自動販売機
【課題】 移動体の動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点とずれることを防止できる自動販売機を提供する。
【解決手段】 原点検出に際して各移動体２，３が各原点検出位置に向かって移動するときには、該各移動体２，３は各原点検出位置に到達する直前で各付勢部材６，９に接触し該各付勢部材６，９によって付勢された状態下で各原点検出位置に到達して各センサ５，８が作動する。つまり、ホルダ移動機の動力伝達経路に機構で言う所謂「あそび」が存在する場合でも、該「あそび」を前記各付勢部材６，９の付勢力によって片寄せすることができるので、図１に示した範囲ＡＬ内の何れか一方の端或いは所定の一箇所で各センサ５，８を作動させて該作動タイミングで各エンコーダ１３，１４の出力信号の計数値を読み取れる。
【解決手段】 原点検出に際して各移動体２，３が各原点検出位置に向かって移動するときには、該各移動体２，３は各原点検出位置に到達する直前で各付勢部材６，９に接触し該各付勢部材６，９によって付勢された状態下で各原点検出位置に到達して各センサ５，８が作動する。つまり、ホルダ移動機の動力伝達経路に機構で言う所謂「あそび」が存在する場合でも、該「あそび」を前記各付勢部材６，９の付勢力によって片寄せすることができるので、図１に示した範囲ＡＬ内の何れか一方の端或いは所定の一箇所で各センサ５，８を作動させて該作動タイミングで各エンコーダ１３，１４の出力信号の計数値を読み取れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金銭投入及び商品選択に基づき選択商品を購買者に提供する自動販売機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動販売機の中には、選択商品を購買者に提供するためのメカニズムとして、所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機が存在する。
【０００３】
例えば、カップ内で飲料生成を行う自動販売機は、カップ供給機，浄水機，温水生成機，原料供給機，コーヒー抽出機，製氷機，撹拌機等の飲料生成機器の他に、カップホルダをＸＹ座標系で２次元移動可能なホルダ移動機を具備する。この自動販売機は、販売指令に基づいて選択飲料に対応する停止位置及び移動順序を読み出し、該停止位置をカップホルダが所定の順序で間欠移動するようにホルダ移動機を動作して、該間欠移動の過程で所期の飲料生成をカップ内で実施する。
【０００４】
前記のホルダ移動機は、Ｘ軸移動体と、該Ｘ軸移動体をＸ方向（左右方向）に移動させるためのＸ軸駆動機構と、カップホルダを有するＹ軸移動体と、該Ｙ軸移動体をＹ方向（前後方向）に移動させるためのＹ軸駆動機構とを備えている。各駆動機構はモータ，歯車減速機及び運動変換手段を有している。運動変換手段は回転運動を直線運動に変換するもので、該運動変換手段にはタイミングベルト及びプーリの組み合わせやボールネジ及びナットの組み合わせ等が利用されている。また、各駆動機構のモータの回転軸には位置検出用のロータリーエンコーダが連結されている。さらに、各飲料生成機器の位置に対応するカップホルダ用の停止位置はＸＹ座標（Ｘn，Ｙn）として予めメモリ等に記憶されている。
【０００５】
一方、シースルー型と称される自動販売機は、正面から見てマトリクス状に配された複数の商品収納部の他に、所定の商品収納部から商品を受け取るバケットをＸＺ座標系で２次元移動可能なバケット移動機を具備する。この自動販売機は、販売指令に基づいて選択商品を収納する所定の商品収納部と向き合う位置にバケットを移動させ、該バケット内に商品収納部から商品を投入し、商品投入後のバケットを商品販売口と向き合う位置等に移動させて所期の商品販売を行う。
【０００６】
前記のバケット移動機は、Ｘ軸移動体（＝バケット）と、該Ｘ軸移動体をＸ方向（左右方向）に移動させるためのＸ軸駆動機構と、Ｚ軸移動体と、該Ｚ軸移動体をＺ方向（上下方向）に移動させるためのＺ軸駆動機構とを備えている。各駆動機構はモータ，歯車減速機及び運動変換手段を有している。運動変換手段は回転運動を直線運動に変換するもので、該運動変換手段にはタイミングベルト及びプーリの組み合わせやボールネジ及びナットの組み合わせ等が利用されている。また、各駆動機構のモータの回転軸には位置検出用のロータリーエンコーダが連結されている。さらに、各商品収納部の位置に対応するバケット用の停止位置はＸＺ座標（Ｘn，Ｚn）として予めメモリ等に記憶されている。
【特許文献１】特開平６−１２５７０号公報
【特許文献２】特開平９−９１５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前者の自動販売機における各停止位置（Ｘn，Ｙn）はカップホルダの動作上の原点（Ｘ0，Ｙ0）を基準として定められたものであり、一方、後者の自動販売機における各停止位置（Ｘn，Ｚn）はバケットの動作上の原点（Ｘ0，Ｚ0）を基準として定められたものであるため、出荷検査やメンテナンス等の機会で原点（Ｘ0，Ｙ0）または（Ｘ0，Ｚ0）を再検出したときに該再検出の原点が変位すると、その後に所定の停止位置にカップホルダまたはバケットを移動して停止させても各々の実際の停止位置は所定の停止位置からずれてしまう。
【０００８】
カップホルダの動作上の原点（Ｘ0，Ｙ0）は、通常、Ｘ軸移動体をＸ方向原点検出位置に向かって移動させ、且つ、Ｙ軸移動体をＹ方向原点検出位置に向かって移動させ、Ｘ方向原点検出位置に設けたセンサが作動したタイミングでＸ軸駆動機構のモータに連結されたエンコーダの出力信号の計数値を読み取り、且つ、Ｙ方向原点検出位置に設けたセンサが作動したタイミングでＹ軸駆動機構のモータに連結されたエンコーダの出力信号の計数値を読み取る方法によって検出されている。
【０００９】
一方、バケットの動作上の原点（Ｘ0，Ｚ0）は、通常、Ｘ軸移動体をＸ方向原点検出位置に向かって移動させ、且つ、Ｚ軸移動体をＺ方向原点検出位置に向かって移動させ、Ｘ方向原点検出位置に設けたセンサが作動したタイミングでＸ軸駆動機構のモータに連結されたエンコーダの出力信号の計数値を読み取り、且つ、Ｚ方向原点検出位置に設けたセンサが作動したタイミングでＺ軸駆動機構のモータに連結されたエンコーダの出力信号の計数値を読み取る方法によって検出されている。
【００１０】
しかし、前記のホルダ移動機のＸ軸駆動機構及びＹ軸駆動機構、並びに、前記のバケット移動機のＸ軸駆動機構及びＺ軸駆動機構には機構上で言う所謂「あそび（隙間やバックラッシュやガタを含む）」が各々の動力伝達経路に存在するため、原点位置検出センサが作動したタイミングで読み取られるエンコーダの出力信号の計数値は該「あそび」に応じた範囲内で変動してしまう。
【００１１】
図１はその具体例を示すもので、図中のＯＤＳａ，ＯＤＳｂは原点検出位置を検知するセンサの検知信号例、ＡＬは前記「あそび」に応じた範囲、ＥＰＳはエンコーダの出力信号である。前記「あそび」の影響によりセンサは範囲ＡＬ内の何処でも作動し得る状況にあるため、例えば範囲ＡＬの左端で作動したとき（検出信号ＯＤＳａ）と右端で作動したとき（検出信号ＯＤＳｂ）とでは各々の作動タイミングで読み取られるエンコーダの出力信号の計数値は大きく異なってしまう。
【００１２】
再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）または（Ｘ0，Ｚ0）とずれたときでも予め記憶された各停止位置（Ｘn，Ｙn）または（Ｘn，Ｚn）にカップホルダまたはバケットを停止させるには、再検出の原点と当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）のまたは（Ｘ0，Ｚ0）差分を求め、該差分に基づいて各停止位置（Ｘn，Ｙn）の値を補正しなければならないが、この処理を行うには専用の位置補正プログラムが必要であり、しかも、位置補正を行うための時間も必要となる。
【００１３】
以上の不具合は先に述べた２タイプの自動販売機に限らず、所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機においても同様に生じ得る。
【００１４】
