JP2013164708A - 硬貨識別用磁気センサ - Google Patents

Abstract

【課題】製造が容易でかつ各コイルの位置関係のばらつきに起因するセンサ性能の低下を抑制することができる硬貨識別用磁気センサを提供する。
【解決手段】計測対象の硬貨が通過する開口部と該開口部に向けて突出する複数の凸部を有する磁性材料製板状体のコアプレート１０と、コアプレートの開口部を通過する硬貨の上方及び下方に設けられた複数のコイルとを備える硬貨識別用磁気センサ１で、コイルの全てをコアプレート１０の凸部をコアとして形成する。コアの位置ずれをなくすため、全てのコイルのコアを１枚の板状体であるコアプレート１０を利用して形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、硬貨識別に利用する硬貨の磁気特性を計測するための硬貨識別用磁気センサに関する。

従来、硬貨の識別計数を行う硬貨処理装置では、硬貨の磁気特性を計測するための硬貨識別用磁気センサが利用されている。硬貨の磁気特性を計測して、例えば、硬貨の厚さ、直径及び材質を特定することにより金種識別及び真偽識別を行う。

例えば、特許文献１では、３つのコイルを利用して構成された透過型の硬貨識別用磁気センサが開示されている。このセンサでは、搬送路の下方に１つの励磁用コイルが配置され、搬送路を搬送される硬貨上方で励磁用コイルに対応する位置に２つの検知用コイルが配置される。そして、励磁用コイルによって励磁された磁界内を硬貨が通過することによる磁束の変化が検知用コイルによって検知される。

また、特許文献２では、５つのコイルを利用した透過型及び反射型の両方の磁界の変化を計測する硬貨識別用磁気センサが開示されている。このセンサでは、反射型の励磁用コイル（１次コイル）及び検知用コイル（２次コイル）と、２つの透過型の励磁用コイル（１次コイル）とが搬送路下方に配置され、搬送路を搬送される硬貨上方で透過型励磁用コイルに対応する位置に２つの透過型の検知用コイル（２次コイル）が配置される。そして、透過磁界の変化の検出に加えて、反射型励磁用コイルによって励磁された渦電流磁界内を硬貨が通過することによる磁束の変化が反射型検知用コイルによって検知される。

特開平７−２２０１３３号公報 特許第３３６３２９０号公報

しかしながら、上記従来技術によれば、硬貨識別用磁気センサを構成する各部品の製造誤差や複数コイルを利用して磁気センサを組み立てる際の組立誤差によってセンサ特性にばらつきが生ずる場合がある。

例えば、硬貨識別用磁気センサは、樹脂製のセンサケース内に、透過型励磁用コイル、透過型検知用コイル、反射型励磁用コイル及び反射型検知用コイルと、励磁用コイルのドライブや検知用コイルから得られた信号を処理するための回路基板等を配置して組み立てられる。このとき、各部品の製造誤差や各コイルをセンサケースに組み付ける際の組立誤差によって各コイルの位置がずれる場合がある。

具体的には、励磁用コイルと検知用コイルの位置関係、搬送路上方に並設される２つの透過型コイルの位置関係、透過型コイルと反射型コイルの位置関係等がずれる可能性がある。この結果、センサ特性にばらつきが生じ、センサ性能が低下する場合がある。

