JPS60229189A

JPS60229189A - 圧電駆動形硬貨処理装置

Info

Publication number: JPS60229189A
Application number: JP59083700A
Authority: JP
Inventors: 明伴野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-11-14

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】〔発明の技術分野〕本発明はたとえば公衆電話機や自動販売機などに用いら
れる硬貨処理装置に関し、特にこの装置内部に設けられ
る硬貨の選別、振分け、蓄積、収納、または返却などと
いった各種の硬貨処理機構部を圧電駆動素子を用いて駆
動するように構成してなる圧電駆動形硬貨処理装置に関
する。

〔従来技術〕

従来この種の硬貨処理装置として、概略第１図に示すよ
うな構成のものが知られている。これを簡単に説明する
と、図中１は硬貨投入口、２はこの硬貨投入口ｌから投
入された硬貨Ｋ（ＫＩＯ，に１００　、　Ｋ５０）が転
動する硬貨軌道で、またこの硬貨軌道２の途中には、硬
貨の投入状態を検知しかつその投入硬貨の外径、材質、
厚さなどによりこれが正規硬貨Ｋ　（ＫＩＯ，ＫＩＱＯ
、Ｋ２Ｏ）であるか否かを検出する硬貨検出装置３、お
よびこれに連続しその検出信号により疑似硬貨や不良貨
を選別して返却側に落下させる選別機構４が配設されて
いる。５．６は上述した選別機構４にて選別されて硬貨
軌道２中を転動してきた正規硬貨Ｋ（Ｋ１０　、　Ｋ　
１００　、　Ｋ５０）を、ソノ種別毎に振分けて対応す
る硬貨蓄積軌道７Ａ、７Ｂ、７Ｃに導くための硬貨振分
は機構で、さらに上述した各硬貨蓄積軌道７Ａ、７Ｂ、
７Ｃの終端側には硬貨収納機構８Ａ　、８Ｂ　、８Ｃが
それぞれ設けられるとともに、その終端部には硬貨返却
機構９が配設されている。そして、この装置では、上述
した硬貨収納機構８Ａ　、８Ｂ　、８Ｃにより収納硬貨
は金庫ｌ。

に、また硬貨返却機構９により返却硬貨は返却容器１１
に送り込まれるように構成されている。なお、この従来
例では、三種類の硬貨Ｋ（ＫＩＯ，に１００　、　Ｋ５
０）を選別処理する構成とされた硬貨処理装置の場合を
説明しており、ここで図中に１０は１０円硬貨、Ｋ　１
００は１００円硬貨、Ｋ２Ｏは５０円硬貨をそれぞれ示
すものである。また、上述した硬貨検出装置３の構成お
よび動作については、本出願人が特願昭５８−７３０１
５号にて先に提案した「電子貸幣選別装置Ｊに説明した
通りで、その詳細な説明は省略する。

そして、このような構成による硬貨処理装置において、
その硬貨検出装置３からの出力信号にて作動されるコン
トローラ１２および駆動回路１３により、上述した選別
機構４が開閉制御され、投入硬貨のうちの正規硬貨Ｋ　
（ＫＩＯ，Ｋ１００　、　Ｋ５０）のみが硬貨軌道２中
を図中矢印ａ方向に通過して導かれるとともに、疑似硬
貨ＫＯなどは図中矢印すで示すように、硬貨軌道２から
脱落して返却容器１１側に返却される。さらに、同様に
してコントローラ１２等で適宜開閉制御される硬貨振分
は機構５．６により上述した正規硬貨Ｋ（Ｋ１０　、　
Ｋ　１００　、　Ｋ５０）は、図中矢印ｃ、ｄ；ｅ、ｆ
方向にそれぞれ振分けられ、これによりｌｏ円硬貨ＫＩ
Ｏは第１の硬貨蓄積軌道７Ａに、１００円硬貨Ｋ　１０
０は第２の硬貨蓄積軌道７Ｂに、５０円硬貨に５０は第
３の硬貨蓄積軌道７ｃに、それぞれ振分は選別されて蓄
積されることになる。そして、これら各硬貨蓄積軌道７
Ａ　、７Ｂ　、７Ｃ内に蓄積された硬貨Ｋ　（ＫＩＯ，
Ｋ１００　、　Ｋ５０）は、それぞれ硬貨収納機構８Ａ
　、８Ｂ　、８Ｃにより必要に応じて図中矢印ｇで示す
ように金庫１ｏに１枚づつ収容され、またこの硬貨処理
装置を設けてなる主機器のサービスが終了した時点でそ
の余剰硬貨は硬貨返却機構９を開放することにより図中
矢印りで示すように返却容器１１偏に返却される。

