JPH04129942A - 紙葉類搬送装置 - 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】 発明の背景 技術分野 この発明は、カード、紙幣を含む紙葉類の搬送装置に関
し、とくに圧電振動子により駆動力を発生する超音波モ
ータを利用した紙葉類搬送装置に関する。

従来技術とその問題点 自動現金支払機、公衆電話、自動販売機などに内蔵され
ているカードリーダで用いられるカード送り装置や、プ
リンタなどに用いられる紙送り装置では、小型化、薄型
化が要求されている。従来のカード、紙送り装置の構成
は、電磁モータ、減速用ギヤ、ゴムローラなどから構成
されている。

しかしながら電磁モータを用いたこのような構成では、
電磁モータの回転数が高いため減速用ギヤがどうしても
必要となり小型化、薄型化が困難であった。

一方、最近上記問題点を解決するために圧電振動子の超
音波振動を利用した超音波モータが提案されている（た
とえば特開昭６０−１７４０７８号公報参照）。これは
低速、高トルクのモータであるため、電磁モータのよう
に減速用ギヤは不要であるが、上記公報に記載のもので
はモータ自体の形状が大きいために薄型化の要求には十
分に応えることができない。

発明の概要 発明の目的 この発明は、小型で薄型の紙葉類搬送装置を提供するこ
とを目的とする。

発明の構成２作用および効果 第１の発明による紙葉類搬送装置は、互いに反対側の両
側部において互いに逆方向に楕円振動を生じさせるよう
に駆動される平板状圧電振動子を含む超音波モータ、お
よび上記両側部に接して配置され、楕円振動によって互
いに逆方向に回転する２つのローラを備えていることを
特徴とする。

第１−の発明によると、平板状圧電振動子の両側部に互
いに逆回転の楕円振動が生じる。ローラはこの両側部に
接して設けられているので、互いに逆方向に回転する。

ローラ間の距離に対応した幅をもつ紙葉類を挿入すると
、ローラの周面と紙葉類の側辺とが接しこれらの摩擦力
によりローラの回転方向に紙葉類が搬送される。

圧電振動子の厚さは薄く、この圧電振動子に生じる楕円
運動の振動を利用してローラを回転させる超音波モータ
を構成し紙葉類を搬送するので。

紙葉類搬送装置を従来よりも薄く小型化することができ
る。

第２の発明による紙葉類搬送装置は、側部において楕円
振動を生じさせるように駆動される平板状圧電振動子を
含む超音波モータ、および一方が上記側部に接して配置
され楕円振動によって回転し、他方が搬送すべき紙葉類
の幅に対応した位置に配置された２つの回転可能なロー
ラを備えていることを特徴とする。

第２の発明によると圧電振動子に接しているローラは必
ずしも２つ必要ではなく、少なくとも１つのローラが接
していればよい。このため圧電振動子の大きさに限定さ
れることなく、任意の幅の紙葉類を搬送することができ
る。また両側部において楕円振動が生じる圧電振動子の
その両側部に接するようにローラを配置し、かつそれぞ
れのローラから紙葉類の幅に対応した内側または外側の
位置、すなわち紙葉類の搬送方向に直交する方向にロー
ラをそれぞれ設けることにより２枚の紙葉類を平行にか
つ同時に搬送することができる。

上記第１の発明および第２の発明で用いられるローラに
、搬送すべき紙葉類を搬送支持板との間でその厚さ方向
に押さえるフランジまたは搬送すべき紙葉類を挾む挾持
部が形成されていることが好ましい。これにより紙葉類
が薄いものであっても確実な搬送を行なうことができる
。

第３の発明による紙葉類搬送装置は、互いに反対側の両
側部において互いに同方向に楕円振動を生じさせるよう
に駆動される平板状圧電振動子を含む超音波モータ、お
よび上記両側部に接して配置され、楕円振動によって互
いに同方向に回転する２つのローラを備えていることを
特徴とする。

第３の発明によると２回転するローラの周面と紙葉類の
下面とが接し１回転するローラ上を紙葉類が搬送するこ
ととなる。第３の発明による構成によっても、たとえば
ローラが紙葉類の搬送方向に配列されることにより紙葉
類の搬送を行なうことができる。

