JPH10500515A - 硬貨識別センサ及び硬貨ハンドリングシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 所望する硬貨と所望しない硬貨とを識別するための硬貨識別センサ及び硬貨ハンドリングシステムは、交番磁界を引き起こすための励磁コイル（２１２）を備えている。これらの交番磁界は、前記所望する硬貨と所望しない硬貨とに作用して、渦電流を誘導する。前記硬貨識別センサ（２１０）は、また、前記所望する硬貨と所望しない硬貨とから渦電流を検出するための検出コイル（２２２、２２４）を備えている。前記検出コイルは、感知した前記所望する硬貨（２１４）と所望しない硬貨（２１４）の組成に対応する差分電圧を引き起こす。

Description

【発明の詳細な説明】 硬貨識別センサ及び硬貨ハンドリングシステム発明の分野 本願発明は、概ね、混在した金種の硬貨を取り扱うことができるように、硬貨 識別センサを採用した硬貨ハンドリング装置に関する。特に、本願発明は、渦電 流センサを使用して、種々の組成からなる硬貨間を識別する硬貨ハンドリング装 置に関する。 発明の背景 この種の硬貨ハンドリング装置は、渦電流センサを使用して種々の硬貨の間を 識別できるようになっている。ここでの文言「硬貨」は、本願明細書において幅 広い意味で使用されており、任意のタイプの硬貨、トークン、またはそれらに代 わる物を含んでいることに注意されたい。渦電流センサは、分析される硬貨に渦 電流を誘導させるための少なくとも１つの一次コイルを備えている。前記一次コ イルは、交流電圧を受け、該交流電圧は、対応する交流電流を該一次コイルに引 き起こす。当該技術で周知のように、前記一次コイルを流れる前記交流電流は、 該一次コイルの中および周辺を通る交番磁界を引き起こすようになっている。 前記交番磁界の特性は、前記一次コイルに加えられる電圧の周波数及び振幅を 含む種々の要因による。この要因に関しては、後で詳細に説明する。励磁コイル としても知られている前記一次コイルは、当該一次コイルの近くに運ばれた硬貨 と誘導関係となるように作用（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅ）してお り、それによって、分析されるべき硬貨に渦電流が引き起こされる。前記一次コ イルから発生する磁界が交番するので、対応する渦電流も同様に交番する。誘導 された渦電流は、分析される硬貨の組成によって影響される。 前記硬貨に誘導された交番する渦電流は、また、それ自身の磁界を引き起こす 。これらの磁界は、検出コイルとしても知られている１あるいはそれ以上の数の 二次コイルによって検出される。渦電流センサは、一次コイル及び二次コイルを 備えた変圧器ような形状をしているので、一次コイルは、また、１あるいはそれ 以上の数の二次コイルに交番電圧を誘導する。一次コイルから、１あるいはそれ 以上の数の二次コイルに誘導された電圧は、同相モード電圧（コモンモード電圧 ） として示されている。そして、渦電流によって二次コイルに誘導されたより小さ い電圧から構成される渦電流信号だけを対象とするために、一次コイルから１あ るいはそれ以上の数の二次コイルに誘導された電圧は、除去あるいは無視されな ければならない。これは、二次コイルからの電圧信号を処理して、一次コイルに よって二次コイルコイルに誘導された電圧を除去することにより、成し遂げられ る。しかし、そのような信号処理は、当該システム内の構成要素の数を増加させ てしまい、望ましくない。また、これに対応して、信号のひずみが増加すると共 に、部品の故障や電気ノイズや製造が複雑になるなどの他の問題が引き起こされ る可能性も増加する。このような信号処理はまた、渦電流信号の微細な変動を分 析する性能を低下させる可能性も生じさせる。 引き起こされた渦電流の強さは、加えられる交番磁界の周波数によって直接的 に影響される。高周波数の交番磁界を使用して硬貨を識別する場合と低周波数の 交番磁界を使用して硬貨を識別する場合とが、選択的に行われる。高周波数の交 番磁界を使用する場合は、硬貨のあまり深くないところまでしか通らない磁界を 発生する傾向がある。したがって、表面の組成と構造がより重要となる。これは 、特に他の部分と異なる金属で一方の面を被覆したりあるいは両面を被覆した硬 貨を識別するとき、不利となる。一方、低周波数の交番磁界を使用する場合は、 磁界は、硬貨内のより深いところまで通る傾向となる。したがって、全組成にわ たってよりよい検出を行うことができる。しかしながら、磁界がより深く通るこ とから、硬貨ハンドリング装置内で硬貨を囲んでいる部分に対して疑似信号が発 生する可能性が増加するという不利が生じる。 従来技術における渦電流センサは、大きな磁界を引き起こすために、大きくな りがちであった。多数の渦電流センサを採用する硬貨ハンドリング装置は、セン サ間でクロストーク（混信）を経験することがある。残念ながら、クロストーク は、硬貨の材料の中身の正確な決定を妨害する。発明の概要 本願発明は、種々の材料組成の硬貨どうしを互いに識別するのに使用する改良 された硬貨識別センサを提供するものである。 より具体的に言うと、本願発明の一実施例は、渦電流センサを順次通過する硬 貨の流れの中にある、特定の硬貨に渦電流を誘導させるための、改良された渦電 流センサを提供するものである。渦電流センサそれ自身は、さらに、単一の励磁 （一次）コイルと、２つの検出（二次）コイルとを備えている。一次コイルは、 特定の周波数で通電される。前記特定の周波数は、コイル周辺の交番磁界の広が りを制限できるようにすると共に、分析すべき硬貨の表面に十分に交番磁界を通 すことができるように、選択されている。２つの検出コイルは、基端側検出コイ ルと末端側検出コイルとを備えている。基端側検出コイルが、末端側検出コイル よりも、硬貨の流れのより近くに位置決めされるように、渦電流センサの全体が 、硬貨の流れの一方の側に配置されている。励磁コイルにより引き起こされる基 端側検出コイルと末端側検出コイルとの間の同相モード電圧（ｃｏｍｍｏｎ ｍ ｏｄｅ ｖｏｌｔａｇｅ）が、減じられ、硬貨の渦電流の強さを示している電圧 差のみが残るように、基端側検出コイルと末端側検出コイルは位置決めされ且つ 接続されている。電圧差を分析して、振幅と、励磁コイルに加えられた電圧との 位相の関係とを求める。振幅が組合わされた、位相に関する追加情報によって、 分析すべき硬貨の組成をより正確に評価することができる。硬貨ハンドリング装 置は、物理的な大きさに基づいて個々の硬貨を機械的に分離し、次いで、識別セ ンサからの情報を利用することによって、異なった材料でつくられた同様な大き さの硬貨どうしを識別することができる。 好適な実施例においては、渦電流センサの直径は、分析すべき最も小さい硬貨 の直径よりも小さくなっている。特に磁気シールド（遮蔽）と組み合わせて採用 される場合は、磁界を小さくして集中させることによって、硬貨ハンドリング装 置の隣接するセンサ間でのクロストーク（混信）を減少させることができる。図面の簡単な説明 図１は、本願発明を具体化したディスクタイプの硬貨選別機の斜視図であって 、当該硬貨選別機の頂部が破断されてその内部構造がみえるようにした状態の斜 視図である。 図２は、図１の線２−２にほぼ沿って取った拡大水平断面図である。 図３は、最大高さにある硬貨を示している、図２の線３−３にほぼ沿って取っ た拡大断面図である。 図４は、放出凹部と整合した最大高さにある５セント貨（ニッケル）を示して いる、図２の線４−４にほぼ沿って取った拡大断面図である。 図５は、本願発明を具体化したディスク対ディスクタイプの硬貨選別機の斜視 図である。 図６は、図５の配置の平面図である。 図７は、図６の線７−７にほぼ沿って取った拡大断面図である。 図８は、図６の線８−８にほぼ沿って取った拡大断面図である。 