(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入されたコインを案内する傾斜したコイン通路の近傍に配置され、断面を略Ｔの字形に形成されて突出部を有してなる磁性コアと、
前記磁性コアの突出部を磁芯とし、該磁芯に巻き回されて前記コイン通路に磁界を発生させるための励磁用のコイルと、
前記励磁用のコイルと電磁的に結合して、前記励磁用のコイルによって発生される磁界を横切るコインのコイン面付近に発生される反抗磁界を磁気検出素子に導く磁路を形成するための少なくとも１組の棒状の磁性部材と、
前記磁性コアの突出部を挿通する貫通孔と、前記貫通孔に挿通された前記磁性コアの突出部に巻き回される前記励磁用のコイルと電気的に接続されて該コイルに対し励磁信号を供給する第１の配線と、前記励磁用のコイルによって前記コイン通路に発生される磁界中を前記投入されたコインが通過するときの該コイン表面の凹凸模様に従う磁界変化に応じた信号を検出する少なくとも１組の磁気検出素子と、前記磁気検出素子により検出された信号を伝送する第２の配線とを有してなる薄板状の配線部材と
を具えてなり、
前記配線部材は、前記少なくとも１組の磁性部材のそれぞれを、前記磁性コアの突出部に巻き回された前記励磁用のコイルを略中心とする互いに対向する位置に、且つ、各磁性部材の先端部が前記コイル通路壁面に対して同一間隔を維持するように配置できるようにしたことを特徴とするコインセンサ。
【請求項２】
前記配線部材は、前記磁性コアの突出部に巻き回された前記励磁用のコイルと所定間隔を保持した位置に前記磁気検出素子を設けてなり、前記磁気検出素子が前記各磁性部材と前記磁性コアとを通る磁路の途中に挟まれるように、前記磁気検出素子を設けた位置に前記各磁性部材を取り付けできるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のコインセンサ。
【請求項３】
前記磁性部材及び前記磁気検出素子を複数組具えてなる請求項１又は２に記載のコインセンサ。
【請求項４】
投入されたコインを案内する傾斜したコイン通路と、
前記コイン通路の近傍に配置され断面を略Ｔの字形に形成されて突出部を有してなる磁性コアと、
前記磁性コアの突出部を磁芯とし、該磁芯に巻き回されて前記コイン通路に磁界を発生させるための励磁用のコイルと、
前記励磁用のコイルと電磁的に結合して、前記励磁用のコイルによって発生される磁界を横切るコインのコイン面付近に発生される反抗磁界を磁気検出素子に導く磁路を形成するための少なくとも１組の棒状の磁性部材と、
前記励磁用のコイルによって前記コイン通路に発生される磁界中を前記投入されたコインが通過するときの磁界変化に応じた信号を検出するための検出部であって、該検出部は、前記磁性コアの突出部を挿通する貫通孔と、前記貫通孔に挿通された前記磁性コアの突出部に巻き回される前記励磁用のコイルと電気的に接続されて該コイルに対し励磁信号を供給する第１の配線と、前記励磁用のコイルによって前記コイン通路に発生される磁界中を前記投入されたコインが通過するときの該コイン表面の凹凸模様に従う磁界変化に応じた信号を検出する少なくとも１組の磁気検出素子と、前記磁気検出素子により検出された信号を伝送する第２の配線とを有してなる薄板状の配線部材に、前記１組の磁性部材のそれぞれを、前記磁性コアの突出部に巻き回された前記励磁用のコイルを略中心とする互いに対向する位置に、且つ、各磁性部材の先端部が前記コイル通路壁面に対して同一間隔を維持するように配置してなるものと、
前記少なくとも１組の磁気検出素子によって検出される信号の差を求め、該信号の変化分に応じた信号を出力する信号処理手段と、
前記信号処理手段によって出力される前記信号に基づき前記投入されたコインのコイン面における特徴を識別して真偽を検査する検査手段と
を具えたコイン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コインの真贋性を検査する装置に用いられる改良したコインセンサに関する。また、コインの真贋性を検査する装置に関し、特に、自動販売機、ゲーム機、両替機などに使用されるコイン検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コインの検査装置は、誘導コイルを用いた電子式が主流である。この種のコイン検査装置には、コインの自由落下を利用してコイン投入口から投入されたコインを案内するコイン通路が設けられている。このコイン通路には、複数の誘導コイルが配置されており、これらの誘導コイルは、それぞれ異なる周波数により励磁駆動されてコイン通路に電磁場を形成する。コインの検査は、周知の原理によるもので、各誘導コイルによって形成される各電磁場の中をコインが通過するとき、該各電磁場とコインとの相互作用により得られる電気的変化量（周波数変化、電圧変化、位相変化）を検出することによってコインの真贋性が検査される。従来技術におけるコインの検査装置として、例えば、米国特許Ｎｏ３，８７０，１３７号に示されるものが知られている。前記従来技術のコイン検査装置は、コインの特徴が周波数パラメータに依存することを利用したもので、複数の周波数を使用することによりコインの材質、外径、厚さなどを検査している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、諸外国との往来が盛んになり、それに伴って諸外国コインが国内に持ち込まれるようになった。これに伴い、それらのコインを誤って、或いは不正を試みる者によって正貨を騙し取る詐欺行為などのケースが増えている。特に、巷に設置されている自動販売機などを狙った悪質な悪戯が多発している。自動販売機などにおいては、通常、コイン検査装置が搭載されいるが、例えば、諸外国コインを使って日本国の１００円硬貨あるいは５００円硬貨に似せて造った変造貨をコイン投入口に投入した後に、返却レバーなどを操作して硬貨返却口に正貨を発行させるような悪質な悪戯が後を絶たない。