JP2964057B2 - 硬貨判別装置の硬貨センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、公衆電話機や自動販売
機等のような硬貨投入によって利用される機器に設けら
れる硬貨判別装置の硬貨センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の硬貨利用機器では、図１３に示す
ように、硬貨投入口１から投入された硬貨Ｃを傾斜した
硬貨軌道１０に沿って転動落下させ、この硬貨軌道に沿
って設けた硬貨センサからの信号によって硬貨の材質、
厚さ、直径を検出して、硬貨の真為、種類を判定して投
入硬貨の判別を行う硬貨判別装置が設けられている。

【０００３】従来の硬貨判別装置の硬貨軌道１０の断面
構造は図１４の（ａ）に示すように、鉛直面に対して傾
斜して設けられた基板１５と、この基板１５と一定間隔
をおいた平行なフラッパ１６と、フラッパ１６の下端水
平線に対して傾斜して取付けられたレール１１とによっ
て構成されている。そして、投入口から硬貨軌道１０へ
落下した硬貨Ｃは、レール１１に周端面Ｃが接触し、基
板１５に腹面Ｃ″が接触した状態で、傾斜したレール１
１に沿って転動落下して行き、硬貨軌道をはさんでそれ
ぞれ基板１５とフラッパ１６に対向するように取付けら
れた送信コイル１２と受信コイル１３からなる硬貨セン
サＳを通過する。送信コイル１２は、硬貨軌道１０内に
交番磁界を発生し、この磁界を受けた硬貨に渦電流が生
じ、その渦電流による磁界が送信コイルの磁界を変化さ
せる。受信コイル１３には、この磁界変化に応じて位相
や振幅が変化する信号が誘起される。

【０００４】硬貨判別装置は、この受信コイル１３の誘
起電圧信号の変化の大きさおよびタイミング等から硬貨
の材質、通過タイミング、厚さ等を求めて、硬貨の種別
およびその真為を判別し、利用可能硬貨その種別に応じ
た経路へ振り分け、利用不能な硬貨を返却経路へ送る。

【０００５】また、硬貨軌道上で硬貨が詰まったり、金
庫満杯等により硬貨による機器の利用ができない場合に
は、フラッパ１６が図１４（ｂ）に示すように開かれ
て、投入硬貨は硬貨軌道１０から排出され、図示しない
返却経路を経て返却される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように送信コイル１２に対して受信コイル１３がフラッ
パ１６とともに移動する構造の硬貨センサでは、フラッ
パ１６の戻り位置の僅かなずれやフラッパ１６の振動等
によって、送信コイル１２と受信コイル１３の間隔が変
化するとともに、受信コイル１３と硬貨との距離も変化
してしまう。このため、たとえ同一硬貨を投入した場合
でも、受信コイル１３の誘起電圧信号に大きなバラツキ
が生じ、高精度な硬貨の判別ができなかった。

【０００７】本発明は、この問題を解決した硬貨判別装
置の硬貨センサを提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の硬貨判別装置の硬貨センサは、硬貨判別装
置の硬貨軌道近傍に配置され、前記硬貨軌道に磁界を発
生する送信コイルと、前記送信コイルの磁界を受けた硬
貨に生じる渦電流による磁界変化を検出する受信コイル
とを有する硬貨判別装置の硬貨センサにおいて、前記送
信コイルは、一端面側および周壁が閉口された筒状の磁
性コアの内周壁に外周部を接し且つ前記磁性コアの開口
側の周壁端面とほぼ面一となるように該磁性コアの内側
に同心状に固定され、前記受信コイルは、外径が前記送
信コイルの内径より小で且つ硬貨に分布する渦電流の大
きさの違いを検知できるように硬貨の径より小に形成さ
れ、前記送信コイルの内側に該送信コイルと同一向きで
且つ前記磁性コアの開口側の周壁端面とほぼ面一となる
位置に固定され、前記送信コイルの内周部と前記受信コ
イルの外周部との間が非磁性体で形成されている。

