JP4638031B2 - 可撓性媒体スタックと積上げ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の背景】
本発明は、寸法が変わる可撓性媒体をスタックし、スタックしたものを積み上げるメカニズムに関する。特に、このメカニズムの一実施例は、貯蔵カセット内に異なる寸法の紙幣をスタックするように働く。
【０００２】
紙幣受入器は周知であり、自動販売、チケット発行およびゲーム用途において幅広い応用を見出した。このような受入器は、一般に、受け入れた紙幣を整頓された仕方で貯蔵する設備を持っている。これは、受け入れたお金をひとかたまりに扱うことを容易にし、典型的な自動取引機設備において利用可能な限られたスペースの効率的な使用になる。
【０００３】
カジノゲーム機等の精巧な自動取引機用途においては、貨幣は、密閉されて施錠可能で取り外しできるカセット内にスタックされる。これらの用途では、ホスト機をサービスする作業者は、直接お金に近づくことはできない。代わりに、お金は、施錠されたカセットに入れられて、中央現金処理室等の安全な場所まで運搬され、ここで、有資格者がカセットを開ける。
【０００４】
製品における貨幣スタッカのほとんどは、現在では、紙幣を紙幣通路またはエレベータ内の押し板またはラムメカニズムと反対側の場所へ運搬することを含むスタック技術を使用している。押し板は、典型的に、紙幣の表面と垂直になるように方向付けられており、通路からお金を出して貯蔵室に運ぶように動作する。たとえば、オッコネン（Okkonen ）等の米国特許第３,９１７,２６０号やズーズーラス（Zouzoulas ）の米国特許第４,７２２,５１９号には、このような装置が開示されている。
【０００５】
他のスタックメカニズムは、回転する長手部材からなる紙幣通路を含む（米国特許第５,６３９,０８１号、第５,５６４,６９１号および第５,６２４,０１７号を参照）。これらの装置は、可撓性媒体が変わるサイズおよび形状を有し、スタッカメカニズムをコンパクトな物理的スペースで実行しなければならない用途に良く適している。
【０００６】
【発明の概要】
複数の寸法の可撓性媒体を貯蔵することができる装置が提供される。この装置は、その回りに膜が巻き付けられた少なくとも２つの回転部材を有するキャリッジと、膜を支持するフレームと、少なくとも１つのアクチュエータとを含む。アクチュエータは、キャリッジが移動するにつれて、各回転部材の回りで第１の膜をほどきかつ第２の膜を巻き付ける。
【０００７】
この装置は、以下の特徴の１つまたはそれ以上を含む。この装置は、フレームに接続されたコンテナを含む。コンテナに押し板を接続することができる。押し板は、膜のほどいた部分に対して力を働かせる。この力を分散させるために、押し板に付勢手段を接続することができる。また、この装置は、キャリジに接続されて可撓性媒体を案内する方向転換器を含むことができる。さらに、可撓性媒体をつかむニップローラーをキャリッジに接続することができる。ニップローラーをつかみポジションに付勢するために、弾性部材を含むことができる。また、ニップローラーをつかみポジションに付勢するために、傾斜路およびカムメカニズムを含むことができる。傾斜路およびカムメカニズムは、方向転換器を、可撓性媒体を案内する位置に付勢することができる。この装置は、少なくとも１つの回転部材に接続された少なくとも１つのアクチュエータ、および／または、キャリッジに接続された少なくとも１つのアクチュエータを含むことができる。紙幣をキャリッジまで運搬する紙幣検査器を含むことができる。キャリッジに接続される方向転換器を動かすことができる少なくとも１つの追加のアクチュエータを含むことができる。加えて、キャリッジに接続されたニップローラーを動かすために、少なくとも１つの追加のアクチュエータを含むことができる。少なくとも１つの回転部材は、フレームに取り付けられた回転可能なシャフトと、キャリッジに取り付けられ、膜を支持する中間部材とを含むことができる。膜は、バネコイルおよび／または複数の帯でも良い。帯を制御するさやを含むことができる。少なくとも１つのねじり弾性部材は、膜の少なくとも１つに張力を供給することができる。
【０００８】
本発明の他の態様は、複数の方向のいずれかに寸法が変わる可撓性媒体をスタックすることができるスタッカ装置のための方法に関する。この方法は、可撓性媒体をキャリッジに運搬するステップと、第１の回転部材から第１の膜をほどきかつ媒体の前縁をスタック上に折り曲げるためにキャリッジを並進させるステップと、キャリッジの第２の回転部材に第２の膜を巻き付けるステップと、キャリッジが媒体をスタックするように移動するにつれて、第１の膜とスタックの間で媒体をつかむステップと、媒体がスタックされた後、キャリッジを反対方向に並進させるステップと、第２の膜が第２の回転部材からほどかれるにつれて、第２の膜とスタックの間で媒体をつかむステップとを含む。
【０００９】
この方法は、以下の特徴の１つまたはそれ以上を含むことができる。１スタックサイクルの間、複数枚の可撓性媒体をスタックすることができる。キャリッジは、直線通路を移動して可撓性媒体をスタックすることができる。かけがえとして、キャリッジは、曲線通路を移動することができる。
【００１０】
他の実施例において、複数の寸法の可撓性媒体をスタックすることができる装置が提供される。この装置は、可撓性媒体を貯蔵するコンテナを含む。コンテナに移動可能に取り付けられたキャリッジは、少なくとも２つの回転部材を有し、各回転部材に、膜が巻き付けられる。
【００１１】
