JPH02276741A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、カード式自動販売機のカードリーダ等に適用
して好適な搬送装置に係り、特にその駆動源として従来
の駆動モータの代わりに、超音波振動を利用した新規な
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み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
り込み、処理し、サービス終了後、カード返却口より返
却するもので、そのカード搬送装置としては、一般に駆
動モータと、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
ト等の搬送手段とで構成されていた。

［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、駆
動モータおよび搬送手段以外にも軸受部材、回転伝達機
構等の付属部品を必要とすることから、部品点数および
組立工数が増加し、高価になる上、歯車を使用した場合
はバックラッシュのために高精度な送りおよび位置決め
ができず、また駆動モータ、ローラ等の大きさに制約さ
れるため、装置の軽量、薄形化に限界があった。

したがって、本発明は上述したような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、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、部品
点数および組立工数の大幅な削減と、軽量薄形化を可能
にした搬送装置を提供することにある。

［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、搬送路を挟んで上
下方向に対向配置された第１および第２振動板と、これ
らの第１および第２振動板の対向面に互いに対向して設
けられ移動体を挟持する第１および第２の変位拡大機構
と、前記第１振動板に取付けられ搬送方向にＢｍモード
のたわみ振動を発生させる第１の圧電素子と、同じく前
記第１振動板に取付けられ搬送方向と直交する方向にＢ
ｎモードのたわみ振動を発生させる第２の圧電素子と、
前記第２振動板に取付けられ搬送方向にＢｍモードのた
わみ振動を発生させる第３の圧電素子と、同じく前記第
２振動板に取付けられ搬送方向と直交する方向にＢｍモ
ードのたわみ振動を発生させる第４の圧電素子と、第１
と第３の圧電素子および第２と第４の圧電素子に対して
は相互に時間的位相差が０°で、第１と第２の圧電素子
および第３と第４の圧電素子に対しては相互に時間的位
相差が９０゛異なる高周波電圧を印加する電源とを備え
、前記第１および第２振動板はそれぞれ支持部によって
振動の節部を支持され、前記第１、第２の変位拡大機構
は、第１、第３の圧電素子による第１、第２振動板のＢ
ｍモードのたわみ振動における節部で、且つ第２、第４
の圧電素子による第１、第２Ｗｔ動板のＢｍモードのた
わみ振動における腹部に位置するように設けられている
ものである。

［作用コ 本発明において、第１、第３の圧電素子に高周波電圧を
印加すると、第１、第２振動板にはＢ。

モードの厚さ方向たわみ振動が発生し、第２、第４の圧
電素子に高周波電圧を印加すると、第１、第２振動板に
はＢｍモードの厚さ方向たわみ振動が発生する。変位拡
大機構は、第１、第３の圧電素子による第１．第２＠動
板のＢｍモードのたわみ振動の節部番こ位置することで
、搬送方向とその反対方向に揺動する。また、変位拡大
機構は、第２、第４の圧電素子による第１、第２振動板
のＢ。モードのたわみ振動の腹部に位置することで、上
下動し、移動体を周期的に挟持する。第１、第３の圧電
素子と第２、第４の圧電素子に印加する高周波電圧間の
位相差をΦ＝９０°にすると、Ｂｍモードのたわみ振動
とＢｍモードのたわみ振動が互いに干渉合成されて多重
モード振動となり、周期が９０゛ずれていることから、
第１、第２振動板の変位拡大機構の表面上の任意の質点
は楕円運動を行う。そこで、変位拡大機構間に移動体を
介在させると、移動体と変位拡大機構との間の摩擦力に
より移動体を前記楕円運動の回転方向に移動させる。印
加電圧の位相差を逆（Φ＝−９０°）にすると、楕円運
動の回転方向が反対方向となり、移動体を逆送する。。

［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図は本発明に係る搬送装置の一実施例を示す概略側
断面図、第２図は振動板の平面図、第３図および第４図
はそれぞれ振動板の振動の様子を示す図である。これら
の図において、ｌは磁気カード（移動体）、２はカード
リーグの前面板３に形成されたカード挿入口、４はカー
ド搬送路５に配設され磁気カード１の左右両側端部を案
内保持するガイド、６はカード搬送路５に配設された搬
送装置で、この搬送装Ｗ６は、支点部７Ａ、７Ｂによっ
てそれぞれ支持されカード搬送路５を挟んで上下に平行
に対向配置された第１および第２振動板８．９を備えて
いる。

