(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して形成される挽き豆に所定の圧力で所定の温度の湯を通過させることによってコーヒー液を抽出し、販売条件に応じた所定の待機位置で販売待機する抽出手段と、
抽出された前記コーヒー液を用いて製造されるコーヒー飲料の販売量、販売時間帯等の販売データに基づいて任意の日の予測販売量を算出する予測手段と、
前記予測販売量に基づく販売条件を設定して前記抽出手段に抽出動作を行わせる制御手段を有し、
前記制御手段は、前記所定の待機位置として前記抽出手段を直立した状態に配置して前記挽き豆の供給を可能とする状態である第１の待機位置と、前記第１の待機位置で前記抽出手段に前記挽き豆を供給して前記湯の供給を可能とする状態である第２の待機位置を設定し、前記販売条件として前記コーヒー飲料の通常販売モードが設定されたとき、前記抽出手段を前記第１の待機位置に配置し、前記販売条件として前記コーヒー飲料の高速販売モードが設定されたとき、前記抽出手段を前記第２の待機位置に配置することを特徴とするカップ式自動販売機。
【請求項２】
コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して形成される挽き豆に所定の圧力で所定の温度の湯を通過させることによってコーヒー液を抽出し、販売条件に応じた所定の待機位置で販売待機する抽出手段と、
抽出された前記コーヒー液を用いて製造されるコーヒー飲料の販売量、販売時間帯等の販売データに基づいて任意の日の予測販売量を算出する予測手段と、
前記予測販売量に基づく販売条件を設定して前記抽出手段に抽出動作を行わせる制御手段を有し、
前記抽出手段は、前記挽き豆を受容して計量する計量器と、
前記計量器で計量された挽き豆を粉受位置で供給されて所定の抽出プロセスに基づく抽出動作を行うことによって前記コーヒー液を抽出する抽出機と、
前記抽出機に設けられて前記計量器から供給される前記挽き豆を受けるシリンダと、
前記シリンダに挿入されるキャップと、
前記シリンダ内で昇降自在に設けられるピストンを有することを特徴とするカップ式自動販売機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記予測販売量に基づく所定の時刻に前記抽出手段の洗浄動作を実行させる構成の請求項第１項または請求項第２項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、コーヒー飲料の販売動作を予測値に基づいて実行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、レギュラーコーヒーの販売要求があると、所定の焙煎度に焙煎されたコーヒー豆を貯蔵している豆原料貯蔵部から所定量のコーヒー豆をコーヒーミルに供給して所定の粒度に粉砕して挽き豆とし、この挽き豆を抽出機に供給して所定の高温の湯と混合してコーヒー液を抽出するものがある。抽出されたコーヒー液は、フィルタでろ過されて抽出滓と分離された後、砂糖、クリーム等の補助原料と混合されてカップに供給されることによりコーヒー飲料として販売される。
【０００３】
カップ式自動販売機では、購買者に冗長感を抱かせることのない時間で迅速にコーヒー飲料を提供する必要があり、その結果、抽出時間に制約がある。このため、ランチタイム等の販売が集中する時間帯では、購買者の需要に販売が追いつかないといった状況が発生することがある。
【０００４】
このような販売集中に対応するものとして、販売が集中する時間帯を予測し、予測された時刻に複数杯のコーヒー飲料を抽出してタンクに貯蔵し、このタンクからコーヒー飲料を供給して販売するカップ式自動販売機がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したカップ式自動販売機によると、抽出された複数杯のコーヒー飲料をタンクに貯蔵しておくため、カップ式自動販売機が大型化する。