この装置は、以下の特徴の１つまたはそれ以上を含むことができる。キャリッジを駆動する少なくとも１つのアクチュエータを含むことができる。少なくとも１つのアクチュエータは、回転部材の少なくとも１つに、および／または少なくとも１つのアクチュエータは、キャリッジに接続することができる。膜のほどかれた部分に対して力を働かせる押し板をコンテナに取り付けることができる。付勢手段を押し板に取り付けて、この力を分散させることができる。キャリッジは、可撓性媒体が挿入された時にそれをつかむニップローラーを含むことができる。キャリッジは、可撓性媒体を案内する方向転換器を含むことができる。紙幣をキャリッジに運搬する紙幣検査器を含むことができる。少なくとも１つの回転部材は、回転可能なシャフトと、膜を支持する中間部材を含むことができる。
【００１２】
本発明は、好適に、可撓性媒体（たとえば、紙幣、クーポン券、銀行手形、旅行者用小切手等）をスタックしてコンテナに積上げる手段を提供する。この装置は、安全でかつ信頼できるように、寸法や形状が変わる可撓性媒体を扱う。本発明は、簡単でコンパクトであり、破かれたり、ぬれたり、さもなければ劣悪な物理的状態にあるシートの大いに信頼できる取扱いを提供する。
本発明の１つ以上の実施例の詳細は、添付図面と以下の説明に示される。本発明の他の特徴、目的および利点は、この説明および図面と請求項から明らかになるだろう。
【００１３】
【詳細な説明】
本発明の種々の実施例は、必ずしも縮尺されていない図面に関して例として説明される。図１は、スタックメカニズム１の分解斜視図である。示されている方向は、理解し易くするためであり、重力は、このメカニズムの動作の一部の役割を果たさないことが理解されるべきである。詳細には、装置１は、可撓性媒体シートをつかんで、重力を用いずにスタックするように動作することができる。したがって、メカニズム１は、あらゆる方向において同等に良好に機能する。
【００１４】
装置１は、コンテナ１５に取り付けても良いし、コンテナ１５の一部でも良い。コンテナ１５は、ホスト機から分離して運搬することができる施錠したカセットデザインからなる。一実施例において、コンテナの中身は、キー保管者または同様に有資格者がアクセスできるだけである。この装置は、典型的に、自動貨幣処理装置、たとえば米国紙幣受入器３と共に使用される。このような装置は、自動販売、チケット販売、ゲーム等の用途に広く用いられている。しかしながら、装置１は、可撓性媒体、たとえばプラスチック貨幣、秘密保持書類、商業手形、クーポン券等の利用に使用することができる。
【００１５】
図１の紙幣受入器３の略図は、スタッカメカニズム１に直接紙幣を供給する。紙幣検出、承認および検査という主題は、紙幣運搬という主題と同様に、本発明の範囲を越えており、ここでは詳細には説明されない。しかしながら、可撓性媒体の承認および検出構成要素、たとえば図１に示される紙幣検査器３が、十分に短く作られている場合は、紙幣運搬装置を追加することなく完全な検査器を構築することができることが注目される。たとえば、図１に示される構成では、ユーザーは、紙幣を矢印９の方向に入口１０へ差し入れ、紙幣は、紙幣検査器３で検査され、スタッカメカニズムに直接運搬される。このような構成は、コンパクトさ、信頼性、耐久性および製造コストにおいて相当な利点になる。
【００１６】
紙幣受入器３は、典型的に、マイクロプロセッサ等の制御手段（図示しない）と、関連センサーを含む。少なくとも１つのセンサーは、紙幣がスタッカメカニズム１に運搬された距離を示すと共に、信号を発生して直線アクチュエータ（図示しない）をトリガし、スタック機能を実行させる。たとえば、案内ネジ１４に結合されたモータを使用して、電気的入力から直線運動を発生する多くの手法が知られている。
【００１７】
図１に示されているように、スタッカメカニズム１は、フレーム６中を移動する移動キャリッジ４を含む。フレーム６は、キャリッジ４が移動する溝８で形成された軌道を有する両側部７を備えている。キャリッジ４は、クランプ１２と、キャリッジをその軌道で移動させる案内ネジ１４とを介してアクチュエータ（図示しない）に結合される。かけがえとして、以下に説明されるように、キャリッジは、キャリッジを推進する少なくとも１つのモータを含むことができる。フレームの溝または軌道は、キャリッジが１つの軸線においてのみ自由に移動できるように、２つの平面に配置されている。キャリッジは、他の５つの軸線においてほぼ固定されており、その結果、縦揺れ、横揺れまたは偏揺れから防がれている。適切な直線スライド配置の細部は周知であり、ここでは詳細に説明されない。
【００１８】
フレーム６の側部７、前端１１および後端１６は、現金箱１５の壁を形成するように適宜延長することができる。しかしながら、フレーム６は、現金箱から分離し他の大きさとすることができ、また、異なる寸法の壁を有する現金箱に結合するように設計することができる。
【００１９】
現金箱１５の内部には、バネに載せられた押し板１７があり、押し板１７は、その休止ポジションで、横移動するキャリッジ４と、図１に示され、以下にさらに詳細に説明される膜２５とにわずかな力を及ぼしている。その運動が、常に紙幣に対して垂直になるように押し板を案内し、横運動、縦揺れ、横揺れまたは偏揺れが無視できることを保証するのが望ましい。この動作は、大きな範囲の紙幣サイズが収容されることになりかつスタックされるべき紙幣の枚数も多い場合に要求される。したがって、図１に示される構成では、２つのバネ１８，１９が、上向きの力を等分に分散するように押し板に結合されている。さらに、押し板１７は、縦揺れおよび／または横揺れを制御するように軌道（図示しない）内を進むことができる。その他の点で、現金箱自体は、当業者に知られている従来構造としても良く、さらに詳細には説明されない。さらに、キャリッジは、フレームまたは軌道を使用せずに、現金箱の上部を横断するように設計しても良い。
【００２０】