また、コイルは被覆電線を巻線としてこれを磁性材料から成るコアに巻回して形成されるが、複数のコアに巻線を巻回して、さらに各コイルをセンサケース内に組み付けて硬貨識別用磁気センサを製造する作業は手間のかかる作業となる。また、各コイルを形成する巻線の両端をセンサケース内に配置される回路基板に半田付けする作業も同様に手間のかかる作業となる。このため、硬貨識別用磁気センサの製造は、時間及びコストのかかるものとなっていた。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたもので、製造が容易でかつ各コイルの位置関係のばらつきに起因するセンサ性能の低下を抑制することができる硬貨識別用磁気センサを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、硬貨識別用磁気センサであって、識別対象の硬貨が通過する開口部と該開口部に向けて突出する複数の凸部を有する磁性材料製板状体のコアプレートと、前記開口部を通過する硬貨の上方及び下方に設けられた複数のコイルとを備え、前記コイルの全てが前記コアプレートの凸部をコアとして形成されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、空隙を挟んで対向する前記凸部をコアとする前記コイルを利用して少なくとも１つの透過型磁気センサが形成され、該透過型磁気センサを含む磁気回路が閉ループを形成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コアプレートには、前記開口部を通過する硬貨の上方に２つの凸部、前記硬貨の下方に３つの凸部が形成されており、前記コイルは、硬貨上方の２つの前記凸部の各々をコアとして巻線が巻回された２つの透過型検知用コイルと、硬貨下方の３つの前記凸部のうち中央の凸部をコアとして巻線が巻回された反射型検知用コイルと、硬貨下方の３つの前記凸部をコアとして３つの前記凸部全てを内側に含むように巻線が巻回された励磁用コイルとを含むことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、硬貨上方の前記凸部を貫通させる貫通穴を有する樹脂製筒型形状の上側コイル用ボビンをさらに備え、前記透過型検知用コイルは、硬貨上方の前記凸部が前記貫通穴を貫通した状態にある前記上側コイル用ボビンに巻線を巻回して形成されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、硬貨下方の３つの前記凸部を貫通させる貫通穴を有する樹脂製の下側コイル用ボビンをさらに備え、前記反射型検知用コイル及び前記励磁用コイルは、硬貨下方の３つの前記凸部が前記貫通穴を貫通した状態にある前記下側コイル用ボビンに巻線を巻回して形成されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記下側コイル用ボビンは、側面凸型形状を有し、前記反射型検知用コイルは前記側面凸型形状の中央突出部分に巻線を巻回して形成され、前記励磁用コイルは前記側面凸型形状の下側部分に巻線を巻回して形成されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コアプレートは、パーマロイ板によって形成されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記コアプレートは、計測対象の硬貨が通過する前記開口部と、前記コアプレート外部とを連通させるように前記板状体の一部を切り欠いた形状を有することを特徴とする。

本発明によれば、磁気特性の検知に利用する全てのコアを１枚のコアプレートの凸部として一体成形したので、センサ特性に大きく影響するコアの位置ずれをなくすことができる。

また、本発明によれば、一体成形されたコアプレートで空隙を挟んで対向する凸部をコアとするコイルを利用して透過型磁気センサを形成することにより、複数の透過型磁気センサを形成する場合でも励磁用コイルと検知用コイルの間の空隙の間隔を均一にすることができるので、センサ感度を均一にすることができる。また、１枚のコアプレートを利用することにより透過型磁気センサを含む磁気回路が閉ループ回路となるので、硬貨が通過することによる磁束の変化を高い感度で検出することができる。

また、本発明によれば、１枚のコアプレートを利用して、２つの透過型磁気センサと１つの反射型磁気センサとを、各センサを構成する各コイルの位置ずれを生ずることなく形成することができる。

また、本発明によれば、上側コイル用ボビンを利用して透過型検知用コイルを形成するので、予め巻線を巻回した上側コイル用ボビンをコアプレートに組み付けることで容易にコイルを組み立てることができる。

また、本発明によれば、反射型検知用コイルと、透過型検知用コイル及び反射型検知用コイルで利用する磁界を励磁するための励磁用コイルとを、１つの下側コイル用ボビンを利用して形成することができるので、部品点数を減らすことができる。また、各コイル用の巻線を予め巻回した下側コイル用ボビンをコアプレートに組み付けることで容易にコイルを組み立てることができる。

また、本発明によれば、側面が凸型の下側コイル用ボビンの下部に励磁用コイルの巻線を巻回して、中央突出部に反射型検知用コイルの巻線を巻回することで、励磁用コイルによって透過型検知用コイル及び反射型検知用コイルで利用する磁界を励磁しながら、反射型検知用コイルによって反射型の磁気特性を正確に計測することができる。

また、本発明によれば、コアプレートにパーマロイを利用することで高性能な硬貨識別用磁気センサとすることができる。

また、本発明によれば、コアプレートに硬貨の磁気特性を計測するための開口部とコアプレート外部とを接続する切り欠き部が形成されているので、硬貨識別用磁気センサを搬送路に設置した後でも、搬送路で利用する搬送ベルトを容易に交換することができる。

