JPS6211189A - センサ装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 従来物体の存在を検知する目的で物体にマグネットを装
着し、そのマグネットから発する磁界を検出することに
より該物体の存在又は通過を検知する方式があった。し
かしこの方式には次の如き”　欠点があった。即ち上記
マグネット以外の鉄製品にも通常残留磁気が存在し、こ
れらの鉄製品から発する磁界と、正当に検知されるべき
マグネットからの磁界との区別をつけるのが難しく、こ
の困難は検出距離を増し、磁気検出装置を高感度化すれ
ばする程増大していた。またマグネットはどんな種類の
物体にも装着する必要があり、またコストも安価にした
いので、できるだけ小型のマグネットヲ使用すると必然
的にマグネットから発する磁界も弱くなり、外部磁気雑
音、すなわち車輛等に起因する磁気雑音との区別も困難
であった。

本発明の目的は上記の欠゛点を回避したセンサーを提供
しようとするものである。

即ちマグネットを小型化し、検出距離を増し、磁気検出
装置を高感度化しても、鉄製品から発する磁界や、外部
磁気雑音にわずられされることなく上記マグネットヲ装
着した物体の存在又は通過を検知できる装置を提供しよ
うとするものである。

次に本発明の構成を実施例の一つに基すいて述べる。

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図で、第２図は第
１図の矢印の方向から見た断面図である。

１０１は球状のマグネットでこのマグネットは１０２に
示す非磁性体のカプセルの中に収納されており、１０１
と１０２の間には空隙１０３があるのでマグネット１０
１はカプセル１０２の中で回転したり振動できるように
なりでいる。第３図はマグネット１０１が着磁されてい
る様子を示す正面図で、ここではマグネット１０１は球
の左半分がＮ極、右半分がＳ極となるように着磁されて
いる。この第１図に示す装置を検出すべき物体に装着す
る。これを装置された物体が、特定の空間内に入ってき
た場合、この空間には予め周波数での交番磁界を発生さ
せであるので、この交番磁界によりマグネット１０１は
駆動されて回転したり振動したりする。この回転又は振
動の周波数は実験によればｆが５０ヘルツ程度の場合を
例にとると、マグネットはｆの二分の一１三分の一１四
分の−などの周波数で同期して回転又は振動するので、
これらの周波数・かあるいはこれらの周波数の近傍の周
波の磁波となる。マグネットはその質量による慣性とそ
の回転、振動に伴なう摩擦抵抗により、前記周波数ｆが
ある程度以上高い周波数である場合にはｆに同期せずに
、ｆの二分の一１三分の−などｆの整数分の−の周波数
に同期して回転又は振動するのである。この回転又は振
動するマグネットが発する磁波を公知の高感度磁界検出
器を用いて検出する。また実験によれば磁界検出器の近
くを通過する鉄製品や車輛等に起因する外乱磁波は１ヘ
ルツ前後又は１ヘルツ以下の周波数を持っているので、
これらの外乱磁波と前記マグネットの発するｆに関係し
た特定周波数帯域の磁波との区別は容易である。

第４図は高感度磁界検出器及びフィルタなどを含む検出
装置の概略図である。

４０１は公知の高感度磁界検出器を示し、例えばフラッ
クス？−ト型磁界センサ、プロトン磁力計型磁界センサ
、磁気マルチ型磁界センサ、　５ＱＵＩＤ型磁界センサ
、光Ｉンビング型磁界センサ、静止したソレノイドコイ
ルからなる磁界センサ、回転又は振動する磁路又はコイ
ルを持つ磁界センサ、ホール素子、磁気抵抗素子、磁気
ダイオードなどの磁気センサを示す。

