JPH11238156A - Sensor for surface shape detection and manufacture therefor - Google Patents

Sensor for surface shape detection and manufacture therefor

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JPH11238156A
JPH11238156A JP3938698A JP3938698A JPH11238156A JP H11238156 A JPH11238156 A JP H11238156A JP 3938698 A JP3938698 A JP 3938698A JP 3938698 A JP3938698 A JP 3938698A JP H11238156 A JPH11238156 A JP H11238156A
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JP
Japan
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rod
shaped cores
shaped
width
core
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Application number
JP3938698A
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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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Priority to JP3938698A priority Critical patent/JPH11238156A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the manufacturing method of a highly accurate sensor for surface shape detection that detects the recessed and projected shape of the entire surface of an object to be measured without direct contact by relatively moving the object to be measured and a detection means only one time. SOLUTION: On one common base 2, the tips of many bar-shaped cores 3 separately arrayed with a prescribed interval are arranged so as to be on the same plane. Also, the tips of many bar-shaped cores 3 are set to face the surface of the metallic object 10 to be measured with recessed and projected parts in a magnetic field relatively movably in a direction orthogonal to an array direction. The detection means 5 for detecting a magnetic flux change due to the recessed and projected shape of the object 10 to be measured is provided on the respective bar-shaped cores 3.

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、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。更に詳述すると、本発明
は、被測定物を一度相対移動させるだけで所定範囲の被
測定物の表面の凹凸形状を検出することができる表面形
状検出用センサに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface shape detecting sensor for detecting irregularities on the surface of an object to be measured in a non-contact manner based on a change in magnetic flux. More specifically, the present invention relates to a surface shape detection sensor capable of detecting the uneven shape of the surface of a measured object within a predetermined range only by relatively moving the measured object once.

【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、しかも構造が簡単且つ安価なも
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
表面全体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。即ち、構造が簡単且つ
安価なもので、被測定物を一度相対移動させるだけで次
々に被測定物の表面の凹凸形状を非接触で検出すること
ができる装置類は存在しなかった。
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 and has a simple and inexpensive structure. 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 unevenness of the entire surface of the object to be measured, and the method cannot be applied to the use of detecting the unevenness of the surface of the moving object one after another. That is, there has been no device which has a simple and inexpensive structure and which can successively non-contactly detect the unevenness of the surface of the object to be measured only by relatively moving the object once.

【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、硬貨識
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 identification device determines the material, thickness, diameter, etc. of the inserted coin based on the change in the detection output of the eddy current sensor, and also determines 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一度の相対移動で
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用のセンサ等については、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 has been 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 by a single relative movement, and has a simple structure and a low cost. For example, with regard to sensors for coin identification incorporated in vending machines, etc., in the present situation where forgery and forgery of coins are becoming more and more sophisticated, coins are based on the complicated and fine irregularities attached to the surface of coins. There is a request to determine the type and 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、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
できず、また、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。また、半導体レーザの反射光をフォトダイオ
ード等で取り込む方法では、レーザ光線を面状に走査さ
せる必要がある。さらに、これら両方の方法では凹凸面
の錆や汚れ等が千差万別で識別の障害となり、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。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 the method of capturing an image with a CCD camera, the uneven shape is processed as two-dimensional image data. For example, a fake coin on which a photograph of a real coin is stuck cannot be distinguished. When light is irradiated at a shallow angle from the periphery to make it easy to obtain the unevenness information, if the center is concave, it is difficult to obtain reflected light, and there is a danger that the light will be shaded and there will be a hole. In the method of capturing the reflected light of the semiconductor laser with a photodiode or the like, it is necessary to scan a laser beam in a plane. In addition, in both of these methods, rust and dirt on the uneven surface are indiscriminately hampered identification, and expensive devices dedicated to the uneven shape are separately installed to detect the uneven shape on the coin surface. This leads to an increase in manufacturing cost and an increase in the size of the apparatus, which is not appropriate. Therefore,
In the coin identification device, etc., the existing sensor for detecting the material etc., which has been conventionally provided, is developed to enable the detection of the uneven shape of the coin surface, and the data on the uneven shape of the coin surface together with the data of the coin material etc. It is convenient if we can obtain

【0006】そして、かかる表面形状検出用センサの開
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、被測定物と検出手段との
一度の相対移動で被測定物の表面全体の凹凸形状を検出
できる表面形状検出用センサを提供することを目的と
し、併せて当該表面形状検出用センサを精度良く製造す
る方法を提供することを目的とする。
According to the present invention, the uneven shape of the surface of the object can be detected in a non-contact manner, and the unevenness of the entire surface of the object can be detected by a single relative movement between the object and the detecting means. It is an object of the present invention to provide a surface shape detection sensor capable of performing the method, and also to provide a method of manufacturing the surface shape detection sensor with high accuracy.

【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、請求項1記載の表面形状検出用センサでは、一枚の
共通の基台上に、所定の間隔で離間配列した多数の棒状
コアの先端が同一平面上となるように配置するととも
に、多数の棒状コアの先端を磁界中において凹凸のある
金属製の被測定物表面に配列方向とは直交する方向に相
対移動可能に対向させ、棒状コアのそれぞれに被測定物
の凹凸形状に起因して変化する磁束を検出するための検
出手段を設けるようにしている。
In order to achieve the above object, in the surface shape detecting sensor according to the present invention, a large number of rod-shaped cores are arranged on a single common base at predetermined intervals. The tips are arranged so that the tips are on the same plane, and the tips of a large number of rod-shaped cores are opposed to the surface of a metal object with irregularities in a magnetic field so as to be relatively movable in a direction orthogonal to the arrangement direction, and the rod-shaped Each of the cores is provided with a detecting means for detecting a magnetic flux that changes due to the uneven shape of the object to be measured.

【0009】この場合、検出手段が一列に並べられるこ
とによってラインセンサが構成され、また一列に離間し
て配列された各棒状コアの先端から磁束が発せられて磁
界が形成されている。被測定物がこのラインセンサと対
向しながら相対移動して磁界中を通過すると、被測定物
表面の凹凸形状に起因して磁束が変化し、この磁束変化
は各検出手段によって電気的信号変化として検出され
る。しかも、検出手段は被測定物の幅を包含し得る長さ
のラインセンサを構成しているので、一度の相対移動を
行うことによって被測定物の凹凸形状が表面全体的に検
出され得る。
In this case, a line sensor is formed by arranging the detecting means in a line, and a magnetic flux is generated from the tip of each of the rod-shaped cores arranged in a line apart from each other to form a magnetic field. When the device under test moves relative to the line sensor and passes through the magnetic field, the magnetic flux changes due to the unevenness of the surface of the device under test. Is detected. In addition, since the detection means constitutes a line sensor having a length that can include the width of the object, the unevenness of the object can be detected over the entire surface by performing a single relative movement.

