JP2008044739A

JP2008044739A - 紙葉類の厚さ検知装置

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Publication number: JP2008044739A
Application number: JP2006222641A
Authority: JP
Inventors: Takanobu Nishimura; 隆宣西村; Hiroyuki Kamiyama; 浩之神山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2026-08-17
Also published as: JP4653706B2

Abstract

【課題】バネ材の押圧力が高く、かつ、検知レバーの取付精度が悪い場合であっても、検知ローラの焼きつきを防止できるようにする。
【解決手段】基準ローラ３と、この基準ローラ３に対向して設けられ、基準ローラ３との間に紙幣Ｐを通過させる検知ローラ５と、この検知ローラ５を一端部側に取り付ける検知レバー７と、検知ローラ５が基準ローラ３に対し接離する方向、及び基準ローラ３の軸方向に沿って移動するように検知レバー７の他端部側を可動自在に取り付ける取付部８と、検知ローラ５を基準ローラ３側に弾性的に押圧するバネ材１０と、基準ローラ３と検知ローラ５との間に紙葉類が存在するときの検知ローラ５の基準ローラ３から離間する方向への変位量に基づいて紙幣Ｐの厚さを検出する測定センサ９とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、紙幣の分類、整理をする紙幣分類機、或いは紙幣の入出金をする自動預出金機等の紙幣処理機に適用され、紙幣の厚さを検知する厚さ検知装置に関する。

この種の厚さ検知装置としては、例えば、図８に示すようなものが知られている。
即ち、厚さ検知装置１０１は、回転軸１０２に取り付けられる基準ローラ１０３を備え、この基準ローラ１０３の上部側には金属製の検知ローラ１０５が設けられている。この検知ローラ１０５は基準ローラ１０３の上面部に接触、又は非接触の状態で対向され、この検知ローラ５と基準ローラ３との間を紙幣Ｐが通過するようになっている。

検知ローラ１０５は図９に示すように基準ローラ１０３の軸方向に沿って所定間隔を存して複数個配設され、検知レバー１０７の先端部に回転軸１０４を介して取り付けられている。検知レバー１０７の基端部は回転軸１０６を介して取付部１０８に接続され、検知レバー１０７は回転軸１０６を中心として回動することにより、その先端部側を上下動させて検知ローラ１０５を基準ローラ１０３に対して接離する方向に変位させるようになっている。

検知レバー１０７の先端部側には被検出片１２２が突設され、この被検出片１２２の下面部には検知ローラ１０５の変位量を測定する検出手段としての測定センサ１０９が離間対向されている。

また、検知レバー１０７の先端上面部にはローラ１１１が設けられ、このローラ１１１の上面部には押圧手段としてのバネ材１１０の先端部側が当接されている。このバネ材１１０の基端部側は、取付部１０８に取り付けられている。バネ材１１０によりローラ１１１を押圧して検知ローラ１０５を基準ローラ１０３に押し付けることにより、検知レバー１０７の跳ね上がり等の不要な振動や、紙幣Ｐの膨らみ等の影響による検知誤差を抑制するようになっている。

測定センサ１０９は、例えばポテンショメータ又はＭＲセンサ等で構成され、回転軸１０６の回転角度を検出するものであり、これにより紙幣Ｐの厚さが検知可能となっている。

なお、厚さ検知装置は１台の現金処理機の搬送系上に複数台配設され、検知ローラ１０５の位置を紙幣の幅方向にずらして設置している。これにより紙幣の全面の厚さ検知をカバーすることが可能となっている。

上記した構成において、紙幣Ｐが検知ローラ１０５と基準ローラ１０３との間に導入されて通過すると、検知ローラ１０５が基準ローラ１０３から上方に変位され、この変位量が測定センサ１０９により測定され、この測定値に基づいて紙幣Ｐの厚さが検出される。

ところで、搬送されてくる紙幣Ｐの速度は数ｍ/ｓと高速であるため、検知ローラ１０５と基準ローラ１０３との間への導入時に、その先端部が検知ローラ１０５に当接すると、検知ローラ１０５には大きな衝撃が加わる。このため、検知ローラ１０５は、図１０の厚さ測定曲線に示すように基準ローラ１０３に対して浮き上がる方向に跳ね上げられて測定空白時間が発生する。

