JPH03260789A - 紙葉類計数機 - 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、紙幣などの紙葉類を自動的に計数する紙葉類
計数機に関する。

〔従来の技術〕

ホルダに装填された束になった紙葉類、例えば紙幣束を
回転するロータ」二に設けられた複数本の吸引軸の自転
により順次１枚ずつ吸着分離して計数を行う紙葉類計数
機が広く用いられている。

このような紙葉類計数機においては、計数開始の際に、
吸引軸の外面に設けられた吸引孔が紙葉類の面に対向し
ていなければならない。これは吸引軸の吸引孔が１枚目
の紙葉類の面に対向してその紙葉類を吸着した結果、紙
葉類が密着し、吸引軸の内部圧力が所定の吸引圧（真空
圧）に達したことをバキュームスイッチが検知すること
により、吸引軸を配設したロータを回転（正転）させて
計数動作を開始するようになっているからである。

もし、吸引軸の吸引孔が紙葉類面に対向していない場合
には、１枚目の紙葉類を吸着することができず、このた
め吸引軸内部の圧力は所定値に達しないことからバキュ
ームスイッチが作動せず、計数が開始できないことにな
る。

従って、計数開始時には、吸引軸の吸引孔が紙葉類の面
と対向する位置、すなわち、紙葉類を吸着できるような
位置（以下、定位置という）に存在しているように、吸
引軸を位置決めしなければならない。吸引軸は複数本（
通常５本）がロータの回転に機構的に連動して回転する
ようにロータ上に配設されているため、いずれかの吸引
軸が定位置となるようにロータの位置決めを行う必要が
ある。

このロータの位置決めを行う方法は、従来より各種の方
式が提案されている。

最も簡単なものはロータ周面に設けた係止溝にストッパ
等を係合させるような機械的な停止機構である。この方
式では停止は確実であるが、機械的な停止音が大きいと
いう欠点がある。

次に、計数開始時に低速でロータを逆回転させて、ロー
タの周面に設けられた定位置指示部材が定位置となった
ことを定位置検出手段が検出した時点でロータの低速逆
転を止めて、吸引軸を定位置に位置させるようにしたも
のがあり、代表的なものとして例えば特公平１−２６１
１７号公報に記載されたものがある。この方式では機械
的な停止機構を全く使用することなくロータの停止を非
接触で行うことが可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この方式ではロータを停止させるために
ストッパ等の係止部祠を全く使用していない為に、ロー
タ駆動モータの駆動停止後にもロータが惰性で回転し、
定位置を通過（オーバーラン）してしまうことが起こり
品い。また、仮に、定位置検出手段が定位置を検出した
時点で電気的にブレーキをかけるようにしても多少のオ
ーバーランは生じ品い。これを防止する為には逆転速度
をオーバーランを生じない程度の極めて低速にまで落と
さざるを得ない。このため、定位置出しに時間がかかっ
て実用性に乏しいという問題があった。

本発明はこのような問題を解決する為になされたもので
、吸引軸の定位置出しを高速かつ確実に行ない得る紙葉
類計数機を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、回転するロータの上面に設けられた自
転する吸引軸の吸引孔がホルダに装填された紙葉類束の
紙葉類面と対向する定位置に前記ロータを位置させた後
、前記吸引軸により紙葉類を順次１枚ずつ吸芒分離して
＝１数を開始する紙葉類計数機において、前記吸引軸の
定位置への位置決めを指令する定位置出し指令手段と、
前記ロータの位置を検出するロータ位置検出手段と、前
記ロータの回転速度を検出するロータ速度検出手段と、
前記定位置出し指令手段のｔ１１力に基づき前記ロータ
を高速逆転させ、前記ロータ位置検出手段の出力と前記
ロータ速度検出手段の出力とに基づいて前記吸引軸が定
位置に停止するように前記ロータの回転を減速すべくサ
ーボ制御するサーボ制御手段とを備えたことを特徴とし
ている。

〔作　用〕

本発明の紙葉類計数機では定位置出し指令時に、ロータ
を高速逆転するように駆動力を与えるとともに、ロータ
位置検出手段から得られた回転しているロータの位置情
報と、ロータ速度検出手段により得られたロータの速度
情報とに基づいてロータの回転を減速するようにサーボ
制御している。

したがって、定位置を検知して止めるのではなく、定位
置に向って駆動力が得られるようにサーボ制御を行って
いる為、ロータを速やかに定位置で停止させることがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明にかがる紙葉類計数機の実施例を図面を参
照して詳細に説明する。

