JP3571822B2 - カップ混合式自動販売機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カップ内にコーヒ等の原料及び湯を投入し、これらをカップ内で撹拌混合して飲料水として販売するカップ混合式自動販売機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなカップ混合式自動販売機は、例えば実開昭５８−１９０７８３号公報に記載されているように、例えばインスタントコーヒを販売する場合、カップ内にインスタントコーヒの粉末原料を投入し、続いてカップ内に湯又は冷水を投入するとともに必要に応じてクリームパウダーやシロップを投入し、この後にカップ内の粉末原料、湯を撹拌混合する。
【０００３】
そして、このようにカップ内で飲料水が製造されると、このカップは、カップステーション、すなわち販売口扉の備えられたボックスまで搬送される。
又、このような自動販売機において、カップ内での飲料水の製造は、例えば実開昭６２−１００５８８号公報に記載されているように、カップステーションの設けられたところよりも上方において行われ、カップ内で飲料水が製造された後、カップがカップスシーションまで下降されるものとなっている。そして、このカップの搬送は、例えばエスカレータにより行われ、所定位置まで搬送し、続いて別のエスカレータに乗り換えて上方又は下方に搬送し、販売口に到達させている。
【０００４】
しかしながら、上記装置では、粉末原料や湯となどを投入し、これらを撹拌混合するためにその都度カップを搬送し、そのうえに飲料水が製造された後はカップステーションまでカップを下降させるものとなっているので、飲料水を製造し、カップをカップをカップステーションに搬送して販売ができるまでに時間がかかる。
【０００５】
又、カップが販売口に到達すると、この販売口には、外部から販売口を通して自動販売機内部を悪戯されらいように販売口裏側にシャッターが設けられている。
【０００６】
このため、カップをカップステーション内に配置するときには、シャッターを開かなければならず、このシャッターの開くのに時間がかかり、飲料水を販売できるまでに時間がかかる。
【０００７】
一方、カップ内で飲料水を製造する場合、カップ内に原料や湯などを投入するために、カップをカップ搬送装置により原料の受取り位置などに搬送している。
すなわち、カップ搬送装置は、図１４に示すように先ずカップの受取り位置に位置決めし、次に原料の受取り位置、湯の投入・撹拌位置、カップステーションに順次移動して停止している。
【０００８】
このカップ搬送装置の速度制御は、先ず移動速度を加速し、所定の速度に達すると、その速度一定で移動し、この後に目標位置に近付くと減速して停止するものとなっている。
【０００９】
例えば、原料受取り位置での搬送動作について説明すると、カップを保持したカップ搬送装置が移動して原料受取り位置で停止すると、この停止完了後に原料供給装置が動作して原料がカップ内に投入される。
【００１０】
通常、カップの上方から原料を投下すると、原料がカッブの外に飛散することが避けられないので、原料シュート（案内部）をカップに近付けるか、又は原料シュートをカップ内に挿入している。
【００１１】
ところが、カップが原料受取り位置に未到着であったりすると、カップと原料シュートとの位置がずれて、原料がカップ内に投下されずにこぼれたり、又はカップと原料シュートとが当たって破損する虞がある。
【００１２】
このような事からカップが原料受取位置に到着後、原料供給装置を動作させて原料をカップ内に投入している。
又、各カップの停止位置に正確に停止するために、少なくとも停止直前には移動速度を減速することが行われている。
【００１３】
しかしながら、このようにカップが各停止位置に到着して停止の後、原料供給装置などの各販売装置が動作するので、飲料水を販売するまでの時間は、カップの移動時間と複数の装置の動作時間とを合わせた時間となり、この事からも飲料水を販売するまでに時間がかかる。
【００１４】
一方、カップ内で飲料を撹拌混合するには、図１５に示すようにカップ１内にインペラ２を下降して挿入し、このインペラ２を回転させることにより行われる。なお、同図（ａ） は側面から見た図、同図（ｂ） は上方から見た図である。
【００１５】
このようにインペラ２で撹拌混合する場合、カップ１内のインペラ２の位置精度、すなわち上下方向、左右方向の位置精度が重要となっている。
ところが、このインペラ２の撹拌位置が設定値と一致していないと、撹拌混合して飲料水を製造するとき、飲料水がカップ１から零れ出てしまい、かつ撹拌が不均一となり、飲料水の品位が悪くなる。
【００１６】
このようなインペラ２の撹拌位置が設定値と違わないようにするためにその管理作業が繁雑化し、かつ自動販売機の組み立て時及び修理時においてその調整時間が長くなる。
又、経年変化によりメカニズムに歪みが発生してインペラ２の撹拌位置がずれるという問題もある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
粉末原料や湯などを投入し、これらを撹拌混合するためにその都度カップを搬送し、そのうえに飲料水が製造された後はカップステーションまでカップを下降させるので、飲料水を販売するまでに時間がかかる。
【００１８】
又、飲料水を販売するまでの時間は、カップの移動時間と複数の装置の動作時間とを合わせた時間となり、この動作からも飲料水を販売するまでに時間がかかる。
【００１９】
又、インペラ２の撹拌位置が設計値と一致していないと、撹拌混合するときに飲料水がカップ１から零れ出てしまい、飲料水の品位が悪くなる。
