硬貨搬送用ベルト
【課題】小型化や搬送経路の複雑化に伴う対応性を向上させた硬貨搬送ベルトを提供する
【解決手段】大型歯部の形状要素、底部の厚みt、ピッチラインからの歯高さＨ、歯高さｈ、根元Ｒ、幅Ｗが、ｔ≧0.6ｍｍであって、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状である大型歯部を備えた硬貨搬送ベルト。
【解決手段】大型歯部の形状要素、底部の厚みt、ピッチラインからの歯高さＨ、歯高さｈ、根元Ｒ、幅Ｗが、ｔ≧0.6ｍｍであって、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状である大型歯部を備えた硬貨搬送ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば硬貨選別機等で用いられる硬貨搬送用ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルトで硬貨等の物品を搬送する場合、歯付面と反対側となるベルト背面に突起部や桟部を設けた搬送ベルト（以下、背面突起付ベルトという）が広く用いられている。そして、このような突起部や桟部の形成は、熱可塑性ウレタンベルトの場合には、あらかじめ、ベルト本体と同質材で形成された突起部や桟部をベルト背面の所定部位にスポット的に熱融着することによって取り付けられている。これに対し、ゴムベルトの場合にはベルト背面の研磨加工によって形成され、また、注型タイプの熱硬化性ウレタンベルトの場合には金型による一体成形によって形成できるため、製作が容易でコスト安となる等、前記した背面突起付ベルトは一般的に製造が比較的容易であるという利点がある。
本出願人は、特許文献１（特許第３５８８４８０号公報）として、熱硬化性ウレタンベルト本体に、プーリに噛合する複数の歯部を備えた歯付面を有する搬送ベルトであって、各歯部をベルト長さ方向に間隔を存してベルト幅方向に延ばして成し、これら歯部のうち一定ピッチ毎に、歯の高さ寸法及び歯の長さ寸法の少なくとも一方が他の歯部よりも大きく設定された大型歯部を設け、この大型歯部の側面に、ベルト走行時に硬貨を係止して搬送するための係止板を備えた硬貨搬送ベルトを提案した。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５８８４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、硬貨搬送ベルトが用いられる釣り銭供給機構が小型化や搬送経路の複雑化に伴う対応性を向上させた硬貨搬送ベルトを提供することを目的とする。釣り銭機内部の他の機器の配置上、硬貨搬送ベルト掛け回しデザインが、屈曲が厳しくなり、背面アイドラプーリで、９０°以上の曲げが求められ、従来よりも逆曲げ応力の影響が大きくなったので、改良を図った。具体的には、プーリ数が増加して屈曲回数が増加するなどに対する硬貨搬送機能の維持と耐久性を発揮することができる硬貨搬送ベルトを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明は、釣り銭機などの機器の小型化・部品配置の複雑化に伴い、硬貨搬送ベルトについて、特に大型歯部の形状と耐久性に大きな影響を及ぼす背面アイドラプーリの関係に着目して、所期の耐久性が得られる小型化した硬貨搬送ベルトを完成したものである。
本発明の主な構成は次のとおりである。
【０００６】
（１）熱硬化性ウレタン製ベルト本体に、プーリに噛合する複数の歯部を備えた歯付面を有する搬送ベルトであって、前記各歯部はベルト長さ方向に間隔を存してベルト幅方向に延びており、これら歯部のうち一定ピッチ毎には歯の高さ寸法及び歯の長さ寸法の少なくとも一方が他の歯部よりも大きく設定された大型歯部が設けられており、この大型歯部の側面には、ベルト走行時に硬貨を係止して搬送するための係止板が備えられている硬貨搬送ベルトにおいて、
係止板は、ピン部を有する押しピン形状に形成されており、大型歯部には、その幅方向に延びるピン孔が形成され、前記係止板のピン部が前記ピン孔に挿着されることにより大型歯部の側面に取り付けられる硬貨搬送ベルトであって、
前記大型歯部の形状要素の内、底部の厚みt、ピッチラインからの歯高さＨ、歯高さｈ、根元Ｒ、幅Ｗが、ｔ≧0.6ｍｍであって、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状であること
を特徴とする硬貨搬送ベルト。
【０００７】
（２）プーリ径Ｄが３０ｍｍ未満であることを特徴とする（１）記載の硬貨搬送ベルト。
【０００８】
（３）ピン孔の径ｄは係止板のピン部の径ａよりも小径に形成されており、ピン孔径ｄ及びピン径ａは歯高さｈに対して、ｄ／ｈ≧0.233, ａ／ｈ≧0.396 であることを特徴とする（１）又は（２）記載の硬貨搬送ベルト。
【０００９】
（４）係止板のピン部はねじ切りされ、該ピン部がピン孔へねじ込まれることにより、係止板が歯部側面に取り付けられていることを特徴とする（３）記載の硬貨搬送ベルト。
【００１０】
（５）ピン孔は大型歯部に貫通形成されており、係止板のピン部先端には、該ピン部の挿入側とは反対側の歯部側面から突出されると共にピン孔の径よりも大径に形成されて歯部側面に係止される係止部が形成されていることを特徴とする（３）又は（４）記載の硬貨搬送ベルト。
【００１１】
（６）歯付面には、一部がピン孔に連通する凹部が形成されており、ピン部には、ピン孔の径よりも大径で且つ凹部のピン孔に対する連通部分の縁部に係止する係止部が形成されていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の硬貨搬送ベルト。
【００１２】
（７）凹部は、プーリに形成されたベルト蛇行防止用フランジに係合するように成っていることを特徴とする（６）記載の硬貨搬送ベルト。
【００１３】
（８）ピン孔は大型歯部に貫通形成されており、係止板のピン部先端は、ねじ切りされてピン部の挿入側とは反対側の歯部側面から突出されており、このねじ切り部分にはナットが螺合されていることを特徴とする（４）記載の硬貨搬送ベルト。
【００１４】
（９）係止板のピン部と大型歯部のピン孔とは接着剤を介して挿着されていることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の硬貨搬送ベルト。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、特許文献１として先に提案した発明の作用効果を維持しつつ、更に、釣り銭機などの小型・複雑化に適応し、耐久性を維持できる硬貨搬送ベルトを提供することができる。
釣り銭機の小型化等に対応するには、正転用のプーリの小型化に伴い噛み合うベルトの歯部も小さくなる必要がある。大型歯部の両側歯底部にコード（芯線）をカバーするウレタン層の厚みを形成し、両側歯底部の亀裂損傷の防止を図る一方、この厚みを出したウレタン層は大型歯部が湾曲部を走行する場合に屈曲歪みの増大となり大型歯部根元亀裂の原因となるので、本願発明は大型歯部の形状を特定することにより亀裂などの破損不良を発生させることなく小型に対応できる硬貨搬送ベルトを実現した。
