JP5303587B2 - 硬貨出金装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、硬貨を払い出す硬貨出金装置に関する。

従来、硬貨を自動的に払い出す硬貨出金装置が普及している。
例えば各種販売店においては、ＰＯＳ（Point Of Sales）端末やＥＣＲ（Electric Cash Register）等に接続され、これらから所定額の出金が指示されたことに応じて当該額の硬貨を受皿に払い出す自動釣銭機が使用されている。

従来の硬貨出金装置には、払い出された硬貨の取り忘れを防止すべく、受皿に払い出された硬貨を検出する複数のセンサをこの受皿に設け、各センサのいずれかが硬貨を検出している間は警報を鳴らしたり次の動作への移行を禁止したりするものもある。

特開平５−２２５４２７号公報

上記のように受皿に払い出された硬貨を検出するセンサを複数設ける場合、近接するセンサ同士の干渉により、硬貨を正確に検出できない事態が生じ得る。
このような事情から、センサ同士の干渉を防止し、正確な硬貨検出を可能とするための手段を講じる必要があった。

上記課題を解決すべく、一実施形態における硬貨出金装置は、硬貨払出手段と、受皿と、複数のセンサと、駆動手段とを備えている。上記硬貨払払出手段は、所定の収納部に収納された硬貨を払い出す。上記受皿は、上記硬貨払出手段が払い出した硬貨を貯留する。上記各センサは、上記受皿に存在する硬貨を検出する。上記駆動手段は、上記各センサを１つずつ時分割で駆動する。

一実施形態における硬貨入出金装置の外観斜視図。 同実施形態における本体ユニットの正面図。 同実施形態における硬貨入出金装置の制御回路を示すブロック図。 同実施形態における払出硬貨検出部の構成を示すブロック図。 同実施形態における動作を説明するためのフローチャート。

以下、一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、本実施形態においては、ＰＯＳ端末やＥＣＲ等の上位機器に接続され、硬貨を入金する機能と、上記上位機器からの指令に応じた金額を払い出す機能とを備えた硬貨入出金装置を例示する。

図１は、本実施形態における硬貨入出金装置１の外観斜視図である。
硬貨入出金装置１は、本体ユニット２と、この本体ユニット２を正面に向けて引き出し可能に収納するハウジングケース３とを備えている。

本体ユニット２の正面側には、硬貨投入口２１、硬貨払出口２２、硬貨受皿２３、表示部２５、操作部２６、および電源スイッチ２７等が設けられている。

硬貨投入口２１は、本体ユニット２の正面右側に設けられ、複数の硬貨を一括して投入可能な大きさに上方が開口している。硬貨投入口２１の底面は、投入された硬貨を硬貨入出金装置１の内部へと搬送する入金ベルト３０で構成される。この入金ベルト３０による搬送方向の下流側には、分離ローラ３１が硬貨１枚分よりも若干大きい間隔を設けて入金ベルト３０に対向配置されている。複数枚の硬貨が重なったまま入金ベルト３０により搬送されても、この分離ローラ３１によりその重なりが解消される。

さらに、硬貨投入口２１内には、硬貨の投入を光学的に検知する投入口センサ５３（図３参照）が設けられている。

硬貨払出口２２および硬貨受皿２３は、本体ユニット２の正面左側に設けられている。硬貨払出口２２からは、本体ユニット２の内部から払い出される硬貨が排出される。硬貨受皿２３は、硬貨払出口２２の周囲を取り囲むように上方を開口して設けられており、硬貨払出口２２から排出された硬貨を貯留する。

硬貨受皿２３の底面は、略平面をなす平面部２３ａと、この平面部２３ａの左右に設けられた曲面部２３ｂ，２３ｃとで構成されている。曲面部２３ｂ，２３ｃは、一端が平面部２３ａと接続され、他端が硬貨受皿２３の内壁の平面部２３ａよりも高い位置に接続されている。したがって、硬貨払出口２２から排出された硬貨が曲面部２３ｂ，２３ｃに落下すると、その硬貨が曲面部２３ｂ，２３ｃの表面を滑落して平面部２３ａに導かれる。

表示部２５および操作部２６は、硬貨払出口２２の上方に設けられている。表示部２５は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＶＦＤ（Vacuum Fluorescent Display）等のディスプレイであり、硬貨入出金装置１の各種状態表示に使用される。操作部２６は、複数の操作キーにて構成され、ユーザの操作による各種指示の入力に使用される。

