(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
落下してきた硬貨を取り込む硬貨受取部と、下部に硬貨入口を有し、当該硬貨受取部の側部に立設されたリフタ本体と、硬貨を搬送する搬送面に突起を有し、前記硬貨受取部及び前記リフタ本体に亘ってL字状に延びることにより平坦部及び垂直部を有した無端のL字状ベルト部材と、前記リフタ本体に設けられた硬貨押さえ付け部と、前記L字状ベルト部材を駆動する駆動手段とを備え、
前記硬貨受取部の少なくとも上部全域に亘る開口部から取り込んだ硬貨を、前記駆動手段により駆動する前記L字状ベルト部材の平坦部に複数枚乗せて前記リフタ本体へと搬送し、この複数枚硬貨を前記L字状ベルト部材の突起で下から支持しつつ、前記垂直部及び前記硬貨押さえ付け部で挟み込みながら、当該複数枚硬貨を上方にリフトする硬貨リフタ装置であって、
前記開口部の1開口辺に沿って複数のセンサを配置するとともに、前記1開口辺に交差する他の1開口辺に沿っても複数のセンサを配置し、当該センサにより前記開口部から前記硬貨受取部への硬貨の受け入れを検出する硬貨検出機構と、
前記硬貨検出機構の検出結果を基に、前記駆動手段を制御する制御部とを備え、
前記硬貨検出機構は、
前記1開口辺に平行する向きの硬貨を検出するように複数のセンサが一列に一定間隔で配置された第1センサ群と、当該第1センサ群と平行な向きで複数のセンサが一列に前記一定間隔で配置された第2センサ群とを、少なくとも前記1開口辺側に備え、
前記第1センサ群を構成するセンサが、センサ配列方向において、前記第2センサ群を構成する2つのセンサの間に位置するように、第1センサ群を構成するセンサと第2センサ群を構成するセンサとが、相互に位置をずらして配置されている
ことを特徴とする硬貨リフタ装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明を具体化した硬貨リフタ装置の一実施形態を
図1〜
図18に従って説明する。
[硬貨リフタ装置の全体構成]
図1に示すように、硬貨リフタ装置1には、落下してきた硬貨を受け取る硬貨受取部2と、硬貨受取部2の側部に立設されたリフタ本体3とが設けられている。硬貨受取部2の上面には、落下してきた硬貨を受入れる開口部4が上面全域に亘り形成されている。開口部4の紙面手前側の1辺には、落下してきた硬貨を斜面により硬貨受取部2の内部に案内する斜面状硬貨案内壁5が設けられている。リフタ本体3は、装置高さ方向(
図1のZ軸方向)に細長く延びる形状に形成され、根元に硬貨受取部2が配置されている。
【0011】
図2に示すように、リフタ本体3の下端には、リフト時に硬貨が流れ込む硬貨入口6が形成されている。硬貨リフタ装置1の内部には、硬貨入口6から入った硬貨を上方にリフトアップするL字状ベルト部材7が架設されている。L字状ベルト部材7は、硬貨受取部2及びリフタ本体3に亘りL字状に延びている。即ち、L字状ベルト部材7は、両端が一対のプーリ8に張設され、リフタ本体3の下端でプーリ9及び一対のベアリング10,11により略90度に折り返されることにより、無端のL字状をなす。L字状ベルト部材7は、硬貨受取部2に位置する平坦部12と、リフタ本体3に位置する垂直部13とを有し、平坦部12に乗せた複数枚硬貨を、垂直部13により上方にリフトする。ベアリング10,11は、平坦部12及び垂直部13の境界部分14に配置され、この境界部分14においてL字状ベルト部材7を上から押さえ付けている。
【0012】
図1に示すように、リフタ本体3の側壁上部には、L字状ベルト部材7を駆動させるモータ15が取り付けられている。モータ15は、歯車機構16を介して上端のプーリ8に連結され、このプーリ8を回すことにより、L字状ベルト部材7を駆動させる。リフタ本体3の側壁中央には、硬貨リフタ装置1の動作を制御する制御部17が設けられている。制御部17は、モータ15を駆動制御することにより、硬貨の搬送動作を実行する。なお、モータ15が駆動手段に相当する。
