JPS6141561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動平衡式物品載置台、更に詳しくは
複数個の物品を積み重ねてなる物品の堆積をその
最上段の物品が常に一定の高さにあるようにして
支持する自動平衡式物品載置台に関するものであ
る。

飲食店、病院、官公庁、学校などのように皿、
盆、カツプ等を多数の人が使用できるように備え
てある所では長年自動平衡式物品載置台（以下デ
イスペンサーと称する）が使用されている。この
自動平衡式デイスペンサーはそのような物品を積
み重ねた堆積を、その最上段の物品が常に所定の
高さにあるようにして支持する。この種のデイス
ペンサーはできるだけ多数の物品を積み重ねるこ
とができ、しかも物品の積み重ねや取り出しが容
易なように最上段の物品がカウンターの高さに等
しい高さ等の所定の高さに常に位置せしめられる
ようになつているのが望ましい。すなわち物品が
１個取り出されると、残りの物品が全体的に上方
に押し上げられて、残りの物品のうち最上段に位
置するものが所定の高さに達するようになつてい
る。

この自動平衡式デイスペンサーが正しく機能す
るためには、そのデイスペンサーに積まれて使用
に供される物品はそれぞれ重量、形状、寸法が等
しく、高さに対する重量の比（重量／高さ比）が
等しくなければならない。従来の殆んどのこの種
デイスペンサーにおいては、デイスペンサーに積
まれている物品が補充されたり、取り出されたり
したときに最上段になる物品の高さを一定に保つ
ためのデイスペンサーの能力はスプリングの物理
的特性すなわちスプリングの作動領域全体に亘つ
てそのスプリングの重量／伸長比もしくは重量／
圧縮比（すなわちグラム／センチ比）が一定であ
つて変わらないという特性に基づいている。しか
しながら、実際には従来のこの種デイスペンサー
は意図された通りに正確には動かず、物品の堆積
の高さに関係なく最上段の物品の高さを正確に同
じ高さに維持することができない。これは物品の
堆積を支持する支持台が物品の重量に対して極め
て大きな一定の自重を有していて、スプリングに
よつて支持されている一定重量の支持台を加えた
物品の堆積のグラム／センチ比が堆積の高さによ
つて変化し、その堆積の高さが減少すると大巾に
増大するからである。つまり、従来の自動平衡式
デイスペンサーに使用されている平衡スプリング
が、物品が最大限に堆積されているときにその荷
重と平衡するように選択されたグラム／センチ比
を持つように校正されているとすれば堆積された
物品が減少するにつれてスプリングはその校正か
ら外れて移動し、支持台を含めた堆積と所定の高
さで平衡することができなくなる。これは堆積さ
れた物品が減少するにつれて残りの物品のグラ
ム／センチ比が、物品の高さが最大であるとき、
すなわち物品がデイスペンサーに一杯に堆積され
ているときに比して次第に大きくなるからであ
る。

このような理由で多くの製造業者は物品の堆積
が半分であるときに合わせて平衡スプリングを校
正している。したがつて、物品の堆積が半分であ
るときには最上段の物品の高さが初期の高さに保
たれるが、物品が一杯に積まれているときや、半
分より減つた場合には最上段の物品の高さは初期
の高さから外れてしまうことになる。したがつ
て、このようなデイスペンサーでは最上段の物品
の位置を常に一定の高さに保つという自動平衡式
デイスペンサーの目的が充分に達成されていると
は言えない。

さらに、従来の自動平衡式デイスペンサーにお
いては支持台上に載置される物品を変えるときに
は、支持台の運動を平衡させる力を調整する必要
があつた。例えば堆積される物品がプラスチツク
のカツプやボウルなどのように軽量である場合に
は堆積の総重量はトレイや皿の総重量より軽く、
したがつて平衡力を変える必要がある。特に極め
て軽い物品の場合には、堆積の総重量が支持台の
死荷重（支持台の位置を維持する力に相当）より
も小さくなつてしまつて、品物が取り出されて堆
積の高さが減つてもその重量の変化がスプリング
を応答させるのに充分でないために、堆積の最上
段の物品の位置を所期の位置に保つのが不可能で
あるような場合もしばしばある。