図１は、本発明に係る硬貨識別用磁気センサの利用例を示す図である。 図２は、本実施形態に係る硬貨識別用磁気センサと搬送路との位置関係を示す図である。 図３は、本実施形態に係る硬貨識別用磁気センサの構成概略を示すブロック図である。 図４は、本実施形態に係る硬貨識別用磁気センサの外観を示す斜視図である。 図５は、本実施形態に係る硬貨識別用磁気センサの構成部品を示す図である。 図６は、本実施形態に係るコアプレートに形成される各コイルを示す斜視図である。 図７は、本実施形態に係るコアプレートに各コイルを形成する方法を示す図である。 図８は、本実施形態に係るコアプレートの形状を示す図である。 図９は、本実施形態に係るコアプレートと搬送ガイドの位置関係を示す図である。 図１０は、本実施形態に係る硬貨識別用磁気センサで異なる形状のコアプレートを利用する例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る硬貨識別用磁気センサについて詳細に説明する。図１は、硬貨処理装置内での硬貨識別用磁気センサ１（以下「磁気センサ」と記載する）の利用例を示す模式図である。図１では、磁気センサ１の外形を破線で、磁気センサ１に至る硬貨処理装置内の搬送路１００を一点鎖線で示している。

磁気センサ１は内部に１枚のコアプレート１０を有している。コアプレート１０は、コイルのコアを形成するための磁性材料から成る板状体であるが、詳細については後述する。このコアプレート１０の一部領域で形成される凸部をコアとして、２つの透過型検知用コイル１２ａ及び１２ｂと、反射型検知用コイル１５と、透過型励磁用コイル及び反射型励磁用コイルとして動作する励磁用コイル１４の４つのコイルが形成されている。このように透過型及び反射型の両方で磁気特性を計測することにより、硬貨の厚さ、直径及び材質を特定して金種識別及び真偽識別を行うことができる。

透過型検知用コイル１２ａは、貫通穴を有する四角筒型形状の上側コイル用ボビン１１ａに絶縁被覆銅線の巻線を巻回して、この上側コイル用ボビン１１ａの貫通穴をコアプレート１０の凸部に通すことによって形成される。透過型検知用コイル１２ｂも同様に巻線を巻回した上側コイル用ボビン１１ｂを利用して形成される。

反射型検知用コイル１５及び励磁用コイル１４は、１つの下側コイル用ボビン１３を利用して形成される。下側コイル用ボビン１３は、貫通穴を有する四角筒の両側に該四角筒より貫通穴方向に短い四角筒を各々底面を合わせて一体成形した側面凸型形状を有する。下側コイル用ボビン１３の３つの貫通穴は、各々対応するコアプレート１０の凸部に合わせて形成されている。ただし、本実施形態がこれに限定されるものではなく、ボビンの上部に反射型検知用コイル１５の巻線を巻回して、下部に励磁用コイル１４の巻線を巻回することができれば、下側コイル用ボビン１３が他の形状を有するものであっても構わない。

そして、下側コイル用ボビン１３では、側面凸型形状中央の突出部を形成する四角筒上部に反射型検知用コイル１５の巻線が巻回され、内部に３つの貫通穴を有する凸型下部領域に励磁用コイル１４の巻線が巻回される。この下側コイル用ボビン１３の３つの貫通穴に、対応するコアプレート１０の３つの凸部を通すことによって反射型検知用コイル１５及び励磁用コイル１４が形成される。

磁気センサ１は、コアプレート１０下側の励磁用コイル１４及び反射型検知用コイル１５と、上側の透過型検知用コイル１２ａ及び１２ｂとの間で、硬貨１０１の搬送方向に、搬送路１００上を搬送されてきた硬貨１０１が通過する開口部を有している。硬貨１０１がこの開口部を通過する際に磁気特性の計測が行われる。

図２は、搬送路１０１への磁気センサ１の配置状態を説明する図である。図２（ａ）は磁気センサ１を上方から見た図であり、同図（ｂ）は磁気センサ１を側面から見た図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、搬送路１００では、突起を有する搬送ベルト１０２によって、矢印で示した搬送方向へ硬貨１０１が搬送される。磁気センサ１は搬送路１００上方の一部領域が解放されており、搬送路１００への設置後も搬送ベルト１０２の取り付けや取り外しができるようになっている。これを実現するため、図１に示すように、コアプレート１０は、硬貨１０１が通過する開口部とコアプレート１０外部とを接続するようにコアプレート１０の一部が切り欠かれた形状を有している。