その理由として、前記のような代表コイン（１００円硬貨及びこれに似せて造った変造貨や５００円硬貨及びこれに似せて造った変造貨）は、コイン表面のデザイン（凹凸模様）が異なるのみで、材質、外径、厚さが殆ど一致しているため、従来技術のような誘導コイルの構成では、正貨である１００円硬貨及び５００円硬貨とそれらの変造貨のコイン表面の凹凸模様を複数の周波数を用いるのみでは該デザインの微少な変化を検出することができず、前述したような正貨と変造貨とを判別することができない。そこで、従来、前記のような代表コインを判別する手法として、コイン表面のイメージ画像を画像処理（パターン認識・分析）する光学的な方法が試みられてきた。しかし、光学的な装置では、ＣＣＤ等の撮像素子に埃などが付着してコインの真偽判定を損ねるという問題がある。また、ＣＣＤ等の撮像素子や高度な画像分析装置などが必要になるので、装置自体が大きくなるばかりでなく複雑なものとなって、装置コストが高価になるという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、コイン面の模様が異なるコインを精度良く検出することのできるコインセンサを提供しようとするものである。また、コインの真贋性を検査するにあたり、コイン面の模様が異なるコインについてその真偽を精度良く検査することのできるコイン検査装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るコインセンサは、投入されたコインを案内する傾斜したコイン通路の近傍に配置され、断面を略Ｔの字形に形成されて突出部を有してなる磁性コアと、前記磁性コアの突出部を磁芯とし、該磁芯に巻き回されて前記コイン通路に磁界を発生させるための励磁用のコイルと、前記励磁用のコイルと電磁的に結合して、前記励磁用のコイルによって発生される磁界を横切るコインのコイン面付近に発生される反抗磁界を磁気検出素子に導く磁路を形成するための少なくとも１組の棒状の磁性部材と、前記磁性コアの突出部を挿通する貫通孔と、前記貫通孔に挿通された前記磁性コアの突出部に巻き回される前記励磁用のコイルと電気的に接続されて該コイルに対し励磁信号を供給する第１の配線と、前記励磁用のコイルによって前記コイン通路に発生される磁界中を前記投入されたコインが通過するときの該コイン表面の凹凸模様に従う磁界変化に応じた信号を検出する少なくとも１組の磁気検出素子と、前記磁気検出素子により検出された信号を伝送する第２の配線とを有してなる薄板状の配線部材とを具えてなり、前記配線部材は、前記少なくとも１組の磁性部材のそれぞれを、前記磁性コアの突出部に巻き回された前記励磁用のコイルを略中心とする互いに対向する位置に、且つ、各磁性部材の先端部が前記コイル通路壁面に対して同一間隔を維持するように配置できるようにしたことを特徴とする。これによれば、通路側コイン面の狭域に正しく磁界を作用させることができるよう特に傾斜したコイン通路の近傍に配置するのに最適であって、且つコイン面の模様が異なるコインを精度良く検出するのに最適なコインセンサを容易に組み立て設置することができる。そのための方策として、前記励磁用のコイルと前記磁気部材と前記磁気検出素子とを所定の相対的位置関係に配置することのできる薄板状の配線部材を具えてなる。具体的には、薄板状の配線部材に励磁用のコイルが巻き回される磁性コアの突出部を挿通する貫通孔と、コイン表面の凹凸模様に従う磁界変化に応じた信号を検出する少なくとも１組の磁気検出素子とを構成しておくと共に、前記少なくとも１組の磁性部材のそれぞれを前記磁性コアの突出部に巻き回された前記励磁用のコイルを略中心とする互いに対向する位置に配置できるようにする。また、各磁性部材の先端部が前記コイル通路壁面に対して同一間隔を維持するように配置できるようにする。こうすることにより、通路側コイン面の狭域に正しく磁界を作用させることができるようになると共に、コイン通路をコインが通過するときに、励磁用のコイルによる電磁誘導作用によってコイン面付近に発生されるコイン面の模様に応じて特徴づけられる反抗磁界の変化に応じた信号を正しく検出させることができるようになる。すなわち、コイン面の模様に応じて特徴づけられる渦電流を顕著に発生させることができ、その渦電流によってコイン面付近にコイン面の模様に応じて特徴づけられる反抗磁界を顕著に発生させることができる。励磁コイルの磁界中をコインが通過するときに、１組の棒状の磁性部材が励磁コイルと電磁的に結合してコイン表面付近に発生された反抗磁界を少なくとも１組の磁気検出素子にそれぞれ導くための磁路を形成するので、各磁気検出素子がコイン表面の形状的特徴変化がもたらす反抗磁界電流の変化に応じた信号を検出しやすく、もってコイン面の模様が異なるコインを精度良く検出することができるようになる。さらに、前記配線部材は、励磁用のコイルに対し励磁信号を供給する第１の配線と、前記磁気検出素子により検出された信号を伝送する第２の配線とを有してなることから、複雑な配線処理をせずとも上記したようなコインセンサを組み立てることができる。なお、本発明のコインセンサは、コイン表面の微小な凹凸の違いを判別可能とする為に、コイン表面の凹凸模様に従う磁界変化を検出するのに受信コイルを用いるのではなく、磁気検出素子（磁気検出回路）を用いた構成のコインセンサとすることで、受信コイルを用いた構成の従来のコインセンサに対し、よりコイン狭面の凹凸による磁界変化を精度良く測定することができるようにしている。また、磁気検出素子（磁気検出回路）を用いることで、磁界の変化を高感度に検出することが可能になり、さらにコインセンサを簡易に製作できると共にコインセンサの小型化に対するコストダウンも可能となる。
【０００６】
