(57)【要約】      （修正有）【課題】バネ付勢された駆動輪によって駆動されるロータおよびロータ周りに取付けられたステータを介し、コイン装置において、電子装置またはソレノイド等の電気電磁装置を駆動するのに十分な発電装置を提供する。【解決手段】駆動輪６０は、コイン装置とともに解除位置まで回転し、バネ６２を付勢する。解除位置では、駆動輪は解除されて、停止位置に戻り、ロータ５２を駆動し、当該ロータがステータ５６において迅速に回転するようにし、電気パルスを発生させる。電気信号は、パルスカウンタ、電子タグ、あるいは他の追跡装置に用いられ、バックアップ用ないし補助電源として構成される小型バッテリを充電する。一実施例では、更に、投入されたコインが金属製であるか、あるいは樹脂や紙材等といった非導電性の材料であるかを識別する手段を構成する。【選択図】図８
2005209129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なハンドルと、
特定の種類の硬貨または代用硬貨がコインキャリアに投入されると前記ハンドルとともに回転可能とされるとともに、第１駆動部材に連結されたコインキャリアと、
ステータと、当該ステータ内またはステータ周りに回転するように配置されたロータとを有する発電装置であって、前記ステータとロータのうち一方が、少なくとも１つの磁気体を有し、他方が少なくとも１つのコイルを有し、付勢部材によって停止位置に付勢されるとともに、前記第１駆動部材と協働する第２駆動部材によって解除位置に回転可能である駆動輪とを有する発電装置とを有し、
前記駆動輪は、前記ロータに選択的に回転可能に連結されるとともに、前記駆動輪が解除位置に回転して解除される場合には、停止位置に戻る際に前記ロータを駆動するように構成され、前記ロータが回転すると前記発電装置が電流を発生するように構成されていることを特徴とするコイン装置。
【請求項２】
ステータと、当該ステータ内またはステータ周りで回転するように配置されたロータとを有し、前記ステータとロータのうち一方が、少なくとも１つの磁気体を有し、他方が少なくとも１つのコイルを有する発電装置を用いて電流を発生させる方法であって、
駆動輪を停止位置に付勢する工程aと、
駆動輪を解除位置に回転する工程ｂと、
前記工程ａおよび工程ｂの前、間または後において、前記駆動輪を前記ロータに連結する工程ｃと、
前記駆動輪を解除する工程ｄとを有し、
前記駆動輪が、解除後に停止位置へと戻る際に前記ロータを駆動することを特徴とする方法。
【請求項３】
回転可能なハンドルと、特定の種類の硬貨または代用硬貨が投入されると前記ハンドルとともに回転可能であるコインキャリアとを有するコイン装置用の金属検出解除装置であって、
前記コインキャリアとともに回転する回転部材と、
前記回転部材に係合して前記コインキャリアの回転を規制する、ロック位置に付勢されたロッカーアームとを有し、
電磁石と永久磁石のうち一方が前記ロッカーアーム上に設けられ、他方が前記ロッカーアームに隣接して設けられ、前記電磁石が励起した場合に、前記ロッカーアームが前記永久磁石に吸引される位置に配置されるとともに、
前記コインキャリアに隣接して設けられた接点を有し、
金属製硬貨または代用硬貨がコインキャリアに投入されると、前記接点が、硬貨に接触して回路を閉じ、前記電磁石を励起させて、前記ロッカーアームを前記永久磁石に吸引し、前記ロッカーアームを前記回転部材から引き離し、前記コインキャリアを解除して前記コイン装置を回転可能とすることを特徴とする金属検出解除装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイン装置に関する。特に本発明は、電気電子装置を動作させるためのコイン装置用の発電装置、および発電装置を有するコイン装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コイン装置は、自動販売機、洗濯機、トイレなど、様々な装置または機械を動作させるのに用いられる。このようなコイン装置に、所定の単位または種類の１つまたは複数の硬貨または代用硬貨を投入することによって、ユーザは、コイン装置を作動させ、その結果として各種装置または機械を作動させることができる。
【０００３】
コイン装置を回転させることによって商品が大型商品コンパートメントから供給されるいわゆる「大型自動販売機」（口語では「ガムボールマシーン」として知られている）など、所定の機械は、交通量の多い場所に設置可能とされることが望ましい場合がある。大型自動販売機のオペレータは、周囲の状況に関係なく、大型自動販売機を監視下および非監視下いずれの状態でも配置可能な自由度を有する必要がある。そのため、大型自動販売機は、盗難や破壊に非常に強くなければならない。
【０００４】
更に、大型自動販売機の設置の自由度を最大限にするには、装置を動作させるための外部電力を不要とする要請がある。これは大型自動販売機の機能に対する大きな制約要因となる。
【０００５】
例えば、サービスマンによる盗難または欺瞞を防止するために、自動販売機からの販売数をカウントする電子計数装置を備えて、オペレータが、前回のサービスコール以降に回収されるはずの硬貨または代用硬貨の数を調べることができる構成が有用である。また、例えば、２００２年２月２５日出願のシュバルツリ氏らへのカナダ特許第２，３７２，９９５号（本明細書に引用する）に記載されているような電子タグなどの装置を適宜用い、販売ないしユーザの購買傾向を追跡することが有用である。
【０００６】
多くの場合、コイン装置を解除するため、あるいは商品を解放するゲートまたはドアを作動させるためにソレノイドを作動させることができると有用である。これによって、コイン装置に対してイタズラを加えにくくなり、ゲートまたはドアを解除して商品が出てくるようにする複雑な機械的機構を設ける必要がなくなる。
