(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金銭取扱機の硬貨投出口から排出されコイントレイ内に投入された硬貨の残存の有無を検出して人為的な硬貨の取り忘れや取り残しを防止するようにした硬貨処理装置において、
ＬＣ発振回路の発振コイルの周囲を、検出面となる側面を残して磁気シールドし、その発振コイルを、検出面となる側面が前記コイントレイの底面部に対向するように配設して構成され、前記発振コイルから前記コイントレイの底面部に向けて高周波の電磁波を常時照射する硬貨残留検出センサ部と、
前記ＬＣ発振回路の基準周波数を記憶するメモリを有し、前記ＬＣ発振回路の発振周波数を逐次計測して、その計測された発振周波数を、前記メモリに記憶された基準周波数と比較し、前記コイントレイ内に硬貨が残存しているときに、その硬貨内で発生する渦電流によって生じる電磁波が前記発振コイルに反射結合されることによって上昇するＬＣ発振回路の発振周波数が、基準周波数に対してプログラム設定された値以上に高くなったかどうかを判別して、ＬＣ発振回路の発振周波数が基準周波数に対して設定値以上に高くなったときに硬貨の残存信号を出力するマイクロコンピュータと、
を備えたことを特徴とする硬貨処理装置。
【請求項２】
前記メモリに記憶される基準周波数は、前記コイントレイ内に硬貨が残存していないときに計測される前記ＬＣ発振回路の発振周波数である請求項１に記載の硬貨処理装置。
【請求項３】
前記マイクロコンピュータは、前記コイントレイ内に硬貨が残存していることによって上昇する前記ＬＣ発振回路の発振周波数が、前記メモリに記憶された基準周波数に対してその０．０２％の周波数値以上に高くなったことを判別して硬貨の残存信号を出力する請求項２に記載の硬貨処理装置。
【請求項４】
前記メモリに記憶される基準周波数は、前記コイントレイ内に硬貨が残存していないことが確認され前記マイクロコンピュータに電源が投入されて電圧が印加され電源リセットが掛けられ初期設定が完了して作動開始初期に１回計測される前記ＬＣ発振回路の発振周波数である請求項２または請求項３に記載の硬貨処理装置。
【請求項５】
前記メモリに記憶される基準周波数は、前記マイクロコンピュータに電源リセットが掛けられた後の作動開始初期において所定の時間間隔で２回以上計測される前記ＬＣ発振回路の発振周波数を平均値化した周波数である請求項２または請求項３に記載の硬貨処理装置。
【請求項６】
前記メモリに記憶される基準周波数は、
プログラムがルーチンを通過するごとに計測される前記ＬＣ発振回路の発振周波数が、その時点においてメモリに記憶されている基準周波数に対して所定範囲内のばらつきがあるときに、新しく計測された発振周波数とメモリに記憶されている基準周波数との平均値が演算され、その平均値の周波数により入れ替えられ、
メモリに記憶される基準周波数が繰り返し更新される請求項２または請求項３に記載の硬貨処理装置。
【請求項７】
前記メモリに記憶される基準周波数は、予め設定入力された固定値の発振周波数である請求項１に記載の硬貨処理装置。
【請求項８】
前記ＬＣ発振回路の発振動作が停止したときに、それを検知して前記コイントレイ内における硬貨の残存の有無を検出することができないことを報知するための信号を出力する報知手段を備えた請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の硬貨処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動販売機、自動券売機、ＡＴＭ、ＰＯＳレジスタ、セルフ式ガソリンスタンド内の釣銭返却機、両替機等の金銭取扱機において、硬貨投出口からコイントレイへ投出された釣銭等の硬貨の取り忘れや取り残しを防止するために、コイントレイ内に硬貨が残存しているかどうかを検出する硬貨処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動販売機やＰＯＳレジスタなどにおいて、代金の精算に伴って硬貨投出口からコイントレイへ投出された釣銭硬貨を利用者が取り忘れたりレジの係員が取り残したりするとトラブル等の原因になるので、それを避けるために、コイントレイ内に硬貨が残存しているかどうかを自動的に検出して報知する処理装置が使用されている。例えば、筐体の内部に収納された硬貨を払出口から払い出すようにした硬貨処理装置（釣銭払出機）であって、底面およびこの底面の四方に斜面を有し払出口に払い出された硬貨を受けて底面上に集めることができるトレイを備え、コアにコイルを巻装した磁気センサを底面の裏面側に配設し、コイルをＬＣ発振回路に接続して、そのＬＣ発振回路と整流回路と制御部とにより硬貨検知回路を構成し、この硬貨検知回路に駆動電圧が印加されて、硬貨がトレイの底面上にあるときに、コイルの電磁誘導作用によりインダクタンスおよびインピーダンスが変化するので、ＬＣ発振回路からの出力を整流回路により整流してパルス波形を形成し、このパルス波形を制御部で検知することにより、トレイの底面に残留する硬貨の有無が検知されるようにした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、硬貨収納部を内部に有する装置本体の端部に、硬貨の払い出しを行う硬貨払出口を形成し、装置本体の端部で硬貨払出口の下方部位に、硬貨払出口より払い出された硬貨を受ける底面が略水平な硬貨払出受部を形成し、受光素子と発光素子とからなる光センサを備え、この光センサの受光素子および発光素子を、硬貨払出受部に形成した受光側スリットおよび発光側スリットにそれぞれ対向させて配置して、この光センサにより硬貨払出受部の底面上の硬貨の有無を検知するようにした硬貨入出金装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。さらに、両替機や自動販売機の硬貨出金口に硬貨通路を接続し、その硬貨通路に静電容量式非接触センサである検知センサを配設し、その検知センサに、発振回路、バッファ回路、電流検知抵抗素子、差動増幅器、検波回路、Ａ／Ｄ変換器、ＣＰＵ、Ｄ／Ａ変換器などを備えて構成されたセンサ制御部を接続し、このセンサ制御部により、硬貨の存在によって発生する静電容量の変化を検知する検知センサの動作を制御するとともに、検知センサの出力信号に応じた検出信号を出力し、センサ出力判定部により、検出信号に基づいて硬貨通路や硬貨出金口に残留する硬貨の存在を判定する硬貨残留検知装置が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４３４４２２号公報（第３−４頁、図２−図５）
【特許文献２】特開２０１２−２４２９７８号公報（第３−４頁、図４）
【特許文献３】特開２００９−１９３０９０号公報（第５−８頁、図４、図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたように硬貨の検出に磁気センサを用いた従来の硬貨処理装置には、以下のような種々の問題点がある。
