JPH0318533A - カード搬送装置 - 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等のカードリーダに適用
して好適なカード搬送装置に係ｂ１特にその駆動源とし
てリング型超音波モータを使用した新規なカード搬送装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、カード式自動販売機等に組込まれているカードリ
ーグは、カード挿入口よｂ挿入された磁気カードを取込
み、処理し、サービス終了後、カード返却口よう返却す
るもので、そのカード搬送装置としては、一般に駆動モ
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，搬送手段以外にも軸受部材，回転伝達機構等
を必要とするため、部品点数および組立工数が増加し、
高価になる上、回転伝達機構に歯車を使用した場合は、
パックラッシュのため高精度な送シおよび位置決めがで
きず、またモータ，ローラ等の大きさに制約されるため
、装置の軽量薄型化に限界があった。

したがって、本発明は上述したような従来の問題点を解
決し、超音波モータを駆動手段として使用することによ
う１部品点数および組立工数の大幅な削減と、軽量薄型
化を可能にしたカード搬送装置を提供することを目的と
するものである。

〔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、カード搬送方向に
延在しカードを案内保持するガイドと、カード搬送路を
挾んで上下に対向配置された第１および第２の円環状振
動子とを備え、第１の円環状振動子の上面と第２の円環
状振動子の下面に、隣り合う区分が交互に厚み方向に複
数個分極処理され、高周波電圧が印加される２組の圧電
素子をそれぞれリング状に固着し、第１の円環状振動子
の下面に上側ローラと上側突起とを、該第１の円環状振
動子の中心を通シカード搬送方向と直交する方向の直線
上に前記中心を挾んでその両側に位置するように設け、
前記第２の円環状振動子の上面に、前記第ｌの円環状振
動子の上側ローラと上側突起にそれぞれ前記カードを介
して当接する下側突起と下側ローラを設けたものである
。

〔作用〕

本発明κ訃いて、交互に向きを反転して分極された２組
の圧電素子に相互に時間的位相が９０°異なる高周波電
圧Φ０およびΦ９ｏを印加すると、圧電素子が伸びたシ
縮んだジして第１、第２の円環状振動子にΦ０とΦ９ｏ
による２つの定在波を発生させる。これら両定在波が相
互に干渉し、合成されると円周方向の進行波となり、各
円環状振動子の圧電素子に印加する高周波電圧の位相差
を−９０°にすると、第１，第２の円環状振動子に発生
する進行波の進む方向が反対方向となる。各振動子のロ
ーラと突起のカードとの当接部における運動は、当核円
環状振動子における進行波の進行方向と回転方向が逆向
きな楕円運動を行い、突起とカードとの間の摩擦力Ｋよ
うカードを前記楕円運動の回転方向と同方向に移動させ
る。

〔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図は本発明に係るカード搬送装置の一実施例を示す
断面図、第２図は平面図、第３図は円環状振動子の斜視
図、第４図はカード搬送装置の右側面図、第５図は左側
面図である。これらの図において、１はテレホンカード
等の磁気カード、２，３は磁気カード１の両側端部を下
から案内保持する左右一対のガイドで、これらのガイド
２，３は磁気カード１の搬送方向（第２図矢印入方向）
に沿って延設されている。

４は磁気カード１を搬送するカード搬送装置で、このカ
ード搬送装置４は、カード搬送路５を挾んで上下に対向
配置された第ｌおよび第２の円環状振動子６，７を有し
ている。第１の円環状振動子６は、その上面中央部に上
方に向って突設された軸部８が、該第１の円環状振動子
６の上方に配設された上板（支持部材）９の軸受孔１０
に回転を防止されて摺動自在に挿通されることによう上
下動自在に保持され、１た前記軸部８に弾装されたコイ
ルぱね１１により下方に付勢されている。第１の円環状
振動子６の上面外周部には第２図に示すように隣り合う
区分Ｂ，Ｃが交互に厚み方向に分極処理された複数個、
例えばそれぞれ６つのＰＺＴ等からなる２組の圧電素子
１２．１２が互いに対向するよう円弧状に固着されてい
る。第２図中圧電素子１２に示す矢印１３．１４はその
ひずみ方向を示し、矢印１３は伸び方向、矢印１４は縮
み方向である。一方、第１の円環状振動子６の下面には
上側ローラ１５および上側突起１６が、第１の円環状振
動子６の中心Ｏを通りカード搬送方向Ａと直交する方向
の直ｉｌＩＬ上で前記中心Ｏを挾んでその両側に略等距
離はなれて位置するように設けられ、前記磁気カ一ド１
の上直に前記コイルばね１１のばね力によって圧接され
ている。

