JP2904397B2 - 二次コイルバランス調整機構及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地下に埋没する金属体
をはじめ、物体内部に存在する金属体等全て一般的な金
属の探知に対する電磁誘導型金属探知器に関し、特に、
磁力線の発生及び検出により金属の探知に用いる二次コ
イルのバランス調整を円滑且つ容易に行なうための二次
コイルバランス調整機構を有する電磁誘導型金属探知器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられている電磁誘導型金属
探知器に採用されてきた二次コイルのバランス調整機構
としては、例えば、図６及び図７に示すようなものがあ
った。図６は従来の電磁誘導型金属探知器に採用されて
きた二次コイルバランス調整機構の模式図、図７は図６
に示す従来の二次コイルバランス調整機構によるバラン
ス調整方法を説明するために一次コイルと二次コイルと
の関係を表したその模式図である。

【０００３】図６において、７１は金属を探知するため
に磁場を発生する一次コイル、７３は一次コイル７１に
より発生した磁場を検出する二次コイルであって、この
一次及び二次コイル７１及び７３により金属探知センサ
を構成する。更に、７５は二次コイル７３を保持し一次
コイル７１からの磁力線を二次コイル７３に誘導する二
次コイル７３の磁芯、７７は一次コイル７１により誘起
される磁力線、７９は探知されるべき金属体、８１は一
次コイル７１からの磁力線により誘起され金属体から発
する磁力線、８３は一次コイル７１に対する二次コイル
７３の位置のバランスを調整するためのダイヤル、８５
は一次コイル７１の磁力線７７の中心軸である一次コイ
ル磁気軸である。

【０００４】次に、同じく図６を参照して、一次コイル
７１及び二次コイル７３を用いた金属体７９の探知方法
について説明する。一次コイル７１及び二次コイル７３
の磁場近辺に金属体７９が存在しない場合、二次コイル
７３の磁芯７５の軸心と一次コイル７１、すなわち、一
次コイル磁気軸８５とが直交していると、一次コイル７
１により誘起された磁力線７７は二次コイル７３及びそ
の磁芯７５を横切るが、二次コイル７３ではその磁場が
検出されず、二次コイル７３に電圧は誘起されない。

【０００５】しかし、二次コイル７３の磁芯７５の軸と
一次コイル磁気軸８５とが直交していないと、磁場近辺
に金属体７９が存在していなくとも二次コイル７３によ
り磁場が検出されて、正確な磁場の検出、すなわち、金
属体７９の検出を行うことができない。

【０００６】他方、一次コイル７１及び二次コイル７３
の磁場近辺に金属体７９が存在すると、金属体７９から
の二次的磁力線８１により一次コイル７１による磁場が
乱され、その結果、二次コイル７３がその磁場を検出し
てそこに電圧が誘起されることになる。電磁誘導型金属
探知器はこの微弱な電圧を検出して金属の存在を探知す
る。

【０００７】次に、図６に加え図７を参照して、上記従
来の電磁誘導型金属探知器の二次コイルバランス調整方
法について説明する。電磁誘導型金属探知器において
は、二次コイルにより検出される対象となる金属体に誘
導される微弱な二次磁場を検知するには、一次磁場の磁
力線が直接二次コイルに混入するのを避ける必要があ
る。そのため、二次コイルの磁芯が一次コイルと直交す
るように、その傾きを調整しなければならない。

【０００８】すなわち、図７の（Ａ）に示すように、二
次コイル７３の磁芯と一次コイル７１とが直交するよう
にすればよいのであるが、今、一次コイル７１を二次コ
イル７３との関係で矢印Ｒ、Ｓ、Ｔで示す方向に傾けた
場合について考察してみる。この例では、一次コイル７
１を回転するものとして説明するが、二次コイル７３の
磁芯と一次コイル７１との相対位置関係が問題となるの
みであるから、二次コイル７３の方を回転してもよいの
は明らかである。

【０００９】図７の（Ａ）において、二次コイル７３を
移動せず一次コイル７１のみを矢印Ｒの方向に９０度回
転すると、二次コイル７３の磁芯と一次コイル７１との
相対位置関係は図７の（Ｂ）に示すようになる。この状
態は、二次コイル７３が完全に一次コイル７１の磁場の
影響を受けることになるので望ましくない。従って、二
次コイル７３の磁芯と一次コイル７１との相対位置関係
はこの位置で調節すればよいことがわかる。

