KR101590298B1 - 자기 센서 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 센서 코어의 치수 편차가 있어도 안정적인 센서 특성을 얻을 수 있는 자기 센서 장치를 제공하는 것.
(해결수단) 자기 센서 장치 (8) 의 자기 센서 소자 (13) 는, 박판상의 센서 코어 (32) 를 구비하고, 센서 코어 (32) 는, 여자 코일 (34) 이 권회된 몸통부 (321) 와, 몸통부 (321) 로부터 상방으로 돌출된 상측 중앙 돌출부 (322), 상측 제 1 돌출부 (324), 상측 제 2 돌출부 (325) 를 구비한다. 상측 중앙 돌출부 (322) 의 측면 (322b, 322c) 에 단차부 (51) 가 형성되고, 단차부 (51) 보다 선단측에 컴출 코일 (35) 이 권회되어 있다. 이들 3 개의 돌출부의 선단면 (322a, 334a, 335a) 은 연삭 가공되어, 자기 센서 소자 (13) 의 센서면 (13a) 을 구성한다. 이러한 센서 코어 형상에서는, 단차부 (51) 로부터 자속이 숏커트되어, 돌출부 선단의 자속 밀도가 작기 때문에, 돌출부 선단의 가공 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차가 작아, 안정적인 센서 특성이 얻어진다.

Description

자기 센서 장치{MAGNETIC SENSOR DEVICE}

본 발명은, 매체의 자기 특성을 검출하기 위한 자기 센서 소자를 갖는 자기 센서 장치에 관한 것이다.

매체 반송면을 따라서 반송되는 매체의 자기 패턴을 검출하는 자기 패턴 검출 장치로는, 매체에 착자 (着磁) 를 실시하는 마그넷과, 이 마그넷에 의해 착자된 매체의 자기 패턴을 판독하는 자기 센서 장치를 갖는 것이 알려져 있다. 특허문헌 1 에 기재된 자기 센서 장치 (자기 패턴 검출 장치) 는, 아모르퍼스 금속 혹은 퍼멀로이 등의 자성체로 이루어지는 판상의 센서 코어를 구비하고 있고, 센서 코어에 코일선이 권회 (卷回) 됨으로써, 바이어스 자계를 발생시키기 위한 여자 코일과, 자기 패턴을 검출하기 위한 검출 코일이 구성되어 있다.

일본 공개특허공보 2009-163336호

특허문헌 1 에서는, 센서 코어의 일방의 단면 (端面) 이 자기 센서 장치의 센서면 (감자면 (感磁面)) 으로 되어 있고, 센서면을 매체 반송면과 동일 평면 상에 배치하고 있다. 여기서, 매체의 자기 패턴을 정밀하게 검출하기 위해서는, 센서면과 매체와의 거리를 작게 하여 센서 감도를 높이는 것이 바람직하다. 그래서, 일반적으로 센서 코어의 매체측 단부를 절단 또는 연삭함으로써 당해 단부의 길이를 조정하여, 센서면과 매체와의 거리가 최적의 치수가 되도록 구성하고 있다.

그러나, 센서 코어의 매체측 단부에 대해 상기한 바와 같은 절단 가공이나 연삭 가공이 실시되면, 가공에 의해서 센서 코어의 치수에 편차가 생겨, 자기 회로가 변화한다. 이 때문에, 센서 감도나 전류 효율 등의 센서 특성이 센서 코어의 치수의 편차에 따라서 변화되고 말아, 안정적인 센서 특성을 얻는 것이 불가능하다는 문제점이 생긴다.

본 발명의 과제는 이러한 점을 감안하여, 센서 코어의 치수의 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차가 적어, 안정적인 센서 특성이 얻어지는 자기 센서 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 매체의 자기 특성을 검출하기 위한 자기 센서 소자를 갖는 자기 센서 장치로서, 상기 자기 센서 소자는, 몸통부 및 당해 몸통부로부터 돌출되는 1 개 또는 복수 개의 돌출부가 형성된 센서 코어와, 당해 센서 코어에 권회된 여자 코일 및 검출 코일을 구비하고, 당해 센서 코어는, 상기 몸통부 및 상기 돌출부에 의해서 개방 자로 (磁路) 를 형성하고 있고, 적어도 1 개의 상기 돌출부의 측면에 단차부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 개방 자로를 형성하고 있는 돌출부에 단차부를 형성함으로써, 단차부에 있어서 숏커트되는 자속을 많게 하고, 단차부보다 선단측으로 돌아들어가는 자속을 적게 할 수 있어, 몸통부에 가까운 부분에 자속을 집중시킬 수 있다. 이로써, 자기 센서 소자의 자기 회로에 대한 돌출부의 선단 형상의 영향을 적게 할 수 있어, 센서 코어에 있어서의 돌출부의 치수 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차를 적게 할 수 있다. 따라서, 센서 특성을 안정시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 돌출부의 선단면은, 상기 자기 센서 소자의 센서면을 구성하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 센서면 (감자면) 과 검출물 (자기 패턴이 착자된 매체) 과의 거리를 최적의 치수로 하기 위해서 돌출부의 길이 조정을 실시하고, 그 결과 돌출부의 치수에 편차가 생긴 경우에서도, 이것에서 기인하는 센서 특성의 편차를 적게 할 수 있다. 따라서, 센서 감도의 향상을 도모하면서, 센서 특성의 안정화를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌출부의 선단면은, 상기 센서 코어에 접지용의 도전 부재를 접촉시키기 위한 접지면을 구성하고 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 단차부가 형성되어 있는 상기 돌출부는, 상기 자기 센서 소자의 센서면과는 반대측에 상기 몸통부로부터 돌출되어 있는 돌출부로서 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 센서 코어와 도전 부재를 접촉 가능하게 하기 위해서 돌출부의 선단을 가공하고, 그 결과, 돌출부의 치수에 편차가 생긴 경우에 있어서도, 이것에서 기인하는 센서 특성의 편차를 적게 할 수 있다. 따라서, 자기 센서 소자에 있어서의 정전 노이즈 대책을 도모하면서, 센서 특성의 안정화를 실현할 수 있다.

또는, 본 발명에 있어서, 상기 몸통부에 있어서의 일방의 가장자리로부터 상기 돌출부가 돌출됨과 함께, 상기 몸통부에 있어서의 상기 타방의 가장자리로부터 다른 상기 돌출부가 반대 방향으로 돌출되어 있고, 상기 일방의 가장자리로부터 돌출되는 상기 돌출부의 선단면이 상기 자기 센서 소자의 센서면을 구성하고 있고, 상기 타방의 가장자리로부터 돌출되는 상기 돌출부의 선단면이 접지용의 도전 부재를 접촉시키기 위한 접지면을 구성하고 있고, 상기 센서면이 형성되어 있는 상기 돌출부 및 상기 접지면이 형성되어 있는 상기 돌출부의 적어도 일방의 측면에 상기 단차부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 센서 감도를 높이기 위해서 및 접지를 가능하게 하기 위해서 센서 코어의 양단을 가공한 경우에 있어서도, 가공에 의한 센서 코어의 치수의 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차를 적게 할 수 있다. 따라서, 센서 감도의 향상 및 정전 노이즈 대책을 도모하면서, 센서 특성의 안정화를 실현할 수 있다. 구체적으로는, 상기 자기 센서 소자의 센서면을 구성하는 상기 돌출부는, 상기 몸통부로부터 동일 방향으로 돌출되는, 중앙 돌출부와 그 중앙 돌출부의 양측에 배치된 제 1 돌출부와 제 2 돌출부로 이루어지고, 상기 중앙 돌출부와 제 1 돌출부와 제 2 돌출부는 서로 평행하게 그리고 직선상으로 연장되어 있고, 상기 타방의 가장자리로부터 돌출되는 상기 돌출부는, 상기 몸통부로부터 동일 방향으로 돌출되는, 중앙 돌출부와 그 중앙 돌출부의 양측에 배치된 제 1 돌출부와 제 2 돌출부로 이루어지고, 상기 중앙 돌출부와 제 1 돌출부와 제 2 돌출부는 서로 평행하게 그리고 직선상으로 연장되어 있도록 구성할 수 있다.

여기서, 상기 단차부에 대하여 선단측에 있는 상기 돌출부의 부분은, 상기 몸통부로부터의 돌출 방향과 직교하는 방향의 폭 치수가, 상기 단차부에 대하여 상기 몸통부측에 있는 상기 돌출부의 부분보다 가는 것이 바람직하다. 이와 같이, 돌출부의 선단 부분을 단차부를 경계로 가늘게 함으로써 자속을 효과적으로 숏커트시킬 수 있어, 단차부보다 선단측으로 돌아들어가는 자속을 적게 하여 이 부분의 자기 회로에 대한 영향을 적게 할 수 있다. 따라서, 돌출부의 치수 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차를 적게 할 수 있다. 구체적으로는, 상기 단차부가 형성되어 있는 상기 돌출부의 측면은, 상기 몸통부측인 근원 부분의 폭 방향 양측면으로 되어 있는 하부 측면 부분과, 그 하부 측면 부분의 상단에서부터 상기 돌출부의 폭 방향 내측으로 상향으로 만곡하면서 연장되는 상기 단차부인 단차면 부분과, 그 단차면 부분의 상단에서부터 상기 선단면의 양단 위치까지 직선상으로 연장되는 측면 선단 부분으로 이루어지고, 상기 측면 선단 부분의 상기 폭 치수가 상기 하부 측면 부분의 상기 폭 치수보다 가늘게 되어 있도록 구성할 수 있다. 또, 상기 자기 센소 소자의 센서면을 구성하는 상기 돌출부는, 상기 몸통부로부터 동일 방향으로 돌출되는, 중앙 돌출부와 그 중앙 돌출부의 양측에 배치된 제 1 돌출부와 제 2 돌출부로 이루어지고, 상기 중앙 돌출부와 제 1 돌출부와 제 2 돌출부는 서로 평행하게 그리고 직선상으로 연장되어 있고, 상기 단차부에 대하여 선단측에 직선상으로 연장된 상기 중앙 돌출부의 부분은, 상기 몸통부로부터의 돌출 방향과 직교하는 방향의 폭 치수가, 상기 단차부에 대하여 상기 몸통부측에 직선상으로 연장된 상기 중앙 돌출부의 부분보다 가늘게 형성되어 있도록 구성해도 된다.