第２の円環状振動子７は、振動しやすいように下面中央
に突設した固定軸部２０を下板２１の挿通孔２２に嵌合
して該下板２１上に固定配置され、上簡には前記第１の
円環状振動子６の上側ローラ１５と上側突起１６がそれ
ぞれ圧接される下側突起２３および下側ローラ２４が設
けられ、下面には前記第１の円環状振動子６の圧電素子
１２と同様、隣り合う区分Ｂ，Ｃが交互に厚み方向に分
極処理されたそれぞれ６個のＰＺＴからなる二組の圧電
素子２５が互いに対向するよう円弧状に固着されている
。磁気カード１は第１，第２の円環状振動子６．７間に
挿入され、上側ローラ１５と下側突起２３、および上側
突起１６と下側ローラ２４によって挾持される。

次に、このような構或からなるカード搬送装置に釦ける
搬送動作について説明する。第１，第２の円環状振動子
６，７のそれぞれ２組からなる圧電素子１２．２５に３
０ＫＨｚ〜４０ＫＨｚの高周波電圧を印加し、圧電素子
１２．２５の各区分Ｂ，Ｃに歪を発生させると、各区分
Ｂ，Ｃが面方向に交互に伸びたシ縮んだシし、伸びた側
が谷となり、縮んだ側が山となるたわみを第１，第２の
円環状振動子６．７に生じさせる印加周波数が第１，第
２０円環状振動子６，７の固有振動数に等しければ、該
円環状振動子６．７は共振し、円周方向に屈曲振動を起
こす。この屈曲振動は圧電素子１２，２５の分割数と同
数（６つ）の山（波）をもった所楠定在波であるが、二
組の圧電素子１２．２５に相互に時間的位和が９０°異
なる高周波電圧Φ０およびΦ９ｏを印加すると、両方に
発生した波が相互に干渉を起し、合威されて進行波３０
．３１となる。

この場合、干渉合成による進行波３０を得る条件として
は、円環状振動子６の２組の圧電素子１２，１２０両端
間の間隔ｔ１＋１２（第２図）を互いに異ならせ、大き
い方の間隔ｔ１が３／λ（λ：たわみ振動の波長），小
さい方の間隔ｔ２がｌ／λにそれぞれ設定されている。

このようにすると、第６図に示すように２組の圧電素子
１２．１２の９００位相が異なったたわみ振動を連続し
たものとすることができ、振動子Ｇ全周で７波長（７次
のたわみ振動）できる。なお、もう一方の振動子７の圧
電素子２５も同様である。そして、第１，第２の円環状
振動子６．７にそれぞれ発生する進行波３０，３１０進
む方向は、印加電圧の位相を逆にすることによシ反対方
向となる。