【0013】
図3に示すように、L字状ベルト部材7には、L字状ベルト部材7で硬貨をリフトする際、硬貨を下から支持する一対の突起18が、L字状ベルト部材7の搬送方向(
図3の矢印A方向)に沿って複数組形成されている。突起18は、上下に2つの爪が並んだ形状に形成されている。一対の突起18は、同じ組において左右同一高さに配置されている。
【0014】
リフタ本体3の上部側壁には、L字状ベルト部材7によりリフトアップされた硬貨を外部に排出する硬貨排出部19が設けられている。硬貨排出部19は、リフタ本体3に位置しているL字状ベルト部材7の面方向(
図3のX−Z平面方向)に沿って突設されている。リフタ本体3内の頂部には、頂点までリフトアップした硬貨を硬貨排出部19側に案内する排出ガイド部20が設けられている。排出ガイド部20は、略円弧状のガイド面からなる。
【0015】
[硬貨押さえ付け部及び板ばね部の構成]
図4及び
図5に示すように、リフタ本体3の基端には、金属板を略コ字状に折り曲げてなる取付板21が固定されている。取付板21には、1枚の金属板をL字状に折り曲げ形成してなる可動板22が上下左右前後に可動自在に取り付けられている。可動板22は、垂直方向に沿う板部分が硬貨押さえ付け部23となり、水平方向に沿う板部分が板ばね部24となる。このように、硬貨押さえ付け部23及び板ばね部24は一体に形成されている。硬貨押さえ付け部23は、L字状ベルト部材7と協同して硬貨を複数枚同時にリフトする役目を持つ。板ばね部24の先端には、略円弧状の曲面部24aが形成されている。板ばね部24は、硬貨入口6に位置するとともに、先端がL字状ベルト部材7の平坦部12側を向き、平坦部12の上に立ち上がった硬貨と衝突することにより、硬貨を寝た状態に倒す役目を持つ。
【0016】
硬貨押さえ付け部23には、上下に並ぶ一対の突部25が設けられ、これら突部25がばね材26を介して取付板21の一対の長孔27に遊嵌されている。ばね材26は、例えば円錐コイルばねからなる。また、板ばね部24の上面には、ばね機能を有する傾斜板28が取り付け固定され、傾斜板28の開口孔28aに、取付板21の下端に形成された位置規制片29が遊嵌されている。位置規制片29は、傾斜板28の上面に乗り上げた硬貨が、取付板21及び硬貨押さえ付け部23の間に囲まれた隙間に入り込まないようにするために設けられている。傾斜板28は、上面に乗り上げた硬貨を下方に落とすように急勾配の傾きで取り付けられている。以上の構造により、可動板22は、取付板21に対して上下左右前後に動く。
【0017】
[硬貨リフタ装置の搬送路の構成]
図5に示すように、硬貨入口6には、水平方向の硬貨の搬送路(水平方向硬貨搬送路30と記す)が設けられている。水平方向硬貨搬送路30は、板ばね部24と平坦部12の搬送面31とによって囲まれる領域からなる。板ばね部24は、水平方向硬貨搬送路30に進入した硬貨を、L字状ベルト部材7の搬送面との間で挟む方向に付勢する。
【0018】
リフタ本体3の内部には、垂直方向(鉛直方向)の硬貨の搬送路(垂直方向硬貨搬送路32)が設けられている。垂直方向硬貨搬送路32は、垂直部13の搬送面33と、リフタ本体3の2枚の固定側壁34と、硬貨押さえ付け部23とによって囲まれる領域からなる。即ち、垂直方向硬貨搬送路32の硬貨受取部2側の壁面35は、固定側壁34の壁面34aと硬貨押さえ付け部23の内面23aとによって形成される。L字状ベルト部材7は、垂直方向硬貨搬送路32を形成する部分の裏面が平板状の支持板7aにガイドされている。
【0019】
[硬貨検出機構の構成]
図6に示すように、硬貨受取部2の開口部4には、硬貨受取部2内への硬貨の受け入れを検出する硬貨検出機構36(外観は
図7及び
図8参照)が設けられている。硬貨検出機構36は、開口部4の1開口辺(
図6のY軸方向に沿う辺37)に沿って複数のセンサ39が並べられたセンサ部38と、辺37に直交する他の1開口辺(
