JP6554238B2 - 紙葉類収容装置及び紙葉類収容方法 - Google Patents

Description

本発明は、紙葉類収容装置及び紙葉類収容方法に関する。

例えば、ＡＴＭ（Automated Teller Machine）、ＣＤ（Cash Dispenser）、ＴＣＲ（Teller Cash Recycler）等の紙幣取扱装置は、入金された紙幣を一時的に収容する紙葉類収容装置を有する。この種の紙葉類収容装置としては、リールから供給されたテープとともに紙幣をドラムに巻き取ることによって、紙幣を収容する構成が知られている。

このような構成の紙葉類収容装置では、例えば、テープの巻き取り時は、ドラムが回転することでリールからテープが引き出され、リールのシャフトとトルクリミッタが繋がれたシャフトとをワンウェイクラッチ等で固定することにより、テープにテンションを持たせている。また、かかる紙葉類収容装置では、例えば、テープの巻き戻し時は、ドラムが逆回転することでドラムからテープが繰り出され、リールが繰り出しよりも高速でテープを巻き取ることで、テープにテンションを持たせている。かかる紙葉類収容装置では、ドラムとリールとの回転速度差が、トルクリミッタの作動により吸収される。

特開２００９−１０７８２４号公報

しかしながら、上述の従来技術では、紙葉類収容装置の収容量を大容量化するためにテープを長くした場合に、リールがテープを供給してドラムがテープを巻き取るに伴って、テープを含むリールの直径が小さくなり、テープを含むドラムの巻取直径が大きくなる。しかし、トルクリミッタの作動トルクは一定であるため、巻取直径が大きい程、リールからテープを引き出す際の引き出し負荷が大きくなるという問題がある。

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、例えば、紙葉類収容装置において、ドラムによるテープの巻き取り時における、リールからテープを引き出す際の引き出し負荷を低減する紙葉類収容装置及び紙葉類収容方法を提供することを目的とする。

開示の技術の一例では、紙葉類収容装置は、巻回された帯状材を供給するリールと、リールから供給された帯状材とともに紙葉類を巻き取るドラムと、ドラムの回転による帯状材の巻き取りの際に、巻き取りに連れ回るリールの回転をドラムに伝達してドラムの回転を補助する伝達部とを備える。

開示の技術の一例によれば、例えば、紙葉類収容装置において、ドラムによるテープの巻き取り時において、リールからテープを引き出す際の引き出し負荷を低減することができる。

図１は、実施例に係る紙葉類収容装置を含む紙幣取扱装置全体を示す模式図である。 図２は、実施例に係る紙葉類収容装置を示す斜視図である。 図３は、実施例に係る紙葉類収容装置を示す平面図である。 図４は、実施例に係る紙葉類収容装置を示す背面図である。 図５Ａは、実施例に係る紙葉類収容装置を示す側面図である。 図５Ｂは、実施例に係る紙葉類収容装置を示すＡ−Ａ断面図である。 図６Ａは、実施例に係る紙葉類収容装置の巻き取り動作時におけるギアの回転を示す模式図である。 図６Ｂは、実施例に係る紙葉類収容装置の巻き戻し動作時におけるギアの回転を示す模式図である。 図７Ａは、実施例に係る紙葉類収容装置においてテープがドラムに全て巻き取られた状態を示す模式図である。 図７Ｂは、実施例に係る紙葉類収容装置においてテープがドラムに巻き取られていない状態を示す模式図である。 図８Ａは、実施例に係る紙葉類収容装置の巻き取り動作時におけるギアの回転の伝達を示す模式図である。 図８Ｂは、実施例に係る紙葉類収容装置の巻き戻し動作時におけるギアの回転の伝達を示す模式図である。 図９は、従来技術と比較した場合の、巻取ドラムによるテープの巻き取り時における巻取ドラムの巻取直径と、リールからテープを引き出す際の引き出し負荷との関係を示す図である。

以下に、本願の開示する紙葉類収容装置及び紙葉類収容方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示する紙葉類収容装置及び紙葉類収容方法が限定されるものではない。

［紙幣取扱装置の構成］
図１は、実施例に係る紙葉類収容装置を含む紙幣取扱装置全体を示す模式図である。図１に示すように、実施例に係る紙幣取扱装置１は、紙幣２を入出金するための入出金部３、入出金部３に入金された紙幣２の真贋等を鑑別する鑑別部４を有する。また、紙幣取扱装置１は、鑑別部４から搬送された紙幣２を搬入出部２０から取り込み、帯状材の一例であるテープとともにドラム１１Ｄに巻き付けて一時的に収容する一時収容部５、一時収容部５から送られた紙幣２を格納する複数の格納部６を有する。

また、紙幣取扱装置１は、紙幣２を搬送する搬送機構７を有する。搬送機構７は、入出金部３、鑑別部４、一時収容部５、格納部６の間で紙幣２を搬送する搬送路７ａを含む。また、紙幣取扱装置１は、入出金部３、鑑別部４、一時収容部５、格納部６、搬送機構７をそれぞれ制御する制御部８を有する。

かかる紙幣取扱装置１に組み込まれた一時収容部５が、実施例の紙葉類収容装置に相当する。以下、一時収容部５を紙葉類収容装置５に言い換えて説明する。本実施例では、紙葉類の一例として紙幣２を用いるが、紙幣に限定するものではない。紙葉類には、例えば、手形、小切手、商品券、各種証券、株券等の有価証券も含まれる。

［紙葉類収容装置の構成］
図２は、実施例に係る紙葉類収容装置を示す斜視図である。図３は、実施例に係る紙葉類収容装置を示す平面図である。図４は、実施例に係る紙葉類収容装置を示す背面図である。

