CN101248351A - 磁传感器装置、磁传感器装置的制造方法及纸张类识别装置 - Google Patents
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Abstract
一种即使在将多个磁传感器元件空开规定间隙配置时磁传感器元件彼此的相对位置精度也高的磁传感器装置、磁传感器装置的制造方法及纸张类识别装置，在传感器装置(10)中，在与相对于被检测体的相对移动方向交叉的宽度方向上空开规定间隙配置有多个在铁芯体(11)上卷绕有线圈(12、15)的磁传感器元件(100)，多个磁传感器元件(100)各自的铁芯体(11)的端面与沿宽度方向延伸的连结部件(5)接合。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对纸币和有价证券等纸张类的真假和种类等进行识别的磁传感器装置、磁传感器装置的制造方法及纸张类识别装置。
背景技术
用于对纸币和有价证券等纸张类的真假和种类等进行识别的纸张类识别装置采用的是利用在铁芯体上卷绕有线圈的磁传感器对用磁性油墨印刷在纸币上的图案进行检测的方式(例如参照专利文献1)。
专利文献1：日本专利特公平4-52518号公报
发明的公开
发明所要解决的技术问题
在上述文献所公开的装置中，沿着纸张类的输送方向配置有磁传感器元件，但如果在与纸张类的输送方向交叉的宽度方向上空开规定间隙地配置多个磁传感器元件，根据来自各磁传感器元件的输出来检测纸张类，则可进行高精度的检测。
然而，要采用这种结构，就需要将多个磁传感器元件一个个空开规定间隙地配置在纸张类识别装置上，在这种结构中，磁传感器元件的位置精度会下降，磁传感器元件的位置会产生偏差。结果存在对纸张类的识别精度下降的问题。
另外，为了从纸张类的穿过相邻磁传感器元件彼此之间的部分也要可靠地检测出用于识别真假和种类等的信息，就需要缩小相邻磁传感器元件彼此之间的间隔。但是，当将线圈的绕线端部穿过相邻磁传感器元件彼此之间而引出时，存在线圈绕线与铁芯体短路的问题。即使在线圈绕线上覆盖树脂层，由于该树脂层极薄，因此这种问题在以往是无法避免的问题。
鉴于上述问题，本发明的技术问题在于提供一种即使在将多个磁传感器元件空开规定间隙配置的场合磁传感器元件彼此的相对位置精度也高的磁传感器装置、磁传感器装置的制造方法及纸张类识别装置。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明的在与相对于被检测体的相对移动方向交叉的宽度方向上空开规定间隙配置有多个在铁芯体上卷绕有线圈的磁传感器元件的磁传感器装置，其特征在于，所述多个磁传感器元件各自的所述铁芯体的端面与沿所述宽度方向延伸的连结部件接合。
在本发明的磁传感器装置中，多个磁传感器元件并不是分别装设在纸张类识别装置上，而是在多个铁芯体的各端面与连结部件接合而形成一体的状态下装设在纸张类识别装置上。因此，磁传感器元件彼此的相对精度位置高，从而在识别纸张类时，可进行高精度的识别。
本发明的在与相对于被检测体的相对移动方向交叉的宽度方向上空开规定间隙配置有多个在铁芯体上卷绕有线圈的磁传感器元件的磁传感器装置，其特征在于，具有端子台，该端子台对与所述线圈的绕线端部分别相连的多个端子予以保持，该端子台具有朝着所述铁芯体的宽度方向的两侧位置突出的多个突起，所述线圈的绕线端部分别沿着所述突起被拉绕至所述端子。
在本发明中，由于线圈的绕线端部被沿着从端子台朝着铁芯体之间突出的突起拉绕，因此在到达端子的途中位置上被突起支撑，在途中不会发生松驰。因此，即使是在缩小磁传感器元件的间隔来提高检测灵敏度的场合，也能可靠地防止线圈绕线与铁芯体短路。
