JPH03125293A - カード搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、カード式自動販売機等のカードリーダに適用
して好適なカード搬送装置に係り、特にその駆動源とし
て圧電セラミックス等の圧電素子による超音波モータを
使用したカード搬送装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、カード式自動販売機に組み込まれているカードリ
ーダは、カード挿入口より挿入された磁気カードを内部
に取り込み処理し、所定のサービス終了後カード返却口
より返却するもので、そのカード搬送装置としては駆動
モータと、このモータの回転伝達を受けて動作しカード
を搬送するローラ、搬送ベルト等の搬送手段とで構成さ
れていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来のカード搬送装置におい
ては、駆動モータ、減速手段、搬送手段、軸受部材、回
転伝達機構等、多くの機構、部品を必要とするため高価
で、また歯車を使用する場合はバックラッシュ、ベルト
を使用した場合はその伸縮のため、高精度な送りおよび
位置決めができず、またモータ、ローラ、減速プーリ等
の大きさに制約されるため、装置の軽薄小型化に限界が
あった。

そこで、最近では超音波モータを駆動源として用いるこ
とが提案されている。これは圧電素子に高周波電圧を印
加し、その超音波振動を駆動エネルギ源として使用する
もので、従来の電磁力を利用した駆動モータと比べて、
その動作原理上、低速で高トルクが得られる、マグネッ
ト、硅素鋼販、コイル等が不要で軽薄小型化が容易、保
持トルクが大きい、応答性が速い、非磁性材料で構成で
きる、減速機構などの動力伝達Ｗ構が不要など、多くの
利点を有している。

このようなことから、現在各種の超音波モータが提案、
試作されているが、その−例として本出願人は圧電素子
からなる振動板に駆動信号を供給して振動板にラジアル
方向の一次振動と非軸対称面内振動の多重モード振動を
与え、振動板とカード搬送台との間の摩擦力により該カ
ード搬送台を往復移動させるようにしたカード搬送装置
を既に提案（特願平Ｌ−３４８８８号）した。しかし、
これとて振動板を固定配置しているため、カード搬送台
か荷重として振動板にかかり、また磁気ヘッドのカード
に対する圧接力やカードに小孔をパンチ機構によって穿
設する際のパンチ力もカード搬送台を介して振動板に作
用するため、振動板に強度が要求されるばかりか外力に
よる振動減衰を招き、また長い距離を搬送する場合は振
動板を複数個並列配置する必要があるなど、構造上に問
題があった。

したがって、本発明は上記したような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、カード
搬送台が負荷とならずまた磁気ヘッドの圧接力やパンチ
力が振動板に作用しない構造を採用することにより、振
動板に強度を要求されず、しかも振動の減衰が少なく、
また１つの振動板にも拘らずカード搬送路の長さをその
大きさとは関係無く自由に設定することができるように
したカード搬送装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、カードを保持する
カード保持手段を有するカード搬送台と、このカード搬
送台に軟質保持部材を介して配設されたリング状の振動
板と、カード搬送方向と平行に並設され前記カード搬送
台を滑動自在に案内保持すると共に前記振動板を鋏み込
む固定ガイドおよびこの固定ガイド方向に付勢された可
動ガイドとを備え、前記振動板に２相の高周波電圧を供
給してラジアル振動と非軸対称面内振動との合成による
多重モード振動を発生させ、前記カード搬送台を振動板
と共に前記固定ガイドと可動ガイドに沿って移動させる
ようにしたものである。

［作用］ 本発明において振動板に位相差Φ＝９０゛の高周波電圧
を印加して２相駆動すると、振動板がラジアル１次振動
と非軸対称面内振動の多重モード振動を起こし、その周
面の固定ガイドと可動ガイドに接触する２つの質点には
回転方向が逆向きとなる楕円運動が発生し、振動板と両
ガイドとの間の摩擦力によって振動板自体が両ガイドに
沿って移動する。したがって、この振動板を一体に備え
たカード搬送台も両ガイドに沿って移動する。高周波電
圧の位相差をΦ−−９０°にすると、振動板の歪み方向
も反転して両ガイドに接触する振動板の質点の楕円運動
の回転方向も反対方向となり、これによりカード搬送台
が振動板と共に上記とは反対方向に移動する。振動板は
軟質保持部材によって保持されており、振動の減衰が少
ない。

