JPH02276720A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カード式自動販売機のカードリーダ等に適用
して好適な搬送装置に係り、特にその駆動源として従来
の駆動モータの代わりに、超音波振動を利用した新規な
搬送装置に関する。

［従来の技術］ 従来、カード式自動販売機等に組み込まれているカード
リーダは、カード挿入口より挿入された磁気カードを収
り込み、処理し、サービス終了後、カード返却口より返
却するもので、そのカード搬送装置としては、−最に駆
動モータと、この駆動モータの回転伝達を受けて動作し
、磁気カードを一定速度で移動させるローラ、搬送ベル
ト等の搬送手段とで構成されていた。

［発明が解決しようとする課題］ し゛かしながら、このような従来のカード搬送装置は、
駆動モータおよび搬送手段以外にも軸受部材、回転伝達
機構等の付属部品を必要とすることから、部品点数およ
び組立工数が増加し、高価になる一Ｆ、歯車を使用した
場合はバックラッシュのために高精度な送りおよび位置
決めができず、また駆動モータ、ローラ等の大きさに制
約されるため、装置の軽量、薄形化に限界があった。

したがって、本発明は上述したような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、超音波
振動を駆動エネルギ源として使用することにより、部品
点数および組立工数の大幅な削減と、軽量薄形化を可能
にした搬送装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、変位拡大機構を有
して搬送路中に装置された振動板と、変位拡大機構に移
動体を介して圧接される回転自在なローラと、振動板を
支持する支持部と、前記振動板に取付けられ搬送方向に
Ｂｍモードのたわみ振動を発生させる第１の圧電素子と
、同じく前記振動板に取付けられ搬送方向と直交する方
向にＢｍモードのたわみ振動を発生させる第２の圧電素
子と、第１および第２の圧電素子に相互に時間的位相差
が９０°異なる高周波電圧を印加する電源とを備え、前
記変位拡大機構は、第１の圧電素子による振動板のたわ
み振動時における節部であって、且つまた第２の圧電素
子による振動板のたわみ振動時における腹部に位置する
ように設けられている。

［作用］ 本発明において、第１の圧電素子に高周波電圧を印加す
ると、振動板にはＢｍモードの垂直方向たわみ振動が発
生し、第２の圧電素子に高周波電圧を印加すると同振動
板にはＢ０モードの垂直方向たわみ振動が発生する。変
位拡大機構は、第１の圧電素子による振動板のたわみ振
動の節部に位置することで、搬送方向に揺動する。また
、変位拡大機構は、第２の圧電素子による振動板のたわ
み振動の腹部に位置することで、上下動し、移動体を周
期的にローラに押し付ける。第１および第２の圧電素子
に印加する高周波電圧間の位相差をΦ−９０°にすると
、Ｂｍモードのたわみ振動とＢｍ、モードのたわみ振動
が互いに干渉して合成され、周期が９０°ずれているこ
とから、変位拡大機構の表面上の任意の質点は楕円運動
を行う。そこで、ローラと変位拡大機構のと間に移動体
を介在させると、移動体と変位拡大機構との間の摩擦力
により移動体を前記楕円運動の回転方向に移動させる。

印加電圧の位相差を逆にすると、楕円運動の回転方向が
反対方向となり、移動体を戻す。

［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係る搬送装置の一実施例を示す概略側
断面図、第２図は振動板の平面図とその振動の様子を示
す図である。これらの図において、１は磁気カード（移
動体）、２はカードリーダの前面板３に形成されたカー
ド挿入口、４はカード搬送路５に配設された搬送装置で
、この搬送装置４は、支点部６によって支持されカード
搬送路５と平行に配置された振動板７を備えている。

振動板７はステンレス鋼等によって平板状に形成され、
上面中央に変位拡大機構を構成する左右一対の突起８Ａ
、８Ｂが振動板７の幅方向、すなわち磁気カード１の搬
送方向く矢印Ａ方向）と直交する方向に並列突設されて
いる。突起８Ａ、８Ｂは高摩擦係数の材質からなり、同
一高さを有している。一方、振動板７の下面にはそれぞ
れＰＺＴ等の圧電材料からなる第１および第２の圧電素
子９．１０が接着固定されている。第１の圧電素子は前
記振動板７にＢｍモード、例えばＢ２の厚さ方向のたわ
み振動を発生させるもので、第１の高周波電源１１に接
続されている。一方、第２の圧電素子１０は振動板７に
Ｂ０モード、例えばＢｍの厚さ方向のたわみ振動を発生
させるもので、第２の高周波電源１２に接続されている
。そして、振動板７は共振周波数が上記各モードにおけ
るたわみ振動と一致するよう所定の寸法形状に形成され
、両振動に共通の節部を４つの支点部６によって支持さ
れている。

