JP7347784B2 - displacement sensor - Google Patents
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Description
本発明は、変位センサの技術に関する。 The present invention relates to displacement sensor technology.
従来、検知対象物が測定子に接触して測定子が回動することによって検知対象物の変位を検知する変位センサは公知となっている（特許文献１参照）。
変位センサは、回動軸の軸線を中心に回動可能に構成される測定子と、測定子に設けられて測定子の回動とともに回動可能に構成される磁石と、磁石の磁界を検知する磁気センサと、を備える。
BACKGROUND ART Displacement sensors that detect the displacement of an object to be detected when the object comes into contact with a probe and rotates the probe are known (see Patent Document 1).
The displacement sensor consists of a probe configured to be rotatable around the axis of a rotating shaft, a magnet attached to the probe that is configured to be rotatable along with the rotation of the probe, and the magnetic field of the magnet. and a magnetic sensor.
しかしながら、前記変位センサの分野では、検知誤差が生じることを防止する観点から、磁気センサによる出力のリニアリティをより向上させることが求められている。ここで、リニアリティとは、最小二乗法で線形近似した直線と実測値との差を割合（％）で示した値であり、当該値が小さいほど線形性が高いことを示す（図８参照）。 However, in the field of displacement sensors, there is a need to further improve the linearity of output from magnetic sensors in order to prevent detection errors from occurring. Here, linearity is a value expressed as a percentage (%) of the difference between the straight line linearly approximated by the least squares method and the actual measurement value, and the smaller the value, the higher the linearity (see Figure 8). .
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、磁気センサの出力のリニアリティを最適化することができ、変位センサによる検知誤差が生じることを防止することができる変位センサを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a displacement sensor that can optimize the linearity of the output of a magnetic sensor and can prevent detection errors caused by the displacement sensor. The task is to
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, means for solving this problem will be explained.
即ち、請求項１においては、検知対象物が測定子に接触して前記測定子が回動することによって前記検知対象物の変位を検知する変位センサであって、ベースと、前記測定子に設けられて、前記測定子の回動とともに回動可能に構成される磁石と、前記磁石の磁界を検知する磁気センサと、を備え、前記測定子は、弧状部と回動軸を有し、前記ベースに対して前記回動軸を中心に回動可能に構成され、前記磁石は、弧状に湾曲して形成され、前記測定子の前記弧状部に設けられ、前記磁気センサは、前記測定子の前記弧状部と対向するように配置され、前記磁石の外径部の曲率半径と前記磁石の外径部から前記磁気センサまでの最短距離との関係が、一次関数の関係でほぼ表されるものである。
請求項２においては、前記磁気センサは、前記回動軸の軸線方向から見て前記回動軸の軸線と直交する仮想の直線に対して前記磁気センサのセンサ中心と交わるように配置され、前記磁気センサの感磁方向は、前記仮想の直線と平行方向とされ、前記測定子は上流側から下流側に搬送される前記検知対象物に接触するものであり、前記仮想の直線は、前記検知対象物の搬送方向と平行方向とされるものである。
That is, in
In
請求項３においては、前記変位センサの回動範囲内における前記測定子の回動角度と前記磁石から前記磁気センサまでの最短距離との関係が、ほぼ一次関数の関係で表されるものである。 According to a third aspect of the present invention , the relationship between the rotation angle of the probe within the rotation range of the displacement sensor and the shortest distance from the magnet to the magnetic sensor is expressed by a substantially linear function relationship. .
請求項４においては、前記磁石は、前記測定子が回動していない状態において、前記磁石の一端部が前記磁気センサに近接した位置に配置され、前記磁石の他端部が前記磁気センサから離間した位置に配置され、前記磁石の一端部は、前記測定子が回動していない状態において、前記測定子の前記回動軸の軸線と前記磁気センサのセンサ中心とを結ぶ直線よりも前記測定子の一端部側に回動する方向に延出するものである。
In
請求項５においては、前記検知対象物は厚さ方向が薄いシート状物であり、前記検知対象物の重送状態を検知する重送検知装置として構成されるものである。 In a fifth aspect of the present invention, the object to be detected is a sheet-like object that is thin in the thickness direction, and the apparatus is configured as a double feed detection device that detects a double feed state of the object to be detected.