図２は、装置のいくつかの態様を説明するための、図１のメカニズムの点線２−２に沿った断面図である。図１のように、紙幣検査器３と貯蔵カセット１５の細部は、簡潔かつ明快にするため省略されている。検査器３は、紙幣をキャリッジ４へ案内する紙幣通路１３を含む。この断面図は、キャリッジ４の内部メカニズムを示し、軸受けで自由回転できる一対の平行シャフト２０，２２を含む。これらのシャフト２０，２２には、１つ以上の中空の円筒２１，２３が取り付けられている。複数の中空円筒の場合には、各々が、互いに無関係に回転する自由度を持つべきである。示されている実施例では、各中空円筒は、１つの一定力コイルバネ膜２４，２５が巻き付けられている。図１および図２において、コイルバネ膜２５は、その延長されたポジション状態で示されているが、コイルバネ膜２４は、中空円筒２１に巻き付けられた状態で示されている。コイルバネは、中空円筒を非装填時のバネ内径よりわずかに大きくさせていることから起こる摩擦によって、円筒の回りに好適に保持されている。各一定力バネ膜の一方の端部は、固定フレーム６の前端１１および後端１６の場所２７、２８に係止されている。
【００２１】
コイルバネ膜２４，２５より及ぼされる圧力は、設計の対称性によりバランスした状態にされている。したがって、キャリッジ４をレールの両方向に動かすには、至極わずかな力を要するだけである。さらに、図１および図２に示されるコイルバネ膜は、コンパクトな金属テープメジャーに使用される金属のような、きついコイルに巻かれた一片の金属または同様の材料から適当に作られている。このようなコイルバネ膜は、突き棒に耐えられるものでも良いし、突き棒を明白にするものでも良く、したがって保安が改善される。
【００２２】
図２を再び参照すると、シャフト２０，２２の一方の近傍には、ニップローラー３１を支持する第３のシャフト３０がある。このシャフト３０は、半径方向の長穴を移動することができる。一対の板バネが、シャフト３０の各端部に１つずつあり（一方の板バネ３２が図２に示されている）、このローラーに一定圧力を供給している。したがって、可撓性媒体厚さの変化と合わせローラー直径の変化は、ほぼ一定の接触力を加えながら適応させられる。
【００２３】
また、方向転換器翼３４が、ニップローラーシャフト３０に旋回可能に取り付けられている。紙幣が検査器３を通過するとき、方向転換器翼は、通常、図示のポジションにあって、矢印９で示される紙幣進行方向に対してほとんど垂直になっている。方向転換器翼は、スタックされるべきアイテムを、ほぼ合わせローラー２１のコイルバネ膜２４の下部表面に適応させるように働く。（この表面は、好適には、コイルバネがほどかれることによって形成される。）
また、キャリッジ進行の終端における前端１１において、方向転換器が、図２に示されるように、より近い水平ポジションをとることを強要されるように、カムメカニズムが備えられている。このポジションでは、方向転換器３４は、新たな紙幣の到着に対して無視できる抵抗を提供する。他の時は、付勢バネ３５（図３に示される）が、方向転換器をその他の垂直方向に押しており、このことは、図５乃至図７を参照して以下に説明される。
【００２４】
図３は、図２のニップローラーシャフト３０の詳細な側断面図であり、ニップローラー３１と方向転換器翼３４の運動を調和させるネジ頭３８のためのカム面を好適に形成する傾斜路３６を示す。詳細には、キャリッジ４が、図２に示されるようにその最も左側のポジションにある場合、ネジ３８は、フレーム６の前端１１に形成された傾斜路面３６と接触している。この方向は、図に示されるように、ねじりバネ３５のたわみを強要し、ねじりバネ３５は、図２に示されるほぼ水平のポジションにある方向転換器翼３４に並進する。また、傾斜路３６は、矢印３７の方向に並進するようにニップローラーシャフト３０を強要して、ニップローラー３１を中空円筒２１とコイルバネ膜２４（図２に示される）から離れるように作動させ、その結果、挿入された可撓性シートは、それらの間を通過することができる。以下に説明されるように、キャリッジ４が前端１１から離れると、ニップローラー３１は、矢印３７の方向と反対方向に移動し、ニップローラーと膜２４の間に紙幣をはさみ、方向転換器翼３４は、可撓性シートを貯蔵用カセット１５内に案内するためにほぼ垂直（図４乃至図７を参照）な方向をとる。
【００２５】
図３Ａは、本発明による装置に用いられる他の実施例のキャリッジ１４０の側面図である。キャリッジ１４０は、キャリッジを前進および後退に推進する可逆モータを含み、図２および図３に示される進行キャリッジ４と置換することができる。モータ付きキャリッジ１４０は、ニップローラー３１のシャフト３０を案内する長穴１４３を有するキャリッジハウジング１４１を含む。また、モータ付きキャリッジ１４０は、一対の平行なシャフト２０，２２も含む。シャフト２０，２２には、ハウジング１４１の後に位置しているため点線で示される１つ以上の中空円筒２１，２３が取り付けられている。これらの回転可能な部材の中空円筒は、キャリッジ４に関して上記に説明したのと同じように配置されている。各中空円筒は、その回りに巻きつけられた少なくとも１つの一定力コイルバネ膜２４，２５を含むことができる。図３Ａにおいて、コイルバネ膜２５は、延長されたポジションで示されているが、コイルバネ２４のほとんどは、中空円筒２１に巻き付けられている。また、図３Ａには、円筒２１に巻き付けられ、スタックされるべきポジションにある紙幣４０も示されている。矢印９は、可撓性シートつまり紙幣が検査部を出て中空円筒２１とニップローラー３１に接するときのシートの動きを示し、この動作は、以下により詳細に説明される。
【００２６】
