JP5040347B2 - シャッター開閉機構 - Google Patents

Description

本発明は、現金自動預け払い機の入出金口などのように、シャッターが開閉可能に設けられる装置におけるシャッター開閉機構に関し、とくに手挿入の安全性に配慮したシャッター開閉機構に関する。

従来、現金自動預け払い機の入出金部には、紙幣や硬貨を挿入または取り出し可能にするために開閉可能なシャッターが設けられている。また紙幣または硬貨の挿入または取り出しを行う場合に顧客などの手がシャッターの奥に入り込むが、その場合に手がシャッターに挟まれないようにするために手が挿入されたことを検知する手挿入検知センサが設けられている。手挿入検知センサの配置の仕方としては、従来、手挿入検知センサをシャッターの奥側に設ける場合とシャッターの開閉動作の軌跡上に設ける場合がある。

図９は手挿入検知センサをシャッターの奥側に設けた硬貨入出金部のシャッター開閉機構を示す。図９において、シャッター１は矢印方向に移動可能に設けられ、硬貨２が挿入または集積される集積部３に対して開閉可能になっている。集積部３の斜め上部には顧客などの手４の挿入を検知する手挿入検知センサ５が配置されている。手挿入検知センサ５は光学センサにより構成され、シャッター１の移動軌跡より下側（奥側）に配置されている。シャッター１の下部にはラック６が形成され、このラック６に噛み合うギア７が図示しないモータにより回転されることによりシャッター１は矢印方向に移動する。

シャッター１の移動範囲に沿って開検知センサ８および閉検知センサ９が設けられている。開検知センサ８をシャッター１の右端部１ａが遮蔽することによりシャッター１の全開が検知され、閉検知センサ９をシャッター１の右端部１ａが遮蔽することによりシャッター１の閉状態が検知される。また搬送部１０は、ベルトとローラで構成され、硬貨を集積部３へ搬送するものである。

このようなシャッター開閉機構においては、入金の場合は集積部３に硬貨２を投入するために、また出金の場合は搬送部１０により集積部３に集積された硬貨２を取り出すために、シャッター１が開けられる。そして硬貨２の投入または取出しが終了すると、シャッター１が閉じられる。この場合、シャッター１の移動の軌跡上に手挿入検知センサ５が配置されていないので、シャッター１の移動範囲全体に亘って手挿入検知センサ５は手４を検知可能となっている。シャッター１を閉じる際、もし手４が挿入されると、手挿入検知センサ５がこれを検知し、シャッター１の閉動作が中断される。

このような従来のシャッター開閉機構を示すものとして、例えば、特開平１０−２８３５２３号公報に開示されるものがある。この公報に開示される技術は、シャッターの閉動作中に手等の異物がプール（集積部）内に存在した場合、直ちにシャッターの閉動作を停止し、シャッターを開方向に移動させ、再びシャッターの閉動作をやり直すようにしたものである。（特許文献１の段落００１１および段落００１２参照）

また図１０に手挿入検知センサをシャッターの移動軌跡上に設けた硬貨入出金部のシャッター開閉機構を示す。図１０において、手挿入検知センサ５はシャッター１の移動軌跡上に配置されている。その他の構成は図９に示すものと同様である。このように手挿入検知センサ５をシャッター１の移動軌跡上に配置した場合、シャッター１が移動（閉移動）の際に手挿入検知センサ５を遮蔽するので、手挿入検知センサ５を常に検知有効とするとシャッター１をも検知することになるので、シャッター１が手挿入検知センサ５を遮蔽する前後の範囲では手挿入検知センサ５の出力を無効としている。

次に図１０に示すシャッター開閉機構の動作を図１１乃至図１３を用いて説明する。図１１はシャッター１の閉状態を示す。この場合にはシャッター１が手挿入検知センサ５を遮蔽しているが、手挿入検知センサ５の出力は無効になっている。図１２はシャッター１が全開の状態を示す。この場合には手挿入検知センサ５の出力は有効となっている。この状態からシャッター１の閉動作が行われる。