또한, 상기 몸통부에 여자 코일을 구성하고, 상기 단차부에 대하여 선단측에 직선상으로 연장된 상기 돌출부의 부분, 예를 들어 상기 측면 선단 부분에 검출용 자계를 생성하기 위한 검출 코일을 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 여자 코일에 의한 자계를 단차부에서 숏커트시켜 몸통부의 근방에 집중시킬 수 있기 때문에, 센싱에 사용하는 자계 (검출 코일에 의한 자계) 에 대한 영향을 적게 하여 고감도화를 도모할 수 있다. 또한, 여자 코일에 가까운 부분에 자계를 집중시킴으로써 자기 저항을 저감시킬 수 있기 때문에, 전류 효율을 개선시킬 수 있다. 따라서, 고효율화를 도모할 수 있다. 따라서, 자기 센서 장치의 소형화 및 전력 절약화를 도모할 수 있다. 이 경우, 자기 센서 소자는, 비자성체로 이루어지는 제 1, 제 2 보호판과, 이들 제 1, 제 2 보호판 사이에 끼인 상기 센서 코어로 이루어지는 3 층 구조의 코어체를 구비하여 이루어지고, 상기 여자 코일과 상기 검출 코일은, 각각 코일 보빈을 개재하여 상기 코어체에 권회되어 있도록 구성할 수 있다. 또한, 상기 여자 코일은, 상기 몸통부에 있어서의 상기 2 개의 중앙 돌출부의 양측이면서, 상기 2 개의 제 1 돌출부의 내측 및 상기 2 개의 제 2 돌출부의 내측의 2 개 지점에 권회되어 있도록 구성할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 돌출부의 선단면을, 센서 코어 기재를 절단 가공 또는 연삭 가공하여 형성된 절단 가공면 또는 연삭 가공면으로 할 수 있다. 본 발명에서는, 상기한 바와 같이, 돌출부의 치수의 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차가 작기 때문에, 돌출부의 선단에 절단이나 연삭 등의 가공을 실시하였다고 해도, 그 가공 정밀도에 센서 특성이 영향을 받지 않도록 할 수 있다. 따라서, 은행권, 유가 증권 등의 시트상 매체가 주행하는 면에 단차를 형성하지 않도록 하여 걸림을 방지하기 위해, 또는 매체와 센서면과의 거리를 높은 센서 감도를 얻을 수 있는 치수로 하기 위해 센서면을 가공한 경우에 있어서도, 안정적인 센서 특성을 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 센서 코어에는, 상기 몸통부로부터 같은 측으로 돌출되는 복수 개의 상기 돌출부가 형성되고, 인접하는 2 개의 상기 돌출부에 있어서의 대향하는 측면의 적어도 일방에 상기 단차부가 형성되어 있고, 상기 대향하는 측면 사이의 갭의 폭이, 상기 단차부에 대하여 선단측 위치에서는, 상기 단차부에 대하여 상기 몸통부측 위치에서보다 넓은 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 단차부에 있어서 인접하는 돌출부의 측으로 숏커트되는 자속을 많게 하고 선단으로 돌아들어가는 자속을 적게 할 수 있기 때문에, 자기 회로에 대한 돌출부의 선단 형상의 영향을 작게 할 수 있다.

이 경우에, 상기 센서 코어에는, 상기 몸통부로부터 같은 측으로 돌출되는 적어도 3 개의 돌출부가 1 열로 나란하게 형성되어 있고, 중앙에 배치된 상기 돌출부에는, 그 양측에 배치된 각 돌출부의 측을 향한 각 측면에 상기 단차부가 형성되어 있고, 상기 중앙에 배치된 상기 돌출부와 그 양측에 배치된 각 돌출부의 갭의 폭이, 상기 단차부에 대하여 선단측 위치에서는, 상기 단차부에 대하여 상기 몸통부측 위치에서보다 넓은 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 돌출부를 사이에 끼우고 대칭으로 형성되어 있는 자계의 대칭성을 무너뜨리지 않고서 양 자계를 몸통부의 측에 집중시킬 수 있다. 또한, 중앙에 배치된 돌출부의 양 측면에 단차부를 형성하고 있기 때문에, 양측의 자계에 영향이 있는 돌출부의 부분을 가늘게 할 수 있어, 이 부분의 자기 회로에 대한 영향을 작게 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 센서 코어에 있어서의 돌출부의 선단 형상이 자기 센서 소자의 자기 회로에 미치게 하는 영향을 적게 할 수 있기 때문에, 센서 코어에 있어서의 돌출부의 치수의 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차를 적게 할 수 있다. 따라서, 자기 센서 소자의 센서 특성을 안정시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 자기 센서 장치를 탑재하는 자기 패턴 검출 장치의 설명도이다.
도 2 는 본 발명의 자기 센서 유닛의 설명도이다.
도 3 은 자기 센서 장치의 정면도, 측면도 및 상면도이다.
도 4 는 자기 센서 장치의 단면도이다.
도 5 는 프레임의 정면도, 측면도, 상면도 및 하면도이다.
도 6 은 자기 센서 소자의 정면도, 측면도 및 상면도이다.
도 7 은 자기 센서 소자의 설명도이다.
도 8 은 센서 코어의 설명도이다.
도 9 는 도전 부재의 설명도이다.
도 10 은 케이스에 삽입된 자기 센서 장치의 설명도이다.
도 11 은 제조 도중의 자기 센서 장치의 설명도이다.
도 12 는 자기 센서 소자의 여자 파형 및 검출 파형이다.
도 13 은 다른 형태의 센서 코어의 설명도이다.
도 14 는 다른 형태의 센서 코어의 설명도이다.
도 15 는 다른 형태의 센서 코어의 설명도이다.

이하에, 도면을 참조하여, 본 발명을 적용한 자기 센서 장치를 탑재하는 자기 패턴 검출 장치에 대해 설명한다.

(전체 구성)

도 1 은 본 발명을 적용한 자기 센서 장치를 탑재하는 자기 패턴 검출 장치의 주요부 구성을 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 자기 패턴 검출 장치 (1) 는, 은행권, 유가 증권 등의 시트상 매체 (2) 를 매체 반송 경로 (3) 를 따라서 반송하는 매체 반송 기구 (4) 와, 매체 반송 경로 (3) 에 형성된 자기 판독 위치 (A) 에서 매체 (2) 의 자기 패턴을 검출하는 자기 센서 유닛 (5) 을 갖고 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 편의상 도면의 상하에 따라 각 부재의 상하를 설명한다.

(자기 센서 유닛)

도 2(a) 는 자기 센서 유닛 (5) 에 있어서의 제 1 착자용 마그넷, 제 2 착자용 마그넷 및 자기 센서 장치의 레이아웃을 나타내는 사시도이고, 도 2(b) 는 자기 센서 유닛 (5) 의 단면 구성도이다. 또, 도 2 에서는, 커버판, 제 1 착자용 마그넷 및 제 2 착자용 마그넷의 배치를 설명하기 위해, 자기 센서 장치의 구성을 생략하여 모식적으로 나타내고 있다.

매체 반송 기구 (4) 는, 제 1 방향 (X1) 과, 그 반대를 향하는 제 2 방향 (X2) 의 2 방향 (매체 반송 방향 (X)) 으로 매체 (2) 를 반송한다. 자기 센서 유닛 (5) 은, 자기 판독 위치 (A) 를 제 1 방향 (X1) 으로부터 통과하는 매체 (2) 에 착자를 실시하는 제 1 착자용 마그넷 (6) 과, 자기 판독 위치 (A) 를 제 1 방향 (X1) 과는 반대의 제 2 방향 (X2) 으로부터 통과하는 매체 (2) 에 착자를 실시하는 제 2 착자용 마그넷 (7) 과, 제 1 착자용 마그넷 (6) 또는 제 2 착자용 마그넷 (7) 에 의해 착자된 상태로 자기 판독 위치 (A) 를 통과하는 매체 (2) 의 자기 패턴을 판독하는 자기 센서 장치 (8) 를 구비하고 있다.

또한, 자기 센서 유닛 (5) 은, 자기 센서 장치 (8) 를 탑재하고 있는 케이스 (10) 와, 이 케이스 (10) 의 상단 부분에 장착된 사각형의 커버판 (11) 을 구비하고 있다. 제 1 착자용 마그넷 (6) 및 제 2 착자용 마그넷 (7) 은 커버판 (11) 의 이면측에 유지되어 있다. 커버판 (11) 은, 제 1, 제 2 착자용 마그넷 (6, 7) 이 자기 판독 위치 (A) 를 통과하는 매체 (2) 에 의해 마모되지 않도록, 이들 제 1, 제 2 착자용 마그넷 (6, 7) 의 상면을 덮고 있다.

케이스 (10) 는 금속 등의 도전성 재료로 형성되어 있다. 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (10) 의 상단면 (101) 의 매체 반송 방향 (X) 의 중앙 부분에는, 커버판 (11) 을 장착하기 위한 사각형의 오목부 (102) 가 형성되어 있다. 오목부 (102) 의 매체 반송 방향 (X) 의 양측에는 외측을 향하여 하방으로 경사지는 경사면 (103) 이 형성되어 있다.

오목부 (102) 는, 일정 깊이이며, 또한 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 Y 방향으로 일정 폭으로 연장되어 있다. 오목부 (102) 에 있어서의 매체 반송 방향 (X) 의 중앙 부분에는 자기 센서 장치 (8) 가 구성되어 있다. 자기 센서 장치 (8) 의 상단면은 센서면 (8a) 으로 되어 있다. 센서면 (8a) 은 케이스 (10) 의 상단면 (101) 과 동일 평면 상에 위치하고 있다. 도 1, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 자기 센서 장치 (8) 는, 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 Y 방향으로 소정의 피치로 배열된 복수의 자기 센서 소자 (13) 를 구비하고 있다.

도 2(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 커버판 (11) 은, 표면측 커버판 (14) 과, 표면측 커버판 (14) 의 이면에 적층 고정된 이면측 커버판 (15) 으로 이루어지는 복합판이다. 표면측 커버판 (14) 의 표면에는, 매체 (2) 를 반송하기 위한 매체 반송면 (11a) 이 형성되어 있다. 표면측 커버판 (14) 및 이면측 커버판 (15) 은 모두 스테인리스강제로, 이들 표면측 커버판 (14) 과 이면측 커버판 (15) 은 확산 접합되어 있다. 즉, 표면측 커버판 (14) 과 이면측 커버판 (15) 은 밀착시켜진 상태로 가압, 가열되어 일체화되어 있어, 커버판 (11) 은 전체로서 강성이 높은 것으로 되어 있다.

표면측 커버판 (14) 은, 사각형의 윤곽 형상을 한 일정 두께의 박판상 금속판으로, 그 매체 반송 방향 (X) 의 중앙 부분에는 사각형의 개구부 (141) 가 형성되어 있다. 개구부 (141) 는, 예를 들어, 에칭에 의해 형성되어 있다. 본 예에서는, 표면측 커버판 (14) 의 두께 치수는 0.3 ㎜ 이하, 바람직하게는 0.1 ㎜ 정도로 되어 있다.

이면측 커버판 (15) 은, 표면측 커버판 (14) 보다 두꺼운 일정 두께의 금속판으로, 표면측 커버판 (14) 과 동일한 윤곽 형상을 하고 있다. 이면측 커버판 (15) 에는 개구부 (141) 와 겹쳐지는 위치에, 개구부 (141) 와 동일 형상의 개구부 (151) 가 형성되어 있다. 개구부 (151) 는, 예를 들어, 에칭에 의해 형성되어 있다. 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 개구부 (141) 와 개구부 (151) 가 겹쳐짐으로써, 커버판 (11) 의 개구부 (111) 가 구성되어 있다. 이면측 커버판 (15) 은, 제 1 착자용 마그넷 (6) 및 제 2 착자용 마그넷 (7) 의 두께 치수와 동일한 두께 치수로 형성되어 있다. 본 예에서는, 이면측 커버판 (15) 의 두께 치수는 0.3 ∼ 0.5 ㎜ 정도로 되어 있다.