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、移動体の動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点とずれることを防止できる自動販売機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明は、所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機であって、駆動機構のモータの回転軸に連結されたエンコーダと、所定方向の原点検出位置を検知するためのセンサと、移動体を原点検出位置に向かって移動させセンサが作動したタイミングでエンコーダの出力信号の計数値を読み取る原点検出制御手段と、移動体が所定方向の原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該移動体の原点検出位置への到達を許容する付勢部材とを具備する、ことをその特徴とする。
【００１６】
この自動販売機によれば、原点検出に際して移動体が原点検出位置に向かって移動するときには、該移動体は原点検出位置に到達する直前で付勢部材に接触し該付勢部材によって付勢された状態下で原点検出位置に到達してセンサが作動することになる。つまり、駆動機構の動力伝達経路に機構で言う所謂「あそび（隙間やバックラッシュやガタを含む）」が存在する場合でも、該「あそび」を前記付勢部材の付勢力によって片寄せすることができるので、「あそび」応じた範囲内の何れか一方の端或いは所定の一箇所でセンサを作動させて該作動タイミングでエンコーダの出力信号の計数値を読み取ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、移動体の動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点とずれることを防止できる自動販売機を提供できる。
【００１８】
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
図２〜図５は、カップ内で飲料生成を行う自動販売機に本発明を適用した実施形態を示す。
【００２０】
この自動販売機は、カップ供給機，浄水機，温水生成機，原料供給機，コーヒー抽出機，製氷機，撹拌機等の飲料生成機器の他に、カップホルダをＸＹ座標系で２次元移動可能なホルダ移動機とその制御回路を具備する。この自動販売機は、販売指令に基づいて選択飲料に対応する停止位置及び移動順序を読み出し、該停止位置をカップホルダが所定の順序で間欠移動するようにホルダ移動機を動作して、該間欠移動の過程で所期の飲料生成をカップ内で実施する。
【００２１】
図２はホルダ移動機のメカニズムを示す。このホルダ移動機は、ほぼ水平に設置されたベース１と、ベース１にＸ方向に移動自在に取り付けられたＸ軸移動体２と、Ｘ軸移動体２にＹ方向に移動自在に取り付けられたＹ軸移動体３と、Ｙ軸移動体３に設けられたカップホルダ３ａとを備える。カップホルダ３ａは上面形状が略Ｃ形を成すカップ保持部をその先端に有する。このカップ保持部の内径は逆円錐台形のカップの最大外径よりも僅かに小さく、且つ、開放部分の左右間隔はカップの最小外径よりも僅かに大きい。
【００２２】
ベース１にはＸ軸移動体２をＸ方向に移動させるためのＸ軸駆動機構４が設けられている。このＸ軸駆動機構４は、ＤＣモータ等から成るＸ軸モータ４ａと、Ｘ軸モータ４ａの回転軸に入力軸を連結された歯車減速機４ｂと、歯車減速機４ｂの出力軸に連結された駆動プーリ４ｃと、駆動プーリ４ｃと対を成す従動プーリ４ｄと、駆動プーリ４ｃ及び従動プーリ４ｄに巻き付けられた無端状のタイミングベルト４ｅとを備え、Ｘ軸移動体２はタイミングベルト４ｅの所定位置に連結されている。ここでの１対のプーリ４ｃ，４ｄ及びタイミングベルト４ｅは回転運動を直線運動に変換する運動変換手段を構成する。
【００２３】
また、ベース１の端部（図２中の左側端部）にはＸ方向の原点検出位置を検知するためのＸ軸センサ５が設けられている。このＸ軸センサ５は光スイッチやマイクロスイッチ等から成り、Ｘ軸移動体２の近接または接触に基づいてＸ方向原点検出位置を検知する。
【００２４】
さらに、ベース１の端部（図２中の左側端部）には、Ｘ軸移動体２がＸ方向原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該Ｘ軸移動体２のＸ方向原点検出位置への到達を許容する板バネ製のＸ軸付勢部材６が設けられている。このＸ軸付勢部材６の位置はＸ軸移動体２に接触可能な位置であれば何処でも構わないが、接触時のモーメント発生を嫌う場合にはＸ軸移動体２のＹ方向中心箇所或いは重心対応箇所に接触するように配置するのが好ましい。
【００２５】
Ｘ軸移動体２にはＹ軸移動体３をＹ方向に移動させるためのＹ軸駆動機構７が設けられている。このＹ軸駆動機構７は、ＤＣモータ等から成るＹ軸モータ７ａと、Ｙ軸モータ７ａの回転軸に入力軸を連結された歯車減速機７ｂと、歯車減速機７ｂの出力軸に連結された駆動プーリ７ｃと、駆動プーリ７ｃと対を成す従動プーリ７ｄと、駆動プーリ７ｃ及び従動プーリ７ｄに巻き付けられた無端状のタイミングベルト７ｅとを備え、Ｙ軸移動体３はタイミングベルト７ｅの所定位置に連結されている。ここでの１対のプーリ７ｃ，７ｄ及びタイミングベルト７ｅは回転運動を直線運動に変換する運動変換手段を構成する。
【００２６】
また、Ｘ軸移動体２の端部（図２中の上側端部）にはＹ方向の原点検出位置を検知するためのＹ軸センサ８が設けられている。このＹ軸センサ８は光スイッチやマイクロスイッチ等から成り、Ｙ軸移動体３の近接または接触に基づいてＹ方向原点検出位置を検知する。
【００２７】
さらに、Ｘ軸移動体２の端部（図２中の上側端部）にはＹ軸移動体３がＹ方向原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該Ｙ軸移動体３のＹ方向原点検出位置への到達を許容する板バネ製のＹ軸付勢部材９が設けられている。このＹ軸付勢部材９の位置はＹ軸移動体３に接触可能な位置であれば何処でも構わないが、接触時のモーメント発生を嫌う場合にはＹ軸移動体３のＸ方向中心箇所或いは重心対応箇所に接触するようにＹ軸付勢部材９を配置するのが好ましい。
【００２８】
図３は図２に示したホルダ移動機の制御回路を示す。この制御回路は、マイクロコンピュータ構成の制御部１１と、Ｘ軸モータ４ａ及びＹ軸モータ７ａの駆動を行うためのモータ駆動部１２と、Ｘ軸モータ４ａの回転軸に連結されたＸ軸エンコーダ１３と、Ｙ軸モータ７ａの回転軸に連結されたＹ軸エンコーダ１４と、先に述べた各飲料生成機器を適宜駆動するための飲料生成機器駆動部１５と、先に述べた各センサ５，８とを備える。
【００２９】
制御部１１のメモリには飲料販売に係るプログラムの他に、原点検出に係るプログラムが記憶されている。また、メモリには、各飲料生成機器の位置に対応するカップホルダ用の複数の停止位置がＸＹ座標（Ｘn，Ｙn）として記憶され、また、飲料毎の停止位置及び移動順序が記憶されている。
【００３０】
モータ制御部１２は、制御部１１からの制御信号に基づいて前記ホルダ移動機を動作させるための駆動信号をＸ軸モータ４ａ及びＹ軸モータ７ａに出力すると共に、Ｘ軸エンコーダ１３及びＹ軸エンコーダ１４の出力信号を検出して制御部１１に送出する。因みに、各エンコーダ１３，１４は各モータ４ａ，７ａの正逆回転に伴って異なる形態のパルス信号を出力可能な２相のロータリーエンコーダから成る。
【００３１】
図４は原点検出に係るホルダ移動機の動作を示し、図５は原点検出に係るプログラムフローを示す。製造過程や出荷検査やメンテナンス等の機会で原点検出要求があったときには、図４に示すように、Ｘ軸移動体２をＸ方向原点検出位置に向かって−Ｘ方向に移動させ、同位置に設けたＸ軸センサ５が作動したタイミングでＸ軸駆動機構４のＸ軸モータ１に連結されたＸ軸エンコーダ１３の出力信号の計数値を読み取る（図５のステップＳＴ１〜ＳＴ４）。
【００３２】
Ｘ方向原点検出位置に向かって移動するＸ軸移動体２は該Ｘ方向原点検出位置に到達する直前でＸ軸付勢部材６に接触して相対的に＋Ｘ方向に付勢されるが、該付勢力はＸ軸移動体２の移動を妨げるものではないため、Ｘ軸移動体２はＸ軸付勢部材６によって付勢された状態下でＸ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＸ軸センサ５が作動すると共にＸ軸エンコーダ１３の出力信号の計数値が読み取られることになる。
【００３３】
これと同時に、図４に示すように、Ｙ軸移動体３をＹ方向原点検出位置に向かって−Ｙ方向に移動させ、同位置に設けたＹ軸センサ８が作動したタイミングでＹ軸駆動機構７のＹ軸モータ１１に連結されたＹ軸エンコーダ１４の出力信号の計数値を読み取る（図５のステップＳＴ５〜ＳＴ７）。
