JP2004102656A - 緩衝装置及びそれを具備する自動販売機 - Google Patents
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Abstract
【課題】制御対象物の一方向への回転動作中に、該制御対象物に対して、大きさの異なる制動力を付与することができる緩衝装置を提供する。
【解決手段】この緩衝装置は、ピストン３に固定されずに保持されると共に、ばね４の付勢力によりロータ２に形成されるカム面２ｃに当接して設けられ、ロータ２の回転に伴いカム面２ｃに沿って転動する転動部材６を備え、且つカム面２ｃが、ロータ２の一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２つの斜面２ｄ，２ｅを有する。従って、制御対象物の一方向への回転動作中に、該制御対象物に対して、大きさの異なる制動力を付与することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】この緩衝装置は、ピストン３に固定されずに保持されると共に、ばね４の付勢力によりロータ２に形成されるカム面２ｃに当接して設けられ、ロータ２の回転に伴いカム面２ｃに沿って転動する転動部材６を備え、且つカム面２ｃが、ロータ２の一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２つの斜面２ｄ，２ｅを有する。従って、制御対象物の一方向への回転動作中に、該制御対象物に対して、大きさの異なる制動力を付与することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、回転動作する制御対象物に制動力を付与する緩衝装置及びそれを具備する自動販売機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、缶入り飲料などの自動販売機には、商品取り出し口に上下方向に回動する板状の蓋が取り付けられている。この蓋は、上端が商品取り出し口の枠に支持され、商品取り出し口から商品を取り出す際には、自由端である下端が手前に引き上げられて開放される。そして、この蓋に添えられている手を離すと、蓋は自重により下方向に回動し、下端が商品取り出し口の枠に衝突して閉じるようになっている。
【０００３】
従来、この蓋を閉じる際に、蓋の下端が商品取り出し口の枠に衝突することにより発生する衝撃音を小さくし、また蓋の破損を防止するために、蓋の閉方向への回転速度を減速させる緩衝装置を用いることが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１５３６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の蓋の閉方向への回転速度を単に減速させることを目的とした緩衝装置を備えていても、上記の蓋は、上述したように手を離すと自重により直ちに下方向に回動してしまうため、商品取り出し口から商品を取り出すときに邪魔になる。このため、別の手で蓋を支えるか、蓋を余分に大きく開いて蓋が落下してくる間を見計らって素早く取り出す必要があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、制御対象物の一方向への回転動作中に、該制御対象物に対して、大きさの異なる制動力を付与することができる緩衝装置を提供することを課題とする。また、本発明は、商品取り出し口に開閉可能に設けられる蓋の下方向への回転動作初期に、該蓋に対して大きな制動力を与えて該蓋の回転速度を減速せしめ、その後は、該蓋に対して全閉時に衝撃音が生じない程度の小さな制動力を与えて該蓋の回転速度を減速せしめることができる緩衝装置を備えた自動販売機を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明は、ケーシング内に設けられるロータと、該ロータと前記ケーシングの底部との間に形成される室内に充填される流体と、前記室を２つの室に区画すると共に、この２つの室を連通するオリフィスを有するピストンと、該ピストンを前記ケーシングの底部から離間させる方向へ付勢するばねと、前記流体が抵抗を生じることなく通過可能に前記ピストンに形成される通路と、該通路に設けられる逆止弁と、前記ロータ又は前記ピストンのいずれか一方に固定されずに保持されると共に、前記ばねの付勢力により前記ロータ又は前記ピストンのいずれか他方に形成されるカム面に当接して設けられ、前記ロータの回転に伴い前記カム面に沿って転動する転動部材とを備え、且つ前記カム面が、前記ロータの一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２以上の斜面を有することを特徴とする緩衝装置を提供する。
請求項２に記載の本発明は、前記ピストンが前記ばねの付勢力に抗して前記ケーシングの底部側へ移動したときに、前記流体が前記オリフィスのみを通じて前記ピストンに区画された２つの室間を移動し得るようにするためのシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置を提供する。
請求項３に記載の本発明は、前記オリフィスが、前記逆止弁により閉塞されることがないように前記通路の内壁に形成された溝からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝装置を提供する。
