JP2007126247A - ゴムローラ、およびこのゴムローラを組み込んだ紙葉類取り出し装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、接触する紙葉類の状態によらず十分な摩擦力を安定して作用させることができるゴムローラ、およびこのゴムローラを組み込んだ紙葉類取り出し装置を提供することを課題とする。
【解決手段】取り出し位置に供給された紙葉類Ｐに接触して回転する取り出しローラ４は、紙葉類Ｐに接触する外層４２、およびその内側の内層４４を有する。外層４２は、十分な動摩擦係数を有する比較的硬いゴム材料により形成され、内層４４は、比較的弱い力で大きく変形可能な比較的柔らかいゴム材料により形成されている。取り出し位置へ傾斜した状態で供給された紙葉類Ｐに取り出しローラが接触したとき、内層４４が大きく変形することで、外層４２の外周面を紙葉類Ｐの表面に安定して面接させることができる。
【選択図】 図６

Description

この発明は、紙葉類に接触して回転するゴムローラ、およびこのゴムローラを組み込んだ紙葉類取り出し装置に関する。

従来、紙葉類取り出し装置として、例えば、集積状態の紙葉類を１枚ずつ取り出して後段の処理部へ送り出す装置が知られている。

この取り出し装置は、複数枚の紙葉類を集積状態にして立位で収容した収容部、収容部に収容された複数枚の紙葉類のうち集積方向一端にある紙葉類に押圧接触して配置された取り出しローラ、および取り出しローラにより取り出された紙葉類をニップに受け入れて通過させることにより重ねて取り出された紙葉類を分離する分離部を有する（例えば、特許文献１参照。）。

取り出しローラは、集積方向一端にある紙葉類に接触して回転することでその外周面と紙葉類との間に摩擦力を作用させて紙葉類を取り出す。このとき、集積方向一端の紙葉類が傾いて取り出しローラに接触すると、取り出しローラの角部が紙葉類に接触して回転し、十分な摩擦力を紙葉類に作用させることができない。また、このように取り出しローラの角部が紙葉類に接触して回転する状態が続くと、取り出しローラが偏磨耗して角部が丸くなり、紙葉類に対する接触面積がさらに小さくなってしまう。

このように、取り出しローラからの摩擦力が十分に紙葉類に作用されない場合、紙葉類を正常に取り出せなくなる。このため、取り出しローラの接触圧力を大きくすると、複数枚の紙葉類が重なった状態で取り出されてしまう可能性が高まる。
特開２００３−３４１８６０号公報

この発明の目的は、接触する紙葉類の状態によらず十分な摩擦力を安定して作用させることができるゴムローラ、およびこのゴムローラを組み込んだ紙葉類取り出し装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のゴムローラは、紙葉類に接触して回転するゴムローラであって、ＪＩＳ−Ａで硬さ３５Ｈａ以上９０Ｈａ以下のゴム材料により形成された外層と、この外層の内側に設けられ、ＪＩＳ−Ａで硬さ５Ｈａ以上２５Ｈａ以下のゴム材料により形成された内層と、を有する。

上記発明のゴムローラによると、外層の硬さをＪＩＳ−Ａで３５Ｈａ以上９０Ｈａ以下に設定して十分な耐摩耗性を確保した上で、内層の硬さをＪＩＳ−Ａで５Ｈａ以上２５Ｈａ以下に設定して十分に柔らかくしたため、外層が接触する紙葉類の状態（例えば傾き）に応じて内層を変形させて外層の外周面を紙葉類に安定して面接させることができ、紙葉類の状態によらず紙葉類の表面に十分な摩擦力を作用させることができる。また、これにより、ゴムローラを紙葉類の状態変化に追従させて移動させるための機構が不要となり、装置構成を簡略化でき、装置の製造コストを低減でき、装置を小型化できる。さらに、外周面を紙葉類に安定して面接させることができるため、外層の角部が紙葉類に接触して偏磨耗することなどを防止でき、経時的な摩擦力の低下を抑制できる。

また、本発明のゴムローラは、紙葉類に接触する外周面を有するゴム材料によって形成された略円筒形のローラ本体と、接触する紙葉類の状態に合わせて上記ローラ本体を変形させて上記外周面を該紙葉類に面接させるため、上記ローラ本体を部分的に除去して柔らかくした除去部と、を有する。

上記発明のゴムローラによると、ローラ本体を部分的に除去した除去部を設けたため、ローラ本体を除去部の部位で柔らかくでき、外周面に接触する紙葉類の状態（例えば傾き）に合わせてローラ本体を容易に変形させることができ、外周面を紙葉類に安定して面接させることができる。

また、本発明の紙葉類取り出し装置は、立位状態で集積された複数枚の紙葉類をその集積方向に移動させて集積方向一端の紙葉類から順に取り出し位置へ供給する供給機構と、上記取り出し位置に供給された紙葉類に接触して回転することにより該紙葉類を上記集積方向と交差する方向に取り出す上記ゴムローラと、を有する。

上記発明の紙葉類取り出し装置によると、取り出し位置の紙葉類がゴムローラに対して傾いた状態で接触した場合であっても、ゴムローラを容易に変形させてその外周面を紙葉類の傾いた表面に面接させることができ、十分な摩擦力を作用させることができる。

