JPH11175793A - Surface shape detection sensor - Google Patents

Surface shape detection sensor

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JPH11175793A
JPH11175793A JP34681097A JP34681097A JPH11175793A JP H11175793 A JPH11175793 A JP H11175793A JP 34681097 A JP34681097 A JP 34681097A JP 34681097 A JP34681097 A JP 34681097A JP H11175793 A JPH11175793 A JP H11175793A
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JP
Japan
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rod
coil
shaped core
core
detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP34681097A
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Japanese (ja)
Inventor
Eikichi Ariga
英吉 有賀
Mitsuo Yokozawa
満雄 横沢
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Nidec Sankyo Corp
Original Assignee
Nidec Sankyo Corp
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Publication date
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Publication of JPH11175793A publication Critical patent/JPH11175793A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely detect the surface shape of a body to be measured without contact. SOLUTION: The tip of a rod type core 3 is arranged so as to move while facing the surface of an uneven body 10 to be measured in a magnetic field produced by an exciting coil 6, while the rod type core 3 is provided with a detection coil 5 for detecting magnetic flux variation generated due to the uneven shape of the body 10 be measured. The sensor sensitivity is improved by providing at different positions a step part 17 as a fitting support for the exciting coil 6 fitted surrounding the rod type core 3 and a groove 16 as a fitting support for the detection coil 5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、表面形状検出用セ
ンサに関する。更に詳述すると、本発明は、磁束の変化
に基づいて非接触で被測定物の表面の凹凸形状を検出す
る表面形状検出用センサに関するものである。
The present invention relates to a sensor for detecting a surface shape. More specifically, the present invention relates to a surface shape detection sensor that detects unevenness on the surface of an object to be measured in a non-contact manner based on a change in magnetic flux.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、被測定物の表面の凹凸形状を精密
に測定することができ、しかも簡単な構造且つ安価なも
のとしては、ダイヤルゲージがある。しかしながら、こ
のダイヤルゲージは被測定物を固定し且つ測定子を凹凸
面に接触させて測定を行うものであるため、その測定に
長時間を要してしまう。このため、瞬間的に被測定物の
表面の凹凸形状を検出することは困難であり、移動する
被測定物の表面の凹凸形状を次々に検出する用途には適
用することができなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a dial gauge that can accurately measure the uneven shape of the surface of an object to be measured, has a simple structure and is inexpensive. However, since the dial gauge measures the object by fixing the object to be measured and bringing the probe into contact with the uneven surface, the measurement takes a long time. For this reason, it is difficult to instantaneously detect the uneven shape of the surface of the object to be measured, and it cannot be applied to the application of detecting the uneven shape of the surface of the moving object one after another.

【0003】このように、簡単な構造且つ安価なもの
で、次々に被測定物の表面の凹凸形状を非接触で検出し
得る装置類が存在しなかったため、例えば自動販売機に
組み込まれた硬貨識別装置等では、複数のセンサ類を備
えることで投入硬貨に対する様々な種類のデータを収集
して硬貨の種類や真偽についての判別を行っている。こ
こで、硬貨識別装置に設置されるセンサ類の一つとし
て、渦電流型センサがある。この渦電流型センサは硬貨
通路に対向して設置され、硬貨通過時の磁束変化を電気
的に検出するものである。即ち、硬貨の材質や厚さによ
って抵抗率が異なるために、各硬貨毎に渦電流損失が異
なる。かかる渦電流損失による磁束の変化を渦電流型セ
ンサは電気的に検出して出力する。したがって、硬貨判
別装置は、渦電流型センサの検出出力の変化に基づいて
投入された硬貨の材質、厚み、直径等を判断し、さらに
は他のセンサ類の検出出力に基づいたデータをも判断
し、これらの結果を予め記憶しているデータと対比する
ことで投入された硬貨の種類や真偽の判別を行ってい
る。
[0003] As described above, there has been no device that has a simple structure and is inexpensive and can successively detect irregularities on the surface of the object to be measured in a non-contact manner. An identification device or the like includes a plurality of sensors to collect various types of data on inserted coins and determine the type and authenticity of coins. Here, there is an eddy current sensor as one of the sensors installed in the coin identification device. The eddy current sensor is installed to face the coin passage, and electrically detects a change in magnetic flux when the coin passes. That is, since the resistivity differs depending on the material and thickness of the coin, the eddy current loss differs for each coin. The eddy current sensor electrically detects the change of the magnetic flux due to the eddy current loss and outputs it. Therefore, the coin discriminating device judges the material, thickness, diameter, etc. of the inserted coin based on the change in the detection output of the eddy current sensor, and also judges data based on the detection output of other sensors. By comparing these results with data stored in advance, the type and authenticity of the inserted coin are determined.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
被測定物の表面の凹凸形状を非接触で検出することがで
き、しかも構造が簡単で安価な表面形状検出装置の開発
が要請されている。例えば、自動販売機等に組み込む硬
貨識別装置等については、硬貨の変造・偽造がより精巧
に成りつつある現状では、硬貨の表面に付されている複
雑で細かい凹凸形状に基づいて硬貨の種類や真偽を判別
したいとの要請がある。
However, in recent years,
There is a demand for the development of an inexpensive surface shape detection device that can detect the uneven shape of the surface of the object to be measured in a non-contact manner and has a simple structure. For example, with regard to coin identification devices incorporated in vending machines, etc., in the current situation where forgery and forgery of coins are becoming more sophisticated, the type and type of coin based on the complex and fine irregularities attached to the surface of the coin There is a request to determine the authenticity.

【0005】ここで、表面の凹凸形状を非接触で検出す
る方法として、CCDカメラで撮り込んだ画像を処理す
る方法や、半導体レーザを凹凸面に照射してその反射光
をフォトダイオード等で取り込む方法等がある。しかし
ながら、これらの方法では凹凸面の錆や汚れ等が千差万
別であることから識別の障害となり、また、硬貨表面の
凹凸形状を検出するために凹凸形状専用の高価な装置類
を別個に設置することになるので製造コストの増加及び
装置の大型化を招き妥当でない。さらに、CCDカメラ
で画像を撮り込む方法では、凹凸形状を平面的な画像デ
ータとして処理するので、例えば本物の硬貨の写真が貼
られた偽物硬貨を区別することができない。一方、光学
的に凹凸情報を得易くするために周辺から浅い角度で光
を照射する場合には、中心部が窪んでいると反射光が得
難くて陰になり孔があると誤認する虞がある。したがっ
て、硬貨識別装置等では、従来から備えていた材質等を
検出する既存のセンサを発展させて硬貨表面の凹凸形状
の非接触の検出を可能にし、硬貨の材質等のデータと一
緒に硬貨表面の凹凸形状に関するデータを得ることがで
きれば便宜である。
Here, as a method for detecting the unevenness of the surface in a non-contact manner, a method of processing an image taken by a CCD camera or a method of irradiating a semiconductor laser onto the uneven surface and capturing the reflected light by a photodiode or the like. There are methods. However, in these methods, the rust and dirt on the uneven surface are all different, which is an obstacle to identification, and expensive devices dedicated to the uneven shape are separately provided to detect the uneven shape of the coin surface. Since it is installed, the production cost is increased and the size of the apparatus is increased, which is not appropriate. Furthermore, in the method of capturing an image with a CCD camera, the uneven shape is processed as planar image data, so that it is impossible to distinguish a fake coin on which a photograph of a real coin is attached, for example. On the other hand, when irradiating light at a shallow angle from the periphery to make it easier to obtain unevenness information optically, if the central part is depressed, it is difficult to obtain reflected light, and there is a danger that it may be mistaken for a hole and a hole may be mistaken. is there. Therefore, in the coin identification device and the like, the existing sensor for detecting the material and the like which has been conventionally provided is developed to enable non-contact detection of the uneven shape of the coin surface, and the coin surface and the data of the coin material and the like are used together. If it is possible to obtain data on the uneven shape, it is convenient.

【0006】そして、かかる表面形状検出センサの開発
は、硬貨識別の用途に限らず他の用途でも要請されてい
る。
The development of such a surface shape detection sensor is required not only for coin identification but also for other applications.

