JPH07200912A - 材質センサ及び硬貨処理機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スーパーマーケットなどで回収硬貨を釣り銭に
再利用するのに用いる循環式硬貨処理機を小形，安価に
構成する。 【構成】投入硬貨は搬送部７により振分スリット６を経
て外径別（金種別）に収納庫９に収納され、払出指令が
あると当該硬貨５は払出ベルト１１，繰出ベルト１０を
介し投出口８に投出される。繰出ベルト１０に対向し、
非金属，非磁性のギャップ部材１２を介しコイルセンサ
１が設けられている。このコイルセンサ１はＬＣ発振器
のＬを構成し、コイルセンサ１のコイルのコア端面から
ギャップ部材１２の厚み、つまり定ギャップを隔てて硬
貨５が通過するときの発振出力レベルから当該硬貨の材
質、例えば白銅硬貨か白銅以外の硬貨かが検出され、投
出硬貨の枚数とその金種の誤り有無が判別される。コイ
ルセンサ１を用いた材質センサは、従来の硬貨鑑別部よ
り安価小形で、金種の個数分設けても硬貨処理機を安価
に小形化できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、硬貨などの材質を判別
する材質センサ及びこのセンサを用いた硬貨処理機、即
ちスーパーマーケット等において、受け取った硬貨を金
種別に振分け、釣り銭として再利用するような、いわゆ
る循環式の硬貨処理機に関する。なお、以下各図の説明
において同一の符号は同一もしくは相当部分を示す。

【０００２】

【従来の技術】受け取った硬貨を釣り銭として再利用す
る従来の循環式硬貨処理機は、受け取った硬貨の金種を
特定し、かつ枚数を計数する硬貨鑑別部、スリットによ
り外径別（従って金種別）に硬貨を振分ける振分スリッ
トを備え、かつ振分けた硬貨を計数する振分計数部、振
分けの別に各硬貨を収納する硬貨収納部、払出指示に従
い各当該の硬貨をその硬貨収納部から取出しつつ計数
し、指示された枚数払出す払出計数部で構成されてい
る。このように構成されている理由は、硬貨の外径方向
の損傷等により誤振分けが発生した場合、鑑別部の結果
と、振分部の結果を枚数または金額で照合して検出する
ためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
硬貨処理機の硬貨鑑別部に用いられている鑑別用のセン
サは、いわゆる壺形コアにコイルを収納した対のコイル
センサを硬貨通路を挟んで対向させ、このようなコイル
センサの対を必要に応じ複数対設け、このコイルセンサ
を高周波で付勢して硬貨通路に高周波の磁界を作り、硬
貨が通過するときの硬貨のインピーダンスを測定してそ
の金種を判別する方法を用いており、比較的高価で、か
つ大形であった。

【０００４】このため硬貨処理機内にこのような硬貨鑑
別部を配置するには、物理的な配置エリアが必要であ
り、装置の単純・小形化の妨げになっていた。そこで本
発明は、このような問題を解消できる材質センサ及び硬
貨処理機を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項１の材質センサ（０１など）は、端面が平
面のコア（１ｂなど）の前記端面に磁束が出入するよう
に前記コアを励磁するコイル（１ａなど）を設け、この
コイルのインダクタンスが少なくとも発振周波数を定め
るインダクタンスに含まれるようにＬＣ発振器（２な
ど）を構成し、前記コアの端面に平行に前記端面から
（ギャップ部材１２などを介し）所定のギャップを隔て
て被測定硬貨（５など）の一面が位置するときの前記Ｌ
Ｃ発振器の発振出力レベル（整流回路３の出力など）か
ら、その硬貨の材質を（制御部４などを介し）判別する
ようにする。

【０００６】また、請求項２の硬貨処理機は、硬貨を
（振分スリット６などを介し）その外径順に振分け、振
分けられた外径別の硬貨ごとにその数を計数して収納庫
（９など）に収納し、払出指示に従い（払出ベルト１
１，繰出ベルト１０などを介し）当該の硬貨を前記収納
庫から夫々この指示に基づく枚数（投出口８などに）払
出す硬貨処理機において、前記収納庫に夫々対応してこ
の収納庫の下流に請求項１の材質センサを有し、前記収
納庫から払出す各当該硬貨の金種が正しいか否かを判別
すると共に、少なくとも自身の判別を経て払出された正
規硬貨の枚数を計数する硬貨判別計数手段を設けてなる
ものとする。

