JP3694975B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動販売機に関し、特に適正な温度管理の行える自動販売機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の温度制御としては、(1)庫内温度として庫内のある箇所の空気温度を温度センサで検知し、その庫内温度により、庫内に収納の商品温度を推定して冷却・加熱制御するものと、(2)商品の温度を検出し、その商品温度に基づき冷却・加熱制御するものがあり、(2)の制御の場合、全商品の温度検出を行おうとすればコスト高となるため、何本かの代表した商品の温度のみを温度センサで検知している。このような従来の制御においては以下のごとき課題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
（課題１）
庫内温度に基づく冷却(加温の場合も同じ)制御(1)を行っている時、商品入れ替え時のように、商品温度は冷えていなくても庫内温度が冷えている場合には冷却は停止したままになっているため、販売に適した規定温度に冷却されるまでに長時間かかり、その間に販売があった場合には十分に冷却されていない商品が販売されてしまう。
又、庫内温度に基づく制御(1)において、庫内が非常に大きい自動販売機においては、庫内温度を１箇所測定するだけで１庫内の全商品温度を均一に確保することは困難であり、特に庫内で冷気の循環を悪くするような商品を収納する場合や省エネ運転を実施しているような場合には商品温度が規定値より大きく外れてしまった。
【０００４】
商品温度に基づく制御(2)においては、上述のように一部の商品のみの温度検知しかしておらず、そのため温度検知していない商品の温度が規定値から外れるという課題があり、商品温度に影響がでる省エネ制御を適用することはできない。
【０００５】
（課題２）
又、従来は庫内温度に基づく制御(1)か商品温度に基づく制御(2)のどちらか一方で制御を行うものであり、庫内の大きさや収納商品の本数、入れ替え商品の状態、扉の開閉条件等が庫内温度もしくは商品温度に及ぼす温度変化を考慮していないため、庫内温度と商品温度との差が大きくなっている場合があり、そのとき、省エネ運転が実施されておれば、いつまでたっても商品を適温にできなくなる。
【０００６】
（課題３）
また、上述の庫内温度に基づく制御(1)あるいは商品温度に基づく制御(2)であっても、検知した温度に基づき、冷却装置や加温装置をオンオフ制御しているものであり、このような制御では冷却装置の休止時の温度上昇速度が大きい場合、適切な温度制御が困難であった。
【０００７】
従って上述した１〜３の課題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
課題１を解決する本第１発明は、庫内を冷却する冷却ユニットおよび／又は庫内を加温する加温ユニットと、庫内の空気を循環させる庫内ファンと、庫内温度を検出する庫内温度センサと、検出した庫内温度を予め設定したオン温度およびオフ温度と比較して前記冷却ユニット又は加温ユニットをオンオフ制御する制御部とを備えた自動販売機において、庫内に収納した商品の温度を検出する商品温度センサを設け、検出した商品温度を第２のオン温度およびオフ温度と比較することによっても前記冷却ユニット又は加温ユニットをオンオフ制御したことを特徴とする。
【０００９】
課題２を解決する本第２発明は、庫内を冷却する冷却ユニットおよび／又は庫内を加温する加温ユニットと、庫内の空気を循環させる庫内ファンと、庫内温度を検出する庫内温度センサと、検出した庫内温度を予め設定したオン温度およびオフ温度と比較して前記冷却ユニット又は加温ユニットをオンオフ制御する制御部とを備えた自動販売機において、庫内に収納した商品の温度を検出する商品温度センサを設け、庫内温度と商品温度との温度差を求め、その温度差が規定値より大きいときは、省エネ制御を解除して冷却を重視した制御を適用することを特徴とする。
【００１０】
課題３を解決する本第３発明(請求項１)は、庫内を冷却する冷却ユニットと、庫内の冷気を循環させる庫内ファンと、庫内温度を検出する庫内温度センサと、検出した庫内温度を予め設定したオン温度およびオフ温度と比較して前記冷却ユニットをオンオフ制御する制御部とを備えた自動販売機において、
庫内に収納した商品の温度を検出する商品温度センサを設け、冷却休止期における所定期間内での商品温度の温度差の絶対値を求め、その絶対値が規定値より大きいとき、前記オン温度を設定温度から所定温度低下させ、そしてオフ温度を設定温度から所定温度上昇させることにより、商品温度を安定化させる“商品温度安定化制御”を適用する。
