(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールにテープを巻き取ることで紙葉類を収納し、巻き戻すことで紙葉類を放出する紙葉類収納放出機構を有し、前記紙葉類収納放出機構は紙葉類放出時に前記ホイールに巻き取られた紙葉類を前記ホイールから剥離するためのスクレーパを備えた紙葉類取扱装置において、
前記スクレーパは、その一端が回転可能に固定された第１のスクレーパと、前記第１のスクレーパの他の端部と所定の角度回転可能に接続され、その先端部が前記ホイールの外周面と接する第２のスクレーパとからなり、
前記第１のスクレーパは第１の弾性部材により前記ホイールに向かって回転する方向に力が作用され、前記第２のスクレーパは第２の弾性部材により前記ホイールに向かって回転する方向に力が作用されるとともに、
前記第２のスクレーパが前記ホイールに巻き取られたテープの最外周に形成された凹凸形状に追従するために、前記第１のスクレーパが前記ホイールと離れる方向に回転した際に前記第２のスクレーパは前記ホイールに向かう方向に回転し、前記最外周にその先端部が前記ホイールとの接触を保つことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙葉類取扱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホイールに巻き取られた紙葉類を放出する紙葉類放出機構を備えた紙葉類取扱装置として、例えば特開平１１−２７２９１３号公報に記載の装置がある。この装置は、ホイールにテープと紙幣とを巻き取ることで紙幣を収納し、逆に巻き戻すことで紙幣を放出する。ホイールから紙幣を放出する際には、スクレーパの先端部を構成する弾性部材によって、テープとともにホイールに巻き取られた紙幣をその挟持から剥離させる構成が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例は、スクレーパの先端部を構成する弾性部材が変形することにより、ホイールまたはホイールに巻きついたテープの外周面に追従し、接触状態を保つように構成されている。ところが、該スクレーパに紙幣が衝突し、ジャムした場合は、該弾性部材に過大な力が加わる。本過大な力で該弾性部材が、ホイールの紙幣放出時の回転方向下流側へ向かって変形した場合は、弾性部材の先端は、テープとともにホイールに巻き取られた紙幣をその挟持から剥がすように紙幣に衝突することができない。そのため、スクレーパの本来の目的を果たさなくなる。
【０００４】
また、該弾性部材が塑性変形してホイールまたはホイールに巻きついたテープとの接触に隙間が生じたりすることについては何ら考慮されていない。
【０００５】
さらに、本過大な力で該弾性部材が変形したり、破断したりしないようにするために該弾性部材の剛性を強くすると、ホイールに巻き取られたテープの外周面との接触状態を保とうとする追従性が悪化し、本来の目的を果たさない。
【０００６】
また、紙幣のスタック枚数に比例して、ホイールに巻きついたテープの外周半径は大きくなる。該外周半径が大きくなると、弾性部材の変形が大きくなり、該弾性部材の先端と該外周面の間に隙間が生じてしまう。スクレーパの先端と該外周面とは、常に接触していなければ、テープとともにホイールに巻きついた紙幣をその挟持から剥離させる役目を果たさない。この場合、該弾性部材の弾性より全体のスクレーパのばね弾性を小さくすれば、常に先端が接触できるが、その場合は、該弾性部材が弾性変形してもたらすスクレーパの効果がなくなってしまう。
【０００７】
また、先端部が弾性部材で構成されたスクレーパでは、ホイールに巻きついたテープの外周面に凹凸が存在する場合に、該凹凸の紙幣放出時におけるホイールの回転方向下流側近傍では、スクレーパの先端部とホイールに巻きついたテープの外周面とが十分に接触状態が保てない場合がある。
