自動販売機：366億ドル規模の米国産業パワーハウス

背景

わずか1セントから始まった米国の自動販売機事業は、現在366億ドル規模の産業へと進化しました。1999年には缶入り清涼飲料が業界トップの売上を誇り、157億ドルの売上で業界総売上の42.9%を占めました。包装済みのキャンディとスナックが第2位で、業界の19.7%、72億ドルの売上を記録。1999年には85万7,000台以上の硬貨作動式自動販売機が生産・出荷され、そのうち半数以上（47万7,102台）が缶・瓶入り清涼飲料用の冷蔵ユニットでした。

自動販売機は飲料ボトラーとスナックメーカーの売上・利益の重要な部分を占めています。2000年には、大学キャンパス、工場、企業、病院、学校などの会場におけるフードサービス総売上の14%を自動販売機が生み出しました。ボトラーは大学や学校、その他の機関に数百万ドルを支払い、キャンパス内への自動販売機独占設置権を得ています。自動販売機での清涼飲料売上はボトラーの年間総売上の15%程度に過ぎませんが、同じ販売量が年間利益の半分を占めることも珍しくありません。

歴史

記録に残る最古の自動販売機は紀元前215年頃、数学者ヘロンがエジプト・アレクサンドリアの神殿で青銅貨を入れると聖水が出る装置を発明したことにさかのぼります。西暦1076年には中国で硬貨作動式鉛筆販売機が開発され、1700年代にはイギリスの居酒屋で硬貨作動式タバコ箱が登場しました。

米国政府が硬貨作動式販売機の特許を認め始めたのは1896年ですが、米国で自動販売が実用的な市場になったのは1888年、アダムス・ガム社がニューヨーク市の高架鉄道プラットフォームにガム販売機を設置し、1セントでツチフルッティガムを1粒販売したのが最初です。

1926年、ウィリアム・ロウがタバコ自動販売機を発明し、高額商品への流れが始まりました。1920年代後半から1930年代にかけて清涼飲料機と5セントキャンディ機が進化し、1946年にはコーヒー自販機、1950年には冷蔵サンドイッチ自販機が登場。1984年にはオートマチック・プロダクツ・インターナショナル社（API）がコーヒー豆を挽いて淹れる自動販売機を発表しました。

自動販売可能なものはほぼすべて、かつては自動販売機で販売されてきました。最初の飲料自販機は1890年、フランス・パリでビール・ワイン・酒を提供。衣類、花、牛乳、葉巻・タバコ、切手、コンドーム、コロン、野球カード、本、釣り用生き餌、漫画、カセット・CD、宝くじ、カメラ・フィルムなども販売されました。現代ではピザ、ポップコーン、フライドポテトなどの温かい食品を提供する機種もあります。

原材料

自動販売機は主に4つの主要原材料で構成されます：亜鉛メッキ鋼板、レクサン（ポリカーボネート）などのプラスチック、アクリル粉体塗料、ポリウレタン断熱材です。

本体の大部分は厚さ10〜22ゲージの亜鉛メッキ鋼板で作られます。厚いゲージは外装キャビネット、外扉、内部タンクに、薄いゲージは内扉、プレート、缶スタック、硬貨検知器や製品トレイなどの機構部に使用されます。

レクサンは強靭なポリカーボネートプラスチックで、自動販売機の前面パネルに使用されます。厚さは通常0.13インチ（3.18mm）〜0.25インチ（6.35mm）。破損しにくく、難燃性で成形しやすく、UV・光・熱透過を制限する処理も可能です。製品ロゴ・名称・イラストはレクサンシートにシルクスクリーン印刷され、扉のチャンネルにはめ込まれます。

アクリル粉体塗料は着色粉末で、自動販売機表面を「塗装」します。製造工程で均一な層として塗布・焼付けされ、湿式塗料よりも耐候性・耐久性に優れ、環境基準もクリアしやすい利点があります。

ポリウレタンフォームは機械内部の断熱材として使用されます。外装キャビネットと内部タンクの間に吹き付けられ、硬化して強靭な剛性材料になります。断熱性に加え、キャビネットとタンクの構造的安定性も高めます。

