(57)【要約】【課題】電装部品に対する防水性を確保しながら、カップを適切に搬送することができ、また、装置自体を省スペースで設置できるとともに、製造コストの低減を図ることができるカップ式自動販売機のカップ搬送装置を提供する。【解決手段】販売時に、カップＣを販売機本体内で搬送するカップ式自動販売機のカップ搬送装置１であって、アーム２と、このアーム２を回動駆動するアーム駆動部４と、カップＣを係止するためのカップ係止機構２２を有するとともにアーム２の先端付近に設けられ、カップＣをカップ係止機構２２で係止した状態に保持しながら、カップＣの姿勢を制御可能なカップホルダ３と、アーム２の内部に設けられた駆動源２３Ａ、２３Ｂと、この駆動源の動力をカップホルダ３に伝達する動力伝達機構２４と、アーム駆動部４及び駆動源２３Ａ、２３Ｂを制御する制御手段と、を備えている。【選択図】図１
2015141437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
販売時に、飲料をカップ内で調理し、提供するために、カップを販売機本体内で搬送するカップ式自動販売機のカップ搬送装置であって、
所定長さを有するアームと、
このアームを、その基端付近の支点を中心として回動駆動するアーム駆動部と、
カップを係止するためのカップ係止機構を有するとともに前記アームの先端付近に設けられ、カップを前記カップ係止機構で係止した状態に保持しながら、当該カップの姿勢を制御可能なカップホルダと、
前記アームの内部に設けられた駆動源と、
この駆動源の動力を前記カップホルダに伝達する動力伝達機構と、
前記アーム駆動部及び前記駆動源を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とするカップ式自動販売機のカップ搬送装置。
【請求項２】
前記アーム駆動部は、
第１モータを有し、前記アームを、前記支点を通る鉛直軸線を中心として回動させる第１駆動手段と、
第２モータを有し、前記アームを、前記支点を通る水平軸線を中心として回動させる第２駆動手段と、
を備え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カップ搬送装置。
【請求項３】
前記カップは、その底部が下方に開放する凹状に形成されており、
前記カップホルダは、上方に突出する凸状に形成され、前記カップの底部に下方から嵌合した状態で、当該カップを支持するためのカップ嵌合部を、さらに有し、
前記駆動源は、第３モータを有しており、
前記カップ係止機構は、
前記カップ嵌合部の外側面に対して出没自在に構成され、前記カップ嵌合部に支持されたカップの底部の内周面を押圧することによって、当該カップを係止する複数の係止爪と、
前記第３モータの回転力が前記動力伝達機構を介して伝達され、当該伝達された回転力によって駆動されることにより、前記複数の係止爪を突出させる係止爪駆動部と、
を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のカップ式自動販売機のカップ搬送装置。
【請求項４】
前記駆動源は、第４モータをさらに有しており、
前記カップホルダは、前記アームに水平軸線を中心として回動自在に設けられ、前記第４モータの回転力が前記動力伝達機構を介して伝達されることにより、回動駆動されることを特徴とする請求項３に記載のカップ式自動販売機のカップ搬送装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記アーム駆動部及び前記駆動源を制御することにより、飲料を調理するためにカップに上方から供給される供給物を吐出する吐出口に対し、カップの上面開口を向けるように、当該カップの姿勢を制御す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カップ搬送装置。
【請求項６】
前記第３及び第４モータは、前記アームの先端部に内蔵され、
前記第３及び第４モータの給電用の電線は、前記アームの内部を通るように設置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のカップ式自動販売機のカップ搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、販売時に、飲料をカップ内で調理し、提供するために、カップを販売機本体内で搬送するカップ式自動販売機のカップ搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のカップ搬送装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。このカップ搬送装置は、カップを載置した状態で左右両側から把持するカップ把持装置と、このカップ把持装置を前後左右に移動させることにより、カップを水平に搬送する水平搬送装置とを備えている。