モータ（図示しない）は、モータハウジング１４４に内蔵されており、駆動ギア１４８に接続されたシャフト１４６を駆動するように働く。駆動ギア１４８は、結合ギア１５０とかみ合い、結合ギア１５０は、中空円筒２３に結合されたトラバースギア１５２とかみ合っている。その結果、円筒２３は、モータによるダイレクトギア列により駆動されて、ローラーにトルクを与え、バネ膜２５を中空円筒２３に巻き付けさせ、したがって、キャリッジに運動を与える。
【００２７】
休止時、コイルバネ膜より及ぼされる圧力は、設計の対称性により実質的にバランス状態にある。したがって、コイルバネは互いに平衡している。その結果、ギア配置を介してキャリッジ１４０を移動させるには、ほんのわずかな力を要するだけである。したがって、運動を与えるには、たとえば小型永久磁石ＤＣモータ等の小型可逆ＤＣモータ、または他の低電力アクチュエータで十分である。
【００２８】
図３Ｂは、本発明による装置に用いられる他の実施例のキャリッジ１６０の側面図であり、図３Ａの同じ構成要素は、同じ参照番号を有する。キャリッジ１６０は、該キャリッジを通路に沿って前進および後退に推進する可逆モータを含み、また、ニップローラー３１のシャフト３０を案内する長穴１４３を有するキャリッジハウジング１４１を含む。また、モータ付きキャリッジ１６は一対の平行なシャフト２０，２２も含む。シャフト２０，２２には、ハウジング１４１の後に位置しているため点線で示される１つ以上の中空円筒２１，２３が取り付けられている。これらの回転可能な部材は、上記に説明したのと同じように配置されている。モータ（図示しない）は、モータハウジング１４４に内蔵されており、駆動ギア１４８に接続されたシャフト１４６を駆動するように働く。駆動ギア１４８は、第１の結合ギア１５０とかみ合い、結合ギア１５０は、中空円筒２３に結合された第１のトラバースギア１５２とかみ合っている。第１のトラバースギア１５２は、第２の結合ギア１５４とかみ合い、第２の結合ギア１５４は、中空円筒２１に結合された第２のトラバースギア１５６とかみ合っている。その結果、中空円筒２１および２３は共に、モータによるダイレクトギア列により駆動される。
【００２９】
図３Ｂにおいて、コイルバネ膜２５は、延長されたポジションで示されているが、膜１６２のほとんどは、中空円筒２１に巻き付けられている。この実施例では、中空円筒に巻き付けられた１つだけのコイルバネ膜が必要とされる。なぜなら、モータが両方の中空円筒に直接連結され、コイルバネを含まない膜に張力をあたえることができるからである。詳細には、図示の実施例では、モータは、膜１６２が、紙幣４０がスタックされている間に中空円筒２１からほどかれるとき、膜１６２に張力を与えることができる。しかしながら、ギア配置を介してキャリッジ１６０を移動させるには、図３Ａのキャリッジ１４０を移動させるのに必要な力よりも多少大きな力が必要とされる。しかし、キャリッジ１６０は、１つ少ないコイルバネを含み、それにもかかわらず、運動を与えるために、比較的小型の可逆ＤＣモータまたはアクチュエータを使用することができる。
【００３０】
示されない他の実施例においては、キャリッジを通路に沿って前後に運搬し、他の動作を実行するために、２個以上のモータを使用しても良い。企図された実施例では、１つのモータが、回転部材が互いに無関係に駆動されるように、各回転部材に組み付けられる。モータ駆動電圧は、膜がキャリッジ移動中引張られた状態にあるように設定することができ、２個のモータは、キャリッジの両側に取り付けることができる。このような２モータ実施例では、膜２３および２５が、駆動を受けていない時不十分な張力に保たれている場合は、すでにスタックされた紙幣が安全に現金箱内に保持されるのを保証するために、コイルバネ膜は必要とされない。さらにまたはかえがえとして、ニップローラーをつかみポジションに付勢する、および／または方向転換器を案内ポジションに移動させるために、第２のアクチュエータを使用しても良い。
【００３１】
次に、紙幣が受け入れられてスタックされた後に起こる、紙幣スタックサイクルと呼ばれる事象の順序を説明する一例を述べる。
図４は、キャリッジの横移動が始まる直前の図２の断面図の拡大詳細図である。紙幣４０は、検査器３に挿入され、検査される。次いで、紙幣は、矢印９の方向に出口長穴４１を通ってスタッカメカニズムに送られる。紙幣の前縁４２は、図４に示されるように、ニップローラー３１と最も近い中空円筒２１とのあいだに入る。上述のように、図３に示されるカムメカニズムは、ニップローラー３１を、中空円筒２１とバネコイル膜２４のない持ち上がった状態にさせると共に、方向転換器翼３４をほぼ水平のポジションまで回転させる。紙幣の前縁４２が図４に示されるポジションに到達した瞬間に、キャリッジ制御信号が、たとえばタコメータ車輪（図示しない）からの位置信号により発生する。この制御信号は、直線アクチュエータ（図示しない）に、紙幣運搬速度と同じかまたはわずかに早い速度でキャリッジ４を移動せしめる。かけがえとして、モータ付きキャリッジ１４０が使用される場合は、制御信号は、キャリッジ１４０内の少なくとも１つのモータを動かしてキャリッジを移動せしめる。この制御信号は、当業者に容易にわかるように、紙幣検査器内の処理手段より発生させるか、さもなければ自動取引機の制御手段より発生させても良い。短い距離の後、キャリッジは、図５に示されるポジションに到達する。
【００３２】
