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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein äußerst hochzuverlässiges Verfahren
und eine Vorrichtung zur Identifizierung einer Münze, die zur Verwendung in
einer Münzverarbeitungsmaschine, wie
zum Beispiel einer Münzsortiermaschine,
einer Münzannahmemaschine
und einer Münzverpackungsmaschine,
geeignet ist und auch fähig
ist, genau zu identifizieren, zu welcher Art eine Münze gehört und ob
eine Münze
echt ist.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Als
Stand der Technik ist eine Vorrichtung zur Identifizierung einer
Münze,
wie zum Beispiel diejenige, die im japanischen Patent Nr. 2567654
beschrieben wurde, bekannt gewesen. Genannte Art von Vorrichtung
zur Identifizierung einer Münze
kann eine oszillierende Spule mit einer hohen Frequenz und einer
niedrigen Frequenz anregen, eine Summe der Ausgabedämpfungen
von zahlreichen Frequenzen erhalten, die von einer Datenempfangsspule
geliefert werden, Münzen
entsprechend den unterschiedlichen Ausgaben, die angeben, daß eine Münze eine plattierte
Münze (eine
bimetallische Münze)
ist, deren gesamte Oberfläche
von einem identischen Material gebildet ist, oder angeben, daß eine Münze aus nur
einem einzigen Material und einer einzigen Struktur hergestellt
ist, identifizieren. Das, was hier mit einer plattierten Münze gemeint
sein soll, ist ein in 1 gezeigtes Beispiel, das eine
Dreischichtenstruktur (vordere Oberfläche, dazwischenliegender Körper und
hintere Oberfläche)
aus unterschiedlichen Materialien, wobei Aluminium (Al) oder Kupfer als
ihre Kernschicht verwendet wird, die auf deren beiden Seiten durch
Kupfer-Nickel (CuNi)
bedeckt ist. Im allgemeinen wird ein Ausgabesignal, das eine Kupfer-Nickel-Münze angibt, einen anderen Signalwert
gegenüber
einem Ausgabesignal aufweisen, das eine plattierte Münze angibt,
die nur an deren Oberfläche
aus Kupfer-Nickel hergestellt ist.
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Mit
der oben genannten herkömmlichen
Vorrichtung besteht jedoch das Problem, daß es unmöglich ist, eine plattierte
Münze genau
zu identifizieren. Dies liegt daran, daß eine andere Art von einer
Münze vorliegen
kann, die aus einem einzigen Material hergestellt ist, aber denselben
Ausgabewert wie derjenige einer plattierten Münze erzeugen wird, die aus Kupfer-Nickel nur an deren
Oberseite hergestellt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist angesichts der obengenannten Probleme
gemacht worden, wobei deren Aufgabe darin besteht, ein äußerst hochzuverlässiges Verfahren
zur Identifizierung einer Münze und
eine Vorrichtung für
selbiges bereitzustellen, die eine plattierte Münze exakt identifizieren können, ohne
daß darauf
geachtet werden muß,
welcher Art sie angehören.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft (ein Verfahren und) eine Vorrichtung
zur Identifizierung einer Münze.
Die vorliegende Erfindung sieht wie folgt aus. Und zwar benutzt
das Verfahren einen magnetischen Sensor von Wirbelstromverlust detektierender
Bauart mit Spulen, wobei genannter magnetischer Sensor durch Anordnen
einer Erregerspule und einer Reflexionsdetektionsspule auf derselben
Seite in Bezug auf eine zu identifizierende Münze ausgebildet ist, wobei
genanntes Verfahren Erregen der Erregerspule durch Zusammensetzen
von wenigstens drei Arten von Frequenzen und Berechnen einer Dämpfungsrate
((a-b/a) für
zahlreiche Frequenzen durch Teilen der Dämpfung (a-b) der Ausgabe der
Reflexionsdetektionsspule, die durch eine Münze verursacht ist, durch den
Ausgabesignalwert der Reflexionsdetektionsspule zum Zeitpunkt von
Bereitschaft (a), wenn keine Münze vorhanden
ist, enthält,
wobei die Dämpfung (a-b)
der Ausgabe der Reflexionsdetektionsspule, die durch eine Münze verursacht
wird, durch die Differenz zwischen dem Ausgabesignalwert der Reflexionsdetektionsspule
zum Zeitpunkt von Bereitschaft (a) und dem minimalen Wert (b) des
Ausgabesignalwertes der Reflexionsdetektionsspule während der Detektion
des Durchgangs einer Münze
definiert ist, wodurch die Münzidentifizierung
durchgeführt
wird.