【０００８】
つまり、本スクレーパは紙幣をホイールから剥離させる目的で具備されているが、本スクレーパが紙葉類放出時のホイールの回転方向下流側へ向かって変形したり、塑性変形したり、ホイールに巻きついたテープの外周面に凹凸が存在する場合は、スクレーパ本来の役割であるスクレーパ先端がホイールに巻きついたテープの外周面に常に接触する条件を満たさないといった問題がある。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を鑑みてなされたものであり、スクレーパ先端がホイールとの接触状態を常に保ちながら、紙葉類とのジャム等の場合でもその性能を低下させないことにより、高性能な紙葉類放出機構を具備した紙葉類取扱装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的はホイールにテープを巻き取ることで紙葉類を収納し、巻き戻すことで紙葉類を放出する紙葉類収納放出機構を有し、前記紙葉類収納放出機構は紙葉類放出時に前記ホイールに巻き取られた紙葉類を前記ホイールから剥離するためのスクレーパを備えた紙葉類取扱装置において、前記スクレーパは、その一端が回転可能に固定された第１のスクレーパと、前記第１のスクレーパの他の端部と所定の角度回転可能に接続され、その先端部が前記ホイールの外周面と接する第２のスクレーパとからなり、前記第１のスクレーパは第１の弾性部材により前記ホイールに向かって回転する方向に力が作用され、前記第２のスクレーパは第２の弾性部材により前記ホイールに向かって回転する方向に力が作用されるとともに、前記第２のスクレーパが前記ホイールに巻き取られたテープの最外周に形成された凹凸形状に追従するために、前記第１のスクレーパが前記ホイールと離れる方向に回転した際に前記第２のスクレーパは前記ホイールに向かう方向に回転し、前記最外周にその先端部が前記ホイールとの接触を保つことにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を紙幣取扱装置に適用した一実施例を図を参照して説明する。
【００１２】
図７は紙幣収納放出機構を備えた紙幣取扱装置の側面図である。ここで、顧客による入金取引時の紙幣の流れについて説明する。顧客により寸法の異なる各金種混在紙幣が入出金口１に一括投入されると、入出金口１で１枚ずつに分離され搬送路６に繰り出される。繰り出された紙幣は２枚検知機構８で一枚か複数枚重なっていないかを判断し、鑑別装置２で金種の真偽等の判別後に紙幣収納放出機構３に各金種混在で一時収納される。
【００１３】
顧客により金額確認が得られて入金取引が成立すると、紙幣収納放出機構３内の各金種混在紙幣を放出し、搬送路６を通り、各金種毎の還流カセット５または入金カセット４に収納する。このように、本発明の紙幣収納放出機構３は、紙幣取扱装置の一時スタッカとして使用されている。
【００１４】
出金時に、顧客が紙幣を取り忘れた場合は、入出金口１にある紙幣を分離搬送し、取り忘れ回収庫７に収納する。装填カセット４ａまたは還流カセット５から分離搬送された紙幣が２枚検知機構８または鑑別装置２で使用不可と判断された場合は、運用リジェクト庫９に収納される。４ｂは装填リジェクト庫であり、紙幣を装填した際に、鑑別異常や搬送異常と判定された紙幣を収納する。
【００１５】
図１から図３を用いて、紙幣収納放出機構の基本構造を説明する。
【００１６】
図１は紙幣収納放出機構３の全体構成を示した側面図、図２は紙幣収納放出機構３において、紙幣を収納した際の側面図、図３は紙幣収納放出機構３の構成を説明するための斜視図である。
【００１７】
図１に示すように、その一端をリール１８に固定され、巻き付けられたテープ１７の他の一端は、中間ローラ３５（図３に図示）の外周面を介してホイール１１に取付けられている。このテープ幅は紙幣の挟持力、収納紙幣の面外変形の拘束力、テープ強度などから必要な寸法に決定される。
