JP5169795B2

JP5169795B2 - カップ式自動販売機のカップ搬送装置

Info

Publication number: JP5169795B2
Application number: JP2008323271A
Authority: JP
Inventors: 利夫高木
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2028-12-19
Also published as: JP2010146317A

Description

本発明は、カップ式自動販売機のカップ搬送装置に関するものである。

従来、カップ式自動販売機のカップ搬送装置として、図１８に示すように、カップを保持するカップホルダ２を搭載した、互いに直交する２基の直線移動機構４，６の組み合わせからなるカップ搬送装置が知られている。

一方、カップを旋回搬送するようにしたカップ搬送装置が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１〜３に示されるカップ搬送装置は、カップステージに接続した直線移動機構を旋回させることによって、カップを搬送するものである。

特開平１１−３４６８号公報特公平７−９２８６８号公報特許第３２５５８８０号公報

ところで、上記の従来の互いに直交する２基の直線移動機構４，６の組み合わせによるカップ搬送装置は、カップ式自動販売機内の水平面に大きな設置スペースを必要とする。このため、カップ式自動販売機内の他の機器の配置スペースを圧迫したり、配置レイアウトを設計する際の制約となることがあった。一方、上記の従来の特許文献１〜３のカップ搬送装置は、いずれも固定した旋回中心から直線移動機構を旋回させるものであり、搬送スペースは必ずしも小さいとは言えなかった。また、カップ式自動販売機内の他の機器の配置レイアウトや、搬送ラインのレイアウトを設計する際の制約となることがあった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、搬送スペースを小さくすることができ、機内のレイアウト自由度を高めることができるカップ式自動販売機のカップ搬送装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るカップ式自動販売機のカップ搬送装置は、カップ式自動販売機内に設けられ、カップを搬送するカップ搬送装置であって、カップを把持するカップ把持機構と、前記カップ把持機構を支持軸を介して直線移動自在に支持する直線移動機構とを備え、前記カップ把持機構は、カップを把持するためのカップ把持部と、前記カップ把持部を前記支持軸周りに水平方向に旋回駆動する旋回駆動手段とから構成されることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るカップ式自動販売機のカップ搬送装置は、上述した請求項１において、前記カップ把持機構は、カップを把持するための一対の開閉可能なフラッパからなるカップ把持部と、前記カップ把持部のフラッパを開閉駆動する開閉駆動手段と、前記カップ把持部および開閉駆動手段を保持する保持部と、前記保持部を前記支持軸周りに水平方向に旋回駆動する旋回駆動手段とから構成されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係るカップ式自動販売機のカップ搬送装置は、上述した請求項２において、前記カップ把持部は、カップの側部を把持するための一対の開閉可能なフラッパと、カップの底部を支持するためのカップステージであって開閉駆動手段による駆動で昇降移動可能なカップステージと、前記カップステージを所定高さに昇降移動した場合に前記フラッパを開動作させる係合手段とからなることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係るカップ式自動販売機のカップ搬送装置は、上述した請求項３において、前記一対のフラッパは、互いに係合して開閉動作を連動させる係合部を備えた回動シャフトにフラッパアームを介してそれぞれ接続され、前記カップステージは、開閉駆動手段により駆動可能なステージアームであって、前記フラッパアーム間に昇降移動可能に配置したステージアームに接続され、前記係合手段は、前記ステージアームを所定高さに昇降移動した場合に接触して前記一対のフラッパアームを互いに引き離す方向に押圧する前記ステージアームの左右に設けた突起からなることを特徴とする。

本発明によれば、カップ式自動販売機内に設けられ、カップを搬送するカップ搬送装置であって、カップを把持するカップ把持機構と、前記カップ把持機構を支持軸を介して直線移動自在に支持する直線移動機構とを備え、前記カップ把持機構は、カップを把持するためのカップ把持部と、前記カップ把持部を前記支持軸周りに水平方向に旋回駆動する旋回駆動手段とから構成されるので、従来のカップ搬送装置に比べてカップ式自動販売機内の搬送スペースを小さくすることができる。また、直線移動と旋回移動の組み合わせによる搬送ラインを形成できるので、搬送ラインのレイアウト設計の自由度を高めることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明に係るカップ式自動販売機のカップ搬送装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係るカップ式自動販売機のカップ搬送装置の斜視図である。図２は、本発明のカップ把持機構の内部構造の斜視図である。

図１および図２に示すように、本発明に係るカップ式自動販売機のカップ搬送装置（以下、「カップ搬送装置」という）１００は、カップ式自動販売機内のカップ供給機構および各種供給ノズルの下方の枠部８に固定してあり、カップを把持するためのカップ把持機構１０と、カップ把持機構１０を支持軸１２を介して直線移動自在に支持する直線移動機構１４とを備える。

