JPH0570196B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 硬貨通路１１； 該硬貨通路に沿つた検査位置への硬貨の通過時
に硬貨の特性に依存してそのパラメータが変化す
る電気信号を発生する手段１４〜２１，２４，２
６又は１４〜２０，２２，３４〜３８，４６； 硬貨の容認性の検査として該パラメータの変化
を試験する手段３３；及び 硬貨の不在時該パラメータの値を制御された値
に維持するよう該電気信号を発生する手段の動作
を規制するよう動作する自動制御手段２３，３
０，３１とからなる硬貨検査装置において、 該パラメータが硬貨の存在に因つて該制御され
た値から変化する際に、該パラメータの該制御さ
れた値を記憶するよう動作する手段２８，２９を
含み、 該パラメータの変化を試験する手段は、該記憶
されたパラメータ値から基準値を導き、そして該
基準値と該硬貨の存在に因る変化したパラメータ
値とを比較して硬貨許容性を検査していることを
特徴とする硬貨検査装置。

２ 請求の範囲第１項記載の装置において、前記
電気信号の前記パラメータがその信号の振幅であ
ることを特徴とする硬貨検査装置。

３ 請求の範囲第１項記載の硬貨検査装置におい
て、前記パラメータの変化を試験する手段が比較
器３３を含み、該比較器は硬貨が検査位置にある
ときの前記パラメータの値を前記パラメータの記
憶されている値と比較するように構成されてある
ことを特徴とする硬貨検査装置。

４ 請求の範囲第３項記載の硬貨検査装置におい
て、前記比較器３３が電気信号発生手段２４，２
６の出力部に接続された第１の入力部と、長時定
数回路２８及び常閉スイツチ２７を介して該常閉
スイツチが閉成している時に前記電信号発生手段
２４，２６の出力部に接続される第２の入力部と
を有し、該常閉スイツチ２７が硬貨容認の決定中
に開くように構成されてあり、該長時定数回路２
８が該比較器３３の第２の入力部への信号の記憶
値を保つ役割をすることを特徴とする硬貨検査装
置。

５ 請求の範囲第２項、第３項、又は第４項に記
載の硬貨検査装置において、前記自動制御手段が
該電気信号発生手段２４，２６内に可変利得増幅
器２３を含み、該可変利得増幅器２３の利得が硬
貨不在時に前記パラメータの値を前記制御された
値に保つよう可変されていることを特徴とする硬
貨検査装置。

６ 請求の範囲第５項記載の硬貨検査装置におい
て、 前記パラメータの値から導き出された信号をあ
らかじめ設定した基準値と比較する手段３１を含
み、該比較結果を表わす差信号を発生して該可変
利得増幅器２３の利得を制御し、該導き出された
信号のレベルをあらかじめ設定した基準値に等し
く保つようにしていることを特徴とする硬貨検査
装置。

７ 請求の範囲第６項記載の硬貨検査装置におい
て、前記比較する手段３１内に容量性装置４０を
含み、高い域の周波数での利得を減じるようにな
つていることを特徴とする硬貨検査装置。

８ 請求の範囲第２項乃至第７項のいずれか１項
に記載した硬貨検査装置において、前記電気信号
を発生する手段は硬貨が検査位置を通るときに減
衰される振動電気信号を発生するように構成され
てあり、該電気信号を発生する手段は該振動電気
信号のピークをサンプリングするサンプリング回
路３５，３６，３７，３８を含み、前記パラメー
タの変化を試験する手段３３が該サンプリングさ
れたピークの振幅が許容できる硬貨についての値
になつているかどうかを検出するように構成され
てあることを特徴とする硬貨検査装置。

９ 請求の範囲第２項乃至第８項のいずれか１項
に記載した硬貨検査装置において、前記電気信号
を発生する手段は硬貨通路１１の一方の側に配置
してあつて振動電気信号を送られているときに該
硬貨通路に振動磁界を発生するように構成されて
いる送信インダクタ１４と、該硬貨通路の他方の
側に設けてあつて該振動磁界の一部分を検査位置
にある硬貨を通して受信するように構成されてい
る受信インダクタ１５とを含むことを特徴とする
硬貨検査装置。

