JP6425878B2

JP6425878B2 - 硬貨処理装置

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Publication number: JP6425878B2
Application number: JP2013217357A
Authority: JP
Inventors: 正明時庭; 山田　淳; 淳山田; 木村　康行; 康行木村
Original assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Current assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2033-10-18
Also published as: US20160260276A1; PL3059711T3; EP3059711B1; EP3059711A4; CN105637566B; KR101819019B1; WO2015056563A1; EP3059711A1; ES2942847T3; CN105637566A; JP2015079425A; KR20160067831A

Description

本発明は、硬貨処理装置に関し、特に、メッキ処理を施した硬貨を識別する硬貨処理装置に関する。

最近、外国硬貨において、メッキ処理を施したメッキ硬貨が使用される機会が増大している。メッキ硬貨は、例えば、鉄にニッケルメッキを施したものであり、硬貨の耐磨耗性、耐腐食性を向上させたものである。したがって、図１（ａ）に示した硬貨５０１の図中の直線Ｘ−Ｘ’における断面図である図１（ｂ）に示すように、硬貨５０１は、鉄５０２とニッケル５０３といった２つの材質で構成されることになる。

この硬貨５０１の金種や正偽を識別する場合、従来の硬貨処理装置では、例えば、図２に示すように、硬貨５０１が図中の矢印Ｙの方向に転動するように傾斜している硬貨通路５０４に、識別センサ５０５と識別センサ５０６を設け、識別センサ５０５で硬貨の芯材の材質を識別し、識別センサ５０６で硬貨表層のメッキ材の材質を識別するものであった。

識別センサ５０５と識別センサ５０６は、いずれも、発振回路に接続されたコイルであり、識別センサ５０５を比較的低周波数（例えば４０ｋＨｚ）で発振させ、識別センサ５０６を比較的高周波数（例えば５００ｋＨｚ）で発振させることにより、それぞれ、硬貨の芯材とメッキ材を識別することができる。

なお、異なる２つの材料で構成される硬貨を識別する方法としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。

特許４１２６６６８号公報

しかしながら、メッキ硬貨の硬貨表層に施されているメッキの厚みは、数μｍから数十μｍ程度であり、また、その厚みにはバラツキがあることもあり、メッキ硬貨の特徴を高精度に取得することが難しかった。このためメッキ硬貨の正貨と偽貨の選別精度は、高いものとは言い難かった。

そこで、本発明は、メッキ処理を施した硬貨を精度よく識別することのできる硬貨処理装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、請求項１の発明は、
芯材にメッキ処理が施された硬貨の正偽を識別する硬貨識別装置であって、
硬貨が転動する硬貨通路の壁面のうち、中央部よりもメッキ層が厚くなっている前記芯材のエッジ部である該硬貨の縁部が通過する位置のうちの中央部を除いた上部及び下部の少なくとも一方のみに配置され該硬貨の前記縁部のメッキ層と芯材の相違を識別するための特定の周波数を発振するコイルを含む識別センサと、
前記硬貨通路を転動する硬貨が前記コイルが配置された位置を通過した際に、前記識別
センサの出力から、該転動する硬貨の前記メッキ層と前記芯材の両者の特性を含む特性データを取得し、前記センサが取得した前記特性データから得た電圧の値及び周波数の値に基づいて、該転動する硬貨の正偽を判別する判別手段と、
を具備することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記識別センサの形状は、識別対象の硬貨の直径に応じた弧であることを特徴とする。

また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記識別センサの形状は、識別対象の硬貨の直径に応じた外周を有する環状であることを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項の発明において、前記識別センサは、基板上に金属箔による渦状のコイルを形成したプリントコイルであることを特徴とする。

本発明によれば、メッキ処理が施された硬貨を、その特徴を利用して精度よく識別することが可能となる。

メッキ処理を施した硬貨を説明するための図である。メッキ処理を施した硬貨を識別する従来の硬貨識別装置の例を示した図である。ドックボーン効果を説明するための図である。本発明の実施例１に係わる硬貨処理装置の識別センサの配置例を示した図である。本発明の実施例１に係わる硬貨処理装置の回路構成例を示した図である。本発明の実施例１に係わる硬貨判別の原理を説明するための図である。本発明の実施例１に係わる硬貨処理装置の動作の流れを示すフローチャートである。本発明の実施例１に係わる識別センサ３の出力例を示した図である。本発明の実施例２に係わる硬貨処理装置の識別センサの配置例を示した図である。本発明の実施例２に係わる硬貨処理装置の回路構成例を示した図である。本発明の実施例２に係わる硬貨通路２の床面に埃２０等が堆積した例を説明するための図である。本発明の実施例３に係わる硬貨処理装置の識別センサの配置例を示した図である。識別センサ２０３の構成例を示した図である。本発明の実施例３に係わる硬貨処理装置の識別センサの配置例を示した図である。識別センサ３０３の構成例を示した図である。

