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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine magnetische Sensorvorrichtung zum Erfassen eines magnetischen Musters eines Papierträgers, wie beispielsweise Banknoten.
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STAND DER TECHNIK
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Eine bekannte magnetische Sensorvorrichtung hat ein Magnetwiderstandseffekt-Element und einen Signalverstärkungs IC, die in einem Gehäuse eingeschlossen und auf einer förderbahnseitigen Oberfläche eines Magneten montiert sind. Auf einer Förderbahnseite des Gehäuses befindet sich eine Abdeckung zur Abdeckung des Magnetwiderstandseffekt-Elements und des Signalverstärkungs IC zum Schutz des Magnetwiderstandseffekt-Elements und des Signalverstärkungs IC. Das heißt, das Magnetwiderstandseffekt-Element und der Signalverstärkungs IC sind zwischen Deckel und Magnet angeordnet, wie zum Beispiel im Patentdokument 1.
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STAND DER TECHNIK
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Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung
WO 2015/194605 -
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Mit der Erfindung zu lösende Probleme
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Die bekannte magnetische Sensorvorrichtung hat eine Banknotenförderrolle zum Fördern von Banknoten, und die Banknotenförderrolle ist auf einer gegenüberliegenden Seite des Förderwegs der magnetischen Sensorvorrichtung angeordnet. Die Banknote, die durch die Banknotenförderrolle läuft, wird gegen den Deckel der magnetischen Sensorvorrichtung gedrückt. Da das Magnetwiderstandseffekt-Element und der Signalverstärkungs IC zwischen Deckel und Magnet angeordnet sind, bewirkt die Druckkraft der Banknote eine Druckänderung zwischen Deckel und Magnet. Diese Druckänderung wird auf den Signalverstärkungs IC, das ein Halbleiterelement ist, ausgeübt und es tritt eine elektromotorische Kraft durch den piezoelektrischen Effekt auf. Die elektromotorische Kraft und ein Signalausgang des Signalverstärkungs ICs werden überlagert und verursachen so Rauschen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung sind die Reduzierung des Rauschens beim Transport von Banknoten und die Verbesserung der Qualität eines Ausgangssignals der magnetischen Sensorvorrichtung.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Eine magnetische Sensorvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Magneten, ein Magnetwiderstandseffekt-Element, ein Gehäuse, einen Deckel und eine Signalverstärkungsplatine. Der Magnet bildet in einem Förderweg eines Erkennungszielobjekts ein Magnetfeld. Das Magnetwiderstandseffekt-Element gibt eine Änderung des Magnetfeldes als Änderung eines Widerstandswertes aus. Das Gehäuse umschließt oder hält den Magneten und das Magnetwiderstandseffekt-Element in einer solchen Ausrichtung, dass eine Oberfläche des Magneten und eine Oberfläche des Magnetwiderstandseffekt-Elements dem Förderweg zugewandt sind. Der Deckel bedeckt mindestens die eine Oberfläche des Magnetwiderstandseffekt-Elements und bildet eine Förderstreckenoberfläche entlang der Förderstrecke. Die Signalverstärkungsplatine hat einen Signalverstärkungs IC, der entlang einer Schnittfläche angeordnet ist, die die Förderstreckenoberfläche schneidet, und der Signalverstärkungs IC verstärkt die Änderung des Widerstandswertes, der vom Magnetwiderstandseffekt-Element ausgegeben wird. Die Änderung des Widerstandswertes ist abhängig von der Änderung des Magnetfeldes, die durch die Übertragung des Erkennungszielobjekts auf die Förderstreckenoberfläche verursacht wird.