【０００７】
電流を使って、金属成分を有する硬貨とプラスチックやボール紙などの非金属でできた偽造硬貨とを判別するのに役立てることもできる。硬貨に磁性があるか否かを判断し、硬貨に磁性がある場合にのみコイン装置を解除する装置の例が、１９９９年９月２１日発行のシュバルツリ氏への米国特許第５，９５４，１８１号（本明細書に引用する）に開示されている。しかし、当該公報に記載された磁気ロック装置は、磁気成分（鉄やニッケル）を有する硬貨にのみ反応する。金属であっても磁気成分を有さない硬貨は世の中に多く存する。しかし従前においてが、大型自動販売機において、非磁性金属硬貨とプラスチックやボール紙の偽造硬貨とを判別するのに有効な信頼性の高い手段がなかった。電流が利用できれば、投入した硬貨または代用硬貨を、硬貨が金属製であった場合にのみ閉じる電気回路に入れることによって、硬貨が導電性（金属製）か非導電性（非金属製）かを判別することが可能である。これは、更なる防犯機能となり、所定の単位の硬貨に近い大きさに形成された非金属製偽造硬貨が使用されたことによるオペレーターのロスを減らすことが可能である。
【０００８】
しかし、これらのいずれの場合も、大型自動販売機は、電気ないし電子装置を動作させたり硬貨の導電性を検査するのに電力を必要とする。
【０００９】
従来、大型自動販売機に電力を供給するには２つの方法しかなかった。電源コードを設けて、その機械を外部電源に接続するか、または、バッテリを設けるかである。電源と接続しなければならないと、近くにコンセントがなくてはならないので、大型自動販売機を設置できる場所が非常に限定される。
【００１０】
大型自動販売機にバッテリを設けるのは、バッテリの寿命が短いので、通常、非実用的である。現在、コイン装置内に嵌まるほど小型で、相当寿命が長いバッテリが出現しているが、非常に小さい電流しか出力されないため、シリコンチップなどの非常に小さな電力しか要さない限られた装置しか動作させることができない。更に、バッテリが切れる時は、突然、警告なく切れるので、その自動販売機に設けられた計数装置または追跡装置の目的が無効になる。また、バッテリ容量の低下によりコイン装置または商品解除装置が止まってしまうと、商品が手に入らないユーザに苛立たしい思いをさせる。
【００１１】
従って、大型自動販売機、特にコイン装置に電源を設けて、外部電源等に接続しなくてもよく、ソレノイドなどの電磁装置を動作させるのに十分な電流を供給し、またバッテリなどの消耗性エネルギー源に依存しない構成が有用である。
【特許文献１】カナダ特許第２，３７２，９９５号
【特許文献２】米国特許第５，９５４，１８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、コイン装置の回転によって作動する発電装置を設けることによってこれらの欠点を解消する。発電装置は、電子装置や、ソレノイドなどの電磁装置を動作させるとともに、好ましい実施形態で、同時に、バックアップ及び／又は補助電源として使用可能なバッテリに充電するのに十分な電流を供給する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ロータのまわりに取付けられて、バネ式の駆動輪によって駆動されるステータを設けることによってこの課題を達成する。駆動輪は、解除位置までコイン装置とともに回転し、バネに負荷をかける。駆動輪は、解除位置で解除され、停止位置へと迅速に戻りながらロータを駆動し、ロータをステータ内で急速に回転させ、電気パルスを発生させる。
【００１４】
好ましい実施形態では、駆動輪は、解除位置でロータに係合し、ニュートラル位置に戻るとロータから外れる。従って、ロータは、駆動輪が停止位置に到達した後、フライホイールのように働き、自身の運動量で回転し続ける。そのため発電装置は、駆動輪が停止位置で停止した後も電力を発生し続ける。発電装置は、従来の大型自動販売機のコイン装置内に嵌まる程度に小型に形成されるが、ソレノイドを作動させるのに十分な電流を有する電気信号を発生する。同時に、その電気信号を用いて、計数装置や電子タグなどの追跡装置を作動させ、あるいはバックアップや補助電源として設けられる小型バッテリを充電することが可能である。
【００１５】
すなわち本発明では、電子計数装置や追跡装置、およびソレノイドなどの電磁装置の連続使用に対する対処がなされている。これにより、コイン装置や自動販売機などの機械の使用や設置における信頼性や柔軟性を損なわずに、いたずら行為に対する耐性を向上させ、あるいは当該機械の機械的部品点数やその複雑さを軽減することができる。本発明は、一つの形態によれば、さらに投入された硬貨が金属製か、あるいはプラスチックやボール紙などの非導電材で形成されているかを判別し、適切な単位の硬貨か偽造硬貨かを判別するのに役立てる手段を備えている。
【００１６】
従って、本発明は、ステータと、ステータ内またはステータ周りで回転するように配置されたロータと、ステータとロータのうち一方が、少なくとも１つの磁気体から成り、他方が少なくとも１つのコイルから成ることと、付勢部材によって停止位置に付勢され、かつ、解除位置に回転可能である駆動輪とから成り、駆動輪が、ロータに選択的に回転可能に連結され、駆動輪が解除位置に回転して解除されると、停止位置に戻る際にロータを駆動するようになされ、ロータが回転すると発電装置が電流を発生するコイン装置用の発電装置を提供する。
【００１７】