【0010】また請求項2記載の表面形状検出用センサ
においては、多数の棒状コアの相対移動方向に関する先
端の幅をそれぞれ検出しようとする凹凸形状の幅より小
さい同一幅としている。検出手段は棒状コア先端におけ
る磁束の変化を検出するので、棒状コアの先端の細さに
よってセンサとしての分解能が決定される。即ち、棒状
コアの先端の相対移動方向に関する幅を検出しようとす
る凹凸形状の幅よりも小さくすることで分解能を向上さ
せ、磁束変化を電気的に細かく検出することができるよ
うになる。よって、凹凸形状の変化パターンは細かな波
形から構成されることになり、被測定物の表面形状に比
例した特徴がパターン図形として示されたデータとして
把握される。またこれと併せて、本請求項記載の表面形
状検出用センサにおいては、検出手段は棒状コアに巻回
された検出コイル又は棒状コアに取り付けられた磁気抵
抗効果素子とされている。したがって被測定物表面に起
因して変化する磁束が、検出コイルの電流を変化させる
ことによって、あるいは磁気抵抗素子の内部抵抗を変化
させることによって電気的に検出される。
Further, in the surface shape detecting sensor according to the present invention, the widths of the tips in the relative movement direction of the plurality of rod-shaped cores are set to be the same width smaller than the width of the concavo-convex shape to be detected. Since the detecting means detects a change in magnetic flux at the tip of the rod-shaped core, the resolution as a sensor is determined by the thinness of the tip of the rod-shaped core. That is, the resolution is improved by making the width of the tip of the rod-shaped core in the relative movement direction smaller than the width of the concavo-convex shape to be detected, and the change in magnetic flux can be detected finely electrically. Therefore, the change pattern of the concavo-convex shape is composed of fine waveforms, and a feature proportional to the surface shape of the measured object is grasped as data represented as a pattern graphic. In addition, in the surface shape detecting sensor according to the present invention, the detecting means is a detection coil wound around the rod-shaped core or a magnetoresistive element attached to the rod-shaped core. Therefore, the magnetic flux that changes due to the surface of the object to be measured is electrically detected by changing the current of the detection coil or by changing the internal resistance of the magnetoresistive element.

【0011】更に請求項3記載の表面形状検出用センサ
においては、相対移動方向に関し棒状コアを間に挟んだ
両側に、相対移動方向に関し棒状コアと同じ幅の磁束通
路形成用の補助コアを棒状コアと同じ数一体に形成する
とともに、棒状コアと補助コアとの間にそれぞれ同一幅
の離間溝を形成するようにしている。したがって棒状コ
ア先端から発生する磁束の通路が確保されて精度が良く
なり、表面形状検出用センサとしての感度が向上する。
Further, in the surface shape detecting sensor according to the third aspect, an auxiliary core for forming a magnetic flux path having the same width as the rod-shaped core in the relative movement direction is provided on both sides of the rod-shaped core in the relative movement direction. The same number of cores as the core are formed integrally, and a separation groove having the same width is formed between the rod-shaped core and the auxiliary core. Therefore, the path of the magnetic flux generated from the tip of the rod-shaped core is secured, the accuracy is improved, and the sensitivity as the sensor for detecting the surface shape is improved.

【0012】また請求項4記載の発明の表面形状検出用
センサにおいては、補助コアの相対移動方向に関する両
側に、高周波信号が印加される励磁用コイル取付用の段
部を形成する一方、棒状コア間には離間溝及び励磁用コ
イル取付用の段部より溝深さのある分離用溝を形成する
ようにしている。したがって励磁用コイルが補助コアの
周囲に巻回され、検出コイルとの距離が確保されること
からセンサとしての感度が向上する。更に、離間溝の底
部と段部との棒状コア先端からの各間隔を異ならせるよ
うにした場合にあっては、検出コイルと励磁用コイルは
互いに段違い状に形成される。
In the surface shape detecting sensor according to the present invention, a step for mounting an exciting coil to which a high-frequency signal is applied is formed on both sides in the relative movement direction of the auxiliary core, while the rod-shaped core is formed. A separating groove having a groove depth greater than that of the separating groove and the step for mounting the exciting coil is formed between them. Therefore, the excitation coil is wound around the auxiliary core, and the distance from the detection coil is ensured, so that the sensitivity as a sensor is improved. Further, when the distance between the bottom of the separation groove and the stepped portion from the tip of the rod-shaped core is made different, the detection coil and the exciting coil are formed stepwise from each other.

【0013】請求項5記載の発明の表面形状検出用セン
サの製造方法では、一枚のブロックに、一列に所定の間
隔で離間配列した多数の棒状コアの先端が同一平面上に
配置するように配列方向に所定幅の溝加工を施すととも
に、該溝加工に対して直交する方向に多数の棒状コアを
分離するための分離用の溝を形成し、棒状コア間に形成
される分離用の溝は棒状コアのそれぞれにコイルが配置
されるのを許容する溝幅を有するように形成し、一枚の
ブロックに多数の棒状コアを形成した状態で棒状コアに
検出用コイル又は励磁用コイルの少なくとも一方を取り
付けるようにしている。この場合、多数の棒状コアはフ
ェライトブロックなど一枚のブロックから切り出される
ようにして一体成形されているため、成形時の精度が得
られ易く、精度の高い表面形状検出用センサ形成を可能
なものとしている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a sensor for detecting a surface shape, in which a plurality of rod-shaped cores arranged at a predetermined interval in a row are arranged on the same plane in one block. A groove having a predetermined width is formed in the arrangement direction, and a separation groove for separating a large number of rod-shaped cores is formed in a direction orthogonal to the groove processing, and a separation groove formed between the rod-shaped cores. Is formed so as to have a groove width that allows a coil to be arranged in each of the rod-shaped cores, and at least one of the detection coil or the excitation coil is formed on the rod-shaped core in a state where a large number of rod-shaped cores are formed in one block. One is to be attached. In this case, since many rod-shaped cores are integrally formed so as to be cut out from a single block such as a ferrite block, it is easy to obtain accuracy at the time of molding, and it is possible to form a highly accurate surface shape detection sensor. And

【0014】また請求項6記載の発明の表面形状検出用
センサの製造方法においては、多数の棒状コアの両側に
磁束通路形成用の補助コアを棒状コアと同じ数一体に形
成するようにしているので、コア先端から発生する磁束
の通路が確保されて表面形状検出用センサとしての精度
が向上している。加えて、棒状コア間に形成される分離
用の溝は検出用コイル及び励磁用コイルが配置されるの
を許容する幅に形成されているので、それぞれの棒状コ
アに検出コイル及び励磁用コイルが巻回され得る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a surface shape detecting sensor, the same number of auxiliary cores for forming magnetic flux passages are formed on both sides of a large number of rod-shaped cores. Therefore, the passage of the magnetic flux generated from the core tip is secured, and the accuracy as the surface shape detection sensor is improved. In addition, since the separation groove formed between the rod-shaped cores is formed to have a width that allows the detection coil and the excitation coil to be arranged, the detection coil and the excitation coil are provided in each rod-shaped core. Can be wound.

【0015】[0015]

【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.