４０２は第１図に示す装置を装着した物体の通過する位
置を示す点である。−力点４０２から離れた所にあるコ
イル４０３には周波数ｆの交流電源４０４から電流が供
給されているので、点４０２を含む空間には周波数ｆの
交番磁界が発生している。さて前記第１図に示す装置が
この４０２に示す位置を通過する時には前述のようにマ
グネット１０１からばｆの二分の一１三分の一１四分の
−などのｆの整数分の−の周波数およびその近傍の周波
数の磁波が生ずるので、磁界センサ４０１には上記周波
数帯の磁界が作用する。磁界センサ４０１にはこの他に
もコイル４０３に流れる周波数ｆの電流に起因する周波
数ｆの交番磁界も作用するので、この交番磁界によって
センサ４０１又は増幅器４０５が飽和して測定不能にな
ることを避けるためにセンサ４０１の近くにコイル４０
６を設けて、これに前記電源４０４と同期し、同じく周
波数ｆを持つ電源４０７から電流を供給して交番磁界を
発生させ、センサ４０４の地点におけるコイル４０３に
よる磁界がコイル４０６による磁界によってキャンセル
されて零となるようにコイル４０６の極性および電流を
設定する。コイル４０６はセンサ４０１に非常に近接す
るか４０１の周囲に巻回するようにしておけばコイル４
０６による磁界はセンサ４０１の所には強く作用するが
、他の地点ではほとんど影響がないくらい弱くなる。そ
の結果センサ４０１の所以外の地点においては周波数ｆ
の交番磁界はほとんどコイル４０３によるものだけとな
る。このようにしてセンサ４０１にはｆの二分の一１三
分の−などの周波数を含む特定の周波数帯の磁界および
周波数１ヘルツ前後の外乱磁界および地磁気が作用する
ことになるが、フィルタ４０８の通過周波数帯域を上記
の特定周波数帯域のものは通し、外乱磁界および直流磁
界に起因する信号は通さないように設定することにより
、外乱磁界および地磁気の影響を受けずに高感度に第１
図に示すような回転又は振動しているマグネットの存在
および通過を検知できる。また増幅器４０５の内部にｆ
の周波数のみ通さない公知のノツチフィルタを設けてお
けば、コイル４０６による前述のキャンセル効果が不完
全であってもよいことになる。またセンサ４０１および
増幅器４０５の飽和レベルが充分大きなものであれば前
記ノツチフィルタのみで事足りるのでキャンセル用のコ
イル４０６と電源４０７は不要となる。またコイル４０
３の中心軸はコイル４０６およびセンサ４０１の中心軸
と直交するように図示しであるが、必ずしも直交するよ
うにコイル４０３を配置する必要がないのは明白であり
、両者の中心軸は平行でもねじれの位置にあってもよい
。またコイル４０３と同様なものを複数個配置してもよ
いことは明白である。

第５図は本発明の他の実施例で５０１は１０１と同様な
球状マグネットに四極に着磁したものである。この５０
１の作用は１０１と同様であることは明白である。また
四極のみにとどまらず、それ以上の多極に着磁した図示
しない実施例についても同様である。

第６図は本発明の他の実施例で６０１は１０１と同様な
球状マグネットであるが１０１と違って上下に突起を有
し、この突起を支点として回転できるものである。これ
にも多極着磁が可能であり作用は１０１と同様である。

また今まで球状マグネットについてのみ述べたが、必ず
しも球状でなくてもよく、柱状、多面体状、他のあらゆ
る立体状マグネットであってもその作用効果は球状のも
のと同様であることは明白である。

物体への装着を容易にするため、例えば第７図に示すよ
うに、第１図に示したセンサーの直方体カシセル１０２
の外側の一面に接着剤層１０４を形成し、その接着剤層
１０４の外側に剥離層１０５を付けておき、物体へ装着
する際に剥離層１０５を剥して接着剤層１０４にて物体
へ接着する。この場合マグネッ）１０１ｅカプセル１０
２内に収容するだめのカプセルの蓋１０６に接着剤層１
０４を形成するとよい。カプセル１０２をその蓋１０６
と本体とを別体に作り、蓋１０６は接着剤層１０４、剥
離層１０５を形成した板状体を切断して多数個を作り、
その蓋１０６をカプセル１０２の本体に接着、溶着など
で固定することができる。カプセル１０２の形状を第８
図に示すように帽子状とし、そのつば部１０７の底面に
接着剤層１０４を形成し、つば部１０７を物体に接着し
、その物体とカプセルとにより構成される空間内にマグ
ネット１０１を配してもよい。第９図に示すように帽子
状カプセル１０２に対して蓋１０６を付けてもよい。カ
プセル１０２を可撓性材で構成すると共に第１０図に示
すようにカプセル１０２として絞られた一口１０８を形
成し、その開口１０８の内径よりマグネット１０１の外
径を僅か犬とし、開口１０８よりマグネット１０１を無
理にカプセル１０２内に押込むようにしてもよい。この
開口１０８の部分につば１０７を一体に形成し、つば１
０７に接着剤層１０４を形成する。更にカプセル１０２
としては第１１図に示すように円柱状貫通孔１０９が形
成された板状体１１０の両面に蓋１１１．１１２を付け
て貫通孔１０９を塞いで構成してもよい。板状体１１０
の形状は方形、円形など任意の形状とすることができる
。第１２図に示すように板状体１１０に貫通されていな
い穴１１３が形成され、この穴１１３を蓋１１２で蓋し
てカプセル１０２としてもよい。第１３図、第１４図に
示したセンサーはその一面に例えば値段を書き、正札な
どに兼用することができる。

