(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知コイルから発生される磁界内に被検査コインを通過させ、前記検知コイルの電気的特性変化に基づき前記被検査コインの真贋性を判別するコイン検査装置であって、
前記検知コイルは、
複数の脚部を有するコアと、  前記コアの隣接する２つの脚部にそれぞれ設けられた第１のコイルおよび第２のコイルと、
前記２つの脚部により形成される磁極から発生される磁束が相互に反発し合うように前記第１のコイルおよび前記第２のコイルを励磁して双峰形磁界を発生させる磁界発生手段と
を具備するコイン検査装置。
【請求項２】
検知コイルから発生される磁界内に被検査コインを通過させ、前記検知コイルの電気的特性変化に基づき前記被検査コインの真贋性を判別するコイン検査装置であって、
前記検知コイルは、
前記被検査コインの通路に沿って配設された第１の検知コイルと、
前記通路をはさんで前記第１の検知コイルに対向して配設された第２の検知コイルと
を具備し、
前記第１の検知コイルおよび前記第２の検知コイルは、
複数の脚部を有するコアと、
前記コアの隣接する２つの脚部にそれぞれ設けられた第１のコイルおよび第２のコイルと、
前記２つの脚部により形成される磁極から発生される磁束が相互に反発し合うように前記第１のコイルおよび前記第２のコイルを励磁して双峰形磁界を発生させる磁界発生手段と
を具備するコイン検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明はコインの真贋性を検査するコイン検査装置に関し、特に自動販売機、ゲーム機器等に使用されるコインの検査に好適なコイン検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動販売機、ゲーム機器等に使用されるコイン検査装置は、誘導コイルを用いた電子式コイン検査装置が主流である。
【０００３】
この種のコイン検査装置は、一般的にコインの自由落下を利用するもので、コイン投入口から投入されたコインを案内するコイン通路に複数組みの誘導コイルを配置し、この複数組みの誘導コイルをそれぞれ異なる周波数により励磁することで電磁場を形成し、コイン投入口から投入されたコインがこの電磁場内を通過することによる、該電磁場の変化を利用して該コインの真贋性を検査するように構成されている。
【０００４】
このコイン検査装置によるコインの検査は、周知の原理によるもので、上記電磁場の中をコインが通過するとき、この電磁場とコインとの相互作用により得られる電気的変化量（周波数変化、電圧変化、位相変化）を検出して該コインの真贋性を判別している。
【０００５】
従来、この種のコイン検査装置は、コインの特徴が周波数パラメータに依存することから、米国特許Ｎ０．３，８７０，１３７に開示されているように、複数の周波数を使うことでコインの材質、外径、厚さなどを検査する技術として利用されている。
【０００６】
また、近年になってコインの表面形状を検出する手法を採用するコイン検査装置も提案されており、その代表的技術として特開平１１−１６７６５５公報あるいは特開平１１−１７５７９３号公報に開示されたものがある。
【０００７】
そして、これら従来のコイン検査装置の誘導コイルはポット形のコアやＥ形のコアが用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、国際化に伴って諸外国のコインが容易に持ち込まれ、それらのコインが自動販売機等に誤って投入されたり、或いは不正を試みる者による詐欺行為などのために投入されるケースが増えている。
【０００９】
それら諸外国のコインの中には材質、外径、厚さなどが本物のコインに近似するものがあったり、あるいは諸外国のコインを変造するなどして本物コインに似せたものが多量に出回っている。
【００１０】
このような諸外国のコイン若しくは諸外国のコインを変造したコインは本物のコインとコイン表面のデザイン(凹凸模様)が異なったり、あるいはコイン縁部(フランジ)の形状が異なるものの、材質、外径、厚さが殆ど一致しているものがあるため、従来のコイン検査装置においては、これらのコインを本物と誤って受け入れてしまうことがあり、この場合、自動販売機等の管理者に不測の損害を与えることになる。
【００１１】
そこで、コイン表面の凹凸模様や縁部(フランジ)の形状を精度良く検出する技術が望まれている。
【００１２】
図１８は、従来のコイン検査装置で用いられる誘導コイルの特性図である。
【００１３】
従来のコイン検査装置では、図１８に示すようなＥ形コア１８０の中央の脚部１８１にコイル１８２を巻回したものが使われている。
【００１４】
この誘導コイルの各磁極における磁界発生分布をみると、図１８に示すように、中央部の磁極で最大の強さを示すものの、両端の磁極では約数分の一に減少し、コインに作用する磁界は単峰形磁界となる。
