JPH06348952A - 位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２組の光センサを変則的に用いることによ
り、２方向の位置決めを可能にする位置決め装置を提供
することを目的とする。 【構成】 第１部材６に対する第２部材２４のＸ方向お
よびＹ方向の所定位置をそれぞれ検出する第１、および
第２光センサ１５，１６と、第２部材２４をＸ、および
Ｙ方向にそれぞれ移動させるＸ方向、およびＹ方向移動
手段２１，２３と、第１、第２光センサ１５，１６の検
出信号に基づいてＸ方向、およびＹ方向移動手段２１，
２３の移動動作をそれぞれ停止させる制御手段２５とを
備え、第１光センサ１５の投光器６１および受光器６２
は、Ｘ方向の所定位置において、Ｙ方向に対向するよう
に、第１部材６および第２部材２４に分離して搭載さ
れ、第２光センサ１６の投光器６３および受光器６４
は、Ｙ方向の所定位置において、Ｘ方向に対向するよう
に、第１部材６および第２部材２４に分離して搭載され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動販売機な
どに備えられる、位置検出手段として光センサを用いた
位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】位置検出手段としての光センサは、一般
に、発光素子などから成る投光器と、受光素子などから
成る受光器とを対向させて配置し、投光器と受光器との
間の光路を物体が遮ることにより、位置検出を行うよう
になっている。すなわち、光路を遮る物体が移動側であ
り、投光器および受光器が搭載されている装置が固定側
である場合には、物体の位置検出に基づき物体の移動を
停止することにより、その装置に対するその物体の位置
決めがなされ、逆に、物体が固定側であり、装置が移動
側である場合には、装置の位置検出に基づき装置の移動
を停止することにより、その物体に対するその装置の位
置決めがなされる。

【０００３】このような位置決め装置に用いられる光セ
ンサとして、例えばフォト・インタラプタなどが一般的
に用いられている。フォト・インタラプタは、間隙を存
して発光素子と受光素子とを対向させると共に、これに
電子回路を組み込んで一体にパッケージして構成されて
おり、固定側の部材にこのフォト・インタラプタを設
け、移動側の部材にフォト・インタラプタの間隙に位置
決め完了位置で挿入される遮光板を設け、位置検出手段
が構成されるようになっている。移動側の部材が固定側
の部材に接近してゆき、遮光板がフォト・インタラプタ
の間隙に挿入され、両素子間の光路が遮断されると、電
子回路を介して移動側の部材の駆動装置に検出信号が出
力される。この検出信号により、位置決め完了位置に移
動側の部材が停止され、固定側の部材に対する移動側の
部材の位置決めが行われる。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】ところで、カップ式自動販売機などにおい
て、飲料を調理する調理部を備えた販売機本体側と、調
理した飲料を購入者に提供する販売口を備えたメインド
ア側との間に、カップの受け渡しが生ずるような場合、
どうしても販売機本体側のカップを受け渡す装置と、メ
インドア側のカップを受け取る装置との間で、位置決め
を行う必要がある。これは、販売機本体（キャビネッ
ト）がその設置状態（完全に水平がとれていない場合）
により歪みを生じたり、メインドアのヒンジが摩耗した
り、メインドア自体が歪んだりすることにより、両者間
の位置合わせ状態が比較的不安定であることに起因して
いる。このような、カップを受け渡す装置とカップを受
け取る装置との間の位置決めは、これらの装置の構造に
もよるが、直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向のうちの、少
なくとも２方向について行う必要があり、かつ、位置を
検出するセンサ（スイッチを含む）には、非接触式のも
のが好ましい。

