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JP2018043769A - 紙葉類結束装置 - Google Patents

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和弘 向井
裕太 牧野
Yuta Makino
裕太 牧野
淳 伊奈
Atsushi Ina
淳 伊奈
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Toshiba Corp
Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
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Abstract

【課題】複数枚重ねた紙幣をきれいに結束することができる紙葉類結束装置を提供することを課題とする。【解決手段】実施形態に係る紙葉類結束装置は、複数枚の紙葉類を重ねた被結束体を紙葉類の重ね方向に押して被結束体を重ね方向に移動する押圧部材と、被結束体の移動方向の前方で重ね方向と直交する方向に結束帯を供給する供給部と、押圧部材によって押されて結束帯が巻き付けられた被結束体の移動方向の後端に沿って結束帯を折り返すとともに、被結束体の後端を押える押え部材と、折り返した結束帯同士を結着して切断する結着切断部と、を有する。【選択図】 図2

Description

本発明の実施形態は、複数枚の紙葉類を重ねて結束する紙葉類結束装置に関する。
従来、複数枚の紙葉類を重ねて結束する紙葉類結束装置として、例えば、複数枚の紙幣を重ねて帯状のフィルムで結束する装置が知られている。この装置は、例えば、鉛直方向に重ねた複数枚の紙幣を鉛直方向に圧縮した状態のまま水平方向に移動し、移動方向の前方に供給されているフィルムを複数枚の紙幣に巻き付けながらコンベヤベルト間に複数枚の紙幣を押し込み、複数枚の紙幣の後方でフィルム同士を溶着して結束する。
特表2001−524057号公報
しかし、上述した従来の装置では、紙幣の重ね方向と押込み方向が異なるため、重ねた複数枚の紙幣をコンベヤベルト間に押し込む際に、複数枚の紙幣の姿勢が崩れてきれいに結束できない可能性がある。
よって、複数枚重ねた紙幣をきれいに結束することができる紙葉類結束装置の開発が望まれている。
実施形態に係る紙葉類結束装置は、複数枚の紙葉類を重ねた被結束体を紙葉類の重ね方向に押して被結束体を重ね方向に移動する押圧部材と、被結束体の移動方向の前方で重ね方向と直交する方向に結束帯を供給する供給部と、押圧部材によって押されて結束帯が巻き付けられた被結束体の移動方向の後端に沿って結束帯を折り返すとともに、被結束体の後端を押える押え部材と、折り返した結束帯同士を結着して切断する結着切断部と、を有する。
図1は、実施形態に係る紙幣処理装置のブロック図である。 図2は、図1の紙幣処理装置に組み込まれた結束処理部の集積機構を示す概略図である。 図3は、図1の紙幣処理装置に組み込まれた結束処理部の結束機構を示す概略図である。 図4は、図3の結束機構の動作を説明するための図である。 図5は、図3の結束機構の動作を説明するための図である。 図6は、図3の結束機構の動作を説明するための図である。 図7は、図3の結束機構の動作を説明するための図である。 図8は、図3の結束機構の動作を説明するための図である。 図9は、図3の結束機構の動作を説明するための図である。 図10は、図3の結束機構の動作を説明するための図である。 図11は、図3の結束機構の動作を説明するための図である。 図12は、図3の結束機構の押圧部材と上グリッパの動作を説明するための図である。 図13は、図2の集積機構を示す斜視図である。
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
図1は、実施形態に係る紙幣処理装置100のブロック図である。
