JP2014106012A - Magnetic sensor apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気インクで印刷が施された紙幣などの媒体の磁気パターンを検出する磁気センサ装置に関する。 The present invention relates to a magnetic sensor device that detects a magnetic pattern of a medium such as a banknote printed with magnetic ink.
媒体搬送面に沿って搬送される媒体の磁気パターンを検出する装置としては、マグネットにより媒体に着磁を行い、着磁された媒体の磁気パターンを読み取る磁気センサ装置が知られている。特許文献1に記載の磁気パターン検出装置に搭載された磁気センサ装置は、アモルファスあるいはパーマロイからなる板状のセンサコアにコイル線を巻き回すことにより、バイアス磁界を発生させるための励磁コイルと、磁気パターンを検出するための検出用コイルを構成した磁気センサ素子を備えている。磁気センサ素子を収納している磁気シールドケースの外部には、磁気センサ素子と電気的に接続される3枚の回路基板が配置されている。これらの回路基板上には、磁気センサ素子からの出力信号を処理するための信号処理回路が構成されている。
As a device for detecting a magnetic pattern of a medium conveyed along a medium conveying surface, a magnetic sensor device is known which magnetizes a medium with a magnet and reads the magnetic pattern of the magnetized medium. A magnetic sensor device mounted on a magnetic pattern detection device described in
特許文献1の構成では、磁気センサ素子の一端側にセンサ面が設けられており、センサ面は媒体の磁気パターンを精度よく検出するために媒体搬送面と同一平面上に配置されている。一方、回路基板は、磁気センサ素子の他端側(センサ面とは反対側)においてセンサ面と平行(横向き)に2段に配置されており、磁気センサ素子を収納するケースの側面に沿って縦向きにもう1枚配置されている。これらの基板間の接続は、基板に設けられたスルーホールに端子ピンを通して半田付けする方法により行われている。
In the configuration of
しかしながら、この構成では、3枚の基板間の接続を全て端子ピンおよびスルーホールによって行っているため、基板同士の接続工程では、全ピンをスルーホールに入れるための位置調整作業を行う必要があった。従って、作業負担が大きいという問題点があった。 However, in this configuration, all the connections between the three boards are made by terminal pins and through holes. Therefore, in the connection process between the boards, it is necessary to perform position adjustment work for putting all the pins into the through holes. It was. Therefore, there is a problem that the work load is large.
本発明の課題は、このような点に鑑みて、磁気センサ素子と基板との接続工程、および、基板同士の接続工程を簡単に行うことができる磁気センサ装置を提供することにある。 In view of these points, an object of the present invention is to provide a magnetic sensor device that can easily perform a connection process between a magnetic sensor element and a substrate and a connection process between substrates.
上記の課題を解決するために、本発明の磁気センサ装置は、
磁界の変化を検出する磁気センサ素子と、
当該磁気センサ素子と電気的に接続される第1基板と、
当該第1基板と電気的に接続される第2基板とを有し、
前記第1基板は、前記磁気センサ素子の端子ピンが延びる方向と平行に配置され、
前記第2基板は、前記第1基板と直交していることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a magnetic sensor device of the present invention includes:
A magnetic sensor element for detecting a change in the magnetic field;
A first substrate electrically connected to the magnetic sensor element;
A second substrate electrically connected to the first substrate;
The first substrate is disposed in parallel with a direction in which the terminal pin of the magnetic sensor element extends,
The second substrate is orthogonal to the first substrate.
本発明は、このような配置により、磁気センサ素子と第1基板との接続工程において、第1基板のスルーホールに端子ピンを通す工程を行うことなく、端子ピンを基板面上に配置して配線パターンに接続できる。よって、磁気センサ素子と基板との接続作業が簡単である。 With this arrangement, the present invention arranges the terminal pins on the substrate surface without performing the step of passing the terminal pins through the through holes of the first substrate in the connection step between the magnetic sensor element and the first substrate. Can be connected to the wiring pattern. Therefore, the connection work between the magnetic sensor element and the substrate is simple.
本発明において、前記端子ピンは、前記第1基板の基板面上に配置されて半田付けされていることが望ましい。基板面上に配置した端子ピンの半田付け作業は簡単であるため、磁気センサ素子と第1基板との接続作業を簡単に行うことができる。 In the present invention, it is preferable that the terminal pin is disposed on the substrate surface of the first substrate and soldered. Since the soldering operation of the terminal pins arranged on the substrate surface is simple, the connection operation between the magnetic sensor element and the first substrate can be easily performed.
