JPH02250286A - 自動販売機の誘導加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はコーヒー、スポーツドリンク等の缶飲料を誘導
加熱してＨＯＴ販売する自動販売機の誘導加熱装量に関
するものである。

従来の技術 近年、誘導加熱技術を応用し、缶飲料を販売時に瞬時加
熱し、ＨＯＴ販売する自動販売機が提案されているが、
この種の自動販売機として実開昭５４−２３６９５号公
報のように加熱商品である缶飲料の内容量を判別して、
加熱コイルへの通電時間を制御し、異なる内容量の缶飲
料を一定温度（ＨＯＴ販売温度）に高める誘導加熱装置
を備えたものがある。これは１つの加熱コイルで異なる
内容量の缶飲料を一定旙熱出力で加熱する場合、内容量
で缶飲料の液温上昇速度は異なる（当然、内容量の少な
い方が早く上昇する）ので、缶飲料の内容量に応じて加
熱時間を制御しようというものである。

以下、従来の自動販売機の誘導加熱装置について説明す
る。第９図は従来の自動販売機の缶飲料の内容量を判別
する内容量判別装置を示す。１は異なる内容量の缶飲料
２ａ、２ｂを誘導加熱する加熱コイルでちる。この加熱
コイル１には内容量が２５０ｙで高さが１３２．５咽の
缶飲料２ａと、内容量が１９０Ｆで高さが１０４．．５
ｍの缶飲料２ｂが導入される。３はこの２種類の缶飲料
２ａ、２ｂを判別するための判別レバーであり、４はこ
の判別レバー３の動作で作動する判別スイッチである。

以上のように構成された自動販売機の缶飲料の内容量を
判別する内容量判別装置の動作を含め、ＨＯＴ販売時の
自動販売機の動作について説明する。

第９図において、缶飲料が選択され加熱コイル１に２６
０ｙの缶飲料２ａが導入された場合は、判別レバー３は
缶壁により押され判別スイッチ４はＯＦＦする。一方、
１９０Ｆの短い缶飲料２ｂが導入された場合は、判別レ
バー３は缶壁に接触しないので上方に跳ね上がりこの動
作により判別スイッチ４はＯＮする。すなわち、内容量
判別装置は缶飲料の内容量判定を行ない、２６０ｙの缶
飲料２ａは判別スイッチ４のＯＦＦ信号を、１９０りの
缶飲料２ｂはＯＮ信号を発生するものである。

このＯＮ、ＯＦＦ信号によって、従来の自動販売機の誘
導加熱装置は内容量に応じて決められた時間だけ加熱コ
イルに通電し、ＨＯＴ販売するものである。

発明が解決しようとする課題 （−かじながら上記のような構成では、缶飲料の内容量
検出部が判別レバー及び判別スイッチの機構部品で構成
されておシ寿命的にみても優れた判別方法とはいえない
。また、判別できる缶飲料は２種類であるが、現在缶コ
ーヒー飲料だけでも表に示すように缶径でφ６３間、φ
６６膿の２種類、その長さも含めると６種類程度の缶が
存在している。

表 これらの缶飲料を判別レバー及び判別スイッチの組み合
わせで判別するには少なくとも３組以上の判別レバー及
び判別スイッチが必要であり、それらの取り付はスペー
スなどから実用上極めて困難であシ多種類の缶飲料には
対応できないという課題を有していた。

本発明は上記課題に鑑み、特別５な機構部品を用いるこ
となく多種類の缶飲料の内容量を自動判別し、内容量に
応じて加熱時間を制御する自動販売機の誘導加熱装置を
提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の自動販売機の誘導加
熱装置は、異なる内容量の缶飲料を誘導加熱する加熱コ
イルと、加熱コイＡ／および共振コンデンサおよびパワ
ースイッチング半導体より成υ低周波電力を高周波電力
に変換する電圧型共振インバータ回路と、電圧型共振イ
ンバータ回路の発振を制御する発振制御回路と、電圧型
共振インバータ回路の入力電圧を検出する電圧検出回路
と、加熱コイルに流れる電流を検出するコイ）Ｖ電流検
出回路と、電圧検出回路とコイル電流検出回路からの検
出値に基づいて加熱中の缶飲料の内容量を判定する缶容
量判定手段と、缶容量判定手段が判定した内容量に基づ
いて加熱時間を決定する加熱時間決定手段と、加熱時間
を積算するタイマと、タイマからの制御信号により発振
制御回路を駆動する駆動手段とを備えたものである。

