关于硬币分配的改进的制作方法

专利名称：关于硬币分配的改进的制作方法
技术领域：
本发明关于对硬币分配的改进，并且更具体地但不是排他地涉及 具有用于分配硬币的改进分配机构的硬币分配斗。在本说明书中，术 语"硬币"以其最宽泛的含义使用，并且不仅包括金钱的硬币，而且 还包括代币、奖牌或是其他类似的平圆形状物体。
背景技术：
硬币分配斗(此后简称为斗)的关键功能在于从它们中保留的大量 硬币中提取单个硬币，例如，从售货机、游戏机或找换零钱的机器中 分配硬币。现有技术显示了多种方法来提供这种硬币提取功能。很多 种斗在离心力的帮助下，依赖于旋转平面硬币盘，从硬币盘外围附近 设置的出口分发在硬币盘上放置的硬币。这种现有技术结构的例子随 后将更详细的说明。另外一种方法包括设置基板并旋转包括若干硬币 孔的硬币盘。在这种斗结构中，硬币通常保存在硬币盘的硬币孔中， 通过硬币盘的运动压在挡板上并随后通过硬币盘上的外围开口进行
分发。英国专利申请GB 2352862中描述了斗的一个例子，其中使用 了包括硬币孔的硬币盘。众所周知的是将多于一种币值和/或价值的硬币装载到单个斗 中。可以分发硬币的斗具有各种形状和尺寸，在这里称作通用斗，并 且由于它们使得自动售货机可以用单个斗来工作，以节省制造成本、 斗维持成本和空间而具有优势。可以理解，自动售货机包括通用斗， 其通常包括用于识别并适当分类从斗中分发的各种不同类型硬币的 装置。具体的说，在斗中存在不同类型的硬币的时候，通过一次提取 单个硬币、确定其类型/价值、并随后在其是所需价值的时候就将其 接受、或是在其不是所需价值的时候就将其重新放置回到斗中的过 程，来实现选择所需类型的硬币。现存的很多现有技术教导了不同的 机构来实现分类和识别，例如参见US 4036242中的内容。尽管通用斗具有很多优点，但尤其是由于识别和分类所提取的硬 币是已经高度发展的一个技术领域，所以它们还具有与其相关联的内 在难点。通用斗的内部机构必须设置为单独、迅速并可靠地分发具有各种 直径、厚度甚至有时具有是各种形状(不是所有的硬币都是严格平圆 形的，它们可以是例如六边形、七边形或是八边形)的硬币。必须克 服的一个最大的挑战是对于要单独分发的硬币的具体要求，出现上述 挑战的原因是例如由于大多数硬币分类和识别机构，即通常近邻通用 斗下游位置的机构仅在供应单独(单个)硬币流的时候才能可靠地工 作。在现有技术中记录了很多的一个关键问题在于斗内部的硬币提 取机构设置为提取具有相对较大的厚度的硬币，由于在彼此顶部叠加 的、具有相对较小厚度的两个硬币组合在一起就近似于单个较厚硬币 的形状，所以就会将其结合在一起进行分发(即，不是按照需要的单 独分发)。大量现有技术试图解决在通用斗中两个或更多较薄硬币叠加而 类似较厚硬币的问题(此后，称作"双硬币问题")。然而，己经发现 该双硬币问题通常需要在下列之间找到一种折中方式，即(i)可以在特 定斗中处理各种硬币，以及(ii)机械复杂程度以及因此斗的内部零件 的相关成本和可靠性。支持多种硬币直径、厚度和形状的通用斗通常 需要大量复杂的零件，尤其是为了应对上述的双硬币问题，并且因此 很昂贵，而具有简单、可靠和高性价比的结构的斗通常限于单种硬币 尺寸或是很窄范围的硬币尺寸和形状。为了说明现有技术如何尝试解决这种双硬币问题，并描述在本发 明之前在机械复杂度和硬币支持范围之间取得的妥协(trade-off)，将要说明多个现有技术的公开文件。欧洲专利公开EP 0017610描述了用于将单个硬币从包括较大直 径的厚硬币和较小直径的薄硬币的大量硬币中分开的设备。该设备具 有上述类型的可旋转平板。第一弹性偏置硬币脱离(stripping)臂安装 在该硬币盘上，安装高度使得厚硬币可以从该第一臂的下面通过(在 硬币盘的水平位置中支撑硬币的时候)，但是防止两个或更多厚硬币 的堆叠或是厚硬币与薄硬币的组合通过。在包括至少一个厚硬币的堆 积与第一硬币脱离臂的前沿相接触的时候，仅有最下面的硬币能够从 臂的下面通过，而上边的硬币就从最下面的硬币上脱落并回到硬币盘 中，以尝试再次通过该第一脱离臂。可以理解，在EP 0017610的装置加载了厚度小于厚硬币一半的 薄硬币的时候，就可以堆叠两个或更多薄硬币而从下面通过，并因此 顺着第一脱离臂向下。为了防止通过其出口传送带分发这种相对较薄 硬币的堆叠，EP 0017610的装置包括安装在硬币盘上的、第一脱离臂 下游方向的第二硬币脱离臂。该第二硬币脱离臂通过两个弹性偏置臂 零件而形成，该部件具有的形状专门适于识别接近的硬币的直径使 得该第二硬币臂升起并允许通过较厚、较大直径的硬币，但是不允许 通过较小直径硬币的堆叠通过。假设较薄硬币具有比较厚硬币更小的 直径，EP 0017610中的该装置可以防止较薄硬币的堆叠通过其出口传 送带。很显然，EP0017610仅仅对该双硬币问题给出了一种很有限的解 决方案。