JP2008293336A - コインセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂを、それぞれコア４におけるコイン通路３の空隙を挟んだ両側のコア部分に巻回することにより、コイン２の通過位置が変化しても検出出力の変動の少ないコインセンサを提供する。
【解決手段】コイン２が通過するコイン通路３を空隙とするコア４に第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂを巻回したコインセンサ１において、これら第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂがそれぞれコイン通路３の空隙を挟んだ両側のコア部分に巻回された一対のコイルからなる構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、コインの種類や真贋を判別するコインセンサに関するものである。

自動販売機等においてコインの種類や真贋を判別するコインセンサには、磁気センサを用いるものが多い（例えば、特許文献１参照。）。図７にこのような磁気センサを用いた従来のコインセンサ１の一例を示す。このコインセンサ１は、コイン２が通過するコイン通路３を空隙としたコア４に、第１コイル５と第２コイル６とを巻回したものである。

上記コインセンサ１は、一次側である第１コイル５に交流電源を接続することにより、二次側である第２コイル６に誘導される起電力を測定するようになっている。ここで、コイン通路３の空隙をコイン２が通過しない場合には、この空隙によって生じる漏れ磁束の分だけ第２コイル６に鎖交する磁束が少なくなるので、この第２コイル６には、第１コイル５との巻数比よりも低い電圧の起電力が生じる。

これに対して、第１コイル５に接続する交流電源の周波数が低い場合に、コイン通路３の空隙を磁性体のコイン２が通過すると、空隙のギャップ長がコイン２の磁性体によって短縮されて漏れ磁束が減少するので、第２コイル６に誘導される起電力が大きくなる。また、第１コイル５に接続する交流電源の周波数が高い場合に、コイン通路３の空隙を導電体のコイン２が通過すると、このコイン２に渦電流が誘導されるので、この渦電流損によって第２コイル６に誘導される起電力が小さくなる。従って、この第２コイル６の出力を測定すれば、コイン通路３を通過するコイン２の検出を行うことができるようになる。

ところが、上記従来のコインセンサ１は、図８に示すように、コイン２がコイン通路３の空隙の上方、即ち第１コイル５から離れた位置を通過した場合に比べ、図９に示すように、このコイン２がコイン通路３の空隙の下方、即ち第１コイル５に近い位置を通過した場合の方が、第２コイル６の起電力が小さくなる。つまり、図９の場合には、コイン２の表裏を貫通して上方のコア４における第２コイル６が巻回されたコア部分に至る磁路Ａだけでなく、このコイン２と上方の空隙の距離が長いために、磁路Ｂに示すように、コイン２の両側から左右のコア４に漏れ出す漏れ磁束が多くなり、第２コイル６に鎖交する磁束が減少するからである。

このため、従来のコインセンサ１は、コイン通路３の空隙をコイン２が通過する際の通過位置に応じて検出出力が大きく変動するので、コイン２の検出精度が低下するという問題が生じていた。
特開平９−１１５０２３号公報

本発明は、第１コイルと第２コイルをそれぞれコイン通路の空隙を挟んだ両側の対称位置に巻回することにより、コインの通過位置が変化しても検出出力の変動の少ないコインセンサを提供することができるようになる。

請求項１の発明は、コインが通過するコイン通路を空隙とするコアに第１コイルと第２コイルを巻回したコインセンサにおいて、これら第１コイルと第２コイルがそれぞれコイン通路の空隙を挟んだ両側のコア部分に巻回された一対のコイルからなることを特徴とする。

請求項２の発明は、前記第１コイル及び／又は第２コイルの一対のコイルの一方又は双方が、コイン通路の空隙を挟んだ当該側のコア部分に巻回された複数のコイルからなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第１コイルと第２コイルがそれぞれ一対のコイルからなり、これらの一対のコイルがコイン通路の空隙を挟んだ両側に配置されるので、第１コイルや第２コイルに対するコインの位置は、コイン通路の中央付近にある場合を中心にほぼ対称的な関係となる。従って、コインセンサの出力は、コインがコイン通路の中央付近を通過する場合を中心に、いずれの側に偏って通過した場合にもほぼ対称的に変動するので、この変動幅を従来よりも大幅に減少させることができる。

請求項２の発明によれば、第１コイルや第２コイルの一対のコイルが複数のコイルからなるので、コアの構造やコイルの配置が自在となり、これによってコインセンサの検出精度を高めたり、コアの一部又は全部を分割してコインを搬送するための搬送ベルトをコイン通路上に配置したりすることができるようになる。