そこで本発明は、飲料水の販売動作を短縮してサービス向上を図ることができるカップ混合式自動販売機を提供することを目的とする。
【００２０】
又、本発明は、カップ内に原料や湯などを投入して撹拌混合する販売動作の時間を短縮して、飲料水の販売までの時間を短縮できるカップ混合式自動販売機を提供することを目的とする。
【００２１】
又、本発明は、飲料水の販売動作を短縮でき、かつインペラの位置精度を高くして品質の高い飲料水を販売してサービス向上を図ることができるカップ混合式自動販売機を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
請求項１によれば、カップ内に少なくとも原料及び湯を投入し、カップ内で撹拌混合して飲料水を製造し、この飲料水の入った前記カップを販売口扉を有するカップステーションから販売するカップ混合式自動販売機において、
互いに直交する２軸の可動レールと、
カップの保持機構を備え、各可動レール上に可動自在に設けられたカップ搬送装置と、
このカップ搬送装置の移動経路の上方に配置された少なくともカップ供給装置のカップ供給口、原料供給装置の原料供給口、湯供給装置の給湯口、冷水供給装置の供給口、撹拌装置のインペラによる前記原料及び前記湯を投入する各位置、カップ内を撹拌混合する位置、さらにカップステーション内に、カップ搬送装置を各可動レール上に移動制御し、順次停止制御する移動制御手段とを備え、
カップステーションは、自動販売機本体の前面に設けられた販売口扉と、
カップ搬送装置の外形寸法よりも小さな外形寸法に形成され、カップ搬送装置により保持されたカップをカップステーション内部に挿入するためのカップ挿入口と、
を備えたカップ混合式自動販売機である。
【００２３】
このようなカップ混合式自動販売機であれば、カップ搬送装置にカップが保持され、このカップ搬送装置が２軸の可動レール上を可動して少なくとも原料及び湯を投入する各位置、カップ内を撹拌混合する位置に順次移動して停止し、飲料水の入ったカップは、最終的にカップステーション内に移動して停止し、販売動作が終了する。
【００２４】
これにより、カップ内に原料や湯などを投入して撹拌混合するときのカップの移動距離が短くなり、飲料水の販売までの時間が短縮され、かつカップ搬送装置がカップ供給口、原料供給口、給湯口、冷水の供給口及び撹拌装置のインペラの下方でそれぞれ停止し、カップ内への原料や湯などの投入が確実に行われる。
【００２５】
又、販売動作の最後にカップがカップステーション内に搬送されると、このカップステーションのカップ挿入口は、その外形寸法がカップ搬送装置の外形寸法よりも小さく形成されているので、カップ挿入口を通して自動販売機本体内に手などを挿入できない。
【００２６】
請求項２によれば、請求項１記載のカップ混合式自動販売機において、カップステーションは、カップ内に少なくとも原料及び湯を投入して撹拌混合し飲料水を製造する販売動作中に販売口扉の開閉を拘束し、かつ販売動作が完了後に販売口扉を解放し、カップが取り去られたら販売口扉を閉止する販売口扉制御手段を有する。
【００２７】
このようなカップ混合式自動販売機であれば、販売口扉は、販売動作が完了し、カップが取り去られるまでの間だけ解放されるので、販売口を通して自動販売機本体内に手などを挿入できない。
【００２８】
請求項３によれば、請求項１記載のカップ混合式自動販売機において、カップステーションは、カップの有無を検知してカップを保持するカップフラッパーを開閉し、及び外部からの物体の侵入を検知するカップ検知センサを備えた。
【００２９】
このようなカップ混合式自動販売機であれば、カップステーション内に外部からの物体の侵入があると、これをカップ検知センサより検知する。
請求項４によれば、請求項１記載のカップ混合式自動販売機において、カップ搬送装置を少なくともカップ内に原料及び湯や冷水を投入する各位置、カップ内を撹拌混合する位置、及びカップステーション内に停止する場合、カップがカップ供給装置、原料供給装置、湯供給装置、冷水供給装置、撹拌装置の各動作と干渉しない停止直前から動作を開始する販売動作制御手段を付加した。
【００３０】
このようなカップ混合式自動販売機であれば、カップがカップ搬送装置により搬送され、例えば原料供給装置に到達すると、この原料供給装置に到達して停止する直前から原料供給装置によりカップへの原料投入動作が開始される。
【００３１】
これにより、販売動作の時間が短縮することにより飲料水の販売までの時間が短縮される。
請求項５によれば、請求項１記載のカップ混合式自動販売機において、カップ内を撹拌するためのインペラと、
このインペラを回転駆動するモータと、
インペラを昇降させるインペラ昇降機構と、
インペラを待機位置から下降させてカップの保持台に当接したときの下降距離から撹拌位置を得るための所定距離だけ差し引いた距離を、撹拌動作時におけるインペラを撹拌位置に下降させる距離として設定するインペラ位置決め手段を付加した。
【００３２】
このようなカップ混合式自動販売機であれば、撹拌動作時にインペラをカップ内の撹拌位置に下降させる距離を補正することができ、インペラの位置精度を高くして品質の高い飲料水を販売できる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１はカップ混合式自動販売機の構成図である。
このカップ混合式自動販売機には、左側自動販売系１０及び右側自動販売系１１が備えられている。
【００３４】
左側自動販売系１０は例えばインスタントコーヒの販売系であり、右側自動販売系１１は例えばレギュラーコーヒの販売系である。
図２は左側自動販売系１０の外観図である。
【００３５】