好ましくは上記ローラから、搬送すべき紙葉類の厚さに
等しい距離だけ離して配置される支持板をさらに備える
とよい。

支持板を設けることにより支持板とローラとの間に紙葉
類を挿入す・ると回転するローラの周面と紙葉類の上面
とが接し９紙葉類は支持板上を搬送されることとなる。

実施例の説明 第１図は円環状圧電振動子を用いた超音波モータの原理
を示すもので、第２図（Ａ）は第１図に示す超音波モー
タを利用したカード送り装置における搬送原理を示す平
面図、第２図（Ｂ）はその正面図である。

第１図を参照して、中央に孔３ａがあけられた円環状圧
電振動子３の一面には半周状の２つの電極４ａおよび４
ｂが絶縁された状態で別個に形成されている。これらの
電極４ａ、４ｂに交流電圧源４１．４２からπ／２位相
のずれた所定周波数の電圧を印加すると、電極４ａと４
ｂの境界に相当する円環状圧電振動子３の周辺の点Ｐと
Ｑで互いに逆方向の楕円振動が発生する。それぞれ回転
自在に支持された回転ローラをこれらの点ＰとＱに加圧
接触させると、これらの回転ローラが互いに逆方向に回
転することが知られている。たとえば。

文献１：音用ほか「超音波モータの構成について」電子
情報通信学会超音波技術研究報告ＵＳ−８７１１２９、
および文献２．音用ほか［（Ｒ−１）−（（１，ｌ））
多重モードを用いた超音波モータＪ　１９８７年電子情
報通信学会秋季全国大会５Ａ−５−４。

従って第２図（Ａ）　、　　（Ｂ）に示すように円環状
圧電振動子３において楕円振動が発生する点Ｐおよび点
Ｑに２回転自在に支持された搬送用ローラ１の側面が接
するように配置し、搬送用ローラ１間の距離に等しい幅
をもつカード２を挿入すると。

カード２の側辺と搬送用ローラ１の周面とが接し、搬送
用ローラ１の回転によりのその回転方向にカード２が搬
送される。

第３図は２つの電極が形成された矩形状圧電振動子を用
いた超音波モータの原理を示すものである。

矩形状圧電振動子５の一面には２分割された区域に２つ
の電極がそれぞれ絶縁された状態で別個に形成されてい
る。一方の電極を６ａ、他方の電極を６ｂとする。矩形
状圧電振動子５は、第５図（Ａ）に示す１次屈曲振動を
生じさせる共振周波数と、第５図（Ｂ）に示す縦振動を
生じさせる共振周波数とが一致するようにその形状が設
計されている。

これらの電極６ａと６ｂに交流電圧源４１．４２からπ
／２位相のずれた所定周波数の電圧を印加すると、矩形
状圧電振動子５の端部の辺の中点ＳとＲで互いに逆方向
の楕円振動が発生する。それぞれ回転自在に支持された
回転ローラをこれらの点ＳとＲに加圧接触させると、こ
れらの回転ローラを互いに逆方向に回転させることがで
きる。

また第４図に示すように中央部に孔７ａが開けられ２分
割された区域に２つの電極８ａおよび８ｂが形成された
矩形状圧電振動子７を用いて超音波モータを構成しても
よい。中央部に孔７ａがあけられた矩形状圧電振動子７
を用いても第３図に示ず矩形状圧電振動子５と同様に、
端部に回転ローラを加圧接触させるとこれらの回転ロー
ラを互いに逆方向に回転させることができる。

第６図は６つの電極が形成された矩形状圧電振動子を用
いた超音波モータの原理を示すものである。

矩形状圧電振動子９の一面には６分割された区域に６つ
の電極がそれぞれ絶縁された状態で別個に形成されてい
る。これらの電極のうち対角に存在する電極同士がそれ
ぞれ相互に電気的に接続されている。対角に存在する一
方の組の電極を１０ａ、他方の組の電極をＩＯｂとする
。矩形状圧電振動子９は、第７図に示す３次屈曲振動を
生じさせる共振周波数と、第５図（Ｂ）に示す縦振動を
生じさせる共振周波数とが一致するようにその形状が設
計されている。