EP0017610的设备必须精确配置以对应于要处理的硬币的尺 寸。该配置不仅用于第一和第二脱离臂的各个高度，而且还用于第二 脱离臂的各个部件的具体长度和形状。此外，EP 0017610的方案仅仅 可以用于较薄硬币确实具有比较厚硬币更小直径的情形，这在世界上 很多货币系统中是不成立的。很明显，尽管EP 0017610可以支持有限数量变化的硬币尺寸， 但是它不能完全实现这方面的需要。但是，EP 0017610在硬币尺寸方 面提供了很少的灵活性，并由于设计方面较复杂带来了难以承受的价 格。EP0017610中的设备包括大量小型部件，并且第二脱离臂的结构 尤其复杂和灵敏。这就意味着EP 0017610的设备的生产和维护都比 较昂贵，并很可能更容易受到故障和磨损的损害。DE 3330441中提出了现有技术的第二种方案。再次，构想了这 样一种平面硬币盘结构，其被配置为有两个阶段的脱离处理，以防止 硬币堆叠通过。首先，刚性脱离臂执行初始脱离功能，并通过下游的
第二硬币脱离臂来增强该功能。第二硬币脱离臂形成为弹性地安装为 与该硬币盘上面紧邻的一行球。在使用中，该球的安装高度仅仅大于 该设备处理的最薄硬币的厚度，且由单个较厚的硬币的通过使得该球 向上偏离，从而令通过第一脱离臂的任何硬币的堆叠脱离开。由于不仅依赖于厚硬币具有比薄硬币更大的直径，所以DE 3330441的设置比EP 0017610中的设置更加通用。但是，它需要对第 一和第二脱离臂进行辛苦的校准，以考虑其处理的硬币的具体尺寸范 围。例如，球之间的距离依赖于处理的硬币的直径。可以理解，需要 校准就导致对维护水平有影响；这就更可能出现故障，尤其是由于余 地(margins)比较小且包括运动部件。这也有可能使得硬币楔进没有偏 移的第一脱离臂下面。此外，尤其是用作第二脱离臂的该行球具有很 高的生产和替换成本(如果所处理硬币的直径有变化，该部件就是必 须的)。总之，尽管DE3330441支持硬币尺寸的更多变化，但是很大 程度上由于该行球，其可能甚至更难维护、配置和生产。US 4657035公开的另一种现有技术的系统，还具有平面硬币盘 结构。这里，第二脱离系统包括较窄的脱离臂，且传送带用在第一硬 币脱离器的下游位置。该较窄的脱离臂将任何堆叠中最下面的硬币转 移到设备的硬币出口 ，而该传送带用于使得任何重叠的硬币远离该出 口，由此使其脱离。设置传送带用于干扰任何通过US 4657035中的第一硬币脱离器 的硬币堆叠，这种方案提供了一种与硬币直径无关的解决双硬币问题 的方案。然而，响应于要处理的硬币的具体尺寸，整个设备还是需要 仔细的校正。此外，由于需要驱动机构和带，尽管关于输入硬币尺寸 方面具有灵活性，但是第二脱离系统的机械结构还是很复杂。这种机 械复杂性与需要准确校正一起就使得US 4657035的设备尤其容易产 生故障，并且其制造和维护费用昂贵。由于较窄脱离臂自身相对较简 单的结构而导致需要附加的封闭元件，用来阻止较小直径的硬币随着 较大硬币的滑动流被一起分配，所以US 4657035的设备的复杂性进 一步增加。总之，现有技术没有公开对于双硬币问题的真正令人满意(即，
简单有效且可靠)的方案。现有技术的设备不是在硬币进口处灵活性 不够就是非常复杂，或是二者皆有。此外，大多数现有技术的设备需 要被小心地配置以匹配要处理的硬币，这就导致较高的维护成本以及 更容易产生故障。最后需要注意的是，对于双硬币的大多数现有技术 方案仅适用于平面硬币盘型的斗。因此，依赖于具有孔的硬币盘的斗 当前不能装配在可以有效地用作通用斗的系统中，这些通用斗需要单 独地分配各种硬币。对于双硬币问题的现有技术方案需要太多空间， 才能与依赖于具有硬币孔的硬币盘的斗结合在一起有效工作。本发明的目的之一是克服与现有技术的斗或硬币分配机构相关 的至少一个技术问题。发明内容依照第一方面，本发明主要关于一种用于将单个硬币与硬币分配 装置中设置多个硬币分开的机构，该机构包括壳体，用于限定硬币 分配路径，硬币传送装置，用于沿着硬币分配路径驱动硬币；以及彼 此相邻设置的第一和第二偏置硬币脱离部件，且连续设置在该硬币分 配路径上的该硬币分配机构的出口处，该第一和第二偏置硬币脱离部 件一起包括双出口门，其中每个部件都可以在使用中通过每个受驱动 硬币而相对于另一个独立地移动，以实现对准并脱离要分开的硬币。 在本文中术语"硬币分配机构的出口"表示机构中的一个点，在该点 处将单个硬币与多个硬币分开。根据本发明第一方面的机构提供了一种对于双硬币问题有效、而 且机械结构简单的方案。该方案可以用于任意尺寸或形状的硬币，但 是其比现有技术的方案具有较少的复杂机械结构。此外，依照本发明 第一方面的该机构非常紧凑，并因此可以与多种类型的斗结合。为了使得硬币脱离组件的效率最大化，硬币传送装置可以有选择 地设置为沿着硬币分配路径驱动硬币，同时，硬币与第一和第二脱离 部件相接触。为了获得最大的效果，该硬币传送装置可以例如通过在 与被驱动硬币的前表面相对的位置主动推动硬币而对其进行驱动。有优势的，硬币传送装置可以还包括可旋转盘，该盘包含一个或
