JP2002008090A

JP2002008090A - コインセンサ

Info

Publication number: JP2002008090A
Application number: JP2000186593A
Authority: JP
Inventors: Makoto Okudera; 良奥寺
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2000-06-21
Publication date: 2002-01-11

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で、低コストのコインセンサを提供す
る。【解決手段】ボビンに巻線されたコイルが磁性コアに
配設され、前記コイルが所定の周波数の電流で磁束を発
生する発信部３１と、ボビンに巻線されたコイルが磁性
コアに配設され、前記発信部３１にて発生した磁束を検
知する受信部３２とが、所定の距離で対向して配置さ
れ、前記発信部３１と受信部３２の間をコイン３４が通
過した際に生じる磁束変化を誘起電圧として検知するこ
とで、前記コイン３４の種類を識別する。また、前記発
信部３１と前記受信部３２は一対であり、前記受信部３
２を構成する磁性コアは、中央部と周辺部に複数個のポ
ール構造を有し、かつ前記ポール構造に対しボビンに巻
線されたコイルを配置したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動販売機、コイ
ンセレクタ等に用いられるコイン識別装置に搭載される
コインセンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】硬貨等のコインの金種の識別および正貨
と偽貨の識別を行うコインセンサとしては、コイン通路
を設け、磁性コアであるフェライトポットコアを用いた
発信部および受信部を、このコイン通路の側面に、それ
ぞれ対向するように設置した構成のものが従来より用い
られている。発信部にて発生させた磁界を受信部にて受
け、受信信号の誘起電圧の変化によりコインを識別して
いる。

【０００３】この装置による識別方法は、発信部および
受信部間をコインが通過する際に起きるインダクタンス
の変化を利用したものであり、発信部を構成するコイル
には、数ｋＨｚ程度で波形が正弦波の交流電流を通電し
ている。受信信号の誘起電圧は、コインの材質または形
状により差異が生じるので、それを検知している。即
ち、発信部および受信部は、材質または形状センサとし
て機能している。

【０００４】材質センサとして硬貨を識別する場合、邦
貨については白銅系硬貨（￥１００、￥５０）とそれ以
外（￥１０、￥５、￥１）の金種の大別は可能であるも
のの、白銅系２金種間での識別や非白銅系３金種間での
識別は、各々の金種間での受信信号の電位差の検出精度
が低いために実際には困難である。

【０００５】そこで、コインの材質以外の識別要素を併
用して総合的に金種の識別を行っている。即ち、発信部
および受信部の組み合わせを材質センサとは別に用意し
て、外径センサとして利用し、各金種の外径差が最も大
きく出力差として現れる箇所に設置する。この外径セン
サと材質センサを併用することで、邦貨５金種に関して
は識別可能となる。

【０００６】しかし、邦貨５金種に近似した外国の硬貨
をも識別対象とするならば、上記の各センサの使用のみ
では不十分であり、例示すれば、￥１００とギリシャ５
ドラクマ硬貨との識別は困難である。そこで、さらなる
識別要素である、硬貨の厚さ、中心穴の有無、模様等を
検知するセンサを追加することで、識別されている。

【０００７】従来のコインセンサの構成例を図７（ａ）
および図７（ｂ）に示す。図７（ａ）は、コイン通路７
７上を通過するコイン７８に対する、複数の受信部の配
置を示す側面図であり、各受信部と対向する位置にある
各発信部は図示を省略してある。また、図７（ｂ）は、
コイン通路７７上のコイン７８に対する発信部７６およ
び発信部７１、７２、７３、７４、７５の配置を示す正
面図である。受信部７１、７２、７３は、コインの外径
を識別するためのセンサであり、コイン間の外径のわず
かな差異を識別可能とするために、高さを変えて３種類
の受信部を配置している。また、受信部７４は、コイン
の中心穴の有無を識別するためのセンサであり、さらに
受信部７５は、コインの材質を識別するためのセンサで
ある。

