JP2006040099A - 硬貨識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紐を接着した硬貨の引き抜き等の悪戯があるとこれに対応できなかった。
【解決手段】投入口２１から投入された第１の硬貨が第２の識別センサ２９を通過した後であって、第１の識別センサ２７で第２の硬貨を検知する前に、前記第２の識別センサ２９で前記第１の硬貨を検出した場合には異常と判定する異常検知手段５４を設けたものである。これにより、悪戯を防止することができるので、自動販売機等に用いられる硬貨識別装置として有用である。
【選択図】図５

Description

本発明は、硬貨識別装置に係わり、更に詳しくは悪戯防止性能の高い硬貨識別装置に関するものである。

以下、従来の硬貨識別装置について説明する。従来の硬貨識別装置は、図７に示すような構成となっていた。図７において、１は硬貨の投入口であり、２は投入口１に連結された通路である。３，４，５は通路２の壁面に設けられた識別センサであり、夫々硬貨の凹凸、材質、材厚を検出するものである。そして、これらの識別センサ３，４，５の出力には硬貨の識別部６が接続されており、この識別部６で投入された硬貨の正、偽および硬貨の種類を判定していた。

７は、通路２の終端に連結されたゲートであり、識別部６で「偽」と判定された硬貨は直接出口８に導かれる。また、識別部６で「正」と判定された硬貨は振り分け部９に導かれ、この振り分け部９で硬貨の種類別に振り分けられる。そして、夫々の種類ごとの収納筒１０に導かれる。また、１１は、収納筒１０の底辺に設けられた払い出し部であり、必要な種類の硬貨を必要な枚数だけ払い出すものである。

図８は、電気回路のブロック図である。図８において、３，４，５は識別センサであり、この識別センサ３，４，５の出力は硬貨の正偽及び種類を識別する識別部６に接続されている。

この識別部６は以下のように構成されている。即ち、識別センサ３，４，５の出力は識別部６内に設けられるとともに硬貨の特徴を検出してその特徴を表す特徴量に変換する検知手段１２，１３，１４に接続されている。

この検知手段１２，１３，１４の出力は夫々比較手段１５，１６，１７の一方の入力に接続されるとともに他方の入力にはメモリ１８の出力が夫々接続されている。そして、このメモリ１８に格納された基準データと比較手段１５，１６，１７で比較される。

この比較手段１５，１６，１７の出力は判定手段１９に接続されており、この判定手段１９で投入された硬貨の正偽及び種類を判定し、その判定結果を出力端子２０から出力するものであった。また、判定の結果、投入された硬貨が正貨である場合には、正貨信号がこの出力端子２０から出力されるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１１−３１２２６３号公報

しかしながらこのような従来の硬貨識別装置では、一旦硬貨を投入して正貨信号が出力された後、硬貨を引き抜いてしまうという悪戯をされることがあった。このような悪戯をされた場合、出力端子２０から出力される金額と、収納筒１０に収納された硬貨の金額との間に違いができてしまうという違算の問題があった。

本発明は、このような問題を解決したもので、悪戯防止性能の高い硬貨識別装置を提供することを目的としたものである。

そしてこの目的を達成するために本発明の硬貨識別装置は、投入口から投入された第１の硬貨が第２のセンサを通過した後であって、第１のセンサで第２の硬貨を検知する前に、前記第２のセンサで前記第１の硬貨を検出した場合には異常と判定する異常検知手段を設けたものである。これにより、初期の目的を達成することができる。

以上のように本発明は、投入口から投入された第１の硬貨が第２のセンサを通過した後であって、第１のセンサで第２の硬貨を検知する前に、前記第２のセンサで前記第１の硬貨を検出した場合には異常と判定する異常検知手段を設けたものである。

