JP2002277440A

JP2002277440A - 複数材料で成る金属片の識別装置

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Publication number: JP2002277440A
Application number: JP2001075846A
Authority: JP
Inventors: Masaya Fukui; 雅哉福井; Hiroyasu Yamaguchi; 裕康山口; Toshiyuki Kuwata; 寿之鍬田; Yumiko Sugitani; 祐美子杉谷; Naoki Oka; 直樹岡
Original assignee: Glory Ltd
Current assignee: Glory Ltd
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: JP3908473B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】複数材料で成るクラッド硬貨やバイカラー硬貨
等の金属片を確実に識別し得る金属片の識別装置を提供
する。【解決手段】複数材料で成る金属片の通路１１一摺動面
側に配設された反射型検出センサ４０と、通路の一端部
を挟持するように配設された第１の透過型検出センサ２
０と、通路の他端部を挟持するように配設された第２の
透過型検出センサ３０とで成り、通路を導電性材料で構
成した金属片検出センサであり、複数周波数の励磁信号
を反射型検出センサの１次側コイル４２、第１の透過型
検出センサの１次側コイル２１及び第２の透過型検出セ
ンサの１次側コイル３１に供給し、反射型検出センサの
２次側コイル４３の出力、第１の透過型検出センサの２
次側コイル２３の出力及び第２の透過型検出センサの２
次側コイル３３の出力に基づき、識別手段が、通路を通
過する金属片の識別を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数材料で成る金
属片の識別装置に関し、特に硬貨分類機、硬貨入金機、
硬貨包装機等の硬貨処理機に適し、複数材料で成る金属
片であるクラッド硬貨やバイカラー硬貨を確実に識別で
きるようにした非常に信頼性の高い複数材料で成る金属
片の識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属片である硬貨を識別する装置とし
て、従来特許第２５６７６５４号公報に開示されている
ような硬貨識別装置がある。この硬貨識別装置は、高周
波及び低周波で発振コイルを励磁し、受信コイルから出
力される各周波数の出力減衰の和をとることにより、表
面が同一材質のクラッド硬貨（バイメタル硬貨）と、単
体構造硬貨とで異なる出力が得られることに基づいて硬
貨の識別を行っている。ここで、クラッド硬貨とは図１
８に示すように、例えばアルミニウム(Al)又は銅を心材
とし、両表面に白銅(CuNi)を層設したような異なる材質
による３層構造の硬貨のことであり、通常の白銅硬貨の
出力と、表面のみ白銅であるクラッド硬貨の出力とでは
信号の出力レベルが異なることを利用して識別するもの
である。

【０００３】また、バイカラー硬貨は図１９に示すよう
に、中心部のコア部１００の金属と周辺部のリング部１
０１の金属とが異なる構造となっており、バイカラー硬
貨を識別する有力な手段は存在していない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来装置では、クラッド硬貨を確実に識別することができ
ない欠点がある。というのは、表面のみ白銅であるクラ
ッド硬貨の出力レベルと同一の他種単一材硬貨も存在し
得るからである。

【０００５】また、従来はクラッド硬貨及びバイカラー
硬貨といった複合材質構造を持った硬貨の識別を行い得
るセンサや識別装置は存在しなかった。

【０００６】本発明は上述のような事情よりなされたも
のであり、本発明の目的は、複数材料で成るクラッド硬
貨や硬貨等の金属片を確実に識別し得る非常に信頼性の
高い複数材料で成る金属片の識別装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は複数材料で成る
金属片の識別装置に関しており、本発明の上記目的は、
第１の発明において、複数材料で成る金属片の通路の摺
動面側に配設された反射型検出センサと、前記金属片検
出センサの出力に基づいて前記金属片を識別する識別手
段とを具備し、複数周波数の励磁信号を前記反射型検出
センサの１次側コイルに供給し、前記反射型検出センサ
の２次側コイルの出力に基づき、前記識別手段が前記通
路を通過する前記金属片の識別を行うことによって達成
される。

