JPS60201248A - 高速硬貨処理機のための温度補償機能付き硬貨材質センサ - 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】 （発明の技術分野） この発明は物体の材質センサに関するもので、特に硬貨
計数機、硬貨包装機等の硬貨処理機において通路を高速
に移動する硬貨の材質を検出するための、温度補償機能
付き材質センサに関する。

（発明の技術的背景とその問題点） 物体、たとえば硬貨の材質を検出する材質センサは種々
のものが考えられ実用化されており、一般に自動販売機
に用いられている硬貨選別部でも従来より硬貨の材質を
検出するようにしているが、硬貨選別部を通過する硬貨
の速度が比較的ｄく、規制面に確実に接触して移動する
ようになっているため、材質センサからの出力が安定し
ており特に問題はない、しかし、硬貨計数機や硬貨包装
機等の硬貨処理機では高速で硬貨を処理するようになっ
ており、最近まで材質センサを用いて硬貨の選別を行な
うようにはなっていなかった。このような硬貨処理機は
銀行等の金融機関で用いられることが多く、金融機関内
へは偽貨は通常持込まれることはないと之えられていた
からである。

しかしながら、最近ＴＶゲームの流行によりゲームセン
タ等から持込まれる硬貨の中に偽貨（たとえば正貨と同
径であるが、厚さ、材質の異なるもの；たとえば５０円
硬貨に半田を巻付けて１００円硬貨の径にしたものとか
、外国の硬貨等）が混ざっていることが多くなったため
、硬貨処理機にも材質センサを設けて偽貨を検出するよ
うになって来ている。ところが、　５００円硬貨の発行
後、この５００円硬貨と極めて類似する外国硬貨（たと
えば韓国の５００ウオン硬貨）の存在が明らかになった
。この外国硬貨（５００ウオン）は径、材質は５００円
硬貨と全く同じであり、厚さだけが若干具なって約０．
２ｍｍだけ厚くできている。この厚さの差、すなわちセ
ンサと硬貨表面との間隔の差が常に正しく保持されてい
るならば、従来の材質センサの感度を上げれば両者の区
別は可能となるが、上述したような硬貨処理機の単位時
間当りの処理量は約１５００枚以上／分と非常に高速で
あり、硬貨は硬貨通路を高速で移動するため、たとえ上
部から搬送ベルトで通路面上へ硬貨を押え付けて搬送さ
せても、硬貨は通路面から僅かに上方へ踊ることも多く
、したがって材質センサの感度をいくら上げても同じ出
力となることが多く、正貨と偽貨とを確実に区別するこ
とが不可能であった。また、材質センサの感度が温度に
よって変化することに対して、何らの対策も講じられて
いなかった。

（発明の目的） この発明は上述のような事情からなされたものであり、
多量、高速に硬貨を処理する硬貨処理機に最適な材質セ
ンサで、温度補償機能をもったセンサを提供することを
目的としている。

