JP5330870B2

JP5330870B2 - 硬貨類計数器及び硬貨処理装置

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Publication number: JP5330870B2
Application number: JP2009064586A
Authority: JP
Inventors: 象太郎上原
Original assignee: 株式会社高見沢サイバネティックス
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-03-17
Also published as: JP2010218243A

Description

本発明は硬貨類検出器に関し、特に、硬貨類の集計作業に用いるものに適した硬貨類計数器に関する。

小売店等では、毎日の営業において、レジスター等に蓄えられた硬貨を金種別に分類して枚数及び総額をカウントする集計作業が行われている。この集計作業を簡便にする道具として、硬貨類を整列して重ねて収納する硬貨類収納部と、該硬貨類が重なる方向で硬貨類収納部を囲むような電磁誘導コイルで構成し、該電磁誘導コイル両端の電圧が硬貨類の数量に依存することを利用して上記電圧から硬貨枚数を計数する硬貨類計数器がある（例えば、特許文献１）。

特開２００８−２３４１８６号公報（図２、図３（ａ）等）

しかしながら、上記硬貨類計数器では、上記特許文献１の図３（ａ）のように、硬貨類の枚数が少ない時は１枚あたりの電圧変化が大きく、枚数が多い時は電圧変化が小さいという特性を示す。そのため、硬貨類の枚数と検出電圧を２次式で近似した上、この近似式を用いて検出電圧から枚数に換算しており、処理を複雑にしていた。

本発明は上述の課題に鑑み、処理が単純になることを可能とする硬貨類計数器を提供することを目的とする。また、このような特徴を持つ硬貨類計数器を用いて簡易な構造の硬貨処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る硬貨類計数器は、例えば、図２（ｂ）〜図２（ｄ）に示すように、硬貨類ＣＮを整列して重ねて収納する硬貨類収納部１０と、硬貨類ＣＮが重なる方向Ｐ（ＡＸ_ＣＮ）に直交する方向軸ＡＸ_ＣＮＰに対し、コイルの中心軸ＡＸ_ＣＯＬが、硬貨類ＣＮが重なる方向軸ＡＸ_ＣＮを含む平面内において、傾斜（傾斜角：θ）するように硬貨類収納部１０に配置された電磁誘導コイル３０と、電磁誘導コイル３０の両端の電圧を検出する検出部４１と、硬貨類ＣＮが硬貨類収納部１０に収納された状態で、収納された硬貨類ＣＮの数を検出部４１で検出された電圧から計数する硬貨類数量演算部４３とを備える。

ここにおいて、「硬貨類ＣＮ」とは、貨幣としての硬貨の他、メダル等同一の形状のものが複数取り扱われる導電体を含む。「硬貨類ＣＮを整列して重ねて」とは、硬貨類の広い面を互いに重ねて」の意味である。

このように構成すると、硬貨類ＣＮが重なる方向Ｐと直交する方向軸ＡＸ_ＣＮＰに対し、コイルの中心軸ＡＸ_ＣＯＬを傾斜させるので、枚数に対する検出電圧の変化量が大きい少量の場合の硬貨類との結合を小さくすることができ、硬貨類の枚数検出電圧と検出電圧の関係を直線関係に近づけることができる。これによって検出データを改めて校正する必要がないので、処理を単純化し装置を簡略化することが出来る。

また、本発明の第２の態様に係る硬貨類計数器は、例えば、図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、本発明の第１の態様に係る硬貨類計数器において、電磁誘導コイル３０の開口面を含み、該コイルの中心軸ＡＸ_ＣＯＬと直交する面ＰＬが、硬貨類収納部１０の硬貨類ＣＮが重なる方向軸ＡＸ_ＣＮのうち、硬貨類ＣＮが増加する方向Ｐであって硬貨類ＣＮが収納されない点Ｑで交わる。

ここで、「硬貨類ＣＮが増加する方向Ｐであって硬貨類ＣＮが収納されない点Ｑで交わる」とは、例えば、図２（ｄ）に示すように、コイルの開口面を含む面ＰＬがＡＸ_ＣＮに対して傾斜し、方向軸ＡＸ_ＣＮの硬貨類が増加する側の軸上の点Ｑで交わることを意味する。この時、コイルの下部短辺３０Ｂから硬貨類収納部１０の軸ＡＸ_ＣＮまでの距離ＬＢは、上部短辺３０Ａから硬貨類収納部１０の軸ＡＸ_ＣＮまでの距離ＬＡより長くなる。尚、「開口面」とは、１ターンコイルの場合は該コイルを縁として張る面であり、多層コイルである場合は最も硬貨類収納部１０に近い巻き線に対して張る面を言う。

このように構成すると、電磁誘導コイル３０が硬貨類を全面的に囲むことがないので、枚数検出電圧と検出電圧の関係をより直線関係にすることができる。

また、本発明の第３の態様に係る硬貨類計数器は、例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、本発明の第１のまたは第２の態様に係る硬貨類計数器において、硬貨類ＣＮが貨幣である硬貨類収納部１０（１１〜１６）を複数有し、硬貨類数量演算部４３（例えば図２（ｂ）参照）が、硬貨類収納部１０ごとに収納された貨幣ＣＮの種類及び数に応じた金額を演算するように構成され、更に、硬貨類数量演算部４３（図２（ｂ））で演算された、硬貨類収納部１０に収納された貨幣ＣＮの合計金額を表示する表示部２０を備える。

