JP3797235B2 - カップ式自動販売機のリッド装着装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コーヒーやジュースなどの飲料をカップに注ぎ入れて販売するカップ式自動販売機の内部に設けられ、購入者への飲料の提供前に、その飲料の入ったカップに自動的にリッド(ふた)を装着するカップ式自動販売機のリッド装着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のリッド装着装置として、飲料入りカップの上端部の開口を、フィルム状の樹脂製シートでシールするものが知られている(例えば特開2001−229451号公報)。このリッド装着装置は、ロール状に巻かれた長尺の樹脂製シートを、カップ搬送経路上のシール位置に引き出した状態でセットするシートセット機構と、シール位置に到達した飲料入りカップを、樹脂製シートの下側で昇降させるカップ昇降機構と、樹脂製シートを、カップの開口周縁部との間で上下から挟みながら、カップの開口周縁部に熱圧着させてシールするシール機構とを備えている。
【0003】
このようなリッド装着装置により、飲料入りカップの開口をシールすることで、例えば、購入者がそのカップ飲料を持ち運ぶ際や、テーブルなどの上でカップを誤って倒した場合であっても、カップ内の飲料はこぼれることがない。しかし、上記のようにふたのされたカップ飲料では、樹脂製シートがカップの開口から一旦剥がされると、その樹脂製シートで、再度、カップにふたをすることはできない。このため、飲み掛けのカップを誤って倒した場合には飲料がこぼれてしまい、また、飲み掛けのまま、しばらくの間置いておきたい場合にカップをそのまま放置しておくと、カップ内にほこりなどが入ってしまうおそれがあり、さらに、カップ内の飲料がホット飲料である場合、再び飲もうとしたときには、その飲料が既に冷めてしまっていることもある。これらのことから、着脱自在のリッドを飲料入りカップに装着可能なリッド装着装置の開発が望まれていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このようなリッド装着装置では、例えば、装着すべきリッドを、カップ搬送経路上の上記シール位置に相当するリッド装着位置に到達した飲料入りカップの上方に移送するリッド移送機構や、移送したリッドをリッド装着位置のカップにしっかりと装着する機構などが必要である。そして、リッドをカップにしっかりと装着するためには、装着中は、リッドを所定位置にしっかりと保持する一方、装着終了後は、その後のリッド装着済みカップの搬送、すなわち購入者にカップ飲料を迅速に提供すべく、リッド保持の解除を迅速かつ確実に行う必要がある。しかし、このようなリッドの保持およびその解除を両立するリッド装着装置は未だ存在しない。
【0005】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、飲料入りカップへのリッドの装着中は、リッドをしっかりと保持できるとともに、装着終了後は、リッド保持の解除を迅速かつ確実に行うことができるカップ式自動販売機のリッド装着装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係るカップ式自動販売機のリッド装着装置は、販売時に、飲料入りのカップの開口にリッドを装着するカップ式自動販売機のリッド装着装置であって、複数のリッドを収納するリッド収納装置と、上下方向に貫通した開口およびこの開口にリッドを係止する係止部を有するリッド保持部を有し、リッド収納装置からリッドを受け取るリッド受取位置と、この受け取ったリッドをカップに装着するリッド装着位置との間で移動自在で、且つ昇降自在のリッド移送部材と、このリッド移送部材をリッド受取位置とリッド装着位置との間で駆動する第1駆動機構と、リッド移送部材がリッド装着位置に移動したときのリッド保持部の上方に配置され、リッドをカップに装着する際に、リッドが当接するリッド当接部材と、リッド装着位置に移動したリッド移送部材のリッド保持部で保持されたリッドに向かって下方から、カップを上昇させることにより、リッドをリッド当接部材に当接させながらカップに装着するとともに、リッドの装着終了後に、このリッド装着済みカップを下降させるカップ昇降手段と、を備え、係止部は、開口に臨むように設けられ、リッドの下面周縁部を下方から支持することによってリッドを開口に係止する係止位置と、上方から押圧されることによってリッドの係止を解除する解除位置との間で移動自在の係止爪と、この係止爪を係止位置側に付勢する付勢手段と、を有しており、リッドの装着終了後、カップ昇降手段によるリッド装着済みカップの下降に先立ち、リッド移送部材を、リッド装着位置よりも上位のリッド解放位置に駆動することにより、リッド当接部材に当接した状態でリッド保持部に対して相対的に下降するリッドによって、係止爪を付勢手段の付勢力に抗して上方から押圧することにより解除位置に移動させる第2駆動機構を、さらに備えていることを特徴とする。
【0007】
この構成によれば、販売時にまず、リッド受取位置に位置するリッド移送部材がリッド収納装置からリッドを受け取り、このリッドを、リッド保持部の開口に係止部によって係止した状態で保持する。具体的には、この係止部は、リッド保持部の開口に臨むとともに、係止位置と解除位置の間で移動自在で、且つ付勢手段によって係止位置側に付勢された係止爪を有しており、係止位置に位置する係止爪がリッドの下面周縁部を下方から支持することによって、リッドをリッド保持部の開口に保持する。次いで、第1駆動機構により、リッド移送部材がリッド装着位置に駆動され、これに伴い、リッド保持部に保持されたリッドが所定の位置(以下この位置も「リッド装着位置」という)に移送される。その後、カップ昇降手段により、飲料入りカップが、リッド装着位置のリッドに向かって下方から上昇する。そして、そのリッドは、上昇するカップで押し上げられ、リッド当接部材に当接しながらカップに装着される。
【0008】
その後、カップ昇降手段により、リッド装着済みカップが下降する。この場合、リッド装着済みカップを単に下降させると、そのリッドが、リッド保持部の係止部、すなわち係止位置に位置する係止爪で係止されたままとなることで、リッド装着済みカップを適切に下降させることができないことがある。そこで、リッド装着済みカップの下降に先立ち、第2駆動機構により、リッド移送部材をリッド装着位置からその上位のリッド解放位置に駆動することにより、係止によるリッド装着済みカップのリッドの係止を解除する。すなわち、リッド移送部材をリッド解放位置に上昇させると、リッド装着済みカップのリッドがリッド当接部材に当接した状態であるために、逆に、そのリッドがリッド移送部材のリッド保持部に対し相対的に下降する。それに伴い、係止爪は、下降するリッドによって付勢手段の付勢力に抗して上方から押圧されることにより、解除位置に移動する。その結果、係止爪によるリッドの係止が解除され、カップ昇降手段によって、リッド装着済みカップを適切に下降させることができる。
【0009】
このように、上記構成のリッド装着装置によれば、飲料入りカップへのリッドの装着中は、係止位置に位置する係止爪によって、リッド移送部材のリッド保持部に、リッドをリッド装着位置にしっかりと保持することができる。また、リッドの装着終了後は、リッド移送部材をリッド解放位置に上昇させるだけで、係止爪によって係止された状態のリッドの保持の解除を迅速かつ確実に行うことができる。
【0012】
請求項に係る発明は、請求項1のカップ式自動販売機のリッド装着装置において、第2駆動機構は、モータと、リッド移送部材に下方から係合し、モータにより所定角度、回転駆動されることにより、リッド移送部材をリッド装着位置からリッド解放位置に駆動するカムと、を有していることを特徴とする。
【0013】
この構成によれば、リッド移送部材に下方から係合するカムを、モータにより、所定角度、回転駆動することにより、このカムがリッド移送部材を、リッド装着位置からリッド解放位置に持ち上げる。このように、リッド移送部材をリッド解放位置に駆動する第2駆動機構を、モータおよびカムを有する簡単な構成で実現することができる。
【0014】
請求項に係る発明は、請求項のカップ式自動販売機のリッド装着装置において、上下方向に延び、リッド移送部材を、リッド受取位置とリッド装着位置との間で回動可能に且つリッド装着位置とリッド解放位置との間で昇降可能に支持する支持軸と、リッド移送部材がリッド装着位置に回動したときに当接することによって、リッド移送部材がリッド装着位置を越えて回動するのを阻止する回動阻止部材と、をさらに備えており、カムは、支持軸と同心で回転自在に設けられ、リッド移送部材に互いに回転不能に且つ上下方向に係脱可能にかみ合うように構成されていることを特徴とする。
