(57)【要約】【課題】基準となるコアの配置は１つであり、目的に応じてコイルを巻回することにより、硬貨を確実に識別し得ると共に、偽造貨の識別に対しても非常に信頼性の高い硬貨識別センサを提供する。【解決手段】硬貨通路を挟んで強磁性体で成る１次コア及び２次コアが配設され、前記１次コアに励磁用の１次コイルが巻回され、前記２次コアに透過用の２次コイルが巻回されると共に、前記１次コア及び前記２次コアの硬貨通路面又は前記硬貨通路とは反対側の面に、それぞれ反射用及び透過部分用の２次コイルが設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬貨通路を挟んで強磁性体で成る１次コア及び２次コアが配設され、前記１次コアに励磁用の１次コイルが巻回され、前記２次コアに透過用の２次コイルが巻回されると共に、前記１次コア及び前記２次コアの硬貨通路面又は前記硬貨通路と反対側の面に、それぞれ反射用及び透過部分用の２次コイルが設けられていることを特徴とする硬貨識別センサ。
【請求項２】
前記反射用及び透過部分用の２次コイルが巻線である請求項１に記載の硬貨識別センサ。
【請求項３】
前記反射用及び透過部分用の２次コイルが、シート又は板状部材に設けられたコイルパターンである請求項１に記載の硬貨識別センサ。
【請求項４】
前記２次コアが硬貨搬送方向に対して左右に分離され、それぞれに透過用の２次コイルが巻回されている請求項１乃至３のいずれかに記載の硬貨識別センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬貨分類機、硬貨入出金機、硬貨包装機等の硬貨処理機に適する硬貨識別センサに関し、特に複数チャンネル設けて、硬貨データを取得することにより、硬貨の金種、真偽を安定して確実に識別できるようにした非常に信頼性の高い硬貨識別センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特許第２５６７６５４号公報に開示されているような硬貨識別装置では、高周波及び低周波で発振コイルを励磁し、受信コイルから出力される各周波数の出力減衰の和をとることにより、表面が同一材質のクラッド硬貨（バイメタル硬貨）と、単体構造硬貨とで異なる出力が得られることに基づいて硬貨の識別を行っている。しかしながら、かかる従来装置では、クラッド硬貨を確実に識別することができない欠点がある。というのは、表面のみ白銅であるクラッド硬貨の出力レベルと同一の他種単一材硬貨も存在し得るからである。
【０００３】
このような問題を解決するものとして、特開２０００−１１２２９号公報に示されるものがある。即ち、励磁コイル及び反射検出コイルが検出対象硬貨に対して同一側にあるコイル構成の渦電流損失検出型磁気センサで成り、少なくとも３種以上の複数周波数の合成で励磁コイルを励磁し、各周波数における硬貨の有無時の反射検出コイルの出力差を、硬貨無し時の出力で除算して減衰率を求めて硬貨の識別を行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５６７６５４号
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−１１２２９
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献２に記載の識別装置によれば、硬貨の材質のみならず、層構造まで検出できるため、硬貨の識別能力を向上させることができるが、反射検出コイルを励磁コアの突起部に巻回しているため、製造工程が複雑になりコストアップになる問題がある。
【０００７】
また、近年偽造貨の精度が上がるのに伴い、識別能力はもとより、高精度な偽造貨排除能力が求められている。その目的に合わせてセンサの信号数が増え、センサヘッドの数も増えている状況である。１つのセンサで、多機能で安定した検知能力を有することが望まれている。
