JPH01249967A - 定量ポンプの運転制御装置 - 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〕 この発明は、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ポンプを実施対象と
した定量ポンプの運転制御装置に関する。

〔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式の容積形
ポンプを定量ポンプとして採用し、該ボンプルピストン
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５図ないし第７図により従来における頭記定量
ポンプ、並びにその運転制御装置を示す。

図において、１は往復動式の定量ポンプであり、吸入弁
１ａ＋吐出弁１ｂを備えたシリンダ１ｃとピストンｌｄ
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、前記定量ポンプ１のピストン１ｄ
には後端をフレーム７でガイド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により図示されてない減速歯車機構を介して回
転駆動されるカム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、　８ｂが設けてあり、これらで
ポンプ１の駆動部を構成しいてる。なお１１はカム軸上
に取付けた自走カム、１２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５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が始動してカム１０を緩速で反時計方
向に回転駆動する。これによりカム回転の前半では、第
６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
よりポンプ１のピストン１ｄがシリンダＩＣ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を通じてシリンダＩＣ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７図のようにカム１０が前部の案内ローラ８
ａ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が前進して吐
出弁１ｂを開放し、前記吸入行程でシリンダＩＣ内に吸
い込んだ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１１によりスイッチ１
２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
。

また図示されてないが、前記したスライダ８上にて案内
ローラ８ａと８ｂとが調整ねじの操作で移動調節可能に
取付けてあり、カム１０に対向する案内ローラ８ａと８
ｂとの間の間隔ｌ（第５図）を変更することにより、カ
ム１０の回転と案内ローラ８ａ、　８ｂのの当接位置が
変り、これによりスライダ８の変位量、したがってピス
トン１ｄの移動ストロークが変わり、１回の吸入、吐出
行程で得られるシロップ供給量を変更することが可能で
ある。

なお、カップ式飲料自動販売機、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カップ５せ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運転制御装置では、
実際の使用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、販売の多様
化に応えて、同一機で飲料を大、小サイズのカップに入
れて販売を行う、あるいは仕上がり量を同じにして種類
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、カップサイズ、ミックス飲料等の飲料種
類の選択によりその都度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飲料の種類別にカップサイ
ズ、ミックス飲料等の選択に対応してそれぞれシロップ
吐出量を設定した複数台数の定量ポンプを用意する必要
がある。しかしてこのような方式では、自動販売機全体
としてのポンプ設置台数が指数関数的に増加する他、こ
れらポンプを制御する制御系の構成が極めて複雑化する
。

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１台のポンプでその液体吐出量を広範囲にＩＩ
！ｆｆできるよう構成することにより、前述した飲料販
売の多様化にも容易に対応できるようにした定量ポンプ
の運転制御装置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、本発明の定量ポンプの運転
制御装置においては、ポンプのピストンを吸入、吐出方
向に往復動操作する可逆転モータ。

回転／直線変換機構の組合せから成る駆動部と、ピスト
ンの移動位置検出手段と、該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ピストン移動量設定
値とを対比し、かつ吐出行程でのピストン移動位置検出
値と前記設定値とが一致したところでポンプの吐出行程
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、回転／直線変換機構は、スライダの
案内ローラと噛み合う例えば円板渦巻カムである。また
ピストンの移動位置検出手段としては、例えばモータに
付設した光学式のロータ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。この場合にモー
タの回転角と、モータ駆動により回転／直線変換機構を
介して直線移動操作されるピストンの移動量とは比例関
係にあり、したがって前記ロータリエンコーダのパルス
信号をカンウドすることによりピストンの移動位置が検
出できる。

一方、コントローラには、外部からの液体供給指令によ
り可逆転モータを始動し、かつポンプの吸入、吐出行程
でモータを正転、逆転に切り換えるとともに、液体送出
後には再び待機位置でモータを停止させる通常の運転制
御回路の他に、前記ロータリエンコーダから出力される
パルス数をカウントするパルスカウンタ、液体吐出量（
先述した飲料選択に対応するシロップ吐出量）に対応す
るピストンの移動量を与える設定器、前記パルスカウン
タを介して得た検出信号と設定信号とを比較する比較器
等から成る液体吐出量の調節制御回路を備えている。