【０００８】この他に、必要に応じコインの厚さや模様
を識別するセンサも設置されるが、これらは発信部およ
び受信部の組み合わせにて構成される、インダクタンス
の変化を感知する方式では識別が困難であり、光学セン
サや超音波センサ等、別方式のセンサが用いられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法を適用した
場合、発信部および受信部等のセンサ素子の必要な設置
数は、最低でも識別要素の数以上であるため、コインセ
ンサを設置するコイン識別装置の限られた空間の中には
必要な数のセンサ素子を配置できないという問題があっ
た。また、従来の方法では、識別要素の数に応じてセン
サ数が増えるために、コイン識別装置におけるコインセ
ンサの占めるコストの割合が増加するという問題があっ
た。

【００１０】本発明は、上記の課題を解決し、小型で、
低コストのコインセンサを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、ボビンに巻線
されたコイルが磁性コアに配設され、前記コイルが所定
の周波数の電流で磁束を発生する発信部と、ボビンに巻
線されたコイルが磁性コアに配設され、前記発信部にて
発生した磁束を検知する受信部とが、所定の距離で対向
して配置され、前記発信部と受信部の間をコインが通過
した際に生じる磁束変化を誘起電圧として検知すること
で、前記コインの種類を識別するコインセンサにおい
て、前記発信部と前記受信部は一対であり、前記受信部
を構成する磁性コアは、中央部と周辺部に複数個のポー
ル構造を有し、かつ前記ポール構造に対しボビンに巻線
されたコイルを配置したコインセンサである。

【００１２】また、本発明は、前記受信部の磁性コアに
配置されたコイルにて誘起する信号を、各コイルごとに
それぞれ独立した出力として取り出すか、または複数の
コイルを直列接続して全ての出力として取り出す前記の
コインセンサである。

【００１３】また、本発明は、前記受信部を構成する磁
性コアがフェライトコアからなり、成形工程、切削加工
工程、焼結工程により作製された前記コインセンサであ
る。

【００１４】また、本発明は、コインの外径、材質の識
別要素に関する測定情報を得る前記コインセンサであ
る。

【００１５】また、本発明は、前記発信部より受信部を
下方に配設した前記コインセンサである。

【００１６】即ち、本発明におけるコインセンサは、所
定の周波数を有する電流を通電することで磁束を発する
発信部と、コイン通路を介して前記発信部にて発生した
磁束を受信する受信部とを有する。前記受信部は、フェ
ライトポットコアの外周部を焼結前の成形工程、あるい
は焼結後の切削加工により複数個のポール構造が存在す
る構成に分割した上で、中心部および外周部の各ポール
構造に、巻線されたコイルを設置したものであり、この
構成により前記受信部には複数の検出部が設けられる。
これにより、一対の発信部と受信部のみを有するコイン
センサでありながら複数の識別要素が判定できるため、
コインセンサの小型化を図ることが可能となる。また、
発信部と受信部が一対のみであることから、コイン識別
装置におけるコインセンサの占めるコスト面での割合を
従来に比べ低減することが可能となる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。

【００１８】図１は、本発明の一実施の形態におけるコ
インセンサを構成する受信部の説明図である。図１
（ａ）は、平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の
Ａ−Ａ線断面図である。図１に示すように、受信部は、
例えば、フェライトからなる磁性コア１１に巻線が形成
されたものである。磁性コア１１の周辺部には、外周に
沿って突起状のポール構造１４が形成されており、それ
ぞれコイルが巻線されたボビン１２が取り付けられてい
る。また、磁性コア１１の中央部には、１本のポール構
造１５が形成されており、コイルが巻線されたボビン１
３が取り付けられている。なお、以下、ボビンに巻線さ
れたコイルが挿入された各ポール構造をそれぞれ受信素
子と称する。

