JP4517905B2 - カップ式自動販売機のキャップ装着装置 - Google Patents

Description

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に内蔵され、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キャップを装着するカップ式自動販売機のキャップ装着装置に関する。

従来、この種のカップ式自動販売機のキャップ装着装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。このキャップ装着装置は、キャップ収納庫から払い出され、キャップシュータを介して搬送されたキャップを、一時的に保持するキャップ供給ガイドを備えている。このキャップ供給ガイドは、互いに水平に対向するように配置され、互いに同期して水平に近づいたり、離れたりすることが可能な左右２つのセグメントからなるシャッタを有しており、シャッタの中央部には、搬送されたキャップを保持するためのすり鉢状のキャップ受容部が形成されている。また、シャッタの下方には、飲料入りのカップを載置するとともに、昇降自在のカップ受け台が設けられている。

このキャップ装着装置では次のようにして、キャップをカップに装着する。まず、キャップ収納庫から払い出されたキャップが、キャップシュータを介してキャップ供給ガイドに搬送される。この場合、キャップ供給ガイドのシャッタは、閉じており、そのシャッタのキャップ受容部にキャップが保持される。また、これと並行して、シャッタの下方のカップ受け台に、飲料入りのカップが搬送される。次いで、シャッタの両セグメントが互いに離れることで、シャッタが開き、両セグメントの間からキャップが落下し、カップ上に載置される。次いで、両セグメントが互いに近づくことで、シャッタが閉じ、その後、カップ受け台が上昇し、カップ上のキャップが、閉じたシャッタの下面に下方から押し付けられる。それにより、カップ上のキャップは、シャッタからの反力によって上方から押圧され、これにより、カップ上面の開口部（以下、本明細書において「カップ開口部」という）に装着される。

上記のキャップ装着装置では、カップ上に落下して載置されたキャップの中心とカップ開口部の中心とが合致していれば、キャップをカップに適正に装着させることは可能である。しかし、このキャップ装着装置では、キャップをカップ上に載置させるために、そのキャップをカップ上方の比較的高い位置から単に落下させているので、比較的軽量のキャップは、落下時に空気抵抗を受けやすく、そのため、カップ上のキャップの中心がカップ開口部の中心からずれやすい。また、キャップを保持したシャッタが開く際に、キャップとシャッタの各セグメントとの間の摩擦の大きさによっては、キャップが摩擦の大きい方のセグメントの移動方向に若干移動することがあり、その場合には、キャップがカップ上に落下する際に、キャップの姿勢が乱れ、キャップの中心がカップ開口部の中心から大きくずれてしまう。

このように、キャップの中心がカップ開口部の中心に対して、例えば数ｍｍずれると、カップ上のキャップは、そのカップの上面に対して若干傾斜した状態となる。そのような状態のまま、カップを上昇させ、キャップをシャッタの下面に押し付けると、その傾斜したキャップは、最も高い部位がシャッタの下面に最初に当接することで、カップ上で揺動し、キャップの中心がカップ開口部の中心に対して却ってずれてしまうこともある。その場合には、キャップをカップに適正に装着できず、さらにはキャップ自体やカップ開口部が変形してしまうおそれもある。

また、このキャップ装着装置では、キャップを装着すべきカップの上方にシャッタおよびそれを開閉するための駆動機構が配置される一方、カップの下方にカップ受け台およびそれを昇降させるための駆動機構が配置される。このように、カップの上下に駆動機構がそれぞれ配置されることで、装置全体が大型化してしまう。

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、着脱自在のキャップを飲料入りのカップに適正かつ確実に装着でき、また、装置自体を比較的コンパクトに構成することができるカップ式自動販売機のキャップ装着装置を提供することを目的とする。

特開２００２−２２２４６２号公報

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、飲料入りのカップにキャップを装着するカップ式自動販売機のキャップ装着装置であって、カップの上方に互いに水平に対向するように配置され、水平に互いに近づいたり離れたりするように移動自在でかつ共に鉛直に移動自在の一対の可動部と、一対の可動部を、キャップを載置した状態で保持するための保持位置と、保持位置よりも互いに離れ、互いの間からキャップを落下させるための落下位置とに、水平に駆動する水平駆動機構と、一対の可動部を、キャップを受け取るための受取り高さ位置と、受取り高さ位置よりも低く、カップの上端に近接し、キャップを落下させるための落下高さ位置とに、鉛直に駆動する鉛直駆動機構と、カップへのキャップの装着の際に、水平駆動機構および鉛直駆動機構を制御することにより、一対の可動部を保持位置にかつ受取り高さ位置に位置させ、その状態で、キャップを受け取って保持した後、一対の可動部を落下高さ位置に移動させてから落下位置に移動させることにより、保持したキャップを落下させ、カップ上に載置させる制御手段と、を備えていることを特徴とする。

