JP2016500460A - 冷凍食品自動調理販売システム - Google Patents

Abstract

【課題】【解決手段】一種の冷凍食品を素早く処理する自動販売システムであり、低温室（１）、対象物移動システム（７）、ラック（２）、低温室設備、食品容器（３）を含む。さらに、上述のシステム装置と方法の応用について公開する。

Description

本発明の概要は、低温適応性を有し、急速冷凍／冷凍食品向けの発明であり、多数、多種の急速冷凍／冷凍食品及びその容器に対して同時に総合的な処理操作（冷蔵、移動、開き、調合、調理、加熱、展示と販売等）を行うことができる一体化全自動デジタル制御設備である。

一：現在、公知の調理済み食品の自動販売装置は、その作動方式が以下のとおりである。

顧客は販売している包装済み食品を取り出した後、手動で食品を加熱したり調理したりするものであり、直接食べることができるものについては調理の必要はない。

このようなタイプの販売装置は、普通の販売機もしくは落下式自動販売機と類似する。カップ麺等の食品が取出口に落ちたら、顧客はカップ麺を取り出して包装紙を外した後、手動で湯沸かし器もしくは電子レンジに入れ、手動で湯を注入するもしくは加熱する。アイスクリーム類などの食品であれば調理の必要はない。

また、簡単な保温と取出機能しかなく、食品を長期的に保存することができない。

このようなタイプの販売装置はマーケットの電子保存ケースと類似する。顧客がお金を支払った後に対応する扉が開き、顧客は食品を取り出す。このような装置は体積が膨大で、空間利用率が悪く、普通は冷蔵、湯沸かし器、電子レンジ等の装置がない。

また、複雑でコストの高い機構、ケースを取り入れるが、簡単な保温と加熱しかできない。

このようなタイプの販売装置は複雑でコストの高い機械機構によって多品種の食品を販売するという問題を解決しており、例えば、各種類の食品をそれぞれの保存ケースに入れ、各ケース本体に電気制御窓や扉が設置され、スクリュー、トレー、ヒンジ、ベルトコンベヤ等の複雑な機構によって品種に応ずるの食品を取り出し、それからマイクロ波で加熱等の処理を行う。

或いは、品種が一種類しかないものは、味が良くて栄養のバランスが取れる正餐用食品を提供することができず、且つ衛生的ではない。

このようなタイプの販売装置は、工場の流れ作業ラインと類似する固定的食品処理プロセスと設計を取り入れて採用し、食品が流れ作業ラインで加工され、小型特徴の形状の食品（牛肉団子、薄焼きパンケーキ等）しか処理されることができず、食品が通常の場合で包装されておらず、且つ当該装置を清潔にすることが難しい。

上記の調理済み食品販売装置は、要するに、機能が簡単で、操作に手間と時間がかかり、機構が複雑で、コストが高く、衛生的ではないから、ビジネス上普及しにくい。

二：急速冷凍と冷蔵は現在、澱粉製食品、肉食、野菜を含む食品を保存する有効な方法である。急速冷凍食品は通常は−１８℃以下の温度で保存する必要がある。急速冷凍食品は主にマーケットで販売しており、顧客が購入した後に、家に持ち帰って自ら処理してから、初めて食べることができる。急速冷凍食品は通常はマーケットのオープン式冷凍ショーケース（もしくは二重のガラス窓付）に保存しており、顧客が家に持ち帰った後、家庭用冷蔵庫の製氷室に保存し、食べる前に電子レンジ等の処理設備で加熱する。ただし、これらの冷蔵装置を自動販売機に用いるとすると、様々な問題が生じる。

家庭用冷蔵庫は冷蔵の効果が良いが、そのような簡単で単一機能を有する機構を自動販売装置に直接は適用しにくい。なぜかというと、急速冷凍食品は通常−１８℃以下の温度で保存する必要がある。食品を家庭用冷蔵庫の製氷室に入れたりまたはそこから出したりする場合には、製氷室の扉を開ける必要があり、その扉の面積が大きいため、一回で入れたり出したりする食品が多くなると、扉を開ける時間が長くなる。その際に、製氷室内部に分厚い氷が張り、内部の設備が作動できなくなる。外部の高湿高温空気が製氷室に凝固してしまうことがためである。食品自動販売機にとって、食品を調理して加工する場合には、高温の水蒸気を放出し、また商品を自動販売機に入れたり出したりする場合にも空気交換による高湿高温空気をもたらし、低温乾燥空気が高温高湿空気と交換されると、必ず冷凍効果に影響を及ぼして食品を変質させて霜が凝結し、それによって機械設備の作動性能、安定性、耐用年数に影響を及ぼして保守作業量を増やすことになる。そして、食品の販売がほとんど一日のある時間帯に集中するので、上記問題は自動販売機にとってさらに深刻になる。

マーケット内の商業用オープン式冷凍ショーケースはマーケットの販売量が大きいという特徴に合わせて設計されたものである。マーケット内に保守者がいて、普段は保守して除霜等作業を実施することができる。完全に密封した機構ではないから、そのエネルギー利用率が低く、電気消費量が大きいが、マーケットにおける急速冷凍または冷蔵食品の販売量が大きいから、電気消費量をある程度無視しても良い。ただし、自動販売機は自動化設備なので、保守を免除することが求められる。また、販売量もマーケットより少ないため、電気消費量の節約も求められる。

また類似するものとして冷凍倉庫の冷風機等があり、これらについても保守者が要り、人で操作する必要がある。

三：現在、公知のオプトメカトロニクスの複雑な対象物移動システム、即ち光学センサを用い対象物を掴み且つセンサからフィードバックされた情報によって姿勢を動的に調整することができる多軸ロボットハンドは、既に一部のハイテク自動化生産ライン、デジタル制御旋盤、表面実装設備等の分野に応用されている。

一部の販売機に小型でより簡単な受けハンド、吸気ハンド、掴みハンド、押しハンド等を有する。それらのロボットハンドシステムは機能が限られ、センサからフィードバックされた情報によって位置を動的に調整するためのパラメータもなく、プログラムに基づいて確定した一定の軌道による操作しかできない。

ただし、食品の容器は通常１段しかなく、特定の形状を有し、品質は柔らかくて力を受けることができず、蓋は開けやすく、中には液体が含まれ、掴む時に水平を維持する必要がある。、一般的な正餐用食品及び容器の体積と質量が大きいため、機械装置のストロークもそれに応じて大きくすることになり、機械装置の速度も増やす必要がある。ただし、食品が何回も処理されるので、ロボットハンドが往復して食品を運搬する必要になり、それに応じて、機械装置の動作速度に対する要求がより高くなる。前記受けハンド、吸気ハンド、掴みハンド、押しハンドの機構は前記目的に合わせて設計されたものではないため、これらの要求を満足させることができない。

有益な効果

既存の自動販売装置の普及及び応用を妨げるいろいろな欠点を改めるため、本発明は知能全自動食品保存、調理、販売の一体化の設備を作り出す。本発明の有益な効果は、多種類の食品向けの新規保存、調合と調理方式を提供し、日常によく見かける大部分の種類の食品を迅速に供給し、且つ販売される食品の高品質と衛生安全を保証することができるものである。本発明は機能が強く、コストに優位性があるので、巨大な商業的潜在力を持つ。特に人による経営方式と比べ、コストの面で明らかな優位性を有する。

具体的に言うと、既存の食品処理機能を有する自動販売機と比べ、本発明は
・ケース本体とラックの機構を大幅に簡素化にし、電動扉の面積を大幅に減少する。
・デジタル制御設備によって機械システムの複雑度を大幅に簡素化にし、機械部の機構がシンプルで確実であるため、保守も簡単になる。
・種類の幅広い食品に対する多種形態の自動処理機能を実現する。
・食品の全処理過程は、全てが冷凍または高温環境に置かれており、細菌が生き残らず、より衛生的で、食品の品質がより高くなる。
・設備は油、煙、ガスの影響を受けず、食品を長期的に処理操作する場合に保守を免除することができ自動調理を本質的実現する。

その結果、本発明は商業的見通しが既存のシステムより良く、現状の食品販売処理業界において、重大な革新である。

簡単に言うと、本発明は、即ち自動販売機内の設備（熱処理設備、及び外部高温空気と交換する場合が存在する設備）は嵌入式機構を採用し、低温冷凍室内に置かれる。食品の出し入れは完全にロボットハンドなどの取出装置によって小型窓口経由で実施する。当該機構は外部空気との交換面積及び非保温材料の使用面積を効果的に低減させ、それと同時に機構を簡素化にし、電動扉と窓の面積及び数量を減らし、製造コストを大幅に削減させる。

本発明は気流通路を制御すること、及び肝心な機械部品に熱蒸発素子を用いることによって、低温製氷室内の設備に湿気と霜の影響を受けさせることなく、正常に作動させ、それと同時に保守コストを削減して耐用年数を長くする。本発明は上記食品の出し入れ、運搬と処理に応じて適切なロボットハンド装置、ラックと食品容器を設計する。本発明は多種類の食品処理装置と処理方法についても効果的に提供する。

具体的には、
本発明は食品を販売するための自動商品出しと処理システムを提出し、低温室、対象物移動システム、ラック、低温室設備、食品容器を含み、前記低温室における食品保存温度は食品凍結温度より低く、前記低温室設備は低温室内に位置し、又は低温室のシェルと連結し、前記低温室設備は高温空気源と高湿空気源を含み、前記低温室設備は保温シェル及び自動窓や扉を有し、前記食品容器はラックに位置し、前記食品容器は使い捨て食品容器であり、前記ラックは低温室内に位置し、前記対象物移動システムは低温室内に位置する。

本発明はまた設備の作動時に高湿高温空気を隔離する方法も提供する。

（１）低温室内部に外部空気の出口より大きい圧力を生成し、内部空気を外側に流出させたり又は排出させたりし、且つ高湿高温空気も外側に流出させたり又は排出させたりし、
（２）それに応じて外部空気は冷凍室を有する通路を通して流入し、高湿高温空気がその通路を通した後、乾燥低温空気になり、
（３）外部からの高湿高温空気が乾燥低温空気に転化した後に残った霜は冷凍室内に凝結し、定期的に霜を落とすことによって排出される。

本発明はまた高温空気の交換を減らすための以下を含む作動方法も提供する。
（１）商品入れ者は商品を小さい開口を有するステージ設備に置き、
（２）対象物移動システムは小さい開口を有するステージ設備の上の商品を制御したり又はピックアップしたりし、
（３）対象物移動システムは前記商品を保存設備に移動し、
（４）対象物移動システムは商品を制御したり又はピックアップしたりすることを解除し、
（５）対象物移動システムは保存設備における商品をもう一度制御したり又は拾い上げたりし、
（６）対象物移動システムは商品をその他設備に移動し、
（７）対象物移動システムは商品を制御したりまたは拾い上げたりたりすることを解除し、
（８）ステップ（５）（６）（７）を繰り返し、
（９）使用者は商品を取り出す。

本発明はまた対象物移動システムの機構についても提供し、前記ラックは対象物移動システムに向かって開かれており、前記対象物移動システムの取出部の作動範囲は食品容器の保存範囲と同一一致しており、左右運動機構は上下運動機構に連動し、上下運動機構の両側にもそれぞれカウンターウェート装置が設置されることができ、上下運動機構の両側にもそれぞれ同期装置が設置されることができ、対象物移動システムに回転軸機構が設置されることができ、回転軸機構は縦にし、回転軸機構と前後運動機構は両方とも左右運動機構に連動し、前後運動機構は少なくとも一段の伸縮機構を有する。

本発明はまた対象物移動システムの取出部の機構と形態も提供する。

（ａ）食品容器、溝付板、グリップを含み、溝付板はラックに用い、溝付板は少なくとも一段の溝を有し、少なくとも一サイズの食品容器にマッチし、グリップは少なくとも一サイズの標準形状を有し、少なくとも一サイズの食品容器にマッチし、溝、食品容器、グリップの形状はお互いにマッチし、

（ｂ）食品容器、光学システム、グリップを含み、グリップは少なくとも一種類の標準形状を有し、少なくとも一サイズの食品容器にマッチし、光学システムに赤外線センサが設置されることができ、光学システムの赤外線センサは左右対称に傾いて設置する方式にすることができ、少なくとも前向きセンサと横向きセンサを含み、光学システムの赤外線センサは不対称に前向き・横向きに配置する方式にすることができ、少なくとも相対する斜め向きセンサ二つを含み、光学システムにビデオ装置が設置されることができ、

（ｃ）食品容器、光学システム、クラスプ式ハンドを有し、クラスプ式ハンドは上下に開閉するグリップを有して食品容器のフランジに付けられ、クラスプ式ハンドは傾斜面を有して食品容器の下部に当てられ、光学システムは少なくとも前向きセンサとフランジセンサを含み、光学システムにビデオ装置が設置されることができ、

（ｄ）光学システム、フック付押しハンド、伸縮トレー、ストライプ付層板を有し、フック付押しハンドはリング一つを有し、前後左右から食品容器を押したり引っ張りしたりし、伸縮トレーは伸縮することができ、伸縮トレーはヘラであり、食品容器を載せるものであり、ストライプ付層板はラックに配置され、誘導間隔ストライプを有し、光学システムは少なくとも前向きセンサを含み、光学システムにビデオ装置が設置されることができ、

（ｅ）光学システム、ピックアップリール、引き出し式保存運搬容器、小型食品容器、フォークフック付ハンドを有し、引き出し式保存運搬容器は可動的であり、引き出し式保存運搬装置はラックに配置され、引き出し式保存運搬容器は取っ手を有し、小型食品容器は引き出し式保存運搬容器内に段積みされ、フォークフック付ハンドは引き出し式保存運搬容器の取っ手に挿し込むフックを有し、フォークフック付ハンドはプッシュプルリングとヘラを有し、ピックアップリールと光学システムは固定的機構であり、光学システムはピックアップリールの方向と同じであり、ピックアップリールは固定的長柄を有し、ピックアップリールは引き出し式保存運搬容器に入り込んで小型食品容器をピックアップする。

本発明はまた対象物移動システムの取出部と食品容器との関係も提供する。前記食品容器は少なくとも一種類の標準形状を有し、前記対象物移動システムの取出部は少なくとも食品容器にマッチする標準形状一つを有し、前記対象物移動システムの取出部はグリップである場合に、多種類のグリップ形状が設置されることができ、それぞれのグリップ形状は異なる寸法を有し、寸法の異なるグリップ形状は小さいサイズから大きいサイズへ、上から下までの順で並べる。

