駆動伝達装置およびこれを用いた紙葉類識別装置
【課題】ギアの状態変化による駆動伝達速度の変化を検知する駆動伝達装置を提供する。
【解決手段】ギア１〜ギア７は所定方向に直列に配置され、それぞれ隣り合うギア同士の歯は係合している。先頭のギア１は駆動源に直接接続する回転軸９１に固定接続されており、この回転軸９１にはエンコーダ２１が固定接続されている。末端のギア７は回転軸９７に固定接続されており、この回転軸９７にはエンコーダ２２が固定接続されている。エンコーダ２１，２２はそれぞれ駆動状態検出部２５に接続しており、エンコーダ２１から入力されるギア１および回転軸９１の状態に応じた信号と、エンコーダ２２から入力されるギア７および回転軸９７の状態に応じた信号と、により駆動伝達状態を検出する。
【解決手段】ギア１〜ギア７は所定方向に直列に配置され、それぞれ隣り合うギア同士の歯は係合している。先頭のギア１は駆動源に直接接続する回転軸９１に固定接続されており、この回転軸９１にはエンコーダ２１が固定接続されている。末端のギア７は回転軸９７に固定接続されており、この回転軸９７にはエンコーダ２２が固定接続されている。エンコーダ２１，２２はそれぞれ駆動状態検出部２５に接続しており、エンコーダ２１から入力されるギア１および回転軸９１の状態に応じた信号と、エンコーダ２２から入力されるギア７および回転軸９７の状態に応じた信号と、により駆動伝達状態を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置に用い、一定の搬送速度を必要とする搬送路の駆動に利用される駆動伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙幣等の紙葉類を識別する紙葉類識別装置は、挿入された紙葉類を搬送しながら、紙葉類に備えられている磁気データ等を読み取って識別を行っている。紙葉類の磁気データを搬送しながら読み取る場合、磁気データの読み取り精度は紙葉類の搬送速度の精度に大きく影響される。
このため、例えば、特許文献１には、搬送路の幅方向の両端に設置された駆動ローラと従動ローラとの回転をエンコーダで検出して、搬送される紙葉類（カード）のスリップを検出して搬送速度を検出する装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２０７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、所定長に亘る搬送ベルト上に紙葉類を載置した状態で搬送し、搬送経路上にセンサを設置して、紙葉類の情報を読み取るような構造の場合、搬送ベルトを駆動するギアや搬送ベルトが摩耗して、搬送速度が不安定になることがある。
【０００４】
図１３は駆動伝達装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）はギアが摩耗する前を示し、（Ｂ）はギアが摩耗した状態を示す。
【０００５】
ギア１〜７はそれぞれ回転軸９１〜９７に接続されており、これら回転軸９１〜９７とともに軸方向に垂直な方向に直列に配置されている。そして、隣り合うギア（ギア１とギア２、ギア２とギア３、．．．ギア６とギア７）同士の歯は係合している。また、図示しないが、ギア１に接続する回転軸９１が駆動源に接続されており、ギア１〜７のうちではギア１から駆動が開始される。このようなギア１〜７からなる駆動伝達装置において、駆動源から回転軸９１を介してギア１に駆動力が伝達されるとギア１が回転する。このギア１の回転に応じて、ギア２〜ギア６が回転して、ギア７が回転する。
【０００６】
この際、図１３（Ａ）に示すように、ギア１〜７の歯の摩耗が殆どなければ、ギア１の回転の直後にギア７が回転する。このような駆動動作を繰り返すと、図１３（Ｂ）のようにギア１〜７の歯が摩耗する。そして、図１３（Ｂ）に示すように歯が摩耗すると、各ギア１〜７の歯の幅（回転方向に沿った長さ）が初期状態よりも細くなり、歯の幅に対する隣り合う歯間の間隔が広くなる。このため、先に回転するギア（先頭側のギア）が所定量回転して初めて、先頭側のギアの歯が後に回転するギア（末端側のギア）の歯に接触する。これにより、隣り合うギア間で回転を伝達するのに所定のタイムラグが発生する。
【０００７】
この現象は、駆動伝達装置を構成する各ギア１〜７間で発生するので、ギア１が回転を開始してから、ギア７が回転を開始するまでに、ギア１は所定角回転していなければならない（図１３（Ｂ）の角Ａ°）。このため、ギア１が回転を開始してからギア７が回転を開始するまでの時間差は初期状態よりも長くなる。
【０００８】
このように、駆動伝達装置の先頭のギア１と末端のギア７との回転開始時間差が初期状態から変化していくことで、駆動伝達速度が徐々に変化してしまい、図１３（Ａ）に示す状態と図１３（Ｂ）に示す状態とでは異なる。このため、紙幣等に備えられている磁気情報を読み取る場合に、搬送速度が変化して読み取り精度が低下する。これにより、紙葉類が識別できなくなるという問題が発生する。
【０００９】
また、ギアの状態変化による駆動伝達速度の精度低下の問題としては、次の問題もある。
図１４は、歯の摩耗は殆ど無く、ギア１に歯折れが発生した状態の駆動伝達装置の概略構成を示す図である。
図１４では、ギア１に歯折れが発生したことで、歯折れ発生部１０１でギア１とギア２とが係合せず、ギア１からギア２に駆動力を伝達するには、ギア１を余剰に所定角回転させなければならない。これにより、ギア１の回転開始時間とギア７の回転開始時間との間にタイムラグが発生する。この場合、歯折れが無い部分では殆どタイムラグが発生しないが、歯折れがある部分ではタイムラグが発生する。すなわち、約１回転毎に駆動伝達速度の変化が生じる。このような場合でも、搬送速度が変化して読み取り精度が低下し、紙葉類が識別できなくなるという問題が発生する。
【００１０】
このような歯折れは、図１３（Ｂ）に示すような歯が細くなった場合に発生しやすく、歯が細くなりとともに歯折れが発生すると、より一層駆動伝達速度が不安定になり、搬送する紙葉類の識別が困難になる。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、ギアの状態変化による駆動伝達速度の変化を検知する駆動伝達装置と、この駆動伝達速度の変化によって紙葉類の識別ミス等の誤動作を未然にまたは即座に検出する紙葉類識別装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の駆動伝達装置は、互いに連接され、駆動源からの駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、予め設定された駆動開始タイミングを検出する第１駆動開始検出手段と、複数の駆動力伝達部材のうち、駆動源に接続された駆動力伝達部材を除く少なくとも１つの駆動力伝達部材の駆動開始タイミングを検出する第２駆動開始検出手段と、第１駆動開始検出手段の検出信号と第２駆動開始検出手段の検出信号とのタイミング差を検出する駆動状態検出手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
この構成では、駆動源により駆動力が発生すると、互いに連接された駆動力伝達部材に駆動力が順次伝達される。この際、全体の駆動の略最初のタイミングに相当する駆動開始タイミングが第１駆動開始検出手段で検出され、所定位置の駆動力伝達部材の駆動開始が第２駆動開始検出手段で検出される。そして、これらのタイミング差が駆動状態検出手段により検出される。ここで、駆動力伝達部材の状態が時系列で変化し、これに基づく伝達時間が変化すると、駆動力伝達部材の状態変化は、駆動状態検出手段により検出されるタイミング差の変化により把握される。
【００１４】
また、この発明の駆動伝達装置は、第１駆動開始検出手段で、駆動源に直接接続された駆動力伝達部材の駆動開始タイミングを検出することを特徴としている。例えば、駆動源がモータ、駆動力伝達部材がギアであり、第１駆動開始検出手段および第２駆動開始検出手段がそれぞれギア群における先頭のギアと末端のギアとに接続する回転軸に設置されたエンコーダである場合、ギアの形状（歯形状）等の変化により駆動伝達状態（速度）が変化すると、２つのエンコーダの回転検出タイミングの差が変化する。
【００１５】
この構成では駆動源に直接接続される駆動伝達部材の駆動開始タイミングがタイミング差の検出に利用される。
【００１６】