【0007】本発明は、被測定物の表面の凹凸形状を非
接触で検出することが可能で感度が良く、簡単な構造で
安価に製造可能な表面形状検出用センサを提供すること
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a surface shape detecting sensor which can detect irregularities on the surface of an object to be measured in a non-contact manner, has good sensitivity, has a simple structure, and can be manufactured at low cost. I do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに請求項1記載の発明は、励磁コイルにより発生する
磁界中において棒状コアの先端を凹凸のある被測定物表
面に相対移動可能に対向させるとともに、棒状コアに被
測定物の凹凸形状に起因して発生する磁束変化を検出す
るための検出コイルを設けてなる表面形状検出用センサ
であって、棒状コアを囲むように取り付けられる励磁コ
イルの取付用支持部と検出コイルの取付用支持部とを異
なる位置に設けてなるものである。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the tip of a rod-shaped core is movably opposed to an uneven surface of an object to be measured in a magnetic field generated by an exciting coil. A surface shape detection sensor comprising a rod-shaped core and a detection coil for detecting a magnetic flux change generated due to the uneven shape of the object to be measured, wherein the excitation coil is mounted so as to surround the rod-shaped core. And the mounting support for the detection coil are provided at different positions.

【0009】検出センサ部の出力は棒状コアの先端が対
向する被測定物の表面の凹凸形状に応じて変化するの
で、棒状コアを被測定物に対して相対的に移動させた場
合の検出センサ部の出力の変化によって被測定物の表面
の凹凸形状を検出することできる。励磁コイルの取付用
支持部と検出コイルの取付用支持部とを異なる位置に設
けてこれらのコイルを別々の位置に配置しているので、
これらのコイルを同じ位置に重ねて配置した場合に比べ
て検出コイルの出力は大きく変化する。即ち、検出コイ
ルの出力の変化率を大きくすることができる。
Since the output of the detection sensor section changes in accordance with the uneven shape of the surface of the object to be measured, the tip of the rod-shaped core is detected when the rod-shaped core is moved relative to the object to be measured. The uneven shape of the surface of the object to be measured can be detected by a change in the output of the section. Since the mounting support for the excitation coil and the support for mounting the detection coil are provided at different positions and these coils are arranged at different positions,
The output of the detection coil greatly changes as compared with a case where these coils are arranged at the same position. That is, the rate of change of the output of the detection coil can be increased.

【0010】また、請求項2記載の表面形状検出用セン
サでは、各取付用支持部の異なる位置は、棒状コアを中
心とする半径方向であるか、又は棒状コアの長さ方向に
異なる位置である。したがって、検出コイル及び励磁コ
イルを各取付支持部に設置すると、これら検出コイル及
び励磁コイルとが棒状コアを中心とする半径方向又は棒
状コアの長さ方向に離れて配置される。
Further, in the surface shape detecting sensor according to the second aspect, the different positions of the respective mounting supporting portions may be radial directions centering on the rod core or different positions in the length direction of the rod core. is there. Therefore, when the detection coil and the excitation coil are installed on each mounting support, the detection coil and the excitation coil are arranged apart from each other in the radial direction around the rod core or in the length direction of the rod core.

【0011】また、請求項3記載の表面形状検出用セン
サは、棒状コアを間に挟んだ両側に磁束通路形成用の補
助コアを配設し、検出コイルを棒状コアに巻回すると共
に補助コアに励磁コイルを巻回したものである。したが
って、検出コイルの設けられている棒状コアとは別に補
助コアが形成されることになり、この補助コアに被測定
物が通過する磁界を発生させる励磁コイルを巻回するこ
とで当該励磁コイルと検出コイルとを離して配置するこ
とができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a sensor for detecting a surface shape, wherein auxiliary cores for forming a magnetic flux path are disposed on both sides of the rod-shaped core, and a detection coil is wound around the rod-shaped core and the auxiliary core is provided. In which an exciting coil is wound. Therefore, an auxiliary core is formed separately from the rod-shaped core provided with the detection coil. By winding an excitation coil for generating a magnetic field through which the object to be measured passes around the auxiliary core, the auxiliary coil is formed. It can be arranged apart from the detection coil.

【0012】また、請求項4記載の表面形状検出用セン
サは、丸棒状を成す棒状コアの周囲に円筒形状を成す磁
束通路形成用の補助コアを配設し、検出コイルを棒状コ
アに巻回すると共に補助コアに励磁コイルを巻回したも
のである。したがって、棒状コア及び補助コアの横断面
の輪郭が円形になり、被測定物と各コアとの相対移動方
向が360度いずれの方向であっても同様に被測定物の
表面の凹凸形状を測定することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a sensor for detecting a surface shape, wherein an auxiliary core for forming a magnetic flux path having a cylindrical shape is disposed around a rod-shaped core having a round bar shape, and a detection coil is wound around the rod-shaped core. And an exciting coil wound around the auxiliary core. Therefore, the profile of the cross section of the rod-shaped core and the auxiliary core is circular, and the uneven shape of the surface of the object to be measured is similarly measured regardless of the direction in which the relative movement between the object to be measured and each core is 360 degrees. can do.

【0013】また、請求項5記載の表面形状検出用セン
サは、棒状コアと補助コアとを一体のコア体より構成
し、棒状コアと補助コアとの間に検出コイル設置用溝を
形成する一方補助コアの外側に励磁コイル設置用段部を
形成したものである。したがって、検出コイル設置用溝
が検出コイルの取付用支持部となり、励磁コイル設置用
段部が励磁コイルの取付用支持部となる。即ち、各コイ
ルが補助コアを挟んだ離れた位置に配置される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a sensor for detecting a surface shape, wherein a rod-shaped core and an auxiliary core are formed as an integral core body, and a detection coil installation groove is formed between the rod-shaped core and the auxiliary core. An excitation coil installation step is formed outside the auxiliary core. Therefore, the detection coil installation groove serves as a detection coil attachment support, and the excitation coil installation step serves as an excitation coil attachment support. That is, each coil is arranged at a position apart from the auxiliary core.

【0014】また、請求項6記載の表面形状検出用セン
サは、励磁コイルには高周波信号が印加されるものであ
る。したがって、被測定物を貫く磁束が高周波信号の周
波数に対応する短時間周期で変化し、細かい凹凸形状の
検出が可能になる。
In the surface shape detecting sensor according to the present invention, a high-frequency signal is applied to the exciting coil. Therefore, the magnetic flux penetrating the DUT changes in a short period corresponding to the frequency of the high-frequency signal, and it is possible to detect fine irregularities.

【0015】さらに、請求項7記載の表面形状検出用セ
ンサは、被測定物は硬貨であり、棒状コアの先端の相対
移動方向に関する先端の幅は2mm以下としたものであ
る。検出センサ部は棒状コアの先端に影響する磁束の変
化を検出するので、棒状コアの先端面の大きさによって
センサの分解能が決定される。硬貨の表面には細かい凹
凸形状が形成されているが、棒状コアの先端の相対移動
方向に関する幅を2mm以下にすることで、硬貨の判別
に要求される分解能で硬貨表面の凹凸形状を検出するこ
とができる。
Further, in the surface shape detecting sensor according to the present invention, the object to be measured is a coin, and the width of the tip in the relative movement direction of the tip of the rod-shaped core is 2 mm or less. Since the detection sensor unit detects a change in magnetic flux affecting the tip of the rod-shaped core, the resolution of the sensor is determined by the size of the tip surface of the rod-shaped core. The surface of the coin has fine irregularities, but the width of the tip of the rod-shaped core in the relative movement direction is set to 2 mm or less, so that the irregularities on the coin surface can be detected with the resolution required for discriminating coins. be able to.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
最良の形態に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail based on the best mode shown in the drawings.

【0017】図1に、本発明を適用した表面形状検出用
センサの実施形態の一例を示す。この表面形状検出用セ
ンサ1は、励磁コイル6により発生する磁界中において
棒状コア3の先端を凹凸のある被測定物10の表面に相
対移動可能に対向させるとともに、棒状コア3に被測定
物10の凹凸形状に起因して発生する磁束変化を検出す
るための検出コイル5を設け、棒状コア3を囲むように
取り付けられる励磁コイル6の取付用支持部と検出コイ
ル5の取付用支持部とを異なる位置に設けている。
FIG. 1 shows an example of an embodiment of a surface shape detecting sensor to which the present invention is applied. The surface shape detecting sensor 1 has the tip of the rod-shaped core 3 movably opposed to the surface of the uneven object 10 in the magnetic field generated by the exciting coil 6, and the rod-shaped core 3 A detection coil 5 for detecting a change in magnetic flux generated due to the uneven shape of the coil is provided, and a mounting support for the excitation coil 6 and a mounting support for the detection coil 5 are mounted so as to surround the rod-shaped core 3. They are provided at different positions.

