JP6810320B2 - 硬貨選別装置 - Google Patents

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Description

本発明は、硬貨選別装置に関するものである。
従来、スロープ面を有する通路部に沿って重力によって上流から下流に向けて導かれた硬貨を種類ごとに振り分けて異なる位置に排出させることを目的とした硬貨選別機が知られている(特許文献1参照)。
特許文献1に記載された硬貨選別機は、重力の作用により溝に沿って回転しながら移動して来る硬貨の上端部にR面を接触させて、硬貨を垂直軸回りに傾かせつつ、硬貨の下端部を溝から滑り落とすものである。
実開昭53−17288号公報
しかしながら、特許文献1に記載された硬貨選別機は、硬貨を高速で選別することについては考慮されておらず、落下する際の硬貨の速度ベクトルや姿勢がまちまちであることに起因して、複数種類ある硬貨のそれぞれを意図する位置に落下させることが困難になる場合が生じる等の問題があり、硬貨を高速で選別する際の選別精度を改善する余地がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、複数種類の硬貨を精度良く高速で選別できる硬貨選別装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、以下の構成によって把握される。
(1)本発明の硬貨選別装置は、外壁とスロープ面とを有する通路部に沿って重力によって上流から下流に向けて導かれた硬貨を種類ごとに振り分けて前記外壁とは反対側の異なる落下位置に落下させる硬貨選別装置であって、前記通路部は、上部に、前記通路部に沿って、種類ごとに異なる硬貨の外径に応じて段階的に前記スロープ面からの高さが低くなっていく位置に設けられた複数の突出部を備え、下部に、前記通路部に沿って連続し、前記通路部の内側に設けられ、硬貨が乗り越えて前記落下位置に落下可能な高さで形成された内壁と、を備え、前記通路部は、前記突出部が設けられた位置より上流側に、前記通路部の外側から内側に向けて空気を吹き出す第1吹出部を有し、前記第1吹出部は、最も大きい種類の硬貨を通す隙間を前記外壁との間に有し、最も小さい種類の硬貨の外径より高い位置より上部の内側を覆う遮蔽体を備え、最も軽い種類の硬貨のみを、前記通路部の内側に落下させるように、前記空気の吹出力を制御する
)上記(1)の構成において、前記通路部は、前記突出部が設けられた位置より上流側に、平面視において曲線状に曲がったカーブ部を有する。
)上記()の構成において、前記カーブ部は、平面視において、曲率が上流側から下流側に行くにつれて次第に小さくなるクロソイド曲線状に曲がった部分を含む
ことを特徴とする請求項5に記載の硬貨選別装置。
)上記()又は()の構成において、前記カーブ部は、前記外壁に前記カーブ部に沿って、硬貨が点接触するように形成された角部を有する逃げ溝を備える。
)上記(1)から()のいずれかの構成において、前記スロープ面は、勾配が上流側から下流側に行くにつれて次第に急になるように変化する部分を含む。
)上記(1)から()のいずれかの構成において、前記通路部は、前記突出部が設けられた位置に対応する位置に、前記通路部の外側から内側に向けて前記通路部に沿って均等に空気を吹き出す第2吹出部を有する。
(7)上記()の構成において、前記第2吹出部は、前記空気の気流を前記通路部に沿う方向から前記通路部の外側から内側に向けた方向に偏向するダクトを有する。
)上記(1)から()のいずれかの構成において、前記通路部は、上流側に、硬貨が導入される導入部を有し、前記導入部は、導入された硬貨を上部から下部に向けて付勢することで硬貨の挙動を安定させるための付勢部を有する。
本発明によれば、複数種類の硬貨を精度良く高速で選別できる硬貨選別装置を提供できる。