従って、以上の構成に示すように、異常検知手段を有しているので、硬貨の逆流を異常として検知することができる。従って、硬貨に紐等を接着し、この硬貨がセンサ通過後に紐等を引っぱることにより引き抜かれるような悪戯を異常として検知することができる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における硬貨識別装置の正面図である。図１において、２１は、硬貨の投入口であり、２２は投入口２１に連結されるとともに、筐体２３の一方の縦側面２３ａに向かって伸びたガイドである。そしてこのガイド２３の延長上にどの硬貨よりも堅い材質で形成されたスナバー２４が設けられている。２５は、このスナバー２４に連結されるとともに筐体２３の他方の側面２３ｂに向かって設けられた通路である。従って、投入された硬貨はスナバー２４で略９０度進行方向を変えることになる。

この通路２５は、図２に示すように、水平面に対して角度２６が１０度から１２度傾いており、この通路２５上を硬貨が自然転動する。

２７，２８，２９は通路２５の壁面に設けられた識別センサであり、投入口２１側からこの順に配置されている。また、最初のセンサ２７はガイド２２の真下より他方の側面２３ｂ側にあり、投入口２１から強制的な力を硬貨に加えたとしても、硬貨はこのセンサ２７とは重なり合うことなくスナバー２４或いは通路２５に到達すると共に、このセンサ２７の位置では略一定の速度で転動する。従って、正確な認識ができる。

なお、識別センサ２７，２８，２９は、フェライトコアと、このフェライトコアに巻回されたコイルと、このコイルに接続されたコンデンサ及び正帰還回路でなる発振回路と、この発振回路の発振波形を正弦波から発振レベルを示す信号に変換する整流回路とから構成されている。従って、識別センサ２７，２８，２９からの出力は、直流信号が出力される。

また、硬貨の凹凸を検出する凹凸センサ２７と、硬貨の材質を検知する材質センサ２８と、硬貨の厚みを検知する材厚センサ２９がこの順に並んでいる。これらの識別センサ２７，２８，２９の中心は通路２５から一定の距離（１３．２５ｍｍ）３０に設けられている。

凹凸センサ２７の直径は８．３ｍｍであり、材質センサ２８と材質センサ２９の直径は共に１２．５ｍｍである。また、凹凸センサ２７と材質センサ２８との中心間の距離３１は１１．５ｍｍであり、材質センサ２８と材厚センサ２９との中心間の距離３２は１３．５ｍｍである。そして、凹凸センサ２７と材厚センサ２９の中心間の距離３３は２５ｍｍにしている。このように識別センサ２７，２８，２９を配置することにより、投入された硬貨は必ず複数の識別センサにより同時に検出されるタイミングを有することになる。

また、凹凸センサ２７と材厚センサ２９とは、図３に示すように２つのコイル３４と３５を通路２５に対向して配置し、これらのコイル３４，３５を相互インダクタンスが負になるように直列逆相接続している。従って、通路２５を転動する硬貨３６の凹凸や厚みを通路２５の両側から検知できるので、硬貨３６が通路２５の側壁あるいは通路２５の中央部分を通過するといった硬貨３６の通過する位置に関係なく高い検知精度が得られる。即ち、各コイル３４，３５の出力は硬貨３６の通過位置の影響を受けて夫々の出力では検知精度の低下要因になるが、両側から検知した場合にはこの影響が相殺されるから高い検知精度が得られるものである。

また、材質センサ２８は、コイル３４，３５を巻いたセンサ２８を通路２５に対向して配置し、これらのコイル３４，３５を相互インダクタンスが正になるように直列同相接続している。従って、硬貨３６の材質を通路２５の両側から検知できるので、硬貨３６が通路２５の側壁あるいは通路２５の中央部分を通過するといった硬貨３６の通過位置に関係なく高い検知精度が得られる。即ち、各コイル３４，３５の出力は硬貨３６の通過位置の影響を受けて夫々単独では検知精度の低下要因になるが、両側から検知した場合にはこの影響が相殺されるから高い検知精度が得られるものである。

図１に戻って、これらの識別センサ２７，２８，２９の出力は硬貨の識別部３７に接続されており、この識別部３７で投入された硬貨３６の正、偽および硬貨３６の種類（１０円、５０円、１００円、５００円）を判定している。