このような矩形状圧電振動子９においても、電極ＩＤａ
とｌＯｂに交流電圧源４１．４２からπ／２位相のずれ
た所定周波数の電圧を印加すると端部の辺の中点ＴとＵ
で互いに逆方向の楕円振動が発生する。矩形状圧電振動
子９に回転ローラを加圧接触させることにより２回転ロ
ーラを互いに逆方向に回転させることができる。

第２図に示す円環状圧電振動子３に換えて第３図、第４
図および第６図に示す矩形状圧電振動子５．７および９
を用いてカード２を搬送することもできる。

第３図、第４図および第６図に示す矩形状圧電振動子は
端部がそれぞれ直線であるが第８図に示すように両端部
を円弧状に形成し９両端部中央に回転ローラを加圧接触
したのち電極６ｃおよび６ｄにπ／２位相のずれた電圧
を印加しても回転ローラを回転させることができる。

上述した搬送原理を利用してカード送り装置を構成する
ことにより、カード送り装置を薄型化することができる
。またそのように構成したカード送り装置は、超音波モ
ータの特徴である高トルク、高速応答性、保持トルクが
大きいという性能も有している。

第９図は搬送用ローラの他の例を示しており。

（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。第１０図（Ａ
）は第９図に示す搬送用ローラを利用したカード送り装
置における搬送原理を示す平面図、第１０図ＣＢ）はそ
の正面図である。

搬送用ローラ１７の上部に他の部分よりも直径が大きい
フランジ部１７ａが形成されている。この搬送用ローラ
１７のフランジ部１７ａより下部の周面が円環状圧電振
動子３の振動部分に接して設けられる。円環状圧電振動
子３の上部であってローラ１７のフランジ部１７ａの下
方の位置には支持板１９が設けられている。

搬送すべきカード２は支持板１９と搬送用ローラ１７の
フランジ部１７８下面の間に挿入される。カード２の両
側辺と搬送用ローラ１７の周面とが接しかつカード２の
上面の両側部分と搬送用ローラ１７のフランジ部１７ａ
の下面とが接する。搬送用ローラ１７が回転することに
よりその回転方向にカード２は搬送される。

このようなフランジ部を有する搬送用ローラを用いると
、カード２の側辺と搬送用ローラの周面との間の摩擦の
みでなく、搬送用ローラに形成されたフランジ部１７ａ
の下面と支持板１９との間にカードを挾みフランジ部１
７ａとカード２との間に生じる摩擦も加わるのでカード
２の搬送力を増大させることができる。したがって被搬
送物が薄いものであっても搬送用ローラと被搬送物との
間にずれが生じに＜＜、確実な搬送をすることができる
。

第１１図はさらに他の搬送用ローラの例を示しており、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。第１２図（＾
）は第１１図に示す搬送用ローラを利用したカード送り
装置における搬送原理を示す平面図。

第１２図（ロ）はその正面図である。

搬送用ローラ２０の上部にはカード２の厚さに対応する
距離前れた２つのフランジ部２（ｌａが形成されている
。カード２はフランジ部２０ａの間の凹部２０ｂに挿入
される。したがって搬送用ローラ１０が回転するとカー
ド２はその回転方向に搬送される。第１１図、第１２図
に示す搬送用ローラも薄い被搬送物を搬送するのに適し
ている。

第１３図（Ａ）　、　　（Ｂ）はカード搬送装置の実施
例を示すもので、第１３図（Ａ）は平面図、第１３図（
Ｂ）は正面図である。

固定板２１と２３が適当な間隔を離して軸２５によって
相互に固定され、この軸２５にローラ１が回転自在に支
持されている。円環状圧電振動子３は固定板２３上に固
定台２４を介して固定されている。支持板２２は被搬送
物であるカードを支持するもので搬送経路全体に設けら
れ、固定板２３上にピンを介して設けられている（第１
３図（Ａ）では図示路）。この支持板２２はローラ１が
位置している部分では欠如されている。ローラ１は円環
状圧電振動子３の両端部に圧接されている。