本发明的在与相对于被检测体的相对移动方向交叉的宽度方向上空开规定间隙配置有多个在铁芯体上卷绕有线圈的磁传感器元件的磁传感器装置的制造方法，其特征在于，包括：使得用于形成多个所述铁芯体的母材的端面与连结部件接合的接合工序、以及将处于固定在所述连结部件上的状态的所述母材分割成多个铁芯体空开规定间隙配置的状态的母材分割工序。
在本发明的磁传感器装置的制造方法中，由于在使母材的端面与连结部件接合后在此状态下将母材分割成各个铁芯体，因此铁芯体彼此的相对位置精度高。因此，由于磁传感器元件彼此的相对位置精度高，因此在识别纸张类时，可进行高精度的识别。
在本发明中，最好进行在所述宽度方向上对处于与所述连结部件固定的状态的所述母材进行切削加工或磨削加工、从而形成卷绕所述线圈的部分的线圈卷绕部分形成工序。
在本发明中，最好具有端子台，该端子台对与所述线圈的绕线端部分别相连的多个端子予以保持，该端子台具有朝着所述铁芯体的宽度方向的两侧位置突出的多个突起，所述线圈的绕线端部分别沿着所述突起被拉绕至所述端子。
在本发明中，最好所述端子台作为所述多个磁传感器元件共用的共用端子台构成，所述多个突起将所述铁芯体保持在相邻的突起之间，从而对所述共用端子台和所述磁传感器元件进行定位。
在本发明中，最好所述线圈包括：在所述被检测体经过的传感器面侧卷绕在所述铁芯体上的第一线圈、以及在与所述传感器面侧相反的一侧卷绕在所述铁芯体上的第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈在所述铁芯体上的圈数相等，而且被沿着所述突起拉绕的引出部分的长度尺寸之差为一圈的长度尺寸的1/2倍以下。在差动检测方式的场合，在铁芯体的传感器面侧卷绕第一线圈，并在与传感器面相反的一侧卷绕第二线圈，若能缩短第一线圈与第二线圈之间的长度尺寸之差，则可提高检测精度。因此，适用于要求高灵敏度地检测微小磁量的纸币类识别装置中。
本发明的磁传感器装置可在用于对纸币和有价证券等纸张类的真假和种类等进行识别的纸张类识别装置中使用，在这种纸张类识别装置中，利用磁传感器元件对用磁性油墨印刷在纸张类上的图案等进行检测。
发明效果
在本发明的磁传感器装置中，多个磁传感器元件并不是分别装设在纸张类识别装置上，而是在多个铁芯体的各端面与连结部件接合而形成一体的状态下装设在纸张类识别装置上。因此，磁传感器元件彼此的相对精度位置高，从而在识别纸张类时，可进行高精度的识别。
另外，在本发明的磁传感器装置的制造方法中，在使母材的端面与连结部件接合后，在此状态下将母材分割成各个铁芯体，因此铁芯体彼此的相对位置精度高。因此，磁传感器元件彼此的相对精度高，从而在识别纸张类时，可进行高精度的识别。
在本发明的磁传感器装置中，由于线圈的绕线端部被沿着从端子台朝着铁芯体之间突出的突起拉绕，因此在到达端子的途中位置上被突起支撑，在途中不会发生松驰。因此，即使是在缩小磁传感器元件的间隔来提高检测灵敏度的场合，也能可靠地防止线圈绕线与铁芯体短路。
附图说明
图1是表示应用了本发明的纸张类识别装置的主要部分结构的结构图。
图2(a)是在应用了本发明的纸张类识别装置中使用的自励式磁传感器元件的说明图，图2(b)是在使用装设有该磁传感器元件的磁传感器装置时的驱动回路的说明图。
图3(a)、图3(b)、图3(c)分别是表示应用了本发明的磁传感器装置的主要部分结构的主视图、仰视图和侧视图。
图4(a)、图4(b)是表示应用了本发明的磁传感器装置的制造方法的说明图。
(元件符号说明)
1纸张类识别装置
2纸张
4母材
5连结部件
6共用端子台
10磁传感器装置
11铁芯体
12图案检测用励磁线圈
15差动检测用线圈
16、17槽部
18间隙
61、62端子
63突起
100磁传感器元件
121图案检测用励磁线圈的引出部分
151差动检测用线圈的引出部分
具体实施方式
下面参照附图对应用了本发明的磁传感器装置、磁传感器装置的制造方法以及装设有该磁传感器装置的纸张类识别装置进行说明。
