JP4474563B2 - バイメタルコインの検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、コイン通路を進行するコインの存在を非接触で検出するコインセンサに関する。
特に本発明は、バイメタルコインの存在を非接触で検出するコインセンサに関する。
なお、本明細書で使用する「コイン」は、通貨であるコインの他、ゲーム機のメダルやトークン等の総称である。
【０００２】
【従来の技術】
コインを一つずつ区分けして払出す装置としてコインホッパが知られている。
図5に示すように、コインホッパ101は、ベース102上において回転する回転ディスク103によってボウル104内に貯留されるコイン105を出口106から一枚ずつ投出する。
【０００３】
出口106から投出されたコイン105は、コインセンサ107を通過して払出口108から払い出される。
コインセンサ107として、コイルに高周波の発振回路を接続し、コイルに流れる高周波電流が減衰することを検出して金属が近づいたことを判定する近接センサが知られている。(特開平7-311273号参照)
【０００４】
このものは、プリント基板に渦巻き状に形成した一対のコイルを所定の間隔で配置し、これらコイルに高周波発振回路を接続することによって、それらコイル間を通過するパチンコ玉やコイン等を非接触で検知するものである。
【０００５】
この構造において、コイルはコアに巻き付けられていないので、コイルから発生する磁束は、断面円形を呈し、集束が不十分である。
結果として、検出に十分な磁束を得るため、強力な磁束を発生させなければならず、消費電力が多い。
【０００６】
磁束の集束を図るため、図6に示すコインセンサが知られている。
すなわち、磁性体からなる門型のコア111の一方の巻付部112にコイル113を巻き付けて、センサ114を構成している。
巻付部112は、角柱状であって、図7に示すようにその長手方向の軸線115は、コイン105の進行方向116とほぼ平行している。
【０００７】
このセンサ114を所定の間隔で向かい合わせに配置し、センサユニット117を構成している。
これらセンサ114の間がコイン通路118である。
これらコイル113は、和動接続されてコルピッツ型などの高周波発振回路119に接続されている。
【０００８】
発振回路119は、検波回路121を介してスイッチング回路としてのトランジスタ122に接続されている。
このものは、単一材料で作られたコイン105を検出する場合、材質に応じた渦電流がコイン105内に発生する。
【０００９】
そのため、発振エネルギーが減衰されて発振コイル113の発振が停止する。
それにより、トランジスタ122がオンになることを利用してコイン105の存在を検知する。
コインとして、中央の円板123とその周縁のリング124との二部品からなるバイメタルコイン105が知られている。
すなわち、中央の円板123をリング124に嵌め込んで一体化したものである。
【００１０】
このバイメタルコイン105は、外見的には一体化されているが、その製造バラツキにより電気的に分離していることがある。
すなわち、円板123の外縁とリング123の内縁との接合部125に僅かな隙間が存在する場合、その隙間は、電気的には絶縁体となる。
【００１１】
その隙間が、コア111の巻付部112の端面に相対する場合がある。
このケースにおいて、図8に示すように、検波回路121の出力電圧は、まず巻付部112の端面がリング124に相対することによってVOから所定レベルのV1まで低下する。
ついで、接合部125の隙間が前記端面に相対することにより、減衰が一時的に弱まり、出力電圧はV2に上昇する。
つぎに、リング124と前記巻付部112の端面とが相対することにより、所定のレベルV1まで再び低下する。
【００１２】
図7に示すように、従来のコインセンサは、コイン105の進行方向とほぼ平行に巻付部112の端面の長軸115が配置されていたため、前記端面の面積に対する接合部125の長さが長く、換言すれば、面積が大きく、接合部125の隙間の影響を受けやすかった。
【００１３】
すなわち、巻付部112の端面の面積に対する接合部125の長さが長いほど前記隙間の影響を受ける。
これにより、前記出力電圧V2が基準電圧VBを超えるため、トランジスタ122が一時的にオフになり、コレクタ電圧が二つに分割されることがある。
【００１４】
このように、コレクタ電圧が分割された場合、コイン105によるパルス信号の幅が短いため、コイン105が通過したにも関わらず、検知信号を出力しないことがある。