【0016】図1から図5に、本発明を適用した表面形
状検出用センサ1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、図1に示すように、一枚の共通の
基台2上に配置された多数の棒状コア3を被測定物10
と相対移動させ、それぞれの各棒状コア3における磁束
変化を検出して被測定物10の表面形状を検出するもの
である。この場合、棒状コア3はその先端3aが同一平
面上に位置するように所定の間隔で離間配列され、凹凸
のある被測定物10の表面に配列方向とは直交する方向
に相対移動可能に対向して設けられている。棒状コア3
のそれぞれには被測定物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手段5が設けられて
おり、この検出手段5の出力を所定のタイミングでA/
D変換してメモリ25に格納し(図2)、このメモリ2
5に格納されたデータから被測定物10の凹凸形状が検
出される。
FIGS. 1 to 5 show an embodiment of a surface shape detecting sensor 1 to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the surface shape detecting sensor 1 includes a plurality of rod-shaped cores 3 arranged on a single common base 2 and an object 10 to be measured.
And relative movement, and detects a magnetic flux change in each of the rod-shaped cores 3 to detect the surface shape of the DUT 10. In this case, the rod-shaped cores 3 are spaced and arranged at predetermined intervals so that their tips 3a are located on the same plane, and are opposed to the uneven surface of the DUT 10 so as to be relatively movable in a direction orthogonal to the arrangement direction. It is provided. Rod-shaped core 3
Are provided with detecting means 5 for detecting a change in magnetic flux generated due to the uneven shape of the device under test 10, and the output of the detecting means 5 is A / A at a predetermined timing.
D-converted and stored in the memory 25 (FIG. 2).
The uneven shape of the device under test 10 is detected from the data stored in 5.

【0017】いま、図4に示すように、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、各棒状
コア3の先端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、検出しようとする被測定物10の凹凸
形状の幅よりも小さく設定される。棒状コア3の先端3
aは小さく形成されるほど分解能が向上するため、より
小さく、尖端形状となるように形成されることが好まし
い。また棒状コア3は図示するような角柱型に形成され
ても良いし、あるいは特に図示していないが例えば先細
形状とされ、狭小な先端3aと強度とを兼ね備えるよう
に形成されていても良い。
Now, as shown in FIG. 4, if the relative movement direction of the DUT 10 is the direction of the arrow in the figure, the width w of the tip 3a of each rod-shaped core 3 in the movement direction, ie, the width of the rod-shaped core 3, The length w of the two sides along the relative movement direction among the four sides of the tip surface is set to be smaller than the width of the uneven shape of the DUT 10 to be detected. Tip 3 of rod-shaped core 3
Since “a” is smaller, the resolution is improved. Therefore, it is preferable that “a” is formed smaller and has a pointed shape. The rod-shaped core 3 may be formed in a prismatic shape as shown in the figure, or may be formed into a tapered shape (not shown), for example, so as to have both a narrow tip 3a and strength.

【0018】検出手段5は、例えば棒状コア3に巻回さ
れた検出コイルである。また、図1あるいは図3、図4
に示すように、上記相対移動方向に関し棒状コア3を間
に挟んだ両側には棒状コア3と同じ幅の磁束通路形成用
の補助コア7が、多数配置された棒状コア3と同じ数一
体に形成されている。このように補助コア7が一体形成
されると、棒状コア3の先端3aから発生する磁束の通
路が確保されるため、表面形状検出用センサ1としての
感度を向上させることができる。ただしコアはこのよう
な形状のものに特に限られず、例えば補助コア7を棒状
コイル3のいずれか一方にのみ形成するようにしても良
いし、あるいは両側の補助コア7の形成を省略すること
も可能である。
The detection means 5 is, for example, a detection coil wound around the rod-shaped core 3. In addition, FIG.
As shown in the figure, on both sides of the rod-shaped core 3 in the relative movement direction, auxiliary cores 7 for forming a magnetic flux passage having the same width as the rod-shaped core 3 are integrated with the same number of rod-shaped cores 3 arranged in a large number. Is formed. When the auxiliary core 7 is integrally formed as described above, a path for the magnetic flux generated from the distal end 3a of the rod-shaped core 3 is secured, so that the sensitivity as the surface shape detecting sensor 1 can be improved. However, the core is not particularly limited to such a shape. For example, the auxiliary core 7 may be formed only on one of the rod-shaped coils 3 or the formation of the auxiliary cores 7 on both sides may be omitted. It is possible.

【0019】これら両側の補助コア7の周囲には、励磁
用コイル6がそれぞれ巻回されている。各励磁用コイル
6には図5に示すような矩形状の高周波信号14が励磁
信号として印加され、被測定物10が相対移動する空間
に磁界を発生させる。そしてこの磁界中を被測定物10
が通過すると、凹凸形状に起因して磁束が変化し、これ
に応じて検出コイル5の出力が変化する。各検出コイル
5の出力は図5に示す検出信号回路27のアンプ回路1
1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アナログ信号
となる。そして図2に示すように、全ての検出コイル5
のアナログ信号はアナログマルチプレクサ26に供給さ
れる。アナログマルチプレクサ26は、各検出コイル5
のアナログ信号を同期クロック28からのパルスに基づ
いた所定のタイミングで順番にA/D変換器29に供給
する。A/D変換器29によってデジタル変換された信
号は、メモリ25に順次格納される。なお、被測定物1
0が例えば金属等の場合には当該被測定物10に発生す
る渦電流が棒状コア3から発生している磁束を減少させ
るように作用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、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る。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。
Exciting coils 6 are wound around the auxiliary cores 7 on both sides, respectively. A rectangular high-frequency signal 14 as shown in FIG. 5 is applied to each excitation coil 6 as an excitation signal, and a magnetic field is generated in a space in which the device under test 10 relatively moves. In this magnetic field, the DUT 10
Passes, the magnetic flux changes due to the uneven shape, and the output of the detection coil 5 changes accordingly. The output of each detection coil 5 is the amplifier circuit 1 of the detection signal circuit 27 shown in FIG.
After being amplified by 1, half-wave rectification is performed by the detection circuit 12 and the peak hold circuit 13 and the envelope detection is performed.
The analog signal has a waveform proportional to the uneven shape of the device under test 10. Then, as shown in FIG.
Is supplied to an analog multiplexer 26. The analog multiplexer 26 is provided for each detection coil 5.
Are sequentially supplied to the A / D converter 29 at a predetermined timing based on a pulse from the synchronous clock 28. The signals digitally converted by the A / D converter 29 are sequentially stored in the memory 25. The DUT 1
When 0 is a metal or the like, for example, the eddy current generated in the DUT 10 acts to reduce the magnetic flux generated from the rod-shaped core 3, so that the output signal of the detection coil 5 changes. When the device under test 10 is a magnetic material, for example, the output signal of the detection coil 5 changes because the leakage of magnetic flux from the device under test 10 decreases. Therefore, the surface shape detecting sensor 1 of the present invention can detect the uneven shape 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.

