特許 6423770 受皿装置及び硬貨釣銭機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6423770

(24)【登録日】2018年10月26日

(45)【発行日】2018年11月14日

(54)【発明の名称】受皿装置及び硬貨釣銭機

(51)【国際特許分類】

   G07D 1/00 20060101AFI20181105BHJP

【ＦＩ】

   G07D1/00 341D

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-182086(P2015-182086)

(22)【出願日】2015年9月15日

(65)【公開番号】特開2017-58861(P2017-58861A)

(43)【公開日】2017年3月23日

【審査請求日】2017年2月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003562

【氏名又は名称】東芝テック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 卓

【審査官】 須賀 仁美

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０６４５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８０１３６００（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 実開昭６１−１８５１７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−１６０１２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０７Ｄ１／００−３／１６

Ｇ０７Ｄ９／００−９／０６

Ｇ０７Ｆ５／００−９／１０

Ｇ０７Ｇ１／００

Ｇ０１Ｖ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

底部と当該底部を囲う側壁部とを有し、当該側壁部の一部に前記底部から貯留物を取り出すための通路が設けられた受皿と、
前記底部の裏面に対峙して設けられた基板と、当該基板の面上において、コの字型又はＵ字型の線状の空芯の周りに渦巻き状の配線パターンが形成されてなるスパイラルコイルと、を有するセンサ素子と、
を備え、
前記スパイラルコイルは、前記空芯の凹部を前記通路に向けて配置される受皿装置。

【請求項2】

硬貨を保管する保管部から指定金種及び指定枚数の硬貨を取り出し、当該硬貨を釣銭として排出する硬貨釣銭機であって、
底部と当該底部を囲う側壁部とを有し、当該側壁部の一部に前記底部に貯留した前記釣銭を取り出すための通路が設けられた受皿と、
前記底部の裏面に対峙して設けられた基板と、当該基板の面上において、コの字型又はＵ字型の線状の空芯の周りに渦巻き状の配線パターンが形成されてなるスパイラルコイルと、を有するセンサ素子と、
を備え、
前記スパイラルコイルは、前記空芯の凹部を前記通路に向けて配置される硬貨釣銭機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、受皿装置及び硬貨釣銭機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、硬貨の入金や出金を行うための装置として硬貨釣銭機が用いられている。係る硬貨釣銭機では、投入口から硬貨を受け付け、その硬貨を選別する等して金種別に硬貨を保管するための収納庫に保管する。また、硬貨釣銭機は、入金額に対して釣銭が発生した場合に、収納庫に保管されている硬貨の中から指定金種及び指定枚数の硬貨を繰り出し、その硬貨を受皿に排出する。また、受皿には、磁気センサ等のセンサ素子が設けられている。そして、このセンサ素子の検知結果を用いることで、硬貨の取り忘れがないか残留検知が行われている。

【0003】

ところで、上記した磁気センサでは、センサ素子としてコイルが用いられることが一般的である。このようなセンサ素子として、従来、スパイラル状の平面コイル（以下、スパイラルコイル）を用いたものが提案されている。係るスパイラルコイルは、中央に円や矩形状の空芯を有し、当該空芯の周りに渦巻き（スパイラル）状の配線パターンを形成したものが一般的に用いられる。

【0004】

しかしながら、スパイラルコイルを用いた従来のセンサ素子では、その構成上、スパイラルコイルの中央（空芯）付近と比較し、外周付近で検知レベルが低下することが分かっている。そのため、従来のセンサ素子では、スパイラルコイルの外周付近において硬貨を検知できない可能性があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、硬貨の検知範囲を拡大させることが可能な受皿装置及び硬貨釣銭機を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の受皿装置は、底部と当該底部を囲う側壁部とを有し、当該側壁部の一部に前記底部から貯留物を取り出すための通路が設けられた受皿と、前記底部の裏面に対峙して設けられた基板と、当該基板の面上において、コの字型又はＵ字型の線状の空芯の周りに渦巻き状の配線パターンが形成されてなるスパイラルコイルと、を有するセンサ素子と、を備え、前記スパイラルコイルは、前記空芯の凹部を前記通路に向けて配置される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態に係る硬貨釣銭機の一例を示す外観斜視図である。

