JP4758182B2

JP4758182B2 - 磁気センサ装置、磁気センサ装置の製造方法および紙葉類識別装置

Info

Publication number: JP4758182B2
Application number: JP2005252511A
Authority: JP
Inventors: 正吾百瀬
Original assignee: Nidec Sankyo Corp
Current assignee: Nidec Sankyo Corp
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-08-31
Also published as: CN101248351B; CN101248351A; JP2007064839A

Description

本発明は、紙幣や有価証券等の紙葉類における真贋や種類などを識別するための磁気センサ装置、紙葉類識別装置、および磁気センサ装置の製造方法に関するものである。

紙幣や有価証券等の紙葉類における真贋や種類などを識別するための紙葉類識別装置としては、コア体にコイルを巻回した磁気センサによって、磁気インクにより紙幣に印刷されたパターンを検出する方式が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
特公平４−５２５１８号公報

ここに開示の装置では、紙葉類の搬送方向に沿って磁気センサ素子を配置しているが、複数の磁気センサ素子を紙葉類の搬送方向と交差する幅方向で所定の間隙を空けて配置して各磁気センサ素子からの出力に基づいて紙葉類を検出すれば、高い精度での検出を行うことができる。

但し、このような構成を採用するには、複数の磁気センサ素子を１個ずつ、所定の間隙を空けて紙葉類識別装置に配置していく必要があり、このような構成では、磁気センサ素子の位置精度が低く、磁気センサ素子の位置にばらつきが発生してしまう。その結果、紙葉類に対する識別精度が低下するという問題点がある。

以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、複数の磁気センサ素子を所定の間隙を空けて配置する場合でも、磁気センサ素子相互の相対位置精度が高い磁気センサ装置、磁気センサ装置の製造方法、および紙葉類識別装置を提案することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、コア体にコイルが巻回された磁気センサ素子が複数、被検出体に対する相対移動方向に交差する幅方向で所定の間隙を空けて配置されている磁気センサ装置において、前記複数の磁気センサ素子は各々、前記幅方向に延びた連結板に前記コア体の端面が接合されていることを特徴とする。

また、本発明では、前記コイルの巻線端部が各々、接続される複数の端子を保持する端子台を備え、当該端子台は、前記コア体の前記幅方向における両側位置に向けて突出する複数の突起を備え、前記コイルの巻線端部は各々、前記突起に沿って前記端子まで引き回されていることを特徴とする。

本発明に係る磁気センサ装置においては、複数の磁気センサ素子は各々、紙葉類識別装置に搭載されているのではなく、複数のコア体の各端面が連結板に接合され、一体化した状態で紙葉類識別装置に搭載されている。このため、磁気センサ素子相互の相対位置精度が高いので、紙葉類を識別する際、高精度の識別が可能である。

本発明において、前記端子台は、前記複数の磁気センサ素子に対して共通の共通端子台として構成され、前記複数の突起は、隣接する突起の間に前記コア体を保持して前記共通端子台と前記磁気センサ素子とを位置決めしていることが好ましい。

本発明において、前記コイルは、前記コア体に対して、前記被検出体が通るセンサ面側で巻回された第１のコイルと、前記センサ面側とは反対側で巻回された第２のコイルとからなり、前記第１のコイルと前記第２のコイルは、前記コア体に対するターン数が等しく、かつ、前記突起に沿って引き回された引き出し部分の長さ寸法の差が１ターン当たりの長さ寸法の１／２倍以下であることが好ましい。差動検出方式の場合には、コア体のセンサ面側に第１のコイルが巻回され、センサ面側とは反対側に第２のコイルが巻回されるが、第１のコイルと第２のコイルとの長さ寸法の差を短くすれば、検出精度を向上することができる。それ故、微小な磁気量を感度よく検出することが求められる紙幣類識別装置で用いるのに適している。

本発明に係る磁気センサ装置は、紙幣や有価証券等の紙葉類における真贋や種類などを識別するための紙葉類識別装置に用いることができ、この紙葉類識別装置では、磁気センサ素子によって、磁気インクにより紙葉類に印刷されたパターンなどを検出する。

次に、本発明は、コア体にコイルが巻回された磁気センサ素子が複数、被検出体に対する相対移動方向に交差する幅方向で所定の間隙を空けて配置されている磁気センサ装置の製造方法において、前記コア体を複数、形成するための母材の端面を連結板に接合する接合工程と、前記連結板に固定された状態の前記母材を、複数のコア体が所定の間隙を空けて配置された状態に分割する母材分割工程とを有することを特徴とする。

本発明に係る磁気センサ装置の製造方法では、母材の端面を連結板に接合した後、この状態で母材を個々のコア体に分割するため、コア体相互の相対位置精度が高い。従って、磁気センサ素子相互の相対位置精度が高いので、紙葉類を識別する際、高精度の識別が可能である。