この左側自動販売系１０には、互いに直交するＸ軸及びＹ軸の各可動レール１２ａ、１２ｂ、１３が設けられている。なお、Ｘ軸は、前可動レール１２ａ及び後可動レール１２ｂを互いに平行に配置している。
【００３６】
これら可動レール１２ａ、１２ｂ、１３上には、カップ１を保持して搬送するカップ搬送装置１４が可動自在に設けられている。
図３はかかる可動レール１２ａ、１２ｂ、１３の構成図であり、同図（ａ） は上方から見た図、同図（ｂ） は側面図である。
【００３７】
Ｘ軸の可動レール１２ａ、１２ｂの端部にはＸ軸駆動モータ１５が設けられ、カップ搬送装置１４を載せたＹ軸の可動レール１３を一体的にＸ軸方向に移動させる機構となっている。
【００３８】
すなわち、各可動レール１２ａ、１２ｂには、その両端にそれぞれプーリが設けられ、このプーリにベルトが掛けられている。そして、Ｘ軸駆動モータ１５の駆動によりプーリが回転し、これに応動してベルトが移動動作する構成となっている。
【００３９】
そして、これら可動レール１２ａ、１２ｂに設けられた各ベルトにＹ軸可動レール１３が取り付けられ、これらベルトの移動によってＹ軸可動レール１３がＸ軸方向に移動するものとなっている。
【００４０】
なお、Ｘ軸駆動モータ１５には、このモータ１５に直動するエンコーダが取り付けられ、Ｘ軸駆動モータ１５の回転に応じたパルス信号を出力するものとなっている。
【００４１】
Ｙ軸の可動レール１３の端部には、Ｙ軸駆動モータ１６が設けられ、カップ搬送装置１４をＹ軸方向に移動させる機構となっている。
すなわち、Ｙ軸可動レール１３には、その両端にそれぞれプーリが設けられ、このプーリにベルトが掛けられている。そして、Ｙ軸駆動モータ１６の駆動によりプーリが回転し、これに応動してベルトが移動動作する構成となっている。
【００４２】
そして、Ｙ軸可動レール１３に設けられたベルトにカップ搬送装置１４が取り付けられ、このベルトの移動によってカップ搬送装置１４がＹ軸方向に移動するものとなっている。
【００４３】
なお、Ｙ軸駆動モータ１６には、このモータ１６に直動するエンコーダが取り付けられ、Ｙ軸駆動モータ１５の回転に応じたパルス信号を出力するものとなっている。
【００４４】
カップ搬送装置１４は、図４に示すようにカップ１の保持機構してカップフラッパ１７及びスノコ状の受け台１８を備えている。
カップフラッパ１７は、カム１９を介してモータ２０に連結されている。このカム１９には、待機位置信号板２１及びカップサイズ選択信号板２２が連結され、これら待機位置信号板２１及びカップサイズ選択信号板２２の各位置によりカム１９の回転角度が決定され、カップフラッパ１７の開放角度が設定される。
【００４５】
すなわち、カップフラッパ１７の開放角度は、カム１９の回転角度により例えば大カップ、小カップに応じた角度に開き、かつカップを受け取った後はカム１９の回転角度により決まる角度でなくスプリングの付勢力によりカップを保持するものとなる。
【００４６】
従って、カップ１は、受け台１８上に載置されるとともにこのカップ１の径に応じてカップフラッパ１７が開閉動作しカップ１を支え、かつカップを受け取ってスプリングの付勢力によりカップを保持するものとなっている。
【００４７】
受け台１８には、カム２３を介してモータ２４が連結されている。この受け台１８は、カム２３の回転により上下方向に移動し、かつカップサイズに応じて上下方向の停止位置が決定される。
【００４８】
又、このカップ搬送装置１４には、光センサ２５が取り付けられている。この光センサ２５は、待機位置を検知するためのもので、この光センサ２５を動作させる各検知用金具２６が図２及び図３に示すように待機位置に対応するＹ軸の可動レール１３上に取り付けられている。
【００４９】
又、カップ搬送装置１４は、Ｘ軸及びＹ軸可動レール１２ａ、１２ｂ、１３の各駆動モータ１５、１６に連結された各エンコーダから出力されるパルス信号を計数し、この計数値が各停止位置、例えばカップ受取位置、原料受取位置、湯投入位置、撹拌位置に応じたパルス数に達すると停止制御するようになっている。
【００５０】
このカップ搬送装置１４は、各可動レール１２ａ、１２ｂ、１３上を移動するが、このカップ搬送装置１４の移動経路上には、図１に示すようにカップ供給装置３０のカップ供給口、インスタントコーヒの粉末原料を収納し供給する原料供給装置３１の原料供給口３１ａ、クリームパウダ等の添加物を収納し供給する添加物供給装置３２、３３の供給口３２ａ、３３ａ、さらには湯供給装置３４の給湯口３４ａ、冷水供給装置３５の供給口３５ａ、そして撹拌装置３６が設けられている。
【００５１】
なお、原料供給装置３１の原料供給口３１ａ、クリームパウダ等の添加物を収納し供給する添加物供給装置３２、３３の供給口３２ａ、３３ａは、それぞれ伸縮自在に構成され、例えばカップ１内に原料を投入するときに伸びてカップ１の開口に近付くものとなっている。
【００５２】
撹拌装置３６は、図５に示すようにインペラミキシングモータ３７を備え、このモータ３７の回転軸にインペラシャフト３８を介してインペラ３９を連結している。
【００５３】
又、インペラ上下モータ４０が備えられ、このモータ４０の回転軸とこのモータ４０の下方に設けられたプーリ４１との間にベルト４２が掛けられている。
このベルト４２には、インペラミキシングモータ３７が取り付けられ、インペラ３９を昇降させるものとなっている。
【００５４】
インペラ上下モータ４０の回転軸には、インペラ上下エンコーダ４４が取り付けられ、インペラ上下モータ４０の回転に応じたパルス信号を出力するものとなっている。
【００５５】
又、インペラ待機センサ４３が、インペラ３９の待機位置に対応した位置に配置されている。
自動販売機本体の前面には、図２に示すカップステーション５０が設けられている。
【００５６】