特に、複雑な掛け回しを実現するためには、きつい背面曲げが必要となり、更に小径となる逆曲げ用の背面アイドラプーリよって、大型歯部は反り返ることにより応力が集中し破損の危険性が高くなるので、背面アイドラプーリとの関係に着目して、耐久性のある硬貨搬送ベルトを実現することができた。本発明では、３０ｍｍ未満の小径プーリ、２５ｍｍ径のプーリにも対応できる硬貨搬送ベルトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、この発明の第１実施態様に係る硬貨搬送ベルトＢを示す。
この硬貨搬送ベルトＢは、自動釣り銭機や硬貨選別機等で硬貨の搬送用として用いられる。１はたとえば、熱硬化性ウレタン等で形成されたベルト本体であって、その歯付面では一定ピッチ毎に形成された大型歯部２と、これら大型歯部２，２との間に形成された通常寸法の歯部３，３，…とから構成されている。また、７は上記大型歯部２の側面にベルト走行時に硬貨を係止して搬送するための係止板である。ピン部７ａを備えた押しピン形状の係止板７とし、かつ一定ピッチ毎に形成された大型歯部２にベルト幅方向に貫通したピン孔２ａを設け、このピン孔２ａに係止板７のピン部７ａを差し込んで係止板７を歯部２に挿着するようにしている。なお、上記ベルトＢは大型歯部２の側面に係止板７が取り付けられる構成であるので、ベルトＢと噛合するプーリの端面に蛇行防止用のフランジを設けることが物理的にできないので、蛇行防止用のフランジはプーリの幅方向のいずれかの位置に設けられることになり、５はこの場合にプーリ幅方向に設けられた上記フランジに係合して蛇行を防止するため、上記フランジに対応する位置に形成されたベルト蛇行防止用の凹条部、６は同じくベルトを背面駆動させた場合に該当するフランジに対応する位置に形成されたベルト蛇行防止用の凸条部である。
図２は、硬貨搬送ベルトの部分拡大図である。
【００１８】
図３に、大型歯部付近の形状について、本発明の実施例を図３（ａ）に従来例を図３（ｂ）に示す。本実施例では大型歯部の高さを小さくし、大型歯部の歯底に連続する部分は大きな湾曲Ｒとしてなめらかにし、大型歯部の両側に存在する歯底部の厚さｔを通常の歯部の歯底部よりも大きくしている。芯線（コード）の中心であるピッチラインを基準として、大型歯部２の高さをＨとし、通常の歯部３の歯底から大型歯部の高さをｈ１とし、大型歯部の両側の歯底部から大型歯部の高さをｈとし、大型歯部の根元の半径をＲ、根元Ｒ部の両端点の垂直２等分線と根元Ｒ部での交点の水平間距離を大型歯部の歯幅Ｗ、大型歯部に設けたピンを挿入するピン穴２ａの径をｄ、ピン部７ａの最小径をａとする。ピッチラインから通常の歯底までの厚さをｔ１で示すとｔ１＝Ｈ-ｈ１で示される。大型歯部の両側の歯底部の厚さｔは、Ｈ−ｈ＝ｔで示される。
図３（ｂ）に示す従来例は、ｔ＝ｔ１であり、Ｈは大きくＲは小さくきついカーブを描いていることが分かる。これに対して、図３（ａ）に示す本発明の実施例では、Ｈを小さくし、ｔ＞ｔ１とし、Ｒを大きくしてなだらかとしている。ピン穴の径ｄは小径とし、ピン穴周りの肉厚を確保して、保持強度を確保している。このように設計することにより、大型歯部２を小さくし、十分なピン保持強度を確保しつつ、背面側に曲げられて大型歯部２の根元部の湾曲部Ｒに発生する応力集中を緩和して、破損を抑制して耐久性を確保することができる。
【００１９】
図７は、前記実施例に係る硬貨搬送ベルトが噛合するプーリＣを示し、このプーリＣは断面丸型溝部１２と溝部１３とを溝として有し、特に断面丸型溝部１２には前記硬貨搬送ベルトＡの大型歯部２が、また溝部１３には同じく歯部３がそれぞれ噛合してベルトが走行するようになっている。
【００２０】
図４は、係止板７の係止ピン７ａの固着構造の例を示す。ピン部７ａの途中部に係止部９を一体形成し、この係止部９をピン孔２ａに係止させるようにしている。係止板は、図５（ａ）にも示すように、ピン部７ａの先端から所定寸法を存した位置に係止部９を備えており、この係止部９の位置は、プーリに形成された蛇行防止用のフランジが係合する凹条部５のピン孔２ａに対する開口位置に対応して設定されている。また、この係止部９の形状としては、偏平円柱状の円柱部９ａと、該円柱部９ａの下側に形成されピン部７ａ先端に向うにしたがって内径側に傾斜する円錐台状の円錐部９ｂとが一体形成されて成っている。一方、前記凹条部５のピン孔２ａに対する開口部分は、この係止部９の形状に対応した溝形状に形成されている。
【００２１】
そして、この係止部９がピン部７ａに係止された状態では、係止部９の円柱部９ａの端面が凹条部５のピン孔２ａに対する開口部分の縁部に係止され、これによってピン部７ａのピン孔２ａからの抜けが効果的に防止されている。また、このような構成では、既存の部位である凹条部５を有効利用して係止部９を係止させているので、この係止のために新たな凹条部５を形成する必要がなく、ベルトの製作作業の簡略化を図ることができる。
【００２２】
図５に係止板のピン部の形状の例を示す。図５（ａ）は、係止部９を１つ設けた例である。図５（ｂ）は、ピン７ａの径を細くして、複数の段部を設け、最先端部の係止部９を大きくして係止力と確保している。図５（ｃ）は従来例を示し、より太いピン径をしている。
【００２３】
＜固着構造の例＞
ピン穴２ａは、大型歯部が従来よりも低くなったことに合わせて、十分な肉厚を確保するために小さくする必要があるが、一方、小さくすると十分な保持力が得られない可能性があるので、挿入されるピンの太さ、形状との関係を追求した結果、ピン穴の径ｄは大型歯部の高さｈに対して0.233以上、一方、ピン径ａの最小は大型歯部の高さｈに対して0.396以上が望ましい。さらに、特に、ピン部７ａは、複数のクサビ状の抜止用の段部を設け、蛇行防止用に設けられている凹状部５に係止される構成が、ピン部の挿入動作にしたがって、しっかりとした接合が完成するので望ましい。
図６（ａ）は、図５（ｂ）に示すピンを用いた固着構造の例を示す。小さな段部がピン穴２ａの周壁に密着し、更に、大きな段部が凹条部の端部に係合して抜止機能を果たしている。
図６（ｂ）ピン部７ａに接着剤を塗布したものを、ピン孔２ａに差し込むようにしたものであり、係止板７のピン部７ａと歯部２のピン孔２ａとは接着剤層８を介して挿着される。
【００２４】
図６（ｃ）に示す例は、係止板７のピン部７ａ先端に歯部のピン孔の径よりも大きい係止部９を形成したものであり、ピン孔２ａからピン７が抜けでないように、ピンの抜け防止を図ったものである。
【００２５】
図６（ｅ）に示す例では、係止板７のピン部７ａにねじ切りを施してねじ部１０を形成したものであって、歯部のピン孔２ａにピン７ａをねじ込みによって挿着することによりピンの抜け防止を図ったものである。
【００２６】
図６（ｄ）に示すでは、係止部７のピン７ａ先端がナット１１止めされたものであり、ナット１１止めによってピンの抜け防止効果を狙ったものである。
【００２７】
尚、これらの固着構造は、組み合わせて係止板の取付け強度の向上を図るようにしてもよい。
【００２８】
＜作用＞
本発明の硬貨搬送ベルトは、図１２に例示されるようにプーリに複雑に屈曲するように掛け回されて使用される。この硬貨搬送ベルトは、硬貨を係止して搬送するための突起部としての係止板が通常寸法の歯部ではなく、歯付面の一定ピッチ毎に形成された大型歯部側に取り付けられた構成であるので、歯部に必要な強度や係止板の取付面積を広くとることができる。ベルト本体が熱硬化性ウレタンで構成されており、係止板を、ピン部を有する押しピン形状に形成するとともに大型歯部にピン孔を形成して、上記係止板をそのピン部がピン孔に差し込むことにより係止板を挿着している。ピンの取付け部となる歯部を大寸法としている。係止板のピン部先端に歯部のピン孔の径よりも大きい係止部を形成しているので、挿着後には上記係止部によってピンの抜け防止作用がある。
