JPH02215633A - カード搬送装置 - 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、カード式自動販売機等のカードリーダに適用
して好適なカード搬送装置に係り、特にカード搬送力を
棒状弾性体のたわみ振動によって得るようにしたカード
搬送装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、カード式自動販売機等に組込まれているカードリ
ーダは、カード挿入口より挿入された磁気カードを取込
み、処理し、サービス終了後、カード返却口より返却す
る本ので、そのカード搬送装置としては、一般に駆動モ
・−タと、この駆動モータの回転伝達を受けて動作し、
磁気カードを一定速度で移動させるローラ、搬送ベルト
等の搬送手段等で構成されていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のカード搬送装置は、上
述した駆動モータおよび搬送手段以外にも軸受部材１回
転伝達機構等を必要とすることから、部品点数および組
立工数が増加（７、高価になる上、従来の駆動モータは
電磁作用によりロータを回転駆動するものであるため、
装置の軽量、薄型化が該モータによって制約されるとい
う問題があった。ｔた１回転伝達機構として歯車を使用
した場合は、バックラツシ二のため高精度力送りおよび
位蓋決めができないという問題もあった。

したがって、本発明は上述したような従来の問題点を解
決し、超音波振動を駆動エネルギ源として使用すること
により２部品点数および組立工数の大幅な削減を軽量薄
型化を可能にしたカード搬送装置を提供することを目的
とするものである。

超音波振動は弾性体に圧電素子を取υ付け、これに高周
波電圧を印加することにより弾性体にたわみ振動を起こ
させ、その振動エネルギと回転運動もしくは直線運動と
して取シ出すようにしたものであシ、従来の駆動モータ
に比べて小型軽量。

薄型化、低速、高トルク、高応答性および高制御性とい
った優れた性能と特徴を有している。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、カード搬送路を挾
んで上下に対向配置さｉｔた両端固定の棒状振動体およ
び両端を回転自在に軸支された回転ローラと、前記棒状
振動体の外周に軸受を介して回転自在に嵌装され、外周
が前記回転ローラの周面面と移動体を介して接触する筒
状回転体と、前記棒状振動体に接合され、相互に時間的
位相差が９０°異なる高周波電圧の印加によりニ組駆動
されることにより、該棒状振動体にこれと直交する２方
向に同一周波数で互いに位相のずれたたわみ振動を発生
させる２組の圧′ＴＩＬ素子と、前記棒状振動体の外周
で振動の腹となる位置に設けられ、該棒状振動体のたわ
み振動に伴う公転円運動の発生により前記筒状回転体の
内周面に圧接され、該筒状回転体を回転させるローラ部
とで構成し丸ものである。

〔作用〕

本発明において、２組の圧電素子に９０°位相のずれた
高周波電圧を印加すると、棒状振動体に、これと直交す
る２方向のたわみ振動（垂直および水平振動）が発生し
、これらが相互に干渉すると該棒状振動体の表面の任意
の質点（節部の質点を除く）に、棒状振動体の軸線と垂
直な面内での円（または楕円）運動を生じてローラ部を
筒状回転体の内周面に押し付ける。し九がって、ローラ
部と筒状回転体との間の摩擦力により、ローラ部が筒状
回転体を円運動の回転方向と同方向に回転させる。印加
電圧の位相を上記とは逆向きに切替えると、ローラ部の
円（または楕円）運動の方向が反対方向となり、筒状回
転体の回転方向が反転する。筒状回転体と回転ローラ間
に磁気カード等の移動体を介在させると、該筒状回転体
との間の摩擦により、移動体はその回転方向に直線移動
されるととＫなる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係るカード搬送装置の一実施例を示す
断面図、第２図は棒状振動体の斜視図、第３図は第１図
Ｌ−１ｍ断面図、第１図は圧電素子とその回路を示す図
である。これらの図において、１はカード搬送路２に送
シ込まれる移動体として磁気カード、３はカード搬送路
２に配設されたカード搬送装置で、このカード搬送装置
３＃−ｉ、、カード搬送路２を挾んで上下に実質的に平
行になるよう対向配置された棒状振動体４と回転ローラ
５を備えている。