本発明に係るコイン検査装置は、投入されたコインを案内する傾斜したコイン通路と、前記コイン通路の近傍に配置され断面を略Ｔの字形に形成されて突出部を有してなる磁性コアと、前記磁性コアの突出部を磁芯とし、該磁芯に巻き回されて前記コイン通路に磁界を発生させるための励磁用のコイルと、前記励磁用のコイルと電磁的に結合して、前記励磁用のコイルによって発生される磁界を横切るコインのコイン面付近に発生される反抗磁界を磁気検出素子に導く磁路を形成するための少なくとも１組の棒状の磁性部材と、前記励磁用のコイルによって前記コイン通路に発生される磁界中を前記投入されたコインが通過するときの磁界変化に応じた信号を検出するための検出部であって、該検出部は、前記磁性コアの突出部を挿通する貫通孔と、前記貫通孔に挿通された前記磁性コアの突出部に巻き回される前記励磁用のコイルと電気的に接続されて該コイルに対し励磁信号を供給する第１の配線と、前記励磁用のコイルによって前記コイン通路に発生される磁界中を前記投入されたコインが通過するときの該コイン表面の凹凸模様に従う磁界変化に応じた信号を検出する少なくとも１組の磁気検出素子と、前記磁気検出素子により検出された信号を伝送する第２の配線とを有してなる薄板状の配線部材に、前記１組の磁性部材のそれぞれを、前記磁性コアの突出部に巻き回された前記励磁用のコイルを略中心とする互いに対向する位置に、且つ、各磁性部材の先端部が前記コイル通路壁面に対して同一間隔を維持するように配置してなるものと、前記少なくとも１組の磁気検出素子によって検出される信号の差を求め、該信号の変化分に応じた信号を出力する信号処理手段と、前記信号処理手段によって出力される前記信号に基づき前記投入されたコインのコイン面における特徴を識別して真偽を検査する検査手段とを具えたものである。これによれば、コイン面の模様が異なるコインを精度良く検出するのに最適な検出部を容易に組み立てることができ、通路側コイン面の狭域に正しく磁界を作用させることができるよう特に傾斜したコイン通路の近傍に該検出部を正確に配置することができるようになる。そのための方策として、前記励磁用のコイルと前記磁気部材と前記磁気検出素子とを所定の相対的位置関係に配置することのできる薄板状の配線部材を具えてなる。具体的には、薄板状の配線部材に励磁用のコイルが巻き回される磁性コアの突出部を挿通する貫通孔と、コイン表面の凹凸模様に従う磁界変化に応じた信号を検出する少なくとも１組の磁気検出素子とを構成しておくと共に、前記少なくとも１組の磁性部材のそれぞれを前記磁性コアの突出部に巻き回された前記励磁用のコイルを略中心とする互いに対向する位置に配置できるようにする。また、各磁性部材の先端部が前記コイル通路壁面に対して同一間隔を維持するように配置できるようにする。こうすることにより、通路側コイン面の狭域に正しく磁界を作用させることができるようになると共に、コイン通路をコインが通過するときに、励磁用のコイルによる電磁誘導作用によってコイン面付近に発生されるコイン面の模様に応じて特徴づけられる反抗磁界の変化に応じた信号を正しく検出させることができるようになる。信号処理手段では、各磁気検出素子によって検出される信号の差を求めて該信号の変化分に応じた信号を出力する。このように、各磁気検出素子によって検出される信号の差を求めることでコイン面の模様に応じた信号のみを抽出することができる。検査手段では、信号処理手段によって出力される信号に基づきコインのコイン面における特徴を識別して真偽を検査する。このように、各磁気検出素子によって検出される信号の変化分に応じた信号に基づきコインのコイン面における特徴を識別して真偽を検査するので、コイン面のデザイン（凹凸模様）が異なるのみで材質、外径、厚さなどが殆ど一致しているコインについてその真偽を精度良く検査することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るコインセンサ及びコイン検査装置の一実施例を説明する。
図１及び図２において、コインセンサである凹凸検知コイル１は、コイン３のコイン表面の凹凸模様を検出するためのものであり、励磁コイル１０と、検出部１１ａ及び１１ｂなどを含んで構成される。励磁コイル１０は、大きい径のツバ部コア１０ａ２の略中央に小さい径の磁芯１０ａ１を有して断面略Ｔの字形になるように形成された磁性材料からなるＴ字型コア１０ａと、このＴ字型コア１０ａの磁芯１０ａ１に巻回されたコイル１０ｂとを具備する。Ｔ字型コア１０ａにおいて、磁芯１０ａ１の先端部の面積はツバ部コア１０ａ２の底面部の面積よりも小さくなっており、該磁芯１０ａ１の先端部及びツバ部コア１０ａ２の底面部にはそれぞれコイン通路５に磁界を発生させるための極性の異なる磁極が形成されている。
【０００８】
一方、検出部１１ａ及び１１ｂは、それぞれ、磁性材料からなる細身状の磁性コアである２つのポールピース１３ａ及び１３ｂと、該２つのポールピース１３ａ及び１３ｂの所定位置に個々に配置された２つの磁気検出素子（例えば、ホール素子など）１２ａ及び１２ｂとを含んで構成される。検出部１１ａ，１１ｂの２つのポールピース１３ａ及び１３ｂは、励磁コイル１０の磁芯１０ａ１の先端部よりも更に小さい面積の端部を上下に有する。検出部１１ａ及び１１ｂは、ポールピース１３ａ及び１３ｂの形状、磁気検出素子１２ａ及び１２ｂの特性などが略等しくなるように構成される。検出部１１ａ，１１ｂにおいて、２つのポールピース１３ａ及び１３ｂは、励磁コイル１０と電磁的に結合するようにＴ字型コア１０ａの磁芯１０ａ１の近傍に所定間隔をおいて該磁芯１０ａ１の直径方向の両側に配されると共に、ツバ部コア１０ａ２の磁芯１０ａ１側の内面１０ａ３に配置された２つの磁気検出素子１２ａ及び１２ｂを介して励磁コイル１０に配置される。
【０００９】
このように、励磁コイル１０と、検出部１１ａ及び１１ｂとを含んで構成されてなる凹凸検知コイル１は、図２に示されるように、コイン通路５において、コイン３のコイン表面に対向する一方の通路壁２ａに、励磁コイル１０の磁芯１０ａ１の端部及びポールピース１３ａ，１３ｂの端部を該通路壁２ａに向かわせて配置される。詳しくは、検出部１１ａ，１１ｂの２つのポールピース１３ａ及び１３ｂの中心を結ぶ線６ａがコインレール４の上方で該コインレール４と略平行になり、かつ、Ｔ字型コア１０ａの磁芯１０ａ１の中心が各検出部１１ａ，１１ｂ間の中心線６ｂ上に位置するように配置される。
