JP4024750B2 - 自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、電気的な駆動装置を用いることなく、手動操作部から加えられる力を利用して動作する機構を用いて商品を自動販売する自動販売機に関するものである。

実公昭５７−９８９８号公報、実用新案登録第３０１４３８７号公報、特開平８−２１２４３８号公報、特開２００２−１３３４９２号公報等には、表面に大きな角部の無いプラスチック製のカプセルに入った玩具等の商品を所定枚数の硬貨と引き換えに販売するための自動販売機の構造が示されている。これらの自動販売機では、商品が入っ商品収納室の下に回転ドラムや回転ディスクを備えた商品選別機構または商品移動機構が配置されている。商品選別機構は、商品収納室に収納された商品をランダムに選別して商品出口に移動させる。
実公昭５７−９８９８号公報 実用新案登録第３０１４３８７号公報 特開平８−２１２４３８号公報 特開２００２−１３３４９２号公報

しかしながら従来の自動販売機では、電気を駆動源として用いることができないため、どうしても複雑なリンク機構を用いて内部の機構を構成せざるをなかった。そのため限られたスペースの中で商品収納部の数を増やし且つ商品の収納量を増やすことが難しかった。

本発明の目的は、箱形のケース等のように自由に回転しないケースに入った商品をスムーズに販売することができる自動販売機を提供することにある。

本発明の別の目的は、機械的強度の弱いケースに入った商品をケースを変形させることなく販売できる自動販売機を提供することにある。

本発明の他の目的は、箱形のケースに入った商品の収納容量をできるだけ大きくして、しかも簡単且つ迅速に商品を販売できる自動販売機を提供することにある。

本発明の他の目的は、多種類の商品を簡単且つ迅速に販売できる自動販売機を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、商品の追加補充が容易な自動販売機を提供することにある。

本発明が改良の対象とする自動販売機は、複数の商品が収納される商品収納部と、商品収納部に収納された複数の商品から少なくとも一つのを商品案内通路に移動させる商品移動機構と、手動で操作される手動操作部と、手動操作部から加えられる力を利用して駆動力を発生し、駆動力を商品移動機構にその動作源として伝達する駆動力発生伝達機構とを備えている。

ここで商品のケースの形状は、球形状、円柱形状、箱形形状等任意である。また手動操作部は、手動操作により駆動力を加えることができるものであればよく、レバー式の操作部や、ダイヤルまたは回転式の操作部等を用いることができる。なお商品の購入に必要な硬貨は、実際の硬貨でもよいが、自動販売機の設置個所において経済的価値の象徴として使用されるメダル等の代替貨幣、その他の円板状の部材を含むものである。

本発明の自動販売機は、商品収納部として、複数の商品が上下方向に重なった状態で収納される複数本の商品収納路を備えたものを用いる。複数本の商品収納路は、上下方向に延びる中心線を囲むように設けられる。また使用する商品移動機構は、商品収納部の中心線と一致する軸線を有し且つ前述の駆動力によって回転して商品収納部を回転させる回転軸を備えている。そして商品移動機構は、この回転軸を回転させながら複数本の商品収納路から順次選択した１本の商品収納路から商品案内通路に商品を移動させるように構成されている。本発明の自動販売機では、１つの商品収納部が複数本の商品収納路を備えているので、限られたスペースの中により多くの商品を収納することができる。特に、商品移動機構の回転軸を中心にして商品収納部を回転させることにより、商品を商品案内通路に移動させる構造を採用すると、特定の商品収納路内の商品だけが減ることがなく、各商品収納路内の商品を満遍なく減少させることができる。したがって商品が、早期に商品が出て来なくなる事態が発生するのを防止できる。

なお商品収納部が複数の商品が上下方向に重なった状態で収納されるｍ本（ｍは２以上の正の整数）の商品収納路を備えている場合には、次のようにするのが好ましい。即ちｍ本の商品収納路が上下方向に延びる中心線を囲み且つ隣接する２本の商品収納路を仕切る仕切り壁部が中心線を中心にして３６０°／ｍの角度間隔をあけて放射状に延びるように設けることである。このように構成すると、商品を移動させる際の商品移動機構の回転軸の回転角度範囲が常に一定になるため、回転軸の制御が容易になる。また動作タイミングた常に一定になるので、商品が商品の移動経路内で詰まる可能性が少なくなる。具体的には、駆動力発生伝達機構及び商品移動機構は、１回の動作で回転軸を３６０°／ｍ回転させるように構成することになる。この場合には、上側貫通孔の形状及び位置を、回転軸が停止している回転開始原点位置において商品収納路から上側貫通孔内に落下しないように定める。このようにしておけば、外部から振動が加えられても、待機中に、商品が上側貫通孔から下に落下するのを防止できる。

商品移動機構は、具体的には、回転軸の回転に伴って複数本の商品収納路から所定の位置に順次商品を移動させる第１の移動機構と、回転軸の回転に伴って所定の位置に移動した商品を商品案内通路内に移動させる第２の移動機構とから構成することができる。第１の移動機構で商品を所定の位置に移動させ、第２の移動機構で商品を商品案内通路内に移動させる２段階構成を採用すると、商品収納路内からの商品の排出と商品案内通路内への商品の移動とを切り離すことができるので、無理に商品を移動させて商品を詰まらせたり、商品に無理な力が加わったりする事態が発生するのを防止できる。

ここで商品移動機構の第１の移動機構は、自然落下型移動機構とするのが好ましい。具体的に第１の移動機構には、商品収納部の下方側に配置され且つ上下方向に間隔をあけて回転軸と直交する方向に延びる上側隔壁と下側隔壁とを設ける。そして上側隔壁には、商品収納部が回転軸を中心にして回転している間に、１本の商品収納路から下側隔壁上に１つの商品を自然に落下させる上側貫通孔を設ける。また第２の移動機構は、回転移動機構とするのが好ましい。この回転移動機構は、上側隔壁及び下側隔壁との間に設けられて、回転軸と一緒に回転し、下側隔壁上に落下した商品を商品案内通路内に投入するように構成される。この構造では、上側隔壁に設けた上側貫通孔から商品が下側隔壁上に落下した後は、落下した商品は商品収納部の動きに影響を受けることがない。また回転移動機構も、上側隔壁の上にある商品収納部の動きに影響を受けることなく、下側隔壁上の商品を商品案内通路内に投入できる。したがって商品を商品案内通路に投入する際に、他の商品の存在による影響を受けないので、複数の商品が重なって商品が排出されなくなるといった事態が発生する可能性が少なくなる。

