JP3826802B2 - カップ式自動販売機のリッド装着装置 - Google Patents

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、多数のリッドが互いに積み重なったリッド列を収納するためのリッド収納器や、このリッド収納器内のリッド列から装着すべきリッドのみを切り離すリッド切離し器、さらには、切り離されたリッドを、リッド装着位置のカップに装着する機構などが必要である。そして、リッド列から装着すべきリッドのみを切り離すためには、リッド列をリッド切離し器に適正にセットする必要がある。この場合、例えば、リッド収納器に収納可能なリッド列が一つで、しかもリッド切離し器も一つである場合には、リッド収納器へのリッドの補充時に、オペレータがリッド列をリッド切離し器に適正にセットすることが可能である。また、リッド収納器が複数のリッド列を収納可能に構成されている場合、例えば、一つのリッド列が販売によって消費され、リッド切れになったときには、他のリッド列が自動的に切り替わり、リッド切離し器にセットされることが好ましい。
【０００５】
しかし、リッド収納器およびリッド切離し器の構成上、リッド列が若干落下し、その最下位のリッドが支持されることで、リッド切離し器にセットされるようになっている場合、リッド列の落下時に、最下位のリッドの姿勢が乱れることがある。そのため、最下位のリッドが適正に支持されないことで、リッド列をリッド切離し器に適正にセットすることができないこともあり、その場合には、リッド列の切り替え後に、装着すべきリッドの切り離しミスを生じるおそれもある。
【０００６】
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、リッド列の切替えの際に、リッド列をリッド切離し器に適正にセットすることができ、これにより、リッド列の切り替え後も、装着すべきリッドのみを確実に切り離す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。
【０００７】
【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、上下方向に貫通し且つリッドが通過可能なリッド通過孔を有するベースと、複数のリッドが互いに上下方向に積み重なったリッド列をそれぞれ収納するための上下方向に延びる複数の収納部を有し、これら複数の収納部のいずれか１つがリッド通過孔の上方に位置するように、ベース上に移動自在に取り付けられたリッド収納器と、ベースのリッド通過孔の下側に設けられ、リッド通過孔の上方に位置する１つの収納部に収納されたリッド列を下方から支持した状態で、リッド列をセットするとともに、販売時に、リッド列から最下位のリッドを切り離すリッド切離し器と、このリッド切離し器にセットされているリッド列を他のリッド列に切り替える際に、他のリッド列を収納する収納部が、リッド通過孔の上方に位置するように、リッド収納器を駆動する収納器駆動手段と、この収納器駆動手段による駆動により、リッド通過孔の上方に移動した他のリッド列を、下方から支持しながらリッド切離し器に受け渡すリッド列受渡し手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、リッド切離し器にセットされているリッド列を他のリッド列に切り替える際に、収納器駆動手段により、リッド収納器がベース上で駆動され、他のリッド列を収納する収納部がリッド通過孔の上方に移動する。この場合、他のリッド列がリッド通過孔を介して、下方のリッド切離し器にセットされる際に、リッド列受渡し手段により、下方から支持されながらリッド切離し器に受け渡される。したがって、リッド列の切替えの際に、リッド通過孔から他のリッド列が落下するのを防止でき、他のリッド列をリッド切離し器に適正にセットすることができる。これにより、リッド列の切り替え後も、装着すべきリッドのみを確実に切り離すことができる。
【０００９】
請求項２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、リッド切離し器は、上下方向に貫通するとともに、リッド列の最下位のリッドを係止するための開口を有しており、リッド受渡し手段は、開口を通り、リッド切離し器の下方とリッド通過孔との間で昇降自在に設けられ、リッド列を下方から支持可能なリッド列受渡し部材と、このリッド列受渡し部材を昇降駆動する駆動機構と、他のリッド列がリッド通過孔の上方に到達する前に、リッド列受渡し部材をリッド通過孔まで上昇させるとともに、リッド列受渡し部材が他のリッド列を支持した後、リッド列受渡し部材をリッド切離し器の下方まで下降させるように、駆動機構を制御する制御手段と、を有していることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、リッド列の切替えの際に、制御手段により、駆動機構が制御されることで、リッド列受渡し部材が次のように動作する。すなわち、まず、他のリッド列がリッド通過孔の上方に到達する前に、リッド列受渡し部材が、リッド切離し器の開口を通り、リッド通過孔まで上昇する。次いで、リッド通過孔の上方に他のリッド列が到達することで、この他のリッド列がリッド受渡し部材に支持される。その後、リッド列受渡し部材が、他のリッド列を支持したまま、リッド切離し器の下方まで下降する。そして、このリッド列受渡し部材の下降途中に、他のリッド列がリッド切離し器にセットされる。このように、リッド列受渡し部材を昇降させ、このリッド列受渡し部材でリッド列を下方から支持しながら、リッド切離し器にセットするので、リッド列を適正に且つ安定してセットすることができるともに、リッド列受渡し手段を、上記のような簡単な構成で実現することができる。
【００１１】
【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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
さらにまた、メインドア４には、提供されたふた付きカップ飲料ＤのリッドＬが、カップＣに適正に装着されているか否かを購入者に報知するための表示部（図示せず）が設けられている。この表示部には、後述するリッド適正装着検出部によって、リッドＬの装着が不適正であると検出されると、その旨が表示される。これにより、購入者に対し、ふた付きカップ飲料Ｄの取り扱いの注意を喚起することができる。なお、表示部の代わりに、あるいはこれとともに、音声で警告を発するようにしてもよい。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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図示しない制御装置（制御手段）などを備えている。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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（収納器駆動手段）などを有している。