【００１０】一方、二次コイル７３の軸心を中心に一次
コイル７１を矢印Ｔの方向に回転した場合には、二次コ
イル７３の磁芯と一次コイル７１との相対位置関係は変
化しない。従って、二次コイル７３の磁芯と一次コイル
７１との相対位置関係はこの位置では調節することがで
きないということがわかる。

【００１１】以上の説明からわかるように、一次コイル
７１を矢印Ｒの方向に回転すると二次コイル７３の磁芯
と一次コイル７１との相対位置関係は最大に変化し、矢
印Ｔの方向に回転すると二次コイル７３の磁芯と一次コ
イル７１との相対位置関係は変化しないということがわ
かった。しかし、二次コイル７３の磁芯と一次コイル７
１との相対位置関係は微調整する必要があるので、一次
コイル７１を矢印ＲとＴの中間位置、例えば、矢印Ｓの
位置で回転すればよいことがわかる。すなわち、矢印Ｓ
を矢印Ｔに近づける程微細な調整が可能である。

【００１２】そこで、以上説明した従来の二次コイルバ
ランス調整方式では、図６に示すように、一次コイル７
１にダイヤル８３を取り付け、それを回転して二次コイ
ル７３の磁芯と一次コイル７１との相対位置関係を調整
するが、その具体的な調整機構はそれのみではなく、各
種存在する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の電磁誘導型金属探知装置に使用されている
二次コイルバランス調整方式では、高精度調整のために
複雑な微調整機構を必要とする等、調整が煩雑である
上、使用中の振動に対する機械的安定度にも注意を払わ
なければならない等の問題があった。

【００１４】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
ので、二次コイルの磁芯と一次コイルとの相対位置の傾
き調整を、単に、二次コイルの磁芯をその軸心を中心に
回転することにより、高精度な二次コイルのバランス微
調整を容易確実に、且つ機械的にも安定な二次コイルバ
ランス調整機構及び方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による二次コイル
バランス調整機構は、上記の目的を達成するため、所定
の電流を通して磁力線を発生する一次コイルと、一次コ
イルに略直交して設けられ、磁気軸が形状軸に対して斜
行する二次コイルの磁芯と、磁芯上に巻かれ、一次コイ
ルから発生した磁力線を検出する二次コイルとからな
り、磁芯を回転して該磁芯の磁気軸が一次コイルに対し
て直交するよう微調整するようにしたことを特徴とする
ものである。

【００１６】また、本発明による二次コイルバランス調
整機構は、上記の目的を達成するため、二次コイルの磁
芯の一端に切り欠きを設け、磁芯の磁気軸を形状軸に対
して斜行するようにしたことを特徴とするものである。

【００１７】また、本発明による二次コイルバランス調
整機構は、上記の目的を達成するため、二次コイルの磁
芯の一端に金属体を設け、磁芯の磁気軸を形状軸に対し
て斜行するようにしたことを特徴とするものである。

【００１８】また、本発明による二次コイルバランス調
整機構は、上記の目的を達成するため、二次コイルとそ
の磁芯を一次コイルの内部に配備したことを特徴とする
ものである。

【００１９】また、本発明による二次コイルバランス調
整機構は、上記の目的を達成するため、二次コイルとそ
の磁芯を一次コイルの外部に配備したことを特徴とする
ものである。

【００２０】また、本発明による二次コイルバランス調
整機構は、上記の目的を達成するため、二次コイルとそ
の磁芯を支持手段により支持させ、該支持手段に具備せ
る回転手段により回転するようにしたことを特徴とする
ものである。

【００２１】また、本発明による二次コイルバランス調
整方法は、上記の目的を達成するため、所定の電流を通
して磁力線を発生する一次コイルを設け、二次コイルの
磁芯の磁気軸を形状軸に対して斜行するように形成し、
一次コイルから発生した磁力線を検出するよう前記二次
コイル及び磁芯を一次コイルに略直交して設定し、磁芯
を回転して該磁芯の磁気軸が一次コイルに対して直交す
るよう微調整する各工程からなることを特徴とするもの
である。

【００２２】

【作用】本発明による二次コイルバランス調整機構及び
方法は、上記のように構成し、特に、一次コイルに対し
て略直交するように設定する二次コイルの磁芯の磁気軸
を形状軸に対して斜行するように形成し、該磁芯を回転
して磁芯の磁気軸が一次コイルに対して直交するよう微
調整するようにしたことにより、従来のような複雑な微
調整機構が不要となるためコストを下げることができ、
二次コイルのバランス調整が格段と容易になり、且つ外
部の振動に対し、そのバランス状態を長期安定に維持す
ることができる。

