(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略Ｃ又は略Ｕ字状をなし検査面にギャップが設けられたヨークと、
前記ヨークのギャップに嵌合され、一方の磁極が前記検査面と面一をなして前記ギャップを横切る被検出対象物と対向し、他方の磁極が前記ギャップの内方に向けて且つその端面が前記ヨークから離隔して配置され、両側面が前記ギャップの対向する端面に当接されたマグネットと、
前記ヨークに巻回されて前記ヨークを通る磁束の変化を検出するコイルと
を備えたことを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
前記ヨークは略Ｃ字状をなし、前記マグネットはその長さが前記ギャップの高さよりも長く、前記他方の磁極が前記ギャップから内方に突出し、前記コイルは前記ヨークの中央部に巻回されている、ことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】
前記ヨークは略Ｕ字状をなし、前記マグネットは前記他方の磁極が前記ヨークの対向する脚部に沿って内方に延出し、前記コイルは前記脚部に巻回されている、ことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペーシングロスを低減した磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動販売機の普及に伴い紙幣の使用頻度が高くなってきており、これに伴い紙幣を確実に識別することが必要不可欠とされている。紙幣の識別には種々の手段があり、例えば、紙幣に磁気テープ様の磁性を有するスレッドを設け、このスレッドを検出することで識別するようにしたものがある。このような紙幣のスレッドを検出するための磁気ヘッドとしては、例えば、図５に示すようなものがある。この磁気ヘッド１は、ケース２内に、各先端部３ａ、３ａが僅かなギャップｇを存して対向し、各基端部３ｂ、３ｂがマグネット４の各磁極に結合された１対のヨーク３、３と、これらのヨーク３、３に巻回されたコイル５、５と、ヨーク３、３を固定支持する支持台６、及びコイル５、５に接続された接続端子７、７が収納され、樹脂部材８によりモールドされて構成されている。各ヨーク３の先端部３ａの外面３ｃは、検査面（以下、「検査面３ｃ」という）とされている。
【０００３】
マグネット４の磁束は、Ｎ極からヨーク３、ギャップｇ、ヨーク３を通りＳ極に至る。紙幣３０が検査面３ｃ、３ｃを矢印方向に摺動し、当該紙幣３０に設けられた磁性を有するスレッド３１がギャップｇを横切ると、ヨーク３、３を通る磁束が変化し、この磁束の変化をコイル５、５により検出して前記スレッド３１の有無を検知する。これにより、紙幣３０を識別している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の磁気ヘッド１においては、ヨーク３、３間のギャップｇの長さを小さくする（幅を狭くする）程検出感度が高くなるが、スペーシングロス即ち、検査面３ｃから被検査対象物としての紙幣３０が僅かに離れても検出感度が著しく低下する。これは、図６に示すようにギャップｇにおいてスレッド３１の検出に寄与する磁束が少ないこと、磁束の検査面３ｃから離れる方向（垂直方向）の到達範囲（距離）が小さいこと等により、ヨーク３の磁束の変化量が小さいことによる。
【０００５】
図８は、磁気ヘッド１のスペーシングロス特性の一例を示し、横軸にヨーク３の検査面３ｃと紙幣３０との間のスペース(mm)を、縦軸にスペーシングロス（％）をとり、ギャップｇの長さをパラメータとして表したものである。磁気ヘッドとして使用可能なスペーシングロスを例えば、５０％とした場合、ギャップｇの長さが0.02mmの場合には、スペースが約0.01mmと極めて小さく、ギャップｇの長さが0.2mmの場合でもスペースが約0.09mm程度と小さい。
【０００６】
そこで、スペーシングロスを少なくするためにギャップｇの長さを大きく（広く）することにより改善している。しかしながら、ギャップｇを大きくするとこれに応じて当該ギャップｇにおける磁気抵抗が高くなり、磁気バイアスが低下してＳ／Ｎ比が確保できないという問題がある。
このため、従来の磁気ヘッド１においては、ギャップの長さを極力小さくし、ローラやパッドによりヨーク３の検査面３ｃに紙幣３０を押し付けながら移動させてスペーシングロスを少なくするようにしている。
【０００７】