【００１１】
課題３を解決する本第４発明は、庫内を冷却する冷却ユニットと、庫内の冷気を循環させる庫内ファンと、庫内温度を検出する庫内温度センサと、検出した庫内温度を予め設定したオン温度およびオフ温度と比較して前記冷却ユニットをオンオフ制御する制御部とを備えた自動販売機において、
庫内に収納した商品の温度を検出する商品温度センサを設け、冷却休止期に検出した、商品温度の上昇速度および上記庫内温度の上昇速度の両温度差が規定値庫よりも大きいとき、前記オン温度を設定温度から所定温度低下させると共に、庫内ファンの停止温度を設定温度から所定温度上昇させることにより、冷却を重視した“冷却重視制御”を適用することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、庫内温度と商品温度との双方を検出し、両温度データに基づき冷却ユニットや加温ユニットを制御するものであり、第１発明では、庫内温度による制御に加え、商品温度による制御を併用しており、短時間で適温に冷却(加温)できる。
【００１３】
複数個の商品の温度の平均値をも考慮することで、１庫内の全商品を均一温度に確保できる。
【００１４】
第２発明によれば、庫内温度と商品温度との温度差を検出し、温度差が大きい場合には、商品が安定して冷却(ホット商品では加温)されていないと判断して、省エネ運転を解除して通常の制御が実施されるため、短時間で商品を適温にできる。
【００１５】
第３発明では、冷却停止中の商品温度の上昇速度を検出し、その上昇速度の大小に応じて、特に商品温度を安定化させる“品温安定化制御"か“通常制御"が適宜選択されるため、最適な温度管理が行える。
【００１６】
第４発明では、商品温度の上昇速度に加えて庫内温度の上昇速度をも考慮するため、より最適な温度管理が行える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係わる自動販売機を示した内部機構図であり、３つの収容庫(左庫、中庫、右庫)を持つ。
１は、左庫、中庫、右庫内にそれぞれ設けられた蒸発器であり、２は、冷媒を凝縮するモータコンプレッサであり、３は、凝縮された冷媒を蒸発器１に選択的に供給するバルブである。４は、蒸発器１で冷却された冷気を庫内に循環させるための庫内フアンである。５は、庫内温度を検出する庫内温度センサであり、蒸発器１の冷気入口側の近傍に設置される。６は、各庫を加温するためのヒータである。７は、商品の温度を検出する商品温度センサであり、コラム毎に次に販売する商品の温度を検出するために例えば商品を保持するアームに装着される。
【００１８】
８は本自動販売機を総括制御する主制御部である。９は、各庫を冷却庫または加温庫に設定するための冷却／加温設定部である。１０は、冷却加温制御部であり、庫内温度センサ５および商品温度センサ７の検出温度に基づき、モータコンプレッサ２、バルブ３、庫内ファン４あるいはヒータ６をオンオフ制御する。１１は、各種データの入力設定を行うためのキーボード部であり、前面扉の裏面に設けられる。１２は、その前面扉に設けられた商品選択釦である。
【００１９】
図２は、本第１発明における自動販売機の１実施形態を示した制御ブロック図であり、図１と共通の要素には共通の符号を付している。主制御部８には販売制御を実行するＣＰＵ８Ａを備える。
【００２０】
上記の構成になる自動販売機において、最初に課題１を解決する本第１発明に係わる制御動作を図３のフローチャートに従って説明する。
本自動販売機の電源が投入されると、ステップＳ１からステップＳ２に進み、冷却庫に設定されているか加温庫に冷却されているかが判定される。冷却庫の場合、ステップＳ３にて庫内温度センサ５が設置されているかが判定され、未設置のときはステップＳ５に進み、モータコンプレッサ２が停止され、センサの異常表示がなされる。これは庫内温度に基づく制御を基本制御としているためである。
【００２１】
庫内温度センサ５が設置されている場合はステップＳ４に進み、商品温度センサ７が設置されているかが判定され、未設置の場合は、ステップＳ６に進み、庫内温度に基づく制御が実施される。商品温度センサ７が設置されている場合はステップＳ７にて各庫内温度センサ５および各商品温度センサ７により庫内温度および商品温度が検出され、又、商品温度に対しては冷却庫における各コラムに設けられた商品温度センサで検出した商品温度から平均商品温度が演算される。この温度検出が済めばステップＳ８からステップＳ９に進む。
【００２２】
