JP2007265309A

JP2007265309A - 円板状金属用識別装置

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Publication number: JP2007265309A
Application number: JP2006092619A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Hibari; 英幸雲雀
Original assignee: Laurel Precision Machines Co Ltd
Current assignee: Laurel Precision Machines Co Ltd
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP4633665B2

Abstract

【課題】部品点数の増大を抑制でき、高い検出精度が得られ、さらに高いスペース効率が得られる円板状金属用識別装置の提供。
【解決手段】一つのコイル２０ｃを有する反射型磁気センサ２０と、検出対象である円板状金属１０によるコイル２０ｃのインピーダンス特性から当該円板状金属１０の直径および材質を識別する識別手段とを有する。反射型磁気センサ２０を用いることから、厚みを検出するセンサが不要となり、また厚みを検出するセンサの検出値に基づく補正も不要となって、部品点数の増大を抑制でき、高い検出精度が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば硬貨等の円板状金属を識別する円板状金属用識別装置に関する。

円板状金属を識別する円板状金属用識別装置として、硬貨の真偽および金種を識別するものがある。このような円板状金属用識別装置では、ライン状の透過型磁気センサによって硬貨の直径を識別しており、また、材質を検出するための磁気センサが別途設けられている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１８７７４６号公報

上記のように、透過型磁気センサによって硬貨の直径を識別するのでは、硬貨の厚みの影響を受けてしまうため、この厚みの影響を補正するために厚みを検出するセンサが必要であり、部品点数が多くなってしまう。また、厚みを検出するセンサの検出値で補正を行うと高い検出精度が得られないという問題もあった。さらに、透過型磁気センサは、硬貨に対し両側に配置されることになるため、大きな設置スペースが必要になってスペース効率が低下しまうという問題もあった。

したがって、本発明は、部品点数の増大を抑制でき、高い検出精度が得られ、さらに高いスペース効率が得られる円板状金属用識別装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、一つのコイルを有する反射型磁気センサと、検出対象である円板状金属による前記コイルのインピーダンス特性から当該円板状金属の直径および材質を識別する識別手段とを有することを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記識別手段は、検出対象である円板状金属により前記コイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該円板状金属の直径および材質を識別することを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記反射型磁気センサは断面Ｅ字型、断面Ｉ字型または断面Ｕ字型のコアを有することを特徴としている。

請求項４に係る発明は、一つのコイルを有する第１の反射型磁気センサと、一つのコイルを有し前記第１の反射型磁気センサの一側に配置される第２の反射型磁気センサと、一つのコイルを有し前記第１の反射型磁気センサの他側に配置される第３の反射型磁気センサとを、検出対象である円板状金属の移動方向に対して直交する方向に沿って並設し、検出対象である円板状金属による前記第１の反射型磁気センサのコイルのインピーダンス特性から当該円板状金属の材質と離間距離とを割り出すとともに、これら材質と離間距離と当該円板状金属による前記第２の反射型磁気センサのコイルのインピーダンス特性と当該円板状金属による前記第３の反射型磁気センサのコイルのインピーダンス特性とから当該円板状金属の直径を識別する識別手段を設けてなることを特徴としている。

請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記識別手段は、検出対象である円板状金属により前記第１の反射型磁気センサのコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該円板状金属の材質と離間距離とを割り出すとともに、これら材質と離間距離と当該円板状金属により前記第２の反射型磁気センサのコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値と当該円板状金属により前記第３の反射型磁気センサのコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値とから当該円板状金属の直径を識別することを特徴としている。

請求項６に係る発明は、請求項４または５に係る発明において、少なくとも前記第２の反射型磁気センサおよび前記第３の反射型磁気センサは、断面Ｅ字型、断面Ｉ字型または断面Ｕ字型のコアを有することを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、検出対象である円板状金属による反射型磁気センサの一つのコイルのインピーダンス特性から、識別手段が当該円板状金属の直径および材質を識別する。このように反射型磁気センサを用いることから、厚みを検出するセンサが不要となり、また厚みを検出するセンサの検出値に基づく補正も不要となって、部品点数の増大を抑制でき、高い検出精度が得られる。さらに、反射型磁気センサを用いることから、円板状金属に対し一方にのみ配置され、高いスペース効率が得られてセンサ部分の小型化が図れ、その結果、装置全体の小型化が図れる。加えて、一つのコイルのインピーダンス特性から円板状金属の直径および材質の両方を識別するため、コイルの数を減らすことができ、その結果、回路構成も簡素化できることになり、高信頼性を実現でき、メンテナンス性が向上し、低価格な商品化が可能となる。

請求項２に係る発明によれば、反射型磁気センサを用いた場合に、同一材質の円板状金属によりコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値を座標にプロットすると、直径の違いに対して実質的にリニアな関係が得られ、しかも、材質が異なれば、これと異なる実質的にリニアな関係が得られることを利用して、識別手段は、検出対象である円板状金属によりコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該円板状金属の直径および材質を識別するため、さらに精度良く円板状金属の直径および材質を識別することができる。