実施形態に係る硬貨選別装置の斜視図である。 実施形態に係る硬貨選別装置の斜視図であり、図1とは反対方向からみた図である。 実施形態に係る硬貨選別装置の平面図である。 実施形態に係る硬貨選別装置の正面図である。 実施形態に係る硬貨選別装置の右側面図である。 実施形態に係る硬貨選別装置の左側面図である。 実施形態に係る硬貨選別装置の底面図である。 図3におけるD矢視断面図である。 図3におけるE矢視断面図である。 図3におけるF矢視断面図である。 図3におけるG矢視断面図である。 図3におけるH矢視断面図である。
(実施形態)
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態(以下、実施形態)について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ符号が付される。また、以下では、特に説明がない限り、重力作用方向を下部とし、重力作用方向とは逆方向を上部とし、通路部10に対して硬貨Cが落下する側(図3において通路部10に囲まれた中央側)を内側とし、その反対側を外側とし、通路部10における硬貨Cの流れ方向を基準として落下位置P側を下流側、その反対側を上流側とする。
図1は、硬貨選別装置100の斜視図である。図2は、硬貨選別装置100の斜視図であり、図1とは反対方向からみた図である。図3は、硬貨選別装置100の平面図である。図4は、硬貨選別装置100の正面図である。図5は、硬貨選別装置100の右側面図である。図6は、硬貨選別装置100の左側面図である。図7は、硬貨選別装置100の底面図である。図8は、図3におけるD矢視断面図である。図9は、図3におけるE矢視断面図である。図10は、図3におけるF矢視断面図である。図11は、図3におけるG矢視断面図である。図12は、図3におけるH矢視断面図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る硬貨選別装置100は、例えば、無作為に投入された複数種類の硬貨Cを順次一列に整列させて搬出する硬貨受入装置(不図示)から搬出された硬貨Cを、外壁11とスロープ面12とを有する通路部10を通して重力によって上流から下流に向けて導き、硬貨Cを種類ごとに振り分けて、外壁11とは反対側の異なる落下位置Pに落下させるものである。
なお、硬貨Cは、日本国で用いられるものであり、外径の大きい方から順に、500円玉C500、10円玉C10、100円玉C100、5円玉C5、50円玉C50及び1円玉C1の6種類である。また、硬貨Cは、重い方から順に、500円玉C500、100円玉C100、10円玉C10、50円玉C50、5円玉C5及び1円玉C1である。本実施形態に係る硬貨選別装置100は、主に、硬貨Cの外径の大きさの違いと重さの違いを利用して、硬貨Cを種類ごとに振り分けて選別する。
(通路部)
通路部10は、外壁11とスロープ面12と内壁13と突出部14とを有する。
外壁11は、内側から外側に向けて傾斜した状態で設けられる。これにより、通路部10を転動する硬貨Cを内側から外側に向けて傾斜した状態で通路部10に沿って上流側から下流側に向けて誘導できる。
通路部10は、図1及び図12等に示すように、上流側に、硬貨Cが導入される導入部50を有する。
導入部50は、導入された硬貨Cを上部から下部に向けて付勢することで硬貨Cの挙動を安定させるための付勢部51を有する。
導入部50における内壁13は、挙動が不安定な硬貨Cが内側に移動して落下しないようにするため、硬貨Cの外径より高く設定してよい。
付勢部51は、図1、図2及び図4等に示すように、シーソー状のレバーであり、レバーの中央部が、通路部10の上部に取り付けられた水平な回転軸に回動自在に設けられ、上流側に配置された一端が引張ばね52によって緩やかに引っ張られ、下流側に配置された他端が下部に向けて付勢される。
したがって、導入部50に導入された硬貨Cが、通路部10の外壁11やスロープ面12や内壁13に当たって飛んだり跳ねたりして挙動が不安定となっても、付勢部51によって上部から下部に向けて付勢されるので、付勢部51が硬貨Cの運動エネルギーを吸収し、挙動を安定させる。
