(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機構により回転する複数のスパイラルをコラムケース内に横方向または縦方向に配置すると共に少なくともスパイラルピッチ間で商品を拘束し、スパイラルの回転により商品を送り出すスパイラルラックと、
スパイラルラックの前面下側近傍に位置してスパイラルラックから送り出した商品を受けると共に受けた商品を搬出するコンベヤを底部に設けたバケットユニットと、
バケットユニットを上下左右に移動するＸ−Ｙ搬送機構と、
バケットユニットに設けた駆動源と、
バケットユニットに設けた作動用プッシャと、
スパイラルラックのスパイラルに固定したスパイラル軸と、
スパイラルラックに設けられ、スパイラルラックに対するバケットユニットのアクセス位置で作動用プッシャによって押し込まれた場合にスライドするスライダと、
スパイラル軸に固定し、外周部に爪部を有する爪車と、
スパイラル軸に固定し、外周の一部に歯を設けてない部分を有する主歯車と、
爪を有するとともに、スライダがスライドした場合にスライダに設けたガイド部に沿って揺動可能に配設し、スライダのスライドによって揺動した場合に爪を介して爪部を押すことにより爪車を回転させるレバーと、
販売待機状態では歯を設けてない部分において主歯車との噛み合いが外れている一方、レバーの揺動によって爪車が回転した場合には再び歯を設けてない部分に至るまで主歯車と噛み合う歯車を含み、この歯車を主歯車に噛み合わせた状態でバケットユニットの動力源により主歯車を回転させる動力伝達部と
を備えたことを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
商品を並べて収容するコラムケース内に直動機構によって移動するプッシャを設け、移動するプッシャにより商品列の末尾を押して商品を送り出すボックスラックと、
ボックスラックに対するバケットユニットのアクセス位置でバケットユニットの動力源とボックスラックの直動機構とを伝達結合し、動力源から直動機構に動力を伝達する手段と
をさらに備え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】
ボックスラックに動力を伝達する動力源と、スパイラルラックに動力を伝達する動力源とを共用したことを特徴とする請求項２に記載の自動販売機。
【請求項４】
バケットユニットがスパイラルラックの前面下側近傍に位置するに先だって、スパイラルを回転させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
【請求項５】
スパイラルピッチ間に商品の抜けを検出する検出スイッチを設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
【請求項６】
スパイラルピッチ間に設けられ、商品の抜けを検出して商品抜け情報を出力する商品抜け検出手段と、
Ｘ−Ｙ搬送機構およびバケットユニットを制御すると共に、商品抜けが生じた場合、バケットユニットに設けた動力源に対し商品抜け情報に基づく制御を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
【請求項７】
商品収納ラックのラック支持枠が、スパイラルラックおよびボックスラックのいずれも支持可能であることを特徴とする請求項２に記載の自動販売機。
【請求項８】
Ｘ−Ｙ搬送機構をジョイスティックにより動かすようにしたことを特徴とする請求項１に記載の自動販売機。
【請求項９】
コラムケース内に設け、回転機構により回転した場合にスパイラルピッチ間に拘束している商品を送り出すスパイラルと、
外部の動力源と結合することによってスパイラルを回転させるための動力を得る伝達結合部と
を備え、
前記伝達結合部が
スパイラルラックのスパイラルに固定したスパイラル軸と、
スパイラルラックに設けられ、外部から押し込まれた場合にスライドするスライダと、
スパイラル軸に固定し、外周部に爪部を有する爪車と、
スパイラル軸に固定し、外周の一部に歯を設けてない部分を有する主歯車と、
爪を有するとともに、スライダがスライドした場合にスライダに設けたガイド部に沿って揺動可能に配設し、スライダのスライドによって揺動した場合に爪を介して爪部を押すことにより爪車を回転させるレバーと、
販売待機状態では歯を設けてない部分において主歯車との噛み合いが外れている一方、レバーの揺動によって爪車が回転した場合には再び歯を設けてない部分に至るまで主歯車と噛み合う歯車を含み、この歯車を主歯車に噛み合わせた状態でバケットユニットの動力源により主歯車を回転させる動力伝達部と
を備えたことを特徴とする自動販売機に用いるスパイラルラック。
【請求項１０】
複数のスパイラルをコラムケース内に縦方向に配置すると共に少なくともスパイラルピッチ間で商品を拘束し、スパイラルの回転により商品を送り出すことを特徴とする請求項９に記載の自動販売機に用いるスパイラルラック。
【請求項１１】
スパイラルピッチ間に商品の抜けを検出する検出スイッチを設けたことを特徴とする請求項９に記載の自動販売機に用いるスパイラルラック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、缶入り飲料商品、紙パック入り飲料商品などの包装が定形的なもの及び菓子パン、袋菓子などの包装が非定形的なもの、さらに文庫本や歯磨きセットなどの食品以外のものなど、一般商店で販売する各種商品を自動販売できる自動販売機、並びにこの自動販売機に用いるスパイラルラックおよびボックスラックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンビニエンスストア感覚で実際に陳列されている商品を観て購入することができるシースルー自動販売機が注目されている。このようなシースルー自動販売機としては、特開平１０−３０２１４０号公報に記載のものなどが知られている。シースルー自動販売機は、本体ケースの外扉に透明板を組み込んだ構成である。商品は、本体ケース内のボックスラック内に収納されている。ボックスラックは本体ケース内で上下段、左右列にそれぞれ複数並べて配置され、外側からは、複数のボックスラックによって構築した商品収納ラックを観ることができる。商品は、直接落下させることによる破損や、ユーザに乱暴な印象を与えず機械的な面白さを印象付けるように、Ｘ−Ｙ搬送機構に取り付けたバケットユニットで商品取出口まで搬送される。
【０００３】
商品を収容するボックスラックは、商品を補充する際に引き出すことができるようになっている。また、各ボックスラックには、商品払出機構が設けられている。一般的な商品払出機構は、底面に設けたベルトにプッシャを取り付けた構造であり、このプッシャを移動させることにより商品を送り出すようにしている。また、バケットユニット内には、姿勢制御用のガイドローラや商品搬出用のコンベヤが設けられており、ボックスラックから送り出された商品をうまく受容し、商品取出口まで搬送できるようになっている。
【０００４】
ボックスラック内に商品を収容する自動販売機の多くは上記のような構成を採用しており、同様の構成を採用する他の自動販売機として、特開平１０−２５５１４９号公報、特開平１０−２５５１５０号公報に記載のものが知られている。かかる自動販売機においても、プッシャの移動によって商品を送り出すように構成している。このように、上記自動販売機では、断面コの字形状のボックスラックを用いているため、定形的な商品を収容するに適しており、また、商品を詰めて収容することができるため全体の商品収容数を高めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動販売機では、ボックスラック内に商品を収容してプッシャにより送り出すようにしているため、缶入り飲料商品やブロック形状のパック飲料商品などの定形的な商品を数多く収容するのに適しているが、スナック菓子などの袋物商品や包装が円錐形状や棒状の商品、あるいは自立できない商品などをうまく収容できないという問題点があった。特に、現在では自動販売機を用いた無人店舗が提案されており、かかる店舗で多種多様の商品を扱うことになれば、さらに問題が顕在化する可能性がある。
【０００６】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、多種多様の商品を販売可能とする自動販売機、並びにこの自動販売機に用いるスパイラルラックおよびボックスラックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明にかかる自動販売機は、商品を並べて収容するコラムケース内に直動機構によって移動するプッシャを設け、移動するプッシャにより商品列の末尾を押して商品を送り出すボックスラックと、回転機構により回転するスパイラルをコラムケース内に設け、スパイラルピッチ間で商品を拘束し、スパイラルの回転により商品を送り出すスパイラルラックと、を併用したものである。
【０００８】
ボックスラックに設けた直動機構によってプッシャを移動させ、商品の末尾を押すと、先頭の商品がボックスラックから順次押し出される。また、スパイラルラックに設けた回転機構によりスパイラルを回転させると、商品がスパイラルピッチ間に拘束されていることから、その回転量に応じて先頭の商品が順次送り出される。ボックスラックは、商品を並べてその末尾をプッシャで押すような構成をしているから、缶入り飲料商品などの包装が定形的な商品を収容するのに適する。
【０００９】
一方、スパイラルラックは、商品をスパイラルピッチ間で拘束してスパイラルの回転で送り出す構成であるから、袋菓子などの包装や食品以外でそれ自体または包装が非定形的なものを収容するのに適する。従って、ボックスラックとスパイラルラックとを併用することで、定形的および非定形的な商品を販売することができる。なお、直動機構と回転機構は、それ自体がモータなどの動力源を備えていてもよいし、動力源を除いた機構的部分のみであってもよい。
【００１０】
また、本発明にかかる自動販売機は、商品を並べて収容するコラムケース内に直動機構によって移動するプッシャを設け、移動するプッシャにより商品列の末尾を押して商品を送り出すボックスラックと、回転機構により回転する複数のスパイラルをコラムケース内に縦方向に配置すると共に少なくともスパイラルピッチ間で商品を拘束し、スパイラルの回転により商品を送り出すスパイラルラックとを併用したものである。
【００１１】
通常、複数のスパイラルでスパイラルラックを構成する場合は、スパイラルを横方向に配置して商品を両スパイラルピッチ間で拘束するが、この発明では、スパイラルを縦方向に配置して少なくともスパイラルピッチ間、状態によってはスパイラルピッチ間とコラムケース内面とにより商品を拘束するようにしている。スパイラルラックに設けた回転機構によりスパイラルを回転させると、商品がスパイラルピッチ間で拘束されていることから、回転量に応じて先頭の商品が順次送り出される。ボックスラックと併用する点については上記同様である。
【００１２】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、スパイラルラックの前面下側近傍に位置してスパイラルラックから送り出した商品を受けると共に受けた商品を搬出するコンベヤを底部に設けたバケットユニットと、バケットユニットを上下左右に移動するＸ−Ｙ搬送機構とを備え、商品を外扉に設けた商品取出口まで搬送してコンベヤにより搬出するようにしたものである。
