JPS586985B2 - 硬貨選別装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動販売機における硬貨選別装置に関するもの
であり、詳しくは発振器のコイルが形成する所定の周波
数の電磁界を硬貨が通過することにより生じる発振器の
発振周波数の変化を検知して硬貨の選別を行なう電子式
の硬貨選別装置に関するものである。

従来から自動販売機における硬貨選別装置においては、
この種の電子式の硬貨選別装置が精度の高い選別が可能
であるという点から広く採用されている。

このような電子式の硬貨選別装置としては、例えば低い
周波数の電磁界とそれよりはるかに高い周波数の電磁界
との組合せにより硬貨の選別を行なうものや、発振器の
コイルの代りに差動トランスを用い、その差動トランス
の二次側の出力の変化を検出することにより硬貨の選別
を行なうものなど、数々のものが開発され、実用化され
ている。

しかしながら、この電子式の硬化選別装置は、従来の機
械式のものに比べて正貨か偽貨かの判別を正確に、かつ
高い精度で行なうことができるものの、まだまだ充分に
満足できるものではなく、より正確な選別の可能な装置
の開発が望まれている。

一方、このような電子式の硬貨選別装置は、硬貨通路に
何らの障害もなく、無接点で硬貨を選別するものであり
、機構が非常に簡単であるという利点を有しているもの
の、一担投入された硬貨の後戻りが容易に行なえるため
、硬貨に糸を付けて投入し、その後糸を手練り寄せて硬
貨を引き戻されると、投入硬貨の正貨受入信号が硬貨を
受入れていないのに発生し、誤計数してしまうという欠
点を有している。

また、正貨として受入れた硬貨を各金種別に分類する分
類部は、前記正貨受入信号によりゲートを開き動作する
のであるが、適切に動作しなかった場合、正貨と判別し
た硬貨が返却されてしまうことがある。

本発明はこのような問題に盤み成されたものであり、上
述したような電子式の硬貨選別装置における選別の精度
を高めるとともに、簡単な回路で安価なものとするもの
である。

以下、本発明による硬貨選別装置について、第１図〜第
１２図の図面を用いて説明する。

第１図に本発明の一実施例による硬貨選別装置における
各センサの配置状態を示し、第２図〜第５図にその各セ
ンサ部分の構造を示し、第６図に同装置の電気回路を示
し、第７図〜第１２図に各センサ部分の動作特性を示し
ている。

第１図において、１は硬貨Ａの投入口、２はこの投入口
１から投入された硬貨Ａの落下のエネルギーを吸収する
ための第１のスナバー、３は同じく第２のスナバー、４
はこの第２のスナパー３に連続して設けられたランプで
あり、このランプ４上を硬貨Ａが転がり落ちる。

このランプ４は、第２図〜第４図に示すようにデツキ５
とリツド６とにより形成され、そしてリツド６側にラン
プ４上を転がる硬貨Ａが傾くように設けられている。

７は硬貨Ａの外形を検知するためのコイルからなる外形
検知センサで、この外形検知センサ７は第２図に示すよ
うに前記リッド６に１個配置されるとともに、発振回路
に発振コイルとして接続されており、その発振回路によ
り硬貨Ａがランプ４上にない時に所定の周波数、例えば
４５０ＫＨｚの周波数近辺で発振し、電磁界を形成して
いる。

８は硬貨Ａの材厚を検知するための材厚検知センサで、
この材厚検知センサ８は、第３図に示すように硬貨通路
をはさんでデッキ５とリッド６とにそれぞれ相対するよ
うに１対のコイルを配置することにより構成されており
、また材厚検知センサ８は外形検知センサ７と同じく発
振回路に発振コイルとして接続されており、その発振回
路により硬貨Ａがランプ４上の材厚検知センサ８間にな
い時に所定の周波数、例えば７５０ＫＨｚ近辺で発振し
、電磁界を形成している。

９は硬貨Ａの材質を検知するための材質検知センサで、
この材質検知センサ９は第４図に示すように、材厚検知
センサ８と同様に硬貨通路をはさんでデツキ５とリツド
６とにそれぞれ相対するように１対のコイルを配置する
ことにより構成されており、そしてこの材質検知センサ
９も発振回路に発振コイルとして接続され、その発振回
路により硬貨Ａが材質検知センサ９間にない時に所定の
周波数、例えば２００ＫＨｚ近辺で発振し、電磁界を形
成している。

