JP2005249468A - 長尺型磁気センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 外形に影響されず、簡素な構造で高い平坦度の感磁面を備える長尺型磁気センサを提供する。
【解決手段】 長尺型磁気センサ１００は、略直方体形状からなる検知部２０と、該検知部２０を嵌合する貫通孔１２を備えた一定厚みの装着部１０とから構成される。検知部２０の上面には、長辺方向を配列方向として磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇが千鳥形状に配設されており、各磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇの表面にはそれぞれ感磁部２２ａ〜２２ｇが形成されている。また磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇはそれぞれ接続電極２３ａ〜２３ｇを備え、外部接続端子２４ａ〜２４ｇに導通している。検知部２０が略直方体形状であるので、射出成形により検知部２０を形成しても、磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇが配設されている感磁面を高い平坦度で形成することができる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、例えば紙幣などに印刷されている磁気パターンを検出する長尺型磁気センサに関するものである。

磁性インクなどで所定の磁気パターンが印刷された紙幣や証券などの被検知物の識別を行う磁気センサとして長尺型磁気センサが各種実用化されている。

従来の長尺型磁気センサの構成を図４に示す。同図の（ａ）はカバーを取り外した状態で感磁部側を見た平面図であり、（ｂ）はその状態で長辺方向を見た側面図であり、（ｃ）はその状態での短辺方向を見た側面図である。この例では、各磁気抵抗素子（ＭＲ素子）２１ａ〜２１ｇがそれぞれ２本の感磁部２２ａ〜２２ｇを備えるとともに、それぞれに３本の接続電極２３ａ〜２３ｇを備えている。また、これら磁気抵抗素子（ＭＲ素子）２１ａ〜２１ｇは、ケース１の長辺方向を配列方向として、千鳥状に配列して配置されており、各接続電極２３ａ〜２３ｇがケース１に備えられた外部接続端子２４ａ〜２４ｇにそれぞれ接続されている。また、ケース１は磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇが配列形成されている検出部と、この検出部よりも長辺方向および短辺方向に長い形状で形成された装着部とが一体形成されており、装着部の長辺方向の両端付近には貫通孔１１ａ，１１ｂが形成されている。そして、これら貫通孔１１ａ，１１ｂにネジ等の固定部材を挿通させることで、長尺型磁気センサ２００をセンサが装着されるべき装置本体の所定位置に固定する。この状態で、長尺型磁気センサ２００の長辺方向に対して直交方向（短辺方向）に被検知物が搬送される（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１０７１４２号公報

長尺型磁気センサは、感磁部２２ａ〜２２ｇ側の面（以下、単に「感磁面」という）と搬送用ローラとの間を搬送される被検知物の磁気パターンによる、磁束密度の変化を検知するものであるので、磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇ（感磁部２２ａ〜２２ｇ）と被検知物との距離の均一性が検知精度に大きく影響する。このため、ケース１の感磁面の平坦度が低い、すなわち感磁部２２ａ〜２２ｇの高さ方向の位置がばらつくと、たとえ被検知物が安定して搬送されても磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇ（感磁部２２ａ〜２２ｇ）と被検知物との間の距離が一定にならず磁気パターンの検知を高精度に行うことができない。これにより、ケース１の感磁面には非常に高い平坦度が要求される。

ところが、従来、このような長尺型磁気センサの製造方法としては、磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇと、このセンサが装着される装置本体側の仕様に応じて形成されたケース１とを別工程で形成しておき、これら磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇをケース１に配設する方法が用られている。そして、ケース１は通常樹脂成型品であるため射出成形等の手法が用いられる。射出成形では、形状が容易なものほど面の平坦度を高くすることができるが、図４に示すような検出部と装着部とで段差を有する場合や、図５に示すような非対称形状で且つ検出部と装着部とで段差を有する場合には各面の平坦度を高くし難い。

図５は従来の長尺型磁気センサの他の構造を示す外観斜視図である。なお、本図はカバーを取り外した状態を示している。
図５に示す長尺型磁気センサ２０１は、磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇの配設位置は図４に示す長尺型磁気センサ２００と変わらないが、ケース１’が長辺方向にも短辺方向にも、それぞれの中心線に対して非対称形状に形成されている。さらには、１つの角部が略円弧状に突出する形状であり、且つこの突出部に取り付け用貫通孔が形成されている。

このような複雑な形状を射出成形するには、形状を高精度に仕上げるため型内に樹脂材料を注入する条件等が難しく、高精度の成形を行いにくい。このため、歩留まりが低下して製造コストが高くなってしまう。

そこで、この発明の目的は、外形形状に影響されることなく、簡素な構造で高い平坦度の感磁面を備える長尺型磁気センサを提供することにある。

この発明は、被検知物の移動方向に対して略直交する方向を長辺方向とする感磁部を備えた複数の磁気抵抗素子が前記長辺方向に平行な方向に沿って配設され、該磁気抵抗素子が感知した磁束密度の変化により被検知物を検知する長尺型磁気センサにおいて、磁気抵抗素子が配設された検出部と、該検出部を装着すべき装置本体の所定位置に装着させる装着部とが別体形成されたことを特徴としている。