以下、本発明に係る硬貨処理装置の一実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

最初に、本発明の概要について説明する。本発明は、硬貨をメッキ処理する際に生じるドックボーン効果に着目し、硬貨の正偽を判別するものである。

図３は、ドックボーン効果を説明するための図である。図３（ａ）と図３（ｂ）は芯材１１とメッキ層１２で構成される正貨を示す。図３（ｃ）は芯材１３とメッキ層１４で構成される偽貨を示す。電気メッキによりメッキ処理を行うと、芯材のエッジ部分に電界の集中が起こり、エッジ部におけるメッキ層が他よりも厚くなるといった現象が生じる。そのため、硬貨にメッキ処理を施した場合、図３（ａ）に示すように、硬貨の中央付近のメッキ層の厚みがＢである場合、芯材のエッジ部である硬貨の縁部では、メッキ層の厚みがＡとなる。すなわち、Ａ＞Ｂとなる。

したがって、硬貨中央部のメッキ層より芯材のエッジ部である硬貨の縁部でのメッキの層の方が厚い分、よりメッキの材質の特性を取得しやすい。

また、実際の硬貨及び偽貨を調査すると、メッキ処理の違いのため、図３（ｂ）に示す正貨と図３（ｃ）に示す偽貨のように、ドックボーン効果による硬貨縁部のメッキ層の厚みが正貨と偽貨で異なることが判明している。

本発明は、ドックボーン効果による硬貨縁部のメッキ層の厚みを特徴として捉え、この特徴を利用して硬貨の正偽を判別するものである。

図４は、本発明の実施例１に係る硬貨処理装置の識別センサの配置例を示した図である。同図に示すように、実施例１の硬貨処理装置は、硬貨１が図中の矢印Ｃの方向に転動するように傾斜している硬貨通路２に識別センサ３を配置している。

この識別センサ３は、硬貨１のドックボーン効果によりメッキ層が厚くなっている部分が通過する位置である硬貨通路２の下部に配置される。

また、識別センサ３は、１対のコイルであり、図５に示すように、発振回路と直列に接続され５００ｋＨｚで発振する。ＣＰＵ６は、当該発振回路から包絡線検波回路４を介して電圧を取得し、周波数検出回路５を介して周波数を取得する。ＣＰＵ６は、判別手段としての機能を有し、取得した電圧と周波数に対し、判別関数を用いて硬貨の正偽を判別する。

取得した電圧の値と周波数の値から判別関数を用いて硬貨の正偽を判別する方法は、例えば、取得した電圧の値や周波数の値が所定の閾値の範囲内に含まれるか否かで判別する方法や、取得した電圧の値と周波数の値の両方の値と予めメモリ等に記憶している正貨データとの類似度から総合的に判別する方法等を用いることが出来る。

なお、識別センサ３を構成するコイルは、銅線等をコアに巻き回した巻き線コイルや、基板上に金属箔を渦状にプリントした（プリント基板の作成と同じ要領で作成する）プリントコイルを用いることができる。

続いて、ドックボーン効果の相違による硬貨の判別の原理について説明する。図６は、硬貨判別の原理を説明するための図である。

硬貨が識別センサ３の近傍を通過する際に、識別センサ（コイル）３で発生する磁束７の影響により、硬貨内には渦電流が生じ、この渦電流の影響により、識別センサ３から出力される電圧やその周波数に変化が生じることとなる。

このとき、図６（ａ）に示すように、芯材１１とメッキ層１２で構成される正貨（図３（ｂ）に示す硬貨）の場合は、符号８で示す領域が渦電流発生領域となる。

一方、図６（ｂ）に示すように、芯材１３とメッキ層１４で構成される偽貨（図３（ｃ）に示す硬貨）の場合は、硬貨縁部分のメッキ層１４が、正貨のメッキ層１２に比較して薄い為に、磁界が硬貨内部まで浸透し、符号９で示す領域が渦電流発生領域となる。

この渦電流発生領域８と渦電流発生領域９の違いにより、識別センサ３から出力される電圧やその周波数の変化は、正貨が通過した場合と偽貨が通過した場合とで異なることになり、その違いから正貨と偽貨を判別することができる。