【００１８】
ホイール１１と同軸に、ホイール１１とほぼ同じ直径で空転する補助ホイール１１ａが具備されている（二点鎖線で図３に表示）。中間ローラ３５と同軸に搬送ローラ１４が配置され、搬送ローラ１４は軸に固定されている。搬送ローラ１４と紙幣搬送路を挟んで対向する位置に搬送ローラ１４に圧接する空転ローラ１３が配置してある。空転ローラ１３と搬送ローラ１４とで紙幣を挟持し、搬送する。中間ローラ３５の上部には、空転ローラ１３軸を中心に揺動する２段階構造のスクレーパ１５が配置してある。ばね等の弾性部材１２でホイール１１に押し付ける方向に持ち上げられたスクレーパ１５の先端は、ホイール１１に巻付いたテープ１７の最外周３１（図２に表示）に接触している。
【００１９】
また、スクレーパ１５の中間位置には空転する補助ローラ１６が固定してあり、補助ローラ１６とテープ１７、またはテープ１７とともにホイール１１に巻き取られる紙幣とは接触する。
【００２０】
さらに、紙幣収納の際に紙幣をホイール１１に無理なく倣わせるための紙幣ガイド２０が揺動するように配置してあり、形状の一部は、例えば図２に示すような紙幣の収納によるホイール１１に巻付いたテープ１７の外周面３１よりも大きな円弧形状である。
【００２１】
この紙幣ガイド２０は、ホイール１１へのテープ１７の巻付点近傍、かつホイール１１の両側面近傍で収納紙幣の外周面と当接するガイドローラ１９を具備し、紙幣ガイド２０が紙幣ガイド用ばね２１で上方、すなわちホイール１１の方向に持ち上げられることで、ガイドローラ１９は収納紙幣の外周面に圧接される。
【００２２】
ホイール１１、リール１８は図示しないモータを、リール軸は同じく図示しないトルクリミッタを具備し、テープテンションがほぼ一定となるように制御しながら回転駆動され、ホイール１１、リール１８それぞれにテープの巻取り、巻戻しを行うことができる。
【００２３】
テープ１７の厚さは極力薄く、また、テープ幅を狭く構成することおよび空転する補助ホイール１１ａの採用によりホイール１１軸の慣性負荷を低減し、紙幣の処理速度を高速化することができる。
【００２４】
次に図４乃至図６を用いて、２段階構造のスクレーパ１５の動作を説明する。
【００２５】
ホイール１１にテープ１７とともに巻き取られた紙幣３６を放出する場合、紙幣が平らな状態であれば、ガイドローラ１９により紙幣に波形変形を付与され、通常スクレーパ１５の先端と接触することなく、ホイールから剥離し、補助ローラ１６とテープ１７に挟まれて紙幣は放出される。
【００２６】
紙幣の剛性が著しく低い場合や、切れや折れが存在する場合などでは、波形変形状態を維持できない場合がある。また、ガイドローラ１９の変形力より変形抵抗が大きい場合などでも紙幣に対し波形変形ができない場合がある。
【００２７】
波形変形は、紙幣がスクレーパ１５の下面の紙幣搬送面に向かって紙幣を放出させるためにホイール１１から剥離しやすくするために付与する変形であるため、変形が付与できない、または維持できない場合はスクレーパ１５に向かって紙幣が進み、スクレーパ１５と紙幣が衝突する場合がある。
【００２８】
後述するように本実施例のスクレーパ１５の先端は剛体であり、また、所定の角度以上に回転しないため、紙幣３６との衝突により、先端部が変形することはない。
【００２９】
したがって、紙幣３６はスクレーパ１５との衝突後進路を替え、スクレーパ１５の下面、すなわちテープ１７と対向する面がガイドとなり、前記補助ローラ１６と前記テープ１７に挟まれて放出される（図４）。
【００３０】
図５のようにホイール１１に紙幣３０を多数枚巻き取った場合、ホイールに巻き取られたテープ１７の最外周３１の形状は少なくとも円状とは限らない。つまり、紙幣に折れや切れがある場合や、紙幣の半径方向の密度の相違から、最外周３１に凹凸形状３７ができる。
【００３１】
