JP2004272331A - カップ式自動販売機のリッド装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カップへのリッドの装着の信頼性を高め、販売時間を短縮できるとともに小型化を図ることができるカップ式自動販売機のリッド装着装置を提供する。
【解決手段】販売時に、リッドＬを飲料入りカップＣに装着するカップ式自動販売機のリッド装着装置２であって、複数のリッドＬを収納するリッド収納器１０と、リッド収納器１０からリッドＬを１つずつ下方に払い出すリッド払出し機構１１と、払い出されたリッドＬを、鉛直方向下方に飲料入りカップＣの開口部まで搬送するリッド搬送機構３５と、搬送されたリッドＬを下方に押圧することによって、飲料入りカップＣに装着するリッド押圧機構７０と、を備えている。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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の内部に設けられ、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リッド（ふた）を装着するカップ式自動販売機のリッド装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のカップ式自動販売機のキャップ（リッド）装着装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。このキャップ装着装置は、多数のキャップを収納するキャップ収納庫と、キャップをカップに装着するためのキャッピング機構と、これらの間に傾斜して敷設され、多数のエア噴出口を有し、キャップをキャッピング機構に搬送するためのキャップシュータと、キャップシュータの裏面側の導風マニホールドを介してエア噴出口に接続された送風ファンなどを備えている。
【０００３】
このような構成によれば、飲料販売時にキャップ収納庫から払い出されたキャップは、キャップシュータの一端部に着地した後、その上を滑りながら、キャッピング機構に向かって移動する。その際、送風ファンにより、導風マニホールドおよび多数のエア噴出口を介して、キャップシュータの表面全体からエアを噴出させることによって、キャップシュータ上を滑動するキャップに浮上力を与え、キャップが停止することを防止するとともに、キャップをスムーズに滑動させ、キャッピング機構に確実に受け渡すようにしている。そして、カップは、キャッピング機構によってキャップを装着された後に、商品取出口に送られる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２１６２３５号公報 （第３、４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のキャップ装着装置には、以下のような問題がある。すなわち、キャップが、キャップ収納庫から払い出され、キャッピング機構に受け渡されるまでの間に、キャップの搬送方向が変化したり、キャップシュータ上を浮上力を与えられながら不安定な状態で滑動したりするなど、その動きが複雑にならざるを得ない。このため、キャップがキャッピング機構に適切に受け渡されず、カップに確実に装着できないおそれが大きくなる。また、キャップ収納庫からキャッピング機構までのキャップの搬送距離が長いため、その搬送に要する時間もまた長くなり、その結果、飲料の販売に長い時間が必要になってしまう。
【０００６】
さらに、キャップ収納庫およびキャッピング機構がキャップシュータを介して平面的に互いに離れた状態で配置されるため、装置全体が大型化してしまう。このため、スペースが限定された自動販売機内部へのキャップ装着装置自体の搭載性に問題が生じるおそれがあるだけでなく、他の装置や機構の搭載性も損なわれてしまう。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、カップへのリッドの装着の信頼性を高め、販売時間を短縮できるとともに小型化を図ることができるカップ式自動販売機のリッド装着装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、販売時に、リッドを飲料入りカップに装着するカップ式自動販売機のリッド装着装置であって、複数のリッドを収納するリッド収納器と、リッド収納器からリッドを１つずつ下方に払い出すリッド払出し機構と、払い出されたリッドを、鉛直方向下方に飲料入りカップの開口部まで搬送するリッド搬送機構と、搬送されたリッドを下方に押圧することによって、飲料入りカップに装着するリッド押圧機構と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このリッド装着装置によれば、リッド収納器に収納された複数のリッドは、リッド払出し機構によって１つずつ下方に払い出される。払い出されたリッドは、リッド搬送機構によって、鉛直方向下方に飲料入りカップの開口部まで搬送される。そして、搬送されたリッドは、リッド押圧機構によって下方に押圧され、それにより、飲料入りカップの開口部に装着される。
【００１０】