図９は、本願発明を具体化した、改良した硬貨識別センサと硬貨の模式的な断 面図である。 図１０は、図９の硬貨識別センサの模式的な回路線図である。 図１１は、図９の硬貨識別センサの硬貨の図式的な斜視図である。 図１２Ａは、本願発明の識別センサを用いて使用するための検出回路の回路線 図である。 図１２Ｂは、図１２Ａの回路に供給される入力信号の波形線図である。好適な実施例の説明 本願発明は種々の変更や代替的な形状を取ることが可能であるが、本願発明の 具体的な実施例が、図面に示された例を用いることによって表され、且つ詳細に 記述されている。しかしながら、本願発明を、記述された特定の形状に限定する 意図はないことを理解すべきである。むしろ、本願発明は、添付した請求項によ って定義された本願発明の精神及び範囲に含まれる全ての変更例、同等例、及び 代替例に及ぶことを理解すべきである。 本願発明の硬貨識別センサは種々の異なった硬貨ハンドリング装置で使用でき るが、デイスクタイプの高速度硬貨選別機で特に有用なものとなっている。した がって、本願発明は、硬貨識別センサが利用される典型的な硬貨ハンドリング装 置として、デイスクタイプの硬貨選別機の使用を具体的に参照して記述されてい る。 さて、図面を参照すると、図１−８は、２つのタイプの硬貨ハンドリング装置 を図示している。一方は、デイスクタイプの硬貨選別機（図１−図４）であり、 他方はデイスク対デイスクタイプ（二つディスクを並設したタイプ）の硬貨選別 機（図５−図８）である。これらのタイプの硬貨ハンドリング装置の各々は、硬 貨駆動部材を使用している。硬貨駆動部材は、静止した、換言すれば固定された 硬貨案内部材のメタル硬貨案内面に沿って硬貨を移動させるための、弾性表面を 備えている。デイスクタイプの硬貨選別機においては、硬貨駆動部材は回転ディ スクとなっており、硬貨案内部材は静止した選別ヘッド（すなわち、静止選別ヘ ッド）となっている。ディスク対ディスクタイプの硬貨選別機においては、硬貨 駆動部材は一対の回転ディスクを備えており、硬貨案内部材は、静止した列形成 ヘッド（すなわち、静止列形成ヘッド）と、静止した選別ディスク（すなわち、 静止選別ディスク）とを備えている。 後述する詳細な記述に関して、文言「静止プレート」と「選別プレート」とは 、ディスクタイプの硬貨選別機における静止選別ヘッドと、ディスク対ディスク タイプの硬貨選別機における静止列形成ヘッド及び静止選別ディスクとを包含す るものとする。 最初に、図１のディスクタイプの硬貨選別機を参照すると、ホッパー１０が、 混在した金種の硬貨を受ける。そして、ホッパー１０は、該硬貨を、ハウジング １１に設けた中央開口部を介して、環状の選別ヘッドすなわち案内プレート１２ の形状をした硬貨案内部材に供給する。環状の選別ヘッドすなわち案内プレート １２の形状をした硬貨案内部材は、ハウジング１１の内側すなわちハウジング１ １の下に設けられている。硬貨は、これらの開口部を通過して、回転ディスク１ ３の形状をした硬貨駆動部材の頂面に置かれる。この回転ディスク１３は、短い シャフト（図示せず）に回転可能に取り付けられて、ベースプレート１５に取り 付けられた電動モータ１４によって駆動される。回転ディスク１３は、中実なメ タルディスク１７の頂面に接合された弾性パッド１６を備えている。 弾性パッド１６の頂面は、約０．００５インチ（０．１３ｍｍ）の間隙だけ、 選別ヘッド１２の下側の面から間隔があけられていることが好ましい。間隙は、 一対の後方ピボット１８、１９を含む３つの取付配置点によって、選別ヘッド１ ２の周縁に沿って設定されている。一対の後方ピボット１８、１９は、それぞれ のトーションスプリング２０によって負荷が加えられている。トーションスプリ ング２０によって、選別ヘッドの前方部が持ち上げられるようになっている。し かしながら、通常の作動の間は、選別ヘッド１２の前方部は、ラッチ２２によっ て所定位置に保持されている。ラッチ２２は、ボルト２３によってフレーム１５ に枢動可能に取り付けられている。ラッチ２２は、選別ヘッド１２に固定された ピン２４に係合する。ラッチ２２を枢動させて、ピン２４との係合を解除し、ト ーションスプリング２０により、選別ヘッド１２の前方部を上側位置（図示せず ）まで持ち上げることによって、弾性パッド１６及び選別ヘッド１２の対向面に 接近することができる。 回転ディスク１３が回転するとき、該回転ディスク１３の頂面に置かれた硬貨 ２５は、遠心力によって、パッド面上を外側に向かって摺動するようになってい る。硬貨２５は、例えば、最初に、円錐体２６に近い回転ディスク１３の中心か ら移動する。そのため、十分な遠心力を受けて、回転ディスク１３の上面との静 止摩擦に打ち勝つことになる。硬貨が外側に移動したとき、弾性パッド１６上に 平らに置かれた硬貨は、パッド面と選別ヘッド１２との間の間隙に入る。なぜな ら、このプレートの内側周縁の下側は、弾性パッド１６の上方にあって、該弾性 パッド１６から、最も厚い硬貨の厚さと同じくらいの距離だけ離して設けられて いるからである。さらに後述するように、硬貨はそれぞれの金種に選別される。 そして、硬貨は、各金種ごとに、１０セント貨用のスロット２７、１セント貨用 のスロット２８、５セント貨用のスロット２９、２５セント貨用のスロット３０ 、１ドル貨用のスロット３１、５０セント貨用のスロット３２のような、それぞ れのスロットから放出される。一般に、通貨用の硬貨は、直径の違いによって、 金種ごとに選別される。 硬貨が押圧されて、選別ヘッド１２の下面に係合しているとき、整合作動、基 準位置合わせせ作動、選別作動、及び排出作動のほとんどが行われることが好ま しい。換言すれば、硬貨を運ぶ通路を有する選別ヘッド１２の下面と、回転ディ スク１３の上面との間の距離は、運ばれる硬貨の厚さよりも小さくなっている。 上述したように、そのような確実な制御により、予め選択された数の選択された 金種の硬貨が選別機から排出されたとき、硬貨選別機は迅速に停止させられる。 確実な制御によって、また、選別機を比較的小型にすることができ、さらに、高 速度で作動させることができる。確実な制御によって、例えば、１つの縦列にな っ た硬貨の流れが比較的密集することとなり、この流れにある各硬貨をそれぞれの 出口スロットに確実に案内することができる。 図２を参照すると、好適な選別ヘッド１２の底面が示されている。選別ヘッド １２の底面には、種々の溝と、硬貨を積極的に制御することによって高速度で選 別できるようにしかも摩損の問題を避けることができるように特に設計された他 の手段とが設けられている。図２は底面であることから、図１において時計方向 の硬貨の循環が、図２では反時計方向に表されていることに、注意し続けるすべ きである。循環する硬貨に作用する種々の手段は、入口領域４０と、「重なった （ｓｈｉｎｇｌｅｄ）」硬貨を分離させるための手段４１と、厚い硬貨を選択す るための手段４２と、硬貨を再循環させるための第１の手段４４と、硬貨を再循 環させるための手段４６を含む第１の基準位置合わせ手段４５と、第２の基準位 置合わせ手段４７と、１０セント貨、１セント貨、５セント貨、２５セント貨、 １ドル貨、５０セント貨のような６つの異なった硬貨の金種用の出口手段２７、 ２８、２９、３０、３１、及び３２とを備えている。選別ヘッド１２の最も下側 にある面は、参照数字５０によって示されている。 最初に入口領域４０を参照すると、外側に移動する硬貨は、最初に、案内プレ ートすなわち選別ヘッド１２の下側に形成された平坦面６１の下方にある半環状 領域の下に入る。図２の案内プレートの底面に重ねられた硬貨Ｃ１は、入口領域 ４０に入った硬貨の例である。入口領域４０内では、硬貨は径方向に自由に移動 できるようになっているが、壁６２に係合したとき、径方向への自由な移動は終 了する。