(57)【要約】【課題】円板形のディスクを払い出す回転ディスクの回転負荷を減少し、エネルギー消費を減少することを目的とする。【解決手段】ディスクをバラ積み状態で保留する保留ボウルと、その保留ボウルの下方に配置されたディスクの通孔を有し、かつ、モーターによって回転される回転ディスクと、その回転ディスクの下方に配置されたベースプレートを備え、回転ディスクの回転によってディスクをベースプレートに沿わせて移動させつつ一枚ずつ払い出すディスクのホッパーにおいて、保留ボウルの下部に内向きの凸部を形成し、その凸部は通孔の上方に配置されている。【選択図】図４
2004086633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク（１０）をバラ積み状態で保留する保留ボウル（６）と、その保留ボウル（６）の下方に配置されたディスク（１０）の通孔（１３）を有し、かつ、モーター（５）によって回転される回転ディスク（４）と、その回転ディスク（４）の下方に配置されたベースプレート（３）を備え、回転ディスク（４）の回転によってディスク（１０）をベースプレート（３）に沿わせて移動させつつ一枚ずつ払い出すディスクのホッパーにおいて、保留ボウル（６）の下部に内向きの凸部（２９）を形成し、その凸部（２９）が通孔（１３）の上方に配置されているディスクのホッパー。
【請求項２】
円形であり、かつ、回転ディスク（４）の通孔（１３）の外縁（２５）のほぼ直上に配置される保留ボウル（６）の下部開口（２４）と、
その下部開口（２４）から上方に向かう錐形部（２７）と、その錐形部（２７）の上方に位置するラッパ状の拡開部（２８）を有し、錐形部（２７）と拡開部（２８）とで凸部（２９）を形成してなる請求項１のディスクのホッパー。
【請求項３】
凸部（２９）がベースプレート（３）からディスク（１０）のほぼ直径分上方に位置する請求項２のディスクのホッパー。
【請求項４】
凸部（２９）で囲まれた径が、ディスク（１０）の直径の約３倍以上である請求項３のディスクのホッパー。
【請求項５】
拡開部（２８）から上方に伸びる保留ボウル（６）の少なくとも一部分が、拡開部（２８）から垂直方向に伸びる側面（３６，３８）を有する請求項４のディスクのホッパー。
【請求項６】
回転ディスク（４）の中央部が凸部（２９）よりも上方に伸びている請求項５のディスクのホッパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、バラ積み状態の円板状のディスクを一枚づつ払い出すディスクのホッパーに関する。
詳しくは、自動販売機のつり銭払い出し装置やパチスロ機のメダル払い出し装置に用いられるディスクのホッパーに関する。
さらに詳しくは、ディスク量が増大しても消費エネルギーを増加することのないディスクのホッパーに関する。
なお、本明細書で使用する「ディスク」は、コイン、ゲーム機用メダル、トークン等の円板体の総称である。
【０００２】
【従来の技術】
ディスクをバラ積み状態で保留する保留ボウルとその保留ボウルの下方に配置されたディスクの通孔を有する回転ディスクと、その回転ディスクの下方に配置されたベースを備え、回転ディスクの回転によってディスクをベースに沿わせて移動させつつ一枚ずつ払い出すディスクのホッパーは、各種知られている。
【０００３】
近年の省エネルギー志向の高まりにより、一層のエネルギー削減が求められている。
すなわち、モーター出力を変更せずに保留ディスク量を増大させたり、保留ディスク量が同一の場合、より小さい出力のモーターを使用することが求められる。一方、利便性向上のため、ディスクの払い出し能力（単位時間あたりのディスク払い出し数）の向上も求められている。
【０００４】
ディスク払い出し能力を向上するため、回転ディスクの回転速度を高めることが考えられる。
回転ディスクの回転速度を高めた場合、より大きなトルクのモーターが必要であり、エネルギー削減の観点から採用しがたい。
【０００５】