第１図は本発明にかがる紙葉類計数機の概略構成を示す
ブロック図である。

定位置出しを指令する定位置出し指令手段１、ロータ位
置を検出するロータ位置検出手段２、ロータの回転速度
を検出するロータ回転速度検出手段３が設けられており
、これらの各出力はサーボ制御のためのサーボ制御手段
４に与えられ、その出力はロータ６を駆動するサーボモ
ータなどのロータ駆動手段５に与えられるようになって
いる。

第２図は本発明にかがる紙葉類計数機の機構部の具体的
な構成を示す平面図である。

紙葉類束１１を計数時にセットするために保持板１２が
設けられており、この保持板１２は計数開始前は一点鎖
線で示される１２′の位置にあり、計数時には実線位置
までガイド１４に沿って回動して紙葉類束１１が保持棒
１３に押し付けられる。

このとき紙葉類束１１の表面には後述する吸引軸１６の
吸引面１６ａが当接している。なお、ガイド１４には紙
葉類１１のセットを検知片の移動を検知することにより
検知するフォトセンサやマイクロスイッチ等の挿入検知
手段としてのセンサ１５が設けられている。

吸引軸１６はロータ１７の上に通常５本設けられ、ロー
タ１７の反時計方向回りの回転（正転）に連動して反時
計方向回りの回転をするとともに自身は時評方向回りの
回転をするようになっている。すなわち、公転しながら
自転する。ロータ１７はロータモータ１８の回転により
プーリ１９、ベルト２０を介して回転する。ロータモー
タ１８はサーボモータとなっており、その回転軸にはサ
ーボ制御のためのロータリエンコーダ２１が取り付けら
れており、回転にともなってその方向情報を含んだ人相
及びＢ相のパルス信号を発生する。

ロータ１７の外周面には吸引軸に対応して５つの検知ハ
２２が突設されており、この検知片２２が計数センサを
兼用する制御開始用センサ２３を通過したときにこのセ
ンサからパルス信号が発生する。この制御開始用センサ
２３はフォトインクラブタあるいは近接スイッチ等で構
成されている。

第３図は吸引軸１６の吸引面１６ａを示す正面図であり
、その吸引面１６ａには多数の吸引孔１６ｂが設けられ
ていることがわかる。この吸弓軸１６の内部は真空ポン
プなどにより負圧となっているので、吸引孔１６ｂから
は空気が吸引され、近傍の物体は吸着されることになる
。

第４図は本発明の紙葉類計数機における制御部の詳細を
示すブロック図である。

サーボモータ１８に取り付けられたロータリエンコーダ
２１からはサーボモータの回転に伴ってＡ相、Ｂ相の２
種類のパルスが出力され、これがパルス弁別器３１に入
力される。このパルス弁別器３１は位相のずれているＡ
相、Ｂ相のパルスを入力してロークリエンコーダ２１の
回転方向を弁別し、その回転方向別にパルスを出力する
もので、周知のものであり、詳細な構成は省略する。パ
ルス弁別器３１の逆方向出力りおよび正方向出力Ｅはア
ップダウンカウンタ３２のそれぞれダウン入力端子およ
びアップ入力端子にそれぞれ入力されている。また、こ
のアップダウンカウンタ３２にはデイツプスイッチ等の
数値設定器３３で予め設定された、停止位置並びに逆転
トルクを規定する所定値が設定されるようになっており
、この所定値に対してカウントの増減が行われる。なお
、アップダウンカウンタ３２から出力されるディジタル
値の範囲は例えば０〜２５５である。このカウンタ３２
の出力はＤ／Ａコンバータ３４に与えられ、このＤ／Ａ
コンバータ３４は例えば入力された値が０のときｉ；ｉ
＋１０Ｖ、１２８（７）とき０ｖ１２５５のとき一１０
Ｖのアナログ電圧値を出力する。そしてこのＤ／Ａコン
バータの出力信号Ｆと、抵抗およびコンデンサからなる
微分回路３５を通したＤ／Ａコンバータ３４の出力との
差信号Ｇがドライブ回路３６に与えられ、このドライブ
回路３６によりサーボモータ１８が回転駆動される。

なお、ドライブ回路３６には駆動電流制御の為のフィー
ドバックがなされている。また、微分回路３５はロータ
１７の位置信号を微分して回転速度を検出するように動
作するもので、後述するようにある時間当りのＤ／Ａコ
ンバータ３４の電圧変化量に応じて逆の電圧を加えよう
とするものである。