作　　　用 本発明は上記した構成により、缶飲料の加熱時に電圧検
出回路で検出した電子値とコイ／ｌ／電流検出回路で検
出したコイ／Ｌ／電流値に基づめで缶容量判定手段で缶
飲料の内容量を判定し、この判定結果に基づいて加熱時
間決定手段にて缶飲料の内容量に応じた加熱時間を決定
し、この加熱時間決定手段からの制御信号により、電圧
型共振インバータ回路の発振時間をタイマで制御するこ
とで、自動的に缶飲料の内容量に応じて加熱時間を可変
して缶飲料を誘導加熱することを可能としている。

実施例 第１図は本発明の一実施例を示す購成因である。

１は異なる内容量の缶飲料２を誘導加熱する加熱コイル
、５は共振コンデンサ、６はパワースイッチング半導体
、７はパワースイッチング半導体に逆並列に接続された
逆導通動作のためのダイオード、８，９は商用電源１ｏ
を全波整流するための整流器およびコンデンサ、以上が
低周波電力を高周波電力に変換する電圧型共振インバー
ター回路１１を構成する。この電圧型共振インバータ回
路１１は入力電流を検出する電流検出回路１２からの検
出信号に基づいてパワースイッチング半導体６の導通／
非導通を制御する発振制御回路１３にて一定の高周波電
力を発生し、缶飲料２を加熱コイル１にて誘導加熱する
。１４は電圧型共振インバータ回路１１の入力電圧（本
実施例では整流後の電圧）を検出する電圧検出回路、１
６は加熱コイルに流れる電流を検出するコイル電流検出
回路であり、共に制御手段１６内の缶容量判定手段１７
に接続されている。制御手段１６は電圧検出回路１４で
検出した電圧値とコイル電流検出回路１５で検出された
電流値に基づいて缶の内容量を判定する缶容量判定手段
１７と、缶判定手段１７で判定した結果に基づいて加熱
時間を決定する加熱時間決定手段１８と、Ｈｏ′ｒＷ、
売スイッチ群１９からの販販売開始信号を受けて発振制
御回路１３を駆動する駆動手段２０と、電圧型共振イン
バータ回路１１の動作時間、すなわち加熱時間を積算し
て加熱時間決定手段１８で決定された時間に達すると加
熱終了信号を駆動手段２０に出力するタイマ２１から成
る。駆動手段２０はこの加熱終了信号を受けて発振制御
回路１３の発振を停止し、加熱を終了する。

次に第２図、第３図、第４図、第５図にて缶飲料の内容
量判定の原理を説明する。第２図は異なる内容量の缶飲
料と加熱コイルとの位置関係を示す図で、加熱コイ／ｌ
／１はφ６６１１１−１９０ｙ缶２２、φ６６萌−２５
０ノ缶２３、φ５３＋ａ＋−１６０７缶２４、φ５３ｍ
−１９０ｙ缶２６、φｇ３１１１１−２６０ｊｉ！缶２
６をすべて包含し、缶壁に沿うように円筒状に巻設され
ている。第３図は電圧共振型の電圧型共振インバータ回
路１１における加熱コイ／ｌ／１に発生するコイル電圧
（ｖＬ）波形、コイル電流波形（ｉＬ）およびパワース
イッチング半導体６のベースに入力される○Ｎ１０ＦＦ
信号である。図において１Ｌ（ｐ）はコイル電流のピー
ク値である。コイル電圧ｉＬおよびコイ／ｌ／電流ｖＬ
の極性は第１図に示すとおりである。電圧型共振インバ
ータはその特性上、加熱コイ／Ｌ／１と被加熱物（本実
施例では缶飲料）との距離が変化すると第３図に示すコ
イル電流波形も変化する。すなわち、距離が遠くなると
コイル電流のピーク値ｌＬ　（ｐ）は上昇し、反対に距
離が近づくと低下するものであるから加熱コイル１内の
缶飲料の形状が異なれば加熱コイル１と缶飲料との等測
的な距離は異なってくるのでその差によって生じるコイ
／ｌ／電流のピーク値ｉ　Ｌ　（ｐ）の違いに着目する
ものである。

