(57)【要約】【課題】自動販売機のユーザーに対する商品の販売機会を拡張し、商品の販売数増大を図ると共に、自動販売機の小型化をも実現することができる硬貨処理装置を提供する。【解決手段】硬貨選別部（８）により選別された硬貨を金種毎に設けられた硬貨チューブ（１６）内に蓄積収容する硬貨収容部（１０）は、硬貨チューブの長手方向に沿って設けられ、硬貨チューブ内に蓄積収容される硬貨の存在を検出するシート状の静電容量センサ（２８）を有し、制御部（６）は、静電容量センサで検出された硬貨の存在に基づいて硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数する。【選択図】図４
2013143085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投入された硬貨の正偽と正貨の金種とを判別し、偽貨を偽貨用通路へ振り分け案内すると共に前記正貨を金種毎の各正貨用通路へそれぞれ振り分け案内する硬貨選別部と、
前記硬貨選別部により選別された硬貨を金種毎に設けられた硬貨チューブ内に蓄積収容する硬貨収容部と、
前記硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数する制御部とを備え、
前記硬貨収容部は、前記硬貨チューブの長手方向に沿って設けられ、前記硬貨チューブ内に蓄積収容される硬貨の存在を検出するシート状の静電容量センサを有し、
前記制御部は、前記静電容量センサで検出された硬貨の存在に基づいて前記硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数することを特徴とする硬貨処理装置。
【請求項２】
前記静電容量センサは、その電極が前記硬貨チューブの長手方向の略全域に亘って設けられることを特徴とする請求項１に記載の硬貨処理装置。
【請求項３】
前記静電容量センサは、その電極が前記硬貨チューブの長手方向に沿って部分的に複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の硬貨処理装置。
【請求項４】
前記静電容量センサは、一時的な電界の乱れを検出することで前記硬貨チューブ内を落下する硬貨の存在を検出し、
前記制御部は、前記静電容量センサで検出された落下中の硬貨の存在に基づいて前記硬貨選別部における硬貨の詰まりの有無を判定することを特徴とする請求項１乃至３の何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】
本発明は、自動販売機に使用して好適な硬貨処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の硬貨処理装置は、投入された硬貨の正偽と正貨の金種とを判別し、偽貨を偽貨用通路へ振り分け案内すると共に正貨を金種毎の各正貨用通路へそれぞれ振り分け案内する硬貨選別部と、硬貨選別部により選別された硬貨を金種毎に設けられた硬貨チューブ内に蓄積収容する硬貨収容部と、硬貨収容部の各硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数する制御部とを備えている。
【０００３】
そして、硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数するために、硬貨チューブの硬貨収納口近傍においてフォトインタラプタによる硬貨の満杯検出を行い、硬貨チューブの硬貨払出口近傍において磁気式近接センサ等による硬貨の空検出を行う硬貨処理装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３３１０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術では、硬貨の枚数検出が硬貨チューブの上部と下部とでしか行われないため、硬貨チューブの中間部の枚数を正確に把握できない。
また、硬貨チューブの下部に設けた磁気式近接センサの検出精度が低かったり、或いは、磁気式近接センサの組み付け精度が悪かったりする場合には、硬貨チューブに硬貨が数枚残っていても残留硬貨をゼロと検出され、残留硬貨はいわゆる死に金となって釣銭として有効に利用されないことがある。そうすると、釣銭として利用可能な硬貨がまだ残っているのに自動販売機の釣銭切れランプが点灯され、釣銭を要する場合の商品の販売は停止される。
【０００６】