更に、本発明の紙葉類取り出し装置は、立位状態で集積された複数枚の紙葉類をその集積方向に移動させて集積方向一端の紙葉類から順に取り出し位置へ供給する供給機構と、上記取り出し位置に供給された紙葉類に接触して回転することにより該紙葉類を上記集積方向と交差する方向に取り出す取り出しローラと、この取り出しローラによって上記取り出し位置から取り出された紙葉類に接触してその取り出し方向に回転する送りローラ、およびこの送りローラとの間で上記取り出された紙葉類を挟んで従動回転するとともに重なって取り出された２枚目以降の紙葉類に対して逆方向のトルクを付与して分離する上記ゴムローラを有する分離機構と、を有する。

上記発明の紙葉類取り出し装置によると、分離機構の送りローラとゴムローラとの間のニップに重なった状態の複数枚の紙葉類が突入したとき、ゴムローラが変形して衝撃を吸収することで、ゴムローラが跳ね上がって紙葉類から離れることがなく、２枚目以降の紙葉類にゴムローラが安定して面接して十分な摩擦力を作用させることができる。

この発明のゴムローラ、およびこのゴムローラを組み込んだ紙葉類取り出し装置は、上記のような構成および作用を有しているので、接触する紙葉類の状態によらず十分な摩擦力を安定して作用させることができる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１には、この発明の実施の形態に係る紙葉類取り出し装置１（以下、単に取り出し装置１と称する）を上方から見た平面図を示してある。また、図２には、取り出し装置１を紙葉類Ｐの取り出し方向上流側から見た図を示し、図３には、取り出し装置１を紙葉類Ｐの集積方向から見た側面図を示してある。

図１に示すように、取り出し装置１は、例えば郵便物などの紙葉類Ｐを面方向に複数枚集積した状態にして立位で収容する収容部２、集積方向一端（図中左端）の取り出し位置に供給された紙葉類Ｐ1に接触して回転することにより該紙葉類Ｐ1を集積方向と略直交する略水平方向（図中矢印Ｔ方向）に取り出す取り出しローラ４（ゴムローラ）、収容部２に収容された全ての紙葉類Ｐの下端辺を当接せしめた状態で紙葉類Ｐの集積方向に沿って走行可能に延設されたフロアベルト６、集積方向他端（図中右端）にある紙葉類Ｐ2のフロアベルト６から離間した上端近くに面接して集積方向に移動可能に設けられたバックアッププレート８、および取り出しローラ４によって取り出された紙葉類Ｐを１枚ずつに分離して後段の処理部へ送り出す分離部１０（分離機構）を有する。

図２に示すように、取り出しローラ４は、集積方向一端の紙葉類Ｐ1の下端近くに接触する下ローラ４L、および紙葉類Ｐ1の上端近くに接触する上ローラ４Uを有する。下ローラ４Lおよび上ローラ４Uは、それぞれ略鉛直方向に延びた回転軸５（図１参照）を中心に所定方向、すなわち紙葉類Ｐ1を取り出す方向（図１で矢印Ｔ方向）に沿って回転可能に設けられている。

各ローラ４L、４Uの回転軸５は、それぞれアーム１１L、１１Uの先端に回動自在に取り付けられている。各アーム１１L、１１Uの基端部は、それぞれ、取り出し装置１の図示しない筐体に回動自在に取り付けられている。しかして、各アーム１１L、１１Uを後述するモータ１４L、１４U（図３参照）によって揺動させることにより、各ローラ４L、４Uが集積方向一端の紙葉類Ｐ1に対して接離されるようになっている。

各アーム１１L、１１Uの基端部には、それぞれ、アーム１１の回動角度位置を検出して各ローラ４L、４Uの紙葉類Ｐ1に対する接触位置、すなわち各ローラ４L、４Uが集積方向一端の紙葉類Ｐ1に転接する集積方向に沿った位置ＸL、ＸUを検出するためのセンサ１２L、１２Uが設けられている。

また、各アーム１１L、１１Uの基端部には、それぞれ、リンク機構１３L、１３U（図３参照）を介して、各アーム１１L、１１Uを揺動させるためのモータ１４L、１４Uが接続されている。各ローラ４L、４Uを回動自在に取り付けたアーム１１L、１１U、リンク機構１３L、１３U、モータ１４L、１４Uは、各ローラ４L、４Uを紙葉類Ｐの集積方向に移動させる。

図３に示すように、各リンク機構１３L、１３Uの中途部には、対応するローラ４L、４Uが紙葉類Ｐ1に接触する接触圧ＦL、ＦUを検出するためのセンサ１５L、１５Uが取り付けられている。一方のセンサ１５Lは、下ローラ４Lが紙葉類Ｐ1に接触する接触圧ＦLを検出し、他方のセンサ１５Uは、上ローラ４Uが紙葉類Ｐ1に接触する接触圧ＦUを検出する。つまり、センサ１５L、１５Uの出力を監視してモータ１４L、１４Uを駆動させることにより、各ローラ４L、４Uを所望する接触圧で紙葉類Ｐ1に接触させることができる。

各アーム１１L、１１Uの基端部には、アーム１１の回転軸と同軸に２つのプーリ１６、１７が一体的に回動自在に取り付けられている。一方のプーリ１６には、各ローラ４L、４Uの回転軸５に取り付けられたプーリ４ａに巻き掛けられた無端状のベルト１８が巻き掛けられており、他方のプーリ１７には、各ローラ４L、４Uを同時に回転させるためのモータ１９の回転軸に取り付けられたプーリ１９ａに巻き掛けられた無端状のベルト２０が巻き掛けられている。しかして、モータ１９を回転することにより、下ローラ４L、および上ローラ４Uが所定方向に所望する速度で回転されるようになっている。

