JPH0474758B2 - - Google Patents

Description

発明の背景 １ 技術分野 本発明は、製品の自動販売機、娯楽装置、顧客
入場ゲート、テレビおよび他の商品およびサービ
スのような硬貨作動装置用の硬貨取扱装置内で硬
貨に道を知らせるための硬貨ルート割当ゲートに
関する。本発明は、特に、通信信号に要求される
電気エネルギを越える電気エネルギを最小に維持
する必要のある硬貨作動電話機サービスの場合の
ように、最小の電力を要件とする硬貨取扱装置に
特に有用である。

２ 背景技術 硬貨作動装置は、普通、確認および通貨単位試
験を通つた硬貨を受容し、そして、この試験に通
らない硬貨を拒否する。受容されたこれらの硬貨
の価値にはクレジツトが与えられ、そして、この
クレジツトがこの処理について設定された値に等
しいこと、販売、サービスまたは他の機能を開始
する信号が発せられる。受容された硬貨は、釣銭
として与えるため通貨単位に従つて貯蔵されるよ
うに分類されるか、または一般の現金ボツクスへ
送られるようにすることができる。挿入された硬
貨が受容できないものであるとき、または、その
処理が取り消され、または完了できないとき、そ
の挿入硬貨は返却される。

一般的に、上述の機能を達成のために硬貨に道
を知らせて分離する硬貨ルート割当ゲートが使用
される。例えば、このゲートは、受容できない硬
貨から受容できる硬貨を分離し、釣銭を与えるた
め硬貨単位に従つて硬貨貯蔵部へ、または分類せ
ずに貯蔵するために現金ボツクスへの道を知らせ
るために使用することができる。

一度、受容可能な硬貨であることが認められ
て、その硬貨の価値に関しクレジツトを発する決
定がなされると、その硬貨を硬貨貯蔵部にルート
を決めるよう機能するのは受容ゲートである。も
し、挿入硬貨、またはトークンのような他の品目
に対しクレジツトを発しない決定がなされると、
挿入された品目を使用者に返却するためにこの品
目を拒否するよう機能するのは容認ゲートであ
る。

過去においては、硬貨ゲートを作動するに必要
な力を提供するための一つの技術としてソレノイ
ドが使用され、そして、その硬貨ゲートをその初
期位置へ復帰させるためにばねバイアスが使用さ
れた。自動販売機で依然として広く使用されてい
るこのソレノイドは約30ワツトの電力要件をおそ
らく有していようが、この電力要件は、そのソレ
ノイドを線路電圧源、または、より低い電圧の電
力を提供する降圧変圧器に接続することにより満
足されてきた。そのいずれの場合にも、このよう
な高電力要件に暗示される電気シヨツクの危険は
適当な絶縁体により回避されなければならない
が、これにより装置が複雑で高価になる。

本願の譲受人に譲渡された英国出願第0235712
号は改良になる硬貨ルート決め装置を記載してい
る。この出願によれば、硬貨ルート決め装置は、
硬貨の通路を制御するために選択的に移動可能な
硬貨ルート決め部材を有している。ある導体を介
する制御電流の通貨により硬貨ルート決め装置は
磁石に関して移動させられる。この硬貨ルート決
め装置の好ましい動作では、硬貨ルート決め部材
を第１の位置から第２の位置へ移動するために上
記導体を介して第１の方向に制御電流が流され、
そして硬貨ルート決め部材をその第１の位置へ復
帰させるために上記導体に逆方向に制御電流が流
される。

最近開発された硬貨受容器である西独のナロ社
（NALO GmbH ＆ Co.）により製造されたエ
レクトロニツク（Elec−tronic）CS1000は、落
下する硬貨の通路に配置されて回動する硬貨ルー
ト決め部材のための保持力を発生させるため小さ
い電磁石を利用している。しかしながら、この装
置では、硬貨ルート決め部材は、本発明の硬貨ル
ート決め部材のようには配置されていない。