この構成では、磁気抵抗素子が配設される検出部を直方体形状などの長辺方向にも短辺方向にも対称形状に形成することで、検出部を成形する際に各表面の平坦度を高くすることができる。一方で、装着部の面の平坦度は検出部と比較して高くする必要が少ないため、長尺型磁気センサ自身が装着される装置本体の構造に応じた形状に容易に成形することができる。この際、装着部のみを成形することで、全体を一体成形した場合よりも形状が簡素化されて面精度は高くなる。そして、これら検出部と装着部とを組み合わせることで、高い平坦度の検知面が実現されるとともに、センサを装着すべき装置本体への装着時の位置精度が高く且つ装着位置に応じた形状が同時に実現される。

また、この発明は、装着部を検知面側から見た形状が非対称形状となることを特徴としている。

この構成では、外形形状が検知面側から見て非対称形状であっても、装着部が検知部と別体で形成されることで、検知部は略直方体形状のような簡素な構造になり、装着部は前記非対称形状に応じた構造に形成される。これにより、非対称形状であっても検知面が高い平坦度に維持される。

この発明によれば、検出部と装着部とを別体で形成することで、外形形状によらず、例えば、検知面側から見た形状が非対称形状であっても、高い平坦度の検知面を備える長尺型磁気センサを簡素な構造で容易に実現することができる。

本発明の実施形態に係る長尺型磁気センサについて図１、図２を参照して説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係る長尺型磁気センサの外観斜視図であり、図１（ｂ）は平面図であり、図１（ｃ）は長辺方向を見た側面図であり、図１（ｄ）は短辺方向を見た側面図である。
また、図２（ａ）は図１に示した長尺型磁気センサの検出部の外観斜視図であり、図２（ｂ）は図１に示した長尺型磁気センサの装着部の外観斜視図であり、図２（ｃ）は検出部を装着部に嵌合する状態を示す外観斜視図である。なお、図１、図２は検出部の感磁面側を覆うカバーを取り外した状態について示している。

図１、図２に示すように、長尺型磁気センサ１００は、検出部２０と装着部１０とからなり、装着部１０の上面から下面にかけて設けられた貫通孔１２に検出部２０を嵌合させる構造を為している。

装着部１０は、樹脂成形からなり、検出部２０が嵌合される貫通孔１２を除き一定の厚みで形成されている。また、装着部１０は長辺方向の両端付近に上面から下面にかけて貫通孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃが形成されている。この貫通孔１１ａ，１１ｂ，１１ｃは長尺型磁気センサ１００が装着される装置本体に装着部１０を固定するための孔であり、この孔にネジ等を挿通させて装着部１０を装置本体に固定させる。

検出部２０は略直方体形状に樹脂成形されており、その上面（感磁面）側に、複数の磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇが、長辺方向に沿って千鳥形状に配列して設置されている。これら磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇには、前記長辺方向に長い形状で平行に配置された２つの感磁部２２ａ〜２２ｇがそれぞれ形成されるとともに、前記長辺方向に垂直な方向に所定長さで、前記長辺方向に配列された３本の接続電極２３ａ〜２３ｇがそれぞれ形成されている。また、検出部２０の下面側には、図示していないが磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇのそれぞれと対向する位置に各感磁部２２ａ〜２２ｇに磁界を与える複数の永久磁石が設置されている。これら永久磁石は検出部２０の下面側に形成された溝に嵌合して設置されている。また、検出部２０には、接続電極２３ａ〜２３ｇのそれぞれに接続する外部接続端子２４ａ〜２４ｇが設置されており、これら外部接続端子２４ａ〜２４ｇは検出部２０の下面側から所定長さで外部に露出している。

このような検出部２０を、装着部１０の貫通孔１２に嵌合させて、装着部１０、長尺型磁気センサ１００が装着される装置本体に対して固定し、外部接続端子２４ａ〜２４ｇを装置の磁気パターン検出回路（図示せず）に接続させる。

このような構成の長尺型磁気センサ１００では、磁気パターンが印刷された被検知物が長辺方向に対して厳密に直交する向きに搬送されるとは限らないが長辺方向に対して略直交する方向に沿って、検出部２０の上面（感磁面）上を搬送されることで、この被検知物を検知する。具体的には、被検知物が検出部２０の上面側を通過する際に、磁気パターンが印刷されている部分では磁束が集中して、磁気パターンが印刷されていない部分では磁束が集中しないので、この磁束密度の変化を感磁部２２ａ〜２２ｇの該当部が感知する。これにより、この該当部に応じた磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇの抵抗率が変化する。この際、磁気抵抗素子２１ａ〜２１ｇには、外部接続端子２４ａ〜２４ｇ、接続電極２３ａ〜２３ｇを介して所定の電圧が印加されているので、抵抗率が変化した部分のみ流れる電流が変化し、この電流変化を装置に設置された磁気パターン検出回路で検出する。この結果、磁気パターンに応じた検出結果を取得でき、被検知物を検知することができる。

