動装置１０４と、ピンチバルブ９０と、シュート１２０とを備えている。
【００２７】
投入チューブ７２は、中空円筒管であって、貯蔵部２０の底部２４に接続され、かつ開放された第１端部７４と、第１端部７４に対向する開放された第２端部７６とを有し、貯蔵部２０の長手軸線４２と軸線方向に沿って整合して配置されている。例えば、投入チューブ７２の第１端部７４は、貯蔵部２０の底部２４の外周面上にプレス嵌めによって連結され得る。投入チューブ７２は、可撓性および弾性の両方を有し、定量供給される粉末の特性に基づいて決定された断面寸法を有している。
【００２８】
ピンチバルブ９０は、投入チューブ７２の第１端部７４及び第２端部７６の間に配置されて、投入チューブ７２の第２端部７６からの粉末の流れを制御するように構成されている。ピンチバルブ９０は、投入チューブ７２の片側の側面に配置されたチューブ支持パネル１０２と、投入チューブの径方向に沿って対向して配置されたピンチブレード１００とを備えている。ピンチブレード１００は、貯蔵部２０の長手軸線４２と直交する直線Ｌに沿って第１位置および第２位置の間で往復動可能なブロック９８の上に支持されており、ピンチブレード１００はバルブ用モータ９２によって第１位置および第２位置の間で移動させられる。
【００２９】
第１位置（図３）はバルブ開放位置に相当し、この位置では、ブロック９８およびピンチブレード１００は、投入チューブ７２の外周面に近接しているが、離間して配置されており、また、投入チューブ７２の外径に略相当する距離で、パネル１０２から離間している。バルブ開放位置では、投入チューブ７２は、バルブ９０によって圧迫されておらず、従って、第１端部７４から第２端部７６まで延びる開放された円筒状のＰＩＦ通路８０を有している。第２位置（図４）はバルブ閉鎖位置に相当し、この位置では、ブロック９８およびピンチブレード１００は、パネル１０２に隣接する位置まで移動させられている。投入チューブ７２の可撓性によって、投入チューブ７２は、投入チューブ７２内の通路８０が閉鎖されるまで、ピンチブレード１００とパネル１０２との間で径方向に沿って圧迫されて、ＰＩＦが投入チューブ７２の第２端部７６から流出することが防止される。ブロック９８およびピンチブレード１００を後退させることにより、バルブ９０が開放位置まで復帰すると、投入チューブ７２は弾性的に元の円筒形状まで復帰する。
【００３０】
この構成では、ピンチバルブ９０は、バルブ９０が直接ＰＩＦに接触せずに、投入チューブ７２を通るＰＩＦの流れを制御するように、投入チューブ７２を介して、作用する。これによると、バルブ９０の可動部が粘着性のＰＩＦにさらされないため、バルブ機構の信頼性の高い動作が効果的に実現される。さらに重要なことには、バルブブレードが投入チューブの外に配置されているため、バルブブレード１００がＰＩＦで覆われることや、通路８０を通るＰＩＦの流れを妨げたりすることがなく、投入の精度が向上する。
【００３１】
ピンチバルブ９０は、投入チューブ７２の第２端部７６に隣接して、その上方に配置されている。投入チューブ７２の長手軸線に関するピンチバルブ９０の具体的な位置と、投入チューブ７２の断面直径とによって、ピンチバルブ９０が閉鎖位置にあるときの投入チューブ７２の容積が決まる。この位置は、調合される特定の粉末の特性と、調合物の望ましい総量とにより、決定される。特定の実施形態では、ハウジング２内でのピンチバルブの位置は、チューブの軸線方向の長さに沿って調節することができる。他の実施形態では、ハウジング２内でピンチバルブ９０は固定されており、ハウジング２内でのピンチバルブ９０に対する貯蔵部２０と投入チューブ７２の位置を調節することができる。
【００３２】
装置１において、ＰＩＦの流れを制御するために配置される機械的バルブは、ピンチバルブ９０のみである。その他の機械的バルブあるいは制御デバイスは、ホッパ組立体１８や投入部組立体７０の中に存在しない。代わりに、この装置は、貯蔵部の形状によって発生する粉体ブリッジを効果的に利用して、貯蔵部２０内でバルブ機能を提供している。具体的には、バルブ９０が開放位置に移動させられると、所定量のＰＩＦが投入部組立体をから流出し得る。粉末の所定量は、ピンチバルブ９０の上方の計量デバイスの容量と、貯蔵部２０内での粉体ブリッジによって形成されるブリッジの下方に存在する粉末量との和に一致する。
