JPH0515176A - 超音波モータ及び紙葉類搬送装置 - Google Patents

超音波モータ及び紙葉類搬送装置

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Publication number
JPH0515176A
JPH0515176A JP3183296A JP18329691A JPH0515176A JP H0515176 A JPH0515176 A JP H0515176A JP 3183296 A JP3183296 A JP 3183296A JP 18329691 A JP18329691 A JP 18329691A JP H0515176 A JPH0515176 A JP H0515176A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic motor
spherical rotor
paper
piezoelectric vibrator
paper sheet
Prior art date
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Pending
Application number
JP3183296A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenobu Umeda
秀信 梅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Publication of JPH0515176A publication Critical patent/JPH0515176A/ja
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  • General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 球形回転子を2方向または3方向に回転させ
ることができる超音波モータを提供する。さらに、その
超音波モータを用いて紙やカード等の紙葉類の送りと傾
きの補正を行うことができるようにする。 【構成】 回転自在に支持された球形回転子7の同一円
周(大円)上において、90度づつずれた3箇所にそれ
ぞれ圧電共振子1a,1b,1cの端面を加圧接触させ
てある。各圧電振動子1a,1b,1cを駆動すると、
それらの端面は楕円振動する。この結果、各圧電振動子
1a,1b,1cを駆動させることにより球形回転子7
をx軸,y軸又はz軸に回りに回転させることができ
る。また、これらの組合せにより、任意の軸方向の回り
に回転させることもできる。この超音波モータを用い、
球形回転子7によって紙幣8等を送れば、紙幣8等の送
り、傾き補正、横方向の位置補正を行わせることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧電振動子の機械的共
振を利用してロータや回転軸等を駆動するようにした超
音波モータと、その超音波モータを用いた紙やカード等
の紙葉類を送るための紙葉類搬送装置に関する。
【0002】
【背景技術とその問題点】現金自動支払機(CD)や自
動券売機(ATM)等に使用されている紙幣判別装置で
は、紙幣が傾いた状態で判別装置に挿入された場合に
は、紙幣を判別することができない。
【0003】しかし、紙幣判別装置へ紙幣を送り込むた
めの従来の紙幣搬送装置では、紙幣判別装置に紙幣が傾
いた状態で入るのを防止するための機構を有していない
ので、紙幣判別装置に紙幣が傾いた状態で送り込まれる
場合があり、その場合には判別不能として紙幣が返却さ
れていた。
【0004】具体的にいうと、紙幣やカード等の紙葉類
を搬送するための装置としては、本発明に先立ち、本発
明の発明者が出願したものがある。この紙葉類搬送装置
を図9及び図10に示す。
【0005】図9及び図10の紙葉類搬送装置Cは、超
音波モータDを用いて紙やカード等を送るように構成さ
れている。超音波モータDは、多重モードの圧電振動子
51及び一対の回転軸52,53から構成されており、
圧電振動子51は中央部の振動の節の部分を固定子(図
示せず)によって支持され、両端を回転軸52,53の
端部外周面に加圧接触させられている。また、回転軸5
2,53は、軸受部(図示せず)によって回転自在に支
持されており、中央部外周面にはゴムローラ54,55
が設けられている。
【0006】しかして、この圧電振動子51を駆動回路
によって駆動すると、両端の接触点U及びTが楕円振動
し、圧電振動子51と回転軸52,53との摩擦によっ
て両回転軸52,53が同方向に回転する。このとき、
搬送装置Cの下の搬送面にカード56等が送り込まれる
と、ゴムローラ54,55によってカード56等が搬送
される。
【0007】従来の紙葉類搬送装置は、上記のような構
成となっていたので、紙やカード等を真っすぐに送るこ
としかできず、傾いた紙やカードを真っすぐに矯正する