【００１９】この実施の形態では、磁性コア１１として
ポットコアを切削したものを用いている。ポットコアの
周辺部の円筒状の領域を、底面と同一高さまで切削する
ことで、計８本のポール構造を形成しており、ポットコ
ア中央部のポール構造を含めて計９本のポール構造が存
在する。

【００２０】このポットコアの切削加工は、焼結工程後
の素子に対し実施した。しかし、焼結前の素子を切削加
工して成形し、その後、焼結を行う方法で作製してもよ
い。また、粉末もしくはスラリ状のフェライト原料を切
削以外の方法、即ち、打ち抜き、型押し等の方法で成形
し、その後、焼結を行う方法で作製してもよい。

【００２１】また、図２は、本発明の一実施の形態にお
けるコインセンサを構成する発信部の説明図である。図
２（ａ）は、平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）
のＢ−Ｂ線断面図である。図２に示すように、発信部
は、例えば、フェライトからなる磁性コア２１の中央部
のみにボビン２２を取り付けたもので、このボビンには
コイルが巻線されている。

【００２２】この実施の形態では、磁性コア２１として
ポットコアをそのまま用いている。ポットコアの周辺部
の円筒状の領域を２箇所のみ、底面と同一高さまで切削
しているが、これは、ボビン２２に巻線されたコイルか
らのリード線を取り出すためのものである。受信部の場
合と同様に、このポットコアの切削加工は、焼結工程前
後のいずれの素子に対し行ってもよく、また切削以外の
方法、即ち、打ち抜き、型押し等の方法で成形し、その
後、焼結を行う方法で作製してもよい。

【００２３】また、図３は、コインセンサ内での発信部
および受信部の配置を示す説明図である。図３（ａ）
は、コイン通路３３上を通過するコイン３４に対する受
信部３２の配置を示す側面図である。また、図３（ｂ）
は、コイン通路３３上のコイン３４に対する発信部３１
および受信部３２の配置を示す正面図である。

【００２４】コイン通路３３上を通過するコイン３４が
発信部３１および受信部３２の間を横切る際に、この受
信部３２が受ける影響は以下のようなものである。ま
ず、この発信部３１には、従来例と同じく数ｋＨｚ程度
の正弦波形の交流電流が通電されており、そのため、コ
イン通路３３上の空間には常に交流磁界が生じている。
したがって、この受信部３２は交流磁界を常に検知し、
電位差の信号として出力している。

【００２５】発信部３１と受信部３２との間をコイン３
４が通過すると、発信部３１によって発生した交流磁界
が乱され、インダクタンスの変化として受信部３２が誘
起される電圧の信号に影響が反映される。ここで、受信
部３２は、各ポール構造にそれぞれ巻線されたコイルを
有する計９個の受信素子を有しているので、それぞれが
コイン３４を挟んで発信部３１からの磁束を受け、通過
するコイン３４によるインダクタンスの変化を独立して
検知する。これらの各受信素子からの出力は、各々独立
に、またはその一部もしくは全てを直列接続した電位差
信号として出力される。

【００２６】これらの各受信素子からの出力のうち、上
方の１個または数個の出力を直列接続して取り出せば、
誘起電圧信号は通過するコインの外形寸法に関する情報
をより多分に含むものとなり、この受信部は外径センサ
としての機能を有することとなる。また、全出力を直列
接続にて取り出した場合には、コインの材質に関する情
報をより多分に含むものとなる。また、下方の１個また
は数個の出力を取り出した場合には、コインの中心穴の
有無に関する情報を得ることが可能になる。

【００２７】なお、各受信素子のうち、上方の１個また
は数個の出力は、上記の通り特に通過するコインの外形
寸法に関する情報を多分に有するため、それらの受信素
子では、他の受信素子よりも高精度にインダクタンスの
変化を検知したい。そのため、コインセンサを構成する
発信部と受信部とを、互いに対向する位置からわずかに
上下方向に移動させて配置する措置がとられている。