図６はかかるカップステーション５０の構成図であり、同図（ａ） は上方から見た構成図、同図（ｂ） は販売口扉５１の開閉機構を示す図である。
カップステーション５０の前面には、販売口扉５１が開閉自在に設けられ、裏面にはカップ搬送装置１４により搬送されたカップ１をカップステーション内部に挿入するためのカップ挿入口５２が形成されている。
【００５７】
このカップ挿入口５２は、その外形寸法がカップ搬送装置１４の外形寸法よりも小さく形成されている。
このカップステーション５０の両側には、カップ１の有無の検知、及び外部からの物体の侵入を検知するカップ検知センサ５３の投光器５３ａ及び受光器５３ｂが対向配置されている。
【００５８】
次に販売口扉５１の開閉機構について説明する。
販売口扉５１には、販売口ロック５４が取付けられ、かつ販売口扉５１が閉じられていることを検知する閉止検知センサ５５が設けられている。
【００５９】
又、駆動モータ５６の回転軸にクラッチ５７、各減速ギヤ５８、５９を介して扉押しアーム６０が連結されている。
この扉押しアーム６０は、矢印（イ）方向に回動するもので、この回動により販売口扉５１を押して開放するものとなっている。又、この扉押しアーム６０が所定角度だけ回動すると動作する静止位置スイッチ６１が配置されている。この静止位置スイッチ６１が動作すると、駆動モータ５６の駆動が停止するものとなっている。
【００６０】
なお、販売口扉５１は、ばねにより扉閉じ方向に付勢されており、扉押しアーム６０の進退に追随して開閉するものとなっている。
マイクロコンピュータ７０は、左側自動販売系１０と右側自動販売系１１とを並列して動作制御する機能を有している。
【００６１】
左側自動販売系１０に対して販売機制御装置７０は、各可動レール１２ａ、１２ｂ、１３のＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６、カップ搬送装置１４、カップ供給装置３０、原料供給装置３１、各添加物供給装置３２、３３、さらには湯供給装置３４、冷水供給装置３５、撹拌装置３６の各販売装置をそれぞれ動作制御する機能を有している。
【００６２】
このマイクロコンピュータ７０は、動作制御する各機能として図１に示すように移動制御手段７１、販売動作制御手段７２、販売口扉制御手段７３及びインペラ位置決め手段７４を備えている。
【００６３】
移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ、１３のＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６を駆動制御してカップ搬送装置１４を各可動レール１２ａ、１２ｂ、１３上に移動し、かつカップ搬送装置１４をカップ供給装置３０のカップ供給口、原料供給装置３１の原料供給口３１ａ、添加物供給装置３２、３３の各供給口３２ａ、３３ａ、さらには湯供給装置３４の給湯口３４ａ、冷水供給装置３５の供給口３５ａ、撹拌装置３６の各下方位置、そしてカップステーション５０内に順次停止させる機能を有している。
【００６４】
この移動制御手段７１は、待機位置に対するカップ搬送装置１４の停止は、カップ搬送装置１４に取り付けられた光センサ２５が待機位置に設けられた各検知用金具２７を検知したときに行う機能を有している。
【００６５】
この移動制御手段７１は、カップ供給装置３０のカップ供給口、原料供給装置３１の原料供給口３１ａ、添加物供給装置３２、３３の各供給口３２ａ、３３ａ、さらには湯供給装置３４の給湯口３４ａ、冷水供給装置３５の供給口３５ａ、カップステーション５０内への各停止は、各可動レール１２ａ、１２ｂ、１３を動作させる各駆動モータ１５、１６に取り付けられた各エンコーダから出力されるパルス信号を計数することにより行う機能を有している。
【００６６】
販売動作制御手段７２は、カップ搬送装置１４を移動制御手段７１により各装置、例えば原料供給装置３１の原料供給口３１ａの下方に移動して停止する場合、これら原料供給装置３１などの各動作と干渉しない停止直前からこれら原料供給装置３１等の動作を開始する機能を有している。
【００６７】
販売口扉制御手段７３は、待機中及び飲料水を製造する販売動作中に販売口扉５１の開閉を販売口ロック５４により拘束し、かつ販売動作が完了後に販売口ロック５４を解除するとともに駆動モータ５６を駆動して販売口扉５１を開放し、カップ１が取り去られたことをカップ検知センサ５３により検知されると再び販売口扉５１を閉止する機能を有している。
【００６８】
インペラ位置決め手段７４は、撹拌装置３６のインペラ３９を待機位置から下降させてカップ搬送装置１４の受け台１８面に当接させ、このときの下降距離から撹拌位置を得るための所定距離だけ差し引いた距離を、撹拌動作時においてインペラ３９を待機位置から撹拌位置に下降させる距離として設定する機能を有している。
【００６９】
このインペラ位置決め手段７４は、販売指示のないときに、インペラ３９を待機位置から撹拌位置に下降させるときの距離を設定又は補正する機能を有している。
【００７０】
なお、このインペラ３９の撹拌位置までの下降距離は、各種飲料水ごとに設定される。
一方、右側自動販売系１１は、左側自動販売系１０とほぼ同一構成で各装置が対称的に配置されている。
【００７１】
図７は右側自動販売系１１の外観図である。この右側自動販売系１１の構成について簡単に説明すると、右側自動販売系１１には、Ｘ軸の前可動レール８０ａ、後可動レール８０ｂ及びＹ軸の可動レール８１が設けられている。
【００７２】
これら可動レール８０ａ、８０ｂ、８１上には、カップ搬送装置８２が可動自在に設けられている。
このうちＸ軸の可動レール８０ａの端部には図示しないがエンコーダが取り付けられたＸ軸駆動モータが設けられ、Ｙ軸の可動レール８１の端部にはエンコーダが取り付けられたＹ軸駆動モータが設けられている。