【００３３】
投入チューブ用振動装置１０４は、以下においてさらに詳しく述べるように、投入チューブを通るＰＩＦの下向きの移動を促進させるため、かつ、ピンチバルブ９０が開放位置まで移動したときの投入チューブからのＰＩＦの完全な排出を容易にするために用いられる。投入チューブ用振動装置１０４は、投入チューブ７２に隣接して配置されており、１つ以上の機械的パルスを投入チューブ７２に付与するように配置された振動発生装置１０８を備えている。機械的パルスによって、投入チューブ７２の小さな振幅の強制的な揺動が付与される。
【００３４】
図２を再び参照すると、シュート１２０は、投入チューブの第２端部７６に位置する剛性の湾曲管であり、ピンチバルブ９０が開放されたときにＰＩＦが、傾斜した容器５００に流入するように、ＰＩＦの流れの方向を変化させるために用いられる。具体的には、シュート１２０は、ＰＩＦの流れの方向を、ＰＩＦが投入チューブ７２を通過するときの貯蔵部の２０の長手軸線４２にほぼ整合した流れ方向から、容器軸線５１２にほぼ整合した流れ方向に変更する。シュート１２０は、投入チューブ７２の第２端部７６に対応する位置でハウジング２内に形成された開口部１５の中に支持されて、容器５００が配置される凹部１２の中へ延びている。投入チューブ７２の第２端部７６は、シュート１２０の開放された上端１２２内に突出している。
【００３５】
図２および４を参照すると、撹拌部組立体１５０は、ハウジング２の底部に隣接して配置されており、撹拌用モータ１５２および容器ホルダ組立体１５６を備えている。撹拌用モータ１５２は、可逆式回転電動機であって、出力シャフト１５４を有している。ホルダ組立体１５６は、撹拌用モータ１５２によって回転させられるように、モータの出力シャフト１５４上に支持されている。撹拌用モータ１５２は、コントローラ１８０により制御されて、ホルダ組立体１５６をハウジング２に対して回転させ、これにより容器５００の内容物の撹拌を実現する。例えば、撹拌用モータ１５２は、２５０から５００ｒｐｍまでの速度で回転可能な可逆式歯車モータであり、容器を正逆両方の回転方向で交互に回転させるように制御されることが可能である。加えて、あるいはこれに代えて、撹拌用モータは、容器の各回転期間同士の間に容器の無回転期間を提供するように制御されることが可能である。撹拌の具体的な実施例について、以下において詳細に説明する。
【００３６】
ホルダ組立体１５６は、概ねカップ状のホルダ１５８を含み、これは、ベース１６０と、このベース１６０の周辺に沿ってベース１６０に垂直な方向に延在する側壁１６２とを有している。ベース１６０は通常の手段により出力シャフト１５４に固定されており、これによって、ホルダ１５８は出力シャフト１５４と同軸で回転する。ホルダ１５８は、側壁１６２の直径が容器５００の外径より大きくなるように寸法決めされている。側壁１６２の内面には、径方向内側に突出するように弾性タブ１６４が配置され、弾性タブ１６４により、ホルダ１５８内に、容器５００の外径よりも僅かに小さい開口部が形成され、容器５００の底部がベース１６０上に載置されるまで、タブ１６４を通過させるようにして容器５００を押圧することにより、容器５００は、ホルダ１５８に挿入される。容器５００は、タブ１６４と容器５００の側壁５０８との間の締り嵌めによって、ホルダ１５８内に保持される。
【００３７】
撹拌用モータ１５２は、その出力シャフト１５４が水平方向に対して特定の角度を有するように、ハウジング２内に取り付けられている。その結果、ホルダ１５８のベース１６０も、水平方向に対して特定角度を有し、従って、ホルダ１５８は、容器５００の下端５１０が水平方向に対して角度θ２をなして配置されるように、容器５００を支持する。特定の実施形態では、水平方向に対する容器軸線５１２の角度θ２は、４５度から８０度までの範囲内にある。他の実施形態では、水平方向に対する容器軸線５１２の角度θ２は、５５度から６０度までの範囲内にある。さらには、容器５００が垂直方向に対して一定の角度で保持されるように、また、瓶開口部５０２がＰＩＦを受けいれるために投入部組立体７０及びシュート１２０の下方に配置されるように、ホルダ１５８はハウジング内でモータ１５２により支持されている。
