KR20150016996A

KR20150016996A - 자기 센서 장치

Info

Publication number: KR20150016996A
Application number: KR1020157000196A
Authority: KR
Inventors: 쇼고 모모세
Original assignee: 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2015-02-13
Also published as: JP2014025771A; WO2014017207A1; US20150198561A1

Abstract

본 발명은, 여자 코일 및 검출 코일의 측방에 검사 대상 시료가 배치되는 구성이어도, 검사 대상 시료의 위치에 기인하는 감도의 변화를 완화할 수 있는 자기 센서 장치를 제공한다. 구체적으로는 자기 센서 장치(10)에서는, 시료 배치 공간(40)에 대하여 여자 코일(20) 및 검출 코일(30)이 배치되어 있고, 검출 코일(30)은 여자 코일(20)이 발생시킨 교류 자계를 검출한다. 여자 코일(20)로는, 시료 배치 공간(40)의 한쪽측에 배치된 제1 여자 코일(21)과, 시료 배치 공간(40)의 다른 쪽측에 배치된 제2 여자 코일(22)이 설치되고, 검출 코일(30)로서, 시료 배치 공간(40)의 다른 쪽측에서 제1 여자 코일(21)의 교류 자계를 검출하는 제1 검출 코일(31)과, 시료 배치 공간(40)의 한쪽측에서 제2 여자 코일(22)의 교류 자계를 검출하는 제2 검출 코일(32)이 설치되어 있다.

Description

자기 센서 장치 {MAGNETIC SENSOR DEVICE}

본 발명은 검사 대상 시료에 혼재되어 있는 금속 재료나 검사 대상 시료에 부가되어 있는 금속 재료를 자기적으로 검출하는 자기 센서 장치에 관한 것이다.

검사 대상 시료에 혼재되어 있는 금속 재료를 자기적으로 검출하는 장치로서, 식품에 혼입되어 있는 금속 이물을 자기적으로 검출하는 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이러한 특허문헌 1에 기재된 장치에서는, 여자 코일의 내측에 검사 대상 시료를 통과시켰을 때의 자계의 변화를 자기 센서로 검출한다.

또한, 검사 대상 시료에 부가되어 있는 금속 재료를 자기적으로 검출하는 장치로서, 지폐에 자기 잉크에 의해 인쇄된 패턴을 자기적으로 검출하는 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2, 3 참조). 이러한 특허문헌 2, 3에 기재된 장치에서는, 검사 대상 시료의 한쪽측에 배치된 여자 코일이 발생시킨 자계의 변화를 검사 대상 시료의 한쪽측에 배치된 검출 코일에 의해 검출한다.

일본 특허 공개 제2004-28955호 공보 일본 특허 공개 제2006-309669호 공보 일본 특허 공개 제2009-163336호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 장치와 같이, 여자 코일의 내측으로 검사 대상 시료를 통과시키는 구성에서는, 검사 대상 시료의 사이즈나 형상에 따라서는, 여자 코일의 내측으로 검사 대상 시료를 통과시킬 수 없다는 문제점이 있다. 이에 반해, 특허문헌 2, 3에 기재된 장치와 같이, 검사 대상 시료의 한쪽측에 여자 코일 및 검출 코일이 배치된 구성에서는, 특허문헌 1에 기재된 장치와 같은 문제는 발생하지 않지만, 여자 코일 및 검출 코일로부터 이격되는 어느 위치를 검사 대상 시료가 통과하느냐에 따라 검출 감도가 크게 변동된다는 문제점이 있다.

이상의 문제점을 감안하여, 본 발명의 과제는 여자 코일 및 검출 코일의 측방에 검사 대상 시료가 배치되는 구성이어도, 검사 대상 시료의 위치에 기인하는 감도의 변화를 완화할 수 있는 자기 센서 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 자기 센서 장치는, 여자 코일과, 상기 여자 코일에 대향하고 상기 여자 코일이 발생시키는 교류 자계를 검출하는 검출 코일과, 상기 검출 코일과 상기 여자 코일 사이에서 검사 대상 시료가 배치되는 시료 배치 공간을 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 시료 배치 공간에 대하여 여자 코일 및 검출 코일이 배치되어 있고, 검출 코일은 여자 코일이 발생시킨 교류 자계를 검출한다. 이로 인해, 검사 대상 시료에 금속 재료가 혼재되어 있는 경우나, 검사 대상 시료에 금속 재료가 부가되어 있는 경우에는, 검출 코일에서의 검출 결과가 변화되므로, 금속 재료의 유무를 검출할 수 있다. 여기서, 여자 코일과 검출 코일은, 시료 배치 공간을 사이에 둔 반대측에 각각 배치되어 있다. 이로 인해, 시료 배치 공간 중, 여자 코일에 가까운 위치에 검사 대상 시료가 있는 경우에는, 검사 대상 시료는 검출 코일로부터 먼 위치에 있고, 여자 코일로부터 먼 위치에 검사 대상 시료가 있는 경우에는, 검사 대상 시료는 검출 코일에 가까운 위치에 있다. 이로 인해, 시료 배치 공간의 어느 위치에 검사 대상 시료가 있는지에 따라 감도가 변화하는 것을 완화할 수 있으므로, 검사 대상 시료의 위치에 기인하는 감도의 변화를 완화할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 여자 코일로서, 상기 시료 배치 공간의 한쪽측에 배치된 제1 여자 코일과, 상기 시료 배치 공간의 다른 쪽측에 배치된 제2 여자 코일이 설치되고, 상기 검출 코일로서, 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에서 상기 제1 여자 코일의 교류 자계를 검출하는 제1 검출 코일과, 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에서 상기 제2 여자 코일의 교류 자계를 검출하는 제2 검출 코일이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 시료 배치 공간에 있어서 검사 대상 시료가 여자 코일이나 검출 코일로부터 어떤 거리의 위치에 있어도, 동등한 감도를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 여자 코일과 상기 제2 여자 코일은 시차를 두고 구동되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 제1 여자 코일과 제2 여자 코일에 주파수가 상이한 교류를 공급하는 등의 구성을 채용하지 않아도, 제1 여자 코일의 교류 자계를 제1 검출 코일이 검출한 결과와, 제2 여자 코일의 교류 자계를 제2 검출 코일이 검출한 결과에 기초하여, 금속 재료의 유무를 검출할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 여자 코일은 상기 시료 배치 공간의 한쪽측에 배치된 여자 코일용 코어에 설치되고, 상기 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 다른 쪽측에 배치된 검출 코일용 코어에 설치되고, 상기 여자 코일용 코어와 상기 검출 코일용 코어는 자기적으로 결합되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 누설 자속을 저감할 수 있으므로, 높은 감도를 얻을 수 있는 등의 이점이 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 여자 코일 및 상기 제2 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에 배치된 제1 코어에 설치되고, 상기 제2 여자 코일 및 상기 제1 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에 배치된 제2 코어에 설치되고, 상기 제1 코어와 상기 제2 코어는 자기적으로 결합되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 누설 자속을 저감할 수 있으므로, 높은 감도를 얻을 수 있는 등의 이점이 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 여자 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에 배치된 제1 여자 코일용 코어에 설치되고, 상기 제1 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에 배치된 제1 검출 코일용 코어에 설치되고, 상기 제1 여자 코일용 코어와 상기 제1 검출 코일용 코어는 자기적으로 결합되어 있고, 상기 제2 여자 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에 배치된 제2 여자 코일용 코어에 설치되고, 상기 제2 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에 배치된 제2 검출 코일용 코어에 설치되고, 상기 제2 여자 코일용 코어와 상기 제2 검출 코일용 코어는 자기적으로 결합되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 누설 자속을 저감할 수 있으므로, 높은 감도를 얻을 수 있는 등의 이점이 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 여자 코일 및 상기 검출 코일은 모두 중공 코어 코일인 구성을 채용할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 코어를 사용한 경우와 달리, 여자 코일 및 검출 코일을 배치할 때의 자유도가 높다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 여자 코일, 상기 제1 검출 코일, 상기 제2 여자 코일 및 상기 제2 검출 코일은 모두 중공 코어 코일인 경우, 상기 제1 여자 코일은 상기 제2 검출 코일에 대하여 상기 시료 배치 공간과는 반대측에 배치되고, 상기 제2 여자 코일은 상기 제1 검출 코일에 대하여 상기 시료 배치 공간과는 반대측에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 여자 코일(제1 여자 코일 및 제2 여자 코일)은 검출 코일(제1 검출 코일 및 제2 검출 코일)보다 시료 배치 공간으로부터 이격된 위치에 있으므로, 시료 배치 공간의 전체에 걸쳐 자계를 발생시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에 복수 배치되고, 상기 제2 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에 복수 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 검사 대상 시료가 큰 경우에도 금속 재료의 유무를 검출할 수 있다. 또한, 검사 대상 시료의 어느 위치에 금속 재료가 존재하는지를 검출할 수 있다.

