JPH01155495A - 硬貨選別機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、−ａ的には、隣接した静止ガイドプレートと
共に作用する弾性表面を備えた回転ディスクを用いる方
式の硬貨選別機に係り、とりわけ、選別された硬貨の数
をカウントするためのカウンタと、このカウンタが所定
数の硬貨を選別し終えたことを表わす時点でディスクを
停止させるブレーキとを備えているような硬貨選別機に
係る。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の主要な目的は、繰り返して使用しても回転ディ
スクを迅速且つ確実に停止させることのできる。改良さ
れた駆動・ブレーキ装置を備えた前述の方式の硬貨選別
機を提供することにある。

本発明の他の重要な目的は、比較的安価に取り付けられ
しかも安い経費で維持管理することのできる駆動・ブレ
ーキ装置を備えた硬貨選別機を提供することにある。

本発明の別の目的は、比較的小型のブレーキ機構を使用
できる駆動・ブレーキ装置を備えた硬貨選別機を提供す
ることにある。

本発明の他の目的並びに利点は、以下の詳細な説明およ
び添付図面から明らかになる。

（課題を解決するための手段） 本発明によれば、前述した目的は以下の特徴な備えた硬
貨選別機によって達成することができる。この硬貨選別
機は、弾性表面を持つ回転ディスクと、弾性表面に近接
して配置され、ディスクの回転に伴い弾性表面に沿って
硬貨を案内することのできる静止ガイドプレートとを備
えている形式のものであり、当該硬貨選別機は、この硬
貨選別機で硬貨を処理するのに伴い、少なくとも１つの
種類の硬貨をカウントするためのカウント手段と、回転
ディスクを駆動する出力シャフトを備えている電動モー
タと、電動モータの出力シャフトと回転ディスクの間に
連結されている減速歯車列と、所定の数の硬貨がカウン
トされた時点で、カウント手段に応答して回転ディスク
を停止させるためのブレーキ手段とを有し、ブレーキ手
段がモータの出力シャフトに連結されている。ブレーキ
手段は、好ましくは、モータの出力シャフトに固定され
ていて、ブレーキ圧の加えられる平らな表面を形成して
いるディスクを備えた電機子と、電力が供給されると、
ディスクの平らな表面にブレーキ圧を加えることのでき
る電磁アクチュエータとを備えている。

以下、添付図面に沿って本発明の一実施例を詳細に説明
する。

（実施例） 図面を参照する。図中には、硬貨選別機が示されている
。この硬貨選別機は、様々な種類の硬貨を受は入れ、こ
れら硬貨をハウジング１１の中央開口を通じて送り込む
ためのホッパ１０と、ハウジング１１の内部に設けられ
ている環状の選別ヘッドすなわちガイドプレート１２を
備えている。硬貨は、スプラインを設けたスタブシャフ
ト１４の廻りを回転できるように取り付けられたディス
ク１３の上側表面に溜められている。このスタブシャフ
ト１４は、ディスク１３の底部に取り付けられたハブ１
５に嵌まっている。また、ハブ１５はハウジング１１の
ベースに設けたボールベアリング１６に装着されている
。

ディスク１３は、硬い金属ディスク１８の上側表面に接
着された弾性パッド１７を備えている。

弾性パッドの上側表面は、例えば、パッド自体に接着し
た耐久性のある布で覆われており、この布は、例えば、
弾性ゴム材からできている。ディスク１３を回転すると
、ディスク１３の上側表面に溜まっている硬貨は遠心力
によりパッドの表面に沿って外向きに移動しようとする
。パッド上に寝ている硬貨は、ガイドブレート１２の下
側が最も厚い硬貨の厚さよりも僅かに大きい距離にわた
ってパッド１７から上向きに隙間を開けであるため、こ
のガイドブレート１２の下側を外向きに移動することが
できる。

