JP2002140748A - 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厚をもっ
と精度よく検出する。 【解決手段】 ガイド１７に沿って搬送するコイン１５
の両端の径方向に配置された第１厚み検知センサ部１、
第２厚み検知センサ部２はそれぞれ断面がコ字状からな
るセンサ体を組み合わせてなる。第１厚み検知センサ部
１はコイン１５の厚み方向における一端部近傍に配置さ
れ、第２厚み検知センサ部２はコイン１５の他端部近傍
に配置されるとともに、第１厚み検知センサ部１、第２
厚み検知センサ部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、第２厚み検
知センサ部１，２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、例えば厚み検出用の磁気センサと径検
出用の磁気センサ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の厚みの検出について
は、コイン搬送（自動販売機では回転落下、集中処理機
ではベルトによる搬送）時にコイン搬送路内でコインの
位置変動が発生するため（例えば径方向へ０．３ｍｍ程
度、厚み方向０．３ｍｍ程度）、その位置変動以上の径
差のないコインの識別ができない。

【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
らずコイン厚などをもっと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に配置された第１、第２厚み検知セ
ンサ部はそれぞれ断面がコ字状からなるセンサ体を組み
合わせてなるコイン識別センサであって、第１厚み検知
センサ部はコインの厚み方向における一端部近傍に配置
され、第２厚み検知センサ部はコインの他端部近傍に配
置されるとともに、第１、第２厚み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厚み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
コイン搬送路を移動するコインの厚みに関するデータを
厚み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、一方の厚み検知センサ部の検
出出力が位置変動量に応じて減少するが、他方の厚み検
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厚みを高精度に識別
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厚み検知センサ部は、それぞれコ字状のセ
ンサ体からなる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厚み
データを精度よく検出することができる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載のコ
イン識別センサにおいて、第１厚み検知センサ部および
第２厚み検知センサ部の両磁極に対しコインの縁部の位
置が不均等であるものである。本発明のコイン識別セン
サによるとコイン位置変動による出力誤差を相殺できる
ので、所定コインの出力基準値を設定さえすれば、両磁
極に対するコインの縁部の位置が均等か不均等かにかか
わらずコイン厚み等を精度よく検出できる。

【００１２】また、請求項３記載の発明のように、第１
厚み検知センサ部および第２厚み検知センサ部は点対称
に配置されていることが好ましい。この場合、厚みデー
タをより精度よく検出することが可能となる。また、コ
イン識別センサをより簡単に作製しやすくなる。

【００１３】

【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。

【００１４】図１〜図１５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に関するデータを得
るもので、本実施形態のコイン識別センサは、コイン１
５の厚みと径に特化したデータ、特に厚みに関するデー
タ（以下、厚みと径に関するデータを単に厚みデータと
いうこともある）を他のデータとは個別に検出し、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。

【００１５】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の厚みデー
タを検出する第１厚み検知センサ部１、第２厚み検知セ
ンサ部２をそれぞれ断面コ字状からなるセンサ体（以下
「磁気センサ」という）を組み合わせて形成し、コイン
１５の径方向の両端に配置している。この場合、第１厚
み検知センサ部１と第２厚み検知センサ部２とは互いに
構成が等しい同形状の磁気センサとすることができる。
そこで、以下ではまず第１厚み検知センサ部１について
説明し、その後、両厚み検知センサ部１，２からなるコ
イン識別センサについて説明する。

【００１６】図３等にコイン１５の厚みデータを検出す
る第１厚み検知センサ部１を示す。図３に示す第１厚み
検知センサ部１のうちコイン１５寄りの磁気センサ（符
号１ａで示す側）は図示するようにコ字状であって、２
つの自由端１６間に略半円（または半球）状に膨らむ磁
界を生じさせている。磁気センサ１ａを構成するコア６
ａは、自由端１６と反対側となる背面側において符号７
ａ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。

【００１７】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
組み合わせるとともに、一方の磁気センサ１ａ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１
ｂ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１５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
力とする差動型のセンサが構成され、より精度の高い検
出が可能となる。

【００１８】また、第１厚み検知センサ部１には、励磁
コイル３、第１検出コイル４および第２検出コイル５が
巻回されている。本実施形態では、第１検出コイル４を
検出用磁気センサ１ａの連結部７ａに巻回し、第２検出
コイル５を参照用磁気センサ１ｂの連結部７ｂに巻回し
ている。また、第１検出コイル４および第２検出コイル
５の周囲にそれぞれ励磁コイル３を巻回している。

【００１９】ここで、図４に厚み検出用の回路の一例を
示す。この回路は、図３に示した第１厚み検知センサ部
１の回路を示すもので、２つの励磁コイル３，３および
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形成させている。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１
０、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５に示すように検波器１０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。

