JP2017072456A5 - - Google Patents

Description

以上の検討の結果得られた本発明（請求項１に記載の第１発明）の微小磁性体検出センサは、
アモルファス材料の感磁体にパルス電流または交流電流が通電された場合に、前記感磁体の周辺に位置および姿勢が不特定の状態で位置する磁石化している微小磁性体が発生する微弱な局部磁界に対応する電圧を出力する磁気検出素子と、
前記電圧を信号処理して出力信号を出力する信号処理装置とから成り、
前記磁気検出素子が、最大感度方向である感度軸が互いに異なる方向になるように配設され、１つの感磁体では前記微小磁性体が検知出来ない場合でも、残りの感磁体によって検出されるように構成された少なくとも２個の感磁体より成るものである。

本発明（請求項２に記載の第２発明）の微小磁性体検出センサは、
前記第１発明において、
前記２個の感磁体が、それぞれ前記微小磁性体が発生する局部磁界に対応する電圧を出力するように構成されていることを特徴とするものである。
本発明（請求項３に記載の第３発明）の微小磁性体検出センサは、
前記第１発明において、
前記少なくとも２個の感磁体が、２次元的に配設されているものである。

本発明（請求項４に記載の第４発明）の微小磁性体検出センサは、
前記第１発明または第２発明において、
少なくとも３個の感磁体が、空間において３次元的に磁気的に干渉しないように配設されているものである。

本発明（請求項５に記載の第５発明）の微小磁性体検出センサは、
前記第３発明において、
微小磁性体の局部磁界を検出する２個の感磁体が、矩形の基板の隣り合う２辺の端部に沿って接触しないように直交関係に配設され、
前記２個の感磁体に接続され、パルス電流または交流電流を通電する駆動回路が前記基板に配設されるとともに、
前記２個の感磁体に接続され、前記２個の感磁体によって検出された前記微小磁性体の局部磁界に基づく電圧を信号処理する信号処理装置が前記基板に配設されているものである。

本発明（請求項６に記載の第６発明）の微小磁性体検出センサは、
前記第４発明において、
微小磁性体の局部磁界を検出する３個の感磁体が、互いの感度軸が成す角度が略直角になる３次元方向に配設され、
前記３個の感磁体に接続された前記信号処理装置が、前記３個の感磁体の出力信号に基づき前記微小磁性体が発する局部磁界の全磁力信号成分を求めるものである。

本発明（請求項７に記載の第７発明）の微小磁性体検出センサは、
前記第１発明または第２発明において、
前記少なくとも２個の感磁体が、前記一つの感磁体の前記感度軸またはその延長線が、残りの感磁体に接触しないように配置されているものである。

本発明（請求項８に記載の第８発明）の微小磁性体検出センサは、
前記第１〜７発明において、
前記磁気検出素子として、磁気インピーダンス素子または直交フラックスゲート型検出素子を用いるものである。

本発明（請求項９に記載の第９発明）の異物検出装置は、
アモルファス材料の感磁体にパルス電流または交流電流が通電された場合に、前記感磁体の周辺に位置および姿勢が不特定の状態で位置する磁石化している微小磁性体が発生する微弱な局部磁界に対応する電圧を出力する磁気検出素子と、
前記電圧を信号処理して出力信号を出力する信号処理装置と、
該信号処理装置の出力信号に基づき表示部に表示を行う表示装置とから成り、
前記磁気検出素子が、最大感度方向である感度軸が互いに異なる方向になるようにある面に配設され、１つの感磁体では前記微小磁性体が検知出来ない場合でも、残りの感磁体によって検出されるように構成された少なくとも２個の感磁体より成り、同一平面における検出領域内において間隔を置いて多数配設されるとともに、
前記検出領域内に載置された検査対象物内に磁石化した微小磁性体の異物が混入されている場合には、該微小磁性体の微弱な局部磁界を検出した前記磁気検出素子が出力する前記電圧に基づき前記信号処理装置が信号処理することにより、前記微小磁性体が発する微弱な局部磁界の大きさを求め、前記表示装置が前記表示部において前記検出領域内において載置された前記検査対象物内に混入されている前記微小磁性体の異物を表示するように構成されているものである。

