(57)【要約】【課題】紙葉類等の衝撃を効率よく吸収するとともに、スペースをとらないローラ装置を提供すること。【解決手段】回転軸２１を中心軸として配置され、その外周面が紙葉類Ｗとの接触に供される円筒状の搬送用摩擦部材３６と、搬送用摩擦部材３６の回転軸２１側に配置され、搬送用摩擦部材３６が紙葉類Ｗから受けた衝撃をそれ自身の変形によって吸収する衝撃吸収部材３３，３４と、衝撃吸収部材３３，３４の回転軸２１側に配置され、回転軸２１に一体的に取付けられるとともに、衝撃吸収部材３３，３４の変形方向を規制する回転体状の軸ホルダ部材３１，３２とを備えている。【選択図】　　図１
2004125014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークにその外周面を接触させて駆動又は制動を行うローラ装置において、
回転軸と、
この回転軸を中心軸として配置され、その外周面が前記ワークとの接触に供される円筒状の摩擦部材と、
この摩擦部材の前記回転軸側に配置され、前記摩擦部材が前記ワークから受けた衝撃をそれ自身の変形によって吸収する衝撃吸収部材と、
この衝撃吸収部材の前記回転軸側に配置され、前記回転軸に一体的に取付けられるとともに、前記衝撃吸収部材の変形方向を規制する回転体状の軸ホルダ部材とを備えていることを特徴とするローラ装置。
【請求項２】
前記摩擦部材と、前記衝撃吸収部材との間には、前記衝撃吸収部材の変形方向を規制する保持部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のローラ装置。
【請求項３】
前記保持部材による前記衝撃吸収部材の変形方向の規制は、回転軸の径方向であることを特徴とする請求項２に記載のローラ装置。
【請求項４】
前記回転軸は、前記ワーク側に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載のローラ装置。
【請求項５】
前記衝撃吸収部材は、周方向に沿って分割されていることを特徴とする請求項１記載の媒体搬送ローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば郵便物や紙幣、カード等のワークを搬送・処理する媒体搬送装置等に組み込まれワークに対し駆動又は制動を行うためのローラ装置に関し、特に衝撃を効率よく吸収できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙葉類処理機において高速度で搬送される紙葉類（ワーク）を検知して、所定の方向に転換させるための方向転換部においては紙葉類の衝撃を緩和するためにローラ装置が用いられている。例えば、図９に示すように方向転換用ローラ１００とピンチローラ（ローラ装置）１１０が対向配置されていて、ピンチローラ１１０は支持軸１１１に揺動自在に設けられ、かつ、バネ付勢力で方向転換用ローラ１００の外周面に押圧されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したローラ装置であると次のような問題があった。すなわち、紙葉類処理機では取り扱う紙葉類により厚みや重さは変動し、これら紙葉類が３〜４［ｍ／ｓ］の速さで搬送されているので、例えば方向転換部では紙葉類が突入する際、ピンチローラ１１０が衝撃を受けて跳ね上がり、紙葉類に対し方向転換のための作用力を適切に掛けることができない虞がある。このため、搬送速度を低下させる等の必要があり、処理効率が低下するという問題があった。
【０００４】
バネ付勢力を用いた構成では、ローラの跳ね上がり防止が十分でなく、別途ショックアブソーバを設けたり、あるいは磁気ダンパを用いた緩衝構造を設けたりする等、その対策にコストがかかると共にスペースも要してしまうという問題があった。
【０００５】