【０００５】しかるに、この２方向の位置決めを上記従
来のフォト・インタラプタで行おうとすると、２組のフ
ォト・インタラプタを互いに直交する方向に配置して、
カップ受渡し装置またはカップ受取り装置に搭載し、こ
れに対応させて他方の装置に２枚の遮光板を直交させて
取り付ける必要がある。しかし、このように構成する
と、一方のフォト・インタラプタの間隙に、対応する遮
光板が挿入されて、一方向の位置決めが完了し、次に他
方向の位置決めに移ったときに、上記の遮光板が、上記
のフォト・インタラプタの受光素子または発光素子に突
き当たってしまう問題が生ずる。すなわち、この種の光
センサでは、１方向の位置決めには有効であるが、２方
向の位置決めには適さないものとなっている。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、２組の光センサを変則的に用いること
により、２方向の位置決めを可能にする位置決め装置を
提供することをその目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、固定側の第１部材に対する移動側の第２部材の
相対的な位置決めを、互いに直交するＸ方向およびＹ方
向の２方向について行うようにした位置決め装置であっ
て、第１部材に対する第２部材のＸ方向およびＹ方向の
所定位置をそれぞれ検出する第１光センサおよび第２光
センサと、第２部材をＸ方向およびＹ方向にそれぞれ移
動させるＸ方向移動手段およびＹ方向移動手段と、第１
光センサの検出信号に基づいてＸ方向移動手段の移動動
作を停止させると共に、第２光センサの検出信号に基づ
いてＹ方向移動手段の移動動作を停止させる制御手段と
を備え、第１、第２各光センサは、投光器と受光器とを
有し、第１光センサの投光器および受光器は、Ｘ方向の
前記所定位置において、Ｙ方向に互いに対向するよう
に、第１部材および第２部材に分離して搭載され、第２
光センサの投光器および受光器は、Ｙ方向の所定位置に
おいて、Ｘ方向に互いに対向するように、第１部材およ
び第２部材に分離して搭載されていることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】Ｘ方向、Ｙ方向両移動手段の移動動作により、
移動側の第２部材を、固定側の第１部材に接近させてゆ
くと、第１光センサおよび第２光センサのうち一方、例
えばＹ方向に投光器と受光器とを対向させた第１光セン
サが、第１部材に対する第２部材のＸ方向の所定位置を
検出し、検出信号を出力する。これに対応して、制御手
段がＸ方向移動手段を停止させ、第１部材に対する第２
部材のＸ方向の位置決めが完了する。同様に、Ｘ方向に
投光器と受光器とを対向させた第２光センサが、第１部
材に対する第２部材のＹ方向の所定位置を検出し、検出
信号を出力する。これに対応して、制御手段がＹ方向移
動手段を停止させ、第１部材に対する第２部材のＹ方向
の位置決めが完了する。

【０００９】このように、第１、第２各光センサの投光
器および受光器を、分離して、それぞれ第１部材および
第２部材に搭載することにより、第２部材のＸ、Ｙ両方
向への移動に際して、Ｘ、Ｙ両方向用の投光器および受
光器同士が相互に干渉することなく、位置決めを行うこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の一実施
例に係る位置決め装置を適用したカップ式自動販売機に
ついて説明する。この自動販売機は、商品販売口内で飲
料の調理（混合）が行われる従来のものと異なり、販売
機本体内で調理した調理済みのカップ入りの飲料を、メ
インドア側に受け渡し、ここで商品取出口内にリフトア
ップする形式のものである。図１は、ホット系インスタ
ントコーヒー用の調理部を有する自動販売機の斜視図で
ある。同図に示すように、この自動販売機１は、販売機
本体２と、販売機本体２の前面開口を開閉するメインド
ア３とから成り、販売機本体２側に、商品を調理すると
共に調理した商品（カップＣ）をメインドア３側に受け
渡す調理装置４を備え、メインドア３側に、調理装置４
から受け取った商品を、商品取出口５に下側から臨ませ
る昇降装置６とを備えて、構成されている。

【００１１】調理装置４は、水平面内において、左右方
向（Ｘ方向）および前後方向（Ｙ方向）にカップＣを自
在に搬送可能な搬送装置７と、搬送装置７の上側に左右
方向に並べて配設したカップ供給装置８、クリーム、イ
ンスタントコーヒーおよび砂糖の各キャニスタ９，１
０，１１、攪拌装置１２および湯タンク１３とで構成さ
れている。一方、昇降装置６は、メインドア３の内側の
商品取出口５の脇に取り付けられている。

