(57)【要約】【課題】コイン１の磁性体を磁化する磁石５（磁化手段）を設けることにより、磁力がなく又は磁力が弱まったり消磁されたコイン１でも確実に検出することができるコインセンサを提供する。【解決手段】内部に磁性体を埋め込んだコイン１が通過するコイン通路２を空隙とするコア３にコイル４を巻回したコインセンサにおいて、このコア３におけるコイン通路２の空隙を介した両端部にそれぞれ磁石５，５が埋め込まれた構成とする。また、これらの磁石５，５を同一極性で向かい合うように配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部に磁性体を有するコインが通過するコイン通路を空隙とするコアにコイルを巻回したコインセンサにおいて、
このコア又はこのコアよりもコイン通路の上流側に、コインの磁性体を磁化する磁化手段が設けられたことを特徴とするコインセンサ。
【請求項２】
少なくとも一部に磁性体を有するコインが通過するコイン通路を空隙とするコアにコイルを巻回したコインセンサにおいて、
このコアにおけるコイン通路の空隙を介した両端部にそれぞれ磁石が埋め込まれたことを特徴とするコインセンサ。
【請求項３】
前記コインの磁性体が、このコインの表裏面に沿った板状であり、前記コイン通路が、コインを表裏面に沿う方向に通過させるものであり、前記コアの両端部に埋め込まれた磁石が、コイン通路の空隙に向かう側の極性が同一となるように配置されたことを特徴とする請求項２に記載のコインセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも一部に磁性体を有するコインの種類や真贋を判別するコインセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動販売機等において、コインの種類や真贋を判別するコインセンサには、磁気センサを用いるものが多い（例えば、特許文献１参照。）。ただし、ほとんどのコインは磁性体ではないので、従来のコインセンサは、一次コイルに高周波交流電力を加えて、コインの渦電流損失等を二次コイルで検出するようにしたものであった。
【０００３】
しかしながら、コインには、一部に磁性体を有するものもある。例えば、１ユーロ硬貨や２ユーロ硬貨は、コインの内周部を表裏面方向の３層構造にして、中間層に弱い保磁力を有する強磁性体であるニッケルを用いると共に、このニッケル中間層を磁化（着磁）している。
【０００４】
このような磁化されたコインは、例えば図５や図６に示すようなコインセンサを用いて検出することができる。図５及び図６に示すコインセンサは、コイン１が通過するコイン通路２を空隙としたコア３にコイル４を巻回したものである。ここで、図５に示すコインセンサは、コイン１が重力等によってコイン通路２を通過するようにしたものである。これに対して、図６に示すコインセンサは、コイン通路２の上方のコア３を分割することにより、これらの分割されたコア３の間に図示しない搬送ベルトを配置して、この搬送ベルトによりコイン１がコイン通路２を通過するようにしたものである。
【０００５】
上記コインセンサのコイン通路２を磁化されたコイン１が通過すると、このコイン１からの磁力線が空隙を介してコア３内を通りコイル４と鎖交するので、このコイル４に電磁誘導による起電力が生じる。従って、このコイル４の出力を測定すれば、コイン１の通過を検出することができる。
【０００６】
ところが、磁化されたコイン１は、流通過程で、強い磁場が加えられたり高温にさらされることにより、磁力が弱まったり消磁されるおそれがある。そして、上記コインセンサは、コイン１の磁力が弱まったり消磁されると、このコイン１の通過を検出することができないという問題があった。
【特許文献１】特開平９−１１５０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、コインの磁性体を磁化する磁化手段を設けることにより、磁力がなく又は磁力が弱まったり消磁されたコインでも確実に検出することができるコインセンサを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、少なくとも一部に磁性体を有するコインが通過するコイン通路を空隙とするコアにコイルを巻回したコインセンサにおいて、このコア又はこのコアよりもコイン通路の上流側に、コインの磁性体を磁化する磁化手段が設けられたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、少なくとも一部に磁性体を有するコインが通過するコイン通路を空隙とするコアにコイルを巻回したコインセンサにおいて、このコアにおけるコイン通路の空隙を介した両端部にそれぞれ磁石が埋め込まれたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、前記コインの磁性体が、このコインの表裏面に沿った板状であり、前記コイン通路が、コインを表裏面に沿う方向に通過させるものであり、前記コアの両端部に埋め込まれた磁石が、コイン通路の空隙に向かう側の極性が同一となるように配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、コインがコインセンサのコアの空隙を通る前に、又は、空隙を通る際に、このコインの磁性体が磁化手段によって磁化されるので、コアのコイルに電磁誘導による起電力が生じる。