また、分割された信号を別ものとして、コイン１つの通過にも関わらず、検知信号が２つ出力されることがある。
これらにより、コインのカウントミスを生じる問題があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コインの誤検知を防止することを目的とするものである。
更に詳しくは、バイメタルコインの誤検知を防止することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明のバイメタルコインの検出装置は、コイルを巻き付けた長方形のコア端面を有するコアおよび前記コイルに接続した検波回路とを有するコインセンサを、発振磁界が生成されているコイン通路の一面に前記コアの端面を相対させて配置し、前記コイン通路をバイメタルコインが通過するとき、その磁界変動に応じる出力変化を前記コインセンサにより検出して、バイメタルコインの存在を検出するようにしたバイメタルコインの検出装置において、
前記コインセンサは、前記コア端面の長軸が前記バイメタルコインの進行方向に対して直角をなすように配置し、
前記コア端面の短軸が前記バイメタルコインの進行方向と同方向に向き、前記バイメタルコインの接合部の隙間と長方形状の前記コア端面との相対面積を減らすために、前記バイメタルコインの接合部の進行方向に延在する部分が前記コア端面に面しつつ前記短軸方向に移動するように構成してなるバイメタルコインの検出装置としたものである。
なお、「長方形」とは、長軸と短軸を有する四角形状を意味する。
例として、四角形の一部の辺が弧状になっているほぼ四角形等を含むものである。
【００１７】
この構成において、バイメタルコインの接合部はコアの長方形の相対面の長軸に対しほぼ直交する方向に移動する。
換言すれば、短軸方向のコアが接合部に相対するため、コアの相対面に対する接合部の長さは従来に比し大幅に短くなる。
よって、接合部に隙間がある場合であっても、発振コイルの減衰に対する影響は少なく、誤検知をすることがない。
【００１８】
さらに本発明は、前記コアに巻き付けたコイルの周囲に磁性材料からなる隔壁が配置されていることが好ましい。
このようにコイルの周囲に磁性材料の隔壁がある場合、コアを通過する磁束は、隔壁を通過してループする。
したがって、センサの周囲に金属が配置されていても、その金属に磁束が漏れることが少ないので、コインセンサの誤検知を更に減少させることができる。
また、センサの配置の自由度が高まる。
【００１９】
さらにまた、本発明は、前記コアと前記隔壁とが底部によって接続されていることが好ましい。
この構成において、コアを通る磁束は、コアと底部を介して接続される隔壁を通ってループするので、磁束漏れがさらに少なく、さらに周囲の金属の影響を受けないので、コインセンサの誤検知を更に減少することができると共に、センサ配置の自由度が更に高まる。
【００２０】
本発明は、前記コアと前記隔壁とを有するセンサと同形のセンサを所定間隔で対向配置し、それらの間がコイン通路であることが好ましい。
この構成において、磁束は、対向するコアの間及び対向する隔壁の間を通るので、磁束密度がより一層高まる。
これにより、エネルギー効率が高まり、消費エネルギーが少ない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施例のセンサユニットを組み込んだコインセンサの斜視図である。
図２は、本発明の実施例コインセンサの検知回路図である。
図３は、本発明の実施例のコインとコアとの関係説明図である。
図４は、本発明の図２の検知回路の作用説明図である。
【００２２】
コア1Aは、フェライトなどの強磁性体により形成され、図1に示すように四角柱状をしている。
このコア1Aの端面2Aは、長方形をしており、その長軸3はコイン105の進行方向116に対しほぼ直交している。
【００２３】
コア1Aの周囲に銅線を巻き付けてコイル4Aが形成されている。
矩形状に巻いたコイル4Aを、コア1Aに外装して接着剤でコア1Aに固定しても良い。
しかし、銅線を巻き付けてコア1Aに密着させた場合、磁束発生効率が高い。
【００２４】
コイル4Aの周囲に矩形リング状の隔壁5Aを配置し、コイル4Aを囲っている。
この隔壁5Aは、底部6Aによってコア1Aと接続されている。
すなわち、コア1A、隔壁5A及び底部6Aは一体成形により作られている。
これらコア1A、隔壁5A、底部6A及びコイル4Aによってセンサ7Aを構成している。
【００２５】
本発明は、端面2Aが長方形のコア1Aと、そのコア1Aに巻き付けたコイル4Aを有していればよい。