紙葉類収容装置５は、搬送路７ａに隣接して設けられ、搬送路７ａと紙葉類収容装置５との間で紙幣２が搬入出される搬入出部２０を有する。また、紙葉類収容装置５は、シャフト１１に軸支されるギア１１ＧＡ、ドラム１１Ｄを有する。また、紙葉類収容装置５は、シャフト１２に軸支されるギア１２ＧＢを有する。また、紙葉類収容装置５は、シャフト１３に軸支されるギア１３ＧＣ，１３ＧＤを有する。また、紙葉類収容装置５は、シャフト１４に軸支されるギア１４ＧＥ、リール１４Ｌ，１４Ｒを有する。また、紙葉類収容装置５は、シャフト１５に軸支されるギア１５ＧＦ、リール１５Ｌ，１５Ｒを有する。また、紙葉類収容装置５は、シャフト１６に軸支されるギア１６ＧＨ，１６ＧＩを有する。

以下では、図２において、紙幣２の搬入出部２０への入出金方向をＸ方向とし、入金方向を正方向、出金方向を負方向とする。また、図２において、シャフト１１に沿う方向をＹ方向とし、ギア１１ＧＡからドラム１１Ｄへ向かう方向を正方向、ドラム１１Ｄからギア１１ＧＡへ向かう方向を負方向とする。また、図２において、紙葉類収容装置５の上下をＺ方向とし、シャフト１５からシャフト１４へ向かう方向を正方向、シャフト１４からシャフト１５へ向かう方向を負方向とする。また、以下では、時計回り方向及び反時計回りの方向は、紙葉類収容装置５をＹの正方向に見た場合におけるそれぞれの回転方向とする。Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向は、略直交する。

リール１４Ｌ，１４Ｒは、巻回されたテープ２８Ｌ，２８Ｒをそれぞれ供給する。リール１４Ｌ，１４Ｒは、ドラム１１Ｄの上方に配置され、共通のシャフト１４に支持されており、ドラム１１Ｄのシャフト１１方向に所定の間隔をあけて配置されている。リール１４Ｌ，１４Ｒは、シャフト１４にトルクリミッタ（図示せず）を介して支持されており、テープ２８Ｌ，２８Ｒに生じる張力が所定の張力以下に規制されている。

同様に、リール１５Ｌ，１５Ｒは、巻回されたテープ２９Ｌ，２９Ｒをそれぞれ供給する。リール１５Ｌ，１５Ｒは、ドラム１１Ｄの下方に配置され、共通のシャフト１５に支持されており、ドラム１１Ｄのシャフト１１方向に所定の間隔をあけて配置されている。リール１５Ｌ，１５Ｒは、シャフト１５にトルクリミッタ（図示せず）を介して支持されており、テープ２９Ｌ，２９Ｒに生じる張力が所定の張力以下に規制されている。

リール１４Ｌからドラム１１Ｄまでの間には、テープ２８Ｌの走行経路が構成されており、テープ２８Ｌの走行経路上にプーリ２１Ｌが配置されている。プーリ２１Ｌは、支軸（図示せず）に回転自在に支持されており、テープ２８Ｌを走行経路に沿って移動自在に支持している。同様に、リール１４Ｒからドラム１１Ｄまでの間には、テープ２８Ｒの走行経路が構成されており、テープ２８Ｒの走行経路上にプーリ２１Ｒが配置されている。プーリ２１Ｒは、支軸（図示せず）に回転自在に支持されており、テープ２８Ｒを走行経路に沿って移動自在に支持している。

また、リール１５Ｌからドラム１１Ｄまでの間には、テープ２９Ｌの走行経路が構成されており、テープ２９Ｌの走行経路上にプーリ２２Ｌ，２３Ｌ，２４Ｌが配置されている。プーリ２２Ｌ，２３Ｌ，２４Ｌは、例えばベアリング等の軸受部材（図示せず）を介して支軸（図示せず）に回転自在に支持されており、テープ２９Ｌを走行経路に沿って移動自在に支持している。同様に、リール１５Ｒからドラム１１Ｄまでの間には、テープ２９Ｒの走行経路が構成されており、テープ２９Ｒの走行経路上にプーリ２２Ｒ，２３Ｒ，２４Ｒが配置されている。プーリ２２Ｒ，２３Ｒ，２４Ｒは、例えばベアリング等の軸受部材（図示せず）を介して支軸（図示せず）に回転自在に支持されており、テープ２９Ｒを走行経路に沿って移動自在に支持している。

図２に示すように、プーリ２１Ｌ，２２Ｌとプーリ２１Ｒ，２２Ｒとは、紙幣２をドラム１１Ｄに巻き付ける前に、紙幣２をテープ２８Ｌ，２９Ｌとテープ２８Ｌ，２９Ｌとで上下に挟んだ状態にするための搬入出部２０を形成する。

ドラム１１Ｄは、シャフト１１に支持されている。図２に示すドラム１１Ｄは、一例として、シャフト１１のシャフト方向（Ｙ方向）において連続して形成されたドラムである。ドラム１１Ｄには、リール１４Ｌ，１４Ｒから供給されたテープ２８Ｌ，２８Ｒと、リール１５Ｌ，１５Ｒから供給されたテープ２９Ｌ，２９Ｒとに紙幣２が挟まれた状態で巻き付けられる。

シャフト１１は、駆動力の入力軸であり、ドラム駆動機構３０が接続される。ドラム駆動機構３０は、例えばモータである。制御部８は、ドラム駆動機構３０を制御し、テープ２８Ｌ〜２９Ｒの巻き取り時には、紙葉類収容装置５をＹの正方向に見た場合の時計回り方向へドラム１１Ｄを回転させる。また、制御部８は、ドラム駆動機構３０を制御し、テープ２８Ｌ〜２９Ｒの巻き戻し時には、紙葉類収容装置５をＹの正方向に見た場合の反時計回り方向へドラム１１Ｄを回転させる。