本発明において、コア体において、コイルを巻回する部分については、母材を連結板と接合する前に形成しておいてもよいが、前記連結板に固定された状態の前記母材を前記幅方向に切削加工あるいは研削加工して前記コイルを巻回する部分を形成するコイル巻回部分形成工程を行うことが好ましい。

また、本発明に係る磁気センサ装置の製造方法では、母材の端面を連結板に接合した後、この状態で母材を個々のコア体に分割するため、コア体相互の相対位置精度が高い。従って、磁気センサ素子相互の相対位置精度が高いので、紙葉類を識別する際、高精度の識別が可能である。

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、磁気センサ装置の製造方法およびこの磁気センサ装置を搭載した紙葉類識別装置を説明する。

（全体構成）
図１は、本発明を適用した紙葉類識別装置の要部構成を示す構成図である。図２（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した紙葉類識別装置に使用される自励式の磁気センサ素子の説明図、およびこの磁気センサ素子を搭載した磁気センサ装置を用いたときの駆動回路の説明図である。

図１において、紙葉類識別装置１は、紙幣や小切手などの紙葉２の紙面に形成されているパターンを検出して、その真贋や種類を識別するため装置である。紙葉２には、磁気インクなどの磁性材料により印刷パターン２１が形成されており、それらを検出することにより、紙葉２の真贋や種類を識別する。

紙葉類識別装置１は、紙葉２を搬送路３に沿って搬送する搬送機構（図示せず）、搬送路３の途中位置に配置された磁気センサ装置１０、この磁気センサ装置１０に交流電流を供給する電源回路（図示せず）、磁気センサ装置１０からの出力を処理する検出回路（図示せず）などを備えている。

磁気センサ装置１０では、搬送路３の幅方向（紙葉２の搬送方向に交差する方向）に向かって複数の磁気センサ素子１００が所定の間隙を空けて配置されている。そして、磁気センサ装置１０は、搬送される紙葉２のうち、その上方位置を通る部位のパターンを時系列に検出する。なお、紙葉２の搬送方向は矢印Ｗで示してある。

磁気センサ装置１０は、図２（ａ）に示す自励式の磁気センサ素子１００を備えている。この磁気センサ素子１００は、溝部１６が開口するセンサ面１１０を備えたコア体１１と、溝部１６内に配置されたパターン検出用の励磁コイル１２とを備えている。より具体的に説明すると、コア体１１は、水平部１１１と、その中央、一方の端部、および他方の端部から搬送路およびその反対側に向けて延びた計６枚の垂直板部１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７とを備えており、垂直板部１１２、１１３、１１４の上端面によってセンサ面１１０が構成されている。このため、コア体１１には、垂直板部１１２、１１３の間、および垂直板部１１２、１１４の間に、センサ面１１０で開口する溝部１６が形成され、この溝部１６内には、垂直板部１１２を巻回するように、巻線ボビン（図示せず）に巻回されたボイスコイルからなるパターン検出用の励磁コイル１２（第１のコイル）が配置されている。

また、コア体１１には、垂直板部１１５、１１６の間、および垂直板部１１５、１１７の間にも、センサ面１１０とは反対側で開口する溝部１７が形成され、この溝部１７内には垂直板部１１５を巻回するように、巻線ボビン（図示せず）に巻回されたボイスコイルからなる差動検出用のコイル１５（第２のコイル）が配置されている。ここで、パターン検出用の励磁コイル１２と差動検出用のコイル１５とは、後述する駆動回路において直列に接続され、その両端に交流電流に供給される。そして、パターン検出用の励磁コイル１２と差動検出用のコイル１５との接続点から信号が出力される。なお、溝部１６、１７には、励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５が装着された後、樹脂が充填されることがある。

このような磁気センサ素子１００を搭載した磁気センサ装置１０を用いて、差動検出法により信号検出を行う場合には、図２（ｂ）に示す駆動回路が用いられる。この駆動回路は、複数の磁気センサ素子１００各々に形成されたパターン検出用の励磁コイル１２、および差動検出用のコイル１５に交流電流を供給する共通の電気回路４０と、各磁気センサ素子１００に対応する複数のセンサ信号処理回路３０とを有している。センサ信号処理回路３０は、差動アンプ３１、半波整流回路あるいは全波整流回路などの整流回路３２、ローパスフィルタ３３、増幅アンプ３４などから構成されており、各磁気センサ素子１００からの出力信号を増幅する。また、各センサ信号処理回路３０から出力される出力パターンを照合することにより、紙葉２の真贋や種類を識別できる。