しかし、図２の反時計方向に中央矢印によって示されているように、弾 性パッド１６の回転運動によって、硬貨は、壁６２に沿って円周方向に移動する 。入口領域４０が、重なった硬貨によって遮断されるのを防止するために、平坦 領域６１には、傾斜面４１が設けられている。傾斜面４１は、壁すなわち段部（ ステップ）６３を形成している。この段部６３は、重なった一対の硬貨のうち最 も上側にある硬貨と係合する。図２において、例えば、上側の硬貨Ｃ２は、下側 の硬貨Ｃ３上に重なっている。さらに図３に示されているように、上側硬貨Ｃ２ の移動は、壁６３によって制限されている。その結果、下側の硬貨Ｃ３が回転デ ィスク１３によって移動させられたとき、上側の硬貨Ｃ２は、下側の硬貨Ｃ３か ら 強制的に分離させられる。 図２に戻ると、硬貨Ｃ１ような入口領域４０において循環している硬貨は、次 に、厚い硬貨を選択する手段４２に案内される。この手段４２は、面６４を備え ている。面６４は、選別ヘッドの最も下側にある面５０から深さ０．０７０イン チ（１．７８ｍｍ）だけ、選別ヘッド１２内に凹設されている。そのため、段部 （ステップ）すなわち壁６５が、入口領域４０の平坦面６１と面６４との間に形 成されている。面６４と、回転ディスク１３の上面との間の距離は、そのため、 約０．０７５インチ（約１．９０５ｍｍ）となっている。その結果、パッド圧に よって、面６４と回転ディスク１３との間に、比較的厚い硬貨が保持される。最 初にそのような厚い硬貨と係合させるために、面６４の最初の部分には、傾斜部 ６６が設けられている。傾斜部６６は、壁６２に隣接して設けられている。その ため、回転ディスク１３が回転したとき、壁６２に接している入口領域４０にあ る厚い硬貨は、傾斜部６６と係合し、その後、この硬貨の径方向位置は、回転デ ィスク１３と面６４との間の圧力によって固定される。しかしながら、最初に傾 斜部６６と係合し損なった厚い硬貨は、壁６５と係合し、そのため、再循環させ られ、選別ヘッドの中央領域内に戻される。これは、例えば、図４において、硬 貨Ｃ４で図示されている。厚い硬貨のこの最初の選択と位置決めによって、整合 しなかった厚い硬貨が、第１の基準位置合わせ手段４５に向かう硬貨の流れを妨 げることを防止している。 さて図２に戻ると、厚い硬貨を選択する手段４２に設けられた傾斜部６６は、 また、一対の薄い硬貨、換言すれば重なった薄い硬貨と係合することもできる。 そのような一対の薄い硬貨、換言すれば重なった薄い硬貨は、面６４と回転ディ スク１３との間で、パッド圧力の下で運ばれる。厚い硬貨の場合と同じように、 そのような一対の重なった硬貨は、その径方向位置が固定され、第１の基準位置 合わせ手段４５に向けて運ばれる。硬貨を参照するための第１の基準位置合わせ 手段４５は、外壁６２に沿って案内され次第に傾斜部７３に至る１つの縦列にな った硬貨の流れを得る。 薄い硬貨は遠心力によって径方向外側に移動することにより、厚い硬貨Ｃ５２ ａはパッド圧によって同心円軌道を移動することにより、硬貨は、第１の基準位 置合わせ手段４５内に導入される。重なった硬貨Ｃ５８ａとＣ５０ａは、内壁８ ２で分離される。その結果、下側の硬貨Ｃ５８ａは、面７２ａに当接しながら運 ばれる。下側の硬貨Ｃ５８ａの進行は、Ｃ５８ｂ、Ｃ５８ｃ、Ｃ５８ｄ、及びＣ ５８ｅおける位置によって示されている。より具体的に説明すると、下側の硬貨 Ｃ５８は、回転ディスク１３と面７２との間で係合して、これにより、下側の硬 貨は第１の再循環手段４４に運ばれる。第１の再循環手段４４で、下側の硬貨は 、Ｃ５８ｄ及びＣ５８ｅで示す位置で壁７５によって再循環させられる。壁８２ の最初で傾斜部９０を使用して、選別ヘッド１２の下で、外壁６２と内壁８２と の間に十分に位置していない硬貨を再循環させる。図２に示されているように、 硬貨を第１の基準位置合わせ手段４５内に適切に導入するのに他の手段を必要と しない。 第１の基準位置合わせ手段４５は、さらに、領域９１において凹設されている 。領域９１は、十分な長さがあることから、最も幅のある金種の硬貨Ｃ５４が、 遠心力によって外壁６２に向けて移動できるようになっている。これによって、 最も幅のある金種の硬貨Ｃ５４は、傾斜部９０において弾性パッド１６と選別ヘ ッド１２との間で押圧されることなく、第１の基準位置合わせ手段４５内のその 外壁６２に向けて自由に移動することができる。内壁８２は、その凹部の天井部 分の輪郭にしたがうように構成されていることが好ましい。第１の基準位置合わ せ手段４５の領域９１は、傾斜部９３及び９４によって選別ヘッド１２内に持ち 上げられている。内壁８２の一貫した輪郭は、傾斜部９５によって与えられてい る。 第１の基準位置合わせ手段４５は、比較的薄い厚さの硬貨Ｃ５０が、遠心力に より外壁６２に沿って案内されるように十分に深くなっている。しかし、第１の 基準位置合わせ手段４５は、比較的厚さの厚い硬貨Ｃ５２及びＣ５４が、弾性パ ッド１６と選別ヘッド１２との間で押圧されることができるように十分に浅くな っている。その結果、比較的厚さの厚い硬貨Ｃ５２及びＣ５４は、第１の基準位 置合わせ手段４５を通って移動するとき、内壁８２に沿って案内される。第１の 基準位置合わせ手段４５は、セクション９６を備えている。セクション９６は、 硬貨Ｃ５２が、内壁８２に設けられた最大半径位置８３において内壁８２から離 れ傾斜部７３に向かう方向に運ばれるように、曲がっている。この硬貨Ｃ５２は 、 内壁８２によって案内されるように十分に厚い。しかし、硬貨Ｃ５２は、第１の 基準位置合わせ手段４５の幅よりも狭い幅を有している。 選別ヘッド１２のこのような形状によって、全ての金種の硬貨は、傾斜部７３ に設けられた幅の狭い傾斜指状部７３ａに収束する。最も大きな幅を有するＣ５ ４は、内壁と外壁との間でセクション９６の面を経由して運ばれ、傾斜指状部７ ３ａに向かう。これによって、全ての硬貨の外側エッジが、概ね共通の半径位置 に運ばれる。硬貨Ｃ５０を外壁６２の後ろの部分に沿わせて径方向内側に向ける ことにより、隣接する硬貨によって硬貨が外壁６２からオフセットされ且つ傾斜 状部７３ａに導かれる可能性は、かなり減少する。外壁６２からわずかにオフセ ットされて傾斜指状部７３ａに導かれる任意の硬貨Ｃ５０は、出口スロット２７ のエッジ５１を径方向内側に移動させることによって、対処可能である。これに よって、スロット２７の幅が十分に増加し、オフセットした硬貨Ｃ５０を捕らえ ることができ、しかも、より大きな金種の硬貨の捕獲を防止することができる。 オランダの硬貨を選別するために、傾斜指状部７３ａを約０．１４０インチ（約 ３．５５６ｍｍ）とすることができる。傾斜部７３の終端で、硬貨は弾性パッド １６内で強固に押圧され、第２の基準位置合わせ手段４７に向けて前方へ運ばれ る。 硬貨Ｃ５０ｃの一部が、傾斜部７３に設けられた幅の狭い傾斜指状部７３ａに よって係合されている限り、硬貨Ｃ５０ｃのような硬貨は、第２の基準位置合わ せ手段４７に向けて前方へ運ばれる。硬貨が傾斜指状部７３ａと係合できるほど には十分に外壁６２に接近していないならば、その硬貨は、第２の再循環手段４ ６によって画定された壁７４に衝突し、そして、再循環されて入口領域４０に戻 される。 第１の再循環手段４４、第２の再循環手段４６、及び第２の基準位置合わせ手 段４７は、選別ヘッド１２において連続する位置に画定されている。第１の再循 環手段４４と共に第２の再循環手段４６が、パッド圧の積極的な制御の下で、硬 貨を再循環させていることは明らかである。第２の基準位置合わせ手段４７は、 また、硬貨の確実な制御を利用して、硬貨の最も外側をゲージ壁７７に整合させ る。この目的のために、第２の基準位置合わせ手段４７は、面７６と、傾斜部７ ８とを備えている。面７６は、例えば、選別ヘッド１２の底面から０．１１０イ ンチ（１．２７ｍｍ）のところにある。傾斜部７８は、硬貨Ｃ５０ｄのような硬 貨の内側エッジ部に係合する。 