도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 착자용 마그넷 (6) 및 제 2 착자용 마그넷 (7) 은, 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 Y 방향에서 소정의 피치로 각 1 열로 배열된 복수의 마그넷편 (16) 에 의해 구성되어 있다. 제 1 착자용 마그넷 (6) 을 구성하는 각 마그넷편 (16) 과, 제 2 착자용 마그넷 (7) 을 구성하는 각 마그넷편 (16) 은 매체 반송 방향 (X) 에서 보았을 때에 겹쳐지는 위치에 장착되어 있다. 이들 각 마그넷편 (16) 은 페라이트나 네오디뮴 자석 등의 영구 자석이고, 동일한 자력을 구비하고 있다.

도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 이면측 커버판 (15) 은, 개구부 (151) 에 대하여 제 1 방향 (X1) 의 상류측이 되는 위치에 형성된 제 1 장착공 (152) 과, 개구부 (151) 에 대하여 제 2 방향 (X2) 의 상류측이 되는 위치에 형성된 제 2 장착공 (153) 을 구비하고 있다. 제 1 착자용 마그넷 (6) 및 제 2 착자용 마그넷 (7) 을 구성하는 각 마그넷편 (16) 은 제 1 장착공 (152) 및 제 2 장착공 (153) 에 끼워져, 표면측 커버판 (14) 에 맞닿은 상태로 이면측 커버판 (15) 에 유지되어 있다.

각 마그넷편 (16) 은, 표면측 커버판 (14) 측의 부위와 그 반대측 부위가 상이한 자극 (磁極) 이 되도록 장착되어 있고, 표면측 커버판 (14) 에 맞닿아 있는 면이 매체 반송면 (11a) 에서 반송되는 매체 (2) 에 대한 착자면으로서 기능한다. 여기서, 각 마그넷편 (16) 은 표면측 커버판 (14) 에 맞닿아 있기 때문에, 매체 반송면 (11a) 과 각 마그넷편 (16) 의 갭은 표면측 커버판 (14) 의 판두께에 의해 규정되어 있다.

제 1 착자용 마그넷 (6) 및 제 2 착자용 마그넷 (7) 을 유지한 커버판 (11) 을 케이스 (10) 의 오목부 (102) 에 장착시키면, 커버판 (11) 의 개구부 (111) 의 내측에 자기 센서 장치 (8) 의 커버판 (11) 측 부위가 삽입되어, 커버판 (11) 의 매체 반송면 (11a) 과 자기 센서 장치 (8) 의 센서면 (8a) 이 동일 평면 상이 되도록 위치 결정된다. 또한, 자기 센서 장치 (8) 의 제 1 방향 (X1) 의 상류측에 제 1 착자용 마그넷 (6) 이 배치되는 것과 함께, 자기 센서 장치 (8) 의 제 2 방향 (X2) 의 상류측에 제 2 착자용 마그넷 (7) 이 배치되고, 제 1 착자용 마그넷 (6) 과 제 2 착자용 마그넷 (7) 의 중간에 자기 센서 장치 (8) 가 위치 결정된다.

자기 센서 장치 (8) 가 유지하고 있는 복수의 자기 센서 소자 (13) 의 각각은, 제 1 착자용 마그넷 (6) 의 마그넷편 (16) 및 제 2 착자용 마그넷 (7) 의 마그넷편 (16) 의 중간에 배치되고, 2 개의 마그넷편 (16) 과 그 중간에 배치된 자기 센서 소자 (13) 가 매체 반송 방향 (X) 으로 일렬로 나란하게 위치 결정된다.

(자기 센서 장치)

자기 센서 장치 (8) 는 착자된 매체 (2) 에 바이어스 자계를 인가한 상태로 하여 자속을 검출하는 것이다. 자기 패턴 검출 장치 (1) 는 자기 센서 장치 (8) 로부터의 검출 파형을 레퍼런스 파형과 대조함으로써, 매체 (2) 의 진위 판정이나 종류를 판별한다.

도 3(a) ∼ (c) 는 자기 센서 장치 (8) 의 정면도, 측면도 및 상면도이다. 정면도는 매체 반송 방향 (X) 에서 본 것이고, 측면도는 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 Y 방향에서 본 것이다. 도 4 는 자기 센서 장치의 단면도이다. 도 5(a) ∼ (d) 는 자기 센서 소자를 유지하고 있는 프레임의 정면도, 측면도, 상면도 및 하면도이다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, 자기 센서 장치 (8) 는, 프레임 (20) 과, 이 프레임 (20) 에 센서면 (13a) 이 상방을 향한 상태로 유지되어 있는 복수의 자기 센서 소자 (13) 를 구비하고 있다. 자기 센서 소자 (13) 의 센서면 (13a) 은 자기 센서 장치 (8) 의 센서면 (8a) 을 구성하고 있다.

프레임 (20) 은, 전체적으로 가늘고 긴 직육면체 형상을 이루고 있다. 도 4, 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 에는, 프레임 (20) 의 상단면 (21) 으로부터 하단면 (22) 으로 관통하는 복수의 장착공 (23) 이, 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 Y 방향으로 소정의 피치로 형성되어 있다. 각 장착공 (23) 의 축선 (L) 은 서로 평행하게 되어 있다. 프레임 (20) 의 상단면 (21) 의 외주측에는, 이 상단면 (21) 을 둘러싸고 상방으로 돌출되는 테두리형상의 플랜지부 (24) 가 형성되어 있다. 한편, 프레임 (20) 의 하단면 (22) 의 네 모서리에는, 하방으로 돌출되는 돌출부 (25) 가 형성되어 있고, 각 돌출부 (25) 의 하단면은 각 장착공 (23) 의 축선 (L) 과 직교하는 연삭 기준면 (26) 으로 되어 있다. 또, 도 5(d) 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 의 하단면 (22) 에 있어서의 매체 반송 방향 (X) 의 일방측에 위치하는 부분에는, 하방으로 돌출되는 복수의 걸어맞춤 돌기 (27) 가 일정 간격으로 형성되어 있다. 프레임 (20) 의 상단면 (21) 에 노출되어 있는 각 장착공 (23) 의 상단 개구 (23a) 는 전체적으로 사각형을 이루고 있다. 도 4, 도 5(d) 에 나타내는 바와 같이, 각 장착공 (23) 의 하단 개구 (23b) 의 내측에는, 각 장착공 (23) 을 부분적으로 봉쇄하는 부분 봉쇄부 (28) 가 형성되어 있다.

도 6(a) ∼ (c) 는, 자기 센서 소자 (13) 의 정면도, 측면도 및 상면도이고, 도 7(a) 는 자기 센서 소자 (13) 의 코어체, 여자 코일 및 검출 코일의 설명도, 도 7(b) 는 코어체의 단면도 (도 7(a) 의 Z-Z 단면도) 이다. 또한, 도 8 은 센서 코어의 설명도이다. 자기 센서 소자 (13) 는, 도 6, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 비자성체로 이루어지는 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 과, 이들 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 사이에 끼인 센서 코어 (32) 로 이루어지는 3 층 구조의 코어체 (33) 를 구비하고 있다. 센서 코어 (32) 는 페라이트, 아모르퍼스, 퍼멀로이, 규소 강판 등의 자성체로 형성되어 있다. 또한, 자기 센서 소자 (13) 는, 바이어스 자계를 발생시키기 위한 여자 코일 (34) 과 매체 (2) 의 자기 패턴을 검출하기 위한 검출 코일 (35) 을 구비하고 있다.

본 예에서는 센서 코어 (32) 로서 박판상의 아모르퍼스 금속박을 사용하고 있으며, 롤에 의한 압연에 의해 형성한 아모르퍼스 금속박을 열경화성 수지 등으로 이루어지는 접착층 (도시 생략) 에 의해서 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 에 첩착 (貼着) 시키고 있다. 또, 아모르퍼스 금속박은 증착 등의 다른 방법에 의해 형성할 수도 있다. 아모르퍼스 금속박으로는, 코발트계 혹은 철계의 아모르퍼스 합금 등을 사용할 수 있다. 또한, 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 으로는 알루미나 기판 등의 세라믹스 기판이나, 유리 기판, 혹은 강성이 있는 수지 기판 등을 사용할 수 있다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, 센서 코어 (32) 는, 여자 코일 (34) 이 권회되는 몸통부 (321) 와, 몸통부 (321) 의 상단부 중앙 부분으로부터 매체 (2) 가 위치하는 상방으로 돌출된 상측 중앙 돌출부 (322) 와, 몸통부 (321) 의 하단부 중앙 부분으로부터 하방으로 돌출된 하측 중앙 돌출부 (323) 를 구비하고 있다. 또한, 센서 코어 (32) 는, 몸통부 (321) 의 상단부에 있어서의 상측 중앙 돌출부 (322) 의 양측에서부터 상방으로 돌출된 상측 제 1 돌출부 (324) 및 상측 제 2 돌출부 (325) 와, 몸통부 (321) 의 하단부에 있어서의 하측 중앙 돌출부 (323) 의 양측에서부터 하방으로 돌출된 하측 제 1 돌출부 (326) 및 하측 제 2 돌출부 (327) 를 구비하고 있다.

센서 코어 (32) 에 있어서의 상측 중앙 돌출부 (322), 상측 제 1 돌출부 (324), 상측 제 2 돌출부 (325) 의 길이 (La) 는 동일하게 되어 있다. 한편, 하방으로 돌출되는 각 돌출부에 관해서는, 하측 중앙 돌출부 (323) 의 길이 (Lb1) 에 대해, 그 양측에 형성된 하측 제 1 돌출부 (326), 하측 제 2 돌출부 (327) 의 길이 (Lb2) 쪽이 길게 형성되어 있다.

도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 코어체 (33) 는 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 에 의해서 규정되는 외형을 하고 있고, 여자 코일 (34) 이 권회되는 몸통부 (331) 와, 몸통부 (331) 의 상단부 중앙 부분으로부터 상방으로 돌출된 상측 중앙 돌출부 (332) 와, 몸통부 (331) 의 하단부 중앙 부분으로부터 하방으로 돌출된 하측 중앙 돌출부 (333) 를 구비하고 있다. 또한, 코어체 (33) 는, 몸통부 (331) 상단부에 있어서의 상측 중앙 돌출부 (332) 의 양측에서부터 상방으로 돌출된 상측 제 1 돌출부 (334) 및 상측 제 2 돌출부 (335) 와, 몸통부 (331) 하단부에 있어서의 하측 중앙 돌출부 (333) 의 양측에서부터 하방으로 돌출된 하측 제 1 돌출부 (336) 및 하측 제 2 돌출부 (337) 를 구비하고 있다.