この測定空白時間において紙幣Ｐは数ミリ搬送されてしまうので、この間、紙幣Ｐの厚さを検知することができなくなる。従って、可能な限り早く検知ローラ１０５の跳ね上りを低減させる必要がある。このため、通常は、押圧手段としての板バネ１１０の押圧力を高くするようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１５４０６４号公報

しかしながら、板バネ１１０の押圧力を高くすると、検知ローラ１０５と基準ローラ１０３との摩擦抵抗力が大きくなるため、検知ローラ１０５を支える検知レバー１０７と基準ローラ１０３の回転軸１０２との垂直度が、図１１に示すように少しでも狂いがあると、検知ローラ１０５に基準ローラ１０３の回転軸方向の力が働くこととなる。この結果、図１２に示すように検知ローラ１０５の回転軸１０４と外輪１１２には曲げ応力が生じて、べアリング１１４ａのリテーナ１１４ｂと外輪１１２が焼きついてロックするという問題が生じている。なお、回転軸１０４は内輪１１３内に挿入されている。

また、検知ローラ１０５の外輪１１２が基準ローラ１０３に対して傾斜していることから、検知ローラ１０５は基準ローラ１０３の表面部に対して振動し、厚さ検出信号の精度が悪くなるという欠陥が生じている。

また、板バネ１１０の押圧力を高くすると、検知ローラ１０５のベアリングの寿命が短くなってしまう。さらに、基準ローラ１０３と検知ローラ１０５の摩耗が促進され、基準ローラ１０３には磨耗痕が深く刻まれることとなり、検知ローラ１０５による紙幣の厚さ測定精度が低下する。

以上説明したように検知ローラ１０５の跳ね上り時間を抑制する目的から高いバネ圧で検知ローラ１０５を押圧する機構であるために、検知ローラ１０５が傾斜して厚さ検知の精度が低下するだけでなく、基準ローラ１０３や検知ローラ１０５の寿命が短いという問題がある。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、第１の目的は、検知レバーの取付精度を高くしなくとも、検知ローラの焼きつきを防止できるようにし、また、第２の目的は、押圧手段の押圧力を低くした状態でも検知ローラの跳ね上がりを迅速に戻すことができるようにした紙葉類の厚さ検知装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１記載のものは、基準ローラと、この基準ローラに対向して設けられ、前記基準ローラとの間に紙葉類を通過させる検知ローラと、この検知ローラを一端部側に取り付ける検知レバーと、前記検知ローラが前記基準ローラに対し接離する方向、及び前記基準ローラの軸方向に沿って移動するように前記検知レバーの他端部側を可動自在に取り付ける取付手段と、前記検知ローラを前記基準ローラ側に弾性的に押圧する押圧手段と、前記基準ローラと前記検知ローラとの間に紙葉類が存在するときの前記検知ローラの前記基準ローラから離間する方向への変位量に基づいて前記紙葉類の厚さを検出する検出手段とを具備することを特徴とする。

請求項５記載のものは、基準ローラと、この基準ローラに対向して設けられ、前記基準ローラとの間に紙葉類を通過させる検知ローラと、この検知ローラを一端部側に取り付ける検知レバーと、この検知レバーの前記検知ローラよりも前記紙葉類搬送方向上流側に位置し、かつ前記基準ローラに対向して設けられ、前記搬送されてくる紙葉類を当接させて通過させる当接ローラと、前記検知ローラ及び前記当接ローラが前記基準ローラに対し接離する方向に移動するように前記検知レバーの他端部側を可動自在に取り付ける取付手段と、前記検知ローラを弾性的に押圧する押圧手段と、前記基準ローラと前記検知ローラとの間に紙葉類が存在するときの前記検知ローラの前記基準ローラから離間する方向への変位量に基づいて前記紙葉類の厚さを検出する検出手段とを具備することを特徴とする。

第１の発明は、検知レバーの取付精度を高くしなくとも、検知ローラの焼きつきを防止でき、また、第２の発明は、押圧手段の押圧力を低くした状態でも検知ローラの跳ね上がりを迅速に戻すことができるようにした紙葉類の厚さ検知装置を提供することができる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態である紙葉類の厚さ検知装置を示す正面図である。
この厚さ検知装置は、例えば、紙幣搬送系の紙幣鑑査部内に設けられ、紙幣の２枚取りや、テープ貼り等を検知するようになっている。

厚さ検知装置１は、回転軸２に取り付けられる基準ローラ３を備え、この基準ローラ３の上部側には金属製の検知ローラ５が設けられている。この検知ローラ５は基準ローラ３の上面部に接触、又は非接触の状態で対向され、この検知ローラ５と基準ローラ３との間を紙幣Ｐが通過するようになっている。