ローラ装置にショックアブソーバを内蔵させたものとして、ドットインパクトタイプのプリンタの印字騒音低減と印字品質向上を図ったプラテンローラ（例えば特許文献２参照）が開示されている。このプラテンローラにおいては、内部に樹脂または繊維材等の吸振部材を充填させ、吸振部材の内部に金属または鉱石等の粒子を分布させた構成となっている。しかしながら、主に吸音効果を得ることが目的であり、種々の周波数成分における吸音効果を引き出すために吸振部材中に粒子を分布させたものであり、プラテンローラを紙葉類処理機等の衝撃緩和用ローラ装置として用いることは困難であった。なお、この吸振部材はプラテン内に単に充填するだけの構成となっている。
【０００６】
そこで本発明は、紙葉類等のワークが高速度で突入された場合であっても、その衝撃を効率よく吸収してローラの跳ね上がりや紙葉類の重送を防止したり、紙葉類の厚みに対応して一定の押付け力を付与したりすることができるとともに、スペースをとらないローラ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２３２８４７号公報（第６頁）
【０００８】
【特許文献２】
特開平６−１２７０４８公報（第３頁）
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のローラ装置は次のように構成されている。
【００１０】
（１）ワークにその外周面を接触させて駆動又は制動を行うローラ装置において、回転軸と、この回転軸を中心軸として配置され、その外周面が前記ワークとの接触に供される円筒状の摩擦部材と、この摩擦部材の前記回転軸側に配置され、前記摩擦部材が前記ワークから受けた衝撃をそれ自身の変形によって吸収する衝撃吸収部材と、この衝撃吸収部材の前記回転軸側に配置され、前記回転軸に一体的に取付けられるとともに、前記衝撃吸収部材の変形方向を規制する回転体状の軸ホルダ部材とを備えていることを特徴とする。
【００１１】
（２）上記（１）に記載されたローラ装置であって、前記摩擦部材と、前記衝撃吸収部材との間には、前記衝撃吸収部材の変形方向を規制する保持部材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
（３）上記（２）に記載されたローラ装置であって、前記保持部材による前記衝撃吸収部材の変形方向の規制は、回転軸の径方向であることを特徴とする。
【００１３】
（４）上記（１）に記載されたローラ装置であって、前記回転軸は、前記ワーク側に付勢されていることを特徴とする。
【００１４】
（５）上記（１）に記載されたローラ装置であって、前記衝撃吸収部材は、周方向に沿って分割されていることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るローラ装置３０が組み込まれた媒体搬送機構１０を示す横断面図、図２は媒体搬送機構１０の側面図である。媒体搬送機構１０は、ローラ装置３０と駆動側ローラ４０間に向かって搬送方向Ｑから突入してくる紙葉類Ｗに対して、紙葉類Ｗの厚み変動に対応して適切な駆動力を付与するための機構である。この媒体搬送機構１０は、例えば、郵便物処理機の方向転換部や書状間隔補正部に設けられるものであり、厚みの異なる紙葉類Ｗに対してその突入の際の力を緩和することで、所定の駆動力を付与したり、逆に制動をかける際に、その作用力が適切に伝達されるように機能するものである。
【００１６】
媒体搬送機構１０は、装置本体１に取付けられた断面コの字状のローラ固定部１１と、このローラ固定部１１に揺動軸１２を介して取付けられた断面コの字状のローラ移動部１３と、このローラ移動部１３に後述する回転軸２１を介して取付けられたローラ機構２０と、このローラ機構２０に対向配置された駆動側ローラ４０とを備えている。
【００１７】
ローラ固定部１１には、後述するローラ揺動ストッパ１３ａが往復動が可能な溝部１１ａが設けられている。また、ローラ移動部１３には、溝部１１ａに沿って往復動するとともに、ローラ移動部１３の揺動範囲を規制するローラ揺動ストッパ１３ａ，１３ａと、回転軸２１を回転自在に支持する軸受部１３ｂ，１３ｂと、切欠部１３ｃ，１３ｃが設けられている。揺動軸１２には、押付け力用ねじりバネ１２ａが取付けられており、図２中Ｓ方向に揺動軸１２を付勢している。
【００１８】