【００３４】
Ｙ方向原点検出位置に向かって移動するＹ方向移動体３は該Ｙ方向原点検出位置に到達する直前でＹ軸付勢部材９に接触して相対的に＋Ｙ方向に付勢されるが、該付勢力はＹ軸移動体３の移動を妨げるものではないため、Ｙ軸移動体３はＹ軸付勢部材９によって付勢された状態下でＹ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＹ軸センサ８が作動すると共にＹ軸エンコーダ１４の出力信号の計数値が読み取られることになる。
【００３５】
Ｘ軸エンコーダ１３の出力信号の計数値とＹ軸エンコーダ１４の出力信号の計数値が読み取られた後は、読み取った各計数値或いはその変換値を原点（Ｘ0，Ｙ0）として記憶する（図５のステップＳＴ８）。
【００３６】
このように、原点検出に際して各移動体２，３が各原点検出位置に向かって移動するときには、該各移動体２，３は各原点検出位置に到達する直前で各付勢部材６，９に接触し該各付勢部材６，９によって付勢された状態下で各原点検出位置に到達して各センサ５，８が作動することになる。
【００３７】
つまり、ホルダ移動機のＸ軸駆動機構４及びＹ軸駆動機構７の動力伝達経路に機構上で言う所謂「あそび（隙間やバックラッシュやガタを含む）」が存在する場合でも、該「あそび」を前記各付勢部材６，９の付勢力によって片寄せすることができるので、図１に示した範囲ＡＬ内の何れか一方の端或いは所定の一箇所で各センサ５，８を作動させて該作動タイミングで各エンコーダ１３，１４の出力信号の計数値を読み取ることができる。
【００３８】
従って、ホルダ移動機のカップホルダ３ａの動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）とずれることを防止することができる。これにより、再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）とずれた場合に必要な処理、具体的には再検出の原点と当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）の差分を求め該差分に基づいて各停止位置（Ｘn，Ｙn）の値を補正する処理を不要にできると共に、当該処理を行うための専用の位置補正プログラムや位置補正を行うための時間も不要となる。
【００３９】
また、各付勢部材６，９を板バネから構成しているので、簡単な部品付加によりコストがかからずに前記の作用効果を得ることができる。
【００４０】
尚、前述の実施形態では、各付勢部材６，９として板バネを示したが、各付勢部材６，９には各移動体２，３を所定方向に付勢できるものであれば、コイルバネ等の他種のバネ材の他に、軟質合成ゴムや等から成る弾性材も利用できる。
【００４１】
また、前述の実施形態では、Ｘ軸移動体２に当接し得るＸ軸付勢部材６をベース１に設け、Ｙ軸移動体３に当接し得るＹ軸付勢部材９をＸ軸移動体２に設けたが、各移動体２，３に同様の付勢力を付与できる位置であれば、前者のＸ軸付勢部材６はベース１が取り付けられる部品やその周囲に存する固定部品に設けてもよく、後者のＹ軸付勢部材９はベース１や該ベース１が取り付けられる部品やその周囲に存する固定部品に設けてもよい。
【００４２】
さらに、前述の実施形態では、Ｘ軸駆動機構４及びＹ軸駆動機構７としてモータ，歯車減速機，一対のプーリ及びタイミングベルトを備えたものを示したが、プーリ及びタイミングベルトの組み合わせがボールネジ及びナットの組み合わせ等の他の運動変換手段から成る駆動機構であっても前記同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【００４３】
［第２実施形態］
図６〜図８は、シースルー型と称される自動販売機に本発明を適用した実施形態を示す。
【００４４】
この自動販売機は、正面から見てマトリクス状に配された複数の商品収納部の他に、所定の商品収納部から商品を受け取るバケットをＸＺ座標系で２次元移動可能なバケット移動機とその制御回路を具備する。この自動販売機は、販売指令に基づいて選択商品を収納する所定の商品収納部と向き合う位置にバケットを移動させ、該バケット内に商品収納部から商品を投入し、商品投入後のバケットを商品販売口と向き合う位置等に移動させて所期の商品販売を行う。
【００４５】
図６はバケット移動機のメカニズムを示す。このバケット移動機は、ほぼ垂直に設置されたベース２１と、ベース２１にＺ方向に移動自在に取り付けられたＺ軸移動体２２と、Ｚ軸移動体２２にＸ方向に移動自在に取り付けられたＸ軸移動体２３とを備える。Ｘ軸移動体２３は上面を開放した箱状を成しており、商品収納部からの商品を受け入れて収容するバケットを兼用している。
【００４６】
ベース２１にはＺ軸移動体２２をＺ方向に移動させるためのＺ軸駆動機構（図示省略）が設けられている。このＺ軸駆動機構は、ＤＣモータ等から成るＺ軸モータ２１ａ（図７参照）と、Ｚ軸モータ２１ａの回転軸に入力軸を連結された歯車減速機と、歯車減速機の出力軸に連結された駆動プーリと、駆動プーリと対を成す従動プーリと、駆動プーリ及び従動プーリに巻き付けられた無端状のタイミングベルトとを備え、Ｚ軸移動体２２はタイミングベルトの所定位置に連結されている。ここでの１対のプーリ及びタイミングベルトは回転運動を直線運動に変換する運動変換手段を構成する。
【００４７】
また、ベース２１の端部（図６中の右下端部）にはＺ方向の原点検出位置を検知するためのＺ軸センサ２４が設けられている。このＺ軸センサ２４は光スイッチやマイクロスイッチ等から成り、Ｚ軸移動体２２の近接または接触に基づいてＸ方向原点検出位置を検知する。
【００４８】
さらに、ベース１の端部（図６中の右下端部）にはＺ軸移動体２２がＺ方向原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該Ｚ軸移動体２２のＺ方向原点検出位置への到達を許容する板バネ製のＺ軸付勢部材２５が設けられている。このＺ軸付勢部材２５の位置はＺ軸移動体２２に接触可能な位置であれば何処でも構わないが、接触時のモーメント発生を嫌う場合にはＺ軸移動体２２のＸ方向中心箇所或いは重心対応箇所に接触するように配置するのが好ましい。
【００４９】
Ｚ軸移動体２２にはＸ軸移動体２３をＸ方向に移動させるためのＸ軸駆動機構（図示省略）が設けられている。このＸ軸駆動機構は、ＤＣモータ等から成るＸ軸モータ２２ａ（図７参照）と、Ｘ軸モータ２２ａの回転軸に入力軸を連結された歯車減速機と、歯車減速機の出力軸に連結された駆動プーリと、駆動プーリと対を成す従動プーリと、駆動プーリ及び従動プーリに巻き付けられた無端状のタイミングベルトとを備え、Ｘ軸移動体２３はタイミングベルトの所定位置に連結されている。ここでの１対のプーリ及びタイミングベルトは回転運動を直線運動に変換する運動変換手段を構成する。
【００５０】
また、Ｚ軸移動体２２の端部（図６中の右側端部）にはＸ方向の原点検出位置を検知するためのＸ軸センサ２６が設けられている。このＸ軸センサ２６は光スイッチやマイクロスイッチ等から成り、Ｘ軸移動体２３の近接または接触に基づいてＸ方向原点検出位置を検知する。
【００５１】
さらに、Ｚ軸移動体２２の端部（図６中の右側端部）にはＸ軸移動体２３がＸ方向原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該Ｘ軸移動体２３のＸ方向原点検出位置への到達を許容する板バネ製のＸ軸付勢部材２７が設けられている。このＸ軸付勢部材２７の位置はＸ軸移動体２３に接触可能な位置であれば何処でも構わないが、接触時のモーメント発生を嫌う場合にはＸ軸移動体２３の前後方向中心箇所或いは重心対応箇所に接触するように配置するのが好ましい。
【００５２】
図７は図６に示したバケット移動機の制御回路を示す。この制御回路は、マイクロコンピュータ構成の制御部３１と、Ｚ軸モータ２１ａ及びＸ軸モータ２２ａの駆動を行うためのモータ駆動部３２と、Ｚ軸モータ２１ａの回転軸に連結されたＺ軸エンコーダ３３と、Ｘ軸モータ２２ａの回転軸に連結されたＸ軸エンコーダ３４と、先に述べた各センサ２４，２６とを備える。
【００５３】
制御部３１のメモリには飲料販売に係るプログラムの他に、原点検出に係るプログラムが記憶されている。また、メモリには、各商品収納部の位置に対応するバケット用の複数の停止位置がＸＺ座標（Ｘn，Ｚn）として記憶されている。
【００５４】
