專利名稱：一種硬幣傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸式硬幣傳感器，該硬幣傳感器檢測沿硬幣通道運動的硬幣。特別是，本發(fā)明涉及一種檢測無實際接觸的雙金屬硬幣的硬幣傳感器。在此說明書中所使用的“硬幣”，包括類似硬幣的金屬牌或代幣籌碼。
背景技術(shù)：
一個一個地分發(fā)硬幣的硬幣漏斗是已知的。如圖5所示，通過在基座102上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤103，硬幣漏斗101將存儲在幣箱104中的硬幣105從出口106一個一個地分發(fā)出去。
硬幣105從出口106分發(fā)并通過旁邊的硬幣傳感器107，之后它們從分發(fā)槽108分發(fā)出去。硬幣傳感器107通常是接近式傳感器；例如與振蕩電路相連的線圈。在這種傳感器中，當金屬接近線圈時，在線圈中以已知方式檢測到減弱的高頻電流(見日本公開專利說明書7-311273)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，一對線圈形成螺旋形且離開襯底預定的距離，而且高頻電流在線圈之間流動。彈子球或代幣在線圈之間通過，并在非接觸的情況下進行檢測。
在此結(jié)構(gòu)中，線圈不在磁心中纏繞。因此，磁通量在橫截面處環(huán)行。所以，磁通量不夠集中。因此，它耗用了較多的電能，或者說，它需要一定量的電能。
為了使磁通量集中，已知的硬幣傳感器如圖6所示。傳感器114圍繞繞線部分112纏繞成線圈113，繞線部分112由磁性材料制成，呈門形。繞線部分112呈矩形，且長軸線平行于硬幣105的行進方向，如圖7所示。
傳感器114面對面設置，且它們構(gòu)成傳感器單元117。兩傳感器114之間的區(qū)域為硬幣通道118。這些線圈113以累積模式相連并與高頻振蕩電路119相連。
高頻振蕩電路119通過檢測電路121與晶體管122相連，晶體管122為開關(guān)電路。在這種結(jié)構(gòu)中，當硬幣105由單金屬制成時，相對于材料，在硬幣中產(chǎn)生渦流。
因此，由于振蕩能量減小，線圈113停止振蕩。所以，能檢測到硬幣105，因為晶體管122變?yōu)椤敖油ā钡臓顟B(tài)。已知雙金屬幣105，其由位于環(huán)124中央的圓形板123構(gòu)成。因此，圓形板123填充在環(huán)124中。
雙金屬幣105看似一個整體，但在電學性質(zhì)上卻是分開的。換言之，當在圓形板123的外邊緣與環(huán)124的內(nèi)邊緣之間存在間隙時，該間隙就成為一絕緣體。
該間隙有時會與繞線部分112面與面相對。在這種情況下，首先，檢測電路121的輸出電壓從V0減小到預定電平V1，因為繞線部分112的邊緣面對環(huán)124，如圖8所示。第二，由于接合處的間隙與邊緣相對，衰減作用暫時減小，且輸出電壓升高到V2。第三，由于環(huán)124面對繞線部分112的邊緣，輸出電壓減小到預定電壓V1。
現(xiàn)有硬幣傳感器的接合部分的長度比邊緣區(qū)域的長度長。因為在現(xiàn)有傳感器中，繞線部分112的邊緣面的長軸線設置成平行于硬幣105的行進方向，如圖7所示?；蛘哒f，面積較大且現(xiàn)有傳感器從接合部分125受到較大的影響。
當接合部分125的長度越長時，該區(qū)域上受的影響就越大。因此，輸出電壓V2就會超過基準電平VB。從而晶體管122暫時變?yōu)椤皵嚅_”的狀態(tài)，且集電極電壓一分為二。
當集電極電壓分開時，不輸出硬幣檢測信號，因為輸出電壓V2超過了基準電平VB，晶體管122暫時變?yōu)椤皵嚅_”狀態(tài)。而且，由于將分開的信號作為不同的信號計數(shù)，所以檢測信號變?yōu)閮蓚€，但通過的硬幣只有一個。結(jié)果，出現(xiàn)對硬幣的計數(shù)錯誤。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是避免硬幣的檢測錯誤。更為具體地說，本發(fā)明的目的是避免雙金屬幣的檢測錯誤。
本發(fā)明包括以下結(jié)構(gòu)用于解決該問題。一種硬幣傳感器包括被纏繞在線圈中的磁心，與線圈相連的檢測電路，其特征在于，磁心與硬幣相對的面為矩形，長軸線垂直于硬幣的行進方向。而且，“矩形”的含意是具有長軸線和短軸的“方形”。例如，當方形的至少一邊為弧線時，所說的矩形也包括該方形。
