JPH02166593A - カップ式飲料自動販売機のキャップ供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カップ式飲料自動販売機に組み込み、販売動
作に合わせてベンドステージに搬出されたカップに対し
、飲料供給後にカップ上面へキャップを自動的に供給、
装荷して蓋をするキャップ供給装置に関する。

〔従来の技術〕

頭記したカップ式飲料自動販売機は、機内で製造した飲
料をベンドステージに搬出したカップへ供給して販売に
供するものであり、在来の自動販売機ではカップに飲料
を入れたままベンドステージに取出して販売するように
している。

ところで、上記のようにカップに飲料を入れたままでは
、客がカップを持ち運ぶ際に飲料が溢れ出たり、ホット
飲料が早く冷めたりする問題があり、その対策としてカ
ップの上面を蓋するキャップを機内のキャップ収納筒に
収容して用意しておき、販売動作の最終段でキャップ収
納筒より取出したキャンプを飲料入りカップへ自動的に
供給。

装荷するようにしたキャップ供給機構の開発が進められ
ている。

また、かかるキャップ供給機構として、本発明者等はキ
ャップ収納筒より払い出したキャップをシュータを介し
てペンドステージに待機している飲料入りカップの上面
に供給するシュータ移送方式、あるいはキャップ収納筒
より真空パッドの操作で一枚ずつ切り出してペンドステ
ージまで移送し、カップに装荷する真空パッド移送方式
などを既に開発して実機への採用を試みている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、前記したキャップの各供給方式では実用面で
次記のような問題がある。すなわち、シュータ移送方式
ではキャップ−枚の重さが極く軽量であるために、機内
に飛散した飲料の粉末原料がシェータ面に付着して吸湿
、固化するなどして異物が付着すると、キャップのシュ
ータ移送方式で異物に引っ掛かったり、供給姿勢の乱れ
が生じることが多く、安定よくキャップをカップへ供給
。

装荷することかで困難であるが判明した。また、真空パ
ッド方式は真空発生に必要な補機類を必要とする他、そ
の制御面でもキャップの受容、装荷動作に合わせて行う
真空パッドの吸着、釈放操作のタンミング合わせに複雑
なパルプ制御を・必要となるなど、自動販売機用として
はコストが嵩み過ぎて実用的でない。

本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、前記
した従来方式の欠点を解消し、簡易な機構でキャップ収
納筒より払い出したキャップを確実、かつ安定よ（カッ
プへ供給、装荷できるようにした実用性の高いキャンプ
供給装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明のキャップ供給装置
は、多数枚のキャップを裏返しに多数積み重ねて収容し
たキャップ切出し機構付きキャップ収納筒と、該キャッ
プ収納筒より払い出されたキャップを機械的に受容把持
してペンドステージに待機しているカップへ移送し、上
方よりカップへ嵌め込み式に装荷するキャップ供給用ロ
ボットとで構成するものとする。

また、上記の構成で、キャップ供給用ロボットは、キャ
ップ収納筒側に設けた爪開閉ガイドに拘束されて開放す
るキャップ把持用のチャック爪。

該爪を閉じる付勢ばねを備えたハンド部と、該ハンド部
を搭載してキャップ収納筒とペンドステージとの間で移
動操作する昇降１反転式のロボット機構とで構成するも
のとする。

〔作用〕

上記の構成で、キャップ収納筒には多数枚のキャップが
裏返し積み重ねて収容されており、ここで払い出し指令
が与えられると、キャップ切出し機構が動作してキャッ
プを裏返しのまま一枚ずつ下方に払い出す、一方、キャ
ップ供給用ロボットのハンド部は、キャップ収納筒側に
設けた爪開閉ガイドの拘束を受けてチャック爪が開いた
状態でキャップ収納筒の搬出端に待機位置しており、キ
ャップ収納筒より払い出したキャップをハンド部に受容
する０次にロボット機構がハンド部を下降操作すると、
ハンド部が爪開閉ガイドより離脱する過程でチャック爪
がばね付勢によって自動的に閉じ、キャップを外周側な
いし内周側からばね力で機械的に把持する。続くロボッ
ト機構によるハンド部の反転操作で、キャップは裏返し
姿勢から反転してカップへの装着面が下を向く、この場
合にキャップはハンド部へ機械的に把持されていて脱落
することはない、続いて、キャップ反転後にハンド部を
下降操作してキャップをカップの上面に押しつけること
により、キャップはカップ上面の周縁鍔部へ弾性的に嵌
り込んで装荷され、カップの上面開口を蓋する。ここで
ハンド部を上方に引き上げると、ハンド部とキャップの
把持状態が引き外れてキャップはカップ側に残る。その
後にキャップ供給用ロボットは、ハンド部を再び待機位
置に復帰移動して一連のキャップ供給動作が完了する。

