特許 6980166 磁気センサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6980166

(24)【登録日】2021年11月18日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】磁気センサ装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/02 20060101AFI20211202BHJP

【ＦＩ】

   G01R33/02 Q

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2021-542557(P2021-542557)

(86)(22)【出願日】2021年2月17日

(86)【国際出願番号】JP2021005989

【審査請求日】2021年7月21日

(31)【優先権主張番号】特願2020-60272(P2020-60272)

(32)【優先日】2020年3月30日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100131152

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 耕司

(74)【代理人】

【識別番号】100147924

【弁理士】

【氏名又は名称】美恵 英樹

(74)【代理人】

【識別番号】100148149

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100181618

【弁理士】

【氏名又は名称】宮脇 良平

(74)【代理人】

【識別番号】100174388

【弁理士】

【氏名又は名称】龍竹 史朗

(72)【発明者】

【氏名】尾込 智和

(72)【発明者】

【氏名】山内 一輝

(72)【発明者】

【氏名】下畑 賢司

【審査官】 青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２５５７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１０９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２６５６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２０６０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１４７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０２１６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０５２７９７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／０５２６１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００５／０８３４５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１５／１７４４０９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３３／０２

Ｇ０１Ｒ ３３／０９

Ｇ０７Ｄ ７／００

Ｇ０７Ｄ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送路を搬送される被検知物に交差する磁界を生成する、一対の磁極を有する第１の磁界発生部と、
前記第１の磁界発生部と前記搬送路に対して反対側に配置され、前記被検知物に交差する磁界を生成する、一対の磁極を有する第２の磁界発生部と、
前記第１の磁界発生部と前記搬送路との間に設けられ、前記被検知物が前記搬送路を搬送されることにより生じる磁束密度の変化を抵抗値の変化として出力する第１の磁気抵抗効果素子と、を備え、
前記第１の磁界発生部のＳ極からＮ極に向かう方向および前記第２の磁界発生部のＳ極からＮ極に向かう方向は、搬送面に対して、垂直であり、
前記第１の磁界発生部と前記第２の磁界発生部とは、前記搬送路に対向する磁極が異なる磁極であり、
前記被検知物の搬送方向における前記第１の磁界発生部の中心を通り前記搬送面に垂直な中心線と前記第２の磁界発生部の中心を通り前記搬送面に垂直な中心線とが前記搬送方向において異なる位置に配置され、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記搬送方向に並んで配置された第１の抵抗体と第２の抵抗体とを有し、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体との前記搬送方向の間隔の中心が、前記第１の磁界発生部の前記搬送方向の中心と異なる位置に配置された、
磁気センサ装置。

【請求項2】

前記第１の磁界発生部と前記第２の磁界発生部とは、前記搬送方向において前記搬送路を挟んで一部が対向する位置に配置された、
請求項１に記載の磁気センサ装置。

【請求項3】

前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体との前記搬送方向の間隔の中心が、前記第１の磁界発生部の前記搬送方向の中心よりも、前記第２の磁界発生部の前記搬送方向の中心から遠い位置に配置された、
請求項１または請求項２に記載の磁気センサ装置。

【請求項4】

前記第２の磁界発生部と前記搬送路との間に設けられ、前記被検知物が前記搬送路を搬送されることにより生じる磁束密度の変化を抵抗値の変化として出力する第２の磁気抵抗効果素子を備え、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記搬送方向に並んで配置された第３の抵抗体と第４の抵抗体とを有し、
前記第３の抵抗体と前記第４の抵抗体との前記搬送方向の間隔の中心が、前記第２の磁界発生部の搬送方向の中心と異なる位置に配置された、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の磁気センサ装置。

【請求項5】

第２の磁気抵抗効果素子は、第３の抵抗体と第４の抵抗体との前記搬送方向の間隔の中心が、前記第２の磁界発生部の前記搬送方向の中心よりも、前記第１の磁界発生部の前記搬送方向の中心から遠い位置に配置された、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の磁気センサ装置。

