(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
識別対象である硬貨が摺動して搬送される硬貨通路部と、前記硬貨通路部の下面に面して配設された反射型磁気検出センサと、前記通路の一端部を挟持するように配設された第１の透過型磁気検出センサと、前記通路の他端部を挟持するように配設された第２の透過型磁気検出センサとを一体化して構成した硬貨識別センサであって、
前記各検出センサの磁気検出領域にそれぞれ位置する前記硬貨通路部の摺動面と通路規制用通路ガイドとを、グランドに接続される第１部材で被覆すると共に、前記各検出センサの磁気検出領域外の外面部を前記第１部材とは材質の異なる第２部材で被覆し、且つ、前記第１部材は、前記摺動によって前記硬貨に帯電した静電気に起因して前記各磁気検出センサの信号に重畳する第１のノイズを防止するための導電性材料として、電気抵抗率が金属と比較して１０００倍程度のセラミックで構成し、前記第２部材は、センサ外部からの磁気に起因して前記各磁気検出センサの信号に重畳する第２のノイズを防止するための外部磁気遮断用シールド板で構成したことを特徴とする硬貨識別センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、硬貨をベルトによって通路上を摺動させて搬送させながら識別を行う硬貨識別方式を採用する硬貨処理装置、特に硬貨分類機、硬貨入金機、硬貨包装機等の硬貨処理機に適し、静電気によるノイズの発生を防止する耐摩耗材及び硬貨識別センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許第２５３９５２１号公報には硬貨処理機の硬貨通路装置の例を挙げて、硬貨通路部材として鏡面仕上げされた鉄系金属部材が記載されている。この装置の概要を、図７を参照して以下に説明する。
【０００３】
硬貨Ｍはホッパー２０１から硬貨通路２０４上のプーリ２０５、２０６に掛けたベルト２０７及びゴムローラ２０８によって、硬貨通路２０４の通路面２０4ａ上を搬送され、硬貨通路２１１の側に到る。この硬貨通路２１１には、通路面２１１ａ上に突出した硬貨レール２２３と、このレール２２３の外側面から自らの外側までの寸法２２１（２２４ａ〜２２１ｆ）が各硬貨の外径に対応した複数の窓穴（硬貨選別穴）２２２（２２２ａ〜２２２ｆ）が設けられ、窓穴２２２の上には、駆動側プーリ２１３と従動プーリ２１４とに巻き掛けた搬送ベルト２１５が張設されている。搬送ベルト２１５の内側には、円錐台状の押さえローラ２５１が配置されている。硬貨Ｍは硬貨通路２１１の通路面２１１ａ上を搬送ベルト２１５に押圧された状態で摺動しながら搬送されるので、その硬貨Ｍは対応する窓穴２２２から落下して、これらの下方位置に配置された収納部（図示せず）に収納される。このように、硬貨通路面２２４ａ、２１１ａ上を、搬送ベルト２０７、２１５によって、硬貨Ｍは押し付けられた状態で摺動する。
【０００４】
ここで、各硬貨通路２０４、２１１を形成している通路部材として、鏡面仕上げされた鉄系金属部材である圧延鋼板ブライト品を使用し、この部材の表面を塩溶窒化処理して表面硬化層となし、しかる後に、この表面硬化層を研磨して平滑な表面硬化層としている。通路面２０４ａ、２１１ａは平滑な方面硬化層を持つ鉄系金属部材で出来ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来装置では、識別部以外の通路部は鉄系の耐摩耗板使用できるが、磁気型の硬貨センサを使用する場合には鉄系の部材であると磁束を遮蔽してしまうので、硬貨センサの位置する通路部の通路部材として使用することとができない。
【０００６】
そこで従来は、セラミックス（絶縁物）の板を通路面に張設している。即ち、硬貨判別用磁気センサは硬貨搬送路部へ設置し、かつ取り外しも容易なように、対象通過部に耐摩耗性の高いセラミックスを取付け、その部分を搬送路の一部としている。そのため、硬貨が硬貨通路を摺動されて行くことにより、低温低湿といった環境状況で、金属である硬貨がセラミックスと高速で擦れることにより硬貨に静電気が帯電し、ある場所で放電することがしばしばある。この静電気の放電のために、図８に示すようにセンサ検出データにノイズ（○部）が乗り、識別精度が向上しない問題がある。
