JPH0827861B2

JPH0827861B2 - 硬貨選別装置

Info

Publication number: JPH0827861B2
Application number: JP60059468A
Authority: JP
Inventors: 清寺澤; 銀矢石黒; 修安達; 勇前田; 良一鎌下; 明留目
Original assignee: Anritsu Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Anritsu Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1985-03-26
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPS61220089A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、公衆電話機・自動販売機等において、識
別素子により正規硬貨か否かを電気的に識別し、その出
力により正規硬貨を選別する硬貨選別装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

公衆電話機・自動販売機等に用いる硬貨選別装置は、
小形で消費電力が少なく、動作が安定で、外部からの振
動・衝撃に対しても安定であり、かつ量産性製造に優れ
たものである必要がある。さらに、公衆電話機の場合
は、電話回線を介して電話局から供給されるごくわずか
な電力で確実な硬貨選別の機能を果させるため、特に低
消費電力でなければならない。

従来のこの種の硬貨選別装置においては、第６図に示
すような構成をとつている（特公昭54−39158号公報参
照）。この図で、投入された硬貨１が正規硬貨であるか
否かを試験軌道２内に設けられた識別素子３によつて識
別し、その出力によつて選別電磁石４を短時間励磁し、
投入硬貨が正規硬貨であるか否かによつて、投入硬貨を
それぞれ収納軌道５または返却軌道６へと振り分け選別
していた。ここで、選別電磁石４には試験軌道２と収納
軌道５の連結部分に設けられた揺動自在の選別レバー７
があり、正規硬貨1Rの場合は励磁コイル10を励磁しない
ので接極子８と鉄心９間には吸着力がなく、転動してき
た正規硬貨1Rによつて選別レバー７が点線で示す位置11
のように押され、正規硬貨1Rは収納軌道５に導かれるよ
うになつており、もし投入された硬貨１が正規硬貨1Rで
ない非正規硬貨1Wの場合は、識別素子３の出力によつて
選別電磁石４を励磁するので、接極子８と鉄心９とは吸
着状態となり、選別レバー７によつて硬貨１は収納軌道
５への進入が阻止され、非正規硬貨1Wは返却軌道６に導
かれるようになつていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種従来の硬貨選別装置においては、非正規硬貨1W
の場合は、硬貨１を選別レバー７に衝突後確実に反発さ
せる必要があるため、接極子８と鉄心９の吸着力を大き
くする必要があるが、そのためには選別電磁石４に多大
の電力を加える必要が生ずるので、動作安定、かつ消費
電力の少ない硬貨選別装置を得ることが困難であり、低
電力で機能を果せるためにはコイル容積を大きくしなけ
ればならないので、小形化も困難である欠点があつた。

この発明は、これらの欠点を除去するためになされた
もので、吸着状態における吸着力を減ずることなく、動
作の際の消費電力を小さくすることを可能とした硬貨選
別装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る硬貨選別装置は、選別レバーを取り付
けた揺動自在な接極子と、この接極子と鉄心が永久磁石
の磁束により通常は吸着状態となり接極子が鉄心と開離
状態にあるときは変形せず接極子が鉄心と吸着状態にあ
るとき変形してこの変形による反力を接極子に与えるば
ねを電磁石に設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、通常は、永久磁石の磁束による
吸引力と、接極子と鉄心とを開離しようとするばねの変
形による反力との差分による吸着力により接極子と鉄心
は吸着状態となり、この吸着力により、非正規硬貨を返
却軌道へ導いている。正規硬貨を収納軌道へ導くために
は、この差分による吸着力をゼロとするように励磁コイ
ルに電圧を印加すればよく、これはばねを持たない構成
で同じ吸着力としたときに必要とする電圧に比べて低く
することができる。

〔実施例〕

第１図，第２図，第３図（ａ）〜（ｃ）はこの発明に
よる硬貨選別装置の一実施例を示すもので、第１図は硬
貨選別装置の斜視図、第２図は第１図の硬貨選別装置の
裏側に取付けてある電磁石の斜視図、第３図（ａ）〜
（ｃ）は硬貨選別装置の動作を説明するための上面図で
ある。

第１図において、20は取付板で、投入口21が設けら
れ、これに連なる試験軌道22には、投入された硬貨１が
正規硬貨1Rであるか非正規硬貨1Wであるかを識別する識
別素子23が設けてあり、試験軌道22の末端部24は収納軌
道25および返却軌道26に連なつている。また試験軌道22
の末端部24には取付板20に窓27が設けてあり、窓27から
は取付板20の向う側に配設された第２図に示した電磁石
30の選別レバー31が突出している。