【0018】棒状コア3を間に挟んだ両側には磁束通路
形成用の補助コア7が配設されており、これら棒状コア
3と2本の補助コア7は一体のコア体2より構成されて
いる。棒状コア3と各補助コア7との間には検出コイル
5の取付用支持部である検出コイル設置用溝16が形成
される一方、各補助コア7の外側には励磁コイル6の取
付用支持部である励磁コイル設置用段部17が形成され
ている。即ち、各コイル5,6の取付用支持部は、棒状
コア3を中心とする半径方向に異なった位置に設けられ
ている。
Auxiliary cores 7 for forming a magnetic flux path are disposed on both sides of the rod-shaped core 3 therebetween. The rod-shaped core 3 and the two auxiliary cores 7 are constituted by an integral core body 2. I have. Between the rod-shaped core 3 and each auxiliary core 7, a detection coil installation groove 16 which is a support portion for mounting the detection coil 5 is formed, and outside the auxiliary core 7, a support for mounting the excitation coil 6 is provided. An exciting coil installation step 17 is formed. That is, the mounting supporting portions of the coils 5 and 6 are provided at different positions in the radial direction around the rod-shaped core 3.

【0019】検出コイル設置用溝16の底部16aと励
磁コイル設置用段部17との棒状コア3の先端からの各
間隔L3,L4は異なっている。換言すると、検出コイ
ル設置用溝16の底部16aと励磁コイル設置用段部1
7とは、段違いに形成されている。本実施形態では、励
磁コイル設置用段部17に比べて検出コイル設置用溝1
6の底部16aを棒状コア3の先端に近づけて形成して
いる。したがって、検出コイル5を検出コイル設置用溝
16に設置すると当該コイル5は棒状コア3に巻回され
ることになり、励磁コイル6を励磁コイル設置用段部1
7に設置すると当該コイル6は補助コア7に巻回される
ことになり、幅Tの励磁コイル6に対して検出コイル5
は距離tだけ棒状コア3の先端側に突出し、棒状コア3
の先端から励磁コイル6までの間隔L1と棒状コア3の
先端から検出コイル5までの間隔L2とを異ならす。
The distances L3, L4 between the bottom 16a of the detection coil installation groove 16 and the excitation coil installation step 17 from the tip of the rod-shaped core 3 are different. In other words, the bottom 16a of the detection coil installation groove 16 and the excitation coil installation step 1
7 is formed differently. In the present embodiment, the detection coil installation groove 1 is smaller than the excitation coil installation step 17.
6 is formed near the tip of the rod-shaped core 3. Therefore, when the detection coil 5 is installed in the detection coil installation groove 16, the coil 5 is wound around the rod-shaped core 3, and the excitation coil 6 is connected to the excitation coil installation step 1.
7, the coil 6 is wound around the auxiliary core 7.
Protrudes toward the tip end of the rod-shaped core 3 by a distance t, and the rod-shaped core 3
The distance L1 from the tip of the rod-shaped core 3 to the excitation coil 6 is different from the distance L2 from the tip of the rod-shaped core 3 to the detection coil 5.

【0020】いま、被測定物10の相対移動方向が図中
矢印方向であったとすると、棒状コア3の先端面3aの
当該移動方向に関する幅w、即ち棒状コア3の先端面3
aの四辺のうち当該相対移動方向に沿う二辺の長さw
は、検出しようとする凹凸形状の幅よりも小さく設定さ
れる。例えば被測定物10が硬貨の場合には、硬貨10
の表面の凹凸形状の幅よりも小さな値、例えば2mm以
下の値に設定する。幅wが2mmよりも大きくなると、
硬貨10の表面の凹凸形状に対して検出の分解能が粗く
なって細かい凹凸形状の検出が困難になり、硬貨10の
真偽等判別に用いるデータとしては分解能に劣るものと
なってしまうからである。ただし、必ずしも幅wを2m
m以下にする必要はなく、凹凸形状の幅に応じて幅wを
適宜値に設定すれば良い。また、凹凸形状を大まかに検
出すれば良い場合には必ずしも幅wを凹凸形状の幅より
も小さくする設定する必要はなく、凹凸形状の幅に近い
寸法であって検出に要求される分解能を考慮した値に幅
wを設定すれば良い。
Assuming now that the relative movement direction of the DUT 10 is the direction of the arrow in the figure, the width w of the distal end face 3a of the rod-shaped core 3 in the moving direction, that is, the distal end face 3 of the rod-shaped core 3
Length w of two sides along the relative movement direction among four sides of a
Is set smaller than the width of the uneven shape to be detected. For example, when the DUT 10 is a coin, the coin 10
Is set to a value smaller than the width of the uneven shape of the surface, for example, a value of 2 mm or less. When the width w becomes larger than 2 mm,
This is because the resolution of detection is rough for the uneven shape of the surface of the coin 10 and it is difficult to detect a fine uneven shape, and the data used for discriminating the authenticity of the coin 10 is inferior in resolution. . However, the width w is not necessarily 2 m
It is not necessary to set the width w to an appropriate value according to the width of the uneven shape. In addition, when it is sufficient to roughly detect the uneven shape, it is not always necessary to set the width w to be smaller than the width of the uneven shape. The width w may be set to the calculated value.

【0021】即ち、検出しようとする凹凸形状によって
は種々の幅の凹凸が混在している場合があるが、この場
合には凹凸形状の最小の幅を基準にして棒状コア3の幅
wを設定する。例えば、図22(A)に示す1円硬貨の
凹凸形状を検出する場合には、(B)に示すように最小
の幅は縁の凸部分であるので、この縁の凸部分を基準に
幅wを設定する。かかる最小の幅を基準にしてこれより
も小さい値に幅wを設定することで、全ての凹凸形状の
検出が可能になる。このようにすることで、棒状コア3
の相対移動軌跡が例えば(A)のP線であってもQ線で
あっても凹凸形状の検出を良好に行うことができる。た
だし、必ずしも縁の凸部分を基準にしてこれよりも小さ
い値に幅wを設定する必要はなく、例えば縁の凸部分の
形状検出を行わずに模様部分の凹凸形状の検出を行えば
良い場合には、検出対象である模様部分の凹凸形状の幅
のうち最も小さい幅よりも棒状コア3の幅wを小さくす
れば良い。例えば(B)の場合では、検出しようとする
凹凸形状の幅、例えばW1,W2よりも棒状コア3の幅
wを小さな値にすれば良い。即ち、検出したい凹凸形状
のうち、どの大きさの幅まで検出したいかを決め、その
幅よりも小さくなるようにすれば良い。この場合には、
検出したい大きさの幅の凹凸については鮮明に検出する
ことができる一方、検出する必要のない小さな幅の凹凸
についても概略形状の把握は可能になる。
That is, irregularities of various widths may be mixed depending on the irregularities to be detected. In this case, the width w of the rod-shaped core 3 is set based on the minimum width of the irregularities. I do. For example, when detecting the uneven shape of a one-yen coin shown in FIG. 22A, the minimum width is the convex portion of the edge as shown in FIG. Set w. By setting the width w to a smaller value based on the minimum width, it is possible to detect all the uneven shapes. By doing so, the rod-shaped core 3
Irrespective of whether the relative movement locus is the P-line or the Q-line shown in FIG. However, it is not necessary to set the width w to a value smaller than the value based on the convex portion of the edge. For example, when it is sufficient to detect the uneven shape of the pattern portion without detecting the shape of the convex portion of the edge In this case, the width w of the rod-shaped core 3 may be smaller than the smallest width among the widths of the concavo-convex shape of the pattern portion to be detected. For example, in the case of (B), the width w of the bar-shaped core 3 may be smaller than the width of the uneven shape to be detected, for example, W1, W2. In other words, it is only necessary to determine the width of the concave / convex shape to be detected to be detected and to make the width smaller than the width. In this case,
Asperities having a width of a size desired to be detected can be clearly detected, while rough shapes having a small width which need not be detected can be roughly grasped.

