(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コインの種類及び／又は真贋を識別するために、コインの形状を磁気的に検出するコイン識別用センサであって、該コイン識別用センサは、コインが通過可能なコイン通路が内周部に形成される四角筒形状のコイルボビンと、該コイルボビンの外周部に周回り方向に巻装され、コインの内部及び／又はコインの表面空間に、コインの表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイルと、コイルボビンの内周部にコインの両表面に沿って並ぶよう周方向所定間隔を存して複数配置され、かつ外周面がコインの表面に局部的に対向してコインの表面近傍で磁束変化を検出する検出コイルとを備えて構成されるものであり、さらに前記各検出コイルは、コイン通過方向に向いて直列接続され、かつコイル中心線がコイン通過方向を向いた一対のコイルからなって差動電圧を検出可能な差動コイルであることを特徴とするコイン識別用センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コインの種類及び／又は真贋を識別するために、コインの形状を磁気的に検出するコイン形状検出方法及びコイン識別用センサに関し、さらには、コイン識別用センサの検出形状にもとづいて、コインの種類及び／又は真贋を識別するコイン識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コインの表面形状を非接触で検出するコイン識別用センサが種々開発されている。この種のコイン識別用センサは、光学的な手段を用いるものと、磁気的な手段を用いるものとに大別される。
光学式のコイン識別用センサとしては、ＣＣＤセンサなどの光学イメージセンサを用いてコインの表面を撮影し、その撮影データを画像処理して表面形状を特定するものや、コイン表面の反射光をホトダイオードなどの受光デバイスで受光し、その受光レベルに基づいてコインの表面形状を特定するものが知られているが、光学式のコイン識別用センサは、コイン表面の汚れに影響を受け易いだけでなく、凹凸の高さや深さを検出できないという欠点がある。
一方、磁気式のコイン識別用センサとしては、交流磁界中における導体の渦電流効果を利用するものなどが知られている。渦電流は、交流磁場に金属などの導体が置かれたとき、導体を貫く磁束の変化を妨げるように導体内部に発生するもので、その発生具合が導体の表面形状に応じて変化することから、渦電流による磁束変化を導体の表面近傍で検出することにより、導体表面の汚れに影響を受けることなく、その表面形状を検出することが可能になる。このようなコイン識別用センサとしては、例えば、マトリクス状に配列された複数の検出コイルを、コインの表面に対向させて、その表面形状を検出するものが知られている（例えば、特開２００１−１２６１０３号公報、特開２００２−２４８９４号公報参照。）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来における磁気式のコイン識別用出センサは、コインの表面近傍に、コイル中心線がコインの表面に対して垂直方向を向く励磁コイルによって、コイルの表面に交流磁界を発生させながら、コイル中心線がコインの表面に対して垂直方向を向く検出コイルによって、コイン表面近傍における磁束変化を検出しているため、その検出精度に限界があった。つまり、表面形状の検出とは、図６の（Ａ）に示すように表面形状を座標（Ｘ，Ｚ）で表すと、ΔＺ／ΔＸを検出することであり、これを精度良く検出するには、ΔＸを可及的に小さくすることが要求されるが、図６の（Ｂ）に示すように、従来のコイン識別用センサ１００は、その検出領域がコイル径Ｄの４倍以上になるため、Ｘ方向の分解能が低くなり、微細な表面形状を検出できないという問題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、コインの種類及び／又は真贋を識別するために、コインの形状を磁気的に検出するコイン識別用センサであって、該コイン識別用センサは、コインが通過可能なコイン通路が内周部に形成される四角筒形状のコイルボビンと、該コイルボビンの外周部に周回り方向に巻装され、コインの内部及び／又はコインの表面空間に、コインの表面に沿う交流磁界を発生させる励磁コイルと、コイルボビンの内周部にコインの両表面に沿って並ぶよう周方向所定間隔を存して複数配置され、かつ外周面がコインの表面に局部的に対向してコインの表面近傍で磁束変化を検出する検出コイルとを備えて構成されるものであり、さらに前記各検出コイルは、コイン通過方向に向いて直列接続され、かつコイル中心線がコイン通過方向を向いた一対のコイルからなって差動電圧を検出可能な差動コイルであることを特徴とするコイン識別用センサである。