また、本発明において、前記第1基板には、前記基板面に開口する貫通孔あるいは凹部が形成されると共に、当該貫通孔あるいは凹部の周囲の前記基板面上に導通部材が配置され、当該貫通孔内あるいは前記凹部内に、前記導通部材と一体になった抜け止め部が形成されていることが望ましい。このようにすると、導通部材を基板から剥がすためには、導通部材と一体になった抜け止め部までも基板から剥がす必要がある。従って、基板面から導通部材を剥がれにくくすることができる。よって、より確実に端子ピンを第1基板に接続できる。 In the present invention, the first substrate is formed with a through hole or a recess opening in the substrate surface, and a conductive member is disposed on the substrate surface around the through hole or the recess. It is desirable that a retaining portion integrated with the conducting member is formed in the hole or in the recess. If it does in this way, in order to peel off a conduction member from a substrate, it is necessary to peel from a substrate also to a retaining part integrated with a conduction member. Accordingly, it is possible to make it difficult for the conductive member to be peeled off from the substrate surface. Therefore, the terminal pin can be connected to the first substrate more reliably.
この場合に、前記第1基板に前記貫通孔を形成し、前記抜け止め部を、前記貫通孔の内周面および前記第1基板における前記基板面と反対側の面に沿って設けることが望ましい。このようにすると、基板面と反対側の面に設けられた抜け止め部が貫通孔の縁に引っ掛かるため、導通部材をより剥がれにくくすることができる。また、前記抜け止め部として、前記貫通孔の内周面あるいは前記凹部の内周面に形成された金属層を用いることができる。あるいは、前記抜け止め部として、前記貫通孔の内周面および前記第1基板における前記基板面と反対側の面に沿って形成された金属層を用いることができる。このように、メッキなどにより形成した金属層を用いることにより、剥がれにくい抜け止め部を形成できる。 In this case, it is preferable that the through hole is formed in the first substrate, and the retaining portion is provided along an inner peripheral surface of the through hole and a surface of the first substrate opposite to the substrate surface. . If it does in this way, since the retaining part provided in the surface on the opposite side to the substrate surface is caught by the edge of the through hole, the conductive member can be made more difficult to peel off. Further, a metal layer formed on the inner peripheral surface of the through hole or the inner peripheral surface of the recess can be used as the retaining portion. Alternatively, a metal layer formed along the inner peripheral surface of the through hole and the surface of the first substrate opposite to the substrate surface can be used as the retaining portion. Thus, by using a metal layer formed by plating or the like, it is possible to form a retaining portion that is difficult to peel off.
ここで、本発明において、前記第1基板と前記第2基板を電気的に接続するコネクタを有し、当該コネクタは、前記第1基板に設けられた第1コネクタ、および、前記第2基板に設けられた第2コネクタを備え、前記第1コネクタと前記第2コネクタとを嵌合させて、前記第1基板と前記第2基板を電気的に接続すると共に、前記第1基板と前記第2基板を直交する状態に位置決めすることが望ましい。このようにすると、電気的な接続と基板同士の位置決めを同一の工程および同一の部品で行うことができる。よって、端子ピンを接続するための基板の位置決め工程を別途行う必要がなく、そのための治具や部品も不要である。 Here, in the present invention, a connector for electrically connecting the first substrate and the second substrate is provided, and the connector is connected to the first connector provided on the first substrate and the second substrate. A second connector provided; and fitting the first connector and the second connector to electrically connect the first substrate and the second substrate; and the first substrate and the second substrate It is desirable to position the substrate in an orthogonal state. If it does in this way, electrical connection and positioning of substrates can be performed by the same process and the same component. Therefore, it is not necessary to separately perform a substrate positioning step for connecting the terminal pins, and jigs and parts for that are not necessary.
この場合に、前記磁気センサ素子を保持するケース部材を有し、当該ケース部材に前記第2基板が固定されていることが望ましい。このようにすると、第2基板を介して第1基板をケース部材に対して位置決めでき、ケース部材に保持された磁気センサ素子に対して第1基板を位置決めできる。よって、簡素な構造で基板を位置決めでき、位置決め作業も簡単である。また、ケース部材に直接第1基板を取り付ける構成では、ケース部材と第1基板の線膨張係数の違いにより、第1基板上に実装した回路素子からの発熱によって第1基板が変形し、これに起因する出力変動が発生するおそれがある。本発明のように、第2基板を介して第1基板を固定する構造では、基板同士の材質が同じであるため、線膨張係数の違いによる第1基板の変形を防止できる。従って、変形に起因する出力変動を防止できる。 In this case, it is desirable to have a case member that holds the magnetic sensor element, and the second substrate is fixed to the case member. If it does in this way, a 1st board | substrate can be positioned with respect to a case member via a 2nd board | substrate, and a 1st board | substrate can be positioned with respect to the magnetic sensor element hold | maintained at the case member. Therefore, the substrate can be positioned with a simple structure, and the positioning operation is easy. Further, in the configuration in which the first substrate is directly attached to the case member, the first substrate is deformed due to the heat generated from the circuit elements mounted on the first substrate due to the difference in the linear expansion coefficient between the case member and the first substrate. There is a risk that output fluctuations will occur. In the structure in which the first substrate is fixed via the second substrate as in the present invention, since the materials of the substrates are the same, deformation of the first substrate due to a difference in linear expansion coefficient can be prevented. Therefore, output fluctuations caused by deformation can be prevented.