第４図は商用電源１０人力値に応じたコイル電流のピー
ク値ｉ　Ｌ　（ｐ）の缶飲料による変化を示す特性図で
ある。図に示すようにコイル電流のピーク値ｉ　Ｌ　（
ｐ）はある一定の入力電圧に着目するとφ６θＭ−２５
０ｙ缶２３が最も低く、順にφ６６Ｍ−１９０７缶２２
、φ５３鵡−２６０ｙ缶２６、φ５３ｆｉ−１９０Ｆ缶
２５．と高く力りφ５３ａｍ−１６０Ｆ缶２４が最も高
くなる。また、商用電源１０の変動範囲を１７０Ｖ〜２
３０ｖとして各缶に着目すると、コイル電流のピーク値
ｉ　Ｌ　（ｐ）は商用電源１０の変動にほぼ比例してい
る。この特性から、商用電源１ｏの入力電圧値で補正す
る（たとえば、入力電圧値に比例した値をｉ　Ｌ　（ｐ
）から引いてＩＬ　（ｐ）’とする）と、第４図の特性
は第５図に示すような商用電源１０の入力電圧値に無関
係な特性を得ることができる。すなわち、入力電圧値で
補正したφ６８０−２５０ｙ缶２３、φ６６ｍ　−１９
０７缶２２、φ５３５ｍ−２５０７缶２６．４５３Ｍ−
１９０７缶２５、φ５３ｍ−１６０ｙ缶２４のそれぞれ
のコイル電流ピーク値ｉ　Ｌ　（ｐ）’は入力電圧値に
関係なく、ｉ　Ｌ（ｐ）’　（Ａ　１、Ａ１≦１Ｌ（ｐ
）’＜Ａ２、Ａ２≦ｉ　Ｌ（ｐ）’　（Ａ　３、Ａ３≦
ｉＬ艶）’（Ａ４、Ａ４≦１Ｌ（ｐ）’の６つのゾーン
内の値をとる。これによって缶飲料の内容量判定が可能
となるわけである。

第６図は要部の具体的な回路の一例を示す。尚、電圧型
共振インバータ回路１１については第１図と同様である
のでその説明を省略する。制御手段１６はマイクロコン
ピュータ２７および周辺回路より構成される。２７のマ
イクロコンピュータはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡ！ｖｌ−ｊ
び入出力部を有する、いわゆるワンチップマイコンであ
る。電圧検知回路１４は整流後の直流電圧を低電圧に分
圧する抵抗２８．２９、分圧された電圧のピーク値を保
持するためのダイオード３０およびコンデンサ３１およ
び抵抗３２よ構成る。コイル電流検出回路１６は加熱コ
イル１に流れる電流に比例した値を電圧値として取シ出
すためのカレントトランス３３と、カレントトランス３
３に並列に接続されカレントトランス３３からの出力電
圧を決める負荷抵抗３４と、その出力電圧のピーク値を
保持するための整流ブリッジダイオード３５、コンデン
サ３６および抵抗３７よ構成る。電圧検知回路１４およ
びコイル電流検出回路１６の出力は差動増幅器３８の逆
相入力端子および同相入力端子に接続されている。この
差動増幅器３８は同相入力端子に印加された電圧と、逆
相入力端子に印加された電圧の差を何倍かして出力する
ものである。差動増幅器３８の出力端子はこの増幅され
たアナログ信号をデジタル信号に変換してマイクロコン
ピュータ２７に入力するＡ／Ｄ変換器３９に接続されて
いる。ＨＯＴ販売販売スイッチ群上９されたかどうか判
断するようにマイクロコンピュータ２７に入力されてい
る。又、マイクロコンピュータ２７の出力端子は発振制
御回路１３に接続されている。