このような状態にかいて、各第１，第２の円環状振動子
６．７の表面の各質点のうち磁気カード１に接触する上
側シよび下側突起１６．２３のカード接触部、すなわち
質点Ｐ，ＩＰ２に着目すると、これらの質点Ｐ，．Ｐ２
は第７図（ａ）　．　（ｂ）に実線で示すように進行波
３０．３１の進行方向（矢印３２．３３方向）と逆向き
にそれぞれ楕円運動Ｆ１ｒ　Ｇ　１（横振幅Ｕ，縦振幅
Ｗ）を行っておｂ、その頂点における振動速度は、ｖ　
＝　２πｆｕ（ｆ：振動の周波数）で表わされる。そこ
で、このような楕円運動をしている質点Ｐ．ｌＰ２に磁
気カード１を加圧接触させると、該カード１は質点Ｐ．
ｌＰ２との間の摩擦力によって前記振動速度Ｖで進行波
３０，３１の進む方向とは反対方向、すなわちカード搬
送方向（矢印八方向）に移動される。１た、圧電素子１
２．２５に対する高周波電圧の位相を反転させて、各第
１，第２の円環状振動子６，７に発生する進行波３０．
３１の進む方向を第７図（＆），（ｂ）矢印３４　．３
５方向にすると、質点Ｐ１＋Ｐ２の楕円運動の方向も第
７図（ａ）　，　（ｂ）に破線で示すように反転するた
め、磁気カ一ド１を矢印Ａ方向とは反対方向に移動させ
ることができ、もって磁気カード１の往復移動を可能に
する。１た、このようなカード搬送装置を磁気カード１
の長さよシ小さい間隔でカード搬送方向に複数個並設し
ておけば、磁気カード１を所望距離移動させ得る。

なお、第１，第２の円環状振動子６．７の上側および下
側ロー２１５．２４は、磁気カード１との摩擦力によシ
第３図および第４図に矢印で示すようにカード搬送方向
に回転することで磁気カード１の移動を可能にしている
。勿論、これらローラ１５，２４の磁気カード１と接触
する質点Ｒｌ＋Ｒ２も上記質点Ｐ１＋Ｐ２と同様に、進
行波３Ｑ，３１と反対方向の楕円運動Ｊ（第４図），Ｋ
（第５図）をそれぞれ行うが、ローラ１５．２４がカー
ド搬送方向に回転することで、カードを制動することは
ない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係るカード搬送装置は、それ
ぞれ圧電素子を固着してなる第１，第２の円環状振動子
をステータとして上下に対向配置し、その対向面に互い
に対向しカードを保持する突起とローラを上下逆にして
２組設け、圧電素子に高周波電圧を印加して各円環状振
動子の表面に円周方向の進行波を発生させ、これに伴い
前記突起のカードと当接する質点が楕円運動を行い、こ
の楕円運動による前記突起とカードとの摩擦力により該
カードを楕円運動と同方向に移動させるようにしたので
、従来不可欠とされていた駆動モータ，歯車，搬送ベル
ト等の回転伝達手段が不要で、部品の削減と、機構の簡
素化および軽量薄型化を可能にし、しかも２つの円環状
振動子を用いているので、高トルクのカード搬送を可能
にし、その上歯車によるバックラッシュもないので、カ
ードの高精度な移動，位置決めを行うことができるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカード搬送装置の一実施例を示す
断面図、第２図は平面図、第３図は円環状振動子の斜袂
図、第４図はカード搬送装置の右側面図、第５図は左側
画図、第６図は圧電素子によるたわみ振動を示す図、第
７図（．）　，　（ｂ）は本発明の駆動原理を説明する
ための図である。 １●●●●磁気カード、２，３●●●●ガイド、５●●
●●カード搬送路、６・・●・第ｌの円環状振動子、７
・●●●第２の円環状振動子、９・●●・上板、１２●
●●●圧電素子、１５●●●−上側ローラ、１６・●●
●上側突起、２３●●●●下側突起、２４・・・・下側
ローラ、２５・・●●圧電素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カード搬送方向に延在しカードを案内保持するガイドと
   、カード搬送路を挾んで上下に対向配置された第１およ
   び第２の円環状振動子とを備え、第１の円環状振動子の
   上面と第２の円環状振動子の下面に、隣り合う区分が交
   互に厚み方向に複数個分極処理され、高周波電圧が印加
   される２組の圧電素子をそれぞれリング状に固着し、第
   １の円環状振動子を支持部材によつて上下移動自在に支
   持すると共に下面に上側ローラと上側突起とを、該第１
   の円環状振動子の中心を通りカード搬送方向と直交する
   方向の直線上に前記中心を挾んでその両側に位置するよ
   うに設け、前記第２の円環状振動子の上面に、前記第１
   の円環状振動子の上側ローラと上側突起にそれぞれ前記
   カードを介して当接する下側突起と下側ローラを設けた
   ことを特徴とするカード搬送装置。