JP2009107824A

JP2009107824A - 媒体収納繰出装置

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Publication number: JP2009107824A
Application number: JP2007284264A
Authority: JP
Inventors: Takashi Iwatsuki; 敬岩月
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: KR101028686B1; CN101423151A; US20090108115A1; KR20090044988A; CN101423151B; JP5233247B2; US8342439B2

Abstract

【課題】高回転に対応した高価なトルクリミッタに代えて低回転用の安価なトルクリミッタの使用が可能な媒体収納繰出装置を実現する。
【解決手段】トルクリミッタによりリール軸に取り付けられたリール１３０、１３５とドラム１２０間で前記テープの巻き取りまたは巻き戻しを行うことにより媒体の繰出しまたは収納を行うように構成した媒体収納繰出装置１００において、媒体の繰出し時には、ドラム１２０がテープを巻き戻す速度より速い速度でリール軸を回転させ、媒体の収納時には、ドラム１２０がテープを巻き取る速度より遅い速度でリール軸を回転させて、ドラム１２０がテープを巻き戻す速度より速い速度でリール軸を回転させ、リール軸とリール１３０、１３５の回転速度差をトルクリミッタで吸収するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、紙幣入出金機、小切手／証書回収発行機および紙幣／小切手／証書受け渡し装置等において、ドラムとリール間でテープを巻き取り、巻き戻すことによって、紙幣、小切手、証書等の紙葉状の媒体を収納繰出する装置に関する。

ドラムとリール間でテープを巻き取り、巻き戻すことによって、紙葉類媒体を収納繰出する装置は、テープを２本用いる方式（例えば特許文献１）と１本用いる方式（例えば特許文献２）とがある。
また、テープを駆動する方式は、複数のモータを使う方式（例えば特許文献１）と１つのモータで駆動する方式（例えば特許文献３）がある。

２本のテープを用い、１つのモータで駆動する方式を以下に図面を用いて説明する。
図３０は要部側面説明図、図３１は要部正面説明図である。
図において、１００は収納繰出装置である。１１０、１１５はテープであり、同じ形状で同じ長さである。
テープ１１０、１１５の一端はドラム１２０に巻きつけてあり、他端はリール１３０、１３５に巻き付けてある。

前記ドラム１２０は、テープ１１０、１１５に挟まれた媒体３００をテープ１１０、１１５と一緒に巻き取るドラムであり、ドラム軸１２１に固定してある。
また、リール１３０、１３５は、テープ１１０、１１５のみを巻き取るリールであり、両リール１３０、１３５は同じ形状である。両リール１３０、１３５は、それぞれのリール軸１３１、１３６にトルクリミッタ１３２、１３７を介して取り付けてある。

１８５は媒体入出口であり、媒体収納繰出装置１００の外にある。図示しない搬送ユニットから搬送されてきた媒体が、媒体入出口１８５から収納繰出装置１００に取り込まれる。
媒体入出口１８５にはテープ１１０、１１５のアイドルプーリ１９０、１９５が実装され、テープ１１０、１１５は、ドラム１２０からアイドルプーリ１９０、１９５を介してリール１３０、１３５に巻き付けてある。

１０５は、媒体収納繰出装置１００のフレームであり、このフレーム１０５にベアリング１０６を介してドラム軸１２１が取り付けてある。ドラム軸１２１は、ベアリング１０６によってフレーム1０５に対して自由に回転する構造になっている。
１４０は駆動モータであり、ドラムギヤ１４２に駆動伝達を行う。ドラムギヤ１４２はドラム軸１２１に固定されており、駆動モータ１４０が回転すると、ドラム軸１２１、ドラム１２０が回転する構造になっている。

このドラム軸１２１とリール軸１３１、１３６については、以下に示す駆動伝達手段を設けている。
ドラム軸１２１には、ドラムギヤ１５０が取り付けられており、このドラムギヤ１５０は、リールギヤ１５５、１６０と噛み合っている。リールギヤ１５５、１６０は、同じ歯数のギヤであり、ワンウェイクラッチ１６５、１７０を介してリール軸１３１、１３６に取り付けられている。

また、リール軸１３１、１３６は、ワンウェイクラッチ１７５、１８０を介してフレーム１０５に取り付けてある。
前記ワンウェイクラッチ１６５、１７０は、リールギヤ１５５、１６０がリール１３０、
１３５を巻き取る方向に回転した場合、ワンウェイクラッチ１６５、１７０がロックし、リールギヤ１５５、１６０の回転がリール軸１３１、１３６に伝達されるようになっている。

一方、ドラムギヤ１５０がリール１３０、１３５を巻き戻す方向に回転した場合、ワンウェイクラッチ１６５、１７０が空転方向に回転するために、リールギヤ１５５、１６０の回転は、リール軸１３１、１３６に伝達されない仕組みになっている。
また、前記ワンウェイクラッチ１７５、１８０は、リール軸１３１、１３６がリール１３０、１３５でテープ１１０、１１５を巻き取る方向に回転した場合、ワンウェイクラッチ１７５、１８０が空転する方向である。リール１３０、１３５でテープ１１０、１１５を巻き戻す方向に回転しようとした場合、ワンウェイクラッチ１７５、１８０がロックして巻き戻し方向に回転しない仕組みになっている。

ドラムギヤ１５０とリールギヤ１５５、１６０のギヤ比は、ドラム１２０がテープ１１０、１１５を巻き戻すときに、ドラム１２０がテープ１１０、１１５を巻き戻す速度よりリール１３０、１３５がテープ１１０、１１５を巻き取る速度の方が常に速くなるように設定してある。その詳細を下記の通りである。
図３２は、ドラム巻き戻し時の説明図である。リール１３０、１３５のテープ巻き取り半径ＲＡ１、ドラム１２０側のテープの巻き取り半径をＲＡ２とし、ドラムギヤ１５０のギヤ歯数・角速度をＺＡ２・ＷＡ２、リールギヤ１５５、１６０のギヤ歯数・角速度をＺＡ１・ＷＡ１、リール軸１３１、１３６によるテープ巻き取り速度をＶＡ１、ドラム軸１２１のテープ巻き戻し速度をＶＡ２とすると、
ＶＡ１＝ＲＡ１×ＷＡ１，ＶＡ２＝ＲＡ２×ＷＡ２…式１
が成り立つ。