フロアベルト６は、装置のフロント側およびリア側で紙葉類Ｐの集積方向に沿って張設された２本の無端状のベルトを有する。各ベルトを巻回した一方のローラ（図示せず）の回転軸６ａには、フロアベルト６を集積方向に沿って正逆両方向に走行させるためのモータ２２が接続されている。

バックアッププレート８は、収容部２のリア側で且つフロアベルト６から離間した上端近くで集積方向に延設されたレール２４に対してスライド自在に取り付けられている。バックアッププレート８は、収容部２に立位で収容された集積方向他端の紙葉類Ｐ2の主に上端近くに面接する位置に設けられている。また、バックアッププレート８は、図示しない駆動伝達機構を介して接続されたモータ２６によってレール２４に沿って集積方向に移動される。

モータ２２によって駆動されるフロアベルト６およびモータ２６によって駆動されるバックアッププレート８は、互いに協動して、収容部２に収容した複数枚の紙葉類Ｐをその集積方向に移動させ、集積方向一端にある紙葉類Ｐ1を所定の取り出し位置に供給する本発明の供給機構として機能する。この取り出し装置１では、集積方向一端の紙葉類Ｐ1から順に取り出しローラ４によって搬送路上に取り出されるため、紙葉類Ｐが取り出される度にフロアベルト６が走行されるとともに、バックアッププレート８が移動される。言い換えると、フロアベルト６およびバックアッププレート８は、集積方向一端の紙葉類Ｐ1が常に取り出し位置に供給されるように駆動される。

分離部１０は、図１に示すように、取り出しローラ４によって矢印Ｔ方向に取り出された紙葉類Ｐの一方の面（図１で左側の面）に転接する位置に設けられた送りローラ３２、および紙葉類Ｐの搬送路を介して送りローラ３２に対して所定のギャップを介して対向配置された分離ローラ３４（ゴムローラ）を有する。また、分離部１０は、送りローラ３２を紙葉類Ｐの送り方向（順方向）に回転させるためのモータ３６、および分離ローラ３４に対して逆方向の回転トルクを与えるためのモータ３８を有する。

モータ３６の回転軸に取り付けられたプーリ３６ａ、および送りローラ３２の回転軸に取り付けられたプーリ３２ａには、無端状のベルト３３が巻回されて張設されている。また、モータ３８の回転軸に取り付けられたプーリ３８ａ、および分離ローラ３４の回転軸に取り付けられたプーリ３４ａには、無端状のベルト３５が巻回されて張設されている。しかして、モータ３６により送りローラ３２が順方向に回転し、モータ３８により分離ローラ３４に逆方向の分離トルクが与えられる。

さらに、取り出し装置１は、センサ１２L、１２U、１５L、１５Uの出力を監視して、モータ１４L、１４U、１９、２２、２６、３６、３８を駆動制御する制御部４０を有する。制御部４０は、例えば、センサ１５L、１５Uの検出結果に基づいて、モータ１４L、１４Uを制御して下ローラ４Lおよび上ローラ４Uの接触圧ＦL、ＦUを適正値に調整するとともに、モータ２２、２６を制御してフロアベルト６および／或いはバックアッププレート８を移動させて下ローラ４Lおよび／或いは上ローラ４Uの接触圧ＦL、ＦUを適正値に調整する。

上述した取り出し装置１では、厚さや大きさの異なる郵便物などの複数種類の紙葉類Ｐを一括投入して処理するため、複数枚の紙葉類Ｐを集積した状態で収容部２にセットした後、集積方向一端にある紙葉類Ｐ1が取り出しローラ４の外周面に対して真っ直ぐな姿勢で供給されることは殆ど無い。

このため、例えば、図２に示すように、収容部２に投入された複数枚の紙葉類Ｐのフロアベルト６から離間した上端辺が取り出しローラ４側に傾倒した姿勢のまま取り出し位置に供給されると、集積方向一端の紙葉類Ｐ1の上端近くに上ローラ４Ｕが接触するものの下ローラ４Ｌには紙葉類Ｐに接触しない状態となる。この状態で紙葉類Ｐの取り出しを続けると、上ローラ４Ｕの紙葉類Ｐに接触した角部が部分的に磨耗する。大きさの異なる紙葉類Ｐの傾倒角度は一定しないため、角部の磨耗が進行すると例えば図４に示すように角部が丸くなる。

例えば、図４に例示した状態まで上ローラ４Ｕの磨耗が進むと、紙葉類Ｐに対して上ローラ４Ｕが略点接触する状態とになり、上ローラ４Ｕと紙葉類Ｐ表面との間の摩擦力は極めて小さくなる。また、このとき、下ローラ４Ｌが紙葉類Ｐに接触しないため、２つの取り出しローラ４から紙葉類Ｐに作用する摩擦力は極めて小さくなる。

逆に、収容部２に投入された紙葉類Ｐがバックアッププレート８側に傾倒した状態で取り出し位置に供給されると、下ローラ４Ｌだけが紙葉類Ｐ1に接触して上ローラ４Ｕに接触しない状態となる。この状態で紙葉類Ｐの取り出しを続けると、今度は、図５に例示したように、下ローラ４Ｌの角部が丸く磨耗する。つまり、下ローラ４Ｌが紙葉類Ｐに対して点接触するのに加え、上ローラ４Ｕが紙葉類Ｐに接触しないため、２つの取り出しローラ４から紙葉類Ｐに作用する摩擦力は極めて小さくなる。