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Effekt der Erfindung
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Nach der vorliegenden Erfindung kann die Anordnung der Signalverstärkungsplatine mit dem Signalverstärkungs IC entlang der Schnittfläche, die die Förderstreckenoberfläche schneidet, das Rauschen einer elektromotorischen Kraft durch einen piezoelektrischen Effekt bei der Übertragung des Erkennungszielobjekts reduzieren und die Qualität des Ausgangssignals der magnetischen Sensorvorrichtung verbessern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht einer magnetischen Sensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, dargestellt entlang einer XZ-Ebene,
- 2 ist eine Querschnittsansicht der magnetischen Sensorvorrichtung gemäß der Ausführungsform, in der die magnetische Sensorvorrichtung eine Schraube aufweist, dargestellt entlang der XZ-Ebene,
- 3 ist eine Seitenansicht in der YZ-Ebene der magnetischen Sensorvorrichtung gemäß der Ausführungsform, bei der ein Deckel und eine magnetische Abschirmung entfernt wurden,
- 4 ist eine perspektivische Ansicht der magnetischen Sensorvorrichtung gemäß der Ausführungsform, wobei der Deckel und die magnetische Abschirmung davon entfernt sind, betrachtet von der Seite des Magnetwiderstandseffekt-Elements und des Signalverstärkungs-ICs, und
- 5 ist eine Querschnittsansicht der magnetischen Sensorvorrichtung gemäß der Ausführungsform, in der die magnetische Sensorvorrichtung eine Schraube aufweist, dargestellt entlang der XZ-Ebene.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen nun beschrieben. Die gleichen Bezugszeichen werden verwendet, um in den Zeichnungen auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen. Die Bezugszeichen X, Y und Z in den Zeichnungen stellen drei Achsen dar. Das Bezugszeichen X stellt eine X-Achse dar, die die Förderrichtung 22 der magnetischen Sensorvorrichtung anzeigt. Die Förderrichtung 22 ist eine Richtung, in der ein Erkennungszielobjekt 21 auf der magnetischen Sensorvorrichtung transportiert wird und die einer Querrichtung der magnetischen Sensorvorrichtung entspricht. Das Bezugszeichen Y stellt eine Y-Achse senkrecht zur X-Achse dar und entspricht einer Abtastbreitenrichtung der magnetischen Sensorvorrichtung sowie einer Längsrichtung der magnetischen Sensorvorrichtung. Das Bezugszeichen Z stellt eine Z-Achse senkrecht zur X-Achse und zur Y-Achse dar und entspricht einer Richtung einer Höhe der magnetischen Sensorvorrichtung. Der Ursprung der X-Achse liegt in der Mitte der Breite der magnetischen Sensorvorrichtung in der Förderrichtung 22, der Ursprung der Y-Achse liegt in der Mitte der Länge der magnetischen Sensorvorrichtung in Scan-Breitenrichtung und der Ursprung der Z-Achse liegt in einer Ebene der magnetischen Sensorvorrichtung, auf der das Erkennungszielobjekt 21 übertragen wird.
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In allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „die Übertragung des Erkennungszielobjekts 21“ die Übertragung oder Förderung des Erkennungszielobjekts 21 selbst und die Bewegung der magnetischen Sensorvorrichtung selbst in der Förderrichtung 22 ohne Bewegung des Erkennungszielobjekts 21. Die Förderrichtung 22 ist nicht nur eine positive Richtung der X-Achse, sondern auch eine negative Richtung der X-Achse. Der Ort, an dem das Erkennungszielobjekt 21 in der Förderrichtung 22 befördert wird, wird als Förderweg bezeichnet.
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Die Konfiguration der magnetischen Sensorvorrichtung gemäß einer Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 bis 4 beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht, dargestellt entlang einer XZ-Ebene, der magnetischen Sensorvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist eine Querschnittsansicht der magnetischen Sensorvorrichtung gemäß der Ausführungsform, dargestellt entlang der XZ-Ebene, in der die magnetische Sensorvorrichtung eine Schraube aufweist. 3 ist eine Seitenansicht in der YZ-Ebene der magnetischen Sensorvorrichtung gemäß der Ausführungsform, bei der ein Deckel und eine magnetische Abschirmung entfernt wurden. 4 ist eine perspektivische Ansicht der magnetischen Sensorvorrichtung nach der Ausführungsform, betrachtet von einer Magnetwiderstandseffekt-Element-Seite und einer Signalverstärkungs-IC-Seite, wobei der Deckel und die magnetische Abschirmung davon entfernt sind.