３８は、通路２５の終端に設けられたゲートであり、このゲート３８の設けられている位置で、通路２５は垂直下方向の通路２５ａへと略９０度方向を転換する。従って、通路２５を転動してきた硬貨３６は材厚センサ２９を通過した後、その方向を９０度変更してゲート３８に導かれる。このゲート３８では、識別部３７で「偽」と判定された硬貨３６は奥の通路３９を通って出口４０に導かれる。

また、識別部３７で「正」と判定された硬貨３６は振り分け部４１で種類別に振り分けられ、夫々の種類ごとの収納筒４２ａから４２ｄに夫々１０円、５０円、１００円、５００円が収納される。また、４３は収納筒４２の底辺に設けられた払い出し部であり、必要な種類の硬貨３６を必要な枚数だけ払い出すものである。

４４は、ゲート３８の正貨側の通路２５ａに設けられたストローブセンサであり、硬貨３６が正貨側の通路２５ａを通過した時にこのストローブセンサ４４からストローブ信号４４ａを出力するものである。

なお、このストローブセンサ４４は、光学センサと、この光学センサに接続された発光駆動回路と受光回路と出力保持回路とから構成され、受光回路の出力信号を出力保持回路で保持して出力している。従って、ストローブセンサ４４からの出力は、直流信号が出力される。

図４は、硬貨３６を投入口２１から投入したときのタイミングチャートである。図４において、２７ａ，２８ａ，２９ａは夫々凹凸センサ２７、材質センサ２８、材厚センサ２９から出力される識別センサ信号であり、４４ａはストローブセンサ４４から出力されるストローブ信号である。また、３８ａはゲート３８の動作時間を示すゲート信号であり、４５ａは正貨信号である。

硬貨３６が投入口２１に投入されると、この投入された硬貨３６は通路２５を転動する。そして、最初に凹凸センサ２７が硬貨３６を検知して識別センサ信号２７ａを出力する。７４は、凹凸センサ２７が硬貨３６を検知するタイミングである。同様に、材質センサ２８、材厚センサ２９で硬貨３６を検知して識別センサ信号２８ａ，２９ａを順次出力する。この識別センサ信号２７ａ，２８ａ，２９ａを用いて識別部３７では硬貨３６の正偽及び種類が識別される。

そして、この識別部３７が硬貨３６を正貨と識別するとこの識別が終了したタイミング７５でゲート３８を正貨側に一定の切り替え時間３８ｂ（３００ｍｓｅｃ）切り替える。そうすると、硬貨３６は正貨側の通路２５ａを通過して、振り分け部４１に導かれる。このとき、ストローブセンサ４４は硬貨３６を検知してストローブ信号４４ａをオンする。このストローブ信号４４ａは硬貨３６の通過時間であり、硬貨３６がストローブセンサ４４を通過するとオフする。従って、このストローブ信号４４ａは、ゲート３８の切り替えている時間３８ｂ内に含まれる。

ストローブセンサ４４から出力されるストローブ信号４４ａがオフした時点から所定時間７６（３００ｍｓｅｃ）経過したタイミング７７で正貨信号４５ａを一定時間（５ｍｓｅｃ）出力する。従って、この正貨信号４５ａが出力されれば、投入された硬貨３６は正貨であったと識別されたことになる。

なお、識別部３７における硬貨３６の識別結果が偽貨であった場合は、ゲート３８は動作しない。従って、投入された偽貨は通路３９を通って出口４０に導かれる。

ここで、悪戯で紐をつけた硬貨３６が使用されて、ストローブ信号４４ａのオン後、硬貨３６が引き上げられると硬貨３６は逆流することになり、再び材厚センサ（第２のセンサの一例として用いた）２９から識別センサ信号が出力されることになる。この信号は硬貨３６が逆流した場合に出力されるので、逆流信号７８とする。

なお、第２のセンサは、材厚センサ２９である必要はなく、第１のセンサ（この第１のセンサも凹凸センサ２７である必要はない）より下流にあるセンサであれば、ストローブセンサ４４も含めてどのセンサであっても良い。要するに、第１のセンサより第２のセンサが下流に設けられていることが重要である。

