JP2020113163A - 残数検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コラムにおける商品残数を良好に検出する自動販売機を提供する。【解決手段】払出機構が駆動してコラムの最下位の商品が払い出され、シュータを転動して商品取出部に案内される販売動作を行う自動販売機に適用された残数検出装置２０であって、最下位の商品が前記シュータに衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算して商品種類に関する第１特徴量を算出する第１特徴量算出部２２ｂと、最下位の商品が払い出された後の前記コラムにある最下方商品が前記払出機構に衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算して商品本数に関する第２特徴量を算出する第２特徴量算出部２２ｃと、商品の種類毎の商品残数とエネルギ比とが関連付けられたテーブル２３ａと、第２特徴量を第１特徴量で除算したエネルギ比とから、前記コラムの商品残数を判定する残数判定部２２ｄとを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、残数検出装置に関し、より詳細には、販売指令が与えられた場合に、該当するコラムに設けられた払出機構が駆動して該コラムの最下位の商品が払い出され、払い出された商品がシュータを転動して商品取出部に案内される販売動作を行う自動販売機に適用され、該コラムの商品残数を検出する残数検出装置に関するものである。

従来、例えば缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を販売する自動販売機は、自動販売機本体である本体キャビネットを備えている。本体キャビネットは、前面が開口した直方状の断熱筐体として形成されたものである。この本体キャビネットには、その前面に外扉と内扉とが設けられており、その内部に商品収容庫が設けられている。外扉は、本体キャビネットの前面開口を開閉するためのものである。内扉は、断熱構造を有しており、商品収容庫の前面を開閉するためのものである。商品収容庫は断熱構造を有しており、その内部に背面ダクト及び商品収納ラックが設けられている。

背面ダクトは、商品収容庫の背面側に設けられており、商品収容庫を収納域と導風路とに区画するものである。この背面ダクトには、上部に吸込口が形成されているとともに、下部に吹出口が設けられている。この吹出口の前方には蒸発器及び庫内送風ファンが設けられている。蒸発器は、商品収容庫の外部に設けられた圧縮機や凝縮器等と冷凍サイクルを構成するものであり、自身の周囲空気を冷却するものである。

商品収納ラックは商品収容庫の収納域に配設されている。この商品収納ラックは、投入された商品をコラム毎に上下方向に沿って収納するもので、販売指令が与えられた場合に、該当するコラムの最下位の商品を払い出すものである。商品収納ラックから払い出された商品は、商品取出部に案内され、外扉に設けられた商品取出口を通じて取り出し可能な状態になる。

このような自動販売機では、商品収納ラックにおけるコラムの商品残数を検出するために、該コラムでの今回の販売動作で検知された音圧から取得されたスペクトログラムと、当該コラムにおける前回の販売動作で検知された音圧から取得されたスペクトログラムとの比較に基づき、該コラムにおける商品残数を検出するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８−４９４１０号公報

ところで、自動販売機のコラムに収納された商品は、缶の容器に入れられたものだけでなく、ペットボトルや瓶等の容器に入れられたものもあり、商品の種類によって検知される音圧が異なるという特性を有する。

そのため上述した自動販売機のように、販売動作で検知された音圧から取得されたスペクトログラムでコラムの商品残数を検出しても、その検出した残数が実際のコラムの商品残数と乖離する虞れがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、コラムにおける商品残数を良好に検出することができる残数検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る残数検出装置は、販売指令が与えられた場合に、該当するコラムに設けられた払出機構が駆動して該コラムの最下位の商品が払い出され、払い出された商品がシュータを転動して商品取出部に案内される販売動作を行う自動販売機に適用され、かつ前記コラムの商品残数を検出する残数検出装置であって、前記最下位の商品が前記シュータに衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算することにより、商品種類に関する第１特徴量を算出する第１特徴量算出手段と、前記最下位の商品が払い出された後、前記コラムにある最下方商品が前記払出機構に衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算することにより、該コラムにおける商品本数に関する第２特徴量を算出する第２特徴量算出手段と、商品の種類毎の商品残数とエネルギ比とが関連付けられたテーブルと、前記第２特徴量を前記第１特徴量で除算したエネルギ比とから、前記コラムの商品残数を判定する残数判定手段とを備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記残数検出装置において、前記シュータは、前記最下位の商品と衝突する場合に、特定の第１周波数をピークとする音圧を生ずる材質により形成され、あるいは該音圧を生ずるアタッチメント部材が装着されており、前記払出機構における前記最下方商品と衝突する構成要素は、該最下方商品と衝突する場合に、特定の第２周波数をピークとする音圧を生ずる材質により形成され、あるいは該音圧を生ずるアタッチメント部材が装着されており、前記第１特徴量算出手段は、取得した周波数毎のエネルギ量から、前記第１周波数を含む所定周波数域のエネルギ量を積算して前記第１特徴量を算出し、前記第２特徴量算出手段は、取得した周波数毎のエネルギ量から、前記第２周波数を含む所定周波数域のエネルギ量を積算して前記第２特徴量を算出することを特徴とする。

