專(zhuān)利名稱(chēng)：杯式自動(dòng)售貨機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及杯式自動(dòng)售貨機(jī)，特別是，靠在規(guī)定的壓力下供給的開(kāi)水從咖啡豆的碎豆提取咖啡成分的杯式自動(dòng)售貨機(jī)。
作為現(xiàn)有技術(shù)的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，有把粉碎成規(guī)定的粒度的咖啡豆的碎豆供給到提取機(jī)，把用泵加壓的規(guī)定的高溫的開(kāi)水供給到提取機(jī)而在高壓下提取咖啡飲料者。
如果采用此一杯式自動(dòng)售貨機(jī)，則基于購(gòu)買(mǎi)者的選擇按鈕操作等所選擇的咖啡飲料的售貨要求向提取機(jī)分送規(guī)定量的碎豆。分送后，用泵把儲(chǔ)存在開(kāi)水罐中的開(kāi)水加壓到規(guī)定的壓力供給到煮沸器，經(jīng)由配管供給到提取機(jī)，借此提取碎豆而產(chǎn)生咖啡飲料。所提取的咖啡飲料供給到飲料杯，根據(jù)喜好與砂糖、奶油等輔助原料混合后售貨。
可是，如果采用現(xiàn)有技術(shù)的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，則在咖啡飲料提取后液體成分滯留在連接于開(kāi)水罐和提取機(jī)的配管或把所提取的咖啡飲料送出到飲料杯側(cè)的配管等管路內(nèi)。如果開(kāi)水滯留在連接于開(kāi)水罐和提取機(jī)的配管中則存在著碎豆的提取程度變化的危險(xiǎn)，此外，有時(shí)在提取后咖啡飲料在配管中逆流而混入開(kāi)水中，含在咖啡飲料中的油分會(huì)污染配管內(nèi)。這些對(duì)于把咖啡飲料從提取機(jī)壓送到飲料杯側(cè)的配管來(lái)說(shuō)也是同樣的。
因而，本發(fā)明的目的在于提供一種咖啡飲料提取后液體成分不滯留在配管內(nèi)的杯式自動(dòng)售貨機(jī)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種杯式自動(dòng)售貨機(jī)，把粉碎成規(guī)定的粒度的咖啡豆的碎豆供給到提取機(jī)，把規(guī)定的溫度的開(kāi)水從開(kāi)水罐經(jīng)由配管供給到前述提取機(jī)來(lái)提取咖啡飲料，其中，具有在前述咖啡飲料提取后基于前述提取機(jī)內(nèi)與前述提取機(jī)的外部的壓力差使連接于前述提取機(jī)的管路中的液體流動(dòng)的流動(dòng)機(jī)構(gòu)。
如果采用上述杯式自動(dòng)售貨機(jī)，則在咖啡飲料提取后使滯留在連接于提取機(jī)的管路內(nèi)的開(kāi)水流動(dòng)到提取機(jī)一側(cè)，借此防止基于咖啡提取液的逆流、滯留的管路的污損。


圖1(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例的杯式自動(dòng)售貨機(jī)的說(shuō)明圖，(b)是裝在杯式自動(dòng)售貨機(jī)上的泵的說(shuō)明圖。
圖2(a)是本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)量器的總體圖，(b)是計(jì)量器的前面部的說(shuō)明圖。
圖3(a)是本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)量器的總體圖，(b)是計(jì)量器的前面部的說(shuō)明圖。
圖4(a)是本發(fā)明的實(shí)施例的計(jì)量器的俯視圖。
圖5(a)是本發(fā)明的實(shí)施例的提取機(jī)的局部剖切主視圖，(b)是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提取機(jī)的后視圖。
圖6(a)是本發(fā)明的實(shí)施例的力矩傳遞部的側(cè)視圖，(b)是本發(fā)明的實(shí)施例的力矩傳遞部的局部剖切主視圖，(c)是本發(fā)明的實(shí)施例的力矩傳遞部的另一個(gè)側(cè)視圖。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施例的提取機(jī)的說(shuō)明圖。
圖8(a)是表示本發(fā)明的實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的說(shuō)明圖，(b)是表示壓縮載荷與電動(dòng)機(jī)的電流值的關(guān)系的說(shuō)明圖。
圖9是表示活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的通電特性的說(shuō)明圖。
圖10是本發(fā)明的實(shí)施例的杯式自動(dòng)售貨機(jī)的控制方框圖。
圖11從(a)至(h)是表示本發(fā)明的實(shí)施例的提取機(jī)的動(dòng)作的說(shuō)明圖。
圖12是本發(fā)明的實(shí)施例的杯式自動(dòng)售貨機(jī)的時(shí)間分配圖。
圖13(a)是表示進(jìn)行配管內(nèi)的液體去除的另一種構(gòu)成的說(shuō)明圖，(b)是表示液體去除動(dòng)作的說(shuō)明圖。
下面，參照附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的杯式自動(dòng)售貨機(jī)。