【００３８】
図２および５を参照して、希釈部組立体２００は、液体供給部として作用し、加熱されていない水を貯蔵するための取り外し可能かつ補充可能な常温水タンク２０２と、この常温水タンク２０２から充填される比較的小型の温水タンク２２０とを備えている。常温水タンク２０２は、貯蔵部２０に隣接するハウジング２の上端に隣接し、かつ蓋部８、１０の下方において、ハウジング２の内面上に支持されている。常温水タンク２０２は、開口部１６を通してハウジング２から容易に取り外すことができ、これにより洗浄が可能である。常温水タンク２０２の上部２１０は補充を可能にする開口部２１２を備えており、この開口部２１２は蓋２０４で覆われ、蓋２０４は、例えば貯蔵部２０への補充のためにハウジングの蓋部８、１０が開放されたときに、常温水タンク２０２の中に汚染物質が落下することを防止する。特定の実施形態では、常温水タンク２０２は約３２オンス（約９０７．２グラム）の水を保持し、温水タンク２２０は約８オンス（約２２６．８グラム）の水を保持する。
【００３９】
常温水タンク２０２内の水は、チェックバルブ２０６および供給管路２３４を介してウォータポンプ２６０に供給される。チェックバルブ２０６は、常温水タンク２０２からの流出を許可し、かつタンクへの逆流を阻止する。ウォータポンプ２６０は、温水タンク２２０からの逆流を防止するチェックバルブ２６２を介して、温水タンク２２０に水を供給する。温水送出管路２３２は、温水タンク２２０からの温水を温水出口２４２に供給する。さらに、ウォータポンプ２６０は、常温水出口２３８および供給管路２３６からの逆流を防止するチェックバルブ２６４を介して、常温水出口２３８に水を供給する。通気管路２３０が温水送出管路２３２に接続されており、常温水タンク２０２および温水タンク２２０の通気が可能である。ウォータポンプ２６０は、以下においてさらに詳しく述べるように、送出される水の順序および水量を決定するように、コントローラ１８０により制御される。
【００４０】
温水出口２４２および常温水出口２３８は、容器開口部５０２に上方の位置において、シュート１２０の近傍に配置されている。これらの出口２４２、２３８は、常温水及び温水を容器５００内へ方向付けるように配向されている。より具体的には、温水出口２４２は、容器軸線５１２と概ね整合しており、温水を容器底部５１０に向かって方向付けるように配置されている。さらに、常温水出口２３８は、温水出口２４２と異なる配向角度を有する。例えば、常温水出口２３８は、常温水を容器側壁５０８に向けて方向付けるように配置することができる。特定の実施形態では、常温水出口２３８は、水平方向に沿って延びるように配置される。
【００４１】
温水タンク２２０には、その中に貯蔵されている水を加熱するための水加熱装置２８０が接続されている。水加熱装置２８０は、還元調製乳を低温殺菌するために十分な温度で温水を容器に供給するように、コントローラ１８０により制御される。本明細書において使用される場合の「低温殺菌」という用語は、病気を引き起こしたり、あるいは食品の腐敗や望ましくない発酵を引き起こしたりする可能性のあるような特定の微生物を破壊するために十分な時間にわたって、味や品質の根本的な変化を発生させることなく、食品を高温にさらすことを意味している。例えば、水加熱装置２８０は、温水タンク２２０内の水を華氏１６５度から１９０度まで（約７３．８９℃から８７．７８℃まで）の範囲内の温度まで加熱するように制御される。特定の実施形態では、使用者は、水加熱装置２８０を異なる温度に設定するために、表示パネル１４を介して、のコントローラ１８０への入力を行うことができる。
【００４２】