【０００８】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、基準となるコアの配置は１つであり、目的に応じてコイルを巻回若しくは配設することにより、硬貨を確実に安定して識別し得ると共に、偽造貨の識別に対しても非常に信頼性の高い硬貨識別センサを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は硬貨識別センサに関し、本発明の上記目的は、硬貨通路を挟んで強磁性体で成る１次コア及び２次コアを配設し、前記１次コアに励磁用の１次コイルを巻回し、前記２次コアに透過用の２次コイルを巻回すると共に、前記１次コア及び前記２次コアの硬貨通路面又は前記硬貨通路とは反対側の面に、それぞれ反射用及び透過部分用の２次コイルを設けることによって達成される。
【００１０】
また、本発明の上記目的は、前記反射用及び透過部分用の２次コイルを巻線とすることにより、或いは前記反射用及び透過部分用の２次コイルを、シート又は板状部材に設けたコイルパターンとすることにより、或いは前記２次コアが硬貨搬送方向に対して左右に分離され、それぞれに透過用の２次コイルを巻回することによって、より効果的に達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の硬貨識別センサではコアを強磁性体とし、１次コアの幅を硬貨の通路幅より大きくし、１次コイルを巻回して通路幅に対して均一磁界を発生させ、通路を挟んで１次コアの対向側に２次コアを配設する。このようにすることで磁束のオープンループが形成され、各コアの上下面で等価な磁束となる。また、反射用及び透過部分用の２次コイルは巻線の他、シート又は基板（板状部材）にコイルパターンを設けたもの（複数でも可）でも良く、これら２次コイルを１次コア、２次コアの通路面上又は通路と反対側の面上に配設する。
【００１２】
１次コアに配設された２次コイル（反射用）は硬貨からの反射信号を取得し、２次コアに配設された２次コイル（透過部分）は硬貨の透過信号を取得する。反射用及び透過部分用の２次コイルを、１次コア及び２次コアの硬貨通路面と反対の面に設けているが、各コア上下面で等価な磁束となることを利用しているので、硬貨から離れた部分に２次コイルを設けても良好な出力が得られる。このため、スペース的な制約が少なくなり、硬貨の検出情報位置に合わせて容易に設計変更できるので、１つの基準センサ（コア位置）で新しい硬貨、偽造貨への対応も容易になる。
【００１３】
また、本発明では搬送される硬貨から複数の検知信号を取得して識別処理するようになっているが、１次コイルを１つにしているので、クロストークが発生せず安定した信号を取得でき、硬貨の識別精度が向上する。更に、１つの１次コイルに対して硬貨の広い部分の特徴は２次コアに巻回した２次コイル（透過Ｌ、Ｒ）で取得し、局所的な特徴はコア表面（通路面又は通路と反対側の面）に取付けた２次コイルから同時に取得できるようにしており、効率良く識別精度を向上させている。
【００１４】
以下に本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の硬貨識別センサの構造を模式的に示しており、識別対象の硬貨が搬送される硬貨通路１を挟んで１次コア１０と２次コア２０、３０とが配置されており、本例では２次コア２０及び３０は左右に分離されている。１次コア１０及び２次コア２０、３０は磁性フェライト、センダスト、鉄系薄板積層板等の強磁性体で成っていると共に、硬化樹脂等で成るセンサケース２に収納されており、硬貨通路１の通路面には耐摩耗性の樹脂等が層設されている。１次コア１０には励磁用の１次コイル１１が巻回され、高周波（例えば数１００ＫＨｚ）及び低周波（例えば数ＫＨｚ）の合成信号を出力する発振回路（１００）で励磁される。また、２次コア２０には２次コイル（透過Ｌ）２１が巻回され、２次コア３０には２次コイル（透過Ｒ）３１が巻回され、それぞれ透過Ｌ信号及び透過Ｒ信号を出力する。
【００１６】
また、１次コア１０の下面には、硬貨からの反射成分を検知する２次コイル１２が設けられており、２次コア３０の上面には硬貨の透過部分を検知する２次コイル３２が設けられている。２次コイル１２及び３２はエポキシ系接着剤で固定したり、シリコン樹脂でモールドして設ける。図１の例では、硬貨は硬貨通路１の右側に接触して搬送されるようになっており、そのため２次コア３２は右側の２次コア３０に設けられているが、硬貨が硬貨通路１の左側に接触して搬送される場合には、２次コア２０に２次コイル３２を設ける。
