JPS6058514B2 - 硬貨選別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は検査硬貨に交番磁界をあてて、その材質また
は形状により内部に生する過電流の量及び位相の変化や
透磁率の変化を検出コイルのインダクタンス変化て捉え
この変化率に基づき検査硬貨の適正を判定する硬貨選別
装置に関する。

断種硬貨選別装置はメモリ等に記憶した純正貨の場合
の基準インダクタンス値と検査硬貨によつて得た測定イ
ンダクタンス値と比較することで適正を判定している。

然しながら、検査硬貨が存在していないときの検出コイ
ルのインダクタンス（（以下初期インダクタンスと呼ふ
）は巻線の巻数及び巻き形状更にコアの透磁率によつて
決定されるため工業生産する場合個々の検出コイルの初
期インダクタンスに差異が生ずる。そのため純正貨の場
合の基準インダクタンス値は検出コイルに応じて（即ち
硬貨選別装置に応じて）設定しなければならないのであ
るが、初期インダクタンスは温度等使用条件の変化また
は経時変化によつて変動することも考慮すると必すしも
硬貨選別装置の製造工程時に検出コイルに応じた基準イ
ンダクタンス値を設定することは有効であるとはいえな
い。更にこの方法に依ると生産コストの上昇をきたすこ
とにもなる。そのため基準インダクタンス値と検査硬貨
による測定インダクタンス値を比較する場合に広範囲な
許容誤差範囲を設定することで検出コイルの初期インダ
クタンスのバラツキを解消しているがこれては高精度な
硬貨選別は期待できそうにない。また検査硬貨の投入直
前の初期インダクタンス値と測定インダクタンス値の比
または差を取つて適正を判定すれば使用条件の変化また
は経時変化による初期インダクタンス値の変動には対処
できるのであるが、然しながら製造時に於ける検出コイ
ル個々の初期インダクタンスの差異は解消されず、検出
コイル毎に初期インダクタンス値と純正貨の基準インダ
クタンス値との比または差を設定しなければならなくな
る。しかも比を取る場合は割算回路が必要となつて高価
となり、また差を取る場合は初期インダクタンス値の変
動分が大きくなると誤差も増大して精度が低下する欠点
が夫々生じる。本発明は検出コイルの製造時に於ける初
期インダクタンスの差異及び使用条件または経時変化に
よる初期インダクタシスの変動の両方を硬貨の適正検査
のパラメータに加えることのできる硬貨選別装置を提供
するものてある。

第１図は検出コイルの印加周波数を変化させた場合に於
ける硬貨存在時及び非存在時のインダクタンス特性ａ・
・・ｂを示すグラフである。

図より明らかな如く初期インダクタンスは周波数と無関
係に常に一定であるが、硬貨存在時に於けるインダクタ
ンスは或る周波数ｆ１までは周波数が上昇するにつれて
下降するがｆ１までは周波数が上昇するにつれて下降す
るがｆ１以後は一定となることが判かる。また第２図は
第１図に於けるｆ１以上の任意の周波数を検出コイルに
印加したときの種々のタイプの検出コイルの初期インダ
クタンス値に対する硬貨存在時のインダクタンス変化分
ΔＬをプロットしたグラフである。この図より所定の高
周波数領域では初期インダクタンスに対し硬貨存在時の
インダクタンスは一定の比を持つことが判かる。これは
以下に述べる理由で説明がつく。即ち、周波数が高くな
るにつれて渦電流が増大しいわゆる表皮効果の現象によ
り磁束が硬貨内部に侵透できす硬貨の材質による影響を
受けなくなつてインダクタンス変化が一定となるのであ
る。検出コイルの形状及び特性により差異もあるが第１
図のｆ１は２００ＫＨｚ附近であることが確認されてい
る。斯かる高周波領域は検査硬貨の板厚に対してスキン
デプス（磁束の表皮深度）が非常に小さくなるため検査
硬貨の表面形状及び外径に敏惑に影響を受けるインダク
タンス変化をもたらし此種硬貨選別装置に関して有効に
利用される周．波数といえる。以上の点より本発明は高
周波磁界による検査に於いては初期インダクタンスに変
動があつても変動分に応じて検査硬貨投入によるインダ
クタンスも変化することに着目し、初期インダクタンス
が−変動した場合は変動分に応じて測定条件を補正し基
準インダクタンス値と同じ条件で測定インダクタンス値
を得ようとするものである。