上述した取り出しローラ４の偏磨耗による摩擦力の低下は、磨耗が開始する初期の状態から徐々に大きくなり、ローラの使用開始直後から摩擦力が徐々に低下することになる。このような摩擦力の低下を抑えるため、取り出しローラ４の紙葉類Ｐに対する接触圧力を徐々に大きくする方法が考えられるが、取り出しローラ４の接触圧力を大きくすると紙葉類Ｐが複数枚重ねて取り出される重送の問題を新たに生じる。また、取り出しローラ４の上述したような部分的な磨耗は、ローラの寿命を急激に短くしてしまう。

このため、本発明では、取り出し位置に供給された紙葉類Ｐが傾倒された状態であっても、取り出しローラ４が紙葉類Ｐの傾倒に追従して変形し、紙葉類Ｐに対する接触圧を大きくすることなく、取り出しローラ４の外周面を紙葉類Ｐの表面に面接させることができるようにした。以下、図６を参照して、この発明の第１の実施の形態に係る取り出しローラ４について説明する。

図６に示すように、取り出しローラ４は、接触する紙葉類Ｐの表面に対して十分な摩擦力を作用させることのできる動摩擦係数を有するとともに十分な耐摩耗性を有する比較的硬いゴム材料により形成された外層４２、およびこの外層４２の内側に設けられた僅かな力で変形可能な比較的柔らかいゴム材料により形成された内層４４を有する。より具体的には、本実施の形態の取り出しローラ４は、芯金４１の外周面に内層４４を接着し、この内層４４の外周面に図７に部分的に拡大して示すバリア層４６を介して外層４２を接着して形成されている。

より具体的には、取り出しローラ４の外層４２は、郵便封筒やコピー用紙に対する表面（外周面）の動摩擦係数が１．０〜１．５で、ＪＩＳＫ６２５３タイプＡ（ＪＩＳ−Ａ）で硬さ３５Ｈａ以上９０Ｈａ以下の天然ゴム、ＥＰＤＭゴム、ウレタンゴムなどのゴム材料によって形成されている。図８には、外層４２のゴム材料の硬さと郵便封筒に対する動摩擦係数の関係をグラフにして示してある。測定条件として、取り出しローラ４の押し付け荷重を１００ｇとし、ローラ面と封筒との相対摺動速度を１ｍ／ｓとした。これによると、ゴムローラ材料の硬さが増大すると動摩擦係数が低下することが分かる。

なお、外層４２の硬さが３５Ｈａを下回ると、ゴムローラの耐磨耗性が大きく低下し、寿命が短くなるという不具合を生じる。また、外層４２の硬さが９０Ｈａを超えると、ゴムローラの動摩擦係数が急激に低下し、封筒同士間の静摩擦係数（約０．４Ｈａ）より低くなり、封筒の取り出しができなくなる不具合を生じる。つまり、外層４２の硬さを３５Ｈａ以上９０Ｈａ以下の範囲内にすることで、紙葉類Ｐの取り出しに十分な耐摩耗性を確保することができ、同時に、封筒を取り出すのに必要な動摩擦係数を確保することができる。

また、取り出しローラ４の内層４４は、ＪＩＳ−Ａで硬さ５Ｈａ以上２５Ｈａ以下の例えばブチル系ゴムやＥＰＤＭ系ゴムなどのゴム材料により形成されている。このように取り出しローラ４の内層４４を比較的柔らかいゴム材料によって形成することで、取り出しローラ４の外層４２の外周面に接触する紙葉類Ｐの状態に合わせて取り出しローラ４を容易に追従変形させることができ、外層４２の外周面を紙葉類Ｐの表面に安定して面接させることができる。

図９には、外層４２を硬さ６０ＨａのＥＰＤＭゴムにより形成した取り出しローラ４の内層４４の硬さと動摩擦係数の関係を、取り出しローラ４に対する紙葉類Ｐの傾斜角度をパラメータとして、グラフにして示してある。これによると、内層４４の硬さを５Ｈａ以上２５Ｈａ以下に設定したときに、各傾斜角度において十分な大きさの動摩擦係数を得ることができるのが分かる。つまり、内層４４の硬さが５Ｈａを下回ると、ゴムの強度が不足し、軸の回転力をゴムローラに伝達できずに破壊するという不具合を生じる。また、内層４４の硬さが２５Ｈａを超えると、封筒の傾斜角度に応じた変形が不十分であるため動摩擦係数の向上不足と偏磨耗発生という不具合を生じる。言い換えると、内層４４の硬さを５Ｈａ以上２５Ｈａ以下に設定することで、種々の傾斜角度を有する紙葉類Ｐに対して外層４２の外周面を安定して面接させることができ、十分に大きな摩擦力を作用させることができる。

なお、芯金４１の外周面に接着される内層４４の材料としてスポンジやゲルなどの弾性部材を選択することも考えられるが、芯金４１との間に回転による応力が作用して破壊につながる可能性があるため、ゴム材料を内層４４に用いる必要がある。

さらに、図７に部分的に拡大して示すバリア層４６は、上述した内層４４と外層４２との間で可塑剤などの成分が移行することを防止する目的で設けられ、移行成分の溶解度指数（ＳＰ値）が内層４４の可塑剤のＳＰ値および外層４２の可塑剤のＳＰ値と大きく異なる材料により形成されている。つまり、異種のゴム材料が比較的長時間に亘って接触する場合、主に可塑剤が異種のゴム材料間で移行することが知られており、このような成分移行は、移行する成分のゴム材料に対する溶解度指数が近いほど起こり易い。

