JP2015168512A - 紙葉類集積装置および紙葉類処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙葉類の集積不良の発生を抑制する手段を提供する。
【解決手段】回転する羽根で紙葉類を叩いて集積させる紙葉類集積装置において、回転軸４と、回転軸４を回転させるモータ７０と、回転軸４に固定され、外周の一部に羽根１ａを有する第１の羽根車１と、回転軸４と同軸上に回転可能に軸支され、外周の一部に羽根２ａを有する第２の羽根車２とを備え、第１の羽根車１と第２の羽根車２とを異なる回転速度で回転させるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転する羽根で紙葉類を叩いて集積させる紙葉類集積装置および紙葉類処理装置に関する。

従来の紙葉類集積装置は、紙幣搬送路により搬送され、紙幣収納部に集積された紙幣（紙葉類）の後端を叩いて整列させる回転可能な２つの羽根車を設け、それぞれの羽根車は外周の約半周に複数枚の放射状の羽根を有し、一方の羽根車の羽根を周辺部品に接触させて２つの羽根車の回転位相をずらして紙幣の後端を叩き紙幣収納部に集積させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１１６２６４号公報

しかしながら、従来の技術においては、素材自体の経年劣化や渦巻状に形状が変形することにより羽根の弾性が低下したり、磨耗等により羽根の表面の摩擦係数が低下したりすることにより、羽根と周辺部品とが接触することによる負荷が減少し、２つの羽根車の回転位相のずれが変動して紙幣の後端を叩かない時間が増加してしまい、紙葉類の集積不良を発生させてしまうという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、紙葉類の集積不良の発生を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、回転する羽根で紙葉類を叩いて集積させる紙葉類集積装置において、回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動源と、前記回転軸に固定され、外周の一部に羽根を有する第１の羽根車と、前記回転軸と同軸上に回転可能に軸支され、外周の一部に羽根を有する第２の羽根車とを備え、前記第１の羽根車と前記第２の羽根車とを異なる回転速度で回転させることを特徴とする。

このようにした本発明は、紙葉類の集積不良の発生を抑制することができるという効果が得られる。

第１の実施例における羽根車機構の構成を示す斜視図 第１の実施例における現金処理装置の構成を示すブロック図 第１の実施例における紙葉類集積装置の構成を示す概略側断面図 第１の実施例における羽根車機構を含む集積部の構成を示す正面図 第１の実施例における羽根車の説明図 第１の実施例における羽根の回転位相の説明図 第２の実施例における羽根車機構の構成を示す斜視図 第２の実施例における羽根の回転位相の説明図 第３の実施例における羽根車機構の構成を示す斜視図 第３の実施例における羽根の回転位相の説明図 変形例における羽根の回転位相の説明図 変形例における羽根の回転位相の説明図 比較例における羽根の回転位相の説明図

以下、図面を参照して本発明による紙葉類集積装置および紙葉類処理装置の実施例を説明する。

図２は第１の実施例における現金処理装置の構成を示すブロック図である。
図２において、紙葉類処理装置としての現金処理装置１１０は、入出金口１１４と、紙幣鑑別部１１５と、一時保留部１１６と、複数の紙幣収納部１１（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、紙幣回収収納部１１ｄと、リジェクト紙幣収納部１１８と、これらの間で紙幣を搬送ベルト等で挟持して搬送する搬送路１１９とを備えている。
入出金口１１４は、例えば入金処理時に投入される紙幣を一括して受け入れ、かつ入金処理時リジェクト紙幣を返却すると共に、出金処理時に釣銭としての紙幣を排出する集積部であって、この入出金口１１４には、受け入れた紙幣を１枚ずつ分離する図示しない分離部が設けられている。

紙幣鑑別部１１５は、入金処理時や出金処理時等に紙幣の金種等を鑑別すると共に鑑別した紙幣を金種毎に計数する機能を有しており、一時保留部１１６は、入金処理時に紙幣鑑別部１１５で鑑別計数された紙幣を集積して一時保留する集積部であり、この一時保留部１１６には、紙幣を繰出す図示しない繰出し手段が設けられている。
紙幣収納部１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、入金された紙幣（例えば、万円、五千円、千円）を収納する収納庫であり、また、紙幣回収収納部１１ｄは、紙幣収納部１１ａ、１１ｂ、１１ｃから繰出される紙幣を収納して回収するための収納庫である。
リジェクト紙幣収納部１１８は、出金処理時等に紙幣鑑別部１１５でリジェクトと鑑別されたリジェクト紙幣を収納する収納庫であり、搬送路１１９は、紙幣を挟持して搬送する搬送ベルト等で構成されている。

図３は第１の実施例における紙葉類集積装置の構成を示す概略側断面図であり、（ａ）は紙幣を集積する時の状態、（ｂ）は紙幣を繰出す時の状態を示した図である。
図３において、紙葉類集積装置１２０は、回転する羽根で紙葉類を叩いて集積させるものであり、第１の羽根車１と、第２の羽根車２と、紙幣収納部１１と、紙幣収納部１１内に上下動可能に設けられた紙幣集積用のステージ１２と、フィードローラ１３と、ピッカローラ１４と、ピッカアーム１５と、駆動ベルト１６と、リバースローラ１７と、搬送路１８と、紙幣検知センサ１９と、ビルストッパ２０と、上面センサ２１とにより構成されている。