【０００７】また、請求項３の硬貨処理機は、硬貨を振
分スリット（６など）を介してその外径順に振分け、振
分けられた外径別の硬貨ごとに収納庫（９など）に収納
し、払出指示に従い（払出ベルト１１，繰出ベルト１０
などを介し）当該の硬貨を前記収納庫から夫々この指示
に基づく枚数（投出口８などに）払出す硬貨処理機にお
いて、前記収納庫に夫々対応して、この収納庫と前記振
分スリットとの間に請求項１の材質センサを有し、前記
振分スリットによって振分けられた硬貨の金種が正しい
か否かを判別すると共に、少なくとも自身の判別を経て
前記収納庫に収納された正規硬貨の枚数を計数する硬貨
判別計数手段を設けてなるものとする。

【０００８】また、請求項４の硬貨処理機では、請求項
２または請求項３に記載の硬貨処理機において、前記硬
貨判別計数手段は前記金種の判別に、全金種の硬貨の別
を鑑別し得る硬貨鑑別手段を用いるものであるようにす
る。

【０００９】

【作用】１）請求項１に関わる発明について：コイル
（インダクタンスＬ），コンデンサ（キャパシタンス
Ｃ）と信号増幅手段とによって構成されるＬＣ発振器、
例えばキャパシタンスＣ１，Ｃ２の２つのコンデンサを
用いるコルピッツ発振器においては、発振周波数及び振
幅は夫々次式（１），（２）で与えられる。

【００１０】

【数１】 周波数： ω² ＝（Ｃ１＋Ｃ２）／（Ｌ・Ｃ１・Ｃ２） （１） 振幅： ｈ＝ω² ・Ｃ２・Ｌ−１ （２） 従ってＬ（従ってコイル）の変化によって、周波数，振
幅が変化することがわかる。

【００１１】このコイルを開放磁界のコアで構成する
と、開放部に金属を近づけると、その磁性の程度，厚み
等によって周波数，振幅が変化する（磁束の浸透特性に
基づく）。 この周波数・振幅の変化は、コイルと被測定物体の距
離も一つの要素である（磁束の及ぶ距離特性に基づ
く）。

【００１２】，の特性から適当な周波数とコアと被
測定物体の距離を設定することによって、発振器は材質
センサとして動作する。本発明での材質センサは、この
発振器の出力を整流し、制御部にて材質判定する。判定
は、マイコンで構成した場合、あらかじめ、メモリ等に
記憶しておいた硬貨の材質別のデジタル値と、整流した
出力（アナログ）をデジタル変換した値と比較し、許容
範囲に入っているか否かによって行う。

【００１３】（もちろん、ハードウエアのみでアナログ
値を扱ってもよい） ２）請求項２，４に関わる発明について：日本国硬貨を
括めて、その外径順に材質を示すと表１のようになる。

【００１４】

【表１】 表１の材質に着目すると、＊印のように白銅が交互に並
んでいることがわかる。従って、材質センサにて白銅の
検知ができれば、誤って振分けられた硬貨（隣の金種の
収納部に収納された硬貨）の検知を、従来振分スリット
よりも上流に配置された硬貨鑑別部を用いないで行うこ
とができる。本発明の硬貨処理機は、この上流の硬貨鑑
別部を用いることなく、払出部に１）項で述べた材質セ
ンサを用いて、硬貨払出時に誤振分けを検知する。

【００１５】３）請求項３，４に関わる発明について：
この発明の硬貨処理機は、前記の上流の硬貨鑑別部を用
いることなく、振分部に１）項の材質センサを用いて、
硬貨振分け時に誤振分けを検知する。