(整体结构)
图1是表示应用了本发明的纸张类识别装置的主要部分结构的结构图。图2(a)是在应用了本发明的纸张类识别装置中使用的自励式磁传感器元件的说明图，图2(b)是在使用装设有该磁传感器元件的磁传感器装置时的驱动回路的说明图。
在图1中，纸张类识别装置1是用于对在纸币和支票等纸张2的纸面上形成的图案进行检测、从而识别其真假和种类的装置。在纸张2上利用磁性油墨等磁性材料形成有印刷图案21，通过对其检测来识别纸张2的真假和种类。
纸张类识别装置1包括：将纸张2沿着输送路径3输送的输送装置(未图示)、配置在输送路径3的途中位置上的磁传感器装置10、对该磁传感器装置10供给交流电的电源回路(未图示)、以及对来自磁传感器装置10的输出进行处理的检测回路(未图示)等。输送装置例如包括：将纸张2压紧在磁传感器装置10上的多个辊子、驱动这些辊子的驱动源、以及将驱动力传递给辊子的传递装置等，由于这些是公知技术，因此在此省略了说明和图示。
在磁传感器装置10中，多个磁传感器元件100朝着输送路径3的宽度方向(与纸张2的输送方向交叉的方向)空开规定间隙地配置在连结部件5上。另外，磁传感器装置10对被输送的纸张2中经过其上方位置的部位的图案进行时序检测。另外，纸张2的输送方向用箭头W表示。
磁传感器装置10具有图2(a)所示的自励式磁传感器元件100。该磁传感器元件100包括：具有开口有槽部16的传感器面110的铁芯体11；以及配置在槽部16内的图案检测用励磁线圈12。更具体而言，在本实施形态中，铁芯体11包括：水平部111；以及其中央的、从一方的端部和另一方的端部朝着输送路径及与其相反的一侧延伸的总共六个垂直板部112、113、114、115、116，传感器面110由垂直板部112、113、114、115、116的上端面构成。另外，虽然写明了“水平部”、“垂直板部”，但这并不是说严格地相对于传感器面110水平、垂直，而是为了表示相对关系而使用的。
在本实施形态中，铁芯体11以使其垂直板部112、113、114的长边成为与纸张2的输送方向W交叉的方向的形态进行配置。通过这样配置，例如，在纸张2上形成的称作细丝(日文：スレツト)的宽度为1mm以下的细线与由磁性油墨的印刷和线材形成的细线相对的区域变宽，可提高检测精度。即，即使纸张2在输送时朝着与输送方向W交叉的方向移动，细丝也会在垂直板部112、113、114的截面区域内被输送，因此可在信噪比(S/N)高的区域内进行检测。另外，通过将垂直板部112、113、114做成单纯的板状，使铁芯体11的加工变得容易。
在本实施形态中，垂直板部112、113、114分别构成向纸张2突出设置的感磁部，如图2(a)所示，在垂直板部112上，图案检测用的励磁线圈12以围绕其周围的形态配置在槽部16内。另外，构成有连结这些垂直板部112、113、114的一端部的连接部、即水平部111。
铁芯体11在垂直板部112、113之间和垂直板部112、114之间形成有在传感器面110上开口的槽部16，在该槽部16内以卷绕垂直板部112的形态配置有图案检测用的励磁线圈12(第一线圈)，该励磁线圈12由卷绕在绕线管(未图示)上的音圈构成。
另外，在本实施形态中，在铁芯体11的垂直板部115、116之间和垂直板部115、117之间也形成有槽部17，该槽部17在与传感器面110相反的一侧开口，在该槽部17内以卷绕垂直板部115的形态配置有差动检测用线圈15(第二线圈)，该线圈15由卷绕在绕线管(未图示)上的音圈构成。在此，在本实施形态中通过差动检测法来进行信号检测。具体而言，图案检测用的励磁线圈12与差动检测用线圈15在后述的驱动回路中串联连接，对其两端供给交流电。另外，从图案检测用的励磁线圈12与差动检测用线圈15之间的连接点输出信号。另外，有时在槽部16、17内安装了图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15后填充树脂。