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Komponenten der magnetischen Sensorvorrichtung nach der Ausführungsform werden nun unter Bezugnahme auf 1 bis 4 ausführlich beschrieben, wobei der Deckel 1 ein Element ist, das eine Förderstreckenoberfläche zur Förderung des Erkennungszielobjekts 21 der magnetischen Sensorvorrichtung bildet. Der Deckel 1 erstreckt sich in Y-Achsenrichtung als Förderstreckenoberfläche der magnetischen Sensorvorrichtung und bedeckt zusammen mit Seitenwänden des Gehäuses 6 in Z-Achsenrichtung eine Seite des Gehäuses 6, an der ein Magnetwiderstandseffekt-Element 2 angeordnet ist. Das Gehäuse 6 umschließt oder hält einen Permanentmagneten 4 und das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 in einer solchen Ausrichtung, dass eine Oberfläche des Permanentmagneten 4 und eine Oberfläche des Magnetwiderstandseffekt-Elements 2 dem Förderweg zugewandt sind. Der Deckel 1 bedeckt mindestens die eine Fläche des Magnetwiderstandseffekt-Elements 2, die dem Förderweg zugewandt ist. Das heißt, der Deckel 1 bedeckt eine Förderbahnseite des Gehäuses 6. Das Gehäuse 6 hat eine kastenförmige Form mit einer Öffnung auf der Seite der Förderstrecke in Richtung Z-Achse. Das Gehäuse 6 verfügt über die Öffnung zur Aufnahme und Halterung von Komponenten der magnetischen Sensorvorrichtung sowie über eine Bohrung zur Positionierung und eine Montagefläche.
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Eine Sensorplatine 3 befindet sich zwischen dem Deckel 1 und dem Permanentmagneten 4 in Richtung der Z-Achse und erstreckt sich in Richtung der Y-Achse. Das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 ist auf einer positiven Z-Achsen-Seitenfläche der Sensorplatine 3 montiert. Diese Oberfläche liegt gegenüber einer dem Permanentmagneten 4 zugewandten Oberfläche der Sensorplatine 3. Das heißt, das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 ist auf einer förderwegeseitigen Fläche der Sensorplatine 3 montiert. So weist die Sensorplatine 3 beispielsweise einen Träger 3a und eine dielektrische Platine 3b auf, d.h. eine Glas-Epoxidplatte, die auf der Förderbahnseite des Trägers 3a vorgesehen ist.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, ist das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 auf der Förderwegeseite des in der Sensorplatine 3 enthaltenen Trägers 3a z.B. durch Kleben befestigt. Die X- und Y-Positionen des Magnetwiderstandseffekt-Elements 2 auf der Sensorplatte 3 unterscheiden sich je nach Lage eines Detektionsteils der magnetischen Sensorvorrichtung.
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Das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 erkennt eine Änderung der Förderrichtungskomponente 22 des Magnetfeldes, die durch das Erkennungszielobjekt 21 einschließlich der in der Förderrichtung 22 geförderten Magnetkomponenten erfolgt. Der Widerstandswert des Magnetwiderstandseffekt-Elements 2 ändert sich und das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 erkennt dabei die magnetische Komponente des Erkennungszielobjekts 21 und gibt die erkannte magnetische Komponente als Erkennungssignal aus, das ein elektrisches Signal ist.
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Ein auf der dielektrischen Platte 3b der Sensorplatte 3 gebildetes Verdrahtungsmuster ist über einen Metalldraht 5, wie beispielsweise einen Golddraht oder einen Aluminiumdraht, elektrisch mit dem Magnetwiderstandseffekt-Element 2 verbunden. Die Sensorplatine 3 verfügt über einen externen Anschluss zur externen Ausgabe des elektrischen Signals des Magnetwiderstandseffekt-Elements 2.
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Das Gehäuse 6 steht in Kontakt mit einem Teil einer dem Permanentmagneten 4 zugewandten Oberfläche des Trägers 3a, d.h. einem Teil der Oberfläche des Trägers 3a, der sich auf der negativen Seite der Z-Achse und gegenüber der Seite des Förderwegs befindet. Der Teil der Oberfläche des Trägers 3a, mit dem das Gehäuse 6 in Kontakt steht, ist am Gehäuse 6 z.B. durch Kleben befestigt, wodurch die Befestigung der Sensorplatine 3 am Gehäuse 6 erreicht wird.