【0022】この表面形状検出用センサ1には、図2に
示す回路が接続されている。励磁コイル6には例えば高
周波信号14が印加され、被測定物10が相対移動する
空間に磁界を発生させる。この磁界中を被測定物10が
通過すると磁束が変化する。この磁束の変化は棒状コア
3の先端面3aと被測定物10との間隔や被測定物10
の材質によってその変化の度合いが変わるので、被測定
物10の表面の凹凸形状や材質に応じて検出コイル5の
出力が変化する。検出コイル5の出力はアンプ回路11
によって増幅された後、検波回路12及びピークホール
ド回路13によって半波整流されて包絡線検波され、被
測定物10の凹凸形状に比例した波形の出力信号とな
る。この場合、増幅と検波の順序は逆でも良い。なお、
被測定物10が例えば金属等の場合には当該被測定物1
0に発生する渦電流が棒状コア3に影響する磁束を減少
させるので検出コイル5の出力信号が変化することにな
り、また、被測定物10が例えば磁性体等の場合には当
該被測定物10からの磁束の漏れが減少するので検出コ
イル5の出力信号が変化することになり、したがって、
本発明の表面形状検出用センサ1では、被測定物10が
金属等である場合に限らず磁性体等であっても表面の凹
凸形状を検出することができる。
A circuit shown in FIG. 2 is connected to the surface shape detecting sensor 1. For example, a high-frequency signal 14 is applied to the excitation coil 6 to generate a magnetic field in a space where the device under test 10 relatively moves. When the DUT 10 passes through this magnetic field, the magnetic flux changes. The change in the magnetic flux depends on the distance between the tip end surface 3a of the rod-shaped core 3 and the DUT 10 or the DUT 10
Since the degree of the change varies depending on the material of the object 10, the output of the detection coil 5 changes according to the uneven shape and the material of the surface of the device under test 10. The output of the detection coil 5 is an amplifier circuit 11
After that, the signal is half-wave rectified by the detection circuit 12 and the peak hold circuit 13 and subjected to envelope detection, and becomes an output signal having a waveform proportional to the uneven shape of the device under test 10. In this case, the order of amplification and detection may be reversed. In addition,
When the DUT 10 is, for example, a metal, the DUT 1
Since the eddy current generated at 0 reduces the magnetic flux affecting the rod-shaped core 3, the output signal of the detection coil 5 changes. When the device under test 10 is, for example, a magnetic material, the device under test is Since the leakage of the magnetic flux from 10 decreases, the output signal of the detection coil 5 changes, and therefore,
The surface shape detecting sensor 1 of the present invention can detect the unevenness of the surface not only when the measured object 10 is a metal or the like but also when it is a magnetic material or the like.

【0023】この表面形状検出用センサ1では、検出コ
イル5の取付用支持部である検出コイル設置用溝16と
励磁コイル6の取付用支持部である励磁コイル設置用段
部17の位置を異ならせているので、検出コイル5と励
磁コイル6とが離れて配置され、検出出力の変化率即ち
センサ感度を向上させることができる。
In this surface shape detection sensor 1, if the positions of the detection coil installation groove 16 which is the support for mounting the detection coil 5 and the excitation coil installation step 17 which is the support for the excitation coil 6 are different. Therefore, the detection coil 5 and the excitation coil 6 are arranged apart from each other, and the rate of change of the detection output, that is, the sensor sensitivity can be improved.

【0024】なお、検出コイル5と励磁コイル6を離し
て配置することと同様、棒状コア3の先端から励磁コイ
ル6までの間隔L1と棒状コア3の先端から検出コイル
5までの間隔L2を異ならせることで、検出出力の変化
率即ちセンサ感度を向上させることができる。図3に、
間隔L1と間隔L2の差がセンサ感度に与える影響を示
す。検出コイル5の励磁コイル6からの突出距離をt
(=L1−L2)、励磁コイル6の幅をTとすると、t
/Tの値が0の場合(L1=L2)には、検出出力は最
大値Aになるもののセンサ感度は最小値Bになる。そし
て、t/Tの値が増加又は減少するに従って、即ち検出
コイル5を励磁コイル6から大きく突出させる(L1>
L2)か又は検出コイル5を励磁コイル6の内側に大き
く引っ込める(L1<L2)ことに従って、検出出力は
減少する一方センサ感度は増加する。検出出力は図2に
示すアンプ回路11によって増幅できるので、表面形状
検出用センサ1としては検出信号の大きさを多少犠牲に
してもセンサ感度が良好になるように設定すべきであ
る。t/Tの絶対値を、例えば0.1以上に設定するこ
とにより、検出コイル5の出力信号の変化率が大きく被
測定物10の表面形状を取り込むことが可能なセンサが
得られる。また、検出コイル5を検出コイル設置用溝1
6に設置し、励磁コイル6を励磁コイル設置用段部17
に設置しているので、各コイル5,6の相対的な位置関
係が正確に規制され、各コイル5,6の設置間距離やt
/Tの値の変動を防止してセンサ感度を安定させること
ができる。
As in the case where the detection coil 5 and the excitation coil 6 are spaced apart from each other, if the distance L1 from the tip of the rod-shaped core 3 to the excitation coil 6 and the distance L2 from the tip of the rod-shaped core 3 to the detection coil 5 are different. By doing so, the rate of change of the detection output, that is, the sensor sensitivity can be improved. In FIG.
The effect of the difference between the interval L1 and the interval L2 on the sensor sensitivity is shown. The projecting distance of the detecting coil 5 from the exciting coil 6 is t
(= L1−L2), where T is the width of the exciting coil 6, t
When the value of / T is 0 (L1 = L2), the detection output becomes the maximum value A but the sensor sensitivity becomes the minimum value B. Then, as the value of t / T increases or decreases, that is, the detection coil 5 is made to protrude greatly from the excitation coil 6 (L1>).
L2) or withdrawing the detection coil 5 largely inside the exciting coil 6 (L1 <L2), the detection output decreases while the sensor sensitivity increases. Since the detection output can be amplified by the amplifier circuit 11 shown in FIG. 2, the surface shape detection sensor 1 should be set so that the sensor sensitivity is good even if the magnitude of the detection signal is somewhat sacrificed. By setting the absolute value of t / T to, for example, 0.1 or more, it is possible to obtain a sensor having a large change rate of the output signal of the detection coil 5 and capable of capturing the surface shape of the device under test 10. Further, the detection coil 5 is connected to the detection coil installation groove 1.
6 and the exciting coil 6 is connected to the exciting coil setting step 17.
, The relative positional relationship between the coils 5 and 6 is accurately regulated, and the distance between the coils 5 and 6 and t
A change in the value of / T can be prevented, and the sensor sensitivity can be stabilized.

【0025】次に、本発明の表面形状検出用センサ1の
製造工程の概略を図4に示す。先ず、(a)に示すフェ
ライトブロック18に溝18aと段部18bを機械加工
して(b)に示す状態にした後、かかるフェライトブロ
ック18を適当な厚さに切断して(c)に示すようにコ
ア体2を製造する。溝18aが検出コイル設置用溝16
に、段部18bが励磁コイル設置用段部17となる。そ
して、(d)に示すように検出コイル5と励磁コイル6
を設置する。
Next, the outline of the manufacturing process of the surface shape detecting sensor 1 of the present invention is shown in FIG. First, the groove 18a and the step 18b are machined into the ferrite block 18 shown in (a) to obtain the state shown in (b), and the ferrite block 18 is cut into an appropriate thickness and shown in (c). Thus, the core body 2 is manufactured. The groove 18a is the groove 16 for installing the detection coil.
The step 18b becomes the step 17 for installing the exciting coil. Then, as shown in (d), the detection coil 5 and the excitation coil 6
Is installed.

【0026】以上のように構成された表面形状検出用セ
ンサ1は、励磁コイル6が発生させる磁界中を被測定物
10が相対移動するように配置される。例えば自動販売
機の硬貨識別装置等に組み込まれる硬貨識別用のセンサ
として使用する場合には、硬貨通路の近傍に表面形状検
出用センサ1を配置し、励磁コイル6に高周波信号とし
て例えば1MHzの高周波信号を印可する。そして、被
測定物としての硬貨10が棒状コア3の先端面3aに対
向しながら通過すると、例えば図5に示す出力信号が得
られる。この出力信号は硬貨10の凸部に対応して低く
なり、凹部に対応して高くなる。また、硬貨10が棒状
コア3に対向するまでは凹部に対応している場合よりも
更に出力は高くなり、硬貨10の途中に孔が在れば同様
の高い出力が得られる。即ち、この出力信号の波形は硬
貨10の表面の凹凸形状に対応するものであるが、同時
に、硬貨10の縁部と中央部の高さの差に関する情報2
1、縁部の幅に関する情報22、直径に関する情報2
3、材質や厚みに関する情報24等を得ることができ
る。したがって、硬貨識別用のセンサとして使用した場
合には、表面の凹凸形状についての情報に加えてこれら
の情報21〜24を同時に検出することができる。即
ち、被測定物10の表面の凹凸形状を検出するために、
専用のセンサを別個に設ける必要はなく、低コスト、小
型化が可能になる。ただし、本発明の表面形状検出用セ
ンサ1を硬貨識別用のセンサとして使用することは一例
であって硬貨識別の用途に限るものではないことは勿論
である。
The surface shape detecting sensor 1 configured as described above is arranged so that the measured object 10 relatively moves in the magnetic field generated by the exciting coil 6. For example, when used as a coin identification sensor incorporated in a coin identification device or the like of a vending machine, the surface shape detection sensor 1 is arranged near a coin passage, and a high-frequency signal of 1 MHz, for example, is output to the excitation coil 6 as a high-frequency signal. Apply a signal. Then, when the coin 10 as an object to be measured passes while opposing the distal end face 3a of the rod-shaped core 3, an output signal shown in FIG. 5, for example, is obtained. This output signal becomes low corresponding to the convex portion of the coin 10 and becomes high corresponding to the concave portion. Further, until the coin 10 is opposed to the rod-shaped core 3, the output is further higher than in the case where the coin 10 corresponds to the concave portion. If the coin 10 has a hole in the middle, the same high output can be obtained. In other words, the waveform of the output signal corresponds to the uneven shape of the surface of the coin 10, but at the same time, information 2 about the difference in height between the edge and the center of the coin 10.
1. Information on edge width 22, information on diameter 2
3. Information 24 on the material and thickness can be obtained. Therefore, when used as a coin identification sensor, it is possible to simultaneously detect such information 21 to 24 in addition to the information on the surface irregularities. That is, in order to detect the uneven shape of the surface of the device under test 10,
There is no need to provide a dedicated sensor separately, and low cost and downsizing can be achieved. However, the use of the surface shape detection sensor 1 of the present invention as a coin identification sensor is merely an example, and it is a matter of course that the present invention is not limited to coin identification applications.