【００２８】この措置の概要は、以下のとおりである。
図４に示すように、発信部４１に比べ、受信部４２を若
干下方に位置するよう取り付ける。発信部４１にて発生
した交流磁界の強度は、発信部４１の中心軸４６上で最
も強くなる。したがって発信部４１と受信部４２とを互
いに対向する位置に設置した場合は、図４での発信部４
１と受信部４２の両中心軸４６、４７が一致する場合に
相当し、受信部４２の中央部にある受信素子上での交流
磁界強度が最大となり、検知精度も高くなる。

【００２９】よって、受信部４２の上方にある各受信素
子の検知精度を高めるためには、これらの受信素子を中
心軸４６に近づければよい。ただし、受信部４２の下方
の各受信素子の検知精度が逆に大きく低下することを防
ぐため、両中心軸４６、４７の距離はあくまで最小限に
止め、受信部４２の上方の各受信素子が、この発信部４
１の中心軸４６よりも上方に位置するよう配置すべきで
ある。

【００３０】

【実施例】次に、本発明を実施例によって詳細に説明す
る。

【００３１】以下の構成で本発明におけるコインセンサ
を作製した。まず、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す形状
の、φ１４ｍｍのフェライトポットコアを切断加工し
て、周辺部に８つの互いに対称位置にあるポール構造を
形成し、中央部に１つのポール構造を形成するととも
に、それぞれに、ボビンに巻線されたコイルを挿入固着
した素子を作製し、受信部として使用した。同受信部
は、計９個の受信素子を有する。また、図２（ａ）、図
２（ｂ）に示した、ボビンに巻線されたコイルが中央部
に挿入固着されたφ１４ｍｍのフェライトポットコアを
作製し、発信部として使用した。

【００３２】なお、作製した発信部および受信部の中央
にはいずれも円形の空孔があるが、これは用いたφ１４
ｍｍのフェライトポットコアに固有するもので、発信部
および受信部としての電磁気的特性には無関係である。

【００３３】発信部および受信部の配置は、図３
（ａ）、図３（ｂ）に示した通りである。受信部３２
は、その中心位置がコイン通路３３の下面より１４ｍｍ
の高さとなるよう配置した。受信部３２の中で最も高い
位置にある受信素子は、そのポール構造の中心位置がコ
イン通路３３の下面より２０ｍｍの高さとなるよう配置
されており、これは、判別対象中で最小径である￥１の
直径とほぼ等しい値に設定したものである。なぜなら、
同受信素子から有意な出力データを得るためには、判別
したいすべての金種の硬貨が、同受信素子と発信部との
間を必ず横切るように、受信部３２の位置を設定する必
要があるからである。

【００３４】また、受信部３２の中で外径センサの役割
も果たす、最も高い位置にある受信素子の検知精度を向
上させるため、発信部３１は受信部３２よりも２ｍｍ高
い位置になるように設置し、最高位置の受信素子に発信
部３１からの交流磁界が効率よく印加されるようにして
いる。

【００３５】以上の方法で、￥１００、￥５０、￥１
０、￥５、￥１、５ドラクマの６種類の金種の硬貨につ
いて識別を行い、外径センサの出力データおよび材質セ
ンサの出力データを得た。これらの出力データをグラフ
化したものをそれぞれ図５および図６に示す。各グラフ
での縦軸は、受信素子での電位差変動の出力値を記した
ものである。ここで、外径センサの出力データは、受信
素子１個の電位差変動の出力値、材質センサのデータは
受信素子９個の電位差変動を直列接続した出力値を表示
したものである。

【００３６】図５に示した外径センサの出力データで
は、各金種ごとに明瞭な相違がみられた。各金種内での
出力値のばらつきは０.１Ｖ以下であり、￥１００と５
ドラクマの出力値が若干類似しているものの、その他の
金種の識別は十分に可能である。また、非磁性硬貨で外
径差で￥１０と￥１の差別化が可能である。