【0015】
この構成によれば、カムが、支持軸と同心で回転自在に設けられ、リッド移送部材に互いに回転不能にかみ合っているので、このカムが所定角度回転するのに伴い、リッド移送部材がリッド受取位置とリッド装着位置との間で回動する。また、このカムは、リッド移送部材に上下方向に係脱可能にかみ合っているので、リッド移送部材がリッド装着位置に回動し、回動阻止部材に当接した状態で、カムが、リッド移送部材をさらに強く回動阻止部材に当接させる方向に、所定角度回転すると、カムとリッド移送部材とのかみ合い高さの分、リッド移送部材がカムに持ち上げられる。このように、カムを所定角度、回転させるだけで、リッド移送部材を、リッド受取位置とリッド装着位置との間で回動させることができることに加えて、リッド装着位置とリッド解放位置との間で昇降させることもできる。したがって、上記カムおよびモータを有する第2駆動機構により、リッド移送部材の回動および昇降を容易に行うことができ、また、この第2駆動機構で上記第1駆動機構を兼用することもできる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態によるリッド装着装置を内蔵したカップ式自動販売機を示し、図2〜図5は、その内部構造を示している。この自動販売機1は、コーヒーやジュースなどの飲料をカップに注ぎ入れて販売するものであり、リッド装着装置2により、着脱自在のリッドLを飲料の入ったカップCに装着し、ふた付きのカップ飲料Dを購入者に提供できるものである。
【0017】
図1に示すように、自動販売機1は、前面が開口した縦長ボックス状の販売機本体3と、この販売機本体3の前面を開閉するメインドア4とを備えている。メインドア4の中央部には、購入者が商品であるカップ飲料Dを取り出すための商品取出し部5が設けられている。この商品取出し部5は、ある程度の奥行き寸法を有し、メインドア4の上半部よりも前方に若干突出した水平なステージ5aを有している。ステージ5aの中央部には、販売時に、カップ飲料Dが上昇しながら出てくる販売口5bが設けられている。この販売口5bは、常時は閉鎖しており、販売時にカップ飲料Dがステージ5a上に出る際に開口するようになっている。なお、ステージ5aの下方は、正面形状が半楕円形に形成されるとともに、メインドア4の他の部分よりも前方に若干張り出したデザインになっている。
【0018】
また、いずれも図示しないが、この自動販売機1のメインドア4には、一般的なカップ式自動販売機と同様に、商品選択ボタン、金銭投入口および釣銭返却口などが設けられている。さらにこれらに加えて、メインドア4には、カップ飲料にリッドLを装着するか否かを、購入者が自ら選択するためのリッド装着ボタンも設けられている。したがって、例えば、通常の販売ではリッドLを装着せず、購入時にリッド装着ボタンが押されたときだけリッドLを装着するように、自動販売機1が設定されている場合、リッドLが不要な購入者は、一般的なカップ式自動販売機と同様にしてカップ飲料を購入することができる一方、リッドLが必要な購入者は、購入時にリッド装着ボタンを押すことによって、ふた付きカップ飲料Dを得ることができる。
【0019】
図2に示すように、販売機本体3には、上記リッド装着装置2の他、多数のカップCを収納するとともに、販売時にカップCを1個ずつ落下させ、後述するカップ供給位置に供給するカップディスペンサ6や、各種の原料がそれぞれ収納された複数(本実施形態では6つ)のキャニスタ7などが内蔵されている。カップディスペンサ6は、円筒状に形成され、上下方向に互いに積み重なった多数のカップCを複数列、収納するカップ収納器6aと、販売時に、選択された商品に応じたカップ列の最下位のカップCを、それよりも上側の他のカップと切り離し、落下させるカップドロッパ6bとを有している。
【0020】
一方、各キャニスタ7には、互いに異なる粉末あるいは顆粒状の原料、例えばコーヒや紅茶、ココア、さらにはジュースなどの原料が収納されており、販売時に、選択された商品に応じた原料が、原料シュート7aを介してミキシングボウル8に所定量吐出されるようになっている。なお、ミキシングボウル8に吐出された原料は、湯あるいは水とともに攪拌され、その混合液が、飲料チューブ9およびその先端部の飲料ノズル10(図5参照)を介して、後述する飲料供給位置に搬送されたカップCに供給される。
【0021】
次に、リッド装着装置2について詳述する。このリッド装着装置2は、上下方向に積み重なった状態の多数のリッドLを収納するリッドストッカ11(リッド収納装置)と、販売時にリッドストッカ11から1つずつリッドLを取り出すとともに、所定位置まで移送するリッド取出し・移送装置12と、カップCを前後方向および上下方向に搬送するカップ搬送装置13と、このカップ搬送装置13とによって、リッドLを上方から押圧するようにカップCに嵌め込むリッド押圧装置14と、これらを制御するマイクロコンピュータを有する制御装置(図示せず)などを備えている。
【0022】
なお、本実施形態に使用するリッドLおよびカップCは、例えば図6に示すように形成されている。具体的には、リッドLは、厚さの薄いプラスチックからなり、同図(a)に示すように、平面形状が円形で且つある程度の高さを有し、下面が開口している。また、リッドLの上部には、直径がカップCの下端部のそれとほぼ同じ大きさの凹部16が形成されている。これにより、ふた付きカップ飲料Dの凹部16に、他のカップ飲料のカップの下端部を嵌め込むことが可能であり、そうすることにより、複数のカップ飲料を持ち運ぶ際に、それらを互いに積み重ねて持ち運ぶこともできる。また、リッドLの側部には、カップCの後述するカール部18に嵌合する、外方に凸の嵌合部17が形成されている。この嵌合部17の直径は、カップCのカール部18の直径よりも若干小さくなっており、したがって、リッドLは、カップCの上端部の開口にスナップ嵌めでしっかりと装着でき、装着した状態では、カップCから外れにくくなる。
【0023】
一方、カップCは、一般的な紙カップであり、上端部の開口周縁部がカール状に形成されている(カール部18)。そして、このカール部18に、上述したように、リッドLの嵌合部17が嵌合することによって、リッドLがカップCにしっかりと装着される。これにより、飲料の入ったカップCを傾けたり、倒したりしても、飲料がカップCからこぼれることがない。なお、図6(a)の2点鎖線で示すように、リッドLの上面に、開口19を形成してもよく、この場合には、開口19を、飲み口として、あるいはストローの挿入口として利用することができる。
【0024】
図3および図4に示すように、リッドストッカ11は、縦長のストッカフレーム21と、上下方向に延びるとともに、ストッカフレーム21に、鉛直軸線を中心として回転自在に支持されたリッド収納器22と、ストッカフレーム21の上部に取り付けられ、リッド収納器22を所定角度、回転させるためのストッカ駆動機構23などを有している。
【0025】
ストッカフレーム21は、上下方向に延びるフレーム本体21aを有しており、このフレーム本体21aの下端部および上端部にそれぞれ、前方に水平に延びるベースプレート24および支持プレート25が設けられている。図8および図9に示すように、ベースプレート24の所定位置には、リッドLの外径よりも一回り大きなリッド取出し孔24aが形成されている。一方、支持プレート25には、取付金具25aを介して、ストッカ駆動機構23が取り付けられている。そして、これらのベースプレート24および支持プレート25の間に、リッド収納器22が回転自在に支持されている。
【0026】
リッド収納器22は、図7〜図9に示すように、上下方向に延びる3つの筒状の収納ドラム26を有しており、これら収納ドラム26の各々に、上下方向に積み重なった状態の多数のリッド(リッド列)が収納される。また、これらの収納ドラム26は互いに、上下方向に延びる回転軸22aを中心に対称に配置されている。各収納ドラム26は、平面形状がリッドLの外径よりも一回り大きな蜂の巣状に形成されており、回転軸22aの反対側の半部が開閉扉27によって開閉されるようになっている。この開閉扉27は、上下に2分割されており、各々の戸当たり側には、マグネット28が取り付けられている。したがって、各開閉扉27のマグネット28がそれに対応する位置の吸着用プレート29に着脱することにより、各収納ドラム26へのリッド列の補充の際に、開閉扉27を簡単に開閉することができる。なお、この開閉扉27には、複数の縦長のスリット27aが形成されており、これにより、メインドア4の開放時には、開閉扉27を開放することなく、収納ドラム26内のリッドLの残量を外部から容易に視認することができる。