請求項４に記載の本発明は、商品取り出し口に開閉可能に設けられる蓋と、該蓋の上下方向への回転動作を制御する緩衝装置とを有する自動販売機であって、前記緩衝装置が、ケーシング内に設けられるロータと、該ロータと前記ケーシングの底部との間に形成される室内に充填される流体と、該流体が充填された室内を２つの室に区画すると共に、この２つの室を連通するオリフィスを有するピストンと、該ピストンを前記ケーシングの底部から離間させる方向へ付勢するばねと、前記流体が抵抗を生じることなく通過可能に前記ピストンに形成される通路と、該通路に設けられる逆止弁と、前記ロータ又は前記ピストンのいずれか一方に固定されずに保持されると共に、前記ばねの付勢力により前記ロータ又は前記ピストンのいずれか他方に形成されるカム面に当接して設けられ、前記ロータの回転に伴い前記カム面に沿って転動する転動部材とを備え、且つ前記カム面が、前記ロータの一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２以上の斜面を有することを特徴とする自動販売機を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明の一の実施の形態に係る緩衝装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ部断面図である。この図に示したように、本実施形態に係る緩衝装置は、ケーシング１、ロータ２、ピストン３、ばね４、逆止弁５及び転動部材６を備えて構成される。
【０００９】
ケーシング１は、有底略円筒状の本体部１ａと、該本体部１ａ一端側の開口部を閉塞する閉塞部１ｂを有して構成される。ケーシング１の底部１ｃ（本体部１ａの底部）中央には、後述するピストン３がケーシング１内で軸方向に移動する際のガイドとして機能するボトム部材７が設けられている。
【００１０】
ロータ２は、ケーシング１内に回転自在に設けられる本体部２ａと、この本体部２ａと一体に成形され、ケーシング１の閉塞部１ｂに設けられた孔部からケーシング１外へ突出する軸部２ｂとを有して構成される。本体部２ａの底面側には、図２に示したように、カム面２ｃが形成されている。このカム面２ｃは、同一円周上に２箇所設けられており、各カム面２ｃは、それぞれ傾斜角度の異なる連続した２つの斜面２ｄ，２ｅを有する。２つの斜面２ｄ，２ｅのうち、一方の斜面２ｄは傾斜角度の大きい急斜面とされ、他方の斜面２ｅは傾斜角度の小さい緩斜面とされている。
【００１１】
このロータ２には、また、本体部２ａの底面側略中央に、アキュムレータ８が設けられている（図１（ｂ）及び（ｃ）参照）。アキュムレータ８は、温度の上昇により膨張する流体を一時的に蓄積する役割を担うものである。これにより、温度の上昇により流体が膨張することによって生じる流体の漏れ等を防ぐことができる。
【００１２】
ケーシング１内におけるロータ２とケーシング１の底部１ｃとの間には、軸方向に移動する後述のピストン３を収容可能な室９が形成され、この室９内には、流体が充填される。流体としては、例えば、シリコンオイルなどを用いることができる。
【００１３】
ピストン３は、一端側が端壁３ａにより閉塞されると共に、その外周面がケーシング１の内周面に摺接し得る外径を有し、且つその内周面がボトム部材７の外周面に摺接し得る内径を有する略円筒状に形成されている。
【００１４】
このピストン３は、上記室９内に設けられ、該室９を２つの室、すなわち、ピストン３の他端側開口部からピストン３内に挿入して配置されるボトム部材７の端部とピストン３の端壁３ａとの間に形成される第１の室９ａ、及びロータ２とピストン３との間に形成される第２の室９ｂに区画する。
【００１５】
ピストン３の内周面に摺接するボトム部材７の端部外周には、ピストン３が後述するばねの付勢力に抗してケーシング１の底部１ｃ側へ移動したときに、流体が後述するオリフィス３ｆのみを通じてピストン３に区画された第１及び第２の室９ａ，９ｂ間を移動し得るようにするためのシール部材１０が設けられている。
【００１６】
ピストン３の端壁３ａには、ピストン３の一端側に開口する小孔部３ｂと、該小孔部３ｂよりも大きい内径を有する大孔部３ｃとからなり、端壁３ａを軸方向に貫通する通路３ｄが形成されている。通路３ｄの大孔部３ｃ内には、球状の逆止弁５が設けられている。この逆止弁５は、流体が第１の室９ａから第２の室９ｂへ移動する場合には、大孔部３ｃ内へ流入した流体の圧力を受けて移動し、小孔部３ｂと大孔部３ｃとの境界部に押し当てられて、通路３ｄを閉鎖する。これにより、流体は通路３ｄを通過して第２の室９ｂへ移動できなくなる。また、逆止弁５は、流体が第２の室９ｂから第１の室９ａへ移動する場合には、小孔部３ｂ内へ流入した流体の圧力を受けて移動し、大孔部３ｃの開口部に設けられた脱落防止用のストッパ３ｅに当接して、通路３ｄを開放する。これにより、流体は通路３ｄを通過して第１の室９ａへ移動することができる。
【００１７】
通路３ｄの小孔部３ｂは、流体が小孔部３ｂを通過して第２の室９ｂから第１の室９ａへ移動する際に、流体の抵抗を殆ど発生させない程度の内径を有する。従って、上記のように第２の室９ｂから第１の室９ａへ移動する流体は、抵抗を生じることなく通路３ｄを通過することができる。
【００１８】
また、小孔部３ｂの内壁には、軸方向に沿って形成された溝からなり、第１の室９ａと第２の室９ｂを連通させるオリフィス３ｆが設けられている（図１（ｃ）参照）。このオリフィス３ｆは、上記のように逆止弁５が小孔部３ｂと大孔部３ｃとの境界部に押し当てられて通路３ｄを閉鎖した場合でも、その逆止弁５によって閉塞されることがないように形成される。従って、この場合に、流体はオリフィス３ｆを通じて第２の室９ｂへ移動することになるので、その際に抵抗を生ずることとなる。
【００１９】