【００１５】
このような単峰形磁界を採用した場合は、コインに作用する磁束を絞り込むことができないため、コイン表面の広い域に磁界が作用して検知が緩慢になりコイン表面の僅かな形状的特徴を検出することが困難であった。
【００１６】
また、コイン表面の僅かな形状的特徴を検出するために、この種のコイン検査装置に、画像検出素子(ＣＣＤ)を用いた光学的な手法を採用する試みもあるが、このような光学的な手法は、埃などが付着してコインの真偽判定を損ねる問題があり、装置が大きくなるばかりか複雑となり、その結果、装置全体が高価となる問題があった。
【００１７】
そこで、この発明は、簡単な一組のコイル構成でコイン縁部の形状と表面の凹凸模様とを精度良く検査することができしかも安価な構成のコイン検査方法および装置を提供することを目的とする。
【００１８】
ところで、近年、国際化に伴って諸外国のコインが容易に持ち込まれ、それらのコインが自動販売機等に誤って投入されたり、或いは不正を試みる者による詐欺行為などのために投入されるケースが増えている。
【００１９】
それら諸外国のコインの中には材質、外径、厚さなどが本物のコインに近似するものがあったり、あるいは諸外国のコインを変造するなどして本物コインに似せたものが多量に出回っている。
【００２０】
このような諸外国のコイン若しくは諸外国のコインを変造したコインは本物のコインとコイン表面のデザイン(凹凸模様)が異なったり、あるいはコイン縁部(フランジ)の形状が異なるものの、材質、外径、厚さが殆ど一致しているものがあるため、従来のコイン検査装置においては、これらのコインを本物と誤って受け入れてしまうことがあり、この場合、自動販売機等の管理者に不測の損害を与えることになる。
【００２１】
そこで、コイン表面の凹凸模様や縁部(フランジ)の形状を精度良く検出する技術が望まれている。
【００２２】
図１８は、従来のコイン検査装置で用いられる誘導コイルの特性図である。
【００２３】
従来のコイン検査装置では、図１８に示すようなＥ形コア１８０の中央の脚部１８１にコイル１８２を巻回したものが使われている。
【００２４】
この誘導コイルの各磁極における磁界発生分布をみると、図１８に示すように、中央部の磁極で最大の強さを示すものの、両端の磁極では約数分の一に減少し、コインに作用する磁界は単峰形磁界となる。
【００２５】
このような単峰形磁界を採用した場合は、コインに作用する磁束を絞り込むことができないため、コイン表面の広い域に磁界が作用して検知が緩慢になりコイン表面の僅かな形状的特徴を検出することが困難であった。
【００２６】
また、コイン表面の僅かな形状的特徴を検出するために、この種のコイン検査装置に、画像検出素子(ＣＣＤ)を用いた光学的な手法を採用する試みもあるが、このような光学的な手法は、埃などが付着してコインの真偽判定を損ねる問題があり、装置が大きくなるばかりか複雑となり、その結果、装置全体が高価となる問題があった。
【００２７】
そこで、この発明は、簡単な一組のコイル構成でコイン縁部の形状と表面の凹凸模様とを精度良く検査することができしかも安価な構成のコイン検査装置を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、検知コイルから発生される磁界内に被検査コインを通過させ、前記検知コイルの電気的特性変化に基づき前記被検査コインの真贋性を判別するコイン検査装置であって、前記検知コイルは、複数の脚部を有するコアと、前記コアの隣接する２つの脚部にそれぞれ設けられた第１のコイルおよび第２のコイルと、前記２つの脚部により形成される磁極から発生される磁束が相互に反発し合うように前記第１のコイルおよび前記第２のコイルを励磁して双峰形磁界を発生させる磁界発生手段とを具備する。
【００３４】
また、この発明は、検知コイルから発生される磁界内に被検査コインを通過させ、前記検知コイルの電気的特性変化に基づき前記被検査コインの真贋性を判別するコイン検査装置であって、前記検知コイルは、前記被検査コインの通路に沿って配設された第１の検知コイルと、前記通路をはさんで前記第１の検知コイルに対向して配設された第２の検知コイルとを具備し、前記第１の検知コイルおよび前記第２の検知コイルは、複数の脚部を有するコアと、前記コアの隣接する２つの脚部にそれぞれ設けられた第１のコイルおよび第２のコイルと、前記２つの脚部により形成される磁極から発生される磁束が相互に反発し合うように前記第１のコイルおよび前記第２のコイルを励磁して双峰形磁界を発生させる磁界発生手段とを具備する。
【００４６】
この発明においては、上述した構成により検知コイルを発振回路により自己励磁することで、検知コイルの隣接する２つの磁極間に磁束が互いに反発し合うようにして双峰形磁界を発生する。この双峰形磁界はそれぞれビーム状に収束してコインの縁部(フランジ)あるいはコインの表面部に電磁誘導作用する。
