硬貨識別装置
【課題】装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨と磁気検知ユニットとの相対的な位置関係の変化を許容して硬貨の外径を良好に検出することができる硬貨識別装置を提供すること。
【解決手段】硬貨通路１に磁界を生じさせる第１励磁コイル１１１、硬貨（Ｃ）が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群を備えた第１磁気センサ１１と、硬貨通路１に磁界を生じさせる第２励磁コイル１２１、硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群を備えた第２磁気センサ１２と、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２の少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号により硬貨の材質を検出する材質検出部３１２と、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２のそれぞれの励磁コイル１１１，１２１のインピーダンス変化に応じた信号により硬貨の外径を検出する外径検出部３１２とを備えている。
【解決手段】硬貨通路１に磁界を生じさせる第１励磁コイル１１１、硬貨（Ｃ）が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群を備えた第１磁気センサ１１と、硬貨通路１に磁界を生じさせる第２励磁コイル１２１、硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群を備えた第２磁気センサ１２と、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２の少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号により硬貨の材質を検出する材質検出部３１２と、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２のそれぞれの励磁コイル１１１，１２１のインピーダンス変化に応じた信号により硬貨の外径を検出する外径検出部３１２とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬貨識別装置に関し、より詳細には、投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、この磁気検知ユニットを通じて硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、この磁気検知ユニットを通じて硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置として次のようなものが知られている。
【０００３】
例えば、磁気検知ユニットとしての外径センサ及び材質センサが硬貨通路の近傍において、硬貨の通過方向に沿って順に配置されてなるものである。外径センサは、硬貨通路を通過する硬貨の外径を検知するためのものであり、その幅は、該硬貨通路を通過する可能性のあるすべて硬貨の外径よりも十分に大きくしてある。材質センサは、硬貨通路を通過する硬貨の材質を検知するものである。
【０００４】
このような磁気検知ユニットを有する硬貨識別装置では、外径センサの幅を通過可能性のあるすべての硬貨の外径よりも十分に大きくしてあるので、硬貨の周縁にゴミ等が付着することにより起因する外径センサと硬貨との相対的な位置関係の変化を許容して該硬貨の外径を良好に検出することが可能である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００１−５１３２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述した特許文献１に提案されている硬貨識別装置においては、外径センサの幅を通過可能性のあるすべての硬貨よりも十分に大きくしてあるので、装置全体の大型化を招来し、更に材質センサのような他のセンサとの相互の磁気的干渉を低減させる必要があることから、硬貨識別装置全体が大型化してしまう虞れがある。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨と磁気検知ユニットとの相対的な位置関係の変化を許容して硬貨の外径を良好に検出することができる硬貨識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る硬貨識別装置は、投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、該磁気検知ユニットを通じて前記硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置において、前記磁気検知ユニットは、前記硬貨通路の所定個所近傍に配置され、該所定個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、前記所定個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第１磁気センサと、前記第１磁気センサよりも前記硬貨の通過方向に沿って下流となる前記硬貨通路の下流側個所近傍に配置され、該下流側個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、前記下流側個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第２磁気センサとを有してなり、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号により前記硬貨の材質を検出する材質検出手段と、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサのそれぞれの励磁コイルのインピーダンス変化に応じた信号により前記硬貨の外径を検出する外径検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る硬貨識別装置は、上述した請求項１において、前記材質検出手段は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の和、並びに該検知コイル群のいずれかの構成要素が検知した磁界変化の信号のいずれか一方により前記硬貨の材質を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る硬貨識別装置は、上述した請求項１又は請求項２において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサのいずれかの検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の和、並びに該検知コイル群のいずれかの構成要素が検知した磁界変化の信号のいずれか一方により前記硬貨の厚みを検出する材厚検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る硬貨識別装置は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の差により前記硬貨表面の凹凸を検出する凹凸検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係る硬貨識別装置は、上述した請求項４において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの一方の励磁コイルは、他方の励磁コイルと異なる周波数で励磁を行うものであり、前記凹凸検出手段は、周波数の高い励磁コイルを備える磁気センサの検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の差により前記硬貨表面の凹凸を検出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に係る硬貨識別装置は、上述した請求項１〜５のいずれか一つにおいて、前記磁気検知ユニットは、前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの間隙を２１ｍｍ以下の大きさにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の硬貨識別装置によれば、磁気検知ユニットが硬貨通路の所定個所近傍に配置され、該所定個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、励磁コイルの内部に配設され、所定個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第１磁気センサと、第１磁気センサよりも硬貨の通過方向に沿って下流となる硬貨通路の下流側個所近傍に配置され、該下流側個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、励磁コイルの内部に配設され、下流側個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第２磁気センサとを有してなり、材質検出手段が、第１磁気センサ及び第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号により硬貨の材質を検出し、外径検出手段が第１磁気センサ及び第２磁気センサのそれぞれの励磁コイルのインピーダンス変化に応じた信号により硬貨の外径を検出するので、従来のように個別に外径を検知するセンサを必要としないばかりか、第１磁気センサ及び第２磁気センサの幅を硬貨通路を通過する可能性のあるすべて硬貨の外径よりも十分に大きくする必要がなく、装置の小型化を図ることができる。