図５に示されるポジションでは、キャリッジは、前端１１から離れており、ネジ頭３８は、傾斜路３６との係合が解除される。係合解除された傾斜路により、ニップローラー３１は、板バネ３２の影響を受けて下がり、円筒２１に巻き付けられたバネコイル膜２４と接触して、紙幣との摩擦結合が行われる。キャリッジが軌道に沿って移動すると、コイル膜２４が円筒２１からほどかれるにつれて、紙幣に駆動力が伝わる。したがって、良好な摩擦特性を有する膜２４が望ましいことがわかる。これは、材料、二次的被覆および表面組織の選択、または上記の何らかの組み合わせで達成することができる。さらに、図５において、方向転換器翼３４は、図３に示されるねじりバネ３５の影響を受けてほぼ垂直なポジションまで回転する。キャリッジ４（またはキャリッジ１４０）が進むにつれて、紙幣の前縁４２は、押し板１７または前にスタックされた紙幣の表面のどちらかに接触するまでほぼ垂直に下方へ移動する。これが起こると、紙幣の支持されていない前縁４２は、折れ曲がり始め、矢印９方向のキャリッジ４の運動は、紙幣がバネコイル膜２４に巻き付けられるのを確実にする。図６に示されるように、キャリッジが、軌道に沿ってさらに横移動し、円筒２１の回りの膜２４が、さらにほどかれるにつれて、紙幣は、滑らかな転がり運動により紙幣カセット１５に押し込まれる。
【００３３】
図６は、フレーム６の前端と後端の中間点におけるキャリッジ４の断面図を示す。この時点後いつでも、紙幣検査器運搬モータは、駆動を止めることができることが注目されるべきである。なぜなら、この時点で、紙幣の後縁は、すでに検査部を通過しているからである。したがって、この時点から、前方への紙幣の運動は、キャリッジ４が移動し続けるにしたがって押し板１７または前にスタックされた紙幣に対する紙幣４０の摩擦で増加した、紙幣４０とコイルバネ膜２４間の摩擦によって発生する。ニップローラー３１の圧力は、バネ３２で一方方向に引き起こされ、押し板１７のバネ１８，１９（図１および図２に示される）からの圧力は、垂直な力を与えてこの摩擦を発生させる。
【００３４】
膜２４がほどかれるにつれて、コイルバネ膜２５が中空円筒２３に巻き付けられ、両方の動作は、正確にキャリッジ移動と同じ速度で起こることに注意すべきである。したがって、両コイルバネ膜２４，２５の表面と、すでにスタックされた紙幣もしくはカセット内に入った紙幣のいずれかとの間での相対運動はない。
【００３５】
図７に示されるように、キャリッジ４の横移動の完全な終わりには、紙幣４０の後縁４３は、ニップローラー３１と方向転換器３４から解放され、結局、スタックに滑らかに乗せられる。この時点で、キャリッジ位置センサー（図示しない）に応答するコントローラは、直線アクチュエータに信号を送って、キャリッジ運動を反対にする。次いで、キャリッジは、図４に示されるポジションになるまで、前端１１の方へ元のスタートポジションまで戻る。このように実行する際、新たにスタックされた紙幣は、両方の膜に対するどんなスライド摩擦もなく、円筒２３からほどかれるにつれて、バネコイル膜２５の下へ移される。スタッカメカニズムは、いまや、いまスタックしたばかりの紙幣と異なる寸法からなり得る他の可撓性媒体シートのためのスタックサイクルを繰り返す準備ができている。
【００３６】
キャリッジをスタートポジションに戻すために、アクチュエータを反対にするか、または機械的な逆駆動部材を使用しても良い。たとえば、引き伸ばした数字８の形に整えられた溝を有する案内ネジを使用しても良い。かけがえとして、モータ付きキャリッジ１４０が使用される場合は、制御信号が、モータを、反対方向にキャリッジを推進するように反対に動作させる。２モータキャリッジ実施例では、制御信号は、第１のモータをオフにしかつ第２のモータをオンにして、キャリッジを反対方向に駆動せしめる。
【００３７】
図４乃至図７の実施例では、ニップローラー３１と方向転換器翼３４とを、キャリッジが前面壁から離れた時に紙幣に接触せしめる傾斜路およびカムメカニズムが説明されている。しかしながら、キャリッジが、通路において同一ポジションにあるかまたは他のポジションにある時に、ニップローラーおよび／または方向転換器翼の動作を制御するために、他の制御装置を使用することができる。たとえば、マイクロコントローラは、ニップローラーおよび／または方向転換器翼を展開させるようにアクチュエータを制御する信号を発生することができるか、または、ニップローラーおよび方向転換器翼の一方または両方を制御するために、他のタイプの電子−機械的装置もしくは他の装置を使用することができる。
【００３８】
図８は、キャリッジメカニズム４または１４０に使用できるタイプのバネコイル膜２５の一例である。バネコイル膜２５は、図示のような円筒形状に巻き上げることができる１枚の金属部材とすることができる。このバネコイル膜の横断面における上反り２６は、コイルの形成処理の副産物であり、可撓性媒体、たとえば紙幣４０がスタックまたは押し板上に乗せられたときに、それに一定のはさむ力を加える膜長手方向の剛性を与える。
【００３９】
図９は、膜による他の引張り動作の分解図である。図９において、可撓性と引張りの２つの性質は、中空円筒４７の内部に膜バネ４５を組み込むことにより分離されている。バネ４５は、標準的な機器を用いてピアノ線またはステンレススチールから作ることができる。バネの一方の端部４９は、たとえば十字型に開けられた穴５１を用いて固定中心シャフト５０に係止される。他方の端部４８は、長穴５２を介して中空の外側円筒に取り付けられる。中空の外側円筒４７は、両端が軸受５３で支持され、中心シャフト５０上で回転することができるが、さもなければ、“Ｃ"リング５５または同等手段で軸方向の平面に押さえられている。この実施例では、膜材料４４は、どんなバネ機能もなくて済む。したがって、膜４４の構造は、強度特性、可撓性、摩擦特性および耐久性について最適化できる。適当な材料は、プラスチック、織物、金属膜、または、摩擦材料で被覆された頑丈で伸びない基板を伴う複合材料を含むことができる。
【００４０】