前記棒状振動体４は、断面形状が角形（又は円形）の金
属製で、軸線と直交するＸ方向におけるたわみ振動（水
平振動）人と、矢印Ｙ方向における九わみ振動（垂直振
動）Ｂの固有振動数が等しくなるようＸ、Ｙ方向の断面
二次モーメントを郷１−〈されて製作され、両端が装置
固定部６にそれぞれ固定されている。棒状振動体４の外
周に畦筒状回転体Ｔが左右一対の軸受８を介して回転自
在に嵌装されており、この筒状回転体Ｔの下面と前記回
転ロー２５との間に磁気カード１の厚みと略等しいか若
干小さい隙間Ｇが設定されている。−対の軸受８は筒状
回転体１の固有たわみ振動の節となる両端部外周面に嵌
合されている。また、棒状振動体４の外周面には、核棒
状振動体４に前記たわみ振動Ａ、Ｂを発生させる２組の
圧電素子ｌ。

１１と、棒状振動体４のたわみ振動を駆動源として前記
筒状回転体１を回転さぜる固定０−ラ（ローラ部）１２
が配設されている。

前記２組の圧電素子１０．１１のうち一方の圧電素子１
０は、第４図に示すように棒状振動体４のＸ方向に対向
する２つの側面１３＆、１３ｂに、該棒状振動体４の長
手方向略全長に亘ってそれぞれ接合された２枚の帯状圧
！素子１ｏａ、ｔａｂからなり、棒状振動体４のＸ方向
の固有振動数と同じ周波数（２０ＫＨｚ−５０ＫＨｚ）
の高周波電圧が高周波電源１４によって印加されると、
長手方向に伸び縮みし、これによって棒状振動体４にＸ
方向と同方向のたわみ振動Ａを発生さゼるように構成さ
れている。もう一方の圧Ｎ、素子１１は、棒状振動体４
のＸ方向に対向する上、下面ｆ５ｍ、１５ｂに、枝棒状
振動体４の長手方向略全長に亘ってそれぞれ延在する如
く接合された、２枚の帯状圧電素子１１ｍ、１１ｂから
なり、棒状振動体４のＸ方向の固有振動数と同じ周波数
（２０Ｋｌｔｆｌｚ〜５０ＫＨｚ）の高周波電圧が高周
波電源１６によって印加されるど、長手方向に伸縮（２
、棒状振動体４にＸ方向と同方向のたわみ振動Ｂを発生
させる。前記固定ローラ１２は前記筒状回転体Ｔの内径
より若干小さい外径を有して前記棒状振動体４の外周に
嵌合され、かつ該棒状振動体４のたわみ振動Ａ、Ｈの腹
となる部分に複数個のビス１Ｔによって固定されている
。

この場合、本実施例においては両端固定の８２！モード
のたわみ振動Ａ、Ｂを発生させるべく設計しＡ−例を示
すため、第１図に示すよりに棒状振動体４０両端と中央
がそれぞれ振動の節２０８７，２Ｏｂ’。

２１）Ｃとなって、２つの腹２１＆１２１ｂを有し、し
たがって、固定ローラ１２も腹の数と同じ２個とされ、
その夫々の腹の中央部に位置するよう設けられている。

前記回転Ｃ１−２５は両端を軸受２２によって回転自在
に軸安さね、必要に応じて磁気カード１を筒状回転体Ｔ
に所望圧力にて押圧すべく高さ調整自在に設けられてい
る。

次に、このような構成からなるカード搬送装置３のカー
ド搬送動作について説明する。高周波電源１４．１６に
よつで２組の圧電素子１０，１１にそれぞれ高周波電圧
を印加シ２、これらを２相駆動する。この場合、高周波
電源１４よシ圧電素子１０　（１（１ｍ、１０ｂ）に印
加される高周波電圧の周波数（ｆりを、棒状振動体４の
Ｘ方向の固有振動数と勢しぐ設定し、高周波電源１Ｇよ
り圧を素子１１　（１１ｍ、１１ｂ）に印加される高周
波電圧の周波数（ｆＹ）を、棒状振動体４のＸ方向の固
有振動数と一致させる。棒状振動体４のＸ、Ｘ方向の固
肩振動数は前述した通り等しく、シたがって印加電圧の
周波数（ｆｘ）と（ｆｌ）も等１〜い。各圧１１ｔ素子
１ｏ、ｉｉが高周波電圧の印加によりその長手方向に伸
縮すると、棒状振動体４にＸ方向のＢ２モードのたわみ
振動人と、これと直交するＸ方向のＢＳモードのたわみ
振動Ｂを発生させる。これらのたわみ振動Ａ、Ｂはいず
れも定在波であるが、圧電素子１０．１１に印加する高
周波電圧の位相を９００ずらすと、両たわみ振動Ａ、Ｂ
との合成により棒状振動体４には中心軸線と直交する面
内の公転振動を生じ、棒状振動体４０表面の任意の質点
２例えば固定ローラ１２の外周面のある質点Ｐに着目す
ると、この質点Ｐは第５図に示すように小さな回転運動
（横掘幅μ、縦振幅ω）を行っており、質点Ｐにおける
振動速度はｖ＝２πｆｕ（ｆは振動の周波数）で表わさ
れる。各質点における回転運動の振幅ω、μは、振動の
腹２１ｍ、２１ｂ　（第１図）の中央部分において最大
となり、節２０＆。