従って、このコイルの出力を測定すれば、コインがコイン通路を通過したことを検出することができ、このコインの種類や真贋の判別に利用することができる。特に、コインの磁性体が十分な保磁力を有する場合には、この磁性体が磁化手段によって着磁されるので、磁化手段とコアが離れて配置されていても検出が可能となる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、コインがコインセンサのコアの空隙を通る際に、このコインの磁性体が磁石の磁力によって磁化されるので、コアのコイルに電磁誘導による起電力が生じる。従って、このコイルの出力を測定すれば、コインがコイン通路を通過したことを検出することができ、このコインの種類や真贋の判別に利用することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、コインセンサのコアの空隙を挟んで向かい合う磁石の極性が同一になるので、これらの磁石からの磁力線がコインの板状の磁性体の表裏面を貫通するのではなく、この磁性体内を表裏面に沿って長い距離通り抜けることになる。従って、コインの磁性体は、同じ大きさの磁場によって、より強く磁化されるので、コインセンサの検出精度を高めることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明のコインセンサで検出を行うコインは、流通貨幣（通貨）としての硬貨だけでなく、特定の施設等でのみ流通する硬貨状（円形や多角形等の平板状）のものであってもよく、必ずしも金属製のものには限定されない。そして、このコインは、少なくとも一部に磁性体を有するものである。この磁性体は、コインの表面に露出していてもよく、内部に完全に埋め込まれていてもよい。例えば、１ユーロ硬貨や２ユーロ硬貨は、コインの外周部と、内周部の表裏面側の層によって、弱い保磁力を有する強磁性体であるニッケル中間層が内部に完全に埋め込まれている。また、このコインは、全体が磁性体からなるものであってもよい。磁性体が保磁力を有する場合、本発明は、磁力が弱まったり消磁されたコインでも確実に検出することができるので、このコインの磁性体は、ユーロ硬貨のように予め磁化（着磁）されていてもよいし、事前には全く磁化されていないものであってもよい。
【００１５】
本発明のコインセンサは、コア（磁心）にコイルを巻回したものである。コアは、保磁力の小さい軟磁性材料により環状の磁路を形成したものである。コアの環状の形状は任意であり、円環状に限らず角のある環状やねじれのある環状であってもよい。また、このコアの環状は、１周回に限らず、メガネ状の２周回のものや、さらに多くの周回を組み合わせたものであってもよい。さらに、複数周回のコアは、それぞれ分離されていてもよく、コアの一部が一体化されて繋がっていてもよい。
【００１６】
上記コアは、環状の一部に空隙（エアギャップ）が設けられている。そして、この空隙がコインの通過するコイン通路となる。コインは、通常、このコイン通路を表裏面に沿った方向に通過する。また、このコインは、通常、空隙のギャップ長方向がコインの厚さ方向と一致する向きで通過する。従って、この場合、コアの空隙のギャップ長は、コインの厚さよりも適度に長くなる。
【００１７】
コイルは、コアに巻回された導線等の導体であり、このコア内を通る磁力線と鎖交するように導体が配置されていれば、必ずしも導線をコアに巻き付けたものである必要はない。このコイルは、コアの任意の位置に巻回することができるが、空隙をコインが通過したときの磁力線の変化を最も効率良く検出できる位置、即ちこの磁力線の鎖交数が最も大きく変化する位置に巻回することが好ましい。また、コアに巻回したコイルの数も任意である。
【００１８】
本発明のコインセンサは、上記コア又はこのコアよりもコイン通路の上流側に磁化手段が設けられている。磁化手段は、コインの磁性体を磁化する手段であり、より具体的には、コイン通路を通過するコイン又はこのコイン通路に向かうコインの磁性体に磁場を加えて磁化させるようにしたものである。なお、この磁化手段は、磁場を加えときにのみ一時的に磁性体を磁化させるだけでなく、保磁力を有する磁性体の場合には、外部の磁場を取り去った後にも磁力（残留磁束）を維持させる着磁による磁化も行うことができる。ただし、磁化手段がコアに設けられていたり、このコアの上流側の極めて近傍に設けられている場合には、この磁化手段は、磁場を加えときにのみ一時的に磁性体を磁化させるだけで足りる。もっとも、磁化手段がコインの磁性体を着磁するかどうかは、この磁性体の保持力の大きさに応じて決まることである。