第１の羽根車１および第２の羽根車２は、搬送路１８により搬送され、紙幣収納部１１に収納された紙幣の後端を叩いて整列させるものである。
紙幣収納部１１は、紙葉類としての紙幣１０を収納するものであり、図２に示す紙幣収納部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、紙幣回収収納部１１ｄ等である。なお、紙幣収納部１１は、図２に示す一時保留部１１６の紙幣収納部であっても良い。
ピッカローラ１４は、ピッカアーム１５の一端に回転可能に軸支され、ピッカアーム１５の他端はフィードローラ１３の回転軸にその回転を受けないように取り付けられている。

駆動ベルト１６は、フィードローラ１３の回転軸に取り付けられた歯付きプーリとピッカローラ１４の軸に取り付けられた歯付きプーリに掛け渡された無端状のベルトであり、この駆動ベルト１６によりフィードローラ１３の回転がピッカローラ１４に伝達されるものとなっている。
リバースローラ１７は、第１の羽根車１及び第２の羽根車２の回転軸４に取り付けられており、フィードローラ１３と共に紙幣収納部１１の紙幣出入口に配置されている。なお、第１の羽根車１及び第２の羽根車２とリバースローラ１７とフィードローラ１３については後述する。

搬送路１８は、ステージ１２上に集積される紙幣１０の集積方向と直交する方向を向くように紙幣収納部１１の紙幣出入口側に設けられた紙幣の搬送路である。
第１の羽根車１及び第２の羽根車２とリバースローラ１７は、紙幣収納部１１の前部側でかつ搬送路１８の下側に位置するように配置されており、紙幣収納部１１の前部には第１の羽根車１及び第２の羽根車２の回転時に、第１の羽根車１に設けられた羽根１ａと第２の羽根車２に設けられた羽根２ａの先端を紙幣収納部１１内に入り込ませるための溝または穴等が設けられている。

紙幣検知センサ１９は、搬送路１８を通過する紙幣１０を光学的に検知するものである。
上面センサ２１は、ステージ１２上の最上位の紙幣１０を光学的に検知するものである。
ビルストッパ２０は、紙幣収納部１１の紙幣出入口と対向するように紙幣収納部１１の後部内面に設けたものである。このビルストッパ２０はフィードローラ１３及びリバースローラ１７により紙幣収納部１１内に送り込まれる紙幣１０を衝突させて止めるもので、図示しないスプリング等が設けられており、衝突した紙幣１０の運動エネルギーが吸収されるようになっている。

図４は第１の実施例における羽根車機構を含む集積部の構成を示す正面図である。
図４において、フィードローラ１３は、回転軸２２に２個設けられ、このフィードローラ１３の下側に回転軸４に取り付けられたリバースローラ１７が２個配置されている。
フィードローラ１３とリバースローラ１７はそれぞれ外周全域に亘る溝を有しており、互いの溝により非接触状態で噛み合わせている。
羽根車機構１００の第１の羽根車１は、２個１組としてリバースローラ１７の両外側に位置するように２組設けられ、第２の羽根車２はそれぞれの第１の羽根車１の間に１個ずつ設けられている。

これらリバースローラ１７と少なくとも２組以上の第１の羽根車１、第２の羽根車２を、紙幣集積繰出し装置が利用される紙幣処理装置等において、取扱う紙幣１０のうち、長手方向の長さが一番短い紙幣１０の長手方向の長さの範囲内に配置することで、このような長手方向の長さが一番短い紙幣１０に対しても第１の羽根車１と第２の羽根車２の羽根１ａと２ａにより叩いて引き寄せることができるようにする。
なお、両羽根車１，２とリバースローラ１７の配置及び個数は、これに限定されるものではない。更に、第２の羽根車２の両側に第１の羽根車１を配置した場合、単一の第２の羽根車２の羽根２ａと２個の第１の羽根車１の羽根１ａにより叩くので、紙幣１０に加わる力は羽根１ａと羽根２ａとで差が出ることになり、従って羽根１ａと羽根２ａの材質または幅あるいはその両方を変えて紙幣１０が受ける力を同程度にするようにしてもよい。

図１は第１の実施例における羽根車機構の構成を示す斜視図、図５は第１の実施例における羽根車の説明図である。
図１において、羽根車機構１００は、第１の羽根車１と、第２の羽根車２と、第１の回転軸としての回転軸４と、第２の回転軸としてのカウンタシャフト５０と、ギア６０、７１と、羽根車ボスギア６１と、駆動ギア６２，６３と、アイドルギア６４と、モータ７０とにより構成されている。
第１の羽根車１は、回転軸４に固定され、外周の一部に羽根１ａを有するものである。本実施例では、回転軸４の外周に嵌合されていて図示しないねじ等で回転軸４に固定され、回転軸４と一体に回転するものとなっている。

第２の羽根車２は、回転軸４と同軸上に回転可能に軸支され、外周の一部に羽根２ａを有し、カウンタシャフト５０からの駆動を受けて回転するものである。本実施例では、第１の羽根車１と所定の間隔をあけて離れるように回転軸４の外周に回転自在に嵌合されている。この第２の羽根車２は、羽根車ボスギア６１が設けられており、羽根車ボスギア６１と一体となって回転する。
第１の羽根車１と第２の羽根車２には、図５に示すように、それぞれ外周に約半分の範囲に複数枚の弾力性（可撓性）を有する羽根１ａ、２ａが放射状を成すように植設されている。なお、図５では第１の羽根車１と第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａの数をそれぞれ４枚として示しているが、これに限られるものではない。