ドラム１２０がテープ１１０、１１５を巻き戻す速度よりリール軸１３１、１３６がテープを巻き取る速度の方を速くするためにＶＡ１とＶＡ２の速度関係は常に、
ＶＡ１＞ＶＡ２…式２
を保証する。
式１、式２より、
ＲＡ１×ＷＡ１＞ＲＡ２×ＷＡ２ → ＲＡ１／ＲＡ２＞ＷＡ２／ＷＡ１…式３
角速度の比は、ギヤ比で決まるため、ＷＡ２／ＷＡ１＝ＺＡ１／ＺＡ２…式４
式３、式４より、
ＲＡ１／ＲＡ２＞ＺＡ１／ＺＡ２…式５
なお、媒体を繰り出すにつれて、リール径ＲＡ１は大きくなり、ドラム径ＲＡ２は小さくなる。径の変化によるＲＡ１、ＲＡ２は、以下の関係式が成り立つ。

ＲＡ１＝ｒａ１×ｋａ１…式６
ＲＡ２＝ｒａ２×ｋａ２…式７
ｒａ１：テープが空のときのリール半径
ｋａ１：テープの巻き取りによるリール半径の増える係数
ｋａ１は、リールにテープがないとき、すなわちドラム１２０に媒体が収納容量一杯に収納されているときは１であり、リールにテープが全部巻かれているとき、すなわちドラム１２０にテープがないときをＴ１とすると、
ｋａ１は、
１≦ｋａ１≦Ｔ１（１＜Ｔ１）…式８
が成り立つ。

ｒａ２：テープが空のときのドラムの半径
ｋａ２：テープの巻き取りによるドラム半径の増える係数
ｋａ２は、ドラム１２０にテープがないときは１であり、ドラム１２０に媒体が収納容量一杯に収納されているときはＴ２とすると、
ｋａ２は、
１≦ｋａ２≦Ｔ２（１＜Ｔ２）…式９
が成り立つ。

ＲＡ１／ＲＡ２の最小値は、ＲＡ１が最小値、ＲＡ２が最大値のときのため、式６、式７、式８、式９より、
ＲＡ１／ＲＡ２の最小値＝（ｒａ１×１）／（ｒａ２×Ｔ２）
常に式５を保証するためにＲＡ１／ＲＡ２の最小値で式５を満たす必要がある。
よって、
ｒａ１／（ｒａ２×Ｔ２）＞ＺＡ１／ＺＡ２…式１０
上記ギヤ比に設定することにより、テープの巻き取り・巻き戻しによるドラム径・リール径が変化しても常にＶＡ１とＶＡ２の速度関係が、ＶＡ１＞ＶＡ２となることが保証される。

こうして、常にドラムがテープを巻き戻す速度よりリールがテープを巻き取る速度の方が速くなるようなギヤ比を設定している。
この媒体収納繰出装置１００の繰出動作を図３３を用いて以下に説明する。
駆動モータ１４０は、ドラム１２０を矢印ａ１方向に回転する。このとき、ドラムギヤ１５０を介してリールギヤ１５５、１６０がリールを巻き取る方向である矢印ａ２方向に回転するため、ワンウェイクラッチ１６５、１７０がロックし、リールギヤ１５５、１６０の回転をリール軸１３１、１３６に伝達されるようになっている。

そのため、リール軸１３１、１３６は、矢印ａ３方向に回転するため、ワンウェイクラッチ１７５、１８０が空転し、リール軸１３１、１３６は回転できる。
また、このとき、前述した式１０を満たすため、ドラム１２０がテープ１１０、１１５を巻き戻す速度より、リール軸１３１、１３６がテープ１１０、１１５を巻き取る速度の方が常に速くなるようなギヤ比を設定しているため、速度の差分をリール１３０、１３５とリール軸１３１、１３６の間にあるトルクリミッタ１３２、１３７が回転することによって吸収する。そのため、テープ１１０、１１５には、トルクリミッタ１３２、１３７のトルクによって絶えずテンションがかかっている。

それによって、テープ１１０、１１５が絶えずテンションがかかった状態で、ドラム１２０がテープ１１０、１１５を巻き戻しながら矢印ａ１方向に回転するため、テープ１１０、１１５に挟まれた媒体３１０がドラム１２０の巻き戻しによってドラム１２０から繰出され、媒体３１０はテープ１１０、１１５間を走行して媒体入出口１８５から放出される。

この媒体収納繰出装置１００の収納動作を図３４を用いて説明する。
媒体３２０が、媒体入出口１８５から収納繰出装置１００の中に搬送されると、駆動モータ１４０はドラム１２０が矢印ｂ１方向に回転する。
このとき、リールギヤ１５５、１６０がリール巻き戻し方向である矢印ｂ２方向に回転するため、ワンウェイクラッチ１６５、１７０が空転し、リールギヤ１５５、１６０の回転をリール軸１３１、１３６に伝達されないようになっている。

そのため、駆動はドラム１２０のみに伝達され、矢印ｂ１方向に回転する。このとき、ドラム１２０の回転によってテープ１１０、１１５はドラム１２０に巻き取られるため、リール１３０、１３５には、テープによって巻き戻し方向に回転させる力が発生する。そのとき、リール軸１３１、１３６は、テープを巻き戻す方向に力がかかるが、ワンウェイクラッチ１７５、１８０によってロックがかかるためにリール軸１３１、１３５は、巻き戻し方向に回転しないような仕組みになっている。