【００２１】
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（ベース）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（リッド通過孔）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。
【００２２】
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（収納部）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。
【００２３】
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。
【００２４】
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（リッド切離し器）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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
また、このような収納ドラム２６の切替えに先立ち、後述するリッド取出し機５４（リッド列受渡し部材）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の切替えが終了する。
【００３４】
このように、収納ドラム２６の切替えの際に、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正に且つ安定して行うことができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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（駆動機構）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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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によって、リッド係止位置に付勢されている。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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とを有している。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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）。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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）。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
次に、図３２を参照して、上記のようにしてリッドＬが装着されたふた付きカップ飲料Ｄにおいて、そのリッドＬがカップＣに適正に装着されているか否かを検出するリッド適正装着検出部について説明する。このリッド適正装着検出部は、例えば発光素子１６１および受光素子１６２を有する赤外線変位センサ１６３を備えている。この赤外線変位センサ１６３の発光素子１６１は、例えば、上下搬送装置１１２の上端部に設けられる一方、受光素子１６２は、カップ台１２３を間にして、発光素子１６１に水平に対向するように設けられている。また、これらの素子１６１、１６２は、赤外線Ｒの高さが、所定の高さになるように配置されている。すなわち、リッドＬがカップＣに適正に装着されたふた付きカップ飲料Ｄが、下限位置のカップ台１２３に載置されたときのリッドＬの上端までの高さよりも若干高い位置Ｓに、赤外線Ｒが通るように、発光素子１６１および受光素子１６２が配置されている。
【００９１】
したがって、カップＣへのリッドＬの装着完了後、カップ台１２３が下限位置まで下降したときに、上記赤外線変位センサ１６３による赤外線Ｒが遮断されたときには、リッドＬが、カップＣの上端部の水平な開口に対し傾斜しているとして、カップＣに適正に装着されていないと判別される。そして、このように、カップＣへのリッドＬの装着が不適正であるときには、その旨が、メインドア４の表示部に表示される。これにより、購入者は、提供されたふた付きカップ飲料ＤのリッドＬの装着が不十分であることを知ることができる。
【００９２】
また、リッド適正装着検出部としてさらに、カップ昇降アーム１２４のカップ台１２３を鉛直軸線回りに回転するように構成するとともに、上記赤外線変位センサ１６３によるリッドＬの検出の際に、カップ台１２３を図示しないモータで所定角度、回転駆動するようにしてもよい。この場合、カップ台１２３を、少なくとも１８０度回転させることにより、リッドＬがどの方向に傾斜していても、そのリッドＬの上端が、カップ台１２３からの高さＳを上回るか否かを確実に検出でき、これにより、リッドＬがカップＣに適正に装着されているか否かを、より確実に判別することができる。
【００９３】
さらに、以上のようにふた付きカップ飲料ＤのリッドＬが適正に装着されているか否かを検出する他、カップＣへのリッドＬの装着が不適正であるときには、再度、リッドＬをカップＣに装着するようにしてもよい。この場合、ふた付きカップ飲料Ｄから、装着が不適正のリッドＬを取り除くための適当なリッド除去装置（図示せず）を設け、このリッド除去装置によってリッドＬが取り除かれたカップＣに対し、新たなリッドＬを、上述した一連の装着動作と同様にして、再度、装着する。つまり、１回でリッドＬが適正に装着されなかったときには、再度、リッドＬを装着する。これにより、リッドＬが適正に装着されたふた付きカップ飲料Ｄを、より確実に提供することができる。
【００９４】
次に、図３３を参照して、カップ昇降アーム１２４の高速上昇区間の設定について説明する。本設定は、例えば、自動販売機１の電源を入れた際の初期設定時や、リッド装着装置２のメンテナンス終了時などに、自動的に、あるいはオペレータが所定のボタンなどを操作することによって行われる。