第２図は第１図において、選別レバー31の動作を制御
するための電磁石30の一実施例を示す斜視図であり、選
別レバー31は電磁石30において揺動自在の接触子32に取
付けてある。電磁石30には、さらに鉄心33に巻回された
励磁コイル34と、鉄心33と接極子32との磁束路を形成す
る継鉄36と、継鉄36に介在して永久磁石35とがあり、通
常は、接極子32は永久磁石35のために鉄心33の先端部37
に吸着されている。また接極子32にはばね38が設けてあ
り、接極子32が鉄心33の先端部37と接触している状態に
おいては、ばね38は継鉄36に設けたストッパ39を押して
変形し、接極子32に反力を与えるようになつている。

第３図（ａ）は接極子32が永久磁石35によつて鉄心33
の先端部37に吸着される一方、ばね38がストツパ39を押
して、接極子32にはばね38による反力が働いている状態
を示している。

ところが、第３図（ｂ）に示すように、接極子32が鉄
心33の先端部37からやや離れた位置32aのようになつた
場合は、ばね38はストツパ39から離れ始めるので変形は
なくなり、前記反力は０となる。さらに、第３図（ｃ）
に示すように、接極子32か鉄心33の先端部37から十分離
れた位置32bのようになつた場合には、ばね38はストツ
パ39から完全に離れるので、接極子32にはもはやばね38
による反力は生じないようになつている。

第１図，第３図に示す識別素子23は、試験軌道22を転
動する硬貨１が識別素子23の前面を通るときに、正規硬
貨1Rであるか非正規硬貨1Wであるかを識別し、もし正規
硬貨1Rであれば電磁石30の励磁コイル34に通電するが、
非正規硬貨1Wの場合には励磁コイル34には通電しないよ
うになつている。

次に動作について説明する。

まず、投入口21から非正規硬貨1Wを投入した場合につ
いて説明する。投入された硬貨１は試験軌道22を転動し
て識別素子23の前面を通過するが、このとき、硬貨１が
非正規硬貨1Wであることが識別されるので、励磁コイル
34は通電されない。このため、永久磁石35の磁束によつ
て接触子32と鉄心33の先端部37とは吸着状態を保つたま
まであり、第３図（ａ）に示したように、非正規硬貨1W
は選別レバー31に当つた後、試験軌道22から外れて返却
軌道26に導かれる。

次に、投入口21から正規硬貨1Rを投入した場合につい
て説明する。投入された硬貨１は試験軌道22を転動して
識別素子23の前面を通過するが、正規硬貨1Rであること
が識別されるため、電磁石30の励磁コイル34は通電され
る。ここで、この通電は、磁束の方向が永久磁石35によ
る磁束の方向と反対で、大きさは永久磁石35による磁束
とほぼ等しくなるように励磁されるので、接極子32と鉄
心33の先端部37の間を通る磁束は相殺されて吸引力はな
くなり、ばね38による反力のみとなるので、硬貨１が転
動して選別レバー31に接触すると第３図（ｂ）のよう
に、硬貨１は選別レバー31を押しのけて前進し、第３図
（ｃ）に示す正規硬貨1Rのように収納軌道25に導かれ
る。

ここで、消費電力の小さい硬貨選別装置を実現するた
めには、前記励磁コイル34に通電する電力をできるだけ
小さくする必要がある。

この発明による硬貨選別装置においては、特にばね38
は低消費電力化を実現するために重要な役割を果すもの
である。これについては、以下第４図，第５図を用いて
詳細に説明する。

第４図は硬貨選別に用いるこの種電磁石30の励磁コイ
ル34に印加する電圧と、選別レバー31に生ずる反力との
関係を、接極子32と鉄心33の先端部37との吸着状態につ
いて示す特性曲線を例示するものである。40a,40bから
なる曲線は、ばね38のない場合を例示するもので、励磁
コイル34に電圧をかけない場合は、永久磁石35による吸
引力のため第４図の曲線40aの左端に対応するF_aの大き
さの選別レバー反力があるので、さきに詳細に説明した
ように、投入された硬貨１は第３図（ａ）の非正規硬貨
1Wの場合と同様に返却されるが、励磁コイル34にE_aの電
圧を印加すると選別レバー反力は０となり、投入した硬
貨１は第３図（ｂ），（ｃ）に示した場合と同様に、選
別レバー31を押しのけて通過し、収納軌道25に導かれ
る。

次に、第４図の41a,41bに示す曲線は、同じくばね38
を有しない場合であるが、永久磁石35を、例えばやや大
きいもの、あるいは単位体積当たりの磁気エネルギーの
大きい材料を使用するなどにより、永久磁石35による吸
引力を増加させた場合である。この場合は、無励磁の選
別レバー反力は第４図の、例えば曲線41aの左端に対応
するF_bのようにF_aより上昇し、また増加した永久磁石35
の磁束を相殺するために必要なコイル磁束も増加するの
で、選別レバー反力を０とするために必要なコイル印加
電圧も、第４図のE_bのように増加する。

