以下、発明を実施するための形態(以下実施の形態とする)について、図面を用いて説明する。
[1.第1の実施の形態]
[1−1.紙幣整理装置の構成]
図1及び図2に示すように、紙幣整理装置1は、紙幣を計数し、所定枚数毎に結束して整理するようになされている。
因みにこの紙幣整理装置1は、例えば金融機関の現金センタ等に設置され、金融機関の職員等(以下作業者と呼ぶ)の操作に従い、紙幣の整理を実行するようになされている。
紙幣整理装置1は、直方体状に構成された筐体2の内部に種々の機構が組み込まれており、これらを制御部3により統括制御するようになされている。制御部3は、図示しないCPU(Central Processing Unit)を中心に構成されており、図示しないROMやフラッシュメモリ等から所定のプログラムを読み出して実行することにより、紙幣の計数処理や施封処理等を行うようになされている。
筐体2の上部後方には、各種画面を表示するLCD(Liquid Crystal Display)と、作業者の入力操作を受け付けるタッチパネルとが一体化された操作表示部4が取り付けられている。操作表示部4は、所定の操作画面を表示しながら、動作モードの指定や、計数すべき紙幣の金種、集積順序等の設定作業を作業者に行わせ、その設定内容を制御部3へ通知するようになされている。
因みに以下では、作業者が対峙する正面へ向かう方向を前方向と定義し、その反対を後方向と定義して、さらに当該紙幣整理装置1の前側に対峙して見たときの左右方向及び上下方向をそれぞれ定義して説明する。
筐体2の前側上部には、紙幣を取り込む紙幣取込部5が設けられている。紙幣取込部5は、作業者により紙幣が集積されて操作ボタン6が操作されると、この紙幣を1枚ずつに分離して内部へ取り込み、搬送部7(図2)に受け渡す。
搬送部7は、図示しないローラ、ベルト及び紙幣ガイド等の組み合わせにより各部の間を結ぶ搬送路を形成しており、制御部3の制御に基づき、この搬送路に沿って紙幣を各部へ搬送するようになされている。
具体的に搬送部7は、紙幣取込部5から紙幣を受け渡されると、これを鑑別部8へ搬送する。鑑別部8は、その内部で紙幣を搬送しながら当該紙幣の金種、真偽、表裏及び損傷の程度等を鑑別し、その鑑別結果を制御部3へ通知する。
これに応じて制御部3は、取得した鑑別結果に基づいて当該紙幣の搬送先を決定すると共に、当該紙幣を計数する。このとき制御部3は、金種を特定できなかった紙幣や搬送異常を検出したことにより、異常と判別した紙幣を搬送部7によりリジェクトポケット9へ搬送させる。
リジェクトポケット9は、筐体2における紙幣取込部5の上方に一部を露出させるように配置されており、搬送部7により搬送されてきた紙幣を集積し、作業者に取り出させるようになされている。
また制御部3は、正常と判別した紙幣を搬送部7により表裏反転部10へ搬送させる。表裏反転部10は、鑑別部8における判別結果が「表」又は「裏」のいずれか一方であった紙幣の表裏を反転させることにより、全ての紙幣の表裏を統一して再度搬送部7に受け渡す。
続いて制御部3は、正常と判別されたものの、後述する結束処理の対象外となる紙幣をオープンポケット11へ搬送する。オープンポケット11は、筐体2の上部における操作表示部4の前方に一部を露出させるように配置されており、リジェクトポケット9と同様、搬送部7により搬送されてきた紙幣を集積し、作業者に取り出させるようになされている。
因みに結束処理の対象とする紙幣の種類等については、操作表示部4を介して設定できるようになされている。
一方制御部3は、正常と判別され、且つ結束処理の対象となる紙幣を集積機構12へ搬送する。集積機構12は、4箇所の一時集積部12A〜12Dを上下に並べて配置すると共に、搬送部7から受け渡された紙幣を上下方向に搬送して当該一時集積部12A〜12Dのいずれかに受け渡し、集積するようになされている。
実際上集積機構12は、制御部3の制御に基づき、鑑別部8における鑑別結果に応じて紙幣を一時集積部12A〜12Dのいずれかに集積する。この結果、集積機構12の一時集積部12A〜12Dには、金種等の予め設定された条件ごとに分類された紙幣がそれぞれ集積されることになる。
一方、制御部3は、集積機構12の一時集積部12A〜12Dそれぞれについて、集積された紙幣の枚数を計数しており、この枚数が予め設定された結束単位、例えば100枚に到達すると、移送部13に紙幣の移送を指示する。
移送部13は、集積機構12の後方に配置されており、一時集積部12A〜12Dに集積された紙幣を後方へ取り出し、さらに下方へ移動させることにより、当該集積機構12の下方に配置された紙幣結束部14に受け渡す。
紙幣結束部14は、移送部13により移送されてきた100枚の紙幣を紙テープ等の結束部材によって結束することにより紙幣束を作成し、これを放出口15へ送り出す。
放出口15は、筐体2の前面下部に設けられており、作成された紙幣束を作業者に取り出させるようになされている。
このように紙幣整理装置1は、紙幣取込部5に集積された紙幣を1枚ずつ取り込み、金種等に応じて分類した上で100枚等の結束単位ごとに結束して紙幣束を順次生成するようになされている。
[1−2.紙幣取込部の構成]
図3に示すように、紙幣取込部5は、フロアガイド21及びマスクガイド31により形成される集積空間に紙幣BLを集積するようになされている。
マスクガイド31は、上下方向に十分な長さを有しほぼ鉛直な前面を有しており、フロアガイド21上に集積された紙幣を後方へ倒れないよう支持するようになされている。
スライド軸32は、細長い円柱状に形成されており、マスクガイド31と同様に上下方向に十分な長さを有している。またスライド軸32は、フロアガイド21の左右それぞれに、中心軸をほぼ鉛直とするように設置されている。
マスクガイド31の上方には、2本のアーム33A及び33Bが連結されてなるアームリンク33が設けられている。
アーム33Aは、後側の端部において回動軸33Xにより紙幣取込部5の本体に対し回動可能に取り付けられるとともに、前側の端部に回動軸33Yを介してアーム33Bが回動可能に取り付けられている。
アーム33Bは、後側の端部において回動軸33Yに取り付けられており、その反対側である前側の端部において、回動軸33Zを介して紙幣押さえ部34が設けられている。
紙幣押さえ部34は、スライド軸32に沿って上下方向へ移動し、集積空間に集積された紙幣BL(以下これを集積紙幣BLCと呼ぶ)を自重によりフロアガイド21に押し付けるようになされている(詳しくは後述する)。
またアーム33Aの下方後寄りには、ストッパギア35が設けられている。ストッパギア35は、右方向に板面を向けた円板状の円板部35Aに短い円柱状のストッパピン35Bが立設されており、制御部3の制御に基づいて両者を一体に回転させるようになされている。
このストッパギア35は、円板部35Aを矢印R1方向へ回転させることにより、ストッパピン35Bをアーム33Aの下面に当接させて押し上げ、または円板部35Aを矢印R2方向へ回転させることにより、当該ストッパピン35Bを当該アーム33Aの下面よりも下方へ引き離す。
すなわち紙幣取込部5は、ストッパギア35を矢印R1方向へ回転させたときには、アームリンク33を介して紙幣押さえ部34を持ち上げることにより、集積紙幣BLCから引き離すようになれている。
また紙幣取込部5は、ストッパギア35を矢印R2方向へ回転させたときには、紙幣押さえ部34の荷重を集積紙幣BLCの上面に加えることにより、当該集積紙幣BLCをフロアガイド21に押し付けるようになされている。
フロアガイド21は、その上面が平坦に形成され、且つ水平面Hから所定の傾斜角度θだけ前側を高める方向に傾斜されており、この上面に集積された紙幣BL(すなわち集積紙幣BLC)を載置するようになされている。
フロアガイド21の後方には、紙幣を後方へ搬送する際に当該紙幣BLを上下から案内する搬送ガイド22が設けられている。
またフロアガイド21の下方には、ピッカローラ23が設けられている。ピッカローラ23は、図4に示すように、左右方向に薄い円柱状に形成されており、細長い円柱状の回転軸23Xによりその中心軸を一致させるように左右方向に貫通されている。この回転軸23Xには、4個のピッカローラ23が左右方向に間隔を空けて取り付けられている。
ピッカローラ23は、ローラ基部23A及び掻出部23Bにより構成されている。ローラ基部23Aは、例えば樹脂材料により構成されており、薄い円柱の周側面における一部分が欠落したような形状に形成されている。またローラ基部23Aの周側面は、その表面が滑らかに仕上げられており、紙幣BLに対し摩擦力をほとんど作用させないようになされている。
掻出部23Bは、ローラ基部23Aの欠落部分と対応する形状に形成されており、図5に示すように、ローラ基部23Aの欠落部分に嵌め込まれた際、その一部をローラ基部23Aの周側面よりも外方へ(すなわち回転軸23Xから離れる方向へ)突出距離D1だけ突出させるようになされている。
また掻出部23Bは、例えば摩擦係数の高いゴム等の材料で構成されることにより、紙幣BLに対し高い摩擦力を作用させるようになされている。
すなわちピッカローラ23は、周側面の一部分のみ摩擦力を高めると共に他の部分の摩擦力を低く抑え、且つ摩擦力を高めた部分を他の部分よりも突出させた構成となっている。
