JP4528428B2 - 硬貨投入装置及び自動販売機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数枚の硬貨を容易に投入することができ、複数枚投入された硬貨を自動販売機の入金処理部に一枚ずつ供給することができる硬貨投入装置、及び当該硬貨投入装置を備えた自動販売機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、商品等を購入するための自動販売機が普及している。これらの自動販売機では、硬貨を一枚ずつ識別するので、硬貨を一枚ずつ投入する必要があった。
【０００３】
しかし、硬貨を一枚ずつ投入するのは煩わしさに耐えないという理由で、複数枚の硬貨を一度に投入することができる自動販売機が提案され、実用に供されている。これらの自動販売機であっても、硬貨を一枚ずつ識別するので、一括して投入された硬貨は、硬貨の詰まりを発生することなく一枚ずつ分離して識別部に繰り出す必要がある。
【０００４】
硬貨を一枚ずつに分離して識別装置に繰り出すものとして、意匠登録第１０２３７８８号に示されるような、載置面と、該載置面と一体に構成された漏斗状の、硬貨を投入する投入口とから構成される自動販売機用のトレイ（硬貨投入口受皿）が知られている。かかるトレイによれば、複数枚の硬貨を載置面上に載置することができ、自動販売機に複数枚の硬貨を投入することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来のトレイによれば、複数枚の投入は容易になるが、一度に複数枚の硬貨が投入口に流入した場合には硬貨詰まりの原因となる。したがって、実際には利用者が投入口やや上方から硬貨を投入口に一枚ずつ落下させたり、トレイの載置面に硬貨を載置した後に指で硬貨を一枚ずつ投入口に導くという運用がなされている。
【０００６】
そこで、硬貨を一括してトレイの載置面に載置でき、硬貨を一枚ずつ投入口へ直接落下させたり、硬貨を一枚ずつ投入口に導いたりする必要がなく、載置された硬貨を一括して投入口に導くことができ、その後一枚ずつに分離することによって、自動販売機に硬貨を一括して投入することができる硬貨投入装置及び、当該硬貨投入装置を備えた自動販売機を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、第１の態様に係る発明による硬貨投入装置１は、例えば図１、図２に示すように、複数の硬貨を載置する載置面３Ａと、前記複数の硬貨を一括して投入するための投入口３Ｂとが形成されたトレイ３と；前記投入された複数の硬貨を案内する案内部１０と；前記案内された複数の硬貨を保持する螺旋が形成された回転部材２３とを備え；案内部１０は、回転部材２３に沿って配置されたガイド部材３１を有し；案内部１０は、前記複数の硬貨を貯留するように構成され；回転部材２３は、前記螺旋の軸を中心に回転し、前記硬貨を前記螺旋の間に保持して、前記硬貨をガイド部材３１に案内させて一枚ずつ繰り出すよう構成されたことを特徴とする。
【０００８】
このように構成すると、トレイ３の載置面３Ａに硬貨を一括して一旦載置することができ、投入口３Ｂへ一括して導かれ投入された硬貨は、案内部１０に沿って回転部材２３に向かって一括して案内される。回転部材２３に行き着いた硬貨は、螺旋の軸を中心に回転する回転部材２３の螺旋の間に保持され、ガイド部材３１によって案内されるので、一枚ずつ繰り出される。
【０００９】
なお、螺旋の形状は、硬貨投入装置１によって扱いたい最大厚さの硬貨が同じ溝部に一枚保持され、最小厚さの硬貨を２枚重ねた硬貨が同じ溝部に保持されないように形成することが好ましい。また、硬貨２は一枚以上投入することができるが、硬貨２が複数投入され案内部１０によって案内された場合、硬貨２は案内部１０に一時的に貯留され一枚ずつ回転部材２３によって保持され、ガイド部材３１に案内されて一枚ずつ繰り出される。
【００１０】
第２の態様に係る発明による硬貨投入装置は、例えば図１、図２に示すように、第１の態様の硬貨投入装置１において、ガイド部材３１は、前記保持された硬貨２の、前記螺旋の軸回りの回転を規制し、前記螺旋の軸方向の移動を許容するように構成されている。
【００１１】
螺旋の間に保持された硬貨２は、回転部材２３によって螺旋の軸回りを回転する回転力が与えられるが、硬貨２の螺旋の軸回りの回転はガイド部材３１によって規制されている。よって、回転力は硬貨を螺旋の軸方向に移動させる力に変わるが、この方向の硬貨２の移動はガイド部材３１によって規制されず、許容されているので、硬貨２はガイド部材３１に案内されてこの方向に繰り出される。
【００１２】
第３の態様に係る発明による硬貨投入装置は、例えば図１、図２に示すように、第１の態様または第２の態様の硬貨投入装置において、案内部１０は案内床１１を有し、前記案内される硬貨２のうち案内床１１に対して立った姿勢の立ち硬貨２を転倒させるよう構成された転倒部材３２を有する。
【００１３】