【図2】図２は、図１に示した受皿の平面図である。

【図3】図３は、図２に示した受皿のＫ−Ｋ’線における縦割り断面図である。

【図4】図４は、実施形態に係るセンサ素子の一例を示す平面図である。

【図5】図５は、従来構成のセンサ素子の一例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して、センサ素子、受皿装置及び硬貨釣銭機の実施形態を詳細に説明する。

【0009】

図１は、硬貨釣銭機１の一例を示す外観斜視図である。硬貨釣銭機１は、本体ユニット１ａと、本体ユニット１ａを引出可能に収納するハウジングケース１ｂとにより構成される。なお、図１では、本体ユニット１ａがハウジングケース１ｂに収納された状態を示している。

【0010】

本体ユニット１ａは、正面側に、受皿１０と、硬貨投入部２０と、硬貨排出口３０と、操作表示部４０とを備える。また、本体ユニット１ａは、内部に、金種判別センサ、プロセッサ等で構成される制御部、硬貨搬送機構、硬貨選別部、硬貨収納部、繰出機構、払出搬送機構等を備える（何れも図示せず）。

【0011】

硬貨投入部２０は、硬貨投入口２０ａ、リジェクト部２０ｂ、不図示の投入口センサ等を備える。ユーザが硬貨投入口２０ａに硬貨を投入すると、硬貨投入口２０ａの入口付近に設けた投入口センサで入金を検出する、この硬貨は、硬貨投入口２０ａの底に設けた硬貨搬入機構の入金ベルトに乗り、本体ユニット１ａ内部の奥に搬送される。入金ベルト上の硬貨は、搬送経路途中の金種判別センサで金種及び贋硬貨を検知する。ここで検知された贋硬貨はリジェクト部２０ｂに排出される。

【0012】

入金ベルトに載置された正貨は、その後、硬貨搬送機構により硬貨選別部へ搬送される。硬貨選別部では、硬貨を金種別に選別し、金種ごとの落下用の穴から硬貨を硬貨収納部に金種別に落下させる。この落下の際に、計数センサで金種別の硬貨の枚数を計算する。

【0013】

繰出機構は、硬貨収納部から指定枚数の硬貨をシャッタの開閉操作等により繰り出し、硬貨搬送機構の払出用のベルトに乗せる。この繰り出しの際に検出ベルトで硬貨の枚数を計数する。また、材質センサで硬貨の金種を判別する。払出用のベルトに乗せられた硬貨は、払出搬出機構により、本体ユニット１ａ内部の奥から手前に搬送され、硬貨排出口３０から受皿１０へ排出される。そして、本体ユニット１ａ内部の制御部は、受皿１０の下部に設けられた後述するセンサ素子５０（図３参照）の検知結果に基づき、受皿１０に硬貨が残留しているか否かを検出する。

【0014】

操作表示部４０は、表示器及び各種の操作キーを備える。操作表示部４０や、各種センサ、シャッタを駆動するソレノイド、各搬送機構のベルト駆動モータ等は、本体ユニット１ａ内部の制御部と電気的に接続され、制御部により制御されている。

【0015】

なお、本体ユニット１ａ内部の機構や、各部の制御の仕組みについては、公知の技術を適用することが可能である。例えば、金種毎の横並びの排出用ベルトにより各金種の硬貨を搬送し、硬貨排出口３０において、各排出用ベルトの端部から各金種の硬貨を横並びで排出する機構を採用してもよい。この機構では、硬貨排出口３０から排出された各金種の硬貨は受皿１０に流れ落ちる。

【0016】

次に、受皿１０に係る構成について説明する。図２は、図１に示した受皿１０の平面図である。また、図３は、図２に示した受皿１０のＫ−Ｋ’線における縦割り断面図である。なお、図２においては、受皿１０の下側が、図３においては、受皿１０の右側が硬貨釣銭機１の正面側となる。

【0017】

受皿１０は、本体上部が開口している。そして、その開口部１１の底面１１Ａに、硬貨を受け止め且つその硬貨を貯留する構造を有する。その構造を、理解し易いように二つの構造体（第１貯留部１２及び第２貯留部１３）に分けて説明する。

【0018】

第１貯留部１２は、受皿１０で貯留することのできる最大枚数の硬貨のうちの所定枚数の硬貨を貯留するための構造を有する。第１貯留部１２は、第１貯留部１２の底を形成する底部１２ａと、底部１２ａの外周縁の一部に立設する側壁部１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、底部１２ａの残りの外周縁と滑らかに繋がり、利用者により硬貨の取り出しが行われる硬貨取出部１２ｅとからなる。