モータ制御部３２は、制御部３１からの制御信号に基づいて前記バケット移動機を動作させるための駆動信号をＺ軸モータ２１ａ及びＸ軸モータ２２ａに出力すると共に、Ｚ軸エンコーダ３３及びＸ軸エンコーダ３４の出力信号を検出して制御部３１に送出する。因みに、各エンコーダ３３，３４は各モータ２１ａ，２２ａの正逆回転に伴って異なる形態のパルス信号を出力可能な２相のロータリーエンコーダから成る。
【００５５】
図８は原点検出に係るプログラムフローを示す。製造過程や出荷検査やメンテナンス等の機会で原点検出要求があったときには、図６に示すように、Ｘ軸移動体２３をＸ方向原点検出位置に向かって＋Ｘ方向に移動させ、同位置に設けたＸ軸センサ２６が作動したタイミングでＸ軸駆動機構のＸ軸モータ２２ａに連結されたＸ軸エンコーダ３４の出力信号の計数値を読み取る（図８のステップＳＰ１〜ＳＰ４）。
【００５６】
Ｘ方向原点検出位置に向かって移動するＸ軸移動体２３は該Ｘ方向原点検出位置に到達する直前でＸ軸付勢部材２７に接触して相対的に−Ｘ方向に付勢されるが、該付勢力はＸ軸移動体２７の移動を妨げるものではないため、Ｘ軸移動体２３はＸ軸付勢部材２７によって付勢された状態下でＸ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＸ軸センサ２６が作動すると共にＸ軸エンコーダ３４の出力信号の計数値が読み取られることになる。
【００５７】
これと同時に、図６に示すように、Ｚ軸移動体２２をＺ方向原点検出位置に向かって＋Ｚ方向に移動させ、同位置に設けたＺ軸センサ２４が作動したタイミングでＺ軸駆動機構のＺ軸モータ２１ａに連結されたＺ軸エンコーダ３３の出力信号の計数値を読み取る（図８のステップＳＰ５〜ＳＰ７）。
【００５８】
Ｚ方向原点検出位置に向かって移動するＺ軸移動体２２は該Ｚ方向原点検出位置に到達する直前でＺ軸付勢部材２５に接触して相対的に−Ｚ方向に付勢されるが、該付勢力はＺ軸移動体２２の移動を妨げるものではないため、Ｚ軸移動体２２はＺ軸付勢部材２５によって付勢された状態下でＸ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＺ軸センサ２４が作動すると共にＺ軸エンコーダ３３の出力信号の計数値が読み取られることになる。
【００５９】
Ｘ軸エンコーダ３４の出力信号の計数値とＺ軸エンコーダ３３の出力信号の計数値が読み取られた後は、読み取った各計数値或いはその変換値を原点（Ｘ0，Ｚ0）として記憶する（図８のステップＳＰ８）。
【００６０】
このように、原点検出に際して各移動体２２，２３が各原点検出位置に向かって移動するときには、該各移動体２２，２３は各原点検出位置に到達する直前で各付勢部材２５，２７に接触し該各付勢部材２５，２７によって付勢された状態下で原点検出位置に到達して各センサ２４，２６が作動することになる。
【００６１】
つまり、バケット移動機のＺ軸駆動機構及びＸ軸駆動機構の動力伝達経路に機構上で言う所謂「あそび（隙間やバックラッシュやガタを含む）」が存在する場合でも、該「あそび」を前記各付勢部材２５，２７の付勢力によって片寄せすることができるので、図１に示した範囲ＡＬ内の何れか一方の端或いは所定の一箇所で各センサ２４，２６を作動させて該作動タイミングで各エンコーダ３３，３４の出力信号の計数値を読み取ることができる。
【００６２】
従って、バケット移動機のバケット（＝Ｘ軸移動体）２３の動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｚ0）とずれることを防止することができる。これにより、再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｚ0）とずれた場合に必要な処理、具体的には再検出の原点と当初の原点（Ｘ0，Ｚ0）の差分を求め該差分に基づいて各停止位置（Ｘn，Ｚn）の値を補正する処理を不要にできると共に、当該処理を行うための専用の位置補正プログラムや位置補正を行うための時間も不要となる。
【００６３】
また、各付勢部材２５，２７を板バネから構成しているので、簡単な部品付加によりコストがかからずに前記の作用効果を得ることができる。
【００６４】
尚、前述の実施形態ではＺ軸付勢部材２５を設けたが、該Ｚ軸付勢部材２５は必ずしも必要なものではない。つまり、上下方向に移動し得るＺ方向移動体２２は重力により常に下方向に力がかかった状態にあり、該状態はＺ方向移動体２２が下方向に付勢されている状態に相当する。換言すれば、Ｚ軸センサ２４の位置に拘わらずＺ軸移動体２２は重力により下方向に付勢された状態下でＺ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＺ軸センサ２４が作動すると共にＺ軸エンコーダ３３の出力信号の計数値が読み取られることになるので、Ｚ軸付勢部材２５がなくても該Ｚ軸付勢部材２５がある場合と同様の作用が得られる。
【００６５】
また、前述の実施形態では、各付勢部材２５，２７として板バネを示したが、各付勢部材２５，２７には各移動体２２，２３を所定方向に付勢できるものであれば、コイルバネ等の他種のバネ材の他に、軟質合成ゴムや等から成る弾性材も利用できる。
【００６６】
さらに、前述の実施形態では、Ｚ軸移動体２２に当接し得るＺ軸付勢部材２５をベース２１に設け、Ｘ軸移動体２３に当接し得るＸ軸付勢部材２７をＺ軸移動体２２に設けたが、各移動体２２，２３に同様の付勢力を付与できる位置であれば、前者のＺ軸付勢部材２５はベース２１が取り付けられる部品やその周囲に存する固定部品に設けてもよく、後者のＸ軸付勢部材２７はベース２１やベース２１が取り付けられる部品やその周囲に存する固定部品に設けてもよい。
【００６７】
さらに、前述の実施形態では、Ｚ軸駆動機構及びＹ軸駆動機構としてモータ，歯車減速機，一対のプーリ及びタイミングベルトを備えたものを示したが、プーリ及びタイミングベルトの組み合わせがボールネジ及びナットの組み合わせ等の他の運動変換手段から成る駆動機構であっても前記同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【００６８】
以上、図２〜図５にはカップ内で飲料生成を行う自動販売機に本発明を適用した実施形態を示し、図６〜図８にはシースルー型と称される自動販売機に本発明を適用した実施形態を示したが、所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機であれば本発明を適用して同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図２】カップ内で飲料生成を行う自動販売機に用いられるホルダ移動機の上面図である。
【図３】図２に示したホルダ移動機の制御回路図である。
【図４】原点検出に係るホルダ移動機の動作を示す図である。
【図５】原点検出に係るプログラムフローを示す図である。
【図６】シースルー型の自動販売機に用いられるバケット移動機の上面図である。
【図７】図６に示したバケット移動機の制御回路図である。
【図８】原点検出に係るプログラムフローを示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…ベース、２…Ｘ軸移動体、３…Ｙ軸移動体、３ａ…カップホルダ、４…Ｘ軸駆動機構、４ａ…Ｘ軸モータ、４ｂ…歯車減速機、４ｃ…駆動プーリ、４ｄ…従動プーリ、４ｅ…タイミングベルト、５…Ｘ軸センサ、６…Ｘ軸付勢部材、７…Ｙ軸駆動機構、７ａ…Ｙ軸モータ、７ｂ…歯車減速機、７ｃ…駆動プーリ、７ｄ…従動プーリ、７ｅ…タイミングベルト、８…Ｙ軸センサ、９…Ｙ軸付勢部材、１１…制御部、１２…モータ駆動部、１３…Ｘ軸エンコーダ、１４…Ｙ軸エンコーダ、２１…ベース、２１ａ…Ｚ軸モータ、２２…Ｚ軸移動体、２２ａ…Ｘ軸モータ、２３…Ｘ軸移動体（＝バケット）、２４…Ｚ軸センサ、２５…Ｚ軸付勢部材、２６…Ｘ軸センサ、２７…Ｘ軸付勢部材、３１…制御部、３２…モータ駆動部、３３…Ｚ軸エンコーダ、３４…Ｘ軸エンコーダ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金銭投入及び商品選択に基づき選択商品を購買者に提供する自動販売機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動販売機の中には、選択商品を購買者に提供するためのメカニズムとして、所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機が存在する。
【０００３】
