JP2001222752A

JP2001222752A - 自動販売機のスパイラルラックおよびこれを用いた自動販売機

Info

Publication number: JP2001222752A
Application number: JP2000034256A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nishi; 正博西; Toshishige Ito; 敏成伊藤
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-08-17

Abstract

(57)【要約】【課題】多種多様な商品をスムーズに送り出すこと。【解決手段】自動販売機の商品収納ラックをスパイラ
ルラック２とボックスラックとから形成する。ボックス
ラックは、缶入り飲料商品、紙パック入り飲料商品など
の包装が定形的なものを主に収容し、上記スパイラルラ
ック２は、菓子パン、袋菓子などの包装が非定形的なも
の、或いは文庫本や歯磨きセットなどの食品以外のもの
を主に収容する。このスパイラルラック２にはガイド２
８０が設けられ、商品の上部に干渉してバスケットユニ
ットに対する落下姿勢を規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、この発明は、缶
入り飲料商品、紙パック入り飲料商品などの包装が定形
的なもの及び菓子パン、袋菓子などの包装が非定形的な
もの、さらに文庫本や歯磨きセットなどの食品以外のも
のなど、一般商店で販売する各種商品を自動販売できる
自動販売機のスパイラルラックおよびこれを用いた自動
販売機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンビニエンスストア感覚で実際
に陳列されている商品を観て購入することができる自動
販売機が注目されている。このような自動販売機として
は、特開平１０−３０２１４０号公報に記載のものなど
が知られている。この自動販売機は、本体ケースの外扉
に透明板を組み込んだ構成である。商品は、本体ケース
内のボックスラック内に収納されている。ボックスラッ
クは本体ケース内で上下段、左右列にそれぞれ複数並べ
て配置され、外側からは、複数のボックスラックによっ
て構築した商品収納ラックを観ることができる。商品
は、直接落下させることによる破損や、ユーザに乱暴な
印象を与えず機械的な面白さを印象付けるように、Ｘ−
Ｙ搬送機構に取り付けたバケットユニットで商品取出口
まで搬送される。

【０００３】商品を収容するボックスラックは、商品を
補充する際に引き出すことができるようになっている。
また、各ボックスラックには、商品払出機構が設けられ
ている。一般的な商品払出機構は、底面に設けたベルト
にプッシャを取り付けた構造であり、このプッシャを移
動させることにより商品を送り出すようにしている。ま
た、バケットユニット内には、姿勢制御用のガイドロー
ラや商品搬出用のコンベヤが設けられており、ボックス
ラックから送り出された商品をうまく受容し、商品取出
口まで搬送できるようになっている。

【０００４】ボックスラック内に商品を収容する自動販
売機の多くは上記のような構成を採用しており、同様の
構成を採用する他の自動販売機として、特開平１０−２
５５１４９号公報、特開平１０−２５５１５０号公報に
記載のものが知られている。かかる自動販売機において
も、プッシャの移動によって商品を送り出すように構成
している。このように、上記自動販売機では、断面コの
字形状のボックスラックを用いているため、定形的な商
品を収容するに適しており、また、商品を詰めて収容す
ることができるため全体の商品収容数を高めることがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の自動販売機では、ボックスラック内に商品を収容し
てプッシャにより送り出すようにしているため、缶入り
飲料商品やブロック形状のパック飲料商品などの定形的
な商品を数多く収容するのに適しているが、スナック菓
子などの袋物商品や包装が円錐形状や棒状の商品、ある
いは自立できない商品などをうまく収容できないという
問題点がある。特に、現在では自動販売機を用いた無人
店舗が提案されており、かかる店舗で多種多様の商品を
扱うことになれば、さらに問題が顕在化する可能性があ
る。また、商品を送り出すときに倒れるような姿勢で落
下するため、当該姿勢を矯正する必要がある。

【０００６】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、多種多様な商品を収容して商品を送り
出す際に簡単な構成で姿勢を矯正できる自動販売機のス
パイラルラックおよびこれを用いた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】回転機構により回転する
スパイラルをコラムケース内に設けたスパイラルラック
において、商品を送り出すコラムケースの前端部であっ
て商品の上部にて送り出しを規制するように規制手段を
設ける。そして、このような規制手段としては、例えば
コラムケース前端部に設けた門形状のガイドなどを挙げ
ることができる。商品がスパイラルの回転により送ら
れ、コラムケースから送り出される際、商品の上部をこ
の規制手段により規制することになるから、商品は規制
手段をくぐるようにして送り出されることになる。すな
わち、この規制手段により商品が倒れるようにして送り
出されるのを防止しているのである。

【０００８】このため、商品の落下範囲を小さくするこ
とができるから、例えばスパイラルラックの下方に商品
を受容するバスケットを配置する場合や、自動販売機の
前面を底部まで直接落下させる場合などにおいて、バス
ケットの奥行やスパイラルラックと前面透明板との間隔
を小さくすることが可能になり、その分、自動販売機を
コンパクトにできる。さらに、商品によって高さが異な
るから、この規制手段の位置調整を行うようにすれば多
種類の商品に対応することができる。そのような調整手
段としては、コラムケースに規制手段を係止する複数の
係止部を設け、規制手段を係止する係止部を選択するよ
うにすることで簡単に構成できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。図１は、この発明の
自動販売機を示す斜視図である。図２は図１に示した自
動販売機の正面図、図３は内部説明図、図４は商品収納
ラックの正面図である。まず、自動販売機全体から説明
し、その後、各部を詳細に説明する。

【００１０】［自動販売機の全体構成］この自動販売機
１は、庫内の商品を透視可能な構造であって、断熱筐体
となる本体ケース１０１内に商品を収納する商品収納ラ
ック１０２を備えたものである。また、自動販売機１に
は、前面下方に商品取出口１０３を設けた外扉１０４
と、断熱機能を有する内扉１０５とが設けられており、
外扉１０４および内扉１０５のうち商品収納ラック１０
２前面に対向する部分には、透明板１０６、１０７がは
め込まれ、外部から中の状態が視認可能となっている。
商品収容ラック１０２は、最も左の列に配置した複数の
スパイラルラック２と、上下左右に配置した複数のボッ
クスラック３とから構成されている。

