JPS61235995A - 硬貨選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、硬貨の真偽及び金種を検出するための硬貨選
別装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

パーキングメーター、電話、自動販売機などの装置にお
いて使用される低電力硬貨選別装置の必要性はかなり大
きいと考えられる。従来の硬貨選別装置の多くは本質的
には機械的なものである。

適度の信頼性をもつ電子装置はごくわずかしか知られて
いない。従来の電子装置は、多くの場合、電源の付近に
配置されるので、電力消費の問題が大きな関心事となる
ことはなかったが、駐車場のように外部電力を利用でき
ない場所もある。従って、低電力、高精度できわめて頑
丈な装置を開発する必要がある。これらの条件に適合す
る従来の装置は存在しないので、これらの条件に適合す
る装置を発明する必要が生じた。

硬貨選別のために圧電素子を使用することば一般的では
ないが、硬貨の有無を検出するために使用される圧電検
出器は米国特許第３．７７６．３３８号に記載されてい
る。圧電素子の表面を被覆する初歩的な緩衝パッドの使
用も記載されている。圧電素子の使用に関するもう一つ
の記載は、「圧電硬貨検出器に使用されるポリビニリデ
ンフッ化物（Ｐｏ１ｙ　（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ）　Ｆ
ｌｕｏｒｉｄｅ　Ｕｓｅｄ　Ｆｏｒ　Ｐｉｅｚ。

Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏ１ｎ　５ｅｎｓｏｒｓ　）　Ｊ
と題する論文の中にも見られる。ベル研究所のジー・ア
ール・クレーン（Ｇ、Ｒ，Ｃｒａｎｅ）が著わしたこの
論文はＩ　ＥＥＥの音速及び超音速に関する報告書（Ｉ
ＥＥＥ　　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　　ｏｎ　　５ｏ
ｎｉｃｓ　　ａｎｄ　　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ）の５
Ｕ２５巻第６号（１９７８年１１月）の３９３〜３９５
ページに掲載されている。

硬貨を検出するために２段階以上の過程を採用する先行
技術のシステムもある。例えば、米国特許第４，０８２
，０９９号には二段階硬貨選別方法が記載されている。

第１の段階は金属センサによる硬貨の検出である。第２
の段階は光電素子を利用する。

同様に、米国特許第４．４３６．１９６号は別の二段階
試験を開示し、ＬＥＤとマイクロプロセッサの使用につ
いて説明している。また、米国特許第３，２１１゜２６
７号には硬貨の重量及び直径を測定するための二重試験
が記載されている。

先行技術の中には、硬貨の有無及び／又は面積及び／又
は直径を検出するために他の光電装置を使用することを
論じているものもある。特に米国特許第３．９７８，９
６２号、第４．２４９，６４８号、第４．２６７゜９１
６号及び第４．４７４，２８１号には、速度、面積、直
径などの硬貨パラメータを検出するために使用されるＬ
ＥＤアレイが記載されている。本発明の光電検出方式に
関連して重要であると思われるその他の特許は米国特許
第３，９３９．９５４号、第４，４３６．１０３号及び
第４．４４２．８５０号である。本発明者が知る限りに
おいて、上述の又は従来公知の先行技術文献の中で以下
に説明する本発明と同じ構造又は機能をもつものはない
。

〔問題点を解決するための手段〕

実施例に則して簡単に説明すれば、本発明は、例えばパ
ーキングメーター、電話、自動販売機及びそれに類する
装置において使用するための硬貨選別装置から成る。硬
貨選別装置は硬貨の質量を測定する圧電変換器と、好ま
しくは硬貨の面積を検出する光検出器とを具備する。装
置の回路は低電力の休止状態から動作を開始する。まず
、硬貨がメーターに挿入される。硬貨並進ハンドルの作
動により起動スイッチが作動されて、起動パルスを発生
する。ハンドルの動きに従い、硬貨は更にシュートに入
れられて圧電変換器の上に落下する。

例えば発泡ウレタンパッドが圧電変換器を被覆していて
硬貨の衝突により発生する振動を緩和する。

圧電変換器に対する衝撃により十分に大きいパルスが発
生された場合、回路の光検出器部分の赤外線ＬＥＤは制
御用マイクロプロセッサによりオンにされる。回路の光
検出器部分は赤外線ＬＥＤにより照明されるフォトダイ
オードを具備するのが好ましい。マイクロプロセッサ回
路は、硬貨の正味面積を表わす最少照明点（最大遮蔽点
）を判定するためにフォトダイオードの出力をデジタル
的にサンプリングする。従って、光検出器は、同じ直径
の孔あき偽貨と正貨とを識別することができる。硬貨が
圧電変換器に当たることにより発生された信号は、硬貨
の質量を測定するためにマイクロプロセッサにより積分
され、次にサンプリングされる。マイクロプロセッサは
、好ましくは、まず光検出器により発生された情報を使
用して、硬貨が許容面積限界の中にあるか否かを判定す
る。

この光検出試験にパスすると、二重精度検査として圧電
変換器からの質量情報も対応する限界と比較される。硬
貨選別装置は選別プロセスを終了した後に自動的に休止
状態に戻る。本発明はパーキングメーターに適用される
のが好ましいが、電話や自動販売機などの他の用途にも
適用することができるであろう。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

