(57)【要約】【課題】肉盗み等が形成された状態で、長時間駆動されても変形することのない駆動伝達部材を提供する。【解決手段】駆動伝達部材はギア１と補強部材４とからなる。ギア１は、樹脂製であり、略中央に断面がＤ字形状の挿嵌孔１２が形成され、且つ一方の主面から所定深さでリング状の肉盗み溝１３が形成された基礎円盤部１０と、該基礎円盤部１０の円周上に配列された歯１１とからなる。補強部材４は金属製であり、肉盗み溝１３の内周側の壁に当接し、且つ肉盗み溝１３内に収まる形状で形成され、中心には、挿嵌孔１２と同形状の貫通孔４０が形成されている。この挿嵌孔１２および貫通孔４０に回転軸２が挿嵌されて回転すると、回転軸２からギア１の基礎円盤部１０に力が加わるが、補強部材４によりこの力が受け止められて、ギア１の変形が防止される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎円盤部の円周面に沿って配列された複数の歯と、
前記基礎円盤部の円中心を中心として、内周面が部分的に平面状となる断面形状がＤ字状で略円筒形状の挿嵌孔と、
前記基礎円盤部の前記挿嵌孔と外周面との間に、リング状に形成された肉盗み溝と、を備え、樹脂成形されて成る駆動伝達部材において、
前記肉盗み溝の少なくとも内周側の内壁面に当接し、前記肉盗み溝に装着された金属製円筒部材を備えたことを特徴とする駆動伝達部材。
【請求項２】
前記金属製円筒部材は、前記基礎円盤部の前記肉盗み溝の開口面に当接する底部を備えた請求項１に記載の駆動伝達部材。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の駆動伝達部材を複数備え、
隣り合う駆動伝達部材の歯同士が咬合し、これら駆動伝達部材により駆動力を伝達することを特徴とする駆動伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一定の搬送速度を必要とする搬送路の駆動に利用される駆動伝達装置に用いられる駆動伝達部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙幣等の紙葉類を識別する紙葉類識別装置は、挿入された紙葉類を搬送しながら、紙葉類に備えられている磁気データ等を読み取って識別を行っている。紙葉類の磁気データを搬送しながら読み取る場合、磁気データの読み取り精度は紙葉類の搬送速度の精度に大きく影響される。このため、このような装置に利用される駆動伝達装置では、長時間に亘り一定の搬送速度を実現する必要がある。そして、この駆動伝達装置には、通常複数のギアを搬送方向に配列させた構造が用いられる。
【０００３】
図６は従来のギアの構造を示す図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が図６（Ａ）に示すＡ−Ａ断面図、（Ｃ）が裏面図である。
【０００４】
ギア１は、基礎円盤部１０の円周面に複数の歯１１が配列形成された形状であり、基礎円盤部１０の主面（歯１１の突出方向に垂直な方向を法線とする平面部）の略中心を中心軸として両主面間を貫通する挿嵌孔１２が形成されている。挿嵌孔１２は正面方向から見て円状の一部が直線状であるＤ字形状に形成されている。以下、このＤ字形状の直線に相当する内壁部をＤカット平面部１２０と称する。このＤカット平面部１２０を備える挿嵌孔１２には、先端部が断面Ｄ字状で形成された略円柱形状の回転軸２が挿嵌されている。そして、回転軸２がギア１から突出する面には、回転軸２が挿嵌孔１２に対して軸方向へずれることを防止するＥリング３が設置されている。
【０００５】
ところで、このようなギア１は、通常、樹脂成型されていることが多く、基礎円盤部１０および歯１１の形成精度を高めるために、基礎円盤部１０の回転軸２挿入側から厚み方向に所定の深さで肉盗み溝１３が形成されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【非特許文献１】三菱エンジニアプラスチックス株式会社、ホームページ、１９９８年、支援技術、成形技術紹介、［平成１７年７月３０日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：www.m-ep.co.jp/mep-j/tech/iupital/pdf/process.pdf
