JPH0589307A - 磁気マーカの読取識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】励磁磁界による高次成分の誘導起電圧を低減す
ることが可能なソレノイド状検出コイルを構成する。 【構成】検出コイル連結体を形成している検出コイル単
体に挿入する磁性体コアを、検出コイル単体の長さより
短くし、これを複数本用いて各検出コイル単体を構成
し、複数本のコアの全長は、少なくともコイル巻枠の捲
線部の長さとし、隣り合う各コア同士の間に非磁性体を
介在させて空隙を形成することにより、コア内に発生す
る減磁界が大きくなり、検出コイル単体に生ずる励磁磁
界による誘導起電圧は低下するので、磁気マーカから検
出されるパルス判定の精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物品の種類、数量等を識
別するために、その物品に取り付ける磁気マーカの読取
識別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】物品に取り付けた磁気マーカから、その
物品の種類や数量等の情報を読み取る磁気マーカの読取
識別装置の構成と、この装置に使用される検出コイルに
ついて、同一出願人による特開平２−２９０５８９号公
報，特開平３−４１３８７号公報，特願平２−３１８３
０３号等に記載されている。

【０００３】さらに本発明者は特願平３−７０７００号
により磁気マーカの読取識別装置を出願中である。図２
はその磁気マーカの読取識別装置の構成と作動を説明す
るための模式図である。図２において、保磁力の異なる
角形磁気履歴特性または磁束跳躍特性を持つ複数本の非
晶質磁性細線や薄帯からなる磁気マーカ１を取り付けた
物品２が、図示を省略した二つの滑車に張られているベ
ルト４上に載せられ、滑車の回転によるベルト４上の走
行とともに矢印方向に移動する。物品２がベルト４によ
って搬送される区間の所定の位置に、交流磁界を発生す
る二つの励磁コイル５が交流発振器６に接続されて設置
され、交流磁界により生ずる磁気マーカ１の磁化反転に
伴なう磁束変化を誘導起電圧として検出する検出コイル
連結体７が、ベルト４の下方で計測器８に接続されてい
る。検出コイル連結体７はソレノイド状の検出コイル単
体７ａを複数本直列に接続した検出コイル列７ｂをさら
に直列に複数列接続したものである。検出コイル列７ｂ
は長さ方向の寸法をを少なくともベルト４の幅寸法と
し、巻線部もベルト４の幅寸法以上に亘るように、連続
的に巻き込み、検出コイル連結体７のコイル長方向がベ
ルト４の主面と平行で、走行方向に対して角度を持たせ
ている。計測器８は検出コイル連結体７のいずれかの検
出コイル単体７ａに生じたパルス電圧列をパターン認識
で識別する機能を有するものである。図３では検出コイ
ル列７ｂの長手方向がベルト４の主面に直角に配置され
ているが、これはその方が検出コイル単体７ａに生ずる
出力電圧が大きくなるからである。

【０００４】励磁コイル５はベルト４の幅方向にベルト
４を挟んでその両側に１個づつ設置されており、各励磁
コイル５間のベルト４の幅方向に均一な磁界強度が得ら
れ、各励磁コイル５から発生する磁界の方向と位相が同
じになるように、交流発振器６から電流が供給される。

【０００５】この装置では、ソレノイド状の検出コイル
単体７ａを複数本配列した連結体７を用いると、物品２
に取り付けた磁気マーカ１が、ベルト４の幅方向に対し
ていかなる位置に置かれていても、検出コイル連結体７
のいずれかの端子電圧のみをモニタするだけで、パルス
出力を検出することができる。また、検出コイル単体７
ａは、空心もしくはコア入りのいずれを用いても、基本
的な機能については同等であるが、コア入りを使用した
場合は、空心に比べてパルス出力は３倍程度増加する。
したがって、一般にコア入りを用いることが多い。図３
は検出コイル単体７ａを示す模式断面図であり、検出コ
イル単体７ａは、中空の非磁性体の巻枠９に巻線１０を
巻き込み、少なくとも巻枠９と同じ長さを持つ例えばフ
ェライトなどの磁性体のコア１１を、巻枠９の中空部に
挿入することにより、構成してある。コイル長Ｌ１は物
品２を搬送するベルト４の幅寸法にほぼ等しい。