本発明によれば、第１特徴量算出手段が、最下位の商品がシュータに衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算することにより、商品種類に関する第１特徴量を算出し、第２特徴量算出手段が、最下位の商品が払い出された後、コラムにある最下方商品が払出機構に衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算することにより、該コラムにおける商品本数に関する第２特徴量を算出し、残数判定手段が、商品の種類毎の商品残数とエネルギ比とが関連付けられたテーブルと、第２特徴量を第１特徴量で除算したエネルギ比とから、コラムの商品残数を判定するので、商品の種類を考慮して商品残数を判定することができ、コラムにおける商品残数を良好に検出することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態である残数検出装置が適用された自動販売機を模式的に示すものであり、内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。 図２は、本発明の実施の形態である残数検出装置が適用された自動販売機を模式的に示す断面側面図である。 図３は、図１及び図２に示した自動販売機の特徴的な制御系を模式的に示す模式図である。 図４は、図３に示した記憶部に記憶されたテーブルを示す説明図である。 図５は、図３に示した入力処理部で入力される音圧信号に含まれる音圧を示す説明図である。 図６は、図３に示した制御部が実施する残数検出処理の処理内容を示すフローチャートである。 図７は、図６に示した第１特徴量の算出を説明するための説明図である。 図８は、図６に示した第２特徴量の算出を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る残数検出装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１及び図２は、それぞれ本発明の実施の形態である残数検出装置が適用された自動販売機を模式的に示すものであり、図１は、内部構造を正面から見た場合を示す断面図、図２は、断面側面図である。ここで例示する自動販売機１は、本体キャビネット１ａを備えている。

本体キャビネット１ａは、前面に開口（以下、前面開口ともいう）１ｂを有する直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット１ａには、その内部に例えば２つの断熱仕切板２によって仕切られた３つの独立した商品収容庫３が左右に並んだ態様で設けられている。これら商品収容庫３は、缶、ペットボトル、瓶等の容器に入れられた飲料を商品として所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。

また本体キャビネット１ａの前面には、外扉４及び内扉５が設けられている。外扉４は、本体キャビネット１ａの前面開口１ｂを開閉するためのものであり、内扉５は、商品収容庫３の前面を開閉するためのものである。この内扉５は、上下に分割してあり、上側の扉５ａは商品を補充する際に開閉するものである。

上記商品収容庫３には、それぞれ商品収納ラック６、払出機構７、シュータ８及び蒸発器９が設けられている。商品収納ラック６は、複数のコラム６ａを有し、各コラム６ａ毎に商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。

払出機構７は、各コラム６ａの下部に設けられており、当該コラム６ａに収納された商品群の最下位にある商品を１つずつ払い出すためのものである。この払出機構７は、下ペダル７ａ及び上ペダル（図示せず）を有している。

下ペダル７ａは、コラム６ａにより形成される商品収納通路に対し進退移動する態様で揺動可能に配設されている。上ペダルは、下ペダル７ａの上方域において商品収納通路に対し進退移動する態様で揺動可能に配設されている。