在使用装设有这种磁传感器100的磁传感器装置10通过差动检测法来进行信号检测的场合，使用的是图2(b)所示的驱动回路。该驱动回路包括：分别在多个磁传感器元件100上形成的图案检测用的励磁线圈12、对差动检测用线圈15供给交流电的共用的电气回路40、以及与各磁传感器元件100对应的多个传感器信号处理回路30。传感器信号处理回路30包括：差动放大器31、半波整流回路或全波整流回路等整流回路32、低通滤波器33、以及增幅放大器34等，对来自各磁传感器元件100的输出信号进行放大。另外，可通过对照从各传感器信号处理回路30输出的输出图案来识别纸张2的真假和种类。采用这种差动检测法，可抵消温度等的环境变化的影响，因此可高精度地识别纸张2。
(磁传感器装置的详细结构)
图3(a)、图3(b)、图3(c)分别是表示应用了本发明的磁传感器装置的主要部分结构的主视图、仰视图和侧视图。
如图3所示，在本实施形态的磁传感器装置10中，多个铁芯体11空开规定间隙18进行配置，而且在多个铁芯体11上分别安装有卷绕在绕线管122、152上的图案检测用的励磁线圈12以及差动检测用线圈15。在此，磁传感器元件100在传感器面110侧实施了研磨，提高了传感器面110侧的平面度和尺寸精度。另外，虽未图示，但有时在传感器面110上接合有耐磨损板，这种情况下，有时在接合了耐磨损板后对耐磨损板的表面进行研磨。
在此，在多个铁芯体11的任一个中，与槽16、17开口的面相邻的端面空开规定间隙18与连结部件5接合，在本实施形态的磁传感器装置10中，多个磁传感器元件100构成为一体。只要具有刚性，连结部件5既可以是磁性材料，也可以是非磁性材料，从确保刚性这点出发，最好是SUS板和陶瓷板。另外，为了使连结部件5的加工变得容易，最好将连结部件5做成板状或棱柱形状。另外，由于在连结部件5上空开规定间隙地配置有磁传感器元件100，因此最好是形成为直线状的连结部件5。
另外，在本实施形态的磁传感器装置10中，在接合有连结部件5的一侧相反的一侧安装有各磁传感器元件100共用的共用端子台6。共用端子台6为树脂成形品，固接有多个端子61、62，该端子61、62与从各磁传感器元件100的图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15引出的绕线端部相连。在共用端子台6上安装有印刷电路板7，端子61、62基端侧的端部71、72与印刷电路板7相连。另外，在磁传感器装置10中，在相邻的铁芯体11的间隙18中填充有树脂。
在这样构成的共用端子台6上形成有多个突起63，这些突起63具有朝着多个铁芯体11各自的两侧突出的台阶部64(引导件)，这些突起63将铁芯体11保持在相邻的突起63之间，从而对共用端子台6和磁传感器元件100进行定位。
另外，来自磁传感器元件100的图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15的引出部分121、151分别搭在突起63的台阶部64上，从而在张紧的状态下沿着突起63从两侧被拉绕至端子61、62。因此，可使图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15的引出部分121、151在不与铁芯体11接触的情况下拉绕至端子61、62。因此，即使是在铁芯体11具有导电性的场合，引出部分121、151也不会通过铁芯体11而短路。
