JP2004213154A

JP2004213154A - 自動販売機の商品搬送装置及びその制御方法

Info

Publication number: JP2004213154A
Application number: JP2002379404A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Yamanishi; 敏光山西; Tooru Kakurada; 徹加倉田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】庫内の熱環境に左右されずにバケットを高い位置精度で停止させることのできる自動販売機の商品搬送装置及びその制御方法を提供すること。
【解決手段】商品収容棚４から商品１１を受け入れ可能なバケット１２と、このバケット１２を指定された商品収容棚４に移動させると共に、その商品収容棚４から移載された商品１１を収容したバケット１２を商品取出口１０まで移動させるバケット移動手段１３とを備え、更に、指定された商品収容棚１４の位置にバケット１２を停止させるための制動制御を庫内の熱環境に応じて行う制御部１５を備えている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商品収容棚と商品取出口との間で移動自在なバケットを有する自動販売機の商品搬送装置及びその制御方法に関し、更に詳しくは、指定された商品収容棚へのバケットの停止位置精度を高めた自動販売機の商品搬送装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動販売機の前後方向（奥行き方向）に沿って商品を並べて収容し、これら商品が収容された商品収容棚の前方に、商品を商品取出口に搬送するためのバケット及びこのバケットを移動させるバケット移動手段が設けられた自動販売機が、従来より知られている。
【０００３】
商品販売時には、最前列にある商品が送り機構によって商品収容棚からバケット内へと移載され、この商品を受け入れたバケットが商品取出口まで移動される。
【０００４】
商品収容棚からバケットへの商品の移載を確実に行うためには、バケットを、指定された商品収容棚の前で正確に停止させる必要がある。しかし、バケットを移動させるための動力供給源である電動モータをオフにしてもバケットは瞬時には停止せず、惰性によって、停止させるべき位置から若干オーバーランしてしまう。
【０００５】
そこで、例えば特許文献１では、販売指令に基づきバケットを指定された商品収容棚に向けて移動させる際に、停止させるべき位置からのオーバーラン量を予め見込んで、その見込み量分だけ手前でバケットの制動動作を開始させている。これにより、バケットは、指定された位置からオーバーランすることなく停止される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−３０２１４０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電動モータに制動をかけてからバケットが完全に停止するまでの惰性走行距離（制動距離）は、庫内の熱環境によってばらつくという問題がある。例えば、庫内温度が５℃（商品の冷却状態）の場合の制動距離は１４ｍｍほどであるのに対して、庫内温度が５５℃（商品の加温状態）の場合の制動距離は２９ｍｍほどであるということが発明者らの実験によりわかっている。
【０００８】
このようなバケットの制動距離のばらつきは、バケットを移動させる移動手段の周囲温度の変化によるものが大きな原因と考えられる。例えば、電動モータの周囲温度が変化すると、このモータの内部抵抗が変化し、出力トルクやショートブレーキの制動力などが変動する。その他、バケットに電力を供給するためのワイヤーハーネスの曲げ抵抗なども周囲温度の変動によって大きな影響を受けるものと考えられる。
【０００９】
したがって、上記特許文献１では、停止させるべき位置の手前から制動動作を開始してはいるものの、庫内の熱環境によっては、停止させるべき位置に届かなかったり、あるいはオーバーランとなることが起こり得る。
【００１０】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、その目的とするところは、庫内の熱環境に左右されずにバケットを高い位置精度で停止させることのできる自動販売機の商品搬送装置及びその制御方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動販売機の商品搬送装置は、自動販売機の庫内に区画された複数の商品収容棚から商品を受け入れ可能なバケットと、このバケットを指定された商品収容棚に移動させると共に、その商品収容棚から移載された商品を収容したバケットを商品取出口まで移動させるバケット移動手段とを備え、