しかしながら、磁気ヘッド１の検査面３ｃに紙幣３０を押し付けて移動させると当該検査面３ｃの摩耗が激しく、特に使用頻度の高い自動販売機等においては磁気ヘッド１の寿命が短くなる。また、紙幣３０に皺が発生したする等の問題がある。このため、磁気ヘッドの検査面に紙幣等の被検査対象物を軽く接触させる、または、非接触で充分な検出感度を有する磁気ヘッドが要望されている。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、スペーシングロスを大幅に低減することができる磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の磁気ヘッドは、略Ｃ又は略Ｕ字状をなし検査面にギャップが設けられたヨークと、前記ヨークのギャップに嵌合され、一方の磁極が前記検査面と面一をなして前記ギャップを横切る被検出対象物と対向し、他方の磁極が前記ギャップの内方に向けて且つその端面が前記ヨークから離隔して配置され、両側面が前記ギャップの対向する端面に当接されたマグネットと、前記ヨークに巻回されて前記ヨークを通る磁束の変化を検出するコイルとを備えたことを特徴としている。
また、請求項２の磁気ヘッドは、請求項１において、前記ヨークは略Ｃ字状をなし、前記マグネットはその長さが前記ギャップの高さよりも長く、前記他方の磁極が前記ギャップから内方に突出し、前記コイルは前記ヨークの中央部に巻回されている、ことを特徴としている。
また、請求項３の磁気ヘッドは、請求項１において、前記ヨークは略Ｕ字形状をなし、前記マグネットは前記他方の磁極が前記ヨークの対向する脚部に沿って内方に延出し、前記コイルは前記脚部に巻回されている、ことを特徴としている。
【００１０】
マグネットは、一方の磁極が被検査対象物と対向するようにヨークのギャップに嵌合され、両側面が前記ギャップの対向する端面に当接され、他方の磁極の端面が前記ヨークから離隔して配置されていることで、磁力線の検査面からの到達範囲（距離）が長くなり、これに応じて被検査対象物と検査面とのスペース（距離）を長くとることが可能となる。また、ヨークを通る磁束が多くなることで、前記被検査対象物による磁束の変化が大きくなり、コイルによる検出感度を高くすることが可能となる。これにより、スペーシングロスが大幅に低減され、且つ検出感度が確保される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明係る磁気ヘッドの第１実施形態を示す。磁気ヘッド１１は、ケース１２にヨーク１３と、マグネット１４と検出コイル１５、支持台１６、及び接続端子１７が収納されて樹脂部材１８によりモールドされて構成されている。ヨーク１３は、角形の略Ｃ字形状をなし、先端部１３ａの中央にギャップＧが設けられており、当該先端部１３ａの外面１３ｄが検査面（以下「検査面１３ｄ」という）とされている。そして、被検査対象物としての例えば、紙幣３０は、スレッド３１が検査面１３ｄに対してギャップＧを横切るように移動する。
【００１２】
マグネット１４は、ヨーク１３のギャップＧに嵌合され、磁極が紙幣３０の紙面と対向するように配置され、両側面がギャップＧの対向する端面に当接されており、磁束の方向が検査面１３ｃと直交する即ち、スレッド３１と直交するようになっている。マグネット１４の長さは、ギャップＧの高さ（奥行き）よりも長く、一方の磁極例えば、Ｎ極の端面が検査面１３ｃと面一とされ、他方の磁極Ｓがヨーク１３のギャップＧから内方に突出している。これにより、ヨーク１３を通る磁束を多くすることが可能となる。
【００１３】
ヨーク１３の脚部１３ｂ、１３ｂにはコイル１５、１５が巻回されており、これら２つのコイル１５は直列に接続されている。ヨーク１３は、中央部１３ｃが支持台１６に固定されて支持されており、コイル１５の始端及び終端が接続端子１７、１７に接続されている。これらは、ケース１２に収納され、ヨーク１３の検査面１３ｄがケースの前面１２ａと面一をなしてモールドされている。このようにヨーク１３の脚部１３ｂ、１３ｂにコイル１５、１５を巻回することで、磁気ヘッド１１全体の幅を狭くすることが可能となる。この磁気ヘッド１１は、紙幣の識別センサとして使用される。
【００１４】
以下に作用を説明する。
マグネット１４は、磁極Ｎが紙幣３０の紙面と対向するように配置され、磁束の方向が検査面１３ｄと直交するようにされていることで、図２に示すように磁束Φが発生しており、検査面１３ｄからの到達範囲（距離）が長くなり、これに応じて紙幣３０と検査面１３ｃとのスペース（距離）を長くとることが可能となる。更に、マグネット１４の長さがギャップＧの高さよりも長く、磁極Ｓがヨーク１３のギャップＧから内方に突出していることにより、ヨーク１３を通る磁束が多くなることで、スレッド３１による磁束の変化が大きくなり、コイル１５、１５による検出感度を高くすることが可能となる。
【００１５】
図１に示すように検査面１３ｄに対してマグネット１４の磁極Ｎを横切るように紙幣３０が矢印方向に移動して、当該紙幣３０に設けられているスレッド３１がマグネット１４の磁束Φ（図２）を横切ったときにヨーク１３を通る磁束が変化する。そして、ヨーク１３を通る磁束が変化したときにコイル１５、１５に起電力が発生する。これにより、紙幣３０のスレッド３１の有無を検査することができる。