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Ferner
liefert die vorliegende Erfindung die folgende Vorrichtung, eine
Erregerspule, die durch Zusammensetzen von wenigstens drei Arten
von Frequenzen erregbar ist, eine Reflexionsdetektionsspule, die
um demselben Kern für
die Wicklung der Erregerspule gewickelt ist, ein Trennmittel zum
Trennen einer Anzahl von Frequenzkomponenten von der Ausgabe der
Reflexionsdetektionsspule und ein Identifizierungsmittel umfaßt, das
gemäß einer
Anzahl der durch genanntes Trennmittel getrennten Frequenzkomponenten
arbeiten kann, wobei es die Dämpfung
auf (a-b) der Ausgabe der Reflexionsdetektionsspule, die durch eine
Münze verursacht
wird, durch den Ausgabesignalwert der Reflexionsdetektionsspule
zum Zeitpunkt der Bereitschaft (a), wenn keine Münze vorhanden ist, teilt, wobei
die Dämpfung (a-b)
der Ausgabe der Reflexionsdetektionsspule, die durch eine Münze verursacht
wird, durch die Differenz zwischen dem Ausgabesignalwert der Reflexionsdetektionsspule
zum Zeitpunkt der Bereitschaft (a) und dem minimalen Wert (b) des
Ausgabesignalwerts der Reflexionsdetektionsspule während der Detektion
einer durchgehenden Münze
definiert ist, wodurch eine Dämpfungsrate
((a-b)/a) für
zahlreiche Frequenzen berechnet wird und auf diese Weise die Münzidentifizierung
durchgeführt
wird.
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Ferner
werden bevorzugte Ausführungsformen
des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung jeweils in
den abhängigen
Ansprüchen
2 und 3 sowie den Ansprüchen
5 bis 9 angegeben.
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Die
europäische
Patentveröffentlichungen Nr.
0 336 018 (Nippon), 0 886 247 (Nat) und 0 566 154 (Nippon) betreffen
alle ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterscheidung von Münzen, worin eine
Erregerspule und eine Transmissionsdetektionsspule auf gegenüberliegenden
Seiten einer zu identifizierenden Münze angeordnet sind. Eine plattierte
Münze kann
damit nicht unterschieden werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den beigefügten
Zeichnungen zeigt:
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1 eine
Ansicht der äußeren Erscheinung,
die ein Beispiel für
eine plattierte Münze
darstellt;
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2 eine
kurze Konstruktionsdarstellung der Münzsortiermaschine;
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3 eine
Konstruktionsansicht, die eine Leitungsanordnung darstellt, die
ein Beispiel für
einen in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Sensor
zeigt;
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4 eine
Konstruktionsansicht der Anordnung, die ein Beispiel für einen
Detektionskern und einen Erregerkern zur Verwendung in dem magnetischen
Sensor angibt;
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5 eine
Ansicht, die einen Zustand andeutet, der zeigt, wie der Detektionskern
und der Erregerkern von einer Transmissionsdetektionsspule, einer
Erregerspule, und einer Reflexionsdetektionsspule gewickelt sind;
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6 eine
Ansicht, die ein Beispiel zeigt, daß zeigt, wie eine Schirmplatte
in dem magnetischen Sensor vorgesehen ist;
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7 eine
Ansicht, die die äußere Erscheinung
des magnetischen Sensors zeigt;
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8 eine
Ansicht eines Zustands, die zeigt, wie eine Münze in dem magnetischen Sensor
identifiziert wird;
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9 ein
Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine in der Vorrichtung zur
Identifizierung einer Münze
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendete Schaltung zeigt;
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10 Wellenformgrafiken,
die Beispiele für den
Betrieb der vorliegenden Erfindung zeigen;
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11 Wellenformgrafiken,
die Beispiele für den
Betrieb der vorliegenden Erfindung zeigen;
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12 eine
grafische Darstellung, die Beispiele für die Eigenschaften der Reflexionsdetektion zeigt;
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13 eine
grafische Darstellung, die Beispiele für die Eigenschaften der Transmissionsdetektion
zeigt;
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14 eine
grafische Darstellung, die Beispiele für die Eigenschaften der Reflexionsdetektion zeigt;
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15 eine
grafische Darstellung, die Beispiele für die Eigenschaften der Transmissionsdetektion
zeigt; und
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16 eine Konstruktionsansicht, die eine Leitungsanordnung
schematisch darstellt, die ein weiteres Beispiel für einen
in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen Sensor zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Als
erstes wird eine Münzsortiermaschine 300 unter
Bezugnahme auf 2 erläutert, und die vorliegende
Erfindung ist auf die Münzsortiermaschine 300 anwendbar.
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2 stellt
eine Ausführungsform
einer Münzsortiermaschine
dar, wobei eine kreisförmige Drehplatte 301 auf
einer Grundplatte 302 mittels einer Achse 301A frei
drehbar gehalten wird. Der äußere Randabschnitt
der kreisförmigen
Drehplatte 301 ist von einer umlaufenden Wand 303 bedeckt.
Als nächstes
ist auf der Grundplatte 302 eine Bodenplatte 304 befestigt,
deren Oberseite eine identische Ebene mit der Oberseite der kreisförmigen Drehplatte 301 bildet.
Die Bodenplatte 304 ist mit zwei Münzdurchgangswandelementen 305 und 306 versehen und
ist ferner mit einem Münzstoppdurchgang 310 ausgebildet,
dessen stromabwärtige
Seite mit mehreren Münzsortierlöchern 320A, 320B,
... 320F versehen ist, wodurch ein Münzsortierdurchgang 320 gebildet
wird. Die Einlaßseite
des anderen Durchgangswandelements 5 ist mit einer Rolle 330A versehen,
die sich an der umlaufenden Kante der kreisförmigen Drehplatte 301 befindet.
