JP3213421B2 - カップ式自動販売機の飲料供給制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カップ式自動販売機の
飲料供給制御装置に関し、特に、実際の販売飲料の濃
度、温度および量を予め設定した値になるように制御す
る制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカップ式自動販売機として、例え
ば、特開平１−118992号公報に開示されたものが知られ
ている。このカップ式自動販売機では、飲料ごとに、
湯、希釈水、粉末原料やシロップ原料などの各原料の量
があらかじめ設定されていて、選択された飲料の種類に
従って、各原料を常に一定量、カップに供給するように
構成されており、それにより、販売飲料の品質にばらつ
きが生じないようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来のカ
ップ式自動販売機には、販売飲料の温度、さらに氷入り
飲料の場合には、氷の量、販売飲料の量および濃度がば
らつくという問題がある。すなわち、カップ式自動販売
機では、貯蔵部に貯蔵された原料が、比較的長い供給配
管内を管内壁に接触しながら通された後に、カップに供
給される。このため、原料は、カップに供給されるまで
の間に、供給配管との熱交換によって、温度が変化しや
すい。このことは特に、原料と供給配管の温度差が大き
いときに顕著になる。例えば、冬季にホット飲料を販売
する場合において、自動販売機内が冷えきっていて、湯
の供給配管の温度も低いときは、カップに供給されるま
でに、湯の温度は大きく低下してしまう。また、自動販
売機内の温度が同じであっても、販売が頻繁に行われて
いる場合と、そうでない場合とでは、供給配管の冷え具
合がかなり異なるため、湯の温度低下の度合も異なって
くる。

【０００４】このように、カップに供給された時の原料
の温度が、機内温度や販売履歴などの条件により大きく
異なるのに対し、従来のカップ式自動販売機では、原料
を常に一定量供給するだけにすぎないので、カップに供
給された時の原料の温度が一定せず、その結果、販売飲
料の温度がばらついてしまう。また、アイスコーヒーの
ような氷入りの飲料では、粉末原料を湯で溶かした後に
氷を入れるようになっているため、湯温がばらつくと、
氷の溶け量が一定せず、その結果、氷の量、販売飲料の
量および濃度がばらついてしまい、販売飲料の品質を一
定に保つことは不可能となる。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、実際の販売飲料の温度、量お
よび濃度を、常に設定値になるように制御して、飲料の
品質を常に一定に保つことができるようにしたカップ式
自動販売機の飲料供給制御装置を提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、各貯蔵部に貯蔵された複数の原料をカッ
プにそれぞれ供給して飲料を作るように構成されたカッ
プ式自動販売機の飲料供給制御装置において、機内温度
と各貯蔵部内の温度を検出する検出手段と、検出手段の
検出結果および飲料の販売履歴から、原料が供給配管内
を通過する際の熱収支を演算する熱収支演算手段と、熱
収支演算手段で演算された熱収支に応じて、販売飲料が
所定温度、所定量および所定濃度になるように、各原料
の供給量を演算する原料量演算手段と、原料量演算手段
により演算された供給量に基づいて各原料の供給を制御
する制御手段とを備えたものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、検出手段によって検出された
機内温度および各貯蔵部内の温度と、販売履歴とから、
熱収支演算手段が、原料が供給配管内を通過する際の熱
収支を演算する。各貯蔵部内の温度は、原料の貯蔵状態
における温度を表すとともに、機内温度および販売履歴
は、供給配管の温度に大きな影響を及ぼすパラメータで
あるので、上述したようにして演算された熱収支は、原
料の供給中の温度変化を正確に反映するものとなる。こ
の熱収支に応じて、原料量演算手段が、販売飲料が所定
温度、所定量および所定濃度になるように、各原料の供
給量を演算することにより、原料の供給中の温度変化を
適切に補償できる。そして、制御手段が、原料量演算手
段で演算された原料供給量に基づいて各原料の供給を制
御することにより、販売飲料を所定温度、所定量および
所定濃度とすることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を、図面を参
照しながら詳細に説明する。