【００４７】
コインの縁部(フランジ)が上記２つの磁極間を通過するときに起こる電磁誘導作用によって、コインの縁部(フランジ)近傍に渦電流が発生し、その渦電流は検知コイルから発せられた元の磁界を妨げようとする反抗磁界を発生しこれにより検知コイルの電気的特性（インピーダンス）が変化する。このインピーダンス変化はコインの縁部(フランジ)の形状に特徴付けられて変化する。
【００４８】
一方、コイン表面の模様が上記２つの磁極間を通過するときに起こる電磁誘導作用によって、コインの表面部近傍に渦電流が発生し、上記と同様にしてその渦電流は検知コイルから発せられた元の磁界を妨げようとする反抗磁界を発生しこれにより検知コイルのインピーダンスが変化する。このインピーダンス変化はコイン表面の模様の凹凸に特徴付けられて変化する。
【００４９】
このようにビーム状に収束する双峰形磁界は、コイン縁部(フランジ)およびコイン表面の峡域に作用させることができるので検出のための分解能を向上させることができ、これによりコインの検査を高精度に行うことができる。また、この一組の検知コイルからコインの複数の検出要素を得ることができる。
【００５０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係わるコイン検査装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００５１】
図１は、この発明に係わるコイン検査装置で採用される検知コイルを示す図である。
【００５２】
また、図２は、図１に示した検知コイルの詳細説明図である。
【００５３】
図１において、図１（ａ）は、この発明に係わるコイン検査方法および装置で採用される検知コイル１の正面図を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す検知コイル１を配置したコイン通路５の断面図を示し、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す検知コイル１のＡ部矢視図である。
【００５４】
図１において、検知コイル１は、第１の検知コイル１ａと第２の検知コイル１ｂで構成され、第１の検知コイル１ａはコイン通路５の一側部の通路壁４ａに配設され、第２の検知コイル１ｂは通路５を挟んで第１の検知コイル１ａに電磁的に結合するように配設される。
【００５５】
また、検知コイル１はそのコイルの長手方向がコイン通路５の底面を構成するレール２と略平行になり、かつ、コイン３の中心と検知コイル１の幅のセンタが略一致するように配置される。
【００５６】
コイン通路５は、コイン３を案内して落下させる所定角度で傾斜し、底部に配置されたレール２と、一対の通路壁４ａ、４ｂで構成され、通路壁４ａ、４ｂは、図１（ｂ）に示すように、コイン３が一方の通路壁４ｂ側に傾いて落下するように、コイン落下方向に垂直でかつ鉛直方向に対し傾いて配設されている。
【００５７】
また、コイン３を載せて案内するレール２の表面も通過するコイン３が通路壁４ｂ側に傾くように、通路壁４ａ、４ｂの傾斜方向に傾く構成となっている。
【００５８】
さて、この検知コイル１は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、フェライトなどの高透磁率の磁性材料からなり、複数の脚部が所定間隔でほぼ直線上に配置された櫛形コア８と、その櫛形コア８の隣接する２つの中脚部６ｂおよび６ｃのそれぞれにコイル７ａおよびコイル７ｂを巻回して構成される。
【００５９】
また、この検知コイル１の第１の検知コイル１ａは、後に詳述するように、第１の検知コイル１ａ内の隣接する２つの中脚部６ｂおよび６ｃにより形成される磁極から発生される磁束が相互に反発し合うようにして接続されている。
【００６０】
同様に、第２の検知コイル１ｂは、２つの中脚部６ｂ’、６ｃ’により形成される磁極から発生される磁束が相互に反発し合うようにして接続されている。
【００６１】
さらに、第１の検知コイル１ａおよび第２の検知コイル１ｂは、相互インダクタンスが負になるように直列逆相接続されている。
【００６２】
図３は、図１に示した検知コイル１を用いて構成したこの発明に係わるコイン検査装置の制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【００６３】
図３において、図１に示した検知コイル１を構成する第１の検知コイル１ａは、コイル７ａ、７ｂから構成されており、このコイル７ａ、７ｂは、図１に示した隣接する２つの中脚部６ｂ、６ｃにより形成される磁極から発生される磁束が相互に反発し合うようにして接続されており、同様に、第２の検知コイル１ｂは、コイル７ａ’、７ｂ’から構成されており、このコイル７ａ’、７ｂ’は、隣接する２つの中脚部６ｂ’、６ｃ’により形成される磁極から発生される磁束が相互に反発し合うようにして接続されている。