【００１３】
Ｘ−Ｙ搬送機構によりバケットユニットをスパイラルラックの前面下側近傍に移動する。この位置でスパイラルを回転させると、商品がスパイラルラックから送り出されてバケットユニット底部のコンベヤ上に落ちる。つぎに、Ｘ−Ｙ搬送機構によりバケットユニットを移動させ、商品を商品取出口まで搬送する。この位置でコンベヤを駆動すると、商品が搬出される。
【００１４】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、受けた商品を搬出するコンベヤを底部に設けると共にガイドローラによる姿勢制御機構を有し、ボックスラックの略前面位置にてボックスラックから送り出した商品を受けるボックスラック用バケットユニットと、スパイラルラックの前面下側近傍に位置してスパイラルラックから送り出した商品を受けると共に受けた商品を搬出するコンベヤを底部に設けたスパイラルラック用バケットユニットと、を一体構成し、ボックスラック用バケットユニットおよびスパイラルラック用バケットユニットを上下左右に移動するＸ−Ｙ搬送機構を備え、商品を外扉に設けた商品取出口まで搬送してコンベヤにより搬出するようにしたものである。
【００１５】
Ｘ−Ｙ搬送機構によりボックスラック用バケットユニットをボックスラックの略前面位置に移動する。この位置でプッシャを移動させると、商品がボックスラックから送り出され、ボックスラック用バケットユニット底部のコンベヤ上に落ちる。この際、姿勢制御機構のガイドローラにより商品の姿勢を適宜制御する。
【００１６】
つぎに、Ｘ−Ｙ搬送機構によりボックスラック用バケットユニットを移動させ、商品を商品取出口まで搬送する。この位置でコンベヤを駆動すると、商品が搬出される。スパイラルラック用バケットユニットの動作については上記の通りである。また、スパイラルラック用バケットユニットとボックスラック用バケットユニットとは一体構成になっている。一体化の程度は、機構全体を共通化したものでも、両方を単純に結合したものであってもよい。
【００１７】
また、本発明にかかる自動販売機は、回転機構により回転する複数のスパイラルをコラムケース内に横方向または縦方向に配置すると共に少なくともスパイラルピッチ間で商品を拘束し、スパイラルの回転により商品を送り出すスパイラルラックと、スパイラルラックの前面下側近傍に位置してスパイラルラックから送り出した商品を受けると共に受けた商品を搬出するコンベヤを底部に設けたバケットユニットと、バケットユニットを上下左右に移動するＸ−Ｙ搬送機構と、を備えたものである。
【００１８】
スパイラルラックによって自動販売機を構成するようにしても、多種多様の商品を収容することができる。具体的には、袋菓子などの包装や食品以外でそれ自体または包装が非定形的な商品、および、缶入り飲料商品などの包装が定形的な商品のいずれをも収容することができる。
【００１９】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、スパイラルラック側から動力源を切り離してバケットユニット側に設け、スパイラルラックに対するバケットユニットのアクセス位置でバケットユニット側の動力源とスパイラルラック側の回転機構とを伝達結合し、動力源から回転機構に動力を伝達するようにしたものである。
【００２０】
複数のスパイラルラック毎に動力源を設けると、動力源となるモータなどがスパイラルラックの個数分必要になってコストアップするため、バケットユニット側に動力源を設け、当該バケットユニットのアクセス位置で動力源と回転機構とを伝達結合するようにした。伝達結合した状態で動力源から回転機構に動力を伝達すると、スパイラルが回転する。このため、スパイラルピッチ間に拘束している商品を送り出すことができる。
【００２１】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、ボックスラック側から動力源を切り離してバケットユニット側に設け、ボックスラックに対するバケットユニットのアクセス位置でバケットユニット側の動力源とボックスラック側の直動機構とを伝達結合し、動力源から直動機構に動力を伝達すると共に、このバケットユニット側の動力源を前記スパイラルラックと共用にし、スパイラルラックに対するバケットユニットのアクセス位置でバケットユニット側の動力源とスパイラルラック側の回転機構とを伝達結合し、動力源から回転機構に動力を伝達するものである。
【００２２】
換言すれば、バケットユニット側に共用の動力源を持たせて、この動力源でボックスラックおよびスパイラルラックの駆動を行うようにしたものである。バケットユニットをスパイラルラックに対するアクセス位置に移動させたとき、動力源とスパイラルラックの回転機構が伝達結合する。伝達結合した状態で動力源を駆動すると、この動力が回転機構に伝わってスパイラルが回転し、商品が送り出される。同じく、このバケットユニットをボックスラックに対するアクセス位置に移動させたとき、動力源とボックスラックの直動機構が伝達結合する。伝達結合した状態で動力源を駆動すると、この動力が直動機構に伝わってプッシャが移動し、商品が送り出される。
【００２３】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、バケットユニット側に設けた作動用プッシャと、作動用プッシャで押すことによりスライドするスライダと、スライダに設けたガイド部に沿って揺動するレバーと、レバーに設けた爪と、爪と係合する爪部を一部に形成しスパイラル軸に設けた爪車と、同じくスパイラル軸に設けられ一部歯を欠いた主歯車と、主歯車に係合する歯車を含み、バケットユニットの動力源と伝達結合して当該歯車を回転させる動力伝達部と、を備えたものである。
【００２４】
スパイラル軸に設けた主歯車は、その歯の一部を欠いているので、スパイラルが一回転すると確実に停止することになる。つぎに、作動用プッシャがスライダを押すとスライダがスライドし、これに伴ってレバーが揺動する。この揺動により爪が爪車の爪部と係合すると、爪車が強制的に回転させられる。爪車はスパイラル軸で主歯車と結合しているから、これにより、主歯車が回転して動力伝達部の歯車と係合し、スパイラル軸の回転が継続する。スパイラルが一回転したら、スパイラルピッチ間に拘束している商品が一つ送り出される。再び主歯車と歯車との係合が外れると、スパイラルの回転が停止する。
【００２５】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、バケットユニットがスパイラルラックの前面下側近傍に位置するに先だって、スパイラルを回転させるようにしたものである。
【００２６】
スパイラルの回転によって商品が送られるが、バケットユニットが所定のアクセス位置に到着した時点で回転を始めると、商品を送り出すまでに時間がかかってしまう。そこで、バケットユニットがアクセス位置に到着する前にスパイラルを回転させるようにした。このようにすれば、商品を送り出すまでの時間を短縮できる。ただし、あまりに早く回転させるとバケットユニットにより商品を受けることができないので、回転開始のタイミングは適宜調整するようにする。
【００２７】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、スパイラルピッチ間に商品の抜けを検出する検出スイッチを設けたものである。
【００２８】
商品を補充する際は、スパイラルピッチ間に順次商品を拘束してゆくが、誤ってスパイラルピッチ間に商品を入れ忘れたりすることがある。従って、このままスパイラルを回転させてしまうと、商品の空売りを発生させることになる。そこで、スパイラルピッチ間に検出スイッチを設け、商品の抜けを検出するようにした。抜けを検出した場合は、自動販売機側でスパイラルを複数回転させて空売り防止措置を講ずることができる。
【００２９】
また、シースルー自動販売機の場合、スパイラルラックの最前列に商品が収容されていないと見栄えが悪いので、抜けを検出したら自動的にスパイラルを回転させて商品を最前列に置くようにすればよい。この他、抜けを検出した場合に、販売を禁止する措置をとることも可能である。なお、検出スイッチは、スパイラルピッチのどの部分に設けてもよい。
【００３０】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、スパイラルピッチ間に設けられ、商品の抜けを検出して商品抜け情報を出力する商品抜け検出手段と、Ｘ−Ｙ搬送機構およびバケットユニットを制御すると共に、商品抜けが生じた場合、バケットユニットに設けた動力源に対し商品抜け情報に基づく制御を行う制御手段と、を備えたものである。
【００３１】
商品抜け検出手段が商品の抜けを検出すると、商品抜け情報が制御手段に送られ、制御手段はこの商品抜け情報に基づいて動力源を制御する。具体的には、商品抜け検出手段にマイクロスイッチやＡ／Ｄ変換器などを用い、これらをスパイラルピッチ間に設置して商品抜けを検出する。商品抜け検出手段を設置する位置は、スパイラルピッチのどの部分でもよい。
【００３２】
たとえば、最前部から三つ目に設置した場合であって商品抜けを検出したとき、制御手段は三つ目のピッチ間に商品がないことを認識できるから、この三つ目に該当する際にスパイラルを余分に回転させて送り制御するようにすればよい。また、商品抜け検出手段にはマイクロスイッチなどの位置センサの他、光センサ、力センサなど各種センサを用いることができる。
【００３３】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、シースルー構造の自動販売機内部に多関節ロボットを設け、そのアーム先端に設けた保持手段によりスパイラルラックから送り出した商品を保持し、その商品を外扉に設けた商品取出口から搬出するようにしたものである。
【００３４】
商品をスパイラルラックから商品取出口に搬送搬出するものとしてＸ−Ｙ搬送機構の他に、多関節ロボットを用いることができる。特に、シースルー構造の自動販売機では、メカニカルでトリッキーな動作でユーザを楽しませることが販売促進にあたり重要であるから、この発明では、多関節ロボットを用いることによりかかる要求を満足させるようにした。
【００３５】
スパイラルラックから送り出された商品は、多関節ロボットの保持手段（ハンドなど）によって保持され、商品取出口に搬送される。なお、保持手段として上記バケットユニットを用いることもできる。また、多関節ロボットは、自動制御することも可能であるが、ユーザがジョイスティックなどを用いて直接制御し、商品を取り出すようにすることもできる。
【００３６】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、さらに、前記多関節ロボットをジョイスティックにより動かすようにしたものである。ジョイスティックにより多関節ロボットを動かすようにすれば、ユーザが楽しみながら商品を購入することができる。
【００３７】
また、本発明にかかる自動販売機に用いるスパイラルラックは、回転機構により回転するスパイラルをコラムケース内に設け、スパイラルラック側から動力源を切り離すと共に外部に設けた動力源に結合して動力を得る伝達結合部を設け、この伝達結合部を介して得た動力により回転機構を駆動し、スパイラルの回転によってスパイラルピッチ間に拘束している商品を送り出すものである。
【００３８】