また、この発明の駆動伝達装置は、第１駆動開始検出手段で、駆動源の駆動開始タイミングを検出することを特徴としている。
【００１７】
この構成では駆動源の駆動開始タイミングがタイミング差の検出に利用される。例えば、前述のように、駆動源がモータ、駆動力伝達部材がギアであり、第１駆動開始検出手段がモータの駆動開始タイミングを検出する装置（例えば、モータ駆動信号検出装置）であり、第２駆動開始検出手段がギア群における末端のギアに接続する回転軸に設置されたエンコーダである場合、ギアの形状（歯形状）等の変化により駆動伝達状態（速度）が変化すると、２つのエンコーダの回転検出タイミングの差が変化する。
【００１８】
また、この発明の駆動伝達装置は、タイミング差が予め設定された閾値以上になると警告を行う警告手段を駆動状態検出手段に備えたことを特徴としている。
【００１９】
この構成では、検出されたタイミング差と所定の閾値とを比較することで、安定な駆動状態の限界よりも駆動状態が悪化したことを検出して警告が発生される。
【００２０】
また、この発明の紙葉類識別装置は、前述の駆動伝達装置と、該駆動伝達装置により駆動される所定方向に紙葉類を搬送する搬送手段と、搬送手段による搬送経路上に設置され、紙葉類に記録された情報をセンシングするセンサと、該センサのセンシング結果に基づき紙葉類を識別する識別手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２１】
この構成では、前述のように駆動伝達装置により所定閾値のタイミング差が検出されると、駆動状態が安定ではないことを検出し、紙葉類の搬送及び識別が不安定になることを検出する。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、駆動伝達装置を構成する各駆動伝達部材の状態変化による駆動伝達速度の変化を検出することができる。これにより、例えば、ギアの歯が細くなったり歯折れが発生する等して駆動伝達部材が予め設定した状態よりも悪化し、駆動伝達状態が悪化することを、駆動伝達装置は未然にまたは即座に検出することができる。
【００２３】
また、この発明によれば、紙葉類識別装置は、駆動力伝達部材の状態悪化による識別ミスを未然にまたは即座に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
第１の実施形態に係る駆動伝達装置について図を用いて説明する。
（１）通常のギアの摩耗による駆動伝達速度の変化の検出
図１は本実施形態の駆動伝達装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）はギアが摩耗する前を示し、（Ｂ）はギアが摩耗した状態を示す。この駆動伝達装置は紙幣等の紙葉類の搬送系の駆動力の伝達に利用するものであり、後述する紙葉類識別装置に備えられる。
【００２５】
図１に示すように、駆動伝達装置はギア１〜７とエンコーダ２１，２２とを備える。ギア１〜７は、図示しない回転軸に設置されており、これら回転軸に垂直な方向に直列に配置されている。そして、隣り合うギア（ギア１とギア２、ギア２とギア３、．．．ギア６とギア７）同士の歯は係合している。また、図示しないが、ギア１が駆動源に接続されており、ギア１から駆動が開始される。このようなギア１〜７からなる駆動伝達装置において、駆動源からギア１に駆動力が伝達されるとギア１が回転する。このギア１の回転に応じて、ギア２〜ギア６が回転して、ギア７が回転する。
【００２６】
エンコーダ２１，２２はそれぞれ回転部１１１，２１１と検出部１１２，２１２とを備える。エンコーダ２１の回転部１１１はギア１に接続する回転軸９１に固定設置されており、ギア１とともに回転する。回転部１１１には円周状に等間隔でスリットが形成されており、この回転部１１１のスリット形成部を挟んで検出部１１２の発光部と受光部とが対向して設置されている。検出部１１２は、回転軸９１とともに回転部１１１が回転してスリットが順次、発光部と受光部との間を通過することを検出し、検出したスリット数に応じた回転量検出信号を出力する。また、検出部１１２は、回転軸９１の回転が開始すると回転部１１１が回転を開始することから、最初にスリットの開口部に達した、または、スリットを形成する壁部に達したタイミングで信号のレベル差が発生し、これを駆動開始検出信号として出力する。
【００２７】
エンコーダ２２の回転部２１１はギア７の回転軸９７に固定設置されており、ギア７、回転軸９７とともに回転する。回転部２１１には円周状に等間隔でスリットが形成されており、この回転部２１１のスリット形成部を挟んで検出部２１２の発光部と受光部とが対向して設置されている。検出部２１２は、ギア７、回転軸９７の回転により回転部２１１が回転してスリットが順次、発光部と受光部との間を通過することを検出し、検出したスリット数に応じた回転量検出信号を出力する。また、検出部２１２は、ギア７の回転が開始すると回転部２１１が回転を開始することから、検出部２１２が最初にスリットの開口部に達した、または、スリットを形成する壁部に達したタイミングで信号のレベル差が発生し、これを駆動開始検出信号として出力する。
【００２８】
エンコーダ２１およびエンコーダ２２から出力された駆動開始検出信号は、駆動状態検出部２５に入力され、ギア１の回転開始タイミングとギア７の回転開始タイミングとの時間差が検出される。
【００２９】
ここで、図１（Ａ）に示すように、ギア１〜７が摩耗していない状態では、各ギア１〜７の歯が略きっちりと係合しているので、エンコーダ２１の駆動開始検出信号の発生タイミングとエンコーダ２２の駆動開始検出信号の発生タイミングとは殆ど時間的に差がない。すなわち、タイミング差は極小さくなる。一方、図１（Ｂ）に示すように、ギア１〜７が摩耗した状態では、各ギア１〜７の歯が細くなり、歯の幅が隣り合う歯の間隔よりも狭くなる。このため、先頭側のギアの歯が末端側のギアの歯に接触するまでに、先頭側のギアは摩耗量に応じて所定量回転する。このような歯の摩耗はギア１〜７で発生するので、末端のギア７が回転し始めるまでに、先頭のギア１は、各ギア１〜７の歯の摩耗量の合計に応じた角度分回転しなければならない。すなわち、先頭のギア１が所定角分回転して初めて、ギア７が回転し始める。このため、エンコーダ２１で検出する駆動開始検出信号の発生タイミングとエンコーダ２２で検出する駆動開始検出信号の発生タイミングは、前記所定角（図１（Ｂ）の角度Ａ°）に相当するタイミング差が発生し、駆動状態検出部２５はこのタイミング差を検出する。
【００３０】
駆動状態検出部２５は、エンコーダ２１からの駆動開始検出信号とエンコーダ２２からの駆動開始検出信号とを差分して、タイミング差を時間で表すタイミング差検出信号を生成する。駆動状態検出部２５は、駆動状態の悪化の指針となるタイミング差閾値を予め記憶しており、タイミング差検出信号に基づく時間と、タイミング差閾値に対応する時間とを比較し、タイミング差検出信号に基づく時間が長ければ、視覚的または聴覚的に警告を外部に発生する。ユーザは、この警告により、駆動伝達装置のギアの摩耗が安定な搬送を行うための限界であることを検知して、ギアの交換を行う。
【００３１】
このような構成とすることで、ギアの摩耗により、紙葉類の搬送に必要な駆動伝達の動作精度が守られなくなる前に、ギアを交換することができる。これにより、ギアの摩耗による駆動伝達速度の変化量を、次に示す急激な歯折れ等を除き、必要な仕様の範囲内に保つことができる。
【００３２】
また、このようにギアの摩耗に対する閾値を設定して交換を行う構成とすることで、歯の細りによる歯折れの発生を未然に防ぐことができる。
【００３３】
（２）急激な歯折れの検出
図２は、ギア１が急激に歯折れした状態での駆動伝達装置の概略構成を示す図である。図２に示す駆動伝達装置は、ギア１に歯折れ部１０１が存在する以外は図１（Ａ）に示す駆動伝達装置と同じ構造であり、歯折れ部１０１以外の部分での動作は、前述の説明と同じであるので省略する。
図２に示すように、ギア１に歯折れ部１０１が発生すると、たとえ初期状態の各ギア１〜７の歯の係合状態が良い状態であっても、歯折れ部１０１でギア１とギア２とが係合しない。このため、歯折れ部１０１では、ギア１が回転してもギア２〜ギア７は回転しない。従って、この間は、エンコーダ２１では回転量が検出されるが、エンコーダ２２では回転量が検出されない。すなわち、エンコーダ２１から出力される回転検出信号はＨｉ状態またはＬｏｗ状態のままになる。ここで、歯折れがなければ、エンコーダ２１のＨｉ，Ｌｏｗの繰り返しタイミングと、エンコーダ２２のＨｉ，Ｌｏｗの繰り返しタイミングとは同じになる。