転倒部材３２を備えるので、案内部１０に案内された立ち硬貨を転倒させることができる。よって、全ての硬貨は転倒した状態で、即ち案内床１１に硬貨の表面または裏面が接した状態で、または表面あるいは裏面が案内床１１に接した他の硬貨の案内床１１に接していない裏面または表面に接した状態で回転部材２３に向かって案内され、スムーズに螺旋間に保持され、ガイド部材３１に案内されて繰り出される。
【００１４】
第４の態様に係る発明による自動販売機は、例えば図８に示すように、第１の態様から第３の態様のいずれか１の態様に記載の硬貨投入装置２０２と；前記繰り出された硬貨を一枚ずつ処理する入金処理部２８４とを備える。
【００１５】
硬貨投入装置２０２により、硬貨を一枚ずつ繰り出して、硬貨を一枚ずつ確実に処理することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には類似符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１７】
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る硬貨投入装置１の平面図、図１（Ｂ）は左側面図である。硬貨投入装置１は、投入された複数枚の硬貨２を一枚ずつ分離して、例えば自動販売機２０１（図８参照）の入金処理部２８４に（図８参照）順次投入するものである。硬貨投入装置１は、複数枚の硬貨２（図１（Ａ）中破線にて表示）を一括して載置する載置面３Ａと、載置された複数枚の硬貨２を一括して投入する投入口３Ｂとを有するトレイ３と、トレイ３の鉛直方向下方に取り付けられた分離機構４（図１（Ａ）中破線にて表示）と、トレイ３の鉛直方向下方に取り付けられ分離機構４を覆うカバー５とを含んで構成される。複数枚の硬貨２を載置面３Ａ上に載置せず、投入口３Ｂに直接一括して投入してもよい。
【００１８】
トレイ３の載置面３Ａは、載置された硬貨２がこぼれないように、窪みの底に形成され、投入口３Ｂの方向に向かって傾斜している。傾斜の角度は水平面に対し２度から５度、好ましくは３度から４度、最も好ましくは３．５度なるようにするとよい。カバー５は、利用者が相対する前壁５Ａと、対向する二つの側壁５Ｂと、底壁５Ｃから構成されいる。トレイ３がカバー５の蓋に相当し、前壁５Ａに対向する後側の壁は、硬貨投入装置１が取り付けられる例えば自動販売機２０１（図８参照）の外壁面である。図１（Ａ）中左側の側壁５Ｂは出張部５Ｄを有し、出張部５Ｄは後述のソレノイド５１等（図２参照）を収納する。なお、投入口３Ｂに投入された硬貨２が後述の案内床１１（図２参照）に落下するように、不図示のガイドが投入口３Ｂと案内床１１の間に設けられている。
【００１９】
トレイ３と、分離機構４と、カバー５とは、互いに分解可能に構成されており、分離機構４に硬貨が詰まった場合は、トレイ３を取り外したり、カバー５から分離機構４を取り出したりすることができる。
【００２０】
次に、図２を参照し、分離機構４の構成を説明する。図２は、分離機構４を鉛直方向に対して、図中後述のモータ４５側に３０度傾いた方向から見下ろした図である。
【００２１】
分離機構４は、硬貨２を案内する案内部１０と、回転部材２３と、転倒部材３２とを備え、案内部１０は、以下に説明する、案内床１１、案内壁１９、２０、案内壁板４１、側壁板１２、１３、ガイド部３１、送出床４２、送出壁４３、４４を含んで構成されている。
【００２２】
投入口３Ｂ（図３参照）に投入された硬貨２は案内床１１の上に落下する。案内床１１は水平面に対してある角度α例えば３０度傾いて、図中下側が図中上側より鉛直方向に高く配置されている（図３参照）。案内床１１は平面板状である。案内床１１は、鉛直に配置された側壁板１２、１３によって、図中左右両側から挟まれて配置され、硬貨２は案内床１１の外側に出ないように規制されている。案内床１１の、図中下側（利用者側）では、カバー５の前壁５Ａ（図３参照）が硬貨２を案内し、硬貨２が案内床１１の外側に出ないよう規制している。
【００２３】
投入口３Ｂ（図３参照）から案内床１１へ投入された硬貨２Ａ（図中二点鎖線で表示）は、重力によってカバー５の前壁５Ａから離れる方向に案内壁１９に沿って案内されて、さらに案内壁２０に沿って案内されて移動する（移動中の貨幣を２Ｂ、２Ｃとして二点鎖線で表示）。案内壁１９は案内床１１に固定されて取り付けられ、案内壁２０は後述の移動板２１の一部であり移動板２１の移動により、案内床１１に対して略直角上方であって案内床１１から離れる方向（図４にＸ方向として表示）に移動可能に取り付けられている。なお、案内壁２０の大きさは、排除したい異物の大きさ、最大硬貨の大きさより大きくするとよい。
【００２４】
案内床１１の水平面に対する傾斜角度α（図３参照）は、表面または裏面を案内床１１に接触させている硬貨が案内床１１上を重力によって滑って移動する角度である。この角度は、案内壁１９、２０、及び後述の回転部材２３、転倒部材３２に接当する前の硬貨が、案内床１１に対して立ち上がった状態の場合は、当接することにより転倒する角度とすることが好ましい。