Auf der anderen Seite ist die Einlaßseite des anderen Durchgangswandelements 306 entlang
einer geradlinigen Richtung der umlaufenden Kante der kreisförmigen Drehplatte 301 angeordnet.
Ferner ist das Durchgangswandelement 305 mit einer Kerbe 330B ausgebildet,
so daß ein Münzstoppelement 331 dort
hindurch hinaus kann.
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Andererseits
ist an einem vorderen Ende in einer Münzdurchleiterichtung des Münzstoppdurchgangs 310 ein
magnetischer Sensor 100 vorgesehen, der als ein erstes
Zählmittel
verwendet wird und einen magnetischen Sensor zur magnetischen Detektion
einer Münze
benutzt. Eine dort hindurchgehende Münze 340 wird detektiert
werden, während der
Nennwert des Geldes und die Anzahl der Münzen von einem Geldwertunterscheidungsabschnitt
(nicht gezeigt) detektiert und gezählt werden. Außerdem ragt
die Oberseite des Münzstoppelements 331 von der
Oberseite der Bodenplatte 304 vor und ist sie durch ein
Verbindungsstückelement
eines Solenoids verbunden, das in der Figur nicht gezeigt ist. Zu
einem Zeitpunkt, wenn das Solenoid nicht erregt ist, wird der Durchgang
einer Münze
aufgrund einer inneren Feder und in einer durch eine durchgezogene
Linie in der Figur gezeigten Art nicht behindert werden, da das
Stoppelement dazu gebracht werden wird, einzufahren und sich in
die Kerbe des Durchgangswandelements 305 zu bewegen. Jedoch
zu einem Zeitpunkt, wenn das Solenoid erregt wird, wird die Bewegung
der Münze 340,
wie durch eine Strichlinie in der Figur gezeigt, gestoppt, da das
Stoppelement auf den Münzdurchgangsweg
vorragt. Zusätzlich
ist auf der Oberseite des Münzstoppdurchgangs 310 ein Einführriemen 311 vorgesehen,
der sich von einem Einlaßeingang
oberhalb der und über
die kreisförmige
Drehplatte 301 erstreckt. Genannter Einführriemen 311 ist
um Riemenscheiben 312 und 313 gewickelt. Die Riemenscheiben 312, 313 sind
an vorab festgelegten Höhenpositionen
(an denen der Riemen 311 Kontakt mit der Oberseite der
Münze 340 mit
einem vorfestgelegten Druck erlangen kann und die Münze 340 durchleiten
oder zuführen
kann) in Bezug auf die Oberseite des Münzstoppdurchgangs 310 versehen.
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Nichtsdestotrotz
ist der vordere Abschnitt des Transportriemens 314 um die
Riemenscheiben 315, 316 gewickelt und um einen
rechten Winkel in Richtung auf eine Richtung des Münzsortierdurchgangs 320,
mittels einer Riemenscheibe 317, gebogen. Ferner weist
das Ende des Durchgangswandelements 306 eine gebogene Seitenfläche 318 auf,
die die Münze 340 führen kann,
damit sie sich in entlang eines gebogenen Abschnitts des Transportriemens 314 bewegt.
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Andererseits
sind an dem Münzsortierdurchgang 320 der
Bodenplatte 304 Sortierbahnlöcher 320A, 320B,
..., 320F ausgebildet, die in der Reihenfolge beginnend
mit einem Loch zum Hindurchlassen einer Münze mit dem geringsten Durchmesser
und endend mit einem Loch zum Hindurchlassen einer Münze mit
dem größten Durchmesser
angeordnet sind. Vor den Sortierbahnlöchern 320A, 320B,
..., 320F sind magnetische Sensoren 321A bis 321F vorgesehen,
die als zweite Detekionsmittel zum magnetischen Detektieren des
Durchgehens der Münzen 340 verwendet
werden. Ferner sind auf den oberen Abschnitten der Sortierbahnlöcher 320A bis 320F geradlinige
Durchleitriemen 322A und 322B vorgesehen, die
jeweils einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisen. Einer der Durchleiteriemen 322A und 322B ist
um eine Riemenscheibe 322 gewickelt, während der andere davon um eine
Riemenscheibe 316 gewickelt ist, die sich auf der stromabwärtigen Seite
des Transportriemens 314 befindet. Hier wird das Bezugszeichen 324 zur
Darstellung einer Kurvenrolle verwendet, die zur Verhinderung eines
Aufwärtsrutschens
der Durchleiteriemen 322A und 322B und zum Führen der
Bewegung der Riemen 322A und 322B in der horizontalen
Richtung auf den oberen Abschnitten der Sortierbahnlöcher 320A, 320B,
..., 320F angeordnet ist. Das Bezugszeichen 325 wird
zur Darstellung einer Riemenscheibe verwendet, die sich zur Verhinderung
eines Aufwärtsrutschens