코어체 (33) 는, 상방으로 돌출되는 상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 상단부와, 하방으로 돌출되는 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 의 하단부를 제외하고, 코어체 (33) 의 외주연과 센서 코어 (32) 의 외주연 사이가 열경화성 수지로 이루어지는 봉지부 (33a) 로 되어 있다. 즉, 센서 코어 (32) 는 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 의 외주연보다 아주 약간 내측의 영역에 배치되어 있고, 상방을 향한 3 개의 돌출부의 선단면인 선단면 (332a, 334a, 335a) 과 하방을 향한 양측 2 개의 돌출부의 선단면인 선단면 (336a, 337a) 을 제외하고, 코어체 (33) 의 외부에 센서 코어 (32) 가 노출되지 않은 구조로 되어 있다. 선단면 (332a, 334a, 335a) 및 선단면 (336a, 337a) 에는, 센서 코어 (32) 의 노출 부분 (32a) 이 형성되어 있다.

도 8 에 나타내는 바와 같이, 센서 코어 (32) 는, 폭 방향의 중심을 지나는 중심선 (H) 을 기준으로 하여 좌우 대칭인 형상을 이루고 있다. 센서 코어 (32) 를 정면에서 보면, 상측 중앙 돌출부 (322), 상측 제 1 돌출부 (324), 상측 제 2 돌출부 (325) 는 상방을 향하여 서로 평행하게 그리고 직선상으로 연장되어 있으며, 인접하는 돌출부 사이에는 갭 (G1, G2) 이 형성되어 있다. 이들 3 개의 돌출부 중, 양단에 배치된 상측 제 1 돌출부 (324) 및 상측 제 2 돌출부 (325) 는 동일 형상이다. 상측 제 1 돌출부 (324) 는, 몸통부 (321) 와의 접속 부분에서 선단면 (324a) 까지 동일한 폭 치수로 되어 있다. 또한, 상측 제 2 돌출부 (325) 도 마찬가지로, 몸통부 (321) 와의 접속 부분에서 선단면 (325a) 까지 동일한 폭 치수로 되어 있다.

상측 중앙 돌출부 (322) 에는, 인접하는 돌출부인 상측 제 1 돌출부 (324), 상측 제 2 돌출부 (325) 의 각각과 대치하고 있는 폭 방향의 양 측면 (322b, 322c) 에 단차부 (51) 가 형성되어 있다. 단차부 (51) 는, 상측 중앙 돌출부 (322) 의 선단 부분의 측단부를 잘라낸 형상을 하고 있다. 단차부 (51) 에 대하여 선단측으로 연장되어 있는 상측 중앙 돌출부 (322) 의 선단 부분은, 단차부 (51) 에 대해 몸통부 (321) 측에 있는 근원 부분 (52) 보다 폭 (몸통부 (321) 로부터의 돌출 방향과 직교하는 방향의 치수) 이 가는 잘록부 (53) 로 되어 있다.

상측 중앙 돌출부 (322) 의 측면 (322b, 322c) 은, 근원 부분 (52) 의 폭 방향 양측면으로 되어 있는 하부 측면 부분 (52a, 52b) 과, 하부 측면 부분 (52a, 52b) 의 상단에서 상측 중앙 돌출부 (322) 의 폭 방향 내측으로 상향으로 만곡하면서 연장되는 단차면 부분 (51a, 51b) 과, 단차면 부분 (51a, 51b) 의 상단에서 선단면 (322a) 의 양단 위치까지 상향으로 직선상으로 연장되어 있는 측면 선단 부분 (53a, 53b) 을 구비하고 있다. 측면 선단 부분 (53a, 53b) 은 잘록부 (53) 의 폭 방향 양측면으로, 하부 측면 부분 (52a, 52b) 에 대하여 상측 중앙 돌출부 (322) 의 폭 방향의 내측으로 후퇴된 위치에 형성되어 있다. 잘록부 (53) 는, 단차면 부분 (51a, 51b) 과의 접속부에서 선단면 (322a) 까지 동일한 폭 치수로 되어 있다. 단차면 부분 (51a, 51b) 은 1/4 원호상을 이루고 있고, 돌출부 선단측을 향하고 있다. 하부 측면 부분 (52a, 52b) 의 각 상단과 단차면 부분 (51a, 51b) 의 각 단부와의 접속 부분은, 밖으로 튀어나온 형상의 코너부 (54) 로 되어 있다. 상측 중앙 돌출부 (322) 의 근원 부분 (52) 은, 몸통부 (321) 와의 접속부에서 코너부 (54) 까지 동일한 폭 치수로 되어 있다.

센서 코어 (32) 의 상부에 있어서, 상측 제 1 돌출부 (324) 와 상측 중앙 돌출부 (322) 사이에 형성된 갭 (G1) 및 상측 제 2 돌출부 (325) 와 상측 중앙 돌출부 (322) 사이에 형성된 갭 (G2) 의 폭은, 단차부 (51) 가 형성된 위치를 경계로 하여 변화하고 있다. 즉, 잘록부 (53) 의 부위 (단차부 (51) 에 대하여 선단측 위치) 에 있어서의 갭 (G1, G2) 의 폭 (W1) 은, 근원 부분 (52) (단차부에 대하여 몸통부 (321) 측 위치) 에 있어서의 갭 (G1, G2) 의 폭 (W2) 보다 넓게 되어 있다. 갭 (G1, G2) 은, 단차면 부분 (51a, 51b) 에 있어서, 그 폭이 W1 에서 W2 로 변화하고 있다.

센서 코어 (32) 의 하측 중앙 돌출부 (323), 하측 제 1 돌출부 (326), 하측 제 2 돌출부 (327) 는 하방으로 향하여 서로 평행하게 그리고 직선상으로 연장되어 있고, 인접하는 돌출부 사이에는 갭 (G3, G4) 이 형성되어 있다. 중앙에 배치된 하측 중앙 돌출부 (323) 는 폭 방향의 중앙을 중심선 (H) 가 지나도록 배치되어 있고, 몸통부 (321) 와의 접속 부분에서 선단면 (323a) 까지 동일한 폭 치수로 되어 있다. 하측 중앙 돌출부 (323) 의 폭 치수는 상측 중앙 돌출부 (322) 의 근원 부분 (52) 의 폭 치수와 일치하고 있다.

하측 제 1 돌출부 (326) 및 하측 제 2 돌출부 (327) 에는, 인접하는 돌출부인 하측 중앙 돌출부 (323) 측을 향한 측면 (326b) 및 측면 (327b) 의 각 선단에 단차부 (55) 가 형성되어 있다. 단차부 (55) 는, 측면 (326b), 측면 (327b) 을 계단상으로 잘라낸 형상을 하고 있다. 하측 제 1 돌출부 (326) 및 하측 제 2 돌출부 (327) 는, 단차부 (55) 보다 선단측으로 연장되어 있는 선단부 (56) 와 단차부 (55) 에 대하여 몸통부 (321) 측에 있는 근원 부분 (57) 을 구비하고 있고, 선단부 (56) 쪽이 근원 부분 (57) 보다 폭이 가늘게 형성되어 있다.

하측 제 1 돌출부 (326) 의 측면 (326b) 은, 몸통부 (321) 의 하단으로부터 하향으로 직선상으로 연장되는 상부 측면 부분 (57a) 과, 상부 측면 부분 (57a) 의 하단으로부터 하측 제 1 돌출부 (326) 의 폭 방향 내측으로 수평하게 연장되어 있는 단차면 부분 (55a) 과, 단차면 부분 (55a) 의 단부로부터 하향으로 직선상으로 연장되는 측면 선단 부분 (56a) 을 구비하고 있다. 또한, 하측 제 2 돌출부 (327) 의 측면 (327b) 도 마찬가지로, 몸통부 (321) 의 하단으로부터 하향으로 직선상으로 연장되는 상부 측면 부분 (57b) 과, 상부 측면 부분 (57b) 의 하단으로부터 하측 제 2 돌출부 (327) 의 폭 방향 내측으로 수평하게 연장되어 있는 단차면 부분 (55b) 과, 단차면 부분 (55b) 의 단부로부터 하향으로 직선상으로 연장되는 측면 선단 부분 (56b) 을 구비하고 있다. 측면 선단 부분 (56a, 56b) 은, 상부 측면 부분 (57a, 57b) 에 대해, 하측 제 1 돌출부 (326), 하측 제 2 돌출부 (327) 의 폭 방향 내측으로 후퇴된 위치에 형성되어 있고, 단차면 부분 (55a, 55b) 은 돌출부 선단측을 향하고 있다. 상부 측면 부분 (57a, 57b) 의 각 하단과 단차면 부분 (55a, 55b) 의 각 단부와의 접속 부분은, 밖으로 튀어나온 형상의 코너부 (58) 로 되어 있다.

하측 제 1 돌출부 (326) 및 하측 제 2 돌출부 (327) 의 근원 부분 (57) 은, 몸통부 (321) 와의 접속 부분으로부터 단차면 부분 (55a, 55b) 의 위치까지 동일한 폭 치수로 되어 있다. 근원 부분 (57) 은, 상측 제 1 돌출부 (324) 및 상측 제 2 돌출부 (325) 와 동일한 폭 치수로 형성되어 있다. 또한, 하측 제 1 돌출부 (326) 및 하측 제 2 돌출부 (327) 의 선단부 (56) 는, 단차면 부분 (55a, 55b) 의 위치에서 선단면 (326a, 327a) 까지 동일한 폭 치수로 되어 있다.

센서 코어 (32) 의 하부에 있어서, 하측 제 1 돌출부 (326) 와 하측 중앙 돌출부 (323) 사이에 형성된 갭 (G3) 및 하측 제 2 돌출부 (327) 와 하측 중앙 돌출부 (323) 사이에 형성된 갭 (G4) 의 폭은, 단차부 (55) 가 형성된 위치를 경계로 하여 변화하고 있다. 즉, 선단부 (56) 의 부위 (단차부 (55) 에 대하여 선단측 위치) 에 있어서의 갭 (G3, G4) 의 폭 (W3) 은, 근원 부분 (57) (단차부 (55) 에 대하여 몸통부 (321) 측 위치) 에 있어서의 갭 (G3, G4) 의 폭 (W4) 보다 넓게 되어 있다. 또, 본 예에서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 하측 중앙 돌출부 (323) 의 길이가 짧아, 선단부 (56) 에 정대 (正對) 하는 위치까지 하측 중앙 돌출부 (323) 가 연장되어 있지 않기 때문에, 선단부 (56) 에서 하측 중앙 돌출부 (323) 선단까지의 거리를 선단부 (56) 의 부위에 있어서의 갭의 폭 (W3) 으로 하고 있다.