本発明はまた空気循環システムも提供する。空気循環システムは内部空気循環通路を有し、低温室内部の空気循環通路は冷凍室を通し、空気循環システムは外部空気入口通路を有し、外部空気入口通路は冷凍室を通して低温室に延び、外部空気入口通路はバルブを有し、空気循環システムは内部空気の圧力を外部空気の出口圧力より大きくさせるエアポンプを有し、低温室設備は排気口と排気通路を有する。

本発明はまた空気循環システムの冷凍室の機構も提供する。冷凍室内に蓄冷装置を有し、冷凍室内に除霜装置を有し、冷凍室内に蒸発器を有し、二つの冷凍室で交替で作動することができ、通路と冷凍室の作動順序を動的に調整する機構が設置されることができる。

本発明はまた熱蒸発除霜システムも提供し、熱蒸発除霜システムは電熱線電熱線を含み機械部品を短時間で加熱して蒸発させることによって霜を落とし、熱蒸発除霜システムの電熱線は機械部品の内部、またはシェルに配置される。

本発明はまた顧客取出口機構の機構も提供する。低温室設備の内に、少なくとも一つの顧客取出口機構を有し、顧客取出口機構内のステージはガラス底板を用いることができ、顧客取出口機構内にはバーコード識別装置が設置されることができ、顧客取出口機構内には赤外線センサが設置されることができ、顧客取出口機構には前扉と後扉という二つの電動扉が設置されることができる。

本発明はまた食品を販売するための自動商品出しと処理システムにおいて使い捨て食品容器内の食品処理システムも提供する。対象物移動システム、食品処理設備、食品容器を含み、前記食品処理設備は食品容器に刺し込まれる注射式食品処理機構を有し、前記対象物移動システムは食品容器を移動する機構を有し、前記食品容器は使い捨て食品容器である。

本発明はまた食品処理の方法も提供し、以下を含む。
（１）対象物移動システムによって食品容器を食品処理設備に移動し、
（２）食品処理設備内の刺し込み装置によって食品容器に刺し込み、
（３）食品容器内部に媒質を注射し、前記媒質はその他の食品容器から抽出したり、または固定設備から抽出したりすることができ、前記媒質は定常温度を有し、
（４）刺し込み装置を抽出する。

本発明はまた注射式食品処理機構による処理方法（上記方法）の具体的な形態も提供する。
（１）食品容器内部に高温空気を注射し、注射した高温空気の温度、湿度、速度と時間を調節し、
または（２）食品容器内部に熱水または冷水を注射し、注射した熱水または冷水の量を調節し、
または（３）食品容器内に流動食を注射し、注射した流動食の量を調節し、
または（４）食品容器内に粉末食品を注射し、注射した粉末食品の量を調節する。

本発明はまた一番最初に排気口を生成する食品処理方法も提供し、以下を含む。
（１）対象物移動システムによって食品容器を食品処理設備に移動し、
（２）食品処理設備内の刺し込み装置によって食品容器に刺し込み、
（３）食品容器内の食品を処理する。

本発明はまた上記方法を適用する熱処理装置の数種類の方式も提供する。
（１）マイクロ波による加熱
（２）電熱線または電熱管による発熱
（３）電熱板を食品容器にくっ付けることによる伝熱

本発明は食品容器の数種類の機構も提供する。
（１）高温空気の注射と処理に用いる食品容器であって、掴み溝と通気溝を含み、前記掴み溝は食品を串で刺し連ねることを支え、
（２）発熱プレート式処理に用いる食品容器であって、蓋に溝を有し、食品容器の底部に少なくとも一つの凹凸溝を有し、食品容器の蓋と底部は両方とも食品にくっ付き、
（３）粉末の吸い込みに用いる食品容器であって、食品容器は逆円錐形であり、且つ食品容器を安定的まっすぐに置くための支持機構を有する。

本発明はまた高い瞬間処理出力を提供する蓄熱式高温空気注射処理の方法も提供し、以下を含む。
（１）蓄熱装置内に熱量を蓄え、その温度を処理温度より大きくさせ、
（２）食品容器に注射した高温空気の温度を検出し、
（３）蓄熱装置に通した空気の流量比例を調節し、
（４）食品容器に注射した高温空気の温度があらかじめ定めた目標に達成するまで、ステップ（２）（３）を繰り返す。

本発明はまた急速冷凍スープ／麺類食品を処理する方法も提供し、以下を含む。
（１）食品容器内に高温空気を注射し、
（２）食品容器内の食品を煮上がる温度になるまで加熱し、
（３）液体を注入する。

本発明はまた以下のことも提供し、
（１）保守が要らない油煙配管装置であって、保温層、温度制御装置、油煙通路を含み、前記保温層は温度制御装置と油煙配管を覆い、前記温度制御装置は電熱装置と温度センサを含み、温度制御装置は作動時に油煙通路の温度を油の沸点以上に維持させ、
（２）定温熱水配管装置であって、保温層、温度制御装置、熱水通路を含み、前記保温層は温度制御装置と熱水配管を覆い、前記温度制御装置は電熱装置と温度センサを含み、温度制御装置は作動時に、熱水通路の温度をあらかじめ設定した温度に達成させる。

本発明はまた以下のことも提供し、
（１） 粉末輸送装置であって、粉末放出装置、粉末輸送装置、粉末採取装置を含み、前記粉末放出装置は廃棄物貯蔵器、集気フード、気体固体分離器を有し、前記粉末輸送装置は粉末赤外線モニター、気流分配器、送風機及び配管を有し、前記粉末採取装置は送風管と排風管を有し、
（２）攪拌注射用装置であって、粉末輸送装置、攪拌器、冷水熱水配管、注射管、排気管を含み、前記注射管と排気管は食品容器内に挿し込み、
（３）液体表面にデザインを描く装置であって、蓋開閉装置、粉末輸送装置と平面変位システムを含み、蓋開閉装置は上部機械グリップと下部機械グリップを有し、それぞれ容器の蓋と容器本体に用い、平面変位システムは食品容器と粉末輸送システムに相対変位を発生させ、
（４）高温空気注射装置であって、発熱装置、エアポンプ、配管、高温空気チューブ、温度センサを含み、前記高温空気チューブは少なくとも一本の吸気通路と少なくとも一本の噴気通路を有し、前記高温空気チューブは食品容器内に挿入し、前記高温空気注射装置にはまた湿度調節器とする熱水注射装置が設置されることができる。

本発明はまた下記システムと装置も提供し、
（１）昇降装置が設置されることができ、前記昇降装置は食品容器と食品容器の刺しこみ装置との上下相対距離を変更することができ、
（２）廃気配管が設置されることができ、廃気配管は処理時に発生した廃気を外部に排出することができ、
（３）放熱通路が設置されることができ、放熱通路は設備から放熱した空気の入口通路と出口通路を有し、
（４）受動エアバルブが設置されることができ、前記受動エアバルブは気流に押し開かれることができるチェッキバルブであり、
（５）電動エアバルブが設置されることができ、前記電動エアバルブは電流によって気流量を調節するバルブであり、（６）保温シェルと電動扉が設置されることができる。

図 １ は全体的機構の平面断面見取り図の見取り図
図 ２ は低温室エリア区分の平面図
図 ３ は低温室正面透視断面の見取り図
図 ４ は空気循環システム平面の見取り図
図 ５ は顧客取出口機構平面の見取り図
図 ６ は食品処理設備平面の見取り図
図 ７ は冷凍室の機構の見取り図
図 ８ は熱蒸発除霜システムの見取り図
図 ９ は食品容器の置き方の見取り図
図 １０ は対象物移動システム機構の見取り図
図 １１ は溝付板の平面の見取り図
図 １２ はロボットハンドグリップ正面の見取り図
図 １３ は赤外線センサを不対称に前向き・横向きに配置する平面の見取り図
図 １４ は赤外線センサを左右対称に斜め向きに配置する平面の見取り図
図 １５ はフロントクラスプ式ロボットハンド平面の見取り図
図 １６ はフック付押しハンド機構の平面の見取り図
図 １７ は間隔 ストライプ付ラック層板平面図
図 １８ は引き出し式保存運搬容器の見取り図
図 １９ はフォークフック付ハンドの見取り図
図 ２０ はピックアップリールの見取り図
図 ２１ は液体注射食品処理設備の側面の見取り図
図 ２２ は揚げ・焼きコンロ食品処理設備の側面の見取り図
図 ２３ は高温空気注入蓄熱式の電気オーブン食品処理設備の見取り図
図 ２４ は高温空気の注入処理に適用する食品容器の上面図
図 ２５ は刺込管式粉末輸送システムの正面図
図 ２６ は混合ペースト注射食品処理設備の正面図
図 ２７はドリンクデザイン作製食品処理設備の正面図

以下は本発明の機構機能、作動方式及び食品への処理フローを具体的に説明する。

本発明は常温室（ケース）、常温室設備、低温室、低温室設備、対象物移動システム、冷凍除霜システム、ラックと食品容器を含む。
低温室設備は主に顧客取出口機構と各食品の処理設備を含む。低温室設備は必要に応じて同じ又は異なる多数セットの対象物移動システムを同時に配備することができ、対象物移動システムは、光学装置、取出装置、移動装置を含む。冷凍除霜システムは空気循環システム、熱蒸発除霜システム、冷凍システムを含む。
常温室設備のうち、必要な部品として、例えば電気制御システム（電源システム、コンピュータ及びデジタル制御システム）、マンマシンインタフェース（タッチパネルシステム、キーパネル）、貨幣取引システム、冷凍システム、食器配布設備、及び必要に応じて常温室に設置される熱水システム、貯水システム、負圧システム等を含む。これらの設備は既存の汎用装置と類似するので、明細書には詳しく説明しない。

全体的な機構として、生産コストを削減するため、ケースは内蔵式設計を採用し、図１（平面断面の見取り図において、１は低温室、２はラック、３は食品容器、４は食品処理設備、５は電動窓や扉、６は顧客取出口機構、７は対象物移動システム、８は光学システム、９はその他食品処理設備、１０はガイドレールと移動装置、１１は風管／水管／電線管、１２は常温室設備、タッチパネル／操作盤／貨幣処理機／カードリーダー／スピーカー、１３は常温室設備、コンピュータ／冷風機／湯沸し器／貯水バケツ、１４は常温室等）に示したとおり、システムは通常二つの室／ケースを有し、一つは低温室で、もう一つは常温室である。二つのケースは分割型で設置されても良いし、お互いに隣接して固定的一体型で設置されても良い。上下に配置されても良いし、左右に配置されても良い。ケースの間は空気／液体配管と電線によって接続される。

常温室（１４）は常温で作動する部品の取り付けに用いる。電源システム、コンピュータ、タッチパネルシステム、キーパネル、貨幣取引システム、冷凍システム、貯水システム等の常温室設備（１２）（１３）はすべて常温室に取り付けられる。

低温室（１）の温度は氷点以下に維持し、食品を長期的保存することができる。低温室は嵌入式の機構を採用し、ラック（２）、食品容器（３）、対象物移動システム（７）、各食品処理設備（４）（９）、顧客取出口機構（６）等が低温室内に設置されたり、又は低温室のケースと連結される。対象物移動システム（７）は光学システム（８）、ガイドレールと移動装置（１０）を含むことができる。当該機構の設計は各ケースと電動窓や扉（５）の数量、面積とコストを大幅に削減することができる。

低温室と常温室は一体化の設計を採用し、そのシェルが設備全体のシェルと統合し、即ち、低温室と常温室のシェルが設備全体のシェルとなる。低温室に可動扉が設置されず、顧客取出口機構（６）と対象物移動システム（７）を経由で外部と食品容器を交換することができる（保護、保守する必要がある場合は、後ろにあるネジで固定された仕切り板を開けることができる）。常温室部に必要（例えば、取引貨幣を取出し貯水バケツを交換する等を必要になる場合）に応じて可動扉を設置することができる。

空気循環システム及びその部品であるエアバルブ、送風機と配管等（１１）は二つの温室に配置される。これから当該システムについて具体的に説明する。

低温室内部のエリア

上から下に順番に見ると、平面図２（１は非運動エリア、２は運動エリア、３は非運動エリア、４は低温室設備、５は対象物移動システム）に示したとおり、三つのエリアに分けて、それぞれは運動エリアと非運動エリアである。そのうち、運動エリアが一つ、非運動エリアが一つ或いは二つを有すればよく、運動エリアの片側又は両側に配置する。仮に、対象物移動システム（５）に用いるロボットハンドが方向を変えずに、一つの方向にしか向かうことができなければ、非運動エリアは一つしかない。二つの非運動エリアの体積は対称又は非対称の設計を採用することができ、具体的な寸法は販売機の外の空間の面積と体積によって決めることができる。食品容器とラック、低温室設備（４）、固定電気トランキング、空気や液体配管は非運動エリア（１）（３）に配置される。各部品（ガイドレール、伝動機構、モーター、スイッチ、センサ、軸受、金具、可動トランキング／関係電線、カウンターウェートアシスター及び光学センサ等）を含む対象物移動システムは運動エリア（２）に位置する。

前から後ろの順でみて見ると、正面透視の見取り図３に示すとおり、１は前側非運動エリア、２は運動エリア、３は後側非運動エリア、４はラック受け板、５は食品容器、６は顧客取出口機構、７は食品処理設備、８は対象物移動システムである。顧客取出口機構（６）は前側非運動エリアにおける対象物の取り出しやすい高さに位置し、低温室シェルと連結する電動扉を有し、外部と繋がる電動扉も有する。食品処理設備（７）は低温室内部のある位置に置かれ、ラック又は低温室シェルによって固定され、低温室保温層の内部に置かれる。対象物移動システム（８）は運動エリアに位置し、前後の二つの非運動エリア（１）（３）を観察／移動／挿入し、ラック受け板（４）の中に挿入して食品容器（５）を取り出したり、入れたりすることができる。

多くの熱源設備を低温室に置くべきでないことは明らかである。仮に低温室における全ての熱源設備が良好な保温シェルを有しても、そして、仮に設備が放出した熱量による電気エネルギーの損失を無視しても、背景技術の二で記載したとおり、高湿高温空気を発生する設備を低温室に置くと、高温空気と低温空気の交換によって霜の凝結を引き起こし、設備の作動に影響を及ぼし、とりわけ自動販売機における高速機械システムの作動に影響を及ぼす。特にこれらの機械システムは普段コストの関係でステッピングモーターを用いるが、通常のステッピングモーターは高速状態で脱調しやすく、一旦脱調すると、後続の操作が完全に間違うようになる。上記問題を解決できるのは冷凍除霜システム（空気循環システムと熱蒸発除霜システム、冷凍システム）であり、これらのシリーズのシステムが共同に作動する場合に、低温室における機械設備を完全に常温環境で作動させるようにする。

