JP5178243B2 - 硬貨識別装置 - Google Patents

Description

本発明は、バイメタルコインの識別を行う硬貨識別装置に関する。

バイメタルコインの識別を行う硬貨識別装置に関する技術として、発振側コイルを高周波数および低周波数で発振させ、受信側コイルの出力信号の高周波数成分および低周波数成分の変化に基づいて、コインの材質およびコインがバイメタルコインであるか否かを検出し、発振側コイルの高周波側の発振周波数の変化および低周波側の発振周波数の変化に基づいてコインの厚さを検出する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−４８２０１号公報

ところで、バイメタルコインは偽造防止を目的の一つとして発行されているが、近年ではバイメタルコインタイプの偽造硬貨も多く発見されており、従来の硬貨識別装置では、このような偽造硬貨を識別することができない可能性があった。

したがって、本発明は、バイメタルコインタイプの偽造硬貨を識別可能な硬貨識別装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、リング部の内側に該リング部とは異なる材質のコア部が設けられたバイメタルコインの識別を行う硬貨識別装置であって、前記バイメタルコインを搬送する搬送部と、該搬送部で搬送される前記バイメタルコインのうち前記リング部のみが通過する位置に配置されて磁気特性を検出するリングセンサと、前記搬送部で搬送される前記バイメタルコインのうち前記コア部が通過する位置に配置されて磁気特性を検出するコアセンサと、を有し、前記リングセンサの送信センサを、前記搬送部の搬送方向に直交する方向における前記リング部の片側部分の中間部が通過する位置に配置し、前記リングセンサの受信センサを、前記搬送方向に直交する方向における前記送信センサよりも前記コア部とは反対側に配置したことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記リングセンサの送信センサが前記リング部の幅よりも小さいことを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明において、前記リングセンサの送信センサがポットコア型センサであることを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、搬送部で搬送されるバイメタルコインのうちリング部のみが通過する位置に配置されて磁気特性を検出するリングセンサと、搬送部で搬送されるバイメタルコインのうちコア部が通過する位置に配置されて磁気特性を検出するコアセンサとを別々に設けたため、リング部のみの位置の磁気特性と、コア部の位置の磁気特性とを検出することができる。よって、バイメタルコインタイプの偽造硬貨を識別可能となる。
また、リングセンサの送信センサを、搬送部の搬送方向に直交する方向におけるリング部の片側部分の中間部が通過する位置に配置し、リングセンサの受信センサを、搬送方向に直交する方向における送信センサよりもコア部とは反対側に配置したため、コア部より発生する磁束の影響を受けにくく、よって、リング部の磁気特性を良好に検出することができる。

請求項２に係る発明によれば、リングセンサの送信センサがリング部の幅よりも小さいため、この送信センサの励磁によりリング部に発生する渦電流がコア部に達しにくくなる。したがって、コアセンサに及ぶリングセンサの送信センサの励磁による影響を低減できるため、コア部の磁気特性を良好に検出することができる。

請求項３に係る発明によれば、リングセンサの送信センサがポットコア型センサであるため、この送信センサにより発する磁束を小さいスポット形状でリング部に達するようにすることができる。したがって、リング部の磁気特性を良好に検出することができる。

本発明の一実施形態の硬貨識別装置を図面を参照して以下に説明する。
本実施形態においては、図１（ａ）に示すように、一の材質の合金からなる円環状のリング部Ｒ１の径方向の内側に、リング部Ｒ１とは異なる他の材質の合金からなる円板状のコア部Ｃ１が厚さ方向の中央にのみ設けられ、コア部Ｃ１の厚さ方向両側がリング部Ｒ１と同じ一の材質の合金からなり且つリング部Ｒ１に対して境界面なく形成された一対の表層部Ｓ１で形成されたクラッド構造のバイメタルコインＢＣ１や、図１（ｂ）に示すように、一の材質の合金からなる円環状のリング部Ｒ２の径方向の内側に、リング部Ｒ２とは異なる他の材質の合金からなるコア部Ｃ２のみが設けられたバイメタルコインＢＣ２の識別を行うものである。なお、以下の説明では、コア部Ｃ１が内部に埋設された図１（ａ）に示すクラッド構造のバイメタルコインＢＣ１の識別を行う場合を例にとり説明する。また、以下において、一対の表層部Ｓ１のうち、検出時に上側となる一方を上表層部Ｓ１とし、検出時に下側となる他方を下表層部Ｓ１とする。