【００２５】
案内床１１の、案内壁２０の硬貨２Ｃの移動に対して下流側の端部近傍には円弧形状の切欠き部２２が形成され、切欠き部２２を埋めるように、図中Ｙ１方向（反時計方向）に回転する回転部材２３が案内床１１に対して直角に配置されている。
【００２６】
次に図３を参照して説明する。本図は、カバー５に収納された状態の分離機構４を表し、図１のＡ−Ａ断面図である。図に示すように回転部材２３は２枚の平行なフランジ２４Ａ、Ｂと、これらに挟まれるバネ２５（左巻き）を含んで構成されている。図中下側の一方のフランジ２４Ｂにはプーリ軸２８が結合され、プーリ軸２８には従動プーリ２９が固着されている。図中上側のフランジ２４Ａの、バネ２５と反対側の端部は、固定板２７に取り付けられたベアリング２６Ａによって軸支され、プーリ軸２８は、固定板４０に取り付けられたベアリング２６Ｂによって軸支されている。従動プーリ２９と回転部材２３は一体に回転する。
【００２７】
次に図２に戻って説明する。回転部材２３より下流側には、回転部材２３に隣接して、回転部材２３に沿って、ガイド部材としてのガイド部３１が、案内床１１に対して垂直に取り付けられている。ガイド部３１は案内壁１９、２０に対して直角に設置されている。ガイド部３１は、案内床１１に平行な方向に細長く形成され、長手方向の長さは最大貨幣の直径より少し大きい。ガイド部３１の案内床１１からの高さはバネ２５のリードの２倍以上約３倍に形成されている。ガイド部３１の、回転部材２３に隣接する一端とは反対側の他端の近傍には、転倒部材３２が、その回転軸を案内床１１に対して直角になるように取り付けられている。
【００２８】
再び図３を参照して説明する。図に示すように、転倒部材３２は羽根車３４とスリーブ３５が一体にゴムによって形成され、羽根車３４とスリーブ３５は回転軸３６に軸止されている。回転軸３６にはさらにベアリング３７、従動プーリ３８、ベアリング３９が取り付けられている。羽根車３４の羽根板３３の枚数は４である（図２参照）。
【００２９】
案内床１１には不図示の孔が形成され、この孔にベアリング３７が嵌合されている。案内床１１の下側には案内床１１に固定された固定板４０が配置されている。固定板４０には不図示の孔が形成され、この孔にベアリング３９が嵌合されている。転倒部材３２の回転軸３６は、ベアリング３７及びベアリング３９によって軸支されている。
【００３０】
硬貨２が案内壁１９、２０、回転部材２３に当たった結果、転倒せず案内床１１にほぼ直角に立ち上がり立ち硬貨２となった場合は、回転する羽根板３３に弾かれることにより転倒する。羽根板３３の下側の、側辺３３Ａの案内床１１からの高さＨは、本硬貨投入装置１が取り扱う硬貨２のうちで最小の硬貨が立ち硬貨となった場合に、羽根板３３にぶつかるように決めることが望ましい。Ｈの値は最小硬貨の直径より少し小さくするとよい。
【００３１】
羽根板３３は羽根車３４の回転に伴い、回転部材２３にぶつかるが、羽根板３３が弾性部材としてのゴムでできているので曲がり、回転部材２３の表面部を擦って通過し、通過直後に真っ直ぐな形状を回復する。したがって、円３３Ｂ（図２に一点鎖線で示す）の内部の立ち硬貨（不図示）を転倒させることができる。転倒部材３２は、バネ２５に保持された最大硬貨が転倒部材３２と干渉せず繰り出されるよう、回転部材２３から所定の距離離れて配置されている。硬貨がバネ２５に保持されるとは、螺旋の軸を中心に回転するバネ２５の螺旋の間に硬貨が入り込み、入り込んだ硬貨が螺旋と螺旋の間に、ある程度の隙間を持って挟まれ保たれることをいう。
【００３２】
図２に示すように、ガイド部３１の長手方向で、転倒部材３２を越えた先の箇所には案内壁板４１が案内床１１に直角に設けられ、硬貨が、案内床１１の外部に出ないように規制している（案内壁２０は前述のように移動することがあるが、ここでは移動していない場合を説明する。）。
案内部１０は高さ、床面積ともに、複数の硬貨が案内部１０に導入されてから回転部材２３によって繰り出されるまでの間、一時的に貯留できる大きさを有するように形成する。
【００３３】
案内床１１からガイド部３１の高さだけ上に離れて（図４参照）、送出床４２が案内床１１に平行に、ガイド部３１に接続されて配置されている。送出床４２は平面板状である。回転部材２３によってガイド部３１の高さだけ繰り上げられた硬貨２Ｆ（図中二点鎖線で表示）は、回転部材２３から離れ送出床４２の上を重力によって滑って移動し、送出部７０から送出される。
【００３４】
送出床４２には、送出壁４３が直角に取り付けられている。送出壁４３は、硬貨の流れに対して上流側の半分が案内壁１９、２０に平行であるが、下流側の半分は側壁板１３に平行である。送出床４２は、送出壁４３と、案内壁板４１と、側壁板１３と、側壁板１３の送出部７０側への延長箇所近傍に設置された送出壁４４とによって周囲を囲まれて、硬貨が送出中に送出床４２からこぼれないようになっている。なお、送出壁４４も送出床４２に直角である。
【００３５】