【０００９】

【作用】上記のように、本発明の硬貨センサでは、環状
の送信コイルが筒状の磁性コアの開口側内周壁に沿って
固定され、受信コイルが送信コイルの内側に同一向きで
ほぼ面一となる位置に非磁性体をはさんで固定されて一
体となっているため、送信コイルの励磁によって、磁性
コアの開口側端面から発生する磁束が開口面の近傍に集
中し、この開口面近傍を硬貨軌道に沿って移動する硬貨
に強い磁界を与え、受信コイルと送信コイルの相対位置
が変化せず、しかも、両コイルがほぼ面一となっている
ので、この硬貨センサを硬貨判別装置の基板の内壁と面
一になるように固定すれば、両コイルとの隙間が最短距
離で一定となり、磁界の変化を安定かつ高感度に検出で
きる。

【００１０】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説
明する。図１〜図３は一例の硬貨センサ２０を示してい
る。

【００１１】この硬貨センサ２０は、底部が閉口された
円筒状の高透磁率の磁性コア２１を有しており、その底
部２１ａには、小径のリード穴２２、２３が貫通してい
る。磁性コア２１の内周壁２１ｂには、リング状の送信
コイル２５がその外周を接するように接着固定されてい
る。送信コイル２５のリード線Ｌ１、Ｌ２は、磁性コア
２１の底部２１ａのリード穴２２から引出されている。
送信コイル２５の高さは、磁性コア２１の内周壁２１ｂ
の高さと同一で、送信コイル２２の上面２２ａと磁性コ
ア２１の上端面２１ｃとは面一となっている。

【００１２】送信コイル２５の内側には、非磁性体（例
えばプラスチック等）で、円柱状に形成されたスペーサ
２６が接着固定されている。スペーサ２６の外周は送信
コイル２５の内周に接し、スペーサ２６の高さは送信コ
イル２５と同一に形成されており、スペーサの上面２６
ａの中心には、所定深さで円柱状の支持穴２７が設けら
れている。

【００１３】支持穴２７の底とスペーサ２６の底面との
間には、磁性コア２１のリード穴２３と連続する小径の
リード穴２８が貫通している。支持穴２７の内部には、
受信コイル３０が、送信コイル２５と同一の向きに接着
固定されている。受信コイル３０のリード線Ｌ３、Ｌ４
は、スペーサ２６のリード穴２８および磁性コア２１の
リード穴２３を通されて引出されている。

【００１４】受信コイル３０の中心には、高磁率の磁性
コア３１が取付けられている。受信コイル３０の外周は
支持穴２７の内周に接し、受信コイル３０および磁性コ
ア３１の高さは、支持穴２７の深さと一致している。

【００１５】したがって、受信コイル３０は、スペーサ
２６によって、送信コイル２５および磁性コア２１に対
して、同心状で面一となる位置に固定されている。

【００１６】図４は、この硬貨センサ２０の送信コイル
２５を所定周波数（例えば４０ＫＨｚ）で励磁したとき
の磁界分布を示しており、送信コイル２５の外側の磁性
コア２１の上端面２１ｃからの磁力線が、受信コイル３
０の近傍に高い密度で生じており、実験の結果、磁性コ
ア２１が無い状態に比べて、送信コイル２５および受信
コイル３０に近接する硬貨に対して数倍高い密度の磁力
を与えることが確認された。

【００１７】また、送信コイル２５と受信コイル３０と
の隙間に磁性体が存在する硬貨センサとの実験比較にお
いても、この硬貨センサ２０の方が、受信コイル３０の
磁束密度がほぼ２倍（磁性コア３１が無いとき）から
２．４倍（磁性コア３１が有るとき）も高いことが確認
された。

【００１８】図５は、上記硬貨センサ２０を前記硬貨軌
道１０の基板１５′に取付けた状態を示す図である。硬
貨センサ２０は、円形のセンサ穴１８に挿着されてい
る。硬貨センサ２０のコイル面は、ほぼ基板１５′の内
壁面１５ａ′と面一になるように、センサ穴１８の奥に
固定されている。

【００１９】送信コイル２５は、図６に示すように、発
振器４０からの交流信号（図７の（ａ））によって所定
周波数で励磁駆動されて、硬貨軌道１０に交番磁界を発
生させ、受信コイル３０に誘起される交流信号（図７の
（ｂ））は、バッファ増幅器４１を介してサンプルホー
ルド回路４２へ出力される。