回転軸23Xは、図示しない軸受に枢支されることにより、フロアガイド21(図3)に穿設された露出孔21Hからピッカローラ23の一部を露出させており、また図示しないモータから所定のギアを介して動力が伝達されるようになされている。
ここでピッカローラ23は、ローラ基部23Aの周側面をフロアガイド21の上面にほぼ合わせるよう、その位置が調整されている。このためピッカローラ23は、回転軸23Xと共に回転され掻出部23Bを露出孔21Hから露出させた際に、当該掻出部23Bをフロアガイド21の上面よりも突出距離D1だけ上方へ突出させる。
かかる構成によりピッカローラ23は、回転軸23Xを中心に一定の回転速度で矢印R1方向へ回転されると、フロアガイド21の露出孔21Hからローラ基部23Aの周側面と掻出部23Bとを交互に露出させる。
このときピッカローラ23は、露出孔21Hからローラ基部23Aを露出させたときには、フロアガイド21の上面に載置されている集積紙幣BLCの最下部に対し、殆ど摩擦力を作用させることなく滑らせる。
その一方でピッカローラ23は、露出孔21Hから掻出部23Bを露出させたときには、フロアガイド21の上面よりも上方へ突出していることにより、集積紙幣BLCに確実に当接してその最下部に摩擦力を作用させ、後方へ向かう力を作用させる。
かくしてピッカローラ23は、フロアガイド21上に載置された集積紙幣BLCの最下部に掻出部23Bを断続的に当接させて後方へ向かう力を作用させることにより、紙幣BLを所定の間隔ごとに後方へ送り出すことができる。
フィードローラ24は、ピッカローラ23と一部類似した構成となっており、左右方向に薄い円板状に形成され、周側面が全般的に滑らかに形成されると共に一部分のみ摩擦力が高められているものの、当該部分が突出されていない。
またフィードローラ24は、搬送ガイド22の下方に配置されると共に一部を搬送路内に露出させており、回転軸24Xを中心に回転するようになされている。回転軸24Xは、回転軸23Xと同様、図示しない軸受に枢支されており、図示しないモータから所定のギアを介して動力が伝達されるようになされている。
搬送ガイド22におけるフィードローラ24の反対側、すなわち当該搬送ガイド22の上側には、ゲートローラ25及び搬送ローラ26が設けられている。
ゲートローラ25は、円筒状に形成されると共に、その外周部分が摩擦係数の高いゴム等の部材によって構成されている。またゲートローラ25は、回転軸25Xを回転中心として回転するものの、右側から見て時計方向である矢印R1方向へは自在に回転する一方、その反対方向である矢印R2方向へは回転しないよう、その回転方向が規制されている。
搬送ローラ26は、円筒状に形成されると共に、図示しない回転軸を回転中心として自在に回転するようになされている。
またゲートローラ25及び搬送ローラ26は、その一部を搬送路内に露出させると共にフィードローラ24と当接するよう配置されており、搬送ガイド22内を搬送される紙幣BLをフィードローラ24との間に挟み、当該紙幣を当該フィードローラ24に当接させるようになされている。
かかる構成によりフィードローラ24は、回転軸24Xを中心に一定の回転速度で矢印R1方向へ回転することにより、紙幣BLに対し間欠的に後方向へ向けた力を作用させ、後方へ送り出す。
このときフィードローラ24は、仮にピッカローラ23により繰り出された紙幣BLが複数枚重なっていたとしても、ゲートローラ25の摩擦力が高く、且つ紙幣BLの進行方向に沿った矢印R2方向には回転しないことにより、集積紙幣BLCにおける最下部の1枚のみを分離して送出することができる。
また紙幣取込部5には、所定の検出光を照射すると共に受光することにより、その受光結果を基に当該箇所における紙幣の有無を検出するセンサが2箇所に設けられている。
このうち紙幣検出センサ27は、検出光がフロアガイド21の上面を横切るように配置されており、この検出光の受光結果を制御部3へ送出する。制御部3は、この受光結果を基に、フロアガイド21上に紙幣BLが1枚以上載置されているか、或いは全く載置されていないかを判別するようになされている。
また取込計数センサ28は、搬送ガイド22内の搬送路を横切るように配置されており、この検出光の受光結果を制御部3へ送出する。制御部3は、検出光が紙幣BLにより遮光されていた時間を、1枚の紙幣BLが正常に搬送される際に遮光される標準的な時間と比較することにより、紙幣BLが1枚ずつに分離され正常に搬送されたか否かを判別する。
ここで制御部3は、検出光の遮光されていた時間が正常範囲内であれば、紙幣BLが1枚ずつに分離され正常に搬送されたと判別し、紙幣取込部5における紙幣BLの取込処理を継続する。
一方制御部3は、検出光の遮光されていた時間が正常範囲外、すなわち長すぎる、短すぎる、或いは全く遮光されなかった等の場合には、紙幣BLの重送や詰まり、或いは破損等の異常が発生したと判別し、紙幣BLの取込処理を中断して操作表示部4に所定のメッセージ等を表示するようになされている。
このように紙幣取込部5は、集積された紙幣を紙幣押さえ部34によりフロアガイド21に押し付けながら、ピッカローラ23及びフィードローラ24を回転させることにより、紙幣BLを1枚ずつに分離して繰り出し、搬送部7(図2)へ受け渡すようになされている。
[1−3.紙幣押さえ部の構成]
紙幣押さえ部34は、大きく分けて上押付板41、スライドガイド42、下押付板43及びばね44により構成されている。
上押付板41は、図6に分解斜視図を示すように、上側部材41Aの下面に下側部材41Bを取り付けて一体化した構成となっている。
上側部材41Aは、左右に長く前後に短く上下に薄い直方体状に構成されており、その上面が前方へ半円板状に延設されることにより把持部41AXが形成されている。また上側部材41Aの左右には、小さな直方体状でなる取付部41AYがそれぞれ突設されている。
下側部材41Bは、左右に長く前後に短い薄板状でなる基板41BXを中心に構成されており、左右の側辺における前寄り及び後寄りそれぞれの箇所に爪状部41BYが延設されている。爪状部41BYは、下側部材41Bから左右の外方へ延設され、さらに上方へ延設されることにより、前後方向から見て鉤状に形成されている。
上押付板41における左右の取付部41AYの後面には、スライドガイド42がそれぞれ取り付けられている。なお以下では、スライドガイド42が左右対称に構成されているため、左側のスライドガイド42を例に説明する。
左側のスライドガイド42は、基板42Lを中心に構成されている。基板42Lは、前方から見て上下を反転させたL字状の薄板でなり、左側辺から前方へ向けて補強板42LXが延設されている。
因みに右側のスライドガイド42は、基板42Lと左右対称の基板42Rを中心に構成されており、この基板42Rの右側辺には前方へ向けて補強板42RXが延設されている。
基板42Lの左側前面には、2個の軸受部42Aが上下に並べて取り付けられている。この軸受部42Aには、スライド軸32(図3)の外径よりも僅かに大きい内径を有し上下方向に貫通された挿通孔42AXが穿設されている。因みに挿通孔42AXの内側面は滑らかに形成されることにより、摺動摩擦が小さく抑えられている。
かかる構成により上側部材41Aは、左右のスライド軸32に左右のスライドガイド42における各軸受部42Aがそれぞれ挿通されると、当該スライド軸32に沿って上下に自在に移動することができる。
ここで上側部材41Aは、左右のスライド軸32に対し左右それぞれにおいて上下に離れた軸受部42Aにより前後方向及び左右方向の位置が定められる。このため上側部材41Aは、前後方向及び左右方向の移動、並びに上下方向、左右方向及び前後方向それぞれに沿った軸を中心とする回転方向(以下それぞれロール方向、ピッチ方向及びヨー方向と呼ぶ)の回転がいずれも規制されることになる。
下押付板43は、左右に長く前後に短い薄板状でなる基板43Aを中心に構成されている。因みに基板43Aは、左右の長さが紙幣BLの長辺の長さよりも十分に長く、前後の長さが紙幣BLの短辺の長さよりも十分に長くなっている。また基板43Aは、上側部材41Aよりも質量が十分に小さくなっている。
また下押付板43は、基板43Aの前側部分が斜め前上方へ向けて屈曲され、さらその前側部分が上方へ向けて屈曲されることにより前面板43Bが形成されている。
さらに下押付板43は、左右の側辺における前寄り及び後寄りそれぞれの箇所から、上方向に向けて枠状部43Cが延設されている。各枠状部43Cは、左右方向に薄い小さな板状でなり、その中央に左右方向に貫通する角孔状の孔部43CXがそれぞれ穿設されている。
因みに孔部43CXにおける前後方向の長さは、上押付板41の爪状部41BYにおける前後方向の長さよりも長くなっている。また孔部43CXにおける上下方向の長さは、ピッカローラ23における掻出部23Bの突出距離D1(図5)よりも大きくなっている。
さらに上押付板41と下押付板43との間には、ばね44が左右に1個ずつ挟まれるように取り付けられている。なお2個のばね44は互いに左右対称に構成されているため、以下では左側のばね44を例に説明する。
左側のばね44は、いわゆる板ばねとなっており、前後方向に沿った細長い板状の取付部44Aを上下に配置し、各取付部44Aの右辺における前後の端部から、右斜め下方及び右斜め上方へそれぞれ板状部材を延設し上下の中央付近で互いに連結させてなる板ばね部44Bを前後に有している。
