JP6834419B2 - 硬貨識別装置 - Google Patents

Description

本発明は、硬貨の搬送方向に垂直な方向に対する硬貨の位置変動を許容しつつ、装置の小型化を図ることができる硬貨識別装置に関する。

従来、自動販売機や自動釣銭機などでは、硬貨が通過する硬貨通路の近傍に配置された磁気検知ユニットを備え、この磁気検知ユニットを用いて硬貨通路を通過する硬貨の識別を行う硬貨識別装置が設けられている。

例えば、磁気検知ユニットとしての材質センサ及び外径センサは、硬貨通路の近傍で、硬貨の通過方向に沿って順に配置される。材質センサは、硬貨通路を通過する硬貨の材質を検知するものである。また、外径センサは、硬貨通路を通過する硬貨の外径を検知するものである。このような磁気検知ユニットを備えた硬貨識別装置は、外径センサの幅を、通過可能性のある全ての硬貨の外径よりも十分に大きくすることにより、硬貨の周縁にゴミ等が付着することにより起因する外径センサと硬貨との相対的な位置関係の変化を許容し、硬貨の外径を精度良く検出するようにしている（特許文献１参照）。

特表２００１−５１３２３２号公報

ところで、上述した特許文献１に記載された硬貨識別装置は、硬貨の周縁にゴミ等が付着することにより起因する外径センサと硬貨との相対的な位置関係の変化を許容するために、外径センサの幅を通過可能性のある全ての硬貨よりも十分に大きくしているので、装置全体が大型化してしまう。さらに、外径センサと、材質センサのような他のセンサとの相互の磁気的干渉を低減させるセンサ配置を行う必要があることからも装置全体が大型化してしまう。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、硬貨の搬送方向に垂直な方向に対する硬貨の位置変動を許容しつつ、装置の小型化を図ることができる硬貨識別装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる硬貨識別装置は、投入された硬貨の金種を識別する硬貨識別装置であって、硬貨の搬送方向が長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回され、該コイルの最大径が硬貨の最大径よりも小さく、前記搬送方向に沿った硬貨の通過に伴う磁気変化量を連続的に検出する第１の磁気センサと、前記長軸方向に配置され、前記第１の磁気センサが所定径以下の小径硬貨の通過を検出しているときに前記小径硬貨の円弧の通過を検出する位置に配置された第２の磁気センサと、前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサが所定径以下の小径硬貨の通過を検出しているときに、前記小径硬貨の円弧の通過を検出せず、所定径を超える大径硬貨の円弧の通過を検出する位置に配置された第３の磁気センサと、を備え、前記第１の磁気センサが前記硬貨を検出し、前記第２の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出し、かつ、前記第３の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出しないときの前記第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに前記小径硬貨の外径を識別し、前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサが前記硬貨を検出し、かつ、前記第３の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出したときの前記第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに前記大径硬貨の外径を識別することを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記第２の磁気センサは、前記第１の磁気センサの長軸方向中央で前記小径硬貨の円弧を検出したときに前記小径硬貨の搬送方向に対して反対側の円弧を検出する位置に配置され、前記第３の磁気センサは、前記長軸方向に配置され、前記第１の磁気センサの長軸方向中央で前記大径硬貨の円弧を検出したときに前記大径硬貨の搬送方向に対して反対側の円弧を検出する位置に配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記硬貨は、外周リング部分と該外周リング部分の中空領域に嵌め込まれた円板状のコア部分とを有するバイカラー硬貨を含み、前記第１の磁気センサの長軸方向長さは、前記バイカラー硬貨のコア部分の直径に対応した長さであり、前記第２の磁気センサと前記第３の磁気センサとの間の搬送方向距離は、前記バイカラー硬貨の外周リング部分の幅に対応した距離であることを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記第２の磁気センサまたは前記第３の磁気センサを通過する硬貨の磁気変化量をもとに前記外周リング部分と前記コア部分との材質の違いを検出して前記バイカラー硬貨を識別することを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記第２の磁気センサまたは前記第３の磁気センサを通過する硬貨の磁気検出波形の変化をもとに前記バイカラー硬貨を識別することを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記第２の磁気センサ及び前記第３の磁気センサは、前記硬貨の搬送方向に直交する方向が長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回されていることを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記第２の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出したときの前記第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに前記小径硬貨の外径を識別し、前記第３の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出したときの前記第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに前記大径硬貨の外径を識別することを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記硬貨は、表層と中層とが異なる材質で形成されたクラッド硬貨を含み、前記第２の磁気センサまたは前記第３の磁気センサの一方は、前記クラッド硬貨の中層の材質を検出する低周波励磁センサであり、他方は、前記クラッド硬貨の表層の材質を検出する高周波励磁センサであり、前記低周波励磁センサ及び前記高周波励磁センサの検出結果をもとに前記クラッド硬貨を識別することを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記第１の磁気センサの長軸、前記第２の磁気センサ及び前記第３の磁気センサの中心は、前記硬貨の搬送方向に沿った一軸上に配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、搬送される各硬貨の中心が前記一軸上を通るように搬送する中心位置決め搬送機構を備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記第１の磁気センサと前記第２の磁気センサとの間に、硬貨表面の凹凸を検出する第４の磁気センサを備えたことを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記第２の磁気センサは、前記小径硬貨の円弧を検出したときに前記第１の磁気センサが前記小径硬貨の搬送方向に対して反対側の円弧を検出する位置に配置され、前記第３の磁気センサは、前記大径硬貨の円弧を検出したときに前記第１の磁気センサが前記大径硬貨を検出する位置に配置されることを特徴とする。