【００２３】

【実施例】以下、添付図面、図１乃至図５に基づき、本
発明の第１の実施例における二次コイルバランス調整機
構及び方法について詳細に説明する。図１は本発明の第
１の実施例による電磁誘導型金属探知器の二次コイルバ
ランス調整機構（二次コイルが一次コイルの外部にある
形式）の模式図、図２は図１の実施例において二次コイ
ルの磁芯に切り欠きを設けた場合の二次コイルの斜視
図、図３は図１の実施例において二次コイルの磁芯に磁
性金属片を設けた場合の二次コイルの斜視図、図４は図
２に示す実施例による二次コイルの磁芯を使用した場合
の二次コイルバランス調整機構によるバランス微調整方
法を説明するために一次コイルと二次コイルとの関係を
表した模式図、図５は本発明の第２の実施例による電磁
誘導型金属探知器の二次コイルバランス調整機構（二次
コイルが一次コイルの内部にある形式）の模式図であ
る。

【００２４】図１は、本発明の第１の実施例による、二
次コイルが一次コイルの外部に装着された形式の二次コ
イルバランス調整機構を説明するために模式的に示した
概略図である。図１において、１は金属を探知するため
に磁場を発生する一次コイル、３は一次コイル１により
発生した磁場を検出する二次コイルであって、この一次
及び二次コイル１及び３により金属探知センサを構成す
る。

【００２５】更に、５は二次コイル３を保持し一次コイ
ル１からの磁力線を二次コイル３に誘導する二次コイル
３の磁芯、７は回転調整するために二次コイル３を収容
する容器、９は一次コイル１の磁力線１１の中心軸であ
り一次コイル１の軸心に沿って延びる一次コイル磁気
軸、１１は一次コイル１により誘起される磁力線、１３
は探知されるべき金属体、１５は一次コイル１からの磁
力線により誘起され金属体から発射する磁力線、１７は
一次コイル１に対する二次コイル３の位置のバランスを
微調整するためのハンドルである。

【００２６】次に、同じく図１を参照して、一次コイル
１及び二次コイル３を用いて行われる金属体１３の探知
方法について説明する。これは、上記従来の電磁誘導型
金属探知器における場合と同様であるから簡単に説明す
る。

【００２７】まず、一次コイル１及び二次コイル３の磁
場近辺に金属体１３が存在していない場合、二次コイル
３の磁芯５の軸心と一次コイル１、すなわち、一次コイ
ル磁気軸９とが直交していると、一次コイル１により誘
起された磁力線１１は二次コイル３及びその磁芯５を横
切るが、二次コイル３ではその磁場が検出されず、二次
コイル３に電圧は誘起されない。

【００２８】しかし、二次コイル３の磁芯５の軸と一次
コイル磁気軸９とが直交していないと、磁場近辺に金属
体１３が存在していなくとも二次コイル３により磁場が
検出されて、正確な磁場の検出、すなわち、金属体１３
の検出を行うことができない。

【００２９】他方、一次コイル１及び二次コイル３の磁
場近辺に金属体１３が存在すると、金属体１３からの二
次的磁力線１５により一次コイル１による磁場が乱さ
れ、その結果、二次コイル３がその磁場を検出してそこ
に電圧が誘起されることになる。電磁誘導型金属探知器
はこの微弱な電圧を検出して金属の存在を探知する。

【００３０】以下、図１に加え図２を参照して、本実施
例により採用した二次コイルの磁芯について詳細に説明
する。図２において、３は二次コイル、５は二次コイル
の磁芯、２１は本実施例により磁芯５の一端に設けた切
り欠き、２３は磁芯５の中心軸である形状軸、２５は磁
芯５の一端に切り欠きを設けて、磁芯５を通る磁力線の
平均方向が形状軸２３に対して微妙な傾きを持つように
する二次コイル磁気軸である。二次コイル磁気軸２５は
両端をａ点及びｂ点により図では誇張して示すような傾
きを有する。

【００３１】この二次コイル３を図１の容器７に収容し
て、磁芯５を予め一次コイル１の磁力線１１に対して直
交するように粗調整を行った後、ハンドル１７を回転し
て磁芯５を形状軸を中心に回転させると、二次コイル磁
気軸２５が一次コイル１の磁力線１１に対して微小な円
錐を描くようになる。従って、二次コイル磁気軸２５と
一次コイル１の磁力線１１とが直交する位置まで容器７
を回転して、二次コイル３をバランス微調整し、接着剤
又は締めねじ等によりそこに固定すれば、正確な二次コ
イル３のバランス微調整が可能となる。この二次コイル
のバランス微調整については図４と共に詳細に後述す
る。