ところで、上述した硬貨処理装置において、硬貨の選別
処理を行なう各処理機構（選別機構４、硬貨振分は機構
５，６、さらには硬貨収納機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃ１硬貨
返却機構９）としては、従来、第２図（ａ）、（ｂ）に
示されるように、電磁石１４にて駆動する構造が一般に
採用されていた。これを簡単に説明すると１図中１５は
硬貨軌道２を構成スるコインレール、１６はこのコイン
レール１５の途中（本例は硬貨収納機構８Ａ、８Ｂ、８
Ｃの場合であるためレール終端部）に設けられた脱落口
１５ａをその一端部１６ａにて開閉するコ字状１＆−呈
するエスケープレバ一部材で、このエスケープレバ一部
材１６はその基端部１６ｂがこれと共に上述した硬貨処
理装置としての硬貨脱落機構を構成する電磁石１４によ
って吸引されたり、あるいはばね１７にてその逆方向に
引っ張られることにより支軸部１６ｃを中心として揺動
回動されて上述した一端部１８ａにて脱落口１５ａを開
閉するように構成されていた。また、このエスケープレ
バ一部材１６は、その他端部１６ｄが軌道中の最先の硬
貨にとその後続硬貨にとの間に臨み上述した硬貨脱落時
に後続硬貨Ｋを制止し得る転勤制止ピンとして動作する
ように構成されており、これにより脱落機構と連動する
転勤制止機構が形成される。

そして、このような構成において、常時は、電磁石１４
による吸引力が作用していないため、レバ一部材１６は
ばね１７によって図中反時計方向に回動され、この状態
では、その一端部１６ａはコインレール１５の脱落口１
５ａを閉塞している。したがって、この状態では、硬貨
軌道２中を転動してくる硬貨Ｋ　（ＫＩＯ，Ｋ１００　
、　Ｋ２Ｏ）は、硬貨軌道２内に順次蓄積され、その最
先の硬貨には脱落口１５ａ上を覆うレバ一部材１６の一
端部１６ａの上部に位置している。一方、前述したコン
トローラ１２などからの制御により電磁石１４に駆動電
流が通電されると、その吸引力によりレバ一部材１６の
基端部１６ｂが吸引され、この吸引昨には図中時計方向
に回動されるこのレバ一部材１６の一端部１６ａにて上
述したコインレール１５の脱落口１５ａが開放され、そ
の部分に蓄積されていた最先の硬貨には、脱落口１５ａ
から下方に脱落されて収容されることになる。一方、こ
のとき、レバ一部材１６の他端部１６ｄは、前述したよ
うに軌道内に突出して軌道を閉塞し、その後続硬貨にの
転勤を阻止する。

また、上述した電磁石１４への通電が停止されるとその
吸引力がなくなるため、レバ一部材１６は、再び、その
他端部１６ｂを電磁石１４への吸引方向と逆の方向に付
勢するばね１７のばね力にて図中反時計方向に復旧回動
され、その一端部１６ａがコインレール１５の脱落口１
５ａを閉塞し、後続する硬貨Ｋ　（ＫＩＯ，Ｋ１００　
、　Ｋ２Ｏ）を脱落口１５ａ上のレバ一部材１６一端部
１６ａ上に蓄積させるものである。勿論、このときには
、上述した転動制止ピン１６ｄは軌道から退出している
ものである。