【００１０】
次に、図３を参照して、凹凸検知コイル１に適用される真贋性検査装置１９を説明する。真贋性検査装置１９は、コイン３の真贋性を検査するための装置である。
図３において、真贋性検査装置１９は、定電流源手段２０と、励磁手段２１と、２つの増幅手段２２ａ及び２２ｂと、差動増幅手段２３と、検波回路手段２４と、検査手段２５などを含んで構成される。励磁手段２１は、例えば、図示しない周知のコルビツ発振回路などを用いて構成することができる。前記励磁手段２１は、凹凸検知コイル１における励磁コイル１０のコイル１０ｂに接続されて、励磁コイル１０を励磁駆動する。励磁コイル１０は、コイル１０ａ（Ｌ１）とキャパシタＣ１とで並列共振回路を構成し、励磁手段２１はこの並列共振回路との共振周波数により発振する。これにより、励磁コイル１０は励磁手段２１の発振周波数に応じて、該励磁コイル１０の周辺に電磁界を発生する。前記発振周波数は励磁コイル１０の周辺に発生される電磁界がコイン３の内部に浸透しない程度の周波数が望ましい。具体的には、７０Ｋ（Ｈｚ）以上の周波数が望ましい。一方、検出部１１ａ及び１１ｂの磁気検出素子１２には、励磁コイル１０の発する電磁界の強さに応じた信号（起電力）を生ずる。なお、磁気検出素子１２ａ，１２ｂとして、ホール素子を用いる場合は、周知のように定電流源手段２０などを用いて、該ホール素子に印加するバイアス電流などを制御する必要があるが、ホール素子に代えて、ＭＲ素子（磁気抵抗素子）、ＧＭＲ素子（巨大磁気抵抗素子）若しくは磁気インピーダンス素子を用いるようにすれば、該定電流源手段２０を不要にすることができる。
【００１１】
ここで、凹凸検知コイル１によるコイン表面の凹凸模様の検出原理について説明する。励磁コイル１０では、励磁手段２１の交流発振周波数に応じて、Ｔ字型コア１０ａの磁芯１０ａ１の先端部に収束する電磁界を発生する。又、図４（ａ）に示されるように、磁芯１０ａ１の先端部よりポールピース１３ａ，１３ｂを経由してツバ部コア１０ａ２にいたる磁力線ｆの磁路が形成されるので、該電磁界は図２（ｂ）に示されるコイン通路５の通路壁２ａ側でコイン表面の狭面に作用させることができる。これにより、コイン通路５をコイン３が通過するときに、励磁コイル１０による電磁誘導作用によってコイン表面付近にコイン表面の凹凸模様に応じて特徴づけられる渦電流が顕著に発生される。詳しくは、図４（ｂ）に示されるように、励磁コイル１０の磁力線ｆによって形成される電磁場（磁界）Ｍ内にコイン３が接近して作用するとき、励磁コイル１０による電磁誘導作用によって励磁されるコイン３の表面付近にコイン表面の模様に応じて特徴づけられる渦電流が顕著に発生し、その渦電流は作用周波数が高くなるのに伴って表皮効果によりコイン表面付近で顕著な反抗磁界を発生する。この現象によりコイン表面付近で発生した反抗磁界電流はコイン表面の僅かな形状的特徴変化を伴って検出部１１ａ，１１ｂに相互作用する。これにより、各検出部１１ａ，１１ｂには、コイン表面の形状的特徴変化がもたらす反抗磁界電流の変化に応じた信号（起電力）が生ずる。更に詳しくは、図４（ｂ）に示されるように、励磁コイル１０の電磁場Ｍ内にコイン３が接近して作用すると、各検出部１１ａ，１１ｂのポールピース１３ａ，１３ｂは励磁コイル１０と磁芯１０ａ１の先端部の近傍で電磁的に結合して、コイン３のコイン表面付近に発生した反抗磁界を磁気検出素子１２ａ，１２ｂに導くための磁路Ｒを形成する。各磁気検出素子１３ａ，１３ｂでは、磁路Ｒ中において反抗磁界の磁束変化を取り込み、コイン表面の形状的特徴変化がもたらす反抗磁界電流の変化に応じた信号を検出する。このように、検出部１１ａ，１１ｂにおいて、ポールピース１３ａ，１３ｂが励磁コイル１０の磁芯１０ａ１の近傍に配置されているので、該励磁コイル１０から発生する電磁界がコイン３に作用してもたらされる反抗磁界電流の変化に応じた信号を該磁芯１０ａ１の極近傍で捕らえることができる。
【００１２】
各検出部１１ａ，１１ｂの磁気検出素子１２ａ及び１２ｂによって検出される検知信号は、該磁気検出素子１２ａ及び１２ｂにそれぞれ対応して接続された増幅手段２２ａ及び２２ｂに出力される。増幅手段２２ａ，２２ｂに入力された検知信号は差動増幅手段２３へ入力される。前述したように、コイン３が凹凸検知コイル１の励磁コイル１０又は／及び検出部１１ａ，１１ｂの近傍を移動して、該励磁コイル１０と電磁結合状態になると、該検出部１１ａ，１１ｂの磁気検出素子１２ａ，１２ｂによって検出される両検知信号はコイン表面の凹凸模様の特徴を含んだ信号となるので、この両検知信号の差を差動増幅手段２３によって得ることで該コイン表面の凹凸模様に対応した交流差分信号を検出する。この交流差分信号はコイン表面の凹凸模様のパターンに対応しているので、該交流差分信号のパターンを信号検査手段２７によって検査することによりコイン３が正貨か偽貨かを判断することができる。詳しくは、差動増幅手段２３では、一方の磁気検出素子１２ａに接続された増幅手段２２ａから入力した検知信号と、他方の磁気検出素子１２ｂに接続された増幅手段２２ｂから入力した検知信号との差を求めて該両検知信号の変化分に応じた交流差分信号を検出すると共に、その交流差分信号を増幅して検波回路手段２４へ出力する。検波回路手段２４では、差動増幅手段２３によって増幅された交流差分信号を入力して、該交流差分信号に対応した直流差分信号を検査手段２５へ出力する。検査手段２５では、差動増幅手段２３からアナログ信号である前記検知信号の差分信号をＡＤ変換手段２６へ入力する。ＡＤ変換手段２６では、前記交流差分信号を所定の周期でデジタル信号に変換して、そのデジタル信号を信号検査手段２７へ出力する。信号検査手段２７では、前記交流差分信号の振幅軸上に対応するデジタル信号列が所定の特徴を備えているか否かを検査し、その検査結果を出力端子２７へ出力する。前記信号検査手段２７の検査結果は、追って説明するコイン検査装置３０の振り分けソレノイド３５やコインカウンター（図示せず）などを駆動するために使用される。