発明の開示 本発明は、動作にほとんど電力を要しない受容
ゲートのような移動可能な硬貨ルート決めゲート
に関する。このゲートは回動部材を有していて、
この回動部材の一部は硬貨が転動する軌道の一部
を形成している。その回動部材が第１の位置に保
持されるとき、硬貨は、一つの通路に沿い、上記
軌道から硬貨ルート決めゲートへ転動し、そし
て、このゲートを横切る。上記通路に沿つて硬貨
を転動させ続けることが望まれるときに付勢され
る低電力電磁石により、硬貨が硬貨ルート決め部
材を横切つて転動するとき上記回動部材は回動し
ないように保持される。電磁石が付勢されないと
き、硬貨の重量によりゲート部材は第２の位置へ
回動され、硬貨は軌道から他の通路または復帰シ
ユートへ落下することができる。このようなゲー
トを用いて硬貨をルート決めするために要する電
力は小さい。それは電磁石が運動による仕事をせ
ずに、電磁石の極面に、ほとんどまたは全然空隙
なしに、強磁性片を固定状態に維持するだけだか
らである。上記回動部材は支点のまわりに回動す
るレバーを構成している。このレバーのアームを
相対的に調節することにより、硬貨の軌道の一部
を形成する回動部材の一部を横切つて転動する硬
貨の重量を相殺する必要な電力が更に減少される
という機械的利点が得られる。また、上記の回動
されるゲートは、その回動部材により明確に定め
られた軌道の一部へ転動する任意の硬貨の重量の
一部に平衡するように釣合わされることが好まし
い。従つて、電磁石の供給する力は、その平衡錘
の重量による力に加えられ、そして回動部材のレ
バー構成により与えられる機械的な利点により増
大されるとき、硬貨の重量の影響にまさる小さな
ものだけでなければならない。本発明によれば、
第１の位置に硬貨ルート決めゲートを保持するに
必要な電力は30ミリワツトより少なく、または、
硬貨ルート決めゲートを制御するために普通使用
されているソレノイドにより現在普通に必要とさ
れる電力の1/1000より少ない。

本発明によれば、回動するゲート部材は２つの
位置の間で移動可能である。その初期すなわち第
１の位置では、ゲート部材は硬貨が転動する軌道
の一部を形成している。第２の位置では、ゲート
部材は、硬貨が軌道にそつて転動を続けずに落下
するときに通るトラツプ・ドアのように回動して
いる。落下する硬貨は、新しいルートを決める別
の軌道にあたり、または、硬貨貯蔵管へ落下した
りし、あるいは、硬貨復帰シユートを介して下方
へ移動し続けることができるかもしれない。ゲー
ト部材は、第１の位置にあるとき、硬貨の軌道の
一部を形成する一端近くに第１の部分を有してい
る。ゲート部材は軸ピンの形を取ることができる
回動軸を有している。硬貨ルート決めゲートが受
容ゲートとして使用されるとき、ゲート部材の第
１の部分に対向する端には平衡錘を設けることが
好ましい。この平衡錘は、非常に軽く受容できな
い硬貨によつてゲート部材が回動されて、その硬
貨が拒否されるように選定されるのが好ましい
が、一組の受容可能な単位硬貨の中で最も軽い硬
貨の重量によりゲートが回動されるように選定さ
れなければならない。上記の対向する端または第
２の部分は、また強磁性片であるか、またはこれ
を有しておりそして、この代りとして自体で平衡
錘として役立ち得る。第１の位置で、上記強磁性
片は電磁石の極面にほとんどまたは全く空隙なし
に休止する。この好適な実施例では、この条件を
確保するために着座調整手段が設けられている。

電磁石が付勢されると、平衡錘の力に加えら
れ、そしてレバー構成から生じる機械的利点によ
り増大される電磁石の保持力は、一組の受容可能
な単位硬貨の中の最も重い硬貨が軌道に沿いゲー
ト部材の第１の部分を横切つて転動するとき、そ
の最も重い硬貨の重量の影響にまさることにな
る。電磁石が付勢されないときは、上記一組の中
の最も軽い硬貨の重量は十分に平衡錘を圧倒し、
ゲート部材は回動してその硬貨をわきへ向ける。

