JP5945752B2 - 硬貨払出装置 - Google Patents

Description

本発明は、直径の異なる硬貨を１つずつ払い出すことができる硬貨払出装置に関する。
特に本発明は、直径の異なる硬貨を１つずつ払い出す場合において、硬貨の払出方向が全て実用上支障がない一定方向にすることができる硬貨払出装置に関する。
さらに本発明は、直径の異なる硬貨を１つずつ払い出す場合において、硬貨の払出方向が全て実用上支障がない一定方向にすることができる安価な硬貨払出装置に関する。
なお、本明細書で使用する「硬貨」は、通貨たる硬貨、及び、メダル等の代用硬貨たるトークンを含んでいる。

保留ボウル内にバラ状態に保留された多数の硬貨を保留ボウルの底孔に配置した回転ディスクを用いて１つずつ払い出す硬貨払出装置において、第１の従来技術として固定ローラと弾性的に付勢された弾出ローラで硬貨の周面を左右から弾性的に挟み込んで弾き飛ばすローラ方式(特許文献１参照)、及び、第２の従来技術として硬貨を固定板と弾性的に付勢されたローラ間に挟み込んで弾き飛ばす固定板・ローラ方式(特許文献2参照)の二種類が知られている。
第３の従来技術として、回転ディスクによってディスクを一つずつに送り出してガイド通路において一列に整列し、前位のディスクを後位のディスクによって順次押し出しつつ最先端の硬貨を固定部材と、軸を支点に揺動可能に設けられ、かつ、弾性体により所定方向回りに付勢されたレバーに取り付けられた可動部材との間に挟んで弾き飛ばすようにしたディスク放出装置が知られている。

特開２００２−１５０３４７（図２、段落番号００１１〜００２２） 特開２０１０−２６２５２０（図２〜図３、段落番号００２８〜００３３） 特開２０１０−１３１１２２（図３〜図１０、段落番号００２７〜００３５）

近時、利便性やコスト低減等の観点から、所定範囲の直径の硬貨、例えば、日本硬貨における1円硬貨、5円硬貨、10円硬貨、50円硬貨、100円硬貨、及び、500円硬貨を一台の硬貨払出装置によって払い出すことが求められている。換言すれば、直径20ミリメートル〜26．5ミリメートルの硬貨を1台の硬貨払出装置によって払い出すことが求められている。
しかし、上記３方式を単純に採用した場合、種々の懸念があり、俄に採用し得ない。

まず、第１の従来技術のローラ方式を採用した場合の懸念事項を図16及び図17を参照して説明する。
図16に示すように、回転ディスク12を用いる硬貨払出装置10においては、硬貨C(図16においては小径硬貨SC)は回転ディスク12の回転によって回転ディスク12の偏心位置において上下方向に貫通する複数の通孔14に落下して、ベース16に面接触した状態において、通孔14間のリブ18の下面に形成した押動体20(第１押動体20A、第2押動体)によって押動されつつ収納穴22の円形案内壁24によって案内されつつ回転ディスク12によって連れ回りされ、収納穴22の出口開口26に達する。出口開口26に達した硬貨Cは、ガイド板30に案内されて弾出ローラ32に接触、又は、規制ピン34(第１規制ピン34A、第２規制ピン34B)に案内されて固定ローラ36と弾出ローラ32との間に押し込まれ、固定ローラ36と弾出ローラ32によって左右から挟まれる。硬貨Cが固定ローラ36と弾出ローラ32との間に押し込まれる際、硬貨Cと固定ローラ36及び弾出ローラ32とはすべり対偶であるが、固定ローラ36及び弾出ローラ32は回り対偶であるため、硬貨Cの進行につれて固定ローラ36及び弾出ローラ32は回転し、弾出ローラ32に付与されている弾性体(図示せず)による付勢力に抗して円滑に硬貨Cが押し込まれる。
そして、硬貨Cの硬貨中心CCが固定ローラ36と硬貨Cとの第１接点PAと弾出ローラ32と硬貨Cとの第２接点PBとを結んだ直線(便宜的に弾出境界線DDLという。)を通過した直後に、弾出ローラ32に付与されたスプリング (図示せず)による弾発力によって弾き出される。固定ローラ36と弾出ローラ32とによる弾き出し方向は、大凡、弾き出される際の、第１接点PAから硬貨中心SCCへ向かう押力F1と、第２接点PBから硬貨中心CCへ向かう反力F2との合力F3のベクトル方向であるが、回転ディスク12による連れ回り方向の慣性力F4の作用を受けた方向になる。すなわち、小径硬貨SCの場合、小径弾出方向SDは合力F3と慣性力F4との第２合力F5のベクトルの方向になる。
そして、硬貨Cの直径が異なる場合、例えば図17に示すように、硬貨Cの直径が大きくなった場合、硬貨重量が増すことから、慣性力F4が大きくなり、その大径硬貨LCの大径弾出方向LDは小径硬貨SCの小径弾出方向SDに対し固定ローラ36側に向かうことから、弾き出し方向が大きく異なる懸念がある。
さらに、硬貨Cの直径が大きくなるほどスプリングによる弾発力が増大するので、弾出ローラ32による硬貨C対する擦り力が増大することからスピンが掛かり易く、弾き出し方向の違いが小角度であっても、次工程のガイドに衝突した際の跳ね返りが大きく、跳ね返りを収束する機能を持たせるため装置が大型化する懸念がある。