在此結(jié)構(gòu)中，雙金屬幣的接合部分垂直于矩形磁心的長軸線移動。或者說，磁心的短軸與接合部分相對。因此，面對著磁心的相對面的接合部分的長度比先有技術(shù)短得多。從而，當在接合部分處存在間隙時，振蕩線圈的衰減效應減小。所以，傳感器就不會誤檢測。
本發(fā)明是有需求的，因為護壁由磁性材料制成并圍繞線圈放置。在這種結(jié)構(gòu)中，磁性護壁圍繞著線圈。在磁心中通過的磁通量在通過護壁時形成回路。因此，當在磁心周圍有金屬時，磁通量不會泄漏到金屬之外。所以，傳感器的誤檢測情況減少了。而且，傳感器的布置也不受到限制。
本發(fā)明是有需求的，因為磁心和護壁通過基座連接。在這種結(jié)構(gòu)中，通過磁心的磁通量通過磁心、基座和護壁而形成回路。因此，磁通量的泄漏進一步減小。而且傳感器的布置也不受到限制。
本發(fā)明是有需求的，因為傳感器與具有磁心和護壁的傳感器相同且離開該傳感器一預定距離，且硬幣通道位于該兩傳感器之間。在這種結(jié)構(gòu)中，磁通量穿過彼此相對的兩磁心之間的空隙。該空隙也位于彼此相對的護壁之間。因此，磁通量密度變高。從而，提高了能量效率，降低了能量損耗。


圖1為具有實施例的傳感器單元的硬幣傳感器的透視圖。
圖2為本實施例的硬幣傳感器的檢測電路。
圖3為涉及本實施例的硬幣和磁心的示意圖。
圖4為圖2處的工作原理示意圖。
圖5為與現(xiàn)有硬幣傳感器連接的硬幣漏斗的透視圖。
圖6為現(xiàn)有硬幣傳感器以及檢測電路的略圖。
圖7為涉及現(xiàn)有硬幣及磁心的示意圖。
圖8為現(xiàn)有檢測電路的工作原理示意圖。
附圖標號說明1A、1B磁心3長軸線4A、4B線圈5A、5B護壁6A、6B基座18檢測電路105硬幣
116行進方向118硬幣通道具體實施方式
圖1為具有該實施例的傳感器單元的硬幣傳感器的透視圖。圖2為該實施例的硬幣傳感器的檢測電路。圖3為涉及本實施例的硬幣和磁心的示意圖。圖4為圖2處的工作原理示意圖。
磁心1A由鐵磁材料制成，且形狀呈長方柱形，如圖1所示。磁心1A的邊緣面1A為矩形，且該矩形的長軸線3垂直于硬幣105的行進方向116。
銅線纏繞在磁心1A中并形成線圈4A。纏繞的矩形線圈4A可貼附在磁心1A周圍并由粘合劑粘合到磁心1A上，但是，當纏繞在磁心1A中的線圈4A接近磁心1A時，磁通量的效能增大。
護壁5A呈類環(huán)形且位于線圈4A周圍。換言之，護壁5A圍繞著線圈4A。護壁5A通過基座6A與磁心1A相連?；蛘哒f，磁心1A、護壁5A以及基座6A是整體模鑄的。傳感器7A包括磁心1A、護壁5A、基座6A以及線圈4A。
本發(fā)明至少包括磁心1A的矩形邊緣面2A以及纏繞在磁心1A中的線圈4A。但是，當護壁5A圍繞著線圈4A時，磁通量集中在磁心1A中并通過護壁5A形成回路。因此，盡管金屬位于護壁5A附近，檢測精度不會受到影響。而且，檢測精度不會受到影響，還因為磁心1A和護壁5A通過基座6A相連且磁通量通過基座6A形成回路。
傳感器7B與傳感器7A相同，且位于該區(qū)域上方，即硬幣通道118的對面。構(gòu)成傳感器7B的部件以相同的數(shù)字標號出現(xiàn)，但A換成B。換言之，傳感器7A和7B相對安放，且彼此離開預定距離，它們構(gòu)成傳感器單元9。
傳感器單元9固定在外殼11的凹口部分12處，外殼11由樹脂制成，形似盒罐，且邊緣面2A和2B相對設置。在上述檢測電路連接在凹口部分12處之后，安裝基板13。凹口部分12由蓋子14遮蓋。用于與控制單元(未示出)相聯(lián)系的連接器15固定在基板13處。
以下參考圖2說明檢測電路16。傳感器7B的線圈4B與科爾皮茲(colpits)型振蕩電路17相連。傳感器7A的線圈4A與檢測電路18相連。檢測電路18的輸出與比較器21的輸入端子相連。
比較器21的另一個輸入端子與基準電平設定電路22相連。比較器21的輸出端子與晶體管23的基極相連，該晶體管為開關(guān)電路。晶體管23的集電極與識別電路相連(未示出)。
高通濾波器24與位于檢測電路18與晶體管23之間的比較器21并聯(lián)。高通濾波器24包括電阻25、與電阻25并聯(lián)的電容器26、以及與電阻25串聯(lián)的二極管27。
以下參考圖3和圖4說明工作原理。首先，說明硬幣通道118中沒有硬幣105且高通濾波器24不工作的情況。
基于高頻電流在傳感器7B的線圈4B中產(chǎn)生的磁通量集中在磁心1B的矩形邊緣面2B處，并通過護壁5B和基座6B形成回路?；谏鲜龃磐康牡拇判?A的磁通量集中在傳感器7A磁心1A的矩形邊緣面2A處并通過護壁5A和基座6A形成回路。
