JPH073674B2 - カツプ式飲料自動販売機の原料撹拌方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、コーヒー等の粉末原料に湯を加えて撹拌調
合したホット飲料をカップに入れて販売するカップ式飲
料自動販売機の原料撹拌方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

まず頭記カップ式飲料自動販売機の従来における一般構
成を第６図により説明する。図において１は各種の粉末
原料を種類別に収容した粉末原料箱、２は温水槽、３は
冷水槽、４は製氷機、５はカップ６を多数収容したカッ
プ供給機構、7aは商品取出口に通じるベンドステージで
あり、これら主要部品をキャビネット内に配備してカッ
プ式飲料自動販売機が構成されている。

かかる構成で、ホット飲料の販売指令が与えられると、
まずカップ供給機構５より１個宛のカップ６がカップシ
ュータ5aを経てベンドステージ7aに搬出される。続いて
選択された種類の粉末原料箱１より所定量の粉末原料が
原料シュータ1aを通じて符号８で示す原料撹拌機構とし
てのミキシングボウル内に搬出され温水槽２の給湯弁2a
が開放し、給湯ホース2bを通じて湯がミキシングボウル
８内に供給され、ここで粉末原料と湯とを撹拌してホッ
ト飲料を調合する。さらに撹拌調合された飲料はミキシ
ングボウル８よりホース９を流下してカップ６に注入さ
れる。

上記のように粉末原料を原料として飲料を調合する従来
のカップ式飲料自動販売機では、販売指令によりカップ
６をベンドステージに搬出して待機させ、粉末原料と湯
水を別な位置で原料撹拌機構のミキシングボウルに供給
した上で撹拌混合して飲料を調合し、この飲料を原料撹
拌機構から飲料ホースを通じてベンドステージに搬出さ
れたカップへ注出して販売に供するような方式を採用し
て構成されている。しかしながらかかる方式のカップ式
飲料自動販売機では次のような問題がある。すなわち、
飲料の調合、供給過程で、原料撹拌機構のミキシングボ
ウルおよびこれに続く飲料ホースの内部には飲料の溶け
残り滓が付着残留するために、販売待機時間が長いと時
間の経過とともにこの飲料滓に細菌が発生、増殖し、こ
れが次回の飲料販売時の際に飲料の混入するという衛生
上の問題が派生する。このために従来では原料撹拌機構
および飲料ホースを頻繁に洗浄することによって前記問
題に対処しているが、この洗浄作業には手間と時間が掛
かり厄介であることから販売管理上の問題があった。

一方、上記問題点を解決する販売方式として、あらかじ
めカップ内に粉末原料を収容した粉末原料入りカップを
カップ供給機構内に収容して置き、販売指令によりカッ
プ供給機構からベンドステージに搬出した粉末原料入り
カップへ直接湯水を注入した上で原料撹拌手段により粉
末原料と湯水を撹拌混合して飲料を調合するようにした
販売方式のもの、あるいはカップ供給機構から搬出され
たカップを受け取って商品取出口へ機内搬送するカップ
搬送機構を装備し、かつカップ搬送過程の途上でカップ
内に粉末原料、湯水を順に直接供給した後に、前記方式
と同様にカップ内で粉末原料と湯水を撹拌混合して飲料
を調合するようにした販売方式のものが提案されてい
る。かかる販売方式によればカップ内で直接に原料の撹
拌を行うのが、第６図に示したミキシングボウル、およ
びこれに続く飲料ホース等が不要となり、したがって飲
料滓の付着残留による衛生上の問題は解消される。しか
しながら、この方式での撹拌は、ノズルから噴射された
湯水により直接粉末原料を溶解させるとともにノズルの
噴射圧およびその圧力により生起する水流によって、ノ
ズル噴射点近傍の粉末原料を溶解させる方式である。し
たがって噴射圧および噴射流量が大きければ、撹拌力が
強くカップ底にある粉末原料を溶解させることができる
が、撹拌の際に発生する泡も増大し、出来上り飲料の品
質を低下させることになる。一方、噴射圧，噴射流量が
小さければ、発生する泡が少なくなるものの、撹拌力が
弱くカップの底にある粉末原料を溶解させることが困難
となる。したがってこの方式の採用は比較的溶解性の高
い、泡立ちの少ない粉末原料に限られる。

〔発明の目的〕

この発明は上記の点に鑑みなされたものであり、先記し
たカップ内原料撹拌方式によるカップ式飲料自動販売機
の原料撹拌装置を対象に、撹拌方法に改良の手を加えて
衛生面の問題を解消でき、しかも泡立ちの少ない飲料を
調理するようにした原料撹拌方法を提供することを目的
とする。