このように、リッド収納器からのリッドの払出し、搬送、および飲料入りカップへの装着がすべて鉛直方向の同軸線上で行われるため、リッドの搬送距離を短縮することができる。また、リッドが鉛直方向下方に搬送され、搬送経路が単純になることにより、従来と異なり、リッドの搬送中にリッドの移動方向が変化せず、それにより、リッドの動きが単純になるため、リッドが飲料入りカップに確実に搬送される。その結果、リッドを飲料入りカップに確実に装着することができ、リッドの装着の信頼性を高めることができる。また、リッドの搬送距離を短縮することが可能であり、それにより、リッドの装着に要する時間、ひいては飲料の販売時間を短縮することができる。
【００１１】
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リッド装着装置において、リッド払出し機構の下方に配置され、上方および下方に開放するケースをさらに備え、リッド搬送機構は、ケース内に上下方向に延びるように設けられたリッドガイドを有し、リッド押圧機構は、リッドガイドから下方に突出するように設けられ、搬送されたリッドを下方に押圧することによって、飲料入りカップに装着するリッド押圧部材と、リッド押圧部材を駆動する駆動機構と、を有していることを特徴とする。
【００１２】
このリッド装着装置によれば、リッド払出し機構によって下方に払い出されたリッドは、下方に配置されたケース内に上下方向に延びるリッドガイドを通過し、飲料入りカップの開口部に搬送される。搬送されたリッドは、駆動機構で駆動されたリッド押圧部材により、下方に押圧され、それにより、飲料入りカップの開口部に装着される。
【００１３】
このように、リッド払出し機構、リッドガイドおよびリッド押圧部材などがすべて鉛直方向の同軸線上に配置されるので、リッド装着装置を小型化できる。それにより、自動販売機に搭載するのに必要なスペースを削減することができる。その結果、リッド装着装置の自動販売機への搭載性を向上させることができるとともに、他の装置や機構の搭載性もまた、向上させることができる。さらに、リッドが単純に下方に搬送されることから、リッドの形状やカップの高さが異なる場合でも、リッドをカップに確実に搬送できる。したがって、例えば、リッドの形状が改良されて変更された場合やカップの高さが変更された場合でも、リッド装着装置自体には大きな変更を加えることなく対応可能になり、リッド装着装置の汎用性を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のカップ式自動販売機のリッド装着装置において、リッドがリッド押圧部材によって押圧される前に、飲料入りカップおよびリッドを互いに心合わせするための調心機構をさらに備えていることを特徴とする。
【００１５】
このリッド装着装置によれば、飲料入りカップおよびリッドは、リッドがリッド押圧部材によって押圧される前に、調心機構によって互いに心合わせされる。それにより、例えばリッドの払出し時に、リッドと飲料入りカップに心ずれが生じたとしても、少なくともリッドが押圧されるまでに両者の心ずれが解消されるので、リッドが飲料入りカップにさらに確実に装着されるため、リッドの装着の信頼性をより高めることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載のカップ式自動販売機のリッド装着装置において、リッド押圧部材は、リッドガイドの周方向に並んで配置され、上部側が水平軸線を中心として回動自在に設けられ、下端部側がリッドガイドに対して出没自在の複数のリッド押圧部材で構成され、リッド押圧機構は、ケースとリッドガイドの間にリッドガイドと一体かつ同心状に設けられ、外周面に形成されたねじ部と、外周面の周方向に形成されるとともに駆動機構に連結されたギヤ部とを有する円筒部材と、ケースの内周面に形成され、円筒部材のねじ部が螺合するねじ受け部と、ケースの下端部に設けられるとともに内周面が下方に向かってテーパ状に形成され、リッドガイドが下方に移動したときに、リッド押圧部材が係合することにより、リッド押圧部材をリッドガイド側に突出させる案内斜面と、をさらに有し、飲料入りカップがリッドガイドの下方に搬送されたときに、リッドガイドが下方に移動するように駆動機構を制御する制御手段をさらに備えていることを特徴とする。
【００１７】
このリッド装着装置によれば、飲料入りカップがリッドガイドの下方に搬送されたときに、制御手段が駆動機構を駆動することにより、ギヤ部を介して円筒部材が回転させられる。その際、円筒部材の外周面のねじ部が、ケースの内周面のねじ受け部に螺合しているため、円筒部材は回転しながら下方に移動し、これと一体かつ同心状のリッドガイドもまた、回転しながら下方に移動する。このリッドガイドの移動に伴って、リッドガイドに配置された複数のリッド押圧部材は、ケースの下端部に設けられたテーパ状の案内斜面に係合する。リッドガイドがさらに下方に移動すると、リッド押圧部材は、その上部側が水平軸線を中心として回動することにより、案内斜面からのリッドガイドの中心に向かう力によって、下端部側がリッドガイド内に突出する。そして、リッドガイドがさらに下方に移動すると、リッドガイド内に突出した複数のリッド押圧部材は、飲料入りカップに載置されたリッドを上方から回転しながら押圧する。