【００１３】
このように、真贋性検査装置１９においては、各検出部１１ａ，１１ｂの磁気検出素子１２ａ及び１２ｂによって検出される検知信号の変化分に応じた差分信号に基づき前記投入されたコイン３のコイン表面における特徴を識別して真偽を検査するので、コイン面のデザイン（凹凸模様）が異なるのみで材質、外径、厚さなどが殆ど一致しているコイン３についてその真偽を精度良く検査することができる。
【００１４】
真贋性検査装置１９において、信号検査手段２７は、図示しないＭＰＵ（マイクロプロセッサ・ユニット）などを用いて構成することができる。この場合、ＭＰＵは、ＲＯＭなどからなる図示しないメモリ手段に記憶されている所定の制御プログラムに従って、凹凸検知コイル１の励磁手段２１、図５に示される外径検知コイル３２、材質検知コイル３３、振り分けソレノイド３５、コインカウンター（図示せず）などを制御する。
【００１５】
ここで、図６及び図７を参照して、前述した凹凸検知コイル１を用いて試験を行った代表コイン３の特性について説明する。図６は、凹凸検知コイル１が代表コイン３（図示例では、日本国の１００円硬貨）の表面を走査する位置を示す図である。図７は真正コインと被疑貨との特性比較図である。
【００１６】
図６に示されるように、凹凸検知コイル１は、励磁コイル１０のＴ字型コア１０ａにおける磁芯１０ａ１の磁極と検出部１１ａ，１１ｂの磁極との中心を結ぶ線（図１（ａ）に示される線６ａ）の方向が前記代表コイン３の“１００”の文字が刻印されている文字の並ぶ方向と同じ方向になるようにして矢印方向に走査される。また、凹凸検知コイル１は、前記代表コイン３の表面との間に一定の間隙（検知距離）を保持して走査される。
【００１７】
図７では、代表コイン３である真正コインと、該真正コインと材質、直径、厚さが殆ど近似する図示しない被疑貨とのそれぞれについて図６の条件に基づき凹凸検知コイル１を走査したときに得られる電気的変化量（図示例では、電圧レベルの変化）の測定を行った特性を示している。真正コインと被偽貨との違いは、目視的に観察するならば、コイン表面のデザインが異なるのみである。すなわち、被偽貨では、真正コインのコイン表面に存在する“１００”の文字が存在せずコイン表面が略平面になっている。
【００１８】
図７において、実線で示すものは真正コインの特性であり、点線で示すものは被疑貨の特性である。同図から容易に理解できるように、真正コインと被偽貨の特性の違いは、凹凸検知コイル１の走査位置に対応する横軸方向において、最初の山と最後の谷との間の中間付近及び最後の谷付近で電圧レベルの違いに現れていることが判る。これは、真正コインにおいて、コイン表面に発生する渦電流が該コイン表面の模様の凹凸に特徴づけられた反抗磁界を発生し、それにより前記検出部１１ａ，１１ｂに発生する信号（起電力）の僅かな違いを磁気検出素子１３ａ，１３ｂによって検出することができることを表している。
【００１９】
本例に示す凹凸検知コイル１において、各検出部１１ａ，１１ｂの磁気検出素子１２ａ，１２ｂは、ポールピース１３ａ，１３ｂの磁路Ｒ中であれば任意の位置に配置してよい。この場合、例えば、図４（ｂ）に示されるように、励磁コイル１０のＴ字型コア１０ａにおけるツバ部コア１０ａ２のコイン通路５側の内面とポールピース１３ａ，１３ｂの下端部との磁路Ｒに挟まれるように配置するようにすれば、ポールピース１３ａ，１３ｂの上端部に反抗磁界を集中させることができるので、コイン表面の形状的特徴変化がもたらす反抗磁界電流の変化に応じた信号を高感度に検出することができる。また、一対の検出部１１ａ及び１１ｂとして、細身状の磁性コアにコイルを巻回してなる一対の受信コイルを適用することが考えられる。この場合、受信コイルを作製するには、磁性コアにコイルを巻回しなければならないため、検出部の製作に手間がかかると共に、受信コイルの径が大きくなって、検出部が大型化してしまう。これに対して、本例に示す凹凸検知コイル１は、ポールピース１３ａ，１３ｂにコイルを巻回する必要がないので、検出部１１ａ，１１ｂを簡易に作製することができると共に小型化することができる。また、磁気検出素子１２ａ，１２ｂを用いるので、コイン表面の形状的特徴変化がもたらす反抗磁界電流の変化に応じた信号を高感度、かつ、高精度に検出することができる。また、コスト的にも安価な磁気検出素子１２ａ，１２ｂを用いるので、凹凸検知コイル１の低コスト化を図ることができる。
【００２０】
次に、図５を参照して、凹凸検知センサ１及び真贋性検査装置１９を具備するコイン検査装置３０の一実施例を説明する。
図５において、コイン検査装置３０は、上部にコイン投入用のコイン投入口３１を有し、該コイン投入口３１の下方にコイン３を案内するコイン通路５を有する。コイン通路５は、図２に示されるように、コイン３の外周側面を受けるコインレール４をコイン投入口３１の下方に有すると共に、該コインレール４の幅方向両側にコイン３のコイン表面に対向する一対の通路壁２ａ及び２ｂを有して、所定の角度を以て斜め下方に傾斜するよう構成される。コイン投入口３１にコイン３が投入されると、そのコイン３はコイン通路５のコインレール４へ自然落下される。コインレール４へ落下したコイン３は、コイン通路５を通ってコイン投入口３１から遠ざかる方向の下流側に転動しながら移動する。コイン通路５の所定の通路壁には、コイン３の移動方向に沿って、コイン外径検知用の外径検知コイル３２、コイン材質検知用の材質検知コイル３３及び前述した凹凸検知コイル１がその順に設けられている。コイン３はコイン通路５内を移動する間に、外径検知コイル３２、材質検知コイル３３、凹凸検知コイル１をそれぞれ通過する。外径検知コイル３２と材質検知コイル３３は、それぞれ、コイン通路５内をコイン３が移動する間に、前述したＭＰＵによって所定の励磁手段により異なる周波数に励磁駆動されて、コイン通路５に電磁場を形成する。凹凸検知コイル１は、ＭＰＵによって励磁手段２１により外径検知コイル３２及び材質検知コイル３３とは異なる周波数で励磁駆動されて、コイン通路５に電磁場を形成する。