例えば、カップ内で飲料生成を行う自動販売機は、カップ供給機，浄水機，温水生成機，原料供給機，コーヒー抽出機，製氷機，撹拌機等の飲料生成機器の他に、カップホルダをＸＹ座標系で２次元移動可能なホルダ移動機を具備する。この自動販売機は、販売指令に基づいて選択飲料に対応する停止位置及び移動順序を読み出し、該停止位置をカップホルダが所定の順序で間欠移動するようにホルダ移動機を動作して、該間欠移動の過程で所期の飲料生成をカップ内で実施する。
【０００４】
前記のホルダ移動機は、Ｘ軸移動体と、該Ｘ軸移動体をＸ方向（左右方向）に移動させるためのＸ軸駆動機構と、カップホルダを有するＹ軸移動体と、該Ｙ軸移動体をＹ方向（前後方向）に移動させるためのＹ軸駆動機構とを備えている。各駆動機構はモータ，歯車減速機及び運動変換手段を有している。運動変換手段は回転運動を直線運動に変換するもので、該運動変換手段にはタイミングベルト及びプーリの組み合わせやボールネジ及びナットの組み合わせ等が利用されている。また、各駆動機構のモータの回転軸には位置検出用のロータリーエンコーダが連結されている。さらに、各飲料生成機器の位置に対応するカップホルダ用の停止位置はＸＹ座標（Ｘn，Ｙn）として予めメモリ等に記憶されている。
【０００５】
一方、シースルー型と称される自動販売機は、正面から見てマトリクス状に配された複数の商品収納部の他に、所定の商品収納部から商品を受け取るバケットをＸＺ座標系で２次元移動可能なバケット移動機を具備する。この自動販売機は、販売指令に基づいて選択商品を収納する所定の商品収納部と向き合う位置にバケットを移動させ、該バケット内に商品収納部から商品を投入し、商品投入後のバケットを商品販売口と向き合う位置等に移動させて所期の商品販売を行う。
【０００６】
前記のバケット移動機は、Ｘ軸移動体（＝バケット）と、該Ｘ軸移動体をＸ方向（左右方向）に移動させるためのＸ軸駆動機構と、Ｚ軸移動体と、該Ｚ軸移動体をＺ方向（上下方向）に移動させるためのＺ軸駆動機構とを備えている。各駆動機構はモータ，歯車減速機及び運動変換手段を有している。運動変換手段は回転運動を直線運動に変換するもので、該運動変換手段にはタイミングベルト及びプーリの組み合わせやボールネジ及びナットの組み合わせ等が利用されている。また、各駆動機構のモータの回転軸には位置検出用のロータリーエンコーダが連結されている。さらに、各商品収納部の位置に対応するバケット用の停止位置はＸＺ座標（Ｘn，Ｚn）として予めメモリ等に記憶されている。
【特許文献１】特開平６−１２５７０号公報
【特許文献２】特開平９−９１５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前者の自動販売機における各停止位置（Ｘn，Ｙn）はカップホルダの動作上の原点（Ｘ0，Ｙ0）を基準として定められたものであり、一方、後者の自動販売機における各停止位置（Ｘn，Ｚn）はバケットの動作上の原点（Ｘ0，Ｚ0）を基準として定められたものであるため、出荷検査やメンテナンス等の機会で原点（Ｘ0，Ｙ0）または（Ｘ0，Ｚ0）を再検出したときに該再検出の原点が変位すると、その後に所定の停止位置にカップホルダまたはバケットを移動して停止させても各々の実際の停止位置は所定の停止位置からずれてしまう。
【０００８】
カップホルダの動作上の原点（Ｘ0，Ｙ0）は、通常、Ｘ軸移動体をＸ方向原点検出位置に向かって移動させ、且つ、Ｙ軸移動体をＹ方向原点検出位置に向かって移動させ、Ｘ方向原点検出位置に設けたセンサが作動したタイミングでＸ軸駆動機構のモータに連結されたエンコーダの出力信号の計数値を読み取り、且つ、Ｙ方向原点検出位置に設けたセンサが作動したタイミングでＹ軸駆動機構のモータに連結されたエンコーダの出力信号の計数値を読み取る方法によって検出されている。
【０００９】
一方、バケットの動作上の原点（Ｘ0，Ｚ0）は、通常、Ｘ軸移動体をＸ方向原点検出位置に向かって移動させ、且つ、Ｚ軸移動体をＺ方向原点検出位置に向かって移動させ、Ｘ方向原点検出位置に設けたセンサが作動したタイミングでＸ軸駆動機構のモータに連結されたエンコーダの出力信号の計数値を読み取り、且つ、Ｚ方向原点検出位置に設けたセンサが作動したタイミングでＺ軸駆動機構のモータに連結されたエンコーダの出力信号の計数値を読み取る方法によって検出されている。
【００１０】
しかし、前記のホルダ移動機のＸ軸駆動機構及びＹ軸駆動機構、並びに、前記のバケット移動機のＸ軸駆動機構及びＺ軸駆動機構には機構上で言う所謂「あそび（隙間やバックラッシュやガタを含む）」が各々の動力伝達経路に存在するため、原点位置検出センサが作動したタイミングで読み取られるエンコーダの出力信号の計数値は該「あそび」に応じた範囲内で変動してしまう。
【００１１】
図１はその具体例を示すもので、図中のＯＤＳａ，ＯＤＳｂは原点検出位置を検知するセンサの検知信号例、ＡＬは前記「あそび」に応じた範囲、ＥＰＳはエンコーダの出力信号である。前記「あそび」の影響によりセンサは範囲ＡＬ内の何処でも作動し得る状況にあるため、例えば範囲ＡＬの左端で作動したとき（検出信号ＯＤＳａ）と右端で作動したとき（検出信号ＯＤＳｂ）とでは各々の作動タイミングで読み取られるエンコーダの出力信号の計数値は大きく異なってしまう。
【００１２】
再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）または（Ｘ0，Ｚ0）とずれたときでも予め記憶された各停止位置（Ｘn，Ｙn）または（Ｘn，Ｚn）にカップホルダまたはバケットを停止させるには、再検出の原点と当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）のまたは（Ｘ0，Ｚ0）差分を求め、該差分に基づいて各停止位置（Ｘn，Ｙn）の値を補正しなければならないが、この処理を行うには専用の位置補正プログラムが必要であり、しかも、位置補正を行うための時間も必要となる。
【００１３】
以上の不具合は先に述べた２タイプの自動販売機に限らず、所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機においても同様に生じ得る。
【００１４】
本発明は前記事情に鑑みて創作されたもので、その目的とするところは、移動体の動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点とずれることを防止できる自動販売機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明は、所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機であって、駆動機構のモータの回転軸に連結されたエンコーダと、所定方向の原点検出位置を検知するためのセンサと、移動体を原点検出位置に向かって移動させセンサが作動したタイミングでエンコーダの出力信号の計数値を読み取る原点検出制御手段と、移動体が所定方向の原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該移動体の原点検出位置への到達を許容する付勢部材とを具備する、ことをその特徴とする。
【００１６】
この自動販売機によれば、原点検出に際して移動体が原点検出位置に向かって移動するときには、該移動体は原点検出位置に到達する直前で付勢部材に接触し該付勢部材によって付勢された状態下で原点検出位置に到達してセンサが作動することになる。つまり、駆動機構の動力伝達経路に機構で言う所謂「あそび（隙間やバックラッシュやガタを含む）」が存在する場合でも、該「あそび」を前記付勢部材の付勢力によって片寄せすることができるので、「あそび」応じた範囲内の何れか一方の端或いは所定の一箇所でセンサを作動させて該作動タイミングでエンコーダの出力信号の計数値を読み取ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、移動体の動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点とずれることを防止できる自動販売機を提供できる。
【００１８】
本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１実施形態］
図２〜図５は、カップ内で飲料生成を行う自動販売機に本発明を適用した実施形態を示す。
【００２０】
この自動販売機は、カップ供給機，浄水機，温水生成機，原料供給機，コーヒー抽出機，製氷機，撹拌機等の飲料生成機器の他に、カップホルダをＸＹ座標系で２次元移動可能なホルダ移動機とその制御回路を具備する。この自動販売機は、販売指令に基づいて選択飲料に対応する停止位置及び移動順序を読み出し、該停止位置をカップホルダが所定の順序で間欠移動するようにホルダ移動機を動作して、該間欠移動の過程で所期の飲料生成をカップ内で実施する。