第１振動板８はステンレス鋼等によって平板状に形成さ
れ、上面にそれぞれＰＺＴ等の圧電材料からなる第１お
よび第２の圧電素子１１Ａ、１１Ｂが取付けられている
。

第１の圧電素子１１Ａは、前記第［振動板８にＢｍモー
ド、例えばＢ２の厚さ方向のたわみ振動を発生させるも
ので、第１の高周波電源１３に接続されている。７方、
第２の圧電素子１１Ｂは第１振動板８にＢｍモード、例
えばＢＳの厚さ方向のたわみ振動を発生させるもので、
第２の高周波電源１４に接続されている。第１、第２の
圧電素子１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ、例えば２つの圧電
素子によって構成されている。前記第１振動板８は共振
周波数が上記各モードにおけるたわみ振動と一致するよ
う所定の寸法形状に形成され、両振動に共通の節部を４
つの支点部７Ａによって支持されている。なお、支点部
７Ａの１つはアースされている。

前記第１振動板８の下面中央には第１の変位拡大機構を
構成する左右一対の突起１５Ａ、１５Ｂが突設されてい
る。これらの突起１５Ａ、１５Ｂは高摩擦係数の材質に
よって同一高さに形成され、第１＠動板８の幅方向、す
なわち磁気カード１の搬送方向（矢印入方向）と直交す
る方向に並列突設されている。そして、前記突起１５Ａ
、１５Ｂは前記第１の圧電素子１１Ａによる第１振動板
８のＢｍモードのたわみ振動における節部に位置し、且
つ第２の圧電素子１１Ｂによる第１振動板８のＢｍモー
ドの振動における腹部に位置するようにそれぞれ設けら
れている。

前記第１および第２の高周波電源１３．１４によって第
１および第２の圧電素子１１Ａ、ＩＩＢに印加される高
周波電圧は、ｓｉｎωｔ、ＣＯ５ωｔで、相互に時間的
位相差Φが９０°異なっている。

前記第２振動板９は、前記第１振動板８と同様に構成さ
れるもので、ステンレス鋼等によって平板状に形成され
、上面中央に第２の変位拡大機構を構成する左右一対の
突起１７Ａ、１７Ｂが前記第１振動板８の突起１５Ａ、
１５Ｂに対応して突設されている。これらの突起１７Ａ
、１７Ｂは高摩擦係数の材質によって同一高さに形成さ
れ、前記突起１５Ａ、１５Ｂと共に磁気カード１を挟持
する。

一方、第２振動板９の下面にはそれぞれＰＺＴ等の圧電
材料からなる第３および第４の圧電素子１８Ａ、１８Ｂ
が取付けられている。

第３の圧電素子１８Ａは、前記第２振動板９にＢｎモー
ド、例えばＢ２の厚さ方向のたわみ振動を発生させるも
ので、第３の高周波電源１つに接続されている。一方、
第４の圧電素子１８Ｂは第２ｉ動板９にＢｍモード、例
えばＢ３の厚さ方向のたわみ振動を発生させるもので、
第４の高周波電源２０に接続されている。第３、第４の
圧電素子１８Ａ、１８Ｂはそれぞれ、例えば２つの圧電
素子によって構成されている。前記第２振動板９は共振
周波数が上記各モードにおけるたわみ振動と一致するよ
う所定の寸法形状に形成され、両振動に共通の節部を４
つの支点部７Ｂによって支持されており、そのうちの１
つの支点部はアースされている。なお、第２の振動板９
の共振周波数は、第１の振動板８の共振周波数に一致さ
せることは云うまでもない。また、前記突起１７Ａ、１
７Ｂは前記第３の圧電素子１８Ａによる第２振動板９の
Ｂｍモードのたわみ振動における節部に位置し、且つ第
４の圧電素子１８Ｂによる第２振動板９のＢｍモードの
振動における腹部に位置するようにそれぞれ設けられて
いる。

前記第３および第４の高周波電源１９．２０によって第
３および第４の圧電素子１８Ａ、１８Ｂに印加される高
周波電圧は、ｓｔｎωｔ、ＣＯ５ωｔで、相互に時間的
位相差Φが９０°異なり、前記第１の圧電素子１５Ａと
第３の圧電素子１８Ａに印加させる高周波電圧とは位相
差Φ＝０゛で、また前記第２の圧電素子１５Ｂと第４の
圧電素子１８Ｂに印加させる高周波電圧も位相差Φ＝０
゜とされる。

したがって、搬送装置６は全く同一構成からなる２つの
振動板８．９を搬送路５を挟んで上下に対向配置したも
のと云える。

このような構成からなる搬送装置６において、第１〜第
４の高周波電源１３．１４．１９．２０により第１〜第
４の圧電素子１１Ａ、ＩＩＢｍ１８Ａ、１８Ｂに印加さ
れる高周波電圧の周波数を第１、第２振動板８．９の固
有振動数に一致させると共に、第１、第３の圧電素子１
１人、１８Ａと第２、第４の圧電素子１１Ｂｍ１８Ｂに
印加される高周波電圧の位相Φを９０°ずらして前記第
１〜第４の圧電素子１１Ａ、ＩＩＢｍ１８Ａ、１８Ｂを
二相駆動する。すると、各圧電素子１１Ａ、１１Ｂｍ１
８Ａ、１８Ｂはその面方向に伸びたり、縮んだりする。