【００３２】次に、図１に加え図３を参照して、本実施
例により採用した二次コイル３の更に他の形態の磁芯に
ついて詳細に説明する。図３の（Ａ）に示す磁芯２７の
一端には磁芯２７と同質の帯状の磁性金属片２９を取付
け、図３の（Ｂ）に示す磁芯２７の一端には磁芯２７と
同質の小塊の磁性金属片３１を取付けたものである。こ
のようにしても、その二次コイル磁気軸２５は形状軸２
３に対して斜行するようになり、図２に示す磁芯５と同
様な効果を得ることができる。

【００３３】次に、図１に加え図２及び図４を参照し
て、本実施例により切り欠きを設けた磁芯を用いた二次
コイルのバランス微調整について詳細に説明する。図４
は図７で示したものと同様に、二次コイル３が一次コイ
ル１に対して直交した状態を示すもので、図２に示す磁
芯５を使用してそれを図１の左側から見たものである。

【００３４】図４の（Ａ）は磁芯５の切り欠き２１が上
部にある場合、図４の（Ｂ）は磁芯５の切り欠き２１が
下部にある場合、図４の（Ｃ）は磁芯５の切り欠き２１
が二次コイル３と直交する線ｘ−ｙ上にある場合を示
す。図４の（Ａ）の場合、ａ点からｂ点に延びる二次コ
イル磁気軸２５は二次コイル３と直交する線ｘ−ｙ上に
ないので、調整しなければならない。同様に、図４の
（Ｂ）の場合も、ａ点からｂ点に延びる二次コイル磁気
軸２５は二次コイル３と直交する線ｘ−ｙ上にないの
で、調整しなければならない。しかし、図４の（Ｃ）の
場合、ａ点からｂ点に延びる二次コイル磁気軸２５は二
次コイル３と直交する線ｘ−ｙ上にくるので、バランス
微調整完了となり調整しなくともよい。

【００３５】次に、図５を参照して、本発明の第２の実
施例における二次コイルバランス調整機構及び方法につ
いて詳細に説明する。本実施例による二次コイルバラン
ス調整機構は二次コイルを一次コイルの内部に設けた形
式に対するものである。

【００３６】図５において、５１は金属を探知するため
に磁場を発生する一次コイル、５３は一次コイル５１に
より発生した磁場を検出する二次コイルであって、この
一次及び二次コイル５１及び５３により金属探知センサ
を構成する。更に、５５は二次コイル５３を保持し一次
コイル５１からの磁力線を二次コイル５３に誘導する二
次コイル５３の磁芯、５７は一次コイル５１により誘起
される磁力線、５９は探知されるべき金属体、６１は一
次コイル５１からの磁力線により誘起され金属体から発
する磁力線、６３は二次コイル５３の磁芯５５に対し磁
芯５５をその軸を中心に回転しうるように固定された二
次コイルバランス調整用のハンドル、６５は一次コイル
５１の磁力線５７の中心軸である一次コイル磁気軸であ
る。

【００３７】本実施例の電磁誘導型金属探知器におい
て、その一次コイル１及び二次コイル３を用いて行われ
る金属体１３の探知方法については、上記の第１の実施
例において示したものと略同様であるから、再度の説明
は省略する。只、上記第１の実施例においては、二次コ
イル３は一次コイル１の外部に設けたため、容器７を用
いてそれに収容したが、本実施例では、二次コイル３を
一次コイル１の内部に設けたため、容器を使用する必要
がなく、ハンドル６３を二次コイル５３の磁芯５５に直
接固定して二次コイルのバランス微調整を実施すること
ができる。

【００３８】尚、本実施例においては、二次コイルの磁
芯の一端を切り欠くか、又はそこに他の金属片を付加し
て、形状軸に対し二次コイル磁気軸を斜行させるように
したが、その他、例えば、磁芯の一端の片側に他の金属
又は非鉄金属を埋め込むか又は磁芯と同質の小片を付加
する等により、形状軸に対し二次コイル磁気軸を斜行さ
せるようにしてもよい。また、二次コイルの磁芯を回転
するため、本実施例ではハンドルを使用したが、ダイヤ
ル、つまみ又はノブ等他の回転手段でもよい。本実施例
による二次コイル及びその磁芯の支持手段として容器を
使用したが、二次コイル及びその磁芯を回転できるよう
に支持しうるものであれば如何なるものでもよい。