第４図の42aおよび42bは、前記特性曲線41a,41bを与
える電磁石30にばね38を設けた場合を例示するものであ
る。さきにも詳細に説明したように、ばね38は接極子32
と鉄心33の先端部37の吸着状態においては、ばね38の変
形により永久磁石3535の磁束による磁気吸引力と反対方
向の反力を接極子32に与えるものであるため、無励磁の
磁束では第４図のF_bよりF_c′だけ低下し、特性曲線42a
の左端に対応するF_cとなる。励磁コイル34を励磁した場
合においても、吸着状態ではばね38を有する電磁石30の
特性曲線は、ばね38を有しない場合の特性曲線41a,41b
より、全体的にほぼF_c′に等しい大きさだけ低下して42
a,43,42bのようになる（破線で示す特性曲線43では、ば
ね38のために吸引力と逆方向の力が働く）。このため、
ばね38を有する電磁石30は、第４図のE_cの電圧をコイル
に印加したときに選別レバー31の反力を０とすることが
でき、ばね38のない場合の印加電圧E_bに比べ、はるかに
小さな電圧で硬貨収納の機能を行わせることができる。
しかも、第４図において、特性曲線40aと42aを比較する
と、無励磁状態での選別レバー反力はF_bとF_cのようにほ
とんど等しいので、非正規硬貨1Wに対する選別能力とし
てはほぼ同等であるにもかかわらず、コイル印加電圧は
E_aとE_cのように、例えば第４図の例示においてはほぼ1/
2の電圧とすることができる。さらに、両者の電力を比
較すると、電力は電圧の２乗に比例することから、ばね
38を有する電磁石30は、ばね38を有しない電磁力の約1/
4で同じ機能を果すことができる。

さらに、この発明による硬貨選別装置の優位性は、第
５図のような特性曲線から明らかである。以下、第５図
について説明する。

第５図はこの種電磁石30の選別レバー31の変位と反力
との関係を例示する図であり、第５図においてはすべて
無励磁の状態を示してある。

第５図において、45は前記ばね38のない場合を例示す
るもので、第４図において特性曲線40a,40bを与えた電
磁石30に対応する。次に、第５図の46は同じくばね38を
有しないが、永久磁石35による磁気吸引力を増加させた
電磁石30の特性曲線であり、第４図において41a,41bの
特性曲線を与えた電磁石30に対応する。第５図に太線で
示した47a,47bによる特性曲線が、第４図において42a,4
2bとして例示したこの発明による電磁石30に対応するも
のである。第５図の48は前記ばね38の特性曲線を例示す
るもので、この発明の電磁石30の特性曲線47aの部分は
前記特性曲線46と、それと逆方向に作用するばね38の特
性曲線48とを合成したものとなつている。したがつて、
さきの特性曲線45と、この発明による特性曲線47a,47b
とを比較すると、選別レバー変位が０、すなわち接極子
32と鉄心33の先端部37との吸着状態においては、第４図
の場合と同様に、第５図の特性曲線45の左端の特性曲線
47aの左端で示されるように吸着力はほぼ等しくなつて
いるが、選別レバー変位が大となつた状態、すなわち接
極子32が鉄心33の先端部37から大きく離れた位置におい
ては、第５図においてそれぞれ特性曲線49,50として例
示したように、この発明による電磁石30においては、吸
引力が特性曲線50のように特性曲線49より大であり、こ
のため、接極子32の復帰力が大きく、もし接極子軸受部
の摩擦等により接極子32の復帰が阻害された場合等にお
いても、無励磁状態での選別レバー反力がほぼ等しい電
磁石30であるにもかかわらず、はるかに安定に接極子32
を復帰させることができる。

第４図において特性曲線44a,44bは、ばね38を用いな
いで消費電力の低い硬貨選別装置を構成した場合の特性
例を示すもので、この場合は、コイル印加電圧は、この
発明によるばね38を用いた場合と同様にE_cのように低く
できるが、同時に特性曲線44aの左端に対応する選別レ
バー反力もF_dのように低くなるので、十分な硬貨選別能
力が得られず、非正規硬貨1Wを正規硬貨1Rとみなして誤
つた選別をすることになるので、硬貨選別装置として使
用することはできない。

なお、第２図および第３図においては、ばね38は接極
子32の選別レバー31の内側に取り付けてばね38全体が接
極子32と同時に揺動し、ストツパ39を押す場合の構造を
例示したが、ばね38は、例えば接極子32の他の部位に取
付けて他の固定側部品に設けたストツパ39を押す構造、
あるいはばね38を固定側に取付けて接極子32の一部に設
けたストツパ39を押す構造としても、この発明と同様の
作用効果が得られることはもちろんである。