複数のスパイラルラック自体にそれぞれ動力源を設け、これらのスパイラルラックにより商品収納ラックを構築した場合、自動販売機のコストがかさむことになる。そこで、この発明では、スパイラルラックから動力源を切り離すと共にスパイラルラックに外部に設けた動力源から動力を得る伝達結合部を設けた。伝達結合した状態で動力源から回転機構に動力を伝達すると、スパイラルが回転するから、スパイラルピッチ間に拘束している商品を送り出すことができる。
【００３９】
また、本発明にかかる自動販売機に用いるスパイラルラックは、上記自動販売機に用いるスパイラルラックにおいて、さらに、複数の前記スパイラルをコラムケース内に縦方向に配置すると共に少なくともスパイラルピッチ間で商品を拘束し、スパイラルの回転により商品を送り出すものである。
【００４０】
この発明では、スパイラルを縦方向に配置して、スパイラルピッチ間、状態によってはスパイラルピッチ間とコラムケース内面とにより商品を拘束する。スパイラルを縦方向に配置することにより、商品を縦方向に収容することができる。
【００４１】
また、本発明にかかる自動販売機に用いるスパイラルラックは、上記スパイラルラックにおいて、外部に設けた作動用プッシャと、作動用プッシャで押すことによりスライドするスライダと、スライダに設けたガイド部に沿って揺動するレバーと、レバーに設けた爪と、爪と係合する爪部を一部に形成しスパイラル軸に設けた爪車と、同じくスパイラル軸に設けられ一部歯を欠いた主歯車と、主歯車に係合する歯車を含み、外部の動力源と伝達結合して当該歯車を回転させる動力伝達部と、を備えたものである。
【００４２】
この発明のスパイラルラックの動作は上記した通りであり、かかる構成では、主歯車の歯車を一部欠くことにより、スパイラル軸を一回転させてから確実に停止することができるようになる。また、外部からの作動プッシャとスライダおよびレバーとの作用により爪および爪車の係合をとり、主歯車を強制的に回転させるようにしているから、外部からの機械力により再び回転させることができる。
【００４３】
また、本発明にかかる自動販売機に用いるスパイラルラックは、上記自動販売機に用いるスパイラルラックにおいて、さらに、スパイラルピッチ間に商品の抜けを検出する検出スイッチを設けたものである。
【００４４】
商品補充の際、スパイラルピッチ間に商品を入れ忘れたりすることで、商品の空売りを発生させることがある。そこで、スパイラルピッチ間に検出スイッチを設け、商品の抜けを検出するようにした。なお、検出スイッチは、スパイラルピッチのどの部分に設けてもよい。
【００４５】
また、本発明にかかる自動販売機に用いるボックスラックは、商品を並べて収容するコラムケース内にベルト運搬装置を設け、このベルト運搬装置のベルトのうち、少なくとも商品運搬面を樹脂硬度７０以下のポリウレタンで構成したものである。
【００４６】
自動販売機で販売する商品には、サンドイッチ、菓子パンおよびスナックパンなどの樹脂でラッピングされた商品や、惣菜および弁当のように樹脂容器で包装した商品が存在する。樹脂硬度７０以下のポリウレタンは、特に樹脂に対して摩擦係数が大きいため、ベルトの商品運搬面に同材料を用いれば、商品との摩擦を十分に確保することができる。このため、商品の姿勢を安定的に保持しつつ運搬することができる。
【００４７】
また、本発明にかかる自動販売機に用いるボックスラックは、商品を並べて収容するコラムケース内に、ベルトの少なくとも商品運搬面を樹脂硬度７０以下のポリウレタンで構成したベルト運搬装置を設け、ボックスラック側から動力源を切り離すと共に外部に設けた動力源に結合して動力を得る伝達結合部を設け、この伝達結合部を介して得た動力によりベルト運搬装置を駆動し、ベルトの移動によって商品を送り出すものである。
【００４８】
動力源をボックスラックから切り離して外部に設けると共に、この動力源と結合してベルト運搬装置に動力を伝達し得る伝達結合部を設け、動力源を複数のボックスラックで共通化できるようにした。このため、複数のボックスラックにより商品収納ラックを構築した場合、自動販売機のコストを低減することができる。また、ベルトの商品運搬面に樹脂硬度７０以下のポリウレタンを用いることにより、商品との摩擦を十分に確保することができる。このため、商品の姿勢を安定的に保持しつつ運搬することができる。また、多種多様の商品を運搬することが可能になる。
【００４９】
また、本発明にかかる自動販売機は、自動販売機のボックスラックとして、上述したボックスラックを用いるものである。
【００５０】
また、本発明にかかる自動販売機は、上述したボックスラックと、ボックスラックの前面下側近傍に位置してボックスラックから送り出した商品を受けると共に受けた商品を搬出するコンベヤを底部に設けたバケットユニットと、バケットユニットを上下左右に移動するＸ−Ｙ搬送機構と、を備えたものである。
【００５１】
また、本発明にかかる自動販売機は、商品収納ラックのラック支持枠が、上記スパイラルラックおよびボックスラックのいずれも支持可能としたものである。すなわち、スパイラルラックをラック支持枠から取り外して、そのラック支持枠にボックスラックを取り付けることができる。このため、スパイラルラックとボックスラックとの間で互換性が得られる。
【００５２】
また、本発明にかかる自動販売機は、上記自動販売機において、さらに、上記Ｘ−Ｙ搬送機構をジョイスティックにより動かすようにしたものである。この構成によれば、ユーザが楽しみながら商品を購入することができる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００５４】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１にかかる自動販売機を示す斜視図である。図２は図１に示した自動販売機の正面図、図３は内部説明図、図４は商品収納ラックの正面図である。まず、自動販売機全体から本願発明の構成および動作を概説し、その後、各部を詳細に説明する。
【００５５】
［自動販売機の全体構成］
この自動販売機１は、シースルー構造であって、断熱筐体となる本体ケース１０１内に商品を収納する商品収納ラック１０２を備えたものである。また、自動販売機１には、前面下方に商品取出口１０３を設けた外扉１０４と、断熱機能を有する内扉１０５とが設けられており、外扉１０４および内扉１０５のうち商品収納ラック１０２前面に対向する部分には、透明板１０６、１０７がはめ込まれ、外部から中の状態が視認可能となっている。商品収容ラック１０２は、最も左の列に配置した複数のスパイラルラック２と、上下左右に配置した複数のボックスラック３とから構成されている。
【００５６】
また、商品収納ラック１０２の前面にはバケットユニット４を搭載したＸ−Ｙ搬送機構５が設けられている。バケットユニット４は、このＸ−Ｙ搬送機構５によって商品収納ラック１０２前面のＸＹ座標上を移動する。バケットユニット４は、待機状態でホームポジション（商品取出口に対応する位置）にあり、商品販売時に所定のスパイラルラック２またはボックスラック３の前面に移動して、ラック２、３から送り出された商品を受容する。続いて、バケットユニット４が商品取出口１０３まで移動し、商品を搬出する。なお、自動販売機１の本体ケース１０１下部には、エバポレータおよびコンデンシングユニットが内蔵されている（図示省略）。
【００５７】
また、スパイラルラック２およびボックスラック３は、本体ケース１０１内でラック支持枠１０８により引き出し可能に支持されている。商品は、ボックスラック３またはスパイラルラック２をラック支持枠１０８に沿って引き出した状態で補充する。ラック支持枠１０８は、スパイラルラック２とボックスラック３のいずれも支持可能である。このため、スパイラルラック２を左列以外に取り付け、商品収納ラック１０２を構成することができる。ボックスラック３では商品をコラムケースで拘束して収容するが、スパイラルラック２ではスパイラルのピッチ間で商品を拘束収容する（いずれの詳細も後述する）。
【００５８】
また、駆動用モータやソレノイドなどの動力源はボックスラック３から切り離され、バケットユニット４側に設けられている。従って、バケットユニット４が指定したボックスラック３にアクセスしたとき、ボックスラック３の伝達結合部を介してバケットユニット４からボックスラック３に動力を伝達する。なお、かかる構成を有する自動販売機は、本願出願人により既に発明され、特開平１０−３０２１４０号公報において開示されている。
【００５９】
一方、スパイラルラック２については、動力源を各ラック毎に設けた構造になっている。このため、バケットユニット４から動力供給を受けることなく、独自に作動することができる。また、上記ボックスラック３は、缶入り飲料商品、紙パック入り飲料商品などの包装が定形的なものを収容するのに適しており、上記スパイラルラック２は、菓子パン、袋菓子などの包装が非定形的なもの、あるいは文庫本や歯磨きセットなどの食品以外のものを収容するのに適している。
【００６０】
なお、スパイラルラック２は、非定型的な商品のみならず、定型的な商品を収容することも可能であるから、スパイラルラック２のみにより商品収容ラック１０２を構成することもできる。同様に、バケットユニット４に関しても、その半分が、ボックスラック３から送り出された定形的な商品を受容可能な構造になっており、残り半分が、スパイラルラック２から送り出される非定形的な商品を受容可能な構造になっている。
【００６１】
外扉１０４の前面右側部分には、販売操作パネル１０９が配置されている。販売操作パネル１０９には、ラック毎に付けた商品番号に対応する複数のボタンで構成した商品選択ボタン１１０と、販売情報を表示する液晶ディスプレイ１１１とが設けられている。また、販売操作パネル１０９には、コイン機構１１２、ビルバリデータ１１３、釣銭返却レバー１１４からなる通貨処理機構１１５が配置されている。販売操作パネル１０９の下方には、釣銭返却口１１６が設けられている。
【００６２】
商品収納ラック１０２には多種多様の商品が収納されており、ユーザは本体ケース１０１の透明板１０６、１０７越しに商品を実際に見て選択し、その商品を収容したラック２、３に刻印してある番号の商品選択ボタン１１０を押す。これにより、Ｘ−Ｙ搬送機構５によりバケットユニット４を選択した商品を収容したラック２、３前面までアクセスし、当該バケットユニット４がラック２、３から送り出した商品を受容する。バケットユニット４が商品を受容したら、当該バケットユニット４がホームポジションまで移動し、商品を商品取出口１０３に搬出する。ユーザは商品取出口１０３から商品を取り出す。この一連の過程は、透明板１０６、１０７を通じてユーザが目視観察することができる。
【００６３】
なお、Ｘ−Ｙ搬送機構５をジョイスティック（図示省略）により動かすようにしても良い。具体的には、販売操作パネル１０９にジョイスティックを設けておき、商品購入時に、ユーザがジョイスティックにより操作を行うか、商品選択ボタン１１０による操作を行うかを選択する。この場合、商品選択（バケットユニットを所定のラックにアクセスさせることにより）から商品搬出までの一連の動作をジョイスティックで行うようにしても良いし、商品選択のみをジョイスティックにより行い、商品搬出は自動的に行うようにしても良い。
【００６４】
［スパイラルラックの構造］
図５は、図１に示したスパイラルラックを示す斜視図である。図６は、図５に示したスパイラルラックの上面図、図７はＡ視図、図８は背面図、図９は裏面図である。スパイラルラック２は、板金製作したコラムケース２０１内の長手方向に２本の金属製スパイラル２０２を配置した構成である。各スパイラル２０２の一端は、スパイラル取付用フランジ２０３によってスパイラル軸２０４に固定され、他端は、ラック前面側で解放状態となる。スパイラル２０２は、コラムケース２０１底面に設けた山形のガイド部２０５により正しい位置に保持されている。