ばね４は、第１の室９ａ内において、一端側がピストン３の端壁３ａに支持され、他端側がボトム部材７に支持されたコイルばねからなり、ピストン３をケーシング１の底部１ｃから離間させる方向へ付勢している。
【００２０】
転動部材６は、円柱状のローラからなり、ピストン３の一端側に形成された凹部３ｇ内に固定されることなく入れられて、位置ずれなどが生じないように保持されている。このように転動部材６は、固定されずに設けられるため、組み付けが容易である。なお、転動部材６としては、球状のボールや環状の車輪などを用いることもできる。
【００２１】
また、転動部材６は、ロータ２とピストン３との間において、ピストン３を付勢するばね４の付勢力により、ロータ２に形成されたカム面２ｃに当接し、ロータ２の回転に伴いカム面２ｃに沿って転動するように設けられている。このように転動部材６は、カム面２ｃに沿って転動するため、カム面２ｃとの摩擦を小さくすることができる。従って、カム面同士又はカム面と単なる突起との組み合わせからなるカム機構に比べてカム面２ｃの摩耗を少なくすることができる。また、ロータ２を円滑に回転させることができ、さらに、ピストン３の往復動を一定にできるので、特性の安定を図ることが可能となる。
【００２２】
なお、本実施形態では、ロータ２にカム面２ｃを形成し、ピストン３側に転動部材６を設けているが、ピストン３にカム面２ｃを形成し、ロータ２側に転動部材６を設けた構成を採用することもできる。
【００２３】
次に、図３に基づいて上記のように構成される緩衝装置の作用を説明する。
まず、ピストン３が最もロータ２寄りに位置するときに、転動部材６は、カム面２ｃが形成されるロータ２の窪みの底部２ｆ（図２及び図３参照）に当接して配置される。この状態からロータ２が一方向に回転すると、転動部材６は、カム面２ｃの一方の斜面２ｄに沿って転動する。これにより、ロータ２の回転がピストン３の軸方向への移動に変換され、ピストン３は、ケーシング１の底部１ｃ側にばね４を圧縮しつつ移動する。この際、カム面２ｃの一方の斜面２ｄは急斜面となっているため、ロータ２の回転角度が小さくてもピストン３の移動距離は長いものとなり、またピストン３の移動速度も速いものとなる。また、ピストン３がケーシング１の底部１ｃ側へ移動することにより、第１の室９ａ内の流体がピストン３に形成された通路３ｄの大孔部３ｃ内に流入して逆止弁５を押圧する。これにより、逆止弁５は、通路３ｄの小孔部３ｂと大孔部３ｃとの境界部に押し当てられて通路３ｄを閉鎖する。一方、オリフィス３ｆ（図１（ｃ）参照）は、逆止弁５が通路３ｄを閉鎖した場合でも、その逆止弁５によって閉塞されないように形成されているため、第１の室９ａ内の流体は、オリフィス３ｆを通じて第２の室９ｂ内に流入することになる。また、本実施形態では、ピストン３がばね４の付勢力に抗してケーシング１の底部１ｃ側へ移動したときに、流体がオリフィス３ｆのみを通じてピストン３に区画された第１及び第２の室９ａ，９ｂ間を移動し得るようにするためのシール部材１０が設けられているため、この場合に流体は、オリフィス３ｆのみを通じて第２の室９ｂ内に流入することになる。従って、緩衝装置は、転動部材６がカム面２ｃの一方の斜面２ｄに沿って転動している間は、大きな制動力を発揮することになる。
【００２４】
ロータ２がさらに一方向に回転すると、転動部材６は、カム面２ｃの他方の斜面２ｅに沿って転動する。これにより、ピストン３は、ケーシング１の底部１ｃ側にばね４を圧縮しつつ移動するが、この際、カム面２ｃの他方の斜面２ｅは緩斜面となっているため、ロータ２の回転角度が大きくてもピストン３の移動距離は短いものとなり、またピストン３の移動速度も遅いものとなる。このため、第１の室９ａ内の流体がオリフィス３ｆのみを通過して第２の室９ｂ内に流入することになっても、緩衝装置は、転動部材６がカム面２ｃの他方の斜面２ｅに沿って転動している間は、転動部材６がカム面２ｃの一方の斜面２ｄに沿って転動するときよりも小さな制動力を発揮することになる。
【００２５】
そして、ロータ２がさらに一方向に回転することによって、転動部材６がロータ２の窪みを脱して平坦な面２ｇを転動するときには、ロータ２の回転がピストン３の軸方向への移動に変換されず、流体の移動が生じないため、緩衝装置は、制動力を発揮しなくなる。
【００２６】
このように本実施形態に係る緩衝装置によれば、カム面２ｃが、ロータ２の一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２つの斜面２ｄ，２ｅを有するため、ロータ２の一方向への回転ストローク中に、大きさの異なる制動力を発揮することができる。また、カム面２ｃを構成する２つの斜面２ｄ，２ｅの傾斜角度を変更することにより、ピストン３の移動距離及び移動速度が変わるため、ロータ２のみを交換することによって制動力の大きさを容易に変えることができる。また、上記シール部材１０を有するため、第１の室９ａから第２の室９ｂへ移動する流体はオリフィス３ｆのみを通過することになるので、大きな制動力を発揮することが可能である。また、ロータ２の回転をピストン３の軸方向への移動に変換する構成とし、ピストン３が移動を開始した直後から流体の圧力を生じさせることができるので、ロータ２の遊びを少なくし、ロータ２が回転を開始した直後から所定の制動力を発揮することができる。また、流体の粘性のみに依存しないで流体の抵抗を発生させる構造であるため、流体の粘度変化による特性の変化が少ない。
【００２７】