また、本発明において、前記ケース部材は、前記端子ピンが通る貫通孔が形成されたケース底面と、前記貫通孔を囲んでおり前記ケース底面から突出する壁部と、前記ケース底面から突出しており前記壁部よりも前記ケース底面からの突出寸法が大きい基板固定部とを備え、前記第2基板は、前記基板固定部の先端に前記端子ピンと直交する姿勢で固定され、前記第1基板は、前記第2基板と前記ケース底面との間に配置されている構成にすることができる。このようにすると、第1基板の大部分および第2基板全体をケース部材の外部に配置でき、基板からの放熱効果が高い配置を実現できる。従って、基板およびその周囲の温度上昇を抑制でき、センサ特性を安定させることができる。 In the present invention, the case member protrudes from the case bottom surface in which a through hole through which the terminal pin passes is formed, a wall portion surrounding the through hole and protruding from the case bottom surface, and the case bottom surface. A board fixing part having a larger protruding dimension from the case bottom than the wall part, and the second board is fixed to a tip of the board fixing part in a posture orthogonal to the terminal pin, and the first board is It can be set as the structure arrange | positioned between the said 2nd board | substrate and the said case bottom face. If it does in this way, most 1st board | substrates and the 2nd board | substrate whole can be arrange | positioned outside a case member, and arrangement | positioning with the high heat dissipation effect from a board | substrate is realizable. Therefore, the temperature rise of the substrate and its surroundings can be suppressed, and the sensor characteristics can be stabilized.
また、本発明において、前記磁気センサ素子は、媒体が搬送される媒体搬送面と同じ側を向いたセンサ面を備え、前記端子ピンは、前記センサ面と反対の側に突出していることが望ましい。このようにすると、2枚の基板をセンサ面の背面側に互いに垂直に配置できる。従って、2枚の基板をセンサ面の背面側において省スペースであり且つ放熱性の良い配置で設置できる。 In the present invention, it is preferable that the magnetic sensor element has a sensor surface facing the same side as a medium conveyance surface on which a medium is conveyed, and the terminal pin protrudes on the opposite side to the sensor surface. . In this way, the two substrates can be arranged perpendicular to each other on the back side of the sensor surface. Therefore, the two substrates can be installed in a space-saving and heat dissipating arrangement on the back side of the sensor surface.
この場合に、前記端子ピンおよび前記第1基板は、前記センサ面と直交しており、前記第2基板は、前記センサ面と平行に配置されていることが望ましい。このようにすると、第1基板をセンサ面と垂直な向きに配置する一方、第2基板をセンサ面と平行な向きに配置できる。従って、センサ面に対して垂直な方向の装置寸法を小さくできる。 In this case, it is preferable that the terminal pins and the first substrate are orthogonal to the sensor surface, and the second substrate is disposed in parallel with the sensor surface. If it does in this way, while arranging the 1st substrate in the direction perpendicular to the sensor surface, the 2nd substrate can be arranged in the direction parallel to the sensor surface. Therefore, the apparatus dimension in the direction perpendicular to the sensor surface can be reduced.
本発明によれば、第1基板のスルーホールに磁気センサ素子の端子ピンを通す工程を行うことなく、端子ピンを基板面上に配置して配線パターンに接続できる。よって、磁気センサ素子と第1基板との接続作業を簡単に行うことができる。 According to the present invention, the terminal pins can be arranged on the substrate surface and connected to the wiring pattern without performing the process of passing the terminal pins of the magnetic sensor element through the through holes of the first substrate. Therefore, the connection work between the magnetic sensor element and the first substrate can be easily performed.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した磁気センサ装置を搭載する磁気パターン検出装置を説明する。なお、以下の説明では、便宜上、図の上下に従って各部材の上下を説明する。 Hereinafter, a magnetic pattern detection device equipped with a magnetic sensor device to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In the following description, for convenience, the upper and lower parts of each member will be described according to the upper and lower parts of the figure.