【０００６】以上のような磁気マーカの読取識別装置
は、検出コイル単体７ａからのパルス電圧列を複数回読
み取り、計測器８において加算平均を行っている。検出
コイル単体７ａからの電圧には、磁気マーカ１の磁化反
転により生ずる誘導起電圧のほかに、外乱ノイズ，ホワ
イトノイズなどのノイズが含まれており、１回の計測だ
けでは誘導起電圧とノイズとの判別が困難な場合もあ
る。時間に対して周期性のないノイズは、加算平均する
ことによりノイズ電圧を低下させ、Ｓ／Ｎ比を上げるこ
とができる。また、検出コイル単体７ａに発生するパル
ス電圧列は交流磁界１周期の間に１／４周期と３／４周
期に２回発生する。交流磁界が０となるタイミングをパ
ルス発生時刻の原点とすると、地磁気の影響によりパル
ス発生時刻がそれぞれ異なってくる。このようなパルス
電圧列を加算平均すると真のパルス数以上のパルス電圧
列となり、読取識別のエラーの原因になる。したがっ
て、この装置では、いずれか一方の時間でのみサンプリ
ングを行なっている。

【０００７】ところで、前述のように、検出コイル単体
７ａ端で検出される誘導起電圧は、磁気マーカ１を磁化
反転させる励磁磁界の誘導起電圧のほかに、外乱ノイ
ズ，ホワイトノイズなどが含まれており、これらが混在
した電圧から磁気マーカ１による誘導起電圧を取り出す
ために、次の操作を行なっている。励磁磁界の誘導起電
圧は、交流電圧として検出され、その基本周波数は交流
発振器６が供給する電力の周波数一致している。したが
って、励磁磁界の誘導起電圧の除去はフィルタ回路によ
り行なっている。ノイズは基本的に周期性を持っていな
いため、フィルタを通過した後の電圧を加算平均するこ
とにより、低減させることができる。この操作によりよ
り、磁気マーカ１からのパルス状誘導起電圧を取り出し
ている。前述のＳ／Ｎ比を上げるための加算平均の回数
は、磁気マーカ１からの誘導起電圧とノイズ電圧の電圧
比と関係があり、Ｓ／Ｎ比が大きい場合は、必然的に加
算平均回数を減らすことができる。この加算平均回数は
磁気マーカ１を用いた読取識別装置の場合、物品２の搬
送速度に影響を与え、加算平均回数が少ない程、物品搬
送速度を上げることができる。したがって、磁気マーカ
１からの誘導起電圧値は、この装置の性能を左右する基
本特性の一つであり、磁気マーカ１からの誘導起電圧値
を大きくすることが重要である。

【０００８】検出コイル単体７ａ端に生ずる誘導起電圧
の大きさは、ファラデーの電磁誘導の式が示すように、
次の三つの要件のいずれかにより決まる。 検出コイル単体７ａの単位長さ当たりの巻線の巻き
数 検出コイル単体７ａに鎖交する磁束量 鎖交する磁束量の時間変化 このことから、磁気マーカ１による誘導起電圧を大きく
するには、基本的に以上の三つの要件のうちいずれか一
つを大きくすることにより可能である。