ディキシーナルコ社のように複雑な電子デバイスを自社製造するメーカーもあれば、完成品を購入して組み込むメーカーもあります。これらの部品には紙幣・硬貨検知器、コンピュータ制御基板、冷凍ユニット、照明などが含まれます。

設計

自動販売機の基本設計はキャビネット（全内部部品を収める鋼製外殻）から始まり、機械の全体サイズと形状を決定します。キャビネット内部にはタンクと呼ばれる鋼製内張りがあり、両者はポリウレタンフォーム断熱材分の隙間を空けて密接しています。タンクと断熱材の組み合わせにより内部温度を安定させ、外部の温度変化から製品を守ります。厳密にはすべての製品と出荷機構はタンク内に設置されます。

キャビネット外面はアクリル粉体塗料で焼付け塗装され、極端な温度、塩害・砂害、顧客による乱暴な扱い、高い表面耐久性が求められる条件に耐えられます。

製品の格納・出荷には缶フィーダースタック列またはフィーダートレイが機内に設置されます。各トレイには大きな回転ワイヤースパイラルが装備され製品を保持。フィーダートレイはスライド式でメンテナンスと補充が容易です。フィーダースタックとトレイにはモーター制御も内蔵され、製品を前方へ押し出し、スタックから離れるとアクセスエリアへ落下します。顧客が製品を選択するとローターが回転し、1つずつ缶や瓶を出荷。スナックトレイのスパイラルも同様に回転して製品を押し出します。

特に冷蔵飲料機では二重扉構造を採用することが多く、内扉が機械内部を密封し追加断熱材となります。外扉には顧客が購入・受け取りを行う電子制御装置、サイン・イラスト（通常レクサンパネルにシルクスクリーン印刷）、前面パネル照明（レクサンパネル裏に設置）、盗難・破壊防止用の強力なハスプ・錠・ヒンジが含まれます。

硬貨・紙幣検知器などの電子部品は投入された硬貨を検査し、紙幣をスキャンして真偽と金額を確認。選択ボタンパネルはフィーダースタック・トレイのモーター制御と接続され、製品をビンへ出荷するローターを作動させます。釣り銭機構は硬貨を保持し、選択後に正しい釣り銭を払い出します。新しい機種ではデビット・クレジットカード対応のカード検知器、価格・機械状態表示用LCDパネル、音声で取引詳細を案内する音声チップも搭載されています。

設計変更が最も頻繁に発生するのは、市場に出回る多種多様な瓶・缶・箱・袋・その他パッケージを扱う機構部分です。20オンス（592ml）ペットボトル導入当初は詰まりが多発し、デザイナーは収納・出荷方式を再設計しました。製品パッケージの絶え間ない変化により、デザイナーは常に実用的で効率的な販売方法を模索し続けています。

製造工程

米国で最も普及しているのは伝統的な12オンス（355ml）アルミ缶清涼飲料を販売する冷缶自販機です。その製造は複数の自動化された同時稼働組立ラインで各コンポーネントを並行して製造することが多く、製造工程は販売製品と同じくらい多様です。