なお、本実施例では、帯状材の一例として樹脂フィルムのテープ２８Ｌ〜２９Ｒを用いるが、必要に応じて他の材料からなるテープ、あるいは、テープ以外の帯状材が用いられてもよい。また、本実施例では、テープ２８Ｌ，２８Ｒの２本のテープを上方のテープ、テープ２９Ｌ，２９Ｒの２本のテープを下方のテープとし、上方のテープ及び下方のテープで上下から紙幣２を挟んでドラム１１Ｄに巻き付けるとするが、これに限られるものではない。例えば、１本又は３本以上のテープを上方のテープ及び下方のテープとしてもよい。あるいは、上方のテープ及び下方のテープで上下から紙幣２を挟んでドラム１１Ｄに巻き付けることに限られず、例えば上方のテープのみで紙幣２をドラム１１Ｄのドラム外周面に押さえつけるようにしてドラム１１Ｄに巻き付けてもよい。この場合、シャフト１５、リール１５Ｌ，１５Ｒ、ギア１５ＧＦ等は、省略可能である。

また、本実施例では、図２に示すドラム１１Ｄは、一例として、シャフト１１のシャフト方向（Ｙ方向）において連続して形成されたドラムであるとするが、この構成に限定されるものではなく、シャフト１１のシャフト方向（Ｙ方向）に分離した複数のドラムの組であってもよい。

［シャフト、ギア、リールの接続関係］
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、シャフト、ギア、リールの接続関係について説明する。図５Ａは、実施例に係る紙葉類収容装置を示す側面図である。図５Ｂは、実施例に係る紙葉類収容装置を示すＡ−Ａ断面図である。Ａ−Ａ断面とは、図３に示す一点鎖線に沿った縦断面をＡ方向に見た断面である。図５Ａに示すように、ドラム１１Ｄのシャフト１１は、ギア１１ＧＡと接続されている。ギア１１ＧＡは、ギア１２ＧＢを介してギア１３ＧＣと接続されている。ギア１２ＧＢは、ギア１１ＧＡとギア１３ＧＣとの間を繋ぐアイドラギアである。

ギア１３ＧＣにはワンウェイクラッチ（図示せず）が取り付けられ、シャフト１３を介してギア１３ＧＤと同軸で配置されている。ギア１３ＧＤは、シャフト１３に固定されている。ギア１３ＧＤは、ギア１３ＧＣの回転方向に応じて、ワンウェイクラッチにより動力を接続（伝達）又は切断（遮断）される。

ワンウェイクラッチには、スプラグ式やカム式等の方式があり、外輪及び内輪の速度差に応じて動力の接続及び切断させる。例えば、ワンウェイクラッチは、外輪側が時計回りに回転されると、内輪側は動力が切断され空転する。また、ワンウェイクラッチは、外輪側が反時計回りに回転されると、内輪側は動力が接続され反時計回りに回転する。また、ワンウェイクラッチは、内輪側が反時計回りに回転されると、外輪側は動力が切断され空転する。また、ワンウェイクラッチは、内輪側が時計回りに回転されると、外輪側は動力が接続され時計回りに回転する。

ギア１３ＧＤは、ギア１４ＧＥ，１５ＧＦ，１６ＧＨと接続されている。ギア１４ＧＥが配置されているシャフト１４は、トルクリミッタ（図示せず）を介してリール１４Ｌ，１４Ｒが配置されている。ギア１５ＧＦが配置されているシャフト１５は、トルクリミッタ（図示せず）を介してリール１５Ｌ，１５Ｒが配置されている。

ギア１６ＧＨにはワンウェイクラッチが取り付けられ、シャフト１６を介してギア１６ＧＩと同軸で配置されている。ギア１６ＧＩは、シャフト１６に固定されている。ギア１６ＧＩは、ギア１６ＧＨの回転方向に応じて、ワンウェイクラッチにより動力を接続、切断される。

なお、シャフト１３、ギア１３ＧＣ，１３ＧＤ、シャフト１４、ギア１４ＧＥ、シャフト１５、ギア１５ＧＦ、シャフト１６、ギア１６ＧＨ，１６ＧＩは、ドラムの回転による帯状材の巻き取りの際に、巻き取りに連れ回るリールの回転をドラムに伝達してドラムの回転を補助する伝達部の一例である。なお、本実施例において「連れ回る」とは、例えば、ドラム１１Ｄの回転によるドラム１１Ｄへの帯状材（テープ２８Ｌ〜２９Ｒ）の巻き取りに応じてリール１４Ｌ〜１５Ｒから帯状材が供給される（引き出される）ことに伴ってリール１４Ｌ〜１５Ｒが回転することをいう。

また、シャフト１３、ギア１３ＧＣ，１３ＧＤは、駆動部によるドラムの回転が伝達される第１の伝達部材の一例である。また、シャフト１６、ギア１６ＧＨ，１６ＧＩは、第２の伝達部材の一例である。

［巻き取り動作時におけるギアの回転］
図６Ａは、実施例に係る紙葉類収容装置の巻き取り動作時におけるギアの回転を示す模式図である。以下、破線の矢印は、ドラム１１Ｄの巻き取り動作によりテープ２８Ｌ〜２９Ｒと連れ回ることによる回転を示す。また、実線の矢印は、ドラム１１Ｄの巻き取り動作時のギア１１ＧＡの回転が伝達することによる回転を示す。

ドラム１１Ｄをドラム駆動機構３０によって時計回りに回転させると、ギア１１ＧＡ（Ａ１方向に回転），１２ＧＢ（Ｂ１方向に回転）を介して、ギア１３ＧＣが時計回り（Ｃ１方向）に回転する。このとき、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチは、フリー状態となるよう配置されているため、ギア１３ＧＣからシャフト１３へ動力は伝達されない。

一方、ドラム１１Ｄにはテープ２８Ｌ〜２９Ｒが巻き取られ、それぞれリール１４Ｌ〜１５Ｒからテープ２８Ｌ〜２９Ｒが引き出される。このため、リール１４Ｌ，１４Ｒは、図６Ａに示すように、反時計回り（破線矢印）に連れ回される。この連れ回しの回転は、トルクリミッタ（図示せず）を介してシャフト１４，１５、ギア１４ＧＥ，１５ＧＦを反時計回り（Ｅ１方向、Ｆ１方向）に回転させる。

