JPH0325385A - 磁気センサ - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、主として硬貨やねじのような磁性体あるい
は導電体の接近、材質の選別、あるいは、磁性扮体の濃
度を検出するための磁気センサに関するものである。

（ロ）従来の技術とその課題 自動販売機は、近年多機能、多Ｗ類の商品を扱うことを
要求されるものが多くなり、使用される硬貨の種類ら多
くなりつつあり、さらにカード、紙幣、硬貨を使用可能
とするものなどが見られ、その種類が壜える傾向にある
。しかし、自動販売機自体の大きさについては、設置場
所の制約、運搬の利便から考えて、その機能が増大した
からといって大きくしていくわけにはいかない。すなわ
ち、それらの機能を有するコンポーネントをよりコンパ
クトにすることが要求されるようになる。

その中でもｉｉ！貨の識別機、計数機はコンパクト化さ
れるとともに信頼性を要求されろコンボーネントとして
重要である。これら硬貨を検出、選別、計数するセンサ
は、従来からフエライトなどの強磁性体のコアに細い銅
線を巻いて、問状のケースに収納したタイプのものが知
られている（たとえば、特開昭５８−１０６４５３号公
報参照）。また、摸写機などに使用されろ＠性扮体は、
磁性体であるキャリアと色素をつけるトナーの混合物が
一般に用いられ、これらの磁性粉本のトナーの農度は前
述の硬貨を検出、計数するセンサが応用される。これら
の磁気センサは製造過程においては、細い銅線をコアに
壱回する作業を必要とするため、巻き付け時の銅線の取
扱い上の注意、とくに厳密な張力の管理か要求される上
、断線などの事故をとらないやすい。製品ｆヒした後に
おいても製造工程中のストレスの影響などによる断線な
ど信頼性の問題がある。また、構造上奥行のあるコアに
銅線を巻回するため、奥行のないスペースには設置でき
ない。さらに種々のｉｉ″様には各々異なるコアと巻線
の組合せを用意する必要があるなど不便である。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
薄くコンパクトで信頼性に秀れ、また組合せによって、
和動、差動など機能の拡張か可能で種々の仕様に対応で
きる磁気センサを提哄するものである。

（ハ）発明が解決しようとするための手段この発明は絶
縁基板と、その絶′＃Ａ基板上に積層された渦巻状の導
′Ｆ４体箔からなる磁気センサである。

上記磁気センサは、絶禄基板の表面に導電体箔をＦｆｃ
膜し、エッチングにより渦巻パターンを形戊することに
より製造される。

その導電体箔の上にさらに保護層が形成されていること
が好ましい。両面に導体部を形威した場合は、渦巻状導
体郎の中心部で表裏の導体部をスルーホールで導通させ
てもよく、また、表裏の導体部の中点引出し線を設けろ
ようにしてもよい。

（二）作用 磁気センサは絶碌板上の片面、または、両面に渦巻状に
導電体箔が積層されることにより、渦巻状導電体コイル
となる。

（ホ）実施列 以下、図面に示す実施例を用いてこの発明を詳述する。

これによってこの発明が限定されるものではない。

第ｌ図は、この発明の一実施例を示す斜視図である。■
は磁気センサであり、ガラスエポキシ基仮２の上にｗ４
箔を接着して、それらに扇巻状のマスクをかけてエッチ
ングを行い、銅箔の渦＠３、入出力端子郎４，５を設け
、渦巻中心部にはランドを設け、その中央部に貫通する
スルーホール穴６を形或する。中心郎ランドと端子５と
の間は別の導体７で結ぶ。ガラスエボキシ１＆仮２の裏
面にも表面と同様に銅箔を接着して、エッチングにより
渦巻パターンを形威し、中心部をスルーホール６で接続
して、同様に端子部を形戊すると、第２図（ａ）および
第２図（ｂ）に示すような等価回路を有するコイル基板
を得ろことかできる。なお、渦巻３は第３図のように角
形であってもよい。

これらはガラスエボキシ基仮に代えて、シリコン基仮の
上に金などの導電物を蒸着してエツチングする方法をと
れば渦＠部分の間隔を大幅に挟めることができ、小型化
ないしは高性能化を図ることができる。そして、第４図
（ａ）のようにこの【枚のコイル基板をセンサのｔｉｃ
として２枚以上重ね合せ、各導体端子部で結線を行うこ
ともできる。また、第４図（ｂ）のように、２枚重ねと
し、１枚のコイル基阪を１次側として人力信号を印加し
、他のｉ枚のコイル基板を２次側として出力信号を取り
出すようにしてもよい。あるいは、２枚ともシリーズに
結線して入力信号を印加すれば、一つのソレイドと同じ
働きをし、入力信号の変動をとらえることにより、金属
物体の接近、被検出物の材質選別などの礪能をさせろこ
とができる。