【００３４】
駆動状態検出部２５は、エンコーダ２１から入力される回転検出信号とエンコーダ２２から入力される回転検出信号とを比較して、エンコーダ２１からの回転検出信号が定常的にＨｉ，Ｌｏｗを繰り返しているのに対し、エンコーダ２２からの回転検出信号が一時的にＨｉまたはＬｏｗにロックされると、ギア１〜ギア７のいずれかに歯折れが発生したことを検出して、歯折れ検出信号を生成する。そして、駆動状態検出部２５は歯折れ検出信号に基づき、視覚的または聴覚的に警告を外部に発生する。ユーザは、この警告により、駆動伝達装置のギアに歯折れが発生し、安定な搬送を行えないことを検知して、ギアの交換を行う。
【００３５】
このような構成とすることで、急激にギアの歯折れが発生しても即座に検出することができる。この結果、後述する紙葉類識別装置では、歯折れによる駆動伝達の不具合に起因する紙葉類の識別ミスを防止することができる。
【００３６】
（３）ギアと回転軸との結合部の摩耗検出
（３−１）Ｄカット結合法によるＤカット部の摩耗検出
図３（Ａ）はＤカット結合部の正面図であり、図３（Ｂ）はその側面断面図である。また、図４（Ａ）は摩耗前のＤカット結合部の正面図であり、図４（Ｂ）は摩耗後のＤカット結合部の正面図である。
また、図５はＤカット結合を用いた駆動伝達装置におけるＤカット結合部の摩耗後の概略構成を示す図である。なお、図５に示す駆動伝達装置は、各ギアと回転軸とをＤカット結合したものであり、他の構成は図１に示す駆動伝達装置と同じであり、ギア間の駆動伝達についての説明は省略する。
【００３７】
Ｄカット結合では、円柱形の回転軸９１の端部の円周部が部分的に切削されており、回転軸の端部は回転軸の軸方向から見た形状が「Ｄ」字状にＤカット部９１１が形成されている。一方、ギア１の中心には、回転軸９１のＤカット部９１１と同じ形状の貫通孔１９が形成されている。この貫通孔１９には回転軸９１のＤカット部９１１が嵌合しており、回転軸９１の端部はギア１の表面から突出している。この回転軸９１の突出部のギア１表面に接する位置には、回転軸９１がギア１の貫通孔１９から抜けることを防止する補助部材であるＥリング９１２が設置されている。このような構成とすることで、ギア１と回転軸９１とが固定される。この場合、例えば回転軸９１に駆動力が加えられると、Ｄカット部９１１における回転軸９１とギア１との互いの平坦部が接触する部分で駆動力が伝達されてギア１が回転する。このため、平坦部の端部に駆動力が作用する。ここで、回転軸９１が金属製であり、ギア１が樹脂製であれば、低硬度である樹脂製のギア１が変形する。具体的には、Ｄ形状の貫通孔１９の角部から平坦部が削られていき、徐々に円形に近づいていってしまう。このような構造では、駆動源により回転軸９１が回転開始してからギア１が回転開始するまでに、Ｄ形状の貫通孔１９の摩耗量に応じたタイミングのズレ（図５の角度Ｃに対応する時間）が生じる。このため、ギア１〜７で駆動伝達に遅延が生じなくても、エンコーダ２１の駆動開始検出信号とエンコーダ２２の駆動開始検出信号とのタイミング差は、Ｄ形状の貫通孔１９の摩耗が発生する前よりも長くなる。駆動状態検出部２５は、このタイミング差を検出して、検出したタイミング差に基づく時間と、予め設定しておいた閾値に対応する時間とを比較し、検出したタイミング差に基づく時間が長ければ、視覚的または聴覚的に警告を外部に発生する。ユーザは、この警告により、駆動伝達装置のＤカット結合部の摩耗が安定な搬送を行うための限界であることを検知して、ギアの交換を行う。
【００３８】
（３−２）ピン結合法によるピン結合部の摩耗検出
図６（Ａ）はピン結合部の正面図であり、図６（Ｂ）はその側面断面図であり、図６（ｃ）はその裏面図である。また、図７（Ａ）は摩耗前のピン結合部の裏面図であり、図７（Ｂ）は摩耗後のピン結合部の裏面図である。
また、図８はピン結合を用いた駆動伝達装置におけるピン結合部の摩耗後の概略構成を示す図である。なお、図８に示す駆動伝達装置は、各ギアと回転軸とをピン結合したものであり、他の構成は図１、図５に示す駆動伝達装置と同じであり、ギア間の駆動伝達についての説明は省略する。
【００３９】
ピン結合では、ギア１の回転軸９１中央方向の表面（図６（Ｃ）に示す面）に棒状のピン９１３が嵌合する溝１９９が形成されており、回転軸９１の端部から所定長さ中央側の位置には棒状のピン９１３が挿嵌する貫通孔９１４が形成されている。この回転軸９１の貫通孔９１４にピン９１３が挿嵌されるとともに、ギア１の溝１９９にピン９１３が嵌合される。また、回転軸９１の端部はギア１の表面から突出しており、この回転軸９１の突出部のギア１表面に接する位置には、回転軸９１がギア１の貫通孔１９から抜けることを防止する補助部材であるＥリング９１２が設置されている。このような構成とすることで、ギア１と回転軸９１とが固定される。この場合、例えば回転軸９１に駆動力が加えられると、ピン結合部におけるピン９１３と回転軸９１とギア１との接触部で駆動力が伝達されてギア１が回転する。ここで、回転軸９１およびピン９１３が金属製であり、ギア１が樹脂製であれば、低硬度である樹脂製のギア１が変形する。具体的には、溝１９９がピン９１３の回転により削られていき、徐々に扇形状に変形していってしまう。このような構造では、駆動源により回転軸９１が回転開始してからギア１が回転開始するまでに、ピン結合部の溝１９９の摩耗量に応じたタイミングのズレ（図８の角度Ｄに相当する時間）が生じる。このため、ギア１〜７で駆動伝達に遅延が生じなくても、エンコーダ２１の駆動開始検出信号とエンコーダ２２の駆動開始検出信号とのタイミング差は、溝１９９の摩耗が発生する前よりも長くなる。駆動状態検出部２５は、このタイミング差を検知し、検知したタイミング差に基づく時間と、予め設定しておいた閾値に対応する時間とを比較し、検知したタイミング差検出信号に基づく時間が長ければ、視覚的または聴覚的に警告を外部に発生する。ユーザは、この警告により、駆動伝達装置のピン結合部の溝の摩耗が安定な搬送を行うための限界であることを検知して、ギアの交換を行う。
【００４０】
このように本実施形態の構成を用いることで、駆動伝達装置のギアと回転軸との接続部の摩耗も検出することができる。
【００４１】
なお、前述の実施形態では、駆動源に直接接続する回転軸と、ギア列の末端のギアに接続する回転軸にエンコーダとにそれぞれエンコーダを設置した例を示したが、ギア１〜ギア７からなるギア列の途中のギアに接続する回転軸にエンコーダを設置しても良い。
【００４２】
図９は、ギア列の途中のギアに接続する回転軸にエンコーダを設置した駆動伝達装置の概略構成を示す図である。図９では、末端のギア７の１つ手前のギア６に接続する回転軸９６にエンコーダ２３を設置した状態を示す。
【００４３】
このような構成であっても、ギア１〜ギア６に対して、前述のように、ギアの歯の摩耗、歯折れを検出することができるとともに、駆動源に直接接続する回転軸とこれに接続するギアとの結合部の摩耗を検出することができる。なお、この場合、ギア７の歯の摩耗および歯折れは検出することはできない。
【００４４】
また、前述の実施形態では、駆動源に直接接続する回転軸にエンコーダ１１を設置する例を示したが、駆動源であるモータの駆動制御信号を駆動開始のタイミングとして検出しても良い。
【００４５】
図１０は、駆動源の駆動制御信号を用いた場合の駆動伝達装置の構成を示す図である。
【００４６】
図１０に示す駆動伝達装置は、図１に示す駆動伝達装置からエンコーダ２１を省略し、ギア１、回転軸９１に直接接続されたモータ１００の駆動制御信号をタイミング検出に利用するものである。この駆動伝達装置では、駆動制御部２４からモータ１００に駆動制御信号が入力されるとともに、駆動状態検出部２５にも駆動制御信号が入力される。
【００４７】
このような構成であっても、駆動源に直接接続する回転軸やギアの駆動開始タイミングに対応するタイミングを得ることができるので、前述のように、ギアの歯の摩耗、歯折れを検出することができ、駆動源に直接接続する回転軸とこれに接続するギアとの結合部の摩耗を検出することができる。そして、このような構成とすることで、駆動源に直接接続する回転軸に設置するエンコーダを省略することができるので、前述の効果を奏しながらも、より簡素な構成の駆動伝達装置を実現することができる。
【００４８】
