JP2792841B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力消費量がピー
クに達する夏期の昼間に商品冷却源を停止させる自動販
売機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の自動販売機として、特開
平６ー６０２６０号公報に開示されたものが知られてい
る。

【０００３】この自動販売機は、夜間の運転を通常時よ
りも低い庫内温度で運転するもので、これにより、夜間
に多量の冷熱を各コールド商品に蓄熱し、他方、昼間の
商品冷却源停止時（ピークカット時（１３時〜１６
時））には、予め蓄積した商品の冷熱により商品温度を
維持するものとなっている。この自動販売機によれば、
一般家庭や店舗等での電力消費量が最も多くなる時間
帯、即ち夏期の昼間において、自動販売機の電力消費が
低減され、電力消費の一時集中が防止される。

【０００４】しかしながら、各コールド商品に冷熱を蓄
熱するとしても、夏期の昼間はその外気温度は非常に高
く、その分、庫内に浸入する熱も多量であり、このコー
ルド商品の蓄熱だけでは販売可能な商品として維持でき
ないという問題点を有していた。

【０００５】そこで、ピークカット時において設定温度
に達したときは、商品冷却源の運転を再開できる自動販
売機が提案されている。

【０００６】この自動販売機の運転制御を図８のタイム
チャートに示し、また、この運転制御による庫内温度変
化及び商品温度変化を図９に示す。即ち、この自動販売
機は、図８に示すように、１６時から翌日の１０時まで
を通常運転時、１０時から１３時までピークシフト時、
１３時から１６時までをピークカット時とそれぞれ分け
て運転制御するものである。また、図９に示すように、
この通常運転時は庫内基準温度をＥ１として冷凍機を断
続運転し、また、ピークシフト時は次に続くピークカッ
ト時に備えてＥ１よりも低い庫内基準温度であるＥ２で
冷凍機を断続運転している。また、このピークカット時
では一旦冷凍機を停止し、庫内温度が設定温度Ｌとなっ
たとき、冷凍機の運転を再開する。この再開された後
は、庫内基準温度をＥ１として冷凍機を断続運転する。

【０００７】この図９で上側に記載された実線、２点鎖
線及び破線の曲線は庫内温度の変化を示し、また、下側
に記載された実線、２点鎖線及び破線の曲線は商品温度
の変化を示している。更に、これらの曲線のうち、実線
は外気温度が３５℃のときの温度変化、２点鎖線は外気
温度が４０℃のときの温度変化、破線は外気温度が２５
℃のときの温度変化をそれぞれ示している。

【０００８】また、運転を再開する庫内の設定温度Ｌ
は、その外気温度の基準を３５℃として、庫内が設定温
度Ｌに達したとき、コールド商品の上限温度である７℃
になるよう設定されている。これにより、外気温度３５
℃の各実線で示された曲線から分かるように、庫内温度
が設定温度Ｌに達したとき、冷凍機の運転を再開し、商
品温度が７℃を越えないようにしている。

【０００９】これにより、ピークカット時においてもコ
ールド商品を販売可能な温度に維持している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】このように、前記従来
の自動販売機では、ピークカット時においも販売可能な
商品温度を維持するため、庫内温度センサにより庫内温
度を検知し、この庫内温度の変化に基づき商品温度を販
売可能な温度に維持している。

【００１１】しかしながら、庫内空気の熱容量と商品の
熱容量とが大きく異なるため（庫内空気熱容量＜商品熱
容量）、図９から明らかなように、庫内空気の温度特性
と商品の温度特性が大きく相違し、庫内温度センサの検
知温度からでは商品温度を確実に把握維持できない。特
に、自動販売機の扉を開放した場合等は、この浸入熱を
庫内温度センサが直に検知してしまい商品温度が上限温
度に未だ達していないにもかかわらず、冷凍機が運転を
再開してしまうという不具合を起こすおそれがある。

【００１２】このように、庫内温度センサの検知温度に
よる冷凍機の運転再開制御では、商品温度との関係で最
適なタイミングで運転を再開できないし、また、場合に
よっていは商品の冷却不足を起こすという問題点を有し
ていた。

【００１３】また、従来の自動販売機では、設定温度Ｌ
が１つに固定されている一方、外気温度は天候により常
に変化するため、この設定温度Ｌによる運転制御では所
望の商品温度を得ることができないという問題点を有す
る。この問題点を図９を参照して説明する。