本発明の発電装置の更なる様々な態様によると、駆動輪は、停止位置に到達すると、ロータから解除される。駆動輪は、少なくとも１つの歯に係合する少なくとも１つの爪によってロータに回転可能に連結されている。爪が、前記歯から離れた位置に付勢され、かつ、駆動輪が停止位置に回転し始めると、回転して前記歯に係合する。駆動輪は解除位置でロータに係合する。駆動輪が、少なくとも１つのスプリングによって停止位置に付勢されている。駆動輪が、駆動輪のほぼ直径方向正反対の位置に固定された一対のテンションスプリングによって停止位置に付勢されている。テンションスプリングが、駆動輪の周部に形成された溝に巻き込まれる。発電装置がコイン装置内に設けられ、駆動輪が、コイン装置の回転部に係合する押下げ可能な部材によって回転する。駆動輪が、解除位置に到達すると、押下げ可能部材を押下げる固定突出部材によって解除されて、押下げ可能部材をコイン装置の回転部から外す。またコイルがステータ上に配置されるとともに、ステータが一対のコイルを有する構成とされている。
【００１８】
本発明は、更に、回転可能なハンドルと、特定の種類の硬貨または代用硬貨がコインキャリアに投入されるとハンドルとともに回転とされた、第１駆動部材に連結されたコインキャリアと、発電装置とから成り、発電装置が、ステータと、ステータ内またはステータ周りで回転するように配置されたロータと、ステータとロータのうち一方が、少なくとも１つの磁気体を有し、他方が少なくとも１つのコイルを有し、付勢部材によって停止位置に付勢されるとともに、第１駆動部材と協働する第２駆動部材によって解除位置に回転可能に構成された駆動輪とを有し、前記駆動輪が、ロータに選択的に回転可能に連結され、駆動輪が解除位置に回転して解除されると、停止位置に戻る際にロータを駆動するように構成され、ロータが回転すると発電装置が電流を発生するコイン装置を提供する。
【００１９】
コイン装置の更なる態様によると、コイン装置が、さらにコインキャリアとともに回転する回転部材と、前記回転部材に係合してコインキャリアが回転しないようにする、ロック位置に付勢されたロッカーアームであって、電磁石と永久磁石のうち一方が当該ロッカーアーム上に設けられ、他方がロッカーアームに隣接して設けられ、電磁石が励起すると、当該ロッカーアームが永久磁石に引き付けられるような位置に配置されたロッカーアームと、コインキャリアに隣接して設けられた接点とを有し、金属製硬貨または代用硬貨がコインキャリアに投入されると、接点が、硬貨に接触して回路を閉じ、電磁石を励起させて、ロッカーアームを永久磁石に引き付け、ロッカーアームを回転部材から引き離してコインキャリアを解除してコイン装置を回転可能にする。
【００２０】
本発明は、更に、ステータと、ステータ内またはステータまわりで回転するように配置されたロータとを有し、当該ステータとロータのうち一方が、少なくとも１つの磁気体を有し、他方が少なくとも１つのコイルを有する発電装置を使って電流を発生させる方法であって、駆動輪を停止位置に付勢するステップaと、駆動輪を解除位置に回転するステップbと、ステップａおよびｂの前、間または後に、駆動輪をロータに連結するステップcと、駆動輪を解除するステップdとを有し、駆動輪が、解除後において停止位置に戻る際に、ロータを駆動する方法を提供する。
【００２１】
本発明は、更に、回転可能なハンドルと、特定の種類の硬貨または代用硬貨がコインキャリアに投入されるとハンドルとともに回転可能であるコインキャリアとを有するコイン装置用の金属検出解除装置であって、コインキャリアとともに回転する回転部材と、回転部材に係合してコインキャリアが回転しないようにする、ロック位置に付勢されたロッカーアームであって、電磁石と永久磁石のうち一方がロッカーアーム上に設けられ、他方がロッカーアームに隣接して設けられ、電磁石が励起すると、ロッカーアームが永久磁石に引き付けられるような位置に配置されたロッカーアームと、コインキャリアに隣接して設けられた接点とを有し、金属製硬貨または代用硬貨がコインキャリアに投入されると、接点が、硬貨に接触して回路を閉じ、電磁石を励起させて、ロッカーアームを永久磁石に引き付け、ロッカーアームを回転部材から引き離してコインキャリアを解除してコイン装置を回転可能にする金属検出解除装置を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１は、本発明を具現するコイン装置１０を示す。コイン装置１０は、従来から、コインスロット１２ａと、ハンドル１６のシャフト１４が回転可能に嵌通する開口部（図示されていない）とを有するカバープレート１２を有する。図７に最も良く示されているように、シャフト１４は、ハンドル１６を回すとコインキャリア２０が回転するようにシャフト１４を、開口部２０ａを介してコインキャリア２０に回転可能に固定する平坦面１４ａを有する。例えば、１９９９年７月２０日発行のシュバルツリ氏への米国特許第５，９２４，５４２号（本明細書に引用する）に記載図示されているように、直径計測ドグ１８が、コイン装置回転サイクルの開始位置近傍でカバープレート１２に回転可能に取付けられ、コインスロット１２ａからコイン受け凹部２２に挿入された硬貨２の径を測り、硬貨２の径が適切でなければ、コイン装置１０の回転を阻止する。周知のように、硬貨２の代わりにワッシャーを挿入する場合は、コイン装置１０の回転を阻止するのにワッシャードグ１９を設けてもよい。
【００２３】
バックプレート３０が、カバープレート１２に取付けられ、コインキャリア２０を保持している。１９９７年３月１１日発行のシュバルツリ氏への米国特許第５，６０９，２３５号（本明細書に引用する）に記載されているように、シャフト１４に回転可能に固定されたラチェットギヤ３２は、バックプレート３０上に取付けられ、ハンドル１６が直径計測点を超すまで回されると、爪部３１と協働してコイン装置１０が逆回転しないようにする。当業者には周知のように、ディスペンシングギヤ３４が、シャフト１４の端部に回転可能に固定され、従来の方法で大型自動販売機（図示されていない）のディスペンシング歯車に噛合して回転する。
【００２４】