よって、硬貨Cにおける通路部10に沿う速度成分以外の速度成分を素早く小さくすることができ、硬貨Cを、挙動が安定した状態で、通路部10に沿って誘導できる。
通路部10は、上部に、通路部10に沿って、種類ごとに異なる硬貨Cの外径に応じて段階的にスロープ面12からの高さが低くなっていく位置に設けられた複数の突出部14を備える。
通路部10は、図3に示すように、突出部14が設けられた位置より上流側に、平面視において曲線状に曲がったカーブ部40を有する。通路部10が、平面視においてカーブ部40を有することにより、通路部10が平面視において落下位置Pを囲むように配置され、平面的なスペースをコンパクトにでき、硬貨選別装置100を関連する他の装置に対して組み込み易くできる。
また、カーブ部40は、図3に示すように、平面視において、曲率が上流側から下流側に行くにつれて次第に小さくなるクロソイド曲線状に曲がった部分を含んでもよい。
このように、カーブ部40をクロソイド曲線状に曲がった部分とすることで、下流側にある先行する硬貨Cを加速させることができ、上流側にある後続の硬貨Cと下流側にある先行する硬貨Cとの間隔(ピッチ)を確保できる。
これにより、硬貨Cの種類ごとに速度が異なることに起因して先後の硬貨C同士が衝突したり、重なったりすることを抑制できる。
よって、硬貨Cが通路部10に沿って間を置かずに次々と雪崩れ込むように流れてきても、各硬貨Cの転動速度を高く確保できるとともに、硬貨Cを1枚ずつ確実に落下位置Pに落下させることができるので、選別精度を確保できる。
また、カーブ部40は、外壁11に、カーブ部40に沿って、硬貨Cが点接触するように形成された角部eを有する逃げ溝gを備える。
角部eは、スロープ面12からの高さが、複数種類の硬貨Cの中で最も小さい外径を有する1円玉C1の外径より低くなるような位置に、通路部10に沿って連続して設けられる。そして、逃げ溝gは、幅Wを持って形成される。
これにより、硬貨Cがカーブ部40に沿って向きを変えながら転動する際に、硬貨Cの上下方向における中央部分が外壁11に接触することなく、硬貨Cの上部または下部が外壁11における逃げ溝gの角部eに点接触しながら転動することになるので、摩擦抵抗が低減される。よって、硬貨Cは、カーブ部40に沿って円滑に転動できる。
また、スロープ面12は、勾配が上流側から下流側に行くにつれて次第に急になるように変化する部分を含んでもよい。
このように、スロープ面12の勾配を上流側から下流側に行くにつれて次第に急になるように変化させることによっても、下流側にある先行する硬貨Cを加速させることができ、上流側にある後続の硬貨Cと下流側にある先行する硬貨Cとの間隔(ピッチ)を確保できる。
これにより、硬貨Cの種類ごとに速度が異なることに起因して先後の硬貨C同士が衝突したり、重なったりすることを抑制できる。
よって、硬貨Cが通路部10に沿って間を置かずに次々と雪崩れ込むように流れてきても、各硬貨Cの転動速度を高く確保できるとともに、硬貨Cを1枚ずつ確実に落下位置Pに落下させることができるので、選別精度を確保できる。
スロープ面12は、内側から外側に向けて下降するように傾斜してもよい。これにより、スロープ面12の上を転動する硬貨Cの姿勢が内側から外側に向けて傾いた状態となり、硬貨Cに作用する重力により、硬貨Cを内側から外側の外壁11に向けて付勢できるので、硬貨Cが内側に落下することを抑制できる。
突出部14は、図1、図2、図3、図5及び図8に示すように、外壁11の上部に、内側に向けて突出するように設けられる。
具体的には、通路部10は、図4に示すように、上流から下流に向けて順に、第1突出部141、第2突出部142、第3突出部143、第4突出部144を備える。
また、スロープ面12から第1突出部141までの高さh1と、スロープ面12から第2突出部142までの高さh2と、スロープ面12から第3突出部143までの高さh3と、スロープ面12から第4突出部144までの高さh4との関係は、h1>h2>h3>h4となっている。