更に、指定された商品収容棚の位置にバケットを停止させるための制動制御を庫内の熱環境に応じて行う制御部を備えていることを特徴としている。
【００１２】
本発明の自動販売機の商品搬送装置の制御方法では、自動販売機の庫内に区画された複数の商品収容棚のうち、指定された商品収容棚の位置にバケットを停止させるための制動制御を庫内の熱環境に応じて行うことを特徴としている。
【００１３】
すなわち、本発明では、庫内の熱環境に応じて変動するバケットの制動距離（制動開始から完全に停止するまでの距離）を考慮した上で制動制御をバケットに対して行うようにしている。
【００１４】
具体的には、庫内が加温中か冷却中かに応じて、例えばバケットに移動のための動力を供給している電動モータの停止操作の開始タイミングを変える。例えば、冷却中よりも制動距離が大きめとなる傾向にある加温中には、冷却中の場合よりも電動モータの停止操作開始タイミングを早めるようにする。
【００１５】
あるいは、加温中か冷却中かの２択に限らず、庫内に温度センサを設け、その温度センサの測定値に基づいて、電動モータの停止開始タイミングを変えるようにすれば、より厳密な制動制御を行える。
【００１６】
また、冷却から加温、あるいは加温から冷却に庫内設定を切り換えた場合には、切り換えてから所定時間経過した後で庫内温度は安定するので、加温あるいは冷却設定に切り換えた直後はバケットの制動開始タイミングの切り換えは行わずに、庫内温度が安定するまで待つなどしてバケットの制動開始タイミングを切り換える。
【００１７】
また、庫内が加温領域と冷却領域とに分かれている場合には、電動モータがどちらの領域にあるか、あるいはバケットがどちらの領域の商品にアクセスするのかなどに応じてバケットの制動開始タイミングを切り換えるようにする。もちろん、電動モータの近傍に温度センサを設けて、この温度センサの測定値に基づいてバケットの制動開始タイミングを切り換えるようにしてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、後述する商品搬送装置が組み込まれた自動販売機１の正面図を示す。自動販売機１の前面扉２には透明板３が嵌め込まれ、内部の商品収容棚４が前方から視認できるようになっている。透明板３の側方には商品選択キー５、紙幣挿入口６、コイン投入口７、表示部８などが形成された操作パネル９が配置され、また自動販売機１の下方には商品取出口１０が設けられている。
【００２０】
自動販売機１の庫内に区画された複数の商品収容棚４の各々は、自動販売機１の前後方向に沿って延在し、商品１１がその延在方向に沿って多数並んで収容される。商品１１は、例えば紙パック飲料、ボトル飲料、小型デザートなどである。
【００２１】
自動販売機１の内部において、商品収容棚４の前面側には、図２に示す箱状のバケット１２と、このバケット１２をＸ−Ｙ方向（左右・上下方向）に移動させるバケット移動手段１３とを備えた商品搬送装置１４が設けられている。商品販売時には、バケット１２は待機位置（例えば商品取出口１０）から、指定された商品収容棚４の前に移動され、この商品収容棚４から商品１１がバケット１２に移載されると、バケット１２はその商品１１を載せて商品取出口１０まで移動される。
【００２２】
次に、図２を参照して、商品搬送装置１４について説明する。商品搬送装置１４は、バケット１２と、このバケット１２をＸ−Ｙ方向に移動させるバケット移動手段１３と、後述するようにしてバケット１２の制動制御を行う制御部１５（図３参照）とから、主として構成される。また、バケット移動手段１３はＸ方向移動手段とＹ方向移動手段とからなる。
【００２３】
Ｙ方向移動手段は、バケット１２を載せてこのバケット１２ごとＹ方向（上下方向）に移動される昇降ステージ１６と、この昇降ステージ１６の移動の動力供給源である電動モータ１７と、この電動モータ１７の動力を昇降ステージ１６に伝達する伝達手段などから構成される。
【００２４】
電動モータ１７は、静止体である枠体１８の上部に取り付けられて支持されている。電動モータ１７の回転軸には一体的にギア１９が取り付けられ、このギア１９はギア２０に係合している。ギア２０は、枠体１８の上方で回動可能に枠体１８に支持された軸部材２１の中央付近に取り付けられている。軸部材２１の両端にはそれぞれプーリ２２ａ、２２ｂが取り付けられている。ギア２０及びプーリ２２ａ、２２ｂは軸部材２１と共に一体的に回動する。
