JPH0634765A - 磁気マーカ読取識別装置の励磁コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】励磁コイルを１個だけ用いて均一な交流磁界領
域を得る。 【構成】主コイルと少なくとも二つの補助コイルとの組
み合わせからなるものを１個だけ用い、補助コイルは主
コイルと逆方向の磁界を発生する位置に設け、これら両
コイルはベルト主面の上方で、各中心軸がベルト主面に
対して垂直となる方向に設置することにより、補助コイ
ルにより生ずる磁界強度が主コイルにより生ずる磁界強
度を弱めるので、この両コイルを組み合わせた励磁コイ
ルを１個用いるだけで、均一な磁界領域を得ることが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物品の種類、数量等を識
別するために、その物品に取り付ける磁気マーカ読取識
別装置に用いる励磁コイルに関する。

【０００２】

【従来の技術】物品に取り付けた磁気マーカから、その
物品の種類や数量等の情報を読み取る磁気マーカ読取識
別装置の構成について、同一出願人による特開平２−２
９０５８９号公報，特開平３−４１３８７号公報等に記
載されている。図４は磁気マーカの読取識別装置の構成
と作動を説明するための模式図である。図４において、
保磁力の異なる角形磁気履歴特性または磁束跳躍特性を
持つ複数本の非晶質磁性細線２を有する磁気マーカ１を
取り付けた物品３が、二つの滑車（図示を省略）に張ら
れているベルト４上に載せられ、滑車の回転によるベル
ト４の走行とともに矢印方向に移動する。物品３がベル
ト４によって搬送される区間の所定の位置に、交流磁界
を発生する二つの励磁コイル５が交流発振器６に接続さ
れて設置され、交流磁界により生ずる磁気マーカ１の磁
化反転に伴なう磁束変化を誘導起電圧として検出する検
出コイル単体を、複数個直列に接続した検出コイル部７
が、ベルト４の下方で計測器８に接続されている。この
計測器８は、検出コイル部７に生じたパルス電圧列をパ
ターン認識により識別する機能を有するものである。

【０００３】以上のような磁気マーカ読取識別装置は、
検出コイル部７からのパルス電圧列を複数回読み取り、
計測器８において加算平均を行っている。検出コイル部
７からの電圧には、磁気マーカ１の磁化反転により生ず
る誘導起電圧のほかに、外乱ノイズ，ホワイトノイズな
どのノイズが含まれており、１回の計測だけでは誘導起
電圧とノイズとの判別が困難な場合もある。時間に対し
て周期性のないノイズは、加算平均することによりノイ
ズ電圧を低下させ、Ｓ／Ｎ比を上げることができる。ま
た、検出コイル部７に発生するパルス電圧列は交流磁界
１周期の間に、１／４周期と３／４周期において２回発
生する。交流磁界が０となるタイミングをパルス発生時
刻の原点とすると、地磁気の影響によりパルス発生時刻
がそれぞれ異なってくる。このようなパルス電圧列を加
算平均すると真のパルス数以上のパルス電圧列となり、
読取識別のエラーの原因になる。したがって、この装置
では、いずれか一方の時間でのみサンプリングを行なっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】磁気マーカ１を磁化反
転させるには、非晶質磁性細線２の長さ方向と交流磁界
の方向を並行にする必要がある。したがって、物品３が
ベルト４の任意の位置に載せられるとき、基本的に二つ
の励磁コイル５の配置は、ベルト４を基準として、図４
に示すように二つの励磁コイル５でベルト４を挟み込む
か、ベルト４を励磁コイル５の中心部を潜り抜けるよう
にして進行させるか、ベルト４の上下方向に各励磁コイ
ル５を置くかの３通りである。

【０００５】しかし、物品搬送装置の構造とその設置場
所および設置方法等によっては、励磁コイル５を二つ設
置することができない場合もある。特にベルト４の上下
方向に二つの励磁コイル５を設置するのは困難なことが
多くなるので、物品搬送装置による制約を受けないため
には、交流磁界をただ一つの励磁コイル５を用いて発生
させることが望ましい。

