JP6455706B2 - 物品投入機構および物品収容装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動機構により動作して開口部を開閉する蓋部材を備え、収容容器への物品の投入を可能とする物品投入機構および物品収容装置に関する。

特許文献１には、ごみ等を投入する開口部を被覆する蓋部材が、モータなどの駆動機構によって開閉する蓋自動開閉機構を備えたごみ箱が開示されている。具体的には特許文献１におけるごみ箱は、シャフトによって旋回動する蓋が、ごみ箱の上部に設けられていると共に、赤外線を照射して対象物を検知する反射型赤外線センサが、ごみ箱の蓋枠に設けられ、反射型赤外線センサで対象物を検知すると、モータが駆動して回転レバー、リンクアームを介してシャフトを回転させて蓋をごみ箱内の下方へ開く。さらに、蓋を全閉方向に付勢するスプリングをシャフトに取り付けている。但し、バネ力のみで蓋を閉めると、勢いよく閉まるので、それを防止するために、蓋が開く方向にモータを小さなトルクで作動させ、僅かにバネ力が勝るような形で蓋を閉めるようなダンパ機能を持たせている。

特許文献２では、枠体の上部側面に、ごみを投入するための開口部を備え、開口部を開閉する開閉扉が枠体の内側へ回動自在に形成された使用済み物品の投入口ユニットが開示されている。開閉扉の近傍には人体等の物体を検知するセンサが設けられており、開閉扉は、センサが物体を検知すると、モータなどの開閉扉駆動手段によって開閉する構成である。モータの回転は例えばリンク機構を介して開閉扉を回動する構成である。

特許第４２４５５１１号公報 実開平７−４３１５９号公報

特許文献１の技術は、モータの駆動によって扉を開口する構造であるため、人が手で蓋を押したり、何らかの物体が蓋に落ちたりして、モータの駆動ではない外力が付与されることによって蓋が強制的に開く方向に動作すると、モータに負荷がかかり、故障の原因となる。また、停電時は蓋を開閉することができない。

特許文献２の技術も同様であり、開閉扉を手動で無理に開けようとするとモータに不要な負荷がかかる。但し、特許文献２の場合、リンク機構に工夫を施すことにより、電気系統の故障時において手動で開閉扉を開くことができるようになっているが、リンク機構の構造が複雑である。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、駆動機構にて回動して開口部を自動で開閉する蓋部材を備える一方、蓋部材を強制的に開口方向に動作させる外力が付与された場合でも、簡易な構造で、駆動機構への不要な負荷を抑え、駆動機構の故障を低減することができ、特にごみ箱用として適する物品投入機構および物品収容装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の物品投入機構は、開口部を有する収容容器と、一端縁を中心として内方に回動し、前記開口部を開閉する蓋部材とを有する物品収容装置における、前記蓋部材を開閉して前記収容容器への物品の投入を可能とする物品投入機構であって、
駆動機構によって回転する回転部材と、前記回転部材と前記蓋部材とに連結され、曲げ方向に所定の弾性力を有する弾性部材からなる支持シャフトとを備え、前記駆動機構の駆動による前記回転部材の回転により、前記支持シャフトを介して、前記蓋部材を、前記一端縁を中心として前記開口部の開口方向又は閉口方向に動作させる一方、前記駆動機構の駆動によることなく、前記蓋部材を内方に押圧する外力が付与された場合には、前記支持シャフトがその弾性力に抗して曲がって前記蓋部材が開口され、前記外力が除去された場合には、前記支持シャフトの弾性力により、前記蓋部材が閉口方向に動作する構成であることを特徴とする。

前記支持シャフトが、密巻コイルバネであることが好ましい。前記回転部材は、その回転方向が、前記蓋部材の回動方向に交差する方向となるように設けられていることが好ましい。前記収容容器が、ごみ等の使用済物品を収容する容器であることが好ましい。

また、本発明の物品収容装置は、開口部を有する収容容器と、一端縁を中心として内方に回動し、前記開口部を開閉する蓋部材と、前記蓋部材を開閉して前記収容容器への物品の投入を可能とする物品投入機構とを有してなり、前記物品投入機構として、前記いずれかの物品投入機構が設けられていることを特徴とする。この物品収容装置は、ごみ等の使用済物品を収容するためのものであることが好ましい。

本発明によれば、駆動機構の駆動によって回転部材が回転すると、回転部材に連結された支持シャフトを介して、開口部を閉口している状態から開口させる方向へと、一端縁を中心として蓋部材が内方に回動する。人がごみ等の物品を開口部から投入すると、再び、駆動機構の駆動によって回転部材が回転し、支持シャフトを介して、開口部を開口状態から閉口させる方向に蓋部材が回動する。