【００１６】

【実施例】以下図１ないし図１１を用いて本発明の実施
例を説明する。図１は請求項１に関わる発明の実施例と
しての材質センサを構成するコイルセンサの構成を示
す。同図において、（Ｂ）はコイルセンサの第１の実施
例の側断面図、同図（Ａ）はその平面図である。また、
同図（Ｃ）はコイルセンサの第２の実施例の側断面図で
ある。

【００１７】同図（Ａ），（Ｂ）において１はコイルセ
ンサ、１ａはこのコイルセンサ１を構成する円環状のコ
イル、１ｂは通常フェライトからなり円筒状の外周面を
持つ、いわゆる壺形コア、５は静止しているコイルセン
サ１に対して矢印ＡＲの方向に移動する被測定対象の硬
貨、１２はコア１ｂの端面１Ｃと硬貨５の面５ａとを平
行に所定のギャップ（センサギャップともいう）Ｇを介
して隔てるギャップ部材である。なお、このギャップ部
材１２は非金属、かつ非磁性の材料からなる。また、図
１（Ｃ）において１ｂ′は、端面１Ｃが平面の円柱状の
コアである。

【００１８】図２は本発明の一実施例としての材質セン
サ０１の構成を示す。同図において１は図１で述べたコ
イルセンサ、２はこのコイルセンサ１のインダクタンス
Ｌと、例えば図外の２つのコンデンサ（キャパシタンス
Ｃ１，Ｃ２）を用いて構成されたコルピッツ型などのＬ
Ｃ発振器、３はＬＣ発振器２の出力を整流する整流回
路、４はマイコンなどからなる制御部である。

【００１９】コイルセンサ１を含めて構成されたＬＣ発
振器２の出力は整流回路３にて直流の電圧レベルに変換
され、制御部４はこの電圧をＡ／Ｄ変換して読込み、材
質鑑別，枚数カウントを行う。図３は硬貨５の有無によ
って、ＬＣ発振器２の出力がどの様に変化するかを示
し、同図（Ａ）と（ａ）は硬貨無しの場合のコイルセン
サ１及びＬＣ発振器２とその出力波形を夫々示し、同図
（Ｂ）と（ｂ）は硬貨有りの場合のコイルセンサ１及び
ＬＣ発振器２とその出力波形を夫々示す。即ち、発振出
力振幅は硬貨有りの場合は無しの場合より小さくなる。

【００２０】図４（Ａ），（ａ）、（Ｂ），（ｂ）及び
図５（Ａ），（ａ）、（Ｂ），（ｂ）も図３（Ａ），
（ａ）、（Ｂ），（ｂ）と同様に、コイルセンサ１及び
ＬＣ発振器２とその出力波形を対比して示す。即ち、図
４（Ａ），（ａ）はコイルセンサ１と硬貨５の距離（ギ
ャップ）が大きい場合を、同図（Ｂ），（ｂ）は小さい
場合を夫々示し、発振出力振幅はギャップ小の方がギャ
ップ大の場合より小さい。

【００２１】また、図５（Ａ），（ａ）は硬貨の材質が
白銅の場合を、同図（Ｂ），（ｂ）は材質が白銅以外の
場合を夫々示し、発振出力振幅は白銅以外の方が白銅の
場合より大きい。図６は硬貨を白銅と白銅以外とにグル
ーピングして、コイルセンサ１と被測定硬貨の距離とし
てのセンサギャップＧ（横軸）と、整流回路３の出力
（同図では８ビットアナログ／デジタル変換した値を記
す）（縦軸）との関係をプロットした実験結果を示す。
この図から白銅硬貨の場合、センサギャップＧが０から
約１．２ｍｍ位までの間は検出値は飽和しているが、さ
らにギャップＧが拡がると検出値は漸減し、材質判定値
（検出値のＡ／Ｄ変換値）を“２３０”程度に設定すれ
ば、白銅硬貨とそれ以外の材質の硬貨を判定可能である
ことがわかる。