電源スイッチ２７は、その操作により硬貨入出金装置１への電源の投入をオン／オフするものである。

ハウジングケース３は、内部に硬貨を１円、５円、１０円、５０円、１００円、５００円等の金種別に収納する収納部を内蔵している。硬貨投入口２１から入金された硬貨は、本体ユニット２の内部に設けられた硬貨選別機構によって金種毎に選別され、上記収納部の当該選別された金種に応じた位置に収納される。また、収納部に収納された硬貨は、本体ユニット２の内部に設けられた硬貨払出機構によって硬貨払出口２２から払い出される。

上記硬貨選別機構は、例えば硬貨入出金装置１の内部に設けられた硬貨の搬送路と、この搬送路に設けられ、上記収納部の各硬貨の収納位置の上方においてその収納位置に対応する硬貨の幅寸法より若干大きく開口した選別穴とで構成されている。すなわち、上記入金ベルト３０等によって搬送路上を搬送される硬貨が対応する選別穴にて落下し、その硬貨の金種に応じた収納位置に収納される。

また、上記硬貨払出機構は、例えば上記収納部に収納された硬貨を金種別に硬貨払出口２２に向けて搬送する搬送ベルトと、各金種の硬貨の搬送路上に設けられ、開放時に限って搬送される硬貨を通過させるシャッタとで構成される。すなわち、上記搬送ベルトにて各金種の硬貨を搬送しつつ、上記シャッタにより各金種の搬送路を閉鎖あるいは開放することで所定額の硬貨を硬貨払出口２２から排出させる。

図２は、本体ユニット２の一部を示す正面図である。
硬貨受皿２３の内部には、５つの磁気コイル４１，４２，４３，４４，４５が設けられている。これら磁気コイル４１〜４５は、例えば絶縁被覆された銅線を巻回して構成されたものであり、平面部２３ａの裏面に固定されている。ただし、各磁気コイル４１〜４５を、硬貨受皿２３の製造時に平面部２３ａ内部に埋め込んでおいてもよい。各磁気コイル４１〜４５は、後述の発振回路６１（図４参照）にて生成される交流電流を受けて硬貨受皿２３内に磁界を発生させる。

なお、図２においては、磁気コイル４２〜４５を正方形の各頂点に配置し、磁気コイル４１を同正方形の中心に配置した例を示している。ただし、磁気コイル４１〜４５の配置態様はこれに限られず、例えば一部を曲面部２３ｂ，２３ｃに設けるなど他の配置態様を採用してもよい。

次に、硬貨入出金装置１の制御回路について説明する。
図３は、硬貨入出金装置１の制御回路を示すブロック図である。
本体ユニット２は、制御部５０を備えており、この制御部５０に対して表示部２５、操作部２６、接続Ｉ／Ｆ（Interface）５１、モータ５２、投入口センサ５３、金種判別部５４、払出機構駆動部５５、および払出硬貨検出部５６等を接続して制御回路が構成されている。

制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）５０２、およびＲＡＭ（Random Access Memory）５０３等で構成され、硬貨入出金装置１の各部を動作させるための各種処理を実行する。制御部５０の処理の一部は、ＣＰＵ５０１がＲＯＭ５０２やＲＡＭ５０３に記憶されたプログラムを実行することで実現される。

接続Ｉ／Ｆ５１は、ＰＯＳ端末やＥＣＲ等の上位機器を有線または無線にて通信接続する。
モータ５２は、その回転により、入金ベルト３０や硬貨入出金装置１の内部で硬貨を搬送するための搬送ベルト（不図示）等を駆動する。

投入口センサ５３は、硬貨投入口２１に投入された硬貨を検出する。具体的には、投入口センサ５３は発光素子と受光素子とを備え、発光素子から発せられる光が受光素子で受光されないときに硬貨が投入されたと判定し、その結果を制御部５０に通知する。この通知を受けたことに応じて制御部５０がモータ５２を回転させる。これに伴い入金ベルト３０等が駆動され、硬貨が硬貨入出金装置１の内部に搬送される。

金種判別部５４は、硬貨入出金装置１の内部に搬送される硬貨の金種を判別し、その結果を制御部５０に通知する。具体的には、金種判別部５４は金種判別センサとプロセッサによって構成される。金種判別センサは、例えば硬貨の搬送路を挟んで対向配置された励磁コイルと検出コイルとによって構成され、その間を硬貨が通過した場合に生じる検出コイルの誘起電圧の振幅変化や位相変化のパターンをプロセッサに入力する。プロセッサは、硬貨の種別毎に、その硬貨を金種判別センサがセンシングする際に発生する誘起電圧の振幅変化や位相変化のパターンを予め記憶している。そして、金種判別センサから誘起電圧のパターンが入力された場合、そのパターンと予め記憶したパターンとを比較して金種判別センサによりセンシングされた硬貨の金種を特定して制御部５０に通知する。制御部５０は、金種判別部５４からの通知に基づいて入金された硬貨の額を計数し、その計数結果を接続Ｉ／Ｆ５１を介して上位機器に通知する。