請求項３に係る発明によれば、反射型磁気センサが断面Ｅ字型、断面Ｉ字型または断面Ｕ字型のコアを有することで、上記した直径および材質の識別に好ましいライン状の磁束分布を良好に形成することができる。

請求項４に係る発明によれば、中間位置にあって検出対象である円板状金属の位置に拘わらずに当該円板状金属に全体がオーバーラップした状態で当該円板状金属を検出可能な第１の反射型磁気センサの一つのコイルの当該円板状金属によるインピーダンス特性から、識別手段が当該円板状金属の材質および離間距離（最短の離間距離、以下同）を割り出す。そして、これら材質と離間距離と当該円板状金属による第２の反射型磁気センサのコイルのインピーダンス特性と当該円板状金属による第３の反射型磁気センサのコイルのインピーダンス特性とから当該円板状金属の両端側と第２の反射型磁気センサおよび第３の反射型磁気センサとのオーバーラップ寸法を割り出し、両端側のオーバーラップ寸法と第２の反射型磁気センサおよび第３の反射型磁気センサの距離とから当該円板状金属の直径を識別する。よって、センサに対する円板状金属の離間距離が一定しない場合であっても円板状金属の材質および直径を識別することができる。加えて、厚みを検出するセンサが不要となり、また厚みを検出するセンサの検出値に基づく補正も不要となって、部品点数の増大を抑制でき、高い検出精度が得られる。さらに、反射型磁気センサを用いることから、円板状金属に対し一方にのみ配置され、高いスペース効率が得られてセンサ部分の小型化が図れ、その結果、装置全体の小型化が図れる。加えて、第１の反射型磁気センサ、第２の反射型磁気センサおよび第３の反射型磁気センサのそれぞれ一つずつのコイルのインピーダンス特性から円板状金属の直径および材質の両方を識別するため、コイルの数を減らすことができ、その結果、回路構成も簡素化できることになり、高信頼性を実現でき、メンテナンス性が向上し、低価格な商品化が可能となる。

請求項５に係る発明によれば、検出対象である円板状金属の位置に拘わらずに当該円板状金属に全体がオーバーラップした状態で当該円板状金属を検出可能な第１の反射型磁気センサを用いた場合に、同一材質の円板状金属によりコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値を座標にプロットすると、離間距離の違いに対して実質的にリニアな関係が得られ、しかも、材質が異なれば、これと異なる実質的にリニアな関係が得られることを利用して、識別手段は、検出対象である円板状金属によりコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該円板状金属の材質および離間距離を割り出す。そして、同一材質で所定の離間距離の円板状金属によりコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値を座標にプロットすると、端側を検出可能な第２の反射型磁気センサおよび第３の反射型磁気センサは、円板状金属の両端側のオーバーラップ寸法の違いに対して実質的にリニアな関係が得られ、しかも、材質が異なれば、これと異なる実質的にリニアな関係が得られることを利用して、識別手段は、検出対象である円板状金属により第２の反射型磁気センサのコイルおよび第３の反射型磁気センサのコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値と、第２の反射型磁気センサおよび第３の反射型磁気センサの距離とから当該円板状金属の直径を識別するため、センサに対する円板状金属の離間距離が一定しない場合であってもさらに精度良く円板状金属の直径および材質を識別することができる。

請求項６に係る発明によれば、少なくとも第２の反射型磁気センサおよび第３の反射型磁気センサが、断面Ｅ字型、断面Ｉ字型または断面Ｕ字型のコアを有することで、上記した直径および材質の識別に好ましいライン状の磁束分布を良好に形成することができる。

本発明の第１実施形態の円板状金属用識別装置を図１〜図４を参照して以下に説明する。
第１実施形態の円板状金属用識別装置１１は、円板状金属としての硬貨１０の真偽および金種の識別を行う硬貨識別装置であり、硬貨１０の入金を行う硬貨入金機、硬貨１０の入金および出金を行う硬貨入出金機等に組み込まれるものである。

第１実施形態の円板状金属用識別装置１１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、上流側から一枚ずつ分離して繰り出される硬貨１０を搬送する硬貨搬送路１２に設けられている。この硬貨搬送路１２は、平坦な搬送面１３とこの搬送面１３の搬送方向に直交する方向の両側に立ち上がる一対の壁面１４，１４とを有する非磁性材料（例えば合成樹脂材料）からなる搬送路本体１５と、この搬送路本体１５の搬送面１３上の硬貨１０を搬送面１３に対し反対側から搬送面１３に押し付けて搬送する搬送ベルト１６とを有している。なお、一対の壁面１４，１４の間隔は取り扱う最大外径の硬貨１０の直径よりも若干広くされている。

第１実施形態の円板状金属用識別装置１１は、搬送路本体１５の裏側に搬送面１３と平行をなし硬貨１０の搬送方向に直交する方向に沿って延在する反射型磁気センサ２０を有している。この反射型磁気センサ２０は、図２に示すように、細長い板状の底板部２１と、底板部２１の幅方向の中央から底板部２１に対し垂直に立ち上がる中央壁部２２と、底板部２１の幅方向の両端縁部から底板部２１に対し垂直に立ち上がる一対の端壁部２３，２３とを有するコア２４を備えている。このコア２４は、底板部２１と中央壁部２２と一対の端壁部２３，２３とが同長さをなしており断面Ｅ字状をなしている。