また、これらの外形検知センサ７、材厚検知センサ８お
よび材質検知センサ９は硬貨Ａの移動方向に向って、外
形検知センサ７、材質検知センサ９、材厚検知センサ８
の順序で配置されている。

さらに、外形検知センサ７は、選別すべき硬貨の外形差
が最も顕著に現われる位置に配置されており、またこの
外形検知センサ７を硬貨Ａが通過する時には、外形検知
センサ７に硬貨Ａが密着する。

また、材厚検知センサ８および材質検知センサ９は、選
別すべき硬貨の外形差があまり現われないような位置に
配置されている。

１０は硬貨Ａの通過を検知するための通過検知センサで
、この通過検知センサ１０は第５図に示すように、デツ
キ５に１個配置されるとともに、発振回路に発振コイル
として接続されており、その発振回路により硬貨Ａがな
い時に所定の周波数例えば６００ＫＨｚ の周波数近辺
で発振し、電磁界を形成している。

１１は正貨として受入れられた硬貨Ａを各金種別に分類
するための分類部のゲートで、このゲート１１は第５図
に示すように、ソレノイド１２により駆動され、このゲ
ート１１が開くことにより硬貨Ａは正貨受入通路１３に
送られ、またゲート１１が閉じている時には硬貨Ａは返
却通路１４に送られる。

すなわち、このゲート１１は正貨受入通路１３と返却通
路１４とを分離するもので、またこのゲート１１の上に
通過検知センサ１０が配置されている。

次に、本発明の硬貨選別装置の電気回路とその動作につ
いて説明する。

第６図において、１５，１６，１７，１８はそれぞれ前
記外形検知センサ７、材質検知センサ９および材厚検知
センサ８が発振コイルとして接続されたＬＣ発振の発振
回路で、この発振回路１５１６，１７，１８は全く同じ
回路構成でトランジスタＴｒ、ダイオードＤ、抵抗Ｒ１
、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ
４およびコイルＬによって構成されている。

１９，２０，２１，２２はゲート回路、２３はカウンタ
回路、２４はマイクロコンピュータによる制御回路、２
５はしきい値設定部であり、これらのゲート回路１９，
２０，２１，２２、カウンタ回路２３、制御回路２４、
しきい値設定部２５により硬貨の判定部が構成されてい
る。

２６は出力回路である。

前記ゲート回路１９，２０，２１，２２は制御回路２４
からの信号により開けられ、カウンタ回路２３は制御回
路２４からの信号によりセット、リセットされる。

また、発振回路１５，１６，１７，１８からは、外形検
知センサ７、材質検知センサ９、材厚検知センサ８、通
過検知センサ１０に硬貨Ａが近づいていない時、アイド
ル周波数ｆ０の信号が出力され、そして導電材である硬
貨Ａが近づくと、その硬貨Ａの外形、材質、材厚に応じ
た発振周波数ｆ１の信号が出力される。

また、制御回路２４では、前記発振回路１５，１６，１
７，１８からの各信号により投入された硬貨Ａの外形、
材質、材厚が正貨の範囲内にあるかどうかと、正貨とし
て分類部に受入れられたかどうかをしきい値設定部２５
に記憶しているしきい値と比較することにより判定し外
形、材質、材厚の判定が全て正貨と判定し、かつゲート
１１が開いて正貨として受入れられた場合には、出力回
路２６を動作させる。

なお、この制御回路２４には、カウンタ回路２３により
変換された２進化デイジタル信号が入力されている。

次に、上記構成における本発明の硬貸選別装置における
外形検知、材厚検知、材質検知、通過検知における判定
方式について第７図〜第１２図を用いて説明する。

まず、外形判定、材厚判定について説明する。

上記構成から明らかなように、硬貨Ａが硬貨通路になり
通常の常態では発振回路１５，１７からそれぞれアイド
ル周波数ｆ０、例えば発振回路１５では４５０ＫＨｚ、
発振回路１７では７５０ＫＨＺ近辺の周波数の信号が出
力されているが、硬貨Ａが投入され、外形検知センサ７
、材厚検知センサ８の作る電磁界内を時々刻々と移動す
ると、それに応じて発振回路１５，１７の発振周波数が
変化してある時間とともに変化周波数ｆ１となる。