空気循環システムは、空気配管、電動エアバルブ／ガスバルブ、ファン／送風機、温度湿度センサ、冷凍室等を含み、低温室、冷凍システム、低温室設備と外部空気と連通する。その各部品にはそれぞれ保温層が設置される。空気循環システムは温度を調整し、除湿して霜を落とし、高湿高温空気を隔離する等の機能を有する。

図４に示すとおり、空気循環システムは１、内部循環吸気口、２、内部循環吸気エアバルブ、３、内部循環吸気配管、４、冷風排風口受動エアバルブ、５、送風機、６、外部空気吸気口、７、外部空気吸気エアバルブ、８、冷凍室（冷凍室が低温室又は常温室に位置することができる）、９、冷凍室熱交換器と電熱除霜器、１０、冷凍室除霜排水管、１１、熱伝導媒質／冷媒／配管、１２、冷凍システム、１３、常温室、１４、外部空気排気口と受動式エアバルブ、１５、冷風排風口、１６、排気配管、１７、低温室設備の電動扉、１８、低温室設備、１９、低温室、２０、保温層、２１、空気配管を含む。

全ての低温室設備は保温シェルを有し、全ての空気配管（２１）は保温層（２０）を有する。以下に空気循環システムの機能、機構と作動方式を説明する。

高湿高温空気の隔離

機械システムが低温室の氷点以下の環境で長期的作動し、仮に高湿高温空気が急に大量に入ると、霜の凝結を引き起こし、機械システムの正常作動と耐用年数に影響を及ぼすため、低温室設備（１８）の作動と開閉によって生成された高湿高温空気を隔離する必要がある。その作動方式は送風機（５）によって低温室（１９）内の空気圧力を増やし、又はその他送風機によって外部空気排気口（１４）の空気圧力を減らし、圧力差を形成させ、その場合に低温室における空気が内から外へ流れ、低温室設備（１８）の作動過程に発生したりまたは入り込んだりした高湿高温空気が排気配管（１６）と外部空気排気口（１４）経由で排出される。上記方法は特に低温室設備の電動扉（１７）が開く時に使う。外部に高湿高温空気を排出すると同時に、外部の高湿高温空気はあらかじめ設定したルートに沿って、外部空気吸気口（６）から冷凍室（８）を通して降温除湿された後、冷風排風口（１５）経由で低温室に入るしかなく、それによって高湿高温空気と低温室内の乾燥低温空気との隔離機能を実現する。簡単に言うと、空気交換過程には、入る空気と排出する空気はそれぞれ一定のルートを有し、入る空気が必ずあらかじめ冷却される。

温度調節、及び除湿や除霜という二つの機能の作動原理はエアコンの温度調節除湿機能と同じように、既に公知されている。

１：除湿や除霜の際に、冷凍システム（１２）は空気循環システムの冷凍室（８）によって循環空気を乾燥させ、それから低温空気がもう一度低温室に入り込み、低温室から排出した熱量に加熱され、氷晶が乾燥空気の中に揮発し、低温室設備に凝結した霜を次第に落とす。ただし、低温室の空気に含まれる湿気は冷凍室に凝結する。冷凍室は熱交換器、電熱除霜器（９）と排水配管（１０）を含む。コンピュータは電熱除霜器を定期的に起動させると同時に、冷凍システムと循環システムの送風機とエアバルブを閉めさせるよう制御し、それによって霜を溶解させ、冷凍室の排水配管から排出する。
２：温度調節時に、バルブ（２）（４）と送風機（５）が起動し、冷凍システム（１２）と低温室（１９）と連通し、低温空気が内部循環吸気口（１）及び配管（３）経由で冷凍室（８）に入ってから、低温室に戻り、食品を冷凍して降温する。冷凍室に冷却媒質配管（１１）を有し、冷凍システム（１２）と連結する。コンピュータは温度湿度センサによって低温室の温度を取得し、温度がある閾値より低くなった場合に、冷凍システムと空気循環システムを止めさせるよう制御し、温度がある閾値より高くなった場合に、冷凍システムと空気循環システムを作動させるよう制御する。

送風機とエアバルブの配置

送風機は強力なメイン送風機（５）が一台だけ設置されても良いし、各排風口と送風口（または対応する配管）に数台の送風機が設置されても良い。エアバルブは二種類があり、一つは受動エアバルブ（４）であり、排風口に設置され、空気圧力を受ける場合、即ち気圧差がある場合に開き、圧力を受けない場合、即ち気圧差がない場合に閉まる。もう一つは主動エアバルブ（２）（７）であり、送風口に設置され、コンピュータに制御され、モーターまたは電磁石に推し進められることによって開閉する。上記によって、電動エアバルブと送風機は三種類の作動状態を有する。
１：冷凍・内部循環状態であり、その場合に、食品処理設備と対象物移動設備が閉まり、スタンバイの状態にあり、外部空気の吸気エアバルブ（７）が閉まり、内部循環吸気エアバルブ（２）が開き、送風機（５）と冷凍システム（１２）が作動する。
２：冷凍・循環しない状態であり、その場合に、低温室が既に必要な温度に達成し、低温室設備（１８）も閉まり、スタンバイの状態にあるから、空気循環システムが作動せず、送風機とエアバルブが閉まる。
３：外部循環（または内外両方とも循環）状態であり、その場合に、低温室設備（１８）が作動し、外部空気の吸気バルブ（７）が開き、または半分開き、内部循環吸気エアバルブ（２）が閉まり、または半分閉まり、送風機（５）が作動する。主動エアバルブのようなエアバルブの開閉程度はコンピュータがモーターまたは電磁石によって制御する。

外部空気の出入り口の配置

常温室はハーフオープン式設計を採用し、シェルに溝穴と扇風機を有し、内部空気が外部空気と交流することができ、外部空気の出入り口が配管としてシェルの外部に配置されても良いし、常温室の内部開放空間に配置されても良い。

上記に記載されたとおり、低温室設備については、排気配管と電動扉に対する要求がある。以下はそれらの要求にマッチする顧客取出口機構と食品処理設備の機構を説明する。

顧客取出口機構は低温室と外部を連通する通路であり、顧客がそこから販売している食品を取得する。取出口機構は図５に示すとおり、１は取出口、２は食品容器、３は電動後扉、４は赤外線センサ、５は電動前扉、６は排気口である。取出口（１）は前後の二つの電動扉付保温ケースであって、ケースに数台の赤外線センサが内蔵される。電動扉の開閉はコンピュータに制御される。電動後扉（３）が開いた時に、対象物移動システムが販売食品を入れ、それから対象物移動システムが退避してそこから離れ、電動後扉（３）が閉まり、電動前扉（５）が開き、食品が顧客に取り出される。コンピュータは赤外線センサ（４）に通した電流を閾値と比較することによって食品容器が取り出されたことが分かり、食品容器が取り出された後、電動前扉（５）を閉めるよう制御する。排気口が空気循環システムと連通し、低温室内の空気は開いた電動前扉（５）から入る。電動前扉（５）が開いた時に、電動後扉（３）が閉まるので、高湿高温空気は顧客取出口機構のチャンバ内に留まる。電動前扉（５）が閉まった後、電動後扉（３）が開いた時に、顧客取出口機構内部の二つの電動扉同士の間における高湿高温空気は排気口（６）から排出される。顧客が食品容器を取り出して電動前扉（５）が閉まった後、電動前扉（３）をやや開けても良く、空気循環システムが続けて作動し、顧客取出口機構の内側チャンバにおける高湿高温空気が排出されてから、顧客取出口機構を完全に閉め、それによって水蒸気が光学設備のレンズに凝結し、光学設備の作動に影響を及ぼすことを防ぐことができる。ガラスで底板を作っても良く、この場合、赤外線センサをガラス底板の下部に取り付け、ガラスを通して食品容器を感知することができる。また、ガラスの下に二次元バーコードリーダー或いはカメラ付二次元バーコードリーダーを設置し、ガラス底板上の食品容器底部にある二次元バーコードをスキャンして入力しても良い。そのほか、金属探知機を設置しても良く、それによって置かれた食品容器の材質を探知することができる。

食品処理設備は、食品を熱処理することができ（電子レンジ、電気コンロ等）、もしくは容器内の食品成分（熱水注射器等）を変えることができ、もしくは食品容器に対して操作すること（開閉、刺し込み等の操作）ができる装置である。食品処理設備に含まれる装置は、それ相応の汎用装置の主要機能と同一同じであるが、全部電気自動化／電動化を実現しするものであり、たとえば、電動扉、電動水ポンプ、電動エアバルブ等を採用し、コンピュータによってそれらの開閉を制御する。図６に示すように、１は排気配管で、空気循環システムと連結し、２は電線配管で、３は断熱シェルで、４は対応する内部設備で、５は電動扉で、６は電気器具発熱部品の冷却配管である。具体的な作動方式は以下のとおりである。対象物移動システムが食品容器を出し入れする時、電動扉（５）が開く。作動時または使わない時に、電動扉（５）が閉まる。コンピュータは電流のオンオフによって各電機部品の電気回路の開閉を制御し、内部に制御用電線配管（２）を有する。機構上、全部保温シェル（３）を採用し、排気配管（１）経由で空気循環システムなどと連結する。対応する内部設備（４）（マイクロ波による加熱装置を例とし、マイクロ波発射、電気回路、加熱チャンバ、回転盤、扇風機を含む）などの発熱部品の放熱と冷却は独立した保温配管（６）経由で外部空気と交換することによって行う。食品処理装置（例えば、電子レンジ内部チャンバ）内部加熱チャンバにおける高温空気は排気配管によって排出する。

冷凍システムは以下のとおりである。上記空気循環システムを用いる際に、外部高湿高温空気が主に冷凍室から入ると、霜が大量に冷凍室に凝結し、時間が経つと、冷凍室の通路が詰まるようになるため、冷凍室について定期的に霜を落とす必要がある。ただし、自動販売機の販売はいつでも行なわれる可能性があり、もし販売時に冷凍室を加熱して霜を落とすと、冷凍室が一時的に自動販売機の販売と食品処理などの操作と協同作動を実施できなくなるから、冷凍室をいつでも使える状態を保つ必要がある。冷凍システムは同じシステム二セットを採用して交替で作動することによって上記問題を解決する。また、自動販売機は販売時と販売しない時で必要とされる冷凍出力が同じではなく、かつ変化が大きい。従って、冷凍出力を蓄える必要がある。図７に示したとおり、交互に作動する同一の二つの冷凍室（１）があり、それぞれ吸気口と吸気バルブ（３）を有する。二つの独立した冷凍室のうちの一つの対応するバルブが開くと、空気が対応する冷凍室に入り、その時、もうひとつの冷凍室のバルブが閉まり冷凍を実施しない冷凍室は加熱によって霜が落とされる。加熱や除霜は電熱線（５）によって行い、冷凍室内に温度センサ（７）を有し、それによって温度を調整する。除霜によって発生した水は排水口（１２）から流出し、排水口は細い配管で構成される。冷凍室内にバルブ（８）と扇風機（６）を有しても良く、それによって加熱や除霜の速度を加速できる。入った空気はまず冷凍システム（１１）と連結する蒸発器（１０）または冷媒を有する交換器を通し、それから蓄冷器（９）に入る。蓄冷器は低温に耐える不凍液を有する積層した熱交換器であり、冷凍出力のバラツキを均衡させるために用いる。

上記方案のうち、冷凍システムの冷凍室が交替で除霜をした際、そのうちの一つの冷凍室を停止させ、且つその温度を約零下２５℃から氷の融点、即ち０℃以上に上げる必要があり、その場合に電気エネルギーの消耗を引き起こすだけではなく、冷凍機が同時に作動できなくなり、冷凍効率が無駄になる。以下は上記問題を解決するための通路と二つの冷凍室の作動順序を動的変更する改善方案である。図７に示したとおり、その原理は、二つの冷凍室（１６）の配管のうち、一つの冷凍室の配管の下部がもう一つの冷凍室の配管の上部と直列することによって、第一級の温度が氷点温度よりやや高くなるよう制御し、第二級の温度が必要な最終温度になるよう制御し（約零下１８−３０℃）、外部空気入り口（１４）から入った冷却待ちの空気はまず第一級の冷凍室を通して氷点に近い温度になるよう冷却され、それから第二級の冷凍室に入ってさらに冷却される。除霜をする場合、配管とバルブの通路を調整するだけで、二つの冷凍室の通路の位置関係を交換することができる。即ち、元の第一級を第二級に変え、元の第二級を第一級に変え、それに応じて、元の氷点以下の冷凍室温度を氷点以上に調整し、それによって、凝結した霜を溶解させる。どのような変化が生じても、気流はいつも空気循環システムのメイン送風機（１５）から流出される。これにより、二つの冷凍室が同時に作動でき、それに対応する二つの冷凍機も同時に作動でき、除霜の影響を受けない。二つの冷凍室が交替で氷点０℃以上になるから、電熱線（５）、扇風機（６）とバルブ（８）を省くことができる。空気循環システムが内部循環する場合、低温室通路（１３）から入った空気温度が既に氷点以下になり、冷凍に必要な出力も小さいから、温度が氷点の０℃以上になった冷凍室は作動を止めることができ、配管とバルブ通路を変え、一つの冷凍室を使うだけで良い。低温室内の温度が比較的高く、温度を素早く下げる必要がある場合、直列または並列によって二つの冷凍室を同時に使っても良い。その状況は設備の最初の起動時、または販売ピークの後に発生する可能性が高い。