１０ 請求の範囲第９項に記載の硬貨検査装置に
おいて、前記電気信号を発生する手段は第１と第
２の電気信号発生装置とからなり、前記送信と受
信インダクタ１４，１５は該第１と第２の電気信
号発生装置に共通であり、該第１の電気信号発生
装置は広域通過フイルタを含み該第２の電気信号
発生装置は低域通過フイルタを含み、高域と低域
の２つの異なる周波数の振動電気信号を該送信イ
ンダクタに供給したとき振動磁界によつて該受信
インダクタに誘起される信号の高域と低域の周波
数成分を分離するよう該フイルタは構成されてお
り、該第１の電気信号発生装置は振動信号を直流
（DC）信号に変換するための整流器と平滑化回路
とを含み、該第２の電気信号発生装置は硬貨が検
査位置を通過するとき減衰されるような振動電気
信号を発生するよう構成され、該第２の電気信号
発生装置は振動信号のピークをサンプルするよう
構成されたサンプリング回路３５，３６，３７，
３８を含み、そして該第２の電気信号発生装置の
該パラメータの変化を試験する手段は該サンプル
されたピークの振幅が許容可能硬貨についての値
であるかどうかを検出するよう構成されているこ
とを特徴とする硬貨検査装置。

１１ 請求の範囲第１項記載の硬貨検査装置にお
いて、検査位置付近に硬貨が到達したことを示す
高周波数成分に対する前記パラメータの変化に応
答して開放される常閉スイツチ２７を含むことを
特徴とする硬貨検査装置。

１２ 請求の範囲第１項記載の硬貨検査装置にお
いて、前記パラメータの変化率が所定の値に等し
くなつたことに応答して開放される常閉スイツチ
を含むことを特徴とする硬貨検査装置。

明細書 本発明は硬貨を検査する装置およびそれに関連
したものの改良に関する。

硬貨の良、不良を検査する電子技術は広く知ら
れている。その１つの例として、検査位置に置い
た硬貨に、感知用コイルまたは送受信コイル装置
を用いた誘導検査を行い、発生した出力信号を、
あらかじめ分かつている異なつた種類の正しい硬
貨に相当する狭い範囲の基準値と比較する技術が
ある。

非金属物および鉄金属物を拒絶することに加え
て、ある種類の不良硬貨をも拒絶するように硬貨
検査装置により大きな選択性を与えることができ
る。これを行うには、高周波または低周波あるい
はこれら両方の成分の振幅範囲（機構が正しい信
号を与えることになる範囲）を減じればよい。し
かしながら、この種の信頼性のある硬貨機構に高
い選択性を与えるには難点がある。機構の性質
上、個々の機構を工場から発生する前に調節して
製造公差の範囲内での構成部分の変化、たとえ
ば、送信機と受信コイルの間のエアギヤツプの変
化を補正しなければならない。温度ドリフトの長
期間にわたる影響やシステム構成部品の経年変化
がある。

本出願人の英国特許明細書第1443934号に、硬
貨が検査位置にあるときの出力信号値と硬貨がま
つたくないときの出力信号値の差を正しく硬貨の
相当値と比較する硬貨機構が記載してある。この
装置は先に述べた難点を十分に克服したものであ
りしかも実用上かなり簡単な方法と認められてい
る。

本発明に従う硬貨検査装置は、硬貨通路、硬貨
通路に沿つた検査位置への硬貨の通過時に硬貨の
特性に依存してそのパラメータが変化する電気信
号を発生する手段、硬貨の容認性の検査としてパ
ラメータの変化を試験する手段、及び硬貨の不在
時パラメータの値を制御された値に維持するよう
信号発生手段の動作を規制するよう動作する自動
制御手段とからなる硬貨検査装置であつて、パラ
メータが硬貨の存在に因つて制御された値から変
化する際にパラメータの制御された値を記憶する
よう動作する手段を含み、パラメータ試験手段は
硬貨許容性の検査のため硬貨の存在による変化し
たパラメータとの比較に関しパラメータの記憶さ
れている値から基準値を導き出すものである。

この配置では、パラメータと硬貨特性の依存度
は、検査している硬貨の到達直前までパラメータ
の値を一定に保つように制御される。したがつ
て、回路構成要素が線形特性をもち本飽和状態に
保たれているならば、硬貨検査装置における長期
間にわたる温度ドリフト、経年変化、機械的変化
は硬貨が検査位置にあるときの前記パラメータの
値になんらの影響も与えない。パラメータ対特性
相互依存度は自動制御装置によつて自動的に設定
されるので、硬貨検査装置を最初に調整する必要
はまつたくない。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施例
について説明する。