具体的には、本実施の形態の取り出しローラ４においては、比較的柔らかい内層４４からジオクチールアジペート（ＤＯＡ）やジエチルフタレート（ＤＥＰ）などの可塑剤が外層４２へ移行し、外層４２の材質の変性が引き起こされる可能性がある。ジオクチールアジペート（ＤＯＡ）やジエチルフタレート（ＤＥＰ）などの内層４４の可塑剤のＳＰ値は、８．７や１０といった比較的高い値であるため、四フッ化エチレンレジン（ＰＴＦＥ、ＳＰ値７．３）、ポリエチレン（ＰＥ、ＳＰ値７．９）、ポリプロピレン（ＰＰ、ＳＰ値７．９）などの樹脂によりバリア層４６を形成することが望ましい。

本実施の形態では、内層４４から外層４２へ移行する成分の溶解度指数および外層４２から内層４４へ移行する成分の溶解度指数より少なくとも低い溶解度指数を有するゴム材料によってバリア層４６を形成した。これにより、可塑剤などの移行によって内層４４または外層４２の材質が変性することを防止でき、取り出しローラ４の特性劣化を防止できる。

以上のように、本実施の形態によると、傾いた状態で取り出し位置へ供給された紙葉類Ｐに対し、取り出しローラ４の内層４４を図６に示すように変形させることにより、外層４２の外周面を紙葉類Ｐの表面に安定して面接させることができ、十分な摩擦力を作用させることができる。これにより、紙葉類Ｐの取り出しを安定させることができ、取り出しローラ４の磨耗による寿命を延長できる。特に、取り出しローラ４の磨耗に起因した摩擦力の低下を補うためにローラの紙葉類Ｐに対する接触圧力を高める必要がなくなり、紙葉類Ｐが重なった状態で取り出される不具合を防止できる。

図１０には、この発明の第２の実施の形態に係る取り出しローラ５０の断面図を示してある。この取り出しローラ５０は、例えば、上述した第１の実施の形態の取り出しローラ４の外層４２と同じゴム材料により形成された比較的硬い外層５２を有し、その内側に外層５２より少なくとも柔らかいゴム材料により形成された内層５４を有する。第１の実施の形態の取り出しローラ４と同様に、外層５２と内層５４との間には、可塑剤などの成分移行を防止するためのバリア層（図示省略）が設けられている。なお、本実施の形態では、内層５４の硬さについて、厳しい制約はない。

本実施の形態の取り出しローラ５０は、特に、内層に環状の溝部５６を有することを特徴としている。つまり、外層５２より柔らかい内層５４の軸方向両端面を部分的に除去することで回転軸と同心の円環状の溝部５６（除去部）を形成した。この溝部５６は、傾いた状態で取り出し位置へ供給された紙葉類Ｐに外層５２の外周面が接触したとき、内層５４を溝部５６の部位で積極的に変形させて外層５２の外周面を紙葉類Ｐの表面に安定して面接させるように機能する。溝部５６の深さや幅は内層５４の柔らかさを決定するものであり、所望する柔らかさを達成することのできる深さおよび幅に設定される。なお、溝部５６の形状も、円環状に限らず、内層５４の所望する柔らかさに応じて任意に変更できる。

しかしながら、本実施の形態の取り出しローラ５０において、外層５２の外周面が傾いた紙葉類Ｐの表面に面接した状態では、内層５４の溝部５６の部位に変形の応力が集中するため、溝部５６の部位で内層５４が破壊される可能性がある。このため、溝部５６の形状は、図１０に示すように、底部を広くすることが望ましく、例えば円弧状に湾曲した形状であることが望ましい。このように、溝部５６の底部の形状を円弧状とすることで、応力集中を拡散させることができ、溝部５６における内層５４の破壊を防止できる。

また、溝部５６を形成した内層５４の耐疲労強度を高めるため、天然ゴムにカーボンブラックを多量に添加したゴム材料により内層５４を形成しても良い。これにより、溝部５６を形成しても内層５４の耐疲労強度を高めることができ破壊を防止できる。仮に、カーボンブラックを添加したゴム材料により外層５２を形成すると、取り出しローラ５０が接触する紙葉類Ｐの表面に対してブラックマークが形成されてしまう不具合が考えられるが、紙葉類Ｐに接触しない内層５４のゴム材料にカーボンブラックを添加することはなんら問題ない。

図１１には、上述した取り出しローラ５０の変形例を示してある。この取り出しローラ５０’は、外層と内層を同じゴム材料により形成した以外、第２の実施の形態の取り出しローラ５０と同じ構造を有する。外層と内層を同じ材料により形成する場合、ローラの外周面の紙葉類Ｐに対する動摩擦係数や外層の硬さを優先してゴム材料を選択することになるため、紙葉類Ｐの状態に追従してローラを変形させるためには溝部５６の深さや幅を比較的大きくするといった工夫が必要となる。具体的には、本実施の形態では、ＪＩＳ−Ａで硬さ３５Ｈａ以上９０Ｈａ以下のゴム材料を用いた。

図１１では、ローラの軸方向端面それぞれに１本ずつ溝部５６を形成した状態を示してあるが、複数本の溝部を各端面に形成しても良い。いずれにしても、溝部５６の深さ、幅、形状等を適当に設定することで、紙葉類Ｐの状態に追従可能な柔らかさを達成できる。なお、この変形例のように１種類のゴム材料でローラを形成することで、上述したようなバリア層は不要となる。また、本実施の形態の取り出しローラ５０、５０’を製造する際、特に、溝部５６を形成する際、なんら問題なく金型成形が可能であり、信頼性、経済性に有利である。

