JP2009042982A - 自動販売機 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネのためにラッチ式電磁弁を用いた冷却・加温装置において、周囲からの磁力や振動・衝撃でプランジャーが外れ電磁弁が開から閉になる不具合を防ぎ、省エネできる自動販売機を提供する。
【解決手段】第一圧縮機１３と第一熱交換器１５と室内熱交換器８と開閉弁としてラッチ式電磁弁１６を配管で接続し、ラッチ式電磁弁１６を固定する固定部材２６、２７を非磁性体とすることにより、周囲からの磁力の影響で永久磁石の磁力が弱まりマグネットからプランジャーが外れて、弁が閉じてしまうといった不具合を防止でき、電磁弁の通電を電磁弁のコイルを励磁するタイミングのみ通電し電磁弁の通電時間を短縮し、電磁弁の消費電力量を削減することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、商品収納装置に収納された商品を冷却または加温して商品を販売するようにした自動販売機に関し、特に冷却装置・加温装置の電磁弁に関するものである。

従来、自動販売機の冷却装置の電磁弁は、圧縮機停止時の配管内の高圧低圧の圧力バランスをとるために圧縮機停止時にも電磁弁を開けて、もちろん圧縮機動作時にも電磁弁を開けて冷媒を循環させて冷却を行っていた。

また別の自動販売機の冷却装置の電磁弁制御装置として圧縮機にスイッチを採用しているものがあった（特許文献１参照）。

図６は前記文献に記載された従来の自動販売機の冷却装置の電磁弁制御装置のブロック図を示すものである。図６において、圧縮機リレー１が停止した時には、圧縮機リレー１の常閉接点がＯＮすることにより、これに接続された電磁弁２を強制的に励磁し、この電磁弁２にかかる逆圧による異常音を防止すると共に、温度により作動する圧縮機４に取り付けた第２スイッチ３により電磁弁２を数分後にＯＦＦするものがあった。

また、別の従来の自動販売機でロータリー圧縮機を採用している冷却装置の電磁弁は、圧縮機と同期して通電させるものがある。
特開昭６２−１０５６６号公報

しかしながら、従来の構成では、圧縮機停止時における電磁弁の通電時間が長く、電磁弁の消費電力量が多く、さらには圧縮機の動作時は常時電磁弁に通電されるため電磁弁の消費電力量が多くなるという問題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電磁弁として省エネタイプであるラッチ式（弁開作動は最初の数秒間のみ通電し、それ以降はマグネット（永久磁石）で弁開状態を保持するタイプで、弁閉作動時は、コイルによって永久磁石と逆方向の磁力線を発生させて、永久磁石の磁力を打ち消しプランジャーばねの加重で弁閉をさせるもの）を使用するため、マグネットからプランジャーが外れる誤動作が懸念される。

外部からの磁力の影響でマグネットからプランジャーが外れる誤動作を防止し、また、圧縮機の動作時や停止時の振動・衝撃等でマグネットからプランジャーが外れる誤動作を防止することができ、電磁弁の通電を電磁弁のコイルを励磁するタイミングのみ通電し電磁弁の通電時間を短くし電磁弁の省エネができ、電磁弁の誤動作（異常）による冷却不良や加温不良を解消できる自動販売機を提供することを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、商品を収納する収納室と、前記収納室の下部に機械室を備え、前記収納室内に室内熱交換器を有し、前記機械室内に前記室内熱交換器と接続される圧縮機と室外熱交換器と冷媒が流れる冷媒回路を開閉して切替える冷媒流路切替弁を前記機械室の基板に固定配置して、前記収納室を適温に冷却または加温する自動販売機において、前記冷媒流路切替弁は前記基板に非磁性体の固定部材を介して固定されることで、周囲からの磁力による影響で冷媒流路切替弁に内蔵された永久磁石の磁力が弱まりマグネットからプランジャーが外れて、弁が閉じてしまうといった不具合を防止でき、予期しない弁の閉動作によって冷媒回路内に冷媒が流れず収納室内が適温に冷却または加温されないといった不具合を防止できる。

本発明の自動販売機は、冷媒流路切替弁を固定する固定部材を非磁性体とすることで、周囲からの磁力の影響で切替弁に内蔵されるコイルを励磁する永久磁石の磁力が弱まりマグネットからプランジャーが外れて、弁が閉じてしまうといった不具合を防止でき、冷媒流路を適切に開放状態に維持するので、収納室を適温に冷却または加温することができる。