【００９５】
本設定ではまず、上下搬送装置１１２がリッド装着位置Ｐ３（図２４参照）に移動する。次いで、下限位置のカップ昇降アーム１２４が上昇する。そして、カップ台１２３が上方の回転押圧体１４４のローラ１４５に当接し、カップ昇降アーム１２４がさらに若干上昇することで、ローラホルダ１４６がカップ台１２３で押し上げられる。そのことがローラセンサ１５１に検出されると、カップ昇降アーム１２４は上昇を停止し、下限位置まで下降する。
【００９６】
このように、カップ昇降アーム１２４が、リッド装着位置Ｐ３において昇降することにより、そのときのカップ昇降モータ１２７のパルス数に基づいて、下限位置のカップ台１２３から、回転押圧体１４４のローラ１４５までの距離Ｗが求められる。そして、この距離Ｗに加えて、リッドＬをカップＣに適正に装着したときのふた付きカップ飲料Ｄの高さＸ、およびリッドＬをローラ１４５に当接させる際に、カップ昇降アーム１２４をゆっくりと上昇させるべき距離Ｚに基づいて、上記図示しない制御装置により、カップ昇降アーム１２４の高速上昇区間Ｙ（＝Ｗ−（Ｘ＋Ｚ））が算出される。つまり、カップ昇降アーム１２４を高速上昇から低速上昇に切り替えるべき高さ（以下「速度切替え高さ」という）が求められる。
【００９７】
この速度切替え高さは、リッド装着位置Ｐ３におけるカップ昇降アーム１２４と回転押圧体１４４との相互距離の製造上のばらつきや、使用あるいはメンテナンスに伴う変化を吸収しつつ、適正に求められる。したがって、カップＣへのリッドＬの装着時に、この速度切替え高さに応じて、カップ昇降アーム１２４の上昇速度を制御することにより、すなわち、下限位置から速度切替え高さまでは高速（例えば５０ｍｍ／ｓ）で上昇させ、速度切替え高さに到達後は、低速（例えば５ｍｍ／ｓ）で上昇させることにより、カップＣへのリッドＬの適正な装着をより確実に行うことができる。
【００９８】
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、容易に且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。
【００９９】
また、リッド収納器２２における収納ドラム２６の切替えの際に、リッド取出し機５４の昇降を利用することにより、新たな収納ドラム２６内のリッド列をリッドセパレータ４１に適正に且つ安定してセットすることができる。これにより、収納ドラム２６の切り替え後も、装着すべきリッドＬのみを確実に切り離すことができる。
【０１００】
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、本実施形態では、収納ドラム２６の切替えの際に、新たなリッド列を、リッド取出し機５４に一旦受け渡してから、リッドセパレータ４１にセットするようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の適当なリッド列受渡し手段によって、新たなリッド列をリッドセパレータに受け渡してセットすることが可能である。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。
【０１０１】
【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、リッド列の切替えの際に、リッド列をリッド切離し器に適正にセットすることができ、これにより、リッド列の切り替え後も、装着すべきリッドのみを確実に切り離す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。
【図３２】ふた付きカップ飲料において、リッドが適正に装着されているか否かを検出するリッド適正装着検出部について説明するための説明図である。
【図３３】カップ昇降アームの高速上昇区間の設定について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
２２ リッド収納器
２３ ストッカ駆動機構（収納器駆動手段）
２４ ベースプレート（ベース）
２４ａ リッド取出し孔（リッド通過孔）
２６ 収納ドラム（収納部）
４１ リッドセパレータ（リッド切離し器）
５４ リッド取出し機（リッド列受渡し部材）
７３ 昇降機構（駆動機構）
Ｃ カップ
Ｄ カップ飲料
Ｌ リッド

Claims (2)

1. 販売時に、飲料入りのカップ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、
   上下方向に貫通し且つリッドが通過可能なリッド通過孔を有するベースと、
   複数のリッドが互いに上下方向に積み重なったリッド列をそれぞれ収納するための上下方向に延びる複数の収納部を有し、これら複数の収納部のいずれか１つが前記リッド通過孔の上方に位置するように、前記ベース上に移動自在に取り付けられたリッド収納器と、
   前記ベースの前記リッド通過孔の下側に設けられ、前記リッド通過孔の上方に位置する前記１つの収納部に収納されたリッド列を下方から支持した状態で、当該リッド列をセットするとともに、販売時に、当該リッド列から最下位のリッドを切り離すリッド切離し器と、
   このリッド切離し器にセットされているリッド列を他のリッド列に切り替える際に、当該他のリッド列を収納する前記収納部が、前記リッド通過孔の上方に位置するように、前記リッド収納器を駆動する収納器駆動手段と、
   この収納器駆動手段による駆動により、前記リッド通過孔の上方に移動した前記他のリッド列を、下方から支持しながら前記リッド切離し器に受け渡すリッド列受渡し手段と、
   を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. 前記リッド切離し器は、上下方向に貫通するとともに、リッド列の最下位のリッドを係止するための開口を有しており、
   前記リッド受渡し手段は、前記開口を通り、前記リッド切離し器の下方と前記リッド通過孔との間で昇降自在に設けられ、リッド列を下方から支持可能なリッド列受渡し部材と、
   このリッド列受渡し部材を昇降駆動する駆動機構と、
   前記他のリッド列が前記リッド通過孔の上方に到達する前に、前記リッド列受渡し部材を前記リッド通過孔まで上昇させるとともに、当該リッド列受渡し部材が前記他のリッド列を支持した後、当該リッド列受渡し部材を前記リッド切離し器の下方まで下降させるように、前記駆動機構を制御する制御手段と、
   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。

Images