JP5458614B2 - 硬貨識別装置 - Google Patents

Description

本発明は、硬貨識別装置に関し、より詳細には、所定の硬貨通路を通過する硬貨の厚み（材厚）、材質及び凹凸を検出することにより該硬貨の識別を行う硬貨識別装置に関するものである。

従来、投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置され、該硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置として種々のものが知られている。このような硬貨識別装置として、一例を示すと、硬貨通路に沿って材質検出ユニット、凹凸検出ユニットが配設されてなるものである。

材質検出ユニットは、硬貨通路を通過する硬貨の材質を検出するものであり、硬貨通路の所定域に磁場を生じさせる材質検出用励磁コイルと、該所定域を通過する硬貨により材質検出用励磁コイルにより生じさせた磁場の変化を検出する材質検出コイルとを備えている。

凹凸検出ユニットは、硬貨通路を通過する硬貨の凹凸（模様）を検出するものであり、例えば材質検出用ユニットよりも下方側の硬貨通路の所定域に磁場を生じさせる凹凸検出用励磁コイルと、該所定域を通過する硬貨により凹凸検出用励磁コイルにより生じさせた磁場の変化を検出する凹凸検出コイルとを備えている。

そして、このような材質検出ユニット及び凹凸検出ユニットのそれぞれにより得られる信号により硬貨の識別を行っている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３６５２６６号公報

ところが、上述した特許文献１に提案されている硬貨識別装置においては、検出ユニット毎に励磁コイル及び検出コイルを備えており、各ユニットにおいて異なる周波数の磁界を生じさせていたために、相互の磁気的干渉を低減させる必要があった。そのため、検出ユニット間の相互距離を十分に確保する必要があり、硬貨識別装置全体の大型化を招来していた。

本発明は、上記実情に鑑みて、装置全体の小型化を図りながら、部品点数の削減によるコストの低減化を図ることができる硬貨識別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、本発明の請求項１に係る硬貨識別装置は、投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置され、該硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置において、前記硬貨通路に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、かつ前記硬貨通路を硬貨が通過するときの磁界変化を検出する第１検出コイル及び第２検出コイルと、前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルのそれぞれが検出した磁界変化に応じた信号の和、並びに前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルのいずれかが検出した磁界変化に応じた信号のいずれか一方により、前記硬貨の厚みを検出する材厚検出手段と、そのいずれか他方により前記硬貨の材質を検出する材質検出手段と、前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルのそれぞれが検出した磁界変化に応じた信号の差により前記硬貨の凹凸を検出する凹凸検出手段と、前記硬貨通路を通過する硬貨の周縁部の一部に対向可能な態様で、かつ前記励磁コイルの径外域において該励磁コイルを囲繞するよう配設され、前記励磁コイルと共通の発信回路から与えられる共通の発信周波数にて前記硬貨通路に磁界を生じさせる楕円形状の外側励磁コイルと、前記硬貨通路を硬貨が通過するときの前記外側励磁コイルのインピーダンス変化に応じた信号により該硬貨の外径を検出する外径検出手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の硬貨識別装置によれば、硬貨通路に磁界を生じさせる環状の励磁コイルの内部に配設された第１検出コイル及び第２検出コイルが硬貨通路を硬貨が通過するときの磁界変化を検出し、材厚検出手段が、第１検出コイル及び第２検出コイルのそれぞれが検出した磁界変化に応じた信号の和、並びに第１検出コイル及び第２検出コイルのいずれかが検出した磁界変化に応じた信号のいずれか一方により、硬貨の厚みを検出し、材質検出手段が、そのいずれか他方により硬貨の材質を検出し、凹凸検出手段が、第１検出コイル及び第２検出コイルのそれぞれが検出した磁界変化に応じた信号の差により硬貨の凹凸を検出するので、励磁コイル及び検出コイルを検出項目毎に別個に設ける必要なく、共通化させることができる。しかも材質、厚み及び凹凸の検出には共通の周波数で行うことができ、検出項目毎の磁気的干渉を考慮する必要がない。従って、励磁コイル及び検出コイルの共通化、並びに磁気的干渉を考慮する必要がないので、装置全体の小型化を図ることができ、部品点数の削減によるコストの低減化を図ることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の硬貨識別装置の回路構成を模式的に示す模式図である。 図２は、図１に示した磁気センサ部の配置及び構成を模式的に示す模式図である。 図３は、図１に示した磁気センサ部を拡大して示す拡大模式図である。 図４は、図３に示した第１検出コイル及び第２検出コイルをＡ方向から見た場合を示す説明図である。 図５は、硬貨が硬貨通路を通過した場合における第１検出コイル及び第２検出コイルの出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、５０円硬貨が通過した場合を示す図表である。 図６は、硬貨が硬貨通路を通過した場合における第１検出コイル及び第２検出コイルの出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、５００円硬貨が通過した場合を示す図表である。 図７は、本発明の実施の形態である磁気センサ部の変形例を示す模式図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る硬貨識別装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の硬貨識別装置の回路構成を模式的に示す模式図である。ここで例示する硬貨識別装置は、磁気センサ部１０及び制御部３０を備えて構成してある。

