JP5326301B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、自動販売機における制御装置に関するものである。

従来、所要電力が大きい複数の機器を搭載したシステム機器において、機器の動かし方によっては、電源回路の制限電流をオーバーすることがある場合、各機器に使用優先順位を付して、その優先順位にそって構成機器を動かすことによって、電源回路の制限電流をオーバーしない運転ができるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

図５は、特許文献１に記載された従来の複数機器に対する通信システムの構成を示すブロック図である。図５に示すように、電力使用量制御機器５０と被電力使用量制御機器５１，５２，５３の各機器は共通の電源ライン５４に接続されて電力が供給されるとともに、上記電源ライン５４を介して互いにデータ伝送を行うようになっている。また電源ライン５４には、電力使用量制御機器５０に接続される電力使用量検出器５５が設けられている。

上記構成で、電力使用量制御機器５０と各被電力使用量制御機器５１〜５３との間では電力使用量の制御が行われる。

ここで、各被電力使用量制御機器５１〜５３は、機器本体の作動状態に応じて、指定された電力使用優先レベルとは異なる優先レベルに設定する必要がある場合には、上記指定を無視して優先レベルの設定を行い、設定した電力使用優先レベルを示す電力使用優先レベル確認コマンドを生成し、電力使用量制御機器５０に送信する。

上記のように通信システム全体の電力使用量を常時監視して、各被電力使用量制御機器の制御を行うことにより、電力使用量が限界値を超えそうな場合、自動的に迅速かつ確実に電力使用量を抑えることができ、また、電力使用量優先レベルの低い機器から順に停止させるので、各機器の停止による影響が最も小さくなるようにすることができる。
特開平４−２００２３８号公報

しかしながら、上記従来の構成では、電力消費の大きな冷却システムと加温システムを搭載した自動販売機の場合、両方が運転する条件であっても、電力使用量が限界値を超えそうであれば、どちらか一方のシステムを停止するため、庫内を適温に冷却または加温できない状態が発生するという課題があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、電力消費の大きなシステムを搭載した自動販売機に関して、両者が同時に運転する条件に陥った場合に、一方のシステムの電力を低く抑えることができる構成をとることで２つのシステムの両立を図る自動販売機の制御装置を供給すること目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、インバータ圧縮機を運転することで庫内温度を調節する冷却システムと、庫内の誘導加熱対象の商品を誘導加熱によって加温する出力変更可能な誘導加熱装置とを搭載した自動販売機において、前記冷却システムおよび前記誘導加熱装置の運転を指令する全体制御部と、前記冷却システムの運転を制御する冷却システム制御部と、前記誘導加熱装置の運転を制御する誘導加熱制御部とを備え、商品を選択する商品選択手段の操作によって前記誘導加熱装置を運転する場合、前記全体制御部は前記誘導加熱制御部に前記誘導加熱装置の運転指令を送り、前記誘導加熱制御部は、前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転指令を受けると、前記商品選択手段から取得した商品情報と商品に応じて商品毎にあらかじめ設定された誘導加熱の出力とから決定した出力で前記誘導加熱装置の運転を開始し、前記誘導加熱装置の運転を開始する時に前記冷却システムが運転されていれば、前記全体制御部は前記冷却システム制御部に前記誘導加熱装置の運転情報を送り、前記冷却システム制御部は、前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転情報を受けると前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転停止情報を受けるまで前記インバータ圧縮機の回転数を、変更可能な複数の回転数のうちで前記冷却システムの電力と前記誘導加熱装置の電力との合算電力が規定値を超えず且つ前記規定値と前記合算電力との差が設定値より小さくて前記設定値に最も近くなる回転数に抑制することにより、商品に応じた誘導加熱の出力で誘導加熱装置を運転しながら、限界値を超えない電力使用量の範囲内で、冷却システムを最大能力で運転でき、庫内温度の変動を最小に抑制することができる。

本発明の自動販売機は、圧縮機が運転中であっても圧縮機を停止させることなく、誘導加熱装置の運転を行うことができ、自動販売機での使用電力が、商用ＡＣ１００Ｖコンセント１口から取得できる電力をオーバーすることなしに冷却システムと誘導加熱装置の運転を両立でき、商品に応じた誘導加熱の出力で誘導加熱装置を運転しながら、限界値を超えない電力使用量の範囲内で、冷却システムを最大能力で運転できるため、庫内温度の変動を最小に抑制することができる。