【請求項6】

前記第１の磁界発生部の前記搬送方向と交差する方向における端部と、前記第２の磁界発生部の前記搬送方向と交差する方向における端部とに接続され、非磁性体により形成された固定部を備えた、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の磁気センサ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、磁気センサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気センサ装置は、磁界強度に対応して抵抗値が変化する特性を有している磁気抵抗効果素子を備え、紙幣を含む紙葉状の被検知物に含まれる磁性パターンを検出するセンサ装置である。このような磁気センサ装置において、処理能力を高めるために、被検知物を非接触で搬送する構成のものが知られている。特許文献１は、被検知物を非接触で搬送するために、被検知物の搬送路を挟んで磁界発生部と磁気抵抗効果素子とを対向して配置している構成を有する磁気センサ装置を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−２１６３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に開示された磁気センサ装置では、対向して配置した磁界発生部がそれぞれ、搬送方向に垂直な方向にバイアス磁場を印加する構成である。そのため、被検知物に印加される搬送方向の磁界が小さい。この磁気センサ装置に備えられた磁気抵抗効果素子は、搬送方向の磁界の変化を検出するため、磁気抵抗効果素子の出力が小さくなり被検知物に含まれる磁性パターンの検出が難しいという課題がある。

【0005】

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、被検知物に含まれる磁性パターンの検出に優れる磁気センサ装置を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る磁気センサ装置は、搬送路を搬送される被検知物に交差する磁界を生成する、一対の磁極を有する第１の磁界発生部と、第１の磁界発生部と搬送路に対して反対側に配置され、被検知物に交差する磁界を生成する、一対の磁極を有する第２の磁界発生部と、第１の磁界発生部と搬送路との間に設けられ、被検知物が搬送路を搬送されることにより生じる磁束密度の変化を抵抗値の変化として出力する第１の磁気抵抗効果素子と、を備える。第１の磁界発生部のＳ極からＮ極に向かう方向および第２の磁界発生部のＳ極からＮ極に向かう方向は、搬送面に対して、垂直である。第１の磁界発生部と第２の磁界発生部とは、搬送路に対向する磁極が異なる磁極であり、被検知物の搬送方向における第１の磁界発生部の中心を通り搬送面に垂直な中心線と第２の磁界発生部の中心を通り搬送面に垂直な中心線とが搬送方向において異なる位置に配置される。第１の磁気抵抗効果素子は、搬送方向に並んで配置された第１の抵抗体と第２の抵抗体とを有し、第１の抵抗体と第２の抵抗体との搬送方向の間隔の中心が、第１の磁界発生部の搬送方向の中心と異なる位置に配置されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、第１の磁界発生部と第２の磁界発生部との搬送方向における中心を異なる位置に配置することで、被検知物に印加する搬送方向における磁界を大きくできる。よって、被検知物に含まれる磁性パターンの検出に優れる磁気センサ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る磁気センサ装置のＹ軸方向から見たＺ−Ｘ断面図

【図2】実施の形態１に係る磁気センサ装置のＹ−Ｚ断面図

【図3A】実施の形態１に係る磁気センサ装置の第１の磁界発生部に対して、第２の磁界発生部を配置する位置を説明する図

【図3B】実施の形態１に係る磁気センサ装置の第１の磁界発生部に対して、第２の磁界発生部を配置する位置を説明する図

【図3C】実施の形態１に係る磁気センサ装置の第１の磁界発生部に対して、第２の磁界発生部を配置する位置を説明する図

【図4A】比較例に係る磁気センサ装置の第１の磁界発生部と第２の磁界発生部とから生成される磁界分布を示す図

【図4B】実施の形態１に係る磁気センサ装置の第１の磁界発生部と第２の磁界発生部とから生成される磁界分布を示す図

【図5】実施の形態１に係る磁気センサ装置が備える回路基板の回路図

【図6】実施の形態１に係る磁気センサ装置の第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子とをＸ軸方向において配置する位置を示すグラフ