［実施例〕 第１図は本発明実施例によるキャップ供給装置全体の構
成概要図、第２図はカップ並びにキャップの構造図、第
３図ないし第５図は第１図におけるキャップ供給用ロボ
ットの具体的な実施例の構造図、第６図、第７図は他の
実施例のハンド部構造図である。

まず、第１図において、ｌは多数枚のキャップ２を裏返
しに積み重ねて収容したキャップ収納筒、１ａはキャッ
プ収納筒１に付属してその下端に設けたキャップ切出し
機構、３はキャップ収納筒ｌより払い出したキャップ２
を機械的に把持するハンド部４と、ハンド部４を昇降９
反転機作するロボット機構５との組合せから成るキャッ
プ供給用ロボット、６は自動販売機のベンドステージ、
７はカップ、８は飲料供給ラインである。なお、カップ
７は図示されてないカップ供給機構から販売動作に合わ
せてベンドステージ６に搬出され、この位置で機内で製
造された飲料（例えば粉末原料を湯に溶いて製造する）
が飲料供給ライン８を通じてカップ内に供給される。

一方、カップ７は第２図のように上面の周縁を外方に折
り返して鍔部７ａを形成した紙製カップである。また、
カップ７の上面を蓋するキャップ２は、肉厚の極く薄い
ポリエチレンフィルムの成形品で作られたものであり、
図示のようにカップ７の内周に嵌入する凹部２ａ＋およ
びカップ７の鍔部７ａと弾性的に嵌合し合う外周の嵌着
部２ｂが形成されている。

ここで、第１図により飲料販売動作に関連したキャップ
供給動作を概念的に説明すると、販売指令によりベンド
ステージ６にカップ７が搬出され、さらにカップ７に飲
料が供給されると、次にキャップ切出し機構１ａが作動
してキャップ収納筒１より一枚のキャップ２を裏返し姿
勢のまま下方へ払い出す、なお、キャップ切出し機構１
ａはカップ供給機構としてよく知られたカム式切出し機
構と同様なものであり、積み重ねて収納されているキャ
ップ２を一枚ずつ分離して下方へ落下して払い出すもの
である。

一方、キャップ供給用ロボット３は、図示実線で示すキ
ャップ受取り位置に待機しており、キャップ収納ｍｌか
ら払い出したキャップ２をハンド部４で受容し、さらに
詳細を後記するようキャップ２を機械的に把持した上で
、ロボット機構５の下降０反転機作により鎖線で示すキ
ャップ受は渡し位置に移送し、さらにベンドステージ６
に待機している飲料入りカップ７へ装着面を下に向けて
キャップ２を上方より押しつけ、第２図に示した状態に
嵌め込み式に装荷する。また、カップ７へのキャップ２
の供給、装荷が済むと、ロボット３は復帰移動してハン
ド部４を再び実線で示す待機位置に戻し、１回のキャッ
プ供給動作が完了する。

次に、上記したキャップ供給動作を行うキャップ供給用
ロボットの一実施例の詳細構造を第３図ないし第５図に
示す、まず、キャップ供給用ロボット３のハンド部４は
、キャップ２を受容する円板４ａと、円板上にガイドビ
ン４ｂを介して半径方向に摺動可能に支持された左右一
対のチャック爪４ｃと、チャック爪４ｃを円板中心に向
けて付勢するばね力が比較的弱いばね４ｄと、チャック
爪４ｃの後端を延長して円板４ａの外周側に突出したチ
ャック爪開閉用のガイド突起４ｅとからなり、かつ図示
のキャップ受取り位置では、前記したガイド突起４ｅが
キャップ収納筒１の下面より突出した左右一対のチャッ
ク爪開閉用のガイド部材１ｂに係合してチャック爪４ｃ
を開放状態に拘束保持している。このガイド部材１ｂは
、図示のように外側面を傾斜角θのテーパ面としたハン
ド部４の位置決めを兼ねる楔体であり、このテーパ面に
ハンド部側のガイド突起４ｅが係合する。ここでハンド
部４を上昇させると、ガイド部材１ｂのテーパ面に沿い
ガイド突起４ｅを介してチャック爪４ｃが左右外方に後
退して開き、逆にハンド部４を下降させるとチャック爪
４ｃがばね４ｄの付勢を受けて円板中心に向けて閉じ、
円板４ａ上に受容されたキャップ２を外周より挟持して
機械的に把持する。