【００１８】
このように、飲料入りカップに載置されたリッドを、複数のリッド押圧部材が、円筒部材のねじ部に従って、上方から回転しながら押圧し、しかも、ねじ部の径はリッドの径よりも大きいので、リッド押圧部材の傾きやぶれが非常に小さくなる。したがって、リッドを押圧する力が偏ることなく均等にリッドに作用するので、リッドおよび飲料入りカップを変形させることなく、リッドを飲料入りカップに確実に装着することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載されたカップ式自動販売機のリッド装着装置において、調心機構は、リッドガイドの下端部に設けられ、リッドの外径とほぼ同じ内径を有するリッド調心部と、リッド調心部の下側に設けられ、下方に向かうにつれて内径が大きくなるカップ調心部とを有する調心部材を有していることを特徴とする。
【００２０】
このリッド装着装置によれば、リッドガイドの下端部に設けられた調心部材のリッド調心部が、リッドの外径とほぼ同じ内径、例えばわずかに大きな内径を有するので、リッドがリッドガイドに続いてリッド調心部を通過する際、調心部材に対してリッドが心合わせされる。また、リッド調心部の下側に設けられたカップ調心部の内径が下方に向かうにつれて大きくなっているので、調心部材に対してリッドガイドの下方に搬送された飲料入りカップの中心がずれていた場合には、調心部材がリッドガイドとともに下方に移動する際、カップ調心部の内周面が飲料入りカップの開口部に当接する。調心部材がさらに下方に移動すると、カップ調心部の内周面から飲料入りカップに作用する調心部材の中心に向かう分力によって、飲料入りカップは調心部材の内側に向かって移動し、調心部材に対して飲料入りカップが心合わせされる。すなわち、飲料入りカップと払い出されたリッドは、両者とも調心部材に対して心合わせされることにより、調心部材を介して互いに心合わせされる。
【００２１】
このように、単純な構成の調心部材の内部を通過させるだけで、リッドおよび飲料入りカップを精度良く心合わせすることができる。また、調心部材によって両者が心合わせされるため、飲料入りカップをリッドガイドの下方に搬送する際、高い位置決め精度を必要としない。その結果、高い位置決め精度を有する飲料入りカップの搬送機構を用いる必要がないため、その分、自動販売機全体としての製造コストを削減することができる。
【００２２】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載されたカップ式自動販売機のリッド装着装置において、制御手段は、リッドが飲料入りカップの開口部に載置される前に、飲料入りカップの開口部が調心部材のカップ調心部とリッド調心部との境界付近に位置するように駆動機構を制御することを特徴とする。
【００２３】
このリッド装着装置によれば、駆動機構は、リッドが飲料入りカップの開口部に載置される前に、制御手段によって、飲料入りカップの開口部が調心部材のカップ調心部とリッド調心部との境界付近に位置するように、調心部材を下方に移動させる。すなわち、飲料入りカップが調心部材と心合わせされた後に、調心部材と心合わせされたリッドが飲料入りカップの開口部に載置される。それにより、両者の中心がずれた状態でリッドが載置されることを回避できるため、両者が確実に心合わせされた状態でリッドが押圧される。その結果、リッドを飲料入りカップにより確実に装着することができる。
【００２４】
請求項７に係る発明は、請求項４ないし６のいずれかに記載されたカップ式自動販売機のリッド装着装置において、駆動機構は、円筒部材のギヤ部に連結されたステッピングモータを有し、ステッピングモータは、リッド押圧部材を駆動するためのトルクが所定の値を超えたときに停止するように構成されていることを特徴とする。
【００２５】
このリッド装着装置によれば、リッド押圧部材は、円筒部材のギヤ部に連結されたステッピングモータによって駆動される。また、ステッピングモータは、リッド押圧部材を駆動するためのトルクがあらかじめ設定された所定の値を超えたときに停止する。すなわち、例えば、所定の値をリッドの装着に要する力よりもやや大きな値に設定することにより、リッド押圧部材が、リッドが装着された後もリッドを押圧し続けることによってリッドおよび飲料入りカップを押し潰してしまうことを、確実に回避できる。このように、ステッピングモータ自身が、過大なトルクが発生するのを防止する安全装置を兼ねるので、同じ目的のために、高価なＤＣモータおよびそのトルクリミッタを用いる場合よりも安価に構成することができる。
【００２６】
【発明の実施形態】
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カップ式自動販売機のリッド装着装置（以下、単に「リッド装着装置」という）２を内蔵したカップ式自動販売機を示している。この自動販売機１は、コーヒーやジュースなどの飲料をカップに注ぎ入れて販売するものであり、リッド装着装置２により、リッドＬを飲料の入ったカップＣに装着し、ふた付きのカップ飲料Ｄを購入者に提供するものである。
【００２７】