【００２０】また、本実施形態では図示したように検出
用磁気センサ１ａと参照用磁気センサ１ｂを背中合わせ
に配置して差動型センサを構成しているがセンサ形状は
このようなものに限らない。例えば、図６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を背中合
わせとした上、一部を連結して略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７
ａ，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。

【００２１】差動型とした第１厚み検知センサ部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１ａ，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１
ａ，１ｂ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の一方を傾けて配置してもよい。

【００２２】ただし、図７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に置くことが可能となり好ましい。また、検
出用磁気センサ１ａと参照用磁気センサ１ｂとでセンサ
を構成した場合、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。

【００２３】以上説明した第１厚み検知センサ部１は、
２つの自由端１６間に略半円（または半球）状に膨らむ
磁界を生じさせている。したがって、図３に示すように
この磁界をコインエッジが通過したとき、コイン１５の
径の差違または厚みの差違のいずれも検出することがで
きる。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の高精度な厚みデータ
を得ることができる。

【００２４】以上、ここまで第１厚み検知センサ部１に
ついて説明した。上述のように、この第１厚み検知セン
サ部１によっても十分な検出精度を得られるが、本発明
のコイン識別センサは、この第１厚み検知センサ部１に
同形状・同構成の第２厚み検知センサ部２を組み合わせ
て構成したものである。

【００２５】第２厚み検知センサ部２は、図２に示すよ
うに第１厚み検知センサ部１と同形状かつ同じ大きさ
で、検出用磁気センサ１ａ，２ａの自由端１６が互いに
内側を向くように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、第１厚み検知センサ部１と第
２厚み検知センサ部２の間にはコイン通路１３と駆動ベ
ルト１４が設けられている。コイン通路１３、駆動ベル
ト１４は、コイン通路１３内の一方の厚み検知センサ部
（例えば第１厚み検知センサ部１）寄りのガイド１７に
沿ってコイン１５を移動させることが好ましい。

【００２６】ここで、第１厚み検知センサ部１および第
２厚み検知センサ部２は、コイン１５の厚み方向におけ
る一端部での厚みデータおよび他端部での厚みデータが
得られるように配置されている。ここで、厚み方向にお
ける一端部・他端部とは、具体的にはコイン１５の表面
あるいは裏面の縁部（コインエッジ）を指している。例
えば本実施形態の場合、図２に示すように、第１厚み検
知センサ部１はコイン１５の上面側縁部の近傍に配置さ
れ、第２厚み検知センサ部２はコイン１５の下面側縁部
の近傍に配置され、それぞれコイン１５の厚みデータ
（および径に関するデータ）を検出する。

【００２７】この場合、第１厚み検知センサ部１および
第２厚み検知センサ部２は点対称配置されていることが
好ましい。本実施形態では、第１厚み検知センサ部１と
第２厚み検知センサ部２とをコイン１５の中心位置ある
いはコイン通路１３の中心位置を中心に対称配置して段
違いとし、厚みデータをより精度よく検出できるように
している。また本実施形態では、図２に示すように、第
１厚み検知センサ部１の磁気センサ１ａ，１ｂの下面を
コイン１５の下面に一致させ、第２厚み検知センサ部２
の磁気センサ２ａ，２ｂの上面をコイン１５の上面に一
致させ、通常時、両厚み検知センサ部１，２の高さがコ
イン１５を中心として対称となるようにしている。

【００２８】このように第１厚み検知センサ部１と第２
厚み検知センサ部２を対称配置し、両厚み検知センサ部
１，２からの出力に基づきコイン１５の厚みデータを得
る本実施形態のコイン識別センサは、コイン位置の変動
による出力変動を排除できる。すなわち、コイン１５が
コイン通路１３の通路面に沿って移動している場合は図
１０に示すように厚み方向の位置変動は０となり、両厚
み検知センサ部１，２の合計出力を基に正しい径に関す
るデータが得られる。また、コイン１５が図３の想像線
のように厚み方向に位置変動した場合は、第２厚み検知
センサ部２の出力が位置変動量に従い減少するが第１厚
み検知センサ部１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
にかかわらず常に厚みデータを精度よく検出することが
できる。

【００２９】また、本実施形態のコイン識別センサによ
ると、径に関するデータも精度よく検出することができ
る。すなわち、コイン１５がガイド１７に沿って移動し
ている場合は径方向への位置変動が０であり、図１１に
示すように第２厚み検知センサ部２によって正しい径デ
ータが得られる。また、コイン１５がガイド１７から離
れて位置変動した場合は、第２厚み検知センサ部２の出
力が位置変動量に従い減少するが第１厚み検知センサ部
１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。このため、図示するように常に径デ
ータを精度よく検出することができる。