他の方策として、回転ディスクの通孔の数を増大する方策がある。
通孔の数を増大した場合、回転ディスクの径が大きくなり、結果として回転ディスクに加わる保留ディスク群の重量が増加して回転ディスクの回転負荷が増し、モーターの出力を増加せねばならず、俄かに採用しがたい。
【０００６】
回転ディスクに加わる回転負荷は、おおよそ、ディスク払い出しの負荷と保留ディスク群の重量による負荷であるが、保留ディスク群の重量による回転負荷の比率が極めて大きい。
回転ディスクの回転負荷を減少するための種種の技術が知られている。
【０００７】
そのひとつに、回転ディスクを斜めに配置し、回転ディスクに加わる保留ディスク群の重量を減少する技術がある。
この技術は、回転ディスクが斜めであるため、装置容積に対するディスク群の保留容積が小さく、また、保留ボウルの形状が拘束されることから俄かに採用しがたい。
【０００８】
一方、回転ディスクの上方に邪魔棒や邪魔片を配置して回転ディスクに加わるディスクの重量を軽減する技術も知られている。（特開平１１−２５３０９号、実開平６−４３７６７号参照）
この技術は、邪魔棒や邪魔片がディスクの保留容量を減少させたり、ディスクの自由な動きを邪魔してジャムを生じることがあり、俄かに採用することができない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、保留ディスク群の重量による回転ディスクの回転負荷を減少することである。
本発明の第２の目的は、ディスク群のジャムを防止することである。
本発明の第３の目的は、ホッパーを安価に提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明にかかるディスクのホッパーは、次のように構成されている。
ディスクをバラ積み状態で保留する保留ボウルと、その保留ボウルの下方に配置されたディスクの通孔を有し、かつ、モーターによって回転される回転ディスクと、その回転ディスクの下方に配置されたベースプレートを備え、回転ディスクの回転によってディスクをベースプレートに沿わせて移動させつつ一枚ずつ払い出すディスクのホッパーにおいて、保留ボウルの下部に内向きの凸部を形成し、その凸部が通孔の上方に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成において、ディスクはバラ積み状態で保留ボウル内に保留され、回転ディスクの回転によって攪拌され、通孔を通ってベースプレートに達し、ベースプレートに沿って移動され、所定の位置で一枚ずつ払い出される。
【００１２】
そして、回転ディスクの通孔の数が多いので、ディスクは、効率的に攪拌されて通孔に達し、単位時間あたりのディスク払い出し数が増加する。
一方、保留されたディスク群の一部は、保留ボウルの下部の凸部で受け止められ、支えられて回転ディスクに加わる重量が減少される。
【００１３】
保留ボウル下部の凸部で支えられなかったディスク群の一部の重量は、回転ディスク上面に加わる。
したがって、回転ディスク上面に加わるディスク群の重量は、凸部により直接支えられるディスク重量に加え、それらディスク群によって間接的に支えられるディスク重量を加えて減少される。
【００１４】
換言すれば、見かけ上回転ディスクの直径が縮小された状態になり、回転ディスクの回転負荷が減少する。
結果として、低出力のモーターを採用しても回転ディスクを回転駆動することができ、エネルギーを削減することができる。
【００１５】
本発明は、保留ボウルの下部が円形であり、かつ、回転ディスクの通孔の外縁のほぼ直上に配置される下部開口と、その下部開口から上方に向かう錐形部と、その錐形部の上方に位置するラッパ状の拡開部を有し、錐形部と拡開部とで凸部を形成することが好ましい。
【００１６】
この構造において、保留ディスクの一部は、ラッパ状の拡開部の上向き斜面に沿って滑り落ちた後、回転ディスク上に到達する。
錐形部に沿って位置するディスクは、錐形部の下向斜面に倣って傾斜され、回転ディスク側へ倒される。
