(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納部に積まれて収容された同一寸法の紙葉類を、けり出しローラでゲートローラに送り、前記ゲートローラで前記紙葉類を１枚づつ分離して排出する紙葉類の分離排出装置において、
前記紙葉類の積層体をけり出しローラに押圧する押え板と、この押え板と前記積層体との間に挟まれ前記紙葉類と少くとも長さを略同一にしたガイド板とを備え、前記ガイド板と前記紙葉類との間の摩擦係数を前記ガイド板と前記押え板との間の摩擦係数よりも大きくしたことを特徴とする紙葉類分離排出装置。
【請求項２】
けり出しローラは収納部の上方から積層体の上面に接触し、押え板はばねによって積層体を上方へ押し上げている請求項１の紙葉類分離排出装置。
【請求項３】
けり出しローラは収納部の下方から積層体の下面に接触し、押え板は重りによって積層体を下方へ押し下げている請求項１の紙葉類分離排出装置。
【請求項４】
押え板およびガイド板には積層体の積層方向に連通する窓がそれぞれ形成され、これらの窓を通して紙葉類の無い状態を判別するセンサを設けた請求項１〜３のいずれかの紙葉類分離排出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、紙幣や有価証券類やチケットなどの紙葉類を積層して収容する収納部から１枚づつ分離して排出する紙葉類分離排出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動販売機等では、紙幣挿入口に挿入された紙幣の種類（金額など）を判別して種類ごとに異なる収納部に搬送する搬送装置が組込まれている。また多くの場合、挿入された金額の紙幣に対してお釣りを排出する必要があるから、このお釣りに紙幣が含まれる場合には収納部に入った金種の紙幣を計算して排出口に戻す（すなわち排出する）ようにすることも必要である。
【０００３】
収納部から紙幣を排出する場合には、従来は図１２、１３に示すような分離排出装置によって紙幣を１枚づつ分離して排出している。これらの図において符号１は収納箱であり紙幣２を収容する。紙幣２は水平な押え板３の上に積まれている。押え板３は、コイルばね４、４によって上向きに押されている。
【０００４】
収納箱１の上方には一対のけり出しローラ５、５が設けられている。けり出しローラ５、５の外周の一部にはゴム製の摩擦材５Ａ、５Ａが固定されている。このけり出しローラ５、５が図１２、１３で時計方向に回動し、摩擦材５Ａ、５Ａが紙幣２の上面に接触すると、摩擦材５Ａ、５Ａによって最上層の紙幣２が図１、２で左方向に送られる。
【０００５】
収納箱１には、このようにしてけり出しローラ５、５が送り出す紙幣２を１枚づつ分離して排出するゲートローラ６、６が設けられている。各ゲートローラ６は、上下一対のフィードローラ６Ａおよび反転ローラ６Ｂで形成される。上のフィードローラ６Ａは図上で時計方向すなわち紙幣２の排出方向に回転駆動される。下の逆転ローラ６Ｂは一方向クラッチを内蔵し、紙幣２を戻す方向（図上で時計方向）のみに回転可能である。
【０００６】
従って紙幣２がゲートローラ６、６の両ローラ６Ａ、６Ｂ間から収納箱１内に搬入される時には、上のフィードローラ６Ａは反時計方向に回転駆動され、下の逆転ローラ６Ｂは上のフィードローラ６Ａに接触して時計方向（矢印方向）に回転している。この時には、逆転ローラ６Ｂの一方向クラッチに作用により、逆転ローラ６Ｂはその支軸上で空転している。
【０００７】
紙幣２を排出する時には、けり出しローラ５、５が同期して時計方向に所定角度（例えば１回転）回転し、最上層の紙幣２をゲートローラ６へ送り出す。この時紙幣２同志の間の摩擦により、最上層の紙幣２と共にその下方の紙幣２も、同方向に移動する。図１２はこの状態を示している。
【０００８】
最上層およびその下の数枚の紙幣２がフィードローラ６Ａと逆転ローラ６Ｂの間に入ると、最上層の紙幣２のみがフィードローラ６Ａにより排出方向へ送られ、その下の紙幣２は逆転ローラ６Ｂによって阻止される。この結果紙幣２はゲートローラ６において１枚づつ分離されて排出される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１２に示すように、多数の紙幣２が収容されている時には、最上層の紙幣２は円滑に排出され得る。しかし収容枚数が少なくなり、例えば１枚になると、紙幣２の排出が円滑に行えなくなることがあることが解った。
