(57)【要約】【課題】機械的強度を有し、コインメックへの磁気妨害や設置スペース占有の問題を生じないコインメック用硬貨返却機構を提供する。【解決手段】本発明のコインメック用硬貨返却機構は、硬貨返却ユニットと硬貨返却用電子制御ユニットとを含み、硬貨返却ユニットは、電子制御ユニットのコンデンサからの放電によって駆動するソレノイドを備え、電子制御ユニットはコインメックの動作をモニタしてソレノイドの駆動を制御することを特徴とする。電子制御ユニットは、特にコインメックのエラー中は前記ソレノイドの駆動を禁止するよう制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コインメック用硬貨返却機構であって、
前記硬貨返却機構は、硬貨返却ユニットと硬貨返却用電子制御ユニットとを含み、
前記硬貨返却ユニットは、前記電子制御ユニットのコンデンサからの放電によって駆動するソレノイドを備え、前記電子制御ユニットは、前記コインメックの動作をモニタして前記ソレノイドの駆動を制御することを特徴とする、前記硬貨返却機構。
【請求項２】
前記電子制御ユニットは、前記コインメックのエラー中は前記ソレノイドの駆動を禁止するよう制御することを特徴とする、請求項１に記載の硬貨返却機構。
【請求項３】
前記コンデンサは、前記ソレノイドの駆動前に小電流で蓄電され、放電時に大電流を瞬間的に流すことで前記ソレノイドを短時間駆動することを特徴とする、請求項１又は２に記載の硬貨返却機構。
【請求項４】
前記ソレノイドは、前記コインメックに対して磁気シールドを設けている、請求項１〜３のいずれかに記載の硬貨返却機構。
【請求項５】
前記コンデンサは電解コンデンサを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の硬貨返却機構。
【請求項６】
前記電子制御ユニットは、前記コンデンサの放電のためにＭＯＳＦＥＴスイッチング回路をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載の硬貨返却機構。
【請求項７】
前記電子制御ユニットは、前記コインメックの動作を、ＪＶＭＡ通信を介してモニタすることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の硬貨返却機構。
【請求項８】
前記電子制御ユニットは、硬貨返却スイッチ、若しくはＵＳＢ端子又はＪＶＭＡ端子からシリアル通信を介した指令により制御される、請求項１〜７のいずれかに記載の硬貨返却機構。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれに記載の硬貨返却機構を備えたコインメック。
【請求項１０】
請求項９に記載のコインメックを具備する自動販売機。
【請求項１１】
前記自動販売機は、自動券売機、自動精算機、ＩＣカードチャージ機、両替機、コピーマシン、印刷装置、情報キオスク端末及び娯楽機器のいずれかである、請求項１０に記載の自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動販売機等に利用されているコインメックの硬貨返却機構に関し、より詳細には、従来の硬貨返却用の回転式レバーや押しボタンに代わる硬貨返却機構及びそれを備えたコインメック及び自動販売機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動券売機、自動精算機等の自動販売機の硬貨課金部には、コインメック（つり銭機能内蔵硬貨循環式を含む）やビルバリ（紙幣識別機）が利用されている。コインメックの硬貨選別部には、センサ（特に磁気センサ）と電子回路により正貨を判定する電子式硬貨選別機が搭載される。
【０００３】
前記コインメックにはまた、回転レバー式や押しボタン式の硬貨返却用手段が設置されている。この硬貨返却手段は、自動販売機等での決済後に返却レバー等でつり銭の排出を促す決済中断を行う、硬貨が硬貨投入通路やアクセプタ内で詰まってしまった時に返却レバー等でアクセプタ内の通路を広げて硬貨を返却口へ排出する等のためにある。
【０００４】