ステップＳ９では、商品温度の一つでも３℃以下であるかが判定され、３℃以下のときはステップＳ１０に進みモータコンプレッサ２が停止され冷却が停止される。商品温度は４〜５℃程度が適温となっているためであり、この制御により、冷し過ぎを防ぐと共に商品の凍結を防止する。
【００２３】
商品温度がいずれも３℃以下でない場合はステップＳ１１に進み、平均商品温度が４℃以下であるか判定され、４℃以下である場合はステップＳ１０に進み冷却が停止されるが、平均商品温度が４℃以下でないときはステップＳ１２に進み、庫内温度が−１５℃以下であるかが判定され、庫内温度が−１５℃以下でないときはステップＳ１３に進むが、−１５℃以下である場合は、冷却ユニットと商品の凍結を防止するために、ステップＳ１０に進み冷却が停止される。
【００２４】
ステップＳ１３では、上記平均商品温度が６℃以上であるか判定され、６℃以上であれば、全商品が冷却されていないと判定してステップＳ１５に進みモータコンプレッサ２が運転され冷却が開始される。平均商品温度が６℃以上でないときはステップＳ１４に進み庫内温度が１２℃以上であるか判定され、庫内温度が１２℃以上でないときはステップＳ１６に進み、現在のモータコンプレッサ２の状況がそのまま継続されるが、１２℃以上のときは、商品温度が高い庫内温度に馴染むのを防止するためにステップＳ１５に進み冷却が開始される。
【００２５】
一方、加温庫に設定されている場合は、ステップＳ２からステップＳ８に進み、庫内温度センサ５が設置されているかが判定され、未設置のときはステップＳ１８に進み、全ヒータ６が停止され、センサの異常表示がなされる。加温庫の場合も温度に基づく制御を基本制御としているためである。
【００２６】
庫内温度センサ５が設置されている場合はステップＳ１９に進み、商品温度センサ７が設置されているかが判定され、未設置の場合はステップＳ２０に進み、庫内温度に基づく制御が実施される。商品温度センサ７が設置されている場合はステップＳ２１にて各庫内温度センサ５および各商品温度センサ７により庫内温度および商品温度が検出され、又、商品温度に対しては加温庫における平均商品温度が演算される。この温度検出が済めばステップＳ２２からステップＳ２３に進む。
【００２７】
ステップＳ２３では、商品温度の一つでも５９℃以上であるかが判定され、５９℃以上のときはステップＳ２５に進みヒータ６がオフにされ加温が停止される。商品温度は５７℃程度が適温となっており、加熱しすぎを防止するとともに過昇防止を行う。商品温度がいずれも５９℃以上でない場合はステップＳ２４に進み、平均商品温度が５８℃以上であるか判定され、５８℃以上である場合は全商品が加温されたと判定してステップＳ２５に進み加温が停止されるが、平均商品温度が５８℃以上でないときはステップＳ２６に進み、庫内温度が７８℃以上であるかが判定され、庫内温度が７８℃以上でないときは、ステップＳ２７に進むが、７８℃以上である場合は、加熱ユニットと商品の過昇防止のためにステップＳ２５に進み加温が停止される。
【００２８】
ステップＳ２７では、上記平均商品温度が５６℃以下であるか判定され、５６℃以下であれば、全商品が加温されていないと判定してステップＳ２９に進みヒータ６がオンにされ加温が開始される。平均商品温度が５６℃以下でないときはステップＳ２８に進み庫内温度が５０℃以下であるか判定され、庫内温度が５０℃以下でないときはステップＳ１６に進み、現在のヒータ６の運転状況がそのまま継続されるが、５０℃以下のときは、商品温度が低い庫内温度に馴染むのを防止するためステップＳ２９に進み加温が開始される。上述した制御は他の冷却庫、加温庫に対しても同様に行われる。
【００２９】
次に上記課題２を解決する本第２発明に係わる制御動作を図４のフローチャートに従って説明する。
電源が投入されるとステップＳ３０からステップＳ３１に進み、冷却庫に設定されているが判定され、冷却庫の場合はステップＳ３２に進み、現在冷却中であるかが判定される。冷却中でない場合はステップＳ３３に進み、庫内温度と商品温度が検出される。ステップＳ３４では庫内温度と商品温度との温度差が演算され、ステップＳ３５ではその温度差が６℃より大きいかが判定される。温度差が６℃より大きいときは、商品がよく冷却されていないと判定してステップＳ３６において、冷却を重視した品温保持制御がなされる。この品温保持制御では、庫内ファン４が連続運転されるとともに、当該冷却庫のオン点およびオフ点が共に１℃づつ下げられ、冷却運転を促進する。
【００３０】
前記温度差が６℃以下の場合は、商品は適温に冷却されていると判定してステップＳ３７に進み、冷却よりも省電力を重視した省エネ制御がなされる。この省エネ制御には種々の制御があるがここでは、冷却停止後に庫内温度が所定温度以上になった時点で庫内ファン４の運転が停止され、オン点、オフ点は元の設定温度に基づき制御される。
