以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1乃至図13は、本実施の形態に係る硬貨繰り出し装置およびこの硬貨繰り出し装置を備えた硬貨入出金機を示す図である。
まず、本実施の形態による硬貨入出金機の構成について図1および図2を用いて説明する。図1等に示すような硬貨入出金機10は、例えば、店舗のレジにおいてPOSレジスタと通信として硬貨の入金や出金を行うようになっている。
図1に示すように、硬貨入出金機10は、前面を開口した筐体12と、この筐体12の前面から引出可能な本体ユニット14とを備えている。筐体12から突出する本体ユニット14の前部上面には、硬貨を投入するための硬貨投入口16が形成されている。また、筐体12から突出する本体ユニット14の前部上面には、操作用や設定用のボタンが設けられた操作部18、および操作や設定等に関する各種表示をする液晶表示器や金種別の硬貨収納量を表示するLED表示器等の表示部20がそれぞれ設けられている。また、本体ユニット14の前面の右側下部に出金トレイ22が設けられており、この出金トレイ22の上面に、機内から払い出される硬貨が硬貨放出口24を介して放出される硬貨出金口26が形成されている。
図2に示すように、硬貨入出金機10の本体ユニット14には、硬貨投入口16に投入された硬貨を一枚ずつ繰り出すための繰出機構30が設けられている。この繰出機構30には、硬貨投入口16の下方に設けられ当該硬貨投入口16に投入された硬貨を受け入れる受入部32と、この受入部32の底面を構成する搬送ベルト34とが設けられている。搬送ベルト34は無端状の平ベルトからなり、図2における右側から左側に向けた硬貨繰出方向に硬貨を搬送するようになっている。搬送ベルト34上での通路幅は、処理されるべき硬貨のうちの最大径硬貨よりも大きく最小径硬貨の二枚分よりも小さい寸法に規制されている。また、搬送ベルト34の搬送方向における受入部32の下流側の箇所には逆転ローラ36が設けられている。この逆転ローラ36は搬送ベルト34とわずかな隙間を隔ててこの搬送ベルト34の上方に設けられており、逆転ローラ36と搬送ベルト34との間の隙間の大きさは、硬貨一枚分の通過を許容するような大きさとなっている。この逆転ローラ36は、搬送ベルト34の硬貨繰出方向に対して逆方向に回転し、硬貨繰出方向(図2における左方向)へ繰り出されようとする搬送ベルト34上の硬貨を1層1列状態に整列させるようになっている。
また、硬貨入出金機10の本体ユニット14には、搬送ベルト34から受け渡された硬貨を一枚ずつ搬送する搬送機構40が設けられている。この搬送機構40は、複数のプーリ42に張架された無端状の搬送ベルト44からなり、この搬送ベルト44には、硬貨に係合してこの係合された硬貨を搬送する突起部(図示せず)が等間隔で複数設けられている。搬送ベルト34の硬貨繰出方向における逆転ローラ36の下流側にはガイド部材38が設けられており、搬送ベルト34により繰り出された硬貨はガイド部材38により搬送機構40に受け渡されるようになっている。搬送ベルト34から搬送機構40に受け渡された硬貨は、識別通路46、排除通路50、中間通路54、分類通路56を順に通るよう、搬送ベルト44により搬送される。識別通路46には識別部48が設けられており、この識別部48により硬貨の材質、径等が検出されて硬貨の金種等が識別されるようになっている。また、排除通路50にはリジェクト部52が設けられており、識別部48での識別の結果、リジェクト硬貨と識別されたリジェクト硬貨がこのリジェクト部52により排除されるようになっている。リジェクト部52により排除された硬貨は、後述する搬送ベルト92により搬送され、硬貨放出口24を介して硬貨出金口26に返却されるようになっている。