また、タンク内で所定の時間が経過することによって味覚の変化したコーヒー飲料は廃棄しなければならず、原料の無駄が生じるという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、装置を大型化することなく販売が集中する状況でも迅速な販売動作が可能で、香り、味覚に優れ、抽出されたコーヒー飲料および原料の無駄を生じることのないカップ式自動販売機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して形成される挽き豆に所定の圧力で所定の温度の湯を通過させることによってコーヒー液を抽出し、販売条件に応じた所定の待機位置で販売待機する抽出手段と、抽出された前記コーヒー液を用いて製造されるコーヒー飲料の販売量、販売時間帯等の販売データに基づいて任意の日の予測販売量を算出する予測手段と、前記予測販売量に基づく販売条件を設定して前記抽出手段に抽出動作を行わせる制御手段を有し、前記制御手段は、前記所定の待機位置として前記抽出手段を直立した状態に配置して前記挽き豆の供給を可能とする状態である第１の待機位置と、前記第１の待機位置で前記抽出手段に前記挽き豆を供給して前記湯の供給を可能とする状態である第２の待機位置を設定し、前記販売条件として前記コーヒー飲料の通常販売モードが設定されたとき、前記抽出手段を前記第１の待機位置に配置し、前記販売条件として前記コーヒー飲料の高速販売モードが設定されたとき、前記抽出手段を前記第２の待機位置に配置するカップ式自動販売機を提供する。
【０００８】
上記したカップ式自動販売機によると、コーヒー飲料の販売量、販売時間帯等の販売データから予測される予測販売量に応じて販売条件を設定し、この販売条件に基づいて抽出手段に抽出動作を行わせることによって、迅速な販売を可能にするとともにコーヒー飲料および原料の無駄な廃棄をなくすことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のカップ式自動販売機を図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態におけるカップ式自動販売機を示し、取水管１に接続されるシスターン２と、シスターン２に設けられて貯水される飲料水の水位変化を検出し、所定の水位以下となったときに水位低下信号を出力するフロートスイッチ２Ａと、取水管１に設けられる取水弁１Ａと、シスターン２から配管３Ａを介して供給される飲料水を加熱して所定の温度の湯として貯蔵する湯タンク１０と、配管３Ａに設けられる電磁弁２０と、湯タンク１０の外周部に固定されて湯を加圧して供給するポンプ６０と、ポンプ６０と湯タンク１０に接続されるバイパス管６０Ａと、バイパス管６０Ａを開放することによりポンプ内６０の湯を湯タンク１０に戻すリリーフ弁６０Ｂと、コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して挽き豆を形成する挽き豆供給部７と、所定の粒度に粉砕された挽き豆を吐出口８０Ｂから吐出して後述する抽出機に供給する挽き豆キャニスタ８と、挽き豆供給部７から落下する挽き豆を受容して計量する計量器５と、計量器５，挽き豆キャニスタ８，あるいはこの両方から供給される所定の粒度の挽き豆を湯で抽出してコーヒー液を生成し、飲料供給管３０Ａを介してカップ９に供給する抽出機３０と、飲料供給管３０Ａに設けられて所定のタイミングで開閉される圧力調整電磁弁９０と、ポンプ６０から抽出機３０に湯を供給する配管６Ａと、配管６Ａに設けられて配管内の圧力に応じた圧力信号を出力する圧力センサ２５と、配管６Ａに設けられて湯の流量に応じた流量信号を出力する流量センサ１９と、配管６Ａに設けられて上流側への湯の逆流を防止する逆止弁２１と、逆止弁２１の上流側で配管６Ａから分岐して湯タンク１０に接続される配管６Ｂと、配管６Ｂに設けられる抽出湯弁２２と、抽出機３０で発生するコーヒー豆の抽出滓を受容する滓バケツ１７と、カップ９の下部に配置される排水バケツ１８と、砂糖を貯蔵する砂糖容器１１と、クリーム原料を貯蔵するクリーム容器１２Ａと、カプチーノ用のクリーム原料を貯蔵するクリーム容器１２Ｂと、砂糖およびクリームをシュート１３を介して受容し、所定量の湯で溶解し、供給管１４Ａを介してカップ９に供給するミキシングボウル１４と、クリーム容器の下部に配置されるミキシングボウル１４に湯タンク１０から湯を供給する配管１５Ａと、配管１５Ａに設けられる湯弁２３Ａと、砂糖容器１１の下部に配置されるミキシングボウル１４に湯タンク１０から湯を供給する配管１５Ｂと、配管１５Ｂに設けられる湯弁２３Ｂと、逆止弁２１の下流側で配管６Ａと分岐され、湯弁２４を介して排水バケツ１８に廃液を排出する配管６Ｃを有する。