【０００８】また、本発明の上記目的は、第２の発明に
おいて、複数材料で成る金属片の通路一方側に配設され
た反射型検出センサ、前記通路の一端部を挟持するよう
に配設された第１の透過型検出センサ、前記通路の他端
部を挟持するように配設された第２の透過型検出センサ
で成る金属片検出センサと、前記金属片検出センサの出
力に基づいて前記金属片を識別する識別手段とを設け、
複数周波数の励磁信号を前記反射型検出センサの１次側
コイル、前記第１の透過型検出センサの１次側コイル及
び前記第２の透過型検出センサの１次側コイルに供給
し、前記反射型検出センサの２次側コイルの出力、前記
第１の透過型検出センサの２次側コイルの出力及び前記
第２の透過型検出センサの２次側コイルの出力に基づ
き、前記識別手段が、前記通路を通過する前記金属片の
識別を行うことによって達成される。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明では、高周波数、中周波数
及び低周波数の３周波数で金属片センサ（１次コイル）
を励磁し、出力信号を処理して判別することにより、複
数材料で成るクラッド硬貨やバイカラー硬貨等の金属片
を確実に検出する識別装置を実現している。

【００１０】以下に、本発明の実施の形態を、図面を参
照して説明する。本実施の形態では金属片として硬貨及
び金属及び構造を硬貨と同一とした硬貨サンプルを、識
別装置として硬貨識別装置をそれぞれ例に挙げて説明す
る。

【００１１】図１は、本発明で使用する硬貨検出センサ
１０の構造を一部断面斜視構造で示しており、図２はそ
の断面構造図である。硬貨検出センサ１０は、上部に搬
送ベルト（図示せず）の着脱用隙間を有するコの字状の
形状になっており、中央部の矩形状空間底部が硬貨の通
路１１を形成しており、外面には外部磁気遮断用のシー
ルド板１２が層設されている。硬貨検出センサ１０は、
通路１１の各一端部の挟持するように透過検出型で直方
体形状のサイドセンサ２０及び３０が配設されると共
に、通路１１の下方には反射検出型で円筒形状のセンタ
センサ４０が配設されている。サイドセンサ２０及び３
０は左右対称形であり、サイドセンサ２０は逆コの字状
のサイドコア２２の上下に１次コイル２１及び２次コイ
ル２３が巻回され、サイドセンサ３０はコの字状のサイ
ドコア３２の上下に１次コイル３１及び２次コイル３３
が巻回されている。また、センタセンサ４０は円筒型の
ポットコア４１を有し、ポットコア４１の外周面には１
次コイル４２が巻回され、内周面には２次コイル４３が
巻回され埋設されている。更に、温度センサ用のコイル
（図示せず）が設けられている。

【００１２】通路１１の材料としては、導電性セラミッ
クス（導電性アルミナ、導電性ジルコニア）を耐摩耗板
として使用している。

【００１３】本発明では上記硬貨検出センサ１０に対し
て、図３に示す回路構成で励磁及び検出信号処理を行っ
ている。即ち、発振器１からの方形波の発振信号を分周
器２で低周波（４KHz）、中周波（１６KHz）、高周波
（２５０KHz）に分周し、各周波数のバンドパスフィル
タ（BPF）３Ｌ，３Ｍ，３Ｈを経て正弦波化し、加算器
４で合成（加算）し、電流増幅器５を介して硬貨検出セ
ンサ１０の各１次側コイル２１、３２及び４２に印加す
る。即ち、低周波、中周波及び高周波の合成励磁信号
を、電流増幅器５を介してサイドセンサ２０及び３０の
１次コイル２１及び３１に供給すると共に、センタセン
サ４０の１次コイル４２に供給する。

【００１４】各２次側コイル２３、３３及び４３の出力
をそれぞれ増幅器４４，４４Ｌ，４４Ｒを介して検出
し、それぞれバンドパスフィルタ、全波整流回路及びロ
ーパスフィルタを経て反射４KHｚ信号Ｒ４Ｓ、反射16KH
ｚ信号Ｒ１６Ｓ、反射250KHｚ信号Ｒ２５０Ｓ、透過L4K
Hz信号ＴＬ４Ｓ、透過L16KHz信号ＴＬ１６Ｓ、透過L250
KHz信号ＴＬ２５０Ｓ、透過R4KHz信号ＴＲ４Ｓ、透過R1
6KHz信号ＴＲ１６Ｓ、透過R250KHz信号ＴＲ２５０Ｓを
得る。即ち、センタセンサ４０の２次コイル４３の出力
は、増幅器４４を経てバンドパスフィルタ(BPF)４５１
〜４５３でそれぞれ低周波、中周波、高周波に周波数分
離され、更に全波整流回路４６１〜４６３及びローパス
フィルタ(LPF)４７１〜４７３を経て反射4KHz信号Ｒ４
Ｓ，反射16KHｚ信号Ｒ１６Ｓ，反射250KHｚ信号Ｒ２５
０Ｓを得る。センタセンサ４０は、１次コイル４２と２
次コイル４３とで渦電流損失型磁気センサを形成してい
る。