図１に示すように、自動販売機１は、前面が開口した縦長ボックス状の販売機本体３、および販売機本体３の前面を開閉するメインドア４を備えている。メインドア４の中央部には、購入者が商品であるカップ飲料Ｄを取り出すための商品取出し部５が設けられている。この商品取出し部５は、ある程度の奥行き寸法を有しており、販売時、カップ飲料Ｄは、図示しないカップ搬送機構によって販売機本体３の内部から商品取出し部５に搬送される。また、商品取出し部５の上方にはディスプレイ６が設けられており、その内部には、複数の種類のカップ飲料Ｄの見本が展示されている。また、この自動販売機１のメインドア４には、一般的なカップ式自動販売機と同様に、商品選択ボタン、金銭投入口およびつり銭返却口などが設けられている。
【００２８】
図２は、本実施形態において使用するリッドＬおよびカップＣの一例を示している。リッドＬは、厚さの薄いプラスチックから成り、同図（ａ）に示すように、平面形状が円形で且つある程度の高さを有し、下面が開口している。また、リッドＬの上部には、直径がカップＣの下端部のそれとほぼ同じ大きさの凹部１６が形成されている。これにより、ふた付きカップ飲料Ｄの凹部１６に、他のカップ飲料のカップの下端部を嵌め込むことが可能であり、そうすることにより、複数のカップ飲料Ｄを互いに積み重ねて持ち運ぶこともできる。また、リッドＬの側部には、カップＣの後述するカール部１８に嵌合する、外方に凸の嵌合部１７が形成されている。この嵌合部１７の直径は、カップＣのカール部１８の直径よりも若干、小さく、したがって、リッドＬは、カップＣの上端部の開口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Ｃから外れにくくなる。
【００２９】
一方、カップＣは、一般的な紙カップであり、上端部の開口周縁部がカール状に形成され、カール部１８になっている。そして、上述したように、このカール部１８に、上述したように、リッドＬの嵌合部１７が嵌合することによって、リッドＬがカップＣにしっかりと装着される。これにより、飲料の入ったカップＣを傾けたり、倒したりしても、飲料がカップＣからこぼれにくくなる。なお、図２（ａ）に２点鎖線で示すように、リッドＬの上面に開口１９を形成してもよく、この場合には、開口１９を、飲み口として、あるいはストローの挿入口として利用することもできる。
【００３０】
次に、リッド装着装置２について説明する。このリッド装着装置２は、販売機本体３の内部の所定の位置に配置されており、図３〜５に示すように、複数のリッドＬを収納するリッド収納器１０と、リッド収納器１０の下端部に接続され、販売時に商品選択ボタンが押されたときに、リッド収納器１０からリッドＬを１つずつ下方に払い出すリッド払出し機構１１と、リッド払出し機構１１の下方に配置されたケース２０と、その内部に設けられた円筒部材３０およびリッドガイド３５などを備えている。なお、詳細は省略するが、リッド払出し機構１１は、リッド収納器１０内に積み重ねられた状態で収納された複数のリッドＬのうちの最下位のものを、販売時に取り出し、下方に払い出すように構成されている。
【００３１】
ケース２０は、上方および下方に開放した円筒状に構成されており、上から順に、ケース上部２１、ケース中部２２およびケース下部２３に区分される。また、これら３者は、所定の径および高さをそれぞれ有し、互いに同心状になっており、上側のものほど径が大きくなっている。ケース中部２２には、その内周面の全体にわたってねじ受け部２２ａが形成されている。また、ケース下部２３の下端部は、下方に向かってテーパ状に形成されており、その内周面が案内斜面２４になっている。
【００３２】
ケース上部２１およびケース中部２２には、これらから外方に張り出すようにモータ収容部２５が設けられている。モータ収容部２５は、上下方向に長い中空の直方体形に形成されており、その内部には、後述するリッド押圧部材５０および調心機構８０を駆動するための駆動機構６０が収容されている。この駆動機構６０は、ステッピングモータ２６およびギヤ２７を有しており、ステッピングモータ２６は、その出力軸２６ｂが、モータケース２６ｃから上方に突出するように配置されている。このステッピングモータ２６は、トルクが所定値を超えたときに、脱調（停止）するような周波数の駆動パルスによって駆動される。ステッピングモータ２６の出力軸２６ｂには、ピニオン２６ａが取り付けられており、このピニオン２６ａにギヤ２７が噛み合っている。ギヤ２７は、その軸線方向に細長く延びるように形成されており、ステッピングモータ２６のモータケース２６ｃの上面に設けた出力軸２６ｂと平行に延びる軸（図示せず）に回転自在に取り付けられている。また、このギヤ２７は、その下端部において、ステッピングモータ２６のピニオン２６ａと噛み合っており、上端部において、円筒部材３０の後述するギヤ部３４に噛み合っている。また、ステッピングモータ２６は、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）に接続されており、制御装置からの駆動パルスによって、出力軸２６ｂが所定の回転方向に駆動される。
【００３３】
