JP2513562B2 - 硬貨・金属材質識別装置 - Google Patents

硬貨・金属材質識別装置

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JP2513562B2
JP2513562B2 JP4222251A JP22225192A JP2513562B2 JP 2513562 B2 JP2513562 B2 JP 2513562B2 JP 4222251 A JP4222251 A JP 4222251A JP 22225192 A JP22225192 A JP 22225192A JP 2513562 B2 JP2513562 B2 JP 2513562B2
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金 一 堀
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は硬貨・金属材質識別装
置に係り、特に電磁検出コイルの作る磁界内に硬貨或い
は金属材を通過させたとき、電磁検出コイルのインピー
ダンスが変化することを利用して硬貨・金属材質を確実
に識別,選別することのできる硬貨・金属材質識別装置
(以下単に識別装置という)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、硬貨識別装置においては、外形,
厚み,重量等の形状及び磁気を利用したものが知られて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来方式の硬貨識
別装置においては、特定の硬貨についての識別,選別を
させるには簡便で好適とされるが、多種類の硬貨の識
別,選別や材質検知には信頼性がなく、従って、例えば
自動販売機についても日本の硬貨以外の外国の同型硬貨
の選別ができない事例が新聞等で報道されており、識別
の精度を要求すれば機構的な複雑化が伴うと共に小型軽
量化が困難であった。特に材質検出においては、近似し
た非磁性体材質の硬貨の検出には、インピーダンスの変
化量の差が小さく、検出精度の分析が不安定であった。
この発明はそれらの欠点を解消し、数種類の硬貨を投入
しても一つの識別装置で全てを識別,選別することので
きる硬貨・金属材質識別装置を提供することを自的とし
て開発されたものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この発明は前記課題を解
決し、目的を達成するために次のような技術的な手段を
講じた。すなわち、通路を被測定物が通過した時に生じ
る送信コイルの磁気変化によって受信コイルに生じる電
圧変化を、硬貨の通過前と比較することによって、通過
した硬貨の種類並びに金属材質を識別する構成を有する
金属材質識別装置において、最大被測定物の通過可能幅
を有する通路の、被測定物の広面の1面と対面する通路
1面に、独立したポット型受信コイルと開磁路型送信コ
イルとを、その軸を平行にして通路幅方向に並列させて
埋設し、各コイルに電気的接続をなし、送信コイルによ
り発生する交番磁界により受信コイルに交流電圧が誘起
するように構成し、該受信コイルには被測定物の通過時
に生じる電圧変化を比較,識別する回路並びに識別出力
回路を接続して一体として成ることを特徴とする硬貨・
金属材質識別装置、から成るものである。
【0005】
【作用】上記のように構成されたこの発明においては次
のような作用を有している。すなわち、現在日本に流通
している硬貨は500円,100円,50円,10円,
5円,1円の6種類であり、500円の直径は27ミ
リ,1円は20ミリであり、材質,厚さ,孔の有無,周
面凹凸の有無等の相違があるが、これら硬貨を幅約29
ミリの通路に沿って通過させると、受信コイルに対する
磁界が一時的に変化して、すなわち、硬貨の大きさ,材
質,厚さ等によってインダクタンスの変化,渦電流損
失,ヒステリシス損失等により等価的損失が変化するた
め、その電圧と位相に変化が生じることから、受信コイ
ルに生じる交流電圧の変化を取り出して電子回路で比較
し識別し選別信号を発する。これによって硬貨の種類、
材質などが容易に判別される。
【0006】
【実施例】この発明の1実施例を図面に基づいて説明す
る。図1は識別装置1の平面図である。識別装置1は金
属筐体2内に開磁路型送信コイル3.3がポット型受信
コイル4を挟むようにその軸を平行にして、通路の幅方
向に並設されており、両送信コイル3.3の中心P1,
P2を結ぶ線より、受信コイル4の中心P3が、最大被
測定物と最被測定物の大きさの差によるSの距離(1〜
7ミリ)だけ前後に離れるように設定されている。しか
して、被測定物(硬貨)の通路は金属筐体2の長手方向
と直交する方向に設定するもので、かつ受信コイル4が
Sの距離だけ突出した方向から被測定物を通過させる。
前記両コイルは図2に正面図を示すように、通路の被測
定物の通過面(筐体2上面)からTの距離だけ下った位
置に設定されてシールドされている。両送信コイル3.