【図7】実施の形態２に係る磁気センサ装置のＹ軸方向から見たＺ−Ｘ断面図

【図8】実施の形態２に係る磁気センサ装置のＹ−Ｚ断面図

【0009】

以下、本開示の実施の形態に係る磁気センサ装置について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、Ｘ軸方向を被検知物の搬送方向、即ち、磁気センサ装置の短手方向、Ｙ軸方向を被検知物の搬送方向に直交する磁気センサ装置の長手方向、即ち読取幅方向、Ｚ軸方向を搬送面であるＸＹ面に鉛直な方向と定義し、適宜参照する。

【0010】

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る磁気センサ装置１００の、Ｙ軸方向から見たＺ−Ｘ断面図である。図２は、磁気センサ装置１００のＹ−Ｚ断面図である。図１は、図２のＩ−Ｉ線断面、図２は図１のII−II線断面に相当する。

【0011】

磁気センサ装置１００は、図１および図２に示すように、紙幣を含む紙葉状の被検知物８に含まれる磁性パターンを検出する装置であり、バイアス磁界を発生する第１の磁界発生部１ａ及び第２の磁界発生部１ｂと、磁束密度の変化を抵抗値の変化として出力する第１の磁気抵抗効果素子２ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２ｂと、を備える。また、磁気センサ装置１００は、第１の磁界発生部１ａを収容する筐体３ａ及び金属シールド板４ａと、第１の磁気抵抗効果素子２ａが取り付けられた回路基板５ａと、回路基板５ａに接続された信号処理回路基板６ａと、第２の磁界発生部１ｂを収容する筐体３ｂ及び金属シールド板４ｂと、第２の磁気抵抗効果素子２ｂが取り付けられた回路基板５ｂと、回路基板５ｂに接続された信号処理回路基板６ｂと、を備える。

【0012】

第１の磁界発生部１ａ及び第２の磁界発生部１ｂは、搬送路７を搬送される被検知物８に交差する磁界を生成する。被検知物８は、磁性体を含む磁気インクにより磁性パターンが印字された紙幣などのシート状のものである。被検知物８の搬送方向は、＋Ｘ軸方向である。第１の磁界発生部１ａと搬送路７に対して反対側に、第２の磁界発生部１ｂが配置される。第１の磁界発生部１ａ及び第２の磁界発生部１ｂは、Ｚ軸方向にＮ極とＳ極の磁極を有し、Ｙ軸方向に長く、Ｘ軸方向に短く形成された直方体状の永久磁石で作製される。ここでは、第１の磁界発生部１ａ及び第２の磁界発生部１ｂは、ネオジウムボンド磁石である。第１の磁界発生部１ａ及び第２の磁界発生部１ｂは、第１の磁気抵抗効果素子２ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２ｂにバイアス磁界を印加する。

【0013】

第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとは、搬送路７に対向する磁極が異なる磁極となる向きに配置される。ここでは、第１の磁界発生部１ａは、搬送路７に対向する磁極がＮ極であり、第２の磁界発生部１ｂは、搬送路７に対向する磁極がＳ極であるが、それぞれ反対でもよい。

【0014】

第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとは、搬送方向であるＸ軸方向における中心が異なる位置に配置される。詳しくは、第１の磁界発生部１ａのＸ軸方向の中心である中心線１０ａと第２の磁界発生部１ｂのＸ軸方向の中心である中心線１０ｂとは、Ｘ軸方向において、一致しない位置に配置される。また、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとがＸ軸方向において、搬送路７を挟んで一部が対向する位置に配置される。図３Ａから図３Ｃは、第１の磁界発生部１ａに対して、第２の磁界発生部１ｂを配置する位置の範囲を説明する図である。図３Ａは、中心線１０ａと中心線１０ｂとが一致した第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂである。図３Ｂは、中心線１０ａに対して中心線１０ｂを＋Ｘ軸方向にずらした第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂである。図３Ｃは、中心線１０ａに対して中心線１０ｂを最大にずらした第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂである。図３Ｃよりも、中心線１０ａに対して中心線１０ｂを＋Ｘ軸方向にずらすと、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとがＸ軸方向において、搬送路７を挟んで対向しない構成になり、Ｘ軸方向に印加する磁界が小さくなる。よって、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとは、中心線１０ａに対して、中心線１０ｂを、図３Ａの位置よりずらして配置される。また、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとは、中心線１０ｂを最大ずらした場合、図３Ｃの位置に配置される。