圖1(a)示出本發(fā)明的實(shí)施例中的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，包括連接于取水管1的貯水器2，設(shè)在貯水器2上檢測(cè)所貯存的飲料水的水位變化，在成為規(guī)定的水位以下時(shí)發(fā)出水位降低信號(hào)的浮子開(kāi)關(guān)2A，設(shè)在取水管1上的取水閥1A，加熱從貯水器2經(jīng)由配管3A所供給的飲料水并作為規(guī)定溫度的開(kāi)水儲(chǔ)存的開(kāi)水罐10，設(shè)在配管3A上的電磁閥20，固定于開(kāi)水罐10的外周部并加壓供給開(kāi)水的泵60，連接于泵60和開(kāi)水罐10的旁通管60A，通過(guò)打開(kāi)旁通管60A把泵60內(nèi)的開(kāi)水送回開(kāi)水罐10的閥60B，把咖啡豆粉碎成規(guī)定的粒度形成碎豆的碎豆供給部7，接收并計(jì)量從碎豆供給部7落下的碎豆的計(jì)量器5，用開(kāi)水提取從計(jì)量器5所供給的規(guī)定粒度的碎豆并生成咖啡飲料，經(jīng)由飲料供給管30A供給到飲料杯9的提取機(jī)30，把開(kāi)水從泵60供給到提取機(jī)30的配管6A，設(shè)在配管6A上輸出與配管內(nèi)的壓力相對(duì)應(yīng)的壓力信號(hào)的壓力傳感器25，設(shè)在配管6A上輸出與開(kāi)水的流量相對(duì)應(yīng)的流量信號(hào)的流量傳感器19，設(shè)在配管6A上防止開(kāi)水向上游側(cè)倒流的單向閥21，在單向閥21的上游側(cè)從配管6A分岔而連接到開(kāi)水罐10的配管6B，設(shè)在配管6B上的提取開(kāi)水閥22，接收在提取機(jī)30中產(chǎn)生的咖啡豆的提取殘?jiān)臍堅(jiān)?7，配置在飲料杯9的下部的排水桶18，儲(chǔ)存砂糖的砂糖容器11，收容奶油原料的奶油容器12A，收容濃咖啡用的奶油原料的奶油容器12B，經(jīng)由瀉槽13收容砂糖和奶油，在規(guī)定量的開(kāi)水中溶解，經(jīng)由供給管14A供給到飲料杯9的攪拌缽14，把開(kāi)水從開(kāi)水罐10供給到配置在奶油容器的下部的攪拌缽14的配管15A，設(shè)在配管15A上的開(kāi)水閥23A，把開(kāi)水從開(kāi)水罐10供給到配置在砂糖容器11的下部的攪拌缽14的配管15B，設(shè)在配管15B上的開(kāi)水閥23B，以及在單向閥21的下游側(cè)與配管6A分岔，把廢液經(jīng)由開(kāi)水閥24排出到排水桶18的配管6C。
碎豆供給部7包括儲(chǔ)存咖啡豆的咖啡豆儲(chǔ)存容器7A，用以高速旋轉(zhuǎn)的粉碎刃(未畫(huà)出)粉碎咖啡豆的咖啡磨7B，使咖啡磨7B的粉碎刃旋轉(zhuǎn)的磨電動(dòng)機(jī)7C，以及把由咖啡磨7B粉碎并按體積計(jì)量了的碎豆由計(jì)量器5供給并引導(dǎo)到提取機(jī)30的瀉槽7D。開(kāi)水罐10包括把電流供給到飲料水加熱用的加熱器H1的電源部10A，檢測(cè)罐內(nèi)的開(kāi)水的水位變化，在成為規(guī)定的水位以下時(shí)輸出水位降低信號(hào)的浮子開(kāi)關(guān)10B，以及輸出與罐內(nèi)的開(kāi)水溫度相對(duì)應(yīng)的溫度檢測(cè)信號(hào)的開(kāi)水溫度傳感器10D。開(kāi)水罐10的貯水量為5升，在加熱器H1的功率為1kW時(shí)開(kāi)水罐10的開(kāi)水溫度大約保溫于97℃。單向閥21把由金屬材料制成的球體，和給此一球體沿規(guī)定的方向加載的彈簧收容在閥體中而形成。在本實(shí)施例中，把從開(kāi)水罐10向提取機(jī)30的開(kāi)水的流動(dòng)方向取為順?lè)较颍蝮w靠彈簧朝上游方向加載。
提取機(jī)30包括把經(jīng)由瀉槽7D向其供給碎豆的缸體32，使缸體32內(nèi)的活塞39升降的活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33，把活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩傳遞到活塞39的力矩傳遞部34，設(shè)在缸體32的上部而形成于提取機(jī)主體的未畫(huà)出的配合于導(dǎo)軌的導(dǎo)向滑道(下文述及)整體地形成的缸體單元D，配合于缸體32，把規(guī)定的高溫的開(kāi)水經(jīng)由配管6A供給到缸體32內(nèi)的缸蓋37，以及傳遞缸蓋電動(dòng)機(jī)35的驅(qū)動(dòng)力矩而使缸體單元D以支點(diǎn)34A為中心傾斜并且使缸蓋37配合于缸體32的齒輪36。在缸體單元D的缸體32的下部，安裝著把所提取的咖啡飲料供給到飲料杯9的飲料供給管30A。
此外，在上述構(gòu)成的杯式自動(dòng)售貨機(jī)中，為了簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)供給飲料杯9的飲料杯供給部，把電流供給到泵60的電源部，把電流供給到磨電動(dòng)機(jī)7C的電源部，攪拌飲料杯9內(nèi)的飲料的攪拌機(jī)，冷飲料的配管以及原料儲(chǔ)存部等的構(gòu)成省略了圖示。
圖1(b)示出泵60，通過(guò)一對(duì)齒輪60D、60E沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)把開(kāi)水從開(kāi)水罐10供給到下游側(cè)。此一對(duì)齒輪60D、60E通過(guò)由未畫(huà)出的電動(dòng)機(jī)來(lái)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸60C或60F按與轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的供給量把開(kāi)水向配管6A送出。
