JPS61183795A - 硬貨識別装置における増幅率調整方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は硬貨の金種、真偽を識別する硬貨識別装置に
関するものである。

（従来の技術およびその問題点） 硬貨の材質を検出するための材質センサには種々のタイ
プのものがあるが、その１つに差動型磁気センサがある
。この差動型磁気センサは励磁信号を１次コイルに印加
し、２つの２次コイルを差動的に接続することにより、
通常硬貨がないときには２次コイルの出力が丁度打消し
合って差動出力はＯとなるようになっている。

そして、硬貨が近づくと、２つの２次コイルの出力に差
が生じ、差動出力が発生する。硬貨の接近及び通過によ
り差動出力は１つのピーク値を持つが、通常差動出力を
増幅器により増幅させた出力値のピーク値が、予め定め
た基準値範囲のどこに属するかにより硬貨の金種や材質
を識別するようにしている。このような磁気センナを有
する硬貨識別装置では、製造時に各部の調整（取付位置
、各部の出力レベル）を行なっているが、このとき、出
力レベルが所定値になるように増幅器の増幅率を調整す
るには、必ず磁気センサ部に基準となるべき基準硬貨を
セットして行なわなければならなかった。なぜなら、硬
貨がないときの差動出力は０なので、硬貨無しでは増幅
率のｍ整は不可能であったからである。この基準硬貨の
磁気センサ部へのセットに際しては、その位置が厳しく
指定されており、セットに手間がかかると共に、調整時
間が長びいていた。又、調整して出荷した製品であって
も、市場でのトラブル等により、再度調整しなければな
らないことがある。この場合、サービスマンは基準硬貨
を持参しなければならなかった。

（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、硬貨
識別装置の増幅器の調整時に基準硬貨の磁気センサ部へ
のセットを全く不要とするようにした硬貨識別装置を提
供することを目的とするものである。

（発明の概要） この発明は硬貨識別装置に関するもので、励磁信号によ
って励磁される検出部の１次コイルと、この１次コイル
によって電磁誘導される第１及び第２の２次コイルと、
これら第１及び第２の２次コイルの各出力を増幅する第
１及び第２の増幅器と、これら第１及び第２の増幅器の
各出力の差を演算する演算回路と、この演算回路の出力
を増幅する第３の増幅器と、この第３の増幅器の出力に
より前記検出部を通過する硬貨の材質を識別する識別手
段とを設け、検出回路系の＊＊時に、前記演算回路の入
力レベルを変えることにより、基準となる硬貨が存在し
なくても前記演算回路から差動出力を発生させ、前記第
３の増幅器の増幅率を自由に調整できるようにしたもの
である。

（発明の実施例） 先ず、この発明に用いるセンサ１００を第２図及び第３
図について説明する。

センサ１００は全体が樹脂等によりモールドされて一体
化されているが、被検出物体が通過するための中央部１
０１と上部中央部１０２とが開放されている。底部の１
次コア１０３には励磁のための１次コイル１０４と２次
コイル１０５が巻回され、上部には中央１０２で左右に
分離された２次コア１０８及び１０７が配設されており
、これら２次コア１０６及び１０７にはそれぞれ２次コ
イル１０８及び１０９が巻回されている。２次コア１０
６及び１０７の縦断面の形状は、上部中央１０２の開放
部から各々外側に向って各下面と１次コア１０３の上面
との和才が広がるようにしである。第３図は１次コア１
０３と２次コア１０８，１０７との間の位置関係を示し
ており、１次コア１０３が１次コイル１０４によって励
磁されると、２次コア１０１１１及び１０７に向って延
びる磁束線１１０が発生される。

第４図（Ａ）は２次コアが無い場合の磁束線１１０の様
子を示しており、外方に曲って延びている様子が分る。

そして、１次コア１０３の上方に、１次コア１０３と分
離された２つの直方体状の２次コア１０８Ａ及び１０７
Ａを配置した場合、その磁束線１１０は第４図（Ｂ）の
ように内側に向くことが確認された。しかし、２次コア
１０８Ａ及１０７Ａの形状がこのようなものであると、
磁束線１１０は図に示すように一様な向きとはなってい
ないので、後述する検出のためのコイル差動出力の和は
中央部１０１を通過する物体の左右へのずれにより変化
してしまう、そこで、第４図（Ｃ）に示すように２次コ
ア１０Ｂ及び１０７の底部に傾斜を付け、１次コア１０
３との間隔を中央部で小さくすれば、２次コア１０Ｂ及
び１０７の各々の中央より部分での磁束線１１０の外方
への傾きが更に小さくなると共に、２次コア１０Ｂ及び
１０７の底部での磁束密度もほぼ等しいものとなる。