このように、悪戯されると逆流信号７８が出力される。即ち、凹凸センサ（第１のセンサの一例として用いた）２７から次の識別センサ信号２７ａが出力される前に、材厚センサ２９から逆流信号７８が出力されれば、異常があったと判定して、所定時間７９（１分間）内は入金を禁止（無視）する。そして、この場合には正貨信号４５ａを出力しない（オフのままであり、点線４５ｂで示すようにオンしない）。

ここで逆流信号７８が出力されると、この逆流信号７８は異常検知手段５４（図５参照）に接続されており、硬貨３６に逆流があり悪戯されたものとして検知するようにしている。

また、このように悪戯があったときは、正貨信号４５ａは出力されないようにしているので、正貨と判定して違算が発生することはない。この正貨信号４５ａはストローブセンサ４４のストローブ信号４４ａがオフになってから所定時間７６経過するまで出力しないので、糸釣りの悪戯があったものと判定することができる。従って、違算を防止することができる。

なお、正貨信号４５ａが出力された後に、逆流信号７８が出力された場合には、直ちに正貨信号４５ａを取り消すための取り消し信号が取り消し信号出力端子５６から出力されるようになっている。このことにより、異常が無い場合の所定時間７６を必要以上に引き延ばす必要は無く、正貨信号４５ａを迅速に出力することができる。

また、異常検知手段５４に入力される逆流信号７８が出力されたならば、所定時間７９内は入金を禁止（無視）している。従って、悪戯や硬貨３６詰まりによる故障を防止することができる。また、異常検知手段５４に報知手段５７を接続し、この報知手段５７から光或いは音声を用いて報知することにより、悪戯を止めさせることもできる。

次に、図５を用いて、識別部３７について説明する。図５において、２７，２８，２９は夫々投入された硬貨の凹凸、材質、材厚を識別する識別センサである。そして、この識別センサ２７，２８，２９の出力は検知手段４５，４６，４７に接続されており、これらの検知手段４５，４６，４７の出力は夫々比較手段４８，４９，５０の一方の入力に接続されるとともに他方の入力にはメモリ５１の出力が夫々接続されている。そして、この比較手段４８，４９，５０の出力は判定手段５２に接続されており、この判定手段５２の出力は出力端子５３に接続されている。

また、識別センサ２７，２８，２９とストローブセンサ４４の出力は夫々異常検知手段５４に接続されており、この異常検知手段５４で識別センサ２７，２８，２９とストローブセンサ４４から出力される識別センサ信号２７ａ，２８ａ，２９ａとストローブセンサ信号４４ａの生起順序を判定している。この異常検知手段５４の出力は取り消し信号出力端子５６に接続されている。また、異常検知手段５４の出力は報知手段５７にも接続されている。

なお、識別センサ２７，２８，２９の出力に夫々検知手段４５，４６，４７と比較手段４８，４９，５０を夫々３個ずつ設けているが、これは、識別センサ２７，２８，２９の出力に電子的な切り替えスイッチを設けて、この切り替えスイッチにより、時分割で順次検知手段とこれに直列接続された比較手段に供給すれば、検知手段と比較手段は１つで良い。

以上のように構成された硬貨識別装置について、以下にその動作を説明する。硬貨の投入口２１から投入された硬貨３６は、投入口２１に連結して設けられた通路２５を転動する途中において、この通路２５の側面に設けられた識別センサ２７，２８，２９を通過する。識別センサ２７では主に硬貨の凹凸を検知し、識別センサ２８では硬貨の材質を検知する。また、識別センサ２９では主に硬貨の材厚を検知する。

これらの識別センサ２７，２８，２９から出力される各センサ中の発振回路の発振レベルを示す信号は、検知手段４５，４６，４７に夫々入力される。これらの検知手段４５，４６，４７では、入力された発振レベル信号から最大変化量等を検知して前記硬貨の特徴を表す特徴量として出力している。そして、この特徴量は、メモリ５１内に格納されている基準データの夫々と比較手段４８，４９，５０で比較される。そしてこの比較結果に基づいて判定手段５２で投入された硬貨３６の正偽及び種類を判定している。そして、この判定結果は出力端子５３から出力される。また、正貨信号もこの出力端子５３から出力される。

