JP5045398B2 - 羽根車機構 - Google Patents

Description

本発明は、放射状に羽根を設けた羽根車を回転軸に取り付けた羽根車機構に関するもので、特に紙葉状の媒体の集積及び繰出しを行う媒体集積繰出し装置等に用いられる羽根車機構に関するものである。

従来の羽根車機構として、例えば特許文献１及び特許文献２に示されるものがある。
特許文献１の羽根車機構は、羽根車（回転部材）を取付けた回転軸がモータにより回動するリンクに支持されており、媒体の集積時には、フィードローラにより集積空間に放出される媒体（紙葉類）の後端を羽根車（回転部材）の羽根（回転片）で叩いて媒体を整列させ、媒体の繰出し時には、モータによりリンクが回動することで所定の位置に退避するものとなっている。

また、特許文献２の羽根車機構は、羽根車を所定の方向に回転させると羽根が遠心力で広がる構成とし、媒体の集積時には、羽根車を所定の方向に回転させることで羽根を広げ、フィードローラにより集積空間に放出される媒体（紙幣）の後端を羽根車の羽根で叩いて媒体を整列させ、媒体の繰出し時には、羽根車を逆転させると羽根が閉じて繰出しの妨げにならないようにしている。
特開２００７−２９０８５０ 特開２００４−１３７０１５

しかしながら、上述した従来の技術においては、以下の問題がある。
特許文献１の羽根車機構では退避用の専用モータやリンクが必要であるため、構成が複雑となり、コスト高になるという問題がある。
また、特許文献２の羽根車機構では、羽根車の回転に伴う遠心力により羽根を広げるため、回転速度や羽根の材質、厚さ、更には温度変化や経年変化等の影響を受け易く、常に安定した動作を得ることが難しいという問題がある。

本発明は、このような問題を解決することを課題とする。

そのため、本発明の羽根車機構は、回転軸に固定され、該回転軸と一体に回転する第１の羽根車と、前記回転軸に回転可能に嵌合させた第２の羽根車と、前記第１の羽根車が停止状態から回転した後、該第１の羽根車の回転と共に前記第２の羽根車が回転するように、前記第１の羽根車と第２の羽根車を係合させる係合手段を備え、前記第１、第２の羽根車は、それぞれ外周の一部に複数枚の羽根が設けられ、前記係合手段により前記第１の羽根車と前記第２の羽根車が共に回転するとき、前記第１、第２の羽根車の羽根が前記回転軸の全周に亘って放射状に展開し、前記第１の羽根車の回転が停止したとき、前記第１、第２の羽根車の羽根が所定の範囲内に位置するようにしたことを特徴とする。

このようにした本発明は、羽根車を第１の羽根車と第２の羽根車で構成しているため、媒体の繰出し集積を行う装置において集積する媒体の後端を叩く羽根車機構として用いる場合、第１、第２の羽根車の回転を制御するのみで両羽根車の羽根を媒体の繰出しの妨げにならないように退避させることができ、羽根車を退避させるための専用モータやリンク等を必要としないため、簡単な構成で安価に実現できるという効果が得られる。

また、羽根車を第１の羽根車と第２の羽根車で構成して、第１の羽根車を回転させたとき、第１の羽根車と第２の羽根車の羽根が回転軸の全周に亘って放射状に展開するようにしているため、回転速度や羽根の材質、厚さ、更には温度変化や経年変化等の影響を受けにくく、常に安定した動作が可能になるという効果も得られる。

以下、図面を参照して本発明による羽根車機構の実施例を説明する。

図１は実施例を示す斜視図、図２は羽根車の分解図である。
図において１は駆動側羽根車（第１の羽根車）、２は従動側羽根車（第２の羽根車）、３は押さえボス、４は回転軸であり、駆動側羽根車１と押さえボス３は間に従動側羽根車２を挟んで回転軸４の外周に嵌合されていて、駆動側羽根車１と押さえボス３はねじ等で回転軸４に固定され、回転軸４とて一体に回転するものとなっているが、従動側羽根車２は回転軸４に対して回転可能になっている。

駆動側羽根車１と従動側羽根車２には、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１ａ、２ａが放射状を成すように植設されており、また互いの対向面に係合手段としての突起１ｂ、２ｂが設けられていて、駆動側羽根車１が図１において時計回り方向に回転することにより突起１ｂと２ｂが係合したとき、駆動側羽根車１と従動側羽根車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ようになっている。