以上のように、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態の取り出しローラ４と同様に、傾斜した状態で取り出し位置へ供給された紙葉類Ｐの表面に取り出しローラ５０の外周面が接触したとき、内層５４が溝部５６の部位で変形し、外層５２の外周面を紙葉類Ｐの表面に安定して面接させることができる。

以下、この発明の第３の実施の形態に係るゴムローラ６０について、図１２乃至図１５を参照して説明する。本実施の形態のゴムローラ６０は、取り出し位置に供給された紙葉類Ｐを集積方向と交差する方向に取り出す取り出しローラ４として用いることができ、且つ重なった状態で取り出された複数枚の紙葉類Ｐを１枚ずつに分離する分離部１０の分離ローラ３４として用いることができる。

図１２および図１３に示すように、ゴムローラ６０は、内層６４に軸方向に貫通した複数の孔部６６（除去部）を有する以外、上述した第１の実施の形態の取り出しローラ４と基本的に同じ構造を有する。特に、ゴムローラ６０の外層６２は、第１の実施の形態の取り出しローラ４の外層４２と同じゴム材料により形成されている。しかしながら、内層６４の硬さは外層６２の硬さより少なくとも柔らかければ良く、第１の実施の形態の取り出しローラ４の内層４４と必ずしも同じ材料でなくても良い。また、内層６２と外層６４との間には、必要に応じて、上述したバリア層４６と同じ層（図示省略）が設けられる。

複数の孔部６６は、ゴムローラ６０の回転軸を中心に対称形に形成され、隣接する孔部６６同士がローラの半径方向に少なくとも部分的に重なるように半径方向を横切る方向に延設されて渦巻状に並べて形成されている。この結果、ゴムローラ６０の内層６４には、外層６２に接する比較的肉薄の円筒状の壁部６４ａが形成され、且つ隣接する孔部６６同士の間に比較的肉薄の略均一な厚さを有する複数の壁部６４ｂが形成されている。言い換えると、複数の壁部６４ｂは、ローラの回転軸から壁部６４ａに向けて半径方向を横切る方向に渦巻状に延設されている。

このように、内層６４に複数の肉薄の壁部６４ａ、６４ｂを形成することで、内層６４の弾性変形を容易にできる。特に、図示の形状の細長い孔部６６を形成することにより、ゴムローラの略周方向（半径方向を横切る方向）に沿って延びた壁部６４ａ、６４ｂを形成できるため、ゴムローラ６０の半径方向に沿った硬さを柔らかくできる。つまり、図示の形状の壁部６４ａ、６４ｂには、ゴムローラ６０を半径方向に押しつぶす際に圧縮応力ではなく曲げ応力が作用するため、半径方向の荷重に対して弾性変形が容易となる。なお、孔部６６の個数やサイズは内層６４の所望する硬さに応じて選択可能であり、図示のものに限定されるものではない。

このゴムローラ６０を取り出しローラとして採用した場合、上述した第１および第２の実施の形態と同様に、内層６４が比較的弱い力で弾性変形するため、取り出し位置へ傾斜した状態で供給された紙葉類Ｐに対し、ゴムローラ６０の外層６２を安定して面接させることができ、十分な摩擦力を紙葉類Ｐに作用させることができる。

一方、このゴムローラ６０を分離部１０の分離ローラとして採用した場合、送りローラ３２との間のニップに紙葉類Ｐが突入したとき、内層６４が弾性変形することによって紙葉類Ｐ突入による衝撃を吸収することができ、ゴムローラ６０が送りローラ３２から離れる方向に跳ね上がることがなく、外層６２の外周面をニップを通過する紙葉類Ｐの表面に安定して面接させることができる。

これに対し、例えば、分離部１０の分離ローラ３４を送りローラ３２に対してバネによりピンチ圧接する機構を採用した場合、送りローラ３２と分離ローラ３４との間にニップに紙葉類Ｐが突入したとき、その衝撃によって分離ローラ３４が送りローラ３２から離れる方向に跳ね上がり、数回バウンドする。このとき、ニップを通過する紙葉類Ｐに一時的に分離ローラ３４が接触しなくなる。つまり、複数枚の紙葉類Ｐが重なった状態でニップに突入した場合、分離ローラ３４がバウンドしている間、２枚目以降の紙葉類Ｐに対して分離ローラ３４から逆方向の分離トルクを与えることができなくなり、１枚目の紙葉類Ｐとともに連れ出されて重送を生じてしまうことになる。

これに対し、本実施の形態のゴムローラ６０を分離ローラとして用いた場合、複数枚の紙葉類Ｐが重なった状態でニップに突入しても、上述したように、内層６４の変形によって紙葉類Ｐ突入の衝撃を吸収できるため、外層６２の周面を２枚目以降の紙葉類Ｐに安定して面接させることができ、２枚目以降の紙葉類Ｐに対して逆方向の分離トルクを安定して付与できる。つまり、本実施の形態のゴムローラ６０を分離ローラとして用いることで、紙葉類Ｐの重送の確率を大幅に低減できる。