この構成によれば、水平に互いに近づいたり離れたりするように移動自在でかつ共に鉛直に移動自在の一対の可動部は、水平駆動機構により、上記保持位置と落下位置とに水平に駆動される一方、鉛直駆動機構により、上記受取り高さ位置と落下高さ位置とに鉛直に駆動される。カップへのキャップの装着の際には、水平駆動機構および鉛直駆動機構が制御手段で制御されることにより、まず、一対の可動部が、保持位置にかつ受取り高さ位置に位置し、その状態で、キャップを受け取って保持する。その後、一対の可動部が落下高さ位置に移動してから落下位置に移動する。これにより、一対の可動部で保持されていたキャップが、両可動部の間から落下し、カップ上に載置される。このように、カップへのキャップの装着の際には、キャップを保持する一対の可動部を、カップの上端に近接した落下高さ位置まで下降させてから、キャップを落下させるので、従来と異なり、キャップの落下時に空気抵抗をほとんど受けることなく、キャップをカップ上に落下させることができ、それにより、カップ上のキャップの中心とカップ開口部の中心をほぼ合致させることができる。このように、カップ上のキャップとカップ開口部の中心とを合致させることができることで、その後、キャップおよびカップの一方を他方側に押圧することによって、着脱自在のキャップを、飲料入りのカップに適正かつ確実に装着することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のカップ式自動販売機のキャップ装着装置において、制御手段は、一対の可動部を落下位置に移動させた後、一対の可動部を互いに接近させてから下方に移動させることにより、カップ上に載置されたキャップを一対の可動部で押圧するように、水平駆動機構および鉛直駆動機構を制御することを特徴とする。

この構成によれば、一対の可動部を落下位置に移動させることで、両者の間からキャップを落下させ、カップ上に載置させた後、両可動部を互いに接近させてから下方に移動させることにより、カップ上のキャップを両可動部で押圧する。このように、両可動部を下降させることで、キャップを押圧し、カップに装着するので、従来と異なり、カップの下方に、それを上昇させるための駆動機構などが不要であり、装置全体として、キャップ装着装置をコンパクトに構成することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のカップ式自動販売機のキャップ装着装置において、一対の可動部の上方に設けられ、一対の可動部がキャップを保持した状態で、保持位置から落下位置に移動する際に、移動に伴うキャップの水平移動を阻止するキャップ移動阻止部を、さらに備えていることを特徴とする。

この構成によれば、一対の可動部材の上方にキャップ移動阻止部が設けられているので、キャップを保持した一対の可動部が、保持位置から落下位置に移動しても、その移動に伴うキャップの水平移動を阻止でき、それにより、キャップをカップ上に適切に落下させることができる。

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キャップ装着装置を内蔵したカップ式自動販売機の一部であり、キャップ装着装置およびその周囲を示している。このカップ式自動販売機１は、コーヒーやジュースなどの飲料をカップＵに注ぎ入れて販売するものであり、購入者への飲料の提供前に、キャップ装着装置２により、飲料の入ったカップＵに着脱自在のキャップＡを装着するものである。

図１に示すように、カップ式自動販売機１は、上記キャップ装着装置２と、その上方に配置され、多数のキャップＡを収納するとともに、最下位のキャップＡを切り離し、キャップ装着装置２に供給するキャップ収納供給装置３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。また、このカップ式自動販売機１は、一般的なカップ式自動販売機と同様に、多数のカップＵを収納するカップ収納装置、カップＵを複数の所定の位置に搬送するカップ搬送装置、および購入者によって選択された飲料をカップＵに供給する飲料供給装置（いずれも図示せず）なども備えている。そして、販売時に、飲料供給装置によって飲料が供給された飲料入りのカップＵが、カップ搬送装置により、キャップ装着装置２の下方に設置されたカップ受け台４に搬送される。