円筒部材３０とその内側のリッドガイド３５（リッド搬送機構）は、いずれも円筒状のものであり、周方向に並設された複数の壁部３６を介して、両者間に間隙を存した状態で、互いに一体かつ同心状に形成されている。両者３０、３５は、互いにほぼ同じ長さを有し、ケース２０内にケース上部２１の上端部付近からケース中部２２の中央よりもやや下方まで延びている。また、リッドガイド３５の内径は、リッドＬの外径とほぼ同じで、それよりもわずかに大きい。なお、このリッドガイド３５は、必ずしも円筒状である必要はなく、後述するように、リッドＬを鉛直方向下方に搬送できるものであればよい。
【００３４】
円筒部材３０は、上側の円筒上部３１と、それよりも若干、径の小さい下側の同心状の円筒下部３２で構成されている。円筒上部３１は、ケース中部２２とほぼ同じ高さを有している。また、円筒上部３１の外周面には、その全体にわたってねじ部３１ａが形成されており、このねじ部３１ａがケース中部２２のねじ受け部２２ａに螺合している。また、円筒上部３１の上端部の外周面には、ギヤ部３４が形成されており、このギヤ部３４が前述した駆動機構６０のギヤ２７と噛み合っている。また、円筒下部３２は、ケース２０のケース下部２３とほぼ同じ高さを有しており、その外径は、ケース下部２３の内径よりも若干、小さい。
【００３５】
円筒部材３０およびリッドガイド３５の下端部には、調心部材４０が連結されている。この調心部材４０は、上下方向に短い円筒状の内壁４３と、内壁４３から折り返されるようにして上方に延びる外壁４４を有している。内壁４３の内径は、リッドＬの外径とほぼ同じで、具体的には、わずかに大きく、すなわち、リッドガイド３５の内径と同じに設定されている。それにより、リッドＬは、リッドガイド３５およびリッド調心部４１を径方向に遊びなく且つ引っかかることなく通過する。本実施形態においては、この内壁４３の内周面によって、リッドＬを調心するためのリッド調心部４１が構成されている。すなわち、上記のようなリッドＬと内壁４３との寸法関係から、後述するようにリッド収納器１０から払い出されたリッドＬが、調心部材４０内を遊びなく通過することによって、調心部４０に対して心合わせされる。内壁４３の下端部は、その内径が下方に向かうにつれて次第に大きくなるように形成されており、この拡径部によって、カップ調心部４２が構成されている。このような拡径部により、後述するように飲料の入ったカップＣがリッドガイド３５の下方に配置されたときに、調心部材４０が下方に移動することによって、カップＣが調心部材４０に対して心合わせされる。
【００３６】
外壁４４は、上述したように、内壁４３の上端とほぼ同じ高さまで鉛直方向上方に延びている（図４参照）。前述したように、ケース２０の下端部の案内斜面２４が下方に向かってテーパ状に形成されているため、ケース下部２３およびケース中部２２と外壁４４との間には、間隙が存在している。また、内壁４３と外壁４４の間にも、カップ調心部４２の内径が下方に向かうにつれて大きくなっている分、間隙が形成されており、この間隙は、前述したリッドガイド３５と円筒下部３２の間の間隙に連続している。これらの間隙には、複数のリッド押圧部材５０が設けられている。以上のようなケース２０、円筒部材３０および調心部材４０によって、リッドＬおよびカップＣを後述するように心合わせするための調心機構８０が構成されている。
【００３７】
調心部材４０の外壁４４には、複数（例えば６つ）の開口４４ａが、周方向に等間隔に並ぶように形成され、内壁４３には、開口４４ａに対応する複数の開口４３ａが形成されている。開口４４ａは、上下方向に長い長方形状であり、外壁４４の上部にわたって延びている。また、開口４３ａは、上下方向の長さが開口４４ａよりも短く、その幅および下端の位置が外壁４４の開口４４ａとほぼ同じである。
【００３８】
リッド押圧部材５０は、リッドガイド３５の外周面の下端部の、各開口４３ａの上方に取り付けられ、リッドガイド３５から下方に突出している。図６に示すように、このリッド押圧部材５０は、取付け部５１、フック部５３、およびこれらを連結する左右２つのヒンジ部５２、５２を有しており、例えば、弾性を有する樹脂によって一体に形成されている。ヒンジ部５２は、湾曲した板状に形成されており、この部分のたわみによって、取付け部５１とフック部５３が、２つのヒンジ部５２、５２を中心として、互いに回動可能になっている。取付け部５１の上端部には、突起５１ａ形成されており、この突起５１ａがリッドガイド３５に設けられた係合部（図示せず）に係合することにより、リッド押圧部材５０がリッドガイド３５に取り付けられる。このように取り付けられた状態では、取付け部５１が、リッドガイド３５に沿うとともに、フック部５３が、斜め下方に向かって延び、開口４４ａから若干、突出している。また、フック部５３には、複数（例えば４枚）のリブ５３ａが等間隔で並ぶように設けられており、フック部５３の下端部には、先端部５３ｂが形成されていて、この先端部５３ｂが、開口４３ａに臨んでいる。また、先端部５３ｂの内面には、切り欠いた面が互いにほぼ直角の切欠き５３ｃが形成されている。以上のような駆動機構６０、ケース２０、円筒部材３０、および複数のリッド押圧部材５０によって、後述するようにリッドＬを下方に押圧するためのリッド押圧機構７０が構成されている。
【００３９】
