JPH06130157A - 磁気マーカ読取識別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】励磁コイルを１個のみとし、装置周辺に強磁性
体があっても均一な交流磁界領域を確保する。 【構成】長方形の励磁コイルの長辺に相当する対向する
二つの巻線部の両端を、いずれも上方に折り曲げＵ字状
となし、磁気マーカは励磁コイルに接触することなく、
励磁コイルの長辺側の巻線間を巻線とほぼ同じ位置で通
過させ、励磁コイルと平板形検出コイルを箱型の磁性筐
体内に取り付け、この磁性筐体はベルトの一部を覆い、
その一端から他端へベルトが通り抜けるように装置全体
を構成することにより、１個の励磁コイルで均一な磁界
を確保し、磁性筐体がこの均一磁界を外部に漏洩さない
ので、装置周辺に強磁性体が存在しても、筐体内部では
磁界分布は変化することなく均一性を保つ。

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読取識
別装置の構成について、同一出願人による特開平２−２
９０５８９号公報等に記載されている。図６は磁気マー
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６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例えば非晶質の磁
性細線２を有する磁気マーカ１を取り付けた物品３が、
二つの滑車（図示を省略）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の走行とともに矢
印方向に移動する。物品３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単体を、複数
個直列に接続した検出コイル部７が、ベルト４の下方で
計測器８に接続されている。この計測器８は、検出コイ
ル部７に生じたパルス電圧列をパターン認識により識別
する機能を有するものである。

【０００３】以上のような磁気マーカ読取識別装置は、
検出コイル部７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。検出コイル部
７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、検出コイル部７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周期において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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】磁気マーカ１を磁化反
転させるには、磁性細線２の長さ方向と交流磁界の方向
を並行にする必要がある。したがって、物品３がベルト
４の任意の位置に載せられるとき、基本的に二つの励磁
コイル５の配置は、ベルト４を基準として、図６に示す
ように二つの励磁コイル５でベルト４を挟み込むか、ベ
ルト４を励磁コイル５の中心部を潜り抜けるようにして
進行させるか、ベルト４の上下方向に各励磁コイル５を
置くかの３通りである。

【０００５】しかし、物品搬送装置の構造とその設置場
所および設置方法等によっては、励磁コイル５を二つ設
置することができない場合もある。特にベルト４の上下
方向に二つの励磁コイル５を設置するのは困難なことが
多くなるので、物品搬送装置による制約を受けないため
には、交流磁界をただ一つの励磁コイル５を用いて発生
させることが望ましい。

【０００６】磁気マーカ１の磁性細線２を磁化反転させ
るとき、原理的にはその材料が持っている磁気履歴曲線
上の保磁力以上の磁界を外部から与えるのであるが、磁
化反転のときに、磁性細線２全体にかかる磁界強度の均
一性が問題である。非晶質磁性細線２全体にかかる磁界
強度が不均一になると、本来検出コイル部７に発生する
１本の電圧パルス波形が、２本のパルスに分離する現象
が生ずることがある。これら２本のパルス電圧値は、１
本のときのパルス電圧値に比べてかなり低くなる。もし
くは、発生する電圧パルスは１本であっても、均一な交
流磁界で得られる電圧値よりかなり低い値となる等の現
象が起こり、特に保磁力の大きい材料の磁性細線２にお
いてこの傾向が顕著である。パルス電圧の低下は、瞬時
値におけるＳ／Ｎ比の低下や、信頼性のある信号の取り
出しのための加算平均回数の増加等、物品識別の性能に
影響を及ぼすことになる。したがって、ただ一つの励磁
コイル５を用いたときも、均一な磁界強度が得られなけ
ればならない。