図１２に示す全開状態からシャッター１の閉動作が行われて、図１３に示すように、シャッター１が手挿入検知センサ５に直前に接近した位置で手挿入検知センサ５の出力が無効にされる。この位置に到達するまでの間は手挿入検知センサ５の出力が有効になっているので、この間にもし手４が挿入されて手挿入検知センサ５で検知された場合、手４が挿入されたとみなされ、シャッター１の閉動作は中断される。

図１３に示す位置において、シャッター１の先端部１ｂと集積部３の側壁上端部との間の隙間Ｌ１は、顧客などの手４が入らない間隔となっている。このように、手４が入らない位置までシャッター１を閉じた後、手挿入検知センサ５の出力を無効にすることにより、シャッター１による手挿入検知センサ５の遮蔽を手４の挿入と誤検知することを避けることができる。
特開平１０−２８３５２３号公報

しかしながら上記従来の図９に示すシャッター開閉機構においては、シャッター１が手挿入検知センサ５を遮蔽しないようにシャッター１の下側に手挿入検知センサ５を配置しているので、手４が奥まで挿入されないと検知されない。そのため手挿入検知センサ５が挿入された手４を検知するまでに時間がかかり、シャッター１を停止させるのが遅くなる。その結果、手４を挟まれる危険性が高いという問題がある。

また図１０に示すシャッター開閉機構においては、手挿入検知センサ５が集積部３の浅い位置で手４を検知できる利点を持つが、上述したように、シャッター１が閉じる途中で手挿入検知センサ５の検知出力を無効にする必要がある。そして、手挿入検知センサ５の出力を無効にする時点でシャッター１の先端部と集積部３の側壁上端部との間の隙間Ｌ１を、顧客などの手４が入らない間隔に設定している。

しかしながら、手挿入検知を無効にする時点におけるシャッター１の位置を検出する手段として、従来は、開位置（開検知センサ８がシャッター１の右端部１ｂを検知した位置）から予め決められた所定の移動量だけシャッター１を移動させる制御（オープン制御）を行っているので、例えば、シャッター１の閉動作の途中で何らかの負荷により駆動モータ（パルスモータ）が脱調すると、手挿入検知を無効にする時点におけるシャッター１の位置が想定した位置に対してずれた位置になる。

図を用いて説明する。図１４、図１５はシャッターの位置ずれを説明するための図である。図１４において、シャッター１の閉動作の途中で、例えば、挿入された手４にシャッター１が突き当たると、負荷が発生し、駆動するパルスモータが脱調する。そのため、図１５に示すように、パルスモータが所定量回転してもシャッター１が想定された位置より手前に来た時点で手挿入検知センサ５の出力が無効になる。

即ち、手挿入検知センサ５が無効になる時点において、シャッター１の先端部１ｂと集積部３の側壁上端部との間の隙間Ｌ２は広く開いてしまう。そうすると、この隙間Ｌ２に手４が挿入される可能性があり、その場合手４が検知されないので、手４が挟まれる危険性が高い。

このような危険性を避けるために、シャッター１を閉じる動作の制御において、所定時間経過しても閉検知センサ９がシャッター１の右端部１ａを検知しない場合、直ぐに異常と判断し、閉動作を中断して開く動作を行うようにすることにより、手４を挟んでいる時間を短くする手段を講じている。しかしながら、このような制御では、短時間ではあるが手４を挟む可能性があり、より安全な方策が望まれている。また、所定時間経過後、直ぐに閉動作を中断した場合、シャッター１に対して僅かな負荷が掛かっても閉動作を中断するので、閉動作の中断の頻度が高くなるという問題もある。

そこで本発明は、手挿入を浅い位置で検知できるようにするとともに、手が挿入された場合には確実に検知して手を挟むことなく安全なシャッター開閉機構を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、開閉移動するシャッターと、シャッターの内側への手挿入を検知する手挿入検知手段とを有するシャッター開閉機構において、前記手挿入検知手段をシャッターの移動軌跡上に配置し、シャッターが、前記手挿入検知手段に検知されない位置で、かつシャッターの内側への手挿入を不可とする位置にあることを検知する検知手段を具備し、前記手挿入検知手段の手挿入検知有効範囲を、シャッターが閉動作を開始する位置から前記検知手段により検知される位置までの範囲としたことを特徴とする。