【００６４】
第１の検知コイル１ａおよび第２の検知コイル１ｂは、並列にキャパシタＣ１およびキャパシタＣ２が接続され、第１の検知コイル１ａおよび第２の検知コイル１ｂとキャパシタＣ１およびキャパシタＣ２により共振素子１０を構成している。
【００６５】
また、共振素子１０は帰還回路１１と共に自励式の発振回路１２を構成し、この発振回路１２は共振素子１０の共振周波数に基づく周波数で発振し、検知コイル１の両端には正弦波電圧が発生し、検知コイル１を励磁駆動する。
【００６６】
これにより検知コイル１は、その周辺に電磁界を発生せしめ、第１の検知コイル１ａおよび第２の検知コイル１ｂは電磁的に結合するようにして電磁場を構成する。
【００６７】
また、発振回路１２は、検知コイル１の両端に発生する正弦波電圧を検波回路１３に出力する。検波回路１３は発振回路１２から出力される正弦波電圧を入力して検波し、その正弦波電圧に対応する直流電圧を生成して検査装置１４へ出力する。
【００６８】
検査装置１４はその内部に有するＡＤ変換手段１５へ上記直流電圧信号を入力し対応するデジタル信号に変換し、検査装置１４の内部に有する比較判定手段１６へ出力する。比較判定手段１６はデジタル電圧信号と基準値１７とを比較し、コイン３が所定の特徴を備えているか否かを判定して判定の結果を出力端子１８へ出力する。
【００６９】
この比較判定手段１６の出力は後述する振り分けソレノイドや図示しないコインカウンター等を駆動するために使用される。
【００７０】
ここで、コイン３が検知コイル１の電磁場内を通過するときの電磁作用について詳述する。
【００７１】
図４は、図１に示した検知コイル１の特性を示す特性図である。
【００７２】
図４に示す特性図は、コアの磁極面から略１ｍｍ離れた位置に磁束計を置いて磁極の配列方向に磁束計を移動させて磁界の強さを測定したものである。また、図４に示す特性図は、上述した第１の検知コイル１ａを用いて所定の電圧と所定の周波数により励磁駆動して測定を行ったものである。
【００７３】
図４において、検知コイル１の櫛形コア８の脚部の磁極６０ａ乃至６０ｄにおける磁界の強さを見ると、磁極６０ｂおよび磁極６０ｃのそれぞれの磁極近傍においてその強さが最大となる双峰形の特性を示す。
【００７４】
検知コイル１がこのような特性を示すのは、隣接する二つの磁極から発生される磁束が相互に反発し合うようにして働くため、磁極６０ｂと磁極６０ｃの間のセンタ付近で磁界の強さが急峻に減少する谷間を発生させる。これにより、この双峰形磁界はビーム状に収束した磁界をコイン表面に作用させるものとなる。
【００７５】
次に、コインとコイルとの電磁作用について詳述すると、コイン３が検知コイル１の電磁場に作用すると、周知の原理によりコイン３の表面近傍に渦電流が発生する。
【００７６】
このコイン３の表面近傍に発生した渦電流は、それ自体から生じる磁界によって検知コイル１から発せられる元の磁界を妨げるように作用する。
【００７７】
この働きによって検知コイル１のインビーダンスが変化し、検知コイル１両端の正弦波電圧が減衰する。
【００７８】
このようにして起る正弦波電圧の変化はコインの有する特徴に反応して現われるので、その正弦波電圧の変化を検出し検査することによってコイン３の特徴を検査することができる。
【００７９】
また、コイン３の表面近傍に発生する渦電流はその作用周波数が高くなるのに伴って発生する表皮効果によりコイン外周部付近で顕著な反抗磁界を発生する。
【００８０】
さらに、検知コイル１から発せられる双峰形のビーム状磁界をコイン３の表面に作用させることで、その磁界がコイン３の微少域で双峰形の反抗磁界を発生させ、コイン表面の僅かな形状的特徴変化を伴って検知コイル１に相互作用するので、その変化を検出することでコイン縁部(フランジ)の形状やコイン表面模様の凹凸を精度よく検査することができる。
【００８１】
図５は、図３に示したコイン検査装置の詳細構成を示す回路図である。
【００８２】
図５において、図３のブロック図を対応させて回路構成を詳述すると、図３に示した帰還回路１１を含む発振回路１２は、第１検知のコイル１ａおよび第２の検知コイル１ｂから構成される検知コイル１およびキャパシタＣ１、キャパシタＣ２からなる共振素子１０と、増幅器Ａ１、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２により構成される帰還増幅回路と、トランジスタＴｒ1、バイアス抵抗Ｒ３、Ｒ５およびエミッタ抵抗Ｒ４とにより構成される。
【００８３】
また、図３に示した検波回路１３は、発振回路１２の出力に接続されたカップリング用キャパシタＣ３に接続されたダイオードＤ１およびダイオードＤ２による整流回路と、抵抗Ｒ６とキャパシタＣ４とによる積分回路とにより構成される。