なお上側隔壁と下側隔壁との間の間隔は、下側隔壁上に落下した商品の存在によって該商品よりも上側に位置する他の商品が上側貫通孔内に入り込まない寸法に定めるのが好ましい。このようにすると、上側貫通孔の形状を比較的大きくして商品が落下し易くしても、落下した商品の上にある商品が更に上側貫通孔を通して落下してくることがなく、スムーズに商品を下側隔壁上に落下させることができる。

また商品収納部と上側隔壁とは、商品が上側貫通孔を通って下側隔壁上に落下するまでの間は、商品収納路内に収納された商品の荷重を上側隔壁ですべて支えるように構成するのが好ましい。このような構成を採用すると、上側隔壁で商品収納路内の商品の荷重をすべて支えるので、回転軸に無理な力が加わるのを抑制できる。また上側隔壁で上方に位置する商品の荷重を支えるため、下側隔壁に落下した商品に、必要以上の荷重が加わることがなく、下側隔壁上の商品をスムーズに無理なく商品案内通路へと投入することができる。

また上側隔壁と下側隔壁との間には、下側隔壁上に落下した商品が商品案内通路へと入るように商品を下側貫通孔に導くガイド壁部を設けるのが好ましい。このようなガイド壁部を設ければ、下側壁部に落下した商品を確実に商品案内通路へと移動させることができる。

更に商品収納部を複数即ちｐ個（ｐは２以上の正の整数）設ける場合に、全体の構造をシンプルなものとするためには、共通化できるものはできるだけ共通化するのが好ましい。その場合には、例えば、以下のようにすることができる。まず、１つの商品案内通路と、手動で操作される１つの手動操作部とを設ける。そして１つの手動操作部から加えられる力を利用して駆動力を被駆動部に伝達するｐ個の駆動力発生伝達機構を設ける。またｐ個の駆動力発生伝達機構からそれぞれ伝達される駆動力によりそれぞれ動作してｐ個の商品収納部に収納された前記複数の商品の中から商品を１つの商品案内通路に移動させるｐ個の商品移動機構を設ける。ｐ個の商品収納部は、複数の商品が上下方向に重なった状態で収納されるｍ本（ｍは２以上の正の整数）の商品収納路を備えた構造とする。またｍ本の商品収納路が上下方向に延びる中心線を囲み且つ隣接する２本の商品収納路を仕切る仕切り壁部が中心線を中心にして３６０°／ｍの角度間隔をあけて放射状に延びるように設けられる。ｐ個の商品移動機構は、それぞれ対応する商品収納部の中心線と一致する軸線を有し且つ駆動力によって回転して商品収納部を回転させる回転軸を備えた構造とする。その上で、商品移動機構を回転軸を回転させながらｍ本の商品収納路から順次選択された１本の商品収納路から商品案内通路に商品を移動させるように構成する。そしてｐ個の駆動力発生伝達機構は、２以上の商品移動機構が１つの商品案内通路に商品を同時に移動させないように構成する。このようにしておけば、複数の商品収納部を設けても、しかも商品の排出ルートを共通化しても、商品を商品案内通路内で詰まらせずに、スムーズに排出させることができる。

複数の商品案内部を設ける場合にも、商品移動機構を第１の移動機構と第２の移動機構とから構成するのが好ましい。なおこの場合には、第２の移動機構と第２の移動機構で用いる上側隔壁と下側隔壁を複数の商品移動機構に対してそれぞれ共通に設けることになる。

商品の外形は任意であるが、上下の並べる場合には、商品の外箱を立方体形状にするのが好ましい。立方体形状の外箱を使用する場合には、商品収納部には４本の商品収納路を設けるのが効率的である。この場合、商品収納路の横断面の輪郭形状は、外箱の一辺の長さよりも長く中心線側に交点を形成するように直交する２つの長辺と、該２つの長辺の先端部側から該長辺と直交する方向に延びる２つの短辺と、該２つの短辺の延長線よりも外側に位置して２つの短辺を連結する湾曲辺とを備えた構造にするのが好ましい。商品収納路の横断面の輪郭形状を、外箱の輪郭形状と同様に矩形状にすると、外箱が大きく傾いた場合に、商品が商品収納路の内で詰まってしまい、下方に落下しなくなる場合がある。しかしながら上記のように湾曲辺を持った輪郭形状にすると、外箱が他方傾いても、商品が商品収納路の内壁に引っ掛かるような事態が発生することはなく、商品が商品収納路内で詰まるのを有効に防止できる。

また商品収納部は、取り外しが可能な１つのユニットとして構成することができる。このようにユニット化した場合には、商品収納部と商品移動機構とは、商品収納部を商品移動機構に近づける動作をすることにより両者が連係状態とになり、商品収納部を商品移動機構から引き離す動作をすることにより連係状態が解除されるように構成する。このように構成すると、商品収納部を取り外して、商品の交換をすることができるので、商品の詰め替え作業が容易になる。

また収納ケースの構造は任意である。しかしながら収納ケースを、手動操作部が外部に位置するフロントパネルと、該フロントパネルが分離可能に組み合わされるケース本体とから構成する場合には、次のようにする。即ちフロントパネルの背後に、商品収納部、商品案内通路、駆動力発生伝達機構及び商品移動機構が実装されるフレームを装着する。そしてケース本体の内部にはフレームを前方側に引き出し可能に保持するフレーム保持構造を装着する。このような構造にすると、フロントパネルを引き出すことにより、内部の駆動構造物が実質的に全て外部に出てくるため、保守点検作業が容易になる。

またこの場合には、フロントパネルの上側半部領域に、ｐ個の商品収納部に対応したｐ個の硬貨投入口をそれぞれ設け、フロントパネルの下側領域にはｐ個の商品収納部に対して共通に設けられた１つの手動操作部及び１つの商品吐き出し口を設けることができる。この構造にすると、商品収納部の数が増えても、自動販売機の収納ケースの形状をコンパクトなものとすることができる。