【０００７】
静電気対策として、従来信号波形をソフトウェアでトレースし、その急激な変化があった部分を判別処理に用いないことにより、静電気ノイズの影響を防止している。ソフトウェアによるノイズ除去処理を行ってもノイズの発生はなくなってはおらず、ノイズ除去用ソフトウェアで想定していないノイズが発生すると、不具合が発生することがあり得る。このため、ノイズの発生自体を防止する必要がある。
【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、静電気の発生を防止する硬貨搬送通路における耐摩耗材及び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、識別対象である硬貨が摺動して搬送される硬貨通路部と、前記硬貨通路部の下面に面して配設された反射型磁気検出センサと、前記通路の一端部を挟持するように配設された第１の透過型磁気検出センサと、前記通路の他端部を挟持するように配設された第２の透過型磁気検出センサとを一体化して構成した硬貨識別センサであって、前記各検出センサの磁気検出領域にそれぞれ位置する前記硬貨通路部の摺動面と通路規制用通路ガイドとを、グランドに接続される第１部材で被覆すると共に、前記各検出センサの磁気検出領域外の外面部を前記第１部材とは材質の異なる第２部材で被覆し、且つ、前記第１部材は、前記摺動によって前記硬貨に帯電した静電気に起因して前記各磁気検出センサの信号に重畳する第１のノイズを防止するための導電性材料として、電気抵抗率が金属と比較して１０００倍程度のセラミックで構成し、前記第２部材は、センサ外部からの磁気に起因して前記各磁気検出センサの信号に重畳する第２のノイズを防止するための外部磁気遮断用シールド板で構成することによって達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、磁気的な検出感度を鈍らせることなく搬送硬貨における静電気の帯電を防止し、耐摩耗性に優れた通路部材を提供するため、通路に導電性セラミックス（導電性アルミナ、導電性ジルコニア）を磁気センサの硬貨摺動面に貼着している。導電性セラミックスは導電性であって渦電流の発生が少なく、導電性セラッミックスの抵抗率は一般的な金属の１０００倍程度であるため、渦電流の発生は１／１０３（０．０１％）程度である。このため、磁気信号の品質に影響を及ぼすことがなく、硬貨の搬送に対して摩耗といった問題も生じない耐久性がある。静電気の放電によるノイズを除去するために、磁気センサの硬貨通路の硬貨が摺動する面を導電材料で構成し、グランド（接地部）に溜まった静電気を放電させることを考えた場合、硬貨に生じる渦電流損を検出することによって、その金属片の種類を特定することを考慮すると、信号が減衰してしまって判定に利用することができなくなってしまうことが危惧されていたが、本発明によればそのような問題はない。
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は硬貨処理装置の硬貨繰出、搬送、識別部の構造を示すものであり、回転盤から成る硬貨繰出部１０１、１枚ずつ分離されて搬送される硬貨１００を搬送する搬送通路１０２、硬貨を摺動面に押さえ付けて搬送させる搬送ベルト１０３、硬貨搬送をガイドする規制ガイド１０４ａ、１０４ｂ、硬貨識別用センサで硬貨径のデータを検出する径センサ１１０、硬貨の材質及び材厚を検出する材質・材厚センサ１１１，１１２、識別部の通路１０５で構成されている。
【００１５】
ここで、硬貨通路部の識別領域１０５の部分は導電性セラミックスの薄板を貼り付け、その硬貨滑走面は前後の通路部１０２と滑らかに接続するように設けられる。硬貨通路部の識別センサ領域１０５の通路部材料としては、従来非導電材料のジルコニアを耐摩耗板として使用していたが、本発明では導電性セラミックス（導電性アルミナ、導電性ジルコニア）を使用している。また、硬貨の外周部が当たる識別部通路規制ガイド１０６ａ部にも導電性セラミックが貼着されている。その厚みは０．５ｍｍである。通路規制ガイド１０６にも導電性セラミックを貼着する理由は、硬貨に発生した渦電流が通路側壁部を通じて外部に流れてしまうことにより信号が正規のものと違ってしまうことを防止するためである。
【００１６】