送出壁４３の近傍には図中Ｍ方向（反時計方向）に回転するモータ４５が、回転軸４６を案内床１１と、送出床４２とに対して直角に、取り付けられている。
【００３６】
図３を参照して説明する。図に示すように、モータ４５が取り付けられている取付板４７は、固定板４０に固定されている。回転軸４６の先端には原動プーリ４８が取り付けられ、原動プーリ４８と従動プーリ２９、３８にはタイミングベルト３０が掛けられている。タイミングベルト３０の巻き掛け角度を大きくして歯飛びを防止するために、原動プーリ４８と従動プーリ２９との間には自由プーリ４９が回転可能に取り付けられている。よって、モータ４５の回転によって、回転部材２３と、転倒部材３２とがスムーズに回転する。
【００３７】
次に図５を参照して、案内壁２０が移動可能な機構について説明する。側壁板１２（図４参照）の最下部で、案内床１１（図４参照）とは反対側に収納板５０（図４参照）が水平に設けられ、収納板５０上にはソレノイド５１（図４参照）が設置されている。収納板５０の、側壁板１２側の側部とは反対側の側部は、側壁板１２に平行に収納側板５２（図４参照）が取り付けられている。
ソレノイド５１は、通電することによりＳ１方向にプランジャ５３が移動する。プランジャ５３には、溝５４が形成され、溝５４に垂直に貫通孔５５が形成されている。
【００３８】
リンク５８の両端部近傍にはそれぞれ孔５６、５７が加工されている。リンク５８の孔５６が加工された方の端部が溝５４に挿入され、プランジャ５３の貫通孔５５と孔５６を貫通するピン７１が貫通孔５５に挿入され、プランジャ５３とリンク５８とが結合される。
【００３９】
固定ピン７３が、収納側板５２のソレノイド５１側の表面及び、側壁板１２のソレノイド５１側の表面の間に挟まれて固定されている。固定ピン７３には回動ブッシュ５９が回動可能にはめ込まれ、回動ブッシュ５９はアーム６２に固定して取り付けられているので、アーム６２は固定ピン７３を中心に回動可能である。アーム６２には、さらに係合ピン６０が固定して取り付けられ、長孔６１が加工されている。係合ピン６０が孔５７に挿入されるので、リンク５８とアーム６２とが係合する。
【００４０】
不図示の固定ピンが、側壁板１２のソレノイド５１側とは反対側の表面に垂直に固定して取り付けられ、この固定ピンには、回動ブッシュ６３が回転可能にはめ込まれている。回動ブッシュ６３は、移動板２１に固定して取り付けられているので、移動板２１は前述の不図示の固定ピンを中心に回動可能である。移動板２１には、さらに係合ピン６４が固定して取り付けられ、係合ピン６４は、長孔６１に係合するので、アーム６２と移動板２１とが係合する。移動板２１の回動ブッシュ６３が付いている端部とは反対の端部には案内壁２０が一体に接続されている。
【００４１】
次に図２を参照して説明する。図に示すように、収納側板５２にはバネ固定ピン６５が取り付けられ、バネ固定ピン６５とピン７１には、引っ張りバネ６６が取り付けられ、ソレノイド５１のプランジャ５３は、通常時の非通電状態のときプランジャ５３が最も突き出た状態になるようにプランジャ５３を付勢している。ソレノイド５１が非通電となることにより引っ張りバネ６６の付勢力により、案内壁２０は元の箇所に戻り案内壁として作用するようになる。
【００４２】
案内壁２０の真下には排出板６７が配置され、排出板６７は案内床１１に略平行であり略平面板状である。案内壁２０が移動して上昇することにより、案内壁２０があった箇所に排出口が形成される。案内壁１９、案内床１１によって案内された異物は、案内壁２０が上昇前の箇所には存在せず排出口となっているので、重力により排出口を経て排出板６７に排出される。異物は、傾いている排出板６７の下側の側部に設けられた排出側板６８に案内されて、排出板６７の端部である排出部６９から排出される。
【００４３】
次に、図２を参照し、分離機構４の作用を説明する。硬貨の投入前には、モータ４５がＭ方向に回転し、ソレノイド５１は非通電の状態にある。したがって、モータ４５の回転力は原動プーリ４８から、タイミングベルト３０（図３参照）によって従動プーリ２９（図３参照）、従動プーリ３８（図３参照）に伝えられるので、回転部材２３はＹ１方向へ、転倒部材３２はＺ１方向に回転している。また、案内壁２０は上昇前の位置にあり案内壁として作用している。
【００４４】
次に利用者によって、トレイ３の載置面３Ａ（図３参照）に複数の硬貨が一括して載置され、投入口３Ｂ（図３参照）から該硬貨が一括して投入され、硬貨２は案内床１１上に落下する。案内床１１が下に向かって水平面に対し３０度の角度で傾き、案内壁１９、２０は側壁板１２に対して約４５度傾いて配置されているので、硬貨２Ｂ、Ｃは重力により案内床１１上を滑り、案内壁１９、２０に沿って回転部材２３の方へ案内される。ほとんどの硬貨は案内床１１に面を接触させて（硬貨の上に硬貨が乗る場合は上の硬貨はその下側の面を、下側の硬貨の、上側の面に接触させて）移動するが、なかには案内床１１に対して垂直の状態にある、または角度を持った立ち硬貨（図示せず）が出現する場合がある。この立ち硬貨は転倒部材３２の羽根板３３にぶつかり転倒される。