【００１７】
１次コイル１１を励磁すると、１次コア１０からは図２に破線で示すような磁束が発生され、この磁束線から明らかなように、１次コア１０、２次コア２０、３０の各上下面では磁束の入出量が等価である。従って、２次コイル（反射）１２を１次コアの上下面のどこに設けても良く、２次コイル（透過部分）３２を２次コア３０（又は２次コア２０）の上下面のどこに設けても良い。また、２次コイル１２及び３２はそれぞれ１次コア１０及び２次コア３０（又は２次コア２０）の面に接していなくても良く、近傍に設置されておれば良く、上下面いずれでも同じ状態の磁束を補足することができる。
【００１８】
次に、本発明の硬貨識別センサを駆動して硬貨を識別する回路結線を図３に示して説明する。高周波と低周波の合成信号を出力する発振回路１００は１次コイル１１を励磁し、２次コイル（透過Ｌ）２１からの透過Ｌ信号は高周波成分抽出のためにフィルタ及び整流回路１１１を経て増幅回路１２１に入力され、増幅信号がＡ／Ｄ変換器１３０でディジタル量に変換されて演算処理部（ＣＰＵ）１３１に入力されると共に、低周波成分抽出のためにフィルタ及び整流回路１１２を経て増幅回路１２２に入力され、増幅信号がＡ／Ｄ変換器１３０でディジタル量に変換されて演算処理部１３１に入力される。２次コイル（透過Ｒ）３１からの透過Ｒ信号は高周波成分抽出のためにフィルタ及び整流回路１１３を経て増幅回路１２３に入力され、増幅信号がＡ／Ｄ変換器１３０でディジタル量に変換されて演算処理部１３１に入力されると共に、低周波成分抽出のためにフィルタ及び整流回路１１４を経て増幅回路１２４に入力され、増幅信号がＡ／Ｄ変換器１３０でディジタル量に変換されて演算処理部１３１に入力される。
【００１９】
また、２次コイル（透過部分）３２からの透過部分信号は高周波成分抽出のためにフィルタ及び整流回路１１５を経て増幅回路１２５に入力され、増幅信号がＡ／Ｄ変換器１３０でディジタル量に変換されて演算処理部１３１に入力されると共に、低周波成分抽出のためにフィルタ及び整流回路１１６を経て増幅回路１２６に入力され、増幅信号がＡ／Ｄ変換器１３０でディジタル量に変換されて演算処理部１３１に入力される。２次コイル（反射）１２からの反射信号は高周波成分抽出のためにフィルタ及び整流回路１１７を経て増幅回路１２７に入力され、増幅信号がＡ／Ｄ変換器１３０でディジタル量に変換されて演算処理部１３１に入力されると共に、低周波成分抽出のためにフィルタ及び整流回路１１８を経て増幅回路１２８に入力され、増幅信号がＡ／Ｄ変換器１３０でディジタル量に変換されて演算処理部１３１に入力される。
【００２０】
上述のような構成において、その動作例を説明する。
【００２１】
図４（Ａ）〜（Ｇ）は各検出信号の波形例を示しており、フィルタリング及び整流後の波形である。即ち、図４（Ａ）は２次コイル２１からの透過Ｌ出力（高周波）であり、透過Ｌ出力（低周波）は図４（Ｂ）である。図４（Ｃ）は２次コイル３１からの透過Ｒ出力（高周波）であり、透過Ｒ出力（低周波）は図４（Ｄ）である。また、２次コイル１２からの反射出力（高周波）は図４（Ｅ）であり、反射出力（低周波）は図４（Ｆ）である。２次コイル３２からの透過部分の出力信号は図４（Ｇ）である。このような多チャンネルの出力信号を各種硬貨に対して予め求めてメモリ（図示せず）に記憶しておき、実際の識別対象硬貨の出力信号と比較して硬貨の識別を行う。
【００２２】
上述のような多チャンネルの出力信号に対して、演算処理部１３１はメモリの記憶データと比較して次のような識別処理を実行する。透過Ｌ信号の高周波出力は形状識別に利用し、透過Ｌ信号の低周波出力は材質と形状の識別に利用する。また、透過Ｒ信号の高周波出力は形状識別に利用し、透過Ｒ信号の低周波出力は材質と形状の識別に利用する。更に、透過Ｌ信号の高周波出力と透過Ｒ信号の高周波出力とで硬貨径の識別を行い、透過Ｌ信号の低周波出力と透過Ｒ信号の低周波出力とで硬貨径及び材質の識別を行う。反射信号の高周波出力は硬貨表面の識別に利用し、反射信号の低周波出力は材質の識別に利用し、透過部分信号の出力で材質及び厚みの識別を行う。