因此，在線圈4A中產(chǎn)生感應電流且檢測電路18輸出預定電壓V0。電壓電平V0高于基準電平設定電路22的參考電壓VB，且比較器21的輸出位于其上。因此，晶體管23變?yōu)椤敖油ā钡臓顟B(tài)。
當硬幣105從出口106分發(fā)時，硬幣105的大約一半的直徑通過位于傳感器7A與7B之間的硬幣通道118。換言之，硬幣105向垂直于磁心1A的矩形邊緣面2A的長軸線的方向運動，如圖3所示。
因此，雙金屬幣105的接合部分125向著垂直于長軸線3的方向運動。在運動過程中，首先，硬幣105的環(huán)124面對矩形邊緣面2A和2B。因此，基于環(huán)124的材料在線圈4A中產(chǎn)生感應電流。
檢測電路18根據(jù)感應電流輸出電壓V1。比較器21將電壓V1與基準電平設定電路22中的基準電壓VB相比較。當電壓V1低于電壓VB時，輸出變?yōu)椤暗汀?。當輸出為“低”時，晶體管23變?yōu)椤皵嚅_”并輸出硬幣的檢測信號。在這種情況下，比較器21的輸出為“低”，因為電壓V1低于基準電壓VB。
接著，接合部分125面對矩形邊緣面2A和2B。在這種情況下，接合部分125垂直于邊緣面2A和2B的長軸線3。接合部分125與邊緣面2A、2B之間的面長度約為邊緣面2A和2B的短軸長度。
因此，當接合部分125處有間隙時，基于通過沒有接合部分125的硬幣105磁通量，在硬幣105中會產(chǎn)生渦流。接合部分125的長度明顯短于邊緣面2A的區(qū)域的長度。該渦流是基于通過圓形板123和環(huán)124的磁通量的。而且，由于磁通量的減小，在線圈4A中產(chǎn)生感應電流。檢測電路18的輸出暫時升高為電壓V2，但變化量較小。
電壓V2不會升高到電壓V2，因為電壓V2的變化量很小，且晶體管23繼續(xù)保持在“斷開”的狀態(tài)。接著，環(huán)124面對矩形邊緣面2A和2B且檢測電路28的輸出降低為V1。硬幣105通過后，檢測電路18的輸出回到V0。因此，晶體管23的集電極電壓E1像脈沖一樣，所以不會發(fā)生計數(shù)錯誤。
以下說明高通濾波器的工作原理。當存在間隙時，檢測電路18的輸出電壓迅速升高到電壓V2?；蛘哒f，比較器21的輸入在瞬間變?yōu)椤暗汀彪娖健?br> 但是在比較器21的輸入變?yōu)椤暗汀币凰查g之后，電流流過電容器26和二極管27。所以電流就存儲在電容器26中。因此，晶體管的基極電壓逐漸升高，如圖4中虛線所示。而且，在這種持續(xù)上升的情況下，接合部分125正對著邊緣2A、2B。因此，晶體管23的基極電壓重新降低到V1?；鶚O電壓繼續(xù)升高到低于電壓V2的V3。
所以，避免了電壓升高超過基準電壓VB。而且，當增加了高通濾波器24時，避免了輸出電壓超過基準電壓VB，因為輸入電壓的變化量變小了。因此，即使在接合部分125處有間隙，晶體管23的集電極電壓也繼續(xù)保持在“接通”的狀態(tài)。所以，檢測精度變得更高。
在本發(fā)明中，檢測電路可以改變?yōu)橐岳鄯e模式連接的線圈4A和4B，累積模式與現(xiàn)有的振蕩電路以及開關(guān)電路相連(例如在日本公開專利7-311273的圖5中的電路)。它具有相同的效果。
權(quán)利要求
1.一種硬幣傳感器，包括纏繞在線圈(4A)中的磁心(1A)，與線圈(4A)相連的檢測電路(18)，其特征在于，磁心(1A)與硬幣(105)相對的表面為矩形，長軸線(3)垂直于硬幣的行進方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的硬幣傳感器，其特征在于，護壁(5A)由磁性材料制成且位于線圈(4A)周圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的硬幣傳感器，其特征在于，磁心(1A)通過基座(6A)與護壁(5A)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的硬幣傳感器，其特征在于，傳感器(4B)與具有磁心(1A)和護壁(5A)的傳感器(4A)相同，且離開傳感器(4A)一個預定的距離，且硬幣通道(118)位于兩傳感器(4A、4B)之間。
全文摘要
本發(fā)明的目的是避免硬幣的檢測錯誤。一種硬幣傳感器，包括纏繞在線圈中的磁心，與線圈相連的檢測電路，其特征在于，磁心的與硬幣相對的面為矩形，長軸線(3)垂直于硬幣的行進方向。
文檔編號G01V3/10GK1534311SQ200310123529
公開日2004年10月6日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者大友博 申請人:旭精工株式會社