【０００９】しかし、三つの要件のうち、の検出コイ
ル単体７ａの単位長さ当たりの巻線の巻き数を増加させ
るのは、必ずしも巻き数に比例して誘導起電圧は上昇し
ない傾向にある。また、の検出コイル単体７ａに鎖交
する磁束量の時間変化率は、磁気マーカ１を構成する磁
性材料の磁化反転速度に依存しているから、材料特性に
よりこの値は決まってしまう。したがって、の検出コ
イル単体７ａに鎖交する磁束量を増加させる方法、とく
にコア１１にフェライトなどの高透磁率、高抵抗率の磁
性体を用いる方法をとるのがよい。この磁性体に外部か
ら磁界を印加すると、磁性体表面にＮおよびＳの磁極が
発生し、これにより磁性体内部には減磁界が生ずる。こ
の減磁界は磁性体内を通過する磁界強度を減少させるよ
うに働くため、結果として磁性体によって生ずる磁束密
度も減少することになる。この減磁界は磁性体の形状に
よって一意的に決まり、棒状の磁性体の場合、磁極が発
生する二つの面の距離が大きい程、減磁界の強度は小さ
くなる。検出コイル単体７ａのように、磁性体コア１１
を用いて誘導起電圧を検出するには、コア１１の棒状磁
性体の形状を長くする方が誘導起電圧値は大きくなる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、磁気マ
ーカ１による誘導起電圧を大きくすることに関して、コ
ア１１の棒状磁性体の形状を長くするには次のような問
題がある。それは、磁気マーカ１による誘導起電圧値の
増加とともに、励磁磁界による誘導起電圧値も同時に増
加することである。前述のように、励磁磁界による誘導
起電圧は、フィルタ回路により、その基本周波数成分を
取り除くことは可能であるが、励磁電流に含まれる高次
成分の誘導起電圧が磁気マーカ１のパルス状誘導起電圧
とともに検出される。この高次成分の誘導起電圧値は、
コア１１の磁性体の長さが大きくなるとともに増加し、
その振幅値がパルス電圧値と同程度となることがあるの
で、高次成分の誘導起電圧をパルス電圧とする誤判断を
起こす。パルス電圧は、この高次成分の誘導起電圧に重
畳しているため、パルス電圧が高次成分の誘導起電圧の
負の振幅部に発生した場合、測定されるパルス電圧値
は、本来のパルス電圧に比べて小さい値となる。高次成
分の誘導起電圧は、フィルタ回路のカットオフ周波数を
大きくして低減することはできるが、磁気マーカ１から
のパルス電圧に含まれる電圧周波数成分も同時にカット
されるので、パルス電圧値も低下するという問題が生ず
る。

【００１１】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、励磁磁界による高次成分の誘導起電
圧を低減することが可能なソレノイド状検出コイルを有
する磁気マーカの読取識別装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の磁気マーカの読取識別装置は、検出コイル
連結体を形成している検出コイル単体の巻枠に挿入する
磁性体コアとして、検出コイル単体の長さより短いもの
を複数本用いて各検出コイル単体を構成し、複数本のコ
アの全長は、少なくともコイル巻枠の捲線部の長さと
し、隣り合う各コア同士の間に空隙を形成して、その空
隙は非磁性体を介在させることにより確保する。

【００１３】

【作用】本発明の磁気マーカの読取識別装置は、検出コ
イル単体を以上のように構成することにより、検出コイ
ル単体の長さと同じ長さの１本のコアを用いる場合に比
べて、コア内に発生する減磁界は大きくなり、検出コイ
ル単体に生ずる励磁磁界による誘導起電圧は低下する。
また、コア面にはにはそれぞれＮ，Ｓの磁極が同じ方向
に生ずるが、隣り同士のコア間では磁極は異極であっ
て、互いに表面に発生する磁化の大きさを打ち消し合う
ので、各コア内に生ずる減磁界は、それぞれ単独のとき
より小さくなり、磁気マーカによる誘導起電圧は、個々
のコア単独で検出される電圧値よりも大きくなる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。本
発明の磁気マーカの読取識別装置は、基本的に図２に示
したものと同じであるから図示を省略し、ここでは、本
発明の装置に用いる検出コイル単体７ａの模式断面図を
図１に示し、図３と共通部分を同一符号で表わす。図１
に示すように、本発明による検出コイル単体７ａも、基
本的構成は図３と同じであり、中空の非磁性体の巻枠９
に巻線１０を巻き込んであるが、図３と異なる点は、巻
枠９に挿入する例えばフェライトなどの磁性体のコア
は、全長が一体となっている棒状体を１本だけ挿入する
のではなく、コイル長Ｌ１より短い長さＬ２を有するコ
ア１１ａを複数本挿入していることである。その他のコ
ア１１ａについては、符号による長さの表示を省略す
る。そして複数本のコア１１ａは巻枠９の中空部におい
て、互いに隣り合うコア１１ａ同士の間に、所定間隔の
空隙を持たせるようにしてある。この空隙を確保するた
めに、コア１１ａを巻枠９の中空部に挿入する際、厚さ
が空隙距離に等しい非磁性材料で作製したスペーサ１２
を、コア１１ａ同士の間に置くようにして、検出コイル
単体７ａ全体を作製する。