次に第２の従来技術の固定板・ローラ方式を採用した場合の懸念事項を図18を参照して説明する。
固定板・ローラ方式の場合、ローラ方式の固定ローラ36が板状の固定板40によって構成されている以外、他の構造は同一であり、回転ディスク12の回転によって、硬貨Cが押動体20に押動されて固定板40と弾出ローラ32との間に押し込まれ、最終的に弾出ローラ32に付与される弾発力によって弾き出される。
ここで、小径硬貨SCが固定板40と弾出ローラ32とによって挟まれた場合、小径硬貨SCと固定板40はすべり対偶になり、摩擦抵抗が大きいことから、小径硬貨SCは固定板40の周面に対して滑りつつ移動することにより、硬貨中心SCCが弾出境界線SDDLを通過するものと推測されることから、小径硬貨SCの慣性力による弾出方向への影響は消滅させられ、弾出ローラ32による小径押力SF1と固定板40からの小径反力SF2との小径合力SF3のベクトルの方向である小径弾出方向SDになる。大径硬貨LCの場合も同様に硬貨中心LCCが弾出境界線LDDLを通過した後、大径押力LF1と大径反力LF2の大径合力LF3のベクトルの方向の大径弾出方向LDに弾き出される。小径硬貨SCの小径弾出方向SDと、大径硬貨LCの大径弾出方向LDとの弾き出し方向の差は小さく、実用上問題が無い傾向にある。
一方、近時の省エネルギー化の要求に応えるため、回転ディスク12の駆動モータを小出力化した場合、硬貨Cと固定板40との摩擦抵抗に打ち勝つことが出来ず、回転ディスク12の回転が停止してしまうという懸念がある。これを解決するためモータを大型化することは省エネルギー化の社会的要請に反することとなり俄に採用し難い。

第３の従来技術においては、可動部材たる弾出ローラを支持するレバーが長いため、小型の払出装置には適用できない懸念がある。

本発明は、前述の種々の懸念を解決することを目的とし、以下の１乃至３の主要目的を有し、その他の目的は実施例の説明中より明らかである。
本発明の第１の目的は、硬貨の直径に関わらず、硬貨の弾出方向が実用上問題の無い範囲で一定方向の硬貨払出装置を提供することである。
本発明の第２の目的は、硬貨の直径に関わらず、硬貨の弾出方向が一定方向であって、省電力の硬貨払出装置を提供することである。
本発明の第３の目的は、硬貨の直径に関わらず、硬貨の弾出方向が一定方向であって、省電力の安価な硬貨払出装置を提供することである。

この目的を達成するため、本発明は次のように構成されている。
硬貨の一面を支持するベースと、前記ベース上に配置された、一部が開口された円形の収納穴を形成する硬貨案内壁と、前記収納穴内において回転軸線の回りに回転可能であって、前記回転軸線から偏心した位置において周方向に沿って配置された複数の通孔が形成され、且つ、裏面側において隣接する前記通孔間に配置されると共に前記ベース側に突出する押動体を有する回転ディスクと、前記ベース上における前記収納穴の外方であって前記開口の一端側に配置された、前記ベースに実質的に固定された固定ローラと、前記ベース上における前記収納穴の外方において前記固定ローラと所定間隔を置いて配置され、前記固定ローラに近づくよう弾性的に付勢された弾出ローラと、を備え、前記回転ディスクの回転により前記ベース上の前記硬貨を前記硬貨案内壁によって案内しつつ前記押動体の前記回転ディスクの回転方向側に位置する押動前面で押動することにより、前記硬貨が前記開口を介して前記収納穴から前記固定ローラ及び前記弾出ローラの間に移動された後に前記弾出ローラの弾性作用によって弾き出される硬貨払出装置において、前記硬貨の弾き出し方向下流において前記固定ローラに隣接して前記ベース上に固定ガイドが配置され、前記固定ガイドと前記弾出ローラとの間に前記硬貨が挟まれた状態が生起され、前記固定ガイドと前記弾出ローラとの間に前記硬貨が挟まれた状態において、前記硬貨が前記固定ローラと前記固定ガイドとに跨って接触するよう前記固定ガイドの形状が設定されることを特徴とする硬貨払出装置である。

本発明の第１の好ましい実施態様では、前記固定ガイドは、前記固定ローラに接線をなす第１直線部、前記第１直線部の延長線に対し鈍角をなす第２延長線上に形成された第２直線部、及び、前記第１直線部と前記第２直線部とを結ぶ湾曲部とで構成したことを特徴とする。

本発明の第２の好ましい実施態様では、前記硬貨が前記固定ローラと前記固定ガイドとに跨って接触した状態において、前記弾出ローラによって硬貨を挟んで弾き出すようにしたことを特徴とする。

本発明において、通常、回転ディスクの回転によって、硬貨は押動体によって押動されてベース上をスライドされつつ硬貨案内壁に案内された後、固定ローラによって案内されて回転ディスクの周方向へ方向転換され、固定ローラと弾出ローラの間に押し込まれる。
硬貨が方向転換される際、硬貨周面と固定ローラ周面とは滑り対偶であるが、固定ローラは回り対偶であることから、固定ローラの回り対偶によって案内されて固定ガイドと弾出ローラによって挟まれる。次いで、硬貨中心が固定ローラと硬貨との第１接点と、弾出ローラと硬貨との第２接点を結ぶ直線である弾出境界線を越えるので、弾出ローラに付与されている弾発力によって硬貨Cの弾き出しが開始される。したがって、硬貨は回り対偶によって案内されることから、移動抵抗が小さく、回転ディスクの駆動モータを小出力化しても固定ローラと弾出ローラとの間を通過させることができ、省エネルギー化できる利点がある。
しかし、硬貨中心が弾出境界線を通過した後、硬貨が弾き出される前に、硬貨の周面は固定ガイドに接触し、硬貨と固定ガイドとはすべり対偶になり、それらの間の摺動抵抗が大きくなることから、弾出ローラの押力と固定ガイドからの反力による合力が、固定ガイドと硬貨との間の摩擦抵抗を越えるまで弾き出されず、回転ディスクの連れ回りによる慣性力の影響は実質的に消滅される。これにより、硬貨の弾出方向は、弾出ローラの押力と、固定ガイドの反力との合力のベクトルの方向になるので、硬貨の直径が異なる場合であっても、弾出方向の変化は実質的になく、次工程での実際的処理に影響を及ぼさない利点がある。
また、弾出ローラを支えるレバーも従来と同様のものを使用できるから、小形の硬貨払出装置にも採用できる利点がある。

本発明の第１の好ましい実施態様では、さらに、固定ガイドと弾出ローラによって挟まれて弾出された硬貨は、弾出し方向がずれていても、湾曲部によって案内された後、最終的に第２直線部に案内されて第２直線部の延長線に沿った方向へ払い出されることから、直径が異なる硬貨であっても、最終的に同一方向に飛び出すことから、次工程の処理に悪影響を与えない利点がある。