また、前述したアップダウンカウンタ３２のロード（Ｌ
Ｄ）端子には制御開始用センサの出力Ｂをクロック入力
とし、定位置出し指令信号Ａをクリア（ＣＬＲ）入力と
するＤ型フリップフロップ３７のＱ出力が与えられるよ
うになっている。

なお、ロータリエンコーダ２１、パルス弁別器３１、ア
ップダウンカウンタ３２等でロータ位置検出手段を構成
している。

以下、第４図のブロック図、第５図および第６図の波形
図、第７図のフローチャート、ならびにロータの位置関
係を示す第８図を参照しながら、本発明にかかる紙葉類
：１数装置における動作を説明する。

まず、紙幣束１１がホルダ１２に挿入されると挿入検知
手段１５がこれを検知し、図示しない制御部から出力さ
れたローレベルのホルダ閉指令ニよりホルダ１２を閉し
て紙幣束１１を＝１数位置に位置させる。このとき、こ
こでは第８図（ａ）に示すように、ロータ１７の検知片
２２は制御開始用センサ２３から離れた手前の位置にあ
るものとする。まず、概略的な制御動作は第７図（ａ）
に示されており、前述したホルダ閉指令は定位置出し指
令Ａ（第４図〜第６図のＡ）を兼ねているため、この定
位置出し指令の発生（ステップ５１０１）によって、サ
ーボモータ１８は高速逆転を指令され（ステップ５１０
２）、ロータ１７に設けられた検知片２２が５１数セン
サを兼用する制御開始用センサ２３を通過したことが検
知されると（ステップ８１０３）、ロータの位置情報と
速度情報とに基づいてサーボ制御が行イっれることにな
る（ステップ５１０４）。

第７図（ｂ）は第７図（ａ）のフローをより詳細に記載
したフローチャー１・である。

定位置出し指令Ａが発生（ステップ５２０１）すると、
この信号はローレベルの信号であるため、この定位置出
し指令によりＤ型フリップフロップ３７はクリアされ、
そのＱ出力信号Ｃはローレベルとなる。このローレベル
の信号Ｃはアップダウンカウンタ３２のロード端子に与
えられるため、数値設定器３３によって予め設定された
所定の値例えば２２４がロードされ（ステップ５２０２
）、アップダウンカウンタ３２の出力Ｑに所定値２２４
が出力される。この値がＤ／Ａコンバータ３４によりア
ナログ電圧信号Ｆに変換され、ロータ１７を高速逆転す
る駆動力（Ｇ）が得られる。

Ｄ／Ａコンバータ３４は前述したような人出力関係を有
しており、定位置出し指令時には前述したように２２４
がアップダウンカウンタ３２の出力値となるので の駆動力がドライブ回路３６に印加され、ロータモータ
１８は吸引軸１６を定位置に位置させるべく高速逆転を
開始する（ステップ８２０３）。高速逆転が開始される
とロータモータ１８の回転軸に取付けられているロータ
リエンコーダ２１からＡ相、Ｂ相の２Ｆｆｆｌ類のパル
スが出力され、これがパルス弁別器３１に入力される。

パルス弁別器３１は位相のずれているＡ相、Ｂ相のパル
スを入力してロータリエンコーダ２１の回転方向を弁別
し。

て、その回転方向別にパルスを出力する。

なお、第８図（ａ）から容易にわかるように、初期状態
における検知片２２と制御開始用センサ２３のなす角度
αによってサーボ制御が開始されるまでの時間が異なる
。

今は逆転中であるので、Ａ相、Ｂ相のパルスに基づきパ
ルス弁別器３１の逆方向の端子がらのみパルスＤが出力
され、アップダウンカウンタ３２にはダウン側のみ信号
が人力される。このとき、アップダウンカウンタ３２の
ロード端子ＬＤには依然としてローレベルの信号Ｃが入
力されてロード状態が継続しているため、ダウン入力お
よびアップ人力は無視され、アップダウンカウンタのＱ
出力は逆転が開始されても変化しない。従ってＤ／Ａコ
ンバータの電圧Ｆは−７，５Ｖと一定で値の変化がない
為、微分回路３５からは出力は発生せず、ドライブ回路
３６のトルク制御信号Ｇは７．５■のままで変化はない
。