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Der Permanentmagnet 4 hat eine stabförmige Form, die sich in Richtung der Y-Achse erstreckt. Der Permanentmagnet 4 wird z.B. durch Kleben auf der Oberfläche der Sensorplatine 3 befestigt, die der Oberfläche gegenüberliegt, auf der das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 montiert ist. Das heißt, der Permanentmagnet 4 wird z.B. durch Kleben auf einer negativen Z-Achsen-Seitenfläche des Trägers 3a an der Sensorplatine 3 befestigt.
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Die Position des Permanentmagneten 4 in Z-Achsenrichtung wird so bestimmt, dass der Permanentmagnet 4 parallel zum Magnetwiderstandseffekt-Element 2 und in Kontakt mit der Oberfläche der Sensorplatine 3 steht, die der Oberfläche gegenüberliegt, auf der das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 montiert ist. Die Position des Permanentmagneten 4 in X-Achsenrichtung kann als entsprechend dem X-Achsenrichtungszentrum des Magnetwiderstandseffekt-Elements 2 genommen werden.
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Ein einzelner Permanentmagnet 4 kann sich in Richtung Y-Achse erstrecken oder mehrere Permanentmagnete 4 können sich als Segmente in Richtung der Y-Achse erstrecken.
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Der Permanentmagnet 4 bildet ein Magnetfeld und legt ein Vormagnetisierungsfeld auf das Magnetwiderstandseffekt-Element 2. Das Erkennungszielobjekt 21 wird durch das vom Permanentmagneten 4 im Förderweg gebildete Magnetfeld transportiert, wodurch eine Änderung der Größe des Vormagnetisierungsfeldes bewirkt wird. Die Änderung des Vormagnetisierungsfeldes bewirkt eine Änderung des Widerstandswertes des Magnetwiderstandseffekt-Elements 2, und vom Magnetwiderstandseffekt-Element 2 wird ein Detektionssignal ausgegeben.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, bedeckt der Deckel 1 zwischen den Seiten des Gehäuses 6, die senkrecht zur Z-Achsenrichtung stehen, eine Seite, an der das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 angeordnet ist. Das heißt, der Deckel 1 deckt die Oberfläche der Sensorplatine 3 ab, auf der das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 montiert ist.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, hat der Deckel 1 eine Förderstreckenoberfläche 1b und ein Paar Schrägflächen 1a. Wenn die magnetische Sensorvorrichtung in Y-Achsenrichtung betrachtet wird, ist die Förderstreckenoberfläche 1b eine entlang der X-Achsenrichtung gebildete Oberfläche und das Paar Schrägflächen 1a neigt sich in negativer Z-Achsenrichtung von den beiden X-Achsenrichtungsendabschnitten der Förderstreckenoberfläche 1b. Das Paar Schrägflächen 1a und die Förderstreckenoberfläche 1b erstrecken sich in Richtung der Y-Achse.
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Die Förderstreckenoberfläche 1b und das Paar Schrägflächen 1a des Deckels 1 werden durch Biegen einer dünnen Metallplatte in einem Stück gebildet. Der Deckel 1 wird an der förderwegeseitigen Oberfläche des Gehäuses 6 befestigt. Da der Deckel 1 die Schrägflächen 1a hat, die als Förderführung dienen, bewegt sich das Erkennungszielobjekt 21 während der Förderung entlang der Schrägflächen 1a, was bewirkt, dass sich das Erkennungszielobjekt 21 nicht in eine andere Richtung als die X-Achsenrichtung bewegen kann.
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Der Deckel 1 schützt die magnetische Sensoreinrichtung, insbesondere das Magnetwiderstandseffekt-Element 2, vor Stößen oder Abrieb durch Schläge oder Verschleiß beim Transport des Erkennungszielobjekts 21 auf der magnetischen Sensoreinrichtung. Der Deckel 1 befindet sich zwischen dem Erkennungszielobjekt 21 und dem Magnetwiderstandseffekt-Element 2. Daher ist der Deckel 1 vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material gefertigt, um Auswirkungen auf die magnetische Empfindlichkeit der magnetischen Sensorvorrichtung zu reduzieren.