支持シャフトが曲げ方向に所定の弾性力を有する弾性部材からなるため、回転部材の回転方向が蓋部材の回動方向と一致していなくても、すなわち回転部材の回転方向が蓋部材の回動方向に対して交差するように設けられた場合でも、支持シャフトがねじれるように曲がることによって、蓋部材を開閉することができる。これにより、収容容器の形状や開口部の位置や大きさに応じて、回転部材や駆動機構の配設姿勢の自由度が増し、設計仕様の適用範囲を広げることが可能となる。

また、蓋部材が開口部を閉口している状態にある時、何らかの状況で蓋部材を押すような外力が付与された場合、蓋部材が回動しても支持シャフトが曲がるため、回転部材を強制的に回転させるような力が加わらない。すなわち、弾性部材からなる支持シャフトを用いることにより、簡単な構造でありながら、このように蓋部材を強制的に開口させる力が加わった場合に、駆動機構に余分な負荷がかかることを防止できる。その一方、その外力が除去された場合には、弾性部材の復元力により蓋部材は速やかに閉口方向に動作する。

また、停電時、あるいは電気系統の故障等が発生した場合に、人為的に蓋部材を押し開けても、駆動機構に対する余分な負荷を抑えることができ、故障の発生頻度が少なくなる。

また、支持シャフトとして曲げ方向に所定の弾性を有するものを用いることにより、開口部を収容容器の上壁面に形成した場合にも適用できる。蓋部材は、開口部を閉口している状態では、自重によって常に開く方向に力がかかるが、支持シャフトの曲げ弾性によって支持することができる。

また、支持シャフトとして、密巻コイルバネを用いることにより、曲げ方向の弾性力のみならず、引っ張り方向の弾性力も機能させることができると共に、そのコイル径や線材の太さの選択などによって弾性力を種々容易に調整することができるため、適用範囲が広いという利点を有する。

図１は、本発明の第一の実施形態に係る物品収容装置の一部を示す縦断面図である。 図２は、図１における蓋部材を開閉する物品投入機構を概略的に示す斜視図である。 図３は、図１のごみ箱において蓋部材に外力がかかった時の状態を示す縦断面図である。 図４は、図１の物品収容装置の全体の外観を示す斜視図である。 図５は、本発明の第一の実施形態における他の態様に係る物品収容装置の一部を示す縦断面図である。 図６は、本発明の第二の実施形態に係る物品収容装置の一部を示す縦断面図である。 図７は、本発明の第二の実施形態における他の態様に係る物品収容装置の一部を示す縦断面図である。

以下、図面に示した実施形態に基づき本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係る物品収容装置１０の上部付近の構造を示すものである。図２は、図１における物品収容装置１０の内側から視た図で、蓋部材１３を開閉する物品投入機構２０を概略的に示すものである。図３は、蓋部材１３に外力が加わった時の状態を示す縦断面図である。図４は、物品収容装置１０の全体を示すものである。

本発明の第一の実施形態の物品収容装置１０は、図１及び図４に示すように、収容容器１１の一側壁の上部に、物品、例えばごみ等の使用済み物品を投入する開口部１２を形成している。さらに、蓋部材１３が前記開口部１２を開口又は閉口するように回動自在に設けられる。具体的には、蓋部材１３の一端縁（図１において上端縁）には、軸受部１４が設けられ、前記軸受部１４に支軸１５が挿入される。前記支軸１５は、図２に示すように、開口部１２の左右において収容容器１１の側壁の内面に設けたブラケット１６で支持される。蓋部材１３は、収容容器１１の内方へ回動する、いわゆる内開きの構成である。内開きとすることにより、ごみ等の物品を投入する際に、蓋部材１３が収容容器１１の外面からさらに外方に突出することがないため、列車、航空機、バスなどの乗物のトイレなど、狭いスペースに配設するごみ等の使用済み物品の投入用として適している。また、蓋部材１３は、常時は開口部１２を閉鎖しているため、収容容器１１内に溜まっている物品が該開口部１２を通じて見えることがなく、ごみ等の使用済み物品用として適している。なお、蓋部材１３は一端縁を中心として回動できるものであればよく、該一端縁を回動可能に軸支する構造は、図に示した実施形態に何ら限定されるものではなく、例えば、支軸１５等に代えて蝶番を設けた構成とすることができる。