また、前述の実施形態では、駆動力伝達部材として、ギアのみを用いた例を示したが、ギアのみでなくベルト等を用いた構成であってもよい。
【００４９】
図１１はギアとベルトとを用いた駆動伝達装置の構成を示す図である。
図１１は、図１におけるギア３，４，５を省略し、ギア２とギア６にそれぞれプーリ８２，８６を設置し、これらプーリ８２，８６をベルト８０で接続したものである。この構成では、ギア２が回転するとプーリ８２が回転し、ベルト８０が回動する。ベルト８０が回動すると、プーリ８６が回転し、ギア６が回転する。このような動作により駆動力が伝達される。
【００５０】
このような構成であっても、駆動源に直接接続する回転軸の駆動開始タイミングと、末端のギアに接続する回転軸の駆動開始タイミングとをエンコーダ１１，２１で検出することができる。これにより、前述のように、ギアの歯の摩耗、歯折れを検出することができ、駆動源に直接接続する回転軸とこれに接続するギアとの結合部の摩耗を検出することができる。さらには、ベルトの摩耗によるスリップを検出することができる。
【００５１】
次に、第１の実施形態に示した各駆動伝達装置を用いた紙葉類識別装置を第２の実施形態として図を参照して説明する。
【００５２】
図１２は本実施形態の紙葉類識別装置の概略構成を示す図である。
【００５３】
紙葉類識別装置は、ギア１〜１３、エンコーダ２１，２２、下搬送ローラ３１〜３６、上搬送ローラ４１〜４６、バネ５１〜５６、センサ６１，６２、駆動状態検出部２５、紙葉類識別部２６を備える。
【００５４】
ギア１〜１１は、紙葉類搬送方向に平行な方向に順に配置されており、隣り合うギアギア１とギア２、．．．、ギア１０とギア１１）同士の歯が係合している。また、ギア１の紙葉類搬送経路に対向する側の所定位置にはギア１２が設置されており、ギア１とギア１２の歯も係合している。そして、このギア１２に接続する回転軸が駆動源であるモータ１００に接続する。また、ギア１１の紙葉類搬送経路に対向する側の所定位置にはギア１３が設置されており、ギア１１とギア１３の歯も係合している。
【００５５】
ギア１、ギア３、ギア５、ギア７、ギア９、ギア１１にはそれぞれ下搬送ローラ３１，３２，３３，３４，３５，３６が設置されており、ギアの回転とともに下搬送ローラ３１〜３６も回転する。これら下搬送ローラ３１〜３６の紙葉類搬送経路方向の端部位置は全て同じであり、これらの点を結ぶ線が紙葉類搬送経路に相当する。下搬送ローラ３１〜３６の紙葉類搬送経路を対称面とした対称位置には、上搬送ローラ４１〜４６が設置されており、それぞれバネ５１〜５６により付勢されて下搬送ローラ３１〜３６に接触している。この構造により紙葉類搬送経路（上搬送ローラ４１〜４６と下搬送ローラ３１〜３６との間）に紙幣等の紙葉類が搬入されると、モータ１００によりギア１〜１３が回転し、駆動力が伝達されて、下搬送ローラ３１〜３６が同じ方向に回転する。ここで、上搬送ローラ４１〜４６が下搬送ローラ３１〜３６に対して所定の付勢力により接触していることで、それぞれに対向する位置に配置された上搬送ローラ４１〜４６と下搬送ローラ３１〜３６とが紙葉類を挟み込み、紙葉類には下搬送ローラ３１〜３６の回転による搬送力が作用して、紙葉類が所定の搬送方向、例えば図１２であれば、下搬送ローラ３６側から下搬送ローラ３１側に向かう方向に搬送される。
【００５６】
センサ６１，６２はそれぞれ磁気センサまたは光センサ等で構成されており、センサ６１，６２の設置位置を通過する紙葉類に備えられている磁気情報や光透過率等の固有情報を検出して、紙葉類識別部２６に出力する。紙葉類識別部２６は、入力された情報を解析して、紙葉類の種類を識別する。
【００５７】
ところで、ギア１２に接続する回転軸にはエンコーダ２１が固定設置されており、ギア１３に接続する回転軸にはエンコーダ２２が固定設置されている。エンコーダ２１，２２は駆動状態検出部２５に電気的に接続されており、エンコーダ２１，２２で検出した信号が駆動状態検出部２５に入力される。そして、前述のようにモータ１００が駆動し、ギア１２に接続する回転軸およびギア１３に接続する回転軸が回転すると、駆動開始と回転量とを示す信号を生成して、駆動状態検出部２５に出力する。
【００５８】
駆動状態検出部２５はエンコーダ２１，２２から入力される信号に基づき、ギア１〜１３により構成される駆動伝達装置の先端のギア１に接続する回転軸の回転開始タイミング（駆動開始タイミング）と、末端のギア１３に接続する回転軸の回転開始タイミング（駆動開始タイミング）とのタイミング差を検出する。そして、検出したタイミング差に対応する時間と予め設定された閾値時間とを比較し、検出したタイミング差に対応する時間が長ければ、外部に警告を発する。ここで、閾値時間は、駆動伝達装置の駆動状態により搬送速度が許容される精度以下になるタイミング差に対応する時間が設定されている。
【００５９】
このような駆動状態検出部２５の処理を紙葉類識別装置の立ち上げ時に毎度行うことで、突然のギアの歯折れ等の突発故障が発生しない限り、紙葉類識別装置の動作中に生じる搬送速度の精度低下による識別ミス等を未然に防ぐことができる。また、駆動状態検出部２５を紙葉類識別装置の動作中に動作させておくことで、歯折れ等による突発的な故障により搬送速度が変化することを即座に検出することができるとともに、識別処理を停止して識別ミスを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１の実施形態の駆動伝達装置の概略構成を示す図
【図２】ギア１が急激に歯折れした状態での駆動伝達装置の概略構成を示す図
【図３】Ｄカット結合部の正面図およびその側面断面図
【図４】摩耗前のＤカット結合部の正面図および摩耗後のＤカット結合部の正面図
【図５】Ｄカット結合を用いた駆動伝達装置におけるＤカット結合部の摩耗後の概略構成を示す図
【図６】ピン結合部の正面図、その側面断面図、およびその裏面図
【図７】摩耗前のピン結合部の裏面図、および摩耗後のピン結合部の裏面図
【図８】ピン結合を用いた駆動伝達装置におけるピン結合部の摩耗後の概略構成を示す図
【図９】ギア列の途中のギアに接続する回転軸にエンコーダを設置した駆動伝達装置の概略構成を示す図
【図１０】駆動源の駆動制御信号を用いた場合の駆動伝達装置の構成を示す図
【図１１】ギアとベルトとを用いた駆動伝達装置の構成を示す図
【図１２】第２の実施形態の紙葉類識別装置の概略構成を示す図
【図１３】駆動伝達装置の概略構成を示す図
【図１４】歯の摩耗は殆ど無く、ギア１に歯折れが発生した状態の駆動伝達装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００６１】
１〜１３−ギア
２１，２２，２３−エンコーダ
１１１，２１１−回転部
１１２，２１２−検出部
２４−駆動制御部
２５−駆動状態検出部
２６−紙葉類識別部
３１〜３６−下搬送ローラ
４１〜４６−上搬送ローラ
５１〜５６−バネ
６１，６２−センサ
８０−ベルト
８２，８６−プーリ
９１〜９７−回転軸
１００−モータ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紙葉類の識別を行う紙葉類識別装置に用い、一定の搬送速度を必要とする搬送路の駆動に利用される駆動伝達装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙幣等の紙葉類を識別する紙葉類識別装置は、挿入された紙葉類を搬送しながら、紙葉類に備えられている磁気データ等を読み取って識別を行っている。紙葉類の磁気データを搬送しながら読み取る場合、磁気データの読み取り精度は紙葉類の搬送速度の精度に大きく影響される。
このため、例えば、特許文献１には、搬送路の幅方向の両端に設置された駆動ローラと従動ローラとの回転をエンコーダで検出して、搬送される紙葉類（カード）のスリップを検出して搬送速度を検出する装置が開示されている。
【特許文献１】特開平５−２０７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、所定長に亘る搬送ベルト上に紙葉類を載置した状態で搬送し、搬送経路上にセンサを設置して、紙葉類の情報を読み取るような構造の場合、搬送ベルトを駆動するギアや搬送ベルトが摩耗して、搬送速度が不安定になることがある。
【０００４】
図１３は駆動伝達装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）はギアが摩耗する前を示し、（Ｂ）はギアが摩耗した状態を示す。