そのため、第１振動板８には第１の圧電素子１１Ａの伸
縮により搬送方向にＢｍモードのたわみ振動が発生し、
これによりその節部に位置する突起１５Ａ、１５Ｂをカ
ード挿入排出方向に揺動させる。と同時に第２の圧電素
子１１Ｂにより搬送方向と直交する方向にＢｍ、モード
のたわみ振動が第１振動板８に発生し、その腹部に位置
する突起１５Ａ、１５Ｂを上下動させる。この場合、Ｂ
ｍモードの腹部が下降すると、突起１５Ａ、１５Ｂは搬
送方向に揺動し、上昇時に排出方向に揺動する。

第３、第４の圧電素子１８Ａ、１８Ｂがその面方向に伸
びたり、縮んだりすると、第２振動板９には第３の圧電
素子１８Ａの伸縮により搬送方向にＢｍモードのたわみ
振動が発生し、これによりその節部に位置する突起１７
Ａ、１７Ｂをカード挿入排出方向に揺動させる。と同時
に第４の圧電素子１８Ｂにより搬送方向と直交する方向
に８０モードのたわみ振動が第２振動板９に発生し、そ
の腹部に位置する突起１７Ａ、１７Ｂを上下動させる。

この場合、Ｂ７モードの腹部が上昇すると、突起１７Ａ
、１７Ｂは搬送方向に揺動し、下降時に排出方向に揺動
する。

このような第１、第２振動板８．９のＢｍモードとＢｍ
モードのたわみ振動はいずれも所謂定在波であるが、第
１と第２の圧電素子１１Ａ、１１Ｂおよび第３と第４の
圧電素子１８Ａ、１８Ｂに対する印加電圧の位相Φをそ
れぞれ９０°ずらすと、両たわみ振動の周期も９０”ず
れることから、相互に干渉を起こして合成され多重モー
ド振動となると、第１、第２振動板８．９上における任
意の質点、例えば突起１５Ａ、１５Ｂｍ突起１７Ａ、１
７Ｂの対向面における質点Ｐ、Ｑに着目すると、これら
の質点Ｐ、Ｑは第５図に実線で示すように搬送方向（矢
印Ａ方向）と同方向（矢印Ｂ方向）の楕円運動２２１．
２３（横振幅Ｕ、縦振幅Ｗ）をそれぞれ行っており、そ
の頂点における振動速度は ｖ＝２πｆｕ　（ｆは振動の周波数） で表される。そこで、磁気カード１をカード挿入口２か
らカードリーダ内に挿入して突起１５Ａ、１５Ｂと突起
１７Ａ、１７Ｂとの間に介在させると、磁気カード１は
突起１５Ａ、１５Ｂｍ１７Ａ、１７Ｂとの摩擦力によっ
て前記振動速度Ｖで楕円運動２２．２３の回転方向と同
方向に移動され、カードリーダ内に取り込まれる。

すなわち、第１、第３の圧電素子１１Ａ、１８Ａによる
第１、第２振動板８．９のＢｍモードのたわみ振動によ
り突起８Ａ、８Ｂが搬送方向に揺動した際、第２、第４
の圧電素子１１Ｂｍ１８Ｂによる第１、第２振動板８．
９のＢｍモードのたわみ振動により突起１５Ａ、１５Ｂ
ｍ１７Ａ、１７Ｂが互いに接近する方向に移動して磁気
カード１を挟持すると、この時の摩擦力により磁気カド
１を矢印Ａ方向に微少量移動させる。次に、時間的経過
に伴い突起１５Ａ、１５Ｂｍ１７Ａ、１７Ｂの揺動方向
がＢｍモードのたわみ振動により矢印Ａ方向と反対方向
に変わると、Ｂｍ、モードのたわみ振動により突起１５
Ａ、１５Ｂｍ１７Ａ、１７Ｂが互いに離間する方向に移
動して磁気カド１との摩擦力、換言すればカード保持力
を減少させる。したがって、この時は磁気カードｌを排
出方向に移動させることがない、しかして、このような
動作を繰り返すことにより磁気カード１を矢印入方向に
連続的に一定速度で移動させることができるものである
。カード搬送速度と摩擦駆動力とは突起１５Ａ、１５Ｂ
ｍ１７Ａ、１７Ｂのカード保持力によって変化し、第１
、第２振動板８．９の間隔を最適値に調整することが望
ましい。