多个硬币保存孔，该盘设置为与用于填充每个孔的硬币源相邻；以及 在使用中设置为沿着硬币分配路径使得每个孔中的硬币转向的偏转 部件。这种配置还可以有选择的包括马达，其设置为驱动可旋转盘。 此外，该传送装置可以优选包括该可旋转盘上的驱使装置，该驱使装 置设置为与偏转部件合作，以通过旋转该盘使位于硬币保留孔中的硬 币沿着硬币分配路径被驱动。该驱使装置和偏转部件例如可以包括互 补网格结构，该网格结构使得在驱使装置和偏转部件之间进行连续的 相对旋转运动。为了使得其对双硬币问题做出贡献，该偏转部件可以设置为在使 用中一次仅与一个硬币接触，和/或在使用中一次仅使得一个硬币转 向。为了防止硬币堵塞，偏转部件还可以弹性偏置(spring biased)并移 动到收回的位置。该偏转部件例如可以绕偏转位置和收回位置之间的 延长销旋转。这种设置表示对于硬币堵塞问题的一种特别有效并高效 的解决方案。有优势的，第一脱离部件可以设置为阻挡硬币分配路径，并且包 括第一硬币接触表面，该第一硬币接触表面设置为在使用中将被驱使 的硬币的驱使力转化为使得第一脱离部件离开硬币分配路径的移动 力。第一硬币接触表面可以优选为锥形，并设置为在使用的时候与沿 着硬币分配路径前进的硬币啮合。优选的，第一脱离部件可以具有拱形且锥形第一接触表面可以具 有凹形。此外或另外，第二脱离部件可以优选设置为阻挡该硬币分配路径 并包括第二接触表面，该表面在使用中设置为将受驱使的硬币的驱使 力转化为移动力，该移动力将第二脱离部件移动到硬币分配路径之 外。该第二接触面例如可以有优势地设置为锥形，并设置为在使用中 与沿着已经清除了第一脱离部件的硬币分配路径前进的受驱使的硬 币啮合。优选的是，该第二脱离部件可以具有拱形且该锥形的第二接触面 可以具有凹形。 为了便于在附近安装，第一和第二脱离部件的形状可以彼此互补。更方便的，第一和第二脱离部件可以各自包括第一和第二端并可 以通过安装在其各自第一和第二端的弹性偏置支撑柱来保持位置。为了给脱离部件的偏置性能作出贡献，第一和第二脱离部件可以 包括从包括金属、聚合物和碳化纤维的组中选出的柔性材料。根据本发明第一方面的硬币机构可以有优势地结合在硬币斗和 售货机中。根据本发明的第二方面，提供了一种硬币分配机构，用于将单个 硬币从硬币分配装置中设置的多个硬币中分开，该机构包括包含多个硬币保留孔的、由马达驱动的可旋转盘；该盘设置在用于对所述孔 进行填充的硬币源附近；设置在该盘一侧附近的硬币出口，用于在使 用中与所述多个孔合作；驱使部件，设置为将位于径向路径中多个孔 之一中的第一单个硬币偏转到硬币出口；以及弹性偏置可移动门，用 于关闭硬币出口直到通过被偏转的硬币的边缘与该门啮合并将其打 开；该硬币随后在使用中被驱动通过该门；由此该驱使部件和该门被 设置为防止第二或后面的硬币与第一硬币同时通过该门。根据本发明的三方面，提供了一种硬币分配装置，用于从多个硬 币中分离出单个硬币，该装置包括硬币源；包含多个硬币保留孔的、 马达驱动的可旋转盘；从该源将硬币给该多个孔提供硬币的装置；设 置在该盘一侧附近的硬币出口，用于在使用中与多个孔合作；驱使部 件，设置为使得位于径向路径的多个孔之一中的第一个单个硬币偏转 到硬币出口；以及弹性偏置门控部件，用于控制硬币出口的门，直到 通过被偏转的硬币边缘与该门控部件啮合并将其提起；该硬币随后在 使用中被驱动通过该门控部件；由此该驱使部件和该门控部件被设置 为防止第二或后面的硬币与第一硬币同时通过该门控部件。这里使用的术语挡板(singulator)表示上述的弹性偏置门或是门控部件。优选的，设置通过其直径来准确识别不同类型硬币以及其各自的 面值的装置，使得可以额外增加多种不同类型的硬币以实现预定的支 付总量。由于使用了改进的分配机构，可以具有累计等于预定支付总量的 面值的不同硬币集合的能力，因此该机构保证与其厚度或直径无关， 从斗中 一次仅分配一个硬币。附图简述将参照附图，通过例子来描述根据本发明当前的优选实施例的方 法和装置，其中

图1是根据本发明第一实施例的包括硬币分配机构的斗的侧视图；图2是图1的斗的硬币分配机构中没有硬币的状态下扩大的部分打开的顶视图；图3a是沿着图2所示的虚线X-X的部分截面图； 图3b是与图3a—样的、进一步包括垂直硬币的视图，以示出硬币堵塞；图4是沿着图2所示的虚线A-A的部分截面图；图5a到5f是图2的硬币分配机构的一系列操作截面图，其中包括对齐的硬币；以及图6a到6c是图2的硬币分配机构的一系列部分操作截面图，其中包括没有对齐的硬币。发明详述首先参照图1，其中示出了硬币分配斗2，包括壳体4，用于保存大量硬币的硬币存储器6，用于将单个硬币与大量硬币分开并分配 的硬币分配机构8，以及从中分配单个硬币的硬币出口 10。硬币存储器6由壳体4限定并且实质上是碗形。其包括多个侧壁 5以及下表面12，如果将斗2设置到其预定的朝向，就可以通过重力 将硬币存储器6中保存的大量硬币朝向该下表面推动。为了使得硬币 存储器6充满大量硬币，该硬币存储器6包括硬币入口 14，通过该 入口提供硬币。