【００１１】
挽き豆供給部７は、コーヒー豆を貯蔵する豆貯蔵容器７Ａと、コーヒー豆を高速で回転する粉砕刃（図示せず）で粉砕するコーヒーミル７Ｂと、コーヒーミル７Ｂの粉砕刃を回転させるミルモータ７Ｃと、コーヒーミル７Ｂで粉砕され、体積に基づいて計量された挽き豆を計量器５より供給されて抽出機３０に導くシュート７Ｄを有し、豆貯蔵容器７Ａからコーヒーミル７Ｂにかけて深煎りされた、例えば、ブラジル等のコーヒー豆が充填された状態となっている。このコーヒー豆を平均粒度５００μｍとなるように粉砕して挽き豆としている。
【００１２】
挽き豆キャニスタ８は、浅煎りから中煎り程度に焙煎した、例えば、キリマンジャロ等のコーヒー豆を予め平均粒度７５０μｍで粉砕した挽き豆を貯蔵している。
【００１３】
湯タンク１０は、飲料水加熱用のヒータＨ1に電流を供給する電源部１０Ａと、タンク内の湯の水位変化を検出し、所定の水位以下となったときに水位低下信号を出力するフロートスイッチ１０Ｂと、タンク内の湯温に応じた温度検出信号を出力する湯温センサ１０Ｄを有する。湯タンク１０の貯水量は５リットルであり、ヒータＨ1の出力は１ｋｗで湯タンク１０の湯温は約９７℃に保温される。また、湯タンク１０は、側部に取り付けられるポンプ６０のリリーフ弁６０Ｂが開放したときにポンプ６０から湯を還流される。リリーフ弁６０Ｂの動作圧は１０ｋｇ／ｃｍ2に設定されている。
【００１４】
抽出機３０は、シュート７Ｄを介して挽き豆を供給されるシリンダ３２、シリンダ３２内のピストン３９を昇降させるピストン駆動モータ３３、ピストン駆動モータの駆動トルクをピストン３９に伝達するトルク伝達部３４、シリンダ３２の上部に設けられ、抽出機本体に形成される図示しないガイドレールに係合するスライドガイド（後述）を一体的に形成したシリンダユニットＤと、シリンダ３２に係合し、配管６Ａを介して所定の高温の湯をシリンダ３２内に供給するキャップ３７と、キャップモータ３５の駆動トルクを伝達されてシリンダユニットＤを支点３４Ａを中心に傾斜させるとともにキャップ３７をシリンダ３２に係合させるギヤ３６を有する。シリンダユニットＤのシリンダ３２の下部には、抽出されたコーヒー液をカップ９に供給する飲料供給管３０Ａが取り付けられており、飲料供給管３０Ａには圧力調整電磁弁９０が取り付けられている。
【００１５】
また、抽出機３０は、抽出に用いられる挽き豆がシリンダ３２に供給されるとキャップ３７およびピストン３９の相対移動に基づいて所定の圧縮量となるように抽出前圧縮（以下、タンピングという）を行う。また、湯を供給して抽出が行われた後にピストン３９をキャップ３７の方向に押し上げることによって抽出後圧縮（以下、パッキングという）を行う。
【００１６】
圧力調整電磁弁９０は、配管６Ａに設けられる圧力センサ２５で検出される圧力値、あるいは抽出動作に応じた所定のタイミングに基づいて開閉される。
【００１７】
また、上記構成のカップ式自動販売機では、説明を簡単にするために、カップ９を供給するカップ供給部、ミルモータ７Ｃに電流を供給する電源部、カップ９内の飲料を攪拌する攪拌機、コールド飲料の配管および原料貯蔵部等の構成を図示省略している。
【００１８】
図１（ｂ）は、カップ式自動販売機の制御ブロックを示し、自動販売機の各部を制御する制御部１００と、抽出動作のプログラム、カップ式自動販売機の販売量データを格納したメモリ１０２と、図示しない基準クロック発生部で発生するクロックをカウントして時間を計測するタイマ１０３と、プログラムの実行に必要な種々のデータの入力、およびデータの変更を行うためのテンキーを備えた入力部１０４と、入力部１０４から入力されるデータ、メモリ１０２に格納された自動販売機の設定値等の情報を表示する液晶表示部を有するディスプレイ１０５と、計量器５のピストン５６Ｄ（後述）の移動量、圧力センサ、流量センサ、温度センサ等の種々のセンサの出力信号を制御部１００に出力する検出部１０６と、制御部１００から出力される制御信号に基づいて各電磁弁を駆動する弁駆動部１０７と、制御部１００から出力される制御信号に基づいて各モータを駆動するモータ駆動部１０８を有し、制御部１００は、カップ式自動販売機の販売量データに基づいて任意の日の予測販売量を算出する販売量予測部１００Ａを有する。