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述のように肉盗み部１３を形成すると、ギア１の強度が低下する。ここで、回転軸２は通常ギア１よりも堅い金属製であるので、長時間駆動されることにより、ギア１が変形する。
図７は長時間駆動により変形したギア１の形状例を示す図である。（Ａ）が正面図、（Ｂ）が図７（Ａ）に示すＡ−Ａ断面図、（Ｃ）が部分拡大図である。なお、図６と同じ部位には同じ符号を付して説明は省略する。
【０００７】
樹脂製のギア１を金属製の回転軸２に装着して長時間駆動すると、挿嵌孔１２のＤカット平面部１２０の端部から基礎円盤部１０のリブ１４が回転軸２により押し込まれてリブ変形凹部１２１が発生する。また、回転軸２が挿嵌孔１２内を回転することによって、挿嵌孔１２におけるＤカット平面部１２０に対向する内壁が変形し、リブ変形凹部１２２が形成される。このようにリブ変形凹部１２１，１２２が形成されると、リブ１４におけるこれらのリブ変形凹部１２１，１２２に対向する側の肉盗み溝１３の内周面に、それぞれリブ突起部１４１，１４２が形成される。そして、これらリブ変形凹部１２１，１２２や突起部１４１，１４２の発生によって、リブ変形凹部１２１、リブ突起部１４１の延長線上の歯１１や、リブ変形凹部１２２、リブ突起部１４２の延長線上の歯１１が変形し、歯突起部１１１，１１４が発生する。さらに、変形が大きい歯突起部１１１に隣り合う歯１１にも、歯突起部１１２，１１３が発生する。
【０００８】
このようにギア１が変形することで、回転軸１の一定速度回転に対してギア１が一定速度で回転しなくなってしまい、駆動力伝達速度が不安定になる。
【０００９】
さらには、このような変形が進行すると、挿嵌孔１２内で回転軸２が回転してしまい、回転軸２からギア１へ、もしくは、ギア１から回転軸２へ駆動力を伝達できなくなってしまう。
【００１０】
したがって、この発明の目的は、肉盗み等が形成された状態において、長時間駆動されても変形することのない駆動伝達部材を提供すること、およびこの駆動伝達部材を用いて安定した駆動伝達を実現することができる駆動伝達装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、基礎円盤部の円周面に沿って配列された複数の歯と、基礎円盤部の円中心を中心として、内周面が部分的に平面状となる断面形状がＤ字状で略円筒形状の挿嵌孔と、基礎円盤部の挿嵌孔と外周面との間にリング状に形成された肉盗み溝と、を備え、樹脂成形されて成る駆動伝達部材において、肉盗み溝の少なくとも内周側の内壁面に当接し、肉盗み溝に装着された金属製円筒部材を備えたことを特徴としている。
【００１２】
この構成では、樹脂製の基礎円盤部の肉盗み溝に金属製円筒部材が設置されることで、挿嵌孔に挿嵌された金属製の回転軸から樹脂製の基礎円盤部に力が加わっても、金属製円筒部材で受け止められる。すなわち、金属製円筒部材の強度により、樹脂製の基礎円盤部の変形が抑えられる。
【００１３】
また、この発明の駆動伝達部材の金属製円筒部材は、基礎円盤部の肉盗み溝の開口面に当接する底部を備えたことを特徴としている。
【００１４】
この構成では、金属製円筒形部材の肉盗み溝に配置される部分に加えて底部を設けることで、金属製円筒形部材の強度が高くなる。
【００１５】
また、この発明の駆動伝達装置は、前述の駆動伝達部材を複数備え、隣り合う駆動伝達部材の歯同士が咬合し、これら駆動伝達部材により駆動力を伝達することを特徴としている。
【００１６】
この構成では、駆動伝達部材の変形が抑えられることで、駆動伝達速度の経時的な変化が抑制される。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、樹脂製の基礎円盤部の肉盗み溝に金属製円筒形部材が配置されることで、駆動伝達部材が高強度になる。これにより、挿嵌孔に金属製の回転軸が挿嵌されて、回転軸と駆動伝達部材との間で回転による駆動力の伝達があっても、回転軸の回転による基礎円盤部の変形が防止される。すなわち、回転軸の回転による駆動伝達部材の変形が防止される。この結果、従来よりも長時間に亘り変形せず、安定して駆動力を伝達する駆動伝達部材を実現することができる。