そして、ギア１４ＧＥ，１５ＧＦの反時計回りの回転が伝達し、ギア１３ＧＤが時計回り（Ｄ１方向）に回転する。このとき、ギア１３ＧＣとギア１３ＧＤの回転数の関係が「ギア１３ＧＣの回転数＞ギア１３ＧＤの回転数」と設定されている。これにより、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチ（図示せず）では、ギア１３ＧＣとギア１３ＧＤの動力は繋がらず、外輪側の回転が速いフリー状態が維持される。

また、ギア１３ＧＤは、ギア１６ＧＨに接続されている。ギア１６ＧＨは、ワンウェイクラッチを介してシャフト１６へ動力を伝達し、シャフト１６が反時計回りに回転する。ここで、シャフト１６は、ギア１６ＧＩと固定されているため、ギア１６ＧＨは、反時計回り（Ｈ１方向）に回転しようとする。しかし、ギア１６ＧＩは、ギア１１ＧＡと接続されているため、ドラム１１Ｄの速度で時計回り（Ａ１方向）に回転している。

このとき、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチ（図示せず）は、リール１４Ｌ〜１５Ｒからの連れ回しを伝える外輪側の回転を、ギア１６ＧＩから伝達される内輪側の回転よりも常に速くなるようにし、外輪側が反時計回り時に接続状態となるようにされる。すなわち、「ギア１６ＧＨの回転数＞ギア１６ＧＩの回転数」と設定される。これにより、ワンウェイクラッチ（図示せず）を介したシャフト１６上では、リール１４Ｌ〜１５Ｒの連れ回しによる回転力と、ドラム駆動機構３０によるドラム１１Ｄの回転力が衝突する。

ここで、ドラム１１Ｄは、ドラム駆動機構３０により一定速度でＡ１方向に回転しているため、リール１４Ｌ〜１５Ｒの連れ回しによるギア１６ＧＩのＩ１方向への回転は、抑制される（ブレーキが掛けられる）ことになる。その一方で、リール１４Ｌ〜１５Ｒの連れ回しによるギア１６ＧＩのＩ１方向への回転は、ドラム１１ＤをＡ１方向へより回転させる力となることから、ドラム１１Ｄの回転を補助（アシスト）する回転力となる。なお、この速度の差異は、リール１４Ｌ〜１５Ｒと、リール軸であるシャフト１４，１５それぞれの間に配置してあるトルクリミッタ（図示せず）により解消される。

［巻き戻し動作時におけるギアの回転］
図６Ｂは、実施例に係る紙葉類収容装置の巻き戻し動作時におけるギアの回転を示す模式図である。ドラム１１Ｄをドラム駆動機構３０により反時計回りに回転させると、ギア１１ＧＡ（Ａ２方向に回転），１２ＧＢ（Ｂ２方向に回転）を介して、ギア１３ＧＣが反時計回り（Ｃ２方向）に回転する。このとき、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチ（図示せず）は、巻き取りとは逆方向の回転で接続状態となる（「ギア１３ＧＣの回転数＞ギア１３ＧＤの回転数」）ため、ギア１３ＧＣからシャフト１３へ動力が伝達される。これにより、ギア１３ＧＤが反時計回り（Ｄ２方向）に回転し、ギア１４ＧＥ，１５ＧＦ，１６ＧＨは、時計回り（Ｅ２方向、Ｆ２方向、Ｈ２方向）に回転する。

かかるギア連結方法によって、ギア１１ＧＡと、ギア１４ＧＥ，１５ＧＦの回転数を、「ギア１１ＧＡの回転数＜ギア１４ＧＥ（または１５ＧＦ）の回転数」を満たすように設定しておく（後述の（２）式を満たす）。このようにすることで、ドラム１１Ｄよりもリール１４Ｌ〜１５Ｒが高速で回転する。

テープ２８Ｌ〜２９Ｒは、ドラム１１Ｄから一定量ずつ繰り出されていき、繰り出された分がリール１４Ｌ〜１５Ｒにより巻き取られる。ここで、ドラム１１Ｄよりも速くリール１４Ｌ〜１５Ｒが回転するため、テープ２８Ｌ〜２９Ｒが適切なテープテンションを維持され、たるみなくリール１４Ｌ〜１５Ｒに巻き取られる。また、巻き取るテープ２８Ｌ〜２９Ｒがない状態で発生するリール１４Ｌ〜１５Ｒの回転は、シャフト１４，１５上のトルクリミッタ（図示せず）の滑りにより解消される。このトルクリミッタの滑りがテープテンションとなる。

一方、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチ（図示せず）は、常にフリー状態となるよう配置されている。しかし、ギア１６ＧＩは、ギア１１ＧＡと接続されているため、ドラム１１Ｄの速度で回転している。このとき、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチ（図示せず）は、外輪側を、ギア１６ＧＩから動力が伝達される内輪側よりも常に速くなるようにし（「ギア１６ＧＨの回転数＞ギア１６ＧＩの回転数」）、外輪側が時計回り時に切断状態（フリー状態）となるようにする。このようにすることで、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチでは動力が伝わらない切断状態（フリー状態）となる。

［ギア比の導出手順］
次に、本実施例に係るギア比の導出手順について説明する。以下では、先ず、巻き戻し動作時におけるギア比の条件を導出し、次に、巻き取り時におけるギア比の条件を導出する。巻き戻し動作とは、ドラム１１Ｄが、巻き取ったテープ２８Ｌ〜２９Ｒを繰り出して、リール１４Ｌ〜１５Ｒに巻き戻す動作である。巻き取り動作とは、ドラム１１Ｄが、リール１４Ｌ〜１５Ｒから供給されるテープ２８Ｌ〜２９Ｒを巻き取る動作である。

（巻き戻し動作時におけるギア比の設定）
以下、巻き戻し動作時におけるギア比の導出手順について説明する。巻き戻し時において、ギア１１ＧＡとギア１４ＧＥ，１５ＧＦの回転数を「ギア１１ＧＡの回転数＜ギア１４ＧＥ（またはギア１５ＧＦ）の回転数」と設定する。このギア比の条件は、以下のように導出される。なお、以下において、ギア比の設定の際に「ギア１４ＧＥ」または「ギア１５ＧＦ」とすることができるのは、「ギア１４ＧＥ」と「ギア１５ＧＦ」とが同様のギアであるためである。