(全体構成)
図1(a)、(b)は本発明を適用した磁気センサ装置およびこれを搭載する磁気パターン検出装置の説明図であり、図1(a)は磁気パターン検出装置の要部構成を模式的に示す説明図、図1(b)は磁気センサ装置の基板を除いた部分の要部構成を模式的に示す説明図である。図1(a)に示すように、磁気パターン検出装置1は、銀行券、有価証券等のシート状の媒体2を媒体搬送経路3に沿って搬送する媒体搬送機構4と、媒体搬送経路3に設けられた磁気読み取り位置Aで媒体2の磁気パターンを検出する磁気センサ装置5を有している。
(overall structure)
FIGS. 1A and 1B are explanatory views of a magnetic sensor device to which the present invention is applied and a magnetic pattern detection device equipped with the magnetic sensor device, and FIG. 1A is a schematic configuration of a main part of the magnetic pattern detection device. FIG. 1B is an explanatory diagram schematically showing a main part configuration of a portion excluding the substrate of the magnetic sensor device. As shown in FIG. 1A, the magnetic
(磁気センサ装置)
磁気センサ装置5は、磁気読み取り位置Aを媒体搬送方向Xの第1方向X1から通過する媒体2に着磁を行う複数の第1着磁用マグネット6と、磁気読み取り位置Aを第1方向X1とは逆の第2方向X2から通過する媒体2に着磁を行う複数の第2着磁用マグネット7と、第1着磁用マグネット6あるいは第2着磁用マグネット7によって着磁された状態で磁気読み取り位置Aを通過する媒体2の磁気パターンを読み取るセンサユニット8を備えている。センサユニット8は、媒体搬送方向Xと直交する方向Yに所定のピッチで配列された複数の磁気センサ素子13を備えている。磁気センサ素子13は、着磁された媒体2にバイアス磁界を印加した状態として磁束を検出する。磁気パターン検出装置1は、磁気センサ素子13からの検出波形をリファレンス波形と照合することによって、媒体2の真偽判定や種類を判別する。
(Magnetic sensor device)
The
また、磁気センサ装置5は、磁気センサ素子13を備えたセンサユニット8を保持するケース部材(以下、ケース10という)と、ケース10の上端部分に取り付けられる矩形のカバー板11と、センサユニット8の各磁気センサ素子13と電気的に接続された第1基板12Aと、第1基板12Aと電気的に接続された第2基板12Bを備えている。第1基板12Aおよび第2基板12Bには、各磁気センサ素子13から出力される信号に基づき、媒体2における予め設定した磁気パターンの有無および形成位置を検出する処理を行う信号処理回路が構成されている。
The
カバー板11の表面には、媒体2を搬送するための媒体搬送面11aが形成されている。カバー板11は、第1着磁用マグネット6および第2着磁用マグネット7を保持すると共に、第1着磁用マグネット6および第2着磁用マグネット7が磁気読み取り位置Aを通過する媒体2によって磨耗しないように、これら第1、第2着磁用マグネット6、7の上面を覆っている。カバー板11は、2枚のステンレス鋼製の金属板14、15を積層した複合板である。第1、第2着磁用マグネット6、7は、カバー板11のうち、裏側に配置された金属板15に形成された装着孔に嵌め込まれて、表側に配置された金属板14の裏面に当接している。このため、表側の金属板14の板厚によって第1、第2着磁用マグネット6、7と媒体搬送面11aとのギャップが規定されている。第1、第2着磁用マグネット6、7は、フェライトやネオジウム磁石等の永久磁石であり、媒体搬送面11a側の部位とその裏側の部位とが異なる磁極となるように装着されている。
A
図2(a)〜(c)は磁気センサ素子13の正面図、側面図および上面図である。この図に示すように、磁気センサ素子13は、セラミックス等の非磁性体からなる第1、第2保護板30、31と、その間に挟まれたセンサコア32からなる三層構造のコア体33を備えている。センサコア32はフェライト、アモルファス、パーマロイ、珪素鋼板等の磁性体から形成されている。また、磁気センサ素子13は、バイアス磁界を発生させるための励磁コイル34と、媒体2の磁気パターンを検出するための検出コイル35を備えている。励磁コイル34は、コア体33の胴部331に第1コイルボビン36を介してコイル線が巻き回されることによって構成されている。また、検出コイル35は、コア体33の胴部331から突出する突部332に第2コイルボビン37を介してコイル線が巻き回されることにより構成されている。コア体33は、胴部331の上端および下端からそれぞれ3本の突部が突出した形状をしており、上側に突出している中央の突部332に検出コイル35が構成されている。検出コイル35が構成された突部332の先端面は、磁気センサ素子13のセンサ面13aを構成している。第1コイルボビン36には、センサ面13aと反対の側に突出する4本の端子ピン38が取り付けられている。
2A to 2C are a front view, a side view, and a top view of the