【０００９】図１は、本発明を適用したカップ式自動販
売機の飲料供給制御装置の全体構成を示すブロック図で
ある。同図において、実線は原料の供給配管系、破線は
制御の入出力系を示している。この自動販売機１は、イ
ンスタントコーヒー、ココア、ジュースやコーラなどの
飲料をカップで販売するものであり、コーヒーおよびコ
コアなどについては、ホットまたはアイスのいずれでも
販売可能なタイプである。

【００１０】自動販売機１は、飲料の原料貯蔵部とし
て、水を貯蔵するシスターン２、氷を作るとともにこれ
を貯蔵するアイスメーカ３、湯を貯蔵する湯タンク４、
インスタントコーヒー、ココア、クリームや砂糖などの
粉末状の原料をそれぞれ貯蔵する複数のキャニスタ５
（１個のみ図示）、炭酸水を作るとともにこれを貯蔵す
るカーボネータ６、およびコーラや各種ジュースなどの
シロップ状の原料をそれぞれ貯蔵する複数のシロップタ
ンク７（１個のみ図示）を有している。

【００１１】シスターン２に貯蔵された水は、水ポンプ
８により、水供給配管９、冷却水槽１０内に配置された
水冷却コイル１１、および希釈水供給弁１２を介して、
商品販売口にセットされたカップ１３に、飲料の希釈水
として供給されるとともに、水供給配管９を介して湯タ
ンク４に、水供給配管９および水冷却コイル１１を介し
てカーボネータ６に、それぞれ供給される。

【００１２】アイスメーカ３は、シスターン２から供給
された水から砕氷を作るとともに、氷供給配管１４およ
びこれに介設された氷供給弁１５を介して、カップ１３
に砕氷を供給する。

【００１３】湯タンク４は、シスターン２から供給され
た水を設定温度に加熱するヒータ１６を備えており、ヒ
ータ１６で加熱された湯は、湯供給配管１７およびこれ
に介設された湯供給弁１８を介して、ミキシングボウル
１９に供給される。また、キャニスタ５は、モータ２０
により回転駆動されるスクリュー２１を有しており、キ
ャニスタ５に貯蔵されたコーヒーなどの粉末原料は、ス
クリュー２１の回転により押し出され、ホッパ２１ａを
介して、直下のミキシングボウル１９に設定量、落下供
給される。ミキシングボウル１９に供給された湯および
粉末原料は、ここで攪拌され混合された後、カップ１３
に供給される。また、ミキシングボウル１９は、後加熱
用ヒータ２２を備えており、湯と粉末原料の混合原料
は、供給された湯の温度が低い場合には、後加熱用ヒー
タ２２で後加熱した後に、カップ１３に供給される。

【００１４】カーボネータ６は、水冷却コイル１１と共
通の冷却水槽１０内に配置されており、シスターン１か
ら供給された水と、図示しない二酸化炭素ボンベから供
給された炭酸ガスとから、炭酸水を作る。炭酸水は、炭
酸水供給配管２３およびこれに介設された炭酸水供給弁
２４を介して、カップ１３に供給される。

【００１５】シロップタンク７もまた、冷却水槽１０内
に配置されており、シロップタンク７に貯蔵されたコー
ラなどのシロップ原料は、シロップポンプ２５により、
冷却水槽１０内に配置されたシロップ冷却コイル２６お
よびシロップ供給配管２７を介して、カップ１３に供給
される。

【００１６】シスターン２、湯タンク４および冷却水槽
１０内には、それぞれ水温、湯温および冷却水温を検出
するための、例えばサーミスタから成る水温センサ２
８、湯温センサ２９および冷却水温センサ３０が設けら
れており、それらの検出信号は、制御装置３１にそれぞ
れ出力される。また、自動販売機１内には、機内温度を
検出するための機内温度センサ３２が設けられており、
その検出信号は、制御装置３１に出力される。この機内
温度センサ３２は、特に、各種供給配管の温度を推定し
て、供給中の供給配管内における原料の熱収支を計算す
るためのものであり、このため、機内温度を最も良く反
映する位置に配置されている。