本発明の第２の好ましい実施態様では、さらに、固定ローラとして量産化されたローラーベアリングを用いることができるので安価に製造できると共に、硬貨は固定ローラと固定ガイドに跨って接触した状態で弾出ローラによって弾き出されるから、固定ガイドの大きさを小さくでき、結果、硬貨払出装置を小型化できる利点を有する。

本発明における硬貨払出装置の最良の形態は、円形の収納穴内において回転する回転ディスクの偏心位置に形成した通孔に硬貨を落下させ、前記回転ディスクの下側において前記回転ディスクの周方向に延びる押動体の押動前面によって前記硬貨を押動しつつ前記収納穴の硬貨案内壁に案内させつつベース上を移動させ、前記硬貨案内壁を開口した出口開口の下流において固定ローラと前記固定ローラに近づくよう弾性的に付勢された弾出ローラ間を通過させると共に前記弾出ローラによって弾き出すようにした硬貨払出装置において、前記固定ローラの下流に、固定ガイドを配置し、最終的に前記固定ガイドと前記弾出ローラとによって硬貨を挟んで弾き出すようにし、前記固定ガイドは、前記固定ローラに接線をなす第１直線部、前記第１直線部の延長線に対し鈍角をなす線上に形成された第２直線部、及び、前記第１直線部と前記第２直線部とを結ぶ湾曲部とで構成し、前記固定ガイドと前記弾出ローラとによって弾き出された硬貨が前記湾曲部によって案内された後、前記第２直線部によって案内されて払い出されることを特徴とする硬貨払出装置である。

図１は、本発明の実施例1の硬貨払出装置の縦断面図である。
図２は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における保留ボウルを取り除いた状態の平面図である。
図３は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における平面図(保留ボウル及び回転ディスクの押動体のみ表示し他を非表示)である。
図４は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における弾出装置の説明図である。
図５は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における固定ガイドの斜視図である。
図６は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における作用説明図（正転時出口ガイドによる案内）である。
図７は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における作用説明図（正転時進入途中）である。
図８は、本発明の実施例１の硬貨払出装置における作用説明図（正転時弾出時）である。

本実施例１は、日本硬貨の１円硬貨1C、５円硬貨5C、１０円硬貨10C、５０円硬貨50C、１００円硬貨100C、及び、５００円硬貨500Cを払い出すことができる硬貨払出装置の例である。換言すれば、小径硬貨SCの直径が１円硬貨１Ｃの20ミリメートルから最大径硬貨LCの直径が５００円硬貨の26.5ミリメートルの範囲の硬貨を１つずつ払い出すことができる硬貨払出装置の例である。
しかし、本発明は上記金種に限定されるものではなく、外国硬貨や遊技用のメダル等に適用することもできる。
なお、説明の便宜上、特定金種の硬貨を説明する場合以外、総称として、硬貨Cを用いて説明する。

図１に示すように、硬貨払出装置100は、バラ積みされた１円硬貨1C乃至500円硬貨500Cを１つずつ区分けした後、１つずつ弾き出す機能を有し、本実施例1においては、概略、フレーム102、ベース104、保留ボウル106、回転ディスク108、硬貨案内壁110、規制ピン112、出口ガイド114、弾出装置116を構成する固定側装置118並びに弾出ローラ120、硬貨検出装置122、及び、硬貨出口124を備えている。なお、フレーム102、ベース104、保留ボウル106、回転ディスク108、硬貨案内壁110、規制ピン112、弾出装置116の一部を構成する弾出ローラ120、硬貨検出装置122、及び、硬貨出口124は従来公知の構造であり、本願発明は固定側装置118の構造に関する。

まずフレーム102を主に図１を参照して説明する。
フレーム102は、ベース104、保留ボウル106等の機能部品が取り付けられる機能を有し、本実施例１では板金製であって内部が中空の矩形箱形をしている。
フレーム102の上面開口は矩形板状のベース104によって覆われている。
ベース104の裏面には減速機付きであって、正逆転可能な電気モータ123が固定され、その出力軸125はベース104に形成された円形の通孔136を通ってベース104の上方へ突出している。電気モータ123は、コインジャムが発生した場合、所定時間かつ所定回数逆転され、コインジャムの自動解除に資する。
ベース104は、本実施例１では水平に配置されるが、傾斜配置することもできる。

次にベース104を主に図１を参照して説明する。
ベース104は、その上面を硬貨Cが回転ディスク108によって押動移動される機能を有し、ステンレス製や耐摩耗性樹脂製の平板であって、その上面は、所定の平面度に形成されている。
また、ベース104の上面には硬貨案内壁110を形成する所定の厚みを有する周面案内板126が密着固定される。
したがって、ベース104は同様の機能を有する他の機構に置き換えることがきる。

次に保留ボウル106を主に図１を参照して説明する。
保留ボウル106は、多数の硬貨Cをバラ積み状態で保留する機能を有し、本実施例１においては、樹脂製の概略縦向き筒形であって、筒内が垂立方向に延在する硬貨保留部128に構成されている。硬貨保留部128は、上部106Aの水平断面が矩形に、下部106Uの水平断面が円形の底孔130に形成され、上部106Aと下部106Uとの間の中間部106Mは硬貨Cが滑落可能な傾斜壁に形成されている。
保留ボウル106の下端部には鍔状に横方向に突出する取付部132が形成され、この取付部132を利用して保留ボウル106はベース104、詳しくは周面案内板126に固定されている。
したがって、保留ボウル106は同様の機能を有する他の装置に変更することが出来る。