説明中、同一符号は本発明の実施例を示す各図の同−又
は対応する要素を示すものとする。

第１図は本発明の好ましい一実施例の装置の回路１０を
示すブロック線図であり、第３図から第６に図はその構
造などを示す図である。最初、回路１０は低電力の休止
状態にある。ユーザーは硬貨１２を、第６Ａ図に示す硬
貨スロット８１に挿入することにより装置を始動し、次
に並進ハンドル９８を右へ動かすことにより、第６Ｆ図
に示す硬貨入口移送ブロック９６を、第６Ｄ図に示すリ
ミット型起動スイッチ４４に衝突させ、この起動スイッ
チ４４を作動させる。同時に、硬貨１２はブロック９６
の箱状のハウジング１０２により、第６Ｊ図に示す硬貨
入口フレーム部８０のベース１１４の縁部まで移動され
てそこから硬貨シュート５２に落下する。起動スイッチ
４４は長くとも約５００ミリ秒の間、回路１０を低電力
の予備動作状態に置く。５００ミリ秒の予備動作の間、
マイクロプロセッサ２０は圧電変換器１４からの信号を
待つように事前条件付けされる。また、水晶３４により
制御される３２．７６８　ＫＨｚの内部クロック３３は
自動的にオフされ、それに代わってより高速ではあるが
精度に欠ける４００Ｋ）Ｉｚのクロック３５が作動され
る。４００ＫＨｚのクロック３５のクロックレートは、
第２図の抵抗Ｒ１１及びコンデンサＣ４に対応する抵抗
／キャパシタンス回路網４０及び４２により設定される
。硬貨１２が圧電変換器１４に衝突すると、ＬＥＤ駆動
回路２６の発光ダイオード（ＬＥＤ）は硬貨１２に先行
してオンされる。５００ミリ秒の間に硬貨が圧電変換器
１４に衝突しなければ、回路１０は自動的にオフになる
。圧電変換器１４の出力は増幅／積分器１６により積分
され、その出力がアナログ／デジタル変換器１８へ供給
される。アナログ／デジタル変換器１８の出力はマイク
ロプロセッサ２０に供給される。ＬＥＤ駆動回路２６は
光検出器２８を照明し、光検出器２８が発生する出力は
増幅器３０により増幅され、アナログ／デジタル変換器
１８の第２の入力としてこの変換器１８に供給される。

圧電変換器１４の作動により電圧調整器２２へのイネー
ブル信号が発生され、この信号は電圧ｖ４を低電圧ｖ３
から発光ダイオードＤ４を駆動するのに十分な高い電圧
ｖ、（５ボルト）に上昇させる。電圧調整器２２は、電
源が低電圧に降下している場合、このことを指示するた
めに、さらに「ローバッテリー」信号をマイクロプロセ
ッサ２０に戻す。

第３図に示す硬貨シュート５２は、硬貨１２が圧電変換
器１４に衝突した後にＬＥＤ駆動回路２６と光検出器２
８との間を通過するように構成されている。マイクロプ
ロセッサ２０は、硬貨１２がＬＥＤ駆動回路２６と光検
出器２８との間で光の最大遮断状態を発生させたか否か
を判定するためにアナログ／デジタル変換器１８からの
出力を非常に短い間隔でサンプリングする。

硬貨識別／時間プログラミング記憶回路３２は未知の金
額の硬貨１２を識別したときにマイクロプロセッサ２０
を補助するようにプログラムされる。マイクロプロセッ
サ２０の出力はＬＣＤ駆動回路３６への入力として作用
し、ＬＣＤ駆動回路３６は回路３８のＬＣＤとフラッグ
を駆動する。

なお回路１０はタイムクリアスイッチ４６を手動操作す
ることにより初期設定されても良い。

第２図は、回路１０の重要な詳細部を全て示す本発明の
好ましい一実施例の詳細図である。電気的構成要素の値
と製造元を詳細に示す以下の部品リストも参照されたい
。

、ｅｌ　　　リ　　ス　　ト Ａ、■韮 益旦１号　里五１号　　　メーカー　　　　脱−夙Ｕ　
　Ｉ　　　　　ＴＬＣ２７Ｍ４ＡＩＭ　　　　テキサス
　インスツ）シメンツ　　　　演算増幅器Ｕ　　２　　
　　　ＴＬＣ５４１１Ｎ　　　　　　テキサス　インス
ツルメンツ　　　　Ａ／Ｄ　　変換器Ｕ　　３　　　　
　Ｘ２４４３ＰＩ　　　　　　　クシコア（Ｘｉｏｒ）
　　　　　　　　ＮＯＶＲＡＭＵ　　４　　　　　Ｃ０
Ｐ３２４ＣＮ　　　　　　ナシ３ナル　セミコンダクタ
ー　　　マイクＵブ■セフサＵ　　７　　　　　ＭＭ５
４８３Ｎ　　　　　　　ｔ’ｔｗ灼シ　セミコンダクタ
ー　　　ＬＣＤ　　ＦライバＵ　　８　　　　　ＲＶ４
１９３ＮＢ　　　　　　ｋイ＊ｔ：ｔ　　　　　　　　
　　　　　５４整器Ｂ１コンデンサ 韮旦１号　■−更 Ｃ１１００ｐｆ　　ポリスチレン　　＋２．５％Ｇ２　
　０．１　μｆ　モノＣＤバイパスＣ３１００ｐｆ　　
ＤＭマイカ　　　　５％Ｃ４０゜０４７　　μｆポリ＋
　　　　　　　５％Ｃ５０゜１μｆ　モノＣＤバイパス Ｃ６８２ｐｆ　　　ＤＭマイカ　　　　５％Ｃ７４７０
ｐｆ　　ＤＭマイカ　　　　５％Ｃ８５０ｐｆ　　　Ｄ
Ｍマイカ　　　　５％Ｃ９５０ｐｆ　　　ＤＭマイカ　
　　　５％ＣＩＯ４７０μｆ６．３Ｖ電解 Ｃ１ｌ　　５６ｐｆ　　　ＤＭマイカ　　　　５％Ｃ，
抵五塁 益亘豊号　　聚−里 Ｒ１２，４Ｍ５％　１／４Ｗ　炭素 Ｒ２１０に５％　１／４Ｗ　炭素 Ｒ３２０Ｍ５％　１／４Ｗ　炭素 Ｒ４１０Ｍ５％　１／４Ｗ　炭素 Ｒ５１０ＫＩ％　ＲＮ５５［ｊ　　　タイプ肝Ｒ６４０
に１％　ＲＭ５５０　　　タイプＭＰＲ７１Ｍ５％　１
／４Ｗ　炭素 Ｒ８１８０５％　１／４Ｗ　炭素 Ｒ９４゜７Ｋ　　５％　１／４Ｗ　炭素Ｒ１０４゜７Ｋ
　　５％　１／４Ｗ　　炭素Ｒ１１ＩＭ　　　５％　１
／４Ｗ　炭素Ｒ１２１５Ｋ　　５％　１／４Ｗ　炭素Ｒ
１３１Ｍ　　　５％　１／４Ｗ　炭素Ｒ１４２２０Ｋ　
　５％　１／４Ｗ　炭素Ｒ１５２０Ｍ　　５％　１／４
Ｗ　炭素Ｒ１６４，７Ｋ　　５％　１／４Ｗ　炭素Ｒ１
７３６０Ｋ　　５％　１／４Ｗ　炭素Ｒ１８５１，ＩＫ
　　１％　ＲＮ５５０　　　タイプＭＰＲ１９１６，９
Ｋ　　１％　ＲＮ５５Ｄ　　　　タイプ肝り、土■皿 益亘ｌｉ　里益１号　　脱−皿 Ｌ　１　　３００ＭＨ誘導子、１／４葬スタイル、成型
Ｄ　２　　　Ｈ５ＣＨ１００Ｉ　　　ダイオードＤ３　
　　ＨＳＣ旧００１　　　ダイオードＤ　４　　　ＬＤ
２４２−２　　　Ｌｔ！Ｄ　、シーメンスＤ　５　　５
ＦＨ２０６フォトダイオード、シーメンスＱｌ　　　２
Ｎ３９０６　　　　）ランジスタＱ２　　２Ｎ３９０６
　　　　）ランジスタＱ３　　２Ｎ４４０１　　　　）
ランジスタ又は ＬＣＤＩ　　ｔ！ｘｃｅｌｉｘ４３２０−イクセル・テ
クノロジー、１２ＰＱ−０，４桁表示 第３図は、硬貨が硬貨シュート４８を通過する様子を示
す。硬貨は、硬貨スロット８１に差込まれた後、シュー
ト５２の中に落下し、発泡ウレタンの緩衝材５０に衝突
する。硬貨１２の衝撃は緩衝打５０により緩和され、圧
電変換器１４に伝達される。緩衝材５０はロジャーズ・
コーポレーション製のボロン（ＦＯＲＯＮ　）　Ｉｌｈ
　４７０１のような発泡ウレタンから形成されるのが好
ましい。圧電変換器１４により発生された信号は第１図
の回路１０により積分され、その結果、硬貨１２の質量
に比例する出力が発生される。硬貨１２が所定の不変の
距離を落下するまでを厳密に制御することにより、再現
性の高い結果を正確に発生することができる。従って、
シュート５２を落下する硬貨１２は圧電変換器１４に対
して常に同じ衝動又は衝撃を与える。その衝撃信号すな
わちパルス信号の積分は常に硬貨１２の質量を表わす同
じ結果を発生する。圧電変換器１４は硬貨１２が軌道に
沿って進めるように硬貨１２の落下に関しである角度を
成して配置されるのが好ましい。

