JPH0458174A - 刻印検出用磁気センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、刻印検出用磁気センサに関し、とくに鋼板な
どの強磁性体表面に打刻された刻印文字を、電気的に読
み取る新規な磁気センサに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、高圧ガス容器や内燃機関等は、変造の防止や記
録の抹消等が不可能となるような種々の工夫が施しであ
る。例えば、鋼鉄製容器の表面に記号や番号を打刻する
ことにより、管理している例がそれである。

このように打刻文字等により管理する理由は、それらの
使用環境が過酷であるために、塗料による記名または銘
板の張り付は等では、それらが容易に剥離、離脱するか
らである。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、上述のような、例えば高圧ガス容器に打刻した記
号や番号を読み取る必要が生じた時、刻印を見ながら人
的に読み取り、これを用紙に記入して記録するのが普通
である。しかし、この方法は、刻印部と周囲の色とが同
一であるような場合には、容易に読み取ることが困難で
あり、誤読や作業能率の低下を招いていた。そのために
、記号や番号の本来の目的である管理に重大な支障が生
じていた。

この点に関しての従来技術は、刻印部にインク等を塗布
して読み取りを容易にするか、光センサ等によって光学
的に読み取る方法を試みていたが、環境条件が多様であ
るために未だ実用的な方法が完成されていないのが実情
である。

ここで本発明は、このような実情に鑑み、装置としての
構成が簡単で、文字・記号を確実に検出し得るのに好適
な刻印検出用磁気センサを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上掲の目的に適合させるべく開発した本発明の構成は、 複数個の強磁性磁気抵抗素子をアレイ状に配設して基板
上に設け、磁気抵抗素子アレイを有するこの基板を永久
磁石の一方の磁極端面に取付け、前記磁気抵抗素子のそ
れぞれの一端部を相互に接続すると共に接地し、一方こ
の磁気抵抗素子の各他端部は信号処理回路に接続し、そ
して前記磁気抵抗素子アレイの最外端の磁気抵抗素子の
みは常時被検出強磁性体の非刻印部上を走査させる基準
素子として構成し、この基準素子の出力と非検出体の刻
印部を走査せしめる他の磁気抵抗素子の出力の差出力に
よって刻印文字を識別して検出し得るようにしたことを
特徴とする刻印検出用磁気センサ、 を要部とするものである。

〔作　用〕

以下に、本発明刻印検出用磁気センサの作用を、強磁性
磁気抵抗素子（以下これを単にｒＭＲ素子」と称する）
を使用した例につき、第１図〜第６図に基づき説明する
。

第１図は、本発明磁気センサの代表例を示すものであっ
て、図示の番号１は、一方向に着磁されたＳ極およびＮ
極を有する永久磁石であり、その一方の磁極（Ｓ）面２
にＭＲ素子４を形成した基板３を接着して構成したもの
である。

そこで、第１図に示すような磁気センサ１を、強磁性体
９例えば高圧ガス容器に近接させて刻印読み取りを行う
ときのもよう（磁束の流れ）を、第２図および第３図に
従って説明する。

まず第２図は、強磁性体の非刻印部５に磁気センサ１を
近接した状態を示す。この状態では、前記永久磁石の磁
極面２から非刻印部５に流れる磁束は、ＭＲ素子４の全
ての部分を均等に通過する。

つぎに、強磁性体の刻印部６上に磁気センサを近接させ
た場合には、第３図に示すように、磁極面２の磁束は強
磁性体の非刻印部５および刻印部６の両側端７．８の方
向に向かうが、この両側端７．８には永久磁石による磁
極が誘起され、その磁束の極性は同極同士である。その
ために、磁束は互いに反発しあい、それぞれ刻印部６か
ら遠い方向に向かうのでＭＲ素子４を通過する磁束は少
なくなる。この理由は、刻印部６の刻印の溝の最深部が
永久磁石の近接磁極面の磁極とは反対の磁極となり、強
磁性体の表面部の両側端７．８の磁極が同極となるから
である。

本発明の着想の特徴は、前述の如き磁束の変化を、第４
図に構成する電気回路の電路に導くことによって、第５
図に示すような刻印の有無として識別するようにしたこ
とにある。すなわち、第４図において、１０はＭＲ素子
４の磁界による抵抗値の変化を電圧の変化に変換するた
めの負荷抵抗であり、抵抗９．１１は磁気センサが非刻
印部５に近接した時に差動増幅器１２の出力Ｐ１がＯの
値をとるように調整するためのバイアス用抵抗である。

従って、磁気センサが非刻印部５に近接している場合は
当然ＰＩの出力はＯである。

磁気センサが刻印部６上に近接した場合は、前記ＭＲ素
子４の抵抗値は、ＭＲ素子４上を通過する磁束が減少す
るためＭＲ素子４の抵抗値が減少し、ＰＩの出力が増加
する。このＰｌの出力を、波形整形回路１３によって整
形すると、第５図に示すように刻印の有無に応じた検出
信号を得ることができるのである。

〔実施例〕

本発明の好適実施例を、第６図〜第１０図によって説明
する。

ところで、検出すべき刻印文字の形状は種類が多い。そ
こで、検出信号によって文字を判断するためには、でき
るだけ多点に亘る検出信号を得なければならならい。そ
のためこの実施例では、磁気センサのＭＲ素子４を多数
設け、これを第６図に示すようにＭＲ素子アレイ１４と
して構成し、各々のＭＲ素子ＭＯからＭｌの一端を共通
に接続して第７図に示すように接地点Ｇに接続する。こ
のＭＲ素子アレイ１４は磁力印加用永久磁石（例えば１
）に接着されて本実施例の磁気センサユニット１７を構
成する。

