JP5079566B2 - カード搬送機構およびカードリーダ - Google Patents

Description

本発明は、カードを搬送するためのカード搬送機構およびこのカード搬送機構を備えるカードリーダに関する。

従来から、カードリーダの内部でカードを搬送するためのカード搬送装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のカード搬送装置は、カードを送る送りローラと、送りローラが固定される回転軸と、回転軸に回転自在に取り付けられた回転部材と、回転部材を回転させる駆動機構とを備えている。

また、このカード搬送装置は、回転軸に固定された送りローラを駆動機構から切り離して回転自在とさせるクラッチ手段を備えている。このクラッチ手段は、回転軸に固定されたピンと、回転部材に形成された２個の係合突起とから構成されている。２個の係合突起は、回転部材の外面部に形成されるとともに、円周方向に離れた状態で形成されている。

特開２００３−２５６７８１号公報

特許文献１に記載のカード搬送装置のように、クラッチ手段を備えるカード搬送装置では、クラッチ手段を適切に作用させるため、ピンと係合突起とが係合していないときの回転軸と回転部材との共回り（連れ回り）を防止する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載のカード搬送装置では、回転軸と回転部材との共回りを防止するための手段は提案されていない。

そこで、本発明の課題は、クラッチ機構によって動力伝達が断たれているときの回転軸と回転部材との共回りを防止することが可能なカード搬送機構を提供することにある。また、本発明の課題は、このカード搬送機構を備えるカードリーダを提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明のカード搬送機構は、カードに当接してカードを搬送する搬送ローラと、搬送ローラが固定される回転軸と、回転軸に回転可能に支持される回転部材と、回転部材に連結され回転部材を回転させる駆動機構と、回転軸と回転部材との間の動力伝達を断続するクラッチ機構とを備え、回転部材は、転がり軸受によって回転軸に回転可能に支持され、回転軸は、複数の軸受で回転可能に支持されるとともに、回転軸を支持する軸受のうち、少なくとも回転部材に一番近くに配置される軸受は、滑り軸受であることを特徴とする。

本発明のカード搬送機構では、回転部材が転がり軸受によって回転軸に回転可能に支持され、回転軸を支持する軸受のうち、少なくとも回転部材に一番近くに配置される軸受が滑り軸受となっている。転がり軸受の摩擦抵抗と比較して滑り軸受の摩擦抵抗は大きいため、回転部材が転がり軸受によって支持され、かつ、回転部材の一番近くに配置される回転軸の軸受が滑り軸受であると、回転部材と回転軸との間の回転抵抗よりも、回転軸を支持する軸受の保持部材と回転軸との間の回転抵抗を大きくすることが可能になる。したがって、クラッチ機構によって回転軸と回転部材との間の動力伝達が断たれているときには、駆動機構の駆動力が回転部材に伝達されても、回転軸に対して回転部材は回転するが、回転軸は回転しないようにすることが可能になる。すなわち、クラッチ機構によって動力伝達が断たれているときの回転軸と回転部材との共回りを防止することが可能になる。

本発明において、クラッチ機構は、たとえば、回転軸に形成または固定される第１係合部と、回転部材に形成または固定され第１係合部に係合可能な第２係合部とを備えている。

本発明において、転がり軸受は、回転部材と駆動機構との連結部における回転軸の軸方向の略中心位置に配置されていることが好ましい。この場合には、たとえば、回転部材は、プーリであり、駆動機構は、プーリに係合するベルトを備え、連結部となるプーリとベルトとの係合部における軸方向の略中心位置に、１個の転がり軸受が配置されている。このように構成すると、駆動機構から回転部材に伝達される駆動力を少ない数の転がり軸受で受けることが可能になる。したがって、転がり軸受の数を減らすことが可能になる。たとえば、上述のように、転がり軸受の数を１個にすることが可能になる。

本発明において、回転部材には、回転軸に対する回転部材の倒れを防止する倒れ防止突起が形成されていることが好ましい。このように構成すると、回転軸の軸方向における回転部材と駆動機構との連結部の略中心位置に転がり軸受を配置することで、転がり軸受の数を減らしても、回転軸に対する回転部材の倒れを防止することができる。