請求項１に記載の発明は、商品を収納する収納室と、前記収納室の下部に機械室を備え、前記収納室内に室内熱交換器を有し、前記機械室内に前記室内熱交換器と接続される圧縮機と室外熱交換器と冷媒が流れる冷媒回路を開閉して切替える冷媒流路切替弁を前記機械室の基板に固定配置して、前記収納室を適温に冷却または加温する自動販売機において、前記冷媒流路切替弁は前記基板に非磁性体の固定部材を介して固定されることにより、周囲からの磁力の影響で、冷媒流路切替弁に内蔵された永久磁石の磁力が弱まりマグネットからプランジャーが外れて、弁が閉じてしまうといった不具合を防止できる。

請求項２に記載の発明は、商品を収納する収納室と、前記収納室の下部に機械室を備え、前記収納室内に室内熱交換器を有し、前記機械室内に前記室内熱交換器と接続される圧縮機と室外熱交換器と冷媒が流れる冷媒回路を切替える冷媒流路切替弁を前記機械室の基板に固定配置して、前記収納室を適温に冷却または加温する自動販売機において、前記冷媒流路切替弁は前記基板に固定部材を介して固定され、前記固定部材と前記冷媒流路切替弁の間には非磁性体部材が挿入されて固定されることにより、周囲からの磁力の影響で、冷媒流路切替弁に内蔵された永久磁石の磁力が弱まりマグネットからプランジャーが外れて、弁が閉じてしまうといった不具合を防止できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明にさらに、収納室の冷却または加温状態によって冷媒流路切替弁が開状態で維持されたまま、圧縮機が停止した場合、前記圧縮機が次に起動する場合、前記冷媒流路切替弁が一旦開動作を行ってから前記圧縮機を起動することにより、圧縮機の停止時の振動・衝撃等で万が一マグネットからプランジャーが外れて、弁が閉じてしまうといった不具合が発生した場合でも弁開動作を行い正常な運転を継続することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明にさらに、冷媒流路切替弁は圧縮機の起動後に再度開動作を行うことにより、圧縮機の起動時の振動・衝撃等で万が一マグネットからプランジャーが外れて、弁が閉じてしまうといった不具合が発生した場合でも短時間で弁開動作を行い正常な運転に復旧させて不具合を回避することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明にさらに、冷媒流路切替弁はラッチ式電磁弁で構成されたことにより、ラッチ式電磁弁の通電を電磁弁のコイルを励磁するタイミングのみ通電して開状態にし、開状態を保持するときは通電を停止して内蔵されたマグネットによって行うので、電磁弁の通電時間を短縮し、電磁弁の消費電力量を削減することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例または先に説明した実施の形態と同一構成については同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による自動販売機の側面断面図である。図２は、本発明の実施の形態１による自動販売機の下部に形成されている機械室の平面図である。図３は、本発明の実施の形態１による自動販売機の冷却装置・加温装置の斜視図である。図４は、本発明の実施の形態１による自動販売機の電磁弁の側面図である。図５は、本発明の実施の形態１による自動販売機の電磁弁の側面図である。

図１、図２において収納室５は断熱材により半密閉構造となっている。収納室５は販売される商品を冷却保存または加温保存するものである。庫内送風用電動機７は収納室５に収納されている商品に冷風または温風を循環させるものである。冷却時、室内熱交換器８は収納室５に収納された商品を冷却するが、加温時、室内熱交換器８は放熱作用を行う。また機械室１１に配置された第一熱交換器１５と機械室ファン１０と第１圧縮機１３は機械室１１の基板５０にビスで固定されて配置されている。

また、減圧装置１４を介して室内熱交換器８と室外に配置した第一熱交換器１５の冷媒流路を冷媒流路切替弁１６によって開閉動作を制御することで冷媒回路が逆となり収納室５内の室内熱交換器８の放熱作用によって商品を加温保存することもできる。機械室１１は収納室と断熱区画して隔離され、本体の下部に形成されている。

図２、図３、図４において機械室１１は、室内熱交換器８と環状に接続される第一圧縮機１３と第一熱交換器１５と冷媒の流路を切り替える冷媒流路切替弁１６（以下、ラッチ式電磁弁１６という）などで構成される冷却加温サイクル６０、また蒸発器１７、１８と環状に接続される第二圧縮機１９と第二熱交換器２０と蒸発器１７、１８への流路を切り替える三方弁２１などで構成された冷却サイクル７０となっている。ラッチ式電磁弁１６は四つの電磁弁で構成されており、収納室５が冷却される時、冷媒流路として開かれる高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３を備え、収納室５が加温される時、冷媒流路として開かれる高圧側加温用電磁弁２４と低圧側加温用電磁弁２５からなり、また固定部材２６・２７はラッチ式電磁弁１６のコイル外函２８を固定する固定部材であり非磁性体である。固定部材２６、２７は基板５０にビス等で固定され、垂直方向に立ち上がった板状部材であり、固定部材２６、２７を介してコイル外函２８をビス５１で固定して、ラッチ式電磁弁１６を固定配置している。