識別センサ２７，２８，２９とストローブセンサ４４から出力される識別センサ信号２７ａ，２８ａ，２９ａとストローブセンサ信号４４ａは、異常検知手段５４で生起順序が検知され、前記識別センサ信号２７ａ，２８ａ，２９ａとストローブセンサ信号４４ａがこの順序で得られないとき、即ち、識別センサ信号２９ａが出力されたあと、識別センサ信号２７ａから次の硬貨３６の信号が出力されないのに、再度識別センサ信号２９ａが検知された場合は、硬貨３６の逆流が有ったとして、異常信号７８が出力される。そして、この異常信号７８が出力されたときは、正貨信号４５ａは出力されない。しかし、既に正貨信号４５ａが出力されてしまったときは、取り消し信号が取り消し信号出力端子５６から出力される。

また、異常信号７８が出力されると、この信号に基づいて報知手段５７からは光或いは音声で異常を報知することができる。このことにより、悪戯を防止することができる。

以下、硬貨の判定について述べる。図６において、６１は凹凸センサ２７から出力される波形であり、６２は材質センサ２８から出力される波形であり、６３は材厚センサ２９から出力される波形である。ここで、横軸６４は時間であり、縦軸６５は識別センサ２７，２８，２９の出力レベルである。６１ａは波形６１の前縁点であり、６１ｂは後縁点である。これらは夫々波形６１の最大値６１ｃの値の３４％になる点にしている。この値は最大値の略３分の１にしておくことが望ましい。これは、電圧変動等で硬貨３６の最大値がばらついても、前縁点６１ａと後縁点６１ｂを相対的に安定させるためである。

以下、材質センサ２８の波形６２も同様に前縁点６２ａ、後縁点６２ｂおよび最大値６２ｃを定めている。また材厚センサ２９の波形６３も同様に前縁点６３ａ、最大値６３ｃを定めている。

６６は、凹凸センサ２７の前縁点６１ａから後縁点６１ｂまでの時間であり凹凸センサ出力持続時間とする。同様に６７は、材質センサ２８の前縁点６２ａから後縁点６２ｂまでの時間であり材質センサ出力持続時間とする。この材質センサ出力持続時間６７は、硬貨３６の材質によって異なる値を示すセンサであり、硬貨３６の汚れや凹凸による影響を受け難い。従って、硬貨３６の外径を検知するのに適している。

また、６８は材質センサ２８の前縁点６２ａと材厚センサ２９の前縁点６３ａ間の時間を計測した第１の時間であり、６９は、凹凸センサ２７の後縁点６１ｂと材質センサ２８の後縁点６２ｂ間を計測した第２の時間である。また、７０は凹凸センサ２７の前縁点６１ａと材質センサ２８の前縁点６２ａ間の時間を計測した第３の時間である。また、７１は凹凸センサ２７の前縁点６１ａと材厚センサ２９の前縁点６３ａ間の時間を計測した第４の時間である。

以上のような計測点から硬貨３６の外径は、第１の時間６８と第２の時間６９の和で、材質センサ出力持続時間６７を徐し、これに第４の時間７１で補正して求めている。このことにより、材質センサ２８の材質センサ出力持続時間６７を夫々のセンサの前縁点、後縁点を用いた第１の時間６８、第２の時間６９、第３の時間７０および第４の時間７１で正規化しているので、例え、通路の汚れや、硬貨の汚れによる各センサの出力レベルのばらつきや、電源電圧の変動による各センサのばらつきがあったとしても正確な外径を検知することができる。

また、第４の時間７１を用いているので、最初の凹凸センサ２７から最後の材厚センサ２９までの長い時間で補正しているので、通路の極端な通過時間の相違も検出することができる。