【００１１】また、商品収納ラック１０２の前面にはバ
ケットユニット４を搭載したＸ−Ｙ搬送機構５が設けら
れている。バケットユニット４は、このＸ−Ｙ搬送機構
５によって商品収納ラック１０２前面のＸＹ座標上を移
動する。バケットユニット４は、待機状態でホームポジ
ション（商品取出口に対応する位置）にあり、商品販売
時に所定のスパイラルラック２またはボックスラック３
の前面に移動して、ラック２、３から送り出された商品
を受容する。続いて、バケットユニット４が商品取出口
１０３まで移動し、商品を搬出する。なお、自動販売機
１の本体ケース１０１下部には、エバポレータおよびコ
ンデンシングユニットが内蔵されている（図示省略）。

【００１２】また、スパイラルラック２およびボックス
ラック３は、本体ケース１０１内でラック支持枠１０８
により引き出し可能に支持されている。商品は、ボック
スラック３またはスパイラルラック２をラック支持枠１
０８に沿って引き出した状態で補充する。ラック支持枠
１０８は、スパイラルラック２とボックスラック３のい
ずれも支持可能である。このため、スパイラルラック２
を左列以外に取り付け、商品収納ラック１０２を構成す
ることができる。ボックスラック３では商品をコラムケ
ースで拘束して収容するが、スパイラルラック２ではス
パイラルのピッチ間で商品を拘束収容する（いずれの詳
細も後述する）。

【００１３】また、駆動用モータやソレノイドなどの動
力源はボックスラック３から切り離され、バケットユニ
ット４側に設けられている。従って、バケットユニット
４が指定したボックスラック３にアクセスしたとき、ボ
ックスラック３の伝達結合部を介してバケットユニット
４からボックスラック３に動力を伝達する。なお、かか
る構成を有する自動販売機は、本願出願人により既に発
明され、特開平１０−３０２１４０号公報において開示
されている。

【００１４】一方、スパイラルラック２については、動
力源を各ラック毎に設けた構造になっている。このた
め、バケットユニット４から動力供給を受けることな
く、独自に作動することができる。また、上記ボックス
ラック３は、缶入り飲料商品、紙パック入り飲料商品な
どの包装が定形的なものを収容するのに適しており、上
記スパイラルラック２は、菓子パン、袋菓子などの包装
が非定形的なもの、あるいは文庫本や歯磨きセットなど
の食品以外のものを収容するのに適している。

【００１５】なお、スパイラルラック２は、非定型的な
商品のみならず、定型的な商品を収容することも可能で
あるから、スパイラルラック２のみにより商品収容ラッ
ク１０２を構成することもできる。同様に、バケットユ
ニット４に関しても、その半分が、ボックスラック３か
ら送り出された定形的な商品を受容可能な構造になって
おり、残り半分が、スパイラルラック２から送り出され
る非定形的な商品を受容可能な構造になっている。

【００１６】外扉１０４の前面右側部分には、販売操作
パネル１０９が配置されている。販売操作パネル１０９
には、ラック毎に付けた商品番号に対応する複数のボタ
ンで構成した商品選択ボタン１１０と、販売情報を表示
する液晶ディスプレイ１１１とが設けられている。ま
た、販売操作パネル１０９には、コイン機構１１２、ビ
ルバリデータ１１３、釣銭返却レバー１１４からなる通
貨処理機構１１５が配置されている。販売操作パネル１
０９の下方には、釣銭返却口１１６が設けられている。

【００１７】商品収納ラック１０２には多種多様の商品
が収納されており、ユーザは本体ケース１０１の透明板
１０６、１０７越しに商品を実際に見て選択し、その商
品を収容したラック２、３に刻印してある番号の商品選
択ボタン１１０を押す。これにより、Ｘ−Ｙ搬送機構５
によりバケットユニット４を選択した商品を収容したラ
ック２、３前面までアクセスし、当該バケットユニット
４がラック２、３から送り出した商品を受容する。バケ
ットユニット４が商品を受容したら、当該バケットユニ
ット４がホームポジションまで移動し、商品を商品取出
口１０３に搬出する。ユーザは商品取出口１０３から商
品を取り出す。この一連の過程は、透明板１０６、１０
７を通じてユーザが目視観察することができる。

【００１８】なお、Ｘ−Ｙ搬送機構５をジョイスティッ
ク（図示省略）により動かすようにしても良い。具体的
には、販売操作パネル１０９にジョイスティックを設け
ておき、商品購入時に、ユーザがジョイスティックによ
り操作を行うか、商品選択ボタン１１０による操作を行
うかを選択する。この場合、商品選択（バケットユニッ
トを所定のラックにアクセスさせることにより）から商
品搬出までの一連の動作をジョイスティックで行うよう
にしても良いし、商品選択のみをジョイスティックによ
り行い、商品搬出は自動的に行うようにしても良い。

【００１９】［スパイラルラックの構造］図５は、図１
に示したスパイラルラックを示す斜視図である。図６
は、図５に示したスパイラルラックの上面図、図７はＡ
視図、図８は背面図、図９は裏面図である。スパイラル
ラック２は、板金製作したコラムケース２０１内の長手
方向に２本の金属製スパイラル２０２を配置した構成で
ある。各スパイラル２０２の一端は、スパイラル取付用
フランジ２０３によってスパイラル軸２０４に固定さ
れ、他端は、ラック前面側で解放状態となる。スパイラ
ル２０２は、コラムケース２０１底面に設けた山形のガ
イド部２０５により正しい位置に保持されている。