また、反射型磁気センサ２０は、このコア２４の中央壁部２２に底板部２１に沿って巻回される一つのコイル２０ｃを有している。そして、このような反射型磁気センサ２０が中央壁部２２および一対の端壁部２３，２３の底板部２１とは反対の端面を搬送路本体１５の裏面に対向させて配置されている。なお、反射型磁気センサ２０は、長さ方向から見た場合に、図２に破線で示すように、中央壁部２２の底板部２１とは反対側の端面から二方向に分かれてそれぞれ各端壁部２３，２３の底板部２１とは反対側の端面に円弧状に至るイメージの磁束分布が得られ、しかも長さ方向にライン状の磁束分布が得られることになる。

そして、第１実施形態の円板状金属用識別装置１１は、上記した硬貨搬送路１２で搬送されることで硬貨１０が反射型磁気センサ２０を横切る際のコイル２０ｃのインピーダンス特性から当該硬貨１０の直径および材質を識別する図３に示す識別装置２７を有している。

この識別装置２７は、クロック信号を発生する基準クロック発生部２８と、基準クロック発生部２８で発生したクロック信号を波形整形する波形整形部２９と、波形整形部２９で波形整形したクロック信号を増幅してコイル２０ｃを駆動する電流増幅部３０とを有している。

また、識別装置２７は、コイル２０ｃの検出信号を増幅する増幅部３２と、増幅部３２で増幅された検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部３３と、Ａ／Ｄ変換部３３でＡ／Ｄ変換された検出信号が入力されるコントローラ３４とを有している。コントローラ３４は、元々基準クロック発生部２８で発生させているクロック信号を修正させるべきか否かをフィードバック制御している。

そして、コントローラ３４は、コイル２０ｃのインピーダンス特性、具体的には抵抗値およびリアクタンス値から硬貨１０の直径および材質を識別する。

つまり、硬貨搬送路１２で搬送される硬貨１０が最も近づいたときにこの硬貨１０に対する距離が一定（既知）である上記の反射型磁気センサ２０を用いた場合、硬貨搬送路１２で搬送される同一材質Ａの硬貨１０が横切ることによりコイル２０ｃに生じる抵抗値を横軸としリアクタンス値を縦軸とした座標にプロットすると、図４に示すように、異なる直径Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ（ただしＺａ＜Ｚｂ＜Ｚｃ）に対して実質的にリニアな関係が得られることになる。しかも、材質Ａとは異なる（具体的には導電率が小さい）同一材質Ｂの硬貨１０が横切ることによりコイル２０ｃに生じる抵抗値を横軸としリアクタンス値を縦軸とした座標にプロットすると、異なる直径Ｚｄ，Ｚｅ，Ｚｆ（ただしＺｄ＜Ｚｅ＜Ｚｆ）に対して実質的にリニアな関係が得られることになる。図示は略すが、さらに異なる材質Ｃ，材質Ｄの硬貨１０についても同様の特性が得られることになる。しかも、材質Ａの場合と材質Ｂの場合と材質Ｃの場合と材質Ｄの場合とで、いずれも、互いに交わることのない異なるリニアな関係が得られる。

このように、同一材質の硬貨１０によるインピーダンス特性は、その直径差により実質的にリニアな同一特性線上に分布することになり、しかも、このような直径変化に対する分布の特性線は、材質毎に異なる。よって、コントローラ３４は、予め取り扱うすべての硬貨１０の材質毎の上記のようなインピーダンス特性をテーブル化したマスタデータを記憶しており、検出対象の硬貨１０によりコイル２０ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値とマスタデータとから材質および直径を割り出す。つまり、原理的には、検出対象の硬貨１０により生じる抵抗値およびリアクタンス値が重なる特性線を割り出してこの特性線の材質を検出対象の硬貨１０の材質とし、この特性線上の重なる位置から直径を割り出すのである。他方、抵抗値およびリアクタンス値が重なる特性線がない場合には、偽硬貨と判定する。さらに、コントローラ３４は、材質および直径が検出された硬貨１０について、これらに対応する金種があれば、検出対象の硬貨１０をこの金種と判定し、これらに対応する金種がなければ、検出対象の硬貨１０を偽硬貨と判定する。なお、テーブル化したマスタデータを作成せずに、予め取り扱う硬貨１０のすべての材質毎の上記のようなインピーダンス特性を数式化して判定しても良い。

そして、上記のような材質および直径を識別するに当たっては、反射型磁気センサ２０のコイル２０ｃから発する磁束の形状は、硬貨１０の直径に対して十分に細いライン状の磁束とするのが直径識別精度を高める上で好ましい。上記のようなライン状の磁束分布を有する反射型磁気センサ２０を用いることで、この反射型磁気センサ２０の一つのコイル２０ｃのみで材質は勿論、直径を高精度で検出できる。