【００１０】
図１３はこの排出不良の動作説明図である。紙幣２の収納枚数が１枚になると、けり出しローラ５によりゲートローラ６方向に送られた紙幣２の先端が下方へ折曲し、正しくゲートローラ６の間に進入しないことがあり得るのである。この現象はゲートローラ６付近で収納箱１と押え板３との間にできる間隙７に紙幣２が入り込むために発生する。前記図１２の状態では、多数の紙幣２が積層されているため、最上層の紙幣２と間隙７との間には２枚以下の紙幣２が最上層の紙幣２を下で支えることになるため、このような現象が生じていないものと考えられる。
【００１１】
この発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、図１３に示すような現象、すなわち収納部の残り枚数が少なくなった紙葉類の排出時に紙葉類がゲートローラと押え板との間で折曲する現象が発生するのを防ぎ、円滑な排出を可能にする紙葉類の分離排出装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【発明の構成】
この発明によればこの目的は、収納部に積まれて収容された同一寸法の紙葉類を、けり出しローラでゲートローラに送り、前記ゲートローラで前記紙葉類を１枚づつ分離して排出する紙葉類の分離排出装置において、前記紙葉類の積層体をけり出しローラに押圧する押え板と、この押え板と前記積層体との間に挟まれ前記紙葉類と少くとも長さを略同一にしたガイド板とを備え、前記ガイド板と前記紙葉類との間の摩擦係数を前記ガイド板と前記押え板との間の摩擦係数よりも大きくしたことを特徴とする紙葉類分離排出装置、により達成される。
【００１３】
ここに紙葉類は紙幣や小切手などの有価証券類や、チケットなどである。けり出しローラは収納部の上方から積層体の上面に接触し、押え板はばねによって積層体を上方へ押し上げるように構成することができる。逆に、けり出しローラは収納部の下方から積層体の下面に接触し、積層体の上面に載せた押え板は重りによって積層体を下方へ押し下げるようにしてもよい。この場合、重りは、押え板自身の自重などを利用したものであってもよい。
【００１４】
押え板およびガイド板には、積層体の積層方向に連通する窓を形成し、これらの窓を通してセンサによって紙葉類の有無を検出するようにしてもよい。センサは例えばこれらの窓を通過する光をフォトセンサで検出するものとすることができる。
【００１５】
【実施態様】
図１は本発明の一実施態様を適用した紙幣の収納排出装置を示す斜視図、図２はその内部機構を示す側面図、図３は同じく紙幣の搬送系路の配置図、図４はリジェクト部付近の側面図（Ａ）と背面図（Ｂ）、図５は本発明の一実施態様である分離排出装置の側面図、図６は同じくゲートローラのローラ配置図、図７および図８は同じく動作説明図、図９は収納部に紙幣を搬入する状態を示す図、図１０は紙幣を排出する状態を示す図である。
【００１６】
図１〜３において符号１０は紙葉類搬送装置としての紙幣搬送装置であり、これはタバコや飲料缶などの自動販売機の中に収納されている。この紙幣搬送装置１０は縦長の筐体１２内に組込まれ、この筐体１２の一側面（左側面）は開閉可能な扉１４となっている。筐体１０の前面には、水平な紙幣挿入口１６および紙幣排出口１８が上下に並設されている。
【００１７】
筐体１２内には、挿入口１６から挿入された紙幣２０の種類を判別する識別部２２と、この紙幣２０を識別した種類ごとに分けて異なる収納部２４、２６、２８に導く搬送部３０と、釣り銭となる紙幣２０を排出する一時保留・排出部３２とを備える。収納部２４は「１万円札」を収納し、収納部２６は「５千円札」を収納し、収納部２８は「１千円札」を収納する。
【００１８】
挿入口１６から投入された紙幣２０は、その種類が識別部２２で識別される。搬送部３０はこの紙幣２０を搬送ベルトに挟んで下方へ送り、途中に設けたフラッパ３４、３６がその進路を変更してそれぞれの収納部２４、２６、２８に導く（図２、３参照）。釣り銭となるのは「５千円札」と「１千円札」であるから、これらの紙幣の収納部２６、２８の間に設けた千円・５千円払出し部３８は収納部２６、２８のいずれかから紙幣２０を１枚ずつ抜き出して搬送部３０に送り出す。搬送部３０はフラッパ３４、３６およびフラッパ４０によって一時保留・排出部３２に送る。すなわちこの搬送部３０は、紙幣２０を収納部２４、２６、２８に導く収納搬送と、収納部２６、２８から紙幣排出口１８に導く排出搬送とを行う。