図５に示すような従来の回転式返却レバーは、手動で回転させるとコインメック上部のコイン返却レバーを介してアクセプタの硬貨用通路をゲート開放するようになっている。これにより、通路に詰まった硬貨をつり銭・硬貨返却出口への排出を促す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭４９−９９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の回転式返却レバーには押す力が必要であり、しかも約１秒間以上押し続けないと詰まった硬貨が排出されない。また、回転式返却レバーとコインメックの位置関係は制限されてしまう。しかも、回転式返却レバー乱雑に扱われ易く、損傷する度合いが高い。また、最近は自動販売機にタッチパネル式の操作画面が増えているので、従来の返却手段とは異なる方式でアクセプタ内通路のゲートを開く手段が要望される。
【０００７】
アクセプタ内通路のゲートを開く手段として、強力なモータやソレノイド（特許文献１）が考えられる。現状のコインメックは、硬貨選別部に磁気センサ及び電子回路を採用している。ソレノイドは磁場を発生し、それがコインメックの磁気センサ回路を容易に破壊する。ソレノイド等が発する磁場は、周りの金属を磁石化してしまうことも問題となる。したがって、コインメックを備えた自動販売機の硬貨返却機構には磁場の影響を回避する方策が必要となる。
【０００８】
ソレノイドには、磁場の他にも問題がある。それは、吸引力が大きい強力なソレノイドでアクチュエータを構築する方法として、大型のソレノイド又は大電流のソレノイドの選択肢がある。抵抗値の大きいソレノイドは大型となり易く、場所を占有する。大電流のソレノイドは小型にはできるが、大電流を得る仕組みが必要となる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、従来の硬貨返却用の回転式レバーや押しボタンの代替手段となり得る硬貨返却機構であって、強度があり磁気や占有スペースの問題が生じない方法が必要となる。しかもタッチパネルようの操作画面にも対応するものを新たに提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を鋭意検討した結果、コンデンサから放電される大電流で駆動するソレノイドを一定条件のもとで使用することによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は、コインメック用硬貨返却機構であって、前記硬貨返却機構は、硬貨返却ユニットと硬貨返却用電子制御ユニットとを含み、前記硬貨返却ユニットは、前記電子制御ユニットのコンデンサからの放電によって駆動するソレノイドを備え、前記電子制御ユニットは、前記コインメックの動作をモニタして前記ソレノイドの駆動を制御することを特徴とする、前記硬貨返却機構を提供する。
【００１１】
前記電子制御ユニットは、特に、前記コインメックのエラー中は前記ソレノイドの駆動を禁止するよう制御することを特徴とする。
【００１２】
前記コンデンサは、特に、前記ソレノイドの駆動前に小電流で蓄電され、放電時に大電流を瞬間的に流すことで前記ソレノイドを短時間駆動することを特徴とする。
【００１３】
前記ソレノイドは、前記コインメックに対して磁気シールドを設けていることが好ましい。
【００１４】
前記コンデンサは電解コンデンサを含むことが好ましい。
【００１５】
前記電子制御ユニットは、前記コンデンサの放電のためにＭＯＳＦＥＴスイッチング回路をさらに備えることが好ましい。
【００１６】
前記電子制御ユニットは、特に、前記コインメックの動作を、ＪＶＭＡ通信を介してモニタすることを特徴とする。
【００１７】
前記電子制御ユニットは、例えば硬貨返却スイッチ、若しくはＵＳＢ端子又はＪＶＭＡ端子からシリアル通信を介した指令により制御される。
【００１８】
本発明は、また、上記硬貨返却機構を備えたコインメックを提供する。
【００１９】
本発明は、さらにまた、上記硬貨返却機構を備えたコインメックを具備する自動販売機を提供する。
【００２０】
前記自動販売機は、例えば自動券売機、自動精算機、ＩＣカードチャージ機、両替機、コピーマシン、印刷装置、情報キオスク端末及び娯楽機器のいずれかである。
【発明の効果】
【００２１】
硬貨返却ユニット及び硬貨返却用電子制御ユニットを備えた本発明のコインメック用硬貨返却機構は、特に硬貨返却スイッチは、自動販売機等が具備するコインメックのコイン返却レバーへの動力伝達方式を従来の回転式返却レバーから代替する。そのために、本発明の硬貨返却機構は、電子制御ユニットのマイコンで制御される硬貨返却ユニットが、電子制御ユニットのコンデンサに蓄電された電荷を硬貨返却ユニットのソレノイドへ瞬時に放電し、短時間の硬貨返却処理に必要十分な大電流をソレノイドに流す。
