(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯タンクから抽出機へ湯を供給することにより、前記抽出機でお茶、コーヒー等の飲料を抽出するカップ式自動販売機において、前記湯タンクから前記抽出機へ湯を供給する第１の湯管と、前記第１の湯管から分岐し、前記湯タンクからの湯を前記湯タンクへ還流させる第２の湯管と、金銭投下の有無を検出する検出部と、該金銭投下がなされたときの前記検出部の検出出力に基づいて、前記湯タンクからの湯を、前記第１および第２の湯管を通して前記湯タンクに還流させる制御手段と、を備えることを特徴とするカップ式自動販売機。
【請求項２】
前記制御手段は、前記抽出機への湯の供給方向を順方向として、前記第１の湯管における前記第２の湯管への分岐位置より下流側に配設された逆止弁と、前記第２の湯管に配設され前記湯タンクへの湯の還流時に開放される電磁弁と、前記第１の湯管の上流側に配設され、前記湯タンクに対する湯の還流時に前記逆止弁を通過しない送水量で湯を圧送するポンプと、より成ることを特徴とする請求項１記載のカップ式自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカップ式自動販売機に関し、特に、抽出機に所定圧力の湯を供給することにより、コーヒーの挽き豆からコーヒー飲料を抽出するカップ式自動販売機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカップ式自動販売機として、コーヒー豆を粉砕した後の挽き豆を抽出機に供給し、その後、湯タンクの湯をポンプを用いて所定圧力で抽出機に供給することにより、コーヒー飲料を高圧で抽出するものがある。
【０００３】
この種のカップ式自動販売機では、顧客が複数種類あるコーヒーのうちの何れかの商品選択釦を押下すると、この商品選択釦に対応する所定量のコーヒー豆がミルで粉砕され、抽出機に供給される。その後、湯タンクの湯がポンプで加圧されてボイラーに供給され、配管を通して抽出機に供給されることにより、コーヒー飲料が抽出される。このコーヒー飲料は、カップに供給され、顧客の好みに応じて砂糖、クリーム等の補助原料と混合されて販売される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のカップ式自動販売機では、抽出機と接続された供給配管に低温の湯が滞留していると、湯タンクおよびボイラーで湯を高温にしたにも関わらず、コーヒーを抽出開始するときに抽出機に低温の湯が供給されてしまい、これより、コーヒー豆を粉砕した後の挽き豆の抽出度合、およびコーヒー飲料の味覚を阻害してしまう。
【０００５】
この不具合は、例えば、ヒータを用いて供給配管を全体に亘って加熱するか、或いは、供給配管の内部の湯を排除すれば解消できる。しかし、前者の場合、ヒータとヒータ加熱用電源装置とが必要になるので、部品数の増加に伴い、抽出のための機構が大型化しコスト高となる問題があった。また、後者の場合、供給配管の排水制御が必要となるので、カップ式自動販売機における抽出のための制御が複雑となる問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、抽出のための機構の大型化およびコスト高を防止すると共に、抽出のための複雑な制御を不要とし、抽出開始時点から抽出機に高温の湯を供給できるカップ式自動販売機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記問題点を解決するために創作されたものであり、請求項１のカップ式自動販売機では、湯タンクから抽出機へ湯を供給することにより、前記抽出機でお茶、コーヒー等の飲料を抽出するカップ式自動販売機において、前記湯タンクから前記抽出機へ湯を供給する第１の湯管と、前記第１の湯管から分岐し、前記湯タンクからの湯を前記湯タンクへ還流させる第２の湯管と、金銭投下の有無を検出する検出部と、該金銭投下がなされたときの前記検出部の検出出力に基づいて、前記湯タンクからの湯を、前記第１および第２の湯管を通して前記湯タンクに還流させる制御手段と、を備えたことを特徴とする。請求項１のカップ式自動販売機によれば、無駄な還流を防止して湯を高温にでき、さらに、金銭投下時に湯の還流を行うので、飲料の販売時間を短縮できる作用効果を奏する。