以上に述べた第１実施形態の円板状金属用識別装置１１によれば、検出対象である硬貨１０による反射型磁気センサ２０の一つのコイル２０ｃのインピーダンス特性から、識別装置２７が当該硬貨１０の直径および材質を識別する。このように反射型磁気センサ２０を用いることから、厚みを検出するセンサが不要となり、また厚みを検出するセンサの検出値に基づく補正も不要となって、部品点数の増大を抑制でき、高い検出精度が得られる。さらに、反射型磁気センサ２０を用いることから、硬貨１０に対し一方にのみ配置され、高いスペース効率が得られてセンサ部分の小型化が図れ、その結果、装置全体の小型化が図れる。加えて、一つのコイル２０ｃのインピーダンス特性から硬貨１０の直径および材質の両方を識別するため、コイル２０ｃの数を減らすことができ、その結果、回路構成も簡素化できることになり、高信頼性を実現でき、メンテナンス性が向上し、低価格な商品化が可能となる。

また、上記のように反射型磁気センサ２０を用いた場合に、同一材質の硬貨１０によりコイル２０ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値を座標にプロットすると、直径の違いに対して実質的にリニアな関係が得られ、しかも、材質が異なれば、これと異なる実質的にリニアな関係が得られることを利用して、識別装置２７は、検出対象である硬貨１０によりコイル２０ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該硬貨１０の直径および材質を識別するため、さらに精度良く硬貨１０の直径および材質を識別することができる。

さらに、反射型磁気センサ２０が断面Ｅ字型のコア２４を有することで、上記した直径および材質の識別に好ましいライン状の磁束分布を良好に形成することができる。また、断面Ｉ字型のコア、あるいは断面Ｕ字型のコアとしても良い。さらには、プリント基板上にライン状の磁束を形成するパターンコイルを設けるなどの空芯コイルとすることも可能である。

本発明の第２実施形態の円板状金属用識別装置を図５〜図８を参照して以下に説明する。
第２実施形態の円板状金属用識別装置４１も、円板状金属としての硬貨１０の真偽および金種の識別を行う硬貨識別装置であり、硬貨１０の入金を行う硬貨入金機、硬貨１０の入金および出金を行う硬貨入出金機等に組み込まれるものである。

第２実施形態の円板状金属用識別装置４１は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上流側から一枚ずつ分離して繰り出される硬貨１０を自由落下で搬送する硬貨落下通路４２に設けられている。この硬貨落下通路４２は、上下方向に沿い互いに所定の間隔をあけて平行に配置される一対のガイド壁部４３，４３と、これら一対のガイド壁部４３，４３の近接する側同士を結ぶ、上下方向に沿い互いに所定の間隔をあけて平行に配置される一対のガイド壁部４４，４４とを有する角筒状をなしている。

ここで、一対のガイド壁部４４，４４の間の間隔は、最も大径の硬貨１０の外径よりも若干広くされており、一対のガイド壁部４３，４３の間の間隔は、最も厚い硬貨１０の厚さよりも若干広くされているため、自由落下する硬貨１０は硬貨落下通路４２に対して位置が一定せずに落下する。

第２実施形態の円板状金属用識別装置４１は、硬貨落下通路４２の幅の広い一方のガイド壁部４３の裏側にガイド壁部４３と平行をなし硬貨１０の搬送方向に直交する方向に沿って延在するとともに、所定の間隔をあけてこの方向に並設される第１の反射型磁気センサ４７、第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９を有している。これらの反射型磁気センサ４７〜４９は、図６に反射型磁気センサ４７を例示するように、いずれも、細長い板状の底板部５１と、底板部５１の幅方向の中央から底板部５１に対し垂直に立ち上がる中央壁部５２と、底板部５１の幅方向の両端縁部から底板部５１に対し垂直に立ち上がる一対の端壁部５３，５３とを有するコア５４を備えている。このコア５４は、底板部５１と中央壁部５２と一対の端壁部５３，５３とが同長さをなしており、第１実施形態と同様に断面Ｅ字状となっている。

また、図５に示すように、第１の反射型磁気センサ４７は、コア５４の中央壁部５２に底板部５１に沿って巻回される一つのコイル４７ｃを、第２の反射型磁気センサ４８は、コア５４の中央壁部５２に底板部５１に沿って巻回される一つのコイル４８ｃを、第３の反射型磁気センサ４９は、コア５４の中央壁部５２に底板部５１に沿って巻回される一つのコイル４９ｃを、それぞれ有している。そして、これらの第１の反射型磁気センサ４７、第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９が、中央壁部５２および一対の端壁部５３，５３の底板部５１とは反対側の端面をガイド壁部４３の裏面に対向させた状態で、同一直線上に配置されている。なお、これらの第１の反射型磁気センサ４７、第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９も、図６に反射型磁気センサ４７を例示するように、中央壁部５２の底板部５１とは反対側の端面から二方向に分かれてそれぞれ各端壁部５３，５３の底板部５１とは反対側の端面に円弧状に至るイメージの磁束分布が得られ、しかも長さ方向にライン状の磁束分布が得られることになる。