（発明の概要） この発明は温度補償機能付き材質センサ、特に励磁信号
によって励磁される１次コイルと、この１次コイルによ
って電磁誘導される差動型に巻回された２つの２次コイ
ルとで成り、２次コイルの間を通過する物体の材質を検
出する材質センサに関するもので、２次コイルのいずれ
か一方の温度変化率をｊＡとすると共に、２つの２次コ
イルの間に物体が無い状態の基準温度における一方の２
次コイルの出力をＶＡ（＋とし、温度Ｔのときの一方の
２次コイルの出力ＶＡ及び２次コイルの出力ＶＤを測定
し、 ＶＴＩｏ＝　ＶＤ／　（＋　＋　杵（旧−〇）なる式で
基準温度に対する２次コイルの出力ＶＤ０をめるように
したものである （発明の実施例） 第１図はこの発明の材質センサ２０を装着した硬貨処理
機の一例を示す機構図であり、硬貨送出用の回転ａ１は
その回転により内部に放出されている多数の硬貨Ｃを遠
心力により周辺に順次配列させるようになっており、配
列された硬貨Ｃは回転盤ｌの外方の硬貨通路２に送出さ
れる。この硬貨通路２は回転盤ｌから送出された硬貨Ｃ
を外径によって選別移送するのもので、平行に配置され
た固定部材３と可動部材４とで構成されている。そして
、これら固定部材３及び可動部材４の互いに対向する辺
に肩部３Ａ及び４Ａがそれぞれ全長にわたって形成され
ており、硬貨Ｃはこれら肩部３Ａ及び４Ａ上を移動する
ようになっている。したがって、この肩部３Ａ及び４Ａ
の対向間隔より小径の硬貨はこの硬貨通路２上から落下
することになる。また、可動部材４は固定部材３との間
隔を変更できるように、その長さ方向と直行する方向に
移動可能に構成されており、バネ５，５により常時拡大
方向つまり図示右方に力を受けている。さらに、可動部
材４にはローラで成る接触部６が設けられ、この接触部
６には通路幅設定用のカム７の周面が当接されており、
カム７は最も大径の硬貨に対応する通路幅を設定するカ
ム面７１かも、これより小径となる硬貨に対応する通路
幅を設定するカム面７２．・・・７６の順に配列され、
これら各カム面７１〜７６はカム軸８の軸心を中心とし
た円弧面に形成されている。そして、カム軸８には設定
金種の表示９がなされた設定ダイヤル１０が取付けられ
ている。

一方、搬送装置１１は硬貨通路２の長さ方向の両端部に
配置されたプーリ１２及び１３と、これらプーリ１２及
び１３に装架されたベルト１４とで構成されており、モ
ータ等の駆動機構（図示せず）によりプーリ１２．１３
を図示矢印方向に回転させ、ベル）１４を同方向に駆動
することにより、硬貨通路２上の硬貨Ｃを図示手前側に
搬送するようになっている。そして、搬送路２の中途部
に後述する材質センサ２０が設けられており、さらに手
前側には光電スイッチ又は近接スイッチで成る計数セン
サＩ８が配設されており、硬貨Ｃが計数センサ１６の位
置に達したときに得られる信号により硬貨枚数を計数す
るようにしている。また、材質センサ２０と計数センサ
１８との間には硬貨通過阻止装置（図示せず）が設けら
れており、作動時にソレノイドに連結された阻止棒が硬
貨通路２へ突出して硬貨Ｃの搬送を阻止するようになっ
ている。ＶＡ止棒の作動時期は。

予め計数枚数を別途設定した場合で計数枚数がその設定
値になったとき、あるいは材質センサ２０によって偽貨
が検出されたときである。

次に、この発明の材質センサ２０を第２図（Ａ）及び（
Ｂ）について説明すると、材質センサ２０はコの字状の
形状をしており、両突起２！及び２２の間に形成されて
いる凹部２３を硬貨Ｃが搬送されるようになっており、
突起２１には励磁信号によって励磁される励磁コイルＷ
Ｅが巻回されると共に、電磁誘導される２次側のコイル
ＭＡが巻回されており、突起２２には同様の２次コイル
−Ｂが巻回されており、２次コイルＩＩＩＡ及びＩＩＩ
Ｂは巻回数が同じで互いに巻回方向が逆となっており、
その共通接続点ＴＣに対する２次巻線ＷＡの出力端子Ｔ
２と２次巻線ｗＢの出力端子ＴＩとの１川の出力ＶＤが
差動型に出力されるようになっている。そして、硬貨Ｃ
の厚さをｔとし、突起２１及び２２の間隔をｄとした場
合、硬貨Ｃが第２図（Ａ）に示すように常に突起２１の
上面に接して搬送されるようになっていれば、出力ＶＤ
は硬貨Ｃの材質に応じて常に所定の出力信号レベルとな
る。しかしながら、１１０述したような硬貨処理機にお
いては硬貨Ｃが高速度で搬送されるために、第２図（Ｂ
）に示すように突起２１の上面から距離型だけ離れた踊
った状態で搬送されることになる。このような硬貨Ｃの
搬送時における踊りの距離！に対して、端子ＴＣと端子
ＴＩ、　Ｔ２との間の出力を実験でめた結果、第３図に
示すような特性曲線が得られた。すなわち、２次巻線Ｍ
Ａの出力ＶＡは第３図のΔ印で示すような信号レベルと
な。