磁気センサ部１０は、図２に示すように、図示せぬ投入口より投入された硬貨が通過する硬貨通路１の近傍、すなわち硬貨通路１の一側に配設してあり、環状励磁コイル１１、外側励磁コイル１２、第１検出コイル１３及び第２検出コイル１４を有している。尚、図２には、図１に示した回路構成を構成する磁気センサ部１０について示してあるが、硬貨通路１を挟んで当該磁気センサ部１０に対して同様の構成を有する磁気センサ部が対向する態様で配設されていてもよい。

環状励磁コイル１１は、図２及び図３に示すように環状をなしており、発振回路２１から与えられる発振周波数に応じて硬貨通路１に磁界を生じさせるものである。

外側励磁コイル１２は、環状励磁コイル１１の径外域において該環状励磁コイル１１を囲繞する態様で楕円形状をなしている。この外側励磁コイル１２は、図２に示すように、硬貨通路１を通過する種々の硬貨Ｃの周縁部の一部に対向可能な態様で配置してある。

この外側励磁コイル１２は、環状励磁コイル１１と同様に、発振回路２１から与えられる発振周波数に応じて硬貨通路１に磁界を生じさせるものである。より詳細には、外側励磁コイル１２は、環状励磁コイル１１と同じ周波数（例えば２０ｋＨｚ程度）の磁界を硬貨通路１に生じさせるものである。

このような外側励磁コイル１２により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、外側励磁コイル用検出回路２２でアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。

第１検出コイル１３は、図４に示すように、環状励磁コイル１１の径内側に設けられたコの字型の鉄芯２の一方のロッド部２ａに巻回されて配設してある。この鉄芯２は、例えばパーマロイ、珪素鋼板、鉄等を剪断加工した板状の断片を単数枚や複数枚を積層して構成したもの、あるいはフェライト等を焼結させて構成したものである。尚、ここで例示した鉄芯２はコの字型を有するものであったが、本発明ではこれに限定されないことはいうまでもない。

この第１検出コイル１３は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの環状励磁コイル１１により形成された磁界の変化を検出するものである。このような第１検出コイル１３により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第１検出コイル用検出回路２３でアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。

第２検出コイル１４は、上記鉄芯２の他方のロッド部２ｂに巻回されて配設してあり、第１検出コイル１３よりも硬貨通路１の下流側に位置している。この第２検出コイル１４は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの環状励磁コイル１１により形成された磁界の変化を検出するものである。このような第２検出コイル１４により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第２検出コイル用検出回路２４でアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。

制御部３０は、例えばＣＰＵであり、図示せぬメモリに予め記憶されたプログラムやデータに基づいて種々の演算や判定を行うものであり、本実施の形態において特徴的な構成要素として、検出部３１及び判定部３２を備えて構成してある。

検出部３１は、硬貨通路１を通過する硬貨Ｃの４つの要素を検出するものであり、外径検出部３１１、材質検出部３１２、材厚検出部３１３及び凹凸検出部３１４を備えている。

外径検出部３１１は、硬貨Ｃの外径を検出するものである。この外径検出部３１１では、外側励磁コイル用検出回路２２から与えられたデジタル変換済の信号を入力し、入力した信号と、予めメモリ等に記憶された外径用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃの外径が５０円硬貨、１００円硬貨、１０円硬貨、５００円硬貨のいずれの大きさに相当するものであるかを検出するものである。

材質検出部３１２は、硬貨Ｃの材質を検出するものである。この材質検出部３１２は、第１検出コイル用検出回路２３から与えられたデジタル変換済の信号を入力し、入力した信号と、予めメモリ等に記憶された材質用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃが５０円硬貨及び１００円硬貨の材質である「白銅」に相当するものか、５００円硬貨の材質である「ニッケル黄銅」に相当するものか、１０円硬貨の材質である「青銅」に相当するものであるかを検出するものである。