特に、本実施の形態のゴムローラ６０は、適当な方向に取り付けることで、分離ローラとして、紙葉類Ｐの送り機能を高めることができるとともに、紙葉類Ｐの分離機能を高めることができる。具体的には、ゴムローラ６０は、図１３に矢印で図示した方向（図中左方向）に紙葉類Ｐが送り込まれるとき矢印ｅ方向に回転する姿勢（つまり、図１２、図１３に示す姿勢）で取り出し装置１に取り付けられる。

つまり、ゴムローラ６０をこの姿勢で取り付けることにより、図１３に示すように矢印ｅ方向に回転して紙葉類Ｐが矢印方向に突入するとき、紙葉類Ｐから外層６２の外周面に対して摩擦力ｆが作用する。このとき、ゴムローラ６０の押圧力に対する紙葉類Ｐからの反力ｇと摩擦力ｆとの合力ｈがゴムローラ６０の内層６４に図示のように作用する。つまり、この状態で、内層６４の壁部６４ａ、６４ｂに対し、合力ｈが曲げ応力として作用し、内層６４が比較的小さい力で大きく変形する。これにより、紙葉類Ｐの突入による衝撃を吸収でき、外層６２の表面を紙葉類Ｐに対して安定して面接させることができる。

また、図１２に示すように、１枚目の紙葉類Ｐ1に連れ出された２枚目の紙葉類Ｐ2を分離する場合、分離ローラとして機能するゴムローラ６０が分離トルクを付与すべく矢印ａ方向（逆方向）に回転する。このとき、ゴムローラ６０から２枚目の紙葉類Ｐ2に摩擦力ｂが付与され、ゴムローラ６０の押圧に対する反力ｃとの合力ｄが図示のように内層６４に作用する。つまり、この状態で、内層６４の壁部６４ｂの長手方向に沿った合力ｄが作用することになり、壁部６４ｂに圧縮応力が作用し、内層６４の変形の度合いが小さくなる。言い換えると、本実施の形態のゴムローラ６０を用いて紙葉類Ｐに分離トルクを付与する場合、ゴムローラ６０の変形量は小さくなり、十分に大きな分離トルクを紙葉類Ｐに付与できることになる。

以上のように、本実施の形態によると、特に、ゴムローラ６０を分離ローラとして用いた場合、紙葉類Ｐの突入時における衝撃を効果的に吸収でき、紙葉類Ｐに対してゴムローラ６０を安定して面接させることができ、紙葉類の重送の確率を低くできるとともに、重なった状態で送り込まれた紙葉類Ｐに対して十分に大きな分離トルクを付与でき、分離機能を高めることができる。なお、このような効果は、ゴムローラ６０の取り付け方向を適当な方向にすることで実現できる。

また、本実施の形態のゴムローラ６０を分離ローラとして採用することで、バネによるピンチ圧接機構が不要となり、送りローラ３２に対してゴムローラ６０を固定的に配置でき、装置構成を簡略化でき、装置を小型化でき、装置コストを低減できる。

図１４には、上述した第３の実施の形態に係るゴムローラ６０の第１の変形例を示してある。このゴムローラ７０は、内層と外層を同じゴム材料によって一体的に形成した以外、上述した第３の実施の形態のゴムローラ６０と同じ構造を有する。

このゴムローラ７０も、上述したゴムローラ６０と同様に機能し、同様の効果を奏することができる。なお、このゴムローラ７０では、紙葉類Ｐに接触する外周面の動摩擦係数を適当な値にする必要があるため、動摩擦係数の比較的大きいゴム材料を選択するとゴムローラ６０と比較して変形し難くなってしまう。このため、孔部７２のサイズを調整して壁部の厚さを調整し、所望する変形率が得られるように工夫する必要がある。

また、図１５には、第２の変形例に係るゴムローラ８０を示してある。このゴムローラ８０は、上述したゴムローラ６０と基本的に同じ構造を有し、孔部８６の他に内層の変形をより均一化するための多数の補助孔８８を有する。このように、内層に設ける孔の形状、個数、位置、サイズなどは任意に変更可能であり、ゴムローラに所望する変形率を付与できるものであれば良い。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

例えば、上述した第１および第２の実施の形態の取り出しローラ４、５０、５０’を分離部１０の分離ローラ３４として採用しても良く、本発明のゴムローラは、紙葉類Ｐの状態に応じて追従変形可能な構造を有することを特徴としている。

また、上述した実施の形態では、外層と内層の２層からなるゴムローラについて説明したが、これに限らず、外層を含む３層以上のゴムローラとすることもできる。この場合、外層と隣接した内層との間に必要に応じてバリア層を設ければ良い。

この発明の実施の形態に係る紙葉類取り出し装置の概略構造を示す平面図。 図１の取り出し装置を紙葉類の取り出し方向上流側から見た図。 図１の取り出し装置を紙葉類の集積方向一端側から見た側面図。 取り出しローラ側に傾倒した紙葉類と取り出しローラの摩滅状態を示す図。 バックアッププレート側に傾倒した紙葉類と取り出しローラの摩滅状態を示す図。 この発明の第１の実施の形態に係る取り出しローラを示す断面図。 図６の取り出しローラのバリア層を説明するための部分拡大断面図。 図６の取り出しローラの外層の特性を説明するためのグラフ。 図６の取り出しローラの内層の特性を説明するためのグラフ。 この発明の第２の実施の形態に係る取り出しローラを示す断面図。 図１０の取り出しローラの変形例を示す断面図。 この発明の第３の実施の形態に係るゴムローラによって紙葉類を分離している状態を示す図。 図１２のゴムローラを順方向に回転して紙葉類送り出す状態を示す図。 図１２のゴムローラの第１の変形例を示す図。 図１２のゴムローラの第２の変形例を示す図。