キャップ収納供給装置３は、上下方向に積み重なった状態の多数のキャップＡを収納するキャップ収納器３ａと、このキャップ収納器３ａの下方に設けられ、販売時に、キャップ収納器３ａから最下位のキャップＡを１つずつ切り離し、下方のキャップ装着装置２に供給するキャップ供給機３ｂなどで構成されている。キャップ収納器３ａは、鉛直軸線回りに回転可能に構成され、その軸線の周囲に、上下方向に延びる複数（例えば３〜５つ）のキャップ収納室（図示せず）を有している。一方、キャップ供給機３ｂは、キャップＡをその上側のキャップＡから切り離すためのキャップドロップリング（図示せず）を有し、販売時に、キャップドロップリング上のキャップ収納室に収納されているキャップＡのうち、最下位のキャップＡを切り離し、落下させる。なお、キャップドロップリング上のキャップ収納室内のすべてのキャップＡが消費されると、次回のキャップ付きカップ飲料の販売に備えて、キャップ収納器３ａが所定角度回転し、多数のキャップＡを収納した新たなキャップ収納室がキャップドロップリング上に移動する。

なお、本実施形態に使用するキャップＡおよびカップＵは、例えば図２のように形成されている。具体的には、キャップＡは、厚さの薄いプラスチックから成り、同図（ａ）、（ｂ）に示すように、平面形状が円形でかつある程度の高さを有し、下面が開口している。また、キャップＡの中央部には、所定の直径を有する円形の凹部１１が形成され、その周囲に、所定幅を有しかつ上方に凸の環状部１２が形成されている。さらに、キャップＡの周縁部には、カップＵの後述するカール部１４に嵌合する所定形状の嵌合部１３が形成されている。この嵌合部１３の直径は、カップＵのカール部１４の直径よりも若干小さくなっており、したがって、キャップＡは、カップＵの上面の開口部、すなわちカップ開口部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Ｕから外れにくくなる。なお、環状部１２の所定位置には、貫通した飲み口１２ａが形成されている。

一方、カップＵは、一般的な紙カップであり、カップ開口部の周縁部に、カール状に形成されたカール部１４を有している。そして、このカール部１４に、上述したように、キャップＡの嵌合部１３が嵌合することによって、キャップＡがカップＵにしっかりと装着される。

図３〜図６は、キャップ装着装置２の内部構造を示している。これらの図に示すように、このキャップ装着装置２は、カップＵへのキャップＡの供給および押圧を行うためのキャップ供給押圧ユニット２１と、これをカップ受け台４の上方で上下方向に駆動するユニット駆動機構２２（鉛直駆動機構）とを備えている。ユニット駆動機構２２は、キャップ装着装置２の外殻を構成するボックス状のケース２ａ（図１参照）の左側面の上部に取り付けられたモータ３１と、ケース２ａ内の左前端部および右後端部にそれぞれ、互いに上下方向に平行に延びかつ回転自在に取り付けられた２つの駆動軸３２、３２とを備えている。

なお、上記ケース２ａの下方には、カップ受け台４が所定位置に位置するように、ケース２ａの右側面に取り付けられている。また、ケース２ａでは、その左側面から背面および底面にわたって大きく開口しており、その開口した部分を介して、飲料入りのカップＵがカップ搬送装置で搬送され、カップ受け台４上に載置される。

モータ３１は、その回転軸がケース２ａの上面よりも上方に突出するように配置され、回転軸の上端部に駆動プーリ３１ａが固定されている。一方、各駆動軸３２も、ケース２ａの上面よりも上方に突出するように配置され、その上端部に従動プーリ３２ａが固定されている。また、ケース２ａの上面の左後端部および右前端部にそれぞれ、ガイドプーリ３３、３３が回転自在に取り付けられている。そして、これら５つのプーリ３１ａ、３２ａ、３２ａ、３３、３３には、無端のタイミングベルト３４が巻き掛けられている。したがって、モータ３１が作動し、駆動プーリ３１ａが回転することにより、タイミングベルト３４を介して、両従動プーリ３２ａ、３２ａが回転し、これに伴い、両駆動軸３２、３２が同期して回転する。

また、各駆動軸３２のケース２ａ内の表面には、雄ねじが形成されており、キャップ供給押圧ユニット２１の後述するナット部４５が螺合している。したがって、両駆動軸３２、３２が回転することにより、それぞれに螺合するナット部４５、４５が駆動軸３２に沿って移動し、これにより、キャップ供給押圧ユニット２１が昇降する。