【００２２】
電子制御ユニットのマイコンは、コインメックのＪＶＭＡ通信をモニタし、コインメックの動作中、特にエラー中はソレノイドの駆動を禁止するように設定されているので、コインメックの磁気問題を回避することができる。放電後は、ソレノイドの磁界が速やかに消滅するので、ソレノイドが発する磁気パルスによってコインメックの磁気センサが攪乱され、また金属が磁化されることがない。
【００２３】
本発明の硬貨返却機構は、電子制御ユニットがＪＶＭＡ端子やＵＳＢ端子を備えることが有利である。例えば、コインメックが利用するＪＶＭＡ端子を介して電源供給できるので、硬貨返却機構用に新たな電源を用意する必要がなくなる。
【００２４】
本発明の硬貨返却機構は、電子制御ユニットを硬貨返却スイッチ、若しくはＵＳＢ端子又はＪＶＭＡ端子からシリアル通信を介した指令により制御できるので、既存のコインメックや自動販売機への移設や新規な設備への設置が簡単である。回転式返却レバーを用いる従来の方式ではコインメックの取り付方法が制限されるが、本発明の硬貨返却機構は、コインメックがどのような向きや位置にあっても取り付けが可能になる。本発明の硬貨返却機構は、例えば自動券売機、自動精算機のような各種自動販売機のコインメック用硬貨返却機構としての使用が多いに期待される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に従う一実施形態のコインメック用硬貨返却機構の外観図である。硬貨返却機構は、硬貨返却ユニット２０及び硬貨返却用電子制御ユニット３０で構成される。電子制御ユニット３０には、硬貨返却スイッチ３５、ＪＶＭＡ端子３６及びＵＳＢ端子３７が設置され、そのいずれかからの指令により制御される。
【図２】図１の硬貨返却機構の電気系統を示す回路図である。
【図３】図３Ａ及び３Ｂは、それぞれ、本発明に従う別の一実施形態のコインメック用硬貨返却機構を備えた自動販売機１の正面図及び右側面図である。この実施形態での電子制御ユニット３０は自動販売機１中に設置され、従来の回転式返却レバー３の代わりとなる硬貨返却スイッチ３５がＵＳＢ制御可能なタッチパネルに設けられ、硬貨返却スイッチ３５からの指令がＵＳＢ端子３７を介して電子制御ユニット３０へ送られるようになっている。図３中のコイン返却レバー１５は、硬貨返却ユニット２０のスライダー２４で下方へ押される前と後の両方が図示されている。
【図４】図３の自動販売機１の硬貨返却機構の動作を説明する図である。図４Ａは、電子制御ユニット３０の電解コンデンサ３２から硬貨返却ユニット２０のソレノイド２１へ放電する前（すなわち、硬貨返却動作前）のソレノイドを示し、図４Ｂは、放電時（硬すなわち、硬貨返却動作中）のソレノイドの動作を示す。具体的には、図４Ｂにおいて、ソレノイド２１によって磁化した可動鉄芯（プランジャー）２３とスライダー２４がベアリングローラー２５にガイドされながら下降する。スライダー２４は、コインメック１４に設置されたコイン返却レバー１５を押し下げてアクセプタ１３の硬貨返却用通路のゲート（図示せず）を開放する。放電後、消磁した可動鉄芯(プランジャー)２３及びスライダー２４は、円錐スプリング２２の弾性力によって図４Ａの位置へ戻る。
【図５】従来の回転式返却レバー３の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に本発明の実施の形態を添付の図面を用いて説明する。まず、コインメックを具備する自動販売機の硬貨返却の仕組みを説明する。自動販売機１は、通常、図３に示すように、硬貨が投入される硬貨投入口１１、硬貨を返却するためのつり銭・返却硬貨出口１６、投入された硬貨を保管する金庫側硬貨排出口１７等が具備されている。硬貨投入口１１より入れられた硬貨は、硬貨投入通路１２を通ってコインメック１４のアクセプタ１３にて、投入された５円、１０円、５０円、１００円、５００円等の各硬貨を磁気センサと電子回路によって迅速に正貨判定する電子式硬貨選別機を搭載している。アクセプタ１３で正貨と判定された硬貨は、その金種ごとにコインメック内のつり銭用カセット（図示せず）に格納される。つり銭用カセットに格納しきれない硬貨は、金庫側硬貨排出口１７から排出される。返却された硬貨やつり銭、認識されない硬貨や偽貨は、つり銭・返却硬貨出口１６から排出される。
【００２７】