しかし、隔壁5Aでコイル4Aの周囲を囲った場合、磁束はコア1Aに集束し、隔壁5Aを通ってループするため、隔壁5Aの周囲に金属が配置されていても検出精度が影響を受けないという利点がある。
さらに、コア1Aと隔壁5Aとを底部6Aにより接続することにより、コア1Aと隔壁5Aとをループする磁束が、底部6Aを通ってループするため、検出精度が更に影響されないという利点を有する。
【００２６】
センサ7Aと同一構造のセンサ7Bが、コイン通路118を挟んだ上側に配置されている。
センサ7Bの構成部品は、センサ7Aの参照記号のAをBに代えて付してある。
したがって、センサ7Aとセンサ7Bとは所定距離離れて相対配置され、センサユニット9を構成している。
【００２７】
このセンサユニット9は、樹脂製の有底鍋形のケース11の凹部12に、コア1A及び1Bの端面2A及び2Bが向かい合うよう固定される。
この凹部12には、後述の検知回路16を実装した基板13が取り付けられ、蓋14により前記凹部12を覆うことにより、一体化してある。
基板13には、制御装置(図示せず)との通信のためのコネクタ15が固定されている。
【００２８】
次に検知回路16を図2を参照して説明する。
センサ7Bのコイル4Bは、コルピッツ型の発振回路17に接続されている。
センサ7Aのコイル4Aは、検波回路18に接続されている。
検波回路18の出力は比較回路21の一方の入力端子に接続されている。
【００２９】
比較回路21の他方の入力端子には、基準レベル設定回路22が接続されている。
比較回路21の出力は、スイッチング回路であるトランジスタ23のベース端子に接続してある。
トランジスタ23のコレクタ端子は判別回路(図示せず)に接続されている。
【００３０】
検波回路18とトランジスタ23との間の比較回路21と並列に、ハイパスフィルタ24が接続されている。
このハイパスフィルタ24は、抵抗25、抵抗25と並列接続されたコンデンサ26及び抵抗25に直列接続したダイオード27とを含んでいる。
【００３１】
次に作用を図3及び4をも参照して説明する。
まず、コイン105がコイン通路118に存在しない状態であって、ハイパスフィルタ24が介在しない作用を説明する。
【００３２】
発信回路17の高周波電流によりセンサ7Bのコイル4Bに生じる磁束は、コア1Bの長方形端面2Bに集束されると共に隔壁5B及び底部6Bを通ってループする。
この磁束によって生じるコア1Aの磁束は、センサ7Aのコア1Aの長方形端面2Aに集束され、さらに隔壁5A及び底部6Aを通ってループする。
【００３３】
したがって、コイル4Aには、その磁束に基づいて誘導電流が発生し、検波回路18から所定レベルの電圧V0が出力される。
この電圧V0は、基準レベル設定回路22の基準電圧VBよりも高いため、比較回路21の出力はハイレベルであり、トランジスタ23はオン状態である。
【００３４】
コイン105が出口106から投出された場合、その直径のほぼ半分がセンサ7Aと7Bとの間のコイン通路118を通過する。
すなわち、図3に示すように、コア1Aの長方形端面2Aの長軸3に直交する方向にコイン105が移動する。
【００３５】
したがって、バイメタルコイン105の接合部125は、前記長軸3と直交する方向に移動する。
この移動プロセスにおいて、まず、コイン105のリング124が長方形端面2A及び2Bに相対するので、コイル4Aには、リング124の材質に応じて減衰された磁束に基づいて誘導電流が発生する。
【００３６】
検波回路18は、その誘導電流に基づく電圧V1を出力する。
比較回路21は、電圧V1と基準レベル設定回路22からの基準電圧VBを比較し、基準電圧VBよりも低い場合、その出力がロウになる。
出力がロウになった場合、トランジスタ23がオフになり、コインの検知信号が出力される。
この場合、電圧V1は基準電圧VBよりも低いので、比較回路21の出力はロウである。
【００３７】
次に接合部125を含むコイン105が長方形端面2A及び2Bに相対する。
このとき接合部125は、長方形端面2A及び2Bの長軸3とほぼ直交するため、接合部125と長方形端面2A及び2Bとの相対長さは、長方形端面2A及び2Bの短軸とほぼ同じ長さである。
【００３８】
これにより、接合部125に隙間があった場合であっても、長方形端面2Aの面積に対する接合部125の面積(長さ)が極めて小さく、接合部125以外の円板123及びリング124を通る磁束に応じた渦電流がコイン105に発生する。
そして、この渦電流により損失された磁束に基づいてコイル4Aに誘導電流が発生するため、検波回路18の出力は、一瞬、電圧V2に上昇するが、その変化量は少ない。
【００３９】
この電圧V2は、変化量が少ないので基準電圧VBまで上昇せず、トランジスタ23はオフ状態を継続する。