次に回転ディスク108が主に図１及び２を参照して説明される。
回転ディスク108は、所定の速度で回転され、保留ボウル106内の硬貨Cを攪拌すると共に、偏心位置に形成された通孔136に落下した硬貨Cを押動して連れ回りさせ、さらに、コインジャムが生じた場合、逆転してコインジャムを解消する機能を有する。
本実施例1において回転ディスク108は、保留ボウル106の底孔130内に配置され、ベース104の裏面側に固定された直流電気モータ123によって、硬貨Cの払出時は図２における反時計方向に所定の速度で正回転され、コインジャムが生じた場合は逆方向の時計方向に所定の速度で逆回転される。
回転ディスク108は、中央に多角錘形の攪拌部134を有し、底孔130において回転することにより硬貨Cを攪拌し、通孔136に硬貨Cが落下するのを助ける。
回転ディスク108は、通孔136の間のリブ138のそれぞれの裏面に押動体140を有する。
押動体140は、ベース104の上面に密着固定された所定の厚みを有する周面案内板126の円形の収納穴142内において回転移動し、図2に図示するように、その押動前面144は、回転ディスク108の回転軸線RA側から周縁側に向かって回転方向後位側へ後退するように湾曲形状をしている。詳述すれば、押動体140は回転軸線RA側に近い第１押動体140A、及び、周縁側に近い第２押動体140Bによって構成され、後述の第１規制ピン112A、及び、第２規制ピン112Bが通過できるように第１押動体140Aの回転軸線RA側には弧状の第１逃溝146A、第１押動体140Aと第２押動体140Bとの間には第２逃溝146Bが形成されている。第１押動体140Aの前面が第１押動前面144A、第２押動体140Bの前面が第２押動前面144Bである。
したがって、通孔136内に落下した硬貨Cは、ベース104に面接触して支えられ、かつ、収納穴142の硬貨案内壁110によって案内されつつ回転ディスク108の回転によって第１押動体140Aによって押されて、移動通路MPを回転ディスク108によって連れ回りされる。硬貨案内壁110の一部はおおよそ小径硬貨SCの直径の２倍の長さで切り欠かれ、出口開口148を構成している。硬貨Cが出口開口148に達した際、第２押動体140Bに押動を受け渡して出口ガイド114、及び、弾出ローラ120に案内させつつ押動して弾出装置116へ移動させる。
一方、硬貨案内壁110によって案内されずに回転ディスク108によって連れ回り移動される硬貨Cは、ベース104から突出し、硬貨Cの移動通路MPに位置する後述の規制ピン112(第１規制ピン112A、及び、第2規制ピン112B)によって強制的に回転ディスク108の周方向、換言すれば、図2において上方へ案内される。
コインジャムが発生した場合、回転ディスク108が逆転される。この逆転によって第２押動体140Bの裏面150の裏面先端150Eは、硬貨Cの周面を押動して正転時とは逆方向へ移動させる。

次に硬貨案内壁110を主に図１乃至図３を参照して説明する。
硬貨案内壁110は、回転ディスク108によって連れ回りされる硬貨Cの周面を案内する機能を有し、本実施例1においてはベース104とほぼ同一の矩形に形成され、所定の厚み、具体的には取り扱い対象の硬貨Cの中で最も厚い硬貨Cの厚みよりも僅かに大きい厚みを有する周面案内板126に形成されたほぼ円形の収納穴142の内壁面であり、その一部が切除され、出口開口148が形成されている。換言すれば、硬貨案内壁110はC字形をし、出口開口148は、本実施例1においては最大径硬貨たる500円硬貨500Cの直径の１．５倍程度に形成される。詳述すれば、出口開口148は硬貨案内壁110の上流側端部110Eと、下流側端部110Lとによって形成されるスリット状の開口である。
周面案内板126はベース104の上面に密着固定され、周面案内板126の上面には保留ボウル106の取付部132の下面が着脱可能に密着固定される。この状態において、回転軸線RAと、底孔130及び収納穴142の軸心とが一致するように配置される。換言すれば、回転ディスク108、底孔130、及び、収納穴142の垂立する軸線は同一である。また、回転ディスク108の直径は、収納穴142の直径よりも僅かに大径に形成され、収納穴142を回転ディスク108によって上側から蓋をするように構成してある。さらに。押動体140の回転ディスク108の周縁側先端は、収納穴142内で回転するように、収納穴142よりも僅かに小径に形成されている。
通孔136に落下した硬貨Cは、前述のように下面がベース104に支持された状態において押動体140によって押動されつつ周面を硬貨案内壁110に案内されて移動通路MPを移動される。換言すれば、移動通路MPは大凡円形リング状である。
したがって、周面案内板126は、硬貨Cが硬貨案内壁110に案内されて移動通路MPを移動するように案内する機能を有していればよい。
なお、ベース104と周面案内板126とは一体に形成することもできる。