【００２０】サンプリングパルス発生回路４３は、発振
器４０の交流信号を受け、硬貨が無いときの受信コイル
３０の誘起信号に対して１８０度位相が遅れたサンプリ
ングパルス（図７の（ｃ））を発生する。

【００２１】したがってサンプルホールド回路４２から
は、硬貨が無いときゼロで、硬貨が通過するとき、その
渦電流によって生じる磁界で受信コイル３０の誘起信号
の位相および振幅が変化すると、その位相および振幅変
化に応じた検出信号（図７の（ｄ））がホールド出力さ
れる。

【００２２】この検出信号の波形やピーク位置等は、励
磁周波数や硬貨の直径、材質、厚さ等に依存する。例え
ば図８の（ａ）に示すように、同一励磁周波数で同一材
質の小径の硬貨Ｃ１、と大径の硬貨Ｃ２とを比較する
と、小径の硬貨Ｃ１の通過による検出信号の波形は、渦
電流の大きな外周部のみが受信コイル３０部分を通過す
るので、同図の（ｂ）のＡに示すように単峰形で幅が狭
いのに対し、大径の硬貨Ｃ２の通過による波形は、渦電
流の大きい外周部と渦電流の小さい中央部が受信コイル
３０部分を通過するので、Ｂに示すように双峰形で幅が
広くなる。また、材質や厚みが異なれば、渦電流の大き
さも変わり、波形のピーク値等も変化する。

【００２３】硬貨判別回路４５は、この検出波形および
図示しない他の硬貨センサの検出波形等から、硬貨の固
有情報（材質、径、厚み）のいずれかあるいは全てを判
別して硬貨の種類や真偽を判別する。

【００２４】硬貨振分け回路４６は、この判別結果を受
けて図示しない振分け機構を駆動し、判別結果に応じた
経路にその硬貨を送る。

【００２５】また、硬貨軌道１０上での硬貨詰まりや、
硬貨による機器利用が出来ない場合には、フラッパ１
６′が図９の（ａ）のように開き、硬貨Ｃを図示しない
返却経路へ排出する。この排出後、フラッパ１６′が図
９の（ｂ）に示すように完全に戻りきらない場合でも、
送信コイル２５と受信コイル３０とは一体で、しかも硬
貨センサ２０と硬貨Ｃとの距離も変化しないので、硬貨
の判別に影響はない。また、この硬貨センサ２０は、図
４に示したように、外周方向への漏れ磁束が磁性コア２
１によって極めて少なく抑えられているので、他の磁気
センサを近くに配置しても悪影響を与えることがなく、
硬貨センサ２０自身の形状も小さいことから、硬貨軌道
を短くすることができ、硬貨判別装置全体の大きさも小
型化できる。

【００２６】なお、この実施例では、円筒状の磁性コア
２１内に送信コイル２５と受信コイル３０とを固定して
いたが、図１０に示す硬貨センサ２０′のように、角筒
状の磁性コア２１′内に送信コイル２５′、スペーサ２
６′、受信コイル３０′を固定してもよく、受信コイル
の位置を送信コイルの中心からずらした位置に固定して
もよく、各コイルの固定方法等についても前記実施例に
限らず種々の変形が可能である。

【００２７】また、図１１に示すように、磁性コア２１
とほぼ同一形状の磁性コア５０を、フラッパ１６′側に
対向するように固定してもよい。このような磁性コア５
０を用いた場合、硬貨センサ２０のみの場合と比べて、
受信コイル３０′に誘起される信号の大きさはほとんど
変化しないが、硬貨の外周部側により強い磁界を与える
ことができるとともに、硬貨センサ全体が硬貨軌道部分
を除いて磁気的に閉鎖されるため、外部からの磁気の影
響を受けずに安定した検出ができ、しかも外部に対して
磁気的な悪影響を与えずに済み、他の磁気センサを近接
配置することができるという利点がある。