【００１５】また、サイドセンサ２０の２次コイル２３
の出力は増幅器４４Ｌを経てバンドパスフィルタ(BPF)
４５Ｌ１〜４５Ｌ３でそれぞれ低周波、中周波、高周波
に周波数分離され、更に全波整流回路４６Ｌ１〜４６Ｌ
３及びローパスフィルタ(LPF)４７Ｌ１〜４７Ｌ３を経
て透過L4KHz信号ＴＬ４Ｓ，透過L16KHz信号ＴＬ１６
Ｓ，透過L250KHz信号ＴＬ２５０Ｓを得る。サイドセン
サ３０の２次コイル３３の出力は、増幅器４４Ｒを経て
バンドパスフィルタ(BPF)４５Ｒ１〜４５Ｒ３でそれぞ
れ低周波、中周波、高周波に周波数分離され、更に全波
整流回路４６Ｒ１〜４６Ｒ３及びローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）４７Ｒ１〜４７Ｒ３を経て透過R4KHz信号ＴＲ４
Ｓ，透過R16KHz信号ＴＲ１６Ｓ，透過R250KHz信号ＴＲ
２５０Ｓを得る。更に、温度センサの２次コイル出力が
増幅器４８１、ＢＰＦ４８２、全波整流回路４８３及び
ＬＰＦ４８４を経て、温度モニタ信号ＴＨＳとして出力
される。

【００１６】反射4KHｚ信号Ｒ４Ｓ、反射16KHｚ信号Ｒ
１６Ｓ、反射250KHｚ信号Ｒ２５０Ｓ、透過L4KHz信号Ｔ
Ｌ４Ｓ、透過L16KHz信号ＴＬ１６Ｓ、透過L250KHz信号
ＴＬ２５０Ｓ、透過R4KHz信号ＴＲ４Ｓ、透過R16KHz信
号ＴＲ１６Ｓ、透過R250KHz信号ＴＲ２５０Ｓ及び温度
モニタ信号ＴＨＳは、硬貨の識別を行う識別手段（図示
せず）に入力され、処理及び判定が実行される。

【００１７】なお、識別手段は、各特徴量を予め各硬貨
毎に設けられた判定枠と比較して、硬貨の真偽等を識別
するようになっている。高周波では材質による信号差は
少ないが、表面層の材質により減衰率が決まり、低周波
では中間層の材質にも影響を受けるため、各周波数での
減衰率を予め決められた判定基準と比較することによ
り、硬貨の識別を行うことができる。また、本例では、
硬貨はサイドセンサ２０側に片寄せされて搬送されるよ
うになっている。

【００１８】ここで、本発明の動作原理を説明すると次
の様になる。反射型検出センサ、透過型検出センサ共、
コイル間に入る媒体により磁束が変化するため、ここで
は透過磁束について説明する。

【００１９】図４に示す電界と電流の関係において、ｘ
が電流ｉの流れる方向であり、ｉ＝σＥより、電界Ｅは
ｘ成分だけを持つ。ここで、導電率σ＝１／ρである。
電界Ｅの大きさは表面からの深さｚに依存し、成分ｘと
直角方向の成分ｙに依存しない。次に、マクスウエルの
方程式より、磁界をＥ（ｘ成分のみ）、磁束密度をＢ、
磁界をＨ（ｙ成分のみ）、透磁率をμとしたとき、下記
数１が成り立つ。

【００２０】

【数１】そして、磁束密度をＤ、誘電率をεとすると、下記数２
が成り立つ。

【００２１】

【数２】そして、下記数３が成り立ち、ｉ＝σＥ，Ｄ＝εＥであ
るので、数３は数４となる。

【００２２】

【数３】

【数４】よって、下記数５が成り立つ。

【００２３】

【数５】上記数１及び数５より磁界Ｈを消去し、電界Ｅの式とす
ると下記数６が成り立つ。

【００２４】

【数６】次に電界Ｅを消去し、磁界Ｈの式とすると下記数７が成
り立つ。

【００２５】

【数７】ここで、Ｅ∝ｅ^ｊωｔ（ただし、ω＝２πｆ）とおい
て、下記数８と減衰振動の式となる。

【００２６】

【数８】一般的な非磁性金属の場合、ε≒ε_０＝８．８５４２×
１０^−１２Ｆ／ｍであるので、σ＝１／ρ≒１／１０
^−８〜１０^−７となり、εω／σ≒１０^−１８程度であ
る。また、ω^２εμはωが非常に大きくならない限り、
ｊωσμに比べ無視できるので，下記数９と表わすこと
ができる。