カップ把持機構１０は、カップ把持部１６と、カップ把持部１６のフラッパ１８を開閉駆動する開閉駆動手段２０と、カップ把持部１６および開閉駆動手段２０を保持する保持部としてのケース２２と、ケース２２を支持軸１２周りに水平方向に旋回駆動する旋回駆動手段２４とから構成される。

カップ把持部１６は、カップの側部を把持するための一対の開閉可能なフラッパ１８と、カップの底部を支持するためのカップステージ２６とを有する。

フラッパ１８は、図３に示すように、カップの側部形状に適合し、カップを把持する円弧状曲面のハンド部１８ａと、ハンド部１８ａの基部を回動シャフト１８ｂに接続するフラッパアーム１８ｃとからなる。回動シャフト１８ｂは、上下に延び、その上端に係合部としての歯付きカム１８ｄを備える。各フラッパ１８の回動シャフト１８ｂは、歯付きカム１８ｄの内方の歯１８ｅで噛合しており、片方の歯付きカム１８ｄの外方にはフラッパ１８を閉じる方向に付勢するスプリング２８がケース２２に設けてある。なお、ハンド部１８ａの内面には縦に延びる複数の凸リブ３０が形成してある。また、ハンド部１８ａの前端には、指でつまんでフラッパ１８を開くための縁片３２が設けてある。この構成において、左右のフラッパ１８のいずれかの縁片３２をつまんで開くようにすると、スプリング２８の付勢に抗して左右の回動シャフト１８ｂが歯付きカム１８ｄを介して連動して回動する。これにより左右のフラッパ１８が容易に開くようにしてある。

カップステージ２６は、図４および図５に示すように、開閉駆動手段２０による駆動で昇降移動可能であり、左右のフラッパアーム１８ｃ間に昇降移動可能に配置したステージアーム２６ａに接続される。ステージアーム２６ａの左右には、ステージアーム２６ａを所定高さに昇降移動した場合に接触して左右のフラッパアーム１８ｃを互いに引き離す方向に押圧する係合手段としての台形状の突起３４が設けてある。

開閉駆動手段２０は、図２に示すように、ステッピングモータ３６と、ステッピングモータ３６の出力軸３６ａと噛合したギヤ列３８と、ギヤ列３８と連結し、ケース２２に回転自在に固定したねじシャフト４０と、ねじシャフト４０を螺合するねじ孔部４２とからなる。ねじ孔部４２にはステージアーム２６ａが接続してある。この構成において、ステッピングモータ３６を駆動すると、ギヤ列３８を介してねじシャフト４０が回転して、ねじ孔部４２が上方または下方に動き、ステージアーム２６ａを介してカップステージ２６が昇降する。カップステージ２６を昇降することで、様々な大きさのカップを把持することができる。

例えば、カップサイズが大きい場合には、図６および図７に示すように、カップステージ２６を下降させるとともに、突起３４をフラッパアーム１８ｃに接触させてフラッパ１８を開くようにすればよい。一方、カップサイズが小さい場合には、図８および図９に示すように、カップステージ２６を上昇させるとともに、突起３４をフラッパアーム１８ｃから離してスプリング２８の付勢によりフラッパ１８を閉じるようにすればよい。なお、ステッピングモータ３８は、図示しない制御手段によってパルス量および駆動方向が制御されるようになっている。また、ねじ孔部４２の現在位置は図示しないセンサで検知されており、このセンサで検知した現在位置はステッピングモータ制御のための図示しない制御手段に送られている。

旋回駆動手段２４は、図２、図１０および図１１に示すように、ステッピングモータ４４と、この出力軸４４ａとギヤ４６で噛合した支持軸１２とからなる。支持軸１２は、ケース２２から下方に出て、カップ把持機構１０を回転可能に固定する固定具５２を貫通して、直線移動機構１４のスライダ４８に固定してあり、カップ把持機構１０はこの支持軸１２を介して直線移動機構１４に支持される。なお、ステッピングモータ４４は、図示しない制御手段によってパルス量および駆動方向が制御されるようになっている。また、出力軸４４ａの現在位置は図示しないセンサで検知されており、このセンサで検知した現在位置はステッピングモータ制御のための図示しない制御手段に送られている。

直線移動機構１４は、図１１〜図１４に示すように、横置きの直方体状のケース５０上面の短手方向に跨がって設けられるスライダ４８と、スライダ４８の端部と接続され、スライダ４８と対向してケース５０内に設けられるプレート５４とを備える。さらに直線移動機構１４は、直線移動駆動用のステッピングモータ５６と、この出力軸と図示しないギヤ列を介して接続され、ケース長手方向の両端に配置した一対のプーリ５８と、プーリ５８間に掛け回したベルト６０と、ベルト６０に固定され、ケース長手方向に延びるガイドシャフト６２に案内される移動部材６４とを備える。移動部材６４は、プレート５４に固定してある。プレート５４はローラ６６を有し、このローラ６６は、ケース長手方向に延びるレール６８に案内可能に嵌め込んである。なお、ステッピングモータ５６は、図示しない制御手段によってパルス量および駆動方向が制御されるようになっている。また、移動部材の現在位置は図示しないセンサで検知されており、このセンサで検知した現在位置はステッピングモータ制御のための図示しない制御手段に送られている。