【００７３】
カップ搬送装置８２は、カップ１の保持機構してカップフラッパ８３及び受け台８４を備えている。このカップ搬送装置８２は、図４に示す左側自動販売系１０のカップ搬送装置１４と同一構成となっている。
【００７４】
このカップ搬送装置８２は、各可動レール８０ａ、８０ｂ、８１上を移動するが、このカップ搬送装置８２の移動経路の上方には、図１に示すようにカップ供給装置９０のカップ供給口９０ａ、レギュラーコーヒの原料を製造して供給する原料供給装置９１のブロワー９９から導出された抽出ノズル９１ａ、クリームパウダ等の添加物を収納し供給する添加物供給装置９２〜９４の各供給口９２ａ〜９４ａ、さらには湯供給装置３４の給湯口３４ｂ、冷水供給装置３５の供給口３５ｂ、撹拌装置９５が設けられている。
【００７５】
なお、原料供給装置９１は、図示しないミルからブロワー９９に抽出された原料液を抽出ノズル９１ａに送るものとなっている。
撹拌装置９５は、左側自動販売系１０の撹拌装置３６と同一構成であり、インペラミキシングモータの回転軸にインペラシャフト１００を介してインペラ１０１を連結している。又、このインペラ１０１は、インペラ上下モータの駆動により昇降するものとなっている。
【００７６】
自動販売機本体の前面には、カップステーション１０２が設けられている。このカップステーション１０２の前面には、販売口扉が開閉自在に設けられ、裏面にはカップ搬送装置８２により搬送されたカップ１をカップステーション内部に挿入するためのカップ挿入口１０３が形成されている。このカップ挿入口１０３は、その外形寸法がカップ搬送装置８２の外形寸法よりも小さく形成されている。
【００７７】
上記マイクロコンピュータ７０は、左側自動販売系１０に対して、可動レール８０ａ、８０ｂ、８１の各駆動モータ、カップ搬送装置８２、カップ供給装置９０、原料供給装置９１、各添加物供給装置９２〜９４、さらには湯供給装置３４、冷水供給装置３５、撹拌装置９５をそれぞれ動作制御する機能を有している。
【００７８】
又、マイクロコンピュータ７０は、左側自動販売系１０に対する動作制御の各機能と同様に右側自動販売系１１に対しても移動制御手段、販売動作制御手段、販売口扉制御手段及びインペラ位置決め手段を備えている。
【００７９】
次に上記の如く構成された自動販売機の作用について説明する。
左側自動販売系１０の作用について説明すると、カップ搬送装置１４は、図８に示すようにカップステーション５０側の待機位置で待機している。
【００８０】
すなわち、コインが投入されると、マイクロコンピュータ７０の移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３の各駆動モータ１５、１６を駆動し、カップ搬送装置１４を所定のＰ点に移動させる。
【００８１】
なお、コインの投入の後、取り消しの指示が入ると、移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３のＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６を駆動し、カップ搬送装置１４を再び待機位置に戻す。
【００８２】
コイン投入の後、例えばインスタントコーヒのセレクションスイッチが操作されると、移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３の各駆動モータ１５、１６を駆動し、カップ搬送装置１４をＰ点からカップ供給装置３０のカップ供給口の下方、すなわちカップ投入位置に向けて移動させる。
【００８３】
このとき移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３のＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６に取り付けられているエンコーダから出力されるパルス信号を計数し、この計数値からカップ受取位置を判断して位置決めして停止する。
【００８４】
又、移動制御手段７１は、これら駆動モータ１５、１６の駆動をＰＷＭ制御により駆動する。
このようにしてカップ搬送装置１４がカップ受取位置に到達すると、マイクロコンピュータ７０は、カップ供給装置３０を動作し、カップ１を投下する。
【００８５】
このカップ１は、カップ搬送装置１４のカップフラッパ１７に入り、このカップフラッパ１７及び受け台１８により保持される。
このときカップ搬送装置１４のカップフラッパ１７は、カップの大きさに応じた角度で開いており、カップを受け取った後、スプリングの付勢力によりカップを保持する。
【００８６】
続いて、移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３のＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６を駆動し、カップ搬送装置１４をカップ受取位置から原料供給装置３１の原料供給口３１ａの下方、すなわち原料受取位置に向けて移動させて停止制御する。
【００８７】
この原料供給口３１ａの下方に到達すると、マイクロコンピュータ７０は、原料供給装置３１を動作させ、インスタントコーヒの粉末原料を原料供給口３１ａからカップ１内に投入させる。
【００８８】
続いて、移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３の各駆動モータ１５、１６を駆動し、カップ搬送装置１４を原料供給口３１ａから各添加物供給装置３２、３３の各供給口３２ａ、３３ａの下方に向けて移動させ、これら供給口３２ａ、３３ａの下方で順次停止制御する。
【００８９】