そして、高さh1は、500円玉C500の外径より小さく、10円玉C10の外径より大きい寸法であり、高さh2は、10円玉C10の外径より小さく、100円玉C100の外径より大きい寸法であり、高さh3は、100円玉C100の外径より小さく、5円玉C5の外径より大きい寸法であり、高さh4は、5円玉C5の外径より小さく、50円玉C50の外径より大きい寸法である。
これにより、図1に示すように、通路部10によって導かれた硬貨Cが、外径が最も大きい500円玉C500である場合、500円玉C500が通路部10を下流に向けて転動していくと、500円玉C500の上端部が最も上流側にある第1突出部141に掛かり、運動方向が内側に偏向されて、落下位置P1に向けて落下する。
同様に、10円玉C10である場合、10円玉C10の上端部が二番目に上流側にある第2突出部142に掛かり、運動方向が内側に偏向されて、落下位置P2に向けて落下する。
同様に、100円玉C100である場合、100円玉C100の上端部が三番目に上流側にある第3突出部143に掛かり、運動方向が内側に偏向されて、落下位置P3に向けて落下する。
同様に、5円玉C5である場合、5円玉C5の上端部が最も下流側にある第4突出部144に掛かり、運動方向が内側に偏向されて、落下位置P4に向けて落下する。
そして、50円玉C50である場合、第1突出部141から第4突出部144のいずれの突出部14にも掛からず、通路部10に沿って直進し、落下位置P5に向けて落下する。
また、突出部14は、内側に面する湾曲面を有しており、図3示すように、平面視において、通路部10の上流側から下流側に行くにつれて突出するように配置される。これにより、通路部10に沿って転動して来る硬貨Cの縁端部が突出部14の湾曲面に接する際に、硬貨Cの向きを、通路部10に沿う方向から落下位置Pに向かう方向に滑らかに偏向でき、落下位置Pに素早く確実に落下させることができる。
通路部10は、図8に示すように、下部に、通路部10に沿って連続し、通路部10の内側に設けられ、硬貨Cが乗り越えて落下位置Pに落下可能な高さvで形成された内壁13を備える。
具体的には、内壁13の高さvは、5円玉C5の半径より小さく設定される。これにより、1円玉C1及び50円玉C50を除く硬貨Cの中で最も小さい種類の硬貨Cである5円玉C5が、内壁13を乗り越えて落下位置P4に落下可能となる。
このように、通路部10は、通路部10に沿って連続し、通路部10の内側に設けられ、硬貨Cが乗り越えて落下位置Pに落下可能な高さv(図8参照)で形成された内壁13を備えるので、硬貨Cの上端部が突出部14に掛かると、硬貨Cは、下端部が内壁13によって内側への移動が規制された状態で、上端部が突出部14によって内側へ移動させられる。すなわち、硬貨Cには、突出部14と内壁13の作用によって確実に回転モーメントが作用し、硬貨Cは、まちまちな姿勢や方向で落下するのではなく、一律に、通路部10の流れ方向を中心に回転するように姿勢を変えながら落下位置Pに向けて落下する。このため、硬貨Cを意図する落下位置Pに落下させることができ、選別精度が高まる。
そして、内壁13は、通路部10に沿って連続しているので、硬貨Cが通路部10を転動する際に、硬貨Cの縁端部が内壁13に接しても、大きく減速させることなく、硬貨Cが転動する向きや道筋をガイドしながら、高速かつ滑らかに通路部10に沿って転動させることができる。
(第1吹出部)
ところで、図1に示すように、通路部10は、突出部14が設けられた位置より上流側に、通路部10の外側から内側に向けて空気を吹き出す第1吹出部20を有する。
具体的には、第1吹出部20は、シロッコファン21と、シロッコファン21で発生させた気流を導くダクト22と、ダクト22からの気流を通路部10に向けて流すための開口である吹出口23と、最も大きい種類の硬貨C(500円玉C500)を通す隙間t(図9参照)を外壁11との間に有し、最も小さい種類の硬貨C(1円玉C1)の外径よりやや高い位置より上部の内側を覆う遮蔽体24を備える。
吹出口23は、図1、図5、及び図6に示すように、外壁11の壁面に開口するように設けられた複数の開口から構成される。