また第一熱交換器１５と第二熱交換器２０はフィンを共有した一体型熱交換器９として構成されている。

以上のように構成された自動販売機についてその動作を説明する。

収納室５に収納された商品を冷却する場合、冷却加温サイクル６０の第一圧縮機１３の運転を行い、室内熱交換器８の蒸発作用によって冷却された冷気を庫内送風用電動機７により循環され、冷風は収納室５に収納された商品を冷却し、再度室内熱交換器８へ戻り冷却を繰り返す。このとき、ラッチ式電磁弁１６のうち、高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３は開状態で、高圧側加温用電磁弁２４と低圧側加温用電磁弁２５は閉状態となっている。

また収納室５に収納された商品を加温する場合、冷却加温サイクル６０の第一圧縮機１３の運転を行い、ラッチ式電磁弁１６のうち、高圧側加温用電磁弁２４と低圧側加温用電磁弁２５を開状態とし、高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３を閉状態とすることで、冷媒流路を切り替えることができる。このとき、室内熱交換器８は放熱器として作用し、また第一熱交換器１５が蒸発器として作用することとなり加温サイクルを形成する。

これらのラッチ式電磁弁１６は、開閉動作を行う数秒間のみコイルに通電し、開状態の保持は、マグネット（永久磁石）で弁開状態を保持するものである。弁閉作動時は、コイルによって永久磁石と逆方向の磁力線を発生させて、永久磁石の磁力を打ち消しプランジャーばねの加重で弁閉をさせる。つまり、弁の開閉時のみ通電すればよいので、従来のＯＮ通電タイプの電磁弁に比べ、電磁弁の通電時間を極端に短くすることができ省エネとなる。

しかしながら、開状態の保持をマグネットの磁力で行うが、周囲の磁力の影響を受けたり、第一圧縮機１３または第二圧縮機１９の起動時や停止時の振動・衝撃が基板５０を伝わり固定部材２６、２７の上部に固定されたラッチ式電磁弁１６に伝わったり、さらには自動販売機のドア開閉等の外部からの振動・衝撃などが要因となってラッチ式電磁弁１６内の吸引子からプランジャーが外れ、開状態から閉状態に誤作動するおそれがある。

このため、後述するように第一圧縮機１３または第二圧縮機１９の起動前あるいは起動直後にラッチ式電磁弁１６を一旦開動作を強制的に行い、誤作動による冷媒回路の遮断によって収納室５が冷却または加温されないといった不具合を防止する。

ラッチ式電磁弁１６はコイル外函２８が鉄製で内部の吸引子とマグネットの間で磁界を形成し開状態の保持を行っている。このコイル外函２８を固定する固定部材２６・２７を非磁性体であるＳＵＳ（ステンレス）や樹脂とすることで、外部からの磁力が固定部材２６・２７を介して入り込んで永久磁石の磁力を弱めたり打ち消したりすることを防止することができる。もちろん、コイル外函２８と固定部材２６・２７を固定するビス類も非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）製を使用している。

そして冷却加温サイクル６０が冷却運転継続している時は、ラッチ式電磁弁１６のうち、高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３は開状態を保持するだけでコイルへの通電は必要でないが、第一圧縮機１３の起動直前の数秒から数十秒前に高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３の開動作を強制的に行うことで、第一圧縮機１３の停止時の振動・衝撃で万が一、第一圧縮機１３の接続配管を伝って高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３が開から閉に誤作動しても高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３を開くことができ正常に冷却運転を継続することができる。

また、冷却加温サイクル６０が冷却運転継続している時は、ラッチ式電磁弁１６のうち、高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３は開状態を保持するだけでコイルへの通電は必要でないが、第一圧縮機１３の起動直後の数秒後に高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３の開動作を再度強制的に行うことで、第一圧縮機１３の起動時の振動・衝撃で万が一、第一圧縮機１３の接続配管を伝って、高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３が開から閉に誤作動してもシステム異常となる前に高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３を開くことができ正常な運転に復旧させて不具合を回避することができる。

このように構成された自動販売機は、ラッチ式電磁弁１６が周囲の磁力の影響や第一圧縮機１３の起動・停止の振動・衝撃の影響を受け開状態から閉状態に誤作動し冷却不良となることを防ぐことができる。

また、収納棚６に収納された商品を加温する場合においては、冷却加温サイクル６０が加温運転継続している時は、高圧側冷却用電磁弁２２と低圧側冷却用電磁弁２３を閉じて、高圧側加温用電磁弁２４と高圧側加温用電磁弁２５を開けて加温を行うが、その場合においても上記と同様に高圧側加温用電磁弁２４と高圧側加温用電磁弁２５開動作を強制的に行うことでラッチ式電磁弁１６が周囲の磁力の影響や第一圧縮機１３の起動・停止の振動・衝撃の影響を受け開状態から閉状態に誤作動し加温不良となることを防ぐことができる。