コインメック１４には、硬貨を払い出すためのエスクロ（図示せず）やつり銭保留用のチューブ（図示せず）が設けられている。従来の自動販売機には、つり銭や返金をするために図５に示す回転式返却レバー３でコイン返却レバー１５を押し下げ、自動販売機に返却スイッチＯＮの情報を出力する。それにより自動販売機はコインメック１４に返金操作を行いエスクロ（図示せず）やつり銭保留用のチューブ（図示せず）から硬貨を払い出す。本発明では、回転式返却レバー３を硬貨返却ユニット２０及び硬貨返却用電子制御ユニット３０を備えたコインメック用硬貨返却機構が代替する。すなわち、図１に示す電子制御ユニット３０を硬貨返却スイッチ３５により硬貨返却ユニット２０のソレノイド２１の駆動が可能になり、スライダー２４及びコイン返却レバー１５を介して、アクセプタ１３の硬貨返却用通路のゲートを開放する。これにより、通路に詰まった硬貨やつり銭等の硬貨をつり銭・返却硬貨出口１６から返却する。
【００２８】
次に、本発明のコインメック用硬貨返却機構を図１及び２を用いて説明する。図１に示す硬貨返却機構は、硬貨返却ユニット２０と硬貨返却用電子制御ユニット３０とを含み、硬貨返却ユニット２０は前記電子制御ユニット３０のコンデンサ３２からの放電によって駆動するソレノイド２１を備え、電子制御ユニット３０はコインメック１４の動作をモニタしてソレノイド２１の駆動を制御することを特徴とする。
【００２９】
ソレノイド２１は、らせん状に巻かれた絶縁銅線に直流電流を流すことで磁界を発生させ、ソレノイド内を貫通する可動鉄芯（プランジャー）２３を下方の固定鉄芯（図示せず）の方へ吸い寄せるプル型ソレノイドである。可動鉄芯(プランジャー)２３は、ソレノイド２１に電流が流れたときのみに円錐スプリング２２を押圧しながら固定鉄芯に吸い寄せられる。
【００３０】
図２の電気系統図において、電子制御ユニット３０の硬貨返却スイッチ３５が押されると、その指令を中央制御装置（マイコン）３１が認識する。中央制御装置（マイコン）３１は、ＪＶＭＡ通信を介してコインメック１４の処理動作と硬貨返却ユニット２０の動作を同期させるように硬貨返却ユニット２０を制御する。
【００３１】
硬貨返却ユニット２０のコンデンサ３２がソレノイ２１ドの駆動前に小電流で蓄電しておき、放電時に大電流を瞬間的に流すことでソレノイド２１を短時間駆動するアクチュエータ機能を実行させる。そのために、中央制御装置（マイコン）３１はコンデンサ３２の蓄電状況やＭＯＳ-ＦＥＴ３３へ出力するパルス幅を制御しながら、ＪＶＭＡ通信のエラー等を監視するようにプログラムされている。
【００３２】
上記パルス幅は、硬貨返却ユニット２０のスライダー２４が最下点を維持する時間を１秒間以上確保し、さらにコンデンサ３２の放電が終わるまでの時間を維持するような長さとする。コンデンサ３２の放電時間は、コンデンサ３２の容量とソレノイド２１の抵抗値により求められる。
【００３３】
ソレノイド２１に一時的に流す大電流を作るためにコンデンサ３２を利用することが本発明にとって重要である。事前にコンデンサ３２を蓄電しておき、硬貨返却スイッチ３５がトリガとなってコンデンサ３２に蓄電された電荷がソレノイド２１へ瞬時に放電される、すなわち、ソレノイド２１に大電流が流れる。コンデンサ３２は、静電容量の大きさの点でアルミ電解コンデンサ、電気二重層コンデンサ等の電解コンデンサが好ましい。
【００３４】
硬貨返却スイッチ３５からの指令がパワーＭＯＳＦＥＴ３３をＯＮ／ＯＦＦすると小電流で大きな力を生み出し、しかも短時間に行われる硬貨の返却処理に必要十分な大電流を作ることができる。また、コンデンサ３２の前に定電流ダイオード３４を配置することで、コンデンサ３２に蓄電する際にコンデンサに大電流を流さなくてよく、また、抵抗値の低いソレノイドにも大電流を流さないで済む。
【００３５】
コンデンサ３２の放電により電流値が少なくなれば、磁界も基本的に消滅する。可動鉄芯(プランジャー)２３及びスライダー２４は円錐スプリング２２の復元力によって元の位置へ戻り、アクセプタ１３のゲートも閉まる。
【００３６】
放電後にソレノイド２１の磁界が速やかに消滅するので、コインメック１４の磁気センサの磁気パルスによる攪乱や破損、さらには周囲環境（金属）の磁化を回避することができる。好ましくは、ソレノイド２１はコインメック１４に対して磁気シールドを設けている。例えば、コインメック１４とソレノイド２１との間にフェライトシート等の電磁波吸収シートを入れておくとよい。金属磁化を確実に回避するために、硬貨返却ユニット２０のコイン返却レバー１５と近接する部分、特にスライダー２４は、オーステナイト系金属（例えばSUS３０４）のような非磁性材料でできていることがさらに好ましい。
