JPS6236540B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、差動形磁気ヘツドに関する。 差動形磁気ヘツドは、小形であり、しかも感度
（被検出物が無いときの出力値に対する被検出物
をギヤツプ部分に接触させたときの出力値の比）
が大きい等の利点を有し、紙幣等を識別するため
に有利に用いられる。 第１図は、先行技術の簡略化した正面図であ
る。第１図１では、磁気コア１は、Ｅ字形とした
一対の磁気コア部分２，３が対向して接着されて
構成される。一方の磁気コア部分２の脚部２ａ，
２ｂには、励磁コイル４，５がそれぞれ巻回され
る。励磁コイル４，５は、交流電源７によつて励
磁される。他方の磁気コア部分３の脚部３ａ，３
ｂには、検出コイル８，９が巻回される。この検
出コイル８，９は、それらの誘起起電力が相殺す
るように直列接続されて電圧計１０に接続され
る。磁気コア部分２，３は、同一形状を有し、磁
気コア部分２は、第２図に拡大して示される。 磁気コア部分２は、連結部分６の端面１１と、
脚部２ａ，２ｂのギヤツプを形成する端面１２，
１３とは、ギヤツプ長をｄとすれば、長さｄ／２
だけの寸法差がある。したがつて微細な磁気コア
部分２において精密な研磨加工を必要とする。ま
た組立てに当つては、端面１１，１２，１３の３
ケ所が、もう一つの磁気コア部分３との対応する
面に対向して組立てる必要がある。そのため組立
てに当つて細心の注意を払う必要があり、生産性
が劣る。 第１図２の先行技術は、Ｈ字状の磁気コア１４
を有し、第１図１の先行技術と対応の部分には同
一の参照符を付す。この先行技術は、第１図１の
ものに比べて分離能をそれほど必要としない場合
に用いられる。 第１図に示されたこれらの先行技術において、
小形でしかも感度の良好な差動形磁気ヘツドが現
実の産業界において望まれている。 したがつて本発明の目的は、感度の良好な差動
形磁気ヘツドを提供することである。 本発明は、たとえば第３図〜第６図の実施例に
関連して述べると、全体の形状が大略的にＳ字状
である磁気コア１５を有し、 この磁気コア１５は、単一の細長い中央部１８
と、２つの細長い脚部１６，１７とを有し、 各脚部１６，１７の長手方向一方端は、中央部
１８の長手方向両端にそれぞれ連結され、 各脚部１６，１７の長手方向他方端（第３図に
おいて脚部１６の下端、脚部１７の上端）と中央
部１８の長手方向両端との間にギヤツプを形成
し、 中央部１８には、交流電源７によつて励磁され
る励磁コイル２１が巻回され、 各脚部１６，１７には、検出コイル２２，２３
がそれぞれ巻回され、 これらの検出コイル２２，２３は、誘起起電力
が相殺するように直列に接続され、 一方の脚部（たとえば１６）と中央部１８との
連結部分１９から他方の脚部１７の前記他方端
（第３図の上端）にわたつて臨む被検出物Ｍを検
出するようにしたことを特徴とする差動形磁気ヘ
ツドである。 第３図は、本発明の一実施例の正面図である。
平板状の磁気コア１５は、２つの脚部１６，１７
と中央部１８とを含む。脚部１６の一方端は、中
央部１８の一方端に連結されて連結部分１９を成
す。また他方の脚部１７の一方端と中央部１８の
他方端とは相互に連結されて連結部分２０を成
す。このようにして磁気コアは、大略的にＳ字状
の形状を有する。磁気コア１５の中央部１８に
は、交流電源７によつて励磁される磁気コイル２
１が巻回される。脚部１６，１７には、検出コイ
ル２２，２３がそれぞれ巻回される。これらの検
出コイル２２，２３は、それらの誘起起電力が相
殺するように直列に接続される。検出コイル２
２，２３の出力は、電圧計１０によつて検出され
る。このような構造を有する差動形磁気ヘツドに
おいて、脚部１７の遊端と連結部分１９とにわた
つて臨んで被検出物Ｍが近接または接触されたと
きに、電圧計１０には第１図に示した先行技術に
比べてたとえば10倍以上もの大きな出力が得ら
れ、感度が極めて良好であることが確認された。 本件発明者の実験によれば脚部１６，１７の長
さｌを６mm、脚部１６，１７と中央部１８との間
隔ｌ２を2.6mmとし、脚部１６，１７、中央部１
８およびそれらの連結部分１９，２０の軸直角断
面を0.6mm×1.0mmとした場合に、仮想線で示すご
とく、被検出物Ｍを近接したとき第１表の実験結
果が得られた。交流電源７の周波数は2KHzであ
る。励磁コイル２１は、600T（ターン）であ
り、その励磁電流はpeak to peak値が20mAであ
る。各検出コイル２２，２３はそれぞれ300Tで
ある。第１表において、電圧は電圧計１０によつ
て検出されたpeak to peak値を示す。

【表】 比較のために、第１図２の先行技術において、