上記のような理由およびプレート、トレイ等の
堆積される物品の高さがその物品の形式等に応じ
て異なるために、自動平衡式デイスペンサーのス
プリングを堆積される物品のグラム／センチ比と
一致するようにその物品に合わせて校正する必要
が生ずる場合がしばしばある。したがつて、通常
自動平衡式デイスペンサーの製造業者はデイスペ
ンサーを適切に校正するために堆積されるべき物
品のグラム／センチ比を前もつて知つておく必要
があり、そのデイスペンサーの購入者が堆積され
る物品の見本を製造業者に送るような場合もしば
しばある。自動平衡式デイスペンサー装置は購入
者がそのデイスペンサーに堆積される物品の形式
をまだ選定していない内に製造業者に注文する場
合が多いために、上記のようなことは製造業者、
購入者の双方にとつて大きな問題であり大きな不
便である。

このような問題を解決するために数多の試みが
なされて来た。その１つはてこの原理を利用した
ものである。てこの原理を使用することによつ
て、一定のバネ定数を有する単一のスプリングも
しくは複数のスプリングの組合せを、グラム／セ
ンチ比の大きく異なる種々の物品を平衡支持（ス
プリングの力と物品の重量が平衡した位置に支持
する）するために使用することができる。しかし
ながらこのような自動平衡式デイスペンサーは比
較的複雑な連動機構と、スプリングに加わる力を
変えるために、固定された支点からのレバーのア
ームの実効長さを手動で変えるためのレバー機構
が必要である。このレバー機構は普通チエーン、
歯車、スプロケツト、プーリー、ケーブル、親ね
じ、タペツト等を含む複雑な構造をしており、煩
雑な保守点検と潤滑剤が必要である。このような
複雑な構造によると支持台の死荷重に内部摩擦が
加わるために前述したデイスペンサー全体のメカ
ニズムの応答性を更に悪化させる。

例えば米国特許第3635173号に記載されている
ような他の形式の自動平衡式デイスペンサーにお
いては、前記のようなレバーは使用されておら
ず、支持台に選択的に連結されるようにした複数
のスプリングのみが使用されている。しかしなが
ら、その構成は支持台の死荷重を考慮していない
ために、この場合にもまたスプリングの重量／伸
長比が物品の堆積の高さによつて変化してしま
い、物品の堆積の高さに関係なく、最上段の物品
を一定の高さに保つという効果は得られない。

このような事情に鑑みて本発明は、堆積された
物品の最上段の物品の高さをその堆積の高さに関
係なく常に一定の高さに保つことのできる自動平
衡式デイスペンサーを提供することを目的とする
ものである。

さらに、本発明は上方に一定の力で付勢されて
いる昇降可能な支持台上に載置された物品の堆積
を弾性的に支持する自動平衡式デイスペンサーを
提供することを目的とするものである。

さらに、本発明は構造が簡単で信頼性があり、
かつ安価な自動平衡式デイスペンサーを提供する
ことを目的とするものである。

さらに、本発明は異なる形式の物品に合わせる
ために、物品の堆積を平衡支持するための力を変
えることができるようにした自動平衡式デイスペ
ンサーを提供することを目的とするものである。

本発明によれば、前述したレバー式のデイスペ
ンサーにおけるような補助的な部材や複雑な機構
を使用することなく、重量／高さ比が大巾に異な
る種々の物品に使用可能な自動平衡式デイスペン
サーが提供される。さらに本発明のデイスペンサ
ーにおいては堆積されている物品が一杯であろう
と、半分であろうと、さらに全くなくなつていよ
うとも荷重の変化に基づく支持機構の応答性が低
下しない。

本発明の自動平衡式デイスペンサーにおいて
は、従来のこの種デイスペンサーにおいてそのデ
イスペンサーがその作動領域全体に亘つて適正に
機能するのを妨げていた支持台機構の死荷重およ
び摩擦要素が、支持台機構の死荷重および支持台
の昇降に伴なう全ての摩擦と平衡するように校正
された、一定トルクで巻き込み巻き出しを行なう
パワーリールによつて平衡スプリングから独立せ
しめられている。本発明の自動平衡式デイスペン
サーにおいては、上記のように支持台の重量が一
定トルクのリールスプリングで支持されているか
ら、物品が使用され尽しているとき、すなわち支
持台が空のときには平衡スプリングにかかる力は
ゼロであり、物品が支持台上に一杯に積まれてい
るときには平衡スプリングにかかる力が最大とな
る。したがつて、物品の堆積の高さ全体に亘つて
その重量と平衡するように校正されたスプリング
は物品が一杯に堆積されているときも、半分しか
ないときもあるいは殆どなくなつてしまつている
ときも分配位置（最上段の物品の位置）を一定の
高さに保つ。すなわち、平衡スプリングはその一
定の重量／伸長比が物品の堆積の重量／高さ比と
直接つり合うようになつていればよい。