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Im obigen Beispiel wird der Deckel 1 durch Biegen einer dünnen Metallplatte hergestellt, aber jedes Material und jedes Herstellungsverfahren kann verwendet werden, solange die magnetische Sensorvorrichtung geschützt wird.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, ist das Gehäuse 6 ein Element zum Einschließen oder Halten der Sensorplatine 3, des Permanentmagneten 4 und dergleichen, andere Komponenten sind der Deckel 1, die magnetische Abschirmung 7, die Signalverstärkungsplatine 9 und die Signalverarbeitungsplatine 13. Das Gehäuse 6 besteht aus Metall wie Aluminium, elektrisch leitfähigen Materialien wie elektrisch leitfähigem Harz oder dergleichen. Das Gehäuse 6 verfügt über ein Loch zur Positionierung der Sensorplatine 3 in X-Achsen- und Y-Achsenrichtung. Das Loch wird durch einen Rücksprung in negativer Z-Achsenrichtung der Oberfläche des Gehäuses 6 gebildet, an der der Deckel 1 befestigt ist.
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Um die Auswirkungen auf das Magnetfeld zu reduzieren, ist das Gehäuse 6 vorzugsweise aus einem nichtmagnetischen Material, z.B. Aluminium, gefertigt.
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In dieser Ausführungsform wird das Gehäuse 6 durch die Bearbeitung von Aluminium gebildet. Jedes Material kann für das Gehäuse 6 verwendet werden, solange das Gehäuse 6 die Sensorplatine 3, den Permanentmagneten 4 und dergleichen umschließen oder darin halten kann, und das Gehäuse 6 kann auch aus einem nicht-elektrisch leitfähigen Harz bestehen.
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Die Signalverstärkungsplatine 9 ist auf einer Seitenfläche des Gehäuses 6 senkrecht zur X-Achsenrichtung angeordnet, d.h. einer Schnittfläche 6a des Gehäuses 6, die die Förderstreckenoberfläche 1b des Deckels 1 schneidet. Die Schnittfläche 6a schneidet die förderwegeseitige Fläche des Gehäuses 6. Die Signalverstärkungsplatine 9 ist von der Förderstrecke beabstandet. Die Schnittfläche 6a ist eine Außenfläche des Gehäuses 6, die die Förderstreckenoberfläche 1b schneidet. Die beiden sich schneidenden Oberflächen müssen nicht miteinander in Kontakt stehen und können zwei Oberflächen mit einer Positionsbeziehung derart sein, dass dann, wenn sich eine der beiden Oberflächen irgendwie erstreckt, die eine in Kontakt mit der anderen steht und die andere schneidet. So weist beispielsweise die Signalverstärkungsplatine 9 einen Träger 9a und eine dielektrische Platine 9b auf und die dielektrische Platine 9b ist eine Glas-Epoxidplatte, die auf einer Oberfläche des Trägers 9a vorgesehen ist, die der dem Gehäuse 6 zugewandten Oberfläche gegenüberliegt.
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Die Signalverstärkungsplatine 9 ist mit Schrauben 12 am Gehäuse 6 befestigt. Die Signalverstärkungsplatine 9 ist so am Gehäuse 6 befestigt, dass die Signalverstärkungsplatine 9 von der Schraube 12 gegen das Gehäuse 6 gedrückt wird, so dass sich ein Kopf der Schraube 12 auf einer Seite der Signalverstärkungsplatine 9 befindet, auf der der Signalverstärkungs IC 8 montiert ist. Wie in der Ansicht der XZ-Ebene zu sehen, ist die am Gehäuse 6 angebrachte Signalverstärkungsplatine 9 in Bezug auf die Förderstreckenoberfläche 1b des Deckels 1 so positioniert, dass sie die Förderstreckenoberfläche 1b in einem Winkel von 90 Grad schneidet.
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Wie in 5 dargestellt, kann die Signalverstärkungsplatine 9 durch Einführen des Gewindes einer Schraube 16 in ein Durchgangsloch 6b, das durch das Gehäuse 6 in einer solchen Ausrichtung gebohrt wird, dass sich der Kopf der Schraube 16 auf einer der Schnittfläche 6a gegenüberliegenden Oberfläche des Gehäuses 6 befindet, fest am Gehäuse 6 befestigt werden.
