JPH01501657A - 硬貨検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 硬　貨　検゛　知　装　置 ■社 本発明は硬貨が存在することを検知するに用いる装置（以下、硬貨検知装置とい う）に関する。しかしながなら本装置は、金属でできている名目硬貨その他の通 貨代替要素を検知するのにも使用することができ、′硬貨”という語がかかるす べての要素を包含するものと解釈してもらいたい。

本発明の好ましい態様においては、硬貨検知装置は、各種硬貨の識別、すなわち 金額の異なる硬貨あるいは本当の硬貨と偽造硬貨を識別し、受容できないことが 分った硬貨を却下するよう機能する。この識別を硬貨の物理的寸法を測ることに よって、また必要ならばこれに加えて、硬貨の電導度を測ることによって、果す ことが提案されている。

技術背景 硬貨を検知／受容する機構はゲーム機や自動販売機で現在広範囲に用いられ、機 械的あるいは電気的の１つまたは２つの異なるタイプに入るものとして広く類別 されている。現存する電気タイプの機構の多くは、硬貨のトラックに隣接して位 置し、トラックに沿っての硬貨の通過に応答する同調回路の部品を形成するコイ ルを組込んでいる。硬貨の検知と識別は、回路インダクタンスが変化する結果と して行われる。

これらの先行技術は、高品位の誘導コイルその他の回路部品が必要であることか ら、製作および組立てが高価である。本発明は比較的簡単な構造を組込む機構を 提供するにある。

凡肌五皿示 広く定義すると、本発明は、少なくとも一部は不導体材料で形成され、硬貨が重 力の影響のもとに移動する通路を画定するトラックからなる硬貨検知装置を提供 するものである。少なくとも２枚の間隔の離れた金属板をトラックの壁部に位置 させ、それらの板は、硬貨がトラックを下に移動するにつれて次々と通過される ように配列し、また硬貨が板を通過するにつれてそれらの板または板の８対と瞬 間的に一部分が重なり合い、硬貨がそれらの板と共働して２つの直列コンデンサ を形成することができるような距離だけ間隔を離して配置する。絶縁材料で板を 被覆し、板と硬貨が瞬間的に接触するのを防止する。パルス発生器を設けて電圧 パルスを板の１つにかけ、検知器回路を板または他の各板と回路内で接続する。

検知器回路は板を通り過ぎる硬貨の移動に応答して、回路のキャパシタンスが所 定の量だけ増加したことを指示する出力信号を出すことができるように配置する 。

本発明の好ましい態様においては、トラックの壁部に３枚の間隔の離れた金属板 を位置させ、硬貨がトラックを下に移動するにつれて次々と通過されるように配 列する。これらの板は、硬貨が最初板の第１および第２のものと部分的に重なり 合って第１の対の直列コンデンサを形成し、その後筒２および第３の板と部分的 に重なり合って第２の対の直列コンデンサを形成するような距離だけ間隔を離し て配置する。第２の板に電圧パルスをかけるためにパルス発生器を設け、第１と 第３の板には検知器回路を回路内で接続する。検知器回路は、板の８対を通り過 ぎる硬貨の移動に応答して、第１および第２の対のコンデンサが組込まれている 回路のキャパシタンスが所定の量だけ増加したことを指示する出力信号を出すよ うに配置する。

硬貨検知装置は、もっとも望ましくは、硬貨がトラックに沿って移動するとき、 所定の距離を通過する硬貨の移動時間を測って、硬貨の直径の尺度となる出力信 号を出すように機能する回路構成要素を備えている。硬貨トラックの反対側の壁 に間隔の離れた金属板の群を位置させ、トラックの８壁の板と結ばれた検知器回 路から導かれる出力信号のレベルを関係づけることによって、硬貨の厚さの尺度 も得られる。

上に定義した各配置内の検知器回路は、好ましくは、金属板と硬貨によって形成 されるコンデンサとともにＲＣ時限ネットワークを構成する抵抗負荷要素を備え ている。抵抗要素を横切って現れる電圧は回路の（ｖ４間的な）キャパシタンス の尺度を与えるので、回路状態の尺度、したがってトラックに沿っての硬貨の移 動を決定するために、このような電圧を入力として処理しようとしている回路構 成要素にかけるのである。

パルス発生器は、好ましくは、高周波低電圧出力、たとえば、１０Ｋ　Ｈｚ以上 、望ましくは１００ＫＨｚのオーダーの周波数と５ボルトのオーダーの振幅をも つパルス列を出す。