圧電変換器１４から出力される信号は第５Ａ図のグラフ
の曲線６７及び６８により示される。曲線６７はＰｖＣ
緩衝材５０に当たる１０セント硬貨１２により発生され
る衝撃に正比例する。緩衝材５０が設けられていないと
、この衝撃曲線６７はこれほどなめらかにはならない。

硬貨１２がころがり落ちた後、曲線６７は直線に戻る。

曲線６８は比較のために２５セント硬貨１２の衝撃を示
す。２５セント硬貨１２の衝撃により発生される電圧の
ピークパルスは約８ボルトである。圧電変換器１４によ
り発生される８ボルト信号は衝撃、すなわち２５セント
硬貨１２の運動量を表わす。

曲線６７又は６８により表わされる信号は、第２図の演
算増幅器Ｕ１と、抵抗Ｒ４と、コンデンサＣ１とにより
形成される増幅／積分器１６に対する入力として作用す
る。増幅／積分器１６の出力は第５Ｂ図に波形７０及び
７２として示されている。波形７０は２５セント硬貨１
２の落下により発生されるパルスの積分出力である。波
形７２は１０セント硬貨１２の落下により形成されるパ
ルスの積分出力である。パルスの積分値、すなわち硬貨
の運動量は質量に比例するので、波形７０及び７２が２
５セントと１０セントの硬貨１２の質量をそれぞれ表わ
す特性であることは明らかである。

第１図及び第２図に示すアナログ／デジタル変換器１８
はマイクロプロセッサ２０の制御の下に増幅／積分器１
６からの出力波形７０又は７２を１００マイクロ秒ごと
にサンプリングし、ピーク電圧（Ｐ）を記憶装置に記憶
する。ピーク電圧Ｐが最小閾値を越え、硬貨が正貨と思
われることを指示すると、マイクロプロセッサ２０はＬ
ＥＤ駆動回路２６をオンにすべく準備する。しかしなが
ら、発光ダイオードＤ４を実際にオンする前に、マイク
ロプロセッサ２０は光検出器２８の増幅器３０の出力を
サンプリングし、その値を電圧ｖ０として記憶装置に記
憶する。次にマイクロプロセッサ２０は赤外線発光ダイ
オードＤ４に電流を供給し、増幅器３０により増幅され
た光検出器Ｄ５の出力電圧をサンプリングし始める。

第３図に示すように、硬貨１２は、圧電変換器１４を通
過した後、シュート５２内をさらにころがって光検出器
領域５４の付近まで落下する。第４Ａ図は光検出器領域
５４を通過するときの硬貨１２を示す略図である。発光
ダイオードＤ４が発生する赤外線ビーム５６はコリメー
ティングレンズ５８を照明する。コリメートされた赤外
線ビーム６０は硬貨１２の通路を照明する。硬貨１２に
より遮断されないコリメート赤外線ビーム６０は収束レ
ンズ６２に入射し、収束レンズ６２が発生する収束赤外
線ビーム６４は光検出器Ｄ５に入射する。中心線６６は
上述の要素と硬貨１２の相対的アライメントを示す。

第４Ｂ図は、硬貨１２がコリメートされた赤外線ビーム
６０を遮断する様子を詳細に示す横断面図である。第４
Ｂ図の真中に示される硬貨１２はコリメートされた赤外
線ビーム６０を最も多く遮断する位置にある。このとき
、最大量のコリメート赤外線ビーム６０が硬貨１２によ
り阻止され、最小量の収束赤外線ビーム６４が光検出器
（フォトダイオード）Ｄ５に入射する。フォトダイオー
ドＤ５の出力は、コリメート赤外線ビーム６０の最大硬
貨遮断位置に対応する最小信号出力点を決定するために
マイクロプロセッサ２０により非常に短い間隔でサンプ
リングされる。