【００２１】
各検知コイル３２，３３，１は、それぞれ、コイン３が電磁場（電界）内を通過するとき、該電磁場とコイン３との相互作用により得られる電気的変化量（周波数変化、電圧変化、位相変化など）を検出する。検知コイル３２，３３が検出した検出信号はＭＰＵに入力され、従来から知られている外径検査方式、材質検査方式などを用いて該ＭＰＵによりコインの真贋性が検査される。また、凹凸検知コイル１が検出した検出信号はＭＰＵに入力され、該ＭＰＵにより前述したようにコインの真贋性が検査される。検査の結果、コイン３を正貨であると判定したとき、ＭＰＵは、図３に示される出力端子２８へ出力される信号に基づき振り分けソレノイド３５を駆動してゲート３４を作動させ、コイン３を図示しない正貨通路へ導く。しかし、コイン３が偽貨と判定されたときは、ゲート３４を作動させず、コイン３を図示しない偽貨通路へ導く。ここでは、コイン３が正貨であると仮定すると、正貨通路へ導かれたコイン３は自由落下を続け、やがて金種振り分け用のコインレール３６へ落下する。コインレール３６へ落下したコイン３は、図示しない周知の振り分け手段によって金種毎に振り分けられ、各金種毎に設けられた排出口Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤの対応する所定の排出口より排出される。
【００２２】
次に、図８に示すフローチャートに従って、コイン検査装置３０のＭＰＵによる一連の処理動作を説明する。
コイン検査装置３０の電源が投入されると、ステップ１００において、制御対象の凹凸検知コイル１の励磁手段２１、外径検知コイル３２、材質検知コイル３３、振り分けソレノイド３５、コインカウンターなどに対して所定の信号を入出力することによって、これらの各部材の初期設定を行う。
【００２３】
ステップ１００を実行した後に、ステップ１０１の判定処理に進む。ステップ１０１の判定処理では、例えば、外径検知コイル３２の信号を用いて、コイン検査装置３０内にコイン３が投入されたか否かを判断する処理を実行する。ステップ１０１の判断処理でコイン３が投入されたと判断すると、次のステップ１０２のＡＤ変換処理へと進む。しかし、ステップ１０１の判断処理でコイン３が投入されていないと判断すると、コイン３の到来を待つようにして待機処理をループする。
【００２４】
ここでは、ステップ１０１の判断処理でコイン３が投入されたものと仮定して、ステップ１０２のＡＤ変換処理へ進むものとする。ステップ１０２のＡＤ変換処理では、コイン３が所定の検知コイル３２，３３，１の電磁場内に到来して該検知コイル３２，３３，１がコイン３を検知すると、該各検知コイル３２，３３，１から検知信号を受けて、当該各検知コイル３２，３３，１毎に検知信号のサンプリングを開始する。次に、そのサンプリングした検知信号をＡＤ変換し、ＡＤ変換した該検知信号のサンプリング結果を図示しないＲＡＭなどのメモリに一時記憶保持して、次のステップ１０３の演算処理へと進む。
【００２５】
ステップ１０３の演算処理では、メモリに一時記憶保持されたサンプリング結果であるデジタル信号列の値と、予めＲＯＭなどのメモリ手段に記憶れている受納可能コインの統計値等とを用いて、所定の演算処理を行って前記投入されたコイン３についての相関係数を求めた後に、次のステップ１０５の真偽判定へ進む。ステップ１０３の演算処理では、一例として、メモリ手段の統計値に対するデジタル信号列の値の割合を相関係数として求める。
【００２６】
ステップ１０５の真偽判定では、ステップ１０３の演算処理で求めた相関係数と、予めメモリ手段に記憶させた受納可能コインの特徴に対応づけて設定された所定の設定値とを比較する。その結果、相関係数＞設定値のときは、前記投入されたコイン３を正貨であると判定し、ステップ１０６の正貨処理へと進む。しかし、相関係数＜設定値のときは、前記投入されたコイン３を偽貨であると判定し、ステップ１０４の偽貨処理を実行して、待機ループへ戻る。
【００２７】
ステップ１０６の正貨処理では、ステップ１０５の真偽判定によるコイン３の正貨判定結果に基づき正貨信号、金種信号などを出力する処理を実行して、待機ループへ戻る。ここで、ＭＰＵは一連の処理を終了し、ステップ１０１へ戻って待機処理をループする。
【００２８】
本例に示す凹凸検知コイル１は、前述の実施例に限定されるものではなく、図９に示されるような構成としてもよい。前述したように、コイン通路５の通路壁２ａに取り付けられた凹凸検知コイル１は、図３に示されるように、励磁コイル１０のコイル１０ｂが励磁手段２１にリード線を介して接続されると共に、磁気検出素子１２ａ，１２ｂが定電流源回路２０にリード線を介して接続されるため、コイル１０ｂ及び磁気検出素子１２ａ，１２ｂの配線作業を行う場合、該コイル１０ｂ及び磁気検出素子１２ａ，１２ｂのリード線を１本ずつ仕分けしながら配線作業を行う必要がある。また、検出部１１ａ，１１ｂは、Ｔ字型コア１０ａの磁芯１０ａ１の近傍において該磁芯１０ａ１の直径方向の両側に所定間隔をおいて精度良く取り付けられる必要がある。そこで、コイル１０ｂ及び磁気検出素子１２ａ，１２ｂのリード線の配線作業を簡略化すると共に、検出部１１ａ，１１ｂを高精度に取り付けることができるように、図９に示されるフレキシブルなシート状の配線板１４（以下、「シート状配線板」と記す）を用いて、凹凸検知コイル１を組み立てるようにした。
【００２９】