また、本発明にかかる硬貨識別装置は、上記の発明において、前記硬貨は、外周リング部分と該外周リング部分の中空領域に嵌め込まれた円板状のコア部分とを有するバイカラー硬貨を含み、前記第３の磁気センサのコイル径は、大径の前記バイカラー硬貨の外周リング部分の幅以下であり、前記第１の磁気センサまたは前記第２の磁気センサが検出した磁気変化量と前記第３の磁気センサが検出した磁気変化量とをもとに、前記外周リング部分と前記コア部分との材質の違いを検出して前記バイカラー硬貨を識別することを特徴とする。

本発明によれば、硬貨の搬送方向が長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回され、該コイルの最大径が硬貨の最大径よりも小さく、前記搬送方向に沿った硬貨の通過に伴う磁気変化量を連続的に検出する第１の磁気センサと、前記長軸方向に配置され、前記第１の磁気センサが所定径以下の小径硬貨の通過を検出しているときに前記小径硬貨の円弧の通過を検出する位置に配置された第２の磁気センサと、前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサが所定径以下の小径硬貨の通過を検出しているときに、前記小径硬貨の円弧の通過を検出せず、所定径を超える大径硬貨の円弧の通過を検出する位置に配置された第３の磁気センサと、を備え、第２の磁気センサ及び第３の磁気センサによる硬貨の円弧の通過を起点として第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに小径硬貨及び大径硬貨の識別を行うようにしているので、硬貨の搬送方向に垂直な方向に対する硬貨の位置変動を許容しつつ、装置の小型化を図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態１である硬貨識別装置の概要構成を斜めからみた模式図である。 図２は、硬貨位置決め部材による硬貨位置決めを説明する説明図である。 図３は、硬貨識別ユニットの構成を示す図である。 図４は、第１の磁気センサの構成を示す図である。 図５は、第４の磁気センサの構成を示す図である。 図６は、本実施の形態１における第１〜第４の磁気センサと小径硬貨及び大径硬貨との相対位置関係を示す図である。 図７は、バイカラー硬貨の構成を示す図である。 図８は、クラッド硬貨の構成を示す図である。 図９は、小径硬貨としての１円硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。 図１０は、大径硬貨としての５００円硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。 図１１は、５００円類似硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。 図１２は、大径バイカラー硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。 図１３は、識別制御部による識別制御処理手順を示すフローチャートである。 図１４は、リング判別値、高周波コア判別値、低周波コア判別値のもとになるデータ取得位置を示す図である。 図１５は、５００円硬貨、記念５００円硬貨（Ａ）、記念５００円硬貨（Ｂ）に対する高周波励磁の第２の磁気センサのＯＦＦ時の立上がり変化を示す図である。 図１６は、５００円硬貨、記念５００円硬貨（Ａ）、記念５００円硬貨（Ｂ）に対する低周波励磁の第３の磁気センサのＯＦＦ時の立上がり変化を示す図である。 図１７は、本発明の実施の形態２である硬貨識別ユニットの構成を示す模式図である。 図１８は、図１７に示した硬貨識別ユニットのＤ矢視図である。 図１９は、本実施の形態２における第１〜第４の磁気センサと小径硬貨及び大径硬貨との相対位置関係を示す図である。 図２０は、小径硬貨としての１円硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。 図２１は、大径硬貨としての５００円硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。 図２２は、大径バイカラー硬貨としての記念５００円硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照してこの発明を実施するための形態について説明する。

（実施の形態１）
［硬貨識別装置の全体構成］
図１は、本発明の実施の形態１である硬貨識別装置１の概要構成を斜めからみた模式図である。なお、ここで例示する硬貨識別装置１は自動釣銭機に適用されるものである。図１に示すように、硬貨識別装置１は、投入された硬貨Ｃを一時保留して繰り出すホッパー２、ホッパー２で繰出された硬貨を搬送路６上の搬送方向Ａに搬送する搬送ベルト４、搬送ベルト４によって搬送された硬貨の金種を識別する硬貨識別ユニット１０を有する。

搬送路６の硬貨識別ユニット１０下流側には順次、正貨搬出口７、硬貨払戻口８が設けられる。硬貨識別ユニット１０は、硬貨の金種を識別できた場合、正貨搬出口７を開放して図示しない収容庫に搬送する。また、硬貨識別ユニット１０は、硬貨の金種を識別できなかった場合、硬貨払戻口８を開放して図示しない払戻口に搬送する。

搬送ベルト４は、一対の歯付きベルトであり、プーリー５を介して駆動される。一対の搬送ベルト４間には、ホッパー２から硬貨Ｃを繰り出し、硬貨Ｃの中心が金種の外径の大小に関わらず搬送方向Ａに沿って一軸上で搬送する中心位置決め搬送機構としての硬貨位置決め部材３が搬送方向Ａに沿って間欠的に配置されている。硬貨払戻口８を介して払い戻される硬貨は、プーリー５から戻る硬貨位置決め部材３によってホッパー２に搬送され、図示しない払戻口に排出される。