【００２２】次に請求項２ないし５に関わる発明を説明
する。図７は上述した材質センサ０１を用いた硬貨処理
機の外観図で、同図２１はカバー、２２は硬貨の投入
口、８は硬貨の投出口である。図８は前記材質センサ０
１を払出センサとして硬貨処理機を構成した例を示し、
同図（Ａ）は硬貨処理機のカバーを外した状態の平面
図、同図（Ｂ）は側断面図である。ここで、７は前記投
入口２２から投入された硬貨を振分部側に搬送する搬送
部、６は振分部に設けられた振分スリットで夫々硬貨の
外径の順に並んで設けられ、各スリットは夫々対応する
外径の硬貨のみを通過させる。なお、この振分スリット
６の部分には、スリットを通過した硬貨を計数する手段
が設けられている。９は振分スリット６を通過した硬貨
を金種別に収納する収納庫で、図（Ｂ）に示すようにほ
ぼ逆の直角三角形の側断面を持ち、底面に払出部（この
図の左方）に向かって上昇しながら収納している当該金
種の硬貨５を搬送する払出ベルト１１を備えている。１
は払出部に各金種ごとに設けられた、前述の材質センサ
０１を構成するコイルセンサ、８は前述した硬貨取出部
としての投出口、１０は払出ベルト１１により払出部に
搬送された硬貨５をギャップ部材１２上を滑らせなが
ら、投出口８側へ搬送して投出す繰出ベルトである。

【００２３】薄板状のギャップ部材１２は、繰出ベルト
１０とコイルセンサ１との間にあって、繰出ベルト１０
の搬送面に平行に設けられ、繰出ベルト１０によって搬
送される硬貨５の下側の平面とコイルセンサ１のコアの
端面１Ｃ（図１）とのギャップＧを所定値に保ちつつ、
硬貨５の通路の底面を形成している。この図８の動作を
説明すると、図７の硬貨投入口２２に投入された硬貨５
を搬送部７は振分スリット６へ搬送する。振分スリット
６に到達した硬貨５は、このスリット６によってその外
径順に振分けられて収納庫９にそれぞれ収納される。硬
貨払出指示があると、図外の制御手段は繰出ベルト１０
と払出ベルト１１を硬貨を払出す方向に駆動する。

【００２４】図９の〜は、このときの硬貨５の払出
しの動作を時系列順に示す。なお、各図〜はの上側
は平面図、下側は側断面図である。図１０は図９の動作
に対応する材質センサ０１の整流出力を示し、図１０の
〜の時点は夫々図９の〜の動作時点に相当す
る。図９を説明すると、払出す硬貨５はコイルセンサ１
に接近し（）、到達する（）。そして、コイルセン
サ１の前面を覆い（，）、やがて放出される（，
，）。

【００２５】図１１はこの時の硬貨の材質の違いによる
材質センサ０１の整流出力の相違を示したものであり、
制御部４（図２）はそのピーク値（図１１参照）をとら
え、あらかじめ設定してある材質データと比較して、被
測定硬貨の材質を判定する。センサ１を通過した硬貨は
投出口８へ到達する（図８）。以上はコイルセンサ１を
硬貨処理機の払出部に設けた例を説明したが、これを硬
貨の振分スリット６と収納庫９との間に設けても誤振分
けを検出し得ることは明らかである。

【００２６】また、上述した硬貨処理機の払出部または
振分部に硬貨の全金種を判別し得る収納庫９と同数の硬
貨鑑別手段を用いても、コストは別として硬貨処理機を
構成し得ることは明らかである。

【００２７】

【発明の効果】請求項１に関わる発明によれば、ＬＣ発
振器のＬを構成して高周波磁界を発生するコイルセンサ
の磁界中をコイルセンサのコア端面に平行に、所定のギ
ャップを隔てて硬貨を通過させ、この時のＬＣ発振器の
発振出力レベルから硬貨の材質の差異を検出するように
したので、材質センサを比較的安価に構成でき、循環式
硬貨処理機の払出部や振分部に設ける場合のように、材
質センサを硬貨種類だけの個数必要とする応用に適して
いる。