【００１７】
また、保留ボウルの下部開口が回転ディスク通孔の外縁の直上に位置するので、ディスクが回転ディスク上面端部に載ることができない。
したがって、ディスクは、最後の一枚まで残留することなく払い出される。
【００１８】
本発明は、凸部がベースプレートからディスクのほぼ直径分上方に位置していることが好ましい。
保留ディスク群の一部は、凸部によってその重量が支えられる。
その重量を支えられているディスクに係合しているディスクも、また、一部が凸部に支えられる。
【００１９】
この関係が連続し、擬似ジャム状態にあり、結果として回転ディスクに加わるディスク群の重量が軽減する。
凸部がベースプレートからディスクのほぼ直径分上方に位置しているので、擬似ジャムは当然それよりも上方に形成されている。
【００２０】
擬似ジャム状態にあるディスク群は攪拌抵抗が大きい。
しかし、その下方に位置するディスク群の移動自由度は高く、回転ディスクの回転によって効率的に攪拌される。
したがって、回転ディスク上のディスクが通孔に落ち込みやすいという効果がある。
【００２１】
本発明は、凸部で囲まれた径が、ディスクの直径の約３倍以上であることが好ましい。
この構造において、凸部で囲まれた通路は、オリフィス状にすぼめられるので、ディスクがジャムし易くなる。
【００２２】
実験によれば、通路がディスク径の約３倍未満になると、ジャムの発生頻度が大きくなり、実用に堪えない。
したがって、凸部により囲まれた通路とディスクとの直径比は、約３倍以上がよい。
【００２３】
一方、その直径比が大きくなると、回転ディスクに加わるディスク重量が増加するので、その直径比には限界がある。
実験によれば、その直径比が約５倍を超えた場合、エネルギー削減効果が薄れる。
したがって、凸部により囲まれた通路とディスクとの直径比は、約３倍以上約５倍以下に設定することが好ましい。
【００２４】
本発明は、拡開部から上方に伸びる保留ボウルの少なくとも一部分が、拡開部から垂直方向に伸びる側面を有することが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、拡開部の上方に凸部で囲まれた円形部よりも僅かに径が大きい円筒部が形成される。
この円筒部により、拡開部上方のディスクがほぼ垂直の側面によって支えられないので、ディスクのジャムが発生しない。
【００２６】
本発明は、回転ディスク中央部が凸部よりも上方に伸びていることが好ましい。この構成によれれば、回転軸が嵌り合う回転ディスクの軸孔の長さを長くでき、回転ディスクと回転軸とのガタを可及的に小さくできる。
結果として、回転ディスクとベースプレートとの平行度が高くなり、ディスク重量による回転ディスクの傾きを小さくできるので、回転ディスクの回転負荷を減少できる。
また、中央部の回転により、ディスクが攪拌される利点もある。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施例のホッパーの斜視図である。
図２は、本発明の実施例のホッパーの平面図である。
図３は、本発明の実施例の図２におけるＡ―Ａ断面図である。
図４は、本発明の実施例の図２におけるＢ―Ｂ断面図である。
【００２８】
ホッパー１はベース２、ベースプレート３、回転ディスク４、電気モーター５及び保留ボウル６を含んでいる。
ベース２は箱型台形状であって、上面７が約３０度傾斜している。
上面７に矩形平板状のベースプレート３が固定されている。
したがって、ベースプレート３は約３０度傾斜している。（図３参照）
このベースプレート３に保留ボウル８の下端部が固定されている。
【００２９】
ベースプレート３の中央に円形の窪み９が形成され、その底部１１は平面である。
その窪み９に、中央に円錐形の突起１２と、突起１２の回りに等間隔で複数（図２から明らかなように７個）の通孔１３を有する回転ディスク４が配置されている。
回転ディスク４の厚みは窪み９とほぼ同じである。