このように、上記満杯検出及び空検出センサで検出され、制御部において計数された硬貨チューブの硬貨枚数と、硬貨チューブの実際の硬貨の枚数とにギャップが生じたり、或いは、釣銭として利用されない硬貨が硬貨チューブに蓄積されたりすることにより、複数の金種を組み合わせた釣銭の払い出しを行う等の釣銭払い出しに係る最適な制御を行うことができない。従って、自動販売機の釣銭切れランプが点灯され易くなり、自動販売機のユーザーに対する商品の販売機会を著しく損なうおそれがある。
【０００７】
また、一般に上述したようなフォトインタラプタ及び磁気式近接センサは、比較的嵩張るセンサであることが知られており、硬貨処理装置において大きな容積を占めることが多く、硬貨処理装置のハウジングの前後方向の幅（奥行き）を小さくし、ひいては自動販売機の小型化を実現するのに障害となっていた。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、自動販売機のユーザーに対する商品の販売機会を拡張し、商品の販売数増大を図ると共に、自動販売機の小型化をも実現することができる硬貨処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の硬貨処理装置は、投入された硬貨の正偽と正貨の金種とを判別し、偽貨を偽貨用通路へ振り分け案内すると共に正貨を金種毎の各正貨用通路へそれぞれ振り分け案内する硬貨選別部と、硬貨選別部により選別された硬貨を金種毎に設けられた硬貨チューブ内に蓄積収容する硬貨収容部と、硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数する制御部とを備え、硬貨収容部は、硬貨チューブの長手方向に沿って設けられ、硬貨チューブ内に蓄積収容される硬貨の存在を検出するシート状の静電容量センサを有し、制御部は、静電容量センサで検出された硬貨の存在に基づいて硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数する（請求項１）。
【０００９】
好ましくは、静電容量センサは、その電極が硬貨チューブの長手方向の略全域に亘って設けられる（請求項２）。
好ましくは、静電容量センサは、その電極が硬貨チューブの長手方向に沿って部分的に複数設けられる（請求項３）。
好ましくは、静電容量センサは、一時的な電界の乱れを検出することで硬貨チューブ内を落下する硬貨の存在を検出し、制御部は、静電容量センサで検出された落下中の硬貨の存在に基づいて硬貨選別部における硬貨の詰まりの有無を判定する（請求項４）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、静電容量センサで検出された硬貨の存在に基づいて硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数することにより、硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を連続的に且つリアルタイムに計数することができるため、自動販売機の釣銭の回収・補充に係る運用の最適化を容易に図ることができる。
また、シート状の静電容量センサを使用することにより、フォトインタラプタ及び磁気式静電容量センサに要していた硬貨処理装置内のスペースをほぼ削減することができるため、硬貨処理装置の前後方向の幅（奥行き）を大幅に小さくすることができ、自動販売機の小型化を図ることができると共に、硬貨処理装置における内部構成のレイアウトの自由度を大幅に高めることができる。（請求項１）。
【００１１】
また、本発明によれば、静電容量センサは、その電極が硬貨チューブの長手方向の略全域に亘って設けられることにより、硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を硬貨チューブ内全域に亘って連続的に且つリアルタイムに計数することができるため、自動販売機の運用の更なる最適化を図ることができる（請求項２）。
また、本発明によれば、静電容量センサは、その電極が硬貨チューブの長手方向に沿って部分的に複数設けられることにより、硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を硬貨チューブ内の必要な箇所（例えば硬貨チューブの上部、中部、下部など）において連続的に且つリアルタイムに計数することができるため、効率的に自動販売機の運用の最適化を図ることができる（請求項３）。