이 경우, 상기 복수의 제1 검출 코일은 상기 시료 배치 공간에 따라 직선적으로 배치되고, 상기 복수의 제2 검출 코일은 상기 시료 배치 공간에 따라 직선적으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 자기 센서 장치의 소형화를 도모할 수 있는 동시에, 복수의 제1 검출 코일의 각각을 자기적으로 동일 또는 대략 동일한 위치에 배치할 수 있고, 복수의 제2 검출 코일의 각각을 자기적으로 동일 또는 대략 동일한 위치에 배치할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 제1 검출 코일은 시차를 두고 차례로 구동되고, 상기 복수의 제2 검출 코일은 시차를 두고 차례로 구동되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 제1 검출 코일 및 제2 검출 코일로부터 출력된 신호에 대한 처리 회로의 구성을 간소화할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 제1 검출 코일로부터는, 인접하는 제1 검출 코일에서 검출된 신호의 차가 출력되고, 상기 복수의 제2 검출 코일로부터는, 인접하는 제2 검출 코일에서 검출된 신호의 차가 출력되는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 인접하는 검출 코일끼리의 차동을 이용하므로, 환경 온도의 영향이나 구동 전류의 변동 등의 영향을 받기 어렵다.

본 발명에서는, 상기 시료 배치 공간에 상기 검사 대상 시료를 반송하는 반송 기구를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 검사 대상 시료를 자동으로 반송할 수 있다.

본 발명에 있어서, 검출 코일은 여자 코일이 발생시킨 교류 자계를 검출하기 때문에, 검사 대상 시료에 금속 재료가 혼재되어 있는 경우나, 검사 대상 시료에 금속 재료가 부가되어 있는 경우에는, 검출 코일에서의 검출 결과가 변화하므로, 금속 재료의 유무를 검출할 수 있다. 여기서, 여자 코일과 검출 코일은, 시료 배치 공간을 사이에 둔 반대측에 각각 배치되어 있다. 이로 인해, 시료 배치 공간 중, 여자 코일에 가까운 위치에 검사 대상 시료가 있는 경우에는, 검사 대상 시료는 검출 코일로부터 먼 위치에 있고, 여자 코일로부터 먼 위치에 검사 대상 시료가 있는 경우에는, 검사 대상 시료는 검출 코일에 가까운 위치에 있다. 이로 인해, 시료 배치 공간의 어느 위치에 검사 대상 시료가 있는지에 따라 감도가 변화하는 것을 완화할 수 있으므로, 검사 대상 시료의 위치에 기인하는 감도의 변화를 완화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서 장치를 구비한 검사 기기의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서 장치의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서에 있어서의 측정 원리를 도시하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서의 감도의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서에 있어서 복수의 검출 코일을 차례로 구동하기 위한 회로를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서에 있어서 복수의 검출 코일을 차례로 구동하기 위한 다른 회로를 모식적으로 도시하는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 자기 센서 장치의 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태 3에 관한 자기 센서 장치의 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태 4에 관한 자기 센서 장치의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 실시 형태 5에 관한 자기 센서 장치의 설명도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 여자 코일과 검출 코일이 대향하고 있는 방향을 Z축 방향으로 하고, Z축 방향에 직교하는 방향을 X축 방향으로 하며, X축 방향 및 Z축 방향에 직교하는 방향을 Y축 방향으로 해서 설명한다. 또한, Z축 방향은 검사 대상 시료의 두께 방향에 상당하고, X축 방향은 검사 대상 시료의 폭 방향에 상당하고, Y축 방향은 검사 대상 시료의 반송 방향에 상당한다.

[실시 형태 1]

(검사 장치의 전체 구성)

도 1은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서 장치를 구비한 검사 기기의 설명도이다. 도 2는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서 장치의 설명도이고, 도 2의 (a), 도 2의 (b), 도 2의 (c), 도 2의 (d)는 자기 센서 장치의 정면도, 측면도, 여자 코일의 설명도 및 검출 코일의 설명도이다.

도 1에 있어서, 은행 등에 설치되어 있는 ATM 장치(1)(현금 자동 입출금기; Automatic Teller Machine)에 있어서는, 투입된 1장 내지 복수매의 지폐(2)(검사 대상 시료)에 클립이나 호치키스 심 등의 금속 이물(S)이 혼재되어 있지 않은지 자기적으로 검사하는 자기 센서 장치(10)가 탑재되어 있다. 자기 센서 장치(10)에는, 투입구(101)로부터 자기 센서 장치(10)의 시료 배치 공간(40)까지 지폐(2)를 Y축 방향으로 반송하는 벨트식 반송 기구(13)와, 자기 센서 장치(10)의 시료 배치 공간(40)으로부터 지폐 식별기(도시하지 않음)까지 지폐(2)를 Y축 방향으로 반송하는 벨트식 반송 기구(14)가 설치되어 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 자기 센서 장치(10)는 여자 코일(20)과, 여자 코일(20)에 대하여 Z축 방향으로 대향해서 X축 방향으로 직선적으로 배열된 복수의 검출 코일(30)을 갖고 있으며, 검출 코일(30)과 여자 코일(20)의 사이에는, 지폐(2) 등의 검사 대상 시료가 배치되는 시료 배치 공간(40)이 구성되어 있다. 이러한 자기 센서 장치(10)에 있어서, 여자 코일(20)은 구동 회로(도시하지 않음)에 의해 구동되어 교류 자계를 발생시키고, 검출 코일(30)은 여자 코일(20)이 발생시키는 교류 자계를 검출한다.

본 형태에 있어서는, 여자 코일(20)로서, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에 배치된 제1 여자 코일(21)과, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에 배치된 제2 여자 코일(22)이 설치되어 있다. 여자 코일(20)(제1 여자 코일(21) 및 제2 여자 코일(22))은 모두, 시료 배치 공간(40)의 폭 방향(X축 방향)에 있어서의 치수가 Y축 방향의 치수보다 큰 직사각형 형상을 갖는 중공 코어 코일이며, 개구부(20a)를 시료 배치 공간(40)이 위치하는 Z축 방향을 향하고 있다. 이러한 여자 코일(20)(제1 여자 코일(21) 및 제2 여자 코일(22))의 X축 방향에 있어서의 치수는, 시료 배치 공간(40)의 폭 방향(X축 방향)의 치수보다 조금 크다.