かかる構成で、ポンプの待機状態ではピストンがストロ
ーク−杯に後退してシリンダ内にシロップ等の液体が充
満している。ここでコントローラに液体吐出量を指定し
て外部より液体送出指令を与えると、コントローラから
の指令によりモータが始動してポンプが吐出行程に入り
、シリンダ内に蓄えている液体を吐出開始するとともに
、一方ではロータリエンコーダより得た吐出行程でのピ
ストンの移動位置検出値と設定値とを対比し、両者の値
が一致したところでモータ停止の制御信号を出力してモ
ータを停止し、ポンプの吐出行程を終了させる。その後
にモータ駆動によりポンプを吸入行程に切換えｔシリン
ダ内に液体を吸入補給し、ピストンが再び待機位置に復
帰したところでモータを停止して１回の動作を終了する
。

したがってコントローラで液体吐出量を可変設定するこ
とにより、１台の定量ポンプで前記設定量に対応した液
体量をシリンダより吐出して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、
液体粘度の影響を受けることがなく、吐出量のバラツキ
なしに指定された量の液体を定量送出することができ、
これにより先述したカップ式飲料自動販売機等による飲
料販売の多様化への対応が可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明実施例の構成図、第２図ないし第４図は
それぞれ定量ポンプの待機、吐出、吸入動作状態を示す
図示実施例の動作説明図を示すものであり、第５図ない
し第７図に対応する同一部材には同じ符号が付しである
。

まず第１図の実施例において、スライダ８の中央には１
個の案内ローラ８ａが取付けてあり、かつスライダ８と
下方には回転／直線変換用カム機構として前記案内ロー
ラ８ａと噛み合う円板形渦巻カム１４が配備され、この
カム１４が可逆転モータ１５に減速歯車機構１５ａを介
して伝動結合されている。

また円板形渦巻カム１４は、第２図に明示されているよ
うに板面に渦巻状のカム溝１４ａを形成したものであり
、該カム溝１４ａにスライダ８側の案内ローラ８ａが嵌
合し合い、ここでカム１４を正転、ないし逆転方向に回
転駆動することにより、案内ローラ８ａ、スライダ８を
介してポンプｌのピストン１ｄがカムの回転方向に対応
して直線方向に移動操作される。

また、モータ１５の軸端部にはピストン位置検出手段と
してロータリエンコーダ１６が付設されている。このロ
ータリエンコーダ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１６ｂと、該ディスク１６ａを挟んで前記
スリット１６ａの周上に対向配備した発光素子１６ｃ、
受光素子１６ｄとから成り、受光素子１６ｄの出力信号
をコントローラ１３に入力するように構成されている。

かかるロータリエンコーダ１６で透光スリット１６ａが
発光、受光素子の間の光路を通過する度に受光素子１６
ｄより１個のパルス信号が出力され、コントローラ１３
に入力される。

一方、コントローラ１３には、図示してないが通常の制
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
定器のパルス数とを対比する比較器等を装備している。

かかる構成で、まず第２図はポンプ１のピストン１ｄが
吸入方向へストローク量−杯に移動してシロップタン３
よりシロップをシリンダＩＣ内へ満杯に吸入した待機状
態を示す、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１５が正転方向に始動して第３
図のようにカム１４を反時計方向に回転し、これにより
案内ローラ８　ａ　＋　スライダ８を介してピストン１
ｄが図示矢印Ｑ方向に前進移動操作される。これにより
シリンダＩＣ内に蓄えていたシロップが吐出管路４を経
て飲料カップに吐き出す。一方、この吐出行程ではピス
トン１ｄの行程と比例関係にあるモータ１５の回転角が
パルス信号としてロータリエンコーダ１６よりコントロ
ーラ１３に入力され、ここで指定のシロップ吐出量に対
応してコントローラの設定器で設定したパルス数と前記
ロークリエンコーダ１６から送られて来たパルス信号の
パルス数とを比較し、両者が一致したところでコントロ
ーラ１３からの制御信号でモータ１５の回転を停止して
吐出行程を終了する。