l3＝l4＝6.0mm，l5＝2.6mmとし、磁気コア１４の
軸直角断面を第３図の実施例と同様に0.6mm×1.0
mmとした場合の実験結果を第１表に併せて示す。
各励磁コイル４，５はそれぞれ300Tであり、各
検出コイル８，９もまたそれぞれ300Tである。
交流電源７の周波数および励磁電流は第３図示の
場合と同様である。励磁コイル４，５；２１およ
び検出コイル８，９；２２，２３の素線は0.03mm
φである。 第１表において、被検出物Ｍがセンダストの場
合は、磁気コアが飽和しているため、第３図およ
び第１図１のいずれにも電圧値の差はみられなか
つた。この第１表の実験結果によれば本発明の差
動形磁気ヘツドの出力が、先行技術に比べて著し
く感度が良好であることが判る。 この理由を本件発明者は次のような実験によつ
て推察した。第４図１のように、Ｕ字状の磁気コ
ア２４を準備し、ここに励磁コイル２５を巻回し
て交流電源７によつて励磁し、また検出コイル２
６に電圧計１０を接続する。磁気コア２４の遊端
部に、被検出物Ｍを近接して、電圧計１０の出力
を読み取る。次に第４図２のように磁気コア２４
の連結部分付近に被検出物Ｍを近接したときにお
ける電圧計１０の目盛を読み取る。被検出物Ｍが
鉄などの強磁性体である場合と、アルミニウムや
銅などの非磁性体である場合とにおける電圧計１
０の読みを第２表に示す。

【表】 第２表において、交流電源７の周波数は
50KHzであり、励磁コイル２５の励磁電流の
peak to peak値は20mAである。また電圧計１０
による出力はpeak to peak値である。 第２表から、注目すべきは第４図２の実験によ
れば、強磁性体である被検出物Ｍを磁気コア２４
の連結部分に近接した場合、電圧計１０によつて
読み取られる出力電圧は減少し、また非磁性体の
被検出物Ｍの場合には、電圧計１０によつて読み
取られる出力電圧が被検出物Ｍのないときに比べ
て上昇することである。 第４図３は、第４図１および第４図２を組合せ
て差動形磁気ヘツドを構成した状態を示す。この
第４図３の差動形磁気ヘツドは、第３図に示され
た本発明の一実施例と等価になる。すなわち第４
図３の差動形磁気ヘツドにおいて、２つの磁気コ
ア２４ａ，２４ｂの励磁コイル２５が巻回された
部分を重ね合せて第３図の中央部１８としこれら
のコイル２５を単一とすることによつて第３図の
差動形磁気ヘツドが実現される。 この第４図３の差動形磁気ヘツドを参照して、
被検出物Ｍが強磁性体である場合において一方の
磁気コア２４ａの両遊端部と他方の磁気コア２４
ｂの連結部分とにわたつて被検出物Ｍが臨んだと
き、一方の検出コイル２６ａからの出力は被検出
物Ｍが無いときに比べて第２表のように大きく、
また他方の検出コイル２６ｂの出力は被検出物Ｍ
が無いときに比べて小さい。電圧計１０は、これ
らの検出コイル２６ａ，２６ｂの誘起起電力の差
を検出するように接続される。そのため電圧計１
０には、差動的に接続されている検出コイル２６
ａ，２６ｂの出力電圧の絶対値の和の出力が得ら
れる。また被検出物Ｍが非磁性体である場合にお
いて、検出コイル２６ａの出力は被検出物Ｍが無
いときに比べて小さく、被検出物２６ｂの出力は
被検出物Ｍが無いときに比べて大きいので、それ
らの検出コイル２６ａ，２６ｂの出力の絶対値の
和を表わす電圧計１０の読みは大きい。以上のこ
とから、第３図の構造を有する差動形磁気ヘツド
は、第１図に示された先行技術に比べて感度が良
好である理由が理解される。 第３図に示された実施例が第１図に示された先
行技術に比べて感度が良好である理由をもう一つ
の推察によつて次のように理由付けることができ
る。第５図１は、第１図２の先行技術において被
検出物Ｍが存在しないときの漏洩磁束２７の分布
が便宜上斜線で示される。そこで強磁性体の被検
出物Ｍか近接しても、漏洩磁束は参照符２８で示
すように、被検出物Ｍが存在しないときとほとん
ど変らない。これに比べて、第６図１のように第
３図の本発明の一実施例によれば、被検出物Ｍが
存在しないときには、漏洩磁束２９が存在してい
る。ここで強磁性体である被検出物Ｍが近接した
ときには、磁気コア１５の連結部分１９付近にお
いて大きな磁束量を有する漏洩磁束３０が得られ
る。これによつて第６図１の状態に比べて被検出
物Ｍと磁気コア１５との間の磁気抵抗が大幅に小
さくなる。したがつて第５図および第６図の説明
からわかるように、本発明に従う差動形磁気ヘツ
ドは、被検出物Ｍが有るときと、無いときとにお
ける磁気抵抗の差が大きく、このようにして良好
な感度が達成されることが理解される。第５図お
よび第６図において、前述の被検出物Ｍが反磁性
体の場合には、漏洩磁束２８の減少の割合に比べ
て、漏洩磁束３０の減少の割合が大きいことによ