なお収納ケースは、商品収納部の主要部分が収納ケースの外部から見えるように構成することができる。外部から商品収納部が見えれば、残っている商品の状況が判るので、商品の詰め替えを時期を簡単に確認できるだけでなく、商品を見せることによって購買者の購買意欲を高めることができる。

本発明の自動販売機によれば、１つの商品収納部が複数本の商品収納路を備えているので、変形しやすい商品であって、限られたスペースの中により多くの商品を収納することができる利点がある。特に、商品移動機構の回転軸を中心にして商品収納部を回転させることにより、商品を商品案内通路に移動させる構造を採用すると、特定の商品収納路内の商品だけが減ることがなく、各商品収納路内の商品を満遍なく減少させることができ、早期に商品が出て来なくなる事態が発生するのを防止できる利点がある。

以下図面を参照して本発明を適用した自動販売機の一実施の形態について詳細に説明する。図１は、一実施の形態の自動販売機の斜視図である。この自動販売機１は、収納ケース３を、フロントパネル５とケース本体７とから構成する。フロントパネル５はケース本体７とは分離可能に構成されている。図２は、フロントパネル５を、ケース本体７から前方に引き出した状態を示している。なお図２には、フロントパネル５の背後に取り付けられたフレームの一部２１だけが示されている。フロントパネル５の正面部は、下側半部領域５Ａと上側半部領域５Ｂとを備えており、下側半部領域５Ａには４個の商品収納部に対して共通に設けられた１つの手動操作部９及び１つの商品吐き出し口１１が設けられている。また上側半部領域５Ｂには、後に詳しく説明する４個の商品収納部２７〜３３に対応して設けられた４台分の自動販売機用硬貨回収装置が収納される４つの硬貨回収装置収納部１３乃至１９が配置されている。硬貨回収装置収納部１３乃至１９には、透明なカバー１３ａ乃至１９ａが装着されており、この透明なカバー１３ａ乃至１９ａを通して内部の表示部が見えるようになっている。カバー１３ａ乃至１９ａには、４台の硬貨回収装置収納部１３乃至１９に対応した４個の硬貨投入口１４ａ，１６ａ，１８ａ及び２０ａがそれぞれ設けられている。またカバー１３ａ乃至１９ａには、取消またはリセットにより返金される硬貨を取り出す返金取り出し口１４ｂ，１６ｂ，１８ｂ及び２０ｂが設けられている。

図３に詳しく示すように、フロントパネル５の背後には、後述する商品収納部２７〜３３、商品案内通路、駆動力発生伝達機構及び商品移動機構が実装される一部のフレーム２３が装着されている。フレームの全体は、商品収納部、商品案内通路、駆動力発生伝達機構及び商品移動機構を実装するのに十分な機械的強度を持つ構造物として構成されている。図３にはフロントパネル５を前方に引き出す際に使用されるスライド用のフレーム２３が示されている。なお図３において、フレーム２３の後方に配置された別のフレーム２５は、ケース本体７に装着されるフレーム保持構造を構成するレール用フレームである。図３には、図２に示した下側のフレーム２１は図示を省略してある。なおフレーム２３とフレーム２５の機械的強度が十分あれば、図２に示した下側のフレーム２１は不要である。このような構造にすると、フロントパネル５を引き出すことにより、内部の駆動構造物が実質的に全て外部に出てくるため、保守点検作業が容易になる上、商品収納部２７〜３３への商品の補充を行うこともできる。

なお収納ケース３は、後述する商品収納部２７〜３３の主要部分が収納ケース３の外部から見えるようにその上側半部領域の側壁８を透明または半透明な部材により構成してある。また商品収納部２７〜３３の主要部分も透明または半透明な部材により構成されている。このようにすると外部から商品収納部２７〜３３が見えるため、残っている商品の状況が判り、商品の詰め替え時期を簡単に確認できるだけでなく、商品を見せることによって購買者の購買意欲を高めることができる。

手動操作部９は、手動操作により駆動力を加えることができるものであればよい。この例では、回転式の操作部が用いられている。図４には、フロントパネル５のパネル部分を取り除いた自動販売機の正面図が示されている。また図５には図３のＡ−Ａ線断面図が示されている。更に図６は、内部機構を斜め下から見たイラスト図を示している。図５〜図６に示されるように、手動操作部９は、回転軸３４（図６）を中心にして回転する円板状の回転部材３５と回転部材３５に対して回転自在に設けられたつまみ状のハンドル部３７とを備えている。円板状の回転部材３５の後方には、円形状の歯車３９が設けられている。そして回転部材３５の下方位置には、歯車３９と噛み合って回転する小さい歯車４１が設けられている。歯車４１が軸支された軸４３には、図５に示すように回転式の発電機４５の回転軸が直結されている。

発電機４５は、正面側フレーム部材４７に対して取り付けられている。図３，図５及び図６に示すように、発電機４５によって発電された電力は、４台の電動機４９，５１，５３及び５５の動力源としてこれらの電動機に供給される。発電機４５が発電を開始すると、発電機４５が発電した電力は、制御回路を介して電動機に選択的に供給される。電動機４９〜５５の出力軸には、減速機構の一部を構成する小径の歯車５７ａ〜５７ｄが取り付けられている。これらの歯車５７ａ〜５７ｄには、減速機構の一部を構成する大径の歯車５９ａ〜５９ｄが噛み合っている。歯車５９ａ〜５９ｄは、それぞれ回転軸６１ａ〜６１ｄに支持されている。回転軸６１ａ〜６１ｄは、商品収納部２７〜３３を回転させるために動作する商品移動機構６３，６５（図３），６７及び６９（図６）の駆動軸をそれぞれ構成するものである。

本実施の形態では、歯車３９と歯車４１とが、回転部材３５の回転により発電機４５の回転軸を回転部材３５の回転速度よりも速い回転速度で回転させる増速機構を構成している。またこの増速機構（３９，４１）と発電機４５と、電動機４９〜５５と、歯車５７ａ〜５７ｄと、歯車５９ａ〜５９ｄとにより、手動操作部９から加えられる力を利用して駆動力を発生し、駆動力を商品移動機構６３，６５，６７及び６９にその動作源として伝達する駆動力発生伝達機構が構成されている。