一方、ロータ２が逆方向に回転するときには、ピストン３がばね４の付勢力によりケーシング１の底部１ｃから離間する方向へ移動しようとすることにより、転動部材６が上記とは逆の経路でカム面２ｃに沿って転動すると共に、ピストン３がばね４の付勢力によりケーシング１の底部１ｃから離間する方向へ移動する。この際、第２の室９ｂ内の流体は、ピストン３に形成された通路３ｄの小孔部３ｂ内に流入して逆止弁５を押圧する。これにより、逆止弁５は、小孔部３ｂと大孔部３ｃとの境界部から離間する方向へ移動し、大孔部３ｃの開口部に設けられた脱落防止用のストッパ３ｅに当接して、通路３ｄを開放する。このため流体は、通路３ｄを通過して第１の室９ａ内に流入することになるので、抵抗を殆ど生じない。従って、この場合に緩衝装置は、ロータ２の回転に影響を与える程の制動力を発揮しない。
【００２８】
また、本実施形態に係る緩衝装置によれば、オリフィス３ｆが、逆止弁５により閉塞されることがないように通路３ｄを構成する小孔部３ｂの内壁に形成された溝からなるため、仮にオリフィス３ｆ内に流体の通過の障害となる物（塵等）が存在していても、上記のように通路３ｄを通過する流体によってその障害物を除去することができる。従って、従来の小孔からなるオリフィスのように、オリフィスに障害物が詰まって流体の通過が困難になったり、あるいは流体の通過が不能になったりする不具合を解消することができる。
【００２９】
本実施形態に係る緩衝装置を、例えば、缶入り飲料などの自動販売機に適用した場合には、図４に示したように、ケーシング１が自動販売機本体１１に固定されると共に、ロータ２が自動販売機の商品取り出し口１２に設けられた蓋１３に連結されて使用される。
【００３０】
自動販売機を利用して商品を購入する者は、蓋１３の下端を手前に引き上げて蓋１３を開け、商品取り出し口１２から自動販売機の商品払出部１４に手を差し入れて、商品を取り出す。この際、蓋１３は、商品を取り出そうとする手とは別の手で支えられていなければ、全開位置Ｐから全閉位置Ｑの方向に回転し始めるが、その回動初期の回転角度範囲（全開位置Ｐから位置Ｒに至るまでの範囲）では、緩衝装置の転動部材６がカム面２ｃの一方の斜面２ｄに沿って転動するため、緩衝装置は、蓋１３に対して大きな制動力を付与して、蓋１３の回転速度を非常に遅くすることができる。具体的には、例えば、図５に示したように、全開位置Ｐの蓋１３の開度が１３５度とすると、蓋１３が全開位置Ｐから蓋１３の開度が約１１０度の位置Ｒに至るまでに約２秒間要するように、蓋１３を減速させることができる。従って、購入者は、蓋１３を別の手で支えていなくても、この時間内に商品を取り出すことができる。
【００３１】
蓋１３の開度が約１１０度の位置から蓋１３の開度が０度の全閉位置Ｑに至るまでの回転角度範囲では、緩衝装置の転動部材６がカム面２ｃの他方の斜面２ｅに沿って転動するため、緩衝装置は、蓋１３に対して全閉時に衝撃音が生じない程度の小さな制動力を付与して、蓋１３の回転速度を遅くすることができる。具体的には、蓋１３の開度が約１１０度の位置から蓋１３の開度が０度の全閉位置Ｑに至るまでに約４秒間要するように、蓋１３を減速させることができる。従って、蓋１３は、購入者の手が添えられていなくても、商品取り出し口１２の枠に当接した際に衝撃音を発生させることなく静かに閉じる。
【００３２】
一方、蓋１３を開けるときには、その蓋１３が全閉位置Ｑから全開位置Ｐに至るまでの回転動作に伴って、緩衝装置のロータ２が上記とは逆方向に回転するため、緩衝装置は、蓋１３に対して、その回転動作に影響を与える程の制動力を発揮しない。従って、購入者は、蓋１３を小さい力で開けることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る緩衝装置によれば、制御対象物の一方向への回転動作中に、該制御対象物に対して、大きさの異なる制動力を付与することができる。また、本発明によれば、商品取り出し口に開閉可能に設けられる蓋の下方向への回転動作初期に、該蓋に対して大きな制動力を与えて該蓋の回転速度を減速せしめ、その後は、該蓋に対して全閉時に衝撃音が生じない程度の小さな制動力を与えて該蓋の回転速度を減速せしめることができる緩衝装置を備えた自動販売機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施の形態に係る緩衝装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ部断面図である。
【図２】図２は、上記実施形態において採用されたロータを示す図であり、（ａ）は右側面図、（ｂ）は底面図である。
【図３】図３は、上記実施形態に係る緩衝装置の作用を説明するための図である。
【図４】図４は、上記実施形態に係る緩衝装置を自動販売機に適用した例を示す図である。
【図５】図５は、上記実施形態に係る緩衝装置が適用された自動販売機の蓋の開度と回動時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ ロータ
３ ピストン
４ ばね
５ 逆止弁
６ 転動部材
７ ボトム部材
８ アキュムレータ
９ 室
１０ シール部材
１１ 自動販売機本体
１２ 商品取り出し口
１３ 蓋
１４ 商品払出部
【産業上の利用分野】
本発明は、回転動作する制御対象物に制動力を付与する緩衝装置及びそれを具備する自動販売機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、缶入り飲料などの自動販売機には、商品取り出し口に上下方向に回動する板状の蓋が取り付けられている。この蓋は、上端が商品取り出し口の枠に支持され、商品取り出し口から商品を取り出す際には、自由端である下端が手前に引き上げられて開放される。そして、この蓋に添えられている手を離すと、蓋は自重により下方向に回動し、下端が商品取り出し口の枠に衝突して閉じるようになっている。