そのため、リール１３０、１３５は、テープによって回転方向に力がかかるが、リール軸１３１、１３６は回転しないために、リール１３０、１３５とリール軸１３１、１３６の間にあるトルクリミッタ１３２、１３７が回転することにより、リール１３０、１３５が回転してテープ１１０、１１５はリール１３０、１３５からドラム１２０に巻き取られる。そのため、テープ１１０、１１５は、トルクリミッタ１３２、１３７のトルクによって、絶えずテンションがかかった状態になっている。

こうして、媒体入出口１８５から入ってきた媒体３２０は、テープ１１０、１１５に挟まれながらドラム１２０に巻き取られることによって媒体を収納する。
このように、収納・繰出動作時に、テープ１１０、１１５に弛みが発生すると、テープ１１０、１１５がアイドルプーリ１９０、１９５やリール１３０、１３５から外れたり巻き取り時の媒体挟み力がなくなる問題がでるが、上記繰出し・収納動作では、テープに絶えずテンションをかけて弛まないような仕組みになっている。
特開平３−１２８８５４号公報特開昭５８−１２５５８号公報特開平８−６７３８２号公報

しかしながら、上述した従来の技術においては、繰出動作では、リール軸１３１、１３６が常にリール１３０、１３５の回転より遅いため、トルクリミッタ１３２、１３７は、常に回転している。
また、収納動作では、回転しないリール軸１３１、１３６に対して、リール１３０、１３５が回転するためにトルクリミッタ１３２、１３７は、常に回転している。

この繰出動作でのトルクリミッタの角速度をＴＡ１、収納動作でのトルクリミッタの角速度をＴＡ２とすると、
ＴＡ１＝（リール軸の角速度）−（リール角速度）…式１１
ＴＡ２＝（リールの角速度）…式１２
トルクリミッタは、角速度が大きくなると、寿命が短くなる問題があり、また、高回転に対応したトルクリミッタは、価格が高価であることからも品質とコストを両立させようとするとトルクリミッタは低回転での使用が求められる。

そのため、繰出動作の回転では、（リール軸の角速度）＞（リール角速度）の範囲で、ＴＡ１の角速度をなるべく小さくするように、ドラムギヤ１５０の歯数ＺＡ２、リールギヤ１５５、１６０の歯数ＺＡ１の比を設定して、角速度を押さえる必要がある。つまり、式１０を満たす範囲でＺＡ１／ＺＡ２を大きくする必要がる。
一方、収納動作の回転では、リール軸の角速度が停止しているため、テープ速度ＶＡ１
とリール半径ＲＡ１で算出される。

ＴＡ２＝ＶＡ１／ＲＡ１…式１３
繰出動作のようにリール軸が回転しないため、トルクリミッタの角速度は、リールの角速度に対して減速する要素がなく、角速度が高くなる場合がある。
具体的な例Ｎ１を、下記に示す。
テープが空のときの、リール半径ｒａ１＝５０ｍｍ
テープが一杯に巻き取られているときの、リール半径の増加係数Ｔ１＝１．３
テープが空のときの、ドラム半径ｒａ２＝８０ｍｍ
テープが一杯に巻き取られているときの、ドラム半径の増加係数Ｔ２＝１．５
収納・繰出のテープ速度をＶＡ１＝１２００ｍｍ／ｓとして、
繰出動作でのトルクリミッタの角速度ＴＡ１を求める。

ドラム軸の角速度ＷＡ２＝ＶＡ１／ＲＡ２
リール軸の角速度
ＷＡ１＝（ＺＡ２／ＺＡ１）×ＷＡ２＝（ＺＡ２／ＺＡ１）×ＶＡ１／ＲＡ２
リールの角速度ＷＡ３＝ＶＡ１／ＲＡ１
式１１より、
ＴＡ１＝（ＺＡ２／ＺＡ１）×ＶＡ１／ＲＡ２−ＶＡ１／ＲＡ１…式１４
ＺＡ２／ＺＡ１には、式１０を常にみたしていないといけないため、
式１０より、ｒａ１／（ｒａ２×Ｔ２）＞ＺＡ１／ＺＡ２
５０／（８０×１．５）＞ＺＡ／ＺＡ２
０．４１６７＞ＺＡ１／ＺＡ２
ＺＡ１／ＺＡ２＝０．４１とする。

式１４より、
ＴＡ１＝（１／０．４１）×ＶＡ１／ＲＡ２−ＶＡ１／ＲＡ１＝［（１／０．４１）／
ＲＡ２−１／ＲＡ１］×ＶＡ１
式６、式７より、
ＴＡ１＝［（１／０．４１）／（ｒａ２×ｋａ２）−１／（ｒａ１×ｋａ１）］×
ＶＡ１
ＴＡ１の最大値は、（ｒａ２×ｋａ２）が最小値で、（ｒａ１×ｋａ１）が最大値のとき、すなわち、ドラム１２０にテープが空であり、リールにテープが全部巻かれているときである。

そのとき、
ＴＡ１（最大値）＝［（１／０．４１）／（ｒａ２×１）−１／（ｒａ１×Ｔ１）］×
ＶＡ１＝［（１／０．４１）／８０−１／（５０×１．３）］×
１２００＝１８．１２
一方、収納動作でのトルクリミッタの角速度ＴＡ２を求めると、
式１３より、ＴＡ２＝ＶＡ１／ＲＡ１
ＴＡ２＝ＶＡ１／（ｒａ１×ｋａ１）
ＴＡ２の最大値は、（ｒａ１×ｋａ１）の最小値のときであり、つなわち、リールにテープが空のときである。