上述したように円環状圧電振動子３の２つの組の電極に
π／２位相のずれた所定周波数の電圧を印加すると２円
環状圧電振動子３の円弧状に形成された端部の辺の中点
に楕円振動が発生し、その端部に接して設けられている
搬送用ローラ１−が回転する。搬送用ローラ１間の距離
に等しい幅をもつカードを固定板２１と支持板２２との
間に挿入するとカードの側辺と搬送用ローラ１の周面と
が加圧接触し、カードは搬送用ローラの回転方向に搬送
される。

第１４図（Ａ）および（旧はカード搬送装置の他の実施
例をそれぞれ示すもので、正面図である。

第１４図（Ａ）に示すカード搬送装置においては第９図
（Ａ）　、　　（Ｂ）に示す搬送用ローラが用いられて
いる。第１４図（Ａ）に示すカード搬送装置においても
円環状圧電振動子３に所定電圧を印加すると端部に楕円
振動が発生し、搬送用ローラ１７が回転する。２つの搬
送用ローラ１７のフランジ部１７ａの下方の周面の距離
に対応する幅をもつカードをフランジ部１７ａ下面と支
持板２２との間に搬入すると。

カードの側辺と搬送用ローラ１７の周面およびカード上
面とフランジ部１７ａの下面とが加圧接触し。

カードは搬送ローラの回転方向に支持板２２上を搬送さ
れる。

第１４図（Ｂ）に示すカード搬送装置においては第１１
図（Ａ）　、　　（Ｂ）に示す搬送用ローラが利用され
ている。第１４図（Ｂ）に示すカード搬送装置において
も円環状圧電振動子３に所定電圧を印加すると端部に楕
円振動が発生し搬送用ローラ２０が回転する。２つの搬
送用ローラ２０のフランジ部２Ｏａ間の凹部２０ｂの距
離に対応する幅をもつカードをフランジ部２０ａの間に
挾み込むように挿入すると、搬送用ローラ２０の回転方
向にカードが搬送される。

支持板２２は必ずしも必要ではない。

第１３図（Ａ）　、　　（Ｂ）および第１４図（Ａ）　
、　　（Ｂ）　に示すカード送り装置では円環状圧電振
動子３が用いられているが、第３図、第４図または第６
図に示す矩形状圧電振動子５，７または９を用いること
もできる。またカードと搬送用ローラとの摩擦力が大き
くなるように搬送用ローラの材質にはゴムを用い、カー
ドと支持板２２との摩擦力は小さくなるように支持板２
２の材質には金属を用いることが好ましい。

第１５図から第１７図は他の構成のカード送り装置を示
す平面図である。

第１５図に示すものは円環状圧電振動子３の振動部分の
片方にのみ搬送用ローラ１が接して回転自在に設けられ
ている。搬送用ローラ１からカード２の幅だけ離れた位
置に回転ローラ３１が回転自在に設けられている。

カード２が挿入され搬送用ローラ１が回転することによ
りその回転方向にカード２が搬送される。このように、
必らずしも円環状圧電振動子３に接するように２個の搬
送用ローラを設けなくともカード２を搬送することがで
き、カード２の幅が円環状圧電振動子３の大きさに限定
されなくなる。

第１６図および第１７図に示すものは１つの円環状圧電
振動子３を用いて２枚のカードを平行に同時に搬送する
ことかできる搬送原理を示している。

第１６図に示すものでは円環状圧電振動子３の振動部分
に２つの搬送用ローラ１が設けられ、これらのローラ１
とそれぞれ対をなす２つのローラ３１がローラ１からカ
ード２の幅の距離はなして２つのローラ１の間に回転自
在にそれぞれ設けられている。そして搬送用ローラ１と
回転ローラ３１との間にカード２が挿入されることによ
り搬送用ローラ１の回転方向にカード２が搬送される。

第１７図に示すものは円環状圧電振動子３の両端の振動
部分に２つの搬送用ローラ１が設けられそれぞれの搬送
用ローラ１から円環状圧電振動子３の外側においてカー
ド２の幅に対応した外側の位置に回転ローラ３１が設け
られている。この構成によっても搬送用ローラ１と回転
ローラ３１との間にカード２が挿入されることにより搬
送ローラ１の回転方向に２枚のカード２か搬送される。