【0027】
また、リッド収納器22の回転軸22aの上端部には、ギヤ22bが固定されており、このギヤ22bがストッカ駆動機構23によって回転駆動されることによって、リッド収納器22が所定角度回転する。ストッカ駆動機構23は、モータ31と、ギヤボックス32を介して、モータ31により回転駆動される駆動軸33などを有している。この駆動軸33には、その下端部に、リッド収納器22の上記ギヤ22bにかみ合うギヤ部34が設けられる一方、上端部に、リッド収納器22の回転角度を制御するための円板状の制御板35が設けられている。また、この制御板35の付近には、光センサからなるストッカセンサ36が配置されており、このストッカセンサ36により、制御板35の所定位置に形成されたスリット35aの位置が検出される。この検出結果に基づき、モータ31の作動が制御されることによって、リッド収納器22が所定角度、回転する。
【0028】
図10は、図4に示すリッド装着装置2からリッドストッカ11を省略した部分を拡大して示しており、図11はその上面図の一部を示している。これらの図および図9に示すように、リッドストッカ11の下側、より具体的には、ベースプレート24のリッド取出し孔24aの下側には、リッド列のうちの最下位のリッドLを、それよりも上側のリッドと切り離すためのリッドセパレータ41が取り付けられている。なお、以下の説明では、リッド列のうちの最下位のリッドLおよびそのすぐ上のリッドLをそれぞれ、適宜、「装着リッドL1」および「次装着リッドL2」と称呼する。
【0029】
図12に示すように、リッドセパレータ41は、リッド取出し孔24aとほぼ同じ大きさで同心に位置するリッド支持孔42を有する、平面形状がリング状のケース43と、互いに等角度で、リッド支持孔42に臨むようにケース43内に配置され、装着リッドL1の支持および切離しを行うための複数(本実施形態では6個)のリッドカム44と、これら全てのリッドカム44を、同期して所定角度、回転させるためのリングギヤ45と、このリングギヤ45を所定角度、回転させるためのセパレータモータ46と、リングギヤ45の回転位置を検出するための2つのリングギヤセンサ47、47などを有している。
【0030】
ケース43は、互いに上下対称な上ケース43aおよび下ケース43bを上下に組み合わせて構成されており、これら上下のケース43a、43bにそれぞれ、各リッドカム44が鉛直軸線を中心として回転自在に支持されている。各リッドカム44は、図12(c)に示すように、上下方向に延びる回転軸44aを間にして、互いに反対方向に水平に突出した一対の凸部44b、44bを、上下2段で有している。同図(a)に示すように、各リッドカム44の一対の凸部44b、44bが、ケース43のリッド支持孔42の半径方向に向いているときには、内側の凸部44bによって、装着リッドL1の下面周縁部が下側から支持される。また、各リッドカム44の下部には、上記リングギヤ45にかみ合うギヤ部44cが設けられている。なお、各リッドカム44の下段の一対の凸部44b、44bは、上段のそれによって、装着リッドL1を誤って支持できなかったときの予備として設けられている。
【0031】
リングギヤ45は、ケース43の外径よりも一回り小さく形成されており、内周部に、6個のリッドカム44のギヤ部44cにそれぞれかみ合う多数の歯が形成されている。また、リングギヤ45には、図12(a)および図13に示すように、半径方向に延びる駆動用および回転位置検出用の長孔45a、45bがそれぞれ、所定位置に形成されている。駆動用長孔45aには、所定形状のクランク48の一端部が摺動自在に挿入されており、そのクランク48の他端部がセパレータモータ46の回転軸46aに固定されている。
【0032】
一方、回転位置検出用の長孔45bは、リングギヤ45の駆動用の長孔45aの向い側の位置に形成されており、リングギヤ45が図13(a)に示す位置にあるときに、一方のリングギヤセンサ47(47A)で検出されるようになっている。この一方のリングギヤセンサ47Aおよび他方のリングギヤセンサ47Bはいずれも光センサからなり、またこれらは互いに、所定距離、離隔して配置されている。
【0033】
このように構成されたリッドセパレータ41では、リングギヤ45およびリッドカム44が図12(a)および図13(a)に示す状態にあるときには、6つのリッドカム44のリッド支持孔42の中心に向いた各凸部44bによって、装着リッドL1の下面周縁部を下側から支持する。この状態から、セパレータモータ46が作動し、クランク48が図13(a)の矢印Aに示す方向に所定角度(約80度)、回転することによって、リングギヤ45が矢印Bに示す方向に回転し、これに伴い、回転位置検出用の長孔45bが移動し、他方のリングギヤセンサ47Bで検出されたときに、セパレータモータ46が停止する。これにより、リングギヤ45は、矢印Bに示す方向に所定角度(約5度)、回転する一方、これに伴い、6つのリッドカム44はそれぞれ、図13(b)に示すように、約90度回転し、これにより、装着リッドL1の支持が解除される。
【0034】
なお、図13(b)に示す状態において、クランク48が上記矢印Aと逆方向(矢印A’)に所定角度(約80度)、回転することにより、リングギヤ45が矢印B’に示す方向に回転し、これにより、リングギヤ45およびリッドカム44が同図(a)に示す状態に復帰する。
【0035】
また、リッドセパレータ41のケース43には、リッド支持孔42内のリッドLの有無を検出するリッド有無センサ49が設けられている。このリッド有無センサ49は、互いに間隔を存し且つ水平に対向するように配置された発光素子49aおよび受光素子49bからなる光センサで構成されている。発光素子49aからの光がリッド支持孔42内のリッドLで遮られたときには、リッドLがリッド支持孔42内に存在しており、図示しない上記制御装置により、リッドセパレータ41の上方に位置するリッド収納器22の収納ドラム26がリッド切れではないと判別される。逆に、発光素子49aからの光が何ら遮られることなく、受光素子49bで受光されたときには、前述の収納ドラム26がリッド切れであると判別される。
【0036】
以上のように構成されたリッドストッカ11およびリッドセパレータ41では、販売時にふた付きカップ飲料が選択されることで、リッドセパレータ41の上方に位置するリッド収納器22の収納ドラム26内のリッド列が、最下位のものから順に切り離され、消費されてゆく。そして、販売時(例えば、今回の販売で最後のリッドLを消費したとき)に、リッド有無センサ49を介して、前述の収納ドラム26がリッド切れであると判別されると、次回のふた付きカップ飲料の販売に備えて、リッド収納器22が所定角度(120度)、回転し、これにより、リッド切れの収納ドラム26が、リッド列を収納した新たな収納ドラム26に切り替わる。この場合、新たな収納ドラム26内のリッド列は、ベースプレート24上を摺動しながら、ベースプレート24の上記リッド取出し孔24aまで移動する。
【0037】
また、このような収納ドラム26の切り替えに先立ち、後述するリッド取出し機54が、リッド取出し孔24a付近まで上昇する。具体的には、リッド取出し機54の円柱状の本体部61が、リッドセパレータ41のリッド支持孔42を下方から貫通し、リッド取出し孔24aの付近まで上昇する(図17参照)。その後、上記のように収納ドラム26が切り替えられると、新たな収納ドラム26内のリッド列のうちの最下位の装着リッドL1が、リッド取出し孔24aを介して若干落下し、本体部61の上端面を覆うように、これに載る。その後、リッド取出し機54が下降し、その途中で、装着リッドL1がリッドセパレータ41のリッド支持孔42内で支持される。これにより、収納ドラム26の切り替えが終了する。
【0038】
このように、収納ドラム26の切り替えの際に、リッド取出し孔24a付近まで上昇したリッド取出し機54の本体部61に、装着リッドL1を一旦載せてからリッドセパレータ41にセットするので、その装着リッドL1を、ベースプレート24上からリッド取出し孔24aを介して落下させ、リッドセパレータ41に直接セットする場合に比べて、その落下距離を非常に短くすることができる。これにより、リッドセパレータ41へのリッド列のセットを適切かつ確実に行うことができる。