ＴＡ２（最大値）＝ＶＡ１／（ｒａ１×１）＝１２００／（５０×１）＝２４…式１５
このように、収納動作は、繰出動作のようにリール軸が回転しないために、角速度が高くなる場合があった。
また、従来技術では、トルクリミッタの角速度が高くなる問題以外にも、高価なワンウェイクラッチを４個使う必要があり、コストが高くなる要因でもあった。

本発明は、このような問題を解決することを課題とする。

そこで本発明は、テープのみを巻き取るリールと、該リールを回転させるリール軸と、前記リールを前記リール軸に取り付けるトルクリミッタと、テープと媒体とを一緒に巻き取るドラムを有し、前記リールとドラム間で前記テープの巻き取りまたは巻き戻しを行うことにより前記媒体の繰出しまたは収納を行うように構成した媒体収納繰出装置において、前記媒体の繰出し時には、前記ドラムが前記テープを巻き戻す速度より速い速度で前記リール軸を回転させ、前記媒体の収納時には、前記ドラムが前記テープを巻き取る速度より遅い速度で前記リール軸を回転させて、前記リール軸と前記リールの回転速度差を前記トルクリミッタで吸収することを特徴とする。

このようにした本発明は、媒体の繰出し時だけでなく、媒体の収納時にも、リール軸を回転させるため、収納・繰出動作両方でみた最大角速度を大幅に下げることができてトルクリミッタを低回転で使用が可能となり、トルクリミッタの寿命を長くすることができるという効果が得られ、さらに、ワンウェイクラッチの使用個数を少なくすることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明による実施例を説明する。

図１は実施例１を示す要部側面説明図、図２は要部正面説明図である。
なお、以下の説明において、上記従来技術と同様の部位は同一符号を用いて説明する。
図において、４０５はドラムギヤであり、ワンウェイクラッチ４２０を介して、ドラム軸１２１に接続されている。その歯数は、ドラムギヤ１５０と同じＺＡ２のギヤである。
４１０、４１５はドラムギヤ４０５と噛み合っているリールギヤであり、リール軸１３１、１３６にそれぞれ固定されている。そのギヤ歯数は、リールギヤ１５５、１６０と同じＺＡ１である。

リール軸１３１、１３６は、ベアリング４３０、４３１を介して装置のフレーム１０５に取り付けられており、リール軸１３１、１３６はフレームに対して、自由に回転する構造になっている。
４１１はリールギヤであり、リール軸１３１に固定されている。その歯数は、ＺＡ３である。

また、４１６はドラムギヤであり、ワンウェイクラッチ４２５を介してドラム軸１２１に接続されている。その歯数は、ＺＡ４のギヤである。
このワンウェイクラッチ４２０、４２５の回転方向は、図１において以下の方向でロック・空転するものとし、ワンウェイクラッチ４２０側について図３により詳述する。
図３（イ）の実線矢印に示すように、ドラム軸１２１を時計回りに回したときに、ワンウェイクラッチ４２０はロックし、ワンウェイクラッチ４２０は破線矢印に示すように時計回りに回る。

図３（ロ）の実線矢印に示すように、ドラム軸１２１を反時計回りに回したときは、ワンウェイクラッチ４２０はロックしないため、ワンウェイクラッチ４２０は回らない。
図３（ハ）の実線矢印に示すように、ドラムギヤ４０５を時計回りに回したときに、ワンウェイクラッチが空転するためにドラム軸１２１は回らない。
図３（二）の実線矢印に示すように、ドラムギヤ４０５を反時計回りに回したときは、ワンウェイクラッチ４２０はロックするためにドラム軸１２１は反時計回りに回る。

よって、リールギヤ４１１でドラムギヤ４１６をドラム１２０がテープを巻き取り方向、すなわち反時計回りに回転すると、ワンウェイクラッチ４２５がロックする。
このとき、リール軸１３１の角速度をＷＡ３、テープ巻き戻し速度をＶＡ３、ドラムの角速度をＷＡ４、テープの巻き取り速度をＶＡ４とすると、
ＺＡ３、ＺＡ４は常にＶＡ４＞ＶＡ３となるようにギヤ比が設定されている。

すなわち、
ＶＡ３＝ＲＡ１×ＷＡ３ＶＡ４＝ＲＡ２×ＷＡ４とすると、
ＶＡ３＜ＶＡ４
ＲＡ１×ＷＡ３＜ＲＡ２×ＷＡ１ → ＲＡ１／ＲＡ２＜ＷＡ４／ＷＡ３
角速度の比は、ギヤ比できまるため、ＷＡ４／ＷＡ３＝ＺＡ３／ＺＡ４
ＲＡ１／ＲＡ２＜ＺＡ３／ＺＡ４…式２１
式６、式７より、
ＺＡ３／ＺＡ４＞ＲＡ１／ＲＡ２＝（ｒａ１×ｋａ１）／（ｒａ２×ｋａ２）…式２２
式２１は、常に関係式を満たさないといけないため、（ｒａ１×ｋａ１）／（ｒａ２×ｋａ２）の最大値で満たす必要がある。

（ｒａ１×ｋａ１）／（ｒａ２×ｋａ２）の最大値は、（ｒａ１×ｋａ１）が最大値で、かつ（ｒａ２×ｋａ２）が最小値のときのため、
式８、式９より、
（ｒａ１×ｋａ１）／（ｒａ２×ｋａ２）≦（ｒａ１×Ｔ１）／（ｒａ２×１）…
式２３
よって、
ＺＡ３／ＺＡ４＞（ｒａ１×Ｔ１）／（ｒａ２）…式２４
上記ギヤ比に設定することにより、テープの巻き取り・巻き戻しによるドラム径・リール径が変化しても、常にＶＡ１とＶＡ４の速度関係が、ＶＡ４＞ＶＡ３となることが保証される。