熱蒸発除霜システムの機能は、霜がガイドレールの表面と軸受の表面に凝結することを阻止し、且つ既にガイドレール表面と軸受に凝結した霜を溶解蒸発させる。本システムを長時間で頻繁に操作した時、即ち、そのうちの食品を長時間で頻繁に販売した時、または蓋を開けて保守した時、空気循環システムだけでは霜が低温室内部に凝結することを完全に阻止すること、及び既に凝結した霜を迅速に落とすことができないから、当該システムを設置する。その作動方式は、ガイドレールの内部と軸受／スライドブロック外部に電熱線を設置したりまたは巻いたりし、コンピュータによって制御し、断続的に電流を通し、電熱線内の抵抗器を発熱させ、ガイドレールと軸受の温度を氷点よりやや大きくさせ、それによって霜の凝結を防止したりまたは霜を溶解蒸発させたりする。顧客取出口機構と食品処理設備が作動して高湿高温空気が発生した場合に、熱蒸発除霜システムが作動する。低温室内の設備を保守する必要になり、且つ低温状態から常温状態に切り替えた場合に、熱蒸発除霜システムが作動する。その他の場合は熱蒸発除霜システムが作動しない。その機構は図８に示したとおりで、１はガイドレール、２はスライドブロック／軸受、３は軸受電熱線、４はレジスタンスワイヤ、５はガイドレールの端子／内側チャンバ、６は熱伝導材料、７はガイドレール内部の電熱線、８はレジスタンスワイヤである。ガイドレールは中空光軸を使うことができ、レジスタンスワイヤ（４）が中空光軸（１）の内部チャンバ（５）経由で通し（図の上部に示したとおり）、内部チャンバにシリコングリース等の熱伝導材料（６）を有する。電熱線が発熱して熱量をガイドレールの外表面に伝導し、それから霜を蒸発させる。半分密封式ガイドレール、例えば、リニアガイド、支持部付光軸等（図の下部に示したとおり）を用いる場合に、電熱線を支持部の金具に取り付け／寄せ付け、支持部経由で熱量をガイドレールに伝導することができる。その電熱線が一定の時間、またはある特定の場合、例えば修理の場合しか作動しないため、その平均発熱量が少なく、低温室の冷凍に影響しない。また、熱蒸発除霜システムを具体的にいつ使うかは、低温室設備の開閉頻度と霜の昇華速度によって計算することができる。

低温室内の電熱線と作動モーターの発熱が低温と相反するかというと、実際には相反しない。高出力の食品処理設備及び配管からの熱量は既に保温シェル、保温層と空気循環システムに隔離され、その他の発熱素子の出力が比較的小さく、且つ動作モーターと電熱線が短時間に作動するだけあり、販売がない時にほとんど作動しないため、平均発熱量が比較的少ない。この熱量が循環している低温空気に持って行かれるために消耗する電気代は食品の販売に発生する利益に比べれば、無視してもよい。

食品容器は、通常の正方形または円形の使い捨て食器を使っても良いし、特定寸法のものを作っても良い。食品容器は蓋が付き、蓋を開けたりまたは取り外したりすることができ、蓋にすることによって食品容器を密封することができる。食品容器はマイクロ波に適用する材料、例えば、ｐｐプラスチック等で作られるが、一部の実施例ではバーベキューに適用するアルミ箔で作られる。食品容器の形状は対象物移動システムのロボットハンドの形状にマッチするよう構成する。図９に示すように、１〜４は食品容器、５はラック支持板である。食品容器は横に並べたり、または段積み／立体的に並べたりすることができる、即ち、一つの容器をもう一つの容器の蓋に置くことができる。一段に置くこともできる、即ち一段の容器をラック支持板に直接置くことができる。食品容器の蓋には、食品容器の底部寸法と形状にふさわしい溝をゆとりをとって設置すべきであり、食品容器を積む時には上下が合わせられる。容器を横に並べる場合に、対象物移動システムが食品容器を取り出しやすくするため、列と列の間に空間を残す。また、必要に応じて、食品容器の設計を変えることができる。
ａ．販売機のまわりに食器を提供することができない場合には、食品容器の蓋に溝を追加し、そこに使い捨て食器（さじ、箸、ナイフとフォーク）を置けば良い。
ｂ．顧客が食品を遠い所に持っていく必要がある場合には、食品容器を内外二層の設計にし、外層が紙ボックスを採用し、内層に使い捨て食器と食品容器を置けば良い。

ラックは、正面透視見取り図３に示すように、非運動エリアに設置され、各非運動エリアに全部一個ずつ設置される。ラックは数段の機構を採用して日常に使う収納ラックと類似し、金属で枠を作り、格段に隔離板が設置され、食品容器が板に置かれる。一部の食品処理設備も金属枠に固定される。販売システムの作動またはその他原因による振動で食品容器の位置がずれるのを防止するため、食品容器を支えるための隔離板に平らな底面付円錐形溝、隔離ストライプ又は仕切り板を設置することができ、その形状が食品容器にマッチし、且つややゆとりを取る。食品容器を溝／間隔ストライプ／仕切り板の中に置くと、食品容器の位置を変えないよう維持することができる。ラックに食品容器を臨時的に置く空間を残すことができ、それによって食品容器の運搬時間を節約し、且つ処理された熱すぎる食品容器を冷却させることができる。

対象物移動システムは以下のとおりである。

ロボットハンドの機械的原理と作動方式は既に公知の技術である。全てはコンピュータによってサーボ／ステッピングモーターを制御して動力を発生させ、それから（タイミングロベルト／スクリュー／歯ざお／歯車）伝動機構によって伝導し、カウンターウェートとアシスターによって重量を均衡させて速度を速め、その機械端末（チャック爪／吸着パット等）がガイドレールまたは回転軸に沿って三次元運動（滑りまたは回転）を行うことができる。明細書では上記の常識を繰り返し説明しない。まとめて言えば、ロボットハンドに良く使われる自由度が６個を超えずに、且つ自動販売機に使用する場合に大きな力を受けなく、精度への要求が工作機械業の要求より低いものであれば、コストは高くない。

本発明の対象物移動システムのロボットハンドは、ラックと設備の中に入り込んで食品容器をピックアップしたりまたは置いたりし、且つ限られた空間に作動できるために設計されたもので、伸長した時にラックと各設備ユニットの中に入り込み、収縮した時に完全にラックと設備範囲から離れることができる。図１０に示すとおり、１は上下運動機構、２は可動連結部（４／５／６と連結）、３は左右運動機構、４は前後運動機構、５は回転軸（上下方向に沿う）、６は掴みハンドであり、その特徴は以下のとおりである。左右運動機構（３）は上下運動機構（１）に接続され、掴みハンド（６）は上下軸線に沿って回転でき、回転軸（５）は左右運動機構（３）の可動連結部（２）に接続され、前後運動機構（４）は回転軸（５）端末に接続され、前後運動機構は数段伸縮の設計を採用して大幅に伸びることができ、掴みハンド（６）は前後運動機構に接続され、掴みハンド（６）は水平上の平行式チャック爪（即ち、グリップ面が底面に平行し、且つ左右のグリップが平行する）であり、食品容器を掴んだり放したりすることができる。

システム全体が上下運動機構（１）に接続されるため、上下運動機構（１）は全移動部の重力及び高速運動に必要な推力を負担する必要がある。それに、食品容器は通常比較的大きく、そのうちに液体を含んで相当な重量を有し、また食品は繰り返して早く消費されるものであり、販売量がその他の商品より大きいので、より大きな保存空間を求め、それに応じて、自動販売設備の体積およびその機械システムのストロークと重量もさらに大きくする必要がある。従って、ここでは高速伝動機構を使ったほうが良い。タイミングベルトはストローク範囲での高速運動を実現でき、コストと精度の面にも適切な伝導方式である。ただし、タイミングベルトの荷重容量があまり大きくないので、上下運動機構（１）にカウンターウェート装置を設置する必要がある。また、高速運動過程に、モーターが脱調しやすく、上下運動機構の両端が同期しなくなり、最終的に挟まれて作動できなくなるから、剛性軸で両端のタイミングプーリーを直列連結する必要があり、それによって上下運動機構の両端を同期させる。

対象物移動システムにカメラ、光電センサなどの部品を設置することもでき、それによって対象物移動システムの作動過程を記録し、もしくは人による遠隔サポートを実施し、もしくは対象物移動システムの動作を動的に調節する。

具体的な作動形態とフロー

商品入れ方式

本機の商品入れ方式とは外部の商品を本機のメインケース、即ち低温室に入れることをいう。低温室の一部に可動扉が設置されず、取出口を通して外部と食品容器を交換し、保守する必要になった場合だけ、ネジで後に固定された仕切り板を開ける。即ち、人によって商品（食品容器）を顧客取出口機構の内部ステージに置き、それから本機の対象物移動システムが取出口から商品を取得し、ラックに置いたり、または積んだりすることで、商品入れ過程が完成する。本機の顧客取出口機構における電動扉は通常販売機のケースにおける大型可動扉に取って代わり、対象物移動システムのロボットハンドによるピックアップは人によって商品をラックに置くことに取って代わる。補充者はは一種類の商品を入力するたびに、機内のコンピュータに補充した商品の種類と数量などの情報を送信する（または、自動販売機は食品容器に記載のバーコードを自動的スキャンし、関係情報を自動的取得する）。コンピュータは機内の複数の顧客取出口機構が交代で電動扉を開けるよう制御する。補充者がそのうちのひとつの顧客取出口機構経由で商品を補充した時には、図５に示すように、電動前扉（５）が開き、電動後扉（３）が閉まる。その時に、補充者は商品を入れた後、コンピュータにどこの取出口からどんな種類の商品をピックアップすることができるかなどの情報をコンピュータに送信してから、電動前扉が閉まり、電動後扉が開き、本機の対象物移動システムのロボットハンドが商品を取り始める。ロボットハンドが商品を取った後、電動前扉がもう一度開き、電動後扉が閉まり、コンピュータが送信して補充者に当該商品入れが完成した情報を伝える。ロボットハンドは商品を対応するラックの位置に置いてから、当該過程を繰り返す。

保存方式

本機は食品を前記低温室のラックに置き、自動的除霜を実施しやすいため、その冷凍方式（空気循環システム）は風冷を採用する。通常の急速冷凍食品を保存する密封式冷蔵庫と同じように、食品が通常零下−１８℃以下に置かれ、且つ食品を１人前毎に一つの使い捨て食品容器に密封し、それによって環境空気と隔離し、食品の水分を保つ。図９に示したとおり、本機が食品を保存する時に、その他の販売機と違う保存方式は、食品容器が積み木のようにロボットハンドにて積まれることであり、食品容器を並べて段積みする方式は以下のとおりである。

１：食品容器の左右に一定の間隔をとり、その目的はグリップが食品容器の両側に入り込んで容器を掴むことができるためであり、その間隔が片側のグリップの幅よりやや大きい。
２：上下に直接段積みし、それによって空間を節約してさらに多くな容器を置くことができ、それに容器シェルを支持物とし、ラックの機構を簡素化にし、コストを削減することができる。
３：前後に高さの違う積み段にする。図９は前後の高さが同じである場合を示しているが、実践中では、対象物移動システムのロボットハンドに近い段積み高さがロボットハンドと離れた位置にある段積み高さより高いはずである。対象物移動システムのロボットハンドは伸縮機構（図１０−４に示したとおり）を有し、且つ一定の高さも有し、伸縮機構の高さがロボットハンドより高く、ラックに入り込んだ深さが一定の深さより深くなった時に、伸縮機構自体もラック内に入り込み、空間上に上部のラック板に制限されることになる。従って、伸縮機構が上部のラック板に当たらないようにするため、ロボットハンドはロボットハンドと離れた位置にある積み段の上部空間に触れることができず、このためその積み段数はロボットハンドに近い積み段数より少なくする必要がある。

食品の製造販売方式

コンピュータが顧客からの購買指令を受信した後、対象物移動システムのロボットハンドはラックから対応する食品容器をピックアップし、順番に低温室の各食品処理設備に入れて処理する。食品容器を入れたりまたは取り出したりした時に、設備の電動扉はロボットハンドの入れ出しに応じて開き、ロボットハンドが離れた時に閉まる。設備の作動時に、電気扉も閉鎖状態となる。処理完成後、食品処理設備の電動扉が開き、ロボットハンドは食品容器を取り出す。その後、取出口の内側電動扉が開き、ロボットハンドは食品容器を顧客取出口機構にいれてそこから離れた後、取出口の内側電動扉が閉まるが、外側電動扉が開く。コンピュータはセンサによって顧客が食品容器を既に取り出した情報を受信した後、外側電動扉が閉まり、取引が完成する。その過程に、空気循環システムは前記に記載したとおりで、絶えず高湿高温空気を排出する操作を実施する。

特定実施例
対象物移動システムは数種類の形態を有する。以下は食品容器の固定方式と対象物移動システムの機構によって五つの特定実施例を提出し、それらが上記通例との違いも説明する。

最適な実施例としての溝付グリップ自動販売機：
この自動販売機の機構はその他の部分が上記通例と完全に同一であるが、食品容器にマッチできる特定形状を有する溝付板とグリップを用いる。この機構は制御ソフトへの要求が比較的低く、特に自動販売機が移動する可能性のある場所に適用する。

この自動販売機は溝付板を用いる。その溝付板はビニールシートを使ってバキューム成型という簡単な加工によって、または薄いブリキの押し抜きによって簡単に大量に生産できる。図１１に示すように、この溝付板はその寸法がラックの支持枠（１）にマッチし、且つフランジ（２）を有してラックに直接嵌合することができ、板に前後方向に延びるストライプ付溝（３）を有してそれによって薄板の支持力を補強する。最も重要なのは溝（４）を有することにあり、その溝の深さが比較的浅く、食品容器を固定するのに用いる。溝の形状は食品容器の底部形状にマッチする。溝は数段（階段式溝）を有すればよく、それによっていくつか寸法の異なる食品容器を支持する。その溝付板は一定の間隔を取りながらラックの各段にならべる支持枠に固定的置かれる。溝付板は主にラックに用いるが、低温室設備に置くこともできる。ただし、低温室設備における食品処理設備の内部は食品処理過程に比較的高い温度になるので、耐高温材を採用する必要がある。また、金属と押し抜き技術によって溝付板を生産すると、そのような面積の大きい変形溝を生産するコストが比較的高い。その場合、寸法の同じ環状突起（火山口の環状山脈みたいな形状）によって同じ機能を実現すれば良い。

