JP2003177169A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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Abstract
する。 【解決手段】磁気抵抗素子1と永久磁石2とをケース5
に収容してなる磁気センサであって、磁気センサのケー
ス5の表面にセラミック粒子を含むニッケルメッキ層6
を形成する。 【効果】紙幣に対する磨耗寿命を1000万パス以上に
することができる。この結果、24時間対応の現金自動
預貯金機などに用いることができる。
Description
どの金融機器、自動販売機、券売機などに用いられる紙
幣などの紙葉状媒体の磁気情報読み取り用の磁気センサ
に関する。
の磁気情報読み取り用の磁気センサは、磁気抵抗素子と
永久磁石などがケースに収納されて構成されている。紙
幣に磁気インクで描かれた図柄などの磁気情報を読み取
るために、紙幣は高速で磁気センサのケース表面を擦っ
て送られる。このため、磁気センサのケース表面は紙幣
との摩擦により、磨耗が激しい。磨耗による磁気情報の
読み取り誤動作を防ぐために、ケース表面には硬度の高
いメッキが施されていた。このメッキには、ハードクロ
ムメッキが使用され、硬度800Hv、膜厚7μm程度
に形成されていた。これによって、紙幣に対する磁気セ
ンサのケース表面のメッキ層の磨耗寿命が1000万パ
スまで確保されていた。
銀行などは、顧客の生活の多様化に対応するためにAT
M窓口の24時間営業化を進めている。これにより、現
金自動預貯金機などの使用時間が大幅に増えて、紙幣に
対するケース表面のメッキ層の磨耗寿命を1000万パ
ス以上に向上させた磁気センサが必要となってきた。こ
のため、ケース表面に形成するハードクロムメッキの膜
厚を7μm以上にすることによって、磨耗寿命を向上さ
せることが試みられた。しかし、ハードクロムメッキを
7μm以上の膜厚で形成しようとすると、ハードクロム
メッキの表面が徐々に白色化し、均一な厚さに形成でき
なかった。このため、製品ごとにケース表面のメッキ層
の磨耗寿命がばらつくとともに、ハードクロムメッキの
白色化した部分がもろくなり、磨耗寿命を十分向上させ
ることができないという問題があった。
てなされたものであり、これらの問題を解決し、紙幣に
対するケース表面の金属層の磨耗寿命を向上させた磁気
センサを提供することを目的としている。
本発明の磁気センサは、磁気検出素子と、前記磁気検出
素子に磁気バイアスを加える磁石とがケースに収容され
てなる磁気センサであって、前記ケースの表面がセラミ
ック粒子を含んだ金属層で覆われていることを特徴とす
る。
アルミナであることを特徴とする。
が、無電解メッキによって形成されていることを特徴と
する。
の表面が電解研磨されていることを特徴とする。
の厚みが6μm〜40μmであることを特徴とする。
が熱処理されていることを特徴とする。
の厚みが4μm〜40μmであることを特徴とする。
の下に下地金属層が形成されていることを特徴とする。
の硬度が800Hv以上であることを特徴とする。
μmであることを特徴とする。
の金属が、ニッケルであることを特徴とする。
あることを特徴とする。
属層の強度を大幅に向上させることができるため、紙幣
に対するケース表面の金属層の磨耗寿命を向上させるこ
とができる。
以下、本発明の第一実施例である磁気センサを、図1な
いし図3に基づいて説明する。
である。図1に示すように、磁気センサ10は磁気抵抗
素子1、永久磁石2、樹脂ホルダー3が開口を有するケ
ース5に収納され構成されている。ケース5は上面9が
平坦で、その表面にはセラミック粒子を含んだニッケル
メッキ層6が形成されている。
は凹部が形成され、その中に永久磁石2が固着されてい
る。樹脂ホルダー3のケース5開口部側とは反対側には
凸凹部が形成され、凹部に磁気抵抗素子1が固着される
とともに、凸部がケース5の内面に接し、磁気抵抗素子
1とケース5との空隙が0.1mmになるように形成さ
れている。永久磁石2はN磁極が磁気抵抗素子1に向け
られている。また、外部接続用端子4が磁気抵抗素子1
と永久磁石2の横に配置され、樹脂ホルダー3を貫通し
ている。外部接続用端子4と磁気抵抗素子1との間は金
属配線体11により電気的に接続されている。また、ケ