請求項６においては、検知対象物が測定子に接触して前記測定子が回動することによって前記検知対象物の変位を検知する変位センサであって、ベースと、前記測定子に設けられて、前記測定子の回動とともに回動可能に構成される磁石と、前記磁石の磁界を検知する磁気センサと、を備え、前記測定子は、弧状部と回動軸を有し、前記ベースに対して前記回動軸を中心に回動可能に構成され、前記磁石は、弧状に湾曲して形成され、前記測定子の前記弧状部に設けられ、前記磁気センサは、前記測定子の前記弧状部と対向するように配置され、前記変位センサの回動範囲内における前記測定子の回動角度と前記磁石から前記磁気センサまでの最短距離との関係が、ほぼ一次関数の関係で表されるものである。
According to
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明によれば、磁気センサの出力のリニアリティを最適化することができ、変位センサによる検知誤差が生じることを防止することができる。
The present invention has the following effects.
That is, according to the present invention, it is possible to optimize the linearity of the output of the magnetic sensor, and it is possible to prevent detection errors caused by the displacement sensor.
次に、本発明の実施形態に係る変位センサ１、および、変位センサ１を備える複合機について図１から図７を用いて説明する。複合機は変位センサ１を備えるシート状物取り扱い装置の一実施形態である。
Next, a
変位センサ１は、検知対象物が物理的に接触することによって、検知対象物の変位（厚み、高さ、または動き等）を検知するリニア出力タイプの接触式のセンサである。
なお以下において、変位センサ１は、複合機に備えられて複合機内において搬送されるシート状物（検知対象物）の重なり状態を検知する重送検知装装置であるものとして説明するが、このような構成に限定されず、例えばワークや人体等の移動する各種のものを検知対象物として構成することもできる。
The
In the following, the
「シート状物」は長さ方向及び幅方向に比べて厚さ方向が薄い形状の物品を指す。シート状物を構成する材料は、金属材料、樹脂材料、繊維（天然繊維及び合成繊維）その他の材料、あるいはこれらを組み合わせたものでもよい。シート状物の具体例としては紙、布、樹脂製のフィルム、金属箔、金属板、木板、樹脂板等が挙げられる。シート状物は一対のシート面を有する。「一対のシート面」はシート状物の外表面のうち、厚さ方向に垂直な一対の面を指す。シート状物が印刷用紙である場合、印刷用紙の印刷面を成す一対の面（表面及び裏面）が一対のシート面に相当する。 A "sheet-like object" refers to an article that is thinner in the thickness direction than in the length and width directions. The material constituting the sheet-like article may be a metal material, a resin material, fibers (natural fibers and synthetic fibers), other materials, or a combination thereof. Specific examples of sheet-like materials include paper, cloth, resin films, metal foils, metal plates, wooden boards, resin boards, and the like. The sheet-like material has a pair of sheet surfaces. "A pair of sheet surfaces" refers to a pair of surfaces perpendicular to the thickness direction among the outer surfaces of the sheet-like object. When the sheet-like object is printing paper, a pair of surfaces (a front surface and a back surface) forming the printing surface of the printing paper correspond to the pair of sheet surfaces.
「シート状物取り扱い装置」は本実施形態の複合機に限定されず、シート状物を搬送する機能を備える装置を広く含む。「シート状物取り扱い装置」の例としては、原稿及び「原稿の複製物を印刷するための印刷用紙」のうち少なくとも一方を搬送する機能を有する事務機器、紙幣を搬送する機能を有する現金自動預け払い装置（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ；ＡＴＭ）等が挙げられる。 The "sheet-like object handling device" is not limited to the multifunctional device of this embodiment, but broadly includes devices having a function of conveying sheet-like objects. Examples of "sheet-like material handling devices" include office equipment that has the function of transporting at least one of a manuscript and "printing paper for printing copies of the manuscript," and automatic teller machines that have the function of transporting banknotes. Examples include automated teller machines (ATMs) and the like.