【0019】

また、硬貨取出部１２ｅは、更に、集中取出部１２ｅ−１と、硬貨ガイド部１２ｅ−２と、傾斜部１２ｅ−３とからなる。集中取出部１２ｅ−１は、底部１２ａに溜まった硬貨を利用者が指で手元に引き寄せて手の中に収める際の硬貨の主な通路となる部分である。硬貨ガイド部１２ｅ−２は、集中取出部１２ｅ−１上の硬貨の移動をガイドする部分である。傾斜部１２ｅ−３は、集中取出部１２ｅ−１の外側にある硬貨を、集中取出部１２ｅ−１又は底部１２ａに流れ落とす部分である。

【0020】

底部１２ａは、開口部１１の底面１１Ａにおいて最も低い面を形成する部分である。硬貨は、開口部１１の底面１１Ａの後述する構造により、底部１２ａに集まるようになっている。利用者は、底部１２ａに溜まった硬貨を集中取出部１２ｅ−１を通じて取り出す。

【0021】

集中取出部１２ｅ−１は、滑らかな弧を描く曲面部からなる。この曲面部は、硬貨を取り出す向きとなる。底部１２ａから開口部１１の縁（この場合、一組の硬貨ガイド部１２ｅ−２の間に位置する、開口部１１の縁）１１ａ又はその近傍にかけて、滑らかな弧を描く形状をとる。集中取出部１２ｅ−１と底部１２ａは表面が滑らかに繋がっている。したがって、集中取出部１２ｅ−１は、表面が底部１２ａの表面から滑らかに弧を描くように立ち上がった構造をとる。なお、集中取出部１２ｅ−１の幅（図２に示すＭ１）は、硬貨釣銭機１に使用する金種のうち、最大の硬貨が通過する程度の幅とすることが好ましい。

【0022】

硬貨ガイド部１２ｅ−２は、集中取出部１２ｅ−１の端部Ｌ１、Ｌ２にそれぞれ設けた、硬貨の移動経路を手元方向にガイドするための壁となる構造体である。この一組の壁は、それぞれ、矢印Ｐで示す硬貨の取出口（縁１１ａの部分）の方向に沿って延在し、硬貨の移動を集中取出部１２ｅ−１内に支持する。

【0023】

本実施形態では、集中取出部１２ｅ−１と傾斜部１２ｅ−３の境目に段差を設け、その段差部１２１ｅを硬貨ガイド部１２ｅ−２としての壁に利用する。この場合、集中取出部１２ｅ−１と傾斜部１２ｅ−３の位置関係は、集中取出部１２ｅ−１の方が傾斜部１２ｅ−３よりも受皿１０の本体内部側に下がった位置になるようにする。これにより集中取出部１２ｅ−１から傾斜部１２ｅ−３に向けて、それらの境目で垂直に立ち上がった面或いは傾斜面からなる段差部１２１ｅが形成される。この段差部１２１ｅは、硬貨の移動を集中取出部１２ｅ−１内に制限し、集中取出部１２ｅ−１から傾斜部１２ｅ−３への硬貨の移動を妨げる働きをする。なお、段差部１２１ｅの高低差は、集中取出部１２ｅ−１に平置きされた状態で移動する硬貨が段差部１２１ｅを容易に乗り越えない程度の高さとすることが好ましい。また、段差部１２１ｅの傾斜角は、垂直に近い角度であることが好ましい。

【0024】

傾斜部１２ｅ−３は、開口部１１の縁１１ｂから底部１２ａにかけての傾斜面を形成する。縁１１ｂは、硬貨取出部１２ｅに位置する開口部１１の縁であり、縁１１ａを除く部分を指す。当該傾斜面は、左右の側壁部１２ｂ、１２ｃの面や、後述する第２貯留部１３の傾斜部１３ａ、１３ｂに構成される面と、滑らかな曲面で繋がっている。また、当該傾斜面は、集中取出部１２ｅ−１の面と、硬貨ガイド部１２ｅ−２としての段差部１２１ｅを介して繋がっている。

【0025】

第２貯留部１３は、硬貨排出口３０から排出された硬貨を受け止めて、その硬貨を第１貯留部１２に流し込むための構造を有する。更に、その構造は、第１貯留部１２で貯留し切れない硬貨を貯留する機能も兼ねる。