【００２５】
それぞれのプーリ２２ａ、２２ｂにはベルト２３ａ、２３ｂが掛けられている。ベルト２３ａ、２３ｂは垂直方向に延在し、枠体１８の下部で枠体１８に回動可能に支持されたプーリ２４ａ、２４ｂに掛けわたされている。
【００２６】
昇降ステージ１６はベルト２３ａ、２３ｂに直結されている。したがって、ベルト２３ａ、２３ｂが駆動されると、昇降ステージ１６は、枠体１８に設けられた図示しないガイドレールにガイドされてＹ方向（上下方向）に移動される。電動モータ１７の回転力がギア１９、２０を介してプーリ２２ａ、２２ｂに伝達され、プーリ２２ａ、２２ｂが回転することで、プーリ２２ａ、２２ｂとプーリ２４ａ、２４ｂとの間に張られたベルト２３ａ、２３ｂがＹ方向に駆動される。
【００２７】
Ｘ方向移動手段は、バケット１２の、昇降ステージ１６上でのＸ方向（左右方向）移動の動力供給源である電動モータ２５と、この電動モータ２５の動力をバケット１２に伝達する伝達手段などから構成される。
【００２８】
電動モータ２５は昇降ステージ１６の一端側の下面に取り付けられ、上面側に突出した回転軸には一体的にプーリ２６が取り付けられている。このプーリ２６にはベルト２８が掛けられている。ベルト２８は、昇降ステージ１６の上面側でＸ方向に延在し、昇降ステージ１６の他端側で回動可能に支持されたプーリ２７に掛けわたされている。
【００２９】
バケット１２はベルト２８に直結されている。したがって、ベルト２８がＸ方向に駆動されると、バケット１２は、昇降ステージ１６に設けられた図示しないガイドレールにガイドされてＸ方向（左右方向）に移動される。電動モータ２５の回転力がプーリ２６に伝達され、プーリ２６が回転することで、プーリ２６、２７間に張られたベルト２８が駆動される。
【００３０】
昇降ステージ１６にはバケット１２のＸ方向への移動方向に沿ってＸ方向の位置検出板３０（図３参照）が配設され、その位置検出板３０には凹形状の切欠溝３０ａが、Ｘ方向に配列された各商品収容棚４の位置に対応して形成されている。
【００３１】
枠体１８の側壁部には昇降ステージ１６のＹ方向への移動方向に沿ってＹ方向の位置検出板３２（図３参照）が配設され、その位置検出板３２には凹形状の切欠溝３２ａが、Ｙ方向に配列された各商品収容棚４の位置に対応して形成されている。
【００３２】
バケット１２の側面には、図３に示す光センサ３１がＸ方向の位置検出板３０を挟むようにして取り付けられ、同様に、昇降ステージ１６の側面には図３に示す光センサ３３がＹ方向の位置検出板３２を挟むようにして取り付けられている。
【００３３】
各光センサ３１、３３は投光素子と受光素子とを備え、切欠溝３０ａ、３２ａの位置では投光素子からの光は受光素子にて受光され、切欠溝３０ａ、３２ａ以外の位置では位置検出板３０、３２によって投光素子からの光は遮光され受光素子では受光されない。
【００３４】
本実施の形態の商品搬送装置１４は、上述した構成部材に加えて、これら構成部材を制御する制御部１５（図３参照）を備えている。
【００３５】
制御部１５は具体的にはＣＰＵであり、商品選択キー５からの商品選択信号、光センサ３１、３３からの位置検出信号、温度センサ３６の測定値、設定入力３７からの設定情報などが入力され、これら入力に基づいて、ドライバ３４、３５を介して各電動モータ１７、２５を制御する。
【００３６】
商品販売時には、商品選択キー５から制御部１５に入力される商品選択信号に基づいて電動モータ１７、２５が制御され、バケット１２が所望の位置に移動される。
【００３７】
商品販売に先だって、予めバケット１２及び昇降ステージ１６を、移動の基準となる基準位置と、全ての商品収容棚４との間を往復移動させておく。このとき、切欠溝３０ａ、３２ａを光センサ３１、３３が通過するごとに電動モータ２５、１７に備えられたエンコーダによって基準位置からのパルス数（カウント数）が読み取られ、各々の商品収容棚４に対応して配置された各切欠溝３０ａ、３２ａの位置をそのパルス数（電動モータ２５、１７の回転角）と関連付けて記憶させておく。以上の動作は、例えば、自動販売機の据え付け時や、商品補充のために扉を開け閉めした後に初期化動作として行われる。
【００３８】