なお、硬貨から取得される電圧の値や周波数の値からなる硬貨の特性データは、メッキ層が厚くなっている部分のメッキ層と芯材の両方の特性を含む値となる。このため、本発明の第１の実施例に係わる硬貨処理装置は、メッキ層と芯材の両者の特性を含む特性データに基づいて正偽を判別している。

また識別センサ３をメッキ層が厚くなっている位置に配置しており、また比較的高周波でセンサを発振させるために、コイル３が取得する電圧の値や周波数の値には正貨と偽貨のメッキ層の厚さの違いが顕著に表れる為、高精度にメッキ硬貨を識別できる。

尚、識別センサ３は５００ｋＨＺで発振するものとし説明したが、この周波数に限定されるものではなく、硬貨表層の特性に影響を受けやすい周波数であればよい。またそのような周波数は２００ｋＨｚ乃至６００ｋＨｚの周波数である。

次に、硬貨処理装置の動作を説明する。図７は、硬貨処理装置の動作の流れを示すフローチャートである。

硬貨処理装置は、動作を開始すると、硬貨１の投入を待つ。硬貨１が投入され、硬貨通路２を転動し、識別センサ３の近傍に達すると、識別センサ３の出力（電圧とその周波数）が変化する。識別センサ３の電圧の変化は、例えば、図８に示すようなものであり、時刻ｔ１が、硬貨１が識別センサ３の近傍に達した時刻である。なお、時刻ｔ１と時刻ｔ３の間が、識別センサ３が硬貨１を検出している時間である。

硬貨１が識別センサ３の近傍を通過しはじめると（ステップ１０１でＹＥＳ）、ＣＰＵ６は、包絡線検波回路４を介して電圧を取得するとともに周波数検出回路５を介して周波数を取得し、これらを図示しないメモリに記憶する（ステップ１０２）。

電圧と周波数の取得と記憶は、硬貨１が識別センサ３の中央付近を通過するまでの間（ステップ１０３でＮＯ）、定期的に行われる（ステップ１０２）。なお、ＣＰＵ６は、硬貨１が識別センサ３の中央付近を通過したか否かは、識別センサ３の出力から判断する。硬貨１が識別センサ３の中央付近を通過すると、識別センサ３の電圧が図８に示す時刻ｔ２のように下降傾向から上昇傾向に転じるため、この出力の変化を硬貨１が識別センサ３の中央付近を通過したものと判断する。

硬貨１が識別センサ３の中央付近を通過すると（ステップ１０３でＹＥＳ）、ＣＰＵ６は、硬貨１が識別センサ３の中央付近を通過した際の電圧と周波数を予め定めた判別関数に代入して計算を行い（ステップ１０４）、その計算結果から通過した硬貨１が正貨であるか偽貨であるかを判定し（ステップ１０５）、処理を終了する。

実施例１では、１対の識別センサ３を用いて硬貨の識別を行う例を説明したが、実施例２では、２対の識別センサを用いて硬貨の識別を行う例を説明する。

図９は、本発明の実施例２に係る硬貨処理装置の識別センサの配置例を示した図である。同図に示すように、実施例２の硬貨処理装置は、硬貨１が図中の矢印Ｄの方向に転動するように傾斜している硬貨通路２に識別センサ３を配置している。

この識別センサ３は、硬貨１のドックボーン効果によりメッキ層が厚くなっている部分が通過する位置である硬貨通路２の下部と上部に配置される。硬貨通路２の上部に配置される識別センサ３は、硬貨通路２の床面から硬貨１の直径と同程度上部となる位置に配置される。

また、識別センサ３は、２対のコイルであり、図１０に示すように、発振回路と接続され、当該発振回路から包絡線検波回路４を介して電圧を取得し、周波数検出回路５を介して周波数を取得し、取得した電圧と周波数のそれぞれがＣＰＵ６に入力し、判別関数を用いて硬貨の正偽を判定する。

なお、識別センサ３を構成するコイルは、銅線等をコアに巻き回した巻き線コイルや、基板上に金属箔を渦状にプリントしたプリントコイルを用いることができる。

なお、硬貨の判別の原理や硬貨処理装置の動作自体は、実施例１の場合と同様であるため、ここでの説明は省略する。

この実施例２のように、識別センサ３として２対のコイルを用い、これらを直列に接続した場合、図１１に示すように、硬貨通路２の床面に埃２０等が堆積して硬貨１が硬貨通路２の床面よりも高い位置を通過したとしても、上部に配置された識別センサ３と下部に配置された識別センサ３との検出範囲の変化が相殺され、硬貨１の正偽を判別することが可能となる。