【0026】

第２貯留部１３は、開口部１１の縁１１ｃから第１貯留部１２の上部にかけての傾斜部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを有する。縁１１ｃは、縁１１ａ、１１ｂと合わせて開口部１１の縁部全体を構成する。

【0027】

傾斜部１３ａの傾斜面は、側壁部１２ｂよりも緩やかな傾斜面を一部に有する。また、傾斜部１３ａと側壁部１２ｂの上端部と傾斜部１２ｅ−３の一部とは面で滑らかに繋がる。同様に、傾斜部１３ｂの傾斜面は、側壁部１２ｃよりも緩やかな傾斜面を一部に有する。また、傾斜部１３ｂと側壁部１２ｃの上端部と傾斜部１２ｅ−３の一部とは面で滑らかに繋がる。

【0028】

傾斜部１３ｃは、硬貨排出口３０の下方に設けられており、硬貨排出口３０から排出された硬貨が最初に滑り落ちる傾斜面を有する。傾斜部１３ｃは、側壁部１２ｄの上端部に接続されている。

【0029】

第２貯留部１３は、傾斜部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、及び硬貨取出部１２ｅの上部が第１貯留部１２の上部に設けられてなるものであり、それらが囲む面により、所定量の硬貨を貯留するための空間を形成する。

【0030】

ここで、第１貯留部１２と第２貯留部１３の境界部（第１貯留部１２の側壁部１２ｂ又は側壁部１２ｃの上端部）における開口面積（開口部の水平面内の面積）は、次の通りとすることが好ましい。上記開口面積を、開口部１１の縁部全体に囲まれる部分の開口面積（水平面内に投影したときの面積）よりも小さく設定し、底部１２ａの面積（水平面内に投影したときの面積）よりも大きく設定する。

【0031】

また、図３に示すように、底部１２ａの裏面側には、受皿１０に貯留（残留）した硬貨を検知するためのセンサ素子５０が設けられている。本実施形態の受皿装置は、これら受皿１０とセンサ素子５０との構成に対応する。以下、センサ素子５０について説明する。

【0032】

図４は、センサ素子５０の一例を示す平面図である。図４に示すように、センサ素子５０は、基板５１と、当該基板５１の面上に形成されたスパイラルコイル（平面コイル）５２とを備える。

【0033】

スパイラルコイル５２は、その内部に線状の空芯５３を有する。この空芯５３は、屈曲した部位（屈曲部）を有し、直線及び曲線の両方又は何れか一方を組み合わせた形状で形成される。図４では、空芯５３の形状をコの字型とした例を示している。そして、スパイラルコイル５２は、この空芯５３の周りに渦巻き（スパイラル）状の配線パターンが布線されることで形成されている。なお、空芯５３の形状は、コの字型に限らず、例えば、Ｕ字型、Ｖ字型、Ｓ字型等としてもよいし、これらの形状を連ねたメアンダ形状としてもよい。

【0034】

また、スパイラルコイル５２は、基板５１の面上において、所定の大きさの領域Ａ１内に亘って形成される。ここで、空芯５３は、領域Ａ１の形状に基づいた軌道上に設置することが好ましい。例えば、図４では、空芯５３の全てを、領域Ａ１の中心と外周との中間位置に沿って設けた例を示しており、この空芯５３の周りにスパイラルコイル５２が領域Ａ１に亘って形成されている。なお、図４では、空芯５３の全てを中間位置に沿わせる構成としたが、これに限らず、空芯５３の一部を中間位置に沿わせる構成としてもよい。また、空芯５３の設置位置は、図４の例に限らないものとするが、領域Ａ１内の特定の部位に偏在しないよう、領域Ａ１内で引き回すことが好ましい。また、領域Ａ１の外形等に基づき、領域Ａ１内に亘って配線パターンを引き回すことが可能な軌道上に空芯５３を設置することがより好ましい。

【0035】

上記した受皿１０の構成において、センサ素子５０は、スパイラルコイル５２が底部１２ａの裏面側に対峙するよう設置される。また、この場合、スパイラルコイル５２の大きさ、つまり領域Ａ１の大きさは、少なくとも底部１２ａを覆うことが可能な大きさとすることが好ましい。なお、スパイラルコイル５２の巻数、巻方向、間隔、空芯５３の幅、長さ、断面形状、屈曲形状等は特に問わず、使用される環境に応じて適宜設計することが好ましい。