【００１９】
上記したカップ式自動販売機では、抽出動作が行われる前にコーヒーミル７Ｂでコーヒー豆を粉砕して所定の粒度の挽き豆を形成して計量器５に収容している。販売動作には、販売要求を受けたときに計量器５から抽出機３０のシリンダ３２に挽き豆を供給し、続いて湯を供給して抽出動作を開始する販売モード（通常販売モード）と、販売動作が終了した後に計量器５から抽出機３０のシリンダ３２に挽き豆を供給しておき、販売要求を受けたときに湯を供給して抽出動作を開始する販売モード（高速販売モード）がある。
【００２０】
高速販売モードは、販売要求を受けて速やかに湯を供給することが可能であるので、通常販売モードに比べて抽出動作に要する時間を短縮することができる。本発明では、カップ式自動販売機の設置場所における販売量データから移動平均法に基づいて曜日毎の予測販売量を算出する。
【００２１】
図２は、計量器５を示し、上部に挽き豆を導入する導入部５Ａを有する計量室５１と、計量室５１の端部に前蓋５Ｂを回動自在に支持するヒンジ部５２と、計量室５１の内部に摺動可能に収容されるピストン５６Ｄを一体的に形成され、側面にラック部５６Ａを有するピストンロッド５６と、ピストンロッド５６の後端に形成されるバネ部５６Ｂと、バネ部５６Ｂの近傍に形成される切り欠き５６Ｃと、計量室５１に取り付けられ、バネ部５６Ｂに当接してピストンロッド５６の移動を規制する突起部５０Ａ、５０Ｂと、バネ部５６Ｂの切り欠き５６Ｃを光学的に検出する光センサ５７と、ピストンロッド５６のラック部５６Ａと噛合する駆動ギヤ５８Ａを有する駆動軸５８と、駆動軸５８をトルク伝達部５９を介して回転駆動する計量モータ５９Ａと、計量モータ５９Ａの回転軸に取り付けられて回転量を検出する計量エンコーダ５９Ｂを有する。駆動ギヤ５８Ａの直径は１７．５ｍｍで形成されており、ラック部５６Ａと噛み合う歯車部分の外周長は約５５ｍｍである。蓋支持部材５Ｃの開放端は計量室５１の側部に達し、末端には計量室５１の側部に設けられる光センサ５Ｄと係合する光検出部５Ｅを有する。
【００２２】
図３（ａ）は、計量器５の前蓋５Ｂを閉じた状態であり、ヒンジ部５２の回動軸を鉛直方向に設け、前蓋５Ｂが水平方向に回動して計量室５１の最前部を開放するように形成されており、ヒンジ部５２は挽き豆が付着しないように前蓋５Ｂの開口部より上方に設けられてなっている。このヒンジ部５２から逆「へ」の字型に形成された蓋支持部材５Ｃを介して前蓋５Ｂを固定している。
【００２３】
図３（ｂ）は、計量器５の前蓋５Ｂを開いた状態であり、導入部５Ａから計量室５１に挽き豆が供給され、挽き豆によって計量室５１が満たされると、前蓋５Ｂが僅かに回動する。この回動に基づいて光検出部５Ｅで遮光されていた光センサ５Ｄの発光部５ａから光が出射されて受光部５ｂで受光されると、前述したミルモータ７Ｃへの通電が停止して計量室５１への挽き豆の供給が停止する。停止後、計量モータ５９Ａが通電されて駆動ギヤ５８Ａが回転し、ピストンロッド５６を前方に移動させる。ピストン５６Ｄの先端には、前蓋５Ｂに当接する突起部５６ａが設けられており、挽き豆を押し出した後に前蓋５Ｂを開放状態で保持する。
【００２４】
図４は、計量室５１を図示省略した状態のピストンロッド５６を示し、前蓋５Ｂは、ピストン５６Ｄの突起部５６ａが当接した状態でピストンロッド５６が前方に移動することにより、ヒンジ部５２を軸として同軸的に設けられるスプリング５５Ａの反力に抗して紙面上における反時計方向に回動する。このとき、前蓋５Ｂと計量室５１の先端部は離れ、挽き豆は前蓋５Ｂと計量室５１との間に挟まれることなく容易に落下する。
【００２５】
