JPS58139295A - 硬貨厚さ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は硬貨軌道を通過する硬貨の厚さによって生ず
るコイルのインダクタンスの変化によって硬貨の厚さを
検出するようにした硬貨厚さ検出装置に関する。

公衆電話機、自動販、売機、両替機などでは投入される
硬貨の種類や輿偽を判別するために硬貨の厚さを検出す
る必要があるが、この検出を連続的に高速に行なうため
には、硬貨を停止させず硬貨軌道面を転勤落下中に検出
することが望ましい。

しかして、従来の硬貨厚さの検出は機械的手段で行なわ
れていたため、転勤落下中の硬貨の微小な厚さの相違を
高精度に検出することは困難であつた。

この発明は上記の欠点を改め、電気的手段で硬貨の厚さ
を転勤落下中に高精度に検出できるようにした硬貨厚さ
検出装置を提供することを一目的としている。

以下、図面に示すこの発明の一実施例について説明する
。

第１図はこの発明の一実施例の硬貨厚さ検出装置の回路
構成を示している。

同図において１は所定周波数の矩形波の発振信号を出力
する発振器であって、発振器１の出力によって同調回路
２のコイル２２は励磁される。

同調回路２は並列接続されたコンデンサ２１とコイル２
２とによって構成され、コイル２２は、第２図に示すよ
うに硬貨Ａがその腹部Ａ′を接したまま転勤落下する硬
貨軌道面Ｂに対向して所定距離だけ離れて平行に設置さ
れている。そして硬貨軌道面Ｂに硬貨Ａが存在しない場
合に（即ち、コイル２２が発する励磁磁界内に硬貨Ａが
存在しない場合に）、同調回路２は発振器１の発振周波
数に同調してその出力電圧が最大となるようにコンデン
サ２１は調整されていて、硬貨軌道面Ｂを硬貨が通過す
るとコイル２２による励磁磁界が変化してコイル２２の
インダクタンスが変化し、このため同調回路２の□同１
がはずれ、出力電圧が低下するようになっている。

このインダクタンス変化は、硬貨Ａの表面からコイル２
２までの距離が短いほど（即ち硬貨Ａの厚さが大である
ほど）大きいから、硬貨の厚さが大きいほど出力電圧は
低くなる。また硬貨へがコイル２２の中心に接近するほ
どインダクタンス変化量は大きいから、コイル２２の中
心を通過する時に出力電圧は最低になる。

３は同調回路２の出力電圧を整流平滑する整流平滑回路
であって、ダイオード３１、抵抗３２．３３、コンデン
サ３４などによって構成されている。このコンデン、す
及び抵抗による時定数は同調回路２の同調周波数成分を
充分に平滑できると共に、硬貨Ａの転勤落下の速度に充
分に追随できる値に設定されている。

４は整流平滑回路の出力をゲイン調整する直流増幅回路
であって、結合コンデンサ４１、抵抗４２〜４４、差動
増幅器４５なとで構成されている。

５は増幅回路４でゲイン調整された同調回路２の出力電
圧の変動をある設定レベルと比較して、この設定レベル
以下の場合に出力を生しるコンパレータであって、抵抗
５１〜５４、差動増□幅器５５．５６などによって構成
されている。

同調回路２の出力電圧の変動は、前述したように硬貨Ａ
がコイル２２に接近するとともに出力電圧の低下が始ま
り、コイル２２の中心で最低となり、遠ざかるとともに
回復するから、このコンパレータ出力の立上がりは硬貨
Ａの前縁Ａ１がコイル２２にさしかかった時に、立下り
は後縁Ａ２がコイル２２を去る時にほぼ対応している。

６は増幅回路４の出力電圧の最低値（ピーク値）を検出
するピーク値検出回路であって、電圧ホロワを形成する
差動増幅器６１．６２と、ピーク値保持回路を形成する
ダイオード６３、抵抗６４、コンデンサ６５と、先に通
過した硬貨に関するビーり値を前記コンパレータ５の出
力の立上りでリセットさせるリセット回路を形成するコ
ンデンサ６６、抵抗６７、アナログスイッチ６８、抵抗
６９とによって構成されている。

前記コンデンサ６６と抵抗６７とは微分器を構□成し、
コンパレータ５の出力信号を受け、この出力信号の立上
り時に短い一発の正のパルスをアナログスイッチ６８へ
与えてアナログスイッチ６８′を瞬時オンさせる役割を
担っており、アナログスイッチ６８を瞬時オンさせるこ
とによって、コンデンサ６５に保持されたピーク値をリ
セットさせ、現時点で通過中の硬貨へに関するピーク値
の保持を可能にさせるものである。

