(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カップ飲料の自動販売機に組み込まれ、カップを保持した走行台(31)をＸ方向およびこれと直角なＹ方向に水平移動させる装置であって、
走行台(31)をＸ方向に移動させるＸ移動部(32)と；
このＸ移動部(32)と直交するとともに、これをＹ方向に平行移動させるＹ移動部(33)と；
Ｘ移動部(32)の一方の端部をＹ方向に転動可能に支え、かつＹ移動部(33)の両端には支軸(38)を突設して、その軸線の回りに揺動可能に支軸(38)を支持する軸受(39)を固定するベース(34)と；
を備えることを特徴とする直交２軸移動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、走行台をＸ方向に所定位置まで移動させてからＸ方向と直角なＹ方向に移動させるとともに逆経路で復帰させる装置、または、走行台をＸ方向およびこれと直角なＹ方向に移動させる装置であって、とくに自動販売機に組み込まれて、走行台にカップを保持させＬ字経路に沿って水平移動させる過程でカップ飲料がつくられる直交２軸移動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カップ飲料用の自動販売機には直交２軸移動装置（ＸＹ座標ロボット）が組み込まれ、その走行台を水平にＬ字経路に沿って移動させる過程でカップに収容された飲料をつくり、最終段階で客側に提供するようにした。もちろん、走行台を水平にＬ字経路に沿って移動させる代わりに、直線経路に沿って移動させる方式もあるが、一般にＬ字経路による方式の方が直線経路による方式に比べ、カップや原料、温湯、炭酸水、氷などの配置構成上で有利で、実用されるケースが多い。この直交２軸移動装置について、その斜視図である図６を参照しながら説明する。図６において、カップ用の把持ユニット１６を搭載した走行台５１が、角棒状のＸ移動部５２の軸線方向（Ｘ方向）に移動可能に案内される。このＸ移動部５２は、機構的にはプーリにベルトが巻掛けされ、このベルトに走行台５１が固定された直進機構で、図で向こう側の端部に取り付けられたモータ５３によって駆動される。一方、二つの角棒状のＹ移動部５４，５５  が、それぞれの軸線方向（Ｙ方向）を平行にしてベース枠５８上に設置される。このＹ移動部５４，５５  は、それぞれＸ移動部５２と同様に機構的にはプーリにベルトが巻掛けされ、このベルトにＸ移動部５２の両側の各端部が固定された直進機構で、一方のＹ移動部５４が図で向こう側の右端部に取り付けられたモータ５６によって駆動されるとともに、これと同期的に伝動軸５７を介して、他方のＹ移動部５５が駆動される。
【０００３】
さらに詳しく言うと、初期にＸ移動部５２がＹ移動部５４，５５  上の図示位置に位置決めされ、このＸ移動部５２の軸線方向（Ｘ方向）に走行台５１が移動する過程で、まず最初の箇所で図示してないカップが把持ユニット１６に落下して把持され、次の箇所で飲料の原料（飲料粉末か濃縮シロップ）がカップに投入される。走行台５１は、Ｘ移動部５２の向こう側の端部に達した後に、Ｘ移動部５２がＹ移動部５４，５５  上をその軸線方向（Ｙ方向）に移動することによって、Ｙ移動部５４に沿う形で移動する。この過程で、温湯か、炭酸水と氷が投入されて完了し、Ｙ移動部５４の左端部に相当する最終位置がカップ飲料の客側への提供場所となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来例には次のような問題点がある。一つには、通常の直交２軸移動装置を用いるために、２個のモータ（図６におけるモータ５３，５６  ）が必要になってコスト増大の要因になる。二つには、通常の直交２軸移動装置を用いるにしても、自動販売機に組み込む必要から、軽量化とコスト低減のために、Ｘ移動部５２，Ｙ移動部５４，５５  やベース枠５８に板金構造がとられ、その直線度や平行度が低下する。その結果、とくに各Ｙ移動部５４，５５  の直線度や平行度が低下することに起因して、Ｘ移動部５２がＹ移動部５４，５５  上をその軸線方向（Ｙ方向）に平行移動するときに異常な負荷がかかって、走行台５１の円滑な動きが阻害される。