このように構成すると、異なる金種を一度に取り扱うことが出来るとともに、異なる金種にわたって収納されている貨幣の合計金額を表示することが出来るので、計数結果を一目で把握することが可能となる。

また、本発明の第４の態様に係る硬貨処理装置は、例えば、図８、図９に示すように、入金された硬貨ＣＮを種類ごとに振り分ける振分部１３０と、当該振り分けられた硬貨ＣＮを種類ごとに保留する保留部１６０を備え、保留部１６０が本発明の第１のまたは第２の態様に係る硬貨類計数器であることを特徴とする。

ここで、「硬貨処理装置」は、例えば自動販売機に内蔵され、投入された硬貨の種類を識別して種類ごとに保留部１６０に貯留し、その数量をカウントし、必要な場合は釣銭として貯留した硬貨を放出するような装置を言う。本態様に係る硬貨処理装置は、本発明の第１の態様または第２の態様に係る硬貨類計数器１０を保留部１６０に適用したものである。

このように構成すると、簡単な構造で硬貨類の数量を計数することが出来るので、硬貨処理装置の構成を簡略化することが出来る。

本発明に係る硬貨類計数器によれば、硬貨類収納部に収納された硬貨類の数と検出電気信号の大きさを直線に近い関係を保って検出することが出来るので、取得されたデータに複雑な校正を行うことが不要となる。また、本硬貨類計数器を適用することにより、硬貨処理装置の構成を簡略化することができる。

本発明の実施の形態に係る硬貨類計数器の斜視図である。本発明の実施の形態に係る硬貨類計数器の平面図である。図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。電磁誘導コイルと硬貨類収納部１０との位置関係を示す図で、正面透視図である。電磁誘導コイルと硬貨類収納部１０との位置関係を示す図で、図２（ｃ）の側面図である。電磁誘導コイルの他の形態を示す図である。電磁誘導コイルの外観を示す図である。（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）は側面図である。検出部（発振回路部）の詳細図である。電磁誘導コイル両端電圧と枚数の関係を示す図である。電磁誘導コイル両端電圧と枚数の関係で直線性を示す図である。硬貨処理装置の構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る硬貨処理装置に適用する硬貨類計数器を示す図である。従来の技術による硬貨類の枚数と電磁誘導コイル両端の電圧の関係の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

まず、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係る硬貨類計数器１を説明する。図１は、硬貨類計数器１の斜視図である。図２は硬貨類計数器１を説明する図であり、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＢ−Ｂ矢視断面図、図２（ｃ）は、硬貨類計数器１のうち、一つの金種を計数する単位硬貨類計数器９０を斜面５１の前面側から見た透視図であって、硬貨類収納部１０と電磁誘導コイル３０との配置関係を示す図である。図２（ｄ）は、図２（ｃ）の側面図である。硬貨類計数器１は、横長の直方体を底面との角度が約４５度となる斜面５１が現れるように一部を削除したような形の筐体５０を備えている。斜面５１には、硬貨類としての硬貨ＣＮを収納することができる凹部が形成され、この凹部が硬貨類収納部１０を構成している。尚、以下、硬貨類収納部１０としては凹部を有するものを例として説明するが、これに限定されるわけではなく、例えば、筒状のものであっても良い。また、斜面５１には硬貨類収納部１０に収納された硬貨ＣＮの総額を表示する表示部２０が設けられている。表示部２０は、電子回路が形成された回路基板４０（図２（ｂ）参照）と電気的に接続されている。また、回路基板４０は、硬貨類収納部１０の近傍に配置された電磁誘導コイル３０（図２（ｂ）参照）と電気的に接続されている。図２（ｂ）では、電磁誘導コイル３０は回路基板４０とは別に表されているが、電磁誘導コイル３０も回路基板４０に形成された電子回路と協働して作用する電子回路の一部である。回路基板４０は筐体５０内に収容されている。硬貨類計数器１の基本構成は上記の通りであり、以下、各部についてさらに詳しく説明する。

筐体５０は、横長の四角柱の上面５２と正面５３とが交差する１辺を削除して、底面５４に対して約４５度となる斜面５１が形成された外観形状になっている。斜面５１の面積は、上面５２の面積よりも大きくなっている。また、筐体５０は合成樹脂で形成されている。合成樹脂で形成されることにより、射出成形による製造を可能にし、生産効率の向上を図っている。

硬貨類収納部１０は、図１および図２において、符号Ｐで示す方向（上面５２と正面５３とを結ぶ方向）に長い凹部が斜面５１に形成されて構成されている。硬貨類計数器１は、１円硬貨Ｃ１を収納する１円収納部１１と、５円硬貨Ｃ５を収納する５円収納部１２と、１０円硬貨Ｃ１０を収納する１０円収納部１３と、５０円硬貨Ｃ５０を収納する５０円収納部１４と、１００円硬貨Ｃ１００を収納する１００円収納部１５と、５００円硬貨Ｃ５００を収納する５００円収納部１６との６つの硬貨類収納部１０を有している。硬貨類収納部１０という呼称は各収納部１１〜１６を区別しない場合の呼称であり、主に各収納部１１〜１６に共通する事項を説明する際に用いる。また、硬貨ＣＮという呼称は各種硬貨Ｃ１〜Ｃ５００を区別しない場合の呼称である。

