JP2005078214A - 温度調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】容器の横断面が円形以外の容器入り飲料であっても利用者の待ち時間を長大化することなく、消費電力の低減を図ること。
【解決手段】容器の内部に飲料を封入した商品Wを所望の温度状態に調整する温度調整装置40において、容器の長手方向に沿った両端部に当接し、互いに近接する方向に押圧することによって商品Wを保持するチャック部材66および回転テーブル41と、チャック部材66および回転テーブル41に保持された商品Wを容器の長手方向に沿った軸心回りに回転させる駆動モータ45と、駆動モータ45の駆動によって商品Wが回転している場合に該商品Wに対して温度流体を噴射し、容器の表面に温度流体による衝突噴流を形成する流体噴射手段70とを備えている。
【選択図】 図4
【解決手段】容器の内部に飲料を封入した商品Wを所望の温度状態に調整する温度調整装置40において、容器の長手方向に沿った両端部に当接し、互いに近接する方向に押圧することによって商品Wを保持するチャック部材66および回転テーブル41と、チャック部材66および回転テーブル41に保持された商品Wを容器の長手方向に沿った軸心回りに回転させる駆動モータ45と、駆動モータ45の駆動によって商品Wが回転している場合に該商品Wに対して温度流体を噴射し、容器の表面に温度流体による衝突噴流を形成する流体噴射手段70とを備えている。
【選択図】 図4
Description
本発明は、自動販売機で販売される缶入り飲料、ボトル缶入り飲料、瓶入り飲料、ペットボトル入り飲料、紙パック入り飲料等々、容器の内部に飲料を封入した容器入り飲料を所望の温度状態に調整する温度調整装置に関するものである。
缶入り飲料、ボトル缶入り飲料、瓶入り飲料、ペットボトル入り飲料、紙パック入り飲料等の容器入り飲料を商品として販売する自動販売機には、当該商品を所望の温度状態に調整するための温度調整装置が設けられている。一般的な自動販売機においては、本体キャビネットの内部に断熱構造の商品収容庫が設けてあるとともに、この商品収容庫の内部に商品を収納するための商品収納ラックが設けてあり、商品収容庫の内部雰囲気を加熱、もしくは冷却することによって、商品収納ラックの商品を所望の温度状態に保持するようにしている。例えばホット飲料を販売する場合には、商品収容庫の内部を加熱ヒータにより55℃程度に加熱し、一方、コールド商品を販売する場合には、商品収容庫の内部を冷却ユニットにより5℃程度に冷却しており、利用者の選択した商品をそれぞれ最適販売温度で提供するようにしている。
しかしながら、上記のような温度調整装置にあっては、商品の販売待機状態においても継続的に加熱ヒータや冷凍機を運転しておかなければならず、消費電力の低減を図ることが困難である。
こうした消費電力の問題を解決するべく従来においては、商品を常温状態で保存しておく一方、商品販売時に低温、もしくは高温の熱媒体を供給することで商品の温度状態を調整するものが提供されている。例えば利用者がホット飲料を購入した場合には、商品収納ラックから払い出した常温状態の商品を商品冷却/加熱装置のケースに収容した後、ノズルから容器の表面に高温の熱媒体を噴射して吹き付けることにより、該商品の加熱を行うようにしている。熱媒体を噴射して吹き付ける場合には、商品を回転させることによって容器の内部に封入した飲料を撹拌し、熱媒体の温度を効率良く飲料に伝達するようにしている。この従来技術によれば、商品を販売する際にのみ商品の温度を調整するようにしているため、消費電力の点で有利となる(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上述した温度調整装置では、一対の支持ローラの間に商品を載置させ、この状態から支持ローラを回転させることにより、容器の内部に封入した飲料を撹拌するようにしたものである。このため、温度調整の適用対象としては、缶入り飲料等のように、容器の横断面が円形の商品に限られる。
しかしながら、昨今においては、ペットボトル入り飲料のように、容器の横断面が必ずしも円形であるとは限らず、矩形、その他の形状を呈するものが多々ある。これらの容器入り飲料にあっては、これを支持ローラに載置させた場合にも回転させることができないため、容器に噴射して吹き付けた熱媒体の温度が効率良く飲料に伝達することも困難となる。この結果、容器入り飲料を所望の温度状態に調整するまでに暫時時間を要し、利用者の待ち時間が長大化する虞れがある。
本発明は、上記実情に鑑みて、容器の横断面が円形以外の容器入り飲料であっても利用者の待ち時間を長大化することなく、消費電力の低減を図ることのできる温度調整装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に係る温度調整装置は、容器の内部に飲料を封入した容器入り飲料を所望の温度状態に調整する温度調整装置において、容器の長手方向に沿った両端部に当接し、互いに近接する方向に押圧することによって容器入り飲料を保持する容器保持手段と、前記容器保持手段に保持された容器入り飲料を容器の長手方向に沿った軸心回りに回転させる容器回転手段と、前記容器回転手段の駆動によって容器入り飲料が回転している場合に該容器入り飲料に対して温度流体を噴射し、容器の表面に温度流体による衝突噴流を形成する流体噴射手段とを備えたことを特徴とする。
