KR20040057903A - 코인 센서 - Google Patents

Abstract

[해결 과제]

본 발명의 목적은 코인의 검출 오류를 방지하는 것이다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

코일을 감은 코어,

상기 코일에 접속되어 있는 검파 회로를 가지고 있는 코인 센서에 있어서,

코인에 대한 상기 코어의 상대면이 직사각형이고, 그 긴 축선이 코인의 진행 방향에 대하여 직교하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

코인 센서{A COIN SENSOR}

본 발명은 코인 통로를 따라서 이동하는 코인을 비접촉식으로 검출하는 코인 센서에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 바이메탈 코인을 물리적으로 접촉하지 않고 검출하는 코인 센서에 관한 것이다.

본 명세서에서 사용하는 "코인"이란 용어는 주화 뿐만아니라 메달이나 토큰 등의 총칭이다.

코인을 １개씩 불출(拂出)하는 장치로서 코인 호퍼가 알려져 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 코인 호퍼(101)는 베이스(102) 위에서 회전하는 회전 디스크(103)에 의하여 보울(104) 안에 저장되어 있는 코인(C)을 출구(106)로부터 1 개씩 불출한다.

출구(106)로부터 불출된 코인(C)은 코인 센서(107) 옆을 통과한 후, 불출 슬롯(108)으로부터 불출된다.

코인 센서(107)는 근접 센서, 예를 들면, 코일에 발진 회로를 접속한 것을 사용한다.

이러한 센서에 있어서, 금속이 코일에 접근하면，코일에서 감소된 고주파 전류가 검출되는 것이 알려져 있다(일본 특허공개공보 평성7-311273호 참조).

이러한 종래 기술에 있어서, 나선형상으로 형성되어 있는 한 쌍의 코일이 기판에 소정의 간격으로 이격되어 있고，이들 코일 사이에 고주파 전류가 흐른다.

이들 코일 사이를 통과하는 빠찡코 구슬이나 토큰 등이 비접촉식으로 검출된다.

이 구조에 있어서，코일이 코어에 감겨져 있지 않다.

따라서, 자속은 단부면상으로 원형이다.

결과적으로, 자속의 집속이 불충분한다.

따라서, 보다 많은 전력을 사용하며, 다시 말해서 상당한 양의 전력이 요구된다.

자속을 집속시키기 위한 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같은 코인 센서가 알려져 있다.

센서(114)는 자성체로 된 문 형태의 권선부(112) 둘레에 코일(113)을 감고 있다.

권선부(112)는 사각기둥 형상이고，도 7에 도시된 바와 같이 길이 방향의 축선은 코인(105)의 진행 방향(116)과 평행하다.

센서(114)는 마주 대하게 배치되어서 센서 유닛(117)을 구성하고 있다.

이들 센서(114)의 사이의 구역이 코인 통로(118)이다·

이들 코일(113)은 화동방식(cumulative mode)으로 접속되어 고주파 발진 회로(119)에 접속되어 있다.

고주파 발진 회로(119)는 검파 회로(121)을 통하여 스위칭 회로인 트랜지스터(122)에 접속되어 있다.

이러한 구조에 있어서, 코인(1O5)이 단일 재료로 만들어진 경우，재질에 따라 와전류가 코인(105) 안에 발생한다.

그 결과，발진 에너지가 감쇠되기 때문에, 코일(113)의 발진이 정지한다.

결과적으로，트랜지스터(122)가 "온" 상태로 되기 때문에 코인(105)이 검출된다.

링(124)의 중앙에 위치되어 있는 원판(123)으로 구성되어 있는 바이메탈 코인(105)이 알려져 있다.

따라서，원판(123)은 링(124)에 끼워맞춤되어 있다.

이 바이메탈 코인(105)는 외견적으로는 일체화되어 있지만, 전기적 특성은 분리되어 있다.

즉，원판(123)의 외측 에지와 링(123)의 내측 에지 사이에 간극이 있는 경우, 이 간극은 전기적으로 절연체로 된다.

이 간극이 가끔씩 권선부(112)의 단부면에 마주 대하게 된다.