調製乳用自動装置１の全体にわたってセンサが計画的に配置され、センサは、作動状態を監視して表示出力信号を生成する。センサには、温水タンク温度センサ２２４と、常温水タンク２０２の水位が予め選択された最低限度を下回った場合に出力信号を生成する常温水タンク水位センサ２０８と、調製乳用自動装置１に容器が装着されたことを示す出力信号を生成する準備状態インジケータ１８６とが含まれる。水温センサ２４０、１８２が、それぞれ、常温水タンク２０２および容器５００内の水の温度を検出し、かつ監視するために設けられる。特定の実施形態では、容器５００内の液体の温度を検出するためのセンサ１８２は、赤外線センサであり得る。さらに、調製乳用自動装置１は、ＰＩＦが投入部組立体７０から撹拌部組立体１５０に投入されたか否かを検出するセンサ１８４を備えている。例えば、センサ１８４は、流路を貫通する光線が、送出されたＰＩＦにより遮断されたか否かを検出することができる。
【００４３】
コントローラ１８０は、制御用パネル及び表示部１４と、センサとのそれぞれから出力信号を受信し、予めプログラムされたパラメータ、及びプログラム可能なパラメータの少なくとも一方に基づいて、貯蔵部用振動装置５０、投入チューブ用振動装置１０４、ピンチバルブ９０、および希釈部組立体２００の構成要素を制御する。また、コントローラは、制御用パネル及び表示部１４にステータス信号を供給し、さらには、制御用パネル及び表示部１４で入力されたユーザ入力に応じて、撹拌サイクルでシステムを作動させるように作用する。
【００４４】
図６に示されるように、温水を必要としない形態の装置１を提供することも可能である。そのような装置では、単に水加熱装置２８０および温度センサ２２４を非稼動とするか、除外することが可能である。例えば、代替的な希釈部組立体３００は、加熱されていない水を貯蔵するための取り外し可能かつ補充可能な常温水タンク２０２を備えている。常温水タンク２０２は、チェックバルブ２０６および供給管路２３４を介して、ウォータポンプ２６０に水を供給する。チェックバルブ２０６は、常温水タンク２０２からの流出を可能にし、タンクへの逆流を阻止する。ウォータポンプ２６０は、出口２３８からの逆流を防止するチェックバルブ２６４を介して、供給管路２３６を用いて常温水出口２３８に水を供給する。
【００４５】
装置１は、少なくとも以下の重要な特性を有する。
１．容器５００は、水平方向から約４５度から８０度までの角度θ２でホルダ１５８に保持されている。垂直方向に沿って配向された容器姿勢（水平方向から９０度）を用いて撹拌した場合に、垂直姿勢での撹拌の際に粉末が容器５００の底部の縁に集まって塊を形成するため、所望の飲料が得られないことが、試験によって明らかになっている。従って、撹拌の角度θ２は、本発明において重要な要素である。撹拌の角度θ２は、容器５００内で粉末を分散させて構成するように作用して、十分に良好な撹拌を可能にする。角度が大きすぎると調製乳がこぼれる原因となり、角度が小さすぎると十分に撹拌されずに粉末が容器５００の壁上に集まるため、４５度から８５度までの範囲内の角度θ２が良好に作用し、また、５５度から６０度までの範囲内の角度θ２が最適であることが試験により判定された。
【００４６】
ａ．容器５００は、様々な回転速度、また、方向反転の様々な時間周期で、時計回りおよび反時計回りの少なくとも一方に回転することが可能なホルダに保持される。
ｂ．回転速度は１００から５００ｒｐｍまでの間である。
【００４７】
ｃ．方向反転の時間周期は、数秒（この場合、回転よりむしろ振動を実現する）から１０〜１５秒（この場合、撹拌する液体の中で渦の形成を可能にする）まで変化させることができる。
【００４８】
２．装置１は、水を加える前に、最初にＰＩＦを容器５００の中に取り込むか、水とＰＩＦとを同時に取り込むように構成することができる。
３．装置１は、ＰＩＦの１回の投入分の全量と、温水の１回の注入分の一部（ＰＩＦの完全な還元に必要な水の約半分から３分の１）とを撹拌することができる。
【００４９】
ａ．このアプローチでは、水とＰＩＦとをおよそ１対１の体積比で撹拌して、まずＰＩＦを温水で華氏１６０度（約７１．１１℃）を超える温度まで加熱し、ＰＩＦ及び水の混合物を、少なくとも１５秒間にわたって、当該温度に保持する。
【００５０】
４．調製乳は、次に、所定の最終温度まで冷却され、そして、追加の水を常温で加えることにより、所望の希釈度まで撹拌される。
ａ．濃縮調製乳の完全な還元には、最初のＰＩＦの完全な還元のために必要な水の総量の１／３から２／３までの範囲の量の水を、高温の濃縮調製乳に混合させることが必要である。