【００１１】
更に、請求項２のカップ式自動販売機は請求項１に従属し、前記制御手段は、前記抽出機への湯の供給方向を順方向として、前記第１の湯管における前記第２の湯管への分岐位置より下流側に配設された逆止弁と、前記第２の湯管に配設され前記湯タンクへの湯の還流時に開放される電磁弁と、前記第１の湯管の上流側に配設され、前記湯タンクに対する湯の還流時に前記逆止弁を通過しない送水量で湯を圧送するポンプと、より成ることを特徴とする。請求項２のカップ式自動販売機によれば、簡単な構成で、抽出のための機構が大型化およびコスト高となるのを防止でき、抽出のための制御が複雑となるのを防止できる作用効果を奏する
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に従って具体的に説明する。
【００１３】
図１は本発明を適用するカップ式自動販売機の一例を示す全体図である。
【００１４】
図１において、シスターン１は、取水管２からの水を貯蔵するものである。フロートスイッチ３は、シスターン１が所定水位以下となったときに水位低下信号を出力するものである。取水弁４は、取水管２に配設され、シスターン１への水の供給を制御するものである。即ち、取水弁４は水位低下信号の発生を受けて開き、シスターン１に取水管２からの水を供給させる。これより、シスターン１の水位は一定に保持される。
【００１５】
湯タンク５は、シスターン１から配管６を通して供給される水を所定温度まで加熱し、飲料水として貯蔵するものである。フロートスイッチ７は、湯タンク５が所定水位以下となったときに水位低下信号を出力するものである。電磁弁８は、配管６に配設され、湯タンク５への水の供給を制御するものである。即ち、電磁弁８は水位低下信号の発生を受けて開き、湯タンク５に配管６からの水を供給させる。これより、湯タンク５の水位は一定に保持される。ヒータ９は、電源部１０から電流の供給を受け、湯タンク５の貯蔵水を加熱するものである。湯温センサ１１は、湯タンク５の湯温に応じた湯温検出信号を出力するものである。これより、湯タンク５の湯温は、湯温検出信号に基づいて一定温度に保持される。例えば、湯タンク５の貯水量は５リットル、ヒータ９の出力は１ＫＷで湯タンク５の湯温は９７℃に保温されるものとする。
【００１６】
ポンプ１２は、湯タンク５の湯を所定圧力まで加圧して出力させるものである。バイパス管１３は湯タンク５とポンプ１２の間に接続され、バイパス管１３には戻し弁１４が配設される。即ち、ポンプ１２からの加圧湯の供給先が何らかの要因に基づいて供給を受けることができない状態であるとき、戻し弁１４が開き、ポンプ１２内の湯はバイパス管１３を通して湯タンク５に戻される。
【００１７】
第１の湯管１５は、ポンプ１２と後述する抽出機との間に接続され、ポンプ１２からの加圧湯を抽出機に供給するものである。第１の湯管１５には、湯管内の圧力に応じた圧力検出信号を出力する圧力センサ１６と、湯管内の流量に応じた流量検出信号を出力する流量センサ１７と、湯が上流側へ逆流するのを防止する逆止弁１８とが配設される。第２の湯管１９は、第１の湯管１５における逆止弁１８の上流側分岐点と湯タンク５との間に接続され、第２の湯管１９には抽出湯弁２０が配設される。抽出湯弁２０は、第１の湯管１５内の滞留湯を湯タンク５に還流させるときに開く。このとき、ポンプ１２の圧力は、第１の湯管１５における圧力検出信号および流量検出信号に基づいて、逆止弁１８を通過しない圧力となるように制御される。