振動板はカード搬送台に搭載されているゆで、カード搬
送台の荷重およびカード搬送台に加わる外力が負荷とし
て作用しない。

［実施例コ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明に係るカード搬送装置を備えたカードリ
ーダの一実施例を示す第３図のＩ−１線断面図、第２図
は第３図のｆｆ−１１線１！７ｒｍｌＮ、第３図は同カ
ードリーダの一部破断平面図である。これらの図におい
て、全体を符号１で示すカードリーダは、前後方向に長
い薄箱型に形成された筐体２を備えている。

筐体２の前面を構成する前面板２Ａの表面には磁気カー
ド３が挿入されるスリット状のカード挿入口４を有する
カード挿入口部材５が配設されており、また前面板２Ａ
の内面には後述するカード保持手段を初期位置において
カード保持可能な状態に設定保持するアームホルダ６が
設けられている。このアームホルダ６はブロック状に形
成されてその上面後端部が第１図に示すように後方に向
かって傾斜する斜面６Ａとされている。

前記筐体２の内部には前記カード挿入口４に連通ずるカ
ード搬送路７が形成されている９このカード搬送路７に
は磁気カード３に記録されている磁気的情報の読取り、
カードへの情報の書込みおよび確認を行う磁気ヘッド８
（第１図）と、磁気カード３の一側縁部を案内保持する
カード案内部材９と、一対のガイド１０．１１に滑動自
在に案内保持され磁気カード３をカード搬送路７に沿っ
て往復移動させるカード搬送台１２が配設されている。

前記カード案内部材９は、断面形状が正面視コ字状に形
成されることにより、前記磁気カード３の右側縁部を案
内保持するカード保持溝１３を内側面に有して前記筐体
２の右側板２Ｂの内面に前後方向に延在するように固定
されている。

前記一対のガイド１０．１１は前記筐体２の底板２Ｃ上
にカード搬送路７と平行に並設されている。これら一対
のガイド１０．１１のうち左側のガイド１０は前記カー
ド搬送路７よりも左側に位置して前記底板２Ｃ上に止め
ねじ１５〈第２図）によって固定されることにより固定
ガイドを構成している。一方、右側のガイド１１は前記
カード搬送路７の幅方向略中央部下方に位置して配設さ
れるもので、前後一対のねじ取付部１１ａ、ｌｌｂにそ
れぞれ形成された左右方向に長い長孔２０と、この長孔
２０に挿通され前記底板２Ｃのねじ孔にねじ込まれる止
めねじ２１によって左右方向に移動自在に配置されるこ
とにより可動ガイドを構成している。またこの可動ガイ
ド１１は前記底板２Ｃ上に配設された前後一対の圧縮コ
イルばね２２によって固定ガイド１０方向の移動習性を
付与されている。そして、固定ガイド１０と可動ガイド
１１の互いに対向する内側面上部には、カード搬送台１
２の両端部を案内保持するガイド溝２３．２４が長手方
向全長に互って形成されている。

前記カード搬送台１２の上面にはカード挿入口４より挿
入された磁気カード３を保持するカード保持手段２５が
配設されている。このカード保持手段２５は第４図に示
すように、上下に対向配置されたカード受は板２６と、
カード押え板２７とを備えている。カード受は板２６は
前記カード搬送台１２上に止めねじ（図示せず）によっ
て固定され、その上面には薄いゴムシート２８が接着固
定されている。このゴムシート２８の上面は前記カード
搬送路７と同一平面を形成している。カード受は板２６
の左側端縁には磁気カード３の左方への移動を規制する
立ち上がり壁２６Ａが一体に設けられている。また、カ
ード受は板２６の後端部両側にはシャフト３０の各端部
を軸支する一対の軸受部２９ａ、２９ｂが一体に突設さ
れ、さらに後端部下面には板ばねからなる圧接板３１が
一対の止めねじ３２と長孔３３によって前後移動調整自
在に配設されている。圧接板３１の後端部は前記カード
受は板２６の後方に延在し、且つ上方に適宜角度をもっ
て傾斜されることによりカード受は板２６より上方に延
在している。

前記カード押え板２７はその前端をカード受は板２６の
前端と一致させて該カード受は板２６上に配設され、後
端部がカード受は板２６より後方に延在している。カー
ド押え板２７の前端部上面にはプレート３５が前記アー
ムホルダ６に対応してねじ止め固定されており、このプ
レート３５の前端部はカード押え仮２７より前方に延在
し、かつ前記アームホルダ６の後端部上面に形成された
斜面６Ａと略同−角度を以て上方に折曲されている。一
方、カード押え板２７の上面後端部には該カード押え板
２７と共に前記シャフト３０の中央部を相対回動自在に
保持するシャフト押え板３７が一対の止めねじ３８によ
って固定されている。