이러한 상황에 있어서，먼저 도 8에 도시된 바와 같이 권선부(112)의 단부면이 링(124)과 마주 대하기 때문에, 검파 회로(l21)의 출력 전압이 VO로부터 소정 레벨의 V1까지 저하된다.

뒤이어，접합부(125)의 간극이 상기 단부면에 마주 대하기 때문에，감쇠가 일시적으로 약해지고，출력 전압은 V2로 상승한다.

다음에，링(124)과 상기 권선부(112)의 단부면이 마주 대하기 때문에，소정의 전압 V1까지 저하된다.

상기 단부면의 면적에 대한 종래의 코인 센서의 접합부의 길이는 상당히 길다.

이것은 도 7에 도시된 바와 같이 종래의 센서에 있어서 권선부(112)의 단부면의 장축(115)이 코인(105)의 진행 방향과 평행하게 배치되어 있기 때문이다.

다시 말해서，상기 면적이 커서 종래의 센서는 접합부(125)로부터 큰 영향을 받았다.

접합부(125)의 길이가 보다 긴 경우, 상기 면적의 영향은 더 크다.

그 결과，출력 전압 V2가 기준 전압 VB를 초과한다.

따라서, 트랜지스터(122)가 일시적으로 "오프" 상태로 되고 콜렉터 전압이 2 개로 분할된다.

콜렉터 전압이 분할되는 경우，출력 전압 V2가 기준 전압 VB를 초과하고, 트랜지스터(122)가 일시적으로 "오프" 상태로 되기 때문에, 코인 검출 신호가 출력되지 않는다.

또한，1 개의 코인만 통과하였지만 분할된 신호가 별개의 신호로 카운트되기 때문에，검출 신호가 2개로 된다.

결과적으로，코인에 대한 카운트 오류가 발생한다.

본 발명의 목적은 코인의 검출 오류를 방지하는 것이다.

보다 상세하게는 본 발명의 목적은 바이메탈 코인의 검출 오류를 방지하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예의 센서 유닛을 가진 코인 센서의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예의 코인 센서의 검출 회로도이다.

도 3은 본 발명의 실시예의 코인과 코어의 관계 설명도이다.

도 4는 도 2의 작용 설명도이다·

도 5는 종래의 코인 센서를 장착한 코인 호퍼의 사시도이다.

도 6은 종래의 코인 센서와 검출 회로의 개요도이다.

도 7은 종래의 코인과 코어의 관계 설명도이다·

도 8은 종래의 검출 회로의 작용 설명도이다.

[부호의 설명]

1A，1B 코어 3 장축

4A，4B 코일 5A，5B 격벽

6A，6B 베이스 18 검파 회로

105 코인 116 진행 방향

118 코인 통로

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 아래와 같은 구성을 포함하고 있다.

코일을 감은 코어，

상기 코일에 접속되어 있는 검파 회로를 포함하고 있는 코인 센서에 있어서,

코인에 대한 상기 코어의 상대면이 직사각형이고, 긴 축선이 코인의 진행 방향과 직교하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한，「직사각형」이란，장축과 단축을 가지고 있는 4각형 모양을 의미한다.

예를 들어，사각형의 적어도 한 변이 호형상으로 되어 있는 사각형을 포함한다.

이러한 구성에 있어서，바이메탈 코인의 접합부는 직사각형 코어의 장축에 대하여 직교하여 이동한다.

다시 말해서，코어의 단축이 접합부에 마주 대한다.

따라서 코어의 마주 대하는 면에 대하는 접합부의 길이는 종래 기술에 비하고 대폭적으로 짧아진다.

따라서，접합부에 간극이 있는 경우，발진 코일의 감쇠에 대한 영향은 감소된다.

결과적으로，센서의 검출 오류가 발생되지 않는다.

본 발명은 자성 재료로 된 격벽이 코일의 주위에 배치되어 있기 때문에 바람직하다.

이러한 구성에 있어서, 코일의 주위에 자성 재료의 격벽이 있다.

코어를 통과하는 자속은 격벽을 통과하여 루프를 형성한다.