テープ２８Ｌ〜２９Ｒの速度をＶ［ｍｍ／ｓ］とした場合、ドラム１１Ｄの直径Ｄ［ｍｍ］に応じたテープ２８Ｌ〜２９Ｒの速度Ｖは、ドラム１１Ｄの回転数ＲＤ［ｒｐｓ］を用いて、下記（１）式のようになる。

（数１）
Ｖ＝Ｄ×ＲＤ×π ・・・（１）
ただし、
Ｄ［ｍｍ］：ドラム１１Ｄの直径
ＲＤ［ｒｐｓ］：ドラム１１Ｄの回転数

ここで、テープ２８Ｌ〜２９Ｒの速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］を他の搬送部と同一の速度にするため、ドラム直径Ｄ［ｍｍ］に応じてドラムの回転数ＲＤ［ｒｐｓ］を変化させている。このため、テープ２８Ｌ〜２９Ｒの速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］は、下記（２）式の値の範囲となる。

（数２）
Ｖ＝Ｄ０×ＲＤ０×π〜Ｄｍ×ＲＤｍ×π ・・・（２）
ただし、
Ｄ０［ｍｍ］：テープ２８Ｌ〜２９Ｒの巻き取り量が０の時のドラム１１Ｄの直径
Ｄｍ［ｍｍ］：テープ２８Ｌ〜２９Ｒの最大（限界）巻き取り時のドラム１１Ｄの直径（紙幣も含む）
ＲＤ０［ｒｐｓ］：テープ２８Ｌ〜２９Ｒの巻き取り量が０の時のドラム１１Ｄの回転数
ＲＤｍ［ｒｐｓ］：テープ２８Ｌ〜２９Ｒの最大（限界）巻き取り時のドラム１１Ｄの回転数（紙幣も含む）

一方、リール１４Ｌ〜１５Ｒのテープ速度Ｖｒ［ｍｍ／ｓ］は、テープ２８Ｌ〜２９Ｒの速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］以上に設定しないとテープ緩みが発生するため、下記（３）式を満たすようにリール１４Ｌ〜１５Ｒを回転させる。

（数３）
Ｖ≦Ｖｒ ・・・（３）

リールのテープ速度Ｖｒ［ｍｍ／ｓ］は、ドラム１１Ｄのテープ速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］と同様に、下記（４）式の値の範囲となる。

（数４）
Ｖｒ＝ｄ×Ｒｄ×π＝ｄ０×Ｒｄ０×π〜ｄｍ×Ｒｄｍ×π ・・・（４）
ただし、
ｄ［ｍｍ］：リール１４Ｌ〜１５Ｒの直径
ｄ０［ｍｍ］：リール１４Ｌ〜１５Ｒのテープなし時の直径
ｄｍ［ｍｍ］：リール１４Ｌ〜１５Ｒのテープ巻取最大（限界）時の直径
Ｒｄ［ｒｐｓ］：リール１４Ｌ〜１５Ｒの回転数
Ｒｄ０［ｒｐｓ］：リール１４Ｌ〜１５Ｒのテープなしの直径の時のリールの回転数
Ｒｄｍ［ｒｐｓ］：リール１４Ｌ〜１５Ｒのテープ巻取最大（限界）の直径の時のリールの回転数

すなわち、上記（４）式を書き直した、下記（５）式を満たすギア比連結を行う。ただし、下記（５）式において、［＊］は、＊の値の範囲のうちから選択された任意の１つの値を表す。

（数５）
Ｖ≦Ｖｒ
＝［Ｄ０×ＲＤ０〜Ｄｍ×ＲＤｍ］×π≦［ｄ０×Ｒｄ０〜ｄｍ×Ｒｄｍ］×π
⇔［Ｄ０×ＲＤ０〜Ｄｍ×ＲＤｍ］≦［ｄ０×Ｒｄ０〜ｄｍ×Ｒｄｍ］ ・・・（５）

ここで、ドラム１１Ｄの巻取最大（限界）時の回転数が一番遅い回転となり、リール１４Ｌ〜１５Ｒのテープなし時（図７Ａ参照）が一番早い回転を必要となる。つまり、ドラム１１Ｄのテープなし時の回転数は巻取最大（限界）時より速く、リール１４Ｌ〜１５Ｒの巻取最大（限界）時の必要回転数はテープなし時より遅いため、上記（５）式から、下記（６）式のように、リール１４Ｌ〜１５Ｒのテープ速度Ｖｒ［ｍｍ／ｓ］の上限が求まる。図７Ａは、実施例に係る紙葉類収容装置においてテープがドラムに全て巻き取られた状態を示す模式図である。

（数６）
Ｖ≦Ｖｒ＝Ｄｍ×ＲＤｍ≦ｄ０×Ｒｄ０ ・・・（６）

リール１４Ｌ〜１５Ｒの回転数Ｒｄ［ｒｐｓ］は、ドラム１１Ｄとのギア連結で決まるものであるから、下記（７）式のように表される。

（数７）
Ｒｄ＝Ｚ×ＲＤ ・・・（７）
ただし、
Ｚ：ドラム１１Ｄとリール１４Ｌ〜１５Ｒのギア比

リール１４Ｌ〜１５Ｒにテープ２８Ｌ〜２９Ｒがない状態の時がドラム１１Ｄの直径が最大となり（図７Ａ参照）、リール１４Ｌ〜１５Ｒにテープ２８Ｌ〜２９Ｒが最大量巻き取られている時はドラム１１Ｄにテープがない状態（図７Ｂ参照）である。ゆえに、下記（８−１）式及び（８−２）式が成り立つ。図７Ｂは、実施例に係る紙葉類収容装置においてテープがドラムに巻き取られていない状態を示す模式図である。