圖2示出計(jì)量器5，(a)是總體圖，(b)是設(shè)置著前蓋5B的前面部。此一計(jì)量器5包括上部有導(dǎo)入碎豆的導(dǎo)入部5A的計(jì)量室51，把前蓋5B轉(zhuǎn)動(dòng)自如地支承在計(jì)量室51的端部上的鉸鏈部52，與能夠滑動(dòng)地收容在計(jì)量室51的內(nèi)部的活塞56D整體地形成，在側(cè)面有齒條部56A的活塞桿56，在活塞桿56的后端形成的彈簧部56B，在彈簧部56B附近形成的缺口56C，安裝于計(jì)量室51，接觸于彈簧部56B并限制活塞桿56的移動(dòng)的突起部50A、50B，用光學(xué)方法來(lái)檢測(cè)彈簧部56B的缺口56C的光傳感器57，有與活塞桿56的齒條部56A相嚙合的驅(qū)動(dòng)齒輪58A的驅(qū)動(dòng)軸58，以及經(jīng)由力矩傳遞部59來(lái)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸58的計(jì)量電動(dòng)機(jī)59A，沿豎直方向設(shè)置鉸鏈部52的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，形成為前蓋5B沿水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)而打開(kāi)計(jì)量室51的最前部，鉸鏈部52設(shè)在前蓋5B的開(kāi)口部上方以便碎豆不附著。經(jīng)由從此一鉸鏈部52反ヘ字形地形成的蓋支撐構(gòu)件5C固定前蓋5B。蓋支撐構(gòu)件5C的開(kāi)放端達(dá)到計(jì)量室51的側(cè)部，在末端有與設(shè)在計(jì)量室51的側(cè)部的光傳感器5D相配合的光檢測(cè)部5E。驅(qū)動(dòng)齒輪58A的直徑按17.5mm來(lái)形成，與齒條部56A相嚙合的齒輪部分的外周長(zhǎng)大約為55mm。此外，在計(jì)量電動(dòng)機(jī)59A的旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有檢測(cè)旋轉(zhuǎn)量的計(jì)量編碼器59B。
圖3示出打開(kāi)計(jì)量器9的前蓋5B的狀態(tài)，(a)是總體圖，(b)是設(shè)置著前蓋5B的前面部。碎豆從導(dǎo)入部5A供給到計(jì)量室51，如果碎豆裝滿了計(jì)量室51，則前蓋5B微小地轉(zhuǎn)動(dòng)。如果靠有發(fā)光部5a和受光部5b的光傳感器5D檢測(cè)到此一轉(zhuǎn)動(dòng)，則使磨電動(dòng)機(jī)7C停止而停止碎豆向計(jì)量室51的供給，停止后通過(guò)對(duì)計(jì)量電動(dòng)機(jī)59A通電使驅(qū)動(dòng)齒輪58A旋轉(zhuǎn)，使活塞桿56向前方移動(dòng)。在整體地形成于活塞桿56上的活塞56D的前端上，設(shè)有接觸于前蓋5B的突起部56a。
圖4示出省略了圖示計(jì)量室51的狀態(tài)的活塞桿56，前蓋5B在活塞56D的突起部56a接觸的狀態(tài)下通過(guò)活塞桿56朝前方移動(dòng)，克服以鉸鏈部52為軸同軸地設(shè)置的彈簧55A的反力沿紙面上的逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，前蓋5B與計(jì)量室51的前端部分離，碎豆不再夾在前蓋5B與計(jì)量室51之間而是容易地落下。
圖5示出缸體單元D，(a)示出正面?zhèn)龋?b)示出背面?zhèn)?。缸蓋37有插入缸體32時(shí)密封間隙的密封構(gòu)件37A，靠桿38與齒輪36結(jié)合。此外，在桿38的固定部上固定著形成了具有規(guī)定的導(dǎo)向圖形的導(dǎo)向槽g的導(dǎo)向板31，在導(dǎo)向槽g的下部配合著在缸體32的側(cè)壁外部上形成的配合突起32A。在收容于缸體32內(nèi)的活塞39的下部上連接著把所提取的咖啡飲料供給到飲料杯用的飲料供給管30A。在瀉槽7D的下部側(cè)壁上設(shè)有使由活塞39上推到上方的提取殘?jiān)?未畫(huà)出)從活塞39分離的刮板W，使靠刮板W所分離的提取殘?jiān)刂鴮?dǎo)向滑道40的傾斜部S落下。
如果經(jīng)由齒輪35A傳遞缸蓋電動(dòng)機(jī)35的驅(qū)動(dòng)力矩而沿r1方向驅(qū)動(dòng)齒輪36，則此一缸體單元D基于導(dǎo)向槽g的導(dǎo)向圖形以支點(diǎn)34A為中心沿r2方向傾斜大約30°，同時(shí)缸蓋37沿r3方向位移而插入缸體32中。
圖6示出力矩傳遞部34，(a)示出左側(cè)面，(b)示出正面，(c)示出右側(cè)面?；钊?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的驅(qū)動(dòng)力矩從安裝在活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪341傳遞到齒輪342A，傳遞到與齒輪342A同軸狀地設(shè)置的齒輪342B，從齒輪342B傳遞到設(shè)在軸343上的齒輪344A。在軸343的下部設(shè)置蝸桿344B，從齒輪344A所傳遞的驅(qū)動(dòng)力矩從蝸桿344B傳遞到安裝在沿與軸343正交的方向配置的軸345上的蝸輪345A，傳遞到與蝸輪345A同軸狀地設(shè)置的齒輪345B。從齒輪345B所傳遞的驅(qū)動(dòng)力矩傳遞到安裝在軸346上的齒輪346A，傳遞到與齒輪346A同軸狀地設(shè)置的齒輪346B，并且傳遞到與齒輪346A相嚙合的齒輪347A，傳遞到與齒輪347A同軸狀地設(shè)置的齒輪347B。在活塞39的下部上安裝齒條部348，在齒條部348的兩面嚙合著齒輪346B和347B。如果傳遞與活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力矩，則這些齒輪346B和347B以?shī)A持齒條部348的狀態(tài)沿相反的方向旋轉(zhuǎn)，借此使活塞39在缸體32內(nèi)上下。