【0020】またこの表面形状検出用センサ1では、図
1に示すように、各コア3,7及び各コイル5,6が相
対移動方向に対して直交する方向に一列に離間配列され
ることによってラインセンサが構成されている。このラ
インセンサは、各励磁用コイル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ている。こ
の場合、棒状コア3と補助コア7との間にはそれぞれ同
一幅の離間溝18aが形成され、この離間溝18aによ
り各コア3,7が一定形状となるように区切られてい
る。また補助コア7の相対移動方向に関する両側には、
高周波信号が印加される励磁用コイル6取付用の段部1
8bが形成されている。この場合、離間溝18aと段部
18bとはその底面の高さが相等しくなるように形成さ
れていても良いが、本実施形態では図示するように段違
い状に形成され、設置された検出コイル5と励磁用コイ
ル6の高さを異ならせるようにしている。これにより、
磁束変化を検出する際の感度を向上させることができ、
凹凸形状のパターン変化をより詳細にグラフに表すこと
ができるようになる。更に、棒状コア3間には離間溝1
8a及び励磁用コイル取付用の段部18bより溝深さの
ある分離用溝18cが形成され、棒状コア3及び補助コ
ア7をそれぞれ区切っている。なお、多数の棒状コア3
の相対移動方向に関する先端3aの幅wがそれぞれ検出
しようとする凹凸形状の幅より小さい同一幅となるよう
に形成されていることはいうまでもない。この場合、各
分離用溝18cは例えば機械加工されることによって棒
状コア3等を同形状、同寸法に正確に形成し得るので、
相対移動方向にずれのない精度の高いラインセンサを形
成することができる。
In the surface shape detecting sensor 1, as shown in FIG. 1, the cores 3, 7 and the coils 5, 6 are arranged in a line in a direction perpendicular to the direction of relative movement. A line sensor is configured. The line sensor is arranged such that the DUT 10 relatively moves in a magnetic field generated by each excitation coil 6. In this case, a separation groove 18a having the same width is formed between the rod-shaped core 3 and the auxiliary core 7, and the cores 3 and 7 are separated by the separation groove 18a so as to have a constant shape. Also, on both sides of the relative movement direction of the auxiliary core 7,
Step 1 for mounting the exciting coil 6 to which a high-frequency signal is applied
8b are formed. In this case, the separation groove 18a and the stepped portion 18b may be formed so that the heights of the bottom surfaces thereof are equal to each other. However, in the present embodiment, the detection coil is formed in a stepped shape as shown in FIG. 5 and the exciting coil 6 are made different in height. This allows
The sensitivity when detecting a change in magnetic flux can be improved,
The change in the pattern of the uneven shape can be represented in a graph in more detail. Further, a separation groove 1 is provided between the rod-shaped cores 3.
A separating groove 18c having a groove depth is formed from the step 8a and the step 18b for attaching the exciting coil, and separates the rod-shaped core 3 and the auxiliary core 7 from each other. In addition, many rod-shaped cores 3
It is needless to say that the width w of the tip 3a in the relative movement direction is formed to be the same width smaller than the width of the uneven shape to be detected. In this case, each of the separating grooves 18c can be accurately formed into the same shape and the same size as the bar-shaped core 3 by machining, for example.
A highly accurate line sensor having no deviation in the relative movement direction can be formed.

【0021】以下に、本発明の表面形状検出用センサ1
の一実施形態を、被測定物10として図12(A)に示
す1円硬貨の表面凹凸形状を検出する場合を想定し、ラ
インセンサの長手方向中央に位置する棒状コア3に設け
られた検出コイル5に関して、即ち硬貨10が相対移動
する際にその中心位置に対向する棒状コア3に設けられ
た検出コイル5に関して検討する。1円硬貨表面のうち
最も幅の小さいのは縁の部分であることから、棒状コア
3の先端3aの幅wの大きさをこの縁部分の幅よりも小
さくすれば硬貨の表面凹凸を全て検出することができる
ようになる。ただし、縁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、幅wの大
きさを、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小さくすれば良い。例えば図12
(B)の場合には、検出しようとする凹凸形状の幅、例
えばW1,W2よりも幅wを小さな値にするなど、検出
したい凹凸形状のある範囲で幅wを決定すれば良い。ま
たは、検出したい凹凸形状のうちどの大きさの幅まで検
出するかを決め、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。このように最小の幅を基準にして幅wの大きさ
を決定することにより、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。
Hereinafter, the surface shape detecting sensor 1 of the present invention will be described.
In one embodiment, assuming that the surface unevenness of a one-yen coin shown in FIG. 12A is detected as the object to be measured 10, the detection provided on the rod-shaped core 3 located at the center in the longitudinal direction of the line sensor. The coil 5, that is, the detection coil 5 provided on the rod-shaped core 3 opposed to the center position when the coin 10 relatively moves will be examined. Since the smallest width of the surface of the one-yen coin is the edge portion, if the width w of the tip 3a of the rod-shaped core 3 is smaller than the width of the edge portion, all surface irregularities of the coin are detected. Will be able to However, when it is sufficient to detect the uneven shape of the pattern portion without performing the shape detection of the edge portion, the size of the width w is set to be smaller than the smallest width among the widths of the uneven shape of the pattern portion to be detected. Should also be reduced. For example, FIG.
In the case of (B), the width w may be determined in a certain range of the uneven shape to be detected, such as by setting the width of the uneven shape to be detected, for example, the width w smaller than W1 and W2. Alternatively, it is only necessary to determine to what size the width of the uneven shape to be detected is to be detected, and make the width smaller than the width. In this case, it is possible to clearly detect irregularities having a width of a size desired to be detected, but it is also possible to roughly understand shapes of irregularities having a small width which need not be detected. By determining the size of the width w based on the minimum width in this manner, even if the relative movement locus of the rod-shaped core 3 is, for example, the P-line or the Q-line shown in FIG. Can be performed favorably.

【0022】この検出コイル5に対応する検出信号回路
27からは、硬貨10の相対移動に伴って、例えば図6
に示すような出力信号が得られる。このような波形図を
示す表において、縦軸は出力信号を、横軸は表面形状検
出用センサ1に対する被測定物10の相対位置をそれぞ
れ示している。この場合の出力信号は硬貨10の凸部に
対応して低くなり、凹部に対応して高くなるように表示
されている。そして、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、途中に孔が在れば同様の出力が得られている。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21、縁部の幅に関する情報
22、直径に関する情報23、材質や厚みに関する情報
24等を得ることができるものでもある。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。
The detection signal circuit 27 corresponding to the detection coil 5 outputs, for example, the signals shown in FIG.
An output signal as shown in FIG. In the table showing such a waveform diagram, the vertical axis represents the output signal, and the horizontal axis represents the relative position of the DUT 10 with respect to the surface shape detecting sensor 1. The output signal in this case is displayed so as to be lower corresponding to the convex portion of the coin 10 and to be higher corresponding to the concave portion. Until the coin 10 faces the rod-shaped core 3, the output is higher than in the case where the coin corresponds to the concave portion, and the same output is obtained if there is a hole in the middle. That is, the waveform of the output signal corresponds to the uneven shape of the surface of the coin 10, but at the same time, information 21 relating to the difference in height between the edge and the center of the coin 10, information 22 relating to the width of the edge, Information 23 about a diameter, information 24 about a material and thickness, etc. can be obtained. Therefore,
When used as a coin identification sensor, these information 21 to 24 are added to the information on the surface irregularities.
Can be detected simultaneously.