硬币分配机构8位于硬币存储器6的下表面12上，以使得可以 获得并处理在该硬币存储器6中提供的任何硬币。假定斗2设置在其 预定的朝向，由于硬币自然地落到斗2的底部，就经常为该硬币分配 机构8提供硬币存储器6中具有的硬币。在硬币存储器6中设置的任何硬币经过硬币分配机构8的圆形硬 币盘16进入硬币分配机构8。参照图l、 2和4，硬币分配机构8的 其他重要部件是支撑硬币盘16和其他部件的基板18;环形直立的 脊结构20，其环绕该硬币盘16但是限定了环形脊结构中的硬币通路 22，用于使得硬币离开硬币盘16;分段偏转肋(偏转器)24，用于偏转 硬币，两个挡板26， 28，设置在硬币通路22中，以阻止分配双硬币， 以及硬币分配沟道30，其用于引导单个硬币从硬币通路22的端部到 斗2的硬币出口 10。在图2和4中提供了硬币机构的硬币盘16的详细的结构图。在 基板18(在本实施例中与硬币存储器6的下表面12为一体)上支撑硬 币盘16，并且可以经过中央轴34与马达32连接，该中央轴通过基 板18延伸。硬币盘16和基板18之间的缝隙36略大于要由斗2处理的最厚硬币的厚度。硬币盘16包括外边缘38，朝向基板18的下表面40，远离基板 18的上表面42，以及四个等间距的圆形孔44，其具有的直径稍大于 要由斗2处理的最大硬币的直径。从上表面42延伸的每个孔44通过 盘16的下表面40，并因此在图2中没有硬币的时候，通过孔44可 以穿过硬币盘16看见基板18。仍然参照图2，由于盘16中的孔44 等间距，他们就在上表面42上在其间上升以形成等间距的四个脊46， 硬币盘16从中央轴34连续延伸到其外边缘38。参照图4，在硬币盘16的下表面40上，四个分段的传送肋48 从中央轴34的区域沿径向延伸到硬币盘的外边缘38。传送肋48沿 着圆孔44之间的脊46的中心延伸，并且与其高度比最厚硬币的厚度 更高的硬币盘16的下表面40不一样，传送肋几乎突起到基板18。 每个传送肋48包括三个间隙49并因此具有梳形，其与分段的偏转肋 (偏转器)24互补，该偏转肋从基板18向硬币盘16突起，并在下面进 行描述。每个传送肋的三个间隙49被设置为从中央轴34具有第一、 第二和第三半径，以使得它们以第一、第二和第三半径在硬币盘16 上环绕中央轴34限定第一、第二以及第三环形沟道。在使用中，来自硬币存储器的硬币落入硬币盘16的圆形孔44中， 该盘被马达32以逆时针方向R旋转。硬币盘16下表面40上的传送 肋48帮助推动硬币盘16的孔44中保存的最下面的硬币，即放置在 基板18上的硬币，不然这些硬币也会从硬币盘16的下表面40之下 穿过。堆叠在最下面硬币之上的、并延伸到硬币盘16的孔44中的任 何硬币被孔44的边缘推动。如上所述，基板18不仅支撑可旋转硬币盘16还支撑多个其他部 件。具体的说，其承载环绕硬币盘16的环形脊结构20、分段的偏转 肋(偏转器)24以及两个挡板26、 28。在盘16旋转的期间，环形脊20使得硬币保持在硬币盘16的下 面。具体的说，在硬币盘16旋转的时候，脊结构20抵消硬币经受的 离心力并确保硬币仅经过单个出口 22分配。脊结构20的次要功能在 于其容纳挡板26、 28，这将在下面进行描述。如图2和4所示，环形脊结构20紧紧环绕硬币盘16的外边缘38 并以与硬币盘16基本一样的高度突起。脊结构20包括内和外环，同 心壁50、 52，其从基板18基本上垂直地突起，以及上壁54，其基本 上平行于基板18并在其上端连接内和外壁50、 52，即远离基板18 一面的端部。脊结构20的三个壁50、 52和54在该脊结构20内限定 与硬币盘16同心的环室56。与硬币盘16的外边缘38紧邻的脊结构20的内壁50通常可以防 止被硬币盘16驱动的硬币径向向外运动。然而，内壁50包括单独的 硬币出口间隙58，其允许从硬币盘16的径向向外推动的硬币受控制 地通过内壁50。另一个对应的出口间隙60形成在脊结构20的外壁 52中，使得限定了从硬币盘16的径向向外引导的硬币通路22穿过 室56。内壁50的硬币出口间隙58的尺寸设置为使得可以令基板18上 处于平坦位置的硬币通过硬币通路22。硬币出口间隙58的尺寸由脊