そして、前述のように、検出部２０を装着部１０と別体にして、単純な直方体形状とすることで、射出成形を用いても、容易に感磁面（上面）を高い平坦度で形成することができる。一方、装着部１０は長尺型磁気センサ１００が装着される装置本体の仕様により、長辺方向の中心軸に対しても短辺方向の中心軸に対しても対称な形状でなくても、検出部２０の装置に対する位置が固定できればよいだけなので、各面に検出部２０ほどの高い平坦度は要求されず、容易に射出成形で形成することができる。この際、装着部１０のみを射出成形することで、従来の検知部と装着部とが一体形成される場合よりも、外形形状が簡素になるので面精度（平坦度）は従来よりも向上する。

このように検出部と装着部とを別体に形成することで、仕様に応じて複雑な形状であっても、装着部の形状を変えるだけで適用でき、検出部を略直方体形状等の射出成形が容易な簡素な構造とすることができる。さらに、装着部の成形においても、従来の一体型よりも形状が簡素になるので面精度が高く、装置本体に対する取り付け精度を向上させることができる。これにより、装着される装置本体の仕様に影響されることなく、高い平坦度を有する検出面を備え、高精度で装置本体に取り付けることが可能な長尺型磁気センサを構成することができる。この結果、装置本体の仕様に因らず、高精度に被検知物を検知する長尺型磁気センサを容易に構成することができる。

また、検知部と装着部とを別体で形成することで検知部を共通化でき、要求される装置本体の仕様に応じて装着部のみを成形すればよいので、装着部の成形に関するコストのみで、複数種類の長尺型磁気センサを製造することができる。これにより、シリーズ製品すなわち、検出部仕様が共通で外形形状のみが異なる製品群を製造する際に治具コストを安く抑えることができる。

なお、前述の説明では、装着部１０の外形形状が略直方体板状で複数の貫通孔を有するものを示したが、図３に示すように、部分的に側面方向に突出する形状のものであっても前述の構成を適用することができる。
図３は他の構造の長尺型磁気センサの分解斜視図である。
図３に示す長尺型磁気センサ１０１は、装着部１０’が全面均一の厚みで、その一端面に平面視した状態で部分的に略円弧状に突出した突出部１３ａ，１３ｂを備え、これら突出部１３ａ，１３ｂに貫通孔１１ｄ，１１ｅが形成されたものである。検出部２０の形状は前述の実施形態に示した形状と同じである。

このような形状の長尺型磁気センサであっても、検出部２０の形状は前述の実施形態（図１、図２）と同じ形状であるので、検出面の平坦度を高くすることができる。一方で、装着部１０’は前述の実施形態よりも複雑な形状であるが、検出部ほど各表面に高い平坦度が要求されないため、射出成形で容易に形成することができる。この際、外形形状が複雑であっても一体成形する構造よりは簡素化されるので、面精度が高くなって取り付け精度が向上する。ここで、従来は形状が複雑になるほど高い平坦度を実現しにくく歩留まりが低下していたことからすると、このように外形形状が複雑なものほど、本実施形態に示した構成を用いることにより、より高い効果を奏することができる。

なお、前述の実施形態では、検出部と装着部とを嵌合する構造について示したが、検出部と装着部とを接続する構造はこれに限らず、例えば、互いを接着させたり、ネジ止めする等の構造を用いることもできる。

第１の実施形態に係る長尺型磁気センサの外観斜視図、平面図、側面図 第１の実施形態に係る長尺型磁気センサの検出部および装着部の外観斜視図、および検出部を装着部に嵌合する状態を示す斜視図 他の構成の長尺型磁気センサの分解斜視図 従来の長尺型磁気センサの平面図、および側面図 従来の他の構成の長尺型磁気センサの外観斜視図

符号の説明

１，１’−ケース
１０，１０’−装着部
１１ａ〜１１ｅ−装着用貫通孔
１２−検知部２０嵌合用貫通孔
１３ａ，１３ｂ−装着部１の突出部
２０−検知部
２１ａ〜２１ｇ−磁気抵抗素子
２２ａ〜２２ｇ−感磁部
２３ａ〜２３ｇ−接続電極
２４ａ〜２４ｇ−外部接続端子
１００，１０１，２００，２０１−長尺型磁気センサ

Claims (2)

1. 被検知物の移動方向に対して略直交する方向を長辺方向とする感磁部を備えた複数の磁気抵抗素子が前記長辺方向に平行な方向に沿って配設され、該磁気抵抗素子が感知した磁束密度の変化により被検知物を検知する長尺型磁気センサにおいて、
   前記磁気抵抗素子が配設された検出部と、該検出部を装着すべき装置本体の所定位置に装着させる装着部とが別体形成されてなる長尺型磁気センサ。
2. 前記装着部は検知面側から見た形状が非対称形状である請求項１に記載の長尺型磁気センサ。

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