JP2005078214A - 温度調整装置 - Google Patents

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

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）。

特開２００１−３０７２１３号公報

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。

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の正面図である。 図１に示した自動販売機の断面側面図である。 図１に示した自動販売機に適用した温度調整装置の概念図である。 図３に示した温度調整装置の動作状態を示す概念図である。 図３に示した温度調整装置の要部拡大断面平面図である。 図３に示した温度調整装置の要部拡大断面平面図である。 図３に示した温度調整装置に商品を載置させる状態を示す概念図である。 横断面が矩形状を成す商品を温度調整装置に載置させた状態を示す平面図である。 横断面が円形状を成す商品を温度調整装置に載置させた状態を示す平面図である。 図３に示した温度調整装置の要部を示す側面図である。 図１に示した自動販売機の制御系を示すブロック図である。 図１１に示した自販機主制御部の制御内容を示すフローチャートである。 横断面が矩形、かつ太径の商品を温度調整装置に保持させた状態を示す断面側面図である。 横断面が矩形、かつ細径の商品を温度調整装置に保持させた状態を示す断面側面図である。 横断面が矩形、かつ高さの小さい商品を温度調整装置に保持させた状態を示す断面側面図である。 横断面が矩形、かつ高さの大きな商品を温度調整装置に保持させた状態を示す断面側面図である。 横断面が円形、かつ太径の商品を温度調整装置に保持させた状態を示す断面側面図である。 横断面が円形、かつ細径の商品を温度調整装置に保持させた状態を示す断面側面図である。 横断面が円形、かつ高さの小さい商品を温度調整装置に保持させた状態を示す断面側面図である。 横断面が円形、かつ高さの大きな商品を温度調整装置に保持させた状態を示す断面側面図である。 図３に示した温度調整装置の変形例を示す要部断面側面図である。 衝突噴流の流れの様相を示す説明図である。

符号の説明

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

Claims (6)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。

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