図２に示す第２の実施例では、図１に示すものとほぼ同様の構成であるが、磁気センサを全て図３に示す筐体に内蔵させた一体型とした硬貨識別センサ１２０であることを特徴とする。
【００１７】
図３は本発明の硬貨識別センサ１２０の構造を一部断面斜視構造で示しており、図４はその断面構造図である。硬貨識別センサ１２０は、上部に搬送ベルト１０３の着脱用隙間を有するコの字状の形状になっており、中央部の矩形状空間底部が硬貨の通路１１を形成しており、外面には外部磁気遮断用のシールド板１２が層設されている。硬貨識別センサ１２０は、通路１１の各一端部の挟持するように透過検出型で直方体形状のサイドセンサ２０及び３０が配設されると共に、通路１１の下方には反射検出型で円筒形状のセンタセンサ４０が配設されている。サイドセンサ２０及び３０は左右対称形であり、サイドセンサ２０は逆コの字状のサイドコア２２の上下に１次コイル２１及び２次コイル２３が巻回され、サイドセンサ３０はコの字状のサイドコア３２の上下に１次コイル３１及び２次コイル３３が巻回されている。また、センタセンサ４０は円筒型のポットコア４１を有し、ポットコア４１の外周面には１次コイル４２が巻回され、内周面には２次コイル４３が巻回され埋設されている。更に、温度センサ用のコイル（図示せず）が設けられている。
【００１８】
通路１１の材料としては、従来非導電材料のジルコニアを耐摩耗板として使用していたが、本発明では導電性セラミックス（導電性アルミナ、導電性ジルコニア）を使用している。
【００１９】
本発明では上記硬貨識別センサ１２０に対して、図５に示す回路構成で励磁及び検出信号処理を行っている。即ち、発振器１からの発振信号を分周器２で低周波（４KHz）、中周波（１６KHz）、高周波（２５０KHz）に分周し、各周波数のバンドパスフィルタ（BPF）３Ｌ，３Ｍ，３Ｈを経て加算器４で合成（加算）し、電流増幅器５を介して硬貨検出センサ１０の各１次側コイル２１、３２及び４２に印加する。即ち、低周波、中周波及び高周波の合成励磁信号を、電流増幅器５を介してサイドセンサ２０及び３０の１次コイル２１及び３１に供給すると共に、センタセンサ４０の１次コイル４２に供給する。
【００２０】
各２次側コイル２３、３３及び４３の出力をそれぞれ増幅器４４，４４Ｌ，４４Ｒを介して検出し、それぞれバンドパスフィルタ、全波整流回路及びローパスフィルタを経て反射４KHｚ信号Ｒ４Ｓ、反射16KHｚ信号Ｒ１６Ｓ、反射250KHｚ信号Ｒ２５０Ｓ、透過L4KHz信号ＴＬ４Ｓ、透過L16KHz信号ＴＬ１６Ｓ、透過L250KHz信号ＴＬ２５０Ｓ、透過R4KHz信号ＴＲ４Ｓ、透過R16KHz信号ＴＲ１６Ｓ、透過R250KHz信号ＴＲ２５０Ｓを得る。即ち、センタセンサ４０の２次コイル４３の出力は増幅器４４を経てバンドパスフィルタ(BPF)４５１〜４５３でそれぞれ低周波、中周波、高周波に周波数分離され、更に全波整流回路４６１〜４６３及びローパスフィルタ(LPF)４７１〜４７３を経て反射4KHz信号Ｒ４Ｓ，反射16KHｚ信号Ｒ１６Ｓ，反射250KHｚ信号Ｒ２５０Ｓを得る。センタセンサ４０は、１次コイル４２と２次コイル４３とで渦電流損失型磁気センサを形成している。
【００２１】
また、サイドセンサ２０の２次コイル２３の出力は増幅器４４Ｌを経てバンドパスフィルタ(BPF)４５Ｌ１〜４５Ｌ３でそれぞれ低周波、中周波、高周波に周波数分離され、更に全波整流回路４６Ｌ１〜４６Ｌ３及びローパスフィルタ(LPF)４７Ｌ１〜４７Ｌ３を経て透過L4KHz信号ＴＬ４Ｓ，透過L16KHz信号ＴＬ１６Ｓ，透過L250KHz信号ＴＬ２５０Ｓを得る。サイドセンサ３０の２次コイル３３の出力は増幅器４４Ｒを経てバンドパスフィルタ(BPF)４５Ｒ１〜４５Ｒ３でそれぞれ低周波、中周波、高周波に周波数分離され、更に全波整流回路４６Ｒ１〜４６Ｒ３及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）４７Ｒ１〜４７Ｒ３を経て透過R4KHz信号ＴＲ４Ｓ，透過R16KHz信号ＴＲ１６Ｓ，透過R250KHz信号ＴＲ２５０Ｓを得る。更に、温度センサの２次コイル出力が増幅器４８１、ＢＰＦ４８２、全波整流回路４８３及びＬＰＦ４８４を経て、温度モニタ信号ＴＨＳとして出力される。
【００２２】