また第２の解決手段として本発明は、手挿入検知手段をシャッターの移動軌跡上に配置し、シャッターが実際に移動した距離を測定する測定手段を設け、前記手挿入検知手段の手挿入検知有効範囲を、前記測定手段によりシャッターが或る開位置から移動した際に測定した距離が所定距離に達するまでと設定する構成としてもよい。

本発明によれば、手挿入検知手段をシャッターの移動軌跡上に配置したことにより、浅い位置で手挿入を検知することができる。また、手挿入検知手段の手挿入検知有効範囲を、シャッターが閉動作を開始する位置から前記検知手段により検知される位置までの範囲としたことにより、閉動作中に何らかの負荷によりシャッターの位置がずれた場合でも手挿入が不可である位置までシャッターが閉まるまでは確実に手挿入を検知できるので、安全性の向上が図れる。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。各図面に共通する要素には同一の符号を付す。図１は第１の実施の形態のシャッター開閉機構を示す機構説明図である。なお以下に説明する実施の形態ではシャッター開閉機構として、自動預け払い機に内蔵される硬貨入出金部のシャッター開閉機構を例に説明する。

図１において、シャッター１は矢印方向に移動可能に設けられ、硬貨２が挿入または集積される集積部３に対して開閉可能になっている。集積部３の斜め上部には顧客などの手４の挿入を検知する手挿入検知センサ５が配置されている。手挿入検知センサ５は光学センサにより構成され、シャッター１の移動軌跡上に配置されている。

シャッター１の下部にはラック６が形成され、このラック６に噛み合うギア７が後述するモータにより回転されることによりシャッター１は矢印方向に移動する。シャッター１の移動範囲に沿って開検知センサ８および閉検知センサ９が設けられている。開検知センサ８をシャッター１の右端部１ａが遮蔽することによりシャッター１の全開が検知され、閉検知センサ９をシャッター１の右端部１ａが遮蔽することによりシャッター１の閉状態が検知される。また搬送部１０は、ベルトとローラで構成され、硬貨２を集積部３へ搬送するものである。

閉検知センサ９に隣接して無効設定用センサ１１が設けられている。無効設定用センサ１１は、閉動作を行うシャッター１が手挿入検知センサ５を遮蔽する位置よりも僅かに開く側（図における右側）に来たことを検知するもので、無効設定用センサ１１がシャッター１の右端部１ａを検知するときのシャッター１の先端部１ｂと集積部３の側壁上端部との間の隙間Ｌ３は、手の指が挿入されない程度の間隔に設定されている。

また手挿入検知センサ５の出力が有効である範囲は、開検知センサ８をシャッター１の右端部１ａが遮蔽するシャッター１の全開の位置から、無効設定用センサ１１がシャッター１の右端部１ａを検知する位置までの範囲に設定されている。

図２は第１の実施の形態のシャッター開閉機構の制御ブロック図である。図２において、制御部１２はシャッター開閉機構の動作を制御するもので、制御部１２には開検知センサ８、閉検知センサ９、無効設定用センサ１１および手挿入検知センサ５が接続され、それぞれのセンサの出力信号が入力される。制御部１２は無効設定用センサ１１からの出力信号により手挿入検知センサ５の出力を無効とすることができる。また制御部１２には駆動回路１３が接続されている。駆動回路１３はシャッター１を移動させるためのパルスモータ１４を駆動する。

次に第１の実施の形態におけるシャッターの閉動作を図３のフローチャートにしたがって説明する。図３は第１の実施の形態におけるシャッターの閉動作を示すフローチャートである。入金の場合は集積部３に硬貨２を投入するために、また出金の場合は搬送部１０により集積部３に集積された硬貨２を取り出すために、シャッター１が開けられる。そして硬貨２の投入または取出しが終了すると、シャッター１の閉動作を行う。