本発明のカード搬送機構は、回転軸を支持する軸受が取り付けられるフレームと、カードに記録された情報の再生および／またはカードへの情報の記録を行う再生記録手段とを備えるカードリーダに用いることができる。このカードリーダでは、クラッチ機構によって動力伝達が断たれているときの回転軸と回転部材との共回りを防止することが可能になる。また、このカードリーダは、たとえば、フレームとして、略平行に対向配置される第１フレームと第２フレームとを備え、回転部材は、回転軸の軸方向における第１フレームの外側に配置され、滑り軸受は、第１フレームに取り付けられている。

以上のように、本発明のカード搬送機構およびカードリーダでは、クラッチ機構によって動力伝達が断たれているときの回転軸と回転部材との共回りを防止することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（カードリーダの概略構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるカードリーダ１の概略構成を説明するための斜視図である。図２は、図１に示すプーリ３０およびその周辺部分の側面図である。図３は、図１に示すプーリ３０およびその周辺部分の断面図である。

本形態のカードリーダ１は、カード２に記録された情報の再生および／またはカード２への情報の記録を行うための装置である。このカードリーダ１は、図１に示すように、磁気情報の再生や記録を行うための再生記録手段としての磁気ヘッド３と、カードリーダ１内でカード２を搬送するためのカード搬送機構５とを備えている。

本形態のカード２は、たとえば、厚さが０．７〜０．８ｍｍ程度の矩形状の塩化ビニール製のカードである。このカード２の表面には、磁気情報が記録される磁気ストライプ（図示省略）が形成されている。なお、カード２の表面には、ＩＣチップが固定されても良い。また、カード２には、通信用のアンテナが内蔵されても良いし、カード２の表面に、感熱方式によって印字が行われる印字部が形成されても良い。さらに、カード２は、厚さが０．１８〜０．３６ｍｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）カードや、所定の厚さの紙カード等であっても良い。

カード搬送機構５は、カード２の表面に当接してカード２を搬送する搬送ローラ６、７、８と、搬送ローラ６〜８のそれぞれが固定される回転軸９、１０、１１と、搬送ローラ６〜８のそれぞれに対向するとともに搬送ローラ６〜８のそれぞれに向かって付勢されたパッドローラ１２、１３、１４と、搬送ローラ６〜８を駆動するための駆動機構１５を備えている。搬送ローラ６〜８は、たとえば、カードリーダ１のカード挿入口側から奥側に向かってこの順番で配置されている。

回転軸９〜１１は、カードリーダ１を構成する第１フレーム１６および第２フレーム１７に支持されている。具体的には、第１フレーム１６と第２フレーム１７とは、図１に示すように、所定の隙間をあけた状態で略平行に対向配置されており、回転軸９〜１１の一端側は、第１フレーム１６に取り付けられた軸受１８、１９、２０に支持され、回転軸９〜１１の他端側は、第２フレーム１７に取り付けられた軸受２１、２２、２３に支持されている。本形態の軸受１８〜２３はいずれも、樹脂あるいは焼結金属等で形成された滑り軸受である。

搬送ローラ６〜８は、外周側にゴム輪が固定されたゴムローラである。この搬送ローラ６〜８は、回転軸９〜１１の軸方向の略中心位置に固定されている。また、搬送ローラ６〜８は、カード２が搬送される搬送路の上側に配置されている。パッドローラ１２〜１４は、搬送路の下側に配置されている。このパッドローラ１２〜１４は、図示を省略する付勢手段によって、上方向へ付勢されている。

搬送ローラ７が固定される回転軸１０の一端側には、歯付きのプーリ２６が固定され、搬送ローラ８が固定される回転軸１１の一端側には、歯付きのプーリ２７が固定されている。プーリ２６、２７は、回転軸１０、１１の軸方向における第１フレーム１６の外側に配置されている。また、磁気ヘッド３は、回転軸１０の下方に配置されており、回転軸１０には、磁気ヘッド３に対向する対向ローラ２８が固定されている。

搬送ローラ６が固定される回転軸９の一端側には、回転部材としての歯付きのプーリ３０が回転可能に支持されている。具体的には、図３に示すように、１個の転がり軸受３１によって、プーリ３０が回転軸９に回転可能に支持されている。プーリ３０は、回転軸９の軸方向における第１フレーム１６の外側に配置されている。

また、回転軸９の、プーリ３０の取付部分よりもさらに先端側には、細い円柱状の係合ピン３２が固定されている。具体的には、係合ピン３２の両端が回転軸９の径方向外側に突出するように、回転軸９の一端側に形成された孔に係合ピン３２が圧入されて固定されている。