そして、販売時におけるバケット１２または昇降ステージ１６の制動制御は、そのパルス数を基に行う。例えば、ある指定された商品収容棚に対応する切欠溝３０ａ、３２ａの位置に到達するのに、基準位置から１００パルス要し、更に制動のために２０パルス必要であるならば、８０パルスに達したときに制動動作を開始させる。
【００３９】
以上の制御を更に詳しく説明すると、先ず、バケット１２あるいは昇降ステージ１６の移動中は、電動モータ１７、２５に例えばＤＣ２４Ｖの定格電圧が供給されて電動モータ１７、２５は駆動されている。
【００４０】
バケット１２あるいは昇降ステージ１６が、バケット１２あるいは昇降ステージ１６の所望の位置での停止に必要な距離から計算された制動開始位置（ブレーキポイント）に至ると、電動モータ１７、２５の駆動をパルス駆動に切り換える。例えば、電動モータ１７、２５のオン／オフを１．６ｍｓｅｃ周期で繰り返して、電動モータ１７、２５への供給電力を低下させる。これにより、バケット１２あるいは昇降ステージ１６は減速する。
【００４１】
そのパルス駆動を所定時間継続した後、電動モータ１７、２５の電極を開放状態にして電動モータ１７、２５の回転軸を慣性力で空回転させる。
【００４２】
そして、電動モータ１７、２５の空回転を所定時間継続した後、電動モータ１７、２５にショートブレーキをかけ（モータ自身を発電機として機能させ）、強制的に電動モータ１７、２５の回転を停止させる。
【００４３】
この電動モータ１７、２５の回転停止後、バケット１２あるいは昇降ステージ１６は慣性力によって惰性走行した後、所望の指定された商品収容棚４の前で停止する。
【００４４】
以上の制動制御は、Ｘ方向の移動、Ｙ方向の移動のそれぞれについて行われる。
【００４５】
バケット１２が指定された商品収容棚４に正確に対面して停止したら、その商品収容棚４の最前列にある商品１１が手前側に送り出されて商品収容棚４からバケット１２に移載される。そして、上述のバケット移動手段１３によって、バケット１２は商品取出口１０まで搬送される。これにより、客は商品取出口１０より商品１１を取り出すことができる。
【００４６】
以上のバケット１２または昇降ステージ１６の制動制御の際に、本実施の形態では、庫内の熱環境に応じて、制動開始のタイミングを変えている。
【００４７】
具体的には、庫内が加温中か冷却中かに応じて、電動モータ１７、２５をパルス駆動に切り換えるタイミングを変えている。例えば、加温中の場合には、冷却中の場合よりもパルス駆動に切り換えるタイミングを早めている。
【００４８】
例えば、図３に示す設定入力手段３７を介して、制御部１５に加温中か冷却中かの情報が入力されると（手動入力でもよいし、加温あるいは冷却に庫内設定が切り換わると自動的にその情報が入力されるようにしてもよい）、制御部１５によって加温用ブレーキポイントあるいは冷却用ブレーキポイントが選択される。
【００４９】
更に具体的には、例えば上記エンコーダのパルス数が基準位置から１００パルスの位置でバケット１２あるいは昇降ステージ１６を停止させたい場合には、冷却中は８５パルスで電動モータ１７、２５をパルス駆動に切り換え、加温中には７５パルスで電動モータ１７、２５をパルス駆動に切り換える。これによって、加温中と冷却中とで、バケット１２あるいは昇降ステージ１６の減速開始ポイントが変えられ、庫内温度に応じた最適な制動制御がなされる。
【００５０】
また、庫内が加温領域と冷却領域とに区画されているときには、電動モータ１７、２５の配置箇所が加温領域か冷却領域かに応じて、加温用の制動制御あるいは冷却用の制動制御を行うようにする。
【００５１】
また、庫内に温度センサを設けて、あるいは電動モータ１７、２５の近傍に設けて、この温度センサの測定値に基づいて、バケット１２の制動制御を行うようにしてもよい。
【００５２】
なお、バケット１２あるいは昇降ステージ１６が停止したら、その停止位置の確認を行う。これは、光センサ３１、３３が切欠溝３０ａ、３２ａを検出するか否かで確認する。もし、光センサ３１、３３が切欠溝３０ａ、３２ａを検出しなかった場合には、停止位置がずれていることになるので、再度、基準位置からバケット１２あるいは昇降ステージ１６の移動をやり直す。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５４】
上記実施の形態ではエンコーダのパルス数に基づいて制動開始を行ったが、図４に示すように、バケット１２を停止させるべき各商品収容棚４の位置に対応して切欠溝３０ａが配列された位置検出板３０及びその切欠溝３０ａを検出する光センサ３１以外に、冷却中のブレーキポイント検出用の位置検出板４１及び光センサ４０と、加温中のブレーキポイント検出用の位置検出板４３及び光センサ４２を設ける構成としてもよい。