検知ローラ５は基準ローラ３の軸方向に沿って所定間隔を存して複数個配設され、検知レバー７の先端部に回転軸４を介して取り付けられている。検知レバー７の基端部は後で詳しく述べるように取付手段としての取付部８に可動自在に取り付けられている。

また、各検知レバー７の先端部側には被検出片２２がそれぞれ突設され、これら被検出片２２の下面部には検知ローラ５の変位量を測定する検出手段としての測定センサ９が離間対向されている。

また、検知レバー７の先端上面部にはローラ１１が設けられ、このローラ１１の上面部には押圧手段としてのバネ材１０の先端部側が当接されている。このバネ材１０の基端部側は、取付部８に取り付けられている。バネ材１０によりローラ１１を押圧して検知ローラ５を基準ローラ３に押し付けることにより、検知レバー７の跳ね上がり等の不要な振動や、紙幣Ｐの膨らみ等の影響による検知誤差を抑制するようになっている。

測定センサ９は、例えばポテンショメータ又はＭＲセンサ等で構成され、回転軸６の回転角度を検出するものであり、これにより紙幣Ｐの厚さが検知可能となっている。

なお、厚さ検知装置は１台の現金処理機の搬送系上に複数台配設され、検知ローラ５の位置を紙幣の幅方向にずらして設置している。これにより紙幣の全面の厚さ検知をカバーすることが可能となっている。

上記した構成において、紙幣Ｐが検知ローラ５と基準ローラ３との間に導入されて通過すると、検知ローラ５が基準ローラ３から上方に変位され、この変位量が測定センサ９により測定され、この測定値に基づいて紙幣Ｐの厚さが検出される。

ところで、搬送されてくる紙幣Ｐの速度は数ｍ/ｓと高速であるため、検知ローラ５と基準ローラ３との間への導入時に、その先端部が検知ローラ５に当接すると、検知ローラ５には大きな衝撃が加わる。このため、検知ローラ５は、図１０の厚さ測定曲線に示すように基準ローラ３に対して浮き上がる方向に跳ね上げられて測定空白時間が発生する。

この測定空白時間において紙幣Ｐは数ミリ搬送されてしまうので、この間、紙幣Ｐの厚さを検知することができなくなる。従って、可能な限り早く検知ローラ５の跳ね上りを低減させる必要がある。このため、通常は、押圧手段としての板バネ１０の押圧力を高くするようにしている。

図２は上記した検知レバー７の取付構造を示すものである。
即ち、図中１５は、検知レバー７の基端部側を第１の回転軸１６を介して回動自在に接続する可動ブロック１５で、この可動ブロック１５は第１の回転軸１６と直交する方向に沿って設けられる第２の回転軸１７を介して取付部８に回動自在に取り付けられている。第１の回転軸１６は検知ローラ５の回転軸４と平行に設けられ、第２の回転軸１７は第１の回転軸１６と直交する方向に沿って設けられている。

検知レバー７は第１の回転軸１６を中心として回動することにより、検知ローラ５を基準ローラ３に対し接離する方向に移動させ、第２の回転軸１７を中心として回動することにより、検知ローラ５を基準ローラ３の軸方向に沿って移動させることができるようになっている。

ところで、板バネ１０の押圧力を高くすると、検知ローラ５と基準ローラ３との摩擦抵抗力が大きくなるため、検知ローラ５を支える検知レバー７と基準ローラ３のローラ回転軸２との垂直度が、図３に示すように少しでも狂いがあると、検知ローラ５に基準ローラ３の回転軸方向の力が働くこととなる。

しかしながら、このときには、検知レバー７が基準ローラ３の回転強制力により第２の回転軸１７を中心にして基準ローラ３の軸方向に回動するため、従来のような曲げ応力が検知レバー７に作用することがなく、検知ローラ５のベアリング１４ａを傾ける力は低減される。従って、ベアリング１４ａのリテーナ１４ｂと外輪１２が焼きついてロックすることを防止できる。なお、図中１３は回転軸４を挿入させる内輪である。
また、検知ローラ５の外輪１２は基準ローラ３に対して傾斜しないため、検知ローラ５の振動を防止でき、厚さ検出信号の精度も良好に維持できる。