こうして、リールギヤ４１１とドライブギヤ４１６は、リールがテープを巻き戻す速度よりドラム１２０がテープを巻き取る速度の方が速くなるようなギヤ比を設定している。
上述した構成による繰出動作を図２及び図４を用いて以下に説明する。
駆動モータ１４０は、ドラム１２０が巻き戻す方向に回転し、ドラムギヤ１４２を介してドラム軸１２１に伝達される。

このとき、ドラム軸１２１とワンウェイクラッチ４２０の関係は、図３（イ）に示す如く、ドラム軸１２１が時計回りに回るため、ワンウェイクラッチ４２０はロックしてワンウェイクラッチ４２０が破線矢印に示すように時計回りに回る。
そのため、図４に示す如く、ドラムギヤ４０５は矢印ｃ１方向に回転し、リールギヤ４１０、４１５は矢印ｃ２方向に回転する。

リールギヤ４１０、４１５は、リール軸１３１、１３６に固定されているために、リール軸１３１、１３６を巻き取り方向である矢印ｃ２方向に回転させる。
リール軸１３１、１３６の回転速度は、ドラムギヤ４０５のギヤ歯数ＺＡ２、リールギヤ４１０、４１５の歯数をＺＡ１が式１０を満たしているため、ドラム１２０がテープを巻き戻すことにより、ドラム１２０とテープで接続されているリール１３０、１３５が回転する量より速い速度で回転している。この回転速度の差は、リール１３０、１３５とリール軸１３１、１３６の間に接続されているトルクリミッタ１３２、１３７によって吸収される。

また、図５に示す如く、リール軸１３１が矢印ｃ２方向に回転することにより、リールギヤ４１１が矢印ｃ３方向に回転する。それにより、ドラムギヤ４１６が矢印ｃ４方向に回転する。
ドラム軸１２１の角速度ＷＸ１のときのドラムギヤ４１６の角速度ＷＸ２は、ドラムギヤ４０５→リールギヤ４１０→リールギヤ４１１→ドラムギヤ４１６の歯数で決まるため、
ＷＸ２＝（ドラムギヤ４０５の歯数／リールギヤ４１０の歯数）×（リールギヤ４１１の歯数／ドラムギヤ４１６の歯数）×ＷＸ１
ＷＸ２＝（ＺＡ２／ＺＡ１）×（ＺＡ３／ＺＡ４）×ＷＸ１…式３１
式１０より、
ｒａ１／（ｒａ２×Ｔ２）＞ＺＡ１／ＺＡ２
ＺＡ２／ＺＡ１＞（ｒａ２×Ｔ２）／ｒａ１…式３２
式２４と式３２により式３１は、
ＷＸ２＞［（ｒａ２×Ｔ２）／ｒａ１］×［（ｒａ１×Ｔ１）／ｒａ２］×ＷＸ１
＝［（ｒａ２×Ｔ２×ｒａ１×Ｔ１／（ｒａ１×ｒａ２）］×ＷＸ１
＝（Ｔ１×Ｔ２）×ＷＸ１
式８、式９により、
１＜Ｔ１、１＜Ｔ２のため、（Ｔ１×Ｔ２）＞１となり、
ＷＸ２＞ＷＸ１…式３３
そのため、図６に示す如く、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチ４２０の回転は、ドラム軸１２１が矢印ｃ５に示すように時計回りにＷＸ１の角速度で回転し、ワンウェイクラッチ４２０は矢印ｃ６に示すように時計回りにＷＸ２の角速度で回転する。

式３３より、ＷＸ２＞ＷＸ１のため、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチ４２０の相対角速度は、図７に示す如く、ワンウェイクラッチ４２０が矢印ｃ７に示すように時計回りに回転する。
この場合、図３（ロ）に示す如く、ワンウェイクラッチ４２０は空転し、ドラムギヤ４１６の回転は、ドラム軸１２１に伝達されない。

つぎに、収納動作について図２及び図８を用いて説明する。
駆動モータ１４０によってドラム１２０が巻き取る方向に回転し、ドラムギヤ１４２を介してドラム軸１２１に伝達される。このとき、ドラム１２０が巻き取り方向である矢印ｄ１方向に回転することにより、テープ１１０、１１５が巻き取られ、テープの他端が巻かれているリール１３０、１３５が矢印ｄ２方向に回転する。

それにより、図９に示す如く、リール１３０とトルクリミッタ１３２を介して接続されているリール軸１３１が矢印Ｄ３方向に回転し、リールギヤ４１１を通してドラムギヤ４１６が矢印ｄ４方向に伝達される。
このときのワンウェイクラッチ４２５については、ワンウェイクラッチ４２５がｄ４方向、ドラム軸１２１がｄ１方向のため、共に反時計回りに回転する。

図１０に示す如く、ワンウェイクラッチ４２５の角速度ｄ５がドラム軸１２１の角速度ｄ６より遅いとき、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチ４２５の相対角速度は、図１１の矢印ｄ７に示す如く、時計回りになるため図３（ハ）に示す如く、ワンウェイクラッチ４２５は空転する。
図１２に示す如く、ワンウェイクラッチ４２５の角速度ｄ８がドラム軸１２１の角速度ｄ９より速いとき、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチ４２５の相対角速度は図１３の矢印ｄ１０に示す如く、反時計回りになるため、図３（二）で示すようにワンウェイクラッチ４２５はロックしてドラム軸１２１も矢印ｄ１１で示すようにワンウェイクラッチ４２５と同じ速度で回りだす。

そのため、リール１３０の回転によってリール軸１３１はつれまわし回転をするが、リール軸１３１の回転速度は、ワンウェイクラッチ４２５の角速度がドラム軸１２１の角速度と同じになる角速度までである。
また、リール軸１３６は、リール軸１３１とドラムギヤ４０５にて1対１で伝達されているため、リール軸１３６は、リール軸１３１と同じ角速度で回転する。