ここで、第１の反射型磁気センサ４７は、その延在方向において、いずれの金種の硬貨１０が硬貨落下通路４２のいずれの位置で落下しても（つまり最小径の硬貨１０がガイド壁部４４，４４のいずれの側に偏って落下する場合でも）、必ず、その全体を硬貨１０の内側にオーバーラップさせることが可能で、発生させた磁束を硬貨１０の十分内側に位置させることが可能なように硬貨落下通路４２の中間所定範囲、具体的には中央所定範囲に配置されている。

また、第２の反射型磁気センサ４８は、その延在方向において、いずれの金種の硬貨１０が硬貨落下通路４２のいずれの位置で落下しても（つまり最小径の硬貨１０がガイド壁部４４，４４のいずれの側に偏って落下する場合でも）、必ず、そのいずれかの中間位置を硬貨１０の一端位置に重ねることが可能で、発生させた磁束を硬貨落下通路４２の近接側のガイド壁部４４から硬貨１０の内側までをカバーする範囲に分布させることが可能なように硬貨落下通路４２の一側所定範囲に配置されている。

さらに、第３の反射型磁気センサ４９は、その延在方向において、いずれの金種の硬貨１０が硬貨落下通路４２のいずれの位置で落下しても（つまり最小径の硬貨１０がガイド壁部４４，４４のいずれの側に偏って落下する場合でも）、必ず、そのいずれかの中間位置を硬貨１０の他端位置に重ねることが可能で、発生させた磁束を硬貨落下通路４２の近接側のガイド壁部４４から硬貨１０の内側までをカバーする範囲に分布させることが可能なように硬貨落下通路４２の逆側所定範囲に配置されている。

そして、第２実施形態の円板状金属用識別装置４１も、上記した硬貨落下通路４２で搬送されることで硬貨１０が第１の反射型磁気センサ４７、第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９を横切る際のこれらに設けられた各コイル４７ｃ，４８ｃ，４９ｃのインピーダンス特性から当該硬貨１０の直径および材質を識別する図７に示す識別装置５７を有している。

この識別装置５７は、クロック信号を発生する基準クロック発生部５８と、基準クロック発生部５８で発生したクロック信号を波形整形する波形整形部５９と、波形整形部５９で波形整形したクロック信号を増幅して第１の反射型磁気センサ４７のコイル４７ｃを駆動する電流増幅部６０と、波形整形部５９で波形整形したクロック信号を増幅して第２の反射型磁気センサ４８のコイル４８ｃを駆動する電流増幅部６１と、波形整形部５９で波形整形したクロック信号を増幅して第３の反射型磁気センサ４９のコイル４９ｃを駆動する電流増幅部６２とを有している。

また、識別装置５７は、コイル４７ｃの検出信号を増幅する増幅部６３と、コイル４８ｃの検出信号を増幅する増幅部６４と、コイル４９ｃの検出信号を増幅する増幅部６５と、これら増幅部６３〜６５でそれぞれ増幅された検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部６６と、Ａ／Ｄ変換部６６でＡ／Ｄ変換された検出信号が入力されるコントローラ６７とを有している。コントローラ６７は、元々基準クロック発生部２８で発生させているクロック信号を修正させるべきか否かをフィードバック制御している。

そして、コントローラ６７は、各コイル４７ｃ，４８ｃ，４９ｃそれぞれのインピーダンス特性、具体的には抵抗値およびリアクタンス値から硬貨１０の直径および材質を識別する。

つまり、硬貨落下通路４２で自由落下する硬貨１０が最も近づいたときにこの硬貨１０に対する距離は一定でないものの、この硬貨１０の内側に全体がオーバーラップしてこの硬貨１０を検出可能な中央の第１の反射型磁気センサ４７では、同一材質Ａの硬貨１０が横切ることによる抵抗値を横軸としリアクタンス値を縦軸とした座標にプロットすると、図８に示すように、異なる離間距離Ｚａ，Ｚｂ，Ｚｃ（ただしＺｃ＜Ｚｂ＜Ｚａ）に対して実質的にリニアな関係が得られることになる。しかも、材質Ａとは異なる（具体的には導電率が小さい）同一材質Ｂの硬貨１０が横切ることによりコイル４７ｃに生じる抵抗値を横軸としリアクタンス値を縦軸とした座標にプロットすると、異なる離間距離Ｚｄ，Ｚｅ，Ｚｆ（ただしＺｆ＜Ｚｅ＜Ｚｄ）に対して実質的にリニアな関係が得られることになる。図示は略すが、さらに異なる材質Ｃ，材質Ｄの硬貨１０についても同様の特性が得られることになる。しかも、材質Ａの場合と材質Ｂの場合と材質Ｃの場合と材質Ｄの場合とで、いずれも、互いに交わることのない異なるリニアな関係が得られる。