図3は磁気センサ装置5を斜め上側から見た斜視図であり、図4はその分解斜視図である。また、図5は磁気センサ装置5の断面図(図3のB−B断面図)である。図4に示すように、センサユニット8は、全体として細長い直方体形状をしたフレーム20を備えている。フレーム20には、磁気センサ素子13を装着するための複数の装着孔23が、媒体搬送方向Xと直交する方向Yに所定のピッチで形成されている。図5に示すように、各磁気センサ素子13は、コア体33の厚さ方向を媒体搬送方向Xに向けると共に、センサ面13aを上に向けた状態で各装着孔23に挿入されている。各磁気センサ素子13が装着孔23に挿入された状態では、4本の端子ピン38がフレーム20の底面20aから下向きに突出している。各装着孔23には樹脂29が充填されており、この樹脂29によって、各磁気センサ素子13がフレーム20に固定されている。
3 is a perspective view of the
ケース10は、センサユニット8よりも一回り大きい概略直方体形状をしている。ケース10には、媒体搬送方向Xと直交する方向Yに延びる概略直方体形状の溝41が形成されている。溝41はケース10の上端面10aに開口している。また、図5に示すように、溝41の底部における端子ピン38の突出位置には、ケース10の底面10bに開口する貫通孔42が形成されている。センサユニット8は、磁気センサ素子13のセンサ面13aを上方(媒体搬送面11aと同じ側)に向けると共に、端子ピン38が貫通孔42から下向きに突出した状態となるようにケース10に保持されている。端子ピン38は媒体搬送面11aに対して垂直な方向に直線状に延びている。また、端子ピン38の先端は、センサ面13aと反対の側(下側)を向いて突出しており、センサ面13aに対して直交する方向に端子ピン38が延びている。
The
図4、図5に示すように、ケース10の下端部分の外周部分は、ケース10の底面10bよりも下側に突出している。ケース10の下端部分のうち、媒体搬送方向Xと平行に延びる両側の縁部分には、下向きに突出する壁部43A、43Bが形成されている。また、ケース10の外周面における壁部43A、43Bの突出部位には、外周側に向かって横向きに突出するフランジ部44A、44Bが形成されている。フランジ部44A、44Bは、壁部43A、43Bの下端よりも上側の位置に設けられている。また、ケース10の下端部分のうち、媒体搬送方向Xと直交する方向Yに延びる縁部分には、壁部45A、45Bが形成されている。壁部45A、45Bは、下側への突出寸法が壁部43A、43Bよりも少なく、その下端面45Cはフランジ部44A、44Bの下側面44Cとほぼ同じ位置になっている。壁部43A、43Bおよび壁部45A、45Bは、ケース10の底面10bに開口する貫通孔42を囲む周壁を構成している。端子ピン83は、壁部43A、43B、45A、45Bによって囲まれた空間に下向きに突出しており、この空間に、第1基板12Aの上端部分が挿入されている。また、壁部45Aには、ケース10の底面10bから下向きに突出する柱状の基板固定部46A、46Bが一体に形成されている。基板固定部46A、46Bは、ケース10の底面10bからの突出寸法が壁部43A、43Bおよび壁部45A、45Bよりも大きく、基板固定部46A、46Bの先端は、壁部43A、43Bの下端面43Cよりも更に下側まで突出している。つまり、ケース10において、最も下側に突出している部位は基板固定部46A、46Bの先端である。基板固定部46A、46Bの先端面(下端面)47には、基板固定用の固定孔48が開口している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the outer peripheral portion of the lower end portion of the
(基板接続構造)
図3、図5に示すように、第2基板12Bは、ネジ等の固定部材(図示省略)により、基板固定部46A、46Bの先端に固定されている。第2基板12Bは、基板固定部46A、46Bの先端面47に当接しており、ケース10の上端面10aおよび媒体搬送面11aに沿った方向に延びる横向きの姿勢をしている。一方、第1基板12Aは、第2基板12Bの上方に配置され、第2基板12Bと直交する縦向きの姿勢をしている。第1基板12Aは、コネクタ50を介して第2基板12Bに接続されている。コネクタ50は、第1基板12Aに固定された第1コネクタ51と、第2基板12Bに固定された第2コネクタ52を備えている。第1コネクタ51と第2コネクタ52を嵌合させると、第1基板12Aは、第2基板12Bと電気的に接続され、且つ、コネクタ50を介して第2基板12Bに対して直交する状態に位置決めされる。従って、第2基板12Bをケース10の基板固定部46A、46Bに固定し、コネクタ50を嵌合状態にすると、第1基板12Aは、コネクタ50および第2基板12Bを介してケース10に固定される。
(Board connection structure)
As shown in FIGS. 3 and 5, the
コネクタ50を嵌合させると、第1基板12Aは、端子ピン38の先端部分(端子ピン38における第1基板12Aに固定される部分)が延びる方向と平行に配置されると共に、第1基板12Aの上端部分がケース10の貫通孔42から突出している端子ピン38の先端部分と上下方向に重なる高さに位置決めされる。図4に示すように、センサユニット8の下端部からは、媒体搬送方向Xと直交する方向に一列に配列された端子ピン38が下向きに突出している。一方、端子ピン38の側を向いた第1基板12Aの基板面61の上端部には、端子ピン38と同一数のランド62が端子ピン38と同一の配列ピッチで形成されている。各端子ピン38は、第1基板12Aの基板面61上に配置され、対応するランド62に半田付けされている。
When the