しかも、硬貨の周縁にゴミ等が付着することにより起因する磁気センサと硬貨との相対的な位置関係の変化を吸収することにより許容でき、該硬貨の受付率に影響を与えない。従って、装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨と磁気検知ユニットとの相対的な位置関係の変化を許容して硬貨の外径を良好に検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である硬貨識別装置の要部の回路構成を模式的に示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示した磁気検知ユニットの配置及び構成を模式的に示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示した磁気検知ユニットの配置及び構成を上方から見た場合を模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、図２に示した第１磁気センサの縦断面図である。
【図５】図５は、図２に示した第１磁気センサの横断面図である。
【図６】図６は、図２に示した第１磁気センサと第２磁気センサとの位置関係を模式的に示す模式図である。
【図７】図７は、図２に示した第２磁気センサの縦断面図である。
【図８】図８は、図２に示した第２磁気センサの横断面図である。
【図９】図９は、硬貨が硬貨通路を通過した場合における第３検知コイル及び第４検知コイルの出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、５０円硬貨が通過した場合を示す図表である。
【図１０】図１０は、硬貨が硬貨通路を通過した場合における第３検知コイル及び第４検知コイルの出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、５００円硬貨が通過した場合を示す図表である。
【図１１】図１１は、複合材硬貨の構成を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、複合材硬貨を適用対象とした場合における磁気検知ユニットの配置及び構成を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る硬貨識別装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態である硬貨識別装置の要部の回路構成を模式的に示す模式図である。ここで例示する硬貨識別装置は、磁気検知ユニット１０及び制御部３０を備えて構成してある。
【００１８】
磁気検知ユニット１０は、図２及び図３に示すように、図示せぬ投入口より投入された硬貨Ｃが通過する硬貨通路１の近傍に配置してあり、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２を備えている。尚、図３に示すように、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２は、それぞれ硬貨通路１を挟んで磁気センサが対向配置してなる一対のものであるが、対向配置された磁気センサの構成は第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２のそれぞれと同様の構成を有していることから、本実施の形態では、これら対向配置された磁気センサの説明は割愛する。
【００１９】
第１磁気センサ１１は、第１励磁コイル１１１、第１検知コイル１１２及び第２検知コイル１１３を備えて構成してある。
【００２０】
第１励磁コイル１１１は、図４及び図５に示すように環状をなしており、発振回路２１ａから与えられる発振周波数に応じて硬貨通路１に磁界（例えば２０ｋＨｚ程度）を生じさせるものである。
【００２１】
このような第１励磁コイル１１１により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第１励磁コイル用検出回路２２ａでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００２２】
第１検知コイル１１２は、図４及び図５に示すように、第１励磁コイル１１１の径内側に設けられた検知コイル群を構成し、コの字型の鉄芯２の一方のロッド部２ａに巻回されて配設してある。この鉄芯２は、例えばパーマロイ、珪素鋼板、鉄等を剪断加工した板状の断片を単数枚や複数枚を積層して構成したもの、あるいはフェライト等を焼結させて構成したものである。尚、ここで例示した鉄芯２はコの字型を有するものであったが、本発明ではこれに限定されないことはいうまでもない。
【００２３】
この第１検知コイル１１２は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの第１励磁コイル１１１により形成された磁界の変化を検知するものである。このような第１検知コイル１１２により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第１検知コイル用検出回路２３ａでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００２４】
第２検知コイル１１３は、上述した第１検知コイル１１２と同様に検知コイル群を構成し、上記鉄芯２の他方のロッド部２ｂに巻回されて配設してあり、第１検知コイル１１２よりも硬貨通路１の下流側に位置している。この第２検知コイル１１３は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの第１励磁コイル１１１により形成された磁界の変化を検知するものである。このような第２検知コイル１１３により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第２検知コイル用検出回路２４ａでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００２５】
第２磁気センサ１２は、第２励磁コイル１２１、第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３を備えて構成してある。この第２磁気センサ１２は、第１磁気センサ１１よりも硬貨Ｃの通過方向に沿って下流側であって、第１磁気センサ１１との間隙（図２に示す距離Ｌ）が２１ｍｍ以下となる個所に配置してある。ここで２１ｍｍとは、もっとも外径の小さい５０円硬貨の外径の大きさであり、これにより図６に示すように、硬貨通路１を通過する可能性のあるすべての硬貨、すなわち５０円硬貨Ｃ１、１００円硬貨Ｃ２、１０円硬貨Ｃ３及び５００円硬貨Ｃ４のいずれかが硬貨通路１を通過する場合に、必ず第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２に対して同時に重なるタイミングが生じる。
【００２６】
尚、図６においては、第１磁気センサ１１の第１励磁コイル１１１、第２磁気センサ１２の第２励磁コイル１２１にハッチングを付しているが、これは説明の便宜のためであり、断面を示しているわけではない。
【００２７】
第２励磁コイル１２１は、図７及び図８に示すように環状をなしており、上述した第１励磁コイル１１１と同じ大きさを有している。この第２励磁コイル１２１は、発振回路２１ｂから与えられる発振周波数に応じて硬貨通路１に磁界を生じさせるもので、本実施の形態では、第１励磁コイル１１１よりも高い周波数（例えば１２０〜１４０ｋＨｚ程度）の磁界を硬貨通路１に生じさせるものである。
【００２８】
このような第２励磁コイル１２１により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第２励磁コイル用検出回路２２ｂでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００２９】
第３検知コイル１２２は、図７及び図８に示すように、第２励磁コイル１２１の径内側に設けられた検知コイル群を構成し、コの字型の鉄芯３の一方のロッド部３ａに巻回されて配設してある。この鉄芯３は、例えばパーマロイ、珪素鋼板、鉄等を剪断加工した板状の断片を単数枚や複数枚を積層して構成したもの、あるいはフェライト等を焼結させて構成したものである。尚、ここで例示した鉄芯３はコの字型を有するものであったが、本発明ではこれに限定されないことはいうまでもない。
【００３０】
この第３検知コイル１２２は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの第２励磁コイル１２１により形成された磁界の変化を検知するものである。このような第３検知コイル１２２により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第３検知コイル用検出回路２３ｂでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００３１】