次に主として図７乃至図１０を用いて、商品収納部２７〜３３と、商品収納部２７〜３３に収納された複数の商品から一つの商品を１つの商品案内通路７１に移動させる商品移動機構６３〜６９の構成について説明する。商品収納部２７〜３３は、代表的に図８に示すように、複数の商品が上下方向に重なった状態で収納される４本の商品収納路７３ａ〜７３ｄを備えたものを用いる。４本の商品収納路７３ａ〜７３ｄは、上下方向に延びる中心線７７を囲むように設けられる。具体的には、４本の商品収納路７３ａ〜７３ｄが上下方向に延びる中心線７７を囲み且つ隣接する２本の商品収納路を仕切る仕切り壁部７９ａ〜７９ｄが中心線７７を中心にして３６０°／４＝９０°の角度間隔をあけて放射状に延びている。商品収納路の数をｍ本とする場合には、３６０°／ｍ（ｍは２以上の正の整数）の角度間隔で仕切り壁部を設ければよい。商品収納路７３ａ〜７３ｄは、上下方向の端部がそれぞれ開口している。図３に示すように、商品収納路７３ａ〜７３ｄの下側端部と、後述する上側隔壁８１との間には、間隙ｇが形成されており、この間隙ｇ内には、仕切り壁部７９ａ〜７９ｄの下側端部がそれぞれ露出している。なお中心線７７と前述の回転軸６１ｄの軸線とは一致している。

商品収納部２７〜３３、上側隔壁８１及び上側壁部８１に形成する上側貫通孔８５との関係は、商品が上側貫通孔８５を通って後述する下側隔壁８３上に落下するまでの間は、商品収納路７３ａ〜７３ｄ内に収納された商品の荷重を上側隔壁８１ですべて支えるように構成されている。このような構成を採用すると、上側隔壁８１で商品収納路内の商品の荷重をすべて支えるので、回転軸６１ａ〜６１ｄに無理な力が加わるのを抑制できる。また上側隔壁８１で上方に位置する商品の荷重を支えるため、下側隔壁８３に落下した商品に、必要以上の荷重が加わることがなく、下側隔壁８３上の商品をスムーズに無理なく商品案内通路へと投入することができる。

商品移動機構６３〜６９（図３，図６）は、それぞれ対応する電動機４９〜５５によって回転駆動される回転軸６１ａ〜６１ｄの回転に伴って４本の商品収納路７３ａ〜７３ｄから所定の位置に順次商品を移動させる第１の移動機構と、回転軸６１ａ〜６１ｄの回転に伴って所定の位置に移動した商品を商品案内通路７１内に移動させる第２の移動機構とから構成することができる。

この例では、商品移動機構６３〜６９の第１の移動機構として、自然落下型移動機構を用いている。具体的に第１の移動機構は、商品収納部２７〜３３の下方側に配置され且つ上下方向に間隔をあけて回転軸６１ａ〜６１ｄと直交する方向に延びる上側隔壁８１と下側隔壁８３と、前述の仕切り壁部７９ａ〜７９ｄの間隙ｇ内に露出する部分とから構成される。上側隔壁８１には、商品収納部２７〜３３が回転軸６１ａ〜６１ｄを中心にして回転している間に、１本の商品収納路から下側隔壁８３上に１つの商品を自然に落下させる前述の上側貫通孔８５が設けられている。上側貫通孔８５の形状及び形成位置は、回転軸６１ａ〜６１ｄが停止している回転開始原点位置において商品収納路から上側貫通孔８５内に商品が落下しないように定めてある。そのため外部から振動が加えられても、待機中に、商品が上側貫通孔８５から下側隔壁８３上に落下するのを防止できる。

また第２の移動機構は、回転移動機構とするのが好ましい。この回転移動機構は、上側隔壁８１及び下側隔壁８３との間に設けられて、回転軸６１ａ〜６１ｄと一緒に回転し、下側隔壁８３上に落下した商品を商品案内通路７１内に投入するように構成される。具体的には、図６及び図９に最も良く示されるように、９０°間隔で放射状に延びるように設けられた４枚の押し出しプレート８７が、回転軸６１ａ〜６１ｄに対して固定されて、回転移動機構が構成されている。４枚の押し出しプレート８７は、商品収納部に設けられる仕切り壁部７９ａ〜７９ｄと整合するように（上から見て、４枚の押し出しプレート８７と仕切り壁部７９ａ〜７９ｄとが重なるように）配置されている。

下側隔壁８３には、図９に示すように、商品を商品案内通路７１へと導く下側貫通孔８９が形成されている。また上側隔壁８１と下側隔壁８３との間には、下側隔壁８３上に落下した商品が商品案内通路７１へと入るように商品を下側貫通孔８９に導くガイド壁部９１（図９）を設けるのが好ましい。このガイド壁部９１は、押し出しプレート８７の通過は許容するが、商品の通過は許容しないように設けられている。このようなガイド壁部９１を設ければ、下側壁部８３に落下した商品を確実に商品案内通路７１へと移動させることができる。

この構造では、上側隔壁８１に設けた上側貫通孔８５から商品が下側隔壁８３上に落下した後は、落下した商品は商品収納部の動きに影響を受けることがない。また回転移動機構も、上側隔壁８１の上にある商品収納部の動きに影響を受けることなく、下側隔壁８３上の商品を商品案内通路内に投入できる。したがって商品を商品案内通路７１に投入する際に、他の商品の存在による影響を受けないので、複数の商品が重なって商品が排出されなくなるといった事態が発生する可能性が少なくなる。

なお上側隔壁８１と下側隔壁８３との間の間隔は、下側隔壁８３上に落下した商品の存在によって該商品よりも上側に位置する他の商品が上側貫通孔８５内に入り込まない寸法に定めてある。言い換えると、一つの商品が上側隔壁８１と下側隔壁８３との間に入り、その上の商品は下に落ちた商品の上から上側隔壁８１上にスライドする寸法に、上側隔壁８１と下側隔壁８３との間の間隔が定められている。なお上側貫通孔８５の縁部は、下側隔壁８３の上に落ちた商品の上に位置する別の商品が上側隔壁８１上にスムーズにスライド移動するようにテーパーを付けてある。

商品移動機構６３〜６９は、４個の商品案内部に対してそれぞれ設けているが、各商品移動機構で用いる上側隔壁８１と下側隔壁８３とは、共通に設けてある。したがってこの実施の形態では、構造が非常にシンプルになっている。