以下図面と共に本発明の一実施例を詳述する。

尚インダクタンスの変化はブリツヂ回路によるバランス
、位相変化、発振周波数の変化で捉えることができるが
実施例では発振周波数の値でインダクタンスを捉えるも
のとする。第３図はインダクタンス検出器を示すもので
ＲＥＪ字コア７に発振回路１のインダクタンスを形成す
る検出コイル９を巻回し磁界が検査硬貨６の面と直交す
るように硬貨通路８と関連づけられて配置されている。
第４図で発振回路１より出力される発振パルスは分”周
回路２に入力して発振周波数がカウントされる。発振パ
ルスを一定の値Ｎで分周する分周回路２の出力はインバ
ータ１０を介して基準発振器１１と共にＡＮＤゲート１
２に接続され更にＡＮＤゲート１２は可逆計数装置±刈
に接続されている。可逆計数装置１１は加算カウンタ１
４と減算カウンタ１５とから成り、加算カウンタ１４の
各計数段における出力端子Ｑ１・・・Ｑｎは減算カウン
タ１５の各計数段における入力端子Ｄ１〜Ｄｎに接続さ
れている。減算カウンタ１５の各計数段の出力端子Ｑ１
″・・・Ｑｎ″に接続された０Ｒゲート１６は発振回路
１と共に７ＶｓＪＤゲート１７に接続され更にＡＮＤゲ
ート１７は計数回路３の計数人力端に接続されている。
そして基準値記憶装置４は基準発振周波数が設定されて
いて計数回路３でカウントされた発振周波数は一致検出
回路５てこの基準発振周波数と比較され検査硬貨の適正
が判定される。シーケンス制御回路１８は状態信号ｃｍ
ｄ−ｈの入力により制御信号ａ−ｂ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇを
夫々ＲＨョ（ハイレベル）或いはＲＬＪ（ローレベル）
として出力し分周回路２・可逆計数装置±立・一致検出
回路５・ＡＮＤゲート１７及び１９の動作を制御するも
のである。即ちシーケンス制御回路１８は状態信号ｃｍ
ｄ−ｈの入力により制御信号ａ−ｂ−ｄ−ｅ−ｆ−ｇを
出力するように論理構成することで分周回路２・可逆計
数装置１１・一致検出回路５・ＡＮＤゲート１７及び１
９の操作手順が設定されている。第５図に示すタイムチ
ャートに沿つて動作を説明する。

先ず最初リセット期間でシーケンス制御部１８は制御信
号ｂにＲＨＪを出力して分周回路２及び加算カウンタ１
４をリセットする。次の測定時間決定期間に於いてシー
ケンス制御部１８は制御信号ａ−ｅにＲＨＪを夫々出力
しＡＮＤゲート１９及び１２を導通させる。

このとき分周回路２はリセットされていて状態信号ｃは
ＲＬＪとなつているが、インバータ１０によりＡＮＤゲ
ート１２にはＲＨョが入力するため基準発振器１１に生
じるクロックパルスは加算カウンタ１４に導入して計数
される。また検出コイル９の初期インダクタンスに応じ
て発振回路１より生ずる発振パルスはＡＮＤゲート１９
を介して分周回路２に導入して計数される。分周回路２
は所定の分周値ＮをカウントするとＲＨＪの状態信号Ｃ
を出力し、シーケンス制御部１８はこの信号Ｃの入力に
より制御信号ａ−ｅをそれぞれＲＬョにして，ＡＮＤゲ
ート１９及び１２を非導通に制御する。したがつて分周
回路２と加算カウンタ１４の計数動作は停止して測定時
間決定期間が終了する。このような測定時間決定期間の
動作にて、分周回路２が上記の所定値Ｎをカウントする
のに要する時間、即ち現時点の各種条件に依る検出コイ
ル９の初期インダクタンスに基づく測定時間が、加算カ
ウンタ１４で計数される。そしてリセット期間で、シー
ケンス制御回路１８は制御信号ｆにＲＨＪを出力し、こ
の信号により減算カウンタ１５はカウンタ１４の計数値
をプリセットするとともに、計数回路３はリセットされ
る。

次にシーケンス制御回路１８は制御信号ｂをＲＨＪにし
て分周回路２及びは加算カウンタ１４をリセットする。
そして検査硬貨６が投入されたことを示す状態信号ｄが
例えば検出コイル９の近傍に配置された硬貨検知器２０
より出力されると減算カウンタ１５にプリセットされた
測定時間に亘つて検査硬貨６によるインダクタンス（発
振周波数）を測定するインダクタンス検出期間となる。

然しながら状態信号ｄが予じめシーケンス制御部１８内
に設定されている時間内に入力しない場合、シーケンス
制御部１８は再び制御信号ｂにＲＨョを出力してリセッ
ト期間とし続いて制御信号ａ−ｅにＲＨＪそして制御信
号ｂにＲＬＪを出力して更に測定時間決定期間となる。
したがつて検査硬貨が投入されていない場合常に或る周
期毎にその時点における最良の測定時間を検出して減算
カウンタ１５にその値をプリセットしている。インダク
タンス検出期間でシーケンス制御部１８は制御信号ｇに
ＲＨＪを出力してＡＮＤゲート２１を導通させ基準発振
器１１よりのクロックパルスが減算カウンタ１５へ導入
して減算計数動作が行なわれるように制御する。