结构20的内壁50部分的尺寸的限定，该内壁50从脊结构20的上壁 54向基板18延伸。此内壁部分的下边缘62，即面对硬币出口间隙 58的边缘具有锥形的边缘，以使得避免在使用中硬币在内壁50、硬 币盘16和基板18之间造成堵塞的问题。外壁52中的硬币出口间隙 60具有与内壁50的出口间隙58类似的大小，但是并不包括锥形边 缘。现在转到通过其将硬币从硬币盘16沿径向推动到由脊结构20限 定的硬币通路22中的机构，可以理解，离心力对于上述推动是起到 很重要作用的因素。然而，为了对弹性偏置的挡板26、 20提供执行 下述脱离功能所需的强大驱动力，硬币分配机构8包括弹性偏置偏转 器24，其主动地将硬币从硬币盘16偏转到硬币通路22中。参考图2，弹性偏置延长偏转器24包括第一、第二和第三塑料节 段64，该节段在其偏置位置上设置为从基板18突出，分别在硬币盘 18之下沿着从中央轴34到硬币通路22径向延伸的线。具体的说， 节段64设置为使得它们将落入硬币盘16的孔44中的硬币向外偏转 到硬币通路22中，并且这些硬币通过硬币盘18的传送肋48的驱动， 沿着基板18以圆周运动滑动。偏转器24以低于所处理的最薄硬币的 厚度的高度突起。结果，通常仅有硬币盘16的孔44中保存的硬币堆 叠中的最下面的硬币被偏转器24偏转到通路22中。在偏转器的节段64和硬币盘16的传送肋48之间没有千扰，因 为如上所述，偏转器24和传送肋48是互补的偏转器24的该第一、 第二和第三节段64突出到与传送肋48限定的第一、第二和第三环形 沟道对应的位置。相同的，偏转器24的第一、第二和第三突起节段 64之间的间隙对应于传送肋48的升起的部分。在没有硬币的时候， 偏转器24和传送肋48因此可以在硬币盘16旋转的时候彼此自由通 过。在有硬币的时候，如上所述，传送肋48和偏转器24结合起来驱 使/推动硬币进入脊结构20的硬币通路22中。现在参照图3a，在基板18的表面之下，偏转器24的节段64结 合起来，并且通过基板18内部嵌入的单个弹簧66而偏置。弹簧66 用于绕该延长栓旋转该偏转器到突出的位置，但是允许其在施加足够大的力的情况下旋转到收回的位置。弹簧66设置为使得整个偏转器 24被推动到这样一个位置，在该位置处该偏转器与基板18的表面齐 平(flush)。图3b示出弹簧如何使得该偏转器24弹性偏置以避免在偏 转器24和旋转硬币盘16之间硬币堵塞的问题，例如由于硬币68以 基本上垂直的位置而不是平躺的位置落入硬币孔44中。这样选择偏 转器24的弹性偏置，使得尽管偏转器24可以被推到其收回的位置以 避免堵塞，但是它还可以偏转平躺在基板18上的硬币，而没有收回 的危险。这个功能是这样实现的，其中硬币堵塞涉及的力远大于偏转 所需要的力。如下所述，还要将偏转器24的弹性偏置选择为大于挡 板26、 28的弹性偏置。可以理解， 一直到现在描述的硬币分配机构8的部件可以从硬币 存储器6中收集硬币并将其经过硬币盘16、硬币通路22和硬币分配 沟道30传送到斗2的硬币出口 10中。然而，本实施例的斗2还具有 这样的功能其可以确保一次分配一个硬币而不是分配一堆，分配一 堆的情形在没有附加部件的时候会时常发生。为此目的，参照图2和4，斗2的硬币分配机构8包括以下基板 18支撑的附加部件内和外弹性偏置门控部件26和28(这里称作内 和外挡板或是硬币脱离部件)。该内和外挡板26、 28是椭圆的拱形并 且在弹性偏置支撑柱70的帮助下安装在环形室56内，在脊结构20 的内壁和外壁50和52中形成的出口间隙58、 60之间，垂直于，即 横跨过硬币通路22。本实施例的挡板26、 28都是由柔性金属形成。内挡板26具有凹内表面72、凸外表面74、上下表面以及第一和 第二端。通过支撑柱70该第一和第二端偏向基板，该支撑柱由基板 18中嵌入的弹簧75偏置。支撑柱70的弹簧75所施加的力小于偏转 器24的弹簧66所施加的力；这是为了防止仅仅由于内挡板26而遇 到的阻力，使得偏转器24被偏离到其收回位置。同样的情况也适用 于外挡板28，其还在弹性偏置柱70的帮助下安装，如下所述。在没有硬币的情况下，内挡板26的下表面维持在于基板18紧邻 的位置，而凹内表面72面对硬币盘16，使得挡板26与脊结构20的 内和外壁50、 52同心。由于内挡板26的曲线对应于环形脊结构20的曲线，因此该内挡板26在纵向与环形室56相配合。在没有硬币的情况下，偏置内挡板26以阻挡硬币通路22的全部 宽度。然而，为了帮助内挡板26实现允许单个硬币通过的功能，内 挡板的下部的内部凹表面72在基板18的方向上为锥形。该内挡板 26的工作允许单个硬币以下面详细描述的方式通过。夕卜挡板28具有与内挡板26类似的结构，且以类似的方式安装在 与内挡板26接近的位置，g卩，也跨过硬币通路22并受到弹性偏置柱 70的作用。然而，外挡板28稍长于内挡板26并比内挡板26具有稍 小的弯曲，并安装为更朝向脊结构20的外壁52的出口门60。由于 外和内挡板之间稍微不同的弯曲，内挡板的凸外向表面74的顶点可 以配合外挡板的相邻的凹内向表面76。换句话说，这样安装内和外 拱形挡板26、 28，使得其相邻并同心。与内挡板26类似，外挡板28还偏置为阻挡脊结构20的内和外 壁50、 52所限定的硬币通路22。外挡板的内凹表面76在基板18的方向为锥形，以使得单个硬币以下面详细描述的方式通过。