また、硬貨入出金機10の本体ユニット14には、硬貨を金種別に収納する複数の収納機構60が設けられている。各収納機構60の構成の詳細については後述する。そして、分類通路56には、搬送ベルト44により搬送される硬貨を金種別に分類して各収納機構60に収納させる複数の分類部58が設けられている。図2に示すように、各分類部58は各収納機構60に対応して設けられている。各分類部58には、分類通路56から硬貨が落下する分類孔58aが形成されており、搬送方向最下流側の分類孔58aを除く各分類孔58aには分類ゲート58bが設けられている。各分類ゲート58bは対応する分類孔58aを選択的に開くようになっており、分類ゲート58bが分類孔58aを開いたときに、搬送ベルト44により搬送される硬貨がこの分類孔58aから落下して収納機構60に収納されるようになっている。分類通路56において各分類部58の搬送方向上流側には、分類ゲート58bの開閉タイミングを取ったり各収納機構60への硬貨の分類を確認したりするために、搬送ベルト44により搬送される硬貨を検出する硬貨検出センサ58cがそれぞれ設けられている。
また、硬貨入出金機10の本体ユニット14には、各収納機構60から繰り出された硬貨を搬送する搬送機構90が設けられている。この搬送機構90は搬送ベルト92からなり、この搬送ベルト92により各収納機構60から繰り出された硬貨が一枚ずつ図2における下方向に搬送されて硬貨放出口24を介して硬貨出金口26に送られるようになっている。
次に、硬貨入出金機10の本体ユニット14に設けられた各収納機構60の構成の詳細について図3および図4を用いて説明する。図3は、図2における硬貨入出金機10の収納機構60の内部構成を詳細に示す平面図で、上部の部材を省略したものであり、図4は、図3に示す収納機構60の断面図である。
図3に示すように、硬貨を金種別に収納する複数の収納機構60が並列に設けられている。より詳細には、図3において上から順に1円硬貨、5円硬貨、10円硬貨、50円硬貨、100円硬貨、500円硬貨をそれぞれ収納する6つの収納機構60が設けられている。各収納機構60には、複数の硬貨をランダム状態で収納する収納部62が設けられており、各収納部62の底面には無端状の平ベルトからなる搬送ベルト64が配設されている。各収納部62の側面には開口63が設けられており、各収納部62に収納された硬貨は搬送ベルト64によりこの開口63から収納部62の外方(図3における右方向)へ繰り出されるようになっている。図4に示すように、搬送ベルト64は複数のプーリに張架されており、この搬送ベルト64は図4の矢印方向に循環移動するようになっている。搬送ベルト64により収納部62から繰り出された硬貨は、搬送機構90の搬送ベルト92上に送られるようになっている。
各収納部62における分類部58の分類孔58aの下方の箇所には傾斜したガイド部材61が設けられており、分類孔58aから収納部62に落下した硬貨はこのガイド部材61の傾斜面に沿って搬送ベルト64上に送られるようになっている。また、各収納部62の側面に形成された開口63を塞ぐよう、搬送ベルト64の上方には逆転ローラ66が設けられている。この逆転ローラ66と搬送ベルト64との間には、硬貨一枚分の通過を許容する隙間が形成されている。逆転ローラ66は、搬送ベルト64による硬貨の搬送方向に対して逆方向(図4における矢印方向)に回転し、硬貨繰出方向(図3および図4における右方向)へ繰り出されるようとする搬送ベルト64上の硬貨を1層1列状態に整列させるようになっている。
また、図3に示すように、各収納機構60において、搬送ベルト64の搬送方向における逆転ローラ66の下流側にはガイド部材68が設けられている。このガイド部材68は搬送ベルト64の上方に設けられており、このガイド部材68と搬送ベルト64との間の隙間は硬貨の厚さよりも小さくなっている。このため、逆転ローラ66と搬送ベルト64との間の隙間を通過した搬送ベルト64上の硬貨は、図3において上下方向に隣り合う一対のガイド部材68の間の領域を通過して搬送機構90に送られるようになっている。なお、図3に示すように、上下方向に隣り合う一対のガイド部材68の間の領域の大きさは、各収納機構60に収納されるべき金種の硬貨の直径の大きさに適合するよう、互いに異なるようになっている。
また、図3および図4に示すように、各収納機構60において、搬送ベルト64の搬送方向における逆転ローラ66の下流側にはストッパ用ソレノイド70が設けられている。図4に示すように、各ストッパ用ソレノイド70は、下方に伸びるプランジャ部分70aを有しており、このプランジャ部分70aは搬送ベルト64に向かって進退するようになっている。図4に示すようにプランジャ部分70aが搬送ベルト64に向かって伸びているときには、逆転ローラ66と搬送ベルト64との間の隙間を通過した搬送ベルト64上の硬貨は、ストッパ用ソレノイド70により停止させられて搬送機構90に送られないようになっている。一方、図4に示すような位置からプランジャ部分70aが搬送ベルト64から上方に退避したときには、このプランジャ部分70aにより停止させられた硬貨が搬送機構90に送られることとなる。