図３は、磁気センサ１の構成概略を示す機能ブロック図である。磁気センサ１は、複数のコイルが形成されたコアプレート１０と回路基板２０とを有している。コアプレート１０には、発振コイルである励磁用コイル１４と、受信コイルである透過型検知用コイル１２及び反射型検知用コイル１５とが形成される。

図３に示すように、回路基板２０は、例えば３周波が合成されたパルス信号を生成するＰＷＭ回路２１と、ＰＷＭ回路２１によって生成されたパルス信号の不要な高周波成分を除いてコイルに印加するアナログ信号を生成するためのフィルタ２２と、フィルタ２２によって生成されたアナログ信号を増幅して励磁用コイル１４に印加するドライバ２３とを有している。また、回路基板２０には、透過型検知用コイル１２及び反射型検知用コイル１５によって検出された信号を増幅するためのアンプ２４と、アンプ２４によって増幅された信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄコンバータ２５と、Ａ／Ｄコンバータ２５から出力されたデジタル信号を保存するためのメモリ２６と、メモリ２６に保存された信号を利用して硬貨識別を行う硬貨識別処理部２７と、温度を考慮して計測結果の補正を行うために硬貨識別処理部２７に接続された温度センサ２８とを有している。硬貨識別処理部２７は、検知用コイル１２及び１５で計測された信号から、ＰＷＭ回路２１で生成される合成信号の周波数成分に対応する各信号を抽出するためのＦＦＴ変換や、得られた各信号に基づく硬貨識別等の処理を行う。これらの処理については、例えば、国際公開第２０１０／０５２７９８号に開示された従来技術を利用することができるので詳細な説明は省略する。なお、磁気センサ１は、硬貨の識別に利用する信号２９を硬貨識別処理部２７から外部装置に向けて出力する機能を有している。

図４は、磁気センサ１の外観形状の一例を示す斜視図である。磁気センサ１のセンサケース１ａ及び１ｂの片側には硬貨処理装置内にあるモータやソレノイド等からのノイズを防ぐためのシールド板４０が設けられている。また、磁気センサ１は、センサケース１ａ及び１ｂに設けられたリブ１ｃによって支持された搬送ガイド３０を有している。磁気センサ１は、この搬送ガイド３０の上面が、硬貨処理装置の搬送路１００の搬送面の一部を形成するように硬貨処理装置内に設置される。

搬送ガイド３０は、硬貨１０１が搬送される搬送面の一部に貫通穴を有しており、この貫通穴には透明部材３０ａが嵌め込まれている。硬貨処理装置では、この透明部材３０ａの上下に投光部及び受光部が設置される。そして、投光部から投光される光が搬送路１００を搬送されてきた硬貨１０１で遮られたことを受光部で検知することによって、硬貨識別の処理タイミングが決定される。また、日本の５０円硬貨のように硬貨に穴がある場合には、この穴の存在を投光部及び受光部によって検知して、硬貨識別に利用できるようになっている。

なお、搬送ガイド３０の材質としては、硬貨１０１が通過することによって摩耗しないように、硬質樹脂を利用することが好ましく、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂を利用する。また、搬送ガイド３０は、この上を通過する硬貨１０１の磁気特性を正確に計測できるように、静電気の発生を防止する材質であることが好ましい。このため、例えば、ＰＰＳ樹脂を利用して搬送ガイド３０を成形する際に、導電性粒子を付加することにより導電性硬質樹脂とする。また、透明部材３０ａとしては、例えば、アクリル樹脂を利用する。

図５は、磁気センサ１を構成する各構成要素を説明する図である。このように、センサケース１ａ及び１ｂの内部には、図１及び図３で説明したコアプレート１０と、図３で説明した回路基板２０とが含まれている。

まず、搬送ガイド３０が組み付けられたコアプレート１０が、一方のセンサケース１ａ内へ組み付けられる。そして、次に、コアプレート１０を覆うように回路基板２０がセンサケース１ａ内に組み付けられる。回路基板２０はビス２０ａによってセンサケース１ａに対して固定される。そして、さらに、センサケース１ａを閉じるように、他方のセンサケース１ｂが組み付けられてビス１ｄによって固定される。また、一方のセンサケース１ａ外側には、シールド板４０が組み付けられる。