また、本発明の請求項2に係る温度調整装置は、上述した請求項1において、前記容器保持手段が容器入り飲料を保持した場合に、該容器入り飲料の長手方向に沿った軸心と前記容器回転手段による回転軸心とを合致させるための自動調芯手段を備えたことを特徴とする。
また、本発明の請求項3に係る温度調整装置は、上述した請求項2において、前記自動調芯手段は、容器入り飲料の容器にそれぞれ弾性力を作用させることにより互いに協働して当該容器入り飲料を保持する複数の調芯用弾性部材を備え、容器入り飲料の長手方向に沿った軸心と前記容器回転手段による回転軸心とが合致した場合に前記複数の調芯用弾性部材を通じて容器に与えられる弾性力が釣り合うようにこれら複数の調芯用弾性部材を配設したことを特徴とする。
また、本発明の請求項4に係る温度調整装置は、上述した請求項1において、前記容器保持手段は、ベースに配設した第1保持部と、この第1保持部に対して近接離反する方向に沿って移動可能に配設した第2保持部とを備え、前記第1保持部に対して前記第2保持部を予め設定した保持位置に配置させた場合にこれら第1保持部および第2保持部の間に容器入り飲料を挟装保持するものであり、かつ前記ベースと前記第1保持部との間に容器の長手方向に沿って前記第1保持部を前記ベースに対して移動させるストローク自動調整部を設けたことを特徴とする。
また、本発明の請求項5に係る温度調整装置は、上述した請求項4において、前記ストローク自動調整部は、前記ベースと前記第1保持部との間にストローク調整用弾性部材を介在させることによって構成したものであることを特徴とする。
また、本発明の請求項6に係る温度調整装置は、上述した請求項4において、前記ストローク自動調整部は、前記ベースと前記第1保持部との間に複数のストローク調整用弾性部材を直列に介在させることによって構成したものであることを特徴とする。
本発明によれば、商品を販売する際にのみ商品の温度を調整するようにしているため、自動販売機の内部を常に最適販売温度に維持しておく必要はなく、消費電力の点で有利となる。しかも、容器の長手方向に沿った両端部に当接し、互いに近接する方向に押圧することによって容器入り飲料を保持するとともに、この容器入り飲料を容器の長手方向に沿った軸心回りに回転させるようにしている。従って、容器の横断面が円形以外の容器入り飲料であっても内部に封入した飲料を撹拌し、熱媒体の温度を効率良く伝達することができるようになり、利用者の待ち時間が長大化する事態を招来する虞れもない。
以下に添付図面を参照して、本発明に係る温度調整装置の好適な実施例について詳細に説明する。
図1および図2は、本発明の実施例である温度調整装置を適用した自動販売機を示したものである。ここで例示する自動販売機は、入金が行われた場合に缶入り飲料、ボトル缶入り飲料、瓶入り飲料、ペットボトル入り飲料、紙パック入り飲料等々、容器の内部に飲料を封入した容器入り飲料(以下、単に商品Wと称する)を販売するもので、本体キャビネット10および外扉20を備えている。
本体キャビネット10は、前面が開口した直方状を成すもので、その内部に断熱構造の商品収容庫11を備えているとともに、この商品収容庫11の内部に複数の商品収納ラック12を備えている。商品収納ラック12は、例えばサーペンタイン式と称される蛇行式のもので、複数種類の商品Wをそれぞれ上下方向に沿って個別に収納する一方、後述する販売動作制御部91から販売指令が与えられた場合に対応する商品Wを1つずつ商品シュータ13に払い出すものである。商品収容庫11の内部において商品シュータ13より下方となる領域には、商品収納ラック12に収納した商品Wを所望の冷却温度(例えば5℃)に維持するための冷却ユニット(蒸発器)14が設けてある。
外扉20は、本体キャビネット10の前面開口を開閉する態様で、該本体キャビネット10の一側縁部に支承させたものである。この外扉20には、その表面側にディスプレイウィンドウ21、押ボタン22、紙幣挿通口23、硬貨投入口24、一体表示器25、商品取出口26が設けてある。
ディスプレイウィンドウ21は、外扉20の上部に構成した透明の窓であり、内部に配列した商品見本Dを外部に視認させることが可能である。ディスプレイウィンドウ21を通じて視認される商品見本Dは、それぞれ商品収納ラック12に収納した商品Wに対応したもので、商品Wの種類に応じた数だけ用意してある。
押ボタン22は、利用者が商品Wを選択するための商品選択手段として機能し、ON操作された場合に後述する販売動作制御部91に都度選択信号を出力するもので、ディスプレイウィンドウ21を通じて視認される商品見本D毎に個別に用意してある。
紙幣挿通口23は、利用者が紙幣を投入するための開口であり、また硬貨投入口24は、利用者が硬貨を投入するための開口である。これら紙幣挿通口23や硬貨投入口24を通じて投入された貨幣は、貨幣処理装置27において適宜処理されることになる。貨幣処理装置27は、紙幣挿通口23や硬貨投入口24を通じて投入された貨幣が正規なものであるか否かを選別し、正規なものとして選別した貨幣を内部に取り込む一方、損傷や偽造等の理由により正規な貨幣として選別できなかった場合、並びに投入操作の後に返却レバー28が操作された場合、それぞれ貨幣を返却するためのものである。この貨幣処理装置27は、正規なものとして貨幣を内部に取り込んだ場合、その入金額に関わる入金情報を後述する販売動作制御部91に出力する。なお、紙幣挿通口23は、利用者に対して紙幣を返却する際の紙幣返却口としても機能する。これに対して硬貨投入口24から投入した硬貨は、硬貨返却口29を通じて利用者に返却されることになる。