また、第1吹出部20は、最も軽い種類の硬貨C(1円玉C1)のみを、通路部10の内側に落下させるように、空気の吹出力を制御する。すなわち、50円玉C50の外径は1円玉C1の外径より1mm程度大きいだけであり、内側が遮蔽体24に覆われていないが、吹出力が、5グラムの50円玉C50を吹き飛ばすほどではなく、1グラムの1円玉C1を吹き飛ばすのには十分なように調整されて制御されている。そして、転動して来た1円玉C1のみを、図11に示すように、内側に向けて吹き飛ばして落下位置P0に向けて落下させることができる。
1円玉C1は、転動速度が最も低く、比較的転動速度が高い後続の硬貨Cと接触して後続の硬貨Cを減速させて選別の高速処理を低下させる最も大きな原因となる。しかしながら、第1吹出部20により、1円玉C1を通路部10の上流側で取り除くとともに選別できるので、1円玉C1を含む複数種類の硬貨Cから構成されるまとまった数量の硬貨Cが途切れることなく通路部10に沿って転動して来たとしても、硬貨Cの選別を高速にできる。
第1吹出部20により、硬貨Cに付着した粉塵や水分等が剥がされるので、通路部10と硬貨Cとの転動抵抗が低減でき、硬貨Cが転動する際に減速することを抑制でき、硬貨Cの選別を高速にできる。
(第2吹出部)
通路部10は、図1及び図2等に示すように、突出部14が設けられた位置に対応する位置に、通路部10の外側から内側に向けて通路部10に沿って均等に空気を吹き出す第2吹出部30を有する。
具体的には、第2吹出部30は、シロッコファン31と、シロッコファン31で発生させた気流を導き、空気の気流を通路部10に沿う方向から通路部10の外側から内側に向けた方向に偏向するダクト32と、ダクト32からの気流を通路部10に向けて流出するための開口である吹出口33と、を備える。
ダクト32は、気流の流路が通路部10に沿って略同断面積となるように、シロッコファン31に連通する開口及びその開口と略直交するように設けられた吹出口33以外の部分を気密に覆うものである。このように、ダクト32により気流の流路を形成し、シロッコファン31に連通する開口と吹出口33とを略直交するようにしたので、シロッコファン31で発生させた気流は、ダクト32の内部で圧力が均一に高められ、通路部10に沿う方向から通路部10の外側から内側に向けた方向へと偏向し、吹出口33から流出する。よって、通路部10の外側から内側に向けて通路部10に沿って均等に空気を吹き出すことができる。
吹出口33は、図1及び図8等に示すように、外壁11の壁面に開口するように設けられた複数の開口から構成される。吹出口33の開口は、通路部10に沿って均等な風圧が得られるように複数設けられている。そして、この風圧は、通路部10を転動する硬貨Cに均等に作用する。
これにより、硬貨Cを、まるでエアホッケーのパックのように、外壁11から空気浮上させ、外壁11に接することを抑制し、外壁11との摩擦抵抗を低減した状態で、通路部10を転動させることができる。また、このようにすると、種類の異なる硬貨Cであっても、ほとんど同じ挙動で転動するようになる。よって、先後の硬貨Cの速度差によって間隔が詰まり、互いに衝突したり重なったりすることが低減でき、先後の硬貨Cの間隔を確保でき、硬貨Cを1枚ずつ円滑に、精度良く高速で落下位置Pに落下させることができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る硬貨選別装置100は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変化が可能である。
本発明の硬貨選別装置100によれば、通路部10が、上部に、通路部10に沿って、種類ごとに異なる硬貨Cの外径に応じて段階的にスロープ面12からの高さが低くなっていく位置に設けられた複数の突出部14を備え、下部に、通路部10に沿って連続し、通路部10の内側に設けられ、硬貨Cが乗り越えて落下位置Pに落下可能な高さvで形成された内壁13と、を備えるので、複数種類の硬貨Cを精度良く高速で選別できる。
100 硬貨選別装置
10 通路部