上記構成の動作および作用について説明する。
図１５および図１６に示すように、直線移動機構１４の前方に配置してあるカップ供給機構７０から落下するカップＣを受け取り、氷供給ノズル７２から氷の供給を受け、シロップ供給ノズル７４および飲料供給ノズル７６からシロップおよび飲料の供給を受け、その後、図示しない取出口にカップＣを搬送する場合について説明する。まず、直線移動機構１４のステッピングモータ５６を駆動すると、プーリ５８、ベルト６０、移動部材６４、プレート５４、スライダ４８を介して、カップ把持機構１０が直線移動機構１４のケース５０上を前方に移動する。次に、カップ把持機構１０の旋回駆動用のステッピングモータ４４を駆動してカップ把持機構１０を支持軸１２周りに回動させ、カップ把持部１６をカップ供給機構７０の落下部に位置合わせする。

ここで、このような位置合わせは、各ステッピングモータを制御する図示しない制御手段に、初期位置と移動場所とを予め設定しておくとともに、初期位置から各移動場所までの間または各移動場所間の所要パルス量および駆動方向を移動パターン毎に設定しておき、これら設定に基づいてモータ駆動を制御することにより行う。

次に、カップＣを受け取る動作について説明する。フラッパ開閉用のステッピングモータ３６を駆動してステージアーム２６ａを昇降し、突起３４をフラッパアーム１８ｃに押し当ててフラッパ１８を開く。ここで、カップ供給機構７０から落下するカップＣの底部をカップステージ２６で保持する。次いで、ステッピングモータ３６を駆動して、突起３４をフラッパアーム１８ｃから離してフラッパ１８を閉じ、凸リブ３０でカップの側部を把持する。

次に、氷供給ノズル７２から氷を受け取る動作について説明する。カップ供給機構１０からカップＣの供給を受けた後、ステッピングモータ４４を駆動してカップ供給機構１０を支持軸１２周りに回動させ、氷供給ノズル７２下に配置し、氷供給ノズル７２から供給される氷を受け取る。

次に、シロップ供給ノズル７４および飲料供給ノズル７６からシロップおよび飲料の供給を受ける場合について説明する。まず、直線移動機構１４のステッピングモータ５６を駆動して、カップ供給機構１０をケース５０の長手方向前方に移動させる。次いで、ステッピングモータ４４を駆動してカップ供給機構１０を支持軸１２周りに回動させ、シロップ供給ノズル７４および飲料供給ノズル７６下に配置し、これらのノズルから供給されるシロップおよび飲料を受け取る。

続いて、直線移動機構１４およびカップ把持機構１０を駆動させて、カップＣを図示しない取出口に搬送する。取出口では、フラッパ開閉用のステッピングモータ３６を駆動してフラッパ１８を開いて、カップ飲料の購入者がカップＣを取り出すまで待機する制御をしてもよいし、カップ飲料の購入者が直接フラッパ１８の縁片３２を指でつまんで開いてカップＣを取り出してもよい。

なお、ノズル等の配置レイアウトが許せば、予め定めた位置にカップ把持部１６が迅速に移動するように、カップ把持機構１０の旋回動作と、直線移動機構１４の直線移動動作とを同時に駆動させてもよい。また、図１７に示すように、ノズル等の位置を支持軸１２を中心とする円弧状に配置し、直線移動機構１４による搬送動作を用いずに、単にカップ供給機構１０を支持軸１２周りに回転させる動作のみによって、カップＣや飲料等を受け取ってもよいことはもちろんである。

このように、本発明のカップ搬送装置１００によれば、旋回可能なカップ把持機構１０と、これを支持しながら直線移動させる直線移動機構１４とによって構成され、機内に固定されるのは直線移動機構１４の直線部１本であり、直交２方向の搬送軸からなる従来のカップ搬送装置や、直線部自体が旋回する従来のカップ搬送装置に比べてカップ式自動販売機内の搬送スペースを小さくすることができる。また、直線移動と旋回移動の組み合わせによる自由な搬送ラインを形成できるので、搬送ラインのレイアウト設計の自由度を高めることができる。