【００８４】
また、図３に示した検査装置１４のＡＤ変換手段１５、比較判定手段１６および基準値１７は、ＭＰＵ(マイクロプロセッサ・ユニット)２０を用いて構成される。
【００８５】
発振回路１２は、所定の周波数により検知コイル１を励磁駆動するが、その周波数は、電磁界がコインに浸透しない周波数が望ましく、７０Ｋ（Ｈｚ）以上の周波数が望ましい。この実施の形態においてはその周波数を１２０Ｋ（Ｈｚ）にして行った。
【００８６】
発振回路１２の第１の検知コイル１ａおよび第２の検知コイル１ｂから構成される検知コイル１はその近傍にコイン３が位置すると、コイン３の内部に渦電流が発生し、その渦電流により起こる反抗磁界作用により検知コイル１の発する磁束が妨げられて検知コイル１のインピーダンスが変化し、係るところ正弦波電圧の振幅、周波数等が変化する。
【００８７】
さて、この実施の形態では振幅の変化を検出するよう構成している。発振回路１２は検知コイル１に発生する正弦波電圧を検波回路１３に出力する。検波回路１３は発振回路１２から正弦波電圧を入力してこの正弦波電圧に対応する直流電圧を検査装置１４へ出力する。
【００８８】
また、検波回路１３の出力はＭＰＵ２０内のＡＤ変換手段１５に入力される。ＡＤ変換手段１５はこの入力された直流電圧をサンプリングし、メモリ手段２１に一時記憶する。
【００８９】
比較判定手段１６は、メモリ手段２１に一時記憶された値と、メモリ手段２１に予め記憶保持されている受納可能金種の基準値とを比較しその結果を出力端子１８へ出力する。
【００９０】
図６は、この実施の形態のコイン検査装置の試験に用いた試験用ゲージの形状図である。
【００９１】
図６において、この試験用ゲージはこの実施の形態のコイン検査装置の検出コイル1の性能の評価を行うものとして、コイン縁部(フランジ)の検出性能を検証するために用いたもである。
【００９２】
試験用ゲージは、外径寸法Ｄを２６．５ｍｍ、表面／裏面の凹部寸法ｄをそれぞれ０．３ｍｍおよび厚さＴを１．８ｍｍ一定にし、フランジ部の寸法ｐを０．１ｍｍ乃至０．９ｍｍの範囲で０．２ｍｍステップ毎に５種類について準備したものである。
【００９３】
図７は、図６に示した試験用ゲージにより試験を行った結果のこの実施の形態のコイン検査装置の特性図である。
【００９４】
図７に示す特性図は、図５に示す制御回路を用いて試験用ゲージを検知コイル１の電磁場に通過させ、そのときの検波回路手段１３の出力（検査信号）をオシロスコープで測定したものである。
【００９５】
図７（ａ）の波形４０はフランジ部の寸法ｐが０．１ｍｍにおける波形で、図７（ｂ）の波形４１はフランジ部の寸法ｐが０．３ｍｍ、図７（ｃ）の波形４２はフランジ部の寸法ｐが０．５ｍｍ、図７（ｄ）の波形４３はフランジ部の寸法ｐが０．７ｍｍ、図７（ｅ）の波形４４はフランジ部の寸法ｐが０．９ｍｍにおける波形をそれぞれ示す。
【００９６】
上記波形４０〜４４の中から特に図７（ｅ）の波形４４に着目して述べると、その波形の変化は試験用ゲージが検知コイル１の電磁場内を通過するにしたがって減衰しはじめ、やがて極大値(最大減衰値)を示した後、再び上昇して待機値に戻る。
【００９７】
この波形４４から解ることは、波形が下降しはじめてから極大値に至る間の下降波形に第１の変極点４５および第２の変極点４６の２箇所の変極点が現われていることである。
【００９８】
一方、上記波形４４が極大値に至った後の波形が上昇しはじめてから待機に戻る間の上昇波形においても第３の変極点４７および第４の変極点４８の２箇所に変極点が現われている。
【００９９】
ここで、第１の変極点４５は試験用ゲージの最初のフランジ部が検知コイル１の磁極６０ａおよび磁極６０ｂの間を通過するときに現われ、第２の変極点４６はこのフランジ部が磁極６０ｂおよび磁極６０ｃの間を通過するときに現われる。
【０１００】
一方、第３の変極点４７は試験用ゲージの後ろのフランジ部が検知コイル１の磁極６０ｂおよび磁極６０ｃ（図４参照）の間を通過するときに現われ、第４の変極点４８はこのフランジ部が磁極６０ｃおよび磁極６０ｄ（図４参照）の間を通過するときに現われる。
【０１０１】
図７（ａ）から図７（ｅ）に示す波形４０乃至波形４４の各変極点において、試験用ゲージのフランジ部の寸法変化に対応して変極点の特性変化を見ると、フランジ部の寸法が０．１ｍｍの試験用ゲージにおける図７（ａ）の波形４０では各変極点の変化が比較的なだらかであるのに対し、フランジ部の寸法が増加するのにしたがってそれの変化の屈曲が急峻になっていくことが分かり、特に第２の変極点４６および第３の変極点４７における変化は顕著である。
【０１０２】
よって、第２の変極点４６あるいは第３の変極点４７における変化の度合い(例えば、第２の変極点４６における最初の屈曲から次の屈曲までの間の傾きの大きさやその方向)を検出しコインの識別に用いることでコインの有する縁部(フランジ)の特徴を精度よく検査することができる。