またシロップ吐出後には、コントローラ１３からの指令
で吸入行程に切換えられ、第４図のようにカム１４の回
転方向が時計方向に反転する。これによりスライダ８を
介してピストン１ｄが矢印Ｐ方向に後退移、動操作され
、ポンプ１のシリンダＩＣ内に新たなシロップがシロッ
プタンク３より吸入されるようになる。またピストン１
ｄが待機位置まで後退すると、第１図に示した自走カム
１１がスイッチ１２を動作させ、この信号を基にモータ
１５が停止して１回のシロップ供給動作が終了する。

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
。

しかも容積形ポンプにおけるピストン１ｄの移動量と比
例関係にあるモータ１５の回転角をロークリエンコーダ
１６により検出してピストン１ｄの吐出行程における移
動位置検出を行い、この検出信号とコントローラでの設
定値と対比してモータを制御し、ポンプの吐出行程での
ピストン移動量を制御するようにしたので、シロップ吐
出量はシロップの粘度等の影響を受けることがなく、シ
ロップ吐出量のバラツキを殆ど生じることなく高精度な
シロップ吐出制御が遂行できる。

なお、この点に付いて本発明者の行った実験結果によれ
ば、粘度１２０ｃρのパインシロップを１回に４０ｃｃ
ずつ吐出させる動作を連続して２０回行ったところ、前
記実施例の方式ではシロップ吐出量のバラツキは最大で
僅か±０．５ｃｃであった。

一方、本発明の方式と比較する上でモータの吐出行程を
タイマ設定により時間制御する方式で同様な実験を行っ
たところ、シロップ吐出量のバラツキが±ｌｃｃにもな
り、本発明方式による高い評価がＩｉ１！認された。

〔発明の効果〕

本発明による定量ポンプの駆動装置は、以上説明したよ
うに構成されているので、次記の効果を奏する。

すなわち、吐出行程でのピストン移動位置を検出し、指
定の液体吐出量に対応する設定値と対比してモータを制
御するようにしたので、液体粘度等の影響を受けること
なく１回の液体吐出量を殆どバラツキなしに広範囲に可
変調節することができる。

またこれによりカップ式飲料自動販売機、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
じてシロップ吐出量の可変調節が可能となり、販売の多
様化にも容易に対応させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成図、第２図ないし第４図は
それぞれポンプの待機、吐出、吸入状態を示す第１図の
実施例の動作説明図、第５図ないし第７図はそれぞれポ
ンプの待機、吸入、吐出状態を示す従来装置の構成、並
びに動作説明図である。各図において、 １：定量ポンプ、１ｃニジリンダ、１ｄ：ピストン、３
；シロップタンク、５：飲料カップ、８ニスライダ、８
ａ：案内ローラ、１３：コントローラ、１４：回転／直
線変換機構としての円板形渦巻カム機構、１５：可逆転
モータ、１６：ピストン移動位置検出手段としてのロー
クリエンコーダ、Ｐ：吸入行程の第１１図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）各回の動作毎に吸引行程でシリンダ内に液体を吸入
   し、吐出行程でシリンダより所定吐出量の液体を送出す
   る往復動式定量ポンプの運転制御装置であって、ポンプ
   のピストンを吸入、吐出方向に往復動操作する可逆転モ
   ータ、回転／直線変換機構の組合せから成る駆動部と、
   ピストンの移動位置検出手段と、該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ピストン移動
   量設定値とを対比し、かつ吐出行程でのピストン移動位
   置検出値と前記設定値とが一致したところでポンプの吐
   出行程を終了させるようにモータを停止制御するコント
   ローラとを備えたことを特徴とする定量ポンプの運転制
   御装置。