【0023】このようにして硬貨10の表面凹凸形状を
検出する場合における棒状コア3の先端3aの幅w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以下の値に設定されている。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2mm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。
The width w of the tip 3a of the rod-shaped core 3 in detecting the surface unevenness of the coin 10 in this manner is:
The value is set to a value smaller than the width of the uneven shape of the surface of the coin 10, for example, a value of 2 mm or less. When the width w is larger than 2 mm, the resolution of the detection of the unevenness on the surface of the coin 10 becomes coarse, and it becomes difficult to detect the fine unevenness. This is because it becomes inferior. However, it is not always necessary to set the width w to 2 mm or less, and the width w may be set 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.

【0024】そして、各検出コイル5に接続された検出
信号回路27の各々からは、硬貨10の表面の凹凸形状
に比例した波形のアナログ信号がそれぞれ出力される。
即ち図7に丸印で示すように、硬貨10とラインセンサ
とを一度だけ相対移動させれば、硬貨10の表面の凹凸
形状についてのデータがメッシュ状に検出されることか
らラインセンサの相対移動範囲内において硬貨10の表
面を全体的に検出し得る。このようなラインセンサは、
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され得るが、これは一例であ
って硬貨識別の用途に限られることがないことは勿論で
ある。
Each of the detection signal circuits 27 connected to each of the detection coils 5 outputs an analog signal having a waveform proportional to the uneven shape of the surface of the coin 10.
That is, as shown by a circle in FIG. 7, if the coin 10 and the line sensor are relatively moved only once, data on the uneven shape of the surface of the coin 10 is detected in a mesh form, so that the relative movement of the line sensor The entire surface of the coin 10 can be detected within the range. Such a line sensor is
For example, it can be used as a coin identification sensor incorporated in a coin identification device or the like of a vending machine. However, this is merely an example, and it is a matter of course that the present invention is not limited to coin identification.

【0025】次に、本発明の表面形状検出用センサ1の
製造方法について説明する。本発明では、一枚のブロッ
クに、一列に所定の間隔で離間配列した多数の棒状コア
3の先端3aが同一平面上に配置されるように表面形状
検出用センサ1を形成するようにしている。このように
形成するために、まず図8(a)に示すような角柱形状
のフェライトブロック18に対し、配列方向に所定幅の
溝、即ちここでいう離間溝18aの加工を長手方向に施
すようにする(図8(b))。本実施形態では図示する
ように離間溝18aを2本加工してその間に棒状コア3
を形成すると共に、更にこれと平行な段部18bを外側
に加工し、補助コア7を形成するようにしている。そし
て、該溝加工に対して直交する方向に多数の棒状コア3
を分離するための分離用の溝18cを形成することによ
り、多数の棒状コア3の両側に磁束通路形成用の補助コ
ア7が棒状コア3と同じ数一体に形成される。この場
合、棒状コア3間に形成される分離用の溝18cは棒状
コア3のそれぞれのコイル5,6が配置されるのを許容
する溝幅を有するように形成されているため、それぞれ
の棒状コア3あるいは補助コア7へのコイル5,6の設
置が可能なものとされている。そして、一枚のブロック
に多数の棒状コア3を形成した状態で棒状コア3に検出
コイル5又は励磁用コイル6の少なくとも一方を取り付
けることによって表面形状検出用センサ1が形成され
る。なお、表面形状検出用センサ1の製造方法は上述し
たものに特に限られないことは勿論であり、例えば離間
溝18a、段部18b、分離用溝18cを形成する順序
などは適宜変更可能である。
Next, a method for manufacturing the surface shape detecting sensor 1 of the present invention will be described. In the present invention, the surface shape detecting sensor 1 is formed such that the tips 3a of a large number of rod-shaped cores 3 arranged in a row at predetermined intervals are arranged on the same plane. . In order to form the ferrite block 18 in this manner, first, a groove having a predetermined width in the arrangement direction, that is, the separation groove 18a referred to here is processed in the longitudinal direction on the ferrite block 18 having a prism shape as shown in FIG. (FIG. 8B). In this embodiment, as shown in the figure, two separation grooves 18a are machined, and the rod-shaped core 3 is interposed therebetween.
Is formed, and a stepped portion 18b parallel to this is further processed outside to form the auxiliary core 7. Then, a large number of rod-shaped cores 3
By forming the separating grooves 18c for separating the cores, the same number of auxiliary cores 7 for forming the magnetic flux paths as the rod cores 3 are integrally formed on both sides of the many rod cores 3. In this case, the separation grooves 18c formed between the rod-shaped cores 3 are formed so as to have a groove width that allows the respective coils 5 and 6 of the rod-shaped core 3 to be arranged. The coils 5 and 6 can be installed on the core 3 or the auxiliary core 7. Then, the surface shape detection sensor 1 is formed by attaching at least one of the detection coil 5 or the exciting coil 6 to the rod-shaped core 3 in a state in which many rod-shaped cores 3 are formed in one block. The manufacturing method of the surface shape detecting sensor 1 is not particularly limited to the above-described one, and for example, the order of forming the separation groove 18a, the step portion 18b, and the separation groove 18c can be appropriately changed. .

【0026】以上のように構成された表面形状検出用セ
ンサ1によると、被測定物10の表面の凹凸形状に起因
して変化する磁束を検出することができる。しかも棒状
コア3の先端3aが尖端形状とされるなど、その幅wが
凹凸形状の幅より小さくなるように形成されているた
め、変化パターンは細かな波形から構成されることにな
り、被測定物10の表面形状に比例した特徴がパターン
図形として示されることとなる。したがってこのパター
ン図形から被測定物10の表面凹凸形状が検出され得
る。しかもこの凹凸形状は、コアなどが触れることなく
非接触状態のまま検出され得る。更には、多数の棒状コ
ア3が一列に配列されてラインセンサが構成されている
ことから、この配列方向と直交するように被測定物10
を相対移動させるようにすれば、一度きりの操作によっ
て被測定物10の表面形状を全体的に検出することがで
きる。
According to the surface shape detecting sensor 1 configured as described above, it is possible to detect the magnetic flux that changes due to the uneven shape of the surface of the device under test 10. Moreover, since the width w of the rod-shaped core 3 is formed to be smaller than the width of the concavo-convex shape, for example, the tip 3a of the rod-shaped core 3 has a pointed shape. A feature proportional to the surface shape of the object 10 is shown as a pattern graphic. Therefore, the surface irregularities of the DUT 10 can be detected from the pattern figure. In addition, the uneven shape can be detected in a non-contact state without touching the core or the like. Furthermore, since a number of rod-shaped cores 3 are arranged in a line to form a line sensor, the DUT 10 is set to be orthogonal to this arrangement direction.
Is relatively moved, the entire surface shape of the DUT 10 can be detected by a one-time operation.