キャップ供給押圧ユニット２１は、上方のキャップ収納供給装置３から受け取ったキャップＡを、カップ受け台４に搬送されたカップＵ上に載置するように供給し、そのキャップＡを上方から押圧することで、カップＵに装着するものである。このキャップ供給押圧ユニット２１は、所定形状のケース４１と、このケース４１に収容され、開閉自在に設けられたシャッタ４２と、このシャッタ４２を駆動するシャッタ駆動機構４３（水平駆動機構）などで構成されている。

ケース４１は、金属板を折り曲げ加工することなどにより、平面形状が四角形で所定の高さを有するボックス状に形成されている。このケース４１の天板部４１ａおよび底板部４１ｂの中央部はいずれも、比較的大きく開口しており、図４に示すように、天板部４１ａ上には、中央部にガイド孔４４ａを有するキャップガイド板４４（キャップ移動阻止部）が取り付けられている。このキャップガイド板４４のガイド孔４４ａは、キャップＡの外径よりも一回り大きい円形状に形成され、周縁部が下方に向かってテーパ状に形成されている。

ケース４１の天板部４１ａおよび底板部４１ｂには、それらの左前端部および右後端部にそれぞれ、ユニット駆動機構２２の駆動軸３２の外径よりも大きい貫通孔（図示せず）が形成され、これらの貫通孔に、２つの駆動軸３２、３２がそれぞれ遊挿されている。また、ケース４１内には、両駆動軸３２、３２にそれぞれ螺合する２つのナット部４５、４５が設けられている。各ナット部４５の上端部には、ケース４１の上記貫通孔よりも外径の大きいフランジ部４５ａが設けられており、このフランジ部４５ａで、ケース４１の天板部４１ａが下方から支持されることにより、ケース４１が支持されている。さらに、ケース４１内には、両駆動軸３２、３２が挿入された状態で、上端部がナット部４５のフランジ部４５ａに当接し、かつ、下端部がケース４１の底板部４１ｂに当接するコイルばね４６が設けられている。したがって、両駆動軸３２、３２が回転することにより、両ナット部４５、４５が駆動軸３２に沿って移動し、これに伴い、図５（ｂ）および図６に示すように、キャップ供給押圧ユニット２１が昇降する。

また、ケース４１内には、互いに左右方向に所定間隔を隔てて配置されるとともに、互いに前後方向に平行に延びる左右一対のガイドシャフト４７、４７が設けられている。各ガイドシャフト４７の前端部および後端部はそれぞれ、ケース４１の前板部４１ｃおよび後板部４１ｄに固定されている。そして、これらのガイドシャフト４７、４７に、シャッタ４２が摺動自在に取り付けられている。

シャッタ４２は、図３および図５（ａ）に示すように、互いに水平に対向する一対の可動部５１、５１で構成されている。両可動部５１、５１は、プラスチックなどから成り、前後対称に形成されている。具体的には、両可動部５１、５１はいずれも、平面形状がほぼ凸字状に形成され、その突出部分が、対向する可動部５１の反対側に位置するように配置されかつ円弧状に形成されている。なお、両可動部５１、５１の内側の形状については後述する。

図７および図８は、上述した図１〜６と異なり、キャップ装着装置２を右方から見たときのシャッタ４２およびシャッタ駆動機構４３を示している。なお、以下の説明では、シャッタ４２の一対の可動部５１、５１を特に区別する場合には、便宜上、図７、８などに示す左側の可動部５１を「左可動部５１Ａ」、右側の可動部５１を「右可動部５１Ｂ」と呼ぶものとし、また、以下の図７〜図１４を参照して説明する際に、図１〜６における前後方向を左右方向とし、図１〜６における右側を前側として説明するものとする。

図７、８に示すように、シャッタ駆動機構４３は、モータ５２と、このモータ５２により、ギヤボックス５３を介して回転駆動される駆動ギヤ５４と、この駆動ギヤ５４の上下に左右方向に延びるように配置され、駆動ギヤ５４に噛み合う上ラック５５および下ラック５６などを備えている。そして、上ラック５５が、所定形状の右連結部材５７を介して、シャッタ４２の右可動部５１Ｂに連結される一方、下ラック５６が、左連結部材５８を介して、左可動部５１Ａに連結されている。