【０００３】
カップ把持装置は、ボックス状の筐体と、この筐体の前面下部から前方に突出するとともに昇降自在に設けられ、カップが載置されるカップ受台と、筐体の前面上部から前方に延びるとともに左右方向に開閉自在に設けられ、カップ受台に載置されたカップを左右両側から把持する左右一対のカップ把持アームと、筐体内に配置され、カップ受台及びカップ把持アームをそれぞれ駆動する２つのモータ（昇降モータ及びアーム開閉モータ）とを有している。カップ受台は、その基端部が筐体内に上下方向に延びる昇降シャフトに螺合しており、昇降モータで昇降シャフトが回転駆動されることによって、カップ受台が昇降する。また、両カップ把持アームは、各々の基端部が筐体内において、鉛直軸線回りに回動自在に支持されるとともに互いにギヤ状の係合部を介して噛み合うように構成されており、一方のカップ把持アームの基端部がアーム開閉モータで回動駆動されることによって、両カップ把持アームが開閉する。
【０００４】
一方、水平搬送装置は、カップ把持装置を前後方向に移動させるカップ把持装置搬送部と、このカップ把持装置搬送部をカップ把持装置とともに左右方向に移動させる主搬送部とを備えている。具体的には、カップ把持装置搬送部は、前後方向に延びる長尺の支持フレームと、その支持フレームの前後端部にそれぞれ回転自在に設けられた従動プーリ及び駆動プーリと、これらのプーリに巻き掛けられた無端の搬送ベルトと、駆動プーリを駆動するモータとを有しており、上記の搬送ベルトにカップ把持装置が連結されている。一方、主搬送部は、左右方向に延びるとともに互いに前後方向に所定間隔を隔てて平行に配置された長尺の支持フレーム及びサブフレームと、支持フレームの左右端部にそれぞれ回転自在に設けられた駆動プーリ及び従動プーリと、これらのプーリに巻き掛けられた無端の搬送ベルトと、駆動プーリを駆動するモータとを備えており、カップ把持装置搬送部の支持フレームが、上記搬送ベルトに連結されるとともに、主搬送部の支持フレーム及びサブフレーム上を、転動可能なローラを介して、スライドするように構成されている。
【０００５】
上記のカップ搬送装置を備えた自動販売機では、販売時に、カップ供給装置からカップ搬送装置にカップが受け渡される。具体的には、そのカップは、カップ受台に載置されるとともに、両カップ把持アームによって左右両側から把持された状態で、カップ把持装置に保持される。そして、カップ把持装置を複数の所定位置に水平に移動させながら、保持されたカップに、飲料調理用の粉末原料やシロップ、希釈水、氷などを適宜、供給することにより、購入者によって選択された飲料を調理する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１７８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようにして飲料が調理される自動販売機では、カップへの粉末原料やシロップなどの供給の際に、微粉が空中に舞い上がったり、液体が飛び散ったりすることなどにより、カップを保持するカップ把持装置に、粉末原料やシロップなどが付着しやすい。そのため、自動販売機のメンテナンス時に、カップ把持装置に水をかけながら洗浄が行われることがある。しかし、カップ把持装置では、筐体内に電装部品であるモータが配置され、また筐体の前面には、カップ受台や各カップ把持アームの周囲に、それらを可動にするための不可避的な隙間があり、その隙間を介して、洗浄用の水が筐体内に浸入しやすい。その水がモータに付着すると、モータが故障するおそれがあり、その場合には、カップ受台の昇降やカップ把持アームの開閉が不能になり、それにより、カップを適切に搬送することができなくなってしまう。
【０００８】
また、上記のカップ搬送装置では、カップ把持装置を水平に移動させる水平搬送装置が、前後方向及び左右方向にそれぞれ延びる長尺の２つの支持フレームを備えており、しかも、カップ把持装置を支持する前後方向に延びる支持フレームが左右方向に移動するように構成されている。このため、カップ搬送装置を自動販売機に設置するためには、矩形状の平面形状の各辺が、対応する長尺な支持フレームよりも長く、水平搬送装置の底面とカップ把持装置の上面との間の高さ寸法よりも高い、直方体状の非常に大きなスペースを、販売機本体内に確保する必要がある。
【０００９】
さらに、カップ搬送装置のカップ把持装置には、２つのモータに電気信号を送信することによってそれらを制御するために、複数の電線を有するハーネスが接続されている。上記のカップ把持装置は、飲料調理の際に、移動及び停止を繰り返しながら広範囲に移動するため、上記のハーネスには、耐屈曲性や耐捻回性を有するとともにカップ把持装置の移動に追随する、いわゆるロボットケーブルが使用されている。しかし、ロボットケーブルは、一般的な電線ケーブルに比べて高価であり、そのようなロボットケーブルを使用したカップ搬送装置では、製造コストが高くなってしまう。