【００３１】
このようにして庫内温度と商品温度との温度差の大きさに基づき、品温保持制御か省エネ制御のいずれかが設定されるが、これらの制御切り替えを頻繁に行うと、冷却ユニットなどに負担がかかるため、ステップＳ４３にて１０分間のブランクを設定することで１０分間隔で上述した制御を実行する。
【００３２】
一方、ステップＳ３２の現在、冷却中であると判断された時、この冷却中にあっては上述した適正な温度差のデータが得られにくいことから温度差に基づく制御運転は行わずにステップＳ４２に進み、現状況(冷却中)が継続され、この場合も頻繁なモータコンプレッサ２の起動、停止を避けるためにステップＳ４３に進む。
【００３３】
又、加温庫に設定されていた場合はステップＳ３１からステップＳ３８に進み、現在加温中であるかが判定される。加温中でない場合はステップＳ３９に進み、庫内温度と商品温度が検出される。ステップＳ４０では庫内温度と商品温度との温度差が演算され、ステップＳ４１ではその温度差が１０℃より大きいかが判定される。温度差が１０℃より大きいときは、商品がよく加温されていないと判定してステップＳ３６において、加温を重視した品温保持制御がなされる。この品温保持制御では、庫内ファン４が連続運転されるとともに、当該加温庫のオン点およびオフ点が共に１℃づつ上げられ、加温運転を促進する。
【００３４】
前記温度差が１０℃以下の場合は、商品は適温に加温されていると判定してステップＳ３７に進み、加温よりも省電力を重視した省エネ制御がなされる。この省エネ制御では、加温停止後に庫内温度が所定温度以下になった時点で庫内ファン４の運転が停止され、オン点、オフ点は元の設定温度に基づき制御される。
【００３５】
このようにして庫内温度と商品温度との温度差の大きさに基づき、品温保持制御か省エネ制御のいずれかが設定されるが、この場合もこれらの制御切り替えを頻繁に行うと、加温ユニットなどに負担がすかかるため、ステップＳ４３にて１０分間のブランクを設定することで１０分間隔で上述した制御を実行する。
【００３６】
一方、ステップＳ３８の現在、加温中であると判断された時、この加温中にあっても上述した適正な温度差のデータが得られにくいことから温度差に基づく制御運転は行わずにステップＳ４２に進み、現状況(加温中)が継続され、この場合も頻繁な加熱ユニットの起動、停止を避けるためにステップＳ４３に進む。
上述した本第２発明に係わる制御は他の冷却庫、加温庫に対しても同様に行われる。
【００３７】
次に上記課題３を解決する本第３発明に係わる制御動作を図５のフローチャートに従って説明する。
電源が投入されるとステップＳ４４からステップＳ４５に進み、冷却庫に設定されているかが判定される。冷却庫に設定されている場合はステップＳ４６に進み、現在、冷却停止中であるかが判定される。冷却中であればステップＳ４７にて前回の制御状況(後述するように“品温安定化制御"と“通常制御"がある)が保持される。
【００３８】
冷却中でなければステップＳ４９に進み、商品温度の検出がなされ、商品温度が確定すればステップＳ５０にて商品温度データａとして一旦記憶される。この後、５分が経過すればステップＳ５６からステップＳ５７に進み、再度、商品温度の検出がなされ、商品温度が確定すればステップＳ５８にて商品温度データｂとして一旦記憶される。ステップＳ５７では(データａ)−(データｂ)の絶対値がＢとして求められる。このＢは５分間にわたる温度差を示す。
【００３９】
ステップＳ６０では、その温度差Ｂが２℃より大きいかが判定され、２℃より大きいときは、商品温度が冷えた安定状態にないと判断して、ステップＳ６１にて商品温度を冷して安定させる“商品温度安定化制御"が行われる。具体的には、オン温度７℃、オフ温度２℃(通常はオン温度８℃、オフ温度１℃)にしてオン点とオフ点の間隔を狭め、モータコンプレッサ２の運転時間を長くする。
【００４０】
温度差が２以下の場合は商品は安定して冷えていると判断してステップＳ６２にて通常制御(通常サーモ制御もしくは省エネ制御)が実施される。
【００４１】
一方、加温庫に設定されている場合は上述したような制御は行わずにステップＳ４８にて通常のサーモ運転が実施される。
【００４２】
上記課題３を解決する本第３発明に係わる別の制御動作を図６のフローチャートに従って説明する。
電源が投入されるとステップＳ６３からステップＳ６４に進み、冷却庫に設定されているかが判定される。冷却庫に設定されている場合はステップＳ６６に進み、現在、冷却停止中であるかが判定される。冷却中であればステップＳ６７にて前回の制御状況(後述するように“冷却重視制御"と“省エネ重視制御"がある)が保持される。