尚、図では駆動側羽根車１と従動側羽根車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。
５は図示しないモータ（駆動源）の回転を回転軸４に伝える駆動ギアで、この駆動ギア５は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により前記時計回り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。

７は回転軸４に固定された位置出し部材で、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。
８は被検知部７ａを光学的に検知する位置検知センサで、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、駆動側羽根車１の停止位置の制御が行われるものとなっている。

図３は上述した構成による羽根車機構の作用を示す側面図である。
図３（ａ）は回転軸４を停止した状態を示し、この状態では駆動側羽根車１と従動側羽根車２の羽根１ａ、２ａが回転軸４の外周のほぼ半分の範囲に位置している。
この状態から図示しないモータにより駆動される駆動ギア５（図１）の回転力がワンウェイクラッチ６（図１）を介して回転軸４に伝わると、回転軸４が時計回り方向に回転し、この回転軸４と一体に駆動側羽根車１のみが図３（ｂ）に示した矢印の方向に回転する。

この回転により駆動側羽根車１の羽根１ａが移動して行き、そして駆動側羽根車１が所定角度（本例では約１３５度）回転すると、図３（ｃ）に示したように駆動側羽根車１と従動側羽根車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。
この段階で駆動側羽根車１の突起１ｂが従動側羽根車２の突起２ｂに突き当たって係合するため、図３（ｄ）に示したように駆動側羽根車１と共に従動側羽根車２も回転する。

駆動側羽根車１の回転は、回転軸４に固定された位置出し部材７の被検知部７ａが位置検知センサ８で検知されたとき停止される。この回転停止はモータの回転を停止することにより行われる。
駆動側羽根車１の回転が停止すると、このとき従動側羽根車２の突起２ｂは駆動側羽根車１の突起１ｂの下側に位置しているため、従動側羽根車２は図３（ｅ）の状態から自重により図３（ｆ）に示したように時計回り方向に回転し、これにより図３（ａ）とほぼ同様の状態に戻る。

図４は本実施例の羽根車機構を用いた紙幣（媒体）集積繰出し装置を示す側面図で、（ａ）は繰出し時の状態、（ｂ）は紙幣集積時の状態である。
図において１０は媒体としての紙幣、１１は紙幣収納部、１２は紙幣収納部１１内に上下動可能に設けられた紙幣集積用のステージである。
１３はフィードローラ、１４はピッカローラで、このピッカローラ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。

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駆動ベルトで、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。
１７はリバースローラで、駆動側羽根車１及び従動側羽根車２の回転軸４に取り付けられており、このリバースローラ１７はフィードローラ１３と共に紙幣収納部１１の紙幣出入口に配置されている。

これら駆動側羽根車１及び従動側羽根車２とリバースローラ１７とフィードローラ１３の組み合わせについては後で図５により説明する。
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搬送路で、駆動側羽根車１及び従動側羽根車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の前部には駆動側羽根車１及び従動側羽根車２の回転時に羽根１ａと２ａ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。

１９は搬送路１８を通過する紙幣１０を光学的に検知する紙幣検知センサ、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ビルストッパ、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上面センサである。
尚、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、衝突した紙幣の運動エネルギーが吸収されるようになっている。

図５は紙幣集積繰出し装置の正面図で、この図に示したようにフィードローラ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。

駆動側羽根車１及び従動側羽根車２はリバースローラ１７の外側に位置するように２組ずつ設けられ、紙幣１０の長手方向の範囲内に配置しているが、両羽根車１，２とリバースローラ１７の位置は、これに限定されるものではない。
上述した構成による紙幣集積繰出し装置の作用について説明する。
尚、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。

図４は本実施例の羽根車機構を用いた紙幣（媒体）集積繰出し装置を示す側面図で、（ａ）は繰出し時の状態、（ｂ）は紙幣集積時の状態である。
まず、紙幣１０の繰出し時には、図１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駆動側羽根車１が停止され、駆動側羽根車１と従動側羽根車２の羽根１ａ、２ａが図４（ａ）に示したように回転軸４の外周のほぼ半分の範囲に位置して搬送路１８中に入り込まないように退避している。