以下、本発明の実施形態について図１〜図６を参照して説明する。なお、これらの図においても、図７〜図９に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。

〔第１実施形態〕
第１実施形態のコインセンサ１は、図１に示すように、コア４に一対の第１コイル５ａ，５ｂと一対の第２コイル６ａ，６ｂとを巻回したものである。コア４は、軟磁性材料を上下に並んだ２本の水平部と左右に並んだ３本の垂直部とに配置することにより２周回の磁路を形成した角形メガネ状のものである。また、このコア４は、２周回の磁路の共通のコア部分となる左右中央の垂直部を太くすると共に、この垂直部の上下中央部に空隙を設けてコイン通路３を形成している。

一方の第１コイル５ａは、このコア４における空隙を設けた左右中央の垂直部の下部側のコア部分に導線を巻回したコイルであり、他方の第１コイル５ｂは、この垂直部の上部側のコア部分に導線を巻回したコイルである。そして、これら一対の第１コイル５ａ，５ｂは、図２に示すように、互いに直列に接続されると共に交流電源７に接続されている。

また、一方の第２コイル６ａは、図１に示すように、この垂直部の上部側のコア部分であって第１コイル５ｂの下方に導線を巻回したコイルであり、他方の第２コイル６ｂは、この垂直部の下部側のコア部分であって第１コイル５ａの上方に導線を巻回したコイルである。そして、これら一対の第２コイル６ａ，６ｂは、図２に示すように、互いに直列に接続されると共に検出回路８に接続されている。検出回路８は、第２コイル６ａ，６ｂの起電力を測定するものであり、出力電圧を測定したり、この出力電圧をオペアンプ等を用いた微分回路に入力することにより、起電力の変化を測定するようにしたものであってもよい。

上記構成のコインセンサ１は、一対の第１コイル５ａ，５ｂと一対の第２コイル６ａ，６ｂがそれぞれコア４におけるコイン通路３の空隙を挟んだ上下両側の垂直部の対称位置に配置されているので、コイン通路３を通過するコイン２の通過位置が下方に偏ると、第１コイル５ａと第２コイル６ｂには近付くが、第１コイル５ｂと第２コイル６ａからは離れることになる。また、このコイン２の通過位置が上方に偏ると、第１コイル５ｂと第２コイル６ａには近付くが、第１コイル５ａと第２コイル６ｂからは離れることになる。

従って、第１コイル５ａ，５ｂや第２コイル６ａ，６ｂに対するコイン２の位置は、コイン通路３の上下中央にある場合を中心にほぼ対称的な関係となり、第２コイル６ａ，６ｂに誘導される起電力は、図３の太実線に示すように、コイン２がコイン通路３の上下中央付近を通過する場合を最高として、上方と下方のいずれに偏ってもほぼ同様に低下する。これに対して図７〜図９に示した従来例のコインセンサ１の第２コイル６に誘導される起電力は、図３の破線に示すように、コイン２がコイン通路３の上端を通過する場合を最高として、下方に偏るほど低くなり、下端を通過する場合に最低となる。しかも、第１実施形態のコインセンサ１は、一対の第１コイル５ａ，５ｂと一対の第２コイル６ａ，６ｂがそれぞれ上下両側の対称位置に配置されて相互に補完し合うので、コイン２が同じ距離だけ偏ったとしても、従来例よりも第２コイル６ａ，６ｂに誘導される起電力の低下率が少なくなる。

このため、第１実施形態のコインセンサ１は、コイン２の通過位置がコイン通路３の上端から下端までの間で様々に偏ったとしても、第２コイル６ａ，６ｂに誘導される起電力の変動幅を、従来例の場合の半分よりもさらに少なくすることができる。従って、このコインセンサ１は、コイン通路３の空隙をコイン２が通過する際の通過位置に応じた検出出力の変動が少なくなるので、コイン２の検出精度を向上させることができる。

なお、第１実施形態では、一対の第２コイル６ａ，６ｂをコア４における空隙を挟んだ垂直部の内側に巻回し、一対の第１コイル５ａ，５ｂをこれらの外側に巻回する場合を示したが、これら第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂの配置順序は、必ずしも第１実施形態の場合に限定されない。また、例えば一対の第２コイル６ａ，６ｂを一対の第１コイル５ａ，５ｂの外周に重ねて巻回するようにしてもよい。さらに、これら第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂのコア４上の巻回位置も、コイン通路３の空隙を挟んだ両側のコア部分であれば、必ずしも第１実施形態の場合に限定されない。ただし、コイン通路３の空隙を通過するコイン２による磁束の変化を効率良く検出するためには、これら第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂは、できるだけ空隙に近いコア部分に巻回することが好ましい。