すなわち、外形判定、材厚判定では、そのｆ１−ｆ０＝
Δｆが最大値となる周波数を検出し、第７図および第８
図に示すように外形判定時、材厚判定時各々のΔが各硬
貨のしきい値の範囲内に入るかどうかの比較を制御回路
２４で行なうことにより行なっている。

この各硬貨のしきい値の範囲は、種々の偽貨と正貨とに
ついて実験をした結果、定めたものであり、しきい値設
定部２５にそれぞれ記憶されている。

次に、材質判定について説明すると、本発明においては
第６図に示す回路からも明らかなように材質の検知と材
厚の検知とは同様な回路構成の発振回路１６，１７によ
って行なっている。

ところで、材厚判定においては、投入された硬貨Ａの材
質が正貨の材質と異なっても、第８図に示す各硬貨の材
厚に応じたしきい値の範囲に入るよりなΔｆを有する材
厚のものであれば、正貨と判定する。

第９図はこのことを説明するために、外形が一定で材質
（半田、鉛）の異なる硬貨について材厚Δｆとの関係を
示した特性図で、第９図に示すように第８図に示す正貨
と判定する場合の材厚のしきい値と同様なしきい値をａ
線、ｂ線により設定すると、材質が半田の場合、ｃ点、
ｄ点においてａ線、ｂ線と交わり、材質が半田の硬貨で
も材厚がｅからｆの間の場合には、正貨と判定する。

一方、本発明の硬貨選別装置における材質判定では、材
厚判定の場合と同様な方式で投入された硬貨ＡのΔｆの
最大値が各硬貨のしきい値の範囲内に入るかどうかの比
較を制御回路２４で行なうのであるが、材質検知センサ
９の位置や発振回路１６の発振周波数（実験によると、
約２００ＫＨｚ程度が良好）を材厚検知の場合と変えて
おり、これによって同じ材質でも材厚とΔｆとの関係線
の傾きが第１０図に示すように第９図の材厚検知の場合
と異なる傾きとなっている。

従って、第９図で求めたｅ点、ｆ点を第１０図に作図す
ると、半田の特性を示す線と交わる点はｇ点、ｈ点とな
り一方材質判定において正貨と判定するしきい値のｉ線
、ｊ線と交わる点はｋ点、ｌ点で材厚はｍ点、ｎ点とな
り、材質判定においてはｍからｎの範囲の材厚の半田を
正貨と同じように判定し、ｅ〜ｆの材厚の半田は正貨と
して判定せず、結果的に材質が半田のものは偽貨と判定
するのである。

すなわち、本発明における材質判定では、材厚判定にお
いて正貨と判定する材厚の範囲と、材質判定において正
貨と判定する材厚の範囲とが一致した時に材質が正しい
と判定するのである。

次に、通過判定について説明すると、上記構成から明ら
かなように通常の状態では、発振回路１８からアイドル
周波数ｆ０、例えば６００ＫＨｚ近辺の周波数の信号が
出力されている。

この状態で硬貨Ａが投入され、通過検知センサ１０の作
る電磁界内を時々刻々と移動すると、それに応じて発振
回路１８の発振周波数が変化してある時間とともに変化
周波数ｆ１ となる。

すなわち、通過時間検知では、そのｆ１−ｆ０＝Δｆが
しきい値設定部２５で記憶された値以上となる周波数を
検出し第１１図に示すようにΔｆがしきい値を越えた時
間を制御回路２４で測定し、硬貨通過時間の検知を行な
うのである。

また、正貨として正しく分類部に受入れられたかどうか
の判定は、次のようにして行なっている。

すなわち、外形検知センサ７、材厚検知センサ８材質検
知センサ９により硬貨の各判定がなされ、正貨と判定さ
れて正貨信号が出されると、この信号によって分類部の
ゲート１１がソレノイド１２により駆動されて開き、正
貨を分類部に受入れるのであるが、この時ゲート１１が
正しく動作して正貨を分類部に受入れた場合には、第５
図に示すように通過検知センサ１０により検知される通
過時間は、ある一定の時間ｔ２ となる。