ことができなかったのである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、叙上の背景
技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、少なくとも2方向に回転する超音波モータを提供
し、その超音波モータを用いて紙やカード等の紙葉類の
送りと傾きの修正を行うことができる紙葉類搬送装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波モータ
は、回転自在に支持された球形回転体と、前記球形回転
体に加圧接触させられ、前記球形回転体に複数方向の回
転力を付与するように配置された複数個の圧電振動子と
からなることを特徴としている。
【0010】また、前記圧電振動子としては、長手縦振
動と偶数次の面内屈曲振動による多重モード振動子を用
いてもよい。
【0011】さらに、本発明の紙葉類搬送装置は、前記
超音波モータを用い、紙やカード等の紙葉類の搬送及び
傾き補正を行わせるようにしたことを特徴としている。
【0012】
【作用】本発明の超音波モータにあっては、球形回転子
を備え、この球形回転子を2つ以上の圧電振動子によっ
て回転させるようにしているので、球形回転子を独立し
た2方向あるいは3方向に回転させることができる。し
たがって、1台の超音波モータによって多方向制御を可
能にできる。
【0013】また、本発明の紙葉類搬送装置にあって
は、少なくとも2方向に回転できる超音波モータを用い
て紙やカード等を送るようにしているので、一方向の回
転によって紙等を搬送し、もう一方向の回転により紙等
の傾きを補正させることができ、簡単な構造によって紙
等の傾きを修正して真っすぐに紙等を搬送することがで
きる。
【0014】
【実施例】まず、本発明に係る超音波モータAに用いら
れている圧電振動子1について詳述しよう。図3に示す
ように、圧電振動子1は、矩形板状をした圧電基板2の
一方主面に、該基板2の主面を4分割するように4つの
電極3a,3a,3b,3bを設け、他方主面にアース
電極(図示せず)を設けたものである。これらの電極3
a,3a,3b,3bは、互いに絶縁された状態で個別
に設けられた後、互いに対角に位置する各電極3a,3
a及び3b,3b同志が相互に電気的に接続されてい
る。
【0015】圧電振動子1の駆動回路は、2つの交流電
圧源4,5によって構成されており、対角に接続された
電極のうち一方の電極3b,3bには交流電圧源4によ
ってV0 sin ωtの電圧が印加されており、他方の電極
3a,3aにはスイッチ6の切り替えにより交流電圧源
5によるV0 cos ωtの電圧、もしくは交流電圧源4に
よるV0 sin ωtの電圧が印加される。
【0016】いま、図3に示しているように、スイッチ
6がイ側に接続されていて、圧電振動子1の電極3a,
3a;3b,3bに位相がπ/2ずれた電圧V0 cos ω
t及びV0 sin ωtが印加されていると、圧電振動子1
には、図5に示すように長手方向に伸縮する長手縦振動
モードの振動と、図4(a)(b)に示すように交互に
逆向きのS字状に屈曲する偶数次の面内屈曲振動モード
の振動とが発生する。そして、両振動モードの共振周波
数(固有振動数)が等しいと、両振動モードが合成され
ることにより、圧電振動子1の長手方向両端における電
極間の境界に相当する点U及びTでは、互いに同方向の
楕円振動が発生する。両共振周波数が等しくなるように
するためには、圧電振動子1の短辺の長さと長辺の長さ
の比を0.26:1近くとなるように設計する。
【0017】また、図6に示すように、スイッチ6をロ
側に切り替えると、圧電振動子1の電極3a,3a;3
b,3bに同相の電圧V0 sin ωtが印加され、圧電振
動子1には長手方向に伸縮する図5のような長手縦振動
モードの振動のみが発生する。
【0018】図1及び図2は本発明の一実施例による超
音波モータAの平面図及び正面図を示す。これは上述の
ような構造を有する3つの圧電振動子1a,1b,1c
によって球形回転子7を駆動させるようにしたものであ
って、支持部(図示せず)によって回転自在に支持され
た球形回転子7の同一円周(大円)上の3箇所にそれぞ
れ圧電振動子1a,1b,1cの端面を加圧接触させ、
各圧電振動子1a,1b,1cの駆動により球形回転子
7をその中心で互いに直交する3軸の回りに回転させら
れるようにしている。例えば、図1及び図2に示すよう
に、当該円周を含む平面がx-y平面と平行となるよう
x,y,z軸を定めた場合、第1の圧電振動子1aは長
手方向をx軸と平行に向け、その主面がy軸と垂直とな
るよう配置されており、第2の圧電振動子1bは長手方
向をy軸と平行に向け、その主面がx軸と垂直になるよ
うに配置されており、第3の圧電振動子1cは長手方向
をx軸と平行に向け、その主面がz軸と垂直になるよう
に配置されている。したがって、第1の圧電振動子1a
のみに図3のような2相の電圧を印加して端面で楕円振