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Der Signalverstärkungs IC 8 zur Verstärkung des Detektionssignals des Magnetwiderstandseffekt-Elements 2 ist auf der Signalverstärkungsplatine 9 montiert. Der Signalverstärkungs IC 8 besteht aus einem Halbleiterelement, das beispielsweise aus Silizium besteht. Der Signalverstärkungs IC 8 wird z.B. durch Kleben auf einer Oberfläche des Trägers 9a der Signalverstärkungsplatine 9 gegenüber einer dem Gehäuse 6 zugewandten Oberfläche befestigt. Der Signalverstärkungs IC 8 ist über einen Metalldraht 10, wie beispielsweise einen Golddraht oder einen Aluminiumdraht mit einem auf der dielektrischen Platine 9b der Signalverstärkungsplatine 9 gebildeten Verdrahtungsmuster verbunden. Eine Formmasse 17, die durch Formfüllung mit z.B. Silikonharz über dem Signalverstärkungs IC 8 und dem Draht 10 entsteht, schützt den Signalverstärkungs IC 8 und den Draht 10 vor Fremdkörpern.
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Eine Flex-Platine 11, zum Beispiel eine flexible Platine, ist auf einem Endabschnitt der Signalverstärkungsplatine 9 auf einer Seite des Deckel 1 davon, d.h. auf dem Endabschnitt der Signalverstärkungsplatine 9 in positiver Z-Achsenrichtung vorgesehen. Die Flex-Platine 11 ist mit der Sensorplatine 3 verbunden und empfängt das Detektionssignal vom Magnetwiderstandseffekt-Element 2 und liefert das Detektionssignal an die Signalverstärkungsplatine 9. Das Verfahren zum Verbinden der Sensorplatine 3 mit der Signalverstärkungsplatine 9 ist nicht auf die Verwendung der Flex-Platine 11 beschränkt und kann beispielsweise eine Komponentenverbindung über einen Stecker oder dergleichen sein.
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Auf einer Seite der Signalverstärkungsplatine 9, die der Seite des Deckels 1 gegenüberliegt, ist eine Verbindungsleitung 14 vorgesehen, d.h. auf der Seite der Signalverstärkungsplatine 9 in negativer Richtung der Z-Achse. Die Verbindungsleitung 14 ist mit der Signalverstärkungsplatine 13 verbunden und empfängt das Detektionssignal vom Magnetwiderstandseffekt-Element 2, das dann vom Signalverstärkungs IC 8 verstärkt wird, und stellt das Detektionssignal der Signalverarbeitungsplatine 13 zur Verfügung. Das Verfahren zum Verbinden der Signalverstärkungsplatine 9 mit der Signalverarbeitungsplatine 13 ist nicht auf die Verwendung der Verbindungsleitung 14 beschränkt und kann z.B. eine Komponentenverbindung über einen Stecker sein.
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Die Sensorplatine 3, die Signalverstärkungsplatine 9 und die Flex-Platine 11 können in einem Stück mit einer steifen flexiblen Platte gebildet werden. Die Signalverstärkungsplatine 9, die Verbindungsleitung 14 und die Signalverarbeitungsplatine 13 können auch in einem Stück mit einer starren flexiblen Platte gebildet werden. Die Sensorplatine 3, die Flex-Platine 11, die Signalverstärkungsplatine 9, die Verbindungsleitung 14 und die Signalverarbeitungsplatine 13 können auch in einem Stück mit einer starren flexiblen Platte gebildet werden.
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Die Signalverarbeitungsplatine 13 wird am Gehäuse 6 durch eine Schraube 15 auf der der Förderwegeseite des Gehäuses 6 gegenüberliegenden Fläche befestigt.
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Die Signalverarbeitungsplatine 13 verarbeitet das von der Signalverstärkungsplatine 9 empfangene Detektionssignal und gibt das Detektionssignal als parallele Signale oder als serielles Signal aus.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, weist die magnetische Abschirmung 7 bei Betrachtung der magnetischen Sensoreinrichtung in Y-Achsrichtung einen entlang der X-Achsrichtung ausgebildeten Boden und ein Paar Seitenwände auf, die am Boden aufrecht in positiver Z-Achsrichtung montiert und in Richtung der X-Achse angeordnet sind. Das Paar Seitenwände und der Boden erstrecken sich in Richtung der Y-Achse. Das heißt, die magnetische Abschirmung 7 ist so geformt, dass sie eine Öffnung auf einer Seite aufweist, die in Z-Achsenrichtung dem Boden gegenüberliegt. Die magnetische Abschirmung 7 weist vorzugsweise eine Länge in Richtung der Y-Achse auf, die gleich oder länger ist als die Länge in Richtung der Y-Achse von mindestens dem Permanentmagneten 4 und der Sensorplatine 3.