또한, 본 형태에서는 복수의 검출 코일(30)로서, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에서 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 제1 여자 코일(21)에 대향하는 복수의 제1 검출 코일(31)과, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에서 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 제2 여자 코일(22)에 대향하는 복수의 제2 검출 코일(32)이 설치되어 있다. 여기서, 제1 검출 코일(31)은 제1 여자 코일(21)의 교류 자계를 검출하는 한편, 제2 검출 코일(32)은 제2 여자 코일(22)의 교류 자계를 검출한다. 검출 코일(30)(제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32))은 개구부(30a)를 시료 배치 공간(40)이 위치하는 Z축 방향을 향한 중공 코어 코일이며, 검출 코일(30)은 X축 방향에 있어서의 치수가 Y축 방향에 있어서의 치수와 대략 동등한 직사각형 형상을 갖고 있다. 검출 코일(30)의 Y축 방향에 있어서의 치수는, 여자 코일(20)의 Y축 방향에 있어서의 치수와 대략 동등하고, 검출 코일(30)의 X축 방향에 있어서의 치수는, 여자 코일(20)의 X축 방향에 있어서의 치수보다 상당히 작다. 본 형태에서는 검출 코일(30)을 X축 방향으로 10개 배열시켰을 때의 길이 치수가 시료 배치 공간(40)과 동일하다. 다시 말해, 검출 코일(30)이 배열되어 있는 범위에 따라 시료 배치 공간(40)이 규정되어 있다.

여기서, 제1 여자 코일(21)은 복수의 제2 검출 코일(32)에 대하여 시료 배치 공간(40)과는 반대측(Z축 방향의 한쪽측(Z1))에 배치되고, 제2 여자 코일(22)은 복수의 제1 검출 코일(31)에 대하여 시료 배치 공간(40)과는 반대측(Z축 방향의 다른 쪽측(Z2))에 배치되어 있다. 이로 인해, 여자 코일(20)(제1 여자 코일(21) 및 제2 여자 코일(22))은 검출 코일(30)(제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32))보다 시료 배치 공간(40)으로부터 이격된 위치에 있다.

(원리)

도 3은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서에 있어서의 측정 원리를 도시하는 설명도이고, 도 3의 (a), 도 3의 (b)는 금속 이물이 존재하지 않는 상태의 설명도 및 금속 이물이 존재하는 상태의 설명도이다. 도 4는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서의 감도의 설명도이고, 도 4의 (a), 도 4의 (b), 도 4의 (c), 도 4의 (d)는 시료 배치 공간에 있어서의 검사 대상 시료의 위치를 도시하는 설명도, 검사 대상 시료의 위치와 검출 코일에서의 검출량의 변화량을 모식적으로 도시하는 설명도, 검사 대상 시료의 위치와 여자 코일이 발생시킨 자계 강도와의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도 및 검사 대상 시료의 위치와 검출 코일에서의 검출 강도와의 관계를 모식적으로 도시하는 설명도이다.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 자기 센서 장치(10)에 있어서, 구동 회로(도시하지 않음)에 의해 여자 코일(20)에 교류가 공급되면, 검출 코일(30)은 여자 코일(20)에 의해 발생한 자계를 검출한다. 그때, 지폐(2)에 금속 이물(S)이 혼입되어 있지 않으면, 자력선(L)은 접선의 방향이 여자 코일(20)에 의한 자장의 방향과 일치하는 곡선을 그린다. 이에 반해, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 지폐(2)에 금속 이물(S)이 혼입되어 있는 경우, 금속 이물(S)로부터 이격된 위치에서는, 자력선(L)의 접선의 방향이 여자 코일(20)에 의한 자장의 방향과 일치하는 곡선을 그리지만, 금속 이물(S) 부근에서는 자력선(L0)이 왜곡된다. 따라서, 복수의 검출 코일(30) 중, 금속 이물(S) 부근에 위치하는 검출 코일(30)에서의 검출 결과가 변화한다. 예를 들어, 금속 이물(S)이 자성 재료를 포함하는 경우, 투자율이 높아지므로, 복수의 검출 코일(30) 중, 금속 이물(S) 부근에 위치하는 검출 코일(30)로부터의 출력 레벨이 상승한다. 이에 반해, 예를 들어 금속 이물(S)이 비자성 재료를 포함하는 경우, 와전류의 영향으로 금속 이물(S) 부근에 위치하는 검출 코일(30)로부터의 출력 레벨이 저하된다. 이로 인해, 자기 센서 장치(10)의 검사 회로(도시하지 않음)는 지폐(2)에 금속 이물(S)이 혼입되어 있는 것을 검출할 수 있다. 따라서, 도 1에 도시하는 ATM기(1)에서는, 자기 센서 장치(10)가 지폐(2)에 금속 이물(S)이 혼입되어 있지 않다고 검출한 경우, 벨트식 반송 기구(14)는 금회 투입된 지폐(2)를 후단의 지폐 식별부로 반송한다. 이에 반해, 자기 센서 장치(10)가 지폐(2)에 금속 이물(S)이 혼입되어 있다고 검출한 경우, 벨트식 반송 기구(14)는 금회 투입된 지폐(2)를 후단의 지폐 식별부에 반송하지 않고, 벨트식 반송 기구(13)가 금회 투입된 지폐(2)를 투입구(101)로 되돌린다. 그로 인해, 지폐 식별부에는 클립 등의 금속 이물(S)이 반송되지 않으므로, 지폐 식별부는 금속 이물(S)이 원인인 문제가 발생하지 않는다.

본 형태에서는 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 여자 코일(20)과, 여자 코일(20)이 발생시키는 교류 자계를 검출하는 복수의 검출 코일(30)은, 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 반대측에 배치되어 있다. 즉, 제1 여자 코일(21)과 제1 검출 코일(31)은 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 반대측에 배치되고, 제2 여자 코일(22)과 제2 검출 코일(32)은 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 반대측에 배치되어 있다. 이로 인해, 시료 배치 공간(40)의 두께 방향(Z축 방향)에 있어서, 도 4의 (a)에 나타내는 위치 Pa, Pb, Pc 중 어느 위치에 금속 이물(S)이 존재하고 있는 경우에도, 도 4의 (b)에 실선 L11로 나타내는 바와 같이, 제1 검출 코일(31)에서 검출된 전류의 변화량은 적정한 레벨이다. 또한, 시료 배치 공간(40)의 두께 방향(Z축 방향)에 있어서, 도 4의 (a)에 나타내는 위치 Pa, Pb, Pc 중 어느 위치에 금속 이물(S)이 존재하고 있는 경우에도, 도 4의 (b)에 점선 L12로 나타내는 바와 같이 제2 검출 코일(32)에서 검출된 전류의 변화량은 적정한 레벨이다.

보다 구체적으로는, 도 4의 (c)에 실선 L21로 나타내는 바와 같이, 제1 검출 코일(31)은 금속 이물(S)과의 거리가 가까운 위치에 있는 경우, 높은 감도를 갖고, 금속 이물(S)과의 거리가 길어짐에 따라 감도가 저하되는 경향이 있다. 이로 인해, 자계가 일정하면, 금속 이물(S)이 위치 Pa, Pb, Pc에 있었을 경우에 있어서의 제1 검출 코일(31)의 감도는 이하의 관계

Pa>Pb>Pc

에 있다. 또한, 도 4의 (c)에 점선 L22로 나타내는 바와 같이, 제2 검출 코일(32)도 제1 검출 코일(31)과 마찬가지로 금속 이물(S)과의 거리가 가까운 위치에 있는 경우, 높은 감도를 갖고, 금속 이물(S)과의 거리가 길어짐에 따라 감도가 저하되는 경향이 있다. 이로 인해, 자계가 일정하면, 금속 이물(S)이 위치 Pa, Pb, Pc에 있었을 경우에 있어서의 제2 검출 코일(32)의 감도는, 이하의 관계

Pa<Pb<Pc

에 있다.

한편, 도 4의 (d)에 실선 L31로 나타내는 바와 같이, 제1 여자 코일(21)이 발생시키는 자계의 강도는, 제1 여자 코일(21)에 가까운 위치에 있는 경우에 높고, 제1 여자 코일(21)로부터 멀어짐에 따라 저하되는 경향이 있다. 이로 인해, 각 위치 Pa, Pb, Pc에 있어서의 자계의 강도는 이하의 관계

Pa<Pb<Pc

에 있다. 그로 인해, 본 형태의 자기 센서 장치(10)에 있어서, 금속 이물(S)이 위치 Pa, Pb, Pc에 있는 경우에 있어서의 제1 검출 코일(31)의 출력 변화는 도 4의 (c), 도 4의 (d)에 도시하는 관계가 합성되는 결과, 도 4의 (b)에 실선 L11로 나타내는 바와 같이, 위치 Pa, Pb, Pc 중 어느 위치에 금속 이물(S)이 존재하고 있는 경우에도 충분히 높은 레벨이다. 그로 인해, 제1 검출 코일(31)은 적정한 감도를 갖고 있다.

