JPS61262992A - 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、自動販売機、両替機などに使用される硬貨選
別装置に関するものである。

′　従来の技術 従来から、硬貨の選別装置としては、種々のものが提案
されており、電子式硬貨選別装置に関しては、硬貨通路
に少なくとも２つ以上の複数の検出コイルを配置し、前
記検出コイルによる電磁界の作用下において、硬貨通過
時に生ずるそれぞれの検出コイルのインピーダンス変化
を検査する方法が知られている。

この種の装置の選別方式の代表的なものとしては、検出
コイルを発振コイルとして用い、硬貨通過時の等価イン
ダクタンスの変化量を発振周波数の変化量として検出す
る周波数変化検出方式、検出コイルを発振コイルとして
用い、硬貨通過時の等価損失抵抗Ｒの変化を、共振回路
インピーダンスの変化量として、とらえたインピーダン
ス電圧３べ−７ 検出方式、あるいは、検出コイルとその検出コイルに対
比される標準インピーダンス素子及び他の２つのインピ
ーダンス素子によるブリッジ回路を形成し、硬貨通過時
のブリッジ平衡点を検出する方式等がある。

硬貨の選別にあたっては、被検硬貨の金種判定、偽貨の
排除を含めた選別精度を上げるため、上記各選別方式を
併用したり、１つの選別方式にあっても、検出コイルに
よる対応電磁界の周波数を２つ以上複数設定する方法が
とられている。

例えば、第７図は前記周波数変化検出方式の従来例の構
成を示すものである。硬貨通路に配置された３つの検出
コイル２０１，２０２．２０３は、それぞれ硬貨の主に
外形、材厚、材質を検査する検出コイルである。

前記検出コイルは、それぞれ独立した発振周波数を有す
る発振回路２０４．２０５．２０６の発振コイルとして
構成されている。２０７は、ＡＮＤ回路、２０８は計数
回路で、マイクロコンピュータ２０９からストローブ信
号８１〜Ｓ３　によって、発振回路２０４．２０５．２
０６の各発振周波数が、計数回路２０８を通して、交互
に読みとられ、マイクロコンピュータ２０９内の硬貨選
別判定プログラムの実行による前記読み込まれたデータ
の検査により硬貨の選別が行われている（特公昭５８−
６９８５号公報）。

第８図は、前記ブリッジ平衡点検出方式の従来例の構成
を示すものである。

発振コイル３５１は、一定電圧の交流源３５０によって
、励磁され、２つの受信コイル３５２゜３５３に一定電
圧を供給している。３１０人は主に硬貨の材質、材厚、
検査用の検出コイルであり、３１０Ｂは主に硬貨の外形
検出用のコイルである。

３１０人の検出コイルは、それを−辺とした硬貨金種毎
に接続されたブリッジ回路３１１Ａ−３１４Ａを形成し
、その出力はそれぞれ対応する差動増巾回路３０１１〜
３０４人に接続され、この各差動増巾回路３０１Ａ〜３
０４Ａの出力は、それぞれ対応する比較回路３０５Ａ〜
３０８Ａの入力に直接、接続されている。そして比較回
路３０５Ａ〜５・・−７ ３０８Ａの出力は判定選別回路３０９０入力に接続され
ている。３１０Ｂの検出コイルも、前記３１０Ａと同様
の回路構成で、３０９の判定選別回路に接続されている
。

判定選別回路３０９には、更にブリッジ回路の交流源出
力が３１０の波形変換回路を介して接続されている。

そして判定選別回路３０９では、ｃｐへの基準パルス列
信号と比較回路３０５Ａ〜３０８人及び３０５Ｂ〜３０
８Ｂからの出力レベルを与え定められた基準値と比較し
て、硬貨の選別が行われている（特公昭５８−３０６３
２号公報）。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の選別装置では、硬貨の検査要素（外形
、材質、材厚）毎にそれぞれ独立した複数の発振回路を
有し、しかもそれぞれの検査要素毎に適した複数の発振
周波数で動作させているので、検出判定系の信号の流れ
が多岐に渡り、回路構成が複雑な上、発振回路間の信号
相互干渉に対しても、検出コイル用配線ケーブルにシー
ルド線６ベー／ を使用する等、特別の対策が必要であった。（第７図） また、第８図に示す例では、１つの検出コイルに対し、
各金種毎に２辺のブリッジ構成用インピーダンス素子、
差動増巾器、比較器が必要となり、やはり検出判定系の
信号の流れが多岐に渡るので、構成回路部品が多大で複
雑な上、各金種毎のブリッジの平衡点調整作業が必要と
なる。