【００１４】即ち、外気温度が４０℃のときは、上側２
点鎖線の曲線で示すように、外気温度が高い分、庫内温
度の上昇が急カーブとなっており、ピークカット開始時
（１３時）から庫内温度が設定温度Ｌに達する時間Ｄ２
が、外気温度が３５℃のそれ（Ｄ１）よりも短くなって
る。これにより、冷凍機の運転再開時刻は外気温度が３
５℃のときよりも外気温度４０℃のときの方が早くなっ
ている。

【００１５】他方、外気温度が２５℃のときは、上側破
線の曲線で示すように、外気温度が低い分、庫内温度の
上昇が緩いカーブとなっており、ピークカット開始時
（１３時）から庫内温度が設定温度Ｌに達する時間Ｄ３
が、３５℃のそれ（Ｄ１）よりも長くなってる。これに
より、冷凍機の運転再開時刻は外気温度が３５℃のとき
よりも外気温度２５℃のときの方が遅くなっている。

【００１６】このように、外気温度が４０℃のときは庫
内温度が設定温度Ｌに早く達し、他方、それが２５℃の
ときは遅く達する。この達成時における両者の商品温度
を比較すると、外気温度が４０℃のときは商品上限温度
７℃よりも低く、外気温度が２５℃のときは逆に商品上
限温度７℃よりも高くなっている。

【００１７】このような高低差の現象は、庫内温度が急
上昇する外気温度４０℃のときは、庫内温度の上昇が商
品温度に反映するまでの時間、即ちタイムラグが３５℃
のときよりも長くなる一方、庫内温度が緩やかに上昇す
る外気温度２５℃のときは、このタイムラグが３５℃の
ときよりも短くなることによるものと推定される。

【００１８】従って、外気温度が４０℃のときは未だ商
品上限温度に達していない状態で運転を再開するため、
運転効率が悪く、他方、外気温度が２５℃のときは逆に
既に商品上限温度を越えているため、コールド商品の冷
却不足を起こすという問題点を有していた。

【００１９】本発明の目的は前記従来の課題に鑑み、請
求項１の発明は、ピークカット時の商品冷却源の運転制
御をダミーセンサで行うことにより、また、請求項２及
び請求項３の発明では、これに加えて、外気温度で設定
温度を補正することによりピークカット時の運転効率の
低下及び商品の冷却不足を防止する自動販売機を提供す
ることにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するため、本発明は、庫内温度センサの検知信号に基づ
き商品冷却源を断続的に運転し庫内を所定温度に保持す
る通常運転と、外気温度の高い時期の昼間のうちで所定
時間帯に亘って商品冷却源を停止する一方、この所定時
間帯で被検知媒体が商品の上限温度に対応する一つの温
度値である設定温度より高くなったとき、商品冷却源を
再度稼動するピークカット運転とを有する自動販売機に
おいて、被検知媒体として庫内に配置され商品の熱負荷
に近似するダミーを用いるとともに、該ダミー温度を検
知するダミーセンサを有する一方、外気温度を検知する
外気温度センサを有するとともに、外気温度センサの検
知温度に基づき外気温度が基準外気温度より高いときは
設定温度を高く、また、外気温度が基準外気温度より低
いときは設定温度を低く設定する設定手段を有する構造
となっている。

【００２１】この発明によれば、商品の熱負荷に近似す
るダミーの温度に基づき商品冷却源を制御するため、商
品温度の変化を確実に捉えることができ、ピークカット
時の商品冷却源の運転制御を的確に行うことができる。

【００２２】また、本発明は、外気温度センサの検知温
度に基づき外気温度が基準外気温度より高いときは設定
温度を高く、また、外気温度が基準外気温度より低いと
きは設定温度を低く設定する設定手段を有する構造とな
っている。

【００２３】この発明によれば、外気温度の高低に対応
して、即ち、基準の外気温度より実際の外気温度が高い
ときはこの設定温度を高くして、商品冷却源の運転再開
時間を通常よりも多少遅らせる。他方、基準の外気温度
より実際の外気温度が低いときは、前述とは逆に設定温
度を低くして、商品冷却源の運転再開時間を通常よりも
多少早くする。これにより、商品をタイミング良く冷却
できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１乃至図４は本発明に係る自動
販売機の第１実施形態を示すもので、図１は自動販売機
の概略断面図、図２は冷凍機の駆動回路を示すブロック
図、図３は冷凍機の制御フローチャート、図４はダミー
温度及び商品温度の変化を示すグラフである。