따라서, 코어 주위에 금속이 있는 경우，그 금속의 외부로 자속이 누출되지 않는다.

결과적으로, 코인 센서의 검출 오류가 감소된다.

또한，센서의 배치가 제한되지 않는다.

본 발명은 상기 코어와 상기 격벽이 베이스에 의하여 접속되어 있기 때문에 바람직하다.

이러한 구성에 있어서，코어를 통과하는 자속은 코어, 베이스 및 격벽을 통과하여 루프를 형성한다.

따라서 자속의 누출이 보다 감소된다.

또한, 센서의 배치가 제한되지 않는다.

본 발명은 상기 코어와 상기 격벽을 가지고 있는 센서와 동형의 센서가 소정간격으로 상기 센서로부터 이격되어 있고，이들 센서 사이에 코인 통로가 배치되어 있기 때문에 바람직하다.

이러한 구성에 있어서，자속은 마주 대하는 코어의 사이에 배치되어 있는 간극을 통과한다.

간극은 또한 마주 대하는 격벽 사이에 배치되어 있다.

따라서 자속밀도가 보다 높아진다.

그 결과，에너지 효율이 보다 높아지고，에너지 소비가 감소된다.

(실시예)

도 1은 본 발명의 실시예의 센서 유닛을 가진 코인 센서의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예의 코인 센서의 검출 회로도이다.

도 3은 본 발명의 실시예의 코인과 코어의 관계 설명도이다.

도 4는 도 2의 작용 설명도이다.

코어(1A)는 강자성체로 형성되고 도 1에 도시된 바와 같이 사각 기둥 모양을 하고 있다.

코어(1A)의 단부면(2A)은 직사각형이고，이 직사각형의 장축(3)은 코인(l05)의 진행 방향(116)에 대하여 직교하고 있다.

코어(1A)의 주위에 동선을 감아서, 코일(4A)이 형성되어 있다.

직사각형 모양으로 감은 코일(4A)은 코어(1A) 둘레에 부착하여 접착제로 코어(1A)에 고정될 수 있지만, 동선을 감아서 코어(1A)에 밀착시킨 경우，자속 발생효율이 높다.

코일(4A)의 주위에 직사각형 링형상의 격벽(5A)이 위치되어 있다.

다시 말해서, 격벽(5A)이 코일(4A)을 둘러싸고 있다.

격벽(5A)은 베이스(6A)에 의하여 코어(1A)와 접속되어 있다.

다시 말해서，코어(1A)，격벽(5A) 및 베이스(6A)는 일체 성형에 의하여 만들어져 있다.

센서(7A)는 코어(1A)，격벽(5A)，베이스(6A) 및 코일(4A)을 포함하고 있다.

본 발명은 적어도 단부면(2A)이 직사각형인 코어(1A)와 그 코어(1A)에 감겨진 코일(4A)을 포함하고 있다.

그러나，격벽(5A)으로 코일(4A)을 둘러싸는 경우，자속은 코어(1A)에 집속하고 격벽(5A)을 통하여 루프를 형성한다.

따라서 격벽(5A)의 주위에 금속이 배치되어 있어도, 검출 정밀도가 영향을 받지 않는다.

또한，코어(1A)와 격벽(5A)이 베이스(6A)에 의하여 접속되어 있고 자속이 베이스(6A)를 통하여 루프를 형성하기 때문에, 검출 정밀도가 영향을 받지 않는다.

센서(7B)는 센서(7A)와 동일한 형태이고 코인 통로(118)에 대향하여 위치되어 있는 구역 위쪽에 배치되어 있다.

센서(7B)의 구성 부품은 센서(7A)의 참조 기호의 A를 B로 대체하여 붙이고 있다.

다시 말해서, 센서(7A)와 센서(7B)는 소정 거리 서로로부터 이격되어 상대적으로 배치되어서，센서 유닛(9)을 구성하고 있다.

센서 유닛(9)은 수지로 만들어져 있으며 포트(pot) 형태인 케이스(11)의 오목부(12)에 고정되어 있고, 단부면(2A 및 2B)이 마주 대하도록 배치되어 있다.