２次巻線ＷＨの出力ＶＢは図のｘ印のような曲線となっ
ている。この結果、２次巻線ＷＡとＩＩＩＢとの差動出
力ＶＤ（−ＶＡ−ＶＢ）は第３図のＯ印のような曲線と
なる。この実験結果から明らかなように、差動出力ＶＤ
の信号レベルは移動距離２が約０．５ｍｍ〜２．５＋＋
ｍの範囲ＡＲではその変化率が約１ｚ程度であり、硬貨
Ｃの搬送途中における移動距離Ｘをこの範囲ＡＲの範囲
内に収めるようにすれば良いことが分る。このため、こ
の発明では第４図に示すように、突起２１の上面に厚さ
冨１のセラミ・ンク又はベークライトで成る規制部材３
１を層設すると共に、突起２２の下面に厚さ震２の同様
な規制部材３２を層設し、突起２１の上面、つまり２次
巻線ＷＡから硬貨Ｃが移動する距離Ｘの範囲を約０．５
ｍ＋ｗ〜２．５ｍｍまでの範囲とするようにする。

したがって、この例では規制部材３１の厚さｘｌは０　
、５ｍｍ程度となり、規制部材３２の厚さｘ２は突起２
１及び２２の間隔ｄから硬貨Ｃの厚さｔを減算し、その
値から２．５．ｍ＋ａを減算した値、つまり重２−ｄ−
ｔ−２，５となり、規制部材３１及び３２をこのように
設定すれば硬貨Ｃが移動できる範囲は、常に突起２１の
上面から０．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲となる、このよ
うに差動型の材質センサ２０の硬貨Ｃが通過する間隔を
規制部材３１及び３２で規制し、差動出力ＶＤの変化レ
ベルを小さくすることにより、硬貨Ｃの材質を安定にか
つ精度良く検出することが可能となる。

なお、上述では規制部材３１及び３２を設けているが、
センサ本体に一体的にベークライト又はセラミックでモ
ールドしても良い。

第５図は種々の硬貨に対する差動出力ＶＤのレベルを比
較して示すものであり、１円硬貨、１０円硬貨、５円硬
貨、５００円硬貨、１００円硬貨。

５０円硬貨の順番に差動出力ＶＤのレベルが小さくなっ
ており、　５００円硬貨と韓国の５００ウオンとの差は
極めて小さくなっているが、硬貨Ｃの移動距離菖が生じ
ても信号レベルの変化は小さいので、確実に材質を識別
することが可能となる。

したがって、第５図に示すような差動出力ＶＤのレベル
範囲をそれぞれデジタル値に変換してメモリに記憶させ
ておくことにより、硬貨の材質に応答した差動信号ＶＤ
と比較して硬貨の金種識別を行なうことができる。

第６図は硬貨の識別を行なう回路構成をブロック的に示
すものであり、材質センサ２０で得られた差動出力ＶＤ
を比較回路４１に入力し、メモリ４０に予め登録されて
いる各種硬貨のレベル値と比較して材質に基づいた金種
信号ＮＯを出力し、設定ダイヤル１０で設定された金種
の信号（ダイヤル１０の回動位置により別途検出）　Ｄ
Ｔを金種判別回路４２に送って、比較回路３１からの金
種信号ＭＤと完全に一致したときに最終的な金種信号Ｆ
Ｄを出力するようにすれば、硬貨の識別を精度高く行な
うことが可能となる。

以上のような材質センサでは、材質センサ２０の環境の
温度Ｔが変化するとコイルインピーダンスが変化し、２
次コイルｗＡ及びＷＢに流れる電流が変化して差動出力
ＶＤも変化してしまう、このため、硬貨Ｃが凹部２３に
ない時の２次コイルの一方の出力ＶＡ　（又はＶＢ）の
値により温度を算出し、差動出力ＶＤを一定温度に補償
する必要がある。