シャフト押さ板３７の下面には前記シャフト３０が係合
するＶ字状溝３９が形成されている。カード押え板２７
のｌＷ＠部下面にはゴムシート４０が前記カード受は板
２６のゴムシート２８に対応して接着固定されている。

そして、カード押え板２７は前記カード受は板２６の後
方に延在する後端部が前記圧接板３１によって下方より
圧接されることにより、前記シャフト３０を回動支点部
として第１図、第４図時計方向、すなわちカード保持方
向に付勢され、これによって前記ゴムシート２８．４０
により磁気カード３の挿入端部を保持するようにしてい
る。

この場合、カード保持手段２５はカード搬送台１２の初
期位置状態においてカード挿入口４より挿入された磁気
カード３を保持し得る状態に設定される必要があり、そ
のため初期位置においては前記プレート３５の前端部が
前記アームホルダ６の斜面６　Ａ　４．１ｍ　ｆＪｋ方
から乗り上げて上方に押し上げられることにより、前記
カード押え板２７を前記圧接板３１に抗して反時計方向
に所定角度回動させ、ゴムシート２８．４０間に磁気カ
ード３が挿入され得る隙間を設定している。そして、カ
ード搬送台１２の後退移動に伴いプレート３５がアーム
ホルダ６から解放されると、カード押え板２７は圧接板
３１により時計方向に回動されて磁気カード３をカード
受は板２６と共に挟持する。

前記カード搬送台１２の下面中央部には該搬送台１２を
前記固定ガイド１０と可動ガイド１１に沿って往復移動
させる振動板５０が配設されている。この振動板５０は
リニア型超音波モータのステータを構成するもので、全
周均一に板厚方向に分極された圧電素子によって中央孔
５４を有するリング状に形成され、その表面には周方向
に２分割された電極５１．５２が配設され、下面が接地
されている。電極５１．５２は１８０°の開き角を有す
る扇形で、画電極５１．５２の直線部分がカード搬送方
向Ａと直交している。振動板５０は前記固定ガイド１０
および可動ガイド１１間にこれら両ガイド１０．１１に
挟まれて位置することにより、その両端が前記両ガイド
１０．１１と線接触する質点Ｐ１、Ｐ２とされる。そし
て、振動板５０は適宜なゴム硬度を有するゴムグロメッ
ト（軟質保持部材）５５（第１図）によって保持されて
いる。ゴムグロメット５５は両端開放の筒状体に形成さ
れて、その外周面中央には振動板５０の中央孔５４が嵌
合する周溝５５Ａが形成されている。

この場合、振動板５０の振動を吸収、阻害しないように
周溝５５Ａの溝幅を振動板５０の板厚より大きくすると
共に、周溝の径を中心孔５４の穴径より大きく設定し、
中央孔５４を周溝５５Ａに緩く嵌合されている。また、
ゴムグロメット５５は振動板５０の節部を保持している
。そして、ゴムグロメット５５は前記カード搬送台１２
の下面に突設されたボルト５６に鍔付きナツト５７を介
して取付けられている。

前記振動板５０の２つの電極５１．５２はフキシブルケ
ーブル６０（第３図）を介してそれぞれ高周波電源６１
．６２に接続され、相互に時間的位相差Φ＝９０°もし
くは−９０”異なる高周波電圧ｓｉｎωｔ、ＣＯ８ωＬ
が印加されるように構成されている。

前記筐体２の内部でカード搬送路７の両側には前記磁気
カード３を検出する合計４つのフォトセンサ６７．６８
．６９．７０が配設されている。

これら４つのセンサ６７．６８．６９．７０のうち筐体
２の右側板２Ｂ！！１に配設されたカード挿入口４に最
も近いセンサ（第１のセンサ）６７は、磁気カード３の
挿入を検知し、その検知信号によって前記高周波電源６
１．６２をＯＮにするように構成されている。第１のセ
ンサ６７の後方に所定距離はなれて配置されたセンサ（
第４のセンサ）７０は磁気カード３が所定の記録情報読
取り、書込み位置に搬送されたことを検知するもので、
その検知信号によって磁気ヘッド８による磁気カード３
の情報読取り、情報の書込みおよび確認が行われる。第
４のセンサ７０の後方に位置するセンサ６８（第２のセ
ンサ）はカード搬送路６の最奥部に配置され、磁気カー
ド３の到来を検知する。