このような払出機構７は、待機状態となる場合、上ペダルが商品収納通路から退行移動して下ペダル７ａが該商品収納通路に進出移動して最下位の商品に当接して商品の下方への移動を規制しており、動作状態となる場合、上ペダルが商品収納通路に進出移動して最下位から２番目の商品に当接して該商品の下方への移動を規制しつつ、下ペダル７ａが商品収納通路から退行移動して最下位の商品の下方への移動を許容するものである。

その後、払出機構７は、動作状態から待機状態となる場合、上ペダルが退行移動して下ペダル７ａが進出移動することにより、上記２番目の商品に当接する。

つまり、上記２番目の商品が、最下位の商品を払い出した後にコラム６ａにおける最下方商品となり、下ペダル７ａが最下方商品と衝突する構成要素となる。

ここで下ペダル７ａは、最下方商品と衝突する場合に、特定の周波数（第２周波数）をピークとする音圧を生ずる材質により形成されている。

シュータ８は、払出機構７から払い出された商品を外扉４に設けられた商品取出部４ａに案内するものである。この商品取出部４ａは、案内された商品を、該外扉４に設けられた商品取出口４ｂを通じて取り出し可能な状態にさせるものである。

ここでシュータ８は、最下位の商品と衝突する場合に、特定の周波数（第１周波数）をピークとする音圧を生ずる材質により形成されている。

尚、以下においては、シュータ８が最下位の商品と衝突する場合に生ずる音圧のピークの特定の周波数を第１固有値と称するとともに、下ペダル７ａが最下方商品と衝突する場合に生ずる音圧のピークの特定の周波数を第２固有値と称する。

蒸発器９は、シュータ８の下方域であって商品収容庫３の背面側底部に配設されている。この蒸発器９は、商品収容庫３の下方側にある機械室１０に配設された圧縮機１１、凝縮器１２及び膨張機構１３とともに冷媒管路１４で順次接続されてなる冷媒回路１５を構成し、自身を通過する冷媒が蒸発することにより商品収容庫３の内部を冷却させるものである。

ここで圧縮機１１は、冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高温高圧冷媒）にするものである。凝縮器１２は、通過する冷媒を周囲空気との間で熱交換、すなわち通過する空気と周囲空気（例えば外気）とを熱交換させて凝縮させるもので、圧縮機１１とともに冷却機１１ａを構成するものである。この凝縮器１２の近傍には庫外送風ファンＦ１が設けられている。庫外送風ファンＦ１は、駆動することにより凝縮器１２の周囲を通過する外気の送風量を増減させるものである。膨張機構１３は、例えばキャピラリーチューブや電子膨張弁等により構成されるもので、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。

上記蒸発器９の前方域に庫内送風ファンＦ２が配設されている。庫内送風ファンＦ２は、蒸発器９を通じて冷媒と熱交換した庫内空気を商品収容庫３の前方下部より吹き出し、背面ダクト１６を通じて循環させるものである。

このような自動販売機１においては、外扉４の前面に設けられた図示せぬ硬貨投入口より硬貨、あるいは図示せぬ紙幣挿通口より紙幣が挿通されて図示せぬ金銭処理装置で金銭が処理され、かつ該外扉４の前面に設けられた図示せぬ商品選択ボタンが押下操作されて商品が選択されることにより販売指令が与えられた場合、次のような販売動作を行う。

すなわち、押下操作された商品選択ボタンに関連付けられたコラム６ａの払出機構７を動作させる。これにより、該コラム６ａの最下位の商品が払出機構７により下方に払い出され、シュータ８を転動して商品取出部４ａに案内される。このように商品取出部４ａに案内された商品は、商品取出口４ｂを通じて取り出し可能な状態となり、商品の販売動作が完了する。

図３は、図１及び図２に示した自動販売機１の特徴的な制御系を模式的に示す模式図である。この図３に示すように、自動販売機１は、残数検出装置２０を備えている。残数検出装置２０は、音圧検知部２１及び制御部２２を備えている。

音圧検知部２１は、本体キャビネット１ａの内部に配設されており、音圧を検知する音圧検知手段である。この音圧検知部２１は、検知した音圧を音圧信号として制御部２２に送出するものである。