【００１８】
豆貯蔵容器２１はコーヒー豆を貯蔵し、ミル２２は、ミルモータ２３を駆動することにより高速回転する粉砕刃（図示せず）を有し、コーヒー豆を粉砕刃で粉砕して挽き豆を作るものである。計量器２４は、ミル２２内部の挽き豆から１杯分の挽き豆の量を体積を基に測定する。シュート２５は、コーヒーを抽出するための抽出機２６の上部に配設され、計量器２４に保持された挽き豆を抽出機２６に適切に導くものである。
【００１９】
抽出機２６は、例えば、シリンダ２７、ピストン２８、ピストンモータ２９、トルク伝達部３０、キャップ３１、キャップモータ３２、ギア３３、飲料供給管３４から構成される。シリンダ２７は、挽き豆がシュート２５を介して供給されるものである。ピストン２８は、ピストンモータ２９の回転駆動トルクがトルク伝達部３０を経由して伝達されることにより、シリンダ２７内部を昇降移動してシリンダ２７内部の圧力を可変とするものである。キャップ３１は、第１の湯管１５と接続され、シリンダ２７内部に湯を供給するものである。シリンダ２７、ピストン２８、ピストンモータ２９、トルク伝達部３０は一体形成されてシリンダユニット３５を構成する。ギア３３は、キャップモータ３２の駆動力を受けて支点３６を中心に回転し、シリンダユニット３５を支点３７を中心にシュート２５とキャップ３１の間で回動させるものである。飲料供給管３４は、シリンダユニット３５と接続され、抽出されたコーヒー飲料をカップ３８に供給するものである。尚、抽出機２６における挽き豆の供給を受けてからコーヒー飲料を抽出するまでの動作に関しては、本願出願人が出願した特願平１１−１９３７９２号に記載されており、本発明の特徴とは直接関係しないので、動作説明は省略する。また、抽出機２６は、上記構成に限定されるものではない。つまり、抽出機２６は、第１の湯管１５からの加圧湯を用いてコーヒー飲料を抽出できるものであれば、如何なる構成を用いても何ら差し支えない。
【００２０】
滓バケツ３９は、抽出機２６においてコーヒー飲料を抽出した際に生じる抽出滓を受容するものである。
【００２１】
砂糖容器４０は、砂糖を貯蔵するものである。ミキシングボウル４１は、シュート４２を介して砂糖容器４０から供給される所定量の砂糖を、湯弁４３を介して湯タンク５から供給される所定量の湯で溶解し、配管４４を通してカップ３８に供給するものである。一方、クリーム容器４５は、クリーム原料を貯蔵するものである。ミキシングボウル４６は、シュート４７を介してクリーム容器４５から供給される所定量のクリーム原料を、湯弁４８を介して湯タンク５から供給される所定量の湯で溶解し、配管４９を通してカップ３８に供給するものである。これより、顧客の好みに応じたコーヒー飲料（ブラック、砂糖入り、クリーム入り、砂糖クリーム入り）を販売できる。
【００２２】
図２は、ポンプ１２内部を示す図である。ポンプ１２内部にはギア５０、５１が互いに噛み合った状態で配置され、ギア５０が支点５２を中心に反時計方向に回転すると共にギア５１が支点５３を中心に時計方向に回転することにより、湯タンク５からの湯はギア５０、５１の歯に押されて第１の湯管１５に送出される。ポンプ１２の加圧力はギア５０、５１の回転速度に比例して高くなるものであり、ギア５０、５１はモータ（図示せず）によって回転する。従って、圧力センサ１６の圧力検出信号および流量センサ１７の流量検出信号を基に前記モータの回転速度を制御することにより、ポンプ１２を所望の加圧力に設定できる。
【００２３】
図３は、本発明のカップ式自動販売機の制御動作を説明するためのブロック図である。
【００２４】