本発明は、硬貨の正偽を判別する識別センサを用いて硬貨の逆流を検知するので、逆流検知専用にセンサを設ける必要がなく、スペース・コスト両面で非常に有効である。また、異常の判定を第１のセンサで第２の硬貨を検知する前に行うので、正常に連続投入された２枚目以降の硬貨も誤判定することなく、正貨として受け付けることができる。さらに、異常を検知すると報知したり、一定時間受け入れを禁止することで悪戯を防止すると共に、自動的に受け入れ可能な状態に復帰することで販売機会を喪失することがない。特に無人環境で使用される自動販売機においては非常に有効である。また、フェライトコアに巻回したコイルを用いた非接触の渦電流式磁気センサを識別センサとしているので、光学式のセンサを用いた場合のように、硬貨通路の汚れや、異物、変形硬貨による硬貨通過挙動の不安定さによる影響を受けにくく、異常を誤検知することがない。

本発明にかかる硬貨識別装置は、悪戯防止性能が高いので、自動販売機等に用いられる硬貨識別装置として有用である。

本発明の一実施の形態における硬貨識別装置の正面図 同、要部拡大図 同、通路の断面図 同、タイミングチャート 同、硬貨識別装置のブロック図 同、識別センサの出力波形図 従来例の硬貨識別装置の正面図 同、ブロック図

符号の説明

２１ 投入口
２５ 通路
２７ 凹凸センサ
２８ 材質センサ
２９ 材厚センサ
４５ 検知手段
４６ 検知手段
４７ 検知手段
４８ 比較手段
４９ 比較手段
５０ 比較手段
５１ メモリ
５２ 判定手段
５３ 出力端子
５４ 異常検知手段

Claims (8)

1. 硬貨の投入口と、この投入口に連結された通路と、この通路に配置された第１のセンサと、この第１のセンサの下流に配置された第２のセンサと、前記第１のセンサに接続されるとともに硬貨の第１の特徴を検知する第１の検知手段と、前記第２のセンサに接続されるとともに硬貨の第２の特徴を検知する第２の検知手段と、硬貨の正偽及び種類の基準となる第１、第２の基準データが格納されたメモリと、このメモリに格納された前記第１の基準データと前記第１の検知手段の出力する第１の特徴量とを比較する第１の比較手段と、前記メモリに格納された前記第２の基準データと前記第２の検知手段の出力する第２の特徴量とを比較する第２の比較手段と、これら前記第１、第２の比較手段の比較結果により硬貨の正偽及び種類を判定する判定手段とを有する硬貨識別装置において、前記投入口から投入された第１の硬貨が前記第２のセンサを通過した後であって、前記第１のセンサで第２の硬貨を検知する前に、前記第２のセンサで前記第１の硬貨を検出した場合には異常と判定する異常検知手段を設けた硬貨識別装置。
2. 投入された硬貨が第２のセンサを通過して所定時間内に異常検知手段で異常を検知した場合には異常と判定する請求項１に記載の硬貨識別装置。
3. 投入された硬貨が第２のセンサを通過して所定時間経過するまで異常検知手段で異常を検知しなかった場合には正貨信号を出力する請求項１に記載の硬貨識別装置。
4. 異常検知手段で異常を検知した場合に、正貨信号を出力した後であれば、出力した正貨信号を取り消す取り消し信号を出力する請求項２に記載の硬貨識別装置。
5. 異常検知手段で異常を検知した場合に、その後、所定時間が経過するまで硬貨の受け入れを禁止する請求項２に記載の硬貨識別装置。
6. 異常検知手段で異常を検知してから所定時間が経過するまで硬貨の受け入れを禁止した後に、自動的に硬貨の受け入れを許可する請求項５に記載の硬貨識別装置。
7. 異常検知手段の出力に報知手段を接続した請求項１に記載の硬貨識別装置。
8. 硬貨の特徴を検知するための複数の識別センサを備え、投入口に最も近い識別センサを第１のセンサとし、投入口から最も遠い識別センサを第２のセンサとする請求項１に記載の硬貨識別装置。

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