そして、上述した従来構造では、このような電磁石１４
への通電制御により硬貨Ｋを一枚づつ収納するものであ
るが、この場合にいくつかの問題を生じている。

すなわち、このような従来構成による機構において、硬
貨Ｋを脱落させるためには、エスケープレバ一部材１６
を、硬貨にとの摩擦力、およびばね１７のばね力に抗し
て回動させることが必要とされる。ここで、上述したし
八一部材１６の第２図に示す状態からの回転による変位
をδとすると、上述した摩擦力は、第３図中破線αのよ
うになる。これは、レバ一部材１６の一端部１６ａが動
き始めるときには、その摩擦係数が大きいことから摩擦
力が大きく、一旦動き出すとこれらが小さくなることか
ら明らかであろう。

また、上述した硬貨収納動作が終了した後においては、
レバ一部材１６をばね１７の力にて回動復帰させるもの
であるが、このときレバ一部材１６を、その他端部ｌａ
ｄとこれに係止された後続硬貨にとの間の摩擦力（第３
図中破線βで示される）に抗して回動させることが必要
である。このため、上述したばね１７のばね力Ｆｌとし
ては、この摩擦力βよりも大きいことが必要とされる。

したがって、レバ一部材１６を図中時計方向に回動させ
るためには、上述した理由から、Ｆ１十αの力よりも大
きい力が必要とされることになる。ところで、このよう
な大きな力を得る電磁石１４の吸引力は、距離の二乗に
反比例するため、上述した条件に適合する電磁石１４の
変位力特性は第３図においてＦ２で示すようになる。

そして、このような条件のもとに形成されている従来の
この種装置では、エスケープ機構を構成するレバ一部材
１６をばね１７にて復旧させる構成であることから、上
述したばね力、摩擦力に打ち勝つ力を得ることができる
駆動部品が必要とされるもので、一般には電磁石１４が
用いられている。しかしながら、このような電磁石１４
を用いてなる構成では、変位に対し無駄な力（第３図に
おけるＦ２−　（Ｆｌ＋α）に該当する）が多く、その
結果として効率が悪く、しかも消費電力が大きくなると
いった欠点があった。また、電磁石１４の電気・機械変
換効率を上げようとすると、その駆動機構が複雑かつ大
型化するといった欠点を招くものであった。

そして、このような問題は、上述した硬貨処理装置にお
いて、電磁石１４と復旧ばね１７とを組み合わせて用い
る他の各種硬貨処理機構にも共通する欠点であり、何ら
かの対策を講じることが必要とされている。

〔発明の概要〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
硬貨軌道中で硬貨を選択的に通過あるいは脱落させる硬
貨脱落機構として、硬貨軌道の一部に設けられた硬貨脱
落目部分を開閉する開閉機構を、印加電圧の極性を切り
替えて駆動される圧電駆動素子を用いて動作、復旧させ
るという簡単な構成によって、硬貨の硬貨軌道内での通
過または脱落といった選別処理をきわめて簡単かつ確実
に行なえるばかりでなく、ばね等を省略することによっ
て、電気・機械変換効率を大幅に改善し、この硬貨脱落
機構の駆動部の動作量を小さくし、その小型化と低電力
化とを達成するようにした安価な圧電駆動形硬貨処理装
置を提供するものである。

（実施例〕以下、本発明を図面に示した実施例を用いて、詳細に説
明する。

第４図および第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）、（ｆ）は本発明に係る硬貨処理装置を第１図に
おける選別機構４に適用した一実施例を示すものであり
、これらの図において、符号２０で示す硬貨脱落機構は
、硬貨軌道２を構成する一方の軌道板２１の途中に設け
られた硬貨脱落口２２と、この硬貨脱落口２２に対応し
て他方の軌道板２３に穿設された窓部２４内にその可動
端が臨むように配設されたバイモルフ形圧電駆動素子２
５とで構成された脱落口開閉機構としての硬貨脱落機構
を備えている。

ここで、注目するところは、この硬貨脱落口２２に対応
してコインレール１５の一部が幅狭転動軌道１５ｂ（δ
＜１）として形成され、バイモルフ形圧電駆動素子２５
の可動時に硬貨にの脱落を適切かつ円滑に行なえるよう
に構成されていることである。また、本実施例では、硬
貨軌道２はそのコインレール１５を硬貨にの転動姿勢を
一定にするため傾斜して配設されている。なお、図中１
３はバイモルフ形圧電駆動素子２５を駆動するための印
加電圧を供給する駆動回路で、この駆動回路１３は上述
したコントローラ１２にて制御されるものである。