【0039】
なお、収納ドラム26のリッド切れの判別において、リッド支持孔42内にリッドLが全く存在しない場合を、収納ドラム26のリッド切れと判別する他、リッド有無センサ49の上下方向の位置を、適宜、設定することによって、リッド支持孔42内にリッドLが1個あるいは数個存在している状態のときに、収納ドラム26がリッド切れになったと判別するようにしてもよい。この場合には、リッド支持孔42内に残存する最上位のリッドLと、リッド取出し孔24aとの距離が短くなるため、収納ドラム26の切替時に、新たな収納ドラム26内のリッド列の最下位のリッドLが、リッド取出し孔24aを介してそのまま落下し、残存するリッドLに上方から積み重なる。したがってこの場合には、リッド取出し機54を作動させなくても、リッドセパレータ41へのリッド列のセットを適切に行うことが可能である。
【0040】
次に、リッド取出し・移送装置12について説明する。図10および図11に示すように、リッド取出し・移送装置12は、上記リッドセパレータ41の下方に配置されており、リッドセパレータ41のリッド支持孔42内で支持された装着リッドL1を、下方へ移動させながら取り出すリッド取出し装置51と、これによって取り出された装着リッドL1を、後述するリッド受取位置からリッド装着位置まで移送するリッド移送装置52とで構成されている。
【0041】
リッド取出し装置51は、図14および図15に示すように、上下方向に延びる1対の案内レール53、53によって案内される昇降自在のリッド取出し機54を有している。このリッド取出し機54は、上下方向に延びる円柱状の本体部61と、この本体部61の下部から案内レール53、53間に延びるベース部62とを有しており、これら本体部61およびベース部62により、正面形状がほぼL字状に形成されている。
【0042】
本体部61は、上記リッドセパレータ41のリッド支持孔42と同心となるように位置しており、本体部61の外径が、リッドLの下面の開口19よりも一回り小さく形成されている。また、本体部61およびベース部62の内部には、リッド把持機構63が設けられており、このリッド把持機構63の後述するリッド把持プレート64が、装着リッドL1に内側から係合することによって、その装着リッドL1を掴めるようになっている。なお、図14および図15(a)に示すように、リッド取出し機54の本体部61の上端部には、側壁に4つの開口61bを有するカバー61aが取り付けられており、リッド把持機構63の後述する各リッド把持プレート64の把持部64bがそれぞれ、開口61bから出没するようになっている。
【0043】
リッド把持機構63は、図15および図16に示すように、所定形状の4つのリッド把持プレート64と、これら4つのリッド把持プレート64を、上下方向に延びる駆動軸65を中心に互いに対称に配置した状態で、各々を上下方向に延びる支持ピン66を介して回動自在に支持する把持プレートホルダ67と、4つのリッド把持プレート64の内方に配置され、所定角度、回転することによって、各リッド把持プレート64を回動させる所定形状のカムプレート68と、このカムプレート68を、上記駆動軸65およびギヤボックス69を介して、所定角度、回転駆動するリッド把持モータ70などで構成されている。
【0044】
リッド把持プレート64は、所定形状の金属板を曲げ加工することなどで成形されており、ある程度の高さを有するとともに、平面形状がくの字状で且つその一端部が支持ピン66に回動自在に連結されたアーム部64aと、このアーム部64aの支持ピン66と反対側の端部に連なるとともに、アーム部64aに対して直角に外方に屈曲し、平面形状が矩形状の把持部64bとを有している。また、各リッド把持プレート64は、図15(b)および図16に示すように、支持ピン66に設けられたねじりコイルばね66aによって、把持部64bが内方、すなわちカムプレート68側に付勢され、これに当接している。このカムプレート68は、平面形状がほぼ正方形で、外周が図16に示すように形成されている。
【0045】
図15(b)に示すように、駆動軸65の下端部には、カムプレート68の回転角度を制御するための円板状の制御板71が設けられている。また、この制御板71の付近には、光センサからなるリッド把持センサ72が配置されており、このリッド把持センサ72により、制御板71の所定位置に形成された図示しないスリットの位置が検出される。この検出結果に基づき、リッド把持モータ70の作動が制御されることによって、カムプレート68が所定角度、回転する。
【0046】
図16(a)に示すように、各リッド把持プレート64がカムプレート68の辺部分に当接した状態では、把持部64bの先端がカバー61aの開口61b付近に位置する。一方、この状態から、カムプレート68が図16(b)に示すようにほぼ45度回転すると、各リッド把持プレート64は、ねじりコイルばね66aに抗して内方から押圧されることで回動し、把持部64bが外方に若干突出する。
【0047】
このように回動駆動されるリッド把持プレート64では、図16(a)に示す各リッド把持プレート64の把持部64bの先端を結んだときの円E1の直径は、リッドLの嵌合部17のそれよりも小さく、一方、図16(b)に示す円E2の直径は、リッドLの嵌合部17とそれとほぼ同一である。したがって、各リッド把持プレート64が、同図(b)に示す状態にあるときには、各把持部64bの先端部で、リッドLの嵌合部17に内側から係合し、リッドLを把持することが可能となる。逆に、各リッド把持プレート64が、同図(a)に示す状態にあるときには、各把持部64によるリッドLの把持を解除することができる。なお、以下の説明では、図16(a)および(b)に示す各リッド把持プレート64の状態をそれぞれ、「リッド解放姿勢」および「リッド把持姿勢」と称呼する。
【0048】
以上のようなリッド把持機構63を有するリッド取出し機54は、図14および図15(a)に示すように、ベース部62の端部(右部)に昇降機構73を有している。この昇降機構73は、エンコーダ付きのモータからなるリッド取出しモータ74と、このモータ74により、ギヤボックス75を介して、水平軸線回りに回転駆動されるピニオン76と、上下方向に延び、ピニオン76にかみ合うラック77とを有している。また、昇降機構73の付近には、リッド取出し機54の待機位置を検出するための光センサからなる待機位置センサ78が配置されている。
【0049】
図17は、リッド取出し機54の上端、すなわち本体部61の上端を基準とするリッド取出し機54の昇降位置を示している。同図に示すように、リッド取出し機54は、待機位置H1と上限位置Hmaxとの間で昇降できるようになっており、また、これら待機位置H1および上限位置Hmaxに加え、これらの間のリッド把持位置H2および一時停止位置H3の2つの位置で停止できるようになっている。
【0050】
これら4つの位置をそれぞれ具体的に説明する。まず、待機位置H1は、リッド取出し機54の上昇開始前の位置であり、販売待機時には、この待機位置H1に、リッド取出し機54が位置している。リッド把持位置H2は、リッド取出し機54の上端が、リッドセパレータ41の上端付近に位置し、リッド把持機構63のリッド把持プレート64がリッド把持姿勢となることで、装着リッドL1を把持可能な位置である。一時停止位置H3は、前述のリッド把持位置H2よりも、若干低い位置であり、その高さは、互いに積み重なった装着リッドL1および次装着リッドL2の下面間の高さとほぼ同じである。リッド上限位置Hmaxは、上記リッドストッカ11のベースプレート24とほぼ同じ高さであり、上述した収納ドラム26の切り替えの際に、リッド取出し機54がこのリッド上限位置Hmaxまで上昇する。
【0051】
図18は、リッド移送装置52を示している。同図に示すように、リッド移送装置52は、ベースプレート81と、このベースプレート81の上側に設けられ、リッドLを、上記リッドセパレータ41の真下のリッド受取位置(図18(a)、(b)に示す位置)から、リッド装着位置(図23に示す位置)に移送するためのリッド移送アーム82(リッド移送部材)と、このリッド移送アーム82を駆動するアーム駆動機構83とを有している。
【0052】