図6のX軸方向に沿う辺40)に沿って複数のセンサ42が並べられたセンサ部41とを有する。センサ39,42は、例えば光学センサからなる。センサ部38は、受け入れた硬貨を同図のX軸方向において検出する。センサ部41は、受け入れた硬貨を同図のY軸方向において検出する。
【0020】
図9に示すように、斜面状硬貨案内壁5に対向する第1側壁43の裏側には、投光側の基板44が縦向きに配設されている。基板44には、センサ部38の投光部45が複数実装されている。第1側壁43には、投光部45の光を、硬貨受取部2の内部に通す開口孔46(
図1,
図2,
図5〜
図8にも図示)が複数貫設されている。斜面状硬貨案内壁5の裏側には、受光側の基板47が縦向きに配設されている。基板47には、組をなす投光部45と対向する位置に受光部48が複数実装されている。斜面状硬貨案内壁5には、投光部45からの光を受光部48に通す開口孔49(
図7,
図8にも図示)が貫設されている。
【0021】
図7に示すように、リフタ本体3の根元に固定された取付枠50の内部と、斜面状硬貨案内壁5の一方の端縁に立設された枠壁51の裏側とには、センサ部41の投光ユニット52が計2つ設けられている。投光ユニット52は、ケース内に投光部を内蔵したユニット部品である。取付枠50及び枠壁51には、投光ユニット52の光を、硬貨受取部2の内部に通す開口孔53が計2つ貫設されている。
【0022】
図8に示すように、取付枠50に対向する第2側壁54の内部と、斜面状硬貨案内壁5の他方の端縁に立設された枠壁55の裏側とには、組をなす投光ユニット52からの光を受光する受光ユニット56が設けられている。受光ユニット56は、ケース内に受光部を内蔵したユニット部品である。第2側壁54及び枠壁55には、投光ユニット52からの光を受光ユニット56に通す開口孔57が貫設されている。
【0023】
[センサの配列構造]
図10に示すように、硬貨受取部2に入る硬貨には、辺37(第1側壁43)に平行する向きをとる硬貨(
図10の実線で図示)のみならず、辺37に対して傾いた向きをとる硬貨(
図10の破線で図示)もある。よって、硬貨検出機構36は、辺37に平行する向きをとる硬貨と、辺37に対して交差する向きをとる硬貨とを、両方とも検出する必要がある。
【0024】
図11に示すように、センサ部38は、自身が検出できない硬貨を相手に検出してもらえるように、検出エリアが互いに補完された第1センサ群58及び第2センサ群59を備える。第1センサ群58の各センサ39aと第2センサ群59の各センサ39bとは、垂直方向及び水平方向において相互に位置をずらした配置位置をとる。例えば、第1センサ群58の各センサ39aは、水平方向に沿って一列に整列されるとともに、隣のセンサ39aとの間隔Wが同じ間隔となるように一定間隔(一定の等間隔)で配置されている。第2センサ群59は、第1センサ群58と平行な向きをとり、水平方向に沿って一列に、かつ隣同士のセンサ39bとの間隔が前述のWとなるように一定間隔(一定の等間隔)で配置されている。このように、第1センサ群58及び第2センサ群59は、同じ群のセンサの並び方向であるセンサ配列方向において相互に位置をずらして配置されている。
【0025】
相互に隣接する第1センサ群58のセンサ39aと第2センサ群59のセンサ39bとの間は、互いに一定間隔をなすように配置されている。即ち、第1センサ群58のセンサ39aと第2センサ群59のセンサ39bとの間隔は、相互に隣接するもの同士が、前述のWとなるように設定されている。
図6に示す通り、センサ部38の平面視においては、隣接するセンサ39bとセンサ39aとは、間隔Wよりも狭い間隔で密に並ぶように配置されることになる。
【0026】
間隔Wは、隣同士に位置する2組のセンサ39のうち、一方の組の受光部48において、他方の組のセンサ39の投光部45から出射された光の受光量が閾値未満となる距離に設定されている。これは、隣同士に位置する2組のセンサ39において、一方の組のセンサ39の投光部45から出射された光を、もう一方の組のセンサ39の受光部48が所定値以上の光量で受光してしまわないようにするためである。