次に規制ピン112を主に図3を参照して説明する。
規制ピン112は、回転ディスク108によって連れ回りされる硬貨Cを、回転ディスク108の周方向、換言すれば、出口開口148側へ案内する機能、及び、回転ディスク108が逆転される場合、押動体140の裏面150によって押される硬貨Cによって下方へ押し下げられて硬貨Cの移動通路MPにおける逆方向への移動を許す機能を有し、本実施例1においては、ベース104の上面から弾性的に突出する第１規制ピン112A及び第2規制ピン112Bによって構成されている。しかし、規制ピン112は硬貨Cが遠心力によって自ら出口開口148側へ向かう場合は必ずしも必要ではなく、適宜設置することができる。本実施例1においては、念のため規制ピン112を配置している。
第１規制ピン112A及び第2規制ピン112Bは、ベース104の裏面に一端を固定された板バネ(図示せず)の他端に立設固定された円柱体であり、当該円柱体の頭部はベース104に形成された透孔からベース104上に突出するが、回転ディスク108の裏面に突き当たらない程度に突出し、その頭部には移動通路MPを逆方向に押動される硬貨Cによって、ベース104内に押し込まれる分力が作用するように斜めの傾斜面152(第１傾斜面152A、第２傾斜面152B)が形成されている。この頭部の形状は、例えば、実用新案登録第２５９４４３５号に開示の発明が採用される。
本実施例1においては、第１傾斜面152Aの回転ディスク108の周方向への第１延長線EA、及び、第２傾斜面152Bの回転ディスク108の中心側への第２延長線EBが鈍角Zで交差するように形成されている。硬貨C（本実施例1においては１円硬貨１C）が回転ディスク108の逆転時に押動体140の裏面150によって逆方向につれ回りされ、第２傾斜面152Bに当接した場合、１円硬貨１Cに対し回転軸線RA側へ移動する分力が作用し、結果として、１円硬貨１Cは第１傾斜面152Aと第２傾斜面152Bとに接した後、それらが形成されている第１規制ピン112A及び第2規制ピン112Bを乗り越えることにより、回転ディスク108の連続逆転がなされる。そして、当該鈍角Zの二等分線BISが、回転軸線RAを通る直線FLと直角に交差する場合において、１円硬貨１Cの中心１CCが当該交差部の近傍の二等分線BIS上に位置するように設定されている（他の金種でも同じ）。このように形成することにより、硬貨Cが第１傾斜面152A又は第２傾斜面152Bに接する場合であっても、当接した第１傾斜面152A又は第２傾斜面152Bから作用する分力によって第１傾斜面152A及び第２傾斜面152Bの両方に大凡均等に接触することになり、硬貨Cの周面の一部に大きな力が作用しないことから、硬貨Cに圧痕をつけない利点がある。
したがって、回転ディスク108の正転時に硬貨Cが押動体140によって押動されて第１規制ピン112A及び第2規制ピン112Bに衝突した場合、硬貨Cは押動体140によって押されつつ第１規制ピン112A及び第2規制ピン112Bに案内されて出口開口148へ向けて案内される。回転ディスク108が逆転される場合、押動体140の裏面150によって押動される硬貨Cは、第１規制ピン112A及び第2規制ピン112Bの頭部の第１傾斜面152A、及び、第２傾斜面152Bを乗り上げてこれら第１規制ピン112A、及び、第2規制ピン112B上を乗り越えるので、硬貨Cは押動体140の裏面150によって押動され続けて移動通路MPを正転方向と逆方向に連れ回りされる。

次に出口通路153を主に図3を参照して説明する。
出口通路153は、出口開口148から移動してくる硬貨Cが後述の硬貨出口124へ移動し得る通路であり、出口開口148の下流に連続して形成されている。したがって、出口通路153は三方を囲われたチャンネル状、又は、四方を囲われた矩形状に形成する必要はなく、少なくとも硬貨Cの下面を案内すれば良く、本実施例1においてはベース104の上面、及び、側壁の一部を固定側装置118の固定ガイド163によって画定されている。
したがって、出口開口148から移動してきた硬貨Cは出口通路153を通って後述の硬貨出口124から放出される。

次に出口ガイド114を主に図２を参照して説明する。
出口ガイド114は、回転ディスク108の正転時に硬貨Cを弾出装置116へ向かうように案内し、回転ディスク108の逆転時には硬貨Cを案内して収納穴142内に戻す機能を有し、出口開口148の上流側端部110E側の側方に位置する扇形の出口ガイド板154によって構成されている。出口ガイド板154は、本実施例1においては扇形のプレートであり、一端部をベース104から立設する固定軸156に回動自在に取り付けられ、固定軸156を中心に弧状に形成された長穴158にスクリュウ160を貫通させてベース104にねじ込むことで固定してある。
図６に示すように回転ディスク108が正転する場合、１円硬貨１Cは第２押動体140Bによって出口ガイド板154及び弾出ローラ120に押し付けられ、第２押動体140Bから硬貨中心１CCに向かう押力F1及び弾出ローラ120から硬貨中心１CCに向かう反力F2による合力F3によって弾出ローラ120に案内されつつ後述の固定側装置118に向かって押動され、固定側装置118と弾出ローラ120との間に押し込まれ(図7)、最終的に固定ガイド163と弾出ローラ120によって挟まれて弾き出される。
回転ディスク108が逆転する場合、１円硬貨1Cは出口ガイド板154によって案内されて収納穴142内に戻され、回転ディスク108が連続的に逆転することができ、コインジャムを効果的に解消することができる。

次に弾出装置116を主に図２及び図４を参照して説明する。
弾出装置116は、押動体140の第２押動前面144Bによって回転ディスク108の周方向に押動された硬貨Cを弾性体の弾発力によって弾き出す機能を有し、本実施例1においては固定側装置118と弾出ローラ120によって構成されている。

まず固定側装置118を説明する。
固定側装置118は、押動体140によって押動されて出口開口148へ押し出された硬貨Cを受け止め、回転ディスク108の周方向へ案内する機能、換言すれば、出口通路153の一側を画定する機能、及び、弾出ローラ120と共に硬貨Cを挟んで弾き出す機能を有し、本実施例1においては固定ローラ161たる第１固定ローラ162、及び、固定ガイド163たる第１固定ガイド164によって構成されている。
第１固定ローラ162は完全に固定ではなく、後述のように無理な力が加わった場合には僅かに移動して当該無理な力を緩衝できるように設定されることが好ましい。装置の耐久性向上のためである。
本実施例1において第１固定ローラ162は、ベース104の裏面側に下向きに突出された第２支軸166に回転自在に指示された第１レバー168から上向きに突出し、ベース104に形成された透孔(図示せず)を貫通してベース104の上面側に位置する第３支軸170の先端に回転自在に支持されたボールベアリング172であり、詳述すれば、ボールベアリング172のインナーレースを第３支軸170に固定し、アウターレースをローラとして利用したものである。第１レバー168は、弾性体、本実施例1では第１スプリング174の弾発力によって、図2及び図4において時計方向に付勢され、図２の位置、すなわち収納穴142の下流側端部110Lに隣接した位置において、第１ストッパ176によって第１レバー168の回動が係止されて、静止状態に保たれる。
この静止位置において、ボールベアリング172の周面は、収納穴142の内面の一部をなすよう、その内側周面は、収納穴142の仮想円上に配置される。
第１スプリング174は、通常において硬貨Cが衝突した際には移動されないが、通常以上の大きな力が作用した場合、僅かに逃げ移動するようその弾発力が設定される。僅かな逃げ移動であっても、硬貨Cによる過負荷を緩衝し得、装置の耐久性の向上に資するからである。