通常のベルトは、プーリに蛇行防止用フランジを設けるが、この硬貨搬送ベルトは側面に硬貨を押す係止板が設けられているのでこのようなフランジを設けることはできない。この硬貨搬送ベルトでは、歯部の一部を切欠き、長手方向に凹条部を連続して設けて、案内突条との案内係合部分として設ける。この凹条部を、ピン部を係止するための凹部として利用することができる。大型歯部に設けるピン孔を係止板のピン部の径よりも小径に形成しているので、係止板の挿着後にピン孔から係止板のピン部が容易に抜け難くなり、ピンの抜け防止作用がある。
また、ねじ切りされた係止板のピン部を用いた場合は、ピン孔にねじ込みによって挿着されているので、挿着後にはねじ切り部分によってピンの抜け防止作用がある。さらに、係止部のピン先端をつきだしてナット止めされることも可能である。また、さらに、ピン部と歯部のピン孔とは接着剤を介して挿着することもできる。
【００２９】
以上のような、この種の硬貨搬送ベルトを、更に、小型化、コンパクト化された自動釣り銭機などに適用するために、特に、背面アイドラプーリＭ部においては、駆動プーリ等のプーリＣとは異なり、背面側が内側に湾曲され、通常の歯部側に引っ張り応力が発生し易いが、本発明は、きつい逆湾曲に対しても耐久性のある硬貨搬送ベルトの構造を提案する。
小型化するためには、ベルトの大型歯部も小さくなる必要がある。大型歯部の両側歯底部にコード（芯線）をカバーするウレタン層の厚みを形成し、両側歯底部の亀裂損傷の防止を図る一方、この厚みを出したウレタン層は大型歯部が湾曲部を走行する場合に屈曲歪みの増大となり大型歯部根元亀裂の原因となるので、本願発明は大型歯部の形状を特定することにより亀裂などの破損不良を発生させることなく小型に対応できる硬貨搬送ベルトを実現した。
特に、逆曲げ用の背面アイドラプーリは、小径が求められ、また、背面プーリの掛け回し角度を大きくして、９０°などのきつい曲げが求められ、大型歯部は反り返ることにより応力が集中し破損の危険性が高くなるので、背面アイドラプーリとの関係に着目して、耐久性のある小型化した硬貨搬送ベルトを設定した。本発明では、３０ｍｍ未満の小径プーリ、２５ｍｍ径のプーリにも対応できる硬貨搬送ベルトを提供することができる。
【００３０】
具体的には、図３を例に取り上述したとおりである。
即ち、大型歯部２付近の形状について、大型歯部２の高さｈを小さくし、大型歯部の歯底に連続する部分は大きな湾曲Ｒとしてなめらかにし、大型歯部の両側に存在する歯底部ｔの厚さを通常の歯部の歯底部の厚さｔ１よりも大きくしている。芯線（コード）の中心であるピッチラインを基準として、大型歯部の高さをＨとし、通常の歯部の歯底から大型歯部の高さをｈ１とし、大型歯部２の両側の歯底部から大型歯部の高さをｈとし、大型歯部の根元の半径をＲ、根元Ｒ部の両端点の垂直２等分線と根元Ｒ部での交点の水平間距離を大型歯部の歯幅Ｗ、大型歯部に設けたピンを挿入するピン穴２ａの径をｄ、ピン部７ａの最小径をａとする。ピッチラインから通常の歯底までの厚さをｔ１で示すとｔ１＝Ｈ-ｈ１で示される。大型歯部の両側の歯底部の厚さｔは、Ｈ−ｈ＝ｔで示される。図３（ｂ）にしめす従来例は、ｔ＝ｔ１であり、Ｈは大きくＲは小さくきついカーブを描いていることが分かる。これに対して、図３（ａ）に示す本発明の実施例では、Ｈを小さくし、ｔ＞ｔ１とし、Ｒを大きくしてなだらかとしている。ピン穴の径ｄは小径とし、ピン穴周りの肉厚を確保して、保持強度を確保している。このように設計することにより、大型歯部を小さくし、十分なピン保持強度を確保しつつ、背面側に曲げられて大型歯部の根元部に発生する応力集中を緩和して、破損を抑制して耐久性を確保することができる。
【００３１】
この思想を具体的に、適用する場合には、特に背面アイドラプーリ径Ｄの曲率の影響を受けるので、本発明は、更に、具体的な実現手段を追求し、提案することができた。その解明については、評価試験にて詳述する。
本発明は、最小の背面アイドラプーリの径を基準として、大型歯部の形状を規定し、更に、係止板の固着を確保する基準を提案する。
底部の厚みt、ピッチラインからの歯高さＨ、歯高さｈ、根元Ｒ、幅Ｗは背面アイドラプーリの径Ｄに対して次の関係を満たすように大型歯部の形状を設計することが重要である。ｔ≧０．６ｍｍとし、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状に設計する。
さらに、ピン孔の径ｄは係止板のピン部の径ａよりも小径に形成し、ピン孔径ｄ及びピン径ａは歯高さｈに対して、ｄ／ｈ≧0.233, ａ／ｈ≧0.396 とすることにより、強固な固着を実現できる。
この結果、本発明は、プーリ径Ｄが３０ｍｍ未満の小径にも、９０°の逆曲げにも十分対応できる耐久性を実現できる。
【００３２】
[ 評価試験 ]
硬貨搬送ベルトは、例えば、図１２に示すように、屈曲して掛け回されて使用される。駆動プーリなど通常の歯側が掛け回されるプーリＣは、大型歯部を収容可能な形状に設計されているので、走行に伴う応力集中は発生しにくい。これに対して、硬貨搬送ベルトの背側を屈曲する逆方向に曲げることになる背面アイドラプーリＭでは、大型歯部に応力集中が発生しやすく、破損の原因となる。そこで、自動釣り銭機などが故障することなく使用できる耐久性の設計目安として１０年以上を設定した。この耐久性は、経験及び別途の加速度試験などにより逆曲げ時には応力を５ＭＰａ以下に設定することが重要であると知見した。
【００３３】
＜ＦＥＭ解析＞
各種の硬貨搬送ベルトを試作し、２個の背面アイドラプーリに背面側を掛け回してＦＥＭ解析を行い、その評価を表１に示す。
大型歯部付近についてＦＥＭ解析した事例を図１１に示す。背面アイドラプーリは径２５ｍｍを用いた例である。図１１（ｂ）は、試験例２に相当する従来例は、大型歯部の根元に応力が集中し、大きな歪みが発生している様子が分かる。これに対して、試験例１０に相当する図１１（ａ）は、背面側に弱い応力集中が認められるが、大型歯部側には問題となる応力集中が認められていないことが分かる。
【００３４】
図８に試験例２と試験例１０の形状を示し、ＦＥＭ解析による最大主応力を示すと、それぞれ６．０５２ＭＰａと４．９５７ＭＰａを示し、応力を１８％減の８２％にすることができることが分かる。
図１０に従来の硬貨搬送ベルトを用いた試験例１〜３、試作タイプＣの硬貨搬送ベルトを用いた試験例９〜１１のＦＥＭ解析の結果をグラフ化して示す。試作タイプＣは各径のプーリとも最大主応力を１ＭＰａ程度低下させることができ、プーリ径を小さくするほど低減効果が大きいことが分かる。
【００３５】
＜応力集中試験＞
図３に示す大型歯部を基本形状として、従来例の他５種類を試作し、背面アイドラプーリ径を２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍの３種類にベルトの背面を掛けして、試験を行った。６種類の硬貨搬送ベルトの仕様及び応力測定結果を表１に示す。