【００１７】また、前述した各種の供給弁、すなわち希
釈水供給弁１２、氷供給弁１５、湯供給弁１８および炭
酸水供給弁２４は、いずれも常閉型の電磁弁であり、そ
の開弁時間を制御装置３１で制御することにより、希釈
水、氷、湯および炭酸水の供給量が制御される。また、
キャニスタ５のモータ２０およびシロップポンプ２５
は、該当する飲料が選択されたときに、制御装置３１に
より一定時間駆動されて、一定量の粉末原料およびシロ
ップ原料を、ミキシングボウル１９およびカップ１３に
それぞれ供給する。湯タンク４のヒータ１６は、湯温セ
ンサ２９により検出された湯温と設定温度との比較結果
から、後加熱用ヒータ２２は、湯温が設定温度よりも低
い場合に、制御装置３１によりＯＮ／ＯＦＦ制御され
る。

【００１８】制御装置３１は、記憶部３３、演算部３４
および制御部３５を有している。記憶部３３には、湯の
設定温度、飲料ごとの設定温度、量および濃度や、演算
部３４で実行されるプログラムなどが記憶されている。
また、記憶部３３は、飲料の販売履歴データ、例えば販
売された飲料の種類および販売時間などのデータを一時
的に記憶する。演算部３４は、上述した各種センサから
の検出信号および飲料の販売履歴データに応じ、選択さ
れた飲料の種類に基づいて、販売する飲料の原料の供給
中の熱収支を演算するとともに、この熱収支から、飲料
の温度、量および濃度が、記憶部３３に記憶された設定
値になるように各原料量を演算し、さらにこれらの原料
量に基づいて各供給弁の通電時間を演算する。

【００１９】制御部３５は、演算部３４で演算された通
電時間に基づき、希釈水供給弁１２、氷供給弁１５、湯
供給弁１８および炭酸水供給弁２４のうちの該当するも
のに駆動信号を出力して、これらの供給弁を開弁し、各
原料を、演算された量だけ、カップ１３またはミキシン
グボウル１９に供給させる。

【００２０】次に、自動販売機１の販売動作を、ホット
コーヒーおよびアイスコーヒーの場合を例にとり、図２
および図３を参照しながら、より具体的に説明する。図
２は、ホットコーヒーを販売するときの制御装置３１の
動作を示すフローチャートである。

【００２１】まず、各種センサの検出信号から水温、湯
温、冷却水温および機内温度のデータを読み込み（ステ
ップ２０１）、さらに、記憶部３３に記憶された飲料の
販売履歴データを読み込む（ステップ２０２）。次い
で、これらのデータから湯の熱収支を計算する（ステッ
プ２０３）。より具体的には、設定量の湯を湯タンク４
からカップ１３に供給したと想定したときの湯供給配管
１７内における湯の熱収支を計算して、この熱収支か
ら、カップ１３に注がれる直前の湯の温度を推定し、こ
の推定温度を飲料の設定温度と比較する。

【００２２】推定温度が設定温度よりも高いときは、湯
量および希釈水量を計算する（ステップ２０４）。すな
わち、湯の温度を設定温度まで下げるのに必要な希釈水
量を計算し、この希釈水量の分、設定湯量から減算して
湯量とする。湯量と希釈水量をこのように計算すること
により、湯量と希釈水量を足した全体の量および温度を
常に設定値にすることができる。次いで、計算された湯
量および希釈水量に対応する湯供給弁１８および希釈水
供給弁１２の通電時間を計算する。一方、推定温度が設
定温度よりも低いときは、湯量を設定湯量として湯供給
弁１８の通電時間を計算するとともに、湯温を設定温度
まで上げるのに必要な後加熱用ヒータ２２の加熱時間を
計算する（ステップ２０５）。

【００２３】制御部３５は、キャニスタ５のモータ２０
に駆動信号を出力し、一定時間これを駆動して、一定量
のコーヒー粉末原料をミキシングボウル１９に供給する
とともに、ステップ２０４、２０５で計算された通電時
間および加熱時間に基づいて、湯供給弁１８、希釈水供
給弁１２および後加熱用ヒータ２２に駆動信号を出力
し、計算された量の湯および希釈水を供給させ、また、
後加熱用ヒータ２２を計算された通電時間だけ作動させ
る（ステップ２０６）。