이에 반해, 도 4의 (d)에 점선 L32로 나타내는 바와 같이, 제2 여자 코일(22)이 발생시키는 자계의 강도는, 제2 여자 코일(22)에 가까운 위치에 있는 경우에 높고, 제2 여자 코일(22)로부터 멀어짐에 따라 저하되는 경향이 있다. 이로 인해, 각 위치 Pa, Pb, Pc에 있어서의 자계의 강도는 이하의 관계

Pa>Pb>Pc

에 있다. 그로 인해, 본 형태의 자기 센서 장치(10)에 있어서, 금속 이물(S)이 위치 Pa, Pb, Pc에 있는 경우에 있어서의 제2 검출 코일(32)의 출력 변화는 도 4의 (c), 도 4의 (d)에 도시하는 관계가 합성되는 결과, 도 4의 (b)에 점선 L12로 나타내는 바와 같이, 위치 Pa, Pb, Pc 중 어느 위치에 금속 이물(S)이 존재하고 있는 경우에도 충분히 높은 레벨이다. 그로 인해, 제2 검출 코일(32)은 적정한 감도를 갖고 있다.

또한, 도 4의 (b)에 실선 L11로 나타내는 바와 같이, 제1 검출 코일(31)의 출력 변화는 위치 Pa, Pb, Pc 중 어느 위치에 금속 이물(S)이 존재하고 있는 경우에도 충분히 높은 레벨이지만, 그래도, 제1 검출 코일(31)은 금속 이물(S)과의 거리가 가까운 위치에 있는 경우, 제1 검출 코일(31)의 출력 변화가 크고, 금속 이물(S)과의 거리가 길어짐에 따라 제1 검출 코일(31)의 출력 변화가 작아지는 경향이 있다. 이로 인해, 금속 이물(S)이 위치 Pa, Pb, Pc에 있었을 경우에 있어서의 제1 검출 코일(31)의 출력 변화는, 이하의 관계

Pa>Pb>Pc

에 있다. 이에 반해, 도 4의 (b)에 점선 L12로 나타내는 바와 같이, 제2 검출 코일(32)의 출력 변화는 위치 Pa, Pb, Pc 중 어느 위치에 금속 이물(S)이 존재하고 있는 경우에도 충분히 높은 레벨이지만, 그래도, 제2 검출 코일(32)은 금속 이물(S)과의 거리가 가까운 위치에 있는 경우, 제2 검출 코일(32)의 출력 변화가 크고, 금속 이물(S)과의 거리가 길어짐에 따라 제2 검출 코일(32)의 출력 변화가 작아지는 경향이 있다. 이로 인해, 금속 이물(S)이 위치 Pa, Pb, Pc에 있었을 경우에 있어서의 제2 검출 코일(32)의 출력 변화는, 이하의 관계

Pa<Pb<Pc

에 있다.

그런데 본 형태에서는, 여자 코일(20)로서, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에 배치된 제1 여자 코일(21)과, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에 배치된 제2 여자 코일(22)이 설치되고, 복수의 검출 코일(30)로서, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에서 제1 여자 코일(21)의 교류 자계를 검출하는 복수의 제1 검출 코일(31)과, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에서 제2 여자 코일(22)의 교류 자계를 검출하는 복수의 제2 검출 코일(32)이 설치되어 있다. 또한, 본 형태에서는, 제1 검출 코일(31)의 검출 결과 및 제2 검출 코일(32)의 검출 결과에 기초하여 금속 이물(S)의 유무를 검출한다. 이로 인해, 위치 Pa, Pb, Pc 중 어느 위치에 금속 이물(S)이 존재하고 있는 경우에도, 자기 센서 장치(10)는 충분히 높은 감도를 갖고 있다.

(구동 방법 1)

도 5는 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서 장치(10)에 있어서 복수의 검출 코일(30)을 차례로 구동하기 위한 회로를 모식적으로 도시하는 설명도이다.

본 형태에서는, 제1 여자 코일(21)과 제2 여자 코일(22)은, 시차를 두고 교대로 구동된다. 이로 인해, 제1 여자 코일(21)과 제2 여자 코일(22)에 주파수가 상이한 교류를 공급하는 등의 구성을 채용하지 않아도, 제1 여자 코일(21)의 교류 자계를 제1 검출 코일(31)이 검출한 결과와, 제2 여자 코일(22)의 교류 자계를 제2 검출 코일(32)이 검출한 결과에 기초하여, 금속 이물(S)의 유무를 검출할 수 있다.

또한, 복수의 검출 코일(30)(복수의 제1 검출 코일(31) 및 복수의 제2 검출 코일(32))은 차례로 구동된다. 이하에, 도 5를 참조하여, 제1 여자 코일(21)이 구동되는 기간에 있어서, 복수의 제1 검출 코일(31)이 차례로 구동되는 예를 설명한다.

본 형태에 있어서, 복수의 제1 검출 코일(31)을 각각 제1 검출 코일(31a, 31b, 31c…)로 하면, 제1 검출 코일(31a, 31b, 31c…)은 모두 직렬로 접속되어 있다. 또한, 제1 검출 코일(31a, 31b, 31c…)의 단부는, 아날로그 멀티플렉서 등의 아날로그 스위치(51, 52)에 접속되어 있음과 함께, 아날로그 스위치(51, 52)의 출력은 감산용 연산 증폭기(53)에 접속되어 있다. 이러한 구성에 의하면, 제1 여자 코일(21)이 구동되는 기간 중, 아날로그 스위치(51, 52)에 의해, 제1 검출 코일(31a, 31b, 31c…)의 출력이 차례로 연산 증폭기(53)에 입력되고, 금속 이물(S)에 기인하는 신호의 변화가 검출된다.

또한, 제2 검출 코일(32)도 제1 검출 코일(31)과 마찬가지로 구성되어 있고, 제2 여자 코일(22)이 구동되는 기간 중, 아날로그 스위치(51, 52)에 의해, 복수의 제2 검출 코일(32)의 출력이 차례로 연산 증폭기(53)에 입력되고, 금속 이물(S)에 기인하는 신호의 변화가 검출된다.

그로 인해, 제1 여자 코일(21)이 구동되는 기간에 있어서의 연산 증폭기(53)로부터의 출력 및 제2 여자 코일(22)이 구동되는 기간에 있어서의 연산 증폭기(53)로부터의 출력에 의하면, 검사 회로(54)는 금속 이물(S)의 유무 및 그 위치를 검출할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 복수의 제1 검출 코일(31)에 대하여 검사 회로(54)를 공통화할 수 있음과 함께, 복수의 제2 검출 코일(32)에 대하여 검사 회로(54)를 공통화할 수 있다는 이점이 있다.

(구동 방법 2)

도 6은 본 발명의 실시 형태 1에 관한 자기 센서 장치(10)에 있어서 복수의 검출 코일(30)을 차례로 구동하기 위한 다른 회로를 모식적으로 도시하는 설명도이다.

본 형태에서도 제1 여자 코일(21)과 제2 여자 코일(22)은, 시차를 두고 교대로 구동된다. 이로 인해, 제1 여자 코일(21)과 제2 여자 코일(22)에 주파수가 상이한 교류를 공급하는 등의 구성을 채용하지 않아도, 제1 여자 코일(21)의 교류 자계를 제1 검출 코일(31)이 검출한 결과와, 제2 여자 코일(22)의 교류 자계를 제2 검출 코일(32)이 검출한 결과에 기초하여, 금속 이물(S)의 유무를 검출할 수 있다.