前記突起８Ａ、８Ｂは前記第１の圧電素子９による振動
板７のたわみ振動時における節部に位置し、且つ第２の
圧電素子１０による振動板７の振動時における腹部に位
置するようにそれぞれ設けられている。

前記第１および第２の高周波電源１１．１２によって第
１および第２の圧電素子９．１０に印加される高周波電
圧は、相互に時間的位相差Φが９０°異なっている。

１４は磁気カード１を前記各突起８Ａ、８Ｂに押し付け
るローラで、このローラ１４は両端を上下動自在に支持
され、かつスプリング１６によって下方に付勢された軸
１５によって回転自在に軸支されている。

このような構成からなる搬送装置４において、各高周波
電源１１．１２より第１、第２の圧電素子９．１０に印
加される高周波電圧の周波数を振動板７の固有振動数に
一致させると共に、これら高周波電圧の位相Φを９０°
ずらして圧電素子９．１０を二相駆動すると、各圧電素
子９．１０はその面方向に伸びたり、縮んだりする。そ
のため、振動板７には第１の圧電素子９による搬送方向
にＢｍモードのたわみ振動を発生させ、これによりその
節部に位置する突起８Ａ、８Ｂはカード挿入排出方向に
揺動する。また、振動板７には第２の圧電素子１０によ
り搬送方向と直交する方向にＢｍモードのたわみ振動を
発生させ、これによりその腹部に位置する突起８Ａ、８
Ｂは上下動する。

この場合、Ｂユモードの腹部が上昇すると、突起８Ａ、
８Ｂは搬送方向に揺動し、下降時に搬送方向と反対の方
向、すなわち排出方向に揺動する。

このような振動板７のＢｍモードとＢｍモードのたわみ
振動はいずれも所謂定在波であるが、印加高周波電圧の
位相Φを９０°ずらすと、両たわみ振動の周期も９０°
ずれることから、相互に干渉を起こして合成されると、
振動板７上における任意の質点、例えば突起８Ａ、８Ｂ
の上面上の質点Ｐに着目すると、この質点Ｐは第３図に
実線で示すように搬送方向（矢印入方向）と同方向（矢
印Ｂ方向）の楕円運動２０（横振幅Ｕ、縦振幅Ｗ〉を行
っており、その頂点における振動速度はＶ＝２πｆｕ（
ｆは振動の周波数）で表される。そこで、磁気カード１
をカード挿入口２からカードリーダ内に挿入して突起８
Ａ、８Ｂとローラ１４との間に介在させると、磁気カー
ド１は突起８Ａ、８Ｂとの摩擦力によって前記振動速度
Ｖで楕円運動２０と同方向に移動され、カードリーダ内
に取り込まれる。

すなわち、第１の圧電素子９による振動板７のＢｍモー
ドのたわみ振動により突起８Ａ、８Ｂが搬送方向に揺動
した際、第２の圧電素子１０による振動板７のＢｍモー
ドのたわみ振動により突起８Ａ、８Ｂが上昇して磁気カ
ード１をローラ１４に押し付けると、この時の摩擦力に
より磁気カード１を矢印Ａ方向に微少量移動させる０次
に、時間的経過に伴い突起８Ａ、８Ｂの８１モードのた
わみ振動による揺動方向が矢印Ａ方向と反対方向になる
と、Ｂｍモードのたわみ振動により突起８Ａ、８Ｂが下
降して磁気カード１に対するスプリング１６の押圧力を
減少させる。したがって、この時は磁気カード１と突起
８Ａ、８Ｂとの間の摩擦力がスプリング１４による押圧
力よりも小さくなり、磁気カード１を矢印入方向と反対
方向に移動させることがない、しかして、このような動
作を繰り返すことにより磁気カード１を矢印入方向に連
続的に一定速度で移動させることができるものである。