硬貨検知装置は普通いわゆる硬貨受容器に組込む。装置からの出力信号が正当な 硬貨の存在を指示すると、受容器はゲートで制御して硬貨を受入れる。反対に正 当でない硬貨が指示されると、受寄器はゲートで制御して硬貨を却下する。かか る硬貨受容器は技法上周知であるので、本明細言においては一般的な用語として 以外は説明しない。

本発明は、添付図面の実施例によって説明される本発明の多数の具体化について の以下の叙述からさらに完全に理解できる第１図は、第１の（簡単な）タイプの 検知装置を組込んだ硬貨受容機構を模式的に表現したものである。

第２図は、第１図の機構のトラック部分の末端図で、第１図の矢印２の方向から 見たものである。

第３図は、第１図に示した電気要素の回路図である。

第４図は、電圧パルスの波形を示し、（Ａ）は第３図の回路にかける波形、（Ｂ ）は回路内の抵抗負荷を横切って現れる波形である。

第５図は、第２のタイプの硬貨検知装置を模式的に表現したものである。

第６図は、第５図の装置に組込まれる３枚の金属板の相対的位置を示し、また硬 貨が板を通り過ぎて移動するときのく漸増する時間間隔における）硬貨の連続す る位置も示している。

第７Ａ図は、第５図、第６図に示した配置で、硬貨が金属板のうちの第１および 第２のものと隣接して位置する期間中の回路図、第７Ｂ図は、第５図、第６図に 示した配置で、硬貨が金属板のうち第２および第３のものと隣接して位置する期 間中の回路図を示す。

第８Ａ図は、第７Ａ図に説明される回路に関して、時間に対する電圧パルス振幅 のカーブを示す。第８Ｂ図は、第７Ｂ図に説明される回路に関して、時間に対す る電圧パルス振幅のカーブを示す。

第９図は、第５図の硬貨検知装置の変形を示し、硬貨の厚み定量を備えている。

及皿二叉里皿蟇 第１図および第２図に示すように、硬貨受容機構は不導体材料で形成され、硬貨 ２１が重力の影響のもとに転げる通路を画定する溝形のトラック２０からなって いる。トラック２０はソレノイド２３と連結する枢軸旋回のゲート２２と一直線 に並んでいる。ソレノイドが（トラック状の受容できない硬貨の存在に応答して ）作動すると、硬貨はその目積している通路がビン２４のほうへそれ、通路２５ に沿って却下場所２６へ向きを変える。

ソレノイドは、２枚の金属板２８．２９と回路内で電気的に接続している検知／ 処理用の回路構成要素２７から誘導される“正当な硬貨″という信号によって賦 活される。

金属板２８．２９は側壁３０の外側に位置している。これらの板は硬貨２１がト ラックを転げ落ちるときその面と平行にあるような一つの平面内に配列されてお り、内側の硬貨の面は、トラックの側壁の厚さだけ、板２８．２９の表面から間 隔が離れている。トラック２０は、第２図に示すように、内側の硬貨の面がトラ ックの側壁と接して維持されることを確実にするために傾いており、また上述の ように、トラックは不導体材料でできている。したがって、硬貨２１は板２８． ２９のそれぞれと共働して各板とコンデンサを形成する。硬貨が２枚の板と部分 的に重なり合うと、２つの直列コンデンサが形成され、硬貨は２つのコンデンサ に共通する（中間の）板を構成する。

この配置は第３図に示すように、ここには直列に接続された２つのコンデンサＣ １，Ｃ２が示されている。コンデンサＣ１は板２８．硬貨２１およびトラック２ ０の側壁３０を形成する（誘導体）材料から構成され、同様にコンデンサＣ２は 板２９．硬貨２１およびトラックの側壁３０から構成されている。

トラックに硬貨が存在しないときには、板２８と２９の間の電場は板の隣接する 縁をくまどるものだけであるから、第３図の回路には無視できる程度のキャパシ タンスしか存在しない。しかしながら、硬貨２１が板２８．２９を通り過ぎて転 げるにつれて、キャパシタンスは最初極小のレベルから、硬貨が両方の板に同じ 量だけ部分的に重なり合うときに起る極大の値に増加し、ついで硬貨が板２９を 通り過ぎて進むにつれて、キャパシタンスは極小のレベルまで減少する。この状 態は第８Ａ図と第８Ｂ図に示されており、以下これらの図に関して説明する。