硬貨類収納部１０を構成する凹部は、その深さが収納された硬貨ＣＮの直径の８分の７から８分の６程度となるように形成され、底部の形状はその硬貨類収納部１０に重ねて収納される硬貨ＣＮの外径に合うような断面半円状のカーブで形成されている。また、硬貨類収納部１０を構成する凹部の長さは、その硬貨類収納部１０に重ねて収納される硬貨ＣＮを５０枚収納できるように形成されている。したがって、収納される硬貨ＣＮの厚さによって硬貨類収納部１０の長さが異なることとなり、５００円収納部１６が最も長く、１円収納部１１の長さが最も短くなる。硬貨類収納部１０は、喩えるなら半割パイプが斜面５１に取り付けられたように、長さ方向全体にわたって開放されているので、収納された硬貨ＣＮはそのめいめいをつまみ出すことができる状態になる。

図２（ｂ）に示すように、硬貨類収納部１０の奥側（斜面５１と反対方向）の近傍に、電磁誘導コイル３０が配置されている。図２（ｃ）は、硬貨類収納部１０と電磁誘導コイル３０の配置関係を示す図で、斜面５１の前面方向から電磁誘導コイル３０および硬貨類収納部１０の凹部を透視した図である。図２（ｃ）のように電磁誘導コイル３０は略長方形の形状と大きさを有し、斜面５１の前面から見た場合、その長軸ＡＸ_Ｌが収納部の凹部の硬貨類が重なる方向（以下、「長手方向」と言うことがある）の軸ＡＸ_ＣＮに概ね一致するように配置されている。本図で電磁誘導コイル３０の幾何学的な中心をＯとする。尚、電磁誘導コイル３０の短辺は必ずしも硬貨類収納部１０を囲むだけの大きさでなくてもよく硬貨類ＣＮと電磁的に結合できる程度の大きさであれば良い。

図２（ｄ）は、図２（ｃ）の側面図である。図のように、電磁誘導コイル３０のコイルで囲まれる部分は硬貨類収納部１０の凹部の外側にあり、互いに重ならないように配置される。コイルの位置は、電磁誘導コイル３０で発生する磁界が硬貨類収納部１０の凹部に届く程度の距離の範囲で決定する。更に、コイルの下部短辺３０Ｂと軸ＡＸ_ＣＮとの距離ＬＢは上部短辺３０Ａと軸ＡＸ_ＣＮとの距離ＬＡより大きくなるように設定されている。即ち、電磁誘導コイル３０の中心点Ｏを通り電磁誘導コイル３０の開口面を含む面ＰＬに直交する中心軸ＡＸ_ＣＯＬは硬貨類収納部１０の凹部の方向軸ＡＸ_ＣＮに対して方向軸ＡＸ_ＣＮを含む平面内でθだけ傾斜している。尚、θの値については後述する。尚、図２では、電磁誘導コイル３０と硬貨類収納部１０が全く重ならない場合であるが、電磁誘導コイルの一部が重なるようにした態様もある。

このように構成すると、硬貨類が下部の短辺３０Ｂにある場合は電磁誘導コイル３０との磁気的な相互作用が弱く、硬貨類が上部の短辺３０Ａにある場合は電磁誘導コイル３０との磁気的な相互作用が強くなり、後述するように、硬貨類の数量と検出電圧との関係を直線に近づけることができる。

電磁誘導コイルは典型的には長方形であり、長辺の長さは短辺の長さより少なくとも４倍以上長くする。このようにすると長軸方向に対する磁界密度の変化が少なく高い検出精度が得られる。短辺近傍１０Ａ、１０Ｂ（減衰スペース）は磁界密度が均一でないので硬貨ＣＮが収納される部分として使用しない。尚、長辺の長さは計数する硬貨類の最大数量を重ねた時の合計の厚みを元に決める。短辺は、計数する硬貨ＣＮの直径を元に決めるとよい。

図３は電磁誘導コイル３０の他の形態を示したものである。電磁誘導コイル３０は図のように長円であっても良い。この場合でも、硬貨類が収納される部分に対する部分は均一な磁界密度となるように２つの長辺は互いに平行である。

図２（ｄ）のように、電磁誘導コイル３０は、硬貨類収納部１０の長手方向に沿う部分は凹部の裏側（凹部の開口側とは反対側）に置かれている。硬貨ＣＮが重なる方向の両端はそれぞれ所定の距離だけ離して配置されており、この硬貨類収納部１０の両方の端部は減衰スペース１０Ａ、１０Ｂとなっている。減衰スペースの役割については後述する。斜面５１には、電磁誘導コイル３０を構成する巻き線を掛けるための突起５６Ａ、５６Ｂが裏側に突き出るようにそれぞれ設けられている。電磁誘導コイル３０を形成する巻き線の固定には、熱融着を用いるとよい。熱融着とすると、巻き線の位置がずれることがなく、また簡単な製造工程で巻き線を確実に固定することができるので、安定して電気信号を検出することができる電磁誘導コイル３０となる。なお、突起５６Ａ、５６Ｂに導線を巻くように掛けて電磁誘導コイル３０を形成するほか、あらかじめ導線が巻かれた部材としての電磁誘導コイル３０を硬貨類収納部１０の裏側に取り付けるようにして電磁誘導コイル３０の取り付けを容易にしてもよい。このような形態については後述する。

更に、コイルをプラスチック基板上に形成する形態もある。このようにすればコイルの製造が簡単になる。また、プラスチック基板を可撓性のあるものを用いた場合は実装上融通性が向上する等の利点がある。