第５図（Ａ）及び（Ｂ）を用いてその作用を説明する。

第５図（Ａ）に示すように、被検出物体としての硬貨１
２０がセンサ１００の中央部１０１の一番左側を通過す
るときをＸ＝Ｏとし、硬貨１２０が右にずれたときのコ
イル出力ＭＳを同図（Ｂ）に示す、第５図（Ｂ）でＡは
第２図の２次コイル１０５と２次コイル１０８の差動出
力を、Ｂは２次コイル１０５と１０９の差動出力をそれ
ぞれ示している。ここでは、このような差動出力Ａ、Ｂ
を加算して物体の材質を検出するが、その加算結果は、
２次コアが第４図（Ｂ）のような構造の場合には、Ｘの
違いによって特性りの如く曲線となってしまうが、第４
図ＣＧ’）の如く傾斜を付けることによって特性Ｃの一
定な直線となる。したがって、硬貨１２０が左右にずれ
ても、常に正確に物体の材質を検出することができる。

次に、上記センサ１０Ｇを硬貨分類機に適用した例を第
６図について説明する。

４０１は回転円盤で、この中に投入されている混合金種
の硬貨４２０は回転による遠心力により周囲壁４０２に
沿って移動し、図示しない厚み規制部材により２枚以上
に重なった硬貨は阻止され、１枚ずつ送出口４０３から
通路４０４へと送り出される。送り出された硬貨４２０
はプーリ４０５及び４０８に張設された丸ベルト４０７
により１通路４０４上を図示Ｎ方向に強制的に搬送され
る。

硬貨４２０が回転円盤４０１から送り出される速度より
も丸ベルト４０７の速度を早くしているので、連なった
硬貨４２０は分離されて搬送される。硬貨４２０は通路
４０４に設置されているセンサ２００（後述する）の上
を通り、更に材質センサ１００の中央部１０１の中を通
る。これら２つのセンサの出力により硬貨４２０の材質
、径、穴の有無が判断される。もし偽貨もしくは異常と
判別されると、センナ４１０がこの硬貨を検知したとき
、通路底面に設けられている長穴４１１から分岐板（図
示せず）がソレノイド用の駆動により突出し、この偽貨
は第６図右方向へ選別され、ガイド４１２を通り下に設
けられている収納部（図示せず）に収納される。センサ
４１Ｇと分岐板がペアになっており、通路４０４の後段
にも各金種に対応して複数組設けられており、センサ２
００及びｌＯＯの出力に基づく真偽、金種判別結果によ
り、硬貨４２０が該当する選別個所に達した時点で、該
当する分岐板が通路４０４上へ突出して硬貨は金種毎の
収納部に確実に収納されるようになっている。なお１選
別部分等で万一硬貨４２０が詰ったときは、プーリ４０
６の軸を支点としてプーリ４０５側が上方に回転できる
ようになっており、丸ベルト４０７はセンサ１００の上
部中央の開放部１０２を通って上方へ移動できるため、
詰った硬貨を簡単に取り除くことができる。

また、収納部への選別は、上述の例とは別に選別穴を径
の小さいものから順に設けておき、硬貨を選別式直前で
一方に規制させ、該当する金種の選別穴へ落下させるよ
うにしても良い。

この場合には、落下時にセンサにより計数して識別部の
値と比較し、チェックするようにする。偽貨は一番手前
の選別穴より手前の個所で、ソレノイド等により通貨底
面を開けて下へ落下させて排除する。