ガイドブレート１２の下側表面は、硬貨をディスク１３
によりプレート１２の下側で回転させるのに伴い、硬貨
を種類別に選別するように構成されている。第２図に示
すように、各種の硬貨はガイドブレート１２の周縁部に
沿った様々な円周位置からはね出される０選別を行なう
ガイドプレート表面は様々な形に作ることができる。こ
うした構造の一例が、本件出願と同一の譲受人による、
１９８７年４月１日付は提出の同時継続中の米国特許出
願筒０３４．２７１号に記載されている。

硬貨の選別ミスを防ぐために、ディスク１３は撓み、ね
じれ、あるいは他の物理的変形を伴わないで平らに保た
れていることが重要である。そうした寸法安定性を確保
するために、金属ディスク１８は、回転状態の硬貨が静
止ガイドプレート１２によってパッド１７に押し付けら
れる際、回転している硬貨を介してこの金属ディスク１
８に加わる圧力に充分耐えられるだけの剛性のある撓ま
ないものにする必要がある。

角速度を制御しながらディスク１３を駆動するために、
減速歯車列を介して電動モータ２０はディスクに連結さ
れている。このためモータ２０は、はす歯ピニオン歯車
の付いた出力シャフト２１を備えている。ピニオン２２
は、歯車２３と噛み合っている。また、この歯車２３は
スタブシャフト１４の下端の歯車２５と噛み合っている
。この減速歯車列を用い、ディスク１３は、例えば、１
７５０ｒｐｍの回転数のモータによって２０Ｏｒｐｍで
駆動される。

歯車列のトルク増幅作用により、モータ２０の出力トル
クはディスク１３を駆動するのに必要なトルクよりもは
るかに小さくすることができる。

例えば、図示の形式の歯車列を用いると、８４インチ−
ボンド（９６，８キログラム−センチメートル）の起動
トルクを発生しまた６０インチ−ポンド（６９，１キロ
グラム−センチメートル）の運転トルクを発生する電動
モータを用いれば、選別機にコインを装填していても、
３ポンド（１，３６キログラム）、１１インチ（２７，
９センチメートル）径のディスク１３を約０．３秒以内
に加速することができる。

選別機から放出される各種の硬貨の数をカウントするた
めに、電子カウンタ３０はそれぞれの硬貨放出経路に近
接して配置しである複数の光センサＳ　１−Ｓ５から信
号を受は取るようになっている。これら光センサ５ｌ−
５５は向かい合っている光源Ｌ　１−Ｌ５から常に光を
受は取っているが、硬貨が光源Ｌ　１−Ｌ５とこの光源
に向かい合っているセンサ５ｌ−３５の各々の間を通過
する毎に光線は遮断される。光線の１つが遮断されると
、対応する光センサ５ｌ−５５の電気出力に正の過渡パ
ルスが発生し、この正の過渡パルスはカウンタ３０によ
って検出される。正の過渡パルスの各々は個別にカウン
ト処理され、また各々のセンサからのカウントの数は所
定のレベルに達するまで累算されていく。例えば、こう
した所定のレベルは、選別機に取り付けられる硬貨用バ
ッグのような特殊な容器に投入される硬貨の数を表わし
ている。

本発明の重要な一形態によれば、カウンタ３０に応答す
るブレーキ機構がモータの出力シャフト２１に連結され
、所定の数の硬貨がカウントされた時点で回転ディスク
１３を停止させることができる。ディスク１３には、回
転に伴って、ディスクの質量や寸法、形状の関数である
慣性モーメントが加わるようになる。回転ディスクから
駆動列に加わるトルクは、ディスクの慣性モーメントと
角加速度の両者の関数である６回転ディスクを停止させ
るためには、このディスクによって生じる負荷トルクに
対しブレーキトルクと摩擦抵抗が打ち勝たなくてはなら
ない、前記摩擦抵抗は、ディスクに載っている硬貨とこ
れら硬貨に加わる静止ガイドプレートの圧力によりディ
スクに加わるものである。ブレーキ作用を駆動モータの
出力シャフトに加えると、モータシャフトに加えられる
ブレーキトルクが減速歯車列によって増幅され、比較的
小さなトルクで回転ディスクを制動することができる。

