JP4001083B2 - 硬貨識別装置 - Google Patents

Description

本発明は、硬貨識別装置に係わり、更に詳しくは硬貨の外径を識別する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、夫々硬貨の材厚、材質、外径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真、偽および硬貨の金種の判定をしていた。

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出口８に導かれる。また、識別部６で「真」と判定された硬貨は振り分け部９で金種別に振り分けられ、夫々の金種ごとの収納筒１０に導かれる。

１１は、収納筒１０の底辺に連結された払い出し部であり、必要な金種の硬貨を必要な枚数だけ払い出すものである。

図８は、識別センサ３，４，５の出力波形の特性図である。図８において、１２は材厚センサ３の出力であり、１３は材質センサ４の出力であり、１４は外径センサ５の出力である。ここで、横軸１５は時間であり、縦軸１６は識別センサ３，４，５の出力レベルである。

このように、夫々の識別センサ３，４，５の出力は、硬貨の種類に応じて夫々特徴あるレベルや波形を有しており、この出力波形の相違により、識別部６で硬貨の種類を識別している。

従来の硬貨の識別において、硬貨の外径の判別は外径センサ５を用い、その出力１４のレベルで判定していた。

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、特許文献２が知られている。
特開平８−１６１５７４号公報 特開平１１−１７５７９５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、硬貨の識別において、硬貨の外径の判別は外径センサ５の出力１４の最大レベルで判定していたので、例えば、通路２が汚れていたり、硬貨が汚れていたりすると硬貨が通過するセンサの位置が異なることになる。そうすると、この汚れによってセンサから出力されるレベルが変動してしまい、識別結果が不安定になるという問題があった。

そこで本発明は、この問題を解決したもので、例え硬貨や通路に汚れがあったとしても安定した識別ができる硬貨識別装置を提供することを目的としたものである。

この目的を達成するために本発明の硬貨識別装置は、投入口に投入された硬貨が識別センサを通過するとき、前記識別センサのうち、外径を検知する外径センサを通過する時間を、前記外径センサを含む夫々の識別センサ出力の最大値に、予め定められた数を乗じて前記識別センサ夫々の前縁点と後縁点を求めるとともに、前記識別センサ夫々の前縁点同士間と後縁点同士間の時間の和で正規化することにより、前記投入された硬貨の外径を識別するものである。

これにより、例え硬貨や通路が汚れていても安定した識別をすることができる。

本発明の請求項１に記載の発明は、硬貨の投入口と、この投入口に連結された通路と、この通路の側壁に設けられた硬貨の性質を検知する複数の識別センサと、これらの識別センサの出力が接続された識別部とを備え、前記投入口に投入された硬貨が前記識別センサを通過するとき、前記識別センサのうち、外径を検知する外径センサを通過する時間を、前記外径センサを含む夫々の識別センサ出力の最大値に、予め定められた数を乗じて前記識別センサ夫々の前縁点と後縁点を求めるとともに、前記識別センサ夫々の前縁点同士間と後縁点同士間の時間の和で正規化することにより、前記投入された硬貨の外径を識別する硬貨識別装置であり、外径センサを硬貨が通過する時間を、外径センサを含む複数の識別センサの前縁点同士と後縁点同士双方の時間の和を用いて正規化して識別しているので、容易な演算で正規化ができるとともに、例え硬貨や通路が汚れていたとしても安定した識別をすることができる。

また、外径センサからの出力レベルではなく、硬貨が通過する時間を用いて識別しているので、例え電圧が変動しても安定した識別をすることができる。

更に、外径センサを含む複数の識別センサの前縁点や後縁点の双方を用いて、それとの相対関係を用いて、これで正規化しているので正確な識別ができる。

更にまた、前縁点と後縁点は、夫々識別センサ出力の最大値に、予め定められた数を乗じて求めているので、硬貨の出力の最大値がばらついたとしても、前縁点と後縁点は相対的に安定するため、硬貨の特徴を、硬貨或いは通路の汚れや電源電圧の変動等に関係なく検出することができる。

請求項２に記載の発明は、予め定められた数を略３分の１とした請求項１に記載の硬貨識別装置であり、電源電圧の変動等による影響で最大値がばらついても、前縁点と後縁点は相対的に安定して検知することができる。