換言すれば、左側のばね44は、矩形の枠状でなる板状部材における対向する一組の辺を中点近傍においてそれぞれ鋭角になる程度まで屈曲させ、当該屈曲部分を右方向へ向けたような構成となっている。
上下の取付部44Aは、図示しない取付ねじ等により、上押付板41の下面及び下押付板43の上面にそれぞれ固定される。
これにより左側のばね44は、板ばね部44Bにより上押付板41と下押付板43との間で上下方向に弾性力を作用させること、すなわち弾性体として機能することが可能となっている。
因みにばね44は、自然状態から最も圧縮された状態(上下の取付部44A同士が互いに当接する状態)となるまでの圧縮可能長が、ピッカローラ23における掻出部23Bの突出距離D1(図5)よりも大きくなっている。またばね44は、ばね定数が適切に選定されており、その応答速度が十分に速くなっている(詳しくは後述する)。
そして紙幣押さえ部34は、図7(A)及び図8(A)に示すように、上押付板41と下押付板43との間にばね44を左右それぞれに挟み、下押付板43における4箇所の孔部43CXに上押付板41の各爪状部41BYをそれぞれ挿通させるよう組み立てられる。
これにより紙幣押さえ部34は、下押付板43をおおむね上押付板41の真下に位置させると共に、爪状部41BYにより各枠状部43Cの位置や角度が規制された範囲内で、当該下押付板43を移動又は回動させることができる。
ここでばね44は、下押付板43が上押付板41から最も離れることにより上下方向に最も伸長した状態(図7(A)及び図8(A))においても、自然状態から上下方向にある程度圧縮される。
このため紙幣押さえ部34は、下押付板43に上方向への外力が何ら加えられていない場合、図7(A)及び図8(A)に示したように、各爪状部41BYを各枠状部43Cの下辺にそれぞれ当接させ、下押付板43を上押付板41から最も引き離した状態に止める。
一方、紙幣押さえ部34は、下押付板43に上方向への外力が加えられると、各爪状部41BYを各枠状部43Cの孔部43CX内に位置させる範囲内でばね44を圧縮させながら、当該下押付板43を上押付板41に近接させる。
ここで紙幣押さえ部34は、下押付板43に加えられる力Fの方向が真上であれば、図7(B)及び図8(B)に示すように、当該下押付板43の基板43Aを平行に持ち上げる。
また紙幣押さえ部34は、下押付板43に加えられる力Fの方向が前又は後ろへ傾斜していれば、図7(C)に示すように前側よりも後側を持ち上げて下面を下後方へ向けるよう傾斜させ、或いは図7(D)に示すように後側よりも前側を持ち上げて下面を下前方へ向けるよう傾斜させる。
さらに紙幣押さえ部34は、下押付板43に加えられる力Fの方向が右又は左へ傾斜していれば、図8(C)に示すように右側よりも左側を持ち上げて下面を下左方へ向けるよう傾斜させ、或いは図8(D)に示すように左側よりも右側を持ち上げて下面を下右方へ向けるよう傾斜させる。
すなわち紙幣押さえ部34は、上押付板41に対し下押付板43を上下方向に移動させる(図7(B)並びに図8(B))のみならず、左右方向に貫通する軸を中心としたピッチ方向に回動させ(図7(C)及び(D))、或いは前後方向に貫通する軸を中心としたヨー方向に回動させる(図8(C)及び(D))ようになされている。
一方、各ばね44は、図6に示したように、前後それぞれに配置された各板ばね部44Bにおいて、屈曲部分の折れ線が前後方向に沿っている。
このためばね44は、板ばね部44Bのねじり剛性等により、上側の取付部44Aに対し下側の取付部44Aを前後方向へ殆ど移動させることがない。すなわち紙幣押さえ部34は、上押付板41に対し下押付板43を前後方向へ殆ど移動させることがない。
また紙幣押さえ部34は、各枠状部43Cと各爪状部41BYとの係合により、上押付板41に対しする下押付板43の左右方向への移動量もごく僅かに抑えられる。
このように紙幣押さえ部34は、上押付板41の下方にばね44を挟んで下押付板43が設けられることにより、上押付板41から下押付板43に対し弾性力を作用させると共に、当該下押付板43を上下方向へ移動させ、或いはピッチ方向又はヨー方向へ回動させるようになされている。
[1−4.取込動作の比較]
次に、紙幣取込部5における紙幣の取込動作を、従来の紙幣取込部と比較しながら説明する。
[1−4−1.従来の紙幣取込部による取込動作]
図3と対応する図9に示すように、従来の紙幣取込部405は、本発明の第1の実施の形態による紙幣取込部5と比較して、紙幣押さえ部34に代わる紙幣押さえ部434を有する点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。
紙幣押さえ部434は、上押付板41とほぼ同様に構成された押付板441及びスライドガイド42により構成されており、下押付板43及びばね44を有していない。
紙幣取込部405は、予めストッパギア35によりアームリンク33を介して紙幣押さえ部434が持ち上げられることにより、フロアガイド21と押付板441との間に集積空間を形成している。
そして紙幣取込部405は、図10に示すように作業員の手によりフロアガイド21の上面に紙幣BLが集積された状態で載置され、操作ボタン6(図1)が操作される。
これに応じて紙幣取込部405は、図11に示すように、ストッパギア35を回転させてアームリンク33及び紙幣押さえ部434の支持を解除し、当該紙幣押さえ部434を集積された紙幣BL(以下これを集積紙幣BLCと呼ぶ)の上に載置させる。
これにより集積紙幣BLCは、最上部に紙幣押さえ部434の重量が加えられるため、最下部をフロアガイド21及びピッカローラ23に押し付ける。
さらに紙幣取込部405は、ピッカローラ23及びフィードローラ24をそれぞれ矢印R1方向へ回転させることにより、集積紙幣BLCのうち最下部の紙幣BLを1枚ずつに分離して後方へ順次送り出し、紙幣整理装置の内部へ取り込んでいく。
また紙幣取込部405は、紙幣BLの取込処理を継続中に新たな紙幣BLを追加する場合、図12に示すように、作業員の手により押付板441を持ち上げさせ、既存の集積紙幣BLCの上に新たな紙幣BLを積み上げさせる。
これにより紙幣取込部405は、紙幣BLの取込処理を中断することなく新たな紙幣BLを逐次追加することができるので、紙幣BLを効率良く取り込むことができる。
ところで紙幣取込部405のピッカローラ23は、上述したように掻出部23Bがローラ基部23Aよりも外方へ突出している(図4、図5)。
このため紙幣取込部405では、ピッカローラ23がその回転に伴って掻出部23Bにより集積紙幣BLCの下面に対し上方へ外力を加え、マスクガイド31に沿って上方向へ短時間で移動させ、当該集積紙幣BLCを周期的に上方へ蹴り上げる。
この結果、集積紙幣BLCは、ピッカローラ23におけるローラ基部23Aに対する掻出部23Bの突出量である突出距離D1を振幅として上下方向に振動する。
このとき集積紙幣BLCは、その枚数が比較的多い場合(例えば200枚以上)、集積紙幣BLC自身が吸震材として機能するため、その振動を押付板441まで殆ど伝達しない。
しかしながら集積紙幣BLCは、その枚数が比較的少ない場合(例えば100枚程度)、吸震材としての機能が弱まり、図13に示すように、その振動を押付板441に伝達することになる。
ここで紙幣取込部405では、集積紙幣BLCと押付板441との間における質量や慣性モーメント等の相違から、互いの振動における位相が相違してくる可能性が高く、このとき両者の間に隙間D2を形成してしまう。
集積紙幣BLCは、隙間D2が形成されている間に掻出部23Bにより上方へ蹴り上げられると、その上昇速度が押付板441の上昇速度よりも高まるために、上面を押付板441の下面に当接させ、図14に示すように、当該押付板441に対し鉛直方向に力Fを作用させる。
ここで紙幣取込部405では、フロアガイド21が水平面Hに対し傾斜角度θだけ前側を持ち上げるように傾斜しているため、その上に置載された集積紙幣BLC及び押付板441のいずれもその上面や下面をほぼ傾斜角度θだけ傾斜させている。
すなわち押付板441は、力Fのうち下面に垂直な方向成分である力Fcosθについては受け止めることができるものの、下面に平行な方向成分である力Fsinθを受け止めることができない。
このため集積紙幣BLCは、力Fsinθの作用により、矢印A1により示すように前上方へ僅かに飛び出す。
その後押付板441は、その運動方向を重力によって上昇から下降に変化させると、図15に示すように、その下面から集積紙幣BLCの最上部に対し、下方向へ向かう力Fを加える。
このとき集積紙幣BLCは、押付板441の下面と平行な方向成分であるFsinθが後下方向へ作用するため、マスクガイド31と当接するまで後下方向へ移動しようとする。
しかしながら集積紙幣BLCは、押付板441からFcosθの力を受けているため、上方向への力が作用したときと比較して紙幣BL間に作用する摩擦力が相違する可能性が高い。このとき集積紙幣BLCは、その全て又は一部、特に最上部の紙幣BLを、前方に飛び出した状態のまま取り残すことになってしまう。
その後紙幣取込部405は、一連の動作を繰り返すことにより、図16に示すように、集積紙幣BLCの飛び出し量D3を徐々に増加させてしまい、最終的に集積紙幣BLCのうち上部の紙幣BLを押付板441の前端よりも前方へ飛び出させて崩れ落とす「紙幣崩れ」を引き起こしてしまうことになる。