在此，图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15在铁芯体11上的卷绕圈数相等。另外，端子61、62在配置有各磁传感器元件100的方向上大致一直线地排列。而且，来自图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15的引出部分121、151分别在张紧的状态下沿着突起63从两侧被拉绕至端子61、62。因此，对于图案检测用的励磁线圈12的引出部分121和差动检测用线圈15的引出部分151，可将彼此的长度尺寸之差设定为一圈的长度尺寸的1/2倍以下。因此，当使用差动检测法进行检测时，可缩短图案检测用的励磁线圈12的引出部分121与差动检测用线圈15的引出部分151之间的长度尺寸差，因此即使是微小的磁量，也可获得灵敏度高的高检测精度。
(磁传感器装置的制造方法)
图4(a)、图4(b)是表示应用了本发明的磁传感器装置的制造方法的说明图。在制造本实施形态的磁传感器装置10时，如图4(a)所示，首先，在准备好可形成多个铁芯体11的方条状的母材4(方条状的铁素体)和连结部件5之后，在接合工序中利用热固性树脂等使母材4的端面与连结部件5的一方的面接合。
接着，如图4(b)所示，在线圈卷绕部分形成工序中，通过切削或磨削对处于固定在连结部件5上的状态的母材4进行用于形成槽部16、17的槽加工，形成卷绕线圈的部分(垂直板部112、115)。
接着，在母材分割工序中，将处于与连结部件5固定的状态的母材4分割成多个铁芯体11。其结果是，可形成空开规定间隙18配置的多个铁芯体11。
接着，如参照图3(a)、图3(b)、图3(c)说明过的那样，在与连结部件5固定的铁芯体11上安装共用端子台6。
接着，在多个铁芯体11上分别安装卷绕在绕线管122、152上的图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15，并将其绕线端部与端子61、62连接。之后，在相邻的多个铁芯体11的间隙18内填充树脂并使该树脂固化。
另外，在上述实施形态中是在进行了线圈卷绕部分形成工序之后进行母材分割工序的，但也可在进行了母材分割工序之后进行线圈卷绕部分形成工序。另外，也可在使母材4与连接部件5接合之前进行用于形成槽部16、17的槽加工，之后使母材4与连接部件5接合。另外，在上述实施形态中，是在与连结部件5固定的铁芯体11上安装了共用端子台6之后将图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15安装在铁芯体11上的，但也可在图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15安装在铁芯体11上之后在铁芯体11上安装共用端子台6。
(本实施形态的主要效果)
如上所述，在本实施形态中，在制造磁传感器装置10时，由于在使母材4的端面与连接部件5接合后在此状态下将母材4分割成各个铁芯体11，因此铁芯体11彼此的相对位置精度高。因此，磁传感器元件100彼此的相对位置精度高，从而在纸张类识别装置1中识别纸张2时，可进行高精度的识别。
另外，在本实施形态中，将磁传感器装置10以多个磁传感器元件100各自的铁芯体11的端面接合在连接部件5上的状态装设在纸张类识别装置1上。因此，无需将多个磁传感器元件100分别装设在纸张类识别装置1上，因此可简化装配工序，而且，可在磁传感器元件100彼此的相对位置精度高的状态下装设在纸张类识别装置1上。
另外，由于铁芯体11处于被共用端子台6的突起63从两侧保持的状态，因此铁芯体11不容易产生位置偏差。
另外，在本实施形态的磁传感器装置10中，来自各磁传感器元件100的图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15的引出部分121、151(绕线端部)分别搭在突起63的台阶部64上，从而在张紧状态下沿着突起63从两侧被拉绕至端子61、62。因此，可防止图案检测用的励磁线圈12和差动检测用线圈15的引出部分121、151的松驰，从而可使引出部分121、151在不与铁芯体11接触的情况下拉绕至端子61、62。因此，即使是在铁芯体11具有导电性而且铁芯体11的间隙狭窄的场合，引出部分121、151也不会通过铁芯体11而短路。