７はピーク値検出回路６のピーク値を表わす出力電圧を
パルス幅に変換するパルス幅変換回路であって、差動増
幅器７１、抵抗７２、コンデンサ７３、抵抗７４と、前
記コンパレータ５の出力信号の立下り時にパルス幅変換
をスタートさせるトリガ回路を形成するインバータ７５
、コンデンサ７６、抵抗７７、アナログスイッチ７８、
抵抗７９とによって構成されている。

前記コンデンサ７６と抵抗７７とは微分器を構成し、コ
ンパレータ５の出力信号をインバータ７５を介して受け
、このコンパレータ出力信号の立下り時に短い一発の正
のパルスをアナログスイッチ７８へ与えてアナログスイ
ッチ７８を瞬時オンさせる役割を担うており、アナログ
スイッチ７８を瞬時オンさせることによって、コンデン
サ７３に蓄えられた電荷を瞬時に放電させ、この時点か
らパルス幅変換動作を、即ちコンデンサ７８の充電動作
を、スタートさせるものである。

８はパルス幅変換回路７のパルス幅出力を受領して、予
め記憶されたパルス幅と比較演算して硬貨への厚さを判
定し、公衆電話機などのリレー、表示器、その他各部へ
の制御信号を出力する判定回路である。

９は前記増幅回路４へのパイｊ、：’：７ス電圧及びコ
ンパレータ５への基準電圧を与えると共に、温度補償用
のダイオード９１によって生ずる温度変化による電圧変
化分を増幅回路４のバイアス電圧として与えることによ
り増幅回路４の硬貨厚さに対応した出力電圧の濃度変化
を相殺するようなバイアス電圧を出力する温度補償回路
であって、温度補償用のダイオード９１、抵抗９２．９
３、差動増幅器９４によって構成されている。

次に上記の如く構成された硬貨厚さ検出装置の動作を第
３図に示す各部のタイミングチャートと共に説明する。

硬貨軌道面Ｂのコイル２２による磁界内に硬貨へが存在
しない揚台には、同調回路２の出力電圧は発振器１の発
信信号の周波数に同調して最大出力状態になっている。

投入された硬貨へが硬貨軌道面Ｂを転勤落下しコイル２
２による励磁磁界内に達すると、コイル２２のインダク
タンスが変化して同調回路２の同調がはずれ、第２図に
示すように硬貨ａが（１）、（ｉｉ　）、（ｉｉｉ　）
と通過する間に、同調回路２の出力電圧は徐々に低下し
１．最低になり（硬貨Ａがコイル２２の中心に達した（
　ｉｉ　）の状態のとき〉、徐々に回復する。硬貨へが
磁界内を去ると、同調回路２は再び同調してその出力電
圧は再び最大になる。この電圧の低下齢は前記したよう
に硬貨への厚さが大であるほど大きい。

第３図の（ａ）に同調回路２の出り信号波形を示す。

同調回路２の出力信号は整流平滑回路３で整流され平滑
され、直流増幅回路４でゲイン調整され、第３図の（ｂ
）に示す信号となる。

増幅回路４の出力はコンパレータ５及びピーク値検出回
路６へ送出される。

コンパレータ５では、温度補償回路９の抵抗９２．９３
、ダイオード９１で決まる基準電圧レベルが電圧ホロワ
を構成する差動増幅器９４から与えられて、このレベル
と増幅回路４の出力レベルとを比較し、最終段の差動増
幅器５６で反転されて、第３図の（Ｃ）□に示すように
、増幅回路４の出力レベルが基準レベルより低くなると
立上り、回復して轟くなると立下るパルス信号を出力す
る。

このパルス信号の立上りは第２図における硬貨Ａの前縁
Ａ１がコイル２２にさしかかった時点に、立下りは後縁
Ａ２がコイル２２を去る時点にほぼ対応している。

なお、直流増幅回路４の硬貨厚さに対応した出力電圧が
温度変化によって変動した時、これを相殺するように温
度補償回路９の出力電圧が直流増幅回路４にパイ、アス
されるので、温度変化に対して安定な硬貨厚さに対応し
た出力電圧を得ることができる。

コンパレータ５の出力は、ピーク値検出回路６のリセッ
ト回路及びパルス幅変換回路７のトリガ回路に送出され
る。

リセット回路のコンデンサ６６、抵抗６７から成る微分
器は、コンパレータ５のパルス信号の立上りで短い一発
の正のパルス（第３図の（ｄ）に示す）を生じ、これに
よってアナログスイッチ６８は瞬時オンする。このオン
の間に、先に通過した硬貨に関するピーク値を表わすコ
ンデンサ６５の電荷が抵抗６９を介して瞬時に放電され
、現時点で通過中の硬貨へに関するピーク値の保持を可
能にする。