キャパシタンスの上昇、下降を検知するには種々の回路構成を使用することがで き、かかる配置の一つを模式的に第３図に示した。

発生器３１は板２８に高周波、方形波、低電圧のパルスをかけ、負荷抵抗器Ｒ１ は板２９に接続されている。第４図（Ａ）はかけられる電圧の波形を示し、第４ 図（Ｂ）は負荷抵抗器Ｒを横切って結果として現れる電圧パルスである。第４図 （Ｂ）のパルスの形は回路のＲＣ時定数によって決定され、第４図（Ｂ）に示す パルスの振幅はその時々に回路内に存在するキャパシタンスの値に比例する。

第４図（Ｂ）に示すパルスの連続したものの振幅は、しきい値検知器３２で検知 され、所定の信号レベルと比較される。検知した振幅が所定のレベルと合致すれ ば、検知器回路３２からの出力信号によってソレノイド２３が作動し、′正当な ”硬貨はビン２４へと通過する。

第２図〜第３図に示した配置は主として第５図以下に示す硬貨検知装置を紹介す るために記載したものである。実際、第１図〜第３図に示したような配置は多く の状況ではそれ自体で使用されることはなく、第５図の配置に関連して、第５図 に示した配置の引金を引いた後、挿入された硬貨が（たとえば連結する回復ライ ンによって）引っ込められないことをチェックするのに用いられると予想される 。

第５図に示すように、硬貨検知装置は、普通第１図に示すタイプの硬貨受容機構 に組込まれているような溝形のトラック３３を備えている。しかしながら第１図 に示した配置とは対照的に、トラック３３の一つの壁の外側に３枚の金属板３４ ．３５．３６が位置するかまたははり合されており、これらの板は硬貨３７がト ラック３３を転げ落ちるにつれて次々と通過されるように配列されている。

板３４．３５．３６は、硬貨３７が最初箱１および第２の板３４．３５と部分的 に重なり合って第１の対の直列コンデンサＣ１，Ｃ２（第７Ａ図）を形成するよ うな距離だけ間隔を離して配置されている。ついで硬貨がトラックの転げ落ちを 続けて第２および第３の板３５．３６と部分的に重なり合うと、第２の対の直列 コンデンサＣ３，Ｃ４（第７Ｂ図）が形成される。

第６図は板３４〜３６の（上から見た）相対的な位置と、硬貨が板を通り過ぎて 移動するときの漸増する時間間隔における硬貨３７の連続した位置を示したもの である。

時間Ｔ１で硬貨が最初の位置にあると、硬貨の前縁は第２の板３５と丁度型なり 合っている。ついで硬貨がＴ２で到達するざらに先の位置まで転げると、硬貨は 第１および第２の板３４．３５と等しい量だけ部分的に重なり合う。時間のこの 点で直列コンデンサＣｔ　、Ｃ２の全キャパシタンス値は極大となる。

時間Ｔ３で、硬貨の後縁は第１の板３４の縁と丁度型なり合う。

Ｔ４において、硬貨の前縁は丁度箱３の板３６と重なり、硬貨の後縁は第２の板 ３５の対応する縁と丁度型なり合う。

時間Ｔ５で、硬貨は第２および第３の板と等しい量だけ部分的に重なり合うよう に位置し、最後にＴ６で、硬貨の後縁は第２の板３５の縁と丁度型なり合う。

硬貨が時間Ｔ２で存在する位置に向って移動するにつれて、Ｃ１と０２によるキ ャパシタンスは極大に向って上昇し、抵抗Ｒ（第７Ａ図）を横切る電圧の振幅は 極大に上昇する。逆に硬貨が板を通り過ぎて前進し、−間がＴ２を超えて進むに つれて、Ｃ１と０２によるキャパシタンスは極小に向って減少し、抵抗Ｒを横切 る電圧の振幅は極小に減少する。これは第８Ａ図に示したようで、同図には、抵 抗Ｒを横切って現れ、Ｃ１およびＣ２によるキャパシタンスに比例する電圧の時 間に対するプロットが示されている。

同様に第８Ｂ図には、抵抗Ｒを横切って現れ、コンデンサＣ３、Ｃａの存在によ るキャパシタンスに比例する電圧のプロットが示されている。このプロットは硬 貨が第２および第３の板３５．３６を通り過ぎて移動する期間（Ｔ６−７４　） に適用できるものである。