【００２１】
図２はホルダ移動機のメカニズムを示す。このホルダ移動機は、ほぼ水平に設置されたベース１と、ベース１にＸ方向に移動自在に取り付けられたＸ軸移動体２と、Ｘ軸移動体２にＹ方向に移動自在に取り付けられたＹ軸移動体３と、Ｙ軸移動体３に設けられたカップホルダ３ａとを備える。カップホルダ３ａは上面形状が略Ｃ形を成すカップ保持部をその先端に有する。このカップ保持部の内径は逆円錐台形のカップの最大外径よりも僅かに小さく、且つ、開放部分の左右間隔はカップの最小外径よりも僅かに大きい。
【００２２】
ベース１にはＸ軸移動体２をＸ方向に移動させるためのＸ軸駆動機構４が設けられている。このＸ軸駆動機構４は、ＤＣモータ等から成るＸ軸モータ４ａと、Ｘ軸モータ４ａの回転軸に入力軸を連結された歯車減速機４ｂと、歯車減速機４ｂの出力軸に連結された駆動プーリ４ｃと、駆動プーリ４ｃと対を成す従動プーリ４ｄと、駆動プーリ４ｃ及び従動プーリ４ｄに巻き付けられた無端状のタイミングベルト４ｅとを備え、Ｘ軸移動体２はタイミングベルト４ｅの所定位置に連結されている。ここでの１対のプーリ４ｃ，４ｄ及びタイミングベルト４ｅは回転運動を直線運動に変換する運動変換手段を構成する。
【００２３】
また、ベース１の端部（図２中の左側端部）にはＸ方向の原点検出位置を検知するためのＸ軸センサ５が設けられている。このＸ軸センサ５は光スイッチやマイクロスイッチ等から成り、Ｘ軸移動体２の近接または接触に基づいてＸ方向原点検出位置を検知する。
【００２４】
さらに、ベース１の端部（図２中の左側端部）には、Ｘ軸移動体２がＸ方向原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該Ｘ軸移動体２のＸ方向原点検出位置への到達を許容する板バネ製のＸ軸付勢部材６が設けられている。このＸ軸付勢部材６の位置はＸ軸移動体２に接触可能な位置であれば何処でも構わないが、接触時のモーメント発生を嫌う場合にはＸ軸移動体２のＹ方向中心箇所或いは重心対応箇所に接触するように配置するのが好ましい。
【００２５】
Ｘ軸移動体２にはＹ軸移動体３をＹ方向に移動させるためのＹ軸駆動機構７が設けられている。このＹ軸駆動機構７は、ＤＣモータ等から成るＹ軸モータ７ａと、Ｙ軸モータ７ａの回転軸に入力軸を連結された歯車減速機７ｂと、歯車減速機７ｂの出力軸に連結された駆動プーリ７ｃと、駆動プーリ７ｃと対を成す従動プーリ７ｄと、駆動プーリ７ｃ及び従動プーリ７ｄに巻き付けられた無端状のタイミングベルト７ｅとを備え、Ｙ軸移動体３はタイミングベルト７ｅの所定位置に連結されている。ここでの１対のプーリ７ｃ，７ｄ及びタイミングベルト７ｅは回転運動を直線運動に変換する運動変換手段を構成する。
【００２６】
また、Ｘ軸移動体２の端部（図２中の上側端部）にはＹ方向の原点検出位置を検知するためのＹ軸センサ８が設けられている。このＹ軸センサ８は光スイッチやマイクロスイッチ等から成り、Ｙ軸移動体３の近接または接触に基づいてＹ方向原点検出位置を検知する。
【００２７】
さらに、Ｘ軸移動体２の端部（図２中の上側端部）にはＹ軸移動体３がＹ方向原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該Ｙ軸移動体３のＹ方向原点検出位置への到達を許容する板バネ製のＹ軸付勢部材９が設けられている。このＹ軸付勢部材９の位置はＹ軸移動体３に接触可能な位置であれば何処でも構わないが、接触時のモーメント発生を嫌う場合にはＹ軸移動体３のＸ方向中心箇所或いは重心対応箇所に接触するようにＹ軸付勢部材９を配置するのが好ましい。
【００２８】
図３は図２に示したホルダ移動機の制御回路を示す。この制御回路は、マイクロコンピュータ構成の制御部１１と、Ｘ軸モータ４ａ及びＹ軸モータ７ａの駆動を行うためのモータ駆動部１２と、Ｘ軸モータ４ａの回転軸に連結されたＸ軸エンコーダ１３と、Ｙ軸モータ７ａの回転軸に連結されたＹ軸エンコーダ１４と、先に述べた各飲料生成機器を適宜駆動するための飲料生成機器駆動部１５と、先に述べた各センサ５，８とを備える。
【００２９】
制御部１１のメモリには飲料販売に係るプログラムの他に、原点検出に係るプログラムが記憶されている。また、メモリには、各飲料生成機器の位置に対応するカップホルダ用の複数の停止位置がＸＹ座標（Ｘn，Ｙn）として記憶され、また、飲料毎の停止位置及び移動順序が記憶されている。
【００３０】
モータ制御部１２は、制御部１１からの制御信号に基づいて前記ホルダ移動機を動作させるための駆動信号をＸ軸モータ４ａ及びＹ軸モータ７ａに出力すると共に、Ｘ軸エンコーダ１３及びＹ軸エンコーダ１４の出力信号を検出して制御部１１に送出する。因みに、各エンコーダ１３，１４は各モータ４ａ，７ａの正逆回転に伴って異なる形態のパルス信号を出力可能な２相のロータリーエンコーダから成る。
【００３１】
図４は原点検出に係るホルダ移動機の動作を示し、図５は原点検出に係るプログラムフローを示す。製造過程や出荷検査やメンテナンス等の機会で原点検出要求があったときには、図４に示すように、Ｘ軸移動体２をＸ方向原点検出位置に向かって−Ｘ方向に移動させ、同位置に設けたＸ軸センサ５が作動したタイミングでＸ軸駆動機構４のＸ軸モータ１に連結されたＸ軸エンコーダ１３の出力信号の計数値を読み取る（図５のステップＳＴ１〜ＳＴ４）。
【００３２】
Ｘ方向原点検出位置に向かって移動するＸ軸移動体２は該Ｘ方向原点検出位置に到達する直前でＸ軸付勢部材６に接触して相対的に＋Ｘ方向に付勢されるが、該付勢力はＸ軸移動体２の移動を妨げるものではないため、Ｘ軸移動体２はＸ軸付勢部材６によって付勢された状態下でＸ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＸ軸センサ５が作動すると共にＸ軸エンコーダ１３の出力信号の計数値が読み取られることになる。
【００３３】
これと同時に、図４に示すように、Ｙ軸移動体３をＹ方向原点検出位置に向かって−Ｙ方向に移動させ、同位置に設けたＹ軸センサ８が作動したタイミングでＹ軸駆動機構７のＹ軸モータ１１に連結されたＹ軸エンコーダ１４の出力信号の計数値を読み取る（図５のステップＳＴ５〜ＳＴ７）。
【００３４】
Ｙ方向原点検出位置に向かって移動するＹ方向移動体３は該Ｙ方向原点検出位置に到達する直前でＹ軸付勢部材９に接触して相対的に＋Ｙ方向に付勢されるが、該付勢力はＹ軸移動体３の移動を妨げるものではないため、Ｙ軸移動体３はＹ軸付勢部材９によって付勢された状態下でＹ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＹ軸センサ８が作動すると共にＹ軸エンコーダ１４の出力信号の計数値が読み取られることになる。
【００３５】
Ｘ軸エンコーダ１３の出力信号の計数値とＹ軸エンコーダ１４の出力信号の計数値が読み取られた後は、読み取った各計数値或いはその変換値を原点（Ｘ0，Ｙ0）として記憶する（図５のステップＳＴ８）。
【００３６】
このように、原点検出に際して各移動体２，３が各原点検出位置に向かって移動するときには、該各移動体２，３は各原点検出位置に到達する直前で各付勢部材６，９に接触し該各付勢部材６，９によって付勢された状態下で各原点検出位置に到達して各センサ５，８が作動することになる。
【００３７】
つまり、ホルダ移動機のＸ軸駆動機構４及びＹ軸駆動機構７の動力伝達経路に機構上で言う所謂「あそび（隙間やバックラッシュやガタを含む）」が存在する場合でも、該「あそび」を前記各付勢部材６，９の付勢力によって片寄せすることができるので、図１に示した範囲ＡＬ内の何れか一方の端或いは所定の一箇所で各センサ５，８を作動させて該作動タイミングで各エンコーダ１３，１４の出力信号の計数値を読み取ることができる。
【００３８】
従って、ホルダ移動機のカップホルダ３ａの動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）とずれることを防止することができる。これにより、再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）とずれた場合に必要な処理、具体的には再検出の原点と当初の原点（Ｘ0，Ｙ0）の差分を求め該差分に基づいて各停止位置（Ｘn，Ｙn）の値を補正する処理を不要にできると共に、当該処理を行うための専用の位置補正プログラムや位置補正を行うための時間も不要となる。