また、走行台５１の円滑な動きが阻害されないように、直線度や平行度の低下を吸収・補償するために、Ｘ移動部５２とＹ移動部５４，５５  の各直交箇所に弾性や遊隙をもつ機構を介在させる必要がある。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を解消して、通常は２個必要なモータを１個に削減したり、または案内機構やベースに板金構造をとりながら、なお簡単な機構によって走行台の動きを円滑にすることができる直交２軸移動装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、図４に示すように、カップ飲料の自動販売機に組み込まれ、カップを保持した走行台31をＸ方向およびこれと直角なＹ方向に水平移動させる装置であって、走行台31をＸ方向に移動させるＸ移動部32と；このＸ移動部32と直交するとともに、これをＹ方向に平行移動させるＹ移動部33と；Ｘ移動部32の一方の端部をＹ方向に転動可能に支え、かつＹ移動部33の両端には支軸38を突設して、その軸線の回りに揺動可能に支軸38を支持する軸受39を固定するベース34と；を備える、という構成である。
【０００９】
ここで、この発明は、カップ飲料の自動販売機に組み込まれ、走行台31がカップを保持して水平移動する構成にするのが好ましい。
したがって、この発明では、走行台31は、Ｘ移動部32によってその軸線方向つまりＸ方向に移動することができ、また、Ｙ移動部33によってＹ方向に平行移動することができる。しかも、Ｘ移動部32がＹ方向に平行移動するとき、各転動箇所およびＹ移動部33との各直交箇所に、ＸＹ平面に垂直な方向の位置変動があっても、それに起因してＸ移動部32にＹ移動部33の軸線の回りのモーメントがかかるのが避けられる。その理由は、Ｘ移動部32の一方の端部がＹ方向に転動可能に支えられ、Ｙ移動部33はその両端に支軸38を突設して、軸線の回りに揺動可能に支軸38を支持する軸受39を介してベース34に固定されるからである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態として、第１，第２の各実施例を以下に図を参照しながら説明する。図１は第１実施例の斜視図、図２は第１実施例の要部の斜視図である。図１において、カップを把持する把持ユニット（ここでは図示してない、従来例を示した図６における符号１６参照）を搭載する走行台１が、Ｘ案内部２を介して水平なＸ方向移動が案内される。Ｘ案内部２は、Ｘ方向を軸線とする角棒状のガイド機構ユニットで、走行台１のＸ方向移動を案内する。Ｙ案内部３は、水平なＹ方向を軸線とする角棒状のガイド機構ユニットで、Ｘ案内部２とその一方の端部（左側）で直交するとともに、Ｘ案内部２の図示の初期位置からＹ方向への平行移動を案内する。また、Ｌ字に形成された可動係合具５が、Ｘ案内部２の一方の端部（直交箇所）近くで、図２の要部斜視図に示された案内用の長穴１７によりＸ方向に変位可能に設けられ、圧縮バネ１８によって図で右方、つまりＹ案内部３から離れる方向に付勢され、長穴１７の右端で位置決めされる。可動係合具５は、初期位置でＬ字の垂直部分が方形平板状のストッパ６と当接しＹ方向移動が阻止される。一方、Ｌ字に形成された固定係合具４が走行台１の左側面に設けられて、Ｌ字の垂直部分が可動係合具５の垂直部分と当接可能に位置決めされる。固定係合具４は、走行台１のＸ方向移動によって可動係合具５と当接し、その状態で共にＸ方向に移動してストッパ６から外れた後に（破線表示を参照）、その状態のままＹ案内部３の手前側面に沿って設けられたＵ字樋状の案内レール７の内側面に係合してＹ方向に移動可能に案内される。
【００１１】
図１に戻って、各プーリ１１，１２  がＹ案内部３の上面両側の各端部に、Ｙ方向に並設された一対の各プーリ１３，１５  がＸ案内部２の上面でＹ案内部３との交差箇所に、プーリ１４がＸ案内部２の上面自由端部にそれぞれ配設され、ベルト１０がこれら各プーリ１１〜１５にその符号の順にＴ字形のループをなして巻掛けされる。これら各プーリ１１〜１５とベルト１０は巻掛け伝動機構９を構成する。また、モータ８がＹ案内部３の下面左端部に配設され、プーリ１１に直結されてこれを駆動する。なお、モータ８はプーリ１２に直結されてこれを駆動するようにしてもよい。