Claims (11)
1.一种磁传感器装置，在与相对于被检测体的相对移动方向交叉的宽度方向上空开规定间隙配置有多个在铁芯体上卷绕有线圈的磁传感器元件，其特征在于，所述多个磁传感器元件各自的所述铁芯体的端面与沿所述宽度方向延伸的连结部件接合。
2.如权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，具有端子台，该端子台对与所述线圈的绕线端部分别相连的多个端子予以保持，该端子台具有朝着所述铁芯体的宽度方向的两侧位置突出的多个突起，所述线圈的绕线端部分别沿着所述突起被拉绕至所述端子。
3.如权利要求2所述的磁传感器装置，其特征在于，所述端子台作为所述多个磁传感器元件共用的共用端子台构成，所述多个突起将所述铁芯体保持在相邻的突起之间，从而对所述共用端子台和所述磁传感器元件进行定位。
4.如权利要求2或3所述的磁传感器装置，其特征在于，所述线圈包括：在所述被检测体经过的传感器面侧卷绕在所述铁芯体上的第一线圈、以及在与所述传感器面侧相反的一侧卷绕在所述铁芯体上的第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈在所述铁芯体上的圈数相等，而且被沿着所述突起拉绕的引出部分的长度尺寸之差为一圈的长度尺寸的1/2倍以下。
5.一种磁传感器装置的制造方法，在该磁传感器装置中，在与相对于被检测体的相对移动方向交叉的宽度方向上空开规定间隙配置有多个在铁芯体上卷绕有线圈的磁传感器元件，所述制造方法，其特征在于，包括：接合工序，在该接合工序中，使得用于形成多个所述铁芯体的母材的端面与连结部件接合；以及母材分割工序，在该母材分割工序中，将处于与所述连结部件固定的状态的所述母材分割成多个铁芯体空开规定间隙配置的状态。
6.如权利要求5所述的磁传感器装置的制造方法，其特征在于，包括线圈卷绕部分形成工序，在该线圈卷绕部分形成工序中，对处于与所述连结部件固定的状态的所述母材在所述宽度方向上进行切削加工或磨削加工，从而形成卷绕所述线圈的部分。
7.一种磁传感器装置，其特征在于，通过权利要求5或6所述的方法制造而成。
8.一种磁传感器装置，在与相对于被检测体的相对移动方向交叉的宽度方向上空开规定间隙配置有多个在铁芯体上卷绕有线圈的磁传感器元件，其特征在于，具有端子台，该端子台对与所述线圈的绕线端部分别相连的多个端子予以保持，该端子台具有朝着所述铁芯体的宽度方向的两侧位置突出的多个突起，所述线圈的绕线端部分别沿着所述突起被拉绕至所述端子。
9.如权利要求8所述的磁传感器装置，其特征在于，所述端子台作为所述多个磁传感器元件共用的共用端子台构成，所述多个突起将所述铁芯体保持在相邻的突起之间，从而对所述共用端子台和所述磁传感器元件进行定位。
10.如权利要求8或9所述的磁传感器装置，其特征在于，所述线圈包括：在所述被检测体经过的传感器面侧卷绕在所述铁芯体上的第一线圈、以及在与所述传感器面侧相反的一侧卷绕在所述铁芯体上的第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈在所述铁芯体上的圈数相等，而且被沿着所述突起拉绕的引出部分的长度尺寸之差为一圈的长度尺寸的1/2倍以下。
11.一种纸张类识别装置，其特征在于，装设有权利要求1、2、3、4、7、8、9或10中任一项所述的磁传感器装置。
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