プーリ３０は、樹脂で形成されるとともに、転がり軸受３１の外輪が固定される内周面を有する略円筒状に形成されている。プーリ３０の一側面（図３の左側面）には、係合ピン３２と係合可能な係合爪３０ａが一体で形成されている。具体的には、図２に示すように、プーリ３０の一側面の外周側に、かつ、円周方向に所定の間隔をあけた状態で、回転軸９の軸方向へ突出する係合爪３０ａが形成されている。本形態では、略円弧状の係合爪３０ａが略９０°ピッチで４個形成されている。

図２に示すように、係合ピン３２の両端側は、係合爪３０ａの間に配置されており、係合爪３０ａと係合ピン３２とによって、回転軸９とプーリ３０との間の動力伝達を断続するクラッチ機構３３が構成されている。本形態では、係合ピン３２は、回転軸９に固定された第１係合部であり、係合爪３０ａは、プーリ３０に形成された第２係合部である。

プーリ３０の他側面（図３に右側面）側には、回転軸９に対するプーリ３０の倒れを防止するための倒れ防止突起３０ｂが形成されている。具体的には、プーリ３０の内周面から径方向内側に向かって突出する円環状の倒れ防止突起３０ｂがプーリ３０の他側面側に形成されている。この倒れ防止突起３０ｂの内径は、回転軸９の径よりもわずかに大きくなっている。回転軸９の軸方向では、図３に示すように、倒れ防止突起３０ｂは、転がり軸受３１から離れた位置に形成されており、倒れ防止突起３０ｂと転がり軸受３１との間には隙間がある。

転がり軸受３１は、玉軸受である。図３に示すように、転がり軸受３１は、プーリ３０の内周面に形成された位置決め段部３０ｃに一端面（図３の右端面）を当接させた状態で、プーリ３０の内周面に配置されている。本形態では、駆動機構１５を構成する後述のベルト３５とプーリ３０との係合部における回転軸９の軸方向の略中心位置に転がり軸受３１が配置されている。すなわち、回転軸９の軸方向において、ベルト３５の中心と転がり軸受３１の中心とがほぼ一致するように、転がり軸受３１が配置されている。なお、本形態では、ベルト３５とプーリ３０との係合部は、プーリ３０と駆動機構１５との連結部となっている。

駆動機構１５は、プーリ２６、２７、３０に掛け渡されプーリ２６、２７、３０に係合する歯付きのベルト３５を備えている。また、駆動機構１５は、駆動源としての駆動モータ（図示省略）と、駆動モータの動力を回転軸１０または回転軸１１に伝達する伝達機構（図示省略）とを備えている。伝達機構は、プーリやベルト等によって、あるいは、複数の歯車等によって構成されている。

駆動モータが回転すると、伝達機構を介して、駆動モータの動力が回転軸１０または回転軸１１に伝達され、ベルト３５が回転する。また、ベルト３５が回転すると、プーリ３０が回転する。すなわち、駆動機構１５は、プーリ３０に連結されており、プーリ３０を回転させる。

（クラッチ機構の作用）
図４は、図１に示すクラッチ機構３３の作用を説明するための図である。

以下、図４に基づいてクラッチ機構３３の作用を説明する。なお、以下では、図１の紙面手前側からカードリーダ１にカード２が挿入され、図１の紙面手前側へカード２が排出される場合を例にクラッチ機構３３の作用を説明する。

カードリーダ１にカード２が挿入されると、たとえば、カードリーダ１のカード挿入口に配置された検出機構がカード２の先端を検出して、駆動モータが起動する。駆動モータが起動するとプーリ３０が回転する。

このカード挿入時におけるクラッチ機構３３の状態が、たとえば、図４（Ａ）の実線で示す状態であるときには、図４（Ｂ）に示すように、プーリ３０が時計方向に所定角度回転して、係合ピン３２に係合爪３０ａが当接するまで、クラッチ機構３３によって回転軸９とプーリ３０との間の動力伝達が断たれている。そのため、回転軸９は回転しない（すなわち、搬送ローラ６は回転しない）。すなわち、プーリ３０が時計方向に所定角度回転して、係合ピン３２に係合爪３０ａが当接した後に、駆動機構１５の動力がプーリ３０から回転軸９に伝達されて、回転軸９が回転する。