このように従来の選別装置は、いずれも回路構成が複雑
で、構成部品も多大に必要として、コストアップにつな
がるばかりでなく、トラブルの発生率が高くなるし、検
出判定系の信号が複数で、多岐に渡るのでサービス性も
良くない。

また、近年硬貨選別装置を組み込んだ両替機、自販機用
のコインチェンジャーにおいては、小型化の要求が高く
なってきているが、前記従来例のような構成では、この
要求に答えるのは困難である。

本発明はこのような問題点を解決するもので、構成を簡
単にすることを目的とするものである。

７ベー・ 問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、硬貨の通過によ
り、インピーダンスの変化する検出コイルと、その検出
コイルのインピーダンス変化を発振回路の電圧出力変化
で検出して、硬貨の選別を行うものにおいて、前記検出
コイルは主に硬貨の材質、材厚のように異なった要素を
検出する目的の少なくとも２つの検出コイルを硬貨通路
にそって、それぞれ対向配置し、前記２組の検出コイル
の配置間隔は、少なくとも対象正貨のうち最も外径の小
さい硬貨よりも小さい寸法としたものである。

作用 本発明は、上記した構成により１つの発振回路出力端か
ら、複数の検出コイルからのインピーダンス変化による
電圧変化分の複合出力として検出できるので、検出判定
系の信号の流れが１本化される。

また、前記複合出力の電圧ピーク点、電圧ボトム点の各
点は、それぞれの検出コイルの主検査要素（材質、材厚
）に反応する検出ポイントとなると同時に、硬貨が２つ
の検出コイル相互に影響を与える位置にある時、その時
得られる電圧ボトム点、まだはピーク点のレベルは、通
過硬貨の外径に敏感に反応する出力として得られるので
２対の検出コイルから主に３つの硬貨検出要素に反応す
る検出出力が得られる。

前記検出出力のレベル判定と、更に前記各電圧ピークボ
トム、ポイントレベルの相対比率、発生数の判定を総合
検査判定することにより、硬貨選別を精度よく行える。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて、詳細に説明
する。第１図、第２図、第４図は、本発明の実施例を示
すものであって、第３図、第５図。

第６図はその代表特性図である。第２図、第４図におい
て、第１図と同一のものは、同一参照番号を付している
。

第１図ａは、硬貨選別装置の要部を示す概略構成図、第
１図すは、回路構成図である。

９〆ｈ　・ 第１図において、硬貨選別装置本体１０投入口２から、
投入された硬貨７は、勾配を有するランプ３を転動して
いく際に、検出コイル８、および検出コイル９の側部を
通過し、これら検出コイル８．９によって真偽を選別さ
れた硬貨７のうち、正貨と判別された硬貨７は、ゲート
４が開放されることにより、正貨通路５に導かれ、偽貨
と判定された硬貨７に対しては、ゲート４が開かれず、
そのまま偽貨通路６から返却される。

第１の検出コイル８と第２の検出コイル９は、第１図す
に示すように、コイルｓａ、ｓｂ及びコイル９ｔ１９ｂ
をすべて直列に接続した上で、コンデンサＣＩ及びＣ２
とで、共振回路を形成し、帰還用増幅器１６、ベース抵
抗Ｒ２１Ｒ３エミツタ帰厚抵抗Ｒ１、トランジスタＱ１
と共に発振回路１２を形成している。発振回路１２は通
常検出コイル８及び９の直列等価インダクタンスとコン
デンサＣＩ　　＋　０２　とで定まる一定の周波数で発
振しており、トランジスタＱ１のコレクタには、共振回
路の負荷インピーダンスとエミッタ帰還抵抗１ｏ“−／ Ｒ１の比で定まる交流出力が得られる。

周知のように検出コイル８，９に、投入硬貨７が接近す
ると、前記共振回路の負荷インピーダンスは、硬貨７の
導電度にあるいは、硬貨７の透磁率μ、厚さｔ、及び硬
貨７と検出コイル８．９の相対位置によって変化し、そ
の変化はトランジスタＱ１のコレクタ電圧の変化として
あられれる。