右連結部材５７は、右可動部５１Ｂの背面、右側面および前面を囲むように配置され、平面形状がほぼコ字状に形成されている。具体的には、右連結部材５７は、上ラック５５の前面に取り付けられ、左右方向に延びる取付部５７ａと、この取付部５７ａの右端部で直角に屈曲し、右可動部５１Ｂの右方を通って前方に延びるとともに、両ガイドシャフト４７、４７が遊挿された右延設部５７ｂと、この右延設部５７ｂの前端部で直角に屈曲し、左方に延びる前延設部５７ｃと、この前延設部５７ｃの左端部で直角に屈曲して後方に延び、右可動部５１Ｂの前端部に係合する係合部５７ｄとで構成されている。また、右連結部材５７の内側後部には、取付部５７ａおよび右延設部５７ｂに沿うように、右連結補助部材６１が設けられ、この右連結補助部材６１の左端部には、右連結部材５７の上記係合部５７ｄと同様に形成され、右可動部５１Ｂの後端部に係合する係合部６１ａが設けられている。そして、これらの係合部５７ｄ、６１ａは、右可動部５１Ｂの移動方向、すなわち図７、８の左右方向に遊びをもって係合している。

一方、左連結部材５８は、左可動部５１Ａの背面、左側面および前面を囲むように配置され、上述した右連結部材５７とほぼ左右対称に形成されている。すなわち、左連結部材５８は、右連結部材５７の取付部５７ａ、右延設部５７ｂ、前延設部５７ｃおよび係合部５７ｄにそれぞれ対応する取付部５８ａ、左延設部５８ｂ、前延設部５８ｃおよび係合部５８ｄで構成されている。また、この左連結部材５８にも、上記右連結補助部材６１と左右対称に形成された左連結補助部材６２が設けられている。そして、左連結部材５８の係合部５８ｄおよび左連結補助部材６２の係合部６２ａが、左可動部５１Ａの前端部および後端部にそれぞれ係合している。これらの係合部５８ｄ、６２ａも、左可動部５１Ａの移動方向に遊びをもって係合している。

また、各ガイドシャフト４７には、左可動部５１Ａと左延設部５８ｂとの間、および右可動部５１Ｂと右延設部５７ｂとの間に、コイルばね６３が設けられている。これらのコイルばね６３により、左可動部５１Ａおよび右可動部５１Ｂの一方が、他方側に付勢されている。

以上のように構成されたシャッタ駆動機構４３により、左可動部５１Ａおよび右可動部５１Ｂは、ガイドシャフト４７、４７に沿って、互いに同期して左右方向に移動する。

図９は、キャップ供給押圧ユニット２１を、両可動部５１Ａ、５１Ｂの前後方向の中央部で切断した縦断面を示している。同図に示すように、両可動部５１Ａ、５１Ｂは、互いに対向する側の部分（以下「対向部７１」という）が、両者間の中心を通りかつ両者の移動方向（同図の左右方向）と直交する面Ｃに対して、互いに対称に形成されている。より具体的には、両可動部５１Ａ、５１Ｂの各対向部７１は、厚さが薄く、キャップガイド板４４のガイド孔４４ａに臨んだ状態で、キャップＡを載置するためのキャップ載置部７２と、このキャップ載置部７２の底面の基端から垂下したキャップ当接部７３と、このキャップ当接部７３の下端に連なり、対向する可動部５１側に開口した凹部７４と、この凹部７４の下端から垂下したカップ当接部７５とを有している。また、これらのキャップ当接部７３、凹部７４およびカップ当接部７５の平面形状は、キャップＡおよびカップＵの側面の曲率とほぼ同じ曲率を有する円弧状に形成されている。そして、凹部７４内の上面が、後述するように、キャップＡを上方から押圧するためのキャップ押圧部７４ａとして機能する。

なお、以上のように構成されたキャップ装着装置２には、図示しない各種のセンサが設けられている。具体的には、キャップ供給押圧ユニット２１を所定の高さに停止させるためのセンサや、シャッタ４２の両可動部５１、５１をそれぞれ、所定に位置に停止させるためのセンサ、さらにはキャップＡが、シャッタ４２上に落下したか否かを検出するためのセンサなどが設けられている。これらのセンサは、図示しない制御装置に電気的に接続されており、センサの検出結果に応じて、キャップ装着装置２の各種動作が制御される。