図５は、シリンダユニットＤを示し、（ａ）は正面側、（ｂ）は背面側を示す。キャップ３７は、シリンダ３２への挿入時に隙間をシールするシール部材３７Ａを有し、ロッド３８によってギヤ３６と結合されている。また、ロッド３８の固定部には所定のガイドパターンを有するガイド溝ｇを形成されたガイドプレート３１が固定されており、ガイド溝ｇの下部には、シリンダ３２の側壁外部に形成された係合突起３２Ａが係合している。シリンダ３２に収容されたピストン３９の下部には抽出されたコーヒー液をカップに供給するための飲料供給管３０Ａが接続されている。シュート７Ｄの下部側壁には、ピストン３９によって上方に押し上げられた抽出滓（図示せず）をピストン３９から分離させるワイパＷが設けられており、ワイパＷによって分離された抽出滓をスライドガイド４０の傾斜部Ｓに沿って落下させる。キャップ３７の開閉状態は、図示しない光センサからなる上死点センサ、下死点センサ、および滓廃棄位置センサのセンサ出力に基づいて検出される。ピストン３９の位置についても同様に、図示しない光センサからなる上死点センサ、下死点センサのセンサ出力に基づいて検出される。
【００２６】
このシリンダユニットＤは、キャップモータ３５の駆動トルクをギヤ３５Ａを介して伝達してギヤ３６をｒ1方向に駆動すると、ガイド溝ｇのガイドパターンに基づいて支点３４Ａを中心にｒ2方向に約３０度傾斜するとともにキャップ３７がｒ3方向に変位してシリンダ３２に挿入される。
【００２７】
図６は、トルク伝達部３４を示し、（ａ）は側面、（ｂ）は正面を示す。ピストン駆動モータ３３の駆動トルクは、ピストン駆動モータ３３の回転軸に取り付けられたギヤ３４１からギヤ３４２Ａに伝達され、ギヤ３４２Ａに同軸状に設けられるギヤ(図示せず)を介して軸３４３のギヤ３４４Ａに伝達される。軸３４３の下部にはウォームギヤ３４４Ｂが設けられている。ギヤ３４４Ａに伝達された駆動トルクはウォームギヤ３４４Ｂから軸３４３に直交する方向に配置される軸３４５のギヤ３４５Ａに伝達され、ギヤ３４５Ａに同軸状に設けられるギヤ３４５Ｂに伝達される。ギヤ３４５Ｂに伝達された駆動トルクは軸３４６のギヤ３４６Ａからギヤ３４６Ｂに伝達されるとともにギヤ３４６Ａと噛合するギヤ３４７Ａに伝達され、ギヤ３４７Ａに同軸状に設けられるギヤ３４７Ｂに伝達される。ピストン３９の下部にはラック部３４８が取り付けられており、ラック部３４８の両面にはギヤ３４６Ｂおよび３４７Ｂが噛合している。このギヤ３４６Ｂおよび３４７Ｂはラック部３４８を挟持しており、ピストン駆動モータ３３の回転方向に応じた駆動トルクを受けて相反する方向に回転することによりピストン３９をシリンダ３２内で上下させる。
【００２８】
軸３４３に設けられるウォームギヤ３４４Ｂは、ピストン３９を下降させる方向の外力が加えられた場合、外力によってピストン３９が下降することを防止する。
【００２９】
ピストン３９は、所定の耐圧強度を有するピストンヘッド３９Ａと、ピストンヘッド３９Ａにネジ３９Ｃによって係止され、ラック部３４８に固定されるピストンベース３９Ｂと、ピストンヘッド３９Ａに取り付けられてシリンダ３２内からコーヒー液を飲料供給管３０Ａに送出する送出部３９Ｄと、ピストンヘッド３９Ａの外周部に装着されるＯリング３９Ｅと、耐腐蝕性の薄い金属板で形成されてピストンヘッド３９Ａの上部に装着されるフィルタ３９Ｆを有し、ピストンヘッド３９Ａとピストンベース３９Ｂは、ピストンヘッド３９Ａに圧力が作用しない状態で所定のクリアランスを有するように係止されている。
【００３０】
図７は、シリンダユニットＤが傾斜した状態を示し、直立状態からキャップモータ３５を駆動してギヤ３６を回転させるとシリンダユニットＤが支点３４Ａを中心に反時計方向に傾斜する。この傾斜動作に同期してキャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入される。同図においては図示されないが、シリンダ３２には傾斜前にシュート７Ｄを介して予め計量された所定量の挽き豆が供給される。
【００３１】
図８（ａ）から（ｉ）は、抽出動作における各位置での抽出機３０の状態を簡略的に示す。以下の動作では、ブレンドコーヒー用のコーヒー液を抽出する場合について説明する。
【００３２】
図８（ａ）は、粉受位置を示し、シリンダユニットＤは直立して粉受位置にあり、計量器５から供給される挽き豆をシュート７Ｄを介してシリンダ３２に供給する。
【００３３】
図８（ｂ）は、高速販売待機位置を示し、挽き豆をシリンダ３２に供給後、キャップモータ３５に通電してギヤ３６を矢印方向に駆動し、シリンダユニットＤを支点３４Ａを中心に反時計方向に傾斜させる。キャップ３７は、シリンダ３２に挿入されない状態で停止している。