Ｃ３は直流電圧遮断用のカップリングコンデンサであり
、トランジスタＱ１　の交流電圧出力は、カップリング
コンデンサＣ３を通して整流回路１３に入力され、検出
出力は直流電圧としてとり出される。Ｄｌ、Ｄ２　は整
流用ダイオード、Ｃ４，Ｒ４は平滑用コンデンサ及び抵
抗である。Ｒ５＋０５は低周波通貨フィルタを構成する
抵抗及びコンデンサで、発振回路１２の定常発振周波数
帯の高周波成分をバイパスし、マイクロコンピュータ１
４のム／Ｄコンバータ入力端子には、高周波リップルノ
イズの無い、検出出力が得られる。対をなす検出コイル
８及び９は、第２図ａ、ｂに示すようにポット型フェラ
イトコア４０２Ａ〜４ｏ２Ｄの１１１Ｘ− 溝に、図に示すようなコイル８ａ　、　８ｂ　、　９ａ
　。

９ｂを埋設して構成する。

検出コイル８及び９は、本実施例の場合“は第２図に示
すように、正貨の最小外径より小さい外径で、しかも前
記投入硬貨７の外径の範囲内に入るよう硬貨通路１０，
１１に設置し、投入硬貨７の対象正貨の外径の大小によ
る影響を殆んど受けないように配慮している。

第１図の検出コイル８は、第２Ｎａに示すように硬貨通
路１０．１１に対し、間隔ｄ３をおいて対向配置された
コイルａａ　、ｓｂから形成され、それぞれ直列同相接
続の関係に設定しであるので、それらによる電磁界の磁
束方向は、矢線４１０に示すように硬貨７の内部に浸透
する方向である。

第２の検出コイル９は、第２図すに示すように硬貨通路
１０，１１に対し、間隔ｄ３をおいて対向配置されたコ
イル９　ａ　＋　９　ｂから形成され、それぞれ直列逆
相接続の関係に設定しであるので、それらによる電磁界
の磁束方向は矢線４１１に示すように硬貨７の表面を沿
う方向である。

電磁界の作用下に硬貨を置いた時、電磁界による磁束の
硬貨への浸透度合いは、周知のように裏波深度ｄ−１／
、Ｄｉミツ−Ｗ−２πｆ）で与えられる。

従って、周波数が極めて高いか、導電度ｋが極めて大き
い場合、硬貨内部の電流、磁束は共に零にならないが、
内部はど密度が小さくなる関係にある。これより、前記
共振回路によって決定される発振周波数を適度な値に設
定することにより、第１の検出コイル８は、磁束が硬貨
内部を浸透する度合いが高く、主に投入硬貨７の材質に
敏感に反応し、第２の検出コイル９は、磁束が硬貨表面
に沿う方向なので、検出コイル９と硬貨との間の距離（
ｄ＋＋ｄ２）に敏感に反応し、結果として硬貨の厚みｔ
−ｄ３−（ｄｌ　＋ｄ２　）に反応する。

本発明の実施例では、発振回路１２の発振周波数をｆ−
４１１５ＫＨｚに設定することにより、良好な結果を得
ている。第３図は、検出コイル８及び９の側部を投入硬
貨７が通過した時の、第１図すのＡ／Ｄ入力端子に生ず
る検出電圧波形の代表例を示すものである。

１３、、− マイクロコンピュータ１４は前記検出電圧をＡ／Ｄコン
バータ入力より順次読み込んで、硬貨通路１０及び１１
に硬貨７が存在しない場合の出力電圧Ｅｏ、硬貨１０及
び１１を硬貨７が通過した時の出力電圧変化の特徴点の
電圧値であるｖｄｌ（第１のボトム電圧）、ｖｄ２（第
２のボトム電圧）。

ｖｄ３（第３ｏボ＋−ム電圧）　、　ＶＰ、　（第１の
ピーク電圧）　、　Ｖｐ２（第２のピーク電圧）を検知
する。

第５図ａ、ｂは、第４図に示すように第１の検出コイル
８と第２の検出コイル９を配置した硬貨通路１０．１１
に同一材質、同一厚みの円形構偽硬貨で、対象正貨の最
小外径に等しい楔部硬貨７０３と対象正貨の最大外径に
等しい楔部硬貨７０２を通過させた時の検出電圧曲線を
示しだ図である。第２の検出コイル９と楔部硬貨との相
互作用を無くしだ時の楔部硬貨７０２による検出出力が
曲線７０４に、楔部硬貨７０３による検出出力が曲線７
０６にそれぞれあられれる。ポイント７１．０は、曲線
７０４．７０６の電圧ボトム点を示す。第１の検出コイ
ル８と楔部硬貨との相互作１４ヘー。

用をなくした時の楔部硬貨７０２による検出出力が曲線
７０５に、楔部硬貨７０３による検出出力が曲線７０７
にそれぞれあられれる。ポイント７１１は、曲線７０Ｅ
５．７０７の電圧ボトム点を示す。