또한, 본 형태에서는, 복수의 검출 코일(30)(복수의 제1 검출 코일(31) 및 복수의 제2 검출 코일(32))은 차례로 구동된다. 그때, 복수의 제1 검출 코일(31)로부터는, 인접하는 제1 검출 코일(31)에서 검출된 신호의 차가 시차를 두고 차례로 출력되고, 복수의 제2 검출 코일(32)로부터는, 인접하는 제2 검출 코일(32)에서 검출된 신호의 차가 시차를 두고 차례로 출력된다. 이하에 도 6을 참조하여, 제1 여자 코일(21)이 구동되는 기간에 있어서, 복수의 제1 검출 코일(31)이 차례로 구동되는 예를 설명한다.

본 형태에 있어서, 복수의 제1 검출 코일(31)을 각각, 제1 검출 코일(31a, 31b, 31c…)로 하면, 제1 검출 코일(31a, 31b, 31c…)은 모두 직렬로 접속되어 있다. 또한, 제1 검출 코일(31a, 31b, 31c…)의 단부는, 아날로그 멀티플렉서 등의 아날로그 스위치(51, 52)에 접속되어 있음과 함께, 아날로그 스위치(51, 52)의 출력은 연산 증폭기(53)에 접속되어 있다.

또한, 제1 검출 코일(31a, 31b, 31c…) 중, 인접하는 제1 검출 코일(31)의 접속점은 아날로그 디멀티플렉서 등의 아날로그 스위치(55)에 접속되어 있다.

이러한 구성에 의하면, 제1 여자 코일(21)이 구동되는 기간 중, 아날로그 스위치(55)는 인접하는 제1 검출 코일(31)의 접속점을 차례로 접지 전위로 하고, 이러한 동작에 연동하여, 아날로그 스위치(51, 52)는 인접하는 제1 검출 코일(31)에서 검출된 신호의 차가 차례로 연산 증폭기(53)에 입력되어, 금속 이물(S)에 기인하는 신호의 변화가 검출된다. 예를 들어, 아날로그 스위치(55)가 제1 검출 코일(31a, 31b)의 접속점을 접지 전위로 했을 때, 아날로그 스위치(51, 52)는 제1 검출 코일(31a)의 제1 검출 코일(31b)과의 접속점과는 반대측의 단부로부터의 출력 신호를 연산 증폭기(53)에 입력시킴과 함께, 제1 검출 코일(31b)의 제1 검출 코일(31a)과의 접속점과는 반대측의 단부로부터의 출력 신호를 연산 증폭기(53)에 입력시킨다. 다음으로, 예를 들어 아날로그 스위치(55)가 제1 검출 코일(31b, 31c)의 접속점을 접지 전위로 했을 때, 아날로그 스위치(51, 52)는 제1 검출 코일(31b)의 제1 검출 코일(31c)과의 접속점과는 반대측의 단부로부터의 출력 신호를 연산 증폭기(53)에 입력시킴과 함께, 제1 검출 코일(31c)의 제1 검출 코일(31b)과의 접속점과는 반대측의 단부로부터의 출력 신호를 연산 증폭기(53)에 입력시킨다. 이하, 이러한 전환을 차례로 실시해 간다. 그 사이, 검사 회로(54)는 연산 증폭기(53)로부터의 출력에 기초하여, 금속 이물(S)의 유무를 검출한다.

또한, 제2 검출 코일(32)도 제1 검출 코일(31)과 마찬가지로 구성되어 있고, 제2 여자 코일(22)이 구동되는 기간 중, 아날로그 스위치(51, 52, 55)에 의해, 인접하는 제2 검출 코일(32)에서 검출된 신호의 차가 차례로 연산 증폭기(53)에 입력되고, 검사 회로(54)는 연산 증폭기(53)로부터의 출력에 기초하여, 금속 이물(S)의 유무를 검출한다.

이러한 구성에 의하면, 복수의 제1 검출 코일(31)에 대하여 검사 회로(54)를 공통화할 수 있음과 함께, 복수의 제2 검출 코일(32)에 대하여 검사 회로(54)를 공통화할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 인접하는 검출 코일(30)끼리의 차동을 이용하므로, 환경 온도의 영향이나 구동 전류의 변동 등의 영향을 받기 어렵다는 이점이 있다.

(본 형태의 주된 효과)

이상 설명한 바와 같이, 본 형태의 자기 센서 장치(10)에서는, 시료 배치 공간(40)에 대하여 여자 코일(20) 및 검출 코일(30)이 배치되어 있고, 검출 코일(30)은 여자 코일(20)이 발생시킨 교류 자계를 검출한다. 이로 인해, 지폐(2) 등의 검사 대상 시료에 금속 이물(S)이 혼재되어 있는 경우에는, 검출 코일(30)에서의 검출 결과가 변화하므로, 금속 이물(S)의 유무를 검출할 수 있다. 여기서, 여자 코일(20)과 검출 코일(30)은, 시료 배치 공간(40)을 사이에 둔 반대측에 각각 배치되어 있다. 따라서, 시료 배치 공간(40) 중, 여자 코일(20)에 가까운 위치에 검사 대상 시료가 있는 경우에는, 검사 대상 시료는 검출 코일(30)로부터 먼 위치에 있고, 여자 코일(20)로부터 먼 위치에 검사 대상 시료가 있는 경우에는, 검사 대상 시료는 검출 코일(30)에 가까운 위치에 있다. 그로 인해, 시료 배치 공간(40)의 어느 위치에 검사 대상 시료가 있는지에 따라 감도가 변화하는 것을 완화할 수 있으므로, 검사 대상 시료의 위치에 기인하는 감도의 변화를 완화할 수 있다.

또한, 본 형태에서는, 여자 코일(20)로서, 시료 배치 공간(40)의 한쪽측에 배치된 제1 여자 코일(21)과, 시료 배치 공간(40)의 다른 쪽측에 배치된 제2 여자 코일(22)이 설치되고, 검출 코일(30)로서, 시료 배치 공간(40)의 다른 쪽측에서 제1 여자 코일(21)의 교류 자계를 검출하는 제1 검출 코일(31)과, 시료 배치 공간(40)의 한쪽측에서 제2 여자 코일(22)의 교류 자계를 검출하는 제2 검출 코일(32)이 설치되어 있다. 이로 인해, 시료 배치 공간(40)에 있어서 검사 대상 시료가 여자 코일(20)이나 검출 코일(30)로부터 어떤 거리의 위치에 있어도, 동등한 감도를 얻을 수 있다.

또한, 제1 여자 코일(21)은 제2 검출 코일(32)에 대하여 시료 배치 공간(40)과는 반대측에 배치되고, 제2 여자 코일(22)은 제1 검출 코일(31)에 대하여 시료 배치 공간(40)과는 반대측에 배치되어 있다. 이로 인해, 여자 코일(20)(제1 여자 코일(21) 및 제2 여자 코일(22))은 검출 코일(30)(제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32))보다 시료 배치 공간(40)으로부터 이격된 위치에 있으므로, 시료 배치 공간(40)의 전체에 걸쳐 자계를 발생시킬 수 있다.

또한, 제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32)은 각각 시료 배치 공간(40)을 따라 복수 배치되어 있기 때문에, 지폐(2) 등의 검사 대상 시료가 큰 경우에도, 금속 이물(S)의 유무를 검출할 수 있다. 또한, 지폐(2) 등의 검사 대상 시료의 어느 위치에 금속 이물(S)이 존재하는지를 검출할 수 있다. 또한, 제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32)은 각각 시료 배치 공간(40)을 따라 직선적으로 배치되어 있기 때문에, 자기 센서 장치(10)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 복수의 제1 검출 코일(31)의 각각을 자기적으로 동일 또는 대략 동일한 위치에 배치할 수 있고, 복수의 제2 검출 코일(32)의 각각을 자기적으로 동일 또는 대략 동일한 위치에 배치할 수 있다. 그로 인해, 복수의 제1 검출 코일(31) 및 복수의 제2 검출 코일(32)의 각 검출 코일(30)에서의 검출 결과에 기초하여, 금속 이물(S)이 존재하는지 여부의 검출을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 본 형태에 있어서, 여자 코일(20)(제1 여자 코일(21) 및 제2 여자 코일(22)) 및 검출 코일(30)(제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32))은 중공 코어 코일이다. 이로 인해, 코어를 사용한 경우와 달리, 여자 코일(20) 및 검출 코일(30)을 배치할 때의 자유도가 높다. 또한, 여자 코일(20)(제1 여자 코일(21) 및 제2 여자 코일(22))의 내측, 또는 검출 코일(30)(제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32))의 내측에 자성체를 포함하는 코어를 배치해도 좋다.