次いで、図７および８を参照しながら、リッドＬをカップＣに装着する際のリッド装着装置２の動作を順に説明する。リッド装着装置２、リッド払出し機構１１およびカップ搬送機構などの動作は、前述した制御装置によって制御される。待機状態では、円筒部材３０およびこれと一体のリッドガイド３５などは、図５に示す上方の待機位置にあり、円筒部材３０のねじ部３１ａの下端部が、ケース２０のねじ受け部２２ａの上端部に螺合している。また、円筒部材３０のギヤ部３４は、駆動機構６０のギヤ２７の上端部と噛み合っている。図７（ａ）に示すように、この待機状態からカップ入り飲料Ｄを販売する場合は、まず、リッド装着装置２のリッドガイド３５の下方に、飲料の入ったカップＣがカップ搬送機構によって搬送される。この状態で、駆動機構６０のステッピングモータ２６が、所定の回転方向に駆動され、ステッピングモータ２６の回転が、ギヤ２７およびギヤ部３４を介して、円筒部材３０に伝達される。また、円筒部材３０は、ねじ部３１ａおよびねじ受け部２２ａを介してケース２０に螺合しているので、回転しながら下方に移動する。その際、前述したように、円筒部材３０のギヤ部３４とステッピングモータ２６のピニオン２６ａは、上下方向に長いギヤ２７を介して連結されているため、円筒部材３０が下方に移動したとしても、両者３４、２６ａの連結状態は維持される。
【００４０】
円筒部材３０の下方への移動に伴って、これと一体のリッドガイド３５およびその下端部の調心部材４０もまた下方に移動する。円筒部材３０は、カップ調心部４２とリッド調心部４１の境界付近が、カップＣの開口部に達するまで下方に移動する。その際、調心部材４０に対してカップＣの中心がずれていた場合、リッド調心部４２の内周面が、カップＣの開口部に当接する。このような場合、リッド調心部４２の下方への移動に伴って、その内周面からカップＣに作用する力のうち、水平方向、すなわち調心部材４０の中心方向への分力によって、カップＣは調心部材４０の中心に向かって移動する。その結果、調心部材４０に対してカップＣが心合わせされ、リッド装着装置２は、同図（ｂ）に示すリッド待機状態に至る。また、このリッド待機状態では、リッド押圧部材５０のフック部５３は、案内斜面２４の若干、上方に位置しており、これと係合していない状態になっている。
【００４１】
次いで、リッドＬがリッド払出し機構１１によってリッド収納器１０から下方に払い出され、リッドガイド３５によって鉛直方向下方に搬送されることにより、リッドガイド３５および調心部材４０のリッド調心部４１を通過した後、同図（ｃ）に示すように、カップＣの開口部に載置される。前述したように、リッド調心部４２の内径は、リッドＬの外径よりもわずかに大きいので、リッドＬがリッド調心部４２を通過する際、調心部材４０に対して心合わせされる。また、払い出されたリッドＬがカップＣに載置されるまでの間、リッドＬを自由落下させてもよいし、リッドＬの姿勢を確実に維持するための機構を用いて搬送するようにしてもよい。
【００４２】
次いで、円筒部材３０などがさらに下方に移動すると、複数のリッド押圧部材５０のフック部５３が、案内斜面２４に当接するようになり、案内斜面２４によって押圧される。案内斜面２４は、下方に向かってテーパ状に形成されていることにより、フック部５３は、ヒンジ５２を中心として、すなわち水平軸線を中心として、ヒンジ５２の付勢力に抗して調心部材４０の内側に向かって回動する。それにより、図８（ａ）に示すように、フック部５３の先端部５３ｂが開口４３ａを介してリッドガイド３５内に突出する。
【００４３】
この状態から、円筒部材３０などがさらに下方に移動することにより、複数の先端部５３ｂが、飲料入りカップＣに載置されたリッドＬの嵌合部１７に、回転しながら上方から当接する。その際、切欠き５３ｃが、リッドＬの嵌合部１７に係合する。円筒部材３０などがさらに下方に移動することにより、複数の切欠き５３ｃの水平面が、回転しながらリッドＬを下方に押圧する。その際、複数の切欠き５３ｃの鉛直面が、リッドＬを取り囲むように外側から係合するため、リッドＬとカップＣの心ずれが生じない。このようにして、リッドＬの嵌合部１７が、カップＣのカール部１８に嵌合することにより、同図（ｂ）に示すように、リッドＬは、カップＣの開口部に装着される。
【００４４】
リッドＬがカップＣに装着された後も、リッド押圧部材５０がリッドＬを押圧し続けるものの、ステッピングモータ２６は、そのトルクが前述した所定値を超えたときには脱調する。この所定値は、例えば、リッドＬをカップＣに装着するために必要なトルクよりも若干、大きな値に設定されており、それにより、リッド押圧部材５０は、リッドＬを押圧し続けることによってリッドＬおよびカップＣが押し潰されて破壊される前に、下方への移動を確実に停止する。
【００４５】
次いで、ステッピングモータ２６が逆方向に回転駆動されることにより、リッド装着装置２は上述したのとまったく逆の動作によって同図（ｃ）に示すように、待機状態に復帰し、リッドＬが装着されたカップＣは、カップ搬送機構によって商品取出し部５に搬送される。
【００４６】