【0036】

スパイラルコイル５２の端子５２ａ、５２ｂには、図示しないＬＣ発信回路や整流回路、制御部等のデバイスが接続される。センサ素子５０（スパイラルコイル５２）は、これらのデバイスとともに、受皿１０に残留した硬貨を検知する残留検知センサを構成する。具体的に、残留検知センサでは、駆動電力（交流電流）をスパイラルコイル５２に印加することで、スパイラルコイル５２に磁力線（磁束）を発生させる。このとき、硬貨が受皿１０（底部１２ａ）上に存在すると、スパイラルコイル５２では、電磁誘導（渦電流損失）作用によりインダクタンスやインピーダンスが変化する。残留検知センサでは、この変化を、交流電流の変化等から検知することで、受皿１０に残留する硬貨の有無を検知する。

【0037】

ところで、従来構成のセンサ素子で用いられるスパイラルコイルは、中央に円や矩形状の空芯を有し、当該空芯の周りに渦巻き状の配線パターンを布設したものが一般的である。ここで、図５は、従来構成のセンサ素子の一例を示す平面図である。このセンサ素子１００では、基板１０１の面上に形成されたスパイラルコイル１０２を示している。スパイラルコイル１０２は、中央に矩形状の空芯１０３を有し、この空芯１０３の周りに渦巻き状に布設された配線パターンで形成される。また、スパイラルコイル１０２の端子１０２ａ、１０２ｂには、上述した構成のデバイスが接続され、同様の手法により残留検知が行われる。

【0038】

しかしながら、図５に示したような従来構成のスパイラルコイル１０２では、空芯１０３の周辺で磁束量（磁束密度）が高く、外周に行くほど磁束量が低くなることが分かっている。つまり、スパイラルコイル１０２の中央付近と比較し、外周付近では硬貨の検知レベルが低くなる。そのため、従来構成のスパイラルコイル１０２を用いて硬貨検知センサを構成すると、スパイラルコイル１０２の外周付近で硬貨を検知できない可能性がある。

【0039】

一方、本実施形態のスパイラルコイル５２では、空芯５３が屈曲部を有した線状で形成されているため、当該空芯５３を領域Ａ１内に遍在させることができる。これにより、空芯５３に沿った周辺領域で磁束量を高くすることができる。また、空芯５３の上部に硬貨が重なって存在する確率も増えるため、硬貨の有無をより確実に検知することができる。したがって、本実施形態のセンサ素子５０（スパイラルコイル５２）を用いることで、従来構成のセンサ素子１００（スパイラルコイル１０２）と比較し、硬貨を検知することが可能な範囲（検知範囲）を拡大することができる。

【0040】

なお、図４に示したスパイラルコイル５２の場合、配線パターンの折り返し位置の外周付近（切欠部５２ｃ）では、空芯５３がないため他の部位と比較し磁束量が低くなる。そのため、切欠部５２ｃの配置位置（方向）については、センサ素子５０の使用環境に応じて定めることが好ましい。例えば、受皿１０では、集中取出部１２ｅ−１の面に沿って、縁１１ａの位置する取出口方向に硬貨が取り出される。そのため、取りこぼした硬貨は、底部１２ａの奥側（側壁部１２ｄ側）に残留する傾向がある。このような場合、切欠部５２ｃを底部１２ａの集中取出部１２ｅ−１側に向けてセンサ素子５０を設置することで、残留した硬貨をより効率的に検知することができる。

【0041】

以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0042】

例えば、上記実施形態では、センサ素子５０及び受皿装置を、硬貨釣銭機１に適用した例を説明したが、適用先となる装置はこれに限らないものとする。例えば、スーパーマーケット等の店舗で用いられるセルフチェックアウト装置の硬貨排出部分に、上記したセンサ素子５０及び受皿装置を適用してもよい。

【0043】

また、上記実施形態では、図２、３で説明した構造の受皿１０を用いたが、硬貨等の金属を受け止め且つその金属を貯留可能な受皿であれば、その構造は特に問わないものとする。

【符号の説明】

【0044】

１ 硬貨釣銭機
１０ 受皿
１２ａ 底部
２０ 硬貨投入部
３０ 硬貨排出口
４０ 操作表示部
５０ センサ素子
５１ 基板
５２ スパイラルコイル
５２ａ、５２ｂ 端子
５２ｃ 切欠部
５３ 空芯

【先行技術文献】

【特許文献】

【0045】

【特許文献1】特開平５−２２５４２７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】