〔発明の要点〕

この発明は上記目的を、まずカップ内に少量の湯または
水を流れ、次に所定量の粉末原料をカップ内に投入し、
その後所定量の湯をノズルからカップ内に間欠的に注入
するカップ式自動販売機の原料撹拌方法によって達成し
ようとするものである。なお所定量の湯を３回ないし５
回に分けて注入するとよく、またノズルの中心軸が垂線
に対して15゜以内に、カップの上方から見て湯の注入方
向とカップ内壁面とのなす湯の入射角が30゜ないし60゜
に、かつ注入される湯がカップ内壁面に衝突する位置が
カップ底面より5mmないし25mmの高さになるように取付
けられているノズルを用いるとさらによい。そして泡立
ちが少なく撹拌効果を高め、しかも衛生維持がはかれる
ようにしようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下この発明の実施例を示す第１図ないし第５図により
この発明を詳細に説明する。まず第５図によりこの発明
の実施例を適用したカップ式飲料自動販売機の全体構成
を説明すると12は自動販売機のキャビネットであり、そ
の前面扉に商品取出口７が開口している。一方キャビネ
ット12の庫内上方には各種の粉末原料を収容した粉末原
料箱１、温水槽２、冷水槽３、製氷機４およびカップ供
給機構５が図示のように並べて据付けられ、かつ水冷却
槽11は冷凍機10とともに庫内の下部に配備されている。
さらに前記したカップ供給機構５のカップ搬出端から商
品取出口７へ至る間を結んで庫内には水平移動式コンベ
アとして成るカップ搬送機構13の移動経路の途上に前記
したカップ供給機構５、各種粉末原料箱１とともに前湯
用ノズル16、撹拌用ノズル17、冷水ノズル14が順に並べ
て配備されている。上記撹拌用ノズル17は、その中心軸
が第３図の（ａ）のごとく側面から見ると、垂線に対し
て10度の角度を有し、上方より見ると第３図の（ｂ）に
示すごとく、撹拌用ノズル17の中心軸のカップ底面に対
する投影線が、中心を通らずかつカップ底の円周と２点
で交わり、しかも、ノズル17による噴射した湯の到着点
がカップ底より15mm程度となるように固定されている。
かかる構成で販売指令が与えられると、まずカップ供給
機構５から１個のカップ６がカップ搬送機構13のコンベ
ア上のＡ地点に搬出される。続いてカップ供給機構13が
始動してカップ６を原料シュータ1aの直下に定められた
Ｂ地点まで移送して一旦停止し、給湯弁2cが開き給湯ホ
ース2eを通じて前湯用ノズル16より約5ccの少量の湯が
カップ６の中へ注入され（第１図の（１））、しかる後
に選択された飲料の粉末原料を粉末原料箱１から搬出
し、原料シュータ1aを通じてカップ６内に投入する（第
１図の（２））。続いてカップ搬送機構13がカップ６を
Ｃ地点に移送すると、第２図のタイムチャートに示すご
とく、給湯弁2dが0.7秒間開き0.5秒間閉じるというサイ
クルを４回繰返し、給湯ホース2fを通じて湯がカップ６
内へ間欠的に注入され粉末原料と撹拌される（第１図の
（３）〜（６））。このようにして飲料の調合が済む
と、カップ搬送機構13が再び移動を開始し、飲料の入っ
たカップ６を商品取出口７に望むＤ地点まで移送して停
止し、これで販売動作が終了する。なお前記一連の販売
動作は図示せぬコントローラからの指令でプログラム制
御される。次にこの発明における撹拌の作用を説明す
る。撹拌用ノズルによりカップ内に注入された湯が粉末
原料に突入し、粉末原料を押し流しながら、カップ内壁
の周囲を回る水流を形成し、カップ内の粉末原料を上部
より溶解させていく。湯の注入を継続していれば下部の
粉末原料を順次溶解させることができる。しかし注入す
る湯量にはカップ一杯分という分量上の制限があるた
め、この方法だけでカップ底に滞留する粉末原料まで溶
解させるには不十分である。そこで、あらかじめ粉末原
料の底に湯または水を入れておき、カップ底部の粉末原
料のぬれ性を良くしておくことにより、粉末原料を上部
より溶解させてきた湯の流れに合流し易く、撹拌効果を
向上させる。次に、この方法による泡の抑制作用につい
て説明する。泡の発生理由としては、撹拌用ノズルによ
りカップ内に注入された湯が、液面に突入する際に空気
を巻込み、その空気を中心として泡が発生する。特に液
中の溶解不十分な粉末原料の表面には、極くわずかの気
相が存在し、この気相を上記の泡とが結合して、より大
きな泡を形成すると考えられる。そこで、撹拌用ノズル
からの湯を間欠注入すれば湯注入時には粉末原料を溶解
させ、泡を発生させるが、注入休止時に新たに泡を発生
させることなく、流れの慣性で粉末原料を溶解させ、粉
末原料が溶解することにより、泡の発生源が減少するの
で、次に湯を注入した時には連続注入と比較して、はる
かに泡の発生を抑制することが出来る。発明者の行った
コーヒーの撹拌実験による知見は下記の通りである。カ
ップ内に粉末原料を投入する前に少量の湯を入れた場合
と入れない場合とを比較すると、入れた場合には撹拌は
十分に達成されるが、入れない場合には、温度が70゜〜
80゜と低い場合に撹拌が不十分となる。撹拌用ノズルか
ら注入される湯の流量を3.3/min、1.6/minと２種類
で検討すると、3.3/minの場合には撹拌が十分であり
1.6/minでは撹拌が不十分であった。撹拌用ノズルの
取付位置はカップ垂線との角度を５゜、10゜、15゜とし
た場合いずれの場合にも撹拌能力に差はないが角度が15
゜の時に泡立ちが多い。上方より見た撹拌用ノズルの取
付位置では第４図に示すようにノズルより注入される湯
が上方から見てカップ内壁面に衝突する入射角を０゜、
45゜、90゜にして検討した結果、該入射角が90゜の場合
に撹拌効果が不十分であり、他は良い。また泡立ちに関
しては、該入射角が大きい程泡の発生が少ない。撹拌ノ
ズルより注入される湯がカップ内壁面に当たる地点での
高さを0mm、15mm、40mmにして検討すると、0mm、40mm、
では撹拌が不十分であり、15mmが撹拌十分で、泡立ちは
この逆となった。撹拌ノズルからの湯注入総量を同一に
して注入回数を1,2,4,6回に分割して撹拌効果および泡
立ちを調べると、４回までは撹拌力がよく、また泡立ち
に関しては回数の多い方が泡立ちが少なかった。上記結
果をまとめたものが次表である。