光学的に発生される２つの代表的な波形７４及び７６が
第５Ｃ図に示されている。波形７４は２５セント硬貨１
２の通過により発生される電圧信号に対応し、波形７６
は１０セント硬貨１２の通過により発生される信号を表
わす。２５セント硬貨１２の直径は１０セント硬貨１２
より大きいので、２５セント硬貨１２は小さいｌＯセン
ト硬貨より多くの光を遮断する。従って、２５セント硬
貨を表わす波形７４はより多（の光の遮断を示し、増幅
器３０の出力についてより大きな電圧変化を発生するの
で、波形７４のピークは１０セント硬貨を表わす波形７
６のピークより大きい。増幅器３０の出力はマイクロプ
ロセッサ２０の制御の下にさらにアナログ／デジタル変
換器１８によりサンプリングされ、マイクロプロセッサ
２０は最大電圧ＶＤと最小電圧Ｖ工を記憶装置に記憶す
る。

そこでマイクロプロセッサ２０は次の比を計算すＶＤ　
−Ｖ。

比Ａは硬貨１２の表面積を表わし、フォトダイオードＤ
４のＬＥＤ強さ、フォトダイオードのオフセント電流、
又は硬貨１２がコリメーティングレンズ５８及び収束レ
ンズ６２を通過するときの硬貨の速度の変化に対して不
変である。比Ａと、増幅／積分器１６からの出力ピーク
電圧Ｐは硬貨識別／時間プログラミング記憶回路３２に
おいて記憶されている許容範囲内の値と比較される。正
当な小さな許容値の中で一致が見られれば、硬貨１２は
正貨であると識別され、受入れられる。一致が見られな
ければ、硬貨は偽貨であると識別される０本発明の好ま
しい実施例によれば、硬貨１２はその真偽にかかわらず
硬貨ボックスに落下するが、別の実施例においては硬貨
を偽貨として拒否し、ユーザーに返却することもできる
。

マイクロプロセッサ２０とその関連電子回路は通常は休
止状態にあり、その間、回路１０はバッテリーから最小
量の電流ｖｌｌを取出している。

ＶＤはＬＣＤ及びフラッグ表示回路３８を駆動するには
十分であるが、発光ダイオードＤ４を駆動するには不十
分である。休止状態にあるとき、マイクロプロセッサ２
０は３２．．７６８　ＫＨｚの水晶制御クロ７り３３に
より制御される。３２．７６８　ＫＨｚのクロックレー
トは内部回路に精密なタイミングパルスを供給するため
にマイクロプロセッサ２０により内部分割される。休止
状態の間、メータの残り時間はＬＣＤ及びフラッグ表示
回路３８により表示されるが、その詳細は第６Ｈ図及び
第６ｒ図に示されている。回路１０のデジタル出力は、
例えばパーキングメーターに挿入される硬貨め数により
決定される時間の時間切れが判定されるまで１分ごとに
更新される。液晶赤色フラッグ１２０は「時間切れ」状
態を指示するために作動される。黄色フラッグ１２２は
、回路１０がパーキングメーターのゼロ時間まで経過し
たことを指示するためにメーターによっては時間オーバ
ー機能として使用されるのが好ましい。その場合、赤色
フラッグ１２０は時間オーバー限界（例えばマイナス２
時間）の終了を指示するために使用される。好ましい実
施例においてはマイナス９時間と５９分までカウントす
ることができる。時間オーバー機能をもたないメーター
においては、回路１０がゼロ分を通過したときに黄色フ
ラッグ１２２はごく瞬間的にオンし、次に赤色フラッグ
１２０がオンし、ＬＣＤ表示部１２４は時間をマイナス
の数としてカウントする。以上の動作は本発明をアメリ
カ合衆国で適用する場合の典型的なものであるが、英国
のような外国の国々においては、黄色フラッグ１２２は
メーターのゼロ時間と時間オーバー限界との間でオンす
ると考えられる。時間オーバー限界に達した後、赤色フ
ラッグ１２０がオンし、さらに重大な違反状態を示す。

回路１０はＬＣＤ表示部１２４によってマイナス９時間
と５９分の超過時間まで測定することができるので、実
際に発生した超過時間の量に正比例する駐車券を発行す
ることが可能であると考えられる。

本発明の内部及び外部の機械的部分は第６Ａ図〜第６■
図に詳細に示されている。第６に図に示すパーキングメ
ーターのハウジング７８は機械的要素及び電気的要素の
全てを収容する。第６Ｊ図に示す硬貨入口フレーム部８
０はユーザーが硬貨１２をパーキングメーター１０に挿
入するときに最初に使用する機械的要素である。硬貨ス
ロット８１は第３図に示されるような硬貨シュート５２
と連通ずる。シュート５２は一対の対称形のフレームピ
ース８２（第６Ｅ図参照）により形成される。第６Ｄ図
に示すように、フレームピース８２は外側軌道部分８５
及び８７から形成される。第６Ｅ図に示すように、フレ
ームピース８２の開口８４はシュート５２の経路に対し
て直角に配置される。シュート５２は２つの領域、すな
わち圧電変換器領域５２と、光検出器領域５４とを具備
する。第６Ｄ図に示すように、フォトダイオード（光検
出器）２８の部分の内部ハウジング８６と、ＬＥＤ駆動
回路２６の部分の別の内部ハウジング８８とは、硬貨１
２がシュート５２の光検出器領域５４を落下するときに
硬貨の通路を走査するように開口８４の両側に互いに対
向して配置される。