【0027】なお、図1の表面形状検出用センサ1では
各補助コア7の外側に励磁コイル設置用段部17を形成
しているが、図6に示すように励磁コイル設置用段部1
7の形成を省略しても良い。この場合には、各補助コア
7の励磁コイル6が固着されている部分7aが励磁コイ
ル6の取付用支持部となる。また、図1の表面形状検出
用センサ1では励磁コイル設置用段部17に比べて検出
コイル設置用溝16の底部16aを棒状コア3の先端に
近づけて形成しているが、図7に示すように、検出コイ
ル設置用溝16の底部16aに比べて励磁コイル設置用
段部17を棒状コア3の先端に近づけて形成しても良
い。即ち、図1の表面形状検出用センサ1では検出コイ
ル5を励磁コイル6よりも突出(L1>L2)させてい
たが、図7の表面形状検出用センサ1のように、励磁コ
イル6を検出コイル5よりも突出(L1<L2)させて
も良い。また、図1の表面形状検出用センサ1では棒状
コア3の両側に補助コア7を形成していたが、図8に示
す表面形状検出用センサ1(図8にはコア体2のみ図
示)のように、棒状コア3の片側にのみ補助コア7を形
成しても良い。さらに、図9に示すコア体2のように、
補助コア7の外側にリターンパス用コア8を形成しても
良い。
In the surface shape detecting sensor 1 of FIG. 1, the step 17 for installing the exciting coil is formed outside each auxiliary core 7, but as shown in FIG.
The formation of 7 may be omitted. In this case, the portion 7a of each auxiliary core 7 to which the excitation coil 6 is fixed becomes a mounting support for the excitation coil 6. Further, in the surface shape detection sensor 1 of FIG. 1, the bottom 16a of the detection coil installation groove 16 is formed closer to the tip of the rod-shaped core 3 than the excitation coil installation step 17 as shown in FIG. As described above, the excitation coil installation step 17 may be formed closer to the tip of the rod-shaped core 3 than the bottom 16 a of the detection coil installation groove 16. That is, in the surface shape detection sensor 1 of FIG. 1, the detection coil 5 is made to protrude (L1> L2) from the excitation coil 6, but the excitation coil 6 is detected as in the surface shape detection sensor 1 of FIG. It may be made to protrude from the coil 5 (L1 <L2). Further, in the surface shape detecting sensor 1 of FIG. 1, the auxiliary cores 7 are formed on both sides of the rod-shaped core 3, but the surface shape detecting sensor 1 (only the core body 2 is shown in FIG. 8) shown in FIG. As described above, the auxiliary core 7 may be formed only on one side of the rod-shaped core 3. Further, as in the core body 2 shown in FIG.
The return path core 8 may be formed outside the auxiliary core 7.

【0028】次に、図10に基づいて本発明を適用した
表面形状検出用センサ1の第2の実施形態について説明
する。この表面形状検出用センサ1では補助コア7の形
成を省略して棒状コア3のまわりに検出コイル5と励磁
コイル6を設置している。棒状コア3には、検出コイル
5の取付用支持部である検出コイル設置用段部19と励
磁コイル6の取付用支持部である励磁コイル設置用段部
17が段違い状に、即ち棒状コア3の長さ方向に異なっ
た位置に形成されている。したがって、検出コイル5と
励磁コイル6を各段部19,17に設置すると、これら
検出コイル5と励磁コイル6とは距離t(L1−L2)
だけずれて配置される。
Next, a second embodiment of the surface shape detecting sensor 1 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In the surface shape detecting sensor 1, the formation of the auxiliary core 7 is omitted, and the detection coil 5 and the excitation coil 6 are provided around the rod-shaped core 3. The rod-shaped core 3 is provided with a detection coil installation step 19 which is a support for mounting the detection coil 5 and an excitation coil installation step 17 which is a support for mounting the excitation coil 6 in a stepped shape, that is, the rod-shaped core 3. Are formed at different positions in the length direction. Therefore, when the detection coil 5 and the excitation coil 6 are installed on each of the steps 19 and 17, the distance between the detection coil 5 and the excitation coil 6 is t (L1-L2).
It is arranged only shifted.

【0029】ただし、必ずしも棒状コア3に検出コイル
設置用段部19と励磁コイル設置用段部17の両方を形
成する必要はなく、図11に示すように励磁コイル設置
用段部17の形成を省略しても良く、または図12に示
すように両方の段部17,19の形成を省略しても良
い。かかる場合には、棒状コア3の各コイル5,6を固
着させた部分3b,3cが検出コイル5の取付用支持部
又は励磁コイル6の取付用支持部となる。さらに、図1
3に示すように、検出コイル5の取付用支持部である検
出コイル設置用溝16よりも励磁コイル6の取付用支持
部である励磁コイル設置用段部17を棒状コア3の長さ
方向に異なる位置である先端側に形成し、間隔L1が間
隔L2よりも小さくなるようにして検出コイル5と励磁
コイル6とをずらして配置するようにしても良い。
However, it is not always necessary to form both the detection coil installation step 19 and the excitation coil installation step 17 on the rod-shaped core 3, and the excitation coil installation step 17 is formed as shown in FIG. The step portions 17 and 19 may be omitted as shown in FIG. In such a case, the portions 3b and 3c of the rod-shaped core 3 to which the respective coils 5 and 6 are fixed become the support for mounting the detection coil 5 or the support for mounting the exciting coil 6. Further, FIG.
As shown in FIG. 3, the exciting coil installation step 17 as the mounting support for the exciting coil 6 is made to extend in the longitudinal direction of the rod-shaped core 3 more than the detection coil installing groove 16 as the mounting support for the detection coil 5. The detecting coil 5 and the exciting coil 6 may be formed so as to be shifted from each other so as to be formed at different positions on the distal end side so that the interval L1 is smaller than the interval L2.

【0030】次に、図14に基づいて本発明を適用した
表面形状検出用センサ1の第3の実施形態について説明
する。この表面形状検出用センサ1では、補助コア7が
棒状コア3の周囲を囲む円筒形状を成している。また、
棒状コア3は、幅即ち直径wの丸棒形状を成している。
棒状コア3と補助コア7との間には検出コイル5の取付
用支持部である検出コイル設置用溝16が、補助コア7
の外周には励磁コイル6の取付用支持部である励磁コイ
ル設置用段部17がそれぞれ形成されている。即ち、検
出コイル設置用溝16と励磁コイル設置用段部17は、
棒状コア3を中心とする半径方向に異なった位置に形成
され、各コイル5,6は棒状コア3の半径方向に離れて
配置されている。この表面形状検出用センサ1では、補
助コア7が円筒形状を成し、棒状コア3が丸棒形状を成
しているので、これらのコア3,7の横断面の輪郭を円
形にすることができ、被測定物10と各コア3,7との
相対移動方向が360度いずれの方向であっても同様の
分解能で被測定物10の表面の凹凸形状を測定すること
ができる。なお、検出コイル設置用溝16の底部16a
と励磁コイル設置用段部17は段違い状に形成されてお
り、棒状コア3の先端から励磁コイル6までの間隔L1
は、棒状コア3の先端から検出コイル5までの間隔L2
よりも大きくなっている。
Next, a third embodiment of the surface shape detecting sensor 1 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In the surface shape detecting sensor 1, the auxiliary core 7 has a cylindrical shape surrounding the periphery of the rod-shaped core 3. Also,
The rod-shaped core 3 has a round bar shape having a width, that is, a diameter w.
Between the rod-shaped core 3 and the auxiliary core 7, a detection coil installation groove 16 which is a support for mounting the detection coil 5 is provided.
An excitation coil installation step 17 which is a support portion for mounting the excitation coil 6 is formed on the outer periphery of each of them. That is, the detection coil installation groove 16 and the excitation coil installation step 17 are
The coils 5 and 6 are formed at different positions in the radial direction around the rod-shaped core 3, and the coils 5 and 6 are arranged apart from each other in the radial direction of the rod-shaped core 3. In the surface shape detecting sensor 1, the auxiliary core 7 has a cylindrical shape, and the rod-shaped core 3 has a round bar shape. Even if the relative movement direction between the DUT 10 and each of the cores 3 and 7 is any direction of 360 degrees, the unevenness of the surface of the DUT 10 can be measured with the same resolution. The bottom 16a of the detection coil installation groove 16
The step 17 for installing the exciting coil is formed in a stepped shape, and a distance L1 from the tip of the rod-shaped core 3 to the exciting coil 6 is formed.
Is the distance L2 from the tip of the rod-shaped core 3 to the detection coil 5.
Is bigger than.