이 오목부(12)에는 상기한 검출 회로(16)를 장착한 기판(13)이 부착되어 있다.

오목부(12)는 뚜껑(14)에 의하여 덮혀 있다.

기판(13)에는 제어 장치(도시되지 않음)와의 통신을 위한 커넥터(15)가 고정되어 있다

다음에 검출 회로(16)를 도 2를 참조하여 설명한다.

센서(7B)의 코일(4B)은 콜피츠 형태의 발진 회로(17)와 접속되어 있다.

센서(7A)의 코일(4A)은 검파 회로(18)와 접속되어 있다.

검파 회로(18)의 출력은 비교기(21)의 입력 단자에 접속되어 있다.

비교기(21)의 다른 입력 단자는 기준 레벨 설정 회로(22)와 접속되어 있다.

비교기(21)의 출력 단자는 스위칭 회로(23)인 트랜지스터의 베이스 단자에 접속되어 있다.

트랜지스터(23)의 콜렉터 단자는 판별 회로(도시되지 않음)에 접속되어 있다.

하이-패스-필터(24)는 검파 회로(18)과 트랜지스터(23)의 사이에 위치되어 있는 비교기(21)와 병렬로 접속되어 있다.

하이-패스-필터(24)는 저항(25)，저항(25)에 병렬로 접속되어 있는 캐패시터(26) 및 저항(25)에 직렬로 접속되어 있는 다이오드(27)를 포함하고 있다.

다음에 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저，코인(C)이 코인 통로(118)에 존재하지 않고 하이-패스-필터(24)가 작동하진 않는 상황을 설명한다.

고주파 전류에 기초하여 센서(7B)의 코일(4B)에서 발생하는 자속은 코어(1B)의 직사각형 단부면(2B)에 집속됨과 동시에 격벽(5B) 및 베이스(6B)를 통하여 루프를 형성한다.

상기의 자속에 기초한 코어(1A)의 자속은 센서(7A)의 코어(1A)의 직사각형 단부면(2A)에 집속되고，또한 격벽(5A) 및 베이스(6A)를 통하여 루프를 형성한다.

따라서 코일(4A)에는 유도 전류가 발생하고 검파 회로(18)는 소정의 전압 VO을 출력한다.

이 전압 VO는 기준 레벨 설정 회로(22)의 기준 전압 VB보다도 높아서 비교기(21)의 출력은 하이 레벨이다.

따라서 트랜지스터(23)는 "온" 상태로 된다.

코인(105)이 출구(106)로부터 내보내진 경우，코인(105)의 직경의 거의 반이 센서(7A)와 센서(7B) 사이에 위치되어 있는 코인 통로(118)를 통과한다.

다시 말해서，도 3에 도시된 바와 같이, 코어(1A)의 직사각형 단부면(2A)의 장축(3)에 직교하는 방향으로 코인(105)이 이동한다.

따라서 바이메탈 코인(105)의 접합부(125)는 장축(3)과 직교하는 방향으로 이동한다.

이 이동 프로세스에 있어서，먼저 코인(105)의 링(124)이 직사각형 단부면(2A 및 2B)에 마주 대한다.

따라서 코일(4A)에는 링(124)의 재질에 따라서 유도 전류가 발생한다.

검파 회로(18)는 상기 유도 전류에 기초한 전압 V1을 출력한다.

비교기(21)는 이 전압 V1과 기준 레벨 설정 회로(22)의 기준 전압 VB를 비교한다.

전압 V1이 기준 전압 VB보다도 낮은 경우，그 출력이 낮게 된다.

출력이 낮게 된 경우，트랜지스터(23)가 "오프" 상태로 되고 코인의 검출 신호가 출력된다.

이러한 상황에서, 전압 V1이 기준 전압 VB보다도 낮기 때문에, 비교기(21)의 출력이 낮게 된다.

다음에, 접합부(125)가 직사각형 단부면(2A 및 2B)에 마주 대한다.

이러한 상황에서, 접합부(125)는 단부면(2A 및 2B)의 장축(3)과 직교한다.