通孔１３の上部（回転ディスク４の上面）は、通孔１３の周囲にすり鉢形のテーパー部１９を形成し、円板形のディスク１０が通孔１３に落下し易いように形成してある。
【００３０】
回転ディスク４の突起１２に圧入した軸受１５の断面Ｄ形の軸孔１６に減速機１７の出力軸１８が密に挿入してある。
減速機１７はベースプレート３の裏面に固定されている。
モーター５が減速機１７に固定してあり、モーター５の回転は、減速機１７及びその出力軸１８を介して回転ディスク４に伝達される。
【００３１】
回転ディスク４の通孔１３に落下したディスク１０は、ベースプレート３の上面である底部１１に支えられ、かつ、回転ディスク４の裏面に形成された押出片（図示せず）によって押されて伴に回動され、所定の位置で底部１１に突出するピンにより回転ディスク４の周方向にガイドされて投出口２１から払い出される。
【００３２】
保留ボウル６は、上部内面１４が矩形筒状であり、下部内面２２はベースプレート３に対し直角な軸線２０を軸心とする円筒状であり、それらを滑らかな曲線で段差が無い中間部内面２３で接続してある。
したがって、下部内面２２は、約６０度傾斜した円孔である。
【００３３】
下部内面２２の下端部は、円形の下部開口２４であり、その縁は、通孔１３の外縁２６の真上近傍に位置している。（真上とは、軸線２０に沿った上下方向を意味する）
この下部開口２４から上方に向かって円錐形の錐形部２７が形成されている。
錐形部２７は、回転ディスク４側に傾斜する、下向きの斜面である。
【００３４】
錐形部２７に続いてラッパ状に拡開する拡開部２８が形成されている。
拡開部２８は上向きの斜面であり、軸線２０に対し約６０度傾斜し、その長さは錐形部２７よりも短い。
これら錐形部２７と拡開部２８とにより、内向きの凸部２９が形成される。
凸部２９は、下部開口２４の直径よりも径が小さく、ベースプレート３の底部１１から、ディスク１０のほぼ直径に相当する上方に位置している。（図４参照）
【００３５】
凸部２９の直径は、小さいほど回転ディスク４に加わるディスク１０の重量を軽減できるが、ディスク１０のジャムの発生頻度が高まるため、使用ディスク直径に対し約３倍以上が好ましい。
また、凸部２９の直径が大きくなると、回転ディスク４に加わるディスク重量が増加するため、約５倍以下が好ましい。
本実施例では、図４に示すように、最も好ましい約４．３倍に設定してある。
【００３６】
図３に示すように、拡開部２８は、上方の上側凸形弧面３１、及び回転ディスク４とほぼ平行に傾斜する上側傾斜面３２を介在して上部の矩形内面１４に連なっている。
上側傾斜面３２に対面する下側傾斜面３４は、拡開部２８から軸線２０に沿って平行に上側凸形弧面３１とほぼ同じ水平位置まで伸びており、下側凸形弧面３５を介して矩形内面１４に連なっている。
【００３７】
図４に示すように、拡開部２８の右側は軸線２０に沿って平行に上側凸形弧面３１とほぼ同じ水平位置まで伸びる右側面３６と、右側凸形弧面３７を介して矩形内面１４に連なっている。
拡開部２８の左側は軸線２０に沿って平行に上側凸形弧面３１とほぼ同じ水平位置まで伸びる左側面３８と、左側凸形弧面３９を介して矩形内面１４に連なっている。
【００３８】
下側傾斜面３４、右側面３６及び左側面３８が回転ディスク４に対し上方に垂直に伸びる垂直部４１である。
４２は、保留ボウル６の内部に配置したディスクのオーバーフロー用の樋である。
この保留ボウル６は、樹脂により一体成形することにより、形状が複雑であっても安価に製造できる。
また、回転ディスク４、ベースプレート３及びベース２も樹脂により一体成形することにより安価に製造できる。
【００３９】
次に本実施例の作用を説明する。
運転に先立ち、図３に示すようにディスク１０が保留ボウル６に多量に投入される。
ディスク１０の払い出し信号に基づいてモーター５が回転されると、減速機１７を介して出力軸１８、したがって、回転ディスク４が回転される。
回転ディスク４は、窪み９内において、保留ボウル６の下部開口２４周囲の端面と底部１１とによりその軸線２０に沿う方向の移動を規制されて回転する。