ギア６０は、モータ７０の回転軸に接続されたギア７１を介してモータ７０の回転を回転軸４に伝えるものである。このギア６０は、図５に示すように、ワンウェイクラッチ６を介して回転軸４に取り付けられており、このワンウェイクラッチ６により、図中矢印Ａが示す方向、すなわち紙幣収納部へ紙幣を送り込む紙幣集積方向の回転のみが回転軸４に伝達されるものとなっている。
駆動ギア６２は、回転軸４に固定され、カウンタシャフト５０に固定された駆動ギア６３と噛合するように配設され、回転軸４の回転をカウンタシャフト５０に伝達する。したがって、カウンタシャフト５０は、回転軸４から回転駆動を受けて回転するようになっている。

アイドルギア６４は、カウンタシャフト５０に固定され、第２の羽根車２に設けられた羽根車ボスギア６１と噛合するように配設され、カウンタシャフト５０の回転駆動により第２の羽根車２を回転させるものである。このように、第２の羽根車２はカウンタシャフト５０からの駆動を受けて回転する。
第１の駆動源としてのモータ７０は、その回転軸にギア７１が取り付けられ、そのギア７１およびギア６０を介して回転軸４を回転させるものである。

このように、羽根車機構１００は、回転軸４の回転駆動をカウンタシャフト５０に伝達する第１の伝達部材としての駆動ギア６２および駆動ギア６３と、カウンタシャフト５０の回転駆動を第２の羽根車２に伝達する第２の伝達部材としての羽根車ボスギア６１およびアイドルギア６４とを備え、駆動ギア６２および駆動ギア６３と羽根車ボスギア６１およびアイドルギア６４とにより、第１の羽根車１と第２の羽根車２とを異なる回転速度で回転させる。

図５において、位置出し部材７は、回転軸４に固定され、外周部に部分的に突出形成された被検知部７ａを有している。位置検知センサ８は、被検知部７ａを光学的に検知するものであり、発光素子と受光素子を対向させ、この発光素子と受光素子間に被検知部７ａが入ったとき、被検知部７ａを検知するものとなっており、この位置検知センサ８の検知出力に基づいて図示しない制御部により第１の羽根車１の停止位置の制御が行われるものとなっている。なお、図１では、位置出し部材７および位置検知センサ８の記載を省略している。

本実施例では、第２の羽根車２は、上述したように羽根車ボスギア６１、駆動ギア６２、６３、およびアイドルギア６４を介して回転軸４から駆動力を得ており、このとき、回転軸４（第１の羽根車１）の回転速度：第２の羽根車２の回転速度＝１：ｎ（ｎは整数）となるように、羽根車ボスギア６１、駆動ギア６２、６３、およびアイドルギア６４のギア比を決定する。
また、本実施例では、ｎを２以上の整数とし、第１の羽根車１と第２の羽根車２とを異なる回転速度で回転させる。
なお、本実施例では、回転軸４の回転をギアのみによりカウンタシャフト５０に伝達するようにしているが、ギアとベルトとを組み合わせて伝達するようにしても良い。

上述した構成の作用について説明する。
なお、以下に説明する各部の動作は、図示しない記憶部に格納された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて図示しない制御部により制御されるものとする。
まず、紙幣集積装置の動作を図３に基づいて説明する。
紙幣集積時の初期状態では、図５に示した回転軸４に固定されている位置出し部材７の被検知部７ａが位置検知センサ８で検知された位置で第１の羽根車１が停止され、第１の羽根車１と第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａが、図３（ｂ）に示すように回転軸４の外周のほぼ半分の範囲に位置（以下、「退避位置」という。）して紙幣収納部１１内及び搬送路１８中に入り込まないように退避している。

紙幣集積時には、ステージ１２を最上位の紙幣１０が上面センサ２１に検知される位置に待機させ、フィードローラ１３を図示しないモータにより反時計回り方向に回転させる。
このとき、第１の羽根車１及びリバースローラ１７を取り付けた回転軸４にモータの回転が伝えられるため、第１の羽根車１とリバースローラ１７は図中矢印Ａが示す搬送路１８で搬送された紙幣を紙幣収納部１１へ放出する紙幣集積方向に回転する。また図１で説明したように回転軸４の回転が伝達されるカウンタシャフト５０の回転により第２の羽根車２も紙幣集積方向に回転する。

そして、第１の羽根車１と第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａが回転軸４の全周に亘って放射状に展開する。
この状態で紙幣１０が搬送路１８を搬送されてくると、その搬送されてきた紙幣１０はフィードローラ１３とリバースローラ１７に挟持され、フィードローラ１３とリバースローラ１７の回転により紙幣収納部１１内に送り込まれる。

そして、紙幣収納部１１内に送り込まれた紙幣１０はビルストッパ２０に衝突して止められ、落下するが、その際紙幣１０の後端は第１の羽根車１と第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａにより叩かれ、ステージ１２上の紙幣１０の上に押さえ付けられ、後続の紙幣１０の集積の妨げにならないように整列させられる。
集積が終了すると、回転軸４に固定されている位置出し部材７の被検知部７ａが位置検知センサ８で検知された位置で第１の羽根車１が停止するようモータが止められる。
これにより、第１の羽根車１と第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａが退避位置に位置して紙幣収納部１１内及び搬送路１８中に入り込まないように退避する。