すなわち、硬貨処理装置においては、筐体の内部に収納されている複数種類の硬貨が、支払い金額から購入金額を減算した差額分に相等するように組み合わされ、装置に内蔵されたソレノイドが作動して払出口から釣銭が勢い良くコイントレイへ払い出されることにより精算処理が行われる。したがって、通常はプラスチックで形成されているコイントレイの内面は、金属製の硬貨による衝撃傷や摩耗によって使用開始から短時間で荒らされる。このため、コイントレイ内へ投入された硬貨がトレイの底面中央部における磁気センサの直上位置にピンポイント的に滑落する、といったことはほとんど無い。
【０００６】
しかも、コイントレイからは繰り返し人の手で硬貨の取り出しが行われるので、トレイの内面には手垢や脂が付着している。また、プラスチック成型品であるコイントレイは、空調機器による空気の強制対流や自然対流によっても大きな静電気を帯びるので、空気中の塵や埃りがコイントレイに集められて付着する。これらの手垢や脂、塵埃などの付着も、硬貨がトレイの斜面を滑り難くくしている。このように、表面が荒らされ表面に手垢や脂或いは塵埃が付着したコイントレイの内面を硬貨、特には外形が２０ｍｍで厚みが１．５ｍｍであり約１ｇ程度の重さしかないアルミニウムで出来た１円硬貨が重力に従って滑り落ち、硬貨と略同一程度の外径しかない水平な底面にピンポイント的に確実に移動することは非常に稀であって普通にはあり得ない。このことが、硬貨の検出に磁気センサを用いた硬貨処理装置を実用化することが難しい要因の１つともなっている。
【０００７】
また、磁気センサは、元々一般的には鉄やニッケルなどの磁性金属体を検出するように作られている。この磁気センサによる金属体の検出は、高周波発振回路を用いて、そのコイルへの金属体の接近に伴って金属体で発生する高周波渦電流損失により発振回路の発振ゲインが減少する、といった原理を利用している。そして、常時、高周波発振回路の発振ゲインを整流回路（検波回路）で整流した後に平滑化し、平滑化された直流電圧が、コイルに金属体が接近することによって減少することを、コンパレータ回路等を用いて、予め設定された比較電圧と比較し、直流電圧が一定値以上減少したときに金属体の接近信号としてスイッチングし出力するような構成となっている。ところが、日本国内は元より世界的に硬貨の材質としてはアルミニウムや銅あるいは銅合金などの非磁性金属が用いられている。このアルミニウムや銅あるいは銅合金で出来た金属体は、高周波渦電流が発生するが、その電気抵抗が非常に小さいため渦電流損失が非常に小さくなるので、高周波発振回路の発振ゲインの減少を検出することが難しい。このため、磁気センサによって検出されるアルミニウムや銅あるいは銅合金といった非磁性金属で作られた硬貨の検出距離は、同一の大きさ・形状の鉄やニッケル等の磁性金属で作られた硬貨の検出距離の１／２．５〜１／３程度しかなく、磁気センサを硬貨の検出に使用するには信頼性に劣り実用的ではないという問題点があり、硬貨の検出に磁気センサを用いた硬貨処理装置を実用化することができない要因の１つとなっている。
【０００８】
次に、硬貨処理装置の使用環境や状況としては、上記したようにコイントレイはプラスチック成型品で構成されているため、空調機器による空気の強制対流や自然対流だけでもトレイが大きな静電気を帯びるので、空気中の塵や埃りがトレイ付近に集められる。特に、硬貨処理装置が使用される場所が人混みの中であるときは影響が大きく、また、冬場の乾燥した時期には空中に浮遊する塵や埃の量が非常に大量となる。このため、特許文献２に記載されたように光センサを用いて硬貨の検出を行う方式の硬貨処理装置においては、トレイ付近に集められた塵埃が光センサの受光素子や発光素子に付着すると、短期間のうちに光センサが光を通さなくなる。この結果、コイントレイ内に硬貨が無いときにも恰も硬貨が有るような状況の誤動作信号を出力し、光センサがほとんど機能しないという問題点がある。また、コイントレイに集められた塵や埃は、トレイから釣銭が人の手を介して繰り返し取り出されることに伴い、トレイの受光側スリットや発光側スリットの近傍に付着した汗や手垢あるいは梅雨時の湿気等によって埃や塵が徐々に堆積して固形化される、といったことが生じる。このような場合には、それらの清掃・除去に伴うメンテナンス作業が必要となるが、その作業は非常に面倒であり、また、誤動作の原因調査や修理対応を行うフィールドエンジニアの人件費用も高額になる、といった問題点がある。
【０００９】
また、特許文献３に記載されたように静電容量方式を利用した硬貨処理装置においても、コイントレイに塵や埃の浮遊物が多量に付着すると、硬貨を介した電極間の結合容量は検出電極と硬貨間の距離に反比例するので、硬貨検出の検出容量信号が大幅に減衰し、硬貨有無の検出が非常に困難になる、といった問題点がある。
【００１０】
この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、コイントレイを、その底面が硬貨の大きさに比べて十分に広く釣銭を取り出し易い形状としても、硬貨の検出が可能であり、アルミニウム、銅、銅合金等の非磁性金属で作られた硬貨であって、その硬貨との間の距離が比較的大きくても、信頼性の高い硬貨検出が可能であり、空気中の塵や埃りによる影響を全く受けることなく、硬貨の残留の有無を検出することができ、しかも、コイントレイ内の途中傾斜面に停止し残留した硬貨の検出も可能であって、硬貨残留検出センサ部の清掃・メンテナンス作業が不要となるような硬貨処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明では、上記目的を達成するために、
イ）硬貨の検出のために、塵や埃による影響を受け易い光センサや静電容量式センサを利用しないこととし、
ロ）電気抵抗が小さく高周波渦電流損失の少ないアルミニウム、銅、銅合金等の非磁性金属で作られた硬貨の検出に不向きな磁気センサを用いないこととし、
ハ）硬貨の材質が非磁性金属であっても、そのような硬貨に高周波の電磁波を照射して、硬貨内で高周波渦電流を発生させ、その硬貨で発生する渦電流による高周波の電磁波を発振コイルに向けて送信させ、発振コイルがその高周波電磁波を受信することによって発振回路の自己インダクタンスが小さくなり発振回路の発振周波数が高くなる、といった原理を利用して硬貨の検出を行うようにし、
また、
ニ）硬貨検出用の発振コイルと検出される硬貨との間の距離が大きく、しかもコイントレイ内の広い面上にある硬貨を検出することができるように、例えば、硬貨が発振コイルの前面に存在していないときの発振回路の発振周波数を予め計測してメモリに保管し記憶させて、それを基準周波数とし、発振回路の発振周波数が高くなるときの増加量を基準周波数に対し比較することによって硬貨の検出を行うようにした。
【００１２】