また、第４図（ｃ）および第４図（ｄ）に示すように、
３枚重ねとし、中央のコイルをｌ次叫として交流信号を
印加し、両側面のコイルを直列に接続するε、差動形の
磁気センサとすることかでき、側面のコイル面に直角に
金属物体を接近させたとき、被検出体が駐性体の場合は
、検出＠気回路の磁気抵抗が減少し、インダクタンスが
増加する。また被検出体か非磁性の導電体の場合は、ｔ
次側コイルから発する交番磁界のため、被検出体に渦電
流を生じ、その渦電流が反撥磁界を発生して検出磁気回
路の磁気抵抗を増し、インダクタンスを減少させる。渦
電流の大きさは、【次側電流の発振周波数をｆ　（Ｈｚ
）とするとｆ！にほぼ比例し、渦電流の発生しやすさは
被検出体が塊状のもの程大きく、小さくなると小さくな
る性質があり、それらを考慮して発＠周波敗ｆを決める
ことができる。

この発明によれば、コイルを絶縁板上にエッチングの方
法で形成されるため、従来のコアに銅線を巻きつけコイ
ルを形成するのに比べてコイルの寸法が安定し、薄い層
として仕上げることができる。すなわち、１層または２
層（絶縁板の両面にパターンを形成した場合）の扁平コ
イルを精度よく簡単に製作し得る。

いま、コイルの発生する磁界の強さを求めるのに、簡単
化するため第５図に示すように円１！流の中心軸上にＰ
点をとりＰ点の磁界を求める。Ｂｉｏｔ−Ｓａｖｏｒｔ
の法ａｌｌ　，および立体角を用いて、Ｐ点の磁界！｛
ｚとすると、 ｒ となり、筒形コイルに（１）式、扁平型のコイルに（２
）を適用すると、（１）式より （２）式より となり、Ｐ点における磁界の算出の目安をつけることが
できる。この発明による磁気センサは、（３）式と（４
）式を比較して、硬貨などの面積の大きい物体を検知す
るのに有利であることか判る。また検出面と被検知物体
との距離の影響による出力低下率に関しても扁平形の゛
コイルの方が少なくてすむ。これは硬貨などを検知する
場合に被検知物とセンサとの距離を一定に保ちにくい場
合に有利な特性である。

なお、このようにシートタイプとなった扁平状のコイル
を数枚重ね合わせて、上下を接着して、パターンを銅線
などの導体で電気的に接続すると、表面積に比して奥行
の薄い磁気センサを製作し得る。もちろん、枚数を多く
重ねると厚さは厚くなり奥行も深くなるが、導体として
のコイル部分の寸法安定性とコンパクトさにもとづく信
頼性の良い磁気センサを得ることができることに変わり
はない。

（へ）発明の効果 この発明によれば、外形が薄型でコンパクトであり、し
かも製作が簡単な磁気センサが提供される。また、重ね
合わせるだけで、容易に複数個組合せられるので、適用
範囲か広《機能的な磁気センサが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る磁気センサの斜視図、
第２図（ａ）および第２図（ｂ）は第ｌ図に示す実施例
の等価回路図、第３図は第１図に示す実施例の変形例を
示す平面図、第４図（ａ）〜第４図（ｄ）は第ｌ図に示
す実施例の接続例を示す等価回路図、第５図は磁気セン
サの磁界の強さを説明する説明図である。 ｌ・・・・・・磁気センサ、　　　２・・・・・・絶縁
基板、３・・・・・・渦巻状の導体部、４．５・・・・
・・端子部、６・・・・・・スルーホール、　７・・・
・・・導線部。 緯 １ 間 値 ２ 防 （ａ） 第４ 閃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、絶縁基板と、その絶縁基板上に積層された渦巻状の
   導電体箔からなる磁気センサ。 ２、渦巻状の導電体箔が絶縁基板の両面に形成され、両
   面の渦巻状導電体箔が絶縁基板に設けられたスルーホー
   ルを介して電気的に直列接続された請求項１記載の磁気
   センサ。 ３、両面の導電体箔の渦巻きの巻き方向が、両導電体箔
   に直列通電したとき発生する磁界を互いに増大する巻き
   方向である請求項２記載の磁気センサ。 ４、両面の導電体発生の渦巻きの巻き方向は、両導電体
   発生に直列通電したとき発生する磁界を互いに打ち消し
   合う巻き方向である請求項２記載の磁気センサ。 ５、請求項１、２、３又は４記載の導電体箔を積層した
   絶縁基板を複数枚重ね合わせて、各導電体箔を和動又は
   差動に結線してなる磁気センサ。