また、紙幣繰出し時も紙幣集積時の初期状態と同様に、第１の羽根車１と第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａが、図３（ｂ）に示すように退避位置に位置して紙幣収納部１１内及び搬送路１８中に入り込まないように退避している。
紙幣繰出し時には、この状態でステージ１２を上昇させて、ステージ１２上の最上位の紙幣１０をピッカローラ１４に当接させた後、フィードローラ１３を図示しないモータにより時計回り方向に回転させると、フィードローラ１３の回転が駆動ベルト１６によりピッカローラ１４に伝えられ、ピッカローラ１４が図中時計回り方向に回転するため、紙幣１０が紙幣収納部１１から繰出されてフィードローラ１３側に送られる。

このとき、第１の羽根車１と第２の羽根車２及びリバースローラ１７を取り付けた回転軸４にはワンウェイクラッチによりモータの回転が伝わらないので、第１の羽根車１と第２の羽根車２及びリバースローラ１７は回転せず、従って第１の羽根車１と第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａは退避状態が保たれる。
フィードローラ１３側に送られた紙幣１０はフィードローラ１３の回転により搬送路１８に送られ、図示しない搬送手段により搬送されて行く。

次に、第１の羽根車と第２の羽根車の動作を図６の第１の実施例における羽根の回転位相の説明図に基づいて説明する。
図６（ａ）は退避位置の第１の羽根車１および第２の羽根車２の断面図であり、回転軸４の中心を通り、図中矢印Ａが示す紙幣集積方向における１枚目の羽根１ａ、２ａを通る軸をｘ軸とし、そのｘ軸と直交する軸をｙ軸としている。図６（ｂ）はｘ軸を基準とした回転軸４の回転角θと、羽根１ａ、２ａの先端がｙ軸方向に描く軌跡とを表したグラフである。

本実施例では、回転軸（第１の羽根車１）の回転速度：第２の羽根車２の回転速度＝１：２となるように、図１に示す羽根車ボスギア６１、駆動ギア６２、６３、およびアイドルギア６４のギア比を決定している。
図６（ａ）（ｂ）に示すように、回転軸４が、図中矢印Ａが示す紙幣集積方向に回転すると、回転軸４に固定された第１の羽根車１は回転軸４と同じ回転速度で回転し、第２の羽根車２は図中矢印Ａが示す紙幣集積方向に回転軸４（第１の羽根車１）の回転速度の２倍の回転速度で回転する。

回転軸４の回転角θが０〜９０度のとき、羽根１ａおよび羽根２ａの先端はともにｙ軸方向に突出する。
回転軸４の回転角θが９０〜１８０度のとき、羽根１ａの先端はｙ軸方向に突出するが、羽根２ａの先端はｙ軸方向に突出しなくなる。
回転軸４の回転角θが１８０〜２７０度のとき、羽根１ａの先端はｙ軸方向に突出しなくなるが、羽根２ａの先端はｙ軸方向に突出する。

回転軸４の回転角θが２７０〜３６０度のとき、羽根１ａおよび羽根２ａの先端はともにｙ軸方向に突出しなくなる区間Ｔ１となる。
したがって、回転軸４の回転角θが０〜２７０度のとき、羽根１ａと羽根２ａのうち少なくとも一方の先端はｙ軸方向に突出するため、紙幣を集積する際に、紙幣の後端を羽根で叩くことができる。一方、回転軸４の回転角θが２７０〜３６０度のとき、羽根１ａおよび羽根２ａの先端はともにｙ軸方向に突出しなくなる区間Ｔ１となるが、この区間Ｔ１は、後述する比較例における羽根１ａ、２ａが経年劣化するまでの羽根が突出しない区間Ｔｘと略同じであるため、紙幣の集積性能に対する影響は十分に小さい。

ここで、比較例を図１３の比較例における羽根の回転位相の説明図に基づいて説明する。この比較例は、図１に示す羽根車２の羽根２ａを周辺部品に接触させて２つの羽根車１、２の回転位相をずらす従来の技術である。
図１３（ａ）は、羽根車２の羽根２ａが初期状態における羽根の回転位相を表すグラフであり、図１３（ｂ）は、羽根車２の羽根２ａが経年劣化により負荷抵抗が減った状態における羽根の回転位相を表すグラフである。

図１３に示されるように、羽根車２の羽根２ａが初期状態では、羽根１ａおよび羽根２ａの先端がともにｙ軸方向に突出しなくなる区間はＴｘ、羽根車２の羽根２ａが経年劣化により負荷抵抗が減った状態では、羽根１ａおよび羽根２ａの先端がともにｙ軸方向に突出しなくなる区間はＴｙであり、区間Ｔｙは区間Ｔｘと比較して長くなっている。
羽根車２の羽根２ａを長期間使用すると、素材自体の経年劣化や羽根２ａの形状が変形し渦巻き状になることにより、羽根２ａの弾性が低下したり、羽根２ａが摩耗により薄くなったり、羽根２ａの表面の摩擦係数が低下したりすることなどの要因により、周辺部品と羽根２ａが接触することによる負荷が減少する。