図２は、硬貨位置決め部材３による硬貨位置決めを説明する説明図である。図２に示すように、硬貨位置決め部材３は、搬送方向Ａに直交する幅方向の中心が搬送方向Ａに対して凹となるテーパー形状をなし、硬貨を搬送方向Ａ側に押し出しつつ、全ての硬貨の中心が搬送方向Ａの中心線Ｌ１上を移動するように規制する。これにより、例えば、図２に示すように、小外径の小径硬貨Ｃ１の中心ＣＴ１と大外径の大径硬貨Ｃ２の中心ＣＴ２とは、ともに中心線Ｌ１を通る。

［硬貨識別ユニットの構成］
図３は、硬貨識別ユニット１０の構成を示す図である。図３（ｂ）は硬貨識別ユニット１０を模式的に示した平面図であり、図３（ａ）は図３（ｂ）に示した硬貨識別ユニット１０を模式的に示したＢ矢視図である。なお、図３（ａ）では、硬貨識別ユニット１０の制御系の接続関係も示している。図３に示すように、硬貨識別ユニット１０は、センサユニット１２を有する。センサユニット１２は、搬送方向Ａの上流側から順次、第１の磁気センサ２１、第４の磁気センサ２４、第２の磁気センサ２２、第３の磁気センサ２３が配置される。第１〜第４の磁気センサ２１〜２４は、それぞれ一対のコイルで形成され、搬送路６の両側に向かい合って配置される。

発振部１３は、識別制御部１４の制御のもとに、センサユニット１２内の各磁気センサ（第１〜第４の磁気センサ２１〜２４）を励振する交流信号を供給する。識別制御部１４は、センサユニット１２内の各磁気センサの検出結果をもとに硬貨Ｃの金種を識別する。記憶部１５は、センサユニット１２内の各磁気センサの検出結果などを記憶し、記憶内容は識別制御部１４の制御処理に用いられる。

第１の磁気センサ２１は、硬貨Ｃの搬送方向Ａが長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回されて配置され、該コイルの最大径が硬貨の最大径よりも小さく、搬送方向Ａに沿った硬貨Ｃの通過に伴う磁気変化量を連続的に検出する。第１の磁気センサ２１は、半径の等しい２つの円を共通外接線でつないだトラック形状である。なお、この長円のトラック形状は、楕円形状に含まれる。第１の磁気センサ２１の長軸２１Ｌは、中心線Ｌ１に一致するように配置され、搬送方向Ａに対して感度が高い形状となる。

第２の磁気センサ２２及び第３の磁気センサ２３は、硬貨Ｃの搬送方向Ａに直交する幅方向が長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回されている。このコイルは、最大径が硬貨Ｃの最大径よりも小さい。また、第２の磁気センサ２２及び第３の磁気センサ２３の各中心２２ＣＴ、２３ＣＴは、中心線Ｌ１に一致するように配置される。なお、第２の磁気センサ２２及び第３の磁気センサ２３の長軸は、第１の磁気センサ２１の短軸程度の長さである。また、第２の磁気センサ２２及び第３の磁気センサ２３は、楕円形状でなく、円形状であってもよい。第２の磁気センサ２２及び第３の磁気センサ２３は、少なくとも硬貨Ｃの円弧の通過を検出する。

第４の磁気センサ２４は、第１の磁気センサ２１と第２の磁気センサ２２との間に配置され、硬貨表面の凹凸を検出する。

なお、図４に示すように、第１の磁気センサ２１は、フェライトなどを焼結させて構成した楕円形のポットコア２１ａのロッド部２１ｃにコイル２１ｂが円環状に巻回されている。なお、第２の磁気センサ２２及び第３の磁気センサ２３も同様な構成である。一方、図５に示すように、第４の磁気センサ２４は、フェライトなどを焼結させて構成したコの字形のポットコア２４ａのロッド部２４ｄ、２４ｅにそれぞれコイル２４ｂ、２４ｃが巻回されている。

図６に示すように、第２の磁気センサ２２は、第１の磁気センサ２１の長軸方向中央で所定径以下の小径硬貨Ｃ１の円弧を検出したときに小径硬貨Ｃ１の搬送方向Ａに対して反対側の円弧を検出する位置に配置される。また、第３の磁気センサ２３は、第１の磁気センサ２１の長軸方向中央で所定径を超える大径硬貨Ｃ２の円弧を検出したときに大径硬貨Ｃ２の搬送方向Ａに対して反対側の円弧を検出する位置に配置される。したがって、第１の磁気センサ２１の長軸方向中央で硬貨の円弧を検出したとき、硬貨が小径硬貨Ｃ１の場合、第２の磁気センサ２２は硬貨の円弧を検出し、第３の磁気センサ２３は硬貨の円弧を検出しない。また、第１の磁気センサ２１の長軸方向中央で硬貨の円弧を検出したとき、硬貨が大径硬貨Ｃ２の場合、第２の磁気センサ２２は硬貨の円弧を検出済みで、第３の磁気センサ２３は硬貨の円弧を検出する。ここで、所定径とは、例えば、２５ｍｍであり、国内硬貨の場合、外径が２６．５ｍｍの５００円硬貨と、次に外径が大きい２３．５ｍｍの１０円硬貨との間の値である。なお、上述したように、第２の磁気センサ２２及び第３の磁気センサ２３は、硬貨Ｃの搬送方向Ａに直交する幅方向が長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回されているため、硬貨Ｃの円弧の通過を鋭く検出することができる。