【００１０】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、電装部品に対する防水性を確保しながら、カップを適切に搬送することができ、また、装置自体を省スペースで設置できるとともに、製造コストの低減を図ることができるカップ式自動販売機のカップ搬送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】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、販売時に、飲料をカップ内で調理し、提供するために、カップを販売機本体内で搬送するカップ式自動販売機のカップ搬送装置であって、所定長さを有するアームと、このアームを、その基端付近の支点を中心として回動駆動するアーム駆動部と、カップを係止するためのカップ係止機構を有するとともにアームの先端付近に設けられ、カップをカップ係止機構で係止した状態に保持しながら、カップの姿勢を制御可能なカップホルダと、アームの内部に設けられた駆動源と、この駆動源の動力をカップホルダに伝達する動力伝達機構と、アーム駆動部及び駆動源を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、販売時に、所定長さを有するアームを、その基端付近の支点を中心として、アーム駆動部で回動駆動することにより、アームの先端付近に設けられたカップホルダに保持されたカップを販売機本体内で搬送しながら、飲料をそのカップ内で調理し、提供する。カップホルダにはカップを係止するカップ係止機構が設けられる一方、アームの内部には駆動源が設けられている。この駆動源の動力が、動力伝達機構を介して、カップホルダに伝達されることにより、カップをカップ係止機構で係止した状態に保持しながら、カップの姿勢が制御される。
【００１３】
上記のように、カップホルダによってカップの保持及び姿勢制御を行うための駆動源、例えばモータやソレノイドなどの電装部品が、アームの内部に設けられる一方、カップホルダには、上記のような電装部品を設けることなく、駆動源の動力が動力伝達機構を介して、カップホルダに伝達される。このため、メンテナンス時に、カップホルダに水をかけることなどによって洗浄を行っても、その水が電装部品に付着することがない。このように、本発明によれば、電装部品に対する防水性を確保しながら、カップを適切に搬送することができる。
【００１４】
また、本発明のカップ搬送装置は、アームの基端付近の支点を中心として、アームを回動させながら、カップを搬送するので、従来に比べて、販売機本体内において、装置自体を省スペースで設置することができる。さらに、ロボットケーブルを用いた従来のカップ搬送装置と異なり、一般的な電線ケーブルを用いることが可能であるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
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カップ搬送装置において、アーム駆動部は、第１モータを有し、アームを、支点を通る鉛直軸線を中心として回動させる第１駆動手段と、第２モータを有し、アームを、支点を通る水平軸線を中心として回動させる第２駆動手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、第１モータを有する第１駆動手段により、前記支点を通る鉛直軸線を中心としてアームを回動させる。また、第２モータを有する第２駆動手段により、前記支点を通る水平軸線を中心としてアームを回動させる。これらの第１及び第２駆動手段によって、アームを、その基端付近の支点を中心として回動させることにより、極座標系による動作によってカップを搬送するので、従来の直交座標系によるカップ搬送装置と異なり、カップ搬送装置自体をコンパクトに構成できるとともに、カップを効率よく搬送することができる。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のカップ式自動販売機のカップ搬送装置において、カップは、その底部が下方に開放する凹状に形成されており、カップホルダは、上方に突出する凸状に形成され、カップの底部に下方から嵌合した状態で、カップを支持するためのカップ嵌合部を、さらに有し、駆動源は、第３モータを有しており、カップ係止機構は、カップ嵌合部の外側面に対して出没自在に構成され、カップ嵌合部に支持されたカップの底部の内周面を押圧することによって、カップを係止する複数の係止爪と、第３モータの回転力が動力伝達機構を介して伝達され、伝達された回転力によって駆動されることにより、複数の係止爪を突出させる係止爪駆動部と、を有していることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、カップホルダの凸状のカップ嵌合部が、カップの凹状の底部に下方から嵌合した状態で、そのカップを支持する。