【0015】

上記の構成により、搬送路７において、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとがＸ軸方向に印加する磁界を強くすることができる。図４Ａ及び図４Ｂは、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとから生成される磁界分布を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂは、磁界分布を説明するために必要な構成要素を記載し、他は省略している。図４Ａに、比較例として第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとのＸ軸方向における中心が一致する場合の搬送路７での磁界分布を示す。図４Ｂに、磁気センサ装置１００における搬送路７での磁界分布を示す。図中の矢印が磁力線を示す。図４Ａおよび図４Ｂに示す通り、図４Ａでは、搬送路７において、Ｚ軸方向に磁界が印加されていることがわかる。図４Ｂでは、搬送路７において、Ｘ軸方向とＺ軸方向に磁界が印加されていることがわかる。つまり、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとのＸ軸方向における中心が一致する場合と比較して、磁気センサ装置１００は、Ｘ軸方向に印加する磁界を大きくすることができることがわかる。

【0016】

図１及び図２に戻って、第１の磁気抵抗効果素子２ａは、第１の磁界発生部１ａと搬送路７との間に設けられる。第１の磁気抵抗効果素子２ａは、被検知物８が搬送路７を搬送されることにより生じる磁束密度の変化を抵抗値の変化として出力する。第１の磁気抵抗効果素子２ａは、Ｙ軸方向に沿って複数配置される。同様に、第２の磁気抵抗効果素子２ｂは、第２の磁界発生部１ｂと搬送路７との間に設けられる。第２の磁気抵抗効果素子２ｂは、被検知物８が搬送路７を搬送されることにより生じる磁束密度の変化を抵抗値の変化として出力する。第２の磁気抵抗効果素子２ｂは、Ｙ軸方向に沿って複数配置される。第１の磁気抵抗効果素子２ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２ｂは、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ）、巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ：Ｇｉａｎｔ ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ）素子、トンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ：Ｔｕｎｎｅｌ ＭａｇｎｅｔｏＲｅｓｉｓｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ）を含む。第１の磁気抵抗効果素子２ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２ｂは、印加されるバイアス磁界が大きい場合は、トンネル磁気抵抗効果素子を用いることが好ましい。特に、被検知物８に含まれる磁性パターンが磁性体の有無により２値のドットパターンが形成されている場合は、トンネル磁気抵抗効果素子を用いることが好ましい。第１の磁気抵抗効果素子２ａ及び第２の磁気抵抗効果素子２ｂの詳細については、後述する。

【0017】

筐体３ａ及び筐体３ｂは、樹脂、セラミック、非磁性金属などの非磁性体で作製され、上面が開口した箱状に形成されている。筐体３ａは、第１の磁界発生部１ａを収納する。同様に、筐体３ｂは、第２の磁界発生部１ｂを収納する。金属シールド板４ａは、回路基板６ａと第１の磁気抵抗効果素子２ａの被検知物８の搬送路側を被覆して、保護する。同様に、金属シールド板４ｂは、回路基板６ｂと第２の磁気抵抗効果素子２ｂの被検知物８の搬送路側を被覆して、保護する。金属シールド板４ａ及び金属シールド板４ｂは、それ自体は磁化することなく、磁力線を透過する。