そして、この第２のセンサ６８の検出信号によって前記
高周波電源６１．６２によって振動板５０の各電ｇｆ１
５１．５２に印加される高周波電圧の位相差ΦがΦ＝９
０°からΦ＝−９０”に切り替えられる。残りのセンサ
６９（第３のセンナ）は筐体２の左側板２Ｄ（第２図）
の内面前端部に配設され、前記カード搬送台１２の初期
位置への復帰を検出するもので、その検知信号によって
前記高周波電源６１．６２をＯＦＦにし、振動板５０へ
の電圧印加を停止するように構成されている。前記カー
ド搬送台１２には前記第３のセンサ６９に対応して遮光
板７３がプリント基板７４を介して配設されている。

次にこのような構成からなるカードリーダ１の動作につ
いて説明する。

カード搬送台１２は通常カード搬送路７の最前位置に停
止しており、この時、プレート３５の前端部がアームホ
ルダ６の後端部上面に設けた斜面６Ａに乗り上げてカー
ド押え板２７を圧接板３１に抗して第１図反時計方向に
回動させ、カード受は板２６とカード押え板２７との間
に磁気カード３の挿入し得る隙間を設定している。この
状態において、磁気カード３をカード挿入孔４よりカー
ド搬送路７内に挿入すると、磁気カード３の挿入端部の
一部は前記カード受は板２６とカード押え板２７との間
に挿入され、なおも押し込むとその挿入端が軸受部２９
ｂに当接する。この時、第１のセンサ６７が磁気カード
３を検出し、その検出信号が高周波電源６１．６２に送
られる。すると、高周波電源６１．６２は位相差Φ＝９
０°の高周波電圧ｓｉｎωｔ、ＣＯ８ωｔを振動板５０
の各電極５１．５２に印加する。

高周波電圧の印加により振動板５０が伸縮すると、振動
板５０にはその内径／外径がある値（０゜２７）の時ラ
ジアル方向の１次振動（Ｒ１１）と、非軸対称面内振動
の多重モード振動が同時に起こる。ラジアル方向の１次
振動は第５図（ａ）に示すように矢印Ｄ１．Ｄ２で、矢
印Ｄ１方向に伸張すると、質点Ｐ１．Ｐ２が固定ガイド
１０と可動ガイド１１の内面に接触し、矢印Ｄ２方向に
収縮すると、質点Ｐ１．Ｐ２が固定ガイド１０と可動ガ
イド１１の内面から離間する。非軸対称面内振動（１，
１）は第５図（ａ）に矢印ＥＬ、Ｅ２で示すようにカー
ド搬送方向Ａと同方向およびその反対方向に伸縮する定
在波で、振動方向Ｅ、がＤｌに、Ｅ２がＤ２に同調して
いる。これら両振動はいずれも定在波ではあるが相互に
干渉を起こして合成されると、振動板５０の外周面の各
質点において振幅の異なる多重モード振動となり、この
振動による振動板５０と固定ガイド１０及び可動ガイド
１１との接触による摩擦力がカード搬送台１２の搬送力
に変換される。

すなわち、振動板５０の外周面の各質点のうち前記固定
ガイド１０及び可動ガイド１１と接触する質点Ｐ１、Ｐ
２に着目すると、これらの質点Ｐ１、Ｐ２は、振動板５
０自体の多重モード振動に伴い第６図に示すように質点
ｐ、、Ｐ２の振動方向Ｅ、と同方向に回転する楕円運動
ＦＬを起こす。

この楕円運動Ｆ□を行う２つの質点Ｐ、　、Ｐ２は前述
した通り振動板５０が矢印Ｄ！左方向伸びた際、前記固
定ガイド１０と可動ガイド１１に当接し、矢印Ｄ２方向
に縮んだ際、固定ガイド１０と可動ガイド１１から離間
するため、当接時におけるこれら相互間の摩擦力によっ
て振動板５０自体が質点Ｐ□、Ｐ２の楕円運動Ｆ、の回
転方向（第６１八方向）に微少量移動し１時間的経過に
伴いＤ２方向に縮むと、質点Ｐｌ、Ｐ２が固定ガイド１
０と可動ガイド１１から離れるため、振動板５０を移動
させることができず、このような動作を繰り返すことに
より振動板５０、換言すればこれと一体のカード搬送台
１２をカード搬送路７の奥方に向かって一定速度で連続
的に移動させることができる。