本発明（請求項１０に記載の第１０発明）の異物検出装置は、
前記第９発明において、
前記磁気検出素子として、磁気インピーダンス素子または直交フラックスゲート型検出素子を用いるものである。

上記構成より成る第１発明の微小磁性体検出センサは、前記磁気検出素子を構成する最大感度方向である感度軸が互いに異なる方向になるように配設され、１つの感磁体では前記微小磁性体が検知出来ない場合でも、残りの感磁体によって検出されるように構成された少なくとも２個のアモルファス材料の感磁体が、パルス電流または交流電流が通電されると、周辺に位置および姿勢が不特定の状態で位置する磁化により磁石化している微小磁性体が発生する微弱な局部磁界に対応する電圧を出力するので、前記１つの感磁体から出力された電圧が零に近くても、感度軸が異なる方向に配設された残りの感磁体が電圧を確実に検出して出力することから、前記少なくとも２個の感磁体に対する相対的姿勢にかかわらず微小磁性体の確実な検出を可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る本第２発明の微小磁性体検出センサは、前記第１発明において、前記２個の感磁体が、それぞれ前記微小磁性体が発生する局部磁界に対応する電圧を出力するので、微小磁性体の確実な検出を可能にするという効果を奏する。
上記構成より成る本第３発明の微小磁性体検出センサは、前記第１発明または第２発明において、前記磁気検出素子を構成する前記少なくとも２個のアモルファス材料の感磁体が、最大感度方向である感度軸が互いに異なる方向になるとともに、２次元的に配設されているので、仮に２次元的に配設された一つの感磁体によって出力される電圧が零に近くても、感度軸が異なる方向に２次元的に配設された残りの感磁体が検出して電圧を確実に出力することから、前記少なくとも２個の感磁体に対する微小磁性体の２次元的な相対的位置および姿勢にかかわらず、微小磁性体の確実な検出を可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る本第４発明の微小磁性体検出センサは、前記第１発明または第２発明において、少なくとも３個の感磁体が、空間において３次元的に磁気的に干渉しないように配設されているので、仮に３次元的に配設された一つの感磁体によって出力される電圧が零に近くても、感度軸が異なる方向に３次元的に配設された残りの少なくとも２個のうち、いずれかの感磁体が電圧を検出して出力することから、前記少なくとも３個の感磁体に対する微小磁性体の３次元的な相対的位置および姿勢にかかわらず、微小磁性体の確実な検出を可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る本第５発明の微小磁性体検出センサは、前記第３発明において、微小磁性体の局部磁界を検出する前記２個の感磁体が、前記矩形の基板の隣り合う２辺の端部に沿って接触しないように直交関係に配設され、前記２個の感磁体に接続され、パルス電流または交流電流を通電する駆動回路が前記基板に配設されるとともに、前記２個の感磁体に接続され、前記２個の感磁体によって検出された前記微小磁性体の局部磁界に基づく電圧を信号処理する前記信号処置装置が前記基板に配設されているので、上記基板を検査領域内に必要数並置することにより、前記領域内に位置する前記微小磁性体の検出を可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る本第６発明の微小磁性体検出センサは、前記第４発明において、微小磁性体の局部磁界を検出する３個の感磁体が、互いの感度軸が成す角度が直角になる３次元方向に配設され、前記３個の感磁体に接続された前記信号処理装置が、前記３個の感磁体の出力信号に基づき、前記微小磁性体が発する磁界の全磁力信号成分を求めるものであるので、前記微小磁性体の前記３個の感磁体に対する３次元における相対的ないかなる姿勢に対しても安定な位置および姿勢に応じた検出を可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る本第７発明の微小磁性体検出センサは、前記第１発明または第２発明において、前記少なくとも２個の感磁体が、前記一つの感磁体の前記感度軸またはその延長線が、残りの感磁体に接触しないように配置されているので、前記少なくとも２個の感磁体が磁気的に干渉することなく、前記微小磁性体の精確な検出を可能にするという効果を奏する。