[실시 형태 2]

도 7은 본 발명의 실시 형태 2에 관한 자기 센서 장치의 설명도이고, 도 7의 (a), 도 7의 (b), 도 7의 (c), 도 7의 (d), 도 7의 (e), 도 7의 (f)는 자기 센서 장치의 정면도, 자기 센서 장치의 측면도, 자기 센서 장치를 화살표 R의 방향에서 본 설명도, 자기 센서 장치를 화살표 Q의 방향에서 본 설명도, 자기 센서 장치에 사용한 코어의 정면도 및 자기 센서 장치에서 발생하는 자력선을 모식적으로 도시하는 설명도이다. 또한, 본 형태의 기본적인 구성은 실시 형태 1과 마찬가지이기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여해서 도시하고, 그것들의 설명을 생략한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 형태의 자기 센서 장치(10)도, 실시 형태 1과 마찬가지로 여자 코일(20)과, 여자 코일(20)에 대하여 Z축 방향에 대향해서 X축 방향으로 직선적으로 배열된 복수의 검출 코일(30)을 갖고 있으며, 검출 코일(30)과 여자 코일(20)의 사이에는, 도 1에 도시하는 지폐(2) 등의 검사 대상 시료가 배치되는 시료 배치 공간(40)이 구성되어 있다. 또한, 여자 코일(20)로서, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에 배치된 제1 여자 코일(21)과, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에 배치된 제2 여자 코일(22)이 설치되어 있다. 또한, 복수의 검출 코일(30)로서, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에서 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 제1 여자 코일(21)에 대향하는 복수의 제1 검출 코일(31)과, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에서 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 제2 여자 코일(22)에 대향하는 복수의 제2 검출 코일(32)이 설치되어 있다. 여기서, 제1 검출 코일(31)은 제1 여자 코일(21)의 교류 자계를 검출하는 한편, 제2 검출 코일(32)은 제2 여자 코일(22)의 교류 자계를 검출한다.

본 형태의 자기 센서 장치(10)에 있어서, 제1 여자 코일(21) 및 제2 검출 코일(32)은 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에 배치된 제1 코어(610)에 설치되고, 제2 여자 코일(22) 및 제1 검출 코일(31)은 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에 배치된 제2 코어(620)에 설치되고, 제1 코어(610)와 제2 코어(620)는 자기적으로 결합하고 있다. 예를 들어, 본 형태에서는, 여자 코일(20)(제1 여자 코일(21) 및 제2 여자 코일(22)) 및 검출 코일(30)(제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32))은 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)으로부터 다른 쪽측(Z2)으로 연장된 공통의 코어(60)에 권회되어 있다.

본 형태에 있어서, 코어(60)는 Y축 방향으로 두께 방향을 향한 판상이고, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에서 X축 방향으로 연장되는 프레임부(61)와, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에서 X축 방향으로 연장되는 프레임부(62)와, 프레임부(61, 62)의 X축 방향의 한쪽 단부끼리를 연결시키는 프레임부(63)와, 프레임부(61, 62)의 X축 방향의 다른 쪽 단부끼리를 연결시키는 프레임부(64)를 구비한 직사각형 프레임 형상을 갖고 있다. 또한, 코어(60)는 프레임부(61, 62)를 긴 변으로 하고, 프레임부(63, 64)를 짧은 변으로 하는 직사각형 형상이다.

여기서, 프레임부(61)에 있어서, 프레임부(62)에 대향하는 테두리에는 프레임부(62)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 제1 코어(610)가 X축 방향으로 복수 형성되고, 프레임부(62)에 있어서, 프레임부(61)에 대향하는 테두리에는 프레임부(61)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 제2 코어(620)가 X축 방향으로 복수 형성되어 있다. 또한, 제1 코어(610)의 프레임부(61)측에 위치하는 근원 부분에는, X축 방향의 양단부에 위치하는 제1 코어(610)의 외측을 통해서 제1 여자 코일(21)이 권회되어 있고, 제1 코어(610)의 시료 배치 공간(40)측에 위치하는 선단 부분에는, 복수의 제1 코어(610)마다 제2 검출 코일(32)이 권회되어 있다. 또한, 제2 코어(620)의 프레임부(62)측에 위치하는 근원 부분에는, X축 방향의 양단부에 위치하는 제2 코어(620)의 외측을 통해서 제2 여자 코일(22)이 권회되어 있고, 제2 코어(620)의 시료 배치 공간(40)측에 위치하는 선단 부분에는, 복수의 제2 코어(620)마다 제1 검출 코일(31)이 권회되어 있다. 이로 인해, 제1 여자 코일(21)은 복수의 제2 검출 코일(32)에 대하여 시료 배치 공간(40)과는 반대측(Z축 방향의 한쪽측(Z1))에 배치되고, 제2 여자 코일(22)은 복수의 제1 검출 코일(31)에 대하여 시료 배치 공간(40)과는 반대측(Z축 방향의 다른 쪽측(Z2))에 배치되어 있다.

이렇게 구성한 자기 센서 장치(10)에 있어서도, 실시 형태 1과 마찬가지로 구동 회로(도시하지 않음)에 의해 여자 코일(20)에 교류가 공급되면, 검출 코일(30)은 여자 코일(20)에 의해 발생한 자계를 검출한다. 그때, 제1 여자 코일(21)과 제2 여자 코일(22)은, 시차를 두고 구동된다. 또한, 복수의 제1 검출 코일(31)은 시차를 두고 차례로 구동되고, 복수의 제2 검출 코일(32)은 시차를 두고 차례로 구동된다.

이러한 검출 동작에 있어서, 지폐(2)에 금속 이물(S)이 혼입되어 있지 않은 경우, 자력선(L)은 접선의 방향이 여자 코일(20)에 의한 자장의 방향과 일치하는 곡선을 그린다. 이에 반해, 지폐(2)에 금속 이물(S)이 혼입되어 있는 경우, 금속 이물(S)로부터 이격된 위치에서는, 자력선(L)의 접선의 방향이 여자 코일(20)에 의한 자장의 방향과 일치하는 곡선을 그리지만, 금속 이물(S) 부근에서는 자력선(L0)이 왜곡된다. 따라서, 복수의 검출 코일(30) 중, 금속 이물(S) 부근에 위치하는 검출 코일(30)에서의 검출 결과가 변화한다. 그로 인해, 금속 이물(S)의 존재를 검출할 수 있는 등, 실시 형태 1과 마찬가지의 효과를 발휘한다.

또한, 본 형태에 있어서, 여자 코일(20) 및 검출 코일(30)은 코어(60)에 권회되어 있기 때문에, 누설 자속을 저감할 수 있다. 따라서, 본 형태에 의하면, 높은 감도를 얻을 수 있는 동시에, 누설 자속이 인접하는 검출 코일(30)에 영향을 미치기 어려우므로, 분해능이 높다.