【００５５】
位置検出板４１には、位置検出板３０に形成された各切欠溝３０ａよりも（バケット１２の移動方向に関して）手前に切欠溝４１ａが形成されており、位置検出板４３には、位置検出板４１に形成された各切欠溝４１ａよりも更に手前の位置に切欠溝４３ａが形成されている。
【００５６】
このような構成により、冷却中には光センサ４０が切欠溝４１ａを検出すると上記電動モータ１７、２５をパルス駆動に切り換え、加温中には光センサ４２が冷却中よりも手前で切欠溝４３ａを検出して上記電動モータ１７、２５をパルス駆動に切り換える。
【００５７】
また、庫内の熱環境に応じて変えるのは、電動モータ１７、２５のパルス駆動への切り換えタイミングに限らず、パルス駆動の継続時間、空回転の開始タイミング、空回転の継続時間、ショートブレーキの開始タイミングなどであってもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、自動販売機の庫内に区画された複数の商品収容棚のうちで指定された商品収容棚の位置にバケットを停止させるための制動制御を庫内の熱環境に応じて行うので、庫内の熱環境に左右されずにバケットを所望の位置に高い精度で停止させることができる。したがって、商品収容棚からバケットへの商品の移載を確実に行え、販売不良を防げる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による自動販売機の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態による自動販売機の商品搬送装置の概略斜視図である。
【図３】同商品搬送装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】変形例による、バケットの制動開始位置検出手段の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１…自動販売機、４…商品収容棚、１０…商品取出口、１１…商品、１２…バケット、１３…バケット移動手段、１４…商品搬送装置、１５…制御部、１６…昇降ステージ、１７…電動モータ（Ｙ方向移動用）、２５…電動モータ（Ｘ方向移動用）。

Claims

自動販売機の庫内に区画された複数の商品収容棚から商品を受け入れ可能なバケットと、
前記バケットを指定された前記商品収容棚に移動させると共に、該商品収容棚から移載された前記商品を収容した前記バケットを商品取出口まで移動させるバケット移動手段とを備えた自動販売機の商品搬送装置において、
前記指定された前記商品収容棚の位置に前記バケットを停止させるための制動制御を前記庫内の熱環境に応じて行う制御部を備えていることを特徴とする自動販売機の商品搬送装置。
前記制御部は、前記指定された前記商品収容棚が加温されているか冷却されているかに応じて、前記バケットの前記制動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機の商品搬送装置。
前記バケット移動手段は、前記バケットに前記移動のための動力を供給する電動モータを有し、
前記制御部は、前記電動モータが配置された箇所の温度に応じて、前記バケットの前記制動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機の商品搬送装置。
自動販売機の庫内に区画された複数の商品収容棚のうち指定された前記商品収容棚にバケットを移動させると共に、該商品収容棚から移載された前記商品を収容した前記バケットを商品取出口まで移動させる自動販売機の商品搬送装置の制御方法であって、
前記指定された前記商品収容棚の位置に前記バケットを停止させるための制動制御を前記庫内の熱環境に応じて行うことを特徴とする自動販売機の商品搬送装置の制御方法。
前記指定された前記商品収容棚が加温されているか冷却されているかに応じて、前記バケットの前記制動制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の自動販売機の商品搬送装置の制御方法。
前記バケットの前記移動のための動力供給源である電動モータが配置された箇所の温度に応じて、前記バケットの前記制動制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の自動販売機の商品搬送装置の制御方法。