制御部１２は駆動回路１３を駆動しパルスモータ１４を回転させ、シャッター１を閉じる方向に移動開始する（ステップ１）。このとき手挿入検知センサ５の検知出力の監視を開始するとともに、即ち、手挿入検知センサ５の出力を有効にするとともに、無効設定用センサ１１の検知出力の監視を開始する（ステップ２）。

シャッター１は図１に示す矢印Ａ方向に移動していく。このとき手が挿入されると、手挿入検知センサ５が有効になっているので、手挿入検知センサ５が手の挿入を検知し（ステップ３）、制御部１２は閉動作を中断し、シャッター１を開方向に移動させる（ステップ４）。このときシャッター１は全開まで移動するが、この場合にはステップ１へ戻り、再度閉動作をやり直す。

閉動作中のシャッター１が図１に示す位置まで移動し、無効設定用センサ１１によりシャッター１の右端部１ａが検知されると（ステップ５）、手挿入検知センサ５の出力が無効（監視終了）にされる（ステップ６）。制御部１２は閉動作の間、内蔵するタイマーで時間を計測しており、所定時間の間に無効設定用センサ１１がシャッター１を検知したか否かを監視している。この所定時間が経過しても無効設定用センサ１１がシャッター１を検知しない場合（ステップ７）、エラー処理またはリトライ動作に移行する（ステップ８）。

手挿入検知センサ５が無効にされた時点において、シャッター１の先端部１ｂと集積部３の側壁上端部３ａとの間の隙間Ｌ３は、手の指が挿入されない程度の間隔になっており、したがってこの後は手または指は挿入することができない。その後もシャッター１は移動し続けており、シャッター１の右端部１ａが閉検知センサ９により検知されると（ステップ９）、シャッター１の移動が停止され（ステップ１０）、閉動作は終了する。

制御部１２は閉動作開始時点または無効設定用センサ１１がシャッター１の右端部１ａを検知した時点から内蔵するタイマーで時間を計測しており、所定時間の間に閉検知センサ９がシャッター１の右端部１ａを検知したか否かを監視している。この所定時間が経過しても閉検知センサ９がシャッター１の右端部１ａを検知しない場合（ステップ１１）、エラー処理またはリトライ動作に移行する（ステップ１２）。

以上のように第１の実施の形態では、手挿入検知センサ５をシャッター１の移動軌跡上に配置しているので、手の挿入を浅い位置で検知することができる。またシャッター１の閉動作中に何らかの負荷によりシャッター１の移動が一時的に阻害されたとしても、手または指が挿入できない位置にシャッター１が到達するまで手挿入検知センサ５の出力を有効にしているので、手が挿入された場合には確実にこれを検知でき、安全性の向上が図れる。

次に第２の実施の形態を説明する。図４は第２の実施の形態のシャッター開閉機構を示す機構説明図である。図４において、第２の実施の形態のシャッター開閉機構においても手挿入検知センサ５はシャッター１の移動軌跡上に設置されている。またシャッター１を移動させるギア７の回転軸７ａにスリットエンコーダ１５が設けられ、スリットエンコーダ１５のスリットを検出するスリットセンサ１６が設けられている。スリットエンコーダ１５とスリットセンサ１６とで本発明の測定手段を構成する。

スリットエンコーダ１５はギア７の回転軸７ａと共に回転し、スリットセンサ１６で検出するスリットの数はシャッター１が実際に移動した距離と正確に対応している。また第２の実施の形態においても、手挿入検知センサ５の検知有効範囲は、開検知センサ８をシャッター１の右端部１ａが遮蔽するシャッター１の全開の位置から、シャッター１が手挿入検知センサ５を遮蔽する直前の位置までの範囲に設定されている。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

図５は第２の実施の形態のシャッター開閉機構の制御ブロック図である。図５において、制御部１７はシャッター開閉機構の動作を制御するもので、制御部１７には開検知センサ８、閉検知センサ９、スリットセンサ１６および手挿入検知センサ５が接続され、それぞれのセンサの出力信号が入力される。制御部１７はスリットセンサ１６からの出力信号により手挿入検知センサ５の出力を無効とすることができる。また制御部１７には駆動回路１３が接続されている。駆動回路１３はシャッター１を移動させるためのパルスモータ１４を駆動する。