【0031】ただし、必ずしも励磁コイル設置用段部1
7を形成する必要はなく、図15に示すように、励磁コ
イル設置用段部17を省略しても良い。この場合には、
補助コア7の励磁コイル6が固着されている部分7aが
励磁コイル6の取付用支持部である。また、必ずしも間
隔L2を間隔L1よりも小さくする必要なはく、検出コ
イル5よりも励磁コイル6を突出させて間隔L1を間隔
L2よりも小さくしても良い。
However, the step 1 for installing the exciting coil is not necessarily required.
It is not necessary to form the step 7, and as shown in FIG. 15, the step 17 for installing the exciting coil may be omitted. In this case,
The portion 7a of the auxiliary core 7 to which the excitation coil 6 is fixed is a mounting support for the excitation coil 6. Further, the interval L2 does not necessarily need to be smaller than the interval L1, and the exciting coil 6 may be made to protrude from the detecting coil 5 so that the interval L1 may be smaller than the interval L2.

【0032】次に、図16に基づいて本発明を適用した
表面形状検出用センサ1の第4の実施形態について説明
する。この表面形状検出用センサ1では、検出コイル5
と励磁コイル6との間にスペーサ9を介在させること
で、検出コイル5の取付用支持部32と励磁コイル6の
取付用支持部33とを棒状コア3を中心とする半径方向
に異なる位置に設けている。スペーサ9を別の大きさの
ものに交換することで、各コイル5,6の棒状コア3の
半径方向の位置関係を調整することができる。
Next, a fourth embodiment of the surface shape detecting sensor 1 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. In the surface shape detection sensor 1, the detection coil 5
By interposing the spacer 9 between the coil and the exciting coil 6, the mounting support 32 of the detection coil 5 and the mounting support 33 of the excitation coil 6 are located at different positions in the radial direction around the rod-shaped core 3. Provided. By replacing the spacer 9 with a different size, the positional relationship of the rod-shaped cores 3 of the coils 5 and 6 in the radial direction can be adjusted.

【0033】なお、上述の各形態は本発明の好適な形態
の例ではあるがこれらに限定されるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば、必ずしも間隔L1と間隔L2とを異ならせ
る必要はなく、検出コイル5の取付用支持部と励磁コイ
ル6の取付用支持部を異なる位置に設けていれば、例え
ば図17に示すように各コイル5,6の高さを揃えて
(L1=L2)配置しても良い。
The above embodiments are examples of preferred embodiments of the present invention, but are not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, it is not always necessary to make the interval L1 and the interval L2 different. If the support for mounting the detection coil 5 and the support for mounting the excitation coil 6 are provided at different positions, for example, as shown in FIG. The coils 5 and 6 may be arranged at the same height (L1 = L2).

【0034】また、上述の各実施形態では、被測定物1
0の相対移動方向を各図中矢印で示すように各コア3,
7の並びに沿う方向にしているが、被測定物10の相対
移動方向は矢印で示す方向以外の方向であっても表面の
凹凸形状の検出が可能であることは勿論である。
In each of the above embodiments, the DUT 1
The relative movement direction of each core 3 is indicated by an arrow in each figure.
Although the direction along the line 7 is used, it is a matter of course that the uneven shape of the surface can be detected even if the relative movement direction of the DUT 10 is a direction other than the direction indicated by the arrow.

【0035】また、棒状コア3に巻回された検出コイル
5に代えて、棒状コア3に取り付けられた磁気抵抗効果
素子を使用しても良い。
Instead of the detection coil 5 wound around the rod-shaped core 3, a magnetoresistive element attached to the rod-shaped core 3 may be used.

【0036】さらに、励磁コイル6に印可する信号とし
ては、必ずしも高周波信号に限るものではなく、被測定
物10やその検出の分解能等に応じた信号を用いればよ
い。ただし、硬貨識別用のセンサとして使用する場合に
は、1kHzから10MHzの周波数の交流信号の使用
が好ましい。1kHz未満では、硬貨の種類や真偽等を
判別するためのデータとしては分解能に劣るものになる
からであり、10MHzを越えると、インピーダンスが
上昇し、センサの駆動が困難となったり、磁気回路を介
さない信号配線間での飛び込みノイズが大きくなるから
である。
Further, the signal applied to the excitation coil 6 is not necessarily limited to a high-frequency signal, but may be a signal corresponding to the DUT 10 or its detection resolution. However, when used as a coin identification sensor, it is preferable to use an AC signal having a frequency of 1 kHz to 10 MHz. If the frequency is less than 1 kHz, the resolution of data for discriminating the type and authenticity of the coin is inferior. If the frequency exceeds 10 MHz, the impedance rises, driving the sensor becomes difficult, and the magnetic circuit becomes harder. This is because the jump noise between signal wirings that does not pass through increases.

【0037】[0037]

【実施例】間隔L1と間隔L2とを異ならすことでセン
サ感度が向上することを確認するために、図6に示す表
面形状検出用センサ1を使用して、実際に500円硬貨
の裏側面の凹凸形状検出を行った。t/Tの値を1(L
1≠L2)とした。比較のために、t/Tの値を0(L
1=L2)とした表面形状検出用センサでも同様の検出
を行った。棒状コア3の先端の幅wを0.3mmとし、
励磁コイル6に印加する高周波信号14の周波数を1M
Hzとした。図18にt/T=1の場合の検出コイル5
の出力信号の波形を、図19にt/T=0の場合の検出
コイル5の出力信号の波形を示す。これらの図からも明
らかなように、間隔L1と間隔L2とを相違させること
でセンサ感度が向上し、凹凸形状をよりはっきりと検出
することができることが確認できた。
EXAMPLE In order to confirm that the sensor sensitivity is improved by making the interval L1 and the interval L2 different, the back side of a 500 yen coin is actually used by using the surface shape detecting sensor 1 shown in FIG. Was detected. When the value of t / T is 1 (L
1 ≠ L2). For comparison, the value of t / T is set to 0 (L
The same detection was performed with a surface shape detection sensor in which 1 = L2). The width w of the tip of the rod-shaped core 3 is 0.3 mm,
The frequency of the high-frequency signal 14 applied to the exciting coil 6 is 1 M
Hz. FIG. 18 shows the detection coil 5 when t / T = 1.
FIG. 19 shows the waveform of the output signal of the detection coil 5 when t / T = 0. As is clear from these figures, it was confirmed that by making the interval L1 and the interval L2 different, the sensor sensitivity was improved and the uneven shape could be more clearly detected.