２０ｂ　、２０ｃにおいて零となる。：］また、圧電素
子１０゜１１に印加される高周波電圧の値を同じ大きさ
にすると、棒状振動体４の表面の質点の公転運動は、た
わみ振動Ａ、Ｂの振幅が同じ（圧１９Ｅ素子１０゜１１
の伸縮量が同じにより）ため円運動となり、異なる大き
さにすると、たわみ振動Ａ、Ｈの振幅も変るため、振幅
の大きい方に長い楕円運動となる。

このような公転運動が棒状振動体４に発生すると、該棒
状振動体４の振動の腹の部分に設けられた固定ロー２１
２の外周面における前記質点Ｐが第５図に示すように筒
状回転体Ｔの内周面に押し付けられるため、核質点Ｐ、
換言すれば固定ロ−ラ１２と筒状回転体７との間の摩擦
力により、該筒状回転体１を質点Ｐの公転運動の方向（
第５図矢印Ｃ方向）と同方向に回転させる。したがって
、磁気カード１を筒状回転体１と回転ロー２８との間に
介在させると、該カード１と筒状回転体７との間の摩擦
力により磁気カード１を筒状回転体Ｔの回転方向に移動
させ得る。

この場合、前記固定ローラ１２を筒状回転体１に押し付
ける押圧力は、Ｘ方向のたわみ振動Ｂの大きさによって
得られ、筒状回転体γを回転させる回転駆動力はＸ方向
のたわみ振動Ａの大きさによって得られ、また圧電素子
１０．１１に印加される高周波電圧の位相を上述とは逆
向き（−９０°）にすれば、筒状回転体γを第３図反時
計方向に回転させることができ、しかし２て磁気カード
１の往復移動を可能にする。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係るカード搬送装置は、両
端固定の棒状振動体に設は九２組の圧電素子を二相駆動
して、棒状振動体に中心軸線と直交する２方向の且つ互
いに位相のずれたたわみ振動を発生させ、これらのたわ
み振動に伴う公転運動の発生により棒状振動体の外周に
回転自在に設けた筒状回転体を摩擦駆動し、該筒状回転
体と回転ローラとの間に介在されるカード等の移動体を
筒状回転体の回転方向に直線移動させるように構成した
ので、構造が簡単で部品点数の削減と軽量薄型化を可能
にし、また棒状振動体の表面質点の回転運動を筒状回転
体にローラ部を介して直接伝達しているので、駆動力の
伝達効率が高＜、１〜かも歯車を必要としないため、移
動体を高精度に移動。

位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は棒状
振動体の斜視図、第３図は第１図ト］線断面図、第４図
は圧電素子とその回路を示す図、第５図は動作原理を説
明するための図である。 １・・・−磁気カード、２・ｅ・・カード搬送路、４・
・・φ棒状振動体、５・φ・・回転ローラ、Ｔ・・・φ
筒状回転体、８・・・・軸受、１０．１１−・・・圧電
素子、１２・・・・固定ローラ（ローラ部）、１４，１
６・・・・高周波電源。 特許出願人　株式会社田村電機裏作所

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カード搬送路を挾んで上下に対向配置された両端固定の
   棒状振動体および両端を回転自在に軸支された回転ロー
   ラと、前記棒状振動体の外周に軸受を介して回転自在に
   嵌装され、外周が前記回転ローラの周面と移動体を介し
   て接触する筒状回転体と、前記棒状振動体に接合され、
   相互に時間的位相差が９０°異なる高周波電圧の印加に
   より二相駆動されることにより、該棒状振動体にこれと
   直交する２方向に同一周波数で互いに位相のずれたたわ
   み振動を発生させる２組の圧電素子と、前記棒状振動体
   の外周で振動の腹となる位置に設けられ、該棒状振動体
   のたわみ振動に伴う公転円運動の発生により前記筒状回
   転体の内周面に圧接され、該筒状回転体を回転させるロ
   ーラ部とを備えたことを特徴とするカード搬送装置。