【００６５】
また、コラムケース２０１には、スパイラル２０２の中を貫き、帯状板を折り曲げ加工したレール部材２０６が設けられている。レール部材２０６の一端はコラムケース２０１の前端縁に固定され、他端はスパイラル軸２０４に対して回動自在に設けた円盤２０７に固定されている。スパイラル２０２先端はレール部材２０６の下をくぐるようになり、レール部材２０６の末端は円盤２０７に固定しているから、スパイラル２０２がレール部材２０６に干渉することはない。
【００６６】
各スパイラル軸２０４には平歯車２０８が固定されており、一方の平歯車２０８と他方の平歯車２０８とは二つの中間車２０９を介して連結している。この中間車２０９の一つに動力源となる駆動用モータ２１０のギア２１１が噛んでおり、この駆動用モータ２１０の回転により両方の平歯車２０８に対して互いに逆方向の回転を与えている。駆動用モータ２１０、中間車２０９および平歯車２０８はコラムケース２０１奥側に設けた動力ボックス２１２内に収容されている。駆動用モータ２１０には、サーボモータを用いる。なお、駆動用モータ２１０をスパイラル軸２０４毎に設けるようにしてもよい。また、中間車２０９を用いず、駆動用モータ２１０のギア２１１から各スパイラル軸２０４の平歯車２０８までにそれぞれタイミングベルトを渡し、回転を伝達するようにしてもよい。
【００６７】
コラムケース２０１の前部にはヒンジレバー２１３を有する商品検出スイッチ２１４（リミットスイッチ）が配置されている。この商品検出スイッチ２１４は、特に最前列のスパイラルピッチ２０２ｐ間における商品の有無を検出するものであるから、少なくともヒンジレバー２１３がスパイラルピッチ２０２ｐ間に位置している必要がある。同図に示すように、前から２列目の商品を検出するようにした場合、駆動用モータ２１０の回転を余分に１回転させて、販売時には常に商品が最前列に位置するようにする。また、最前列の商品を検出するようにした場合には、商品販売時または販売待機時に駆動用モータ２１０を余分に回転させ、商品が最前列に位置するようにする。
【００６８】
商品検出スイッチ２１４の検出信号はコネクタ２１５を介して外部に出力される。商品検出スイッチ２１４とコネクタ２１５を繋ぐコード２１６はコラムケース２０１の底面に配線されている。また、駆動用モータ２１０への電力供給を行うコード２１７もコラムケース２０１底面に配線され、その端部が前記コネクタ２１５に繋がっている。このコネクタ２１５は、コラムケース２０１をラック支持枠１０８に挿入したとき、電力および制御信号を得るために本体ケース１０１内部から延出するケーブル（図示省略）と接続するようにする。
【００６９】
なお、商品検出スイッチ２１４の他に非接触検出が可能な近接スイッチを用いるようにしてもよい。また、この商品検出スイッチ２１４を設けず、販売操作パネル１０９からの操作、或は後述するバケットユニット４の商品検知スイッチからの商品非検知信号により、駆動用モータ２１０を余分に１回転させるようにしてもよい。
【００７０】
商品Ｇは、対向するスパイラル２０２のピッチ２０２ｐ間で拘束する（図６参照）。このスパイラルラック２を用いることにより、商品自体または包装が非定形的な商品を収容し、送り出すことができる。また、コラムケース２０１の底面には、ラック支持枠１０８上を走行するガイド車２１８が設けられている。なお、並行するスパイラル２０２の間隔を調整可能に構成するようにしても良い。このようにすれば、さらに多種類の商品を収容することができる。また、このスパイラルラック２の幅は後述のボックスラック３の幅の２倍になっている。このため、ラック支持枠１０８からボックスラック３を二つ取り外し、そこにスパイラルラック２を一つ取り付けることができる。
【００７１】
上記の構成において、ユーザが商品を選択した場合、その商品を収容しているスパイラルユニット２のスパイラル２０２が回転し、１ピッチ送ることにより商品Ｇを一つ送り出す。商品Ｇは、スパイラルラック２の下方で待機しているバケットユニット４により受容され、商品取出口１０３まで搬送される。また、バケットユニット４はＸ−Ｙ搬送機構５により移動制御され、一方、スパイラル２０２は駆動用モータ２１０から動力を得ているから、各動力源は各別に存在する。このため、バケットユニット４がスパイラルラック２の前面下方に到達する前にスパイラル２０２を回転させることが可能である。このようにすれば、商品受容までの時間を短縮することができる。
【００７２】
［ボックスラックの構造］
図１０は、図１に示したボックスラックを示す斜視図である。図１１は、図１０に示したボックスラックの正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。このボックスラック３は、本願出願人による上記特開平１０−３０２１４０号公報にて開示のものであり、コラムケース３０１内に、動力源を切り離した商品払出機構３０２を設けた構造である。商品払出機構３０２は、商品をコラムケース３０１の前端に位置決めするゲート機構３０３と、商品の最後尾を押して商品を送り出すプッシャ機構３０４とにより構成されている。
【００７３】
ゲート機構３０３は、矩形状のゲート板３０５と、このゲート板３０５を揺動させる揺動機構３０６とから主に構成されている。ゲート板３０５は、同図に示す形状の他に適宜好ましい形状、たとえば、Ｌ字形状にしてもよい（図示省略）。揺動機構３０６は、ゲート板３０５の一端に設けた円筒カム３０７と、スライダ３０８とから構成されている。円筒カム３０７は、コラムケース３０１側面にて回転自在に支持されると共に回転軸を中心として４５度ねじれたカム溝３０９を有している。
【００７４】
スライダ３０８は、円筒カム３０７のカム溝３０９と係合するカム突起３１０を有する。また、スライダ３０８は、バケットユニット４のピンプッシャ４０５により押し込まれることで、コラムケース３０１側面部において後方向に直動する。さらに、スライダ３０８には復帰バネ３１１が設けられているから、ピンプッシャ４０５の離脱後は、スライダ３０８を元の位置に戻すことができる。
【００７５】
このボックスラック３は、販売待機時、ゲート板３０５を閉じて商品を所定位置に拘束保持する。販売時には、ゲート板３０５による拘束から商品を解放する。バケットユニット４がボックスラック３の略正面に移動し、後述するピンプッシャ４０５がボックスラック３側に突き出ると、このピンプッシャ４０５を端面で受けてスライダ３０８が押し込まれる。スライダ３０８が押し込まれるとカム溝３０９がカム突起３１０に従動し、円筒カム３０７が回転する。この円筒カム３０７の回転に伴いゲート板３０５が上方に開く（図中鎖線で示す）。
【００７６】
一方、商品を一つ送り出してピンプッシャ４０５がバケットユニット４内に引っ込むと、復帰バネ３１１によりスライダ３０８が元の位置に戻るから、円筒カム３０７の作用によってゲート板３０５が閉じる。ゲート板３０５が閉じることにより商品が再び拘束される。なお、ゲート機構３０３は、スライダ端面３０８ａをラック前面に露呈し、カバー３１２で保護されている。
【００７７】
プッシャ機構３０４は、ボックスラック３に収容した商品Ｇの最後に押し当てるプッシャ３１３と、このプッシャ３１３を取り付けるベルト機構３１４とから構成されている。ベルト機構３１４は、コラムケース３０１底面に長手方向に沿って設けたベルト３１５（タイミングベルト）と、コラムケース３０１の前端部および後端部に配置されベルト３１５を張架する２つのプーリ３１６と、コラムケース３０１前端部のプーリ軸に設けられ動力伝達部となるラック歯車３１７とから構成されている。ラック歯車３１７は、コラムケース３０１側面であって前記スライダ３０８の下方に位置し、商品Ｇを送り出す際、バケットユニット４に内蔵した連結歯車と噛み合い、動力を得る。また、ラック歯車３１７はバケットユニット４との間で結合をとる必要があるため、ラック前面にてカバー３１２から露呈している。
【００７８】
プッシャ３１３は、ベルト面に対して直立し、その背面にクリップ３１８を設けてある。このクリップ３１８は、プッシャ３１３背面に揺動軸３１９およびねじりコイルバネ３２０を有し、その脚片３２１をベルト面に対して付勢している。また、プッシャ３１３は、ベルト３１５の歯に係合する脚爪部３２２を当該ベルト裏面側に有している。
【００７９】
プッシャ３１３は、クリップ３１８を解放した状態で収容した商品の最後尾までスライドさせ、位置を決めたら、脚爪部３２２とベルト３１５の歯とを係合させた状態で脚爪部３２２およびクリップ３１８の脚片３２１でベルト３１５を挟み、固定する。商品Ｇを補充する際は、クリップ３１８による固定を外して、プッシャ３１３をスライドさせる。なお、プッシャ３１３の固定に関しては、固定と開放が可能な構造であれば、上記構造に限定されない。また、コラムケース３０１の長手方向であってベルト３１５の両側には、商品を載せるレール３２３が設けられている。
【００８０】
かかる構成において、バケットユニット４側からラック歯車３１７に対して動力を伝達すると、ラック歯車３１７と同軸に設けたプーリ３１６が回転する。これにより、ベルト３１５と共にプッシャ３１３が前方に移動し、最前列の商品Ｇがボックスラック３から送り出される。送り出された商品は、ラック前面下方に位置するバケットユニット４により受容される。このプッシャ機構３０４は、前記ゲート機構３０３と連動して動作することになるが、その詳細については後述する。
【００８１】
［バケットユニットの構造］
図１２は、図１に示したバケットユニットを示す構成図である。図１３は、ボックスラック用のバケットユニットを示す構成図、図１４は、スパイラルラック用のバケットユニットを示す構成図である。ボックスラック用バケットユニット４１は、その前面が一部開口しており、この開口４０１を覆うようにフラッパ４０２が取り付けられている。なお、このボックスラック用バケットユニット４１の構造は、本願出願人による上記特開平１０−３０２１４０号公報にて開示のものと略同様である。
【００８２】
フラッパ４０２は、上部にて開閉可能に回転支持されており、捩じりコイルバネ４０３により前面開口４０１周縁に対して付勢されている。フラッパ４０２の一部は突起形状になっており、この突起形状に対向するようにフラッパ開閉検知スイッチ４０３ａが設けられている。また、ボックスラック用バケットユニット４１は、その上面および背面の一部も開口しており、かかる開口４０４にてボックスラック３から送り出される商品を受容する。また、ボックスラック用バケットユニット４１は、ピンプッシャ機構４２、駆動機構４３、姿勢制御機構４４およびコンベヤ４５とを有している。
【００８３】
ピンプッシャ機構４２は、ボックスラック３側に突き出るピンプッシャ４０５と、このピンプッシャ４０５を保持して前進後退を行うナピアネジ機構４０６と、ナピアネジ機構４０６を駆動するプッシャモータ４０７とから構成されている。ナピアネジ機構４０６は、ナット部４０８とネジ部４０９とからなり、このナット部４０８にピンプッシャ４０５が取り付けられ、ネジ部４０９の端部歯車４１０がプッシャモータ４０７の歯車４１１と噛み合っている。また、ナット部４０８の下方には、後述する連結歯車４１２を軸支した揺動板４１３と係合するドグ４１４が設けられている。なお、ナピアネジ機構４０６に代えて通常のネジを用いることもできる。