このように従来の紙幣取込部405では、上下に振動する集積紙幣BLCから押付板441が一時的に引き離され、これを繰り返すことにより「紙幣崩れ」を引き起こすことがあった。
[1−4−2.本発明の紙幣取込部による取込動作]
一方、本発明の紙幣取込部5は、上述したように、紙幣押さえ部34において上押付板41と下押付板43との間にばね44を挟んでいる。
このため紙幣取込部5は、図13と対応する図17に示すように、集積紙幣BLCの枚数が比較的少ない状態で、ピッカローラ23を回転させると、従来の紙幣取込部405と同様、掻出部23Bにより集積紙幣BLCを周期的に上方へ蹴り上げる。集積紙幣BLCは、吸震材としての機能が弱いため、下押付板43に対し上方向へ向かう力を加えることになる。
ここで紙幣取込部5の紙幣押さえ部34は、上述したように、上押付板41及びスライドガイド42を合計した質量と比較して下押付板43の質量が小さく、またばね44におけるばね定数が適切に選定されている。
このため紙幣押さえ部34は、下押付板43を集積紙幣BLCとほぼ一体に上方向へ移動させるものの、ばね44を上下方向に圧縮させることによりその力を吸収し、上押付板41を殆ど移動させない。
すなわち紙幣押さえ部34は、集積紙幣BLCが上方向へ蹴り上げられたとき、下押付板43のみを集積紙幣BLCと共に上方向へ移動させる一方、上押付板41をほぼそのままの位置にとどめる。
このとき紙幣押さえ部34は、孔部43CXにおける上下方向の長さがピッカローラ23における掻出部23Bの突出距離D1(図5)よりも大きいことにより各爪状部41BYを各枠状部43Cの上辺に当接させることが無く、またばね44の圧縮可能長が当該突出距離D1よりも長いことにより縮み切ることが無いため、いわゆる「底付き」を生じることなくその力を吸収することができる。
その後紙幣取込部5は、ピッカローラ23の回転を継続して掻出部23Bをフロアガイド21よりも下方に位置させると、集積紙幣BLCを重力により落下させる。
このとき紙幣押さえ部34は、集積紙幣BLCからの上方向へ向かう力が作用しなくなるため、上押付板41、スライドガイド42、下押付板43及びばね44をいずれも重力により落下させようとする。
ここで紙幣押さえ部34は、上押付板41及びスライドガイド42を合計した質量よりも下押付板43の質量が小さく、且つ圧縮されたばね44が復元力により上下方向に力を作用させており、さらに当該ばね44の応答速度が十分に速くなっている。
このため紙幣押さえ部34は、図18に示すように、ばね44の復元力によって下押付板43を自由落下のときよりも高速で下方向へ押し下げることができ、これにより当該下押付板43を集積紙幣BLCの最上部に当接させた状態に維持することができる。
すなわち紙幣押さえ部34は、集積紙幣BLCが下方向へ落下するとき、下押付板43を集積紙幣BLCから引き離すことなく追従させる一方、上押付板41をほぼそのままの位置にとどめる。
また紙幣押さえ部34は、スライドガイド42により上押付板41の前後及び左右方向の位置が定められており、ばね44の構造的特徴及び各爪状部41BYと各枠状部43Cとの係合により、当該上押付板41に対し下押付板43を前後方向及び左右方向へは殆ど移動させない。
このため紙幣押さえ部34は、下押付板43を集積紙幣BLCに当接させ続けることにより、当該集積紙幣BLCの上部を上押付板41のほぼ真下に位置させ続けることができ、最上部の紙幣BLを前方へ飛び出させることもない。
このように本発明の紙幣取込部5は、上下に振動する集積紙幣BLCに対し、紙幣押さえ部34のばね44により下押付板43を常に追従させることができるので、従来の紙幣取込部405のような「紙幣崩れ」を発生させることなく、集積紙幣BLCを正しく集積された状態に維持することができる。
[1−5.ばね定数の選定]
次に、ばね44におけるばね定数の選定について説明する。ここでは、図19に示すように、紙幣押さえ部34の各部及び集積紙幣BLCをそれぞれモデル化して検討する。
上側の物体E1は、上押付板41及びスライドガイド42に相当するものであり、その質量をm1とする。また下側の物体E2は、下押付板43に相当するものであり、その質量をm2とする。
物体E1と物体E2との間に位置するばねS1は、ばね44に相当するものであり、そのばね定数をKとする。また物体E2の下方には、集積紙幣BLCに相当する物体E3が存在する。
この物体E3は、所定の周期ω及び振幅fで振動するものとし、また物体E1及びE2の基準位置からの変位量をそれぞれX1及びX2とする。因みに、この周期ω及び振幅fは、ピッカローラ23(図4及び図5)の回転速度及び掻出部23Bの突出距離D1を基に定めることができる値である。
物体E2が物体E3から離れない場合、物体E2の振幅は物体E3の振幅と同一のfとなるが、物体E1はばねS1の伸縮により物体E2とは振幅が相違するため、この物体E1の振幅をAとする。
ここで物体E3に強制変位X2が加えられ、物体E3から物体E2に対し垂直抗力Pが作用する場合を想定すると、この強制変位X2、質量m1及びm2、変位量X1、垂直抗力P、ばね定数K、並びに重力定数g等を用いることにより、物体E1及びE2それぞれについて、力の釣り合いに関する数式を構成することができる。
また物体E2が物体E3から離れないためには、垂直抗力P>0であることが必要となる。さらに変位量X1及びX2は、周期ω、振幅f及び振幅Aを用いて表すことができる。
これらの関係を用いて数式を整理すると、ばね定数Kについては、質量m1及びm2、重力定数g、振幅f並びに周期ωを用いた数式により表すことができる。すなわちばね定数Kは、この数式に質量m1及びm2、重力定数g、振幅f並びに周期ωの各値を代入することにより、具体的に算出することができる。
ばね44は、このようにして算出されたばね定数Kとなるよう設計されることにより、上述したように、振動する集積紙幣BLCに対し下押付板43を引き離すことなく追従させ得るようになされている。
[1−6.動作及び効果]
以上の構成において、第1の実施の形態による紙幣取込部5の紙幣押さえ部34は、上押付板41の下方にばね44を介して下押付板43を設け、当該下押付板43を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。
紙幣押さえ部34は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力をばね44により吸収できると共に、落下する当該集積紙幣BLCに対しばね44の復元力により下押付板43を高速で押し付けることができる。
このため紙幣取込部5は、上下に振動する集積紙幣BLCの最上部に下押付板43を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。また紙幣取込部5は、集積空間の前方を開放しているため、作業員に紙幣押さえ部34を持ち上げさせることにより、随時紙幣BLを追加させることができる。
特にばね44は、各部の質量や振動の振幅及び周期等を基に適切に算出されたばね定数Kとなるよう設計されたことにより、下押付板43を集積紙幣BLCの最上部に確実に追従させることができる。
また紙幣押さえ部34は、ばね44において板ばね部44Bの屈曲線を前後方向に沿わせると共に当該板ばね部44Bを前後に設け、このばね44を左右に配置したことにより、上押付板41に対し下押付板43をロール方向及びピッチ方向にそれぞれ回動させることができる(図7及び図8)。
このため紙幣押さえ部34は、集積紙幣BLCを構成する各紙幣BLの皺や折り癖の偏りによって当該集積紙幣BLCの最上部が前後左右に傾いたとしても、これに下押付板43を追従させることができ、紙幣崩れの発生を確実に防止することができる。
さらに紙幣押さえ部34は、ばね44の構造的特徴及び各爪状部41BYと各枠状部43Cとの係合により、上押付板41に対し下押付板43を前後方向に殆ど移動させない。
このため紙幣押さえ部34は、集積紙幣BLCの枚数が極めて少なくなった場合であっても、ピッカローラ23の掻出部23Bにより下押付板43を後方へ移動させることが無く、当該下押付板43とマスクガイド31との衝突による騒音の発生や破損等を未然に防止することができる。
また従来の紙幣取込部405では、集積紙幣BLCの枚数が比較的少なくなった場合(数十枚程度)、集積紙幣BLCの総質量が比較的小さくなる一方で掻出部23Bによる上方向へ蹴り上げる力が殆ど変化しないため、全ての集積紙幣BLCを大きく蹴り上げてしまい、最下部の紙幣BLを後方へ掻き出せない場合があった。
これに対し紙幣取込部5は、紙幣押さえ部34のばね44により集積紙幣BLCの振動を吸収すると共に、下押付板43を集積紙幣BLCの最上部に常に当接させることができ、さらには集積紙幣BLC全体が上方向へ蹴り上げられることも防止できるため、最下部の紙幣BLを安定的に掻き出すことも可能となった。
さらに従来の紙幣取込部405では、集積紙幣BLCが振動により最上部の紙幣BLを前方に飛び出させてしまい、その飛び出し量D3(図15)が傾斜角度θの大きさに応じて拡大してしまうことから、この傾斜角度θを大きくすることができなかった。これにより従来の紙幣取込部405では、集積紙幣BLCの枚数が増加した場合に前方に倒れてしまう危険性が高まるため、フロアガイド21上における紙幣BLの集積可能枚数を大きくすることができなかった。