【００３４】
図８（ｃ）は、抽出位置を示し、キャップ３７が下降してシリンダ３２に挿入されている。キャップモータ３５の駆動を停止する。このとき、ギヤ３６は（ａ）に示す状態から１８０度回転した位置で停止する。
【００３５】
図８（ｄ）は、粉圧縮位置を示し、キャップ３７がシリンダ３２に挿入されると、ピストン駆動モータ３３が通電されてピストン３９を矢印方向に上昇させることにより挽き豆をタンピングする。このとき、圧力調整電磁弁９０は閉じられており、タンピング時に飲料供給管３０Ａ内の液体分がカップ９側に流れ出ないようにしている。挽き豆の圧縮が進むにつれてピストン３９にかかる負荷が大になることによりピストン駆動モータ３３の電流値が増加する。この電流値が所定値となったときにピストン駆動モータ３３を制動し、その後、通電を停止してピストン３９を停止させることにより挽き豆を所望の圧縮状態にする。圧縮後、配管６Ａを介してシリンダ３２の内部に湯を供給する。圧力調整電磁弁９０は、湯の供給開始後も閉じられているので、シリンダ３２内が所定の圧力に高められた状態で挽き豆の抽出動作が行われる。そして、配管６Ａ内の圧力が所定圧になると、圧力調整電磁弁９０が開かれて高圧のコーヒー液がカップ９（図示せず）に注がれる。この挽き豆の抽出時にピストン３９に圧力が加わると、ピストンヘッド３９Ａが圧力作用方向に移動し、この移動に基づいてピストンベース３９Ｂとの間に設けられるＯリング３９Ｅが弾性変形してピストン３９とシリンダ３２に圧接することによってシリンダ３２の気密が保持される。
【００３６】
図８（ｅ）は、パッキング位置を示し、配管６Ａを大気開放して大気圧とした後、ピストン駆動モータ３３を駆動してピストン３９をシリンダ３２内で上昇させてコーヒー液を含んだ抽出滓をパッキングする。このパッキング時に飲料供給管３０Ａに設けられる圧力調整電磁弁９０を開いておくことにより、絞られたコーヒー液を飲料供給管３０Ａに送出する。
【００３７】
図８（ｆ）は、残液吸込位置を示し、ピストン駆動モータ３３を逆転駆動してピストン３９を下降させる。このピストン３９の下降動作によって飲料供給管３０Ａに滞留するコーヒー液がシリンダ３２内に吸引されて抽出滓に吸収される。このとき、シリンダ３２内が負圧になることによって配管６Ａに滞留している湯も吸引される。
【００３８】
図８（ｇ）は、滓処理位置を示し、キャップモータ３５を駆動してギヤ３６を（ｃ）に示す状態から矢印方向に９０度回転させることによってキャップ３７がシリンダ３２から分離する。
【００３９】
図８（ｈ）は、滓排出位置を示し、キャップ３７の分離後、ピストン３９を上昇させることによりシリンダ３２内に残留した抽出滓を押し上げて停止する。
【００４０】
図８（ｉ）は、粉受位置を示し、を示し、キャップモータ３５を駆動してギヤ３６を更に矢印方向に９０度回転することによってシリンダユニットＤが回動し、直立状態で停止する。この回動時にピストン３９によって押し上げられた抽出滓Ｃはシュート７Ｄの下部側壁に設けられたワイパＷによってかき落とされて矢印で示すように落下し、滓バケツ（図示せず）に入る。
【００４１】
自動販売機では、設置される場所に応じて販売量が曜日毎に変化する傾向があるので、この曜日毎の販売量と、過去１週間の販売推移を考慮して予測販売量を演算する。本発明では、同一曜日の３週間分の販売量データを使用する。例えば、木曜日の予測販売量を演算する場合、予測する木曜日（ここでは木曜Ａとする）の１週間前、２週間前、および３週間前の木曜の販売量データ（全時間帯の和）を合計して３で除算することにより得られる過去３週間の木曜日の平均値と、最近１週間（木曜日から水曜日）の販売量データ（全時間帯の和）を合計して７で除算することにより得られる１週間の平均値を所定の割合で掛け合わせることによって１日の予測販売量が求められる。
【００４２】
１日の予測販売量から各時間帯の予測販売量を求める場合、以下に示す式１によって算出する。
【数１】
0004048669.tif 000002