【００１６】
図７に磁気ヘッド１１のスペーシングロス特性の一例を示す。図７において特性曲線Ｉは、ヨーク１３のギャップＧ（マグネット１４の幅に相当）を0.6mmに設定した場合を、特性曲線IIは、ギャップＧを1.2mmに設定した場合を示す。従って、スペーシングロスを５０％とし、ギャップＧを0.6mmに設定した場合のスペースは約0.3mmとなり、図８に示す従来タイプの磁気ヘッドにおいてスペーシングロスを５０％とし、ギャップｇを0.1mmに設定した場合のスペース0.04mmに比べて約８倍となり、スペーシングロスが飛躍的に低減する。
【００１７】
これにより、磁気ヘッド１１の検査面１３ｄに紙幣３０を押し付ける必要がなくなり、ソフトタッチ、或いは僅かなスペースを存して非接触で検査が可能となり、検査面１３ｄの摩耗を著しく低減することができる。また、検査時における紙幣３０の皺の発生が防止される。しかも、ヨーク１３の検査面１３ｄのギャップＧを長く（広く）することができ、ヨーク１３の加工や組み付けが容易となる。
【００１８】
図３は、本発明に係る磁気ヘッドの第２実施形態を示し、磁気ヘッド１１'は、実施形態１に示すヨーク１３の中央部１３ｃにコイル１５を巻回した構成としたものである。このような構造とすることで、磁気ヘッド１１'の奥行きを短くすることが可能となる。
図４は、本発明に係る磁気ヘッドの第３実施形態を示し、磁気ヘッド２１は、ヨーク２３を略Ｕ字形状とし先端部２３ａ、２３ａ間のギャップＧ（開口部）にマグネット２４を装着し、端面２３ｄ、２３ｄ、及びマグネット２４の一側の磁極例えば、Ｎ極の端面を検査面とし、両脚部２３ｂ、２３ｂにコイル２５、２５を巻回して支持台２６に固定し、直列に接続したコイル２５、２５の両端を接続端子２７、２７に接続し、ケース２２内に収納して樹脂部材２８でモールドした構成としたものである。このような構造とすることで、ヨーク２３を通る磁束が更に多くなり、スレッド３１による磁束の変化が大きくなり、コイル２５、２５による検出感度を高くすることが可能となる。また、ヨーク２３を極めて簡単な形状とすることができ、組付性の向上、コストの低減が図られる。また、磁気ヘッド２１の幅を狭くすることが可能となる。
【００１９】
尚、上記実施の形態においては磁気ヘッドを紙幣に設けられた磁気テープ様のスレッドを検出する紙幣識別センサに適用する場合について記述したが、これに限るものではなく、他の磁気インク検知センサ、MICR（Magnetic Ink Character Reader）読み取りセンサ、近接センサ、磁性識別センサ等のセンサに適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の磁気ヘッドによれば、スペーシングロスを大幅に低減することが可能となり、磁気ヘッドに被検査対象物を軽く接触させるだけで、或いは僅かな間隙を存して非接触で検査することが可能となり、磁気ヘッドの摩耗を防止することができ、耐久性の大幅な向上が図られる。
また、請求項２の磁気ヘッドによれば、ヨークを通る磁束が多くなり、検出感度を高くすることが可能となる。また、磁気ヘッドの奥行きを短くすることが可能となり、小型化が図られる。
また、請求項３の磁気ヘッドによれば、ヨークを通る磁束が多くなり検出感度を高くすることが可能となる。また、ヨークを極めて簡単な構造とすることができ、組付性の向上、コストの低減が図られる。更に、磁気ヘッドの幅を狭くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気ヘッドの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示すヨークに設けられたマグネットの磁束の説明図である。
【図３】本発明に係る磁気ヘッドの第２実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る磁気ヘッドの第３実施形態を示す断面図である。
【図５】従来の磁気ヘッドの一例を示す断面図である。
【図６】図５に示す磁気ヘッドのギャップ部分の磁束の説明図である。
【図７】図１に示す本発明の磁気ヘッドのスペーシングロスの一例を示す特性図である。
【図８】図５に示す従来の磁気ヘッドのスペーシングロスの一例を示す特性図である。
【符号の説明】
１１、１１'、２１  磁気ヘッド
１２、２２  ケース
１３、２３  ヨーク
１４、２４  マグネット
１５、２５  コイル
３０  紙幣（被検査対象物）
３１  スレッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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