図５に電磁誘導コイル３０に接続される発振回路部４１の主要部を示す。電磁誘導コイル３０（インダクタンス：Ｌ）にはコンデンサＣ１及びＣ２が接続され共振回路を形成する。コンデンサＣ１の一端は演算増幅器ＡＭＰ１の＋入力端に、他端は帰還抵抗Ｒｆを通じて出力端に接続され、コルピッツ型発振回路を形成する。従って、本回路はＬ，Ｃ１，Ｃ２の容量で決まる周波数で発振する発振回路である。図２（ｂ）のように、発振が起こると電磁誘導コイル３０には交流電流が流れ、その回りには交流磁界が生じる。この磁界は硬貨類ＣＮと相互作用を生じ、硬貨類ＣＮ中に渦電流を誘導し渦電流損失を生じさせる。この損失により電磁誘導コイルの両端にはＲｅｄｄで示すような仮想的な抵抗が現れる。この抵抗Ｒｅｄｄは硬貨類収納部１０に収納された硬貨類ＣＮの枚数に対応して変化するので、これにより電磁誘導コイル３０の両端の電圧Ｖｃｏｌは変化する。この電圧ＶｃｏｌをバッファアンプＡＭＰ２を通じて演算回路部４３に出力する。

図５では、発振回路としてコルピッツ型を用いたものを示したが、これに限定するものではなく、ハートレー型、クラップ型等、所謂ＬＣ発振回路であればどれでも良い。また、演算増幅器ＡＭＰ１についても限定する必要はなく増幅機能があれば各種回路が適用できる。また、バッファアンプＡＭＰ２は省略してもよい。

周知の通り、渦電流損失Ｒｅｄｄは、磁束密度の２乗に比例する。従って、硬貨類ＣＮの数量と電圧Ｖｃｏｌの関係を対応させるには磁束密度Ｂは硬貨類収納部１０内で出来るだけ均一であることが望ましい。一般に本実施の形態で用いられるような長尺の方形型コイルではコイルの短辺付近の磁界密度はその他の中間部分に比べて大きくなる。従って、本実施の形態ではこのような部分を避けるために減衰スペース１０Ａ及び１０Ｂ（図２（ｂ）参照）を設けている。

電磁誘導コイル３０は、各収納部１１〜１６のそれぞれに個別に設けられている。すなわち、１円収納部１１の周りには１円コイル３１が、５円収納部１２の周りには５円コイル３２が、１０円収納部１３の周りには１０円コイル３３が、５０円収納部１４の周りには５０円コイル３４が、１００円収納部１５の周りには１００円コイル３５が、５００円収納部１６の周りには５００円コイル３６が、それぞれ配置されている。各コイル３１〜３６を特に区別しないとき（各コイル３１〜３６に共通な事項を説明するとき）は単に「コイル３０」ということとする。コイル３０は、各収納部１１〜１６における硬貨ＣＮの数の増減に伴うコイル両端電圧の変化を検出しやすいように、硬貨ＣＮの種類（材質、直径、厚さ）に応じた巻き数で構成されている。例えば、１円硬貨Ｃ１や１０円硬貨Ｃ１０は、５００円硬貨Ｃ５００よりも透磁率が小さいため、硬貨類収納部１０に収納される硬貨ＣＮの種類によって適切な電磁誘導コイル３０の巻き数は異なる。したがって、各コイル３１〜３６の巻き数は必ずしもすべて同じではなく、各コイル３１〜３６によって異なることもある。

電磁誘導コイル３０については、図２（ｂ）で突起５６Ａ、５６Ｂにコイルを固定する実施の形態を示したが、図４のようなコイルの形態もある。即ち、互いに平行する２つの溝を有するフェライト部材３９をコアとし、その２つの溝に表面が絶縁された電線を巻き込んだものである。この電磁誘導コイル３０が巻かれたフェライト部材３９を硬貨類収納部１０の近傍に取り付けるようにしても良い。

各収納部１１〜１６は、収納する硬貨ＣＮの額の少ない順に、左から右に向かって配列されている。隣接する硬貨類収納部１０同士の間は、硬貨類収納部１０を囲むように配置された電磁誘導コイル３０が接触しない程度のスペースが確保されている。また、１つの硬貨類収納部１０に配置された電磁誘導コイル３０が、隣接する硬貨類収納部１０の電磁誘導コイル３０の影響を受けないようにするために、隣接する電磁誘導コイル３０の間に電磁シールドを挿入することができるスペースも確保することが好ましい。電磁シールドは電磁誘導コイル３０間の相互誘導の発生を防ぐことができる。

演算回路部４３は、発振回路部４１で検出された各コイル３１〜３６の電圧から各収納部１１〜１６に収納されている硬貨ＣＮの数を検出し、収納部１１〜１６全体に収納されている硬貨ＣＮの枚数（合計金額）を演算する回路である。演算回路部４３における演算結果は、電気信号として表示部２０に出力される。

表示部２０は、硬貨類収納部１０に収納された硬貨ＣＮの枚数及び合計金額がアラビア数字で表示されるように構成されている。アラビア数字で表示されるので、集計した硬貨ＣＮの合計金額を一目で把握することができ、集計作業の効率を向上させることができる。