【００２７】

【数９】これより、下記数１０となり、δは表皮効果の深さを示
す。

【００２８】

【数１０】また、数１１となり、表面からｚ＝δの深さで、電界Ｅ
は１／ｅに減衰する。

【００２９】

【数１１】ここで、ｚ＝０において、Ｅ＝Ｅ_０であるときＡ＝Ｅ_０
とおいて、上記数１１は数１２となる。

【００３０】

【数１２】そして、磁界Ｈは数２より、下記数１３である。

【００３１】

【数１３】これより、下記数１４となる。

【００３２】

【数１４】数１２及び数１４より、表面からの深さ(ｚ)により磁界
Ｈ及び電界Ｅは減衰することが分る。減衰の度合は、励
磁周波数ｆ(上式では角周波数ω＝２πｆ)が高くなるほ
ど浅い位置で減衰する。

【００３３】本発明の磁気センサはこの周波数の違いに
よって、表面部、断面全体だけでなく、内部材質に応じ
た信号が得られるものである。図５はその原理を模式的
に示している。

【００３４】次に、Fe, Niといった強磁性体が使用され
た場合を説明する。強磁性体を考える上で、磁束密度Ｂ
に着目すると下記数１５となる。

【００３５】

【数１５】Ｂ＝μＨ＋Ｍここで、Ｍは磁化の強さであり、χ_ｍを磁化率とする
と、Ｍ＝μ_０χ_ｍＨであるので、上記数１５は下記数１
６となる。

【００３６】

【数１６】Ｂ＝μ_０Ｈ＋Ｍ＝μ_０（１＋χ_ｍ）Ｈ＝μＨただし、透磁率μ＝μ_０（１＋χ_ｍ）である。

【００３７】また、相対透磁率κは、κ＝μ／μ_０＝１
＋χ_ｍである。そして、１)反磁性体の場合は、χ_ｍ＜０、μ＜μ_０２)非磁性体の場合は、χ_ｍ＞０、μ＞μ_０３)強磁性体の場合は、χ_ｍ＞１、μ＞μ_０となる。

【００３８】ただし、強磁性体でもクロム鋼のようなも
のは、χ_ｍ＞＞１、μ＞＞μ_０であり、ωが大であって
もμの影響は大きく、磁束は増加する。全く磁性を持た
ない媒体(反磁性)の場合、μ＜μ_０であり(透磁率μよ
り導電率σの影響が支配的となる)、磁化Ｍの影響がな
く、磁界Ｈにより磁束密度が決まる。しかし、強磁性体
の場合はμ＞μ_０であり、透磁率μの影響が強いものと
なる。磁束密度は磁化Ｍに支配される(Ｂ＝＞＞μ
_０Ｈ、よって、Ｂ≒Ｍ)。これにより、磁束の増加が起
こり得ることになる。

【００３９】一方センサ出力は下記数１７で表されるよ
うに、２次コイルに入る磁束によって決まることより、
非磁性媒体を通過した磁束は減衰するのでセンサ出力は
減少する。一方、強磁性媒体の場合は、磁束の増加が起
こるのでセンサ出力が増加することが分る。

【００４０】

【数１７】識別手段において、センタセンサ４０からの反射4KHｚ
信号Ｒ４Ｓは材質の検出に利用されると共に、硬貨断面
材質及び磁性／非磁性の判別情報として利用され、反射
１６KHｚ信号Ｒ１６Ｓは硬貨中間断面材質の検出に利用
されると共に、硬貨表面から中心近辺までの材質の判別
情報として利用される。つまり、反射16KHｚ信号Ｒ１６
Ｓはクラッド硬貨の検出に利用される。反射250KHｚ信
号Ｒ２５０Ｓは硬貨の表面材質及び構成の検出に利用さ
れると共に、硬貨表面層材質の判別として利用され、リ
ング／コア境界部の波形に特徴が現れる情報となる。つ
まり、反射250KHｚ信号Ｒ２５０Ｓはバイカラー硬貨の
検出に利用される。また、サイドセンサ２０にかかり透
過L4KHz信号ＴＬ４Ｓと透過R4KHz信号ＴＲ４Ｓは材質×
厚さの情報として利用され、透過L250KHz信号ＴＬ２５
０Ｓと透過R250KHz信号ＴＲ２５０Ｓは硬貨形状の検出
に利用され、材質×厚さ×径の情報として利用される。
本例では、透過L16KHz信号及び透過R16KHz信号は硬貨の
検出には利用していない。