【００２４】次に、図３を参照しながら、アイスコーヒ
ーの販売する場合の動作を説明する。まず、図２のステ
ップ２０１〜２０３とまったく同様にして、湯の熱収支
を計算する（ステップ３０１〜３０３）。次いで、湯量
および氷量を計算する（ステップ３０４）。すなわち、
まず、計算した熱収支から、飲料を設定温度まで冷却す
るまでに溶ける氷の溶け量を計算し、氷の供給量を、こ
の氷の溶け量と設定氷量の和として求める。また、湯の
供給量は、設定湯量から氷の溶け量を差し引いた差とし
て計算する。このように湯量および氷量を計算すること
により、氷の溶け量、氷量および湯量を常に設定値に制
御し、したがって、アイスコーヒーの温度、量および濃
度を常に設定値に制御することができる。次いで、計算
された湯量および氷量に対応する湯供給弁１８および氷
供給弁１５の通電時間が計算され、制御部３５は、この
計算値などに基づいて、湯供給弁１８、氷供給弁１５お
よびキャニスタ５のモータ２０を駆動する（ステップ３
０５）。

【００２５】以上のように、本実施例では、湯温センサ
２９によって検出される湯タンク４内の湯温と、機内温
度センサ３２の検出結果および過去の販売履歴から推定
される湯供給配管１７の温度とによって、湯供給配管１
７内における湯の熱収支を計算する。そして、この熱収
支から、実際にカップ１３に供給される湯の温度および
量、さらに氷入り飲料の場合には氷の量が常に設定値に
なるように、湯、希釈水および氷の供給量を制御するの
で、販売飲料の温度、量および濃度を常に一定にでき、
したがって、その品質を常に一定に保つことができる。
なお、上述した実施例では、ホットコーヒーおよびアイ
スコーヒーの場合を例にとり説明しているが、コーラや
ジュースなどの他の飲料についても、シロップ原料、炭
酸水や氷の供給量を同様に制御して、販売飲料の温度、
量および濃度を常に一定にすることができる。

【００２６】なお、本発明は、説明した実施例に限定さ
れることなく、種々の態様で実施することができる。例
えば、実施例では、機内温度センサを１個だけ設けてい
るが、これを各供給配管に設け、制御すべき原料の供給
配管に設けた機内温度センサの検出結果を選択的に用い
るようにしてもよい。その他、自動販売機の機種に応じ
て、構成の細部を適宜変更できることは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明のカップ式自動販
売機の飲料供給制御装置は、実際の販売飲料の温度、量
および濃度を、常に設定値になるように制御して、飲料
の品質を常に一定に保つことができるなどの効果を有す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカップ式自動販売機の飲料供給制
御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】ホットコーヒーを販売する場合の制御動作を示
すフローチャートである。

【図３】アイスコーヒーを販売する場合の制御動作を示
すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 自動販売機 １３ カップ ２８ 水温センサ ２９ 湯温センサ ３０ 冷却水温センサ ３１ 制御装置 ３２ 機内温度センサ ３４ 演算部 ３５ 制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各貯蔵部に貯蔵された複数の原料をカッ
   プにそれぞれ供給して飲料を作るように構成されたカッ
   プ式自動販売機の飲料供給制御装置において、 機内温度と各貯蔵部内の温度を検出する検出手段と、 当該検出手段の検出結果および飲料の販売履歴から、前
   記原料が供給配管内を通過する際の熱収支を演算する熱
   収支演算手段と、 当該熱収支演算手段で演算された 熱収支に応じて、販売
   飲料が所定温度、所定量および所定濃度になるように、
   各原料の供給量を演算する原料量演算手段と、 当該原料量演算手段により演算された供給量に基づいて
   各原料の供給を制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とするカップ式自動販売機の飲料供給制御装置。