【００３９】
また、各付勢部材６，９を板バネから構成しているので、簡単な部品付加によりコストがかからずに前記の作用効果を得ることができる。
【００４０】
尚、前述の実施形態では、各付勢部材６，９として板バネを示したが、各付勢部材６，９には各移動体２，３を所定方向に付勢できるものであれば、コイルバネ等の他種のバネ材の他に、軟質合成ゴムや等から成る弾性材も利用できる。
【００４１】
また、前述の実施形態では、Ｘ軸移動体２に当接し得るＸ軸付勢部材６をベース１に設け、Ｙ軸移動体３に当接し得るＹ軸付勢部材９をＸ軸移動体２に設けたが、各移動体２，３に同様の付勢力を付与できる位置であれば、前者のＸ軸付勢部材６はベース１が取り付けられる部品やその周囲に存する固定部品に設けてもよく、後者のＹ軸付勢部材９はベース１や該ベース１が取り付けられる部品やその周囲に存する固定部品に設けてもよい。
【００４２】
さらに、前述の実施形態では、Ｘ軸駆動機構４及びＹ軸駆動機構７としてモータ，歯車減速機，一対のプーリ及びタイミングベルトを備えたものを示したが、プーリ及びタイミングベルトの組み合わせがボールネジ及びナットの組み合わせ等の他の運動変換手段から成る駆動機構であっても前記同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【００４３】
［第２実施形態］
図６〜図８は、シースルー型と称される自動販売機に本発明を適用した実施形態を示す。
【００４４】
この自動販売機は、正面から見てマトリクス状に配された複数の商品収納部の他に、所定の商品収納部から商品を受け取るバケットをＸＺ座標系で２次元移動可能なバケット移動機とその制御回路を具備する。この自動販売機は、販売指令に基づいて選択商品を収納する所定の商品収納部と向き合う位置にバケットを移動させ、該バケット内に商品収納部から商品を投入し、商品投入後のバケットを商品販売口と向き合う位置等に移動させて所期の商品販売を行う。
【００４５】
図６はバケット移動機のメカニズムを示す。このバケット移動機は、ほぼ垂直に設置されたベース２１と、ベース２１にＺ方向に移動自在に取り付けられたＺ軸移動体２２と、Ｚ軸移動体２２にＸ方向に移動自在に取り付けられたＸ軸移動体２３とを備える。Ｘ軸移動体２３は上面を開放した箱状を成しており、商品収納部からの商品を受け入れて収容するバケットを兼用している。
【００４６】
ベース２１にはＺ軸移動体２２をＺ方向に移動させるためのＺ軸駆動機構（図示省略）が設けられている。このＺ軸駆動機構は、ＤＣモータ等から成るＺ軸モータ２１ａ（図７参照）と、Ｚ軸モータ２１ａの回転軸に入力軸を連結された歯車減速機と、歯車減速機の出力軸に連結された駆動プーリと、駆動プーリと対を成す従動プーリと、駆動プーリ及び従動プーリに巻き付けられた無端状のタイミングベルトとを備え、Ｚ軸移動体２２はタイミングベルトの所定位置に連結されている。ここでの１対のプーリ及びタイミングベルトは回転運動を直線運動に変換する運動変換手段を構成する。
【００４７】
また、ベース２１の端部（図６中の右下端部）にはＺ方向の原点検出位置を検知するためのＺ軸センサ２４が設けられている。このＺ軸センサ２４は光スイッチやマイクロスイッチ等から成り、Ｚ軸移動体２２の近接または接触に基づいてＸ方向原点検出位置を検知する。
【００４８】
さらに、ベース１の端部（図６中の右下端部）にはＺ軸移動体２２がＺ方向原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該Ｚ軸移動体２２のＺ方向原点検出位置への到達を許容する板バネ製のＺ軸付勢部材２５が設けられている。このＺ軸付勢部材２５の位置はＺ軸移動体２２に接触可能な位置であれば何処でも構わないが、接触時のモーメント発生を嫌う場合にはＺ軸移動体２２のＸ方向中心箇所或いは重心対応箇所に接触するように配置するのが好ましい。
【００４９】
Ｚ軸移動体２２にはＸ軸移動体２３をＸ方向に移動させるためのＸ軸駆動機構（図示省略）が設けられている。このＸ軸駆動機構は、ＤＣモータ等から成るＸ軸モータ２２ａ（図７参照）と、Ｘ軸モータ２２ａの回転軸に入力軸を連結された歯車減速機と、歯車減速機の出力軸に連結された駆動プーリと、駆動プーリと対を成す従動プーリと、駆動プーリ及び従動プーリに巻き付けられた無端状のタイミングベルトとを備え、Ｘ軸移動体２３はタイミングベルトの所定位置に連結されている。ここでの１対のプーリ及びタイミングベルトは回転運動を直線運動に変換する運動変換手段を構成する。
【００５０】
また、Ｚ軸移動体２２の端部（図６中の右側端部）にはＸ方向の原点検出位置を検知するためのＸ軸センサ２６が設けられている。このＸ軸センサ２６は光スイッチやマイクロスイッチ等から成り、Ｘ軸移動体２３の近接または接触に基づいてＸ方向原点検出位置を検知する。
【００５１】
さらに、Ｚ軸移動体２２の端部（図６中の右側端部）にはＸ軸移動体２３がＸ方向原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該Ｘ軸移動体２３のＸ方向原点検出位置への到達を許容する板バネ製のＸ軸付勢部材２７が設けられている。このＸ軸付勢部材２７の位置はＸ軸移動体２３に接触可能な位置であれば何処でも構わないが、接触時のモーメント発生を嫌う場合にはＸ軸移動体２３の前後方向中心箇所或いは重心対応箇所に接触するように配置するのが好ましい。
【００５２】
図７は図６に示したバケット移動機の制御回路を示す。この制御回路は、マイクロコンピュータ構成の制御部３１と、Ｚ軸モータ２１ａ及びＸ軸モータ２２ａの駆動を行うためのモータ駆動部３２と、Ｚ軸モータ２１ａの回転軸に連結されたＺ軸エンコーダ３３と、Ｘ軸モータ２２ａの回転軸に連結されたＸ軸エンコーダ３４と、先に述べた各センサ２４，２６とを備える。
【００５３】
制御部３１のメモリには飲料販売に係るプログラムの他に、原点検出に係るプログラムが記憶されている。また、メモリには、各商品収納部の位置に対応するバケット用の複数の停止位置がＸＺ座標（Ｘn，Ｚn）として記憶されている。
【００５４】
モータ制御部３２は、制御部３１からの制御信号に基づいて前記バケット移動機を動作させるための駆動信号をＺ軸モータ２１ａ及びＸ軸モータ２２ａに出力すると共に、Ｚ軸エンコーダ３３及びＸ軸エンコーダ３４の出力信号を検出して制御部３１に送出する。因みに、各エンコーダ３３，３４は各モータ２１ａ，２２ａの正逆回転に伴って異なる形態のパルス信号を出力可能な２相のロータリーエンコーダから成る。
【００５５】
図８は原点検出に係るプログラムフローを示す。製造過程や出荷検査やメンテナンス等の機会で原点検出要求があったときには、図６に示すように、Ｘ軸移動体２３をＸ方向原点検出位置に向かって＋Ｘ方向に移動させ、同位置に設けたＸ軸センサ２６が作動したタイミングでＸ軸駆動機構のＸ軸モータ２２ａに連結されたＸ軸エンコーダ３４の出力信号の計数値を読み取る（図８のステップＳＰ１〜ＳＰ４）。
【００５６】
Ｘ方向原点検出位置に向かって移動するＸ軸移動体２３は該Ｘ方向原点検出位置に到達する直前でＸ軸付勢部材２７に接触して相対的に−Ｘ方向に付勢されるが、該付勢力はＸ軸移動体２７の移動を妨げるものではないため、Ｘ軸移動体２３はＸ軸付勢部材２７によって付勢された状態下でＸ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＸ軸センサ２６が作動すると共にＸ軸エンコーダ３４の出力信号の計数値が読み取られることになる。
【００５７】
これと同時に、図６に示すように、Ｚ軸移動体２２をＺ方向原点検出位置に向かって＋Ｚ方向に移動させ、同位置に設けたＺ軸センサ２４が作動したタイミングでＺ軸駆動機構のＺ軸モータ２１ａに連結されたＺ軸エンコーダ３３の出力信号の計数値を読み取る（図８のステップＳＰ５〜ＳＰ７）。
【００５８】
Ｚ方向原点検出位置に向かって移動するＺ軸移動体２２は該Ｚ方向原点検出位置に到達する直前でＺ軸付勢部材２５に接触して相対的に−Ｚ方向に付勢されるが、該付勢力はＺ軸移動体２２の移動を妨げるものではないため、Ｚ軸移動体２２はＺ軸付勢部材２５によって付勢された状態下でＸ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＺ軸センサ２４が作動すると共にＺ軸エンコーダ３３の出力信号の計数値が読み取られることになる。
【００５９】
Ｘ軸エンコーダ３４の出力信号の計数値とＺ軸エンコーダ３３の出力信号の計数値が読み取られた後は、読み取った各計数値或いはその変換値を原点（Ｘ0，Ｚ0）として記憶する（図８のステップＳＰ８）。