一方、ロボット機構５は、前記したハンド部４の円板４
ａに結合したラック歯付きの昇降軸５１と、該昇降軸５
ａをビニオンを介して昇降駆動するようガイド支持した
反転揺動式アーム５ｂとから成る。

なお、５ｃは昇降軸５ａに沿って形成したラック歯、５
ｄはラック歯５ｃと噛み合うとニオン、５ｅはビニオン
駆動モータ、５ｆはアーム５ｂの一端に連結した反転駆
動モータである。

かかる構成で、モータ５ｄの駆動によりラック／ビニオ
ンを介して昇降軸５ａがアーム５ｂに対して矢印Ｐ方向
に昇降操作される。またモータ５ｆの駆動によりアーム
５ａが矢印Ｑ方向に反転揺動（揺動角１８０度）操作さ
れる。

したがって、第１図で述べたキャップ供給動作に合わせ
て、ロボット機構５の操作でハンド部４をキャップ収納
筒１の搬出端に近接するように上昇移動すると、チャッ
ク爪開閉ガイド部材１ｂの拘束を受けてハンド部４のチ
ャック爪４ｃが左右に開く、また、キャップ収納筒１よ
り払い出されたキャップ２を円板４ａ上に受容した後に
ロボット機構５の操作でハンド部４を下降移動すると、
チャック爪開閉用ガイド部材１ｂとの拘束が外れたとこ
ろでチャック爪４ｃが閉じ、キャップ２を外周側から挟
持して機械的に把持する。続くロボット機構５の下降９
反転操作により、キャップ２はハンド部４に把持された
まま、第１図のようにベンドステージ６に待機している
カップ７の真上に移送され、ここでキャップ２をカップ
７の上面に押しつけ操作すると、第２図で述べたように
キャップ２が飲料入りカップ７に嵌め合い式に装荷され
る。この状態から次にロボット操作でハンド部４を上方
に引き上げると、キャップ２を把持しているハンド部４
の付勢ばね力が比較的弱く設定しであるので、キャップ
２をカップ７に残してハンド部４がキャップ２と離脱す
る。その後にロボット機構５の操作で前記と逆にハンド
部４を反転、上昇移動することにより、待機位置に復帰
するとともにチャック爪４ｃがガイド部材１ｂに拘束さ
れて開放し、ここで１回のキャップ供給動作が終了する
。

なお、ハンド部４の昇降ストロークなどを含めたロボッ
ト機構５の移動動作は、あらかじめキャップ収納筒、ベ
ンドステージの取付は位置、並びにカップ７の背高さ寸
法などに対応してティーチングするか、ないしはロボッ
ト移動経路途上の要所に設けた位置検出スイッチの信号
を取り込んで制御される。

第６図、第７図は前記実施例と異なるハンド部の実施例
を示すものである。すなわち、先記の実施例ではハンド
部４のチャック爪４ｃがキャップ２を外周側より挟んで
把持する方式を示したが、この実施例ではチャック爪４
ｃを第２図に示したキャップ２の凹部２ａへ内周側から
押つけて把持するようにしたものである。すなわち、第
６図、第７図において、ハンド部４の円板４ａ上に配備
した左右一対のチャック爪４ｃは、その外周を円弧面と
して付勢ばね４ｄにより外方に押圧付勢されている。ま
た、チャック爪４ｃから外方へ延長する爪開閉用のガイ
ド突起４ｅに対向してキャップ収納筒１側に設けたガイ
ド部材１ｂは、その内側面をテーパ（傾斜角θ）面とし
た覆体として構成されている。