請求項１に記載の発明は、インバータ圧縮機を運転することで庫内温度を調節する冷却システムと、庫内の誘導加熱対象の商品を誘導加熱によって加温する出力変更可能な誘導加熱装置とを搭載した自動販売機において、前記冷却システムおよび前記誘導加熱装置の運転を指令する全体制御部と、前記冷却システムの運転を制御する冷却システム制御部と、前記誘導加熱装置の運転を制御する誘導加熱制御部とを備え、商品を選択する商品選択手段の操作によって前記誘導加熱装置を運転する場合、前記全体制御部は前記誘導加熱制御部に前記誘導加熱装置の運転指令を送り、前記誘導加熱制御部は、前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転指令を受けると、前記商品選択手段から取得した商品情報と商品に応じて商品毎にあらかじめ設定された誘導加熱の出力とから決定した出力で前記誘導加
熱装置の運転を開始し、前記誘導加熱装置の運転を開始する時に前記冷却システムが運転されていれば、前記全体制御部は前記冷却システム制御部に前記誘導加熱装置の運転情報を送り、前記冷却システム制御部は、前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転情報を受けると前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転停止情報を受けるまで前記インバータ圧縮機の回転数を、変更可能な複数の回転数のうちで前記冷却システムの電力と前記誘導加熱装置の電力との合算電力が規定値を超えず且つ前記規定値と前記合算電力との差が設定値より小さくて前記設定値に最も近くなる回転数に抑制するのである。

これによって、誘導加熱装置の運転が必要な場合、冷却システムの運転を停止することなしに誘導加熱装置を運転させることができ、商品に応じた誘導加熱の出力で誘導加熱装置を運転しながら、限界値を超えない電力使用量の範囲内で、冷却システムを最大能力で運転できるため、自動販売機の庫内温度の変動を最小に抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、自動販売機内部に構成される冷却システムは、冷媒流路の方向を切り替えることで貯蔵室内を冷却または加温に切り替えることができるヒートポンプ式の冷却加温システム構成としたものであり、これによって、冷却システムに配置していた除霜ヒータの電力低減またはヒータの廃止をすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明における誘導加熱制御部が、誘導加熱中の販売商品の温度が規定の出来上がり温度より設定値だけ低い温度より高くなると誘導加熱装置に出力をダウンする指令を送るものであり、これによって、商品の仕上がり温度精度を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明に、誘導加熱装置の電力供給経路およびインバータ圧縮機の電力供給経路に個別に電力検出装置を設けたものである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明するが、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による自動販売機の外部構成図である。図２は、同実施の形態における自動販売機の内部構成図である。図３は、同実施の形態における自動販売機の制御装置の機能ブロック図である。図４は、同実施の形態の自動販売機の動作の一例を示すフローチャートである。

図１において、自動販売機筺体１は自動販売機本体であり、前部には、自動販売機ドア部２が設けられている。

自動販売機ドア部２には、販売する商品のサンプルを外部に示すディスプレイ部３、販売時に商品購入者が商品を選択する商品選択手段４、商品を購入する際に現金を入れる金銭取入手段５、販売する商品を取り出す取出し口６が設けられている。

自動販売機を制御する制御装置７、商品を販売する際に、販売商品を加熱する誘導加熱装置８は取り出し口６周辺に設けている。

尚、制御装置７、誘導加熱装置８は、自動販売機外側からは、見えず、自動販売機ドア部２の内側に設けている。

また誘導加熱装置８は、利用者が商品選択手段４を操作し、誘導加熱対象商品を選択した場合に、商品選択手段４の押圧操作に連動して運転を開始するものである。

図２は、自動販売機筺体１の内部の基本構成を図化したものであり、自動販売機筐体１の中には、販売商品１１が貯蔵されており、冷却システム１２の各部位が運転することにより、温度調整される仕組みとなる。

冷却システム１２は、冷却システムの冷媒の流路を切り替える流路切替手段１３（例えば弁）と庫内熱交換器１４と庫外熱交換器１７とインバータ圧縮機１８からなる冷却システムと、インバータ圧縮機１８を駆動するインバータ圧縮機制御装置１９と、自動販売機庫内に風を送る庫内用ファン１５と、庫外熱交換器１７やインバータ圧縮機１８に風を送る庫外用ファン１６により構成されている。