図6(a)は第1基板12Aに対する端子ピン38の接合部位を示す部分平面図であり、図6(b)はその断面図(図6(a)のC−C断面図)である。この図に示すように、第1基板12Aの基板面61に形成した各ランド62は、基板面61上に配置された導通部材である。ランド62を形成している導通部材は、半田によって端子ピン38と接続(接合)される。第1基板12Aには、第1基板12Aを貫通する貫通孔63が形成されており、基板面61における貫通孔63の周囲にランド62が形成されている。また、貫通孔63の内周面には、メッキにより銅などの導電性の金属層65が形成されている。金属層65は、基板面61に配置されたランド62と基板面61上で繋がって一体になっている。ランド62と金属層65が一体になっていると、ランド62を基板面61から剥がすためには貫通孔63の内周面から金属層65を剥がさなければならない。このため、金属層65があるとランド62が基板面61から剥がれにくく、金属層65は、ランド62が基板面61から剥がれるのを防止する抜け止め部として機能する。また、金属層65は、第1基板12Aにおける基板面61と反対側の面における貫通孔63の周囲にも形成されている。基板面61と反対側の面まで金属層65を延ばしたことにより、貫通孔63の縁に金属層65が引っかかるアンカー効果が得られる。従って、金属層65を剥がすのがより困難であり、ランド62の剥がれを効果的に防止できる構造となっている。
FIG. 6A is a partial plan view showing a joint portion of the
ここで、抜け止め部としては、メッキによる金属層65以外のものを用いることもできる。例えば、貫通孔63の内周面に形成した樹脂層あるいは他の素材の層であってもよい。また、本形態は、貫通孔63内に金属層65(抜け止め部)を形成しているが、この貫通孔63の代わりに第1基板12Aの基板面61から反対側の面に向けて凹む凹部を形成し、凹部の内周面に金属層や樹脂層などの抜け止め部を形成してもよい。このような構成でも、同様の効果を得ることができる。また、本形態では、第1基板12Aにおける基板面61と反対側の面にまで金属層65を形成しているが、貫通孔63内あるいは凹部内に金属層あるいは樹脂層などの抜け止め部を設けるだけでもランド62を剥がれにくくする効果は得られるため、基板面61と反対側の面に金属層65を形成するのを省略することもできる。
Here, as the retaining portion, a material other than the
磁気センサ装置5における第1基板12Aと第2基板12Bとの基板同士の接続工程、および、第1基板12Aと磁気センサ素子13の接続工程は、以下のように行われる。まず、第1コネクタ51と第2コネクタ52を嵌合させて、第1基板12Aと第2基板12Bを直交する状態に組み立てる。次に、ケース10の基板固定部46A、46Bの先端面47に第2基板12Bを当接させ、ネジ等の固定部材を用いて、第2基板12Bをケース10に固定する。これにより、第1基板12Aは、基板面61の上端に形成された各ランド62と磁気センサ素子13の端子ピン38とが接触するように位置決めされる。続いて、各端子ピン38を対応するランド62に半田付けする。これにより、第1基板12Aおよび第2基板12Bのケース10への固定が完了すると共に、基板同士の接続工程、および、第1基板12Aと磁気センサ素子13の接続工程が完了する。
The connecting process between the
(磁気パターン検出装置の磁気パターン検出動作)
図7(a)は磁気センサ素子13の励磁波形であり、図7(b)は磁気センサ素子13からの検出波形である。図1に示すように、磁気パターン検出装置1において媒体2が媒体搬送経路3を第1方向X1或いは第2方向X2に搬送されると、媒体2は磁気読み取り位置Aに至る前に第1着磁用マグネット6或いは第2着磁用マグネット7により着磁される。そして、着磁された媒体2は磁気センサ装置5による磁気読み取り位置Aを通過する。
(Magnetic pattern detection operation of magnetic pattern detector)
FIG. 7A shows an excitation waveform of the
磁気センサ装置5では、図7(a)に示すように、励磁コイル34に交番電流が定電流で印加されており、コア体33の周りには、図2(a)において一点鎖線で示すバイアス磁界が形成されている。媒体2が磁気読み取り位置Aを搬送されると、検出コイル35からは、図7(b)に示す検出波形の信号が出力される。検出波形は、バイアス磁界および時間に対する微分的な信号となる。
In the
磁気センサ素子13からの検出波形の形状、ピーク値およびボトム値は、磁気パターンの形成に用いられている磁気インキの種類、磁気パターンの位置、および、形成されている磁気パターンの濃淡によって変化する。従って、かかる検出波形を、予め記憶保持しているリファレンス波形と照合することにより、媒体2の真偽判定および媒体2の種類の判別を行うことができる。
The shape, peak value, and bottom value of the detected waveform from the
(作用効果)
本実施形態は、以上のような構成により、第1基板12Aのスルーホールに端子ピン38を通す工程を行うことなく、基板面61上に端子ピン38を配置してランド62に半田付けできる。よって、磁気センサ素子13と第1基板12Aとの接続工程を簡単に行うことができる。また、第1基板12A、第2基板12Bの周囲空間が広く放熱性が良いため、各基板およびその周囲の温度上昇を抑制でき、センサ特性を安定させることができる。また、このような基板配置により、回路実装面積および放熱性を確保しつつ、センサ面13aから第2基板12Bまでの寸法を小さくできる。従って、磁気センサ装置5の小型化に有利である。特に、第1基板12Aをセンサ面13aと垂直な向きに配置する一方、第2基板12Bをセンサ面13aと平行な向きに配置しているため、2枚の基板をセンサ面13aの背面側に省スペース且つ放熱性の良い配置で設置できる。よって、センサ面13aに対して垂直な方向の装置寸法を小さくできる。
(Function and effect)
According to the present embodiment, the
また、本実施形態では、第1基板12Aの基板面61上に配置したランド62(導通部材)と一体になった金属層65を貫通孔63の内周面および基板面61と反対側の面に形成しているため、この金属層65が抜け止め部として機能し、基板面61からのランド62の剥がれを防止できる。よって、端子ピン38をより確実に第1基板12Aに接続できる。