3にはそれぞれ交流電源を接続すると共に、図3にブロ
ック回路図を示すように、バッファ回路5.5を介して
クロック回路6を接続して、磁気感度が最大となる共振
周波数の周波を送信コイル3.3に供給するように構成
されている。また前記受信コイル4は増幅回路7,比較
回路8を介して出力回路9に接続されている。以上の構
成において、硬貨識別用であれば、平面長手で約25ミ
リ,幅約10ミリ,高さ約8.5ミリのコンパクト形状
に構成することが可能である。上記構成において、図4
に示すように両送信コイル3.3の一次側に励振器P
A,PBによって交流電圧を与えた場合、二次側受信コ
イル4のa,b間に交流電圧が誘起される。今、この三
コイル3.4.3の磁界の中に硬貨等の金属異物を受信
コイル4側から通過させたとき、その大きさ,材質,厚
さによって、受信コイル4に誘起される交流電圧は相互
インダクタンスの変化及び渦電流損失,ヒステリシス損
失等による等価的損失が変化するため、その電圧と位相
に異なる変化が生じる。これを図3のブロック回路図に
おいてみると、L1−L3,L2−L3の関係におい
て、L3の磁気感度が最大となる共振周波数をクロック
回路6からバッファ回路5(A),5(B)のコイルド
ライブ回路を介して供給するとき、L1−L3,L2−
L3には非磁性体硬貨に適した共振周波数によって磁気
受信感度レベルが最大となり、送信コイルと受信コイル
の軸を同一直線上に対向して配置させる従来のシステム
ではできない安定,かつ精度の高い識別が可能となる。
従って図1に示す通路10の幅を500円硬貨の通過が
可能な幅としておいて、他の硬貨を通過させても、各硬
貨の磁気感度はアルミニウム(1円),銅(10円),
真鍮(5円),白銅(50円,100円,500円)の
順に変化量が変り、リニアな領域で硬貨の検出が可能と
なる。特に真鍮(5円)と白銅(当円)の孔開き硬貨の
弁別は図5に示すように硬貨通過時に硬貨の中心孔から
の漏れ磁束による電圧変化が認められ、これは図6,図
7に示す電圧レベルによって弁別ができる。他の硬貨に
ついては、図8に示す右上り傾斜カーブ特性によって全
金種の弁別が確実に可能となる。すなわち、図9に示す
ように、通路10は500円硬貨の通過可能な幅に設定
されているので、500円の通過については問題ないが
小型硬貨(100円,50円,5円,1円)については
通路10の何れか一方側へ片寄るが、どちら側に寄って
も、受信コイル4の両側に送信コイル3.3を配設した
ので、1つの装置で大きさ,厚さ,重さの違う硬貨を確
実に識別することができる。また図1において、受信コ
イル4を送信コイル3.3から最大硬貨と最小硬貨の大
きさの差によるSの距離だけ差違させたのは、小型硬貨
が図9に示すように通路10の片側へ寄って通過すると
きに、硬貨の円形の面積に対する磁束量が増大し、磁気
感度差が大きくなって、識別が容易となるための手段で
ある。すなわち最大硬貨の500円は直径27ミリあ
り、最少硬貨1円の直径は20ミリでこの差は7ミリで
あるが、通路の片方に寄ったとき500円の中心を通る
通路の長手方向の線をA線、これと直交する線をB線と
すれば、B線上に中心をおく1円硬貨のA線上に接する
長さは約19ミリになる。そのことは、500円と1円
硬貨の中心が同じB線上の測定位置にあっても、1円硬
貨がA線と接する前後端部は500円のA線と接する前
後端部よりも中の方へそれぞれ4ミリ入っているわけ
で、その分だけ受信コイル4の位置を送信コイル3.3
の位置より前方へ違差させれば、1円硬貨の円形の面積
に対する磁束量が減少することなく、磁気感度差が大き
くなって、識別が容易となるものである。しかし1円と
500円との対比だけではないので、現行硬貨の平均差
値では2.5ミリの前後差で全体をカバーすることがで
きる 。このように受信コイル4と送信コイル3の配置前
後差Sの距離は、日本の違差する硬貨の大きさの差によ
るものでは、1〜7ミリの間で適宜設定されるが、他の
硬貨、ゲーム用コイン或いはその他の金属板などにおい
てはSの距離もそれに応じて変化させる。またコイルの
巻数の増減により磁気感度差が生じるので、それに対応
させることによって好ましい前後差を設定させればよ
い。更に図2において受信コイル4と送信コイル3.3
を硬貨通過面に対しS1の距離だけ違差させたのは、高
磁気感度,高分解度,安定性を向上させるためで、良好
な効果が得られる。
【0007】図10は電子回路図である。A部はB部の