【０１０３】
図８は、代表コインにより試験を行った結果のこの実施の形態のコイン検査装置の特性図である。
【０１０４】
図８において、図８（ａ）の波形５０は日本国の１００円硬貨における特性図で、図８（ｂ）の波形５１は１００円硬貨に材質、外形、厚さ、重さ等が極近似している被疑貨における特性図である。
【０１０５】
図８（ａ）の波形５０と図８（ｂ）の波形５１とを比較して見ると波形５０における第２の変極点の屈曲が急峻であるのに対し、波形５１のそれはなだらかな特性を示しておりその差は明らかである。
【０１０６】
また、波形５０の波形は、その極大値(最大減衰値)付近に凹凸が見られるのに対し、波形５１のそれは平坦な特性を示しておりその差も明らかである。ここで、波形５０の極大値付近に見られる凹凸波形は１００円硬貨表面に刻印されている模様の凹凸を検知したものである。
【０１０７】
この図８に示す特性図が示すように、コイン縁部(フランジ)の形状やコイン表面部の模様の違いを検出することで、材質、外形、厚さ、重さ等が極近似している被疑貨を精度よく検査することができる。
【０１０８】
図９は、この実施の形態のコイン検査装置によるコイン検査手法の詳細を説明する図である。
【０１０９】
図９において、実線は日本国の５００円硬貨(以下“正貨”という)によるコイン波形で、点線は５００円硬貨に対し材質、外形、厚さが極近似するハンガリ国の５０フォリント貨(以下“偽貨”という)によるコイン波形である。
【０１１０】
このコイン波形からコイン縁部の特徴を検出するには、上述したようにコイン縁部の特徴が第２の変極点４６および第３の変極点４７に顕著に現われることから、この両変極点の信号の変化量を抽出する。
【０１１１】
具体的には、投入貨が正貨である場合、第２の変極点４６における波形の変化は、その波形が下降して最初に迎える屈曲点(以下“第１の屈曲点”という)から次に迎える屈曲点(以下“第２の屈曲点”という)までの変化が略平坦な特性を示すことから第１の屈曲点における電圧変化量と第２の屈曲点における電圧変化量の電圧差ΔＶ１は僅かである。
【０１１２】
同様にして、第３の変極点４７における第３の屈曲点の電圧変化量および第４の屈曲点の電圧変化量の電圧差ΔＶ２を求める。
【０１１３】
また、上述のようにコインの識別には判定のための基準値が必要となることから、この基準値を得る方法として、この実施の形態のコイン検査装置を用いて所定金種の流通コインＮ枚を使って測定し、上記電圧差ΔＶ１およびΔＶ２のそれぞれのデータについて統計処理することでそのコインのバラツキを含んだ基準値を得る。
【０１１４】
一方、偽貨における第１の屈曲点における電圧変化量Ｖ２と第２の屈曲点における電圧変化量Ｖ３の電圧差ΔＶ１は正貨のそれに対し大きな値を示す。
【０１１５】
これにより、正貨における電圧差の基準値と偽貨における電圧差を比較することで真偽判定を行うことができる。
【０１１６】
尚、上記の計算で絶対電圧レベルを使ってその差を求めようとすると装置が温度などの環境条件で変化してしまうので、上記電圧変化量を待機電圧Ｖ1で正規化する方法が周知である。例えば正貨の第２の変極点４６における電圧変化量Ｖ４を待機電圧Ｖ1で除して比率を求めるなどして正規化すれば温度変化などにより起る問題を回避することができる。
【０１１７】
次に、コイン表面の模様を検出する具体的な方法について述べる。
【０１１８】
上述のように図９のａ区間における波形は、コイン表面の凹凸模様の特徴を現すものである。また、この波形は正貨のものと偽貨のものとでは異なる波形を示すことからその差異を検出することで真偽判定を行うことができる。
【０１１９】
例えば、最大変化領域ａ区間におけるサンプリングデータについて周知の計算式を用いて相関係数を求め、その値が基準値の範囲内であるか否かを判定することができる。あるいは、ａ区間におけるサンプリングデータの平均値を用いることで同様の判定を行うことができる。また、ここで周波数変化を用いてもよい。
【０１２０】
図１０は、この発明に係わるコイン検査装置を用いて構成した自動販売機等のコイン処理装置を示す図である。
【０１２１】
図１０において、このコイン処理装置３０は、コイン投入口３１から投入されたコイン３を自然落下によって、コイン投入口３１の下方に設けたレール２へ落下させる。
【０１２２】
レール２へ落下したコイン３は、コイン通路５（図１参照）を通ってコイン投入口３１から遠ざかる方向の下流に転動しながら落下する。コイン３はコイン通路５内を移動する間、外径検知コイル３２、材質検知コイル３３およびこの発明に係わる検知コイル１を通過する。
【０１２３】
このコイン処理装置３０は、コイン３が上記各検知コイルを通過する間にコイン３の真贋性および金種を検査する。この検査の結果、投入されたコイン３が真正であると判定したときは、出力端子１８へ出力される信号に基づき振り分けソレノイド３５を駆動してゲート３４を作動させ、コイン３を図示しない正貨通路へ導く。