【００３０】上述のように、本実施形態のコイン識別セ
ンサによるとコイン位置変動による出力誤差を相殺でき
る。したがって、第１厚み検知センサ部１および第２厚
み検知センサ部２の両磁極に対しコイン１５の縁部の位
置が不均等となるようにした場合（例えばコイン１５の
両縁部から自由端１６までの距離が異なるような場合）
も何ら変わりなく厚みデータと径データを精度よく検出
することができる。よって、所定コインの出力基準値を
設定さえすれば、両磁極に対するコイン１５の縁部の位
置が均等か不均等かにかかわらず精度よく検出できる。

【００３１】ここで、励磁コイル３、検出コイル４，５
の接続形態を説明する。本実施形態では、図１に示すよ
うに第１厚み検知センサ部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厚み検知センサ部２には
励磁コイル３および第２検出コイル５を巻回している。
そして、図１２に示すように、第１厚み検知センサ部１
の励磁コイル３と第２厚み検知センサ部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を同相接続して差動型センサを構成してい
る。なお、回路は図１２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１３と図１４に示す。

【００３２】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が暴れ、位置変動が発生しても、
厚みに関する信号出力さらには径に関する信号出力が変
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コイン識別が可能
となる。

【００３３】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。

【００３４】例えば、本実施形態ではコ字状の磁気セン
サ１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂを組み合わせたコイン識別セ
ンサを説明したが、磁気センサの形状はコ字状に限らな
い。一例を示すと、図１５に示すように第１厚み検知セ
ンサ部１、第２厚み検知センサ部２とも断面Ｅ字形の対
称形状としたコイン識別センサとしてもよい。このよう
な一体化形状厚み検知センサ部１，２は精度のよい差動
出力が得られるので好適である。また、コア（あるいは
コアを形成する積層状の薄板）の成形が容易となる。な
お、このコイン識別センサでは、検出用磁気センサ１ａ
（２ａ）と参照用磁気センサ１ｂ（２ｂ）とで励磁コイ
ル３を兼用しているため、図１２〜図１４に示した回路
の検出コイル３は２巻きとなる。

【００３５】

【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、ガイドに沿ってコ
イン搬送路を移動するコインの厚みに関するデータを厚
み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、一方の厚み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、他方の厚み検知
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厚みを高精度に識別す
る。

【００３６】しかも、第１および第２厚み検知センサ部
はそれぞれコ字状のセンサ体からなる差動型コイルとし
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
上させてコインの厚みデータを精度よく検出することが
できる。

【００３７】また、請求項２記載のコイン識別センサに
よると、所定コインの出力基準値を設定さえすれば、両
磁極に対するコインの縁部の位置が均等か不均等かにか
かわらずコイン厚み等を精度よく検出できる。

【００３８】さらに、請求項３記載のコイン識別センサ
によると、第１厚み検知センサ部および第２厚み検知セ
ンサ部を点対称に配置したことから、厚みデータをより
精度よく検出することができる。また、コイン識別セン
サをより簡単に作製しやすくなる。

【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】図１に示したコイン識別センサの部分図であ
る。

【図３】第１厚み検知センサ部の一形状例を示す縦断面
図である。

【図４】厚み検出用回路の一例を示す回路図である。

【図５】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６】差動型の第１厚み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厚み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厚み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厚み検知センサ部の他の形状例を
示す斜視図である。

【図１０】コイン識別センサ出力のコイン厚み方向への
位置変動依存性を示すグラフである。

【図１１】コイン識別センサ出力のコイン径方向への位
置変動依存性を示すグラフである。

【図１２】コイン識別センサの一接続形態を示す回路図
である。

【図１３】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１４】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１５】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。

【符号の説明】

１ 第１厚み検知センサ部 １ａ，１ｂ 磁気センサ（センサ体） ２ 第２厚み検知センサ部 ２ａ，２ｂ 磁気センサ（センサ体） ３ 励磁コイル ４ 第１検出コイル ５ 第２検出コイル １５ コイン １６ 自由端 １７ ガイド

Claims (3)

【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
   径方向に配置された第１、第２厚み検知センサ部はそれ
   ぞれ断面がコ字状からなるセンサ体を組み合わせてなる
   コイン識別センサであって、上記第１厚み検知センサ部
   は上記コインの厚み方向における一端部近傍に配置さ
   れ、上記第２厚み検知センサ部は上記コインの他端部近
   傍に配置されるとともに、上記第１、第２厚み検知セン
   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厚み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】 上記第１厚み検知センサ部および第２厚
   み検知センサ部の両磁極に対し上記コインの縁部の位置
   が不均等であることを特徴とする請求項１記載のコイン
   識別センサ。
3. 【請求項３】 上記第１厚み検知センサ部および第２厚
   み検知センサ部は点対称に配置されていることを特徴と
   する請求項１または２記載のコイン識別センサ。