In the present embodiment, the
更に、本実施形態では、第1基板12Aと第2基板12Bの接続を、電気的な接続と位置決めを同時に行うことができるコネクタ50の嵌合によって行っている。従って、電気的な接続と基板同士の位置決めを同一の工程および同一の部品で行うことができる。よって、端子ピン38を接続するための第1基板12Aの位置決め工程を別途行う必要がなく、そのための治具や部品も不要である。また、ケース10および第2基板12Bを介して第1基板12Aを位置決めしており、第1基板12Aを線膨張係数の異なるケース10に直接固定していない。このため、第1基板12A上の回路素子からの発熱があるとき、線膨張係数の違いによって第1基板12Aが変型するのを防止できる。従って、第1基板12Aの変形に起因する出力変動を防止できる。
Further, in the present embodiment, the connection between the
加えて、本実施形態では、ケース10の下端に、端子ピン38を通す貫通孔42を囲む壁部43A、43B、45A、45Bと、これらの壁部よりも下側への突出寸法が大きい基板固定部46A、46Bが設けられている。従って、第2基板12Bをケース10から離れた位置において端子ピン38と直交する横向きの姿勢で固定できる。また、第2基板12Bとケース10の底面10bとの間の空間に、第1基板12Aを端子ピン38と平行な縦向きの姿勢で配置できる。このようにすると、第1基板12Aの大部分および第2基板12B全体をケース10の外部に配置できるため、放熱効果が高い配置となる。従って、第1、第2基板12A、12Bおよびその周囲の温度上昇を抑制でき、センサ特性を安定させることができる。
In addition, in the present embodiment, at the lower end of the
なお、上記形態では、第1基板12Aと第2基板12Bの接続をコネクタ50により行っているが、これら2つの基板の一方に端子ピンを設け、他方の基板に設けたスルーホールに端子ピンを挿入して接続する構成にしてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記形態では、磁気センサ素子13に設けた直線状の端子ピン38を第1基板12Aの基板面61に固定しているが、端子ピン38を途中で折り曲げた形状にすることもできる。この場合には、折り曲げた端子ピンにおける基板に固定される部分(例えば、端子ピンの先端部分)が延びる方向と平行に第1基板12Aを配置すればよい。これにより、上記形態と同様に、端子ピンと基板との接続作業を容易に行うことができる。このようにすると、第1基板12Aをケース10の下側に横向きに配置し、第2基板12Bをケース10の側方に縦向きに配置することもできる。
Moreover, in the said form, although the linear
(他の実施形態)
上記形態は、媒体2の磁気パターンを検出する磁気パターン検出装置1の磁気センサ装置5に本発明を適用したものであったが、本発明は、磁界の変化を検出する各種の用途に用いる磁気センサ装置5への適用が可能である。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the present invention is applied to the
1…磁気パターン検出装置
2…媒体
3…媒体搬送経路
4…媒体搬送機構
5…磁気センサ装置
6…着磁用マグネット
7…着磁用マグネット
8…センサユニット
10…ケース
10a…上端面
10b…底面
11…カバー板
11a…媒体搬送面
12A…第1基板
12B…第2基板
13…磁気センサ素子
13a…センサ面
14…金属板
15…金属板
20…フレーム
20a…底面
23…装着孔
29…樹脂
30…第1保護板
31…第2保護板
32…センサコア
33…コア体
331…胴部
332…突部
34…励磁コイル
35…検出コイル
36…コイルボビン
37…コイルボビン
38…端子ピン
41…溝
42…貫通孔
43A、43B…壁部
43C…下端面
44A、44B…フランジ部
44C…下側面
45A、45B…壁部
45C…下端面
46A、46B…基板固定部
47…先端面
48…固定孔
50…コネクタ
51…第1コネクタ
52…第2コネクタ
61…基板面
62…ランド
63…貫通孔
65…金属層
A…磁気読み取り位置
X…媒体搬送方向
X1…第1方向
X2…第2方向
Y…媒体搬送方向と直交する方向
DESCRIPTION OF
Claims (11)
当該磁気センサ素子と電気的に接続される第1基板と、
当該第1基板と電気的に接続される第2基板とを有し、
前記第1基板は、前記磁気センサ素子の端子ピンが延びる方向と平行に配置され、
前記第2基板は、前記第1基板と直交していることを特徴とする磁気センサ装置。 A magnetic sensor element for detecting a change in the magnetic field;
A first substrate electrically connected to the magnetic sensor element;
A second substrate electrically connected to the first substrate;
The first substrate is disposed in parallel with a direction in which the terminal pin of the magnetic sensor element extends,
The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the second substrate is orthogonal to the first substrate.