制御回路部４２は、各コイル３１〜３６に対して電流を流すコイルを切り替える機能を有する電子回路である。制御回路部４２により、隣接する電磁誘導コイル３０に対して或る時間差で発振回路部４１の電源電圧をオン／オフする。このようにすると、隣接する３０間で相互誘導作用を受けることがなく、硬貨類収納部１０に収納された硬貨ＣＮの増減に応じた電圧変化を正しく検出することができる。なお、各コイル３１〜３６に対してコイル以外の電子回路を共通とし、各コイルを時間的に切り換えるようにしてもよい。各コイル３１〜３６への電流の流し方は、１円コイル３１、５円コイル３２、１０円コイル３３、５０円コイル３４、１００円コイル３５、５００円コイル３６の順に流すのが一般的であるが、検出時間の短縮のために、硬貨類収納部１０を一つ飛び、即ち、１円コイル３１、１０円コイル３３、１００円コイル３５に同時に流して次に５円コイル３２、５０円コイル３４、５００円コイル３６に同時に流すようにしてもよく、あるいは、より相互誘導の影響を抑制するために１円コイル３１、１０円コイル３３、１００円コイル３５、５円コイル３２、５０円コイル３４、５００円コイル３６の順番に流すようにしてもよい。

また、制御回路部４２は、硬貨類収納部１０に収納された硬貨ＣＮの数と、この硬貨ＣＮの数に応じた電磁誘導コイル３０にかかる電圧との対応関係を調整する（基準となる電圧を調整する）。制御回路部４２は、典型的には、リセットボタン（不図示）からの信号を受信したときに電磁誘導コイル３０にかかる電圧を、硬貨類収納部１０に硬貨ＣＮが収納されていないときの電圧であると記憶するように構成されている。なお、基準となる電圧は、硬貨類収納部１０に硬貨ＣＮが収納されていない状態の電圧に限らず、例えば所定枚数の硬貨ＣＮが硬貨類収納部１０に収納された状態の電圧であってもよい。あるいは、複数の収納状態の電圧を基準の電圧とするように調整してもよい（例えば、無収納状態の電圧を第１の基準電圧、所定枚数の硬貨ＣＮが収納された状態の電圧を第２の基準電圧として調整する）。ここで、所定枚数は、例えば少量（５枚程度）又は満杯（５０枚）とするとよい。また、例えば硬貨類計数器１の出荷前にあらかじめ基準電圧を調整しておくこととして、リセットボタン（不図示）を省略してもよい。しかしながら、リセットボタン（不図示）を設けておくと、使用の結果により経時変化が生じた場合に容易に基準電圧を校正することができるので好ましい。

また、制御回路部４２は、温度検知器（不図示）から温度信号を受信して、あらかじめ記憶されている温度変化に応じた電圧の変化率に基づいて、検出結果を補正するように構成してもよい。温度検知器（不図示）からの信号と上述の基準となる電圧とを利用することで、硬貨類計数器１の周囲の温度変化や設置条件の変化への対応をより正確に行うことが可能となる。これは、例えば、検出した電圧を発振回路部４１の内部回路であるバッファアンプＡＭＰ２の増幅率を制御することにより補正することにより可能である。なお、温度検知器（不図示）を設けずに、例えば硬貨類計数器１の出荷前にあらかじめ温度変化による検出精度の影響を測定しておき、温度変化による影響が小さくなるように検出結果（検出された電気信号）の加工を行うように構成してもよい。

次に、硬貨類計数器１の動作を説明する。硬貨類計数器１を電源に接続してスイッチ（不図示）を投入する。すると、各収納部１１〜１６に硬貨ＣＮを収納していない状態では、各表示部２１〜２８にはアラビア数字の「０」が表示される。このとき、硬貨類計数器１がリセットボタン（不図示）を有している場合は、各収納部１１〜１６に硬貨ＣＮを収納していない状態でリセットボタン（不図示）を押して０点補正をしてもよい。スイッチが投入され、電力が回路基板４０に供給されると、発振回路部４１及び制御回路部４２が協働することにより、各コイル３１〜３６に交流電流が流れる。各コイル３１〜３６には、制御回路部４２におけるスイッチング機能により、電流が時間間隔を置いて流れる。

次に、計数する硬貨ＣＮを種類に応じた所定の収納部１１〜１６に重ねて収納する。すると、電磁誘導コイル３０には、交流電流が流れているため、硬貨類収納部１０に収納された硬貨ＣＮの枚数に応じた渦電流損が生じる。硬貨類収納部１０に収納された硬貨ＣＮの枚数が多くなるほど、電磁誘導コイル３０の両端に現れる仮想的な抵抗Ｒｅｄｄの値は小さくなる。この抵抗により発振強度が低下し電磁誘導コイル３０の両端における電圧は低下する。すなわち、電磁誘導コイル３０にかかる電圧は、硬貨類収納部１０に収納された硬貨ＣＮの枚数が増加するにしたがって低下するように変化する。発振回路部４１は電磁誘導コイル３０にかかる電圧の変化を検出し、演算回路部４３はその電圧の変化から収納部１１〜１６全体に収納された硬貨ＣＮの合計金額を算出し、算出された合計金額及び各収納部１１〜１６に収納された硬貨ＣＮの枚数は電気信号として表示部２０に出力され、結果が表示部２０にアラビア数字で即座に表示される。