図２に最もよく示されているように、ゲージ壁７７の最初の部分は、選別ヘッ ド１２及び回転ディスク１３の中心に関するら旋通路に沿っている。その結果、 硬貨が回転ディスク１３によって円周方向に積極的に駆動されるとき、図３の硬 貨Ｃ１６に示されているように、硬貨の外側エッジは、ゲージ壁７７に係合し、 わずかに径方向内側に向けて正確なゲージ半径位置に押し進められる。図３は、 さらに、第２の再循環手段４６から排出される硬貨Ｃ１７を示している。 図２を参照すると、第２の基準位置合わせ手段４７は、わずかに傾斜した傾斜 部８０で終端となっている。傾斜部８０によって、硬貨は、回転ディスク上で弾 性パッド１６に強固に押圧される。そのとき、外側のほとんどのエッジは、ゲー ジ壁７７によって設けられている基準半径に整合する。傾斜部８０の終端で、硬 貨は、最大圧縮力で、選別ヘッド１２と弾性パッド１６との間で挟持される。こ れよって、硬貨は、第２の基準位置合わせ手段４７のゲージ壁７７によって決定 される新しい径方向位置に確実に保持される。 選別ヘッド１２は、さらに、選別手段を備えている。この選別手段は、一連の 放出凹部２７、２８、２９、３０、３１、及び３２からなっている。この一連の 放出凹部２７、２８、２９、３０、３１、及び３２は、プレートの外側周縁に沿 って円周方向に間隔をあけて設けられている。連続するスロットの最も内側のエ ッジは、増加する直径の順番で硬貨を受けそして放出できるように、全ての硬貨 の外側エッジの共通半径位置から徐々に離れるように設けられている。各放出凹 部の幅は、硬貨の直径よりもわずかに大きくなっている。これによって、硬貨は 、特定の凹部によって収容されそして放出される。各放出凹部の径方向外側エッ ジに隣接する案内プレート１２の面は、前記凹部に収容された硬貨の外側部分を 弾性パッド内に押圧する。その結果、これらの硬貨の内側エッジが、放出凹部内 で上方に傾斜する。放出凹部は、案内プレート１２の周縁に向けて外側に延びて いる。その結果、これらの放出凹部の内側エッジが、傾斜した硬貨を外側に案内 し、結局、案内プレート１２と弾性パッド１６との間からこれらの硬貨を放出す る。 放出凹部の最も内側のエッジは、１つの特定の金種のみの硬貨の内側エッジが 、 各凹部に入ることができるように位置決めされている。残りの他の全ての硬貨は 、その特定の凹部の最も内側のエッジを越えてさらに内側に延びている。その結 果、これらの硬貨の内側エッジはその凹部に入ることはできない。 例えば、第１の放出凹部２７は、１０セント貨のみ排出するようになっている 。したがって、この凹部の最も内側のエッジ５１は、１０セント貨の直径よりも ほんのわずかだけ大きい距離だけ、ゲージ壁７７の半径位置から内側に間隔をあ けた半径位置に設けられている。その結果として、１０セント貨のみが、第１の 放出凹部２７に入ることができる。全ての金種の硬貨の外側エッジは同じ半径位 置に位置決めされているので、硬貨が第２の基準位置合わせ手段４７を離れると き、１セント貨、５セント貨、２５セント貨、１ドル貨、及び５０セント貨の全 ては、第１の放出凹部２７の最も内側のエッジを越えて内側に延びる。それによ って、これらの硬貨がその特定の凹部に入ることが防止される。 凹部２８においては、１セント貨の内側エッジのみが、選別ヘッド１２の周縁 に十分近いところに位置決めされ、これによって、凹部２８に入ることができる 。１セント貨より大きい全ての硬貨の内側エッジは、凹部２８の最も内側のエッ ジ５２を越えて内側に延び、その結果、案内プレートと弾性パッドとの間で挟持 されたままとなる。その結果として、１セント貨を除いて全ての硬貨は、凹部２ ８を過ぎて回転され続ける。 同様に、５セント貨のみが放出凹部２９に入り、２５セント貨のみが放出凹部 ３０に入り、１ドル貨のみが放出凹部３１に入り、そして、５０セント貨のみが 放出凹部３２に入る。 各硬貨は、放出凹部を通したその移動の間ずっと、選別ヘッド１２と弾性パッ ド１６との間で挟持されるので、硬貨は、全時間、確実な制御下にある。したが って、たとえ、硬貨の一部が既に案内プレートの外側周縁を越えて突出したとき でも、任意の硬貨を、その放出凹部の長さに沿った任意の位置で止めることがで きる。その結果として、（例えば、予め選択された数の特定の金種の硬貨の計数 に応答して、）たとえいつ回転ディスクが停止されようとも、種々の放出凹部内 に既にあるこれらの硬貨を、ディスクが次の計数作動で再始動されるまで、選別 ヘッド内に保持することができる。 ６つの近接センサＳ₁−Ｓ₆の１つが、選別ヘッドに設けられた６つの出口溝２ ７−３２の各々の外側のエッジに沿って取り付けられている。これによって、そ れぞれの出口溝を通過する硬貨を感知し計数できるようになっている。センサＳ₁ −Ｓ₆を出口溝に設けることによって、各センサは、１つの特定の金種の硬貨に 専念することができる。したがって、センサの出力信号を処理して、硬貨の金種 を決定する必要はない。センサＳ₁−Ｓ₆の有効フィールド（すなわち、有効な場 ）の全ては、半径位置のちょうど外側に設けられている。その半径位置のちょう ど外側で、出口溝２７−３２に到達する前に、全ての硬貨の金種の外側エッジが 測定（ｇａｕｇｅ）される。その結果、各センサは、その出口溝に入る硬貨のみ 検出し、その出口溝を飛び越えて進む硬貨は検出しない。最も大きい硬貨の金種 （例えば、米国の５０セント貨）のみが、６番目の出口溝３２に到達する。した がって、この出口溝にセンサを設けることは、他の出口溝２７−３１にセンサを 設ける場合に比較して高い正確さは要求されない。 近接センサＳ₁−Ｓ₆に加えて、出口溝２７−３２の各々は、６つの硬貨識別セ ンサＤ１−Ｄ６の１つを備えている。これらの硬貨識別センサＤ１−Ｄ６は、渦 電流センサであり、図９−図１２に関連して後で詳細に説明する。 硬貨識別センサＤ１−Ｄ６の１つが、その出口溝の硬貨にとって適切でない材 料である硬貨材料を検出したとき、駆動モーターを非通電あるいは駆動モーター との係合を解除してブレーキを作動させることによって、ディスクを停止させる ことができる。そのとき、疑わしい硬貨の後端がその出口溝の出口エッジを通過 するまで、１あるいはそれ以上の電気パルスで駆動モーターをジョッギング作動 させることによって、疑わしい硬貨を排出させることができる。硬貨の後端がそ のセンサからその出口溝の出口エッジに移動するのに必要とされる正確なディス クの移動は、各硬貨の金種ごとに経験的に決定され、制御システムのメモリに記 憶させることができる。そのとき、選別機ディスクに設けられたエンコーダーを 使用することにより、疑わしい硬貨の感知後の実際のディスクの移動を測定する ことができる。その結果、疑わしい硬貨がその出口溝の出口エッジを通過する正 確な位置で、ディスクを停止させることができる。それによって、その疑わしい 硬貨に従っている硬貨の排出を確実に防止することができる。 図５は、ディスク対ディスクタイプの硬貨選別機を図示している。ディスク対 ディスクタイプの硬貨選別機は、列形成装置１１０を備えている。列形成装置１ １０は、混在した金種の硬貨を受けるホッパーを備えている。ホッパーによって 、硬貨は、中央供給開口部を介して、環状の列形成ヘッドすなわち案内プレート １１２の形状をした硬貨案内部材へと供給される。硬貨が中央供給開口部を通過 したとき、回転可能なディスク１１４の形状をした硬貨駆動部材の頂面に置かれ る。ディスク１１４は、電動モーター（図示せず）によって駆動される短いシャ フト（図示せず）に回転可能に取り付けられいる。ディスク１１４は、弾性パッ ド１１８を備えている。弾性パッド１１８は、弾性ゴムあるいは高分子材料から 形成されていることが好ましい。弾性パッド１１８は、中実のメタルプレート１ ２０の頂面に接合されている。 