【0038】また、棒状コア3の先端面3aの幅wと凹
凸形状検出の分解能との関係を調べるために、幅wの値
を変えて500円硬貨の表面形状を検出する実験を行っ
た。図20に幅wを0.5mmとした場合の検出コイル
5の出力信号の波形を、図21に幅wを3mmとした場
合の検出コイル5の出力信号の波形を示す。幅wを3m
mとした場合(図21)には、出力波形の形状が全体的
に平らなものとなってしまい、500円硬貨の縁部と中
央部の高さの差に関する情報21、直径に関する情報2
3、材質の厚みに関する情報24等は確認可能である
が、表面の凹凸形状の検出は困難であった。これに対
し、幅wを0.5mmとした場合(図20)には、出力
信号の形状の変化が500円硬貨の表面形状の変化に良
好に追従している。これにより、幅wを小さくすること
で細かい凹凸形状の特徴をより良好に検出できることが
確認できた。また、幅wを0.5mmとすることで、硬
貨の種類や真偽等を判別するためのセンサとして使用す
るのに十分な分解能を得ることできることがわかった。
Further, in order to investigate the relationship between the width w of the tip end surface 3a of the rod-shaped core 3 and the resolution for detecting the unevenness, an experiment was conducted in which the value of the width w was changed to detect the surface shape of a 500-yen coin. FIG. 20 shows the waveform of the output signal of the detection coil 5 when the width w is 0.5 mm, and FIG. 21 shows the waveform of the output signal of the detection coil 5 when the width w is 3 mm. 3m width w
m (FIG. 21), the shape of the output waveform becomes entirely flat, and information 21 on the height difference between the edge and the center of the 500-yen coin, information 2 on the diameter 2
3. Although information 24 and the like relating to the thickness of the material can be confirmed, it has been difficult to detect the uneven shape of the surface. In contrast, when the width w is 0.5 mm (FIG. 20), the change in the shape of the output signal follows the change in the surface shape of the 500-yen coin well. Thus, it was confirmed that by reducing the width w, it was possible to detect fine features of fine irregularities better. In addition, it was found that by setting the width w to 0.5 mm, it was possible to obtain a resolution sufficient for use as a sensor for discriminating the type and authenticity of coins.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の表
面形状検出用センサでは、棒状コアを囲むように取り付
けられる励磁コイルの取付用支持部と検出コイルの取付
用支持部とを異なる位置に設けてなるので、検出コイル
と励磁コイルとが離れて配置されることになり、各コイ
ルを同じ位置に重ねて配置した場合に比べて検出コイル
の出力が大きく変化するようになってセンサ感度を向上
させることができる。また、棒状コアに検出コイルを設
けて被測定物の表面に凹凸形状に起因した磁気変化を検
出するようにしているので、センサ自体の構造が簡単な
ものとなり、非接触で凹凸形状を検出するセンサを安価
に提供することができる。
As described above, in the surface shape detecting sensor according to the first aspect, the mounting support for the excitation coil and the mounting support for the detection coil, which are mounted so as to surround the rod-shaped core, are located at different positions. Since the detection coil and the excitation coil are disposed apart from each other, the output of the detection coil greatly changes as compared with a case where each coil is arranged at the same position and the sensor sensitivity is changed. Can be improved. In addition, since a detection coil is provided on the rod-shaped core to detect a magnetic change caused by the uneven shape on the surface of the object to be measured, the structure of the sensor itself becomes simple, and the uneven shape is detected without contact. The sensor can be provided at low cost.

【0040】また、請求項2記載の表面形状検出用セン
サでは、励磁コイルの取付用支持部と検出コイルの取付
用支持部とを棒状コアを中心とする半径方向又は棒状コ
アの長さ方向に異なる位置に設けているので、各コイル
をそれぞれの取付用支持部に設置することでこれら各コ
イルが棒状コアを中心とする半径方向又は棒状コアの長
さ方向に離れて配置され、センサ感度を向上させること
ができる。
Further, in the surface shape detecting sensor according to the second aspect, the supporting portion for mounting the exciting coil and the supporting portion for mounting the detecting coil are radially centered on the rod-shaped core or in the length direction of the rod-shaped core. Since the coils are provided at different positions, by placing each coil on each mounting support portion, these coils are arranged radially around the rod core or in the length direction of the rod core, thereby reducing the sensor sensitivity. Can be improved.

【0041】また、請求項3記載の表面形状検出用セン
サでは、棒状コアを間に挟んだ両側に磁束通路形成用の
補助コアを配設し、検出コイルを棒状コアに巻回すると
共に補助コアに励磁コイルを巻回したので、補助コアに
励磁コイルを巻回することが可能になって当該励磁コイ
ルを検出コイルから離して配置することができ、センサ
感度を向上させることができる。
In the surface shape detecting sensor according to the third aspect, auxiliary cores for forming a magnetic flux path are disposed on both sides of the rod-shaped core, and the detection coil is wound around the rod-shaped core and the auxiliary core is formed. Since the excitation coil is wound around the auxiliary coil, the excitation coil can be wound around the auxiliary core, and the excitation coil can be arranged away from the detection coil, so that the sensor sensitivity can be improved.

【0042】また、請求項4記載の表面形状検出用セン
サでは、丸棒状を成す棒状コアの周囲に円筒形状を成す
磁束通路形成用の補助コアを配設し、検出コイルを棒状
コアに巻回すると共に補助コアに励磁コイルを巻回した
ので、棒状コア及び補助コアの横断面の輪郭を円形にす
ることができ、被測定物と各コアとの相対移動方向が3
60度いずれの方向であっても同様に被測定物の表面の
凹凸形状を測定することが可能になる。
In the surface shape detecting sensor according to the present invention, an auxiliary core for forming a magnetic flux path having a cylindrical shape is disposed around a rod-shaped core having a round bar shape, and a detection coil is wound around the rod-shaped core. In addition, since the excitation coil is wound around the auxiliary core, the cross-sectional contours of the rod-shaped core and the auxiliary core can be made circular, and the relative movement direction between the object to be measured and each core is three.
In any direction of 60 degrees, the uneven shape of the surface of the object to be measured can be similarly measured.

【0043】また、請求項5記載の表面形状検出用セン
サでは、棒状コアと補助コアとを一体のコア体より構成
し、棒状コアと補助コアとの間に検出コイル設置用溝を
形成する一方補助コアの外側に励磁コイル設置用段部を
形成したので、検出コイル設置用溝が検出コイルの取付
用支持部となり、励磁コイル設置用段部が励磁コイルの
取付用支持部となって各コイルを設置すると当該コイル
が補助コアを挟んだ離れた位置に配置される。
Further, in the surface shape detecting sensor according to the fifth aspect, the rod-shaped core and the auxiliary core are constituted by an integral core body, and a detection coil installation groove is formed between the rod-shaped core and the auxiliary core. Since the excitation coil installation step is formed outside the auxiliary core, the detection coil installation groove serves as the detection coil attachment support, and the excitation coil installation step serves as the excitation coil attachment support. Is installed, the coil is disposed at a position distant from the auxiliary core.

【0044】また、請求項6記載の表面形状検出用セン
サでは、励磁コイルには高周波信号が印加されるので、
被測定物を貫く磁束が高周波信号に対応する短時間周期
で変化し、細かい凹凸形状の検出が可能になる。
In the surface shape detecting sensor according to the present invention, a high frequency signal is applied to the exciting coil.
The magnetic flux penetrating the DUT changes in a short period corresponding to the high-frequency signal, and it is possible to detect fine irregularities.

【0045】さらに、請求項7記載の表面形状検出用セ
ンサでは、被測定物は硬貨であり、棒状コアの移動方向
に関する先端の幅が2mm以下であるので、硬貨の判別
に要求される分解能で硬貨表面の凹凸模様を検出するこ
とができる。
Further, in the surface shape detecting sensor according to the present invention, since the object to be measured is a coin and the width of the tip in the moving direction of the rod-shaped core is 2 mm or less, the resolution required for discriminating the coin is obtained. An uneven pattern on the coin surface can be detected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した表面形状検出用センサの第1
の実施形態を示す斜視図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of a surface shape detection sensor to which the present invention is applied.
It is a perspective view which shows embodiment.

【図2】本発明の表面形状検出用センサに接続される回
路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram connected to the surface shape detection sensor of the present invention.

【図3】t/Tの値と検出出力及びセンサ感度との関係
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a value of t / T, a detection output, and a sensor sensitivity.

【図4】図1の表面形状検出用センサの製造工程の概略
を示し、(a)はフェライトブロックの斜視図、(b)
はフェライトブロックに溝及び段部を加工した状態の斜
視図、(c)はフェライトブロックを切断したコア体の
斜視図、(d)はコア体に検出コイル及び励磁コイルを
設置する様子を示す斜視図である。
4A and 4B schematically show a manufacturing process of the surface shape detecting sensor of FIG. 1, wherein FIG. 4A is a perspective view of a ferrite block, and FIG.
Is a perspective view showing a state in which grooves and steps are machined in the ferrite block, (c) is a perspective view of a core body obtained by cutting the ferrite block, and (d) is a perspective view showing a state where a detection coil and an exciting coil are installed in the core body. FIG.

【図5】本発明の表面形状検出用センサの出力信号の例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an output signal of the surface shape detection sensor according to the present invention.