ドラム１２０の角速度をＷＹ１、ドラムに巻かれるテープによって回転するリール１３０、１３５の角速度をＷＹ２、リールに接続されているトルクリミッタ１３２、１３７によってつれまわし回転されるリール軸１３１、１３６の最大つれまわし回転速度をＷＹ３とすると、
ＷＹ２とＷＹ１は、テープの両端をそれぞれ巻き取っているため、テープの速さと巻き取り半径によって角速度が決定される。テープの速度をＶＴとすると、
ＶＴ＝ＷＹ２×ＲＡ１、ＶＴ＝ＷＹ１×ＲＡ２
ＷＹ２×ＲＡ１＝ＷＹ１×ＲＡ２
ＷＹ２＝（ＲＡ２／ＲＡ１）×ＷＹ１
式６、式７より、
ＷＹ２＝［（ｒａ２×ｋａ２）／（ｒａ１×ｋａ１）］×ＷＹ１…式４１
式８、式９により、
ＷＹ２＝［（ｒａ２×ｋａ２）／（ｒａ１×ｋａ１）］×ＷＹ１＞［（ｒａ２×１）／（ｒａ１×Ｔ１）］×ＷＹ１
ＷＹ２＞［ｒａ２／（ｒａ１×Ｔ１）］×ＷＹ１…式４２
ＷＹ３は、ドラム１２０の角速度ＷＹ１とドラムギヤ４１６、リールギヤ４１１の歯数によって決まるため、
ＷＹ３＝（ＺＡ４／ＺＡ３）×ＷＹ１…式４３
式２４により、ＺＡ４／ＺＡ３＜ｒａ２／（ｒａ１×Ｔ１）のため、
ＷＹ３＜［ｒａ２／（ｒａ１×Ｔ１）］×ＷＹ１…式４４
式４２、式４４から、
ＷＹ３＜［ｒａ２／（ｒａ１×Ｔ１）］×ＷＹ１＜ＷＹ２…式４５
常に、リール速度ＷＹ２の方がリール軸速度ＷＹ３より速い速度で回転するようになる。

そのため、常にリール１３０、１３５の角速度よりリール軸１３１、１３６の回転速度が遅い角速度で回転しており、回転速度の差は、トルクリミッタ１３２、１３７によって吸収される。
またこのときに、図１４に示す如く、リール軸１３１が矢印ｅ１方向に回転することにより、リールギヤ４１０が回転し、ドラムギヤ４０５が矢印ｅ２方向である反時計回りに回転する。そのため、ワンウェイクラッチ４２０については、ドラム軸１２１とワンウェイクラッチ４２０共に反時計回りに回転する。

このワンウェイクラッチ４２０の空転・ロックの条件は、前述したワンウェイクラッチ４２５の条件と同じである。
ドラムギヤ４０５の回転速度をＷＹ４とすると、
ＷＹ４は、リール軸１３１の角速度ＷＹ３とリールギヤ４１０、ドラムギヤ４０５の歯数によって決まるため、
ＷＹ４＝（ＺＡ１／ＺＡ２）×ＷＹ３…式４６
式１０により、
ＺＡ１／ＺＡ２＜ｒａ１／（ｒａ２×Ｔ２）
ＷＹ４＜［ｒａ１／（ｒａ２×Ｔ２）］×ＷＹ３…式４７
ＷＹ３の速度は、式４４より、
ＷＹ３＜［ｒａ２／（ｒａ１×Ｔ１）］×ＷＹ１…式４８
ＷＹ４＜［ｒａ１／（ｒａ２×Ｔ２）］×［ｒａ２／（ｒａ１×Ｔ１）］×ＷＹ１
ＷＹ４＜［（ｒａ１×ｒａ２）］／（ｒａ２×Ｔ２×ｒａ１×Ｔ１）］×ＷＹ１
ＷＹ４＜［１／（Ｔ２×Ｔ１）］×ＷＹ１…式４９
式８、式９より、
１＜Ｔ１、１＜Ｔ２のため、（Ｔ２×Ｔ１）＞１
よって、ＷＹ４＜ＷＹ１…式５０
図１５に示す如く、ドラムギヤ４０５に固定されているワンウェイクラッチ４２０の角速度ｅ３は、ドラム軸１２１の角速度ｅ４より遅いため、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチ４２０の相対角速度は、図１６の矢印ｅ５に示すように時計回りになり、ワンウェイクラッチ４２０は空転する。

よって、リールギヤ４１０からの伝達でドラムギヤ４０５は回転するが、ドラム軸１２１に駆動を伝達しないため、収納動作時のドラム１２０への影響はない。
このように収納動作時もリール軸が回転しているため、収納動作でのトルクリミッタの角速度をＴＢ２とすると、
ＴＢ２＝（リールの角速度）−（リール軸の角速度）…式５１
となり、従来技術での角速度の式１２と比較してリール軸が回転している分、角速度を遅くすることができる。

具体的な例Ｎ１によって従来技術と比較する。
繰出動作でのトルクリミッタの角速度ＴＢ１、収納動作でのトルクリミッタの角速度をＴＢ２として、
繰出動作でのトルクリミッタの角速度ＴＢ１を求める。
繰出動作でのギヤ歯数ＺＡ１、ＺＡ２が従来技術と同じため、
ＴＢ１（最大値）＝１８．１２となる。

一方、収納動作でのトルクリミッタの角速度ＴＢ２を求めると、
リール１３０、１３５の
リール角速度＝ＶＡ１／ＲＡ１＝ＶＡ１／（ｒａ１×ｋａ１）…式５２
リール軸１３１、１３６の角速度ＷＹ３は、式４３より、
ＷＹ３＝（ＺＡ４／ＺＡ３）×ＷＹ１…式５３
式２４より、
ＺＡ３／ＺＡ４＞（ｒａ１×Ｔ１）／（ｒａ２×１）
＝（５０×１．３）／８０＝０．８１３
ＺＡ３／ＺＡ４＞０．８１３のため、ギヤ比ＺＡ３／ＺＡ４＝０．８２とする。