上記構成より成る本第８発明の微小磁性体検出センサは、前記第１〜７発明で用いる前記磁気検出素子として、磁気インピーダンス素子または直交(開磁路)フラックスゲート型検出素子を用いるものである。本第８発明の微小磁性体検出センサは、どちらの素子もアモルファス材料を感磁体として用い、パルス電流または高周波電流（磁気インピーダンス素子）、交流電流(直交フラックスゲート型検出素子)を通電することにより、周囲の磁場の強さに応じた電圧を出力することにより、磁場を検出できるもので、高感度かつ小型化が可能な磁気検出素子であり、前記微小磁性体の精確な検出を可能にするという効果を奏する。なお、フラックスゲートセンサには、直交型以外に従来多く用いられていたパーマロイをコアとする平行フラックスゲートセンサがあるが、こちらのタイプは、小型化が困難なため、本発明には適さない。

上記構成より成る本第９発明の異物検出装置は、上述した構成の前記磁気検出素子が、最大感度方向である感度軸が互いに異なる方向になるようにある面に配設され、１つの感磁体では前記微小磁性体が検知出来ない場合でも、残りの感磁体によって検出されるように構成された少なくとも２個の感磁体より成り、同一平面における前記検査領域内において間隔を置いて多数配設されているので、前記検査領域内に磁石化した微小磁性体の異物が位置する場合には、該微小磁性体の微弱な局部磁界を検出した前記磁気検出素子が出力する前記電圧に基づき、前記信号処理装置が信号処理することにより、前記微小磁性体が発する局部磁界の大きさを求め、前記表示装置が前記表示部において、前記検出領域内において載置された前記検査対象物内に混入されている前記微小磁性体を表示するので、前記検査領域内に載置された検査対象物内に混入している異物の二次元的な位置および姿勢に応じた表示を可能にするという効果を奏する。
なお、ここで、磁気検出素子により求める微小磁性体が発する局部磁界の大きさとは、例えば、感磁体が２個の場合には、２個の感磁体の感磁軸を含む平面に沿う成分として求めることができ、互いに感磁軸が直交するように３個の感磁体を設けた場合には、第６発明と同様に全磁力成分として求めることができる。

上記構成より成る本第１０発明の異物検出装置は、前記第９発明で用いる前記磁気検出素子として、磁気インピーダンス素子または直交フラックスゲート型検出素子を用いるものである。そして、本第１０発明の異物検出装置は、前記した本第８発明と同様の理由により、前記微小磁性体の精確な検出を可能な異物検出装置を提供可能にできるという効果を奏する。

以上の実施例の説明は、主として磁気インピーダンス素子を用いた例により説明したが、一例を示した開磁路型の直交フラックスゲート型検出素子を用いても、磁気インピーダンス素子と同様に小型化可能であって、かつ感磁体の軸方向に対し極めて高感度な磁気検出性能を得られるので、最大感度方向である感度軸が互いに異なる方向になるように少なくとも２個の感磁体を配設することにより、姿勢が不特定な状態で混入している微小磁性体の異物検出に対して検出漏れのない微小磁性体検出センサ及び異物検出装置の提供を可能とすることが出来る。
また、図２５（ｃ）に示されるようにアモルファスワイヤを縦長のロの字状に形成したコア１０´の両側の上下延在部に励磁コイル１０Ｒをそれぞれ巻装するとともに、前記上下延在部を包囲するように検知コイル１０Ｃ´を巻装した閉磁路型の平行フラックスゲート型検出素子において、前記励磁コイル１０Ｒに交流電流を通電して、局部磁界に対応する電圧を検知コイルによって検出して、信号処理回路によって局部磁界に対応する信号を出力する変形例も採用することが可能である。

Claims (10)