上記事務機器の具体例としては、以下の（ａ）～（ｄ）等が挙げられる。
（ａ）原稿自動送り装置（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ；ＡＤＦ）を備えるとともに原稿を読み取る機能及び読み取った原稿に係る情報（以下、画像情報という）を他の機器（例えば、パーソナルコンピュータ）に送信する機能を有するスキャナー。
（ｂ）原稿を読み取る機能、画像情報を通信回線を介して他の機器に送信する機能及び他の機器から取得した画像情報をプリントアウトする機能を有するファクス。
（ｃ）原稿を読み取る機能及び読み取った原稿に係る情報をプリントアウトする機能を備えるコピー機。
（ｄ）上記スキャナー、ファクス及びコピー機としての機能を兼ねる複合機。
Specific examples of the above-mentioned office equipment include the following (a) to (d).
(a) It is equipped with an automatic document feeder (ADF), and also has a function to read the document and a function to send information related to the read document (hereinafter referred to as image information) to other devices (for example, a personal computer). Scanner with.
(b) A fax machine that has a function of reading a document, a function of transmitting image information to another device via a communication line, and a function of printing out image information acquired from another device.
(c) A copy machine that has a function of reading a document and a function of printing out information related to the read document.
(d) A multifunction device that also functions as the above-mentioned scanner, fax, and copy machine.
複合機は、複合機本体、原稿圧着板、及び、変位センサ１を備える。変位センサ１は、搬送経路の中途部に配設されて、搬送経路上を搬送されるシート状物（検知対象物）の厚さを検出する。
複合機本体には、制御装置が配設され、変位センサ１で検出した検出値に基づいて搬送物の重送状態、すなわち、「搬送経路に沿って予め設定された搬送方向に搬送される搬送物」が「一枚のシート状物（本実施形態においては紙７）」であるか、それとも「複数枚（二枚以上）のシート状物が重なったもの」であるか、を判定する。「重送」とは、複数枚のシート状物が重なった状態で搬送されることを指す。
The multifunction device includes a main body of the multifunction device, a document pressure bonding plate, and a
A control device is installed in the main body of the multifunction machine, and the control device determines the multifeed state of the conveyed objects based on the detected value detected by the
複合機の複合機本体は、本体ケース、原稿読み取り装置、印刷装置、紙供給装置、トレイ、搬送経路、表示装置及び入力装置等を備える。
複合機の原稿圧着板は、複合機本体の上面に配置された原稿読み取り装置の上に載置された原稿を原稿読み取り装置に向かって押さえつける（圧着する）ことにより、原稿読み取り装置が原稿を読み取る際に原稿が動くことを防止する。原稿圧着板は複合機本体の上方に配置され、ヒンジにより複合機本体に回動可能に連結される。
The main body of a multifunction device includes a main body case, a document reading device, a printing device, a paper supply device, a tray, a conveyance path, a display device, an input device, and the like.
The document pressure plate of the multifunction device presses (presses) the document placed on the document reading device placed on the top surface of the device toward the document reading device, so that the document reading device reads the document. This prevents the document from moving when The original pressure bonding plate is disposed above the main body of the multifunction device, and is rotatably connected to the main body of the multifunction device by a hinge.