〔発明の効果〕 この発明は、粉末原料が投入されているカップ内にノズ
ルを用いて湯を注入し、湯と粉末原料とを混合撹拌して
飲料を調合するという飲料撹拌方法であるから、カップ
以外は非接触で混合撹拌ができるため衛生面での問題を
解消できる。また、カップ底にあらかじめ少量の湯また
は水を注入し、その上に粉末原料を投入することによ
り、粉末原料底部のぬれ性を良くし、撹拌用ノズルから
注入された湯による流れにカップ底部にある粉末原料が
合流しやすく撹拌効果を向上させるとともに、撹拌ノズ
ルからの湯を間欠注入することにより、注入休止時に泡
発生の一要因である未溶解の粉末原料を流れの慣性にて
撹拌溶解させ、泡の発生を抑制することが出来る。

【図面の簡単な説明】 第１図ないし第５図はこの発明の実施例を示す図面であ
って、第１図は撹拌方法をその工程順に示す説明図で
（１）は少量の湯注入（２）は原料投入（３）は湯注入
（４）は注入休止（５）は湯注入（６）は出来上り、第
２図は湯注入用給湯弁のタイムチャート図、第３図は撹
拌用ノズルの取付位置を示す図面で（ａ）は正面から
（ｂ）は上方から見た状態をそれぞれ示すもの、第４図
は撹拌用ノズルの実験時の取付位置を示す上から見た図
面、第５図はこの発明を適用したカップ式飲料自動販売
機の全体構成図、第６図は従来例を示すカップ式飲料自
動販売機の全体構成図である。 １……粉末原料箱、1a……原料シュータ、２……温水
槽、2c,2d……給湯弁、2e,2f……給湯ホース、３……冷
水槽、４……製氷機、５……カップ供給機構、６……カ
ップ、７……商品取出口、7a……ベンドステージ、10…
…冷凍機、11……水冷却装置、12……キャビネット、13
……カップ搬送機構、14……冷却ノズル、16……前湯用
ノズル、17……撹拌用ノズル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉末原料をカップ内で混合撹拌して飲料を
   調合するカップ式飲料自動販売機の原料撹拌方法であっ
   て、まずカップ内に少量の湯または水を入れ、次に所定
   量の粉末原料をカップ内へ投入し、その後所定量の湯を
   ノズルからカップ内に間欠的に注入することを特徴とす
   るカップ式自動販売機の原料撹拌方法。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のものにおい
   て、所定量の湯を３回ないし５回に分けて注入すること
   を特徴とするカップ式自動販売機の原料撹拌方法。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   ものにおいて、ノズルは該ノズルの中心軸が垂線に対し
   て15゜以内に、カップの上方から見て湯の注入方向とカ
   ップ内壁面とのなす湯の入射角が30゜ないし60゜に、か
   つ注入される湯がカップ内壁面に衝突する位置がカップ
   底面より5mmないし25mmの高さになるように取付けられ
   ていることを特徴とするカップ式飲料自動販売機の原料
   撹拌方法。