センサケース１ａ及び１ｂの材質としては硬質樹脂を利用することが好ましく、例えば、ＰＰＳ樹脂を利用する。また、コアプレート１０の材質としては、初透磁率が大きくかつ磁気保持力の小さい磁性材料合金を利用することが好ましく、例えば、パーマロイ等、ＪＩＳ−Ｃ−２５３１で規定されるＰＣ２種合金を利用する。なお、コアプレート１０は、数ｍｍの単層板であってもよいし、複数の薄板を貼り合わせた積層板であっても構わない。

図６は、図５に示すコアプレート１０に形成されるコイルを示す斜視図である。図５に示すように磁気センサ１を組み立てる際には、図６に示すように予め上側コイル用ボビン１１ａ及び１１ｂと下側コイル用ボビン１３とが、コアプレート１０に組み付けられた状態にある。

図７は、図６に示すコアプレート１０と、上側コイル用ボビン１１ａ及び１１ｂと、下側コイル用ボビン１３との組み付け状態を示す図である。上側コイル用ボビン１１ａは、２つのピン５１ａ及び５２ａを有している。透過型検知用コイル１２ａは、巻線を、ピン５１ａに巻回した後、上側コイル用ボビン１１ａに巻回し、さらにピン５２ａに巻回することによって形成される。このように、巻線の一方の端部がピン５１ａに巻回して固定され、他方の端部がピン５２ａに巻回して固定された状態で、上側コイル用ボビン１１ａがコアプレート１０に組み付けられる。上側コイル用ボビン１１ｂも、同様に、巻線の一方の端部がピン５１ｂに巻回され、他方の端部がピン５２ｂに巻回された状態でコアプレート１０に組み付けられる。

また、下側コイル用ボビン１３は、励磁用コイル１４で利用される２つのピン５３及び５４と、反射型検知用コイル１５で利用される２つのピン５５及び５６とを有している。励磁用コイル１４は、巻線を、ピン５３に巻回した後、下側コイル用ボビン１３に巻回し、さらにピン５４に巻回することによって形成される。また、反射型検知用コイル１５も同様に、巻線を、ピン５５に巻回した後、下側コイル用ボビン１３に巻回し、さらにピン５６に巻回することによって形成される。こうして、励磁用コイル１４の巻線の各端部がピン５３及び５４に巻回して固定され、反射型検知用コイル１５の巻線の各端部がピン５５及び５６に巻回して固定された状態で、下側コイル用ボビン１３がコアプレート１０に組み付けられる。

なお、巻線は表面を絶縁された絶縁電線であり、例えば、ポリウレタン銅線等のエナメル被覆線が利用される。また、巻線の線径や巻数は、全コイルで同一とする必要はない。例えば、励磁用コイル１４では、透過型検知用コイル１２ａ及び１２ｂや、反射型検知用コイル１５に比べて、巻線の線径を太くしたり、巻き数を少なくしてもよい。

また、上側コイル用ボビン１１ａ及び１１ｂと、下側コイル用ボビン１３の材質としては、巻線を巻回するときの応力で変形しない硬質樹脂材を利用することが好ましく、例えば、センサケース１ａ及び１ｂと同様にＰＰＳ樹脂を利用する。また、ピン５１〜５６の材質としては、導電性金属材料を利用する。

図５に示すように、回路基板２０には、上側コイル用ボビン１１ａ及び１１ｂと、下側コイル用ボビン１３の各ピン５１〜５６が通る貫通穴２０ａ〜２０ｄが設けられている。各貫通穴２０ａ〜２０ｄは、銅に金メッキを施した導電性金属材料を利用して形成されており、回路基板２０上の対応する回路と接続されている。

具体的には、透過型検知用コイル１２ａの巻線端部が固定されたピン５１ａ及び５２ａが通る貫通穴２０ａと、透過型検知用コイル１２ｂの巻線端部が固定されたピン５１ｂ及び５２ｂが通る貫通穴２０ｂは、図３に示すアンプ２４に接続されている。また、反射型検知用コイル１５の巻線端部が固定されたピン５５及び５６が通る貫通穴２０ｃも同様にアンプ２４に接続されている。そして、励磁用コイル１４の巻線端部が固定されたピン５３及び５４が通る貫通穴２０ｄは、図３に示すドライバ２３に接続されている。