次に、変位センサ１にいて説明する。なお以下の説明及び図１を除く図面においては便宜上、紙７が搬送される方向（搬送方向）を「後方」と定義することにより「前後方向」を定義し、搬送経路の搬送面（搬送経路に沿って搬送される紙７の一対のシート面に平行となる面）に対して垂直となる方向を「上下方向」と定義し、当該前後方向に対して垂直かつ搬送経路の搬送面に対して平行となる方向（当該前後方向及び当該上下方向に対して垂直となる方向）を「左右方向」と定義し、これら定義された方向を用いて変位センサ１の詳細について説明する。
なお、ここで定義された方向（前後方向、上下方向及び左右方向）は変位センサ１の使用時の姿勢を限定するものではない。すなわち、変位センサ１の使用時の姿勢がここで定義された方向と異なる態様であってもよい。
Next, the
Note that the directions defined here (front-back direction, up-down direction, and left-right direction) do not limit the posture of the
図１から図５に示すように、変位センサ１は、主な構成要素として、ベース１０、測定子２０、磁石３２、バネ３３、及び、磁気センサ６０を備える。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
ベース１０は、変位センサ１の主たる構造体を成す部材である。ベース１０はベース本体１１及びベースカバー１２で構成される。ベース本体１１は平面視で概ね正方形状に形成され、上面が開口された概ね直方体形状の箱型部材である。ベース本体１１は樹脂材料を成形することにより製造される。ベース本体１１には収容室１１ａが形成される。収容室１１ａはベース本体１１の内部に形成される空間である。収容室１１ａには、測定子２０、磁石３２、バネ３３、及び、磁気センサ６０が収容される。
The
ベース本体１１の底面には、測定子２０を下方に延出させるための開口溝１１ｂが形成される。開口溝１１ｂはベース本体１１の底面における左右方向中途部において前後方向に長い長孔として形成され、収容室１１ａとベース本体１１の外部とを連通する。ベース本体１１の底面における前側には、上方に突出する二個の支持部１１ｃ・１１ｃが左右に並んで形成される。支持部１１ｃ・１１ｃはそれぞれ測定子２０における左右の回動軸２３・２３を支持することにより、ベース１０に対して測定子２０を回動可能としている。
An
ベース本体１１の底面後側における開口溝１１ｂの左側方には、上方に突出するストッパ（不図示）が形成される。ストッパは測定子２０に形成される回動規制部２５と当接することにより、測定子２０の回動範囲（具体的には、測定子２０の回動範囲における下限位置）を規制している。
A stopper (not shown) that projects upward is formed on the left side of the
ベースカバー１２は平面視で概ね正方形状に形成される板状部材であり、ベース本体１１の上面の開口部を覆う部材である。ベースカバー１２は樹脂材料を成形することにより製造される。ベースカバー１２は図示しない固定部材（例えば螺子など）により、ベース本体１１に固定される。
The
測定子２０は、当接部２１、本体部２２、回動軸２３、上部２０ａ、下部２０ｂ、及び、弧状部２０ｃを備える。測定子２０は、側面視で略扇型に屈曲した環状の部分を有する。測定子２０は、後方に延びた棒状の上部２０ａと、上部２０ａの前端で一体となり後下方に延びた棒状の下部２０ｂと、上部２０ａ及び下部２０ｂのそれぞれの後端を繋ぐ弧状部２０ｃとで環状に形成されている。測定子２０において、下部２０ｂと弧状部２０ｃとの接続部分の下側に形成される曲面部は当接部２１を成す。
The
測定子２０における上部２０ａと下部２０ｂとの接続部分は、本体部２２と一体的に連結される。本体部２２はその中心軸を左右方向に向けて配置された略円筒状の部材である。換言すれば、上部２０ａと下部２０ｂとの前端部が測定子２０の基端部として本体部２２に連結され、弧状部２０ｃが測定子２０の先端部として後方に延出されている。また、下部２０ｂと弧状部２０ｃとは、その中途部より下側は開口溝１１ｂから延出される。つまり、測定子２０の下部はベース本体１１の外部に表出しており、当接部２１はベース１０の下面よりも下側に突出して形成されている。
A connecting portion between the
本体部２２の左右両側の底面からは、円柱状の回動軸２３・２３が延出されている。回動軸２３・２３はベース１０に対する測定子２０の回動軸を成す部材である。そして、回動軸２３・２３は前述のように、ベース本体１１の底面に配置された支持部１１ｃ・１１ｃに支持されている。つまり、測定子２０及び本体部２２は、回動軸２３・２３が支持部１１ｃ・１１ｃに支持されることにより、図２中の矢印Ｓに示すようにベース本体１１に対して回動可能に配置される。本実施形態の場合、測定子２０がベース本体１１に対し回動軸２３・２３を中心として回動可能に支持されたとき、回動軸２３・２３の軸線方向（長手方向）は左右方向に平行である。