【００３７】
ＪＶＭＡ端子３６の機能は、ＪＶＭＡ端子を介した硬貨返却機構２の制御及び硬貨返却機構２への電源供給である。すなわち、ＪＶＭＡ端子３６は、中央制御装置（マイコン）３１がコインメック１４のＪＶＭＡ通信をモニタして電子制御ユニット３０を制御するために使用される。
【００３８】
コインメック１４のＪＶＭＡ通信方式（日本自動販売システム機械工業会が定めた２４Ｖシリアル通信方式）は、ＤＣ２４Ｖ電源とトランジスタで構成されたシリアル通信回路を採用しているので、ＪＶＭＡ端子３６からＤＣ２４ＶやＤＣ８Ｖも供給できる。ＪＶＭＡ端子３６を利用することで硬貨返却ユニットのソレノイド２１のために追加電源を必要としない。
【００３９】
現在多く使われているコインメックは、その上位側のＰＣ等と接続可能なようにＵＳＢ端子が設けられている。電子制御ユニット３０は、硬貨返却スイッチ３５の他に、上位側のＰＣからＵＳＢ端子３７を介したシリアル通信コマンドでもソレノイド２１の制御が可能である。
【００４０】
本発明の硬貨返却機構を作動するための硬貨返却スイッチ３５は、押しボタン式、タッチパネル式等のいずれの方式でもよい。また、硬貨返却スイッチ３５を従来慣れている回転返却式レバーに偽装してもよい。
【００４１】
本発明の硬貨返却機構２を作動させる方法として、図１のように電子制御ユニット３０に硬貨返却スイッチ３５を設けてそれを押す方法以外に、図３のように自動販売機前面にある従来の回転返却式レバー３の代わりとして押しボタン式やタッチパネル式の硬貨返却スイッチ３５を取り付け、押しボタンやタッチパネルを押してその指令をＵＳＢやＪＶＭＡ通信で電子制御ユニット３０に送るようにしてもよい。図３では、電子制御ユニット３０は自動販売機１中に設置され（図示せず）、硬貨返却スイッチ３５の代わりとなる自動販売機の操作用タッチパネル内（図示せず）に設けられている。
【００４２】
図３の自動販売機１の硬貨返却の動作を、図４を用いて説明する。まず、硬貨投入口１１から投入された硬貨は、コインメック１４が決済中であればコインメック１４のチューブに貯まる。チューブに貯まった段階で、自動販売機１のタッチパネル式操作画面の硬貨返却スイッチ（図示せず）が押されると、電子制御ユニット３０の電解コンデンサ３２が放電し、その電流が硬貨返却ユニット２０のソレノイド２１を流れる（図４Ａ）。ソレノイド２１に大電流が流れることによってソレノイド２１が磁化し、可動鉄心（ブランジャー）２３及びスライダー２４が下方に引かれる。その結果、スライダー２４は、コインメック１４のコイン返却レバー１５を押し下げる（図４Ｂ）。コイン返却レバー１５が押し下げられると、アクセプタ１３のゲートが開くと同時にＪＶＭＡ通信で自動販売機１の上位側制御装置へ返却スイッチＯＮの情報を出力し、上位側は決済中止の処理を行い、入金された硬貨がつり銭・返却硬貨出口１６に返却される。
【００４３】
本発明のコインメック用硬貨返却機構は、コインメックを具備する各種機器に使用することができる。具体的には、スタンドアローン型のコインベンダー；自動販売機；遊園地、遊技場、入浴施設、映画館、駐車場、駐輪場等の自動券売機；自動精算機；両替機；コピー機；納税証明書・印鑑証明書・住民票、デジタルカメラ写真等の印刷装置；自動生ビールサーバー、娯楽機器等が挙げられる。
【符号の説明】
【００４４】
１  自動販売機
１１  硬貨投入口
１２  硬貨投入通路
１３  アクセプタ
１４  コインメック
１５  コイン返却レバー
１６  つり銭・返却硬貨出口
１７  金庫側硬貨排出口
２  硬貨返却機構
２０  硬貨返却ユニット
２１  ソレノイド
２２  円錐スプリング
２３  可動鉄芯（プランジャー）
２４  スライダー
２５  ベアリングローラー
３０  硬貨返却用電子制御ユニット
３１  中央制御装置（マイコン）
３２  電解コンデンサ
３３  ＭＯＳＦＥＴスイッチング回路
３４  定電流ダイオード
３５  硬貨返却スイッチ
３６  ＪＶＭＡ端子
３７  ＵＳＢ端子
３  回転式返却レバー（従来技術）
【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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