【００５１】
上述の角度を有する撹拌の構成によって、容器５００内で管理された流れが形成され、回転する液体の接線ベクトルは、回転速度および容器角度によって決まる。
（動作および使用方法）
図７を参照して、容器５００の中にＰＩＦを定量供給し、還元調製乳をＰＩＦから調製する方法は、以下の通りである。
【００５２】
１．装置の凹部１２の中に容器５００を挿入して、ホルダ１５８に装着する（工程３５０）。ホルダ１５８の中に容器５００が存在することを、センサ１８６を用いて検出することができる。
【００５３】
２．定量供給される所定量のＰＩＦを計量する（工程３５１）。このことは、ピンチバルブ９０を閉鎖し、かつ貯蔵部２０を振動させるようにホッパ用振動装置５０を作動させることにより実現され、これによって、貯蔵されているＰＩＦの中の空洞、ブリッジ、あるいはその他の不均一性をいずれも除去し、さらに、貯蔵部２０内でのＰＩＦの下向きの移動を促進する。重要なことは、ホッパ用振動装置５０の作動が、投入チューブ７２にＰＩＦを充填するように作用することにある。ここで、貯蔵部２０を「揺動させること」は、単一の機械的パルスあるいは一連のパルス（振動）を付与することを含み得る。この工程は、例えば、貯蔵部２０にＰＩＦを充填する際、毎回ＰＩＦを定量供給する前に、実行される。
【００５４】
３．容器５００の回転を開始させる（工程３５２）。１００〜５００ｒｐｍの回転速度で、容器５００を回転させる。
４．容器を回転させながら、所望の投入量のＰＩＦを容器５００の中に定量供給する（工程３５４）。このことは、ピンチバルブ９０を開放し、かつ投入チューブ用振動装置１０４を作動させることにより実現され、これによって、所定量（すなわち１回の投入分）のＰＩＦが投入チューブ７２から流出して、シュート１２０を通り、容器５００の開口上部５０２を通って容器５００の中に流入するように促進される。所定量のＰＩＦは、ピンチバルブ９０の上方の投入チューブ７２の容積と、貯蔵部２０内での粉体ブリッジによって形成されるブリッジの下方に配置される粉末量との和に一致する。貯蔵部２０から投入チューブ７２への移行部において、側壁角度θ１を有する容器２０の形状に起因して発生する粉体ブリッジによって、ＰＩＦの計量を実現するための第２のバルブ又はその他の機構は貯蔵部２０の中に必要ない。また、あらゆる望ましくない粉末（即ち、ブリッジＢの上方のＰＩＦ）の、貯蔵部２０自体から容器５００の中への流入が、ブリッジを形成している粉末によって阻止される。ピンチバルブ９０が開放され、チューブ用振動装置１０４が通電されると、粉末のブリッジＢの下方で投入チューブ７２内に収容されていたＰＩＦのみが、容器５００の中に放出される。
【００５５】
ＰＩＦが投入チューブ７２から流出して、傾斜した容器５００の中に流れ込む際には、ＰＩＦを均一に広げるために容器５００を回転させる。容器５００は角度θ２に保持され、角度θ２は完全な撹拌のために必要である。
【００５６】
５．容器を回転させるとともに、容器５００に温水を加えることにより、容器５００の中のＰＩＦを低温殺菌する（工程３５６）。
容器５００の中に粉末を取り込むと同時に、あるいは取り込んだ後で、温水タンク２２０から容器５００に温水が注入される。ＰＩＦの完全な還元のために必要な水の総量の約５０％（３３％〜６６％の範囲）に相当する量の温水が、加えられる。
【００５７】
６．容器５００の中で温水とＰＩＦとを混ぜ合わせる（工程３５７）。濃縮レベルのＰＩＦが撹拌されて、その濃縮調製乳を低温殺菌するための温度下において、十分な時間にわたって維持される。所望の生成量に応じて、以下でより詳しく述べるように、回転の持続時間、方式、および方向が異なる。
【００５８】
特定の実施形態において、２オンス（約５６．７グラム）の還元調製乳を調製するためのＰＩＦ及び温水の混合物は、表１に示す定量供給および回転の手順に従って撹拌される。この場合、所定量のＰＩＦ（即ち、１回の投入量）は、２オンス（約５６．７グラム）の還元調製乳を得るために必要なＰＩＦの量に相当している。
【００５９】
【表１】