図18(a)および(b)に示すように、ベースプレート81上の所定位置には、リッド移送アーム82が当接することで、その可動範囲を規制するための2本のロッド84、85が立設されている。具体的には、ロッド84およびロッド85(回動阻止部材)はそれぞれ、リッド移送アーム82をリッド受取位置およびリッド装着位置に位置決めする。なお、ベースプレート81上のロッド84の付近には、マイクロスイッチからなる受取位置スイッチ86が設けられており、リッド移送アーム82がリッド受取位置に位置しているときには、この受取位置スイッチ86がリッド移送アーム82で押されるようになっている。
【0053】
リッド移送アーム82は、ある程度の厚みを有するとともに、平面形状が団扇状に形成されており、水平に延びるアーム部91と、このアーム部91に連なるリング状のリッド保持部92とを有している。
【0054】
アーム部91は、リッド保持部92と反対側の端部が、上下方向に延びる支持軸93に回動自在で且つこれに沿って昇降自在に支持されている。アーム部91の上側には、支持軸93の上端部の軸受け93aとの間にコイルばね94が設けられており、このコイルばね94によって、リッド移送アーム82全体が下方に付勢されている。また、アーム部91の下部には、支持軸93の周囲に下方に若干突出した凸部91aが設けられ、アーム駆動機構83の後述するアーム駆動カム103にかみ合っている。
【0055】
一方、リッド保持部92は、二重構造になっており、アーム部91と一体に形成されたリング部95の内側に、リッドLを保持するためのリッド保持リング96を有している。図18(a)、(c)に示すように、リッド保持リング96は、その内径がリッドLの最大外径(下面の外径)よりも若干大きく形成される一方、外径がリング部95の内径よりも若干小さくなっている。すなわち、リッド保持リング96とリング部95との間には、若干の隙間F(例えば2mm)が全周にわたって設けられており、これにより、リッド保持リング96は、リング部95に対しその半径方向に遊びを有している。
【0056】
また、リッド保持リング96の内周部には、その開口96aにリッドLを係止するための4つのリッド係止爪97(係止部材)が設けられており、これらは、開口96aに臨むように、リッド保持リング96の内周に沿って互いに等角度で配置されている。各リッド係止爪97は、図18(c)に示すように、正面形状が縦長の長方形で且つ側面形状が内側に凸のくの字状に形成され、その凸部分に、リッドLを下側から支持した状態で係止するための係止部97aを有している。また、各リッド係止爪97は、その上端部に設けられた支持軸98に、係止部97aでリッドLを係止可能なリッド係止位置(図18(c)の実線で示す位置)と、その係止を解除可能なリッド解除位置(同図の2点鎖線で示す位置)との間で回動自在に支持されている。さらに、各リッド係止爪97は、上端部に設けられたねじりコイルばね99(付勢手段)によって、リッド係止位置に付勢されている。
【0057】
アーム駆動機構83は、図18(a)、(b)に示すように、リッド移送モータ101と、ベースプレート81の下面に取り付けられたギヤボックス102を介して、リッド移送モータ101により回転駆動され、これにより、リッド移送アーム82を駆動するアーム駆動カム103(カム)などで構成されている。なお、モータ101は、ベースプレート81に形成された貫通孔81aを介して、上方に一部が突出した状態でギヤボックス102に連結されている。
【0058】
アーム駆動カム103は、ベースプレート81とリッド移送アーム82との間に配置され、リッド移送アーム82の支持軸93と同心で回転自在に構成されている。また、アーム駆動カム103は、リッド移送アーム82の凸部91aに、互いに回転不能に且つ上下方向に係脱自在にかみ合うように形成されている。このようなアーム駆動カム103が、ギヤボックス102を介して、モータ101により所定角度、回転駆動されると、これに伴い、リッド移送アーム82がリッド受取位置とリッド装着位置との間で回動する。なお、アーム駆動カム103の付近には、光センサからなる2つの移送アームセンサ104、104が設けられており、これらのセンサ104、104および上記受取位置スイッチ86によって、リッド移送アーム82の位置が検出されるようになっている。
【0059】
ここで、図17および図19〜図22を参照しながら、リッド取出し装置51により、リッドセパレータ41から装着リッドL1を取り出し、それをリッド移送装置52のリッド移送アーム82に受け渡す一連の動作について順に説明する。なお、リッド取出し装置51の作動開始前においては、リッド取出し機54は、図17に実線で示す待機位置H1に位置している。またこの場合、リッドセパレータ41のリッドカム44はいずれも、図19(a)に示すように、凸部44bがリッド支持孔42の半径方向に向いている。
【0060】
まず、リッド取出し機54は、待機位置H1からリッド把持位置H2まで上昇する(図19(b))。そして、リッド把持機構63の各リッド把持プレート64は、リッド把持姿勢となり、装着リッドL1の嵌合部17に内側から係合する(図19(c))。次いで、図20(a)に示すように、リッドカム44はいずれも、約90度回転し、リッドカム44の凸部44bによる装着リッドL1の支持が解除される。その後、リッド取出し機54が下降し、一時停止位置H3に停止する(図20(b))。そして、リッドカム44は、反対回りに回転することで、図20(c)に示すように、元の位置に戻り、凸部44bで次装着リッドL2を支持する。これにより、装着リッドL1は、リッドカム44による支持が解除されるとともに、次装着リッドL2からの切り離しが可能な状態となる。
【0061】
次いで、図21(a)に示すように、リッド把持機構63のリッド把持プレート64が、リッド把持姿勢からリッド解放姿勢に戻り、これにより、装着リッドL1は、リッド取出し機54の本体部61のカバー61a上に単に載置された状態となる。その後、一時停止位置H3のリッド取出し機54は、再度下降し(図21(b))、待機位置H1に戻る。なお、リッド取出し機54が一時停止位置H3から若干下降してから、リッド把持姿勢のリッド把持プレート64をリッド解放姿勢に戻すようにしてもよい。この場合には、装着リッドL1をリッド把持プレート64で把持したまま、リッド取出し機54が若干下降するので、装着リッドL1を次装着リッドL2から確実に切り離すことができる。
【0062】
このようにしてリッドセパレータ41から取り出された装着リッドL1は、リッド取出し機54の一時停止位置H3から待機位置H1への下降の途中に、図22(a)および(b)に順に示すように、リッド移送アーム82の4つのリッド係止爪97に係止される。以上のようにして、装着リッドL1がリッド移送アーム82に受け渡され、この装着リッドL1は、図23に示すように、リッド移送アーム82によって、リッド受取位置からリッド装着位置に移送される。
【0063】
次に、図24、図25を参照して、カップ搬送装置13について説明する。上述したように、このカップ搬送装置13は、カップディスペンサ6から受け取ったカップCを、前後方向(図24の左右方向)および上下方向に搬送するものであり、後述するそれぞれの所定位置で、カップCへの飲料供給、そのカップCへのリッドLの装着、および購入者へのふた付きカップ飲料Dの提供が行われる。
【0064】
カップ搬送装置13は、カップCを前後方向および上下方向にそれぞれ搬送する前後搬送装置111および上下搬送装置112(カップ昇降手段)で構成されている。前後搬送装置111は、前後方向に延びるとともに、上下搬送装置112の側部が摺動自在に係合する前後搬送フレーム113と、この前後搬送フレーム113の前端部および後端部にそれぞれ回転自在に設けられた前プーリ114および後プーリ115と、これらのプーリ114、115に巻き掛けられるとともに、上下搬送装置112の側部に連結されたタイミングベルト116と、後プーリ115を回転駆動するパルスモータからなる前後搬送モータ117と、上下搬送装置112の下端部のローラ112aが転動自在に係合し、上下搬送装置112を前後方向に案内する案内レール118と、上下搬送装置112が、後述する飲料供給位置P2およびカップ飲料提供位置P4にそれぞれ到達したか否かを検出する2つの前後位置センサ119、119とを有している。なお、前後搬送フレーム113および案内レール118は、販売機本体3内の内壁や所定のフレーム3a(図2〜4参照)などに固定されている。
【0065】
このような前後搬送装置111において、前後搬送モータ117で後プーリ115が回転駆動されると、タイミングベルト116が所定方向に回転し、これに伴い、上下搬送装置112が前後方向に移動するとともに、次の4つの所定位置、具体的には、カップ供給位置P1、飲料供給位置P2、リッド装着位置P3およびカップ飲料提供位置P4にそれぞれ停止するように制御される。