第１図は本発明による装置のブロツクダイヤグ
ラムを示し、 第２Ａ図および第２Ｂ図は第１図の装置を実現
するためのある光ましい回路ダイヤグラムを示
し、 第３，４図は第２Ａ，２Ｂ図に示す回路の一部
の動作を説明するための種々の波形を示す図であ
る。

第１図を参照して、これは硬貨が検査位置１３
を通つてころがる傾斜硬貨トラツク１２を持つ硬
貨通路１１を示している。検査位置１３の所で硬
貨通路の両側には２つのコイルすなわちインダク
タ１４，１５が設けてある。２つのオシレータ１
６，１７が加算回路１８およびバツフア回路１９
を介してコイル１４に接続してあり、このコイル
は送信コイルとして作用する。オシレータ１６は
比較的低い周波数、たとえば’ＫHzで作動し、オ
シレータ１７は比較的高い周波数、たとえば25K
Hzで作動する。コイル１４は2KHz成分および
25KHz成分を持つ複合電気信号を受ける。このコ
イルは送信コイルとして作用して硬貨通路を横切
る磁界を発生する。硬貨通路の反対誕にあるコイ
ル１５は受信コイルとして作用し、コイル１４，
１５間を通過する硬貨が受信信号を減衰させるよ
うに配置してある。減衰量は硬貨の導電性および
厚さの関数である。特定の金属は一方の周波数を
他方の周波数よりもかなりの程度減衰することが
できる。両周波数で検査をした硬貨によつて生じ
た減衰度を正しい硬貨の特定の種類にあわせた値
の範囲と比較することによつて、硬貨材料および
厚味に関する良好な選択性を持つて硬貨検査を行
うことができる。実際には、１つだけの周波数で
硬貨の各特定の種類について検査をするのに十分
であり、その硬貨に対して選んだ周波数が最良の
減衰を与えるものとなる。50パーセントの減衰度
が最適である。あるいは、硬貨の各種類に対して
高周波および低周波の減衰にあわせた値の範囲が
あり、高低の周波数での減衰が同じ種類の硬貨に
あわせた値の範囲に一致するならば硬貨は検査を
通ることになる。

受信コイル１５からの出力はバツフア兼増幅回
路２０に送られ、次に高域フイルタ２１と低周波
数帯域フイルタ２２とによつてオシレータ１６，
１７の２つの周波数に分割される。分割した高周
波数信号は電圧制御式加変利得減衰器兼増幅器２
３によつて振幅制御される。この増幅器の制御を
以下に説明する。増幅器２３の出力は精密半波整
流器２４によつて半波整流されかつ逆にされる。
この段階で、ある一定の利得が導入される。整流
器２４の出力はこの整流器２４の演算増幅器２５
（第２Ｂ図参照）の正入力部に適当な基準電圧を
印加することによつて不飽和状態に保たれる。半
波整流された波形は比較的長い時定数の電圧記憶
回路すなわち平滑回路２６によつて平滑にされて
高域フイルタ２１からの信号の振幅に比例する直
流電圧を与える。この比較的長い時定数は、リプ
ル電圧を最少値に保つとともにコイル間を硬貨が
通過する間に信号の減衰に出力を追従させるよう
に選択する。

平滑回路２６の出力は通常閉のアナログスイツ
チ２７を通して長時定数回路２８（平滑回路２６
の時定数よりも長い）と高いインピーダンスバツ
フア２９とに送くられる。この高インピーダンス
バツフアの出力は比較器または積分器３１によつ
て基準電圧源３０からのシエナ基準電圧と比較さ
れる。誤差信号は積分されて電圧制御式増幅器兼
減衰器２３の利得を制御するのに用いられる。ス
イツチ２７が閉じているとき、増幅器２３の利得
は積分器３１の所の誤差信号がゼロになるまで変
えられ、その時点で、バツフア回路２９からの電
圧が基準電圧源３０からの一定の基準電圧に一致
することになる。構成要素のいずれかに長期変化
が生じたとしても、それは誤差がゼロになるまで
その利得を変える回路によつて補正される。比較
器３１に通じる入力部での電圧を一定に保つため
には、フイードバツク回路内の最大の利得を必要
とするが、不安定になるのを防ぐためにコンデン
サ４０（第２Ｂ図）が誤差信号増幅器３１を横切
つて接続してあり、比較的高い周波数での利得を
減じるようになつている。瞬間レベル変化比較器
３２が平滑回路２６の出力部に接続してあつて硬
貨が送受信コイル間に入つたときに生じる初期レ
ベル上昇を検出する。あらわる材質の硬貨が高周
波数成分のある程度の減衰を生じさせることにな
る。瞬間レベル変化比較器３２による初期レベル
上昇の検出によつて、この比較器は出力信号を発
生し常閉アナログスイツチ２７を開く、スイツテ
２７が開くと、硬貨の到達前の回路状態が長時定
数回路２８と高インピーダンスバツフア２９とに
よつてアナログスイツチの反対側で維持されて増
幅器２３の利得は硬貨が正しいと認められている
場合には一定に保たれる。