【0027】
前述のように、センサ39(39a)の平面視における間隔は間隔Wよりも狭いものの、各受光部48が隣接する他のセンサ39(39a)の投光部45から出射された光を閾値以上の光量で受光することはない。
【0028】
[硬貨リフタ装置の電気構成]
図12に示すように、制御部17には、モータ15、投光部45、受光部48、投光ユニット52及び受光ユニット56が接続されている。制御部17は、受光部48及び受光ユニット56の受光量と閾値との比較を基に、投光部45及び投光ユニット52の光軸L上における遮蔽物(硬貨)の有無を判別し、硬貨受取部2への硬貨の受け入れを検出する。制御部17は、硬貨受取部2への硬貨受け入れを検出すると、モータ15を駆動してL字状ベルト部材7を回し、受け入れた硬貨をリフトする。
【0029】
制御部17には、受光部48及び受光ユニット56が一定の光量を逐次受光するように投光部45の光量と投光ユニット52の光量を補正する光量補正部60が設けられている。光量補正部60は、目標の受光量と現在の受光量との差分を基に投光部45の光量(輝度)と投光ユニット52の光量(輝度)を調整することにより、受光部48と受光ユニット56の受光量が一定値をとるように投光部45及び投光ユニット52の光量(輝度)を補正する。
【0030】
次に、本例の硬貨リフタ装置1の動作を、
図13〜
図18を用いて説明する。
[硬貨検出機構の動作]
図13に示すように、投光部45及び投光ユニット52は、正面方向に真っ直ぐ光軸Lが延び、この光軸Lを中心に光の範囲が放射状に広がる。受光部48及び受光ユニット56は、組をなす投光部45及び投光ユニット52の光軸Lの延長線上に配置される。よって、センサ39(39a,39b),42は、センサ39(39a,39b)が同図のY軸方向に並び、これらセンサ39(39a,39b)と直交する同図のX軸方向にセンサ42が並ぶことにより、格子状に配置されることになる。このように、硬貨検出機構36は、開口部4の開口一帯が検出エリアとなる。
【0031】
よって、硬貨が開口部4のどの位置から入ってきても、いずれかのセンサ39(39a,39b),42によって硬貨を検出することが可能となる。また、落下してきた硬貨が第1側壁43に対して平行を向いても、或いは落下してきた硬貨が第1側壁43に対して交差する方向を向いていても、センサ39a,39bのいずれかで検出する。このように、硬貨が第1側壁43に対していずれの向きをとっていても、センサ39a,39bにより漏れなく検出される。
【0032】
各センサ39,42は、受光部48、受光ユニット56の受光量に応じたセンサ信号を制御部17に出力する。制御部17は、センサ39,42から入力したセンサ信号を基に、各センサ39,42における受光量を取得する。そして、制御部17は、例えば受光量が閾値以下となると、硬貨受取部2への硬貨受け入れを認識する。制御部17は、受光量が閾値以下となると、モータ15を駆動(正転)し、硬貨のリフト動作を開始する。
【0033】
[硬貨搬送の動作]
図14に示すように、上方から落下してきた硬貨は、硬貨受取部2で受け取られ、これがL字状ベルト部材7の平坦部12に乗る。このとき、硬貨は、重なり合って乗る場合もあるし、1枚のみ乗る場合もある。平坦部12に乗せられた硬貨群は、L字状ベルト部材7の駆動に伴って硬貨入口6に至り、ここから水平方向硬貨搬送路30を通じてリフタ本体3の内部に導かれる。
【0034】
図15に示すように、平坦部12に乗った硬貨が立ったまま回転する、いわゆる硬貨ローリングをしてしまうこともある。この場合、回転する硬貨はL字状ベルト部材7の駆動に伴い板ばね部24の先端に衝突し、平坦部12に寝た状態に倒される。また、
図16に示すように、傾斜板28の上面に乗った硬貨は、傾斜板28に付けられた傾きによって下方に落下する。よって、平坦部12で立ってしまった硬貨も、傾斜板28に乗ってしまった硬貨も、平坦部12に寝た状態に倒される。