カード搬送台１２が固定ガイド１０と可動ガイド１１に
沿って移動すると、プレート３５はアームホルダ６から
解放されるため、カード押え板２７は第１図時計方向に
回動復帰し、磁気カード３をカード受は板２６と共にそ
の上下方向より挟持する。したがって、磁気カード３は
カード搬送台１２の移動に伴ってカードリーダ１内に収
り込まれ、カード搬送路７に沿って搬送される。そして
、カード搬送台１２がカード搬送路７の最奥位置まで移
動してこれを第２のセンサ６８が検知すると、その検知
信号に基づいて各領域５１．５２にそれぞれ印加する高
周波電圧の相対位相を反転（Φ＝＝９０°）させる。す
ると、振動板５０のラジアル１次振動と非軸対称面内振
動の周期が反対方向となるため、質点Ｐ□、Ｐ２の楕円
運動の回転方向が第６図Ｆ２方向となり、振動板５０が
矢印Ｄ１方向に伸びた際、質点ＰＩ、Ｐ２が固定ガイド
１０および可動ガイド１１と接触するため、この時の摩
擦力によって振動板５０自体が上記とは反対方向に移動
し、カード搬送自動１２を初期位置へと復帰させる。

カード搬送台１２が初期位置へ復帰すると、第３のセン
サ６９はその光を遮光板７３によって遮られ、この時の
信号によって高周波電源６１．６２のスイッチをＯＦＦ
にする。また、カード搬送台１２が初期位置に戻って停
止すると、プレート３５の先端部がアームホルダ６に乗
り上げるため、カード押え板２７の前端部が押し上げら
れてカード受は板２６と共に保持していた磁気カード３
を解放する。したがって、カード挿入口４から外部に一
部突出しているカード３を保持して引き出せばカードリ
ーダ１から抜き収ることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係るカード搬送装置は振動
板をカード搬送台に軟質保持部材を介して収り付け、振
動板を２相駆動して該振動板にラジアル振動と非軸対称
面内振動との合成による多重モード振動を発生させ、振
動板と一対のガイドとの間の摩擦力によって振動板自体
をガイドに沿って移動させ、これによって振動板と一体
のカード搬送台を移動させるように構成したので、カー
ド搬送路に沿って複数の振動板を配置する必要が無く、
カード搬送路の長さを自由に決定でき、また振動板をカ
ード搬送台に搭載し、カード搬送台をガイドによって滑
動自在に案内保持しているので、振動板に対してカード
搬送台が負荷とならず、また磁気カードに磁気ヘッドを
押し付けたり、パンチ機構によって磁気カードに小孔を
穿設する際、振動板にその力が作用することがなく、振
動板の強度を小さくでき、しかも軟質保持部材によって
振動板を保持しているので振動板の振動の減衰が少なく
、高効率な駆動力を得ることができその効果は非常に大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカード搬送装置を備えたカードリ
ーダの一実施例を示す第３図のＩ−Ｉ線断面図、第２図
は第３図の■−■線断面図、第３図は同カードリーダの
一部破断乎面図、第４図はカード保持手段の分解斜視図
、第５図（ａ）、（ｂ）は圧電素子の構成図、第６図（
ａ）、（ｂ）は本発明の動作原理を説明するための図で
ある。 ２・・・筐体、３・・・磁気カード、 ４・・・カード挿入口、７・・・カード搬送路、１０・
・・固定ガイド、１１・・・可動ガイド、１２・・・カ
ード搬送台、２５・・・カード保持手段、５０・・・振
動板、５５・・・ゴムグロメット（軟質保持部材）６１
．６２・・・高周波電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カードを保持するカード保持手段を有するカード搬送台
   と、このカード搬送台に軟質保持部材を介して配設され
   たリング状の振動板と、カード搬送方向と平行に並設さ
   れ前記カード搬送台を滑動自在に案内保持すると共に前
   記振動板を鋏み込む固定ガイドおよびこの固定ガイド方
   向に付勢された可動ガイドとを備え、前記振動板に２相
   の高周波電圧を供給してラジアル振動と非軸対称面内振
   動との合成による多重モード振動を発生させ、前記カー
   ド搬送台を振動板と共に前記固定ガイドと可動ガイドに
   沿って移動させるようにしたことを特徴とするカード搬
   送装置。