一方、基準ローラ３は、表面硬度がＨＲｃ７０以上の材料で構成されている。
基準ローラ３に接触している検知ローラ５の外輪１２は、一般にＳＵＪ２などの軸受鋼が使用されている。この軸受鋼の硬さは、約Ｒｃ６０であるため、焼入れ，焼き戻しした鋼ではせいぜいＨＲｃ６０〜６５である。即ち、基準ローラ３と検知ローラ５は、同じ鋼系の金属であるために凝着摩耗を生じるといった問題があった。

これを解決するため基準ローラ３を硬さＨＲｃ７０以上のハードフエイシング層で構成する。具体的には超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ）、粉末ハイス（炭化物、ＴｉＮ）などの耐摩耗材を鋼ローラに溶射し、研削して基準ローラ３を製作する。

これにより、比較的経済的に高耐磨耗性で寸法精度の高い基準ローラ３を製作することができる。基準ローラ３が炭化物系や窒化物系の耐摩耗材料であるため、検知ローラ５との凝着摩耗を防止できる。従って、検知ローラ５の摩耗も低減し、単純な鋼製に比較して寿命が大幅に改善でき、トータルとして経済的な基準ローラ３を提供することができる。

上記した実施の形態によれば、検知レバー７の取付精度が高くない場合であっても、検知ローラ５が基準ローラ３に対して傾斜することがないので、検知ローラ５の外輪１２と回転軸４の傾きによるリテーナ１４ｂの焼き付きを防止でき、検知ローラ５の寿命を改善できる。

さらに、検知ローラ５の外輪１３の偏摩耗と、基準ローラ３の表面の摩耗痕が大幅に軽減されるので初期の測定精度を維持できる。

図５は、検知レバー７の接続構造の第１の変形例を示すものである。
この第１の変形例では、検知レバー７をボールジョイント２５を介して取付部８に接続している。ボールジョイント２５は、複数個のコロ２６を介して取付部８に取り付けられている。

このようにボールジョイント２５を用いることにより、検知レバー７は取付時の精度に係わらずに基準ローラ３の回転方向と一致した方向に向くとともに、バネ材１０によって基準ローラ３に押し付けられている検知ローラ５は傾くことなく基準ローラ３に自動的に接触する。

図６は、検知レバー７の接続構造の第２の変形例を示すものである。
この第２の変形例では、検知レバー７をゴム等のような弾性体３１を介して取付部８に接続している。

このように弾性体３１を用いることにより、バネ材１０の押圧力と基準ローラ３の回転強制力により検知レバー７の方向と検知ローラ５の基準ローラ３に対する姿勢を容易に矯正することができる。

図７は、本発明の第２の実施の形態である厚さ検知装置を示す構成図である。
なお、図１で示した部分と同一部分について同一番号を付してその説明を省略する。

この実施の形態では、検知レバー７の検知ローラ５よりも紙幣搬送方向上流側に位置して当接ローラ４１を取り付けている。当接ローラ４１は検知ローラ５と一定間隔を存して並列状態で、かつ基準ローラ３に接触する状態で取り付けられている。この当接ローラ４１は、金属ローラではなく、ゴムなどの弾性体によって構成されている。

この構成において、搬送れてくる紙幣Ｐの先端部が当接ローラ４１に当接すると、その衝撃により検知レバー７は回転軸６を中心して上方に回動して検知ローラ５が上方に跳ね上がる。この検知ローラ５の跳ね上りは当接ローラ４１が弾性ローラであるため、検知ローラ５だけの場合よりも軽減される。

また、当接ローラ４１と検知ローラ５との間隔は、紙幣Ｐの先端が検知ローラ５の位置に侵入するタイミングと、検知ローラ５が跳ね上がってから戻るまでのタイミングとがほぼ一致するように設定されている。

これにより、紙幣Ｐは検知ローラ５に強く衝突することなく進行し、紙幣Ｐの厚さに検知ローラ５が追従することができる。

この実施の形態によれば、厚さ測定精度の向上だけでなく、紙幣Ｐとの衝突による検知ローラ５と検知レバー７の跳ね上りを押さえていたバネ材１０の押圧力を軽減することが可能となる。従って、検知ローラ５のベアリング寿命や基準ローラ３の摩耗を低減することができる。