この自動販売機はまたグリップを用いる。グリップは水平式機械的グリップであり、肉厚の薄い、または強度の低い食品容器を掴むことに適用する。そのグリップは一定の形状を有し、即ちグリップが食品容器側から両端に向かって二つのグリップの真ん中に位置する食品容器を掴む。また上下に一定の間隔を取りながら寸法の異なる複数のグリップを置くこともでき、即ち、グリップは一定の間隔を取りながら段積みし、下段におけるグリップの両端の距離がやや広く、上段の距離がやや狭く、それによって、一つのロボットハンドに同時に寸法の異なる複数のグリップを付け、寸法と外形の異なる食品容器を掴むことができるようになる。センサは一番下段のグリップに付けるだけで十分である。フリップの掴む力はステッピング／サーボモーターの減速によって発生し、掴む距離または強さを正確に制御することができる。グリップの形状は食品容器の外形に応じていくつかの選択肢を有し、円形でも良いし、正方形でも良いし、または複合形状でも良い。良く見かける外部横壁にテーパーが付いてふちが広くてフランジを有する碗状使い捨て食品容器の例として、図１２の正面断面図に示すように、グリップは寸法の違う二種類の容器を掴むことができ、左側（１）が小型容器を掴む状況で、右側（２）が大型容器を掴む状況で、グリップの左右両側にそれぞれ二段（或いは二段以上）の段数を有し、上部グリップ（４）が寸法の比較的小さい容器（６）を掴むのに用いられ、下部グリップ（５）が寸法の比較的大きい容器（７）を掴むのに用いられる。グリップの内側は食品容器に合わせるため、全部テーパーが付くいた円柱形であり、且つ突起も有してそれによってフランジ付溝（８）に嵌合する。

光学システムと平板ラックを用い、光学システムと対象物移動システムとを結合する特定実施例
この特定実施例では光学システムが上記特定実施例の溝付板の代わりに用いられる。ここで光学システムを使用する理由は以下のとおりである。機械の振動、顧客が自動販売機を叩くこと、自動販売機が運搬されること、突然停電、ある原因による機械的誤差等で、食品容器の位置ずれを引き起こす可能性が大きい。そうすると、上記最適実施例に記載の自動的フィードバックがなく固定的軌道に沿って運動する対象物移動システムにとって、不意に食品容器を押したり、または倒したりする可能性がある。それによって後続の一連の操作が全部めちゃくちゃになる。その場合に、人による遠隔サポートによって解決することができるかもしれないが、安定性が足りない。従って、光学システムを導入して食品容器をポジショニングすることによってシステムの安定性を補強する事を図る。

光学システムはカメラと複数の近距離赤外線反射式センサを含む。光学システムの具体的機構は以下のとおりである。

カメラは記録計内の画像を撮影し、画像の識別によって、食品の情報と位置の情報を取得することができる。例えば、商品容器に印刷したバーコードを取得し、取出装置を食品容器の位置に合わせる等である。

赤外線反射式センサは食品容器の位置情報を正確に取得するのに用いる。赤外線反射式センサは異なる位置に配置され、且つ異なる方向に向き、多方向から食品容器とセンサとの距離情報を取得することができる。光学システムと食品容器との相対位置の変化に応じて、赤外線の反射量も変わるし、且つセンサに通す電流も変わり、電流変化の極値を検出すること、または複数のセンサ電流を比較することによって、食品容器の相対位置に関する正確情報を取得することができる。

光学システムは対象物移動システムと連動する。グリップは複数の赤外線反射式センサを有し、赤外線の反射量の変化によって食品容器とセンサとの相対距離の変化を監視測定することができ、それによってある方向において食品容器の対象物移動システムに対する正確な相対座標を取得することができる。グリップにおけるセンサは通常に下部グリップの上部表面に位置し、二段のグリップの間にある。

赤外線センサは不対称に前向き・横向きに配置する方式を採用する。図１３に示すとおり、１は前向きセンサａ、２は内側センサｂ、３は内側センサｃ、４は内側センサｄ、５は前向きセンサｅ、６はカメラ、７はグリップ、８はグリップの関節、９はグリップの機械部、１０はセンサ拡大図、１１はセンサの固定シェル、１２は反射式赤外線センサ、１３は正対反射、１４は非正対反射である。具体的作動方式と過程は以下のとおりである。

１：対象物移動システムのロボットハンドはあらかじめ設定した座標に移動し、カメラは食品容器を撮影し、コンピュータは撮影した画像を識別した上で、食品容器の大まかな座標を取得する。
２：対象物移動システムのロボットハンドは食品容器を掴む前に、まず取り出そうとする食品容器の大まかな座標の真正面よりやや左または右にずれる位置に移動し、グリップをしっかりと閉める。
３：前向きセンサａが作動し始め、ロボットハンドがまず運動エリアで横向きの平行移動を行い（左から右へ、または右から左へ、上記の具体的な位置ずれ方位に応じて決める）、その時、グリップが食品容器と接触することはないが、左右移動が前向きセンサａと食品容器との距離を変更させる。図１３の１３／１４に示すように、非正対反射に比べ、前向きセンサａが真正面から食品容器に正対した場合だけ、赤外線の反射量が一番大きく、即ち赤外線センサに通した電流が一番大きい。コンピュータは対象物移動システムの移動過程に電流をリアルタイムに監視測定し、それにセンサに通した電流が最大値／極値／閾値になった時の対象物移動システムの座標、即ち、当該センサが真正面から食品容器に正対した時の横座標を記録する。それらの座標によって食品容器と取出装置との相対横座標を取得することができ、それによって対象物移動システムのロボットハンドを食品容器に正対させることができる。コンピュータが電流変化の情報を取得した後、前向きセンサａは作動を停止する。
４：ロボットハンドが食品容器に正対し、コンピュータは食品容器の標準サイズによって、ロボットハンドを広げるよう制御し、グリップの内側空間を食品容器の寸法よりやや大きくさせ、それによってグリップは食品容器に触れないまま、前に入り込む事が出来るようになる。
５：内側センサｂが起動し、それからラック内／食品容器の周りに入り込む。当該センサはグリップが横から食品容器に正対した時に、赤外線反射量が一番大きく、即ち赤外線センサに通した電流が一番大きい。コンピュータは対象物移動システムの移動過程に電流をリアルタイムに監視測定し、それにセンサに通した電流が最大値／極値／閾値になった時の対象物移動システムの座標、即ち、当該センサが横から食品容器に正対した時の縦座標を記録する。それらの座標によって食品容器と取出装置との相対縦座標を取得することができ、それによって対象物移動システムを縦方向から食品容器に正対させることができる。コンピュータが電流変化の情報を取得した後、内側センサｂは作動を停止する。
６：赤外線センサｃ／ｄ／ｅは複数の機能を有する。一つ目はａｂという二つのセンサが取得した情報を重み付き判断方法によって確認した上で修正し、食品容器での印刷、しわ、汚れが反射式赤外線センサに対する妨害を減らすことである。二つ目は円形ではない食品容器、例えば円弧の付かない長方形食品容器の座標をより正確に取得することである。具体的原理は以下のとおりである。ロボットハンドのグリップが食品容器を囲う位置または食品容器がグリップの真ん中に入る位置、即ち、センサａ／ｂの情報によって生成した食品容器の座標に移動して食品容器を掴もうとする時、ｃ／ｄセンサの電流は同等でまたは大差がないはずである。ｃ／ｄ電流を比較し、且つセンサａの情報をまとめることによって、コンピュータは左右のグリップが食品容器に対する距離が分かり、且つロボットハンドの横座標を調整する。センサｅと閾値を比較し、またセンサｂの情報をまとめることによって、コンピュータは左右グリップが食品容器に対する距離が分かり、且つロボットハンドの縦座標を調整する。
７：取出動作では、グリップは食品容器の寸法まで縮まり、食品容器を掴む。対象物移動システムは前後運動を行い、それによってグリップが縮まった時にグリップ中心の座標の変化を補う。グリップは食品容器を掴んだ後、まず食品容器の高さをやや高め、食品容器を底部の支持物から脱離させ、それからロボットハンドが縮まり、食品容器のピックアップが完成する。

以下では、赤外線センサを左右対称に斜め向きに設置する方式を挙げる（最終的な配置方式は二つの設置方式のいずれか一つ、或いはその混在方式、或いはその一部である）。図１４に示すとおり、１は前向きセンサａ、２は内側センサｂ、３は内側センサｃ、４はカメラ、５はグリップ、６はグリップの関節、７はグリップの機械部、８はセンサ拡大図、９は正対反射、１０は非正対反射である。その具体的な作動方式と過程は上記設置方式と似ているが、その違うところが以下のとおりである。

１：前後の正確な調整。ロボットハンドが食品容器の前方に横向きに移動する場合、前向きセンサａに通した電流が左側の対称部位におけるセンサに通した電流と同じである場合（即ち、両者の絶対偏差値がある閾値以下である場合）、または両者の絶対偏差値が最小である場合に、ロボットハンドは真正面から食品容器の真ん中に合わせる事になる。
２：センサに通した電流の大きさを比較する場合、同じ距離では二つのセンサからフィードバックされた電流が異なると、コンピュータは機械設備を調整する時に修正を行い、計算パラメーターを調整する必要がある。
３：左右の正確な調整。ロボットハンドが食品容器の両側に縦向きに移動する場合、前向きセンサａに通した電流、またはその左側の対称部位におけるセンサに通した電流が最大値になる場合に、ロボットハンドは斜めに食品容器に合わせる事になる。その後、コンピュータは縦向きに合わせる座標を計算し、それをグリップ中央部と左右に合わせる。
４：最終調整。食品容器が大体グリップの中央部に位置した時、内側センサｂ／ｃとその左側の対称部位におけるセンサは、妨害を無くし、調整と修正の役割を果たす。四つのセンサに通した電流が全部同じになった時、食品容器はグリップの真ん中に位置するようになる。コンピュータはそれによってロボットハンドの座標を調整する。

クラスプ式ハンドを用いる平板式ラックの機構を有する特定実施例
比較的高い強度を有する食品容器に適用するフロントクラスプ式ロボットハンドであって、その機構と制御がさらに簡単である。ただし、食品容器を一段しか積むことができず、段積みしてはいけない。従って、より多くのラック段数が必要となる。図１５に示すとおり（水平断面）、１は容器、２は容器のフランジや溝、３はグリップの可動部、上部、４は弾性素子、５は回転軸、６はグリップの動力装置、７はロボットパーム・アーム、８はグリップの固定部、下部、９は上向きセンサ／フランジセンサ、１０はカメラ、１１は前向きセンサである。

フロントクラスプ式ハンドはその掴む方式が容器の前端だけで食品容器を掴み、そのグリップが容器前端のフランジと溝を掴み、且つ食品容器の前端に当たり、食品容器に縁が上向きとなる状態を維持させる。その機構については、グリップは二部分に分けてそれぞれ上下に設置し、上部は可動でき上から容器のフランジと溝をしっかり掴むことができ、下部は固定部であり、その形状が容器のフランジと溝に嵌合することができ、且つ容器前端の下半部に当たることができ、その形状も容器前端下半部に合わせられる。本発明において、グリップ動力部に関する方案の一つは弾性素子によって掴む力を提供し、電磁石／空圧素子によって広げる動力を提供する方案である。グリップにも同じように反射式赤外線センサとカメラが設置され、それらがグリップの下部に設置される。グリップの具体的な作動方式と過程は以下のとおりである。

１：対象物移動システムのロボットハンドをあらかじめ設定した座標に移動し、カメラが食品容器を撮影し、コンピュータは撮影した画像を識別した上で、食品容器の大まかな座標を取得する。
２：対象物移動システムのロボットハンドは食品容器を掴む前に、まず取り出そうとする食品容器の大まかな座標の真正面に移動する。
３：前向きセンサａが作動し始め、ロボットハンドがまず運動エリアで横向きの平行移動を行い、その時に、グリップが食品容器と接触させずに、左右移動が前向きセンサａと食品容器との距離を変更させる。上記に記載したように、図１３の１３／１４に示したように、非正対反射に比べ、前向きセンサａが真正面から食品容器に正対した場合だけ、赤外線の反射量が一番大きく、即ち赤外線センサに通した電流が一番大きい。コンピュータは対象物移動システムの移動過程に電流をリアルタイムに監視測定し、それにセンサに通した電流が最大値／極値／閾値になった時の対象物移動システムの座標、即ち、当該センサが真正面から食品容器に正対した時の横座標を記録する。その座標によって食品容器と取出装置との相対横座標を取得することができ、それによって対象物移動システムのロボットハンドを食品容器に正対させることができる。コンピュータが電流変化の情報を取得した後、前向きセンサａは作動を停止する。
４：ロボットハンドはまず運動エリアで横向きの平行移動を行い、前向きセンサａが作動し始め、上下移動が前向きセンサａと食品容器との距離を変更させる。コンピュータは対象物移動システムの移動過程に電流をリアルタイムに監視測定し、それにその波形を記録し、それからその波形と極値によってフランジの縦座標を取得することができ、それによって対象物移動システムのロボットハンドのグリップ下端に容器のフランジや溝の位置を正確に計算させる。
５：コンピュータが電流変化の情報を取得した後、前向きセンサａは作動を止める。コンピュータはグリップがゆっくりと前に進めるよう制御し、その時に、グリップ上部が広げられる。前進過程にて、食品容器のフランジがフランジセンサの信号を妨害した時に、コンピュータはフランジの座標が前・後の上部にあると認識し、グリップ上部を閉めて電気を止める。ロボットハンドは食品容器のフランジに嵌合する。
６：取出動作では、コンピュータはグリップが容器のフランジや溝に嵌合してしっかり掴むよう制御する。ゆっくりと一定の距離になるまで上げ、食品容器を底部の支持物から脱離させ、それからロボットハンドが縮まり、食品容器のピックアップが完成する。

ある特定実施例では伸縮トレーに合わせるフック付押しハンド及びストライプを有する平板式ラックを用いる機構とする。
フック付押しハンドは実質上、水平移動する異型枠（鉄環）である。その設計機構はロボットハンドという複雑な部品を省き、食品容器の形状に対する要求が低く、より高い食品保存密度を達成できるが、食品容器を一段だけ置くことができ、段積みができないので、より多くのラック段数が必要となる。また、その機構が扁平な食品容器にふさわしいが、高くて狭い形状の容器には適用されない。