【０１２４】
しかし、検査の結果コイン３が偽貨と判定されたときは、ゲート３４を作動せずにコイン３を図示しない偽貨通路へ導き、図示しない排出口より排出する。
【０１２５】
ここではコイン３が正貨であると仮定すると、正貨通路へ導かれたコイン３は自由落下を続け、やがてレール３６へ落下する。レール３６へ落下したコイン３は図示しない周知の振り分け手段により金種毎に振り分けられ各金種毎に設けられた排出口Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの対応する排出口より排出される。
【０１２６】
ここで、外径検知コイル３２および材質検知コイル３３による検査手法としては周知の技術を用いることができる。
【０１２７】
図１１は、この発明に係わるコイン検査装置の動作を説明するフローチャートである。
【０１２８】
図１１において、このコイン検査装置の電源が投入されると、ステップ１００でＭＰＵ２０内の入出力などの初期設定を行う。
【０１２９】
ステップ１００を実行後、ステップ１０１の判断処理で検知コイル３２、３３からの信号を用いて装置内にコインが投入されたか否かを判断する処理を実行する。ステップ１０１の判断処理でコインが投入されたと判断すると、プログラムはステップ１０２のＡＤ変換処理へと進む。しかし、ステップ１０１の判断処理でコインが投入されていないと判断するとコインの到来を待つようにして待機処理をループする。ここでは、ステップ１０１の判断処理でコインが投入されたものと仮定してステップ１０２のＡＤ変換処理へ進むものとする。
【０１３０】
ステップ１０２のＡＤ変換処理は、コインが検知コイル内に到来するとその信号を受けて各検知コイル毎にサンプリングを開始する。サンプリング結果は、ＭＰＵ２０内のＲＡＭなどのメモリ手段２１に一時記憶保持してステップ１０３の演算処理へ進む。
【０１３１】
ステップ１０３の演算処理は、メモリ手段２１に一時記憶保持された値と予めメモリ手段２１に記憶されている受納可能コインの値とを使って演算処理を行って、ステップ１０５の真偽判定へ進む。
【０１３２】
ステップ１０５の真偽判定は、ステップ１０３の演算処理により求めた値と予め記憶させた受納可能コインの基準値とを比較し、その値が基準値内であるとき被検査コインを真のものであると判定し、ステップ１０６の正貨処理へと進む。しかし、その値が基準値外と判定したときは被検査コインを偽と判定し、ステップ１０４の偽貨処理を実行して待機ループへ戻る。
【０１３３】
ここでは、ステップ１０５の真偽判定処理で被検査コインが真のものであると判定されたものと仮定してステップ１０６の正貨処理を実行するものとする。ステップ１０６の正貨処理は、上記判定結果に基づき正貨信号、金種信号などを出力する処理を実行し待機ループへ戻る。
【０１３４】
ここで、プログラムは一連の処理を終了してステップ１０１へ戻り待機処理をループする。
【０１３５】
上述したようにこの実施の形態によれば、櫛型コア８の隣接する二つの中脚部６ｂ、６ｃのそれぞれに第１のコイル７ａおよび第２のコイル７ｂを巻回するとともに、この二つの磁極６０ｂ、６０ｃから発生される磁束が相互に反発し合うように第１のコイル７ａおよび第２のコイル７ｂを励磁して双峰形磁界を発生する検知コイル１を形成し、この検知コイル１から発生される双峰形磁界内に被検査コイン３を通過させ、この被検査コイン３の通過に際して検知コイル１に発生するインピーダンス変化に基づき被検査コイン３の真贋性を判別する。
【０１３６】
そして、このように構成することによりコイン縁部の形状とコイン表面の凹凸を検知する感度を大幅に向上させたることができる。
【０１３７】
なお、上記実施の形態においては、検知コイル１の櫛型コアにおける脚部間の形状をコの字形としたがＵの字形などこの発明による要旨を逸脱しない範囲において適宜他の形状のものを用いてもよい。
【０１３８】
例えば、図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すように、脚部２０１ａ〜２０１ｄの断面形状が円形形状の櫛形コア２００を用いて、この櫛形コア２００の隣接する中脚部２０１ｂ、２０１ｃに、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、それぞれコイル２０２ａ、２０２ｂを巻回して、検知コイルを構成してもよい。
【０１３９】
また、図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、外脚部２１１ａ、２１１ｄおよび中脚部２１１ｂ、２１１ｃの断面形状が長円形状の櫛形コア２１０を用いて、この櫛形コア２１０の隣接する中脚部２１１ｂ、２１１ｃに、図１５（ａ）および図１５（ｂ）に示すように、それぞれコイル２１２ａ、２１２ｂを巻回して、検知コイルを構成してもよい。