【０００７】ところで、一つの励磁コイル５により生ず
る磁界強度および磁界分布は、ビオ・サバールの法則か
ら求められ、磁界強度は励磁コイル５の位置から距離の
２乗に反比例して減衰し、また、磁界分布はある面を固
定した場合、励磁コイル５の中心軸と一致する点の磁界
強度が極小となり、励磁コイル５が構成される巻線の位
置に近づくにつれて、磁界強度は大きくなる。したがっ
て、一つの励磁コイル５を用いて、ほぼ均一な磁界強度
範囲をつくり出すには、得られる磁界均一範囲の各位置
間の距離を無視することができる程度に、励磁コイル５
と磁界均一範囲までの距離を大きくすることにより、均
一な磁界の形成が可能となる。しかしながら、このよう
な方法では、必要な領域に所望の磁界強度を得るため
に、励磁コイル５に流す電流値を非常に大きくしなけれ
ばならなず、また、実際の励磁コイル５の設置に対して
殆ど不可能である。

【０００８】また、励磁磁界の均一性は、磁気マーカ読
取識別装置を設置する場所の環境によっても影響を受け
る。例えば鉄等の強磁性体が磁界中に存在すると、その
強磁性体の近傍で磁界強度が大きくなるので、特に均一
な磁界を形成して使用する装置は、装置周辺に強磁性体
をできるだけ置かないようにするのが望ましい。しかし
ながら、磁気マーカを用いて物品の識別を行なう場合、
その装置は必ずしも均一磁界が確保される場所に設置す
ることができるとは限らない。したがって、装置周辺に
強磁性体があるなしの如何に関わらず、均一な磁界を保
つことが必要となる。

【０００９】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、磁気マーカに磁化反転を起こさせる
励磁コイルを一つとし、磁気マーカが通過する範囲で均
一な励磁磁界を形成し、装置周辺に強磁性体が存在して
も、検出部の磁界分布に影響を受けることのない磁気マ
ーカ読取識別装置を提供することにある。

【００１０】

【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読取識別装置は、長方形の励
磁コイルを１個用い、その長手方向をベルトの走行方向
に合わせ、長辺に相当する対向する二つの巻線部の両端
を、いずれも上方に折り曲げＵ字状となし、励磁コイル
と平板形検出コイルを箱型の磁性筐体内に取り付け、磁
性筐体はベルトの一部を覆い、ベルト上にある磁気マー
カは、磁性筐体の両側にあけた切り欠き部の一方から他
方へ通り抜けるうように装置全体を構成している。

【００１１】

【作用】本発明の磁気マーカ読取識別装置は以上のよう
に励磁コイルは１個で済み、全体の形状をＵ字状とする
ことにより、磁気マーカは励磁コイルの対向する二つの
巻線部間中央で、励磁コイルを折り曲げて形成された空
間部を通過させており、励磁コイルの長辺に相当する巻
線が形成する磁界は、平行電流がつくる磁界とほぼ等し
く、巻線を含む平面を中心として対称性を保ち磁界強度
が減衰する。また、磁気マーカは励磁コイルの長辺側の
巻線間を巻線とほぼ同じ位置で通過するので、通過方向
における磁界の不均一性は極めて小さい。さらに、励磁
コイルを磁性筐体内に取り付けてあるので、励磁コイル
から生ずる磁界は、殆ど筐体内を通つて外部に洩れるこ
とがないから、装置周辺に強磁性体が存在する場合で
も、筐体内部の磁界分布は変化することなく均一性を保
つことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。図
１は本発明の磁気マーカ読取識別装置の構成を示す一部
剥離模式斜視図であり、図６と共通する部分を同一符号
で表わしてある。この装置は原理的に図６に示したもの
と同じであるから、共通部分の説明と電源，計測器など
の図示は省略するが、図１に示すように、本発明の装置
は、特徴的な形状を持つ一つの励磁コイル５ａと、これ
を固定する箱型の例えば鉄製の磁性筐体９を有する点で
図６とは異なっている。

