JP2021012163A - 磁気センサ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、改めて、端部近傍とは角(ツノ)状磁場の強度分布に対応する永久磁石の部分を表す。
即ち、図6では、全長100mmの永久磁石の場合、角(ツノ)の発生部分の磁石長手方向の長さは、約10mmであり、両端部合わせて20mmとなるため、有効使用範囲が約80mmとなる。逆に言えば、100mmのセンサ素子列長さの読み取り範囲を確保しようとすれば、永久磁石の長手方向の長さは、120mmとなる。しかし、本発明では、センサ素子列の長さと同じか同程度の約100mmの長さの永久磁石を用いることができる。ここで、従来型の永久磁石(基準磁石)の長手方向の寸法をLpとし、センサ素子列の長さをLsとし、本発明の永久磁石の長さをLとすると、Ls≦L<Lpが成り立つ。
なお、従来型の永久磁石(基準磁石)の長手方向の寸法Lpは、長手方向の断面形状が均一である基準磁石を複数の磁気センサ素子の配列方向に対して平行に配置した場合に、両端部の磁気センサ素子における磁束密度のばらつきの範囲が、中央部の磁気センサ素子における磁束密度のばらつきの範囲と略同一又は当該範囲に含まれるようにしたときの当該基準磁石の長手方向の寸法を意味している。また、センサ素子列の長さ(磁気センサ素子の配列方向の長さ)Lsは、図1−Aのように1列に配置された磁気センサ素子のうち、一端部に配置された磁気センサ素子から他端部に配置された磁気センサ素子までの長さ(距離)を意味している。
図7は従来技術である屋根型断面形状の永久磁石の斜視図である。本発明では、図7に例示されるような永久磁石(符号2)の両端部の断面形状を変化させる。図8−Aの例では、永久磁石(符号2)の磁気センサの読み取り方向断面が両端部において1段の階段形状となっている(片側のみ図示)。図8−Bの例では、永久磁石(符号2)の磁気センサの読み取り方向断面が2段の階段形状となっている(片側のみ図示)。なお、図8−A及び図8−Bでは、左側に側面図、右側に正面図をそれぞれ示している。
寸法A=8mm、寸法B=3mm、寸法C=10mm、寸法B´=1mm、寸法C´=20mmで2段の階段状の段差が形成された永久磁石における磁束密度の強度分布は、平均値Pに対して、最大値PH及び最小値PLがそれぞれ±2.1以内に収まっている。
寸法A=8mm、寸法B=3mm、寸法C=10mm、寸法B´=1mm、寸法C´=40mmで2段の階段状の段差が形成された永久磁石における磁束密度の強度分布についても、平均値Qに対して、最大値QH及び最小値QLがそれぞれ±2.1以内に収まっている。
しかし、寸法A=8mm、寸法B=3mm、寸法C=10mmで1段の階段状の段差が形成された永久磁石における磁束密度の強度分布は、平均値Rに対して、最大値RH及び最小値RLが±2.1を超えており、永久磁石の長手方向の長さを短くして用いることができないことが分かる。
即ち、磁束密度の角(ツノ)状部分を無くすためには、段差の数ではなく、段差の深さや長さが支配的であることが分かる。
2 永久磁石
3 紙葉類
4 カバ−
5 基材
6 テスラメ−タのセンサプロ−ブ
7 小段差
8 小スロープ
H 永久磁石の高さ寸法
W 永久磁石の幅寸法
L 永久磁石の長手寸法
d 磁場の強度分布測定距離
Claims (11)
- 搬送路を搬送される紙葉類に含まれる磁性体を検出する磁気センサ装置であって、
1列に配置された複数の磁気センサ素子と、
前記複数の磁気センサ素子に対して前記搬送路側とは反対側に配置され、前記複数の磁気センサ素子の配列方向に対して平行に延びる長尺の永久磁石とを備え、
前記永久磁石の長手方向の長さは、前記磁気センサ素子の配列方向の長さと略同寸法であり、かつ、前記永久磁石の端部の前記紙葉類に垂直方向の寸法が端部近傍以外の前記方向の寸法よりも小さくなっていることを特徴とする磁気センサ装置。 - 長手方向の断面形状が均一である基準磁石を前記複数の磁気センサ素子の配列方向に対して平行に配置した場合に、前記複数の磁気センサ素子のうち両端部の磁気センサ素子における磁束密度のばらつきの範囲が、中央部の磁気センサ素子における磁束密度のばらつきの範囲と略同一又は当該範囲に含まれるようにしたときの当該基準磁石の長手方向の寸法をLpとし、前記永久磁石の長手方向の寸法をLとし、前記磁気センサ素子の配列方向の長さをLsとしたとき、
Ls≦L<Lp
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の磁気センサ装置。 - 前記永久磁石は、当該永久磁石の長手方向の全てにおいて平らな面を前記磁気センサ素子と対向させて配置することを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気センサ装置。
- 前記永久磁石の長手方向の磁束密度の平均値に対して、前記永久磁石の長手方向の端部近傍における前記磁束密度の最大値及び最小値が閾値以内であるか、あるいは、前記永久磁石の長手方向の端部近傍における磁束密度のばらつきの範囲が、端部近傍以外の磁束密度のばらつきの範囲と略同一又は当該範囲に含まれることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の磁気センサ装置。
- 前記永久磁石の長手方向における端部寸法Leが、前記永久磁石の長手方向中央部の前記垂直方向の寸法Hに対し、H≦Le≦5×Hを満たし、かつ、前記永久磁石の長手方向端部の前記垂直方向の両端の寸法Heが、
(7/10)×H≦He≦(9/10)×H
を満たすことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の磁気センサ装置。 - 前記永久磁石の長手方向における端部近傍の前記紙葉類に垂直方向の寸法が、端部近傍以外の前記方向の寸法に対し、前記端部側から徐々に小さくなっていることを特徴する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の磁気センサ装置。
- 前記永久磁石の長手方向における端部近傍の前記紙葉類に垂直方向の寸法が、端部近傍以外の前記方向の寸法に対し、前記端部側から階段状に徐々に小さくなっていることを特徴する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の磁気センサ装置。
- 前記永久磁石の長手方向における端部近傍の前記紙葉類に垂直方向の寸法が、端部近傍以外の前記方向の寸法に対し、前記端部側から滑らかに単調減少していることを特徴する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の磁気センサ装置。
- 前記永久磁石の長手方向における端部近傍の前記紙葉類に垂直方向の寸法が、端部近傍以外の前記方向の寸法に対し、前記端部側からスロープ状に徐々に小さくなっていることを特徴する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の磁気センサ装置。
- 前記永久磁石の長手方向中央部の高さ寸法を幅寸法で除した寸法比が1から3の範囲であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の磁気センサ装置。
- 前記永久磁石の長手寸法を長手方向中央部の高さ寸法で除した寸法比が3以上であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の磁気センサ装置。
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