好ましい実施の形態では、図５および６に示されているように、エジェクターバー４０が、カバープレート１２に回転可能に取付けられ、エジェクターレバー４２（図1に最も良く示されている）によって作動される。エジェクターレバー４２は、ユーザに露出して見える位置に設けられ、カバープレート１２を貫通してエジェクターバー４０に回転可能に固定されている。エジェクターバー４０はタブ４４（図７Ａに最も良く示されている）を有し、タブ４４は、コインキャリア２０の裏面にフライス削りなどによって形成された凹部４６内に延出する。エジェクターレバー４２を手動で動かすことによって、エジェクターバー４０を、コイン受け凹部２２から出ている図６Ａに示す休止位置とコイン受け凹部２２に入っている図６Ｂに示す排出位置との間を回動させる。ユーザが小さすぎてコインスロット１２ａから取り出せない小さな硬貨または偽造硬貨２を挿入した場合、エジェクターレバー４２を押してエジェクターバー４０を排出位置まで回動させ、タブ４４を凹部２２からコインスロット１２ａ内に動かし、硬貨または偽造硬貨２をコインキャリア２０から手で取り出せるほど高く持ち上げることができる。
【００２５】
本発明による発電装置５０が、図８〜１１に示されている。本発明の発電装置５０は、大型自動販売機用のコイン装置１０の環境において記載する。しかし、本発明は、あらゆる種類の装置又は機械を動作させるコイン装置において実施可能であり、本発明は、図示のコイン装置１０、または例示した好ましい実施の形態の利用に限定されるものではない。
【００２６】
発電装置５０は、コイル５８を有するステータ５６内に配設された少なくとも１つの磁気ディスク５４を有するロータ５２から成る。磁気ディスク５４は、永久磁石、もしくは、１つまたは複数の永久磁石を収容または支持するディスクである。ステータ５６は、従来のように積層板で形成され、好ましくは直列に接続された２つのコイル５８から成る。ロータ５２がステータ５６内で回転すると、磁石５４によって発生した磁界がコイル５８を通り抜けて電流を発生させる。
【００２７】
電流のレベルは、ステータ５６内のロータ５２の回転速度によって決まる。ロータ５２の回転速度をユーザがハンドル１６を回す速度と無関係であるようにするために、ロータ５２は、駆動輪６０によって駆動される。駆動輪６０は、ハブ６０ａを介してシャフト１４に回転可能に設けられ、ハンドル１６と無関係に回転可能である。また、駆動輪６０は、少なくとも１つの付勢部材、例えば、テンションスプリング６２によって図８に示す停止位置に付勢される。図示の実施形態では、２つのテンションスプリング６２が、それぞれ駆動輪６０とカバープレート１２の径方向両側に固定され、比較的均衡のとれた力で駆動輪６０を停止位置に付勢する。駆動輪６０の周縁部には（プーリーのように）溝が形成されてテンションスプリング６２を収容している。しかし、図示の態様でテンションスプリング６２はいくつ使ってもよく、また、駆動輪６０のハブとシャフト１４に固定されたねじりコイル板バネ（図示されていない）に駆動輪６０を取り付けることも可能である。また、他の適宜の方法で駆動輪６０を停止位置に付勢することも可能である。
【００２８】
駆動輪６０は、解除可能なラッチ、例えば、コインキャリア２０上のストッパ６８に係合する板バネ６６（図８に最も良く示されている）によってコインキャリア２０に係合する。ハンドル１６（ひいてはシャフト１４）がユーザによって回されると、駆動輪６０が回る。駆動輪６０が解除点まで回転するまでテンションスプリング６２に張力がかかっている。解除点において、板バネ６６は、カバープレート１２に取付けられたリリースフィンガ７０に到達する。駆動輪６０が解除点まで回転すると、リリースフィンガ７０は、板バネ６６をストッパ６８からこじり外し、駆動輪６０をコインキャリア２０から外す。コインキャリア２０から外された駆動輪６０が、図８に示す停止位置へと迅速に戻る際に、負荷のかかったテンションスプリング６２に蓄積された位置エネルギーが運動エネルギーに変る。テンションスプリング６２を使った図示の実施形態では、好ましくは、解除点については、コイン装置１０の回転サイクルの中間まで達しないように構成し、テンションスプリング６２については、互いに重なり、あるいは干渉することがないように構成する。テンションスプリング６２の代わりに、ねじりコイルバネ（図示されていない）をハブ６０ａに取付けて用いることによってリターンサイクルを長くしてもよい。
【００２９】
好ましい実施形態では、駆動輪６０は、駆動輪６０が解除されてから停止位置に戻るまでの間のみ選択的にロータ５２に係合される。これによって、ロータ５２が自由に回転可能となって、駆動輪６０が停止位置に戻った後も電流を発生し続ける。本実施形態では、この作用はクラッチ歯車８０を有する遠心クラッチを用いることによって達成される。クラッチ歯車８０は、ロータ５２に取付けられ（または一体形成され）、ステータ５６の外側に延在している。遠心クラッチは、更に、駆動輪６０に取付けられたクラッチ爪８２を有する。クラッチ爪８２は、クラッチ歯車８０と同心上の円形凹部８０ａの周部に設けられたクラッチ歯８４と協働する。クラッチ歯８４は、ラチェット歯のように角度がつけられ、駆動輪６０が停止位置に戻る際にクラッチ爪８２が駆動輪６０の回転方向においてのみクラッチ歯８４に係合することが可能なようになされている。クラッチ爪８２は、駆動輪６０が停止位置に回転して戻る時にのみクラッチ歯８４に係合するように回転可能に取付けられて均衡がとれている。クラッチ爪８２は、軽量なプラスチックで形成されているので、僅少な力で回転可能である。しかし、クラッチの構成部品は適宜の材料によって、あるいは適宜の材料を組合せることで形成してもよい。また、クラッチの爪８２はいくつ設けてもよいが、２つ設けることで爪８２とクラッチ歯車８０とのバランスのとれた係合が可能とされる。
【００３０】