すなわち、請求項１に係る発明は、金銭取扱機の硬貨投出口から排出されコイントレイ内に投入された硬貨の残存の有無を検出して人為的な硬貨の取り忘れや取り残しを防止するようにした硬貨処理装置において、ＬＣ発振回路の発振コイルの周囲を、検出面となる側面を残して磁気シールドし、その発振コイルを、検出面となる側面が前記コイントレイの底面部に対向するように配設して構成され、前記発振コイルから前記コイントレイの底面部に向けて高周波の電磁波を常時照射する硬貨残留検出センサ部と、前記ＬＣ発振回路の基準周波数を記憶するメモリを有し、前記ＬＣ発振回路の発振周波数を逐次計測して、その計測された発振周波数を、前記メモリに記憶された基準周波数と比較し、前記コイントレイ内に硬貨が残存しているときに、その硬貨内で発生する渦電流によって生じる電磁波が前記発振コイルに反射結合されることによって上昇するＬＣ発振回路の発振周波数が、基準周波数に対してプログラム設定された値以上に高くなったかどうかを判別して、ＬＣ発振回路の発振周波数が基準周波数に対して設定値以上に高くなったときに硬貨の残存信号を出力するマイクロコンピュータと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の硬貨処理装置において、コイントレイ内に硬貨が残存していないときに計測されるＬＣ発振回路の発振周波数をメモリに記憶して、それを基準周波数とすることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の硬貨処理装置において、マイクロコンピュータにより、コイントレイ内に硬貨が残存していることによって上昇するＬＣ発振回路の発振周波数が、メモリに記憶された基準周波数に対してその０．０２％の周波数値以上に高くなったことが判別されて硬貨の残存信号が出力されるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の硬貨処理装置において、コイントレイ内に硬貨が残存していないことが人為的に確認されマイクロコンピュータに電源が投入されて電圧が印加され電子ハード回路で自動的に電源リセットが掛けられプログラムがスタートしパラメータ等の初期設定が完了して作動開始初期に１回計測されるＬＣ発振回路の発振周波数をメモリに記憶して、それを基準周波数とすることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の硬貨処理装置において、マイクロコンピュータの電源がリセットされた後の作動開始初期において所定の時間間隔で２回以上計測されるＬＣ発振回路の発振周波数を平均値化した周波数をメモリに記憶して、それを基準周波数とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項２または請求項３に記載の硬貨処理装置において、プログラムがメインルーチンを通過するごとに計測されるＬＣ発振回路の発振周波数が、その時点においてメモリに記憶されている基準周波数に対して所定範囲内のばらつきがあるときに、新しく計測された発振周波数とメモリに記憶されている基準周波数との平均値を演算し、その平均値の周波数を基準周波数として、それまでメモリに記憶されていた基準周波数と入れ替え、メモリに記憶される基準周波数が繰り返し更新されるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に係る発明は、請求項１に記載の硬貨処理装置において、予め設定入力された固定値の発振周波数をメモリに記憶して、それを基準周波数とすることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の硬貨処理装置において、ＬＣ発振回路の発振動作が停止したときに、それを検知してコイントレイ内における硬貨の残存の有無を検出することができないことを報知するための信号を出力する報知手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明の硬貨処理装置においては、硬貨残留検出センサ部の発振コイルからコイントレイの底面部に向けて高周波の電磁波が照射され、コイントレイ内に硬貨が残存していると、発振コイルから照射された高周波の電磁波を硬貨が受けて、硬貨内で渦電流が発生し、その硬貨内で発生した渦電流によって生じる電磁波と発振コイル自体による電磁波とが高周波的に結合される。このとき、発振コイルによって発生する電磁波と硬貨内の渦電流によって発生する電磁波とは、電気的に位相が１８０°ずれているため、硬貨から送信されて発振コイルが受信する高周波電磁波の量に応じて、ＬＣ発振回路の自己インダクタンスは見掛け上小さくなる。このＬＣ発振回路の自己インダクタンスの減少量に従って、ＬＣ発振回路の発振周波数が上昇する。そして、マイクロコンピュータにおいて、ＬＣ発振回路の発振周波数が逐次計測され、その計測された発振周波数が、メモリに記憶された基準周波数と比較され、ＬＣ発振回路の発振周波数が、基準周波数に対してプログラム設定された値以上に高くなったかどうかが判別され、ＬＣ発振回路の発振周波数が基準周波数に対して設定値以上に高くなったときに硬貨の残存信号が出力される。このようにして、金銭取扱機の硬貨投出口から排出されコイントレイ内に投入された硬貨の残存の有無が検出される。
【００２１】
したがって、この硬貨処理装置を使用すると、コイントレイを、その底面が硬貨の大きさに比べて十分に広く釣銭を取り出し易い形状としても、また、アルミニウム、銅、銅合金等の非磁性金属で作られた硬貨であって、その硬貨との間の距離が比較的大きくても、コイントレイ内に残存した硬貨を高い信頼性で検出することができ、光センサや静電容量式センサを用いないので、空気中の塵や埃りによる影響を全く受けることなく硬貨の残留の有無を検出することができ、コイントレイ内の途中傾斜面に停止し残留した硬貨の検出も可能である。そして、この硬貨処理装置では、硬貨残留検出センサ部の清掃・メンテナンス作業が不要となる。
【００２２】
請求項２に係る発明の硬貨処理装置では、コイントレイ内に硬貨が残存していないときに計測されるＬＣ発振回路の発振周波数が基準周波数とされ、逐次計測されるＬＣ発振回路の発振周波数と基準周波数とが比較されることにより、コイントレイ内の硬貨の残存の有無が確実に検出される。
【００２３】
請求項３に係る発明の硬貨処理装置では、逐次計測されるＬＣ発振回路の発振周波数が、コイントレイ内に硬貨が残存していないときにＬＣ発振回路の発振周波数が計測されてメモリに記憶された基準周波数に対してその０．０２％の周波数値以上に高くなったときに硬貨の残存信号が出力されるので、一般的に使用されているコイントレイの大きさや内面側面積に対して、我が国で最も小さい貨幣である１円硬貨（直径２０ｍｍ×厚み１．５ｍｍのアルミニウム製硬貨）を十分に信頼性高く検出することが可能である。
【００２４】
請求項４に係る発明の硬貨処理装置では、逐次計測されるＬＣ発振回路の発振周波数と、コイントレイ内に硬貨が残存していないことが確認されてマイクロコンピュータの作動開始初期にＬＣ発振回路の発振周波数が計測されてメモリに記憶された基準周波数とが比較されることにより、コイントレイ内の硬貨の残存の有無が確実に検出される。
【００２５】
