以下に添付図面を参照して、本発明に係る商品収納装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態である商品収納装置が適用された自動販売機の内部構造を模式的に示す断面側面図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット1を備えて構成されている。
本体キャビネット1は、前面に開口(以下、前面開口ともいう)を有した直方状の自動販売機本体であり、その内部に断熱構造の商品収容庫2が設けられている。商品収容庫2には、複数の商品収納装置20が上下方向に沿って複数段設けられている。これら商品収納装置20は、それぞれ商品収容庫2の左右両側に立設された図示せぬ支持側板間に架設されており、商品を収納するものであり、その構成については後述する。
また商品収容庫2には、冷却手段としての蒸発器3が設けられている。蒸発器3は、機械室4に設置された圧縮機5や凝縮器6等と冷媒を循環させる冷凍サイクルを構成しており、自身の図示せぬ冷媒通路を通過する冷媒と、自身の周囲を通過する商品収容庫2の内部の空気とを熱交換させて該空気を冷却するものである。ここで機械室4は、本体キャビネット1の内部において商品収容庫2の下方側に画成された室である。
蒸発器3の周囲で冷却された空気は、庫内送風ファン7が駆動することにより、商品収容庫2の背面に設置された背面ダクト8の吸込口8aより通風路9に吸い込まれ、この通風路9を通過した後に吹出口8bから吹き出されることにより、商品収納装置20に収納された商品を冷却することとなる。
上記商品収納装置20の前方域には、その両側に左右一対となる態様で搬送レール10が配設されており、これら搬送レール10間を搬送トレイ11が図示せぬ搬送機構により上下方向に沿って移動可能に配設されている。つまり、搬送レール10間には、搬送トレイ11を通過させるための搬送通路12が形成されている。この搬送通路12は、機械室4の前方まで延在しており、搬送通路12と機械室4とは区画断熱材13により区画されている。
上記本体キャビネット1には、扉体14及び閉塞部材15が設けられている。扉体14は、本体キャビネット1の前面開口の上方部、より詳細には商品収容庫2の前方域を開閉するもので本体キャビネット1の一側縁部に開閉移動に配設されている。この扉体14は、断熱構造を有するものであり、外部より内部の視認を可能にする断熱性のガラス板(図示せず)を備えている。
閉塞部材15は、本体キャビネット1の前面開口の下方部、より詳細には、上記扉体14で閉塞することができない本体キャビネット1の前面開口の下方部を閉塞するものである。よって、閉塞部材15は、機械室4の前方に形成される搬送通路12の前方を閉塞している。
この閉塞部材15には、矩形状の商品取出口15aが形成されている。この商品取出口15aは、搬送トレイ11を通じて搬送された商品を利用者が取り出すための開口であり、商品取出扉16により開閉されるものである。
上記商品収納装置20について説明する。商品収容庫2の上下方向に沿って複数段設けられた商品収納装置20は、それぞれが共通の構成を有しているので、以下においては、1つの商品収納装置20について説明する。
図2は、図1に示した1つの商品収納装置20を示す平面図であり、図3及び図4は、それぞれ図2に示した商品収納装置20の要部を示す斜視図である。図5は、本発明の実施の形態である商品収納装置20の特徴的な制御系を模式的に示すブロック図である。
ここで例示する商品収納装置20は、ベース21と、スパイラル30と、スパイラル押え部材40と、売切検知ユニット50と、レバー揺動機構60と、制御部70とを備えて構成されている。
ベース21は、例えば板金等により構成された矩形平板状のものであり、商品収納装置20の底部を構成するものである。このベース21の上面には、前後方向に沿って延在する複数の仕切板22a,22bが立設されており、これにより、該ベース21の上方域には、前後方向に沿って延在する複数の商品収納通路20aが左右に並設されている。これら仕切板22a,22bは、商品収納通路20aの側壁を構成することとなり、商品収納通路20aの左側に配置された仕切板22aが、商品収納通路20aの左側壁(一方の側壁)を構成する第1側壁構成要素であり、商品収納通路20aの右側に配置された仕切板22bが、商品収納通路20aの右側壁(他方の側壁)を構成する第2側壁構成要素となる。