また、カードリーダ１内で停止しているカード２を排出する前のクラッチ機構３３の状態が、たとえば、図４（Ｃ）に示す状態であるときには、図４（Ｄ）に示すように、プーリ３０が反時計方向に所定角度回転して、係合ピン３２に係合爪３０ａが当接するまで、クラッチ機構３３によって回転軸９とプーリ３０との間の動力伝達が断たれている。そのため、回転軸９および搬送ローラ６は回転しない。すなわち、プーリ３０が反時計方向に所定角度回転して、係合ピン３２に係合爪３０ａが当接した後に、駆動機構１５の動力がプーリ３０から回転軸９に伝達されて、回転軸９が回転する。

なお、カードリーダ１内にカード２が挿入されていないときのクラッチ機構３３の状態が、たとえば、図４（Ａ）の実線で示す状態である場合に、ユーザがカードリーダ１内にカード２を押し込むと、図４（Ａ）の２点鎖線で示すように、搬送ローラ６とともに回転軸９は、プーリ３０に対して時計方向へ相対回転する。

また、カード２の一端部が搬送ローラ６とパッドローラ１２との間に挟まれ、カード２の他端部がカード挿入口から突出しているときのクラッチ機構３３の状態が、たとえば、図４（Ｅ）の実線で示す状態である場合に、ユーザがカードリーダ１内からカード２を引き抜くと、図４（Ｅ）の２点鎖線で示すように、搬送ローラ６とともに回転軸９は、プーリ３０に対して反時計方向へ相対回転する。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、プーリ３０が転がり軸受３１によって回転軸９に回転可能に支持され、回転軸９の一端側は、滑り軸受である軸受１８に支持されている。そのため、プーリ３０と回転軸９との間の回転抵抗よりも、回転軸９と第１フレーム１６との間の回転抵抗の方が大きくなる。また、回転軸９の他端側も滑り軸受である軸受２１に支持されているため、回転軸９と第２フレーム１７との間の回転抵抗も大きくなる。したがって、本形態では、クラッチ機構３３によって回転軸９とプーリ３０との間の動力伝達が断たれているときには、駆動機構１５の駆動力がプーリ３０に伝達されても、回転軸９に対してプーリ３０は回転するが、回転軸９は回転しない。すなわち、クラッチ機構３３によって動力伝達が断たれているときの回転軸９とプーリ３０との共回りを防止することができる。

本形態では、転がり軸受３１は、ベルト３５とプーリ３０との係合部における回転軸９の軸方向の略中心位置に配置されている。そのため、駆動機構１５からプーリ３０に伝達される駆動力（具体的にはベルト３５の張力）を１個の転がり軸受３１で受けることができる。

本形態では、プーリ３０に、回転軸９に対するプーリ３０の倒れを防止する倒れ防止突起３０ｂが形成されている。そのため、１個の転がり軸受３１で回転軸９にプーリ３０が支持されても、回転軸９に対するプーリ３０の倒れを防止することができる。

なお、プーリ３０に倒れ防止突起３０ｂが形成されると、プーリ３０と回転軸９との間の回転抵抗が大きくなるおそれがある。しかしながら、本形態では、回転軸９の軸方向において、倒れ防止突起３０ｂは、転がり軸受３１から離れた位置に形成されているため（すなわち、回転軸９の軸方向において、ベルト３５とプーリ３０との係合部の中心位置から離れた位置に倒れ防止突起３０ｂが形成されているため）、回転軸９と倒れ防止突起３０ｂとの間には、ベルト３５の張力に起因する大きな回転抵抗は発生しにくい。したがって、プーリ３０に倒れ防止突起３０ｂが形成されても、クラッチ機構３３によって動力伝達が断たれているときの回転軸９とプーリ３０との共回りを防止することができる。

（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。

上述した形態では、軸受２１は、軸受１８と同様に滑り軸受である。この他にもたとえば、軸受１８は転がり軸受であっても良い。この場合であっても、プーリ３０の近くに配置される軸受１８が滑り軸受であるため、クラッチ機構３３によって動力伝達が断たれているときの回転軸９とプーリ３０との共回りを防止することができる。なお、軸受１９、２０、２２、２３が転がり軸受であっても良い。