フック付押しハンドの機構は図１６に示すとおりであり、それは水平移動する異型枠（鉄環）である。そのフック付押しハンドは支持取っ手（５）を有し、それによってフック付押しハンド全体を支持し、取っ手の底部に複数の光学設備（６）を有し、カメラと赤外線センサを含む。そのフィードバック原理は上記最適実施例に記載の類似部分と同一である。中央部にテーパ付円形食品容器、即ちよく見かける使い捨て食品容器を有し、食品容器は最大外縁（３）、下部プッシュプル外縁（４）を有する。解釈する必要なのは食品容器の形状が円形だけと限らず、ここで説明するために円形を例として挙げたが、実際に最も重要なのは寸法の違う二つの外縁である。そのフック付押しハンドの作動原理とステップは以下のとおりである。プッシュプルハンドの枠（２）は食品容器の最大外縁（３）よりやや大きく、プッシュプルハンドの小型リング（１）は食品容器下部のプッシュプル外縁（４）にマッチすることができる。そのフック付押しハンドの作動原理とステップは以下のとおりである。フック付押しハンドは食品容器の真上に移動し、食品容器とラック上段板との隙間に入った後、やや下がり、センサによって食品容器の大体な位置を確定する。それから下がり、枠が食品容器の蓋における突起縁に付け、蓋の突起縁の直径がフック付押しハンドの枠より相当小さいため、その時はまだ食品容器に触れない。フック付押しハンドは移出方向に向いて食品容器の蓋の突起縁を押し、即ち食品容器を押したりまたは引っ張りしたりし、食品容器を直前の食品容器との間に、フック付押しハンドが入り込む時にこの二つの隣接の食品容器に触れて倒させることを十分防止できる間隔を取り、それから、フック付押しハンドはその間隔に入り込み、食品容器の下部につくまで下がり、食品容器を押したり引っ張りしたりする。フック付押しハンドの内縁の形状と寸法は確定しているため、ロボットハンドの座標によって押したり引っ張りしたりする食品容器の位置を計算することができる。

上記の構成にふさわしいのは以下のように間隔ストライプを有する二種類のラック層板である。図１７に示すとおり、食品容器（１）は間隔ストライプ（４）に仕切られる。間隔ストライプ（４）はその向きが食品容器の出し入れ方向と同じで、食品容器を分けて一つの方向に沿って食品容器を固定するのに用いられ、その幅が食品容器底部の幅と同じである。出口に突起部（２）を有し、それは緩やかな間隔ストライプであり、食品容器がある原因で落下することを防止し、且つ食品容器がこの位置に移動した時にやや傾くようになり、伸縮トレーがその底部に挿入しやすくなる。

ラック層板の間隔ストライプは前後プッシュプル式機構（３）を有する以外、逆Ｌ軌道プッシュプル式機構（５）も有する。逆Ｌ軌道プッシュプル式機構（５）は横向きの間隔ストライプを有する。

伸縮トレーは、フック付押しハンドの下方に位置し、高さがフック付押しハンドに対して固定され、フック付押しハンドに対して前後に伸縮して移動できる水平薄いヘラであって、その両側の縁に食品容器の底部寸法と同じである前後に伸びる間隔ストライプを有し、食品容器が横向きに脱出することを防止できる。また、それは微小な角度で前下方へ傾く。フック付押しハンドとの組合せにより、食品容器の前半部が突起部（２）を通した時に、前に傾いて食品容器の底部に挿し込んだり、またはラックの出口に食品容器を受けたりすることができる。その機能は食品容器を受けることである。その伸縮トレーの伸縮長さはスッテピング、サーボまたは交流同期減速モーターによって制御される。

ピックアップリールで集中した容器（または包装）をピックアップして段積みする特定実施例
ある食品容器は小さく、その中の食品が少なく、ある食品容器は扁平な形であり、ある食品容器は数が多く、ある食品容器は異型な機構を有し、ある食品容器はフレキシブルパッケージであり、商品入れする時、それらを一つずつ入れると、相当時間がかかるので、商品入れの便宜を図るため、以下の設計が出された。

図１８に示すとおり、その機構に使用する容器は特製の大きいサイズの引き出し式保存運搬容器（２）であり、そのうちに大量の一段または数段の小型食品容器（１）を有し、保存運搬容器（２）の底部または底面にラックにマッチする機構を有し、直接ラックの横梁に置いても前後にずれず、ラックの横梁における位置決め用掴みブロックにマッチして左右に移動せず、即ち簡単に位置ずれしなく、固定状態を維持することができる。引き出し式保存運搬容器の底部は小型食品容器の保存に用いる溝を有し、小型食品容器の底部形状にマッチする。引き出し式保存運搬容器（２）はまた取っ手（４）を有し、下記に説明しようとする対象物移動システムにおけるロボットハンドの逆フォークフックに嵌合させて下向きの円錐ラッパ状過渡的開口部を有する円柱状挿し込み溝である。また、対処物移動システムに位置決めと座標調整を実施しやすくするための光学マーク（３）を有する。

図１９に示すとおり、上記引き出し式保存運搬容器は特定のフォークフック付ハンド（２）に合わせて使用される。そのフォークフック付ハンドは上向きのフォークフック（３）を有し、引き出し式保存運搬容器の取っ手に挿し込み、機械システムの移動に伴って引き出し式保存運搬容器を運搬することができる。また、薄いヘラ（５）とプッシュプルリング（４）も有する。プッシュプルリング（４）は機械（１）に押されて移動し、薄いヘラ（５）の範囲から伸長したりまたはその範囲に収縮することができる。プッシュプルリングより小さい容器をステージに置き、且つ当該容器の寸法とサイズが既に分かった場合に、プッシュプルリングが伸びると、容器の上方から食品容器に付け、且つ縮まると、食品容器を引っ張りして薄いヘラ（５）の範囲に入らせてまたは食品容器を押してその範囲から出させることができる。プッシュプルリングは固定的形状を有するため、それが伸びて小型食品容器に付けられた時に、プッシュプルリングを前後左右に移動することによって、小型食品容器の位置を合わせることができる。ここで食品容器の底部と薄いヘラには過渡的に斜めの縁を有することがこのましく、それによって上述の引っ張りしたり押したりする操作を実施しやすくなる。

図２０に示すとおり、上記フォークフック付ハンドに合わせられるものは、さらに引き出し式保存運搬容器から小型食品容器を掴むための４爪ピックアップリールも有する。

上記フォークフック付ハンドは引き出し式保存運搬容器を掴み、引き出し式保存運搬容器を光学センサ（３）の下に移動させる。コンピュータが光学情報を分析した上で、引き出し式保存運搬容器内部におけるいずれか一つの食品容器の位置を決めた後、フォークフック付ハンドは引き出し式保存運搬容器を移動し、当該小型食品容器を４爪ピックアップリールに合わせる。４爪ピックアップリールは固定的長柄（１）を有し、その長さによって引き出し式保存運搬容器のシェルに触れないまま、引き出し式保存運搬容器に入り込んで食品容器を掴むことができる。４爪ピックアップリールの下部に４つのグリップチップ（２）を有し、グリップチップは食品容器のフランジを引っ掛けるための逆フックを有する。対象物移動システムが小型食品容器を真ん中に合わせ、引き出し式保存運搬容器を上げた後、４爪ピックアップリールは引き出し式保存運搬容器に入り込んで小型食品容器（４）を掴む。それから対象物移動システムが下がり、引き出し式保存運搬容器を元に位置に戻す。その次に、上記図１９に記載の薄いヘラとプッシュプルリングを利用し、薄いヘラとプッシュプルリングを掴まれた小型食品容器の真ん中に合わせ、且つ小型食品容器を支持することができる位置まで上げた時に、４爪ピックアップリールを緩め、小型食品容器を完全に薄いヘラに置く。それから、フォークフック付ハンドはその他の設備に移動し、小型食品容器をその設備に渡して処理させる。

また、ピックアップリールは負圧吸盤の方式を採用することができ、それによって扁平なフレキシブルパッケージを有する食品をピックアップしやすくなる。

食品処理設備は数種類の形態を有し、調理設備が食品を調理することができ（例えば、マイクロ波による加熱装置、電気コンロ、高温空気／水蒸気ノズル、電熱焼き鉄板、食品予熱装置、超音波混合装置等）、調合設備が食品成分または食品容器の機構を変更することができ（冷水熱水注射装置、固体液体または乳化液状の調味料の押出設備、食品容器の蓋用刺し込み設備、食品容器の蓋用開閉設備等）、また上記各装置の組み合わせでも良い。

以下は食品処理設備について、八つの特定実施によって説明しするものであり、調理済み食品自動販売機、マイクロ波式麺類自動販売機、薄焼きパンケーキ自動販売機、揚げ物・バーベキュー自動販売機、注射処理式麺類自動販売機、パン類自動販売機、インスタントアートドリンク自動販売機、野菜・果物混合ジュース自動販売機を含む。

調理済み食品自動販売機
その設計機構が以下のとおりである。複数の顧客取出口機構を有し、その食品処理設備は複数のマイクロ波設備を含み、その食品処理設備はまた複数の保温予熱設備も含み、その食品処理設備はまた食品容器差し込み設備を含む。食品容器はマイクロ波に適用する材料、例えばｐｐプラスチック等を採用する。その他の機構は本発明の汎用部分と同じである。

調理済み食品自動販売機の食品容器の注射式食品処理機構はストローの大きさと同じような垂直なステンレス刺込管または同じ大きさのステンレスＬ字形材である。その針部は刺込管の底部に位置し、斜面の形にして底部が尖っていて食品容器に刺し込むことができる。刺込管は固定的に設置されても良いし、下向き可動部品（例えば電磁石等）に設置されても良い。刺込管が固定された後、食品容器を上に移動することによって食品容器に刺し込むことができる。刺込管が可動部品に設置された時に、可動部品を下に移動することによって食品容器に刺し込むことができる。当該食品処理設備は熱量を生成しないため、ケースと電動扉はいらない。

調理済み食品自動販売機の保温予熱設備は、食品を予熱してまたは処理済み食品を保温するための食品処理設備であり、そのシェルがその他の食品処理設備と同じように保温シェル、電動扉、空気循環配管によって構成され、その内部に発熱部品（例えば、レジスタンスワイヤ、電気加熱管、赤外線放射管）と温度センサを有し、内部の空気温度を制御することができる。

調理済み食品自動販売機の作動方式の特徴は以下のとおりである。食品の製造販売過程では、対象物移動システムのロボットハンドが食品を掴んだ時に、ロボットハンドのグリップはまず刺し込み設備、即ち刺込管の底部に移動させ、刺込管を食品容器の蓋における刺し込まれる必要な溝に合わせる（溝は通常に蓋の真ん中に位置する）。それからロボットハンドがゆっくりと上がってまたは刺込管が下がり、刺込管を食品容器に刺し込ませる。容器に刺し込んだ後、ロボットハンドが下がって容器を針部付管から離脱させ、最後にロボットハンドが収縮して運動エリアに戻る。上記の手順を完成させて初めてロボットは食品容器をその他の設備に渡して処理させ、顧客に販売する。顧客の待ち時間を短縮するため、販売ピークが来る前に、またはマイクロ波設備が作動して且つ対象物移動システムのロボットが作動しない時に、一定数量の処理済み食品を準備する。食品容器を予熱保温設備に入れて予熱し、その後マイクロ波設備に入れて加熱した上で、もう一度予熱保温設備に戻し、それによって顧客に待たせずいつでも販売できるようになる。

マイクロ波式麺類自動販売機
その設計機構が以下のとおりである。複数の顧客取出口機構を有し、その食品処理設備は冷水熱水注入設備及び対応する冷水熱水保温配管、複数のマイクロ波設備を含む。その常温ケース内に貯水システムと冷水熱水供給システムを有する。その食品容器はマイクロ波に適用する材料を用いる。その他の機構は本発明の汎用部分と同じである。具体的は以下のとおりである。

「マイクロ波式麺類自動販売機」の冷水熱水注入設備は、その外部がその他の食品処理設備と類似し、全て電動扉及び空気循環システムと連通する保温ケースを持つ。その内側チャンバは図２１に示すとおりであり、垂直な管状熱水注射器（５）を有し、下端が尖っていて食品容器に刺し込むことができ、他端が保温配管（３）経由で熱水システムと連通する。保温配管内に電熱線と感温装置を有し、それによって配管内の液体は長期間に静置しても凍結しなく、且つ一定の温度を保つことができる。熱水注射器の上端も電熱線と感温装置が巻かれ、それによって注射器内の液体を凍結することを防止する、即ち恒温器（４）である。熱水供給システムの飲用水ポンプに電気を通して作動する時に、熱水注射器から熱水が噴き出すが、排気管（６）が熱水注射過程の高温高湿空気を排出できる。冷水注射器（７）は飲用冷水を注入することができる。［揚げ物・バーベキュー自動販売機］の高温空気注入蓄熱式電気オーブン設備と同じ機構に似たようなステージ（２）及びその昇降装置（１）を有し、ステージの作動方式と効果も同じで、注射器を食品容器に刺し込ませたり、食品容器から抜き出させたりすることができる。

マイクロ波式麺類自動販売機の貯水と冷水熱水供給システムは、よく見かける配管の熱水タンクシステムやウォーターサーバー用ボトルウォーターシステムと類似する。

マイクロ波式麺類自動販売機の作動方式の特徴は以下のとおりである。零下２０℃に近い温度で保存している急速凍結乾燥ラーメン、肉、野菜、調味料等の食品を冷水熱水注入設備に入れ、ステージを昇降ることによって注射器を食品容器に刺し込ませ、一定量の沸点に近い熱水をいれ、その時に、食品容器内の温度が保存温度と熱水温度の中間的な温度になり、その後、ステージが下がって食品容器を抜き出し、ロボットハンドが食品容器を取り出してマイクロ波設備に入れて沸点に近づくまで加熱した後、顧客に販売する。または暫く静置して熱水の高温で殺菌した後、冷水を注入して人体が受けられる温度になるまで冷却した後、顧客に販売する。

薄焼きパンケーキ自動販売機
その特徴は食品容器の形状、及び、焼き物や揚げ物用コンロ食品処理設備の機構にある。図２２に示すとおり、パンケーキ（６）に適用する食品容器（５）は外形がさらに扁平であり、且つその蓋の中心に面積の大きい（パンケーキより大きい）平面溝を有し、蓋を閉めた時に、蓋の中心と容器底部との高さがちょうどパンケーキの高さよりやや高く、パンケーキを容器に入れた後、上下の表面を食品容器にくっ付けることができる。パンケーキに合わせ、食品容器は底部に環状凹凸溝（８）を有する。食品容器の底部は円形、方形、梅花状、星状等の形状を有する凹凸溝に設計されることもでき、それによってパンケーキを除く、それ以外の形状を有する食品が作れる。食品容器は焼き物や揚げ物に適用する材料（例えば、コーティング付アルミ箔）を採用する。焼き物や揚げ物用コンロ食品処理設備はそのシェルがその他食品処理設備と同じであり、その内側チャンバが上記マイクロ波麺類自動販売機の高温空気注入蓄熱式電気オープン設備と同じであり、類似の機構のステージ（２）及び引き上げ装置（１）を有し、また上下の２つの発熱平板（４）（２）も有し、食品を処理した時に、ステージが上がり、排気刺込管（７）がパンケーキ周辺の隙間から容器に刺し込まれ、２つの平板が食品容器をしっかりと掴み、それから平板が発熱して、その熱量が食品容器に伝熱されてパンケーキを処理する。加熱過程に生成した排気は排気刺込管から排出される。処理完成後、ステージが下がって元の位置に戻し、対象物移動システムのロボットハンドが食品を取り出し、その他設備に渡して処理させる。