紙幣処理装置100は、筐体100aを有し、筐体100a内の上方を通って略水平に延びた搬送路101を有する。この搬送路101は、紙幣処理装置100と別体に(図示右側に)並設した供給装置110から受け取った図示しない紙幣(紙葉類)を1枚ずつに分離して搬送する。供給装置110は、集積した状態の複数枚の紙幣を1枚ずつ搬送路101へ送り込む。
紙幣処理装置100は、搬送路101に沿って2つの検出装置102、102を有する。本実施形態では、搬送路101の両側(図示上側および下側)に互いに対向する2つの検出装置102を設けた。検出装置102の数は任意に設定可能である。各検出装置102は、搬送路101の中心に配置される。2つの検出装置102は、搬送路101を介して搬送される紙幣の両面それぞれからその特性を検出する。
検出装置102は、例えば、紙幣の汚れを検出する紫外光を用いたものであってもよく、蛍光および/或いは燐光を用いたものであってもよい。いずれにしても、検出装置102は、紙幣の真偽、損毀損、金種、および他の特性を検出する。
検出装置102を通過した紙幣は、それぞれ、検出された特性に基づいて、搬送路101を介して所定の処理部103〜106へ指向される。搬送路101上には、紙幣を所望する搬送先へ搬送するための図示しないゲートや図示しない搬送ガイドが設けられている。
搬送路101の最も上流に設けた処理部104は、偽造された疑いのある紙幣や再検査が必要と判断された紙幣、或いは2枚重ねて取り出されて分離できなかった紙幣や検出可能な限度を超えて傾いて取り出されてしまったスキュー紙幣などを集積するリジェクト集積部104である。
リジェクト集積部104の下流側の処理部105は、正規の紙幣ではあるが再使用不可能と判断された汚毀損の度合いが激しい紙幣を計数して裁断するシュレッダー105である。
また、シュレッダー105の下流側に設けた2つの処理部106、106は、特定金種の紙幣を一定枚数重ねて束ねる結束処理部106、106である。結束処理部106の数は任意に設定可能であり、金種毎に設けてもよく、同一金種に対して複数設けてもよい。
さらに、搬送路101の終端に設けた処理部103は、いずれの処理部104、105、106にも割り当てられなかった紙幣を集積する終端集積部103であり、例えば、結束しない正常な紙幣を計数して集積する集積部である。
紙幣処理装置100は、紙幣処理装置100の各部の動作を制御する制御装置108を有する。制御装置108は、例えば、検出装置102における検出動作を制御し、各処理部103〜106における集積、裁断、結束などの各種動作を制御し、搬送路101を介して搬送する紙幣の搬送先を指定する。制御装置108は、単一の処理装置であってもよく、或いは多数のプロセッサーを含んでいてもよい。
さらに、紙葉類処理装置100は、制御装置108をコントロールするために使用されるコンピューター・コードなどを格納する記憶媒体(例えばメモリまたは記憶装置)を含んでいる。制御装置108は、このようなアクセス可能なメモリからプログラムを読み込んで、各種工程を実行する。制御装置108は、専用汎用コンピューター、RISCやCISCなどのコンピューター・プロセッサー、デジタル信号プロセサ(DSP)などを含んでいる。
上述した複数の結束処理部106は、それぞれ、複数枚の紙幣をハンドリングし易い大きさに束ねるための装置構成を備えている。例えば、本実施形態では、各結束処理部106は、所定枚数(本実施形態では100枚)の紙幣を小帯で施封する図示しない施封機構を備えている。また、各結束処理部106は、施封機構で施封した紙幣の把を複数個(本実施形態では10把)重ねて結束する結束機構10(例えば、図3参照)を備えている。
結束機構10は、本発明の紙葉類結束装置の一例である。ここでは図示しない施封機構は本発明に必須の構成ではなく、バラの紙幣を所定枚数(本実施形態では1000枚)重ねて結束機構10で結束するようにしてもよい。なお、本実施形態では、各結束機構10は、10個の把tを重ねて束ねて1000枚の紙幣の束Tを作成するが、1把に含む紙幣の枚数や1束に含む把tの個数は任意に変更可能である。