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が時計回り方向に回転するため、紙幣１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、駆動側羽根車１と従動側羽根車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６により前記モータの回転が伝わらないので、駆動側羽根車１と従動側羽根車２及びリバースローラ１７は回転せず、従って駆動側羽根車１と従動側羽根車２の羽根１ａ、２ａは退避状態が保たれる。
従って、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。

紙幣集積時には、ステージ１２を最上位の紙幣１０が上面検知センサ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、駆動側羽根車１と従動側羽根車２及びリバースローラ１７を取り付けた回転軸４に前記モータの回転が伝えられるため、駆動側羽根車１とリバースローラ１７は時計回り方向に回転し、この駆動側羽根車１により回転により図３で説明したように駆動側羽根車１と従動側羽根車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。

そして、駆動側羽根車１の突起１ｂが従動側羽根車２の突起２ｂに突き当たって係合することにより、図４（ｂ）に示したように駆動側羽根車１と共に従動側羽根車２も回転する。
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の後端は図４（ｂ）に示したように駆動側羽根車１と従動側羽根車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駆動側羽根車１が停止するようモータが止められる。

これにより図３で説明したように、従動側羽根車２は自重により時計回り方向に回転し、駆動側羽根車１と従動側羽根車２の羽根１ａ、２ａが回転軸４の外周のほぼ半分の範囲に位置して搬送路１８中に入り込まないように退避する。
尚、紙幣１０の集積処理終了後、従動側羽根車２が自重により回転しないことも考えられるので、このような場合は以下の処理を追加する。

図６は従動側羽根車２を強制回転させる場合の例を示す側面図である。
紙幣１０の集積処理終了後、従動側羽根車２が自重により回転しない場合、図６（ａ）に示したように従動側羽根車２の羽根２ａが搬送路１８や紙幣収納部１１内に入り込んだ状態にあるので、紙幣１０の集積処理終了後あるいは繰出し処理前に図６（ｂ）に示したようにステージ１２を上昇させることで、ステージ１２の端部またはステージ１２上に集積されている紙幣１４の端部を紙幣収納部１１内に入り込んでいる従動側羽根車２の羽根２ａに押し当ててから、図６（ｃ）に示したようにステージ１２を下降させる。

これにより従動側羽根車２に回転力を与えて強制的に回転させられるので、従動側羽根車２の羽根２ａは駆動側羽根車１の羽根１ａと同様に回転軸４の外周のほぼ半分の範囲に位置して搬送路１８中に入り込まないように退避する。
このように紙幣１０の集積処理終了後あるいは繰出し処理前にステージ１２を昇降させる処理を加えることで、紙幣１０の集積処理終了後に従動側羽根車２が自重により回転しない場合でも、従動側羽根車２を強制的に回転させて羽根２ａが搬送路１８中に入り込まないように確実に退避させることができる。

以上説明した実施例による羽根車機構によれば、羽根車を駆動側羽根車と従動側羽根車で構成しているため、媒体の繰出し集積を行う装置において集積する媒体の後端を叩く羽根車機構として用いる場合、駆動側羽根車と従動側羽根車の回転を制御するのみで両羽根車の羽根を媒体の繰出しの妨げにならないように退避させることができ、羽根車を退避させるための専用モータやリンク等を必要としないため、簡単な構成で安価に実現できるという効果が得られる。

また、羽根車を駆動側羽根車と従動側羽根車で構成して、駆動側羽根車を回転させたとき、駆動側羽根車と従動側羽根車の羽根が回転軸の全周に亘って放射状に展開するようにしているため、回転速度や羽根の材質、厚さ、更には温度変化や経年変化等の影響を受けにくく、常に安定した動作が可能になるという効果も得られる。
尚、本発明は上述した実施例に限られるものではない。

例えば、上述した実施例では１つの駆動側羽根車１に１つの従動側羽根車２を組み合わせるものとしたが、１つの駆動側羽根車１に２つの従動側羽根車２を組み合わせることも可能である。
また、上述した実施例では駆動側羽根車１の突起１ｂを従動側羽根車２の突起２ｂに係合させることで、従動側羽根車２が駆動側羽根車１と共に回転するものとしたが、駆動側羽根車１が停止状態から一定角度回転したとき従動側羽根車２を回転させることができかつ駆動側羽根車１が停止したとき従動側羽根車２が自重により回転できる係合手段であれば、突起と溝の組み合わせ等による係合手段を採用することが可能である。