【００２０】また、コラムケース２０１には、スパイラ
ル２０２の中を貫き、帯状板を折り曲げ加工したレール
部材２０６が設けられている。レール部材２０６の一端
はコラムケース２０１の前端縁に固定され、他端はスパ
イラル軸２０４に対して回動自在に設けた円盤２０７に
固定されている。スパイラル２０２先端はレール部材２
０６の下をくぐるようになり、レール部材２０６の末端
は円盤２０７に固定しているから、スパイラル２０２が
レール部材２０６に干渉することはない。また、コラム
ケース２０１の前面には、商品の送り出しをスムーズに
行うための門形状のガイド２８０が設けられている。こ
のガイド２８０は、棒材を折り曲げて成形する。なお、
このガイド２８０は、商品の上部にて送り出しを規制す
ることができれば前記門形状に限定されず、例えば、上
部に位置するコラムケース２０１の下面に設けた板状体
であってもよい。また、自動販売機１の内部横方向に通
したバーであってもよく、コラムケース２０１の板金の
一部を延出しておき折り曲げ加工するときにコラムケー
ス２０１と一体にガイド２８０を成形するようにしても
よい（いずれも図示省略）。

【００２１】各スパイラル軸２０４には平歯車２０８が
固定されており、一方の平歯車２０８と他方の平歯車２
０８とは二つの中間車２０９を介して連結している。こ
の中間車２０９の一つに動力源となる駆動用モータ２１
０のギア２１１が噛んでおり、この駆動用モータ２１０
の回転により両方の平歯車２０８に対して互いに逆方向
の回転を与えている。駆動用モータ２１０、中間車２０
９および平歯車２０８はコラムケース２０１奥側に設け
た動力ボックス２１２内に収容されている。駆動用モー
タ２１０には、サーボモータを用いる。なお、駆動用モ
ータ２１０をスパイラル軸２０４毎に設けるようにして
もよい。また、中間車２０９を用いず、駆動用モータ２
１０のギア２１１から各スパイラル軸２０４の平歯車２
０８までにそれぞれタイミングベルトを渡し、回転を伝
達するようにしてもよい。

【００２２】コラムケース２０１の前部にはヒンジレバ
ー２１３を有する商品検出スイッチ２１４（リミットス
イッチ）が配置されている。この商品検出スイッチ２１
４は、特に最前列のスパイラルピッチ２０２ｐ間におけ
る商品の有無を検出するものであるから、少なくともヒ
ンジレバー２１３がスパイラルピッチ２０２ｐ間に位置
している必要がある。同図に示すように、前から２列目
の商品を検出するようにした場合、駆動用モータ２１０
の回転を余分に１回転させて、販売時には常に商品が最
前列に位置するようにする。また、最前列の商品を検出
するようにした場合には、商品販売時または販売待機時
に駆動用モータ２１０を余分に回転させ、商品が最前列
に位置するようにする。

【００２３】商品検出スイッチ２１４の検出信号はコネ
クタ２１５を介して外部に出力される。商品検出スイッ
チ２１４とコネクタ２１５を繋ぐコード２１６はコラム
ケース２０１の底面に配線されている。また、駆動用モ
ータ２１０への電力供給を行うコード２１７もコラムケ
ース２０１底面に配線され、その端部が前記コネクタ２
１５に繋がっている。このコネクタ２１５は、コラムケ
ース２０１をラック支持枠１０８に挿入したとき、電力
および制御信号を得るために本体ケース１０１内部から
延出するケーブル（図示省略）と接続するようにする。

【００２４】なお、商品検出スイッチ２１４の他に非接
触検出が可能な近接スイッチを用いるようにしてもよ
い。また、この商品検出スイッチ２１４を設けず、販売
操作パネル１０９からの操作、或は後述するバケットユ
ニット４の商品検知スイッチからの商品非検知信号によ
り、駆動用モータ２１０を余分に１回転させるようにし
てもよい。

【００２５】商品Ｇは、対向するスパイラル２０２のピ
ッチ２０２ｐ間で拘束する（図６参照）。このスパイラ
ルラック２を用いることにより、商品自体または包装が
非定形的な商品を収容し、送り出すことができる。ま
た、コラムケース２０１の底面には、ラック支持枠１０
８上を走行するガイド車２１８が設けられている。な
お、並行するスパイラル２０２の間隔を調整可能に構成
するようにしても良い。このようにすれば、さらに多種
類の商品を収容することができる。また、このスパイラ
ルラック２の幅は後述のボックスラック３の幅の２倍に
なっている。このため、ラック支持枠１０８からボック
スラック３を二つ取り外し、そこにスパイラルラック２
を一つ取り付けることができる。

【００２６】上記の構成において、ユーザが商品を選択
した場合、その商品を収容しているスパイラルラック２
のスパイラル２０２が回転し、１ピッチ送ることにより
商品Ｇを一つ送り出す。この商品Gは、スパイラルラッ
ク２から送り出される際、ガイド２８０によりその上部
を規制される。具体的には、このガイド２８０の作用に
より、商品Gが倒れるようにして送り出されるのを防止
し、ガイド２８０をくぐるようにして送り出すようにす
る。商品Ｇは、スパイラルラック２の下方で待機してい
るバケットユニット４により受容され、商品取出口１０
３まで搬送される。また、バケットユニット４はＸ−Ｙ
搬送機構５により移動制御され、一方、スパイラル２０
２は駆動用モータ２１０から動力を得ているから、各動
力源は各別に存在する。このため、バケットユニット４
がスパイラルラック２の前面下方に到達する前にスパイ
ラル２０２を回転させることが可能である。このように
すれば、商品受容までの時間を短縮することができる。

【００２７】［ボックスラックの構造］図１０は、図１
に示したボックスラックを示す斜視図である。図１１
は、図１０に示したボックスラックの正面図（ａ）およ
び側面図（ｂ）である。このボックスラック３は、本願
出願人による上記特開平１０−３０２１４０号公報にて
開示のものであり、コラムケース３０１内に、動力源を
切り離した商品払出機構３０２を設けた構造である。商
品払出機構３０２は、商品をコラムケース３０１の前端
に位置決めするゲート機構３０３と、商品の最後尾を押
して商品を送り出すプッシャ機構３０４とにより構成さ
れている。