そうすると、羽根２ａを付勢するスプリングの力が周辺部品と羽根２ａが接触することによる負荷を上回り、図１３（ｂ）に示されるように、回転角θが１８０度になる前に羽根車２の羽根２ａが回転を開始してしまい、羽根１ａおよび羽根２ａの先端がともにｙ軸方向に突出しなくなる区間Ｔｙは、羽根２ａが初期状態の場合の羽根１ａおよび羽根２ａの先端がともにｙ軸方向に突出しなくなる区間Ｔｘと比較して長くなる。
その結果、回転する羽根で紙幣を叩くことができない区間が長くなるため、紙幣の集積性能が低下し、紙幣の詰まり（ジャム）等が発生し、現金処理装置の休止を引き起こす原因となっていた。

なお、上記問題を解決するために、羽根２ａを付勢するスプリングの力を小さくすると、羽根車２の３、４枚目の羽根２ａが周辺部品と接触したときの負荷により回転を停止してしまい、その後の動作で異常が発生してしまうことがあった。
このように、羽根車２の羽根２ａの経年劣化による装置の異常を防止するため、定期的な羽根車２の羽根２ａの状態確認や定期交換などの対策が必要となり、保守費用の増加の原因となり、適正な交換がなされなかった場合、装置全体の信頼性の低下の原因となっていた。

本実施例では、図１に示す第２の羽根車２は、羽根車ボスギア６１、駆動ギア６２、６３、およびアイドルギア６４を介して回転軸４から駆動力を得るようにし、回転軸４（第１の羽根車１）の回転速度：第２の羽根車２の回転速度＝１：ｎ（ｎは整数）となるように、羽根車ボスギア６１、駆動ギア６２、６３、およびアイドルギア６４のギア比を決定し、第１の羽根車１と第２の羽根車２とを異なる回転速度で回転させるようにした。これにより、羽根車２の羽根２ａが経年劣化した場合であっても、羽根１ａおよび羽根２ａの先端はともにｙ軸方向に突出しなくなる区間を短くすることができ、紙幣の集積性能を向上させることができる。

また、本実施例では、紙幣の集積が完了してモータを停止させて回転軸４を停止させる場合、回転角θが３６０度となる位置を図５に示す位置検知センサ８で検知して回転軸４を停止させることにより、第１の羽根車１および第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａの位相を合わせて退避位置に配置することができる。
このように、外周において部分的に羽根を有する羽根車１および羽根車２を異なる回転速度で回転させて紙幣を叩く羽根車１の羽根１ａと羽根車２の羽根２ａとの位相をずらすようにしたことにより、羽根１ａまたは羽根２ａのいずれも紙幣を叩くことがない区間を十分に短くすることができ、紙幣の集積性能を向上させることができる。

また、羽根の剛性や摩擦係数等の材料の物性に依存することなく、羽根車１の羽根１ａと羽根車２の羽根２ａとの位相をずらすようにしたことにより、羽根の経年劣化による紙幣の集積性能の低下を抑制し、安定した紙幣の集積性能を得ることができる。
さらに、従来の技術では羽根車２を確実に退避位置へと移動させるため、羽根車２の回転軌道上でステージ１２上に集積された紙幣と接触して止まらないように、羽根車２の回転軌道から紙幣が外れる位置までステージ１２を下げていた。しかし、本実施例によれば、紙幣に羽根車２が触れても回転が止まることなく、２つの羽根が同位相になる位置を羽根の退避位置とすることができるため、羽根が紙幣に触れないようにステージ１２を下げる必要が無くなり、紙幣収納部内の空間を有効に利用することができ、紙幣収納部の紙幣集積枚数を増やすことができる。

以上説明したように、第１の実施例では、部分的に羽根を有する２つの羽根車を異なる回転速度で回転させて紙幣を叩く２つの羽根の位相をずらすようにしたことにより、羽根で紙幣を叩くことがない区間を十分に短くして紙幣の集積性能を向上させることができ、紙幣の集積不良の発生を抑制することができるという効果が得られる。
また、羽根の経年劣化による紙幣の集積性能の低下を抑制し、安定した紙幣の集積性能を得ることができるという効果が得られる。

第２の実施例の構成は、第１の実施例の羽根車機構に第３の羽根車を追加したものとしている。その第２の実施例の構成を図７の第２の実施例における羽根車機構の構成を示す斜視図に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図７において、羽根車機構１００は、第１の羽根車１と、第２の羽根車２と、第３の羽根車３と、回転軸４と、カウンタシャフト５０と、ギア６０、７１と、羽根車ボスギア６１、８１と、駆動ギア６２，６３と、アイドルギア６４、８２と、モータ７０とにより構成されている。

第３の羽根車３は、第２の羽根車２と所定の間隔をあけて離れるように回転軸４の外周に回転自在に嵌合されている。この第３の羽根車３は、羽根車ボスギア８１が設けられており、羽根車ボスギア８１と一体となって回転する。
第３の羽根車３には、第１の羽根車１および第２の羽根車２と同様に、それぞれ外周に約半分の範囲で複数枚の弾力性（可撓性）を有する羽根３ａが放射状を成すように植設されている。

アイドルギア８２は、カウンタシャフト５０に固定され、第３の羽根車３に設けられた羽根車ボスギア８１と噛合するように配設され、カウンタシャフト５０の回転により第３の羽根車３を回転させるものである。
本実施例では、第２の羽根車２および第３の羽根車３は、羽根車ボスギア６１、８１、駆動ギア６２、６３、およびアイドルギア６４、８２を介して回転軸４から駆動力を得ており、このとき、回転軸４（第１の羽根車１）の回転速度：第２の羽根車２の回転速度：第３の羽根車３の回転速度＝１：２：３となるように、羽根車ボスギア６１、８１、駆動ギア６２、６３、およびアイドルギア６４、８２のギア比を決定する。