請求項３に記載の発明は、識別センサの少なくとも１つとして、硬貨の材質の違いを検知する材質センサを通路側壁に配設し、前記材質センサを用いて硬貨の外径を計測する外径センサとした請求項１に記載の硬貨識別装置であり、硬貨の外径を計測するのに、硬貨の材質を計測する材質センサを用いているので、硬貨の汚れ等による模様や厚みの影響を受けることなく硬貨の識別ができる。従って、安定した硬貨の識別が可能である。

請求項４に記載の発明の識別センサには、硬貨の凹凸を検知する凹凸センサと、硬貨の材質の違いを検知する材質センサと、硬貨の厚みの違いを検知する材厚センサとをこの順序に通路側壁に配設した請求項３に記載の硬貨識別装置であり、硬貨の外径を計測するのに材質センサを用いているので、硬貨の汚れ等による模様や厚みの影響を受けることなく硬貨の識別ができる。また、通過速度等の硬貨の挙動が最も安定している位置で外径を検知できるので、安定した識別が可能である。

請求項５に記載の発明の材質センサは、コイルを巻いた２つのセンサを通路に対向して配置し、これらのコイル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た請求項３に記載の硬貨識別装置であり、硬貨の材質を通路の両側から検知できるので、硬貨が通路の側壁あるいは通路の中央部分を通過するといった硬貨の通過位置により、各コイルの出力は影響を受けて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、高い検知精度が得られる。

請求項６に記載の発明の材厚センサは、コイルを巻いた２つのセンサを通路に対向して配置し、これらのコイル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た請求項４に記載の硬貨識別装置であり、硬貨の厚みを通路の両側から検知できるので、硬貨が通路の側壁あるいは通路の中央部分を通過するといった硬貨の通過位置により、各コイルの出力は影響を受けて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、高い検知精度が得られる。

請求項７に記載の発明の凹凸センサは、コイルを巻いた２つのセンサを通路に対向して配置し、これらのコイル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た請求項４に記載の硬貨識別装置であり、硬貨表面の凹凸を通路の両側から検知できるので、硬貨が通路の側壁あるいは通路の中央部分を通過するといった硬貨の通過位置により、各コイルの出力は影響を受けて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、高い検知精度が得られる。

請求項８に記載の発明は、一つのコアに外径センサと他のセンサとを巻回した請求項１に記載の硬貨識別装置であり、小型化と低価格化を図ることができる。

請求項９に記載の発明は、硬貨の投入口と、この投入口に連結された通路と、この通路の側壁に設けられた硬貨の性質を検知する複数の識別センサと、これらの識別センサの出力が接続された識別部とを備え、前記投入口に投入された硬貨が前記識別センサを通過するとき、前記識別センサのうち、外径を検知する外径センサを通過する時間を、前記外径センサを含む夫々の識別センサ出力の最大値に、予め定められた数を乗じて前記識別センサ夫々の前縁点と後縁点を求めるとともに、前記識別センサ夫々の前縁点同士間と後縁点同士間の時間の和で正規化することにより、前記投入された硬貨の外径を識別する硬貨識別装置において、前記複数個の識別センサは、前記投入口に近い位置から順に配設された第１、第２、及び第３の識別センサとし、前記第２の識別センサの前縁点と前記第３の識別センサの前縁点間を計測した第１の時間と、前記第１の識別センサの後縁点と前記第２の識別センサの後縁点間を計測した第２の時間の和で、前記外径センサから出力される時間を除して正規化する硬貨識別装置であり、請求項１の発明による効果に加えて、正規化する時間と第２のセンサを通過する時間とが略同じ時間を用いているので、第２のセンサを外径センサとした場合には特に精密な識別ができる。

投入口に投入された硬貨が識別センサを通過するとき、前記識別センサのうち、外径を検知する外径センサを通過する時間を、前記外径センサを含む夫々の識別センサ出力の最大値に、予め定められた数を乗じて前記識別センサ夫々の前縁点と後縁点を求めるとともに、前記識別センサ夫々の前縁点同士間と後縁点同士間の時間の和で正規化することにより、前記投入された硬貨の外径を識別する構成としたものである。