第６Ｃ図に示すように、圧電素子保持ブラケット９４は
開口８４の上流側に設けられ、圧電変換器１４及び発泡
ウレタン緩衝材５０を受入れるように配置される。第６
Ｃ図に示される軌道緩衝器９３は、硬貨１２がシュート
の圧電変換器領域５２及び光検出器領域５４をころがり
落ちるときの硬貨１２のばねをできる限り少なくするた
めに使用される。メインフレーム９７には、圧電変換器
１４及び緩衝材５０を支持するブラケットが取付けられ
ている。第６Ｂ図に示すレートプレートブラケット９５
も同様にメインフレーム９７に取付けられ、従来のレー
トカードを支持する。レートカードは本発明をさらに理
解する上で役立つものではないので、図示されていない
。硬貨並進ボックス９０に取付けられるリターンスプリ
ング９９（第６Ｂ図参照）はフランジ１０９を定位置へ
戻す。リターンスプリング９９は、並進ハンドル９８が
操作されるまで、硬貨並進ボックス９ｏをリミット型起
動スイッチ４４から離間するように保持する働きもする
。第６Ｄ図に示すように、メインフレーム９７に取付け
られるブラケット１０１は外側軌道部分８５及び８７を
支持する。第６ｃ図に示すように、回路板ブラケッｌ−
１０３は電子回路板１０７を装置の背面に取付ける。電
子回路板１０７はマイクロプロセッサ２０を有する本発
明の回路１０の能動素子の大半を具備する。ＬＣＤ及び
フラッグ表示回路３８スペーサ１０５により装置に取付
けられる。

成形硬貨入口移送ブロック９６は第６Ｆ図に詳細に示さ
れている。移送ブロック９６は並進ハンドル９８と、フ
ランジ１０９と、延長部１００と、硬貨１２を並進運動
をさせる箱状のハウジング１０２を形成する一対のプレ
ートとをそれぞれ具備する。フランジ１０９は、硬貨が
挿入された後並進運動しているときにシュート５２を閉
塞する。

並進運動するハウジング１０２は並進ハンドル９８の操
作に応答して硬貨１２をシュート５２内へ落下させ始め
る。

硬貨入口フレーム部８０は第６Ｇ図にさらに詳細に示さ
れている。ハンドルスロット１０６は硬貨移送ブロック
９６の延長部１００を受入れる。

硬貨移送ブロック９６がハンドルスロット１０６に沿っ
て動くと、並進運動する箱形のハウジング１０２は硬貨
スロット開口８１から硬貨１２をシュート５２へ落下さ
せる位置まで移動される。硬貨入口フレーム部８０は、
硬貨スロット８１及び並進ハンドル９８を雨、雪及びそ
の他の影響から遮蔽する雨よけキャップ部１０日を具備
する。入口フレーム部８０のテーバ状のベース１１４は
シュート５２に落下する前に硬貨１２の中心位置を規定
（センタリング）するように形成される。ベース１１４
の平行格子状開口１１２はシュート５２を損傷すること
な（硬貨入口フレーム部８０に湿気を通す。この間口１
１２は、内部機構を狂わせようと液体を注入する不心得
な者があった場合にその液体がワイヤなどから成る硬貨
測定領域に侵入するのを阻止することにより、本発明の
装置１０の耐性を高める。

本発明の好ましい実施例であるパーキングメーター１０
の動作を要約すると次の通りである。ま　″ず、メータ
ーの時間はゼロであり、従ってメーターは低電力休止状
態で始動するものと想定する。

このような状況では赤色フラッグ１２０が点灯すると考
えられる。上述の想定の下に始動する場合、ユーザーは
、まず、硬貨スロット８１に硬貨１２を入れる。そこで
、硬貨１２は硬貨入口移送ブロック９６の箱状のハウジ
ング１０２により捕獲される。次に、ユーザーが並進ハ
ンドル９８をハンドルスロット１０６の長さに沿って押
すと、硬貨１２はテーパ状のベース１１４により形成さ
れ、る棚から落下し、シュート５２を落ち始める。並進
ハンドル９８の動きにより、移送ブロック９６はさらに
起動スイッチ４４を作動させるので、回路１０は低電力
休止状態から予備動作状態に入る。

予備動作状態において、マイクロプロセッサ２０は低速
の３２゜７６８　ＫＨｚクロック３３から高周波数４０
０ＫＨｚクロツク３５に切替わる。回路１０は５００ミ
リ秒間、予備動作状態にとどまり、圧電変換器１４によ
り信号が発生されなければ休止状態に戻る。次に、硬貨
１２は圧電変換器１４を被覆するＰｖＣ緩衝材５０に衝
突する。硬貨１２が圧電変換器１４に衝突することによ
り、第５Ａ図の曲線６７及び６８と同様の衝撃波形が発
生される。

衝撃波形６７又は６８は増幅／積分器１６により積分さ
れ、アナログ／デジタル変換器１８によりサンプリング
される。積分波形（第５Ｂ図の７０又は７２）の最大値
はマイクロプロセッサ２０により電圧Ｐとして記憶装置
に記憶される。硬貨１２が圧電変換器１４に衝突するこ
とにより発生される積分信号は硬貨の質量に正比例する
。電圧Ｐが最小閾値より大きい場合、マイクロプロセッ
サ２０は回路１０を完全動作状態にする。次に、硬貨１
２はコリメート赤外線ビーム６０を通過して、第５Ｃ図
の波形７４及び７６と同様の出力信号を発生させる。光
学的に発生された波形７４及び７６の谷部は硬貨１２の
正味横断面面積を表わす。

従って、１０セント銀貨のように穴のある硬貨は穴のな
い硬貨とは異なる波形を発生させると考えられる。光検
出器２８のフォトダイオードＤ５からの出力はアナログ
／デジタル変換器１８によりサンプリングされ、その最
小値もマイクロプロセッサ２０により記憶される。最小
値の記憶値は次のように前述の比Ａに変換される。

ＶＤ　−Ｖ。

硬貨１２の正味横断面面積を表わす光面積比Ａは硬貨識
別／時間プログラミング記憶回路３２に記憶されている
許容しうる比Ａと比較される。比Ａが許容できない値で
あれば、硬貨１２はこれを硬貨ボックスに送るか又は拒
否硬貨シュートを介して送ることにより拒否される。し
かしながら、比Ａが許容しうるちのであれば、マイクロ
プロセッサ２０は第５Ｂ図に示される積分波形７０又は
７２の最大値を表わす信号Ｐを比較する。積分信号Ｐが
硬貨識別／時間プログラミング記憶回路３２に記憶され
ている許容範囲の中にあれば、硬貨１２は最終的に正貨
と考えられ、硬貨ボックス、へ送られる。積分試験に不
合格となった硬貨１２は硬貨ボックスに送られて保持さ
れるか、又は拒否硬貨シュートに送られ、ユーザーに返
却される。