【０００３】
従来、この蓋を閉じる際に、蓋の下端が商品取り出し口の枠に衝突することにより発生する衝撃音を小さくし、また蓋の破損を防止するために、蓋の閉方向への回転速度を減速させる緩衝装置を用いることが提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１５３６３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の蓋の閉方向への回転速度を単に減速させることを目的とした緩衝装置を備えていても、上記の蓋は、上述したように手を離すと自重により直ちに下方向に回動してしまうため、商品取り出し口から商品を取り出すときに邪魔になる。このため、別の手で蓋を支えるか、蓋を余分に大きく開いて蓋が落下してくる間を見計らって素早く取り出す必要があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、制御対象物の一方向への回転動作中に、該制御対象物に対して、大きさの異なる制動力を付与することができる緩衝装置を提供することを課題とする。また、本発明は、商品取り出し口に開閉可能に設けられる蓋の下方向への回転動作初期に、該蓋に対して大きな制動力を与えて該蓋の回転速度を減速せしめ、その後は、該蓋に対して全閉時に衝撃音が生じない程度の小さな制動力を与えて該蓋の回転速度を減速せしめることができる緩衝装置を備えた自動販売機を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明は、ケーシング内に設けられるロータと、該ロータと前記ケーシングの底部との間に形成される室内に充填される流体と、前記室を２つの室に区画すると共に、この２つの室を連通するオリフィスを有するピストンと、該ピストンを前記ケーシングの底部から離間させる方向へ付勢するばねと、前記流体が抵抗を生じることなく通過可能に前記ピストンに形成される通路と、該通路に設けられる逆止弁と、前記ロータ又は前記ピストンのいずれか一方に固定されずに保持されると共に、前記ばねの付勢力により前記ロータ又は前記ピストンのいずれか他方に形成されるカム面に当接して設けられ、前記ロータの回転に伴い前記カム面に沿って転動する転動部材とを備え、且つ前記カム面が、前記ロータの一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２以上の斜面を有することを特徴とする緩衝装置を提供する。
請求項２に記載の本発明は、前記ピストンが前記ばねの付勢力に抗して前記ケーシングの底部側へ移動したときに、前記流体が前記オリフィスのみを通じて前記ピストンに区画された２つの室間を移動し得るようにするためのシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置を提供する。
請求項３に記載の本発明は、前記オリフィスが、前記逆止弁により閉塞されることがないように前記通路の内壁に形成された溝からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝装置を提供する。
請求項４に記載の本発明は、商品取り出し口に開閉可能に設けられる蓋と、該蓋の上下方向への回転動作を制御する緩衝装置とを有する自動販売機であって、前記緩衝装置が、ケーシング内に設けられるロータと、該ロータと前記ケーシングの底部との間に形成される室内に充填される流体と、該流体が充填された室内を２つの室に区画すると共に、この２つの室を連通するオリフィスを有するピストンと、該ピストンを前記ケーシングの底部から離間させる方向へ付勢するばねと、前記流体が抵抗を生じることなく通過可能に前記ピストンに形成される通路と、該通路に設けられる逆止弁と、前記ロータ又は前記ピストンのいずれか一方に固定されずに保持されると共に、前記ばねの付勢力により前記ロータ又は前記ピストンのいずれか他方に形成されるカム面に当接して設けられ、前記ロータの回転に伴い前記カム面に沿って転動する転動部材とを備え、且つ前記カム面が、前記ロータの一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２以上の斜面を有することを特徴とする自動販売機を提供する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明の一の実施の形態に係る緩衝装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ部断面図である。この図に示したように、本実施形態に係る緩衝装置は、ケーシング１、ロータ２、ピストン３、ばね４、逆止弁５及び転動部材６を備えて構成される。
【０００９】
ケーシング１は、有底略円筒状の本体部１ａと、該本体部１ａ一端側の開口部を閉塞する閉塞部１ｂを有して構成される。ケーシング１の底部１ｃ（本体部１ａの底部）中央には、後述するピストン３がケーシング１内で軸方向に移動する際のガイドとして機能するボトム部材７が設けられている。
【００１０】
ロータ２は、ケーシング１内に回転自在に設けられる本体部２ａと、この本体部２ａと一体に成形され、ケーシング１の閉塞部１ｂに設けられた孔部からケーシング１外へ突出する軸部２ｂとを有して構成される。本体部２ａの底面側には、図２に示したように、カム面２ｃが形成されている。このカム面２ｃは、同一円周上に２箇所設けられており、各カム面２ｃは、それぞれ傾斜角度の異なる連続した２つの斜面２ｄ，２ｅを有する。２つの斜面２ｄ，２ｅのうち、一方の斜面２ｄは傾斜角度の大きい急斜面とされ、他方の斜面２ｅは傾斜角度の小さい緩斜面とされている。
