JP2002140747A - コイン識別センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コイン位置変動にかかわらずコイン径を精度
よく検出する。 【解決手段】 ガイド１７に沿って搬送するコイン１５
の両端の径方向データをそれぞれ検出する第１検知セン
サ部１、第２検知センサ部２が、それぞれ断面がＥ字状
に形成され、第１検知センサ部１、第２検知センサ部２
のＥ字状の自由端１６側が向き合うように配置されてい
る。第１検知センサ部１、第２検知センサ部２には励磁
コイル３と、第１検出コイル４、第２検出コイル５が巻
線され、第１検知センサ部１、第２検知センサ部２の励
磁コイル３は直列接続され、第１検出コイル４と第２検
出コイル５は同相接続されるとともに、第１検出コイル
４と第２検出コイル５が差動となるように構成されてい
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、コイン識別センサ
に関する。さらに詳述すると、本発明は磁気を利用して
コインの金種や真偽を識別するコイン識別センサの構造
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動販売機、券売機等に用いられるコイ
ン（硬貨）の金種、真偽を識別するためのコイン識別セ
ンサには、過電流損失を検出する磁気センサ、コインの
光学的模様を検出する光センサ、機械的寸法規制による
排除等の手法が単独あるいは複合化して用いられる。

【０００３】ここで磁気センサについてみれば、コイン
の識別特徴（材質、径、厚み等）を一つのセンサで識別
するのではなく、例えば材質検出用の磁気センサと図１
９に示すような径検出用の磁気センサ１０１を組み合わ
せるなど、それぞれの特徴を検出する特化したセンサを
複数個用い、その総合値として識別するのが一般的であ
る。

【０００４】また、コイン１０２は自動販売機等の比較
的廉価で処理スピードを要求されないシステムにおいて
は走行ガイドに沿っての回転落下運動によりセンサを通
過し、処理スピードを要求される集中処理機等ではモー
タとベルトによる強制搬送等によりセンサを通過する機
構となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、渦電流
損失型磁気センサを用いたコイン径の検出については、
コイン搬送（自動販売機では回転落下、集中処理機では
例えばベルト１０３による搬送）時にコイン搬送路１０
４内でコイン１０２の位置変動が発生するため（例えば
約０．３ｍｍ程度）、その位置変動以上の径差のないコ
イン１０２の識別ができない。

【０００６】また、通常の国内貨の識別だけであればこ
の程度の変動は許容範囲であるが、材質、外径、厚みが
近似した外国貨に対して識別不能となる場合がある。

【０００７】そこで本発明は、コイン位置変動にかかわ
らずコイン径を精度よく検出することができるコイン識
別センサを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ガイドに沿って搬送するコ
インの両端の径方向データをそれぞれ検出する第１、第
２検知センサ部が、それぞれ断面がＥ字状に形成され、
第１、第２検知センサ部のＥ字状の自由端側が向き合う
ように配置されてなるコイン識別センサであって、第
１、第２検知センサ部には励磁コイルと、第１、第２検
出コイルが巻線され、第１、第２検知センサ部の励磁コ
イルは直列接続され、第１検出コイルと第２検出コイル
は同相接続されるとともに、第１検出コイルと第２検出
コイルが差動となるように構成されている。

【０００９】このコイン識別センサは、ガイドに沿って
移動するコインの径方向データを一方の検知センサ部に
よって検出できる。また、コインに位置変動が生じた場
合は、一方の検知センサ部の検出出力が位置変動量に応
じて減少するが、他方の検知センサ部の検出出力がこの
減少分だけ増加するのでデータ誤差を相殺できる。した
がって、このコイン識別センサは、コインの位置変動に
かかわらずデータ出力の変動を抑えることができ、位置
変動に対するマージンを大きくとる必要をなくして常に
コイン径を高精度に識別する。

【００１０】しかも、このコイン識別センサにおける第
１および第２検知センサ部は、それぞれＥ字状の差動型
コイルとして形成されている。このため、コイン識別セ
ンサは雰囲気の変化による影響を受け難く、温度特性・
分解能を向上させてコインの径方向データを精度よく検
出することができる。

【００１１】また、請求項２記載のコイン識別センサ
は、自由端間をコインが通過する断面コ字形の検出用磁
気センサおよびこの検出用磁気センサと同形状の参照用
磁気センサからなり、ガイドに沿って搬送されるコイン
の一側における径方向データを検出する第１検知センサ
部と、この第１検知センサ部と同形状であって検出用磁
気センサの自由端どうしが対向するように対称配置され
コインの反対側における径方向データを検出する第２検
知センサ部とから構成され、第１、第２検知センサ部に
は励磁コイルと、第１、第２検出コイルが巻線され、第
１、第２検知センサ部の励磁コイルは直列接続され、第
１検出コイルと第２検出コイルは同相接続されるととも
に、第１検出コイルと第２検出コイルが差動となるよう
に構成されている。