第４検知コイル１２３は、上述した第３検知コイル１２２と同様に検知コイル群を構成し、上記鉄芯３の他方のロッド部３ｂに巻回されて配設してあり、第３検知コイル１２２よりも硬貨通路１の下流側に位置している。この第４検知コイル１２３は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの第２励磁コイル１２１により形成された磁界の変化を検知するものである。このような第４検知コイル１２３により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第４検知コイル用検出回路２４ｂでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００３２】
制御部３０は、例えばＣＰＵであり、図示せぬメモリに予め記憶されたプログラムやデータに基づいて種々の演算や判定を行うものであり、本実施の形態において特徴的な構成要素として、検出部３１及び判定部３２を備えて構成してある。
【００３３】
検出部３１は、硬貨通路１を通過する硬貨Ｃの４つの要素を検出するものであり、外径検出部３１１、材質検出部３１２、材厚検出部３１３及び凹凸検出部３１４を備えている。
【００３４】
外径検出部３１１は、硬貨Ｃの外径を検出するものである。この外径検出部３１１では、第１励磁コイル用検出回路２２ａから与えられたデジタル変換済の信号と、第２励磁コイル用検出回路２２ｂから与えられたデジタル変換済の信号とを入力し、これら入力した信号と、予めメモリ等に記憶された外径用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃの外径が５０円硬貨、１００円硬貨、１０円硬貨、５００円硬貨のいずれの大きさに相当するものであるかを検出するものである。
【００３５】
材質検出部３１２は、硬貨Ｃの材質を検出するものである。この材質検出部３１２は、第１検知コイル用検出回路２３ａから与えられたデジタル変換済の信号を入力し、入力した信号と、予めメモリ等に記憶された材質用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃが５０円硬貨及び１００円硬貨の材質である「白銅」に相当するものか、５００円硬貨の材質である「ニッケル黄銅」に相当するものか、１０円硬貨の材質である「青銅」に相当するものであるかを検出するものである。
【００３６】
材厚検出部３１３は、硬貨Ｃの厚み（材厚）を検出するものである。この材厚検出部３１３は、第１検知コイル用検出回路２３ａ及び第２検知コイル用検出回路２４ａのそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和と、予めメモリ等に記録された材厚用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃの厚みが５０円硬貨、１００円硬貨、１０円硬貨、５００円硬貨のいずれの大きさに相当するものであるかを検出するものである。ここで変化電圧とは、硬貨Ｃがある状態とない状態との差の電圧のことである。
【００３７】
凹凸検出部３１４は、硬貨Ｃの表面の凹凸を検知するものである。この凹凸検出部３１４は、第３検知コイル用検出回路２３ｂ及び第４検知コイル用検出回路２４ｂのそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の差を時間の関数として算出し、これにより該硬貨Ｃの表面の凹凸の有無を検出するものである。
【００３８】
この凹凸検出部３１４による硬貨Ｃの表面における凹凸の有無の検出について具体例を示して説明する。
【００３９】
図９及び図１０は、それぞれ硬貨Ｃが硬貨通路１を通過した場合における第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３の出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、図５は５０円硬貨が通過した場合、図６は５００円硬貨が通過した場合を示す図表である。
【００４０】
図５において、（イ）は第３検知コイル１２２と第４検知コイル１２３との変化電圧の差を示している。この（イ）において、ａ及びｂは、５０円硬貨の周縁部のエッジを検知したものであり、ｃは、５０円硬貨の中央部に形成された孔を検知したものである。
【００４１】
図６において、（ロ）は第３検知コイル１２２と第４検知コイル１２３との変化電圧の差を示している。この（ロ）において、ａ及びｂは、５００円硬貨の周縁部のエッジを検知したものである。ところで、５００円硬貨には５０円硬貨のように中央部に孔が形成されていないから、図５に示すようなｃの部分が検知されない。
【００４２】
このことから、第３検知コイル１２２と第４検知コイル１２３との変化電圧の差により硬貨Ｃの表面の凹凸を良好に検知することができることが明らかである。
【００４３】
判定部３２は、検出部３１による各検知結果を入力して硬貨Ｃの種別及び真贋を判定するものである。ここでは具体的な判定手法について詳細には述べないが、判定部３２は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過することにより、外径検出部３１１により５０円硬貨の外径に相当する大きさを有するものと検出され、材質検出部３１２により白銅に相当するものと検出され、材厚検出部３１３により５０円硬貨の厚みに相当するものと検出され、更に凹凸検出部３１４により図９に示すような凹凸（ａ部分、ｂ部分及びｃ部分）を検出された場合には、当該硬貨Ｃは５０円硬貨であると判定する。その一方、４つの検知要素のうち１つでも５０円硬貨に相当しない検出がなされた場合、具体的には、凹凸検出部３１４により図９に示すような凹凸（ｃ部分）が検出されない場合には、当該硬貨Ｃは偽と判定する。
【００４４】
かかる判定部３２により識別及び真贋の判定がなされると、制御部３０は、図示せぬ硬貨Ｃ振分用ソレノイドや硬貨Ｃカウンターを駆動させ、偽と判定した硬貨Ｃの返却、真として識別された硬貨Ｃの収納を行うことになる。
【００４５】
以上説明したような本実施の形態である硬貨識別装置においては、硬貨通路１に磁界を生じさせる第１励磁コイル１１１と、該第１励磁コイル１１１の内部に配設され、かつ該硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの磁界変化を検知する第１検知コイル１１２及び第２検知コイル１１３とを備えた第１磁気センサ１１、並びに硬貨通路１に磁界を生じさせる第２励磁コイル１２１と、該第２励磁コイル１２１の内部に配設され、かつ該硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの磁界変化を検知する第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３とを備えた第２磁気センサ１２を、該第２磁気センサ１２が第１磁気センサ１１よりも硬貨Ｃの通過方向に沿って下流側となる態様で配設してある。そして、制御部３０の材質検出部３１２が、第１検知コイル１１２により検知された硬貨Ｃの通過によるインピーダンス変化の信号に基づき該硬貨Ｃの材質を検出し、制御部３０の外径算出部３１１が、第１励磁コイル１１１により検知された硬貨Ｃの通過によるインピーダンス変化の信号、並びに第２励磁コイル１２１により検知された同硬貨Ｃの通過によるインピーダンス変化の信号に基づき該硬貨Ｃの外径を検出している。
【００４６】
そのため従来のように個別に外径を検知するセンサを必要としないばかりか、それぞれのセンサ１１，１２の幅を、硬貨通路１を通過する可能性のあるすべて硬貨Ｃの外径よりも十分に大きくする必要がない。これにより装置全体の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、２つの磁気センサ１１，１２における第１励磁コイル１１１及び第２励磁コイル１２１を用いて通過する硬貨Ｃの外径を検出するので、該硬貨Ｃの周縁にゴミ等が付着することにより起因する磁気センサ１１，１２と硬貨Ｃとの相対的な位置関係の変化を吸収することにより許容でき、該硬貨Ｃの受付率に影響を与えない。
【００４８】
従って、本実施の形態である硬貨識別装置によれば、装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨Ｃと磁気検知ユニット１０との相対的な位置関係の変化を許容して硬貨Ｃの外径を良好に検出することができる。
【００４９】
上記硬貨識別装置によれば、第１検知コイル１１２及び第２検知コイル１１３のそれぞれにより検知されたインピーダンス変化の信号の和、すなわち変化電圧の和に基づき材厚検出部３１３で該硬貨Ｃの厚みを検出しているので、第１励磁コイル１１１及び検出コイル１１２，１１３を材質及び材厚の検出項目毎に別個に設ける必要なく、共通化させることができる。
【００５０】
また、上記硬貨識別装置によれば、第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３のそれぞれにより検出されたインピーダンス変化の信号の差、すなわち変化電圧の差に基づき凹凸検出部３１４で該硬貨Ｃの表面の凹凸を検出しているので、通過する硬貨Ｃの材質、外径、材厚及び凹凸の４要素をそれぞれの要素毎に励磁コイル１１１，１２１や検出コイル１１２，１１３，１２２，１２３を設ける必要がなく、共通化させることができる。
【００５１】