【００４５】
回転部材２３まで案内された硬貨２Ｄ（図中二点鎖線で表示）は、回転部材２３のバネ２５にぶつかり、あるいはバネ２５の螺旋の間に入り込み保持され、Ｙ１方向に回転させられる。バネ２５にぶつかった硬貨はバネ２５がさらに回転すると螺旋の間に入り込み保持され、同様にＹ１方向に回転させられる。バネ２５の螺旋の幅（リードからバネの線部の直径を引いた値にほぼ等しい）は、硬貨投入装置１によって扱われる最大厚さの硬貨が入り込むことができ、最小厚さの硬貨を２枚重ねた仮想の硬貨が入り込めないように、すなわち硬貨が一枚ずつ分離されて繰り出されるよう螺旋の形状を形成する。繰り出される硬貨は、連続して繰り出される場合は、回転部材２３の回転周期に等しい間隔をおいて繰り出される。また、バネ２５の直径は、本硬貨投入装置１が取り扱う最小硬貨の直径よりわずかに小さくすることが望ましい。
【００４６】
硬貨が回転部材２３に向かって積層されて案内されて来た場合、何層目の硬貨が最初にバネ２５の螺旋の間に入り込むかは、硬貨の厚さとバネ２５のリードの関係、バネ２５の回転角度状態により様々である。最上層にない硬貨がバネ２５の螺旋の間に保持されて繰り出され、繰り出された硬貨より上にある硬貨が繰り出された硬貨により立ち上げられ、一点が案内床１１（又は転倒状態にある硬貨の表面）に接触し、他点がバネ２５に接触した硬貨は、転倒部材３２の羽根板３３に当たることにより弾かれて転倒させられる。
【００４７】
回転部材２３に入り込んで螺旋の軸回りに回転させられた硬貨はガイド部３１にぶつかり螺旋の軸回りの回転が規制される。硬貨２Ｅ（図中二点鎖線で表示）は螺旋の軸回りの回転を停止させられるので、螺旋の軸に沿った方向へガイド部３１に接触しながら、ガイド部３１に案内されて下から上へ移動する。バネ２５が左巻きであり、Ｙ１方向に回転しているので、硬貨は案内床１１から離れて上方向へ移動する。
【００４８】
次に、硬貨はガイド部３１の幅方向の長さ（高さ）より高く（案内床１１に垂直な方向）移動させられるとガイド部３１による支えを失い、重力によってバネ２５から離脱し、送出床４２面上を滑って送出部７０より出る。ガイド部３１の高さはバネ２５のリードの２倍以上約３倍に形成されているので、硬貨がバネ２５に保持された後、回転部材２３が２回転以上約３回転（Ｎ倍のときは、約Ｎ回転）することによりバネ２５から離脱する。そして、回転部材は再び硬貨を受け入れることができる。
【００４９】
硬貨が繰り出され、所定の時間が経過すると、モータ４５の回転が停止され、ソレノイド５１が通電される。ソレノイド５１が通電されると、プランジャ５３はＳ１方向に移動し、リンク５８がＳ２方向に移動する。その結果、アーム６２は回動ブッシュ５９を中心にＳ３方向に回動し、長孔６１はＳ４方向に回動する。よって、係合ピン６４はＳ５方向に、案内壁２０がＳ６方向に回動し、案内壁２０の箇所に排出口が形成される。そして、ゴミ、残留異物等はこの排出口から排出板６７の下側の側部に形成された排出側板６８に案内されて、排出板６７の端部である排出部６９から排出される。ここで、モータ４５を図１中時計方向（図１中Ｍと反対方向）に回転させると、回転部材２３の螺旋上に残留した異物を積極的に排出することもできる。
【００５０】
さらに、所定時間が経過すると、ソレノイド５１は通電を停止し、モータ４５は一旦停止した後、図１中反時計方向（図１中Ｍ方向）に回転し、初期状態に復帰する。そして、再び硬貨を受け入れることができるようになる。
【００５１】
バネの断面形状は、円形であってもよく、楕円形、または矩形であってもよい。また螺旋の直径の半分の幅の帯状の鋼板を螺旋階段のように螺旋状に加工したものであってもよい。バネの螺旋の軸とは、バネの外側に接する面が形成する円筒形状の中心軸をいう。
【００５２】
また、バネの代わりに螺旋面を有するネジ形状を備えた回転部材とすることもできる。この場合、硬貨を案内する案内床面を水平面に対して角度α例えば３０度傾け、硬貨が徐々に自重により下がって回転部材に向かって案内されるようにする。回転部材を鉛直軸に対して角度α、即ち３０度傾けて案内床面に対して直角に配置し、硬貨を水平面に対して６０度の傾きで上方向に繰り上げるようにするとよい。
【００５３】
内径が回転部材の直径より僅かに大きい半円筒状、または同様の直径を有する円筒の、周方向の一部を形成する案内板を、中心軸を回転部材の中心軸に一致させて回転部材の下側に沿うように配置する。硬貨は自重により回転部材の螺旋の軸回りの回転に対抗し、螺旋の軸方向に案内板の内壁上を案内されて移動し繰り上げられる。案内板の断面形状は半円状、または円弧状に限らず、楔型状であってもよい。なお、案内板は本発明のガイド部材として作用する。
【００５４】
図６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る硬貨投入装置１０１について説明する。図は、硬貨投入装置１０１の分解斜視図である。前述の第１の実施の形態の硬貨投入装置１と相違する部分を主として説明する。説明のない部分は、硬貨投入装置１と同様である。