【0066】
まず、カップ供給位置P1は、カップディスペンサ6からカップCが供給される位置であり、カップドロッパ6bの真下の位置である。また、飲料供給位置P2は、カップCに飲料を供給する位置であり、飲料ノズル10の真下の位置である。また、リッド装着位置P3は、飲料が供給されたカップCにリッドLを装着する位置であり、カップ供給位置P1と飲料供給位置P2との間の位置である。また、カップ飲料提供位置P4は、カップ入り飲料を購入者に提供する位置であり、前後搬送フレーム113の前端付近の位置である。
【0067】
なお、上述したように、上下搬送装置112は、2つの前後位置センサ119、119でそれぞれ検出されることによって、飲料供給位置P2およびカップ飲料提供位置P4に停止制御される。一方、カップ供給位置P1およびリッド装着位置P3における上下搬送装置112の停止制御は、前後位置センサ119、119で検出される飲料供給位置P2およびカップ飲料提供位置P4を基準としたときの、前後搬送モータ117に与えるパルス数で行われる。
【0068】
図25は、上下搬送装置112の内部構造を示している。この上下搬送装置112は、カップCを昇降させるカップ昇降機構121と、カップCを側方から軽く掴むように保持するカップ保持機構122とを有している。
【0069】
カップ昇降機構121は、上端部にカップCを載置するためのカップ台123を上端部に有するとともに、側面形状がL字状のカップ昇降アーム124と、互いに間隔を存して上下方向に平行に延びるとともに、カップ昇降アーム124に螺合し、このカップ昇降アーム124を上下方向に移動させるための一対の送りねじ125、125と、これら送りねじ125、125の下端部間に配置された駆動ギヤ126と、この駆動ギヤ126を回転駆動するパルスモータからなるカップ昇降モータ127と、一対の送りねじ125、125の下端部にそれぞれ固定され、いずれも駆動ギヤ126にかみ合う2つのギヤ128、128と、カップ昇降アーム124の下限位置を検出する昇降アーム下限センサ129とを有している。
【0070】
このように構成されたカップ昇降機構121では、カップ昇降モータ127により駆動ギヤ126が所定方向に回転駆動されると、これにかみ合うギヤ128、128をそれぞれ有する一対の送りねじ125、125が、互いに同一方向に回転する。そして、これらの送りねじ125、125に螺合するカップ昇降アーム124は、上下方向に移動し、これに伴い、カップ昇降アーム124のカップ台123に載置されたカップCが昇降する。
【0071】
なお、カップ昇降アーム124の昇降位置の制御は、昇降アーム下限センサ129で検出された下限位置(図25(b)に示す位置)を基準としたときの、カップ昇降モータ127に与えるパルス数で行われる。また、カップ昇降アーム124の昇降速度の制御は、カップ昇降モータ127の回転速度を制御することで行われる。
【0072】
一方、カップ保持機構122は、上記送りねじ125、125の上端付近に設けられたカップハンドフレーム131と、このカップハンドフレーム131に端部が固定され、互いに間隔を存し、水平且つ平行に延びる一対の支持軸132、132と、この一対の支持軸132、132に摺動自在に支持されるとともに、カップCを左右から挟むように掴むカップハンド133と、カップハンドフレーム131に取り付けられ、カップハンド133を駆動する、エンコーダ付きのカップハンドモータ134とを有している。
【0073】
カップハンド133は、平面形状がほぼL字状に形成され、互いに向かい合うように配置された左右2つのハンド135、135を有している。これら2つのハンド135、135の基端部(図25(a)の左端部)にはそれぞれ、互いに対向し且つ支持軸132に沿って平行に延びるように形成されたラック135a、135aを有している。そして、これらのラック135a、135aは、上記カップハンドモータ134によって回転駆動されるピニオン136にかみ合っている。また、2つのハンド135、135の先端部(図25(a)の右端部)にはそれぞれ、互いに向き合う円弧状のホルダ部135b、135bを有している。
【0074】
このように構成されたカップ保持機構122では、カップハンドモータ134により、ピニオン136が所定方向に所定回転数、回転駆動されると、そのピニオン136にかみ合うラック135a、135aをそれぞれ有するハンド135、135が、互いに接近する。そして、カップ台123に載置されたカップCを、ハンド135、135のそれぞれのホルダ部135b、135bで、左右から挟むように軽く掴む。なお、上記ピニオン136が上記と反対方向に回転駆動されると、ハンド135、135が互いに離れ、これにより、カップCが解放される。
【0075】
次に、図26を参照して、リッド押圧装置14について説明する。上述したように、このリッド押圧装置14は、上記カップ搬送装置13によるカップCの上方への移動に伴い、リッドLを相対的に上方から押圧しながら、カップCに嵌め込むものであり、上記リッド移送アーム82がリッド装着位置に回動したときのリッド保持部92よりも若干上方に配置されている。このリッド押圧装置14は、モータ141と、上下方向に延び、モータ141により、ギヤボックス142を介して回転駆動される駆動軸143と、この駆動軸143の下端部に取り付けられ、駆動軸143の回転に伴って回転しながらリッドLを押圧する回転押圧体144(リッド当接部材)とを有している。
【0076】
回転押圧体144は、互いに等角度で放射状に延びる3つの水平軸線回りにそれぞれ回転自在の3つのローラ145と、平面形状が円形に形成され、各ローラ145を回転自在に支持するローラホルダ146と、ローラホルダ146の上側に、駆動軸143に固定された状態で設けられ、上記駆動軸143の回転をローラホルダ146に伝達するための、下向きコ字状の動力伝達板147とを有している。
【0077】
ローラホルダ146は、駆動軸143に沿って、上下方向に若干移動可能な状態で、駆動軸143に取り付けられている。また、ローラホルダ146の上部には、図26(b)、(c)に示すように、互いに間隔を存し、平行に延びる一対の溝148、148が形成されており、これらの溝148、148に、動力伝達板147の下部が遊挿されている。さらに、ローラホルダ146の上部には、上面が開口した一対のばね挿入孔149、149が設けられており、これらのばね挿入孔149、149にそれぞれ、圧縮ばね150、150が挿入されている。これらの圧縮ばね150、150は、上端が動力伝達板147の下面に当接しており、したがって、これらの圧縮ばね150、150により、3つのローラ145を保持するローラホルダ146が下方に付勢されている。
【0078】
また、ローラホルダ146の上部の外周縁部は、上方に突出するように形成されており、この突出した突出部146aの付近に、光センサからなるローラセンサ151が設けられている。このローラセンサ151は、ローラホルダ146の上昇位置を検出することで、ローラ145が所定距離(例えば2〜3mm)、上昇したか否かを検出する。
【0079】
次に、以上のように構成されたリッド装着装置2を有する自動販売機1の販売時の動作について、カップCへのリッドLの装着を中心に説明する。なお、販売待機時には、図2〜図5に示すように、カップ搬送装置13の上下搬送装置112は、カップ供給位置P1に位置するとともに、カップ台123が下限位置に位置している。また、リッド取出し・移送装置12のリッド取出し機54は、待機位置H1に位置する一方、リッド移送アーム82は、リッド受取位置に位置している。
【0080】
販売時に、購入者が、自動販売機1に金銭を投入し、所望の商品選択ボタンおよびリッド装着ボタンを押すと、まず、カップディスペンサ6から、最下位のカップCが切り離され、カップ搬送装置13(上下搬送装置112)のカップ台123上に落下する。そして、そのカップCは、カップ保持機構122のカップハンド133により、左右から軽く掴まれた状態となる。また、このような上下搬送装置112へのカップCの供給と同時に、購入者の選択した飲料が、ミキシングボウル8内で調理される。
【0081】