【０００６】磁気マーカ１の非晶質磁性細線２を磁化反
転させるとき、原理的にはその材料が持っている磁気履
歴曲線上の保磁力以上の磁界を外部から与えるのである
が、磁化反転のときに、非晶質磁性細線２全体にかかる
磁界強度の均一性が問題である。非晶質磁性細線２全体
にかかる磁界強度が不均一になると、本来検出コイル部
に発生する１本の電圧パルス波形が、２本のパルスに分
離する現象が生ずることがある。これら２本のパルス電
圧値は、１本のときのパルス電圧値に比べてかなり低く
なる。もしくは、発生する電圧パルスは１本であって
も、均一な交流磁界で得られる電圧値よりかなり低い値
となる等の現象が起こり、特に保磁力の大きい材料の磁
性細線２においてこの傾向が顕著である。パルス電圧の
低下は、瞬時値におけるＳ／Ｎ比の低下や、信頼性のあ
る信号の取り出しのための加算平均回数の増加等、物品
識別の性能に影響を及ぼすことになる。したがって、た
だ一つの励磁コイル５を用いたときも、均一な磁界強度
が得られなければならない。

【０００７】ところで、一つの励磁コイル５により生ず
る磁界強度および磁界分布は、ビオ・サバールの法則か
ら求められ、磁界強度は励磁コイル５の位置から距離の
２乗に反比例して減衰し、また、磁界分布はある面を固
定した場合、励磁コイル５の中心軸と一致する点の磁界
強度が極小となり、励磁コイル５が構成される巻線の位
置に近づくにつれて、磁界強度は大きくなる。したがっ
て、一つの励磁コイル５を用いて、ほぼ均一な磁界強度
範囲をつくり出すには、得られる磁界均一範囲の各位置
間の距離を無視することができる程度に、励磁コイル５
と磁界均一範囲までの距離を大きくすることにより、均
一な磁界の形成が可能となる。

【０００８】しかしながら、このような方法では、必要
な領域に所望の磁界強度を得るために、励磁コイル５に
流す電流値を非常に大きくしなければならなず、また、
実際の励磁コイル５の設置に対して殆ど不可能である。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、磁気マーカに磁化反転を起こさせる励磁コイルを
一つとし、その励磁コイル近傍の狭い範囲で、均一な交
流磁界領域の得られる磁気マーカ読取識別装置の励磁コ
イルを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の磁気マーカ読取識別装置の励磁コイルは、
主コイルと少なくとも二つの補助コイルとの組み合わせ
からなるものを１個だけ用いて、これをベルト主面の上
方に、中心軸がベルト主面に対して垂直となる方向に設
置するものであり、主コイルと補助コイルはいずれも矩
形状とし、補助コイルは主コイルの下方近傍に巻線部同
士を対向させ、これら両コイルの中心軸が互いに平行と
なるようにし、補助コイルが主コイルと逆方向の磁界を
発生する位置に補助コイルを配置する。

【００１０】

【作用】励磁コイルにより生ずる磁界分布は、コイル中
心から巻線部に近づくにつれ磁界強度は大きくなるが、
本発明の磁気マーカの読取識別装置の励磁コイルは、以
上のように構成したため、補助コイルが主コイルと逆方
向の磁界を発生し、補助コイルにより生ずる磁界強度が
主コイルにより生ずる磁界強度より小さくなるようにし
て、主コイルの磁界強度を弱めるので、この両コイルを
組み合わせた励磁コイルを１個用いるだけで、均一な磁
界領域を拡大させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。本
発明の励磁コイルが用いられるの磁気マーカ読取識別装
置は、基本的に図４に示したものと同じであるから、そ
の図示と説明は省略する。図１は本発明の励磁コイルの
構成を説明するための模式図であり、図２と共通する部
分を同一符号で表わしてある。図１において、本発明の
励磁コイル５は、ベルト４上面の上方で、中心軸がベル
ト４の主面に対して垂直となる方向に設けた矩形状の主
コイル５ａと、この主コイル５ａの巻線部近傍に、中心
軸が主コイル５ａと平行となるように配置した矩形状の
二つの補助コイル５ｂとの組み合わせからなり、主コイ
ル５ａと補助コイル５ｂの間、および励磁コイル５とベ
ルト４の間は、所定の距離を保つようにしてある。ただ
し、補助コイル５ｂは二つに限ることなく、磁気マーカ
読取識別装置の実体に応じてさらに増やしてもよい。こ
こで、励磁コイル５に流す電流方向は、主コイル５ａと
同方向とし、補助コイル５ｂは主コイル５ａとは逆方向
の磁界を発生する位置に設け、かつ補助コイル５ｂによ
り生ずる磁界強度が、主コイル５ａにより生ずる磁界強
度より小さくなるように設定する。このようにすると、
励磁コイル５の中心付近では、補助コイル５ｂの磁界強
度が、励磁コイル５により生ずる磁界強度を弱めるよう
に働くので、全体として均一な磁界領域を拡大させるこ
とが可能となる。