本実施形態の硬貨識別装置１１は、硬貨入金機や硬貨入出金機等の硬貨処理機に組み込まれるものである。硬貨処理機は、図示は略すが、機外から入金口に投入されたバラの硬貨を一枚ずつ分離し搬送して必要により収納等を行うものであり、硬貨識別装置１１は、図２に示すように、硬貨を一枚ずつ搬送する搬送部１５を含んでいる。

この搬送部１５は、上面が水平延在してバイメタルコインＢＣ１の下面を案内する平坦な搬送面１６ａを構成する薄板状の搬送路１６と、搬送面１６ａ上の左右方向両側に配設された一対の搬送ガイド１７と、搬送面１６ａの上側に所定の間隔をあけて配置されて搬送方向下流側ほど一側の搬送ガイド１７に近接するように傾斜する搬送ベルト１８とを有しており、搬送ベルト１８が傾斜していることで、バイメタルコインＢＣ１を左右方向一側の搬送ガイド１７の鉛直に沿うガイド壁面１７ａに常に接触させながら搬送する。つまり、搬送部１５は、バイメタルコインＢＣ１を左右方向片側に寄せた状態で搬送する片寄せ搬送を行う。

硬貨識別装置１１は、リングセンサ２１とコアセンサ２２とを有している。リングセンサ２１は、バイメタルコインＢＣ１のリング部Ｒ１側の磁気特性を検出するものであり、搬送部１５の片寄せ搬送を行う範囲において、ガイド壁面１７ａで左右方向の位置が決められた状態で移動するバイメタルコインＢＣ１のうちの平面視でリング部Ｒ１のみが通過する位置に配置されている。また、コアセンサ２２は、バイメタルコインＢＣ１のコア部Ｃ１側の磁気特性を検出するものであり、ガイド壁面１７ａで左右方向の位置が決められた状態で移動するバイメタルコインＢＣ１の平面視でコア部Ｃ１および両表層部Ｓ１が通過する位置に配置されている。

リングセンサ２１は、搬送面１６ａの下側に配置されて発振を行う送信センサ２１Ａと、搬送面１６ａの上側に、バイメタルコインＢＣ１を挟んで送信センサ２１Ａと対向するように配置されて受信を行う受信センサ２１Ｂとを有している。これら送信センサ２１Ａおよび受信センサ２１Ｂは、搬送部１５の搬送方向における位置を一致させて配置されている。

リングセンサ２１の送信センサ２１Ａは、その励磁によりリング部Ｒ１に発生する渦電流ができるだけコア部Ｃ１、上表層部Ｓ１および下表層部Ｓ１に達しないように、その直径がバイメタルコインＢＣ１のリング部Ｒ１の片側部分の径方向の幅よりも小さい形状とされている。この送信センサ２１Ａとして、発する磁束が小さいスポット形状でリング部Ｒ１に達するように小型のポットコア型センサが採用されている。そして、送信センサ２１Ａは、ガイド壁面１７ａからその中心までの距離が、ガイド壁面１７ａからバイメタルコインＢＣ１のリング部Ｒ１のガイド壁面１７ａに接触する部分の幅の中心位置までの距離と略一致するように設定されている。これにより、リングセンサ２１の送信センサ２１Ａは、平面視において、ガイド壁面１７ａで案内されて搬送されるバイメタルコインＢＣ１の搬送面１６ａに沿い且つ搬送部１５の搬送方向に直交する方向におけるリング部Ｒ１の片側部分の中間部が必ず通過する位置に配置されている。