このように本発明の自動平衡式デイスペンサー
においては、一定トルクのスプリングによつて支
持台の重量が重量／高さ比の要素から除かれてい
るため、本発明のデイスペンサーはどのような重
量／高さ比を有する物品にも、例えばその荷重が
支持台の重量より軽いプラスチツク製品や紙製品
にも使用することができる。

本発明の一実施例においては、ハウジング内の
固定位置から垂下され、支持台に作用的にしつか
りと連結された１本乃至数本の横木部材に下端を
連結された一定トルクのスプリングと互いに等長
でバネ定数の異なる一連の引張コイルスプリング
が設けられ、それによつてそのデイスペンサーが
複雑なレバー機構を用いることなしに、重量／高
さ比の大巾に異なる物品の堆積に互換性をもつて
使用できるようになつている。前記一定トルクの
スプリングは前記横木部材に永久的に連結され、
コイルスプリングはデイスペンサー上に載置され
る物品に応じて選択されて、その物品の堆積と平
衡するのに必要なものだけが前記横木部材に連結
される。残りのコイルスプリングはハウジング内
の支持台の作動と関係ない位置に貯蔵される。

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例のデイスペンサーを
示す斜視図である。

第１図において、本実施例のデイスペンサー１
０はほぼ垂直に延びるハウジング１２を有してお
り、このハウジング１２内に、後に更に詳しく説
明するように作動メカニズムが収容されている。

水平に突出して物品を堆積するようにされた支
持台１４が仮想線で示された下方位置と実線で示
された上方位置の間を昇降可能なように前記ハウ
ジング１２に取り付けられている。この支持台１
４の上面２０上に物品１８が堆積される。物品１
８はどのような形状でも差し支えないが、本実施
例においてはカフエテリヤ等で使われる皿として
示されている。

このデイスペンサー１０は堆積中最上方に位置
する物品１８が所定の高さ、例えばハウジング１
２の頂面２２の高さ、に常に位置するようにして
物品１８の堆積を支持する。つまり、支持台１８
は、堆積上に物品１８が更に積まれたときには下
降し、その堆積から品物が取り出されたときには
上昇する。

前記支持台１４はハウジング１２の前面２８に
設けられた垂直なスロツト２６を貫通する一対の
アーム２４によつてハウジング１２に取り付けら
れている。このアーム２４は、第２〜４図に示す
ようにハウジング１２内に設けられている昇降機
構３０に固定されている。なお、第２〜４図には
ハウジング１２とその中味の半分だけが示されて
いるが他の半分も全く同じ構造をしている。昇降
機構３０は一対の垂直方向に延びる端板３２を有
しており、その各端板３２に前記一対のアーム２
４がそれぞれ結合されている。各端板３２の外側
には、垂直方向に離間せしめられた一対のローラ
ー３４が回転自在に取り付けられている。ローラ
ー３４の外周には垂直方向に延びる案内部材３６
の端面と一致する形状の溝が設けられている。こ
の案内部材３６はほぼ矩形をしており、その対角
線方向に相対向するようにして前記一対のローラ
ー３４がその案内部材３６の両側に当接してい
る。このようにしてローラー３４は前記昇降機構
３０の上下動を案内するとともに、その昇降機構
３０の横方向への運動を抑制している。さらに、
この互いに垂直方向に離間せしめられ互いに協働
する各一対のローラー３４によつて前記支持台１
４の傾きが防止される。

ハウジング１２の両側の両端板３２は前記一対
のアーム２４間に延びる支持台１４およびハウジ
ング１２内で両側の昇降機構３０間に延びる横木
部材３８によつて連結されている（第３図参
照）。

ハウジング１２は従来通り金属板で形成され、
その形状もどのようなものでも差し支えない。本
実施例においてはハウジング１２はほぼ矩形をな
しており、その上端は、公知の適当な方法によつ
て着脱自在にハウジング１２に固定されるカバー
プレート４０によつて閉じられている。また、ハ
ウジング１２の後壁４２には内部操作用の開口４
３が設けられていて、後述するスプリングの調整
のためにハウジング１２の内部に接近することが
できるようになつている。ドアを設けてこの開口
４３を必要の無いときには閉じるようにしてもよ
い。