図2に示すように、把tの集積機構9は、結束機構10の上流側に配置されており、図示しない施封機構から排出された把tを押圧部材1の上に順次下降しながら受け取り把を集積する。集積把T’と押圧部材1は同一の集積機構9に設けられており、集積完了後、図示しない回転機構により、集積された上端の把tが結束フィルムfに近接する位置まで矢印方向に集積把T’を回転移動する。この状態(図2に破線で示す状態)で、集積把T’に含まれる各把tは、その短手方向が上下に向く立位状態となり、図示しない支持部材によって下端を支えられた状態となる。
図3に示すように、結束機構10は、10個の把tを重ね方向(図示右方)に押してこの集積把T’(被結束体)を図示右方向へ移動する押圧部材1を有する。押圧部材1は、集積把T’の重ね方向の一端にある把t(図示左端の把)に接触する平らな押圧面1aを有し、図示しない移動機構によって、集積把T’を押圧する方向(図示右方向)に移動される。
また、結束機構10は、集積把T’の移動方向の前方に帯状の結束フィルムf(結束帯)を供給するための供給装置20(供給部)を有する。供給装置20は、押圧部材1に対して集積把T’の反対側で、集積把T’の重ね方向と直交する方向に結束フィルムfを供給する。本実施形態では、集積把T’の短手方向に沿って結束フィルムfを巻くため、供給装置20は、鉛直方向に沿うように結束フィルムfを供給する。
具体的には、供給装置20は、結束フィルムfを巻いた上下2つのフィルムロール21、22を備えている。フィルムロール21、22は、それぞれ、把tの重ね方向と直交し且つ結束フィルムfの長手方向と直交する方向に延びた回転軸を有する。2つのフィルムロール21、22は、同じ材質で同じ幅の結束フィルムfを巻いたものであり、結束フィルムfの先端同士が結着部f’で結着されて1本の帯状につながっている。上フィルムロール21の回転軸21bには、モータ23が取り付けられており、結束フィルムfを巻き取る方向に所定のトルクが与えられている。
また、供給装置20は、結束フィルムfを巻回してガイドする複数のガイドローラ25(25a)を備えている。ガイドローラ25は、集積把T’の押圧部材1とは反対側で結束フィルムfの一部が集積把T’の重ね方向と直交する鉛直上下方向に延設されるように結束フィルムfの走行位置を設定する。また、ガイドローラ25は、結束フィルムfに所定の張力を与えるテンションローラ25aを含む。
また、2つのフィルムロール21、22には、それぞれ、ブレーキローラ24H、24Lが取り付けられている。ブレーキローラ24H、24Lは、それぞれ、フィルムロール21、22の外周面21a、22aに押圧されてフィルムロール21、22の回転にブレーキをかけるよう機能する。
例えば、一方のブレーキローラ24Hは、ソレノイドなどのアクチュエータによって上フィルムロール21の外周面21aに押し付けられる位置と外周面21aから離間する位置に選択的に移動される。また、もう一方のブレーキローラ24Lは、ソレノイドなどのアクチュエータによって下フィルムロール22の外周面22aに押し付けられる位置と外周面2aから離間する位置に選択的に移動される。
結束機構10は、さらに、上グリッパ3、および下グリッパ4を有する。2つのグリッパ3、4は、それぞれ、集積把T’の重ね方向と直交し且つ結束フィルムfの供給方向と直交する方向(紙面と直交する方向)に延設され、少なくとも結束フィルムfの幅を超える長さを有する。
集積把T’は、押圧部材1によって押されて、供給装置20によって供給された結束フィルムfを押しながら上グリッパ3と下グリッパ4の間に押し込まれる。これにより、集積把T’を重ね方向に押圧した状態で、結束フィルムfが集積把T’に徐々に巻き付けられる。
上グリッパ3および下グリッパ4は、結束フィルムfが巻き付けられた集積把T’の移動方向の後端に沿って結束フィルムfを折り返すように機能する。このとき、2つのグリッパ3、4は、同時に、集積把T’の移動方向の後端を押えるよう機能する。つまり、上グリッパ3および下グリッパ4は、重ね方向に押圧された集積把T’が逆方向に戻らないように集積把T’の後端を押える押え部材として機能する。上グリッパ3および下グリッパ4は、図示しないアクチュエータによって互いに離接する上下方向に移動可能となっている。