前記端子ピンは、前記第1基板の基板面上に配置されて半田付けされていることを特徴とする磁気センサ装置。 In claim 1,
The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the terminal pin is disposed on the substrate surface of the first substrate and soldered.
前記第1基板には、前記基板面に開口する貫通孔あるいは凹部が形成されると共に、当該貫通孔あるいは凹部の周囲の前記基板面上に導通部材が配置され、
当該貫通孔内あるいは前記凹部内に、前記導通部材と一体になった抜け止め部が形成されていることを特徴とする磁気センサ装置。 In claim 1 or 2,
In the first substrate, a through hole or a recess opening in the substrate surface is formed, and a conductive member is disposed on the substrate surface around the through hole or the recess,
A magnetic sensor device, wherein a retaining portion integrated with the conducting member is formed in the through hole or in the recess.
前記第1基板には前記貫通孔が形成され、
前記抜け止め部は、前記貫通孔の内周面および前記第1基板における前記基板面と反対側の面に沿って設けられていることを特徴とする磁気センサ装置。 In claim 3,
The through hole is formed in the first substrate,
The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the retaining portion is provided along an inner peripheral surface of the through hole and a surface of the first substrate opposite to the substrate surface.
前記抜け止め部は、前記貫通孔の内周面あるいは前記凹部の内周面に形成された金属層であることを特徴とする磁気センサ装置。 In claim 3,
The magnetic sensor device, wherein the retaining portion is a metal layer formed on an inner peripheral surface of the through hole or an inner peripheral surface of the recess.
前記抜け止め部は、前記貫通孔の内周面および前記第1基板における前記基板面と反対側の面に沿って形成された金属層であることを特徴とする磁気センサ装置。 In claim 4,
The magnetic sensor device, wherein the retaining portion is a metal layer formed along an inner peripheral surface of the through hole and a surface of the first substrate opposite to the substrate surface.
前記第1基板と前記第2基板を電気的に接続するコネクタを有し、
当該コネクタは、前記第1基板に設けられた第1コネクタ、および、前記第2基板に設けられた第2コネクタを備え、
前記第1コネクタと前記第2コネクタとを嵌合させて、前記第1基板と前記第2基板を電気的に接続すると共に、前記第1基板と前記第2基板を直交する状態に位置決めすることを特徴とする磁気センサ装置。 In any one of claims 1 to 6,
A connector for electrically connecting the first substrate and the second substrate;
The connector includes a first connector provided on the first substrate, and a second connector provided on the second substrate,
The first connector and the second connector are fitted to electrically connect the first substrate and the second substrate, and the first substrate and the second substrate are positioned to be orthogonal to each other. A magnetic sensor device.
前記磁気センサ素子を保持するケース部材を有し、
当該ケース部材に前記第2基板が固定されていることを特徴とする磁気センサ装置。 In claim 7,
A case member for holding the magnetic sensor element;
The magnetic sensor device, wherein the second substrate is fixed to the case member.
前記ケース部材は、
前記端子ピンが通る貫通孔が形成されたケース底面と、
前記貫通孔を囲んでおり前記ケース底面から突出する壁部と、
前記ケース底面から突出しており前記壁部よりも前記ケース底面からの突出寸法が大きい基板固定部とを備え、
前記第2基板は、前記基板固定部の先端に前記端子ピンと直交する姿勢で固定され、
前記第1基板は、前記第2基板と前記ケース底面との間に配置されていることを特徴とする磁気センサ装置。 In claim 8,
The case member is
A bottom surface of the case in which a through hole through which the terminal pin passes is formed;
A wall that surrounds the through hole and protrudes from the bottom of the case;
A board fixing portion that protrudes from the bottom surface of the case and has a larger protruding dimension from the bottom surface of the case than the wall portion;
The second substrate is fixed to the tip of the substrate fixing portion in a posture orthogonal to the terminal pins,
The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the first substrate is disposed between the second substrate and the bottom surface of the case.
前記磁気センサ素子は、媒体が搬送される媒体搬送面と同じ側を向いたセンサ面を備え、
前記端子ピンは、前記センサ面と反対の側に突出していることを特徴とする磁気センサ装置。 In any one of claims 1 to 9,
The magnetic sensor element includes a sensor surface facing the same side as a medium conveyance surface on which a medium is conveyed,
The magnetic sensor device according to claim 1, wherein the terminal pin protrudes on a side opposite to the sensor surface.
前記端子ピンおよび前記第1基板は、前記センサ面と直交しており、
前記第2基板は、前記センサ面と平行に配置されていることを特徴とする磁気センサ装置。
In claim 10,
The terminal pins and the first substrate are orthogonal to the sensor surface,
The magnetic sensor device, wherein the second substrate is arranged in parallel with the sensor surface.
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