【００１２】この場合、コインに位置変動が生じると、
一方の検知センサ部の検出出力が位置変動量に応じて減
少するが、他方の検知センサ部の検出出力がこの減少分
だけ増加するのでデータ誤差を相殺できる。したがっ
て、このコイン識別センサは、コインの位置変動にかか
わらずデータ出力の変動を抑えることができ、位置変動
に対するマージンを大きくとる必要をなくして常にコイ
ン径を高精度に識別する。

【００１３】しかも、このコイン識別センサにおける第
１および第２検知センサ部は、それぞれ差動型コイルと
して形成されている。このため、コイン識別センサは雰
囲気の変化による影響を受け難く、温度特性・分解能を
向上させてコインの径方向データを精度よく検出するこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１〜図１６に本発明のコイン識別センサ
を示す。コイン識別センサは渦電流の変化に伴う磁束の
変化を検出してコイン（硬貨）１５に関する情報を得る
もので、特に本実施形態のコイン識別センサは、コイン
１５の材質・厚み・径に関する各情報のうち径に特化し
た情報つまり径方向データを他の情報とは個別に検出
し、識別材料とすることで精度の高いコイン検出を可能
としている。

【００１６】ここで、本実施形態では、図１に示すよう
に、ガイド１７に沿って搬送するコイン１５の両端の径
方向データをそれぞれ検出する第１検知センサ部１、第
２検知センサ部２をそれぞれ断面Ｅ字状に形成し、自由
端１６側が向き合うように配置してコイン識別センサを
構成している。この場合、第１検知センサ部１と第２検
知センサ部２とは互いに構成が等しい同形状のセンサと
することができる。そこで、以下ではまず第１検知セン
サ部１について説明し、その後、両検知センサ部１，２
からなるコイン識別センサについて説明する。

【００１７】図３〜図１１にコイン１５の径方向データ
を検出する第１検知センサ部１を示す。図３に示すＥ字
形の第１検知センサ部１のうち、上半分を形成する磁気
センサ（符号１ａで示す側）は、図示するようにコ字形
状であって、２つの自由端１６間をコイン１５が通過す
るように設けられている。磁気センサ１ａを構成するコ
ア６ａは、自由端１６と反対側となる背面側において符
号７ａで示す連結部が磁気センサ１ａの上側と下側を連
結した形状となっている。この場合、磁束が走る磁路が
連結部７ａに形成され、背面側が繋がっていない磁気セ
ンサと比べて磁束が受ける抵抗が少なくなり、逃げる磁
束を引き込んでコア６ａを通過させやすくなるので磁気
センサ１ａの電流効率が飛躍的に上がって識別分解能が
向上する。なお、コア６ａは高透磁率磁性材料から形成
することが望ましい。また、コ字形の磁気センサ１ａは
変動幅がより少ない対称形状であることが望ましい。

【００１８】そして、本実施形態では、図３に示すよう
に、磁気センサ１ａにこれと同形状の磁気センサ１ｂを
組み合わせて一体化するとともに、一方の磁気センサ１
ａをコイン１５を検出する検出用磁気センサ、他方の磁
気センサ１ｂを参照用磁気センサとし、検出用磁気セン
サ１ａと参照用磁気センサ１ｂの出力に基づきコイン１
５を検出するようにしている。この場合、検出用磁気セ
ンサ１ａの出力と参照用磁気センサ１ｂの出力の差分を
最終的な出力とする差動型の第１検知センサ部１が構成
され、より精度の高い検出が可能となる。

【００１９】また、図３に示すように検出用磁気センサ
１ａと参照用磁気センサ１ｂのコア６ａ，６ｂの足を共
用したＥ字形の一体化形状検知センサは、精度のよい差
動出力が得られるので好適である。すなわち、検出用磁
気センサ１ａの磁束をコイン１５が横切った場合、検出
用磁気センサ１ａの検出値が小さくなるのに加え、参照
用磁気センサ１ｂの検出値が大きくなるので差分が大き
くなり、感度が向上して精度のよい情報を得ることがで
きる。

【００２０】ここで、コイン１５の径に特化した径方向
データを取り出し精度よく識別するためには、コア６ａ
のギャップ間に平行磁場を形成することが好適である。
このような状態でギャップ間にコイン１５を置き、ある
いはギャップ間を通過させた場合、径の大きさに従い磁
束がよく追従変化して径に関する精度のよい出力を得る
ことが可能となる。