【００１９】
ここに千円・５千円払出し部３８は、図２に示すように、収納部２６に対しては上方から５千円札を１枚ずつ押し下げて収容すると共に上から１枚ずつ取り出して搬送部３０に導く一方、収納部２８に対しては下方から千円札を１枚ずつ押し上げて収容すると共に１枚ずつ下から取出して搬送部３０に導く。排出用の紙幣２０はフラッパ３４、３６、４０を通り一時保留・排出部３２に一時保留され、釣り銭となる全ての紙幣２０がここに留まるとまとめて排出口１８に排出される。すなわちここに導かれた紙幣２０の上面には押えローラ３２Ａが昇降自在に設けられ、この押えローラ３２Ａは通常は上昇位置で紙幣を取込み、釣り銭となる所定の種類と所定枚数の紙幣がたまるとこの押えローラ３２Ａが下降して紙幣２０を上から押さえ、複数枚の紙幣２０をまとめて排出するものである。
【００２０】
なお千円・５千円払出し部３８から搬送部３０に導かれた紙幣２０は、重送検出センサ４２、４２によって重送か否かが検出される。すなわち２枚以上の紙幣２０が重なったまま送られているか否かを検出する。重送と判定した時には、フラッパ４０はこの紙幣２０が一時保留・排出部３２に入るのを防ぐと共に、その下流側の他のフラッパ４４が回動して紙幣２０をリジェクト部４６に導く。
【００２１】
搬送部３０には適宜の位置で紙幣２０の通過を検出する紙幣検出センサ４８が取付けられている。これらの紙幣検出センサ４８および前記の重送検出センサ４２は、光学式のものであり、紙幣２０の通路を挟んで対向する発光素子と受光素子で構成される。搬送部３０から１万円札の収納部２４と、一時保留・排出部３２と、リジェクト部４６とにそれぞれ紙幣２０を排出する排出口の回転軸５０、５２、５４には弾性を持つ羽根５０Ａ、５２Ａ、５４Ａが取付けられている（図２）。これらの羽根５０Ａ、５２Ａ、５４Ａは、搬送部３０から排出される紙幣２０を上から押さえてその浮遊を防止する。
【００２２】
次に搬送部３０の一部分を図４を用いて説明する。図４は重なった紙幣２０を搬送部３０からリジェクト部４６に導く部分を示すものである。千円・５千円払出し部３８から搬送部３０に戻った紙幣２０は、図１、２に示す縦方向の長いベルト５６とこれに対向して走行するベルト５８とに挟まれて上昇する。図４に示すように、回転軸５４と回転軸６０とに掛回されたベルト６２は、長いベルト５６に接触している。ベルト６２には、フラッパ４４を遊動可能に支持する回転軸６４と回転軸６６とに掛回されたベルト６８が上方から接触している。なお回転軸５４には一方向クラッチが組込まれている。
【００２３】
なおベルト５６、６２、６８は走行方向が両方向に変化する。すなわち紙幣２０を収納する収納搬送時には、図４でベルト５６は下方へ、ベルト６２は反時計方向に走行し、紙幣２０を排出する時にはベルト５６は上方へ、ベルト６２は時計方向にそれぞれ走行する。従って回転軸６０は紙幣２０の搬送方向に対応して正逆転する。
【００２４】
次に本発明に係る紙幣分離排出装置である千円・五千円払出し部３８および収納部２８、２６を説明する。この実施態様では千円・五千円払出し部３８は千円・五千円の紙幣２０を取込んで収納部２８、２６に別々に積層して収納すると共に、これらの収納部２８、２６から紙幣２０を１枚づつ分離して排出する。
【００２５】
払出し部３８は図１２、１３に説明した装置とほぼ同様に構成されている。図５に示すように、摩擦部材１０５Ａ、１０５Ａを有する一対のけり出しローラ１０５、１０５と、下の収納部２６に対するゲートローラ１０６と、上の収納部２８に対するゲートローラ１１６とを備える。ゲートローラ１０６はフィードローラ１０６Ａと逆転ローラ１０６Ｂとで形成される。ゲートローラ１１６は、フィードローラ１１６Ａと逆転ローラ１１６Ｂとで形成される。
【００２６】