また、図4に示すように、各収納機構60において、搬送ベルト64の搬送方向における逆転ローラ66の下流側には硬貨検出部72が設けられている。この硬貨検出部72は発光部分72aと受光部分72bとから構成され、発光部分72aから発せられた光が受光部分72bにより受けられるようになっている。また、図3に示すように、各収納機構60には、発光部分72aから発せられた光が通過するためのセンサ孔72cが設けられている。逆転ローラ66と搬送ベルト64との間の隙間を通過した硬貨が搬送ベルト64により搬送機構90に送られる際に、硬貨検出部72の発光部分72aから発せられた光がこの硬貨により遮られて受光部分72bに届かなくなり、このことにより硬貨検出部72は収納機構60から搬送機構90に硬貨が送られたことを検出する。
本実施の形態による硬貨入出金機10では、図3に示すように逆転ローラ66に溝が設けられている。このような溝はそれぞれの収納機構60に対応して逆転ローラ66に設けられているが、溝の形状は各収納機構60により異なるようになっている。より詳細には、図3における上から2、4、6番目の各収納機構60(5円硬貨、50円硬貨、500円硬貨をそれぞれ収納する収納機構60)に対応する逆転ローラ66の部分の外周面には、各搬送ベルト64による硬貨の搬送方向(図3における左右方向)に平行な溝が並列に2本形成されている。一方、図3における上から1、3、5番目の各収納機構60(1円硬貨、10円硬貨、100円硬貨をそれぞれ収納する収納機構60)に対応する逆転ローラ66の部分の外周面には、各搬送ベルト64による硬貨の搬送方向に平行な2本の溝に加えて、溝の幅が変化するような3本の溝が追加的に設けられている。以下、逆転ローラ66に形成される溝について詳細に説明する。
図5は、図3における上から1、3、5番目の各収納機構60に対応する逆転ローラ66の部分の外周面を示す斜視図であり、図6は、図5における逆転ローラ66の外周面の展開図である。図5に示すように、上から1、3、5番目の各収納機構60に対応する逆転ローラ66の各部分における外周面80には、搬送ベルト64による硬貨の搬送方向に平行な2本の平行溝84と、逆転ローラ66の軸方向におけるこれらの2本の平行溝84の外方および2本の平行溝84の間にそれぞれ設けられた3本の溝82とが形成されている。各平行溝84の幅の大きさは、各収納機構60に収納されるべき硬貨の二枚分の厚さよりもわずかに大きなものとなっている。
一方、各溝82は、逆転ローラ66の周方向に沿ってその幅の大きさが変化するようになっている。より詳細には、図5および図6に示すように、各溝82は、各収納機構60に収納されるべき硬貨の厚さよりも幅が大きな幅広部分82aと、この幅広部分82aから徐々に幅が狭くなり各収納機構60に収納されるべき硬貨の厚さよりも幅が小さくなる幅絞り部分82bと、各収納機構60に収納されるべき硬貨の厚さよりも幅が小さな幅狭部分82cとから構成されている。より詳細には、各溝82の幅広部分82aは、各収納機構60に収納されるべき硬貨の二枚分の厚さよりも幅が大きくなっている。また、図5に示すように、各溝82の幅絞り部分82bは、逆転ローラ66の回転方向(図5において矢印で表示)とは逆の方向に向かって幅が小さくなるようになっている。また、幅絞り部分82bは、逆転ローラ66の軸方向における両側から幅が小さくなるよう絞られるようになっている。また、図6に示すように、幅絞り部分82bと、逆転ローラ66の回転方向(図6における上下方向)との間の角度αは12°になっているが、10°乃至15°の範囲内の大きさであれば効果的である。しかしながら、角度αはそれ以外の範囲の大きさであってもよい。
図6に示すように、各溝82には、幅広部分82a、幅絞り部分82bおよび幅狭部分82cがそれぞれ2つずつ設けられており、逆転ローラ66の回転方向において、幅狭部分82c、幅絞り部分82b、幅広部分82aの順に並ぶようこれらの部分82a、82b、82cが形成されている。