【００１１】
このロータ２には、また、本体部２ａの底面側略中央に、アキュムレータ８が設けられている（図１（ｂ）及び（ｃ）参照）。アキュムレータ８は、温度の上昇により膨張する流体を一時的に蓄積する役割を担うものである。これにより、温度の上昇により流体が膨張することによって生じる流体の漏れ等を防ぐことができる。
【００１２】
ケーシング１内におけるロータ２とケーシング１の底部１ｃとの間には、軸方向に移動する後述のピストン３を収容可能な室９が形成され、この室９内には、流体が充填される。流体としては、例えば、シリコンオイルなどを用いることができる。
【００１３】
ピストン３は、一端側が端壁３ａにより閉塞されると共に、その外周面がケーシング１の内周面に摺接し得る外径を有し、且つその内周面がボトム部材７の外周面に摺接し得る内径を有する略円筒状に形成されている。
【００１４】
このピストン３は、上記室９内に設けられ、該室９を２つの室、すなわち、ピストン３の他端側開口部からピストン３内に挿入して配置されるボトム部材７の端部とピストン３の端壁３ａとの間に形成される第１の室９ａ、及びロータ２とピストン３との間に形成される第２の室９ｂに区画する。
【００１５】
ピストン３の内周面に摺接するボトム部材７の端部外周には、ピストン３が後述するばねの付勢力に抗してケーシング１の底部１ｃ側へ移動したときに、流体が後述するオリフィス３ｆのみを通じてピストン３に区画された第１及び第２の室９ａ，９ｂ間を移動し得るようにするためのシール部材１０が設けられている。
【００１６】
ピストン３の端壁３ａには、ピストン３の一端側に開口する小孔部３ｂと、該小孔部３ｂよりも大きい内径を有する大孔部３ｃとからなり、端壁３ａを軸方向に貫通する通路３ｄが形成されている。通路３ｄの大孔部３ｃ内には、球状の逆止弁５が設けられている。この逆止弁５は、流体が第１の室９ａから第２の室９ｂへ移動する場合には、大孔部３ｃ内へ流入した流体の圧力を受けて移動し、小孔部３ｂと大孔部３ｃとの境界部に押し当てられて、通路３ｄを閉鎖する。これにより、流体は通路３ｄを通過して第２の室９ｂへ移動できなくなる。また、逆止弁５は、流体が第２の室９ｂから第１の室９ａへ移動する場合には、小孔部３ｂ内へ流入した流体の圧力を受けて移動し、大孔部３ｃの開口部に設けられた脱落防止用のストッパ３ｅに当接して、通路３ｄを開放する。これにより、流体は通路３ｄを通過して第１の室９ａへ移動することができる。
【００１７】
通路３ｄの小孔部３ｂは、流体が小孔部３ｂを通過して第２の室９ｂから第１の室９ａへ移動する際に、流体の抵抗を殆ど発生させない程度の内径を有する。従って、上記のように第２の室９ｂから第１の室９ａへ移動する流体は、抵抗を生じることなく通路３ｄを通過することができる。
【００１８】
また、小孔部３ｂの内壁には、軸方向に沿って形成された溝からなり、第１の室９ａと第２の室９ｂを連通させるオリフィス３ｆが設けられている（図１（ｃ）参照）。このオリフィス３ｆは、上記のように逆止弁５が小孔部３ｂと大孔部３ｃとの境界部に押し当てられて通路３ｄを閉鎖した場合でも、その逆止弁５によって閉塞されることがないように形成される。従って、この場合に、流体はオリフィス３ｆを通じて第２の室９ｂへ移動することになるので、その際に抵抗を生ずることとなる。
【００１９】
ばね４は、第１の室９ａ内において、一端側がピストン３の端壁３ａに支持され、他端側がボトム部材７に支持されたコイルばねからなり、ピストン３をケーシング１の底部１ｃから離間させる方向へ付勢している。
【００２０】
転動部材６は、円柱状のローラからなり、ピストン３の一端側に形成された凹部３ｇ内に固定されることなく入れられて、位置ずれなどが生じないように保持されている。このように転動部材６は、固定されずに設けられるため、組み付けが容易である。なお、転動部材６としては、球状のボールや環状の車輪などを用いることもできる。
【００２１】
また、転動部材６は、ロータ２とピストン３との間において、ピストン３を付勢するばね４の付勢力により、ロータ２に形成されたカム面２ｃに当接し、ロータ２の回転に伴いカム面２ｃに沿って転動するように設けられている。このように転動部材６は、カム面２ｃに沿って転動するため、カム面２ｃとの摩擦を小さくすることができる。従って、カム面同士又はカム面と単なる突起との組み合わせからなるカム機構に比べてカム面２ｃの摩耗を少なくすることができる。また、ロータ２を円滑に回転させることができ、さらに、ピストン３の往復動を一定にできるので、特性の安定を図ることが可能となる。
【００２２】
なお、本実施形態では、ロータ２にカム面２ｃを形成し、ピストン３側に転動部材６を設けているが、ピストン３にカム面２ｃを形成し、ロータ２側に転動部材６を設けた構成を採用することもできる。
【００２３】
次に、図３に基づいて上記のように構成される緩衝装置の作用を説明する。