右側の回動軸２３の周囲には金属材料からなる巻きバネであるバネ３３が介挿される。バネ３３の一端部（前端部）はベース本体１１の内面に当接する。そして、圧縮されたバネ３３によって本体部２２は右側面視で時計回りの方向に付勢される。つまり、バネ３３の付勢力によって、測定子２０は下方に回動する力（右側面視で時計回りに回動する力）を受けている。
A
測定子２０における上部２０ａの後端部には、左側方に突出する回動規制部２５が形成されている。回動規制部２５は、ベース本体１１の底面に配置されたストッパと当接することにより、測定子２０の回動範囲が規制される。つまり、測定子２０はバネ３３の付勢力によって下方に回動する力を受けつつ、回動規制部２５がストッパに当接することにより、図２に示す位置よりも下方には回動しないように構成されている。そして、測定子２０が上向きの力を受けた場合は、測定子２０はバネ３３の付勢力に反して上方に（右側面視で反時計回りに）回動する。また、測定子２０に対する上向きの力がなくなると、測定子２０はバネ３３の付勢力によって下方に（右側面視で時計回りに）回動し、回動規制部２５とストッパとが当接する位置（図１から図４に示す測定子２０の位置）に戻る。
A
磁石３２は、永久磁石であり、四角柱状のものを弧状に湾曲して形成される。磁石３２は、測定子２０の弧状部２０ｃ内に配置され、測定子２０が回動したときに測定子２０の回動とともに回動可能に構成される。磁石３２の外径部（後方端面）は、測定子２０の弧状部２０ｃの外径部（後方端面）と同様の曲率で湾曲されて構成される。
なお、磁石３２は、断面形状が四角形以外の形状（例えば、円形）であっても良いものとする。
The
Note that the
「永久磁石」は、自発的に（外部から磁場あるいは電流が供給されない状態で）磁化し、周囲に磁場を発生させる（ひいては、磁力を発生させる）性質を有する物体であり、通常は強磁性体からなる。永久磁石の具体例としては、アルニコ磁石、ＫＳ鋼、ＭＫ鋼、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石等、既知の種々の磁石が挙げられる。磁石３２はネオジム磁石からなる。磁石３２の磁極は、Ｎ極であっても良く、またＳ極であっても良いものとする。磁石３２は、異方性のものを用いているが、等方性のものであっても良いものとする。
A "permanent magnet" is an object that has the property of spontaneously magnetizing (without an external magnetic field or current supplied) and generating a magnetic field (and thus generating magnetic force) around it, and is usually a ferromagnetic material. Consisting of Specific examples of permanent magnets include various known magnets such as alnico magnets, KS steel, MK steel, ferrite magnets, samarium cobalt magnets, and neodymium magnets. The
磁気センサ６０は、リニアホールＩＣであり、磁石３２の磁界（磁界の大きさ・方向）を検知し、磁場の強さに応じた電気信号を出力する。磁気センサ６０は、ベース本体１１の収容室１１ａ内に配置される。磁気センサ６０は、基板６１に設けられ、ベース本体１１の後面近傍に配置される。磁気センサ６０は、測定子２０の弧状部２０ｃと対向するように配置される。
磁気センサ６０は、直線Ａに対しセンサ中心６０ａを合わせて（交わるように）配置される。直線Ａは、平面視で回動軸２３の軸線と直交する直線であって磁石３２の左右方向中央を通る仮想の線である。
磁気センサ６０は、直線Ｂに対しセンサ中心６０ａを合わせて（交わるように）配置される。直線Ｂは、側面視で回動軸２３の軸線と直交する仮想の直線である。
磁気センサ６０の感磁方向は、直線Ａ及び直線Ｂと平行方向とされる。
The
The
The
The magnetic sensing direction of the
次に、重送検知装置１００が搬送経路に沿って搬送される紙７を検知するときの動作について説明する。図１から図５中の矢印Ｆに示すように、紙７は搬送経路で前方から後方に向かって搬送される。変位センサ１は、複合機本体において、後方に紙７を搬送する搬送経路の中途部かつ搬送経路に対向する位置（本実施形態における「検知位置」）に配置される。
Next, the operation when the double