その結果、背面アイドラプーリ径が小さいほど曲げによる応力が大きくなる傾向があり、背面アイドラプーリが大きいほど設計が容易となることが分かる。背面アイドラプーリの径が３０ｍｍでは従来の硬貨搬送ベルトは若干５ＭＰａを上回るが、２５ｍｍ以下では６ＭＰａ以上となってしまう。
小型の観点から、大型歯部の歯高ｈをなるべく小さくすることが求められ、逆曲げによる破損防止の観点からは、例えば、芯線のかぶり厚さに影響するｔを大きくして芯線の暴露を抑えることを指向するのが、一般的な対応策である。しかし、単純にピッチラインから歯先までの高さＨをそのままにして、ｔを大きくしたベルトタイプＡ（試験例４〜６）は、６ＭＰａ以上とり目標をクリアすることができないので、単純に芯線のかぶり厚を大きくしても、耐久性を確保できない。
【００３６】
ベルトの歯先高さＨを抑えつつ、更に芯線かぶりであるｔの増加を小さくして、集中応力を抑えられる形状を追求した結果、根元Ｒを大きくして大型歯部の形状をなだらかにすることにより、応力集中を回避する方策を追求した。
その結果、根元Ｒを1.6mm、歯先高さＨを３．０mm以下、芯線のかぶり厚相当ｔを0.60mmと設定することにより、背面アイドラプーリ径３０ｍｍ以下でも５ＭＰａを下回ることができる組み合わせがあることを見出すことができた。
更に、大型歯部には係止板のピンを取り付け、強固な接合を確保する必要がある。ピンの径、形状、大型歯部に設ける穴の大きさとの関係を検討した。ピン径を従来例に対して６０％程度、穴の大きさを７０％程度に設定することができることを見出すことができた。
本発明の硬貨搬送ベルトは、各要素が相互に影響するので、単純に規定因子を設定することが困難であるが、逆曲げをする背面アイドラプーリの径の影響が大きいので、このプーリ径を基準として、それぞれクリアできる数値を設定した。また、係止ピンの挿入穴の肉厚に影響する歯高ｈを、基準として固着要素を規定した。
【００３７】
その結果を表２に示す。その結果、ｔ≧０．６ｍｍであって、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状であると応力集中を５ＭＰａ以下とすることができる。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
＜係止板とベルトとの固着構造例＞
FEM解析結果から、根元Ｒの応力を緩和させるために、ピン部のボリュームを小さくする。疲労性および抜け性を両立するためには、ウレタンの圧縮率（下穴径に対するピン径）は従来形状の圧縮率が好ましく、同等とした。図９に穴とピン形状の例を示す。ベルトボリュームＲは図８に示す大型歯部の外径を示す。ピンは４段にクサビ状に膨らました部分を設け、内一つを大膨出部とした。この大膨出部が、大型歯部の凹部に係合することとなる。ピン孔の径ｄは係止板のピン部の径ａよりも小径に形成し、ピン孔径ｄ及びピン径ａは歯高さｈに対して、ｄ／ｈ≧0.233, ａ／ｈ≧0.396 とすることにより、強固な固着を実現できる。
【００４１】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例に係る硬貨搬送ベルトの斜視図。
【図２】硬貨搬送ベルトの部分拡大図。
【図３】大型歯部付近の形状、本発明の実施例を（ａ）に従来例を（ｂ）に示す。
【図４】係止板７の係止ピン７ａの固着構造の例
【図５】係止板のピン部の形状の例を示す。(a)実施例、(b)実施例、(c)従来例。
【図６】ピン部の固着構造の例を(a)〜(e)に示す。
【図７】この発明の実施例に係る硬貨搬送ベルトと噛合するプーリの一部を省略した拡大正面図。
【図８】大型歯部の形状比較図
【図９】ピン形状の比較図
【図１０】本実施例と従来例の硬貨搬送ベルトの応力測定結果を示すグラフ
【図１１】逆曲げＦＥＭ解析図（応力集中模式図）。(a)本実施例、(b)従来例。
【図１２】硬貨搬送ベルト使用状態例
【符号の説明】
【００４３】
Ｂ 硬貨搬送ベルト
Ｃ プーリ
Ｍ 背面アイドラプーリ
１ ベルト本体
２ 大型歯部
２ａ ピン孔
３ 歯部７ 係止板
５ 凹条部
７ａ ピン
９ 係止部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえば硬貨選別機等で用いられる硬貨搬送用ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベルトで硬貨等の物品を搬送する場合、歯付面と反対側となるベルト背面に突起部や桟部を設けた搬送ベルト（以下、背面突起付ベルトという）が広く用いられている。そして、このような突起部や桟部の形成は、熱可塑性ウレタンベルトの場合には、あらかじめ、ベルト本体と同質材で形成された突起部や桟部をベルト背面の所定部位にスポット的に熱融着することによって取り付けられている。これに対し、ゴムベルトの場合にはベルト背面の研磨加工によって形成され、また、注型タイプの熱硬化性ウレタンベルトの場合には金型による一体成形によって形成できるため、製作が容易でコスト安となる等、前記した背面突起付ベルトは一般的に製造が比較的容易であるという利点がある。
本出願人は、特許文献１（特許第３５８８４８０号公報）として、熱硬化性ウレタンベルト本体に、プーリに噛合する複数の歯部を備えた歯付面を有する搬送ベルトであって、各歯部をベルト長さ方向に間隔を存してベルト幅方向に延ばして成し、これら歯部のうち一定ピッチ毎に、歯の高さ寸法及び歯の長さ寸法の少なくとも一方が他の歯部よりも大きく設定された大型歯部を設け、この大型歯部の側面に、ベルト走行時に硬貨を係止して搬送するための係止板を備えた硬貨搬送ベルトを提案した。
【０００３】
【特許文献１】特許第３５８８４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、硬貨搬送ベルトが用いられる釣り銭供給機構が小型化や搬送経路の複雑化に伴う対応性を向上させた硬貨搬送ベルトを提供することを目的とする。釣り銭機内部の他の機器の配置上、硬貨搬送ベルト掛け回しデザインが、屈曲が厳しくなり、背面アイドラプーリで、９０°以上の曲げが求められ、従来よりも逆曲げ応力の影響が大きくなったので、改良を図った。具体的には、プーリ数が増加して屈曲回数が増加するなどに対する硬貨搬送機能の維持と耐久性を発揮することができる硬貨搬送ベルトを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願発明は、釣り銭機などの機器の小型化・部品配置の複雑化に伴い、硬貨搬送ベルトについて、特に大型歯部の形状と耐久性に大きな影響を及ぼす背面アイドラプーリの関係に着目して、所期の耐久性が得られる小型化した硬貨搬送ベルトを完成したものである。
本発明の主な構成は次のとおりである。
【０００６】
（１）熱硬化性ウレタン製ベルト本体に、プーリに噛合する複数の歯部を備えた歯付面を有する搬送ベルトであって、前記各歯部はベルト長さ方向に間隔を存してベルト幅方向に延びており、これら歯部のうち一定ピッチ毎には歯の高さ寸法及び歯の長さ寸法の少なくとも一方が他の歯部よりも大きく設定された大型歯部が設けられており、この大型歯部の側面には、ベルト走行時に硬貨を係止して搬送するための係止板が備えられている硬貨搬送ベルトにおいて、
係止板は、ピン部を有する押しピン形状に形成されており、大型歯部には、その幅方向に延びるピン孔が形成され、前記係止板のピン部が前記ピン孔に挿着されることにより大型歯部の側面に取り付けられる硬貨搬送ベルトであって、