また、図２のように、ラッチ式電磁弁１６は一体型熱交換器９と第一圧縮機１３に囲まれたスペース８０内に集約配置している。このため、ラッチ式電磁弁１６は第二圧縮機１９から距離的に離れた配置され、第二圧縮機１９とラッチ式電磁弁１６は配管接続されていないので第二圧縮機１９の起動による影響は受けにくい。また第一圧縮機１３の方が距離的に近く配置されるので第一圧縮機１３の起動時の振動の影響を受けやすい、また第一圧縮機１３はインバータ制御された圧縮機のため第一圧縮機１３の起動に合わせて上記のようなラッチ式電磁弁１６の開動作を強制的に行っている。

また第二圧縮機１９は一定速の圧縮機であり、電源周波数で起動するので、図２のようにラッチ式電磁弁１６とは接続されておらず、また第一圧縮機１３と比較して距離は離れているものの、第一圧縮機１３の起動時の回転数は通常、電源周波数よりも低い回転数で起動することが多いので、比較すると起動時の振動が大きい第二圧縮機１９の起動時に基板５０を伝って誤動作する可能性があり、第二圧縮機１９の起動に合わせて上記のようなラッチ式電磁弁１６の開動作を強制的に行ってもよい。

また収納室５に隣接する他の収納室（図示しない）冷却時は冷却サイクル７０の第二圧縮機１９の運転により収納室内の蒸発器１７、１８によって冷却され、加温時は図示しない電気ヒータによって加温される。

また、図５において、鉄製固定部材２９とラッチ式電磁弁１６のコイル外函２８との間に非磁性体部材３０を設けることで、上記同様の効果を得ることができる。つまり、外部からの磁力が鉄製固定部材２９を介しても非磁性体部材３０により永久磁石の磁力を弱めたり打ち消したりすることを防止することができる。

以上のように、本発明にかかる自動販売機は、冷媒流路切替弁を固定する固定部材を非磁性体とすることで、周囲からの磁力の影響で切替弁に内蔵されるコイルを励磁する永久磁石の磁力が弱まりマグネットからプランジャーが外れて、弁が閉じてしまうといった不具合を防止でき、冷媒流路を適切に開放状態に維持するので、収納室を適温に冷却または加温することができるので冷蔵庫などにも適用できる。

本発明の実施の形態１による自動販売機の側面断面図 本発明の実施の形態１による自動販売機の機械室の平面図 本発明の実施の形態１による自動販売機の冷却装置・加温装置の斜視図 本発明の実施の形態１における自動販売機の電磁弁の側面図 本発明の実施の形態１における自動販売機の電磁弁の側面図 従来の自動販売機の冷却装置の電磁弁制御装置のブロック図

符号の説明

５ 収納室
８ 室内熱交換器
９ 一体型熱交換器
１１ 機械室
１３ 第一圧縮機
１５ 第一熱交換器
１６ 冷媒流路切替弁（ラッチ式電磁弁）
２６、２７ 固定部材
２９ 鉄製固定部材
３０ 非磁性体部材
５０ 基板

Claims (5)

1. 商品を収納する収納室と、前記収納室の下部に機械室を備え、前記収納室内に室内熱交換器を有し、前記機械室内に前記室内熱交換器と接続される圧縮機と室外熱交換器と冷媒が流れる冷媒回路を開閉して切替える冷媒流路切替弁を前記機械室の基板に固定配置して、前記収納室を適温に冷却または加温する自動販売機において、前記冷媒流路切替弁は前記基板に非磁性体の固定部材を介して固定されることを特徴とする自動販売機。
2. 商品を収納する収納室と、前記収納室の下部に機械室を備え、前記収納室内に室内熱交換器を有し、前記機械室内に前記室内熱交換器と接続される圧縮機と室外熱交換器と冷媒が流れる冷媒回路を切替える冷媒流路切替弁を前記機械室の基板に固定配置して、前記収納室を適温に冷却または加温する自動販売機において、前記冷媒流路切替弁は前記基板に固定部材を介して固定され、前記固定部材と前記冷媒流路切替弁の間には非磁性体部材が挿入されて固定されることを特徴とする自動販売機。
3. 収納室の冷却または加温状態によって冷媒流路切替弁が開状態で維持されたまま、圧縮機が停止した場合、前記圧縮機が次に起動する場合、前記冷媒流路切替弁が一旦開動作を行ってから前記圧縮機を起動することを特徴とする請求項１または２に記載の自動販売機。
4. 冷媒流路切替弁は圧縮機の起動後に再度開動作を行うことを特徴とする請求項３に記載の自動販売機。
5. 冷媒流路切替弁はラッチ式電磁弁で構成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の自動販売機。