図１０は、紙幣４０用の紙幣駆動装置６０の他の実施例の部分分解略図である。キャリッジ４は、それらのあいだに紙幣４０をつかむ２つのニップローラー６３および６７を含む。この実施例では、第１および第２のニップローラー６３，６７の一方または両方は、直接駆動状態にある。駆動力は、紙幣検査器（図示しない）に接続された転送ギア６４から、またはサイドフレームの一部である静止ラック６８にかみ合う平ギア６６に基づいて作動するキャリッジ４の運動からのどちらかから生じることができるか、あるいは、上述のキャリッジモータ実行から生じることができる。図１０の実施例において、駆動ギア列に埋め込まれた一方向クラッチ６９は、紙幣受入器への転送ギア６４がキャリッジに搭載されたギアとのかみ合いからはずれるときでさえ、ニップローラー６３，６７に対する駆動が継続することを確実にする。（中空円筒６１および６２からコイル膜６５および６７が部分的にほどかれる時の中間サイクルポジションにおける図１０のメカニズムを示す図１１を参照されたい。）キャリッジ移動と無関係にニップローラー６３，６７が回転できるようにすることにより、紙幣は、横移動が始まる前にキャリッジ内でかみ合うことができる。他の利点は、紙幣駆動がニップローラー６３および６７上の専用車輪で実行されるということである。したがって、これらのローラーの駆動面は、優れた摩擦および磨耗特性に関してのみ選択することができる。
【００４１】
複数のコイルバネ帯が、中空円筒の長さに沿って平行に使用される場合には、共通の膜さや（図示しない）を、複数の隣接するバネ帯にまたがって取り付けて、それらを包むことができる。このような可撓性膜さやは、いくつかの目的に役立つ。第一に、膜さやは、互いに関してバネ帯のポジションを制御して、さもなければ起こる重なり合いという問題を回避する。第二に、可撓性膜さやは、起こり得るわずかな力の不均衡に起因するバネ帯のねじれを防ぐ。最後に、膜さやは、高摩擦特性を有する表面が紙幣に提供されるのを可能にする。かけがえとして、各々が２つ以上の隣接するバネ帯にまたがる、２つ以上の膜さやを使用することができる。
【００４２】
図１２は、スタックバネ構成の他の実施例７０である。複数の幅の狭いコイルバネ帯７１，７２，７３および７４が、キャリッジ（図示しない）上の中空円筒８０および８１上に含まれている。このような構成では、コイルバネ帯は、示されているように独立した帯から形成することができる。帯間のギャップ７５，７６および７７は、スタックされるべき各アイテムの指定外形寸法で決定される間隔と一致して許される。図１２の構成では、紙幣４０は、矢印７８で示されるようにスタック平面に垂直な方向に入る。次いで、紙幣は、中空円筒８０の駆動車輪８３，８４、および８５と中空円筒８１の対向する駆動車輪１０１，１０２および１０３の１つ以上の間にはさまれ、キャリッジが横移動するにつれて下向きに引かれる。この構成は、キャリッジが移動するにつれて、紙幣の前縁がスタック上の正しい方向に自然に折り曲げられるので、方向転換器翼の必要性を回避している。
【００４３】
直接駆動を達成するために、中空円筒８０は、各々が駆動シャフト８６に取り付けられた駆動車輪８３，８４および８５のためのスペースで中断された幅の狭い帯に分割される。また、第２の中空円筒８１は、駆動車輪１０１，１０２および１０３を駆動する駆動ロッド８７を含むことができる。この実施例のコイル帯７１，７２，７３および７４は、紙幣が矢印７８の方向に進むにつれて、中空円筒のところで紙幣と密着する状態にならない。なぜなら、円筒の外径は、駆動車輪直径より小さいからである。しかしながら、中空円筒は、紙幣４０と汚れた帯の表面速度が合わせられるのを確実にするわずかに早い速度でそのシャフト上で自由に回転する。
【００４４】
また、図１２の実施例は、キャリッジに接続されて自由に回転するアイドラローラーシャフト８８および８９も含む。アイドラローラーシャフトは、コイル帯７１，７２，７３および７４が中空円筒からほどかれたり中空円筒に巻き付けられたりするときに、それらをならすように働き、また、キャリッジが横移動して紙幣をスタックするにつれて、動いている駆動車輪をスタック上から分離するように働く。
【００４５】
図１３および図１４は、スタックメカニズムの他の変形９０の側面図を示す。これらの図面において、ニップローラーシャフト９２は、第１および第２の中空円筒９４，９６とほぼ同じ平面にある。図３を参照すると、紙幣４０は、ピンチローラー９１，９３の間を矢印９７の方向にキャリッジ手段９８に導入される。紙幣４０は、第１の中空円筒９４の膜９５とニップローラー９２の間にとどまる。キャリッジ手段９８が、図１４に示されるように矢印９９の方向に左から右へ移動するにつれて、紙幣４０は、膜９５と押し板１７の間で下向きに引っ張られる。前述したように、キャリッジ手段９８は、その軌道（図示しない）の長さを横移動して、紙幣４０を滑らかにかつ信頼できるように貯蔵コンテナにスタックする。キャリッジ手段９８は、キャリッジ４およびモータ付きキャリッジ１４０に関して上記に説明したように、独立したアクチュエータまたは一体化した１つまたは複数のモータによって推進することができる。
【００４６】
図１５は、図１のスタックメカニズム１が紙幣検査器１１０と一体化された構成を示す。紙幣は、上述のように動作するキャリッジ４または１４０まで通路１１２を進む。図１６は、紙幣通路１２２を有する紙幣検査器１２０に接続された図１３および図１４のスタックメカニズム９０の構成を示す。紙幣は、通路１２２を進み、駆動ローラー１２４，１２６でキャリッジ手段９８まで運ばれ、次いで貯蔵箱１２５にスタックされる。図１７は、通路１３４を有するコンパクトな検査ユニット１３２に接続されたスタックメカニズム９０の他の実施例１３０を示す。紙幣は、ローラー１３６，１３７および／または１３８，１３９でキャリッジ手段９８に運ばれ、次いで貯蔵コンテナ１２５にスタックされる。
【００４７】