まず、ピストン３が最もロータ２寄りに位置するときに、転動部材６は、カム面２ｃが形成されるロータ２の窪みの底部２ｆ（図２及び図３参照）に当接して配置される。この状態からロータ２が一方向に回転すると、転動部材６は、カム面２ｃの一方の斜面２ｄに沿って転動する。これにより、ロータ２の回転がピストン３の軸方向への移動に変換され、ピストン３は、ケーシング１の底部１ｃ側にばね４を圧縮しつつ移動する。この際、カム面２ｃの一方の斜面２ｄは急斜面となっているため、ロータ２の回転角度が小さくてもピストン３の移動距離は長いものとなり、またピストン３の移動速度も速いものとなる。また、ピストン３がケーシング１の底部１ｃ側へ移動することにより、第１の室９ａ内の流体がピストン３に形成された通路３ｄの大孔部３ｃ内に流入して逆止弁５を押圧する。これにより、逆止弁５は、通路３ｄの小孔部３ｂと大孔部３ｃとの境界部に押し当てられて通路３ｄを閉鎖する。一方、オリフィス３ｆ（図１（ｃ）参照）は、逆止弁５が通路３ｄを閉鎖した場合でも、その逆止弁５によって閉塞されないように形成されているため、第１の室９ａ内の流体は、オリフィス３ｆを通じて第２の室９ｂ内に流入することになる。また、本実施形態では、ピストン３がばね４の付勢力に抗してケーシング１の底部１ｃ側へ移動したときに、流体がオリフィス３ｆのみを通じてピストン３に区画された第１及び第２の室９ａ，９ｂ間を移動し得るようにするためのシール部材１０が設けられているため、この場合に流体は、オリフィス３ｆのみを通じて第２の室９ｂ内に流入することになる。従って、緩衝装置は、転動部材６がカム面２ｃの一方の斜面２ｄに沿って転動している間は、大きな制動力を発揮することになる。
【００２４】
ロータ２がさらに一方向に回転すると、転動部材６は、カム面２ｃの他方の斜面２ｅに沿って転動する。これにより、ピストン３は、ケーシング１の底部１ｃ側にばね４を圧縮しつつ移動するが、この際、カム面２ｃの他方の斜面２ｅは緩斜面となっているため、ロータ２の回転角度が大きくてもピストン３の移動距離は短いものとなり、またピストン３の移動速度も遅いものとなる。このため、第１の室９ａ内の流体がオリフィス３ｆのみを通過して第２の室９ｂ内に流入することになっても、緩衝装置は、転動部材６がカム面２ｃの他方の斜面２ｅに沿って転動している間は、転動部材６がカム面２ｃの一方の斜面２ｄに沿って転動するときよりも小さな制動力を発揮することになる。
【００２５】
そして、ロータ２がさらに一方向に回転することによって、転動部材６がロータ２の窪みを脱して平坦な面２ｇを転動するときには、ロータ２の回転がピストン３の軸方向への移動に変換されず、流体の移動が生じないため、緩衝装置は、制動力を発揮しなくなる。
【００２６】
このように本実施形態に係る緩衝装置によれば、カム面２ｃが、ロータ２の一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２つの斜面２ｄ，２ｅを有するため、ロータ２の一方向への回転ストローク中に、大きさの異なる制動力を発揮することができる。また、カム面２ｃを構成する２つの斜面２ｄ，２ｅの傾斜角度を変更することにより、ピストン３の移動距離及び移動速度が変わるため、ロータ２のみを交換することによって制動力の大きさを容易に変えることができる。また、上記シール部材１０を有するため、第１の室９ａから第２の室９ｂへ移動する流体はオリフィス３ｆのみを通過することになるので、大きな制動力を発揮することが可能である。また、ロータ２の回転をピストン３の軸方向への移動に変換する構成とし、ピストン３が移動を開始した直後から流体の圧力を生じさせることができるので、ロータ２の遊びを少なくし、ロータ２が回転を開始した直後から所定の制動力を発揮することができる。また、流体の粘性のみに依存しないで流体の抵抗を発生させる構造であるため、流体の粘度変化による特性の変化が少ない。
【００２７】
一方、ロータ２が逆方向に回転するときには、ピストン３がばね４の付勢力によりケーシング１の底部１ｃから離間する方向へ移動しようとすることにより、転動部材６が上記とは逆の経路でカム面２ｃに沿って転動すると共に、ピストン３がばね４の付勢力によりケーシング１の底部１ｃから離間する方向へ移動する。この際、第２の室９ｂ内の流体は、ピストン３に形成された通路３ｄの小孔部３ｂ内に流入して逆止弁５を押圧する。これにより、逆止弁５は、小孔部３ｂと大孔部３ｃとの境界部から離間する方向へ移動し、大孔部３ｃの開口部に設けられた脱落防止用のストッパ３ｅに当接して、通路３ｄを開放する。このため流体は、通路３ｄを通過して第１の室９ａ内に流入することになるので、抵抗を殆ど生じない。従って、この場合に緩衝装置は、ロータ２の回転に影響を与える程の制動力を発揮しない。
【００２８】
また、本実施形態に係る緩衝装置によれば、オリフィス３ｆが、逆止弁５により閉塞されることがないように通路３ｄを構成する小孔部３ｂの内壁に形成された溝からなるため、仮にオリフィス３ｆ内に流体の通過の障害となる物（塵等）が存在していても、上記のように通路３ｄを通過する流体によってその障害物を除去することができる。従って、従来の小孔からなるオリフィスのように、オリフィスに障害物が詰まって流体の通過が困難になったり、あるいは流体の通過が不能になったりする不具合を解消することができる。
【００２９】
本実施形態に係る緩衝装置を、例えば、缶入り飲料などの自動販売機に適用した場合には、図４に示したように、ケーシング１が自動販売機本体１１に固定されると共に、ロータ２が自動販売機の商品取り出し口１２に設けられた蓋１３に連結されて使用される。
【００３０】
自動販売機を利用して商品を購入する者は、蓋１３の下端を手前に引き上げて蓋１３を開け、商品取り出し口１２から自動販売機の商品払出部１４に手を差し入れて、商品を取り出す。この際、蓋１３は、商品を取り出そうとする手とは別の手で支えられていなければ、全開位置Ｐから全閉位置Ｑの方向に回転し始めるが、その回動初期の回転角度範囲（全開位置Ｐから位置Ｒに至るまでの範囲）では、緩衝装置の転動部材６がカム面２ｃの一方の斜面２ｄに沿って転動するため、緩衝装置は、蓋１３に対して大きな制動力を付与して、蓋１３の回転速度を非常に遅くすることができる。具体的には、例えば、図５に示したように、全開位置Ｐの蓋１３の開度が１３５度とすると、蓋１３が全開位置Ｐから蓋１３の開度が約１１０度の位置Ｒに至るまでに約２秒間要するように、蓋１３を減速させることができる。従って、購入者は、蓋１３を別の手で支えていなくても、この時間内に商品を取り出すことができる。