一体表示器25は、利用者が投入した貨幣の入金額、釣銭の金額等々、商品Wを販売する上で必要となる各種情報が後述する販売動作制御部91から与えられた場合にこれらを外部に表示するための表示部であり、例えば液晶表示器によって構成してある。
商品取出口26は、商品収納ラック12から払い出された後、商品シュータ13によって案内された商品Wを取り出すための開口である。
また、上記自動販売機には、外扉20の前面に扉体30を有した商品投入口31が設けてある。商品投入口31は、自動販売機の内部に構成した後述する温度調整装置40に商品Wを投入するためのもので、商品収納ラック12に収納した全ての商品Wを起立姿勢で収容することのできる大きさに形成してある。扉体30は、金属板等のように比較的剛性を有した部材によって堅牢に構成したもので、商品投入口31の開口全域を開閉する態様で外扉20に揺動可能に支持させてある。
自動販売機の内部に構成した温度調整装置40は、図3〜図6に示すように、回転テーブル(第2保持部)41を備えている。回転テーブル41は、商品収納ラック12に収納した全ての商品Wよりも太径の円板状を成すもので、中心部底面に回転軸42を有している。回転軸42は、その軸心を回転テーブル41の軸心に合致させる態様で延在したもので、シール材を介して密閉プレート43の中心孔に回転可能に貫設してある。
密閉プレート43は、回転テーブル41よりもさらに太径の円板状を成すもので、該回転テーブル41の外周部となる表面にパッキン部材44を有する一方、裏面に駆動モータ(容器回転手段)45を保持している。パッキン部材44は、ゴムや合成樹脂等の弾性材によって無端環状に成形したもので、回転テーブル41の周囲を囲繞する態様で密閉プレート43の表面に貼着してある。駆動モータ45は、出力軸46の軸心を回転軸42の軸心に合致させる態様でブラケット47を介して密閉プレート43に保持したもので、出力軸46と回転テーブル41の回転軸42との間が軸継手48によって相互に連結してある。
この密閉プレート43は、回転テーブル41の軸心が鉛直方向に沿う状態で、収容箱49を介して昇降プレート50の上面に保持させてある。収容箱49は、密閉プレート43とほぼ同一の外径を有した有底円筒状を成すもので、その内部に駆動モータ45を収容させた状態で密閉プレート43に取り付けてある。昇降プレート50は、リンクユニット51を介して基準プレート52に連係させたものである。
リンクユニット51は、基準プレート52との間に複数の平行リンクをパンタグラフ状に配設することによって構成したもので、リンクモータ53の駆動力がギアボックス54を通じて与えられた場合に、回転テーブル41の軸心が鉛直方向に沿う姿勢を維持したまま昇降プレート50を鉛直方向に沿って上下に移動させることが可能である。
図3からも明らかなように、リンクユニット51が作動して昇降プレート50が最下位に配置された場合には、商品投入口31の開口下方部に回転テーブル41が位置されることになり、商品投入口31を介して回転テーブル41の上面に商品Wを載置させることが可能となる。
回転テーブル41に商品Wが載置されたか否かは、商品投入口31の内部に設けた商品検出手段55によって検出される。本実施例では商品検出手段55として、投光器55aおよび受光器55bを有し、投光器55aから照射した光が回転テーブル41の軸心延長上を通過した後、受光器55bに入射するか否かによって商品Wの有無を光学的に検出するものを適用している。すなわち、図示の商品検出手段55では、投光器55aから照射された光が受光器55bに入射した場合に「商品無し」を検出する一方、投光器55aから照射された光が商品Wによって遮られ、受光器55bに入射されなかった場合に「商品有り」を検出するようにしている。商品検出手段55の検出結果は、後述する温調制御部92に与えられることになる。
図5〜図7に示すように、回転テーブル41には、上面に設けた周壁41aの内部に複数の調芯用弾性部材56が設けてある。調芯用弾性部材56は、それぞれ作用部56a、拡開復帰部56bおよび押圧部56cを板バネによって一体成形したもので、作用部56aと押圧部56cとの会合部を支点として周壁41aの内方下部に揺動可能に配設してある。
作用部56aは、周壁41aの内方下部から回転テーブル41の中心側に向けて延在した部分である。拡開復帰部56bは、各作用部56aの内方端部から下方に向けて外方側に湾曲した部分である。この拡開復帰部56bは、通常状態において大きく湾曲しており、作用部56aが内方に向かうに従って漸次上方に傾斜するように作用部56aの姿勢を制御している。押圧部56cは、作用部56aが通常状態にある場合、つまり内方側に向けて漸次上方に傾斜している場合、周壁41aに沿って鉛直上方に延在した後、外方側に向けて湾曲した部分である。
拡開復帰部56bのバネ定数は、商品収納ラック12に収納した商品Wのうち、最も重量の軽いものが作用部56aを通じて載置された場合にも容易に変形することのできる大きさに設定してある。押圧部56cのバネ定数は、回転テーブル41に商品Wが載置された場合に、これら回転テーブル41と商品Wとの間に作用する摩擦力よりも大きな弾性力で商品Wを押圧することのできる大きさに設定してある。