【0035】
図17に示すように、平坦部12に乗せられた硬貨群は、境界部分14で溜められる。そして、L字状ベルト部材7の駆動に伴い、突起18が硬貨群に至ると、突起18が硬貨群を下からすくい上げ、上方に持ち上げる。続いて、
図18に示すように、硬貨群を突起18で下から支持しつつ、L字状ベルト部材7の垂直部13と、可動する硬貨押さえ付け部23とで挟み込みながら硬貨群をリフトし、垂直部13の頂部において硬貨群を硬貨排出部19から外部に排出する。
【0036】
[光センサの投光量補正]
ところで、投光部45及び投光ユニット52は、最大光量で発光する訳ではなく、長寿命化を狙って、最大可能発光量よりもある程度低い決められた光量で発光する。また、投光部45及び投光ユニット52は、例えば電源電圧の変動や経年変化等により、投光量が変動する。さらに、汚れ等により、受光部48及び受光ユニット56は、いつも一定の光量で光を受光する訳ではない。そこで、光量補正部60は、目標の受光量と現在の受光量との差分を基に投光部45の光量(輝度)と投光ユニット52の光量(輝度)を補正して、一定の受光量を確保する。
【0037】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
(1)硬貨受取部2の開口部4に、複数のセンサ群が一列かつ一定間隔で並ぶ第1センサ群58及び第2センサ群59を、平行2列に、かつセンサ配列方向に沿ってずらし配置し、第1センサ群58で検出できない硬貨群を、第2センサ群59で検出することを可能とした。このため、開口部4の開口一帯ほぼ全域を硬貨の検出エリアとすることが可能となるので、いずれの位置から硬貨を開口部4で受け入れても、この硬貨をセンサ39,42で検出することができる。
【0038】
(2)センサ39aを上下方向及び左右方向にずらし配置したので、隣同士のセンサ39aの間隔を極力広くとることができる。よって、隣同士の組のセンサ39aにおいて、一方の組の投下光を、他方の組に影響を及ぼし難くすることができる。なお、隣のセンサ39aとの間隔Wは、平面視において、検出を希望する硬貨の径未満となるように設定すると好適である。
【0039】
(3)第1センサ群58のセンサ39aと第2センサ群59のセンサ39bとは、相互に隣接するもの同士の間隔をWに設定した。このため、センサ部38のセンサ39a,39bが平面視において等間隔に並ぶので、隣のセンサ39a,39b同士の光干渉を防ぎつつ、開口部4に落下してくる硬貨を、少ない数のセンサ39a,39bで検出することができる。
【0040】
(4)センサ39の隣同士との間隔Wは、隣同士に位置する2組のセンサ39のうち、一方の組の受光部48において、他方の組のセンサ39の投光部45から出射された光の受光量が閾値未満となる距離に設定される。よって、隣のセンサ39との間の光干渉の防止に一層効果が高くなる。
【0041】
(5)受光部48の受光量と受光ユニット56の受光量がいつも一定となるように、投光部45の光量と投光ユニット52の光量を補正する光量補正部60を設けた。このため、開口部4で受け入れた硬貨の検出精度の確保に一層効果が高くなる。
【0042】
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・第1センサ群58及び第2センサ群59の隣接するセンサ同士の間隔は、第1センサ群58(第2センサ群59)のセンサ並び間隔と異なっていてもよい。
【0043】
・平坦部12及び垂直部13は、直角に交差する向きに限定されず、直角から所定角度傾斜する向きをとってもよい。
・本例のセンサ配列のパターンは、センサ部41にも応用可能であるし、センサ部38,41の両方に適用してもよい。
【0044】
・硬貨検出機構は、実施形態及び別例で種々の例を述べたように、センサを2軸上に複数配置し、入ってくる硬貨向きを考慮に入れたセンサ配列をとる機構であればよいこととする。