本発明の発電装置５０の作用として、ユーザは、要求されている単位の硬貨２をカバープレート１２のコインスロット１２ａから凹部２２内に挿入し、ハンドル１６を回す。駆動輪６０は、解除可能なラッチ６６がストッパ６８のリード面に係合することによってコインキャリア２０に係合する。駆動輪６０が回転すると、テンションスプリング６２が伸びて負荷がかかる。ラッチ６６が回転してリリースフィンガ７０を通り越すと、リリースフィンガ７０（カバープレート１２に固定された）が、ラッチ６６をストッパ６８から離脱させ、駆動輪６０をコインキャリア２０から外す。駆動輪６０が、テンションスプリング６２の力で即座に停止位置に戻る際に、テンションスプリング６２の位置エネルギーが運動エネルギーに変る。駆動輪６０の急回転の遠心効果によって、クラッチ爪８２が、外側に回転し、クラッチ歯車８０のクラッチ歯８４に係合し、駆動輪６０の運動エネルギーをクラッチ歯車８０そしてロータ５２に伝達する。ロータ５２は、回転し、磁界をステータ５６のコイル５８を通り抜けて動かせ、電流を発生させる。発生した電流は、ワイヤ８９を介して以下に例示して述べる電気装置に伝達される。
【００３１】
駆動輪６０が停止位置に到達すると、クラッチ爪８２はもはや遠心作用の影響を受けることはなく、クラッチ歯８４の鈍角によって非係合位置に容易に押出される。従って、クラッチ歯車８０とロータ５２は、駆動輪６０によって付与された運動量で回転し続ける。ロータ５２／クラッチ歯車８０のアセンブリは、比較的大きな質量を有すると有利であり、駆動輪６０が停止位置に到達した後フライホイールとして働き、電流を発生し続けることが可能である。ロータ５２／クラッチ歯車８０アセンブリの速力が落ちると電流は低減する。しかし、小型バッテリ７６に充電し、あるいはシリコンチップ（図示されていない）等の低出力装置を動作させる発電機サイクルのフリーホイーリング段階時には、十分な電流を得ることが可能である。
【００３２】
このようにして発生した電流を用いて、電気装置または電子装置に対し、電源を供給または充電することが可能である。例えば、ユーザに商品をリリースするためにソレノイドを使ってゲートを開く自動販売機の場合、従来、そのような自動販売機は、電源の近傍にしか設置できなかった。本発明の発電装置５０は、ソレノイドを作動させて商品リリースゲートを開くのに十分な瞬時電流を供給する。
【００３３】
上記の実施の形態では、ロータ５２は、ステータ５６内で回転してステータコイル５８を移動する磁界に露出させる。適宜変更を加えることによって、ロータ５２が、ステータ５６内ではなく、ステータ５６を囲んでステータ５６のまわりを回転するようにできる。また、上記および図示のようにロータ５２に磁石を設け、ステータ５６にコイルを設けるのではなく、ロータ５２に１つまたは複数のコイルを設け、ステータ５６に磁石を設けることもできる。これらのいずれの場合も、電流は、１つまたは複数の磁石によって発生した磁界を通るコイル５８の相対動作によって発生し、本発明の原理が適用される。
【００３４】
また、本発明の発電装置５０は、バッテリ７６を充電するのに十分な電流を供給する。バッテリ７６は、補助電源として使用し、ハンドル１６が回転していない時に、例えば、販売の数量や推移を調べるためのいわゆる「タグ」などのシリコンチップ１１８を動作させるのに十分な電流を供給することが可能である。バッテリ７６によって、シリコンチップ１１８内の時計が各販売間の時間を記録し、または、デジタルカウンタ１１８が各販売間の累積数を記録することが可能になる。
【００３５】
本実施形態では、カウンタまたはタグ１１８が自動販売機の販売毎に１回だけカウントするようにすることが重要であり、カウンタまたはタグ１１８を脈動させるスイッチは、コイン装置１０の各サイクル（１回の販売）時に１回だけカウンタまたはタグ１１８を脈動させるようにする。これによって、カウンタまたはタグ１１８内の販売数が１つずつ増分増加し、オプションで販売の日時が記録される。これを確実にするために、図１２〜１４に示す好ましい実施の形態では、スイッチングインターフェイス１２０が、硬貨２の通路に両端部に直立状にフィンガ１２２ａ，１２２ｂを備えたドグ１２２を有する。フィンガ１２２ｂは、導電性であるか、または、導電性の塗装が施されている。端子ハウジング１２４（図１４）は、端子１２６がフィンガ１２２ｂに面するようにして配置され、硬貨２がフィンガ１２２ａを通過する際に、硬貨２がフィンガ１２２ｂを端子１２６に押しつけて、電線１２８を通る回線を閉じ、タグ１１８内でカウントパルスを発生させるようになされている。硬貨２がフィンガ１２２ｂを通過する際には、硬貨２がフィンガ１２２ｂを押して端子１２６から離す。スイッチドグ１２２は、例えば、バネ仕掛けのボール１３０によって開（「ＯＦＦ」）位置または閉（「ＯＮ」）位置に付勢される。ボール１３０は、スイッチドグ１２２の位置によって、圧縮スプリング１３１の力で切欠き１３２ａか切欠き１３２ｂに収まるが、スイッチドグ１２２がＯＮ位置とＯＦＦ位置との間を自由に移動できないようにしている。このように、スイッチドグ１２２は、フィンガ１２２ａ，１２２ｂを通過する各硬貨２によって一回だけ端子１２６に接触し、確実に単一パルスがカウンタまたはタグ１１８に送られるようにすることが可能である。この回路（図示されていない）を構成する配線接続は当業者には自明である。
【００３６】
あるいは、スイッチングインターフェイス１２０は、コインコンベア４０上の密度差または他の近接アクチュエータによって作動する近接センサと、コインコンベアに埋設された磁石に反応するリードスイッチ、または回路を閉じてタグ１１８の入力ピン上にパルスを発生させるその他の起動インターフェイスを有してもよい。いずれの場合も、インターフェイス１２０は、既に硬貨が投入されたコイン装置１０の回転サイクル位置に配置されているため、タグ１１８が、コイン装置サイクルの最初の自由回転部分における部分的な回転を実際の販売と間違ってカウントしてしまうことはない。
【００３７】