또한, 코어(60)는 도 7에 도시하는 형태에 한정되어 있는 것은 아니고, 제1 코어(610)와 제2 코어(620)가 자기적으로 결합되고, 또한 제1 여자 코일(21), 복수의 제2 검출 코일(32), 제2 여자 코일(22) 및 제1 검출 코일(31)이 대향한 공간에 시료 배치 공간(40)을 구비하고 있으면 된다. 또한, 제1 코어(610)와 제2 코어(620)를 자기적으로 결합시키는 것에 있어서는, 제1 코어(610)와 제2 코어(620)를 일체의 자성체로 형성하는 형태나, 제1 코어(610)와 제2 코어(620)를 별도의 자성체를 개재해서 접속하는 형태 외에, 제1 코어(610)를 구성하는 자성체와 제2 코어(620)를 구성하는 자성체가 근접해서 배치됨으로써 자기적으로 결합하고 있는 구성이어도 좋다.

[실시 형태 3]

도 8은 본 발명의 실시 형태 3에 관한 자기 센서 장치의 설명도이고, 도 8의 (a), 도 8의 (b), 도 8의 (c)는 자기 센서 장치의 정면도, 자기 센서 장치의 측면도 및 자기 센서 장치를 화살표 P의 방향에서 본 설명도이다. 또한, 본 형태의 기본적인 구성은 실시 형태 1, 2와 마찬가지이기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여해서 도시하고, 그것들의 설명을 생략한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 본 형태의 자기 센서 장치(10)도, 실시 형태 1과 마찬가지로 여자 코일(20)과, 여자 코일(20)에 대하여 Z축 방향에 대향해서 X축 방향으로 직선적으로 배열된 복수의 검출 코일(30)을 갖고 있으며, 검출 코일(30)과 여자 코일(20)의 사이에는, 도 1에 도시하는 지폐(2) 등의 검사 대상 시료가 배치되는 시료 배치 공간(40)이 구성되어 있다. 또한, 여자 코일(20)로서, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에 배치된 제1 여자 코일(21)과, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에 배치된 제2 여자 코일(22)이 설치되어 있다. 또한, 복수의 검출 코일(30)로서, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에서 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 제1 여자 코일(21)에 대향하는 복수의 제1 검출 코일(31)과, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에서 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 제2 여자 코일(22)에 대향하는 복수의 제2 검출 코일(32)이 설치되어 있다. 여기서, 제1 검출 코일(31)은 제1 여자 코일(21)의 교류 자계를 검출하는 한편, 제2 검출 코일(32)은 제2 여자 코일(22)의 교류 자계를 검출한다.

본 형태의 자기 센서 장치(10)에 있어서도, 실시 형태 2와 마찬가지로 여자 코일(20)(제1 여자 코일(21) 및 제2 여자 코일(22)) 및 검출 코일(30)(제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32))은 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)으로부터 다른 쪽측(Z2)으로 연장된 공통의 코어(60)에 권회되어 있다. 이러한 코어(60)도 실시 형태 1과 마찬가지로 프레임부(61)에 있어서, 프레임부(62)에 대향하는 테두리에는 프레임부(62)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 제1 코어(610)가 X축 방향으로 복수 형성되고, 프레임부(62)에 있어서, 프레임부(61)에 대향하는 테두리에는 프레임부(61)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 제2 코어(620)가 X축 방향으로 복수 형성되어 있다.

본 형태에서는, 제1 코어(610)에는 복수의 제1 코어(610)마다 제2 검출 코일(32)이 권회되고, 이러한 제2 검출 코일(32)을 덮도록, X축 방향의 양단부에 위치하는 제1 코어(610)의 외측을 통해서 제1 여자 코일(21)이 권회되어 있다. 또한, 제2 코어(620)에는 복수의 제2 코어(620)마다 제1 검출 코일(31)이 권회되고, 이러한 제1 검출 코일(31)을 덮도록, X축 방향의 양단부에 위치하는 제2 코어(620)의 외측을 통해서 제2 여자 코일(22)이 권회되어 있다. 즉, 제1 여자 코일(21)은 제2 검출 코일(32)의 둘레에 권회되고, 제2 여자 코일(22)은 제1 검출 코일(31)의 둘레에 권회되어 있다.

이렇게 본 형태에 있어서도, 실시 형태 2와 마찬가지로 여자 코일(20) 및 검출 코일(30)이 공통의 코어(60)에 권회되어 있기 때문에, 누설 자속을 저감할 수 있다. 따라서, 본 형태에 의하면, 높은 감도를 얻을 수 있는 동시에, 누설 자속이 인접하는 검출 코일(30)에 영향을 미치기 어려우므로, 분해능이 높다.

또한, 이러한 구성의 경우도 제1 코어(610)를 구성하는 자성체와 제2 코어(620)를 구성하는 자성체가 근접해서 배치됨으로써 자기적으로 결합되어 있는 구성을 채용해도 좋다.

[실시 형태 4]

도 9는 본 발명의 실시 형태 4에 관한 자기 센서 장치의 정면도이다. 또한, 본 형태의 기본적인 구성은 실시 형태 1, 2와 마찬가지이기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여해서 도시하고, 그것들의 설명을 생략한다.

도 9에 도시한 바와 같이, 본 형태의 자기 센서 장치(10)도, 실시 형태 1과 마찬가지로 여자 코일(20)과, 여자 코일(20)에 대하여 Z축 방향에 대향해서 X축 방향으로 직선적으로 배열된 복수의 검출 코일(30)을 갖고 있으며, 검출 코일(30)과 여자 코일(20)의 사이에는, 도 1에 도시하는 지폐(2) 등의 검사 대상 시료가 배치되는 시료 배치 공간(40)이 구성되어 있다.

본 형태에서는, 여자 코일(20)이 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에만 배치되고, 복수의 검출 코일(30)은 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에 시료 배치 공간(40)을 사이에 두고 여자 코일(20)에 대향하는 위치에만 설치되어 있다. 여기서, 검출 코일(30)은 여자 코일(20)의 교류 자계를 검출한다.

본 형태의 자기 센서 장치(10)에 있어서도, 실시 형태 2, 3과 마찬가지로 여자 코일(20) 및 검출 코일(30)은 코어에 권회되어 있다. 보다 구체적으로는, 여자 코일(20)은 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에 배치된 여자 코일용 코어(615)에 설치되고, 검출 코일(30)은 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에 배치된 검출 코일용 코어(625)에 설치되고, 여자 코일용 코어(615)와 검출 코일용 코어(625)는 자기적으로 결합하고 있다. 보다 구체적으로는, 여자 코일(20) 및 검출 코일(30)은 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)으로부터 다른 쪽측(Z2)으로 연장된 공통의 코어(60)에 권회되어 있다. 여기서, 코어(60)에 있어서는, 프레임부(61)에 있어서, 프레임부(62)에 대향하는 테두리에는 프레임부(62)를 향해서 돌출된 하나의 돌극 형상의 여자 코일용 코어(615)가 X축 방향으로 연장되도록 형성되고, 이러한 여자 코일용 코어(615)에 여자 코일(20)이 권회되어 있다. 또한, 프레임부(62)에 있어서, 프레임부(61)에 대향하는 테두리에는, 프레임부(61)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 검출 코일용 코어(625)가 X축 방향으로 복수 형성되어 있고, 복수의 검출 코일용 코어(625)마다 검출 코일(30)이 권회되어 있다.

이렇게 본 형태에 있어서도, 실시 형태 2, 3과 마찬가지로 여자 코일(20) 및 검출 코일(30)이 코어(60)에 권회되어 있기 때문에, 누설 자속을 저감할 수 있다. 따라서, 본 형태에 의하면, 높은 감도를 얻을 수 있는 동시에, 누설 자속이 인접하는 검출 코일(30)에 영향을 미치기 어려우므로, 분해능이 높다.

또한, 이러한 구성의 경우에도 여자 코일용 코어(615)를 구성하는 자성체와 검출 코일용 코어(625)를 구성하는 자성체가 근접해서 배치됨으로써 자기적으로 결합하고 있는 구성을 채용해도 좋다.