このため、比較的安価なブレーキ機構を用いて迅速且つ
確実にディスクを停止させることができる。このブレー
キ機構は、長い寿命、例えば、百万回以上にわたって繰
り返して操作しても壊れない寿命を備えている。

本発明に用いられる好ましいブレーキ機構は、電動ディ
スクブレーキである。例えば、第３図に示す実施例では
、モータシャフト２１の下端に取り付けられた電機子４
０は、ブレーキ圧を加えて駆動歯車列を停止させる平ら
な表面４０ａを備えたディスクを形成している。電機子
４０は、複数のスプリングエレメント４１によってシャ
フト２１に対し限られた軸方向の移動ができるように取
り付けられている。ディスク４０にブレーキ圧を加える
ために、静止電磁アクチュエータ４２がディスク４０の
上側に取り付けられている。このアクチュエータ４２は
摩擦リング４３を備えており、できるだけ滑らないよう
にディスク表面４０ａを掴むことができる。また、アク
チュエータ４２は、コイル４４を備えている。このコイ
ル４４は、電源により付勢されると、ステーク４５を磁
化しディスク４０を摩擦リング４３に緊密に係合させる
ようになっている。このようにして、シャフト２１に加
えられたブレーキトルクは減速歯車列によって増幅され
、スタブシャフト１４を介してディスク１３に加えられ
る。

前述した方式の市販されているブレーキ機構の一例とし
て、コネチカット州コリンスピルにあるＩｎｅｒｔｉａ
　Ｄｙｎａｍｉｃ社製のＦＢ１７型パワーオン・ディス
クブレーキ（Ｐｏｗｅｒ−Ｏｎ　Ｄｉｓｃ　Ｂｒａｋｅ
ｌを挙げることができる。

電磁ブレーキの付勢な制御するために、カウンタ３０か
らの出力信号が駆動装置回路３１に送られる。この回路
３１がコイル４４に供給される電流を制御している。ま
た、この駆動装置回路３１は電動モータ２０に供給され
る電力を制御している。所要数の硬貨が選別機の出口ス
ロットの１つから放出されたことをカウンタ出力が示せ
ば、駆動装置回路３１は、モータ２０を消勢し且つコイ
ル４４を付勢する。その結果、モータ２０にはブレーキ
がかかり、出力シャフトを駆動することはない。

アクチュエータコイル４４は最初に比較的大きい電力レ
ベルで付勢され、迅速にブレーキ動作を開始して、次に
低電力レベルでディスク１３とこの駆動歯車列を完全に
停止させるのが好ましい。

例えば、前述の特殊なブレーキ機構の場合には、駆動装
置回路３１は約５ミリ秒にわたってコイルに３６ボルト
の電圧がかけられ、次いで２５ミリ秒にわたってさらに
１２ボルトの電圧をかけるのが好ましいにれらの電圧レ
ベルを用いれば、ディスク１３は約２０ミリ秒で完全に
停止するようになる。このブレーキ時間は約１５度のデ
ィスクの角度移動量に相当している。この移動量は。

大抵の場合、好ましくない新たな硬貨の放出を防止する
のに十分な量である。

本発明の別の形態によれば、モータ２０の出力シャフト
のはす歯ピニオン歯車は、モータからの駆動トルクに応
答してブレーキ機構の電磁アクチュエータ４２からシャ
フトを軸方向に引き離す向きにピッチの付けられたｉを
備えている。従って、このシャフトにブレーキトルクが
加わると、シャフトは電磁アクチュエータ４２に向けて
シャフトを押すようになる。このため第２図に示す特殊
な実施例では、ピニオン歯車２２の歯のピッチによりモ
ータシャフト２１の軸方向に力のベクトルが生じる。こ
の力のベクトルによりシャフトは下向きに押圧される。