そして、このような構成において、バイモルフ形圧電駆
動素子２５は、通常軌道から退出する方向への変位が生
じるように電圧が印加され、その可動端は、第４図中実
線で示すように、窓部２４内に位置している。この状態
で硬貨軌道２内を転動してくる硬貨には、第５図（ａ）
に示すように、その下部がバイモルフ形圧電駆動素子２
５を設けた側に偏って転動する。このようにして転勤し
てきた硬貨には、バイモルフ形圧電駆動素子２５が、第
５図（Ｃ）に示すように、軌道から離間する方向に変位
しているときには、そのままコインレール１５上を転動
してこの硬貨脱落口２２部分を通過する。

一方、必要に応じて八イモルフ形圧電駆動素子２５への
印加電圧の極性を反転すると、このバイモルフ形圧電駆
動素子２５は、同図（ｅ）、（ｆ）に示すように、軌道
側に突出する方向に変位し、その結果、硬貨には硬貨脱
落口２２から脱落されるものである。そして、この硬貨
の脱落を検出して再び極性を反転すると、八イモルフ形
圧電駆動素子２５は初期位置に復帰する。

ここで、本実施例において、硬貨軌道２を傾斜して硬貨
Ｋを偏らせて幅狭転動軌道１５ｂに導くのは、バイモル
フ形圧電駆動素子２５の小さな変位量で硬貨を処理する
ためである６また、上述したとは逆に、バイモルフ形圧
電駆動素子２５を軌道側に変位させておき、必要に応じ
て硬貨通過側に変位させるようにしてもよいものである
。

第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）は
上述した硬貨脱落機構２０において、硬貨Ｋを、前記実
施例とは反対に、硬貨脱落口２２から脱落させるための
バイモルフ形圧電駆動素子２５側に偏らせて傾斜させた
状態で転動させるようにした場合を示しており、その動
作は明らかであろう。ここで１図中２５ａはその脱落動
作時に硬貨Ｋに当接する絶縁性半円柱状の樹脂体で、こ
れによりバイモルフ形圧電駆動素子２５と硬貨にとの直
接接触を防ぎ、硬貨Ｋに水滴等が付着している場合、そ
の表面張力によって硬貨の転勤動作が止まり、詰まりを
生じるといった問題をなくすことが可能となる。

第７図（ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）は本発明の別の実施
例を示すものであり、この実施例では、本発明を特徴づ
ける硬貨脱落機構２０を第１図における硬貨振分は機構
５．６に適用した場合を示している。

これを詳述すると、図中２６は硬貨軌道２を構成するコ
インレール１５の途中に形成された脱落口１５ａを開閉
する脱落口開閉板で、この脱落口開閉板２６はバイモル
フ形圧電駆動素子２５先端に直交して設けられ、この素
子２５の揺動動作にて軌道内に進退動作し、脱落口１５
ａを開閉するように構成されている。なお、２５ｂはバ
イモルフ形圧電駆動素子２５の軌道板に対する固定部で
ある。また、同図（ｂ）に示されるように、開閉板２６
の先端は、硬貨の荷重によって、軌道板に支持されるた
め、バイモルフ形圧電駆動素子２５に加わる力は引っ張
り力だけであり、変位方向への力は小さく、これにより
硬貨にはこの部分を安定して通過するものである。

そして、このような構成において、硬貨Ｋを脱落させる
ときには、硬貨がこの開閉板２６に到達する前に印加電
圧の極性を反転し、同図（ｃ）に示すように、バイモル
フ形圧電駆動素子２５を変位させるとよいものである。

第８図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は本発
明による硬貨脱落機構２０を第１図における硬貨収納機
構８Ａ、８Ｂ、８Ｃおよび硬貨返却機構９に適用した別
の実施例を示すもので、これらの図において上述した各
実施例と同一または相当する部分には同一番号を付して
その説明は省略する。