【００２８】ゲート機構３０３は、矩形状のゲート板３
０５と、このゲート板３０５を揺動させる揺動機構３０
６とから主に構成されている。ゲート板３０５は、同図
に示す形状の他に適宜好ましい形状、たとえば、Ｌ字形
状にしてもよい（図示省略）。揺動機構３０６は、ゲー
ト板３０５の一端に設けた円筒カム３０７と、スライダ
３０８とから構成されている。円筒カム３０７は、コラ
ムケース３０１側面にて回転自在に支持されると共に回
転軸を中心として４５度ねじれたカム溝３０９を有して
いる。

【００２９】スライダ３０８は、円筒カム３０７のカム
溝３０９と係合するカム突起３１０を有する。また、ス
ライダ３０８は、バケットユニット４のピンプッシャ４
０５により押し込まれることで、コラムケース３０１側
面部において後方向に直動する。さらに、スライダ３０
８には復帰バネ３１１が設けられているから、ピンプッ
シャ４０５の離脱後は、スライダ３０８を元の位置に戻
すことができる。

【００３０】このボックスラック３は、販売待機時、ゲ
ート板３０５を閉じて商品を所定位置に拘束保持する。
販売時には、ゲート板３０５による拘束から商品を解放
する。バケットユニット４がボックスラック３の略正面
に移動し、後述するピンプッシャ４０５がボックスラッ
ク３側に突き出ると、このピンプッシャ４０５を端面で
受けてスライダ３０８が押し込まれる。スライダ３０８
が押し込まれるとカム溝３０９がカム突起３１０に従動
し、円筒カム３０７が回転する。この円筒カム３０７の
回転に伴いゲート板３０５が上方に開く（図中鎖線で示
す）。

【００３１】一方、商品を一つ送り出してピンプッシャ
４０５がバケットユニット４内に引っ込むと、復帰バネ
３１１によりスライダ３０８が元の位置に戻るから、円
筒カム３０７の作用によってゲート板３０５が閉じる。
ゲート板３０５が閉じることにより商品が再び拘束され
る。なお、ゲート機構３０３は、スライダ端面３０８ａ
をラック前面に露呈し、カバー３１２で保護されてい
る。

【００３２】プッシャ機構３０４は、ボックスラック３
に収容した商品Ｇの最後に押し当てるプッシャ３１３
と、このプッシャ３１３を取り付けるベルト機構３１４
とから構成されている。ベルト機構３１４は、コラムケ
ース３０１底面に長手方向に沿って設けたベルト３１５
（タイミングベルト）と、コラムケース３０１の前端部
および後端部に配置されベルト３１５を張架する２つの
プーリ３１６と、コラムケース３０１前端部のプーリ軸
に設けられ動力伝達部となるラック歯車３１７とから構
成されている。ラック歯車３１７は、コラムケース３０
１側面であって前記スライダ３０８の下方に位置し、商
品Ｇを送り出す際、バケットユニット４に内蔵した連結
歯車と噛み合い、動力を得る。また、ラック歯車３１７
はバケットユニット４との間で結合をとる必要があるた
め、ラック前面にてカバー３１２から露呈している。

【００３３】プッシャ３１３は、ベルト面に対して直立
し、その背面にクリップ３１８を設けてある。このクリ
ップ３１８は、プッシャ３１３背面に揺動軸３１９およ
びねじりコイルバネ３２０を有し、その脚片３２１をベ
ルト面に対して付勢している。また、プッシャ３１３
は、ベルト３１５の歯に係合する脚爪部３２２を当該ベ
ルト裏面側に有している。

【００３４】プッシャ３１３は、クリップ３１８を解放
した状態で収容した商品の最後尾までスライドさせ、位
置を決めたら、脚爪部３２２とベルト３１５の歯とを係
合させた状態で脚爪部３２２およびクリップ３１８の脚
片３２１でベルト３１５を挟み、固定する。商品Ｇを補
充する際は、クリップ３１８による固定を外して、プッ
シャ３１３をスライドさせる。なお、プッシャ３１３の
固定に関しては、固定と開放が可能な構造であれば、上
記構造に限定されない。また、コラムケース３０１の長
手方向であってベルト３１５の両側には、商品を載せる
レール３２３が設けられている。

【００３５】かかる構成において、バケットユニット４
側からラック歯車３１７に対して動力を伝達すると、ラ
ック歯車３１７と同軸に設けたプーリ３１６が回転す
る。これにより、ベルト３１５と共にプッシャ３１３が
前方に移動し、最前列の商品Ｇがボックスラック３から
送り出される。送り出された商品は、ラック前面下方に
位置するバケットユニット４により受容される。このプ
ッシャ機構３０４は、前記ゲート機構３０３と連動して
動作することになるが、その詳細については後述する。

【００３６】［バケットユニットの構造］図１２は、図
１に示したバケットユニットを示す構成図である。図１
３は、ボックスラック用のバケットユニットを示す構成
図、図１４は、スパイラルラック用のバケットユニット
を示す構成図である。ボックスラック用バケットユニッ
ト４１は、その前面が一部開口しており、この開口４０
１を覆うようにフラッパ４０２が取り付けられている。
なお、このボックスラック用バケットユニット４１の構
造は、本願出願人による上記特開平１０−３０２１４０
号公報にて開示のものと略同様である。