접합부(125)와 단부면(2A 및 2B)의 마주 대하는 길이는 단부면(2A 및 2B)의 단축과 거의 동일한 길이이다.

따라서，접합부(125)에 간극이 있는 경우，접합부(125) 이외의 코인(105)을 통과하는 자속에 따른 와전류가 코인(105)에 발생한다.

접합부(125)의 길이가 단부면(2A)의 면적보다 극히 짧다.

와전류는 원판(123) 및 링(124)을 통과하는 자속에 따라서 발생한다.

또한 코일(4A)에는 감소된 자속에 따른 유도 전류가 발생한다.

검파 회로(18)의 출력은 순간적으로 전압 V2로 상승하지만, 그 변화량은 작다.

이 전압 V2의 변화량이 작기 때문에. 전압 V2는 기준 전압 VB까지 상승하지 않고，트랜지스터(23)는 "오프" 상태를 계속한다.

다음에 링(124)이 직사각형 단부면(2A 및 2B)과 마주 대하고 검파 회로(18)의 출력은 전압 V1으로 저하된다.

코인(105)이 통과한 후，검파 회로(18)의 출력은 전압 VO로 복귀된다.

따라서, 트랜지스터(23)의 콜렉터 전압 E1은 1 개의 펄스 형태이고, 그 결과 카운트 오류가 발생하지 않는다.

다음에 하이-패스-필터(24)가 작동하는 때의 작용을 설명한다.

간극이 있는 경우，검파 회로(18)의 출력 전압은 순간적으로 전압 V2로 상승한다.

다시 말해서，비교기(21)의 입력이 순간적으로 낮게 된다.

그러나，비교기(21)의 입력이 낮게 된 직후，캐패시터(26) 및 다이오드(27)를 통하여 전류가 흐른다.

결과적으로 캐패시터(26)에 전류가 축전된다.

따라서，도 4에 쇄선(29)으로 나타낸 바와 같이 트랜지스터(23)의 베이스 전압은 점차적으로 상승한다.

또한，이러한 상승 상황에서는, 접합부(125)가 직사각형 단부면(2A，2B)으로부터 벗어난다.

따라서, 트랜지스터(23)의 베이스 전압은 다시 V1으로 저하된다.

베이스 전압은 V2보다도 낮은 V3까지만 상승한다.

결과적으로, 기준 전압 VB를 초과하지 않는다.

또한, 하이-패스-필터(24)가 부가되는 경우，입력 전압의 변화량이 보다 작아지기 때문에，출력 전압이 기준 전압 VB를 초과하지 않는다.

따라서，트랜지스터(23)의 콜렉터 전압은 접합부(125)에 간극이 있어도 "온"상태를 계속한다.

결과적으로，검출 정밀도가 보다 향상된다.

본 발명에서는, 검출 회로가 화동방식으로 접속되어 종래의 발진 회로와 스위칭 회로(예컨대: 일본 특허공개공보 평성7-311273호의 도 5의 회로)에 접속되어 있는 코일(4A 및 4B)로 변경될 수 있다.

이와 같이 구성해도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같은 구성에 의하면, 코인, 보다 상세하게는, 바이메탈 코인의 검출 오류를 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 코일(4A)을 감은 코어(1A),

   상기 코일(1A)에 접속되어 있는 검파 회로(18)를 포함하고 있는 코인 센서에 있어서，

   코인(105)에 대한 상기 코어(1A)의 상대면이 직사각형이고, 그 장축(3)이 코인의 진행 방향에 대하여 직교하는 것을 특징으로 하는 코인 센서.
2. 제 1 항에 있어서, 자성 재료로 된 격벽(5A)이 코일(4A)의 둘레에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 코인 센서.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 코어(1A)와 상기 격벽(5A)이 베이스(6A)에 의하여 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 코인 센서.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 코어(1A)와 상기 격벽(5A)을 가지고 있는 센서(4A)와 동형의 센서(4B)가 소정의 간격으로 센서(4A)로부터 이격되어 있고，센서(4A)와 센서(4B) 사이에 코인 통로(118)가 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 코인 센서.