硬貨の外径の判別は、第２の磁気センサ２２が硬貨の円弧を検出した際に、第１の磁気センサ２１が各種小径硬貨Ｃ１に対応する磁気変化量を検出できればよい。また、硬貨の外径の判別は、第３の磁気センサ２２が硬貨の円弧を検出した際に、第１の磁気センサ２１が各種大径硬貨Ｃ２に対応する磁気変化量を検出できればよい。このため、第１の磁気センサ２１のコイルは、楕円形状となっており、その長軸が搬送方向Ａに沿っている。換言すれば、第２の磁気センサ２２が硬貨の円弧を検出したときに第１の磁気センサ２１が十分な磁気変化量を出力できるものが小径硬貨Ｃ１であり、第３の磁気センサ２３が硬貨の円弧を検出したときに第１の磁気センサ２１が十分な磁気変化量を出力できるものが大径硬貨Ｃ２である。

なお、硬貨には、単一材硬貨のほかに、図７に示すように、外周リング部分３１と外周リング部分３１の中空領域に嵌め込まれた円板状のコア部分３２とを有するバイカラー硬貨Ｃ１０がある。本実施の形態１では、このバイカラー硬貨Ｃ１０も識別対象としている。このため、第１の磁気センサ２１の長軸長さは、コア部分３２の直径ｄ１に対応させた長さとすることが好ましい。すなわち、第１の磁気センサ２１の長軸長さは、コア部分３２の直径ｄ１を超える長さとすることが好ましい。

また、第２の磁気センサ２２と第３の磁気センサ２３との間の搬送方向Ａの距離は、バイカラー硬貨Ｃ１０の外周リング部分３１の幅ｄ２に対応した距離であることが好ましい。

さらに、硬貨には、図８に示すように、硬貨の表層４２と中層４１とが異なる材質で構成されたクラッド硬貨Ｃ２０がある。本実施の形態１では、このクラッド硬貨Ｃ２０も識別対象としている。このため、第２の磁気センサ２２と第３の磁気センサ２３との発振周波数を異ならせている。例えば、第２の磁気センサ２２を８０ｋＨｚの高周波で励振し、第３の磁気センサ２３を２０ｋＨｚの低周波で励振している。

これは、低周波の磁界は硬貨の内部まで浸透するが、高周波の磁界は硬貨の表面までしか浸透しない特性を利用し、高周波の第２の磁気センサ２２で表層４２の材質を検出し、低周波の第３の磁気センサ２３で中層４１の材質を検出するためである。

［具体的な硬貨識別例］
図９〜図１２は、それぞれ小径硬貨としての１円硬貨、大径硬貨としての５００円硬貨、５００円類似硬貨、大径バイカラー硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。図９〜図１２において、特性Ｌ１１，Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ４１、Ｌ１２，Ｌ２２，Ｌ３２，Ｌ４２、Ｌ１３，Ｌ２３，Ｌ３３，Ｌ４３は、それぞれ第１〜第３の磁気センサ２１〜２３の時間変化を示している。

図９に示すように、１円硬貨の場合、時点ｔ２で第２の磁気センサ２２が１円硬貨の円弧を検出してＯＮとなる。なお、ＯＮ判断の閾値は、識別対象硬貨のうち、最大ＯＮ値が最小の硬貨に対する最大ＯＮ値の５０％変化した値に設定しておく。そして、１円硬貨の場合、外径が小さいため、この時点ｔ２のときの第１の磁気センサ２１は円弧を検出しており、ＯＦＦ値からの磁気変化量ΔＶ１１が１円硬貨の外径に対する磁気変化量となる。１円硬貨の場合、時点ｔ３で第３の磁気センサ２３がＯＮとなった時点では、小径であるため、第１の磁気センサ２１はＯＦＦ値となっている。したがって、この磁気変化量ΔＶ１１の値をもとに外径が１円硬貨であると判定できる。

図１０に示すように、５００円硬貨の場合、外径が大きいため、時点ｔ２で第２の磁気センサ２２が５００円硬貨の円弧を検出したとき、第１の磁気センサ２１は、５００円硬貨全体を検出している状態（磁気変化量ΔＶ１２）で円弧を検出していない。その後、時点ｔ３で第３の磁気センサ２３がＯＮとなって５００円硬貨の円弧を検出したとき、第１の磁気センサ２１は、５００円硬貨の円弧を検出している。この時点ｔ３での第１の磁気センサ２１の磁気変化量ΔＶ２２の値をもとに外径が５００円硬貨であると判定できる。

図１１に示すように、５００円硬貨の外径よりも少し小さい外径をもつ５００円類似硬貨の場合、５００円硬貨と同じように検出されるが、磁気変化量ΔＶ２２に対応する磁気変化量ΔＶ２３の値が小さくなり、この磁気変化量ΔＶ２３の値をもとに外径が５００円類似硬貨であると判定できる。