【００３７】フラッパ４０２は、上部にて開閉可能に回
転支持されており、捩じりコイルバネ４０３により前面
開口４０１周縁に対して付勢されている。フラッパ４０
２の一部は突起形状になっており、この突起形状に対向
するようにフラッパ開閉検知スイッチ４０３ａが設けら
れている。また、ボックスラック用バケットユニット４
１は、その上面および背面の一部も開口しており、かか
る開口４０４にてボックスラック３から送り出される商
品を受容する。また、ボックスラック用バケットユニッ
ト４１は、ピンプッシャ機構４２、駆動機構４３、姿勢
制御機構４４およびコンベヤ４５とを有している。

【００３８】ピンプッシャ機構４２は、ボックスラック
３側に突き出るピンプッシャ４０５と、このピンプッシ
ャ４０５を保持して前進後退を行うナピアネジ機構４０
６と、ナピアネジ機構４０６を駆動するプッシャモータ
４０７とから構成されている。ナピアネジ機構４０６
は、ナット部４０８とネジ部４０９とからなり、このナ
ット部４０８にピンプッシャ４０５が取り付けられ、ネ
ジ部４０９の端部歯車４１０がプッシャモータ４０７の
歯車４１１と噛み合っている。また、ナット部４０８の
下方には、後述する連結歯車４１２を軸支した揺動板４
１３と係合するドグ４１４が設けられている。なお、ナ
ピアネジ機構４０６に代えて通常のネジを用いることも
できる。

【００３９】つぎに、駆動機構４３では、バケットユニ
ット４底面に減速機構４１５を有する駆動用モータ４１
６を配置している。また、減速機構４１５の出力軸に設
けたプーリ４１７と、バケットユニット４の後部中段に
配置したガイドローラ４１８のプーリ４１９との間にベ
ルト４２０（タイミングベルト）を張架して回転力を伝
えるようにしている。また、ガイドローラ４１８には駆
動歯車４２１が設けられ、この駆動歯車４２１に噛み合
うと共にガイドローラ４１８を中心として揺動する連結
歯車４１２が設けられている。連結歯車４１２は、ガイ
ドローラ４１８を中心に揺動する揺動板４１３に軸支し
てある。

【００４０】この揺動板４１３の一部にはナピアネジ機
構４０６のナット部４０８に設けたドグ４１４と係合す
る突起４２２が設けられている。また、揺動板４１３に
は、バケットユニット筐体４２３との間にバネ４２４が
設けられている。また、減速機構４１５の出力軸には、
ガイドローラ４２５が設けられている。また、減速機構
４１５の出力軸は、ボックスラック用バケットユニット
４１側とスパイラルラック用バケットユニット４６側と
の両方に突設されており、駆動用モータ４１６をボック
スラック用とスパイラルラック用とで共用化している。

【００４１】ピンプッシャ機構４２では、プッシャモー
タ４０７を駆動することにより、ナピアネジ機構４０６
のネジ部４０９が回転する。これによりナット部４０８
が移動してピンプッシャ４０５がバケットユニット４か
ら突き出る。突き出たピンプッシャ４０５は、ボックス
ラック３のスライダ３０８を押し込むから、ボックスラ
ック３のゲート板３０５が開く。また、ナット部４０８
の移動によりナット部４０８のドグ４１４と揺動板４１
３の突起４２２とが係合し、ナット部４０８の移動と共
に揺動板４１３が揺動する。

【００４２】これにより、連結歯車４１２がボックスラ
ック３のラック歯車３１７と噛み合って、駆動用モータ
４１６の動力がボックスラック３に伝達される。一方、
プッシャモータ４０７の駆動によりピンプッシャ４０５
を引っ込めると、スライダ３０８が元の位置に戻るから
ゲート板３０５が閉じる。これとともに、連結歯車４１
２とラック歯車３１７との噛み合いが外れるから、動力
伝達が遮断される。

【００４３】姿勢制御機構４４は、駆動用モータ４１６
と、バケットユニット筐体４２３内を横切るようにして
前部上下段、後部中段に設けたガイドローラ４１８、４
２５、４２６と、三つのガイドローラ４１８、４２５、
４２６の各プーリ４１９、４１７、４２７間に架け渡し
たベルト４２０（タイミングベルト）とから構成されて
いる。姿勢制御機構４４は、商品をボックスラック３か
ら送り出した後に当該商品を起立姿勢に制御する機能を
有するが、その作用については後述する。

【００４４】また、バケットユニット筐体４２３の底面
には、コンベヤ４５が若干前方に傾斜させて配置されて
いる。コンベヤ４５の搬送ベルト４２８（タイミングベ
ルト）は、駆動用モータ４１６により駆動する前部下段
のガイドローラ４２５と、もう一方のガイドローラ４２
９との間に張架されている。この搬送ベルト４２８に
は、摩擦係数の大きい材料、たとえば、樹脂硬度７０以
下のポリウレタン、シリコンおよび軟質ＰＶＣなどを用
いるのが好ましい。

【００４５】また、ボックスラック用バケットユニット
４１の開口４０４入口付近には、ボックスラック３から
送り出した商品を検出する商品検出スイッチ４３０が設
けられている。商品検出スイッチ４３０の検出レバー４
３１は、開口４０４入口を横切るように位置しており、
送り出した商品と接触するようにしてある。以上の構成
により、定形的な商品を姿勢よく保持して商品取出口１
０３まで搬送することができる。

【００４６】一方、スパイラルラック用バケットユニッ
ト４６は、ボックスラック用バケットユニット４１と並
列に結合しており、互いのコンベヤ４７、４５の駆動用
モータ４１６を共用としている。コンベヤ４７は、前部
下段に配置したガイドローラ４３２と、後部中段に配置
したガイドローラ４３３との間に搬送ベルト４３４（タ
イミングベルト）を張架した構造であって、ボックスラ
ック用バケットユニット４１のコンベヤ４５に比べてよ
り傾斜して配置され、その幅も大きくなっている。な
お、ボックスラック用のコンベヤ４５と同じく、搬送ベ
ルト４３４には、摩擦係数の大きい材料、たとえば、樹
脂硬度７０以下のポリウレタン、シリコンおよび軟質Ｐ
ＶＣなどを用いるのが好ましい。