【００４１】本発明による上記識別の関係を表にまとめ
ると、下記表１のようになる。

【００４２】

【表１】図６に、反射信号の実際の検出信号を示す。特性曲線の
上側より、反射4KHｚ信号、反射16KHｚ信号、反射250KH
ｚ信号を示している。

【００４３】なお、本例では高周波数として２５０KHz
を使用しているが、検出対象の非磁性材料の材質（Alと
CuNi等）によって、信号出力の差異が小さい周波数帯
で、磁性／非磁性材質による信号出力差異が小さい周波
数帯であれば良く、数百KHz以上が好ましい。また、中
周波数として１６KHZを使用しているが、検出対象の表
面〜中心付近までの材質により信号出力差が現れる周波
数帯であり、数十KHZオーダーの周波数帯である。低周
波数として４KHzを使用しているが、検出対象全体の材
質（導電率）により信号出力差が顕著に現れる周波数帯
であれば良く、DC〜数KHzの周波数帯が好ましい。

【００４４】本発明では、硬貨検出センサ１０上を通過
する硬貨の中央部での各信号を特徴量とし、判別処理に
用いる。トリガ方法は、通過センサ等が設置されている
場合には、通過センサからの信号を基に大体の位置を検
知し、硬貨中央部の検索を行う。また、通過センサを設
けていない場合には、透過信号は材質（磁性／非磁性）
に関係なく減衰し、高周波数ほど減衰量が大きく、片寄
せ搬送ならば硬貨径に関係なく、片寄せ側コアに掛かる
硬貨部は同じであることに基づき、透過L（片寄せ）の
最小位置（減衰量最大位置）がほぼ硬貨中央部と考えら
れ、その位置での各信号値を各特徴量として良い。

【００４５】次に、識別手段での識別動作を説明する。

【００４６】先ず磁性／非磁性硬貨の判定であるが、磁
性材料硬貨の信号特徴は、反射低周波信号で磁束の増
加があり、信号が増加する。透過低周波信号では硬貨
のエッジ部で磁束の収束を生じるので、波形に変曲が生
じる。特徴として上記の反射信号の増加が顕著に現れ
るため、この特徴を捉えることで磁性／非磁性硬貨の判
定を行うことができる。図７（Ａ）はドイツ５Ｐｆ(Cu-
Zn25 clad Fe)の反射4KHz信号Ｒ４Ｓであり、図７
（Ｂ）はアメリカ１Ｃｔ(Cu-Zn5)の反射4KHz信号Ｒ４Ｓ
である。これから明らかなように、磁性材料である図７
（Ａ）のドイツ５Ｐｆでは信号の増加（Ａ１部）である
のに対し、非磁性材料である図７（Ｂ）のアメリカ１Ｃ
ｔでは信号の減少（Ａ２部）となり、信号の差異が分
る。

【００４７】次に、異なる金属板を積層したクラッド構
造による信号の差異を説明すると、図８はAl均一硬貨サ
ンプルの特性を示しており、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３はそれぞ
れAlのみの場合の４KHz,１６KHZ,２５０KHZの各反射信
号を示している。図９はAl/CuZnNi/Alクラッド硬貨サン
プルの特性を示しており、Ｂ４は表面層Al(厚み<0.5t)
の特徴を表す反射250KHZ信号Ｒ２５０Ｓを示しており、
Ｂ５は表面層Al(0.5t)+内層CuZnNi(<1.0t)の特徴を表す
反射16KHZ信号Ｒ１６Ｓを示しており、Ｂ６はCuZnNi(0.
5t)+Al(1.0t)+CuZnNi(0.5t)と全層の特徴を表す反射4KH
Z信号Ｒ４Ｓを示している。また、図１０はCuZnNi均一
硬貨サンプルの特性を示しており、Ｂ７，Ｂ８，Ｂ９は
それぞれCuZnNiのみの場合の４KHz,１６KHZ,２５０KHZ
の各反射信号を示している。更に、図１１はCuZnNi/Al/
CuZnNiクラッド硬貨サンプルの特性を示しており、Ｂ１
０はCuZnNi(<0.5t)の表面層の特徴を表す反射250KHZ信
号Ｒ２５０Ｓを示しており、Ｂ１１はCuZnNi(0.5t)+ Al
(<1.0t)と表面層及び内層の特徴を表す反射16KHZ信号Ｒ
１６Ｓを示しており、Ｂ１２はCuZnNi(0.5t)+Al(1.0t)+
CuZnNi(0.5t)と全層の特徴を表す反射4KHZ信号Ｒ４Ｓを
示している。