【００２１】このような平行磁場を形成するためには、
励磁コイル３と検出コイル４，５を、自由端１６側と反
対側の連結部７あるいはその近傍に巻回することが好ま
しい。本実施形態では、励磁コイル３を図示するように
検出用磁気センサ１ａのコア６ａと参照用磁気センサ１
ｂのコア６ｂの共用足上であって連結部７寄りに巻回し
する一方、検出コイルに関しては、第１検出コイル４は
磁気センサ１ａの連結部７ａに巻回し、第２検出コイル
５は磁気センサ１ｂの連結部７ｂに巻回し、磁気センサ
１ａと磁気センサ１ｂとで逆向きの磁束が形成されるよ
うにしている。これにより、コア６ａ，６ｂの両ギャッ
プ間には図示するようにほぼ平行な磁場が形成される。

【００２２】さらに、コア６において発生させる磁場
は、平行であることに加え、磁束密度が均等であること
が径検出精度を向上させ得る点で好ましい。例えば、図
４に示すようにコア６の足を先太りする形状とすれば、
自由端１６に近付くほどギャップ間隔が狭まる傾斜を有
することとなり、磁気抵抗が小さくなって自由端１６に
到達するまでにショート（短絡）する磁束が減る。した
がって、コア６の自由端１６側の磁束密度が減らなくな
り、コア全体として磁束が平行かつ均等になる。なお、
この場合において、図５に示すように、コア６の両端の
足は先太りとするが中央の足は均一径としても同様に均
等な磁束を得ることができる。

【００２３】上述したように、第１検知センサ部１は、
検出用磁気センサ１ａと参照用磁気センサ１ｂを組とし
た差動型とすることが検出精度を向上させ得る点で好ま
しいが、センサ形状は図３〜図５に示したものに限らな
い。例えば、図６に示すようにコ字形の磁気センサ１
ａ，１ｂを背中合わせとして一部を連結し略π形として
もよい。この場合、両磁気センサ１ａ，１ｂの各連結部
７ａ，７ｂに検出コイル４，５を巻回するとともに、両
連結部７ａ，７ｂおよび検出コイル４，５を覆うように
外側に励磁コイル３を巻回しているが、これはコイルの
巻き方の一例にすぎない。

【００２４】差動型とした第１検知センサ部１の他の形
状例をさらに挙げる。図７に示すように、磁気センサ１
ａ，１ｂの一部を連結して略Ｓ字形の一体型センサとし
てもよい。また、図８に示すように磁気センサ１ａ，１
ｂを分離配置し、全体として差動型センサを構成しても
よい。また、図９に示すように、両センサ１ａ，１ｂの
一方を傾けて捻れの位置に配置してもよい。

【００２５】ただし、図３などに示したようにコア６を
一体形状とすると、第１にコア（あるいはコアを形成す
る積層状の薄板）の成形が容易となり、第２にリファレ
ンスとなる参照用金属体（例えば実際のコイン１５）を
同じコア６に置くことができるので好ましい。また、一
体形状とする場合、一方の磁束（例えばコイン１５のあ
る検出用磁気センサ１ａ側の磁束）が減れば他方の磁束
（参照用磁気センサ１ｂ側の磁束）が増えるので、結果
的に差分が増えて検出精度が向上する。

【００２６】ここで、図１０に径検出用の回路の一例を
示す。この回路は、図３〜図５に示した第１検知センサ
部１の回路を示すもので、１つの励磁コイル３および２
つの検出コイル４，５からなる。このような回路では、
励磁側において、単一の交流電源８によって全ての励磁
コイル３を同位相で駆動することができる。交流電源８
は、常時一定の正弦波形を有する励磁信号を供給し、こ
の励磁信号に対応した磁束を励磁コイル３において形成
している。また、検出コイル４，５の出力は差動増幅器
９で増幅され、検波器１０、ローパスフィルタ１１を通
過する。なお、この回路において検出コイル４と検出コ
イル５は逆位相とするが、図１１に示すように検波器１
０を差動増幅器９の前に配置して増幅前に検波するとき
は同位相・逆位相のどちらとしてもよい。

【００２７】さらに、この第１検知センサ部１の磁場解
析結果例を図１２に示す。この識別センサ１によれば、
図示するように、コイン１５の径検出に好適な均等で平
行な磁場をコア６のギャップ内に形成できる。また、特
に図示はしないが、コア６の足を自由端１６に向かって
間隔を狭める傾斜状に形成した場合、さらに均等な磁場
がギャップ内に形成される。