磁気センサ１では、図５に示すようにセンサケース１ａにコアプレート１０及び回路基板２０を組み付けたときに、各ピン５１〜５６が回路基板２０表面よりセンサケース１ｂ側へ突出するようになっている。各コイルを形成して各ピン５１〜５６に固定される巻線は、表面が被覆された絶縁電線である。しかし、回路基板２０の各貫通穴２０ａ〜２０ｄと各穴から突出した各ピン５１〜５６とをハンダ付けする際に、熱により絶縁電線の被覆が溶けて、各ピン５１〜５６と巻線の間が導通する。この結果、１回のピンのハンダ付け作業によって、ピンと、このピンに固定されたコイルの巻線と、回路基板２０に形成された対応する回路とを、同時に、電気的に接続することができる。

このように、コイルを形成する各巻線を回路基板２０にハンダ付けする作業を、ボビンに設けられたピン５１〜５６と回路基板２０に設けられた貫通穴２０ａ〜２０ｄとを利用して容易に行うことができる。また、ハンダ付け作業を、巻線に比べて硬質なピンを利用した作業とすることで、ハンダ付け作業を容易に自動化することができる。

上側コイル用ボビン１１ａ及び１１ｂと、下側コイル用ボビン１３とは、図７に示すように、コアプレート１０へ組み付けられる。具体的には、予め巻線を巻回した状態にある上側コイル用ボビン１１ａが、該ボビンの貫通穴にコアプレート１０上側一方の凸部１０ａを通すように組み付けられる。同様に、予め巻線を巻回した状態にある上側コイル用ボビン１１ｂが、該ボビンの貫通穴にコアプレート１０上側他方の凸部１０ｂを通すように組み付けられる。また、予め巻線を巻回した状態にある下側コイル用ボビン１３は、該ボビンの中央部の貫通穴にコアプレート１０下側中央部の凸部１０ｄを通すと共に、コアプレート１０下側の２つの凸部１０ｃ及び１０ｅを各々対応するボビンの貫通穴に通すように組み付けられる。

この結果、一方の透過型検知用コイル１２ａはコアプレート１０の凸部１０ａをコアとするコイルとなり、他方の透過型検知用コイル１２ｂはコアプレート１０の凸部１０ｂをコアとするコイルとなる。また、反射型検知用コイル１５は、コアプレート１０の凸部１０ｄの上方領域をコアとするコイルとなる。

また、励磁用コイル１４は、コアプレート１０の３つの凸部１０ｃ〜１０ｅをコアとするコイルとなる。すなわち、励磁用コイル１４は、３つの凸部１０ｃ〜１０ｅの各々に別々に巻線を巻回したものではなく、３つの凸部１０ｃ〜１０ｅ全てを内側に含むようにその外側に巻線を巻回したコイルとなる。

磁気センサ１では、１つの励磁用コイル１４によって、３つの検知用コイルに対して磁界を励磁することができる。具体的には、励磁用コイル１４を駆動することによって、コアプレート１０の凸部１０ｃにより透過型検知用コイル１２ａに対して磁界を励磁し、凸部１０ｅにより透過型検知用コイル１２ｂに対して磁界を励磁することができる。また、凸部１０ｄにより反射型検知用コイル１５に対して磁界を励磁することができる。

図８は、コアプレート１０の形状と、計測対象となる硬貨径との関係を示す図である。コアプレート１０は、図８（ａ）に示すように、外形の一部に切り欠き１０ｆを有している。この切り欠き１０ｆによって、コアプレート１０の表裏、上下及び左右を容易に判定できるので、図７に示すように上側コイル用ボビン１１ａ及び１１ｂと下側コイル用ボビン１３とをコアプレート１０に組み付ける作業や、図５に示すように磁気センサ１を組み立てる作業を、容易に自動化することができる。

図８（ａ）に示す硬貨１０１が通過する開口部の隙間寸法ｂは、磁気センサ１が計測対象とする複数硬貨のうち最大厚を有する硬貨１０１の厚さａと、コアプレート１０を内部に納めるセンサケース１ａの対応する部分の肉厚ｔとによって決定される。例えば、硬貨１０１の上下に位置するセンサケース１ａの肉厚を各々ｔ（ｍｍ）、最大の硬貨厚をａ（ｍｍ）とすると、コアプレートの隙間寸法ｂは、ｔ×２＋ａ（ｍｍ）より１ｍｍ程度大きいことが好ましい。具体的には、センサケース肉厚ｔ＝０．５ｍｍ、硬貨の最大厚さａ＝２．５ｍｍの場合、隙間寸法は４〜５ｍｍ程度であることが好ましい。