入力が固定されたときの出力短絡の保護回路である。す
なわち、コイルの焼損防止として外部クロック信号が入
力されないときはドライブ回路に駆動電流が流れない回
路となっている。またB部は送信コイルを入力信号に応
じてプッシュフル動作にて電流を供給し、高周波磁界を
発生させる回路である。すなわち、従来のコイルドライ
ブに代って高速形のインバータ用ICを配置し、内部保
護用ショットキーダイオードを利用して送信コイルのバ
ックラッシュを防止し効率の良いBTLドライブ回路に
より、送信コイルの矩形波ドライブが可能となり、出力
電圧が2倍以上確保できる。
【0008】以上説明したように、この発明によれば、
1つの通路に大きさ,重さ,厚さ,材質の違う被測定物
を通過させても、確実に識別することができるため、識
別信号出力によって容易に選別機構の作動をさせること
ができる。なお、一定の大きさの硬貨のみに対してなら
ば、前記送信コイル3は1個の配設で充分に良好な効果
をあげることができる。このように材質の差違も確実に
識別できるので、偽硬貨が使用されても受付拒否をする
ことができる。
【0009】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明は次のよ
うなすぐれた効果を有している。
【0010】イ.受信コイル,送信コイルとをその軸を
平行として通路の幅方向に並べて通路に埋設したので、
異別物に対する面積の違差を良く識別することが出来、
そのことから材質,大きさ,厚さ等による出力電圧の変
化がきわだってはっきりして識別をすることができるの
で、多種類の硬貨を容易に識別,選別することができ、
部外品の拒絶も正確にすることができる。
【0011】ロ.通路と直交する方向に送信コイル,受
信コイル,送信コイルの順で並列配設することによっ
て、一定の幅の通路に大きさの違う数種類の硬貨を通過
させてもほぼ同価の磁気を各硬貨に作用させることがで
き、より正確な識別をすることができる。
【0012】ハ.構造が単純であるため、安価に小型化
することができることから、多方面に使用することがで
きる。
【0013】ニ.送信コイルより受信コイルを硬貨の大
きさの差に伴うSの距離だけ通路前方へ違差させること
により、通路幅が一定で、小型硬貨が通路の片側へ寄っ
て通過しても安定した確実な識別をすることができる。
【0014】ホ.単純な金属材質識別,厚さむら等の識
別にも効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】硬貨・金属材質識別装置の平面図である。
【図2】コイルの配列高さを示す正面図である。
【図3】ブロック回路図である。
【図4】コイルの配列を示す概略平面図である。
【図5】孔開き硬貨を識別する場合の作用を示すコイル
部分正面図である。
【図6】5円硬貨の識別電圧波形グラフである。
【図7】50円硬貨の識別電圧波形グラフである。
【図8】各種硬貨の識別電圧波形グラフである。
【図9】通路を通過する各種硬貨の通過態様を示す平面
図である。
【図10】電子回路図である。
【符号の説明】
1 硬貨・金属材質識別装置。 2 金属筐体 3,L1,L2 送信コイル 4,L3 受信コイル 5 バッファ回路 6 クロック回路 7 増幅回路 8 比較回路 9 出力回路 10 通路 11 被測定物(硬貨)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通路を被測定物が通過した時に生じる送
    信コイルの磁気変化によって受信コイルに生じる電圧変
    化を、硬貨の通過前と比較することによって、通過した
    硬貨の種類並びに金属材質を識別する構成を有する金属
    材質識別装置において、最大被測定物の通過可能幅を有
    する通路の、被測定物の広面の1面と対面する通路1面
    に、独立したポット型受信コイルと開磁路型送信コイル
    とを、その軸を平行にして通路幅方向に並列させて埋設
    し、各コイルに電気的接続をなし、送信コイルにより発
    する交番磁界により受信コイルに交流電圧が誘起する
    ように構成し、該受信コイルには被測定物の通過時に生
    じる電圧変化を比較,識別する回路並びに識別出力回路
    を接続して一体として成ることを特徴とする硬貨・金属
    材質識別装置。
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