材厚検出部３１３は、硬貨Ｃの厚み（材厚）を検出するものである。この材厚検出部３１３は、第１検出コイル用検出回路２３及び第２検出コイル用検出回路２４のそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和と、予めメモリ等に記録された材厚用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃの厚みが５０円硬貨、１００円硬貨、１０円硬貨、５００円硬貨のいずれの大きさに相当するものであるかを検出するものである。ここで変化電圧とは、硬貨Ｃがある状態とない状態との差の電圧のことである。

凹凸検出部３１４は、硬貨Ｃの表面の凹凸を検出するものである。この凹凸検出部３１４は、第１検出コイル用検出回路２３及び第２検出コイル用検出回路２４のそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の差を時間の関数として算出し、これにより該硬貨Ｃの表面の凹凸の有無を検出するものである。

この凹凸検出部３１４による硬貨Ｃの表面における凹凸の有無の検出について具体例を示して説明する。

図５及び図６は、それぞれ硬貨が硬貨通路を通過した場合における第１検出コイル及び第２検出コイルの出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、図５は５０円硬貨が通過した場合、図６は５００円硬貨が通過した場合を示す図表である。

図５において、（イ）は第１検出コイル１３と第２検出コイル１４との変化電圧の差を示している。この（イ）において、ａ及びｂは、５０円硬貨の周縁部のエッジを検出したものであり、ｃは、５０円硬貨の中央部に形成された孔を検出したものである。

図６において、（ロ）は第１検出コイル１３と第２検出コイル１４との変化電圧の差を示している。この（ロ）において、ａ及びｂは、５００円硬貨の周縁部のエッジを検出したものである。ところで、５００円硬貨には５０円硬貨のように中央部に孔が形成されていないから、図５に示すようなｃの部分が検出されない。

このことから、第１検出コイル１３と第２検出コイル１４との変化電圧の差により硬貨Ｃの表面の凹凸を良好に検出することができることが明らかである。

判定部３２は、検出部３１による各検出結果を入力して硬貨Ｃの種別及び真贋を判定するものである。ここでは具体的な判定手法について詳細には述べないが、判定部３２は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過することにより、外径検出部３１１により５０円硬貨の外径に相当する大きさを有するものと検出され、材質検出部３１２により白銅に相当するものと検出され、材厚検出部３１３により５０円硬貨の厚みに相当するものと検出され、更に凹凸検出部３１４により図５に示すような凹凸（ａ部分、ｂ部分及びｃ部分）を検出された場合には、当該硬貨Ｃは５０円硬貨であると判定する。その一方、４つの検出要素のうち１つでも５０円硬貨に相当しない検出がなされた場合、具体的には、凹凸検出部３１４により図５に示すような凹凸（ｃ部分）が検出されない場合には、当該硬貨Ｃは偽と判定する。

かかる判定部３２により識別及び真贋の判定がなされると、制御部３０は、図示せぬ硬貨振分用ソレノイドや硬貨カウンターを駆動させ、偽と判定した硬貨Ｃの返却、真として識別された硬貨Ｃの収納を行うことになる。

以上説明したような本実施の形態である硬貨識別装置においては、第１検出コイル１３及び第２検出コイル１４が環状励磁コイル１１の内部、すなわち径内側に配設してあり、第１検出コイル１３により検出された硬貨Ｃの通過によるインピーダンス変化の信号に基づき材質検出部３１２で該硬貨Ｃの材質を検出し、第１検出コイル１３及び第２検出コイル１４のそれぞれにより検出されたインピーダンス変化の信号の和、すなわち変化電圧の和に基づき材厚検出部３１３で該硬貨Ｃの厚みを検出し、第１検出コイル１３及び第２検出コイル１４のそれぞれにより検出されたインピーダンス変化の信号の差、すなわち変化電圧の差に基づき凹凸検出部３１４で該硬貨Ｃの表面の凹凸を検出しているので、励磁コイル１１，１２及び検出コイル１３，１４を検出項目毎に別個に設ける必要なく、共通化させることができる。しかも材質、厚み及び凹凸の検出には共通の周波数（例えば２０ｋＨｚ程度）で行うことができ、検出項目毎の磁気的干渉を考慮する必要がない。

そのため本実施の形態である硬貨識別装置によれば、励磁コイル１１，１２及び検出コイル１３，１４の共通化、並びに磁気的干渉を考慮する必要がないので、装置全体の小型化を図ることができ、部品点数の削減によるコストの低減化を図ることができる。