前記大型歯部の形状要素の内、底部の厚みt、ピッチラインからの歯高さＨ、歯高さｈ、根元Ｒ、幅Ｗが、ｔ≧0.6ｍｍであって、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状であること
を特徴とする硬貨搬送ベルト。
【０００７】
（２）プーリ径Ｄが３０ｍｍ未満であることを特徴とする（１）記載の硬貨搬送ベルト。
【０００８】
（３）ピン孔の径ｄは係止板のピン部の径ａよりも小径に形成されており、ピン孔径ｄ及びピン径ａは歯高さｈに対して、ｄ／ｈ≧0.233, ａ／ｈ≧0.396 であることを特徴とする（１）又は（２）記載の硬貨搬送ベルト。
【０００９】
（４）係止板のピン部はねじ切りされ、該ピン部がピン孔へねじ込まれることにより、係止板が歯部側面に取り付けられていることを特徴とする（３）記載の硬貨搬送ベルト。
【００１０】
（５）ピン孔は大型歯部に貫通形成されており、係止板のピン部先端には、該ピン部の挿入側とは反対側の歯部側面から突出されると共にピン孔の径よりも大径に形成されて歯部側面に係止される係止部が形成されていることを特徴とする（３）又は（４）記載の硬貨搬送ベルト。
【００１１】
（６）歯付面には、一部がピン孔に連通する凹部が形成されており、ピン部には、ピン孔の径よりも大径で且つ凹部のピン孔に対する連通部分の縁部に係止する係止部が形成されていることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の硬貨搬送ベルト。
【００１２】
（７）凹部は、プーリに形成されたベルト蛇行防止用フランジに係合するように成っていることを特徴とする（６）記載の硬貨搬送ベルト。
【００１３】
（８）ピン孔は大型歯部に貫通形成されており、係止板のピン部先端は、ねじ切りされてピン部の挿入側とは反対側の歯部側面から突出されており、このねじ切り部分にはナットが螺合されていることを特徴とする（４）記載の硬貨搬送ベルト。
【００１４】
（９）係止板のピン部と大型歯部のピン孔とは接着剤を介して挿着されていることを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の硬貨搬送ベルト。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、特許文献１として先に提案した発明の作用効果を維持しつつ、更に、釣り銭機などの小型・複雑化に適応し、耐久性を維持できる硬貨搬送ベルトを提供することができる。
釣り銭機の小型化等に対応するには、正転用のプーリの小型化に伴い噛み合うベルトの歯部も小さくなる必要がある。大型歯部の両側歯底部にコード（芯線）をカバーするウレタン層の厚みを形成し、両側歯底部の亀裂損傷の防止を図る一方、この厚みを出したウレタン層は大型歯部が湾曲部を走行する場合に屈曲歪みの増大となり大型歯部根元亀裂の原因となるので、本願発明は大型歯部の形状を特定することにより亀裂などの破損不良を発生させることなく小型に対応できる硬貨搬送ベルトを実現した。
特に、複雑な掛け回しを実現するためには、きつい背面曲げが必要となり、更に小径となる逆曲げ用の背面アイドラプーリよって、大型歯部は反り返ることにより応力が集中し破損の危険性が高くなるので、背面アイドラプーリとの関係に着目して、耐久性のある硬貨搬送ベルトを実現することができた。本発明では、３０ｍｍ未満の小径プーリ、２５ｍｍ径のプーリにも対応できる硬貨搬送ベルトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、この発明の第１実施態様に係る硬貨搬送ベルトＢを示す。
この硬貨搬送ベルトＢは、自動釣り銭機や硬貨選別機等で硬貨の搬送用として用いられる。１はたとえば、熱硬化性ウレタン等で形成されたベルト本体であって、その歯付面では一定ピッチ毎に形成された大型歯部２と、これら大型歯部２，２との間に形成された通常寸法の歯部３，３，…とから構成されている。また、７は上記大型歯部２の側面にベルト走行時に硬貨を係止して搬送するための係止板である。ピン部７ａを備えた押しピン形状の係止板７とし、かつ一定ピッチ毎に形成された大型歯部２にベルト幅方向に貫通したピン孔２ａを設け、このピン孔２ａに係止板７のピン部７ａを差し込んで係止板７を歯部２に挿着するようにしている。なお、上記ベルトＢは大型歯部２の側面に係止板７が取り付けられる構成であるので、ベルトＢと噛合するプーリの端面に蛇行防止用のフランジを設けることが物理的にできないので、蛇行防止用のフランジはプーリの幅方向のいずれかの位置に設けられることになり、５はこの場合にプーリ幅方向に設けられた上記フランジに係合して蛇行を防止するため、上記フランジに対応する位置に形成されたベルト蛇行防止用の凹条部、６は同じくベルトを背面駆動させた場合に該当するフランジに対応する位置に形成されたベルト蛇行防止用の凸条部である。
図２は、硬貨搬送ベルトの部分拡大図である。
【００１８】
図３に、大型歯部付近の形状について、本発明の実施例を図３（ａ）に従来例を図３（ｂ）に示す。本実施例では大型歯部の高さを小さくし、大型歯部の歯底に連続する部分は大きな湾曲Ｒとしてなめらかにし、大型歯部の両側に存在する歯底部の厚さｔを通常の歯部の歯底部よりも大きくしている。芯線（コード）の中心であるピッチラインを基準として、大型歯部２の高さをＨとし、通常の歯部３の歯底から大型歯部の高さをｈ１とし、大型歯部の両側の歯底部から大型歯部の高さをｈとし、大型歯部の根元の半径をＲ、根元Ｒ部の両端点の垂直２等分線と根元Ｒ部での交点の水平間距離を大型歯部の歯幅Ｗ、大型歯部に設けたピンを挿入するピン穴２ａの径をｄ、ピン部７ａの最小径をａとする。ピッチラインから通常の歯底までの厚さをｔ１で示すとｔ１＝Ｈ-ｈ１で示される。大型歯部の両側の歯底部の厚さｔは、Ｈ−ｈ＝ｔで示される。
図３（ｂ）に示す従来例は、ｔ＝ｔ１であり、Ｈは大きくＲは小さくきついカーブを描いていることが分かる。これに対して、図３（ａ）に示す本発明の実施例では、Ｈを小さくし、ｔ＞ｔ１とし、Ｒを大きくしてなだらかとしている。ピン穴の径ｄは小径とし、ピン穴周りの肉厚を確保して、保持強度を確保している。このように設計することにより、大型歯部２を小さくし、十分なピン保持強度を確保しつつ、背面側に曲げられて大型歯部２の根元部の湾曲部Ｒに発生する応力集中を緩和して、破損を抑制して耐久性を確保することができる。
【００１９】
図７は、前記実施例に係る硬貨搬送ベルトが噛合するプーリＣを示し、このプーリＣは断面丸型溝部１２と溝部１３とを溝として有し、特に断面丸型溝部１２には前記硬貨搬送ベルトＡの大型歯部２が、また溝部１３には同じく歯部３がそれぞれ噛合してベルトが走行するようになっている。
【００２０】
図４は、係止板７の係止ピン７ａの固着構造の例を示す。ピン部７ａの途中部に係止部９を一体形成し、この係止部９をピン孔２ａに係止させるようにしている。係止板は、図５（ａ）にも示すように、ピン部７ａの先端から所定寸法を存した位置に係止部９を備えており、この係止部９の位置は、プーリに形成された蛇行防止用のフランジが係合する凹条部５のピン孔２ａに対する開口位置に対応して設定されている。また、この係止部９の形状としては、偏平円柱状の円柱部９ａと、該円柱部９ａの下側に形成されピン部７ａ先端に向うにしたがって内径側に傾斜する円錐台状の円錐部９ｂとが一体形成されて成っている。一方、前記凹条部５のピン孔２ａに対する開口部分は、この係止部９の形状に対応した溝形状に形成されている。