der Durchleiteriemen 322A und 322B und zur Verhinderung
der Bewegung der Riemen 322A und 322B in der horizontalen
Richtung auf den mittleren Abschnitten der Sortierbahnlöcher 320A, 320B,
..., 320F befindet. Außerdem
wird das Bezugszeichen 326 zur Darstellung einer Positionierrolle
zum Führen
und Positionieren der Münzen 340,
damit die Münzen 340 zu den
formalen Positionen auf den Sortierbahnlöchern 320A, 320B,
..., 320F geschickt werden können, verwendet. Die Bezugszeichen 327A bis 327E werden zur
Darstellung von Bezugsrollen mit denselben Durchmessern und denselben
Ausgestaltungen verwendet, die an Seitenabschnitten vorgesehen sind, die
zahlreichen Sortierlöchern 320A bis 320E entsprechen,
und eine Seitenposition jeder Münze 340 beschränken und
eine Durchleitschiene in Bezug auf die Sortierlöcher 320A bis 320E festlegen
können. Somit
sind die Bezugsrollen 327A bis 327E parallel zu
den Riemen 322A und 322B angeordnet. Diesbezüglich ist
die Positionierrolle 326 in einer Art angeordnet, daß deren äußere Randfläche vor
den Bezugsrollen 327A bis 327E positioniert ist,
wie dies in 2 gezeigt ist, während die
gebogene Seitenfläche 318 des
Durchgangswandelements 306 weiter vor der äußeren Randfläche der
Rolle 326 angeordnet ist. Aus diesem Grund können Münzen unterhalb des
Transportriemens 314 in Kontakt mit der gebogenen Seitenfläche 318 gelangen,
um geführt
zu werden und ihre Bewegungsrichtung unter dem Transportriemen 314 allmählich zu ändern und
sich gleichzeitig zu einer Position unter der Riemenscheibe 316 zu
bewegen. In diesem Moment gelangt die Münze in Kontakt mit der Randfläche der
Positionierrolle 326, so daß deren Position festgelegt
ist, und wird sie parallel zu den Riemen 322A und 322B bewegt,
damit sie mit den Bezugsrollen 327A bis 327E während deren
Bewegung in Kontakt gerät.
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Andererseits
werden in der Nähe
der Bezugsrolle 327A die Riemen 322A und 322B in
der horizontalen Richtung mittels der Kurvenrolle 324 bewegbar
geführt,
während
deren horizontale Hin- und Herbewegung durch die Riemenscheiben 316, 325 begrenzt
wird. Dementsprechend liegt keine Rutschbewegung zwischen der Münze 340 und
den Riemen 322A und 322B vor, wobei die Änderung
von deren Vorwärtsbewegung,
die durch einen Kontakt zwischen der Münze und der Randfläche der
Bezugsrollen verursacht wird, eine Ablenkung in der horizontalen
Richtung zwischen den Riemenscheiben 316 und 325 der
Riemen 322A und 322B verursachen wird. Eine Rückstellkraft
der Riemen 322A, 322B, die aufgrund einer derartigen
Ablenkung verursacht wird, kann dagegen als eine Druckkraft einer
Münze dienen,
die auf die Bezugsrollen 327A bis 327F ausgeübt wird,
während
die Münze
selbst entlang der Randflächen
der Bezugsrollen 46A bis 46E bewegt werden wird.
Danach wird die Münze,
sobald die Münze
die zuäußerst vorragenden
Punkte auf den äußeren Randflächen der
Bezugsrollen 327A bis 327E (eine Position, wo
die Kurvenrolle 324 vorgesehen ist, in 2 gezeigt)
erreicht, auf dem Sortierbahnloch 320A positioniert werden.
Wenn es sich um eine Art von Münze
handelt, die dem Sortierbahnloch 320A entspricht, wird
ein Münzrandabschnitt,
der gegenüber
der Bezugsrolle 327A angeordnet ist, da die Größe des zuäußerst vorragenden
Punktes auf der Randfläche
der Bezugsrolle 327A und die Größe eines gegenüberliegenden
Randabschnitts des Sortierbahnloches 320A etwas größer als
der Durchmesser der Münze
dieser Geldart sind, von der Bodenplatte 304 abgelenkt,
so daß die
Münze aufgrund einer
Druckkraft der Kurvenrolle 324 und der Riemen 322A, 322B in
das Sortierbahnloch 320A schnell fallengelassen werden
wird, um in einem temporären Aufnahmekasten
oder einem Geldsicherheitsbehälter
(von denen beide in der Figur nicht gezeigt sind) aufgenommen zu
werden. Die Münzen,
die nicht mit dem Sortierbahnloch 320A übereinstimmen, werden entlang
der Oberfläche
der Bezugsrolle 327A aufgrund einer Druckkraft der Riemen 322A, 322B und einer
horizontalen Rückstellkraft
weiterbewegt, damit sie auf ihre Bewegungsbahn zurückgebracht
werden, bevor sie mit der Bezugsrolle 327A in Kontakt geraten.