設(shè)在軸343上的蝸桿344B在咖啡飲料的提取過(guò)程中從活塞39一側(cè)受到壓力時(shí)防止活塞39下降。
活塞39包括具有規(guī)定的耐壓強(qiáng)度的活塞頭39A，靠螺釘39C緊固于活塞頭39A，固定于齒條部348的活塞座39B，安裝于活塞頭39A并從缸體32內(nèi)送出咖啡飲料，飲料供給管30A(未畫(huà)出)所連接的送出部39D，安裝在活塞頭39A的外周部的O形圈39E，以及由耐腐蝕性的薄金屬板形成并安裝在活塞頭39A的上部的過(guò)濾器39F，活塞頭39A與活塞座39B緊固成在壓力未作用于活塞頭39A的狀態(tài)下具有規(guī)定的間隙。
圖7示出缸體單元D傾斜的狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使齒輪36旋轉(zhuǎn)，借此以支點(diǎn)34A為中心沿逆時(shí)針?lè)较騼A斜同時(shí)缸蓋37下降而插入缸體32。雖然在該圖中未畫(huà)出，但是在傾斜前經(jīng)由瀉槽7D向缸體32中供給了預(yù)先計(jì)量了的規(guī)定量的碎豆。
圖8示出檢測(cè)供給到活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的電流的電流檢測(cè)電路，(a)示出電路圖，(b)示出所檢測(cè)的電流值與加在活塞39上的壓縮載荷的關(guān)系?？刂苹钊?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路70連接于電源線(DC 24V)71上，有著輸入來(lái)自主控制部(下文述及)的通電信號(hào)的端子A、B?；钊?qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33經(jīng)由檢測(cè)電阻72固定于接地電位并且經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器73連接于電流檢測(cè)電路74。輸入到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路70的信號(hào)端子A的通電信號(hào)為H而輸入到信號(hào)端子B的通電信號(hào)為L(zhǎng)時(shí)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33沿正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，輸入到信號(hào)端子A的通電信號(hào)為L(zhǎng)而輸入到信號(hào)端子B的通電信號(hào)為H時(shí)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33沿逆轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，輸入到信號(hào)端子A和B的通電信號(hào)為L(zhǎng)時(shí)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33停止，輸入到信號(hào)端子A和B的通電信號(hào)為H時(shí)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33上受到制動(dòng)。如果通過(guò)壓縮碎豆使加在活塞39受到負(fù)載增大，則如(b)中所示通電到活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的電流增大。
在本實(shí)施例的提取機(jī)30中，由電流檢測(cè)電路74檢測(cè)到0.5A的電流時(shí)加在活塞39上的壓縮載荷為12.5kgf，檢測(cè)到2A的電流時(shí)加在活塞39上的壓縮載荷為50kgf。一般來(lái)說(shuō)，如果碎豆的壓縮量大則開(kāi)水的通過(guò)速度變低而提取出濃的咖啡飲料，如果壓縮量小則開(kāi)水的通過(guò)速度變高而提取出淡的咖啡飲料?；陔娏髦蹬c壓縮載荷的此一關(guān)系來(lái)控制活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的通電，借此來(lái)設(shè)定與所售貨的咖啡飲料相對(duì)應(yīng)的碎豆的壓縮量。
圖9示出活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的通電特性，電動(dòng)機(jī)從停止?fàn)顟B(tài)到開(kāi)始旋轉(zhuǎn)的通電初期的電流值增大，旋轉(zhuǎn)后電流值減小而顯示出與負(fù)載相對(duì)應(yīng)的電流值。這種電動(dòng)機(jī)的電流增大特性每個(gè)電動(dòng)機(jī)是不同的，妨礙與加在活塞39上的負(fù)載相對(duì)應(yīng)的電流變化的檢測(cè)性。例如，在夯實(shí)時(shí)在時(shí)刻t1開(kāi)始通電經(jīng)Δt秒后開(kāi)始側(cè)的電流值，借此避開(kāi)通電初期的電流增大特性。在本實(shí)施例中把Δt取為0.1秒，關(guān)于壓塊、吸入開(kāi)水、上推殘?jiān)雀魍姇r(shí)間也進(jìn)行同樣的測(cè)定。此外，因?yàn)榘惭b在活塞39上的O形圈39E與缸體32的滑動(dòng)阻力引起通電量增加，所以電流檢測(cè)電路74把扣除了滑動(dòng)阻力部分的電流值的電流值輸出到主控制部100。