このように、同一材質の硬貨１０によるインピーダンス特性は、その離間距離により実質的にリニアな同一特性線上に分布することになり、しかも、このような離間距離変化に対する分布の特性線は、材質毎に異なる。よって、コントローラ６７は、予め取り扱うすべての硬貨１０の材質毎の上記のようなインピーダンス特性をテーブル化したマスタデータを記憶しており、検出対象の硬貨１０によりコイル４７ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値とマスタデータとから材質および離間距離を割り出す。つまり、原理的には、検出対象の硬貨１０によりコイル４７ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値が重なる特性線を割り出してこの特性線の材質を検出対象の硬貨１０の材質とし、この特性線上の重なる位置から第１の反射型磁気センサ４７と硬貨１０と離間距離を割り出すのである。他方、抵抗値およびリアクタンス値が重なる特性線がない場合には、偽硬貨と判定する。なお、テーブル化したマスタデータを作成せずに、予め取り扱うすべての硬貨１０の材質毎の上記のようなインピーダンス特性を数式化して判定しても良い。

上記のように、第１の反射型磁気センサ４７による検出にしたがって、材質および離間距離が検出された硬貨１０について、第２の反射型磁気センサ４８による検出にしたがって、硬貨１０の直径の落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８とのオーバーラップ寸法を割り出し、第３の反射型磁気センサ４９による検出にしたがって、硬貨１０の直径の落下直交方向他端側の第３の反射型磁気センサ４８とのオーバーラップ寸法を割り出して、これらのオーバーラップ寸法と、第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９の既知の間隔からこの硬貨１０の直径を割り出す。

つまり、硬貨落下通路４２で搬送される同一材質Ａの硬貨１０が所定の離間距離で横切ることにより第２の反射型磁気センサ４８におけるコイル４８ｃに生じる抵抗値を横軸としリアクタンス値を縦軸とした座標にプロットすると、硬貨１０の直径の落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８に対するオーバーラップ寸法に応じて実質的にリニアな関係が得られることになる。しかも、材質Ａとは異なる同一材質Ｂの硬貨１０が同じ離間距離で横切ることにより第２の反射型磁気センサ４８におけるコイル４８ｃに生じる抵抗値を横軸としリアクタンス値を縦軸とした座標にプロットすると、硬貨１０の落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８に対するオーバーラップ寸法に応じて、上記とは異なる実質的にリニアな関係が得られることになる。さらに異なる材質Ｃ，材質Ｄについても同様の特性が得られることになる。しかも、材質Ａの場合と材質Ｂの場合と材質Ｃの場合と材質Ｄの場合とで、いずれも、互いに交わることのない異なるリニアな関係が得られる。

このように、同一離間距離を通る同一材質の硬貨１０による第２の反射型磁気センサ４８におけるコイル４８ｃのインピーダンス特性は、その直径の落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８に対するオーバーラップ寸法の変化に対し実質的にリニアな同一特性線上に分布することになり、しかも、このような直径の分布の特性線は、材質毎に異なる。よって、コントローラ６７は、予め取り扱うすべての硬貨１０の材質毎の上記のようなインピーダンス特性をテーブル化した第１実施形態と同様のマスタデータを、所定間隔に設定された離間距離毎に、生じうる範囲で記憶しており、第１の反射型磁気センサ４７による検出にしたがって得られた離間距離に対応するマスタデータを呼び出して、検出対象の硬貨１０により第２の反射型磁気センサ４８に生じる抵抗値およびリアクタンス値とマスタデータとから材質および直径の落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８に対するオーバーラップ寸法を割り出す。つまり、原理的には、検出対象の硬貨１０により生じる第２の反射型磁気センサ４８におけるコイル４８ｃの抵抗値およびリアクタンス値が重なる特性線を割り出してこの特性線の材質を検出対象の硬貨１０の材質とし、この特性線上の重なる位置から直径の落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８に対するオーバーラップ寸法を割り出すのである。他方、抵抗値およびリアクタンス値が重なる特性線がない場合には、偽硬貨と判定する。

また、硬貨落下通路４２で搬送される同一材質Ａの硬貨１０が所定の離間距離で横切ることにより第３の反射型磁気センサ４９におけるコイル４９ｃに生じる抵抗値を横軸としリアクタンス値を縦軸とした座標にプロットすると、硬貨１０の直径の落下直交方向他端側の第３の反射型磁気センサ４９に対するオーバーラップ寸法に応じて実質的にリニアな関係が得られることになる。しかも、材質Ａとは異なる同一材質Ｂの硬貨１０が同じ離間距離で横切ることにより第３の反射型磁気センサ４９におけるコイル４９ｃに生じる抵抗値を横軸としリアクタンス値を縦軸とした座標にプロットすると、落下直交方向他端側の第３の反射型磁気センサ４９に対するオーバーラップ寸法に応じて、上記とは異なる実質的にリニアな関係が得られることになる。さらに異なる材質Ｃ，材質Ｄについても同様の特性が得られることになる。しかも、材質Ａの場合と材質Ｂの場合と材質Ｃの場合と材質Ｄの場合とで、いずれも、互いに交わることのない異なるリニアな関係が得られる。