また、カップ係止機構は、カップ嵌合部の外側面に対して出没自在の複数の係止爪、及びこれらの係止爪を突出させるように駆動するための係止爪駆動部を有している。駆動源の第３モータの回転力が、動力伝達機構を介して伝達され、係止爪駆動部を駆動することにより、複数の係止爪を突出させる。これらの係止爪は、カップ嵌合部に支持されたカップの底部の内周面を押圧し、それにより、そのカップを、カップホルダによってしっかりと保持することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のカップ式自動販売機のカップ搬送装置において、駆動源は、第４モータをさらに有しており、カップホルダは、アームに水平軸線を中心として回動自在に設けられ、第４モータの回転力が動力伝達機構を介して伝達されることにより、回動駆動されることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、カップホルダが、アームに水平軸線を中心として回動自在に設けられている。また、このカップホルダは、駆動源の第４モータの回転力が動力伝達機構を介して伝達されることにより、回動駆動される。このように、カップホルダを、水平軸線を中心として回動させることにより、カップホルダに保持されたカップの姿勢を、容易にかつきめ細かく制御することができる。
【００２１】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載のカップ式自動販売機のカップ搬送装置において、制御手段は、アーム駆動部及び駆動源を制御することにより、飲料を調理するためにカップに上方から供給される供給物を吐出する吐出口に対し、カップの上面開口を向けるように、カップの姿勢を制御することを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、カップに上方から供給される供給物（例えば、粉末原料、コーヒー、シロップ、希釈水、氷など）が、吐出口から吐出され、カップに供給される際に、その吐出口に対し、カップの上面開口を向けるように、カップの姿勢を制御するので、吐出口からのカップの上面開口の見かけの大きさが大きくなり、それにより、供給物をカップ内に安定して供給することができる。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載のカップ式自動販売機のカップ搬送装置において、第３及び第４モータは、アームの先端部に内蔵され、第３及び第４モータの給電用の電線は、アームの内部を通るように設置されていることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、アームの先端部に第３及び第４モータが内蔵されており、それらのモータの給電用の電線が、アームの内部を通るように配置されているので、その電線として、一般的な電線ケーブルを用いることが可能である。これにより、ロボットケーブルを用いる従来に比べて、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態によるカップ式自動販売機のカップ搬送装置を、カップとともに示す斜視図である。
【図２】アーム駆動部の内部構造を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図３】（ａ）はアーム及びカップホルダを示す正面図であり、（ｂ）はアームを先端側から見たときのホルダ駆動部及びカップホルダの内部構造を示す図である。
【図４】カップ係止機構の係止部品を示す斜視図である。
【図５】係止部品を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】ホルダ駆動部及びカップ係止機構を示す平面図である。
【図７】図３（ａ）のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】カップ係止機構によるカップの係止動作を説明するための図であり、（ａ）は各係止部品の係止爪がカップホルダ内に位置するときのカップ係止機構の平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図９】図８と同様の説明図であり、（ａ）は各係止部品の係止爪がカップホルダの外部に突出するときのカップ係止機構の平面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１０】販売機本体内におけるカップ搬送装置、及びその周囲を示す平面図である。
【図１１】販売時における販売機本体内のカップの搬送を説明するための図である。
【図１２】カップホルダによるカップの姿勢制御を説明するための図である。
【図１３】カップホルダによるカップの姿勢制御を説明するための図である。