図３において、主制御部５４は、カップ式自動販売機の制御を統括するものであり、ＲＯＭ５４ａ、ＣＰＵ５４ｂ、ＲＡＭ５４ｃを内蔵する。ＲＯＭ５４ａは、後述する複数の従制御部を統括制御するためのプログラム命令が予め格納された不揮発性メモリであり、データを製造工程で焼き付け固定するマスクＲＯＭ、データを紫外線消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出しできるＥＰＲＯＭ、またはデータを電気消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出しできるＥＥＰＲＯＭ（フラッシュＲＯＭを含む）の何れであっても良い。ＣＰＵ５４ｂは、ＲＯＭ５４ａの実行アドレスを指定するＰＣ（プログラムカウンタ）、ＲＯＭ５４ａの読み出し命令を解読するＩＤＥＣ（インストラクションデコーダ）、論理演算を行うＡＬＵ（演算論理ユニット）、演算データを一時格納するＡＣＣ（アキュムレータ）等を内蔵し、ＲＯＭ５４ａからの読み出し命令の解読結果に従って複数の従制御部を統括制御するものである。ＲＡＭ５４ｃは、ＣＰＵ５４ｂの演算結果、複数の従制御部からの各種データ等が格納されるＳＲＡＭ等の揮発性メモリである。
【００２５】
入力制御部５５、硬貨処理制御部（金銭処理制御部）５６、紙幣処理制御部（金銭処理制御部）５７、接客制御部５８、販売制御部５９は、複数の従制御部に相当し、主制御部５４と同様にＲＯＭ、ＣＰＵ、ＲＡＭを内蔵する。
【００２６】
端末装置６０は、キーボードと液晶表示部を備え、価格設定、コラム設定等を行うためのものである。入力制御部５５は、端末装置６０と接続され、主制御部５４と端末装置６０との間のデータの入出力を制御する。
【００２７】
硬貨識別機（コインメカ）６１は、釣銭切れを検出する釣銭切れセンサを備え、硬貨投入口から投入された硬貨を受け取り、必要に応じて釣銭を釣銭返却口から返却するものである。硬貨処理制御部５６は、硬貨識別機６１を制御し、投入硬貨の金種、正偽等の選別、金種別枚数の計算、金庫への収容、釣銭払い出し等を行わせるものである。紙幣識別機（ビルバリ）６２は、硬貨識別機６１と同様に、釣札切れを検出する釣札切れセンサを備え、紙幣挿入口から挿入された紙幣を受け取り、必要に応じて釣札を釣札返却口から返却するものである。紙幣処理制御部５７は、紙幣識別機６２を制御し、挿入紙幣の金種、正偽等の選別、金種別枚数の計算、金庫への収容、釣札払い出し等を行わせるものである。尚、硬貨処理制御部５６および紙幣処理制御部５７は、硬貨投入および紙幣挿入が行われるその都度、処理動作を実行する。
【００２８】
接客部６３は、複数種類の販売飲料に対応して設けられた複数の商品選択釦と、複数の商品選択釦それぞれに設けられ販売飲料の販売可または売り切れを表示する販売可ランプおよび売り切れランプと、販売中、販売中止、釣銭切れを表示する表示窓と、投入硬貨および挿入紙幣の合計金額と釣銭金額とを表示する金額表示窓と、を備えたものである。通常、複数の商品選択釦には、挽き豆から抽出するコーヒー飲料、シロップ飲料等が割り当てられるが、本発明の実施の形態では、説明の都合上、抽出コーヒー飲料のみが割り当てられているものとする。接客制御部５８は、接客部６３を制御する。接客制御部５８は、主制御部５４が硬貨処理制御部５６および紙幣処理制御部５７からの金種別枚数データを基に算出した硬貨投入金額および紙幣挿入金額の合計金額を金額表示窓に表示させたり、複数の商品選択釦の何れが押下されたのかを検出し、このときの検出信号を主制御部５４に送信し、上記合計金額から飲料販売金額を減算した釣銭金額を金額表示窓に表示させたり、販売中、販売中止、釣銭切れを表示窓に表示させたり、更には、販売飲料別の販売可ランプまたは売り切れランプを点灯させたりする。また、接客制御部５８は、抽出コーヒー飲料に対応する商品選択釦が押下されたことを検出したとき、外部割込要求信号を発生し、主制御部５４に送信する。