1. キャビネットは亜鉛メッキ鋼板のロールまたはコイルから作られます。ライン開始時に原板が自動プレスで平坦化・切断されシートになります。キャビネットは多くの場合2つ以上の別パーツで構成されます。
2. 他のプレスでシートに穴あけ・切り欠き加工を行います。ボルト・ファスナー用穴、電気コード用開口部、通気口スリットなど必要な開口部を作り、シートの角・端を必要に応じて切り欠いてコンポーネント取り付けに対応させます。
3. シートが重量級エア・油圧プレスに自動搬入・搬出されます。各プレスは200〜400トン以上の力を発揮。平らなシートの縁をカシメ、曲げを作り、キャビネットの基本形状に成形します。
4. 継ぎ目は抵抗溶接（スポット溶接）で固定。高電圧を2点間に流し金属表面を溶着させます。
5. キャビネットをラインから降ろし、仕上げエリアで粉体塗装を施し、タンク取り付けを待ちます。
6. キャビネット製造と並行して別ラインでタンクを製造。工程はキャビネットと類似。亜鉛メッキ鋼板をコイルから切り出し、ボルト・フィーダースタック・モーター等用の穴あけ、角の切り欠きを行い、溶接で一体化します。
7. プレスで必要な成形・曲げを行い、別パーツを溶接して一体ユニットにします。
8. タンクを仕上げエリアへ移し、適切なキャビネットにフィッティングします。
9. 粉体塗装前の8段階前処理：キャビネットをオーバーヘッドコンベアに取り付け、210フィート（64m）の前処理システムを通過させます。両側のノズルが各段階で徹底的に噴霧。まずアルカリ洗浄で重い表面汚れを除去。
10. 第2アルカリ浴でさらに洗浄。
11. 水洗い、リン酸亜鉛被膜、再度水洗い。
12. クロム酸（シーラー）塗布、再度水洗い。
13. 最終的に脱イオン水で徹底洗浄。乾燥炉で30〜60分、350〜400°F（177〜204°C）で乾燥し、表面の水分を完全に除去。
14. 乾燥炉を出たキャビネットはオーバーヘッドコンベアのまま粉体塗装工程へ。アクリル粉末をキャビネット表面に塗布・焼付けして様々な色に「塗装」します。キャビネット、タンク、内部機構、その他パーツすべてがこの工程で粉体塗装されます。
15. キャビネットは環境制御された粉体ブースを通過。ブースはポリプロピレン製で余分な粉末を引き寄せにくく、噴霧効率向上と清掃軽減を実現。各ブースは1色を18〜22本のスプレーガンで塗布。ガンは可動式でカバレージ向上、空洞への到達、キャビネット追従を実現。均一な0.0015〜0.002インチ（1.5〜2mm）厚の層を形成。帯電した粉末が接地したキャビネット表面に付着。オーバースプレー粉末は回収・バージン粉末と混合・再噴霧され、塗料廃棄を最小限に。最大95%のオーバースプレー粉末を回収可能。
16. 粉末塗布完了後、焼付け炉で20〜30分、370°F（188°C）で加熱。粉体塗装が永久的に定着。
17. 仕上げ済みキャビネットとタンクを結合し、発泡工程（機械内部へのポリウレタンフォーム断熱材充填）へ。タンクをキャビネットにはめ込み、両方を約120〜150°F（49〜66°C）に予熱。適温になると高圧発泡装置が慎重に計量した材料をキャビネットとタンクの間に吹き付け。フォームが固化し、効果的な断熱性とキャビネット・タンクへの構造的安定性を付与。かつて発泡剤には大量のCFC（クロロフルオロカーボン）が含まれていたが、環境懸念からHCFC代替物や水系発泡剤へ移行。
18. 発泡完了後、キャビネット底部に冷凍ユニットを設置。多くは完成品を購入し、組立ライン上で1人の作業者がスライドイン・ボルト固定・配線を行います。
19. 缶フィーダースタック列をキャビネット内に設置。キャビネット・タンクと同様に鋼板成形・穴あけ・切り欠き・溶接で製造・仕上げ。正しいサイズのスタックが適切なユニットにマッチするよう厳密に監視。
20. 最終段階で扉をキャビネットに取り付け。外扉ユニットには冷蔵飲料機の高度な電子部品の大部分（硬貨・紙幣検知器、選択ボタン、制御パネル、釣り銭チューブ、サイン、照明）が搭載。内扉は機械内部の追加シールとして機能。缶自販機の扉の大半は製品陳列用の透明窓を持たず、代わりに扉前面に内容物を宣伝するアートワーク・ロゴ・グラフィックを配置。瓶・キャンディ・スナック機ではレクサンなどの強靭で割れにくい素材の透明窓を採用することが多い。
21. 基本的な扉シェルはキャビネット・タンクと同様に製造・仕上げ、外扉には制御装置用の追加穴あけが必要。扉コンポーネントは組立ラインではなく一箇所で可能な限り完全に組み立て。正しい扉が正しいキャビネットに取り付けられるよう、扉組立を集中管理しミスを防止。製造中は扉を回転式インデックス可能なカラーセルに載せ、作業者が回転・移動させながら作業。
22. カラーセル上で扉にすべての組立品を取り付け。作業者が硬貨・紙幣検知器、カードリーダー、選択ボタン、LCDディスプレイ等の外部制御装置を所定位置にボルト・ネジで固定。選択ボタンを適切な缶スタックのモーターに配線。シルクスクリーン印刷済みレクサン前面パネルを扉のチャンネルにはめ込み。照明器具をボルト固定・電源配線。完成扉をキャビネットへ搬送し自動取り付け。完成した缶清涼飲料自販機は品質検査・テストへ。