これに対し紙幣取込部5は、集積紙幣BLCが振動する場合であっても最上部の紙幣BLを前方に飛び出させてしまうことがないため、傾斜角度θを大きくすることが可能となる。これにより紙幣取込部5では、集積紙幣BLCの枚数が増加した場合に前方に倒れてしまう危険性を大幅に低減できるので、集積可能な紙幣の枚数を従来よりも増加させることが可能となる。
ところで、ばねの弾性力を利用して紙幣押さえ部を集積紙幣BLCの最上部に追従させる構成としては、図20に示す紙幣取込部505のように、引き延ばされたばね545の復元力により押付板441を下方向に押し付ける構成も考えられる。
しかしながらこの紙幣取込部505では、押付板441に対し常にばね545の復元力が作用するため、作業員に紙幣BLをフロアガイド21の上に載置させる際、押付板441を大きな力で持ち上げさせる必要があり、当該作業員に大きな負担を強いることになる。
特に紙幣取込部505は、大量の紙幣BLをフロアガイド21上に集積させるべく押付板441をフロアガイド21から大きく引き離す場合に、その引き離した距離に応じた強さの復元力がばね545に発生するため、作業員に極めて大きな負担を強いることになってしまう。
これに対し本発明による紙幣取込部5は、ばね44の弾性力を上押付板41と下押付板43との間で作用させるため、作業員に紙幣押さえ部34を持ち上させる際には、その距離に関わらず、当該紙幣押さえ部34の重量に応じた力をかけさせるだけで良く、ばね44の弾性力に起因した負担を強いることがない。
以上の構成によれば、第1の実施の形態による紙幣取込部5の紙幣押さえ部34は、上押付板41の下方にばね44を介して下押付板43を設け、当該下押付板43を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。このため紙幣押さえ部34は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力をばね44により吸収し、落下する当該集積紙幣BLCに対しばね44の復元力により下押付板43を押し付けるため、集積紙幣BLCの最上部に下押付板43を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
[2.第2の実施の形態]
第2の実施の形態では、第1の実施の形態による紙幣取込部5に代えて、紙幣取込部105(図3)が用いられる。
紙幣取込部105は、紙幣取込部5と比較して、紙幣押さえ部34に代わる紙幣押さえ部134を有する点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。
[2−1.紙幣押さえ部の構成]
紙幣押さえ部134は、図6と対応する図21に示すように、紙幣押さえ部34と比較して、上押付板41、下押付板43及びばね44に代わる上押付板141、下押付板143及びばね144を有する点が相違するものの、スライドガイド42(図6)については同様に構成されている。
上押付板141は、上側部材41Aと対応する前側部材141Aを中心に構成されている。前側部材141Aは、断面図を図22に示すように、下面及び後面を開放した箱状に構成されている。また前側部材141Aは、上側部材41Aの把持部41AX及び取付部41AYと同様の把持部141AX及び取付部141AYを有している。
前側部材141Aの前面における左右の下寄りの箇所には、角孔でなる孔部141AZがそれぞれ穿設されている。また前側部材141Aの上面における後寄りの左右中央には、ねじ孔141AWが穿設されている。
さらに前側部材141Aにおける上側板の下面には、後述するばね144を位置決めするための突起141AUが3箇所に設けられている。
この前側部材141Aの後側には、後側部材141Bが取り付けられるようになされている。後側部材141Bは、上面板と後面板とが左右方向から見てL字状に接合されており、上面の中央付近にねじ孔141BXが穿設されている。
後側部材141Bの後面における左右の下寄りの箇所には、前側部材の孔部141AZと同様の角孔でなる孔部141BYがそれぞれ穿設されている。
因みに孔部141AZ及び141BYにおける上下方向の長さは、ピッカローラ23における掻出部23Bの突出距離D1(図5)よりも長くなっている。
下押付板143は、下押付板43の基板43Aと同様に矩形の薄板状に構成された基板143Aを中心に構成されている。基板143Aの上面には、前寄りの左右2箇所、及び後寄りの中央1箇所に、後述するばね144を取り付けるための取付爪143AXが立設されている。
また基板143Aは、その前側部分が斜め前上方へ向けて屈曲され、さらその前側部分が上方へ向けて屈曲されることにより前面板143Bが形成されている。
前面板143Bの上端における左右両端の近傍には、小さい矩形板状の爪状部143BXが後方向へ向けてそれぞれ延設されている。
基板143Aの後側には、上方へ向けて延設された後面板143Cが設けられている。後面板143Cの上端における左右両端の近傍には、爪状部143BXとほぼ前後対称に構成された爪状部143CXが前方向へ向けてそれぞれ延設されている。
さらに上押付板141と下押付板143との間には、3個のばね144が挟まれるように取り付けられている。
ばね144は、いわゆるコイルばねとして構成されており、第1の実施の形態におけるばね44と同様、上押付板141と下押付板143との間で上下方向に弾性力を作用させること、すなわち弾性体として機能することが可能となっている。
因みにばね144は、第1の実施の形態と同様に、自然状態から最も圧縮された状態となるまでの圧縮可能長が、ピッカローラ23における掻出部23Bの突出距離D1(図5)よりも大きくなっている。またばね144は、ばね定数Kが適切に選定されており、その応答速度が十分に速くなっている。
紙幣押さえ部134は、図22に示したように、その組立過程において、上押付板141と下押付板143との間にばね144を挟んだ上で、上押付板141の孔部141AZに下押付板143の爪状部143BXをそれぞれ挿通させると共に、上押付板141の孔部141BYに下押付板143の爪状部143CXをそれぞれ挿通させる。
そして紙幣押さえ部134は、取付ねじ141Cが後側部材のねじ孔141BXを介して前側部材141Aのねじ孔141AWにねじ止めされる。
これにより紙幣押さえ部134は、上押付板141に対する下押付板143の前後方向への移動範囲を、前側部材141Aの前面に前面板143Bを当接させる位置から後側部材141Bの後面に後面板143Cを当接させる位置までに規制する。
また紙幣押さえ部134は、上押付板141に対する下押付板143の左右方向への移動範囲を、孔部141AZ及び141BY内で爪状部143BX及び143CXがそれぞれ移動できる範囲内に規制する。
すなわち紙幣押さえ部134は、第1の実施の形態と同様、下押付板143をおおむね上押付板141の真下に位置させると共に、孔部141AZ及び141BYにより爪状部143BX及び143CXの位置や角度が規制された範囲内で、当該下押付板143を移動又は回動させることができる。
このときばね144は、下押付板143が上押付板141から最も離れることにより上下方向に最も伸長した状態(図22)においても、自然状態から上下方向にある程度圧縮されているため、上押付板141に対し下押付板143を常に下方向へ付勢するようになされている。
ところで紙幣押さえ部134では、図23(A)に示すように、その前面側に関し、爪状部143BXにおける左右の長さM1が、孔部141AZにおける左右の長さL1よりも短くなっている。
また紙幣押さえ部134では、左側の爪状部143BXにおける外端から右側の爪状部143BXにおける内端までの爪外内距離M2が、左側の孔部141AZにおける外端から右側の孔部141AZにおける内端までの孔外内距離L2よりも長くなっている。
さらに紙幣押さえ部134では、左側の爪状部143BXにおける外端から右側の爪状部143BXにおける外端までの爪外距離M3が、左側の孔部141AZにおける外端から右側の孔部141AZにおける外端までの孔外距離L3よりも短くなっている。
このため紙幣押さえ部134では、図23(B)に示すように、下押付板143が移動及び回動して右側の爪状部143BXの外端を右側の孔部141AZにおける外端に当接させた際、当該爪状部143BXの内端を当該孔部141AZの内端にから引き離し、また左側の爪状部143BXにおける外端及び内端を、左側の孔部141AZにおける外端及び内端からそれぞれ引き離した状態とする。
これにより紙幣押さえ部134は、上押付板141に対し下押付板143が移動又は回動する際に、爪状部143BXにおける左右の端部と孔部141AZにおける左右の端部とが同時に2箇所以上で当接することによる「こじれ」の発生を回避できるようになされている。
また紙幣押さえ部134は、その後面側における孔部141BYと爪状部143CXとの間にも同様な距離関係を形成することにより、同様に「こじれ」の発生を回避できるようになされている。
[2−2.動作及び効果]