また、コアプレート１０の形状に関し、硬貨１０１の磁気特性を正確に計測するために、各コイルのコアの図８左右方向（硬貨径方向）両端端部を利用しないように各部の寸法が設定されている。これは、コア端部ではセンサ感度が低下するためである。具体的には、図８（ａ）に示すように、励磁用コイル１４のコアとして機能するコアプレート１０の凸部１０ｃ及び１０ｅの左右方向外側両端から、計測対象とする複数硬貨のうち最大径を有する硬貨１０１の径方向両端までの寸法ｃ及びｄが、各々１ｍｍ以上となるように設定される。例えば、硬貨１０１の最大径が２６．５ｍｍである場合、コアプレート１０の凸部１０ｃ及び１０ｄの硬貨径方向外側両端の間の寸法Ｗ１は、２８．５ｍｍ（＝２６．５＋２）以上に設定される。

また、図８（ｂ）に示すように、コアプレート１０の凸部１０ｃ及び１０ｅの左右方向（硬貨径方向）内側端部から、計測対象とする複数硬貨のうち最小径を有する硬貨１０１の対応する端部までの寸法ｅ及びｆについても、同様に、各々１ｍｍ以上となるように設定される。具体的には、例えば、硬貨１０１の最小径が２０．０ｍｍである場合、図８（ａ）に示す寸法Ｗ１が２８．５ｍｍであるとして、図８（ｂ）に示す凸部１０ｃ及び１０ｅの寸法Ｗ２及びＷ３は、各々９．５ｍｍ（＝２８．５−２０＋１）以上に設定される。例えば、Ｗ２及びＷ３の寸法が１０ｍｍに設定される。

なお、硬貨１０１が搬送される際の図８左右方向の位置は、搬送状態によって変化する。このため、コアプレート１０を通過する際の硬貨１０１の搬送位置を規制することが好ましい。

図９は、硬貨１０１の搬送位置を規制する場合のコアプレート１０の各凸部１０ａ〜１０ｅと、搬送ガイド３０との位置関係を示す図である。このように、コアプレート１０の開口部を通過する際の硬貨１０１の図９左右方向の位置を、搬送ガイド３０によって規制する。具体的には、コアプレート１０の凸部１０ｃ及び１０ｅの左右方向外側両端から、硬貨位置を規制する搬送ガイド３０の対応する側壁までの寸法ｃ及びｄが１ｍｍ以上となるように設定されている。これにより、感度の低いコア端部で硬貨１０１の磁気特性が計測されることを回避することができる。

コアプレート１０の形状に関し、透過型検知用コイル１２ａ及び１２ｂのコアとして機能する凸部１０ａ及び１０ｂについては、図８左右方向の外側両端の位置が、図８（ａ）に示すように、励磁用コイル１４側の凸部１０ｃ及び１０ｅの外側両端の位置と同一となるように形成されている。また、凸部１０ａ及び１０ｂの図８左右方向の内側端部の位置についても、図８（ｂ）に示すように、硬貨１０１に面する端部で凸部１０ｃ及び１０ｅの内側端部の位置と同一となるように形成されている。

本実施形態では、搬送ベルトを容易に交換できるようにコアプレート１０上側の一部が切り欠かれた形状を有する場合を示したが、コアプレート１０の形状がこれに限定されるものではない。具体的には、図１０に示すように、コアプレート１０が、矩形平板の外周全周及びコイルを形成するための凸部を残して、硬貨１０１が通過する開口部が型抜きされた形状を有するものであってもよい。この場合には、各コアの位置ずれを防ぐことができることに加えて、励磁用コイル１４と透過型検知用コイル１２ａ及び１２ｂとにより閉ループの磁気回路を形成することになるので、高感度の透過型磁気センサとすることができる。