ディスク１１４が（図６で見て反時計方向に）回転したとき、ディスク１１４ の頂面に置かれた硬貨は、遠心力により弾性パッド１１８の面上を外側に向けて 摺動する。硬貨が外側に移動したとき、弾性パッド１１８に平らに置かれている これらの硬貨は、パッド面と列形成ヘッド１１２との間の間隙に入り込む。なぜ なら、列形成ヘッド１１２の内側周縁の下側が、該弾性パッド１１８から最も厚 い硬貨の厚さとほぼ同じ距離だけ間隔をあけて、弾性パッド１１８の上方に設け られているからである。 図６に最も明瞭に示されているように、外側に移動する硬貨は、最初に環状の 凹部１２４に入る。凹部１２４は、列形成ヘッド１１２の下側に形成されており 、列形成ヘッド１１２の内側周縁部の主要部分に沿って延びている。凹部１２４ に入り込んだ硬貨が径方向に移動できるように、凹部１２４は、上面を備えてい る。この上面は、最も厚い硬貨の厚さよりも大きい距離だけ、弾性パッド１１８ の頂面から間隔があけられている。凹部１２４の上流外側壁１２６は、列形成ヘ ッド１１２の最も下側の面１２８に向けて下方に延びている。列形成ヘッド１１ ２の最も下側の面１２８は、弾性パッド１１８の頂面から、最も薄い硬貨の厚さ よりもかなり小さい（例えば、０．０１０インチ（約０．２５４ｍｍ）小さい） 距離（例えば０．０１０インチ（約０．２５４ｍｍ））だけ、間隔をあけて設け られていることが好ましい。その結果、硬貨の最初の径方向の移動は、硬貨が凹 部１ ２４の上流外側壁１２６に係合したとき、終了する。しかし、弾性パッド１１８ の回転運動により、硬貨は、上流外側壁１２６に沿って円周方向に続けて移動す る。 傾斜部１２７が、上流外側壁１２６の下流端に形成されている。硬貨は、上流 外側壁１２６に係合して、その後、傾斜部１２７に到達し、回転パッド１１８に よってさらに移動して、溝１２９に入る。例えば、図６において概ね１２時の位 置にある硬貨Ｔ’ａ’は、回転パッド１１８によって移動して溝１２９内に入る 。しかしながら、傾斜部１２７に到達する前に上流外側壁１２６から径方向内側 に離れて依然位置決めされている硬貨は、再循環壁１３１に係合する。再循環壁 １３１は、硬貨が溝１２９に入り込むのを妨げる。その代わり、硬貨が、ランド 部１３０の上流端に形成された傾斜部１３２に到達するまで、硬貨は、再循環壁 １３１に沿って移動する。 凹部１２４に直接的に開口していない列形成ヘッド１１２の中央開口部の一部 のみが、ランド部１３０によって占有されている周縁部のセクター（扇形部）と なっている。ランド部１３０は、下面を備えている。下面は、列形成ヘッド１１ ２の最も下側の面すなわち最下面１２８と同一平面上にあるかあるいは最下面１ ２８よりもわずかに高い位置にある。中央供給開口部を通して回転パッド１１８ の頂面に最初に置かれた硬貨は、ランド部１３０の下に設けられている列形成ヘ ッド１１２の周縁セクターに入らない。なぜなら、ランド部１３０と回転パッド １１８との間の間隔は、最も薄い硬貨の厚さよりもわずかに狭くなっているから である。 硬貨の一部のみが凹部１２４に入り（すなわち、傾斜部１２７に係合せず）、 再循環壁１３１に沿って移動したとき、硬貨は再循環される。より具体的に説明 すると、硬貨の外側部分は、ランド部１３０の先端に設けられた傾斜部１３２に 係合する。例えば、図６において概ね９時の位置にある２５セント硬貨は、傾斜 部１３２に係合しているように図示されている。傾斜部１３２によって、硬貨の 外側部分が下方に向けて弾性パッド１１８内に押圧され、これによって、硬貨は 、その硬貨の外側部分がランド部１３０の下方にまで延びた状態で、ランド部１ ３０の内側エッジ（すなわち、列形成ヘッド１１２の内側周縁部）の下にある同 心 経路を下流側に向けて移動する。ランド部１３０の下流端に到達した後、硬貨は 、再び凹部１２４に入る。その結果、回転する弾性パッド１１８によって、硬貨 は、凹部１２４を通って溝１２９内に移動する。 傾斜部１２７に係合した硬貨は、溝１２９に入る。溝１２９は、内壁１３１と 外壁１３３とによって画定されている。外壁１３３は、回転ディスク１１４の中 心に対して一定の半径を有している。溝１２９の上面と回転パッド１１８の頂面 との間の距離は、最も薄い硬貨の厚さよりもわずかだけ小さくなっていることか ら、硬貨は、溝１２９を通って同心経路を下流側に移動する。硬貨が溝１２９を 通って下流側に移動するとき、溝１２９の面の摩損を防止するために、溝１２９ には、潤滑剤が充填された潤滑剤充填キャビティ１４６が設けられている。硬貨 が下流側に移動している間、硬貨は、外壁１３３との接触を維持する。溝１２９ の下流側端で、硬貨は、傾斜部１４１を通してら旋状の溝１３４内に移動する。 ら旋状の溝１３４の上面と弾性パッド１１８の頂面との間の距離は、最も厚い硬 貨の厚さよりもわずかに大きくなっている。それによって、硬貨は、ら旋状の溝 １３４の外側のら旋状の壁１３７との接触を維持しながら、ら旋状の溝１３４を 通って下流側に移動する。ら旋状の溝１３４によって、硬貨は、出口溝１３６に 案内される。外側のら旋状の壁１３７の下流端で、すなわち、外側のら旋状の壁 １３７がその最大半径となる位置で、硬貨は傾斜部１３９に係合する。傾斜部１ ３９によって、硬貨は、下側に向けて回転パッド１１８の弾性面内に押圧される 。外側のら旋状の壁１３７に接触する硬貨の外側エッジは、共通の半径位置を有 しており、出口溝１３６内を通過しようとしている。径方向外側エッジが傾斜部 １３９に係合しない硬貨は、再循環溝１４０の壁１３８に係合する。再循環溝１ ４０の壁１３８は、再循環させるために、そのような硬貨を案内して入口凹部１ ２４内に戻す。 ら旋状の溝１３４によって、溝１２９からら旋状の溝１３４に入ってくる重な った硬貨が分離されるようになっている。一対の重なった硬貨が溝１２９を通っ て移動している間、重なった硬貨の組合わされた厚さは、通常、十分に大きくな っているので、一対の硬貨のうち下側の硬貨が弾性パッド１１８内に押圧される 。その結果、その一対の硬貨は、溝１２９を通ってディスクに対して同心的に回 転 し、ら旋状の溝１３４に入る。ら旋状の溝１３４の内壁１３５が外側に向けてら 旋状に延びているので、上側の硬貨は、結局、内壁１３５の上側垂直部に係合し 、下側の硬貨は、内壁１３５の下そしてランド部１３０の下を通過する。そのと き、下側の硬貨は、ディスクに対して同心的に回転してランド部１３０の下を通 過して再循環され、列形成ヘッド１１２の入口凹部１２４に戻る。しかしながら 、もし、重なった硬貨の組合わされた厚さが十分に大きくなく、これによって、 一対の硬貨のうち下側の硬貨が弾性パッド１１８内に押圧されないならば（例え ば、２枚のとても薄い外国製硬貨の場合）、後述するようにその硬貨は、出口溝 １３６内で分離される。 出口溝１３６によって、該出口溝１３６に入る全ての硬貨は、異なった厚さや 直径にかかわらず、共通のエッジ（全ての硬貨の内側エッジ）が同じ径方向位置 で整合した状態で、該出口溝１３６を出る。その結果、硬貨の反対側（すなわち 、外側）のエッジを使用して、円形選別装置１２２で選別されるようになってい る。出口溝１３６の上面は、列形成ヘッド１１２の最下面１２８からわずかに凹 設されている。その結果、出口溝１３６の内壁１４２は、硬貨案内壁を形成する 。しかしながら、この上面は、パッド面に十分に近づいているので、全ての金種 の硬貨は弾性パッド１１８内に押圧される。回転パッド１１８が出口溝１３６を 通して硬貨を移動させている間、潤滑剤充填キャビティ１４６は、硬貨が出口溝 １３６の面を摩損するのを防止する。 硬貨が出口溝１３６を通って前進するとき、硬貨は、図５において回転ディス ク１１４の回転中心と同心になっている経路をたどる。なぜなら、全ての金種の 硬貨は、連続的にしっかりと弾性ディスク面内に押圧されるからである。この押 圧係合によって、硬貨が確実に保持されるので、出口溝１３６内で硬貨を包含さ せるための外壁は必要ない。