【0027】また上述した本発明の表面形状検出用セン
サ1の製造方法によると、棒状コア3などのセンサチッ
プの間隔を機械加工で行い一体構造とすることで各セン
サチップの寸法間隔を正確に規定することができる。よ
って、一体バー状態でセンサ化するようにして被測定物
10の移動方向にずれのない精度の高いラインセンサを
供給することができる。しかも、本発明によれば、各セ
ンサチップを1つずつ正確に取り付ける等の作業と比べ
て遙かに簡便である。
According to the method of manufacturing the surface shape detecting sensor 1 of the present invention described above, the distance between the sensor chips such as the rod-shaped core 3 is machined to form an integrated structure, so that the distance between the sensor chips can be accurately determined. Can be specified. Therefore, a high-precision line sensor that does not shift in the moving direction of the device under test 10 can be supplied by converting it into a sensor in an integrated bar state. Moreover, according to the present invention, the operation is much simpler than the operation of accurately mounting each sensor chip one by one.

【0028】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、上述の説明では、棒状コア3等を一列に並
べてラインセンサを構成していたが、棒状コア3を複数
列に並べてラインセンサを構成しても良い。即ち、一列
に離間配列された多数の棒状コア3を複数組被測定物1
0の相対移動方向に並べ、この相対移動方向に関し前側
列の各棒状コア3の間に後側列の棒状コア3が位置する
ように配置しても良い。図9に、一列に離間配列した多
数の棒状コア3を例えば二組だけ被測定物10の相対移
動方向に並べ、1列目の各棒状コア3の間に2列目の棒
状コア3が位置するように配置した様子を示す。この場
合、1列目の棒状コア3と2列目の棒状コア3とを交互
に配置しているので、各列の棒状コア3の相対移動軌跡
は重ならず、棒状コア3の数を増やして密な状態で被測
定物10の表面形状の検出を行うことができる。例え
ば、構造上、加工上の制約等から一列の棒状コア3の間
隔をあまり狭くできない場合や、隣り合う検出コイル5
の磁気的干渉を防止するために棒状コア3の間隔を広く
せざるを得ない場合であっても、棒状コア3の列を増や
すことで棒状コア3の相対移動軌跡を密な状態にして被
測定物10の検出を行うことができる。
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, in the above description, the line sensors are configured by arranging the rod-shaped cores 3 and the like in a line, but the line sensors may be configured by arranging the rod-shaped cores 3 in a plurality of lines. That is, a plurality of sets of rod-shaped cores 3 arranged in a row and separated from one another
0 may be arranged so that the rod-shaped cores 3 in the rear row are located between the rod-shaped cores 3 in the front row with respect to the relative movement direction. In FIG. 9, for example, two rod-shaped cores 3 arranged in a row are arranged in the relative movement direction of the DUT 10, for example, in two sets. FIG. In this case, since the rod-shaped cores 3 in the first row and the rod-shaped cores 3 in the second row are alternately arranged, the relative movement trajectories of the rod-shaped cores 3 in each row do not overlap, and the number of the rod-shaped cores 3 is increased. The surface shape of the DUT 10 can be detected in a dense state. For example, when the interval between the rod-shaped cores 3 in a row cannot be reduced too much due to structural or processing restrictions, or when the adjacent detection coils 5
Even if it is necessary to widen the interval between the rod-shaped cores 3 in order to prevent magnetic interference, the number of rows of the rod-shaped cores 3 can be increased so that the relative movement locus of the rod-shaped cores 3 can be made denser and the rod-shaped core 3 can be covered. The measurement object 10 can be detected.

【0029】また、上述の説明では、検出手段が棒状コ
ア3に巻回された検出コイル5であったが、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(MR素子)を用いるようにしても良い。この場合
は、例えば棒状コア3の先端3aを2つに割ったその間
にこの磁気抵抗効果素子を埋め込み設置する等して用い
るようにすれば良い。被測定物10の表面の凹凸形状に
起因して変化する磁束により磁気抵抗効果素子の内部抵
抗が変化するので、これを検出することによって磁束変
化を検出することができる。
In the above description, the detection means is the detection coil 5 wound around the rod-shaped core 3, but a magneto-resistance effect element (MR element) attached to the rod-shaped core 3 instead of the detection coil 5 May be used. In this case, for example, the tip 3a of the rod-shaped core 3 may be divided into two parts, and the magnetoresistive element may be embedded and used between the two parts. Since the internal resistance of the magnetoresistive element changes due to the magnetic flux that changes due to the uneven shape of the surface of the device under test 10, a change in the magnetic flux can be detected by detecting this.

【0030】また、上述の説明中における表面形状検出
用センサ1は2つのコイル、即ち検出コイル5と励磁用
コイル6を備えていたが、必ずしも2つのコイル5,6
を備える必要はなく、これらを1つのコイルにしても良
い。この場合には、1つのコイルによって励磁を行うと
同時に当該コイルにおけるインダクタンス変化に基づい
て磁束の変化を検出するようにすれば良い。
In the above description, the surface shape detecting sensor 1 has two coils, that is, the detecting coil 5 and the exciting coil 6.
Need not be provided, and these may be formed into one coil. In this case, excitation may be performed by one coil and a change in magnetic flux may be detected based on a change in inductance in the coil.

【0031】さらに、励磁用コイル6に印加する信号と
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。
Further, the signal applied to the exciting 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.

【0032】[0032]

【実施例】棒状コア3の先端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5
00円硬貨の表面形状を検出する実験を行った。図10
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11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3mmとした場
合(図11)には、出力信号の波形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23、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10)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。
EXAMPLE In order to investigate the relationship between the width w of the tip 3a of the rod-shaped core 3 and the resolution for detecting unevenness, the value of the width w was changed to 5
An experiment was performed to detect the surface shape of a 00 yen coin. FIG.
11 shows a waveform of an output signal of the detection coil 5 when the width w is 0.5 mm, and FIG. 11 shows a waveform of an output signal of the detection coil 5 when the width w is 3 mm. If the width w is 3 mm (FIG. 11), the waveform of the output signal becomes flat as a whole, and information 21 relating to the height difference between the edge and the center of the 500 yen coin, and information relating to the diameter Although the information 23 and the information 24 relating to the thickness of the material can be confirmed, it is difficult to detect the uneven shape of the surface. On the other hand, if the width w is 0.
When the distance is 5 mm (FIG. 10), the change in the shape of the output signal favorably follows the change in the surface shape of the 500-yen coin. 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.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
1記載の発明の表面形状検出用センサでは、多数の棒状
コアの先端を磁界中において凹凸のある金属製の被測定
物表面に配列方向とは直交する方向に相対移動可能に対
向させ、棒状コアのそれぞれに被測定物の凹凸形状に起
因して変化する磁束を検出するための検出手段を設けて
いるので、被測定物の表面凹凸形状を検出することがで
きる。しかも、一枚の共通の基台上に、所定の間隔で離
間配列した多数の棒状コアの先端が同一平面上となるよ
うに配置しているので、被測定物の凹凸形状を全体的
に、非接触で検出することができる。
As is apparent from the above description, in the surface shape detecting sensor according to the first aspect of the present invention, the tips of a large number of rod-shaped cores are arranged on the surface of a metal object having irregularities in a magnetic field. Since each of the rod-shaped cores is provided with a detecting means for detecting a magnetic flux that changes due to the uneven shape of the measured object, the rod-shaped core is provided so as to be relatively movable in a direction orthogonal to the direction. The uneven shape can be detected. Moreover, since the tips of a large number of rod-shaped cores arranged at predetermined intervals on a single common base are arranged on the same plane, the uneven shape of the object to be measured is Non-contact detection is possible.