ゲートを保持する力は、移動する硬貨の方向を
変え、または、落下する硬貨を横取すると期待さ
れるゲートに当たる硬貨の衝撃力に対しゲートを
保持するに要する保持力に比較して、傾斜軌道に
沿つて転動する硬貨の場合、極めて小さくなる。
電磁石の極片の端面に対し実質的に空隙のない接
触状態に、かつ、極片から強磁性片への最強の磁
力線の方向と平行な方向におけるその初期の吸引
力に抗してその強磁性片を保持するに必要な電力
もまた極めて小さい。その最強の磁力線を横切る
側方への滑動吸引力に抗して強磁性体を保持する
には更に大きな磁力が必要である。もちろん、極
面に対し適所に強磁性体を保持するに要するより
も更に大きな磁力が、空隙を横切つて強磁体を吸
引するために要求される。また、この構成で発生
される高衝撃力のために移動する硬貨をそらす必
要がある、または落下する硬貨を横取するゲート
を保持するには、より大きな磁力が必要である。
保持力の最小化は、本発明による電力要件を最小
にするという目標に重要であり、本装置はこの目
標を満足するのに大いに役立つ。

以下に記載の好適な実施例では、本発明は、受
容ゲートを物理的に移動せずに硬貨を能動的に受
け入れ、そして硬貨を受動的に拒否する公衆電話
のような装置内で受容ゲートとして使用される。
この文脈で「能動的に」は受容ゲートの動作のた
めに電力を要することを意味し、そして、「受動
的に」は受容ゲートの動作のために電力を要しな
いことを意味する。小さい金属塊または偽造硬貨
のような非硬貨品目、および受容されるべき硬貨
単位からなる受容可能な硬貨の組に属さない、外
国硬貨のような本物の硬貨は、停電中に挿入され
た全ての硬貨のように拒否されるべきである。こ
れらの基準は、硬貨取扱装置の確認および受容試
験部の出力から硬貨に関する受容信号が受信され
るときにのみその硬貨を受容し、そして、受容信
号が欠如している場合にのみゲートを横切ろうと
する全ての硬貨または品目を消極的に拒否するこ
とにより満足される。受容信号により電磁石は付
勢されて受容のための第１の、すなわち、初期位
置にゲートを保持する。受容信号が与えられない
とき、拒否されるべき硬貨の重量は、拒否された
硬貨がゲートから落下する拒否または第２の位置
までゲートを移動させるに十分なものである。そ
して、平行錘によりゲートはその第１の位置へ復
旧される。こうして、如何なる機械的、すなわち
運動による仕事をするためにも電力は必要とされ
ない。積極的に受容している期間中、受容位置に
ゲートを保持するためにのみ電力が必要とされ
る。本発明によるゲートは、30mWの電力レベル
で５セント、10セントおよび25セントの硬貨およ
び現代のドル硬貨を含む一組の米国硬貨を取扱う
ことができる。

電話機用に利用できる電話線の低電力を用いて
動作することが望まれる場合のような低電力使用
の面で本発明を使用する利点の外に、低電力動作
により簡単かつ安価な駆動回路の使用が可能とな
り、電気衝撃からの保護のための絶縁変圧器が必
要でなくなり、そして、硬貨受容のための機構の
動作が要求されないので硬貨の受容が迅速化され
る。この装置は、拒否位置への移動および受容位
置への復帰の両方に重力を使用し、そして、拒否
のためにのみ移動するわずか１個の移動部品を有
するという所望の簡単さに恵まれている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、硬貨取扱装置内の受容ゲートとして
使用される本発明による硬貨ルート決めゲートの
位置決めを示す簡単化した図であり、第２図は、
硬貨通路および電磁石に関し第１図の硬貨ルート
決めゲートを回動する状態に取付けた詳細を示す
第１図の−に沿つて得た簡略部分断面図であ
り、第３図は第１図の硬貨ルート決めゲートの着
座調節ブラケツトを示し、そして、第４図は第１
図の硬貨ルート決めゲートの制御に適する駆動回
路を示す。

図面は本発明を容易に理解される形で示すよう
意図されている点で具体的なものである。実際の
形状および寸法は、複雑な硬貨取扱装置に利用で
きる空間の制約のために別のものとなることもあ
る。さらに、本発明の理解に不必要な硬貨取扱装
置の多くは、本発明を不明瞭にすることを避ける
ため、以上の図面では簡略化または削除した。