圖10示出杯式自動(dòng)售貨機(jī)的控制方框圖，包括基于售貨控制部101、流量計(jì)19、壓力傳感器25、貯水器2的浮子開(kāi)關(guān)2A、開(kāi)水罐10的浮子開(kāi)關(guān)10B、設(shè)在提取機(jī)30上的檢測(cè)缸蓋37的上死點(diǎn)的光傳感器36B、檢測(cè)下死點(diǎn)的光傳感器36C、檢測(cè)殘?jiān)鼜U棄位置的光傳感器36D、設(shè)在提取機(jī)30上的檢測(cè)活塞39的上死點(diǎn)的光傳感器39G、檢測(cè)下死點(diǎn)的光傳感器39H、檢測(cè)計(jì)量器5的前蓋5B的轉(zhuǎn)動(dòng)的光傳感器5D、計(jì)量器5的計(jì)量編碼器59B、計(jì)量器5的光傳感器57的輸出來(lái)控制各部的主控制部100，儲(chǔ)存杯式自動(dòng)售貨機(jī)的各部的控制數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器102，對(duì)在基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖發(fā)生部(未畫(huà)出)中發(fā)生的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)而測(cè)量時(shí)間的定時(shí)器103。光傳感器36B、36C和36D例如是設(shè)在由電動(dòng)機(jī)35所驅(qū)動(dòng)的齒輪36上，由形成光透射用的窄縫的圓盤(pán)遮擋光路的有一對(duì)受光部和發(fā)光部的透射型光傳感器，設(shè)成缸蓋37位于上死點(diǎn)、下死點(diǎn)和殘?jiān)鼜U棄位置時(shí)成為受光(‘通’)狀態(tài)。光傳感器39G、39H例如是由在齒條部348上形成的遮光部來(lái)遮擋光路的有一對(duì)受光部和發(fā)光部的透射型光傳感器，基于齒條部348的升降動(dòng)作根據(jù)光傳感器39G、39H的受光/遮光的輸出圖形來(lái)檢測(cè)活塞39的位置。
從圖11(a)至(h)簡(jiǎn)略地示出提取機(jī)30的提取動(dòng)作。
圖11(a)示出碎豆的供給過(guò)程，缸體單元D直立著，把從計(jì)量器5所供給的碎豆P經(jīng)由瀉槽7D供給到缸體32。
圖11(b)示出提取準(zhǔn)備過(guò)程的第1狀態(tài)，碎豆一供給到缸體32就通電到缸蓋電動(dòng)機(jī)35而驅(qū)動(dòng)齒輪36，使缸體單元D以支點(diǎn)34A為中心沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。
圖11(c)示出提取準(zhǔn)備過(guò)程的第2狀態(tài)，與缸體單元D的傾斜同步地使缸蓋37下降并插入缸體32，停止缸蓋電動(dòng)機(jī)35的驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，齒輪36停止在從(a)中所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)過(guò)180°的位置。
圖11(d)示出提取過(guò)程的第1狀態(tài)，缸蓋37一插入缸體32活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33就通電而使活塞39沿箭頭方向上升，借此壓縮(夯實(shí))碎豆。隨著碎豆的壓縮的進(jìn)行加在活塞39上的負(fù)載加大，借此活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的電流值增加。由電流檢測(cè)電路74來(lái)檢測(cè)此一電流值的增加，在檢測(cè)到規(guī)定的電流值時(shí)把活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33制動(dòng)，然后停止通電使活塞39停止，借此使碎豆成為想要的壓縮狀態(tài)。壓縮后把開(kāi)水經(jīng)由配管6A供給到缸體32的內(nèi)部。在提取殘?jiān)膲嚎s時(shí)壓力一加到活塞39上活塞頭39A就沿壓力作用方向移動(dòng)，設(shè)在與活塞座39B之間的O形圈39E基于此一移動(dòng)而彈性變形并壓接于活塞39和缸體32，借此保持缸體32的氣密性。供給到缸體32內(nèi)的開(kāi)水在通過(guò)碎豆之際溶解咖啡成分而成為咖啡提取液，經(jīng)由飲料供給管30A注入飲料杯9(未畫(huà)出)。
圖11(e)示出提取過(guò)程的第2狀態(tài)，打開(kāi)開(kāi)水閥24使配管6A成為大氣壓之后，驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39在缸體32內(nèi)上升而壓縮含有咖啡提取液的提取殘?jiān)?壓塊)，把擠出的咖啡飲料送入飲料供給管30A。
圖11(f)示出把空氣吸引到缸體32中的吸引過(guò)程，逆轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39下降。通過(guò)此一活塞39的下降動(dòng)作把滯留在配管30A中的咖啡提取液吸引到缸體32內(nèi)。此時(shí)，缸體32內(nèi)成為負(fù)壓，借此滯留在配管6A中的開(kāi)水也被吸引。