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７．所望の生成量に基づいて、コントローラ１８０は、さらなる水及びＰＩＦを容器５００の中に定量供給する必要があるかどうか判断する（工程３５８）。例えば、４オンス（約１１３．４グラム）の調製乳が必要である場合、表２に示す定量供給および回転の手順が用いられる。
【００６０】
【表２】
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例えば、６オンス（約１７０．１グラム）の調製乳が必要である場合、表３に示す定量供給および回転の手順が用いられる。
【００６１】
【表３】
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例えば、８オンス（約２２６．８グラム）の調製乳が必要である場合、表４の定量供給および回転の手順が用いられる。
【００６２】
【表４】
2012530494.tif 000006
上述のように、毎回投入分のＰＩＦを容器５００に定量供給する前に、この方法の工程３５１が実行される。
【００６３】
８．所望のＰＩＦ濃度を実現するために十分な常温水を容器５００に加える（工程３５９）。具体的には、撹拌サイクルが完了すると、常温水タンク２０２から常温水が容器５００の中に送り込まれて、ＰＩＦの還元が完了する。希釈するために比較的低温の水を使用することにより、調製乳を低温殺菌温度から飲用に適切な温度、例えば体温に相当する温度すなわち華氏９８±５度（約３６．６７±２．７８℃）まで迅速に冷却することができる。この工程の間、容器５００の回転が継続させられる。前の工程での回転速度が維持しても良く、あるいは、より低い回転速度で容器を回転させても良い。この場合、可能な回転速度の範囲として、１〜５００ｒｐｍを含み得る。この工程における回転の持続時間は、加えられる水の量に応じて決定される。
【００６４】
上記方法には、いくつかの利点がある。例えば、粉末が定量供給される間、容器を傾斜させて保持して回転させるため、粉末は容器の側壁上において広がり、これによって、塊の形成が防止され、また、完全に溶解されない未混合の粉末の集まりあるいはペースト状の粉末が容器の底または側壁に沿って形成されることが防止される。粉末が容器５００の側面に沿って広がるため、低温殺菌などの工程における高濃縮の調製乳の状態であっても、容器に水を加えると、粉末と水との完全かつ均一な混合が実現される。さらに、水が定量供給される間、容器を傾斜させて保持して回転させるため、より良好な撹拌混合が実現され、これにより、粉末及び水の完全かつ均一な混合が促進される。また、水の流れを容器５００の側壁へ方向付けることにより容器に水が加えられるため、還元調製乳の中での気泡の形成が最少に抑えられる。
【００６５】
手作業で調製する場合に比べて、この自動装置１および方法によると、再現性を有し、かつ正確なＰＩＦの投入が可能であり、還元されたＰＩＦを均一に混合することができ、適正な温度での最終的な提供が可能であり、かつ生成される調製乳を低温殺菌することができるような一貫した調製が保証される。特に、この装置１は、投入量を変更することができ、効果的に調製乳を撹拌し、洗浄を従来より容易に行なうことができ（撹拌された調製乳が装置のいずれの部分にも全く接触しない）、また、瓶内で撹拌することができる（このため、次回の調製の前に洗浄する必要のある部品は存在しない）等の特徴を提供する。また、これらの特徴は、ＰＩＦの流れを制御するために１つのバルブ機構のみを備える比較的簡単な装置を用いて実現される。
【００６６】
本明細書に記載された装置１および方法は、ＰＩＦを還元することを目的としているが、この装置１および方法は、このような用途に限定されるものではない。例えば、この装置および方法を用いて、その他の粉末を還元することができ、例えば、粉末コーヒー、紅茶、さらには、チョコレート味、フルーツ味、あるいは他の風味のものを含むフレーバ飲料の粉末、および栄養補助食品の粉末を還元することができる。また、本明細書に記載された装置１および方法は、人間が飲む飲料を還元する用途に限定されるものではなく、それ以外に適用されても良い。例えば、装置１および方法は、幼家畜に与える調製乳を調製するために用いられても良い。