このように、同一離間距離を通る同一材質の硬貨１０による第３の反射型磁気センサ４９におけるコイル４９ｃのインピーダンス特性は、その直径の落下直交方向他端側の第３の反射型磁気センサ４９に対するオーバーラップ寸法の変化に対し実質的にリニアな同一特性線上に分布することになり、しかも、このような直径の分布の特性線は、材質毎に異なる。よって、コントローラ６７は、予め取り扱うすべての硬貨１０の材質毎の上記のようなインピーダンス特性をテーブル化した第１実施形態と同様のマスタデータを、所定間隔に設定された離間距離毎に、生じうる範囲で記憶しており、第１の反射型磁気センサ４７による検出にしたがって得られた離間距離に対応するマスタデータを呼び出して、検出対象の硬貨１０により第３の反射型磁気センサ４９に生じる抵抗値およびリアクタンス値とマスタデータとから材質および直径の落下直交方向他端側の第３の反射型磁気センサ４９に対するオーバーラップ寸法を割り出す。つまり、原理的には、検出対象の硬貨１０により生じる第３の反射型磁気センサ４９におけるコイル４９ｃの抵抗値およびリアクタンス値が重なる特性線を割り出してこの特性線の材質を検出対象の硬貨１０の材質とし、この特性線上の重なる位置から直径の落下直交方向他端側の第３の反射型磁気センサ４９に対するオーバーラップ寸法を割り出すのである。他方、抵抗値およびリアクタンス値が重なる特性線がない場合には、偽硬貨と判定する。

さらに、コントローラ６７は、第２の反射型磁気センサ４８に検出された落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８に対するオーバーラップ寸法と第３の反射型磁気センサ４９に検出された落下直交方向他端側の第３の反射型磁気センサ４９に対するオーバーラップ寸法と、第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９の間隔とから硬貨１０の直径を割り出し、この割り出された直径と、材質とについて、これらに対応する金種があれば、検出対象の硬貨１０をこの金種と判定し、これらに対応する金種がなければ、検出対象の硬貨１０を偽硬貨と判定する。なお、テーブル化したマスタデータを作成せずに、予め取り扱うすべての硬貨１０の材質毎の上記のようなインピーダンス特性を数式化して判定しても良い。

ここで、上記のような離間距離を検出する第１の反射型磁気センサ４７については、特にライン状の磁束を形成する必要はなく、ポッド型コアを有する他の反射型磁気センサを用いても良い。他方、材質および端部側のオーバーラップ寸法を識別する第２の反射型磁気センサ４８のコイル４８ｃおよび第３の反射型磁気センサ４９のコイル４９ｃから発する磁束の形状は、硬貨１０の直径に対して十分に細いライン状の磁束とするのが識別精度を高める上で好ましい。

以上に述べた第２実施形態の円板状金属用識別装置４１によれば、中間位置にあって検出対象である硬貨１０の位置に拘わらずに硬貨１０に全体がオーバーラップした状態で当該硬貨１０を検出可能な第１の反射型磁気センサ４７の一つのコイル４７ｃの当該硬貨１０によるインピーダンス特性から、識別装置５７が当該硬貨１０の材質および離間距離を割り出す。そして、これら材質と離間距離と当該硬貨１０による第２の反射型磁気センサ４８のコイル４８ｃのインピーダンス特性と当該硬貨１０による第３の反射型磁気センサ４９のコイル４９ｃのインピーダンス特性とから当該硬貨１０の両端側と第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９それぞれとのオーバーラップ寸法を割り出し、両端側のオーバーラップ寸法と第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９の距離から当該硬貨１０の直径を識別する。よって、センサに対する硬貨１０の離間距離が一定しない場合であっても硬貨１０の材質および直径を識別することができる。加えて、厚みを検出するセンサが不要となり、また厚みを検出するセンサの検出値に基づく補正も不要となって、部品点数の増大を抑制でき、高い検出精度が得られる。さらに、第１の反射型磁気センサ４７、第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９を用いることから、硬貨１０に対し一方にのみ配置され、高いスペース効率が得られてセンサ部分の小型化が図れ、その結果、装置全体の小型化が図れる。加えて、第１の反射型磁気センサ４７、第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９のそれぞれ一つずつのコイル４７ｃ，４８ｃ，４９ｃのインピーダンス特性から硬貨１０の直径および材質の両方を識別するため、コイルの数を減らすことができ、その結果、回路構成も簡素化できることになり、高信頼性を実現でき、メンテナンス性が向上し、低価格な商品化が可能となる。