図１２に示すように、大径のバイカラー硬貨である記念５００円硬貨の場合、５００円硬貨のときと同様に、時点ｔ３で第３の磁気センサ２３がＯＮになったときの第１の磁気センサ２１の磁気変化量ΔＶ２４の値をもとに外径が記念５００円硬貨であると判定できる。第２の磁気センサ２２と第３の磁気センサ２３との距離を、外周リング部分３１の幅ｄ２と同じとすることによって、時点ｔ２で第２の磁気センサ２２がＯＮになったときの第１の磁気センサ２１の磁気変化量ΔＶ１４をもとにコア部分３２の径を判定できる。この結果は、バイカラー硬貨の金種を判別する１つの要素となる。

［識別制御処理］
つぎに、図１３に示したフローチャートを参照して、識別制御部１４による識別制御処理手順について説明する。図１３に示すように、識別制御部１４は、まず、第１〜第４の磁気センサ２１〜２４の一時記憶したデータをクリアする（ステップＳ１０１）。その後、第１の磁気センサ２１がＯＮしたか否かを判断する（ステップＳ１０２）。この第１の磁気センサ２１のＯＮの検出は、第２の磁気センサ２２や第３の磁気センサ２３と同様に、識別対象硬貨のうち、最大ＯＮ値が最小の硬貨に対する最大ＯＮ値の５０％変化した値のときであってもよいし、図９に示すように、最大ＯＮ値になった時点ｔｓであってもよい。第１の磁気センサ２１がＯＮした場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）には、第１〜第４の磁気センサ２１〜２４のデータ列の記憶部１５への記憶を開始する（ステップＳ１０３）。一方、第１の磁気センサ２１がＯＮでない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）には、このステップＳ１０２の判断処理を繰り返す。

その後、第１〜第４の磁気センサ２１〜２４が全てＯＦＦ値であるか否かを判断する（ステップＳ１０４）。第１〜第４の磁気センサ２１〜２４が全てＯＦＦ値でない場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）には、ステップＳ１０３に移行し、上述したデータ列の記憶を継続する。

一方、第１〜第４の磁気センサ２１〜２４が全てＯＦＦ値である場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）には、小外径判別値、大外径判別値、リング判別値、高周波コア判別値、低周波コア判別値、板厚模様判別値の各判別値を算出する（ステップＳ１０５）。

小外径判別値は、第２の磁気センサ２２が硬貨の円弧を検出したときに第１の磁気センサ２１が検出した磁気変化量である。例えば、図９に示した磁気変化量ΔＶ１１である。大外径判別値は、第３の磁気センサ２３が硬貨の円弧を検出したときに第１の磁気センサ２１が検出した磁気変化量である。例えば、図１０に示した磁気変化量ΔＶ２２である。

リング判別値は、図１４に示すように、第２の磁気センサ２２または第３の磁気センサ２３が硬貨の円弧を検出したときから非検出になるまでのＯＮ状態の検出データのうちの、前方２０％の期間ΔＴ１の検出データと後方２０％の期間ΔＴ２の検出データとの平均値である。高周波コア判別値は、図１４に示すように、高周波で励振される第２の磁気センサ２２または第３の磁気センサ２３のＯＮ状態の検出データのうちの、中央２０％の期間ΔＴ３の平均値である。低周波コア判別値は、高周波コア判別値と同様に、低周波で励振される第３の磁気センサ２３または第２の磁気センサ２２のＯＮ状態の検出データのうちの、中央２０％の期間ΔＴ４の平均値である。板厚模様判別値は、第４の磁気センサ２４によって検出されたパターンデータである。

識別制御部１４は、算出された小外径判別値、大外径判別値、リング判別値、高周波コア判別値、低周波コア判別値、板厚模様判別値の各判別値毎に、判別値が適合する硬貨金種にフラグを設定する（ステップＳ１０６）。したがって、フラグが設定された硬貨金種は識別硬貨金種の候補となる。その後、識別制御部１４は、全ての判別値にフラグが設定された硬貨金種を識別硬貨金種として出力する（ステップＳ１０７）。その後、本処理の終了指示があったか否かを判断し（ステップＳ１０８）、終了指示がない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）にはステップＳ１０１に移行して上述した処理を繰り返し、終了指示があった場合（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）には、本処理を終了する。

ところで、５００円硬貨と大径のバイカラー硬貨である記念５００円硬貨との外径が同じである場合、記念５００円硬貨は、高周波励磁の第２の磁気センサ２２のＯＮ／ＯＦＦの立上がり、立下り時の変化及び低周波励磁の第３の磁気センサ２３のＯＮ／ＯＦＦの立上がり、立下り時の変化を、５００円硬貨の変化と比較することによって判別することができる。