本実施例では、互いに90°の中心角度を確保した位置に、互いに同一の形状となる4つの調芯用弾性部材56を配設している。各調芯用弾性部材56は、回転テーブル41の軸心から等距離の位置に揺動支点が設けてあり、該回転テーブル41の軸心から互いに等しい距離に配置された対象物に対して同じ大きさの押圧力を作用させることが可能である。
これら複数の調芯用弾性部材56は、図7の(a)に示す状態から回転テーブル41の上面に商品Wが載置されると、図7の(b)に示すように、商品Wの底面が作用部56aに当接することによりそれぞれの押圧部56cが内方側に向けて揺動し、該押圧部56cが商品Wの側面を押圧する。この場合、回転テーブル41の軸心からずれた状態で商品Wが載置されると、それぞれの押圧部56cが商品Wを押圧する弾性力が互いに異なるものとなるため、これら弾性力が釣り合うように回転テーブル41に対する商品Wの位置が修正されるようになる。
例えば、図8に示すように、商品Wの横断面が矩形である場合には、互いに対向する位置に配置した調芯用弾性部材56の押圧力fa,fbが互いに等しくなるように商品Wが移動することになり、その結果、商品Wの軸心が回転テーブル41の軸心に合致するようになる。尚、回転テーブル41の調芯用弾性部材56に対して商品Wの側面が傾斜するように載置された場合にも、商品Wに軸心回りのモーメントが発生し、図8に示す状態に修正されることになる。
一方、図9に示すように、商品Wの横断面が円形である場合には、すべての調芯用弾性部材56の押圧力fcが等しくなるように商品Wが移動することになり、その結果、商品Wの軸心が回転テーブル41の軸心に合致するようになる。
つまり、回転テーブル41に載置された商品Wは、複数の調芯用弾性部材56の協働による自動調芯作用によって適宜移動し、その横断面形状および横断面の大きさに関わらず、軸心が回転テーブル41の軸心に合致した位置に修正された状態でその下端部が回転テーブル41に保持されることになる。
また、上記温度調整装置40は、回転テーブル41の上方域に温度調整容器60を備えている。温度調整容器60は、収容箱49の上壁を構成する密閉プレート43よりもさらに大きな外径を有し、かつ商品収納ラック12に収納した全ての商品Wよりも十分に大きな内部高さを有した中空円柱状の耐圧構造を成すもので、その軸心を回転テーブル41の軸心に合致させた状態で自動販売機に固定してある。
この温度調整容器60の底壁には、その中央部下面に収容凹所61が設けてある。収容凹所61は、温度調整容器60の底壁を内方に窪ませることによって構成したもので、上述した密閉プレート43の外径よりも大きな内径を有している。収容凹所61の中心部には、商品挿入口62が設けてある。商品挿入口62は、回転テーブル41の外径よりも大きく、かつ密閉プレート43に貼着したパッキン部材44の外径よりも小さい内径を有しており、温度調整容器60の内部と外部とを互いに連通している。
図4に示すように、収容凹所61の下面は、上述したリンクユニット51が作動して昇降プレート50が最上位に配置された場合に、密閉プレート43がパッキン部材44を介して押圧当接し、温度調整容器60の内部を密閉することのできる高さ位置に設けてある。
この温度調整容器60には、図3〜図5に示すように、その内部に複数のガイドロッド63および流体噴射手段70が設けてある。ガイドロッド63は、ベースとなる温度調整容器60の上壁下面から鉛直下方に向けて延在した円柱状部材であり、該温度調整容器60の軸心を中心とした円周上に互いに等間隔となる角度位置に配設してある。本実施例では、収容凹所61とほぼ同じ外径を有する円周上において互いに180°の中心角度を確保した位置に2本のガイドロッド63を設けてある。これらガイドロッド63には、圧縮コイルバネ(ストローク調整用弾性部材)64を介して支持プレート65が鉛直方向に沿って移動可能に配設してある。
支持プレート65は、図10に示すように、温度調整容器60の軸心を通過する態様でガイドロッド63の間に配設したもので、これらガイドロッド63の間にチャック部材(第1保持部)66を備えている。チャック部材66は、下方に向けて開口した円筒状を成すもので、その軸心を温度調整容器60の軸心に合致させた状態で軸部67を介して支持プレート65に回転可能に配設してある。
このチャック部材66は、商品収納ラック12に収納した全ての商品Wの上端部に当接することのできる形状に形成してある。具体的には、チャック部材66の中心孔66aがペットボトル入り飲料やボトル缶入り飲料、瓶入り飲料のキャップ部分を収容することのできる内径を有するとともに、チャック部材66の下端面66bがペットボトル入り飲料やボトル缶入り飲料のテーパ部に当接することができるように、外方に向けて漸次下方に傾斜している。また、チャック部材66の外径は、商品収納ラック12に収納した商品Wのうち、最小外形寸法を有するものよりも小さく構成してある。
流体噴射手段70は、温度調整容器60の内部に温度流体を噴射するためのもので、図3〜図6に示すように、温度調整容器60の上部に分岐部71を備えている。分岐部71は、中空の円板状を成すもので、その軸心を温度調整容器60の軸心に合致させた状態で上壁の上面に設けてある。
この分岐部71には、温度調整容器60の軸心を中心とした円周上の互いに等間隔となる角度位置に複数の噴射管72が設けてある。噴射管72は、それぞれ分岐部71の下面から鉛直下方に向けて延在し、温度調整容器60の耐圧性および密閉性を確保した状態で温度調整容器60の上壁を貫通したものである。図には明示していないが、それぞれの噴射管72は、中空の有底円筒状を成し、かつ温度調整容器60の軸心を通過する鉛直軸に向かう部位に複数のノズル孔72aを有している。本実施例では、回転テーブル41とほぼ同じ外径を有する円周上において互いに90°の中心角度を確保した位置に4本の噴射管72を設けてある。各噴射管72の下端面は、図4に示すように、昇降プレート50が最上位に配置された場合に、回転テーブル41の周壁41a上面から僅かに離隔している。