電磁誘導コイル３０を硬貨類収納部１０を囲むようにすると電磁誘導コイル３０と硬貨類ＣＮとの結合が密となり、硬貨類ＣＮの数量の変化に対してコイル両端電圧Ｖｅｄｄの変化は大きなものが得られる。しかし、横軸に硬貨数、縦軸にＶｅｄｄをとってプロットすると下に凸の曲線になる。例えば、その例を図１０に示す。図１０は特開２００８−２３４１８６の図３（ａ）をそのまま転載したものである。下に凸となる理由は、硬貨類ＣＮの最初の数枚のうちは電磁誘導コイル３０全体に与える影響が大きいためＶｅｄｄの変化量は大きく、硬貨類ＣＮの枚数が増えるに従って電磁誘導コイル３０全体に与える割合が減るためと思われる。このような枚数と検出電圧が曲線関係の場合、電磁誘導コイル３０の両端電圧Ｖｅｄｄから硬貨類ＣＮの数量を求めるには当該曲線に対応した校正曲線を用いて改めて校正する必要があり装置が複雑となる。本願の発明者は鋭意実験的に検討したところ、電磁誘導コイル３０を硬貨類収納部１０において、硬貨類収納部１０から硬貨類の積み重ね軸から離して配置し、電磁誘導コイル３０が硬貨類収納部１０の収納された硬貨類を直接囲まないようにすると硬貨類数量とコイル両端電圧Ｖｅｄｄの関係が下に凸であるという特徴は残すものの直線関係に近づくことを見い出した。

更に、図２（ｄ）に示すように、電磁誘導コイル３０の長軸を硬貨類収納部１０の硬貨類の積み重ね方向軸に対して硬貨類収納部１０の軸ＡＸ_ＣＮを含む平面内で傾斜させ、硬貨類の少ない方の電磁誘導コイル３０の短辺３０Ｂと硬貨類収納部１０の軸ＡＸ_ＣＮまでの距離ＬＢを硬貨類の多い方のコイルの短辺３０Ａと硬貨類収納部１０の軸ＡＸ_ＣＮまでの距離ＬＡよりも大きくすると、上記硬貨類の数量とコイル両端電圧Ｖｅｄｄの関係がより直線関係に近づくことを発見した。これは、電磁誘導コイル３０を傾斜させると検出電圧Ｖｅｄｄの変化量の大きいコイル下部が上部に比べて硬貨類収納部１０から離れるので電磁的な結合が疎になりＶｅｄｄの硬貨数に対する変化量が減少するためと思われる。

図６は、金種を５００円硬貨、コイルの巻き数を１１０ｔ、発振周波数１００ｋＨｚとした場合の関係を示したものである。縦軸は硬貨類の枚数（０〜５０枚）、横軸は電磁誘導コイル３０の両端電圧Ｖｅｄｄに対応したものであるが、換算値ｎであり、以下の式でＶｅｄｄ（ｍＶ）と関連付けられている。（ｎ：２７９６〜３４１５）

Ｖｅｄｄ＝１２００＋０．６３５×ｎ（１）

θは図２（ｄ）に示す電磁誘導コイル３０の中心軸ＡＸ_ＣＯＬと硬貨類収納部１０の軸ＡＸ_ＣＮと直交する軸ＡＸ_ＣＮＰの間の傾斜角である。図に示すように、θの増加に従って下に凸（例えばθ＝０°の場合）であったものが上に凸（例えばθ＝２°）に反転する。途中、θが１°の時に殆ど直線となる。

図７は、図６の各曲線を二次曲線で近似し、その場合の２次項の係数ａの値をθに対してプロットしたものである。図のように、θ＝１°で係数の値が略ゼロとなり、この場合、硬貨類数量とコイル両端電圧Ｖｅｄｄの関係が略直線となっている。硬貨類数量とコイル両端電圧Ｖｅｄｄの関係が直線となると校正のための演算が不要となり処理が簡単となる。

ここで、図６の関係は実験的に求めたものの一例であって、電磁誘導コイル３０と硬貨類収納部１０からの距離、周波数、硬貨の種類等の諸条件により異なる。全ての場合にθ＝１°が最適であることを示していない。最適なθの値は最終的には実験的に決定されるものであるが、θの増加にしたがって当該曲線が下に凸から直線を経て上に凸に変化し、従って、その途中に直線的な関係が得られる。

以上の説明では、電磁誘導コイル３０を自励発振器の共振要素として動作させる形態を記載したが、これに限定されるわけではなく、所定の交流を外部から印加してその時のコイル両端の電圧を検出しても同様の結果と効果が得られる。尚、コイル両端の電圧はコイルに流れる電流からも導き出すことが出来るので電流を測定することによっても行える。この意味で電流の検出も電圧の検出と均等である。

以上の説明では、硬貨類収納部１０の凹部の深さは収納された硬貨ＣＮの８分の７から８分の６であるとしたが、これに限らず硬貨ＣＮを硬貨類収納部１０に静止させることができる（すなわち、落下せずに硬貨類収納部１０に止まらせておくことができる）深さであれば硬貨ＣＮの８分の６以下でもよい。しかしながら、硬貨類収納部１０に収納される硬貨ＣＮの増減に伴う磁界の変化を電圧の変化として検出することができる位置に電磁誘導コイル３０を設置する観点から、凹部の深さは硬貨ＣＮの直径の４分の３以上（８分の６以上）とするのが好ましい。逆に凹部の深さが硬貨ＣＮの８分の７に以上の場合（極端には硬貨ＣＮの全部が凹部に位置する場合）であっても、硬貨類収納部１０の長手方向にわたって硬貨ＣＮの直径分の幅が開放されていれば、硬貨ＣＮのそれぞれをつまみ出すことができるので、このような場合でもよい。また、凹部の形状は、底部が硬貨ＣＮの外径に合うように形成されているとしたが、これに限らず、凹部の断面が例えばコの字状に形成される等、硬貨ＣＮを複数の点で支えて硬貨類収納部１０に静止させることができる形状であればよい。