【００５５】
硬貨投入装置１０１はトレイ１０３と、トレイ１０３の下方に取り付けられた分離機構１０４と、分離機構１０４を収納するカバー１０５とを含んで構成される。トレイ１０３は、載置面１０３Ａと投入口１０３Ｂとを有する。投入口１０３Ｂは、利用者からみてトレイ１０３の右側手前に配置されている。
【００５６】
次に、分離機構１０４の構成について説明する。分離機構１０４は、投入された硬貨を案内する案内部１１０と、案内部１１０に案内された硬貨を保持する螺旋が形成された回転部材１２３と、案内された立ち硬貨を転倒させ、回転部材に保持されるようにする転倒部材１３２とを含んで構成される。
【００５７】
案内部１１０は、回転部材１２３に沿って形成されたガイド部材としてのガイド部１３１のほか、案内床１１１、案内壁１１９、送出床１４２、送出壁１４３、１４４が一体に形成されている。案内壁１１９は案内床１１１に固定され移動する部分を含んではいない。したがって、案内壁１１９の一部を移動させるソレノイド、ソレノイドの動きを案内壁１１９の一部に伝達する機構は設けられていない。案内壁１１９、送出壁１４３、１４４の上部には、案内床１１１、送出床１４２に平行な平面形状の上板１２７が取り付けられている。案内床１１１の下側には、固定板１４０が取り付けられており、上板１２７と共に、回転する回転部材１２３、転倒部材１３２等を後述のように固定する。
【００５８】
図中案内床１１１は水平に描かれているが、実際は水平面に対して角度α、例えば３５度傾いて、案内床１１１側が送出床１４２側より鉛直方向に高く配置されている。硬貨が雨滴等の水分を介し案内床１１１、送出床１４２に張り付くのを防止するために、案内床１１１、送出床１４２には細かな凹凸形状（エンボッシング）が施されている。
【００５９】
案内壁１１９は、利用者から見て分離機構１０４の右側に形成され、一方ガイド部１３１は左側に形成されている。案内壁１１９からガイド部１３１へ移行する境界部分であって、分離機構４の略中央部には、回転部材１２３が取り付けられている。
【００６０】
回転部材１２３は、図に示すように、バネ１２５（右巻き）と、バネ１２５を挟んで保持するためのフランジ１２４Ａ、１２４Ｂを含んで構成されている。フランジ１２４Ａは上板１２７に圧入されたベアリング１２６Ａに、フランジ１２４Ｂは固定板１４０に圧入されたベアリング１２６Ｂに回転可能に支承されている。また、回転部材１２３の下側のフランジ１２４Ｂには歯車１２９が固着され、歯車１２９と回転部材１２３は一体に回転する。
【００６１】
ガイド部１３１に沿って回転部材１２３と並列であって、案内床１１１に直立して転倒部材１３２が取り付けられている。転倒部材１３２は、羽根車１３４と羽根車１３４を固着する回転軸１３６とを含んで構成されている。回転軸１３６の上側は、上板１２７に圧入されたベアリング１３７Ａと固定板１４０に圧入されたベアリング１３７Ｂに回転可能に支承され、回転軸１３６の下側端部には歯車１３８が固着される。したがって、歯車１３８と転倒部材１３２は一体に回転する。
【００６２】
回転部材１２３のフランジ１２４Ａには、突起１２４Ｃが取り付けてあり、この突起１２４Ｃは回転部材１２３と共に回転し、回転部材１２３に寄りかかる立ち硬貨であって、転倒部材１３２によって転倒されない硬貨を転倒させる。また、回転部材１２３及び転倒部材１３２は、案内床１１１に形成された孔１１１Ｂ、切り欠き１１１Ａをそれぞれ貫通している。
【００６３】
案内部１１０には、上記のように案内床１１１と平行に案内床１１１、送出床１４２を覆うように上板１２７が取り付けられている。上板１２７は案内床１１１、送出床１４２上の硬貨が散乱することがないようにすると同時に、上記したように、回転部材１２３を支承するベアリング１２６Ａと転倒部材１３２とを支承するベアリング１３７Ａが圧入され、回転部材１２３と転倒部材１３２とが支承される。
【００６４】
また、上板１２７と固定板１４０には、回転部材１２３の近傍に滑り落ちた硬貨を認識するために、透過型のセンサ１０８Ａ、１０８Ｂが取り付けられている。センサ１０８Ａとセンサ１０８Ｂ間を光が貫通するよう、案内床１１１に孔１１１Ｃが形成されている。
【００６５】
図７を参照して説明する。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。固定板１４０の下面には、歯車１２９、１３８の両方に噛み合う遊び歯車１４９が回転自在に取り付けられている。歯車１４９と一体にウォーム歯車１３０が形成されている。ウォーム歯車１３０と噛み合うウォーム１４８にはモータ１４５の駆動軸が嵌挿されている。したがって、回転部材１２３と転倒部材１３２の両方が一つのモータ１４５によって駆動される。
【００６６】