第１５図から第１７図に示す円環状圧電振動子３に換え
て第３図、第４図または第６図に示す矩形状圧電振動子
５，７または９を用いることもてきる。

第１８図は他の実施例を示すもので、端部の辺の中点で
同方向の楕円振動が発生する矩形状圧電振動子を用いた
超音波モータの原理を示している。

矩形状圧電振動子の一面には４分割された区域に４つの
電極がそれぞれ絶縁された状態で別個に形成されている
。これらの電極のうち対角に存在する電極同士がそれぞ
れ相互に電気的に接続されている。対角に存在する一方
の組の電極を１２ａ。

他方の組の電極を１２ｂとする。矩形状振動子１１は、
第１９図に示す２次屈曲振動を生じさせる共振周波数と
、第５図ＣＢ）に示す縦振動を生じさせる共振周波数と
が一致するようにその大きさが設計されている。

これらの電極１２ａと＋２ｂに交流電圧源４Ｉ、４’２
からπ／２位相のずれた所定周波数の電圧を印加すると
、矩形状圧電振動子１１の端部の辺の中点ＶとＷで同方
向の楕円振動が発生する。それぞれ回転自在に支持され
た回転ローラをこれらの点ＶとＷに加圧接触させると、
これらの回転ローラを同方向に回転させることができる
。たとえば文献３・高野、常用ほか「伸び（Ｒ−１）−
屈曲（（１，］））　　・圧電セラミＶり孔あき円板を
用いた超音波モータ」平成元年１０月日本音響学会講演
論文集１．−　Ｐ　−４゜第１８図に示す矩形状圧電振
動子は端部がそれぞれ直線であるが、第２０図に示すよ
うに両端部を円弧状に形成し両端部中央に回転ローラを
加圧接触したのち電極１２ｃおよび＋２ｄにπ／２位相
のずれた電圧を印加しても回転ローラを回転させること
ができる。

第２１図（Ａ）　、　　（Ｂ）は矩形状圧電振動子１１
を利用した構成のカード送り装置を示している。

圧電振動子１１を垂直に配置し、その前後に回転自在な
搬送用ローラ５Ｉを圧接して設ける。この搬送用ローラ
５１の周面にカード２の上面または下面を押しつけるこ
とにより搬送用ローラ５１の回転方向にカード２が搬送
される。

第２２図（Ａ）　、　　ＣＢ）　は具体的なカード送り
装置の実施例を示すもので、第２２図（Ａ）は平面図、
第２２図（Ｂ）は正面図である。

左右の固定板５８が軸５５により一定間隔をおいて相互
に固定されている。軸５５にはローラ５１が回転自在に
支持されている。矩形状圧電振動子１１は固定台５４を
介して固定板５８に固定されている。ローラ５１は矩形
状圧電振動子１１の両端面に圧接している。支持台５０
の上面とローラ５１の下端との間に。

搬送されるべきカード２の厚さに等しい間隔をあけるよ
うにして固定板５８が支持台５０上に配置され、かつフ
レーム（図示略）に固定されている。

矩形状圧電振動子１１に所定の電圧を印加すると両端に
同方向の楕円振動が発生し、この振動部分に接している
ローラ５１が同方向に回転する。搬送されるべきカード
２を支持台５Ｃとローラ５１との間に挿入すると、カー
ド２は支持台５０上をローラ５１の回転方向に搬送され
る。