【００４０】
回転ディスク４の回転により、通孔１３による凹部や突起１２によりディスク１０が撹拌されてその姿勢を変えらる。
このとき、錐形部２７に沿って移動するディスク１０は、その下向斜面に倣って傾斜され、回転ディスク４側へ倒されるので、回転ディスク４と平行になりやすい。
【００４１】
ディスク１０は、通孔１３の直上で回転ディスク４とほぼ平行になったときに、通孔１３に進入した後、前述のように一枚ずつ払い出される。
保留ボウル６の下部開口２４が回転ディスク６の通孔１３の外縁２６の直上に位置するので、ディスク１０が回転ディスク６端部上面に載ることができない。
【００４２】
したがって、ディスク１０が残留せず、最後の一枚まで払い出すことができる。
また、回転ディスク４の直径を大きくして通孔１３の数を増加できるので、単位時間当たりの払い出し数を増加することができる。
【００４３】
ディスク１０が払い出されると、保留ボウル６内のディスク１０は重力により下降する。
このとき、ディスク１０の一部は、下側斜面３４、右側面３６及び左側面３８に沿って下方へ移動し、凸部２９の上向き斜面である拡開部２８に支えられる。
その重量を支えられているディスク１０に係合しているディスク１０も、また、一部が凸部２９に支えられる。
【００４４】
この関係が連続し、図３及び４に鎖線で示すようにディスク１０は擬似ジャム状態にあり、結果として回転ディスク４に加わるディスク１０の重量が軽減する。
擬似ジャム状態にあるディスク群は攪拌抵抗が大きい。
しかし、その下方に位置するディスク１０の移動自由度は高く、回転ディスク４の回転によって効率的に攪拌される。
【００４５】
したがって、回転ディスク４上のディスク１０の重量の一部が拡開部２８に支えられるので、回転ディスク４に加わるディスク１０の重量は大幅に軽減し、回転負荷が減少する。
結果として、ディスク１０の保留量を多くしても従来の出力のモーターを使用することができ、或いは、保留量が同じであれば低出力のモーターに変更でき、消費電力、したがって、消費エネルギーを削減できる。
【００４６】
垂直部４１、すなわち、下側傾斜面３４、右側面３６および左側面３８によって拡開部２８の上方に凸部２９で囲まれた円形部よりも僅かに径が大きい円筒部が形成される。この円筒部により、拡開部２８上方のディスク１０が右側面３６及び左側面３８によって支えられないので、ディスク１０のジャムが発生しない。
【００４７】
回転ディスク４の中央の突起１２が凸部２９よりも上方に伸びていることにより、出力軸１８が嵌り合う回転ディスク４の軸孔１６を長くでき、回転ディスク４と出力軸１８とのガタを可及的に小さくできる。
結果として、回転ディスク４とベースプレート３の底部１１との平行の精度を高めることができ、ディスク１０の重量による回転ディスク４の傾きを小さくできるので、回転ディスク４の回転負荷を減少できる。
【００４８】
上記実施例において、回転ディスクを水平に配置することができる。
この場合、拡開部と上側斜面との間に垂直部を配置することが好ましい。
【００４９】
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施例のホッパーの斜視図である。
図２は、本発明の実施例のホッパーの平面図である。
図３は、本発明の実施例の図２におけるＡ―Ａ断面図である。
図４は、本発明の実施例の図２におけるＢ―Ｂ断面図である。
【符号の説明】
３　　　　ベースプレート
４　　　　回転ディスク
５　　　　モーター
６　　　　保留ボウル
１０　　　ディスク
１３　　　通孔
２４　　　下部開口
２５　　　外縁
２７　　　錐形部
２８　　　拡開部
２９　　　凸部
３６，２８　　側面
【図１】
2004086633.tif 000003
【図２】
2004086633.tif 000004
【図３】
2004086633.tif 000005
【図４】
2004086633.tif 000006