この場合、凹凸形状３７にスクレーパ１５の先端が接触すると、スクレーパ１５を構成する第１のスクレーパ２６は接触時の衝撃力でホイール１１から遠ざかる方向、すなわち図中の回転方向Ａに回転する。その際、第２のスクレーパ２８はホイール１１の最外周３１に接するように、図中の回転方向Ｂに回転する。第２のスクレーパ２８が回転方向Ｂに回転することで、後続の紙幣を放出することができる（図６）。
【００３２】
第２のスクレーパ２８がない場合、すなわちスクレーパ１５が２段階構造ではなく一体構造の場合は、凹凸形状３７にスクレーパ１５の先端が接触したとき、その衝撃力で回転方向Ａに回転する。このとき、前記スクレーパ１５の先端と最外周３１との間に隙間が生じ、この隙間を紙幣がすり抜けてしまう障害原因となる。
【００３３】
また、従来技術のように、第２のスクレーパが第１のスクレーパ２６の先端に固定した弾性部材の場合、当該第２のスクレーパには、通常初期的に変形を与えられている。上述の凹凸形状３７に当該第２のスクレーパの先端が接触した場合は、その衝撃力で第１のスクレーパ２６が回転方向Ａに回転し、当該第２のスクレーパは初期変形反力で変形から復元する力によって、回転方向Ｂに戻る。
【００３４】
当該第２のスクレーパが変形から復元している挙動中に紙幣が当該第２のスクレーパ先端に突入すると、当該第２のスクレーパが弾性部材であるため、変形し回転方向Ｂに曲がった状態になり、最外周３１と通常接触していた面の裏面が最外周３１と接触した状態となる場合がある。このような状態では、当該第２のスクレーパは紙幣のすり抜け防止の機能を果たさない。
【００３５】
このような状態を回避するために、スクレーパ先端部の弾性部材の剛性を大きくすると凹凸に対する追従性が悪くなるという問題がある。
【００３６】
本実施例に示すような２段階以上の動作を可能とするスクレーパ１５を備えることで、上記のような課題を解決することができる。
【００３７】
図８及び図９は本実施例におけるスクレーパ１５を示した図である。
【００３８】
スクレーパ１５の第１のスクレーパ２６は搬送用の空転ローラ１３と、回転方向２７において回転自由に支持されており、ばね等の弾性部材１２で図中上方、すなわち、ホイール１１に押し付けられる状態で弾性支持されている。
【００３９】
第２のスクレーパ２８の回転中心は第１のスクレーパ２６の先端部にあり、第１のスクレーパ２６と第２のスクレーパ２８はばね等の弾性部材２９で所定角度回転自由に弾性結合されている。また、第１のスクレーパ２６は紙幣搬送用の補助ローラ１６を具備している。
【００４０】
第１のスクレーパ２６と第２のスクレーパ２８とは所定の角度回転可能に接続する。当該所定の角度とは、第１の接触角度４０と第２の接触角度４１の間の角度３２である。すなわち、第２のスクレーパ２８は所定角度３２内を回転可能である。通常、角度４０の状態、すなわち、図８に実線で示された状態で、第２のスクレーパ２８とホイール１１は接触状態を保っている。
【００４１】
第２のスクレーパ２８の先端部は、テープ１７幅方向に開いた２つの突起部からなり、テープ１７内の幅方向に凹凸、傾斜がある際にも接触状態を保つ。
【００４２】
次にスクレーパ１５の作用について詳細に説明する。上述したように、２段階構造のスクレーパ１５は、その先端部がホイール１１の最外周に接する。その際、第１のスクレーパ２６は、ばね等の弾性部材１２によってホイール１１方向へ押し付けられる。一方、第１のスクレーパ２６の先端部に対し所定の角度回転可能に接続された第２のスクレーパ２８は、ばね等の弾性部材２９によって、ホイール１１方向、すなわち最外周と接するように押し付けられる。
【００４３】
弾性部材２９に比べ、弾性部材１２の剛性が大きく効くように設定し、第２のスクレーパ２８の先端がホイール１１の最外周に接する状態では、第１のスクレーパ２６と第２のスクレーパ２８との角度は、図８に示す角度４０となる。すなわち、第１のスクレーパ２６及び第２のスクレーパ２８は、ともにホイール１１方向に回転するように弾性部材によって力が作用されている。