【0018】

回路基板５ａは、第１の磁気抵抗効果素子２ａを囲んで、第１の磁界発生部１ａの上面に載置されている。回路基板５ａは、図５に示すように、第１の磁気抵抗効果素子２ａに、電源電圧ＶＤＤと接地電圧ＧＮＤを印加し、第１の磁気抵抗効果素子２ａの抵抗の変化を示す検出信号を出力する。詳細には、第１の磁気抵抗効果素子２ａは、後述するように、第１の抵抗体２１ａと第２の抵抗体２２ａとを有する。回路基板５ａにより、第１の抵抗体２１ａの一端には電源電圧ＶＤＤが印加される。第２の抵抗体２２ａの一端には接地電圧ＧＮＤが印加される。第１の抵抗体２１ａと第２の抵抗体２２ａとの他端は短絡され、各対の出力として出力信号線を介して回路基板５ａに出力される。このような構成において、電源電圧ＶＤＤは、第１の抵抗体２１ａと第２の抵抗体２２ａとの抵抗値の比に応じて分圧され、出力信号線に検出信号として出力される。磁性体を有する被検知物８が搬送路７を通過することにより、第１の抵抗体２１ａと第２の抵抗体２２ａに印加される磁界が変化し、それにより、その抵抗値が変化して、分圧比が変化することで、検出信号の電圧が変化する。回路基板５ａは、検出信号を信号処理回路基板６ａに伝達し、信号処理回路基板６ａは、検出信号を処理することにより、被検知物８の磁性パターンを検出することが可能となる。同様に、回路基板５ｂは、第２の磁気抵抗効果素子２ｂを囲んで、第２の磁界発生部１ｂの上面に載置されている。回路基板５ｂは、第２の磁気抵抗効果素子２ｂに、電源電圧ＶＤＤと接地電圧ＧＮＤを印加し、第２の磁気抵抗効果素子２ｂの抵抗の変化を示す検出信号を出力する。回路基板５ｂにおけるその他の詳細は、回路基板５ａと同様である。

【0019】

信号処理回路基板６ａは、筐体３ａの下部に配置され、ケーブル９ａを介して回路基板５ａに接続され、回路基板５ａの出力する検出信号を処理して、被検知物８の磁性パターンを検知する。同様に、信号処理回路基板６ｂは、筐体３ｂの下部に配置され、ケーブル９ｂを介して回路基板５ｂに接続され、回路基板５ｂの出力する検出信号を処理して、被検知物８の磁性パターンを検知する。

【0020】

なお、ここでは図示していないが、磁気センサ装置１００は、鉄などの軟磁性体で板状に構成されたヨークを備えた構成としてもよい。ヨークは、第１の磁界発生部１ａ及び第２の磁界発生部１ｂに接続されるものであり、第１の磁界発生部１ａ及び第２の磁界発生部１ｂの発生する磁束を通過させるものである。

【0021】

第１の磁気抵抗効果素子２ａは、Ｘ軸方向に並んで配置された第１の抵抗体２１ａと第２の抵抗体２２ａとを有する。第１の抵抗体２１ａと第２の抵抗体２２ａとのＸ軸方向の間隔の中心は、第１の磁界発生部１ａのＸ軸方向の中心と異なる位置に配置される。詳しくは、第１の抵抗体２１ａと第２の抵抗体２２ａとのＸ軸方向の間隔の中心である中心線１０ｄが、第１の磁界発生部１ａのＸ軸方向の中心である中心線１０ａよりも、第２の磁界発生部１ｂのＸ軸方向の中心である中心線１０ｂから遠い位置に配置される。同様に、第２の磁気抵抗効果素子２ｂは、Ｘ軸方向に並んで配置された第３の抵抗体２１ｂと第４の抵抗体２２ｂとを有する。第３の抵抗体２１ｂと第４の抵抗体２２ｂとのＸ軸方向の間隔の中心は、第２の磁界発生部１ｂのＸ軸方向の中心と異なる位置に配置される。詳しくは、第３の抵抗体２１ｂと第４の抵抗体２２ｂとのＸ軸方向の間隔の中心である中心線１０ｅが、第２の磁界発生部１ｂのＸ軸方向の中心である中心線１０ｂよりも、第１の磁界発生部１ａのＸ軸方向の中心である中心線１０ａから遠い位置に配置される。