時間Ｔ１．Ｔ３　、、Ｔ４およびＴ６における電圧が（所定の）しきい値電圧で あると仮定すれば、しきい値電圧への上昇およびしきい値電圧からの下降によっ て印づけられる期間を測定することかできる。ここで、硬貨がＴ１とＴ４で占め る位置の間を移動するのに占有される期間は（Ｔ４−７１）に等しく、また硬貨 がＴ３とＴ６で占める位置の間を移動するのに占有される期間は（Ｔ６−７３　 ）に等しい。

また、この場合がそうであるように、第２の板３５の前縁と第３の板３６の対応 する縁の間の距離ｄが既知であれば、硬貨の速度■は、 によって計算することができる。

さらにまた、硬貨がＴ１で占めていた位置からＴ４で占められる位置まで移動す るに要する時間を測定することによって、すなわち硬貨の前縁と後縁が同じ位置 を通過するに要する時間を測定することによって、硬貨の直径りを、直径（Ｄ＞ ＝Ｖ　（Ｔ４−Ｔ１） として計算することができる。

これらのパラメータの尺度は各種の既知の回路構成を用いることによって誘導さ れ、このような回路は第７Ａ図と第７Ｂ図に数字４０で示した集積回路チップで 実行することができる。パルス発生器４１を含む各種の回路要素は硬貨トラック ３３に取付けることができる。

回路の一つの実行を模式的に第９図に示した。この回路では負荷抵抗Ｒを横切っ て現れる電圧はそれに続くダイオード検知器回路４２にかけられる。検知器回路 の出力はアナログ／ディジタル変換器４３に送られ、変換器からの出力はそれに 続くタイミング／シグナル処理回路４４へ送られる。回路４４からの出力信号は 装置の中の通路をたどる硬貨の速度および直径測定の尺度を与える。

第５図に示した検知装置は、第１０図に示すように、板３３．３４と大きさおよ び間隔が相応する２枚の板４５．４６をさらに備えさせて変形することができる 。しかしながら、追加して取付ける板４５．４６は硬貨トラックの反射側の壁４ ７に位置しており、板３４〜３６から長さ方向に間隔をあけて設けられ、またそ れらの追加して取付ける板４５．４６は第３図に示したと同じ回路４８に接続さ れている。

第９図に示す配置は硬貨３７の厚さの尺度を得るのに用いられる。これは、硬貨 ３７が、言ってみれば、板３４．３５を通過する結果として回路４０中に存在す る極大キャパシタンスの尺度を得、その後、硬貨３７が板４５．４６を通り過ぎ て移動するにつれて回路４８のキャパシタンスの尺度を得ることによって誘導さ れる。ついで、回路４９で２つのキャパシタンスの値の比または差を決定し、そ の結果として得られる尺度を既知の（経験的に導かれた）値と比較することによ って、硬貨の厚・ざの尺度が誘導される。

トラックに沿って通過する硬貨３７の速度、直径ならびに厚さを代表する回路の 出力信号は、入力を記憶値と調和させ、すべての入力が正しいかあるいは需要範 囲に入るものとして確認されたとき、“硬貨確認”の出力信号を出す比較器回路 （図示せず）に、入力として適用することができる。ここでもまた、この信号処 理に適切な回路構成要素は周知であり、これ以上は説明しない。

Ｆｌθ、３ ０：＝：コ　Ｔ３ ０＝：＝コ　Ｔ４ ０＝：＝コ　Ｔ５ 国際調査報告 Ａ［ＩＮ［Ｘ　Ｔｏ　ＴＨＥ　ＩＮＴ［ＲＮＡＴｌ０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣＨＲ［ ＰＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＮｏ、ＰＣ Ｔ／ＡＵ８６１００１１９