Zu diesem Zeitpunkt gerät
die Münze
mit der nächsten
Bezugsrolle 327B in Kontakt und erfährt sie dieselbe Bewegung wie
die obige, damit sie in ein entsprechendes Bahnloch der Sortierbahnlöcher 320B bis 320F fallengelassen
wird, wodurch die Münze
in einem Geldsicherheitsbehälter
(nicht gezeigt) aufgenommen wird. Nichtsdestotrotz kann eine Begrenzung
der horizontalen Bewegung der Riemen 322A und 322B in
Bezug auf die zweite nach vorne entlang den Sortierbahnlöchern 320B bis 320F unter Verwendung
der vor oder hinter dem Sortierloch positionierten Riemenscheibe 325 durchgeführt werden.
Ferner sind die Größen der
Sortierbahnlöcher 320A bis 320F in
einer zu den Riemen 322A, 322B orthogonalen Richtung
etwas kleiner als die Durchmesser der Münzen.
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3 wird
verwendet, um die Struktur eines gemäß der vorliegenden Erfindung
hergestellten magnetischen Sensor 100 schematisch zu zeigen.
Eine Transmissionsdetektionsspule 11 ist um einen in 4 gezeigten
plattenähnlichen
Detektionskern 10 gewickelt, so daß ein Detektionssignal DT1
von der Transmissionsdetektionsspule 11 ausgegeben werden
kann. Wie in 4 gezeigt ist, ist ferner ein
plattenähnlicher
Erregerkern 20 mit zwei Kerbenabschnitten auf dessen oberen
Mitte von einer Erregerspule 21 umwickelt, während ein
Vorsprung 22, der sich zwischen den beiden Kerbenabschnitten
befindet, von einer Reflexionsdetektionsspule 23 umwickelt
ist, so daß ein
Detektionssignal DT2 von der Reflexionsdetektionsspule 23 ausgegeben
werden kann. Auf dem zentralen Abschnitt des magnetischen Sensors 100 ist
ein Durchgang 1 vorgesehen, durch eine zu detektierende
Münze transportiert
wird und durchgehen kann. Die Erregerspule 21 und die Reflexionsdetektionsspule 23 werden
zur Bildung eines magnetischen Sensors von Wirbelstromverlust detektierender
Bauart verwendet, wobei die Detektion desselben als eine Reflexionsdetektion
in der vorliegenden Erfindung bezeichnet wird. Nichtsdestotrotz wird
die Erregerspule 21 von einer elektrischen Erregerquelle 30 erregt
und wird ein Detektionssignal DT1 von der Transmissionsdetektionsspule 11 ausgegeben,
während
ein Detektionssignal DT2 von der Reflexionsdetektionsspule 23 ausgegeben
wird. 5 wird verwendet, um einen Zustand zu zeigen, in
dem die Transmissionsdetektionsspule 11 um dem Detektionskern 10 gewickelt
ist, während
die Erregerspule 21 um den Erregerkern 20 gewickelt
ist und die Reflexionsdetektionsspule 23 um den Vorsprung 22 gewickelt
ist.
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Darüber hinaus
wird 6 dazu verwendet, um einen Zustand darzustellen,
in dem Permalloy-Abschirmplatten 12 und 13 an
den Außenseiten des
Detektionskerns 10 und des Erregerkerns 20 montiert
sind, wobei die Abschirmplatten 12 und 24 verwendet
werden, um äußeren Magnetismus
auszuschalten. Ferner ist der magnetische Sensor 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung derart ausgebildet, daß er einen Durchgang 1 aufweist,
dessen Oberfläche
durch ein abriebfestes Material 2 ausgebildet ist. Der
Durchgang 1 ist zwischen oberen und unteren Sensorabschnitten
unter Verwendung einer integralen Formbehandlung (3) ausgebildet,
die in 7 gezeigt ist und ein von dem Anmelder in dem offengelegten
japanischen Patent Nr. 9-73568 beschriebenes Verfahren ist. Der
Erregerkern 20 (eine Erregerspule 21, eine Reflexionsdetektionsspule 23) ist
in dem unteren Abschnitt des Sensors, der mit einer U-förmigen Gestalt
geformt ist, aufgenommen, während
ein Detektionskern 10 (eine Transmissionsdetektionsspule 11)
in dem oberen Abschnitt des Sensors, der zu einer rechteckigen Parallelepipedgestalt
geformt ist, aufgenommen ist. Ein Sensorkasten ist aus einer Keramik,
einem PPS-Harz oder dergleichen gebildet, wobei der obere Abschnitt
des Sensors und der untere Abschnitt des Sensors durch Verwendung
von Schraubmitteln voneinander trennbar sind. 8 wird
zum Zeigen eines Zustands verwendet, in dem der magnetische Sensor 100 zum
Detektieren einer Münze
verwendet wird, wobei eine Münze 200 zum
Hindurchgehen durch einen Durchgang 1 mittels eines Transportriemens 4 gebracht
wird, wodurch die Identifizierung der Münze 200 vorgenommen
wird, wenn sie hindurchgeht.