（磁気センサ装置の詳細構成）
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、本発明を適用した磁気センサ装置の要部構成を示す正面図、底面図および側面図である。

図３に示すように、本形態の磁気センサ装置１０は、複数のコア体１１が所定の間隙１８を空けて配置され、かつ、複数のコア体１１の各々には、巻線ボビン１２２、１５２に巻回された励磁コイル１２、および差動検出用のコイル１５が装着されている。ここで、磁気センサ素子１００では、センサ面１１０の側に研磨が施されており、センサ面１１０側の平面度や寸法精度を高めてある。なお、図示を省略するが、センサ面１１０には耐磨耗板が接合される場合があり、この場合、耐磨耗板を接合した後、耐磨耗板の表面を研磨することがある。

ここで、複数のコア体１１はいずれも、溝１６、１７が開口する面に隣接する端面が連結板５に所定の間隙１８を空けて接合されており、本形態の磁気センサ装置１０では、複数の磁気センサ素子１００が一体に構成されている。連結板５は、剛性を有しているものであれば、磁性材料あるいは非磁性材料のいずれであってもよく、剛性を確保するという点からすれば、ＳＵＳ板やセラミックス板が好ましい。

また、本形態の磁気センサ装置１０では、連結板５が接合されている側とは反対側に、各磁気センサ素子１００で共通の共通端子台６が取り付けられている。共通端子台６は、樹脂成形品であり、各磁気センサ素子１００の励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５から引き出された巻線端部が接続される複数の端子６１、６２が固着されている。共通端子台６にはプリント配線基板７が取り付けられており、端子６１、６２の基端側の端部７１、７２は、プリント配線基板７に接続されている。なお、磁気センサ装置１０では、隣接するコア体１１の間隙１８には樹脂が充填されている。

このように構成した共通端子台６には、複数のコア体１１の各々の両側に向けて突出した段部６４（ガイド）を備えた複数の突起６３が形成されており、これらの突起６３は、隣接する突起６３の間にコア体１１を保持して共通端子台６と磁気センサ素子１００とを位置決めしている。

また、各磁気センサ素子１００の励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５からの引き出し部分１２１、１５１は各々、突起６３の段部６４に掛けられることにより突起６３に沿って両側から端子６１、６２まで緊張した状態で引き回されている。従って、励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５の引き出し部分１２１、１５１をコア体１１に接触させずに端子６１、６２まで引き回すことができる。それ故、コア体１１が導電性を有している場合でも、引き出し部分１２１、１５１がコア体１１を介して短絡するということがない。

ここで、励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５では、コア体１１に対するターン数が等しい。しかも、端子６１、６２は、各磁気センサ素子１００が配置されている方向において略一直線に並んでいる。しかも、励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５からの引き出し部分１２１、１５１は各々、突起６３に沿って両側から端子６１、６２まで緊張した状態で引き回されている。従って、励磁コイル１２の引き出し部分１２１と、差動検出用のコイル１５の引き出し部分１５１とでは、互いの長さ寸法の差が１ターン当たりの長さ寸法の１／２倍以下に設定することができる。このため、差動検出法を用いて検出する際、高い検出精度を得ることができる。

（磁気センサ装置の製造方法）
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した磁気センサ装置の製造方法を示す説明図である。本形態の磁気センサ装置１０を製造するにあたっては、図４（ａ）に示すように、まず、コア体１１を複数形成することができる角棒状の母材４（角棒状のフェライト）と、連結板５とを準備した後、接合工程において、母材４の端面を連結板５の一方の面に熱硬化樹脂などにより接合する。

次に、図４（ｂ）に示すように、コイル巻回部分形成工程において、切削あるいは研削により、連結板５に固定された状態の母材４に対して、溝部１６、１７を形成するための溝加工を行い、コイルを巻回する部分（垂直板部１１２、１１５）を形成する。

次に、母材分割工程において、連結板５に固定された状態の母材５を複数のコア体１１に分割する。その結果、所定の間隙１８を空けて配置された複数のコア体１１が形成される。

次に、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して説明したように、連結板５に固定されたコア体１１に対して共通端子台６を取り付ける。

次に、複数のコア体１１の各々に、巻線ボビン１２２、１５２に巻回された励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５を装着するとともに、その巻線端部を端子６１、６２に接続する。しかる後には、隣接する複数のコア体１１の間隙１８に樹脂を充填した後、硬化させる。