上述してきたように、本実施形態によれば、１枚の板状のコアプレート１０を利用して、コアプレート１０に形成された凸部１０ａ〜１０ｅをコアとする複数のコイルを形成するので、各コイルの位置がずれることがなく、コイルの組立誤差に起因する磁気センサ１のばらつきを抑制することができる。また、予め巻線を巻回したボビンをコアプレート１０に組み付けることにより、コアプレート１０の凸部１０ａ〜１０ｅをコアとするコイルを容易に形成することができる。これにより、別々のコアを利用して各コイルを形成する場合に比べて部品点数を減らしてコストや組立工数を削減することもできる。

また、複数の検知用コイルに対して磁界を励磁する励磁用コイル１４を１つとし、さらに励磁用コイル１４と反射型検知用コイル１５に利用するボビンを下側コイル用ボビン１３として一体化することで、部品点数を減らしてコスト及び組立工数を削減することができる。

以上のように、本発明は、コアに巻線を巻回して形成した複数のコイルを利用して、硬貨識別に利用する硬貨の磁気特性を計測する硬貨識別用磁気センサで、コイルの組立誤差等に起因するセンサ性能のばらつきを解消するために有用な技術である。

１ 硬貨識別用磁気センサ
１ａ、１ｂ センサケース
１０ コアプレート
１１ａ、１１ｂ 上側コイル用ボビン
１２ａ、１２ｂ 透過型検知用コイル
１３ 下側コイル用ボビン
１４ 励磁用コイル
１５ 反射型検知用コイル
２０ 回路基板
２１ ＰＷＭ回路
２２ フィルタ
２３ ドライバ
２４ アンプ
２５ Ａ／Ｄコンバータ
２６ メモリ
２７ 硬貨識別処理部
２８ 温度センサ
３０ 搬送ガイド
３０ａ 透明部材
４０ シールド板
５１〜５６ ピン
１００ 搬送路
１０１ 硬貨
１０２ 搬送ベルト

Claims (8)

1. 識別対象の硬貨が通過する開口部と該開口部に向けて突出する複数の凸部を有する磁性材料製板状体のコアプレートと、
   前記開口部を通過する硬貨の上方及び下方に設けられた複数のコイルと
   を備え、
   前記コイルの全てが前記コアプレートの凸部をコアとして形成されることを特徴とする硬貨識別用磁気センサ。
2. 空隙を挟んで対向する前記凸部をコアとする前記コイルを利用して少なくとも１つの透過型磁気センサが形成され、該透過型磁気センサを含む磁気回路が閉ループを形成することを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別用磁気センサ。
3. 前記コアプレートには、前記開口部を通過する硬貨の上方に２つの凸部、前記硬貨の下方に３つの凸部が形成されており、
   前記コイルは、
   硬貨上方の２つの前記凸部の各々をコアとして巻線が巻回された２つの透過型検知用コイルと、
   硬貨下方の３つの前記凸部のうち中央の凸部をコアとして巻線が巻回された反射型検知用コイルと、
   硬貨下方の３つの前記凸部をコアとして３つの前記凸部全てを内側に含むように巻線が巻回された励磁用コイルと
   を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の硬貨識別用磁気センサ。
4. 硬貨上方の前記凸部を貫通させる貫通穴を有する樹脂製筒型形状の上側コイル用ボビン
   をさらに備え、
   前記透過型検知用コイルは、硬貨上方の前記凸部が前記貫通穴を貫通した状態にある前記上側コイル用ボビンに巻線を巻回して形成されることを特徴とする請求項３に記載の硬貨識別用磁気センサ。
5. 硬貨下方の３つの前記凸部を貫通させる貫通穴を有する樹脂製の下側コイル用ボビン
   をさらに備え、
   前記反射型検知用コイル及び前記励磁用コイルは、硬貨下方の３つの前記凸部が前記貫通穴を貫通した状態にある前記下側コイル用ボビンに巻線を巻回して形成されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の硬貨識別用磁気センサ。
6. 前記下側コイル用ボビンは、側面凸型形状を有し、
   前記反射型検知用コイルは前記側面凸型形状の中央突出部分に巻線を巻回して形成され、前記励磁用コイルは前記側面凸型形状の下側部分に巻線を巻回して形成されることを特徴とする請求項５に記載の硬貨識別用磁気センサ。
7. 前記コアプレートは、パーマロイ板によって形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の硬貨識別用磁気センサ。
8. 前記コアプレートは、計測対象の硬貨が通過する前記開口部と、前記コアプレート外部とを連通させるように前記板状体の一部を切り欠いた形状を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の硬貨識別用磁気センサ。

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