リングセンサ２１の受信センサ２１Ｂは、コア部Ｃ１、上表層部Ｓ１および下表層部Ｓ１より発生する磁束の影響を受けないように、その直径がバイメタルコインＢＣ１のリング部Ｒ１の片側部分の径方向の幅よりも小さい形状とされている。そして、リングセンサ２１の受信センサ２１Ｂは、その中心がガイド壁面１７ａの位置に配置されている。これにより、リングセンサ２１の受信センサ２１Ｂは、平面視で、搬送面１６ａに沿い且つ搬送部１５の搬送方向に直交する方向において送信センサ２１Ａよりもコア部Ｃ１とは反対側に配置されている。なお、リングセンサ２１の受信センサ２１Ｂの平面視での位置を送信センサ２１Ａと合わせても良い。リングセンサ２１への通常のバイメタルコインＢＣ１のリング部Ｒ１用の励磁周波数は、数１０ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚが好ましい。なお、送信センサ２１Ａにより発する磁束が、コア部Ｃ１、上表層部Ｓ１および下表層部Ｓ１に達しない程度の十分に小さいスポット形状であれば、反射型磁気センサをリングセンサ２１とすることも可能である。

コアセンサ２２は、搬送面１６ａの下側に配置されたコア内層センサ２２Ａと、搬送面１６ａの上側に配置されたコア上表層センサ２２Ｂと、搬送面１６ａの下側に配置されたコア下表層センサ２２Ｃとを有している。

コア内層センサ２２Ａは、ガイド壁面１７ａからその中心までの距離が、ガイド壁面１７ａからガイド壁面１７ａに接触するバイメタルコインＢＣ１のコア部Ｃ１の中心位置までの距離と略一致するように設定されている。これにより、コア内層センサ２２Ａは、平面視において、ガイド壁面１７ａで案内されて搬送されるバイメタルコインＢＣ１のコア部Ｃ１の中間部が必ず通過する位置に配置されている。コア内層センサ２２Ａは、搬送部１５の搬送方向における位置をリングセンサ２１の送信センサ２１Ａおよび受信センサ２１Ｂと合わせている。

このコア内層センサ２２Ａは、反射型磁気センサで、バイメタルコインＢＣ１の内部に発生する渦電流がコア部Ｃ１を構成する合金に十分に達する程度の周波数で励磁されるものであり、その上方にバイメタルコインＢＣ１が近接したときのインダクタンス変化を測定することにより、コア部Ｃ１の磁気特性を識別する。コア内層センサ２２Ａへの通常のバイメタルコインＢＣ１のコア部Ｃ１用の励磁周波数は、数１０ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚが好ましい。なお、コア内層センサ２２Ａを反射型磁気センサではなく透過型磁気センサで構成しても良い。

コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃは、互いに搬送部１５の搬送方向における位置を合わせ、且つ搬送面１６ａに沿い且つ搬送部１５の搬送方向に直交する方向における位置を合わせて配置されている。コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃは、ガイド壁面１７ａからの距離が、ガイド壁面１７ａに接触するバイメタルコインＢＣ１の中間位置までの距離と略一致するように設定されている。これにより、コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃは、平面視において、ガイド壁面１７ａで案内されて搬送されるバイメタルコインＢＣ１の搬送面１６ａに沿い且つ搬送部１５の搬送方向に直交する方向における上表層部Ｓ１および下表層部Ｓ１の中間部が必ず通過する位置に配置されている。コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃは、コア内層センサ２２Ａよりも搬送部１５の搬送方向における下流側に配置されている。

コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃは、反射型磁気センサで、コア上表層センサ２２Ｂは、バイメタルコインＢＣ１の内部に発生する渦電流が上表層部Ｓ１を構成する合金のみに達する程度の周波数で励磁されるものであり、その下方にバイメタルコインＢＣ１が近接したときのインダクタンス変化を測定することにより、上表層部Ｓ１の磁気特性を識別する。コア下表層センサ２２Ｃは、バイメタルコインＢＣ１の内部に発生する渦電流が下表層部Ｓ１を構成する合金のみに達する程度の周波数で励磁されるものであり、その上方にバイメタルコインＢＣ１が近接したときのインダクタンス変化を測定することにより、下表層部Ｓ１の磁気特性を識別する。コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃへの通常のバイメタルコインＢＣ１の上表層部Ｓ１および下表層部Ｓ１用の励磁周波数は、数１０ＫＨｚ〜数１００ＫＨｚが好ましい。なお、コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃは、対象とする上表層部Ｓ１および下表層部Ｓ１の径よりも小さくされ、リング部Ｒ１の影響を受けない大きさとされている。