【0034】請求項2記載の発明の表面形状検出用セン
サでは、多数の棒状コアの相対移動方向に関する先端の
幅をそれぞれ検出しようとする凹凸形状の幅より小さい
同一幅としているので、磁束変化を詳細に検出すること
ができ、これによって被測定物表面の凹凸形状を検出す
ることができる。また、検出手段は棒状コアに巻回され
た検出コイル又は棒状コアに取り付けられた磁気抵抗効
果素子であるので、磁束変化が、検出コイルの電流を変
化させることによって、あるいは磁気抵抗素子の内部抵
抗を変化させることによって電気的に検出され得る。
In the surface shape detecting sensor according to the second aspect of the present invention, the width of the tip in the relative movement direction of the plurality of rod-shaped cores is set to be the same width smaller than the width of the concavo-convex shape to be detected. It is possible to detect in detail, thereby detecting the uneven shape of the surface of the object to be measured. Further, since the detecting means is a detection coil wound on a rod-shaped core or a magnetoresistive effect element attached to the rod-shaped core, a change in magnetic flux is caused by changing a current of the detection coil or an internal resistance of the magnetoresistive element. Can be electrically detected by changing

【0035】更に請求項3記載の発明の表面形状検出用
センサでは、相対移動方向に関し棒状コアを間に挟んだ
両側に、相対移動方向に関し棒状コアと同じ幅の磁束通
路形成用の補助コアを棒状コアと同じ数一体に形成する
とともに、棒状コアと補助コアとの間にそれぞれ同一幅
の離間溝を形成するようにしているので、磁束の通路を
確保して表面形状検出用センサとしての感度を向上させ
ることができる。
In the surface shape detecting sensor according to the third aspect of the present invention, an auxiliary core for forming a magnetic flux path having the same width as the rod-shaped core in the relative movement direction is provided on both sides of the rod-shaped core in the relative movement direction. The same number of rod-shaped cores are formed in one piece, and the same width of the separation groove is formed between the rod-shaped core and the auxiliary core. Sensitivity can be improved.

【0036】また請求項4記載の発明の表面形状検出用
センサでは、補助コアの相対移動方向に関する両側に、
高周波信号が印加される励磁用コイル取付用の段部を形
成する一方、棒状コア間には離間溝及び励磁用コイル取
付用の段部より溝深さのある分離用溝を形成しているの
で、検出コイルと励磁用コイルとを互いに離して感度を
向上させることができる。しかも、離間溝の底部と段部
との棒状コア先端からの各間隔を異ならせるようにすれ
ば、検出コイルと励磁用コイルとを段違い状に設置する
ことができ、センサの感度を更に向上させることができ
る。
In the surface shape detecting sensor according to the present invention, the auxiliary core may be provided on both sides in the relative movement direction.
Since a step for mounting the exciting coil to which a high-frequency signal is applied is formed, a separating groove having a depth greater than that of the step for mounting the exciting coil is formed between the rod-shaped cores. The sensitivity can be improved by separating the detection coil and the exciting coil from each other. Moreover, if the distance between the bottom of the separation groove and the step is different from the tip of the rod-shaped core, the detection coil and the exciting coil can be installed in a step-like manner, further improving the sensitivity of the sensor. be able to.

【0037】請求項5記載の発明の表面形状検出用セン
サの製造方法では、一枚のブロックに、一列に所定の間
隔で離間配列した多数の棒状コアの先端が同一平面上に
配置するように配列方向に所定幅の溝加工を施すととも
に、該溝加工に対して直交する方向に多数の棒状コアを
分離するための分離用の溝を形成し、棒状コア間に形成
される分離用の溝は棒状コアのそれぞれにコイルが配置
されるのを許容する溝幅を有するように形成し、一枚の
ブロックに多数の棒状コアを形成した状態で棒状コアに
検出用コイル又は励磁用コイルの少なくとも一方を取り
付けるようにしているので、精度の高い表面形状検出用
センサを簡便かつ一体的に形成することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a surface shape detecting sensor, the tips of a large number of rod-shaped cores arranged in a row at a predetermined interval are arranged on the same plane. A groove having a predetermined width is formed in the arrangement direction, and a separation groove for separating a large number of rod-shaped cores is formed in a direction orthogonal to the groove processing, and a separation groove formed between the rod-shaped cores. Is formed so as to have a groove width that allows a coil to be arranged in each of the rod-shaped cores, and at least one of the detection coil or the excitation coil is formed on the rod-shaped core in a state where a large number of rod-shaped cores are formed in one block. Since one of them is attached, a highly accurate surface shape detecting sensor can be simply and integrally formed.

【0038】また請求項6記載の発明の表面形状検出用
センサの製造方法では、多数の棒状コアの両側に磁束通
路形成用の補助コアを棒状コアと同じ数一体に形成し、
棒状コア間に形成される分離用の溝は検出用コイル及び
励磁用コイルが配置されるのを許容する幅に形成されて
いるので、ラインセンサ型の高精度な表面形状検出用セ
ンサを形成することができる。
In the method of manufacturing a surface shape detecting sensor according to the present invention, the same number of auxiliary cores for forming magnetic flux paths as the number of rod-shaped cores are integrally formed on both sides of the plurality of rod-shaped cores.
Since the separation groove formed between the rod-shaped cores is formed to have a width that allows the detection coil and the excitation coil to be arranged, a line sensor type high-precision surface shape detection sensor is formed. be able to.

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

【図1】本発明の表面形状検出用センサを示す分解斜視
図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a surface shape detection sensor according to the present invention.

【図2】表面形状検出用センサと検出信号回路の概略構
成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a surface shape detection sensor and a detection signal circuit.

【図3】図1の表面形状検出用センサの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the surface shape detection sensor of FIG. 1;

【図4】棒状コアの先端の幅wを説明するために表面形
状検出用センサの一部分を示す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a part of a surface shape detecting sensor for explaining a width w of a tip end of a rod-shaped core.