スパイラル30は、図6にも示すように、例えば金属製の棒状体が前後方向(商品収納通路20aの延在方向)に沿って螺旋状に巻回されることで形成されている。このスパイラル30は、後端部31が密となり該後端部31を除く拘束領域32が疎となる態様で巻回されており、拘束領域32では各ピッチ間に商品を拘束することが可能であり、後端部31がバネとして機能するものである。
このようなスパイラル30は、図7にも示すように、後端部31が駆動ユニット33の伝達部材34に連結されている。駆動ユニット33は、商品収納通路20aの後端部分に配置されるようベース21に取り付けられている。この駆動ユニット33は、駆動ケース35の内部に搬送駆動源であるスパイラルモータ36(図5参照)を収納するものであり、該駆動ケース35より前方に向けて突出する態様でロッド状の伝達部材34が設けられている。
伝達部材34は、スパイラルモータ36が制御部70から与えられる指令により駆動する場合に、自身の中心軸回りに回転、より詳細には前方から見た場合に時計回りに回転するものである。この伝達部材34の中心軸と、スパイラル30の中心軸とは一致するように調整されており、スパイラル30は、伝達部材34と一体的に回転するものである。
よって、スパイラル30は、伝達部材34と一体的に中心軸回りに回転(前方から見て時計回りに回転)することにより、拘束領域32における各ピッチ間に拘束されるとともにベース21の上面に載置された商品を漸次前方に向けて搬出するとともに、最前のピッチ間に拘束された商品を前方に向けて払い出すものである。
ところで、上記駆動ケース35の内部には、搬出検知部37(図5参照)が収納されている。この搬出検知部37は、伝達部材34が1回転することを検知するものである。上述したように、スパイラル30は伝達部材34と一体的に回転するものであるから、搬出検知部37は、スパイラル30が1回転することを検知するものである。この搬出検知部37は、伝達部材34(スパイラル30)が1回転したことを検知した場合、その旨を制御部70に与えるものである。
スパイラル押え部材40は、例えば板金等を屈曲加工等して形成された前後方向が長手方向となる長尺状部材である。このようなスパイラル押え部材40は、図8に示すように、押え基部41と、押え前端部42と、押え後端部43とが一体的に成形されて構成されている。
押え基部41は、前後方向に沿って延在する平板状部位であり、その上端部分及び下端部分は左方に湾曲してカール状を成している。押え前端部42は、押え基部41の前端部分より左方に向けて延在した平板状部位である。この押え前端部42には、2つの取付孔42aが形成されている。押え後端部43は、押え基部41の後端部分より右方に向けて延在した平板状部位である。この押え後端部43には、1つの連結孔43aが形成されている。
このような構成を有するスパイラル押え部材40は、図8に示したように、スパイラル30の内部に前方より挿入し、押え後端部43の連結孔43aに伝達部材34の先端部分を相対的に挿入させつつ、押え前端部42の取付孔42aを前方より挿通する取付ネジ45が左側の仕切板22aの前端面に螺合することにより取り付けられている。そのようにして左側の仕切板22aに取り付けられたスパイラル押え部材40は、押え基部41の表面が右側の仕切板22bに対向している。
これによりスパイラル押え部材40は、押え前端部42が、商品収納通路20aの一方の側壁を構成する第1側壁構成要素である左側の仕切板22aに固定された状態でスパイラル30の内部において前後方向に沿って延在し、該商品収納通路20aの他方の側壁を構成する第2側壁構成要素である右側の仕切板22bとの間で各ピッチ間に拘束可能な商品の最大左右幅を規定している。
そのようなスパイラル押え部材40は、スパイラル30が中心軸回りに回転する際に、該スパイラル30が上下方向、あるいは左右方向に変位等することを規制するためのものである。
図9及び図10は、それぞれ図2等に示した商品収納装置20を構成する売切検知ユニット50を示すものであり、図9は斜視図、図10は分解斜視図である。ここで例示する売切検知ユニット50は、ユニット本体51と、売切検知レバー52と、売切検知部53(図5参照)とを備えて構成されている。