【００２５】この自動販売機としてサーペンタイン式の
自動販売機を掲げて説明する。この自動販売機はその自
動販売機本体１内に、複数のサーペンタインコラム２を
設置しており、このコラム２から搬出される商品Ｇをシ
ュータ３を通じて商品取り出し口４に案内する。また、
シュータ３の下方には、ヒータコア５、蒸発器６、庫内
循環用の送風機７を設置している。これにより、このヒ
ータコア５或いは蒸発器６で加熱或いは冷却された空気
を、図１の実線矢印に示すように、背面のダクト８を通
じて庫内に循環し、夏期は商品Ｇをコールド商品とし
て、冬期はホット商品として販売するようになってい
る。

【００２６】また、自動販売機本体１の下方の機械室に
は圧縮機９、凝縮器１０、凝縮器用送風機１１が設置さ
れている。この圧縮機９で圧縮された冷媒は、凝縮器１
０、図示しない膨張弁、蒸発器６及び圧縮機９と順次循
環して冷凍サイクルを形成し、これらの各機器６〜１１
により冷凍機１２を構成している。

【００２７】この冷凍機１２は、庫内空気の温度を検知
する温度センサ（以下、庫内温度センサという）１３
と、ダミー１４の温度を検知するダミーセンサ１５とに
より発停制御されるもので、庫内温度センサ１３はヒー
タコア５及び蒸発器６の風上側に設置され、また、ダミ
ーセンサ１５は蒸発器６の上方に設置されている。ここ
で、このダミー１４は樹脂、不凍液等で構成されるもの
で、商品Ｇの熱負荷に近似し、同様の温度特性を有する
ものが用いられ、その一つとしてポリアセタール樹脂が
掲げられる。また、この庫内温度センサ１３は通常運転
時及びピークシフト時の運転の際に、従来例と同様に冷
凍機１２を運転制御するようになっている。

【００２８】以下、このピークカット時の冷凍機運転再
開時間の制御回路を図２のブロック図に基づき説明す
る。この制御回路はダミーセンサ１５からマイクロコン
ピュータ構成のＣＰＵ１６にダミー温度が入力され、こ
こで、ダミー温度が設定温度に達しているとき、冷凍機
駆動回路１７を通じて冷凍機１２を駆動する。

【００２９】また、この駆動制御を図３のフローチャー
トを参照して説明する。ここで、ｔ；ダミー温度、Ｌ；
設定温度である。

【００３０】即ち、ダミーセンサ１５によりダミー温度
を検知する（Ｓ１）。そして、時刻が１３時になったと
きは、冷凍機１２を停止する（Ｓ２，Ｓ３）。その後、
ダミー温度が設定温度Ｌに達したか否かを監視し（Ｓ
４）、この設定温度Ｌに達したときは、冷凍機１２の運
転を再開する。

【００３１】この運転制御におけるダミー温度の変化と
商品温度の変化を図４を参照して説明する。この図４
で、上側の実線、２点鎖線及び破線で示す曲線はダミー
温度の変化を示し、これらの曲線のうち、実線曲線は外
気温度３５℃、２点鎖線曲線は外気温度４０℃、破線曲
線は外気温度２５℃のときの変化を示している。また、
下側の実線、２点鎖線及び破線で示す曲線は商品温度の
変化を示し、これらの曲線のうち、実線曲線は外気温度
３５℃、２点鎖線曲線は外気温度４０℃、破線曲線は外
気温度２５℃のときの変化を示している。

【００３２】この図４のダミー温度の曲線及び商品温度
の曲線に示すように、両者は温度特性が近似したものと
なっているため、その外気温度が３５℃、４０℃及び２
５℃の何れの温度であっても、その温度変化が互いに略
同等の変化をしめしている。これにより、ダミー温度を
検知することにより商品温度を正確に検知でき、的確な
タイミングで冷凍機１２の運転を再開できる。

【００３３】図５乃至図７は本発明に係る自動販売機の
第２実施形態を示すもので、図５は冷凍機の駆動回路を
示すブロック図、図６は冷凍機の制御フローチャート、
図７はダミー温度及び商品温度の変化を示すグラフであ
る。この実施形態では、前記第１実施形態で説明したダ
ミーセンサ１５に加え、設定温度Ｌを決定する外気温度
センサ１８を設置したものである。なお、この外気温度
センサ１８は外気温度を検知するため、自動販売機の全
体構造を示す図１を参照するなら、機械室で凝縮器１０
の風上側に設置すれば良い（図示しない）。