また、図3に示すように、上記分岐部71には、導水管73の一端が連結してある。導水管73は、給水バルブ74を介して分岐部71を貯留タンク75に接続するものである。貯留タンク75は、高い耐熱性および耐圧性を有した密閉構造の容器であり、ヒータ76を適宜駆動することによって、その内部に予め設定した高温度(例えば100℃以上)で高圧力(大気圧以上の圧力)の温水を貯留するものである。
さらに、貯留タンク75には、蒸気供給管77および排水管78が連結してある。蒸気供給管77は、蒸気供給バルブ79を介して貯留タンク75を温度調整容器60の上部周面に接続するものである。排水管78は、排水バルブ80を介して貯留タンク75を温度調整容器60の下部に接続するものである。
上記のように構成した流体噴射手段70では、貯留タンク75に高温高圧の温水が貯留してあるため、給水バルブ74を開成すると、貯留タンク75に貯留した温水が導水管73および分岐部71を通じて各噴射管72に供給され、それぞれのノズル孔72aから温度調整容器60の内部に噴射供給されることになる。
図11は、図1および図2に示した自動販売機の制御系を示すものである。同図に示すように、上記自動販売機は、自販機主制御部90、販売動作制御部91および温調制御部92を備えている。
自販機主制御部90は、メモリ93に格納されたプログラムやデータに基づいて自動販売機の動作を統括的に制御するためのものである。
販売動作制御部91は、一体表示器25、押ボタン22、商品収納ラック12および貨幣処理装置27を通じて商品Wの販売に関わる動作の制御を行うものである。すなわち、販売動作制御部91は、貨幣処理装置27において投入された貨幣の合計入金額が商品販売価格に達した場合に押ボタン22を操作可能状態とする。その後、利用者によって押ボタン22が選択操作された場合、対応する商品Wを商品収納ラック12から払い出す処理を行う。さらに、販売動作制御部91は、上述した販売処理の間、一体表示器25を通じて投入貨幣の合計金額等、商品Wの販売の際に必要となる各種情報を利用者に表示する処理を行う。また、販売動作制御部91は、販売商品Wよりも入金額が多い場合、貨幣処理装置27を通じて釣り銭を硬貨返却口29に返却する処理も行う。
温調制御部92は、冷却ユニット14、商品検出手段55、駆動モータ45、リンクモータ53、ヒータ76、給水バルブ74、蒸気供給バルブ79および排水バルブ80を通じて販売商品Wの温度を調整するためのものである。
図12は、上述した自販機主制御部90の処理内容を示したフローチャートである。以下、図12を参照しながら、自動販売機において販売する商品Wの温度を調整する際の動作について説明する。尚、以下の説明においては、便宜上、缶入り飲料の横断面が円形であり、ペットボトル入り飲料の横断面が矩形状を成しているものとする。
まず、自動販売機は初期状態にあり、それぞれが以下の状態にあるものとする。
(自動販売機の初期状態)
・自販機主制御部90からの制御信号に応じて冷却ユニット14が駆動することにより、商品収容庫11の各商品収納ラック12に収納されている商品Wの全てがコールド飲料の最適販売温度である5℃に保持されている。
・駆動モータ45が停止し、回転テーブル41も停止した状態にある。
・流体噴射手段70は、給水バルブ74、蒸気供給バルブ79および排水バルブ80がいずれも閉成した状態にある。
・貯留タンク75には、ヒータ76の駆動によって予め設定した高温度で高圧力の温水が貯留されている。
・リンクモータ53によって昇降プレート50が最下位に配置され、商品投入口31の開口下方部に回転テーブル41が位置されている。
(自動販売機の初期状態)
・自販機主制御部90からの制御信号に応じて冷却ユニット14が駆動することにより、商品収容庫11の各商品収納ラック12に収納されている商品Wの全てがコールド飲料の最適販売温度である5℃に保持されている。
・駆動モータ45が停止し、回転テーブル41も停止した状態にある。
・流体噴射手段70は、給水バルブ74、蒸気供給バルブ79および排水バルブ80がいずれも閉成した状態にある。
・貯留タンク75には、ヒータ76の駆動によって予め設定した高温度で高圧力の温水が貯留されている。
・リンクモータ53によって昇降プレート50が最下位に配置され、商品投入口31の開口下方部に回転テーブル41が位置されている。
自販機主制御部90は、自動販売機が稼働している間、常に販売動作制御部91を通じて商品Wの販売が終了したか否かを監視している(ステップS101)。商品Wの販売が終了すると、商品収納ラック12から払い出された商品Wが商品シュータ13によって商品取出口26に案内されることになり、該商品取出口26を介して利用者が商品Wを取り出すことが可能になる。
従って、例えば利用者がコールド飲料を選択した場合には、最適販売温度に維持された商品Wが直ちに利用者の手に渡ることになり、また、利用者がホット飲料を選択したものの温度調整が必要でない場合にも、当該商品Wが直ちに利用者の手に渡ることになる。