揚げ物・バーベキュー自動販売機
その作動原理は、注入式高温空気揚げ物自動販売機とも言え、その設計機構は以下のとおりである。複数の顧客取出口機構を有し、その食品処理設備は複数の電気オーブン設備を含み、その食品処理設備はまた複数の予熱保温設備も含む。その電気オーブン設備は本機向け設計した高温空気注入蓄熱式電気オーブンを採用する。その食品容器はバーベキューに適用する材料、例えばアルミ箔等を用いる。その他の機構は本発明の汎用部分と同じである。

揚げ物・バーベキュー自動販売機の高温空気注入蓄熱式電気オーブン設備は、そのシェルがその他の食品処理設備と同じように保温シェル、電動扉、空気循環配管から構成され、その内側チャンバが昇降装置付ステージと上部高温空気注射機から構成される（図２３に示すとおり、１、発熱蓄熱装置、２、空気循環加熱機構、３、食品注射処理エリア、４、可動ステージ、５、発熱素子、６、耐高温断熱層、７、蓄熱材料及び気流通路、８、発熱蓄熱エリア温度センサ、９、設備放熱外部空気入口、１０、調理外部空気入口とバルブ、１１、調理外部空気出口及びバルブ、１２、食品処理エリア排気口、１３、食品処理エリア温度センサ、１４、設備放熱外部空気出口、１５、設備室温度センサ、１６、耐高温保温配管、１７、噴気温度センサ、噴気バルブ、１８、吸気温度センサ、吸気バルブ、１９、熱水配管、２０、主動バルブ、２１、受動バルブ、２２、メインエアポンプ、２３、高温空気ノズル、２４、熱水注射器、２５、ステージ用昇降装置、２６、簡素化した機構）。高温空気注入蓄熱式電気オーブン設備は二セットの食品処理設備（容器蓋開閉設備と電気オーブン設備）に代替されることができるが、高温空気注入蓄熱式電気オーブン設備がその機能を実現するための最適方案であり、その機構と作動方式は具体的に言うと、以下のとおりである。

設備の電動扉が開き、当該設備が調理する前後、即ち、食品の処理が開始直前または完成直後の時に、可動ステージが底部に下がり、対象物移動システムのロボットハンドが食品容器を正確にステージに置いたり、またはステージから取り出したりする。

高温空気注射器は、発熱蓄熱装置（１）、高温空気動力システム（２）、食品注射処理エリア（３）から構成され、その高温空気ノズル（２３）は下部が尖っているスリーブを有する同心配管一本、または数本の中空配管から構成される。設備は当該部品によって食品容器に刺し込まれる。循環高温空気は当該部品によって食品容器の中に注入され、また当該部品によって食品容器から排出される。当該部品の上部は噴気／吸気温度センサ（１７）（１８）によって高温空気動力システムと接続し、通した高温空気または食品容器に注入した高温空気の温度を監視測定することができる。

空気循環加熱機構は、発熱蓄熱装置と連通する主動バルブ（２０）、受動バルブ（２１）、メインエアポンプ（２２）及び耐高温保温配管（１６）から構成され、メインエアポンプは循環高温空気に動力を提供して且つ二つの通路（発熱蓄熱エリアと食品容器エリア）における低温と高温空気を十分混合させる。主動バルブは電流の駆動によってバルブの開閉を制御できる装置であり、受動バルブは出入りした気圧に受動的バルブの開閉を制御される装置であり、機能上、主動バルブと受動バルブを代替できる。システムは主動バルブの開閉度合を制御することによって発熱蓄熱装置における高温空気の流量を制御する。

発熱蓄熱装置は、発熱素子（５）、耐高温断熱層（６）、蓄熱材料及び気流通路（７）と発熱蓄熱エリア温度センサ（８）から構成される。温度センサは高温空気の温度を測定し、コンピュータは発熱素子に電気を通して発熱した時の出力を制御し、温度が一定の範囲以内（食品処理温度より高い）に入るよう制御することができ、蓄熱材料は熱量を蓄えて安定的な空気温度を維持する効果を有する。それによって、オーブンは比較的高い瞬間的な食品処理出力を生成し、且つ比較的安定した電源の総出力を維持することができる。耐高温断熱層は複層の異なる耐高温保温材料によって構成され、内部の高温素子を良好に隔離することができ、その内部の熱量が入った空気によって持ち出される。

ステージ昇降システムは、可動ステージ（４）とステージ昇降装置（２５）を含み、食品容器を高温空気注射器と正確な相対運動させ、高温空気注射器を容器内に刺し込んだり抜いたりさせるのに用いる。もう一つの方式はステージが動かずに、高温空気注射器を動かすことによって食品容器に刺し込んだり食品容器から抜いたりするものである。

放熱システムについて、各メインエアポンプなどの装置を正常に作動させるため、外部空気を設備放熱外部空気入口（９）に入れて設備放熱外部空気出口（１４）から排出し、それによって設備の作動時に生成した熱量を持ち出して温度を室温以下に制御する。外部空気出口と入口配管の他端は全部常温室に位置し、且つそれぞれ送風機とバルブを有する。各設備が作動を止めて且つ設備室温度センサ（１５）に測定された温度が室温より低くなるまで、送風機がずっと作動しており、バルブがずっと開けられてそれによって放熱気流を維持させる。

食品処理設備の電動扉が開けられる時、または少しだけ開けた時に、空気循環システムは処理エリアの高温空気を加工エリアの排気口（１２）から排出し、食品処理エリアの温度センサ（１３）は温度がだんだん安定してきたと検出してから電動扉が初めて完全に開けられ、その際、高湿高温空気がほとんど排出される。

食品容器内部温度の調整
コンピュータが食品容器内部に通した高温空気の温度が低すぎると検出した時には、発熱蓄熱装置に通す空気の流量を大きくし、その上で食品容器内部に注入する空気の温度を向上させる。コンピュータは食品容器内部に通した空気の温度が高すぎると検出した時には、発熱蓄熱装置に通す空気の流量を減らす。食品容器内部の温度を素早く大幅に下げる必要がある場合（例えば、食品の処理が完成した後、食品を冷却する必要な場合）、コンピュータは調理外部空気入口（１０）と調理外部空気出口（１１）を開ければよく、その時に、その２つの通路の他端にあるバルブまたはエアポンプが開き、食品容器と空気配管内に残った高温空気／熱量が外部空気と交換して調理外部空気出口から排出され、食品容器内部を早く冷却させる。

保守方式
上記処理食品の高温空気には油煙が含まれ、耐高温保温配管（１６）の中の温度が比較的高いので、油煙は堆積することがない。油煙が調理外部空気出口（１１）の配管に入った時には、油煙温度がだんだん下がり、その時に、油煙が配管の中に凝縮する。従って、その問題を解決するため、配管に対して油煙を定期的に除く操作を実施する必要がある。ここで配管の耐高温保温層内には、温度制御装置が設けられる、即ち、金属導管の外側に電熱線／電熱装置及び温度センサ（過熱保護装置）が巻かれる。電熱線が発熱した時、一定の時間置きに、コンピュータは温度センサによって温度の変化を測定し、温度があらかじめ設定した値に達成した時に、電熱線が発熱を止め、それによって温度の制御と安全が確保される。電熱線に電気を通して発熱することによって配管内部温度を処理温度よりやや大きくさせ、元々金属管壁に凝縮した油煙が蒸発され、その時に、金属管壁の温度が比較的高いので、油煙が管壁に付着しない。油煙を排出した時、高温空気ノズルの噴気バルブ（１７）と吸気バルブ（１８）が閉まり、調理外部空気入口バルブ（１０）と調理外部空気出口バルブ（１１）が開き、メインエアポンプ（２２）が作動して空気を通して油煙を排出する。その時に、調理外部空気出口配管（１１）内の温度が比較的高いため、配管内に堆積した油煙は蒸発して排出される。調理外部空気出口配管（１１）が外部空間とつながる出口には、自動販売機外部の置き換え可能な油受け容器、室外排気管または油煙浄化器と連結するための継ぎ口を設けるべきであり、それによって凝縮した油煙が散らばらせてその他に設備に影響を及ぼすことを防止する。

安全性の考慮
電磁妨害によって不具合が発生した場合、違う材料によって食品容器を作った場合、プロセスが間違った場合、急に停電した場合、機械故障による過熱した場合を考慮する必要がある。その解決方法として、発熱蓄熱装置（１）に連結する全てのバルブを全部自動リセットする設計を採用する。即ち一旦停電すると、バルブが自動的で閉じる。もし、用いる容器が全て同じ材料で作られ、同じ融点を有する場合には、高温空気ノズル（２３）上部の噴気／吸気温度センサ（１７）（１８）の設置部位に過熱保護スイッチを付けるだけで十分である。そして、一旦過熱したら電流を止め、且つマスターコントロールコンピュータに通知する。もし用いる容器が数種類の材料と融点を有する場合では、上記措置によって最高の安全温度を制御する以外に、それぞれ独立した二セットの同一の温度感知制御システムを設置する必要があり、そのシステムがマスターコントロールコンピュータからのシリアルデータ指令を単独で受信することができるようにする。指令を受信した後、システムは短時間で電流スイッチをオンにしてからもう一度マスターコントロールコンピュータからのシリアルデーター指令を受信し、新しい指令がない場合には、電流が止められる。そのシステムの温度センサと電流スイッチは全部独立したものである。その二セットのシステムの内、いずれか一つのシステムが電流を止めると、当該設備の作動が停止される。それによって、ある予想以外の要素による設備のミス操作で食品容器が溶解させることを防止する。また、操作者がプラスチック容器を金属容器と間違え、自動販売機に間違った指令を送信することによって、プラスチック容器を違う温度で処理することを防止するため、さらに、食品容器を置かないままで機械が誤って処理操作を実施することを防止するため、可動ステージ（４）の中部に食品容器があるかどうかを判断するためのセンサ（例えば赤外線センサと電気容量近接センサ）及び金属であるかどうかを判断するためのセンサ（例えば、渦電流近接センサ）を設置することができる。

食品容器内部の湿度の調整方法は二種類がある。

１：食品容器を販売機に置く前に、食品容器内部の水分または食品表面の水分を制御することによって調整する。例えば、急速冷凍食品の表面に噴霧して食品表面または容器内表面に氷を凝結させることによって調理時の空気湿度を増やす。
２：熱水注入器（２４）によって一定量の沸点に近い熱水を容器の中に注入し、熱水が調理による高温空気と接触すると、湿度を調整することができる。熱水注射機は図に示したように本設備の付属装置とすることができる以外に、独立した設備にしても良い。即ち、熱水注入と高温空気注入という２つの過程を二セットの独立した設備でそれぞれ実施しても良いし、同時に実施しても良い。

低コストの簡素化した機構（２６）はで蓄熱機能が付いておらず、その内部の風路が保温層、送風機、発熱室、温度センサ、導管とノズルだけにより構成される。出力の制限がない場合、または同時に出力の大きな設備を数台起動する必要のない場合に適用する。

揚げ物・バーベキュー自動販売機の作動方式の特徴は以下のとおりである。
食品を製造販売する過程で、対象物移動システムのロボットハンドが食品容器を掴んだ後、ロボットハンドのグリップは食品容器をまず高温空気注入蓄熱式電気オーブン設備のステージに置き、食品容器をその注射器刺込管に正対させる。その時、メイン送風機が起動して短時間で作動し、配管内に堆積した排気を排出させる。それからステージがゆっくりと上がって刺込管を食品容器に刺し込まさせた後、設備が食品容器の中に温度が制御される高温空気を注入し、容器内の食品を焼いたり油で揚げたりする。油で揚げた時に、高温空気の循環速度及び食品表面に熱を受ける程度を高め、油脂を塗った食品表面に短時間で高温を維持させて油で揚げる効果を達成させる。調理完成後は、ステージが下がって元の位置に戻り、ロボットハンドは食品容器を取り出してその他設備に渡して処理された後に顧客に販売する。顧客の待ち時間を短縮するため、販売ピークが来る前に、またはマイクロ波設備が作動して且つ対象物移動システムのロボットが作動しない時に、一定数量の処理済み食品を準備する。食品容器を予熱保温設備に入れて予熱し、その後高温空気注入蓄熱式電気オーブン設備に入れて加熱した上で、もう一度予熱保温設備に戻し、それによって顧客に待たせずいつでも販売できるようになる。

揚げ物・バーベキュー自動販売機はバーベキューの機能を使わなければ、融点の比較的低い材料で食品容器を作っても良い。例えば、ご飯、麺類、野菜等の食品は水の沸点よりやや高い高温空気で加熱するだけで十分である。高温空気を十分食品と接触させるため、食品容器と食品を置く時に、よく見かける回転コンロで串焼きを作る方式と同じように食品を宙に浮いたまま置き、且つ食品を薄切りにしたりまたは細長く切ったりし、それによって食品の加熱時間を大幅に短縮することができる。上述の目的に合わせる新しい食品容器機構は以下のとおりである。食品容器の底部から斜めに上を見ると、図２４に示すとおりであり、食品容器の向かいに竹串を置くための掴み溝（１）を有し、串焼きの串、即ち竹またはその他材料で作った串は食品容器の相応な掴み溝（１）に挟まれ、それによって食品を処理する時に、処理時間を短縮することができる。食品容器底部（２）は上面に通気溝（３）を有し、通気溝の方向が高温空気ノズルの気流方向性と同一である。通気溝は薄焼きパンケーキ等の食品に用いることができ、薄焼きパンケーキの底部にも高温空気を接触させる。

注射処理式麺類自動販売機
これは揚げ物・バーベキュー自動販売機の機構機能と作動方式とほとんど同一であるが、食品成分と食品処理過程だけが違う。マイクロ波式自動販売機の方式はまず熱水を注入してから加熱するが、ここではまず加熱して調理過程を完成させてから最後に熱水を注入して顧客に販売する。そうすると、最後に注入した熱水は沸点に近い温度まで加熱させる必要がなく、例えば約６０℃のぬるま湯を注入しても良い。その方法は食品処理の時間と電気エネルギーを節約することができる。また、その方法では販売時に食品容器の温度が高すぎるので顧客が触られないことを防止できる。その自動販売機内の麺類は水分を含む、湿り練り粉を使った方が良い。