ユニット本体51は、例えば樹脂材により形成された上部に開口を有する箱状体であり、ベース21に形成された矩形状のレバー用開口21aを下方より閉塞する態様で該ベース21に取り付けられている。尚、レバー用開口21aは、ベース21において、商品収納通路20aの前端部分の下方域となる部位に形成されている。
かかるユニット本体51は、図4に示したように、ベースカバー23により被覆されており、レバー用開口21a以外からは露出されないようにされている。またユニット本体51における左右両側部には、左右一対となる態様でレバー支持孔51aが形成されているとともに、該レバー支持孔51aよりも後方側にカム支持孔51bが形成されている。
売切検知レバー52は、例えば樹脂材により形成されており、レバー基部521とレバー作用部522とが一体的に成形されて構成されている。
レバー基部521は、前後方向に沿って延在する長尺状部分であり、左右一対となる態様で貫通孔521aが形成されているとともに、これら貫通孔521aが形成された部位よりも前方側に遮蔽板521bが下方に突出する態様で取り付けられている。
レバー作用部522は、レバー基部521の上端部分に連結された前後方向が長手方向となる略平板状部分である。このレバー作用部522の左右幅の寸法は、レバー用開口21aの左右幅の寸法よりも小さいものである。
このような売切検知レバー52は、貫通孔521aを貫通する円柱状のレバー軸部54がレバー支持孔51aを貫通した状態でユニット本体51に架設されることにより、レバー軸部54の中心軸回りに上下方向に沿って揺動可能となる態様で該ユニット本体51に支持されている。また売切検知レバー52を構成する貫通孔521a間には、レバー軸部54を巻回する態様で一方が売切検知レバー52に係止され、他方がユニット本体51に係止されたレバースプリング55が設けられている。このレバースプリング55は、売切検知レバー52を上方に向けて付勢する付勢手段である。
これにより売切検知レバー52は、レバー用開口21aを通じて商品収納通路20aに進退移動する態様でユニット本体51(ベース21)に揺動可能に配設されており、図11に示すように、常態においてはレバースプリング55に付勢されて商品収納通路20aに進出移動するものである。一方、売切検知レバー52は、図12に示すように、スパイラル30の拘束領域32における最前のピッチ間の商品に押圧される場合には、レバースプリング55の付勢力に抗して商品収納通路20aから退行移動するものである。
売切検知部53は、ユニット本体51に設けられており、例えば光センサ等により構成されるものである。この売切検知部53は、売切検知レバー52が商品収納通路20aに進出移動した場合には、発光部531からの光を受光部532で受けてオン状態となる一方、売切検知レバー52が商品収納通路20aから退行移動した場合には、図13に示すように発光部531からの光が遮蔽板521bで遮られて受光部532で光を受けずにオフ状態となる。そして、売切検知部53は、オフ状態となることによりスパイラル30の最前のピッチ間に商品が有りと検知する一方、オン状態となることによりスパイラル30の最前のピッチ間に商品が無しと検知するものであり、その旨を信号として制御部70に与えるものである。
レバー揺動機構60は、図14にも示すように、カム部材61と、レバーモータ63(図5参照)と、回転量検知部64(図5参照)とを備えて構成されている。カム部材61は、例えば樹脂材により形成されており、カム基部611とカム作用部612とが一体的に成形されて構成されている。
カム基部611は、円柱状の形態を成す部分であり、内部に左右方向に沿って延在する連係孔611aが形成されている。この連係孔611aは、正六角形状を成している。カム作用部612は、カム基部611の周面の一部より該カム基部611の径方向外部に向けて延在する部分で、外周面612aが円弧状を成す部分である。かかるカム作用部612の一端部分には切欠部分612bが形成されている。