本実施例では、コイ／Ｖ電流のピーク値をカレントトラ
ンス３３等からなる回路で電圧値に変換しているが第４
図に示す特性は変わらず、差動増幅器３８が入力電圧値
で補正する部分を構成する。

すなわち、コイル電流のピーク値に比例した電圧値から
入力電圧に比例した値を引く構成になっており、その差
動増幅器３８の出力電圧Ｖ。ｕｔは第７図に示すように
第６図に示す特性を電圧に変換したものになる。これに
より、φθｅｔｍ−２５０ｙ缶２３．４６６Ｍ−１９０
７缶２２、φ５３鵡−２５０ｊｊ缶２８、φ５３Ｍ−１
９０７缶２６、φ５３０−１６０ｆ缶２４を加熱した時
のそれぞれの差動増幅器３８の出力電圧Ｖ。ｕｔは入力
電圧に関係無く、ｖｏｕ、〈ｖｌ、ｖ１≦ｖｏｕｔ＜ｖ
２、ｖ２≦Ｖｏｕ、＜Ｖ３、ｖ３≦ｖｏｕ、＜ｖ４、ｖ
４≦ｖｏｕｔの５つの電圧ゾーン内の値をとる。

次に、上記のように構成した自動販売機の誘導加熱装置
の動作を第８図のフローチャートを用いて説明する。

まず、ＨＯＴ販売販売スイッチ群上９の販売開始のスイ
ッチ入力があると（ステップ１０１）、マイクロコンピ
ュータ２７は発振制御回路１３に加熱信号を送出し、こ
れを受けて発振制御回路１３はあらかじめ決められた加
熱出力で電圧型共振インバータ回路１１を動作させ、缶
飲料２の誘導加熱を開始する。とのとき同時にマイクロ
コンピュータ２７は発振制御回路１３の動作時間すなわ
ち、加熱時間を積算する（ステップ１０２）。加熱が開
始されると、加熱コイル１には第３図に示す動作波形が
現われる。電圧型共振インバータ回路１１の入力電圧の
ピーク値は電圧検出回路１４で検出され差動増幅器３８
の反転入力端子に、一方コイル電流のピーク値はコイル
電流検出回路１６で検出され差動増幅器３８の非反転入
力端子に入力される。この差動増幅器３８の出力電圧は
前述したように入力電圧の変動に無関係で、缶飲料２・
の内容量に固有の値となる。マイ久ロコンピュータ２７
は差動増幅器３８の出力電圧値をＡ／Ｄ変換器３９を介
して入力しくステップ１ｏ３）、缶飲料２の内容量を判
定する。すなわち、差動増幅器３８の出力電圧値Ｖ。ｕ
ｔがｖｌより低い場合（ステップ１０４）、缶飲料２は
φθ６薗−２６０ｙサイズで、加熱時間をＴＩ（秒）と
設定する（ステップ１ｏ６）。同様に■１≦ｖＯｕｔ＜
ｖ２の場合（ステップ１０６）、缶飲料２はφ６６咽−
１９０ｆサイズで、加熱時間Ｔ２（秒）（ステップ１０
７）ｅｖ２≦ｖｏｕｔ＜ｖ３の場合（ステップ１０８）
、缶飲料２はφｅ５３Ｗ！−２５０７サイズで、加熱時
間は”　３　（秒）　（ス５−　ツブ１０９）。Ｖａり
。、、＜Ｖ４の場合（ステップ１１０）、缶飲料２はφ
６３閲−１９０ｙサイズで、加熱時間はＴ４（秒）（ス
テップ１１１）。ｖ４≦ｖｏｕｔ　の場合は、缶飲料２
はφ５３ｍ−１６０５’サイズで、加熱時間は７６秒）
と設定する（ステップ１１２）。この加熱時間は一定温
度で保存された缶飲料を一定加熱出力で加熱し、一定の
ＨＯＴ販売温度まで高めるのに必要な時間であり、はぼ
缶飲料の内容量に比例する。そシテ、マイクロコンピュ
ータ２７は積算している時間がこの判定結果により設定
された時間に達するまで発振制御回路１３に加熱信号を
送出し、時間に達すると加熱停止信号を送出して加熱を
終了する（ステップ１１３）。