【００６０】
このように、原点検出に際して各移動体２２，２３が各原点検出位置に向かって移動するときには、該各移動体２２，２３は各原点検出位置に到達する直前で各付勢部材２５，２７に接触し該各付勢部材２５，２７によって付勢された状態下で原点検出位置に到達して各センサ２４，２６が作動することになる。
【００６１】
つまり、バケット移動機のＺ軸駆動機構及びＸ軸駆動機構の動力伝達経路に機構上で言う所謂「あそび（隙間やバックラッシュやガタを含む）」が存在する場合でも、該「あそび」を前記各付勢部材２５，２７の付勢力によって片寄せすることができるので、図１に示した範囲ＡＬ内の何れか一方の端或いは所定の一箇所で各センサ２４，２６を作動させて該作動タイミングで各エンコーダ３３，３４の出力信号の計数値を読み取ることができる。
【００６２】
従って、バケット移動機のバケット（＝Ｘ軸移動体）２３の動作上の原点を再検出する場合でも再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｚ0）とずれることを防止することができる。これにより、再検出の原点が当初の原点（Ｘ0，Ｚ0）とずれた場合に必要な処理、具体的には再検出の原点と当初の原点（Ｘ0，Ｚ0）の差分を求め該差分に基づいて各停止位置（Ｘn，Ｚn）の値を補正する処理を不要にできると共に、当該処理を行うための専用の位置補正プログラムや位置補正を行うための時間も不要となる。
【００６３】
また、各付勢部材２５，２７を板バネから構成しているので、簡単な部品付加によりコストがかからずに前記の作用効果を得ることができる。
【００６４】
尚、前述の実施形態ではＺ軸付勢部材２５を設けたが、該Ｚ軸付勢部材２５は必ずしも必要なものではない。つまり、上下方向に移動し得るＺ方向移動体２２は重力により常に下方向に力がかかった状態にあり、該状態はＺ方向移動体２２が下方向に付勢されている状態に相当する。換言すれば、Ｚ軸センサ２４の位置に拘わらずＺ軸移動体２２は重力により下方向に付勢された状態下でＺ方向原点検出位置に到達し、到達したタイミングでＺ軸センサ２４が作動すると共にＺ軸エンコーダ３３の出力信号の計数値が読み取られることになるので、Ｚ軸付勢部材２５がなくても該Ｚ軸付勢部材２５がある場合と同様の作用が得られる。
【００６５】
また、前述の実施形態では、各付勢部材２５，２７として板バネを示したが、各付勢部材２５，２７には各移動体２２，２３を所定方向に付勢できるものであれば、コイルバネ等の他種のバネ材の他に、軟質合成ゴムや等から成る弾性材も利用できる。
【００６６】
さらに、前述の実施形態では、Ｚ軸移動体２２に当接し得るＺ軸付勢部材２５をベース２１に設け、Ｘ軸移動体２３に当接し得るＸ軸付勢部材２７をＺ軸移動体２２に設けたが、各移動体２２，２３に同様の付勢力を付与できる位置であれば、前者のＺ軸付勢部材２５はベース２１が取り付けられる部品やその周囲に存する固定部品に設けてもよく、後者のＸ軸付勢部材２７はベース２１やベース２１が取り付けられる部品やその周囲に存する固定部品に設けてもよい。
【００６７】
さらに、前述の実施形態では、Ｚ軸駆動機構及びＹ軸駆動機構としてモータ，歯車減速機，一対のプーリ及びタイミングベルトを備えたものを示したが、プーリ及びタイミングベルトの組み合わせがボールネジ及びナットの組み合わせ等の他の運動変換手段から成る駆動機構であっても前記同様の作用効果が得られることは言うまでもない。
【００６８】
以上、図２〜図５にはカップ内で飲料生成を行う自動販売機に本発明を適用した実施形態を示し、図６〜図８にはシースルー型と称される自動販売機に本発明を適用した実施形態を示したが、所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機であれば本発明を適用して同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】発明が解決しようとする課題の説明図である。
【図２】カップ内で飲料生成を行う自動販売機に用いられるホルダ移動機の上面図である。
【図３】図２に示したホルダ移動機の制御回路図である。
【図４】原点検出に係るホルダ移動機の動作を示す図である。
【図５】原点検出に係るプログラムフローを示す図である。
【図６】シースルー型の自動販売機に用いられるバケット移動機の上面図である。
【図７】図６に示したバケット移動機の制御回路図である。
【図８】原点検出に係るプログラムフローを示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１…ベース、２…Ｘ軸移動体、３…Ｙ軸移動体、３ａ…カップホルダ、４…Ｘ軸駆動機構、４ａ…Ｘ軸モータ、４ｂ…歯車減速機、４ｃ…駆動プーリ、４ｄ…従動プーリ、４ｅ…タイミングベルト、５…Ｘ軸センサ、６…Ｘ軸付勢部材、７…Ｙ軸駆動機構、７ａ…Ｙ軸モータ、７ｂ…歯車減速機、７ｃ…駆動プーリ、７ｄ…従動プーリ、７ｅ…タイミングベルト、８…Ｙ軸センサ、９…Ｙ軸付勢部材、１１…制御部、１２…モータ駆動部、１３…Ｘ軸エンコーダ、１４…Ｙ軸エンコーダ、２１…ベース、２１ａ…Ｚ軸モータ、２２…Ｚ軸移動体、２２ａ…Ｘ軸モータ、２３…Ｘ軸移動体（＝バケット）、２４…Ｚ軸センサ、２５…Ｚ軸付勢部材、２６…Ｘ軸センサ、２７…Ｘ軸付勢部材、３１…制御部、３２…モータ駆動部、３３…Ｚ軸エンコーダ、３４…Ｘ軸エンコーダ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機であって、
駆動機構のモータの回転軸に連結されたエンコーダと、
所定方向の原点検出位置を検知するためのセンサと、
移動体を原点検出位置に向かって移動させセンサが作動したタイミングでエンコーダの出力信号の計数値を読み取る原点検出制御手段と、
移動体が所定方向の原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該移動体の原点検出位置への到達を許容する付勢部材とを具備する、
ことを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
駆動機構はモータの他に歯車減速機と回転運動を直線運動に変換する運動変換手段とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
【請求項３】
付勢部材は板バネから成る、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動販売機。
【請求項１】
所定方向の直線移動を可能とした移動体とモータを駆動源として有する移動体用駆動機構とを備えた自動販売機であって、
駆動機構のモータの回転軸に連結されたエンコーダと、
所定方向の原点検出位置を検知するためのセンサと、
移動体を原点検出位置に向かって移動させセンサが作動したタイミングでエンコーダの出力信号の計数値を読み取る原点検出制御手段と、
移動体が所定方向の原点検出位置に到達する直前で接触して付勢状態下で該移動体の原点検出位置への到達を許容する付勢部材とを具備する、
ことを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
駆動機構はモータの他に歯車減速機と回転運動を直線運動に変換する運動変換手段とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
【請求項３】
付勢部材は板バネから成る、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動販売機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−２３５６７５（Ｐ２００６−２３５６７５Ａ）
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−４５０２６（Ｐ２００５−４５０２６）
【出願日】平成１７年２月２２日（２００５．２．２２）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月７日（２００６．９．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２２日（２００５．２．２２）
【出願人】（０００００１８４５）サンデン株式会社 (1,791)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]