上記をまとめると、（１）第４図で明らかなように、ばね38を用いることに
よつて特性曲線42aのように特性曲線の傾斜を急にする
ことができるので、無励磁の選別レバー反力が大きく、
かつ選別レバー反力を０とするために必要なコイル印加
電圧を低くできる。すなわち非正規硬貨1Wに対しては十
分な選別レバー反力により確実に返却し、正規硬貨1Rに
対しては低い消費電力で収納することができる。

（２）ばね38を用いた場合は、第４図において、例えば
特性曲線40a,40bにおけるF_aとE_aの値は、特性曲線40a,4
0bの形状から一義的に定まつてしまうので、F_aまたはE_a
を互いに個別に設定することはできないが、ばね38を用
いることによつて第４図の特性曲線42aに明らかなよう
に、F_cの値はばね反力F_c′の取り方によつてE_cとは独立
に設定することができるので、設計の際の自由度が増大
し、性能向上，量産性向上に対して適切な硬貨選別装置
の設計が容易となる。

（３）第４図において、無励磁の選別レバー反力を、例
えばF_aのような所期の値に設定するためには、ばね38を
用いない場合は永久磁石35の強さを変える必要があり、
また永久磁石35の特性のばらつきによつて硬貨選別特性
がばらつくなど、量産製造上多大の困難を伴うが、この
発明の硬貨選別装置においては、ばね38の反力の調整に
より選別レバー反力を容易にF_cの値に設定できるので、
量産製造上極めて有利である。

〔発明の効果〕

この発明の硬貨選別装置は上記したように、接極子と
鉄心が永久磁石の磁束により通常は吸着状態となり、接
極子が鉄心と開離状態にあるときは変形せず接極子が鉄
心と吸着状態にあるとき変形しこの変形による反力を接
極子に与えるばねを電磁石に設け、正規硬貨が試験軌道
を通過したときのみ電磁石に短時間通電して接極子と鉄
心との吸着力を変化させ、選別レバーを揺動可能として
正規硬貨を収納軌道に導き、非正規硬貨の場合は前記吸
着力により返却軌道に導くようにしたので、高感度化、
接極子吸着力の増加によつて、総合的に消費電力が低
く、かつ高い選別制度となり、量産製造に優れた硬貨選
別装置を実現することができるものである。したがつ
て、この発明による公衆電話機性能向上への寄与は計り
知れないものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の硬貨選別装置の一実施例を示す斜視
図、第２図はこの発明の硬貨選別装置における電磁石の
一実施例を示す斜視図、第３図（ａ）〜（ｃ）はこの発
明の硬貨選別装置の作用を示すための上面図、第４図，
第５図はこの発明の硬貨選別装置の特性を、ばねを有す
る場合と有しない場合を比較した特性曲線を示す図、第
６図は従来の硬貨選別機構の動作原理を説明するための
図である。図中、１は硬貨、1Rは正規硬貨、1Wは非正規硬貨、20は
取付板、21は投入口、22は試験軌道、23は識別素子、24
は末端部、25は収納軌道、26は返却軌道、30は電磁石、
31は選別レバー、32は接極子、33は鉄心、34は励磁コイ
ル、35は永久磁石、36は継鉄、37は先端部、38はばね、
39はストツパである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安達修神奈川県横須賀市武１丁目2356番地日本電信電話公社横須賀電気通信研究所内 (72)発明者前田勇神奈川県横須賀市武１丁目2356番地日本電信電話公社横須賀電気通信研究所内 (72)発明者鎌下良一東京都港区南麻布５丁目10番27号安立電気株式会社内 (72)発明者留目明東京都港区南麻布５丁目10番27号安立電気株式会社内 (56)参考文献実開昭49−14200（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正規硬貨かどうかを選別する識別素子と、
前記識別素子を設けた試験軌道と、前記試験軌道に連な
る収納軌道と、前記両軌道の連結部分においてその側方
に開口して設けた返却軌道と、前記両軌道の連結部分に
設けられた揺動自在の選別レバーを備えた電磁石とを有
し、前記電磁石は、励磁コイルを巻回した鉄心と、前記選別
レバーを取り付けた揺動自在な接極子と、前記鉄心と前
記接極子との磁束路を形成する継鉄と、前記継鉄の一部
に介在し通常は前記接極子を前記鉄心に吸着する磁束を
発生する永久磁石と、前記接極子が前記鉄心と開離状態
にあるときは変形せず前記接極子が前記鉄心と吸着状態
にあるとき変形してこの変形による反力を前記接極子に
与えるばねとからなり、正規硬貨が前記試験軌道を通過したときのみ前記永久磁
石による磁束を打ち消す方向の磁束が発生するように前
記励磁コイルに短時間通電して前記接極子と前記鉄心と
の吸着力を変化させ、前記選別レバーを揺動可能として
前記正規硬貨を前記収納軌道に導き、非正規硬貨の場合
は前記吸着により前記返却軌道に導くことを特徴とする
硬貨選別装置。