符号の説明

１…紙葉類取り出し装置、２…収容部、４、５０…取り出しローラ、４Ｕ…上ローラ、４Ｌ…下ローラ、６…フロアベルト、８…バックアッププレート、１０…分離部、３２…送りローラ、３４…分離ローラ、４１…芯金、４２、５２、６２、８２…外層、４４、６４、８４…内層、４６…バリア層、５６…溝部、６４ａ、６４ｂ…壁部、６６、８６…孔部、８８…補助孔、Ｐ…紙葉類。

Claims (18)

1. 紙葉類に接触して回転するゴムローラであって、
   ＪＩＳ−Ａで硬さ３５Ｈａ以上９０Ｈａ以下のゴム材料により形成された外層と、
   この外層の内側に設けられ、ＪＩＳ−Ａで硬さ５Ｈａ以上２５Ｈａ以下のゴム材料により形成された内層と、
   を有することを特徴とするゴムローラ。
2. 上記外層の外周面の動摩擦係数が１．０〜１．５であることを特徴とする請求項１に記載のゴムローラ。
3. 可塑剤などの移行成分が上記内層と外層との間で移行することを防止するためのバリア層を上記内層と外層との間にさらに有することを特徴とする請求項１に記載のゴムローラ。
4. 上記バリア層は、上記内層から外層へ移行する成分の溶解度指数および上記外層から内層へ移行する成分の溶解度指数より低い溶解度指数を有するゴム材料により形成されていることを特徴とする請求項３に記載のゴムローラ。
5. 上記バリア層は、四フッ化エチレンレジン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂により形成されていることを特徴とする請求項３に記載のゴムローラ。
6. 紙葉類に接触する外周面を有するゴム材料によって形成された略円筒形のローラ本体と、
   接触する紙葉類の状態に合わせて上記ローラ本体を変形させて上記外周面を該紙葉類に面接させるため、上記ローラ本体を部分的に除去して柔らかくした除去部と、
   を有することを特徴とするゴムローラ。
7. 上記外周面の動摩擦係数は、１．０〜１．５であることを特徴とする請求項６に記載のゴムローラ。
8. 上記ゴム材料は、ＪＩＳ−Ａで３５Ｈａ以上９０Ｈａ以下の硬さを有することを特徴とする請求項６に記載のゴムローラ。
9. 上記除去部は、上記ローラ本体の軸方向の厚さを部分的に薄くした環状の溝部を含むことを特徴とする請求項６に記載のゴムローラ。
10. 上記除去部は、上記ローラ本体を軸方向に貫通した軸対称な複数の孔部を含むことを特徴とする請求項６に記載のゴムローラ。
11. 上記複数の孔部は、隣接する孔部同士が半径方向に少なくとも部分的に重なるように半径方向を横切る方向に延設されて渦巻状に並べて形成されており、隣接する孔部間が半径方向を横切る方向に延びた略均一な厚さの壁部によって区画されていることを特徴とする請求項１０に記載のゴムローラ。
12. 上記ローラ本体は、上記外周面を有するＪＩＳ−Ａで硬さ３５Ｈａ以上９０Ｈａ以下のゴム材料により形成された外層と、この外層の内側に設けられ該外層より柔らかいゴム材料により形成された内層と、を有し、
    上記除去部は、上記内層のゴム材料を部分的に除去することで形成されていることを特徴とする請求項６に記載のゴムローラ。
13. 上記除去部は、上記内層の軸方向の厚さを部分的に薄くした環状の溝部を含むことを特徴とする請求項１２に記載のゴムローラ。
14. 上記除去部は、上記内層を軸方向に貫通した軸対称な複数の孔部を含むことを特徴とする請求項１２に記載のゴムローラ。
15. 上記複数の孔部は、隣接する孔部同士が半径方向に少なくとも部分的に重なるように半径方向を横切る方向に延設されて渦巻状に並べて形成されており、隣接する孔部間が半径方向を横切る方向に延びた略均一な厚さの壁部によって区画されていることを特徴とする請求項１４に記載のゴムローラ。
16. 可塑剤などの移行成分が上記内層と外層との間で移行することを防止するためのバリア層を上記内層と外層との間にさらに有することを特徴とする請求項１２に記載のゴムローラ。
17. 立位状態で集積された複数枚の紙葉類をその集積方向に移動させて集積方向一端の紙葉類から順に取り出し位置へ供給する供給機構と、
    上記取り出し位置に供給された紙葉類に接触して回転することにより該紙葉類を上記集積方向と交差する方向に取り出す請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載のゴムローラと、
    を有することを特徴とする紙葉類取り出し装置。
18. 立位状態で集積された複数枚の紙葉類をその集積方向に移動させて集積方向一端の紙葉類から順に取り出し位置へ供給する供給機構と、
    上記取り出し位置に供給された紙葉類に接触して回転することにより該紙葉類を上記集積方向と交差する方向に取り出す取り出しローラと、
    この取り出しローラによって上記取り出し位置から取り出された紙葉類に接触してその取り出し方向に回転する送りローラ、およびこの送りローラとの間で上記取り出された紙葉類を挟んで従動回転するとともに重なって取り出された２枚目以降の紙葉類に対して逆方向のトルクを付与して分離する請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載のゴムローラを有する分離機構と、
    を有することを特徴とする紙葉類取り出し装置。

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