制御部２２は、記憶部２３に記憶されたプログラムやデータにしたがって残数検出装置２０の動作、すなわち自動販売機１の動作の一部を統括的に制御するものであり、入力処理部２２ａ、第１特徴量算出部（第１特徴量算出手段）２２ｂ、第２特徴量算出部（第２特徴量算出手段）２２ｃ、残数判定部（残数判定手段）２２ｄ、出力処理部２２ｅを備えている。

尚、制御部２２は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわちソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

また記憶部２３は、図４に示すように、商品の種類毎の商品残数とエネルギ比とが関連付けられたテーブル２３ａが記憶されている。かかるテーブル２３ａにおいて、（イ）は、缶容器に入れられた飲料（缶入り飲料）の商品を示し、（ロ）は、ペットボトル容器に入れられた飲料（ペットボトル入り飲料）の商品を示し、（ハ）は、瓶容器に入れられた飲料（瓶入り飲料）の商品を示している。

入力処理部２２ａは、図５に示すような音圧検知部２１から与えられる音圧信号を入力するものである。第１特徴量算出部２２ｂは、入力処理部２２ａで入力した音圧信号に含まれる音圧から商品種類に関する第１特徴量を算出するものである。

第２特徴量算出部２２ｃは、入力処理部２２ａで入力した音圧信号に含まれる音圧から当該コラム６ａにおける商品本数に関する第２特徴量を算出するものである。

残数判定部２２ｄは、記憶部２３に記憶されたテーブル２３ａと、第２特徴量算出部２２ｃで算出された第２特徴量を第１特徴量算出部２２ｂで算出された第１特徴量で除算したエネルギ比とから、コラム６ａの商品残数を判定するものである。

出力処理部２２ｅは、残数判定部２２ｄでの判定結果を、自動販売機１の動作を統括する自販機制御部１ｃに出力するものである。

以上のような構成を有する残数検出装置２０は、自動販売機１において販売動作が行われて、いずれかのコラム６ａの最下位の商品が払い出され、払い出された商品がシュータ８を転動して商品取出部４ａに案内された場合に、次のような残数検出処理を実施する。

図６は、図３に示した制御部２２が実施する残数検出処理の処理内容を示すフローチャートである。

この残数検出処理において制御部２２は、入力処理部２２ａを通じて音圧検知部２１より音圧信号の入力待ちとなり（ステップＳ１０１）、音圧信号を入力した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、第１特徴量算出部２２ｂを通じて第１特徴量を算出する（ステップＳ１０２）。

この第１特徴量の算出について説明する。制御部２２は、第１特徴量算出部２２ｂを通じて、入力処理部２２ａで入力した音圧信号に含まれる音圧から、最下位の商品がシュータ８に衝突する音圧（図５中の破線Ａで囲まれる部分）から高速フーリエ変換により、図７に示すような周波数毎のエネルギ量を取得する。

そして、制御部２２は、第１特徴量算出部２２ｂを通じて、第１固有値を含む所定周波数域（図７中の破線Ｘで囲まれる部分）でのエネルギ量を積算することにより、商品種類に関する第１特徴量を算出する。

このようにして第１特徴量を算出した制御部２２は、第２特徴量算出部２２ｃを通じて第２特徴量を算出する（ステップＳ１０３）。

この第２特徴量の算出について説明する。制御部２２は、第２特徴量算出部２２ｃを通じて、入力処理部２２ａで入力した音圧信号に含まれる音圧から、当該コラム６ａにおける最下方商品が下ペダル７ａに衝突する音圧（図５中の破線Ｂで囲まれる部分）から高速フーリエ変換により、図８に示すような周波数毎のエネルギ量を取得する。

そして、制御部２２は、第２特徴量算出部２２ｃを通じて、第２固有値を含む所定周波数域（図８中の破線Ｙで囲まれる部分）でのエネルギ量を積算することにより、当該コラム６ａにおける商品本数に関する第２特徴量を算出する。

このようにして第２特徴量を算出した制御部２２は、残数判定部２２ｄを通じて当該コラム６ａの商品残数を判定する（ステップＳ１０４）。すなわち、制御部２２は、残数判定部２２ｄを通じて、記憶部２３よりテーブル２３ａを読み出し、該テーブル２３ａと、第２特徴量を第１特徴量で除算したエネルギ比とから、当該コラム６ａの商品残数を判定する。