次に第１固定ガイド164を主に図5を参照して説明する。
第１固定ガイド164は、第１固定ローラ162に案内された硬貨Cを所定の方向に案内する機能、及び、弾出ローラ120との間で硬貨Cを挟んで最終的に弾き出す機能を有し、本実施例1では出口通路153の一部を画定するため、第１直線部178が形成されている。
第１直線部178は、図2に示す回転軸線RAを通る垂線VLに対し、その延長線ELが約30度の鋭角Aをなすように形成されると共に、当該延長線ELが第１固定ローラ162の周面に対し近接している。さらに、第１固定ローラ162の周面は硬貨案内壁110の下流側端部110Lにおいて硬貨案内壁110に対する接線CLに対し近接し、延長線ELに対し90度に近い鋭角Bをなすように配置されている。
第１直線部178の回転ディスク108側の先端164Tは、第１固定ローラ162の第２軸線RBと待機位置SPに位置する弾出ローラ120の第３軸線RCとを結ぶ第１直線AL上又はその近傍に位置するよう配置されている。
したがって、第１固定ガイド164の回転ディスク108側の先端164Tは、第１直線部178と第１固定ローラ162を回避するための弧状部165によってナイフの刃先状に形成されている。
本実施例1における第１固定ガイド164は、ベース104、及び、周面案内板126と別体に構成されているが、これらの一方又は両方と一体に構成することができる。

次に弾出ローラ120を主に図４を参照して説明する。
弾出ローラ120は、出口通路153に押動され、第１固定ガイド164に接触している硬貨Cを弾き出す機能を有し、本実施例1においてはベース104の裏面から下向きに突出する第４支軸179に一部を回転自在に支持された第２レバー182の端部から上向きに固定され、第４支軸179を中心に弧状にベース104に形成された弧状長孔180を貫通してベース104の上側に突出する第５支軸181の上端部に回転自在に取り付けられたローラであり、本実施例1ではボールベアリング183である。ボールベアリング183もボールベアリング172と同様にアウターレースがローラとして利用される。
したがって、弾出ローラ120は同様の機能を有する他の装置に変更することができる。
第２レバー182は、その一部に形成された第１係止部186とベース104から下向きに突出する第２係止部188とに端部を係止された第２スプリング190によって、固定側装置118側に近づくように弾性的に付勢され、ベース104の裏面から下向きに突出する第２ストッパ192によって、第１固定ガイド164の先端164Tと弾出ローラ120との直線距離Lが、想定される払出硬貨の最小直径よりも僅かに小になる位置において静止するよう係止される。詳述すれば、第１固定ガイド164の先端164Tと弾出ローラ120との間の直線距離Lは、１円硬貨１Cの直径よりも僅かに小さく設定され、先端164Tと弾出ローラ120との間に進入間隙194が形成される。
したがって、図8に示すように、押動体140によって押動された１円硬貨１Cの中心1CCが、第１固定ガイド164の先端164Tと１円硬貨１Cとの第１接点PAと、弾出ローラ120と１円硬貨１Cの周面との第２接点PBとを結んだ弾出境界線DDLを越えた直後に、弾出ローラ120は第２スプリング190の弾発力によって弾き出される。この弾出方向は、弾出ローラ120による押力F11と第１固定ガイド164からの反力F12との合力F13のベクトルの方向である。

詳細には、回転ディスク108の正転によって第２押動体140Bによって押動され、１円硬貨１Cは出口ガイド板154に案内される共に、弾出ローラ120に案内されて進入間隙194へ向かって移動される(図6)。さらに回転ディスク108が正転すると、硬貨Cは第２押動体140Bの押力によって進入間隙194へ押し込まれ(図7)、弾出ローラ120は第２スプリング190の弾発力に抗して第１固定ローラ162から離れる方向へ移動され、この過程において１円硬貨1Cの接触は第１固定ローラ162から第１固定ガイド164の先端164Tへ移動する。詳述すれば、進入間隙194が広げられ、第１接点PAが第１固定ガイド164の先端164Tとの接点において形成され、その第１接点PAと第２接点PBとを結ぶ弾出境界線DDLを1円硬貨１Cの硬貨中心1CCが通過した直後に第２スプリング190による弾発力によって1円硬貨1Cが弾き出される(図8)。弾き出された1円硬貨1Cは出口通路153を通って硬貨出口124から払い出される。この払い出される途中において、硬貨Cは硬貨検出装置122によって検知される。

次に硬貨検出装置122を説明する。
硬貨検出装置122は、弾出装置116によって弾き出された硬貨Cを検出する機能を有し、本実施例1では電磁気式の金属センサ196を用いている。したがて、硬貨検出装置122は同様の機能を有する他の装置、例えば、光電センサ、機械式センサ等の他方式に変更することができる。
本実施例1において、硬貨検出装置122は出口通路153の途中に配置されているが、硬貨出口124の下流に配置することもできる。

最後に硬貨出口124が図２を参照して説明される。
硬貨出口124は、硬貨Cがベース104から送り出される機能を有し、特にスリット形通路等に構成する必要は無く、本実施例1では出口通路153の下流端に構成される。換言すれば、出口通路153に相対するベース104の端部が硬貨出口124である。

次に、この硬貨払出装置100の作用を図6乃至図8をも参照して説明する。
所定範囲の直径の硬貨を部品交換や位置調整をすることなく１つの装置で払い出す場合、最も問題になるのは最小の小径硬貨SCであるので、１円硬貨１Cを例に説明する。
また、1円硬貨1Cが収納穴142の硬貨案内壁110に沿って移動した場合と、硬貨Cが規制ピン112に案内されて払い出される場合では作用が異なるので、それぞれ場合分けして説明する。