以上のように、本実施形態のリッド装着装置２によれば、リッド収納器１０からのリッドＬの払出し、搬送、およびカップＣへの装着がすべて鉛直方向の同軸線上で行われるため、リッドＬの搬送距離を短縮することができる。また、リッドＬが下方に搬送され、搬送経路が単純になることにより、従来と異なり、リッドＬの搬送中にリッドＬの移動方向が変化せず、それにより、リッドＬの動きが単純になるため、リッドＬが飲料入りカップＣに確実に搬送される。その結果、リッドＬを飲料入りカップＣに確実に装着することができ、リッドＬの装着の信頼性を高めることができる。また、リッドＬの搬送距離を短縮することが可能であり、それにより、リッドＬの装着に要する時間、ひいてはカップ飲料Ｄの販売時間を短縮することができる。
【００４７】
また、リッド払出し機構１１、リッドガイド３５およびリッド押圧部材５０などの主要な構成部分が鉛直方向の同軸線上に配置されるので、リッド装着装置２を小型化できる。それにより、自動販売機１を販売機本体３に搭載するのに必要なスペースを削減することができる。その結果、リッド装着装置２の自動販売機１への搭載性を向上させることができるとともに、他の装置や機構の搭載性もまた、向上させることができる。さらに、リッドＬが単純に鉛直方向下方に搬送されることから、リッドＬの形状やカップＣの高さが異なる場合でも、リッドＬをカップＣに確実に搬送できる。したがって、例えば、リッドＬの形状が改良されて変更された場合やカップの高さが変更された場合でも、リッド装着装置２自体には大きな変更を加えることなく対応可能になり、リッド装着装置２の汎用性を向上させることができる。なお、カップＣの開口部の高さについては、適用可能な範囲があり、それは以下のとおりである。その上限は、リッド装着装置２が待機状態にあるときの調心部材４０の下端の高さ位置であり、これは、リッドＬが搬送される前に、カップＣを、あらかじめ調心部材４０に対して心合わせする必要があるためである。また、下限は、リッド押圧部材５０の先端部５３ｂが、リッドガイド３５内に突出する直前におけるカップ調心部４２とリッド調心部４１との境界の高さ位置であり、これは、先端部５３ｂが突出した後では、先端部５３ｂにより、リッドＬの下方への搬送が阻害されるので、そのような状態になる前に、リッドＬがカップＣの開口部に載置される必要があるためである。カップＣの高さ、すなわちその開口部の高さ位置が、このような範囲内にあれば、リッドＬを、カップＣの開口部に適切に載置し、確実に装着することができる。
【００４８】
また、飲料入りカップＣに載置されたリッドＬを、複数のリッド押圧部材５０が、円筒部材３０のねじ部３１ａに従って、上方から回転しながら押圧し、しかも、ねじ部３１ａの径は、リッドＬの径よりも大きいので、リッド押圧部材５０の傾きやぶれが非常に小さくなる。したがって、リッドＬを押圧する力が偏ることなく均等にリッドＬに作用するので、リッドＬおよび飲料入りカップＣを変形させることなく、リッドＬを飲料入りカップＣに確実に装着することができる。
【００４９】
また、上述したように単純な構成の調心部材４０の内部を通過させるだけで、リッドＬおよび飲料入りカップＣを精度良く心合わせすることができる。そのため、飲料入りカップＣをリッドガイド３５の下方に搬送する際、高い位置決め精度を必要としない。その結果、高い位置決め精度を有する飲料入りカップの搬送機構を用いる必要がないため、その分、自動販売機１全体としての製造コストを削減することができる。
【００５０】
また、駆動機構６０は、制御装置によって、リッドＬが飲料入りカップＣの開口部に載置される前に、カップＣの開口部が調心部材４０のカップ調心部４２とリッド調心部４１との境界付近に位置するように、調心部材４０を下方に移動させるため、カップＣが調心部材４０に対して心合わせされた後に、調心部材４０に対して心合わせされたリッドＬが飲料入りカップＣの開口部に載置される。それにより、両者の中心がずれた状態でリッドＬが載置されることを回避できるため、両者が確実に心合わせされた状態でリッドＬが押圧され、その結果、リッドＬを飲料入りカップＣにより確実に装着することができる。
【００５１】
さらに、ステッピングモータ２６は、その作動を停止させるための所定値として、リッドＬの装着に要する力よりもやや大きな値が設定されているため、リッド押圧部材５０が、リッドＬの装着後もリッドＬを押圧し続けることによってリッドＬおよび飲料入りカップＣを押し潰すことを、確実に回避できる。このように、ステッピングモータ２６自身が、過大なトルクが発生するのを防止する安全装置を兼ねるので、同じ目的のために、例えば、高価なＤＣモータおよびそのトルクリミッタを用いる場合よりも安価に構成することができる。
【００５２】
なお、本実施形態においては、トルクが所定値を超えたときに作動を停止するように構成されたステッピングモータ２６を用いることにより、リッドＬおよびカップＣが押し潰されることを防止しているが、これに限定されることなく、ＤＣモータおよびトルクリミッタを用いてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明のカップ式自動販売機のリッド装着装置によれば、カップへのリッドの装着の信頼性を高め、販売時間を短縮できるとともに小型化を図ることができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるリッド装着装置を内蔵した自動販売機を示す斜視図である。
【図２】リッドおよびカップを示す図であり、（ａ）はリッドの上面図、（ｂ）は一部を裁断したリッドの側面図、（ｃ）はカップの側面図を示す。