ロータ１７が逆転を続けると、第８図（ｂ）に示される
ように、ロータ周面に設けられた検知片２２が制御開始
用センサ２３に達する。前述したように、この時点での
逆転速度は検知片２２と制御開始用センサ２３のなす角
度αによって異なっている。この制御開始用センサ２３
の通過はＬ視されており、検知片２２が制御開始用セン
サ２３を完全に通過した（ステップ５２０４）時点で制
御開始用センサ２３の出力Ｂが立上り、この立上りでＤ
型フリップフロップ′３７のＱ出力Ｃがハイレベルとな
りアップダウンカウンタ３２へのロード指令が停止する
。このため、この時点以降は、パルス弁別器３１からの
ダウン人力り又はアップ人力Ｅが有効となり（ステップ
５２０５）、アップダウンカウンタ３２の出力Ｑが変化
を始める。

したがって、カウンタ値に応じた駆動力が発生すること
になる。

定位置出し指令がなされてから検知片２２が制御開始用
センサ２３を通過しきるまでの時間が長い場合（第５図
）には、ドライブ回路３６にトルク制御信号として−７
，５ｖが長い時間与えられているため、ロータ１７の逆
転は十分に高速に達し、制御開始用センサ２３を検知片
２２が通過しきった後は、パルス弁別器３１の逆方向の
端子からパルスが高速でダウン入力されアップダウンカ
ウンタ３２の出力Ｑの値は２２４から急速に減少する。

これに伴ってＤ／Ａコンバータ３４からの駆動力として
の電圧も−７，５■から急速に上昇してＯＶに近づき逆
回転の駆動力自体が減少する一方で、Ｄ／Ａコンバータ
３４からの出力の急速な変化により微分回路３５から変
化量に応じた出力が逆の駆動力として加えられる（ステ
ップ５２０６）。この結果、第５図に示すようにトルク
制御信号Ｇには正転トルクが発生し、ロータモータを正
転させようとする。これによって逆転速度が急激に減少
するため、アップダウンカウンタ３２の出力値の減少の
割合も減少する。したがって、微分回路の出力はほぼＯ
になりトルク制御信号ｃ　ハＤ　／　Ａコンバータの出
力信号Ｆである位置信号（駆動力）に対応したものとな
るので、逆転速度は減少してアップダウンカウンタ３２
の値が最終目標値である１２８になった時点でロータモ
ータ１８は停止することになる（ステップ５２０７）。

この状態は第８図（ｃ）に示されており、検知片２２は
制御開始用センサ２３を通過後一定値、例えば９６パル
ス分に相当する角度βだけ回転した位置で停止するよう
になっている。

なお、場合によってはわずかなオーバーランが起こるこ
ともある。第５図のＤの最後のパルスがこれにあたり、
オーバーランを起こしてアップダウンカウンタ３２のカ
ウント値が例えば１２８を通過して１２７になった時点
でＤ／Ａコンバータのアナログ電圧はプラスに変化して
正転トルクが発生し、ロータリエンコーダ２１が正転し
てパルス弁別器３１の正方向の端子がらパルスが１つア
ップ入力され（第５図のＥに示したパルス）、アップダ
ウンカウンタ３２の値が１２８になってロータモータ１
８は停止する。

第５図は、定位置出し指令信号Ａが与えられたときにロ
ータ１７の検知昌２２が既に制御開始用センサ２３にか
かっており、信号Ｂが出力されていたような場合を示し
ている。この場合には、前述したような過程で高速逆転
するよう駆動力が与えられてロータ１７が回転し始めた
直後に検知片２２が制御開始用センサ２３を完全に通過
するため、ロータ１７の逆転速度はまだ大きい値とはな
っていない。このため、ロータリエンコーダ２１からの
逆転パルスＤは若干、低速でダウン入力されアップダウ
ンカウンタ３２の出力Ｑの値は２２４から急激には減少
せず、微分回路３５の出力もほとんど得られない為Ｄ／
Ａコンバータ３４の電圧Ｆがほぼトルク制御信号Ｇとし
て与えられ、制御開始用センサ２３から９６パルス分だ
け回転した位置で速やかにロータは停止する。

尚、アップダウンカウンタ３２に予め設定すべき数値は
、上述した実施例では２２４を選んだが、制御開始用セ
ンサ２３をロータ１７の検知片２２が通過してから吸引
軸１６が定位置となる迄のロータリエンコーダ２］のパ
ルス数を逆算することにより得られる。即ち、定位置て
カウンタ値が１２８となるように逆算してロード値を決
めれば良い。

以上のように定位置出しが終了すると、１枚目の紙幣の
面は吸引軸１６の吸引孔１６ｂに正確に対向しているこ
とになり、紙幣を吸着して吸引軸１６内部の吸引圧が所
定値以上になるとバキュームスイッチが入り、ロータ１
７は高速で正転して吸着分離しながら計数動作が行なわ
れる。計数は、バキュームスイッチが人っているときに
制御開始用センサ２３をロータの検知片２２が通過する
毎に得られる信号を数えることにより行なわれる。