まず、１円硬貨１Cが硬貨案内壁110に沿って移動した場合を説明する。
保留ボウル106内の硬貨Cは、回転ディスク108の回転によって通孔136内に落下し、その表面又は裏面がベース104に面接触して支えられ、かつ、第１押動体140Aに押動されると共に収納穴142の周壁たる硬貨案内壁110によって案内されつつ出口開口148側へ移動される（図3）。
出口開口148に達した硬貨Cは、上流側端部110Eに続いて出口ガイド板154に案内された後(図3)、待機位置SPに位置する弾出ローラ120に接触して第１固定ローラ162側へ案内され(図６)、進入間隙194に押し込まれる(図7)。
更なる回転ディスク108の回転によって、１円硬貨1Cは第２押動前面144Bによって進入間隙194へさらに押し込まれるので、第１固定ローラ162の円弧状周面に沿って回転ディスク108の周方向へ移動されることから、弾出ローラ120は図２において時計方向へ回動され、進入間隙194は更に拡張される。
そして、１円硬貨1Cが更に回転ディスク108の周方向へ移動され、その周面と固定側装置118との接触は、第１固定ローラ162から第１固定ガイド164の先端164Tに移り、第１固定ガイド164の先端164Tと１円硬貨1Cとの第１接点PAと、弾出ローラ120と１円硬貨1Cの周面との第２接点PBとを結ぶ弾出境界線DDLを１円硬貨1Cの中心1CCが通過した直後から弾出ローラ120から弾き出し力を受ける。そして弾出ローラ120は、第２スプリング190の弾発力によって１円硬貨1Cの周面を押して前述しように、１円硬貨1Cが押力F11と反力F12の合力F13のベクトルの方向に弾き出される(図8)。
弾き出された１円硬貨1Cは、出口通路153を通って硬貨出口124から払い出される。

次に１円硬貨1Cが硬貨案内壁110に案内されずに第1規制ピン112A、及び、第2規制ピン112Bによって案内されて進入間隙194に押し込まれた場合を説明する。
この場合、１円硬貨1Cは、出口ガイド板154とは接触せず、進入間隙194に進行した後、前述のように第１固定ローラ162に案内された後、第１固定ガイド164の先端164Tと接触した状態で弾出ローラ120によって弾き出される。

次に実施例２を図9乃至図11を参照して説明する。
図9は、本発明の実施例２の硬貨払出装置の平面図（正転時進入途中）である。
図10は、本発明の実施例２の硬貨払出装置の固定ガイドの斜視図である。
図11は、本発明の実施例２の硬貨払出装置における作用説明図（弾出時）である。
実施例2は、固定側装置118が固定ローラ161たる第２固定ローラ200と、固定ガイド163たる第２固定ガイド202によって構成された例であり、第２固定ローラ200及び第２固定ガイド202以外は実施例1と同一であるので、異なる構成及び作用のみ説明する。

第２固定ローラ200は、第１固定ローラ162よりも僅かに大径のローラを用いている。詳述すれば、第２固定ローラ200は規格化されたボールベアリングのアウターレースをローラとして利用することにより、安価に製造できるようにしたものである。
第２固定ローラ200が大径になったため、第２固定ガイド202の第1直線部178に対応する第１直線部204は、その延長線である第２延長線EL2が垂線VLに対し実施例1と同一の鋭角の角度Ａをなしているが、先端204Tは実施例1よりも第1直線ALから離れて位置する。
先端204Tのレイアウトの相違により、実施例2においては、1円硬貨1Cが第２固定ローラ200と第２固定ガイド202の先端204Tとの両方に跨って接触した状態において、弾出ローラ120によって弾き出されるよう設定されている(図11)。

次に実施例2の作用を説明する。
実施例1と同様に、１円硬貨1Cは第２押動前面144Bによって進入間隙194へ押し込まれるので、１円硬貨1Cは第2固定ローラ200の円弧状周面に沿って回転ディスク108の周方向へ移動されることから、弾出ローラ120は図9において時計方向へ回動され、進入間隙194は更に拡張される。そして、１円硬貨1Cが更に回転ディスク108の周方向へ移動され、その周面と第２固定ローラ200との第１接点PAと、弾出ローラ120と１円硬貨1Cの周面との第２接点PBとを結ぶ弾出境界線DDLを１円硬貨1Cの中心1CCが通過した直後から弾出ローラ120から弾き出し力を受ける(図11)。
次いで、１円硬貨1Cの周面が第１直線部204の先端204Tと第２固定ローラ200とに接した状態において、弾出ローラ120は第２スプリング190の弾発力によって１円硬貨1Cの周面を押して弾き出す(図11)。
すなわち、1円硬貨1Cと弾出ローラ120の第２接点PBから1円硬貨1Cの中心1CCへ向かう押力F21と、第２固定ローラ200と硬貨1円硬貨1Cとの接点と先端204Tとの中点PMから1円硬貨1Cの中心1CCへ向かう反力F22の合力F23が、1円硬貨1Cと第２固定ガイド202との間の摩擦抵抗を上回ったときに1円硬貨1Cは弾出ローラ120によって弾き出される。
弾き出された１円硬貨1Cは、出口通路153を通って硬貨出口124から払い出される。

次に１円硬貨1Cが硬貨案内壁110に案内されずに規制ピン112A、112Bによって案内されて進入間隙194に押し込まれた場合を説明する。
この場合、１円硬貨1Cは、出口ガイド板154とは接触せず、進入間隙194に進行した後、前述のように第１直線部204の先端204Tと第２固定ローラ200に接触した状態で弾出ローラ120によって弾き出される。

次に本発明の実施例３を図12乃至図15を参照して説明する。
図12は、本発明の実施例３の硬貨払出装置の平面図である。
図13は、本発明の実施例３の硬貨払出装置の固定ガイドの斜視図である。
図14は、本発明の実施例３の硬貨払出装置における作用説明図（弾出時）である。
図15は、本発明の実施例３の硬貨払出装置における作用説明図（払出時）である。
実施例３は、実施例２の改良であって、固定ガイド163たる第３固定ガイド206が、第２固定ガイド202に対し第２直線部208及び湾曲部210が付加されたものである。
換言すれば、第３固定ガイド206は、第２固定ローラ200に案内された硬貨Cを所定の方向に案内する機能、及び、弾出ローラ120との間で硬貨Cを挟んで最終的に弾き出す機能を有し、本実施例3では、第２固定ローラ200側から順に第１直線部204、湾曲部210、及び、第２直線部208が形成されている。
第１直線部204は、実施例2と同一の構成である。
第２直線部208は、図12において回転軸線RAを通る垂線VLと平行に形成されている。したがって、第２直線部208の第２延長線EL2は第１直線部204の延長線ELと180度に近い鈍角Cをなすように構成されている。換言すれば、第１直線部204に沿って移動する硬貨Cは、湾曲部210に案内された後、第２直線部208に案内されつつ硬貨出口124から払い出される。
湾曲部210は、第１直線部204と第２直線部208とを滑らかに結ぶ弧状に形成されている。
硬貨Cの最終的な払出方向を決定する第２直線部208は、硬貨Cの払出方向によって適宜決定され、垂線VLと平行でなくともよく、また、曲線であっても良い。