第１の検出コイル８と第２の検出コイル９の間隔Ｄｓ　
は対象正貨が通過した時、曲線７０４が曲線７０６のボ
トム７１１に影響せず、しかも曲線７０５が曲線７０４
のボトムに影響しない範囲に設定する。従って、曲線７
０４，７０５の総合検査出力が曲線７０８にあられされ
、曲線７０６と７０７の総合検査出力が曲線７０９にあ
られされる。

図示したように、曲線７０４と７０５の交差点７１２と
曲線７０６と７０７の交差点７１３は、硬貨と検出コイ
ル８及び９との相互作用面積の差、すなわち硬貨の外径
によって差が生じる。結果として、総合検査出力曲線７
０８．７０９の電圧ピーク点７１２　、７１３が硬貨の
外径に敏感に反応するポイントとなる。すなわち、検出
コイル８，９１５・・− の間隔を少なくとも対象正貨のうち最も外径の小さい硬
貨の外径より小さい寸法としておくことにより、第３図
の直流検出電圧曲線の電圧値Ｖｐ＋により硬貨の主に材
質を検査し、電圧値ｖｄ３により硬貨の主に厚みを検査
し、電圧値Ｖｌ）２により硬貨の主に外径を検査するこ
とができる。

第６図ａ−ｃは、硬貨に模した白銅（ＣｕＮｉ　）と鉛
（ｐｂ）の２種類の円形構偽硬貨について、硬貨通路１
０．１１を通過させた時の検出出力から、外径φと厚み
ｔを横軸にとり、縦軸にＶｐ＋　、　Ｖｄ３゜ｖｐ２電
圧の変化率をプロットした特性曲線であり、Ｖｌ）Ｉは
主に硬貨７の材質に反応し、Ｖｄ３は硬貨７の厚みｔに
主に反応し、Ｖｌ）２は硬貨７の外径φに主に反応して
いることをあられしている。

第１図すのマイクロコンピュータ１４内の比較判定プロ
グラムでは、各投入金種毎のＶｐ＋　、　Ｖｄ３゜Ｖｐ
２に対するテめ定められた上下限基準電圧値と（７）　
比Ｖ　判定、及ヒｖｄ１／ｖｐ１．ｖｄ２／ｖｐ１．ｖ
ｄ２／ｖｄ３のような各ピーク及びボトム電圧値相互の
比率に対する予め定められた上下限基準値との比較判定
を行ない、これらの総合判定結果により、投入硬貨の真
偽を判別している。

発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、２つの検出コイル
と１組の検出回路で、硬貨の３つの要素（外径、材質、
材厚）を検査判別することができ、硬貨の選別を、きわ
めて簡単な構成と少ない部品点数で、精密に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の一実施例に」：る硬貨選別装置の要
部の正面図、第１藺すは同装置の回路図、第２図ａ、ｂ
は検出コイルの構成と投入硬貨の位置関係を示す断面図
、第３図は検出回路の出力電圧波形図、第４図は検出コ
イルの設定位置を投入硬貨に関連して示す説明図、第５
図ａ、ｂは第４図の検出コイルにおける検出出力の波形
図、第６図ａ−ｃは検出回路の出力特性図、第７図及び
第８図はそれぞれ従来の硬貨選別装置の回路図である。 ７・・・・投入硬貨、８，９・・・・・・検出コイル、
８ａ。 １７、、− ｓｂ、９ａ、９ｂ・・・・・・コイル、１０．１１・・
・・・・硬貨通路、１２　・・・・発振回路、１３・・
・整流回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁界を発生する検出コイルを含む共振回路と、
   この共振回路のインピーダンス変化が発振電圧変化とし
   て検出される発振回路と、前記発振電圧変化を直流電圧
   変化に変換する整流回路とで構成される検出回路を有し
   、前記検出コイルは硬貨が摺動する硬貨通路面に対して
   ２個のコイルを所定間隔をおいて対向配置することによ
   り構成され、かつその検出コイルを硬貨通路に２組配置
   するとともに、その検出コイルの間隔を少なくとも対象
   正貨のうち、最も外径の小さい硬貨の外径より小さい寸
   法としたことを特徴とする硬貨選別装置。
2. （２）検出コイルの一方の検出コイルはコイルを直列同
   相接続し、他方の検出コイルはコイルを直列逆相接続し
   、それらを全て直列に接続したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の硬貨選別装置。