請求項５に係る発明の硬貨処理装置では、逐次計測されるＬＣ発振回路の発振周波数と比較される基準周波数が、コイントレイ内に硬貨が残存していない状態において所定の時間間隔で２回以上計測されるＬＣ発振回路の発振周波数を平均値化した周波数とされるので、電気ノイズ等による発振周波数への影響によって誤検出を生じる、といったことを避けることができる。
【００２６】
請求項６に係る発明の硬貨処理装置では、逐次計測されるＬＣ発振回路の発振周波数と比較される基準周波数が繰り返し更新されるので、電源ドリフトや周囲温度などの影響を受けることにより、コイントレイ内に硬貨が残存していない状態における発振周波数が徐々に変化して、メモリに記憶された基準周波数からずれ、誤って硬貨検出信号を出力する、といったことを避けることができる。
【００２７】
請求項７に係る発明の硬貨処理装置では、予め設定入力された固定値の発振周波数が基準周波数とされるので、硬貨残存の有無の検出のために必要なＲＯＭやＲＡＭの容量を少なくして装置コストを安価にすることができ、コイントレイ内に硬貨が残存していないときのＬＣ発振回路の発振周波数の測定やその平均値化等の演算処理を省くことができる。
【００２８】
請求項８に係る発明の硬貨処理装置では、ＬＣ発振回路の発振動作が停止したときにコイントレイ内における硬貨の検出機能が働いていないことが報知されて注意が喚起されるので、機器の信頼性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施形態の１例を示し、硬貨処理装置のコイントレイに硬貨残留検出センサ部が設けられた硬貨払出ユニットの外観斜視図である。
【図２】図１に示した硬貨払出ユニットの構成を示す縦断面図である。
【図３】図１および図２に示した硬貨払出ユニットをコイントレイと硬貨残留検出センサ部とに分離して示す斜視図である。
【図４】ＬＣ発振回路の発振コイルに用いられるコイルボビンの１例を示す斜視図である。
【図５】ＬＣ発振回路の発振コイルを磁気シールドするフェライト製ポットコアの１例を示し、（ａ）が表側から見た斜視図であり、（ｂ）が裏側から見た斜視図である。
【図６】ＬＣ発振回路の発振コイルを磁気シールドするフェライト製ポットコアの漏れ磁束対策を行うための電磁シールド板の１例を示し、（ａ）が平面図であり、（ｂ）が側面図である。
【図７】この発明の実施形態に係る硬貨処理装置の回路構成の１例を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施形態に係る硬貨処理装置における、コイントレイ内の硬貨の残存を検出するためのプログラムの１例を示すフローチャートである。
【図９】図１および図２に示した硬貨払出ユニットにおいて、１円硬貨が硬貨残留検出センサ部の検出面に対して３０°傾いた姿勢で発振コイルに接近する場合に、ＬＣ発振回路の発振周波数が基準周波数に対して０．０２％および０．０４％だけ高くなるときの位置の変化曲線を示すグラフである。
【図１０】図１および図２に示した硬貨払出ユニットにおいて、コイントレイ内における１円硬貨の位置・姿勢の変化を説明するための模式図である。
【図１１】この発明の実施形態に係る硬貨処理装置における、コイントレイ内の硬貨の残存を検出するためのプログラムの別の例を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施形態に係る硬貨処理装置における、コイントレイ内の硬貨の残存を検出するためのプログラムのさらに別の例を示すフローチャートである。
【図１３】この発明の実施形態に係る硬貨処理装置における、コイントレイ内の硬貨の残存を検出するためのプログラムのさらに別の例を示すフローチャートである。
【図１４】この発明の実施形態に係る硬貨処理装置における、ＬＣ発振回路が停止したときにその報知信号を出力するためのプログラムの１例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
この硬貨処理装置、例えば釣銭払出装置は、図１に外観斜視図を、図２に縦断面図を、図３に分離斜視図をそれぞれ示すように、コイントレイ１０と硬貨（釣銭）残留検出センサ部１２とからなる硬貨払出ユニットを備えて構成されている。
【００３１】
コイントレイ１０は、比較的広い面積を有する水平な底面部１４、前方側に張り出して湾曲した斜面部１６、および、硬貨払出口２０が形設された垂直な背面部１８によって構成されている。このコイントレイ１０は、自動販売機等の金銭取扱機本体（図示せず）に背面部１８を複数個の取付ねじ２２で螺着することにより取り付けられる。
【００３２】
硬貨残留検出センサ部１２は、コイントレイ１０の底面部１４に連接して、その下部に取付ねじ２４で一体的に取着されている。この硬貨残留検出センサ部１２は、円筒状をなし下方開口面がカバー２８によって閉塞されたケーシング２６の内部に、ＬＣ発振回路３０の発振コイル３２（図７参照）を収納して構成されている。発振コイル３２は、図４に斜視図を示すような形状のコイルボビン３４にコイル線を巻いて構成されており、コイルボビン３４にコイル線引出口３６が形設されている。この発振コイル３２は、図５の（ａ）に表側から見た斜視図を、（ｂ）に裏側から見た斜視図を示すような形状のポットコア３８に収納されている。ポットコア３８は、フェライトで形成されている。したがって、発振コイル３２は、その一側面を残して磁気シールドされており、これによって選択度Ｑの低下や外部から誘導される電磁波の影響が防止されるようにしている。そして、このように一側面を残して外周面および背面（下面）が磁気シールドされた発振コイル３２は、磁気シールドされていない一側面が検出面となるように、コイントレイ１０の底面部１４に対向して配設される。また、硬貨残留検出センサ部１２のケーシング２６の内部には、取付ビス４４で固定されたプリント基板４２が配設され、その下部に回路パーツ４６が配置されて、下部側面に接続コネクタ４８が設けられている。
【００３３】
ここで、実際の硬貨処理装置の製造においては、大きな形状のコイントレイの一部に硬貨残留検出センサ部が設けられるので、コイントレイと硬貨残留検出センサ部とを一体的に製造すると生産性が非常に悪くなり、また、長期間の使用におけるＭＴＢＦ等の問題の発生は、半導体を多く使用する硬貨残留検出センサ部１２ではその半導体に起因することが多い。これらのことを考慮し、生産性を向上させて製造コストを安価にし、また、メンテナンスビリティを容易にして長期間の使用に耐え得るようにするために、図１ないし図３に示すように、コイントレイ１０と硬貨残留検出センサ部１２とを分離し、コイントレイ１０の底面部１４下方に硬貨残留検出センサ部１２を取り付け、硬貨残留検出センサ部１２の発振コイル３２がコイントレイ１０の底面部１４に対向するようにすると、より利便性が向上することととなる。
【００３４】
また、ＰＯＳレジスタ等を金属製の机の上に設置して使用する場合が多いが、その場合には、硬貨残留の検出動作が金属で出来た机の影響を受ける場合がある。このような影響を無くすため、図６の（ａ）に平面図を、（ｂ）に側面図を示すように、ポットコア３８の裏面形状に合わせて銅製の薄板により形成された電磁シールド板４０を、その片面側に塗布された粘着剤を介してポットコア３８の裏面側（検出面の反対側）に貼り付けることにより、フェライトから漏れた高周波を導電体でシールドするようにしてもよい。