実施例３では、実施例１及び実施例２とは異なる形状のコイルを用いた識別センサについて説明する。

図１２は、本発明の実施例３に係わる硬貨処理装置の識別センサの配置例を示した図である。同図に示すように、実施例３の硬貨処理装置は、硬貨１が図中の矢印Ｅの方向に転動するように傾斜している硬貨通路２に識別センサ２０３を配置している。

この識別センサ２０３は、硬貨１のドックボーン効果によりメッキ層が厚くなっている部分が通過する位置であり、かつ、その全域を検出対象とすることができるように、硬貨通路２に配置される。

また、識別センサ２０３は、図１３に示すような環状のプリントコイルである。この識別センサ２０３は、中心部分にコイルが無く、またプリントコイルは巻線コイルと比較してインダクタンスが小さく磁界が弱いため、プリントコイル中央部からの磁束の拡散は巻線コイルと比べて少ない。このため識別センサ２０３は、硬貨中央部分からの影響をうけず、硬貨エッジ部分の特徴（電圧値と周波数値）を高精度に取得することができる。

さらに、識別センサ２０３は、硬貨１のドックボーン効果によりメッキ層が厚くなっている部分の全域を検出対象とするため、硬貨のバラツキや硬貨通路２の埃等に堆積があった場合でも、比較的精度よく、硬貨１の正偽を判別することができる。

なお、実施例３の硬貨処理装置の回路構成は実施例１の硬貨処理装置の回路構成（図５）と同様の構成である。また、硬貨の判別の原理や硬貨処理装置の動作自体は、実施例１の場合と同様であるため、ここでの説明は省略する。

実施例４では、実施例１、実施例２、実施例３とは異なる形状のコイルを用いた識別センサについて説明する。

図１４は、本発明の実施例４に係わる硬貨処理装置の識別センサの配置例を示した図である。同図に示すように、実施例４の硬貨処理装置は、硬貨１が図中の矢印Ｆの方向に転動するように傾斜している硬貨通路２に識別センサ３０３を配置している。

この識別センサ３０３は、硬貨１のドックボーン効果によりメッキ層が厚くなっている部分が通過する位置である硬貨通路２の下部と上部に配置される。硬貨通路２の上部に配置される識別センサ３０３は、硬貨通路２の床面から硬貨１の直径と同程度上部となる位置に配置される。

また、識別センサ３０３は、２対のコイルであり、銅線等をコアに巻き回した巻き線コイルや、基板上に金属箔を渦状にプリントしたプリントコイルを用いることができる。

この識別センサ３０３のコイルは、図１５に示すように、硬貨通路２の壁面に接する部分、つまり、硬貨１に対向する面の形状が弧（弓状）であり、検出対象となる硬貨１の直径に応じた形状である。

この実施例４で説明した構成は、実施例２で説明したものよりも、識別センサ３０３のコイルの形状が複雑となるが、実施例２で説明したものよりも精度よく硬貨の判別を行うことができる。

なお、実施例４の硬貨処理装置の回路構成は実施例２の硬貨処理装置の回路構成（図１０）と同様の構成である。また、硬貨の判別の原理や硬貨処理装置の動作自体は、実施例１の場合と同様であるため、ここでの説明は省略する。

１硬貨
２硬貨通路
３識別センサ
４包絡線検波回路
５周波数検出回路
６ＣＰＵ（判別手段）
７磁束
８渦電流発生領域
９渦電流発生領域
１１芯材
１２メッキ層
１３芯材
１４メッキ層
２０３識別センサ
３０３識別センサ

Claims

芯材にメッキ処理が施された硬貨の正偽を識別する硬貨識別装置であって、
硬貨が転動する硬貨通路の壁面のうち、中央部よりもメッキ層が厚くなっている前記芯材のエッジ部である該硬貨の縁部が通過する位置のうちの中央部を除いた上部及び下部の少なくとも一方のみに配置され該硬貨の前記縁部のメッキ層と芯材の相違を識別するための特定の周波数を発振するコイルを含む識別センサと、
前記硬貨通路を転動する硬貨が前記コイルが配置された位置を通過した際に、前記識別センサの出力から、該転動する硬貨の前記メッキ層と前記芯材の両者の特性を含む特性データを取得し、前記センサが取得した前記特性データから得た電圧の値及び周波数の値に基づいて、該転動する硬貨の正偽を判別する判別手段と、
を具備することを特徴とする硬貨識別装置。
前記識別センサの形状は、識別対象の硬貨の直径に応じた弧であることを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
前記識別センサの形状は、識別対象の硬貨の直径に応じた外周を有する環状であることを特徴とする請求項１に記載の硬貨識別装置。
前記識別センサは、基板上に金属箔による渦状のコイルを形成したプリントコイルであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の硬貨識別装置。