【００２８】以上のように、第１検知センサ部１は、磁
束を平行に発生させるコア形状とコイル位置を実現し、
コア６のギャップ内に平行かつ均等磁束密度を得る磁場
を形成するので、径に対する識別分解能が向上する。ま
た、差動型センサを構成して温度特性・分解能を向上さ
せているのでコイン１５の精度よい径方向データを得る
ことが可能となる。

【００２９】以上、ここまで第１検知センサ部１につい
て説明した。上述のように、この第１検知センサ部１に
よっても十分な検出精度のコイン識別センサを構成し得
るが、本発明のコイン識別センサは、第１検知センサ部
１に同形状の第２検知センサ部２を組み合わせて構成し
たものである。第２検知センサ部２は、図１に示すよう
に第１検知センサ部１と同形状かつ同じ大きさで、自由
端１６が第１検知センサ部１の自由端１６と対向するよ
うに対称配置され、コイン１５の反対側における径方向
データを検出する。

【００３０】ここで、第１検知センサ部１および第２検
知センサ部２は、所定間隔をおいてモールド１２により
一体化されている。また、モールド１２には両検知セン
サ部１，２のギャップに跨るコイン通路１３と駆動ベル
ト１４を設け、コイン１５を搬送したときに径方向デー
タが得られるようにしている。この場合、コイン通路１
３、駆動ベルト１４等は、コイン１５が常にコイン通路
１３内の一方のセンサ部１，２寄りのガイド１７に沿っ
て移動するようにしていることが好ましい。

【００３１】このように第１検知センサ部１と第２検知
センサ部２を対向させ、両検知センサ部１，２からの出
力に基づいてコイン１５の径方向データを得る本実施形
態のコイン識別センサによると、図１６に例を示すよう
に位置変動依存性を排除できる。すなわち、コイン１５
がガイド１７に沿って移動している場合は、位置変動が
０なので第１検知センサ部１によって正しい径方向デー
タが得られる一方、図２に示すようにコイン１５がガイ
ド１７から離れて位置変動した場合は、第１検知センサ
部１の出力が位置変動量に従い減少するが、第２検知セ
ンサ部２の出力がこの減少分だけ増加するため、位置変
動による誤差を相殺できる。したがって、このコイン識
別センサによれば、コイン１５の位置変動量にかかわら
ず常に正しい径方向データを得ることができる。

【００３２】ここで、励磁コイル３、検出コイル４，５
の設置形態を説明する。本実施形態では、図１に示すよ
うに第１検知センサ部１には励磁コイル３および第１検
出コイル４を巻回し、第２検知センサ部２には励磁コイ
ル３および第２検出コイル５を巻線している。そして、
図１４に示すように、第１検知センサ部１の励磁コイル
３と第２検知センサ部２の励磁コイル３を直列接続する
とともに、第１検出コイル４と第２検出コイル５を同相
接続し、第１検出コイルと第２検出コイルが差動となる
ようにしている。

【００３３】なお、回路は図１４に例示したものに限定
されることはなく、例えば、差動増幅器９より前におい
て検波するように回路構成してもよい。このように回路
構成した場合の回路例を図１５と図１６に示す。

【００３４】以上説明したように、本実施形態のコイン
識別センサによれば、コイン１５を搬送しているとき
（例えば自動販売機では回転落下、集中処理機ではベル
ト搬送）にコイン１５の位置変動が発生しても、径信号
出力が変動しないため、位置変動に対するマージンを大
きくとる必要がなく、したがってより高精度な径の識別
が可能となる。

【００３５】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。

【００３６】例えば、本実施形態では第１検知センサ部
１、第２検知センサ部２ともにコア６を断面Ｅ字状に形
成したが、これら検知センサ部１，２の断面は特にＥ字
状に限られることはない。他の例を挙げると、図１７に
示すように、検知センサ部１，２ともにコア６の共用化
をやめ、検出用磁気センサと参照用磁気センサとを分離
してそれぞれコ字形のまま設置するようにしてもよい。
あるいは、図１８に示すように、略π字とした第１検知
センサ部１および第２検知センサ部２の自由端１６を対
向配置してもよい。または、図４、図５に示したように
ギャップ間隔を狭める傾斜を有する第１および第２検知
センサ部１，２を対向配置してもよい。これらのコイン
識別センサは、対称配置された一対の検出用磁気センサ
によってコイン１５の一側における径方向データおよび
反対側における径方向データを検出することができる。
なお、本明細書で対称配置という場合は、面対称、点対
称、線対称のいずれも含むものとする。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載のコイン識別センサによると、ガイドに沿って移
動するコインの径方向データを一方の検知センサ部によ
って検出でき、また、コインに位置変動が生じた場合は
データ誤差を相殺できるので、コインの位置変動にかか
わらずデータ出力の変動を抑え、位置変動に対するマー
ジンを大きくとる必要をなくして常にコイン径を高精度
に識別することができる。