ローラ機構２０は、軸受部１３ｂ，１３ｂにそれぞれ取付けられた回転軸２１，２１と、回転軸方向に沿って並設された一対のローラ装置３０，３０と、これらローラ装置３０，３０間に設けられたシャフト２２とを備えている。回転軸２１，２１はボルト２１ａ，２１ａによって切欠部１３ｃ，１３ｃに取付けられている。
【００１９】
ローラ装置３０は、回転軸２１とシャフト２２間に設けられた軸ホルダ部材３１，３２と、これら軸ホルダ部材３１，３２の外周部に設けられた衝撃吸収用部材３３，３４と、これら衝撃吸収用部材３３，３４の周囲に設けられた断面Ｔの字状の環状の保持部材３５と、この保持部材３５の周囲に取付けられた筒状の搬送用摩擦部材３６とを備えている。
【００２０】
衝撃吸収部材３３，３４は、衝撃吸収性能に優れた例えばゴム・ゲル・スポンジ材等で形成されている。ゲルの具体例としては、北川工業株式会社のスチレン系エラストマが適用される。なお、このスチレン系エラストマはシリコンフリーであるため、電気接点不良の発生が起こらないという性質を有している。
【００２１】
スポンジの具体例としては、イノアックスコーポレーションの産業用発泡品ＮＲ系ゴムスポンジ−天然ゴム系が適用される。ＮＲ系ゴムスポンジ−天然ゴム系は、構造的にはポリイソプレンであり、適度なクッション性を持ち、緩衝材として使用される。
【００２２】
一方、保持部材３５は、プラステック・樹脂・金属等で形成され、十分剛性の大きい材質で形成されている。また、搬送用摩擦部材３６は紙葉類Ｗの材質等に対応したゴム材等で形成されている。
【００２３】
図３の（ａ）〜（ｃ）は、衝撃吸収部材３３，３４の配置例を示す。衝撃吸収部材３３，３４は保持部材３５に設けられた溝等に一部分が係合するようにすると、接着剤を用いることなく固定できる。なお、衝撃吸収部材３３，３４は図３の（ａ）に示すように、ローラの全周に配置してもよいし、図３の（ｂ），（ｃ）に示すように、部分的に隙間を設けて円周の一部に配置してもよい。
【００２４】
また、衝撃吸収部材３３，３４はローラの円周上に点対称に配置しているが、必ずしも点対称に配置する必要はない。衝撃吸収部材３３，３４の材質によっては、分割して配置する方が衝撃吸収性能は上がる場合もある。また、衝撃吸収部材３３，３４は保持部材３５の表裏両面に配置するが、左右は線対称でも良いし、位相をずらしても良い。
【００２５】
図４の（ａ），（ｂ）は、ローラ装置３０のみを取り出して示したものである。搬送用摩擦部材３６はリング形状をしており、保持部材３５の外周面に嵌め込むことができる。また、なお、保持部材３５は、搬送用摩擦部材３６の形状を支持しており、摩擦部材の３６の過度な変形を抑制している。また、保持部材３５は、軸ホルダ部材３１，３２をガイドとして、保持部材３５が移動できるように隙間３１ａ，３２ａや隙間３７が設けられており、衝撃吸収部材３３，３４の変形方向が規定されている。
【００２６】
このように構成された搬送ローラ機構１０では、次のようにして紙葉類Ｗを搬送する。すなわち、紙葉類Ｗが図中矢印Ｑ方向に進むことで、搬送用摩擦部材３６に接触する。搬送用摩擦部材３６は紙葉類Ｗから衝撃力を受ける。このとき、保持部材３５が挿入されているので、搬送用摩擦部材３６は大きく変形することがない。この衝撃力は保持部材３５を介して衝撃吸収部材３３，３４に伝達される。衝撃吸収部材３３，３４はそれ自身の変形によって衝撃を吸収する。このとき、衝撃吸収部材３３，３４は保持部材３５及び軸ホルダ部材３１，３２に挟まれているため、衝撃吸収用部材３３，３４の変形方向が一意的に定まるように規制されていることから、過度の部分的変形が生ぜず、衝撃吸収用部材３３，３４の長寿命化を図ることができる。
【００２７】
上述したように本第１の実施の形態に係る媒体搬送機構１０によれば、ローラ装置３０が、搬送用摩擦部材として従来から用いられている搬送用摩擦部材３６を使用していることから、紙葉類Ｗとの摩擦関係や摩耗による寿命に関しては従来通りの効果を維持できる。また、紙葉類Ｗがローラ装置３０に与える衝撃は、ローラ内部に配置した衝撃吸収用部材３３，３４により衝撃を吸収できる。
【００２８】