動させると、球形回転子7はy軸の回りに回転する。同
様に、第2の圧電振動子1bのみに図3のような2相の
電圧を印加して端面で楕円振動させると、球形回転子7
はx軸の回りに回転する。さらに、第3の圧電振動子1
cのみに図3のような2相の電圧を印加して端面で楕円
振動させると、球形回転子7はz軸の回りに回転する。
なお、球形回転子7を回転させるために駆動している圧
電振動子(例えば、圧電振動子1a)以外の圧電振動子
を停止状態に保っていると、摩擦力のために球形回転子
7のブレーキになるので、球形回転子7の回転に寄与し
ない圧電振動子(例えば、圧電振動子1b及び1c)に
対しては、全ての電極3a,3a,3b,3bに図6に
示すような同相の電圧を印加して図5のような長手縦振
動のみを発生させ、これらの圧電振動子(例えば、1b
及び1c)と球形回転子7との摩擦力を軽減させてい
る。
【0019】また、図8は上記超音波モータAの別な駆
動方法を示している。これは、圧電振動子1a及び1b
のみに図3のような2相の電圧を印加して駆動状態と
し、圧電振動子1cには図6のような同相の電圧を印加
して低摩擦力状態とした場合の球形回転子7の回転方向
を示しており、球形回転子7はx-y平面内においてx
軸及びy軸に対して傾いた軸方向の回りに回転してい
る。同様に、任意の2つの圧電振動子だけを2相電圧で
駆動し、あるいは3つの圧電振動子を2相電圧で駆動
し、さらに各圧電振動子に印加する電圧を制御して各圧
電振動子の出力を調整することにより、球形回転子を3
次元の任意の方向の回りに回転させることができる。
【0020】上記超音波モータは、CDやATM等の紙
幣送り機構、ファクシミリの紙送り機構、コピー機やプ
リンタ等の手差し機構等において、紙幣や紙、カード等
の紙葉類を搬送するための装置として使用することがで
きる。
【0021】図7(a)は上記超音波モータAを用いた
紙葉類搬送装置Bの構成を示し、図7(b)〜(f)は
紙葉類搬送装置Bの球形回転子7と紙幣8の動きを示
す。ここでは、球形回転子7が紙幣8等を直接送るロー
ラとなるので、球形回転子7の表面は適当な摩擦係数を
有している。また、超音波モータAは図7(a)に示す
ように配置され、紙幣8等はx-y平面と平行な状態で
y軸方向へ送られるものとする。
【0022】つぎに、この紙葉類搬送装置Bの動作を説
明する。まず、紙幣8が傾いた状態で紙葉類搬送装置B
に入った場合(図7(b))、圧電振動子1bのみに2
相電圧を印加して球形回転子7をx軸の回りに回転さ
せ、紙幣8を超音波モータの中央部に来るまでy軸方向
へ平行送りする(図7(c))。ついで、圧電振動子1
cのみに2相電圧を印加して球形回転子7をz軸の回り
に回転させ、センサ(図示せず)で検知しながら紙幣8
が真っすぐになるよう傾きを修正する(図7(d))。
さらに、紙幣8の横方向の位置を修正するため、圧電振
動子1aのみに2相電圧を印加して球形回転子7をy軸
の回りに回転させ、センサ(図示せず)で検知しながら
紙幣8を正常な位置に横送りする(図7(e))。以上
のようにして紙幣を正常な向き及び位置に修正し終わる
と、再び圧電振動子1bのみに2相電圧を印加して球形
回転子7をx軸の回りに回転させ、紙幣8をy軸方向の
次装置へ搬送する。
【0023】以上のようにして、傾いた状態で送り込ま
れた紙幣等を正常な状態に戻してから次の紙幣判別装置
等へ搬送することができる紙葉類搬送装置を簡単な構成
によって実現することができる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、球形回転子を独立した
2方向あるいは3方向に回転させることができ、1台の
超音波モータによって対象物を多方向へ移動させ、ある
いは、他方向で回転させることができる。
【0025】また、本発明の紙葉類搬送装置にあって
は、球状回転子の一方向の回転によって紙等を搬送し、
別な方向の回転により紙等の傾きを補正させることがで
き、簡単な構造によって紙等の傾きを修正して真っすぐ
に紙等を搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による超音波モータの平面図
である。
【図2】同上の正面図である。
【図3】同上の超音波モータに用いられている圧電振動
子とその駆動方法を示す説明図である。
【図4】(a)(b)は同上の圧電振動子における面内
屈曲振動モードの振動を示す図である。
【図5】同上の圧電振動子における長手縦振動モードの
振動を示す図である。
【図6】同上の圧電振動子における別な駆動方法を示す
説明図である。
【図7】(a)(b)(c)(d)(e)(f)は同上
の超音波モータにより紙の姿勢を修正して送る手順を示
す説明図である。
【図8】超音波モータの別な駆動方法を示す平面図であ
る。
【図9】先願技術による紙葉類搬送装置を示す正面図で
ある。
【図10】同上の平面図である。
【符号の説明】
1a,1b,1c 圧電振動子 7 球形回転子 8 紙幣