なお、クリームパウダーやシロップなどの添加物の指示がなければ、これら供給口３２ａ、３３ａの下方で停止しないで撹拌装置３６の下方に移動する。
これら添加物供給装置３２、３３の各供給口３２ａ、３３ａの下方でカップ搬送装置１４がそれぞれ停止し、各添加物がカップ１内に投入されると、移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３の各駆動モータ１５、１６を駆動し、カップ搬送装置１４を湯供給装置３４の給湯口３４ａ及び撹拌装置３６の下方、すなわち湯投入・撹拌位置に向けて移動させて停止制御する。
【００９０】
このようにカップ搬送装置１４が移動制御され、撹拌装置３６の下方に到達すると、マイクロコンピュータ７０は、湯供給装置３４及び撹拌装置３６を動作させ、カップ１内に湯を投入し、かつこのカップ１内の粉末原料、添加物及び湯を撹拌混合する。
【００９１】
この撹拌装置３６は、インペラ３９をマイクロコンピュータ７０のインペラ位置決め手段７４に設定されている撹拌位置への降下距離に従って図５に示すインペラ上下モータ４０が駆動する。
【００９２】
このインペラ上下モータ４０の駆動によりベルト４２が動作し、これに応動してインペラミキシングモータ３７、インペラシャフト３８及びインペラ３９が下降し、このうちインペラ３９がカップ１内に浸入する。
【００９３】
そうして、インペラ３９のカップ底からの高さが設定された撹拌位置に達すると、インペラミキシングモータ３７が駆動する。
このインペラミキシングモータ３７の駆動に応動してインペラ３９は回転し、カップ１内の原料、湯などは撹拌混合され、飲料水として製造される。
【００９４】
ところで、カップ搬送装置１４は、上記の如くカップ受取位置、原料受取位置、添加物受取位置、湯投入・撹拌位置に順次停止されるが、このときのカップ供給装置３０、原料供給装置３１、各添加物供給装置３２、３３、湯供給装置３４、撹拌装置３６は、図９に示すようにカップ搬送装置１４が各停止位置で完全に停止する直前、すなわちこれら装置の動作と干渉しない時間αだけ前の停止直前からこれら装置の動作を開始する。
【００９５】
この動作ついて原料供給装置３１を例にして説明すると、マイクロコンピュータ７０の販売動作制御手段７２は、図１０に示す販売動作フローチャートに従い、ステップ＃１においてＸ軸及びＹ軸の各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３のＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６を駆動する。
【００９６】
これらＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６の駆動によりカップ搬送装置１４は、カップ供給装置３０の下方から原料供給装置３１の原料供給口３１ａの下方に向けて移動する。
【００９７】
このときＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６に取り付けられた各エンコーダは、各駆動モータ１５、１６の回転に応じたパルス信号を出力するので、販売動作制御手段７２は、ステップ＃２においてこれらパルス信号を読み取り、その計数値を求める。
【００９８】
又、カップ搬送装置１４は、移動制御手段７１により図１１に示すような台形の速度制御が行われ、始動時に移動速度を加速し、所定の速度に達すると、その速度一定で移動し、この後に目標位置に近付くと減速して停止するものとなっている。
【００９９】
そこで、移動制御手段７１は、カップ搬送装置１４が目標位置に近付いて減速しているとき、ステップ＃３において原料供給装置３１の動作と干渉しない時間αだけ前、つまりカップ搬送装置１４の速度制御において６０％から８０％のブレーキに移行したかを判断する。
【０１００】
この判断の結果、速度制御において例えば、６０％から８０％のブレーキに移行していれば、移動制御手段７１は、ステップ＃４において原料供給装置３１の原料供給動作を開始させる。
【０１０１】
この後、原料供給装置３１による原料供給動作に対する設定された時間が経過すると、移動制御手段７１は、ステップ＃５からステップ＃６に移り、再びＸ軸及びＹ軸の各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３の各駆動モータ１５、１６を駆動し、カップ搬送装置１４を次の添加物供給装置３２の下方に移動させる。
【０１０２】
このような動作は、原料供給装置３１に対してに限らず、図９に示すようにカップ供給装置３０、添加物供給装置３２、３３、湯供給装置３４、撹拌装置３６に対しても行われ、カップ搬送装置１４の速度制御において６０％から８０％のブレーキに移行したときから、カップ供給装置３０、添加物供給装置３２、３３、湯供給装置３４及び撹拌装置３６の各動作が開始される。
【０１０３】
上記の通りカップ１内で撹拌混合されて飲料水が製造されると、移動制御手段７１は、各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３のＸ軸及びＹ軸駆動モータ１５、１６を駆動し、カップ搬送装置１４を撹拌混合位置からカップステーション５０に向けて移動させ、このカップステーション５０内にカップ１が入ったところで停止制御する。
【０１０４】
このカップステーション５０は、図６に示すように待機中及び販売動作中に販売ロック５４により販売口扉５１がロックされて開かない。
カップ搬送装置１４の搬送によりカップ１がカップステーション５０内に到着し、カップ検知センサ５３によりカップ１が検知されると、販売口ロック５４によるロックが解除され、販売口扉５１の開閉機構が動作する。