変位センサ１が検知位置に配置された状態では、回動軸２３・２３の軸線方向（左右方向）は搬送方向（前後方向）に対して垂直である。
変位センサ１が検知位置に配置された状態では、回動軸２３・２３の軸線方向（左右方向）は搬送経路の搬送面（紙７が搬送経路に沿って搬送されるときに、紙７の一対のシート面のうち下側のシート面が当接する面であり、上下方向に対して垂直な面）に対して平行である。つまり、変位センサ１が検知位置に配置された状態では、回動軸２３・２３の軸線方向は搬送経路に沿って搬送される紙７の一対のシート面に対して平行である。
When the
When the
検知位置に配置された変位センサ１の測定子２０は、バネ３３により当接部２１が搬送経路に接近する方向（右側面視で時計回り）に回動するように付勢される。
変位センサ１が検知位置に配置されて測定子２０が回動していない状態における測定子の回動角度（仰角）θ＝０°とする。本実施形態では、測定子２０の測定最大回転角度θ（右側面視で反時計回り方向への回転角度（上方への最大回転角度））は４０°に設定される。測定子２０が回動していない状態における測定子２０の回動角度から測定最大回転角度まで範囲は、変位センサ１の回動範囲とされ、磁石３２の基準角ＲＦ１とされる。
磁石３２は、測定子２０が回動していない状態において、磁石３２の一端部（上端部）が磁気センサ６０に近接した位置に配置され、磁石３２の他端部（下端部）が磁気センサ６０から離間した位置に配置される。
The measuring
It is assumed that the rotation angle (elevation angle) θ of the probe in a state where the
When the
そして、紙７が後方（矢印Ｆの方向）に搬送されて、その始端部が測定子２０の当接部２１の下方に到達する。このとき、当接部２１は紙７の上側のシート面に当接し、測定子２０はバネ３３の付勢力に抗して右側面視で反時計回りに回動する。その結果、測定子２０に設けられた磁石３２は測定子２０とともに上方に回動する。
Then, the
測定子２０に設けられた磁石３２が上方に移動したとき、磁気センサ６０が、磁石３２から発生する磁場の変化を検知し、当該検知した磁場に関する情報（電気信号）を制御装置に出力する。
When the
その後、紙７がさらに後方に搬送されて、その後端部が測定子２０の当接部２１の下方から離脱する。このとき、当接部２１は紙７の上側のシート面から離れ、測定子２０はバネ３３の付勢力に順じて右側面視で時計回りに回動する。
Thereafter, the
測定子２０に設けられた磁石３２が下方に移動したとき、磁気センサ６０が、磁石３２から発生する磁場の変化を検知し、当該検知した磁場に関する情報（電気信号）を制御装置に出力する。
When the
紙７が重送された場合、例えば二枚の紙７・７が重なった状態で搬送された場合も、当接部２１は紙７・７の上側のシート面に当接して測定子２０が回動する。このとき、測定子２０に設けられた磁石３２が回動する量は、一枚の紙７が搬送される場合に比べて、紙７・７の重なり分だけ大きくなる。このように、紙７が重送された場合には測定子２０に設けられた磁石３２が紙７の重なり分だけ大きく上方に移動し、磁気センサ６０が、磁石３２から発生する磁場の変化を検知し、当該検知した磁場に関する情報（電気信号）を制御装置に出力する。
When the sheets of
そして、制御装置は、磁気センサ６０から出力された磁場に関する情報に基づいて、搬送物が一枚のシート状物であるか、複数枚のシート状物が重なったものであるかを判定する。
また、制御装置は、複数枚のシート状物が重なったものであるか否かの判定結果に基づいて複合機の各部の動作を制御する。例えば、「重送である」と判定した場合、原稿読み取り装置、印刷装置、紙供給装置及び搬送経路の動作を中止し、表示装置に警告を表示する。
Based on the information regarding the magnetic field output from the
Further, the control device controls the operation of each part of the multifunction device based on the determination result of whether or not a plurality of sheet-like objects are overlapped. For example, if it is determined that "double feeding" is occurring, the operations of the document reading device, printing device, paper feeding device, and transport path are stopped, and a warning is displayed on the display device.