本実施形態では、自動販売機の電気的機能の１つとして、硬貨または代用硬貨の導電性に基づく識別が掲げられる。これによって、更に、自動販売機の安全性、および非金属製（プラスチックやボール紙など）偽造硬貨に対する耐性が向上する。上記したように、硬貨に磁性があるか否かを判断し、硬貨に磁性がある場合にのみコイン装置を解除する装置の例が、米国特許第５，９５４，１８１号に開示されている。しかし、この磁気解除装置の開示技術では、磁気成分を有する硬貨にのみ反応する。金属であっても磁気成分を有さない硬貨は多い。本発明は、非磁性金属硬貨とプラスチックやボール紙の偽造硬貨とを判別するのに有効な信頼性の高い手段を提供する。
【００３８】
本実施形態では、本発明は、図１９および２０（図２０Aおよび図２０B）に示す磁気ロック装置を有する。磁気ロック装置は、シャフト１４（ラチェットギヤ３２と一体形成してもよい）に固定されてシャフト１４と一体回転する回転部材８８と、ロック位置とロック解除位置の間を揺動可能であって、シャフト１４とは一体回転しないようにバックプレート３０に回転可能に固定されているロッカーアーム９０とを有する。ロッカーアーム９０は、図２０Ａに示すロック位置に付勢され、ラッチ９４が回転部材８８の凹部８９に係合して回転部材８８が回転しないようになされている。コイン受け凹部２２に入れた硬貨２に磁性がある場合は、ロッカーアーム９０の磁石９２が、ロッカーアーム９０を硬貨２の方に引張り、ラッチ９４を回転部材８８の凹部８９から引込ませ、回転部材８８が回転可能となる。このような磁気ロック装置は、１９９９年９月２１日発行のシュバルツリ氏への米国特許第５，９５４，１８１号（本明細書に引用する）に実質的に記載図示されている。
【００３９】
本実施形態においては、本発明に係る発電装置５０が、金属検出装置を有する。この金属検出装置によって、上記のような磁気ロック装置は、磁性があるか否かに関わらず、非導電性硬貨ではなく導電性（金属性）硬貨２がコイン受け凹部２２に投入されると、コイン装置１０を解除することが可能となる。本実施形態では、電磁石、例えば、コイル１００は、図３および図７に最もよく示されているように、バックプレート３０のコイン受け凹部２２近傍に接着またはその他の適宜な方法で取付けられている。図１５から１８に示されているコンタクトアーム１０２は、硬貨２の移動経路に配置され、ネオプレンブッシュ１０６などによってカバープレート１２と絶縁されたコイン接点、例えば、スチールボールベアリング１０４を有する。コンタクトアーム１０２は、硬貨２の方に付勢されている。コインキャリア２０は、縁２１が高くなっていて（図５などに示されている）、コイン受け凹部２２がコンタクトアーム１０２に到達して、コンタクトアーム１０２がコイン接点１０４を硬貨２に押しつけるまで、コンタクトアーム１０２を硬貨２から離して保持する。電源（図２０Ａおよび２０Ｂにバッテリ７６として示され、上記したように発電装置５０と連動する）のマイナス端子は、カバープレート１２に接地され、プラス端子は、接点１０４を介して電磁石１００に接続されている。硬貨２が導電性である場合、接点１０４が硬貨２に接触すると、回路が閉じて電磁石１００が励起する。電磁石１００は、磁石９２に対して反対の極が向い合うように配置され、その結果、図２０Ｂに示されているように、永久磁石９２と励磁電磁石１００との磁気吸引によって、ロッカーアーム９０上部が回転部材８８から離れる方向に引っ張られ、ラッチ９４が凹部８９から外れ、ハンドル１６（ひいてはコインキャリア２０）が回転可能となる。
【００４０】
本発明の金属検出装置は、特に非磁性硬貨２の場合に逆に動作するようにしてもよい。ロッカーアーム９０が、反対の位置（コイン受け凹部２２に隣接する上部）に付勢され、ロッカーアーム９０の底部で回転部材８８に係合する。電磁石１００は、磁石９２と同極同士が向い合うように配置される。この変更例では、硬貨２が導電性であると、電磁石１００が励起し、ロッカーアーム９０の上部がコイン受け凹部２２から離され、ロッカーアーム９０の底部が回転部材８８から外れる。硬貨２に磁性がない限り、同様の効果を奏する。硬貨２に磁性がある場合には、電磁石１００の力が、磁石９２と硬貨２との磁気吸引に抗することができるほど強力でなければならず、これは実際上不可能である。
【００４１】
適正サイズの非金属製偽造硬貨を金属箔で包んで導電性であるかのようにして本発明の金属検出装置を欺こうとする行為を防止するため、本実施形態では、スクレーパアーム１１０が、硬貨２を横切る接点１０４の移動経路１０４ａ（図１５Ａに示されている）のコンタクトアーム１０２より上流側に設けられている。例えば、バネ鋼やその他の適宜の材料で形成されスクレーパアーム１１０も、硬貨２の方に付勢されている。図１８Ａに示されているように、スクレーパアーム１１０は、鋭利な先端部１１２を有し、金属箔などの被覆を刺し通して接点１０４の移動経路に沿って被覆に筋目をつける。その結果、接点１０４は、金属検出装置の防犯機能を欺瞞するために硬貨または偽造硬貨に施した導電性被覆ではなく、硬貨または偽造硬貨自体に直接接触する。
【００４２】
本発明の実施の形態は、非限定的な実施例として記載した。当業者ならば、発明の権利範囲から逸脱することなく変更や改造を適宜可能であることが理解される。
【００４３】
本発明の趣旨より、例えば以下の構造が改造可能である。
（態様１）
ステータと、前記ステータ内またはステータ周りで回転するように配置されたロータとを有し、前記ステータとロータのうち一方が、少なくとも１つの磁気体を有し、他方が少なくとも１つのコイルを有するように構成され、付勢部材によって停止位置に付勢され、かつ、解除位置に回転可能である駆動輪とを有し、当該駆動輪が、前記ロータに選択的に回転可能に連結され、前記駆動輪が解除位置に回転して解除されると、停止位置に戻る際にロータを駆動するように構成され、前記ロータが回転すると電流を発生することを特徴とするコイン装置用の発電装置。