ここで、この実施例では、硬貨脱落機構２０を構成する
各部材に加えて、脱落口１５ａから最先端の硬貨Ｋを脱
落させる際に、次の硬貨Ｋを停止させる後続硬貨転動制
止レバー２８を、硬貨蓄積軌道７Ａ、７Ｂ、７Ｃの側方
に支軸部２８ａを介して回動自在に支持した場合を示し
ている。この後続硬貨転勤制止レバー２８は、その一端
部２８ｂが脱落口開閉板２７を有するバイモルフ形圧電
駆動素子２５に当接する方向（図中反時計方向）への付
勢力にてこの素子２５の動きに追随して動作するように
構成され、この動作時にその他端側の制止ピン部２８ｃ
により後続硬貨を制止するものである。

そして、このような構成による硬貨脱落機構２０は、上
述した実施例と同様に作動されるものであり、その作動
時において前記後続硬貨転動制止レバー２８に働きによ
り硬貨Ｋが脱落口１５ａから一枚づつ脱落して図示せぬ
収容部（金庫１０）側に収容されることは容易に理解さ
れよう。ここで、上述した収納動作時には、開閉板２７
は硬貨にとの摩擦力に抗してバイモルフ形圧電駆動素子
２５により回動されるものであり、また復旧時には後続
硬貨転動制止レバー２８は後続硬貨との摩擦力に抗して
回転してその制止を解除するものである。したがって、
この構成では、これらの摩擦力に打ち勝つ大きな力が必
要とされるものであるが、上述したバイモルフ形圧電駆
動素子２５はその極性が切り替えられたときに最も大き
な力を生じさせるもので、これにより力発生機構と負荷
機構の特性が合致しており、効率のよいものである。

さらに、この第８図において、硬貨返却機構９は、硬貨
軌道終端の返却口を開閉する開閉板（図中９で示す）と
、これをロックする錠前機構としての係止片２９を有す
るバイモルフ形圧電駆動素子２５とを備え、この素子２
５への極性を反転することによりロック状態を解除して
硬貨の返却動作を行なうことは容易に理解されよう。な
お、この返却終了時には、開閉板９は図示せぬばね等に
より復帰し、さらに係止片２９にてロックされるもので
ある。

第９図は本発明を硬貨収納機構８Ａ、８Ｂ、８Ｃに適用
した別の実施例を示すものであり、この実施例では、上
述した後続硬貨転勤制止レバー機構と錠前機構とを、エ
スケープ機構３０として一体化し、これをバイモルフ形
圧電駆動素子２５にて動作させるように構成したもので
ある。

すなわち、エスケープ機構３０は、略コ字状を呈し支軸
部３１ａにて回動自在に支持されたエスケープ３１を有
し、このエスケープ３１は駆動力伝達機構としての伝達
ピン３４を介して前記バイモルフ形圧電駆動素子２５に
て回動動作されるような構成とされている。また、この
エスケープ３１の一端には、前述したような脱落口開閉
板３３が一体に設けられるとともに、他端には後続硬貨
転動制止ピン３２が一体に設けられている。

そして、このような構成とすれば、最先の硬貨を一枚づ
つ落下させて収容し得るとともに、このエスケープ３１
に一体に設けられた後続硬貨転動制止ピン３２により次
硬貨の転勤を制止することができ、部品点数の省略化と
各部の動作の簡略化とを図ることができる。また、この
実施例によれば、エスケープ機構３０の復旧を行なうう
えでばね系を用いていないため、バイモルフ形圧電駆動
素子２５に必要とされる力は開閉板３３と後続硬貨転動
制止ピン３２とをそれぞれ外すときその部分で生じる摩
擦力に打ち勝つ力だけである。したがって、この構成で
は、摩擦力を小さくすることでバイモルフ形圧電駆動素
子２５に対する負荷をきわめて小さくすることができる
ものである。

このような構成による摩擦力とバイモルフ形圧電駆動素
子２５先端の発生力特性との関係を、第１０図（ａ）に
示しており、バイモルフ形圧電駆動素子２５は極性を切
り替えたとき最も大きな力を発生し、変位するに伴なっ
てＦ４に示すように小さくなる。この変位・力特性は、
摩擦力αに適合しているため、力学的に無駄のない効率
的な機構と言える。一方、極性を再び反転すると、バイ
モルフ形圧電駆動素子２５先端は復旧変位するが、この
ときピン３２での摩擦力βは、同図（ｂ）−に示すよう
になり、これがバイモルフ形圧電駆動素子２５の発生力
Ｆ５とよく適合するため効率のよいものである。