変位センサ１では、磁石３２の外径部の曲率半径と磁石３２の外径部から磁気センサ６０（センサ中心６０ａ）までの最短距離（ギャップＧ）との関係が、ほぼ一次関数の関係（少なくとも相関係数０．７以上）で表される。
このように構成することによって、磁気センサ６０の出力のリニアリティを最適化することができる（図６参照）。したがって、変位センサ１による検知誤差が生じることを防止することができる。
In the
With this configuration, the linearity of the output of the
変位センサ１では、変位センサ１の回動範囲内における測定子２０の回動角度（仰角）と磁石３２外径部から磁気センサ６０（センサ中心６０ａ）までの最短距離（ギャップＧ）との関係が、ほぼ一次関数の関係（少なくとも相関係数０．７以上）で表される。
このように構成することによって、磁気センサ６０の出力のリニアリティを最適化することができる（図７参照）。したがって、変位センサ１による検知誤差が生じることを防止することができる。
In the
With this configuration, the linearity of the output of the
変位センサ１では、磁石３２の一端部（上端部）は、測定子２０が回動していない状態（仰角０°）において、直線Ｂ（測定子２０の回動軸２３の軸線と磁気センサ６０のセンサ中心６０ａとを結ぶ直線）よりも測定子２０の一端部側に回動する方向（上方）に延出する。前記磁石３２の一端部（上端部）の延出する部分は、例えば、測定子２０が回動していない状態における測定子２０の回動角度θ＝０°に対して磁石３２の仰角が５°（ＲＦ２）分延出する。
このように構成することによって、測定子２０の回動開始角度付近においても磁気センサ６０の出力のリニアリティを最適化することができる。
リニアリティとは、最小二乗法で線形近似した直線と実測値との差を割合（％）で示した値であり、当該値が小さいほど線形性が高いことを示す（図８参照）。
In the
With this configuration, the linearity of the output of the
Linearity is a value expressed as a percentage (%) of the difference between a straight line linearly approximated by the least squares method and an actual measurement value, and the smaller the value, the higher the linearity (see FIG. 8).
変位センサ１では、磁石３２の他端部（下端部）は、測定子２０の測定最大回転角度θ＝４０°（基準角ＲＦ）において、直線Ｂ（測定子２０の回動軸２３の軸線と磁気センサ６０のセンサ中心６０ａとを結ぶ直線）よりも測定子２０の他端部側に回動する方向（下方）に延出する。前記磁石３２の他端部（下端部）の延出する部分は、例えば、測定子２０の測定最大回転角度θ＝４０°において磁石３２の仰角が５°（ＲＦ２）分延出する。
このように構成することによって、測定子２０の測定最大回転角度付近においても磁気センサ６０の出力のリニアリティを最適化することができる。
In the
With this configuration, the linearity of the output of the
１ 変位センサ
７ 紙（シート状物）
１０ ベース
１１ ベース本体
１１ａ 収容室
１１ｂ 開口溝
１１ｃ 支持部
１２ ベースカバー
２０ 測定子
２０ａ 上部
２０ｂ 下部
２０ｃ 弧状部
２１ 当接部
２２ 本体部
２３ 回動軸
２５ 回動規制部
３２ 磁石
３３ バネ
６０ 磁気センサ
６０ａ センサ中心
６１ 基板
1
10
Claims (6)
ベースと、
前記測定子に設けられて、前記測定子の回動とともに回動可能に構成される磁石と、
前記磁石の磁界を検知する磁気センサと、を備え、
前記測定子は、弧状部と回動軸を有し、前記ベースに対して前記回動軸を中心に回動可能に構成され、
前記磁石は、弧状に湾曲して形成され、前記測定子の前記弧状部に設けられ、
前記磁気センサは、前記測定子の前記弧状部と対向するように配置され、
前記磁石の外径部の曲率半径と前記磁石の外径部から前記磁気センサまでの最短距離との関係が、一次関数の関係でほぼ表される、変位センサ。 A displacement sensor that detects displacement of the detection target when the detection target contacts the measurement head and rotates the measurement head,
base and
a magnet provided on the measurement head and configured to be rotatable with rotation of the measurement head;
A magnetic sensor that detects the magnetic field of the magnet,
The measuring element has an arcuate portion and a rotation axis, and is configured to be rotatable about the rotation axis with respect to the base,
The magnet is curved in an arc shape and is provided in the arc portion of the probe,
The magnetic sensor is arranged to face the arcuate portion of the probe,
A displacement sensor, wherein a relationship between a radius of curvature of an outer diameter portion of the magnet and a shortest distance from the outer diameter portion of the magnet to the magnetic sensor is approximately expressed by a linear function.