【図１４】供給ノズルに対するカップの姿勢制御を説明するための図であり、（ａ）は、カップを鉛直に起立した姿勢に制御した状態、（ｂ）は、カップの上面開口が供給ノズル側に向くよう、カップを傾斜した姿勢に制御した状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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カップ搬送装置を示している。このカップ搬送装置１は、３自由度を有するロボットアーム状に構成されたものであり、所定長さを有するアーム２が、その基端部において回動するとともに、アーム２の先端部に設けられたカップホルダ３によってカップＣを保持しながら、その姿勢を制御するように構成されている。
【００２７】
なお、カップＣは、一般的な紙製のカップと同様のものである。すなわち、図１に示すように、このカップＣは、上方に向かって径が次第に大きくなる円筒状に形成され、上面開口Ｃｔが上方に大きく開放している。また、カップＣの底部Ｃｂは、その底面Ｃｂ’がカップＣの周壁の下端よりも所定高さ（例えば５〜１０ｍｍ）嵩上げされており、全体として下方に開放する凹状に形成されている。
【００２８】
カップ搬送装置１は、上記のアーム２及びカップホルダ３と、アーム２を、その基端部において回動駆動するアーム駆動部４と、アーム２の先端部に内蔵され、カップホルダ３を駆動するホルダ駆動部５とを備えている。なお、上記のアーム駆動部４及びホルダ駆動部５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）によって制御される。
【００２９】
アーム駆動部４は、アーム２を、その基端付近の支点Ｐ（図２（ｂ）参照）を通る鉛直軸線及び水平軸線を中心として回動駆動するように構成されている。図１及び図２に示すように、アーム駆動部４は、ボックス状のケース１１と、その上面に鉛直軸線回りに回動自在に設けられ、アーム２に連結された回動部１２と、ケース１１内に設けられ、アーム２を鉛直軸線及び水平軸線回りにそれぞれ駆動するための第１モータ１３Ａ及び第２モータ１３Ｂと、両モータ１３Ａ、１３Ｂの動力をアーム２にそれぞれ伝達するための第１アーム駆動機構１４Ａ（第１駆動手段）及び第２アーム駆動機構１４Ｂ（第２駆動手段）とを備えている。
【００３０】
回動部１２は、ほぼ円筒状に形成され、第２モータ１３Ｂの真上に配置されている。また、回動部１２の底部の外周部には、平歯車状のギヤ部１２ａが設けられている。なお、図２では、回動部１２の上面が開放された状態に図示しているが、これは回動部１２の内部を示すためであり、実際には、図１に示すように、回動部１２の上面は閉鎖されている。
【００３１】
第１モータ１３Ａ及び第２モータ１３Ｂはいずれも、ステッピングモータから成り、互いに隣接した状態で、出力軸１３ａ、１３ｂが鉛直軸線に沿って上方に突出するように配置されている。第１アーム駆動機構１４Ａは、第１モータ１３Ａの出力軸１３ａに固定され、平歯車から成る駆動ギヤ１５と、この駆動ギヤ１５と前記回動部１２のギヤ部１２ａに噛み合う中間ギヤ１６とを有している。第１モータ１３Ａが正回転又は逆回転することにより、駆動ギヤ１５及び中間ギヤ１６を介して、回動部１２が鉛直軸線を中心として、時計方向又は反時計方向に回動する。これに伴い、回動部１２に連結されたアーム２は、回動部１２と一体に、鉛直軸線を中心として回動する。
【００３２】
一方、第２アーム駆動機構１４Ｂは、第２モータ１３Ｂの出力軸１３ｂに固定されるとともに、回動部１２内において鉛直軸線回りに回転自在に配置され、傘歯車から成る駆動ギヤ１７と、回動部１２の内外にわたって水平に所定長さ延び、回動部１２に回転自在に支持された駆動軸１８と、回動部１２内の駆動軸１８に固定されるとともに前記駆動ギヤ１７に噛み合うように配置され、傘歯車から成る従動ギヤ１９とを有している。駆動軸１８は、回動部１２から外部に突出した部分において、アーム２に回転不能に固定されている。第２モータ１３Ｂが正回転又は逆回転することにより、駆動ギヤ１７及び従動ギヤ１９を介して、水平な駆動軸１８が回動する。これに伴い、駆動軸１８に連結されたアーム２は、駆動軸１８と一体に、水平軸線を中心として回動する。
【００３３】
アーム２は、長さ方向の全体にわたって中空状に形成されている。このアーム２の先端部には、その前面に、カップホルダ３が水平軸線を中心として回動自在に設けられ、内部に、ホルダ駆動部５が設置されている。なお、アーム２の背面は、ホルダ駆動部５をアーム２内に設置する際に開放可能に構成されており、常時は水密な状態に閉鎖されている。
【００３４】