次いで、カップCを保持する上下搬送装置112は、図24に示すように、後方の飲料供給位置P2に移動する。そして、ミキシングボウル8内の飲料が、飲料チューブ9および飲料ノズル10を介して、カップCに注がれる。カップCへの飲料供給終了後、上下搬送装置112は前方のリッド装着位置P3に移動する。また、以上のように、カップCがカップディスペンサ6からリッド装着位置P3に搬送されるまでの間に、リッド取出し・移送装置12により、リッドストッカ11から、最下位のリッドL(装着リッドL1)が、リッド装着位置まで移送される。
【0082】
すなわち、図19〜図23を参照して上述したように、リッド取出し装置51のリッド取出し機54が、待機位置H1からリッド把持位置H2まで一旦上昇した後、リッド取出し機54のリッド把持機構63、およびリッドセパレータ41が作動し、装着リッドL1を次装着リッドL2から切り離す。その後、リッド取出し機54が、一時停止位置H3から待機位置H1まで下降し、その途中で、装着リッドL1が、リッド移送アーム82のリッド保持リング96内にリッド係止爪97で係止される。そして、リッド移送アーム82が、リッド受取位置からリッド装着位置に回動し、これにより、装着リッドL1がリッド装着位置、より具体的には、リッド装着位置P3に搬送されたカップCの上方で、且つリッド押圧装置14のローラ145の下側に移送される(図27(a)参照)。
【0083】
ここで、図27および図28を参照して、リッド装着位置におけるカップCへの装着リッドL1の装着を順に説明する。まず、リッド装着位置P3に位置する上下搬送装置112のカップ昇降アーム124が上昇し、図27(a)に示す下限位置のカップ台123に載置されたカップCが、装着リッドL1に下方から当接する(図27(b)参照)。そして、カップ昇降アーム124がさらに上昇することで、カップCが装着リッドL1を持ち上げ、この装着リッドL1の上端が回転押圧体144のローラ145の付近に到達する。ここまでの上昇区間では、カップ昇降アーム124は高速(例えば50mm/s)で上昇する。その後、カップ昇降アーム124の上昇速度が低速(例えば5mm/s)に切り替わり、カップ昇降アーム124がゆっくりとさらに上昇し、装着リッドL1が、回転している回転押圧体144の3つのローラ145に下方から当接する。
【0084】
一方、装着リッドL1の上方のリッド押圧装置14では、カップ昇降アーム124の上昇速度が切り替わるタイミングよりも少し前から、回転押圧体144が、鉛直軸線回りに所定の回転速度(例えば3秒で2回転)で回転する。
【0085】
装着リッドL1がローラ145に当接した後も、カップ昇降アーム124がゆっくりとさらに上昇する。これにより、装着リッドL1は、下側のカップCによって、上側の回転押圧体144のローラ145に次第に強く押し当てられる。そして、この装着リッドL1は、スナップ嵌めによって、カップCに適正に且つしっかりと装着される(図27(c)、図6(c)参照)。
【0086】
このように、装着リッドL1がカップCに適正に且つしっかりと装着されるのは、主に、リッド移送アーム82におけるリッド保持リング96の遊び、カップ昇降アームの上昇速度、および回転押圧体144の回転による。例えば、図29(a)に示すように、カップCの上端部の開口の中心と、装着リッドL1の下端部の開口の中心とが、数mm程度ずれている場合に、カップCが装着リッドL1に下方から当接すると、同図(b)に示すように、装着リッドL1がカップCの水平な上面に対し、若干傾斜することがある。
【0087】
しかし、本実施形態のリッド装着装置2においては、装着リッドL1を保持するリッド移送アーム82のリッド保持リング96が、その遊びによって、水平面内で若干移動し、また、装着リッドL1に当接したカップCがゆっくりと上昇し、さらに、回転押圧体144が回転することで、3つのローラ145が装着リッドL1の上面周縁部をスムーズに押圧する。したがって、装着リッドL1およびカップCの開口の中心が互いにずれている場合であっても、前述のようにして、それらの中心を合致させながら、装着リッドL1をカップCに装着させるので、装着リッドL1をカップCに適正に且つしっかりと装着することができる。
【0088】
以上のようにして、装着リッドL1がカップCに装着され、図27(c)に示すように、回転押圧体144のローラホルダ146が、圧縮ばね150、150に抗して、所定高さ(例えば2〜3mm)上昇したことが、ローラセンサ151で検出されると、カップ昇降アーム124の上昇が停止する。その後、逆に、カップ昇降アーム124が下降し、図28(a)に示すように、回転押圧体144が元の高さに戻ったところで、カップ昇降アーム124の下降が停止する。
【0089】
図28(a)に示すように、この状態のまま、カップ昇降アーム124が下降すると、装着リッドL1の下面周縁部がリッド移送アーム82のリッド係止爪97で係止され、そのために、リッド装着済みカップCが宙づりになってしまうことがある。そこで、リッド係止爪97による装着リッドL1の係止を解除すべく、図28(b)に示すように、リッド移送アーム82を若干上昇させる。
【0090】
具体的には、図23および図30(a)に示すように、リッド装着位置に位置するリッド移送アーム82を、リッド受取位置(図23(a)の2点鎖線で示す位置)と反対方向に回動させるように、アーム駆動機構83を短時間作動させる。この場合、リッド移送アーム82は、ロッド85に当接し、これを越えて回動することはできない。しかし、アーム駆動機構83のアーム駆動カム103が所定角度、回転すると、アーム駆動カム103とこれにかみ合っていたリッド移送アーム82の凸部91aとのかみ合いがはずれ、そのかみ合い高さの分、アーム駆動カム103がコイルばね94に抗して、リッド移送アーム82を持ち上げる。これにより、リッド移送アーム82は、アーム駆動カム103とのかみ合い高さと同じ高さGだけ上昇する(リッド解放位置)。
【0091】
またこの場合、リッド装着済みカップCは、そのリッドL1の上面が回転押圧体144に当接しているため、上昇したリッド移送アーム82に対し、相対的に下降する。そうすると、リッド移送アーム82の各リッド係止爪97は、リッドL1により、ねじりコイルばね99に抗して押圧され、リッド係止位置から外方のリッド解除位置に回動する。これにより、リッド装着済みカップCのリッドL1の係止が解除される。
【0092】
その後、停止していたカップ昇降アーム124が下降し、図28(c)に示すように、下限位置で停止する。以上により、カップCへの装着リッドL1の装着が完了する。なお、カップ昇降アーム124が下限位置に到達すると、リッド装着位置のリッド移送アーム82が、次回の販売に備えて、リッド受取位置に戻る。
【0093】
以上のようにして、カップCにリッドLが装着された後、リッド装着位置P3の上下搬送装置112は、図31に示すように、前方のカップ飲料提供位置P4まで移動する。そして、同図に2点鎖線で示すように、カップ昇降アーム124が上昇し、ふた付きカップ飲料Dを、商品取出し部5のステージ5aまで持ち上げる。これにより、ふた付きカップ飲料Dの販売が終了する。なお、ふた付きカップ飲料Dが、商品取出し部5から購入者に取り出されると、上昇していたカップ昇降アーム124が下限位置まで下降し、上下搬送装置112が、次回の販売に備えて、カップ供給位置P1に戻る。
【0094】
以上詳述したように、本実施形態のリッド装着装置2によれば、購入者への提供前に、着脱自在のリッドLを飲料の入ったカップCに自動的に装着するので、購入者は、カップ飲料Dをこぼすことなく、しかも複数のカップ飲料であっても、容易にかつ安全に持ち運ぶことができる。また、ふた付きカップ飲料Dをテーブルなどの上で誤って倒した場合であっても、カップCから飲料がこぼれないので、テーブルを汚すことがない。さらに、購入者は、カップCから一旦取り外したリッドLを、再度簡単に取り付けることができるので、飲み掛けのカップCにふたをしておくことで、その飲料を衛生に保つことができるとともに、飲料がホット飲料である場合に、それを冷め難くすることもできる。
【0095】
また、飲料入りカップCへのリッドLの装着中は、そのリッドLがリッド移送アーム82のリッド保持リング96内でしっかりと保持されるので、リッドLの装着をより確実に行うことができる。加えて、リッドLの装着終了後は、リッド移送アーム82をリッド解放位置に上昇させるだけで、リッド係止爪97によるリッド装着済みカップのリッドLの係止の解除を、迅速かつ確実に行うことができる。
【0096】
なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、リッド移送アーム82のリッド保持リング96内でリッドLを係止するリッド係止爪97を、例えば、板ばねなどの弾性材料や可撓性を有する材料などで構成し、リッド装着位置でリッド移送アーム82を上昇させることによるリッドLの保持解除の際に、簡単に変形するものを採用してもよい。また、実施形態で示したリッド装着装置2の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。
【0097】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のカップ式自動販売機のリッド装着装置は、飲料入りカップへのリッドの装着中は、リッドをしっかりと保持できるとともに、装着終了後は、リッド保持の解除を迅速かつ確実に行うことができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態によるリッド装着装置を内蔵したカップ式自動販売機を示す斜視図である。
【図2】図1のカップ式自動販売機の内部を示す斜視図である。
【図3】カップディスペンサを省略したカップ式自動販売機の内部を示す斜視図である。
【図4】カップディスペンサを省略したカップ式自動販売機の内部を示す正面図である。
【図5】リッドストッカおよびリッド取出し・移送装置を省略したカップ式自動販売機の内部を示す右側面図である。
【図6】リッドおよびカップを示す図であり、(a)はリッドの上面図、(b)は一部を裁断したリッドの側面図、(c)はカップの側面図を示す。
【図7】ストッカフレームを省略したリッドストッカの上端部を示す斜視図である。
【図8】ストッカフレームの上部の支持プレートを省略したリッドストッカを示す上面図である。
【図9】リッドストッカのベースプレートの周辺を示す斜視図である。
【図10】図4に示すリッド装着装置からリッドストッカを省略した部分を拡大して示す正面図である。
【図11】図10の上面図の一部を示している。
【図12】リッドセパレータを示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)はリッドカムを示している。
【図13】リッドセパレータのリッドカムの動作を説明するための図であり、(a)は各リッドカムがリッドを係止するときの状態、(b)はリッドを切り離すときの状態を示している。
【図14】リッド取出し・移送装置のリッド取出し装置を示す斜視図である。
【図15】(a)は、図15のリッド取出し装置を示す正面図であり、(b)は(a)の1点鎖線で囲んだ部分の内部構造を示す図である。
【図16】リッド把持プレートを示す上面図であり、(a)は待機時およびリッド解放の状態を示し、(b)はリッド把持の状態を示す。
【図17】リッド取出し機の昇降位置を説明するための説明図である。
【図18】リッド取出し・移送装置を示す図であり、(a)はその上面図、(b)は(a)の正面図、(c)は(a)のI−I線でリッド移送アームを切断した断面図である。
【図19】リッド取出し機によるリッドセパレータからのリッドの取出しを順に説明するための説明図である。
【図20】図19に続く説明図である。
【図21】図20に続く説明図である。
【図22】図21に続く説明図である。
【図23】リッド移送アームがリッド装着位置に位置するリッド移送装置を示す図であり、(a)はその上面図、(b)は(a)の正面図である。
【図24】カップ搬送装置を示す側面図である。
【図25】上下搬送装置の内部構造を示す図であり、(a)はその上面図、(b)は正面図である。
【図26】リッド押圧装置を示す図であり、(a)はその正面図、(b)は(a)の1点鎖線で囲んだ部分を拡大して示す一部裁断図、(c)は(a)のII−II線の矢視図である。
【図27】リッド装着位置におけるカップへのリッドの装着を説明するための図であり、(a)はカップが上昇する前の状態、(b)はリッドにカップが当接した状態、(c)はカップをがさらに上昇し、リッドがカップにしっかりと嵌った状態を示している。
【図28】図27に続く説明図であり、(a)はカップに装着されたリッドの下面外周部がリッド移送アームのリッド係止爪に係止された状態、(b)はリッド移送アームを上昇させ、リッド係止爪によるリッドの係止を解除した状態、(c)はカップを下降させた状態を示している。
【図29】カップの中心と装着リッドの中心とがずれた状態におけるカップへのリッドの装着を説明するための説明図である。
【図30】リッド装着位置でリッド移送アームを上昇させることで、リッド係止爪によるリッドの係止解除を説明するための説明図である。
【図31】カップ飲料提供位置における上下搬送装置の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
1 自動販売機
2 リッド装着装置
11 リッドストッカ(リッド収納装置)
12 リッド取出し・移送装置
13 カップ搬送装置
14 リッド押圧装置
52 リッド移送装置
82 リッド移送アーム(リッド移送部材)
83 アーム駆動機構
85 ロッド(回動阻止部材)
92 リッド保持部
93 支持軸
96 リッド保持リング
96a 開口
97 リッド係止爪(係止部材)
99 ねじりコイルばね(付勢手段)
101 モータ
103 アーム駆動カム(カム)
112 上下搬送装置(カップ昇降手段)
144 回転押圧体(リッド当接部材)
C カップ
D カップ飲料
L リッド
L1 装着リッド
L2 次装着リッド

Claims (3)

  1. 販売時に、飲料入りのカップの開口にリッドを装着するカップ式自動販売機のリッド装着装置であって、
    複数のリッドを収納するリッド収納装置と、
    上下方向に貫通した開口およびこの開口にリッドを係止する係止部を有するリッド保持部を有し、前記リッド収納装置からリッドを受け取るリッド受取位置と、この受け取ったリッドを前記カップに装着するリッド装着位置との間で移動自在で、且つ昇降自在のリッド移送部材と、
    このリッド移送部材を前記リッド受取位置と前記リッド装着位置との間で駆動する第1駆動機構と、
    前記リッド移送部材が前記リッド装着位置に移動したときの前記リッド保持部の上方に配置され、前記リッドを前記カップに装着する際に、当該リッドが当接するリッド当接部材と、
    前記リッド装着位置に移動した前記リッド移送部材の前記リッド保持部で保持されたリッドに向かって下方から、前記カップを上昇させることにより、当該リッドを前記リッド当接部材に当接させながら当該カップに装着するとともに、当該リッドの装着終了後に、このリッド装着済みカップを下降させるカップ昇降手段と、
    を備え、
    前記係止部は、前記開口に臨むように設けられ、リッドの下面周縁部を下方から支持することによって当該リッドを前記開口に係止する係止位置と、上方から押圧されることによって当該リッドの係止を解除する解除位置との間で移動自在の係止爪と、
    この係止爪を前記係止位置側に付勢する付勢手段と、を有しており、
    前記リッドの装着終了後、前記カップ昇降手段による前記リッド装着済みカップの下降に先立ち、前記リッド移送部材を、前記リッド装着位置よりも上位のリッド解放位置に駆動することにより、前記リッド当接部材に当接した状態で前記リッド保持部に対して相対的に下降する前記リッドによって、前記係止爪を前記付勢手段の付勢力に抗して上方から押圧することにより前記解除位置に移動させる第2駆動機構を、さらに備えていることを特徴とするカップ式自動販売機のリッド装着装置。
  2. 前記第2駆動機構は、モータと、
    前記リッド移送部材に下方から係合し、前記モータにより所定角度、回転駆動されることにより、前記リッド移送部材を前記リッド装着位置から前記リッド解放位置に駆動するカムと、
    を有していることを特徴とする請求項1に記載のカップ式自動販売機のリッド装着装置。
  3. 上下方向に延び、前記リッド移送部材を、前記リッド受取位置と前記リッド装着位置との間で回動可能に且つ当該リッド装着位置と前記リッド解放位置との間で昇降可能に支持する支持軸と、
    前記リッド移送部材が前記リッド装着位置に回動したときに当接することによって、当該リッド移送部材が当該リッド装着位置を越えて回動するのを阻止する回動阻止部材と、
    をさらに備えており、
    前記カムは、前記支持軸と同心で回転自在に設けられ、前記リッド移送部材に互いに回転不能に且つ上下方向に係脱可能にかみ合うように構成されていることを特徴とする請求項2に記載のカップ式自動販売機のリッド装着装置。
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