これにより、外径センサを硬貨が通過する時間を、外径センサを含む夫々の識別センサの前縁点同士間と後縁点同士間の時間の和を用いて正規化して識別しているので、容易な演算で正規化ができるとともに、例え硬貨や通路が汚れていたとしても安定した識別をすることができる。

また、外径センサからの出力レベルではなく、硬貨が通過する時間を用いて識別しているので、例え電圧が変動しても安定した識別をすることができる。

更に、外径センサを含む夫々の識別センサの前縁点や後縁点の双方を用いて、それとの相対関係を用いて、これで正規化しているので正確な識別ができる。

更にまた、前縁点と後縁点は、夫々識別センサ出力の最大値に、予め定められた数を乗じて求めているので、硬貨の出力の最大値がばらついたとしても、前縁点と後縁点は相対的に安定するため、硬貨の特徴を、硬貨或いは通路の汚れや電源電圧の変動等に関係なく検出することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
図２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２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に向って伸びたガイドである。そして、このガイド２２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に向って設けられた通路である。

この通路２５は、図３に示すように、水平面に対しての角度２６が１０度から１２度傾いている。また、後方に対しても略９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、このセンサ２７の位置でほぼ一定の速度で転動する。したがって、正確な認識ができる。

また、図３に示すように、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と材厚センサ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１１．７ｍｍ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１３．８ｍｍ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２５．５ｍｍ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４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、この通路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の出力は夫々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の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の両側から検知しているので、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の出力は夫々硬貨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２に戻って、これらの識別センサ２７，２８，２９の出力には識別部３７が接続されており、この識別部３７で投入された硬貨３６の真、偽および硬貨３６の金種を判定している。

３８は、通路２５の終端に連結されたゲートであり、識別部３７で「偽」と判定された硬貨は奥の通路３９を通って出口４０に導かれる。また、識別部３７で「真」と判定された硬貨３６は振り分け部４１で金種別に振り分けられ、夫々の金種ごとの収納筒４２ａから４２ｄに導かれる。

４３は、収納筒４２の底辺に連結された払い出し部であり、必要な金種の硬貨３６を必要な枚数だけ払い出すものである。

図５は、識別部３７のブロック図である。図５において、凹凸センサ２７の出力は、凹凸検出回路５１に接続されて硬貨３６の凹凸を検出する。この凹凸検出回路５１の出力は比較回路５２に接続されており、メモリ５３に収納されている値と比較される。

２８は、材質センサであり、この材質センサ２８の出力は、材質検出回路５４に接続されて硬貨３６の材質を検出する。この材質検出回路５４の出力は比較回路５５に接続されており、メモリ５３に収納されている値と比較される。

また、２９は、材厚センサであり、この材厚センサ２９の出力は、材厚検出回路５６に接続されて硬貨３６の材厚を検出する。この材厚検出回路５６の出力は比較回路５７に接続されており、メモリ５３に収納されている値と比較される。

そして、これらの比較回路５２，５５，５７の出力は夫々判定回路５８に接続されて、投入口２１から投入された硬貨３６の真偽および金種を判定する。そして、その判定結果は出力端子５９に出力される。

以上のように構成された硬貨識別装置において、以下に硬貨３６の外径判定について説明する。

図１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から出力される夫々硬貨３６の波形である。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、電圧の変動等で硬貨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に対しても同様に前縁点６２ａ、後縁点６２ｂ、および最大値６２ｃを定めている。材厚センサ２９の波形６３に対しても同様に前縁点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。したがって、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間の時間を計測した第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を除し、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２５の汚れや、硬貨３６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２５の極端な通過時間の相違も検出することができ、バリなどのある硬貨を出口４０に直接導くことができる。したがって、振り分け部４１や払い出し部４３で硬貨が詰まることはない。

（実施の形態２）
図６は、実施の形態２におけるセンサの出力波形である。実施の形態２においては、一つのセンサに２種類のコイルを巻いて形成したものである。すなわち、同一のコアに材質センサ８１と凹凸センサ８２のコイルを巻いたものである。