蓋部材１３を開閉する物品投入機構２０としては、収容容器１１の上壁面に、駆動機構としてのモータ２１を設け、前記モータ２１の回転駆動軸２１ａにて水平面方向に回転する回転部材２２を設けている。回転部材２２は、本実施形態では、円板状のものであるが、これに限定されず、例えば、アーム状のものなどを用いることもできる。

回転部材２２の一端側（例えば、円板状のものの外周側）に設けた駆動側連結部２３と、蓋部材１３において回動中心の一端縁（支軸１５側）から他端縁側に離れた位置に設けた蓋側連結部１７とが支持シャフト２４で連結される。

支持シャフト２４は、少なくとも曲げ方向に、好ましくは引っ張り方向にも所定の弾性力を有する弾性部材からなる。好ましくは、密巻コイルバネである。その他に、例えばエラストマー樹脂やゴムなどのように樹脂製のシャフト、その他の形態の弾性部材を支持シャフト２４として用いることも可能である。但し、密巻コイルバネは、バネ用線材を密に巻いたコイルバネであって、真直ぐな元の形状に戻る曲げ弾性と引っ張り弾性とを有しており、コイル径や線材の太さなどにより、曲げ弾性及び引っ張り弾性を種々調整することができ、他の弾性部材よりも、コンパクトでありながら所定の弾性力を発揮でき、かつ、適用範囲が広いという点で効果的である。

また、収容容器１１において開口部１２の近くには、図４に示すように、開口部１２に近づいた人の手等を検知する検知装置１８が設けられている。前記検知装置１８としては、光センサ、赤外線センサなど、種々のものを用いることができる。検知装置１８により人の手等の接近を検知すると、その信号がモータ２１の駆動を制御する制御部に送られ、該モータ２１が駆動する。

なお、第一の実施形態の収容装置１０では、物体を検知する検知装置１８を設けたが、人が操作する押しボタン等のスイッチを設け、スイッチ操作により動作させる構造とすることもできる。

次に、上記の第一の実施形態のごみ箱１０の作用について説明する。
本実施形態の収容装置１０は、常時は、蓋部材１３が開口部１２を全閉している状態になっている。人の手が開口部１２に近づくと、検知装置１８がそのことを検知し、その検知信号がモータ２１の制御部に送られ、該モータ２１が回転駆動する。本実施形態では、回転部材２２は、駆動側連結部２３が図１の実線のように蓋部材１３に近い位置の状態から、図１の二点鎖線のように蓋部材１３から遠い位置の状態へ１８０°回転して停止する。
蓋部材１３は、駆動側連結部２３と蓋側連結部１７とを連結する支持シャフト２４を介して引っ張られるので、回転部材２２は、図１の実線の全閉状態から二点鎖線の全開状態へと、開口方向に例えば反時計回り方向に回動して停止する。この時、支持シャフト２４は、曲げと引張りの力を受けながら蓋部材１３を開放させることになるため、上記のように密巻コイルバネを用いることが好ましい。

蓋部材１３の開放動作後、所定時間が経過すると、あるいは、人の手が開口部１２から離れると、その信号がモータ２１の制御部に送られ、該モータ２１は逆回転し、駆動側連結部２３が図１の二点鎖線の位置から図１の実線の位置へと変化するように、回転部材２２を閉口方向にすなわち時計回り方向に１８０°回転させて停止する。これにより、蓋部材１３は、支持シャフト２４の曲げ弾性力によって支えられながら、図１の実線の位置である全閉状態に戻る。

支持シャフト２４が曲げ方向及び引っ張り方向に所定の弾性力を有するため、回転部材２２の回転方向が蓋部材１３の回動方向（本実施形態では略鉛直方向）に対して同じ方向でなくても、支持シャフト２４が、ねじれながら、すなわち曲げと引張りの力を受けながら蓋部材１３を開閉することになる。そのため、本実施形態のように、回転部材２２の回転方向は略水平方向と、蓋部材１３の回動方向である垂直面方向にほぼ直交して交差する配置関係とすることができる。それにより、収容容器１１の形状や開口部１２の位置や大きさに応じて、モータ２１の回転駆動軸２１ａの向き、回転部材２２の配設姿勢を自由に設定することができ、設計仕様の適用範囲を広げることが可能となる。