上述したセンサーは前述したように物体に付けられて用
いられることが多いが、例えば商品に取付けるため、第
１３図に示すように正札、カード、ラベル、ステッカ−
などの乳類２０にこの発明の検知用素子３０が例えば接
着により取付けられ、その乳類２０が商品などの物体に
装着される。その乳類２０ｔ−商品などの物体に装着す
るには乳類２０を直接取付け、或はセンサー３０を物体
に取付けることにより乳類２０を物体に取付けてもよい
。或は第１４図に示すように商品などの物体を収容、包
装すべき／ＩＰツケージ２１の内面にセンサー３０’ｉ
固定し、または／ＩＰツケージ２１の外面にセンサー３
０’を固定し、もしくはノやツケージ２１内にセンサー
３０″を埋込んでもよい。第１５図に示すようにシート
やフィルム、板状体などの薄物４０の一部にカプセル１
０２を一体に形成してもよい。

カプセルとしては検知すべき物体内部にある空洞を利用
してもよい。

次に前記のマグネットおよびマグネッ）を装着した物体
を第４図に示す検知器にかける前に、公知の図示しない
脱磁装置にかけるとその磁化は失われるので第４図に示
す検知器ではもはや検知できなくなり、このことは脱磁
装置を以前に通過したか否かの判別にも利用できる。

次にマグネットを収納すべき前述のカプセルの：　　形
状は１０２の如き箱状のみにとどまらずあらゆる形状の
・蓼ツケージであってもよいことは明白である。また前
述のマグネットの材質は硬質又は半硬質磁性材料でもよ
く、またゴム、プラスチック磁石でもよい。また第１図
などに示すセンサーは必ずしも高感度磁界検出器を用い
て検出する必要はなく、例えば第４図の４０１の磁界検
出器の代りに公知のマイクロホンを用いて１０１などの
撮動又は回転するマグネットの発する機械的振動音を検
知することによりマグネットの存在を検知してもよい。

これはマグネットの存在をマグネットから近い距離で検
出する時に特に有効かつ簡便である。

例えば第１図および第２図に示した構成においても、カ
プセル１０２として銅、真鍮、アルミニウム、磁器など
の非磁性金属で構成しておくと、交番磁界によりマグネ
ット１０１が回転又は撮動運動させられてマグネット１
０１がカプセル１０２に衝突して音を発生する。この音
をマイクロホンで捕えてセンサーの存在又は通過を検出
することができる。この場合、例えば第１６図に示すよ
うにカプセル１０２とマグネット１０１とにより鈴を構
成し、吊下げ用リング１２１に紐を通じて検知されるべ
き物体に付け、マグネット１０１の衝突によりカプセル
１０２が共鳴音を発し、つまシ比較的大きな音を発する
ようにすることもできる。

更に第１７図に示すようにカプセル１０２内に発音体１
１６の一端を保持し、カプセル１０２内にマグネット１
０１が動くことができるように収容される。交番磁界に
よりマグネット１０１がカプセル１０２内で運動させら
れると発音体１１６と衝突して音が発生する。マグネッ
ト１０１の運動にもとずき発生する音を捕えるには、例
えば第１８図に示すようにマイクロホン４１１で音を捕
え、その出力を増幅器４０５で増幅し、フィルタ４１２
で雑音成分を除去し、フィルタ４１２の出力を報知器４
０９へ供給する。発音体１１６として振動子を用いる場
合はその個有振動周波数をフィルタ４１２で取出す。