以上の構成において、第2の実施の形態による紙幣取込部105の紙幣押さえ部134は、上押付板141の下方にばね144を介して下押付板143を設け、当該下押付板143を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。
紙幣押さえ部134は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、第1の実施の形態と同様に、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力をばね44により吸収できると共に、落下する当該集積紙幣BLCに対しばね144の復元力により下押付板143を高速で押し付けることができる。
このため紙幣取込部105は、やはり第1の実施の形態と同様に、上下に振動する集積紙幣BLCの最上部に下押付板143を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
また紙幣押さえ部134は、前側部材141Aの前面及び後側部材141Bの後面に前面板143B及び後面板143Cをそれぞれ当接させることにより、上押付板141に対し下押付板143を前後方向に殆ど移動させない。
このため紙幣取込部105は、第1の実施の形態と同様、集積紙幣BLCの枚数が極めて少なくなった場合であっても、ピッカローラ23の掻出部23Bにより下押付板143を後方へ移動させることが無く、当該下押付板143とマスクガイド31との衝突による騒音の発生や破損等を未然に防止することができる。
その他の点についても、第2の実施の形態による紙幣取込部105は、第1の実施の形態による紙幣取込部5と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、第2の実施の形態による紙幣取込部105の紙幣押さえ部134は、上押付板141の下方にばね144を介して下押付板143を設け、当該下押付板143を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。このため紙幣押さえ部134は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力をばね144により吸収し、落下する当該集積紙幣BLCに対しばね144の復元力により下押付板143を押し付けるため、集積紙幣BLCの最上部に下押付板143を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
[3.第3の実施の形態]
第3の実施の形態では、第1の実施の形態による紙幣取込部5に代えて、紙幣取込部205(図3)が用いられる。
紙幣取込部205は、紙幣取込部5と比較して、紙幣押さえ部34に代わる紙幣押さえ部234を有する点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。
[3−1.紙幣押さえ部の構成]
紙幣押さえ部234は、図6及び図21と対応する図24に示すように、紙幣押さえ部34と比較して、上押付板41、下押付板43及びばね44に代わる上押付板241、下押付板243及び磁石244を有する点が相違するものの、スライドガイド42(図6)については同様に構成されている。
上押付板241は、第2の実施の形態における上押付板141から突起141AUが省略された構成となっている。また下押付板243は、第2の実施の形態における下押付板143から取付爪143AXが省略された構成となっている。
磁石244は、前側部材141Aにおける上側板の下面と、基板143Aの上面とに、それぞれ2個ずつ、互いに対向する位置に取り付けられている。
因みに互いに対向する磁石244同士の間隔は、ピッカローラ23における掻出部23Bの突出距離D1(図5)よりも大きくなっている。
この磁石244は、図25に断面図を示すように、同極同士(例えばN極同士)を対向させるように取り付けられているため、互いに反発し、互いの間で斥力を作用させる。
このため紙幣押さえ部234は、第2の実施の形態と同様に、上押付板241に対し下押付板243を常に下方向へ付勢することができる。
[3−2.動作及び効果]
以上の構成において、第3の実施の形態による紙幣取込部205の紙幣押さえ部234は、上押付板241の下方に磁石244を挟んで下押付板243を設け、当該下押付板243を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。
紙幣押さえ部234は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、第1の実施の形態と同様に、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力を磁石244の斥力により吸収できると共に、落下する当該集積紙幣BLCに対し磁石244の斥力により下押付板243を高速で押し付けることができる。
このため紙幣取込部205は、やはり第1の実施の形態と同様に、上下に振動する集積紙幣BLCの最上部に下押付板243を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
その他の点についても、第3の実施の形態による紙幣取込部205は、第1の実施の形態による紙幣取込部5と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、第3の実施の形態による紙幣取込部205の紙幣押さえ部234は、上押付板241の下方に磁石244を挟んで下押付板243を設け、当該下押付板243を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。このため紙幣押さえ部234は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力を磁石244の斥力により吸収し、落下する当該集積紙幣BLCに対し磁石244の斥力により下押付板243を押し付けるため、集積紙幣BLCの最上部に下押付板243を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
[4.第4の実施の形態]
第4の実施の形態では、第1の実施の形態による紙幣取込部5に代えて、紙幣取込部305(図3)が用いられる。
紙幣取込部305は、紙幣取込部5と比較して、紙幣押さえ部34に代わる紙幣押さえ部334を有する点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。
[4−1.紙幣押さえ部の構成]
紙幣押さえ部334は、図6と対応する図26に示すように、紙幣押さえ部34と比較して、上押付板41、下押付板43及びばね44に代わる上押付板341、下押付板343及びエアサスペンション344を有する点が相違するものの、スライドガイド42(図6)については同様に構成されている。
上押付板341は、第1の実施の形態における上押付板41から下側部材41Bが省略され、上側部材41Aのみにより構成されている。また下押付板343は、第1の実施の形態における下押付板43から枠状部43Cが省略され、基板43A及び前面板43Bのみにより構成されている。
上押付板341における上側部材41Aの下面と下押付板343における基板43Aの上面との間には、エアサスペンション344が左右に1個ずつ取り付けられている。
エアサスペンション344は、図27に断面図を示すように、上側部344Aと下側部344Bとにより構成されている。
上側部344Aは、円筒状でなるシリンダ部344AXの内部に円筒状の空間が形成されており、シリンダ部344AXの天板が上側部材41Aの下面に取り付けられている。またシリンダ部344AXの底板における中央部には、丸孔が穿設されている。
下側部344Bは、上下に細長い円柱状のシャフト344BXを中心に構成されている。このシャフト344BXは、シリンダ部344AXの底板に穿設された丸孔に挿通されるようになされている。また下側部344Bは、シャフト344BXの下端に取り付けられた円板状の取付板344BYを介して、下押付板343の上面に固定されている。
シャフト344BXの上端には、円板状のピストン344BZが取り付けられている。ピストン344BZは、シリンダ部344AXの内径とほぼ同等の外径を有しており、当該シリンダ部344AXの内壁とほぼ密着して当該シリンダ部344AXの内部空間における上側にほぼ密閉された密閉空間344AYを形成すると共に、当該シリンダ部344AX内を上下に移動し得るようになされている。
因みにピストン344BZの上面からシリンダ部344AXにおける天板の下面までの距離は、ピッカローラ23における掻出部23Bの突出距離D1(図5)よりも大きくなっている。
かかる構成によりエアサスペンション344は、上側部344Aに対し下側部344Bを上下に移動させることができ、このとき密閉空間344AY内に密閉された空気が圧縮又は膨張されることにより、ばねと同様の復元力(反発力)を生じる。
すなわちエアサスペンション344は、第1の実施の形態におけるばね44と同様、上押付板141と下押付板143との間で上下方向に弾性力を作用させること、すなわち弾性体として機能することが可能となっている。