そして、硬貨識別装置１１は、上記したコア内層センサ２２Ａ、リングセンサ２１、コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃによって磁気特性を検出するために、図３に示すように、基準クロック発生部２５と、コア内層センサ２２Ａ用の波形整形部２６、電流増幅部２７および増幅部２８と、コア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃ用の波形整形部２９と、コア下表層センサ２２Ｃ用の電流増幅部３０および増幅部３１と、コア上表層センサ２２Ｂ用の電流増幅部３３および増幅部３４と、リングセンサ２１の送信センサ２１Ａ用の波形整形部３５および電流増幅部３６と、リングセンサ２１の受信センサ２１Ｂ用の増幅部３７と、増幅部２８，３１，３４，３７に接続されるＡ／Ｄ変換部３８と、コントローラ４０とを有している。

そして、コントローラ４０は、検出硬貨の通過時に、例えば、コア内層センサ２２Ａ、コア上表層センサ２２Ｂ、コア下表層センサ２２Ｃおよびリングセンサ２１の受信センサ２１Ｂによってそれぞれ検出された磁気特性を、それぞれに対して設定された許容範囲と比較し、すべての磁気特性が許容範囲内にあると判定した場合に、検出硬貨が適正なバイメタルコインＢＣ１であると判定する一方、いずれか一つの磁気特性が許容範囲から出ていると、検出硬貨が適正なバイメタルコインＢＣ１でないと判定する。

以上に述べた第１実施形態の硬貨識別装置１１によれば、搬送部１５で搬送されるバイメタルコインＢＣ１のうちリング部Ｒ１のみが通過する位置に配置されて磁気特性を検出するリングセンサ２１と、搬送部１５で搬送されるバイメタルコインＢＣ１のうちコア部Ｃ１が通過する位置に配置されて磁気特性を検出するコアセンサ２２とを別々に設けたため、リング部Ｒ１のみの位置の磁気特性と、コア部Ｃ１の位置の磁気特性とを検出することができる。よって、バイメタルコインタイプの偽造硬貨を識別可能となる。

また、リングセンサ２１の送信センサ２１Ａがリング部Ｒ１の幅よりも小さいため、リングセンサ２１の送信センサ２１Ａの励磁によりリング部Ｒ１に発生する渦電流がコア部Ｃ１に達しにくくすることができる。したがって、コアセンサ２２に及ぶリングセンサ２１の送信センサ２１Ａの励磁による影響を低減できるため、コア部Ｃ１の磁気特性を良好に検出することができる。

また、リングセンサ２１の送信センサ２１Ａがポットコア型センサであるため、リングセンサ２１の送信センサ２１Ａにより発する磁束を小さいスポット形状でリング部Ｒ１に達するようにすることができる。したがって、リング部Ｒ１の磁気特性を良好に検出することができる。

また、リングセンサ２１の送信センサ２１Ａを、搬送部１５の搬送方向に直交する方向におけるリング部Ｒ１の片側部分の中間部が通過する位置に配置し、リングセンサ２１の受信センサ２１Ｂを、搬送方向に直交する方向における送信センサ２１Ａよりもコア部Ｃ１とは反対側に配置したため、コア部Ｃ１より発生する磁束の形状を受けにくく、よって、リング部Ｒ１の磁気特性を良好に検出することができる。