【００１３】図１において、磁気マーカ１は、磁性細線
２の軸方向が床面に垂直となるように物品３に取り付
け、物品３をベルト４上に置き、ベルト４が磁性筐体９
の両側にあけた切り欠き部の一方から他方へ通り抜ける
ように走行し、その間に励磁コイル５ａによる交流磁界
領域を通るので、その磁界により磁気マーカ１の磁束が
変化するのを、磁性筐体９内に取り付けた例えば平板形
検出コイル７から、パルス電圧列として検出することが
できる。

【００１４】励磁コイル５ａは長方形とし、長手方向が
ベルト４の走行方向となるように配置し、長辺に相当す
る対向する二つの巻線部の両端を、いずれも上方に折り
曲げ側面からみてＵ字状としてあり、磁気マーカ１は、
励磁コイル５ａの対向する二つの巻線部間の中央で、励
磁コイル５ａの両端を折り曲げて形成された空間部を、
励磁コイル５ａに接触させることなく通過させている。
このように励磁コイル５ａを折り曲げて、そこに磁気マ
ーカ１を通すことにより、磁気マーカ１に均一な磁界を
印加することができる。

【００１５】さらに励磁コイル５ａと検出コイル７を配
置した部分に、磁性筐体９をかぶせるようにしてあるの
は、外部ノイズを遮断し励磁コイル５ａを対象位置に覆
っている磁性筐体９が、均一磁界を確保する役割を持つ
からである。次に、本発明の装置における励磁コイル５
ａにより形成される磁界分布の計算結果を、図２
（ａ），（ｂ）の磁界分布図に示す。また、比較のため
に励磁コイル５ａと同じ寸法の長さと幅を持つ平板形励
磁コイル１０の磁界分布図を図３（ａ），（ｂ）に示
し、これらの図を併用参照して説明する。図２（ａ）お
よび図３（ａ）は、それぞれ励磁コイル５ａと励磁コイ
ル１０の長さ方向の中心位置における幅方向の磁界分布
を表わし、図２（ｂ），図３（ｂ）は、それぞれ励磁コ
イル５ａと励磁コイル１０の幅方向の中心位置における
長さ方向の磁界分布を表わしたものである。いずれも磁
界分布は、中心の磁界強度を４Ｏｅ（エルステッド）と
し、精度±５％内の等ポテンシャル線を１１，１２およ
び１３で示してあり、等ポテンシャル線の値は１１が４
Ｏｅ，１２が３．８Ｏｅ，１３が４．２Ｏｅである。図
２（ａ）と図３（ａ）の比較から、本発明の方が上下方
向での磁界の均一度は約３倍に拡大していることがわか
る。

【００１６】一方、長さ方向の磁界均一度は、図２
（ｂ）では折り曲げた巻線の効果により、上方向に磁界
強度が上昇しているが、同じ高さでみたとき、長さ方向
で全領域の約２／３〜３／４まで確保されることがわか
る。これに対して、図３（ｂ）の平板型励磁コイル１０
では約１／２程度である。また、同じ磁界強度を形成す
るとき、図２（ａ），（ｂ）では約３０ＡＴ（アンペア
ターン）であるのに対し、図３（ａ），（ｂ）の位置に
同じ磁界強度をつくり出すには５０ＡＴとなり、励磁コ
イルの巻数が同じ場合、平板形励磁コイル１０は、より
多くのエネルギーを必要とする。

【００１７】図４は磁性筐体９を用いたとき、装置近傍
に外部磁性体１４が存在する場合の励磁コイル５ａの磁
界分布図を示し、図５は比較のために、非磁性筐体１５
を用いて外部磁性体１４が存在する場合の励磁コイル５
ａの磁界分布図を示したものである。図４，図５ともに
励磁コイル５ａの右側に外部磁性体１４を図示してあ
り、外部磁性体１４中の矢印１６は、外部磁性体１４内
を通過する磁束密度の大きさと方向を表わしている。ま
た、両図とも１１，１２および１３は、図２（ａ），
（ｂ）や図３（ａ），（ｂ）の場合と同様ポテンシャル
線を表わす。