またエアサスペンション344は、その構造上、上側部344Aに対し下側部344Bを前後方向又は左右方向へは殆ど移動させることができない。このため紙幣押さえ部334は、上押付板341に対する下押付板343の前後方向及び左右方向への移動をごく限られた範囲に制限するようになされている。
[4−2.動作及び効果]
以上の構成において、第4の実施の形態による紙幣取込部305の紙幣押さえ部334は、上押付板341の下方にエアサスペンション344を挟んで下押付板343を設け、当該下押付板343を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。
紙幣押さえ部334は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、第1の実施の形態と同様に、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力をエアサスペンション344により吸収できると共に、落下する当該集積紙幣BLCに対しエアサスペンション344の反発力により下押付板343を高速で押し付けることができる。
このため紙幣取込部305は、やはり第1の実施の形態と同様に、上下に振動する集積紙幣BLCの最上部に下押付板343を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
その他の点についても、第4の実施の形態による紙幣取込部305は、第1の実施の形態による紙幣取込部5と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、第4の実施の形態による紙幣取込部305の紙幣押さえ部334は、上押付板341の下方にエアサスペンション344を挟んで下押付板343を設け、当該下押付板343を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。このため紙幣押さえ部334は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力をエアサスペンション344により吸収し、落下する当該集積紙幣BLCに対しエアサスペンション344の反発力により下押付板343を押し付けることができる。これにより紙幣取込部305は、集積紙幣BLCの最上部に下押付板343を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
[5.第5の実施の形態]
第5の実施の形態では、第1の実施の形態による紙幣取込部5に代えて、紙幣取込部605(図3)が用いられる。
紙幣取込部605は、紙幣取込部5と比較して、紙幣押さえ部34に代わる紙幣押さえ部634を有する点が相違するものの、他の部分については同様に構成されている。
[5−1.紙幣押さえ部の構成]
紙幣押さえ部634は、図6と対応する図28に示すように、紙幣押さえ部34と比較して、上押付板41、スライドガイド42及び下押付板43に代わる上押付板641、軸受部642L及び642R、並びに下押付板643を有する点が相違するものの、ばね44(図6)については同様に構成されている。
上押付板641は、第1の実施の形態における上側部材41Aに相当する上側部材641Aと、下側部材41B並びに左右のスライドガイド42における基板42L及び42Rに相当する下側部材641Bと、ばね44を取り付ける左右それぞれの取付部材641Cとにより構成されている。
上側部材641Aは、第1の実施の形態による上側部材41Aとほぼ同様に構成されており、左右両側面に取付部41AYに相当する取付部641AYがそれぞれ設けられている。
下側部材641Bは、例えば薄板状の金属板に切削や折曲等の各種加工処理が施されており、大きく分けて第1の実施の形態における下側部材41Bに相当する中央基板641BAと、スライドガイド42における基板42L及び42Rに相当するスライド基板641BL及び641BRとにより構成されている。
中央基板641BAは、下側部材41Bと同様に左右に長く前後に短く上下に薄い薄板状でなるものの、爪状部41BYが省略されている。また中央基板641BAの左右には、スライド基板641BL及び641BRとの接合部や、左右に突出した突出部等が形成されている。
スライド基板641BL及び641BRは、スライドガイド42とほぼ同様に構成されている。すなわち左側のスライド基板641BLは、基板42Lと同様、前方から見て上下を反転させたL字状の薄板でなり、左側辺から前方へ向けて補強板が延設されている。
スライド基板641BLの左側前面には、2個の軸受部42Aを所定形状の連結部材により上下に連結させたような形状でなる軸受部642Lが所定の取付ねじにより取り付けられている。軸受部642Lには、スライド軸32(図3)の外径よりも僅かに大きい内径を有し上下方向に貫通された挿通孔642LXが上下それぞれに穿設されている。
因みに挿通孔642LXは、挿通孔42AXと同様、内側面が滑らかに形成されることにより、摺動摩擦が小さく抑えられている。
また右側のスライド基板641BR及び軸受部642Rは、それぞれ左側のスライド基板641BL及び軸受部642Lとほぼ左右対称に構成されている。この軸受部642Rには、挿通孔642RXが上下それぞれに穿設されている。
左右の取付部材641Cは、互いに左右対称に構成されている。ここでは左側の取付部材641Cについて説明し、右側の取付部材641Cについては説明を省略する。
左側の取付部材641Cは、前後に長い長方形状の平板でなる部材における左辺近傍が下方向へ折り曲げられることにより、ほぼ水平な平板状でなる取付部641CAの左端から下方へ向けてほぼ垂直な平板状でなる支持部641CBを延設させたような形状、すなわち前方向から見てL字を時計方向へ90度回転させたような形状となっている。
この取付部材641Cは、取付部641CAにおける前後の中央近傍に、上下に貫通するねじ孔が穿設されている。因みにばね44における上側の取付部44Aにも、上下に貫通するねじ孔が穿設されている。
下押付板643は、第1の実施の形態における下押付板43と比較して、枠状部43Cに代わる側板部643Cが設けられている点が相違するものの、基板643A及び前面板643Bが基板43A及び前面板43Bとほぼ同様に構成されている。
側板部643Cは、基板643Aにおける左右の両端近傍から上方へ向けて板状の垂直部643CAがそれぞれ垂設され、さらにその上端近傍から左右の内側へそれぞれ短い板状の爪状部643CBが垂設されたような形状となっている。また側板部643Cは、前後の中央近傍における上側部分、すなわち上側部材641Aにおける取付部641AYと対応する部分が大きく剔られている。
そして紙幣押さえ部634は、組み立てられる際、中央基板641BAの下面と取付部材641Cの取付部641CAとの間にばね44における上側の取付部44Aを挟み込んだ状態で、所定の取付ねじが締め付けられることにより、当該中央基板641BAの下面にばね44及び取付部材641Cが固定される。また紙幣押さえ部634は、所定の取付ねじにより、スライド基板641BL及びBRに対し軸受部642L及び642Rがそれぞれ固定される。
さらに紙幣押さえ部634は、図29に示すように、基板643Aを中央基板641BAのほぼ真下に位置させると共に、下押付板643の爪状部643CBを中央基板641BAよりも上側に回すように組み立てられる。このときばね44は、基板643Aと中央基板641BAとの間で自然長からある程度圧縮された状態となる。
ここで紙幣押さえ部634は、下押付板643に外力が加えられていない場合、ばね44の復元力により下押付板643が上押付板641から引き離され、図30(A)に模式的に示すように、爪状部643CBを中央基板641BAに当接させた状態に止める。
また紙幣押さえ部634は、下押付板643に上方向の外力が加えられた場合、ばね44が圧縮されると共に下押付板643が上押付板641に近づけられ、図30(B)に模式的に示すように、取付部材641Cにおける支持部641CBの下端641CXを基板643Aに当接させた状態に止める。
すなわち下押付板643は、爪状部643CBが中央基板641BAに当接する状態と、基板643Aが支持部641CBの下端641CXに当接する状態との間で、上下方向へ移動することができる。
また紙幣押さえ部634は、第1の実施の形態と同様、上押付板641に対し下押付板643を上下方向に移動させるのみならず、左右方向に貫通する軸を中心としたピッチ方向に回動させ、或いは前後方向に貫通する軸を中心としたヨー方向に回動させることもできる。
一方、紙幣押さえ部634は、図31に一部を拡大して示すように、上押付板641における中央基板641BAの前端部641BYと下押付板643における前面板643Bの後面643BXとの間に、前後方向の僅かな隙間を形成している。
また紙幣押さえ部634は、上押付板641における中央基板641BAの左右に突出した突出部における後端部641BZと下押付板643における垂直部643CAの剔られた部分における前側面643CXとの間にも、前後方向の僅かな隙間を形成している。
このため下押付板643は、前後方向の移動範囲が、前面板643Bの後面643BXが前端部641BYに当接する状態と、前側面643CXが後端部641BZに当接する状態との間に規制される。