ここで、図４は、リングセンサ２１の受信センサ２１Ｂの位置によりその出力がどのように変化するかを、バイメタルコインＢＣ１と、バイメタルコインＢＣ１の上表層部Ｓ１、下表層部Ｓ１およびコア部Ｃ１がないリング部Ｒ１のみのものとで比較したものである。ここで、図４の横軸である受信センサ２１Ｂの位置は、０の位置が、受信センサ２１Ｂの中心と送信センサ２１Ａの中心とが同一軸線上に位置していることを示し、＋方向は送信センサ２１Ａに対して受信センサ２１Ｂがコア部Ｃ１とは反対側に位置することを、−方向は送信センサ２１Ａに対して受信センサ２１Ｂがコア部Ｃ１の側に位置することを示している。また、図４の縦軸であるリングセンサ２１の出力は、送信センサ２１Ａにより励磁されてコイン内に発生した渦電流によりコインを透過して受信センサ２１Ｂに到達した磁束の量を示している。この図４から明らかなように、送信センサ２１Ａの中心と受信センサ２１Ｂの中心とが同一軸線上に位置している場合（横軸０の場合）、実線で示すバイメタルコインＢＣ１と破線で示すリング部Ｒ１のみのものとの出力が異なっている。これは、リングセンサ２１が上表層部Ｓ１、下表層部Ｓ１およびコア部Ｃ１から発する磁束の影響を受けているためである。これに対してリング受信センサ２１Ｂの位置が＋方向に所定値以上ずれると、バイメタルコインＢＣ１の磁気特性とリング部Ｒ１のみのものの磁気特性とが一致することがわかる。つまり、リングセンサ２１の受信センサ２１Ｂを、送信センサ２１Ａよりもコア部Ｃ１とは反対側に配置した方が良いことがわかる。なお、受信センサ２１Ｂの最適位置は、各センサの形状とコインの位置に対する送信センサ２１Ａの配置と相関があるため、それぞれの形状と配置における最適位置を選ぶことになる。

なお、以上においては、バイメタルコインＢＣ１を片寄せ搬送しつつ識別を行う場合を例にとり説明したが、左右一対の搬送ガイド１７間で移動可能としても良い。この場合には、図５に示すように、リングセンサ２１を左右対称に一対設けて相補型センサとし、左右のリングセンサ２１の出力を加算すれば、リング部Ｒ１の磁気特性を安定して得ることができる。

また、バイメタルコインＢＣ１の直径を検出する直径センサ、バイメタルコインＢＣ１の少なくとも表裏いずれか一方の画像を検出する画像センサ、バイメタルコインＢＣ１の外周面のギザ等の刻印を検出する刻印センサ等を組み合わせても良い。

加えて、図１（ｂ）に示すように、リング部Ｒ２の内側にコア部Ｃ２のみが設けられたバイメタルコインＢＣ２の識別を行う場合には、上記したコアセンサ２２にコア上表層センサ２２Ｂおよびコア下表層センサ２２Ｃが不要となる。

本発明の一実施形態の硬貨識別装置で識別可能な二種類のバイメタルコインを示す断面図である。 本発明の一実施形態の硬貨識別装置を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 本発明の一実施形態の硬貨識別装置を示す制御系ブロック図である。 本発明の一実施形態の硬貨識別装置における受信センサの位置に対するリングセンサの出力を示す特性線図である。 本発明の一実施形態の硬貨識別装置の変形例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

符号の説明

１１ 硬貨識別装置
１５ 搬送部
２１ リングセンサ
２１Ａ 送信センサ
２１Ｂ 受信センサ
２２ コアセンサ
ＢＣ１，ＢＣ２ バイメタルコイン
Ｃ１，Ｃ２ コア部
Ｒ１，Ｒ２ リング部
Ｓ１ 表層部

Claims (3)

1. リング部の内側に該リング部とは異なる材質のコア部が設けられたバイメタルコインの識別を行う硬貨識別装置であって、
   前記バイメタルコインを搬送する搬送部と、
   該搬送部で搬送される前記バイメタルコインのうち前記リング部のみが通過する位置に配置されて磁気特性を検出するリングセンサと、
   前記搬送部で搬送される前記バイメタルコインのうち前記コア部が通過する位置に配置されて磁気特性を検出するコアセンサと、
   を有し、
   前記リングセンサの送信センサを、前記搬送部の搬送方向に直交する方向における前記リング部の片側部分の中間部が通過する位置に配置し、
   前記リングセンサの受信センサを、前記搬送方向に直交する方向における前記送信センサよりも前記コア部とは反対側に配置したことを特徴とする硬貨識別装置。
2. 前記リングセンサの送信センサが前記リング部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
3. 前記リングセンサの送信センサがポットコア型センサであることを特徴とする請求項１または２に記載の硬貨識別装置。

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