【００１２】
また、本発明によれば、静電容量センサが一時的な電界の乱れを検出することで硬貨チューブ内を落下する硬貨の存在を検出し、制御部が静電容量センサで検出された落下中の硬貨の存在に基づいて硬貨選別部における硬貨の詰まりの有無を判定することにより、硬貨処理装置の信頼性をも高めることができる（請求項４）。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る硬貨処理装置の概略を示した斜視図である。
【図２】図１の硬貨処理装置からカセットチューブを取り外した状態を示した斜視図である。
【図３】図１のカセットチューブを本体装置の内壁側から見た斜視図である。
【図４】図３の静電容量センサの内部構成と、静電容量センサが発生する電界が硬貨チューブ内における硬貨の落下及び蓄積に伴い変化する様子について概念的に示した図である。
【図５】図３の硬貨チューブに硬貨が蓄積収容された状態を示した要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の一実施形態に係る硬貨処理装置について図面を参照して説明する。
図１は当該硬貨処理装置１の概略を示した斜視図である。硬貨処理装置１は、図示しない飲料の自動販売機等に収容され、硬貨処理装置１のハウジング２内に設けられた装置本体４の上部から順に、制御部６、硬貨選別部８、硬貨収容部１０、釣銭払出部１２から概略構成されている。
【００１５】
硬貨選別部８では、装置本体４の上端面４ａに形成された硬貨投入口１４から硬貨が投入されると、投入された硬貨の正偽と正貨の金種とが判別され、偽貨は図示しない偽貨用通路へ振り分け案内され、正貨は金種毎の図示しない各正貨用通路へそれぞれ振り分け案内される。
硬貨収容部１０では、硬貨選別部８により選別された正貨が５００円、１００円、５０円、１０円等の金種毎に設けられた各硬貨チューブ１６内にそれぞれ蓄積収容される。各硬貨チューブ１６は、装置本体４から着脱可能に一体化されたカセットチューブ１８を構成し、当該カセットチューブ１８は、その側壁１８ａに設けたハンドル２０を引っ張ることにより装置本体４から容易に取り外すことができる。
【００１６】
制御部６は、ユーザーが硬貨投入口１４から投入した硬貨の枚数を計数するカウンタ２２を有し、当該カウンタ２２、硬貨選別部８、及び硬貨収容部１０等と電気的に接続されて信号の送受信を行うことにより硬貨処理装置１の全体を総合的に制御している。なお、制御部６、硬貨選別部８、及び硬貨収容部１０等には、装置本体４に接続された図示しないケーブルを介して給電されると共に、自動販売機を構成する他の装置との信号の送受信が適宜行われる。
【００１７】
図２は図１の硬貨処理装置１からカセットチューブ１８を取り外した状態を示した斜視図である。硬貨収容部１０における本体装置４の内壁４ｂにはモータ２４が取り付けられている。モータ２４は、制御部６の指令により釣銭払出部１２を駆動することによって、各硬貨チューブ１６の硬貨払出口１６ａ（図３参照）から蓄積収容された硬貨を硬貨チューブ１６の硬貨払出口１６ｃ（図３参照）を介し、釣銭払出部１２に設けられた硬貨払出口２６から順次払い出す。
【００１８】
図３はカセットチューブ１８を本体装置４の内壁４ｂ側から見た斜視図である。カセットチューブ１８は、装置本体４に取り付けた状態において内壁４ｂに対向するようにして各硬貨チューブ１６の正面の側壁１６ｂが位置づけられる。
各側壁１６ｂには、その長手方向略全域に亘ってシート状の静電容量センサ２８が両面テープなどで貼り付けられている。静電容量センサ２８は、デジタル機器のタッチパネル等に使用されている投影型静電容量方式を採用した非接触センサである。なお、各硬貨チューブ１６には金種に応じて硬貨を検出し易いように異なる大きさや感度の静電容量センサ２８を取り付けるのが好ましい。
【００１９】
また、各硬貨チューブ１６の正面の側壁１６ｂの長手方向全域に亘って静電容量センサ２８を挿入するための図示しない挿入溝を設け、この挿入溝に静電容量センサ２８を挿入して固定するようにしても良い。
図４は、静電容量センサ２８の内部構成と、静電容量センサ２８が発生する電界が硬貨チューブ１６内における硬貨の落下及び蓄積に伴い変化する様子について概念的に示した図である。
【００２０】