図１５は、５００円硬貨、記念５００円硬貨（Ａ）、記念５００円硬貨（Ｂ）に対する高周波励磁の第２の磁気センサ２２のＯＦＦ時の立上がり変化を示す図である。また、図１６は、５００円硬貨、記念５００円硬貨（Ａ）、記念５００円硬貨（Ｂ）に対する低周波励磁の第３の磁気センサ２３のＯＦＦ時の立上がり変化を示す図である。なお、図１５及び図１６の横軸は、磁気センサの中心に対する硬貨の中心の変位を示している。図１５に示すように、高周波励磁の第２の磁気センサ２２のＯＦＦ時の記念５００円硬貨（Ａ）及び記念５００円硬貨（Ｂ）の立上がり変化量ΔＶＨａは、５００円硬貨の変化量ΔＶＨに比して小さい。一方、図１６に示すように、高周波励磁の第３の磁気センサ２３のＯＦＦ時の記念５００円硬貨（Ａ）及び記念５００円硬貨（Ｂ）の立上がり変化量ΔＶＬａは、５００円硬貨の変化量ΔＶＬに比して大きい。この関係を用いて、外径が同じ５００円硬貨と記念５００円硬貨とを判別することができる。

なお、記念５００円硬貨（Ａ）と記念５００円硬貨（Ｂ）との立上がり変化は、変位６〜１１において異なっている。これは、バイカラー硬貨の外周リング部分とコア部分との接合が製造時に異なる状態（インピーダンスが異なる状態）となるからである。

本実施の形態１では、搬送方向Ａに向かって順次、第１の磁気センサ２１、第２の磁気センサ２２、第３の磁気センサ２３を配置しているが、順次、第３の磁気センサ２３、第２の磁気センサ２２、第１の磁気センサ２１とする順序で配置してもよい。すなわち、第１の磁気センサ２１の上流側に第２の磁気センサ２２、第３の磁気センサ２３を配置してもよい。搬送方向Ａに向かって順次、第３の磁気センサ２３、第２の磁気センサ２２、第１の磁気センサ２１とする順序で配置する場合、第３の磁気センサ２３及び第２の磁気センサ２２は、硬貨の後端側の円弧を検出したとき、すなわち、最大ＯＮ値からＯＦＦ値に変化する時点の、第１の磁気センサ２１の磁気変化量をもとに硬貨の大外径判別値や小外径判別値を算出する。

本実施の形態１では、第２の磁気センサ２２が硬貨の円弧を検出したときの、第１の磁気センサ２１の磁気変化量をもとに小外径判別値を算出し、第３の磁気センサ２３が硬貨の円弧を検出したときの、第１の磁気センサ２１の磁気変化量をもとに大外径判別値を算出している。この場合、第１の磁気センサ２１は、硬貨の円弧が検出できる状態で、磁気変化量を検出している。そして、この磁気変化量は、硬貨の上流側及び後流側の各円弧間距離、すなわち硬貨の直径に対応している。この結果、硬貨識別の精度は、第１の磁気センサ２１、第２の磁気センサ２２、第３の磁気センサ２３に対する、搬送方向Ａ（中心線Ｌ１）の各配置精度に依存する。そして、中心線Ｌ１に対して硬貨が搬送方向Ａに垂直な幅方向に位置変動しても、硬貨識別の精度に大きな影響を与えない。

しかも、硬貨識別の精度は、第１の磁気センサ２１の磁気変化量に依存するため、第１の磁気センサ２１は、楕円形状にし、長軸を搬送方向に沿うようにしているので、硬貨識別ユニット１０の幅方向の大きさを小さくすることができる。また、第２の磁気センサ２２及び第３の磁気センサ２３を第１の磁気センサ２１の上流側あるいは下流側のいずれか一方に配置し、第１の磁気センサ２１の長軸方向の検出では、同じ検出領域を兼用して、小径硬貨及び大径硬貨の双方に対する磁気変化量を検出できるようにしているので、硬貨識別ユニット１０の搬送方向Ａに対する大きさも小さくすることができる。

（実施の形態２）
［硬貨識別ユニットの構成］
図１７は、本発明の実施の形態２である硬貨識別ユニット１１０の構成を示す模式図である。また、図１８は、図１７に示した硬貨識別ユニット１１０のＤ矢視図である。硬貨識別ユニット１０のセンサユニット１２に対応する硬貨識別ユニット１１０のセンサユニット１１２は、第１の磁気センサ２１、第２の磁気センサ２２、第３の磁気センサ２３、第４の磁気センサ２４にそれぞれ対応する第１の磁気センサ１２１、第２の磁気センサ１２２、第３の磁気センサ１２３、第４の磁気センサ１２４を有する。

第１の磁気センサ１２１は、第１の磁気センサ２１と同様に、硬貨Ｃの搬送方向Ａが長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回されて配置され、該コイルの最大径が硬貨の最大径よりも小さく、搬送方向Ａに沿った硬貨Ｃの通過に伴う磁気変化量を連続的に検出する。また、第２の磁気センサ１２２は、第１の磁気センサ１２１の上流側に配置され、中心が第１の磁気センサ１２１の長軸上に配置される。第３の磁気センサ１２３は、第１の磁気センサ１２１の位置から幅方向に配置され、硬貨Ｃが搬送路１０６上を通過する場合に、小径硬貨を検出せず、大径硬貨のみを検出できる位置に配置される。第４の磁気センサ１２４は、第４の磁気センサ２４と同様な構成で、第１の磁気センサ１２１の下流側に配置される。