図１８は、曲線通路スタックメカニズム２００の側断面図である。この実施例では、上記に説明したキャリッジと同じキャリッジ４は、円弧を進み、少なくとも１つの支持脚２０２に結合されている。支持脚は、アクチュエータ（図示しない）で駆動されて、ピボット点２０３の回りを矢印２０５および２０７の方向に移動する。回転部材２１と関連する膜２４の第１の端部は、コンテナ２１０の前面壁２１２に結合され、回転部材２３と関連する膜２５の第１の端部は、コンテナ２１０の後面壁２１４に結合されている。支持脚とキャリッジが矢印２０７の方向に移動するにつれて、膜２４は、回転部材２１からほどかれ、膜２５は、回転部材２３に巻き付けられる。支持脚とキャリッジが矢印２０５の方向に移動する場合は、膜２４は、回転部材２１に巻き付けられ、膜２５は、回転部材２３からほどかれる。可撓性媒体、たとえば紙幣がスタックされることになる場合は、紙幣は、矢印２１５の方向にキャリッジに入る。紙幣が回転部材２１に達すると、ニップローラー３１と方向転換器３４は移動して、紙幣の前部分と接触する。次いで、紙幣は、ニップローラーと回転部材の間にはさまれ、方向転換器によって回転部材の回りに向けられる。キャリッジが矢印２０７の方向に移動するにつれて、紙幣の前縁は、膜２４と押し板２１８の間に接して、押し板の上部または前にスタックされた可撓性媒体の上部のどちらかの上に押し込まれる。このスタック作用は、キャリッジ通路に沿ったどの地点でも起こり得るが、一般に、キャリッジが前面壁２１２の近くにある時に紙幣の前縁がキャリッジに入る。可撓性媒体がスタックされるべき時の通路上のキャリッジのポジションと、ニップローラーおよび方向転換器の動作は、マイクロプロセッサもしくは機械的メカニズムまたは何か他の制御装置で制御することができる。
【００４８】
図１８の実施例において、押し板２１８の上面は、形状が凸状になっており、したがって可撓性媒体のための凸状スタック面を提供する。また、押し板は、同様に凸状後部壁２２０に結合された２つのバネ２１７および２１９で付勢されて、膜２４および２５に力を及ぼす。しかしながら、１つ、または２つ以上の付勢手段を使用して、押し板を支持することができること、また、後部壁２２０は凸状に形成する必要がないことが理解されるべきである。図示の構成は、好適に、より短いスペースに長い紙幣や他の可撓性媒体をスタックし、簡単なキャリッジデザインを提供する。
【００４９】
図１８に示される押し板とキャリッジの凸円弧形状は、代わりに凹状にしても良い。さらに、キャリッジ通路は、何か他の曲線状、たとえば放物線の一部としても良く、この場合は、押し板は、相補的な形状となる。加うるに、他のタイプの移動手段を支持脚と置換して、キャリッジをその通路上に駆動することができる。
【００５０】
本発明の多くの実施例が説明された。それにもかかわらず、本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の修正を行なうことができることが理解されるべきである。したがって、他の実施例は、付随の請求項の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるメカニズムの分解斜視図である。
【図２】 図１の点線２−２に沿ったメカニズムの断面図である。
【図３】 ニップローラーと方向転換器フラップ動作を明確にするための、図２の傾斜路およびカムメカニズムを示す細部の切り欠き側面図である。
【図３Ａ】 本発明によるメカニズムに使用されるモータ付きキャリッジの側面図である。
【図３Ｂ】 本発明によるメカニズムに使用されるモータ付きキャリッジの他の実施例の側面図である。
【図４】 キャリッジ横移動が始まる前の瞬間における図２の断面図の拡大詳細図である。
【図５】 ニップローラーが係合して、紙幣が第１のローラーの回りに折り曲げられる間の短距離の横移動後の、図４と同じキャリッジ詳細図である。
【図６】 キャリッジ横移動の中間地点付近の図４および図５と同じ詳細断面図である。
【図７】 スタックされた紙幣を伴うその進行の終わりにおける図６のキャリッジ断面図を示す。
【図８】 バネコイル膜構築の一実施例である。
【図９】 中空の円筒内の内部バネを用いた他の膜引張り方式の拡大図である。
【図１０】 ギアおよびラックメカニズムを用いた他の紙幣駆動装置の部分拡大図である。
【図１１】 中間サイクル位置における図１０のメカニズムを示す。
【図１２】 スタック用バネ構成が複数の幅の狭い帯を含む他の実施例を示す。
【図１３】 本発明によるスタックメカニズムの他の実施例を示す。
【図１４】 その中間サイクル位置における図１３のメカニズムを示す。
【図１５】 種々の媒体検査器に取り付けられた本発明によるスタックメカニズムの他の実施例を示す。
【図１６】 種々の媒体検査器に取り付けられた本発明によるスタックメカニズムの他の実施例を示す。
【図１７】 種々の媒体検査器に取り付けられた本発明によるスタックメカニズムの他の実施例を示す。
【図１８】 本発明によるスタックメカニズムの曲線通路実施例の切り欠き側面図である。 図面中の同じ参照番号と名称は、同じ構成要素を表す。

Claims (26)

1. 複数の寸法の可撓性媒体を貯蔵する装置であって、
   可撓性媒体を受け取る紙幣検査器（３）、
   該紙幣検査器から受入れられた紙幣を運搬するための、少なくとも２つの回転部材（２１、２３）を含むキャリッジ（４）、
   該回転部材の第１のもの（２１）の回りに巻き付けられるよう配置された第１の膜（２４）、及び該回転部材の第２のもの（２３）の回りに巻き付けられるよう配置された第２の膜（２５）、
   該第１の膜（２４）と第２の膜（２５）を支持するため、該回転部材が取り付けられたフレーム（６）とを含み、該第１の膜と該第２の膜の各々は、該フレームのそれぞれの位置に係止される１つの端を備え、該貯蔵する装置はさらに、
   ニップローラー（３１）であって、該ニップローラー（３１）と該第１の回転部材（２１）の回りに巻き付けられた該第１の膜と間に挿入された該可撓性媒体をつかむニップローラー（３１）、