【００３７】また、図６に示した材質センサの出力デー
タでも、各金種に対する出力値には￥１０と￥１以外に
は明瞭な相違がみられる。各金種内での出力値のばらつ
きは最大の￥１００でも０.２Ｖであるため、￥１００
と５ドラクマの識別を含め、￥１０と￥１以外の金種の
識別が可能である。したがって、外径センサおよび材質
センサの出力データを用いることで、測定した６金種す
べてで相互の識別ができることになる。

【００３８】なお、図６に示したデータは、受信部のす
べての受信素子での誘起電圧を直列接続して得られた出
力値であるため、実際には各金種の材質の情報の他に、
外形寸法や中心穴の有無等、複数の情報が総合されたデ
ータである。実際には￥１００と￥５０の材質は同一で
あるが、両者の出力値に差がある理由は、金種の材質以
外の要素が異なるためであると考えられる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のコインセ
ンサによれば、一対の発信部および受信部を組み合わ
せ、複数の識別要素を判定することで十分な精度でのコ
イン識別が可能である。また、本発明のコインセンサに
よれば、センサ機能を有する発信部および受信部の組み
合わせを一対しか用いていないので、複数のセンサ素子
を用いる従来方式に比べ、コイン識別装置の小型化およ
びコストの低減が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるコインセンサの
受信部の説明図。図１（ａ）は、平面図。図１（ｂ）
は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。

【図２】本発明の一実施の形態におけるコインセンサの
発信部の説明図。図２（ａ）は、平面図。図２（ｂ）
は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。

【図３】本発明の一実施の形態におけるコインセンサ内
での発信部および受信部の配置とそれに対するコインの
位置関係を示す説明図。図３（ａ）は、側面図。図３
（ｂ）は、正面図。

【図４】本発明の一実施の形態におけるコインセンサ内
での発信部および受信部の配置示す説明図。

【図５】本発明の一実施例における外径センサの出力デ
ータのグラフ。

【図６】本発明の一実施例における材質センサの出力デ
ータのグラフ。

【図７】従来のコインセンサ内での発信部および受信部
の配置とそれに対するコインの位置関係を示す説明図。
図７（ａ）は，側面図。図７（ｂ）は，正面図。

【符号の説明】

１１，２１磁性コア１２，１３，２２ボビン１４，１５ポール構造３１，４１，７６発信部３２，４２，７１，７２，７３，７４，７５受信部３３，７７コイン通路３４，７８コイン４３，４４コイル４５磁束ベクトル４６，４７中心軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボビンに巻線されたコイルが磁性コアに
配設され、前記コイルが所定の周波数の電流で磁束を発
生する発信部と、ボビンに巻線されたコイルが磁性コア
に配設され、前記発信部にて発生した磁束を検知する受
信部とが、所定の距離で対向して配置され、前記発信部
と受信部の間をコインが通過した際に生じる磁束変化を
誘起電圧として検知することで、前記コインの種類を識
別するコインセンサにおいて、前記発信部と前記受信部
は一対であり、前記受信部を構成する磁性コアは、中央
部と周辺部に複数個のポール構造を有し、かつ前記ポー
ル構造に対しボビンに巻線されたコイルを配置したこと
を特徴とするコインセンサ。
【請求項２】前記受信部の磁性コアに配置されたコイ
ルにて誘起する信号を、各コイルごとにそれぞれ独立し
た出力として取り出すか、または複数のコイルを直列接
続して全ての出力として取り出すことを特徴とする請求
項１記載のコインセンサ。
【請求項３】前記受信部を構成する磁性コアは、フェ
ライトコアからなり、成形工程、切削加工工程、焼結工
程により作製されたことを特徴とする請求項１または２
記載のコインセンサ。
【請求項４】コインの外径、材質の識別要素に関する
測定情報を得ることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載のコインセンサ。
【請求項５】前記発信部より受信部を下方に配設した
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコイ
ンセンサ。