コイン識別用センサをこのように構成すれば、コインの表面に沿う交流磁界を発生させることにより、コインの表面形状に起因する磁気的な変化を、主にコインの表面に沿う磁束の変化として現出させながら、この磁束変化を、コインの表面に対して垂直に配置された検出コイルではなく、コインの表面に沿うように配置された検出コイルによって検出することにより、垂直成分がほとんど変化しないような微小な磁束変化も検出することが可能になる。これにより、コインの微細な表面形状も検出できるようになり、コイン形状の検出精度を飛躍的に向上させることができる。しかも、上記検出コイルは、コイン表面に沿う方向の小型化が容易であるため、前記ΔＸを可及的に小さくし、コイン形状検出の分解能を容易に高めることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るコイン識別用センサの実施形態を図面に基づいて説明する。
図１の（Ａ）はコイン識別用センサの平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図であり、図２の（Ａ）はコイン識別用センサの斜視図、（Ｂ）は内部斜視図である。これらの図に示すコイン識別用センサ１は、コイン２が通過するコイン経路３に介設され、該コイン経路３を通過するコイン２の表面形状を磁気的に検出するように構成されている。
【０００６】
本実施形態のコイン識別用センサ１は、コイルボビン４の外周部に図１から明らかなように周回り方向に向けて巻装される励磁コイル（励磁部）５と、該励磁コイル５を交流励磁する交流励磁回路部６と、コイルボビン４の内周部に配置される複数の検出コイル７と、該検出コイル７の検出信号を取り出す検出回路部８とを備える。コイルボビン４は、例えば、四角筒形状の樹脂成形品であり、その内周部には、コイン２が通過可能なコイン通路４ａが形成される一方、外周部には、励磁コイル５を周回り方向に向けて巻装するためのコイル巻装溝４ｂが形成されている。
【０００７】
励磁コイル５は、交流励磁回路部６によって所定の周波数で交流励磁され、交流磁界を発生させる。この交流磁界は、コイン通路４ａに位置するコイン２の両表面に沿うものであり、コインの表面形状に起因する磁気的な変化を、主にコインの表面に沿う平行成分の磁束変化として現出させる。検出コイル７は、コイル中心線がコインの表面に沿い、かつ、コイル外周面が図１、２、３から明らかなように通過するコインの両表面に局部的に対向するように配置されており、コイン通路４ａにコイン２が位置するとき、コイン２の両表面近傍で、コイン２の両表面に沿う磁束の変化を検出する。
【０００８】
つまり、コイン識別用センサ１は、第３図に示すように、コイン２の両表面に沿う交流磁界を発生させることにより、コイン２の両表面形状に起因する磁気的な変化を、主にコイン２の両表面に沿う磁束の変化として現出させながら、この磁束変化を、コイン２の表面に対して垂直に配置された検出コイルではなく、コイン２の両表面に沿うように配置された検出コイル７によって検出することにより、垂直成分がほとんど変化しないような微小な磁束変化も検出することが可能になる。これにより、コイン２の微細な両表面形状も検出できるようになり、コイン形状の検出精度を飛躍的に向上させることができる。
【０００９】
また、このように構成されたコイン識別用センサ１では、前記ΔＸ方向の分解能を検出コイル７のコイル中心線方向の寸法で決めることができ、しかも、検出コイル７は、渦巻コイルや多層巻きコイルを用いることにより、上記寸法の小型化が容易であるため、前記ΔＸを可及的に小さくし、コイン形状検出の分解能を容易に高めることができる。また、検出コイル７は、励磁コイル５の内周部に配置されるので、検出コイル７の近くで強い磁界を発生させながら、その磁束変化を検出コイル７によって精度良く検出することが可能になる。尚、図面において、符号の９は、検出コイル７を埋設保持するモールド樹脂である。
【００１０】
また、コイン識別用センサ１においては、コイルボビン４の内周部に、周方向に所定間隔を存して複数の検出コイル７が配置される。これにより、励磁コイル５を兼用しつつ、複数の検出コイル７でコイン２の表面形状を検出することができるだけでなく、コイン識別用センサ１とコイン２とを相対的に移動させることにより、コイン２の表面形状を２次元的にスキャンすることが可能になる。しかも、本実施形態では、コイルボビン４の内周部対向位置に、それぞれ複数の検出コイル７が配置されているので、コイン２の表側面形状及び裏側面形状を同時に検出することが可能になる。
【００１１】