図１９に示すように、第１の磁気センサ１２１は、第２の磁気センサ１２２が小径硬貨Ｃ１の下流側の円弧を検出した場合に、長軸中心（長円形状で幅が等しい部分）で小径硬貨Ｃ１の上流側の円弧を検出できる位置に配置される。第３の磁気センサ１２３は、大径硬貨Ｃ２の下流側の円弧を検出した場合に、第１の磁気センサ１２１が大径硬貨Ｃ２の上流側の円弧を検出できる位置に配置される。なお、第３の磁気センサ１２３のコイル径は、大径のバイカラー硬貨の外周リング部分の幅と同等以下であることが好ましい。

［具体的な硬貨識別例］
図２０〜図２２は、それぞれ小径硬貨としての１円硬貨、大径硬貨としての５００円硬貨、大径バイカラー硬貨としての記念５００円硬貨に対する具体的な硬貨識別例を示すタイミングチャートである。

図２０に示すように、１円硬貨の場合、時点ｔ１２で第２の磁気センサ１２２が１円硬貨の円弧を検出してＯＮとなる。そして、１円硬貨の場合、外径が小さいため、その後、第３の磁気センサ１２３がＯＮとなることがなく、この時点ｔ１２のときの第１の磁気センサ１２１は円弧を検出しており、第１の磁気センサ１２１のＯＦＦ値からの磁気変化量ΔＶ１１１が１円硬貨の外径に対する磁気変化量となる。

図２１に示すように、５００円硬貨の場合、時点ｔ１２で第２の磁気センサ１２２が５００円硬貨の円弧を検出したときの第１の磁気センサ１２１の磁気変化量ΔＶ１１２と、時点ｔ１３での第３の磁気センサ１２３が円弧を検出したときの第１の磁気センサ１２１の磁気変化量ΔＶ１２２とをもとに、５００円硬貨を判別する。すなわち、磁気変化量ΔＶ１２２が最大ＯＮ値であることから大径硬貨であると判別し、この大径硬貨の中の磁気変化量ΔＶ１１２の値から５００円硬貨であると判別する。

図２２に示すように、大径のバイカラー硬貨である記念５００円硬貨の場合、時点ｔ１２で第２の磁気センサ１２２が記念５００円硬貨の円弧を検出したときの第１の磁気センサ１２１の磁気変化量ΔＶ１１４と、時点ｔ１３での第３の磁気センサ１２３が円弧を検出したときの第１の磁気センサ１２１の磁気変化量ΔＶ１２４とをもとに、記念５００円硬貨を判別する。すなわち、磁気変化量ΔＶ１２４が最大ＯＮ値であることから大径硬貨であると判別し、この大径硬貨の中の磁気変化量ΔＶ１１４の値から記念５００円硬貨であると判別する。

なお、本実施の形態２の硬貨識別ユニット１１０で搬送される硬貨Ｃは、実施の形態１と異なり、斜めに配置された搬送路１０６上を転動する。したがって、硬貨Ｃの中心は、外径の違いによって、搬送方向Ａに直交する幅方向で異なることになる。すなわち、本実施の形態２では、実施の形態１とは異なり、硬貨の外径の違いによって硬貨の中心が幅方向に対して変化する。これに対し、本実施の形態２では、小径硬貨と大径硬貨とを区別して判別しているため、判別精度の低下を防止することができる。すなわち、第３の磁気センサ１２３による硬貨の円弧検出有無によって小径硬貨か大径硬貨かを判別し、第１の磁気センサ１２１による磁気変化量検出によって硬貨の外径を判別している。

１ 硬貨識別装置
２ ホッパー
３ 硬貨位置決め部材
４ 搬送ベルト
５ プーリー
６，１０６ 搬送路
７ 正貨搬出口
８ 硬貨払戻口
１０，１１０ 硬貨識別ユニット
１２，１１２ センサユニット
１３ 発振部
１４ 識別制御部
１５ 記憶部
２１ａ，２４ａ ポットコア
２１ｂ，２４ｂ，２４ｃ コイル
２１ｃ，２４ｄ，２４ｅ ロッド部
２１，１２１ 第１の磁気センサ
２１Ｌ 長軸
２２，１２２ 第２の磁気センサ
２２ＣＴ，２３ＣＴ，ＣＴ１，ＣＴ２ 中心
２３，１２３ 第３の磁気センサ
２４，１２４ 第４の磁気センサ
３１ 外周リング部分
３２ コア部分
４１ 中層
４２ 表層
Ａ 搬送方向
Ｃ 硬貨
Ｃ１ 小径硬貨
Ｃ２ 大径硬貨
Ｃ１０ バイカラー硬貨
Ｃ２０ クラッド硬貨
ｄ１ 直径
ｄ２ 幅
Ｌ１ 中心線
ｔ１２，ｔ１３，ｔ２，ｔ３，ｔｓ 時点
ΔＴ１〜ΔＴ４ 期間
ΔＶ１１〜ΔＶ１４，ΔＶ２２〜ΔＶ２４，ΔＶ１１１，ΔＶ１１２，ΔＶ１１４，ΔＶ１２２，ΔＶ１２４ 磁気変化量
ΔＶＨ，ΔＶＨａ，ΔＶＬ，ΔＶＬａ 変化量