０Ｒゲート１６は減算カウンタ１５の何れかの計数段に
出力が生じている場合（即ち計数内容が零でない）はＲ
ＨＪを出力するため制御信号ＧｒＨＪとで７ＶｓＪＤゲ
ート１７は導通し発振回路１より生じている検査硬貨の
存在による発振パルスで計数回路３に入力して計数され
る。

そして減算カウンタ１５が減算によつて零となると即ち
プリセットされた測定時間が経過すると０Ｒゲート１６
はＲＬＪとなつて，ＡＮＤゲート１７が非導通となり計
数回路３の計数動作は停止する。したがつて計数回路３
は減算カウンタ１５にプリセットされた時間に亘つて発
振パルスを計数することで発振周波数を測定している。
０Ｒゲート１６の出力ＲＬＪが状態信号ｈとしてシーケ
ンス制御部１８に入力するとインダクタンス検出期間が
終了し検査硬貨の適正判定期間となる。

適正判定期間に於いてシーケンス制御部１８は制御信号
１にＲＨＪを出力し、一致検出回路５に計数回路３で計
数した発振周波数と基準値記憶装置４に設定した基準周
波数との比較を命令する。

そして発振周波数と基準周波数が一致している場合成い
は許容誤差範囲内で一致が取れた場合に検査硬貨は適正
と判定される。基準周波数は次のようにして予じめ基準
値記憶装置に設定される。即ちかかる硬貨選別装置を工
業生産した後、発振回路１の初期インダクタンスによる
発振周波数ＦＯと代表的な純正貨の存在下のインダクタ
ンスによる発振周波数ｆとの比（ｆ／ＦＯ）を分周値Ｎ
倍した値を基準周波数とする。このような基準値設定は
完成した装置ごとに検出コイル９と検査硬貨６との間の
機械的な相対位置を補正する目的で行なわなければなら
ないのであるが、この相対位置を精度良く構成てきるの
てあれは検出コイル９毎の初期インダクタンスのバラツ
キは回路的に吸収できるため代表的な基準周波数を各装
置に共通して設定できる。また測定時間決定期間では加
算カウンタ１４が計数中に検査硬貨６が投入されて状態
信号ｄが入力するとシーケンス制御回路１８は直ちに制
御信号ａ−ｅをＲＬＪにそして制御信号ｇをＲＨＪにし
て現在減算カウンタ１５でプリセットしている値を測定
時間とする。即ち斯かる事態に際しては前の周期で得た
測定時間を今の周期で投入された検査硬貨６のインダク
タンス検出の測定時間としている。以上詳述してきた本
発明に依ると検査硬貨の板厚に対して磁束の表皮侵度が
充分に小さい高周波数の磁界を使用した硬貨選別装置に
於いて、初期条件を測定し初期条件により検査硬貨投入
時における測定時間を決めることで検査硬貨によつて得
るインダクタンス値を較正した後純正貨の場合の基準イ
ンダクタンス値と比較して選別精度の向上を計ろうとす
るものである。

したがつて装置ごとの検出コイルにおける初期インダク
タンスの差異または使用条件の変化及び経時変化による
初期インダクタンスの変動を回路内に吸収することがで
き選別精度の低下を排除できる。更に基準インダクタン
ス値の設定は代表的な装置の初期インダクタンス値と純
正貨の存在によるインダクタンス値との比を分周値Ｎで
乗した値に統一して設定でき検出コイルごとのバラツキ
を回路的に吸収するためにコストの低減が計れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は周波数−インダクタンス特性を検査硬貨の存在
・非存在で示し、第２図は高周波領域の任意の周波数に
おける初期インダクタンス変化分特性を示し、第３図は
インダクタンス検出器を示し、第４図は本発明の回路を
示し、第５図はタイミングチャートを示す。 １・・・・・・発振回路、２・・・・・・分周回路、３
３・・・・・・計数回路、４・・・・・・基準値記憶装
置、５・・・・・・一致検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 検査硬貨の板厚に対して磁束の表皮侵度が充分小さ
   い高周波数の磁界を形成する手段と、該磁界を形成する
   手段のインダクタンスを検出しその値に応じた幅の発振
   パルスを出力する手段と、検査硬貨が存在しないときの
   前記発振パルスを所定数計数することで測定時間を決定
   する手段と、前記磁界中に検査硬貨が存在するときに生
   じる前記発振パルスを前記測定時間に亘つて計数し測定
   インダクタンス値を得る手段と、予じめ純正貨の場合の
   基準インダクタンス値を設定される手段と、前記測定イ
   ンダクタンス値を該基準インダクタンス値と比較して検
   査硬貨の適正を判定する手段とから成る硬貨選別装置。