圖11(g)示出提取殘?jiān)膹U棄準(zhǔn)備過(guò)程，驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使齒輪36從(c)中所示的狀態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)90°，借此缸蓋37從缸體32分離。分離后，使活塞39上升，借此上推殘留在缸體32內(nèi)的提取殘?jiān)⑼Ｖ埂?br> 圖11(h)示出提取殘?jiān)麬的廢棄過(guò)程，驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使齒輪36再轉(zhuǎn)動(dòng)90°，借此缸體單元D沿箭頭方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在直立狀態(tài)下停止。在此一轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)靠活塞39上推了的提取殘?jiān)吭O(shè)在瀉槽7D的下部側(cè)壁上的刮板W剝落而如箭頭所示落下，進(jìn)入殘?jiān)?未畫(huà)出)中。
圖12示出杯式自動(dòng)售貨機(jī)的售貨動(dòng)作中的時(shí)間分配圖。在該圖中，檢測(cè)缸蓋37的上死點(diǎn)、下死點(diǎn)、殘?jiān)鼜U棄位置的光傳感器36B、36C、36D，以及檢測(cè)活塞39的上死點(diǎn)、下死點(diǎn)的位置的光傳感器39G、39H的輸出以受光時(shí)為‘通’(H)，以遮光時(shí)為‘?dāng)唷?L)。
購(gòu)買(mǎi)者一投入硬幣，控制信號(hào)就從售貨控制部101輸出到主控制部100而提取開(kāi)水閥22打開(kāi)，并且泵60被以低速驅(qū)動(dòng)而把少量的開(kāi)水送出到配管6A。此時(shí)，泵60被以低速驅(qū)動(dòng)以便送出不能推開(kāi)設(shè)在配管6A上的單向閥21的壓送量的開(kāi)水。借此把滯留在配管6A內(nèi)的開(kāi)水壓送到配管6B并返回到開(kāi)水罐10，并且靠從開(kāi)水罐10所供給的大約90～95℃的高溫的開(kāi)水來(lái)加熱配管6A。配管6A的加熱一結(jié)束就停止驅(qū)動(dòng)泵60，一定時(shí)間后關(guān)閉提取開(kāi)水閥22。推遲關(guān)閉提取開(kāi)水閥22的時(shí)間的理由是為了防止如果與泵停止的同時(shí)或者在停止泵60之前關(guān)閉提取開(kāi)水閥22則配管6A內(nèi)的壓力上升，推開(kāi)單向閥21而開(kāi)水供給到提取機(jī)30，被缸體32內(nèi)的碎豆所吸收。
除了以低速來(lái)驅(qū)動(dòng)泵60之外，也可以例如把管路形成為含有提取開(kāi)水閥22的配管6B的配管阻力小于配管6A的配管阻力，在泵60的驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)打開(kāi)提取開(kāi)水閥22。
這里，泵60的驅(qū)動(dòng)停止后，在直到關(guān)閉提取開(kāi)水閥22期間購(gòu)買(mǎi)者按下咖啡飲料的選擇按鈕的場(chǎng)合，售貨信號(hào)從售貨控制部101輸出到主控制部100。主控制部100基于售貨信號(hào)的輸入來(lái)關(guān)閉提取開(kāi)水閥22而實(shí)行售貨動(dòng)作。
此外，在提取開(kāi)水閥22關(guān)閉之后，如果購(gòu)買(mǎi)者按下加入砂糖和奶油咖啡飲料的選擇按鈕，則售貨信號(hào)從售貨控制部101輸出到主控制部100，主控制部100把通電信號(hào)輸出到計(jì)量電動(dòng)機(jī)59A的電源部。基于此一通電信號(hào)使計(jì)量電動(dòng)機(jī)59A旋轉(zhuǎn)，收容于計(jì)量室51的碎豆靠活塞56D推出并經(jīng)由瀉槽7D供給到提取機(jī)30的缸體32。活塞56D以最前部為基準(zhǔn)位置(計(jì)量原點(diǎn))后退與為了計(jì)量下次售貨時(shí)所使用的碎豆而與體積(容積)相對(duì)應(yīng)的移動(dòng)量。此一移動(dòng)量通過(guò)計(jì)數(shù)從計(jì)量編碼器59B所輸出的脈沖，在成為規(guī)定的計(jì)數(shù)值時(shí)停止計(jì)量電動(dòng)機(jī)59A的旋轉(zhuǎn)來(lái)設(shè)定。
碎豆供給后，驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使提取機(jī)30的缸體單元D傾斜到提取位置。缸蓋37與此一傾斜動(dòng)作同步地插入缸體32，光傳感器36C成為‘通主控制部100基于光傳感器36C的‘通’信號(hào)把通電信號(hào)輸出到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路70，通過(guò)驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39上升，夯實(shí)收容于缸體32中的碎豆。由電流檢測(cè)電路74來(lái)檢測(cè)此一夯實(shí)時(shí)的活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33的電流值，在檢測(cè)到與售貨的咖啡飲料相對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)對(duì)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33進(jìn)行制動(dòng)，然后停止通電。
此外，碎豆供給部7用咖啡磨7B把從豆貯藏容器7A所供給的咖啡豆粉碎，作為下一次售貨時(shí)使用的碎豆供給到計(jì)量器5。
碎豆在夯實(shí)后，打開(kāi)連接到開(kāi)水罐10的配管15A的開(kāi)水閥23A，把開(kāi)水供給到攪拌缽14，把從砂糖容器11所供給的砂糖溶解在開(kāi)水中。同樣，打開(kāi)配管15B的開(kāi)水閥23B，把開(kāi)水供給到攪拌缽14，把從奶油容器12A所供給的奶油原料溶解在開(kāi)水中。