そのため本実施の形態である硬貨識別装置によれば、励磁コイル１１１，１２１及び検出コイル１１２，１１３，１２２，１２３の共通化させることができるので、装置全体の小型化だけでなく、部品点数の削減によるコストの低減化を図ることができる。
【００５２】
特に、通過する硬貨Ｃの表面の凹凸を検出する場合には、第１磁気センサ１１よりも周波数が高い（例えば１２０〜１４０ｋＨｚ程度）磁界を生ずる第２磁気センサ１２の第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３の検知結果を利用するので、より表面の凹凸の検出を簡易かつ良好に行うことができる。
【００５３】
更に、上記硬貨識別装置によれば、磁気検知ユニット１０を構成する第１磁気センサ１１と第２磁気センサ１２との間隔を２１ｍｍ以下の大きさにしてあるので、硬貨通路１を通過する可能性のあるすべての硬貨Ｃ、すなわち５０円硬貨Ｃ１、１００円硬貨Ｃ２、１０円硬貨Ｃ３及び５００円硬貨Ｃ４のいずれかが硬貨通路１を通過する場合に、必ず第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２に対して同時に重なるタイミングが生じることになり、これによりすべての硬貨Ｃについて良好に４要素の検出、並びに識別を行うことができる。
【００５４】
以上本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
【００５５】
上述した実施の形態における硬貨識別装置は、５０円硬貨、１００円硬貨、１０円硬貨及び５００円硬貨のような通常用いられている硬貨Ｃを適用対象とするものであったが、本発明においては、このような硬貨Ｃに限定されず、図１１に示すような複合材硬貨４０を適用対象としてもよい。以下に複合材硬貨４０を適用対象とする場合についての硬貨識別装置について述べる。尚、上述した実施の形態である硬貨識別装置と同様の構成を有するものについての説明は省略する。
【００５６】
まず複合材硬貨４０について説明する。複合材硬貨４０とは、例えば記念硬貨のようなものであり、円環状のリング部分４１と、そのリング部分４１の中空部分に適合する円板状のコア部分４２とを有してなるものであり、リング部分４１とコア部分４２との材質が異なるものである。また、コア部分４２は、表層部分４２１と中層部分４２２とで材質が異なるいわゆるサンドイッチ構造を有するものである。
【００５７】
このような複合材硬貨４０を適用対象とする硬貨識別装置においては、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２のそれぞれの外径、すなわち第１励磁コイル１１１及び第２励磁コイル１２１のそれぞれの外径は、図１２に示すようにリング部分４１の幅と同等、あるいはそれ以下の大きさであることが好ましい。
【００５８】
また、制御部３０の材質検出部３１２は、上述した実施の形態における硬貨識別装置のように第１検知コイル用検出回路２３ａから与えられたデジタル変換済の信号を入力するだけでなく、第３検知コイル用検出回路２３ｂから与えられたデジタル変換済の信号を入力し、これら２つの信号と、メモリ等に予め記憶された材質用閾値とを比較して複合材硬貨４０の材質を検出することが好ましい。
【００５９】
ここで、第１検知コイル１１２の検知結果だけでなく、第３検知コイル１２２の検知結果も利用するのは、第１検知コイル１１２で検知できるのは第１励磁コイル１１１により生じる磁界（例えば２０ｋＨｚ程度）の変化、すなわち複合材硬貨４０全体を透過する磁界の変化であるのに対し、第３検知コイル１２２で検知できるのは、第２励磁コイル１２１により生じる磁界（例えば１２０〜１４０ｋＨｚ程度）の変化、すなわち複合材硬貨４０の表層を透過する磁界の変化であるため、リング部分４１だけでなく、サンドイッチ構造を有するコア部分４２の材質を良好に検出することができるからである。
【００６０】
このような構成を有する硬貨識別装置によれば、装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨Ｃと磁気検知ユニット１０との相対的な位置関係の変化を許容して硬貨Ｃの外径を良好に検出することができ、更に記念硬貨のような複合材硬貨４０についても材質を良好に検出することができる。
【００６１】
また、上述した実施の形態である硬貨識別装置では、材質検出部３１２が第１検知コイル用検出回路２３ａから与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの材質を検出していたが、本発明においては、材質検出部３１２は、第２検知コイル用検出回路２４ａから与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの材質を検出してもよいし、第１検知コイル用検出回路２３ａ及び第２検知コイル用検出回路２４ａのそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和に基づき硬貨Ｃの材質を検出してもよい。
【００６２】
また、上述した実施の形態である硬貨識別装置では、材厚検出部３１３が第１検知コイル用検出回路２３ａ及び第２検知コイル用検出回路２４ａのそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和に基づき硬貨Ｃの厚みを検出していたが、本発明においては、材厚検出部３１３は、第１検知コイル用検出回路２３ａから与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの厚みを検出してもよいし、第２検知コイル用検出回路２４ａから与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの厚みを検出してもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態である硬貨識別装置では、第１磁気センサ１１を利用して硬貨Ｃの材質及び材厚を、第２磁気センサ１２を利用して硬貨Ｃの表面の凹凸を検出していたが、本発明においては、第１磁気センサ１１のみで硬貨Ｃの材質、材厚、表面の凹凸を検出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明に係る硬貨識別装置は、硬貨通路を通過する硬貨の材質及び外径を検出するのに有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 硬貨通路
２，３ 鉄芯
１０ 磁気検知ユニット
１１ 第１磁気センサ
１１１ 第１励磁コイル
１１２ 第１検知コイル
１１３ 第２検知コイル
１２ 第２磁気センサ
１２２ 第３検知コイル
１２３ 第４検知コイル
２１ａ，２１ｂ 発振回路
２２ａ 第１励磁コイル用検出回路
２２ｂ 第２励磁コイル用検出回路
２３ａ 第１検知コイル用検出回路
２４ａ 第２検知コイル用検出回路
２３ｂ 第３検知コイル用検出回路
２４ｂ 第４検知コイル用検出回路
２５ ＡＤ変換器
３０ 制御部
３１ 検出部
３１１ 外径検出部
３１２ 材質検出部
３１３ 材厚検出部
３１４ 凹凸検出部
３２ 判定部３２
Ｃ 硬貨
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硬貨識別装置に関し、より詳細には、投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、この磁気検知ユニットを通じて硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、この磁気検知ユニットを通じて硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置として次のようなものが知られている。
【０００３】
例えば、磁気検知ユニットとしての外径センサ及び材質センサが硬貨通路の近傍において、硬貨の通過方向に沿って順に配置されてなるものである。外径センサは、硬貨通路を通過する硬貨の外径を検知するためのものであり、その幅は、該硬貨通路を通過する可能性のあるすべて硬貨の外径よりも十分に大きくしてある。材質センサは、硬貨通路を通過する硬貨の材質を検知するものである。
【０００４】