実施例3においては、出口ガイド114が実施例1及び2の出口ガイド板154に代えて出口ローラ212が用いられている。
出口ローラ212はベース104から上向きに立設された第6支軸216に回転自在に支持され、硬貨案内壁110の上流側端部110Eと弾出ローラ120との間の中間であって、出口通路153の側方に配置され、待機位置SPに位置する弾出ローラ120に接線をなし、かつ、上流側端部110Eとを接続した第2直線L2から所定距離離れて配置されている。詳しくは、第2直線L2と出口ローラ212の円形周面214とは、最短において、出口ローラ212の直径の２分の１の距離離れるように配置されている。この出口ローラ212の位置は、対象とする最小の小径硬貨、本実施例3においては１円硬貨1Cが、逆転する回転ディスク108、したがって、押動体140の裏面先端150Eによって押動され、収納穴142内に戻すことができる位置に配置される。これにより、回転ディスク108を連続的に逆転することができ、コインジャムを効果的に解消することができる。

次に実施例３の作用を図14及び図15も参照して説明する。
硬貨Cの一部が第２固定ローラ200と第２固定ガイド202に接触し、弾出ローラ120によって弾き出される作用・効果は、実施例２と同一であるため、弾出ローラ120によって弾き出された以降の湾曲部210及び第２直線部208の作用・効果を説明する。
１円硬貨1Cの周面が第１直線部204の先端204Tと第２固定ローラ200とに接した状態において、弾出ローラ120は第２スプリング190の弾発力によって１円硬貨1Cの周面を押して、合力F23のベクトルの方向へ、換言すれば、湾曲部210へ向けて弾き出す(図14)。
弾き出された１円硬貨1Cは、湾曲部210に案内された後、第２直線部208に案内されて垂線VLと平行な方向へ硬貨出口124から払い出される(図15)。すなわち、１円硬貨1Cは、最終的に第２直線部208に案内され、垂線VLに沿った方向に払い出される。
全ての硬貨Cは湾曲部210に案内された後、第２直線部208によって案内されるため、垂線VLに沿った同一方向へ払い出される。

図１は、本発明の実施例1の硬貨払出装置の縦断面図である。 図２は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における保留ボウルを取り除いた状態の平面図である。 図３は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における平面図(保留ボウル及び回転ディスクの押動体のみ表示し他を非表示)である。 図４は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における弾出装置の説明図である。 図５は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における固定ガイドの斜視図である。 図５は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における作用説明図（正転時出口ガイドによる案内）である。 図７は、本発明の実施例1の硬貨払出装置における作用説明図（正転時進入途中）である。 図８は、本発明の実施例１の硬貨払出装置における作用説明図（正転時弾出時）である。 図９は、本発明の実施例２の硬貨払出装置の平面図（正転時進入途中）である。 図10は、本発明の実施例２の硬貨払出装置の固定ガイドの斜視図である。 図11は、本発明の実施例２の硬貨払出装置における作用説明図（弾出時）である。 図12は、本発明の実施例３の硬貨払出装置の平面図（逆転開始時）である。 図13は、本発明の実施例３の硬貨払出装置の固定ガイドの斜視図である。 図14は、本発明の実施例３の硬貨払出装置における作用説明図（弾出時）である。 図15は、本発明の実施例３の硬貨払出装置における作用説明図（払出時）である。 図16は、本発明の従来技術（ローラ方式）の小径硬貨払出時の説明図である。 図17は、本発明の従来技術（ローラ方式）の大径硬貨払出時の説明図である。 図18は、本発明の従来技術の説明図（固定ガイド＋弾出ローラ方式）である。

C 硬貨
EL 延長線
EL2 第２延長線
100 硬貨払出装置
104 ベース
108 回転ディスク
110 硬貨案内壁
120 弾出ローラ
136 通孔
140 押動体
142 収納穴
144 押動前面
148 出口開口
161 固定ローラ
204 第１直線部
206 固定ガイド
208 第２直線部
210 湾曲部

Claims (1)

1. 硬貨の一面を支持するベースと、
   前記ベース上に配置された、一部が開口された円形の収納穴を形成する硬貨案内壁と、
   前記収納穴内において回転軸線の回りに回転可能であって、前記回転軸線から偏心した位置において周方向に沿って配置された複数の通孔が形成され、且つ、裏面側において隣接する前記通孔間に配置されると共に前記ベース側に突出する押動体を有する回転ディスクと、
   前記ベース上における前記収納穴の外方であって前記開口の一端側に配置された、前記ベースに実質的に固定された固定ローラと、
   前記ベース上における前記収納穴の外方において前記固定ローラと所定間隔を置いて配置され、前記固定ローラに近づくよう弾性的に付勢された弾出ローラと、を備え、
   前記回転ディスクの回転により前記ベース上の前記硬貨を前記硬貨案内壁によって案内しつつ前記押動体の前記回転ディスクの回転方向側に位置する押動前面で押動することにより、前記硬貨が前記開口を介して前記収納穴から前記固定ローラ及び前記弾出ローラの間に移動された後に前記弾出ローラの弾性作用によって弾き出される硬貨払出装置において、
   前記硬貨の弾き出し方向下流において前記固定ローラに隣接して前記ベース上に固定ガイドが配置され、前記固定ガイドと前記弾出ローラとの間に前記硬貨が挟まれた状態が生起され、
   前記固定ガイドと前記弾出ローラとの間に前記硬貨が挟まれた状態において、前記硬貨が前記固定ローラと前記固定ガイドとに跨って接触するよう前記固定ガイドの形状が設定される
   ことを特徴とする硬貨払出装置。

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