【図３】リッド収納器およびリッド払出し機構を取り外した状態のリッド装着装置を示す斜視図である。
【図４】図３のリッド装着装置からケースを取り外した状態を示す斜視図である。
【図５】リッド装着装置の断面図である。
【図６】リッド押圧部材を示す図であり、（ａ）は斜め後方からの斜視図、（ｂ）は斜め前方からの斜視図、（ｃ）は側面図を示す。
【図７】リッド装着装置の動作を示す図であり、（ａ）はカップが下方に配置された直後の状態、（ｂ）はカップと調心部材が心合わせされた状態、（ｃ）はリッドがカップに載置された状態をそれぞれ示す。
【図８】図７の（ｃ）に続き、（ａ）はリッドが押圧される直前の状態、（ｂ）はリッドがカップに装着された状態、（ｃ）はリッド装着装置が待機状態に復帰した状態をそれぞれ示す図である。
【符号の説明】
１ 自動販売機
２ リッド装着装置
１０ リッド収納器
１１ リッド払出し機構
２０ ケース
２２ａ ねじ受け部
２４ 案内斜面
２６ ステッピングモータ
２６ａ ピニオン
２７ ギヤ
３０ 円筒部材
３１ａ ねじ部
３４ ギヤ部
３５ リッドガイド（リッド搬送機構）
４０ 調心部材
４１ リッド調心部
４２ カップ調心部
５０ リッド押圧部材
６０ 駆動機構
７０ リッド押圧機構
８０ 調心機構
Ｌ リッド
Ｃ 飲料入りカップ

Claims (7)

1. 販売時に、リッドを飲料入りカップに装着するカップ式自動販売機のリッド装着装置であって、
   複数の前記リッドを収納するリッド収納器と、
   当該リッド収納器から前記リッドを１つずつ下方に払い出すリッド払出し機構と、
   当該払い出されたリッドを、鉛直方向下方に前記飲料入りカップの開口部まで搬送するリッド搬送機構と、
   当該搬送されたリッドを下方に押圧することによって、前記飲料入りカップに装着するリッド押圧機構と、
   を備えていることを特徴とするカップ式自動販売機のリッド装着装置。
2. 前記リッド払出し機構の下方に配置され、上方および下方に開放するケースをさらに備え、
   前記リッド搬送機構は、当該ケース内に上下方向に延びるように設けられたリッドガイドを有し、
   前記リッド押圧機構は、
   当該リッドガイドから下方に突出するように設けられ、前記搬送されたリッドを下方に押圧することによって、前記飲料入りカップに装着するリッド押圧部材と、
   当該リッド押圧部材を駆動する駆動機構と、
   を有してい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リッド装着装置。
3. 前記リッドが前記リッド押圧部材によって押圧される前に、前記飲料入りカップおよび前記リッドを互いに心合わせするための調心機構をさらに備えてい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リッド装着装置。
4. 前記リッド押圧部材は、前記リッドガイドの周方向に並んで配置され、上部側が水平軸線を中心として回動自在に設けられ、下端部側が前記リッドガイドに対して出没自在の複数のリッド押圧部材で構成され、
   前記リッド押圧機構は、
   前記ケースと前記リッドガイドの間に前記リッドガイドと一体かつ同心状に設けられ、外周面に形成されたねじ部と、外周面の周方向に形成されるとともに前記駆動機構に連結されたギヤ部とを有する円筒部材と、
   前記ケースの内周面に形成され、前記円筒部材の前記ねじ部が螺合するねじ受け部と、
   前記ケースの下端部に設けられるとともに内周面が下方に向かってテーパ状に形成され、前記リッドガイドが下方に移動したときに、前記リッド押圧部材が係合することにより、当該リッド押圧部材をリッドガイド内に突出させる案内斜面と、をさらに有し、
   前記飲料入りカップが前記リッドガイドの下方に搬送されたときに、前記リッドガイドが下方に移動するように前記駆動機構を制御する制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項２または３に記載のカップ式自動販売機のリッド装着装置。
5. 前記調心機構は、前記リッドガイドの下端部に設けられ、前記リッドの外径とほぼ同じ内径を有するリッド調心部と、リッド調心部の下側に設けられ、下方に向かうにつれて内径が大きくなるカップ調心部とを有する調心部材を有していることを特徴とする請求項４に記載のカップ式自動販売機のリッド装着装置。
6. 前記制御手段は、前記リッドが前記飲料入りカップの開口部に載置される前に、前記飲料入りカップの開口部が前記調心部材の前記カップ調心部と前記リッド調心部との境界付近に位置するように前記駆動機構を制御することを特徴とする請求項５に記載のカップ式自動販売機のリッド装着装置。
7. 前記駆動機構は、前記円筒部材の前記ギヤ部に連結されたステッピングモータを有し、当該ステッピングモータは、前記リッド押圧部材を駆動するためのトルクが所定の値を超えたときに停止するように構成されていることを特徴とする請求項４ないし６のいずれかに記載のカップ式自動販売機のリッド装着装置。

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