静電容量センサ２８は、例えば、演算処理ＩＣを搭載した基板層３０の上に、特定のパターンで大量に並べた透明電極の電極パターン層（電極）３２を配置し、この基板層３０及び電極パターン層３２からなる二層体の裏表面にプラスティック等の可撓性に富んだ絶縁カバー３４を重ねて構成されている。
【００２１】
また、静電容量センサ２８は、近年開発が進んでいるスマートフォン等にも使用される投影型静電容量方式を採用していることから、他の方式の静電容量センサに比して、電極の数が多く、正確な多点検出が可能であり、また、塵埃や水滴に強く、機構を有さないため耐久性や耐傷性が高い。
このように構成される静電容量センサ２８は、装置本体４を介して給電されることにより電極パターン層３２から環状の電界３６を常時発生する。この状態において硬貨が硬貨チューブ１６内を落下し、硬貨チューブ１６に蓄積収容されると、硬貨が静電容量センサ２８に近づくことで電界３６の均衡状態が破られる。硬貨が図４に示す硬貨Ａ，Ｂ，Ｃの順に硬貨チューブ１６内に積み上げられたと仮定すると、硬貨Ａ，Ｂ，Ｃの位置における領域Ｘの電界３６が図４に示すように乱れ、複数の電極間の静電容量が変化する。
【００２２】
基板層３０の演算処理ＩＣは、この静電容量変化に伴う電流量の比率変化を測定することにより、高速応答で且つ高精度に硬貨チューブ１６に蓄積収容された硬貨の存在を検出し、その情報を制御部６に送信する。そして、制御部６は、その情報に基づいて硬貨チューブ１６内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数する。例えば、制御部６において、電界３６が乱れた領域Ｘの情報を硬貨チューブ１６に沿った距離Ｄの情報に変換し、距離Ｄを硬貨の厚みｔで除することにより、硬貨チューブ１６内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数することが可能である。
【００２３】
更に、硬貨が図４に示す硬貨Ｄのように硬貨チューブ１６内を落下中であると仮定すると、落下中の硬貨Ｄの位置における領域Ｙの電界３６が一時的に乱れる。硬貨Ｄの落下により乱れる電界３６の領域Ｙは硬貨Ｄの落下が終了し、硬貨Ｃの上に積み上げられるまで刻々と時系列的に変化する。基板層３０の演算処理ＩＣは、この時系列的な静電容量変化に伴う電流量の比率変化を測定することにより、硬貨チューブ１６内を落下中の硬貨の存在を検出し、その情報を制御部６に送信する。
【００２４】
そして、制御部６は、その情報に基づいて硬貨選別部８における硬貨の詰まりの有無を判定している。静電容量センサ２８は硬貨Ｄの落下情報を検出中に、硬貨Ａ，Ｂ，Ｃの存在情報も同時に継続して検出しており、これは静電容量センサ２８が電極の数が多く正確な多点検出が可能である投影型静電容量方式を採っていることで実現するものである。
図５は硬貨チューブ１６に硬貨が蓄積収容された状態を示した要部断面図である。硬貨が図５に示す２４枚目の硬貨Ｅまで硬貨チューブ１６内に積み上がっている場合には、静電容量センサ２８の電極パターン層３２が発生する均衡状態の電界３６が領域Ｚにおいて乱れ、この電界３６の乱れを電流量の比率の変化として演算処理ＩＣが検出し、制御部６に静電容量変化に伴う電流量の比率の変化を送信する。
【００２５】
そして、制御部６は、電流量の比率変化情報に基づいて領域Ｚを特定し、特定された領域Ｚの情報を硬貨チューブ１６に沿った距離Ｄ１に変換し、距離Ｄ１を硬貨の厚みｔで除することにより硬貨チューブ１６内に蓄積収容された硬貨の枚数が２４枚であることを計数する。
図５に示すように、静電容量センサ２８が硬貨チューブ１６内において硬貨が蓄積収容可能な領域の側壁１６ｂのほぼ全域に亘って配されることにより、電極パターン層３２は硬貨チューブ１６に蓄積収容可能な最上段の硬貨から最下段の硬貨まで、ほぼ全域に亘って電界３６を形成することが可能である。
【００２６】
以上のように本実施形態の硬貨処理装置１は、静電容量センサ２８で検出された硬貨の存在に基づいて硬貨チューブ１６内に蓄積収容された硬貨の枚数を計数することにより、硬貨チューブ１６内に蓄積収容された硬貨の枚数を連続的に且つリアルタイムに計数することができるため、自動販売機の釣銭の回収・補充に係る運用の最適化を容易に図ることができる。
【００２７】