シート状配線板１４は、図９に示されるように、絶縁材料よりなるシート状の外装シート１５と、該外装シート１５内に並列に配された複数本（図示例では、４本）のリード線１６ａ〜１６ｄなどを含んで構成される。シート状配線板１４において、Ｔ字型コア１０ａに対応する端部１４ａはツバ部コア１０ａ２の平面形状と同じ形状に形成されており、その中央部位には磁芯１０ａ１を貫入するための穴１４ｂが形成されている。前記端部１４ａにおいて、外装シート１５上には、ポールピース１３ａ及び１３ｂの配設位置に磁気検出素子１２ａ，１２ｂが取り付けられており、該磁気検出素子１２ａ，１２ｂにはそれぞれリード線１６ａ，１６ｂが電気的に接続されている。また、前記端部１４ａ近傍の外装シート１４ａ上には、他のリード線１６ｃ，１６ｄにそれぞれ電気的に接続されたランド１６ｃ１，１６ｄ１が設けられており、該ランド１６ｃ１，１６ｄ１にはコイル１０ｂの引き出し線１０ｂ１，１０ｂ２がそれぞれ電気的に接続されている。このように構成されたシート状配線板１４は、同図に示されるように、端部１４ａの穴１４ｂにＴ字型コア１０ａの磁芯１０ａ１を貫入することによってＴ字型コア１０ａの内面に取り付けられる。その後に、Ｔ字型コア１０ａの磁芯１０ａ１にコイル１０ｂを嵌装すると共に、外装シート１４ａ上の磁気検出素子１２ａ，１２ｂにポールピース１３ａ及び１３ｂを例えば接着固定する。このように、シート状配線板１４は、コイル１０ｂ及び磁気検出素子１２ａ，１２ｂに接続されるリード線１６ａ〜１６ｄを外装シート１５内に備えるので、コイル１０ｂ及び磁気検出素子１２ａ，１２ｂのリード線の配線作業を行う必要がない。また、外装シート１５上にコイル１０ｂ及び磁気検出素子１２ａ，１２ｂを取り付けるようにしたので、励磁コイル１０及び検出部１１ａ，１１ｂを簡易に組み立てることができる。これによって、凹凸検知コイル１を簡単、かつ、容易に組み立てることができる。
【００３０】
また、本例に示す凹凸検知コイル１は、図１０乃至図１３に示される凹凸検知コイル１００，２００，３００ような構成としてもよい。
図１０において、凹凸検知コイル１００は、励磁コイル１０１のＴ字型コア１０１ａを構成する磁芯１０１ａ１が長円形に形成されており、その磁芯１０１ａ１に巻回されたコイル１０１ｂの両側に２組の検出部１０２ａ，１０２ｂ及び１０５ａ，１０５ｂが配置されている。１組の検出部１０２ａ，１０２ｂは図１に示す検出部１１ａ，１１ｂと同じように、ポールピース１０３ａ，１０３ｂ及び磁気検出素子１０４ａ，１０４ｂなどを具備してなる。また、他の１組の検出部１０５ａ，１０５ｂも図１に示す検出部１１ａ，１１ｂと同じように、ポールピース１０６ａ，１０６ｂ及び磁気検出素子１０７ａ，１０７ｂなどを具備してなる。このような構成の凹凸検知コイル１００は、図１１（ａ）、（ｂ）に示されるように、コイン通路５を構成する一方の通路壁２ａに、励磁コイル１０１の磁芯１０１ａ１の端部及びピースポール１０３ａ，１０３ｂ，１０６ａ，１０６ｂの端部を該通路壁２ａに向かわせて配置される。詳しくは、コイン通路５において、２組の検出部１０２ａ，１０２ｂ及び１０５ａ，１０５ｂのうち、２つのポールピース１０３ａ及び１０３ｂと、２つのポールピース１０６ａ及び１０６ｂのそれぞれの中心を結ぶ線６ａがコインレール４の上方で該コインレール４と略平行になり、かつ、Ｔ字型コア１０１ａの磁芯１０１ａ１の中心が２組の検出部１０２ａ，１０２ｂ及び１０５ａ，１０５ｂ間の中心線６ｂ上に位置するように配置される。この凹凸検知コイル１００によれば、２組の検出部１０２ａ，１０２ｂ及び１０５ａ，１０５ｂを励磁コイル１０１の磁芯１０１ａ１の近傍に配置しているので、該励磁コイル１０１から発生する電磁界がコイン３に作用してもたらされる反抗磁界電流の変化に応じた信号を磁芯１０ａ１の極近傍の異なる２箇所で磁気検出素子１０４ａ，１０４ｂ及び１０７ａ，１０７ｂによって検出することができ、よって、コイン表面の模様が異なるコインをより精度良く検出することができるようになる。
【００３１】
また、上述の凹凸検知コイル１００をコイン通路５に備えてなるコイン検査装置３０によれば、コイン通路５において、励磁コイル１０１から発生する電磁界がコイン３に作用してもたらされる反抗磁界電流の変化に応じた信号（起電力）を磁芯１０１ａ１の極近傍の異なる２箇所で磁気検出素子１０４ａ，１０４ｂ及び１０７ａ，１０７ｂによって検出することができるので、該各磁気検出素子１０４ａ，１０４ｂ及び１０７ａ，１０７ｂの検知信号の変化分に応じた差分信号に基づき真贋性検査装置１９によってコイン３のコイン表面における特徴をより精度よく識別することができ、よって、コイン３の真偽性をより高精度に検査することができるようになる。
【００３２】
図１２において、凹凸検知コイル２００は、励磁コイル２０１のＴ字型コア２０２におけるツバ部コア２０２ａを平面形状が略ひし形となるように形成すると共に、該Ｔ字型コア２０２の磁芯２０２ａ１の近傍に所定間隔をおいて検出部２０３ａ及び２０３ｂを配置したものである。なお、図１２（ａ）、（ｂ）において、２０２ｂはコイル、２０４ａ及び２０４ｂはポールピース、２０５ａ及び２０５ｂは磁気検出素子である。
【００３３】
図１３において、凹凸検知コイル３００は、励磁コイル３０１のＴ字型コア３０２におけるツバ部コア３０２ａを平面形状が略ひし形となるように形成すると共に、Ｔ字型コア３０２の磁芯３０２ａ１及び検出部３０３ａ及び３０３ｂにおけるポールピース３０４ａ及び３０４ｂを平面形状が略長円形となるように形成したものである。なお、図１３（ａ）、（ｂ）において、３０２ｂはコイル、３０５ａ及び３０５ｂは磁気検出素子である。
【００３４】