全ての金種の硬貨の内側エッジは、結局、内壁１４ ２に係合する。そのとき、内壁１４２は、硬貨を外側に向けてディスクの周縁に 案内する。図６に示されているように、硬貨が列形成ヘッド１１２を出るとき、 出口溝１３６の内壁１４２の下流側セクションは、硬貨の内側エッジのための最 終のゲージ壁を形成する。 出口溝１３６は、ら旋状の溝１３４によって分離されなかった重なった硬貨を 分離する。任意の対の重なった硬貨の組合わされた厚さは、十分に厚いので、そ の対の下側の硬貨が弾性パッド１１８内に押圧される。その結果として、その対 の硬貨は、ディスクに対して同心的に回転する。出口溝１３６の内壁１４２は外 側に向けてら旋状に延びているので、上側の硬貨は、結局、内壁１４２の上側垂 直部に係合する。そして、下側の硬貨は内壁１４２の下を通過する。この下側の 硬貨は、再循環溝１４４内に進む。再循環溝１４４は、入口凹部１２４のように 機能し、この硬貨を溝１２９内の下流側に案内する。 好ましい実施例においては、列形成装置１１０を使用して、円形選別装置１２ ２に硬貨を供給するようになっている（図５参照）。したがって、図６において 、静止した選別プレートすなわちディスク１５０の形状をした硬貨案内部材の周 縁に沿って形成された一連の開口部上に硬貨を進ませることによって、硬貨は選 別される。この開口部１５２ａ−１５２ｈの径方向の幅は、漸進的に増加するよ うになっている。その結果、小さな硬貨は大きな硬貨の前に取り除かれることと なる。全ての開口部１５２ａ−１５２ｈの外側エッジは、円筒形壁１５４からわ ずかに離れて間隔をあけて設けられている。硬貨が連続する開口部上を前進する とき、硬貨の外側エッジを案内できるように、円筒形壁１５４は、ディスク１５ ０の外側周縁に沿って延びている。円筒形壁１５４と開口部１５２ａ−１５２ｈ の外側エッジとの間のディスク面は、硬貨の外側部分を連続的に支持する。各硬 貨がその開口部に到達するまで、硬貨の内側部分は、また、ディスク１５０によ って支持される。その開口部のポイントで、硬貨の内側エッジは、下側に向けて 傾斜し、そして、硬貨は、その開口部を介して落下する。開口部１５２ａに到達 する前に、硬貨は、円筒形壁１５４によって、径方向内側にわずかに移動する。 これによって、列形成装置１１０から円形選別装置１２２に硬貨が移動した後、 硬貨は、正確に位置決めされることとなる。 一連の開口部１５２ａ−１５２ｈに沿って硬貨を進めるために、硬貨の上面は 、弾性ゴムパッド１５６に係合する。弾性ゴムパッド１５６は、回転ディスク１ ５８の形状をした回転駆動部材の下面に取り付けられている（図７及び図８）。 図６で見て、回転ディスク１５８は、時計方向に回転する。他の実施例において 、図７及び図８に示した弾性ゴムパッド１５６の代わりに弾性ゴムリングを使用 し、 これを、回転ディスク１５の下面の外側周縁に取り付けるようにしてもよい。弾 性ゴムパッド１５６の下面は、ディスク１５０の上面に十分に近づけて間隔をあ けているので、ディスク１５０の周縁部に沿って同心的に硬貨が進められている 間、弾性ゴムパッド１５６によって、硬貨の厚さにかかわらず、全ての金種の硬 貨がディスク１５０の面にしっかりと押圧されるようになっている。その結果と して、硬貨が、排出される特定の開口部１５２上に位置決めされたとき、弾性ゴ ムパッド１５６によって、硬貨は押圧され、該開口を通って落下する（図８）。 図６に示されているように、硬貨識別センサＤは、選別用の開口部１５２ａ− １５２ｑの上流側でディスク１５０に取り付けられている。硬貨が硬貨識別セン サＤを横切るとき、硬貨は未だ選別されていないので、このセンサが、単に機能 することによって、通過している硬貨が、選別される硬貨の金種の１つに対応す る組成を備えているか否かを決定する。もし、答えが否定的ならば、被駆動ディ スク１５８を停止させて、その所望されない硬貨を取り除くことができる。ある いは、オペレーターは、単に、所望されない硬貨が検出されたということの注意 を受けることができる。 図６に示されているように、静止したディスク１５０は、その円弧形状セクシ ョンが、列形成装置１１０の近くの位置で破断されている。これによって、硬貨 が、出口溝１３６と円形選別装置１２２との間を円滑に移動できる。この破断さ れたセクションによって、列形成ヘッド１１２によって形成された出口溝１３６ に沿って進められる硬貨は、実際に弾性ゴムパッド１５６に係合し、その後、硬 貨は、完全に回転ディスク１１４を離れることとなる。各硬貨が回転ディスク１ １４の周縁に接近したとき、硬貨の外側部分がそのディスクの周縁を越えて突出 し始める。この突出は、小さな直径の硬貨よりも大きな直径の硬貨の方が早く始 まる。図７に示されているように、回転ディスク１１４を越えて突出した硬貨の 部分は、結局、静止した選別ディスク１５０に形成された支持面と重なる。硬貨 がディスク１５０と重なったとき、硬貨は、また、弾性ゴムパッド１５６の経路 を遮る。硬貨の外側部分は、弾性ゴムパッド１５６に係合する（図７）。 各硬貨は、短時間の間、列形成装置１１０内で部分的に位置決めされると共に 、円形選別装置１２２内で部分的に位置決めされる。その後、硬貨は、列形成装 置 １１０から円形選別装置１２２に実際に移動する。図６に示されているように、 列形成ヘッド１１２に設けられた出口溝１３６の硬貨案内内壁１４２は、列形成 ヘッド１１２の出口端で、円筒形壁１５４の内面１５４ａの延長線をたどり始め ている。その結果、（ディスク１５０に移動したとき、硬貨の外側エッジになる ）回転ディスク１１４上における硬貨の内側エッジは、出口溝１３６の内壁１４ ２によって円滑に案内される。次いで、硬貨が回転ディスク１１４からディスク １５０に移動したとき、円筒形壁１５４の内面１５４ａによって円滑に案内され る。 前述したように、出口溝１３６は、全ての金種の硬貨が弾性パッド１１８内に しっかりと押圧されるだけの深さを備えている。硬貨が列形成装置１１０を離れ るまで、硬貨は、そのように押圧されたままとなる。弾性パッド１１８内に硬貨 をしっかりと押圧することによって、硬貨は、移動過程の間、確実に保持された ままとなる。すなわち、円形選別装置１２２の静止した選別ディスク１５０に完 全に移動する前に、硬貨が、遠心力によって回転ディスク１１４から飛び去らな くなることが確実になる。 ディスク１１４からディスク１５０への硬貨の移動を容易にするために、ディ スク１５０の頂面の外側エッジ部には、テーパー部１６０が設けられている（図 ７参照）。したがって、たとえ硬貨が弾性パッド１１８内に押圧されていても、 硬貨が移動する間、硬貨は、静止した選別ディスク１５０のエッジに引っ掛かる ことはない。 さて、図９−図１２を参照すると、本願発明の一実施例は、渦電流センサ２１ ０を採用している。渦電流センサ２１０は、硬貨ハンドリングシステムの硬貨識 別センサＤ１−Ｄ６として作動する。渦電流センサ２１０は、硬貨２１４に渦電 流を誘導させるために使用される交番磁界を発生する励磁コイル２１２を備えて いる。励磁コイル２１２は、始端２１６と終端２１８とを備えている。一実施例 として、交流励磁コイル電圧Ｖ_ex、例えば、周波数２５０ＫＨでピークからピー クまでの電圧が１０ボルトの正弦波信号が、励磁コイル２１２の始端２１６と終 端２１８に加えられる。交流電圧Ｖ_exは、励磁コイル２１２に、対応する電流を 引き起こす。その電流は、さらに、対応する交番磁界を引き起こす。交番磁界は 、励磁コイル２１２内及びその周辺に存在し、そして、外側に向けて硬貨２１４ に 達する。硬貨２１４が励磁コイル２１２の近くまで移動したとき、交番磁界は、 硬貨２１４に伝わる。そして、硬貨が交番磁界を通って移動したとき、渦電流が 硬貨２１４に誘導される。