【００２１】
そして、この係止部９がピン部７ａに係止された状態では、係止部９の円柱部９ａの端面が凹条部５のピン孔２ａに対する開口部分の縁部に係止され、これによってピン部７ａのピン孔２ａからの抜けが効果的に防止されている。また、このような構成では、既存の部位である凹条部５を有効利用して係止部９を係止させているので、この係止のために新たな凹条部５を形成する必要がなく、ベルトの製作作業の簡略化を図ることができる。
【００２２】
図５に係止板のピン部の形状の例を示す。図５（ａ）は、係止部９を１つ設けた例である。図５（ｂ）は、ピン７ａの径を細くして、複数の段部を設け、最先端部の係止部９を大きくして係止力と確保している。図５（ｃ）は従来例を示し、より太いピン径をしている。
【００２３】
＜固着構造の例＞
ピン穴２ａは、大型歯部が従来よりも低くなったことに合わせて、十分な肉厚を確保するために小さくする必要があるが、一方、小さくすると十分な保持力が得られない可能性があるので、挿入されるピンの太さ、形状との関係を追求した結果、ピン穴の径ｄは大型歯部の高さｈに対して0.233以上、一方、ピン径ａの最小は大型歯部の高さｈに対して0.396以上が望ましい。さらに、特に、ピン部７ａは、複数のクサビ状の抜止用の段部を設け、蛇行防止用に設けられている凹状部５に係止される構成が、ピン部の挿入動作にしたがって、しっかりとした接合が完成するので望ましい。
図６（ａ）は、図５（ｂ）に示すピンを用いた固着構造の例を示す。小さな段部がピン穴２ａの周壁に密着し、更に、大きな段部が凹条部の端部に係合して抜止機能を果たしている。
図６（ｂ）ピン部７ａに接着剤を塗布したものを、ピン孔２ａに差し込むようにしたものであり、係止板７のピン部７ａと歯部２のピン孔２ａとは接着剤層８を介して挿着される。
【００２４】
図６（ｃ）に示す例は、係止板７のピン部７ａ先端に歯部のピン孔の径よりも大きい係止部９を形成したものであり、ピン孔２ａからピン７が抜けでないように、ピンの抜け防止を図ったものである。
【００２５】
図６（ｅ）に示す例では、係止板７のピン部７ａにねじ切りを施してねじ部１０を形成したものであって、歯部のピン孔２ａにピン７ａをねじ込みによって挿着することによりピンの抜け防止を図ったものである。
【００２６】
図６（ｄ）に示すでは、係止部７のピン７ａ先端がナット１１止めされたものであり、ナット１１止めによってピンの抜け防止効果を狙ったものである。
【００２７】
尚、これらの固着構造は、組み合わせて係止板の取付け強度の向上を図るようにしてもよい。
【００２８】
＜作用＞
本発明の硬貨搬送ベルトは、図１２に例示されるようにプーリに複雑に屈曲するように掛け回されて使用される。この硬貨搬送ベルトは、硬貨を係止して搬送するための突起部としての係止板が通常寸法の歯部ではなく、歯付面の一定ピッチ毎に形成された大型歯部側に取り付けられた構成であるので、歯部に必要な強度や係止板の取付面積を広くとることができる。ベルト本体が熱硬化性ウレタンで構成されており、係止板を、ピン部を有する押しピン形状に形成するとともに大型歯部にピン孔を形成して、上記係止板をそのピン部がピン孔に差し込むことにより係止板を挿着している。ピンの取付け部となる歯部を大寸法としている。係止板のピン部先端に歯部のピン孔の径よりも大きい係止部を形成しているので、挿着後には上記係止部によってピンの抜け防止作用がある。
通常のベルトは、プーリに蛇行防止用フランジを設けるが、この硬貨搬送ベルトは側面に硬貨を押す係止板が設けられているのでこのようなフランジを設けることはできない。この硬貨搬送ベルトでは、歯部の一部を切欠き、長手方向に凹条部を連続して設けて、案内突条との案内係合部分として設ける。この凹条部を、ピン部を係止するための凹部として利用することができる。大型歯部に設けるピン孔を係止板のピン部の径よりも小径に形成しているので、係止板の挿着後にピン孔から係止板のピン部が容易に抜け難くなり、ピンの抜け防止作用がある。
また、ねじ切りされた係止板のピン部を用いた場合は、ピン孔にねじ込みによって挿着されているので、挿着後にはねじ切り部分によってピンの抜け防止作用がある。さらに、係止部のピン先端をつきだしてナット止めされることも可能である。また、さらに、ピン部と歯部のピン孔とは接着剤を介して挿着することもできる。
【００２９】
以上のような、この種の硬貨搬送ベルトを、更に、小型化、コンパクト化された自動釣り銭機などに適用するために、特に、背面アイドラプーリＭ部においては、駆動プーリ等のプーリＣとは異なり、背面側が内側に湾曲され、通常の歯部側に引っ張り応力が発生し易いが、本発明は、きつい逆湾曲に対しても耐久性のある硬貨搬送ベルトの構造を提案する。
小型化するためには、ベルトの大型歯部も小さくなる必要がある。大型歯部の両側歯底部にコード（芯線）をカバーするウレタン層の厚みを形成し、両側歯底部の亀裂損傷の防止を図る一方、この厚みを出したウレタン層は大型歯部が湾曲部を走行する場合に屈曲歪みの増大となり大型歯部根元亀裂の原因となるので、本願発明は大型歯部の形状を特定することにより亀裂などの破損不良を発生させることなく小型に対応できる硬貨搬送ベルトを実現した。
特に、逆曲げ用の背面アイドラプーリは、小径が求められ、また、背面プーリの掛け回し角度を大きくして、９０°などのきつい曲げが求められ、大型歯部は反り返ることにより応力が集中し破損の危険性が高くなるので、背面アイドラプーリとの関係に着目して、耐久性のある小型化した硬貨搬送ベルトを設定した。本発明では、３０ｍｍ未満の小径プーリ、２５ｍｍ径のプーリにも対応できる硬貨搬送ベルトを提供することができる。
【００３０】
具体的には、図３を例に取り上述したとおりである。
即ち、大型歯部２付近の形状について、大型歯部２の高さｈを小さくし、大型歯部の歯底に連続する部分は大きな湾曲Ｒとしてなめらかにし、大型歯部の両側に存在する歯底部ｔの厚さを通常の歯部の歯底部の厚さｔ１よりも大きくしている。芯線（コード）の中心であるピッチラインを基準として、大型歯部の高さをＨとし、通常の歯部の歯底から大型歯部の高さをｈ１とし、大型歯部２の両側の歯底部から大型歯部の高さをｈとし、大型歯部の根元の半径をＲ、根元Ｒ部の両端点の垂直２等分線と根元Ｒ部での交点の水平間距離を大型歯部の歯幅Ｗ、大型歯部に設けたピンを挿入するピン穴２ａの径をｄ、ピン部７ａの最小径をａとする。ピッチラインから通常の歯底までの厚さをｔ１で示すとｔ１＝Ｈ-ｈ１で示される。大型歯部の両側の歯底部の厚さｔは、Ｈ−ｈ＝ｔで示される。図３（ｂ）にしめす従来例は、ｔ＝ｔ１であり、Ｈは大きくＲは小さくきついカーブを描いていることが分かる。これに対して、図３（ａ）に示す本発明の実施例では、Ｈを小さくし、ｔ＞ｔ１とし、Ｒを大きくしてなだらかとしている。ピン穴の径ｄは小径とし、ピン穴周りの肉厚を確保して、保持強度を確保している。このように設計することにより、大型歯部を小さくし、十分なピン保持強度を確保しつつ、背面側に曲げられて大型歯部の根元部に発生する応力集中を緩和して、破損を抑制して耐久性を確保することができる。
【００３１】