【００４７】また、前部下段のガイドローラ４３２は、
減速機構４１５の回転軸と結合している。バケットユニ
ット筐体４２３は、その前面が一部開口しており、この
開口４３５を覆うようにフラッパ４３６が取り付けられ
ている。フラッパ４３６は、捩じりコイルバネ４３７に
より前面開口周縁に対して付勢されている。フラッパ４
３６の一部は突起形状になっており、この突起形状に対
向するようにフラッパ開閉検知スイッチ４３８が設けら
れている。

【００４８】また、バケットユニット筐体４２３の上面
も開口４３９しており、そのサイズはボックスラック用
バケットユニット４１よりも若干大きめになっている。
この上面開口４３９には商品検出スイッチ４４０が設け
られている。商品検出スイッチ４４０の検出レバー４４
１は、開口４３９の中央を横切っている。以上の構成に
より非定形的な商品を受容して、商品取出口まで搬送す
ることが可能になる。

【００４９】図１５は、減速機構の回転軸とのジョイン
ト部を示す斜視図である。スパイラルラック用バケット
ユニット４６は、動力源をボックスラック用バケットユ
ニット４１と共用しているので、駆動用モータ４１６の
減速機構４１５から継ぎ手４４２を介して動力を得てい
る。継ぎ手４４２は、キー溝４４３を有する筒軸４４４
と外周にキー４４５を突設した実軸４４６とを突き合わ
せて接合する構造になっている。なお、このジョイント
部は、継ぎ手４４２の他に、噛み合いクラッチなどを用
いることもできる。

【００５０】図１６は、ボックスラックおよびバケット
ユニットの動作を示す説明図である。まず、同図（ａ）
に示すように、Ｘ−Ｙ搬送機構５によりバケットユニッ
ト４をホームポジションからボックスラック３の略前面
までアクセスする。この位置で、ピンプッシャ機構４２
を作動し、ピンプッシャ４０５をバケットユニット４側
から突き出すと、同図（ｂ）に示すように、ピンプッシ
ャ４０５がボックスラック３のスライダ３０８に当た
り、当該スライダ３０８を押し込む。スライダ３０８が
押し込まれると、円筒カム３０７の作用によりゲート板
３０５が上に開き、ラック前面において商品Ｇの拘束が
解かれる。

【００５１】また、ピンプッシャ４０５の突き出しに伴
い、ナット部４０８に設けたドグ４１４が揺動板４１３
の突起４２２に係合する。このため、連結歯車４１２が
揺動してボックスラック３のラック歯車３１７と噛み合
い、駆動用モータ４１６からラック歯車３１７までの間
に動力伝達経路が形成される。ここで、駆動用モータ４
１６を駆動すると、減速機構４１５、ベルト４２０、ガ
イドローラ４１８および駆動歯車４２１を介して連結歯
車４１２まで回転が伝わり、当該連結歯車４１２が図中
矢印方向に回転を始める。

【００５２】これによりラック歯車３１７が回転し、コ
ラムケース３０１底面上にてベルト３１５が前方に送ら
れる。商品Ｇは、ベルト３１５に従動するプッシャ３１
３に押されてボックスラック３から送り出される。送り
出された商品Ｇは、バケットユニット４により受容され
るが、この際、開口４０４に設けた商品検出スイッチ４
３０により商品Ｇの進入が検出される。バケットユニッ
ト４では、この検知信号を基準として若干タイミングを
遅らせて駆動用モータ４１６を停止し、商品Ｇの送り出
しを止める。

【００５３】商品Ｇを送り出したら、同図（ｃ）に示す
ように、ピンプッシャ４０５を引っ込める。ピンプッシ
ャ４０５を引っ込めると、スライダ３０８がバネ力によ
り元の位置に戻るから円筒カム３０７の作用によりゲー
ト板３０５が閉まる。これにより、ラック前面にて商品
Ｇが再び拘束される。また、ピンプッシャ４０５が引っ
込むことに伴い、ドグ４１４により支持されていた揺動
板４１３が開放され、ばね力によって連結歯車４１２が
ラック歯車３１７から離脱する。

【００５４】これにより、駆動用モータ４１６からラッ
ク歯車３１７にかけての動力伝達経路が遮断される。一
方、送り出された商品Ｇは、一旦、ラック前端縁により
下部を支持され、前部上段のガイドローラ４２６に対し
て前倒れ姿勢で寄り掛かることになるが、バケットユニ
ット４を若干上昇させることで、同図に示すように、そ
の下部を後部中段のガイドローラ４１８により下部を支
持することになる。

【００５５】続いて、同図（ｄ）に示すように、駆動用
モータ４１６を始動させると、姿勢制御機構４４の前部
上段および後部中段のガイドローラ４２６、４１８が回
転し、商品Ｇが前傾姿勢から起立姿勢に変わり、コンベ
ヤ４５上に着地する。つぎに、商品Ｇを受容したバケッ
トユニット４をＸ−Ｙ搬送機構５によって商品取出口１
０３まで搬送し、この位置で商品Ｇを搬出する。

【００５６】具体的には、同図（ｅ）に示すように、底
部に設けたコンベヤ４５を駆動してバケットユニット４
から商品Ｇを搬出する。フラッパ４０２は商品自体に押
されて開く。フラッパ４０２が閉じると、フラッパ開閉
検知スイッチ４０３ａからの信号により、駆動用モータ
４１６が停止して待機状態になる。ユーザは、外扉１０
４の商品取出口１０３のフラッパを開けて商品を取り出
す。

【００５７】なお、上記姿勢制御機構４４の変形例とし
て、上記前部上段のガイドローラ４２６に代えてガイド
バーを設け、後部中段のガイドローラ４１８と前部後段
のガイドローラ４２５との間にタイミングベルトを張架
するようにしてもよい（図示省略）。この場合は、ガイ
ドバーに前倒れ姿勢で寄り掛かっている商品を、後部中
段のガイドローラ４１８で姿勢制御することになる。