【００１５】以上のように構成した検出コイル単体７ａ
は、ただ１本のコア１１を用いた場合に比べて、空隙を
設けることによって減磁界が大きくなり、励磁磁界によ
る誘導起電圧を低下させることができる。

【００１６】

【発明の効果】磁気マーカの読取識別装置は、複数本の
磁性細線からなる磁気マーカを取り付けた物品をベルト
に載せて交流磁界帯域を通過させ、そのとき磁気マーカ
に生ずる磁束変化を誘導起電圧として検出コイルから取
り出し、磁気マーカ即ち物品の種類や数量を識別するも
のであり、複数個のコア入りソレノイド状検出コイル単
体を直列に接続した検出コイル列を、さらに複数列直列
に接続した検出コイル連結体を形成しているが、磁気マ
ーカから検出される励磁磁界による高次成分の誘導起電
圧を小さくしなければならない。これに対して本発明で
は、検出コイル単体に挿入する磁性体コアについて、検
出コイル単体の長さより短いもの複数本を用い、これら
を巻枠の中空部に挿入して各検出コイル単体を構成し、
隣り合う各コア同士の間に非磁性体を介在させて必要な
空隙を保つようにしたために、この空隙により減磁界が
大きくなるので、励磁磁界による高次成分の誘導起電圧
を小さくすることができる。したがって、磁気マーカか
らの誘導起電圧をパルス判定するとき、上記の高次成分
の誘導起電圧をパルス電圧と誤判断することなく、パル
ス判定に対する信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置に用いる検出コイル単体の模式断
面図

【図２】本発明者が出願中の磁気マーカの読取識別装置
の構成を示す模式図

【図３】本発明者が出願中の磁気マーカの読取識別装置
の検出コイル単体の模式断面図

【符号の説明】

１ 磁気マーカ ２ 物品 ４ ベルト ５ 励磁コイル ６ 交流発振器７ 検出コイル連結体 ７ａ 検出コイル単体 ７ｂ 検出コイル列 ８ 計測器 ９ 巻枠 １０ 巻線 １１ コア １１ａ コア １２ スペーサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の磁性薄帯または細線を磁気マーカ
   としてこれらを長手方向に並列に取り付けた物品をベル
   トに載せて走行中に励磁コイルから発生する交流磁界帯
   域を通過させ、磁気マーカの磁束変化で生ずるパルス電
   圧を交流磁界帯域に設けた検出コイルによって取り出す
   磁気マーカの読取識別装置であって、複数個のソレノイ
   ド状検出コイル単体をベルト幅方向に直列に接続した検
   出コイル列を、ベルト進行方向に複数列直列に接続して
   なる検出コイル連結体を備え、各検出コイル単体は、巻
   線の巻枠中空部に所定間隔の空隙を保つ複数個の磁性体
   コアを内蔵することを特徴とする磁気マーカの読取識別
   装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の磁気マーカの読取識別装置
   において、複数個のコアの全長を少なくとも巻枠の捲線
   部の長さとすることを特徴とする磁気マーカの読取識別
   装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の磁気マーカの読取
   識別装置において、各コア間に非磁性体のスペーサを介
   在させることにより空隙を形成することを特徴とする磁
   気マーカの読取識別装置。