第１図に制御系のブロック図を示す、先ずセンサ１００
の出力の基本的な処理について説明する。

２次コイル１０８．１０１３と１次コア１０３の２次コ
イル１０５の出力は、それぞれ増幅器５０１，５１１，
５２１、半波整流器５０２５１２５２２及びローパスフ
ィルタ５０３５１３５２３を介して加減算回路５４２に
入力され、２次コイル１０５及び１０Ｂの差出力Ａと、
２次コイル１０５及び１０８の差出力Ｂとが計算され、
更に差出力Ａ及びＢの加算値Ｃ（（：Ｈ５）が求められ
る。なお、２次コイル１０５の出力ＣＨ１はゲイン調整
器５４５を経て加減算回路５４２に入力されており、出
力ＣＨ２、ＣＨ３との差を任意に変えられるようになっ
ている。そして、この加算値Ｃが増幅器５４４で増幅さ
れて後にＡ／Ｄ変換器５４３により所定のタイミングで
ディジタル信号に変換され、この信号をＣＰＯ５０Ｇを
介してＲＡＭ５４１に順次記憶していく、このとき、前
回記憶し、た値と今回値を比較し、今回値の方が大きけ
ればこの値を最大値として記憶する。硬貨４２０がセン
サ１００に近づくに従って差動出力の和Ｃは第７図に示
すように大きくなり、硬貨４２Ｇ中心がセンサ１００の
中心ＣＬより過ぎると逆に小さくなっていく、信号のピ
ークは最大値としてＲＡＭ５４１に記憶されているので
、これを読出して予めＲＯＭ５４０内に記憶されている
第８図に示すような各判別レベルＧｏ−Ｃ４と比較し、
どの範囲のＣＯ〜Ｃ４に属しているかを判定し、識別要
素の材質２の判別結果として範囲ＣＯ〜Ｃ４のいずれか
がＲＡＭ５４１に記憶される。なお、ピーク値は硬貨の
材質のみによるのではなく、径及び質量の３つの識別要
素によって決定されるものである。第８図は種々の硬貨
に対する加算信号Ｃのレベルを比較して示しており、　
１０円硬貨、１円硬貨、５円硬貨、５００円硬貨、１０
０円硬貨、５０円硬貨の順番に信号Ｃ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。一部金種では加算信号の値
が重なるが、他の識別要素を加味すれば最終的に金種を
特定できる。なお、第８図において、範囲Ｃｔ〜Ｃ４以
外のエリアが範囲ＣＯとなっている。さらに％２次コア
１０Ｂ及び１０７の傾きの形状は、差動出力の和Ｃが一
定となるように最終的には実験的に定められている。こ
の場合、磁束密度が一定となるような軌跡を一応の目や
すとして傾斜角を決めるのが望ましい、なお、硬貨がセ
ンサ１００の中でゴミ等により上下方向にジャンプして
も、上下で差動をとっているので出力はほとんど変化し
ない。

以上のようなセンナでは、センサ１００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て、２次コ
イル１０５，１０８及び１０９に流れる電流が変化して
差動出力Ａ、Ｂも変化してしまうので、より正確な判別
を行なう場合には、温度ＴＫ対応して出力Ｃ又はＲＯＭ
５４０内の基準値を補正する必要がある。その−例を以
下に説明する。

ところで、温度Ｔは硬貨４２Ｇがセンサ１００の付近に
ないときの２次コイル１０５の出力レベルによって検出
することができる。硬貨がないことの検出は、例えば加
減算回路５４２の出力Ｃと２次コイル１０５の出力とを
交互にサンプリングし、差動出力の和の値Ｃが所定時間
（所定回数）変化せず、しかもその値が硬貨が付近に存
在しないときのレベルであるときに硬貨なしと判断し、
このとき読込んだ２次コイル１０５の値を予めＲＯＭ５
４０に記憶させである温度毎（たとえば１℃ピフチ）の
値と比較することにより、温度Ｔを検出することができ
る。この温度情報に基づき差動出力の和Ｃの最大値（第
７図）が求まった後、この最大値を補正してから基準値
と比較して材質を判断する。あるいは上記温度情報に基
づき、基準値を補正してから、求められた差動出力の和
の最大値と比較して判断してもよい、いずれも補正値を
温度に基づいてその都度演算して求めてもよいし、予め
温度毎に補正値をＲＯＭ５４０に書込んでおき、検出温
度に対応するアドレスから直接補正値を読出すようにし
てもよい、また温度検出時期としては電源を入れた直後
、スタート指令直後、硬貨処理中における硬貨の流動途
切れ時点等の場合が考えられる。