なお、バキュームスイッチのかわりに圧力センサを用い
ても良い。また、計数時の高速正転の駆動力は別の回路
（図示せず）により切換えてモータに与えられる。

以上の実施例では定位置出しを計数開始時に行なったが
、計数終了時にも行うようにしても良い。

なお、ホルダ閉と逆転を同時に行うようにしても良く、
また、ホルダを閉めたときにホルダ閉を別途検知してこ
の検知出力を定位置出し指令とし逆転を行うようにして
も良い。

また、別途設けられたスイッチの手動操作により発生し
た計数開始信号によりロータの逆転を行うようにしても
よい。

さらに、ロータ速度検出を位置検出手段の出力の変化に
基づいて行ったがロータ速度検出手段を別個に設けても
良い。

また、ロータ周面の検知片を利用して、吸引軸が定位置
にあるとき、これを検知する定位置検知センサを別途設
けておき、定位置出し指令時に、定位置にないときのみ
上述した逆転のサーボ制御を行うようにしても良い。な
お、サーボ制御を第４図のようなハードウェア構成で行
なったがソフトウェアによりサーボ制御を行うようにし
ても良い。

さらに、異金種検知機能を有する紙幣計数機に本発明を
適用することもてき、これにより、ロータの定位置出し
が極めて正確に行える為に一枚目の紙幣の識別の精度が
上がる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、定位置に向って駆動力が
得られるようにサーボ制御をしている為、極めて高速に
かつ正確に定位置出しを行なうことができる。また、計
数用センサを定位置出しのためのサーボ制御開始信号発
生手段として兼用した場合にはセンサの数を減少させ、
構造の単純化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかがる紙葉類計数機の概略構成を示す
ブロック図、第２図は紙葉類計数機の平面図、第３図は
吸引軸の吸引面ａを示す正面図、第４図はロータのサー
ボ制御のための制御装置の構成を示すブロック図、第５
図はロータの回転量が多い場合の定位置出しの波形図、
第６図はロータの回転量が少ない場合の定位置出しの波
形図、第７図（ａ）は本発明装置の概略動作フローチャ
ート、第７図（ｂ）は詳細動作フローチャート、第８図
はロータの回転動作を示す説明図である。 １・・・定位置出し指令手段、２・・・ロータ位置検出
手段、３・・・ロータ速度検出手段、４・・・サーボ制
御手段、５・・・ロータ駆動手段、６・・・ロータ、１
１・・・紙幣束、１２・・・保持板、１６・・吸引軸、
１７・・・ロータ、１８・・・サーボモータ、２１・・
・ロータリエンコーダ、２２・・検知片、２３・・・制
御開始用センサ、３１・・・パルス弁別器、３２・・ア
ップダウンカウンタ、３３・・・数値設定器、３４・・
・Ｄ／Ａコンバータ、３５・・・微分回路、３６・・・
ドライブ回路、３７・・・Ｄ型フリップフロップ〇

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転するロータの上面に設けられた自転する吸引軸
   の吸引孔がホルダに装填された紙葉類束の紙葉類面と対
   向する定位置に前記ロータを位置させた後、前記吸引軸
   により紙葉類を順次１枚ずつ吸着分離して計数を開始す
   る紙葉類計数機において、 前記吸引軸の定位置への位置決めを指令する定位置出し
   指令手段と、 前記ロータの位置を検出するロータ位置検出手段と、 前記ロータの回転速度を検出するロータ速度検出手段と
   、 前記定位置出し指令手段の出力に基づき前記ロータを高
   速逆転させ、前記ロータ位置検出手段の出力と前記ロー
   タ速度検出手段の出力とに基づいて前記吸引軸が定位置
   に停止するように前記ロータの回転を減速すべくサーボ
   制御するサーボ制御手段とを備えたことを特徴とする紙
   葉計数機。 ２、前記ロータ速度検出手段は、前記ロータ位置検出手
   段の出力値の変化に基づいて速度を検出する微分回路で
   あることを特徴とする請求項１記載の紙葉類計数機。 ３、前記ロータの高速逆転後に制御開始点を検知する制
   御開始検知手段をさらに備えるとともに、前記サーボ制
   御手段は制御開始検知手段による制御開始点検知信号に
   より前記サーボ制御を開始するものであることを特徴と
   する請求項１記載の紙葉類計数機。