図６に戻って説明する。案内部１１０の送出側には、例えば自動販売機２０１（図８参照）に本発明に係る硬貨投入装置を取り付けるための取付板１０６が取り付けられる。取付板１０６には一枚ずつに分離された硬貨が繰り出される硬貨送出口１１４が形成されるとともに、硬貨投入装置１０１の制御を行う電気基板１０７が取り付けられる。電気基板１０７にはコネクタ１１５を介してセンサ１０８Ａ、１０８Ｂと、モータ１４５に接続され、センサ１０８Ａ、１０８Ｂの入力に基づいてモータ１４５が駆動される。なお、電気基板１０７には例えば自動販売機２０１から直流２４ボルトが供給される。
また、取付板１０６には、角張った外形によりけがをしないように分離機構１０４を覆うカバー１０５が取り付けられる。
【００６７】
次に、本発明の実施の形態に係る硬貨投入装置の作用を説明する。硬貨の投入前には、モータ１４５は停止状態にある。硬貨が投入されると硬貨は、重力により案内床１１１を滑り、案内壁１１９に衝突した硬貨は案内壁１１９に沿う方向に向きを変えられ、回転部材１２３の方へ案内される。センサ１０８Ａ、１０８Ｂの間を硬貨が遮ると、モータ１４５が回転を始める。モータ１４５の回転により、ウォーム１４８、ウォーム歯車１３０、歯車１４９を介して歯車１２９及び歯車１３８に駆動が伝達されるので、回転部材１２３はＹ２方向（図７参照）へ、転倒部材１３２はＺ２方向（図７参照）に回転する。
【００６８】
ほとんどの硬貨は、案内床１１１上を滑り案内壁１１９に沿って案内床１１１に表面、または裏面を接触させて（硬貨の上に硬貨が乗る場合は上の硬貨はその下側の面を、下側の硬貨の上側の面に接触させて）移動する。しかし、なかには案内床１１１に対して垂直の状態にある、または角度を持った立ち硬貨（図示せず）が出現する場合がある。この立ち硬貨は羽根車１３４の羽根板１３３にぶつかり転倒される。
【００６９】
回転部材１２３まで案内された硬貨は、回転部材１２３のバネ１２５にぶつかり、あるいはバネ１２５の螺旋の間に入り込み保持され、Ｙ２方向（図７参照）に回転させられる。バネ１２５にぶつかった硬貨はバネ１２５がさらに回転するとバネ１２５の螺旋の間に入り込み保持され、同様にＹ２方向に回転させられる。バネ１２５の螺旋の幅（ピッチからバネの線部の直径を引いた値にほぼ等しい）は、硬貨投入装置１０１によって扱われる最大厚さの硬貨が入り込むことができ、最小厚さの硬貨を２枚重ねた仮想の硬貨が入り込めないように、すなわち硬貨が一枚ずつ分離されて繰り出されるよう螺旋の形状を形成する。
【００７０】
図８に本発明の硬貨投入装置２０２を備えた本発明の第３の実施の形態に係る自動販売機２０１の概略構成を表すブロック図を示す。
【００７１】
自動販売機２０１は、利用者が複数の硬貨（図８に不図示）を一括して投入することができる投入口２０３Ａを有する第１の実施の形態または第２の実施の形態の硬貨投入装置２０２を備える。硬貨投入装置２０２は、投入口２０３Ａから案内部に導かれた複数の硬貨を一枚ずつ分離して繰り出す。自動販売機２０１は、さらに繰り出された硬貨を一枚ずつ真偽、及び種類を識別する識別部２８１と、識別された硬貨を種類ごとに振り分ける振分部２８２と、振り分けられた硬貨を収納する収納部２８３を有する入金処理部２８４を備える。自動販売機２０１は、さらに以下に説明する制御手段２８５、硬貨投出口２９１、受皿２８６、オーバーフロー金庫２８７、出金部２８８、送出部２８９、商品を放出する商品放出部２９２とを備える。
【００７２】
識別された硬貨、振り分けられた硬貨、収納された硬貨の情報は制御手段２８５に送られる。偽硬貨と判定された硬貨は識別部２８１から硬貨投出口２９１を経て受皿２８６に送られる。収納部が満杯のため収納しきれない硬貨は、収納部２８３からオーバーフロー金庫２８７に送られる。
【００７３】
商品（図示せず）の価格以上の硬貨が投入された場合は、制御部２８５が商品放出部２９２に商品を放出させる。放出された商品は、さらに商品放出口２９３から受皿２８６へ放出される。
【００７４】
商品の発売後、釣銭の支払いが必要なときは制御手段２８５により収納部２８３に出金の指示が出される。収納部２８３に収納されていない硬貨の出金が必要な場合は、制御手段２８５により出金部２８８に必要な硬貨を出金するように指示が出される。出金部２８８には予め全ての種類の十分な枚数の硬貨が貯留されている。
【００７５】
収納部２８３、または出金部２８８から繰り出された硬貨は送出部２８９に搬送され、送出部２８９から硬貨投出口２９１を経て受皿２８６に送り出される。送出部２８９に硬貨が繰り出されたとき、自動販売機２０１にトラブルが生じた場合は、利用者への釣銭の払い出しは禁止され硬貨は硬貨投出口２９１には送り出されず、オーバーフロー金庫２８７に送り出される。
【００７６】
分離部は、異物、残留物等を排出する排出部２６９を有し、排出された異物、残留物等は排出物貯留部２９０に送られ、排出物貯留部２９０から適宜取り出される。
【００７７】