このように構成することにより、第１の羽根車１と第２の羽根車２とを第３の羽根車３と異なる回転速度で回転させる。
本実施例では、３種類の羽根車を備えるようにしたが、４種類以上の羽根車を備えるようにしても良い。すなわち、回転軸４と同軸上に回転可能に軸支され、外周の一部に羽根を有する３種類以上の羽根車を備え、その３種類以上の羽根車を、それぞれ異なる回転速度で回転させるようにしても良い。

なお、本実施例では、回転軸４の回転をギアのみによりカウンタシャフト５０に伝達するようにしているが、ギアとベルトとを組み合わせて伝達するようにしても良い。
上述した構成の作用について説明する。なお、紙幣集積装置の動作は第１の実施例と同様なのでその説明を省略する。
第１の羽根車と第２の羽根車の動作を図８の第２の実施例における羽根の回転位相の説明図に基づいて説明する。

図８（ａ）は退避位置の第１の羽根車１および第２の羽根車２の断面図であり、回転軸４の中心を通り、図中矢印Ａが示す紙幣集積方向における１枚目の羽根１ａ、２ａを通る軸をｘ軸とし、そのｘ軸と直交する軸をｙ軸としている。図８（ｂ）はｘ軸を基準とした回転軸４の回転角θと、羽根１ａ、２ａの先端がｙ軸方向に描く軌跡とを表したグラフである。
本実施例では、回転軸（第１の羽根車１）の回転速度：第２の羽根車２の回転速度：第３の羽根車３の回転速度＝１：２：３となるように、羽根車ボスギア６１、８１、駆動ギア６２、６３、およびアイドルギア６４、８２のギア比を決定している。

図８（ａ）（ｂ）に示すように、回転軸４が、図中矢印Ａが示す紙幣集積方向に回転すると、回転軸４に固定された第１の羽根車１は回転軸４と同じ回転速度で回転し、第２の羽根車２は図中矢印Ａが示す紙幣集積方向に回転軸４（第１の羽根車１）の回転速度の２倍の回転速度で回転し、第３の羽根車３は図中矢印Ａが示す紙幣集積方向に回転軸４（第１の羽根車１）の回転速度の３倍の回転速度で回転する。
回転軸４の回転角θが０〜３００度のとき、羽根１ａ、羽根２ａおよび羽根３ａのうち少なくともひとつの先端はｙ軸方向に突出する。

回転軸４の回転角θが３００〜３６０度のとき、羽根１ａ、羽根２ａおよび羽根３ａの先端はｙ軸方向に突出しなくなる区間Ｔ２となる。
したがって、回転軸４の回転角θが０〜３００度のとき、羽根１ａ、羽根２ａおよび羽根３ａのうち少なくともひとつの先端はｙ軸方向に突出するため、紙幣を集積する際に、後端を叩くことができる。一方、回転軸４の回転角θが３００〜３６０度のとき、羽根１ａ、羽根２ａおよび羽根３ａの先端がｙ軸方向に突出しなくなる区間Ｔ２となるが、この区間Ｔ２は、図６に示す第１の実施例における羽根が突出しない区間Ｔ１より短くなり、紙幣の集積性能をさらに向上させることができる。

以上説明したように、第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、部分的に羽根を有する３つの羽根車を異なる回転速度で回転させて紙幣を叩く３つの羽根の位相をずらすようにしたことにより、羽根で紙幣を叩くことがない区間をさらに短くすることができ、紙幣の集積性能を向上させることができるという効果が得られる。
また、集積する紙幣の間隔が短いときでも安定した紙幣の集積を行うことができるようになり、紙幣の間隔を短くして紙幣を搬送することにより、現金処理装置の紙幣処理性能を向上させることができるという効果が得られる。

第３の実施例の構成は、第１の実施例の羽根車機構のカウンタシャフトを回転軸を回転させるモータとは別のモータで回転させるものとしている。その第３の実施例の構成を図９の第３の実施例における羽根車機構の構成を示す斜視図に基づいて説明する。なお、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。
図９において、羽根車機構１００は、第１の羽根車１と、第２の羽根車２と、回転軸４と、カウンタシャフト５０と、ギア６０、７１、９１、９２と、羽根車ボスギア６１と、アイドルギア６４と、モータ７０、９０とにより構成されている。

ギア９２は、第２の駆動源としてのモータ９０の回転軸に接続されたギア９１を介してモータ９０の回転をカウンタシャフト５０に伝えるものである。したがって、カウンタシャフト５０は、モータ９０から駆動を受けて回転する。
なお、回転軸４と同様に、カウンタシャフト５０には、位置出し部材が固定され、外周部に部分的に突出形成された被検知部が形成され、位置検知センサで被検知部を光学的に検知し、図示しない制御部により第２の羽根車２の停止位置の制御が行われるものとなっている。

本実施例では、第２の羽根車２は、羽根車ボスギア６１、アイドルギア６４、およびギア９１、９２を介してモータ９０から駆動力を得るように構成し、第１の羽根車１と第２の羽根車２の回転位相を所望の位相にずらして第１の羽根車１および第２の羽根車２を回転させる。
上述した構成の作用について説明する。なお、紙幣集積装置の動作は第１の実施例と同様なのでその説明を省略する。