支持台１４とその上に載置される物品の重量は
スプリング機構４２によつて平衡支持される。ス
プリング機構４２は、公知の適当な方法によつて
ハウジング１２内に取り付けられている一対の一
定トルクのリールスプリング４５（一方のみ図
示）を有している。本実施例においてはリールス
プリング４５はハウジング１２の頂面４０に固着
されている支持板４８の両端のブラケツト４６に
取り付けられている。この一定トルクのリールス
プリング４５（以下打消し用スプリングと称する
こともある）は、前記支持板４８の両端のブラケ
ツト４６に固着されたリール４４上に巻回され、
一端部をそのリール４４に固着されている金属バ
ンド４９からなつている。この金属バンド４９の
他端５０は前記横木部材３８に固着されている。

リールスプリング４５の力は前記ローラー３４
が案内部材３６上に転がるとき、どんな摩擦が生
じても支持台１４および昇降機構３０の死荷重と
平衡するように選択されている。このようにし
て、支持台１４と昇降機構３０の重量及び摩擦力
が、支持台１４上に載置される物品を平衡支持す
るための計算の対象から外される。リールスプリ
ング４５の力は、例え支持台１４上に物品が全く
載置されていないときでも、常に一定トルクを発
揮し支持台１４の重量と平衡し、その支持台１４
が動かされた位置にその支持台１４を保持する。
このように、その一定トルクのリールスプリング
４５の力は支持台１４が移動する最高位置と最低
位置の間の全ての位置で支持台１４の重量と平衡
する。

支持台１４上に載置される物品の堆積の重量は
一連のスプリング５２の力と平衡せしめられる。
本実施例においては、ハウジング１２内に13本の
スプリング５２が備えられている。その13本のス
プリングの中央に位置するスプリング５２ａはハ
ウジング１２のほぼ中央線上に配されている。こ
のスプリング５２ａの両側にそれぞれ６本のスプ
リング５２ｂ〜５２ｇが対称的に配されている。
これらのスプリング５２は従来公知の引張りスプ
リングであり、それぞれ異なるばね定数すなわち
重量／伸長比を有している。各スプリング５２の
上端はハウジング１２の上端部に取り付けられて
いる支持板４８に固定され、下端は前記横木部材
３８に穿設された開口５４に選択的に連結され
る。使用に際してはまず支持台１４上に載置され
る物品の堆積の重量／高さ比を決定し、それに見
合う重量／伸長比となるようにスプリング５２ａ
〜５２ｇの組合せを選択する。そしてそのスプリ
ング５２ａ〜５２ｇの選択されたもののみを横木
部材３８に連結する。支持台１４と昇降機構３０
の重量およびシステム内の摩擦が前記打消スプリ
ング４５によつて打消されているため物品の堆積
の重量は前記選択されたスプリングの力のみによ
つて平衡支持され、その堆積の上端がその堆積内
の物品の数に関係なく一定の高さに保たれる。

スプリング５２の内の選択されたものは、その
下端のフツク部を前記横木部材３８の開口５４に
引つかけることによつて手動的にその横木部材３
８に連結される。スプリング５２の内の選択され
なかつたものは、第２，４図に示すようにその下
端のフツク部を、前記横木部材３８の開口５４の
部分を横断して延びる貯蔵用の棒状部材５６に引
つかけることによつて貯蔵される。

本実施例においては13本のスプリング５２は以
下のような所定の配列で設けられている。すなわ
ち、各スプリング５２の重量／伸長比は５２ａ，
５２ｂが22.3ｇ/cm、５２ｃが44.7ｇ/cm、５２
ｄ，５２ｅが89.3ｇ/cm、５２ｆが179ｇ/cm、５
２ｇが357ｇ/cmである。この配列によればデイス
ペンサーは堆積の高さが22インチ以内で堆積の最
大重量が2.56オンスから182オンスの物品の堆積
を支持することができる。堆積の最大重量が2.56
オンスの場合にはスプリング５２ａのみを前記横
木部材３８に引つかけて使用し、182オンスの場
合にはスプリング５２ａ〜５２ｇ全てを使用す
る。前述のようにスプリング５２の組合せを適当
に選択することによつて最大重量が上記2.56オン
スから182オンスの間の種々の最大重量の物品の
堆積を支持することができる。