11 外壁
12 スロープ面
13 内壁
14 突出部
141 第1突出部
142 第2突出部
143 第3突出部
144 第4突出部
20 第1吹出部
21 シロッコファン
22 ダクト
23 吹出口
24 遮蔽体
30 第2吹出部
31 シロッコファン
32 ダクト
33 吹出口
40 カーブ部
50 導入部
51 付勢部
52 引張ばね
C 硬貨
C1 1円玉
C10 10円玉
C100 100円玉
C5 5円玉
C50 50円玉
C500 500円玉
e 角部
g 逃げ溝
P 落下位置
P0 落下位置
P1 落下位置
P2 落下位置
P3 落下位置
P4 落下位置
P5 落下位置
t 隙間
W 溝幅

Claims (8)

  1. 外壁とスロープ面とを有する通路部に沿って重力によって上流から下流に向けて導かれた硬貨を種類ごとに振り分けて前記外壁とは反対側の異なる落下位置に落下させる硬貨選別装置であって、
    前記通路部は、
    上部に、前記通路部に沿って、種類ごとに異なる硬貨の外径に応じて段階的に前記スロープ面からの高さが低くなっていく位置に設けられた複数の突出部を備え、
    下部に、前記通路部に沿って連続し、前記通路部の内側に設けられ、硬貨が乗り越えて前記落下位置に落下可能な高さで形成された内壁と、を備え、
    前記通路部は、前記突出部が設けられた位置より上流側に、前記通路部の外側から内側に向けて空気を吹き出す第1吹出部を有し、
    前記第1吹出部は、最も大きい種類の硬貨を通す隙間を前記外壁との間に有し、最も小さい種類の硬貨の外径より高い位置より上部の内側を覆う遮蔽体を備え、
    最も軽い種類の硬貨のみを、前記通路部の内側に落下させるように、前記空気の吹出力を制御し、
    前記突出部は、前記通路部の内側に面する湾曲面を有し、
    前記内壁の高さは、最も下流側に設けられた前記突出部により前記落下位置に落下する硬貨の半径より小さく設定される
    ことを特徴とする硬貨選別装置。
  2. 前記通路部は、前記突出部が設けられた位置より上流側に、平面視において曲線状に曲がったカーブ部を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載の硬貨選別装置。
  3. 前記カーブ部は、平面視において、曲率が上流側から下流側に行くにつれて次第に小さくなるクロソイド曲線状に曲がった部分を含む
    ことを特徴とする請求項2に記載の硬貨選別装置。
  4. 前記カーブ部は、前記外壁に前記カーブ部に沿って、硬貨が点接触するように形成された角部を有する逃げ溝を備える
    ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の硬貨選別装置。
  5. 前記スロープ面は、勾配が上流側から下流側に行くにつれて次第に急になるように変化する部分を含む
    ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の硬貨選別装置。
  6. 前記通路部は、前記突出部が設けられた位置に対応する位置に、前記通路部の外側から内側に向けて前記通路部に沿って均等に空気を吹き出す第2吹出部を有する
    ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の硬貨選別装置。
  7. 前記第2吹出部は、前記空気の気流を前記通路部に沿う方向から前記通路部の外側から内側に向けた方向に偏向するダクトを有する
    ことを特徴とする請求項6に記載の硬貨選別装置。
  8. 前記通路部は、上流側に、硬貨が導入される導入部を有し、
    前記導入部は、導入された硬貨を上部から下部に向けて付勢することで硬貨の挙動を安定させるための付勢部を有する
    ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の硬貨選別装置。
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