【0022】

第１の抵抗体２１ａと第２の抵抗体２２ａとは、回路基板５ａにおいてブリッジ接続される。同様に、第３の抵抗体２１ｂと第４の抵抗体２２ｂとは、回路基板５ｂにおいてブリッジ接続される。図６は、第１の磁気抵抗効果素子２ａと第２の磁気抵抗効果素子２ｂとをＸ軸方向において配置する位置ごとのＸ軸方向に発生する磁束密度（Ｂｘ）を示すグラフである。縦軸にＸ軸方向のバイアス磁界の強さである磁束密度（Ｂｘ）、横軸に、磁気抵抗素子を配置するＸ軸方向の位置を示す。横軸は、Ｘ軸方向において中心線１０ａと中心線１０ｂとの中心である中心線１０ｃを０としている。破線で、第１の磁気抵抗効果素子２ａに印加されるバイアス磁界を示す。実線で、第２の磁気抵抗効果素子２ｂに印加されるバイアス磁界を示す。なお、図６は、Ｘ軸方向の長さがそれぞれ６ｍｍの第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂにおいて、中心線１０ａを中心線１０ｃからＸ軸方向にマイナス０．５ｍｍ、中心線１０ｂを中心線１０ｃからＸ軸方向にプラス０．５ｍｍずらした場合である。

【0023】

図６に示すグラフより、第１の抵抗体２１ａにプラスの磁界を印加し、第２の抵抗体２２ａにマイナスの磁界を印加するために、中心線１０ｄのＸ軸方向の位置は、グラフ中の矢印Ａで示す位置とすることが好ましいことがわかる。矢印Ａの位置に中心線１０ｄが配置されると、第１の抵抗体２１ａは、矢印Ａの位置より−Ｘ軸方向に配置され、これによりプラスの磁束が印加される。同様に、第２の抵抗体２２ａは、矢印Ａの位置より＋Ｘ軸方向に配置され、これによりマイナスの磁束が印加される。同様に、第３の抵抗体２１ｂにマイナスの磁束を印加し、第４の抵抗体２２ｂにプラスの磁束を印加するために、中心線１０ｅのＸ軸方向の位置は、グラフ中の矢印Ｂで示す位置とすることが好ましいことがわかる。矢印Ｂの位置に中心線１０ｅが配置されると、第３の抵抗体２１ｂは、矢印Ｂの位置より−Ｘ軸方向に配置され、これによりマイナスの磁束が印加される。同様に、第４の抵抗体２２ｂは、矢印Ｂの位置より＋Ｘ軸方向に配置され、これによりプラスの磁束が印加される。つまり、グラフより、中心線１０ｄが、中心線１０ａよりも、中心線１０ｂから遠い位置に配置されることが好ましいことがわかる。同様に、中心線１０ｅが、中心線１０ｂよりも、中心線１０ａから遠い位置に配置されることが好ましいことがわかる。

【0024】

なお、ここでは中心線１０ａを中心線１０ｃからＸ軸方向にマイナス０．５ｍｍ、中心線１０ｂを中心線１０ｃからＸ軸方向にプラス０．５ｍｍずらした場合を示した。しかし、中心線１０ｄと中心線１０ｅとの好ましい位置は、中心線１０ａと中心線１０ｂとを、中心線１０ｃからずらした量によって変わる。そのため、中心線１０ａと中心線１０ｂとを中心線１０ｃからずらした量に応じて好適な位置を決定すればよい。このようにすることで、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとの中心線のずれ量の精度が低い場合においても、中心線１０ｄと中心線１０ｅとを配置する位置を調整することで、磁気抵抗効果素子の出力を求める値とすることができる。

【0025】

なお、ここでは、第１の磁気抵抗効果素子２ａと第２の磁気抵抗効果素子２ｂとを両方備える構成としたが、必要に応じて第１の磁気抵抗効果素子２ａのみを備える構成または第２の磁気抵抗効果素子２ｂのみを備える構成としてもよい。