この硬貨識別装置が硬貨処理機１例えば硬貨入金機に組
込まれた場合、製造時に各機構部の組立調整が完了する
と、次に電気関係の調整が行なわれる。先ずｉｔ電源イ
ッチをオンしてデジポル等の外部の測定器により電源電
圧、規準電圧１発振回路等の制御部の根底となる箇所の
出力が所定レベルになるように調整する。この調整が完
了すると１次に識別９ａｌの制御部により各箇所の出力
を選択スイッチ手段５５０の切換操作のみで、内部に設
けられたモニタ用のＬＥ［１等で成る表示器５５１に表
示させて調整を行なうことができる。１次コイルには所
定の励磁信号が印加されているので２次コイル１０５〜
１０７には出力が発生する。この発明では、磁気センサ
部に基準硬貨をセットしないで１回路系の調整を行なう
０選択スイッチ手段５５０は例えば２つのロータリスイ
ッチＲ３ＷＩとＲＳＷ２とで構成されており、第９図を
参照してまず、ロータリスイッチＲＳＷＩをＩＩ　、　
Ｒ３Ｗ２をＩｌｌ　ニ設定すルト、ＣＰＵ５００はＲＯ
Ｍ５４０から、２次コイル１０５のＣＨＩの箇所におけ
る設定値１例えば３．８００Ｖを読出して表示器５５１
に表示させる。調整者はこの値を覚えておき、次にロー
タリスイッチＲ９Ｗ２のみ柿に設定すると現時点でのＣ
）ＩＩの値が表示器５５１に表示される。即ち、ロータ
リスイッチＲｓｗｔがｔｌ　　。

ロータリスイッチＲ９１ｌ１２が暑０のときはＣＰＵ５
００はＡ／Ｄ変換器５４３にＣＨＩの出力レベルをディ
ジタルに変換して出力するよう指令し、この値がＲＡＭ
５４１に記憶され、これが１０進数に直されて表示器５
５１に表示されるのである。所定の周期でＣＰｕ５００
は繰返し、　ＣＨＩの出力レベルをディジタル変換し、
その値を表示させている。今たとえば３．０００Ｖを表
示していたとすると、増幅器５２１のゲイン調整のため
の可変抵抗を回して１表示が設定値の３．８００Ｖにな
るように増幅率を調整する。上記調整方法とは別に、例
えばロータリスイッチＲＳＩＩＩＩを雲ｌ　、ロータリ
スイッチＲＳＷ２を巽２に合せておくと、ＣＰＵ５００
がＣＨＩのレベルをＡ／Ｄ変換させた後、その値とＲＯ
Ｍ５４０に記憶されたＣＨＩの設定値との差を演算し、
表示！１５５１に誤差として表示する。今の例では０．
８００Ｖ（雪３．８０Ｇ−３，０００）が表示されるこ
とになり、調整者はこの表示が０　となるように増幅器
５２１の可変抵抗を調整すればよい。

以下同様に、２次コイルｔｏｓ、ｔｏｓの出力が各＊Ｃ
Ｈ２，ＣＨ３テ所定の値（Ｃ）１１　ト同１；３．８Ｑ
ＯＶ）　、！−なるよう増幅器５０１．５１１の増幅率
を調整する。

以上でセンサの感度調整が終了する。

加減算回路５４２はゲイン調整器５４５を通して２（Ｃ
ＨＩ）−（ＣＨ２◆Ｃ１（３）を演算する回路で、ＣＨ
Ｉ〜ＣＨ３を全て３．８００Ｖに調整した後はその出力
は０となっている。ここで、ロータリスイッチＲＳＷＩ
を鯵５に、ロータリスイッチＲ５Ｗ２を雲！に設定すル
ト、ＣＨ５１７）設定値（例えば０．１００Ｖ）がＲＯ
Ｍ５４１から読出されて表示器５５１に表示され、この
値を覚えておき、ロータリスイッチＲ５ｗ２を曽０に設
定する。ＣＨ５のレベルはＡ／Ｄ変換されて表示器５５
１にＯが表示されるが、このとき加減算回路５４２の前
段のゲイン調整器５４５によっでＣＨＩの入力レベルを
変化させ、ＣＨ５のレベルが基準設定値０．１００Ｖと
なるように調整する。つまり。

硬貨が磁気センサ部に存在しないのに見掛上存在してい
るように見せかけて、信号ＣＨＩと信号ＣＩ２　、Ｃ）
１３との各差動出力を得るのである。こうしておいて、
次にロータリスイッチＲｓｗ　ｔを鯵４、ロータリスイ
ッチＲ９Ｗ２を雲ｌに合せると、ＣＨ４（７）ａＱ定値
トシテ例えハｏ、２２０ＶがＲＯＭ５４０カラ読出され
て表示され、この値を覚えておき、ロータリスイッチＲ
９１ｌ１２を＠０に合せておき表示器５５１にＣＨ４の
現在のレベルを表示させ、増幅器５４３の可変抵抗を回
して表示が“０．２２０″となるように、増幅率をｍ整
する。この場合、増幅率は“２．２”となる、これで調
整は完了したことになる。