尚、冷却システム１２の流路切替手段１３と庫内熱交換器１４と庫外熱交換器１７とインバータ圧縮機１８は、配管で連結された状態となっており、冷媒が循環することにより、熱交換を行う仕組みである。

そして、冷却システム１２は、自動販売機庫内に設置された庫内温度検知手段（図示しない）で温度状態（または温度情報）を検知し、庫内を冷やしたい場合は、庫内が設定温度以上であれば、冷却システム制御部２２を介して全体制御部２１に信号が送られ、庫内熱交換器１４が‘蒸発器’として、庫外熱交換器が‘凝縮器’として働くように流路切替手段１３が冷媒の流路を切り替え、インバータ圧縮機制御装置１９によりインバータ圧縮機１８を駆動し、庫内温度を調節する。

庫内を暖めたい場合は、設定温度以下であれば、冷却システム制御部２２を介して全体制御部２１に信号が送られ、庫内熱交換器１４が‘凝縮器’として、庫外熱交換器が‘蒸発器’として働くように流路切替手段１３が冷媒の流路を切り替え、インバータ圧縮機制御装置１９によりインバータ圧縮機１８を駆動し、庫内温度を調節する。

このとき、庫内用ファン１５や庫外ファン１６も同時に運転して熱交換効率を向上させる。

尚、本実施の形態では、庫内を暖めたいときの動作を主に示すものとし、庫内を冷やしたい場合の動作は、説明を割愛する。

図３において、制御装置７は、全体制御部２１と冷却システム制御部２２と誘導加熱制御部２３により構成される。

全体制御部２１は、自動販売機の販売機能や自動販売機の状態を把握している部位であり、また、３つの制御部の中で「主」となるものである。

冷却システム制御部２２は、冷却システム１２を動かすものであり、販売商品１１を規定の温度で保存すべく温度調整を実行するものであり、３つの制御部の中で「従」となるものである。

誘導加熱制御部２３は、誘導加熱装置８を動かすものであり、商品が販売されるときに、「冷たい」販売商品１１を「暖かく」する動作を実行するものであり、また、３つの制御部の中で「従」となるものである。

３つの制御部は、互いに主従関係を保って通信をしながら、自動販売機の機能を満足する運転を行うものである。

尚、本実施の形態１では、全体制御部２１と冷却システム制御部２２と誘導加熱制御部２３とを機能独立した形態にて説明をするため、それぞれを個別に独立配置したが、自動販売機内の機能を満足できるのであれば、どのような形態をとっても良いことは言うまでもない。

以上のように構成された自動販売機の制御装置について、以下、図４を用いて動作を説明する。

自動販売機において、冷却システム１２及び誘導加熱装置８が動作していない状態を待機状態とする（ＳＴＥＰ０）。

冷却システム制御部２２は、自動販売機の販売商品１１を収納している庫内の温度情報を検出している（ＳＴＥＰ１）。

前述したように、本実施の形態では、庫内を暖めたいときの動作を説明することとし、特に、長期保存しても、販売商品の中身成分が変化しない程度の温度（例えば３０〜３５℃）で温蔵するときの動作を説明する。

庫内を温蔵するため、冷却システム１２は、流露切替手段１３を動かして、庫内熱交換器１４は凝縮器、庫外熱交換器１７は蒸発器として作用するモードに切り替わっている。

ＳＴＥＰ１において、庫内の温度情報が設定温度以下（例えば、３０℃）となり、冷却システムの運転する条件と一致した場合には、全体制御部２１と冷却システム制御部２２の間で情報が共有化され、冷却システム制御部２２は、冷却システム１２を構成する各部位（インバータ圧縮機１８、庫内用ファン１５、庫外用ファン１６）を駆動制御する（ＳＴＥＰ２）。

特に、冷却システム制御部２２は、インバータ圧縮機制御装置１９へ回転数を規定する信号を伝達し、指令された回転数に応じてインバータ圧縮機制御装置１９は、冷却システム１２のインバータ圧縮機１８を駆動する。

冷却システム制御部２２は、常時、庫内の温度情報を見ており、庫内温度と設定温度の差に応じて、庫内がより早く温度調整されるように、インバータ圧縮機制御装置１９へ、回転数を指令する。