第１の羽根車と第２の羽根車の動作を図１０の第３の実施例における羽根の回転位相の説明図に基づいて説明する。
図１０（ａ）は退避位置の第１の羽根車１および第２の羽根車２の断面図であり、回転軸４の中心を通り、図中矢印Ａが示す紙幣集積方向における１枚目の羽根１ａ、２ａを通る軸をｘ軸とし、そのｘ軸と直交する軸をｙ軸としている。図１０（ｂ）はｘ軸を基準とした回転軸４の回転角θと、羽根１ａ、２ａの先端がｙ軸方向に描く軌跡とを表したグラフである。

本実施例では、回転軸（第１の羽根車１）の回転速度：第２の羽根車２の回転速度＝１：１となるように、モータ９０の回転速度、並びに羽根車ボスギア６１、アイドルギア６４、およびギア９１、９２のギア比を決定している。
図１０（ａ）（ｂ）に示すように、回転軸４が、図中矢印Ａが示す紙幣集積方向に回転すると、回転軸４に固定された第１の羽根車１は回転軸４と同じ回転速度で回転し、第２の羽根車２は図中矢印Ａが示す紙幣集積方向に回転軸４（第１の羽根車１）の回転速度と同じ回転速度で回転する。

回転軸４の回転角θが０〜１８０度のとき、モータ７０で回転軸４を回転させることにより、羽根１ａの先端はｙ軸方向に突出する。回転軸４の回転角θが０〜１８０度のとき、モータ９０によるカウンタシャフト５０の回転は停止しており、回転軸４の回転角θが１８０度になると、モータ９０によるカウンタシャフト５０の回転を開始する。
回転軸４の回転角θが１８０〜３６０度のとき、モータ９０でカウンタシャフト５０を回転させることにより、羽根２ａの先端はｙ軸方向に突出する。一方、羽根１ａの先端はｙ軸方向に突出しなくなる。

このように、回転軸４の回転の開始および停止と、カウンタシャフト５０の回転の開始および停止とのタイミングをずらし、第１の羽根車１と第２の羽根車２の回転位相をずらす。本実施例では、第１の羽根車１と第２の羽根車２の回転位相を１８０度ずらして第１の羽根車１および第２の羽根車２を回転させることにより、羽根１ａおよび羽根２ａの先端がｙ軸方向に突出しなくなる区間が存在しなくなる。
したがって、回転軸４の１回転する間、羽根１ａおよび羽根２ａのうちいずれかひとつの先端はｙ軸方向に突出するため、紙幣を集積する際に、常に後端を叩くことができる。

なお、本実施例では、紙幣の集積が完了してモータを停止させて回転軸４およびカウンタシャフト５０を停止させる場合、回転軸４およびカウンタシャフト５０の回転角をそれぞれの位置検知センサで検知して回転軸４およびカウンタシャフト５０を停止させることにより、第１の羽根車１および第２の羽根車２の羽根１ａ、２ａの位相を合わせて退避位置に配置することができる。
また、第１の実施例と同様に、回転軸（第１の羽根車１）の回転速度：第２の羽根車２の回転速度＝１：２とすることもできる。

以上説明したように、第３の実施例では、第１の実施例の効果に加え、２つの羽根車の回転位相を１８０度ずらして回転させることにより、羽根の先端で紙幣を叩かない区間を無くすことができ、さらに紙幣の集積性能を向上させることができるという効果が得られる。
また、集積する紙幣の間隔が短いときでも安定した紙幣の集積を行うことができるようになり、紙幣の間隔を短くして紙幣を搬送することにより、現金処理装置の紙幣処理性能を向上させることができるという効果が得られる。

さらに、第２の羽根車の羽根と回転軸は等速で回転しているため、相対的に速度差がなく軸摺動が発生しないため、第２の羽根車の羽根と回転軸との摩耗がなく、羽根車機構の長寿命化が図れるという効果が得られる。
なお、第１の実施例から第３の実施例では、第２の羽根車を一定の速度で回転させるようにしていたが、第１の伝達部材および第２の伝達部材のどちらか一方を特殊ギアとし、または第１の伝達部材および２の伝達部材の両方を特殊ギアとして第２の羽根車の回転速度を変速（１回転周期内で加減速）するようにしても良い。

例えば、図１１（ａ）に示すように、駆動ギア６２および駆動ギア６３の一部を扇型ギアや楕円型ギアとした特殊なギアとすることで、図１１（ｂ）に示すように回転軸の回転角θが０〜３００度の区間では第２の羽根車の回転速度を回転軸の回転速度の５分の３にし、また回転軸の回転角θが３００〜３６０度の区間では第２の羽根車の回転速度を回転軸の回転速度の３倍に変速（１回転周期内で加減速）することにより、回転軸の回転角θが３６０度で第１の羽根車の羽根と第２の羽根車の羽根とを同位相の退避位置にすることができる。本変形例では、第１の羽根車の羽根と第２の羽根車の羽根の先端がｙ軸方向に突出しなくなる区間Ｔ４は、回転軸の回転角θが３００〜３６０度のときとなり、第２の実施例と同様の効果が得られる。