【００４４】
（態様２）
前記駆動輪が、停止位置に到達すると、ロータから解除されることを特徴とする態様１に記載の発電装置。
【００４５】
（態様３）
前記駆動輪が、少なくとも１つの歯に係合する少なくとも１つの爪によって前記ロータに回転可能に連結されていることを特徴とする態様２に記載の発電装置。
【００４６】
（態様４）
前記爪が、前記歯から離れた位置に付勢され、かつ、前記駆動輪が停止位置に回転し始めると、回転して前記歯に係合することを特徴とする態様３に記載の発電装置。
【００４７】
（態様５）
前記駆動輪が、解除位置でロータに係合することを特徴とする態様１から４のいずれか記載の発電装置。
【００４８】
（態様６）
前記駆動輪が、少なくとも１つのスプリングによって停止位置に付勢されていることを特徴とする態様１から５までのいずれかに記載の発電装置。
【００４９】
（態様７）
前記駆動輪が、当該駆動輪の直径方向について略対向する位置に固定された一対のテンションスプリングによって停止位置に付勢されていることを特徴とする態様１から６までのいずれかに記載の発電装置。
【００５０】
（態様８）
前記テンションスプリングが、駆動輪の周部に形成された溝に巻き込まれることを特徴とする態様７に記載の発電装置。
【００５１】
（態様９）
発電装置がコイン装置内に設けられ、前記駆動輪が、当該コイン装置の回転部に係合する押下げ可能な部材によって回転することを特徴とする態様１から８までのいずれかにに記載の発電装置。
【００５２】
（態様１０）
前記駆動輪が、解除位置に到達すると、前記押下げ可能な部材を押下げる固定突出部材によって解除されて、押下げ可能部材をコイン装置の回転部から外すことを特徴とする請求項９に記載の発電装置。
【００５３】
（態様１１）
前記コイルがステータ上にあることを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
【００５４】
（態様１２）
前記ステータが、一対のコイルを有することを特徴とする請求項１１に記載の発電装置。
【００５５】
（態様１３）
回転可能なハンドルと、特定の種類の硬貨または代用硬貨がコインキャリアに投入されると前記ハンドルとともに回転可能とされるとともに第１駆動部材に連結されたコインキャリアと、発電装置とを有し、
当該発電装置は、ステータと、ステータ内またはステータ周りで回転するように配置されたロータとを有するとともに、前記ステータとロータのうち一方が、少なくとも１つの磁気体を有し、他方が少なくとも１つのコイルを有し、当該発電装置は、付勢部材によって停止位置に付勢されるとともに前記第１駆動部材と協働する第２駆動部材によって解除位置に回転可能である駆動輪を有し、前記駆動輪が、前記ロータに選択的に回転可能に連結され、前記駆動輪が解除位置に回転して解除されると、停止位置に戻る際に前記ロータを駆動するようになされ、前記ロータが回転すると当該発電装置が電流を発生することを特徴とするコイン装置。
【００５６】
（態様１４）
前記駆動輪が、停止位置に到達すると、前記ロータから解除されることを特徴とする態様１３に記載のコイン装置。
【００５７】
（態様１５）
前記駆動輪が、少なくとも１つの歯に係合する少なくとも１つの爪によって前記ロータに回転可能に連結されていることを特徴とする態様１４に記載のコイン装置。
【００５８】
（態様１６）
前記爪が、前記歯から離れた位置に付勢されるとともに、前記駆動輪が停止位置に回転し始めると、回転して前記歯に係合することを特徴とする態様１５に記載のコイン装置。
【００５９】
（態様１７）
前記駆動輪が、解除位置でロータに係合することを特徴とする態様１３から１６までのいずれかに記載のコイン装置。
【００６０】
（態様１８）
前記駆動輪が、少なくとも１つのスプリングによって停止位置に付勢されていることを特徴とする態様１３から１７までのいずれかに記載のコイン装置。
【００６１】
（態様１９）
前記駆動輪が、当該駆動輪の直径方向における略対向する位置に固定された一対のテンションスプリングによって停止位置に付勢されていることを特徴とする態様１３から１８までのいずれかに記載のコイン装置。
【００６２】
（態様２０）
前記テンションスプリングが、前記駆動輪の周部に形成された溝に巻き込まれることを特徴とする態様１９に記載のコイン装置。
【００６３】
（態様２１）
前記駆動輪が、解除位置に到達すると、押下げ可能な部材を押下げる固定突出部材によって解除されて、当該押下げ可能な部材をコイン装置の回転部から外すことを特徴とする態様１３から２０までのいずれかに記載のコイン装置。
【００６４】
（態様２２）
前記コイルがステータ上にあることを特徴とする態様１３から２１までのいずれかに記載のコイン装置。
【００６５】
（態様２３）
前記ステータが、一対のコイルを有することを特徴とする態様２２に記載のコイン装置。
【００６６】
（態様２４）
コイン装置が、更に、
コインキャリアとともに回転する回転部材と、
前記回転部材に係合して前記コインキャリアが回転しないようにする、ロック位置に付勢されたロッカーアームとを有し、
電磁石と永久磁石のうち一方がロッカーアーム上に設けられ、他方がロッカーアームに隣接して設けられ、電磁石が励起すると、ロッカーアームが永久磁石に引き付けられる位置に配置されるとともに、
前記コインキャリアに隣接して設けられた接点とを有し、
金属製硬貨または代用硬貨が前記コインキャリアに投入されると、前記接点が、硬貨に接触して回路を閉じ、電磁石を励起させて、前記ロッカーアームを永久磁石に引き付け、前記ロッカーアームを前記回転部材から引き離して前記コインキャリアを解除し、コイン装置を回転可能にすることを特徴とする態様１３に記載のコイン装置。
【００６７】
（態様２５）