フィードローラ１０６Ａ、１１６Ａおよび逆転ローラ１０６Ｂ、１１６Ｂは図６に示すように、中央部が互いに間隙を持って軸方向に交互に噛み合い、この間隙に紙幣２０を通す際に紙幣２０を波打つように折曲させると共に、両端部がベルト１０６Ｃ、１０６Ｄ、１１６Ｃ、１１６Ｄ（図２参照）を巻掛けるプーリとなっている。なおこの図は、図５においてゲートローラ１０６、１１６を左側から見た図である。
【００２７】
ローラ１０６Ａと１０６Ｂの間隙、およびローラ１１６Ａと１１６Ｂの間隙で紙幣２０を波打たせるのは、紙幣２０を分離し易くしてその重送を防ぐためである。なお逆転ローラ１０６Ｂ、１１６Ｂの中央部は前記図１２、１３で説明したように一方向クラッチによって一方向へのみ回転可能である。両端のプーリは軸に対して両方向に回転可能である。
【００２８】
五千円の紙幣２０の収納部２６の底面には、コイルばね１０４、１０４を介して押え板１０３が水平に支持されている。押え板１０３の上面には五千円の紙幣２０と長さおよび幅がほぼ同寸法のガイド板２００が載せられ、このガイド板２００の上に五千円紙幣２０の積層体Ｌ1が載せられている。
【００２９】
なお積層体Ｌ1の上方には、けり出しローラ１０５よりも幅方向外側で積層体２０２の幅方向の両縁に係合可能な札押えアーム２０２が、上下動可能に取付けられている。この札押えアーム２０２は、図５、図７に示したその上昇位置では、けり出しローラ１０５の下縁より上方に位置する。このためコイルばね１０４によって押し上げられている積層体Ｌ1は、その上面がけり出しローラ２０２に当接する。
【００３０】
札押えアーム２０２の幅方向内側には、紙幣２０の波打ちを防ぐための紙幣２０の長さ方向に長いダイ２０４が取付けられている。ダイ２０４は二分割されたけり出しローラ１０５の間と、その幅方向の両外側とにあって、合計３本に分かれている。
【００３１】
札押えアーム２０２が下降すると、図８に示すように、このアーム２０２が積層体Ｌ1の幅方向の両縁に上から係合し、ばね１０４を圧縮しながら積層体Ｌ1を押し下げる。この状態では積層体Ｌ1はけり出しローラ１０５から離隔し、この積層体Ｌ1とけり出しローラ１０５との間隙には、搬送部３０およびゲートローラ１０６によって送られて来た紙幣２０が入る。図８、９はこの状態を示す。なおこの時にはフィードローラ１０６Ａは反時計方向に回転する。
【００３２】
このようにして紙幣２０を収納部２６に取込んだ後、紙幣２０を排出する時は、札押えアーム２０２が上昇する。図７、１０はこの状態を示す。この札押えアーム２０２の上昇途中で、積層体Ｌ1の上面に位置する紙幣２０、すなわち図８、９に示す状態で取込まれた紙幣２０は、けり出しローラ１０５に押付けられる。札押えアーム２０２がさらに上昇すると、このアーム２０２は、けり出しローラ１０５で押さえられた積層体Ｌ1の最上層の紙幣２０の両縁をダイ２０４との間で扱きながらこの紙幣２０の上方へ移動する。従ってこの状態でけり出しローラ１０５が時計方向に回転すれば、積層体Ｌ1の最上層に位置する紙幣２０を１枚づつ排出することができる。
【００３３】
この実施態様では、押え板１０３の上にガイド板２００を載せている。このガイド板２００は、その上の積層体Ｌ1の紙幣２０との間の摩擦係数（μ1）が、ガイド板２００と押え板１０３との間の摩擦係数（μ2）よりも大きく設定することが重要である。
【００３４】
例えばガイド板２００の下面に摩擦係数が小さい樹脂を塗布したりフィルムを貼り付けることが考えられる。またガイド板２００の上面に摩擦係数が大きい樹脂を塗布したりフィルムを貼ってもよい。ガイド板２００の上面に細かい溝や突条を設けて、紙幣２０との物理的あるいは機械的な係合を利用して実質的に摩擦係数を大きくしてもよい。
【００３５】
このようにガイド板２００の上・下面の摩擦係数を設定することにより、積層体Ｌ1の最下層の紙幣２０（ガイド板２００に接する紙幣２０）の排出時に、この紙幣２０と共にこのガイド板２００をゲートローラ１０６側へ移動させることができる。このガイド板２００は最下層の紙幣２０の先端（ゲートローラ１０６側の端）が前記図１３において説明したように折曲するのを防ぐ。このため紙幣２０の先端が折れ曲がって円滑な排出ができなくなるのを防ぐことができる。
【００３６】
なお押え板１０３およびガイド板２００には、図５に示すように、積層体Ｌ1の積層方向（厚さ方向）に貫通する窓２０６、２０８を設け、この窓２０６、２０８を通して収納部２６に収容された紙幣２０の有無を確認できるようにするのがよい。例えば、これらの窓２０６、２０８に下方から発光素子２１０が射出する光を通し、窓２０６、２０８の通過光をフォトセンサ２１２で検出するように構成することができる。