また、図１２（ａ）に示すように、駆動ギア６２および駆動ギア６３の一部をカム形状とした特殊なギアとすることで、図１２（ｂ）に示すように回転軸の回転角θが０〜１８０度の区間では第２の羽根車は停止（１回転周期内で一時停止）し、また回転軸の回転角θが１８０〜３６０度の区間では第２の羽根車の回転速度を回転軸の回転速度の２倍にして回転させることにより、回転軸の回転角θが３６０度で第１の羽根車の羽根と第２の羽根車の羽根とを同位相の退避位置にすることができる。本変形例では、第１の羽根車の羽根と第２の羽根車の羽根の先端がｙ軸方向に突出しなくなる区間Ｔ５は、回転軸の回転角θが２７０〜３６０度のときとなり、第１の実施例と同様の効果が得られる。

さらに、第１の実施例から第３の実施例では、紙葉類処理装置を現金処理装置として説明したが、それに限られることなく、紙葉類を扱う装置であれば、現金自動預払機、自動券売機等であっても良い。
また、紙葉類を紙幣として説明したが、それに限られることなく、集積可能なものであれば、乗車券、航空券、チケット、伝票、シート等であっても良い。

１ 第１の羽根車
１ａ、２ａ 羽根
２ 第２の羽根車
３ 第３の羽根車
４ 回転軸
７ 位置出し部材
６ ワンウェイクラッチ
８ 位置検知センサ
１１ 紙幣収納部
１２ ステージ
１３ フィードローラ
１４ ピッカローラ
１５ ピッカアーム
１６ 駆動ベルト
１７ リバースローラ
１８ 搬送路
５０ カウンタシャフト
６０、７１、９１、９３ ギア
６１、８１ 羽根車ボスギア
６２、６３ 駆動ギア
６４、８２ アイドルギア
７０、９０ モータ
１００ 羽根車機構
１１０ 現金処理装置
１２０ 紙葉類集積装置

Claims (12)

1. 回転する羽根で紙葉類を叩いて集積させる紙葉類集積装置において、
   回転軸と、
   前記回転軸を回転させる駆動源と、
   前記回転軸に固定され、外周の一部に羽根を有する第１の羽根車と、
   前記回転軸と同軸上に回転可能に軸支され、外周の一部に羽根を有する第２の羽根車とを備え、
   前記第１の羽根車と前記第２の羽根車とを異なる回転速度で回転させることを特徴とする紙葉類集積装置。
2. 請求項１に記載の紙葉類集積装置において、
   前記回転軸を第１の回転軸とし、
   第２の回転軸を備え、
   前記第２の羽根車は、前記第２の回転軸からの駆動を受けて回転することを特徴とする紙葉類集積装置。
3. 請求項２に記載の紙葉類集積装置において、
   前記第２の回転軸は、前記第１の回転軸から駆動を受けて回転することを特徴とする紙葉類集積装置。
4. 請求項３に記載の紙葉類集積装置において、
   前記第１の回転軸の回転駆動を前記第２の回転軸に伝達する第１の伝達部材と、
   前記第２の回転軸の回転駆動を前記第２の羽根車に伝達する第２の伝達部材とを備え、
   前記第１の伝達部材と前記第２の伝達部材とにより、前記第１の羽根車と前記第２の羽根車とを異なる回転速度で回転させることを特徴とする紙葉類集積装置。
5. 請求項２に記載の紙葉類集積装置において、
   前記第１の回転軸を回転させる駆動源を第１の駆動源とし、
   前記第２の回転軸を回転させる第２の駆動源を備え、
   前記第２の回転軸は、前記第２の駆動源から駆動を受けて回転することを特徴とする紙葉類集積装置。
6. 請求項５に記載の紙葉類集積装置において、
   前記第１の回転軸の回転の開始および停止と、前記第２の回転軸の回転の開始および停止とのタイミングをずらし、前記第１の羽根車と前記第２の羽根車の回転位相をずらすことを特徴とする紙葉類集積装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の紙葉類集積装置において、
   前記第１の羽根車の回転速度と前記第２の羽根車の回転速度との比が、１：ｎ（ｎは整数）であることを特徴とする紙葉類集積装置。
8. 請求項２から請求項７のいずれかに記載の紙葉類集積装置において、
   前記第１の回転軸と同軸上に回転可能に軸支され、外周の一部に羽根を有する３種類以上の羽根車を備え、
   前記３種類以上の羽根車を、それぞれ異なる回転速度で回転させることを特徴とする紙葉類集積装置。
9. 回転する羽根で紙葉類を叩いて集積させる紙葉類集積装置において、
   第１の回転軸と、
   前記第１の回転軸を回転させる第１の駆動源と、
   前記第１の回転軸に固定され、外周の一部に羽根を有する第１の羽根車と、
   前記第１の回転軸と同軸上に回転可能に軸支され、外周の一部に羽根を有する第２の羽根車と、
   前記第２の羽根車を回転させる第２の駆動源とを備え、
   前記第１の羽根車と前記第２の羽根車とを異なる回転位相で回転させることを特徴とする紙葉類集積装置。
10. 請求項４に記載の紙葉類集積装置において、
    前記第１の伝達部材および前記第２の伝達部材のうち少なくとも一方を特殊ギアとし、前記第２の羽根車を１回転周期内で加減速させることを特徴とする紙葉類集積装置。
11. 請求項４に記載の紙葉類集積装置において、
    前記第１の伝達部材および前記第２の伝達部材のうち少なくとも一方を特殊ギアとし、前記第２の羽根車を１回転周期内で一時的に停止させることを特徴とする紙葉類集積装置。
12. 請求項１から請求項１１のいずれかに記載の紙葉類集積装置を有することを特徴とする紙葉類処理装置。

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