次に、図３〜９を参照しながら、カップホルダ３及びホルダ駆動部５について説明する。図３（ａ）に示すように、カップホルダ３は、その外殻を構成する所定形状のケース２１と、このケース２１内に設けられ、ケース２１上においてカップＣを係止するためのカップ係止機構２２とを備えている。また、ホルダ駆動部５は、アーム２内の先端部に設けられ、カップ係止機構２２を駆動するための第３モータ２３Ａ（駆動源）と、カップホルダ３自体を水平軸線回りに回動駆動するための第４モータ２３Ｂ（駆動源）と、両モータ２３Ａ、２３Ｂの動力をカップホルダ３に伝達する動力伝達機構２４とを備えている。
【００３５】
カップホルダ３のケース２１は、上半部の上ケース部３１と下半部の下ケース部３２とが、互いに上下に組み合わさるように構成されている。上ケース部３１は、平面形状が円形に形成されており、カップＣの底部Ｃｂの外径よりも大きい径を有する大径部３１ａと、この大径部３１ａから上方に所定高さ突出し、カップＣの底部Ｃｂの内径よりも小さい径を有する小径部３１ｂ（カップ嵌合部）とで、上下２段に構成されている。また、小径部３１ｂの周縁部には、互いに周方向に等角度に配置された３つの開口が形成されており、それら開口を介して、カップ係止機構２２の後述する３つの係止爪３４が出没可能になっている。
【００３６】
下ケース部３２は、下方に向かって径が次第に小さくなるように形成された本体部３２ａと、この本体部３２ａからアーム２側に突出し、これに回動自在に係合する円筒状の係合筒部３２ｂとで構成されている。この係合筒部３２ｂは、アーム２の前面に突設された円筒状の係合部２ａの内側に、周方向に回動自在の状態で嵌合している。また、係合筒部３２ｂの外周には、Ｏリング状のパッキンが３０が取り付けられている。これにより、アーム２の係合部２ａとカップホルダ３の係合筒部３２ｂとの隙間が防水されている。
【００３７】
カップ係止機構２２は、上ケース部３１内に、互いに周方向に等角度で取り付けられた３つの係止部品３３と、ケース２１内において、３つの係止部品３３に係合した状態で回転可能に設けられ、これらの係止部品３３の係止爪３４を上ケース部３１から外方に突出させるための駆動カム３５（係止爪駆動部）とを有している。
【００３８】
図４及び図５は、カップ係止機構２２の係止部品３３を示している。この係止部品３３は、プラスチックの成形品で構成されており、下端部の水平な支軸３３ａ、及びその支軸３３ａから上方に延びかつ屈曲する取付片３３ｂを介して、上ケース部３１内に取り付けられている。また、係止部品３３は、下端部の支軸３３ａの後方から上方に屈曲しながら延びる屈曲部３３ｃを有している。この屈曲部３３ｃの上端部には、その後ろ側に、駆動カム３４に当接した状態で係合する円弧状のカム係合部３３ｄが設けられる一方、前側に、前方に突出し、カップＣを係止するための係止爪３４が設けられている。なお、係止爪３４の前面には、カップＣを強固に係止するために、側面形状がのこぎり歯状に形成された滑止め部３４ａが設けられている。
【００３９】
一方、駆動カム３５は、図６に示すように、径方向に対して斜めに所定長さ突出し、周方向に互いに等角度に設けられた３つの凸部３５ａを有している。また、図３（ｂ）に示すように、駆動カム３５の中心部から下方に延びる軸部３６には、動力伝達機構２４の後述する駆動回転体４１の駆動ギヤ４１ａに噛み合い、傘歯車から成る従動ギヤ３６ａが固定されている。
【００４０】
第３モータ２３Ａ及び第４モータ２３Ｂはいずれも、ステッピングモータから成り、互いに隣接した状態で、出力軸２３ａ、２３ｂがカップホルダ３側に突出するように配置されている。また、両モータ２３Ａ、２３Ｂへの給電用の電線（図示せず）は、アーム２の内部を通り、これに沿って配置されている。
【００４１】
動力伝達機構２４は、第３モータ２３Ａの動力をカップホルダ３のカップ係止機構２２に伝達し、これを駆動する駆動回転体４１と、第４モータ２３Ｂの動力を、カップホルダ３自体を回動させるように伝達し、互いに噛み合う駆動ギヤ４２及び従動ギヤ４３とを備えている。
【００４２】
図３（ｂ）に示すように、駆動回転体４１は、水平に所定長さ延び、基部が第３モータ２３Ａの出力軸２３ａに固定されるとともに、カップホルダ３の下ケース部３２の係合筒部３２ｂに遊挿されている。また、駆動回転体４１の先端部には、傘歯車から成る駆動ギヤ４１ａが設けられており、駆動カム３５の軸部３６に固定された従動ギヤ３６ａに噛み合っている。したがって、第３モータ２３Ａの出力軸２３ａが回転するのに伴い、駆動回転体４１も回転し、互いに噛み合う駆動ギヤ４１ａ及び従動ギヤ３６ａを介して、駆動カム３５が所定角度、回転する。これに伴い、駆動カム３５の各凸部３５ａが、対応する係止部品３３のカム係合部３３ｄを押圧し、それにより、３つの係止部品３３の係止爪３４が同期して、上ケース部３１から外方に突出する。
【００４３】
図８及び図９は、カップホルダ３のカップ係止機構２２によるカップＣの係止の前後をそれぞれ示している。図８に示すように、カップ係止機構２２の各係止部品３３が、駆動カム３５の凸部３５ａで未だ押圧されていない状態では、各係止部品３３の係止爪３４が上ケース部３１（小径部３１ｂ）の内側に位置している。この状態から、図９に示すように、駆動カム３５が所定角度（例えば１００度）回転することにより、各凸部３５ａが対応する係止部品３３のカム係合部３３ｄを押圧し、それにより、各係止部品３３の係止爪３４が、上ケース部３１（小径部３１ｂ）から外方に突出する。これにより、突出した３つの係止爪３４によって、カップＣの底部Ｃｂの内周面が外方に押圧された状態で係止される。
