CN101527056A - 硬币辨别设备 - Google Patents

Abstract

一种根据本发明的辨别双金属硬币的硬币辨别设备，该双金属硬币具有环形部分和设置在环形部分的内侧上并由与环形部分不同的材料制成的芯部部分，该硬币辨别设备包括：传送器，传送双金属硬币；环部传感器，设置在被所述传送器传送的双金属硬币的仅环形部分通过的位置处，并检测磁特性；和芯部传感器，设置在被所述传送器传送的双金属硬币的芯部部分通过的位置处，并检测磁特性。

Description

硬币辨别设备

技术领域

本发明涉及一种执行双金属硬币(bimetallic coins)辨别的硬币辨别设备。

背景技术

日本未审查专利申请的第一次公开No.2007-48201披露了关于执行双金属硬币的辨别的硬币辨别设备的技术。该硬币辨别设备引起振荡侧线圈以高频率和低频率振荡，并基于接收侧线圈的输出信号的高频分量和低频分量的变化检测硬币材料以及硬币是否是双金属的。此外，该硬币辨别设备基于振荡侧线圈在高频率侧的振荡频率变化和在低频率侧的振荡频率变化检测硬币的厚度。

发行双金属硬币的一个目的在于防止伪造，但是，许多双金属硬币类型的伪币在近些年被发现。传统的硬币辨别设备存在不能辨别出这样的伪币的可能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够辨别双金属硬币类型的伪币的硬币辨别设备。

为了实现前述目的，根据本发明的辨别双金属硬币的硬币辨别设备，该双金属硬币具有环形部分和设置在环形部分的内侧上并由与环形部分不同的材料制成的芯部部分，该硬币辨别设备包括：传送器，传送双金属硬币；环部传感器，设置在被传送器传送的双金属硬币的仅环形部分通过的位置处，并检测磁特性；芯部传感器，设置在被传送器传送的双金属硬币的芯部部分通过的位置处，并检测磁特性。

根据该构造，单独地设置了环部传感器和芯部传感器，其中，环部传感器设置在被传送器传送的双金属硬币的仅环形部分通过的位置处并检测磁特性，和芯部传感器设置在被传送器传送的双金属硬币的芯部部分通过的位置处并检测磁特性。因此，可以检测在仅与环形部分有关的位置处的磁特性和在仅与芯部部分有关的位置处的磁特性，由此确保双金属硬币类型的伪币的辨别。

在本发明的硬币辨别设备中，环部传感器的发送传感器的宽度可比环形部分的宽度小。

根据该构造，环部传感器的发送传感器的宽度比环形部分的宽度小。因此，通过发送传感器的激励在环形部分中产生的涡流被阻止到达芯部部分。因此，因为可以使延伸至芯部传感器的环部传感器的发送传感器的激励影响移开，故可以满意地检测芯部部分的磁特性。

在本发明的硬币辨别设备中，环部传感器的发送传感器可以是罐形芯(pot core)类型的传感器。

根据该构造，环部传感器的发送传感器是罐形芯传感器。因此，可以使从该发送传感器发出的磁通以小斑点的形式到达环形部分R1。相应地，环形部分的磁特性可被满意地检测。

在本发明的硬币辨别设备中，环部传感器的发送传感器布置于在沿与传送器的传送方向垂直的方向上环形部分的单侧部分的中间部位通过的位置处，环部传感器的接收传感器布置于在沿与传送方向垂直的方向上所述芯部部分的相对于所述发送传感器的相反侧上。

根据该构造，环部传感器的发送传感器布置于在沿与传送器的传送方向垂直的方向上环形部分的单侧部分的中间部位通过的位置处，环部传感器的接收传感器布置于在沿与传送方向垂直的方向上所述芯部部分的相对于所述发送传感器的相反侧上。因此，被芯部部分发出的磁通的影响的接收被抑制，由此，可以满意地检测环形部分的磁特性。