【０１０５】
なお、カップ搬送装置１４が搬送してＸ軸及びＹ軸の各駆動モータ１５、１６に取れ付けられた各エンコーダのパルス計数値がカップステーション位置に対応するパルス数となり、かつカップ検知センサ５３によりカップ１が検知されたことのアンドで販売口扉５１のロックが解除される。
【０１０６】
なお、カップ搬送装置１４がカップステーション５０内に到着すると、受け台１８は下降する。
すなわち、駆動モータ５６が駆動すると、これがクラッチ５７、各減速ギヤ５８、５９を介して扉押しアーム６０に伝達し、この扉押しアーム６０は回転し、販売口扉５１を押して開放する。そして、扉押しアーム６０と同軸に設けられたカムにより停止位置スイッチ６１が作動すると、駆動モータ５６は停止する。
【０１０７】
ここで、カップ１が顧客によりカップステーション５０から取り出されると、カップ検知センサ５３はカップ無し検知する。このカップ無し検知により一定時間後、駆動モータ５６は逆回転し、扉押しアーム６０は引っ込むようになり、停止位置スイッチ６１が作動すると駆動モータ５６の駆動は停止する。
【０１０８】
従って、カップ１がカップステーション５０から取り出されない限り、カップステーション５０のカップ挿入口５２は、カップ搬送装置１４により閉鎖された状態が続き、販売口扉５１を通して自動販売機内部を悪戯することは不可能となる。
【０１０９】
この後、販売口扉５１は、バネの付勢力により扉閉じ方向に回転し、この販売口扉５１が閉じて閉止位置センサ５５により検知されると、再び販売口ロック５４によりロックされ待機状態となる。
【０１１０】
ところで、撹拌装置３６により撹拌混合する場合、インペラ２の撹拌位置は、設計値と一致するように自動販売機の組み立て時及び修理時において調整されるが、経年変化によりメカニズムに歪みが発生してインペラ２の撹拌位置がずれることがある。このため、インペラ２の撹拌位置の補正が行われる。
【０１１１】
マイロクコンピュータ７０のインペラ位置決め手段７４は、インペラ上下モータ４０を駆動してインペラ３９を上昇させ、待機位置に停止させる。
この後、インペラ位置決め手段７４は、図１２に示すインペラ位置補正フローチャートに従い、ステップ＃１０においてインペラ上下エンコーダ４４のカウンタをリセットし、続いてステップ＃１１においてインペラ上下モータ４０をＰＷＭ制御の低出力（約１０％）で駆動し、図１３に示すようにインペラ３９を下降させる。
【０１１２】
このようにインペラ３９が下降すると、インペラ位置決め手段７４は、インペラ上下エンコーダ４４から出力されるパルス信号をカウントし、かつステップ＃１２においてインペラ３９がカップ搬送装置１４の受け台１８面に当接し、インペラ上下モータ４０がロックしてインペラ上下エンコーダ４４のパルス信号出力が停止したかを判断する。
【０１１３】
そこで、インペラ位置決め手段７４は、インペラ上下エンコーダ４４から出力されるパルス信号が一定時間途絶えれば、インペラ３９が受け台１８に当接したと判断し、ステップ＃１３においてインペラ上下モータ４０を停止する。
【０１１４】
次にインペラ位置決め手段７４は、ステップ＃１４においてインペラ上下エンコーダ４４から出力されたパルス信号の計数値を読取り、この計数値をインペラ３９の待機位置から受け台１８の位置までの距離とする。
【０１１５】
次にインペラ位置決め手段７４は、インペラ３９の待機位置から受け台１８面の位置までの距離から所定の距離、すなわち受け台１８から撹拌位置までの距離を差し引き、この算出された距離を、撹拌動作時においてインペラ３９を待機位置から撹拌位置に下降させる距離として設定する。
【０１１６】
一方、右側自動販売系１１においても左側自動販売系１０と同様の販売動作が行われるが、ここではその動作説明を省略する。
このように上記一実施の形態においては、カップ搬送装置１４がＸ軸及びＹ軸の各可動レール１２ａ、１２ｂ及び１３の同一平面上を移動し、カップ１内への原料や湯の投入、撹拌混合を行い、さらにカップステーション５０の販売口から販売するようにしたので、カップ１を販売口に搬送するために昇降動作することなく、飲料水の販売時間を短縮できる。
【０１１７】
又、販売動作において、カップ搬送装置１４をカップ供給装置３０や原料供給装置３１、撹拌装置３６に移動するときも、そのカップ受取位置や原料受取位置、湯投下・撹拌位置に到達して停止するα時間直前からカップ供給装置３０や原料供給装置３１、撹拌装置３６の各販売装置を動作開始させるので、この各α時間帯においてカップ搬送装置１４と各販売装置との各動作が重複して行われ、これらα時間の加算分だけ飲料水の販売時間を短縮できる。
【０１１８】
そして、カップ搬送装置１４と各販売装置との各動作が重複する時間αは、各装置の動作と干渉しない時間なので、これら装置を破損等することはない。
一方、カップステーション５０のカップ挿入口５２は、カップ搬送装置１４の外形寸法よりも小さな外形寸法に形成されているので、カップステーション５０内に飲料水入りのカップ１が入って顧客に取り出せる状態に、カップ挿入口５２はカップ搬送装置１４により閉ざされ、自動販売機本体の内部に他のもの、例えば手などを故意に入れることができない。
【０１１９】
そのうえ、販売口扉５１は、販売動作中に開閉を拘束し、かつカップ１が取り去られたらをロックされるので、販売動作中に故意に他の物体や手など入れることができない。
【０１２０】
さらに、インペラ３９の撹拌位置を補正する機能を備えたので、常にインペラ３９の撹拌位置を設計値に対応する位置で撹拌動作できる。そして、このインペラ３９の撹拌位置は、経年変化によりメカニズムに歪みが発生してずれることがあるが、このようなインペラ３９の撹拌位置ずれを自動的に補正でき、撹拌混合時に飲料水がカップ１から零れ出るようなことなく、品位の高い飲料水を製造できる。