硬貨２１４を流れる渦電流の強さは、硬貨の材料の組 成、特に、その材料の電気抵抗による。オームの法則（電圧＝電流×抵抗）にし たがって、どの程度の電流が硬貨１１４に流れるのかは、抵抗が影響を与える。 渦電流は、それ自身で、また、対応する磁界を引き起こす。基端検出コイル２ ２２と末端検出コイル２２４とが硬貨２１４上に配置されている。その結果、渦 電流を発生させる磁界により、電圧が基端検出コイル２２２と末端検出コイル２ ２４上に誘導される。末端検出コイル２２４は、硬貨２１４の上に位置決めされ ている。基端検出コイル２２２は、末端検出コイル２２４と通過中の硬貨２１４ との間に位置決めされている。 一実施例において、励磁コイル２１２、基端検出コイル２２２、及び末端検出 コイル２２４は、全て同じ方向（時計方向あるいは反時計方向）に巻き付けられ ている。基端検出コイル２２２と末端検出コイル２２４とが同じ方向に巻き付け られているので、その結果、渦電流によってこれらのコイルに誘導される電圧は 、適切に方向決めされる。 基端検出コイル２２２は、始端２２６と終端２２８とを備えている。同様に、 末端検出コイル２２４は、始端２３０と終端１３２とを備えている。硬貨１１４ からの距離を増加させるために、基端検出コイル２２２と末端検出コイル２２４ とは、次のように位置決めされている。すなわち、硬貨に近い方から、基端検出 コイル２２２の終端２２８、基端検出コイル２２２の始端２２６、末端検出コイ ル２２４の終端２３２、及び末端検出コイル２２４の始端２３０の順で位置決め されている。図１２に示されているように、基端検出コイル２２２の終端２２８ は、伝導ワイヤ２３４を介して末端検出コイル２２４の終端２３２に接続されて いる。検出コイル２２２、２２４の他の組み合わせが可能であることは当業者に は明らかだろう。例えば、他の実施例において、基端検出コイル２２２は、末端 検出コイル２２４の反対方向に巻き付けることができる。この場合、基端検出コ イル２２２の始端２２６は、末端検出コイル２２４の終端２３２に接続される。 硬貨２１４の渦電流は、基端検出コイル２２２に電圧Ｖ_PROXを誘導し、末端検 出コイル２２４にＶ_distを誘導する。同様に、励磁コイル２１２は、また、基端 検出コイル２２２と末端検出コイル２２４の各々にコモンモード（ｃｏｍｍｏｎ ｍｏｄｅ）電圧（同相電圧）Ｖ_comを誘導する。励磁コイル２１２内で、検出 コイルの物理的配置を対称的にしたので、コモンモード電圧Ｖ_comは、各検出コ イルで事実上同じになっている。基端検出コイル２２２と末端検出コイル２２４ が、同じ方向に巻き付けられ且つ同じ方向に物理的に方向決めされ、そして、終 端２２８と終端２３２とが接続されているので、励磁コイル２１２によって誘導 されるコモンモード電圧Ｖ_comは減じられ、硬貨２１４の渦電流に対応する差分 電圧（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ）Ｖ_diffのみ残される。これによ って、コモンモード電圧Ｖ_comを減じるために電気回路を追加する必要がない。 コモンモード電圧Ｖ_comは、事実上、減じられる。なぜなら、末端検出コイル２ ２４と基端検出コイル２２２の両方が、励磁コイル２１２から同じレベルの誘導 電圧Ｖ_comを受けるからである。 コモンモード電圧Ｖと違って、渦電流によって誘導される末端検出コイル２２ ４の電圧と基端検出コイル２２２の電圧は、事実上、同じではない。これは、基 端検出コイル２２２が、末端検出コイル２２４よりも通過中の硬貨の近くに故意 に位置決めされているからである。したがって、基端検出コイル２２２に誘導さ れる電圧は、かなり強くなっている。すなわち、基端検出コイル２２２に誘導さ れる電圧は、末端検出コイル２２４に誘導される電圧よりも大きな振幅を備えて いる。本願発明においては、渦電流により基端検出コイル２２２に誘導された渦 電流誘導電圧から、渦電流により末端検出コイル２２４に誘導された渦電流誘導 電圧が減じるようになっているが、電圧の振幅差は、渦電流応答を詳細に分析で きるように十分に大きくなっている。 図９に示されているように、励磁コイル２１２は、磁気シールド２３４によっ て径方向で囲まれている。磁気シールド２３４は、高いレベルの磁気透磁率を備 えており、励磁コイル２１２を囲むことによって、磁界の包含を援助できるよう になっている。磁気シールド２３４によって、漂遊磁界と、近くにある他の渦電 流センサとの干渉を防止できる。磁気シールドは、それ自身、スチールの外側ケ ース２３６によって、径方向において囲まれている。 一実施例において、励磁コイル２１２は、円筒形のセラミック（例えば、アル ミナ）コア２３８を使用している。アルミナは、湿気を通さず、摩耗に対して強 い面を備えている。セラミックコア２４８は、摩耗に耐えることができることが 望ましい。なぜなら、セラミックコア２４８は、硬貨２１４と摩擦接触する可能 性があるからである。アルミナは、高い硬度、すなわち、モース硬度スケール（ ｍｏｈｓ ｓｃａｌｅ）で約９の硬度を有しているので、摩擦接触に十分に耐え ることができる。 渦電流センサ１０を形成するために、基端検出コイル２２２と末端検出コイル ２２４とが、コイル形状に巻き付けられている（図示せず）。好ましい形状は、 ０．５インチ（約１２．７ｍｍ）の長さと、０．２６２０インチ（約６．６５４ ８ｍｍ）の最大直径と、０．１６６０インチ（約４．２１６４ｍｍ）の最小直径 と、２つの溝とを有する円筒形状である。２つの溝は、０．０６０インチ（約１ ．５２４ｍｍ）幅を有しており、０．０６０インチ（約１．５２４ｍｍ）だけ離 れて間隔が設けれている。また、２つの溝は、０．０３インチ（約０．７６２ｍ ｍ）だけ前記形状の一端から間隔をあけて設けられている。基端検出コイル２２ ２と末端検出コイル２２４の両方とも、３５０回巻きの＃４４ＡＷＧ（アメリカ 電線規格）の、エナメルで被覆された磁気ワイヤ層を備えている。これは、前記 溝の利用可能な空間をほぼ均一に充填するように巻き付けられている。基端検出 コイル２２２と末端検出コイル２２４の各々は、終端２２８と終端２３２とが伝 導ワイヤ２３４によって一緒に接続された状態で、同じ方向に巻き付けられてい る。基端検出コイル２２２の始端２２６と、末端検出コイル２２４の始端２３０ とは、接続ケーブルのそれぞれ別個のワイヤに接続されている。 励磁コイル２１２は、ほぼ均一の層が円筒状のアルミナセラミックコイル形態 に巻き付けられて構成されている。円筒状のアルミナセラミックコイル形態は、 ０．５インチ（約１２．７ｍｍ）の長さと、０．２７５０インチ（約６．９８５ ｍｍ）の外径と、０．０３１２５インチ（約０．７９３７５ｍｍ）の壁の肉厚と を備えている。励磁コイル２１２は、１３５回巻きの＃４２ＡＷＧ（アメリカ電 線規格）の、エナメルで被覆された磁気ワイヤで、基端検出コイル２２２と末端 検出コイル２２４と同じ方向に巻き付けられている。励磁コイル電圧Ｖ_exは、始 端２１６と終端２１８に加えられる。 励磁コイル２１２と基端検出コイル２２２と末端検出コイル２２４とが巻き付 けられた後、励磁コイル２１２は、共通の中心軸を中心として、基端検出コイル ２２２及び末端検出コイル２２４上に滑らせて組み付けられる。このとき、渦電 流センサ２１０がテスト発信器（図示せず）に接続される。テスト発信器は、励 磁電圧Ｖ_exを励磁コイル２１２に加える。励磁コイルの位置は、コイル巻線の近 くに金属が存在していない状態で、基端検出コイル２２２及び末端検出コイル２ ２４からのゼロ応答を交流電圧計に与えることができるように、当該コイルの軸 線に沿って調整される。 磁気シールド１４４は、励磁コイル２１２上に滑らせて組み付けられ、基端検 出コイル２２２及び末端検出コイル２２４からのゼロ応答を再び与えることがで きるように調整される。 