次に、図１０〜図１２を参照しながら、キャップ装着装置２によるキャップＡの装着動作を順に説明する。図１０（ａ）は、待機状態のキャップ供給押圧ユニット２１を示している。この待機状態では、キャップ供給押圧ユニット２１は、その上限の高さであるキャップ受取り高さ位置に位置し、両可動部５１、５１のキャップ載置部７２、７２が、キャップガイド板４４のガイド孔４４ａの内側に臨むとともに互いに当接することで、シャッタ４２が完全に閉鎖している。この待機状態において、上方のキャップ供給機３ｂでキャップＡが切り離されると、そのキャップＡは、キャップガイド板４４のガイド孔４４ａを介して、シャッタ４２上に落下し、両可動部５１、５１のキャップ載置部７２、７２に跨った状態で載置される。そして、キャップＡがシャッタ４２上に落下したことが検出されると、両可動部５１、５１が、キャップＡを載置したまま、互いに離れるように水平に移動し、同図（ｂ）に示すキャップ保持位置に停止する。このキャップ保持位置では、両可動部５１、５１のカップ当接部７５、７５間の距離およびキャップ当接部７３、７３間の距離がいずれも、カップＵのカップ開口部の外径よりも大きくなる。

次いで、キャップ供給押圧ユニット２１は、キャップ受取高さ位置から下降し、図１０（ｃ）に示すように、両可動部５１、５１のキャップ載置部７２、７２がカップＵの上端に近接したキャップ落下高さ位置に到達して、停止する。その後、両可動部５１、５１は、互いに離れるように移動し、図１１（ａ）に示すように、両者のキャップ載置部７２、７２がガイド孔４４ａから退避したキャップ落下位置に到達して、停止する。これにより、両可動部５１、５１に保持されていたキャップＡが、両者の間から落下し、カップＵ上に載置される。上記のように、両可動部５１、５１がキャップ保持位置からキャップ落下位置に移動しても、その移動に伴うキャップＡの水平移動をキャップガイド板４４で阻止することができ、キャップＡをガイド孔４４ａの真下に落下させることができる。

その後、キャップ供給押圧ユニット２１は、図１１（ｂ）に示すように、両可動部５１、５１をキャップ落下位置に保ったまま、所定の心合わせ高さ位置に上昇して停止する。具体的には、両可動部５１、５１のキャップ載置部７２がキャップＡの上端よりも高く、かつキャップ当接部７３、７３がキャップＡの上端を超えない高さに、キャップ供給押圧ユニット２１が停止する。

次いで、両可動部５１、５１が互いに接近し、図１１（ｃ）に示すように、各可動部５１のキャップ当接部７３およびカップ当接部７５がそれぞれ、キャップＡの環状部１２の側面およびカップＵの上端部の側面に当接する。これにより、キャップＡの中心とカップＵのカップ開口部の中心が合致するよう、キャップＡとカップＵが心合わせされる。

図１３は、カップＵ上のキャップＡの中心がカップ開口部の中心からずれている状態を示している。具体的には、同図（ａ）は、キャップガイド板４４のガイド孔４４ａの真下に搬送されたカップＵ上に、キャップＡが若干ずれて載置された状態を示し、一方、同図（ｂ）は、カップＵが、ガイド孔４４ａの真下よりも若干ずれた位置に搬送されたことで、ガイド孔４４ａの真下に落下したキャップＡが、カップＵ上にずれて載置された状態を示している。これらの図に示すように、カップＵ上のキャップＡの中心がカップ開口部の中心からずれていても、上述したように、両可動部５１、５１を互いに接近させ、これらによってキャップＡおよびカップＵを両側から挟むことにより、両者を容易に心合わせすることができる。また、前述したように、左可動部５１Ａは、シャッタ駆動機構４３の左連結部材５８および左連結補助部材６２に遊びをもって係合する一方、右可動部５１Ｂは、右連結部材５７および右連結補助部材６１に遊びをもって係合し、さらにこれらの可動部５１Ａ、５１Ｂが、コイルばね６３によって、対向する可動部５１側に付勢されているので、両可動部５１、５１で、バランス良くかつ確実に、キャップＡおよびカップＵを水平に両側から挟むことができる。

以上のように、キャップＡおよびカップＵを心合わせした後、ユニット駆動機構２２の両駆動軸３２、３２が所定方向に回転することで、キャップ供給押圧ユニット２１が下降する。図１２（ａ）は、両可動部５１、５１の各凹部７４の上面、すなわちキャップ押圧部７４ａが、キャップＡの嵌合部１３に上方から当接した直後の状態を示している。この状態から、両駆動軸３２、３２がさらに回転すると、同図（ｂ）に示すように、各駆動軸３２に螺合するナット部４５が下降し、両ナット部４５、４５とキャップ供給押圧ユニット２１のケース４１の底面との間に挟持されたコイルばね４６、４６により、両可動部５１、５１が下方に付勢される。これにより、キャップＡの嵌合部１３には、両可動部５１、５１のキャップ押圧部７４ａ、７４ａを介して、所定の荷重（例えば８〜１０ｋｇ）が上方から作用し、それにより、キャップＡがカップＵのカップ開口部にスナップ嵌めでしっかりと装着される。