（数８）
Ｒｄ０＝Ｚ×ＲＤｍ ・・・（８−１）
Ｒｄｍ＝Ｚ×ＲＤ０ ・・・（８−２）

上記（６）式に上記（８−１）式及び（８−２）式を代入すると、下記（９）式のように、ギア比Ｚの最小値が求まる。

（数９）
Ｖ≦Ｖｒ
⇔Ｄｍ×ＲＤｍ≦ｄ０×Ｒｄ０
⇔Ｄｍ×ＲＤｍ≦ｄ０×Ｚ×ＲＤｍ
⇔Ｄｍ≦ｄ０×Ｚ
⇔Ｚ≧Ｄｍ／ｄ０ ・・・（９）

本実施例では、具体的には、上記（９）式に基づき、下記（１０）式のようにギア比を設定することになる。

（数１０）
Ｚ＝（ギア１１ＧＡのギア数／ギア１３ＧＣのギア数）×（ギア１３ＧＤのギア数／ギア１４ＧＥ（またはギア１５ＧＦ）のギア数） ・・・（１０）

（巻き取り動作時におけるギア比の設定）
以下、巻き取り動作時におけるギア比の導出手順について説明する。巻き取り時に、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチにおいて、ドラム１１Ｄから伝達される回転数が、リール１４Ｌ〜１５Ｒから伝達される回転数を常に上回る条件は、下記（１１）式のようになる。

（数１１）
ＣＲＤ１≧ＣＲｄ１ ・・・（１１）
ただし、
ＣＲＤ１：ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチにドラム１１Ｄから伝達される回転の回転数
ＣＲｄ１：ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチにリール１４Ｌ〜１５Ｒから伝達される回転の回転数

このようにすることで、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチの速度差は、常にドラム１１Ｄ側が速くなり、外輪側が時計回りに回転し、内輪側が空転（フリー状態）が維持される。ここで、リール１４Ｌ〜１５Ｒがテープ２８Ｌ〜２９Ｒにより連れ回ることで回転する速度は、ドラム１１Ｄによるテープ速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］で決まり、テープ速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］は一定に保たれるため、上記（１）式、（４）式、（１１）式から、下記（１２）式を満たす。

（数１２）
ＣＲＤ１≧ＣＲｄ１
⇔Ｖ／（Ｄ×π）×Ｚ１≧Ｖｒ／（ｄ×π）×Ｚ２
⇔Ｖ／（Ｄ×π）×Ｚ１≧Ｖ／（ｄ×π）×Ｚ２
⇔ＲＤ×Ｚ１≧（Ｄ×ＲＤ×π）／（ｄ×π）×Ｚ２
⇔Ｚ１≧Ｄ／ｄ×Ｚ２ ・・・（１２）
ただし、
Ｚ１：ドラム１１Ｄからギア１３ＧＣのワンウェイクラッチまでのギア比
Ｚ２：リール１４Ｌ〜１５Ｒからギア１３ＧＣのワンウェイクラッチまでのギア比（ワンウェイクラッチから見た場合は「１／Ｚ２」となる）

上記（１２）式では、Ｄｍかつｄ０のとき（ドラム１１Ｄが全てのテープ２８Ｌ〜２９Ｒを巻き取ったとき、図７Ａ参照）が一番厳しい条件であるから、上記（１２）式から下記（１３）式が成り立つ。

（数１３）
ＣＲＤ１≧ＣＲｄ１
⇔Ｚ１≧Ｄ／ｄ×Ｚ２
⇔Ｚ１≧Ｄｍ／ｄ０×Ｚ２ ・・・（１３）

上記（９）式、（１３）式から分かるように、Ｚ＝Ｚ１／Ｚ２とすると、下記（１４）式が成り立つ。

（数１４）
Ｚ≧Ｄｍ／ｄ０
⇔Ｚ１×（１／Ｚ２）≧Ｄｍ／ｄ０ ・・・（１４）

次に、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチが、常にリール１４Ｌ〜１５Ｒから伝達される回転数が、ドラム１１Ｄから伝達される回転数を上回る条件は、下記（１５）式のようになる。

（数１５）
ＣＲｄ２≧ＣＲＤ２ ・・・（１５）
ただし、
ＣＲｄ２：ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチにリール１４Ｌ〜１５Ｒから伝達される回転の回転数
ＣＲＤ２：ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチにドラム１１Ｄから伝達される回転の回転数

このようにすることで、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチの速度差は、常にリール１４Ｌ〜１５Ｒ側が速くなり、外輪側が反時計回りに回転し、内輪側と接続する状態が維持される。ここで、リール１４Ｌ〜１５Ｒがテープ２８Ｌ〜２９Ｒにより連れ回ることで回転する速度Ｖｒ［ｍｍ／ｓ］は、上記（４）式、（１５）式から、下記（１６）式を満たす。

（数１６）
ＣＲｄ２≧ＣＲＤ２
⇔Ｖｒ／（ｄ×π）×（Ｚ２×Ｚ４）≧ＲＤ×Ｚ３
⇔Ｖ／（ｄ×π）×（Ｚ２×Ｚ４）≧ＲＤ×Ｚ３
⇔ＲＤ×Ｄ×π／（ｄ×π）×（Ｚ２×Ｚ４）≧ＲＤ×Ｚ３
⇔Ｄ／ｄ×（Ｚ２×Ｚ４）≧Ｚ３
⇔Ｚ２×Ｚ４≧ｄ／Ｄ×Ｚ３ ・・・（１６）
ただし、
ＣＲＤ２：ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチのドラム側回転数
ＣＲｄ２：ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチのリール側回転数
Ｚ３：ドラム１１Ｄからギア１６ＧＨのワンウェイクラッチまでのギア比
Ｚ４：ギア１３ＧＤからギア１６ＧＨのワンウェイクラッチまでのギア比（ワンウェイクラッチから見た場合は「１／Ｚ４」）