【００８４】
つぎに、駆動機構４３では、バケットユニット４底面に減速機構４１５を有する駆動用モータ４１６を配置している。また、減速機構４１５の出力軸に設けたプーリ４１７と、バケットユニット４の後部中段に配置したガイドローラ４１８のプーリ４１９との間にベルト４２０（タイミングベルト）を張架して回転力を伝えるようにしている。また、ガイドローラ４１８には駆動歯車４２１が設けられ、この駆動歯車４２１に噛み合うと共にガイドローラ４１８を中心として揺動する連結歯車４１２が設けられている。連結歯車４１２は、ガイドローラ４１８を中心に揺動する揺動板４１３に軸支してある。
【００８５】
この揺動板４１３の一部にはナピアネジ機構４０６のナット部４０８に設けたドグ４１４と係合する突起４２２が設けられている。また、揺動板４１３には、バケットユニット筐体４２３との間にバネ４２４が設けられている。また、減速機構４１５の出力軸には、ガイドローラ４２５が設けられている。また、減速機構４１５の出力軸は、ボックスラック用バケットユニット４１側とスパイラルラック用バケットユニット４６側との両方に突設されており、駆動用モータ４１６をボックスラック用とスパイラルラック用とで共用化している。
【００８６】
ピンプッシャ機構４２では、プッシャモータ４０７を駆動することにより、ナピアネジ機構４０６のネジ部４０９が回転する。これによりナット部４０８が移動してピンプッシャ４０５がバケットユニット４から突き出る。突き出たピンプッシャ４０５は、ボックスラック３のスライダ３０８を押し込むから、ボックスラック３のゲート板３０５が開く。また、ナット部４０８の移動によりナット部４０８のドグ４１４と揺動板４１３の突起４２２とが係合し、ナット部４０８の移動と共に揺動板４１３が揺動する。
【００８７】
これにより、連結歯車４１２がボックスラック３のラック歯車３１７と噛み合って、駆動用モータ４１６の動力がボックスラック３に伝達される。一方、プッシャモータ４０７の駆動によりピンプッシャ４０５を引っ込めると、スライダ３０８が元の位置に戻るからゲート板３０５が閉じる。これとともに、連結歯車４１２とラック歯車３１７との噛み合いが外れるから、動力伝達が遮断される。
【００８８】
姿勢制御機構４４は、駆動用モータ４１６と、バケットユニット筐体４２３内を横切るようにして前部上下段、後部中段に設けたガイドローラ４１８、４２５、４２６と、三つのガイドローラ４１８、４２５、４２６の各プーリ４１９、４１７、４２７間に架け渡したベルト４２０（タイミングベルト）とから構成されている。姿勢制御機構４４は、商品をボックスラック３から送り出した後に当該商品を起立姿勢に制御する機能を有するが、その作用については後述する。
【００８９】
また、バケットユニット筐体４２３の底面には、コンベヤ４５が若干前方に傾斜させて配置されている。コンベヤ４５の搬送ベルト４２８（タイミングベルト）は、駆動用モータ４１６により駆動する前部下段のガイドローラ４２５と、もう一方のガイドローラ４２９との間に張架されている。この搬送ベルト４２８には、摩擦係数の大きい材料、たとえば、樹脂硬度７０以下のポリウレタン、シリコンおよび軟質ＰＶＣなどを用いるのが好ましい。
【００９０】
また、ボックスラック用バケットユニット４１の開口４０４入口付近には、ボックスラック３から送り出した商品を検出する商品検出スイッチ４３０が設けられている。商品検出スイッチ４３０の検出レバー４３１は、開口４０４入口を横切るように位置しており、送り出した商品と接触するようにしてある。以上の構成により、定形的な商品を姿勢よく保持して商品取出口１０３まで搬送することができる。
【００９１】
一方、スパイラルラック用バケットユニット４６は、ボックスラック用バケットユニット４１と並列に結合しており、互いのコンベヤ４７、４５の駆動用モータ４１６を共用としている。コンベヤ４７は、前部下段に配置したガイドローラ４３２と、後部中段に配置したガイドローラ４３３との間に搬送ベルト４３４（タイミングベルト）を張架した構造であって、ボックスラック用バケットユニット４１のコンベヤ４５に比べてより傾斜して配置され、その幅も大きくなっている。なお、ボックスラック用のコンベヤ４５と同じく、搬送ベルト４３４には、摩擦係数の大きい材料、たとえば、樹脂硬度７０以下のポリウレタン、シリコンおよび軟質ＰＶＣなどを用いるのが好ましい。
【００９２】
また、前部下段のガイドローラ４３２は、減速機構４１５の回転軸と結合している。バケットユニット筐体４２３は、その前面が一部開口しており、この開口４３５を覆うようにフラッパ４３６が取り付けられている。フラッパ４３６は、捩じりコイルバネ４３７により前面開口周縁に対して付勢されている。フラッパ４３６の一部は突起形状になっており、この突起形状に対向するようにフラッパ開閉検知スイッチ４３８が設けられている。
【００９３】
また、バケットユニット筐体４２３の上面も開口４３９しており、そのサイズはボックスラック用バケットユニット４１よりも若干大きめになっている。この上面開口４３９には商品検出スイッチ４４０が設けられている。商品検出スイッチ４４０の検出レバー４４１は、開口４３９の中央を横切っている。以上の構成により非定形的な商品を受容して、商品取出口まで搬送することが可能になる。
【００９４】
図１５は、減速機構の回転軸とのジョイント部を示す斜視図である。スパイラルラック用バケットユニット４６は、動力源をボックスラック用バケットユニット４１と共用しているので、駆動用モータ４１６の減速機構４１５から継ぎ手４４２を介して動力を得ている。継ぎ手４４２は、キー溝４４３を有する筒軸４４４と外周にキー４４５を突設した実軸４４６とを突き合わせて接合する構造になっている。なお、このジョイント部は、継ぎ手４４２の他に、噛み合いクラッチなどを用いることもできる。
【００９５】
図１６は、ボックスラックおよびバケットユニットの動作を示す説明図である。まず、同図（ａ）に示すように、Ｘ−Ｙ搬送機構５によりバケットユニット４をホームポジションからボックスラック３の略前面までアクセスする。この位置で、ピンプッシャ機構４２を作動し、ピンプッシャ４０５をバケットユニット４側から突き出すと、同図（ｂ）に示すように、ピンプッシャ４０５がボックスラック３のスライダ３０８に当たり、当該スライダ３０８を押し込む。スライダ３０８が押し込まれると、円筒カム３０７の作用によりゲート板３０５が上に開き、ラック前面において商品Ｇの拘束が解かれる。
【００９６】
また、ピンプッシャ４０５の突き出しに伴い、ナット部４０８に設けたドグ４１４が揺動板４１３の突起４２２に係合する。このため、連結歯車４１２が揺動してボックスラック３のラック歯車３１７と噛み合い、駆動用モータ４１６からラック歯車３１７までの間に動力伝達経路が形成される。ここで、駆動用モータ４１６を駆動すると、減速機構４１５、ベルト４２０、ガイドローラ４１８および駆動歯車４２１を介して連結歯車４１２まで回転が伝わり、当該連結歯車４１２が図中矢印方向に回転を始める。
【００９７】
これによりラック歯車３１７が回転し、コラムケース３０１底面上にてベルト３１５が前方に送られる。商品Ｇは、ベルト３１５に従動するプッシャ３１３に押されてボックスラック３から送り出される。送り出された商品Ｇは、バケットユニット４により受容されるが、この際、開口４０４に設けた商品検出スイッチ４３０により商品Ｇの進入が検出される。バケットユニット４では、この検知信号を基準として若干タイミングを遅らせて駆動用モータ４１６を停止し、商品Ｇの送り出しを止める。
【００９８】
商品Ｇを送り出したら、同図（ｃ）に示すように、ピンプッシャ４０５を引っ込める。ピンプッシャ４０５を引っ込めると、スライダ３０８がバネ力により元の位置に戻るから円筒カム３０７の作用によりゲート板３０５が閉まる。これにより、ラック前面にて商品Ｇが再び拘束される。また、ピンプッシャ４０５が引っ込むことに伴い、ドグ４１４により支持されていた揺動板４１３が開放され、ばね力によって連結歯車４１２がラック歯車３１７から離脱する。
【００９９】
これにより、駆動用モータ４１６からラック歯車３１７にかけての動力伝達経路が遮断される。一方、送り出された商品Ｇは、一旦、ラック前端縁により下部を支持され、前部上段のガイドローラ４２６に対して前倒れ姿勢で寄り掛かることになるが、バケットユニット４を若干上昇させることで、同図に示すように、その下部を後部中段のガイドローラ４１８により下部を支持することになる。
【０１００】
続いて、同図（ｄ）に示すように、駆動用モータ４１６を始動させると、姿勢制御機構４４の前部上段および後部中段のガイドローラ４２６、４１８が回転し、商品Ｇが前傾姿勢から起立姿勢に変わり、コンベヤ４５上に着地する。つぎに、商品Ｇを受容したバケットユニット４をＸ−Ｙ搬送機構５によって商品取出口１０３まで搬送し、この位置で商品Ｇを搬出する。
【０１０１】
具体的には、同図（ｅ）に示すように、底部に設けたコンベヤ４５を駆動してバケットユニット４から商品Ｇを搬出する。フラッパ４０２は商品自体に押されて開く。フラッパ４０２が閉じると、フラッパ開閉検知スイッチ４０３ａからの信号により、駆動用モータ４１６が停止して待機状態になる。ユーザは、外扉１０４の商品取出口１０３のフラッパを開けて商品を取り出す。
【０１０２】
なお、上記姿勢制御機構４４の変形例として、上記前部上段のガイドローラ４２６に代えてガイドバーを設け、後部中段のガイドローラ４１８と前部後段のガイドローラ４２５との間にタイミングベルトを張架するようにしてもよい（図示省略）。この場合は、ガイドバーに前倒れ姿勢で寄り掛かっている商品を、後部中段のガイドローラ４１８で姿勢制御することになる。
【０１０３】
図１７は、スパイラルラックおよびバケットユニットの動作を示す説明図である。同図（ａ）に示すように、まず、Ｘ−Ｙ搬送機構５によりバケットユニット４をホームポジションからスパイラルラック２の略前面までアクセスする。この位置で、スパイラルラック２の駆動用モータ２１０を駆動すると、スパイラル２０２が回転してピッチ２０２ｐがラック前方に送られる。これにより、ピッチ２０２ｐ間に拘束している商品Ｇがスパイラルラック２から送り出される。商品Ｇが送り出されると、そのまま落下してスパイラルラック用バケットユニット４６の上部開口４３９からバケットユニット筐体４２３内に受容される。
【０１０４】
バケットユニット４による商品Ｇの受容は、上部開口４３９に設けた商品検出スイッチ４４０により検出する。また、Ｘ−Ｙ搬送機構５は、この商品検出スイッチ４４０の検出信号を基準とし、多少遅らせてバケットユニット４を商品取出口１０３まで搬送する。そして、同図（ｂ）に示すように、駆動用モータ４１６により底部のコンベヤ４７を駆動してフラッパ４３６を押し開きつつ商品Ｇを搬出する。フラッパ４３６が閉じると、フラッパ開閉検知スイッチ４３８からの信号により、駆動用モータ４１６が停止して待機状態になる。ユーザは、外扉１０４の商品取出口１０３のフラッパを開けて商品Ｇを取り出す。
【０１０５】
［Ｘ−Ｙ搬送機構の構造］
図１８は、図１に示したＸ−Ｙ搬送機構の構造を示す斜視図である。Ｘ−Ｙ搬送機構５は、Ｘ軸搬送部５１とＹ軸搬送部５２とから構成されている。Ｘ軸搬送部５１は、バケットユニット４を搭載し、Ｘ方向に設けたＸガイドレール５０１と、バケットユニット４をＸ軸方向に移動させるＸ軸サーボモータ５０２と、Ｘ軸サーボモータ５０２の回転をバケットユニット４に伝達するタイミングベルト（図示省略）とから構成されている。
【０１０６】