ステータと、当該ステータ内またはステータ周りで回転するように配置されたロータとを有し、前記ステータとロータのうち一方が、少なくとも１つの磁気体を有し、他方が少なくとも１つのコイルを有する発電装置を使って電流を発生させる方法であって、
駆動輪を停止位置に付勢するステップaと、
駆動輪を解除位置に回転するステップｂと、
ステップａおよびｂの前、間または後に、前記駆動輪を前記ロータに連結するステップｃと、
駆動輪を解除するステップｄとを有し、
前記駆動輪が、解除後に停止位置に戻る際に、前記ロータを駆動することを特徴とする方法。
【００６８】
（態様２６）
回転可能なハンドルと、特定の種類の硬貨または代用硬貨が投入されるとハンドルとともに回転可能であるコインキャリアとを有するコイン装置用の金属検出解除装置であって、
前記コインキャリアとともに回転する回転部材と、
前記回転部材に係合してコインキャリアの回転を規制する、ロック位置に付勢されたロッカーアームとを有し、
電磁石と永久磁石のうち一方が前記ロッカーアーム上に設けられ、他方が前記ロッカーアームに隣接して設けられ、前記電磁石が励起すると、前記ロッカーアームが前記永久磁石に引き付けられる位置に配置されるとともに、
前記コインキャリアに隣接して設けられた接点を有し、
金属製硬貨または代用硬貨がコインキャリアに投入されると、前記接点が、硬貨に接触して回路を閉じ、電磁石を励起させて、前記ロッカーアームを永久磁石に吸引し、前記ロッカーアームを回転部材から引き離し、前記コインキャリアを解除して前記コイン装置を回転可能にすることを特徴とする金属検出解除装置。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明を具現するコイン装置の正面斜視図である。
【図２】図１のコイン装置の背面図である。
【図３】図１のコイン装置の背面斜視図である。
【図４】コイン排出フィンガを示すためにコインキャリアとインターナルギヤが外されている図１のコイン装置の背面斜視図である。
【図５】コイン排出フィンガを示す図４の背面図である。
【図６Ａ】停止位置にあるコイン排出フィンガを示す図４の部分背面図である。
【図６Ｂ】排出位置にあるコイン排出フィンガを示す図４の部分背面図である。
【図７】コインキャリアから後方に分解された図１のコイン装置の部分分解斜視図である。
【図８】図１のコイン装置における発電装置の部分分解斜視図である。
【図９】図１のコイン装置の断面側面図である。
【図１０】クラッチ歯車の背面図である。
【図１１】駆動輪の正面図である。
【図１２】カウンタスイッチを示す部分背面図である。
【図１３Ａ】カウンタスイッチがＯＮ位置に切換えられた状態を示す拡大部分背面図である。
【図１３Ｂ】カウンタスイッチがＯＦＦ位置に切換えられた状態を示す拡大部分背面図である。
【図１４Ａ】図１３Ａに示すＯＮ位置においてカウンタスイッチが接点を閉じた状態を示す拡大部分背面図である。
【図１４Ｂ】図１３Ｂに示すＯＦＦ位置においてカウンタスイッチが接点から外れた状態を示す拡大部分背面図である。
【図１５】スクレーパとコインの接触を示す部分背面図である。
【図１５Ａ】コインを横切るスクレーパとコインの接触移動経路を示すコイインの立面図である。
【図１６】スクレーパとコインの接触を示す分解斜視図である。
【図１７Ａ】上がった状態のスクレーパとコインの接触を示す上平面図である。
【図１７Ｂ】上がった状態のスクレーパとコインの接触を示す上平面図である。
【図１８Ａ】接触している状態のスクレーパとコインの接触を示す上平面図である。
【図１８Ｂ】接触している状態のスクレーパとコインの接触を示す上平面図である。
【図１９】磁気解除装置の斜視図である。
【図２０Ａ】ロック歯車に係合されてコイン装置の回転を阻止している磁気ロックラッチの側面図である。
【図２０Ｂ】ロック歯車から外れてコイン装置の回転を許容している磁気ロックラッチの側面図である。
【図１】
2005209129.tif 000003
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
2005209129.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2005209129.tif 000014
【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
2005209129.tif 000020
【図１５Ａ】
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【図１６】
2005209129.tif 000022
【図１７Ａ】
2005209129.tif 000023
【図１７Ｂ】
2005209129.tif 000024
【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
2005209129.tif 000026
【図１９】
2005209129.tif 000027
【図２０Ａ】
2005209129.tif 000028
【図２０Ｂ】
2005209129.tif 000029
【外国語明細書】
2005209129.tif 000030
2005209129.tif 000031
2005209129.tif 000032
2005209129.tif 000033
2005209129.tif 000034
2005209129.tif 000035
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2005209129.tif 000037
2005209129.tif 000038
2005209129.tif 000039
2005209129.tif 000040
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