その結果、モータ２０が選別作業に伴ってディスク１３
を駆動している際、電機子４０は静止アクチュエータ４
２から引き離されるようになる。モータ２０が消勢され
且つブレーキが付勢されてディスク１３を停止すると、
軸方向の力のベクトルの向きは逆になる。その結果、モ
ータシャフト２１は上向きに押圧され、電機子４０を電
磁アクチュエータ４２に向けて引き寄せるようになる。

その結果、ブレーキブースト作用が働き、電磁アクチュ
エータ４２の付勢によって加えられる制動力を補うこと
ができる。

前述の詳細な説明から明らかなように、本発明によれば
、繰り返して使用しても常に選別機構の回転ディスクを
迅速且つ確実に停止させる、改良された駆動およびブレ
ーキ装置を提供することができる。しかも、駆動・ブレ
ーキ装置を比較的安価に取り付は維持管理できる重要な
利点も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を具体化した硬貨選別機の縦断面図で
ある。 第２図は、第１図に示す硬貨選別機を縮小して示す斜視
図である。 第３図は、第１図と第２図の硬貨選別機に設けられてい
るブレーキ機構の縦断面図である。 １０・・・ホッパ １１・・・ハウジング １２・・・ガイドプレート １３・・・ディスク １７・・・弾性パッド １８・・・金属ディスク ２０・・・電動モータ ２１・・・出力シャフト ２２．２３．２４．２５・・・減速歯車列３０・・・電
子カウンタ ４０・・・電機子 ４２・・・電磁アクチュエータ ４３・・・摩擦リング （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弾性表面を持つ回転ディスクと、前記弾性表面に近
   接して配置され、前記ディスクの回転に伴い弾性表面に
   沿って硬貨を案内することのできる静止ガイドプレート
   とを備えている硬貨選別機において、当該硬貨選別機は
   、 この硬貨選別機で硬貨を処理するのに伴い、少なくとも
   １つの種類の硬貨をカウントするためのカウント手段と
   、 前記回転ディスクを駆動する出力シャフトを備えている
   電動モータと、 当該電動モータの出力シャフトと前記回転ディスクの間
   に連結されている減速歯車列と、 所定の数の硬貨がカウントされた時点で、前記カウント
   手段に応答して回転ディスクを停止させるためのブレー
   キ手段とを有し、当該ブレーキ手段が前記モータの出力
   シャフトに連結されている硬貨選別機。 ２、請求項１記載の硬貨選別機にして、前記ブレーキ手
   段は、前記減速歯車列とは反対側でモータの出力シャフ
   トに連結されている硬貨選別機。 ３、請求項１記載の硬貨選別機にして、前記ブレーキ手
   段は電動ブレーキを有しており、さらに当該硬貨選別機
   は、所定の数の硬貨のカウントに応答して前記モータを
   消勢し且つ前記ブレーキ手段を付勢するための手段を備
   えている硬貨選別機。 ４、請求項１記載の硬貨選別機にして、前記電動ブレー
   キは、前記モータの出力シャフトに固定されていて、ブ
   レーキ圧の加えられる平らな表面を形成しているディス
   クを備えた電機子と、電力が供給されると、前記ディス
   クの平らな表面にブレーキ圧を加えることのできる電磁
   アクチュエータとを有している硬貨選別機。 ５、請求項１記載の硬貨選別機にして、前記ブレーキ手
   段は、静止している電磁アクチュエータ組立体と、前記
   アクチュエータ組立体の付勢および消勢に応答して、当
   該アクチュエータ組立体に係合したりこの組立体から離
   れる動きをすることのできる、前記モータシャフトに装
   着された軸方向に移動可能な電機子と、前記モータシャ