上位機器から所定額の硬貨の払い出しが指令されると、制御部５０が払出機構制御部５５を制御してハウジングケース３の収納部に収納された硬貨を当該指令された額だけ払い出す。払出機構駆動部５５は、上記硬貨払出機構を駆動して払い出しが指令された額の硬貨を硬貨払出口２２から排出させる。

払出硬貨検出部５６は、硬貨受皿２３に貯留された硬貨を検出する。払出硬貨検出部５６の詳細な構成を図４に示している。
図示したように、払出硬貨検出部５６は、検出制御部６０と、発振回路６１と、切替回路６２と、上記各磁気コイル４１〜４５と、検出回路６３とを備えている。

発振回路６１は、所定の振幅および周波数の交流電流である信号Ｃ１を生成し、切替回路６２に出力する。

切替回路６２は、発振回路６１から入力された信号Ｃ１を磁気コイル４１〜４５のいずれか１つに出力する。また、切替回路６２は、信号Ｃ１の出力先となる磁気コイルを、検出制御部６０から入力される選択信号ＳＥＬで示されるものに切り替える。信号Ｃ１が入力された磁気コイル４１〜４５からは信号Ｃ２が出力される。信号Ｃ２は、切替回路６２を介して発振回路６１に入力される。

磁気コイル４１〜４５に信号Ｃ１が入力されると、そのコイルの軸を中心とした磁界が発生する。この磁界を発生させたコイルの周囲に硬貨が存在すると、その硬貨に渦電流が発生し、この渦電流に起因したエネルギ損失により同コイルから出力される信号Ｃ２の振幅や周波数が変化する。

検出回路６３は、発振回路６１から出力される信号Ｃ１と、切替回路６２から出力される信号Ｃ２とを取り込み、各信号Ｃ１，Ｃ２の振幅を示すアナログ信号を生成する。さらに検出回路６３は、このようにして生成した各アナログ信号をデジタル値に変換し、それらの値の差分と予め定められた閾値とを比較する。この閾値は、信号Ｃ２が上記渦電流の影響を受けて減衰したと判定できる程度の値に設定しておく。ただし、その具体的な値は、経験的、実験的、あるいは理論的に定めればよい。検出回路６３は、このような比較の結果、各信号Ｃ１，Ｃ２の振幅を示すデジタル値の差分が上記閾値以上である場合には磁気コイルにより硬貨が検出された旨を検出制御部６０に通知し、各信号Ｃ１，Ｃ２の振幅を示すデジタル値の差分が上記閾値未満である場合には磁気コイルにより硬貨が検出されない旨を検出制御部６０に通知する。

次に、検出制御部６０が行う処理について説明する。
上位機器から接続Ｉ／Ｆ５１を介して所定額の硬貨の払い出しが指令されると、制御部５０がモータ５２および払出機構駆動部５５を制御し、当該額の硬貨を硬貨払出口２２から払い出させる。さらに制御部５０は、払出硬貨検出部５６の検出制御部６０に硬貨の検出を指令する。

この指令を受けたときに検出制御部６０は、図５のフローチャートに沿って動作する。
すなわち、先ず検出制御部６０は、自身が備えるレジスタにカウンタＮおよびフラグＸを生成し、カウンタＮを「１」に、フラグＸを「０」に初期化する（ステップＳ１）。

次に、検出制御部６０は、発振回路６１に信号Ｃ１の生成開始を指令する（ステップＳ２）。この指令を受けた発振回路６１は、信号Ｃ１の生成および切替回路６２への出力を開始する。

さらに、検出制御部６０は、磁気コイル４Ｎを示す選択信号ＳＥＬを切替回路６２に出力する（ステップＳ３）。この選択信号ＳＥＬを受けて、切替回路６２は、信号Ｃ１の出力先を磁気コイル４Ｎに切り替える。このとき、磁気コイル４Ｎの近傍に硬貨が存在するならば、上記のように検出回路６３が当該磁気コイル４Ｎによって硬貨が検出されたと判定し、その旨を検出制御部６０に通知する。

ステップＳ３の後、検出制御部６０は、磁気コイル４Ｎによって硬貨が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４）。このとき、検出回路６３から硬貨が検出された旨が通知されているならば（ステップＳ４のＹｅｓ）、検出制御部６０は、フラグＸを「１」にセットする（ステップＳ５）。