品質管理

組立完了後、完成機をテスト。すべての電子部品が正常に機能するか、缶スタックが正しく取り付けられているか、缶が正確かつ安全に出荷されるかを確認。問題が見つかった場合は複数台を保持可能なステーションへ送り、再作業技術者が修理して再テスト。それでも問題が残れば不合格・フラグ判定。

追加テストとして冷凍プルダウンテストを実施：ユニット内部温度を30〜31°F（−1〜−0.5°C）まで「プルダウン」し、機械制御と温度制御が正常に機能するか確認。

テスト済みユニットは最終目視検査の後、清掃され透明プラスチックシュリンクフィルムで梱包。完成した自動販売機はコンベアで倉庫へ運ばれ、梱包・出荷準備が整えられます。

将来展望

2000年、コカ・コーラ社はアトランタのマーコニ・オンライン社からオンライン「ダイヤル・ア・コーク」自動販売技術に1億ドル以上を投資すると発表。自動販売会社にとってこの技術は効率化、データ収集、メンテナンス改善をもたらします。機械は遠隔診断を用いて、補充やメンテナンスが必要な際に本社スタッフへアラートを送信。詳細な在庫状況が集中管理拠点へ送信され、ルートドライバーと技術者は出発前にどの製品で補充すべきかを正確に把握可能。高度なデータ収集により、どの製品が売れてどの商品をより人気のある商品に入れ替えるべきかの即時フィードバックが得られます。機械は取引のリアルタイムデータを送信し、企業は現金と在庫の管理をより厳密かつ正確に行えます。顧客にとってはキャッシュレス購入が可能になり、携帯電話で特定の自動販売機にダイヤルし、清涼飲料を選択・決済できます。

機械へデータ送信も可能。価格変更は通常、技術者が現地へ赴き手動で行っていましたが、遠隔自動販売ならリモートで変更可能。プロモーション価格やオフピーク時間の値下げなど、状況に応じた柔軟な価格設定で総販売量増加を図れます。キャッシュレスシステムは機械内の現金保有額を減らし、盗難・破壊行為の抑制にもつながります。APIはすでにクレジット・デビットカード対応自販機の生産を開始しています。

2001年初頭のワイヤレス機械監視システムの技術進歩により、企業はインターネットを広域ネットワークとして利用し、遠隔自動販売サイトの監視・メンテナンスが可能になりました。ハンディコンピュータも機械から直接売上・在庫データを取得する手段として普及しつつあります。

さらに学ぶには

定期刊行物

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"Coca-Cola Customers to Buy Vending Machine Drinks Using Marconi's GSM Dial-a-Coke Solution." Wireless Internet 3, no. 5 (May 2001): 7.

Marcus, David L., Leslie Roberts, and Jeffery L. Sheler. "A Hot Idea From Those Cold-Drink Folks." U.S. News and World Report 127, no. 18 (8 November 1999): 10.

Prince, Greg W. "100 Years of Vending Innovation." Beverage World 117, no. 1651 (January 1998): 214-216.

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Sutej, Joseph M. "Evaluating Low-CFC Foam Insulation." Machine Design 62, no. 10 (24 May 1990): 108-109.

その他

National Automatic Merchandising Association Page. 8 July 2001. < https://www.vending.org >.

Vending Times Web Page. 8 July 2001. < https://vendingtimes.net >.

Jeffrey W. Roberts