一方、各ＭＲ素子４の他端ＭＯ’からＭ７’はそれぞれ
差動増幅器１５の入力側に接続する。

一般の磁気検出装置は、検出信号が微弱なために差動増
幅器は少なくとも数１００倍の増幅率を必要とする上、
装置および回路の中には磁気ノイズ、電気ノイズ等特定
できないノイズがあるため磁気信号検出回路に悪影響を
与える。

そこで本発明では、これらのノイズに影響されずに正確
な信号が検出できるようにするために、第７図に示すよ
うに、ＭＲ素子のＭＯは、常に非刻印部上の抵抗値を出
力し、各差動増幅器１５への人力は、全てＭＲ素子のＭ
Ｏの抵抗値を基準とし、この抵抗値とそれぞれ刻印検出
用のＭＲ素子のＭｌからＭｌまでの抵抗値との差となる
ように回路を構成する。従って、差動増幅器１５への同
相ノイズは除去され、またＭＲ素子４の温度特性による
悪影響も改善される。これがため、差動増幅器１５には
、ＭＲ素子のＭＯに対するＭＲ素子Ｍ１からＭＲ素子Ｍ
７までのそれぞれの磁束の差に比例した電圧のみが入力
されるようになる。

第７図において抵抗ＲＯ〜Ｒ７は、磁気センサユニット
１７が第１０図に示す強磁性体１８の非刻印部上にある
ときに波形整形回路１６　（第７図）のＰｌからＰｌの
出力を０にするように設定された抵抗である。

いま、第１０図の本発明実施例における斜視図および第
８図において、磁気センサユニット１７が強磁性体１８
に刻印された文字１９上をＸ方向に移動すると、ＭＲ素
子ＭＯ〜ＭＲ素子Ｍ７で示す８個のＭＲ素子はそれぞれ
ＸＯからＸ７の８点をＸ方向に移動する。この動作によ
って、波形整形回路１６の各出力Ｐ１〜Ｐ７の信号出力
は、第９図に示すように、各ＭＲ素子ＭＯ〜Ｍ７が受け
る磁界の強さに応じて出力される。そして、出力Ｐ１か
らＰｌは、Ｘ方向の適当な移動距離毎に時分割処理をし
てコンピュータ等の記憶回路に導入し、通常の文字認識
処理を施した後にそれぞれの目的に利用できるものであ
る。

なお、第９図は、説明の便宜上の各出力を分離して示し
たが、実際には第８図に示すように波形を読み取ること
ができる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明磁気センサは、被検出体
の刻印部と非刻印部との磁界の差を検出する方式である
から、たとえ被検出体（高圧ガス容器）の表面が腐食し
ていたり汚れていたりしても、周囲の漏洩磁気とか電気
ノイズの影響などを全く受けることなく、かかる刻印を
確実に検出することが可能である。しかも、本発明のセ
ンサは構造も簡単であり、安価な製品を捉供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる磁気センサを示す斜視図、 第２図は、磁気センサが非刻印部上に近接している状態
を示す磁気センサの第１図Ａ−Ａ’線縦断面図、 第３図は、前記磁気センサが刻印部上に近接している状
態を示す縦断面図、 第４図は、本発明の実施例における電子回路図、第５図
は、第４図の電子回路によって刻印を検出した状態を示
す波形図、 第６図は、本実施例を磁気センサのＭＲ素子によって実
施したときのＭＲ素子アレイの配列状態を示す説明図、 第７図は、本発明実施例における電子回路図、第８図は
、磁気センサユニットが第１０図の刻印文字（数字の４
）上をＸ方向に移動する時のＭＯからＭｌと数字の（４
）との関係を示す説明図、第９図は、磁気センサユニッ
トが数字の（４）を検出した時の出力Ｐ１からＰ７の状
態を示す説明図、 第１０図は、本発明の実施例における刻印と磁気センサ
ユニットの関係を示す斜視図である。 ｌ・・・磁気センサ、　　２・・・磁極面、３・・・基
板、　４・・・ＭＲ素子、 ５・・・強磁性体の非刻印部、 ６・・・強磁性体の刻印部、 ７．８・・・刻印端部、　９．１０．１１・・・抵抗、
Ｉ４・・・ＭＲ素子アレイ、１２　、１５・・・差動増
幅器、１３、１６・・・波形整形回路、 １７・・・磁気センサユニット、　１８・・・強磁性体
。 特許出願人　　柿　木　惟　　嘉 代理人　弁理士　　小　川　順　三 同　　弁理士　　中　村　盛　夫 第゛４ 図 第５図 第６ 図 第２ 第′３図 第７ 第８ ９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数個の強磁性磁気抵抗素子をアレイ状に配設して
   基板上に設け、磁気抵抗素子アレイを有するこの基板を
   永久磁石の一方の磁極端面に取付け、前記磁気抵抗素子
   のそれぞれの一端部を相互に接続すると共に接地し、一
   方この磁気抵抗素子の各他端部は信号処理回路に接続し
   、そして前記磁気抵抗素子アレイの最外端の磁気抵抗素
   子のみは常時被検出強磁性体の非刻印部上を走査させる
   基準素子として構成し、この基準素子の出力と非検出体
   の刻印部を走査せしめる他の磁気抵抗素子の出力の差出
   力によって刻印文字を識別して検出し得るようにしたこ
   とを特徴とする刻印検出用磁気センサ。