図１４は、水平面Ｆに対して若干傾斜したカップＵにキャップＡを装着する場合のキャップ供給押圧ユニット２１の動作を示している。なお、カップＵが水平面に対して傾斜する原因として、例えば、カップ式自動販売機１が傾斜した設置場所に設置されるのに伴い、カップ受け台４が傾斜した場合や、水平に取り付けるべきカップ受け台４を、取付けミスで傾斜して取り付けた場合などが挙げられる。

上記のような傾斜したカップＵに対し、上記と同様にして、キャップＡを載置し、心合わせした後、キャップ供給押圧ユニット２１が下降すると、図１４（ａ）に示すように、カップＵの最も高い部分に対応するキャップＡの嵌合部１３の部分に、一方の可動部５１（図１４では左可動部５１Ａ）のキャップ押圧部７４ａが当接する。この状態から、ユニット駆動機構２２の両駆動軸３２、３２がさらに回転すると、各駆動軸３２に螺合するナット部４５が下降し、左可動部５１ＡのキャップＡに当接した部位を支点として、同図（ｂ）に示すように、キャップ供給押圧ユニット２１全体が傾動する。この場合、左可動部５１Ａ側のコイルばね４６が縮む一方、右可動部５１Ｂ側のコイルばね４６で、キャップ供給押圧ユニット２１のケース４１の底面が下方に付勢され、これにより、両可動部５１Ａ、５１Ｂが、カップＵやキャップＡの傾きに倣うように傾く。そして、これらの可動部５１Ａ、５１Ｂが、それぞれのキャップ押圧部７４ａ、７４ａを介して、キャップＡの嵌合部１３全体をほぼ均等に押圧する。

なお、以上のように、キャップＡがカップＵに装着された後、両可動部５１、５１は、互いにキャップ保持位置まで離れ、その後、キャップ供給押圧ユニット２１が、キャップ受取り高さ位置まで上昇する。そして、キャップ供給押圧ユニット２１は、次回のキャップ装着に備えて、図１０（ａ）に示す待機状態に戻る。

以上詳述したように、本実施形態によれば、カップＵへのキャップＡの装着の際には、キャップ押圧ユニット２１が下降し、両可動部５１、５１のキャップ載置部７２、７２がカップＵの上端に近接したキャップ落下高さ位置において、キャップＡをカップＵ上に落下させるので、従来と異なり、キャップＡの落下時に空気抵抗をほとんど受けることなく、キャップＡをカップＵ上に落下させることができ、それにより、カップＵ上のキャップＡの中心とカップ開口部の中心をほぼ合致させることができる。また、カップＵ上に落下し、載置されたキャップＡの中心がカップ開口部の中心からずれている場合でも、両可動部５１、５１で、キャップＡおよびカップＵを水平に両側からバランス良く挟み、両者を容易に心合わせすることができる。そして、キャップＡとカップＵを心合わせした状態で、キャップＡをカップＵ側に押圧するので、着脱自在のキャップＡを、飲料入りのカップＵに適正かつ確実に装着することができる。

また、カップＵが水平面に対して傾斜している場合には、両可動部５１、５１が、カップＵやキャップＡの傾きに倣うように傾き、すなわち、それらの傾きを吸収しながら、キャップＡを押圧するので、上記の場合でも、キャップＡをカップＵに適正かつ確実に装着することができる。

さらに、キャップ供給押圧ユニット２１を昇降させることにより、カップＵへのキャップＡの供給および装着を行うので、従来と異なり、カップＵの下方に、それを上昇させるための駆動機構などが不要であり、装置全体として、キャップ装着装置２をコンパクトに構成することができる。

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、実施形態では、キャップ供給押圧ユニット２１を下降させ、両可動部５１、５１でキャップＡを上方から押圧するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、キャップＡをカップＵに近接させてから、カップＵ上に落下させることが可能であれば、カップを押し上げて、これにキャップを装着するタイプのキャップ装着装置にも、本発明を適用することが可能である。また、実施形態で示したキャップ装着装置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。