コンデンサ６５の放電によって、ピーク値保持回路のＰ
点の電位は電源Ｖと同電位になり、電圧ホロワを構成す
る差動増幅器６１の反転端子の入力はほぼ■となる。従
って、ピーク値検出回路６の差動増′幅器６１゛の非反
転端子に印加されている増幅回路４の出力が硬貨Ａの移
動と共に低下すると、差動増幅器６１の出力端子は負に
なる。このためダイオード６３は導通する。

ダイオード６３、抵抗６４による極めて小さな時定数で
コンデンサ６５は電源Ｖと逆極性に充電されるから、Ｐ
点の電位は増幅回路４の出力電圧の低下に追随して低下
する。

増幅回路４の出力電圧が最低値（ピーク値）となり、次
に回復し始めると差動増幅器６１の出力端子は正になり
、ダイオード６３がカットオフ状態となるから、Ｐ点の
電位（差動増幅器６２の出力端子の電位）はピーク値□
に保持される。

ＩＪ３ｆｉ（７）　（ｅ）　ｕ□＊ｌＩＡＨ６２ｆ）ｍ
ｌ−３４Ｒ＠＠示している。

ピーク値検出回路６の出力はパルス幅変換回路７の差動
増幅器７１の非反転端子に入力する。

コンパレータ５のパルス信号はパルス幅変換回路７のト
リガ回路にも入力するが、このパルス信号の立下り時に
、コンデンサ７６、抵抗７７から成る微分器は短い一発
の正のパルス（第３図の（ｆ）に示す）を出力する。こ
れによってアナログスイッチ７８は瞬時オンし、このオ
ンの間にコンデンサ７３の電荷は瞬時に放電される。ア
ナログスイッチ７８は直ちにオフになるから、この時点
から大抵抗値の抵抗７４を介して電ｒＡＶのコンデンサ
７３への充電がスタートする。

第３！！ｌの（ｇ）は差動増幅器７１０反転端子の入力
信号（即ちコンデンサ７３の電位）を示している。

差動増幅器７１は、コンデンサ７３の電荷が放電された
時点で立上り、充電が進んでコンデンサ７３の電位が非
反転端子に入力するピーク値のし。、第。ｓ（′。＞（
７）点線）、、え□。エ　　　　”る幅Ｍ１のパルス幅
信号（第３図の（ｈ）に示す）を出力する。

コンデンサ７３の端子電圧は抵抗７４とコンデンサ７３
の時定数で時間とともに変化するから、ピーク値検出回
路６で検出されたピーク値はピーク値に比例したパルス
幅に変換されることになり、従って、このパルス幅は硬
貨Ａの厚さに対応して変化する。

このパルス幅信号は判定回路８において予め記憶された
パルス幅と比較演算されて硬貨への厚さが判別され、こ
れに基いた制御信号がリレー、表示器、その他各部へ出
力される。

第４図はこの発明の他の実施例を示す回路図であって、
この実施例は第１図に示した実施例におけるパルス幅変
換回路７のインバータ７５、コンデンサ７６、抵抗７７
を省略したものである。この省略により、アナログスイ
ッチ７８にはコンパレータ５の出力信号がそのまま与え
られる（第５図のくｆ′）に示す）。

従って、アナログスイッチ７８はコンパレータ出力の立
上りでオンしてコンデンサ７３の電荷は放電され、コン
パレータ出力の立下りでオフして、コンデンサ７３の充
電がスタートする。このため、差動増幅器７１の反転端
子の入力信号は第５図の（９′）のようになる。

従って、差動増幅器７１の出力はコンパレータ出力の立
上り時（コンデンサ７３の放電時）からコンデンサ７３
の充電のスタート時までの幅Ｍ２と、コンデンサ７３が
放電を開始してからその放電電圧がピーク値のレベル（
第５図（９′）の点１）＞に達するまでの幅Ｍ１とを加
えた（Ｍ２＋Ｍ１）の幅のパルス幅信号となり、第５図
の（ｈ′）のようになる。

この場合にはコンパレータ５のパルス出力信号とパルス
幅変換回路７のパルス幅信号とを判定回路８に送出して
Ｍｌの要素によって硬貨Ａの厚さを判定する。

なお、以上の実施例では、硬貨の厚さが大である程、パ
ルス幅変換回路７の出力のパルス幅は小になるが、第６
図の（ｅ′）に示すようにピーク値検出口路６の出力信
号を反転した波形にすれば、硬貨の厚さが大である程、
パルス幅を大にすることができる。