【００３４】このように外気温度センサ１８により設定
温度Ｌを設定する構造を採用するのは次の理由によるも
のである。即ち、前記第１実施形態において商品Ｇと温
度特性が近似するダミー温度に基づき冷凍機１２を運転
制御しているが、ダミー１４が外的変動要因から若干ダ
メージを受け、その熱容量が低下する傾向がある。そこ
で、この熱容量の低下を考慮し、この容量低下に伴うず
れを、外気温度センサ１８により補正することとしたの
である。

【００３５】本実施形態に係るピークカット時の冷凍機
運転再開時間の制御回路を図５に基づき説明する。この
制御回路は外気温度センサ１８からＣＰＵ１６に外気温
度が入力され、この外気温度に基づきＣＰＵ１６は設定
温度を演算設定する。また、ダミーセンサ１５からＣＰ
Ｕ１６にはダミー温度が入力され、ダミー温度が設定温
度に達したとき冷凍機駆動回路１７に冷凍機１２を稼動
させる信号が出力されるようになっている。

【００３６】また、この制御回路の制御を図６のフロー
チャートを参照して説明する。ここで、Ｔ；外気温度、
ｔ；ダミー温度、Ａ；補正温度、Ｂ；プラスの補正係
数、Ｃ；補正外気温度、Ｌ；運転再開設定温度とする。

【００３７】即ち、ダミーセンサ１５によりダミー温度
を検知する一方、外気温度センサ１８により外気温度を
検知する（Ｓ１，Ｓ２）。そして、時刻が１３時になっ
たときは、冷凍機１２を停止する（Ｓ４）。

【００３８】次いで、外気温度の基準温度である３５℃
から実際の外気温度Ｔを減算し、この減算された温度に
補正係数Ｂを乗算して補正温度Ａを演算する（補正温度
演算手段）（Ｓ５）。ここで、外気温度Ｔが基準外気温
度３５℃より高いときは、補正温度がマイナスとなり、
これとは逆に、外気温度Ｔが基準外気温度３５℃より低
いときは、補正温度がプラスとなる。しかる後、この補
正温度Ａに基準外気温度３５℃を加算して補正外気温度
Ｃを演算する（補正外気温度演算手段）（Ｓ６）。ここ
で、補正外気温度Ｃは補正温度Ａがマイナスのときは、
基準外気温度３５℃よりも低くなり、他方、補正温度Ａ
がプラスのときは、基準外気温度３５℃よりも高くな
り、更に、補正温度Ａが「０」のときは基準外気温度と
等しくなる。

【００３９】このようにして補正外気温度Ｃを求めたと
きは、この補正外気温度Ｃに対応する運転再開設定温度
Ｌを決定し（運転再開温度設定手段）（Ｓ７）、ダミー
温度ｔが設定温度Ｌに達したとき（Ｓ８）、冷凍機１２
の運転を再開する（Ｓ９）。

【００４０】このように運転再開設定温度の設定手段
は、補正温度演算手段、補正外気温度演算手段及び運転
再開温度設定手段により構成されている。

【００４１】次に、外気温度Ｔにより変化するこの運転
再開設定温度Ｌを図４を参照して説明する。

【００４２】ここで、外気温度Ｔが基準外気温度と等し
いときは、補正温度Ａは「０」となり、補正外気温度Ｃ
が基準外気温度と等しい３５℃となる。この３５℃に対
応する運転再開設定温度をＬ１とするとき、図４のグラ
フ中、上側の実線で示す直線レベルとなる。これに対し
て、外気温度Ｔが４０℃で外気基準温度３５℃よりも高
いときは、補正外気温度Ｃもその分高くなり、この補正
外気温度Ｃに対応する運転再開設定温度をＬ２とすると
き、図４のグラフ中、上側の２点鎖線で示す直線レベル
となる。更に、外気温度Ｔが２５℃で外気基準温度３５
℃よりも低いときは、補正外気温度Ｃもその分低くな
り、この補正外気温度Ｃに対応する運転再開設定温度を
Ｌ３とするとき、図４のグラフ中、上側の破線で示す直
線レベルとなる。即ち、外気基準温度３５℃を基準とし
てそれよりも温度が高いときは、設定温度Ｃが高く設定
され、他方、これとは逆に外気基準設定温度３５℃より
も低いときは、設定温度Ｃが低く設定され、Ｌ２＞Ｌ１
＞Ｌ３となる。