ース接地端子7がケース5の開口部の内側に電気的、機
械的に取付けられている。さらに、注形樹脂8によって
樹脂ホルダー3などがケース5内に封止されている。
体材料からなり、シリコンの基板上にミアンダライン状
に2個形成されている。2個の磁気抵抗素子1には共通
端子1本を含め3本の端子が設けられている。また、樹
脂ホルダー3はPPS樹脂、永久磁石2はSmCo、ケ
ース5は黄銅でそれぞれ形成されている。なお、図1は
断面図のため、外部接続用端子4として3本のうち1本
のみ示されている。
ス5の上面9のメッキされた部分を擦るように1〜4m
/秒の高速で送られる。このとき、2個の磁気抵抗素子
1が紙幣の磁気インキで描かれた図柄のインキの濃淡と
線幅、線間隔から固有の磁気信号を検出し、これによっ
て紙幣の真偽判定がおこなわれている。
ラミック粒子を含んだニッケルメッキ層6について図2
に基づいて説明する。図2は、図1に示した磁気センサ
10のケース5上面9部分の拡大断面図を示す。図2に
示すように、ケース5の表面にセラミック粒子21を含
んだニッケルメッキ層6が形成されている。ケース5は
厚さ200μmの黄銅で形成されている。
および効果について説明する。
硬度1400HvのSiC粒子を用いる。この粒径はニ
ッケルメッキ層6にセラミック粒子21を均等に混ぜる
ことを考慮して、2μm以下が望ましい。このセラミッ
ク粒子21を無電解ニッケルメッキ液に含有する。そし
て無電解メッキによりセラミック粒子21を含んだニッ
ケルメッキ層6をケース5の表面に40μm形成する。
ここで、通常のニッケルメッキ層の硬度は400Hvで
あるが、SiC粒子の硬度が1400Hvであるため、
セラミック粒子21を含んだニッケルメッキ層6の硬度
は800Hv程度になった。これにより、ニッケルメッ
キ層6の磨耗寿命は約5500万パスに向上した。この
ように、磁気センサの磨耗寿命は向上し、長時間使用に
対応できる。
磁気センサを向上させることができる。セラミック粒子
21を含んだニッケルメッキ層6の表面には小さな凸凹
があり、表面粗さは約3.9μmであった。そこで、セ
ラミック粒子を含んだニッケルメッキ層6の表面を電界
研磨し、平坦にする。これによって表面粗さは約0.8
μmとなり、1/5に低下させることができた。この結
果、紙幣と接する摩擦係数が低下し、紙幣の磨耗量を軽
減させることができる。このときニッケルメッキ層6の
磨耗寿命は約5500万パスであり、ATMの24時間
対応に十分対応できることになる。
さらに向上させることができる。セラミック粒子21を
含んだニッケルメッキ層6を300℃〜400℃の温度
で2時間〜4時間熱処理する。この熱処理を行うことに
より、セラミック粒子21を含んだニッケルメッキ層6
において、Ni−Ni3Pの共晶体ができるため、ニッ
ケルメッキ層6の硬度を高めることができる。本実施例
では、300℃、2時間の熱処理をおこなって、セラミ
ック粒子21を含んだニッケルメッキ層6の硬度を14
00Hvまで向上させることができた。これにより、従
来のハードクロムメッキ層の硬度800Hvに対して、
セラミック粒子21を含んだニッケルメッキ層6は、
1.7倍程度の硬度を得ることができた。この結果、ニ
ッケルメッキ層6の磨耗寿命は約11000万パスまで
向上した。これにより、ATMの24時間対応だけでは
なく、さらに4m/秒以上の高速処理化に対応できる。
ッキ層の厚さと出力比および磨耗寿命との関係について
図3の特性図に基づいて説明する。
の磁気センサの出力を100%としたときに対して、メ
ッキを付けたときの出力の変化度合いを表わしている。
図3は、セラミック粒子を含んだニッケルメッキ層の厚
さが厚くなるほど磨耗寿命は長くなるが磁気センサの出
力は下がってくることを示している。ここで、ニッケル
メッキ層の厚さが40μm以下であれば、磁気センサの
磁気信号出力の変化分を10%以内に抑えることができ
る。この範囲であれば、磁気センサの増幅回路の入力信
号許容範囲を超えることがないので、安定して真偽判別
ができる。このため、ニッケルメッキ層の厚さは40μ
m以下にすることが必要である。また、図3によると、
紙幣に対する磨耗寿命を1000万パス確保するために
は、ニッケルメッキ層の厚さは、熱処理しない場合には
約6μm必要であり、熱処理する場合には約4μm必要