発明実施の最良形態 硬貨取扱装置は、一般的に、１個またはこれ以
上の所定単位の本物の硬貨またはこの装置の動作
のために販売されているトークンのみを受容する
ように設計されている。本物でない硬貨、所定単
位内に入らない本物硬貨または他国の本物の硬貨
は拒否される。適正な単位の本物硬貨でも、今ま
でに使用されて合金成分のために曲がり、変形し
ていると、または、釣銭となる硬貨が自動販売機
内に十分含まれていないとき、製品がなくなつて
いるとき、または電力が供給されないときは拒否
される。本明細書を通じて「硬貨」なる用語は上
記品目全てを含めるように使用される。硬貨は、
ここでは重要でない硬貨取扱装置の態様により受
容可能または、そうではないものとなる。

図面は、硬貨取扱装置１００における受容ゲー
トとして使用される本発明による硬貨ルート決め
ゲート５０を示す。この使用状態で、硬貨ルート
決めゲート５０は、適切な貯蔵部へ受容の硬貨を
ルート決めするため、または、不受容硬貨を拒否
して返還するために使用される。本発明による硬
貨ルート決めゲートの他の使用態様には、例え
ば、単位により分類される硬貨を硬貨貯蔵管へル
ート決めし、この硬貨貯蔵管が満杯の場合は現金
箱へ硬貨を発送することが含まれる。

本発明の硬貨ルート決めゲートを使用するに適
切な硬貨取扱装置は、本発明の譲受人に譲渡され
た米国特許第3870137号、同第3844297号および同
第4106610号に記載されているので、本明細書に
関し示した硬貨取扱装置１００は大いに簡略化し
た形で示した。電話機または自動販売機の硬貨ス
ロツトに挿入された硬貨は硬貨取扱装置１００の
硬貨受カツプ３１へ導入される。硬貨は、端の方
に落下する硬貨の運動エネルギの幾分かを消費す
る硬貨軌道部３３にあたる。硬貨は一点鎖線で示
した一般化した通路に沿つて第２の軌道部３５に
進む。この軌道３５は更にエネルギを消費して評
価軌道部３６に沿い電子回路と協力して硬貨の真
偽と単位を評価する一群のセンサ４２，４３を通
つて直立状態で円滑に転動することができる。こ
の結果、この硬貨に適切な受容または拒否の信号
が発生される。そして、硬貨は評価軌道部３６の
端を去つて軌道部３７に落下する。この軌道部３
７は、硬貨が受容ゲート５０に達したときにはず
むよりも転動するように硬貨の運動エネルギを更
に消費する。なるべくなら、このエネルギ消費軌
道部３３，３５，３７は、本発明の譲受人に譲渡
された米国特許第3944038号に記載の非常に硬い
種類のものがよい。

軌動部３７を去つた後に、硬貨は、本発明によ
る受容ゲート５０へ転動する。この受容ゲート
は、センサ４２，４３と組合わされた電子評価回
路により発生された受容または拒否の信号に従つ
て、受容された硬貨が受容ゲート５０に沿つて転
動し、受容路「Ａ」に沿つて転動し続けられるよ
うに適所に残り、または、拒否された硬貨が拒否
路「Ｒ」を落下できるように回動する。受容ゲー
ト５０と使用されるに適したセンサ４２，４３お
よびこの関連回路の詳細は、本願と同日出願で本
発明の譲受人に譲渡された米国出願第585253号に
示されている。受容信号発生のためには任意のセ
ンサおよび関連回路が使用できる。

今記載の硬貨路は、硬貨取扱装置１００のほぼ
平行な壁２２，２４の間に置かれた軌道部３３，
３５，３６，３７および５０に沿つて存在する。
壁２２，２４は一組の中の最も厚い受容可能な硬
貨の厚さより大きな距離だけ離されている。明確
化のため、これらの壁の一つ２２は、上記の数個
の軌道部を現わすために第１図では取除かれてい
る。不適当な厚さの硬貨または品目により、また
は曲がつた硬貨により生じた硬貨のつまりは、硬
貨路にあるものは何でも自由に硬貨復帰部へ落下
することができるように壁２２，２４を分離する
硬貨復帰レバー２６を手で動かすことにより従来
の仕方で取除かれる。