附图说明

图1A和1B是显示能够被根据本发明的一个实施例的硬币辨别设备辨别的两种类型的双金属硬币的截面图。

图2A是显示根据本发明实施例的硬币辨别设备的平面图。

图2B是显示根据本发明实施例的硬币辨别设备的截面图。

图3是显示根据本发明实施例的硬币辨别设备的控制系统框图。

图4是显示在根据本发明实施例的硬币辨别设备中相对于接收传感器的位置的环部传感器的输出的特性图。

图5A是显示根据本发明实施例的硬币辨别设备的改变例的平面图。

图5B是显示根据本发明实施例的硬币辨别设备的改变例的截面图。

具体实施方式

以下参考附图描述根据本发明一个实施例的硬币辨别设备。

本实施例的硬币辨别设备执行对如图1A所示的双金属硬币BC1和如图1B所示的双金属硬币BC2的辨别。双金属硬币BC1具有在金属外覆以另一种金属的结构(clad structure)，并通过环形部分R1、芯部部分C1和一对表面层S1和S2形成。环形部分R1具有环形形状(toroidal shape)，并由一种材料的合金制成。芯部部分C1具有盘状形状，并由与环形部分R1不同的另一种材料的合金制成，并且仅设置在沿环形部分R1径向方向的内侧上的厚度方向的中心处。该一对表面层S1和S2沿芯部部分C1的厚度方向设置在两侧上，它们由与环形部分R1相同材料的合金制成，并且相对于环形部分R1没有形成界面边界。双金属硬币BC2仅由环形部分R2和芯部部分C2形成。环形部分R2具有盘形形状，并由一种材料的合金形成。芯部部分C2由与环形部分R2不同的另一种材料的合金制成，并且沿环形部分R2的径向方向设置在内侧上。以下描述涉及相对于如图1A所示对具有在金属外覆以另一种金属的结构、在内部嵌入有芯部部分C1的双金属硬币BC1进行辨别的情况的例子。在以下的描述中，相对于该一对表面层S1和S2，在检测时处于顶部的一个被称作上表面层S1，而在检测时在下面的另一个被称作下表面层S2。

本实施例的硬币辨别设备11与诸如硬币接收器、硬币接收器/分送器等这样的硬币处理器组合。虽然未在附图中示出，硬币处理器使从外部放入到接收口中的零散硬币分为单个的硬币，并传送硬币，且必要时储存它们。如图2A和2B所示硬币辨别设备11包括一个接一个地传送硬币的传送器15。

该传送器15具有传送路径16、一对传送引导部17和传送带18。传送路径16具有层状形状，并且构造出平的传送表面16a，该传送路径的上表面横向地延伸，并且该传送路径传导双金属硬币BC1的下表面。两个传送引导部17分别沿横向方向在传送表面16a上设置在两侧上。传送带18设置在传送表面16a的上侧处，以便打开预定的间隔，该传送带是倾斜，以使得其更挨近朝向沿传送方向的下游侧的一个传送引导部17。由于传送带18的倾斜，传送器15传送双金属硬币BC1，以使得其一直与引导壁表面17a接触，该引导壁表面垂直地沿着横向方向的一侧上的传送引导部17延伸。简言之，传送器15执行单侧偏移(unilaterally biased)的传送，其中双金属硬币BC1以其朝向其中一个横向侧挨近的状态被传送。

硬币辨别设备11具有环部传感器21和芯部传感器22。环部传感器21检测双金属硬币BC1的环形部分R1侧的磁特性。在通过传送器15执行的单侧偏移传送的范围内，环部传感器21设置在于平面图中双金属硬币BC1的仅环形部分R1通过的位置处，该硬币的移动是这样的：其沿横向方向的位置由引导壁表面17a确定。芯部传感器22检测双金属硬币BC1的芯部部分C1侧的磁特性。芯部传感器22设置在于平面图中双金属硬币BC1的仅芯部部分C1以及两个表面层S1和S2通过的位置处，该硬币移动是这样的：其沿横向方向的位置由引导壁表面17a确定。