穿过内和外挡板26、 28的任何硬币前进到斗的硬币分配沟道30 中。由斗的壳体4限定的该硬币分配沟道30引导硬币到斗的硬币出 口 10，从出口分配这些硬币。现在参照图5a到5f，内和外挡板26、 28形成了弹性偏置双门 78，其控制硬币通过脊结构20限定的硬币通路22。具体的说，该挡 板双门78仅使得基板18所支撑的平躺设置的单个硬币通过。就将任 何叠加的硬币脱离并被强制等待从而单独通过该双门。如图5b到5e的序列所示，内挡板26的内表面72的锥形使得单 个硬币80与内挡板26啮合并借助偏置支撑柱70的力将其抬起，由 此使得硬币通过第一挡板26，其中该硬币以平躺的方式被基板18支 撑并通过硬币盘16和偏转器24的作用压紧在内表面72上。类似地， 参照图5d到5f，由于第二挡板28的锥形内表面76，该单个硬币80 还可以抬起第二挡板28。关键是，在单个硬币80的情况下，内和外 挡板26、 28的锥形内表面72、 76都用于转化部分横向力为垂直力， 其中该横向力将硬币80向挡板26和28的方向推动，垂直力就抵消
了其各自挡板26、 28的各自的偏置并因此打开通路使得单个硬币80 通过。要注意的关键一点是即使在硬币80穿过挡板26和28的时候， 其保持与偏转器24和硬币盘16的传送肋48所施加横向力的联系。 因此，即使其已经与挡板26、 28相接触，偏转器24和传送肋48继 续驱使单个硬币80通过挡板26、 28。单个硬币80不仅依赖于其自 身的动力穿过挡板26、 28，其还主动地受到硬币盘16和偏转器24 的驱动而穿过挡板。随后任意数量的单个硬币可以以上述方式穿过挡板26、28。此外， 总的来说，其从对偏转器24和硬币盘16的上述描述得出，仅有放置 在基板18上的单个硬币80被主动地驱动到挡板26、 28:偏转器24 突触超过基板18之上的高度仅小于所处理最薄硬币的厚度，并因此 仅与硬币盘16的每个孔44中的最下面硬币80啮合。但是，申请人 发现由于离心力和叠加的硬币82之间的摩擦，有时候两个或是更多 硬币80、 82的堆叠被朝向挡板26、 28驱动。在没有挡板26、 28的 时候，例如硬币80、 82的堆叠就会是一个整体。然而，挡板26、 28 执行紧凑而有效的脱离功能，该功能防止堆叠80、 82通过而进入硬 币分配沟道30。在两个或更多硬币80、 82的堆叠对准的时候，即其硬币基本上 平行的时候，依照上述方式，第一挡板26就允许堆叠中的最下面的 硬币80通过。然而，叠加的硬币82没有被以与最下面硬币一样的力 驱动到挡板26，因为它们不与仅突出为与最下面硬币一样高的偏转 器24相接触。因此，叠加的硬币82不具有足够的横向力来相对于其 弹性偏置而使得内挡板26偏移，从而使得它们与最下面的硬币80同 时通过该挡板26。然而，在最下面硬币80自己通过之后，近邻其上 叠加的硬币80随即落到基板18的平面上并因此受到偏转器24施加 的力，使得其打开挡板26并单独地进入分配沟道。总之，在任何情况下，挡板26、 28的双门78与偏转器和硬币盘 16有选择性施加的力相结合来确保对齐的多个硬币80、 82的堆叠不 能同时进入分配沟道30。
现在参照图6a到6c，申请人已经发现，尤其是在以高速操作硬 币盘16的时候，有时会使得硬币80、 82的堆叠以未对齐的方式朝向 挡板驱动。这通常在叠加的硬币82楔在最下面硬币80和第一挡板 26之间的时候发生，如图6a所示。在这种情况下，叠加的硬币82 可以受到偏转器24施加到最低硬币80上的力，并与下面的硬币80 一起楔入通过内挡板26，如图6b所示。为了抵消未对齐硬币的楔入操作，内挡板26的弹簧偏压和锥形 内表面72使得内挡板26将叠加的硬币82与最低硬币80对准，如图 6b所示。 一旦出现对齐，叠加的硬币82就不再直接受到偏转器24 施加到最低硬币80上的力，并因此不可以使得外挡板28打开。这样， 挡板78的双门与偏转器24和硬币盘16施加的有选择的力相结合， 就可以确保未对齐的堆叠80和82中的多个硬币在任何情况下都不能 同时进入分配沟道30。本领域技术人员可以理解，可以对本发明的优选实施例作出很多 改进。该硬币盘的结构例如可以变化，偏转器的结构也一样可以变化。 硬币盘可以具有比四个孔更多或更少的孔，甚至可以只有一个孔。实 际上，对于挡板的工作来说，也不是必须使用上述具有孔的硬币盘； 可以仅主动地驱使最下面硬币到挡板的任何传送装置都适于与挡板 一起使用。所描述的有孔的盘表示实现上述目的的一种有效的方式。 然而，本领域技术人员可以理解，可以有选择地使用各个优选实施例 中描述的具体部件，或者取决于斗想要实现的功能来以各种组合对上 述部件进行使用。例如，在本发明的一个替换实施方式中，斗包括主要方面与上述 类似的硬币分配机构，但是其中仅使用一个挡板来防止分配双硬币。 在此替换实施例中，通过仅使得对齐的硬币进入单个挡板中来避免上 述硬币堵塞的问题。例如，通过适当地配置硬币盘和脊结构、或是通 过构建分离的对准装置来避免未对准的硬币堆叠。