【００３５】
硬貨残留検出センサ部１２の発振コイル３２は、図７にブロック図を示すように、ＬＣ発振回路３０の発振コイルを成すものである。ＬＣ発振回路３０は、波形整形用シュミット・トリガ回路Ｕ１を介してマイクロコンピュータ５０に接続されている。マイクロコンピュータ５０は、所定のプログラムや後述するＬＣ発振回路３０の基準周波数を記憶するメモリ５２を備えている。そして、マイクロコンピュータ５０においては、ＬＣ発振回路３０の発振周波数が逐次計測されて、その計測された発振周波数が、メモリ５２に記憶された基準周波数と比較され、後述するような所定の演算処理が行われて、出力部から信号出力用パワートランジスタＱＰを介して適宜信号が出力される。図７中の符号ＯＳ１は精密な発振子であり、ＣＳおよびＲＳは、リセット時間設定用の積分コンデンサおよび充電抵抗、ＤＳは積分コンデンサの急速放電用ダイオードであり、また、ＶＣＣは直流電源電圧を示す。これらの機能・動作については後述する。
【００３６】
次に、この硬貨処理装置において、自動販売機、ＰＯＳレジスタ等の金銭取扱機の硬貨投出口から排出されコイントレイ１０内に投入された硬貨（釣銭）の残存の有無を検出する処理動作や検出原理について具体的に説明する。
自動販売機やＰＯＳレジスタなどにおいて、利用者から支払われた金額が購入金額の合計より多いと、その差額が自動的に計算されて、複数種類の硬貨が差額分に相等するように組み合わされ、ソレノイドが作動し、複数枚の硬貨が釣り銭として硬貨払出口２０を通りコイントレイ１０へ払い出され返却される。図２に示すように、コイントレイ１０内に投入された硬貨Ｃ１、Ｃ２は、斜面部１６内面を滑り落ち、通常は底面部１４上に落下して水平姿勢の状態で溜まる。
【００３７】
硬貨Ｃ１、Ｃ２が溜まるコイントレイ１０の底面部１４下方には、硬貨残留検出センサ部１２の発振コイル３２が配置されている。この発振コイル３２は、図７に示すようにＬＣ発振回路３０の発振コイルを成すものであり、ＬＣ発振回路３０の発振周波数Ｆ（Ｈｚ）は、発振コイル３２のインダクタンスをＬ（Ｈ）、ＬＣ発振回路３０の発振コンデンサ（図示せず）の容量をＣ（Ｆ）とすると、数１に示す一般計算式で表される。
【００３８】
【数１】
0006400518.tif 000002
【００３９】
上記数式で示されるように、発振コイル３２は、常に発振コイルのインダクタンスＬと発振コンデンサの容量Ｃの定数で決まる発振周波数Ｆで発振している。そして、常時発振している発振コイル３２からは、硬貨Ｃ１、Ｃ２が貯留されるコイントレイ１０の底面部１４に向けて高周波の電磁波φＧが照射されている。この高周波の電磁波φＧが照射されているコイントレイ１０の底面部１４上に硬貨Ｃが存在すると、発振コイル３２から照射された高周波の電磁波φＧにより、硬貨Ｃにおいて、照射された電磁波φＧの周波数と同一の高周波の渦電流が発生する。硬貨Ｃは、電気抵抗の少ないアルミニウムや銅あるいは銅合金で出来ているため、硬貨Ｃで発生した渦電流は、渦電流損失が少ない。この発生した渦電流が硬貨Ｃ内を流れることによって再び高周波の電磁波φＣＩが硬貨Ｃで発生し、その高周波の電磁波φＣＩが発振コイル３２に向けて反射される。
【００４０】
発振コイル３２と硬貨Ｃは、硬貨Ｃの大きさや発振コイル３２への硬貨Ｃの接近距離によって影響を受ける結合係数を持っており、高周波の電磁波にて結合されている。そして、発振コイル３２から照射される電磁波φＧと硬貨Ｃの渦電流によって発生する電磁波φＣＩとは、それぞれの位相が電気的に１８０°ずれている。このため、両者間の相互インダクタンスはマイナスとなり、ＬＣ発振回路３０における自己インダクタンスは、硬貨Ｃが発振コイル３２に接近することにより、硬貨Ｃが発振コイル３２に接近していないときに比べて減少し、ＬＣ発振回路３０の発振周波数は高くなる。すなわち、硬貨Ｃの数が多ければ多いほど、また、発振コイル３２と硬貨Ｃとの距離が近ければ近いほど、発振コイル３２の自己インダクタンスがより減少し、それに従ってＬＣ発振回路３０の発振周波数は高くなる。この発振周波数の変化の程度は、ＬＣ発振回路３０の発振周波数が高ければ高いほど、硬貨Ｃの接近による周波数の変化の差が大きくなるが、上記した電気的な原理で周波数が変化するので、発振周波数の変化の比は、発振周波数の大きさに関係なくおよそ一定となる。
【００４１】
ＬＣ発振回路３０において、硬貨Ｃの残留量や発振コイル３２と硬貨Ｃとの間の距離によって決まる自己インダクタンスによる周波数での発振を継続する。そして、そのときの発振周波数がどれだけ高くなったかを知るために、その発振周波数を、基準となる発振周波数と比較する必要がある。この基準周波数として、コイントレイ１０内に硬貨が無いときの発振周波数を用いるようにする。すなわち、予めコイントレイ１０内に硬貨が残存していないときの発振周波数を計測しておき、その計測値をメモリ５２に入力し、メモリ５２に比較用の基準周波数として保管し記憶しておく。このメモリ５２に記憶された基準周波数の値と常時発振している周波数とを比較することにより、逐次計測される発振周波数が高くなったときにその増加量を検出し、その増加量が基準周波数に対して設定値以上に大きくなった場合に硬貨の検出信号とする。
【００４２】
図８に示す冗長的機能部を除いたフローチャートに基づいて、この硬貨処理装置における硬貨検出のための処理動作について説明する。
この硬貨処理装置を使用するときには、コイントレイ１０内に硬貨が残存していないことを必ず確認してから商用電源を投入する。これにより、図７に示した検出センサ回路に所定のＤＣ電源電圧ＶＣＣが印加される。
【００４３】
検出センサ回路に電源電圧が印加されると、ＬＣ発振回路３０は発振を開始する。マイクロコンピュータ５０は、それが機能する前に先ず、電源電圧ＶＣＣがリセット用の充電抵抗ＲＳを介して積分コンデンサＣＳに印加され充電が開始される。この積分コンデンサＣＳの電圧が一定の電圧値になるまでは、マイクロコンピュータ５０にはハードリセットが掛けられ、プログラムのスタートを待機する。積分コンデンサＣＳの電圧が所定の電圧値になると、マイクロコンピュータ５０はリセットが解除され、プログラムがその機能を開始する。
【００４４】
ＬＣ発振回路３０の発振コイル３２の発振によって高周波の電磁波φＧが発生し、その電磁波φＧがコイントレイ１０の底面部１４に向けて照射される。このとき、コイントレイ１０内に硬貨が存在しないことを確認した上で電源を投入しているため、その発振周波数Ｆ（Ｈｚ）は、発振コイル３２のインダクタンスＬ（Ｈ）と発振コンデンサの容量Ｃ（Ｆ）の定数によって決まり、発振コイル３２は、数１に示す数式で表された発振周波数Ｆで発振する。
【００４５】
【数１】
0006400518.tif 000003
【００４６】