【００１２】
第１実施例の動作について図３を参照しながら説明する。図３はその動作を示す各段階に関し、（ａ）  は第１段階の斜視図、（ｂ）  は第２段階の斜視図、（ｃ）  は第３段階の斜視図である。
（ａ）  第１段階では、Ｘ案内部２が、初期位置としてＹ案内部３の右端部近くに位置決めされる。この状態では、図２に示したように、圧縮バネ１８による付勢を受けながら長穴１７の右端に対応するＸ案内部２の内面と当接・位置決めされた可動係合具が、ストッパ６と当接するから、Ｘ案内部２のＹ方向移動が阻止される。したがって、走行台１は、モータ８の上から見て時計方向の回転によって、巻掛け伝動機構９を介し、Ｘ案内部２の軸線方向（Ｘ方向）に沿ってＹ案内部３に接近するように矢印方向に移動する。
（ｂ）  第２段階では、走行台１がＸ方向に移動してＸ案内部２とＹ案内部３の直交箇所近くになると、走行台１の左側面に設けられた固定係合具４（この図では省略する。図２参照）が、可動係合具５と当接し、これを圧縮バネ１８による付勢に抗して押しながら共にＸ方向の移動を続ける。最終的に、固定係合具４と可動係合具５は当接状態でストッパ６から外れて、案内レール７の溝に係合可能な、その端部と相対する位置に達する。
（ｃ）  第３段階では、走行台１は、固定係合具４と可動係合具５が当接したまま案内レール７に沿ってＹ方向移動可能に案内されるから、継続的に時計方向に回転するモータ８と巻掛け伝動機構９を介して、Ｘ案内部２とともに矢印のようにＹ方向に向こう側から手前側に向かって最終位置まで移動する。
【００１３】
以上（ａ），（ｂ），（ｃ）  の第１，第２，第３の各段階を順に経て、走行台１は全体的に水平なＬ字経路に沿って移動することができ、また、走行台１はその最終位置からモータ８の上から見て反時計方向の回転によって、逆経路で初期位置に復帰することができる。なお、この逆経路の前記第３段階に対応する−Ｙ方向の移動の終端で、Ｘ案内部２は初期位置で図示してないストッパによって阻止される。つまり、Ｘ案内部２は初期位置からＹ方向への平行移動だけが可能に構成されている。ところで、走行台１に搭載されるべき図示してない把持ユニットには、走行台１の第１段階のＸ方向移動の過程で、まず第１の箇所で図示してないカップが落下して把持され、第２の箇所で飲料の粉末原料が、または第３の箇所で濃縮原液がカップに投入される。さらに走行台１の第３段階のＹ方向移動の過程で、温湯または炭酸水と氷が、それぞれの所定位置で販売飲料の種類に応じ選択的に投入された後に、左手前側の最終位置でカップ飲料として客側に提供される。
【００１４】
図４は第２実施例の斜視図である。図４において、カップ把持用の把持ユニット１６を搭載する走行台３１は、Ｘ移動部３２を介してＸ方向に移動する。Ｘ移動部３２は、Ｘ方向を軸線とする角棒状の移動機構ユニットであって、走行台３１のＸ方向移動を案内するガイド機構と駆動用モータ４２を備える。Ｙ移動部３３は、Ｙ方向を軸線とする角棒状の移動機構ユニットで、Ｘ移動部３２とその中間部で直交するとともに、Ｘ移動部３２をＹ方向へ平行移動を案内するガイド機構と駆動用モータ４３を備える。Ｘ移動部３２とＹ移動部３３の直交箇所には、Ｙ移動部３３の軸線方向に案内されるテーブル３５が介在され、これにＸ移動部３２が固定される形をとる。Ｘ移動部３２の左側の端部に一対のローラ３６がＹ方向に並設される。方形枠状のベース３４が水平に設置され、その左手前辺部の上面にＹ方向に伸びる案内レール３７が付設される。この案内レール３７にローラ３６が転動可能に係合する。またＹ移動部３３は、その両端を介して、図５を参照しながら後述するように、軸線の回りに揺動可能にベース３４に支えられる。
【００１５】
図５は第２実施例の要部の分解斜視図である。図５において、Ｙ移動部３３の両端には（図は右手前端部を示す）それぞれ支軸３８が突設され、これを回転可能に支持する、上下二つ割り形式の軸受３９が、ベース３４の右手前辺部と左向こう辺部の所定箇所に固定される。