そして、このような構成とすると１本装置では、数ｍＷ
の電力で硬貨Ｋを一枚づつ連続的に収納でき、これを従
来の電磁石を用いた装置と比較すると、消費電力は１／
３〜１／１０となるものである。

また、上述した実施例の変形例として、第１１図に示す
ように、バイモルフ形圧電駆動素子２５の可動端に磁性
体３５を設け、かつこれに対向してその両側に所定間隔
、変位許容範囲をおいて永久磁石３６ａ、３６ｂを設け
るようにしてもよいものである。このようにすると、素
子２５先端の変位φ力特性を、前述した摩擦力にさらに
適合させるように改善することが可能となる。また、こ
のような構成によれば、バイモルフ形圧電駆動素子２５
を変位させたときに、その変位到達点付近で弱まる発生
力を、永久磁石にて補うことで、その安定したロック機
構を得ることができるものである。

第１２図（ａ）、（ｂ）は上述した硬貨収納機構８Ａ、
８Ｂ、８Ｃでの変形例を示すもので、図中３７は支軸部
３７ａを介して支持され脱落口１５ａをその一端部３７
ｂで開閉可能に構成された開閉板で、この開閉板３７は
上述したエスケープ３１の一端部に形成された錠前機構
となる係止片３８にてロックされるように構成されてい
る。なお、この開閉板３７は、その他端部に設けられた
重り部３７ｃにより脱落口１５ａを閉塞するように付勢
されており、上述したロックが解除されているときには
、硬貨にの自重により開放されて硬貨の収納を行なうも
のである。しかし、この付勢手段としてばね等を用いて
もよいことは勿論である。

そして、このような構成によれば、開閉板３７を錠前機
構にて係止するため、その変位は小さくてよく、またこ
の部分を摩擦係数が小さくなる材料にて形成することに
よりその摩擦力を小さくして八イモルフ形圧電駆動素子
２５への負荷を下げ、その消費電力をより一層低減する
ことが可能となる。

ここで、上述した各実施例では、その駆動部品としての
圧電駆動素子の負荷を軽減するため、硬貨と開閉板、錠
前機構、後続硬貨転勤制止ピン機構などでの摩擦力を可
能な限り小さくすることが望ましいが、このためには、
これらの各機構部品をテフロン、四弗化エチレン樹脂な
どの潤滑性材料で形成するようにしたり、またはこれら
をコーティングするとよいものである。

第１３図（ａ）、（ｂ）はバイモルフ形圧電駆動素子２
５への印加電圧の極性を切り替えるための回路構成で、
図中４０．４１はその電歪板、４２，４３．４４は電極
であり、またＺＤは定電圧ダイオード、ＰＮＩ〜４はそ
れぞれＬＥＤ１〜４で駆動されるＰＮＰＮスイッチ、Ｐ
ＵＬはパルス発信回路、ＣＨＤは定電流ダイオードであ
る。そして、スイッチＳＷ５をいずれかに投入すると、
ＬＥＩ）１．２．ＬＥＤ３．４のいずれかが発光し、こ
の光でホトカプラとなっているＰＮＩ、２　、ＰＨ１，
４のいずれかが点弧するため電源電圧の極性は切り替え
られてバイモルフ形圧電駆動素子２５に印加されるもの
である。ここで、ＬＥＤをパルス駆動するのは、変位を
保持するための消費電力を低減するためである。

また、第１４図は複数のバイモルフ形圧電駆動素子２５
Ａ、２５Ｂ、２５Ｃを駆動するための回路図で、この図
で示すように、切り替えスイッチと駆動入力回路との間
に定電圧ダイオードを直列に挿入し、各圧電駆動素子へ
の印加電圧を極性によって変化させるように構成しても
よいものである。

また、上述した各実施例のように、機構駆動部としてバ
イモルフ形圧電駆動素子２５を用いている場合において
、その一端を固定部２５ｂに固定し、他端を可動端とし
て変位させる際、その先端に係止片３８のように荷重が
加わるような部材が設けられ、かつその片側に自由に変
位する構成であるとき、硬貨処理装置に大きな加速度が
加わると、この加速度によって素子２５先端は、第１５
図（ａ）に示すように、大きな力を受けて固定部２５ｂ
付近で破断してしまうことがある。なお、図中ξｌは印
加電圧による変位、ξ２は機械的破断限界変位である。