発振コイル３２は正弦波で発振しているので、電圧波形の単位時間当たりの立上りおよび立下り電圧、すなわちｄＶ／ｄＴの値が小さく、このため、ＬＣ発振回路３０からの電圧信号を直接に、ＣＭＯＳで構成されたマイクロコンピュータ５０への周波数計測用信号として入力するのは適当でない。そこで、発振コイル３２の発振波形の信号は、シュミット・トリガ回路Ｕ１を介して立上り・立下りの急激な矩形波の信号に加工されてマイクロコンピュータ５０に入力される。一方、マイクロコンピュータ５０は、電源リセットが終了すると、システムを命令通りに機能させるためパラメータ等の初期設定が行われ、硬貨が存在しないことを示す信号Ｌを出力した後、コイントレイ１０内に硬貨が無い状態における発振周波数Ｆ１を計測して、その発振周波数Ｆ１を基準周波数ＦＣとしてメモリ５２に保管して記憶する。
【００４７】
発振周波数の計測の仕方について、具体的に説明する。
例えば、ＬＣ発振回路３０が一定の周波数で発振している場合、１秒間待ってその間の発振周波数の計測を行ったのでは、計測に時間が掛かり過ぎてプログラム上実用的ではない。そこで、発振周波数を短時間で高精度に計測するために、この検出センサ回路においては、指定されたサイクル数に要する時間を、精度が高くＬＣ発振回路３０の発振周波数より一桁以上高い周波数の発振子ＯＳ１で作られたクロック数を用いて精密に計数した後、それを周波数に換算するようにしている。例えば２００，０００Ｈｚの発振周波数を計測する場合に、およそ０．１秒の時間を要する２０，０００サイクルをプログラムで指定して計測することとする。まず、２０，０００，０００Ｈｚの発振子ＯＳ１を用いて分周を行うことにより、５，０００，０００Ｈｚのクロックを作る。この５，０００，０００Ｈｚのクロックで計数すると、上記した２０，０００サイクルは５００，０００パルスのクロックに相当することとなり、発振周波数の１サイクルは２５パルスのクロック数となる。ここで、発振周波数が０．０２％の４０Ｈｚだけ上昇して２００，０４０Ｈｚに変化した場合において、上記したようにプログラムで指定された２０，０００サイクルの発振周波数を計測すると、クロックパルス数は４９９，９２０となり、およそ０．１秒間に４Ｈｚ上昇する発振周波数の変化を、その２５倍の１００パルスの減少分の変化として取り出すことができる。このようにクロック数で計数された時間をマイクロコンピュータ５０で演算し、発振周波数に変換してメモリ５２に保管し、硬貨の残存検出が行われる。したがって、短時間での計測にも拘らず、小数点以下の発振周波数の変化も計測することができるようにしている。
【００４８】
コイントレイ１０内に硬貨が存在しない状態における発振周波数Ｆ１を、上記したようにして計測し、その発振周波数Ｆ１を基準周波数ＦＣとしてメモリ５２に保管して記憶した後、コイントレイ１０に払い出された硬貨が残留しているかどうかを検出するために、ＬＣ発振回路３０の発振周波数ＦＤを上記と同様にして計測し、発振周波数ＦＤの変化をプログラムフローに従って常時監視する。この周波数変化の監視中に発振周波数ＦＤが高くなると、プログラムで指定された一定サイクル数の計測時間が短くなる。この短くなった時間を周波数の増加量に換算した後、メモリ５２に保管された基準周波数ＦＣと比較し、演算された周波数が、基準周波数ＦＣに対してプログラムで指定された周波数値Ｄ以上に大きくなった（ＦＤ≧ＦＣ＋Ｄ）ときに硬貨残留信号Ｈを出力する。この周波数計測において、外部からの電磁ノイズによる誤動作を避けるために複数回（ｎ回）、計測周波数ＦＤと基準周波数ＦＣとを比較して確認し、発振周波数が高くなった状態が持続されたときに硬貨残留信号Ｈを出力するようにすることも可能である。
【００４９】
ここで、発振コイル３２に金属体が接近することによってＬＣ発振回路３０の発振周波数を変化させる直接的な要因は、金属体で発生する渦電流の大きさと接近距離である。そして、接近距離が一定であれば、発振周波数の変化は渦電流の大きさによる影響を受ける。この渦電流の大きさは、接近する金属体の面積による影響を受け、渦電流は、金属体の面積が小さければ小さなほど少なくなり、発振周波数の変化が小さくなる。したがって、一番小さな硬貨についても十分に機能するような検出センサが求められるが、国内に流通する最も小さな硬貨は１円硬貨である。
【００５０】
一般的に市場で使用されているコイントレイ１０は、その底面部１４がおよそ３０ｍｍφの円形状を成している。このようにトレイ底面部１４が３０ｍｍφの円形状である場合には、硬貨もトレイ底面部１４上に集中しやすいので、検出用の発振コイル３２の外径も３０ｍｍφにすることが最適である。この外径３０ｍｍφの発振コイル３２を磁気シールドするためのフェライト製ポットコア３８は焼結合金で形成されているので、その割れを防止するためには一定の肉厚を必要とし、外径３０ｍｍφの発振コイル３２を収納するポットコア３８の外径は、一般的にはおよそ３６ｍｍφとなる。
【００５１】
図９は、コイントレイ１０の底面部１４が３０ｍｍφの円形状であり、発振コイル３２の外径が３０ｍｍφで、ポットコア３８の外径が３６ｍｍφである場合において、釣銭不足といったトラブルの原因となる硬貨のうちで一番多い１円硬貨Ｃがトレイ底面に対して３０°傾いた姿勢であるときに、ＬＣ発振回路３０の発振周波数の変化率が０．０２％および０．０４％となる１円硬貨Ｃの位置曲線を示す。ここでいう変化率とは、周波数の増加量を基準周波数で除したもので、変化率＝〔（計測された発振周波数−基準周波数）÷基準周波数〕×１００である。図９において、×は、発振周波数が０．０４％上昇するときの、トレイ底面に対して３０°傾いた姿勢の１円硬貨Ｃの底面エッジの位置ポイントＰ（●部位）をそれぞれ示し、○は、発振周波数が０．０２％上昇するときの、トレイ底面に対して３０°傾いた姿勢の１円硬貨Ｃの底面エッジの位置ポイントＰ（●部位）をそれぞれ示す。この図９は、トレイ底面に対して３０°傾いた姿勢の１円硬貨Ｃの底面エッジの位置ポイントＰが、×で示した位置を繋いだ曲線より下方にあるときに、発振周波数が０．０４％以上に上昇することを示し、トレイ底面に対して３０°傾いた姿勢の１円硬貨Ｃの底面エッジの位置ポイントＰが、○で示した位置を繋いだ曲線より下方にあるときに、発振周波数が０．０２％以上に上昇することを示している。したがって、１円硬貨Ｃがコイントレイ１０内で、図１０の（ａ）に示す位置・姿勢にあるときに、発振周波数が０．０２％だけ上昇したとすると、図１０の（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）にそれぞれ示す各位置・姿勢にある１円硬貨Ｃについては、発振周波数が０．０２％より大きな値に上昇することとなる。
【００５２】