このような磁気検知ユニットを有する硬貨識別装置では、外径センサの幅を通過可能性のあるすべての硬貨の外径よりも十分に大きくしてあるので、硬貨の周縁にゴミ等が付着することにより起因する外径センサと硬貨との相対的な位置関係の変化を許容して該硬貨の外径を良好に検出することが可能である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００１−５１３２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上述した特許文献１に提案されている硬貨識別装置においては、外径センサの幅を通過可能性のあるすべての硬貨よりも十分に大きくしてあるので、装置全体の大型化を招来し、更に材質センサのような他のセンサとの相互の磁気的干渉を低減させる必要があることから、硬貨識別装置全体が大型化してしまう虞れがある。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みて、装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨と磁気検知ユニットとの相対的な位置関係の変化を許容して硬貨の外径を良好に検出することができる硬貨識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る硬貨識別装置は、投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、該磁気検知ユニットを通じて前記硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置において、前記磁気検知ユニットは、前記硬貨通路の所定個所近傍に配置され、該所定個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、前記所定個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第１磁気センサと、前記第１磁気センサよりも前記硬貨の通過方向に沿って下流となる前記硬貨通路の下流側個所近傍に配置され、該下流側個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、前記下流側個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第２磁気センサとを有してなり、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号により前記硬貨の材質を検出する材質検出手段と、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサのそれぞれの励磁コイルのインピーダンス変化に応じた信号により前記硬貨の外径を検出する外径検出手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項２に係る硬貨識別装置は、上述した請求項１において、前記材質検出手段は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の和、並びに該検知コイル群のいずれかの構成要素が検知した磁界変化の信号のいずれか一方により前記硬貨の材質を検出することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項３に係る硬貨識別装置は、上述した請求項１又は請求項２において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサのいずれかの検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の和、並びに該検知コイル群のいずれかの構成要素が検知した磁界変化の信号のいずれか一方により前記硬貨の厚みを検出する材厚検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項４に係る硬貨識別装置は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の差により前記硬貨表面の凹凸を検出する凹凸検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項５に係る硬貨識別装置は、上述した請求項４において、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの一方の励磁コイルは、他方の励磁コイルと異なる周波数で励磁を行うものであり、前記凹凸検出手段は、周波数の高い励磁コイルを備える磁気センサの検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の差により前記硬貨表面の凹凸を検出することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項６に係る硬貨識別装置は、上述した請求項１〜５のいずれか一つにおいて、前記磁気検知ユニットは、前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの間隙を２１ｍｍ以下の大きさにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の硬貨識別装置によれば、磁気検知ユニットが硬貨通路の所定個所近傍に配置され、該所定個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、励磁コイルの内部に配設され、所定個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第１磁気センサと、第１磁気センサよりも硬貨の通過方向に沿って下流となる硬貨通路の下流側個所近傍に配置され、該下流側個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、励磁コイルの内部に配設され、下流側個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第２磁気センサとを有してなり、材質検出手段が、第１磁気センサ及び第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号により硬貨の材質を検出し、外径検出手段が第１磁気センサ及び第２磁気センサのそれぞれの励磁コイルのインピーダンス変化に応じた信号により硬貨の外径を検出するので、従来のように個別に外径を検知するセンサを必要としないばかりか、第１磁気センサ及び第２磁気センサの幅を硬貨通路を通過する可能性のあるすべて硬貨の外径よりも十分に大きくする必要がなく、装置の小型化を図ることができる。しかも、硬貨の周縁にゴミ等が付着することにより起因する磁気センサと硬貨との相対的な位置関係の変化を吸収することにより許容でき、該硬貨の受付率に影響を与えない。従って、装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨と磁気検知ユニットとの相対的な位置関係の変化を許容して硬貨の外径を良好に検出することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態である硬貨識別装置の要部の回路構成を模式的に示す模式図である。
【図２】図２は、図１に示した磁気検知ユニットの配置及び構成を模式的に示す模式図である。
【図３】図３は、図２に示した磁気検知ユニットの配置及び構成を上方から見た場合を模式的に示す平面図である。
【図４】図４は、図２に示した第１磁気センサの縦断面図である。
【図５】図５は、図２に示した第１磁気センサの横断面図である。
【図６】図６は、図２に示した第１磁気センサと第２磁気センサとの位置関係を模式的に示す模式図である。
【図７】図７は、図２に示した第２磁気センサの縦断面図である。
【図８】図８は、図２に示した第２磁気センサの横断面図である。
【図９】図９は、硬貨が硬貨通路を通過した場合における第３検知コイル及び第４検知コイルの出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、５０円硬貨が通過した場合を示す図表である。
【図１０】図１０は、硬貨が硬貨通路を通過した場合における第３検知コイル及び第４検知コイルの出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、５００円硬貨が通過した場合を示す図表である。
【図１１】図１１は、複合材硬貨の構成を示す縦断面図である。
【図１２】図１２は、複合材硬貨を適用対象とした場合における磁気検知ユニットの配置及び構成を模式的に示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照して、本発明に係る硬貨識別装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態である硬貨識別装置の要部の回路構成を模式的に示す模式図である。ここで例示する硬貨識別装置は、磁気検知ユニット１０及び制御部３０を備えて構成してある。
【００１８】
磁気検知ユニット１０は、図２及び図３に示すように、図示せぬ投入口より投入された硬貨Ｃが通過する硬貨通路１の近傍に配置してあり、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２を備えている。尚、図３に示すように、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２は、それぞれ硬貨通路１を挟んで磁気センサが対向配置してなる一対のものであるが、対向配置された磁気センサの構成は第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２のそれぞれと同様の構成を有していることから、本実施の形態では、これら対向配置された磁気センサの説明は割愛する。
【００１９】
第１磁気センサ１１は、第１励磁コイル１１１、第１検知コイル１１２及び第２検知コイル１１３を備えて構成してある。
【００２０】
第１励磁コイル１１１は、図４及び図５に示すように環状をなしており、発振回路２１ａから与えられる発振周波数に応じて硬貨通路１に磁界（例えば２０ｋＨｚ程度）を生じさせるものである。
【００２１】
このような第１励磁コイル１１１により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第１励磁コイル用検出回路２２ａでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００２２】