このような構造の自動平衡式デイスペンサー
は、極めて広範囲の荷重を平衡支持することがで
き、そのスプリング平衡機構は1/8オンス、すな
わち２ポンド以内の総重量の変化に対して応答す
る。本発明の自動平衡式デイスペンサーがこのよ
うな良好な応答感度を持つて調整できるのは、一
定トルクのリールスプリング４５を使用して支持
台の重量を平衡支持し、その支持台の重量をスプ
リング５２を選択するための重量／高さ比の計算
から外すようにしたからである。本発明の自動平
衡式デイスペンサーにおいては、自動平衡式デイ
スペンサーとしての特性、すなわち、支持される
べき物品の堆積の重量／高さ比とスプリング系の
重量／高さ比が一致しているという特性はスプリ
ング５２によつて与えられるが、その際支持台の
重量は計算から除外されている。したがつて従来
の自動平衡式デイスペンサーにおける支持台の重
量を補正できないという欠点を除去することがで
きる。

なお、本発明はもちろん上記実施例に限られる
ものではなく、前記横木部材３８の替りに複数の
棒状部材を互いに平行に間隔を置いて設け、必要
とされるスプリングをその棒状部材に数組に分け
て配するようにすればデイスペンサーの巾を大巾
に小さくすることができ、特にデイスペンサーを
設置するスペースが小さいときに有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の自動平衡式デイス
ペンサーの斜視図、第２図はその内部構造の半分
を示すための２−２線に沿つた一部拡大水平断面
図、第３図は第２図の３−３線断面図、第４図は
第２図の４−４線断面図である。 １４……支持台、２４……アーム、３０……昇
降機構、３２……端板、３４……ローラー、３６
……案内部材、３８……横木部材、４５……リー
ルスプリング、５２ａ〜５２ｇ……スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング、上下に離れた第１の位置と第２
   の位置の間を昇降可能にそのハウジングに取り付
   けられた、同一の重量で同一の高さを有する複数
   の物品を積み重ねて載置する水平な支持台、その
   支持台の昇降運動を案内する案内手段、その支持
   台に作用的に係止された少なくとも１個の一定ト
   ルクのスプリング、および前記物品に対応する
   （重量）／（伸長）比を有しており、前記支持台
   とハウジングの間に連結され、その支持台上に載
   置された物品の重量と平衡する平衡スプリング手
   段からなり、 前記案内手段が、前記ハウジング内に配された
   一対の垂直案内部材と、前記支持台に作用的に連
   結されているとともにその支持台の昇降運動を案
   内するように前記垂直案内部材と共働する昇降手
   段とからなつており、前記一定トルクのスプリン
   グがその昇降手段に連結されて、昇降手段を含む
   前記支持台の重量と平衡するようになつており、 前記一定トルクのスプリングが支持台を支持
   し、前記平衡スプリング手段が前記支持台上に載
   置された物品のみを支持するようになつており、
   前記支持台上に積み重ねられた物品の数に関係な
   く該物品のうち最上段の物品が、常に一定のレベ
   ルに位置されるようにしたことを特徴する自動平
   衡式物品載置台。 ２ 前記一対の垂直案内部材の各々が前記ハウジ
   ングの両側にそれぞれ配されており、前記昇降手
   段がその一対の垂直案内部材とそれぞれ係合する
   ローラー対を有しておりその各対の２個のローラ
   ーが互いに上下方向に離間せしめられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動平
   衡式物品載置台。 ３ 前記垂直案内部材がほぼ長方形の断面を有し
   ており、その対角線が前記ハウジングの前後方向
   に延びており、前記各ローラー対が溝を設けられ
   ていてその垂直案内部材の両側に係合し、それに
   よつて前記支持台が水平位置を維持して垂直方向
   に案内されることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の自動平衡式物品載置台。 ４ 前記平衡スプリング手段がそれぞれ（重
   量）／（伸長）比の異なる複数のスプリングから
   なつていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の自動平衡式物品載置台。 ５ 前記複数のスプリングがそれぞれ357ｇ/cm、
   179ｇ/cm、89.3ｇ/cm、44.7ｇ/cm、22.3ｇ/cmのバ
   ネ定数を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の自動平衡式物品載置台。 ６ 前記一定トルクのスプリングがリール式の金
   属バンドスプリングからなつていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の自動平衡式物品
   載置台。 ７ 前記金属バンドスプリングのリールが前記ハ
   ウジング内に取り付けられており、かつ金属バン
   ドの一端が前記昇降手段に固着されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第６項記載の自動平衡
   式物品載置台。 ８ 前記平衡スプリングがコイルスプリングであ
   り、その一端が前記ハウジングに固着され、他端
   が前記昇降手段に係止されるようになつているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の自動
   平衡式物品載置台。 ９ 前記ハウジングがスプリング貯蔵用の棒状部
   材を有しており、その棒状部材に前記平衡スプリ
   ングの内の使用されないものの前記他端が係止さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載
   の自動平衡式物品載置台。