受容ゲート５０の動作は更に、明確に第２図に
示される。受容ゲート５０は第１の部分５１を有
する回動可能な片を有している。その第１の部分
５１は、硬貨１０２が転動する硬貨路の床の一部
を初期または受容位置で形成する。中間の回動軸
５２は第１の部分５１と、強磁性体の平衡錘５４
を取付けた第２の部分５３との間にある。この強
磁性体の平衡錘は、コア６４とコイル６５を有す
る電磁石６０の極面６２と６３に対し休止してい
る。第２図に示すように、コア６４は、電磁石６
０の一体部分である鉄枠６６にリベツト止めされ
ている。鉄枠６６はねじ６７とスペーサ・ブロツ
ク６８を用いて取付けてある。

受容信号が存在しない場合、電磁石６０は付勢
されない。受容可能な組の硬貨のうちの最も軽い
硬貨のゲート部分への重量は平衡錘５４を十分に
圧倒して受容ゲート５０を第２図に一点鎖線で示
した拒否位置へ傾斜する。すると、拒否された硬
貨はこの傾斜した受容ゲート５０を通つて拒否路
「Ｒ」へ落下する。この拒否された硬貨が受容ゲ
ート５０を一度去ると、平衡錘５４により受容ゲ
ート５０は、第２図に実線で示した初期または受
容位置へ回動されて戻る。受容信号が存在する場
合、電磁石のコイル６５は付勢される。受容位置
に受容ゲートが保持されるとき、受容された硬貨
の硬貨軌道の一部を形成する受容ゲート５０の第
１の部分５１上を受容可能な組の最も重い硬貨が
転動するとき、強磁性体の平衡錘５４に対し電磁
石の極６２，６３により及ぼされる電磁力により
受容ゲート５０は受容位置に十分に保持される。

受容ゲート５０は、鋼、アルミニウム、または
構造用プラスチツクを含む任意適当な材料からな
ることができる。強磁性体の平衡錘５４は軟鉄の
ような任意の低保持力の強磁性物質のものにする
ことができる。磁気および平衡錘の機能は一つの
部材へ結合して示したが、これらの機能は、強磁
性片と、所定の平衡錘に共に等しい別々の錘片に
分離することができる。また、この代りに、受容
ゲート５０の端部は強磁性物質から作つて両機能
を満足させることができる。５セント、10セント
及び25セントの硬貨および現代のドル硬貨を含む
一組の米国硬貨と共に使用されるときに示される
受容ゲート用の適当な低電力電磁石は直流2.4V、
24mA、直流抵抗100オーム定格のものである。
このような磁石は日本国東京のコーギヨウシヤ社
（Kogyosha co.，Ltd.）から入手できる。磁石の
保持力は、コアの材料および形状、その励磁コイ
ルの巻数、この励磁コイルを流れる電流のような
因数およびこれに類似の因数により決定されるこ
とは当業者に知られていていよう。特定の硬貨の
組用の十分な保持力を発生できる電磁石および硬
貨ルート決めゲートの設計には任意のものが使用
できる。

硬貨を拒否して受容ゲートを受容位置に復帰さ
せるには電力を要しない。硬貨を受容するに要す
る電力は平衡錘に加わる小さな保持力を確立する
に必要なものだけである。この小さな保持力に必
要とされる電力は強磁性片５４が極面６２と６３
に対して空隙なしの接触により極めて小さくされ
る。この好適な実施例では、第３図に示したよう
な着座調節ブラケツト５５のような着座調節手段
が設けられている。この簡単なブラケツト５５は
取付ねじが側壁２４へねじこまれるときに通る穴
５６，５７を有している。この取付ねじの調節に
より、受容ゲート５０がその第１または受容位置
にあるとき強磁性片５４は自体が極面６２，６３
にほとんどまたは全く空隙なく適当に着座するの
を保証することができる。他の着座調節手段も本
発明により考慮されている。例えば、第３図に示
した着座調節ブラケツトよりもむしろ中間の回動
軸５２は他の方法で支持することができ、そし
て、正しい着座を達成するために極面６２，６３
の面内で強磁性片は回転せずにこの面に直角な方
向に幾分移動することができぬように強磁性片５
４の一端を受容ゲート５０の第２の部分５３にゆ
るくリベツト止めし、強磁性片の他端を第２の部
分５３の穴に取付けることによりり調整可能とす
ることができる。