【００１２】搬送装置７は、図１および図２に示すよう
に、カップＣを左右方向に搬送する左右移動機構（Ｘ方
向移動手段）２１と、左右移動機構２１の前方にこれに
平行に延びるガイドレール２２と、左右移動機構２１お
よびガイドレール２２間に渡すように設けられ、カップ
Ｃを前後方向に搬送する前後移動機構（Ｙ方向移動手
段）２３と、前後移動機構２３に搭載したカップ把持機
構２４と、これら左右移動機構２１、前後移動機構２３
およびカップ把持機構２４の作動を制御するコントロー
ラ（制御手段）２５とで構成されている。カップＣは、
カップ把持機構２４に適宜把持され、前後移動機構２３
により、前後方向に搬送されると共に、ガイドレール２
２に案内されて左右移動機構２１により、左右方向に自
在に搬送される。

【００１３】左右移動機構２１は、左右方向に直線的に
延びる支持フレーム２６と、支持フレーム２６の左右の
両端部にそれぞれ回転自在に軸支された駆動プーリ２７
および従動プーリ２８と、両プーリ２７，２８間に掛け
渡した無端の搬送ベルト２９と、駆動プーリ２７を回転
させるエンコーダ付き搬送モータ（パルスモータ）３０
とで構成されている。搬送ベルト２９の所定の部位に
は、前後移動機構２３が固定されており、搬送ベルト２
９が走行することにより、前後移動機構２３が、支持フ
レーム２６の上面とガイドレール２２の上面とに案内さ
れて、カップ把持機構２４と共に左右方向に移動され
る。

【００１４】同様に、前後移動機構２３は、前後方向に
直線的に延びる支持フレーム３１と、支持フレーム３１
の前後の両端部にそれぞれ回転自在に軸支された駆動プ
ーリ３２および従動プーリ３３と、両プーリ３２，３３
間に掛け渡した無端の搬送ベルト３４と、駆動プーリ３
２を回転させるエンコーダ付き搬送モータ（パルスモー
タ）３５とで構成されている。搬送ベルト３４の所定の
部位には、カップ把持機構２４が固定されており、搬送
ベルト３４が走行することにより、カップ把持機構２４
が、支持フレーム３１の上面に案内されて、前後方向に
移動される。

【００１５】カップ把持機構２４は、本体ケース３６の
正面上部に一対の把持アーム３７，３７を突設して構成
されており、本体ケース３６に内蔵したモータの作動に
より、カムおよびリンクを介して（いずれも図示せ
ず）、把持アーム３７を、カップＣを把持する把持位置
と、これを解除する把持解除位置との間で、開閉できる
ようになっている。カップＣは、その口縁部が把持位置
にある両把持アーム３７，３７間に、引っかかるように
して把持されるようになっている。

【００１６】コントローラ２５は、マイクロコンピュー
タ３８にモータドライバ３９を組み合わせて構成されて
おり（図２参照）、マイクロコンピュータ３８により、
モータドライバ３９を介して、左右移動機構２１、前後
移動機構２３およびカップ把持機構２４の作動を制御す
る。すなわち、ホームポジションで受け取ったカップＣ
を、カップ把持機構２４と共に、飲料の調理のために適
宜、左右方向および前後方向に搬送すると共に、カップ
Ｃを昇降装置６に受け渡し、かつカップＣを受け渡した
後のカップ把持機構２４を、ホームポジションまで移動
させる。

【００１７】カップ供給装置８は、カップＣを多数スト
ックしておくもので、図示しないが、下部には、カップ
Ｃを搬送装置７に受け渡す受渡し機構が設けられてい
る。カップ供給装置８の直下の位置が、搬送装置７、す
なわちカップ把持機構２４のホームポジションとなって
おり、販売指令が発せられると、受渡し機構により、カ
ップ供給装置８の内部からカップＣが、カップ把持機構
２４の把持アーム３７，３７間に１個ずつ落とし込まれ
る。