[실시 형태 5]

도 10은 본 발명의 실시 형태 5에 관한 자기 센서 장치의 설명도이고, 도 10의 (a), 도 10의 (b)는 자기 센서 장치의 설명도이며, 제1 여자 코일(21) 및 제2 검출 코일(32)을 권회한 코어(60a)의 정면도 및 제2 여자 코일(22) 및 제1 검출 코일(31)을 권회한 코어(60b)의 정면도이다. 또한, 본 형태의 기본적인 구성은 실시 형태 1, 2, 4 등과 마찬가지이기 때문에, 공통되는 부분에는 동일한 부호를 부여해서 도시하고, 그것들의 설명을 생략한다.

도 10에 도시한 바와 같이, 본 형태에서는, 도 9에 도시하는 자기 센서 장치(10)의 구성을 이용하여, 시료 배치 공간(40)에 대하여 Z축 방향의 한쪽측(Z1)에 제1 여자 코일(21) 및 제2 검출 코일(32)을 배치하고, Z축 방향의 다른 쪽측(Z2)에 제2 여자 코일(22) 및 제1 검출 코일(31)을 배치하고 있다. 즉, 도 9에 도시하는 코어(60)와, 도 9에 도시하는 코어(60)를 Z축 방향으로 반전시킨 코어(60)를 각각 코어(60a, 60b)로 하여 Y축 방향으로 교대로 배치되어 있다.

여기서, 도 10의 (a)에 도시하는 코어(60a)는 프레임부(61)에 있어서, 프레임부(62)에 대향하는 테두리에는, 프레임부(62)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 제1 여자 코일용 코어(611)가 형성되고, 이러한 제1 여자 코일용 코어(611)에 제1 여자 코일(21)이 권회되어 있다. 또한, 프레임부(62)에 있어서, 프레임부(61)에 대향하는 테두리에는 프레임부(61)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 제1 검출 코일용 코어(621)가 X축 방향으로 복수 형성되고, 이러한 제1 검출 코일용 코어(621)에 제1 검출 코일(31)이 권회되어 있다.

도 10의 (b)에 도시하는 코어(60b)는 코어(60a)에 대하여 Y축 방향에 대향 배치되어 있다. 이러한 코어(60b)에서는 프레임부(62)에 있어서, 프레임부(61)에 대향하는 테두리에는 프레임부(61)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 제2 여자 코일용 코어(622)가 형성되고, 이러한 제2 여자 코일용 코어(622)에 제2 여자 코일(22)이 권회되어 있다. 또한, 프레임부(61)에 있어서, 프레임부(62)에 대향하는 테두리에는, 프레임부(62)를 향해서 돌출된 돌극 형상의 제2 검출 코일용 코어(612)가 X축 방향으로 복수 형성되고, 이러한 제2 검출 코일용 코어(612)에 제2 검출 코일(32)이 권회되어 있다.

또한, 이러한 구성의 경우에도, 제1 여자 코일용 코어(611)를 구성하는 자성체와 제1 검출 코일용 코어(621)를 구성하는 자성체가 근접해서 배치됨으로써 자기적으로 결합하고, 제2 여자 코일용 코어(622)를 구성하는 자성체와 제2 검출 코일용 코어(612)를 구성하는 자성체가 근접해서 배치됨으로써 자기적으로 결합하고 있는 구성을 채용해도 좋다.

[다른 실시 형태]

상기 실시 형태에서는, 제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32)을 각각 복수 설치했지만, 제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32)을 각각 하나씩 설치한 구성을 채용해도 좋다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 금속 이물(S)의 검출을 여자했지만, 검사 대상 시료에 부가되어 있는 자기 잉크 등의 금속 재료를 검출하기 위한 자기 센서 장치(10)에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32)에서 검출된 각 신호에 기초하여 금속 이물(S) 등의 금속 재료를 검출해도 좋지만, Z축 방향에 서로 대향하는 위치에 배치된 제1 검출 코일(31) 및 제2 검출 코일(32)의 각 검출 결과의 합에 기초하여 금속 이물(S) 등의 금속 재료를 검출해도 좋다.

1: ATM 장치
2: 지폐(검사 대상 시료)
10: 자기 센서 장치
13, 14: 벨트식 반송 기구(반송 기구)
20: 여자 코일
21: 제1 여자 코일
22: 제2 여자 코일
30: 검출 코일
31: 제1 검출 코일
32: 제2 검출 코일
40: 시료 배치 공간
60, 60a, 60b: 코어
610: 제1 코어
611: 제1 여자 코일용 코어
612: 제2 검출 코일용 코어
615: 여자 코일용 코어
620: 제2 코어
621: 제1 검출 코일용 코어
622: 제2 여자 코일용 코어
625: 검출 코일용 코어

Claims

여자 코일과,
상기 여자 코일에 대향하고 상기 여자 코일이 발생시키는 교류 자계를 검출하는 검출 코일과,
상기 검출 코일과 상기 여자 코일 사이에서 검사 대상 시료가 배치되는 시료 배치 공간
을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제1항에 있어서, 상기 여자 코일로서, 상기 시료 배치 공간의 한쪽측에 배치된 제1 여자 코일과, 상기 시료 배치 공간의 다른 쪽측에 배치된 제2 여자 코일이 설치되고,
상기 검출 코일로서, 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에서 상기 제1 여자 코일의 교류 자계를 검출하는 제1 검출 코일과, 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에서 상기 제2 여자 코일의 교류 자계를 검출하는 제2 검출 코일이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 여자 코일과 상기 제2 여자 코일은 시차를 두고 구동되는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제1항에 있어서, 상기 여자 코일은 상기 시료 배치 공간의 한쪽측에 배치된 여자 코일용 코어에 설치되고,
상기 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 다른 쪽측에 배치된 검출 코일용 코어에 설치되고,
상기 여자 코일용 코어와 상기 검출 코일용 코어는 자기적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 여자 코일 및 상기 제2 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에 배치된 제1 코어에 설치되고,
상기 제2 여자 코일 및 상기 제1 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에 배치된 제2 코어에 설치되고,
상기 제1 코어와 상기 제2 코어는 자기적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제1 여자 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에 배치된 제1 여자 코일용 코어에 설치되고,
상기 제1 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에 배치된 제1 검출 코일용 코어에 설치되고,
상기 제1 여자 코일용 코어와 상기 제1 검출 코일용 코어는 자기적으로 결합되어 있고,
상기 제2 여자 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에 배치된 제2 여자 코일용 코어에 설치되고,
상기 제2 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에 배치된 제2 검출 코일용 코어에 설치되고,
상기 제2 여자 코일용 코어와 상기 제2 검출 코일용 코어는 자기적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 여자 코일 및 상기 검출 코일은 모두 중공 코어 코일인 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 여자 코일, 상기 제1 검출 코일, 상기 제2 여자 코일 및 상기 제2 검출 코일은 모두 중공 코어 코일이며,
상기 제1 여자 코일은 상기 제2 검출 코일에 대하여 상기 시료 배치 공간과는 반대측에 배치되고,
상기 제2 여자 코일은 상기 제1 검출 코일에 대하여 상기 시료 배치 공간과는 반대측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제2항, 제3항, 제5항, 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 다른 쪽측에 복수 배치되고,
상기 제2 검출 코일은 상기 시료 배치 공간의 상기 한쪽측에 복수 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제9항에 있어서, 상기 복수의 제1 검출 코일은 상기 시료 배치 공간을 따라 직선적으로 배치되고,
상기 복수의 제2 검출 코일은 상기 시료 배치 공간을 따라 직선적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 복수의 제1 검출 코일은 시차를 두고 차례로 구동되고,
상기 복수의 제2 검출 코일은 시차를 두고 차례로 구동되는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 제1 검출 코일로부터는, 인접하는 제1 검출 코일에서 검출되는 신호의 차가 출력되고,
상기 복수의 제2 검출 코일로부터는, 인접하는 제2 검출 코일에서 검출되는 신호의 차가 출력되는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시료 배치 공간에 상기 검사 대상 시료를 반송하는 반송 기구를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 자기 센서 장치.