上グリッパ3は、少なくとも下グリッパ4に対向する下面側がゴムにより形成されている。下グリッパ4は、上グリッパ3との間で結束フィルムfを挟む2枚の押圧ブレード5、6を有する。以下の説明では、集積把T’の移動方向に沿って上流側の押圧ブレード5を上流ブレード5と称し、移動方向に沿って下流側の押圧ブレード6を下流ブレード6と称する場合もある。2つの押圧ブレード5、6は、それぞれ、上述したアクチュエータ(例えば、カム機構など)によって独立して駆動可能となっている。
さらに2つの押圧ブレード5、6の間には、ヒータブレード7が突没可能に設けられている。ヒータブレードも、図示しないアクチュエータ、例えばカム機構によって、上グリッパ3に対して離接する方向に駆動される。ヒータブレード7は、図示しない熱源に接続されており、2つの押圧ブレード5、6によって上グリッパ3に押し付けられた結束フィルムfを溶着(結着)して切断する結着切断部として機能する。
押圧部材1によって押し出された集積把T’を支持するテーブル31は、図13に示すように集積把T’の長手方向を整位する可動のガイド板32を有している。集積把T'が押し出し部材1により押し出されるとき、集積把T'には圧縮力が加わっているために扇状に変形し結束形態が崩れる可能性がある。ガイド板32は、事前に券の長手長さより若干幅の広い位置に移動しており、集積把T’が崩れることを防止する。
以下、上述した結束機構10による動作について、図12を参照しつつ図3乃至図11を参照しながら説明する。
図3に示す状態から、図4に示すように押圧部材1が矢印F方向に移動されて、集積把T’が結束フィルムfを押しながら2つのグリッパ3、4の間に押し込まれると、集積把T’の移動方向の先端面から上面および下面にかけて結束フィルムfが徐々に集積把T’に巻き付けられる。
このとき、供給装置20の上フィルムロール21および下フィルムロール22に対して、それぞれブレーキローラ24H、24Lによって回転を抑制するブレーキ力が与えられており、結束フィルムfが矢印S1、S2方向に引っ張られながら集積把T’に巻き付けられる。
このため、集積把T’は、図示左端が押圧部材1によって押圧され、且つ図示右端が結束フィルムfによって押さえつけられることになり、その重ね方向に圧縮されることになる。このとき、集積把T’の圧縮力は、ブレーキローラ24H、24Lによってフィルムロール21、22に与えるブレーキ力を変えることで変更することができる。
集積把T’の圧縮力は、ブレーキローラ24H、24Lによらずテンション機構により負荷する事も可能である。たとえば、テンションローラ25aを揺動可能な構造としてバネで附勢し、テンショナの位置を図示しないセンサで検出し、センサの信号によりモータ23を駆動する事で圧縮力を得る事が可能である。また、センサを複数個設け、附勢バネを強弱2種類設けることにより、後述するフィルム溶断を行う弱テンションと、圧縮力を加える強テンションを切り替えることも可能となる。
そして、図5に示すように、集積把T’の移動方向の後端が上下2つのグリッパ3、4を超える位置まで集積把T’が移動すると、この位置で集積把T’の移動が停止され、図6に矢印で示すように、2つのグリッパ3、4が集積把T’の移動方向の後端に沿って互いに近付く方向にわずかに移動される。
これにより、集積把T’の上面および下面に巻き付けられた結束フィルムfがそれぞれ集積把T’の移動方向の後端に沿ってわずかに折り返される。また、これにより、集積把T’の移動方向の後端がその角部近くで2つのグリッパ3、4によって押えられる。この状態で、集積把T’は、上述したように重ね方向に圧縮されているため、結束フィルムfが集積把T’を締め付けた状態となっている。
図5において、押圧部材1は、上グリッパ3、下グリッパ4との間にあるためこの状態ではグリッパ3、4と干渉するため退避しなければならないが、集積把T’はフィルムにより押し戻される方向に引っ張られているため押圧部材1を退避する前に、集積把T’を押さえる手段が必要となる。