また、従動側羽根車２の回転軸４に嵌合する筒状部分の重心がずれるように偏心させたり、錘を取付けることで従動側羽根車２の自重による回転を確実に行わせるようにしてもよく、このようにすることで、媒体の集積処理終了後あるいは繰出し処理前にステージを昇降させる処理を省略することも可能である。
更に、本発明の羽根車機構は、紙幣の集積及び繰出しを行う装置に限らず、債券、証書などの媒体を扱う装置にも適用可能であり、これらの媒体の集積のみを行う装置にも適用可能である。

実施例を示す斜視図 羽根車の分解斜視図 実施例の作用を示す側面図 実施例を用いた紙幣集積繰出し装置を示す側面図 実施例を用いた紙幣集積繰出し装置の正面図 従動側羽根車を強制回転させる場合の例を示す側面図

符号の説明

１ 駆動側羽根車
１ａ 羽根
１ｂ 突起
２ 従動側羽根車
２ａ 羽根
２ｂ 突起
３ 押さえボス
４ 回転軸
５ 駆動ギア
６ ワンウェイクラッチ
７ 位置出し部材
７ａ 被検知部
８ 位置検知センサ
１０ 紙幣
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
１７ リバースローラ
１８ 搬送路
２１ 上面センサ
２２ 回転軸

Claims (5)

1. 回転軸に固定され、該回転軸と一体に回転する第１の羽根車と、
   前記回転軸に回転可能に嵌合させた第２の羽根車と、
   前記第１の羽根車が停止状態から回転した後、該第１の羽根車の回転と共に前記第２の羽根車が回転するように、前記第１の羽根車と第２の羽根車を係合させる係合手段を備え、
   前記第１、第２の羽根車は、それぞれ外周の一部に複数枚の羽根が設けられ、
   前記係合手段により前記第１の羽根車と前記第２の羽根車が共に回転するとき、前記第１、第２の羽根車の羽根が前記回転軸の全周に亘って放射状に展開し、
   前記第１の羽根車の回転が停止したとき、前記第１、第２の羽根車の羽根が所定の範囲内に位置するようにしたことを特徴とする羽根車機構。
2. 請求項１記載の羽根車機構において、
   前記第１の羽根車の回転が停止したとき、前記第２の羽根車が自重により回転して、前記第１、第２の羽根車の羽根が所定の範囲内に位置するようにしたことを特徴とする羽根車機構。
3. 回転軸に固定され、該回転軸と一体に回転する第１の羽根車と、
   前記回転軸に回転可能に嵌合させた第２の羽根車と、
   前記第１の羽根車が停止状態から回転した後、該第１の羽根車の回転と共に前記第２の羽根車が回転するように、前記第１の羽根車と第２の羽根車を係合させる係合手段を備え、
   前記第１、第２の羽根車は、それぞれ外周の一部に複数枚の羽根が設けられ、
   前記第１、第２の羽根車は、媒体を集積する昇降可能なステージを有する媒体収納部と、前記媒体を搬送する搬送路の間に位置するように前記媒体収納部の媒体収納繰出し口に配置され、
   前記搬送路を搬送されてきた媒体を前記媒体収納部に送り込んで前記ステージ上に集積する際、前記第１、第２の羽根車を回転させて、前記第１、第２の羽根車の羽根により前記媒体の後端を叩き、
   集積処理終了後は前記第１、第２の羽根車の羽根を前記搬送路内に入り込まないようにしたことを特徴とする羽根車機構。
4. 請求項３記載の羽根車機構において、
   媒体の集積処理終了後または媒体収納部からの媒体の繰出し処理の前に、前記ステージを上昇と下降の両方の動作により、前記ステージまたは前記ステージ上の媒体を前記第２の羽根車の羽根に押し当てて、前記第２の羽根車を強制的に回転させることを特徴とする羽根車機構。
5. 請求項１または請求項３記載の羽根車機構において、
   前記係合手段は、第１の羽根車が一定角度回転した時点で前記第２の羽根車を回転させることを特徴とする羽根車機構。