また、Ｙ軸搬送部５２は、Ｘガイドレール５０１をＹ方向に昇降させるＹ軸サーボモータ５０３と、Ｘガイドレール５０１をＹ方向に移動させるＹガイドレール５０４と、Ｙガイドレール５０４に沿って設けたＹタイミングベルト５０５と、Ｙ軸サーボモータ５０３の回転を左右のＹタイミングベルト５０５に伝えるシャフト５０６と、Ｘガイドレール５０１とのバランスをとるバランサー５０７とから構成されている。また、Ｘ軸搬送部５１には、Ｘ方向左右端部にＸ軸サーボモータ５０２の非常停止を行うリミットスイッチが配置されている（図示省略）。同じく、Ｙ軸搬送部５２には、Ｙ方向上下端部にＹ軸サーボモータ５０３の非常停止を行うリミットスイッチが配置されている（図示省略）。
【０１０７】
［制御部の構成］
図１９は、図１に示した自動販売機の制御系を示すブロック図である。制御部６０１は、各種データおよびプログラムを記憶するメモリ６０２を有し、商品選択ボタン１１０、コイン機構１１２およびビルバリデータ１１３からの入力信号に基づき、Ｘ−Ｙ搬送機構５、スパイラルラック２、バケットユニット４の動作を制御する。Ｘ−Ｙ搬送機構５に対してはＸ軸サーボモータ５０２およびＹ軸サーボモータ５０３の回転制御を行うと共にガイドレール５０１、５０４上のリミットスイッチからの非常停止信号を受けてＸ軸サーボモータ５０２およびＹ軸サーボモータ５０３を停止制御する。
【０１０８】
スパイラルラック２に対しては、駆動用モータ２１０の回転制御を行うと共に商品検出スイッチ２１４による商品抜けの信号を受けて駆動用モータ２１０を余分に回転させ、スパイラルピッチ２０２ｐを送る。バケットユニット４に対しては、プッシャモータ４０７を駆動してピンプッシャ機構４２の作動制御を行い、商品検出スイッチ４３０の商品検知信号を受けて駆動用モータ４１６の回転制御を行い、姿勢制御機構４４およびコンベヤ４５を制御する。また、フラッパ開閉検知スイッチ４０３ａ、４３８による商品搬出信号を受けて駆動用モータ４１６を停止する。なお、制御部６０１が、上記の他に通常の自動販売機１に必要な制御を行うことはいうまでもない。
【０１０９】
（実施の形態２）
図２０は、この発明の実施の形態２にかかるスパイラルラックの構造を示す説明図である。このスパイラルラック１２は、実施の形態１と異なり、動力源を切り離して後述するバケットユニット１４側から動力を得るようにした構造である。まず、スパイラルラック１２の構造から説明する。このスパイラルラック１２は、スパイラル回転機構２２０によりスパイラル２０２を回転させている点に特徴があり、その他の構成は実施の形態１と同様であるからその説明を省略する。一方のスパイラル軸２０４のスパイラル取付用フランジ２０３後段には、一部に歯を設けていない平歯車２２１が固定されている。
【０１１０】
また、この平歯車２２１には、その噛み合い位置に第２の平歯車２２２が設けられており、この平歯車２２２と同軸に伝達経路を直角に曲げるためのかさ歯２２３が設けられている。かさ歯車２２３の軸２２４は、コラムケース２０１の側面部で回転支持されており、その中間位置にはプーリ２２５が設けられている。また、このプーリ２２５とラック前部に設けたプーリ２２６との間にはベルト２２７（タイミングベルト）が張架されている。さらに、ラック前部のプーリ軸２２８はコラムケース２０１の側面部で回転支持されている。また、プーリ軸２２８の当該側面部から突出した部分には、バケットユニット１４側の連結歯車４１２と噛み合うラック歯車２２９が固定されている。
【０１１１】
一方、スパイラル軸２０４には、波形状の爪部２３０を有する爪車２３１が固定されている。また、爪車２３１の後段には、スパイラル軸２０４を中心にして揺動するレバー２３２が設けられている。レバー２３２の端部には、揺動可能な棒状の爪２３３が設けられており、この爪２３３の先端が爪車２３１の爪部２３０に係止するようになっている。コラムケース２０１の側面には、当該コラムケース２０１の長手方向に沿ってスライドするスライダ２３４が設けられている。このスライダ２３４の後部には、斜め方向に溝２３５が設けられており、当該溝２３５に対してレバー２３２の端部に設けた突起部２３６が係合している。
【０１１２】
このスライダ２３４はラック側面に設けたスライダ摺動部２３７上をスライド可能となっているが、通常は、ラック側面との間に設けた復帰バネ２３８によりラック前方に付勢されている。また、スライダ２３４の前部は、バケットユニット１４側のピンプッシャ４０５を受けるため、折り曲げられている。また、スパイラル軸２０４の最後段には、大型の平歯車２３９が設けられ、もう一方のスパイラル軸２０４に設けた平歯車２４０と噛み合っている。
【０１１３】
なお、スライダ２３４を設けたラック側面には、当該スライダ２３４などを保護するカバー２４１が設けられている。また、コラムケース２０１の下面には、ラック前部に設けた商品検出スイッチ２１４からの配線２１６が敷設されている。配線２１６端部のコネクタ２１５は、スパイラル回転機構２２０のケース２４２下部に固定されている。
【０１１４】
図２１は、この発明の実施の形態２にかかるバケットユニットの構造を示す説明図である。このバケットユニット１４は、実施の形態１のスパイラルラック用バケットユニット４６にピンプッシャ機構４８を設け、さらに図２０に示したスパイラルラック１２に動力を伝達する駆動歯車４５０および連結歯車４５１を設けた点に特徴がある。その他の構成は、実施の形態１と略同様であるから説明を省略する（構成要素は説明の便宜上、一部図示を省略する）。
【０１１５】
まず、ピンプッシャ機構４８は、実施の形態１のものと同じ構成であって、スパイラルラック１２側に突き出るピンプッシャ４５２と、このピンプッシャ４５２を保持して前進後退を行うナピアネジ機構４５３と、ナピアネジ機構４５３を駆動するプッシャモータ４５４とから成る。ナピアネジ機構４５３は、ナット部４５５とネジ部４５６とからなり、このナット部４５５にピンプッシャ４５２が取り付けられている。また、ネジ部４５６の端部歯車４５７は、プッシャモータ４５４の歯車４５８と噛み合っている。また、ナット部４５５の下方には、連結歯車４５１を軸支した揺動板４５９と係合するドグ４６０が設けられている。
【０１１６】
駆動歯車４５０は、ボックスラック用バケットユニット４１側の後部中段に設けたガイドローラ４１８の軸に固定され、ボックスラック用バケットユニット４１内に設けた駆動用モータ４１６から動力を得るようにしている。さらに、スパイラルラック１２側のラック歯車２２９を駆動するために、駆動歯車４５０に噛み合うと共にガイドローラ４１８の軸を中心として揺動する連結歯車４５１が設けられている。連結歯車４５１は、ガイドローラ４１８の軸を中心に揺動する揺動板４５９に軸支してある。この揺動板４５９の一部には、ナット部４５５に設けたドグ４６０と係合する突起４６１が設けられている。
【０１１７】
また、揺動板４５９は、バケットユニット筐体４２３との間にコイルバネ４６２を設けている。かかる構成によれば、スパイラルラック１２から動力源を切り離し、全スパイラルラック１２の動力源をバケットユニット１４側に設けたので、制御を簡略にできると共に動力源の少ない分、自動販売機１のコストを低減することができる。
【０１１８】
図２２は、スパイラル回転機構の動作を示す説明図である。販売待機状態では、同図（ａ）に示すように、平歯車２２１の歯を設けていない部分２２１ａにおいて第２の平歯車２２２との噛み合いが外れており、かつ、レバー２３２の爪２３３と爪車２３１の爪部２３０とが係合状態にある。つぎに、バケットユニット１４が所定のスパイラルラック１２の前面下方にアクセスした後、ピンプッシャ機構４８を作動させる。まず、ピンプッシャ機構４８のナット部４５５が移動することにより、同図（ｂ）に示すように、揺動板４５９と共に連結歯車４５１が揺動してスパイラルラック１２側のラック歯車２２９と噛み合う。
【０１１９】
これにより、バケットユニット１４側の駆動用モータ４１６からラック歯車２２９、プーリ２２６、タイミングベルト２２７およびかさ歯車２２３を介して第２の平歯車２２２に至るまでの伝達経路が形成される。つぎに、ピンプッシャ４５２がスライダ２３４を押し込むことにより、同図（ｃ）に示すように、溝２３５内の突起部２３６が下方に移動し、レバー２３２が揺動する。これにより、レバー２３２の爪２３３が爪車２３１の爪部２３０を押して当該爪車２３１を若干回転させる。この回転により、平歯車２２１の歯と第２の平歯車２２２とが噛み合う。これにより、バケットユニット１４側の駆動用モータ４１６からスパイラル軸２０４までの動力伝達経路が完成する。
【０１２０】
この状態で、駆動用モータ４１６から動力を伝達することにより、スパイラル軸２０４の回転が継続する（同図（ｄ））。スパイラル軸２０４が略１回転すると、再び平歯車２２１の歯が設けられていない部分２２１ａが第２の平歯車２２２側に来る。これにより、動力伝達が遮断されてスパイラル軸２０４の回転が停止する（同図（ａ））。スパイラル軸２０４の回転により商品がスパイラルラック２から送り出され、上部開口４３９からバケットユニット１４内に落とし込まれる。駆動用モータ４１６は、商品の受容に伴う商品検出スイッチ４４０の商品検出信号に基づき、動作を停止する。そして、バケットユニット１４により商品を商品取出口１０３まで搬送したら、駆動用モータ４１６によりコンベヤ４７を駆動し、バケットユニット１４から商品を搬出する（図示省略）。
【０１２１】
なお、再びスパイラル軸２０４を回転させる場合は、連結歯車４５１とラック歯車２２９とを噛み合わせると共にピンプッシャ４５２によりスライダ２３４をもう一度押し込むようにすればよい。このスパイラル回転機構２２０によれば、スパイラル軸２０４を１回転してから確実に停止させることができる。なお、ボックスラック側の動作については、実施の形態１と同様であるから説明を省略する。
【０１２２】
上記スパイラル回転機構２２０では、スライダ２３４や爪車２３１などを用いて、スパイラル軸２０４を１回転してから確実に停止させるように構成したが、かかる構成を省略するようにしてもよい。すなわち、スライダ２３４、レバー２３２および爪車２３１を省略し、さらにスパイラル軸２０４に設けた平歯車２２１の歯を全周に渡って設けるようにする。これに伴い、バケットユニット１４側のピンプッシャ機構４８のピンプッシャ４５２が不要になる。ただし、連結歯車４５１を揺動させるため、ナピアネジ機構４５３とプッシャモータ４５４は必要である。
【０１２３】
（実施の形態３）
図２３は、この発明の実施の形態３にかかるバケットユニットの構造を示す説明図である。このバケットユニット２４は、実施の形態１におけるボックスラック用バケットユニット４１とスパイラルラック用バケットユニット４６とを一体化したものである。基本的な構造はボックスラック用バケットユニット４１と同様であるが、底面に設けたコンベヤ４９の傾斜角度を変更できる点と、横方向のサイズを大きくしてスパイラルラック用バケットユニット４６と略同じサイズにしている点が異なる。
【０１２４】
かかる構成によれば、バケットユニット２４をコンパクトにできる。なお、商品検出スイッチ４３０は、ボックスラック３を使用する場合とスパイラルラック２を使用する場合とで共用になっている。以下、実施の形態１と同様の部分はその説明を省略し、異なる部分について説明する。
【０１２５】