次に商品選択手段４が押されか否か検出し、商品の販売があるか無いかを全体制御部２１が判定する（ＳＴＥＰ３）。

商品の販売がある場合は、ＳＴＥＰ４へ進み、無い場合は、ＳＴＥＰ２１へ進む。

商品選択手段４が押された場合は、一旦冷却システムの運転状態を記憶し（ＳＴＥＰ４）、記憶するとともに、冷却システム１２の消費電力を最低レベルに抑制するため、インバータ圧縮機１８の回転数を機器における最低回転数の１段階にする（ＳＴＥＰ５）。

冷却システム２２は、インバータ圧縮機１８を設けたものであり、インバータ圧縮機１８は、インバータ圧縮機制御装置１９により、回転数を変更できるものであり、回転数を低回転にすることで、冷却システム２２での消費電力を抑制することが出来る。

尚、本実施の形態では、説明のため、インバータ圧縮機１８の切替回転数を５段階とするが、段階はいくつでも良い。

次に、押された商品選択手段４から商品情報を取得（ＳＴＥＰ６）し、商品に応じた誘導加熱の出力を決定する（ＳＴＥＰ７）。

販売商品の中身や容器によって、誘導加熱できる出力が変わってくるため、あらかじめ、販売商品毎に最大印加できる出力を設定しておく。

設定しない場合は、デフォルト値にて出力を決めておく。誘導加熱制御部２３は、誘導加熱装置８を運転させ、販売商品を誘導加熱によって暖める（ＳＴＥＰ８）。次に、電流検出部１において、冷却システム１２の電力を取得する（ＳＴＥＰ９）。

同時に、電流検出部２において、誘導加熱装置８の電力を取得する（ＳＴＥＰ１０）。次に、規定値Ａから、冷却システム１２の電力と誘導加熱装置８の電力を加算したものを引き、結果を設定値Ｘ（例えば１００Ｗ）と比較する。比較して、設定値Ｘ以上の場合は、ＳＴＥＰ１２へ進み、冷却システム制御部２２は、インバータ圧縮機１８の回転数を１段階上げる信号をインバータ制御装置１９へ送り、再び、ＳＴＥＰ１１を行う。

ＳＴＥＰ１１にて、比較結果が、設定値以上でなければ、ＳＴＥＰ１４へ進み、インバータ圧縮機１８の回転数は変化させない。

設定値Ｘは、機器の設置される環境に応じて機器所有者が任意に変更できるものである。

販売商品の温度は、誘導加熱され加熱される中、絶えず取得し、規定値Ｂ（出来上がり温度）との差（規定値Ｂ−販売商品の温度）が設定値Ｙ（例えば５ｄｅｇ）より小さくなるか否かを比較する（ＳＴＥＰ１５）。

差が設定値Ｙより小さくなった場合は、ＳＴＥＰ１６へ進み、誘導加熱制御部２３は、誘導加熱装置８へ出力をダウンする指令を送る。

出力はダウンされるが、引き続き販売商品への誘導加熱は続き、販売商品が規定の温度に到達すると、誘導加熱制御部２３は、誘導加熱装置８の運転を停止する（ＳＴＥＰ１７）。

誘導加熱制御部２３から全体制御部２１へ誘導加熱装置８が停止した信号が送られた後、商品が販売されたときに記憶した冷却システム１２の運転状態を呼び出す（ＳＴＥＰ１９）。

冷却システム２２のインバータ圧縮機１８の能力抑制を解除する（ＳＴＥＰ２０）。

呼び出した運転状態に応じて、冷却システム制御部２２は冷却システム１２の運転を再開する（ＳＴＥＰ２０）。

ＳＴＥＰ２１では、冷却システム１２が停止するための条件が整ったかどうか判定する。

例えば、販売商品１１が規定の温度に達したときは、それ以上、販売商品の温度を変化させる必要が無いので、冷却システム制御部２２は、冷却システム１２の運転を停止し（ＳＴＥＰ２２）、待機状態（ＳＴＥＰ２３）となる。

したがって、冷却システム１２と誘導加熱装置８を搭載した自動販売機で、冷却システム１２の運転中に誘導加熱装置８を運転する条件が整った場合は、冷却システム１２のインバータ圧縮機１８の回転数を抑制することで冷却システム１２の電力を抑制することができ、機器の消費電力が使用できる電力の限界値を超えることなく、冷却システム１２と誘導加熱装置８の運転を両立でき、冷却システムの停止に起因する自動販売機の庫内温度の変動を最小に抑える自動販売機を提供することができる。