このようなカム部材61は、ユニット本体51において、カム支持孔51bを貫通する伝達ロッド62に連係孔611aが貫通されることにより、該ユニット本体51に回転可能に配設されている。伝達ロッド62は、左右方向に沿って延在する長尺状部材であり、連係孔611aに適合するよう正六角形状を成している。これによりカム部材61は、伝達ロッド62とともに、該伝達ロッド62の中心軸回りに回転可能である。そして、カム部材61は、詳細は後述するが、伝達ロッド62の中心軸回りに回転する場合に、カム作用部612の切欠部分612bが売切検知レバー52の後端部分、すなわちレバー作用部522の後端部分に当接し、その後にカム作用部612の外周面612aが摺接することが可能である。つまり、カム部材61は、ユニット本体51において、カム基部611が売切検知レバー52と離隔しているが、カム作用部612の外周面612aが売切検知レバー52と摺接可能な位置に配置されている。
そのような伝達ロッド62は、図15に示すように、上記商品収納装置20において左右に並設された商品収納通路20aに対応して設けられたそれぞれの売切検知ユニット50を構成するユニット本体51を貫通している。つまり、伝達ロッド62は、1つの商品収納装置20に設置された複数のカム部材61の連係孔611aを貫通している。
レバーモータ63は、伝達ロッド62の右端部に図示せぬ連係手段を介して連係しており、制御部70から与えられる指令に応じて駆動する駆動源である。このレバーモータ63は、制御部70から与えられた指令に応じて駆動する場合に、伝達ロッド62を中心軸回りに回転させるものであり、これにより各カム部材61を伝達ロッド62とともに該伝達ロッド62の中心軸回りに回転させるものである。
回転量検知部64は、例えば複数のマイクロスイッチや複数の光センサ等により構成されており、伝達ロッド62に形成された図示せぬ突部の有無を検知することにより、伝達ロッド62の回転量、すなわちカム部材61の回転量を検知するものである。この回転量検出部は、検知した回転量を信号として制御部70に与えるものである。
制御部70は、搬出検知部37、売切検知部53、スパイラルモータ36、レバーモータ63及び回転量検知部64と電気的に接続されており、これら搬出検知部37等と同様に電気的に接続された記憶部71に記憶されたプログラムやデータに従って商品収納装置20の動作を統括的に制御する制御手段である。また制御部70は、上位機器であって、商品収納装置20が適用された自動販売機の販売動作や商品管理動作を統括的に制御する自販機制御部80とも電気的に接続されている。
尚、制御部70は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、IC(Integrated Circuit)等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。
以上のような構成を有する商品収納装置20では、常態において、図16に示すように、売切検知レバー52とカム部材61とが互いに非接触となる状態とされている。これにより売切検知レバー52は、レバースプリング55の付勢力により、商品収納通路20aに対して進出移動することとなるが、スパイラル30の最前のピッチ間を含む各ピッチ間に拘束された商品に押圧されることにより、図12及び図13に示したように、商品収納通路20aから退行移動した状態となる。
そのような状態において、扉体14に設けられた商品選択手段(商品選択ボタン等)が利用者により選択操作されるとともに、選択操作された商品に対する金銭処理がなされることにより、自販機制御部80から選択された商品を収納する商品収納装置20の制御部70に対して払出指令が与えられることになる。
そのようにして自販機制御部80から払出指令が与えられた制御部70は、該当する商品を収納する商品収納通路20aの駆動ユニット33のスパイラルモータ36に駆動指令を与える。これによりスパイラルモータ36が駆動し、伝達部材34とともにスパイラル30が前方から見た場合に中心軸を中心として時計回りの方向に回転する。
このようにスパイラル30が回転することにより、図17に示すように、スパイラル30の拘束領域32における各ピッチ間に拘束されるとともにベース21の上面に載置された商品は前方に向けて搬出され、最前のピッチ間に拘束された商品は前方に向けて払い出される。スパイラル30から商品が払い出された商品は、搬送トレイ11に受容されて商品取出口15aの近傍まで搬送され、その後に商品取出口15aを通じて取り出し可能な状態となる。