この間、販売動作制御部91を通じて商品Wの販売終了を検出した自販機主制御部90では、内蔵するタイマーによって計時を開始し(ステップS102)、その後、商品検出手段55を通じて、予め設定された時間内に温度調整容器60に商品Wが投入されたか否かの監視を行う(ステップS103、ステップS104)。
上述したように、利用者がコールド飲料を選択した、あるいは利用者がホット飲料を選択したものの温度調整が必要でない等々の理由により、予め設定した時間内に商品Wが温度調整容器60に投入されなかった場合には、後述する手順を経ることなく今回の処理を終了し、再び、販売動作制御部91を通じて商品Wの販売が終了したか否かの監視を行う(ステップS101)。
これに対して、予め設定した時間が経過する以前に利用者により商品投入口31を通じて温度調整容器60に商品Wが投入され、商品検出手段55を通じて当該商品Wが調芯用弾性部材56によって回転テーブル41の上面に載置されたことを検出すると、つまり、商品Wを購入した利用者が当該商品Wの加熱を希望した場合、上記自販機主制御部90は、リンクモータ53を駆動することによって昇降プレート50を最上位に移動させ(ステップS105)、密閉プレート43のパッキン部材44を介して温度調整容器60の内部を密閉する。
昇降プレート50が上動している間、回転テーブル41に載置された商品Wは、やがてその上端部がチャック部材66に当接し、圧縮コイルバネ64の弾性力に抗して当該チャック部材66を上動させることになり、圧縮コイルバネ64の弾性復元力によって回転テーブル41との間に押圧挟持される。
このとき、利用者の購入した商品Wがペットボトル飲料であった場合には、図13および図14に示すように、チャック部材66の中心孔66aにキャップ部分が収容されるとともに、チャック部材66の下端面66bがペットボトル入り飲料のテーパ部に当接することになり、その外径の大小に関わらず、圧縮コイルバネ64による弾性復元力を商品Wに与えることができる。また、図15および図16に示すように、商品Wの高さが異なる場合にも、圧縮コイルバネ64が適宜伸縮することによって対応することが可能である。
一方、利用者の購入した商品Wが缶入り飲料であった場合には、図17および図18に示すように、チャック部材66の下端面66bが缶入り飲料の上面に当接することになり、その外径の大小に関わらず、圧縮コイルバネ64による弾性復元力を商品Wに与えることができる。また、図19および図20に示すように、商品Wの高さが異なる場合に圧縮コイルバネ64が適宜伸縮することによって対応できるのは、ペットボトル入り飲料の場合と同様である。
尚、図21に示すように、直列配置した圧縮コイルバネ64を介してガイドロッド63に支持プレート65を配設すれば、商品の高さが異なる場合にも、圧縮コイルバネ64による弾性復元力をほぼ一定とすることができるようになる。
昇降プレート50が最上位に配置されると、自販機主制御部90は、駆動モータ45を通じて回転テーブル41を回転させることにより、回転テーブル41とチャック部材66との間に押圧挟持した商品Wを回転させ、容器の内部に封入した飲料の撹拌を行う(ステップS106)。
この場合、上記温度調整装置40によれば、容器の長手方向に沿った両端部を介して回転テーブル41とチャック部材66との間に商品Wを押圧挟持するとともに、容器の長手方向に沿った軸心回りに回転させるようにしているため、容器の横断面形状に関わらず、内部に封入した飲料を確実に撹拌することができるようになる。
さらに、自販機主制御部90は、予め設定した時間だけ給水バルブ74を開成し、ノズル孔72aを通じた温水の噴射を行う(ステップS107)。
ここで、温水の噴射が開始された温度調整容器60は、密閉プレート43のパッキン部材44を介してその内部が密閉された状態にあるため、噴射された高温高圧の温水が蒸気化することによって内部圧力が上昇するようになる。従って、ノズル孔72aから噴射された温水は、その高い温度を維持したまま商品Wの外壁面に衝突することになる。
さらに、噴射管72の各ノズル孔72aから噴射供給されたる温水は、回転する商品Wの容器表面に対してそれぞれ衝突した際に、容器の表面に衝突噴流を形成することになる。衝突噴流の流れの様相は、図22に示すように、自由噴流領域J1、衝突噴流領域J2、壁噴流領域J3の3領域に大別される。自由噴流領域J1は、衝突物体の影響を受けない流れの領域であり、流れの場の構造は一般的な自由噴流のものとほぼ同一である。衝突噴流領域J2は、噴流が自由噴流から壁噴流に移行する領域で、流れの方向が急激に変化するため大きな圧力勾配ができる。従って、流れの様相は、非常に複雑である。壁噴流領域J3は、乱流強度の極めて高い流れを形成する。
衝突噴流による熱伝達特性は、衝突噴流領域J2のよどみ点J4近傍、つまり商品Wの容器表面において最も高くなり、また、容器表面に対する温水の入射方向が直角に近いほど高くなる。上述したように、この実施例で示す自動販売機では、噴射管72の各ノズル孔72aから噴射供給される温水が、回転テーブル41の軸心を通過する鉛直軸に向かって進行するものであるため、回転する商品Wの横断面が円形である場合、容器表面に対してそれぞれ直角に衝突することになる。従って、容器の内部に封入された飲料も急速に加熱されることになる。
しかも、温水を噴射している間に商品Wを回転させているため、商品Wの容器から飲料に対して熱をより効率よく伝えることができる。つまり、商品Wが回転している場合には、容器と飲料との間に相対速度が生じ、きわめて強い強制対流熱伝達を生じさせることができる。また、容器との間の摩擦力により、飲料が容器とともに同一方向に流動するため、撹拌による乱流熱伝達も促進されることになる。