ステップＳ５の後、あるいは検出回路６３から硬貨が検出されない旨が通知されている場合（ステップＳ４のＮｏ）、検出制御部６０は、カウンタＮが最大値Ｎｍａｘに達したかどうかを判定する（ステップＳ６）。なお、最大値Ｎｍａｘは、磁気コイル４１〜４５の数、すなわち５である。

カウンタＮの値が最大値Ｎｍａｘに達していない場合（ステップＳ６のＮｏ）、検出制御部６０は、カウンタＮの値を１つインクリメントする（ステップＳ７）。しかる後、再びステップＳ３からの処理を実行する。このようにステップＳ３〜Ｓ５が繰り返されることによって、各磁気コイル４１〜４５のそれぞれが１つずつ時分割で駆動される。

やがてカウンタＮの値が最大値Ｎｍａｘ、すなわち５に達すると（ステップＳ６のＹｅｓ）、検出制御部６０は、フラグＸの値が「０」かどうかを判定する（ステップＳ８）。
フラグＦが「１」であるならば（ステップＳ８のＮｏ）、各磁気コイル４１〜４５のいずれかを用いて硬貨が検出されたことになる。すなわち、未だ硬貨受皿２３に硬貨が貯留されていることになるので、検出制御部６０は、カウンタＮを「１」に、フラグＸを「０」にリセットして（ステップＳ９）、再びステップＳ３からの処理を実行する。

一方、フラグＦが「０」であるならば（ステップＳ８のＹｅｓ）、各磁気コイル４１〜４５のいずれを用いても硬貨が検出されなかったことになる。すなわち、既に硬貨受皿２３の硬貨が取り除かれたことになるので、検出制御部６０は、発振回路６１を停止させ（ステップＳ１０）、制御部５０に硬貨が検出されない旨を通知して（ステップＳ１１）、一連の処理を終了する。

なお、制御部５０は、検出制御部６０からの上記通知を受けるまでは、例えば硬貨の入出金に関わる他の動作への移行を保留する。また、所定時間が経過しても検出制御部６０からの上記通知がなされない場合に、表示部２５への表示や図示せぬスピーカからの音声出力により硬貨が取り除かれていないことを警告するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態においては、各磁気コイル４１〜４５を１つずつ時分割で駆動して硬貨受皿２３内の硬貨を検出する。このような構成であれば、各磁気コイル４１〜４５が他の磁気コイルから発生する磁界の影響を受けることがなくなり、硬貨受皿２３に貯留された硬貨を正確に検出できるようになる。

また、発振回路６１にて生成された信号Ｃ１の出力先を切替回路６２にて各磁気コイル４１〜４５の間で切り替えることで、各磁気コイル４１〜４５を駆動する。このような構成であれば、各磁気コイル４１〜４５毎に発振回路６１を設ける必要がなく、回路構成を簡略化できる。

また、硬貨受皿２３の底面は、平面部２３ａとこの平面部２３ａに硬貨を導く曲面部２３ｂ，２３ｃとで構成されているため、硬貨払出口２２から排出された硬貨は全て平面部２３ａに貯留される。そして、この平面部２３ａの裏面に各磁気コイル４１〜４５を設けたため、無駄なく確実に硬貨を検出できる。

また、各磁気コイル４１〜４５のいずれかを用いて硬貨が検出されているときには、制御部５０が次の動作への移行を保留する。すなわち、硬貨受皿２３から硬貨が取り除かれていない場合には、次に上位機器から指令された額の硬貨の払い出しが行われない。したがって、上位機器からの異なる指令に応じて払い出された硬貨同士が混ざってしまうような事態を防止できる。

なお、上記実施形態にて開示した構成は、種々の態様にて変形実施可能である。具体的な変形例としては、例えば次のようなものがある。

（１）上記実施形態では、ＰＯＳ端末やＥＣＲ等の上位機器に接続され、硬貨を入金する機能と、上位機器からの指令に応じた金額を払い出す機能とを備えた硬貨入出金装置１を例示した。しかしながら、硬貨入出金装置１が備えるとした硬貨の払い出しに関わる構成を、硬貨の払い出しに特化した硬貨出金装置に適用してもよい。
また、当該硬貨の払い出しに関わる構成を、ＰＯＳ端末、ＥＣＲ、自動販売機、券売機、あるいはＡＴＭ（Automatic Teller Machine）等に一体化された硬貨出金装置に対して適用してもよい。