パン類自動販売機
これは揚げ物・バーベキュー自動販売機の機構機能と作動方式とほとんど同一であるが、食品成分と食品処理過程だけが違う。パンは気孔が多くて含水量が少なく、熱伝導が遅い食品であるから、加熱時間が比較的長い。パン類食品を早く顧客に販売可能とするのであれば、コンロでの時間を短縮する必要がある。販売機に入れる前に、あらかじめ焼いたりまたは半分焼いたりする以外に、販売機でより長く予熱したりまたは販売前に加熱済み完成品をより多く準備したりする必要がある。そうすると、パン類自動販売機はより多くの予熱保温設備が必要となる。

インスタントアートドリンク自動販売機
マイクロ波式麺類自動販売機と比べ、ロボットハンドグリップ、食品容器の寸法や形状、食品タイプが違う以外に、またドリンクの表面にデザインを作るためのドリンクデザイン制作食品処理設備と混合ペーストを注射するための注射式食品処理機構も有し、その二つの設備に一部共同な機構、即ち使い捨て容器から粉末を吸い込むための刺込管式粉末輸送システムを有する。

刺込管式粉末輸送システムは図２５に示すとおりであり、三つの部分に分けられ、それぞれ、１、粉末放出部、２、粉末輸送部、３、粉末採集部である。使い捨て容器が刺し込まれた後、使い捨て容器内の粉末は気流に伴って粉末採集部から粉末輸送部経由で粉末放出部に移動し、最終的に放出される。全過程は低温の下で行う（低温室の温度）。

粉末放出部は放出物貯蔵器（４）、集気フード（５）、気体固体分離器（６）から構成される。循環気流が粉末を伴い気体固体分離器に入った時に、粉末は気体固体分離器の下端から放出され、真下（廃棄物貯蔵器の上方）にある処理待ち食品容器に渡される。放出物貯蔵器は落ちた放出粉末を受ける。集気フードは下部の食品容器等が発生した高湿高温空気を収集するのに用いられる。

粉末輸送部は粉末赤外線モニター（７）、気流分配器（８）、外部空気排気口（９）、送風機（１０）及び配管から構成される。粉末赤外線モニターは配管内の粉末を使い切ったと検出した時、即ちその赤外線センサの電流がある閾値より小さくなった時に、コンピュータは粉末を使い切った情報を受信する。気流分配器内の仕切り板は導流孔を有し、気流分配器における二つの吸気孔の気流量を調整するのに用いられ、気体固体分離器下端の粉末出口に微小気流とともに粉末を放出させる。外部空気排気口はその他の食品処理設備と同じであり、高湿高温空気の排出に用いられる。送風機は気流の生成に用いられ、一部の出力が大きい場合に放熱装置及び外部と連通する常温配管と断熱シェルを設置することができる。

粉末採集部分は１１、昇降ステージ、１２、円錐形の食材食品容器、１３、バネの固定側、１４、バネの配管押さえ側、１５、送排風管から構成される。昇降ステージはその上に置かれた食材食品容器が送排風管に刺し込まれるまでその食材食品容器を昇降る。送排風管のうちに、左側の送風管にバネ機構を有し、バネがここでの役割は送風管がずっと円錐形食品容器内における粉末山表面の上に押さえ、且つ粉末の輸送に伴い、粉末山の表面が下がった時、送風管もだんだん低く押さえるよう確保する。右側は排風管であり、気流が粉末を連れてここから流出する。排風管はバネを付けず、且つ長さがやや短い。送風管のバネの固定側は送風管を最終的食品容器に刺し込ませ、バネの配管押さえ側は送風管がバネに飛ばされないように制限する。食品容器は円錐形設計を採用するため、使わない粉末を全部最終的円錐形容器の底部に堆積させる。円錐形の底部を安定的に置きにくいため、容器外部に置きやすいための支持機構を有する必要がある。

混合ペーストを注射するための混合ペースト注射式食品処理機構は、その外部がその他の食品処理設備と類似し、全部電動扉及び空気循環システムと連通する保温ケースが付けられる。その内側チャンバは図２６に示すとおり、その刺込管式粉末輸送システム（１０）の部分は上記と同一で、作動時に粉末バルブ（１２）が開き、粉末が固体気体分離器（１２）から放出され、粉末の放出が終わったら、バルブが閉まって下方の液体と上蒸気が入ることを防止する。粉末が放出された後、冷水管（２）と熱水管（３）に冷水または熱水を注入する。その時、モーター（１）は攪拌器（４）を動かして攪拌させ、攪拌チャンバ（５）内の原料を十分混合させる。その過程ではメインバルブ（６）が閉まる状態となる。ステージ（９）が上がり、注射管（８）と排気管（７）を食品容器に刺し込ませ、それからメインバルブ（６）が開き、混合液体を放出し、それと同時に容器内の気体が排気管から排出される。混合液の放出が終わった後、飲用水を注入し、攪拌しながら攪拌容器をきれいにする。その液体は飲み物の希釈成分として用いもよいし、廃液として排出してもよい。

ドリンクデザイン制作食品処理設備は、その外部がその他の食品処理設備と類似し、全部電動扉及び空気循環システムと連通する保温ケースを付ける。その内側チャンバは図２７に示されるごとくであり、具体的には以下のとおりである。

１、食品容器（２）を昇降可能なステージ（４）の真ん中に置く
２、蓋開閉装置の下部グリップ（１）は食品容器（２）を掴み、グリップの形状が容器にマッチする。
３、ステージ（４）が上がり、食品容器（２）の透明蓋の突起縁を蓋開閉装置の上部グリップ（３）と同じ高さにさせる
４、上部グリップ（３）は食品容器（２）の透明蓋の突起縁を掴み、グリップの形状が突起縁にマッチする。
５、ステージ（４）が元の高さに下がり、透明蓋と食品容器とを分離させる
６、対象物移動システムのロボットハンドは蓋を開けた食品容器を掴む
７、対象物移動システムのロボットハンドは蓋を開けた食品容器を粉末輸送システム（７）の固体気体分離器（６）の下に移動する。
８、粉末輸送システムが作動し始め、採用する平面変位システムが対象物移動システムのロボットハンドであり、対象物移動システムのロボットハンドはデザインに従って対応する移動を行う。粉末により食品容器（８）内のミルクの泡にデザインを作製する。そのうち、少量の廃棄粉末は集塵バケツ（９）にこぼれ落ちる。
９、作製が終わり、対象物移動システムのロボットハンドは食品容器をもう一度ステージ（４）の真ん中に置く。
１０、下部グリップ（１）は食品容器（２）を掴む。
１１、ステージ（４）が上がり、食品容器に蓋をする。
１２、上部グリップ（３）が緩められ、ステージが元の高さに下がる。
１３、対象物移動システムのロボットハンドは食品容器を取ってから、その他の設備に渡して処理させる。
１４、最後、顧客は食品容器の透明蓋から作製したデザインが見られる。

全過程において、食品容器内の液体が熱いため、生成した高湿高温空気は空気循環システムと連結する排気口（５）から排出する。

インスタントアートドリンク自動販売機の作動方式は以下の通りである。ドリンクデザイン作製食品処理設備と混合ペーストの注射式食品処理機構は、ともに刺込管式粉末輸送システムに基づくものであり、対象物移動システムのロボットハンドは食品容器を混合ペーストの注射式食品処理機構に置かれ、適切なペーストを注入して食品容器内の食材と混合した後、食品容器をドリンクデザイン作製食品処理設備に渡し、食品表面にデザインを作る。最後に顧客に販売する。

野菜・果物混合ジュース自動販売機
これはマイクロ波式麺類自動販売機の機構機能と完全に同一であり、ロボットハンドのグリップ、食品容器の寸法や形状、食品タイプが違うだけである。食品容器内に各種類の急速冷凍野菜・果物の角切り、ジュース、氷の粒、ジャム及びすぐに溶ける添加物が入れられる。処理過程については、熱水を注入した後、マイクロ波設備に入れてある温度まで加熱し、或いは、一定の時間内で加熱し、或いはマイクロ波式設備を全然使わずに（当該タイプの自動販売機の食品は処理しないまま直接食べられるタイプであり、もし処理が必要なら、同じようにマイクロ波で沸点になるまで加熱する。）、冷水を再注入して冷却し、最後に顧客に販売する。

以下は全体的機構から考えられるその他の特定実施例である。

食品保存製造機
これは本発明に記載のその他の汎用販売機または特定実施例に記載の販売機とほとんど同じであり、ただ現金を受け取る時に人が機械に取って代わるだけである。スーパーマーケットまたはコンビニーに適用する。紙幣処理機等の装置の製造コストを節約することができる。

食器、調味料自動分配販売機
これは本発明に記載のその他汎用販売機または特定実施例に記載の販売機とほとんど同じで、ただ常温ケースに食器パッケージと調味料パッケージの出し機構を設置するだけである。顧客が食品を食べる時にもっと便利になる。

Claims (10)

1. 対象物移動システム、食品処理設備、食品容器を含み、
   前記食品処理設備は前記食品容器に注射式食品処理機構を有し、
   前記対象物移動システムは前記食品容器を移動する機構を有し、
   前記食品容器は使い捨て食品容器である、
   食品自動出し処理システムにおける使い捨て食品容器内の食品処理システム。
2. （１）対象物移動システムによって前記食品容器を食品処理設備に移動し、
   （２）前記食品処理設備内の刺し込み装置によって食品容器に刺し込み、
   （３）前記食品容器内部に媒質を注射し、前記媒質はその他の食品容器から抽出したり、または固定設備から抽出したりすることができ、前記媒質は定常温度を有し、
   （４）刺し込み装置を抜き刺しすることを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の食品処理システム。
3. まず排気口を生成し、
   （１）前記対象物移動システムによって前記食品容器を食品処理設備に移動し、
   （２）食品処理設備内の刺し込み装置によって食品容器に刺し込み、
   （３）食品容器内の食品を処理することを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の食品処理システム。
4. （１）前記食品容器内部に高温空気を注射し、注射した高温空気の温度、湿度、速度と時間を調節し、
   または（２）食品容器内部に熱水または冷水を注射し、注射した熱水または冷水の量を調節し、
   または（３）食品容器内に流動食を注射し、注射した流動食の量を調節し、
   または（４）食品容器内に粉末食品を注射し、注射した粉末食品の量を調節する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の食品処理システム。
5. 食品処理設備は熱処理装置を有し、熱処理装置では、
   （１）マイクロ波による加熱
   （２）電熱線または電熱管による発熱
   （３）電熱板を食品容器にくっ付けることによる伝熱
   のいずれかを実施する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の食品処理システム。
6. 前記食品容器構造であって、
   （１）高温空気の注射と処理に用いる食品容器であって、掴み溝と通気溝を含み、前記掴み溝は食品を串で刺し連ねることを支え、
   （２）発熱プレート式処理に用いる食品容器であって、蓋に溝を有し、食品容器の底部に少なくとも一つの凹凸溝を有し、食品容器の蓋と底部は両方とも食品にくっ付き、
   （３）粉末の吸い込みに用いる食品容器であって、食品容器は逆円錐形であり、且つ食品容器を安定的まっすぐに置くための支持機構を有する、請求項１に記載のシステム。
7. ａ．高い瞬間処理出力を提供する蓄熱式高温空気注射処理の方法であって、
   （１）蓄熱装置内に熱量を蓄え、その温度を処理温度より大きくさせ、
   （２）食品容器に注射した高温空気の温度を検出し、
   （３）蓄熱装置に通した空気の流量比例を調節し、
   （４）食品容器に注射した高温空気の温度があらかじめ定めた目標に達成するまで、ステップ（２）（３）を繰り返すことを含み、
   ｂ．急速冷凍スープ／麺類食品を処理する方法であって、
   （１）食品容器内に高温空気を注射し、
   （２）食品容器内の食品を煮上がる温度になるまで加熱し、
   （３）液体を注入することを含む、請求項４に記載の方法。
8. （１）保守が要らない油煙配管装置であって、
   保温層、温度制御装置、油煙通路を含み、
   前記保温層は温度制御装置と油煙配管を覆い、
   前記温度制御装置は電熱装置と温度センサを含み、
   温度制御装置は作動時に油煙通路の温度を油の沸点以上に維持させ、
   （２）定温熱水配管装置であって、
   保温層、温度制御装置、熱水通路を含み、
   前記保温層は温度制御装置と熱水配管を覆い、
   前記温度制御装置は電熱装置と温度センサを含み、
   温度制御装置は作動時に、
   熱水通路の温度をあらかじめ設定した温度に達成させる、請求項４に記載の方法。
9. （１）粉末輸送装置であって、
   粉末放出装置、粉末輸送装置、粉末採取装置を含み、
   前記粉末放出装置は廃棄物貯蔵器、集気フード、気体固体分離器を有し、
   前記粉末輸送装置は粉末赤外線モニター、気流分配器、送風機及び配管を有し、
   前記粉末採取装置は送風管と排風管を有し、
   （２）攪拌注射用装置であって、
   粉末輸送装置、攪拌器、冷水熱水配管、注射管、排気管を含み、
   前記注射管と排気管は食品容器内に挿し込み、
   （３）液体表面にデザインを描く装置であって、
   蓋開閉装置、粉末輸送装置と平面変位システムを含み、
   蓋開閉装置は上部機械グリップと下部機械グリップを有し、
   それぞれ容器の蓋と容器本体に用い、
   平面変位システムは食品容器と粉末輸送システムに相対変位を発生させ、
   （４）高温空気注射装置であって、
   発熱装置、エアポンプ、配管、高温空気チューブ、温度センサを含み、
   前記高温空気チューブは少なくとも一本の吸気通路と少なくとも一本の噴気通路を有し、
   前記高温空気チューブは食品容器内に挿入し、
   前記高温空気注射装置にはまた湿度調節器とする熱水注射装置が設置されることができる、請求項４に記載の方法。
10. （１）昇降装置が設置されることができ、前記昇降装置は食品容器と食品容器の刺しこみ装置との上下相対距離を変更することができ、
    （２）廃気配管が設置されることができ、廃気配管は処理時に発生した廃気を外部に排出することができ、
    （３）放熱通路が設置されることができ、放熱通路は設備から放熱した空気の入口通路と出口通路を有し、
    （４）受動エアバルブが設置されることができ、前記受動エアバルブは気流に押し開かれることができるチェッキバルブであり、
    （５）電動エアバルブが設置されることができ、前記電動エアバルブは電流によって気流量を調節するバルブであり、
    （６）保温シェルと電動扉が設置されることができる、請求項１または９に記載のシステムと装置。

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