したがって、図４に戻り、走行台３１は、Ｘ移動部３２（モータ４２を含む）  によってその軸線方向つまりＸ方向に移動することができ、またＸ移動部３２とともに、Ｙ移動部３３（モータ４３を含む）  によってＹ方向に平行移動することができる。しかもＸ移動部３２は、Ｙ移動部３３の軸線の回りにその両端の各支軸３８とベース３４側の対応する軸受３９を介して揺動可能であり、同時にローラ３６を介してベース３４の案内レール３７に沿って転動可能であるから、Ｙ移動部３３とベース３４が軽量化とコスト低減の目的で板金構造をとり、これに起因して直線度や平行度が低下していたとしても、Ｘ移動部３２がＹ方向に平行移動するときに、Ｙ移動部３３が軸線の回りに揺動して逃げる自由度があるから、Ｙ移動部３３の軸線の回りに無理なモーメントＡがかかることがなく、円滑な動きが保証される。したがって、走行台３１についても同様に円滑な動きが保証される。
【００１６】
言い換えれば、板金構造をとりながら、これに起因してＹ移動部３３とベース３４の直線度や平行度の低下があっても、なお走行台３１の動きを円滑にすることができ、また従来例におけるのと異なって、走行台３１の円滑な動きが阻害されないように直線度や平行度の低下を吸収・補償するために、Ｘ移動部３２とＹ移動部３３の直交箇所に、弾性や遊隙をもつ機構を介在させる必要がなく、それだけ構造的に簡素化されコスト低減が支援される。なお、第２実施例におけるテーブル３５は、前記の弾性や遊隙をもつ機構ではなく、Ｘ移動部３２とＹ移動部３３を直交結合するための単なる接合部材である。
【００１７】
ところで、第２実施例が自動販売機に組み込まれるときには、走行台３１のＸ方向移動の過程で、カップが落下して把持され、続く各箇所で飲料の粉末原料か濃縮原液がカップに投入され、次のＹ方向移動の過程で、温湯や炭酸水、氷が選択的に投入された後に、右手前側の最終位置でカップ飲料として客側に提供されることになる。
【００１８】
【発明の効果】
この発明によれば、次のような優れた効果が期待できる。
カップ飲料の自動販売機に組み込まれ、カップを保持した走行台31をＸ方向およびこれと直角なＹ方向に水平移動させる装置においては、軽量化とコスト低減のために案内機構やベースが板金構造をとりながら、つまり板金構造に起因する各移動部の直線度や平行度の低下があっても、以下の理由によって走行台の動きを円滑にすることができる。その理由は、Ｘ移動部32の一方の端部がＹ方向に転動可能に支えられ、Ｙ移動部33の両端には支軸38を突設して、その支軸38を回転可能に支持する軸受39を固定するベース34によって軸線の回りに揺動可能にその両側の各端部で支えられるから、Ｘ移動部32がＹ方向に平行移動するとき、各転動箇所およびＹ移動部33との各直交箇所に、ＸＹ平面に垂直な方向の位置変動があっても、それに起因してＸ移動部32にＹ移動部33の軸線の回りのモーメントＡがかかるのが避けられることに基づく。また、走行台31の円滑な動きが阻害されないように直線度や平行度の低下を吸収・補償するために、Ｘ移動部32とＹ移動部33の直交箇所に弾性や遊隙をもつ機構を介在させる必要がないから、構造的に簡素化されコスト低減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る第１実施例の斜視図
【図２】第１実施例の要部の斜視図
【図３】第１実施例の動作を示す各段階に関し、（ａ）  は第１段階の斜視図、（ｂ）  は第２段階の斜視図、（ｃ）  は第３段階の斜視図
【図４】この発明に係る第２実施例の斜視図
【図５】第２実施例の要部の分解斜視図
【図６】従来例の斜視図
【符号の説明】
１    走行台
２    Ｘ案内部
３    Ｙ案内部
４    固定係合具
５    可動係合具
６    ストッパ
７    案内レール
８    モータ
９    巻掛け伝動機構
１０    ベルト
１１〜１５    プーリ
１６    把持ユニット
１７    長穴
１８    圧縮バネ
３１    走行台
３２    Ｘ移動部
３３    Ｙ移動部
３４    ベース
３５    テーブル
３６    ローラ
３７    案内レール
３８    支軸
３９    軸受
４２，４３    モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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