次に本発明の効果は、前記の可動マグネットを装着した
物体や人間がある特定の空間内に入ってきた時、そのこ
とを外部磁気雑音や該マグネット以外の鉄製品の残留磁
気などにわずられされることなく、きわめて高感度に遠
距離から、しかも小さいマグネットを用いて安価に検出
できる点にある。

また本発明は示した実施例のみにとどまらず、その要旨
を変更しない範囲において種々変形して実施できること
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はセンサーの一例を示す斜視図、第２図は第１図
のものの断面図、第３図は球状マグネットを示す正面図
、第４図は検出装置を示す概略図、第５図は球状マグネ
ットの正面図、第６図は突起付球状マグネットの正面図
、第７図はセンサーに接着剤・層１０４１に形成した例
を示す断面図、第８図はカプセルを帽子状としたセンサ
ーの例を示す断面図、第９図は第８図に示したセンサー
の他の例を示す断面図、第１０図はカプセルをつぼ形に
した例を示す断面図、第１１図はカプセルを板状にした
例を示す断面図、第１２図はカプセルを板状にした他の
例を示す断面図、第１３図はセンサーを乳類に付けた例
を示す斜視図、第１４図はセンサーを包装容器に付ける
各種例を示す断面図、第１５図はセンサーをシート状体
に付けた例を示す斜視図、第１６図はセンサーを鈴とし
て構成した例を示す正面図、第１７図は発音体を用いた
センサーの他の例を示す断面図、第１８図はセンサーが
発生する音を検知する装置の一例を示すブロック図であ
る。 １０１：球状マグネット、１０２：カプセル、１０３：
球状マグネットとカプセルの間との空間、４０１：高感
度磁界センサー、４ｏ２：マグネットの通過する点を示
すａ４０３：ソレノイドコイル、４０４：電源、４ｏ５
：増幅器、４０６：ソレノイドコイル、４０７：電源、
４０８：フィルタ、５０１：四極着磁球状マグネッ）、
６０１：突起付球マグネット。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネットが、その体積よりも大きい内容積をも
   つ非磁性体のカプセルの中に、他物体に保持されること
   なく自由に動き得るように保持されて物体に装着された
   センサーの存在又は通過を検知する検知装置であって、 交番磁界を発生する交番磁界発生手段と、 その交番磁界発生手段からの交番磁界により前記センサ
   ーのマグネットが運動させられ、その運動にもとずき前
   記センサーから発する磁波を検出する磁界検出器と、 その磁界検出器の出力が供給され、前記交番磁界の周波
   数と関連した周波数を通過域とするフィルタと、 そのフィルタの出力により駆動される報知器とを具備す
   るセンサー検知装置。
2. （２）前記磁界検出器における前記交番磁界発生手段よ
   りの交番磁界をほぼ打消す交番磁界を、その交番磁界発
   生手段と同期して発生する補助交番磁界発生手段が設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のセンサー検知装置。
3. （３）前記磁界検出器の後段に挿入され、前記交番磁界
   の周波数成分のみを阻止するノッチフィルタを含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のセンサー検知
   装置。
4. （４）前記フィルタは前記交番磁界の周波数の整数分の
   １の周波数及びその近傍を通過域とするものであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項
   記載のセンサー検知装置。
5. （５）マグネットが、その体積よりも大きい内容積をも
   つ非磁性体のカプセルの中に、他物体に保持されること
   なく自由に動き得るように保持されて物体に装着された
   センサーの存在又は通過を検知する検知装置であって、 交番磁界を発生する交番磁界発生手段と、 その交番磁界発生手段からの交番磁界により前記センサ
   ーの永久磁石が運動させられ、その運動にもとずき前記
   検知用素子から発する音を検出するマイクロホンと、 そのマイクロホンの出力が供給され、前記音の周波数成
   分を通過帯域とするフィルタと、 そのフィルタの出力により駆動される報知器とを具備す
   るセンサー検知装置。