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9 wird
verwendet, um ein Beispiel zu zeigen, das eine elektrische Erregerquelle 30 und eine
Detektionsschaltung (die eine Reflexion detektiert) des magnetischen
Sensors 100 zeigt. Die elektrische Erregerquelle 30 enthält vier
Oszillatoren 31, 32, 33 und 34 mit
unterschiedlichen Schwingfrequenzen, wobei deren Frequenzausgaben
(in diesem Beispiel 2 kHz, 10 kHz, 50 kHz, 200 kHz) in einem Addierverstärker 35 zur
Verstärkung
addiert werden, wodurch die Erregerspule 21 des magnetischen
Sensors 100 unter Verwendung des addierten Erregersignals
und mit einer Steuerschaltung 36 erregt wird. Das von der
Reflexionsdetektionsspule 23 des magnetischen Sensors 100 zugeführte Detektionssignal DT2
wird vier Arten von Bandpaßfiltern
(BPF) 41, 42, 43 und 44 mittels
eines Verstärkers 40 zugeführt, damit
es in die obengenannten unterschiedlichen Frequenzkomponenten getrennt
wird. Danach werden die getrennten verschiedenen Frequenzsignale durch
Vollwellengleichrichterschaltungen (51, 52, 53, 54)
und Tiefpaßfilter
(LPF) (61, 62, 63, 64) geleitet, um
Gleichstromwerte zu erhalten. Ferner werden diese verschiedenen Frequenzsignale
durch A/D-Wandler (71, 72, 73, 74)
geleitet, damit sie als digitale Detektionssignale SG1, SG2, SG3,
SG4 ausgegeben werden. Die Detektionssignale SG1, SG2, SG3, SG4
werden danach einem Identifizierungsmittel zugeführt, das später beschrieben wird, wodurch die
Identifizierung einer Münze
vorgenommen wird. Außerdem
wird das von der Transmissionsdetektionsspule 11 zugeführte Detektionssignal
DT1 dem Identifizierungsmittel zugeführt, damit es zur Detektion
der äußeren Erscheinung
(Durchmesser) einer Münze
verwendet wird. Obwohl in dem vorliegenden Beispiel vier Arten von
unterschiedlichen Frequenzen verwendet worden sind, ist es jedoch
möglich, drei
Arten von Frequenzen zu verwenden. Dann können sie 2 kHz, 10 kHz und
50 kHz betragen.
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Bezüglich der
obigen Anordnung wird ein Beispiel für den Betrieb beschrieben.
Die 10 und 11 werden
verwendet, um Beispiele für
mehrere Wellenformen des Erregungssignals und des Detektionssignals
zu zeigen. Hier erfolgt die folgende Erläuterung unter Verwendung lediglich
zwei Arten von Frequenzen, um eine vereinfachte Beschreibung zu liefern.
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10 wird
verwendet, um einen Prozeß, beginnend
mit der Erregung des magnetischen Sensors 100 durch Zusammensetzen
von mehreren Frequenzkomponenten und endend mit der Trennung der
verschiedenen Frequenzkomponenten des Detektionssignals, zu zeigen.
(A) der Figur wird verwendet, um ein Erregungssignal mit einer niedrigen
Frequenz zu zeigen, während
(B) der Figur verwendet wird, um ein Erregungssignal mit einer hohen
Frequenz zu zeigen. Diese Erregungssignale werden in einem Addierverstärker 35 zusammengesetzt
und über
eine Steuerschaltung 36 an die Erregerspule 21 des
magnetischen Sensors 100 angelegt. Somit wird das an die
Erregerspule 21 angelegte zusammengesetzte Signal zu dem
werden, das in (C) von 10 gezeigt ist. Danach wird
das von der Reflexionsdetektionsspule 23 des magnetischen
Sensors 100 ausgegebene Detektionssignal DT2 zu demjenigen werden,
das in (D) von 10 gezeigt ist, das eine Wellenform
aufweist, die mit dem Erregungssignal übereinstimmt. Genanntes Signal
wird danach Paßfiltern 41 bis 44 zugeführt. Hier
wird z.B. nur ein niederfrequentes Signal, das in (E) der Figur
gezeigt ist, in Übereinstimmung
mit jeder Bandpaßfrequenz
extrahiert werden. Obwohl die Zusammensetzung und Trennung von zwei Arten
von Frequenzsignalen beschrieben worden ist, paßt nichtsdestotrotz die obige Beschreibung
auch für
einen Fall, der mit vier Arten von Frequenzsignalen zu tun hat.