これらの結果、温度調整容器60に投入された商品Wは、短時間のうちにホット飲料の最適販売温度である55℃程度の温度状態となる。
尚、上述した衝突噴流は、噴射管72のノズル孔72aから商品Wに対して温水を噴射衝突させさえすれば、必ずしもその方向が直角でなくとも容器表面に形成されることになる。従って、噴射管72のノズル孔72aからの温水は、回転テーブル41の軸心に向けて噴射させる必要はなく、回転テーブル41の軸心からオフセットさせたり、商品Wの容器表面に対して角度が付くように噴射させるようにしても良い。これらの場合であっても、商品Wの容器表面に衝突噴流が形成され、またコアンダ効果により温水が商品Wの容器表面に沿って流れるようになり、商品Wを短時間のうちにホット飲料の最適販売温度である55℃程度の温度状態にすることが可能となる。
図12に示すように、温水の噴射供給から所定の加熱時間が経過すると、自販機主制御部90は、給水バルブ74を閉成する一方、蒸気供給バルブ79を開成させることにより、貯留タンク75に充満していた高圧蒸気を温度調整容器60の内部に供給し、さらにこの状態から排水バルブ80を開成することにより、温度調整容器60の内部に供給した温水の回収を行う(ステップS108、ステップS109)。
所定の時間だけ温水の回収操作を行った自販機主制御部90は、蒸気供給バルブ79および排水バルブ80をそれぞれ閉成し(ステップS110)、さらに駆動モータ45を停止させることによって商品Wの回転を停止し(ステップS111)、その後、リンクモータ53を駆動することによって昇降プレート50を最下位に移動させる(ステップS112)。この状態においては、昇降プレート50が加工する間に商品Wからチャック部材66が離隔しているため、商品投入口31を開成すれば、利用者が商品Wを取り出すことが可能となる。
以上説明したように、上記自動販売機によれば、商品収納ラック12から払い出された商品Wのうち、利用者が温度調整容器60に投入したもののみに加熱処理を加えるようにしているため、商品Wを収納した自動販売機の商品収容庫11を常にホット飲料の最適販売温度に維持しておく必要はなく、消費電力の低減を図ることが可能になる。
しかも、容器の長手方向に沿った両端部を介して回転テーブル41とチャック部材66との間に商品Wを押圧挟持するとともに、容器の長手方向に沿った軸心回りに回転させるようにしているため、容器の横断面形状に関わらず、内部に封入した飲料を確実に撹拌することができるようになる。さらに、商品Wの容器表面に衝突噴流を形成してその温度調整を行うようにしているため、温水の温度を飲料に効率よく伝達することが可能となる。これらの結果、温度調整装置40に投入された商品Wを効率よく加熱処理することができ、利用者の待ち時間を低減することができる。
また、容器の内部に封入した飲料がコーヒー飲料のようにミルクを含んだものであったり、お茶であったとしても、これを長時間加熱状態に維持することがないため、品質が劣化する事態を招来する虞れもない。
さらに、例えばホット飲料を購入希望であった利用者が、押ボタン22の操作を誤ってコールド飲料を選択してしまったとしても、商品取出口26に払い出された商品Wを温度調整容器60に投入すれば、これを加熱することができるという作用効果を奏する。
尚、上述した実施例では、商品収容庫11の各商品収納ラック12に収納されている商品Wの全てがコールド飲料の最適販売温度となるように保持し、ホット飲料についてのみこれを加熱処理するようにしているが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、商品収容庫11の各商品収納ラック12に収納されている商品Wの全てを常温で保持すれば、消費電力の点でさらに有利となる。但し、商品Wを常温で保持する場合には、温度流体として冷水を供給する手段を追加し、販売したコールド飲料に対してこれを冷却処理することが好ましい。
10 本体キャビネット
11 商品収容庫
12 商品収納ラック
13 商品シュータ
14 冷却ユニット
20 外扉
21 ディスプレイウィンドウ
22 押ボタン
23 紙幣挿通口
24 硬貨投入口
25 一体表示器
26 商品取出口
27 貨幣処理装置
28 返却レバー
29 硬貨返却口
30 扉体
31 商品投入口
40 温度調整装置
41 回転テーブル
41a 周壁
42 回転軸
43 密閉プレート
44 パッキン部材
45 駆動モータ
46 出力軸
47 ブラケット
48 軸継手
49 収容箱
50 昇降プレート
51 リンクユニット
52 基準プレート
53 リンクモータ
54 ギアボックス
55 商品検出手段
55a 投光器
55b 受光器
56 調芯用弾性部材
56a 作用部
56b 拡開復帰部
56c 押圧部
60 温度調整容器
61 収容凹所
62 商品挿入口
63 ガイドロッド
64 圧縮コイルバネ
65 支持プレート
66 チャック部材
66a 中心孔
66b 下端面
67 軸部
70 流体噴射手段
71 分岐部
72 噴射管
72a ノズル孔
73 導水管
74 給水バルブ
75 貯留タンク
76 ヒータ
77 蒸気供給管
78 排水管
79 蒸気供給バルブ
80 排水バルブ
90 自販機主制御部
91 販売動作制御部
92 温調制御部
93 メモリ
W 商品