本実施の形態では、コイン検査装置３０において、コイン通路５の一方の通路壁２ａに凹凸検知コイル１を配置したが、コイン通路５の一方の通路壁２ａと他方の通路壁２ｂにそれぞれ凹凸検知コイル１を配置してもよい。この場合、凹凸検知コイル１は、励磁コイル１０によって発生される電磁場が干渉しない位置に配置される。このように、凹凸検知コイル１をコイン通路５一方の通路壁２ａと他方の通路壁２ｂに配置することで、該各凹凸検知コイル１の磁気検出素子１２ａ，１２ｂによってコイン３のコイン表面の形状的特徴変化がもたらす反抗磁界電流の変化に応じた信号を通路壁２ａ及び２ｂ側で検出することができるので、コイン３の真贋性の検査精度をより向上することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したとおり、本発明に係るコインセンサによれば、励磁コイルによりコイン面の狭域に磁界を発生させることができるので、コイン通路をコインが通過するときに、励磁コイルによる電磁誘導作用によってコイン面付近に該コイン面の模様に応じて特徴づけられる渦電流を顕著に発生させることができると共に、その渦電流によってコイン面付近にコイン面の模様に応じて特徴づけられる反抗磁界を顕著に発生させることができる。また、検出部の２つの磁性部材が励磁コイルと電磁的に結合して前記反抗磁界を２つの磁気検出素子にそれぞれ導くための磁路を形成するので、該各磁気検出素子によってコイン面の形状的特徴変化がもたらす反抗磁界電流の変化に応じた信号を検出することができることから、コイン面の模様が異なるコインを精度良く検出することができる。
【００３６】
また、本発明に係るコイン検知装置によれば、前述したコインセンサの励磁コイル及び検出部を具えるので、励磁コイルによる電磁誘導作用によってコイン面付近に該コイン面の模様に応じて特徴づけられる渦電流を顕著に発生させることができると共に、その渦電流によってコイン面付近にコイン面の模様に応じて特徴づけられる反抗磁界を顕著に発生させることができる。また、検出部の２つの磁性部材により反抗磁界を２つの磁気検出素子にそれぞれ導くための磁路を形成するので、該各磁気検出素子によってコイン面の形状的特徴変化がもたらす反抗磁界電流の変化に応じた信号を検出することができる。また、検出部の２つの磁気検出素子によって検出される信号の変化分に応じた信号を信号処理手段によって求めると共に、その信号に基づき検査手段によってコインのコイン面における特徴を識別して真偽を検査するので、コイン面のデザイン（凹凸模様）が異なるのみで材質、外径、厚さなどが殆ど一致しているコインについてその真偽を精度良く検査することができる。このように、励磁コイル及び検出部を用いてコイン面の模様が異なるコインを精度良く検出することができるので、従来のような光学的な装置を用いる必要がなく、よって、構造が簡素で、かつ、安価な装置を提供することができ、しかも多用なコインに対し真贋性の検査を高精度に行うことができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るコインセンサである凹凸検知コイルの一実施例を示し、（ａ）はその凹凸検知コイルの正面図、（ｂ）は同凹凸検知コイルの平面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線断面図。
【図２】  凹凸検知コイルをコイン通路に配置する場合の配置例を示し、（ａ）は凹凸検知コイル及びコイン通路を該コイン通路の通路壁側から見た正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】  凹凸検知コイルに適用される真贋性検査装置の一実施例を示すブロック図。
【図４】  （ａ）は凹凸検知コイルによってコイン通路に発生される電磁場の説明図、（ｂ）はコインが電磁場を通過するときに凹凸検知コイルに形成される磁路の説明図。
【図５】  本発明に係るコイン検知装置の一実施例を示す概略構成図。
【図６】  凹凸検知コイルを用いて試験を行った代表コインの特性についての説明図であって、凹凸検知コイルが代表コインの表面を走査する位置を示す図。
【図７】  凹凸検知コイルを用いて試験を行った代表コインの特性についての説明図であって、代表コインの真正コインと被疑貨との特性比較図。
【図８】  コイン検知装置の行う一連の処理を示すフローチャート。
【図９】  凹凸検知コイルの組み付け例を示す斜視図。
【図１０】  凹凸検知コイルの他の実施例を示し、（ａ）はその凹凸検知コイルの正面図、（ｂ）は同凹凸検知コイルの平面図、（ｃ）は同凹凸検知コイルの側面図。
【図１１】  図１０に示される凹凸検知コイルをコイン通路に配置する場合の配置例を示し、（ａ）は凹凸検知コイル及びコイン通路を該コイン通路の通路壁側から見た正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図。
【図１２】  凹凸検知コイルの更に他の実施例を示し、（ａ）はその凹凸検知コイルの正面図、（ｂ）は同凹凸検知コイルの平面図。
【図１３】  凹凸検知コイルの更に他の実施例を示し、（ａ）はその凹凸検知コイルの正面図、（ｂ）は同凹凸検知コイルの平面図。
【符号の説明】
１  凹凸検知コイル
２ａ  通路壁
３  コイン
４  コインレール
５  コイン通路
１０  励磁コイル
１０ａ  Ｔ字型コア
１０ｂ  コイル
１０ａ１  磁芯
１０ａ２  ツバ部コア
１１ａ，１１ｂ  検出部
１２ａ，１２ｂ  磁気検出素子
１３ａ，１３ｂ  ポールピース
１９  真贋性検査装置
２０  定電流源手段
２１  励磁手段
２３  差動増幅手段
２４  検波回路手段
２５  検査手段
３０  コイン検査装置
３１  コイン投入口
３２  外径検知コイル
３３  材質検知コイル
３４  ゲート
３５  ソレノイド
３６  コインレール
１００，２００，３００  凹凸検知コイル
【図１】
0004672912.tif 000002
【図２】
0004672912.tif 000003
【図３】
0004672912.tif 000004
【図４】
0004672912.tif 000005
【図５】
0004672912.tif 000006
【図６】
0004672912.tif 000007
【図７】
0004672912.tif 000008
【図８】
0004672912.tif 000009
【図９】
0004672912.tif 000010
【図１０】
0004672912.tif 000011
【図１１】
0004672912.tif 000012
【図１２】
0004672912.tif 000013
【図１３】
0004672912.tif 000014