自動販売機２０１は、一括して投入された硬貨を一枚ずつ分離して送り出す硬貨投入装置２０２を有するので、識別、振り分け、収納を一枚ずつ行うことができ、硬貨の詰まりを発生させず硬貨を確実に処理することができる。硬貨投入装置２１０を簡易な構造とし安価とすることができるので、自動販売機２０１を取り扱いが容易で安価なものとすることができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明の硬貨投入装置によれば、トレイを設けたので、硬貨を一旦トレイにのせることができるので、トレイ上で硬貨を一括して投入することができ、また硬貨の投入口がどの箇所に配置されているのかをトレイを基準に即座に知ることができる。
【００７９】
さらに螺旋状に形成され、螺旋の軸を中心に回転する回転部材と、複数の硬貨を貯留する案内部であって、該硬貨を回転部材に案内する案内部と、螺旋の軸に沿って配置されたガイド部材とを設け、回転部材は、案内された硬貨を螺旋の間に保持して、硬貨をガイド部材に案内させて一枚ずつ繰り出すよう構成したので、安価で簡易な構成であり、複数枚の硬貨が投入された場合、硬貨の詰まりを発生することなく一枚ずつ分離して繰り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る硬貨投入装置の平面図、（Ｂ）は、左側面図である。
【図２】本発明の硬貨投入装置の鉛直線から３０度傾いた方向（案内床面に垂直な方向）から見た図面である。
【図３】図２の硬貨投入装置のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図２の硬貨投入装置のＢ−Ｂ矢視図であり、回転部材、転倒部材を省略し、案内床より上の部分を表した図である。
【図５】図２の硬貨投入装置の案内壁板の移動を可能とする機構の分解図である.
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る硬貨投入装置の分解斜視図である。
【図７】（Ａ）は、図６の硬貨投入装置の底面の一部を表す部分底面図である。（Ｂ）は、回転部材、転倒部材の構成を説明する（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る自動販売機の概略構成を表すブロック図である。
【符号の説明】
１、１０１ 硬貨投入装置
２ 硬貨
２Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ 硬貨
３、１０３ トレイ
３Ａ、１０３Ａ 載置面
３Ｂ、１０３Ｂ 投入口
４、１０４ 分離機構
１０、１１０ 案内部
１１、１１１ 案内床
２３、１２３ 回転部材
２５、１２５ バネ
３１、１３１ ガイド部
３２、１３２ 転倒部材
４２、１４２ 送出床
２０１ 自動販売機
２０２ 硬貨投入装置
２０３Ａ 投入口
２８４ 入金処理部

Claims (3)

1. 複数の硬貨を載置する載置面と、前記載置面に載置された複数の硬貨を一括して投入するための投入口とが形成されたトレイと；
   螺旋状に形成されたバネを含んで構成された回転部材と、
   前記投入口から一括して投入され落下した複数の硬貨を前記回転部材に案内する案内床を有する案内部とを有する分離機構と；
   前記分離機構を収納するカバーとを備え；
   前記案内部は、前記回転部材に沿って配置され、前記硬貨を前記案内床に対し垂直に移動するようガイドするガイド部材を有し；
   前記案内部は、複数の前記硬貨を貯留するように構成され；
   前記回転部材は、前記螺旋の軸を中心に回転し、前記硬貨を前記螺旋の間に保持して、前記硬貨を前記ガイド部材に案内させて一枚ずつ繰り出すよう構成され；
   前記ガイド部材は、前記保持された硬貨の、前記螺旋の軸回りの回転を規制し、前記螺旋の軸方向の移動を許容するように構成され；
   前記回転部材により前記ガイド部材の高さだけ繰り上げられた前記硬貨は、前記回転部材から離れ送出床板上を移動するように構成され；
   前記送出床板は、前記案内床から前記ガイド部材の前記高さだけ離れて、前記ガイド部材に接続されて配置され；
   前記回転部材の直径は、取り扱う硬貨のうち最小硬貨の直径よりも小さく形成されており；
   前記トレイは、前記カバーの蓋を構成することを特徴とする；
   硬貨投入装置。
2. 前記案内される硬貨のうち前記案内床に対して立った姿勢の立ち硬貨を転倒させるよう構成された転倒部材を有し；
   前記転倒部材は、回転する羽根板を有し；
   前記羽根板の下側の側辺の前記案内床からの高さが、取り扱う硬貨のうち最小硬貨の直径よりも小さく形成され；
   前記羽根板が、前記回転に伴い、前記回転部材にぶつかって曲がり、前記回転部材の表面部を擦って通過し、該通過直後に形状を回復するよう弾性部材で形成された；
   請求項１に記載の硬貨投入装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の硬貨投入装置と；
   前記繰り出された硬貨を一枚ずつ処理する入金処理部とを備えた；
   自動販売機。

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