【００１８】
また、この発明によれば、この駆動伝達部材を用いることにより、長時間に亘り安定した駆動伝達能力を備える駆動伝達装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
第１の実施形態に係る駆動伝達部材について図を用いて説明する。
図１は、本実施形態の駆動伝達部材に相当するギア１と補強部材４との組み合わせ部材の構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は図１（Ａ）でのＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は裏面図である。
【００２０】
また、図２は、ギア１の構成図および補強部材４の構成図である。（Ａ）はギア１の正面図、（Ｂ）はギア１における図２（Ａ）でのＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は裏面図であり、（Ｄ）は補強部材４の正面図、（Ｅ）は補強部材４の側面図、（Ｆ）は補強部材４の裏面図である。
【００２１】
また、図３は、図１に示す駆動伝達部材に回転軸２を接続した状態を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は図３（Ａ）でのＡ−Ａ断面図である。
【００２２】
図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ギア１は所定厚みで円盤形状の基礎円盤部１０の円周面上に複数の歯１１が等ピッチで配列形成されて成る。ギア１の基礎円盤部１０には、両主面、すなわち、図２（Ａ）に示す正面の面と図２（Ｃ）に示す裏面の面との間を貫通する挿嵌孔１２が形成されている。挿嵌孔１２は断面がＤ字形状の貫通孔であり、この断面Ｄ字形状により内壁面にＤカット平面部１２０を備える。ギア１の基礎円盤部１０には、前記裏面（両主面）から見て所定幅でリング状からなる肉盗み溝１３が裏面から所定深さで形成されている。基礎円盤部１０における肉盗み溝１３と挿嵌孔１２とに挟まれる部分はリブ１４であり、リブ１４は裏面から所定深さで凹んでおり凹部１５を形成している。そして、このような構造のギア１は樹脂成型により形成されている。
【００２３】
次に、図２（Ｄ）〜（Ｆ）に示すように、補強部材４は所定内径および外径の円筒部４２と、所定厚みの底部４３とから形成されている。円筒部４２は内径がギア１の肉盗み溝１３の内周面側の径と略同じに形成されており、外径が肉盗み溝１３の内周面側の径と外周面側の径との平均値程度で形成されている。底部４３は、厚みがギア１の凹部１５の深さと略同じに形成されており、略中心にギア１の挿嵌孔１２と同じ形状の貫通孔４０が形成されている。貫通孔４０は断面がＤ字形状であり、この断面Ｄ字形状により内壁面にＤカット平面部４１を備える。そして、補強部材４は、樹脂成型されたギア１よりも硬度が高い金属製である。
【００２４】
このようなギア１と補強部材４を組み合わせた状態が図１である。
図１に示すように、補強部材４はギア１の肉盗み溝１３および凹部１５に挿嵌される。この際、ギア１のＤカット平面部１２０と補強部材４のＤカット平面部４１とが一致する状態で補強部材４が挿嵌されている。ここで、補強部材４の裏面位置とギア１の裏面位置とは一致しており、補強部材４の内壁面とギア１の肉盗み溝１３の内周側の壁面とは当接している。このような構造とすることで、挿嵌孔１２と貫通孔４０とを正面および裏面から見た形状が一致し、１つの挿嵌孔として機能する。
【００２５】
このような駆動伝達部材を用いる場合、図３に示すように、挿嵌孔へ回転軸２が挿嵌される。
回転軸２は金属製であり、略全体が円柱形状で先端部が断面Ｄ字形状である。このＤ字形状の先端部の外周形状は、挿嵌孔１２および貫通孔４０からなる駆動伝達部材の挿嵌孔の内壁形状と一致する。そして、回転軸２のＤ字形状先端部の平面部が駆動伝達部材の挿嵌孔のＤカット平面部１２０、４１に当接している。さらに、回転軸２の先端は所定長さでギア１の表面から突出しており、Ｄ字形状先端部と円柱形部分との境界面が駆動伝達部材における補強部材４の底部４３の裏面に当接している。そして、回転軸２は、ギア１の正面に設置されたＥリング３によりギア１から抜けない状態で固定される。