【００３１】
蓋１３の開度が約１１０度の位置から蓋１３の開度が０度の全閉位置Ｑに至るまでの回転角度範囲では、緩衝装置の転動部材６がカム面２ｃの他方の斜面２ｅに沿って転動するため、緩衝装置は、蓋１３に対して全閉時に衝撃音が生じない程度の小さな制動力を付与して、蓋１３の回転速度を遅くすることができる。具体的には、蓋１３の開度が約１１０度の位置から蓋１３の開度が０度の全閉位置Ｑに至るまでに約４秒間要するように、蓋１３を減速させることができる。従って、蓋１３は、購入者の手が添えられていなくても、商品取り出し口１２の枠に当接した際に衝撃音を発生させることなく静かに閉じる。
【００３２】
一方、蓋１３を開けるときには、その蓋１３が全閉位置Ｑから全開位置Ｐに至るまでの回転動作に伴って、緩衝装置のロータ２が上記とは逆方向に回転するため、緩衝装置は、蓋１３に対して、その回転動作に影響を与える程の制動力を発揮しない。従って、購入者は、蓋１３を小さい力で開けることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る緩衝装置によれば、制御対象物の一方向への回転動作中に、該制御対象物に対して、大きさの異なる制動力を付与することができる。また、本発明によれば、商品取り出し口に開閉可能に設けられる蓋の下方向への回転動作初期に、該蓋に対して大きな制動力を与えて該蓋の回転速度を減速せしめ、その後は、該蓋に対して全閉時に衝撃音が生じない程度の小さな制動力を与えて該蓋の回転速度を減速せしめることができる緩衝装置を備えた自動販売機を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一の実施の形態に係る緩衝装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ部断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ部断面図である。
【図２】図２は、上記実施形態において採用されたロータを示す図であり、（ａ）は右側面図、（ｂ）は底面図である。
【図３】図３は、上記実施形態に係る緩衝装置の作用を説明するための図である。
【図４】図４は、上記実施形態に係る緩衝装置を自動販売機に適用した例を示す図である。
【図５】図５は、上記実施形態に係る緩衝装置が適用された自動販売機の蓋の開度と回動時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ ロータ
３ ピストン
４ ばね
５ 逆止弁
６ 転動部材
７ ボトム部材
８ アキュムレータ
９ 室
１０ シール部材
１１ 自動販売機本体
１２ 商品取り出し口
１３ 蓋
１４ 商品払出部
Claims (4)
- ケーシング内に設けられるロータと、該ロータと前記ケーシングの底部との間に形成される室内に充填される流体と、前記室を２つの室に区画すると共に、この２つの室を連通させるオリフィスを有するピストンと、該ピストンを前記ケーシングの底部から離間させる方向へ付勢するばねと、前記流体が抵抗を生じることなく通過可能に前記ピストンに形成される通路と、該通路に設けられる逆止弁と、前記ロータ又は前記ピストンのいずれか一方に固定されずに保持されると共に、前記ばねの付勢力により前記ロータ又は前記ピストンのいずれか他方に形成されるカム面に当接して設けられ、前記ロータの回転に伴い前記カム面に沿って転動する転動部材とを備え、且つ前記カム面が、前記ロータの一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２以上の斜面を有することを特徴とする緩衝装置。
- 前記ピストンが前記ばねの付勢力に抗して前記ケーシングの底部側へ移動したときに、前記流体が前記オリフィスのみを通じて前記ピストンに区画された２つの室間を移動し得るようにするためのシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
- 前記オリフィスが、前記逆止弁により閉塞されることがないように前記通路の内壁に形成された溝からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩衝装置。
- 商品取り出し口に開閉可能に設けられる蓋と、該蓋の上下方向への回転動作を制御する緩衝装置とを有する自動販売機であって、前記緩衝装置が、ケーシング内に設けられるロータと、該ロータと前記ケーシングの底部との間に形成される室内に充填される流体と、該流体が充填された室内を２つの室に区画すると共に、この２つの室を連通するオリフィスを有するピストンと、該ピストンを前記ケーシングの底部から離間させる方向へ付勢するばねと、前記流体が抵抗を生じることなく通過可能に前記ピストンに形成される通路と、該通路に設けられる逆止弁と、前記ロータ又は前記ピストンのいずれか一方に固定されずに保持されると共に、前記ばねの付勢力により前記ロータ又は前記ピストンのいずれか他方に形成されるカム面に当接して設けられ、前記ロータの回転に伴い前記カム面に沿って転動する転動部材とを備え、且つ前記カム面が、前記ロータの一方向への回転ストローク中に、傾斜角度が異なる２以上の斜面を有することを特徴とする自動販売機。
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