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。

本発明の第１の実施の形態である紙葉類の厚さ検知装置を示す正面図。図１の厚さ検知装置の検知レバーの接続構造を示す図。図１の厚さ検知装置の検知レバーの取付角度に狂いがある状態を示す図。図３の検知レバーに取り付けられる検知ローラの位置が矯正された状態を示す図。図２の検知レバーの接続構造の第１の変形例を示す図。図２の検知レバーの接続構造の第２の変形例を示す図。本発明の第２の実施の形態である紙葉類の厚さ検知装置を示す正面図。従来の紙葉類の厚さ検知装置を示す正面図。図８の厚さ検知装置を示す側面図。図８の厚さ検知装置による紙幣の厚さ測定曲線を示すグラフ図。図８の厚さ検知装置の検知レバーの取付角度に狂いがある状態を示す図。図１１の検知レバーに取り付けられる検知ローラがロックする状態を示す図。

符号の説明

Ｐ…紙葉類、３…基準ローラ、５…検知ローラ、６…第１の回転軸、７…検知レバー、８…取付部（取付手段）、９…測定センサ（検出手段）、１０…バネ材（押圧手段）、
１７…第２の回転軸、２５…ボールジョイント、３１…弾性体、４１…当接ローラ。

Claims

基準ローラと、
この基準ローラに対向して設けられ、前記基準ローラとの間に紙葉類を通過させる検知ローラと、
この検知ローラを一端部側に取り付ける検知レバーと、
前記検知ローラが前記基準ローラに対し接離する方向、及び前記基準ローラの軸方向に沿って移動するように前記検知レバーの他端部側を可動自在に取り付ける取付手段と、
前記検知ローラを前記基準ローラ側に弾性的に押圧する押圧手段と、
前記基準ローラと前記検知ローラとの間に紙葉類が存在するときの前記検知ローラの前記基準ローラから離間する方向への変位量に基づいて前記紙葉類の厚さを検出する検出手段と、
を具備することを特徴とする紙葉類の厚さ検知装置。
前記取付手段は、第１の回転軸、及びこの第１の回転軸に直交する第２の回転軸を有し、前記第１の回転軸回りに前記検知レバーを回動させることにより前記検知ローラを前記基準ローラに対し接離する方向に変位させ、前記第２の回転軸回りに前記検知レバーを回動させることにより前記検知ローラを前記基準ローラの軸方向に沿って移動させることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の厚さ検知装置。
前記取付手段は、ボールジョイントを有し、このボールジョイントを介して前記検知レバーを取り付けることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の厚さ検知装置。
前記取付手段は、弾性体を有し、この弾性体を介して前記検知レバーを取り付けることを特徴とする請求項１記載の紙葉類の厚さ検知装置。
基準ローラと、
この基準ローラに対向して設けられ、前記基準ローラとの間に紙葉類を通過させる検知ローラと、
この検知ローラを一端部側に取り付ける検知レバーと、
この検知レバーの前記検知ローラよりも前記紙葉類搬送方向上流側に位置し、かつ前記基準ローラに対向して設けられ、前記搬送されてくる紙葉類を当接させて通過させる当接ローラと、
前記検知ローラ及び前記当接ローラが前記基準ローラに対し接離する方向に移動するように前記検知レバーの他端部側を可動自在に取り付ける取付手段と、
前記検知ローラを弾性的に押圧する押圧手段と、
前記基準ローラと前記検知ローラとの間に紙葉類が存在するときの前記検知ローラの前記基準ローラから離間する方向への変位量に基づいて前記紙葉類の厚さを検出する検出手段と、
を具備することを特徴とする紙葉類の厚さ検知装置。
前記検知ローラと前記当接ローラとの間隔は、前記当接ローラに紙葉類が当接するのに基づいて前記基準ローラから離間する方向に変位した前記検知ローラが初期位置に復帰するタイミングと、前記紙葉類が前記検知ローラに到達するタイミングが略一致するように設定されていることを特徴とする請求項５記載の紙葉類の厚さ検知装置。
前記当接ローラは、弾性体で構成されたことを特徴とする請求項５記載の紙葉類の厚さ検知装置。
前記基準ローラの表層は、前記検知ローラの表層よりも硬質であることを特徴とする請求項１又は５記載の紙葉類の厚さ検知装置。
前記基準ローラの表層は、硬さＨＲｃ７０以上の耐磨耗性の材料で構成され、前記検知ローラの表層は、硬さＨＲｃ６０の耐磨耗性の材料で構成されることを特徴とする請求項８記載の紙葉類厚さ検知装置。
前記基準ローラの表層は、超硬合金もしく粉末ハイスを溶射した層であることを特微とする請求項８記載の紙葉類厚さ検知装置。