【００２８】また、前記実施例では、送信コイルと受信
コイルとの間の非磁性体として、受信コイルを支持する
ためのプラスチックのスペーサ２６を用いていたが、送
信コイルと受信コイルとの間を空隙部（空気を非磁性体
とする）とし、受信コイルを小型な支持部材で支持する
ようにしてもよい。

【００２９】また、図１２に示す硬貨センサ６０のよう
に、１つの送信コイル２５の内側に複数（図１３では４
個）の受信コイル３０をほぼ一列に配置してもよい。こ
の場合、各受信コイル３０が軌道に対して異なる高さ位
置となる向きにこの硬貨センサ６０を取付ければ、硬貨
の大小に応じた受信コイルを選択して、硬貨判別を行な
うこともできる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の硬貨判別
装置の硬貨センサは、一面が閉口された筒状の磁性コア
の内周壁に沿って環状の送信コイルを取付け、受信コイ
ルを送信コイルの内側に非磁性体を挟んで同一向きに且
つ面一となるように固定して一体構造にしたため、送信
コイルと受信コイルとの相対位置が変化せず、フラッパ
の開閉による位置ずれ等があっても安定した検出が行な
える。また、硬貨軌道の内壁に面一に取付けることがで
きるので、送信コイルの励磁駆動によって磁性コアの開
口側端面から開口面の近傍に集中するように発生した強
い磁界を硬貨に与えることができ、硬貨に対して安定で
感度の高い検出ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の分解斜視図である。

【図２】一実施例の平面図である。

【図３】一実施例のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】一実施例の磁界分布図である。

【図５】一実施例の硬貨センサを取付けた状態を示す硬
貨軌道の断面図である。

【図６】一実施例の硬貨センサを用いた硬貨判別装置の
回路構成を示すブロック図である。

【図７】図６の回路の各部の信号図である。

【図８】硬貨の径の大小による検出波形の違いの一例を
示す図である。

【図９】フラッパの開閉動作を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１１】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図１２】本発明の他の実施例を示す送信コイルと受信
コイルとの配置図である。

【図１３】硬貨判別装置の硬貨軌道の概略図である。

【図１４】従来の硬貨センサを取付けた硬貨軌道の断面
図である。

【符号の説明】

１０ 硬貨軌道 １１ レール １５′ 基板 １６′ フラッパ ２０ 硬貨センサ ２１ 磁性コア ２５ 送信コイル ２６ スペーサ ２７ 支持穴 ３０ 受信コイル ３１ 磁性コア

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G07F 3/02 G07D 5/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】硬貨判別装置の硬貨軌道近傍に配置され、
   前記硬貨軌道に磁界を発生する送信コイルと、前記送信
   コイルの磁界を受けた硬貨に生じる渦電流による磁界変
   化を検出する受信コイルとを有する硬貨判別装置の硬貨
   センサにおいて、 前記送信コイルは、一端面側および周壁が閉口された筒
   状の磁性コアの内周壁に外周部を接し且つ前記磁性コア
   の開口側の周壁端面とほぼ面一となるように該磁性コア
   の内側に同心状に固定され、 前記受信コイルは、外径が前記送信コイルの内径より小
   で且つ硬貨に分布する渦電流の大きさの違いを検知でき
   るように硬貨の径より小に形成され、前記送信コイルの
   内側に該送信コイルと同一向きで且つ前記磁性コアの開
   口側の周壁端面とほぼ面一となる位置に固定され、 前記送信コイルの内周部と前記受信コイルの外周部との
   間が非磁性体で形成されている ことを特徴とする硬貨判
   別装置の硬貨センサ。
2. 【請求項２】前記受信コイルの内側に磁性体が設けられ
   ていることを特徴とする請求項１記載の硬貨判別装置の
   硬貨センサ。
3. 【請求項３】前記磁性コアとほぼ同一形状の磁性コアを
   前記硬貨軌道を挟んで対向させたことを特徴とする請求
   項１記載の硬貨判別装置の硬貨センサ。
4. 【請求項４】前記受信コイルは、前記送信コイルの内側
   にほぼ一列に並ぶように複数個設けられていることを特
   徴とする請求項１記載の硬貨判別装置の硬貨センサ。