【０１４０】
また、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すように、中脚部２２１ｂおよび２２１ｃの断面形状を円形形状にするとともに、リング部２２１ａおよび２２１ｄをリング形状にしたコア２２０を用いて、このコア２２０の隣接する中脚部２２１ｂ、２２１ｃに、図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、それぞれコイル２２２ａ、２２２ｂを巻回して、検知コイルを構成してもよい。  また、検知コイル１を通路５を挟んで対向配置する構成としたが、例えば通路５の通路壁１ｂに検知コイル１を１個配置して構成してもよい。
【０１４１】
また、検知コイル1のコアの磁極数を４極としたが、例えば２極以上の磁極を用いて構成してもよい。
【０１４２】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、簡単な構成でコイン縁部(フランジ)の形状とコイン表面の凹凸模様が検出でき、多用なコインに対しその真贋性を検査する小型で高性能なコイン検査装置を安価に提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係わるコイン検査装置で採用される検知コイルの一例を示す図である。
【図２】  図１に示した検知コイルの詳細説明図である。
【図３】  図１に示した検知コイルを用いて構成したこの発明に係わるコイン検査装置の制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図４】  図１に示した検知コイルの特性を示す特性図である。
【図５】  図３に示したコイン検査装置の詳細構成を示す回路図である。
【図６】  この実施の形態のコイン検査装置の試験に用いた試験用ゲージの形状図である。
【図７】  図６に示した試験用ゲージにより試験を行った結果のこの実施の形態のコイン検査装置の特性図である。
【図８】  代表コインにより試験を行った結果のこの実施の形態のコイン検査装置の特性図である。
【図９】  この実施の形態のコイン検査装置によるコイン検査手法の詳細を説明する図である。
【図１０】  この発明に係わるコイン検査装置を用いて構成した自動販売機等のコイン処理装置を示す図である。
【図１１】  この発明に係わるコイン検査装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１２】  この発明に係わるコイン検査装置で採用される検知コイルのコアの他の例を示す図である。
【図１３】  図１２に示したコアを用いて構成した検知コイルを示す図である。
【図１４】  この発明に係わるコイン検査装置で採用される検知コイルのコアの更に他の例を示す図である。
【図１５】  図１４に示したコアを用いて構成した検知コイルを示す図である。
【図１６】  この発明に係わるコイン検査装置で採用される検知コイルのコアの更に他の例を示す図である。
【図１７】  図１６に示したコアを用いて構成した検知コイルを示す図である。
【図１８】  従来のコイン検査装置で用いられる誘導コイルの特性図である。
【符号の説明】
１    検知コイル
１ａ    第１の検知コイル
１ｂ    第２の検知コイル
２    レール
３    コイン
４ａ、４ｂ    通路壁
５    コイン通路
６ａ〜６ｄ    脚部
６ａ’〜６ｄ’    脚部
７ａ、７ｂ    コイル
７ａ’、７ｂ’    コイル
１０    共振素子
１１    帰還回路
１２    発振回路
１３    検波回路
１４    検査装置
１５    ＡＤ変換手段
１６    比較判定手段
１７    基準値
２０    ＭＰＵ(マイクロプロセッサ・ユニット)
２１    メモリ手段
３０    コイン処理装置
３１    コイン投入口
３２    外径検知コイル
３３    材質検知コイル
３４    ゲート
３５    振り分けソレノイド
２００    櫛形コア
２０１ａ〜２０１ｄ    脚部
２０２ａ、２０２ｂ    コイル
２１０    櫛形コア
２１１ａ、２１１ｄ    外脚部
２１１ｂ、２１１ｃ    中脚部
２１２ａ、２１２ｂ    コイル
２２０    櫛形コア
２２１ａ、２２１ｄ    外脚部
２２１ｂ、２２    中脚部
２２２ａ、２２２ｂ    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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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