市場で主に用いられている一般的なコイントレイ１０は、図１や図２に示すように、深さがおよそ４５ｍｍで、底面部１４がおよそ３０ｍｍφの円形状、上方の取出し開口部がおよそ１００ｍｍ×１００ｍｍであって、硬貨を取り出し易いような曲面に形成されたプラスチック成型品であり、その厚みはおよそ２．５ｍｍである。図２に示したように、釣銭として払い出された硬貨Ｃ１がコイントレイ１０の底面部１４上に水平姿勢で残留する場合には、硬貨の検出も容易であり、釣銭の取残しといったトラブルも少ない。一方、主にコイントレイ１０の底面部１４に近い斜面部１６に残留する硬貨Ｃ２や、図９に示したように斜面部１６上に残留する硬貨Ｃについては、取残しの機会が多くまた釣銭不足のトラブルも多い。この底面部１４に近い斜面部１６や斜面部１６上に残留する釣銭をスムーズに取り出し易くするために、コイントレイ１０の内側面が曲面とされている。このため、底面部１４に近い斜面部１６や斜面部１６上の硬貨Ｃは、トレイ底面に対しておよそ３０°の勾配をもって残留している。したがって、図９および上記した説明からも分かるように、コイントレイ１０内に残留する硬貨Ｃを常に検出することができるようにするためには、プログラムで設定される発振周波数の変化（増加量）を、安全率をみて基準周波数に対して０．０２％の周波数値以上とすることが好ましい。そこで、この硬貨処理装置では、検出センサ回路の機能を満足させるために、基準周波数に対してその０．０２％以上に発振周波数が上昇したときに硬貨残留信号を出力するように設定される。
【００５３】
この場合において、マイクロコンピュータ５０に内蔵されているＣＲクロック回路を用いてクロックパルス数を計数し、それを周波数に変換する、といった方法では、上記したような０．０２％といった発振周波数の微小な変化を高精度に演算計測することは困難である。このため、この検出センサ回路では、上記で詳しく説明したように、精度の高い安定した周波数を持つ精密な発振子ＯＳ１を用い、周波数分周した高精度のクロックで計数して発振周波数の計測を行うようにする。
【００５４】
また、硬貨処理装置においては、その設置場所や使用上の条件などによって硬貨検出時の信頼性に大きな影響を与える場合も多い。例えば冬場の乾燥した時期にＰＯＳレジスタのレジ係員が化繊や毛織物の衣服を着用して活発な作業を行う場合に、人体は数万ボルトの静電気を帯び、また、釣銭用の硬貨は、プラスチックで出来た硬貨処理装置の内部を、摩擦や衝撃を受けながら移動することにより大きな電圧の静電気を帯びて、検出用の発振コイル３２の近辺で放電する。また、コイントレイ１０の近傍に位置している釣銭払出し用のソレノイドが作動するときに、ソレノイドからは非常に大きな電磁波パルスノイズが発生し、そのノイズが発振コイル３２に入力される。そして、偶々マイクロコンピュータ５０が基準周波数を計測しているタイミングで、静電気が、硬貨残留検出センサ部１２の直上に位置するコイントレイ１０に放電してノズルを発生したり、ソレノイドから電磁波ノイズが発生したりすると、非常に稀なことではあるが、計測されメモリ５２に保管された基準周波数が真正値とは異なって高い値となる。この結果、その基準周波数に基づいて硬貨の検出を行ったときに、コイントレイ１０内に硬貨が残留しているのにも拘らずそれを検出することができない、といった誤動作を生じる原因となる。
【００５５】
これらの問題を避けるためには、コイントレイ１０内に硬貨が存在していないときの発振周波数を複数回計測し、複数の計測周波数の平均値を算出し、その平均値をメモリ５２に保管し、メモリ５２の記憶された周波数の平均値を基準周波数として用いるようにするとよい。例えば、図１１に冗長的な機能部を除いたフローチャートを示すように、コイントレイ１０内に硬貨が残存していない状態で１回目の発振周波数Ｆ１の計測を行い、その計測時点からの経過時間Ｔがプログラム設定された時間値Ｓに達した時（Ｔ≧Ｓ）に、２回目の発振周波数Ｆ２の計測を行って、その２つの周波数値Ｆ１、Ｆ２の平均値〔（Ｆ１＋Ｆ２）÷２〕を算出し、その平均値ＦＣを基準周波数ＦＣとしてメモリ５２に保管して記憶する。そして、この基準周波数ＦＣを用い、図８にフローチャートを示した上記説明と同様のプログラムにより、コイントレイ１０内に硬貨が残留していないかどうかの検出を行うようにする。
【００５６】
また、一般的にコイントレイを持った硬貨処理装置は様々な環境で使用されるが、その環境条件が発振周波数の計測に対して影響を与える。例えば、夏場の湿度が高い場所に硬貨処理装置が設置されている場合、空調機器が完全に機能して除湿が行われるまでは、湿気が検出用のＬＣ発振回路３０の発振コイル３２にも侵入する。発振コイル３２に侵入した湿気は、その比誘電率εｓが大きいので、発振コイル３２の巻き線間分布容量を非常に大きくする。発振コイル３２の巻き線間の分布容量が大きくなると、ＬＣ発振回路３０の容量分が増えるため、発振周波数が低くなる。一方、周囲環境の除湿が完了すると、発振コイル３２の巻き線間の分布容量はそれまでより小さくなり、発振コイル３２の巻き線間容量が減少するため、発振周波数が上昇する。湿度以外にも、周囲環境としての温度が同様に発振周波数に影響を及ぼす。その物理的な要因としては、温度の上下による巻き線用線材の膨張や収縮に伴う巻き線間の圧力によって巻き線間分布容量が変化し、また、ＬＣ発振回路３０に用いられている発振トランジスタのパラメータの変化に伴っても発振周波数が影響を受ける。特に０．０２％程度の発振周波数の変化により硬貨の有無を検出する高感度の検出センサにおいては、それらによる影響を無視することはできない。
【００５７】
上記したような環境条件による影響を無くすためには、電源投入後にコイントレイ１０内に硬貨が存在しないことを確認した後に、複数回計測された発振周波数を平均値化し、その平均値を基準周波数としてメモリ５２に保管し、その基準周波数とプログラムのルーチンに従って常時硬貨の有無を監視するために計測される発振周波数とを比較して、硬貨有無の判別を行うようにする。この硬貨有無の判別のために計測された発振周波数が、硬貨の残留を示すほどの周波数上昇が無く、メモリ５２に保管された基準周波数との差が僅かである場合には、その計測された発振周波数とメモリ５２に保管されていた基準周波数とで演算を行って平均値を算出し、算出された平均値を、メモリ５２に保管されていた基準周波数と入れ替え、新しい基準周波数としてメモリ５２に保管し記憶するようにする。このようにすることにより、プログラムが一巡する毎に基準周波数が修正され、硬貨残留の誤検出が防止される。
【００５８】
例えば、図１２に冗長的な機能部を除外したフローチャートを示すように、コイントレイ１０内に硬貨が残存していない状態で発振コイル３２が発振しているときに、１回目の発振周波数Ｆ１の計測を行い、その計測時点からプログラム設定された時間Ｓが経過した時（Ｔ≧Ｓ）に、２回目の発振周波数Ｆ２の計測を行う。そして、２回目の発振周波数Ｆ２が１回目の発振周波数Ｆ１に対して所定の範囲（±Ａ）内であることを確認した上で、２つの周波数値Ｆ１、Ｆ２の平均値〔（Ｆ１＋Ｆ２）÷２〕を算出し、その平均値ＦＣを基準周波数ＦＣとしてメモリ５２に保管して記憶する。その後、発振コイル３２が発振している状態でプログラム設定された時間Ｓが経過した時（Ｔ≧Ｓ）に、発振周波数ＦＮを計測し、計測された発振周波数ＦＮが基準周波数ＦＣに対して、プログラムで硬貨残留信号用に設定された所定の周波数値Ｄ以上に大きく上昇し（ＦＮ≧ＦＣ＋Ｄ）、所定の時間間隔Ｓでｎ回、発振周波数ＦＮを計測して計測周波数ＦＮと基準周波数ＦＣとを比較し、計測された発振周波数ＦＮが基準周波数ＦＣに対して所定の周波数値Ｄ以上に高くなった状態が持続されたときに硬貨残留信号Ｈを出力する。