図12に示すように押圧部材1は、スライドする部分3aと固定されている部分1aから構成されており上下方向にスライドする。上グリッパ3が下降動作すると上グリッパ3は部分1aを押し下げながら集積把T’の側面に差し込まれる。このため、結束フィルムfの巻き付けによって集積把T’が崩れる心配がない。
また集積把T’の下面は下グリッパ4がせりあがり図6の状態となる。この状態で押圧部材1が後退すると集積把T’は、上グリッパ3と下グリッパ4により上下端を引っ掛けられているため戻る事が無く、押圧部材1は後退することができる。
スライドする部分3aは、上グリッパ3で押さえられている状態がなくなるとバネにより元に戻る。上グリッパ3が下降する量は、券種による集積把T’の高さに応じて可変とする事で適切な引っ掛け量とすることが可能である。押圧部材1が完全に後退した後、上グリッパ3は、集積把T’の後端を押さえながらさらに下降し下グリッパ4と突き当たるまで下降し、結束フィルムfを重ねた状態で挟持する。
図7に示すように上グリッパ3と下グリッパ4によって上下2枚の結束フィルムfを重ねて挟持した状態で、図8に示すように、2つの押圧ブレード5、6の間からヒータブレード7が上昇され、上グリッパ3に押し付けられる。このとき、上流ブレード5と上グリッパ3との間で2枚の結束フィルムfが挟持され、且つ下流ブレード6と上グリッパ3との間で2枚の結束フィルムfが挟持されているため、2枚の結束フィルムfは、溶着位置の両側をしっかり保持された状態で、上流ブレード5と下流ブレード6の間で溶着される。
この後、図9に示すように、上フィルムロール21の外周面21aからブレーキローラ24Hが離間され、下フィルムロール22の外周面22aからブレーキローラ24Lが離間され、結束フィルムfのテンションが一旦緩められる。そして、上フィルムロール21を弱い力でわずかに巻いて結束フィルムfに弱いテンションを与える。
この状態から、図10に示すように、上流ブレード5を下降させて上グリッパ3から離間させると、フィルムロール21、22側の結束フィルムfが弱い力で引っ張られ、溶着位置で切断されて分離される。この状態で、集積把T’側の結束フィルムfは下流ブレード6と上グリッパ3で挟持拘束されている。
この後、ヒータブレード7を下降させて上グリッパ3から離間させ、溶着部分を冷却して確実に結着させる。このように結束フィルムfの両端が結着した後、下流ブレード6を下降させて上グリッパ3から離間させる。これで、束Tが形成される。
最後に、図11に示すように、上グリッパ3を図示矢印方向に上昇させて、次に結束する集積把T’を待機する。本実施形態では、図6に示す状態から上グリッパ3を下降させて下グリッパ4に押し付けるようにしたため、結束フィルムfの溶着位置が下グリッパ4に近い位置となっている。このため、上フィルムロール21と下フィルムロール22の消費量をそろえるように、上フィルムロール21を少し巻いて、結束フィルムfの結着部f’を上フィルムロール21側へ移動させておく。
以上のように、本実施形態によると、押圧部材1によって集積把T’を重ね方向に押圧して、結束フィルムfに集積把T’を押し込んで、集積把T’の後端側で結束フィルムfを折り返して後端を支えるようにしたため、結束フィルムfを集積把T’にしっかりと巻き付けることができ、複数枚重ねた紙幣をきれいに結束することができる。
また、本実施形態によると、集積把T’を結束のために圧縮する部材(本実施形態の押圧部材1や上下グリッパ3、4に相当)が結束フィルムfの外側に配置されるため、結束フィルムfの結束の妨げになることがない。このため、本実施形態によると、集積把T’の幅と略同じ幅の結束フィルムfを集積把T’に巻き付けることができ、束Tの結束状態を極めて安定させることができる。
また、本実施形態によると、押圧部材1と上グリッパ3を入れ子状に配置可能としたため、押圧部材1の押圧面1aで押圧した状態の集積把T’の端部を上グリッパ3の板状突部3aによって押えることができ、結束フィルムfを巻き付ける際に集積把T’が集積姿勢を乱すことを防止することができる。