【００３８】しかも、第１および第２検知センサ部はそ
れぞれＥ字状の差動型コイルとして形成されているた
め、このコイン識別センサは雰囲気の変化による影響を
受け難く、温度特性・分解能を向上させてコインの径方
向データを精度よく検出することができる。

【００３９】また、請求項２記載のコイン識別センサに
よると、コインに位置変動が生じてもデータ誤差を相殺
できるので、コインの位置変動にかかわらずデータ出力
の変動を抑えることができる。したがって、位置変動に
対するマージンを大きくとる必要をなくして常にコイン
径を高精度に識別することができる。

【００４０】しかも、第１および第２検知センサ部はそ
れぞれ差動型コイルとして形成されているため、コイン
識別センサは雰囲気の変化による影響を受け難く、温度
特性・分解能を向上させてコインの径方向データを精度
よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すコイン識別センサの
縦断面図である。

【図２】コインが位置変動したときのコイン識別センサ
の縦断面図である。

【図３】第１検知センサ部の一形状例を示す縦断面図で
ある。

【図４】図３に示した第１検知センサ部の他の形状例を
示す縦断面図である。

【図５】図３に示した第１検知センサ部の他の形状例を
示す縦断面図である。

【図６】差動型の第１検知センサ部の他の形状例を示す
縦断面図である。

【図７】差動型の第１検知センサ部の他の形状例を示す
縦断面図である。

【図８】差動型の第１検知センサ部の他の形状例を示す
縦断面図である。

【図９】差動型の第１検知センサ部の他の形状例を示す
斜視図である。

【図１０】径検出用回路の一例を示す回路図である。

【図１１】差動増幅器より前において検波するときの部
分回路図である。

【図１２】第１検知センサ部の磁場解析結果例を示すグ
ラフである。

【図１３】コイン識別センサの出力のコイン位置変動依
存性を示すグラフである。

【図１４】コイン識別センサの一接続形態を示す回路図
である。

【図１５】コイン識別センサの他の接続形態を示す回路
図である。

【図１６】コイン識別センサの他の接続形態を示す回路
図である。

【図１７】コイン識別センサの他の実施形態を示す縦断
面図である。

【図１８】コイン識別センサの他の実施形態を示す縦断
面図である。

【図１９】従来のコイン識別センサの一形態例を示す縦
断面図である。

【符号の説明】

１ 第１検知センサ部 ２ 第２検知センサ部 ３ 励磁コイル ４ 第１検出コイル ５ 第２検出コイル １６ 自由端 １７ ガイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガイドに沿って搬送するコインの両端の
   径方向データをそれぞれ検出する第１、第２検知センサ
   部が、それぞれ断面がＥ字状に形成され、上記第１、第
   ２検知センサ部のＥ字状の自由端側が向き合うように配
   置されてなるコイン識別センサであって、上記第１、第
   ２検知センサ部には励磁コイルと、第１、第２検出コイ
   ルが巻線され、上記第１、第２検知センサ部の励磁コイ
   ルは直列接続され、上記第１検出コイルと上記第２検出
   コイルは同相接続されるとともに、上記第１検出コイル
   と上記第２検出コイルが差動となるように構成されてい
   ることを特徴とするコイン識別センサ。
2. 【請求項２】 自由端間をコインが通過する断面コ字形
   の検出用磁気センサおよびこの検出用磁気センサと同形
   状の参照用磁気センサからなり、ガイドに沿って搬送さ
   れる上記コインの一側における径方向データを検出する
   第１検知センサ部と、この第１検知センサ部と同形状で
   あって上記検出用磁気センサの自由端どうしが対向する
   ように対称配置され上記コインの反対側における径方向
   データを検出する第２検知センサ部とから構成され、上
   記第１、第２検知センサ部には励磁コイルと、第１、第
   ２検出コイルが巻線され、上記第１、第２検知センサ部
   の励磁コイルは直列接続され、上記第１検出コイルと上
   記第２検出コイルは同相接続されるとともに、上記第１
   検出コイルと上記第２検出コイルが差動となるように構
   成されていることを特徴とするコイン識別センサ。