次に第２の実施の形態におけるシャッターの閉動作を図６のフローチャートにしたがって説明する。図６は第２の実施の形態におけるシャッターの閉動作を示すフローチャートである。入金の場合は集積部３に硬貨２を投入するために、また出金の場合は搬送部１０により集積部３に集積された硬貨２を取り出すために、シャッター１が開けられる。そして硬貨２の投入または取出しが終了すると、シャッター１の閉動作を行う。

制御部１７は駆動回路１３を駆動しパルスモータ１４を回転させ、シャッター１を閉じる方向に移動開始する（ステップ２１）。このとき手挿入検知センサ５の検知出力の監視を開始するとともに、即ち、手挿入検知センサ５の検知出力を有効にするとともに、スリットセンサ１６の出力であるスリット信号の測定を開始する（ステップ２２）。

シャッター１は図４に示す矢印Ａ方向に移動していく。このとき手が挿入されると、手挿入検知センサ５が有効になっているので、手挿入検知センサ５が手の挿入を検知し（ステップ２３）、制御部１７は閉動作を中断し、シャッター１を開方向に移動させる（ステップ２４）。このときシャッター１は全開まで移動するが、この場合にはステップ２１へ戻り、再度閉動作をやり直す。

閉動作中のシャッター１が図４に示す位置まで移動し、スリットセンサ１６により測定していたスリットエンコーダ１５のスリットの数が所定の数に達すると（ステップ２５）、手挿入検知センサ５の出力が無効（監視終了）にされる（ステップ２６）。

手挿入検知センサ５の出力が有効になっている間において、何らかの外力によりシャッター１の移動が阻害された場合、ギア７の回転が一時的に停止するかまたは遅れるが、このとき同時にスリットエンコーダ１５も停止または遅れるので、スリットセンサ１６によるスリットの測定が遅れる。即ち、スリットセンサ１６によるスリットの測定は、シャッター１の実際の移動距離と正確に対応し、両者が互いにずれることはない。

手挿入検知センサ５が無効にされた時点において、シャッター１の先端部１ｂと集積部３の側壁上端部３ａとの間の隙間Ｌ３は、手の指が挿入されない程度の間隔になっており、したがってこの後は手または指は挿入することができない。その後もシャッター１は移動し続けており、シャッター１の右端部１ａが閉検知センサ９により検知されると（ステップ２７）、シャッター１の移動が停止され（ステップ２８）、閉動作は終了する。

制御部１７は閉動作の間、閉動作開始時点またはステップ２５の測定したスリット数が所定の数に達した時点からの時間を内蔵するタイマーで計測しており、この所定時間の間に閉検知センサ９がシャッター１を検知したか否かを監視している。この所定時間が経過しても閉検知センサ９がシャッター１を検知しない場合（ステップ２９）、エラー処理またはリトライ動作に移行する（ステップ３０）。

以上のように第２の実施の形態によれば、手挿入検知センサ５をシャッター１の移動軌跡上に配置しているので、手の挿入を浅い位置で検知することができる。またシャッター１の閉動作中に何らかの負荷によりシャッター１の移動が一時的に阻害されたとしても、シャッター１の実際の移動距離を正確に測定することができるので、手または指が挿入できない位置にシャッター１が到達するまで手挿入検知センサ５の出力を有効にでき、手が挿入された場合には確実にこれを検知し、安全性の向上が図れる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、シャッターが閉状態のときにシャッターが開けられたことを検知してシャッターの破壊を検知する制御を追加するようにしてもよい。これについて図７、図８を用いて説明する。図７は本発明の変形例を示す機構説明図、図８は変形例におけるシャッター破壊検知動作を示すフローチャートである。

図７に示す変形例のシャッター開閉機構の構成は第１の実施の形態と同様である。図７は、閉状態にあるシャッター１が外力により上方に持ち上げられて破壊された状態を示す。次に変形例におけるシャッター破壊を検知する動作を図８に従って説明する。なお説明において第１の実施の形態の各要素を流用する。