【００５８】図１７は、スパイラルラックおよびバケッ
トユニットの動作を示す説明図である。同図（ａ）に示
すように、まず、Ｘ−Ｙ搬送機構５によりバケットユニ
ット４をホームポジションからスパイラルラック２の略
前面までアクセスする。この位置で、スパイラルラック
２の駆動用モータ２１０を駆動すると、スパイラル２０
２が回転してピッチ２０２ｐがラック前方に送られる。
これにより、ピッチ２０２ｐ間に拘束している商品Ｇが
スパイラルラック２から送り出される。商品Ｇが送り出
されると、そのまま落下してスパイラルラック用バケッ
トユニット４６の上部開口４３９からバケットユニット
筐体４２３内に受容される。

【００５９】バケットユニット４による商品Ｇの受容
は、上部開口４３９に設けた商品検出スイッチ４４０に
より検出する。また、Ｘ−Ｙ搬送機構５は、この商品検
出スイッチ４４０の検出信号を基準とし、多少遅らせて
バケットユニット４を商品取出口１０３まで搬送する。
そして、同図（ｂ）に示すように、駆動用モータ４１６
により底部のコンベヤ４７を駆動してフラッパ４３６を
押し開きつつ商品Ｇを搬出する。フラッパ４３６が閉じ
ると、フラッパ開閉検知スイッチ４３８からの信号によ
り、駆動用モータ４１６が停止して待機状態になる。ユ
ーザは、外扉１０４の商品取出口１０３のフラッパを開
けて商品Ｇを取り出す。

【００６０】また、背の高い商品や、大きめの商品には
ガイド２８０を用いる。図１８は、ガイド２８０の機能
を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、背の高
い商品ＧＴは、スパイラル２０２の回転によりラック前
方に送られ、送り出される際、その上部がガイド２８０
と干渉する。そして、商品ＧＴの上部を拘束した状態で
スパイラル２０２によりさらに送られるから、同図
（ｂ）に示すように、ガイド２８０をくぐるようにして
落下し、バスケットユニット４６により受容される。

【００６１】仮に、このガイド２８０がない場合は、図
１９の（ａ）に示すように、商品ＧＴが倒れるようにし
て落下することがあり、このような落下姿勢でも確実に
受容するため、バスケットユニット４６の奥行Ｄ１を大
きくせざるを得ない。バスケットユニット４６の大型化
は自動販売機の奥行きを大きくするし、自動販売機の寸
法を変えなければそのぶんスパイラルラック２の収容数
が食われてしまう。ところが、同図（ｂ）に示すよう
に、商品ＧＴをガイド２８０により当該ガイド２８０を
くぐるように落下させれば、バスケットユニット４６の
奥行Ｄ２が小さくても確実に受容することができる。こ
の結果、当該ガイド２８０を設けることにより、自動販
売機のサイズを小さくすることが可能になる。

【００６２】また、このガイド２８０は、上下方向に位
置調整できるようにしてもよい。図２０にそのような位
置調整をするための構造を示す。このように、コラムケ
ース２０１の前縁上下方向に複数の固定穴２８１を穿孔
すると共に、ガイド２８０をコラムケース２０１の上部
に設けた筒状体２８２により支持する。ガイド２８０の
高さを調整するときには、ガイド２８０のフック形状に
成形した端部２８３を現在の固定穴２８１から抜き、ガ
イド２８０を上下させて当該端部２８３を所望の固定穴
２８１に挿入する。ガイド２８０はそれ自身の弾性によ
り端部２８３を固定穴２８１にて固定するから、ガイド
２８０の位置を調整することができる。このような構成
にすることで、高さの異なる商品に広く適用することが
できるようになる。

【００６３】［Ｘ−Ｙ搬送機構の構造］図２１は、図１
に示したＸ−Ｙ搬送機構の構造を示す斜視図である。Ｘ
−Ｙ搬送機構５は、Ｘ軸搬送部５１とＹ軸搬送部５２と
から構成されている。Ｘ軸搬送部５１は、バケットユニ
ット４を搭載し、Ｘ方向に設けたＸガイドレール５０１
と、バケットユニット４をＸ軸方向に移動させるＸ軸サ
ーボモータ５０２と、Ｘ軸サーボモータ５０２の回転を
バケットユニット４に伝達するタイミングベルト（図示
省略）とから構成されている。

【００６４】また、Ｙ軸搬送部５２は、Ｘガイドレール
５０１をＹ方向に昇降させるＹ軸サーボモータ５０３
と、Ｘガイドレール５０１をＹ方向に移動させるＹガイ
ドレール５０４と、Ｙガイドレール５０４に沿って設け
たＹタイミングベルト５０５と、Ｙ軸サーボモータ５０
３の回転を左右のＹタイミングベルト５０５に伝えるシ
ャフト５０６と、Ｘガイドレール５０１とのバランスを
とるバランサー５０７とから構成されている。また、Ｘ
軸搬送部５１には、Ｘ方向左右端部にＸ軸サーボモータ
５０２の非常停止を行うリミットスイッチが配置されて
いる（図示省略）。同じく、Ｙ軸搬送部５２には、Ｙ方
向上下端部にＹ軸サーボモータ５０３の非常停止を行う
リミットスイッチが配置されている（図示省略）。

【００６５】［制御部の構成］図２２は、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。制御部６
０１は、各種データおよびプログラムを記憶するメモリ
６０２を有し、商品選択ボタン１１０、コイン機構１１
２およびビルバリデータ１１３からの入力信号に基づ
き、Ｘ−Ｙ搬送機構５、スパイラルラック２、バケット
ユニット４の動作を制御する。Ｘ−Ｙ搬送機構５に対し
てはＸ軸サーボモータ５０２およびＹ軸サーボモータ５
０３の回転制御を行うと共にガイドレール５０１、５０
４上のリミットスイッチからの非常停止信号を受けてＸ
軸サーボモータ５０２およびＹ軸サーボモータ５０３を
停止制御する。