ところで、糸を付けた硬貨が投入された場合、分類部に
受入れられる前に後戻りさせられるため通過検知センサ
１０により検知される通過時間は第５図のｔ３で示すよ
うな正しい通過時間ｔ２より短かい時間となり、また正
貨信号が出されたものの、分類部のゲート１１が正しく
動作しなかった場合は、投入された硬貨は返却通路１４
を通って返却されるが、この場合、通過検知センサ１０
を横切る時間が長くなり、第５図のｔ４で示すような正
しい通過時間ｔ２より長い時間が検知されることとなり
、正貨として判定されるものの分類部に受入れられない
ような糸付きの硬貨が投入された場合や分類部のゲート
が故障したような場合には、硬貨受入信号が出されない
ため、結局正貨として判定されても出力回路２６が動作
しないのである。

以上のように本発明によれば、外形判定、材質判定、材
厚判定、通過時間判定を全て同様な方式で行なうため、
またデイジタル信号により処理することができるため、
回路の主要部をマイクロコンピュータで構成することが
でき、これによって回路構成が簡単で安価なものとなり
、しかも精度の高い硬貨の選別を行なうことができると
ともに正貨と判定した場合でも正しく受入れられなかっ
た場合には出力回路が動作しないというようにより一層
正確な硬貨の選別を行なうことができる等非常に優れた
硬貨選別装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による硬貨選別装置における
各センサの配置状態を示す平面図、第２図〜第５図はそ
の各センサ部分の構造を示す断面図、第６図は同装置の
電気回路図、第７図〜第１２図は同装置の動作、硬貨の
判定方式を説明するための特性図である。 ７・・・・・・外形検知センサ、８・・・・・・材厚検
知センサ、９・・・・・・材質検知センサ、１０・・・
・・・通過検知センサ、１１・・・・・・ゲート、１３
・・・・・・正貨受入通路、１４・・・・・・返却通路
、１５，１６，１７，１８・・・・・・発振回路、１９
，２０，２１，２２・・・・・・ゲート回路、２３・・
・・・・カウンタ回路、２４・・・・・・制御回路、２
５・・・・・・しきい値設定部、２６・・・・・・出力
回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硬貨通路に沿って配置した外形検知センサ、材厚検
   知センサ、材質検知センサおよび前記硬貨通路における
   正貨受入通路と返却通路とを分離するゲート上に配置し
   た通過検知センサの検知センサ群と、これらの各センサ
   をそれぞれの発振コイルとしかつ前記各センサに硬貨が
   通過することによりその通過硬貨に応じて発振周波数が
   変化する外形検知用、材厚検知用、材質検知用および通
   過検知用の発振回路と、外形検知用、材厚検知用および
   材質検知用の発振回路の発振周波数の変化量の最大値が
   各硬貨毎に設定した外形、材厚および材質の各しきい値
   の範囲に入るかどうかによって外形、材厚および材質の
   判定を行なってこれらの判定全てが正貨と判定した場合
   に正貨と判定しかつ前記通過検知用の発振回路の発振周
   波数が通過判定用のしきい値を越える時間により硬貨が
   正しく通過したかどうかの判定を行なう判定部とを有し
   、この判定部における材厚判定において正貨と判定され
   る材厚の範囲と材質判定において正貨と判定される材厚
   の範囲とが一致した時に材質が正しいと判定し、かつ前
   記判定部において正貨と判定されるとともに正貨として
   受入れられたと判定された時に出力回路を動作させるこ
   とを特徴とする硬貨選別装置。 ２ 外形検知センサを選別すべき硬貨の外形差が最も顕
   著に現われる位置に配置したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の硬貨選別装置。 ３ 材厚検知センサおよび材質検知センサを選別すべき
   硬貨の外形差があまり現われない位置に配置したことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の硬貨選別装置
   。 ４ 材厚検知用の発振回路と材質検知用の発振回路とを
   同一回路構成とし、かつ発振周波数を異ならせたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の硬貨選別装置
   。