ここで、２次コイルＩＩＩＡ及びＷＢの差動出力ＶＤは
、温度変化によりある変化率５口を持った１次関数で近
似的に表わすこ・とができ、２次コイルＷＡ　（又はＷ
Ｂ）の出力ＶＡ（又はＶＢ）も同様であり、たとえば２
次コイル−＾の変化率をＪＡとする。そして、基準温度
Ｔｏにおける差動出力をｖＤｏ及び２次コイルＷＡの出
力をＶＡｏとすると、 ＶＤ＝　ＶＤｏ　（１４ａＤ（Ｔ−Ｔｏ））・・・・・
・・・・（１） ＶＡ＝　ＶＡｏ　（１＋　ｌ＾（Ｔ　−Ｔｏ　）　）・
・・・・・・・・（２） と表わすことができ、上記（１）及び（２）式から（Ｔ
　−Ｔｏ　＞をめると ”　−’　＝　−ｊｈ　（Ｌ　−’　）　−−（３）と
なり、この（３）式を（１）式へ代入すると、となる、
この（４）式から基準温度Ｔｏにおける差動出力ＶＯ０
をめると、 ＶＤｏ　＝　ＶＤ／　（１”　杵（Ｅ　−１）　）・・
・・・・・・・（５） となる。

この（５）式で表わされた差動出力ＶＤ。は、温度Ｔの
ときの２次コイルｗＡ及びＷＢの差動出力ＶＤを基準温
度Ｔｏにおける値に換算したものである。したがって、
基準温度Ｔｏにおける差動出力ｖＤ０及び２次コイルＭ
Ａの出力ＶＡｏをめると共に、差動出力ＶＤの温度に対
する変化率ａＤ及び２次コイル−Ａ（又はＷＢ）の温度
に対する変化率ｄ＾をめておき、温度Ｔにおける２次コ
イルＷＡ　（又はＷＢ）の出力ＶＡ（又はＶＢ）をめる
ことにより、常に基準温度ｔｏに換算した値で差動出力
をめることができる。これにより、上述した物体（たと
えば硬貨）の材質を確実に検出することができ、硬貨に
関しては金種を正しく識別することができる。

なお、温度毎に予め基準レベルをテーブルとして持って
おき、温度Ｔを計測して上記テーブルから基準レベルを
読出し、その時の検出値ＶＤと比較して材質を検出する
ようにしても良い。

（発明の効果） 以上のようにこの発明の材質センサによれば、温度変化
に対してセンサ自体の特性が変化しても常に同一の基準
で検出を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用した硬貨処理機の一例を示す機
構図、第２図（Ａ）及び（Ｂ）はこの発明の材質センサ
の動作を説明するための図、第３図はこの発明の材質セ
ンサの検出の様子な説明するための図、第４図はこの発
明の材質センナの構造例を示す図、第５図はこの発明に
よる材質センサで得られた信号を金種毎に比較して示す
図、第６図はこの発明を利用した硬貨識別装置の回路構
成図である。 ｌ・・・回転盤、２・・・硬貨通路、３・・・固定部材
、４・・・可動部材、５・・・バネ、７・・・カム、１
１・・・搬送装置、２０・・・材質センサ、２１．２２
・・・突起、３１．３２・・・規制部材、Ｃ・・・硬貨
。 出願人代理人　安　形　雄　三 第　２　面（４） Ｗｔ− 弔２　図（Ｂ） 蔓　３　回 第５図 Ｄ ６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 励磁信号によって励磁される１次コイルと、この１次コ
   イルによって電磁誘導される差動型に巻回された２つの
   ２次コイルとで成り、前記２つの２次コイルの間を通過
   する物体の材質を検出する材質センサにおいて、前記２
   次コイルの温度変化率をＪＤ、前記２次コイルのいずれ
   か一方の温度変化率をＪＡとすると共に、前記２つの２
   次コイルの間に物体が無い状態の基準温度における前記
   一方の２次コイルの出力をＶＡｏとし、温度Ｔのときの
   前記一方の２次コイルの出力ＶＡ及び２次コイルの出力
   ＶＤを測定し、 ＶＤｏ　−ＶＤ／　（１＋　ＪＡ−（Ｅ−リ）なる式で
   前記基準温度に対する前記２次コイルの出力Ｖ口◇をめ
   るようにしたことを特徴とする温度補償機能付き材質セ
   ンサ。