【００６６】スパイラルラック２に対しては、駆動用モ
ータ２１０の回転制御を行うと共に商品検出スイッチ２
１４による商品抜けの信号を受けて駆動用モータ２１０
を余分に回転させ、スパイラルピッチ２０２ｐを送る。
バケットユニット４に対しては、プッシャモータ４０７
を駆動してピンプッシャ機構４２の作動制御を行い、商
品検出スイッチ４３０の商品検知信号を受けて駆動用モ
ータ４１６の回転制御を行い、姿勢制御機構４４および
コンベヤ４５を制御する。また、フラッパ開閉検知スイ
ッチ４０３ａ、４３８による商品搬出信号を受けて駆動
用モータ４１６を停止する。なお、制御部６０１が、上
記の他に通常の自動販売機１に必要な制御を行うことは
いうまでもない。

【００６７】さらに、上記実施の形態では、スパイラル
ラック２とボックスラック３とを組み合わせた自動販売
機１を示したが、自動販売機内に上記のようなスパイラ
ルラック２のみを取り付ける構成としてもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の自動販
売機のスパイラルラックでは、回転機構により回転する
スパイラルをコラムケース内に設け、スパイラルピッチ
間で商品を拘束し、スパイラルの回転により商品を送り
出すスパイラルラックを備えており、このコラムケース
の前端部に位置すると共に商品の上部にてスパイラルに
よる商品の送り出しを規制する規制手段を前記コラムケ
ースに設けた。このため、姿勢が矯正されて商品が滑り
出るように送り出される。また、そのような具体的かつ
簡単な規制手段として、コラムケース前端部に設けた門
形状のガイドを挙げることができる。

【００６９】また、この発明の自動販売機のスパイラル
ラックでは、コラムケースに規制手段を係止する複数の
係止部を設け、規制手段を係止する係止部を選択するこ
とで当該規制手段の位置を調整するようにしたので、高
さの異なる商品に広く適用できるようになる。さらに、
このようなスパイラルラックを用いて自動販売機を構成
することにより、そのサイズをコンパクトにすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１にかかる自動販売機を
示す斜視図である。

【図２】図１に示した自動販売機の正面図である。

【図３】図１に示した自動販売機の内部説明図である。

【図４】図１に示した自動販売機の商品収納ラックの正
面図である。

【図５】図１に示したスパイラルラックを示す斜視図で
ある。

【図６】図５に示したスパイラルラックの上面図であ
る。

【図７】図５に示したスパイラルラックのＡ視図であ
る。

【図８】図５に示したスパイラルラックの背面図であ
る。

【図９】図５に示したスパイラルラックの裏面図であ
る。

【図１０】図１に示したボックスラックを示す斜視図で
ある。

【図１１】図１０に示したボックスラックの正面図およ
び側面図である。

【図１２】図１に示したバケットユニットを示す構成図
である。

【図１３】図１に示したボックスラック用のバケットユ
ニットを示す構成図である。

【図１４】図１に示したスパイラルラック用のバケット
ユニットを示す構成図である。

【図１５】減速機構の回転軸とのジョイント部を示す斜
視図である。

【図１６】ボックスラックおよびバケットユニットの動
作を示す説明図である。

【図１７】スパイラルラックおよびバケットユニットの
動作を示す説明図である。

【図１８】ガイドの機能を示す説明図である。

【図１９】ガイドの機能を示す説明図である。

【図２０】ガイドの変形例を示す説明図である。

【図２１】図１に示したＸ−Ｙ搬送機構の構造を示す斜
視図である。

【図２２】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。

【符号の説明】

１自動販売機１０１本体ケース１０２商品収納ラック１０３商品取出口１０４外扉１０５内扉１０６、１０７透明板１０８ラック支持枠１０９販売操作パネル２スパイラルラック２０１コラムケース２０２スパイラル２０６レール部材２０８平歯車２０９中間車２１０駆動用モータ２１１ギア２１４商品検出スイッチ２８０ガイド３ボックスラック３０１コラムケース３０２商品払出機構３０３ゲート機構３０４プッシャ機構３０５ゲート板３０６揺動機構３０７円筒カム３０８スライダ３１３プッシャ３１４ベルト機構３１５ベルト４バケットユニット４１ボックスラック用バケットユニット４２ピンプッシャ機構４３駆動機構４４姿勢制御機構４５、４７コンベヤ４０５ピンプッシャ４０６ナピアネジ機構４０７プッシャモータ４１２連結歯車４１３揺動板４１４ドグ４１６駆動用モータ４１８、４２５、４２６ガイドローラ４２０ベルト４２１駆動歯車４４２継ぎ手５Ｘ−Ｙ搬送機構５１Ｘ軸搬送部５２Ｙ軸搬送部６０１制御部６０２メモリ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転機構により回転するスパイラルをコ
ラムケース内に設け、スパイラルピッチ間で商品を拘束
し、スパイラルの回転により商品を送り出すスパイラル
ラックを備えており、このコラムケースの前端部に位置
すると共に商品の上部にてスパイラルによる商品の送り
出しを規制する規制手段を前記コラムケースに設けたこ
とを特徴とする自動販売機のスパイラルラック。
【請求項２】前記規制手段が、コラムケース前端部に
設けた門形状のガイドであることを特徴とする請求項１
に記載の自動販売機のスパイラルラック。
【請求項３】さらに、コラムケースに規制手段を係止
する複数の係止部を設け、規制手段を係止する係止部を
選択することで当該規制手段の位置を調整するようにし
たことを特徴とする請求項１または２に記載の自動販売
機のスパイラルラック。
【請求項４】上記請求項１〜３のうちいずれか一つの
スパイラルラックを用いて自動販売機の商品収容ラック
を構成したことを特徴とする自動販売機。