このようにして求められた各時間帯の予測販売量が、１時間あたり３杯を超えるとき、制御部１００はその時間帯の販売モードを高速販売モードに設定する。高速販売モードが設定されると、販売動作の終了後に粉受位置で計量器５から抽出機３０のシリンダ３２に挽き豆が供給され、供給後にキャップモータ３５が駆動されて抽出機３０が高速販売待機位置に配置される。また、各時間帯の予測販売量が１時間あたり３杯を超えないときは通常販売モードが設定される。
【００４３】
図９は、移動平均法によって算出したある工場における各時間帯のコーヒー飲料の予測販売量を曜日毎に示す。土曜日および日曜日を除いて午前１０時から午後５時にかけての時間帯で１時間あたり３杯以上のコーヒー飲料が販売されており、この３杯を超える時間帯で高速販売モードが設定される。
【００４４】
また、このようにして算出されたコーヒー飲料の各時間帯の予測販売量に基づいて配管６Ａ、抽出機３０、および飲料供給管３０Ａの自動洗浄を行う時間を設定することができる。例えば、月曜日では、午前１時から７時までの時間帯に販売が予想されないことから、この時間帯で最も早い時間帯である午前１時に自動洗浄を行うように設定することで販売動作を阻害することがなく、配管６Ａ、抽出機３０、および飲料供給管３０Ａの衛生状態が所定のレベルに保たれる。
【００４５】
また、平日と休日で販売量に差が生じる場所では、例えば、平日の予測を行うにあたって休日のデータを用いると予測精度が低下して効率の良い販売を行うことができないので、予測精度の低下を防ぐためにコーヒー飲料の販売量データ（１週間分）を１日の販売量が多い順に並べて差を求める。この差が最大となる日が休日と判定する。予測しようとする日が過去３週間休日であった場合、制御部１００はその日を休日と判定して終日通常販売モードを設定する。
【００４６】
また、制御部１００は、予測された販売量と実販売量の誤差が大になったときに予測による販売動作を行わずに設定値に基づく販売動作を行うようにカップ式自動販売機を制御する。この誤差は以下に示す式２によって算出する。
【数２】
0004048669.tif 000003
例えば、販売量の予測値と実販売量を参照して５日連続して５０％以上の誤差があったときは予測販売量に基づく販売動作を中止する。
【００４７】
上記したカップ式自動販売機を所定の場所に設置し、電源をＯＮにすることによって設置日の判定が行われる。この設置日の判定は、前回電源が切られた時刻から５日以上経過した後に電源をＯＮしたとき、その日を設置日と判定する。設置日から予測に基づく販売動作を行う場合、カップ式自動販売機の設置日から１週間までは前日の販売量データを予測販売量として用いる。設置後１週間から２週間にかけては前週の同一曜日の販売量データを予測販売量として用いる。３週間目以降は上記した予測手順に基づいて予測販売量を算出して予測販売動作を行う。このようにすることで、カップ式自動販売機の設置後に面倒な設定を行うことなく設置日から予測販売を行なわせることができる。
【００４８】
上記したカップ式自動販売機によると、販売量予測部１００Ａで算出された予測販売値に基づいて通常販売モードおよび高速販売モードを選択して販売動作を行わせるようにしたので、販売が集中する時間帯では販売の迅速性に優れる高速販売モードを設定し、販売の少ない時間帯では通常販売モードを設定して味覚、香りに優れるコーヒー飲料を効率良く販売することが可能になる。
【００４９】
このことによって予めコーヒー飲料を抽出して貯蔵しておくコーヒー飲料貯蔵タンクを不要にして装置を小型化することができる。また、コーヒー飲料貯蔵タンクを設けないのでコーヒー飲料の廃棄処理が生じず、原料の無駄を防止できる。
【００５０】
また、予測販売値に基づいて配管６Ａ、抽出機３０、および飲料供給管３０Ａの自動洗浄を行うことで、例えば、高速道路のサービスエリアのように深夜でもコーヒー飲料の販売需要がある場所に設定されたカップ式自動販売機であっても販売に支障の無い時間に自動洗浄を設定することができ、所定の衛生状態を保つことができる。
【００５１】