したがって、図示のようにハンド部４を上昇移動したキ
ャップ受取りの待機位置では、ガイド部材１ｂのテーパ
面に沿いガイド突起４ｅを介してチャック爪４ｃが付勢
ばね４ｄに抗して内方に押し込められる。つまり、チャ
ック爪４ｃが開放状態に拘束される。一方、キャップ収
納？Ｊ１から払い出されたキャップ２を受容した後にハ
ンド部４を下降操作すると、前記とは逆にガイド部材１
ｂのテーパ面に沿いチャック爪４ｃがばね付勢を受けて
外方に押し出され、キャップ２を内周側から機械的に把
持するようになる。なお、以降のカップに対するキャッ
プの移送、装荷動作は先に述べた実施例と同様に実行さ
れる。

なお、自動販売機の販売動作時間を極力短縮するために
は、前記したキャップ収納筒からのキャップ受容１把持
動作を販売待機中に行うか、ないしは販売動作時に機内
７の飲料製造工程と並行して実行し、カップへの飲料供
給後に直ちにカップへのキャップ装荷工程に移るように
するのが好ましい。

（発明の効果〕 本発明によるキャップ供給装置は、以上説明したように
構成されているので、次記の効果を奏する。

（１）キャップ収納筒より払い出されたキャンプをハン
ド部で機械的に把持し、かつロボット機構の操作により
キャップを反転してベンドステージに待機している飲料
入りカップまで移送し、さらにキャップをカップ上面に
押しつけて装荷するようにしたので、従来のシュータ移
送方式で問題となっていた異物との引掛りによるキャッ
プ搬送姿勢の乱れなどのおそれがなく、常に安定よく確
実にキャップを飲料入りカップへ供給、装荷することが
できて信鯨性の向上が図れる。また、従来の真空パッド
供給方式と比べても真空発生に必要な補ａｍが不要であ
って安価に構成できる。

（２）キャンプ供給用ロボットにおけるハンド部のチャ
ック爪を、キャップ受取り位置にてキャップ収納筒側に
設けたチャック爪開閉用ガイドの拘束を受けて開放する
よう構成したことにより、チャック爪の開放に特別な動
力源を要することなく、ロボット機構によるハンド部の
昇降操作に連動してキャップ収納筒に対する正しいキャ
ップの受容位置決め、並びにキャップの把持動作を円滑
、かつ確実に遂行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例によるキャップ供給装置全体の構
成、並びにキャップ供給動作を表す概念図、第２図は本
発明に採用するカップ、およびキャップの構造を示す装
荷状態の断面図、第３図はキャップ供給用ロボットの具
体的な一実施例の詳細構造図、第４図、第５図はそれぞ
れ第３図におけるハンド部の平面図、およびロボット機
構の内部機構図、第６図、第７図は前記実施例と異なる
ハンド部の実施例の構造を示す側面図、および平面図で
ある０図において、 １：キャップ収納筒、１ａ＋キャップ切出し機構、１ｂ
：チャック爪開閉用ガイド部材、２：キャップ、３：キ
ャップ供給用ロボット、４：ハンド部、４ｃ：チャック
爪、４ｄ＋付勢ばね、５：ロボット機構、５ａ：昇降軸
、５ｂ：反転揺動式アーム、５ｅ：ビニオン駆動モータ
、Δｆ：反転駆動モータ、６：ベンドステージ、７：カ
ップ、８：飲料供給ライン。 第１図 第２図 第３図 第５図 ａ 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）販売指令に基づきベンドステージに搬出して飲料供
   給を受けた飲料入りカップに対し、その上面にキャップ
   を供給、装荷して蓋をするカップ式飲料自動販売機のキ
   ャップ供給装置であって、多数枚のキャップを裏返しに
   多数積み重ねて収容したキャップ切出し機構付きキャッ
   プ収納筒と、該キャップ収納筒より払い出されたキャッ
   プを機械的に受容把持してベンドステージに待機してい
   るカップへ移送し、上方よりカップへ嵌め込み式に装荷
   するキャップ供給用ロボットとから成ることを特徴とす
   るカップ式飲料自動販売機のキャップ供給装置。 ２）請求項１に記載のキャップ供給装置において、キャ
   ップ供給用ロボットが、キャップ収納筒側に設けた爪開
   閉ガイドに拘束されて開放するキャップ把持用のチャッ
   ク爪、該爪を閉じる付勢ばねを備えたハンド部と、該ハ
   ンド部を搭載してキャップ収納筒とベンドステージとの
   間で移動操作する昇降、反転式のロボット機構とからな
   ることを特徴とするカップ式飲料自動販売機のキャップ
   供給装置。