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Das Gehäuse 6 und die am Gehäuse 6 befestigte Signalverstärkungsplatine 9 befinden sich in einem vom Boden und den beiden Seitenwänden der magnetischen Abschirmung 7 umschlossenen Raum, also in einem Innenraum der magnetischen Abschirmung 7. Das heißt, das Gehäuse 6 wird von der magnetischen Abschirmung 7 bedeckt, mit Ausnahme der Seitenfläche, an der die Sensorplatine 3 befestigt ist. Mit anderen Worten, die Seiten des Gehäuses 6 mit Ausnahme der Seite der Förderstreckenoberfläche 1b werden von der magnetischen Abschirmung 7 bedeckt. Somit ist die Signalverstärkungsplatine 9 zwischen dem Gehäuse 6 und der magnetischen Abschirmung 7 angeordnet.
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Die magnetische Abschirmung 7 wird am Gehäuse 6 durch Befestigung mit einem Befestigungselement oder durch Befestigung z.B. mit einem Klebstoff befestigt. Der Boden und das Paar Seitenwände der magnetischen Abschirmung 7 können separat geformt und durch einen Klebstoff verbunden werden, oder integral durch Biegen einer dünnen Metallplatte oder durch Extrusion eines Blockmaterials gebildet werden.
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Der Kopf der Schraube 12 zur Befestigung der Signalverstärkungsplatine 9 am Gehäuse 6 grenzt an die der Signalverstärkungsplatine 9 zugewandte Oberfläche der magnetischen Abschirmung 7 an und sorgt so für einen Raum zwischen der magnetischen Abschirmung 7 und der Signalverstärkungsplatine 9. Die Höhe des Schraubenkopfes der Schraube 12 ist höher als die Höhe einer Schlaufe des Drahts 10. Der Kopf der Schraube 12 dient als Abstandshalter, der verhindert, dass der Signalverstärkungs IC 8 und der Draht 10 mit der magnetischen Abschirmung 7 in Kontakt kommen und dadurch beschädigt werden. Darüber hinaus wird der Kontakt zwischen der Formmasse 17 und der magnetischen Abschirmung 7 vermieden, wodurch die Ausübung von Druck auf den Signalverstärkungs IC 8 verhindert wird.
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Ein Harzblock, eine Unterlegscheibe oder dergleichen kann als Abstandshalter zwischen der Signalverstärkungsplatine 9 und der magnetischen Abschirmung 7 eingesetzt werden. Die in der Signalverstärkungsplatine 9 enthaltene dielektrische Platine kann eine Höhe aufweisen, die größer als die Schlaufenhöhe des Drahtes 10 ist, und kann mit der magnetischen Abschirmung 7 in Kontakt stehen.
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Das Verhalten der magnetischen Sensorvorrichtung während des Transports des Erkennungszielobjekts 21 in dieser Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.
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Das Erkennungszielobjekt 21 steht beim Transport in Kontakt mit dem Deckel 1. Das Erkennungszielobjekt 21, das mit dem Deckel 1 in Kontakt steht, wird entlang der Schrägfläche 1a zur Förderstreckenoberfläche 1b geführt. Das Magnetwiderstandseffekt-Element 2, das auf der Seite der Förderstreckenoberfläche des Permanentmagneten 4 montiert ist, ist auf der Seite des Gehäuses 6 der Förderstreckenoberfläche 1b angeordnet. Das heißt, das Magnetwiderstandseffekt-Element 2 befindet sich in einem Raum, der zwischen der Förderstreckenoberfläche 1b und dem Permanentmagneten 4 liegt.
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Da das Erkennungszielobjekt 21 zur Förderstreckenoberfläche 1b geführt wird, kommt das Erkennungszielobjekt 21 mit der Förderstreckenoberfläche 1b in Kontakt, was auf der Förderstreckenoberfläche 1b das Auftreten einer winzigen Druckkraft verursacht, die jedoch dazu führen kann, dass sich die Förderstreckenoberfläche 1b in negativer Richtung der Z-Achse verformt.