【図5】図2の検出信号回路を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a detection signal circuit of FIG. 2;

【図6】図5の検出信号回路の出力信号の例を示す図で
ある。
6 is a diagram illustrating an example of an output signal of the detection signal circuit of FIG.

【図7】図1の表面形状検出用センサによる検出の様子
を示す概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a state of detection by the surface shape detection sensor of FIG. 1;

【図8】図1の表面形状検出用センサのコアの製造工程
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離間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に棒状コ
ア及び補助コアを加工した状態の斜視図である。
8A and 8B schematically show a manufacturing process of a core of the sensor for detecting a surface shape in FIG. 1; FIG. 8A is a perspective view of a ferrite block;
(B) is a perspective view of a ferrite block in which a separation groove and a step are processed, and (c) is a perspective view of a ferrite block in which a rod-shaped core and an auxiliary core are processed.

【図9】表面形状検出用センサの棒状コアの列を2組並
べた様子を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing a state in which two sets of rod-shaped cores of the surface shape detection sensor are arranged.

【図10】棒状コアの先端の幅wを0.5mmとして5
00円硬貨の凹凸形状を測定した場合のセンサ出力を示
す図である。
FIG. 10 shows a case where the width w of the tip of the rod-shaped core is 0.5 mm;
It is a figure which shows the sensor output at the time of measuring the uneven | corrugated shape of a 00 yen coin.

【図11】棒状コアの先端の幅wを3mmとして500
円硬貨の凹凸形状を測定した場合のセンサ出力を示す図
である。
FIG. 11: 500 when the width w of the tip of the rod-shaped core is 3 mm
It is a figure which shows the sensor output at the time of measuring the uneven | corrugated shape of a yen coin.

【図12】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. 12 is a diagram 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 ラインセンサ 2 基台 3 棒状コア 3a 先端 5 検出コイル(検出手段) 6 励磁用コイル 7 補助コア 10 被測定物 14 高周波信号 w 棒状コアの先端の被測定物移動方向に関する幅 Reference Signs List 1 line sensor 2 base 3 rod-shaped core 3a tip 5 detection coil (detection means) 6 excitation coil 7 auxiliary core 10 DUT 14 high-frequency signal w

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一枚の共通の基台上に、所定の間隔で離
間配列した多数の棒状コアの先端が同一平面上となるよ
うに配置するとともに、前記多数の棒状コアの先端を磁
界中において凹凸のある金属製の被測定物表面に前記配
列方向とは直交する方向に相対移動可能に対向させ、前
記棒状コアのそれぞれに前記被測定物の前記凹凸形状に
起因して変化する磁束を検出するための検出手段を設け
てなることを特徴とする表面形状検出用センサ。
1. A plurality of rod-shaped cores arranged at a predetermined interval on a common base such that tips of the rod-shaped cores are on the same plane, and the tips of the rod-shaped cores are placed in a magnetic field. In the uneven surface of the metal object to be measured in the direction perpendicular to the arrangement direction and relatively movably opposed to each other, the magnetic flux that changes due to the uneven shape of the object to be measured in each of the rod-shaped cores. A surface shape detection sensor comprising a detection unit for detecting the surface shape.
【請求項2】 前記多数の棒状コアの前記相対移動方向
に関する先端の幅をそれぞれ検出しようとする前記凹凸
形状の幅より小さい同一幅とし、前記検出手段は前記棒
状コアに巻回された検出コイル又は前記棒状コアに取り
付けられた磁気抵抗効果素子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 detection coil wound around the rod-shaped core, wherein the width of the tip of each of the rod-shaped cores in the direction of relative movement is smaller than the width of the concavo-convex shape to be detected. The surface shape detecting sensor according to claim 1, wherein the sensor is a magnetoresistive element attached to the rod-shaped core.
【請求項3】 前記相対移動方向に関し前記棒状コアを
間に挟んだ両側に、前記相対移動方向に関し前記棒状コ
アと同じ幅の磁束通路形成用の補助コアを前記棒状コア
と同じ数一体に形成するとともに、前記棒状コアと前記
補助コアとの間にそれぞれ同一幅の離間溝を形成してな
る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 having the same width as the rod-shaped core in the relative movement direction is integrally provided on both sides of the rod-shaped core with respect to the relative movement direction. The surface shape detecting sensor according to claim 1, wherein a separation groove having the same width is formed between the rod-shaped core and the auxiliary core.
【請求項4】 前記補助コアの前記相対移動方向に関す
る両側に、高周波信号が印加される励磁用コイル取付用
の段部を形成する一方、前記棒状コア間には前記離間溝
及び前記励磁用コイル取付用の段部より溝深さのある分
離用溝を形成してなることを特徴とする請求項3記載の
表面形状検出用センサ。
4. A step for mounting an exciting coil to which a high-frequency signal is applied is formed on both sides of the auxiliary core in the relative movement direction, while the separating groove and the exciting coil are provided between the rod-shaped cores. 4. The surface shape detecting sensor according to claim 3, wherein a separating groove having a groove depth greater than that of the mounting step is formed.
【請求項5】 一枚のブロックに、一列に所定の間隔で
離間配列した多数の棒状コアの先端が同一平面上に配置
するように前記配列方向に所定幅の溝加工を施すととも
に、該溝加工に対して直交する方向に前記多数の棒状コ
アを分離するための分離用の溝を形成し、前記棒状コア
間に形成される分離用の溝は前記棒状コアのそれぞれに
コイルが配置されるのを許容する溝幅を有するように形
成し、前記一枚のブロックに多数の棒状コアを形成した
状態で前記棒状コアに検出用コイル又は励磁用コイルの
少なくとも一方を取り付けることを特徴とする表面形状
検出用センサの製造方法。
5. A block having a predetermined width in the arrangement direction is formed on one block so that tips of a large number of rod-shaped cores arranged in a row at predetermined intervals are arranged on the same plane. Separation grooves for separating the plurality of rod-shaped cores are formed in a direction orthogonal to processing, and a separation groove formed between the rod-shaped cores is provided with a coil in each of the rod-shaped cores. A surface having a groove width that allows the above, and attaching at least one of a detection coil or an excitation coil to the rod-shaped core in a state where a plurality of rod-shaped cores are formed in the one block. Manufacturing method of shape detection sensor.
【請求項6】 前記多数の棒状コアの両側に磁束通路形
成用の補助コアを前記棒状コアと同じ数一体に形成し、
前記棒状コア間に形成される分離用の溝は検出用コイル
及び励磁用コイルが配置されるのを許容する幅に形成さ
れてなることを特徴とする請求項5記載の表面形状検出
用センサの製造方法。
6. An auxiliary core for forming a magnetic flux path is integrally formed on both sides of the plurality of rod-shaped cores in the same number as the rod-shaped cores.
6. The surface shape detecting sensor according to claim 5, wherein the separating groove formed between the rod-shaped cores is formed to have a width that allows a detection coil and an excitation coil to be arranged. Production method.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002342814A (en) * 2001-05-22 2002-11-29 Takasago Electric Ind Co Ltd Device for detecting passing of medal, and slot machine using the same

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