上記した実施の形態では、移動平均法によってコーヒー飲料の予測販売量を算出する方法を説明したが、他の手法として最小二乗法、自己回帰分析法、ニューラルネットワーク等の演算手法を用いて演算することも可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のカップ式自動販売機によると、コーヒー豆を所定の粒度に粉砕して形成される挽き豆に所定の圧力で所定の温度の湯を通過させることによってコーヒー液を抽出し、販売条件に応じた所定の待機位置で販売待機する抽出手段と、抽出されたコーヒー液を用いて製造されるコーヒー飲料の販売量、販売時間帯等の販売データに基づいて任意の日の予測販売量を算出する予測手段と、予測販売量に基づく販売条件を設定して抽出手段に抽出動作を行わせる制御手段を有するようにしたため、装置を大型化することなく販売が集中する状況でも迅速な販売動作が可能で、香り、味覚に優れ、抽出されたコーヒー飲料および原料の無駄を生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機を示す説明図
（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るカップ式自動販売機の制御ブロック
【図２】本発明の実施の形態に係る計量器の斜視図
【図３】（ａ）は、計量器の前面部（閉状態）の説明図
（ｂ）は、計量器の前面部（開状態）の説明図
【図４】本発明の実施の形態に係る計量器の平面図
【図５】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る抽出機の一部を切り欠いた正面図
（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る抽出機の背面図
【図６】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るトルク伝達部の側面図
（ｂ）は、本発明の実施の形態に係るトルク伝達部の一部を切り欠いた正面図
【図７】本発明の実施の形態に係る抽出機の説明図
【図８】（ａ）から（ｉ）は、本発明の実施の形態に係る抽出機の動作を示す説明図
【図９】移動平均法によって算出したコーヒー飲料の予測販売量の説明図
【符号の説明】
１ 取水管
１Ａ 取水弁
２ シスターン
２Ａ フロートスイッチ
３Ａ 配管
５ 計量器
５Ａ 導入部
５Ｂ 前蓋
５Ｃ 蓋支持部材
５Ｄ 光センサ
５Ｅ 光検出部
５ａ 発光部
５ｂ 受光部
６Ａ 配管
６Ｂ 配管
６Ｃ 配管
７ 豆供給部
７Ａ 豆貯蔵容器
７Ｂ コーヒーミル
７Ｃ ミルモータ
７Ｄ シュート
８ 豆キャニスタ
９ カップ
１０ 湯タンク
１０Ａ 電源部
１０Ｂ フロートスイッチ
１０Ｄ 湯温センサ
１１ 砂糖容器
１２Ａ クリーム容器
１２Ｂ クリーム容器
１３ シュート
１４ ミキシングボウル
１４Ａ 供給管
１５Ａ 配管
１５Ｂ 配管
１７ 滓バケツ
１８ 排水バケツ
１９ 流量センサ
２０ 電磁弁
２１ 逆止弁
２２ 抽出湯弁
２３Ａ 湯弁
２３Ｂ 湯弁
２４ 湯弁
２５ 圧力センサ
３０ 抽出機
３０Ａ 飲料供給管
３１ ガイドプレート
３２ シリンダ
３２Ａ 係合突起
３３ ピストン駆動モータ
３４ トルク伝達部
３４Ａ 支点
３５ キャップモータ
３５Ａ ギヤ
３６ ギヤ
３７ キャップ
３７Ａ シール部材
３８ ロッド
３９ ピストン
３９Ａ ピストンヘッド
３９Ｂ ピストンベース
３９Ｃ ネジ
３９Ｄ 送出部
３９Ｅ リング
３９Ｆ フィルタ
４０ スライドガイド
５０Ａ 突起部
５１ 計量室
５２ ヒンジ部
５５Ａ スプリング
５６ ピストンロッド
５６Ａ ラック部
５６Ｂ バネ部
５６Ｄ ピストン
５６ａ 突起部
５７ 光センサ
５８ 駆動軸
５８Ａ 駆動ギヤ
５９ トルク伝達部
５９Ａ 計量モータ
５９Ｂ 計量エンコーダ
６０ ポンプ
６０Ａ バイパス管
６０Ｂ リリーフ弁
８０Ｂ 吐出口
９０ 圧力調整電磁弁
１００ 制御部
１００Ａ 販売量予測部
１０２ メモリ
１０３ タイマ
１０４ 入力部
１０５ ディスプレイ
１０６ 検出部
１０７ 弁駆動部
１０８ モータ駆動部
３４１ ギヤ
３４２Ａ ギヤ
３４３ 軸
３４４Ａ ギヤ
３４４Ｂ ウォームギヤ
３４５ 軸
３４５Ａ ギヤ
３４５Ｂ ギヤ
３４６ 軸
３４６Ａ ギヤ
３４６Ｂ ギヤ
３４７Ａ ギヤ
３４７Ｂ ギヤ
３４８ ラック部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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