また、上述した加速度は、硬貨処理装置を搭載した主機
器が誤って落下されたり、強い衝撃力が加えられたりし
た場合などに発生するものである。

したがって、バイモルフ形圧電駆動素子２５が４２以上
に変位し破断してしまうのを防止するために、第１５図
（ｂ）に示すように、４２以上に変位することを拘束す
るバックスト−／パ５０を設け、その規制面５０ａ、５
０ｂにてバイモルフ形圧電駆動素子２５の必要以上の変
位（ξｌ〜ξ２の間）を係止するようにすればよいもの
である。

また、上述したバックストッパ５０をξ１付近に設ける
と、バイモルフ形圧電駆動素子２５の残留振動を防止す
ることも可能となる。

第１６図は一方の軌道板２１をバックストッパ５０とし
て用いた場合であり、このようにしてもよいことは明ら
かであろう。

なお、本発明は上述した実施例構造に限定されず、各部
の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由であ
る。

たとえば、上述した各実施例では、錠前機構駆動機構と
してバイモルフ形圧電駆動素子２５を用いた場合を説明
したが、本発明はこれに限定されず、圧電駆動素子とし
て第１７図に示すように、電歪板６０ａを積層してなる
積層型の圧電素子６０を用い、その出力を変位拡大機構
を介して錠前機構の駆動力として利用するようにしても
よいものである。ここで、この変位拡大機構としては、
たとえば「昭和５８年電子通信学会総合全国大会予稿集
　Ｎｏ、１５７＝圧電縦効果型インパクトプリンタヘツ
ドの変位拡大機構Ｊに示される構成などを利用するとよ
いものである。この場合１分極劣化電圧以上の電源電圧
を切り替えて積層型の圧電素子を駆動させるときには、
第１７図に示すような駆動入力回路を用いることもでき
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る圧電駆動形硬貨処理
装置によれば、硬貨軌道中で硬貨を選択的に通過あるい
は脱落させる硬貨脱落機構として、硬貨軌道の一部に設
けられた硬貨脱落目部分を開閉する開閉機構を、印加電
圧の極性を切り替えることにより駆動される圧電駆動素
子にて、動作、復旧させるようにしたので、簡単かつ安
価な構成にもかかわらず、硬貨の硬貨軌道内での通過ま
たは脱落といった選別処理を、力学的に無駄のない状態
で、きわめて簡単かつ確実に行なえるとともに、この硬
貨脱落機構の駆動部での動作量をきわめて小さくし、ま
たばね等が不要でその駆動力も小さくてよいことから、
消費電力を大幅に低減させることが可能となる等といっ
た種々優れた効果がある。