短時定数回路２６の出力電圧および高インピー
ダンスバツフア２９の出力電圧は別々にウインド
ウ比較器３３に送られる。このウインドウ比較器
は硬貨がコイル１４，１５間の検査位置に通過す
るときに生じる、短時常数回路２６の出力部の所
の最小電圧が正しい硬貨に相当するバツフア２９
の出力電圧のあらかじめ選定した部分の所定の公
差内にあるかどうかを決定する。

低周波数チヤンネルは多くの点で高周波数チヤ
ンネルに類似したものであり、対応した構成要素
は第１図および第２Ａ、第２Ｂ図に同じ参照数字
で示してある。しかしながら大きな差はある。

まず低周波数チヤンネルのループスイツチ２７
は高周波数チヤンネルと同じ瞬間レベル変化比較
器３２によつて作動させられる。これは、すべて
の硬貨が高周波成分ではある程度減衰を生じる
が、低周波数成分ではかならずしもそうならない
ために好ましいことである。この配置はまた不必
要な回路の重複を避ける。

第２に、平滑回路の前にある精密整流器によつ
て交流信号を直流信号に変換するということは行
わずに、サンプル・ホールド技術を用いるのであ
る。2KHz程度の周波数ではリプル電圧を十分に
除き、しかもその出力がコイル間を通過する硬貨
による信号減衰を正確にたどることができるよう
にする。平滑回路のための時定数を選定すること
はできないからである。サンプル・ホールド技術
を実際に用いる場合、低周波数チヤンネルにある
電圧制御式増幅器兼減衰器２３の出力は前方信号
路と制御チヤンネルとに分割される。前方信号路
にある信号は逆転増幅器３４に送くられ、この増
幅器が正のレール付近までバイアスされ、その結
果増幅後でも負の半サイクルが不飽和状態にとど
まる。増幅された信号は２方向アナログスイツチ
３５に送られる。制御信号はパルス成形回路３６
で二乗され、移相器３７によつて90度だけ移相変
化を受け、微分回路３８によつて微分されて、順
方向信号の負のピークにサンプリングパルスを発
生する。これらのサンプリングパルスは順方向信
号のピークでアナログスイツチを閉じさせ、この
スイツチの出力は次に電圧蓄積回路４６のコンデ
ンサにたくわえられる。この回路４６およびスイ
ツチ３５が閉じたときに電圧蓄積回路４６は低い
時定数を有し、その結果サンプリング作業ごとに
新しいピークの順方向信号値を迅速にたくわえる
ことができるが、スイツチ３５が開いているとき
には高い時定数を有し、各抜取つたピーク値が次
のサンプリング作業まで保たれるように配置して
ある。低周波数チヤンネルの長期間ループ制御は
高周波数チヤンネルのものと同じである。電圧蓄
積回路４６の出力部の電圧信号および高インピー
ダンスバツフア２９の出力信号はウインドウ比較
器３３に送くられ、この比較器は高周波数チヤン
ネルにおけるウインドウ比較器と同じ要領で作用
する。

第２図に示す回路の場合、電圧蓄積回路４６は
スイツチ３５の出力側とゼロボルトレールとの間
に接続したコンデンサ５０、抵抗器５１の並列配
置と、スイツチ３５の入力側で逆増幅器３４の出
力部とゼロボルトレールとの間に接続された抵抗
器５２とを包含する。したがつてスイツチが開く
と、回路４６はRC回路５０，５１によつて決定
される長時定数を持つ、しかしながら、スイツチ
が閉じると要素５００，５１，５２の値によつて
決定される短い時定数を持つ。