上述の反射4KHｚ信号Ｒ４Ｓ、反射16KHｚ信号Ｒ１６Ｓ、反射250KHｚ信号Ｒ２５０Ｓ、透過L4KHz信号ＴＬ４Ｓ、透過L16KHz信号ＴＬ１６Ｓ、透過L250KHz信号ＴＬ２５０Ｓ、透過R4KHz信号ＴＲ４Ｓ、透過R16KHz信号ＴＲ１６Ｓ、透過R250KHz信号ＴＲ２５０Ｓ及び温度モニタ信号ＴＨＳは、硬貨の識別を行う識別手段（図示せず）に入力され、識別処理及び判定が実行される。
【００２３】
なお、識別手段は、例えば、硬貨が３種類の金属層からできているクラッド硬貨と言われるような複数金属で構成される硬貨を識別対象としており、各特徴量を予め各硬貨毎に設けられた判定枠と比較して、硬貨の真偽等を識別するようになっている。高周波では材質による信号差は少ないが表面層の材質により減衰率が決まり、低周波では中間層の材質にも影響を受けるため、各周波数での減衰率を予め決められた判定基準と比較することにより、硬貨の識別を行うことができる。また、本例では、硬貨はサイドセンサ２０側に片寄せされて搬送されるようになっている。
【００２４】
図１及び図２を参照して説明すると、通路ガイド１０４ａの形状が硬貨が搬送ベルト１０３により上方へ押し気味に搬送され、片寄せされて搬送される構成となっている。このような構成において、識別手段は特開平９−２４５２１４号で示されるような信号処理及び検出を行う。本明細書では信号処理に関して言及する必要はないので、説明を省略する。
【００２５】
本発明では、硬貨検出センサ１０の通路１１を導電性セラミックス（導電性アルミナ、導電性ジルコニア）としているため、識別のために搬送される硬貨に静電気が帯電しない。このため、図６に示すセンタセンサ４０の出力である反射4KHｚ信号Ｒ４Ｓ（上の信号波形）、反射16KHｚ信号Ｒ１６Ｓ（中の信号波形）、反射250KHｚ信号Ｒ２５０Ｓ（下の信号波形）の検出信号のように、ノイズのない特性となった。本発明では、このように硬貨に帯電することなく、静電気によるノイズが発生しないため、ソフトウェアによる対策を講じることなく正確な識別が可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の耐摩耗材及び硬貨識別センサによれば、導電性で耐摩耗性の導電性セラミックスを設けているので静電気の発生を防止でき、従来必要であった静電気ノイズ除去用ソフトが不要となる。導電性セラミックスの電気抵抗率は金属と３桁違うため、渦電流の量も少なく、磁気信号への影響もほとんどない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の硬貨通路構成例を示す機構図である。
【図２】本発明に係る第２の硬貨通路構成例を示す機構図である。
【図３】本発明に係る硬貨識別センサの一例を示す一部断面斜視構造図である。
【図４】本発明に係る硬貨識別センサの断面構造図である。
【図５】硬貨検出センサの励磁及び検出信号の処理系を示すブロック図である。
【図６】本発明の硬貨検出センサの検出信号の一例を示す特性図である。
【図７】従来の硬貨通路部材を説明する図である。
【図８】従来の通路部材を使用した場合のノイズが重畳したセンサ出力波形
【符号の説明】
１１      通路
２０      サイドセンサ（透過型検出センサ）
３０      サイドセンサ（透過型検出センサ）
４０      センタセンサ（反射型センサ）
４１      ポットコア
４２      １次コイル
４３      ２次コイル
１００    硬貨
１０２    硬貨搬送通路
１０３    搬送ベルト
１０４ａ、ｂ    搬送通路規制ガイド
１０５    識別センサ領域
１０６ａ、ｂ    識別部通路規制ガイド
１１０    径センサ
１１１    材質・材厚センサ
１１１    材質・材厚センサ
１２０    硬貨識別センサ
【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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【図７】
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【図８】
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