式５３より、
ＷＹ３＝（１／０．８２）×ＷＹ１＝
（１／０．８２）×ＶＡ１／（ｒａ２×ｋａ２）…式５４
式５１、式５２、式５４より、
ＴＢ２＝ＶＡ１／（ｒａ１×ｋａ１）−（１／０．８２）
×ＶＡ１／（ｒａ２×ｋａ２）
＝ＶＡ１×［１／（ｒａ１×ｋａ１）−１／〔０．８２×（ｒａ２×ｋａ２）〕］
ＴＢ２の最大値は、（ｒａ１×ｋａ１）が最小値で、かつ（ｒａ２×ｋａ２）が最大値の場合、すなわち、リールにテープが空でドラムにテープが全部巻かれているときである。

ＴＢ２（最大値）＝ＶＡ１×［１／（ｒａ１×１）−１／〔０．８２
×（ｒａ２×Ｔ２）〕］
＝１２００×［１／５０−１／（０．８２×８０×１．５）］＝１１．８
このように、式１５の従来技術の場合の角速度ＴＡ２＝２４に対してＴＢ２＝１１．８のため、収納動作での角速度を大幅に下げることが可能である。

また、収納・繰出動作両方でみた最大角速度も、従来技術では、収納動作での最大値２４に対して本実施例の最大値は、繰出動作で１８．１２のため、トルクリミッタの最大角速度を大幅に下げることができる。
さらに、トルクリミッタの角速度以外にもこの実施例では高価なワンウェイクラッチを２個に減らすことができるためにコストが安くなる。

以上説明した実施例１では、駆動モータ１４０の動力をドラム軸１２１に伝達して動作させていたが、駆動モータ１４０の動力をリール側に伝達して動作させることも可能である。リール側に駆動力を伝達した場合の説明を以下に示す。
図１７は実施例を示す要部側面説明図、図１８は要部正面説明図であり、実施例１と比較すると、駆動モータ１４０の動力を、リールギヤ４１１に直接駆動伝達している。

繰出動作を図１９を用いて説明する。
駆動モータ１４０にてリール軸１３１が巻き取る方向、すなわち矢印ｆ１方向に回転し、リールギヤ４１１を介してリール軸１３１に伝達される。
このとき、リール軸１３１に固定されているリールギヤ４１０を介してドラムギヤ４０５は矢印ｆ２方向に回転し、また、リールギヤ４１１と駆動伝達されているドラムギヤ４１６も矢印ｆ２方向に回転する。

一方、ドラムギヤ４０５と駆動伝達されているリールギヤ４１５は、矢印ｆ３方向に回転する。このとき、図２０に示す如く、リール軸１３１、１３６とトルクリミッタ１３２、１３７を介して接続されているリール１３０、１３５が、巻き取り方向である矢印ｆ４・ｆ５に回転することにより、テープ１１０、１１５が巻き取られ、テープがｆ６、ｆ７方向に巻かれることにより、テープの他端が巻かれているドラム１２０がｆ８方向に回転する。

このとき、ワンウェイクラッチ４２０については、ワンウェイクラッチ４２０、ドラム軸１２１共に時計回りに回転する。
図２１に示す如く、ドラム軸１２１の角速度ｇ１が、ワンウェイクラッチ４２０の角速度ｇ２より遅いとき、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチ４２０の相対角速度は、図２２の矢印ｇ３に示すように、時計回りに回るため、図３（ハ）に示すように、ワンウェイクラッチ４２０は空転する。

図２３に示す如く、ドラム軸１２１の角速度ｇ４がワンウェイクラッチ４２０の角速度ｇ５より速くなると、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチ４２０の相対角速度は、図２４の矢印ｇ６に示すように、反時計回りになるため、図３（二）で示すようにワンウェイクラッチ４２０はロックし、そのために、ドラム軸１２１は、ワンウェイクラッチ４２０より速くは回らない構造になっている。

また、ワンウェイクラッチ４２５も、ワンウェイクラッチ４２０とロック、空転方向が同じのため、ドラム軸１２１がワンウェイクラッチ４２５より角速度が遅いとき、ワンウェイクラッチ４２５は空転し、ドラム軸１２１がワンウェイクラッチ４２５より角速度が速くなると、ワンウェイクラッチ４２５はロックする。
そのため、ドラム軸１２１はワンウェイクラッチ４２５よりは速く回らない構造になっている。

よって、リール１３０の回転によってドラム軸１２１はつれまわし回転するが、回転速度は、ワンウェイクラッチ４２０またはワンウェイクラッチ４２５の角速度がドラム軸１２１の角速度と同じになる角速度までである。
ドラムギヤ４０５とリールギヤ４１０、４１５は式１０を満たしているため、テープの巻き取り・巻き戻しによるドラム径・リール径が変化しても、常にリール軸１３１、１３６がテープを巻き取る速度の方が、ドラム１２０がテープを巻き戻す速度より速くなるようなギヤ比が設定されている。

また、ドラムギヤ４１６とリールギヤ４１１は式２４を満たしているため、テープの巻き取り・巻き戻しによるドラム径・リール径が変化しても常にリール軸１３１がテープを巻き取る速度の方が、ドラム１２０がテープを巻き戻す速度より遅くなるようなギヤ比を設定している。
よって、ドラム軸１２１のつれまわし回転は、ワンウェイクラッチ４２０の方が先にロックすることにより、速度に規制がかかり、そのとき、リールがテープを巻き取る速度の方がドラム１２０がテープを巻き戻す速度より速くなる。この回転速度の差は、トルクリミッタ１３２、１３７にて吸収される。