スパイラル30が1回転したことが搬出検知部37により検知されると、この搬出検知部37よりスパイラル30が1回転した旨の信号が与えられた制御部70は、スパイラルモータ36に駆動停止指令を与える。これによりスパイラル30の回転が停止する。
そのようにして最前のピッチ間の商品が払い出されることにより、売切検知レバー52は、レバースプリング55の付勢力により商品収納通路20aに対して進出移動する態様で上方に向けて揺動することが可能であるが、次に最前のピッチ間に拘束される商品に押圧されることで商品収納通路20aから退行移動した状態となる。そのため売切検知部53は、オフ状態が継続され、商品有りと検知される。
ところで、各ピッチ間に拘束される商品が比較的軽量である場合、スパイラル30の回転により各ピッチ間の商品が前方に向けて搬出される際に、レバースプリング55の付勢力により商品の姿勢が乱れてしまう虞れがある。
この場合、制御部70は、レバーモータ63に対して駆動指令を与え、回転量検知部64により所定角度だけ回転したことが検知されるまで伝達ロッド62及びカム部材61を右側から見て時計回りに回転させる。
ここで回転量検知部64により検知される所定角度としては、図18に示すように、カム部材61の切欠部分612bが売切検知レバー52の後端部分に当接して、該売切検知レバー52をレバースプリング55の付勢力に抗して下方に所定量だけ強制的に揺動させることができる程度の大きさとされる。
これにより、売切検知レバー52による商品収納通路20aに対する進出移動量を規制することができ、ベース21に載置されて各ピッチ間に拘束された商品がスパイラル30の回転に伴って前方に向けて搬出される際に、売切検知レバー52(レバースプリング55)の反力(付勢力)により姿勢が乱れてしまうことを抑制することができる。
また上記商品収納装置20においては、商品収納通路20aに収納された商品を冷凍状態で収納する場合、扉体14を開く方向に揺動させて本体キャビネット1の前面開口の上方部を開成させて商品の補充等を行うことで、結露が発生し、発生した結露水が凍ることで売切検知レバー52がベース21に凍結により接合してしまい、売切検知レバー52としての機能を発揮しない虞れがある。
そこで、扉体14が開く方向に揺動した後に閉じる方向に揺動して本体キャビネット1の前面開口の上方部が閉塞されたことが自販機制御部80より与えられた場合、制御部70は、予め決められた時間(例えば30分間程度)、継続的に又は断続的にレバーモータ63に対して駆動指令を与える。
これにより伝達ロッド62及びカム部材61が右側から見て時計回りに回転し、図19に示すように、各ピッチ間の商品に押圧されて商品収納通路20aより退行移動した状態の売切検知レバー52の後端部分に切欠部分612bが当接し、その後に図20に示すように、カム部材61のカム作用部612の外周面612aが売切検知レバー52の後端部分に摺接することで、売切検知レバー52をレバースプリング55の付勢力に抗して下方に強制的に揺動させる。
このようにしてカム部材61が回転することにより、図21に示すようにカム作用部612の外周面612aと売切検知レバー52の後端部分との摺接状態が解除されると、売切検知レバー52とカム部材61とは離間した状態となるので、売切検知レバー52はレバースプリング55の付勢力により上方に向けて揺動することになる。尚、商品収納通路20aにおいては、スパイラル30の各ピッチ間に商品が拘束されているので、売切検知レバー52は、商品に押圧されて商品収納通路20aから退行移動した状態となる。
そして、そのまま回転するカム部材61の切欠部分612bが売切検知レバー52の後端部分に再び当接し、その後にカム作用部612の外周面612aが売切検知レバー52の後端部分に摺接することで、売切検知レバー52をレバースプリング55の付勢力に抗して下方に強制的に揺動させ、カム作用部612の外周面612aと売切検知レバー52の後端部分との摺接状態が解除されると、売切検知レバー52はレバースプリング55の付勢力により上方に向けて揺動する。
このようにカム部材61が1回転する度に、商品収納通路20aから退行移動した売切検知レバー52を上下に揺動させることができ、結露水が凍結することにより売切検知レバー52がベース21と接合してしまうことを抑制することができる。