매체 (2) 측으로 돌출되는 상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 각 선단면 (332a, 334a, 335a) 은 연삭 가공 또는 절단 가공에 의해 형성된 가공면으로 되어 있고, 센서 코어 (32) 에 있어서의 상측 중앙 돌출부 (322), 상측 제 1 돌출부 (324), 상측 제 2 돌출부 (325) 의 각 선단면 (322a, 324a, 325a) 이 각 가공면에 노출되어, 센서 코어 (32) 의 노출 부분 (32a) 을 형성하고 있다. 또한, 매체 (2) 와는 반대측으로 돌출되는 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 의 각 선단면 (336a, 337a) 도 동일하게 연삭 가공 또는 절단 가공에 의해 형성된 가공면이고, 센서 코어 (32) 에 있어서의 하측 제 1 돌출부 (326), 하측 제 2 돌출부 (327) 의 각 선단면 (326a, 327a) 이 각 가공면에 노출되어 있다. 선단면 (322a, 324a, 325a) 및 선단면 (326a, 327a) 은, 센서 코어 기재인 아모르퍼스 금속막을 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 과 함께 절단 가공 또는 연삭 가공함으로써 형성된 절단 가공면 또는 연삭 가공면이다.

상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 선단면 (332a, 334a, 335a) 은 동일 평면 상에 위치하고 있으며, 선단면 (332a, 334a, 335a) 은 자기 센서 소자 (13) 의 센서면 (13a) 을 구성하고 있다. 상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 는, 선단면 (332a, 334a, 335a) (센서면 (13a)) 과 매체 (2) 와의 거리가 미리 설정한 치수가 되는 길이로 가공되어 있다.

또한, 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 는 센서 코어 (32) 가 노출되는 길이로 절단 또는 연삭되어 있으며, 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 의 선단면 (336a, 337a) 은, 이 면에 형성된 노출 부분 (32a) 을 개재하여 센서 코어 (32) 의 접지를 실시하기 위한 자기 센서 소자 (13) 의 접지면 (13b) 으로 되어 있다. 또, 하측 중앙 돌출부 (323) 는 양 이웃하는 돌출부보다 짧게 형성되어 있어, 하측 중앙 돌출부 (333) 의 선단면 (333a) 에는 센서 코어 (32) 가 노출되어 있지 않다.

이러한 구성의 코어체 (33) 를 제조하기 위해서는, 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 의 일방에 대해 접착층을 개재하여 접합된 자성체층을 형성한 후, 자성체층이 사이에 끼이도록 하여 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 의 타방을 접착층에 의해 접합한다. 이 때, 다수의 코어체 (33) 를 효율적으로 제조하기 위해서, 이하와 같은 제조 방법을 사용할 수 있다. 즉, 제 1, 제 2 보호판 (30, 31) 으로서 대형의 기판을 사용하고, 일방의 기판의 표면에 열경화성 수지로 이루어지는 접착 시트를 재치 (載置) 한 후, 그 표면에 아모르퍼스 금속박을 포갠다. 그리고, 이 상태에서 열을 가함과 동시에 가압하여 접착 시트를 경화시켜, 기판과 아모르퍼스 금속박을 열압착한다. 계속해서, 센서 코어 (32) 로서 남아야 될 영역에 에칭 마스크를 형성하고, 에칭 마스크의 개구부를 통해서 아모르퍼스 금속박을 에칭한 후, 에칭 마스크를 제거함으로써, 센서 코어 (32) 의 형상으로 자성체층을 패터닝한다. 그리고, 다른 일방의 기판을 첩합하여, 단품 사이즈의 코어 형상으로 절단한다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 자기 센서 소자 (13) 의 여자 코일 (34) 은, 코어체 (33) 의 몸통부 (331) 에 있어서의 상측 중앙 돌출부 (332) 및 하측 중앙 돌출부 (333) 의 양측이면서, 상측 제 1 돌출부 (334) 및 상측 제 2 돌출부 (335) 의 내측이고 또한 하측 제 1 돌출부 (336) 및 하측 제 2 돌출부 (337) 의 내측의 부위에, 제 1 코일 보빈 (36) 을 개재하여 코일선이 권회됨으로써 구성되어 있다. 한편, 검출 코일 (35) 은, 상측 제 1 돌출부 (332) 의 선단 부분에 제 2 코일 보빈 (37) 을 개재하여 코일선이 권회됨으로써 구성되어 있다. 도 7 에 나타내는 바와 같이, 검출 코일 (35) 은 센서 코어 (32) 의 잘록부 (53) 부분에 권회되어 있다.

도 8 에 있어서 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 여자 코일 (34) 에 의해서 형성되는 바이어스 자계는, 센서 코어 (32) 의 몸통부 (321) 및 각 돌출부 (322 ∼ 327) 에 의해서 구성되는 개방 자로 (S1 ∼ S4) 를 지나는 자속에 의해 구성되어 있다. 즉, 센서 코어 (32) 의 상부는, 상측 중앙 돌출부 (322), 상측 제 1 돌출부 (324) 및 몸통부 (321) 로 이루어지는 U 자형의 자성체 부분을 지나는 개방 자로 (S1) 와, 상측 중앙 돌출부 (322), 상측 제 2 돌출부 (325) 및 몸통부 (321) 로 이루어지는 U 자형의 자성체 부분을 지나는 개방 자로 (S2) 를 구성하고 있다. 또한, 센서 코어 (32) 의 하부는, 하측 중앙 돌출부 (323), 하측 제 1 돌출부 (326) 및 몸통부 (321) 로 이루어지는 U 자형의 자성체 부분을 지나는 개방 자로 (S3) 와, 하측 중앙 돌출부 (323), 하측 제 2 돌출부 (327) 및 몸통부 (321) 로 이루어지는 U 자형의 자성체 부분을 지나는 개방 자로 (S4) 를 구성하고 있다.

여기서, 개방 자로 (S1, S2) 를 구성하고 있는 상측 중앙 돌출부 (322) 의 측면 (322b, 322c) 에는 단차부 (51) 가 형성되어 있고, 단차부 (51) 를 경계로 하여, 인접하는 돌출부 사이의 갭 (G1, G2) 의 폭이 치수 W1 에서 치수 W2 로 확대되어 있다. 그리고, 단차부 (51) 가 형성된 측면 (322b, 322c) 의 부분에는 밖으로 튀어나온 형상의 코너부 (54) 가 형성되어 있다. 이 때문에, 개방 자로 (S1, S2) 에 있어서는, 단차부 (51) 를 형성하지 않은 경우와 비교하여 코너부 (54) 및 코너부 (54) 보다 몸통부 (321) 측 부분에서 누설되는 자속이 많아져, 코너부 (54) 및 코너부 (54) 보다 몸통부 (321) 측 부분에서 상측 제 1 돌출부 (324) 또는 상측 제 2 돌출부 (325) 측으로 숏커트되는 경로 (S1a, S2a) 를 많은 자속이 지나게 됨과 함께, 상측 중앙 돌출부 (322) 의 선단을 통과하여 상측 제 1 돌출부 (324) 또는 상측 제 2 돌출부 (325) 의 선단으로 건너뛰는 경로 (S1b, S2b) 를 통과하는 자속의 비율이 적게 되어 있다.

또한, 개방 자로 (S3, S4) 를 구성하고 있는 하측 제 1 돌출부 (326) 및 하측 제 2 돌출부 (327) 의 측면 (326b, 327b) 에는 단차부 (55) 가 형성되어 있고, 단차부 (55) 를 경계로 하여, 인접하는 돌출부 사이의 갭 (G3, G4) 의 폭이 치수 W3 에서 치수 W4 로 확대되어 있다. 그리고, 단차부 (51) 가 형성된 측면 (326b, 327b) 의 부분에는 밖으로 튀어나온 형상의 코너부 (58) 가 형성되어 있다. 이 때문에, 개방 자로 (S3, S4) 에 있어서도, 단차부 (55) 를 형성하지 않은 경우와 비교하여 코너부 (58) 및 코너부 (58) 보다 몸통부 (321) 측 부분에서 누설되는 자속이 많아져, 코너부 (58) 및 코너부 (58) 보다 몸통부 (321) 측 부분에서 하측 중앙 돌출부 (323) 측으로 숏커트되는 경로 (S3a, S4a) 를 많은 자속이 지나게 됨과 함께, 하측 제 1 돌출부 (326) 의 선단 및 하측 제 2 돌출부 (327) 의 선단을 통과하여 하측 중앙 돌출부 (323) 의 선단으로 건너뛰는 경로 (S3b, S4b) 를 통과하는 자속의 비율이 적게 되어 있다.

여기서, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 1 코일 보빈 (36) 에 있어서의 제 2 보호판 (31) 측에 위치하고 있는 부위에는, 하방으로 연장되는 4 개의 단자 핀 (38) 이 장착되어 있다. 각 단자 핀 (38) 은 제 1 코일 보빈 (36) 의 상단으로부터 돌출되어 있으며, 그 선단에는 여자 코일 (34) 또는 검출 코일 (35) 의 코일선이 걸려 있다. 또한, 4 개의 단자 핀 (38) 의 중앙 위치에는, 단자 핀 (38) 보다 치수가 짧은 걸기 핀 (39) 이 장착되어 있다. 걸기 핀 (39) 의 상단에는 여자 코일 (34) 의 코일선이 걸려 있다.

도 4 에 나타내는 바와 같이, 각 자기 센서 소자 (13) 는, 센서면 (13a) 을 위로 향한 상태에서 각 장착공 (23) 에 상방으로부터 삽입되어 있다. 각 자기 센서 소자 (13) 는, 코어체 (33) 의 두께 방향이 매체 반송 방향 (X) 을 향한 자세로 되어 있다. 각 자기 센서 소자 (13) 가 장착공 (23) 에 삽입된 상태에서는, 코어체 (33) 의 하측 중앙 돌출부 (333), 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 사이에 부분 봉쇄부 (28) 가 삽입되고, 장착공 (23) 의 하단 개구 (23b) 로부터 하측 중앙 돌출부 (333), 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 및 4 개의 단자 핀 (38) 이 돌출되어 있다. 또한, 장착공 (23) 의 상단 개구 (23a) 로부터는 상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 가 돌출되어 있다.

도 3, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 의 플랜지부 (24) 내측에는, 2 장의 사각형의 내(耐)마모판 (19) 이 삽입되어 있다. 이들 2 장의 내마모판 (19) 은, 매체 반송 방향 (X) 에 소정의 간극이 있는 상태로 프레임 (20) 의 상단면 (21) 에 탑재되어 있다. 각 내마모판 (19) 은 세라믹 등으로 이루어지는 일정 두께의 부재로, 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 방향으로 일정 폭으로 연장되어 있다. 각 내마모판 (19) 의 상단면 (19a) 은 플랜지부 (24) 의 상단면보다도 상방으로 돌출되어 있다. 2 장의 내마모판 (19) 사이의 간극에는 자기 센서 소자 (13) 의 코어체 (33) 의 상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 상단 부분이 삽입되어 있다. 상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 각 선단면 (332a, 334a, 335a) (센서면 (13a)) 은, 각 내마모판 (19) 의 상단면 (19a) 과 동일 평면 상에 위치하고 있다. 각 장착공 (23) 에는 수지 (29) 가 충전되어 있고, 이 수지 (29) 에 의해 2 장의 내마모판 (19) 및 각 자기 센서 소자 (13) 가 프레임 (20) 에 고정되어 있다.