また、第１実施形態では、一対の第１コイル５ａ，５ｂと一対の第２コイル６ａ，６ｂがそれぞれ直列に接続される場合を示したが、これらの接続も検出方法に応じて任意に変更することができる。さらに、第１実施形態では、第１コイル５ａと第１コイル５ｂや第２コイル６ａと第２コイル６ｂがそれぞれ同じコア部分に巻回された１つのコイルからなる場合を示したが、これらのうちの任意のものは、コイン通路３の空隙を挟んだ同じ側の異なるコア部分に複数に分割して巻回されたコアによって構成されていてもよい。

また、第１実施形態では、コア４が２周回の磁路を形成した角形メガネ状のものである場合を示したが、コイン通路３となる空隙を有する環状のものであれば、コア４の形状や構造は任意である。従って、このコア４は、例えば円環状のものであってもよく、磁路の周回数も任意である。

例えば、このコア４は、図４（ａ）に示すような１周回の磁路を形成した角形環状のものでもよい。さらに、図４（ａ）に示すコア４や第１コイル５ａ，５ｂ及び第２コイル６ａ，６ｂとは左右対称のものを左側にも隣接して配置し、これらを合わせてコインセンサ１のコア４と第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂとすることもできる。

また、コア４は、図４（ｂ）に示すように、左右中央の垂直部をさらに左右に２分割し、第１コイル５ａと第１コイル５ｂと第２コイル６ａと第２コイル６ｂを、それぞれ分割した双方の垂直部に巻回するようにしてもよい。この場合、２周回の磁路は、ほぼ完全に左右に分かれるので、コア４を左右中央で分割できるようにしても、この分割の軟磁性材料の境界で磁気抵抗が増加するようなことはない。このため、コア４は、左右中央で分割した状態で第１コイル５ａ，５ｂや第２コイル６ａ，６ｂの巻回作業を行い、その後に組み合わせて一体化することができるので、コインセンサ１の組み立て作業を容易にすることができる。

また、コア４は、図４（ｃ）に示すように、垂直部の上部側のコア部分を上方の水平部と共に左右に分割し、これらのコア部分にそれぞれ第１コイル５ｂと第２コイル６ａを巻回してもよい。この場合、コイン通路３の空隙の上方に空間があくので、ここに図示しない搬送ベルトを配置することにより、コイン２を上方から押さえ付けて前後方向に搬送することができるようになる。図４（ｄ）に示すコア４は、垂直部の下部側のコア部分も左右に分割し、これらのコア部分にそれぞれ第１コイル５ａと第２コイル６ｂを巻回した場合を示す。

〔第２実施形態〕
第２実施形態のコインセンサ１は、第１実施形態で示した種々のコア４と第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂを用いることができる。ただし、一対の第１コイル５ａ，５ｂは、図５に示すように、互いに直列に接続されると共に、同調コンデンサ９と並列に接続されてＬＣ同調回路が構成される。このＬＣ同調回路は、一端が電源ＶＣＣに接続されると共に、他端がＦＥＴ１０のドレイン−ソース端子間とソース抵抗１１とを介して接地される。

また、一対の第２コイル６ａ，６ｂは、一端がＦＥＴ１０のゲート端子に接続されると共に、他端が接地される。従って、これらの第１コイル５ａ，５ｂと第２コイル６ａ，６ｂは、同調コンデンサ９やＦＥＴ１０等と共に同調形の発振回路を構成することになる。そして、このＬＣ同調回路とＦＥＴ１０のドレイン端子との間が、出力コンデンサ１２を介してコインセンサ１の出力となる。

上記構成のコインセンサ１は、ＬＣ同調回路の出力の一部が第２コイル６ａ，６ｂを介して取り出され、ＦＥＴ１０で増幅されて帰還するので、同調形の発振回路を構成することになる。ただし、コア４にはコイン通路３の空隙があるので、このような空隙のないコアを用いた場合に比べて、第２コイル６ａ，６ｂによる帰還量は低下する。そして、このコイン通路３の空隙をコイン２が通過すると、漏れ磁束の増減や渦電流損の発生等により、第２コイル６ａ，６ｂによる帰還量が変動して発振条件が変わるので、このコイン２の種類に応じてコインセンサ１の出力が変化する。