また、流路制御手段１３を設け、冷媒の流れ方向を切り替えるだけで、庫内熱交換器１４を凝縮器として作用させることができ、庫内を暖めることができるため、ヒータを廃止した自動販売機を提供することができる。

また、誘導加熱装置８の出力をアップ・ダウンできる構成にしたものであり、加熱する商品によって出力を変更できるので、商品の素材に応じた出力を与えることができ、加熱過多による素材のこげなどを防止でき、また、加熱中に出力調整することで、商品の仕上がり温度精度の向上した自動販売機を提供することができる。

また、誘導加熱装置の電力供給経路及びインバータ圧縮機制御装置の電力経路に個別の電力検出装置（電流検出部２５、２６）を設けることにより、互いの電力の合算を求めることができるため、使用限界電流値を超えることなく、誘導加熱装置運転中において、冷却システムを最大能力で運転できる。

以上にように、本発明にかかる自動販売機は、圧縮機が運転中であっても圧縮機を停止させることなく、誘導加熱装置の運転を行うことができ、自動販売機での使用電力が、商用電源から取得できる電力をオーバーすることなしに冷却システムと誘導加熱装置の運転を両立でき、冷却システムを停止させないため、あらゆる自動販売機に適用できる。

本発明の実施の形態における自動販売機の概観の全体構成図 同実施の形態における自動販売機の内部の全体構成図 同実施の形態における自動販売機の制御装置の機能ブロック図 同実施の形態の自動販売機の動作の一例を示すフローチャート 従来の複数機器に対する通信システムの構成を示すブロック図

符号の説明

２ 自動販売機ドア部
３ ディスプレイ部
４ 商品選択手段
５ 金銭取入手段
６ 取りだし口
７ 制御装置
８ 誘導加熱装置
１１ 販売商品
１２ 冷却システム
１３ 流路切替手段
１４ 庫内熱交換器
１５ 庫内用ファン
１６ 庫外用ファン
１７ 庫外熱交換器
１８ インバータ圧縮機

Claims (4)

1. インバータ圧縮機を運転することで庫内温度を調節する冷却システムと、庫内の誘導加熱対象の商品を誘導加熱によって加温する出力変更可能な誘導加熱装置とを搭載した自動販売機において、前記冷却システムおよび前記誘導加熱装置の運転を指令する全体制御部と、前記冷却システムの運転を制御する冷却システム制御部と、前記誘導加熱装置の運転を制御する誘導加熱制御部とを備え、商品を選択する商品選択手段の操作によって前記誘導加熱装置を運転する場合、前記全体制御部は前記誘導加熱制御部に前記誘導加熱装置の運転指令を送り、前記誘導加熱制御部は、前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転指令を受けると、前記商品選択手段から取得した商品情報と商品に応じて商品毎にあらかじめ設定された誘導加熱の出力とから決定した出力で前記誘導加熱装置の運転を開始し、前記誘導加熱装置の運転を開始する時に前記冷却システムが運転されていれば、前記全体制御部は前記冷却システム制御部に前記誘導加熱装置の運転情報を送り、前記冷却システム制御部は、前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転情報を受けると前記全体制御部から前記誘導加熱装置の運転停止情報を受けるまで前記インバータ圧縮機の回転数を、変更可能な複数の回転数のうちで前記冷却システムの電力と前記誘導加熱装置の電力との合算電力が規定値を超えず且つ前記規定値と前記合算電力との差が設定値より小さくて前記設定値に最も近くなる回転数に抑制することを特徴とする自動販売機。
2. 自動販売機内部に構成される冷却システムは、冷媒流路の方向を切り替えることで貯蔵室内を冷却または加温に切り替えることができるヒートポンプ式の冷却加温システム構成としたことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
3. 誘導加熱制御部は、誘導加熱中の販売商品の温度が規定の出来上がり温度より設定値だけ低い温度より高くなると誘導加熱装置に出力をダウンする指令を送ること特徴とする請求項１または２に記載の自動販売機。
4. 誘導加熱装置の電力供給経路およびインバータ圧縮機の電力供給経路に個別に電力検出装置を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の自動販売機。

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