【００２８】また、請求項２〜４に関わる発明によれ
ば、例えば上記のように構成した安価な構成の材質セン
サを循環式硬貨処理機の払出部または振分部に組込むよ
うにし、高価な硬貨鑑別部を設けずに異材質硬貨の払出
しを検知するようにしたので、確実な硬貨払出が可能と
なり、お客とのトラブルを未然に防げる。さらに硬貨処
理機に鑑別部を設けないため、装置の単純化，小形化が
期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に関わる発明の一実施例としての材質
センサを構成するコイルセンサの構成図

【図２】同じく材質センサの構成を示すブロック図

【図３】図１の材質センサの硬貨の有無に対応する出力
波形の相異例を示す図

【図４】図２の材質センサのコイルセンサと硬貨とのギ
ャップの大小に対応する出力波形の相異例を示す図

【図５】図２の材質センサの白銅硬貨と白銅以外の硬貨
に対応する出力波形の相異例を示す図

【図６】図２の材質センサにおける白銅硬貨と白銅以外
の硬貨についてのセンサギャップと検出出力の関係例を
示す特性図

【図７】硬貨処理機の外観図

【図８】請求項２，４に関わる発明の一実施例としての
硬貨処理機の構成図

【図９】図８の硬貨処理機の硬貨投出時における時系列
別の硬貨の搬出状態を示す図

【図１０】図９の時系列別の硬貨の搬出位置と材質セン
サの検出出力との関係例を示す特性図

【図１１】図１０と同様な特性を白銅硬貨と白銅以外の
硬貨について求めた特性図

【符号の説明】

０１ 材質センサ １ コイルセンサ １ａ コイル １ｂ，１ｂ’ コア １ｃ 端面 ２ ＬＣ発振器 ３ 整流回路 ４ 制御部 ５ 硬貨 ５ａ 面 ６ 振分スリット ７ 搬送部 ８ 投出口 ９ 収納庫 １０ 繰出ベルト １１ 払出ベルト １２ ギャップ部材 Ｇ ギャップ ２１ カバー ２２ 投入口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端面が平面のコアの前記端面に磁束が出入
   するように前記コアを励磁するコイルを設け、 このコイルのインダクタンスが少なくとも発振周波数を
   定めるインダクタンスに含まれるようにＬＣ発振器を構
   成し、 前記コアの端面に平行に前記端面から所定のギャップを
   隔てて被測定硬貨の一面が位置するときの前記ＬＣ発振
   器の発振出力レベルから、その硬貨の材質を判別するこ
   とを特徴とする材質センサ。
2. 【請求項２】硬貨をその外径順に振分け、振分けられた
   外径別の硬貨ごとにその数を計数して収納庫に収納し、
   払出指示に従い当該の硬貨を前記収納庫から夫々この指
   示に基づく枚数払出す硬貨処理機において、 前記収納庫に夫々対応してこの収納庫の下流に請求項１
   記載の材質センサを有し、前記収納庫から払出す各当該
   硬貨の金種が正しいか否かを判別すると共に、少なくと
   も自身の判別を経て払出された正規硬貨の枚数を計数す
   る硬貨判別計数手段を設けたことを特徴とする硬貨処理
   機。
3. 【請求項３】硬貨を振分スリットを介してその外径順に
   振分け、振分けられた外径別の硬貨ごとに収納庫に収納
   し、払出指示に従い当該の硬貨を前記収納庫から夫々こ
   の指示に基づく枚数払出す硬貨処理機において、 前記収納庫に夫々対応して、この収納庫と前記振分スリ
   ットとの間に請求項１記載の材質センサを有し、前記振
   分スリットによって振分けられた硬貨の金種が正しいか
   否かを判別すると共に、少なくとも自身の判別を経て前
   記収納庫に収納された正規硬貨の枚数を計数する硬貨判
   別計数手段を設けたことを特徴とする硬貨処理機。
4. 【請求項４】請求項２または請求項３に記載の硬貨処理
   機において、 前記硬貨判別計数手段は前記金種の判別に、全金種の硬
   貨の別を鑑別し得る硬貨鑑別手段を用いるものであるこ
   とを特徴とする硬貨処理機。