特に、上述した硬貨処理装置において、機構駆動部とし
て、バイモルフ形または積層形の圧電駆動素子を用いて
いるため、装置全体の小型かつ薄型化などを達成し得る
とともに、復旧時において特別にばね手段などを用いる
ことは不要で、その力として単に各摺接部分の摩擦力を
若干上回る程度の力を生じるものであればよいことから
、その消費電力を小さくするうえで、効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の硬貨処理装置の概略構成を示す概略図、
第２図（ａ）　、　（ｂ）は従来装置に用いられる硬貨
脱落機構の概略斜視図およびその平面図、第３図は従来
装置の問題点を説明するための特性図、第４図は本発明
に係る硬貨処理装置を選別機構に適用した一実施例を示
す概略正面図、第５図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
、（ｅ）、（ｆ）はその側断面図およびその概略正面図
、第６図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄ）
は本発明の別の実施例を示す概略斜視図および概略断面
図、第７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）は同じく本
発明を硬貨振分は機構に適用した他の実施例を示す概略
斜視図およびその動作説明図、第８図（ａ）　、　（ｂ
）　、　（ｃ）　、　（ｄ）　。（ｅ）はさらに本発明を硬貨収納機構と硬貨返却機構に
適用した他の実施例を示す概略平面図およびその動作説
明図、第９図は同じく本発明を硬貨収納機構に適用した
別の実施例を示す概略斜視図、第１０図（ａ）　、　（
ｂ）はその特性図、第１１図はその変形例を示す図、第
１２図（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施例を示す概略
斜視図およびその要部側面図、第１３図（ａ）、（ｂ）
は上述したバイモルフ形圧電駆動素子への印加電圧制御
回路図、第１４図は別の変形例を示す回路図、第１５図
（ａ）、（ｂ）はバイモルフ形圧電駆動素子の揺動範囲
を拘束する手段を示す説明図、第１６図はその変形例を
示す図、第１７図は圧電素子として積層型を用いた場合
の駆動回路図である。１・・・・硬貨投入口、？・争・・硬貨軌道、３・傘・
・硬貨検出装置、４・・・・選別機構、５．６・・・・
硬貨振分は機構、７Ａ　、　７Ｂ　。７Ｃ・・・・硬貨蓄積軌道、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ・・・φ
硬貨収納機構、９・・Φ・硬貨返却機構、１２・・ｅ・
コントローラ、１５・１１１１＠コインレール、１５　
＆　ａ　ａ　ｅ　＊脱落０．１５ｂ−＠−−幅狭転動軌
道、２０Φ・・拳硬貨脱落機構、２２・・・・硬貨脱落
口、２５・・・・バイモルフ形圧電駆動素子、２６・Φ
・・開閉板、２８・φ・・後続硬貨転勤制止レバー、２
８ｄ・・・・後続硬貨転勤制止ピン、３０・・拳・エス
ケープ機構、３１・・・・エスケープ、３３，３７・・
拳・開閉板、３８・−・・係止片（錠前機構）、５０１
１・Φ１１ハックストッパ、６０・・・命積層型圧電駆
動素子、Ｋ　（ＫＩＧ、　ＫＩＯＱ　、　Ｋ２Ｏ）φ・
働・硬貨。特許出願人　日本電信電話公社代　理　人　山　用政樹（ほか１名）第３図第４図第５図（ａ）　第５図（ｂ）第５図（ｃ）　第５図（ｄ）ｉｎ− 第５図（ｅ）　第５図（ｆ）第１４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）硬貨軌道に設けられた硬貨脱落口を開閉する脱落
口開閉機構を駆動する圧電駆動素子と、この圧電駆動素
子に対する印加電圧の極性を反転させることにより圧電
駆動素子を正、逆両方向に変位させる駆動回路とを備え
てなることを特徴とする圧電駆動形硬貨処理装置。
（２）圧電駆動素子としてバイモルフ形のものが用いら
れ、かつこの圧電駆動素子の可動端は所定の変位許容範
囲内で揺動動作可能に拘束されていることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の圧電駆動形硬貨処理装置
（３）硬貨軌道に設けられ転勤または蓄積された硬貨を
一枚づつ軌道外に脱落させる硬貨脱落口と、常時はこの
硬貨脱落口を閉じるように動作する脱落口開閉機構と、
前記硬貨軌道中で最先の硬貨とこれに連続する後続硬貨
との間に臨むように構成された転勤制止機構と、この転
勤制止機構と前記脱落口開閉機構とを連動して動作させ
るエスケープ機構と、このエスケープ機構にて前記脱落
口開閉機構および転勤制止機構を駆動する圧電駆動素子
と、この圧電駆動素子に対する印加電圧の極性を反転さ
せることにより圧電駆動素子を正、逆両方向に変位させ
る駆動回路とを備えてなることを特徴とする圧電駆動形
硬貨処理装置。
（４）脱落口開閉機構は、硬貨脱落目部分に硬貨がない
ときにはこれを閉塞するように付勢された開閉板と、前
記エスケープ機構にて作動されこの開閉板をロックする
錠前機構部とによって構成されていることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載の圧電駆動形硬貨処理装置。
（５）圧電駆動素子としてバイモルフ形のものが用いら
れ、かつこの圧電駆動素子の可動端は所定の変位許容範
囲内で揺動動作可能に拘束されてし）ることを特徴とす
る特許請求の範囲第３項記載の硬貨処理装置。