バケットユニット２４の側面には、コンベヤ４９の傾斜角度を変更するために、傾斜角度変更機構４７０を設けてある。図２４は、図２３に示した傾斜角度変更機構の概略構成を示す説明図である。前記コンベヤ４９はプーリ４２５の回転軸を支持するフレーム４７１を有する。このフレーム４７１は、コイルバネ４７２によって常時上方に引っ張られている。また、このフレーム４７１の頂部には、コの字形状に折り曲げられその足部に長穴４７３を有する支持部材４７４が設けられている。支持部材４７４の長穴４７３には、位置決めピン４７５が通されており、この位置決めピン４７５をコイルバネ４７６によってフレーム４７１側に付勢している。
【０１２６】
位置決めピン４７５は、バケットユニット２４の側面に設けられ且つ鍵部分４７７を有する円弧形状のガイド溝４７８を貫通すると共に、バケットユニット筐体４２３側面に突出している。また、コンベヤ４９のプーリ軸も筐体側面に設けた円弧形状の溝から突出し（図示省略）、その端部に歯車４７９を固定している。この歯車４７９には減速輪列４８０が設けられ、従動車４８１の一部には長めの突起４８２が形成されている。この突起４８２は、従動車４８１が回転することによって位置決めピン４７５に干渉するようになっている。一方、連結歯車４１２を軸支する揺動板４１３には、象の鼻形状をしたカム突起４８３が形成されている。
【０１２７】
図２５は、コンベヤの傾斜角度変更機構の動作を示す説明図である。まず、同図（ａ）に示すように、コンベヤ４９がスパイラルラック２から送り出される商品を受容する場合には、実施の形態１のスパイラルラック用のコンベヤ４７と同様に、コンベヤ４９の傾斜角度がきつく設定されている。スパイラルラック２からの商品を受容する場合は、ナピアネジ機構４０６を作動させないでコンベヤ４９を駆動するため、傾斜角度変更機構４７０は動作しない。
【０１２８】
つぎに、ボックスラック３からの商品を受容する場合、コンベヤ４９を、実施の形態１のボックスラック用のコンベヤ４５と同じ傾斜角度に変更する必要がある。まず、ピンプッシャ機構４２を作動させてピンプッシャ４０５を突き出すと、ナピアネジ機構４０６のナット部４０８が揺動板４１３の突起４２２に係合し、揺動板４１３が揺動する。なお、かかる動作は実施の形態１と同様であるから図示を省略する。続いて、この揺動板４１３の揺動によりカム突起４８３が位置決めピン４７５に干渉し、位置決めピン４７５がカム突起４８３に従動する（同図（ｂ））。コンベヤ４９は、位置決めピン４７５がガイド溝４７８に沿って下方に移動するに従い、その傾斜角度を緩和してゆく。
【０１２９】
続いて、カム突起４８３がさらに回転すると、同図（ｃ）に示すように、位置決めピン４７５がガイド溝４７８の下端まで運ばれ、カム突起４８３の先端部分４８３ａによってガイド溝４７８の鍵部分４７７に押し込まれる。位置決めピン４７５は、支持部材４７４の長穴４７３に沿って移動可能であり且つフレーム４７１側に付勢されているから、同図（ｄ）に示すように、ガイド溝４７８の鍵部分４７７で係止状態になる。
【０１３０】
つぎに、ピンプッシャ機構４２を再び作動させてピンプッシャ４０５を引っ込めると、揺動板４１３と共にカム突起４８３が元の位置に戻る。位置決めピン４７５は、鍵部分４７７に係止しているため当該カム突起４８３とは干渉しない。商品がバケットユニット４内に受容されて商品取出口１０３まで搬送されると、コンベヤ４９が作動を開始する。コンベヤ４９が作動すると、減速輪列４８０の従動車４８１が回転を始める。減速輪列４８０の減速比は、プーリ４２９がコンベヤ４９上の商品を完全に搬出するのに必要な回転数に対し、プーリ４２９がそれ以上の回転をしたときに従動車４８１が１回転するように設定する。
【０１３１】
従動車４８１が回転すると、同図（ｅ）に示すように、その突起４８２が位置決めピン４７５に干渉する。これにより、鍵部分４７７から位置決めピン４７５が押し出される（同図（ｆ））。位置決めピン４７５が鍵部分４７７との係合を失うと、同図（ｇ）に示すように、コンベヤ４９に設けたコイルバネ４７２によって当該コンベヤ４９が上方に持ち上げられる。これにより、コンベヤ４９がスパイラルラック２から送り出される商品を受容する状態に戻る。
【０１３２】
なお、ガイド溝４７８上にある位置決めピン４７５は、突起４８２先端の軌跡より外に位置するので、コンベヤ作動時において当該突起４８２と干渉することはない。このようにすれば、スパイラルラック対応時にはコンベヤ４９の傾斜角度をきつく保ち、ボックスラック対応時にはコンベヤ４９の傾斜角度をゆるく保つことができる。なお、この他の基本的な動作は、実施の形態１と同様であるから説明を省略する。また、上記構成の他に、コンベヤ４９の傾斜角度を変更するアクチュエータを別途設けるようにしてもよい。たとえば、モータ駆動によりコンベヤ４９の傾斜角度を変更するようにしてもよい。
【０１３３】
（実施の形態４）
図２６は、この発明の実施の形態４にかかる自動販売機のスパイラルラックを示す斜視図である。図２７は、図２６に示したスパイラルラックの正面図、図２８は、図２６に示したスパイラルラックの平面図である。このスパイラルラック２３は、板金製作したコラムケース２５１内の長手方向に２本の金属製スパイラル２５２を縦配置した構成である。各スパイラル２５２の一端は、スパイラル取付用フランジ２５３によってスパイラル軸２５４に固定され、他端は、ラック前面側で解放状態となる。
【０１３４】
下段のスパイラル２５２は、コラムケース２５１底面に設けた山形のガイド部２５５により正しい位置に保持されている。上段のスパイラル２５２は、コラムケース２５１後部上段から前部にかけて設けたガイドバー２５６により接触支持されている（ガイドバー２５６によりスパイラル２５２を吊り下げた状態になっている）。このガイドバー２５６の前端部は、商品と干渉しないように曲げ加工され、コラムケース２５１の前部両側面にて固定されている。
【０１３５】
各スパイラル軸２５４の端部には平歯車２５７が固定されており、一方の平歯車２５７と他方の平歯車２５７とは二つの中間車２５８を介して連結している。この中間車２５８の一つに動力源となる駆動用モータ２５９のギア２６０が噛んでおり、この駆動用モータ２５９の回転により両方の平歯車２５７に対して互いに逆方向の回転を与えている。駆動用モータ２５９、中間車２５８および平歯車２５７はコラムケース奥側に設けた動力ボックス２６１内に収容されている。
【０１３６】
商品Ｇは、上下スパイラル２５２のピッチ２５２ｐ間とコラムケース２５１側面とにより拘束される（図２７，２８参照）。このスパイラルラック２３を用いることにより、長い商品を収容し、送り出すことができる。また、コラムケース２５１の底面には、ラック支持枠１０８上を走行するガイド車２６２が設けられている。なお、上記中間車２５８の代わりにベルトによって駆動用モータ２５９の回転をスパイラル軸２５４に伝達するようにしてもよい。また、商品Ｇの長さに合わせてスパイラル２５２の間隔を調整可能に構成するようにしても良い。さらに、三つ以上のスパイラル２５２を縦に配置するようにしてもよい。
【０１３７】
上記構成において、ユーザが商品Ｇを選択した場合、その商品Ｇを収容しているスパイラルユニット２３のスパイラル２５２が回転し、１／２ピッチ送ることによりスパイラルラック２３から商品Ｇが送り出される（スパイラル２５２の左右に商品Ｇが拘束されているため）。商品Ｇは、スパイラルラック２３の下方で待機しているバケットユニット４により受容され、商品取出口１０３まで搬送される。
【０１３８】
また、実施の形態１と同様に、バケットユニット４がスパイラルラック２の前面下方に到達する前にスパイラル２５２を回転させるようにしてもよい。このようにすれば、商品受容までの時間を短縮することができる。さらに、実施の形態２に示したように、このスパイラルラック２３から動力源を切り離して、バケットユニット４側から動力の供給を受けるようにしてもよい。このようにすれば、制御が簡単になると共に自動販売機のコストを低減することができる。
【０１３９】
（実施の形態５）
図２９は、この発明の実施の形態５にかかる自動販売機のボックスラックを示す斜視図である。図３０は、図２９に示したボックスラックの断面図である。このボックスラックは実施の形態１に示したものと略同様の構成であるが、プッシャ３１３を設けず、搬送ベルト３３０のみによって商品を送り出すようにした点に特徴がある。まず、コラムケース３３１の前部と後部とにプーリ３３２を設け、これらプーリ３３２間に搬送ベルト３３０を張架する。後部のプーリ３３２には、搬送ベルト３３０の張力を調整するコイルバネ３３３を設ける。また、搬送ベルト３３０の搬送側には、搬送ベルト３３０を裏面で支持する支持ローラ３３４が複数配置してある。
【０１４０】
一方、前部のプーリ軸にはラック歯車３３５が設けてある。このラック歯車３３５がバケットユニット４の連結歯車４１２と噛み合うことにより、駆動用モータ４１６から動力を得る。ゲート機構３０３については、実施の形態１と同様であるから説明を省略する。コラムケース３３１の底面であって搬送ベルト３３０の両側にはレール３３６が設けられているが、このレール３３６は搬送ベルト３３０の上面より若干低く位置している。
【０１４１】
搬送ベルト３３０は、平ベルトでもタイミングベルトでもよい。また、ベルトの材料は、搬送面の摩擦係数が大きいことが条件になるが、具体的に使用可能な材料としては、硬度７０以下のポリウレタン、シリコンおよび軟質ＰＶＣなどを挙げることができる。硬度７０以下のポリウレタンは、耐磨耗性、耐久性、コスト等の点から最も好ましい。特に、商品側の材料が金属や紙の場合に比べ、樹脂の場合に極めて有効となる。すなわち、このボックスラックは、サンドイッチや菓子パンのように樹脂でラッピングされた商品や、惣菜や弁当のように樹脂容器でできた商品の搬送に適しているといえる。
【０１４２】
搬送ベルト３３０と商品との摩擦係数が大きい場合、ローディング時の姿勢を保持したまま、商品を搬送することができる。また、搬送ベルト３３０の商品搬送面に水滴や塵が付着しても、搬送中の商品姿勢が変わりにくい。これにより、商品を一個ずつ確実に送り出すことができ、さらに商品を傷つけることがない。バケットユニット４側では、商品検出スイッチ４３０からの商品検知信号に基づいて、ピンプッシャ４０５を引っ込めて動力伝達を遮断し、駆動用モータ４１６の回転を停止する。
【０１４３】
この実施の形態５にかかるボックスラック１３は、上記実施の形態１にかかるボックスラック３と組み合わせて使用できる。また、搬送ベルト３３０を用いているから、多種多様の商品を搬送することができる。このため、当該ボックスラック１３のみによって商品収容ラック１０２を構成することもできる。また、実施の形態１または２にかかるスパイラルラック２、１２との併用も可能である。さらに、このボックスラック１３のサイズは、実施の形態１のボックスラック３と同じであるから、同一のラック支持枠１０８に取り付けることができる。
【０１４４】
（実施の形態６）
図３１は、この発明の実施の形態６にかかる自動販売機を示す説明図である。この自動販売機１は、上記Ｘ−Ｙ搬送機構５に代えて垂直多関節ロボット７を用いるようにしたものである。このロボット７は、本体ケース１０１内の商品収納ラック１０２の前面に設置され、その制御は制御部６０１により行われる。関節部７０１には、サーボモータと減速機が取り付けられている。また、リンク先端部のピボット７０２には、上記実施の形態において示したバケットユニット４が取り付けられている。バケットユニット４は、当該ロボット７によりＸ−Ｙ平面座標となる商品収納ラック１０２前面を移動する。なお、同図では３自由度のロボット７を示したが、平面内の作業で好ましいとされる４自由度以上のロボットを用いるようにしてもよい。