ところで、カップ式自動販売機には、粉末原料と液体原料とを混合容器に供給し、この容器内で混合した飲料をカップに供給するミキシングボール式（ＭＢ）と、販売するカップに原料を直接供給し、カップ内で撹拌混合するカップミキシング式（ＣＭＳ）とがあるが、本発明のカップ搬送装置は、ＭＢとＣＭＳの両方に対して適用することが可能である。

特に、ＭＢにおいては、氷や湯や冷水などを供給するためのノズルをカップ落下位置の周辺に接近配置する場合が多い。この場合、飲料の後ダレや飛び散りでカップを汚したり、飲料に他飲料が混入するおそれがある。しかし、本発明のカップ搬送装置１００を用いれば、搬送スペースを小さくし、ノズル等のレイアウト自由度を高めることができるので、例えば、各ノズルの配置を互いに離れたレイアウトとすることによって、飲料のコンタミやカップの汚れ付着を防ぐことができる。

本発明のカップ式自動販売機のカップ搬送装置の一例の斜視図である。本発明のカップ把持機構の内部構造の斜視図である。本発明のフラッパの斜視図である。本発明のカップステージの斜視図である。本発明のカップ把持部の部分拡大斜視図である。フラッパが開状態にある本発明のカップ把持機構の内部側面図である。フラッパが開状態にある本発明のカップ把持部の上面図である。フラッパが閉状態にある本発明のカップ把持機構の内部側面図である。フラッパが閉状態にある本発明のカップ把持部の上面図である。本発明のカップ把持機構の側方図である。本発明のカップ式自動販売機のカップ搬送装置の側方図である。本発明の直線移動機構の一例を示す分解部分斜視図である。本発明の直線移動機構の一例を示す分解部分斜視図である。本発明の直線移動機構の一例を示す分解部分斜視図である。本発明のカップ搬送装置の動作の一例を示す上面図である。本発明のカップ搬送装置の動作の一例を示す斜視図である。本発明のカップ搬送装置の動作の他の一例を示す上面図である。従来のカップ式自動販売機のカップ搬送装置の斜視図である。

符号の説明

８枠部
１０カップ把持機構
１２支持軸
１４直線移動機構
１６カップ把持部
１８フラッパ
１８ａハンド部
１８ｂ回動シャフト
１８ｃフラッパアーム
１８ｄ歯付きカム
１８ｅ歯
２０開閉駆動手段
２２ケース（保持部）
２４旋回駆動手段
２６カップステージ
２６ａステージアーム
２８スプリング
３０凸リブ
３２縁片
３４突起
３６ステッピングモータ（フラッパ開閉駆動用）
３６ａ出力軸
３８ギヤ列
４０ねじシャフト
４２ねじ孔部
４４ステッピングモータ（旋回駆動用）
４４ａ出力軸
４６ギヤ
４８スライダ４８
５０ケース
５２固定具
５４プレート
５６ステッピングモータ（直線移動駆動用）
５８プーリ
６０ベルト
６２ガイドシャフト
６４移動部材
６６ローラ
６８レール
７０カップ供給機構
７２氷供給ノズル
７４シロップ供給ノズル
７６飲料供給ノズル
１００カップ式自動販売機のカップ搬送装置

Claims

カップ式自動販売機内に設けられ、カップを搬送するカップ搬送装置であって、
カップを把持するカップ把持機構と、前記カップ把持機構を支持軸を介して直線移動自在に支持する直線移動機構とを備え、
前記カップ把持機構は、カップを把持するためのカップ把持部と、
前記カップ把持部を前記支持軸周りに水平方向に旋回駆動する旋回駆動手段とから構成されることを特徴とするカップ式自動販売機のカップ搬送装置。
前記カップ把持機構は、カップを把持するための一対の開閉可能なフラッパからなるカップ把持部と、
前記カップ把持部のフラッパを開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記カップ把持部および開閉駆動手段を保持する保持部と、
前記保持部を前記支持軸周りに水平方向に旋回駆動する旋回駆動手段とから構成され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カップ搬送装置。
前記カップ把持部は、カップの側部を把持するための一対の開閉可能なフラッパと、カップの底部を支持するためのカップステージであって開閉駆動手段による駆動で昇降移動可能なカップステージと、前記カップステージを所定高さに昇降移動した場合に前記フラッパを開動作させる係合手段とからな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カップ搬送装置。
前記一対のフラッパは、互いに係合して開閉動作を連動させる係合部を備えた回動シャフトにフラッパアームを介してそれぞれ接続され、
前記カップステージは、開閉駆動手段により駆動可能なステージアームであって、前記フラッパアーム間に昇降移動可能に配置したステージアームに接続され、
前記係合手段は、前記ステージアームを所定高さに昇降移動した場合に接触して前記一対のフラッパアームを互いに引き離す方向に押圧する前記ステージアームの左右に設けた突起からなることを特徴とする請求項３に記載のカップ式自動販売機のカップ搬送装置。