   該第１の膜（２４）に巻きつくように、スタックされている可撓性媒体を移動させる方向転換器（３４）、及び
   該キャリッジの移動時に、該第１の膜を該第１の回転部材から巻き解き、そして該第２の膜を該第２の回転部材に巻き付ける少なくとも１つのアクチュエータとからなる装置。
2. 請求項１記載の装置において、さらに、コンテナ（１５）に接続された押し板（１７）を含み、押し板は、膜のほどかれた部分に力を及ぼす装置。
3. 請求項２記載の装置において、さらに、押し板に接続され、力を分散させる付勢手段（１８）を含む装置。
4. 請求項１記載の装置において、さらに、ニップローラーをつかみポジションに付勢する弾性部材（３２）を含む装置。
5. 請求項１記載の装置において、さらに、ニップローラーをつかみポジションに付勢する傾斜路およびカムメカニズム（３６、３８）を含む装置。
6. 請求項５記載の装置において、傾斜路およびカムメカニズムは、方向転換器（３４）を可撓性媒体を案内するポジションに付勢する装置。
7. 請求項１記載の装置において、少なくとも１つのアクチュエータは、少なくとも１つの回転部材に結合されている装置。
8. 請求項１記載の装置において、少なくとも１つのアクチュエータは、キャリッジ（４）に接続されている装置。
9. 請求項１記載の装置において、さらに、少なくとも１つの追加のアクチュエータを含む装置。
10. 請求項９記載の装置において、少なくとも１つの追加のアクチュエータは、キャリッジに接続された方向転換器を移動させる装置。
11. 請求項９記載の装置において、少なくとも１つの追加のアクチュエータは、キャリッジに接続されたニップローラーを移動させる装置。
12. 請求項１記載の装置において、少なくとも１つの回転部材（２１、２３）は、フレームに取り付けられた回転可能なシャフト（２０、２２）と、キャリッジに取り付けられ、膜を支持する中間部材（８８、８９）とからなる装置。
13. 請求項１記載の装置において、膜はバネコイルである装置。
14. 請求項１記載の装置において、膜は複数の帯（７１、７２、７３、７４）からなる装置。
15. 請求項１４記載の装置において、さらに、帯を制御するさやを含む装置。
16. 請求項１記載の装置において、さらに、膜のうちの少なくとも１つに張力を与える少なくとも１つのねじり弾性部材を含む装置。
17. 複数の方向のいずれかに寸法が変わる可撓性媒体をスタックすることができるスタッカ装置（１）のための方法であって、
    可撓性媒体をキャリッジ（４）に運搬するステップと、
    キャリッジ（４）を移行させて、第１の膜（２４）を第１の回転部材（２１）からほどくと共に媒体の前縁をスタック上に折り曲げるステップと、
    キャリッジ（１４）の第２の回転部材（２３）に第２の膜（２５）を巻き付けるステップと、
    キャリッジ（４）が移動して媒体をスタックするとき、第１の膜（２４）とスタックの間に媒体をはさむステップと、
    媒体がスタックされた後、キャリッジ（４）を反対方向に移行するステップと、
    第２の膜が第２の回転部材からほどかれたとき、第２の膜とスタックの間に媒体をはさむステップとからなる方法。
18. 請求項１７記載の方法において、複数枚の可撓性媒体のシートがスタックサイクルの間にスタックされる方法。
19. 請求項１７記載の方法において、キャリッジは、直線通路を移動して可撓性媒体をスタックする方法。
20. 複数の寸法の可撓性媒体をスタックする装置であって、
    可撓性媒体を受入れる紙幣検査器（３）、
    可撓性媒体を貯蔵するコンテナ（１５）、
    該紙幣検査器から受入れられた可撓性媒体を運搬する、少なくとも２つの回転部材（２１、２３）を含みそして該コンテナ（１５）上に回転可能に取付けられたキャリッジ（１５）、
    該キャリッジ（４）を駆動するようギア（１４８、１５０、１５４、１５２、１５６）に結合されたモータ、
    該回転部材の第１のもの（２１）の回りに巻き付けられるよう配置された第１の膜（２４）、及び該回転部材の第２のもの（２３）の回りに巻き付けられるよう配置された第２の膜（２５）、
    該第１の膜（２４）と第２の膜（２５）を支持するため、該回転部材が取付けられたフレーム（６）とを備え、該第１の膜と該第２の膜の各々は、該フレームのそれぞれの位置に係止される１つの端部を備え、該スタックする装置はさらに、
    ニップローラー（３１）であって、該ニップローラー（３１）と該第１の回転部材（２１）の回りに巻き付けられた該第１の膜２の間に挿入された該可撓性媒体をつかむニップローラー（３１）、及び
    該第１の膜（２４）に巻き付くように、スタックされている可撓性媒体を移動させる方向転換器（３４）とからなる装置。
21. 請求項２０記載の装置において、さらに、キャリッジ（４）を駆動する少なくとも１つのアクチュエータを含む装置。
22. 請求項２１記載の装置において、少なくとも１つのアクチュエータは、回転部材（２１、２３）のうちの少なくとも１つに接続されている装置。
23. 請求項２１記載の装置において、少なくとも１つのアクチュエータはキャリッジ（４）に接続されている装置。
24. 請求項２０記載の装置において、さらに、コンテナ（１５）に取り付けられ、膜（２４、２５）のほどかれた部分に力を及ぼす押し板（１７）を含む装置。
25. 請求項２４記載の装置において、さらに、押し板（１７）に結合され、力を分散させる付勢手段（１８）を含む装置。
26. 請求項２０記載の装置において、少なくとも１つの回転部材は、回転可能なシャフト（８６、８７）と、膜を支持する中間部材とからなる装置。

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