以上の説明では、硬貨類収納部１０の凹部の長手方向が斜面５１に沿って形成されているとしたが、硬貨類が凹部の一方の端部から収納されていくような構造となっていれば硬貨類収納部１０の凹部の長手方向が斜面５１の上下方向に対して直角の方向、すなわち水平方向であってもよい。この場合も上述のように、硬貨類収納部１０の凹部は、硬貨ＣＮを硬貨類収納部１０に静止させることができるような深さ・形状に形成されていればよい。

以上の説明では、硬貨類収納部１０に収納可能な硬貨ＣＮの枚数が５０枚であるとしたが、用途に応じて適宜変更してもよい。ただし、機械で計数するメリットを享受することができ、硬貨ＣＮ１枚の増減を電圧変化として検出することができるようにする観点から、硬貨類収納部１０に収納可能な硬貨ＣＮの枚数は、下限を１０枚程度、上限を１００枚程度とするとよい。

以上の説明では、各収納部１１〜１６が１列ずつ設けられていることとしたが、使用頻度の高い金種の硬貨ＣＮを収納する硬貨類収納部１０を複数列設ける等、使用状況に適するように適宜増加してもよい。逆に、取り扱う金種が限定されている場合（１種類を含む）の利用に便利なように、その特定の金種の硬貨ＣＮを収納する硬貨類収納部１０を設けて取り扱わない金種の硬貨ＣＮを収納する硬貨類収納部１０を省いてもよい。

以上の説明では、硬貨類計数器１は日本国で製造された硬貨ＣＮを計数するものとしたが、外国で製造された硬貨を計数するものとしてもよい。

以上の説明では、硬貨類計数器１が表示部２０を一体的に備えているとしたが、表示部２０は外部の表示装置（例えばパソコンのディスプレイ）であってもよく、硬貨類収納部１０に収納された硬貨ＣＮの合計金額や枚数を表示させるようにしてもよい。また、硬貨類計数器１をパソコン等のコンピュータに接続して計数結果をコンピュータに取り込むようにしてもよい。計数結果をコンピュータに取り込むようにすると、表示結果を読み取ってメモを取るような煩わしさから解放されると共に、ログに基づいてグラフ化する等のデータ加工を行いやすくなる。また、硬貨類計数器１は、表示部としてのプリンタのような印刷装置を接続してもよい。この場合、硬貨ＣＮの合計金額、枚数、収支（収支ログ）を紙出力することができる。

以上の説明では、表示部２０に示される金種ごとの検出結果が硬貨ＣＮの枚数であるとしたが、これに加えて金種ごとの合計金額を表示するようにしてもよい。このように構成すると金種ごとの計数結果を一目で把握することができる。しかしながら金種ごとの硬貨ＣＮの枚数が分かれば簡単な計算で金種ごとの合計金額を求めることができるので、金種ごとの検出結果を硬貨ＣＮの枚数のみとして表示部２０の面積を小さくし、硬貨類計数器１の小型化を図るとよい。

次に、他の実施の形態として上記硬貨類計数器を用いた硬貨処理装置について説明する。硬貨処理装置は、例えば自動販売機に内蔵され、投入された硬貨の種類を識別して種類ごとに貯留し、その数量をカウントし、必要な場合は釣銭として貯留した硬貨を放出する。

最初に、硬貨処理装置の全体構成について図面を用いて説明する。
図８は、本発明の実施の形態に係る硬貨処理装置１０１の概略構成を説明するブロック図である。なお、図中太線は硬貨の流れを示す。硬貨処理装置１０１は、自動販売機に内蔵される際には、例えば利用者が、自動販売機の正面に形成された接客面から、自動販売機の投入部１０３に硬貨を投入できる位置に内蔵される。また、自動販売機の接客面には、利用者の操作により投入した硬貨を返却できる返却レバー１９１が配置されている。なお、硬貨処理装置１０１は、例えば鉄道の駅に設置され、乗車券等の販売を行う自動販売機(自動券売機)に内蔵されるものである。

硬貨処理装置１０１は、投入部１０３から投入された硬貨を１枚づつ繰り出す繰出し部１０５と、硬貨を搬送する搬送部としての入金搬送部１１０と、硬貨以外のものや偽硬貨等を放出するリジェクト機能１３１と、入金搬送部１１０により搬送される硬貨を種類毎に振り分ける振分部１３０と、振分部１３０により振り分けられた硬貨を１回の取引を単位として種類毎に保留する保留部としての一時保留部１６０とを含んで構成される。一時保留部１６０は、取引ごとに保留した硬貨の数量を計数し、一時保留部１６０の下部に設けた循環釣銭部１７０に放出する。硬貨の種類と計数値は例えば制御装置１５０等に設けたメモリ（不図示）に保存される。

一時保留部１６０は、硬貨の種類毎に設けられ、硬貨を保留する複数の収納保留部１６１と、収納保留部１６１を駆動するための保留部駆動手段１６５とを有する。収納保留部１６１は、保留部駆動手段１６５に駆動されることで、保留した硬貨を放出するように構成される。一時保留部１６０は、上記各々の収納保留部１６１が一体に形成されたものを含んで構成される。言い換えれば複数の収納保留部１６１が一体に形成されたものを含んで構成される。