逆転ローラ66の外周面80にこのような溝82が形成されていることにより、収納機構60に大量の硬貨が収納され、収納部62において多数の硬貨が立位状態で重ね合わせられて逆転ローラ66に接触してしまった場合には、この逆転ローラ66の外周面80に形成された溝82の幅広部分82aに一枚または二枚の硬貨が嵌り込むこととなる。溝82の幅広部分82aに硬貨が嵌り込んだ状態で逆転ローラ66が回転すると、図7に示すように、溝82の幅広部分82aに嵌り込んだ硬貨は幅絞り部分82bにおいて挟まれて上方に持ち上げられることとなる。すなわち、溝82の幅絞り部分82bは、逆転ローラ66の回転方向とは逆の方向に向かって幅が徐々に小さくなるようになっているので、幅広部分82aに嵌り込んだ硬貨は、幅絞り部分82bにより、その周縁部近傍の側面が両側から挟まれることとなる。このようにして、図8に示すように、搬送ベルト64上において立位状態で逆転ローラ66に接触している硬貨C1は、この逆転ローラ66の溝82の幅絞り部分82bにより図8の符号C2に示す位置まで上方に持ち上げられる。
また、図4および図5に示すように、収納機構60において逆転ローラ66の上方にはガイド部材74が設けられている。このガイド部材74は逆転ローラ66の軸方向に沿って延びるよう設けられており、逆転ローラ66の溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられた硬貨は、ガイド部材74に当接してこの溝82から外れるようになっている。図8における硬貨C3は、逆転ローラ66の溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられ、ガイド部材74に当接してこの溝82から外れた直後の状態の硬貨である。このようなガイド部材74が設けられていることにより、逆転ローラ66の溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられた硬貨を収納部62に戻すことができ、収納部62内で硬貨の攪拌を適切に行うことができるようになる。また、図5に示すように、ガイド部材74には、逆転ローラ66の外周面80に形成された平行溝84に嵌り込む凸部74bが設けられている。このような凸部74bがガイド部材74に形成されていることにより、収納部62内の硬貨がガイド部材74と逆転ローラ66との間に挟まってしまい逆転ローラ66を停止させてしまう等のトラブルの発生を回避することができる。
図10に示すように、ガイド部材74における硬貨Cが当接するガイド面74aは、逆転ローラ66の溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられた硬貨Cがガイド面74aに当接したときの当接箇所Pから、逆転ローラ66の中心66aと当接箇所Pとを結ぶ仮想線Lよりも搬送ベルト64から離間する方向に延びるよう設けられている。すなわち、図10に示すように、ガイド面74aは、硬貨Cとガイド面74aが当接する当接箇所Pと逆転ローラ66の中心66aとを結ぶ仮想線Lよりも、この当接箇所Pから上方に延びるようになっている。ガイド面74aがこのような方向に延びることにより、逆転ローラ66の溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられた硬貨Cが、逆転ローラ66とガイド部材74のガイド面74aとの間に挟まってしまい逆転ローラ66を停止させてしまう等のトラブルの発生を回避することができる。
また、図5、図6および図9に示すように、逆転ローラ66の外周面80には、当該逆転ローラ66の軸方向に沿って延びる段差部分86が設けられている。このような段差部分86が設けられていることにより、収納機構60に大量の硬貨が収納され、図9に示すように上側の硬貨C4が斜め状態になり、最下層の硬貨C5より先に逆転ローラ66の下に入り込んでしまった場合でも、上側の硬貨C4が逆転ローラ66の外周面80に形成された段差部分86に引っ掛かり図9の矢印方向に示すように逆転ローラ66から遠ざかる方向に押し出されるようになる。このことにより、逆転ローラ66の近傍の位置で二枚以上の硬貨が積み重なってしまい逆転ローラ66と搬送ベルト64との間で硬貨詰まりが生じる等のトラブルの発生を回避することができる。