【００４４】
図６及び図７に示すように、動力伝達機構２４の駆動ギヤ４２は、平歯車から成り、第４モータ２３Ｂの出力軸２３ｂに固定されている。また、この駆動ギヤ４２に噛み合う従動ギヤ４３は、平歯車から成り、カップホルダ３のケース２１の係合筒部３２ｂに対し、その外周部に嵌合固定されている。したがって、第４モータ２３Ｂの出力軸２３ｂが回転するのに伴い、駆動ギヤ４２が回転し、これに噛み合う従動ギヤ４３と一体に、ケース２１、すなわちカップホルダ３自体が水平軸線回りに回動する。
【００４５】
図１０は、上記のように構成されたカップ搬送装置１を、カップ式自動販売機の販売機本体５１内に設置したときの状態を模式的に示す平面図である。図１０に示すように、販売機本体５１の内部には、平面形状がほぼ矩形状に形成され、左前部が前方（図１０の下方）に若干突出するパウダートレイ５２が配置されている。このパウダートレイ５２は、販売機本体５１内の上下方向のほぼ中央に配置されており、飲料調理用の粉末原料などが、パウダートレイ５２よりも下方に落下するのを防止するためのものである。また、販売機本体５１内には、パウダートレイ５２の上方に、各種の粉末原料を収容する複数のキャニスタ（図示せず）が左右方向に並設されている。なお、図１０には、キャニスタごとに設けられ、粉末原料を下方に供給する複数の供給口５３を図示している。
【００４６】
また、販売機本体５１内において、カップ搬送装置１は、パウダートレイ５２とキャニスタの間に配置されており、より具体的には、カップ搬送装置１のアーム駆動部４が、パウダートレイ５２の前端寄りにかつ左右方向の中央付近に設置されている。このカップ搬送装置１では、アーム２が回動部１２の前述した支点Ｐを中心として、鉛直軸線及び水平軸線回りに回動することにより、カップホルダ３に保持されたカップＣが、図１０の一点鎖線で示す小径の円弧ＳＡと大径の円弧ＢＡとの間の領域において搬送される。
【００４７】
次に、図１１を参照して、販売時におけるカップ搬送装置１の動作について説明する。同図（ａ）は、カップ搬送装置１の待機位置であるとともに、多数の積み重なったカップを収容する図示しないカップ供給装置からカップＣを受け取る受取位置を示している。販売時にはまず、同図（ａ）の受取位置において、カップホルダ３がカップＣを受け取り、これを保持する。具体的には、カップホルダ３の上ケース部３１の小径部３１ｂが、カップ供給装置の最下位のカップＣの底部Ｃｂに下方から嵌合し、その状態において、第３モータ２３Ａが作動することにより、カップ係止機構２２の３つの係止爪３４が小径部３１ｂから突出し、カップＣの底部Ｃｂの内周面を外方に押圧する。この状態のまま、カップホルダ３を下方に移動させることにより、カップ供給装置から最下位のカップＣが引き出され、そのカップＣが、カップホルダ３上にしっかりと保持される。
【００４８】
上記のカップＣの受取り後、図１１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、調理すべき飲料に応じて、カップＣを、調理に要する粉末原料を収容するキャニスタの供給口５３の真下に適宜、搬送する。この場合、カップ搬送装置１のアーム２を、前記支点Ｐを中心として、鉛直軸線及び水平軸線回りに回動するのに加えて、第４モータ２３Ｂを作動させ、カップホルダ３自体を水平軸線回りに回動させることにより、カップＣの姿勢が適宜、制御される。
【００４９】
例えば、アーム２に対し、図１２（ａ）に示すように、カップホルダ３を水平軸線回りに反時計方向に回動させたり、同図（ｂ）に示すように、カップホルダ３を水平軸線回りに時計方向に回動させたりすることにより、カップホルダ３の上面を水平に保ち、それにより、カップＣは、カップホルダ３上において鉛直に起立した姿勢に保持される。また、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、カップホルダ３を水平軸線回りに回動させることにより、カップＣは、カップホルダ３上において傾斜した姿勢に保持される。
【００５０】
なお、カップ係止機構２２の３つの係止爪３４を突出させた状態で、カップＣをカップホルダ３上に保持している場合、カップホルダ３を水平軸線回りに回動させる際には、係止爪３４によるカップＣの係止を維持するよう、すなわち、係止爪３４を突出した状態に維持するよう、第３モータ２３Ａの作動が制御される。
【００５１】