コラム６ａの商品残数を判定した制御部２２は、出力処理部２２ｅを通じて、自販機制御部１ｃに対して商品残数を出力し（ステップＳ１０５）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。

以上説明したように、本発明の実施の形態である残数検出装置２０によれば、制御部２２が、最下位の商品がシュータ８に衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算することにより、商品種類に関する第１特徴量を算出し、かつコラム６ａにある最下方商品が払出機構７に衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算することにより、該コラム６ａにおける商品本数に関する第２特徴量を算出し、更にテーブル２３ａと、第２特徴量を第１特徴量で除算したエネルギ比とから、該コラム６ａの商品残数を判定するので、商品の種類（缶入り飲料、ペットボトル入り飲料、瓶入り飲料）を考慮して商品残数を判定することができ、コラム６ａにおける商品残数を良好に検出することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態では、下ペダル７ａが、最下方商品と衝突する場合に、特定の周波数（第２周波数）をピークとする音圧を生ずる材質により形成され、シュータ８が、最下位の商品と衝突する場合に、特定の周波数（第１周波数）をピークとする音圧を生ずる材質により形成されていたが、本発明においては、次のようにすることもできる。

すなわち、下ペダルは、特定の周波数（第２周波数）をピークとする音圧を生ずるアタッチメント部材が装着されており、シュータは、特定の周波数（第１周波数）をピークとする音圧を生ずるアタッチメント部材が装着されていてもよい。

上述した実施の形態では述べられていないが、制御部２２は、自動販売機１で発せられるブザー音に基づいて、音圧検知部２１から入力する音圧信号を補正してもよい。上記ブザー音の周波数は比較的安定しているので、かかるブザー音を基準として、入力する音圧信号を補正することで、商品残数の検出の精度を向上させることができる。

１ 自動販売機
１ａ 本体キャビネット
４ａ 商品取出部
６ａ コラム
７ 払出機構
８ シュータ
２０ 残数検出装置
２１ 音圧検知部
２２ 制御部
２２ａ 入力処理部
２２ｂ 第１特徴量算出部
２２ｃ 第２特徴量算出部
２２ｄ 残数判定部
２２ｅ 出力処理部
２３ 記憶部
２３ａ テーブル

Claims (2)

1. 販売指令が与えられた場合に、該当するコラムに設けられた払出機構が駆動して該コラムの最下位の商品が払い出され、払い出された商品がシュータを転動して商品取出部に案内される販売動作を行う自動販売機に適用され、かつ前記コラムの商品残数を検出する残数検出装置であって、
   前記最下位の商品が前記シュータに衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算することにより、商品種類に関する第１特徴量を算出する第１特徴量算出手段と、
   前記最下位の商品が払い出された後、前記コラムにある最下方商品が前記払出機構に衝突する音圧から周波数毎のエネルギ量を取得し、所定周波数域でのエネルギ量を積算することにより、該コラムにおける商品本数に関する第２特徴量を算出する第２特徴量算出手段と、
   商品の種類毎の商品残数とエネルギ比とが関連付けられたテーブルと、前記第２特徴量を前記第１特徴量で除算したエネルギ比とから、前記コラムの商品残数を判定する残数判定手段と
   を備えたことを特徴とする残数検出装置。
2. 前記シュータは、前記最下位の商品と衝突する場合に、特定の第１周波数をピークとする音圧を生ずる材質により形成され、あるいは該音圧を生ずるアタッチメント部材が装着されており、
   前記払出機構における前記最下方商品と衝突する構成要素は、該最下方商品と衝突する場合に、特定の第２周波数をピークとする音圧を生ずる材質により形成され、あるいは該音圧を生ずるアタッチメント部材が装着されており、
   前記第１特徴量算出手段は、取得した周波数毎のエネルギ量から、前記第１周波数を含む所定周波数域のエネルギ量を積算して前記第１特徴量を算出し、
   前記第２特徴量算出手段は、取得した周波数毎のエネルギ量から、前記第２周波数を含む所定周波数域のエネルギ量を積算して前記第２特徴量を算出することを特徴とする請求項１に記載の残数検出装置。

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