また、上記硬貨識別装置によれば、環状励磁コイル１１の径外域に外側励磁コイル１２を配置し、当該外側励磁コイル１２により検出された硬貨Ｃの通過によるインピーダンス変化の信号に基づき外径検出部３１１で該硬貨Ｃの外径を検出するので、装置全体の小型化を図りながら、通過する硬貨Ｃの外径、材質、厚み及び凹凸を良好に検出することが可能である。しかも、外側励磁コイル１２は、環状励磁コイル１１と共通の発振回路２１に発振周波数が与えられて磁界を発生させるので、外側励磁コイル１２と環状励磁コイル１１との間での磁気的干渉を考慮する必要もない。

以上本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。

上述した実施の形態における硬貨識別装置は、環状励磁コイル１１と外側励磁コイル１２との２つの励磁コイルを用いており、第１検出コイル１３及び第２検出コイル１４による磁界変化の検出は、環状励磁コイル１１により生じさせた磁界により行われていたが、本発明においては、図７に示すように、外側励磁コイル１２のみを用いた磁気センサ部１０′を備えるものであってもよい。ここで、図７は本発明の実施の形態である磁気センサ部の変形例を示すものである。尚、上述した実施の形態における磁気センサ部１０の構成と同一の構成を有するものには同一の符号を付してその説明を省略する。このような磁気センサ部１０′においては、第１検出コイル１３及び第２検出コイル１４による磁界変化の検出は、外側励磁コイル１２により生じさせた磁界により行われる。つまり、かかる磁気センサ部１０′では、外側励磁コイル１２に環状励磁コイルの機能を与えて一元化させている。

このような構成によっても、励磁コイル１２及び検出コイル１３，１４の共通化、並びに磁気的干渉を考慮する必要がないので、装置全体の小型化を図ることができ、部品点数の削減によるコストの低減化を図ることができる。

また、上述した実施の形態である硬貨識別装置では、材質検出部３１２が第１検出コイル用検出回路２３から与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの材質を検出していたが、本発明においては、材質検出部３１２は、第２検出コイル用検出回路２４から与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの材質を検出してもよいし、第１検出コイル用検出回路２３及び第２検出コイル用検出回路２４のそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和に基づき硬貨Ｃの材質を検出してもよい。

また、上述した実施の形態である硬貨識別装置では、材厚検出部３１３が第１検出コイル用検出回路２３及び第２検出コイル用検出回路２４のそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和に基づき硬貨Ｃの厚みを検出していたが、本発明においては、材厚検出部３１３は、第１検出コイル用検出回路２３から与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの厚みを検出してもよいし、第２検出コイル用検出回路２４から与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの厚みを検出してもよい。

以上のように、本発明に係る硬貨識別装置は、硬貨通路を通過する硬貨の材質、厚み及び凹凸を検出するのに有用である。

１ 硬貨通路
２ 鉄芯
１０ 磁気センサ部
１１ 環状励磁コイル
１２ 外側励磁コイル
１３ 第１検出コイル
１４ 第２検出コイル
２１ 発振回路
２２ 外側励磁コイル用検出回路
２３ 第１検出コイル用検出回路
２４ 第２検出コイル用検出回路
２５ ＡＤ変換器
３０ 制御部
３１ 検出部
３１１ 外径検出部
３１２ 材質検出部
３１３ 材厚検出部
３１４ 凹凸検出部
３２ 判定部
Ｃ 硬貨

Claims (1)

1. 投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置され、該硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置において、
   前記硬貨通路に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、
   前記励磁コイルの内部に配設され、かつ前記硬貨通路を硬貨が通過するときの磁界変化を検出する第１検出コイル及び第２検出コイルと、
   前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルのそれぞれが検出した磁界変化に応じた信号の和、並びに前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルのいずれかが検出した磁界変化に応じた信号のいずれか一方により、前記硬貨の厚みを検出する材厚検出手段と、
   そのいずれか他方により前記硬貨の材質を検出する材質検出手段と、
   前記第１検出コイル及び前記第２検出コイルのそれぞれが検出した磁界変化に応じた信号の差により前記硬貨の凹凸を検出する凹凸検出手段と、
   前記硬貨通路を通過する硬貨の周縁部の一部に対向可能な態様で、かつ前記励磁コイルの径外域において該励磁コイルを囲繞するよう配設され、前記励磁コイルと共通の発信回路から与えられる共通の発信周波数にて前記硬貨通路に磁界を生じさせる楕円形状の外側励磁コイルと、
   前記硬貨通路を硬貨が通過するときの前記外側励磁コイルのインピーダンス変化に応じた信号により該硬貨の外径を検出する外径検出手段と
   を備えたことを特徴とする硬貨識別装置。

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