また、衝撃力を受ける部位と衝撃力を吸収する部位の距離が近いため、例えば、回転軸を支持する支持部材等にショックアブソーバやダンパを取付けた場合に比べて応答速度が速く、効率よく衝撃を緩和させることができる。ここで、衝撃吸収用部材の取付位置による衝撃力の緩和効果について比較する。衝撃吸収用部材無しの場合の衝撃力を「Ｓ無」、有りの場合「Ｓ有」とし、衝撃力の緩和効果を「衝撃吸収率」（値が高い方が緩和効果が大きい）は式（１）にて示される。
【００２９】
衝撃吸収率［％］＝（１−Ｓ有／Ｓ無）×１００　　　　　　　　…（１）
このとき、衝撃吸収用部材をローラ装置から離れた位置で用いた場合は、衝撃吸収率は約３５％となり、衝撃吸収用部材がローラ内蔵相当にほぼ近い系で用いた場合は、衝撃吸収率は約７５％となった。したがって、緩衝材をローラ内部に設置することにより、衝撃発生源に衝撃吸収用部材を近づけることで効果的に衝撃吸収率を上げることができることがわかる。
【００３０】
一方、例えば紙葉類Ｗの厚さが個々に異なるような場合には、ローラ装置３０と駆動側ローラ４０との隙間を適宜変更する必要がある。上述したように、ローラ固定部１１に支持された揺動軸１２を中心にローラ移動部１３に装着されたローラ揺動ストッパ１３ａが溝１１ａを走行する。このため、ローラ移動部１３が揺動し、一対のローラ装置３０，３０は連動して駆動側ローラ４０から離れるように動作する。このとき、押付け力用ねじりバネ１２ａを用いて紙葉類Ｗに一定の押付け力を付与するとともに、紙葉類Ｗ通過後にローラ装置３０が駆動側ローラ４０に向けて速やかに押し戻され、次の紙葉類Ｗに対して適切に対応することが可能となる。
【００３１】
このように、紙葉類Ｗの衝撃を吸収することで、ローラ装置３０の跳ね上がりを防止できるとともに、ローラ移動部１３が揺動することにより紙葉類Ｗの厚みに対応して駆動側ローラ４０とローラ装置３０との隙間が開くとともに、一定の押付け力を付与するようにしているので、紙葉類Ｗへの駆動力や制動力が確実に伝わることになり、紙葉類Ｗの速度や位置のコントロールが容易となる。
【００３２】
さらに、ローラ移動部１３は軸受部１３ｂ，１３ｂを介して回転軸２１を支持しており、回転軸２１の取り外しが容易なようにローラ移動部１３には、切欠部１３ｃが設けられている。切欠部１３ｃは回転軸２１の直径よりも大きく、軸受部１３ｂ，１３ｂが抜け落ちない程度の大きさとしている。したがって、図１に示すボルト２１ａ，２１ａを取り外すと、軸受部１３ｂ，１３ｂがはずれ、回転軸２１ごとローラ装置３０を取り出すことができるので、着脱が容易でメンテナンス性にも優れている。
【００３３】
なお、ローラ移動部１３とローラ固定部１１を回転軸２１ではなくシャフト２２で支持するようにすれば、搬送用摩擦部材３６の付け替えがさらに容易となり、メンテナンス性に優れる。
【００３４】
上述したように本第１の実施の形態に係るローラ装置３０が組み込まれた媒体搬送装置１０によれば、従来のローラにおける耐久性及び摩擦係数を変えずに、また装置全体の大型化を招くことなく紙葉類Ｗの衝突による衝撃を効果的に緩和してローラ装置３０の跳ね上がりを防止できる。また、適切な押圧力を紙葉類Ｗに付与することで、駆動力や制動力を確実に作用させることが可能となる。
【００３５】
図５は本発明の第２の実施の形態に係るローラ装置３０Ａが組み込まれた媒体搬送機構１０Ａを示す横断面図である。なお、図５において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
媒体搬送機構１０Ａに組み込まれたローラ機構２０Ａのローラ装置３０Ａには、保持部材３５が設けられていない。紙葉類Ｗから受ける衝撃力が弱い場合には、保持部材３５を省略しても衝撃吸収部材３３，３４の大幅な変形が生じることがないため、第１の実施の形態に係るローラ装置３０と同様の効果を得ることができる。
【００３７】
図６は本発明の第３の実施の形態に係るローラ装置３０Ｂが組み込まれた媒体搬送機構１０Ｂを示す横断面図である。なお、図６において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３８】