接下來(lái)，驅(qū)動(dòng)泵60并在6～8氣壓的壓力下把加熱到大約90～95℃的高溫的開(kāi)水供給到缸體32。此一高溫的開(kāi)水在通過(guò)碎豆之際溶解咖啡成分而成為咖啡飲料，經(jīng)由飲料供給管30A供給到飲料杯9。流量計(jì)19把咖啡飲料的提取時(shí)與經(jīng)配管6A所壓送的開(kāi)水量相對(duì)應(yīng)的流量信號(hào)輸出到主控制部100。在飲料杯9中，供給從砂糖供給系統(tǒng)的攪拌缽14供給溶解了砂糖的開(kāi)水，進(jìn)而從奶油系統(tǒng)的攪拌缽14供給溶解了奶油的開(kāi)水與所提取的咖啡飲料混合。
咖啡飲料的提取一結(jié)束，就停止泵60的驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間(0.5秒)后打開(kāi)開(kāi)水閥24，驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39進(jìn)一步上升?；诖艘换钊?9的上升動(dòng)作把提取殘?jiān)鼔簤K并擠出咖啡飲料之后，關(guān)閉開(kāi)水閥24，逆轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39下降，借此把滯留在單向閥21下游側(cè)的配管30A中的咖啡提取液吸引到缸體32內(nèi)。所吸引的開(kāi)水被提取殘?jiān)铡?br> 提取殘?jiān)膹U棄，在驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使缸蓋37從缸體32分離之后，正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39上升，借此把提取殘?jiān)贤频缴戏绞怪畯母左w32的頂上部露出，在此一狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使缸體單元D向直立位置轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)此一轉(zhuǎn)動(dòng)，提取殘?jiān)佑|于設(shè)在瀉槽7D的下部側(cè)壁上的刮板W而從缸體單元D刮落。提取殘?jiān)コ螅孓D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39下降，借此結(jié)束售貨動(dòng)作，成為售貨等待狀態(tài)。
上述配管內(nèi)的液體去除也可以根據(jù)需要在等待售貨時(shí)進(jìn)行。例如，驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使缸體單元D傾斜，在把缸蓋37插入缸體32的狀態(tài)下停止。接著打開(kāi)開(kāi)水閥24并通過(guò)驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39上升。借此空氣從配管6A送入配管6C而配管中的液體成分被排出到排水桶18。這里，因?yàn)榛钊?9開(kāi)始上升所以通過(guò)打開(kāi)開(kāi)水閥24能夠把所壓縮的空氣從配管6A送入配管6C。此外，活塞39的上升使空氣還送入飲料供給管30A而滯留在配管中的咖啡飲料流到下游側(cè)。
此外，在使缸體單元D傾斜之前驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33，借此使活塞39上升到不與缸蓋37干涉的高度的狀態(tài)下停止。接著驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使缸體單元D傾斜，在把缸蓋37插入缸體32的狀態(tài)下停止。接著打開(kāi)開(kāi)水閥24并通過(guò)逆轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33使活塞39下降。如果用此一方法，則把液體成分從配管6A和配管6C一側(cè)吸入缸體32內(nèi)的力加大，在活塞39下降后使活塞39從下死點(diǎn)上升，借此飲料供給管30A中的液體成分與吸入缸體32內(nèi)的液體成分一起流到下游側(cè)。活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)33控制成基于定時(shí)器103中所設(shè)定的時(shí)間來(lái)通電，借此可以在想要的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行液體去除。
此外，也可以在售貨結(jié)束后把下一次售貨中使用的碎豆供給到缸體32內(nèi)，通過(guò)進(jìn)行夯實(shí)來(lái)對(duì)配管6A和飲料供給管30A進(jìn)行掃氣。在此一場(chǎng)合，在夯實(shí)結(jié)束后成為等待售貨狀態(tài)，在下一次售貨動(dòng)作時(shí)不需要供給碎豆的動(dòng)作而可以縮短售貨時(shí)間。
圖13(a)示出進(jìn)行配管內(nèi)的液體去除的另一種構(gòu)成，包括儲(chǔ)存碳酸氣的氣瓶90，連接于氣瓶90與配管6A之間的配管6D，設(shè)在配管6D上的電磁閥92，設(shè)在配管6D上的由歧管91來(lái)分岔并連接到碳酸化裝置的配管6E，以及設(shè)在配管6E上的電磁閥93，配管6D連接于設(shè)在配管6A上的單向閥21的下游側(cè)。
圖13(b)示出液體去除動(dòng)作，使活塞39上升到上死點(diǎn)的狀態(tài)下停止。接著驅(qū)動(dòng)缸蓋電動(dòng)機(jī)35使缸體單元D傾斜，在關(guān)閉電磁閥93和24的狀態(tài)下通過(guò)打開(kāi)電磁閥92使碳酸氣以規(guī)定的氣壓供給到配管6A。滯留在配管內(nèi)的液體成分基于碳酸氣的氣壓噴射到活塞39的頂上部。