この場合も凹凸センサ８２の前縁点８２ａと材質センサ８１の前縁点８１ａ間の第５の時間８３と、凹凸センサ８２の後縁点８２ｂと材質センサ８１の後縁点８１ｂ間の第６の時間８４の和で、材質センサ出力持続時間８５を除してもほぼ同様の効果が得られる。なお、図６において、横軸８５は時間であり、縦軸８６は、識別センサ８１，８２の出力レベルである。

本発明の硬貨識別装置は、例え、硬貨や通路の汚れがあったとしても安定して硬貨の識別ができるので、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。

本発明の実施の形態１における硬貨識別装置の識別センサ波形特性図 同、硬貨識別装置の正面図 同、要部拡大図 同、通路の断面図 同、識別部のブロック図 本発明の実施の形態２における硬貨識別装置の識別センサ波形特性図 従来の硬貨識別装置の正面図 同、識別センサの波形特性図

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
３６ 硬貨
３７ 識別部
６１ａ 凹凸センサの前縁点
６１ｂ 凹凸センサの後縁点
６１ｃ 最大値
６２ａ 材質センサの前縁点
６２ｂ 材質センサの後縁点
６２ｃ 最大値
６３ａ 材厚センサの前縁点
６３ｃ 最大値
６６ 凹凸センサ出力持続時間
６７ 材質センサ出力持続時間
６８ 第１の時間
６９ 第２の時間
７０ 第３の時間
７１ 第４の時間

Claims (9)

1. 硬貨の投入口と、この投入口に連結された通路と、この通路の側壁に設けられた硬貨の性質を検知する複数の識別センサと、これらの識別センサの出力が接続された識別部とを備え、前記投入口に投入された硬貨が前記識別センサを通過するとき、前記識別センサのうち、外径を検知する外径センサを通過する時間を、前記外径センサを含む夫々の識別センサ出力の最大値に、予め定められた数を乗じて前記識別センサ夫々の前縁点と後縁点を求めるとともに、前記識別センサ夫々の前縁点同士間と後縁点同士間の時間の和で正規化することにより、前記投入された硬貨の外径を識別する硬貨識別装置。
2. 予め定められた数を略３分の１とした請求項１に記載の硬貨識別装置。
3. 識別センサの少なくとも１つとして、硬貨の材質の違いを検知する材質センサを通路側壁に配設し、前記材質センサを用いて硬貨の外径を計測する外径センサとした請求項１に記載の硬貨識別装置。
4. 識別センサには、硬貨の凹凸を検知する凹凸センサと、硬貨の材質の違いを検知する材質センサと、硬貨の厚みの違いを検知する材厚センサとをこの順序に通路側壁に配設した請求項３に記載の硬貨識別装置。
5. 材質センサは、コイルを巻いた２つのセンサを通路に対向して配置し、これらのコイル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た請求項３に記載の硬貨識別装置。
6. 材厚センサは、コイルを巻いた２つのセンサを通路に対向して配置し、これらのコイル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た請求項４に記載の硬貨識別装置。
7. 凹凸センサは、コイルを巻いた２つのセンサを通路に対向して配置し、これらのコイル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た請求項４に記載の硬貨識別装置。
8. 一つのコアに外径センサと他のセンサとを巻回した請求項１に記載の硬貨識別装置。
9. 硬貨の投入口と、この投入口に連結された通路と、この通路の側壁に設けられた硬貨の性質を検知する複数の識別センサと、これらの識別センサの出力が接続された識別部とを備え、前記投入口に投入された硬貨が前記識別センサを通過するとき、前記識別センサのうち、外径を検知する外径センサを通過する時間を、前記外径センサを含む夫々の識別センサ出力の最大値に、予め定められた数を乗じて前記識別センサ夫々の前縁点と後縁点を求めるとともに、前記識別センサ夫々の前縁点同士間と後縁点同士間の時間の和で正規化することにより、前記投入された硬貨の外径を識別する硬貨識別装置において、前記複数個の識別センサは、前記投入口に近い位置から順に配設された第１、第２、及び第３の識別センサとし、前記第２の識別センサの前縁点と前記第３の識別センサの前縁点間を計測した第１の時間と、前記第１の識別センサの後縁点と前記第２の識別センサの後縁点間を計測した第２の時間の和で、前記外径センサから出力される時間を除して正規化する硬貨識別装置。

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