权利要求
1 、 一种用于将单个硬币从硬币分配装置中设置的多个硬币分离 开的机构，该机构包括壳体，限定了硬币分配路径；硬币传送装置，用于沿着该硬币分配路径驱使硬币；以及 彼此相邻设置的第一和第二偏置硬币脱离部件，且连续设置在该 硬币分配路径上的该硬币分配机构的出口处，该第一和第二偏置硬 币脱离部件一起包括双出口门，其中每个部件都可以在使用中通过 每个受驱动硬币而相对于另一个独立地移动，以实现对准并脱离要 分开的硬币。
2、 如权利要求1所述的机构，其中该硬币传送装置设置为沿着 该硬币分配路径驱动硬币，同时该硬币与该第一和第二脱离部件相 接触。
3、 如权利要求1或2所述的机构，其中该硬币传送装置包括-可旋转盘，包含一个或多个硬币保存孔，该盘设置为与用于填充每个孔的硬币源接近；以及偏转部件，设置为在使用中沿着该硬币分配路径偏转位于所述每 个孔中的硬币。
4、 如权利要求3所述的机构，还包括设置为驱动该可旋转盘的 马达。
5、 如权利要求3或4所述的机构，其中该传送装置包括该可旋 转盘上的驱使装置，该驱使装置设置为与该偏转部件合作，以通过 该盘的旋转沿着该硬币分配路径驱使位于硬币保存孔中的硬币。
6、如权利要求5所述的机构，其中该驱使装置和该偏转部件包括互补网格结构，该互补网格结构使得在驱使装置和该偏转部件之 间可以进行连续的相对旋转运动。
7、 如权利要求3到6中任意一个所述的机构，其中该偏转部件 设置为在使用中一次仅与一个硬币接触。
8、 如权利要求3到7中任意一个所述的机构，其中该偏转部件 设置为在使用中一次仅偏转一个硬币。
9、 如权利要求3到8中任意一个所述的机构，其中该偏转部件 为弹性偏置并可以移动到收回位置以防止硬币堵塞。
10、 如权利要求9所述的机构，其中该偏转部件可以绕延长销 在偏转位置和该收回位置之间旋转。
11、 如前面任意一个权利要求所述的机构，其中该第一脱离部 件设置为阻挡该硬币分配路径，该第一脱离部件包括第一硬币接触 表面，该第一硬币接触表面设置为在使用中将被驱使硬币的驱使力 转化为使得该第一脱离部件离开该硬币分配路径的转移力。
12、 如权利要求12所述的机构，其中该第一硬币接触表面为锥 形，并设置为在使用的时候与沿着该硬币分配路径前进的被驱使硬 币啮合。
13、 如权利要求13所述的机构，其中该第一脱离部件具有拱形， 且该锥形第一接触表面具有凹形。
14、 如前面任意一个权利要求所述的机构，其中该第二脱离部 件设置为阻挡该硬币分配路径，该第二脱离部件包括第二接触表面， 该第二接触表面在使用中设置为将受驱使硬币的驱使力转化为使得 该第二脱离部件离开该硬币分配路径的转移力。
15、 如权利要求14所述的机构，其中该第二接触表面为锥形， 并设置为在使用中与沿着已经清除了该第一脱离部件的硬币分配路 径前进的受驱使硬币相啮合。
16、 如权利要求15所述的机构，其中该第二脱离部件具有拱形， 且该锥形第二接触表面具有凹形。
17、 如前面任意一个权利要求所述的机构，其中该第一和第二 脱离部件的形状彼此互补。
18、 如前面任意一个权利要求所述的机构，其中该第一和第二 脱离部件各自包括第一和第二端，并通过安装在其各自第一和第二 端上的弹性偏置支撑柱来保持位置。
19、 如前面任意一个权利要求所述的机构，其中该第一和第二 脱离部件包括从下面的组中选出的柔性材料金属、聚合物和碳化 纤维。
20、 一种硬币斗，包括根据前面任意一个权利要求所述的硬币 分配机构。
21、 一种售货机，包括根据前面任意一个权利要求所述的硬币 分配机构。
22、 一种硬币分配机构，用于将单个硬币从硬币分配装置所提 供的多个硬币中分开，该机构包括包含多个硬币保留孔的、马达驱动的可旋转盘； 该盘设置在用于填充该孔的硬币源附近； 设置在该盘一侧附近的硬币出口，在使用中与该多个孔合作； 驱使部件，设置为将位于径向路径中所述多个孔之一中的第一单个硬币偏转到该硬币出口；以及弹性偏置可移动门，关闭该硬币出口直到通过被偏转硬币的边缘与该门啮合并被其打开；该硬币随后在使用中被驱动通过该门；由此该驱使部件和该门被设置为防止第二或随后的硬币与该第一硬币同时通过该门。
23、 如权利要求22所述的硬币分配机构，还包括另一个弹性偏 置可移动门，还用于关闭该硬币出口直到该另一个门与被偏转硬币 的边缘啮合并被其打开；该硬币随后在使用中也被驱使通过该另一 个门；该另一个门设置为与该弹性偏置可移动门相邻，并被设置为 防止第二硬币被该第一硬币拉到该硬币出口中。
24、 如权利要求22或23所述的硬币分配机构，其中该硬币出 口和该弹性偏置可移动门都具有与该盘的圆周曲线匹配的曲线轮 廓。
25、 如从属于权利要求23的权利要求24所述的硬币分配机构， 其中该另一个门具有的曲线轮廓与弹性偏置可移动门的曲线相匹 配。