【０００５】
ギア１〜７はそれぞれ回転軸９１〜９７に接続されており、これら回転軸９１〜９７とともに軸方向に垂直な方向に直列に配置されている。そして、隣り合うギア（ギア１とギア２、ギア２とギア３、．．．ギア６とギア７）同士の歯は係合している。また、図示しないが、ギア１に接続する回転軸９１が駆動源に接続されており、ギア１〜７のうちではギア１から駆動が開始される。このようなギア１〜７からなる駆動伝達装置において、駆動源から回転軸９１を介してギア１に駆動力が伝達されるとギア１が回転する。このギア１の回転に応じて、ギア２〜ギア６が回転して、ギア７が回転する。
【０００６】
この際、図１３（Ａ）に示すように、ギア１〜７の歯の摩耗が殆どなければ、ギア１の回転の直後にギア７が回転する。このような駆動動作を繰り返すと、図１３（Ｂ）のようにギア１〜７の歯が摩耗する。そして、図１３（Ｂ）に示すように歯が摩耗すると、各ギア１〜７の歯の幅（回転方向に沿った長さ）が初期状態よりも細くなり、歯の幅に対する隣り合う歯間の間隔が広くなる。このため、先に回転するギア（先頭側のギア）が所定量回転して初めて、先頭側のギアの歯が後に回転するギア（末端側のギア）の歯に接触する。これにより、隣り合うギア間で回転を伝達するのに所定のタイムラグが発生する。
【０００７】
この現象は、駆動伝達装置を構成する各ギア１〜７間で発生するので、ギア１が回転を開始してから、ギア７が回転を開始するまでに、ギア１は所定角回転していなければならない（図１３（Ｂ）の角Ａ°）。このため、ギア１が回転を開始してからギア７が回転を開始するまでの時間差は初期状態よりも長くなる。
【０００８】
このように、駆動伝達装置の先頭のギア１と末端のギア７との回転開始時間差が初期状態から変化していくことで、駆動伝達速度が徐々に変化してしまい、図１３（Ａ）に示す状態と図１３（Ｂ）に示す状態とでは異なる。このため、紙幣等に備えられている磁気情報を読み取る場合に、搬送速度が変化して読み取り精度が低下する。これにより、紙葉類が識別できなくなるという問題が発生する。
【０００９】
また、ギアの状態変化による駆動伝達速度の精度低下の問題としては、次の問題もある。
図１４は、歯の摩耗は殆ど無く、ギア１に歯折れが発生した状態の駆動伝達装置の概略構成を示す図である。
図１４では、ギア１に歯折れが発生したことで、歯折れ発生部１０１でギア１とギア２とが係合せず、ギア１からギア２に駆動力を伝達するには、ギア１を余剰に所定角回転させなければならない。これにより、ギア１の回転開始時間とギア７の回転開始時間との間にタイムラグが発生する。この場合、歯折れが無い部分では殆どタイムラグが発生しないが、歯折れがある部分ではタイムラグが発生する。すなわち、約１回転毎に駆動伝達速度の変化が生じる。このような場合でも、搬送速度が変化して読み取り精度が低下し、紙葉類が識別できなくなるという問題が発生する。
【００１０】
このような歯折れは、図１３（Ｂ）に示すような歯が細くなった場合に発生しやすく、歯が細くなりとともに歯折れが発生すると、より一層駆動伝達速度が不安定になり、搬送する紙葉類の識別が困難になる。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、ギアの状態変化による駆動伝達速度の変化を検知する駆動伝達装置と、この駆動伝達速度の変化によって紙葉類の識別ミス等の誤動作を未然にまたは即座に検出する紙葉類識別装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の駆動伝達装置は、互いに連接され、駆動源からの駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、予め設定された駆動開始タイミングを検出する第１駆動開始検出手段と、複数の駆動力伝達部材のうち、駆動源に接続された駆動力伝達部材を除く少なくとも１つの駆動力伝達部材の駆動開始タイミングを検出する第２駆動開始検出手段と、第１駆動開始検出手段の検出信号と第２駆動開始検出手段の検出信号とのタイミング差を検出する駆動状態検出手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１３】
この構成では、駆動源により駆動力が発生すると、互いに連接された駆動力伝達部材に駆動力が順次伝達される。この際、全体の駆動の略最初のタイミングに相当する駆動開始タイミングが第１駆動開始検出手段で検出され、所定位置の駆動力伝達部材の駆動開始が第２駆動開始検出手段で検出される。そして、これらのタイミング差が駆動状態検出手段により検出される。ここで、駆動力伝達部材の状態が時系列で変化し、これに基づく伝達時間が変化すると、駆動力伝達部材の状態変化は、駆動状態検出手段により検出されるタイミング差の変化により把握される。
【００１４】
また、この発明の駆動伝達装置は、第１駆動開始検出手段で、駆動源に直接接続された駆動力伝達部材の駆動開始タイミングを検出することを特徴としている。例えば、駆動源がモータ、駆動力伝達部材がギアであり、第１駆動開始検出手段および第２駆動開始検出手段がそれぞれギア群における先頭のギアと末端のギアとに接続する回転軸に設置されたエンコーダである場合、ギアの形状（歯形状）等の変化により駆動伝達状態（速度）が変化すると、２つのエンコーダの回転検出タイミングの差が変化する。
【００１５】
この構成では駆動源に直接接続される駆動伝達部材の駆動開始タイミングがタイミング差の検出に利用される。
【００１６】
また、この発明の駆動伝達装置は、第１駆動開始検出手段で、駆動源の駆動開始タイミングを検出することを特徴としている。
【００１７】
この構成では駆動源の駆動開始タイミングがタイミング差の検出に利用される。例えば、前述のように、駆動源がモータ、駆動力伝達部材がギアであり、第１駆動開始検出手段がモータの駆動開始タイミングを検出する装置（例えば、モータ駆動信号検出装置）であり、第２駆動開始検出手段がギア群における末端のギアに接続する回転軸に設置されたエンコーダである場合、ギアの形状（歯形状）等の変化により駆動伝達状態（速度）が変化すると、２つのエンコーダの回転検出タイミングの差が変化する。
【００１８】
また、この発明の駆動伝達装置は、タイミング差が予め設定された閾値以上になると警告を行う警告手段を駆動状態検出手段に備えたことを特徴としている。
【００１９】
この構成では、検出されたタイミング差と所定の閾値とを比較することで、安定な駆動状態の限界よりも駆動状態が悪化したことを検出して警告が発生される。
【００２０】
また、この発明の紙葉類識別装置は、前述の駆動伝達装置と、該駆動伝達装置により駆動される所定方向に紙葉類を搬送する搬送手段と、搬送手段による搬送経路上に設置され、紙葉類に記録された情報をセンシングするセンサと、該センサのセンシング結果に基づき紙葉類を識別する識別手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２１】
この構成では、前述のように駆動伝達装置により所定閾値のタイミング差が検出されると、駆動状態が安定ではないことを検出し、紙葉類の搬送及び識別が不安定になることを検出する。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、駆動伝達装置を構成する各駆動伝達部材の状態変化による駆動伝達速度の変化を検出することができる。これにより、例えば、ギアの歯が細くなったり歯折れが発生する等して駆動伝達部材が予め設定した状態よりも悪化し、駆動伝達状態が悪化することを、駆動伝達装置は未然にまたは即座に検出することができる。
【００２３】
また、この発明によれば、紙葉類識別装置は、駆動力伝達部材の状態悪化による識別ミスを未然にまたは即座に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
第１の実施形態に係る駆動伝達装置について図を用いて説明する。
（１）通常のギアの摩耗による駆動伝達速度の変化の検出
図１は本実施形態の駆動伝達装置の概略構成を示す図であり、（Ａ）はギアが摩耗する前を示し、（Ｂ）はギアが摩耗した状態を示す。この駆動伝達装置は紙幣等の紙葉類の搬送系の駆動力の伝達に利用するものであり、後述する紙葉類識別装置に備えられる。
【００２５】