【００６７】
容器５００は、本明細書では通常の円筒形の哺乳瓶として記載されているが、装置１は、この種の容器に対して用いられることに限定されない。例えば、哺乳瓶は、非円筒形状を有してもよい。より具体的には、哺乳瓶は、非線形状の長手軸線、および非線形状の側壁の少なくとも一方を有しても良い。容器は異なる種類であってもよく、トラベルマグ、水筒、飲用グラス、またはコーヒーカップが含まれるが、これらに限定されない。さらに、容器は、多角形断面を有したり、又は、長尺状でなく幅がより大きい比率を有したり、形状の異なるものであっても良い。容器は、再現性を有する温度および撹拌構成を実現するために適切に寸法決めされることができ、さらには、それに適切な材料で形成されることができる。また、容器は、この調製乳用自動装置１に応じて、連結保持位置を適応させること、材料を選択すること、及び材料の厚さを変更することの少なくとも１つを含むような変更された特徴を有しても良い。
【００６８】
貯蔵部２０は、ここでは、長方形の上部２２と４つの側壁２６ａ〜ｄを有する概ね角錐状として記載されたが、貯蔵部２０はこの形状に限定されるものではなく、１つの円弧状側壁を有して概ね円錐状に形成されてもよい。同様に、貯蔵部２０の開放された底部２４は、円筒形ではなく、断面形状が多角形であってもよい。
【００６９】
貯蔵部２０は、数回分の生成のためのＰＩＦを収容するために十分な大きさであるとして記載されているが、貯蔵部２０は、このような大きさに限定されるものではない。例えば、貯蔵部は、１回の生成分の大きさとすることができる。
【００７０】
図８を参照すると、本明細書では貯蔵部２０をハウジング２内に取り付けられた補充可能なホッパとして示したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、貯蔵部２０と投入チューブ７２は、予め充填されて、密封されたホッパ形状の使い捨てカートリッジ３２０に置換されることができる。カートリッジ３２０は、貯蔵部３２０の第２端部３２４で、あるいは第２端部３２４の僅かに上方でＰＩＦのブリッジを形成するように選択されたテーパ角θ１を有するテーパ状の側壁３２６を備えるように構成される。また、カートリッジ３２０の上端３２２は閉鎖されており、開放された下端部３２４は投入チューブ３７２に接続されており、投入チューブ３７２は、予め接続されているか、あるいは下端部３２４と一体に形成され、投入チューブ３７２の下端は剥離式カバー３３４で密封されている。ＰＩＦが全部投入されて、カートリッジ３２０が空になった場合に、空のカートリッジ３２０は、ハウジング２から取り外されて、上限まで充填されたカートリッジ３２０に取り換えられることができ、面倒で不便な貯蔵部２０の洗浄および補充が一切回避される。他の実施形態においては、貯蔵部３２０は、投入チューブ３７２なしで形成され、投入チューブ７２の代わりに、装置１の投入チューブ７２に組み付けられるように構成することができる。この場合には、カートリッジの下端３２４はカバー３３４で直接密封され得る。
【００７１】
さらに図９および１０を参照して、ホッパの形状に限定されない別の使い捨てカートリッジ４２０を装置１に使用することができる。代わりに、図９に示すように、予め充填されて、密封された使い捨てカートリッジ４２０を、ＰＩＦの配送および貯蔵に便利な箱形に形成することができ、これを、変形された貯蔵部４２２と共に装置１で用いることができる。具体的には、貯蔵部４２２は、貯蔵部４２２の第２端部４２４において、あるいは第２端部４２４の僅かに上方でＰＩＦのブリッジを形成するように選択されたテーパ角θ１を有するテーパ状の側壁４２６を備えるように形成される。また、貯蔵部４２２の開いた上端縁４２８は、カートリッジ４２０の下端に連結されるように形成されており（図１０）、これによって、ＰＩＦが貯蔵部４２２に自動的に充填される。
【００７２】
投入部組立体７０は、円筒形の投入チューブ７２を備えるように記載されているが、投入チューブ７２は、円筒形であることに限定されない。例えば、投入チューブは、多角形および不規則な形状など、いずれかの閉じた断面形状を有して良い。