环部传感器21具有发送传感器21A和接收传感器21B。发送传感器21A设置在传送表面16a的下侧上并振荡。在传送表面16a的顶侧上，接收传感器21B被设置为以双金属硬币BC1插在其间的状态与发送传感器21A相对，并且接收信号。发送传感器21A和接收传感器21B被设置为沿传送器15的传送方向排列它们的位置。

环部传感器21的发送传感器21A的直径形成为比沿双金属硬币BC1的环形部分R1单侧部分的径向方向的宽度小，以便尽可能防止通过发送传感器21A的激励而在环形部分R1中产生的涡流到达芯部部分C1、上表面层S1和下表面层S2。作为该发送传感器21A，使用小的罐形芯传感器(pot coresensor)，以使得所发出的磁通以小斑点的形式到达环形部分R1。设定从引导壁表面17a到发送传感器21A的中心的距离，以便适当地匹配从与引导壁表面17a接触的双金属硬币BC1的环形部分R1的那部分的宽度的中心位置到引导壁表面17a的距离。因此，在平面图中，环部传感器21的发送传感器21A布置在这样的位置：通过引导壁表面17a的引导、在沿着传送表面16a并与传送器15的传送方向垂直的方向上、被传送的双金属硬币BC1的环形部分R1的单侧部分的中间部位可靠地通过的位置。

环部传感器21的接收传感器21B的直径形成为比沿双金属硬币BC1的环形部分R1的单侧部分的径向方向的宽度小，以使得其不能承受从芯部部分C1、上表面层S1和下表面层S2发出的磁通的影响。环部传感器21的接收传感器21B的中心设置在引导壁表面17a的位置处。因此，在平面图中，环部传感器21的接收传感器21B布置于在沿着传送表面16a并与传送器15传送方向垂直的方向上芯部部分C1的相对于发送传感器21A的相反侧上。还可以接受的是，在平面图中，将环部传感器21的接收传感器21B的位置与发送传感器21A的位置对齐。对于用于双金属硬币BC1的环形部分R1的环状传感器21的正常激励频率，优选的是几个10KHz到几个100KHz。如果被发送传感器21A发出的磁通具有非常小的斑点形式，以便不到达芯部部分C1、上表面层S1和下表面层S2，则将反射磁性传感器(reflectivemagnetic sensor)用作环部传感器21也是可行的。

芯部传感器22具有芯部内层传感器22A、芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C。芯部内层传感器22A布置在传送表面16a的下侧上。芯部上表面层传感器22B布置在传送表面16a的顶侧上。芯部下表面层传感器22C布置在传送表面16a的下侧上。

设定从引导壁表面17a到芯部内层传感器22A的中心的距离，以便适当地匹配从引导壁表面17a到与引导壁表面17a接触的双金属硬币BC1的芯部部分C1的中心位置的距离。因此，在平面图中，芯部内层传感器22A被设置在被双金属硬币BC1的芯部部分C1的中间部位可靠地通过的位置处，该双金属硬币通过引导壁表面17a的引导传送。芯部内层传感器22A沿传送器15的传送方向的位置与环部传感器21的发送传感器21A和接收传感器21B的位置对齐。

该芯部内层传感器22A是反射磁性传感器，并且被激励至在双金属硬币BC1内产生的涡流完全到达构成芯部部分C1的合金的频率水平，当双金属硬币BC1从上方靠近它时，该芯部内层传感器22A通过测量电感变化来辨别芯部部分C1的磁特性。优选的是用于双金属硬币BC1的芯部部分C1的芯部内层传感器22A的正常激励频率为几个10KHz到几个100KHz。还可以接受的是，将芯部内层传感器22A构造有透射磁性传感器，而不是反射磁性传感器。

芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C被设置为使得它们的位置沿传送器15的传送方向相互对齐，并且使得它们的位置沿沿着传送表面16a并垂直于传送器15的传送方向的方向对齐。设定芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C距引导壁表面17a的距离，以便适当地匹配到与引导壁表面17a接触的双金属硬币BC1的中间部位的距离。因此，在平面图中，芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C布置在这样的位置：通过引导壁表面17a的引导、在沿着传送表面16a并与传送器15的传送方向垂直的方向上被传送的双金属硬币BC1的上表面层S1和下表面层S2的中间部位可靠地通过。芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C被布置为比芯部内层传感器22A更远地朝向沿传送器15的传送方向的下游侧。

该芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C是反射磁性传感器。芯部上表面层传感器22B被激励至在双金属硬币BC1内产生的涡流仅到达构成上表面层S1的合金的频率水平。当双金属硬币BC1从下侧靠近它时，该芯部上表面层传感器22B通过测量电感变化来辨别上表面层S1的磁特性。芯部下表面层传感器22C被激励至在双金属硬币BC1内产生的涡流仅到达构成下表面层S2的合金的频率水平。当双金属硬币BC1从上方靠近它时，该芯部下表面层传感器22C通过测量电感变化来辨别下表面层S2的磁特性。优选的是，用于双金属硬币BC1的上表面层S1和下表面层S2的芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C的正常激励频率为几个10KHz到几个100KHz。芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C被制成为比相对应的上表面层S1和下表面层S2的直径小，并且其尺寸使得环形部分R1不受到影响。

为了通过上述芯部内层传感器22A、环部传感器21、芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C执行检测，如图3所示，硬币辨别设备11包括基准时钟发生器25；用于芯部内层传感器22A的波形整形器(waveform shaper)26、电流放大器27和放大器28；用于芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C的波形整形器29；用于芯部下表面层传感器22C的电流放大器30和放大器31；用于芯部上表面层传感器22B的电流放大器33和放大器34；用于环部传感器21的发送传感器21A的波形整形器35和电流放大器36；用于环部传感器21的接收传感器21B的放大器37；连接至放大器28、31、34和37的A/D转换器38；和控制器40。

在目标硬币通过时，控制器40使预设容许范围与各种磁特性比较，该各种磁特性例如分别通过芯部内层传感器22A、芯部上表面层传感器22B、芯部下表面层传感器22C和环部传感器21的接收传感器21B检测。在控制器40确定所有磁特性均在容许范围内的情况下，作出目标硬币是真的双金属硬币BC1的决定。另一方面，当任何磁特性偏离该容许范围时，控制器40作出目标硬币不是真的双金属硬币BC1的决定。

根据上述第一实施例的硬币辨别设备11，分开地设置了环部传感器21和芯部传感器22，其中，环部传感器21设置在被传送器15传送的双金属硬币BC1的仅环形部分R1通过的位置处并检测磁特性，且该芯部传感器22设置在被传送器15传送的双金属硬币BC1的芯部部分C1通过的位置处并检测磁特性。根据该构造，可以检测在仅与环形部分R1有关的位置处的磁特性和在仅与芯部部分C1有关的位置处的磁特性，由此可确保辨别双金属硬币类型的真伪。

此外，环部传感器21的发送传感器21A的宽度比环形部分R1的小。根据该构造，可以抑制由于环部传感器21的发送传感器21A的激励而在环形部分R1中所产生的涡流到达芯部部分C1。相应地，因为可以缓和延伸至芯部传感器22的环部传感器21的发送传感器21A的激励影响，故可以满意地检测芯部部分C1的磁特性。

此外，环部传感器21的发送传感器21A是罐形芯传感器。根据该构造，可以使从环部传感器21的发送传感器21A发出的磁通以小斑点的形式到达环形部分R1。相应地，环形部分R1的磁特性可被满意地检测。

此外，环部传感器21的发送传感器21A布置于在沿与传送器15的传送方向垂直的方向上环形部分R1的单侧部分的中间部位通过的位置处，环部传感器21的接收传感器21B布置在沿与传送方向垂直的方向在芯部部分C1的相对于发送传感器21A的相反侧上。根据该构造，从芯部部分C1发出的磁通的影响的接收被抑制。因此，可以满意地检测环形部分R1的磁特性。