（２）上記実施形態では、硬貨受皿２３に貯留された硬貨を検出するセンサとして５つの磁気コイル４１〜４５を用いる場合を例示した。しかしながら、磁気コイルの数は、より多数あるいは少数（ただし２以上）であってもよい。
また、磁気コイルに代えて１対の発光素子および受光素子からなる光学センサを用いてもよい。光学センサを用いる場合、例えば硬貨受皿２３の硬貨払出口２２側の内壁およびこれに対向する側の内壁のうち、いずれか一方の内壁に複数の発光素子を設け、これら各発光素子が発する光を受光する受光素子を当該他方の内壁に設ける。あるいは、いずれか一方の内壁に発光素子と受光素子を混在して配置し、これら発光素子および受光素子に対応する受光素子および発光素子を当該他方の内壁に設けてもよい。そして、上記実施形態における発振回路６１に代えて各発光素子を発光させるための信号を生成する回路を設け、この回路で生成された信号の出力先を切替回路６２によって切り替えることで、各発光素子を１つずつ時分割で発光させればよい。

（３）上記実施形態では、各磁気コイル４１〜４５を常にこの順で１つずつ駆動する場合を例示した。しかしながら、各磁気コイルやこれに代わる上記光学センサ等のセンサを駆動する順番はこの順に限られず、例えば順不同であってもよい。
さらに、各センサを駆動する頻度を硬貨の検出結果に応じて変更してもよい。例えば、上記実施形態と同様に磁気コイル４１〜４５を用いる場合、硬貨検出を開始した後に一旦硬貨を検出してその後硬貨を検出しなくなった磁気コイルの駆動頻度を低下させる。
具体的には、例えば検出制御部６０に各磁気コイル４１〜４５に対応するフラグを自身のレジスタに形成させ、検出回路６３から硬貨が検出された旨が通知された際に、そのとき切替回路６２に信号Ｃ１の出力先として選択させている磁気コイルに対応するフラグをオンさせる。また、検出回路６３から硬貨が検出されない旨が通知された際に、そのとき信号Ｃ１の出力先として切替回路６２に選択させている磁気コイルに対応するフラグをチェックさせ、そのフラグがオンされているならば、この磁気コイルをその後駆動頻度を低下させる磁気コイルに設定させる。そして、このように設定された磁気コイルを選択させる選択信号ＳＥＬを出力する頻度を、例えば他の磁気コイルを選択させる選択信号ＳＥＬを出力する頻度の半分程度に低下させる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…硬貨入出金装置、２…本体ユニット、３…ハウジングケース、２１…硬貨投入口、２２…硬貨払出口、２３…硬貨受皿、２３ａ…平面部、２３ｂ，２３ｃ…曲面部、４１〜４５…磁気コイル、５０…制御部、５５…払出機構駆動部、５６…払出硬貨検出部、６０…検出制御部、６１…発振回路、６２…切替回路、６３…検出回路

Claims (6)

1. 所定の収納部に収納された硬貨を払い出す硬貨払出手段と、
   この硬貨払出手段が払い出した硬貨を貯留する受皿と、
   この受皿に存在する硬貨を検出する複数のセンサと、
   これら各センサを１つずつ時分割で駆動する駆動手段と、
   を備えていることを特徴とする硬貨出金装置。
2. 前記駆動手段は、前記各センサを駆動するための信号を生成する発振回路と、
   この発振回路にて生成された信号の出力先を前記各センサの間で切り替える切替回路と、
   を備え、
   前記切替回路により前記発振回路にて生成された信号の出力先を前記各センサの間で切り替えることで、前記各センサを１つずつ時分割で駆動することを特徴とする請求項１に記載の硬貨出金装置。
3. 前記受皿の底面は、平面部と、前記硬貨払出手段によって払い出された硬貨を前記平面部に導く曲面部とを有し、
   前記各センサは、少なくとも前記平面部に存在する硬貨を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の硬貨出金装置。
4. 前記各センサのいずれかによって硬貨が検出されているときには次の動作への移行を保留する制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１に記載の硬貨出金装置。
5. 前記駆動手段は、前記各センサによる硬貨の検出結果に基づいて、前記各センサの駆動頻度を変化させることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１に記載の硬貨出金装置。
6. 前記各センサは、電気信号が入力されることによって前記受皿内に磁界を発生させ、前記受皿に硬貨が存在する場合には同硬貨によって生じる渦電流の影響を受けて前記受皿に硬貨が存在しない場合と波形が異なる電気信号を出力するコイルであり、
   前記駆動手段は、前記各コイルに１つずつ時分割で電気信号を入力することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１に記載の硬貨出金装置。

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