上記（１６）式は、Ｄｍかつｄ０のとき（ドラム１１Ｄが全てのテープ２８Ｌ〜２９Ｒを巻き取ったとき、図７Ａ参照）が一番厳しい条件であるから、上記（１６）式から下記（１７）式が成り立つ。

（数１７）
Ｚ２×Ｚ４≧ｄ／Ｄ×Ｚ３
⇔Ｚ２×Ｚ４≧ｄｍ／Ｄ０×Ｚ３ ・・・（１７）

上記（１７）式を満たすことにより、ギア１６ＧＨにおいてリール連れ回りの回転数がドラム１１Ｄによる回転数を常に上回り、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチにおいて、外輪側が反時計回りに回転し、内輪側と接続する状態が維持される。

本実施例では、具体的には、上記（１７）式に基づき、下記（１８−１）式〜（１８−５）式のようにギア比を設定することになる。

（数１８）
Ｚ＝（ギア１１ＧＡのギア数／ギア１３ＧＣのギア数）×（ギア１３ＧＤのギア数／ギア１４ＧＥ（またはギア１５ＧＦ）のギア数） ・・・（１８−１）
ただし、
Ｚ１＝ギア１１ＧＡのギア数×ギア１３ＧＣのギア数 ・・・（１８−２）
Ｚ２＝ギア１４ＧＥ（またはギア１５ＧＦ）のギア数×ギア１３ＧＤのギア数 ・・・（１８−３）
Ｚ３＝ギア１１ＧＡのギア数×ギア１６ＧＩのギア数 ・・・（１８−４）
Ｚ４＝ギア１３ＧＤのギア数×ギア１６ＧＨのギア数 ・・・（１８−５）

さらに、上記（１８−１）式〜（１８−５）式のようにギア比を設定し、かつ、巻き戻し時において、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチは、常にドラム１１Ｄから伝達される回転数が、リール１４Ｌ〜１５Ｒから伝達される回転数を上回るように、ギア比の制約条件を設定する。ここで、巻き戻し時は、リール１４Ｌ〜１５Ｒの連れ回りがないため、上記（１４）式の条件により、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチの速度については、ドラム１１Ｄから伝達される回転数が、リール１４Ｌ〜１５Ｒから伝達される回転数よりも常に速くなるため、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチが、外輪側が反時計回りに回転し、内輪側と接続する状態が維持される。

一方、巻き戻し時は、巻き取り時とは異なり、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチにおいて、ドラム１１Ｄから伝達される回転と、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチで接続される回転とが衝突する。この際、巻き取り時と同様に、ギア１３ＧＣのワンウェイクラッチを介したリール１４Ｌ〜１５Ｒから伝達される回転数が、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチを介したドラム１１Ｄから伝達される回転数を上回るように、下記（１９）式を満たすようにギア比を設定する。このようにギア比を設定することで、ギア１６ＧＨのワンウェイクラッチは常に外輪側が時計回りに回転し、内輪側が空転（フリー状態）となるため、回転の矛盾を回避できる。

（数１９）
ＣＲｄ２≧ＣＲＤ２
⇔ＲＤ×（Ｚ１×Ｚ４）≧ＲＤ×Ｚ３
⇔Ｚ１×Ｚ４≧Ｚ３ ・・・（１９）

以上から、ギア比の設定条件は、次のようになる。

（数２０）
Ｚ１×（１／Ｚ２）≧Ｄｍ／ｄ０ ・・・（２０−１）
Ｚ２×Ｚ４≧ｄｍ／Ｄ０×Ｚ３ ・・・（２０−２）
Ｚ１×Ｚ４≧Ｚ３ ・・・（２０−３）
ただし、
Ｚ１＝ギア１１ＧＡのギア数×ギア１３ＧＣのギア数
Ｚ２＝ギア１４ＧＥ（またはギア１５ＧＦ）のギア数×ギア１３ＧＤのギア数
Ｚ３＝ギア１１ＧＡのギア数×ギア１６ＧＩのギア数
Ｚ４＝ギア１３ＧＤのギア数×ギア１６ＧＨのギア数

上記（２０−１）式〜（２０−３）式のようにギア比を設定することにより、図８Ａに示すように、巻き取り動作時において、ドラム１１Ｄの反時計回りの回転によるテープ２８Ｌ〜２９Ｒの供給によるリール１４Ｌ〜１５Ｒの連れ回りによる回転力をドラム１１Ｄの回転に伝達してドラム１１Ｄの回転を補助できる。図８Ａは、実施例に係る紙葉類収容装置の巻き取り動作時におけるギアの回転の伝達を示す模式図である。

また、上記（２０−１）式〜（２０−３）式のようにギア比を設定することにより、図８Ｂに示すように、巻き戻し動作時において、各ギア間で矛盾なく回転が伝達される。図８Ｂは、実施例に係る紙葉類収容装置の巻き戻し動作時におけるギアの回転の伝達を示す模式図である。

よって、以上の実施例によれば、巻き取り動作時において、ドラム１１Ｄの回転によるテープ２８Ｌ〜２９Ｒの供給によって発生するリール１４Ｌ〜１５Ｒの連れ回りの回転力をドラム１１Ｄの回転に回生することで、巻き取り動作時におけるモータ負荷等を低減する。

図９は、従来技術と比較した場合の、巻取ドラムによるテープの巻き取り時における巻取ドラムの巻取直径と、リールからテープを引き出す際の引き出し負荷との関係を示す図である。

図９に示すように、巻き取り動作時においては、ドラム１１Ｄの巻取直径が大きくなればなるほど、ドラム１１Ｄを駆動するモータ等のドラム駆動機構３０の負荷が大きくなる。図７Ｂに示す、巻き取り動作開始前においてテープがドラムに巻き取られていない状態から、図７Ａに示す、巻き取り動作開始後においてテープがドラムに全て巻き取られた状態に至る過程で、ドラム１１Ｄの巻取直径が大きくなる。本実施例では、巻き取り動作時において、従来技術と比べ、図９において一点鎖線で示すように、巻取直径に比例するモータ負荷の増大が、実線で示す従来技術と比べて低減される。その一方で、本実施例では、図９において破線で示すように、巻き戻し動作時において、巻取直径に比例するモータ負荷の増大は、従来技術と同様になる。