図７及び図８に示すように、本実施の形態で用いる商品収納部２７〜３３に設けた商品収納路７３ａ〜７３ｄの横断面の輪郭形状は、図８に示す商品７５の外箱の一辺の長さよりも長く中心線側に交点を形成するように直交する２つの長辺７４ａ及び７４ｂと、この２つの長辺７４ａ及び７４ｂの先端部側から該長辺と直交する方向に延びる２つの短辺７４ｃ及び７４ｄと、該２つの短辺の延長線よりも外側に位置して２つの短辺７４ｃ及び７４ｄを連結する湾曲辺７４ｅとを備えた構造を有している。このように商品収納路の横断面形状を定めると、商品の外箱が商品収納路の内部で傾いたとしても、商品が商品収納路の内壁に引っ掛かるような事態が発生することはなく、商品が商品収納路内で詰まるのを有効に防止できる。またこのような構成にすると、球体、楕円体等の種々の形状の外箱に入った商品を収納することができる。

また本実施の形態では、商品収納部２７〜３１は、それぞれ取り外しが可能な１つのユニットとして構成してある。商品収納部２７〜３１と商品移動機構の回転軸６１ａ〜６１ｄとは、商品収納部２７〜３１を商品移動機構の回転軸６１ａ〜６１ｄに近づける動作をすることにより両者が連係状態とになり、商品収納部２７〜３１を商品移動機構の回転軸６１ａ〜６１ｄから引き離す動作をすることにより連係状態が解除されるように構成してある。図９には、商品収納部２７及び２９を取り外した状態を示してある。

また図７及び図１０に示すように、上側隔壁８１には、商品が商品案内通路７１内に投入された否かを検出する商品払い出し確認スイッチＳＷ２が設けられている。このスイッチは、上側隔壁８１に固定された支持部材９３に揺動自在に設けらたプレート９５とを備えている。商品が商品案内通路７１に落下する際にプレート９５を揺らすと、プレート９５の動きに応じオン・オフ状態になる図示しないスイッチがオン・オフ状態になって商品の払い出しが検出される。なお図示していないが、各商品収納部２７〜３１に対しては、各商品収納部が原点位置（商品収納部２７〜３１が９０°の角度範囲を回転する場合の回転開始位置又は回転終了位置にあるか印加を検出する原点復帰検出スイッチＳＷ４（図示せず）が設けられている。この原点復帰検出スイッチＳＷ４は、仕切り壁部７９ａ〜７９ｄまたは押し出しプレート８７によって駆動されるリミットスイッチ等により構成することができる。

図１１は、上記実施の形態の動作を説明するために用いる図である。また図１２は、１台の電動機Ｍ（４９〜５５の総称）を発電機４５の出力により駆動するための制御回路ＣＬの一例を示している。以下図１１を参照しながら、図１２の回路の構成と動作とを説明する。４台の電動機に対しては、発電機４５一台に対して図１２に示した４つの制御回路ＣＬを設けることになる。発電機４５の出力は、硬貨投入確認スイッチＳＷ１とツェナーダイオードＺＤを介して電動機Ｍに供給される。ここで硬貨投入確認スイッチＳＷ１は、後に説明する硬貨回収装置が必要な枚数の硬貨が投入されたことを検出するとオン状態になる常開スイッチである。硬貨が投入された後に、発電機４５が発電を開始すると、スイッチＳＷ１を介してツェナーダイオードＺＤに電圧が印加される。またダイオードＤを介してコンデンサＣが充電される。ツェナーダイオードＺＤに印加される電圧が、ツェナー電圧を超えると電動機Ｍが回転を開始する。図１１（Ａ）に示すように、ある程度電動機Ｍが回転すると、上側隔壁８１上から上側貫通孔８５を通って商品が下側隔壁８３へと落下する[図１１（Ａ）参照]。更に電動機Ｍが回転を続けると、押し出しプレート８７によって押し出された商品７５が、ガイド壁部９１に当り、ガイド壁部９１に沿って商品は押し出され、最終的に商品７５は商品案内通路７１へと投入される[図１１（Ｂ）及び（Ｃ）参照]。商品が押し出されると、商品案内通路７１に設けられた商品払い出し確認スイッチＳＷ２がオン状態となり、コンデンサＣに充電された電荷が回収用ソレノイドＳＣ及びスイッチＳＷ２を通して放電される。商品が払い出されると、手動操作部９の操作が停止されて、発電機４５による発電が停止されることになるが、この場合でもコンデンサＣの放電により回収用ソレノイドＳＣが通電状態となる。そして回収用ソレノイドＳＣの動作により硬貨回収装置が硬貨回収動作を行って硬貨が回収される。コンデンサＣに電荷がある間は、サイリスタＳＣＲと抵抗Ｒとからなる自己保持回路が動作して、コンデンサＣの放電は維持される。コンデンサＣが放電を完了すると、回収用ソノイドＳＣが非導通状態となり、硬貨回収動作が終了する。この制御回路ＣＬによれば、特にバッテリ等の蓄電手段を制御回路の制御用電源とすることなく、発電機４５の出力だけで電力の供給と制御を行える。