【００１８】クリームキャニスタ９、コーヒーキャニス
タ１０および砂糖キャニスタ１１は、それぞれ粉末原料
としてのクリーム、インスタントコーヒーおよび砂糖を
ストックしておくと共に、下部に突設した供給機構４１
により所定量の各粉末原料ＰをカップＣに供給する。各
供給機構４１の下側には、粉末シュータ４２が設けられ
ており、各キャニスタ９，１０，１１内の粉末原料Ｐ
は、搬送装置７により、適宜粉末シュータ４２の下側に
搬送されてくるカップＣに、この粉末シュータ４２を介
して供給される。

【００１９】湯タンク１３は、内部にヒータ（図示せ
ず）を備え、上部から湯をカップＣに供給するものであ
り、給湯口に湯弁（電磁弁）４３と、湯弁４３に連なる
供給ノズル４４とを備えている。供給ノズル４４の先端
は、攪拌装置１２の直下に搬送されてきたカップＣに、
湯を供給できるように、屈曲してカップＣの位置まで延
びている。

【００２０】攪拌装置１２は、カップＣ内の粉末原料と
湯とを混合攪拌する攪拌器４５と、攪拌器４５を昇降動
させる昇降機構４６とで構成されている。攪拌器４５
は、攪拌モータ４７の回転軸４８の先端に羽根車４９を
固定して構成され、全体が昇降機構４６のベルト駆動に
より昇降動される。粉末原料の入ったカップＣが攪拌器
４５の直下まで搬送されてくると、湯タンク１３から湯
が供給されると共に、相前後して攪拌器４５が下降し、
その羽根車４９がカップＣ内に挿入されて、攪拌（調
理）が行われる。

【００２１】昇降装置６は、粉末原料などの補給や調理
装置のメンテナンスなどに邪魔にならないように、メイ
ンドア３の内側に取り付けられており、メインドア３を
閉塞した状態では、搬送装置７の前側に臨むようになっ
ている。昇降装置６は、装置本体５１と、装置本体５１
内から外部に突出したカップ受け台５２とを備え、カッ
プ受け台５２は、カップＣを載置するコースタ部５２ａ
と、コースタ部５２ａを支持するアーム部５２ｂとで構
成されている（図２参照）。カップ受け台５２のアーム
部５２ｂは、装置本体５１内のベルトに固定されてお
り、昇降モータ（いずれも図示せず）により、ベルトが
上下方向に走行されることにより、カップ受け台５２が
昇降動されるようになっている。

【００２２】ここで、カップＣの移動動作を簡単に説明
する。販売指令により、カップ供給装置８から、ホーム
ポジションにあるカップ把持機構２４にカップＣが落と
し込まれると、カップＣは、カップ把持機構２４に把持
された状態で、左右移動装置２１および前後移動装置２
３により、クリームキャニスタ９の粉末シュータ４２の
直下まで、右後方にステップ送りされる。ここで、クリ
ームキャニスタ９からクリームの供給を受けた後、随時
右方向にステップ送りされながら、コーヒーキャニスタ
１０からインスタントコーヒーの供給を受け、砂糖キャ
ニスタ１１から砂糖の供給を受け、更に攪拌装置１２の
位置まで搬送される。ここで、カップＣ内に湯タンク１
３から湯が供給され、相前後して、攪拌装置１２が作動
し、上記各粉末原料と湯とが攪拌され、販売飲料が調理
される。