本実施の形態では、収納部62、搬送ベルト64、逆転ローラ66およびガイド部材74により、収納部62から硬貨を外部に繰り出すための硬貨繰り出し機構が構成されている。
なお、図5乃至図10に示すような態様では、逆転ローラ66の外周面80に形成される溝82が、幅広部分82a、幅絞り部分82bおよび幅狭部分82cを有するような構成となっているが、逆転ローラ66の外周面80に形成される溝はこのような形状に限定されることはない。図11に、逆転ローラ66の外周面80に形成される溝の他の様々な構成を示す。
図11における溝82pは、図6等に示すような溝82に対して、幅絞り部分の形状が異なるようになっている。すなわち、図6等に示すような溝82では、幅絞り部分82bは逆転ローラ66の軸方向における両側から幅が小さくなるよう絞られるようになっているが、図11における溝82pでは、幅絞り部分82b′は、逆転ローラ66の軸方向における片側のみから幅が狭くなるよう絞られるようになっている。このような溝82pでは、図11に示すように、溝82pの両縁部のうち片方の縁部は搬送ベルト64の搬送方向(図11における上下方向)に沿って直線状に延びることとなる。
また、図11における溝82qは、図6等に示すような溝82に対して、幅緩め部分82dが幅狭部分82cと幅広部分82aとの間に追加的に設けられている。幅緩め部分82dは、幅狭部分82cから、逆転ローラ66の回転方向とは逆の方向に向かって幅が徐々に大きくなるようになっている。
また、図11における溝82rは、図6等に示すような溝82に対して、幅狭部分82cが省略されており、幅広部分82aおよび幅絞り部分82bのみを有するような構成となっている。
また、図11における溝82sは、図6等に示すような溝82に対して、幅広部分82e、幅絞り部分82fおよび幅狭部分82gがそれぞれ逆転ローラ66の回転方向に対して傾斜している。このような溝82sによれば、当該溝82sの幅絞り部分82fにより上方に持ち上げられ、ガイド部材74に当接してこの溝82sから外れた硬貨を立位状態からよりスムーズに倒すことができるようになる。
図5や図6等に示すような溝82の代わりに図11に示すような溝82p、82q、82r、82sを逆転ローラ66の外周面80に形成した場合でも、図5や図6等に示すような溝82を逆転ローラ66の外周面80に形成した場合と同様に、収納機構60に大量の硬貨が収納され、収納部62において多数の硬貨が立位状態で重ね合わせられて逆転ローラ66に接触してしまった場合に、溝82p、82q、82r、82sにより図8の符号C2に示す位置まで硬貨を上方に持ち上げることができる。
以上のように本実施の形態の硬貨繰り出し機構によれば、逆転ローラ66の外周面80に溝82が設けられており、この溝82は、収納部62に収納されるべき硬貨の厚さよりも幅が大きな幅広部分82aと、この幅広部分82aから徐々に幅が狭くなり収納部62に収納されるべき硬貨の厚さよりも幅が小さくなる幅絞り部分82bとを少なくとも有し、幅絞り部分82bは、逆転ローラ66の回転方向とは逆の方向に向かって幅が小さくなるようになっている。そして、収納部62において逆転ローラ66の溝82の幅広部分82aに嵌り込んだ硬貨は幅絞り部分82bにおいて挟まれて上方に持ち上げられるようになっている。このため、収納部62に大量の硬貨が収納され、多数の硬貨が立位状態で重ね合わせられて逆転ローラ66に接触してしまった場合でも、逆転ローラ66の溝82の幅広部分82aに嵌り込んだ硬貨を上方に持ち上げることにより、逆転ローラ66手前において立位状態で重ね合わせられた多数の硬貨を崩すことができ、ケイリン現象の発生を抑制することができる。