도 3(a), (b) 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 의 하단 부분에는, 자기 센서 소자 (13) 의 센서 코어 (32) 를 접지하기 위한 도전 부재 (41) 가 장착되어 있다. 도 9(a) 는 도전 부재 (41) 의 평면도이고, 도 9(b) 는 프레임 (20) 에 장착된 상태의 도전 부재 (41) 를 매체 반송 방향 (X) 에서 본 정면도이고, 도 9(c) 는 도전 부재 (41) 를 프레임 (20) 의 하단면 (22) 에 장착시킨 자기 센서 장치 (8) 를 매체 반송 방향 (X) 에서 본 상태를 모식적으로 나타내는 설명도이고, 도 9(d) 는 도전 부재 (41) 를 프레임 (20) 의 하단면 (22) 에 장착시킨 상태를 모식적으로 나타내는 설명도이다.

도전 부재 (41) 는 금속제의 1 장의 박판을 에칭하여 형성된 판 스프링이다. 또, 도전성 수지 등으로 이루어지는 도전 부재 (41) 를 사용할 수도 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 도전 부재 (41) 는, 프레임 (20) 의 하단측에서 자기 센서 소자 (13) 의 코어체 (33) 의 하단 부분에 가로질러 설치되어 각 센서 코어 (32) 에 밀려서 닿아있는 복수의 가설부 (411) 와, 프레임 (20) 의 하단면 (22) 에 고정되어 있는 장착부 (412) 와, 장착부 (412) 의 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 Y 방향의 양단 부분에 형성되어 있으며, 프레임 (20) 의 하단면 (22) 으로부터 멀어지는 방향으로 구부려 꺾여있는 접촉부 (413) 를 구비하고 있다.

장착부 (412) 는, 도 9(a), (d) 에 나타내는 바와 같이, 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 Y 방향으로 연장되어 각 가설부 (411) 의 프레임 (20) 측의 단 (端) 부분을 연속시키고 있는 일정폭 부분 (412a) 과, 이 일정폭 부분 (412a) 의 도중에 복수 형성되어 있는 일정폭 부분 (412a) 보다 폭이 넓은 광폭 부분 (412b) 을 구비하고 있다. 광폭 부분 (412b) 의 각각에는, 프레임 (20) 의 걸어맞춤 돌기 (27) 에 걸어 맞출 수 있는 걸어맞춤공 (412c) 이 형성되어 있다. 도전 부재 (41) 는, 도 9(d) 에 나타내는 바와 같이, 걸어맞춤 돌기 (27) 에 걸어맞춤공 (412c) 을 걸어 맞추고, 걸어맞춤 돌기 (27) 를 열에 의해 녹여 찌그러뜨려, 걸어맞춤공 (412c) 을 막음으로써 프레임 (20) 의 하단면 부분 (22a) 에 장착되어 있다.

도전 부재 (41) 는, 장착부 (412) 가 프레임 (20) 의 하단면에 고정되고, 각 가설부 (411) 가 프레임 (20) 과 코어체 (33) 의 하단 부분 사이에 가로질러 설치되었을 때, 각 가설부 (411) 의 선단 부분 (411a) 이 하방을 향하여 탄성 변형시켜진 상태가 된다. 이 결과, 각 가설부 (411) 의 선단 부분 (411a) 은 당해 가설부 (411) 의 탄성 복귀력에 의해, 코어체 (33) 에 있어서의 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 의 선단 부분에 노출되어 있는 센서 코어 (32) 의 노출 부분 (32a) 에 밀려서 닿아있는 상태가 된다. 이로써, 복수의 자기 센서 소자 (13) 의 센서 코어 (32) 와 도전 부재 (41) 의 전기적인 접속 상태가 형성된다.

여기서, 자기 센서 장치 (8) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 제 1 착자용 마그넷 (6) 및 제 2 착자용 마그넷 (7) 을 탑재하고 있는 케이스 (10) 에 유지되어, 자기 센서 유닛 (5) 을 구성한다. 도 10(a) 는 자기 센서 장치 (8) 가 케이스 (10) 에 유지된 상태의 설명도이고, 도 10(b) 는, 자기 센서 장치 (8) 가 케이스 (10) 에 유지된 상태의 단면도이다. 도 10(b) 에 나타내는 바와 같이, 케이스 (10) 는 자기 센서 장치 (8) 를 삽입할 수 있는 홈 (104) 을 구비하고 있고, 홈 (104) 에 자기 센서 장치 (8) 가 상방에서 삽입되면, 프레임 (20) 의 하단면에 고정되어 있는 도전 부재 (41) 의 접촉부 (413) 가 홈 (104) 의 내주면 (104a) 에 맞닿는다. 케이스 (10) 는 자기 패턴 검출 장치 (1) 의 프레임 등을 개재하여 접지되어 있기 때문에, 케이스 (10) 및 도전 부재 (41) 를 개재하여 자기 센서 소자 (13) 의 센서 코어 (32) 가 접지되게 된다.

(자기 센서 장치의 제조 방법)

다음으로, 도 3, 도 11 을 참조하여, 자기 센서 장치 (8) 의 제조 방법을 설명한다. 도 11(a) 는 자기 센서 장치의 상단면을 연삭하기 전의 자기 센서 장치 (8) 의 정면도이고, 도 11(b) 는 그 측면도이다.

자기 센서 장치 (8) 를 제조할 때에는, 먼저 프레임 (20) 의 각 장착공 (23) 에 각 자기 센서 소자 (13) 를 삽입한다. 이것에 의해, 각 자기 센서 소자 (13) 는 각 장착공 (23) 의 내주면 부분 (23c) 에 맞닿아, 장착공 (23) 의 축선 (L) 방향과 직교하는 방향, 즉, 매체 반송 방향 (X) 및 매체 반송 방향 (X) 과 직교하는 Y 방향의 위치 결정이 이루어진다. 이 결과, 자기 센서 소자 (13) 상호의 위치가 정확하게 규정된다.

다음으로, 장착공 (23) 에 삽입된 복수의 자기 센서 소자 (13) 를 하나의 지그 (도시 생략) 에 의해 하측에서부터 지지하고, 프레임 (20) 의 하단에 형성되어 있는 연삭 기준면 (26) 을 기준으로 하여 각 자기 센서 소자 (13) 를 각 장착공 (23) 의 축선 (L) 방향에서 위치 결정한다. 이로써, 코어체 (33) 에 있어서의 상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 상단 부분이 각 장착공 (23) 의 상단 개구 (23a), 즉 프레임 (20) 의 상단면 (21) 에서, 내마모판 (19) 의 두께 치수 이상으로 상방으로 돌출된 상태로 한다.

그 후, 프레임 (20) 의 플랜지부 (24) 내측에 2 장의 사각형의 내마모판 (19) 을 매체 반송 방향 (X) 으로 소정의 간극을 둔 상태로 삽입하여, 프레임 (20) 의 상단면 (21) 에 재치한다. 그리고, 2 장의 내마모판 (19) 의 간극을 통해서 각 장착공 (23) 내에 수지 (29) 를 충전하고, 이것에 의해 각 자기 센서 소자 (13) 와 각 내마모판 (19) 을 프레임 (20) 에 고정시킨다. 여기서 수지 (29) 는, 도 11(b) 에 나타내는 바와 같이, 프레임 (20) 의 플랜지부 (24) 보다 상방으로 돌출될 때까지 충전된다.

계속해서, 프레임 (20) 의 연삭 기준면 (26) 을 기준으로 하여, 코어체 (33) 의 상측 중앙 돌출부 (332) 의 선단면 (332a), 상측 제 1 돌출부 (334) 의 선단면 (334a), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 선단면 (335a), 2 장의 내마모판 (19) 의 상단면 (19a) 및 2 장의 내마모판 (19) 의 사이로 돌출되어 있는 수지 (29) 를 미리 설정한 기준면 (B) 까지 평면 연삭한다. 이 평면 연삭에 의해, 이들 코어체 (33) 의 상측 중앙 돌출부 (332) 의 선단면 (332a) (센서면 (13a)), 상측 제 1 돌출부 (334) 의 선단면 (334a), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 선단면 (335a), 2 장의 내마모판 (19) 의 상단면 (19a) 및 수지 (29) 의 상면이 동일 평면 상에 위치하게 된다.

다음으로, 프레임 (20) 의 하단면 (22) 에 도전 부재 (41) 를 장착하고, 도전 부재 (41) 의 가설부 (411) 가 센서 코어 (32) 의 노출 부분 (32a) 에 맞닿게 한다. 코어체 (33) 는, 미리 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 의 선단에 센서 코어 (32) 의 노출 부분 (32a) 가 형성되도록, 하측 중앙 돌출부 (333), 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 의 선단 부분이 절단 가공 또는 연삭 가공되어 있다.

그 후, 자기 센서 장치 (8) 를 케이스 (10) 의 홈 (104) 의 내측에 삽입하고, 도전 부재 (41) 의 접촉부 (413) 와 홈 (104) 의 내주면 (104a) 을 접촉시킨다. 그런 후에, 케이스 (10) 를 설치시킴으로써, 자기 센서 소자 (13) 의 센서 코어 (32) 를 접지한다.

(자기 패턴 검출 장치의 자기 패턴 검출 동작)

다음으로, 도 1 및 도 12 를 참조하여, 자기 패턴 검출 장치 (1) 의 자기 패턴 검출 동작을 설명한다. 도 12(a) 는 자기 센서 소자 (13) 의 여자 파형이고, 도 12(b) 는 자기 센서 소자 (13) 로부터의 검출 파형이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 자기 패턴 검출 장치 (1) 에 있어서, 매체 (2) 가 매체 반송 경로 (3) 에서 제 1 방향 (X1) 또는 제 2 방향 (X2) 으로 반송되면, 매체 (2) 는 자기 판독 위치 (A) 에 도달하기 전에 제 1 착자용 마그넷 (6) 또는 제 2 착자용 마그넷 (7) 에 의해 착자된다. 그리고, 착자된 매체 (2) 는 자기 센서 장치 (8) 에 의한 자기 판독 위치 (A) 를 통과한다.

자기 센서 장치 (8) 에서는, 도 12(a) 에 나타내는 바와 같이, 여자 코일 (34) 에 교번 전류가 정전류로 인가되어 있고, 코어체 (33) 의 주위에는, 도 8 에 있어서 일점 쇄선으로 나타내는 바이어스 자계가 형성되어 있다. 매체 (2) 가 자기 판독 위치 (A) 를 반송되면, 검출 코일 (35) 로부터는, 도 12(b) 에 나타내는 검출 파형의 신호가 출력된다. 검출 파형은, 바이어스 자계 및 시간에 대한 미분적인 신호가 된다.

여기서, 자기 센서 소자 (13) 로부터의 검출 파형의 형상, 피크값 및 보텀값은, 자기 패턴의 형성에 사용되고 있는 자기 잉크의 종류, 자기 패턴의 위치 및 형성되어 있는 자기 패턴의 농담 (濃淡) 에 의해 변화한다. 따라서, 이러한 검출 파형을, 미리 기억 유지하고 있는 레퍼런스 파형과 대조함으로써, 매체 (2) 의 진위 판정 및 매체 (2) 의 종류의 판별을 실시할 수 있다.