【００４８】図１２は、図８〜図１１と同一のサンプル
に対する静止状態での反射信号の周波数特性を示してお
り、Al均一硬貨サンプル、CuZnNi均一硬貨サンプル、Al
/CuZnNi/Alクラッド硬貨サンプル、CuZnNi/Al/CuZnNiク
ラッド硬貨サンプルに高周波、中周波、低周波で励磁し
たときのセンタセンサ４０を用いて出力を測定し減衰率
をグラフにしたものである。高周波領域では、表皮効果
の影響で磁束は表面層しか入れず減衰率も大きい。低周
波領域では表皮効果の影響が少ないため、磁束は硬貨を
突き抜け減衰率は小さい。中周波領域では低周波と高周
波の両領域の中間の減衰率となる。これら特性より下記
のことが言える。

【００４９】表面部（表面から０．５ｍｍ以下）では表
面部材質が同じであれば、反射250KHz信号Ｒ２５０Ｓも
同一（Ｂ３＝Ｂ４、Ｂ９＝Ｂ１０）であり、約６０〜７
０ＫＨｚ以上の周波数で、反射信号における表面部深さ
０．５ｍｍ程度までの材質の影響が大きい。表面〜芯部
（表面から１．５ｍｍ以下程度）では、表面部材質が同
じでも、芯部材質により反射16KHz信号Ｒ１６Ｓは異な
り（Ｂ２≠Ｂ５，Ｂ８≠Ｂ１１）、表面、芯部材質が同
じでも、各厚みにより反射16KHz信号Ｒ１６Ｓは異なる
（Ｂ５≠Ｂ１１）。また、約３０〜６０ＫＨｚの周波数
で反射信号は表面部深さ０．５ｍｍ＋αの材質の影響を
受け始め、約１０〜３０ＫＨｚではセンサ側表面部と芯
部の材質の影響が大きい。

【００５０】一方、断面全体では、表面部材質が同じで
も両表面部、芯部を合わせた材質の厚さが異なれば、反
射4KHz信号Ｒ４Ｓは異なり（Ｂ１≠Ｂ６，Ｂ７≠Ｂ１
２）、表面部材質が異なっても両表面部、芯部を合わせ
た材質の厚さが同じであれば、反射4KHz信号Ｒ４Ｓも同
じである（Ｂ４＝Ｂ１２）。約６〜８ＫＨｚ以下の周波
数で対象断面を磁束が貫通し、全体の材質を合わせたも
のの影響をうけている信号が反射信号として得られる。

【００５１】次に、リング部及びコア部が別材質で構成
されるバイカラー硬貨の判定を説明する。

【００５２】バイカラー硬貨では、例えば反射250KHz信
号は図１３に示すように、硬貨のエッジ部の信号に変曲
点が生じ、その傾きが反転するか（図１３（Ａ））、傾
きがゼロになるか（図１３（Ｂ））、傾きが緩やかにな
る（図１３（Ｃ））。硬貨がバイカラー構造でない場合
は、図１３（Ｄ）に示す様に変曲点が生じない。かかる
特性を利用して、バイカラー硬貨の判定を行う。図１４
はバイカラー硬貨に対する反射信号の周波数特性であ
り、低周波においては、センタセンサの磁束の広がりが
コア部のみでなくリング部に及ぶため、Ｃ部に示すよう
な差が生じる。リング部の導電率がコア部材の導電率よ
り低い場合には、減衰率はコア部材のみでできた硬貨サ
ンプルよりも減衰率は小さい。例えばリング部がAlでコ
ア部材がCuZnNiの場合（●）は、CuZnNiの均一硬貨サン
プル（×）より減衰率が大きくなる。これは、CuZnNiよ
りAlの方が導電率が高いためである。