【０１２１】
なお、インペラ３９の撹拌位置ずれの自動補正は、一定期間毎に行ったり、又は販売指示のないときに行うことができる。
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく次の通り変形してもよい。
【０１２２】
例えば、カップ搬送装置１４におけるカップ１の保持機構において、カップをカップステーション５０内に搬送したとき、カップフラッパ１７を自動的に開き、顧客が手でカップフラッパ１７を押し開ける操作無しにカップ１を容易に取り出せるようにしてもよい。
【０１２３】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、飲料水の販売動作を短縮してサービス向上を図ることができるカップ混合式自動販売機を提供できる。
又、本発明によれば、カップ内に原料や湯などを投入して撹拌混合する販売動作の時間を短縮して、飲料水の販売までの時間を短縮できるカップ混合式自動販売機を提供できる。
【０１２４】
又、本発明によれば、飲料水の販売動作を短縮でき、かつインペラの撹拌位置ずれの補正を自動的にでき、インペラの位置精度を高くして品質の高い飲料水を販売してサービス向上を図ることができるカップ混合式自動販売機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるカップ混合式自動販売機の第１の実施の形態を示す構成図。
【図２】左側販売系の外観図。
【図３】Ｘ軸及びＹ軸の各可動レールの構成図。
【図４】カップ搬送装置の構成図。
【図５】撹拌装置の構成図。
【図６】カップステーションの構成図。
【図７】右側販売系の外観図。
【図８】カップ搬送装置の各停止位置を示す図。
【図９】各販売装置の動作タイミングを示す図。
【図１０】販売動作フローチャート
【図１１】カップ搬送装置に対する速度制御及びこの速度制御による移動量を示す図。
【図１２】インペラ位置補正フローチャート。
【図１３】インペラ位置補正時のインペラの下降を示す図。
【図１４】販売動作における各装置の動作タイミングを示す図。
【図１５】インペラによる撹拌位置を示す図。
【符号の説明】
１…カップ、１０…左側自動販売系、１１…右側自動販売系、１２ａ，１２ｂ，１３…可動レール、１４…カップ搬送装置、１７…カップフラッパ、１８…受け台、３０…カップ供給装置、３１…原料供給装置、３２，３３…添加物供給装置、３４…湯供給装置、３５…冷水供給装置、３６…撹拌装置、３７…インペラミキシングモータ、３９…インペラ、４０…インペラ上下モータ、５０…カップステーション、５１…販売口扉、５２…カップ挿入口、７０…マイクロコンピュータ、７１…移動制御手段、７２…販売動作制御手段、７３…販売口扉制御手段、７４…インペラ位置決め手段。

Claims (5)

1. カップ内に少なくとも原料及び湯を投入し、前記カップ内で撹拌混合して飲料水を製造し、この飲料水の入った前記カップを販売口扉を有するカップステーションから販売するカップ混合式自動販売機において、
   互いに直交する２軸の可動レールと、
   前記カップの保持機構を備え、前記各可動レール上に可動自在に設けられたカップ搬送装置と、
   このカップ搬送装置の移動経路の上方に配置された少なくともカップ供給装置のカップ供給口、原料供給装置の原料供給口、湯供給装置の給湯口、冷水供給装置の供給口、撹拌装置のインペラによる前記原料及び前記湯を投入する各位置、前記カップ内を撹拌混合する位置、さらに前記カップステーション内に、前記カップ搬送装置を前記各可動レール上に移動制御し、順次停止制御する移動制御手段とを備え、
   前記カップステーションは、自動販売機本体の前面に設けられた販売口扉と、
   前記カップ搬送装置の外形寸法よりも小さな外形寸法に形成され、前記カップ搬送装置により保持された前記カップをカップステーション内部に挿入するためのカップ挿入口と、
   を備えたことを特徴とするカップ混合式自動販売機。
2. 前記カップステーションは、前記カップ内に少なくとも前記原料及び前記湯を投入して撹拌混合し飲料水を製造する販売動作中に販売口扉の開閉を拘束し、かつ前記販売動作が完了後に前記販売口扉を解放し、前記カップが取り去られたら前記販売口扉を閉止する販売口扉制御手段を有することを特徴とする請求項１記載のカップ混合式自動販売機。
3. 前記カップステーションは、前記カップの有無を検知してカップを保持するカップフラッパーを開閉し、及び外部からの物体の侵入を検知するカップ検知センサを備えたことを特徴とする請求項１記載のカップ混合式自動販売機。
4. 前記カップ搬送装置を少なくとも前記カップ内に前記原料及び前記湯を投入する各位置、前記カップ内を撹拌混合する位置、及び前記カップステーション内に停止する場合、前記カップがカップ供給装置、原料供給装置、湯供給装置、冷水供給装置、撹拌装置の各動作と干渉しない停止直前から動作を開始する販売動作制御手段を付加したことを特徴とする請求項１記載のカップ混合式自動販売機。
5. 前記カップ内を撹拌するためのインペラと、
   このインペラを回転駆動するモータと、
   前記インペラを昇降させるインペラ昇降機構と、
   前記インペラを待機位置から下降させて前記カップの保持台に当接したときの下降距離から撹拌位置を得るための所定距離だけ差し引いた距離を、撹拌動作時における前記インペラを撹拌位置に下降させる距離として設定するインペラ位置決め手段と、
   を付加したことを特徴とする請求項１記載のカップ混合式自動販売機。

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