次に、第１と第２の圧電素子１１Ａ、ＩＩＢおよび第３
と第４の圧電素子１８Ａ、１８Ｂに対する印加電圧の位
相差を上記とは逆、すなわちΦ＝−９０°にすると、上
記とは反対に突起１５Ａ、１５Ｂと突起、１７Ａ、１７
Ｂは互いに排出方向の揺動した際、接近する方向に移動
するようになるため、両振動の合成により質点Ｐ、Ｑは
第５図破線で示すように矢印Ｃ方向の楕円運動２５．２
６を行い磁気カード１を挿入口２方向に移動させる。

したがって、磁気カード１の往復移動を可能にする。

なお、上記実施例は第１、第３の圧電素子１１Ａ、１８
Ａと第２、第４の圧電素子１１Ｂｍ１８Ｂによる第１、
第２振動板８．９の搬送方向のたわみ振動と搬送方向と
直交する方向のたわみ振動のモードを異ならせた場合に
ついて説明したが、これに限らず同一のモード、すなわ
ちＢｍ＝Ｂ。

であってもよく、モードの次数を自由に変えることがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る搬送装置は対向配置し
た第１、第２振動板をそれぞれ２組の圧電素子によって
２相駆動し、各振動板に搬送方向にＢｍモードのたわみ
振動と、搬送方向と直交する方向にＢｍモードのたわみ
振動を発生させることにより、これら両振動板に設けた
変位拡大機構を搬送方向に揺動させると同時に互いに接
近離間させ、且つ２相駆動される圧電素子の印加電圧の
時間的位相差を９０°異ならせることにより前記前たわ
み振動を干渉合成して前記変位拡大ｍ構の先端面の任意
の質点に楕円運動を起こさせ、これにより搬送力を得、
移動体を移動させるように構成したので、従来必要不可
欠とされていた駆動モータおよび回転伝達手段並びにそ
の付属部品が不要で、部品の削減と軽量薄形化を可能に
し、また移動体を高精度に移動、位置決めすることが可
能で、安価な搬送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る搬送装置の一実施例を示す概略側
断面図、第２図は平面図、第３図および第４図はそれぞ
れ振動板の振動の様子を示す図、第５図は駆動原理を説
明するための図である。 １・・・磁気カード、５・・・搬送路、６・・・搬送装
置、７Ａ、７Ｂ・・・支点部、８・・・第１振動板、９
・・・第２振動板、１１人・・・第１の圧電素子、１１
Ｂ・・・第２の圧電素子、１３・・・第１の高周波電源
、１４・・・第２の高周波電源、１５Ａ、１５Ｂ・・・
突起（第１の変位拡大機構）、１７Ａ、１７Ｂ・・・突
起（第２の変位拡大機構）、 １８Ａ・・・第３の圧電素子、１８Ｂ・・・第４の圧電
素子、１つ・・・第３の高周波電源、２０・・・第４の
高周波電源。 第１図 第２図 第 第 第 図 図 図 手続補正書く自発） 職　？−７．’＋９”

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 搬送路を挟んで上下方向に対向配置された第１および第
   ２振動板と、これらの第１および第２振動板の対向面に
   互いに対向して設けられ移動体を挟持する第１および第
   ２の変位拡大機構と、前記第１振動板に取付けられ搬送
   方向にＢ＿ｍモードのたわみ振動を発生させる第１の圧
   電素子と、同じく前記第１振動板に取付けられ搬送方向
   と直交する方向にＢ＿ｎモードのたわみ振動を発生させ
   る第２の圧電素子と、前記第２振動板に取付けられ搬送
   方向にＢ＿ｍモードのたわみ振動を発生させる第３の圧
   電素子と、同じく前記第２振動板に取付けられ搬送方向
   と直交する方向にＢ＿ｎモードのたわみ振動を発生させ
   る第４の圧電素子と、第１と第３の圧電素子および第２
   と第４の圧電素子に対しては相互に時間的位相差が０°
   で、第１と第２の圧電素子および第３と第４の圧電素子
   に対しては相互に時間的位相差が９０°異なる高周波電
   圧を印加する電源とを備え、前記第１および第２振動板
   はそれぞれ支持部によって振動の節部を支持され、前記
   第１、第２の変位拡大機構は、第１、第３の圧電素子に
   よる第１、第２振動板のＢ＿ｍモードのたわみ振動にお
   ける節部で、且つ第２、第４の圧電素子による第１、第
   ２振動板のＢ＿ｎモードのたわみ振動における腹部に位
   置するように設けられていることを特徴とする搬送装置
   。