【００２６】
このような構成とすることで、回転軸２のＤ字形状先端部の平面部と駆動伝達部材の挿嵌孔のＤカット平面部１２０、４１とが作用して、回転軸２から駆動伝達部材へまたは駆動伝達部材から回転軸２へ駆動力が伝達される。
【００２７】
この際、金属製の補強部材４をギア１の肉盗み溝１３に設置していることで、回転軸２のＤ字形状先端部の角部からギア１のリブ１４に力が掛かっても、補強部材４で受けられるので、樹脂製のリブ１４は変形しない。これにより、ギア１の全体に変形による応力が掛かることなく、ギア１の歯１１が変形することを防止することができる。この結果、長時間に亘り利用しても、常時一定速度で安定して駆動力を伝達することができる。
【００２８】
なお、補強部材４は底部４３が無くても、ギア１の変形を抑制することができるが、本実施形態に示すように、補強部材４に底部４３を設けることで、補強部材４の円周面から外側に向かう力に対する強度が増加するので、より一層ギア１の変形の抑制効果が高くなり、ギア１の変形を確実に防止することができる。
【００２９】
なお、本実施形態の説明では、Ｅリングによる固定の構成を例に示したが、図４に示すようにねじ止めによる固定の構成も実現することができる。
【００３０】
図４はねじ止めによるギア１と補強部材４との固定を行った駆動伝達部材の構成を示した図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は図４（Ａ）でのＡ−Ａ断面図である。
【００３１】
ねじ止め方式の場合、ギア１の挿嵌孔は基礎円盤部１０を貫通せず裏面側から所定深さに形成され、これに応じて回転軸２のＤ字形状先端部の長さも短くなる。また、ギア１の基礎円盤部１０および回転軸２には、ねじ５が螺嵌する穴が形成されており、この雌ねじにねじ５が螺合することにより、ギア１、補強部材４、回転軸２が固定される。
【００３２】
このような構成であっても、樹脂製のギア１の肉盗み溝１３に金属製の補強部材４が挿嵌されることで、回転軸２から受ける力によるギア１の変形を防止することができる。
【００３３】
次に、第１の実施形態に示した駆動伝達部材を用いた紙葉類識別装置の駆動伝達装置を第２の実施形態として図を参照して説明する。
【００３４】
図５は本実施形態の紙葉類識別装置の概略構成を示す図である。なお、以下の説明では、ギア１と補強部材４とからなる駆動伝達部材を、新たにギアと定義して説明する。
【００３５】
紙葉類識別装置は、ギア２０１〜２１３、エンコーダ２２１，２２２、下搬送ローラ２３１〜２３６、上搬送ローラ２４１〜４６、バネ２５１〜５６、センサ２６１，２６２、駆動状態検出部２２５、紙葉類識別部２２６を備える。
【００３６】
ギア２０１〜２１１は、紙葉類搬送方向に平行な方向に順に配置されており、隣り合うギア２０１とギア２０２、．．．、ギア２１０とギア２１１）同士の歯が咬合している。また、ギア２０１の紙葉類搬送経路に対向する側の所定位置にはギア２１２が設置されており、ギア２０１とギア２１２の歯も咬合している。そして、このギア２１２に接続する回転軸が駆動源であるモータ３００に接続する。また、ギア２１１の紙葉類搬送経路に対向する側の所定位置にはギア２１３が設置されており、ギア２１１とギア２１３の歯も咬合している。
【００３７】
ギア２０１、ギア２０３、ギア２０５、ギア２０７、ギア２０９、ギア２１１にはそれぞれ下搬送ローラ２３１，２３２，２３３，２３４，２３５，２３６が設置されており、ギアの回転とともに下搬送ローラ２３１〜２３６も回転する。これら下搬送ローラ２３１〜２３６の紙葉類搬送経路方向の端部位置は全て同じであり、これらの点を結ぶ線が紙葉類搬送経路に相当する。下搬送ローラ２３１〜２３６の紙葉類搬送経路を対称面とした対向位置には、上搬送ローラ２４１〜２４６が設置されており、それぞれバネ２５１〜２５６により付勢されて下搬送ローラ２３１〜２３６に接触している。この構造により紙葉類搬送経路（上搬送ローラ２４１〜２４６と下搬送ローラ２３１〜２３６との間）に紙幣等の紙葉類が搬入されると、モータ３００によりギア２０１〜２１３が回転し、駆動力が伝達されて、下搬送ローラ２３１〜２３６が同じ方向に回転する。ここで、上搬送ローラ２４１〜２４６が下搬送ローラ２３１〜２３６に対して所定の付勢力により接触していることで、それぞれに対向する位置に配置された上搬送ローラ２４１〜２４６と下搬送ローラ２３１〜２３６とが紙葉類を挟み込み、紙葉類には下搬送ローラ２３１〜２３６の回転による搬送力が作用して、紙葉類が所定の搬送方向、例えば図５であれば、下搬送ローラ２３６側から下搬送ローラ２３１側に向かう方向に搬送される。