【００３７】
この実施態様における払出し装置３８は、その下方の収納部２６から五千円札の収納・排出を行うと共に、その上方の千円札収納部２８に対して千円札の収納・検出も行う。図５、７、８においてＬ2は千円札の積層体を示す。この機構は前記した五千円札の収納部２６の機構とほぼ上下対称に構成されている。従って収納部２６の対応する部分に同一の符号を付すことにより、その説明は繰り返さない。両者が異なるのは、収納部２６では押え板１０３をコイルばね１０４で押し上げていたのに対し、収納部２８では押え板１０３をその上に載せた重り２１４によって押し下げている点である。
【００３８】
この収納部２８においては、ガイド板２００に接する最後に残った紙幣（千円札）２０を排出する際に、この紙幣２０と共にガイド板２００がゲートローラ１１６側へ移動する。このためこの紙幣２０の先端が上方へ折れ曲がるのがガイド板２００によって防止される。
【００３９】
一般に一枚の紙幣２０を排出する際には、その先端がゲートローラ１１６やその周辺のケースなどに当って折曲し易い。この折曲方向は紙幣２０自身に付いた折り目やしわによって変化する。従って紙幣２０の先端は、前記図１３に示したように押え板１０３側へ折曲するだけでなく反対側に折曲することもあり得る。収納部２８に設けたガイド板２００はこのような押え板１０３の反対側（上方）への折曲を防ぐ作用を持つ。
【００４０】
【他の実施態様】
図１１は他の実施態様を示す図である。この実施態様はガイド板２００と押え板１０３との間にローラ２１６を介在させることにより、ガイド板２００と押え板１０３との間の摩擦係数を実質的に小さくしたものである。
【００４１】
この実施態様によれば、ガイド板２００は紙幣２０と共に一層移動し易くなり、使用条件（湿度や気温や汚れなど）の変化に対して動作が安定する。ここにローラ２１６はガイド板２００または押え板１０３に回転自在に保持してもよいし、複数のローラ２１６をこれらの間隙を一定に保持するスぺーサを介して保持するものであってもよい。
【００４２】
【発明の効果】
この発明によれば、積層して収容した紙葉類を押え板でけり出しローラに押し付けながらゲートローラに送り、このゲートローラで１枚づつ分離しながら最上層のけり出しローラに接触する１枚だけを排出する場合に、押え板と積層体との間に少くとも紙葉類とほぼ同じ長さのガイド板を介在させ、このガイド板と紙葉類との間の摩擦係数を、ガイド板と押え板との間の摩擦係数よりも大きくしたものであるから、最後に残った少数枚（例えば１枚）の紙葉類を排出する際にこの紙葉類と共にガイド板がガイドローラに送られることになり、この紙葉類の先端が折れ曲がるのをこのガイド板によって防ぐことができる。このため最後の１枚まで紙葉類を円滑に排出することができる。。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様を示す斜視図
【図２】その内部機構を示す側面図
【図３】同じく紙幣の搬送系路の配置図
【図４】リジェクト部付近の側面図（Ａ）と背面図（Ｂ）
【図５】紙幣分離排出装置の一実施態様を示す側面図
【図６】ゲートローラのローラ配置を示す図
【図７】紙幣の排出時の動作説明図
【図８】紙幣の収納時の動作説明図
【図９】紙幣の搬入動作を示す側面図
【図１０】紙幣の排出動作を示す側面図
【図１１】他の実施態様を示す側面図
【図１２】従来装置の正常な排出動作を示す側面図
【図１３】従来装置の排出動作不良を示す側面図
【符号の説明】
１０  紙幣搬送装置
１６  紙幣挿入口
１８  紙幣排出口
２０  紙幣
２６、２８  収納部
３０  搬送部
３８  払出し部
１０３  押え板
１０４  コイルばね
１０５  けり出しローラ
１０６、１１６  ゲートローラ
２００  ガイド板
２０６、２０８  窓
２１２  センサ
２１４  重り
Ｌ1、Ｌ2  積層体
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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