磁気シールド２４４と、該磁気シールド２４４内に設けられた励磁コイル２１ ２、基端検出コイル２２２、及び末端検出コイル２２４とは、次いで、スチール の外側ケース２４６に配置され、ポリマー樹脂（図示せず）で封入され、これに よって、磁気シールド２４４と、励磁コイル２１２と、基端検出コイル２２２と 、末端検出コイル２２４との位置が「固定（ｆｒｅｅｚｅ）」される。 前記樹脂を硬化させた後、基端検出コイル２２２に最も近い渦電流センサ２１ ０の端部は、砂などで研磨され、そして、ラップ仕上げされ、これにより、励磁 コイル２１２及び基端検出コイル２２２が樹脂内の浅い位置で凹設された状態の 平坦で滑らかな面が与えられる。 硬貨２１４によって、基端検出コイル２２２及び末端検出コイル２２４上に誘 導された電圧を検出するために、その検出された電圧の位相の分析と振幅分析と を組み合わせて使用することが好ましい。このタイプの分析によって、硬貨の表 面の形状寸法の変動の影響と、硬貨とコイルとの間の距離の変動の影響とを最小 限にすることができる。 励磁コイル２１２に加えられる電圧によって、電流が励磁コイル２１２を流れ る。この電流の変化は、電圧２００の変化よりも遅れている。例えば、超電導コ イルにおいて、電流は、電圧２２０よりも９０度だけ遅れる可能性がある。実際 、 硬貨２１４の渦電流は、励磁コイル２１２の電流に抵抗損失を負わせることとな る。そのため、励磁コイル２１２の電圧と電流との間の最初の位相の相違は、硬 貨２１４の存在によって、減少する。したがって、末端検出コイル２２４と始端 ２２６とに電圧が誘導されたとき、励磁コイル２１２に加えられた電圧と検出コ イルの電圧との間の位相差は、硬貨に流れる渦電流の影響によって減少する。位 相差の減少量は、硬貨の電気的な特性及び磁気的な特性、したがって、硬貨の組 成に関連する。位相差と最大振幅とを分析することによって、硬貨の組成を正確 に評価することができる。 図１２Ａ及び１２Ｂは、２つの検出コイル２２２と２２４からの差分出力信号 Ｖ_diffをサンプリングするための好ましい位相感知用の検出器２５０を図示して いる。差分出力信号Ｖ_diffは、緩衝（バッファ）増幅器（ｂｕｆｆｅｒ ａｍｐ ｌｉｆｉｅｒ）２５２を通ってスイッチ２５４に達する。スイッチ２５４で、該 スイッチ２５４を瞬間的に閉じることによって、差分出力信号Ｖ_diffは、周期ご とに１回、サンプルされる。スイッチ２５４は、Ｖ_ex信号から生成される一連の 基準パルス、すなわち、周期ごとに一つのパルスによって制御される。基準パル ス２５８は、励磁電圧Ｖ_exと同調している。その結果、サンプリングの間の差分 出力信号Ｖ_diffの振幅は、検出コイル電圧２３６、２３８の振幅だけでなく、励 磁コイル２１２の信号と検出コイル２３６、２３８の信号との間の位相差との関 数になっている。 Ｖ_exから得られたパルスは、「オフセット角（ｏｆｆｓｅｔ ａｎｇｌｅ）」 だけ遅延している。「オフセット角」を調整することによって、渦電流センサ２ １０の基端面と感知される硬貨２１４の表面との間の間隙の変動に合わせて、Ｖ_diff の感度を最小限にできる。所定の硬貨のオフセット角の値は、硬貨２１４と 同じ材料からつくられた基準のメタルディスクを移動させることによって、経験 的に決定することができる。このとき、前記基準のメタルディスクは、該基準の メタルディスクがセンサ面に接触する位置から、該基準のメタルディスクがセン サ面から約０．００１インチないし０．０２０インチ（約０．０２５４ｍｍない し０．５０８ｍｍ）だけ離れた位置まで移動させられる。検出器２５０からの信 号サンプルは、両位置で測定される。２つの測定値間の差は表示される。このプ ロセスは、異なったオフセット角で数回繰り返される。これによって、２つの測 定値の間が最小となるオフセット角が決定される。 緩衝された（ｂｕｆｆｅｒｅｄ）Ｖ_diffがサンプルされるごとに、その結果と してのサンプル値が第２の緩衝増幅器２５６を通ってアナログ／デジタル変換器 （Ａ／Ｄコンバーター）（図示せず）に出力される。その結果としてのデジタル 値は、マイクロプロセッサー（図示せず）に供給される。マイクロプロセッサー によって、その値は、参照用テーブル（図示せず）に記憶された種々の値の範囲 と比較される。各記憶された値の範囲は、特定の硬貨の材料に対応している。し たがって、所定のサンプル値によって示された硬貨の材料は、そのサンプル値が 当てはまる特定の記憶された範囲によって決定される。記憶された値の範囲は、 各金種の１回分の硬貨を単に測定し、そして、各金種ごとに測定してその結果得 られた値の範囲を記憶することによって、経験的に決定される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．所望する硬貨と所望しない硬貨とを識別するための硬貨識別センサであって 、 交番磁界を引き起こすための励磁コイルを備えており、 前記交番磁界は、前記所望する硬貨と所望しない硬貨とに作用して、渦電流を 誘導しており、 前記硬貨識別センサは、さらに、 前記所望する硬貨と所望しない硬貨とに誘導された前記渦電流を検出するため の一対の巻線を有する検出コイルを備えており、 前記一対の巻線は、前記硬貨からそれぞれ異なった距離だけ離れて位置決めさ れて、感知した前記所望する硬貨と所望しない硬貨の組成に対応する差分電圧を 引き起こすようになされていることを特徴とする硬貨識別センサ。 ２．所望する硬貨と所望しない硬貨とを識別するための硬貨識別感知システムで あって、 電圧が加えられて交番磁界を引き起こすための励磁コイルを備えており、 前記交番磁界は、前記所望する硬貨と所望しない硬貨とに作用して、渦電流を 誘導し、 前記硬貨識別感知システムは、さらに、 前記前記所望する硬貨と所望しない硬貨から渦電流を検出するための検出コイ ルであって、感知した前記所望する硬貨と所望しない硬貨の組成に対応する差分 電圧を引き起こす前記検出コイルと、 前記励磁コイルに加えられた電圧と、前記検出コイルに誘導された前記差分電 圧との間の位相差を検出するための手段とを備えていることを特徴とする硬貨識 別感知システム。 ３． 請求項２に記載された、所望する硬貨と所望しない硬貨とを識別するため の硬貨識別感知システムにおいて、 前記励磁コイルに加えられた電圧と、前記検出コイルに誘導された前記差分電 圧との間の位相差を検出するための手段は、またさらに、前記差分電圧の振幅を 検出するための手段を備えていることを特徴とする硬貨識別感知システム。 ４． 所望する硬貨と所望しない硬貨とを識別するための硬貨識別感知システム であって、 正弦波電圧が加えられて交番磁界を引き起こすための励磁コイルを備えており 、 前記交番磁界は、前記所望する硬貨と所望しない硬貨とに作用して、渦電流を 前記硬貨に誘導しており、 前記硬貨識別システムは、また、 前記所望する硬貨と所望しない硬貨から渦電流を検出するための検出コイルで あって、前記所望する硬貨と所望しない硬貨とに隣接して位置決めされた基端コ イルと、前記所望する硬貨と所望しない硬貨とから離れて位置決めされた末端コ イルとを有する前記検出コイルを備えており、前記基端コイルと前記末端コイル とは前記一次コイルと同じ方向に巻き付けられており、前記基端コイルは、始端 と終端とを有しており、前記末端コイルは、始端と終端とを有しており、前記末 端コイルの前記終端は、前記基端コイルの前記終端に接続されており、前記基端 コイルの始端と前記末端コイルの始端のうちの一方が、電気的に接地されており 、他方が非接地となっており、前記非接地端が、感知した前記所望する硬貨と所 望しない硬貨の組成に対応する差分電圧を示しており、 前記硬貨識別感知システムは、さらに、 前記励磁コイルに加えられた電圧と、前記検出コイルに誘導された前記差分電 圧との間の位相差を検出するための手段を備えていることを特徴とする硬貨識別 感知システム。