また、蓋部材１３が開口部１２を全閉している状態で、蓋部材１３を押すような外力が付与される場合がある。例えば、検知装置１８が検知できないような物体によって蓋部材１３を押すように荷重がかかる場合、あるいは検知装置１８が正常作動せずに、人が無理に蓋部材１３を押し開ける場合など、さまざまな状況がある。
この場合、蓋部材１３は、図３に示すように、外力によって内方に押圧され、実線の全閉状態から二点鎖線の状態へと開く方向に回動する。このとき、支持シャフト２４は、その弾性により二点鎖線のように曲げられるので、回転部材２２を回転させる力があまり作用せず、モータ２１を無理に回転させことがない。すなわち、本実施形態によれば、支持シャフト２４のような簡単な機構によって、蓋部材１３を手動で押圧してもモータ２１に余分な負荷を与えることがなく、故障の低減に資する。また、停電時、あるいは電気系統の故障等が発生した場合でも、人為的に蓋部材１３を押し開けてごみを開口部１２から収容容器１１内へ投入することが可能である。

また、前記回転部材２２の回転方向が、蓋部材１３の回動方向（垂直面方向）と同じではなく、略水平方向であるため、図１に示すように、回転部材２２は収容容器１１の上壁面の近くに沿うように回転する。そのため、蓋部材１３が内方に開く際の回転角度を大きくとることができる。

ちなみに、後述する第二の実施形態を示す図６のように、回転部材２２の回転方向（垂直面方向）が、蓋部材１３の回動方向（垂直面方向）に対して同じ方向である場合は、蓋部材１３が開口部１２の全閉状態において回転部材２２の一端側が蓋部材１３の近くに位置することになる。そのため、蓋部材１３が内方に回動しても、図１の構造と比べて比較的小さな回転角度のうちに蓋部材１３が回転部材２２に当たり、蓋部材１３が開く際の回転角度が相対的に小さくなる。

上述の第一の実施形態の収容装置１０は、開口部１２を収容容器１１の一側壁の上部に形成しているが、図５に示すように、開口部１２を収容容器１１の上壁面に形成した場合にも適用できる。
蓋部材１３は、収容容器１１の上壁面に形成した開口部１２を全閉する位置において水平状態にある。また、物品投入機構２０は図１の場合と同様である。この場合は、収容容器１１の側壁面に駆動機構としてのモータ２１を設け、前記モータ２１の回転駆動軸２１ａにて垂直面方向に回転する回転部材２２を設けている。

図５の収容装置１０における作用を説明すると、蓋部材１３が開口部１２を全閉している状態では、蓋部材１３が自重によって図５において反時計回り方向へ開く方向に力がかかる。しかし、蓋部材１３は支持シャフト２４の弾性力によって支持されて全閉状態に保持することができる。

人がごみを開口部１２から収容容器１１内へ投入する時の物品投入機構２０の動作は、図１〜図４の態様と同様である。また、何らかの状況で蓋部材１３を押すような外力が加わった場合の動作も、図１〜図４の態様と同様である。

次に、本発明の第二の実施形態の物品収容装置１０について説明する。前述の第一の実施形態とほぼ同様の構造であるので、異なる点を中心に説明し、同じ部材は同じ符号を付して同様の点の詳しい説明は省略する。
物品投入機構２０は、図６に示すように、収容容器１１の上壁面に、駆動機構としてのモータ２１を設け、前記モータ２１の回転駆動軸２１ａにて垂直面方向に回転する回転部材２２を設けている。すなわち、回転部材２２の回転方向は、蓋部材１３の回動方向と同じ垂直面方向となっている。回転部材２２は、アーム状の部材であるが、これに限定されない。
回転部材２２の一端側に設けた駆動側連結部２３と、蓋部材１３において一端縁（支軸１５が設けられている側）から離れた他端縁寄りに設けた蓋側連結部１７とが、支持シャフト２４で連結される。前述の第一の実施形態と同様に、支持シャフト２４は、所定の曲げ弾性及び引っ張り弾性を有する弾性部材から構成され、好ましくは密巻コイルバネが用いられる。

次に、上記の第二の実施形態の収容装置１０の作用について説明する。
収容装置１０は、図６に示すように、常時、蓋部材１３が開口部１２を全閉している状態である。人が収容装置１０の開口部１２に近づくと、検知装置１８の検知信号によってモータ２１が回転駆動する。本実施形態では、回転部材２２は、駆動側連結部２３が図６の実線のように蓋部材１３に近い位置の状態から、図６の二点鎖線のように蓋部材１３から遠い位置の状態へほぼ９０°回転して停止する。
蓋部材１３は、駆動側連結部２３と蓋側連結部１７とを連結する支持シャフト２４を介して引っ張られるので、図６の実線の全閉状態から二点鎖線の全開状態へ開口方向である反時計回り方向に回動する。

人がごみを投入した後、所定時間経過するか、あるいは、人が開口部１２から離れると、モータ２１が逆方向に回転駆動し、回転部材２２は、駆動側連結部２３が図６の二点鎖線の状態から図６の実線の状態へとほぼ９０°回転して停止する。
これに伴って、蓋部材１３は、支持シャフト２４を介して二点鎖線の全開状態から図６の実線の全閉状態へ閉口方向である時計回り方向に回動して停止する。