以上説明したように、本発明の実施の形態である商品収納装置20においては、スパイラル押え部材40が、押え前端部42が商品収納通路20aの一方の側壁を構成する左側の仕切板22a(第1側壁構成要素)に固定された状態でスパイラル30の内部において前後方向に沿って延在し、該商品収納通路20aの他方の側壁を構成する右側の仕切板22b(第2側壁構成要素)との間で各ピッチ間に拘束可能な商品の最大左右幅を規定するので、商品をベース21の上面に載置させた状態でスパイラル30の拘束領域32の各ピッチ間に拘束させることが可能となる。
これにより上記商品収納装置20によれば、スパイラル30の各ピッチ間で商品を良好に拘束することができ、商品の搬出及び払出を良好に行うことができる。
上記スパイラル押え部材40は、スパイラル30が中心軸回りに回転する際に上下方向や左右方向に変位等することを規制するものであるので、押え前端部42がスパイラル30の前端部よりも前方に配置される必要がある。このスパイラル押え部材40が、従来のようにコラムケース等に取り付けられる場合には、商品が載置されるとともに、その前端部がスパイラルの前方に配置されるので、スパイラルの回転により最前のピッチ間に拘束された商品が該スパイラル押え部材の前端部に載置されてしまい、前方に向けて良好に払い出すことができないことがあった。
しかしながら、上記商品収納装置20においては、スパイラル押え部材40が左側の仕切板22aに取り付けられているので、押え前端部42がスパイラル30の前端部よりも前方側に配置されるが、商品を載置するベース21の前端部分は、スパイラル30の前端部の下方に形成することができる。よって、図17に示したように、前方に向かうに連れて漸次下方に傾斜する傾斜面24aを有するブロック24をベース21の前端部分に配設することにより、かかるブロック24の傾斜面24aをシュータとしてスパイラル30の回転により商品を前方に案内することができ、これにより最前の商品の縁切りを確実に行って該商品を良好に払い出すことができる。
また上記商品収納装置20によれば、スパイラル30の後端部31が、拘束領域32よりもピッチ間が密となる態様で巻回されて構成されることによりバネとして機能するので、スパイラル30の回転時に後端部31にてそのブレを吸収でき、伝達部材34等に振動等が伝わることを抑制することができる。
また上記商品収納装置20によれば、レバー揺動機構60が、レバーモータ63より駆動力が付与された場合に、レバースプリング55の付勢力に抗して売切検知レバー52を下方に強制的に揺動させるので、売切検知レバー52による商品収納通路20aに対する進出移動量を規制することができ、ベース21に載置されて各ピッチ間に拘束された商品がスパイラル30の回転に伴って前方に向けて搬出される際に、売切検知レバー52により姿勢が乱れてしまうことを抑制することができ、これにより比較的軽量の商品であっても搬出及び払出を良好に行うことができる。
また上記商品収納装置20によれば、レバー揺動機構60が、レバーモータ63より駆動力が付与された場合に、商品収納通路20aから退行移動した姿勢にある売切検知レバー52を、レバースプリング55の付勢力に抗して強制的に揺動させるので、該売切検知レバー52を上下に揺動させることで、結露水が凍結することにより売切検知レバー52がベース21と接合してしまうことを抑制することができ、売切検知等を良好に行うことができる。
特に、レバー揺動機構60は、レバーモータ63より駆動力が付与された場合に、それぞれの商品収納通路20aに対して進退移動する態様で揺動可能に配設された売切検知レバー52を、レバースプリング55の付勢力に抗して強制的に揺動させるので、各商品収納通路20aの売切検知レバー52に対して共通のものとなり、部品点数を削減して製造コストの低減化を図ることができる。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
上述した実施の形態では、レバー揺動機構60が、各商品収納通路20aを構成する売切検知レバー52に対して適用するものであったが、本発明においては、レバー揺動機構は、1つの売切検知レバーに対応して設けられていてもよい。
上述した実施の形態では、スパイラル押え部材40が左側の仕切板22aに取り付けられていたが、本発明においては、スパイラル押え部材40は、右側の仕切板22bに取り付けられていてもよい。