26、 如权利要求22到25中任意一个所述的硬币分配机构，其 中每个门被设置为可垂直于被分配硬币的运动而移动，并包括提供 有硬币啮合表面的有角度的面，用于转换该硬币的运动以打开该门。
27、 如权利要求22到26中任意一个所述的硬币分配机构，其 中该门和/或另一个门通过至少一个各自的拉紧的弹簧偏置到一位 置，且在使用中通过被偏转硬币的前沿、由所述至少一个拉紧的弹 簧的行动将该门和减另一门提起。
28、 如权利要求27所述的硬币分配机构，其中借助该门可以沿 其移动的定位栓，使得每个门保持其操作位置。
29、 如权利要求22到28中任意一个所述的硬币分配机构，其 中该盘包括多个硬币传送肋，由于该盘的旋转，该硬币传送肋在使 用中与该硬币啮合以将其推到该驱使部件。
30、 如权利要求29所述的硬币分配机构，其中盘包括其上设置 有多个槽的基板，且该驱使部件包括与该多个槽互补的多个直立肋。
31、 如权利要求22到30中任意一个所述的硬币分配机构，其 中该驱使部件向该盘突出，突出量等于或小于该机构设计为要分配 的最薄硬币的厚度。
32、 如权利要求22到31中任意一个所述的硬币分配机构，其 中将该驱使部件弹性偏置到一位置，并设置为响应于硬币施加在其 上的反常的力从硬币啮合位置离开。
33、 一种硬币分配装置，用于将单个硬币与多个硬币分开，该 装置包括-硬币源；包含多个硬币保留孔的、由马达驱动的可旋转盘； 从该源将硬币供给该多个孔的装置；设置在该盘一侧附近的硬币出口 ，在使用中用于与该多个孔合作；驱使部件，设置为将位于径向路径中所述多个孔之一中的第一 单个硬币偏转到该硬币出口；以及弹性偏置门控部件，用于控制该硬币出口的门，直到通过被偏 转硬币的边缘与该门控部件啮合并被其抬起；该硬币随后在使用中 被驱动通过该门控部件；由此该驱使部件和该门控部件被设置为防 止第二或随后的硬币与该第一硬币同时通过该门控部件。
34、 如权利要求33所述的硬币分配装置，还包括另一个弹性偏 置门控部件，还用于关闭该硬币出口直到该另一个门控部件与被偏 转硬币的边缘啮合并被其打开；随后在使用中该硬币还被驱使通过 该另一个门控部件；该另一个门控部件设置为与该弹性偏置门控部 件邻近，并被设置为防止第二硬币被该第一硬币拉到该硬币出口中。
35、 如权利要求33或34所述的硬币分配装置，其中该硬币出 口和该弹性偏置门控部件都具有与该盘的圆周曲线匹配的曲线轮廓。
36、 如从属于权利要求34的权利要求35所述的硬币分配装置， 其中该另一个门控部件具有的曲线轮廓与该弹性偏置门控部件的曲 线相匹配。
37、 如权利要求33到36中任意一个所述的硬币分配装置，其 中每个门控部件被设置为可垂直于被分配硬币的运动而移动，并包 括提供有硬币啮合表面的有角度的面，用于转换该硬币的运动以提 起该门控部件。
38、 如权利要求33到37中任意一个所述的硬币分配装置，其 中该门控部件和/或另一门控部件通过至少一个各自的拉紧的弹簧 偏置到一位置，且在使用中通过被偏转硬币的前沿、由所述至少一 个拉紧的弹簧的行动将该门控部件和/或另一门控部件提起。
39、 如权利要求38所述的硬币分配装置，其中借助该门控部件 可沿其被提起的定位栓，将每个门控部件保持在其操作位置。
40、 如权利要求33到39中任意一个所述的硬币分配装置，其 中该盘包括多个硬币传送肋，由于该盘的旋转，该硬币传送肋在使 用中与该硬币啮合以将其推到该驱使部件。
41、 如权利要求40所述的硬币分配装置，其中该盘包括其上设 置有多个槽的基板，且该驱使部件包括与该多个槽互补的多个直立 肋。
42、 如权利要求33到41中任意一个所述的硬币分配装置，其 中该驱使部件向该盘突出，突出量等于或小于该装置设计为要分配 的最薄硬币的厚度。
43、 如权利要求33到42中任意一个所述的硬币分配装置，其 中该驱使部件被弹性偏置到一位置，并设置为响应于硬币施加在其 上的反常的力而从硬币啮合位置离开。
44、 如权利要求33到43中任意一个所述的硬币分配装置，还 包括确定装置，用于确定所分配硬币的面值，该确定装置包括磁传 感器，用于测量所分配硬币的直径以确定其面值。
全文摘要
一种用于将单个硬币从硬币分配装置中设置的多个硬币分离开的机构。该机构包括壳体，限定了硬币分配路径；硬币传送装置，用于沿着该硬币分配路径驱使硬币；彼此相邻设置的第一和第二偏置硬币脱离部件，且连续设置在该硬币分配路径上的该硬币分配机构的出口处，该第一和第二偏置硬币脱离部件一起包括双出口门，其中每个部件都可以在使用中通过每个受驱动硬币而相对于另一个独立地移动，以实现对准并脱离要分开的硬币。
文档编号G07D9/00GK101147177SQ200680009722
公开日2008年3月19日 申请日期2006年1月25日 优先权日2005年1月25日
发明者D·贝利斯 申请人:创新技术有限公司