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Andererseits
wird 11 verwendet, um ein Beispiel zur Verarbeitung
eines durch Frequenztrennung des von dem magnetischen Sensor 100 zugeführten Detektionssignals
DT2 erhaltenen Hochfrequenzsignals zu zeigen. (F), (G), (H) der
Figur werden verwendet, um Beispiele für die Wellenformen (zum Zeitpunkt
der Bereitschaft) zu zeigen, wenn keine Münze vorliegt, während (I),
(J), (K) der Figur verwendet werden, um Beispiele für die Wellenformen (zum
Zeitpunkt der Detektion) zu zeigen, wenn eine Münze passiert. Ferner werden
(F) und (I) von 11 jeweils verwendet, um Beispiele
für die
Wellenformen zu zeigen, die von den Wandpaßfiltern (41 bis 44)
zugeführt
werden, werden (G) und (J) der Figur jeweils verwendet, um Beispiele
für die
Wellenformen zu zeigen, die von den Vollwellengleichrichterschaltungen
(51 bis 54) zugeführt werden, und werden (H)
und (K) der Figur jeweils verwendet, um Beispiele für die Wellenformen
zu zeigen, die von den Tiefpaßfiltern
(61 bis 64) zugeführt werden. Die in (H) und
(K) von 11 gezeigten Ausgabesignale werden
in digitale Detektionssignale (SG1 bis SG4) durch A/D-Wandler (71 bis 74)
umgewandelt, damit sie in einem von einem Identifizierungsmittel
durchgeführten
Münzidentifizierungsprozeß verwendet werden.
Hier ist 11 (K') eine vergrößerte graphische Darstellung,
die durch Vergrößerung von 11 (K)
in der Richtung der vertikalen Achse erhalten wird. Wenn "a" zur Darstellung eines Ausgabesignalwertes
zu einem Zeitpunkt von Bereitschaft verwendet wird und wenn "b" zur Darstellung eines minimalen Wertes
eines Ausgabesignalwertes während
der Detektion verwendet wird, kann eine Ausgabedämpfung (a-b), die durch eine
Münze verursacht wird,
in einen normierten Wert gemäß dem Ausgabesignalwert
a zum Zeitpunkt von Bereitschaft gewandelt werden und wird genannter
normierter Wert als eine Dämpfungsrate
(a-b)/a bezeichnet und als eine charakteristische Größe zur Identifizierung
einer Münze
verwendet. Das Identifizierungsmittel wird zur Durchführung der
Münzidentifizierung
unter Verwendung von genanntem normierten Wert verwendet. Obwohl
einige Unregelmäßigkeiten
in dem Ausgabesignalwert aufgrund von einigen Unregelmäßigkeiten in
dem magnetischen Sensor 100 und der Signalverarbeitungsschaltung
auftreten werden, ist es möglich,
genannte Unregelmäßigkeiten
durch Durchführung
einer Normierung gemäß dem Ausgabesignalwert "a" in der oben beschriebenen Weise zu
absorbieren. Das Identifizierungsmittel kann jedoch einen Vergleich
zwischen zahlreichen charakteristischen Größen und Bestimmungsbereichen,
die für
jeden Nennwert einer Münze
im voraus eingestellt sind, durchführen, wodurch identifiziert
wird, ob eine Münze
eine echte ist oder nicht.
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12 wird
verwendet, um ein Beispiel zu zeigen, das einige Dämpfungsraten
zeigt, die durch Detektieren der Reflexion (Detektionssignal DT2) von
vier Arten von Münzen
mit unterschiedlichen Strukturen ermittelt sind, einschließend eine
Al-Münze
und eine CuNi-Münze, die
jeweils eine Monometallstruktur (eine Monomerstruktur) aufweisen,
eine CuNi/Al/CuNi-Dreischichtenmünze
mit einer Bimetallstruktur (einer plattierten Struktur) und eine
Al/CuNi/Al-Dreischichtenmünze.
Wenn eine Münze
aus einer plattierten Struktur mit einem Durchmesser von 26 mm und
einer Dicke von 2 [mm] hergestellt ist, werden ihre vorderen und
hinteren Hautschichten jeweils eine Dicke von 0,5 [mm] aufweisen,
während ihre
mittlere Kernschicht eine Dicke von 1 [mm] aufweisen wird. In 12 sind
Diagramme gemäß sechs
Arten von Frequenzen gezeigt, aber die Identifizierungsvorrichtung
muß nicht
sechs Arten von Frequenzen aufweisen. Bei hoher Frequenz wird hier die
Dämpfungsrate
von den Materialeigenschaften der Oberflächenschicht abhängen. Bei
einer niedrigen Frequenz wird die Dämpfungsrate auch von den Materialeigenschaften
der mittleren Schicht abhängen.
Wenn die Dämpfungsraten
bei den obengenannten vier Arten von Frequenzen (2 kHz, 10 kHz, 50
kHz, 200 kHz) mit den im voraus festgelegten Kriterien verglichen
werden, ist es aus diesem Grund möglich, die obengenannten vier
Arten von Münzen zu
identifizieren. Wenn sich andererseits die Dämpfungsrate mit der Temperatur ändert, wird
ein Ergebnis dasjenige sein, das in dem offengelegten japanischen
Patent 9-73568 geschildert wird. Es wird nämlich ermöglicht, eine Temperaturdetektion
durchzuführen,
indem von einer durch eine Temperaturänderung der Erregerspule verursachten Änderung
des elektrischen Widerstands Gebrauch gemacht wird, um die Umgebungstemperatur
detektieren und eine Korrektur gemäß der Umgebungstemperatur durchzuführen. 13 wird
verwendet, um ein Beispiel zu zeigen, das eine Dämpfungsrate zeigt, die von
einer Transmissionsdetektion (Detektionssignal DT1) von vier Arten
von Münzen
abhängt,
die unterschiedliche Strukturen aufweisen, wie dies in 12 gezeigt
ist. Im Falle der Transmissionsdetektion ist es unmöglich, die
obengenannten beiden Arten von plattierten Strukturen zu unterscheiden,
da die Ausgabedämpfungsrate
nicht mit der Reihenfolge der Anordnung der Schichten zu tun hat.