である。以上により、ニッケルメッキ層の厚さは熱処理
しない場合には6μm〜40μm、熱処理する場合には
4μm〜40μmに設定する必要がある。
実施例である磁気センサを、図4に基づいて説明する。
図4に示すように、無電解メッキによってケース5の上
にニッケルメッキ層22が5μmの厚さで形成されてい
る。さらに、その上にセラミック粒子21を含んだニッ
ケルメッキ層6が40μmの厚さで形成されている。こ
こで、セラミック粒子21を含んだニッケルメッキ層6
の形成方法は第一実施例と同じである。このような構成
においても、第一実施例と同様な効果が得られる。特に
この場合、下地ニッケルメッキ層22が緩衝となりセラ
ミック粒子21を含んだニッケルメッキ層6表面の凹凸
を抑えることができる。本実施例では、磨耗しやすいが
表面が滑らかなニッケルメッキ層22の上に、第一実施
例と同じセラミック粒子21を含んだニッケルメッキ層
6を積層した。その結果、表面粗さが約1.6μmと小
さく、磨耗寿命が長い特性を持つ磁気センサが得られ
た。なお、本実施例においては、セラミック粒子にSi
C粒子を用いた場合しか説明しなかったが、セラミック
粒子は、硬度が800Hv以上あれば良く、アルミナな
どを用いても良い。また、金属層のメッキ金属にニッケ
ルを用いた場合しか説明しなかったが、ニッケル合金を
用いても良い。また、銅系、アルミニューム系などの金
属を用いても良い。
サのケースの表面にセラミック粒子を含む金属層を形成
することにより、紙幣などに対する磨耗寿命を1000
万パス以上確保することができる。この結果、24時間
対応の現金自動預貯金機などに用いることができる。
面図である。
である。
さと磁気センサの出力比、磨耗寿命との関係を示す特性
図である。
上面部分の拡大断面図である。
んだニッケルメッキ層 7 ----- ケース接地端子 8 ----- 注入樹脂 9 ----- ケース上面 10 ----- 磁気センサ 11 ----- 金属配線体 21 ----- セラミック粒子 22 ----- 下地ニッケルメッキ
層
Claims (12)
- 【請求項1】磁気検出素子と、前記磁気検出素子に磁気
バイアスを加える磁石とがケースに収容されてなる磁気
センサであって、 前記ケースの表面がセラミック粒子を含んだ金属層で覆
われていることを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項2】前記セラミック粒子がSiCまたはアルミ
ナであることを特徴とする、請求項1に記載の磁気セン
サ。 - 【請求項3】前記セラミック粒子を含んだ金属層が、無
電解メッキによって形成されていることを特徴とする、
請求項1または請求項2に記載の磁気センサ。 - 【請求項4】前記セラミック粒子を含んだ金属層の表面
が電解研磨されていることを特徴とする、請求項1ない
し請求項3のいずれかに記載の磁気センサ。 - 【請求項5】前記セラミック粒子を含んだ金属層の厚み
が6μm〜40μmであることを特徴とする、請求項1
ないし請求項4のいずれかに記載の磁気センサ。 - 【請求項6】前記セラミック粒子を含んだ金属層が熱処
理されていることを特徴とする、請求項1ないし請求項
4のいずれかに記載の磁気センサ。 - 【請求項7】前記セラミック粒子を含んだ金属層の厚み
が4μm〜40μmであることを特徴とする、請求項6
に記載の磁気センサ。 - 【請求項8】前記セラミック粒子を含んだ金属層の下に
下地金属層が形成されていることを特徴とする、請求項
1ないし請求項7のいずれかに記載の磁気センサ。 - 【請求項9】前記セラミック粒子を含んだ金属層の硬度
が800Hv以上であることを特徴とする、請求項1な
いし請求項8のいずれかに記載の磁気センサ。 - 【請求項10】前記セラミック粒子の最大粒径が2μm
であることを特徴とする、請求項1ないし請求項9に記
載の磁気センサ。 - 【請求項11】前記セラミック粒子を含んだ金属層の金
属が、ニッケルであることを特徴とする、請求項1ない
し請求項10のいずれかに記載の磁気センサ。 - 【請求項12】前記磁気検出素子が磁気抵抗素子である
ことを特徴とする、請求項1ないし請求項11のいずれ
かに記載の磁気センサ。
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