また、検出対象である硬貨１０の位置に拘わらずに当該硬貨１０に全体がオーバーラップした状態で当該硬貨１０を検出可能な第１の反射型磁気センサ４７を用いた場合に、同一材質の硬貨１０によりコイル４７ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値を座標にプロットすると、離間距離の違いに対して実質的にリニアな関係が得られ、しかも、材質が異なれば、これと異なる実質的にリニアな関係が得られることを利用して、識別装置５７は、検出対象である硬貨１０によりコイル４７ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該硬貨１０の材質および離間距離を割り出す。そして、第２の反射型磁気センサ４８を用いた場合に、同一材質で所定の離間距離の硬貨１０によりコイル４８ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値を座標にプロットすると、直径の落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８とのオーバーラップ寸法の違いに対して実質的にリニアな関係が得られ、しかも、材質が異なれば、これと異なる実質的にリニアな関係が得られることを利用して、識別装置５７は、検出対象である硬貨１０により第２の反射型磁気センサ４８のコイル４８ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該硬貨１０の直径の落下直交方向一端側の第２の反射型磁気センサ４８に対するオーバーラップ寸法を割り出す。さらに、識別装置５７は、検出対象である硬貨１０により第３の反射型磁気センサ４９のコイル４９ｃに生じる抵抗値およびリアクタンス値から同様に当該硬貨１０の直径の落下直交方向他端側の第３の反射型磁気センサ４９に対するオーバーラップ寸法を割り出す。そして、これら一端側のオーバーラップ寸法と他端側のオーバーラップ寸法と第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９の間隔とから硬貨１０の直径を識別する。このため、センサに対する硬貨１０の離間距離が一定しない場合であってもさらに精度良く硬貨１０の直径および材質を識別することができる。

さらに、少なくとも第２の反射型磁気センサ４８および第３の反射型磁気センサ４９が、断面Ｅ字型のコア２４を有することで、上記した直径の落下直交方向の端部側のオーバーラップ寸法の識別に好ましいライン状の磁束分布を良好に形成することができる。また、断面Ｉ字型のコア、あるいは断面Ｕ字型のコアとしても良い。さらには、プリント基板上にライン状の磁束を形成するパターンコイルを設けるなどの空芯コイルとすることも可能である。

以上の第１実施形態および第２実施形態では、円板状金属用識別装置１１，４１を硬貨１０の直径および材質の識別のために用いる場合を例にとり説明したが、硬貨以外の他の種々の円板状金属の直径および材質の識別に用いることもできる。

本発明の第１実施形態の円板状金属用識別装置を示す平面図（ａ）および側断面図（ｂ）である。本発明の第１実施形態の円板状金属用識別装置の反射型磁気センサを示す拡大側断面図である。本発明の第１実施形態の円板状金属用識別装置を示すブロック図である。本発明の第１実施形態の円板状金属用識別装置のインピーダンス特性を示す特性図である。本発明の第２実施形態の円板状金属用識別装置を示す正断面図（ａ）および下方から見た断面図（ｂ）である。本発明の第２実施形態の円板状金属用識別装置の反射型磁気センサを示す側断面図である。本発明の第２実施形態の円板状金属用識別装置を示すブロック図である。本発明の第２実施形態の円板状金属用識別装置のインピーダンス特性を示す特性図である。

符号の説明

１０硬貨（円板状金属）
１１，４１円板状金属用識別装置
２０反射型磁気センサ
２０ｃ，４７ｃ，４８ｃ，４９ｃコイル
２４，５４コア
２７，５７識別装置（識別手段）
４７第１の反射型磁気センサ
４８第２の反射型磁気センサ
４９第３の反射型磁気センサ

Claims

一つのコイルを有する反射型磁気センサと、検出対象である円板状金属による前記コイルのインピーダンス特性から当該円板状金属の直径および材質を識別する識別手段とを有することを特徴とする円板状金属用識別装置。
前記識別手段は、検出対象である円板状金属により前記コイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該円板状金属の直径および材質を識別することを特徴とする請求項１記載の円板状金属用識別装置。
前記反射型磁気センサは断面Ｅ字型、断面Ｉ字型または断面Ｕ字型のコアを有することを特徴とする請求項１または２記載の円板状金属用識別装置。
一つのコイルを有する第１の反射型磁気センサと、一つのコイルを有し前記第１の反射型磁気センサの一側に配置される第２の反射型磁気センサと、一つのコイルを有し前記第１の反射型磁気センサの他側に配置される第３の反射型磁気センサとを、検出対象である円板状金属の移動方向に対して直交する方向に沿って並設し、
検出対象である円板状金属による前記第１の反射型磁気センサのコイルのインピーダンス特性から当該円板状金属の材質と離間距離とを割り出すとともに、これら材質と離間距離と当該円板状金属による前記第２の反射型磁気センサのコイルのインピーダンス特性と当該円板状金属による前記第３の反射型磁気センサのコイルのインピーダンス特性とから当該円板状金属の直径を識別する識別手段を設けてなることを特徴とする円板状金属用識別装置。
前記識別手段は、検出対象である円板状金属により前記第１の反射型磁気センサのコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値から当該円板状金属の材質と離間距離とを割り出すとともに、これら材質と離間距離と当該円板状金属により前記第２の反射型磁気センサのコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値と当該円板状金属により前記第３の反射型磁気センサのコイルに生じる抵抗値およびリアクタンス値とから当該円板状金属の直径を識別することを特徴とする請求項４記載の円板状金属用識別装置。
少なくとも前記第２の反射型磁気センサおよび前記第３の反射型磁気センサは、断面Ｅ字型、断面Ｉ字型または断面Ｕ字型のコアを有することを特徴とする請求項４または５記載の円板状金属用識別装置。