また、本実施形態によると、下グリッパ4にて集積把T’の移動方向の後端角部を押えた状態で、上グリッパ3を下グリッパ4に向けて移動させる際に、複数の板状突部3aの端部を集積把T’に圧接させた状態でスライドさせることができ、結束フィルムfを集積把T’の後端面に押し付けながら巻き付けることができる。このとき、複数の板状突部3aが上グリッパ3の移動方向に延設された端部を有するため、集積把T’との間の接触面積を小さくでき、上グリッパ3の移動をスムーズにできる。
また、本実施形態によると、下グリッパ4に対して上グリッパ3の可動範囲を大きくして、下グリッパ4の上流ブレード5、下流ブレード6、およびヒータブレード7の移動距離を短くしたため、これら3つのブレード5、6、7をカム機構を用いて独立して移動させることができる。これにより、下グリッパ4の各ブレード5、6、7を移動させるアクチュエータを簡略化することができ、微細な動きを実現できる。
また、本実施形態によると、下グリッパ4の上流ブレード5および下流ブレード6と上グリッパ3の間で結束フィルムfを挟持拘束した状態で、これら2つのブレード5、6の間に配置したヒータブレード7によって結束フィルムfを溶着するようにしたため、結束フィルムfを結着部f’で確実に溶着することができる。
また、本実施形態によると、結束フィルムfを結着部f’で溶着した後、結束フィルムfに弱いテンションを与えた状態で、フィルムロール21、22側の上流ブレード5を上グリッパ3から離間させて、結束フィルムfを結着部f’で切断するようにしたため、結束フィルムfをきれいに切断することができる。
さらに、本実施形態によると、結束フィルムfを結着部f’で切断した後、下流ブレード6と上グリッパ3との間で束T側の結束フィルムfを挟持拘束した状態で、ヒータブレード7を上グリッパ3から離間させるようにしたため、結着部f’を十分に冷却させて確実に結着させることができる。
上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、上述した実施形態では、複数枚の紙幣を結束する装置に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、各種チケットやカードなどの紙葉類を結束する装置に本発明を適用することができる。
1…押圧部材、1a…押圧面、1b…スリット、3…上グリッパ、3a…板状突部、4…下グリッパ、5…上流ブレード、6…下流ブレード、7…ヒータブレード、20…供給機構、21…上フィルムロール、21a、22a…外周面、22…下フィルムロール、24H、24L…ブレーキローラ、31…テーブル、32…ガイド板、t…把、T’…集積把、T…束。

Claims (5)

  1. 複数枚の紙葉類を重ねた被結束体を紙葉類の重ね方向に押して該被結束体を前記重ね方向に移動する押圧部材と、
    前記被結束体の移動方向の前方で前記重ね方向と直交する方向に結束帯を供給する供給部と、
    前記押圧部材によって押されて前記結束帯が巻き付けられた前記被結束体の前記移動方向の後端に沿って前記結束帯を折り返すとともに、前記被結束体の後端を押える押え部材と、
    前記折り返した前記結束帯同士を結着して切断する結着切断部と、
    を有する紙葉類結束装置。
  2. 前記押圧部材は、固定の押圧部材とこれに対して可動な押圧部材から構成され、前記可動な押圧部材は前記後端を押している状態の前記押圧部材によって押し下げられるように配置される、
    請求項1の紙葉類結束装置。
  3. 前記結着切断部は、前記押え部材に設けられている、
    請求項1の紙葉類結束装置。
  4. 前記結着切断部は、前記結束帯に沿って離間して並んだ2つの押圧部材、およびこれら2つの押圧部材の間で前記結束帯同士を溶着する溶着部材を有する、
    請求項3の紙葉類結束装置。
  5. 被結束体を支える支持部材は、可動のガイドが設けられており、被結束体の側面を保持可能な様に配置される、
    請求項1の紙葉類結束装置。
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