なお、上記形態では、コイル巻回部分形成工程を行った後、母材分割工程を行ったが、母材分割工程を行った後、コイル巻回部分形成工程を行ってもよい。また、連結板５に母材４を接合する前に溝部１６、１７を形成するための溝加工を行った後、母材４を連結板５に接合してもよい。また、上記形態では、連結板５に固定されたコア体１１に対して共通端子台６を取り付けた後、励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５をコア体１１に装着したが、励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５をコア体１１に装着した後、コア体１１に対して共通端子台６を取り付けてもよい。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、磁気センサ装置１０を製造するにあたって、母材４の端面を連結板５に接合した後、この状態で母材４を個々のコア体１１に分割するため、コア体１１相互の相対位置精度が高い。従って、磁気センサ素子１００相互の相対位置精度が高いので、紙葉類識別装置１において、紙葉２を識別する際、高精度の識別が可能である。

また、本形態において、複数の磁気センサ素子１００が各々、連結板５にコア体１１の端面が接合された状態の磁気センサ装置１０を紙葉類識別装置１に搭載する。従って、複数の磁気センサ素子１００を各々、紙葉類識別装置１に搭載する必要がないので、組立工程を簡素化でき、かつ、磁気センサ素子１００相互の相対位置精度が高いまま、紙葉類識別装置１に搭載することができる。

しかも、コア体１１は、共通端子台６の突起６３によって両側から保持された状態にあるため、コア体１１が位置ずれしにくい。また、各磁気センサ素子１００の励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５からの引き出し部分１２１、１５１（巻線端部）は各々、突起６３の段部６４に掛けられることにより突起６３に沿って両側から端子６１、６２まで緊張した状態で引き回されている。従って、励磁コイル１２および差動検出用のコイル１５の引き出し部分１２１、１５１の弛みを防止できるので、引き出し部分１２１、１５１をコア体１１に接触させずに端子６１、６２まで引き回すことができる。それ故、コア体１１が導電性を有し、かつ、コア体１１の間隔が狭い場合でも、引き出し部分１２１、１５１がコア体１１を介して短絡するということがない。

本発明を適用した紙葉類識別装置の要部構成を示す構成図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した紙葉類識別装置に使用される自励式の磁気センサ素子の説明図、およびこの磁気センサ素子を搭載した磁気センサ装置を用いたときの駆動回路の説明図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、本発明を適用した磁気センサ装置の要部構成を示す正面図、底面図および側面図である。（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した磁気センサ装置の製造方法を示す説明図である。

符号の説明

１紙葉類識別装置
２紙葉
４母材
５連結板
６共通端子台
１０磁気センサ装置
１１コア体
１２パターン検出用の励磁コイル
１５差動検出用のコイル
１６、１７溝部
１８間隙
６１、６２端子
６３突起
１００磁気センサ素子
１２１励磁コイルの引き出し部分
１５１差動検出用コイルの引き出し部分

Claims

コア体にコイルが巻回された磁気センサ素子が複数、被検出体に対する相対移動方向に交差する幅方向で所定の間隙を空けて配置されている磁気センサ装置において、
前記複数の磁気センサ素子は各々、前記幅方向に延びた連結板に前記コア体の端面が接合されており、
前記コイルの巻線端部が各々、接続される複数の端子を保持する端子台を備え、
当該端子台は、前記コア体の前記幅方向における両側位置に向けて突出する複数の突起を備え、
前記コイルの巻線端部は各々、前記突起に沿って前記端子まで引き回されていることを特徴とする磁気センサ装置。
請求項１において、前記端子台は、前記複数の磁気センサ素子に対して共通の共通端子台として構成され、
前記複数の突起は、隣接する突起の間に前記コア体を保持して前記共通端子台と前記磁気センサ素子とを位置決めしていることを特徴とする磁気センサ装置。
請求項１または２において、前記コイルは、前記コア体に対して、前記被検出体が通るセンサ面側で巻回された第１のコイルと、前記センサ面側とは反対側で巻回された第２のコイルとからなり、
前記第１のコイルと前記第２のコイルは、前記コア体に対するターン数が等しく、かつ、前記突起に沿って引き回された引き出し部分の長さ寸法の差が１ターン当たりの長さ寸法の１／２倍以下であることを特徴とする磁気センサ装置。
請求項１、２または３に記載された磁気センサ装置を搭載したことを特徴とする紙葉類識別装置。
コア体にコイルが巻回された磁気センサ素子が複数、被検出体に対する相対移動方向に交差する幅方向で所定の間隙を空けて配置されている磁気センサ装置の製造方法において、
前記コア体を複数、形成するための母材の端面を連結板に接合する接合工程と、
前記連結板に固定された状態の前記母材を、複数のコア体が所定の間隙を空けて配置された状態に分割する母材分割工程と
を有することを特徴とする磁気センサ装置の製造方法。
請求項５において、前記連結板に固定された状態の前記母材を前記幅方向に切削加工あるいは研削加工して前記コイルを巻回する部分を形成するコイル巻回部分形成工程を有することを特徴とする磁気センサ装置の製造方法。