【００７３】
投入部組立体７０は、ピンチバルブ９０を備えるように記載されているが、投入部組立体７０は、ピンチバルブ９０を使用することに限定されるものではなく、他のバルブ機構を用いて、投入チューブ７２の第２端部７６からのＰＩＦの流れの制御を実現することができる。例えば、代替的な機構によって、投入チューブ７２を十分に湾曲させることにより、投入チューブ７２内の通路８０を閉塞することができる。また、ピンチバルブ９０は、投入チューブ７２が弾性的に開くことを可能にするように、投入チューブ７２から復帰するように記載されているが、他の実施形態では、投入チューブ７２は弾性ではなく可撓性のみを有しても良く、ピンチバルブ９０が復帰する際には、チューブの通路８０を機械的に開放させるように、チューブ自体にピンチバルブ９０を固定することができる。
【００７４】
撹拌部組立体のホルダ１５８は、ホルダ１５８内で容器５００を固定するために弾性タブ１６４を採用しているが、撹拌部組立体はこれに限定されるものではなく、ホルダ１５８内で容器５００を固定するために他の機構を用いることができる。一例では、弾性タブの代わりに、バネ式の剛性タブを用いることができる。別の例では、ホルダ１５８の代わりに、容器５００を固定するように構成されたクリップを用いることができる。
【００７５】
シュート１２０は、ここではハウジング２の開口部１５の中に支持されるように記載されたが、この構成に限定されるものではない。例えば、シュート１２０は、投入チューブ７２と一体に形成されても良い。
【００７６】
希釈部組立体２００は、温水および常温水の別々の出口２４２、２３８を備えているが、希釈部組立体２００は、この構成に限定されるものではない。例えば、希釈部組立体２００は、温水タンク及び常温水タンクの両方から送り込まれる１つの出口を備えても良い。
【００７７】
定量供給および回転の手順の例では、最初に容器軸線５１２に関して時計回りの回転方向に容器５００を回転させ、次に、反時計回りの回転方向に容器５００を回転させる場合について記載されたが、回転の手順は、これに限定されない。例えば、最初の回転方向が反時計回りで、次に、時計回りの回転方向に回転させても良い。
【００７８】
図１１を参照して、代替的実施形態による調製乳用自動装置６００は、ハウジング６０２の中に格納された、上記のホッパ組立体１８、投入部組立体７０、希釈部組立体２００、および撹拌部組立体１５０を備えている。装置６００は、さらに、装置６００の前面に配置され、かつ容器５００が挿入される凹部６１２を覆う前カバー６０１を備え、これにより、装置６００の中に閉鎖された殺菌室を提供している。また、装置６００は、殺菌室内に配置された容器５００を殺菌する容器殺菌装置（図示せず）をさらに備えている。例えば、殺菌は、紫外線を所定時間にわたって、容器５００に照射することにより実現することができ、あるいは、殺菌室内で殺菌用蒸気を生成させるために十分な温度の熱湯を容器５００に供給することにより実現することができる。装置のハウジング６０２は、さらに、貯蔵部２０および常温水タンク２０２の充填の度合いを視覚的に監視することを可能にする透明部分６０３、６０４を備えても良い。
【００７９】
本発明の選択された例示的実施形態について、上記で詳しく説明した。本明細書では、本発明を明確にするために必要と考えられる構造についてのみ記載している。その他の通常の構造、さらに、システムの付加的および補助的な構成要素の構造については、当業者に知られており、また理解されているものと仮定している。また、本発明の実施例について上記で説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載の発明から逸脱することなく、様々な設計の変更を実施することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図７】
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【国際調査報告】
2012530494.tif 000018
2012530494.tif 000019