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも一部は不導体材料で形成され、硬貨が重力の影響のもとに移動す る通路を画定するトラックと、トラックの一部に位置する間隔の離れた少なくと も２枚の金属板で、硬貨がトラックを下に移動するにつれて次々と通過されるよ うに配列され、また硬貨が板を通過するにつれてそれらの板または板の各対と瞬 間的に一部分が重なり合い、硬貨がそれらの板と共働して２つの直列コンデンサ を形成するような距離だけ間隔を離して配置された金属板と、板が硬貨と電気的 に接触するのを防止するためにそれらの板を被覆する絶縁材料と、板の一つに電 圧パルスをかけるためのパルス発生器と、板または他の各板と回路内で接続され ている検知器回路で、板を通り過ぎる硬貨の移動に応答して回路のキャパシタン スが所定の量だけ増加したことを指示する出力信号を出すように配置した検知器 回路とからなる硬貨検知装置。
2. ２．少なくとも一部は不導体材料で形成され、硬貨が重力の影響のもとに移動す る通路を画定するトラックと、トラックの一部に位置する間隔の離れた３枚の金 属板で、硬貨が最初それらの板の第１および第２のものと部分的に重なり合って 第１の対の直列コンデンサを形成し、その後第２および第３の板と部分的に重な り合って第２の対の直列コンデンサを形成するような距離だけ間隔を離して配置 された金属板と、第２の板に電圧パルスをかけるためのパルス発生器と、第１お よび第３の板と回路内で接続されている検知器回路で、板の各対を通り過ぎる硬 貨の移動に応答して、第１および第２の対のコンデンサが組込まれている回路の キャパシタンスが所定の量だけ増加したことを指示する出力信号を出すように配 置した検知器回路とからなる硬貨検知装置。
3. ３．検知回路が、第１および第２の対の直列コンデンサと回路内で接続された抵 抗負荷要素を備え、ある与えられた時間に回路内に存在するキャパシタンスのレ ベルの尺度として抵抗要素を横切る電圧を検知する手段と、電圧の所定のしきい 値レベルを検知する手段を設けた特許請求の範囲第２項記載の硬貨検知装置。
4. ４．検知回路が、硬貨がトラックに沿って移動するにつれてそれが所定の距離だ け進行する期間を計時する手段と、所定の距離を移動する間の硬貨の速度の尺度 となる信号を生ずるための手段をさらに備えた特許請求の範囲第３項記載の硬貨 検知装置。
5. ５．検知回路が、硬貨がトラックに沿って進行するとき硬貨の前縁と後縁がある 一つの点を通過するのに占有される期間を計時する手段と、硬貨の前縁および後 縁が所定の点を通過するのに占有される時間の関数として硬貨の直径の尺度とな る信号を与える手段をさらに備えた特許請求の範囲第４項記載の硬貨検知装置。
6. ６．パルス発生器が周波数１０ＫＨＺ以上の方形波パルス列を生ずる特許請求の 範囲第２項記載の硬貨検知装置。
7. ７．パルス発生器と検知回路を硬貨トラックに取付けた特許請求の範囲第２項記 載の硬貨検知装置。
8. ８．硬貨トラックを、検知回路が確認すれば硬貨が通過できるようなゲートを備 えた硬貨受容機構に組込み、検知回路がゲートの作動を開始する出力信号を生ず る特許請求の範囲第２項記載の硬貨検知装置。
9. ９．硬貨の片面を３枚の金属板が位置している壁に接して支えるように、トラッ クを一方の側に傾け、硬貨をトラックの壁の厚さに等しい距離だけ金属板から分 離させるようにした特許請求の範囲第２項記載の硬貨検知装置。
10. １０．金属板を、硬貨がトラックを下に移動するとき、硬貨の面と平行にある共 通平面内に配列する特許請求の範囲第９項記載の硬貨検知装置。
11. １１．トラックの第２の壁の部分にさらに一対の金属板を位置させるが、この第 ２の壁の部分とは第１，第２および第３の金属板が位置する部分とは反対の部分 を指し、また追加して取付ける板は硬貨がトラックを下に移動するにつれて次々 と通過されるように配列され、硬貨が追加して取付けた板を通過するにつれてそ れらの板と瞬間的に一部分重なり合い、硬貨がそれらと共働して第３の対の直列 コンデンサを形成するような距離だけ間隔を離して配置されているものとし、こ れに第３の対の直列コンデンサの極大キャパシタンスレベルを代表する出力信号 を出すように配置した検知器回路、第１および／または第２の対の直列コンデン サの極大キャパシタンスを代表する出力信号を出すように配置した検知器回路、 およびトラックを通過する硬貨の厚さの尺度となる信号を生ずるように上記出力 信号を関係づける手段を配した特許請求の範囲第２項記載の硬貨検知装置。
12. １２．追加して取付ける板がトラックの長さ方向で第１，第２および第３の板か ら分離している特許請求の範囲第１１項記載の硬貨検知機構。