【００２３】
なお、上述の実施例では１次コア１０及び２次コア３０（又は２０）の面上に２次コイル１２、３２を巻線で設けているが、プリント基板にコイルパターンを設けたものを利用することも可能である。図５はその例を示しており、矩形板状のプリント基板４０にコイルパターンで成るコイル４１が層設され、矩形板状のプリント基板４４（又は４２）にコイルパターンで成るコイル４５（又は４３）が層設されている。これらプリント基板４０及び４２、４４をそれぞれ１次コア１０及び２次コア２０、３０の面に接着すれば反射用及び透過部分用の２次コイルを形成することができる。このように２次コイルをプリント基板で設ける場合、センサソケット内に基板を嵌め込んで固定し、出力の取出しを可能とする端子パターン４５を設けると、プリント基板を容易に取り替えられるので、簡単に硬貨の特定部分のセンサ信号を得られるセンサに変更できる。また、プリント基板を耐摩耗性の機能があるものにすれば、硬貨通路面側に２次コイルを設けた基板を配置しても良い。
【００２４】
１次コア及び１次コイルは１つが望ましいが、複数であっても良い。また、実施例では２次コアを左右に分離して２つにして搬送ベルトを設置し易くしているが、２次コアを１つにして取り外し可能にしても良い。
【００２５】
また、上述では２種類であるが、３種以上の複数周波数を合成して１次コイルを励磁すれば、硬貨の材質・径などの特性に加えて、局所的な層構造まで検出可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の硬貨識別センサによれば、硬貨の材質のみならず、層構造まで検出できるため、硬貨の真偽識別能力が一層向上する。従って、クラッド硬貨に対しても確実に識別できる。また、本発明では、各コア上下面で等価な磁束となることを利用しているので、２次コイルの設置に対するスペース的な制約が少なくなり、硬貨の検出情報位置に合わせて容易に設計変更でき、１つの基準センサ（コア位置）で新しい硬貨、偽造貨への対応も容易になる。このように基準となるコア配置は１つであり、目的に応じてコイル設置位置を設定できる利点がある。更に、センサ全体の設計変更ではなく、コイル部の変更で対応できる。
【００２７】
本発明では硬貨の検知信号を多チャンネルで取得して識別処理するようになっていると共に、１次コイルを１つにしているので、クロストークが発生せず安定した信号を取得でき、硬貨の識別精度を向上することができる。更に、１つの１次コイルに対して硬貨の広い部分の特徴は２次コアに巻回した２次コイル（透過Ｌ、Ｒ）で取得し、局所的な特徴はコア表面（通路面又は通路と反対側の面）に設けた２次コイルから同時に取得しているので、効率良く識別精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る硬貨識別センサの構造例を示す結線構造図である。
【図２】本発明に係る硬貨識別センサの原理を説明するための図である。
【図３】本発明に係る硬貨識別センサの駆動検出回路例を示すブロック構成図である。
【図４】本発明の動作例を示す特性図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１              硬貨通路
２              センサケース
１０            １次コア
１１            １次コイル
１２            ２次コイル（反射）
２０            ２次コア（Ｌ）
２１            ２次コイル（透過Ｌ）
３０            ２次コア（Ｒ）
３１            ２次コイル（透過Ｒ）
３２            ２次コイル（透過部分）
１００          発振回路
１３０          Ａ／Ｄ変換器
１３１          演算処理部（ＣＰＵ）
【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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