図１３は、別の制御回路ＣＬ１の構成を示している。この制御回路では、発電機４５の出力で二次電池としてのバッテリＢを充電して、このバッテリＢを制御回路の制御電源とする。なお図１３には、バッテリＢの充電回路は図示を省略してある。また図１３において、図１２に示した部材と同じ部材には、図１２に付した符号と同じ符号を付してある。この回路では、硬貨が投入されたことが確認されて硬貨投入確認スイッチＳＷ１がオン状態になった後に、発電機４５が発電を開始すると、スイッチＳＷ１と２接点のリレーＲＣの図示しない一つの接点がオン状態となり、その接点を通して電動機Ｍと発電機４５とが電気的に接続され、発電機の出力電圧がツェナーダイオードＺＤに印加される。発電機４５の出力がツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧を超えると、発電機４５の出力が電動機Ｍに供給されて電動機Ｍは回転を開始する。カウンタＣＣは、電動機Ｍに通電が行われるたびに、カウント値をアップするように構成されている。したがってカウンタＣＣの表示を見ることにより、商品の払い出し回数を確認できる。なおこのカウンタＣＣにはリセット機能が付いており、必要に応じたリセットが可能である。電動機Ｍの回転により、後述する商品移動機構が動作をして、商品が払い出されると、商品案内通路に設けられた商品払い出し確認スイッチＳＷ２がオン状態となり、更に電動機Ｍが回転を続けて商品収納部が回転開始原点位置（ストッカ原点）に達したことを原点復帰検出スイッチＳＷ４がオン状態になることにより検出すると、回収用ソレノイドＳＣが励磁される。その結果、回収用ソレノイドＳＣの動作により硬貨回収装置が硬貨回収動作を行って硬貨が回収される。このようにスイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４のアンド動作により、硬貨を回収するようにすると、同時に複数の硬貨回収装置に硬貨が投入されているような場合でも、実際に商品の排出を行った商品収納部から商品が排出された場合にだけ、対応する硬貨回収装置が動作して硬貨を回収することになる。その結果、複数の硬貨回収装置に硬貨が投入された場合であって、誤って硬貨が回収されるのを防止できる。スイッチＳＷ３は、商品の購入者によってリセット操作されるとオン状態となるリセットスイッチである。このリセットスイッチＳＷ３も前述の原点復帰検出スイッチＳＷ４とのアンド動作により、リセット用ソレノイドを励磁する。したがって電動機Ｍが回転していないときにしか、リセットを行うことができない。そのため一度電動機Ｍが回り始めると、その電動機に対応した商品収納部が回転開始原点位置に達するまで（商品が払い出されるまで）はリセット動作は行うことができない。前述の通り、商品収納部が回転開始原点位置に達すると、硬貨は回収されてしまうので、この実施例では一度対応する電動機が回りはじめると途中でリセットはできないようになっている。必要な枚数の硬貨の投入が完了して、スイッチＳＷ１がオン状態になると、発光ダイオードや音声表示手段等の表示手段ＤＰが表示動作を行う。スイッチＳＷ１がオフ状態になると、表示手段ＤＰは表示動作を中止する。なおこの制御回路ＣＬも、図１２の制御回路ＣＬ１と同様に、各商品収納部毎に設けられる。

図１４は、硬貨回収装置収納部１３を拡大してイラスト図として示した斜視図である。硬貨回収装置収納部１３の内部には、図１５乃至図１９に示す硬貨回収装置１０１が収納されている。この硬貨回収装置１０１は、電気的に必要な枚数の硬貨が投入されたか否かを判断する。硬貨回収装置１０１は、硬貨投入口１４ａから投入した硬貨をガイドする硬貨ガイド部１０３と、ガイド部１０３を通った硬貨を一時的に停留させる硬貨停留部１０５と、必要な枚数以上の硬貨が投入されたときに、その硬貨を返金取り出し口１４ｂに排出する硬貨排出路１０７（図１６）と、必要な枚数の硬貨が硬貨停留部１０５に溜まった後に、硬貨停留部１０５に溜まった硬貨を回収する硬貨回収路１０９とを備えている。硬貨投入口から硬貨排出路１０７までの通路が硬貨通過通路となっている。硬貨通過通路の途中に設けられた硬貨停留部１０５には、商品の購入に必要な枚数の硬貨が列を成して停留する。

硬貨停留部１０５は列の一端側が列の他端側よりも下側に位置し且つ列を構成する必要な枚数の硬貨が立った状態（硬貨の直径が垂直方向に沿うようになる状態）で一端側から他端側に向かって並ぶように構成されている。このようにすると、常に、硬貨には重力で下に向かって移動しようとする重力の分力が働くことになる。そのため隣接する二枚の硬貨の接触状態を、硬貨に加わる重力を利用して常に良好な状態に維持することができる。具体的には、硬貨停留部１０５は、厚み方向に間隔をあけて配置された二枚の板材１１１及び１１３と、二枚の板材１１１及び１１３の下側開口部と対向する対向面１１５とを備えている。対向面１１５は、基体１１７に形成されて厚み方向に貫通する大きな貫通孔１１９の内周面１２１の一部により構成されている。硬貨は、二枚の板材１１１及び１１３の間に位置し且つ対向面１１５にその外周部分が接触した状態で硬貨を停留状態に保持するように構成されている。二枚の板材１１１及び１１３の上側両端部は、ヒンジ機構１１９を介して上側端部を中心にして前後方向にスイング（揺動）し得るように配置されている。

この硬貨回収装置１０１においては、列を成して硬貨停留部１０５に停留した硬貨が電気的に直列接続された状態になるように硬貨停留部１０５を構成している。そして列の一端側（硬貨停留部１０５の下側端部側）に位置する硬貨と接触する第１の電極１２１を硬貨停留部に対して設けている。また列の他端側（硬貨停留部１０５の上側端部側）に位置する硬貨と接触する第２の電極１２３を硬貨停留部１０５に対して設けている。そして第１の電極１２１と第２の電極１２３との間に電流が流れるか否かにより必要な枚数の硬貨の投入が完了したことを判定する。具体的な判定手法として、第１の電極１２１と第２の電極１２３との間に電流が流れるとオン状態になるスイッチを用いて、このスイッチがオン状態になっていることを条件に必要な枚数の硬貨の投入が完了したと判定してもよい。また第１の電極１２１と第２の電極１２３と必要な枚数の硬貨とにより、それら自体でスイッチを構成する（第１の電極１２１及び第２の電極１２３を固定接点として必要な枚数の硬貨を可動接点とするスイッチを構成する）ようにしてもよい。

第１の電極１２１は、硬貨停留部１０５に停留している一端側（下側）に位置する硬貨の上側外周部分と接触するように構成され、第２の電極１２３は硬貨停留部１０５に停留している他端側（上側）に位置する硬貨の下側外周部分と接触するように構成されている。具体的には、第２の電極１２３の電極面は対向面１１５上に配置している。そして第１の電極１２１は、二枚の板材１１１及び１１３を貫通するピン状電極から構成されている。第１の電極１２１をピン状電極とすると、電流検出用の電極としてだけでなく、硬貨停留部１０５に入ってくる硬貨のストッパとしても第１の電極１２１を利用することができる。そのため第１の電極１２１を必要な硬貨の枚数を決定する手段として利用することが可能になる。すなわち第１の電極１２１を、二枚の板材１１１及び１１３にそれぞれ設けた貫通孔１３１ａ〜１３１ｄ及び貫通孔１３３ａ〜１３３ｄ（これらは貫通孔１３１ａ〜１３１ｄと板材１１１および１１３の厚み方向に対向している）を選択して、選択した貫通孔に挿入することにより第１の電極１２１の取付位置を変更して、必要な硬貨の枚数を決定する手段とすることができる。この場合には、ピン状電極からなる第１の電極１２１を保持する電極部保持部１３７を備えた電極保持構造１３９は、二枚の板材１１１及び１１３が硬貨を回収する側にスイングしたときに、二枚の板材１１１及び１１３と一緒に電極保持部１３７がスイングするように構成されている。このようにしてピン状電極からなる第１の電極１２１が、二枚の板材の間に入る硬貨の枚数を決定する手段を構成することになる。この状態にすると、第１及び第２の電極１２１及び１２３が、硬貨停留部１０５に入ってくる硬貨の通過の障害とならず、しかも硬貨を硬貨停留部から排出する場合にも電極が障害物となり難いので、構造設計が容易になる。