一時保留部１６０の下部には、不図示のシュートが接続されている。このシュートは、途中で分岐しており、例えば不図示のフラッパにより硬貨の経路を切り替えられる。このシュートの１つは、各収納保留部１６１毎に循環釣銭部１７０まで接続されており、収納保留部１６１より放出した硬貨を種類毎に循環釣銭部１７０へ供給できる。このシュートの他の１つは、出金搬送部１０８の上部近傍まで延設されており、収納保留部１６１より放出された硬貨を出金搬送部１０８へ落下させることができる。シュートの切り替えは、制御装置１５０により制御されている。またシュートの切り替えは、保留した硬貨を循環釣銭部１７０へ収納する場合には、循環釣銭部１７０側に切り替えられ、利用者により返却操作が行われた即ち返却レバー１９１が操作された場合には、シュートが出金搬送部１０８側に切り替えられる。出金搬送部１０８は、放出された硬貨を放出部１０９まで搬送する。

循環釣銭部１７０は、一時保留部１６０の下部に設けられている。循環釣銭部１７０は、各硬貨の種類毎に収納放出部１７１ａ〜１７１ｄが配置されている。

次に、以上を前提に、本実施の形態について説明する。本実施の形態は、上述した一時保留部１６０に前述した単位硬貨類計数器９０（図２（ｃ）参照を適用したことを特徴とする。
図９は、一時保留部１６０に単位硬貨類計数器９０を適用した時の実施の形態である。１６０ａ〜１６０ｄが夫々単位硬貨類計数器９０ａ〜９０ｄに対応するが、硬貨の収納部１６３は中空円筒状である点が相違する。一時保留部１６０の底部に開閉蓋１６２が設けられている。開閉蓋１６２は制御装置１５０の指令により保留部駆動手段１６５が駆動され開閉が行われる。開閉蓋１６２は硬貨の保留時には１６２ｂのように閉じられているが、例えば取引が終了した時に１６２ａのように開き、硬貨ＣＮが放出されるように構成されている。尚、開閉蓋１６２ａ〜１６２ｄは取引終了時に全部が一斉に開くようにしてもよいし、開く開閉蓋を選択しても良い。また、各一時保留部１６０ａ〜１６０ｄは一体構造としてもよい。

各一時保留部１６０ａ〜１６０ｄには電磁誘導コイル３０が配置されている。また、各電磁誘導コイル３０の間には必要に応じて不図示の磁気シールド材が配置されている。電磁誘導コイル３０の両端電圧を検出することにより一時保留部１６０に貯留した硬貨の数量を検出する。すでに説明したように本発明に係る単位硬貨類計数器９０は簡単な構造で硬貨類の数量を計数することが出来るので、これを用いて硬貨処理装置の構成を簡略化することが出来る。さらに、各一時保留部１６０ａ〜１６０ｄの各々に配置された単位硬貨類計数器９０による計数結果は、入金搬送部１１０に設けられた識別部１２０での識別結果と照合するようにするとよい。このようにすると、例えば、識別部１２０より後で硬貨が詰まり、一時保留部１６０に収納されなかった場合でも、照合により計数ズレが生じるため、装置を高精度化することが出来る。

以上の説明では、硬貨の計数を電磁誘導コイルを用いたもののみで行う構成を示したが、これに加えて振分部１３０と一時保留部１６０との間に設けた光学センサ等を用い、落下する硬貨の数を検出する方法と併用してもよい。このようにすると計数精度を更に高めることが出来る。

以上の説明では、硬貨を金種毎に収納し、必要に応じて放出する硬貨処理装置について説明したが、これに限定されるものではなく、硬貨の数量を金種ごとに計数する工程を有する全ての硬貨処理装置に適用できるものである。

１硬貨類計数器
１０硬貨類収納部
２０表示部
３０電磁誘導コイル
４０回路基板（電子回路）
４１発振回路部（検出部）
９０単位硬貨類計数器
ＣＮ硬貨類
１０１硬貨処理装置
１６０一時保留部

Claims

硬貨類を直線方向に整列して重ねて収納する硬貨類収納部と；
前記硬貨類が重なる方向と直交する方向軸に対し、コイルの中心軸が、前記硬貨類が重なる方向軸を含む平面内において傾斜するように、前記硬貨類収納部に配置された電磁誘導コイルと；
該電磁誘導コイルの両端の電圧を検出する検出部と；
前記硬貨類が前記硬貨類収納部に収納された状態で、収納された硬貨類の数を前記検出部で検出された電圧から計数する硬貨類数量演算部とを備える；
硬貨類計数器。
前記電磁誘導コイルの開口面を含み該コイルの中心軸と直交する面が、前記硬貨類収納部の前記硬貨類が重なる方向軸のうち前記硬貨類が増加する方向であって前記硬貨類が収納されない点で交わる；
請求項１に記載の硬貨類計数器。
前記硬貨類が貨幣である硬貨類収納部を複数有し；
前記硬貨類数量演算部が、前記硬貨類収納部ごとに収納された貨幣の種類及び数に応じた金額を演算するように構成され；
更に、前記硬貨類数量演算部で演算された、前記硬貨類収納部に収納された前記貨幣の合計金額を表示する表示部を備える；
請求項１または請求項２に記載の硬貨類計数器。
入金された硬貨を種類ごとに振り分ける振分部と、当該振り分けられた硬貨を種類ごとに保留する保留部を備える硬貨処理装置であって；
前記保留部が請求項１または請求項２の硬貨類計数器である；
硬貨処理装置。