(작용 효과)

본 예의 센서 코어 형상에 의하면, 여자 코일 (34) 에 의한 바이어스 자계는, 상기 서술한 바와 같이, 단차부 (51, 55) 를 형성하지 않고, 근원에서 선단까지 동일한 폭을 하고 있는 종래의 센서 코어 형상을 채용한 경우와 비교하여, 센서 코어 (32) 의 몸통부 (321) 에 가까운 부분에서 숏커트되는 자속이 많게 되어 있다. 이 결과, 몸통부 (321) 에 가까운 부분의 자속 밀도가 높고, 몸통부 (321) 에서 떨어져 있는 부분에 있어서의 자속 밀도가 낮게 되어 있다.

이와 같이, 몸통부 (321) 에서 떨어져 있는 부분에 있어서의 자속 밀도가 낮은 본 예의 센서 코어 형상은, 몸통부 (321) 에서 떨어져 있는 센서 코어 (32) 의 선단 부분의 자기 회로에 대한 기여가 적은 형상이다. 여기서, 센서 코어 (32) 는, 프레임 (20) 의 연삭 기준면 (26) 을 기준으로 하여 설정된 기준면 (B) 에 센서면 (13a) 을 일치시켜 센서면 (13a) 과 매체 (2) 와의 거리를 정확하게 설정하기 위해서, 상측 중앙 돌출부 (332), 상측 제 1 돌출부 (334), 상측 제 2 돌출부 (335) 의 각 선단을 기준면 (B) 과 동일 평면 상이 되도록 절단 또는 연삭하고 있다. 이 때, 가공 등에 의해서 가공 치수가 변동하고, 그 결과 각 돌출부의 길이 (La) 가 변동된다. 그러나, 가공에 의해서 치수 (La) 가 변동하여도, 자속 밀도가 낮은 영역에 위치하고 있는 잘록부 (53) 의 범위에서 치수가 변동하는 정도이다. 따라서, 자기 회로에 미치는 영향은 작다.

또한, 센서 코어 (32) 에 접지용의 노출 부분 (32a) 을 형성하기 위해, 하측 제 1 돌출부 (336), 하측 제 2 돌출부 (337) 의 선단이 절단 또는 연삭되고, 이 때, 가공 치수에 편차가 생긴다. 그러나, 이 경우에 있어서도, 가공에 의한 하측 제 1 돌출부 (336) 및 하측 제 2 돌출부 (337) 의 절단 위치의 변동은, 단차부 (55) 를 형성한 것에 의해 폭이 가늘어진 선단부 (56) 의 범위에서 변동하는 정도로, 자속 밀도가 낮은 영역에서의 변동에 지나지 않는 정도이다. 따라서, 하측 제 1 돌출부 (326) 및 하측 제 2 돌출부 (327) 의 가공이 자기 회로에 미치는 영향은 작다.

이와 같이, 본 예에서는, 센서 코어 (32) 및 이것을 내장하는 코어체 (33) 의 가공으로 인한 자기 회로에 대한 영향이 작아져, 가공 편차에서 기인하는 센서 감도나 전류 효율 등의 편차가 적은 구성으로 되어 있다. 본 예의 자기 센서 소자 (13) 는 이러한 센서 코어 형상을 채용함으로써, 고감도화를 도모할 수 있는 구성이면서, 센서 코어 (32) 및 이것을 내장하는 코어체 (33) 의 가공 편차에서 기인하는 자기 센서 소자 (13) 의 특성 편차가 저감되어 있다.

또한, 본 예에서는, 센서 코어 (32) 의 접지측 단부에 있어서, 하측 중앙 돌출부 (323) 의 길이 (Lb1) 를 짧게 하고, 센서 코어 (32) 의 노출 부분 (32a) 이 형성되는 하측 제 1 돌출부 (326), 하측 제 2 돌출부 (327) 의 길이 (Lb2) 를 길게 하고 있다. 이와 같이 하면, 접지면 (13b) 을 형성하기 위한 가공을 실시해도 하측 중앙 돌출부 (323) 의 길이 (Lb1) 는 변화하지 않기 때문에, 자기 회로에 대한 센서 코어 (32) 의 가공 편차의 영향을 보다 적게 할 수 있다.

그리고 본 예에서는, 센서 코어 (32) 의 매체 (2) 측 단부에 있어서, 3 개의 돌출부 중 중앙의 돌출부인 상측 중앙 돌출부 (322) 의 폭 방향 양측면에 단차부 (51) 가 형성되고, 상측 제 1 돌출부 (324) 및 상측 제 2 돌출부 (325) 는 상측 중앙 돌출부 (322) 를 사이에 두고 대칭으로 형성되어 있다. 상측 중앙 돌출부 (322) 는 개방 자로 (S1, S2) 의 양쪽을 구성하고 있기 때문에, 양쪽의 자로를 통과하는 자속에 영향을 주고 있어, 자기 회로에 대한 영향이 큰 부위로 되어 있다. 따라서, 이 부분에 단차부 (51) 를 형성하여 그 폭을 가늘게 함으로써 선단으로 돌아들어가는 자속을 효과적으로 적게 할 수 있어, 보다 많은 자속을 몸통부 (321) 에 가까운 부분에 집중시킬 수 있다. 따라서, 자기 회로에 대한 상측 중앙 돌출부 (322) 선단의 가공 편차의 영향을 보다 적게 할 수 있다. 이에 추가로, 센서 코어 (32) 의 폭 방향 (도 8 의 좌우 방향) 에 있어서의 자속 분포가 대칭으로 되어 있으며, 이 대칭성을 무너뜨리지 않고 자속을 몸통부 (321) 측에 집중시킬 수 있다. 따라서, 자기 센서 소자 (13) 의 특성 편차를 보다 작게 할 수 있다.

또한 본 예에서는, 여자 코일 (34) 의 근방에 자속을 집중시킴으로써, 센서 코어 (32) 의 매체 (2) 측의 선단에 구성한 검출 코일 (35) 에 센싱에 관계없는 불필요한 자계를 들여보내지 않도록 할 수 있다. 따라서, 더욱 고감도화를 도모할 수 있다. 그리고, 여자 코일 (34) 의 근방에서 자속을 숏커트시킴으로써 자기 저항이 적은 자기 회로를 구성할 수 있기 때문에, 전류 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 자기 센서 장치 (8) 의 소형화 및 전력 절약화를 도모할 수 있다.

(다른 실시형태)

(1) 상기 실시형태는, 센서 코어 (32) 의 매체 (2) 측으로 연장되는 돌출부 (상측 중앙 돌출부 (322)) 와, 매체 (2) 와는 반대의 측으로 연장되는 돌출부 (하측 제 1 돌출부 (326), 하측 제 2 돌출부 (327)) 의 양쪽에 단차부 (51, 55) 를 형성하여, 센서 코어 (32) 의 양단에 있어서 자속을 몸통부 (321) 측에 집중시키는 것이었지만, 도 13(a) 에 나타내는 바와 같이, 매체 (2) 측으로 연장되는 돌출부 (상측 중앙 돌출부 (322)) 에만 단차부 (51) 를 형성해도 된다. 또는, 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 매체 (2) 와는 반대의 측으로 연장되는 돌출부 (하측 제 1 돌출부 (326), 하측 제 2 돌출부 (327)) 에만 단차부 (55) 를 형성해도 된다.

(2) 상기 실시형태에서는, 센서 코어 (32) 에 있어서의 매체 (2) 측으로 연장되는 돌출부 중 중앙에 배치된 돌출부 (상측 중앙 돌출부 (322)) 의 폭 방향 양 측면 (322b, 322c) 에 단차부 (51) 를 형성하고 있지만, 도 13(c) 에 나타내는 바와 같이, 측면 (322b, 322c) 과 대치하고 있는 상측 제 1 돌출부 (324) 의 측면 (324b) 또는 상측 제 2 돌출부 (325) 의 측면 (325b) 에 단차부 (51) 를 형성해도 된다. 이러한 구성에 있어서도, 상측 중앙 돌출부 (322) 와 상측 제 1 돌출부 (324) 사이에 형성된 갭 (G1) 및 상측 제 2 돌출부 (325) 와 상측 중앙 돌출부 (322) 사이에 형성된 갭 (G2) 의 폭이 선단측에서 넓어지고, 근원측에서 좁아지기 때문에, 몸통부 (321) 에 가까운 부분에서 자속을 숏커트시킬 수 있다.

여기서, 도 13(d) 에 나타내는 바와 같이, 갭 (G1, G2) 을 사이에 두고 대향하고 있는 2 개의 측면 (즉, 측면 (322b) 및 측면 (324b), 또는 측면 (322c) 및 측면 (325b)) 의 양쪽에 단차부 (51) 를 형성하는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 하면, 일방의 측면에만 단차부 (51) 를 형성한 경우와 비교하여, 갭 (G1, G2) 에 있어서의 선단측의 폭 (W1) 과 근원측의 폭 (W2) 의 치수차가 보다 크다. 따라서, 몸통부 (321) 에 가까운 부분에서 숏커트되는 자속의 비율을 더욱 많게 할 수 있다. 또한, 센서 코어 (32) 에 있어서의 매체 (2) 와는 반대의 측으로 연장되는 돌출부에 있어서도 마찬가지로, 단차부 (55) 를 형성하는 위치를 적절히 변경할 수 있다.

(3) 상기 실시형태의 센서 코어 (32) 는, 매체 (2) 측 및 그 반대의 측에 각 3 개의 돌출부가 형성된 구성이지만, 본 발명은, 돌출부의 개수가 2 개 이하 또는 4 개 이상인 센서 코어에도 적용 가능하다. 도 14 에, 돌출부의 개수가 상이한 센서 코어 형상을 나타낸다. 도 14(a) 의 센서 코어 (60A) 는, 몸통부 (61) 와, 몸통부 (61) 로부터 상하 방향으로 각 1 개씩 돌출되는 돌출부 (62, 63) 를 구비하고 있고, 돌출부 (62, 63) 의 폭 방향 양측면에 단차부 (64) 가 형성되어 있다. 이 경우, 단차부 (64) 에서 센서 코어 외부로 누설된 자속이 센서 코어 (60A) 로 되돌아가기 위한 경로 (S5a) 가, 돌출부 (62, 63) 의 선단에서 센서 코어외부로 누설된 자속이 센서 코어 (60A) 로 되돌아가기 위한 경로 (S5b) 보다 짧다. 따라서, 단차부 (64) 에 있어서 숏커트되는 경로 (S5a) 를 통과하는 자속의 비율을 많게 할 수 있다.