硬貨１２が面積比試験と積分試験の両方にバスしたなら
ば、マイクロプロセッサ２０はＬＣＤ駆動回路３６に命
令し、ＬＣＤ表示部１２４にメーターで利用できる時間
の量をデジタル表示させる。

パーキングメーター１０にさらに有効な硬貨１２を入れ
ると、マイクロプロセッサ２０はＬＣＤ表示部１２４に
さらに時間を登録する。パーキングメーター１０が３２
．７６８ｋ　Ｈｚのクロックレートで動作する第２のク
ロック３３の制御を下にカウントするにつれて、ＬＣＤ
表示部１２４に表示される時間は減少する。表示がある
最小値、たとえばゼロになると、黄色フラッグ１２２が
作動される。

メーターがゼロを過ぎても時間をカウントし続けると、
超過時間限界に達したときに赤色フラッグ１２０が作動
される。好ましい装置は９時間と５９分まで超過時間を
追跡する能力を有する。平均して、硬貨１２が圧電変換
器１４に衝突してから回路が休止状態に戻るまでに要す
る時間は約３００ミリ秒である。

以上、本発明の好ましい実施例による回路１０をパーキ
ングメーターに利用した場合を説明した。

しかしながら、この基本硬貨選別のための装置１０を他
の用途に利用することもできるであろう。

たとえば、第７Ａ図に示されるように硬貨選別機を公衆
電話１２６に利用する場合や、第７Ｂ図に示されるよう
に従来の自動販売機１２８に利用する場合などが考えら
れる。

以上詳細に説明した硬貨選別装置１０は先行技術に対し
ていくつかの大きな利点を有する。第１に、装置は短時
間だけ高電力動作状態にあるので、消費電力量はごくわ
ずかである。第２に、従来のパーキングメーター等と関
連する機械部品の多くを削除することにより、摩耗する
部品の数は少なくなるので、パーキングメーターの信鎖
性を相当に向上させることができる。第３に、部品の多
くは集積可能な電子素子から形成されるので、大量に生
産することによりコストをかなり低減できる。

第４に、装置は非常に信鯨しうる周波数基準により制御
されるので極めて正確である。最後に、装置は硬貨の真
偽を高い精度で選別することができるので、硬貨選別能
力は従来の機械的硬貨選別装置よりかなり高いと考えら
れる。

本発明の教示に従って変更することができる本発明の実
施例の構成はいくつかある。例えば、本発明の好ましい
上記実施例では装置を休止状態から動作状態に切替える
ために起動スイッチ４４を使用したが、起動スイッチ４
４を設けず、圧電変換器１４で発生されるパルス信号を
起動信号として使用することも可能である。言いかえる
と、硬貨１２により発生される衝撃信号はマイクロプロ
セッサ２０を始動させる機能と、硬貨が圧電変換器１４
に衝突したことを電気的に測定し且つ発光ダイオードＤ
４をオンにする機能の２つの機能を果たすことになる。