硬貨が磁気センサに接近し、通過すると金種に応じて第
７図のような出力がＣＨ４に得られ。

ＣＩ４の出力はＣＰＵ５００によりサンプリングされ、
その最大値を決定した後、予めＲＯＭ５４０に記憶上て
いる各金種毎の基準□範囲（第８図）と比較して、金種
、真偽を識別する。このときの各金種の基準範囲は、硬
貨がないときのＣＨ５のレベルが１００■Ｖ、ＣＩ４の
レベルが２２０■Ｖと調整されたときのものである。

なお、上述のセンサ１００は第１０図及び第１１図に示
すような差動型の磁気センナであっても良い、すなわち
第１Ｏ図のセンサ２００は交流電源２０５で１次コイル
２０４を励磁し、硬貨４２０の通過時に上の２次コイル
２０２と下の２次コイル２０３の出力に差が生じ、この
差Ｏ８を出力として取り出すものである。また、第１１
図のセンナ３００は１次コイル３０１を交流電源３０２
で励磁し、コア凹部を硬貨４２０が通過するときに、硬
貨４２０を挟するようにして配置された２つの２次コイ
ル３０３及び３０４から信号を出力するものである。

（発明の効果） 以」−のようにこの発明によれば、装置の調整時に基準
硬貨をセンサにセットしなくても、自由に＃！Ｉ＠器を
調整することができ、簡便かつ正確な調整が行なえ、基
準硬貨の保管も不要となる。また、センサ取付場所周囲
の磁性の影響を受けることも少すく、広範囲に応用する
ことができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のＪＪＩ成を示すブロック図。 第２図はこの発明に用いるセンサの構造例を示す図、第
３図はその分解図、＠４図（Ａ）〜ＣＣ）はこのセンサ
に用いるコアの形状を説明するための図、第５図（Ａ）
及び（Ｂ）は検出原理を説明するための図、第６図はこ
の発明を硬貨分ｔｘｍに適用した例を示す構成図、第７
図〜第９図はその動作を説明するための図、第１０図及
び第１！図はセンサの他の例を示す構造図である。 １００・・・センサ、１０３・・・１次コア、１０８，
１０７・・・２次コア、１０５，１０８，１０９・・・
２次コイル、２００・・・センサ、４２０−・・硬貨、
５００　・ＣＰＵ　、　５４０　・ＲＯに、５４１・・
・ＲＡＭ　、　５４２・・・加減算回路、５４３・・・
ＡＩＤ変換器。 出願人代理人　　安　形　雄　三 第　３　督 第　４　図 茶　５　図 （，４） ＣＢ） 第　８　図　　　肴質２ 弔　θ　図 手続補正歯（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和８０年特許願第２３００２号 ２、発明の名称 硬貨識別装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （１４３）グローリー工業株式会社 ４、代理人 昭和６０年５月８日 本願添付の図面の浄書中別紙の通り（内容に変更なし）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）励磁信号によって励磁される検出部の１次コイル
   と、この１次コイルによって電磁誘導される第１及び第
   ２の２次コイルと、これら第１及び第２の２次コイルの
   各出力を増幅する第１及び第２の増幅器と、これら第１
   及び第２の増幅器の各出力の差を演算する演算回路と、
   この演算回路の出力を増幅する第３の増幅器と、この第
   ３の増幅器の出力により前記検出部を通過する硬貨の材
   質を識別する識別手段とを具え、検出回路系の調整時に
   、前記演算回路の入力レベルを変えることによ り、基準となる硬貨が存在しなくても前記演算回路から
   差動出力を発生させ、前記第３の増幅器の増幅率を自由
   に調整できるようにしたことを特徴とする硬貨識別装置
   。
2. （２）前記第２の２次コイル及び前記第２の増幅器をそ
   れぞれ２個設け、前記演算回路は前記第１の増幅器の出
   力から前記２個の第２の増幅器の和を減算する加減算回
   路で構成した特許請求の範囲第１項に記載の硬貨識別装
   置。