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Bei der im Patentdokument 1 beschriebenen magnetischen Sensorvorrichtung sind das Magnetwiderstandseffekt-Element und der Signalverstärkungs IC in einem zwischen Förderstreckenoberfläche und Permanentmagnet liegenden Raum angeordnet. Wenn in dieser magnetischen Sensorvorrichtung das Magnetwiderstandseffekt-Element und der Signalverstärkungs IC z.B. mit einem Silikonharz vergossen sind und das Silikonharz mit der Förderstreckenoberfläche 1b in Kontakt steht, wird eine Druckkraft auf das Silikonharz aufgebracht. So erfährt der aus einem Halbleiterelement gebildete Signalverstärkungs IC eine Druckänderung des Silikonharzes, und eine elektromotorische Kraft durch den piezoelektrischen Effekt tritt im Signalverstärkungs IC auf.
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Im Gegensatz dazu ist bei der magnetischen Sensorvorrichtung nach der vorliegenden Ausführungsform die Signalverstärkungsplattform 9 mit dem darauf montierten Signalverstärkungs IC 8 nicht in dem zwischen der Förderstrecke 1b und dem Permanentmagneten 4 liegenden Raum angeordnet. Die Signalverstärkungsplatine 9 ist auf Seitenflächen des Gehäuses 6 befestigt, die in Richtung der X-Achse einander zugewandt sind, d.h. die Schnittfläche 6a, die die Förderstreckenoberfläche 1b des am Gehäuse 6 angeordneten Deckels 1 schneidet. Somit ist der Signalverstärkungs IC 8 nicht von einer Druckänderung des zwischen der Förderstreckenoberfläche 1b und dem Permanentmagneten 4 eingeschlossenen Raumes betroffen. Somit führt das Fördern des Erkennungszielobjekts 21 nicht zum Auftreten eines piezoelektrischen Effekts und das Rauschen der elektromotorischen Kraft durch den piezoelektrischen Effekt wird dem vom Signalverstärkungs IC 8 ausgegebenen Detektionssignal nicht überlagert. Dadurch können qualitativ hochwertige Detektionssignale erhalten werden.
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Die obige Ausführungsform zeigt ein Beispiel, in dem die Signalverstärkungsplatine 9 auf der Schnittfläche 6a angeordnet ist, die die Förderwegeseite des Gehäuses 6 schneidet. Die ähnlichen Effekte lassen sich jedoch mit einer Konfiguration erzielen, bei der die Signalverstärkungsplatine 9 auf einer der Schnittfläche 6a des Gehäuses 6 zugewandten Fläche des Gehäuses 6 angeordnet ist, d.h. einer Rückseite des Gehäuses 6, auf die man sich beziehen kann, wenn die Schnittfläche 6a als Vorderseite des Gehäuses 6 betrachtet wird.
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Im Vorangegangenen wurden einige exemplarische Ausführungsformen zur Erläuterung beschrieben. Obwohl die vorstehende Beschreibung spezifische Ausführungsformen vorgestellt hat, sieht der Fachmann, dass Änderungen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne vom breiteren Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sind die Spezifikationen und Zeichnungen eher im illustrativen als im restriktiven Sinne zu betrachten. Diese detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen.
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Diese Anmeldung beansprucht den Vorteil der am 25. November 2016 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-229100 , deren gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Deckel
- 1a
- Kegel
- 1b
- Förderstreckenoberfläche
- 2
- Magnetwiderstandseffekt-Element
- 3
- Sensorplatine
- 3a
- Träger
- 3b
- dielektrische Platine
- 4
- Permanentmagnet
- 5
- Draht
- 6
- Gehäuse
- 6a
- Schnittfläche
- 6b
- Durchgangsloch
- 7
- Magnetische Abschirmung
- 8
- Signalverstärkungs IC
- 9
- Signalverstärkungsplatine
- 9a
- Träger
- 9b
- dielektrische Platine
- 10
- Draht
- 11
- Flex-Platine
- 12
- Schraube
- 13
- Signalverarbeitungsplatine
- 14
- Verbindungsleitung
- 15, 16
- Schraube
- 17
- Formmasse
- 21
- Erkennungszielobjekt
- 22
- Förderrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2015/194605 [0003]
- JP 2016229100 [0050]