【００３９】

【発明の効果】本発明による二次コイルバランス調整機
構及び方法、上記のように構成し、特に、二次コイルの
磁芯の一端を切り欠くか、又はそこに磁芯と同質の小片
か他の金属片等を付加して、形状軸に対し二次コイルの
磁芯の磁気軸を斜行させ、該磁芯を回転して磁芯の磁気
軸が一次コイルに対して直交するよう微調整するように
したことにより、従来のような複雑な微調整機構が不要
となるためコストを下げることができ、二次コイルのバ
ランス微調整が格段と容易になり、且つ外部の振動に対
し、そのバランス状態を長期安定に維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による電磁誘導型金属探
知器の二次コイルバランス調整機構（二次コイルが一次
コイルの外部にある形式）の模式図

【図２】図１の実施例において二次コイルの磁芯に切り
欠きを設けた場合の二次コイルの斜視図

【図３】図１の実施例において二次コイルの磁芯に磁性
金属片を設けた場合の二次コイルの斜視図

【図４】図２に示す実施例による二次コイル用磁芯を使
用した場合の二次コイルバランス調整機構によるバラン
ス調整方法を説明するために一次コイルと二次コイルと
の関係を表した模式図

【図５】本発明の第２の実施例による電磁誘導型金属探
知器の二次コイルバランス調整機構（二次コイルが一次
コイルの内部にある形式）の模式図

【図６】従来の電磁誘導型金属探知器に採用されてきた
二次コイルバランス調整機構の模式図

【図７】図６に示す従来の二次コイルバランス調整機構
によるバランス調整方法を説明するために一次コイルと
二次コイルとの関係を表したその模式図

【符号の説明】

１ 一次コイル ３ 二次コイル ５ 磁芯 ７ 容器 ９ 一次コイル磁気軸 １１ 磁力線（一次） １３ 金属体 １５ 磁力線（二次） １７ ハンドル ２１ 切り欠き ２３ 形状軸 ２５ 二次コイル磁気軸 ２７ 磁芯 ２９ 磁性金属片 ３１ 磁性金属片 ５１ 一次コイル ５３ 二次コイル ５５ 磁芯 ５７ 磁力線（一次） ５９ 金属体 ６１ 磁力線（二次） ６３ ハンドル ６５ 一次コイル磁気軸 ７１ 一次コイル ７３ 二次コイル ７５ 磁芯 ７７ 磁力線（一次） ７９ 金属体 ８１ 磁力線（二次） ８３ ダイヤル ８５ 一次コイル磁気軸

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−20757（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−93688（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−269688（ＪＰ，Ａ) 実願 平３−107014号（実開 平４− 102489号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) 実願 平２−71288号（実開 平２− 71288号）の願書に添付した明細書及び 図面の内容を撮影したマイクロフィルム （ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01V 3/10 G01N 27/72

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の電流を通して磁力線を発生する一
   次コイルと、 前記一次コイルに略直交して設けられ、一端に切り欠き
   を設けることにより磁気軸が形状軸に対して斜行する二
   次コイルの磁芯と、 前記磁芯上に巻かれ、前記一次コイルから発生した磁力
   線を検出する二次コイルとからなり、前記磁気軸が形状軸に対して斜行する二次コイルの 磁芯
   を回転して該磁芯の磁気軸が前記一次コイルに対して直
   交するよう微調整するようにしたことを特徴とする二次
   コイルバランス調整機構。
2. 【請求項２】 所定の電流を通して磁力線を発生する一
   次コイルと、 前記一次コイルに略直交して設けられ、一端に金属体を
   設けることにより磁気軸が形状軸に対して斜行する二次
   コイルの磁芯と、 前記磁芯上に巻かれ、前記一次コイルから発生した磁力
   線を検出する二次コイルとからなり、 前記磁気軸が形状軸に対して斜行する二次コイルの磁芯
   を回転して該磁芯の磁気軸が前記一次コイルに対して直
   交するよう微調整するようにしたことを特徴とする二次
   コイルバランス調整機構。
3. 【請求項３】 前記二次コイルとその磁芯は前記一次コ
   イルの内部に配備したことを特徴とする請求項１または
   ２記載の二次コイルバランス調整機構。
4. 【請求項４】 前記二次コイルとその磁芯は前記一次コ
   イルの外部に配備したことを特徴とする請求項１または
   ２記載の二次コイルバランス調整機構。
5. 【請求項５】 前記二次コイルとその磁芯は支持手段に
   より支持され、該支持手段に備えられた回転手段により
   回転するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３
   または４記載の二次コイルバランス調整機構。