シャッター１が閉状態において、まず手挿入検知センサ５の検知出力の監視を開始するとともに、即ち、手挿入検知センサ５の出力を有効にするとともに、閉検知センサ９の検知出力の監視を開始する（ステップ３１）。この状態において、図７に示すように、シャッター１が外力により破壊されると、手挿入検知センサ５がオフ状態となる（ステップ３２）。このとき閉検知センサ９がオフしているかどうかをチェックする（ステップ３３）。

ステップ３３において閉検知センサ９がオンとなっている場合は、シャッター１が破壊された可能性があるので、制御部１２はシャッター異常としてエラー処理に移行する（ステップ３４）。ステップ３３において閉検知センサ９がオフとなっている場合は、シャッター１が開いていると判断し、係員に通知するなどそれに対する対処を行う（ステップ３５）。

ステップ３２において手挿入検知センサ５がオンである場合、即ち、シャッター１を検知している場合、閉検知センサ９がオフしているかどうかをチェックする（ステップ３６）。ここで閉検知センサ９がオフしている場合は、シャッター１に何らかの異常があると判断し、ステップ３５へ移行する。またステップ３６において閉検知センサ９がオンである場合は、閉状態が継続されていると判断し、監視中止のコマンドが来たかどうかをチェックする（ステップ３７）。監視中止のコマンドを受信していない場合は監視を継続し、コマンドを受信した場合は、手挿入検知監視および閉検知監視を終了する（ステップ３８）。

以上のように上記変形例において、手挿入検知センサ５がシャッター１により直接的に遮蔽される位置関係にあることを利用して、何らかの外力によりシャッター１が破壊されてこじ開けられたような場合にこれを直接検知できるので、セキュリティの向上を図ることが可能である。

上記各実施の形態では、シャッター開閉機構として現金自動預け払い機における硬貨入出金部のシャッター開閉機構を例にして説明したが、本発明のシャッター開閉機構は、シャッター付きの自動販売機などのようにシャッターが設けられた装置にはすべて適用可能である。

第１の実施の形態のシャッター開閉機構を示す機構説明図である。 第１の実施の形態のシャッター開閉機構の制御ブロック図である。 第１の実施の形態におけるシャッターの閉動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態のシャッター開閉機構を示す機構説明図である。 第２の実施の形態のシャッター開閉機構の制御ブロック図である。 第２の実施の形態におけるシャッターの閉動作を示すフローチャートである。 本発明の変形例を示す機構説明図である。 変形例におけるシャッター破壊検知動作を示すフローチャートである。 手挿入検知センサをシャッターの奥側に設けた従来のシャッター開閉機構を示す機構説明図である。 手挿入検知センサをシャッターの移動軌跡上に設けた従来のシャッター開閉機構を示す機構説明図である。 従来のシャッター開閉機構の動作を示す動作説明図である。 従来のシャッター開閉機構の動作を示す動作説明図である。 従来のシャッター開閉機構の動作を示す動作説明図である。 従来のシャッター開閉機構の動作を示す動作説明図である。 従来のシャッター開閉機構の動作を示す動作説明図である。

符号の説明

１ シャッター
５ 手挿入検知センサ
８ 開検知センサ
９ 閉検知センサ
１１ 無効設定用センサ
１２、１７ 制御部
１５ スリットエンコーダ
１６ スリットセンサ

Claims (2)

1. 開閉移動するシャッターと、シャッターの内側への手挿入を検知する手挿入検知手段とを有するシャッター開閉機構において、
   前記手挿入検知手段をシャッターの移動軌跡上に配置し、
   シャッターが、前記手挿入検知手段に検知されない位置で、かつシャッターの内側への手挿入を不可とする位置にあることを検知する検知手段とを具備し、
   前記手挿入検知手段の手挿入検知有効範囲を、シャッターが閉動作を開始する位置から前記検知手段により検知される位置までの範囲としたことを特徴とするシャッター開閉機構。
2. シャッターが閉じている状態において、前記手挿入検知手段がシャッター無しを検知した場合、異常発生を出力する請求項１記載のシャッター開閉機構。

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