次にリング124が長方形端面2A及び2Bと相対するため、前述のように検波回路18の出力は、電圧V1に低下する。
コイン105が通過した後、検波回路18の出力は電圧V0に戻る。
結果として、トランジスタ23のコレクタ電圧E1は、１つのパルス状のコイン検出信号になるので、カウントミスを生じることがない。
【００４０】
次にハイパスフィルタ24が介在するときの作用を説明する。
前記のように接合部125に隙間があった場合、検波回路18の出力電案は、瞬間的に電圧V2に上昇する。
すなわち、比較回路21の入力が瞬間的にロウになる。
【００４１】
しかし、比較回路21の入力がロウになった直後、コンデンサ26及びダイオード27を介して電流が流れ、結果としてコンデンサ26に蓄電される。
これにより、図4に鎖線29で示すようにトランジスタ23のベース電圧は、緩やかに上昇する。
また、この上昇途上で接合部125が長方形端面2A、2Bから外れるので、トランジスタ23のベース電圧は、再びV1に低下するので、ベース電圧は、V2よりも低いV3までしか上昇しない。
【００４２】
結果として、基準電圧VBを超えることはない。
このようにハイパスフィルタ24を付加することにより、接合部125による比較回路21の入力電圧の変動がさらに小さくなり、基準電圧VBを超えることはない。
このため、トランジスタ23のコレクタ電圧は、接合部125に隙間があってもオンを継続する。
これにより、コイン105の検出精度をより一層高めることができる。
【００４３】
本発明は、前記の検出回路に代えて、前記コイル4A及び4Bを和動接続して従来公知の発振回路とスイッチング回路(特開平7-311273の図5の回路)に接続することによりコインセンサを構成しても、同様の効果が得られる。
【００４４】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例のセンサユニットを組み込んだコインセンサの斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施例コインセンサの検知回路図である。
【図３】図３は、本発明の実施例のコインとコアとの関係説明図である。
【図４】図４は、本発明の図２の検知回路の作用説明図である。
【図５】図５は、従来のコインセンサを装着したコインホッパの斜視図である。
【図６】図６は、従来のコインセンサと検出回路の概要図である。
【図７】図７は、本発明の従来のコインとコアとの関係説明図である。
【図８】図８は、従来の検出回路の作用説明図である。
【符号の説明】
1A、1B コア
3 長軸
4A、4B コイル
5A、5B 隔壁
6A、6B 底部
18 検波回路
105 コイン
116 進行方向
118 コイン通路

Claims (4)

1. コイル(4A)を巻き付けた長方形のコア端面(2A)を有するコア(1A)および前記コイル(4Ａ)に接続した検波回路(18)とを有するコインセンサ(7Ａ)を、発振磁界が生成されているコイン通路(118)の一面に前記コア(1Ａ)の端面を相対させて配置し、前記コイン通路をバイメタルコイン(105)が通過するとき、その磁界変動に応じる出力変化を前記コインセンサ(7Ａ)により検出して、バイメタルコインの存在を検出するようにしたバイメタルコインの検出装置において、
   前記コインセンサ(7Ａ)は、前記コア端面(2Ａ)の長軸が前記バイメタルコインの進行方向(116)に対して直角をなすように配置し、
   前記コア端面(2Ａ)の短軸が前記バイメタルコイン(105)の進行方向と同方向に向き、前記バイメタルコイン(105)の接合部(125)の隙間と長方形状の前記コア端面(2A)との相対面積を減らすために、前記バイメタルコイン(105)の接合部(125)の進行方向に延在する部分が前記コア端面(2A)に面しつつ前記短軸方向に移動するように構成してなるバイメタルコインの検出装置。
2. 前記コア(1A)に巻き付けたコイル(4A)の周囲に磁性材料からなる隔壁(5A)を配置したことを特徴とする請求項１のバイメタルコインの検出装置。
3. 前記コア(1A)と前記隔壁(5A)とが底部(6A)によって接続されていることを特徴とする請求項２のバイメタルコインの検出装置。
4. 前記コア(1A)と前記隔壁(5A)とを有するセンサ(4A)と同形のセンサ(4B)を所定間隔で対向配置し、それらの間がコイン通路(118)であることを特徴とする請求項３のバイメタルコインの検出装置。

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