11 商品収容庫
12 商品収納ラック
13 商品シュータ
14 冷却ユニット
20 外扉
21 ディスプレイウィンドウ
22 押ボタン
23 紙幣挿通口
24 硬貨投入口
25 一体表示器
26 商品取出口
27 貨幣処理装置
28 返却レバー
29 硬貨返却口
30 扉体
31 商品投入口
40 温度調整装置
41 回転テーブル
41a 周壁
42 回転軸
43 密閉プレート
44 パッキン部材
45 駆動モータ
46 出力軸
47 ブラケット
48 軸継手
49 収容箱
50 昇降プレート
51 リンクユニット
52 基準プレート
53 リンクモータ
54 ギアボックス
55 商品検出手段
55a 投光器
55b 受光器
56 調芯用弾性部材
56a 作用部
56b 拡開復帰部
56c 押圧部
60 温度調整容器
61 収容凹所
62 商品挿入口
63 ガイドロッド
64 圧縮コイルバネ
65 支持プレート
66 チャック部材
66a 中心孔
66b 下端面
67 軸部
70 流体噴射手段
71 分岐部
72 噴射管
72a ノズル孔
73 導水管
74 給水バルブ
75 貯留タンク
76 ヒータ
77 蒸気供給管
78 排水管
79 蒸気供給バルブ
80 排水バルブ
90 自販機主制御部
91 販売動作制御部
92 温調制御部
93 メモリ
W 商品
Claims (6)
- 容器の内部に飲料を封入した容器入り飲料を所望の温度状態に調整する温度調整装置において、
容器の長手方向に沿った両端部に当接し、互いに近接する方向に押圧することによって容器入り飲料を保持する容器保持手段と、
前記容器保持手段に保持された容器入り飲料を容器の長手方向に沿った軸心回りに回転させる容器回転手段と、
前記容器回転手段の駆動によって容器入り飲料が回転している場合に該容器入り飲料に対して温度流体を噴射し、容器の表面に温度流体による衝突噴流を形成する流体噴射手段と
を備えたことを特徴とする温度調整装置。 - 前記容器保持手段が容器入り飲料を保持した場合に、該容器入り飲料の長手方向に沿った軸心と前記容器回転手段による回転軸心とを合致させるための自動調芯手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の温度調整装置。
- 前記自動調芯手段は、容器入り飲料の容器にそれぞれ弾性力を作用させることにより互いに協働して当該容器入り飲料を保持する複数の調芯用弾性部材を備え、容器入り飲料の長手方向に沿った軸心と前記容器回転手段による回転軸心とが合致した場合に前記複数の調芯用弾性部材を通じて容器に与えられる弾性力が釣り合うようにこれら複数の調芯用弾性部材を配設したことを特徴とする請求項2に記載の温度調整装置。
- 前記容器保持手段は、ベースに配設した第1保持部と、この第1保持部に対して近接離反する方向に沿って移動可能に配設した第2保持部とを備え、前記第1保持部に対して前記第2保持部を予め設定した保持位置に配置させた場合にこれら第1保持部および第2保持部の間に容器入り飲料を挟装保持するものであり、かつ前記ベースと前記第1保持部との間に容器の長手方向に沿って前記第1保持部を前記ベースに対して移動させるストローク自動調整部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の温度調整装置。
- 前記ストローク自動調整部は、前記ベースと前記第1保持部との間にストローク調整用弾性部材を介在させることによって構成したものであることを特徴とする請求項4に記載の温度調整装置。
- 前記ストローク自動調整部は、前記ベースと前記第1保持部との間に複数のストローク調整用弾性部材を直列に介在させることによって構成したものであることを特徴とする請求項4に記載の温度調整装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003305319A JP2005078214A (ja) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | 温度調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003305319A JP2005078214A (ja) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | 温度調整装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005078214A true JP2005078214A (ja) | 2005-03-24 |
Family
ID=34408769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003305319A Pending JP2005078214A (ja) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | 温度調整装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005078214A (ja) |
-
2003
- 2003-08-28 JP JP2003305319A patent/JP2005078214A/ja active Pending
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