上記実施例の硬貨選別装置１０を、従来のように受入れ
られなかった硬貨をユーザーに返却するように動作する
硬貨拒否シュートと関連させても良い。

本発明を好ましい実施例に関して説明したが、全体とし
て本発明の趣旨を逸脱せずに各部分の構造と機能を様々
に変更できることは当業者には明白であろう。

〔発明の効果〕

本発明は上述のように構成したので、消費電力が低いに
もかかわらず、硬貨の真偽を高い精度で選別でき、その
上に故障の発生を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好ましい一実施例のブロック線図、
第２図は第１図に示される本発明の好ましい一実施例の
詳細な回路図、第３図は硬貨が圧電変換器に当たる様子
を示す硬貨シュートの横断面図、第４Ａ図は硬貨の面積
を測定するための光学系を示す図、第４Ｂ図は硬貨が第
４Ａ図に示される光学系の光を遮断する様子を示す図、
第５Ａ図は異なる硬貨が圧電変換器に当たったときに発
生される２つの異なる信号の波形を示す図、第５Ｂ図は
２つの異なる金種の硬貨について第５Ａ図に示される信
号の積分値を示す図、第５Ｃ図は２つの異なる金種の硬
貨について第４Ａ図及び第４Ｂ図の光電硬貨面積測定シ
ステムから出力される信号を示す図、第６Ａ図は本発明
を適用した組立てられた状態のパーキングメーターの正
面図、第６Ｂ図はメーターのフードを取除いた状態の第
６Ａ図のパーキングメーターの正面図、第６Ｃ図は第６
Ｂ図に示されるパーキングメーター組立体の左側側面図
、第６Ｄ図は第６Ｂ図に示されるパーキングメーター組
立体の平面図、第６Ｅ図は硬貨シュートを規定する軌道
プレートの一方の側面図、第６Ｆ図は硬貨入口移送ブロ
ックの斜視図、第６Ｇ図は硬貨入口フレーム部の斜視図
、第６Ｈ図はＬＣＤフラッグ組立体の正面図、第６Ｉ図
は第６Ｈ図のＬＣＤフラッグ組立体の側面図、第６Ｊ図
は硬貨移送ボックスとレバーの組合せの分解図、第６に
図はパーキングメーターのハウジングに交換自在の電子
モジュールを収納する様子を示す分解図、第７Ａ図は本
発明を電話機に適用した実施例を示す図、第７Ｂ図は本
発明を自動販売機に適用した実施例を示す図である。 なお図面に用いた符号において、 １２・−・・・−・・−−−−−−−−一硬貨１４−・
−−一〜−−−−−−−−−−−−−・圧電変換器１６
−−−−−−−−−−−−−−−−−−一増幅／積分器
１８−−−−−−−−−−−−−−−−−−−アナログ
／デジタル変換器２０−・−・〜−−−−−−−−−−
−−−マイクロプロセッサ２６・−−−−−−−−−一
一−−−−〜−−ＬＥＤ駆動回路２８−−−−−−−−
−−−−−・−−−−一光検出器３０−・−・−−−一
一−−−−−−−−−増幅器３２・−・−・−−−−−
一−−−硬貨識別／時間プログラミング記憶回路 ３３−−−−−−＝−＝＝−３２，７６８ｋ　Ｈｚ内部
クロック３５−・−−−−−−−＝−−−−−−−４０
０ｋ　Ｈｚり０７り４４−−−−−−・−−−−−−−
−一−−−・起動スイッチ５０・・〜−−−−−−−−
−−−−−−−−一緩衝打５２−−−−−−−−−−−
−−−−−・−・硬貨シュート８０・−−−−−−−−
−−−−−−・・−硬貨入口フレーム部８１・・−−−
−−−−−−−一・−−−−−−・硬貨スロット９０−
−−−−−−−−−−−−−−−−・−硬貨並進ボック
ス９６−・−・−・−−−−−・−硬貨移送ボックス９
８・・・−・・−−−−−−−−一−−・・並進ハンド
ルである。 図 区 對　　　± 電胎暦 ｆ（Ｇ、　　７Ａ ｒｉ２′５ 自動販売塵 ＦＩＧ、７Ｂ ／ｉ２８ ［−−−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、硬貨を所定距離だけ落下させる落下手段と、前記所
   定距離だけ落下した前記硬貨の衝撃を受ける圧電変換手
   段と、 前記圧電変換手段に接続され、前記硬貨の前記圧電変換
   手段に対する衝撃から前記硬貨の質量を決定する硬貨質
   量検出手段とをそれぞれ具備する硬貨選別装置。 ２、前記硬貨が前記圧電変換手段に接触した後に前記硬
   貨の面積を測定する光学的面積検出手段をさらに具備す
   る特許請求の範囲第１項に記載の硬貨選別装置。 ３、硬貨選別装置が休止状態にあるときにこの硬貨選別
   装置の本体部に休止電圧Ｖ＿Ｄを供給する第１の電源手
   段と、硬貨選別装置が動作状態にあるときにこの硬貨選
   別装置の本体部に動作電圧Ｖ＿Ａを供給する第２の電源
   手段と、前記硬貨が硬貨選別装置内にあることに応答し
   て動作する回路動作手段であって、前記硬貨が硬貨選別
   装置に挿入されたことに応答して前記休止電圧Ｖ＿Ｄよ
   りも高い前記動作電圧Ｖ＿Ａを前記硬貨選別装置の本体
   部に印加することにより硬貨選別装置に動作状態をとら
   せる回路動作手段とをそれぞれ具備する特許請求の範囲
   第２項に記載の硬貨選別装置。 ４、前記光学的面積検出手段が、前記硬貨を走査してこ
   の硬貨の面積に比例した出力信号を発生する光学走査手
   段と、この光学走査手段に接続され、かつこの光学走査
   手段からの出力をデジタル的にサンプリングして、前記
   光学走査手段により前記硬貨が走査されたときに前記出
   力信号の最大変動に比例する値を記憶するマイクロプロ
   セッサ手段とをそれぞれ具備する特許請求の範囲第３項
   に記載の硬貨選別装置。 ５、前記硬貨質量検出手段が、前記圧電変換手段からの
   出力を積分して前記硬貨の質量に比例した信号を発生す
   る積分手段を具備する特許請求の範囲第４項に記載の硬
   貨選別装置。 ６、前記圧電変換手段に接触して設けられ、前記硬貨が
   前記圧電変換手段上に落下するときに前記硬貨から受け
   る衝撃の一部を吸収する硬貨衝撃緩衝手段をさらに具備
   する特許請求の範囲第５項に記載の硬貨選別装置。 ７、硬貨選別装置への硬貨の挿入に応答して、前記マイ
   クロプロセッサ手段を予備動作状態にさせる起動信号を
   発生するスイッチ手段をさらに具備する特許請求の範囲
   第６項に記載の硬貨選別装置。 ８、前記圧電変換手段に対する硬貨の衝撃が、前記マイ
   クロプロセッサ手段を予備動作状態にさせる起動信号を
   発生する特許請求の範囲第６項に記載の硬貨選別装置。 ９、硬貨選別装置が前記休止状態にあるときに前記マイ
   クロプロセッサ手段にクロックパルスを供給する第１の
   クロック手段をさらに具備する特許請求の範囲第６項に
   記載の硬貨選別装置。 １０、硬貨選別装置が前記予備動作状態及び前記動作状
   態にあるときに前記マイクロプロセッサ手段にクロック
   パルスを供給する第２のクロック手段をさらに具備し、
   この第２のクロック手段の周波数が前記第１のクロック
   手段の周波数よりも高い特許請求の範囲第９項に記載の