图4为使用双金属硬币BC 1和仅具有环形部分R1而不具有双金属硬币BC1的上表面层S1、下表面层S2和芯部部分C1的硬币、根据环部传感器21的接收传感器21B的位置显示出输出如何改变的比较结果。图4的水平轴线显示出接收传感器21B的位置。0的位置表示接收传感器21B的中心和发送传感器21A的中心被定位在同一轴线上。+方向表示接收传感器21B定位在芯部部分C1的相对于发送传感器21A的相反侧上。-方向意味着接收传感器21B定位在相对于发送传感器21A的芯部部分C1侧上。由图4的垂直轴线示出的环部传感器21的输出表示通过发送传感器21A的激励由涡流产生在硬币内的并通过硬币传送到接收传感器22B的磁通量。如图4清晰可见，当发送传感器21A的中心和接收传感器21B的中心被定位在同一轴线上时(当水平轴线的位置是0时)，实线指示的由双金属硬币BC1的测量获得的输出与虚线指示的由仅具有环形部分R1的硬币的测量获得的输出不同。这是因为，环形传感器21受到由上表面层S1、下表面层S2和芯部部分C1发出的磁通的影响。相对比的，当环部接收传感器21B的位置沿+方向偏离预定值或者在预定值之上时，很明显，双金属硬币BC1的磁特性和仅具有环形部分R1的硬币的磁特性符合。简言之，可以将环形传感器21的接收传感器21B更好地设置在芯部部分C1的相对于发送传感器21A的相反侧上。由于接收传感器21B的优化位置与各传感器的形状和发送传感器21A相对于硬币位置的放置有关，所以接收传感器21B的优化位置根据各传感器的形状和放置来选择。

在上文中，对当双金属硬币BC1以单侧偏移方式传送时执行辨别的情况给出了说明。但是，还可以接受的是，使双金属硬币BC1在横向的一对传送引导部17之间移动。在该情况下，如图5A和5B所示，环部传感器21由被设置作为横向对称的一对互补传感器来构造。如果这些横向环部传感器21的输出被加在一起，可稳定地获得环形部分R1的磁特性。

还可以接受的是，将硬币辨别设备11与检测双金属硬币BC1直径的直径传感器、检测双金属硬币BC1的正面图像或背面图像的图像传感器、检测诸如在双金属硬币BC1圆周面上的凹痕这样的雕刻结构的雕刻结构检测器等组合。

当执行如图1B所示的在环形部分R2的内侧上仅设置有芯部部分C2的双金属硬币BC2的辨别时，不是必须在前述芯部传感器22中包括芯部上表面层传感器22B和芯部下表面层传感器22C。

虽然以上已经描述并示出了本发明的优选实施例，但是应该理解的是，这些是本发明的示例并且不应视为对本发明的限制。可以作出添加、省略、替换和其它修改，而不偏离本发明的精神或范围。相应地，本发明不应被视为被前述说明限制，其仅被所附权利要求的范围限制。

本发明要求2008年3月5日递交的日本专利申请No.2008-054844的优先权，其内容在此并入作为参考。

Claims (5)

1、一种辨别双金属硬币的硬币辨别设备，该双金属硬币具有环形部分和设置在环形部分的内侧上并由与环形部分不同的材料制成的芯部部分，该硬币辨别设备包括：

传送器，传送双金属硬币；

环部传感器，设置在被所述传送器传送的双金属硬币的仅环形部分通过的位置处，并检测磁特性；和

芯部传感器，设置在被所述传送器传送的双金属硬币的芯部部分通过的位置处，并检测磁特性。

2、如权利要求1所述的硬币辨别设备，其中，所述环部传感器的发送传感器的宽度比所述环形部分的宽度小。

3、如权利要求1所述的硬币辨别设备，其中，所述环部传感器的发送传感器是罐形芯类型的传感器。

4、如权利要求2所述的硬币辨别设备，其中，所述环部传感器的发送传感器是罐形磁芯类型的传感器。

5、如权利要求1至4的任一项所述的硬币辨别设备，其中，

所述环部传感器的发送传感器布置于在沿与所述传送器的传送方向垂直的方向上所述环形部分的单侧部分的中间部位通过的位置处，且

所述环部传感器的接收传感器布置于在沿与传送方向垂直的方向上所述芯部部分的相对于所述发送传感器的相反侧上。

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