上述した形態では、回転軸９は、軸受１８、２１によって２箇所で支持されている。この他にもたとえば、回転軸９は、軸受等によって３箇所以上で支持されても良い。この場合には、少なくともプーリ３０の一番近くに配置される軸受が滑り軸受であれば、上述して形態と同様の効果を得ることが可能になる。

上述した形態では、転がり軸受３１は玉軸受である。この他にもたとえば、転がり軸受３１はころ軸受であっても良い。

上述した形態では、回転部材としてのプーリ３０が回転軸９に回転可能に支持されている。この他にもたとえば、回転部材としての歯車が回転軸９に回転可能に支持されても良い。この場合には、たとえば、１個の転がり軸受によって、この歯車が回転軸９に回転可能に保持される。また、この場合には、たとえば、回転軸９に支持される歯車とこの歯車に噛み合う歯車との噛み合い部分における回転軸９の軸方向の中心位置に、１個の転がり軸受が配置される。また、この場合には、たとえば、回転軸９に支持される歯車には、回転軸９に対する歯車の倒れを防止する倒れ防止突起が形成される。

上述した形態では、係合ピン３２が回転軸９に固定されているが、係合爪３０ａに係合する係合突起が回転軸９と一体で形成されても良い。また、上述した形態では、プーリ３０に係合爪３０ａが一体で形成されているが、係合ピン３２に係合する係合部材がプーリ３０と別体で形成され、この係合部材がプーリ３０に固定されても良い。

本発明の実施の形態にかかるカードリーダの概略構成を説明するための斜視図である。 図１に示すプーリおよびその周辺部分の側面図である。 図１に示すプーリおよびその周辺部分の断面図である。 図１に示すクラッチ機構の作用を説明するための図である。

符号の説明

１ カードリーダ
２ カード
３ 磁気ヘッド（再生記録手段）
５ カード搬送機構
６ 搬送ローラ
９ 回転軸
１５ 駆動機構
１６ 第１フレーム（フレーム）
１７ 第２フレーム（フレーム）
１８、２１ 軸受（滑り軸受）
３０ プーリ（回転部材）
３０ａ 係合爪（第２係合部）
３０ｂ 倒れ防止突起
３１ 転がり軸受
３２ 係合ピン（第１係合部）
３３ クラッチ機構
３５ ベルト

Claims (7)

1. カードに当接して前記カードを搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラが固定される回転軸と、前記回転軸に回転可能に支持される回転部材と、前記回転部材に連結され前記回転部材を回転させる駆動機構と、前記回転軸と前記回転部材との間の動力伝達を断続するクラッチ機構とを備え、
   前記回転部材は、転がり軸受によって前記回転軸に回転可能に支持され、
   前記回転軸は、複数の軸受で回転可能に支持されるとともに、
   前記回転軸を支持する前記軸受のうち、少なくとも前記回転部材に一番近くに配置される前記軸受は、滑り軸受であることを特徴とするカード搬送機構。
2. 前記クラッチ機構は、前記回転軸に形成または固定される第１係合部と、前記回転部材に形成または固定され前記第１係合部に係合可能な第２係合部とを備えることを特徴とする請求項１記載のカード搬送機構。
3. 前記転がり軸受は、前記回転部材と前記駆動機構との連結部における前記回転軸の軸方向の略中心位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のカード搬送機構。
4. 前記回転部材は、プーリであり、
   前記駆動機構は、前記プーリに係合するベルトを備え、
   前記連結部となる前記プーリと前記ベルトとの係合部における前記軸方向の略中心位置に、１個の前記転がり軸受が配置されていることを特徴とする請求項３記載のカード搬送機構。
5. 前記回転部材には、前記回転軸に対する前記回転部材の倒れを防止する倒れ防止突起が形成されていることを特徴とする請求項３または４記載のカード搬送機構。
6. 請求項１から５いずれかに記載のカード搬送機構と、前記回転軸を支持する前記軸受が取り付けられるフレームと、前記カードに記録された情報の再生および／または前記カードへの情報の記録を行う再生記録手段とを備えることを特徴とするカードリーダ。
7. 前記フレームとして、所定の間隔をあけた状態で略平行に対向配置される第１フレームと第２フレームとを備え、
   前記回転部材は、前記回転軸の軸方向における前記第１フレームの外側に配置され、
   前記滑り軸受は、前記第１フレームに取り付けられていることを特徴とする請求項６記載のカードリーダ。

Images