本発明の一実施形態によるキャップ装着装置を内蔵したカップ式自動販売機の一部であり、キャップ装着装置およびその周囲を示す正面図である。 キャップおよびカップを示す図であり、（ａ）はキャップの平面図、（ｂ）は一部を裁断したキャップの側面図、（ｃ）はキャップを装着したカップの側面図である。 キャップ装着装置の内部構造を示す斜視図である。 ケースを省略したキャップ装着装置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 キャップ供給押圧ユニットの内部構造を、図４に対応して示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 キャップ供給押圧ユニットが下降した状態を示す正面図である。 シャッタが閉鎖した状態のキャップ供給押圧ユニットの内部構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 シャッタが開放した状態のキャップ供給押圧ユニットの内部構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 両可動部がキャップ保持位置に位置するキャップ供給押圧ユニットを、両可動部の中央部で切断した縦断面図である。 キャップ装着装置の動作を順に示す説明図であり、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、キャップ供給押圧ユニットがキャップを受け取る前後の状態、（ｃ）は、キャップ供給押圧ユニットがキャップ落下高さ位置に下降した状態を示す。 図１０に続くキャップ装着装置の動作を順に示す説明図であり、（ａ）は、両可動部がキャップ落下位置に移動することで、キャップがカップ上に落下し載置された状態、（ｂ）は、キャップ供給押圧ユニットが心合わせ高さ位置に上昇した状態、（ｃ）は、両可動部がキャップおよびカップの側面に当接し、両者を心合わせした状態を示す。 図１１に続くキャップ装着装置の動作を順に示す説明図であり、（ａ）は、両可動部のキャップ押圧部がキャップの嵌合部に当接した直後の状態、（ｂ）は、両可動部がキャップを上方から押圧し、カップに装着させた状態を示す。 カップ上のキャップの中心がカップ開口部の中心からずれた状態を示す図である。 水平面に対して傾斜したカップにキャップを装着する場合のキャップ供給押圧ユニットの動作を説明するための説明図であり、（ａ）は、キャップを押圧する直前の状態、（ｂ）は、キャップを押圧し、カップに装着させた状態を示す。

符号の説明

１ カップ式自動販売機
２ キャップ装着装置
２１ キャップ供給押圧ユニット
２２ ユニット駆動機構（鉛直駆動機構）
４３ シャッタ駆動機構（水平駆動機構）
４４ キャップガイド板（キャップ移動阻止部）
４４ａ ガイド孔
５１ 可動部
５１Ａ 左可動部
５１Ｂ 右可動部
７４ａ キャップ押圧部
Ｕ カップ
Ａ キャップ

Claims (3)

1. 飲料入りのカップにキャップを装着するカップ式自動販売機のキャップ装着装置であって、
   前記カップの上方に互いに水平に対向するように配置され、水平に互いに近づいたり離れたりするように移動自在でかつ共に鉛直に移動自在の一対の可動部と、
   前記一対の可動部を、キャップを載置した状態で保持するための保持位置と、当該保持位置よりも互いに離れ、互いの間からキャップを落下させるための落下位置とに、水平に駆動する水平駆動機構と、
   前記一対の可動部を、キャップを受け取るための受取り高さ位置と、当該受取り高さ位置よりも低く、前記カップの上端に近接し、キャップを落下させるための落下高さ位置とに、鉛直に駆動する鉛直駆動機構と、
   前記カップへのキャップの装着の際に、前記水平駆動機構および前記鉛直駆動機構を制御することにより、前記一対の可動部を前記保持位置にかつ前記受取り高さ位置に位置させ、その状態で、キャップを受け取って保持した後、当該一対の可動部を前記落下高さ位置に移動させてから前記落下位置に移動させることにより、前記保持したキャップを落下させ、前記カップ上に載置させる制御手段と、
   を備えていることを特徴とするカップ式自動販売機のキャップ装着装置。
2. 前記制御手段は、前記一対の可動部を前記落下位置に移動させた後、当該一対の可動部を互いに接近させてから下方に移動させることにより、前記カップ上に載置されたキャップを当該一対の可動部で押圧するように、前記水平駆動機構および前記鉛直駆動機構を制御す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キャップ装着装置。
3. 前記一対の可動部の上方に設けられ、当該一対の可動部がキャップを保持した状態で、前記保持位置から前記落下位置に移動する際に、当該移動に伴う前記キャップの水平移動を阻止するキャップ移動阻止部を、さらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載のカップ式自動販売機のキャップ装着装置。

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