図１に示すように、駆動伝達装置はギア１〜７とエンコーダ２１，２２とを備える。ギア１〜７は、図示しない回転軸に設置されており、これら回転軸に垂直な方向に直列に配置されている。そして、隣り合うギア（ギア１とギア２、ギア２とギア３、．．．ギア６とギア７）同士の歯は係合している。また、図示しないが、ギア１が駆動源に接続されており、ギア１から駆動が開始される。このようなギア１〜７からなる駆動伝達装置において、駆動源からギア１に駆動力が伝達されるとギア１が回転する。このギア１の回転に応じて、ギア２〜ギア６が回転して、ギア７が回転する。
【００２６】
エンコーダ２１，２２はそれぞれ回転部１１１，２１１と検出部１１２，２１２とを備える。エンコーダ２１の回転部１１１はギア１に接続する回転軸９１に固定設置されており、ギア１とともに回転する。回転部１１１には円周状に等間隔でスリットが形成されており、この回転部１１１のスリット形成部を挟んで検出部１１２の発光部と受光部とが対向して設置されている。検出部１１２は、回転軸９１とともに回転部１１１が回転してスリットが順次、発光部と受光部との間を通過することを検出し、検出したスリット数に応じた回転量検出信号を出力する。また、検出部１１２は、回転軸９１の回転が開始すると回転部１１１が回転を開始することから、最初にスリットの開口部に達した、または、スリットを形成する壁部に達したタイミングで信号のレベル差が発生し、これを駆動開始検出信号として出力する。
【００２７】
エンコーダ２２の回転部２１１はギア７の回転軸９７に固定設置されており、ギア７、回転軸９７とともに回転する。回転部２１１には円周状に等間隔でスリットが形成されており、この回転部２１１のスリット形成部を挟んで検出部２１２の発光部と受光部とが対向して設置されている。検出部２１２は、ギア７、回転軸９７の回転により回転部２１１が回転してスリットが順次、発光部と受光部との間を通過することを検出し、検出したスリット数に応じた回転量検出信号を出力する。また、検出部２１２は、ギア７の回転が開始すると回転部２１１が回転を開始することから、検出部２１２が最初にスリットの開口部に達した、または、スリットを形成する壁部に達したタイミングで信号のレベル差が発生し、これを駆動開始検出信号として出力する。
【００２８】
エンコーダ２１およびエンコーダ２２から出力された駆動開始検出信号は、駆動状態検出部２５に入力され、ギア１の回転開始タイミングとギア７の回転開始タイミングとの時間差が検出される。
【００２９】
ここで、図１（Ａ）に示すように、ギア１〜７が摩耗していない状態では、各ギア１〜７の歯が略きっちりと係合しているので、エンコーダ２１の駆動開始検出信号の発生タイミングとエンコーダ２２の駆動開始検出信号の発生タイミングとは殆ど時間的に差がない。すなわち、タイミング差は極小さくなる。一方、図１（Ｂ）に示すように、ギア１〜７が摩耗した状態では、各ギア１〜７の歯が細くなり、歯の幅が隣り合う歯の間隔よりも狭くなる。このため、先頭側のギアの歯が末端側のギアの歯に接触するまでに、先頭側のギアは摩耗量に応じて所定量回転する。このような歯の摩耗はギア１〜７で発生するので、末端のギア７が回転し始めるまでに、先頭のギア１は、各ギア１〜７の歯の摩耗量の合計に応じた角度分回転しなければならない。すなわち、先頭のギア１が所定角分回転して初めて、ギア７が回転し始める。このため、エンコーダ２１で検出する駆動開始検出信号の発生タイミングとエンコーダ２２で検出する駆動開始検出信号の発生タイミングは、前記所定角（図１（Ｂ）の角度Ａ°）に相当するタイミング差が発生し、駆動状態検出部２５はこのタイミング差を検出する。
【００３０】
駆動状態検出部２５は、エンコーダ２１からの駆動開始検出信号とエンコーダ２２からの駆動開始検出信号とを差分して、タイミング差を時間で表すタイミング差検出信号を生成する。駆動状態検出部２５は、駆動状態の悪化の指針となるタイミング差閾値を予め記憶しており、タイミング差検出信号に基づく時間と、タイミング差閾値に対応する時間とを比較し、タイミング差検出信号に基づく時間が長ければ、視覚的または聴覚的に警告を外部に発生する。ユーザは、この警告により、駆動伝達装置のギアの摩耗が安定な搬送を行うための限界であることを検知して、ギアの交換を行う。
【００３１】
このような構成とすることで、ギアの摩耗により、紙葉類の搬送に必要な駆動伝達の動作精度が守られなくなる前に、ギアを交換することができる。これにより、ギアの摩耗による駆動伝達速度の変化量を、次に示す急激な歯折れ等を除き、必要な仕様の範囲内に保つことができる。
【００３２】
また、このようにギアの摩耗に対する閾値を設定して交換を行う構成とすることで、歯の細りによる歯折れの発生を未然に防ぐことができる。
【００３３】
（２）急激な歯折れの検出
図２は、ギア１が急激に歯折れした状態での駆動伝達装置の概略構成を示す図である。図２に示す駆動伝達装置は、ギア１に歯折れ部１０１が存在する以外は図１（Ａ）に示す駆動伝達装置と同じ構造であり、歯折れ部１０１以外の部分での動作は、前述の説明と同じであるので省略する。
図２に示すように、ギア１に歯折れ部１０１が発生すると、たとえ初期状態の各ギア１〜７の歯の係合状態が良い状態であっても、歯折れ部１０１でギア１とギア２とが係合しない。このため、歯折れ部１０１では、ギア１が回転してもギア２〜ギア７は回転しない。従って、この間は、エンコーダ２１では回転量が検出されるが、エンコーダ２２では回転量が検出されない。すなわち、エンコーダ２１から出力される回転検出信号はＨｉ状態またはＬｏｗ状態のままになる。ここで、歯折れがなければ、エンコーダ２１のＨｉ，Ｌｏｗの繰り返しタイミングと、エンコーダ２２のＨｉ，Ｌｏｗの繰り返しタイミングとは同じになる。
【００３４】
駆動状態検出部２５は、エンコーダ２１から入力される回転検出信号とエンコーダ２２から入力される回転検出信号とを比較して、エンコーダ２１からの回転検出信号が定常的にＨｉ，Ｌｏｗを繰り返しているのに対し、エンコーダ２２からの回転検出信号が一時的にＨｉまたはＬｏｗにロックされると、ギア１〜ギア７のいずれかに歯折れが発生したことを検出して、歯折れ検出信号を生成する。そして、駆動状態検出部２５は歯折れ検出信号に基づき、視覚的または聴覚的に警告を外部に発生する。ユーザは、この警告により、駆動伝達装置のギアに歯折れが発生し、安定な搬送を行えないことを検知して、ギアの交換を行う。
【００３５】
このような構成とすることで、急激にギアの歯折れが発生しても即座に検出することができる。この結果、後述する紙葉類識別装置では、歯折れによる駆動伝達の不具合に起因する紙葉類の識別ミスを防止することができる。
【００３６】
（３）ギアと回転軸との結合部の摩耗検出
（３−１）Ｄカット結合法によるＤカット部の摩耗検出
図３（Ａ）はＤカット結合部の正面図であり、図３（Ｂ）はその側面断面図である。また、図４（Ａ）は摩耗前のＤカット結合部の正面図であり、図４（Ｂ）は摩耗後のＤカット結合部の正面図である。
また、図５はＤカット結合を用いた駆動伝達装置におけるＤカット結合部の摩耗後の概略構成を示す図である。なお、図５に示す駆動伝達装置は、各ギアと回転軸とをＤカット結合したものであり、他の構成は図１に示す駆動伝達装置と同じであり、ギア間の駆動伝達についての説明は省略する。
【００３７】
Ｄカット結合では、円柱形の回転軸９１の端部の円周部が部分的に切削されており、回転軸の端部は回転軸の軸方向から見た形状が「Ｄ」字状にＤカット部９１１が形成されている。一方、ギア１の中心には、回転軸９１のＤカット部９１１と同じ形状の貫通孔１９が形成されている。この貫通孔１９には回転軸９１のＤカット部９１１が嵌合しており、回転軸９１の端部はギア１の表面から突出している。この回転軸９１の突出部のギア１表面に接する位置には、回転軸９１がギア１の貫通孔１９から抜けることを防止する補助部材であるＥリング９１２が設置されている。このような構成とすることで、ギア１と回転軸９１とが固定される。この場合、例えば回転軸９１に駆動力が加えられると、Ｄカット部９１１における回転軸９１とギア１との互いの平坦部が接触する部分で駆動力が伝達されてギア１が回転する。このため、平坦部の端部に駆動力が作用する。ここで、回転軸９１が金属製であり、ギア１が樹脂製であれば、低硬度である樹脂製のギア１が変形する。具体的には、Ｄ形状の貫通孔１９の角部から平坦部が削られていき、徐々に円形に近づいていってしまう。このような構造では、駆動源により回転軸９１が回転開始してからギア１が回転開始するまでに、Ｄ形状の貫通孔１９の摩耗量に応じたタイミングのズレ（図５の角度Ｃに対応する時間）が生じる。このため、ギア１〜７で駆動伝達に遅延が生じなくても、エンコーダ２１の駆動開始検出信号とエンコーダ２２の駆動開始検出信号とのタイミング差は、Ｄ形状の貫通孔１９の摩耗が発生する前よりも長くなる。駆動状態検出部２５は、このタイミング差を検出して、検出したタイミング差に基づく時間と、予め設定しておいた閾値に対応する時間とを比較し、検出したタイミング差に基づく時間が長ければ、視覚的または聴覚的に警告を外部に発生する。ユーザは、この警告により、駆動伝達装置のＤカット結合部の摩耗が安定な搬送を行うための限界であることを検知して、ギアの交換を行う。