【００２９】
販売部６４は、図１に示すコーヒー飲料を抽出するための販売機構を備えたものである。販売制御部５９は、販売部６４を制御し、主制御部５４からの販売指示に従って、顧客が希望するコーヒー飲料をカップ３８に供給させる。
【００３０】
図４は、販売制御部５９と販売部６４の間の制御関係を表すブロック図である。
【００３１】
図４において、販売制御部５９は、主制御部５４および他の従制御部と同様にＲＯＭ６５、ＣＰＵ６６、ＲＡＭ６７を備えるほか、タイマ６８をも備える。ＲＯＭ６５には、図１の販売機構を制御するためのプログラム命令のほか、湯温、圧力、流量等の各種テーブル情報が予め格納される。タイマ６８は、自走または他走の発振クロックを所定分周して得られた１秒信号を計数するものである。
【００３２】
販売制御部５９は、具体的には、
▲１▼フロートスイッチ３のオンオフに応じた取水弁４の開閉制御、
▲２▼フロートスイッチ７のオンオフに応じた電磁弁８の開閉制御、
▲３▼湯温センサ１１の検出温度に応じた電源部１０のオンオフ制御、
▲４▼圧力センサ１６の検出圧力および流量センサ１７の検出流量に応じたポンプ１２の圧力制御、
▲５▼圧力センサ１６の検出圧力および流量センサ１７の検出流量がポンプ１２の圧力制御範囲を超えた場合における戻し弁１４の開閉制御
▲６▼主制御部５４からの販売指示に基づく抽出湯弁２０、湯弁４３、湯弁４８の開閉制御
▲７▼主制御部５４からの販売指示に基づく計量器２４の計量制御
▲８▼主制御部５４からの販売指示に基づくミルモータ２３、ピストンモータ２９、キャップモータ３２のオンオフ制御
▲９▼主制御部５４からの販売指示に基づく、砂糖容器４０の砂糖、クリーム容器４５のクリーム原料の所定量排出制御
という一連の販売制御を実行する。
【００３３】
図５は図１における一連の販売動作の中の還流動作を表すフローチャートである。尚、還流動作は、販売部６４（図１の構成全体）が販売制御部５９に制御されて実行される。
【００３４】
先ず、接客制御部５８は、硬貨投入または紙幣挿入が行われた後、抽出コーヒー飲料に対応する商品選択釦が押下されたかどうかを判別する［Ｓ１］。
【００３５】
商品選択釦が押下されたものと判別した場合［Ｓ１：ＹＥＳ］、接客制御部５８は上記の外部割込要求信号を発生する。主制御部５４は、この外部割込要求信号が送信されてくると、抽出コーヒー飲料を販売するための指示信号を販売制御部５９に送信するものであり、販売制御部５９は、この指示信号が供給されたかどうかを判別する［Ｓ２］。
【００３６】
販売制御部５９が主制御部５４からの指示信号が供給されたものと判別した場合［Ｓ２：ＹＥＳ］、販売制御部５９では、タイマ６８がイネーブルとされ、リセットされた後に１秒信号の計数を開始する［Ｓ３］。
【００３７】
そして、先ず抽出湯弁２０を開き、第１の湯管１５に滞留する低温の湯が、ポンプ１２の加圧力を受けた状態で、第２の湯管１９を通して湯タンク５に還流する。このとき、ポンプ１２の加圧力は、圧力センサ１６の圧力検出信号および流量センサ１７の流量検出信号に基づいて、逆止弁１８を通過しない圧力となるように制御される。これより、抽出機２６からコーヒー飲料を抽出するとき、第１の湯管１５に滞留した低温の湯が、そのまま抽出機２６に供給されるのを防止できる。尚、湯タンク５の容積、湯タンク５内の湯の温度、ヒータ９の出力等を考慮すると、抽出湯弁２０を開いて数秒ほど還流動作を実行すれば、第１の湯管１５を通る湯の温度は、湯タンク５内の湯の温度まで上昇する［Ｓ４］。
【００３８】
そこで、販売制御部５９は、タイマ６８が予め定められた時間（例えば３秒）を計数したかどうかを判別する［Ｓ５］。
【００３９】
タイマ６８がまだ３秒を計数していない場合は、還流動作を継続する［Ｓ５：ＮＯ］。
【００４０】