   フトに取り付けてある前記シャフトを前記減速歯車列に
   連結するためのはす歯ピニオン歯車とを備えており、前
   記ピニオン歯車が前記モータからの駆動トルクに応答し
   て前記シャフトをアクチュエータ組立体から軸方向に引
   き離す向きにピッチの付けられたはす歯を備え、前記シ
   ャフトにブレーキトルクを加えることにより、前記シャ
   フトを前記アクチュエータ組立体に向けて軸方向に押圧
   するようになっている硬貨選別機。 ６、請求項１記載の硬貨選別機にして、前記減速歯車列
   は、ブレーキトルクを前記モータに加えるのに応答して
   、前記ブレーキ手段に補助ブレーキ力を加えるような硬
   貨選別機。 ７、請求項５記載の硬貨選別機にして、前記電磁アクチ
   ュエータ組立体は、当該電磁アクチュエータ組立体に電
   力を供給するのに伴い、前記電機子ディスクを摩擦係合
   するようになっている摩擦リングを備えている硬貨選別
   機。 ８、弾性表面を持つ回転ディスクと、前記弾性表面に近
   接して配置され、前記ディスクの回転に伴い弾性表面に
   沿って硬貨を案内することのできる静止ガイドプレート
   とを備えている硬貨選別機において、当該硬貨選別機は
   、 この硬貨選別機で硬貨を処理するのに伴い、少なくとも
   １つの種類の硬貨をカウントするためのカウント手段と
   、 前記回転ディスクを駆動する出力シャフトを備えている
   電動モータと、 当該電動モータの出力シャフトと前記回転ディスクの間
   に連結されている減速歯車列と、 前記モータの出力シャフトに連結され、また所定の数の
   硬貨がカウントされた時点で、前記カウント手段に応答
   して前記回転ディスクを停止させるためのブレーキ機構
   とを有しており、当該ブレーキ機構は、第１の所定の時
   間間隔で第１の電力レベルで先ず付勢することができ、
   引き続いて第２の所定の時間間隔で第２の低い電力レベ
   ルで付勢することのできる硬貨選別機。 ９、請求項８記載の硬貨選別機にして、前記ブレーキ機
   構は、前記減速歯車列とは反対側でモータの出力シャフ
   トに連結されている硬貨選別機。 １０、請求項８記載の硬貨選別機にして、前記ブレーキ
   機構は電動ブレーキを有しており、さらに当該硬貨選別
   機は、所定の数の硬貨のカウントに応答して前記モータ
   を消勢し且つ前記ブレーキ機構を付勢するための手段を
   備えている硬貨選別機。 １１、請求項８記載の硬貨選別機にして、前記ブレーキ
   機構は、前記モータの出力シャフトに固定されていて、
   ブレーキ圧の加えられる平らな表面を形成しているディ
   スクを備えた電機子と、電力が供給されると、前記ディ
   スクの平らな表面にブレーキ圧を加えることのできる電
   磁アクチュエータとを有している硬貨選別機。 １２、請求項８記載の硬貨選別機にして、前記ブレーキ
   機構は、静止している電磁アクチュエータ組立体と、前
   記アクチュエータ組立体の付勢および消勢に応答して、
   当該アクチュエータ組立体に係合したりこの組立体から
   離れる動きをすることのできる、前記モータシャフトに
   装着された軸方向に移動可能な電機子と、前記モータシ
   ャフトに取り付けてある前記シャフトを前記減速歯車列
   に連結するためのはす歯ピニオン歯車とを備えており、
   前記ピニオン歯車が前記モータからの駆動トルクに応答
   して前記シャフトをアクチュエータ組立体から軸方向に
   引き離す向きにピッチの付けられたはす歯を備え、前記
   シャフトにブレーキトルクを加えることにより、前記シ
   ャフトを前記アクチュエータ組立体に向けて軸方向に押
   圧するようになっている硬貨選別機。