第２２図（Ａ）　、　　（Ｂ）に示すカード送り装置の
構成では支持台５０が設けられ、この支持台５０上をカ
ード２が搬送されるが、カード２がローラ５１上を搬送
されるようにすれば支持台４０は必ずしも必要ではない
。この場合挿入されるカードはローラ５１上に移動し、
ローラ５１の回転方向にローラ５１上を搬送されること
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円環状圧電振動子を用いた超音波モータの原理
を示すもので平面図、第２図（Ａ）　、　　（Ｂ）は第
１図に示す超音波モータを用いたカード送り装置におけ
る搬送原理を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正
面図である。 第３図は矩形状圧電振動子を用いた超音波モータの原理
を示すもので平面図、第４図は他の種類の矩形状圧電振
動子を用いた超音波モータの原理を示す平面図、第５図
（Ａ）　、　　（Ｂ）は矩形状圧電振動子の振動の状態
を示すもので、（Ａ）は１次屈曲振動を、（Ｂ）は縦振
動をそれぞれ示している。 第６図はさらに他の種類の矩形状圧電振動子を用いた超
音波モータの原理を示す平面図、第７図は矩形状圧電振
動子の３次屈曲振動を表わしている。 第８図は他の種類の矩形状圧電振動子を示す平面図であ
る。 第９図（Ａ）　、　　（Ｂ）は搬送用ローラを示すもの
で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、第１０図（Ａ）
（Ｂ）は第９図（Ａ）　、　　（Ｂ）に示す搬送用ロー
ラを用いたカード送り装置における搬送原理を示すもの
で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 第１１図（Ａ）　、　　（Ｂ）は搬送用ローラを示すも
ので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、第１２図（Ａ
）（Ｂ）　は第１１図（Ａ）　、　　（Ｂ）に示す搬送
用ローラを用いたカード送り装置における搬送原理を示
すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。 第１３図（Ａ）　、　　（Ｂ）カード送り装置を示すも
ので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、第１４図（Ａ
）（Ｂ）はカード送り装置の他の例を示すもので、いず
れも正面図を示している。 第１５図から第１７図はカード送り装置における搬送原
理を示すもので、それぞれ平面図を示している。 第１８図はさらに他の種類の矩形状圧電振動子を用いた
超音波モータの原理を示す平面図、第１９図は矩形状圧
電振動子の２次屈曲振動を表わしている。 第２０図は他の種類の矩形状圧電振動子を示す平面図で
ある。 第２１図（Ａ）　、　　ＣＢ）および第２２図（Ａ）　
、　　（Ｂ）は第１７図に示す矩形状圧電振動子を用い
たカード送り装置の例を示すもので、それぞれ（Ａ）は
平面図。 （Ｂ）　は正面図である。 １、、　　＋７．　２０．　５１・・・搬送用ローラ。 ３・・・円環状圧電振動子。 ５、　５ａ、　　７．　９．　ＩＩ、　Ｉｌａ・・・矩
形状圧電振動子。 １７ａ、　２０ａ・・・フランジ部。 ２０ｂ・・・凹部。 ５０・・・支持台。 以 上

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）互いに反対側の両側部において互いに逆方向に楕
   円振動を生じさせるように駆動される平板状圧電振動子
   を含む超音波モータ、および 上記両側部に接して配置され、楕円振動によって互いに
   逆方向に回転する２つのローラ、 を備えた紙葉類搬送装置。
2. （２）側部において楕円振動を生じさせるように駆動さ
   れる平板状圧電振動子を含む超音波モータ、および 一方が上記側部に接して配置され楕円振動によって回転
   し、他方が搬送すべき紙葉類の幅に対応した位置に配置
   された２つの回転可能なローラ、 を備えた紙葉類搬送装置。
3. （３）上記ローラに搬送すべき紙葉類を搬送支持板との
   間でその厚さ方向に押さえるフランジが形成されている
   請求項（１）または（２）に記載の紙葉類搬送装置。
4. （４）上記ローラに搬送すべき紙葉類を挾む挾持部が形
   成されている請求項（１）または（２）に記載の紙葉類
   搬送装置。
5. （５）上記２つのローラは紙葉類の搬送方向に直交する
   方向に配列されている請求項（１）から（４）のうちい
   ずれか１項に記載の紙葉類搬送装置。
6. （６）互いに反対側の両側部において互いに同方向に楕
   円振動を生じさせるように駆動される平板状圧電振動子
   を含む超音波モータ、および 上記両側部に接して配置され、楕円振動によって互いに
   同方向に回転する２つのローラ、 を備えた紙葉類搬送装置。
7. （７）上記ローラから、搬送すべき紙葉類の厚さに等し
   い距離だけ離して配置される支持板をさらに備えた請求
   項（６）に記載の紙葉類搬送装置。
8. （８）上記２つのローラは紙葉類の搬送方向に配列され
   ている請求項（６）または（７）に記載の紙葉類搬送装
   置。