この思想を具体的に、適用する場合には、特に背面アイドラプーリ径Ｄの曲率の影響を受けるので、本発明は、更に、具体的な実現手段を追求し、提案することができた。その解明については、評価試験にて詳述する。
本発明は、最小の背面アイドラプーリの径を基準として、大型歯部の形状を規定し、更に、係止板の固着を確保する基準を提案する。
底部の厚みt、ピッチラインからの歯高さＨ、歯高さｈ、根元Ｒ、幅Ｗは背面アイドラプーリの径Ｄに対して次の関係を満たすように大型歯部の形状を設計することが重要である。ｔ≧０．６ｍｍとし、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状に設計する。
さらに、ピン孔の径ｄは係止板のピン部の径ａよりも小径に形成し、ピン孔径ｄ及びピン径ａは歯高さｈに対して、ｄ／ｈ≧0.233, ａ／ｈ≧0.396 とすることにより、強固な固着を実現できる。
この結果、本発明は、プーリ径Ｄが３０ｍｍ未満の小径にも、９０°の逆曲げにも十分対応できる耐久性を実現できる。
【００３２】
[ 評価試験 ]
硬貨搬送ベルトは、例えば、図１２に示すように、屈曲して掛け回されて使用される。駆動プーリなど通常の歯側が掛け回されるプーリＣは、大型歯部を収容可能な形状に設計されているので、走行に伴う応力集中は発生しにくい。これに対して、硬貨搬送ベルトの背側を屈曲する逆方向に曲げることになる背面アイドラプーリＭでは、大型歯部に応力集中が発生しやすく、破損の原因となる。そこで、自動釣り銭機などが故障することなく使用できる耐久性の設計目安として１０年以上を設定した。この耐久性は、経験及び別途の加速度試験などにより逆曲げ時には応力を５ＭＰａ以下に設定することが重要であると知見した。
【００３３】
＜ＦＥＭ解析＞
各種の硬貨搬送ベルトを試作し、２個の背面アイドラプーリに背面側を掛け回してＦＥＭ解析を行い、その評価を表１に示す。
大型歯部付近についてＦＥＭ解析した事例を図１１に示す。背面アイドラプーリは径２５ｍｍを用いた例である。図１１（ｂ）は、試験例２に相当する従来例は、大型歯部の根元に応力が集中し、大きな歪みが発生している様子が分かる。これに対して、試験例１０に相当する図１１（ａ）は、背面側に弱い応力集中が認められるが、大型歯部側には問題となる応力集中が認められていないことが分かる。
【００３４】
図８に試験例２と試験例１０の形状を示し、ＦＥＭ解析による最大主応力を示すと、それぞれ６．０５２ＭＰａと４．９５７ＭＰａを示し、応力を１８％減の８２％にすることができることが分かる。
図１０に従来の硬貨搬送ベルトを用いた試験例１〜３、試作タイプＣの硬貨搬送ベルトを用いた試験例９〜１１のＦＥＭ解析の結果をグラフ化して示す。試作タイプＣは各径のプーリとも最大主応力を１ＭＰａ程度低下させることができ、プーリ径を小さくするほど低減効果が大きいことが分かる。
【００３５】
＜応力集中試験＞
図３に示す大型歯部を基本形状として、従来例の他５種類を試作し、背面アイドラプーリ径を２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍの３種類にベルトの背面を掛けして、試験を行った。６種類の硬貨搬送ベルトの仕様及び応力測定結果を表１に示す。
その結果、背面アイドラプーリ径が小さいほど曲げによる応力が大きくなる傾向があり、背面アイドラプーリが大きいほど設計が容易となることが分かる。背面アイドラプーリの径が３０ｍｍでは従来の硬貨搬送ベルトは若干５ＭＰａを上回るが、２５ｍｍ以下では６ＭＰａ以上となってしまう。
小型の観点から、大型歯部の歯高ｈをなるべく小さくすることが求められ、逆曲げによる破損防止の観点からは、例えば、芯線のかぶり厚さに影響するｔを大きくして芯線の暴露を抑えることを指向するのが、一般的な対応策である。しかし、単純にピッチラインから歯先までの高さＨをそのままにして、ｔを大きくしたベルトタイプＡ（試験例４〜６）は、６ＭＰａ以上とり目標をクリアすることができないので、単純に芯線のかぶり厚を大きくしても、耐久性を確保できない。
【００３６】
ベルトの歯先高さＨを抑えつつ、更に芯線かぶりであるｔの増加を小さくして、集中応力を抑えられる形状を追求した結果、根元Ｒを大きくして大型歯部の形状をなだらかにすることにより、応力集中を回避する方策を追求した。
その結果、根元Ｒを1.6mm、歯先高さＨを３．０mm以下、芯線のかぶり厚相当ｔを0.60mmと設定することにより、背面アイドラプーリ径３０ｍｍ以下でも５ＭＰａを下回ることができる組み合わせがあることを見出すことができた。
更に、大型歯部には係止板のピンを取り付け、強固な接合を確保する必要がある。ピンの径、形状、大型歯部に設ける穴の大きさとの関係を検討した。ピン径を従来例に対して６０％程度、穴の大きさを７０％程度に設定することができることを見出すことができた。
本発明の硬貨搬送ベルトは、各要素が相互に影響するので、単純に規定因子を設定することが困難であるが、逆曲げをする背面アイドラプーリの径の影響が大きいので、このプーリ径を基準として、それぞれクリアできる数値を設定した。また、係止ピンの挿入穴の肉厚に影響する歯高ｈを、基準として固着要素を規定した。
【００３７】
その結果を表２に示す。その結果、ｔ≧０．６ｍｍであって、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状であると応力集中を５ＭＰａ以下とすることができる。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
＜係止板とベルトとの固着構造例＞
FEM解析結果から、根元Ｒの応力を緩和させるために、ピン部のボリュームを小さくする。疲労性および抜け性を両立するためには、ウレタンの圧縮率（下穴径に対するピン径）は従来形状の圧縮率が好ましく、同等とした。図９に穴とピン形状の例を示す。ベルトボリュームＲは図８に示す大型歯部の外径を示す。ピンは４段にクサビ状に膨らました部分を設け、内一つを大膨出部とした。この大膨出部が、大型歯部の凹部に係合することとなる。ピン孔の径ｄは係止板のピン部の径ａよりも小径に形成し、ピン孔径ｄ及びピン径ａは歯高さｈに対して、ｄ／ｈ≧0.233, ａ／ｈ≧0.396 とすることにより、強固な固着を実現できる。
【００４１】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施例に係る硬貨搬送ベルトの斜視図。
【図２】硬貨搬送ベルトの部分拡大図。
【図３】大型歯部付近の形状、本発明の実施例を（ａ）に従来例を（ｂ）に示す。
【図４】係止板７の係止ピン７ａの固着構造の例
【図５】係止板のピン部の形状の例を示す。(a)実施例、(b)実施例、(c)従来例。
【図６】ピン部の固着構造の例を(a)〜(e)に示す。
【図７】この発明の実施例に係る硬貨搬送ベルトと噛合するプーリの一部を省略した拡大正面図。
【図８】大型歯部の形状比較図
【図９】ピン形状の比較図
【図１０】本実施例と従来例の硬貨搬送ベルトの応力測定結果を示すグラフ
【図１１】逆曲げＦＥＭ解析図（応力集中模式図）。(a)本実施例、(b)従来例。
【図１２】硬貨搬送ベルト使用状態例
【符号の説明】
【００４３】
Ｂ 硬貨搬送ベルト
Ｃ プーリ
Ｍ 背面アイドラプーリ
１ ベルト本体
２ 大型歯部
２ａ ピン孔
３ 歯部７ 係止板
５ 凹条部
７ａ ピン