つぎに、収納動作の説明を図２５を用いて以下に説明する。
駆動モータ１４０は、リール軸１３１が巻き戻す方向、すなわち矢印ｇ７に回転し、リール軸１３１に固定されているリールギヤ４１０、リールギヤ４１１は矢印ｇ７方向の時計回り、ドラムギヤ４０５、４１６は矢印ｇ８方向の反時計回りに回転する。
また、リール軸１３６は、リール軸１３１と、ドラムギヤ４０５を介して１対１のギヤ比で伝達されているために、リール軸１３１と同じ角速度で矢印ｇ９方向に回転する。

このとき、ドラム軸１２１とワンウェイクラッチ４２０、４２５の関係は、以下の通りである。
図２６に示す如く、ドラム軸１２１の角速度ｈ１が、ワンウェイクラッチ４２０、４２５の角速度ｈ２より遅いとき、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチの相対角速度は、図２７の矢印ｈ３に示すように、反時計回りになるため、図３（二）に示すようにワンウェイクラッチ４２０はロックする。

図２８に示すごとく、ドラム軸１２１の角速度ｈ４がワンウェイクラッチ４２０、４２５の角速度ｈ５より速くなると、ドラム軸１２１に対するワンウェイクラッチの相対角速度は、図２９の矢印ｈ６に示すように時計回りになるために図３（ハ）で示すようにワンウェイクラッチ４２０は空転する。
そのため、ドラム軸１２１は、ワンウェイクラッチ４２０、４２５のうち、より速く回るワンウェイクラッチに追従し、もう一方のワンウェイクラッチはドラム軸１２１の方が速く回転するため、空転する構造になっている。

ワンウェイクラッチ４２０の駆動系は、式１０により、常にリール軸１３１、１３６がテープを巻き戻す速度よりドラム１２０がテープを巻き取る速度の方が遅くなるようなギヤ比に設定されており、ワンウェイクラッチ４２５の駆動系は、式２４により、常にリール軸１３１がテープの巻き戻す速度より、ドラム１２０がテープを巻き取る速度の方が速くなるようなギヤ比に設定してある。

そのため、ワンウェイクラッチ４２５の方が速く回転するため、ドラム軸１２１は、ワンウェイクラッチ４２５に追従する。
このとき、ドラム１２０がテープを巻き取る速度の方が、リールがテープを巻き戻す速度より速いため、この回転速度の差は、トルクリミッタ１３２、１３７にて吸収される。
以上の説明は、ドラムギヤ１４２を駆動モータ１４０で回転させることで説明したが、これに限定されるものではなく、ドラム軸１２１やリール軸１３１、１３６を直接的に回転させるようなものでも無論よい。

実施例１を示す要部側面説明図要部正面説明図ワンウェイクラッチの回転方向の説明図ドラムギヤとリールギヤの回転方向の説明図ドラムギヤとリールギヤの回転方向の説明図ワンウェイクラッチの回転方向の説明図ワンウェイクラッチの回転方向の説明図収納動作時のドラムとリールの回転方向の説明図収納動作時のリールギヤの回転方向の説明図ワンウェイクラッチの回転方向の説明図ワンウェイクラッチの回転方向の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ドラムギヤとリールギヤの回転方向の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図実施例２を示す要部側面説明図実施例２を示す要部正面説明図繰出動作時のドラムギヤとリールギヤの回転方向の説明図繰出動作時のドラムギヤとリールギヤの回転方向の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図収納動作時のドラムギヤとリールギヤの回転方向の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図ワンウェイクラッチの角速度の説明図従来例の要部側面説明図従来例の要部正面説明図ドラム巻き戻し時の説明図媒体繰出動作の説明図媒体収納動作の説明図

符号の説明

１００媒体収納繰出装置
１０５フレーム
１１０、１１５テープ
１２０ドラム
１２１ドラム軸
１３０、１３５リール
１３１、１３６リール軸
１３２、１３７トルクリミッタ
１４０駆動モータ
３００媒体
４０５ドラムギヤ
４１０、４１１、４１５リールギヤ
４１６ドラムギヤ
４２０、４２５ワンウェイクラッチ
４３０、４３１ベアリング

Claims

テープのみを巻き取るリールと、該リールを回転させるリール軸と、前記リールを前記リール軸に取り付けるトルクリミッタと、テープと媒体とを一緒に巻き取るドラムを有し、
前記リールとドラム間で前記テープの巻き取りまたは巻き戻しを行うことにより前記媒体の繰出しまたは収納を行うように構成した媒体収納繰出装置において、
前記媒体の繰出し時には、前記ドラムが前記テープを巻き戻す速度より速い速度で前記リール軸を回転させ、
前記媒体の収納時には、前記ドラムが前記テープを巻き取る速度より遅い速度で前記リール軸を回転させて、
前記リール軸と前記リールの回転速度差を前記トルクリミッタで吸収することを特徴とする媒体収納繰出装置。
請求項１記載の媒体収納繰出装置において、
前記ドラム及びリールを回転させる駆動源と
前記ドラムがテープを巻き戻す速度より速い速度で前記リール軸が回転するように前記駆動源の動力を伝達する第１の伝達手段と、
この第１の伝達手段中に設けられ、前記ドラムを取り付けたドラム軸と前記リール軸間の巻き取り方向になる回転の伝達を阻止する第１のワンウェイクラッチと、
前記ドラムがテープを巻き取る速度より遅い速度で前記リール軸が回転するように前記駆動源の動力を伝達する第２の伝達手段と、
この伝達手段中に設けられ、前記ドラム軸と前記リール軸間の巻き戻し方向になる回転の伝達を阻止する第２のワンウェイクラッチを備えたことを特徴とする媒体収納繰出装置。