【0026】

実施の形態１に係る磁気センサ装置１００によれば、搬送路７においてＸ軸方向に印加する磁界を大きくすることができる。これにより、磁気抵抗効果素子が出力する搬送方向であるＸ軸方向の磁界の変化を大きくすることができる。この結果、被検知物８に含まれる磁性パターンの検出に優れる磁気センサ装置１００を得ることができる。また、磁気センサ装置１００をＹ軸方向に複数並べることで、＋Ｘ軸方向に搬送された被検知物８に含まれる２次元の磁性パターンを検出できる。

【0027】

（実施の形態２）
以下、実施の形態２に係る磁気センサ装置２００について、図面を用いて説明する。図７は、実施の形態２に係る磁気センサ装置２００のＹ軸方向から見たＺ−Ｘ断面図である。図８は、実施の形態２に係る磁気センサ装置２００の磁気センサ装置１００のＹ−Ｚ断面図である。図７は、図８のＩ−Ｉ線断面、図８は図７のII−II線断面に相当する。実施の形態２に係る磁気センサ装置２００は、磁気センサ装置１００にさらに固定部１１を備えたものである。その他の構成は、実施の形態１と実質的に同様である。以下、上述の実施の形態で説明した構成と同一又は対応する構成については同一符号を付し、それらの構成の説明を繰り返し行わない。

【0028】

固定部１１は、非磁性体により形成されたものである。第１の磁界発生部１ａのＸ軸方向と交差する方向であるＹ軸方向における端部は固定部１１に接続される。また、第２の磁界発生部１ｂのＸ軸方向と交差する方向であるＹ軸方向における端部は固定部１１に接続される。これにより、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとを固定部１１を介して接続することができる。よって、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとの位置決めを容易にすることができ、製造上の誤差の発生を低減することができる。

【0029】

実施の形態２に係る磁気センサ装置２００においても、搬送路７において搬送方向（Ｘ軸方向）に印加する磁界を大きくすることができる。これにより、磁気抵抗効果素子が出力する搬送方向（Ｘ軸方向）の磁界の変化を大きくすることができる。また、第１の磁界発生部１ａと第２の磁界発生部１ｂとの位置決めを容易にすることができる。

【0030】

本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、この開示の範囲内とみなされる。

【0031】

本出願は、２０２０年３月３０日に出願された、日本国特許出願特願２０２０−０６０２７２号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０２０−０６０２７２号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

【符号の説明】

【0032】

１ａ 第１の磁界発生部、１ｂ 第２の磁界発生部、２ａ 第１の磁気抵抗効果素子、３ａ 筐体、３ｂ 筐体、４ａ 金属シールド板、４ｂ 金属シールド板、５ａ 回路基板、５ｂ 回路基板、６ａ 信号処理回路基板、６ｂ 信号処理回路基板、７ 搬送路、８ 被検知物、９ａ ケーブル、９ｂ ケーブル、１０ａ 中心線、１０ｂ 中心線、１０ｃ 中心線、１０ｄ 中心線、１０ｅ 中心線、１１ 固定部、１００ 磁気センサ装置、２００ 磁気センサ装置。

【要約】

搬送路（７）を搬送される被検知物（８）に交差する磁界を生成する第１の磁界発生部（１ａ）と、第１の磁界発生部（１ａ）と搬送路（７）に対して反対側に配置され、被検知物（８）に交差する磁界を生成する第２の磁界発生部（１ｂ）と、第１の磁界発生部（１ａ）と搬送路（７）との間に設けられ、被検知物（８）が搬送されることにより生じる磁束密度の変化を抵抗値の変化として出力する第１の磁気抵抗効果素子（２ａ）とを備える。第１の磁界発生部（１ａ）と第２の磁界発生部（１ｂ）とは、搬送路（７）に対向する磁極が異なる磁極であり、被検知物（８）の搬送方向における中心が異なる位置に配置される。第１の磁気抵抗効果素子（２ａ）は、第１の抵抗体（２１ａ）と第２の抵抗体（２２ａ）とを有し、第１の抵抗体（２１ａ）と第２の抵抗体（２２ａ）との搬送方向の間隔の中心が、第１の磁界発生部（１ａ）の搬送方向の中心と異なる位置に配置されている。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】