【０１４５】
また、このロボット７は、自動販売機１の販売操作パネル１０９に設けたジョイスティック７０３によりマニュアル操作することができる。通常は、商品選択ボタン１１０により商品を選択し、その選択した商品をロボット７が自動的に取り出すようにしているが、マニュアル操作ボタン７０４を押すことにより、ユーザがロボット７を直接操作して商品を取り出すことができる。具体的には、図３２（ａ）に示すように、ユーザがマニュアル操作ボタン７０４を押すことにより、マニュアル操作モードに入る。液晶表示パネル１１１には、マニュアル操作モードに入ったことが表示される。
【０１４６】
つぎに、同図（ｂ）に示すように、ユーザがジョイスティック７０３を操作し、ロボット７の先端に設けたバケットユニット４を所定のスパイラルラック２またはボックスラック３の前面に概ね位置させる。液晶表示パネル１１１には、バケットユニット４が対面するラック番号が常に表示される。この状態でユーザがジョイスティック７０３頭部の確定ボタン７０５を押すと、再びオート操作モードに入り、制御部６０１がバケットユニット４の位置を誤差調整する（同図（ｃ））。
【０１４７】
このとき、液晶表示パネル１１１には、バケットユニット４が対面するラック番号とオート操作モードに入った旨が表示されると共に、商品操作パネル１０９上の方向指示灯７０６が誤差調整状態を点灯表示する。なお、バケットユニット４のアクセス後の動作は上記実施の形態と同様であるので説明を省略する。バケットユニット４が商品を受容すると、ロボット７が自動的にバケットユニット４を商品取出口１０３まで移動する。なお、商品を受容した後の動作をマニュアル操作により行うようにしてもよい。
【０１４８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の自動販売機によれば、ボックスラックとスパイラルラックとを併用したので、多種多様の商品を販売することができる。
【０１４９】
また、この発明の自動販売機によれば、複数のスパイラルをコラムケース内に縦方向に配置し、少なくともスパイラルピッチ間で商品を拘束するようにしたので、スパイラルラックのサイズを横方向に小さくできる。
【０１５０】
また、この発明の自動販売機によれば、底部に搬出コンベヤを設けたバケットユニットおよびＸ−Ｙ搬送機構によって商品を搬送、搬出するようにしたので、商品の破損を防止できると共にシースルー自動販売機において商品を丁寧に扱っていることを印象づけることができる。
【０１５１】
また、この発明の自動販売機によれば、スパイラルラック用バケットユニットとボックスラック用バケットユニットとを一体構成にしたので構成が簡単になる。特に、機構全体を共通化した場合には、スパイラルラックの位置規制がなくなるので、商品収納ラックの自由度が増す。
【０１５２】
また、この発明の自動販売機によれば、Ｘ−Ｙ搬送機構、バケットユニット、および複数のスパイラルを横方向または縦方向に配置したスパイラルラックにより自動販売機を構成するようにしたので、多種多様の商品を販売することができる。
【０１５３】
また、この発明の自動販売機によれば、スパイラルラック側から動力源を切り離してバケットユニット側に設けるから、動力源が一つで済む。このため、コストの低下を図ることができる。
【０１５４】
また、この発明の自動販売機によれば、動力源をスパイラルラック側およびボックスラック側から切り離してバケットユニット側に設け、スパイラルラックおよびボックスラックを駆動する動力源を共通化したので、さらに、コスト低減を図ることができる。
【０１５５】
また、この発明の自動販売機によれば、スパイラルを１回転させて確実に停止でき、また、外部からの機械力により再び回転させることができる。
【０１５６】
また、この発明の自動販売機によれば、バケットユニットがスパイラルラックの前面下側近傍に位置するに先だって、スパイラルを回転させるようにしたので、短時間で商品を送り出すことができる。
【０１５７】
また、この発明の自動販売機によれば、スパイラルピッチ間に商品の抜けを検出する検出スイッチを設けたので、商品の空売りを防止することができる。
【０１５８】
また、この発明の自動販売機によれば、商品抜け検出手段をスパイラルピッチ間に設け、商品の抜けを検出して商品抜け情報を出力し、この商品抜け情報に基づいてバケットユニットに設けた動力源を制御するようにしたので、商品の空売りを防止することができる。
【０１５９】
また、この発明の自動販売機によれば、多関節ロボットを用いて商品を取り出すようにしたので、ユーザを楽しませることができる。
【０１６０】
また、この発明の自動販売機によれば、多関節ロボットをジョイスティックにより動かすようにしたので、ユーザが楽しみながら商品を購入することができる。
【０１６１】
また、この発明の自動販売機に用いるスパイラルラックによれば、スパイラルラック側から動力源を切り離してバケットユニット側に設けるから、動力源が一つで済み、コストを低減することができる。
【０１６２】
また、この発明の自動販売機に用いるスパイラルラックによれば、複数のスパイラルをコラムケース内に縦方向に配置して、スパイラルピッチ間で商品を拘束し、当該スパイラルの回転により商品を送り出すようにしたので、商品を縦方向に収容することができる。
【０１６３】
また、この発明の自動販売機に用いるスパイラルラックによれば、スパイラルを１回転させて確実に停止でき、また、外部からの機械力により再び回転させることができる。
【０１６４】
また、この発明の自動販売機に用いるスパイラルラックによれば、スパイラルピッチ間に商品の抜けを検出する検出スイッチを設けたので、商品の空売りを防止できる。
【０１６５】
また、この発明の自動販売機に用いるボックスラックによれば、ベルト運搬装置のベルトのうち、少なくとも商品運搬面を樹脂硬度７０以下のポリウレタンで構成したので、商品に対する摩擦を十分に確保できるから姿勢を安定的に保ちつつ、ベルト運搬することができる。
【０１６６】
また、この発明の自動販売機に用いるボックスラックによれば、ボックスラック側から動力源を切り離して外部に設けるから、動力源が一つで済む。このため、コストを低減することができる。また、ベルトの商品運搬面に樹脂硬度７０以下のポリウレタンを用いるようにしたので、商品の姿勢を安定的に保持しつつ、ベルト運搬することができる。
【０１６７】
また、この発明の自動販売機によれば、上記自動販売機のボックスラックとして、上記ボックスラックを用い、また、この発明の自動販売機によれば、上記自動販売機のボックスラックと、ボックスラックの前面下側近傍に位置してボックスラックから送り出した商品を受けると共に受けた商品を搬出するコンベヤを底部に設けたバケットユニットと、バケットユニットを上下左右に移動するＸ−Ｙ搬送機構とを備えた。このため、商品の姿勢を安定的に保持しつつベルト運搬することができる。また、多種多様の商品を運搬することができる。
【０１６８】
つぎに、この発明の自動販売機によれば、スパイラルラックとボックスラックとの間で互換性が得られるから、ラックの組み合わせパターンを増やすことができる。このため、多種多様の商品に対応することができる。
【０１６９】
つぎに、この発明の自動販売機によれば、Ｘ−Ｙ搬送機構をジョイスティックにより動かすようにしたので、ユーザが楽しみながら商品を購入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる自動販売機を示す斜視図である。
【図２】図１に示した自動販売機の正面図である。
【図３】図１に示した自動販売機の内部説明図である。
【図４】図１に示した自動販売機の商品収納ラックの正面図である。
【図５】図１に示したスパイラルラックを示す斜視図である。
【図６】図５に示したスパイラルラックの上面図である。
【図７】図５に示したスパイラルラックのＡ視図である。
【図８】図５に示したスパイラルラックの背面図である。
【図９】図５に示したスパイラルラックの裏面図である。
【図１０】図１に示したボックスラックを示す斜視図である。
【図１１】図１０に示したボックスラックの正面図および側面図である。
【図１２】図１に示したバケットユニットを示す構成図である。
【図１３】図１に示したボックスラック用のバケットユニットを示す構成図である。
【図１４】図１に示したスパイラルラック用のバケットユニットを示す構成図である。
【図１５】減速機構の回転軸とのジョイント部を示す斜視図である。
【図１６】ボックスラックおよびバケットユニットの動作を示す説明図である。
【図１７】スパイラルラックおよびバケットユニットの動作を示す説明図である。
【図１８】図１に示したＸ−Ｙ搬送機構の構造を示す斜視図である。
【図１９】図１に示した自動販売機の制御系を示すブロック図である。
【図２０】この発明の実施の形態２にかかるスパイラルラックの構造を示す説明図である。
【図２１】この発明の実施の形態２にかかるバケットユニットの構造を示す説明図である。
【図２２】スパイラル回転機構の動作を示す説明図である。
【図２３】この発明の実施の形態３にかかるバケットユニットの構造を示す説明図である。
【図２４】図２３に示した傾斜角度変更機構の概略構成を示す説明図である。
【図２５】コンベヤの傾斜角度変更機構の動作を示す説明図である。
【図２６】この発明の実施の形態４にかかる自動販売機のスパイラルラックを示す斜視図である。
【図２７】図２６に示したスパイラルラックの正面図である。
【図２８】図２６に示したスパイラルラックの平面図である。
【図２９】この発明の実施の形態５にかかる自動販売機のボックスラックを示す斜視図である。
【図３０】図２９に示したボックスラックの断面図である。
【図３１】この発明の実施の形態６にかかる自動販売機を示す説明図である。
【図３２】図３１に示したロボットの動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１  自動販売機
１０１  本体ケース
１０２  商品収納ラック
１０３  商品取出口
１０４  外扉
１０５  内扉
１０６、１０７  透明板
１０８  ラック支持枠
１０９  販売操作パネル
２  スパイラルラック
２０１  コラムケース
２０２  スパイラル
２０６  レール部材
２０８  平歯車
２０９  中間車
２１０  駆動用モータ
２１１  ギア
２１４  商品検出スイッチ
３  ボックスラック
３０１  コラムケース
３０２  商品払出機構
３０３  ゲート機構
３０４  プッシャ機構
３０５  ゲート板
３０６  揺動機構
３０７  円筒カム
３０８  スライダ
３１３  プッシャ
３１４  ベルト機構
３１５  ベルト
４  バケットユニット
４１  ボックスラック用バケットユニット
４２  ピンプッシャ機構
４３  駆動機構
４４  姿勢制御機構
４５、４７  コンベヤ
４０５  ピンプッシャ
４０６  ナピアネジ機構
４０７  プッシャモータ
４１２  連結歯車
４１３  揺動板
４１４  ドグ
４１６  駆動用モータ
４１８、４２５、４２６  ガイドローラ
４２０  ベルト
４２１  駆動歯車
４４２  継ぎ手
５  Ｘ−Ｙ搬送機構
５１  Ｘ軸搬送部
５２  Ｙ軸搬送部
６０１  制御部
６０２  メモリ
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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