【００３８】
（３−２）ピン結合法によるピン結合部の摩耗検出
図６（Ａ）はピン結合部の正面図であり、図６（Ｂ）はその側面断面図であり、図６（ｃ）はその裏面図である。また、図７（Ａ）は摩耗前のピン結合部の裏面図であり、図７（Ｂ）は摩耗後のピン結合部の裏面図である。
また、図８はピン結合を用いた駆動伝達装置におけるピン結合部の摩耗後の概略構成を示す図である。なお、図８に示す駆動伝達装置は、各ギアと回転軸とをピン結合したものであり、他の構成は図１、図５に示す駆動伝達装置と同じであり、ギア間の駆動伝達についての説明は省略する。
【００３９】
ピン結合では、ギア１の回転軸９１中央方向の表面（図６（Ｃ）に示す面）に棒状のピン９１３が嵌合する溝１９９が形成されており、回転軸９１の端部から所定長さ中央側の位置には棒状のピン９１３が挿嵌する貫通孔９１４が形成されている。この回転軸９１の貫通孔９１４にピン９１３が挿嵌されるとともに、ギア１の溝１９９にピン９１３が嵌合される。また、回転軸９１の端部はギア１の表面から突出しており、この回転軸９１の突出部のギア１表面に接する位置には、回転軸９１がギア１の貫通孔１９から抜けることを防止する補助部材であるＥリング９１２が設置されている。このような構成とすることで、ギア１と回転軸９１とが固定される。この場合、例えば回転軸９１に駆動力が加えられると、ピン結合部におけるピン９１３と回転軸９１とギア１との接触部で駆動力が伝達されてギア１が回転する。ここで、回転軸９１およびピン９１３が金属製であり、ギア１が樹脂製であれば、低硬度である樹脂製のギア１が変形する。具体的には、溝１９９がピン９１３の回転により削られていき、徐々に扇形状に変形していってしまう。このような構造では、駆動源により回転軸９１が回転開始してからギア１が回転開始するまでに、ピン結合部の溝１９９の摩耗量に応じたタイミングのズレ（図８の角度Ｄに相当する時間）が生じる。このため、ギア１〜７で駆動伝達に遅延が生じなくても、エンコーダ２１の駆動開始検出信号とエンコーダ２２の駆動開始検出信号とのタイミング差は、溝１９９の摩耗が発生する前よりも長くなる。駆動状態検出部２５は、このタイミング差を検知し、検知したタイミング差に基づく時間と、予め設定しておいた閾値に対応する時間とを比較し、検知したタイミング差検出信号に基づく時間が長ければ、視覚的または聴覚的に警告を外部に発生する。ユーザは、この警告により、駆動伝達装置のピン結合部の溝の摩耗が安定な搬送を行うための限界であることを検知して、ギアの交換を行う。
【００４０】
このように本実施形態の構成を用いることで、駆動伝達装置のギアと回転軸との接続部の摩耗も検出することができる。
【００４１】
なお、前述の実施形態では、駆動源に直接接続する回転軸と、ギア列の末端のギアに接続する回転軸にエンコーダとにそれぞれエンコーダを設置した例を示したが、ギア１〜ギア７からなるギア列の途中のギアに接続する回転軸にエンコーダを設置しても良い。
【００４２】
図９は、ギア列の途中のギアに接続する回転軸にエンコーダを設置した駆動伝達装置の概略構成を示す図である。図９では、末端のギア７の１つ手前のギア６に接続する回転軸９６にエンコーダ２３を設置した状態を示す。
【００４３】
このような構成であっても、ギア１〜ギア６に対して、前述のように、ギアの歯の摩耗、歯折れを検出することができるとともに、駆動源に直接接続する回転軸とこれに接続するギアとの結合部の摩耗を検出することができる。なお、この場合、ギア７の歯の摩耗および歯折れは検出することはできない。
【００４４】
また、前述の実施形態では、駆動源に直接接続する回転軸にエンコーダ１１を設置する例を示したが、駆動源であるモータの駆動制御信号を駆動開始のタイミングとして検出しても良い。
【００４５】
図１０は、駆動源の駆動制御信号を用いた場合の駆動伝達装置の構成を示す図である。
【００４６】
図１０に示す駆動伝達装置は、図１に示す駆動伝達装置からエンコーダ２１を省略し、ギア１、回転軸９１に直接接続されたモータ１００の駆動制御信号をタイミング検出に利用するものである。この駆動伝達装置では、駆動制御部２４からモータ１００に駆動制御信号が入力されるとともに、駆動状態検出部２５にも駆動制御信号が入力される。
【００４７】
このような構成であっても、駆動源に直接接続する回転軸やギアの駆動開始タイミングに対応するタイミングを得ることができるので、前述のように、ギアの歯の摩耗、歯折れを検出することができ、駆動源に直接接続する回転軸とこれに接続するギアとの結合部の摩耗を検出することができる。そして、このような構成とすることで、駆動源に直接接続する回転軸に設置するエンコーダを省略することができるので、前述の効果を奏しながらも、より簡素な構成の駆動伝達装置を実現することができる。
【００４８】
また、前述の実施形態では、駆動力伝達部材として、ギアのみを用いた例を示したが、ギアのみでなくベルト等を用いた構成であってもよい。
【００４９】
図１１はギアとベルトとを用いた駆動伝達装置の構成を示す図である。
図１１は、図１におけるギア３，４，５を省略し、ギア２とギア６にそれぞれプーリ８２，８６を設置し、これらプーリ８２，８６をベルト８０で接続したものである。この構成では、ギア２が回転するとプーリ８２が回転し、ベルト８０が回動する。ベルト８０が回動すると、プーリ８６が回転し、ギア６が回転する。このような動作により駆動力が伝達される。
【００５０】
このような構成であっても、駆動源に直接接続する回転軸の駆動開始タイミングと、末端のギアに接続する回転軸の駆動開始タイミングとをエンコーダ１１，２１で検出することができる。これにより、前述のように、ギアの歯の摩耗、歯折れを検出することができ、駆動源に直接接続する回転軸とこれに接続するギアとの結合部の摩耗を検出することができる。さらには、ベルトの摩耗によるスリップを検出することができる。
【００５１】
次に、第１の実施形態に示した各駆動伝達装置を用いた紙葉類識別装置を第２の実施形態として図を参照して説明する。
【００５２】
図１２は本実施形態の紙葉類識別装置の概略構成を示す図である。
【００５３】
紙葉類識別装置は、ギア１〜１３、エンコーダ２１，２２、下搬送ローラ３１〜３６、上搬送ローラ４１〜４６、バネ５１〜５６、センサ６１，６２、駆動状態検出部２５、紙葉類識別部２６を備える。
【００５４】
ギア１〜１１は、紙葉類搬送方向に平行な方向に順に配置されており、隣り合うギアギア１とギア２、．．．、ギア１０とギア１１）同士の歯が係合している。また、ギア１の紙葉類搬送経路に対向する側の所定位置にはギア１２が設置されており、ギア１とギア１２の歯も係合している。そして、このギア１２に接続する回転軸が駆動源であるモータ１００に接続する。また、ギア１１の紙葉類搬送経路に対向する側の所定位置にはギア１３が設置されており、ギア１１とギア１３の歯も係合している。
【００５５】
ギア１、ギア３、ギア５、ギア７、ギア９、ギア１１にはそれぞれ下搬送ローラ３１，３２，３３，３４，３５，３６が設置されており、ギアの回転とともに下搬送ローラ３１〜３６も回転する。これら下搬送ローラ３１〜３６の紙葉類搬送経路方向の端部位置は全て同じであり、これらの点を結ぶ線が紙葉類搬送経路に相当する。下搬送ローラ３１〜３６の紙葉類搬送経路を対称面とした対称位置には、上搬送ローラ４１〜４６が設置されており、それぞれバネ５１〜５６により付勢されて下搬送ローラ３１〜３６に接触している。この構造により紙葉類搬送経路（上搬送ローラ４１〜４６と下搬送ローラ３１〜３６との間）に紙幣等の紙葉類が搬入されると、モータ１００によりギア１〜１３が回転し、駆動力が伝達されて、下搬送ローラ３１〜３６が同じ方向に回転する。ここで、上搬送ローラ４１〜４６が下搬送ローラ３１〜３６に対して所定の付勢力により接触していることで、それぞれに対向する位置に配置された上搬送ローラ４１〜４６と下搬送ローラ３１〜３６とが紙葉類を挟み込み、紙葉類には下搬送ローラ３１〜３６の回転による搬送力が作用して、紙葉類が所定の搬送方向、例えば図１２であれば、下搬送ローラ３６側から下搬送ローラ３１側に向かう方向に搬送される。