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転自在に支持された球形回転体と、前
    記球形回転体に加圧接触させられ、前記球形回転体に複
    数方向の回転力を付与するように配置された複数個の圧
    電振動子とからなる超音波モータ。
  2. 【請求項2】 前記圧電振動子として、長手縦振動と偶
    数次の面内屈曲振動による多重モード振動子を用いた請
    求項1に記載の超音波モータ。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の超音波モータを
    用い、紙やカード等の紙葉類の搬送及び傾き補正を行わ
    せるようにした紙葉類搬送装置。
JP3183296A 1991-06-27 1991-06-27 超音波モータ及び紙葉類搬送装置 Pending JPH0515176A (ja)

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JP3183296A JPH0515176A (ja) 1991-06-27 1991-06-27 超音波モータ及び紙葉類搬送装置

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JP3183296A JPH0515176A (ja) 1991-06-27 1991-06-27 超音波モータ及び紙葉類搬送装置

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JPH0515176A true JPH0515176A (ja) 1993-01-22

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JP3183296A Pending JPH0515176A (ja) 1991-06-27 1991-06-27 超音波モータ及び紙葉類搬送装置

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JP (1) JPH0515176A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007271209A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Kobe Steel Ltd 熱交換器
JP2008245350A (ja) * 2007-03-26 2008-10-09 Taiheiyo Cement Corp 超音波モータおよびその駆動方法
JP2010110151A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Taiheiyo Cement Corp 超音波モータおよび超音波モータ装置
JP2014117071A (ja) * 2012-12-10 2014-06-26 Toyota Industries Corp ロボット

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JP2010110151A (ja) * 2008-10-31 2010-05-13 Taiheiyo Cement Corp 超音波モータおよび超音波モータ装置
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