カード搬送速度と摩擦駆動力とはローラ１４の圧接力に
よって変化し、スプリング１６のばね力を最適値に調整
することが望ましい。

次に、第１および第２の圧電素子９．１０に印加する高
周波電圧の位相差を上記とは逆、すなわちΦ＝−９０°
にすると、突起８Ａ、８Ｂは第１の圧電素子９による振
動板７のＢｍモードのたわみ振動により搬送方向と反対
方向に揺動した際、第２の圧電素子１０による振動板７
のＢｍモードのたわみ振動により上昇するようになるた
め、両振動の合成により質点Ｐは第３図破線で示すよう
に矢印Ｃ方向の楕円運動２１を行う。したがって、この
場合は、磁気カード１を挿入口２方向に移動させる。し
たがって、磁気カード１の往復移動を可能にする。

第４図は本発明の他の実施例を示す概略平面図と振動板
の振動の様子を示す図である。この実施例は突起８Ａ、
８Ｂを搬送方向（矢印゛Ａ力方向に沿って並設し、第１
の圧電素子９によって振動板７に搬送方向に８３モード
のたわみ振動を発生させ、第２の圧電素子１０によって
振動板７に搬送方向と直交する方向に８２モードのたわ
み振動を発生させるようにしたものである。その他の構
成は上記実施例と同様である。

第５図はさらに本発明の他の実施例を示す概略平面図お
よび振動板の振動の様子を示す図である。

この実施例は振動板７を搬送方向に長く形成して複数個
の突起８を二列に千鳥状に配設し、第１の圧電素子９に
よって振動板７に搬送方向に８５モードのたわみ振動を
発生させ、第２の圧電素子１０によって振動板７に搬送
方向と直交する方向に８２モードのたわみ振動を発生さ
せるようにしたものである。その他の構成は上記実施例
と同様である。

なお、上記実施例はいずれも第１および第２の圧電素子
９．１０による振動板７の搬送方向のたわみ振動と搬送
方向と直交する方向のたわみ振動のモードを変えた場合
について示したが、これに限らず同一のモード、すなわ
ちＢｍ、＝Ｂｍであってもよく、モードの次数を自由に
変え得る。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る搬送装置は第１の圧電
素子によって振動板に搬送方向にＢｍモードのたわみ振
動を発生させ、これによりＢｍモードのたわみ振動にお
ける節部に位置する変位拡大ａ構を搬送方向に揺動させ
る一方、第２の圧電素子１０によって搬送方向と直交す
る方向にＢｆｉモードのたわみ振動を発生させ、これに
よりＢｆｉモードのたわみ振動における腹部に位置する
前記変位拡大機構を上下動させ、且つ第１および第２の
圧電素子に印加される高周波電圧の時間的位相差を９０
°異ならせて上記両たわみ振動を干渉合成することによ
り、前記変位拡大機構の上面の任意の質点に楕円運動を
起こさせ、これにより搬送力を得るように構成したので
、従来必要不可欠とされていた駆動モータおよび回転伝
達手段並びにその付属部品が不要で、部品の削減と軽量
薄形化を可能にし、また移動体を高精度に移動、位置決
めすることか可能で、安価な搬送装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る搬送装置の一実施例を示す概略側
断面図、第２図は平面図と振動板の振動の様子を示す図
、第３図は駆動原理を説明するための図、第４図は本発
明の他の実施例を示す概略平面図と振動板の振動の様子
を示す図、第５図は本発明の更に他の実施例を示す概略
平面図と振動板の振動の様子を示す図である。 １・・・磁気カード、４・・・搬送装置、５・・・搬送
路、６・・・支点部、７・・・振動板、８．８Ａ、８Ｂ
・・・突起（変位拡大機構）９・・・第１の圧電素子、
１０・・・第２の圧電素子、１１．１２・・・高周波電
源、１４・・・ローラ、１６・・・スプリング。 第２図 特許出願人　　　株式会社田村電機製作所代　理　人　
　　　山　　川　　政　　樹手続補正書く自発） 第３図 第４ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 変位拡大機構を有して搬送路中に配置された振動板と、
   変位拡大機構に移動体を介して圧接される回転自在なロ
   ーラと、振動板を支持する支持部と、前記振動板に取付
   けられ搬送方向にＢ＿ｍモードのたわみ振動を発生させ
   る第１の圧電素子と、同じく前記振動板に取付けられ搬
   送方向と直交する方向にＢ＿ｍモードのたわみ振動を発
   生させる第２の圧電素子と、第１および第２の圧電素子
   に相互に時間的位相差が９０°異なる高周波電圧を印加
   する電源とを備え、前記変位拡大機構は、第１の圧電素
   子による振動板のたわみ振動時における節部で、且つま
   た第２の圧電素子による振動板のたわみ振動時における
   腹部に位置するように設けられていることを特徴とする
   搬送装置。