上述した媒体搬送機構１０のローラ装置３０，３０が２個連動して動作するのに対して、媒体搬送機構１０Ｂに組み込まれたローラ機構２０Ｂのローラ装置３０Ｂ，３０Ｂはそれぞれ独立して回転する構成である。なお、図６中１３Ｂはローラ移動部を示している。ローラ装置３０Ｂを２個を独立に駆動した場合、ローラ装置３０と同様の効果を得ることができるとともに、同一紙葉類Ｗ内で厚みに差がある場合にスキューを抑制できるという効果がある。
【００３９】
図７は本発明の第４の実施の形態に係るローラ装置３０Ｃが組み込まれた媒体搬送機構１０Ｃを示す横断面図である。なお、図７において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４０】
回転軸２１を軸受部１３ｂ，１３ｂで支持する代わりに回転軸２３を軸受部２４をローラ装置３０Ｃ内部に組み込んで支持する構成となっている。この場合、ローラ装置３０と同様の効果を得ることができるとともに、全体の大きさを小型化できる。
【００４１】
図８は本発明の第５の実施の形態に係るローラ装置３０Ｄが組み込まれた媒体搬送機構１０Ｄを示す横断面図である。なお、図８において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
図８中１３Ｄはローラ移動部、２５は回転軸を示している。この場合、ローラ装置３０Ｃと同様の効果を得ることができるとともに、同一紙葉類Ｗ内で厚みに差がある場合にスキューを抑制できるという効果がある。
【００４３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では対象物を紙葉類としたが紙葉類に限られず他の搬送物でもよい。また、ローラ装置は搬送処理装置だけではなく、車輪等に適用することも可能である。本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、紙葉類等のワークが高速度で突入された場合であっても、その衝撃を効率よく吸収してローラの跳ね上がりや紙葉類の重送を防止したり、紙葉類の厚みに対応して一定の押付け力を付与したりすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るローラ装置が組み込まれた媒体搬送機構を示す横断面図。
【図２】同媒体搬送機構を示す側面図。
【図３】同媒体搬送機構に組み込まれたローラ機構を示す説明図。
【図４】同媒体搬送機構に組み込まれたローラ機構を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るローラ装置が組み込まれた媒体搬送機構を示す横断面図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るローラ装置が組み込まれた媒体搬送機構を示す横断面図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係るローラ装置が組み込まれた媒体搬送機構を示す横断面図。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係るローラ装置が組み込まれた媒体搬送機構を示す横断面図。
【図９】従来の媒体搬送機構の一例を示す説明図。
【符号の説明】
１０…媒体搬送機構
１１…ローラ固定部
１２…揺動軸
１３…ローラ移動部
２０…ローラ機構
３０…ローラ装置
３１，３２…軸ホルダ部材
３３，３４…衝撃吸収用部材
３５…保持部材
３６…搬送用摩擦部材
４０…駆動側ローラ
【図１】
2004125014.tif 000003
【図２】
2004125014.tif 000004
【図３】
2004125014.tif 000005
【図４】
2004125014.tif 000006
【図５】
2004125014.tif 000007
【図６】
2004125014.tif 000008
【図７】
2004125014.tif 000009
【図８】
2004125014.tif 000010
【図９】
2004125014.tif 000011