図１１に戻り、カップＣへの粉末原料の供給後、そのカップＣを、同図（ｅ）に示す調理位置に搬送し、コーヒーやシロップ、希釈水、氷などの供給物を供給したり、カップＣ内を攪拌したりすることにより、飲料の調理が完了する。なおこの場合、図１４（ａ）に示すように、カップＣを鉛直に起立した姿勢で調理位置に搬送した後、同図（ｂ）に示すように、供給物が吐出される供給ノズル５４の吐出口５４ａに対し、カップＣの上面開口Ｃｔを向けるように、カップＣの姿勢を制御することが好ましい。この場合、吐出口５４ａからのカップＣの上面開口Ｃｔの見かけの大きさが大きくなり、それにより、供給物をカップＣ内に安定して供給することができる。
【００５２】
そして、飲料調理の完了後、図１１（ｆ）に示すように、カップＣを販売機本体５１の前面の商品取出口に搬送し、購入者に提供する。なおこの場合、カップホルダ３に保持されたカップＣは、購入者によって商品取出口から取り出される際に、カップ係止機構２２による係止が解除される。
【００５３】
以上詳述したように、本実施形態のカップ搬送装置１によれば、カップホルダ３によってカップＣの保持及び姿勢制御を行うための駆動源、すなわち、第３モータ２３Ａ及び第４モータ２３Ｂがアーム２内に設けられる一方、カップホルダ３には、電装部品を設けることなく、両モータ２３Ａ、２３Ｂの動力が動力伝達機構２４を介して、カップホルダ３に伝達される。このため、自動販売機のメンテナンス時に、カップホルダ３に水をかけることなどによって洗浄を行っても、その水がアーム２内の電装部品である第３モータ２３Ａ及び第４モータ２３Ｂに付着することがない。このように、カップ搬送装置１によれば、電装部品に対する防水性を確保しながら、カップＣを適切に搬送することができる。
【００５４】
また、カップ搬送装置１は、アーム２の基端付近の支点Ｐを中心として、アーム２を鉛直軸線及び水平軸線回りに回動させることにより、極座標系による動作によってカップを搬送するので、従来の直交座標系によるカップ搬送装置と異なり、カップ搬送装置１自体をコンパクトに構成できるとともに、カップＣを効率よく搬送することができる。これにより、従来に比べて、販売機本体５１内において、装置自体を省スペースで設置することができる。さらに、ロボットケーブルを用いた従来のカップ搬送装置と異なり、一般的な電線ケーブルを用いることが可能であるので、製造コストの低減を図ることができる。
【００５５】
また、カップホルダ３では、上ケース部３１の小径部３１ｂをカップの底部Ｃｂに嵌合させるとともに、カップ係止機構２２の３つの係止爪３４でカップの底部Ｃｂの内周面を押圧することにより、そのカップＣを、カップホルダ３によってしっかりと保持することができる。さらに、カップホルダ３を水平軸線回りに回動させることにより、カップＣの姿勢を、容易にかつきめ細かく制御することができる。
【００５６】
なお、本発明は、説明した上記実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、カップＣをカップホルダ３上において係止するために、３つの係止爪３４によってカップＣの底部Ｃｂの内周面を押圧するカップ係止機構２２を用いたが、例えば、カップＣの底部Ｃｂや外周部を、外方から挟むようにして、カップＣを係止する機構を採用することも可能である。また、実施形態では、カップ係止機構２２及びカップホルダ３を駆動するための電装部品として、第３モータ２３Ａ及び第４モータ２３Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、両モータ２３Ａ、２３Ｂに代えて、ソレノイドなどの電装部品を用いるようにしてもよい。
【００５７】
また、実施形態で示したカップ搬送装置１の細部の構成などは、あくまで例示であり、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１    カップ搬送装置
２    アーム
３    カップホルダ
４    アーム駆動部
５    ホルダ駆動部
１３Ａ  第１モータ
１３Ｂ  第２モータ  
１４Ａ  第１アーム駆動機構（第１駆動手段）
１４Ｂ  第２アーム駆動機構（第２駆動手段）
２１    カップホルダのケース
２２    カップ係止機構
２３Ａ  第３モータ（駆動源）
２３Ｂ  第４モータ（駆動源）
２４    動力伝達機構
３１    上ケース部
３１ａ  上ケース部の大径部
３１ｂ  上ケース部の小径部（カップ嵌合部）
３３    係止部品
３４    係止爪
３５    駆動カム（係止爪駆動部）
４１    動力伝達機構の駆動回転体
４２    動力伝達機構の駆動ギヤ
４３    動力伝達機構の従動ギヤ
５１    販売機本体
５３    供給口
Ｃ      カップ
Ｃｔ    カップの上面開口
Ｃｂ    カップの底部
Ｐ      支点
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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