【００１９】
このような磁化手段としては、例えばコイン通路を通過するコイン、又は、このコイン通路に向けて通過するコインの近傍に配置された磁石（永久磁石）や電磁石等がある。これらの磁石や電磁石等は、コインの近傍の１箇所にだけ配置してもよいし、複数箇所に配置してもよい。磁石や電磁石等を複数箇所に配置する場合、コインを挟むように配置することが好ましい。磁石や電磁石等をコインを挟むように配置する場合、１箇所ずつでもよいし、１箇所と複数箇所、又は、複数箇所と複数箇所ずつ配置してもよい。また、この場合の磁石や電磁石等は、コインの表裏面を介して挟むように配置してもよいし、コインの表裏面に沿った方向の両側や周囲側に配置するようにしてもよい。さらに、コインを挟むように配置された磁石や電磁石等は、コインに向かう側の極性が異なるように配置してもよいし、この極性が同一となるように配置してもよい。従って、これらの磁石や電磁石等からの磁力線は、コインの表裏面を貫通する場合もあるし、コインの表裏面に沿って内部を通り抜ける場合もある。
【００２０】
上記磁石や電磁石等をコアに設ける場合には、このコアに埋め込めばよい。このとき、磁石や電磁石等の一部はコイン通路の空隙側に露出していることが好ましい。また、磁化手段として電磁石を用いる場合には、コインセンサのコアにおけるコイン通路の空隙に近い端部に電磁石用コイルを巻回したものを用いて、電磁石用コアとコインセンサのコアを兼用するようにしてもよい。
【００２１】
上記磁化手段は、磁場が強すぎると、コインの磁性体が吸引されてコイン通路を通過することができないようになるおそれがあるので、適度な大きさの磁場を加えるようにする。また、この磁化手段の磁場が強すぎると、既に磁化されているコインの磁力を弱めるおそれもある。ただし、この磁化手段をコインセンサのコアに設ける場合には、十分に弱い磁場を加えるもので足りるが、このコアよりもコイン通路の上流側に離れて設ける場合には、十分な磁化（着磁）を行うために、ある程度強い磁場を加える必要がある。
【００２２】
本発明のコインセンサによれば、コインがコイン通路に達する前に、又は、コイン通路を通過する際に、このコインの磁性体が磁化手段によって磁化される。すると、このコインがコアの空隙を通過することによりコアを通る磁力線が変化するので、電磁誘導によってコイルに起電力が生じる。従って、このコイルの出力を測定すれば、コインがコイン通路を通過したことを検出することができ、このコインの種類や真贋の判別に利用することができる。
【００２３】
上記コイルの出力の測定は、例えばコイルの出力電圧を測定すればよく、この端子電圧をオペアンプ等を用いた微分回路に入力すれば、起電力の変化を測定することができる。また、コインの種類や真贋の判別には、通常は、本発明のコインセンサの検出結果だけでなく、他の種類のコインセンサの検出結果も合わせて総合的に判断する。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の一実施例について図１〜図４を参照して説明する。なお、これらの図においても、図５〜図６に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００２５】
本実施例のコインセンサは、図１に示すように、コア３にコイル４，４を巻回したものである。コア３は、軟磁性材料を上下に並んだ２本の水平部と左右に並んだ３本の垂直部とに配置した角形メガネ状の２周回のものであり、左右中央の垂直部における上下中央部に空隙を設けてコイン通路２としている。コイル４，４は、このコア３における空隙を設けた左右中央の垂直部の上部側と下部側にそれぞれ導線を巻回したものである。これらのコイル４，４は、図示は省略しているが、直列に接続されて、その両端の出力がオペアンプを用いた微分回路からなる検出回路に接続されている。
【００２６】
上記コア３の左右中央の垂直部における空隙を挟んだ上部の下端部と下部の上端部の中央には、それぞれ磁石５，５が埋め込まれている。磁石５，５は、保磁力の大きい硬磁性材料を磁化（着磁）したものであり、本実施例では、コイン通路２の空隙に向かう側の極性が共にＮ極となるように配置している。また、これらの磁石５，５は、コイン通路２を通過するコイン１の磁性体を強く吸引して移動を妨げることがない程度の比較的弱い磁力のものを用いている。
【００２７】
本実施例のコインセンサが検出を行おうとするコイン１は、円板状の内周部を表裏面方向の３層構造にして、円板状の中間層に弱い保磁力を有する強磁性体であるニッケルを用いた１ユーロ硬貨又は２ユーロ硬貨である。このコイン１の外周部と内周部の表裏面側の両層には、ニッケルと銅や真鍮との合金であって強磁性体ではないものが用いられている。このコイン１は、表裏面を上下方向に向けて、この表裏面に沿って後方から前方に移動することにより、コイン通路２となる上記コア３の空隙を通過するようになっている。