前記磁気センサの感磁方向は、前記仮想の直線と平行方向とされ、The magnetic sensing direction of the magnetic sensor is parallel to the virtual straight line,
前記測定子は上流側から下流側に搬送される前記検知対象物に接触するものであり、The measuring element contacts the detection target object conveyed from the upstream side to the downstream side,
前記仮想の直線は、前記検知対象物の搬送方向と平行方向とされる、請求項１に記載の変位センサ。The displacement sensor according to claim 1, wherein the virtual straight line is parallel to a direction in which the detection target is conveyed.
請求項１または請求項２に記載の変位センサ。 The relationship between the rotation angle of the probe within the rotation range of the displacement sensor and the shortest distance from the magnet to the magnetic sensor is approximately expressed as a linear function.
The displacement sensor according to claim 1 or claim 2 .
前記磁石の一端部は、前記測定子が回動していない状態において、前記測定子の前記回動軸の軸線と前記磁気センサのセンサ中心とを結ぶ直線よりも前記測定子の一端部側に回動する方向に延出する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の変位センサ。 The magnet is configured such that, when the probe is not rotating, one end of the magnet is disposed close to the magnetic sensor, and the other end of the magnet is disposed away from the magnetic sensor. ,
One end of the magnet is located closer to the one end of the measuring element than a straight line connecting the axis of the rotating shaft of the measuring element and the sensor center of the magnetic sensor when the measuring element is not rotating. Extending in the direction of rotation,
The displacement sensor according to any one of claims 1 to 3 .
前記検知対象物の重送状態を検知する重送検知装置として構成される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の変位センサ。 The detection target is a sheet-like object that is thin in the thickness direction,
configured as a double-feed detection device that detects a double-feed state of the detection target;
The displacement sensor according to any one of claims 1 to 4 .
ベースと、
前記測定子に設けられて、前記測定子の回動とともに回動可能に構成される磁石と、
前記磁石の磁界を検知する磁気センサと、を備え、
前記測定子は、弧状部と回動軸を有し、前記ベースに対して前記回動軸を中心に回動可能に構成され、
前記磁石は、弧状に湾曲して形成され、前記測定子の前記弧状部に設けられ、
前記磁気センサは、前記測定子の前記弧状部と対向するように配置され、
前記変位センサの回動範囲内における前記測定子の回動角度と前記磁石から前記磁気センサまでの最短距離との関係が、ほぼ一次関数の関係で表される、変位センサ。 A displacement sensor that detects displacement of the sensing target when the sensing target contacts the measuring head and the measuring head rotates,
base and
a magnet provided on the measurement head and configured to be rotatable with rotation of the measurement head;
A magnetic sensor that detects the magnetic field of the magnet,
The measuring element has an arcuate portion and a rotation axis, and is configured to be rotatable about the rotation axis with respect to the base,
The magnet is curved in an arc shape and is provided in the arc portion of the probe,
The magnetic sensor is arranged to face the arcuate portion of the probe,
A displacement sensor, wherein a relationship between a rotation angle of the probe and a shortest distance from the magnet to the magnetic sensor within a rotation range of the displacement sensor is expressed by a substantially linear function relationship.
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