また、本実施の形態の硬貨繰り出し機構においては、図4および図5に示すように、逆転ローラ66の上方にはガイド部材74が設けられており、逆転ローラ66の各溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられた硬貨はガイド部材74に当接してこの溝82から外れるようになっている。このことにより、各溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられた硬貨を収納部62に戻すことができ、収納部62内で硬貨の攪拌を適切に行うことができるようになる。また、図10に示すように、ガイド部材74における硬貨が当接するガイド面74aは、逆転ローラ66の各溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられた硬貨がガイド面74aに当接したときの当接箇所Pから、逆転ローラ66の中心66aとこの当接箇所Pとを結ぶ仮想線Lよりも搬送ベルト64から離間する方向に延びるよう設けられている。このことにより、逆転ローラ66の各溝82の幅絞り部分82bにより上方に持ち上げられた硬貨を確実に幅絞り部分82bから外すことができ、硬貨が逆転ローラ66とガイド部材74のガイド面74aとの間に挟まってしまい逆転ローラ66を停止させてしまう等のトラブルの発生を回避することができる。
また、本実施の形態の硬貨繰り出し機構においては、溝82は、逆転ローラ66の軸方向に沿って複数(具体的には例えば3つ)設けられている。このことにより、逆転ローラ66手前において立位状態で重ね合わせられた多数の硬貨をより迅速に崩すことができる。なお、本発明の硬貨繰り出し機構では、溝82が逆転ローラ66の軸方向に沿って複数設けられることに限定されることはなく、各収納機構60に対応して設けられる溝82の数が、それぞれの収納機構60において1つのみであってもよい。
また、本実施の形態の硬貨繰り出し機構においては、各溝82の幅広部分82aは、収納部62に収納されるべき硬貨の二枚分の厚さよりも幅が大きくなっているが、硬貨一枚分の厚さよりも幅が大きければよく、硬貨二枚分の厚さより幅が大きい場合には、各溝82の幅絞り部分82bにより二枚、またはそれ以上の硬貨を一度に持ち上げることができ、また、硬貨二枚分の厚さより小さく一枚分の厚さよりも大きい場合には、一枚の硬貨を持ち上げることができる。また、図6に示すように、各溝82の幅絞り部分82bは、逆転ローラ66の回転方向に対して12°の角度で延びており、10°乃至15°の範囲内の大きさが適しているが、この角度範囲に限定されるものではない。また、各溝82の幅絞り部分82bは、逆転ローラ66の軸方向における両側から幅が小さくなるよう絞られている。
また、本実施の形態の硬貨繰り出し機構においては、図6等に示すように、各溝82の幅絞り部分82bは、逆転ローラ66の周方向(図6における上下方向)において複数(具体的には例えば2つ)設けられている。このことにより、逆転ローラ66手前において立位状態で重ね合わせられた多数の硬貨をより迅速に崩すことができる。なお、本発明の硬貨繰り出し機構では、図12および図13に示すように、逆転ローラ66の外周面80に設けられた各溝82tにおいて、幅絞り部分82bが、逆転ローラ66の周方向(図12における上下方向)において3つ設けられていてもよい。この場合でも、図13に示すように、収納機構60に大量の硬貨が収納され、収納部62において多数の硬貨が立位状態で重ね合わせられて逆転ローラ66に接触してしまった場合に、溝82tにより硬貨を上方に持ち上げることができる。
また、本発明の硬貨繰り出し機構では、溝82の幅絞り部分82bが、逆転ローラ66の周方向において複数設けられることに限定されることはなく、溝82において幅絞り部分82bが1つのみ設けられるようになっていてもよい。
なお、本発明による硬貨繰り出し機構は、上記の態様に限定されるものではなく、様々の変更を加えることができる。
例えば、硬貨入出金機10において、硬貨を収納する収納機構60に上述のような硬貨繰り出し機構を設ける代わりに、硬貨投入口16に投入された硬貨を一枚ずつ繰り出すための繰出機構30に上述のような硬貨繰り出し機構を設けてもよい。この場合には、繰出機構30の逆転ローラ36の外周面に、図5や図6等に示すような溝82と同様の溝が形成されることとなる。
また、逆転ローラの外周面に形成される溝は、図5や図6等に示す溝82や図11や図12に示す溝82p、82q、82r、82s、82tの形状に限定されることはない。溝に嵌り込んだ硬貨を上方に持ち上げることができるものであれば、逆転ローラの外周面に形成される溝の形状を、上述の溝82、82p、82q、82r、82s、82tとは別のものとしてもよい。