タイマ６８が３秒を計数した場合［Ｓ５：ＹＥＳ］、販売制御部５９では、タイマ６８が１秒信号の計数を停止し、ディセーブルとされる［Ｓ６］。
【００４１】
そして、販売制御部５９は、抽出湯弁２０を閉じ、還流動作を終了させる［Ｓ７］。
【００４２】
その後、販売制御部５９は、顧客の好みに応じたコーヒー飲料をカップ３８に供給できるように、図１の販売機構を制御する［Ｓ８］。
【００４３】
これより、コーヒー飲料を抽出するとき、第１の湯管１５に滞留する低温の湯が抽出機２６に供給されないので、挽き豆の抽出度合、抽出コーヒー飲料の味覚を阻害するという問題を解決できることになる。
【００４４】
尚、本発明の実施の形態では、接客部６３の商品選択釦が押下されたとき、接客制御部５８が外部割込要求信号を発生して主制御部５４に送信するものとして説明した。しかし、本発明の実施の形態に限定せず、硬貨投入または紙幣挿入が行われたとき、硬貨処理制御部５６または紙幣処理制御部５７が外部割込要求信号を発生して主制御部５４に送信するようにしても良い。この場合、接客制御部５８が外部割込要求信号を発生するときより、抽出コーヒー飲料の販売時間を短縮できる。また、本発明の実施の形態では、コーヒー飲料を抽出する場合について説明した。しかし、本発明の実施の形態に限定せず、抽出湯弁２０を閉じて還流動作を行うことにより本発明と同等の作用効果が得られる飲料ならば、如何なる飲料であっても良い。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項１のカップ式自動販売機では、湯タンクから抽出機へ湯を供給することにより、前記抽出機でお茶、コーヒー等の飲料を抽出するカップ式自動販売機において、前記湯タンクから前記抽出機へ湯を供給する第１の湯管と、前記第１の湯管から分岐し、前記湯タンクからの湯を前記湯タンクへ還流させる第２の湯管と、金銭投下の有無を検出する検出部と、該金銭投下がなされたときの前記検出部の検出出力に基づいて、前記湯タンクからの湯を、前記第１および第２の湯管を通して前記湯タンクに還流させる制御手段と、を備えたことを特徴とするので、無駄な還流を防止して湯を高温にすることができる。さらに、金銭投下時に湯の還流をを行うので、飲料の販売時間を短縮することができる。
【００４９】
更に、請求項２のカップ式自動販売機では、前記制御手段は、前記抽出機への湯の供給方向を順方向として、前記第１の湯管における前記第２の湯管への分岐位置より下流側に配設された逆止弁と、前記第２の湯管に配設され前記湯タンクへの湯の還流時に開放される電磁弁と、前記第１の湯管の上流側に配設され、前記湯タンクに対する湯の還流時に前記逆止弁を通過しない送水量で湯を圧送するポンプと、より成ることを特徴とするので、簡単な構成で、抽出のための機構が大型化およびコスト高となるのを防止し、抽出のための制御が複雑となるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカップ式自動販売機を適用する販売機構例を示す全体図である。
【図２】図１のポンプ内部を示す図である。
【図３】本発明のカップ式自動販売機の制御を行う部分を示すブロック図である。
【図４】図４の販売制御部と販売部との間の制御を示すブロック図である。
【図５】還流動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
５  湯タンク
１２  ポンプ
１５  第１の湯管
１８  逆止弁
１９  第２の湯管
２０  抽出湯弁
２６  抽出機
５４  主制御部
５６  硬貨処理制御部
５７  紙幣処理制御部
５８  接客制御部
５９  販売制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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