また、シート状の静電容量センサ２８を使用することにより、フォトインタラプタ及び磁気式近接センサに要していた硬貨処理装置１のハウジング２内のスペースをほぼ削減することができるため、硬貨処理装置１の前後方向の幅（奥行き）を大幅に小さくすることができ、自動販売機の小型化を図ることができる。具体的には、従来の２５％程度の奥行き寸法を削減することが可能である。更には、硬貨処理装置１における内部構成のレイアウトの自由度を大幅に高めることができる。
【００２８】
また、静電容量センサ２８が一時的な電界３６の乱れを検出することで硬貨チューブ１６内を落下する硬貨の存在を検出し、制御部６が静電容量センサ２８で検出された落下中の硬貨の存在に基づいて硬貨選別部８における硬貨の詰まりの有無を判定することにより、硬貨処理装置１の信頼性をも高めることができる。
本発明は、上述の実施形態に制約されるものではなく種々の変形が可能である。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、静電容量センサ２８は、硬貨チューブ１６の側壁１６ｂの外面に取り付けられるが、これに限らず、電極パターン層３２が発生する電界３６の乱れを検出可能であれば、装置本体４の内壁４ｂに取り付けたり、硬貨チューブ１６の側壁１６ｂや装置本体４の内壁４ｂにインサート成型したり、或いは、側壁１６ｂの内面に取り付けたりしても良い。これらの何れの場合であっても、簡単な構成で、自動販売機の小型化を図り、硬貨処理装置１のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００３０】
また、上記実施形態では、静電容量センサ２８は、その電極パターン層３２が硬貨チューブ１６の長手方向の略全域に亘って設けられる。これにより、硬貨チューブ１６の上部及び下部においてしか計数できない場合とは異なり、カウンタ２２による硬貨の計数情報に頼らなくても、静電容量センサ２８単独で、硬貨チューブ１６内に蓄積収容された硬貨の枚数を硬貨チューブ１６内全域に亘って連続的に且つリアルタイムの計数情報を得ることができる。自動販売機の運用の最適化を図ることができる。
【００３１】
しかし、これに限定されず、電極パターン層３２を静電容量センサ２８の長手方向に沿って、例えば側壁１６ｂの上部、中間部、下部などに部分的に設けても良い。この場合には硬貨チューブ内に蓄積収容された硬貨の枚数を硬貨チューブ内の必要な箇所において連続的に且つリアルタイムに計数することができるため、効率的に自動販売機の運用の最適化を図ることができる。
【００３２】
また、電極パターン層３２を硬貨チューブ１６の長手方向の略全域に亘って設けることにより、自動販売機の電源が何らかの原因でオフにされ、制御部６において硬貨チューブ１６に蓄積収容された硬貨の枚数データがリセットされたり、自動販売機の故障により当該枚数データが消失されたりしたとしても、再び電源がオンされれば、その時点における硬貨チューブ１６の硬貨の枚数を正確に把握することができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、静電容量センサ２８は、硬貨収容部１０のすべての硬貨チューブ１６に設けられる。これにより、すべての硬貨チューブ１６内における硬貨の枚数を硬貨チューブ１６内全域に亘って連続的に且つリアルタイムに計数することができるため、自動販売機の運用の最適化を図ることができる。しかし、これに限定されず、既存の硬貨処理装置１を改造して精度良く計数したい何れか１つ以上の硬貨チューブ１６のみに静電容量センサ２８を設けても良い。
【００３４】
また、上記実施形態では、硬貨収容部１０に各硬貨チューブ１６が一体化されたカセットチューブ１８を使用しているが、本発明は硬貨チューブ１６毎に個別に着脱可能なセパレートチューブとした硬貨処理装置にも適用可能である。この場合には、硬貨チューブ１６毎に自動販売機の釣銭の回収・補充を行うことができるため、自動販売機に係る運用の更なる最適化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    硬貨処理装置
４    装置本体
４ｂ    内壁
６    制御部
８    硬貨選別部
１０    硬貨収容部
１６    硬貨チューブ
２８    静電容量センサ
３２    電極パターン層（電極）
３６    電界
【図１】
2013143085.tif 000003
【図２】
2013143085.tif 000004
【図３】
2013143085.tif 000005
【図４】
2013143085.tif 000006
【図５】
2013143085.tif 000007