図４は検出コイルの拡大図、図５は検出回路のブロック図である。これらの図に示すように、本実施形態の検出コイル７は、例えば０．５ｍｍの直径を有する円柱状の芯材１０に、コイン２の表面に沿って直列状に並ぶ一対の検出コイルＬ１、Ｌ２を巻回（例えば１．０ｍｍ幅）して形成されている。検出コイルＬ１、Ｌ２は、直列接続されており、その両端部から引き出される端子Ｔ１、Ｔ２の他に、検出コイルＬ１、Ｌ２間から引き出されるセンタータップ端子Ｔ３を備える。
【００１２】
図５に示すように、検出コイルＬ１、Ｌ２は、一対の抵抗Ｒ１、Ｒ２（或いは可変抵抗）と共にブリッジ回路１１を構成しており、該ブリッジ回路１１から検出コイルＬ１、Ｌ２の差動電圧が出力される。ブリッジ回路１１は、コイン通路４ａにコイン２が無いとき、その差動出力が所定の値となるように抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値が初期調整される。これにより、検出コイルＬ１、Ｌ２の固有誤差や温度誤差が相殺された検出信号を得ることができる許りでなく、前記ΔＸ方向の分解能を高めることが可能になる。
【００１３】
ブリッジ回路１１の差動出力は、差動増幅回路１２によって増幅された後、同期検波回路１３に入力される。同期検波回路１３は、９０゜移相器１４を介して交流励磁回路部６から同期信号を入力すると共に、その周期で上記差動出力を検波して磁束変化信号を得る。この磁束変化信号は、積分回路１５を経た後、表面形状検出信号としてコイン識別用センサ１から出力される。因みに、コイン識別用センサ１の出力信号は、上位制御装置に入力され、ここでコイン２の識別に用いられる。
【００１４】
叙述の如く構成されたものにおいて、コイン識別用センサ１は、コイン２の表面に沿う交流磁界を発生させることにより、コイン２の表面形状に起因する磁気的な変化を、主にコイン２の表面に沿う平行成分の磁束変化として現出させながら、この磁束変化を、コイン２の表面に対して垂直に配置された検出コイルではなく、コイン２の表面に沿うように配置された検出コイル７によって検出することにより、垂直成分がほとんど変化しないような微小な磁束変化も検出することが可能になる。これにより、コイン２の微細な表面形状も検出できるようになり、コイン形状の検出精度を飛躍的に向上させることができる。しかも、上記検出コイル７は、コイン表面に沿う方向の小型化が容易であるため、前記ΔＸを可及的に小さくし、コイン形状検出の分解能を容易に高めることができる。
【００１５】
また、励磁コイル５は、コイル内周面がコイン２の表面に沿うように配置され、コイン２の内部や表面空間に、コイン２の表面に沿う交流磁界を発生させるものであり、検出コイル７は、励磁コイル５の内周部（その近傍を含む）に配置されるため、検出コイル７の近傍における磁界強度を強くして検出精度を高めることができるだけでなく、コイン識別用センサ１の小型化を図ることができる。
また、検出コイル７は、差分電圧を検出可能な差動コイルであり、該差動コイルを構成する一対のコイルＬ１、Ｌ２が、コイン２の表面に沿って並ぶため、コイルＬ１、Ｌ２の固有誤差や温度誤差を相殺して、検出精度を更に向上させることができる。
また、検出コイル７は、コイン２の表面に沿って並ぶように複数設けられるため、コイン識別用センサ１又はコイン２を、検出コイル７の配列方向に対して、直交方向に走査することにより、２次元の検出データを得ることができ、また、複数の検出コイル７を２次元に配列すれば、コイン識別用センサ１やコイン２を走査しなくても、２次元の検出データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （Ａ）はコイン識別用センサの平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【図２】  （Ａ）はコイン識別用センサの斜視図、（Ｂ）は内部斜視図である。
【図３】  コイン識別用センサの作用説明図である。
【図４】  検出コイルの拡大図である。
【図５】  検出回路のブロック図である。
【図６】  （Ａ）は表面形状をＸ−Ｙ座標で示した図、（Ｂ）は従来のコイン識別用センサを示す説明図である。
【符号の説明】
１    コイン識別用センサ
２    コイン
４    コイルボビン
４ａ  コイン通路
５    励磁コイル
７    検出コイル
【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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【図６】
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