1. アモルファス材料の感磁体にパルス電流または交流電流が通電された場合に、前記感磁体の周辺に位置および姿勢が不特定の状態で位置する磁石化している微小磁性体が発生する微弱な局部磁界に対応する電圧を出力する磁気検出素子と、
   前記電圧を信号処理して出力信号を出力する信号処理装置とから成り、
   前記磁気検出素子が、最大感度方向である感度軸が互いに異なる方向になるように配設され、１つの感磁体では前記微小磁性体が検知出来ない場合でも、残りの感磁体によって検出されるように構成された少なくとも２個の感磁体より成ることを特徴とする微小磁性体検出センサ。
2. 前記請求項１において、
   前記２個の感磁体が、それぞれ前記微小磁性体が発生する局部磁界に対応する電圧を出力するように構成されていることを特徴とする微小磁性体検出センサ。
3. 前記請求項１または請求項２において、
   前記少なくとも２個の感磁体が、２次元的に配設されていることを特徴とする微小磁性体検出センサ。
4. 前記請求項１または請求項２において、
   少なくとも３個の感磁体が、空間において３次元的に磁気的に干渉しないように配設されていることを特徴とする微小磁性体検出センサ。
5. 前記請求項３において、
   微小磁性体の局部磁界を検出する２個の感磁体が、矩形の基板の隣り合う２辺の端部に沿って接触しないように直交関係に配設され、
   前記２個の感磁体に接続され、パルス電流または交流電流を通電する駆動回路が前記基板に配設されるとともに、
   前記２個の感磁体に接続され、前記２個の感磁体によって検出された前記微小磁性体の局部磁界に基づく電圧を信号処理する信号処理装置が前記基板に配設されていることを特徴とする微小磁性体検出センサ。
6. 前記請求項４において、
   微小磁性体の局部磁界を検出する３個の感磁体が、互いの感度軸が成す角度が略直角になる３次元方向に配設され、
   前記３個の感磁体に接続された前記信号処理装置が、前記３個の感磁体の出力信号に基づき前記微小磁性体が発する局部磁界の全磁力信号成分を求めることを特徴とする微小磁性体検出センサ。
7. 前記請求項１または請求項２において、
   前記少なくとも２個の感磁体が、前記一つの感磁体の前記感度軸の延長線が、残りの感磁体に接触しないように配置されていることを特徴とする微小磁性体検出センサ。
8. 前記磁気検出素子として、磁気インピーダンス素子または直交フラックスゲート型検出素子を用いることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の微小磁性体検出センサ。
9. アモルファス材料の感磁体にパルス電流または交流電流が通電された場合に、前記感磁体の周辺に位置および姿勢が不特定の状態で位置する磁石化している微小磁性体が発生する微弱な局部磁界に対応する電圧を出力する磁気検出素子と、
   前記電圧を信号処理して出力信号を出力する信号処理装置と、
   該信号処理装置の出力信号に基づき表示部に表示を行う表示装置とから成り、
   前記磁気検出素子が、最大感度方向である感度軸が互いに異なる方向になるようにある面に配設され、１つの感磁体では前記微小磁性体が検知出来ない場合でも、残りの感磁体によって検出されるように構成された少なくとも２個の感磁体より成り、同一平面における検出領域内において間隔を置いて多数配設されるとともに、
   前記検出領域内に載置された検査対象物内に磁石化した微小磁性体の異物が混入されている場合には、該微小磁性体の微弱な局部磁界を検出した前記磁気検出素子が出力する前記電圧に基づき前記信号処理装置が信号処理することにより、前記微小磁性体が発する微弱な局部磁界の大きさを求め、前記表示装置が前記表示部において前記検出領域内において載置された前記検査対象物内に混入されている前記微小磁性体の異物を表示するように構成されていることを特徴とする異物検出装置。
10. 前記磁気検出素子として磁気インピーダンス素子または直交フラックスゲート型検出素子を用いることを特徴とする請求項９に記載の異物検出装置。

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