【００１８】図４において、外部磁性体１４は殆ど磁化
されておらず、励磁コイル５ａの磁界分布は変化してい
ない。これに対して図５では、外部磁性体１４は図４に
比べて大きく磁化され、その磁化の影響により、外部磁
性体１４に近い範囲の励磁コイル５ａは磁界強度が強め
られることが、計算結果から明らかである。即ち、磁性
筐体９を用いることの有効性が、非磁性筐体１５との比
較において顕著である。

【００１９】以上のように、励磁コイル５ａと磁性筐体
９を用いることにより、本発明の磁気マーカ読取識別装
置は、交流磁界領域を有効に活用することができ、ま
た、装置の設置場所の選択条件の制約が緩和される。

【００２０】

【発明の効果】磁気マーカを利用して物品を読み取り識
別する装置は、この装置が組み込まれる物品搬送装置の
規模や設置個所によって制約を受けるので、ただ１個の
励磁コイルを用いて均一な磁界を発生させることが望ま
しく、これに対してなされた本発明の装置は、実施例で
述べたように、励磁コイルの長辺を折り曲げることによ
り、励磁コイルに接触することなく磁気マーカを走行さ
せることができる。このことから、励磁コイルがつくる
磁界の均一性を確保し、その最大磁界領域を得るために
必要とする供給エネルギーを最小とすることが可能であ
る。また磁性筐体を用いることにより、励磁コイルの磁
界は殆どが磁性筐体内を通るので、装置周辺に強磁性体
が存在しても、励磁コイルの磁界分布に与える影響を無
視することができ、装置自体の設置場所に対する制約が
少なくて済むという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の構成を示す一部剥離模式斜視図

【図２】本発明の装置における励磁コイルの（ａ）は幅
方向、（ｂ）は長さ方向を表わすそれぞれ計算で求めた
磁界分布図

【図３】従来の装置における励磁コイルの（ａ）は幅方
向、（ｂ）は長さ方向を表わすそれぞれ計算で求めた磁
界分布図

【図４】磁性筐体を用いたときの本発明による励磁コイ
ルの計算で求めた磁界分布図

【図５】非磁性筐体を用いたときの本発明による励磁コ
イルの計算で求めた磁界分布図

【図６】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

【符号の説明】

１ 磁気マーカ ２ 非晶質磁性細線 ３ 物品 ４ ベルト ５ 励磁コイル ５ａ 励磁コイル ６ 交流発振器 ７ 平板形検出コイル７ 検出コイル部 ８ 計測器 ９ 磁性筐体 １０ 平板形励磁コイル １１ 等ポテンシャル線 １２ 等ポテンシャル線 １３ 等ポテンシャル線 １４ 外部磁性体 １５ 非磁性筐体 １６ 磁束密度

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の磁性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領域を通過さ
   せ、磁気マーカの磁束変化で生ずるパルス電圧を交流磁
   界領域に設けた検出コイルによって取り出す磁気マーカ
   読取識別装置であって、長方形の長手方向をベルトの走
   行方向に合わせ、長辺に相当する対向する二つの巻線部
   の両端を、いずれも上方に折り曲げＵ字状にした一つの
   励磁コイルと、この励磁コイルを取り付けてベルトの所
   定の個所を覆い、両側面にあけた切り欠き部の一方から
   他方へ抜けてベルトが走行する箱型の磁性筐体とを有す
   ることを特徴とする磁気マーカ読取識別装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、磁気マーカ
   は励磁コイルの対向する二つの巻線部間中央で、励磁コ
   イルを折り曲げて形成された空間部の巻線部とほぼ同位
   置を通過させることを特徴とする磁気マーカ読取識別装
   置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の装置において、平
   板形検出コイルを励磁コイルに対向させ磁性筐体内に設
   けたことを特徴とする磁気マーカ読取識別装置。