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Darüber hinaus
werden 14 und 15 jeweils
verwendet, um Beispiele zu zeigen, die Dämpfungsraten von Reflexionsdetektion
und Transmissionsdetektion einer Münze zeigen, die durch Plattieren
eines ferromagnetischen Materials mit einer zweiten Schicht ausgebildet
ist. Wenn ein ferromagnetisches Material als die zweite Schicht
geklemmt wird, wird in 14 die Ausgabe in einem Niederfrequenzbereich
verstärkt
statt gedämpft
(in einen negativen Bereich kommend). Somit versteht es sich, daß ein zugehöriges Material
ein ferromagnetisches Material ist. Selbst wenn ein ferromagnetisches
Material als die zweite Schicht geklemmt wird, wird jedoch die Ausgabe
in einem Niederfrequenzgebiet gedämpft (positiver Bereich in
er graphischen Darstellung). Somit ist es durch nur die Transmissionsdetektion
nicht selbstverständlich,
daß das
Material ein ferromagnetisches Material ist.
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Obwohl
es bei der Transmissionsdetektion nicht möglich ist, einen Unterschied
in der Reihenfolge der Schichten einer Münze mit einer plattierten Struktur
zu detektieren, noch es möglich
ist, ein ferromagnetisches Material zu detektieren, werden diese Detektionsarten
unter Verwendung von Reflexionsdetektion nützlich werden. Da die Dämpfungsrate
abnehmen wird, wenn ein Anheben einer Münze während deren Transport auftritt,
ist bei genannter Reflexionsdetektion erforderlich, daß ein Unterscheidungsbereich
groß ausgebildet
wird, um mit dem Anheben der Münze
fertig zu werden. Wenn dies getan wird, wird jedoch ein Ergebnis
darin bestehen, daß die
Präzision
der Identifizierung gesenkt wird. Zur Durchführung von Münzidentifizierung ohne Verursachung
einer Abnahme der Präzision
ist erforderlich, daß zahlreiche
Dämpfungsraten
bei zahlreichen Frequenzen durch eine Dämpfungsrate bei irgendeiner optionalen
Frequenz geteilt werden, wodurch normierte Werte erhalten werden,
die zur Durchführung der
Münzidentifizierung
verwendet werden. Es ist auch zulässig, die obengenannte Identifizierung
bei diskreten Frequenzen, wie dies oben beschrieben ist, nicht durchzuführen und
statt dessen ist es erforderlich, kontinuierliche Ausgabewerte bei
zahlreichen Frequenzen unter einer Bedingung zu speichern, bei der
die Erregungsfrequenzen während
einer Bereitschaftsperiode überstrichen
werden, die Münze
an dem magnetischen Sensor zu stoppen, die Erregungsfrequenzen durchzulaufen
und Ausgabewerte bei jeder detektierten Frequenz kontinuierlich
zu berechnen, wodurch eine Wellenform von kontinuierlicher Dämpfungsrate
für jede
Frequenz erhalten wird und somit Identifizierung gemäß genannter
Wellenform durchgeführt
wird.
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16 wird verwendet, um eine modifizierte Ausführungsform
(100A) des in der vorliegenden Erfindung verwendeten magnetischen
Sensors zu zeigen, in dem der Detektionskern in zwei Abschnitte unterteilt
ist und Transmissionsdetektionsspulen 11A und 11B um
die beiden getrennten Kerne gewickelt sind derart, daß ein Münztransportriemen 4 durch
einen Durchgang 1 leicht hindurchgeführt werden kann.
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Wenn
die obengenannte Reflexionsdetektion mit der Transmissionsdetekion
(z.B. einer Dämpfungsrate
bei 200 kHz) zum Detektieren des Durchmessers (äußere Erscheinung) verbunden
wird, ist es nichtsdestotrotz sicher, daß die Präzision der Münzidentifizierung
weiter verbessert wird. Zur Stabilisierung von Signalen ist es außerdem möglich, daß ein Vorverstärker in
den magnetischen Sensor aufgenommen wird.
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Mit
der Verwendung des Verfahrens zur Identifizierung einer Münze und
der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie dies oben beschrieben ist, ist es sicher, das Identifizierungsvermögen zur
Identifizierung von echten und falschen Münzen weiter zu verbessern,
da es möglich
ist, nicht nur die Materialeigenschaft einer Münze sondern auch deren Schichtstruktur
zu detektieren. Somit ist es auch exakt möglich, eine plattierte Münze zu identifizieren.