第１検知コイル１１２は、図４及び図５に示すように、第１励磁コイル１１１の径内側に設けられた検知コイル群を構成し、コの字型の鉄芯２の一方のロッド部２ａに巻回されて配設してある。この鉄芯２は、例えばパーマロイ、珪素鋼板、鉄等を剪断加工した板状の断片を単数枚や複数枚を積層して構成したもの、あるいはフェライト等を焼結させて構成したものである。尚、ここで例示した鉄芯２はコの字型を有するものであったが、本発明ではこれに限定されないことはいうまでもない。
【００２３】
この第１検知コイル１１２は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの第１励磁コイル１１１により形成された磁界の変化を検知するものである。このような第１検知コイル１１２により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第１検知コイル用検出回路２３ａでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００２４】
第２検知コイル１１３は、上述した第１検知コイル１１２と同様に検知コイル群を構成し、上記鉄芯２の他方のロッド部２ｂに巻回されて配設してあり、第１検知コイル１１２よりも硬貨通路１の下流側に位置している。この第２検知コイル１１３は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの第１励磁コイル１１１により形成された磁界の変化を検知するものである。このような第２検知コイル１１３により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第２検知コイル用検出回路２４ａでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００２５】
第２磁気センサ１２は、第２励磁コイル１２１、第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３を備えて構成してある。この第２磁気センサ１２は、第１磁気センサ１１よりも硬貨Ｃの通過方向に沿って下流側であって、第１磁気センサ１１との間隙（図２に示す距離Ｌ）が２１ｍｍ以下となる個所に配置してある。ここで２１ｍｍとは、もっとも外径の小さい５０円硬貨の外径の大きさであり、これにより図６に示すように、硬貨通路１を通過する可能性のあるすべての硬貨、すなわち５０円硬貨Ｃ１、１００円硬貨Ｃ２、１０円硬貨Ｃ３及び５００円硬貨Ｃ４のいずれかが硬貨通路１を通過する場合に、必ず第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２に対して同時に重なるタイミングが生じる。
【００２６】
尚、図６においては、第１磁気センサ１１の第１励磁コイル１１１、第２磁気センサ１２の第２励磁コイル１２１にハッチングを付しているが、これは説明の便宜のためであり、断面を示しているわけではない。
【００２７】
第２励磁コイル１２１は、図７及び図８に示すように環状をなしており、上述した第１励磁コイル１１１と同じ大きさを有している。この第２励磁コイル１２１は、発振回路２１ｂから与えられる発振周波数に応じて硬貨通路１に磁界を生じさせるもので、本実施の形態では、第１励磁コイル１１１よりも高い周波数（例えば１２０〜１４０ｋＨｚ程度）の磁界を硬貨通路１に生じさせるものである。
【００２８】
このような第２励磁コイル１２１により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第２励磁コイル用検出回路２２ｂでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００２９】
第３検知コイル１２２は、図７及び図８に示すように、第２励磁コイル１２１の径内側に設けられた検知コイル群を構成し、コの字型の鉄芯３の一方のロッド部３ａに巻回されて配設してある。この鉄芯３は、例えばパーマロイ、珪素鋼板、鉄等を剪断加工した板状の断片を単数枚や複数枚を積層して構成したもの、あるいはフェライト等を焼結させて構成したものである。尚、ここで例示した鉄芯３はコの字型を有するものであったが、本発明ではこれに限定されないことはいうまでもない。
【００３０】
この第３検知コイル１２２は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの第２励磁コイル１２１により形成された磁界の変化を検知するものである。このような第３検知コイル１２２により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第３検知コイル用検出回路２３ｂでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００３１】
第４検知コイル１２３は、上述した第３検知コイル１２２と同様に検知コイル群を構成し、上記鉄芯３の他方のロッド部３ｂに巻回されて配設してあり、第３検知コイル１２２よりも硬貨通路１の下流側に位置している。この第４検知コイル１２３は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの第２励磁コイル１２１により形成された磁界の変化を検知するものである。このような第４検知コイル１２３により硬貨通路１を硬貨Ｃが通過したことによるインピーダンスの変化は、第４検知コイル用検出回路２４ｂでアナログ信号として出力され、ＡＤ変換器２５を通じて該信号がデジタル信号に変換されて制御部３０に与えられる。
【００３２】
制御部３０は、例えばＣＰＵであり、図示せぬメモリに予め記憶されたプログラムやデータに基づいて種々の演算や判定を行うものであり、本実施の形態において特徴的な構成要素として、検出部３１及び判定部３２を備えて構成してある。
【００３３】
検出部３１は、硬貨通路１を通過する硬貨Ｃの４つの要素を検出するものであり、外径検出部３１１、材質検出部３１２、材厚検出部３１３及び凹凸検出部３１４を備えている。
【００３４】
外径検出部３１１は、硬貨Ｃの外径を検出するものである。この外径検出部３１１では、第１励磁コイル用検出回路２２ａから与えられたデジタル変換済の信号と、第２励磁コイル用検出回路２２ｂから与えられたデジタル変換済の信号とを入力し、これら入力した信号と、予めメモリ等に記憶された外径用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃの外径が５０円硬貨、１００円硬貨、１０円硬貨、５００円硬貨のいずれの大きさに相当するものであるかを検出するものである。
【００３５】
材質検出部３１２は、硬貨Ｃの材質を検出するものである。この材質検出部３１２は、第１検知コイル用検出回路２３ａから与えられたデジタル変換済の信号を入力し、入力した信号と、予めメモリ等に記憶された材質用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃが５０円硬貨及び１００円硬貨の材質である「白銅」に相当するものか、５００円硬貨の材質である「ニッケル黄銅」に相当するものか、１０円硬貨の材質である「青銅」に相当するものであるかを検出するものである。
【００３６】
材厚検出部３１３は、硬貨Ｃの厚み（材厚）を検出するものである。この材厚検出部３１３は、第１検知コイル用検出回路２３ａ及び第２検知コイル用検出回路２４ａのそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和と、予めメモリ等に記録された材厚用閾値とを比較して、当該硬貨Ｃの厚みが５０円硬貨、１００円硬貨、１０円硬貨、５００円硬貨のいずれの大きさに相当するものであるかを検出するものである。ここで変化電圧とは、硬貨Ｃがある状態とない状態との差の電圧のことである。
【００３７】
凹凸検出部３１４は、硬貨Ｃの表面の凹凸を検知するものである。この凹凸検出部３１４は、第３検知コイル用検出回路２３ｂ及び第４検知コイル用検出回路２４ｂのそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の差を時間の関数として算出し、これにより該硬貨Ｃの表面の凹凸の有無を検出するものである。
【００３８】
この凹凸検出部３１４による硬貨Ｃの表面における凹凸の有無の検出について具体例を示して説明する。
【００３９】
図９及び図１０は、それぞれ硬貨Ｃが硬貨通路１を通過した場合における第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３の出力電圧の変化を時間の関数として示したものであり、図５は５０円硬貨が通過した場合、図６は５００円硬貨が通過した場合を示す図表である。
【００４０】
図５において、（イ）は第３検知コイル１２２と第４検知コイル１２３との変化電圧の差を示している。この（イ）において、ａ及びｂは、５０円硬貨の周縁部のエッジを検知したものであり、ｃは、５０円硬貨の中央部に形成された孔を検知したものである。
【００４１】
図６において、（ロ）は第３検知コイル１２２と第４検知コイル１２３との変化電圧の差を示している。この（ロ）において、ａ及びｂは、５００円硬貨の周縁部のエッジを検知したものである。ところで、５００円硬貨には５０円硬貨のように中央部に孔が形成されていないから、図５に示すようなｃの部分が検知されない。
【００４２】
このことから、第３検知コイル１２２と第４検知コイル１２３との変化電圧の差により硬貨Ｃの表面の凹凸を良好に検知することができることが明らかである。