蓋部材１３が開口部１２を全閉している状態で、何らかの状況で蓋部材１３を押すような外力がかかると、前述の第一の実施形態と同様に、蓋部材１３が開く方向に回動する。しかしながら、この外力によって支持シャフト２４が曲がる方向に変形するため、回転部材２２を回転させるような大きな力は作用せず、本実施形態においても、簡易な構成で、モータ２１への誤操作時の負荷を防止できる。また、停電時、あるいは電気系統の故障等が発生した場合に、人為的に蓋部材１３を押し開けてごみを収容容器１１内へ投入することができる点も、第一の実施形態と同様である。なお、蓋部材１３を内方に押圧する外力が除去された場合には、支持シャフト２４の弾性復元力により、該蓋部材１３は閉口方向に動作する。

上述の第二の実施形態では、開口部１２を収容容器１１の一側壁の上部に形成しているが、図７に示すように、開口部１２を収容容器１１の上壁面に形成した場合にも適用できる。

蓋部材１３は、収容容器１１の上壁面に形成した開口部１２を全閉する位置において水平状態にある。また、物品投入機構２０は図６の場合と同様である。この場合は、収容容器１１の側壁面に駆動機構としてのモータ２１を設け、前記モータ２１の回転駆動軸２１ａにて垂直面方向に回転する回転部材２２であるアームを設けている。

図７の場合、蓋部材１３が開口部１２を全閉している状態では、蓋部材１３が自重によって図７において反時計回り方向へ開く方向に力がかかる。しかし、蓋部材１３は支持シャフト２４の弾性力によって支持されて全閉状態に保持される。人がごみを開口部１２から収容容器１１内へ投入する時の物品投入機構２０の動作は、前述の第二の実施形態の場合と同様である。また、蓋部材１３を内方に押す外力が加わった場合の動作も同様であり、支持シャフト２４の曲げ方向への変形およびその弾性復元力により、モータ２１に負荷を与えることなく開口部１２開閉される。

なお、上記実施形態では、投入対象の物品としてごみ等の使用済み物品を用いる例を示しているが、収容容器１１に何らかの物品を投入する機構であれば、ごみ等の使用済み物品用に限らず、本発明を適用可能である。

１０ 物品収容装置
１１ 収容容器
１２ 開口部
１３ 蓋部材
１７ 蓋側連結部
２０ 物品投入機構
２１ モータ（駆動機構）
２１ａ 回転駆動軸
２２ 回転部材
２３ 駆動側連結部
２４ 支持シャフト

Claims (6)

1. 開口部を有する収容容器と、一端縁を中心として内方に回動し、前記開口部を開閉する蓋部材とを有する物品収容装置における、前記蓋部材を開閉して前記収容容器への物品の投入を可能とする物品投入機構であって、
   駆動機構によって回転する回転部材と、
   前記回転部材と前記蓋部材とに連結され、曲げ方向に所定の弾性力を有する弾性部材からなる支持シャフトと
   を備え、
   前記駆動機構の駆動による前記回転部材の回転により、前記支持シャフトを介して、前記蓋部材を、前記一端縁を中心として前記開口部の開口方向又は閉口方向に動作させる一方、
   前記駆動機構の駆動によることなく、前記蓋部材を内方に押圧する外力が付与された場合には、前記支持シャフトがその弾性力に抗して曲がって前記蓋部材が開口され、前記外力が除去された場合には、前記支持シャフトの弾性力により、前記蓋部材が閉口方向に動作する構成であることを特徴とする物品投入機構。
2. 前記支持シャフトが、密巻コイルバネである請求項１記載の物品投入機構。
3. 前記回転部材は、その回転方向が、前記蓋部材の回動方向に交差する方向となるように設けられている請求項請求項１又は２記載の物品投入機構。
4. 前記収容容器が、ごみ等の使用済物品を収容する容器である請求項１〜３のいずれか１に記載の物品投入機構。
5. 開口部を有する収容容器と、
   一端縁を中心として内方に回動し、前記開口部を開閉する蓋部材と、
   前記蓋部材を開閉して前記収容容器への物品の投入を可能とする物品投入機構と
   を有してなり、
   前記物品投入機構として、請求項１〜３のいずれか１に記載の物品投入機構が設けられていることを特徴とする物品収容装置。
6. ごみ等の使用済物品の収容に用いられる請求項５記載の物品収容装置。

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