９ 係止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性ウレタン製ベルト本体に、プーリに噛合する複数の歯部を備えた歯付面を有する搬送ベルトであって、前記各歯部はベルト長さ方向に間隔を存してベルト幅方向に延びており、これら歯部のうち一定ピッチ毎には歯の高さ寸法及び歯の長さ寸法の少なくとも一方が他の歯部よりも大きく設定された大型歯部が設けられており、この大型歯部の側面には、ベルト走行時に硬貨を係止して搬送するための係止板が備えられている硬貨搬送ベルトにおいて、
係止板は、ピン部を有する押しピン形状に形成されており、大型歯部には、その幅方向に延びるピン孔が形成され、前記係止板のピン部が前記ピン孔に挿着されることにより大型歯部の側面に取り付けられる硬貨搬送ベルトであって、
前記大型歯部の形状要素の内、底部の厚みt、ピッチラインからの歯高さＨ、歯高さｈ、根元Ｒ、幅Ｗが、ｔ≧0.6ｍｍであって、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状であること
を特徴とする硬貨搬送ベルト。
【請求項２】
プーリ径Ｄが３０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項３】
ピン孔の径ｄは係止板のピン部の径ａよりも小径に形成されており、ピン孔径ｄ及びピン径ａは歯高さｈに対して、ｄ／ｈ≧0.233, ａ／ｈ≧0.396 であることを特徴とする請求項１又は２記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項４】
係止板のピン部はねじ切りされ、該ピン部がピン孔へねじ込まれることにより、係止板が歯部側面に取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項５】
ピン孔は大型歯部に貫通形成されており、係止板のピン部先端には、該ピン部の挿入側とは反対側の歯部側面から突出されると共にピン孔の径よりも大径に形成されて歯部側面に係止される係止部が形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項６】
歯付面には、一部がピン孔に連通する凹部が形成されており、ピン部には、ピン孔の径よりも大径で且つ凹部のピン孔に対する連通部分の縁部に係止する係止部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項７】
凹部は、プーリに形成されたベルト蛇行防止用フランジに係合するように成っていることを特徴とする請求項６記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項８】
ピン孔は大型歯部に貫通形成されており、係止板のピン部先端は、ねじ切りされてピン部の挿入側とは反対側の歯部側面から突出されており、このねじ切り部分にはナットが螺合されていることを特徴とする請求項４記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項９】
係止板のピン部と大型歯部のピン孔とは接着剤を介して挿着されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項１】
熱硬化性ウレタン製ベルト本体に、プーリに噛合する複数の歯部を備えた歯付面を有する搬送ベルトであって、前記各歯部はベルト長さ方向に間隔を存してベルト幅方向に延びており、これら歯部のうち一定ピッチ毎には歯の高さ寸法及び歯の長さ寸法の少なくとも一方が他の歯部よりも大きく設定された大型歯部が設けられており、この大型歯部の側面には、ベルト走行時に硬貨を係止して搬送するための係止板が備えられている硬貨搬送ベルトにおいて、
係止板は、ピン部を有する押しピン形状に形成されており、大型歯部には、その幅方向に延びるピン孔が形成され、前記係止板のピン部が前記ピン孔に挿着されることにより大型歯部の側面に取り付けられる硬貨搬送ベルトであって、
前記大型歯部の形状要素の内、底部の厚みt、ピッチラインからの歯高さＨ、歯高さｈ、根元Ｒ、幅Ｗが、ｔ≧0.6ｍｍであって、背面アイドラプーリ径Ｄに対して ｔ／Ｄ≦0.034 かつ Ｈ／Ｄ≦0.12 かつ ｈ／Ｄ≦0.096 かつ Ｗ／Ｄ≦0.174 かつ Ｒ／Ｄ＞0.02の関係を満たす形状であること
を特徴とする硬貨搬送ベルト。
【請求項２】
プーリ径Ｄが３０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項３】
ピン孔の径ｄは係止板のピン部の径ａよりも小径に形成されており、ピン孔径ｄ及びピン径ａは歯高さｈに対して、ｄ／ｈ≧0.233, ａ／ｈ≧0.396 であることを特徴とする請求項１又は２記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項４】
係止板のピン部はねじ切りされ、該ピン部がピン孔へねじ込まれることにより、係止板が歯部側面に取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項５】
ピン孔は大型歯部に貫通形成されており、係止板のピン部先端には、該ピン部の挿入側とは反対側の歯部側面から突出されると共にピン孔の径よりも大径に形成されて歯部側面に係止される係止部が形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項６】
歯付面には、一部がピン孔に連通する凹部が形成されており、ピン部には、ピン孔の径よりも大径で且つ凹部のピン孔に対する連通部分の縁部に係止する係止部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項７】
凹部は、プーリに形成されたベルト蛇行防止用フランジに係合するように成っていることを特徴とする請求項６記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項８】
ピン孔は大型歯部に貫通形成されており、係止板のピン部先端は、ねじ切りされてピン部の挿入側とは反対側の歯部側面から突出されており、このねじ切り部分にはナットが螺合されていることを特徴とする請求項４記載の硬貨搬送ベルト。
【請求項９】
係止板のピン部と大型歯部のピン孔とは接着剤を介して挿着されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の硬貨搬送ベルト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−６５６３（Ｐ２０１０−６５６３Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６９９０３（Ｐ２００８−１６９９０３）
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【出願人】（０００００１４３２）グローリー株式会社 (1,344)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月３０日（２００８．６．３０）
【出願人】（０００００５０６１）バンドー化学株式会社 (429)
【出願人】（０００００１４３２）グローリー株式会社 (1,344)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]