如果用上述構(gòu)成，則基于碳酸氣的氣壓使滯留在配管內(nèi)的液體成分被迅速地去除，并且借助于從缸蓋37以高壓噴射的液體成分可以洗凈活塞39的頂上部。
雖然在本發(fā)明的實(shí)施例中就熱咖啡的制造進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以運(yùn)用于出售冷咖啡的杯式自動(dòng)售貨機(jī)。
如以上所說(shuō)明的，如果采用本發(fā)明的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，則因?yàn)樵诳Х蕊嬃咸崛『筚x予提取機(jī)內(nèi)與提取機(jī)的外部的壓力差，而使連接于提取機(jī)的管路中的液體流動(dòng)，故可以使液體在咖啡飲料提取后不滯留在配管內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種杯式自動(dòng)售貨機(jī)，把粉碎成規(guī)定的粒度的咖啡豆的碎豆供給到提取機(jī)，把規(guī)定的溫度的開(kāi)水從開(kāi)水罐經(jīng)由配管供給到前述提取機(jī)來(lái)提取咖啡飲料，其特征在于具有在前述咖啡飲料提取后基于前述提取機(jī)內(nèi)與前述提取機(jī)的外部的壓力差使連接于前述提取機(jī)的管路中的液體流動(dòng)的流動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，其特征在于前述流動(dòng)機(jī)構(gòu)靠基于前述提取機(jī)的驅(qū)動(dòng)發(fā)生的負(fù)壓把滯留在前述配管中的前述開(kāi)水和從前述提取機(jī)送出前述咖啡飲料的管路內(nèi)的前述咖啡飲料吸引到在前述提取機(jī)中提取了前述咖啡飲料的碎豆的提取殘?jiān)小?br> 3.如權(quán)利要求1所述的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，其特征在于前述流動(dòng)機(jī)構(gòu)包括收容前述碎豆的缸體；升降自如地設(shè)在前述缸體內(nèi)的活塞；使前述活塞在前述缸體內(nèi)升降的升降機(jī)構(gòu)；以及靠基于前述活塞的上升動(dòng)作使前述活塞從前述缸體內(nèi)的下死點(diǎn)上升而產(chǎn)生的空氣流動(dòng)，把滯留在前述配管中的前述開(kāi)水和從前述提取機(jī)送出前述咖啡飲料的管路內(nèi)的前述咖啡飲料推出到排水桶的控制機(jī)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，其特征在于前述控制機(jī)構(gòu)基于前述升降機(jī)構(gòu)的下降動(dòng)作使前述活塞從前述缸體內(nèi)的上死點(diǎn)下降到下死點(diǎn)，借此把前述開(kāi)水和前述咖啡飲料吸引到前述缸體內(nèi)，基于前述升降機(jī)構(gòu)的上升動(dòng)作使前述活塞從前述缸體內(nèi)的下死點(diǎn)上升，借此使前述缸體內(nèi)的壓力上升而使吸引到前述缸體內(nèi)的前述開(kāi)水和前述咖啡飲料經(jīng)由從前述提取機(jī)送出前述咖啡飲料的管路排出到前述排水桶。
5.如權(quán)利要求1所述的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，其特征在于前述流動(dòng)機(jī)構(gòu)從連接于前述配管的氣瓶以規(guī)定的壓力填充氣體，借此使滯留在前述配管中的前述開(kāi)水流動(dòng)到前述提取機(jī)一側(cè)。
6.如權(quán)利要求3所述的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，其特征在于前述提取機(jī)基于前述氣體的壓力以高壓來(lái)噴射前述開(kāi)水，借此來(lái)洗凈提取殘?jiān)?br> 7.如權(quán)利要求3所述的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，其特征在于前述氣瓶轉(zhuǎn)用填充了碳酸飲料制造用的碳酸氣的碳酸氣瓶。
8.如權(quán)利要求1所述的杯式自動(dòng)售貨機(jī)，其特征在于前述提取機(jī)包括缸體單元，該缸體單元包括收容前述碎豆的缸體、升降自如地設(shè)在前述缸體內(nèi)的活塞、以及驅(qū)動(dòng)前述活塞的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；傾斜機(jī)構(gòu)，該傾斜機(jī)構(gòu)使前述缸體單元從第1姿勢(shì)傾斜到第2姿勢(shì)；以及缸蓋，該缸蓋在前述第2姿勢(shì)中與前述缸體相對(duì)地配合，把前述開(kāi)水從前述開(kāi)水罐供給到前述缸體內(nèi)。
全文摘要
一種杯式自動(dòng)售貨機(jī),在咖啡飲料提取后,液體成分不滯留在配管內(nèi)。在咖啡飲料提取后驅(qū)動(dòng)活塞驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(33)使活塞(39)下降,借此把滯留在配管(6A)和飲料供給管(30A)中的液體成分吸引到缸體(32)內(nèi)。
文檔編號(hào)A47J31/36GK1357489SQ0013481
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2000年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月4日
發(fā)明者福島直人, 上原一博, 千木良登, 山本廣 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社