また前記実施例においてパルス幅変換回路７の出力をマ
イクロコンピュータに接続し、パルス幅をマイクロコン
ピュータ内のカウンタで計測し、予め記憶したパルス幅
と比較し判定することにより、判定回路８の動作をマイ
クロコンピュータ内部で行なわせることも可能であり、
またこの場合は、発振器１としてマイクロコンピュータ
内部のタイミング発生用発振器を用いることもできる。

以上、この発明の詳細な説明したが、各部の構成におい
て種々の変形が可能である。

この発明の硬貨厚さ検出装置は、以上説明したように、
硬貨軌道面に対向して硬貨の厚さ方向に所定距離を隔て
てコイルを設置し、このコイルを含む同調回路が硬貨軌
道のコイルの励磁磁界内に硬貨が存在しない場合に同調
して最大出力になるようにし・硬貨通過中に０イ化のイ
ンダクタンス変化によって生じる同調はずれによる同調
回路の出力電圧の低下量のピーク値を硬貨厚さを表わす
信号として保持し、この保持されたピーク値をパルス幅
に変換して厚さを検出するようにしている。

従って電気的手段で硬貨を静止させることなく転勤落下
中に硬貨の厚さを検出できる。また硬貨通過によって生
じる同調回路２の出力電圧変化のレベルを検出して、ピ
ーク値検出動作及びパルス暢変換動作を通過する一枚一
枚の硬貨ごとに可能にするタイミング信号として用いる
ので、＾速度に検出でき、多量の硬貨が連続投入されて
も確実に検出できる。また判定回路に多種類の硬貨につ
いてのパル幅を記憶させておけば、多種類の硬貨に関す
る厚さ検出がこの一装置のみで可能である。

また回路構成も簡単であるから安価に作成できる。

さらに温度補償回路を付加すれば、温度変化による誤差
を相殺するように逆バイアスがかがるので、温度変化に
よる検出誤りを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は′−０発明０二実施例を示す回路図・第　　　
　　１２図は硬貨通過とコイルとの関係を示す説明図、
第３図は第１図の各部の動作を示すタイミングチャート
、第４図はこの発明の他の実施例を示す回路図、第５図
は第４図に示す実施例の各部の動作を示すタイミングチ
ャート、第６図はさらに他の実施例のタイミングチャー
トである。 １・・・・・・発振器、２・・・・・・同調回路、３・
・・・・・整流平滑回路、４・・・・・・直流増幅回路
、５・旧・・コンパレータ、５５．５６・・・・・・差
動増幅器、６・・・・・・ピーク値検出回路、６１．６
２・・・・・・差動増幅器、６８・・・・・・アナログ
スイッチ、７・・・・・・パルス幅変換回路、７１・・
・・・・差動増幅−１７８・・・・・・アナログスイッ
チ、８・・・・・・判定回路、９・・・・・・温度補償
回路。 特許出願人　　　安立電気株式会社 代理人　弁理士　　早　川　誠　志 第３図 （ｂ） 手続補正書（方式） １．事件の表示 昭和５７年　特許願　第２０８５９号 ２、発明の名称 硬貨厚さ検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都港区南麻布五丁目１０番２７号名称　（０
５７）安立電気株式会社 代表者　１）島　−部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発振器と：該発振器の出力信号によって励磁され、硬貨
   軌道面に対向して硬貨の厚さ方向に所定距離を隔てて設
   置され、該硬貨軌道面に沿って落下する硬貨によってイ
   ンダクタンス変化を生ずるコイルと、該コイルと並列に
   接続されたコンデンサから成り、硬貨軌道における前記
   コイルの励磁磁界中に硬貨が存在しない場合に前記発振
   器の出力信号の周波数に同調して出力電圧が最大となり
   、硬貨の硬貨軌道通過時に同調がはずれて出力電圧が低
   下する同調回路と：該同調回路の出力電圧の変化量が所
   定レベル以上の場合に出力を生じるコンパレータと；前
   記同調回路の出力電圧の変化が最大になった時の電圧を
   硬貨厚さに対応したピーク値電圧として保持すると共に
   、前記コンパレータの出力信号の始端時で、保持された
   ピークの値電圧をリセットするピーク値検出回路と；該
   ピーク値検出回路に保持されたピーク値電圧を、前記コ
   ンパレータの出力信号の終端時に始まるパルス幅信号に
   変換して出力するパルス幅変換回路と：該パルス幅信号
   を受、領し、予め記憶したパルス幅と比較演算して硬貨
   厚さを判定する判定回路とを具備する硬貨厚さ検出装置
   。