商品を排出または払い出した後の硬貨の回収を実行する硬貨回収機構は、二枚の板材１１１及び１１３を一方の側に（この例では前方側に）スイングさせて列を成す硬貨を対向面１１５から外すことにより、二枚の板材１１１及び１１３の間から硬貨を落下させることにより硬貨を硬貨停留部１０５から図示しない硬貨貯金箱に移動させるように構成する。この構造にすると二枚の板材のスイング動作だけで、確実に硬貨を下方に落下させて回収することができる。

二枚の板材１１１及び１１３のスイング動作を実現するために、２つのソレノイド（電磁的に励磁されて動作する動作機構）１２５及び１２７が二枚の板材１１１及び１１３の両側に配置されている。前方側（板材１１１側）に配置されたソレノイド１２５が回収用ソレノイドであり、後方側（板材１１３側）に配置されたソレノイド１２７がリセット用ソレノイドである。ソレノイド１２５が励磁されてソレノイド１２５のピストン部材１２６が上方に引き上げられると、板材１１１及び１１３は前方側にスイングする。他方のソレノイド１２７のピストン部材１２８と板材１１３との連結構造は、ピストン部材１２８が上方に引き上げられたときには、板材１１３を後方にスイングさせるが、板材１１３が前方側にスイングする際にはそのスイングを許容するように構成されている。また返金を求めるためにソレノイド１２７が励磁されると、ソレノイド１２７のピストン部材１２８が、上方に引き上げられて板材１１１及び１１３は後方側へとスイングする。ソレノイド１２５のピストン部材１２６と板材１１１との連結構造は、ピストン部材１２６が上方に引き上げられたときには、板材１１１を前方にスイングさせるが、板材１１３が後方側にスイングする際にはそのスイングを許容するように構成されている。

この例では、第１の電極１２１を必要な硬貨の枚数を決定する手段として利用するために、対向面１１５が設けられた基体１１７には、対向面１１５の下方側に位置して対向面１１５と平行に延びるスライド溝１４１を形成してある。そしてスライド溝１４１内に電極保持構造１３９の一部をスライド可能に嵌合する。更に、スライド溝１４１と対向面１１５との間には、スライド溝１４１に沿って間隔をあけて複数の位置決め溝または凹部１４３ａ〜１４３ｄが形成されている。電極保持構造１３９には、位置決め溝または凹部１４３ａ〜１４３ｄに嵌合されて電極保持構造１３９の位置決め部（図示していない）を設けてある。このようにすれば、スライド溝１４１に沿って電極保持構造１３９をスライドさせて、所定の位置決め溝または凹部１４３ａ〜１４３ｄに電極保持構造１３９の位置決め部を嵌合させるだけで、電極の位置決めと固定とを簡単に実現できる。

上記の硬貨回収装置１０１では、硬貨停留部１０５に必要な枚数の硬貨が並ばない限り、硬貨を通して第１の電極１２１と第２の電極１２３間には電流が流れないので、商品の購入に必要な枚数の硬貨の投入の完了を簡単且つ確実に判定することができる。特に、投入された硬貨の中に金属以外の偽造硬貨が含まれているときには、電流が流れないので、偽造硬貨が投入されているか否かも同時に判定できる。また金属製の偽造硬貨が投入されている場合であって、その偽造硬貨の抵抗値が本物の硬貨の抵抗値と異なっている場合には、第１の電極と第２の電極との間を流れる電流の値（または全体の抵抗値）が異なってくる。そこでこの電流値（抵抗値）を測定すれば、投入された硬貨の中に偽造金属製硬貨が含まれているか否かを判定することができる。

なお硬貨投入完了検出手段は、回路的には、図１２及び図１３のスイッチＳＷ１がこれに相当する。

一実施の形態の自動販売機の斜視図である。 フロントパネルをケース本体から前方に引き出した状態を示す図である。 フレームパネルをケース本体から前方に引き出した状態の詳細を示す図である。 フロントパネルのパネル部分を取り除いた自動販売機の正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 内部機構を斜め下から見たイラスト図である。 図２を真上から見た図である。 商品収納部の構造と商品の収納状態を説明するために用いる図である。 商品収納部と商品移動機構の関係を示す斜視図である。 商品払い出しスイッチの取り付け構造を示す斜視図である。 （Ａ）乃至（Ｃ）は、本実施の形態の動作を説明するために用いる図である。 実施の形態で用いることができる制御回路の一例を示すブロック図である。 実施の形態で用いることができる他の制御回路の一例を示すブロック図である。 硬貨回収装置収納部を拡大してイラストとして示した斜視図である。 硬貨回収装置収納部の縦断面図である。 硬貨回収装置を正面右上から見た斜視図のイラストである。 硬貨回収装置を正面側から見たイラストである。 硬貨回収装置を背面側から見たイラストである。 硬貨を回収する状況を図示したイラストである。

符号の説明

１ 自動販売機
３ 収納ケース
５ フロントパネル
７ ケース本体
９ 手動操作部
１３〜１９ 硬貨回収装置収納部
２７〜３３ 商品収納部
３５ 回転部材
３９ 歯車
４５ 発電機
４９，５１，５３，５５ 電動機
６１ａ〜６１ｄ 回転軸
６３，６５，６７，６９ 商品移動機構
７１ 商品案内通路
７３ａ〜７３ｄ 商品収納路
７７ 中心線
７９ａ〜７９ｄ 仕切り壁部
８１ 上側隔壁
８３ 下側隔壁
１０１ 硬貨回収装置
１０３ ガイド部
１０５ 硬貨停留部
１０９ 硬貨回収路
１１１，１１３ 板材
１１５ 対向面
１１７ 期待
１２１ 第１の電極
１２３ 第２の電極
１２７，１２９ ソレノイド
１３７ 電極保持部
１３９ 電極保持構造
１４１ スライド溝
１４３ａ〜１４３ｄ 位置決め溝または凹部