【００２３】次に、調理済みの飲料が満たされたカップ
Ｃは、カップ把持機構２４に把持された状態で、さらに
搬送装置７により、斜め左前方に位置する昇降装置６の
位置まで搬送される。カップＣが、昇降装置６近傍の所
定の位置まで搬送されてきて停止すると、昇降装置６が
作動し、昇降装置６のカップ受け台５２が、カップ把持
機構２４に把持されたカップＣを下側から持ち上げるよ
うにして受け取る。カップＣを完全に受け取った昇降装
置６は、ここでいったん停止して待機する。このとき、
カップ把持機構２４の把持アーム３７が把持解除位置に
開くと共に、前後移動機構２３が作動してカップ把持機
構２４を後退させ、続いて左右移動機構２１が作動し
て、カップ把持機構２４をホームポジションまで移動さ
せる。一方、カップ把持機構２４が後退すると、昇降装
置６がカップＣを所定の位置まで上昇させ、カップＣを
下側から商品販売口５に臨ませる。そして、商品購入者
によりカップＣが商品販売口５から取り出されると、カ
ップ受け台５２は、下降して元の位置（ホームポジショ
ン）に復帰する。そして、この場合、販売機本体２側の
カップ把持機構２４とメインドア３側の昇降装置６と
は、位置決め装置１４により、販売動作毎に自動的に位
置決めされ、カップＣの受け渡しに支障を生じないよう
になっている。

【００２４】次に、図２を参照して、この位置決め装置
１４について説明する。位置決め装置１４は、ホームポ
ジションにあって固定側の第１部材を構成する上記昇降
装置６と、移動側の上記カップ把持機構２４と、カップ
把持機構２４を左右方向に移動させる上記左右移動機構
２１と、カップ把持機構２４を前後方向に移動させる上
記前後移動機構２３と、昇降装置６およびカップ把持機
構２４に取り付けられた２組の光センサ（第１光センサ
および第２光センサ）１５，１６と、各光センサ１５，
１６の検出信号に基づいて、それぞれ左右移動機構２１
および前後移動機構２３の作動を停止させる上記コント
ローラ２５とで構成されている。

【００２５】第１光センサ１５は、発光ダイオードなど
から成る第１発光素子（発光）６１と、フォト・トラン
ジスタなどから成る第１受光素子６２とで構成されてい
る。第１発光素子６１は、カップ把持機構２４の本体ケ
ース３６の前面に固定された第１取付片３６ａに、前方
に向けて取り付けられ、これに対応して、第１受光素子
６２は、昇降装置６の装置本体５１の前面に固定された
第２取付片５１ａに、後向に向けて取り付けられてい
る。同様に、第２光センサ１６は、第２発光素子６３と
第２受光素子６４とで構成されており、第２発光素子６
３は、カップ把持機構２４の本体ケース３６の側面に、
右方に向けて取り付けられ、これに対応して、第２受光
素子６４は、昇降装置６の装置本体５１の側面に固定さ
れた第４取付片５１ｂに、左方に向けて取り付けられて
いる。

【００２６】すなわち、第１光センサ１５は、その第１
発光素子６１と第１受光素子６２とが前後方向に対向す
ることにより、昇降装置６に対するカップ把持機構２４
の左右方向の位置を検出し、第２光センサ１６は、第２
発光素子６３と第２受光素子６４とが左右方向に対向す
ることにより、昇降装置６に対するカップ把持機構２４
の前後方向の位置を検出する。そして、カップ把持機構
２４が昇降装置６に近づいてゆき、第１発光素子６１の
光が第１受光素子６２に入力したときに、昇降装置６に
対するカップ把持機構２４の左右方向の位置検出が行わ
れ、コントローラ２５に左右方向の移動を停止する検出
信号が出力される。一方、第２発光素子６３の光が第２
受光素子６４に入力したときに、昇降装置６に対するカ
ップ把持機構２４の前後方向の位置検出が行われ、コン
トローラ２５に前後方向の移動を停止する検出信号が出
力される。

【００２７】各発光素子６１，６３は、図３に示すよう
に、その発光面に鉛直の光スリット６５が設けられてお
り、各発光素子６１，６３の光（拡散光）を水平方向に
幅狭の光にして投射する。これにより、カップ把持機構
２４の移動方向の位置決め精度を高め得ると共に、上下
方向の位置ズレをある程度吸収できるようになってい
る。