【００３８】
センサ２６１，２６２はそれぞれ磁気センサまたは光センサ等で構成されており、センサ２６１，２６２の設置位置を通過する紙葉類に備えられている磁気情報や光透過率等の固有情報を検出して、紙葉類識別部２２６に出力する。紙葉類識別部２２６は、入力された情報を解析して、紙葉類の種類を識別する。
【００３９】
ところで、ギア２１２に接続する回転軸にはエンコーダ２２１が固定設置されており、ギア２１３に接続する回転軸にはエンコーダ２２２が固定設置されている。エンコーダ２２１，２２２は駆動状態検出部２２５に電気的に接続されており、エンコーダ２２１，２２２で検出した信号が駆動状態検出部２２５に入力される。そして、前述のようにモータ３００が駆動し、ギア２１２に接続する回転軸およびギア２１３に接続する回転軸が回転すると、駆動開始と回転量とを示す信号を生成して、駆動状態検出部２２５に出力する。
【００４０】
駆動状態検出部２５はエンコーダ２２１，２２２から入力される信号に基づき、ギア２０１〜２１３により構成される駆動伝達装置の先端のギア２０１に接続する回転軸の回転開始タイミング（駆動開始タイミング）と、末端のギア２１３に接続する回転軸の回転開始タイミング（駆動開始タイミング）とのタイミング差を検出する。そして、検出したタイミング差に対応する時間と予め設定された閾値時間とを比較し、検出したタイミング差に対応する時間が長ければ、外部に警告を発する。ここで、閾値時間は、駆動伝達装置の駆動状態により搬送速度が許容される精度以下になるタイミング差に対応する時間が設定されている。
【００４１】
このような紙葉類識別装置の駆動伝達装置に前述の駆動伝達部材を用いることで、回転軸とギアとの接触によるギアの変形を防止することができるので、従来よりも長時間に亘り安定して駆動力を伝達することができる。これにより、従来よりも長時間に亘り安定して紙葉類の種類を識別し続けることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、紙葉類識別装置を例に説明したが、ギアを用いる駆動力伝達装置であれば、当然に前述の構成を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】第１の実施形態の駆動伝達部材に相当するギア１と補強部材４との組み合わせ部材の構成を示す図
【図２】図１に示すギア１の構成図および補強部材４の構成図
【図３】図１に示す駆動伝達部材に回転軸２を接続した状態を示す図
【図４】ねじ止めによるギア１と補強部材４との固定を行った駆動伝達部材の構成を示した図
【図５】第２の実施形態の紙葉類識別装置の概略構成を示す図
【図６】従来のギアの構造を示す図
【図７】長時間駆動により変形したギア１の形状例を示す図
【符号の説明】
【００４４】
１−ギア
１０−基礎円盤部
１１−歯
１２−挿嵌孔
１２０−挿嵌孔１２のＤカット平面部
１３−肉盗み溝
１４−リブ
１５−凹部
２−回転軸
３−Ｅリング
４−補強部材
４０−貫通孔
４１−貫通孔４０のＤカット平面部
４２−円筒部
４３−底部
５−ねじ
１１１〜１１４−歯変形部
２０１〜２１３−ギア
２２１，２２２，２２３−エンコーダ
２２４−駆動制御部
２２５−駆動状態検出部
２２６−紙葉類識別部
２３１〜２３６−下搬送ローラ
２４１〜２４６−上搬送ローラ
２５１〜２５６−バネ
２６１，２６２−センサ
３００−モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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