Claims (11)

1. 複数の商品が収納されるｐ個（ｐは２以上の正の整数）の商品収納部と、
   １つの商品案内通路と、
   手動で操作される１つの手動操作部を備えて、前記１つの手動操作部から加えられる力を利用して駆動力を被駆動部に伝達するｐ個の駆動力発生伝達機構と、
   前記ｐ個の駆動力発生伝達機構からそれぞれ伝達される前記駆動力によりそれぞれ動作して前記ｐ個の商品収納部に収納された前記複数の商品の中から前記商品を前記１つの商品案内通路に移動させるｐ個の商品移動機構とを備え、
   前記ｐ個の商品収納部は、前記複数の商品が上下方向に重なった状態で収納されるｍ本（ｍは２以上の正の整数）の商品収納路を備え、
   前記ｍ本の商品収納路が上下方向に延びる中心線を囲み且つ隣接する２本の前記商品収納路を仕切る仕切り壁部が前記中心線を中心にして３６０°／ｍの角度間隔をあけて放射状に延びるように設けられ、
   前記ｐ個の商品移動機構は、それぞれ対応する前記商品収納部の前記中心線と一致する軸線を有し且つ前記駆動力によって回転して前記商品収納部を回転させる回転軸を備え、前記回転軸を回転させながら前記ｍ本の商品収納路から順次選択された１本の前記商品収納路から前記商品案内通路に前記商品を移動させるように構成され、
   前記ｐ個の駆動力発生伝達機構は、２以上の前記商品移動機構が前記１つの商品案内通路に前記商品を同時に移動させないように構成されている自動販売機。
2. 前記Ｐ個の商品移動機構は、それぞれ前記商品収納部の前記中心線と一致する軸線を有し且つ前記駆動力によって回転して前記商品収納部を回転させる回転軸と、前記回転軸の回転に伴って前記複数本の商品収納路から所定の位置に順次前記商品を移動させる第１の移動機構と、前記回転軸の回転に伴って前記所定の位置に移動した前記商品を前記商品案内通路内に移動させる第２の移動機構とを備えており、
   前記商品移動機構の前記第１の移動機構は、
   前記商品収納部の下方側に配置され且つ上下方向に間隔をあけて前記回転軸と直交する方向に延びる上側隔壁及び下側隔壁と、
   前記上側隔壁に設けられて前記商品収納部が前記回転軸を中心にして回転している間に、前記１本の商品収納路から前記下側隔壁上に１つの前記商品を落下させる上側貫通孔とを備えた自然落下型移動機構であり、
   前記第２の移動機構は、前記上側隔壁及び下側隔壁との間に設けられて、前記回転軸と一緒に回転し、前記下側隔壁上に落下した前記商品を前記商品案内通路内に投入する回転移動機構からなり、
   前記Ｐ個の商品移動機構に対して共通の前記上側隔壁及び共通の前記下側隔壁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
3. 前記上側隔壁と前記下側隔壁との間の間隔は、前記下側隔壁上に落下した前記商品の存在によって該商品よりも上側に位置する他の商品が前記上側貫通孔内に入り込まない寸法に定められている請求項２に記載の自動販売機。
4. 前記商品収納部と前記上側隔壁とは、前記商品が前記上側貫通孔を通って前記下側隔壁上に落下するまでの間は、前記商品収納路内に収納された前記商品の荷重を前記上側隔壁ですべて支えるように構成されている請求項２または３に記載の自動販売機。
5. 前記駆動力発生伝達機構及び前記商品移動機構は、１回の動作で前記回転軸を３６０°／ｍ回転させるように構成され、
   前記上側貫通孔の形状及び位置は、前記回転軸が停止している回転開始原点位置において前記商品収納路から前記上側貫通孔内に落下しないように定められている請求項１に記載の自動販売機。
6. 前記上側隔壁と前記下側隔壁との間には、前記下側隔壁上に落下した前記商品が前記下側隔壁に形成された下側貫通孔内に入るように前記商品を前記商品案内通路へと導くガイド壁部が設けられている請求項２に記載の自動販売機。
7. 前記商品の外箱は立方体形状を有しており、
   前記商品収納部は４本の商品収納路を有しており、
   前記商品収納路の横断面の輪郭形状は、前記外箱の一辺の長さよりも長く前記中心線側に交点を形成するように直交する２つの長辺と、該２つの長辺の先端部側から該長辺と直交する方向に延びる２つの短辺と、該２つの短辺の延長線よりも外側に位置して前記２つの短辺を連結する湾曲辺とを備えている請求項１に記載の自動販売機。
8. 前記商品収納部は、取り外しが可能な１つのユニットとして構成されており、
   前記商品収納部と前記商品移動機構とは、前記商品収納部を前記商品移動機構に近づける動作をすることにより両者が連係状態とになり、前記商品収納部を前記商品移動機構から引き離す動作をすることにより連係状態が解除されるように構成されている請求項１に記載の自動販売機。
9. 前記手動操作部が外部に位置するフロントパネルと該フロントパネルが分離可能に組み合わされるケース本体とを有する収納ケースを備え、
   前記フロントパネルの背後には、前記商品収納部、前記商品案内通路、前記駆動力発生伝達機構及び前記商品移動機構が実装されるフレームが装着され、
   前記ケース本体の内部には前記フレームを前方側に引き出し可能に保持するフレーム保持構造が装着されている請求項１に記載の自動販売機。
10. 前記フロントパネルの上側半部領域には、前記ｐ個の商品収納部に対応したｐ個の硬貨投入口がそれぞれ設けられ、前記フロントパネルの下側領域には前記ｐ個の商品収納部に対して共通に設けられた１つの前記手動操作部及び１つの商品吐き出し口が設けられている請求項９に記載の自動販売機。
11. 前記収納ケースは、前記商品収納部の主要部分が収納ケースの外部から見えるように構成されている請求項９に記載の自動販売機。