また、必要な電力は、極面６２と６３の面によ
り明確に定まる面にほぼ直角な方向に極面６２と
６３からの強磁性片５４の初期分離移動が電磁石
６０から強磁性片５４への最強の強力線に平行で
あるために極めて小さくされている。この分離し
た状態は、線Ａ−Ａに沿う初期分離移動が線Ｂ−
Ｂに平行であることを示す第２図に示されてい
る。受容された硬貨により受容ゲート５０に作用
する力は、硬貨が受容ゲート上を転動するときの
単なる硬貨重量である。硬貨の運動エネルギは受
容ゲート５０の前方で軌道要素により大いに消費
される。この結果、正味、非常に低電力での動作
となる。

この低電力動作の達成により、受容ゲート５０
の小さな電磁石６０の駆動または付勢に使用され
る駆動回路の設計を簡単にし、価格を低下させる
ことができる。第４図はゲートの電磁石６０のコ
イル６５の付勢を制御するために適当な１つの駆
動回路７０を示すブロツク線図である。駆動回路
７０は抵抗７２と７３に接続されたスイツチン
グ・トランジスタ７１と＋5Vの電源を有してい
る。駆動回路７０はコイル６５とダイオード７４
の並列接続に接続されている。抵抗７２と７３
も、駆動電流がコイル６５に提供されているか否
か、すなわち、硬貨を受容すべきか拒否すべきか
を制御するマイクロプロセツサ８０の制御出力点
８１に接続されている。この代表的な構成素子と
その値は以下の如くである。

ダイオード７４ 1N4148 マイクロプロセツサ８０ 80C39 抵抗７２，７３ 1.5K，100K トランジスタ７１ 2N4356 第４図の回路もセンサ４２〜４４とその関連す
るセンサ回路４５〜４７をマイクロプロセツサ８
０に接続して示す。センサ回路４５，４６および
マイクロプロセツサ８０と接続したセンサ４２，
４３は硬貨を試験してこの硬貨を受容すべきか否
かを決定する。センサ４４は硬貨が硬貨取扱装置
１００を通して正しく進んでいるか否かを監視す
るために使用される。本願と同日出願されて本発
明の譲受人に譲渡された米国出願第583253号は本
発明によるゲートと使用されるに適したセンサ４
２〜４４とこれに関連するセンサ回路４５〜４７
の詳細を示している。第１図は硬貨路２０に沿う
受容ゲート５０の一構成を示すが、他の構成も期
待される。例えば、受容ゲート５０は硬貨軌道部
３６のすぐ端に配置することもできる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回動可能に取付けられ、その第１の位置では
   硬貨がその上を転動する硬貨軌道の一部を形成し
   そして該形成されている硬貨軌道の一部の上に転
   動する硬貨がきたとき該硬貨の重量によつて該第
   １の位置から第２の位置へと回動して該硬貨が該
   硬貨軌道からそれて第１の通路Ｒに入るようにし
   ているゲート部材５０、及び 硬貨の受容を示す受容信号に応答して作動され
   て、該硬貨の重量による該ゲート部材の該第１の
   位置から該第２の位置への回動を抑制することで
   該形成されている硬貨軌道の一部を維持し硬貨が
   該硬貨軌道上を転動し続けて第２の通路Ａに入る
   ようにしている電気的付勢維持手段６０とからな
   り、 該ゲート部材は回動軸５２を中心として配置さ
   れた第１と第２の部分５１，５３とからなり、該
   第１の部分が該第１の位置において硬貨軌道の一
   部を形成しそして該第２の部分が平衡錘を有し該
   平衡錘の重さは該第１の部分上に許容硬貨の最も
   軽いものが乗つたときに該平衡錘による均衡を失
   つて該ゲート部材の該第１の位置から該第２の位
   置への回動を行なわせ且つ該硬貨が該ゲート部材
   の該第１の部分から離れた後該第２の位置から該
   第１の位置へと該ゲート部材が戻るように選択さ
   れているところの硬貨ルート決め装置。 ２ 請求の範囲第１項に記載の硬貨ルート決め装
   置において、 該平衡錘は強磁性体である硬貨ルート決め装
   置。 ３ 請求の範囲第１項に記載の硬貨ルート決め装
   置において、 該硬貨軌道において該ゲート部材の前に位置
   し、そこに到来した硬貨のはね返りを吸収して該
   硬貨を該ゲート部材へと向けている手段３７を含
   む硬貨ルート決め装置。