【００５６】
センサ６１，６２はそれぞれ磁気センサまたは光センサ等で構成されており、センサ６１，６２の設置位置を通過する紙葉類に備えられている磁気情報や光透過率等の固有情報を検出して、紙葉類識別部２６に出力する。紙葉類識別部２６は、入力された情報を解析して、紙葉類の種類を識別する。
【００５７】
ところで、ギア１２に接続する回転軸にはエンコーダ２１が固定設置されており、ギア１３に接続する回転軸にはエンコーダ２２が固定設置されている。エンコーダ２１，２２は駆動状態検出部２５に電気的に接続されており、エンコーダ２１，２２で検出した信号が駆動状態検出部２５に入力される。そして、前述のようにモータ１００が駆動し、ギア１２に接続する回転軸およびギア１３に接続する回転軸が回転すると、駆動開始と回転量とを示す信号を生成して、駆動状態検出部２５に出力する。
【００５８】
駆動状態検出部２５はエンコーダ２１，２２から入力される信号に基づき、ギア１〜１３により構成される駆動伝達装置の先端のギア１に接続する回転軸の回転開始タイミング（駆動開始タイミング）と、末端のギア１３に接続する回転軸の回転開始タイミング（駆動開始タイミング）とのタイミング差を検出する。そして、検出したタイミング差に対応する時間と予め設定された閾値時間とを比較し、検出したタイミング差に対応する時間が長ければ、外部に警告を発する。ここで、閾値時間は、駆動伝達装置の駆動状態により搬送速度が許容される精度以下になるタイミング差に対応する時間が設定されている。
【００５９】
このような駆動状態検出部２５の処理を紙葉類識別装置の立ち上げ時に毎度行うことで、突然のギアの歯折れ等の突発故障が発生しない限り、紙葉類識別装置の動作中に生じる搬送速度の精度低下による識別ミス等を未然に防ぐことができる。また、駆動状態検出部２５を紙葉類識別装置の動作中に動作させておくことで、歯折れ等による突発的な故障により搬送速度が変化することを即座に検出することができるとともに、識別処理を停止して識別ミスを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】第１の実施形態の駆動伝達装置の概略構成を示す図
【図２】ギア１が急激に歯折れした状態での駆動伝達装置の概略構成を示す図
【図３】Ｄカット結合部の正面図およびその側面断面図
【図４】摩耗前のＤカット結合部の正面図および摩耗後のＤカット結合部の正面図
【図５】Ｄカット結合を用いた駆動伝達装置におけるＤカット結合部の摩耗後の概略構成を示す図
【図６】ピン結合部の正面図、その側面断面図、およびその裏面図
【図７】摩耗前のピン結合部の裏面図、および摩耗後のピン結合部の裏面図
【図８】ピン結合を用いた駆動伝達装置におけるピン結合部の摩耗後の概略構成を示す図
【図９】ギア列の途中のギアに接続する回転軸にエンコーダを設置した駆動伝達装置の概略構成を示す図
【図１０】駆動源の駆動制御信号を用いた場合の駆動伝達装置の構成を示す図
【図１１】ギアとベルトとを用いた駆動伝達装置の構成を示す図
【図１２】第２の実施形態の紙葉類識別装置の概略構成を示す図
【図１３】駆動伝達装置の概略構成を示す図
【図１４】歯の摩耗は殆ど無く、ギア１に歯折れが発生した状態の駆動伝達装置の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００６１】
１〜１３−ギア
２１，２２，２３−エンコーダ
１１１，２１１−回転部
１１２，２１２−検出部
２４−駆動制御部
２５−駆動状態検出部
２６−紙葉類識別部
３１〜３６−下搬送ローラ
４１〜４６−上搬送ローラ
５１〜５６−バネ
６１，６２−センサ
８０−ベルト
８２，８６−プーリ
９１〜９７−回転軸
１００−モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに連接され、駆動源からの駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、
予め設定された駆動開始タイミングを検出する第１駆動開始検出手段と、
前記複数の駆動力伝達部材のうち、前記駆動源に接続された駆動力伝達部材を除く少なくとも１つの駆動力伝達部材の駆動開始タイミングを検出する第２駆動開始検出手段と、
前記第１駆動開始検出手段の検出信号と第２駆動開始検出手段の検出信号とのタイミング差を検出する駆動状態検出手段と、
を備えたことを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項２】
前記第１駆動開始検出手段は、前記駆動源に直接接続された駆動力伝達部材の駆動開始タイミングを検出する請求項１に記載の駆動伝達装置。
【請求項３】
前記第１駆動開始検出手段は、前記駆動源の駆動開始タイミングを検出する請求項１に記載の駆動伝達装置。
【請求項４】
前記駆動状態検出手段は、前記タイミング差が予め設定された閾値以上になると警告を行う警告手段を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の駆動伝達装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の駆動伝達装置と、
該駆動伝達装置により駆動される所定方向に紙葉類を搬送する搬送手段と、
搬送手段による搬送経路上に設置され、前記紙葉類に記録された情報をセンシングするセンサと、
該センサのセンシング結果に基づき紙葉類を識別する識別手段と、
を備えたことを特徴とする紙葉類識別装置。
【請求項１】
互いに連接され、駆動源からの駆動力を伝達する複数の駆動力伝達部材と、
予め設定された駆動開始タイミングを検出する第１駆動開始検出手段と、
前記複数の駆動力伝達部材のうち、前記駆動源に接続された駆動力伝達部材を除く少なくとも１つの駆動力伝達部材の駆動開始タイミングを検出する第２駆動開始検出手段と、
前記第１駆動開始検出手段の検出信号と第２駆動開始検出手段の検出信号とのタイミング差を検出する駆動状態検出手段と、
を備えたことを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項２】
前記第１駆動開始検出手段は、前記駆動源に直接接続された駆動力伝達部材の駆動開始タイミングを検出する請求項１に記載の駆動伝達装置。
【請求項３】
前記第１駆動開始検出手段は、前記駆動源の駆動開始タイミングを検出する請求項１に記載の駆動伝達装置。
【請求項４】
前記駆動状態検出手段は、前記タイミング差が予め設定された閾値以上になると警告を行う警告手段を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の駆動伝達装置。
【請求項５】
請求項１〜４に記載の駆動伝達装置と、
該駆動伝達装置により駆動される所定方向に紙葉類を搬送する搬送手段と、
搬送手段による搬送経路上に設置され、前記紙葉類に記録された情報をセンシングするセンサと、
該センサのセンシング結果に基づき紙葉類を識別する識別手段と、
を備えたことを特徴とする紙葉類識別装置。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−３３５４８５（Ｐ２００６−３３５４８５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５９０１７（Ｐ２００５−１５９０１７）
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（５０４３７３０９３）日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 (1,225)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３１日（２００５．５．３１）
【出願人】（５０４３７３０９３）日立オムロンターミナルソリューションズ株式会社 (1,225)
【Ｆターム（参考）】
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