   硬貨選別装置。 １１、前記マイクロプロセッサ手段により制御され、前
   記硬貨質量検出手段及び前記光学的面積検出手段からの
   出力をサンプリングし、このサンプリングによる情報を
   前記マイクロプロセッサ手段に供給するアナログ／デジ
   タル変換手段をさらに具備する特許請求の範囲第１０項
   に記載の硬貨選別装置。 １２、前記マイクロプロセッサ手段に接続され、正貨の
   識別に関する情報を記憶する記憶手段をさらに具備する
   特許請求の範囲第１１項に記載の硬貨選別装置。 １３、正貨の識別を表わす視覚出力を発生する液晶表示
   手段をさらに具備する特許請求の範囲第１２項に記載の
   硬貨選別装置。 １４、パーキングメーターに組込まれる特許請求の範囲
   第１項に記載の硬貨選別装置。 １５、硬貨選別装置による正貨の検出に応答して物品を
   販売する販売手段と協働する特許請求の範囲第１項に記
   載の硬貨選別装置。 １６、正貨の検出に応答して電話サービスを提供する電
   話手段に接続される特許請求の範囲第１項に記載の硬貨
   選別装置。 １７、硬貨の衝撃を受ける圧電変換手段と、前記圧電変
   換手段に接続され、前記圧電変換手段の出力を積分して
   前記硬貨の質量に比例する出力を発生する積分手段を有
   していて、前記圧電変換手段に対する前記硬貨の衝撃か
   ら前記硬貨の質量を決定する硬貨質量検出手段と、 前記硬貨が前記圧電変換手段に接触した後に前記硬貨を
   走査して前記硬貨の面積に比例する出力を発生する光学
   走査手段を有していて、前記硬貨の面積を決定する光学
   的面積検出手段と、 前記硬貨質量検出手段及び前記光学的面積検出手段に接
   続され、前記硬貨の真偽を判定するために前記硬貨質量
   検出手段及び前記光学的面積検出手段からの出力を硬貨
   質量及び硬貨面積の所定値の範囲と比較するマイクロプ
   ロセッサ手段とをそれぞれ具備する硬貨選別装置。 １８、硬貨選別装置が低電力を消費する休止状態にある
   ときにこの硬貨選別装置の本体部に電圧Ｖ＿Ｄを供給す
   る第１の電源手段と、硬貨選別装置が硬貨を選別する動
   作状態にあるときにこの硬貨選別装置の本体部に前記電
   圧Ｖ＿Ｄより高い電圧Ｖ＿Ａを供給する第２の電源手段
   と、前記光学的走査手段による前記硬貨の走査に先立っ
   て硬貨選別装置内に前記硬貨が存在することを検出し、
   前記電圧Ｖ＿Ａを前記硬貨選別装置の本体部に印加する
   と共に、前記電圧Ｖ＿Ｄを前記硬貨選別装置の本体部か
   ら遮断する手段とをそれぞれ具備する特許請求の範囲第
   １７項に記載の硬貨選別装置。 １９、硬貨の衝撃を受ける圧電変換手段と、前記圧電変
   換手段に接続され、前記圧電変換手段からの出力を積分
   して前記硬貨の質量に比例する出力電圧Ｐを発生する積
   分手段を有していて、前記圧電変換手段に対する前記硬
   貨の衝撃から前記硬貨の質量を決定する硬貨質量検出手
   段と、 前記硬貨が前記圧電変換手段に接触した後に前記硬貨を
   走査して前記硬貨の面積に比例する出力Ｖ＿Ｐを発生す
   る光学走査手段を有していて、前記硬貨の面積を決定す
   る光学的面積検出手段と、前記光学的面積検出手段及び
   前記硬貨質量検出手段に接続され、 前記光学的面積検出手段の動作前の前記光学的面積手段
   からの電圧をＶ＿Ｏ、 前記光学的面積検出手段の動作後に前記光学的面積検出
   手段から出力される最小電圧をＶ＿Ｍ、前記硬貨の通過
   の結果として前記光学的面積検出手段から出力される絶
   対最大電圧をＶ＿Ｐとしたときに前記硬貨の特性を示す
   比Ａ、 Ａ＝（Ｖ＿Ｍ−Ｖ＿Ｏ）／（Ｖ＿Ｐ−Ｖ＿Ｏ）を発生す
   るマイクロプロセッサ手段とをそれぞれ具備し、 前記マイクロプロセッサ手段が前記硬貨の真偽を判定す
   るために比Ａ及び出力電圧Ｐの値を正貨を表わす値の範
   囲と比較する硬貨選別装置。 ２０、硬貨を受入れるスロットを有する硬貨受入れ手段
   と、 前記硬貨を前記硬貨受入れ手段から硬貨落下領域まで移
   動させる硬貨並進手段と、 前記硬貨を前記硬貨落下領域から受取り、前記硬貨を所
   定距離だけ落下させるシュート手段と、前記シュート手
   段の内部に配置され、前記硬貨が前記所定距離だけ落下
   した後に前記硬貨の衝撃を受ける圧電変換手段と、 前記圧電変換手段に取付けられ、この圧電変換手段の出
   力を積分して前記硬貨の質量に比例する電圧を発生する
   積分手段とをそれぞれ具備する硬貨選別装置。 ２１、前記硬貨が前記圧電変換手段に接触した後に前記
   硬貨の面積を決定する光学的面積検出手段と、 前記積分手段及び前記光学的面積検出手段に接続され、
   前記硬貨の真偽を判定するために前記積分手段及び前記
   光学的面積検出手段からの出力を硬貨質量及び硬貨面積
   の所定の値と比較するマイクロプロセッサ手段とをそれ
   ぞれ具備する特許請求の範囲第２０項に記載の硬貨選別
   装置。 ２２、前記硬貨並進手段が、ハンドル手段と、前記硬貨
   受入れ手段から前記硬貨を受入れる箱状手段と、前記ハ
   ンドル手段を前記箱状手段に供給する延長手段とをそれ
   ぞれ具備する特許請求の範囲第２１項に記載の硬貨選別
   装置。 ２３、前記硬貨受入れ手段が、前記硬貨受入れスロット
   を有すると共に、前記硬貨並進手段の前記ハンドル手段
   と前記箱状手段との間で前記延長手段を受入れるスロッ
   トをさらに有する前面と、前記硬貨受入れ手段の前記前
   面に対してほぼ直角のベース手段とをそれぞれ具備し、
   前記ハンドル手段の動きにより前記箱状手段が前記硬貨
   を前記スロット領域から前記ベース手段の縁部に位置す
   る前記硬貨落下領域まで並進させる特許請求の範囲第２
   ２項に記載の硬貨選別装置。 ２４、前記硬貨受入れ手段の前記ベース手段が湿気を通
   過させるための格子状開口を具備する特許請求の範囲第
   ２３項に記載の硬貨選別装置。 ２５、前記硬貨並進手段が、前記ハンドル手段に結合さ
   れかつ通常はスプリング手段の影響の下に前記硬貨受入
   れスロットを閉塞するフランジ手段をさらに具備する特
   許請求の範囲第２４項に記載の硬貨選別装置。 ２６、前記硬貨選別装置に取付けられるスイッチ手段を
   さらに具備し、前記硬貨を前記シュート手段に落下させ
   る前記ハンドル手段の並進運動により、前記箱状手段が
   前記スイッチ手段に接触してそれを作動させ、前記スイ
   ッチ手段が前記マイクロプロセッサ手段に対して起動信
   号を発生する特許請求の範囲第２５項に記載の硬貨選別
   装置。 ２７、前記硬貨受入れ手段が、前記硬貨受入れ手段の前
   記前面に取付けられて前記硬貨受入れスロットを降水か
   ら保護する雨よけキャップ手段をさらに具備する特許請
   求の範囲第２６項に記載の硬貨選別装置。