【００２８】カップＣを把持したカップ把持機構２４
が、攪拌装置１２の直下位置から左方向および前方向に
移動しながら昇降装置６に近づいてゆき、第１発光素子
６１と第１受光素子６２とが前後に対向すると、コント
ローラ２５を介して左右移動機構２１が停止され、左右
方向の位置決めが完了する。一方で、これに相前後し
て、第２発光素子６３と第２受光素子６４とが左右に対
向すると、コントローラ２５を介して前後移動機構２３
が停止され、前後方向の位置決めが完了する。なお、こ
の場合、位置決め完了位置の手前（２０mm〜３０mm手
前）に、カップ把持機構２４の接近を検出する補助セン
サまたは補助スイッチを設け、この位置からカップ把持
機構２４の移動速度を減ずるようにしてもよい。もっと
も、左右移動機構２１および前後移動機構２３には、エ
ンコーダが設けられているので、所定のステップ数送っ
てから、減速するようにしてもよい。

【００２９】以上のように、本実施例によれば、第１セ
ンサ１５および第２センサ１６の各発光素子６１，６３
および各受光素子６２，６４を、相互に左右および前後
方向に対向させると共に、各発光素子６１，６３および
各受光素子６２，６４を分離して、カップ把持機構２４
および昇降装置６に搭載するようにしているので、両光
センサ１５，１６の相互間で干渉などの支障を生ずるこ
となく、昇降装置６に対するカップ把持機構２４の左右
方向および前後方向の位置決めを、販売動作の都度、自
動的に行わせることができる。したがって、設置された
各自動販売機１に対して、専門技術者が定期的に位置合
わせを行うなどの作業を必要とすることなく、販売機本
体２側からメインドア３側へのカップＣの受け渡しを円
滑に行わせることができる。

【００３０】なお、本実施例では、本発明の位置決め装
置を自動販売機に適用した場合について説明したが、自
動販売機に限らず、機械的にあまり高い位置決め精度が
要求されないものに、適用できることはいうまでもな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、第１、第
２各光センサの投光器および受光器を、それぞれに第１
部材および第２部材に搭載するようにしているので、投
光器と受光器とが干渉することなく、Ｘ、Ｙ２方向の位
置決めを行うことができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る位置決め装置を適用し
た自動販売機の一部を切り開いた斜視図である。

【図２】実施例の位置決め装置の平面図である。

【図３】実施例の光センサの発光および受光状態を表し
た斜視図である。

【符号の説明】

１ 自動販売機 ２ 販売機本体 ３ メインドア ６ 昇降装置 ７ 搬送装置 １４ 位置決め装置 １５ 第１光センサ １６ 第２光センサ ２１ 左右移動機構 ２３ 前後移動機構 ２４ カップ把持機構 ２５ コントローラ ６１ 第１発光素子 ６２ 第１受光素子 ６３ 第２発光素子 ６４ 第２受光素子 Ｃ カップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定側の第１部材に対する移動側の第２
   部材の相対的な位置決めを、互いに直交するＸ方向およ
   びＹ方向の２方向について行うようにした位置決め装置
   であって、 前記第１部材に対する前記第２部材のＸ方向およびＹ方
   向の所定位置をそれぞれ検出する第１光センサおよび第
   ２光センサと、前記第２部材をＸ方向およびＹ方向にそ
   れぞれ移動させるＸ方向移動手段およびＹ方向移動手段
   と、前記第１光センサの検出信号に基づいて当該Ｘ方向
   移動手段の移動動作を停止させると共に、前記第２光セ
   ンサの検出信号に基づいて当該Ｙ方向移動手段の移動動
   作を停止させる制御手段とを備え、 前記第１、第２各光センサは、投光器と受光器とを有
   し、当該第１光センサの投光器および受光器は、Ｘ方向
   の前記所定位置において、Ｙ方向に互いに対向するよう
   に、前記第１部材および前記第２部材に分離して搭載さ
   れ、当該第２光センサの投光器および受光器は、Ｙ方向
   の前記所定位置において、Ｘ方向に互いに対向するよう
   に、前記第１部材および前記第２部材に分離して搭載さ
   れていることを特徴とする位置決め装置。