【００１２】図２は、以上のように構成した励磁コイル
５の主コイル５ａのみ電流を流した場合に形成される磁
界分布の計算結果を表わす磁界分布図である。磁界分布
の計算を行なうに当たっては、励磁コイル５の形状が幾
何学的対象性を持っているため、形状モデルは励磁コイ
ル５の大きさの半分だけを扱い、計算では全形状モデル
と同じとなるように行なっている。図２中の線ａ，ｂ，
ｃは、いずれも等ポテンシャル線を示し、それぞれの磁
界強度は、ａは４．２０Ｏｅ，ｂは４．００Ｏｅ，ｃは
３．８０Ｏｅである。

【００１３】図３は、同様にして補助コイル５ｂにも電
流を流して、磁界強度を均一にした場合の磁界分布の計
算結果を表わす磁界分布図である。図３における等ポテ
ンシャル線ａ，ｂ，ｃの磁界強度は図２の場合と同じ値
である。図２と図３の比較から明らかなように、主コイ
ル５ａと補助コイル５ｂとの組み合わせからなる本発明
の励磁コイル５は、左右方向の磁界強度の均一性が、主
コイル５ａのみ用いた場合より拡大し、上下方向につい
ても良好な磁界強度の均一性を示しており、補助コイル
５ｂを設置することの有効性を実証するものである。

【００１４】

【発明の効果】磁気マーカを利用して物品を読み取り識
別する装置に用いられる励磁コイルは、この装置が組み
込まれる物品搬送装置の規模や設置個所によって制約を
受けるので、ただ１個として均一な磁界を発生させるこ
とが望ましく、これに対してなされた本発明の励磁コイ
ルは、実施例で述べたように、主コイルと少なくとも二
つの補助コイルとの組み合わせからなるものを１個だけ
用いて、これをベルト主面の上方に、中心軸がベルト主
面に対して垂直となる方向とし、かつ補助コイルを主コ
イルと逆方向の磁界を発生する位置に設置することによ
り、補助コイルにより生ずる磁界強度が主コイルにより
生ずる磁界強度を弱めるので、この両コイルを組み合わ
せた励磁コイルを１個用いるだけで、均一な磁界領域を
得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の励磁コイルの構成を示す模式図

【図２】主コイルにより生ずる磁界分布を計算で求めた
磁界分布図

【図３】本発明の励磁コイルにより生ずる磁界分布を計
算で求めた磁界分布図

【図４】従来の磁気マーカ読取識別装置の構成と作動を
説明するための模式図

【符号の説明】

１ 磁気マーカ ２ 非晶質磁性細線 ３ 物品 ４ ベルト ５ 励磁コイル５ 励磁コイル ５ａ 主コイル ５ｂ 補助コイル ６ 交流発振器７ 検出コイル部 ８ 計測器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の磁性細線または薄帯を磁気マーカ
   としてこれらを長手方向に並列に取り付けた物品をベル
   トに載せて走行中に励磁コイルから発生する交流磁界帯
   域を通過させ、磁気マーカの磁束変化で生ずるパルス電
   圧を交流磁界帯域に設けた検出コイルによって取り出す
   磁気マーカ読取識別装置の前記励磁コイルであって、主
   コイルと少なくとも二つの補助コイルとの組み合わせか
   らなるものを１個用いることを特徴とする磁気マーカ読
   取識別装置の励磁コイル。
2. 【請求項２】請求項１記載の励磁コイルにおいて、ベル
   ト主面の上方に中心軸がベルト主面に対して垂直となる
   方向に設置することを特徴とする磁気マーカ読取識別装
   置の励磁コイル。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の励磁コイルにおい
   て、主コイルと補助コイルをいずれも矩形状となし、補
   助コイルは主コイルの下方近傍に巻線部同士を対向さ
   せ、主コイルと補助コイルの各中心軸が互いに平行とな
   るように配置することを特徴とする磁気マーカ読取識別
   装置の励磁コイル。
4. 【請求項４】請求項１ないし３記載の励磁コイルにおい
   て、補助コイルにより生ずる磁界方向が主コイルにより
   生ずる磁界方向と逆向きとなる位置に補助コイルを設置
   することを特徴とする磁気マーカ読取識別装置の励磁コ
   イル。