さらに下押付板643は、第1の実施の形態と同様に、上押付板641との間に挟んでいるばね44における屈曲部分の折れ線が前後方向に沿っている。このため下押付板643は、第1の実施の形態と同様、上押付板641に対し下押付板643を前後方向へ殆ど移動させることがない。
また下押付板643は、左右方向への移動範囲が、下押付板643における垂直部643CAの内側面と、上押付板641における中央基板641BAの左右両端とにより規制されている。
すなわち下押付板643は、上押付板641に対する前後方向及び左右方向への移動量がいずれも僅かとなるように規制されている。
このように紙幣押さえ部634は、第1の実施の形態と同様、上押付板641の下方にばね44を挟んで下押付板643が設けられることにより、上押付板641から下押付板643に対し弾性力を作用させると共に、当該下押付板643を上下方向へ移動させ、或いはピッチ方向又はヨー方向へ回動させるようになされている。
[5−2.動作及び効果]
以上の構成において、第5の実施の形態による紙幣取込部605の紙幣押さえ部634は、上押付板641の下方にばね44を挟んで下押付板643を設け、当該下押付板643を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。
紙幣押さえ部634は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、第1の実施の形態と同様に、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力をばね44により吸収できると共に、落下する当該集積紙幣BLCに対しばね44の反発力により下押付板643を高速で押し付けることができる。
このため紙幣取込部605は、やはり第1の実施の形態と同様に、上下に振動する集積紙幣BLCの最上部に下押付板643を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
その他の点についても、第5の実施の形態による紙幣取込部605は、第1の実施の形態による紙幣取込部5と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、第5の実施の形態による紙幣取込部605の紙幣押さえ部634は、上押付板641の下方にばね44を挟んで下押付板643を設け、当該下押付板643を集積紙幣BLCに押し付けるようにした。このため紙幣押さえ部634は、ピッカローラ23の回転に伴って集積紙幣BLCが上下に振動する際、当該集積紙幣BLCから加えられる上方向の力をばね44により吸収し、落下する当該集積紙幣BLCに対しばね44の反発力により下押付板643を押し付けることができる。これにより紙幣取込部605は、集積紙幣BLCの最上部に下押付板643を当接させ続けることができ、当該集積紙幣BLCの紙幣崩れを発生させることなく、紙幣BLを取り込み続けることができる。
[6.他の実施の形態]
なお上述した第1〜第5の実施の形態においては、上押付板41等と下押付板43等との間に板ばねでなるばね44、コイルばねでなるばね144、磁石244及びエアサスペンション344を設けるようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば各種のばねやゴム等のような種々の弾性体、或いはスポンジやクッション等の衝撃を吸収する素材、さらにはこれらを適宜組み合わせて上押付板41等と下押付板43等との間に設けるようにしても良い。この場合、上押付板41等に対し下押付板43等を上下に移動させることにより、集積紙幣BLCから加えられる上方向への力を良好に吸収できれば良く、好ましくは、応答速度が高いことにより、落下する集積紙幣BLCの最上部に下押付板43等を押し付けて追従させ続けることができれば良い。
また上述した第1の実施の形態においては、最適なばね定数Kを算出する際に、垂直抗力P>0であることを条件として、物体E2が物体E3から一切離れない、すなわち下押付板43が集積紙幣BLCの最上部から一切離れないようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、ばね定数Kを算出する際に、垂直抗力Pについて所定の負の定数よりも大きい等の種々の条件を設定することにより、物体E2が物体E3から多少離れることを許容するようにしても良い。この場合、物体E2が物体E3から離れる距離や時間を小さく抑えて集積紙幣BLCにおける最上部の紙幣BLの飛び出し量D3(図15)を小さく抑えることにより、実質的に紙幣崩れを防止することができれば良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、孔部43CXにおける上下方向の長さ及びばね44における自然状態から最も圧縮された状態となるまでの圧縮可能長を、いずれもピッカローラ23における掻出部23Bの突出距離D1(図5)よりも大きくするようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、これらのいずれか一方又は双方の長さを、突出距離D1よりも短くするようにしても良い。この場合、突出距離D1との差分をできるだけ小さく抑えることにより、集積紙幣BLCからの力を上押付板41に伝えることによる当該上押付板41の移動量をできるだけ小さく抑えることが望ましい。第2〜第5の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、左右方向に貫通する軸を中心としたピッチ方向及び前後方向に貫通する軸を中心としたヨー方向に下押付板43を回動させ得るようにした場合について述べた(図7、図8)。
しかしながら本発明はこれに限らず、ピッチ方向及びヨー方向のいずれか一方又は双方に下押付板43を回動させ得ないようにしても良い。この場合、集積紙幣BLCの最上部が傾斜したときの下押付板43による追従性が低下するものの、上下方向への移動によりある程度追従することができれば、集積紙幣BLCの最上部にある紙幣BLの飛び出しをある程度抑制でき、完全ではないものの紙幣崩れを防止することができる。第2〜第5の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、下押付板43における4箇所の孔部43CXに上押付板41の各爪状部41BYをそれぞれ挿通させ、下押付板43の前後方向への移動を規制することにより、当該下押付板43がピッカローラ23やフィードローラ24等により後方へ引き込まれないようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば孔部43CX及び爪状部41BYによる前後方向への移動範囲の規制を行わないようにすると共に、第2の実施の形態のように下押付板43に後面板を形成し、当該後面板をマスクガイド31に当接させることにより当該下押付板43が後方へ引き込まれないようにしても良い。
さらに上述した第1の実施の形態においては、周側面の摩擦力が低いローラ基部23Aに摩擦力が高い掻出部23Bを組み込むことによりピッカローラ23を構成するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えばピッカローラ23全体を摩擦力が高い材料により構成すると共に掻出部23B以外の周側面を小径化することにより、掻出部23B以外の周側面がフロアガイド21よりも下方に位置して紙幣BLと当接しないようにする等、様々に構成されたピッカローラ23を用いるようにしても良い。この場合、掻出部23Bにおいて紙幣BLを後方へ掻き出す一方、他の周側面において当該紙幣BLを掻き出さないようにすることができれば良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態おいては、回転軸23Xに4個のピッカローラ23を取り付けるようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、2個や6個等、1個以上の任意の個数でなるピッカローラ23を回転軸23Xに取り付けるようにしても良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、媒体としての紙幣BLを集積空間に集積してフロアガイド21上に載置し、当該紙幣BLを1枚ずつに分離して紙幣整理装置1の内部に取り込むようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば各種チケットや証券、或いははがきや封筒等、種々の紙葉状の媒体を集積し、この媒体を1枚ずつに分離して内部に取り込む種々の装置に適用するようにしても良い。第2〜第5の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第1の実施の形態においては、フロアガイドとしてのフロアガイド21と、ローラとしてのピッカローラ23と、マスクガイドとしてのマスクガイド31と、押付部としての上押付板41と、副押付部としての下押付板43と、吸収部としてのばね44とによって媒体取込装置としての紙幣取込部5を構成する場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなるフロアガイドと、ローラと、マスクガイドと、押付部と、副押付部と、吸収部とによって媒体取込装置を構成するようにしても良い。