しかも、第２実施形態のコインセンサ１の場合も、ＬＣ同調回路を構成する第１コイル５ａ，５ｂや帰還量を決定する第２コイル６ａ，６ｂに対するコイン２の位置がコイン通路３の上下中央にある場合を中心にほぼ対称的な関係となるので、コイン２の通過位置がコイン通路３の上端から下端までの間で様々に偏ったとしても、第２コイル６ａ，６ｂによる帰還量の変動幅を少なくすることができる。従って、このコインセンサ１も、コイン通路３の空隙をコイン２が通過する際の通過位置に応じた検出出力の変動が少なくなるので、コイン２の検出精度を向上させることができる。

ここで、上記第１実施形態や第２実施形態のコインセンサ１は、周波数やコア４の空隙の形状等を変えて複数個を並べて配置し、これらのコインセンサ１のコイン通路３をコイン２が通過したときの検出出力を総合することにより、このコイン２の種類や真贋を判別する場合が多い。ただし、第１実施形態のコインセンサ１を複数個接近させて配置する場合には、コア４同士も狭い間隔で接近するので、相互の磁束が漏れて検出出力に干渉が生じるおそれがある。しかも、これらのコインセンサ１を十分な間隔をおいて配置したのでは、全てのコインセンサ１を配置するために非常に大きなスペースが必要となる。このため、図６に示すように、各コインセンサ１の間には、それぞれ磁気シールド板１３を挿入して、各コインセンサ１間の干渉を防止する必要があった。

しかしながら、第２実施形態のコインセンサ１は、複数個を接近させて配置したとしても、各コインセンサ１の発振周波数が異なれば、ＬＣ同調回路が周波数の異なる帰還の影響をほとんど受けないので、検出出力の干渉を防止することができる。このため、第２実施形態のコインセンサ１を用いれば、複数個のコインセンサ１を並べて配置する場合に、磁気シールド板１３を不要とすることができ、センサ全体の配置スペースをさらに小さくすることができる。

なお、上記第２実施形態の発振回路の構成は任意であり、図５に示す同調形の発振回路にも限定されず、例えばハートレー形の発振回路を構成することもできる。

また、上記第１実施形態や第２実施形態のコインセンサ１で検出を行うコイン２は、流通貨幣（通貨）としての硬貨だけでなく、特定の施設等でのみ流通する硬貨状（円形や多角形等の平板状）のものであってもよく、磁気的な検出が可能なものであれば、必ずしも金属製のものには限定されない。

また、上記第１実施形態や第２実施形態の第１コイル５ａ，５ｂや第２コイル６ａ，６ｂは、コア４に巻回された導線からなるものには限定されず、このコア４内を通る磁力線と鎖交するように導体を配置したものであってもよい。

本発明の第１実施形態を示すものであって、コインセンサの斜視図である。 本発明の第１実施形態を示すものであって、コインセンサの回路ブロック図である。 本発明の第１実施形態を示すものであって、コインの通過位置に応じた第２コイルの起電力の変化を示すグラフである。 本発明の第１実施形態を示すものであって、コアの形状が異なるコインセンサの正面図である。 本発明の第２実施形態を示すものであって、コインセンサの回路ブロック図である。 本発明の第１実施形態を示すものであって、複数個のコインセンサを磁気シールド板を介して接近して配置した場合の側面図である。 従来例を示すものであって、コインセンサの斜視図である。 従来例を示すものであって、コイン通路の上方をコインが通過したときのコインセンサのコアの磁束を示す正面図である。 従来例を示すものであって、コイン通路の下方をコインが通過したときのコインセンサのコアの磁束を示す正面図である。

符号の説明

１ コインセンサ
２ コイン
３ コイン通路
４ コア
５ａ 第１コイル
５ｂ 第１コイル
６ａ 第２コイル
６ｂ 第２コイル
７ 交流電源
８ 検出回路
９ 同調コンデンサ
１０ ＦＥＴ
１１ ソース抵抗
１２ 出力コンデンサ
１３ 磁気シールド板

Claims (2)

1. コインが通過するコイン通路を空隙とするコアに第１コイルと第２コイルを巻回したコインセンサにおいて、
   これら第１コイルと第２コイルがそれぞれコイン通路の空隙を挟んだ両側のコア部分に巻回された一対のコイルからなることを特徴とするコインセンサ。
2. 前記第１コイル及び／又は第２コイルの一対のコイルの一方又は双方が、コイン通路の空隙を挟んだ当該側のコア部分に巻回された複数のコイルからなることを特徴とする請求項１に記載のコインセンサ。

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