上記実施例の構成によれば、特別な機構部品を用いるこ
となく多種類の缶飲料２の内容量を自動判別し、内容量
によって加熱時間を変えるので、缶飲料２の内容量によ
って加熱具合が異なるという不具合もなく、また同一の
自動販売機で内容量の異なる多種類の缶飲料２の販売が
行えるため稼動率の向上が図れる。また、缶飲料２の内
容量の判別は電圧型共振インバータ回路１１の電気的特
性を利用したものであるから、機構部品の場合と比べ、
寿命的にみてもはるかに優れたものである。

尚、本発明では缶飲料の内容量に応じて加熱時間を制御
する構成としているが、加熱時間を一定とし加熱出力を
制御しても同等の効果が得られるのは本発明から容易に
類推できる。

発明の効果 以上、・実施例からも明らかなように本発明は、缶飲料
の加熱時に電圧検出回路で検出した入力電圧値とコイル
電流検出回路で検出したコイル電流値に基づいて缶容量
判定手段で缶飲料の内容量を判定し、この判定結果に基
づいて加熱時間決定手段にて缶飲料の内容量に応じた加
熱時間を決定し、この加熱時間決定手段からの制御信号
により、電圧型共振インバータ回路の発掘時間をタイマ
で制御するように構成したものであるから、特別な機構
部品を用いることなく多種類の缶飲料の内容量を自動判
別し、内容量によって加熱時間を変えるので、缶飲料の
内容量によつて加熱具合が異なるという不具合もなく、
また同一の自動販売機で内容量の異なる多種類の缶飲料
の販売が行えるため稼動率の向上が図れる。また、缶飲
料の内容量の判別は電圧型共振インバータ回路の電気的
特性を利用したものであるから、機構部品の場合と比べ
寿命的にみてもはるかに優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す自動販売機の誘導加熱
装置の構成図、第２図は異なる内容量の缶飲料と加熱コ
イルとの位置関係を示す断面図、第３図は加熱コイル電
圧および加熱コイル電流波形図、第４図、第６図は缶飲
料の内容量判定のための原理を示す特性図、第６図は本
実施例の要部の回路図、第７図は本実施例における缶飲
料の内容量判定のための原理を示す特性図、第８図は缶
飲料の内容量判定のためのプログラムの一例を示すフロ
ーチャート、第９図は従来の自動販売機における缶飲料
の内容量判別装置の断面図である。 １・・・・・・加熱コイル、２・・・・・・缶飲料、６
・・・・・・共振コンデンサ、６・・・・・・パワース
イッチング半導体、１１°′・・・・電圧型共振インバ
ータ回路、１３・・・・・・発振制御回路、１４・・・
・・・電圧検出回路、１５・・・・・・コイル電流検出
回路、１７・・・・・・缶容量判定手段、１８・・・・
・・加熱時間決定手段、２ｏ・・・・・・駆動手段、２
１・・・・・・タイマ。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名會 図 第 図 第 図 箔 図 ＬＬ＜ｐ′） 第 図 Ｖ’ＱＬＩ丁 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異なる内容量の缶飲料を誘導加熱する加熱コイルと、前
   記加熱コイルおよび共振コンデンサおよびパワースイッ
   チング半導体より成り低周波電力を高周波電力に変換す
   る電圧型共振インバータ回路と、前記電圧型共振インバ
   ータ回路の発振を制御する発振制御回路と、前記電圧型
   共振インバータ回路の入力電圧を検出する電圧検出回路
   と、加熱コイルに流れる電流を検出するコイル電流検出
   回路と、前記電圧検出回路と前記コイル電流検出回路か
   らの検出値に基づいて加熱中の缶飲料の内容量を判定す
   る缶容量判定手段と、前記缶容量判定手段が判定した内
   容量に基づいて加熱時間を決定する加熱時間決定手段と
   、加熱時間を積算するタイマと、前記タイマからの制御
   信号により前記発振制御回路を駆動する駆動手段とを備
   えたことを特徴とする自動販売機の誘導加熱装置。