【００２８】
上記構成のコインセンサは、コイン１がコイン通路２を通過しないときには、図２に示すように、各磁石５の周囲にのみ磁力線が生じる。そして、これらの磁石５，５からの磁力線がコイル４，４と鎖交することはほとんどなく、また、鎖交する場合があったとしても、この磁力線の鎖交数が変化することはない。従って、コイル４，４の出力に起電力が生じることもない。
【００２９】
また、コイン通路２に、磁性体を有さない別の種類のコインが通過した場合も、同様に、コイル４，４の出力に起電力が生じることはない。
【００３０】
このコインセンサのコイン通路２にコイン１が通過すると、図３に示すように、磁石５，５のコイン通路２側を向くＮ極から上下方向に発した磁力線の一部がコイン１に至り、このコイン１の板状の磁性体内で左右に分岐してコア３の左右の両垂直部から上方の水平部と左右中央の垂直部を経由しＳ極に戻るようになる。すると、この磁力線は、コイル４，４に鎖交するようになり、コイン１がコイン通路２を通過したときにのみ、これらのコイル４，４に起電力が生じる。しかも、磁石５，５からの磁力線は、コイン１の磁性体内を水平方向に長い距離にわたって通り抜け強く磁化するので、コイル４，４との鎖交数も多くなる。従って、これらのコイル４，４の出力電圧を微分回路で微分すれば、起電力の変化を示す検出信号を確実に得ることができる。
【００３１】
また、このコイン１の磁性体が予め着磁されている場合には、この磁性体からの磁力線も加わるので、上方のコイル４と下方のコイル４では非対称ではあるが、上記と同様にコイル４，４に鎖交する磁力線が変化し起電力を生じる。なお、磁石５，５からの磁力線によって生じる起電力と、このコイン１の磁性体からの磁力線によって生じる起電力は、コイン通路２を通過するコイン１が表向きか裏向きかに応じた上下いずれかのコイル４で逆向きとなる。このため、これらのコイル４，４での起電力が直列接続により相殺されるのを防ぐために、各コイル４ごとに検出回路に接続するようにしてもよい。
【００３２】
図４は、図６に示した搬送ベルトを用いた従来例のコインセンサに本発明を実施した実施例を示す。この実施例のコア３は、上方の水平部と左右中央の垂直部の上部を左右に２分割し、これら分割した垂直部の上部にそれぞれコイル４，４を巻回すると共に、これらの下端部にそれぞれ磁石５，５を埋め込んでいる。このコインセンサの場合も、コイン通路２にコイン１が通過したときにのみ、磁石５…からの磁力線がコイル４…に鎖交して起電力が生じる。
【００３３】
なお、上記実施例では、全ての磁石５のコイン通路２側の極性をＮ極とする場合を示したが、この極性をＳ極とした場合も全く同様の効果を得ることができる。また、例えば上方の磁石５と下方の磁石５のコイン通路２側の極性が異なるようにした場合であっても、磁力線がコイン１の表裏面を貫通してコイル４に鎖交し起電力を生じるようになるので、上記実施例の場合と同様の検出が可能となる。ただし、この場合には、磁力線がコイン１の薄い円板状の磁性体の表裏面を貫通するだけであるため、磁化が不十分となり検出精度がある程度低下するおそれがある。
【００３４】
また、上記実施例の場合には、磁石５がコイン１の磁性体を着磁させなくても、磁場を加えたときにのみ一時的に磁化させただけでも検出は可能となるが、これらの磁石５がコア３に埋め込まれるのではなく、コイン通路２の上流側に離れて配置される場合には、コイン１の磁性体を着磁させる必要が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、コインセンサの斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、コインが通過していないコインセンサの正面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、コインが通過しているコインセンサの正面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、コインが通過している搬送ベルトを用いたコインセンサの正面図である。
【図５】従来例を示すものであって、コインセンサの斜視図である。
【図６】従来例を示すものであって、搬送ベルトを用いたコインセンサの斜視図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  コイン
２  コイン通路
３  コア
４  コイル
５  磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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