【図6】図1の表面形状検出用センサの第1の変形例を
示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a first modification of the surface shape detection sensor of FIG. 1;

【図7】図1の表面形状検出用センサの第2の変形例を
示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a second modification of the surface shape detection sensor of FIG. 1;

【図8】図1の表面形状検出用センサの第3の変形例の
コア体を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a core body of a third modified example of the surface shape detection sensor of FIG. 1;

【図9】図1の表面形状検出用センサの第4の変形例の
コア体を示す斜視図である。
FIG. 9 is a perspective view showing a core body of a fourth modification of the surface shape detection sensor of FIG. 1;

【図10】本発明を適用した表面形状検出用センサの第
2の実施形態を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the surface shape detection sensor to which the present invention is applied.

【図11】図10の表面形状検出用センサの第1の変形
例を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a first modification of the surface shape detection sensor of FIG.

【図12】図10の表面形状検出用センサの第2の変形
例を示す側面図である。
FIG. 12 is a side view showing a second modification of the surface shape detection sensor of FIG. 10;

【図13】図10の表面形状検出用センサの第3の変形
例を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a third modification of the surface shape detecting sensor of FIG. 10;

【図14】本発明を適用した表面形状検出用センサの第
3の実施形態を示す斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view showing a third embodiment of a surface shape detection sensor to which the present invention is applied.

【図15】図14の表面形状検出用センサの変形例を示
す斜視図である。
FIG. 15 is a perspective view showing a modification of the surface shape detection sensor of FIG. 14;

【図16】本発明を適用した表面形状検出用センサの第
4の実施形態を示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view showing a fourth embodiment of a surface shape detection sensor to which the present invention is applied.

【図17】本発明を適用した表面形状検出用センサの第
5の実施形態を示す斜視図である。
FIG. 17 is a perspective view showing a fifth embodiment of a surface shape detection sensor to which the present invention is applied.

【図18】t/Tの値が1の表面形状検出用センサで5
00円硬貨の裏側面の凹凸形状を測定した場合の出力信
号を示す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a surface shape detection sensor having a t / T value of 1;
It is a figure which shows the output signal at the time of measuring the uneven | corrugated shape of the back surface of a 00 yen coin.

【図19】t/Tの値が0の表面形状検出用センサで5
00円硬貨の裏側面の凹凸形状を測定した場合の出力信
号を示す図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a surface shape detection sensor having a t / T value of 0;
It is a figure which shows the output signal at the time of measuring the uneven | corrugated shape of the back surface of a 00 yen coin.

【図20】棒状コアの先端面の幅wを0.5mmとして
500円硬貨の凹凸模様を測定した場合のセンサ出力を
示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a sensor output in the case where the width w of the tip end surface of the rod-shaped core is set to 0.5 mm and an uneven pattern of a 500-yen coin is measured.

【図21】棒状コアの先端面の幅wを3mmとして50
0円硬貨の凹凸模様を測定した場合のセンサ出力を示す
図である。
FIG. 21 shows a case where the width w of the tip end surface of the rod-shaped core is set to 3 mm and 50
It is a figure which shows the sensor output at the time of measuring the uneven | corrugated pattern of a 0 yen coin.

【図22】棒状コアの先端面の幅wと被測定物の凹凸形
状の幅との大きさの関係を説明するためのもので、
(A)は1円硬貨(被測定物)の平面図、(B)は1円
硬貨の凹凸形状の寸法概念を示す断面図である。
FIG. 22 is a view for explaining the relationship between the width w of the tip end surface of the rod-shaped core and the width of the uneven shape of the measured object;
FIG. 2A is a plan view of a one-yen coin (object to be measured), and FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 表面形状検出用センサ 2 コア体 3 棒状コア 3b 検出コイルの固着部分(検出コイルの取付用支持
部) 3c 励磁コイルの固着部分(励磁コイルの取付用支持
部) 5 検出コイル 6 励磁コイル 7 補助コア 7a 励磁コイルの固着部分(励磁コイルの取付用支持
部) 10 硬貨(被測定物) 14 高周波信号 16 検出コイル設置用溝(検出コイルの取付用支持
部) 17 励磁コイル設置用段部(励磁コイルの取付用支持
部) 19 検出コイル設置用段部(検出コイルの取付用支持
部) 32 検出コイルの取付用支持部 33 励磁コイルの取付用支持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface shape detection sensor 2 Core body 3 Bar-shaped core 3b Fixed part of detection coil (support part for mounting detection coil) 3c Fixed part of excitation coil (support part for mounting of excitation coil) 5 Detection coil 6 Excitation coil 7 Auxiliary Core 7a Fixed portion of excitation coil (support portion for mounting excitation coil) 10 Coin (measurement object) 14 High frequency signal 16 Groove for mounting detection coil (support portion for mounting detection coil) 17 Step portion for mounting excitation coil (excitation) (Supporting part for mounting coil) 19 Step part for installing detection coil (supporting part for mounting detection coil) 32 Supporting part for mounting detection coil 33 Supporting part for mounting excitation coil

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励磁コイルにより発生する磁界中におい
て棒状コアの先端を凹凸のある被測定物表面に相対移動
可能に対向させるとともに、上記棒状コアに上記被測定
物の上記凹凸形状に起因して発生する磁束変化を検出す
るための検出コイルを設けてなる表面形状検出用センサ
であって、上記棒状コアを囲むように取り付けられる上
記励磁コイルの取付用支持部と上記検出コイルの取付用
支持部とを異なる位置に設けてなることを特徴とする表
面形状検出用センサ。
In a magnetic field generated by an exciting coil, a tip of a rod-shaped core is relatively movably opposed to a surface of an object to be measured having irregularities, and the rod-shaped core is caused by the irregular shape of the object to be measured. A surface shape detection sensor provided with a detection coil for detecting a change in generated magnetic flux, wherein the support portion for mounting the excitation coil and the support portion for mounting the detection coil are mounted so as to surround the rod-shaped core. Is provided at a different position.
【請求項2】 上記異なる位置は、上記棒状コアを中心
とする半径方向であるか、又は上記棒状コアの長さ方向
に異なる位置であることを特徴とする請求項1記載の表
面形状検出用センサ。
2. The surface shape detecting device according to claim 1, wherein the different position is a radial direction centered on the rod-shaped core or a position different in a length direction of the rod-shaped core. Sensor.
【請求項3】 上記棒状コアを間に挟んだ両側に磁束通
路形成用の補助コアを配設し、上記検出コイルを上記棒
状コアに巻回すると共に上記補助コアに上記励磁コイル
を巻回したことを特徴とする請求項1又は2記載の表面
形状検出用センサ。
3. An auxiliary core for forming a magnetic flux path is disposed on both sides of the rod-shaped core, and the detection coil is wound around the rod-shaped core and the excitation coil is wound around the auxiliary core. The surface shape detection sensor according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 丸棒状を成す上記棒状コアの周囲に円筒
形状を成す磁束通路形成用の補助コアを配設し、上記検
出コイルを上記棒状コアに巻回すと共に上記補助コアに
上記励磁コイルを巻回したことを特徴とする請求項1又
は2記載の表面形状検出用センサ。
4. An auxiliary core for forming a magnetic flux path having a cylindrical shape is disposed around the rod-shaped core having a round bar shape, and the detection coil is wound around the rod-shaped core, and the exciting coil is wound around the auxiliary core. The surface shape detecting sensor according to claim 1, wherein the sensor is wound.
【請求項5】 上記棒状コアと上記補助コアとを一体の
コア体より構成し、上記棒状コアと補助コアとの間に検
出コイル設置用溝を形成する一方上記補助コアの外側に
励磁コイル設置用段部を形成したことを特徴とする請求
項3又は4記載の表面形状検出用センサ。
5. The rod-shaped core and the auxiliary core are formed as an integral core body, and a detection coil installation groove is formed between the rod-shaped core and the auxiliary core, while an excitation coil is installed outside the auxiliary core. 5. The surface shape detecting sensor according to claim 3, wherein a step portion is formed.
【請求項6】 上記励磁コイルには高周波信号が印加さ
れることを特徴とする請求項1から5のいずれか記載の
表面形状検出用センサ。
6. The surface shape detecting sensor according to claim 1, wherein a high-frequency signal is applied to the exciting coil.
【請求項7】 上記被測定物は硬貨であり、上記棒状コ
アの先端の上記相対移動方向に関する幅は2mm以下で
あることを特徴とする請求項6記載の表面形状検出用セ
ンサ。
7. The surface shape detection sensor according to claim 6, wherein the object to be measured is a coin, and a width of the tip of the rod-shaped core in the relative movement direction is 2 mm or less.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001029785A1 (en) * 1999-10-22 2001-04-26 Japan Tobacco Inc. Coin detector
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