【００４３】
冷却中でなければステップＳ６８に進み、商品温度の検出がなされ、商品温度が確定すればステップＳ６９にて商品温度データａとして一旦記憶される。続いてステップＳ７０にて、庫内温度の検出がなされ、庫内温度が確定すればステップＳ７１にて庫内温度データｃとして一旦記憶される。
【００４４】
この後、５分が経過すればステップＳ７２からステップＳ７３に進み、再度、商品温度の検出がなされ、商品温度が確定すればステップＳ７４にて商品温度データｂとして一旦記憶される。続いてステップＳ７５にて、庫内温度の検出がなされ、庫内温度が確定すればステップＳ７６にて庫内温度データｄとして一旦記憶される。ステップＳ７７では(データａ)−(データｂ)の絶対値がＸとして求められ、(データｃ)−(データｄ)の絶対値がＹとして求められる。従ってこれらのＸ，Ｙは５分間にわたる商品温度および庫内温度の温度差を示す。
【００４５】
ステップＳ７９では、Ｘ−Ｙの絶対値が５℃より大きいかが判定され、５℃より大きいときは、商品温度が冷えた安定状態にないし判断して“冷却重視制御"が実施される。この冷却重視制御では、オン点温度のみが２℃下げられ、その結果、モータコンプレッサ２のオンタイミングが早まり、又、庫内ファン４の停止温度が１℃上げられ、回転している時間が長くなることにより、商品温度の安定化がなされる。
【００４６】
Ｘ−Ｙの絶対値が５℃以下の場合は、商品温度は冷えた安定状態にあると判断して“省エネ重視制御"が実施される。この省エネ実施制御では、オン点温度のみが２℃上げられ、その結果、モータコンプレッサ２のオンタイミングが遅くなり、又、庫内ファン４の停止温度が１℃下げられ、回転している時間が短くなることにより、冷却休止期の庫内温度の上昇を緩やかにし、モータコンプレッサ２の停止時間を長くする。
【００４７】
一方、加温庫に設定されている場合は上述したような制御は行わずにステップＳ６５にて通常のサーモ運転が実施される。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本第１発明は、庫内温度と商品温度との双方を検出し、両温度データに基づき冷却ユニットや加温ユニットを制御するため、短時間で適温に冷却(加温)でき、かつ、１庫内の全商品を均一温度に確保できる。
第２発明は、庫内温度と商品温度との温度差を検出し、温度差が大きい場合には、商品が安定して冷却(ホット商品では加温)されていないと判断して、省エネ運転を解除して通常の制御を実施するため短時間で商品を適温にできる。
第３発明は、冷却停止中の商品温度の上昇速度を検出し、その上昇速度の大小に応じて、特に商品温度を安定化させる“品温安定化制御"か“通常制御"を適宜選択するため最適な温度管理が行える。
第４発明は、商品温度の上昇速度に加えて庫内温度の上昇速度をも考慮するため、より最適な温度管理が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の自動販売機の内部機構を示した図
【図２】 図１の自動販売機の制御ブロック図
【図３】 図１の自動販売機において本第１発明に係わる制御動作を示したフローチャート
【図４】 図１の自動販売機において本第２発明に係わる制御動作を示したフローチャート
【図５】 図１の自動販売機において本第３発明に係わる制御動作を示したフローチャート
【図６】 本第３発明における別の制御動作を示したフローチャート
【符号の説明】
１ 蒸発器
２ モータコンプレッサ
３ バルブ
４ 庫内ファン
５ 庫内温度センサ
６ ヒータ
７ 商品温度センサ
８ 主制御部
９ 冷却／加温設定部
１０ 冷却加温制御部
１１ キーボード部
１２ 商品選択釦

Claims (1)

1. 庫内を冷却する冷却ユニットと、庫内の冷気を循環させる庫内ファンと、庫内温度を検出する庫内温度センサと、検出した庫内温度を予め設定したオン温度およびオフ温度と比較して前記冷却ユニットをオンオフ制御する制御部とを備えた自動販売機において、
   庫内に収納した商品の温度を検出する商品温度センサを設け、冷却休止期における所定期間内での商品温度の温度差の絶対値を求め、その絶対値が規定値より大きいとき、前記オン温度を設定温度から所定温度低下させ、そしてオフ温度を設定温度から所定温度上昇させることにより、商品温度を安定化させる“商品温度安定化制御”を適用することを特徴とする自動販売機。

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