このため、モータ等のドラム駆動機構３０の負荷が低減されることから、同一出力のモータ等ではより高速に巻き取り動作を行うことができる。あるいは、ドラム１１Ｄの巻取直径がより大きくなっても駆動負荷が低減されることから、より多くのテープを巻き取ることができ、紙葉類収容装置５の収容量を増加させることができる。

または、より低出力の安価なモータ等のドラム駆動機構３０を用いて、従来技術と同様の速さで巻き取り動作を行うことができ、省エネルギー化、低コスト化を図ることができる。また、より低出力のモータ等のドラム駆動機構３０はより小型であるので、ドラム駆動機構３０及び紙葉類収容装置５の小型化を図ることができる。

また、以上の実施例では、従来技術と比較して、巻き取り動作時にリール軸が回転することでトルクリミッタの作動回転数が小さくなり、トルクリミッタを作動させるための力が低減されることから、低回転及び高寿命である低コストのトルクリミッタが使用可能となる。

（変形例）
以上の実施例では、第１のワンウェイクラッチをギア１３ＧＣに配置し、第２のワンウェイクラッチをギア１６ＧＨに配置している。しかし、これに限らず、ドラム軸（シャフト１１）上に第１のワンウェイクラッチを配置してもよい。ドラム軸（シャフト１１）上に第１のワンウェイクラッチを配置する場合は、ギア比Ｚ１＝１となる。

また、以上の実施例では、モータ等のドラム駆動機構３０の駆動力を、ドラム軸（シャフト１１）に対して入力するが、これに限らず、ギア１１ＧＡ，１２ＧＢ，１３ＧＣ，１６ＧＩ等の少なくともいずれかに対して駆動力を入力してもよい。

また、以上の実施例では、ギア１１ＧＡ，１２ＧＢ，１３ＧＣ，１３ＧＤ，１６ＧＩ，１６ＧＨにより回転力の伝達を行うが、これに限らず、ベルト、駆動チェーン等により回転力の伝達を行ってもよい。

以上の実施例で例示した各部の構成は、開示の技術に係る紙葉類収容装置及び紙葉類収容方法の技術範囲を逸脱しない程度に変更又は省略可能である。また、実施例は例示に過ぎず、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の態様も、開示の技術に含まれる。

１ 紙幣取扱装置
２ 紙幣
３ 入出金部
４ 鑑別部
５ 一時収容部
５ 紙葉類収容装置
６ 格納部
７ 搬送機構
７ａ 搬送路
８ 制御部
１１ シャフト
１１ＧＡ ギア
１１Ｄ ドラム
１２ シャフト
１２ＧＢ ギア
１３ シャフト
１３ＧＣ，１３ＧＤ ギア
１４ シャフト
１４ＧＥ ギア
１４Ｌ，１４Ｒ リール
１５ シャフト
１５ＧＦ ギア
１５Ｌ，１５Ｒ リール
１６ シャフト
１６ＧＨ，１６ＧＩ ギア
２０ 搬入出部
２１Ｌ，２１Ｒ，２２Ｌ，２２Ｒ，２３Ｌ，２３Ｒ，２４Ｌ，２４Ｒ プーリ
２８Ｌ，２８Ｒ，２９Ｌ，２９Ｒ テープ
３０ ドラム駆動機構

Claims (6)

1. 巻回された帯状材を供給するリールと、
   前記リールから供給された前記帯状材とともに紙葉類を巻き取るドラムと、
   前記ドラムの回転による前記帯状材の巻き取りの際に、前記巻き取りに連れ回る前記リールの回転を前記ドラムに伝達して前記ドラムの回転を補助する伝達部と
   を備えたことを特徴とする紙葉類収容装置。
2. 前記ドラムの回転を駆動する駆動部と、
   前記伝達部が、前記駆動部による前記ドラムの回転が伝達される第１の伝達部材と、前記第１の伝達部材に設けられた第１のワンウェイクラッチと、第２の伝達部材と、前記第２の伝達部材に設けられた第２のワンウェイクラッチとを有し、
   前記ドラムの回転による前記帯状材の巻き取りの際に、
   前記第１のワンウェイクラッチは、前記第１の伝達部材から前記第２の伝達部材へ前記ドラムの回転を伝達せず遮断するとともに、前記リールから前記第２の伝達部材へ前記巻き取りに連れ回る前記リールの回転を伝達し、
   前記第２のワンウェイクラッチは、前記第２の伝達部材から前記ドラムへ前記ドラムの回転と同一回転方向に前記リールの回転を伝達する
   ことを特徴とする請求項１に記載の紙葉類収容装置。
3. 前記ドラムの回転による前記リールへの前記帯状材の巻き戻しの際に、
   前記第１のワンウェイクラッチは、前記第１の伝達部材から前記リールへ前記リールの前記帯状材の巻き戻しと同一回転方向に前記ドラムの回転を伝達するとともに、前記第１の伝達部材から前記第２の伝達部材へ前記ドラムの回転を伝達し、
   前記第２のワンウェイクラッチは、前記第２の伝達部材から前記ドラムへ、前記第１の伝達部材から伝達された前記ドラムの回転を伝達せず遮断する
   ことを特徴とする請求項２に記載の紙葉類収容装置。
4. 少なくとも２つの前記リールを備え、
   前記ドラムは、各リールから供給された前記帯状材により前記紙葉類が挟持された状態で前記紙葉類を巻き取る
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の紙葉類収容装置。
5. 前記第１の伝達部材及び前記第２の伝達部材は、ギアである
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の紙葉類収容装置。
6. リールから供給された帯状材とともに紙葉類をドラムで巻き取り、
   前記ドラムの回転による前記帯状材の巻き取りの際に、前記巻き取りに連れ回る前記リールの回転を前記ドラムに伝達して前記ドラムの回転を補助する
   ことを含んだことを特徴とする紙葉類収容方法。

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