【００４３】更に、この運転再開設定温度Ｌ１，Ｌ２，
Ｌ３に基づくダミー温度変化を説明する。即ち、外気温
度が３５℃のときのダミー温度変化はその設定温度Ｌ１
が前記第１実施形態の図４に示す設定温度Ｌと同じであ
るため、前記第１実施形態と同様の変化を示す（図４の
上側実線曲線）。しかしながら、外気温度が４０℃のと
きの庫内温度変化は設定温度Ｌ２が設定温度Ｌ１よりも
高くなっているため、運転再開時間が前記第１実施形態
の運転再開時間よりも遅くなり、図４の上側２点鎖線曲
線に示す如くなる。また、外気温度が２５℃のときのダ
ミー温度変化は設定温度Ｌ３が設定温度Ｌ１よりも低く
なっているため、運転再開時間が前記第１実施形態の運
転再開時間よりも早くなり、図４の上側破線曲線に示す
如くなる。

【００４４】これにより、図４の下側の２点鎖線曲線及
び破線曲線に示すように、外気温度が４０℃のときであ
れ、また、２５℃のときであれ、いずれの場合にあって
も、商品温度がその上限温度（７℃）に達したとき、冷
凍機１２の運転が再開される。

【００４５】このように本実施形態によれば、冷凍機１
２の運転再開設定温度を外気温度に対応して設定され、
前記第１実施形態に係る冷凍機１２の運転制御が更に的
確なものとなる。これにより、冷凍機１２の運転効率の
向上及び商品Ｇの冷却不足の解消が更に確実なものとな
る。

【００４６】なお、本実施形態ではホット商品及びコー
ルド商品の両者を販売する自動販売機のピークカット機
能について説明したが、コールド商品のみを販売する自
動販売機にあっても同様に適用できることは言うまでも
ない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、商品の熱負荷に近似するダミーの温度に基づき
商品冷却源を制御するため、商品温度の変化を確実に捉
えることができ、ピークカット時の商品冷却源の運転制
御を的確に行うことができる。

【００４８】また、ピークカット時において、基準の外
気温度より実際の外気温度が高いときは基準の設定温度
より高くして、商品冷却源の運転再開時間を多少遅ら
せ、また、基準の外気温度より実際の外気温度が低いと
きは、前述とは逆に基準の設定温度より低くして、商品
冷却源の運転再開時間を多少早くすることができるた
め、ダミーセンサの検知温度による商品冷却源の運転制
御が更に的確に行われ、運転効率の向上及び商品の冷却
不足の解消が更に確実なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る自動販売機の概略断面図

【図２】第１実施形態に係る冷凍機の駆動回路を示すブ
ロック図

【図３】第１実施形態に係る冷凍機の制御フローチャー
ト

【図４】第１実施形態に係る庫内温度及び商品温度の変
化を示すグラフ

【図５】第２実施形態に係る冷凍機の駆動回路を示すブ
ロック図

【図６】第２実施形態に係る冷凍機の制御フローチャー
ト

【図７】第２実施形態に係る庫内温度及び商品温度の変
化を示すグラフ

【図８】自動販売機の冷凍機の運転制御を示すタイムチ
ャート

【図９】従来の庫内温度及び商品温度の変化を示すグラ
フ

【符号の説明】

１…自動販売機本体、１２…冷凍機、１４…ダミー、１
５…ダミーセンサ、１８…外気温度センサ、１６…ＣＰ
Ｕ、Ｇ…商品。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−41785（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−224891（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−128774（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G07F 9/10 102 F25D 11/00 101 G07F 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 庫内温度センサの検知信号に基づき商品
   冷却源を断続的に運転し庫内を所定温度に保持する通常
   運転と、外気温度の高い時期の昼間のうちで所定時間帯
   に亘って該商品冷却源を停止する一方、この所定時間帯
   で被検知媒体が商品の上限温度に対応する一つの温度値
   である設定温度より高くなったとき、該商品冷却源を再
   度稼動するピークカット運転とを有する自動販売機にお
   いて、 前記被検知媒体として庫内に配置され商品の熱負荷に近
   似するダミーを用いるとともに、該ダミー温度を検知す
   るダミーセンサを有する一方、 外気温度を検知する外気温度センサを有するとともに、
   該外気温度センサの検知温度に基づき外気温度が基準外
   気温度より高いときは前記設定温度を高く、また、外気
   温度が基準外気温度より低いときは該設定温度を低く設
   定する設定手段を有することを特徴とする自動販売機。
2. 【請求項２】 前記設定手段は、 基準外気温度と実際の外気温度から補正温度を演算する
   補正温度演算手段と、 前記補正温度と基準外気温度から補正外気温度を演算す
   る補正外気温度演算手段と、 前記補正外気温度に対応する運転再開設定温度を設定す
   る運転再開温度設定手段とからなることを特徴とする請
   求項１記載の自動販売機。