【００４４】
ホイール１１に紙幣が巻き取られ、径が大きくなる際には、２段階構造のスクレーパ１５は、第１のスクレーパ２６の弾性部材１２によってホイールの最外周に追従し、第２のスクレーパ２８は第１のスクレーパ２６に対して不動である。
【００４５】
このとき、第１のスクレーパ２６は弾性部材１２の伸縮によってホイール１１の外周面と追従する。第１のスクレーパ２６と第２のスクレーパ２８とをつなぐ弾性部材２９は伸縮しない。したがって、第２のスクレーパ２８は、第１のスクレーパ２６に対する回転可能な範囲の限度、すなわち図８の実線に示す位置を保持する。
【００４６】
スクレーパ１５を上記のような構成とすることで、図２及び図３に示すような、ホイール１１に巻き取られたテープ１７の最外周３１に凹凸形状３７が存在する場合でも対処可能である。
【００４７】
図１０に凹凸形状３７の段差とスクレーパ１５の先端部のホイール１１に巻き取られたテープ１７の最外周３１からの飛跳ね量との関係を示した図を示す。
【００４８】
ここで△は紙幣２枚分に相当する段差、□は紙幣３枚分に相当する段差、◇は紙幣４枚分に相当する段差である。このように凹凸の段差が大きくなると、スクレーパ１５の先端部とホイール１１に巻き取られたテープ１７の最外周３１との接触状態が保てなくなり、不具合が発生しやすくなるが、スクレーパ１５を２段階構造とすることで、飛跳ね量は小さく抑えられ、追従性が高まる。
【００４９】
また、弾性部材の種類における追従性の違いについては後述する。
【００５０】
最外周３１に凹凸形状３７が存在し、この凹凸形状３７にスクレーパ１５の先端部が接触すると、その衝撃により第１のスクレーパ２６は、ホイール１１から遠ざかる方向、すなわち図３に示す回転方向Ａに回転する。この回転によって、第２のスクレーパ２８は、その先端部と最外周３１との接触が外れるため、弾性部材２９の作用によりホイール１１方向へ、すなわち図３に示す回転方向Ｂに回転し、再び最外周３１と接触状態となる。
【００５１】
したがって、凹凸形状３７のホイール１１の回転方向下流側近傍に存在する紙幣であっても、ホイール１１から剥がすことが可能となる。
【００５２】
すなわち、２段階以上の動作を可能とするスクレーパを設けることによって、凹凸形状が存在する場合においても該外周面と接触状態を保つことが可能となり、高い確実性で紙幣を放出することができる。
【００５３】
次に弾性部材の種類におけるスクレーパ１５の追従性について説明する。
【００５４】
第１のスクレーパ２６と第２のスクレーパ２８との間をつなぐ弾性部材２９は、あまりに剛性が高すぎると、スクレーパ１５の先端部がホイール１１に巻き取られたテープ１７の最外周３１に接触するときに、図８に示す実線の状態を保てない。
【００５５】
このように、弾性部材２９の剛性は、図８の実線で示した状態のように、第２のスクレーパ２８がホイール１１方向へ可動となるような状態で、その先端部がホイール１１に巻き取られたテープ１７の最外周３１と接触することができる程度に低くなければならない。
【００５６】
一方で、凹凸形状に対する追従性を高めるために、第２のスクレーパ２８の先端部と最外周３１との接触が外れた際の応答速度を高めるには、剛性が高い方がよい。
【００５７】
図１０のばね１、ばね２、ばね３は、弾性部材２９の剛性が異なるものであり、ばね１が最も剛性の低い弾性部材であり、ばね３は最も剛性が高い弾性部材である。
【００５８】
次に本実施例における紙幣の収納動作について説明する。
【００５９】
図３に示すように紙幣搬送路より紙幣２３が矢印の方向から搬送されてくると、ホイール１１を反時計回り向に回転駆動し、リール１８に巻付いているテープ１７をホイール１１に巻取る。また、中間ローラ３５は自身の外周面に巻付いたテープ１７との摩擦力で回転駆動し、中間ローラ３５軸に固定してある搬送ローラ１４と空転ローラ１３が回転駆動される。