또한, 도 14(b) 의 센서 코어 (60B) 는, 몸통부 (61) 로부터 상방향으로 2 개의 돌출부 (65) 를 돌출시키고, 하방향으로 2 개의 돌출부 (66) 를 돌출시키며, 돌출부 (65, 66) 에 있어서의 대향하는 각 측면에 단차부 (64) 가 형성되어 있다. 이 형상은, 2 개의 돌출부 (65, 66) 사이의 갭 (G5, G6) 의 폭이 단차부 (64) 에 대하여 선단측에서는 넓고, 근원측에서는 좁다. 그 결과, 단차부 (64) 에 있어서 숏커트되는 경로 (S6a) 를 지나는 자속의 비율이 많고, 돌출부 선단에서 인접하는 돌출부 선단을 향하는 경로 (S6b) 를 지나는 자속의 비율이 적다. 2 개 이상의 돌출부를 형성한 센서 코어에 있어서는, 인접하는 돌출부에 대하여 도 14(b) 의 구성을 적용함으로써, 돌출부의 선단을 지나는 자속의 비율을 적게 할 수 있다.

도 14(a) (b) 의 코어 형상은 모두, 몸통부 및 돌출부에 의해 구성되는 개자로를 구성하고 있고, 단차부 (64) 에 있어서 숏커트되는 경로를 지나는 자속의 비율이 많다. 따라서, 몸통부 (61) 로부터 떨어진 위치에 있어서의 자속 밀도가 작아, 돌출부의 선단 형상이 자기 회로에 대해 미치는 영향이 작아져 있다. 따라서, 돌출부의 선단 부분의 가공 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차를 저감시킬 수 있다.

(4) 상기 실시형태의 센서 코어 (32) 는 박판상의 금속박으로 이루어지는 센서 코어인데, 본 발명은, 두께가 있는 블록형상의 센서 코어에도 적용할 수 있다. 도 15 에 이 종류의 센서 코어 형상을 나타낸다. 도 15(a) 의 센서 코어 (60C) (코어체) 는, 센서 코어 (32) 와 동일한 평면 형상이고 또한 소정의 두께를 갖는 자성체이다. 상향으로 연장되는 중앙의 돌출부 (67) 는 두께가 있는 각기둥 형상으로 되어 있고, 돌출부 (67) 의 폭 방향 측면 (67a, 67b) 에 단차부 (68) 가 형성되어 있다. 또한, 하향으로 연장되는 양측의 돌출부 (69, 70) 의 측면 (69a, 70a) 에 단차부 (71) 가 형성되어 있다. 돌출부 (67) 의 선단면은 센서면으로 되어 있고, 돌출부 (69, 70) 의 선단면은 접지면으로 되어 있다. 이와 같이 하면, 상기 실시형태와 동일하게, 돌출부의 선단에 있어서의 자속 밀도를 작게 할 수 있다.

도 15(b) 는, 두께가 있는 센서 코어 형상의 다른 예이다. 이 센서 코어 (60D) 는, 상향으로 연장되는 돌출부 (67) 의 전면 (67c) 및 후면 (67d) 에, 자성체를 그 두께 방향으로 잘라낸 형상의 단차부 (72) 가 형성되어 있다. 또한, 하향으로 연장되는 돌출부 (69, 70) 의 전면 (69b, 70b) 및 후면 (69c, 70c) 에도, 자성체를 두께 방향으로 잘라낸 형상의 단차부 (73) 가 형성되어 있다. 이러한 형상에서는 상기 실시형태와 동일하게, 단차부 (72, 73) 가 형성된 각 돌출부의 선단으로 돌아들어가는 자속을 적게 하여 자속 밀도를 작게 할 수 있다. 따라서, 돌출부 선단의 가공 편차에서 기인하는 센서 특성의 편차를 저감시킬 수 있다.

1 … 자기 패턴 검출 장치, 2 … 매체, 3 … 매체 반송 경로, 4 … 매체 반송 기구, 5 … 자기 센서 유닛, 6 … 착자용 마그넷, 7 … 착자용 마그넷, 8 … 자기 센서 장치, 8a … 센서면, 10 … 케이스, 101 … 상단면, 102 … 오목부, 103 … 경사면, 104 … 홈, 104a … 내주면, 11 … 커버판, 11a … 매체 반송면, 111 … 개구부, 13 … 자기 센서 소자, 13a … 센서면, 13b … 접지면, 14 … 표면측 커버판, 141 … 개구부, 15 … 이면측 커버판, 151 … 개구부, 152 … 제 1 장착공, 153 … 제 2 장착공, 16 … 마그넷편, 19 … 내마모판, 19a … 상단면, 20 … 프레임, 21 … 상단면, 22 … 하단면, 23 … 장착공, 23a … 상단 개구, 23b … 하단 개구, 23c … 내주면 부분, 24 … 플랜지부, 25 … 돌출부, 26 … 연삭 기준면, 27 … 걸어맞춤 돌기, 28 … 부분 봉쇄부, 29 … 수지, 30 … 제 1 보호판, 31 … 제 2 보호판, 32 … 센서 코어, 32a … 노출 부분, 321 … 몸통부, 322 … 상측 중앙 돌출부, 322a … 선단면, 322b, 322c … 측면, 323 … 하측 중앙 돌출부, 323a … 선단면, 324 … 상측 제 1 돌출부, 324a … 선단면, 324b … 측면, 325 … 상측 제 2 돌출부, 325a … 선단면, 325b … 측면, 326 … 하측 제 1 돌출부, 326a … 선단면, 326b … 측면, 327 … 하측 제 2 돌출부, 327a … 선단면, 327b … 측면, 33 … 코어체, 33a … 봉지부, 331 … 몸통부, 332 … 상측 중앙 돌출부, 332a … 선단면, 333 … 하측 중앙 돌출부, 333a … 선단면, 334 … 상측 제 1 돌출부, 334a … 선단면, 335 … 상측 제 2 돌출부, 335a … 선단면, 336 … 하측 제 1 돌출부, 336a … 선단면, 337 … 하측 제 2 돌출부, 337a … 선단면, 34 … 여자 코일, 35 … 검출 코일, 36 … 코일 보빈, 37 … 코일 보빈, 38 … 단자 핀, 39 … 걸기 핀, 41 … 도전 부재, 411 … 가설부, 412 … 장착부, 412a … 일정폭 부분, 412b … 광폭 부분, 412c … 걸어맞춤공, 413 … 접촉부, 51 … 단차부, 51a, 51b … 단차면 부분, 52 … 근원 부분, 52a, 52b … 하부 측면 부분, 53 … 잘록부, 53a, 53b … 측면 선단 부분, 54 … 코너부, 55 … 단차부, 55a, 55b … 단차면 부분, 56 … 선단부, 56a, 56b … 측면 선단 부분, 57 … 근원 부분, 57a, 57b … 상부 측면 부분, 58 … 코너부, 60A, 60B, 60C, 60D … 센서 코어, 61 … 몸통부, 62, 63 … 돌출부, 64 … 단차부, 65, 66 … 돌출부, 67 … 돌출부, 67a, 67b … 측면, 67c … 전면, 67d … 후면, 68 … 단차부, 69, 70 … 돌출부, 69a, 70a … 측면, 69b, 70b … 전면, 69c, 70c … 후면, 71 … 단차부, 72 … 단차부, 73 … 단차부, A … 자기 판독 위치, B … 기준면, G1 ∼ G6 … 갭, H … 중심선, L … 축선, S1, S2, S3, S4 … 개방 자로, S1a, S2a, S3a, S4a … 경로, S1b, S2b, S3b, S4b … 경로, S5a, S5b … 경로, S6a, S6b … 경로, W1 ∼ W4 … 치수 (폭), X … 매체 반송 방향, X1 … 제 1 방향, X2 … 제 2 방향

Claims (8)

1. 매체의 자기 특성을 검출하기 위한 자기 센서 소자를 갖는 자기 센서 장치로서,
   상기 자기 센서 소자는,
   몸통부 및 당해 몸통부로부터 돌출되는 1 개 또는 복수 개의 돌출부가 형성된 센서 코어와,
   상기 센서 코어에 권회 (卷回) 된 여자 코일 및 검출 코일을 구비하고,
   상기 센서 코어는, 상기 몸통부 및 상기 돌출부에 의해서 개방 자로 (磁路) 를 형성하고 있고,
   적어도 1 개의 상기 돌출부의 측면에 단차부가 형성되고,
   상기 단차부가 형성되어 있는 상기 돌출부의 선단면은, 접지용의 도전 부재를 접촉시키기 위한 접지면을 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 단차부가 형성되어 있는 상기 돌출부는, 상기 자기 센서 소자의 센서면과는 반대측에 상기 몸통부로부터 돌출되어 있는 돌출부인 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 돌출부의 선단면은, 센서 코어 기재를 절단 가공하여 형성된 절단 가공면인 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸통부에 있어서의 타방의 가장자리로부터 상기 돌출부가 돌출됨과 함께, 상기 몸통부에 있어서의 일방의 가장자리로부터 다른 상기 돌출부가 반대 방향으로 돌출되어 있고,
   상기 타방의 가장자리로부터 돌출되는 상기 다른 돌출부의 선단면이 상기 자기 센서 소자의 센서면을 구성하고 있고,
   상기 센서면이 형성되어 있는 상기 다른 돌출부의 측면에, 다른 상기 단차부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 자기 센서 소자의 센서면을 구성하는 상기 다른 돌출부는, 상기 몸통부로부터 동일 방향으로 돌출되는, 중앙 돌출부와 그 중앙 돌출부의 양측에 배치된 제 1 돌출부와 제 2 돌출부로 이루어지고,
   상기 중앙 돌출부와 제 1 돌출부와 제 2 돌출부는 서로 평행하게 그리고 직선상으로 연장되어 있고,
   상기 다른 단차부에 대하여 선단측에 직선상으로 연장된 상기 중앙 돌출부의 부분은, 상기 몸통부로부터의 돌출 방향과 직교하는 방향의 폭 치수가, 상기 단차부에 대하여 상기 몸통부측에 직선상으로 연장된 상기 중앙 돌출부의 부분보다 가늘게 형성되어 있고,
   상기 타방의 가장자리로부터 돌출되는 상기 돌출부는, 상기 몸통부로부터 동일 방향으로 돌출되는, 중앙 돌출부와 그 중앙 돌출부의 양측에 배치된 제 1 돌출부와 제 2 돌출부로 이루어지고,
   상기 중앙 돌출부와 제 1 돌출부와 제 2 돌출부는 서로 평행하게 그리고 직선상으로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 몸통부에 상기 여자 코일이 권회되어 있고,
   상기 다른 단차부에 대하여 선단측에 있는 상기 자기 센서 소자의 센서면을 구성하는 상기 중앙 돌출부의 상기 가늘게 형성된 부분에 상기 검출 코일이 권회되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 여자 코일은, 상기 몸통부에 있어서의 상기 2 개의 중앙 돌출부의 양측이면서 상기 2 개의 제 1 돌출부의 내측 및 상기 2 개의 제 2 돌출부의 내측의 2 개 지점에 권회되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   자기 센서 소자는, 비자성체로 이루어지는 제 1, 제 2 보호판과, 이들 제 1, 제 2 보호판 사이에 끼인 상기 센서 코어로 이루어지는 3 층 구조의 코어체를 구비하여 이루어지고,
   상기 여자 코일과 상기 검출 코일은, 각각 코일 보빈을 개재하여 상기 코어체에 권회되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.

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