第３図は第１図において構成要素２６および３
４ないし３８からなる回路における異つた点での
信号波形を示しており、各波形は第２図の相当す
るピン基準で呼ぶ。いくつかの波形の性質は前記
の説明から明らかであろうが、少し付け加えるな
らば、各サンプリングパルス（ICI／11）の期間
中、ピンIC4／11は電圧蓄積回路４６の短時定数
によりピンIC3／７上の新しく抜取つた電位まで
急速に充電または放電を行う。各サンプリング期
間の間で、ピンIC4／11の電位は、図示のよう
に、要素５０，５１からなるRC回路網の長時定
数により非常にゆつくりと崩壊する。

サンプルアンドホールド技術の利点は、使用可
能のチヤンネル周波数に実際上まつたく下限がな
く、非常に低いリプル電圧を得ることができ、低
出力インピーダンス源からの増幅交流波形をサン
プリングすることによつて短時定数構成要素にお
ける電圧制限を変えることなく100パーセント近
くの硬貨減衰度を測定することができるというこ
とである。サンプリングアンドホールド技術を低
周波、高周波のチヤンネルの長期間ループ制御を
含めて硬貨検査装置の特定の関係について説明し
てきたが、振動信号を発生し、この信号を検査位
置を硬貨が通過する間に特に低周波（たとえば
2KHz）でその硬貨の特性に依存した量だけ減衰
する他の形式の検査装置にもこの技術を用いるこ
とができることは容易に理解できよう。

瞬間レベル変化比較器３２の好ましい形態につ
いて、特に第２Ｂ図の回路ダイヤグラムと第４図
の波形ダイヤグラムを参照しながら以下に説明す
る。波形IC3／１は硬貨が検査位置を通過したと
き半波整流器２４から発生した出力電圧を示して
いる。破線は硬貨による信号振幅の減衰を示す。
整流器出力電圧は、平滑回路２６に送られ、この
平滑回路の時定数はその出力電圧がコイル間を硬
貨が通過している最中に信号の減衰に追従できる
ように選定してある。平滑回路の出力直流電圧
は、一方では比較器５５の１つの入力部に直接送
られ、他方では、抵抗器５３，５４を含む電圧分
割回路網を通じて比較器５５の他の入力部に送ら
れる。比較器５５の入力ピンIC3／12に送られた
信号は蓄電コンデンサ５６にも送られ、このコン
デンサはピンIC3／12に与えられた直流信号に移
相遅れを生じさせる。この遅延は第４図で時間
T₀で示してある。さらに、信号IC3／12のピーク
振幅は電圧分割回路網５３，５４があるためにピ
ンIC3／12のそれよりも小さい。比較器５５に与
えられた入力信号波形は第４図の第２ダイヤクラ
ムに示してある。比較器５５はピンIC3／13の電
圧が所定の電圧V₀より多い分だけピンIC3／12上
の電圧を越えたときに高出力から低出力に切変え
るように配置してある。したがつて、比較器５５
の出力ピンIC3／14上の出力電圧は第３のダイヤ
フラムに示すように期間T₁を通じてより低い値
に変化する。ピンIC3／12の電圧のピーク振幅を
ピンIC3／13の電圧の適切な一定部分として選択
することによつて、期間T₁が硬貨が検査位置を
通過してしまうまで持続しうるということに注目
されたい。これによつて、瞬間レベル変化比較器
３２の出力信号を用いてスイツチ２７を直接制御
することができる。

硬貨の到達を検出する前記の瞬間レベル変化比
較器は、所定の限界を越える絶対値を検出するの
ではなくて平滑回路出力電圧の勾配の変化に応答
するよいう点で特に有利である。こうすることに
よつて、製造公差の変化とか長期間にわたる影
響、たとえば温度ドリフトおよび構成要素の経時
変化による種々の成分値を補正する特別の手段が
不要となるのである。

この瞬間レベル変化比較器は、硬貨の到達を検
出するだけの硬貨正当性 検出装置の他の形態として、硬貨が検査位置を通
過しているときに出力電圧の変化を生じる適当な
検出器と連動させて用いることができることは了
解されたい。

第２Ａ，２Ｂ図において積分回路は次の形式の
ものである。

【表】