【００６０】
よって、搬送されてくる紙幣２３は搬送ローラ１４と空転ローラ１３で挟持され、矢印方向に搬送し、補助ローラ１６とテープ１７で挟持され、ホイール１１の外周面にテープ１７とともに巻き付けられて収納される。収納される際に、紙幣をホイール１１の外周面に無理なく倣わせるように紙幣ガイド２０が案内する。
【００６１】
したがって、図２に示すように紙幣搬送路より搬送されてくる各金種混在紙幣を、ホイール１１の外周面に紙幣３０がテープ１７とともに巻き取ることにより順次収納することができる。
【００６２】
次に本実施例における紙幣の放出動作について説明する。
【００６３】
図２に示すリール１８軸を反時計回りに回転駆動し、ホイール１１に紙幣３０とともに巻付いたテープ１７をリール１８に巻戻すことで、矢印方向にホイール１１の外周面にテープ１７とともに巻付いた紙幣３０を放出させる。放出の際、図４に示すように、テープによる挟持力が開放された紙幣３６の先端部に２個のガイドローラ１９によって波形変形を与え、ホイール１１に巻付いたテープ１７の外周面より紙幣１２６の先端部を剥離させる。
【００６４】
剥離しきれない紙幣３６は、スクレーパ１５先端で剥離する。剥離された紙幣はスクレーパ１５の下方、すなわち、スクレーパ１５とテープ１７に挟まれた空間に案内され、紙幣３６はスムーズに補助ローラ１６とテープ１７の挟持点を通り、搬送ローラ４１と空転ローラ１３により紙幣収納放出機構３外部へと放出される。
【００６５】
以上説明したように、本発明の一実施例に係る紙幣収納放出機構３は紙幣サイズの異なる各金種が混在する紙幣を短辺方向に搬送し、１枚ずつ高速でホイール１１に巻取り、巻戻すことで収納、放出することが可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、高い確実性で紙葉類を放出することができる紙葉類放出機構を備えた紙葉類取扱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を紙幣取扱装置に適用した一実施例に係る紙幣収納放出機構の側面図（紙幣収納の初期状態）。
【図２】本発明を紙幣取扱装置に適用した一実施例に係る紙幣収納放出機構の側面図（紙幣収納の完了状態）。
【図３】本発明を紙幣取扱装置に適用した一実施例に係る紙幣収納放出機構の斜視図（紙葉類収納の初期状態）。
【図４】紙幣収納放出機構のジャム除去方法の説明図。
【図５】紙幣収納放出機構のスクレーパ挙動の説明図１。
【図６】紙幣収納放出機構のスクレーパ挙動の説明図２。
【図７】本発明の一実施例に係る紙幣取扱装置。
【図８】本発明の一実施例に係るスクレーパの構造を示す側面図。
【図９】本発明の一実施例に係るスクレーパの構造を示す上面図。
【図１０】凹凸形状の段差と飛跳ね量との関係を示す図。
【符号の説明】
１…入出金口、２…鑑別装置、３…紙葉類収納放出機構、４a…装填カセット、４b…装填リジェクト庫、５…還流カセット、６…搬送路、７…取り忘れ回収庫、８…２枚検知機構、９…運用リジェクト庫、１０…紙葉類取扱装置、１１…ホイール、１２…弾性部材、１３…空転ローラ、１４…搬送ローラ、１５…スクレーパ、１６…補助ローラ、１７…テープ、１８…リール、１９…ガイドローラ、２０…紙幣ガイド、２１…弾性部材、２２…ホイール、２３…紙幣、２６…第１のスクレーパ、２７…回転方向、２８…第２のスクレーパ、２９…弾性部材、３０…紙幣、３１…最外周、３２…第２のスクレーパの回転角度、４０…第１の角度、４１…第２の角度。
【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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