【００５３】コア部の４ＫＨｚ信号はリング部材質の影
響を受けるため、バイカラー硬貨サンプルと均一材質硬
貨サンプルでは、図１５の左に示すように差異を生じ、
変曲点Ｄ１がバイカラー金属境界部の特徴である。図１
５（Ａ）はリング部がAlで、コア部がCuZnNiのバイカラ
ー硬貨サンプルであり、同図（Ｂ）はCuZnNiの均一硬貨
サンプルである。また、図１６（Ａ）はリング部がCuZn
Niで、コア部が空隙となっている穴明き硬貨サンプルの
特性であり、同図（Ｂ）はCuZnNiの均一硬貨サンプルの
特性である。

【００５４】更に、図１７に示すように、バイカラー・
クラッド構造のコア部４ＫＨｚ信号もリング部材質の影
響を受ける。この結果、クラッド硬貨検知用の１６ＫＨ
ｚ信号は、リング部の影響がないと考えられる。図１７
（Ａ）はリング部がAlで、コア部がCuZnNi/Ni/CuZnNiの
バイカラー・クラッド硬貨サンプルであり、同図（Ｂ）
はリング部がCuZnNiで、コア部がCuZnNi/Ni/CuZnNiのバ
イカラー・クラッド硬貨サンプルである。

【００５５】なお、検出信号を安定させるために、硬貨
検出センサにプリアンプを内蔵するようにしても良い。
上述では１つの発振器の出力を分周して低周波、中周波
及び高周波の励磁信号を得ているが、各周波数の発振器
を個別に設けても良い。また、上述では硬貨について説
明したが、他の複数金属で構成された金属片に対しても
適用可能である。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明の金属片検出セン
サは従来の硬貨識別方式で用いられた硬貨全体と硬貨表
面材質による特徴信号が得られる励磁周波数に加え、硬
貨表面乃至中心近辺の材質による特徴信号の周波数を用
いて検知しているので、クラッド硬貨の特徴である硬貨
断面構造を推定することができる。バイカラー硬貨接合
部での電気的な断続を表面電流の増減信号として捉える
ことで、バイカラー硬貨を判別できる。国内で流通して
いる非磁性硬貨の場合、信号は減衰のみであるが、磁性
硬貨の場合、信号は増加する。センサ信号処理において
増加信号に対応することで、磁性貨、磁性を持つクラッ
ド構造貨の材質判別が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で使用する硬貨検出センサの一例を示す
一部断面斜視構造図である。