つて、同様に本発明に従う磁気ヘツドは感度が良
好であることが理解される。 第７図は、本発明の他の実施例の正面図であ
る。大略的にＣ字状の形状を有する同一形状の一
対の脚部３１，３２と、一直線の棒状の中央部３
３とから磁気コア３４が構成される。この脚部３
１，３２には前述のように検出コイル２２，２３
が巻回されて差動的に接続される。中央部３３に
は、励磁コイル２１が巻回される。励磁コイル２
１は、交流電源７によつて励磁される。検出コイ
ル２２，２３は電圧計１０に接続される。この実
施例において注目すべきは、磁気コア３４の形状
である。 脚部３１は、第８図に拡大して示される。この
脚部３１は、長手方向の中央の対称面３５に関し
て面対称に形成され、両端面３６，３７は同時に
平坦面に研磨加工される。第７図示の磁気コア３
４を組立てるに当つては、端面３７または３６
と、ギヤツプ３８を形成する端面３６または３７
とを、中央部３３に対向して同時に密着固定すれ
ばよい。このことは、もう１つの脚部３２に関し
ても同様である。この実施例では、磁気コア３４
の組立てに当つて、同時に２か所の端面３６，３
７に注意を払えばよい。したがつて前述の第２図
に関連して述べた先行技術のように、同時に３か
所の端面１１，１２，１３を同時に接着すること
は、第７図および第８図の実施例では無いので、
この実施例によれば組立てが容易であり、生産性
に優れているという利点が発揮される。 第９図は本発明の他の実施例の磁気コア４０の
斜視図である。励磁コイルが巻回される中央部４
１の両端に、検出コイルがそれぞれ巻回される脚
部４２，４３の各一方端が連結され、これらの連
結部分は参照符４４，４５で示される。こうして
磁気コア４０は大略的にＳ字状に形成される。注
目すべきは、脚部４２，４３は、中央部４１の軸
線に垂直な平面内でその軸線のまわりに90度ずれ
て配置される。他の実施例として、90度以外の角
度であつてもよい。このような実施例もまた、本
発明の精神に含まれる。 以上のように本発明によれば、磁気コアがＳ字
状に形成され、中央部に励磁コイルが巻回され、
両脚部に巻回された検出コイルが差動的に接続さ
れるようにしたので、先行技術の差動形磁気ヘツ
ドに比べて感度を著しく向上することができるよ
うになる。またこのことによつて、所定の感度を
得るための磁気コアを小形化することができ、こ
のことは特に磁気コアの材料が比較的高価なセン
ダストとかフエライトなどを用いた場合には、原
価の低減に特に大きく寄与することになる。また
本発明では、中央部に励磁コイルが単一個だけ設
けられるので、そのためのボビンなどが先行技術
に比べて減少される。また第１図示の先行技術で
は、励磁コイルが２個であるので、その配線接続
作業に手間取つていたけれども、本発明では励磁
コイルは単一個であるので、配線作業が簡略化さ
れ、このことは、特に励磁コイルの素線が極めて
細いいわば超小形の磁気ヘツドを実現する場合に
当つてその生産性に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の簡略化した正面図、第２図
は第１図１に示された先行技術の磁気コア部分２
の拡大正面図、第３図は本発明の一実施例の簡略
化した正面図、第４図は第３図の差動形磁気ヘツ
ドの動作原理を説明するための正面図、第５図は
第１図２に示された先行技術の動作を説明するた
めの正面図、第６図は第３図に示された差動形磁
気ヘツドの動作を説明するための正面図、第７図
は本発明の他の実施例の簡略化した正面図、第８
図は第７図の差動形磁気ヘツドにおける磁気コア
３１の拡大正面図、第９図は本発明の他の実施例
の斜視図である。 ７…交流電源、１０…電圧計、１５，３４，４
０…磁気コア、１６，１７；３１，３２；４２，
４３…脚部、１８，３３，４１…中央部、２１…
励磁コイル、２２，２３…検出コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 全体の形状が大略的にＳ字状である磁気コア
   を有し、 この磁気コアは、単一の細長い中央部と、２つ
   の細長い脚部とを有し、 各脚部の長手方向一方端は、中央部の長手方向
   両端にそれぞれ連結され、 各脚部の長手方向他方端と中央部の長手方向両
   端との間にギヤツプを形成し、 中央部には、交流電源によつて励磁される励磁
   コイルが巻回され、 各脚部には、検出コイルがそれぞれ巻回され、 これらの検出コイルは、誘起起電力が相殺する
   ように直列に接続され、 一方の脚部と中央部との連結部分から、他方の
   脚部の前記他方端にわたつて臨む被検出物を検出
   するようにしたことを特徴とする差動形磁気ヘツ
   ド。