【００４３】
判定部３２は、検出部３１による各検知結果を入力して硬貨Ｃの種別及び真贋を判定するものである。ここでは具体的な判定手法について詳細には述べないが、判定部３２は、硬貨通路１を硬貨Ｃが通過することにより、外径検出部３１１により５０円硬貨の外径に相当する大きさを有するものと検出され、材質検出部３１２により白銅に相当するものと検出され、材厚検出部３１３により５０円硬貨の厚みに相当するものと検出され、更に凹凸検出部３１４により図９に示すような凹凸（ａ部分、ｂ部分及びｃ部分）を検出された場合には、当該硬貨Ｃは５０円硬貨であると判定する。その一方、４つの検知要素のうち１つでも５０円硬貨に相当しない検出がなされた場合、具体的には、凹凸検出部３１４により図９に示すような凹凸（ｃ部分）が検出されない場合には、当該硬貨Ｃは偽と判定する。
【００４４】
かかる判定部３２により識別及び真贋の判定がなされると、制御部３０は、図示せぬ硬貨Ｃ振分用ソレノイドや硬貨Ｃカウンターを駆動させ、偽と判定した硬貨Ｃの返却、真として識別された硬貨Ｃの収納を行うことになる。
【００４５】
以上説明したような本実施の形態である硬貨識別装置においては、硬貨通路１に磁界を生じさせる第１励磁コイル１１１と、該第１励磁コイル１１１の内部に配設され、かつ該硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの磁界変化を検知する第１検知コイル１１２及び第２検知コイル１１３とを備えた第１磁気センサ１１、並びに硬貨通路１に磁界を生じさせる第２励磁コイル１２１と、該第２励磁コイル１２１の内部に配設され、かつ該硬貨通路１を硬貨Ｃが通過するときの磁界変化を検知する第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３とを備えた第２磁気センサ１２を、該第２磁気センサ１２が第１磁気センサ１１よりも硬貨Ｃの通過方向に沿って下流側となる態様で配設してある。そして、制御部３０の材質検出部３１２が、第１検知コイル１１２により検知された硬貨Ｃの通過によるインピーダンス変化の信号に基づき該硬貨Ｃの材質を検出し、制御部３０の外径算出部３１１が、第１励磁コイル１１１により検知された硬貨Ｃの通過によるインピーダンス変化の信号、並びに第２励磁コイル１２１により検知された同硬貨Ｃの通過によるインピーダンス変化の信号に基づき該硬貨Ｃの外径を検出している。
【００４６】
そのため従来のように個別に外径を検知するセンサを必要としないばかりか、それぞれのセンサ１１，１２の幅を、硬貨通路１を通過する可能性のあるすべて硬貨Ｃの外径よりも十分に大きくする必要がない。これにより装置全体の小型化を図ることができる。
【００４７】
また、２つの磁気センサ１１，１２における第１励磁コイル１１１及び第２励磁コイル１２１を用いて通過する硬貨Ｃの外径を検出するので、該硬貨Ｃの周縁にゴミ等が付着することにより起因する磁気センサ１１，１２と硬貨Ｃとの相対的な位置関係の変化を吸収することにより許容でき、該硬貨Ｃの受付率に影響を与えない。
【００４８】
従って、本実施の形態である硬貨識別装置によれば、装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨Ｃと磁気検知ユニット１０との相対的な位置関係の変化を許容して硬貨Ｃの外径を良好に検出することができる。
【００４９】
上記硬貨識別装置によれば、第１検知コイル１１２及び第２検知コイル１１３のそれぞれにより検知されたインピーダンス変化の信号の和、すなわち変化電圧の和に基づき材厚検出部３１３で該硬貨Ｃの厚みを検出しているので、第１励磁コイル１１１及び検出コイル１１２，１１３を材質及び材厚の検出項目毎に別個に設ける必要なく、共通化させることができる。
【００５０】
また、上記硬貨識別装置によれば、第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３のそれぞれにより検出されたインピーダンス変化の信号の差、すなわち変化電圧の差に基づき凹凸検出部３１４で該硬貨Ｃの表面の凹凸を検出しているので、通過する硬貨Ｃの材質、外径、材厚及び凹凸の４要素をそれぞれの要素毎に励磁コイル１１１，１２１や検出コイル１１２，１１３，１２２，１２３を設ける必要がなく、共通化させることができる。
【００５１】
そのため本実施の形態である硬貨識別装置によれば、励磁コイル１１１，１２１及び検出コイル１１２，１１３，１２２，１２３の共通化させることができるので、装置全体の小型化だけでなく、部品点数の削減によるコストの低減化を図ることができる。
【００５２】
特に、通過する硬貨Ｃの表面の凹凸を検出する場合には、第１磁気センサ１１よりも周波数が高い（例えば１２０〜１４０ｋＨｚ程度）磁界を生ずる第２磁気センサ１２の第３検知コイル１２２及び第４検知コイル１２３の検知結果を利用するので、より表面の凹凸の検出を簡易かつ良好に行うことができる。
【００５３】
更に、上記硬貨識別装置によれば、磁気検知ユニット１０を構成する第１磁気センサ１１と第２磁気センサ１２との間隔を２１ｍｍ以下の大きさにしてあるので、硬貨通路１を通過する可能性のあるすべての硬貨Ｃ、すなわち５０円硬貨Ｃ１、１００円硬貨Ｃ２、１０円硬貨Ｃ３及び５００円硬貨Ｃ４のいずれかが硬貨通路１を通過する場合に、必ず第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２に対して同時に重なるタイミングが生じることになり、これによりすべての硬貨Ｃについて良好に４要素の検出、並びに識別を行うことができる。
【００５４】
以上本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。
【００５５】
上述した実施の形態における硬貨識別装置は、５０円硬貨、１００円硬貨、１０円硬貨及び５００円硬貨のような通常用いられている硬貨Ｃを適用対象とするものであったが、本発明においては、このような硬貨Ｃに限定されず、図１１に示すような複合材硬貨４０を適用対象としてもよい。以下に複合材硬貨４０を適用対象とする場合についての硬貨識別装置について述べる。尚、上述した実施の形態である硬貨識別装置と同様の構成を有するものについての説明は省略する。
【００５６】
まず複合材硬貨４０について説明する。複合材硬貨４０とは、例えば記念硬貨のようなものであり、円環状のリング部分４１と、そのリング部分４１の中空部分に適合する円板状のコア部分４２とを有してなるものであり、リング部分４１とコア部分４２との材質が異なるものである。また、コア部分４２は、表層部分４２１と中層部分４２２とで材質が異なるいわゆるサンドイッチ構造を有するものである。
【００５７】
このような複合材硬貨４０を適用対象とする硬貨識別装置においては、第１磁気センサ１１及び第２磁気センサ１２のそれぞれの外径、すなわち第１励磁コイル１１１及び第２励磁コイル１２１のそれぞれの外径は、図１２に示すようにリング部分４１の幅と同等、あるいはそれ以下の大きさであることが好ましい。
【００５８】
また、制御部３０の材質検出部３１２は、上述した実施の形態における硬貨識別装置のように第１検知コイル用検出回路２３ａから与えられたデジタル変換済の信号を入力するだけでなく、第３検知コイル用検出回路２３ｂから与えられたデジタル変換済の信号を入力し、これら２つの信号と、メモリ等に予め記憶された材質用閾値とを比較して複合材硬貨４０の材質を検出することが好ましい。
【００５９】
ここで、第１検知コイル１１２の検知結果だけでなく、第３検知コイル１２２の検知結果も利用するのは、第１検知コイル１１２で検知できるのは第１励磁コイル１１１により生じる磁界（例えば２０ｋＨｚ程度）の変化、すなわち複合材硬貨４０全体を透過する磁界の変化であるのに対し、第３検知コイル１２２で検知できるのは、第２励磁コイル１２１により生じる磁界（例えば１２０〜１４０ｋＨｚ程度）の変化、すなわち複合材硬貨４０の表層を透過する磁界の変化であるため、リング部分４１だけでなく、サンドイッチ構造を有するコア部分４２の材質を良好に検出することができるからである。
【００６０】
このような構成を有する硬貨識別装置によれば、装置全体の小型化を図りながら、ゴミ等の付着による硬貨Ｃと磁気検知ユニット１０との相対的な位置関係の変化を許容して硬貨Ｃの外径を良好に検出することができ、更に記念硬貨のような複合材硬貨４０についても材質を良好に検出することができる。
【００６１】
また、上述した実施の形態である硬貨識別装置では、材質検出部３１２が第１検知コイル用検出回路２３ａから与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの材質を検出していたが、本発明においては、材質検出部３１２は、第２検知コイル用検出回路２４ａから与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの材質を検出してもよいし、第１検知コイル用検出回路２３ａ及び第２検知コイル用検出回路２４ａのそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和に基づき硬貨Ｃの材質を検出してもよい。
【００６２】