【図２】本発明で使用する硬貨検出センサの断面構造図
である。

【図３】硬貨検出センサの励磁及び検出信号の処理系を
示すブロック図である。

【図４】本発明の動作原理を説明するための図である。

【図５】本発明の動作原理を模式的に示す図である。

【図６】硬貨検出センサの検出信号の一例を示す特性図
である。

【図７】硬貨の磁性／非磁性の特徴を示す特性図であ
る。

【図８】Al均一硬貨の特性を示す図である。

【図９】Al/CuZnNi/Alクラッド硬貨の特性を示す図であ
る。

【図１０】CuZnNi均一硬貨の特性を示す図である。

【図１１】CuZnNi/Al/CuZnNiクラッド硬貨の特性を示す
図である。

【図１２】センタセンサ上でクラッド硬貨サンプルを静
止させた状態での反射周波数特性例を示す図である。

【図１３】バイカラー硬貨の判定を説明するための図で
ある。

【図１４】センタセンサ上でバイカラー硬貨を静止させ
た状態での反射信号周波数特性例を示す図である。

【図１５】バイカラー硬貨の判定に利用する特性例（左
側バイカラー硬貨サンプル、右側均一硬貨サンプル）を
示す図である。

【図１６】バイカラー硬貨の判定に利用する特性例（左
側バイカラー硬貨サンプル、右側均一硬貨サンプル）を
示す図である。

【図１７】バイカラー硬貨の判定に利用する特性例（左
側バイカラー硬貨サンプル、右側均一硬貨サンプル）を
示す図である。

【図１８】クラッド硬貨の構造を示す外観図である。

【図１９】バイカラー硬貨の構造を示す外観図である。

【符号の説明】

１発振器２分周器４加算器５電流増幅器１０硬貨検出センサ１１通路２０サイドセンサ（透過型検出センサ）２１１次コイル２２サイドコア２３２次コイル３０サイドセンサ（透過型検出センサ）３１１次コイル３２サイドコア３３２次コイル４０センタセンサ（反射型検出センサ）４１ポットコア４２１次コイル４３２次コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鍬田寿之兵庫県姫路市下手野一丁目３番１号グローリー工業株式会社内 (72)発明者杉谷祐美子兵庫県姫路市下手野一丁目３番１号グローリー工業株式会社内 (72)発明者岡直樹兵庫県姫路市下手野一丁目３番１号グローリー工業株式会社内Ｆターム(参考） 2G053 AA02 AA22 AB01 BC02 BC14 CA03 CB12 DB02 3E002 AA14 AA15 BC02 BC06 BC08 DA02 EA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数材料で成る金属片の通路の摺動面側に
配設された反射型検出センサと、前記金属片検出センサ
の出力に基づいて前記金属片を識別する識別手段とを具
備し、複数周波数の励磁信号を前記反射型検出センサの
１次側コイルに供給し、前記反射型検出センサの２次側
コイルの出力に基づき、前記識別手段が前記通路を通過
する前記金属片の識別を行うことを特徴とする複数材料
で成る金属片の識別装置。
【請求項２】複数材料で成る金属片の通路の摺動面側に
配設された反射型検出センサ、前記通路の一端部を挟持
するように配設された第１の透過型検出センサ、前記通
路の他端部を挟持するように配設された第２の透過型検
出センサで成る金属片検出センサと、前記金属片検出セ
ンサの出力に基づいて前記金属片を識別する識別手段と
を具備し、複数周波数の励磁信号を前記反射型検出セン
サの１次側コイル、前記第１の透過型検出センサの１次
側コイル及び前記第２の透過型検出センサの１次側コイ
ルに供給し、前記反射型検出センサの２次側コイルの出
力、前記第１の透過型検出センサの２次側コイルの出力
及び前記第２の透過型検出センサの２次側コイルの出力
に基づき、前記識別手段が、前記通路を通過する前記金
属片の識別を行うことを特徴とする複数材料で成る金属
片の識別装置。
【請求項３】前記複数周波数の励磁信号が低周波、中周
波及び高周波の合成信号である請求項1又は２に記載の
複数材料で成る金属片の識別装置。
【請求項４】前記低周波、中周波及び高周波を、発振出
力信号の分周で形成している請求項３に記載の複数材料
で成る金属片の識別装置。
【請求項５】前記低周波が４ＫＨｚ、前記中周波が１６
ＫＨz、前記高周波が２５０ＫＨｚである請求項３に記
載の複数材料で成る金属片の識別装置。
【請求項６】前記反射型検出センサの２次側コイルの出
力、前記第１の透過型検出センサの２次側出力、前記第
２の透過型検出センサの２次側出力をそれぞれ周波数分
離して前記低周波、中周波及び高周波の信号を得るよう
になっている請求項１又は２に記載の複数材料で成る金
属片の識別装置。
【請求項７】前記周波数分離をバンドパスフィルタで行
う請求項６に記載の複数材料で成る金属片の識別装置。
【請求項８】前記低周波が４ＫＨｚ、前記中周波が１６
ＫＨｚ、前記高周波が２５０ＫＨｚである請求項６に記
載の複数材料で成る金属片の識別装置。
【請求項９】前記金属片が硬貨である請求項１乃至８の
何れかに記載の複数材料で成る金属片の識別装置。
【請求項１０】前記金属片が硬貨であり、低周波の前記
反射型検出センサの２次側コイル出力が硬貨断面材質及
び磁性／非磁性の識別であり、低周波の前記第１の透過
型検出センサの２次側出力が材質×厚さの識別であり、
低周波の前記第２の透過型検出センサの２次側出力が材
質×厚さの識別であり、中周波の前記反射型検出センサ
の２次側コイル出力が硬貨表面乃至中心近辺の材質の識
別であり、高周波の前記反射型検出センサの２次側コイ
ル出力が硬貨表面層材質及びリング／コア境界部の識別
であり、高周波の前記第１の透過型検出センサの２次側
出力が材質×厚さ×径の識別であり、高周波の前記第２
の透過型検出センサの２次側出力が材質×厚さ×径の識
別である請求項２乃至８のいずれかに記載の複数材料で
成る金属片の識別装置。