【００５９】
一方、基準周波数ＦＣに対する計測周波数ＦＮの変化が小さくて、基準周波数補正用としてプログラムで設定された所定の範囲ＧＭ内で周波数が減少し（ＦＮ≧ＦＣ−ＧＭ）、プログラム設定された所定の範囲ＧＰ（ＧＰ＜Ｄ）内で周波数が上昇する（ＦＮ≦ＦＣ＋ＧＰ）ときは、それまでメモリ５２に記憶されていた基準周波数ＦＣと計測周波数ＦＮとの平均値〔（ＦＣ＋ＦＮ）÷２〕を算出し、その平均値を新たな基準周波数ＦＣとしてメモリ５２に保管するようにして基準周波数を入れ替えるようにする。そして、計測された発振周波数ＦＮが基準周波数ＦＣに対して所定範囲ＧＭを超えて減少し（ＦＮ＜ＦＣ−ＧＭ）、また、所定範囲ＧＰを超えてかつ所定の周波数値Ｄより小さく上昇する（ＦＣ＋Ｄ＞ＦＮ＞ＦＣ＋ＧＰ）ときは、発振周波数ＦＮの変化は無視される。
【００６０】
上記した平均値を演算するフローチャートでは、２回の計測周波数値の単純平均を算出する例を示しているが、ＲＯＭやＲＡＭの容量に余裕があれば、誤検出を避けるために多数回の計測値や色々な方式を用いて平均値化を行うことも可能である。また、図１２に示したフローチャートにおいて、所定値以上の周波数の上昇を判別して硬貨の残留を検出するときに、誤動作を避けるためｎ回の硬貨残留を確認した後に硬貨残留信号Ｈを出力するようにしているが、ＲＯＭやＲＡＭの容量によってはｎ＝１、すなわち１回の硬貨残留を確認するようにして検出信号を出力することでも何ら問題は無く、その場合に当該部分のプログラムをスキップするも可能である。なお、上記した説明において、計測された発振周波数ＦＮの変化が無視される周波数帯は、コイントレイ１０に硬貨が打ち出される開始時や釣銭の取出し終了間際においてしばしば起こる現象でもある。
【００６１】
次に、装置の製造時に固定値の基準周波数をプログラムで設定して、装置コストを安価にする場合について説明する。
すなわち、硬貨処理装置の生産において、硬貨検出センサに費やす費用の比重が高いために、それが安価となるように設計しなければならない場合がある。この場合、硬貨検出センサのコストに大きなウエートを占めるパーツはマイクロコンピュータである。このマイクロコンピュータを安価に製作するためには、マイクロコンピュータを構成するＲＯＭやＲＡＭが少なく安価なワンチップマイクロコンピュータを使用する必要が生じてくる。硬貨処理装置に用いられる硬貨検出センサを生産する場合、硬貨がコイントレイに接近していない状態における発振周波数は、ＬＣ発振回路に用いるパーツの定数ばらつきを管理するだけでも、或る程度の範囲以内のばらつきに抑えることができる。そのほか、検出センサを生産する場合に、ＬＣ発振回路の容量部にバリコンを用いて詳細な周波数調整をすることも可能である。発振周波数を詳細に調整することが可能である場合には、その周波数を固定値の基準周波数としてメモリに書き込み保管すると、プログラム上、基準周波数の計測やその計測された発振周波数の、ＲＡＭへの書き込み、あるいは、基準周波数を設定するために複数の計測周波数を平均値化する演算等が不要となり、ＲＯＭやＲＡＭも容量の少なく安価なワンチップマイクロコンピュータを使用して硬貨検出センサを安価に製作することができる。
図１３に、固定値の基準周波数をプログラムで設定して、その設定された固定値の基準周波数ＦＣを用いて、計測された発振周波数ＦＤと基準周波数ＦＣとを比較して硬貨残留の検出を行う場合のフローチャートを示す。
【００６２】
また、この硬貨処理装置を備えたＰＯＳレジスタ等の使用開始時において、釣銭が払い出されるコイントレイにキャシュボックスの鍵や通勤用自動車等の鍵を置いたままで、誤って装置を稼働させる、といったこともある。鍵や鍵を束ねるばね製リング状の金属体は、磁性金属で作られあるいは磁性金属等で鍍金されている場合が多い。ニッケル等の電気抵抗の大きな磁性金属で作られあるいはそれらで鍍金された鍵等がコイントレイに置かれた状態で、発振コイルからコイントレイに向けて高周波の電磁波が照射されると、それらの磁性金属は電気抵抗が高く高周波損失が大きいため、渦電流がそれら磁性金属体内で消費されて発振コイルの選択度Ｑが低下し、ＬＣ発振回路の発振ゲインを維持することができなくなり、発振停止という大きな問題が発生する。
【００６３】
一方、長期間の硬貨処理装置の使用において、発振回路に用いたトランジスタやその他の回路パーツの信頼性上の不良の発生といったことも、稀ではあるが避けることはできない。基本的に、検出用の発振コイルに硬貨が接近することに伴ってＬＣ発振回路の発振周波数が上昇することを利用して硬貨残留の検出信号を出力するような構成となっているので、ＬＣ発振回路の発振停止によって硬貨検出センサが全く機能していないにもかかわらずアラームを発生することができない、といったことも起こる。このような問題点を解決するため、プログラムのフローによって発振の停止を監視し、発振が停止するとアラームを発するようなプログラムとするとよい。図１４に、冗長的機能部を除き発振の停止を監視するフローチャートの１例を示す。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
人手不足による問題の解消や人件費の削減を図る目的で商品の自動販売機化や乗車券・入場券等の自動券売機化などが進んでいるが、それに伴ってしばしば起こる釣銭等の硬貨の取り忘れや取り残しといったトラブルを無くすために、この発明に係る硬貨処理装置は、自動販売機、自動券売機、ＡＴＭ、ＰＯＳレジスタ、釣銭返却機、両替機等の各種の金銭取扱機に設置されて使用されるものであり、この発明は、広く産業機械などの分野において利用されるものである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  コイントレイ
１２  硬貨残留検出センサ部
１４  コイントレイの底面部
１６  コイントレイの斜面部
２０  硬貨払出口
２６  ケーシング
３０  ＬＣ発振回路
３２  発振コイル
３４  コイルボビン
３８  ポットコア
４０  電磁シールド板
４２  プリント基板
４６  回路パーツ
５０  マイクロコンピュータ
５２  メモリ
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２  硬貨
Ｕ１  波形整形用シュミット・トリガ回路
ＱＰ  信号出力用パワートランジスタ
ＯＳ１  発振子
ＶＣＣ  直流電源電圧
φＧ  発振コイルから照射される高周波の電磁波
φＣＩ  硬貨で生じた渦電流によって発生する高周波の電磁波
【図１】
0006400518.tif 000004
【図２】
0006400518.tif 000005
【図３】
0006400518.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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