また、上述した実施の形態である硬貨識別装置では、材厚検出部３１３が第１検知コイル用検出回路２３ａ及び第２検知コイル用検出回路２４ａのそれぞれから与えられたデジタル変換済の信号を入力してこれらの変化電圧の和を算出し、算出した変化電圧の和に基づき硬貨Ｃの厚みを検出していたが、本発明においては、材厚検出部３１３は、第１検知コイル用検出回路２３ａから与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの厚みを検出してもよいし、第２検知コイル用検出回路２４ａから与えられたデジタル変換済の信号に基づき硬貨Ｃの厚みを検出してもよい。
【００６３】
また、上述した実施の形態である硬貨識別装置では、第１磁気センサ１１を利用して硬貨Ｃの材質及び材厚を、第２磁気センサ１２を利用して硬貨Ｃの表面の凹凸を検出していたが、本発明においては、第１磁気センサ１１のみで硬貨Ｃの材質、材厚、表面の凹凸を検出してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上のように、本発明に係る硬貨識別装置は、硬貨通路を通過する硬貨の材質及び外径を検出するのに有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 硬貨通路
２，３ 鉄芯
１０ 磁気検知ユニット
１１ 第１磁気センサ
１１１ 第１励磁コイル
１１２ 第１検知コイル
１１３ 第２検知コイル
１２ 第２磁気センサ
１２２ 第３検知コイル
１２３ 第４検知コイル
２１ａ，２１ｂ 発振回路
２２ａ 第１励磁コイル用検出回路
２２ｂ 第２励磁コイル用検出回路
２３ａ 第１検知コイル用検出回路
２４ａ 第２検知コイル用検出回路
２３ｂ 第３検知コイル用検出回路
２４ｂ 第４検知コイル用検出回路
２５ ＡＤ変換器
３０ 制御部
３１ 検出部
３１１ 外径検出部
３１２ 材質検出部
３１３ 材厚検出部
３１４ 凹凸検出部
３２ 判定部３２
Ｃ 硬貨
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、該磁気検知ユニットを通じて前記硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置において、
前記磁気検知ユニットは、
前記硬貨通路の所定個所近傍に配置され、該所定個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、前記所定個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第１磁気センサと、
前記第１磁気センサよりも前記硬貨の通過方向に沿って下流となる前記硬貨通路の下流側個所近傍に配置され、該下流側個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、前記下流側個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第２磁気センサと
を有してなり、
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号により前記硬貨の材質を検出する材質検出手段と、
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサのそれぞれの励磁コイルのインピーダンス変化に応じた信号により前記硬貨の外径を検出する外径検出手段と
を備えたことを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項２】
前記材質検出手段は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の和、並びに該検知コイル群のいずれかの構成要素が検知した磁界変化の信号のいずれか一方により前記硬貨の材質を検出することを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
【請求項３】
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサのいずれかの検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の和、並びに該検知コイル群のいずれかの構成要素が検知した磁界変化の信号のいずれか一方により前記硬貨の厚みを検出する材厚検出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の硬貨識別装置。
【請求項４】
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の差により前記硬貨表面の凹凸を検出する凹凸検出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
【請求項５】
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの一方の励磁コイルは、他方の励磁コイルと異なる周波数で励磁を行うものであり、
前記凹凸検出手段は、周波数の高い励磁コイルを備える磁気センサの検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の差により前記硬貨表面の凹凸を検出することを特徴とする請求項４に記載の硬貨識別装置。
【請求項６】
前記磁気検知ユニットは、前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの間隙を２１ｍｍ以下の大きさにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
【請求項１】
投入された硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、該磁気検知ユニットを通じて前記硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置において、
前記磁気検知ユニットは、
前記硬貨通路の所定個所近傍に配置され、該所定個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、前記所定個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第１磁気センサと、
前記第１磁気センサよりも前記硬貨の通過方向に沿って下流となる前記硬貨通路の下流側個所近傍に配置され、該下流側個所に磁界を生じさせる環状の励磁コイルと、前記励磁コイルの内部に配設され、前記下流側個所を硬貨が通過するときの磁界変化を検知する検知コイル群とを備えた第２磁気センサと
を有してなり、
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号により前記硬貨の材質を検出する材質検出手段と、
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサのそれぞれの励磁コイルのインピーダンス変化に応じた信号により前記硬貨の外径を検出する外径検出手段と
を備えたことを特徴とする硬貨識別装置。
【請求項２】
前記材質検出手段は、前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の和、並びに該検知コイル群のいずれかの構成要素が検知した磁界変化の信号のいずれか一方により前記硬貨の材質を検出することを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
【請求項３】
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサのいずれかの検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の和、並びに該検知コイル群のいずれかの構成要素が検知した磁界変化の信号のいずれか一方により前記硬貨の厚みを検出する材厚検出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の硬貨識別装置。
【請求項４】
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの少なくとも一方における検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の差により前記硬貨表面の凹凸を検出する凹凸検出手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
【請求項５】
前記第１磁気センサ及び前記第２磁気センサの一方の励磁コイルは、他方の励磁コイルと異なる周波数で励磁を行うものであり、
前記凹凸検出手段は、周波数の高い励磁コイルを備える磁気センサの検知コイル群の構成要素が検知した磁界変化の信号の差により前記硬貨表面の凹凸を検出することを特徴とする請求項４に記載の硬貨識別装置。
【請求項６】
前記磁気検知ユニットは、前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの間隙を２１ｍｍ以下の大きさにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２１８１５６（Ｐ２０１０−２１８１５６Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６３３４７（Ｐ２００９−６３３４７）
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１６日（２００９．３．１６）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]