Claims (13)

1. 投入された硬貨の金種を識別する硬貨識別装置であって、
   硬貨の搬送方向が長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回され、該コイルの最大径が硬貨の最大径よりも小さく、前記搬送方向に沿った硬貨の通過に伴う磁気変化量を連続的に検出する第１の磁気センサと、
   前記長軸方向に配置され、前記第１の磁気センサが所定径以下の小径硬貨の通過を検出しているときに前記小径硬貨の円弧の通過を検出する位置に配置された第２の磁気センサと、
   前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサが所定径以下の小径硬貨の通過を検出しているときに、前記小径硬貨の円弧の通過を検出せず、所定径を超える大径硬貨の円弧の通過を検出する位置に配置された第３の磁気センサと、
   を備え、
   前記第１の磁気センサが前記硬貨を検出し、前記第２の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出し、かつ、前記第３の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出しないときの前記第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに前記小径硬貨の外径を識別し、前記第１の磁気センサ及び前記第２の磁気センサが前記硬貨を検出し、かつ、前記第３の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出したときの前記第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに前記大径硬貨の外径を識別することを特徴とする硬貨識別装置。
2. 前記第２の磁気センサは、前記第１の磁気センサの長軸方向中央で前記小径硬貨の搬送方向上流側の円弧を検出したときに前記小径硬貨の搬送方向下流側の円弧を検出する位置に配置され、
   前記第３の磁気センサは、前記長軸方向に配置され、前記第１の磁気センサの長軸方向中央で前記大径硬貨の搬送方向上流側の円弧を検出したときに前記大径硬貨の搬送方向下流側の円弧を検出する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
3. 前記硬貨は、外周リング部分と該外周リング部分の中空領域に嵌め込まれた円板状のコア部分とを有するバイカラー硬貨を含み、
   前記第１の磁気センサの長軸方向長さは、前記バイカラー硬貨のコア部分の直径に対応した長さであり、
   前記第２の磁気センサと前記第３の磁気センサとの間の搬送方向距離は、前記バイカラー硬貨の外周リング部分の幅に対応した距離であることを特徴とする請求項２に記載の硬貨識別装置。
4. 前記第２の磁気センサまたは前記第３の磁気センサを通過する硬貨の磁気変化量をもとに前記外周リング部分と前記コア部分との材質の違いを検出して前記バイカラー硬貨を識別することを特徴とする請求項３に記載の硬貨識別装置。
5. 前記第２の磁気センサまたは前記第３の磁気センサを通過する硬貨の磁気検出波形の変化をもとに前記バイカラー硬貨を識別することを特徴とする請求項４に記載の硬貨識別装置。
6. 前記第２の磁気センサ及び前記第３の磁気センサは、前記硬貨の搬送方向に直交する方向が長軸方向となる楕円形状にコイルが巻回されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
7. 前記第２の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出したときの前記第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに前記小径硬貨の外径を識別し、前記第３の磁気センサが前記硬貨の円弧の通過を検出したときの前記第１の磁気センサによる磁気変化量をもとに前記大径硬貨の外径を識別することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
8. 前記硬貨は、表層と中層とが異なる材質で形成されたクラッド硬貨を含み、
   前記第２の磁気センサまたは前記第３の磁気センサの一方は、前記クラッド硬貨の中層の材質を検出する低周波励磁センサであり、他方は、前記クラッド硬貨の表層の材質を検出する高周波励磁センサであり、前記低周波励磁センサ及び前記高周波励磁センサの検出結果をもとに前記クラッド硬貨を識別することを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
9. 前記第１の磁気センサの長軸、前記第２の磁気センサ及び前記第３の磁気センサの中心は、前記硬貨の搬送方向に沿った一軸上に配置されることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
10. 搬送される各硬貨の中心が前記一軸上を通るように搬送する中心位置決め搬送機構を備えたことを特徴とする請求項９に記載の硬貨識別装置。
11. 前記第１の磁気センサと前記第２の磁気センサとの間に、硬貨表面の凹凸を検出する第４の磁気センサを備えたことを特徴とする請求項２〜１０のいずれか一つに記載の硬貨識別装置。
12. 前記第２の磁気センサは、前記小径硬貨の搬送方向下流側の円弧を検出したときに前記第１の磁気センサが前記小径硬貨の搬送方向上流側の円弧を検出する位置に配置され、
    前記第３の磁気センサは、前記大径硬貨の搬送方向下流側の円弧を検出したときに前記第１の磁気センサが前記大径硬貨の搬送方向上流側の円弧を検出する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
13. 前記硬貨は、外周リング部分と該外周リング部分の中空領域に嵌め込まれた円板状のコア部分とを有するバイカラー硬貨を含み、
    前記第３の磁気センサのコイル径は、大径の前記バイカラー硬貨の外周リング部分の幅以下であり、前記第１の磁気センサまたは前記第２の磁気センサが検出した磁気変化量と前記第３の磁気センサが検出した磁気変化量とをもとに、前記外周リング部分と前記コア部分との材質の違いを検出して前記バイカラー硬貨を識別することを特徴とする請求項１または１２に記載の硬貨識別装置。

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