JP3179001B2 - 金属検出機 - Google Patents
金属検出機Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属検出機に関
し、特に針状の被検出金属体の、検出時の姿勢に基づく
検出感度の差を少なくした、金属検出機に関するもので
ある。
し、特に針状の被検出金属体の、検出時の姿勢に基づく
検出感度の差を少なくした、金属検出機に関するもので
ある。
【０００２】金属検出機は、磁界中を移動する金属片に
よる磁界の乱れを利用して、金属からなる異物の検出を
行なうものであって、各方面において、すでに広く用い
られている。
よる磁界の乱れを利用して、金属からなる異物の検出を
行なうものであって、各方面において、すでに広く用い
られている。
【０００３】金属検出機においては、金属針のように細
長い形状を有する被検出物体が、検出部を通過する際の
姿勢（向き）による、検出感度の差をなくすことが必要
である。
長い形状を有する被検出物体が、検出部を通過する際の
姿勢（向き）による、検出感度の差をなくすことが必要
である。
【０００４】
【従来の技術】例えば、縫製品の製造工程においては、
ミシン針の先端が折れて製品中に混入したり、使用した
まち針が取り残されて製品中に混入したりする場合があ
る。このような折損縫針や忘れ針が製品中に残存する
と、使用者に危害を及ぼす恐れがあるので、出荷前に検
査を行なって、完全に除去しなければならない。
ミシン針の先端が折れて製品中に混入したり、使用した
まち針が取り残されて製品中に混入したりする場合があ
る。このような折損縫針や忘れ針が製品中に残存する
と、使用者に危害を及ぼす恐れがあるので、出荷前に検
査を行なって、完全に除去しなければならない。
【０００５】従来、このような折損縫針や忘れ針の検出
には、金属体が検出部（サーチコイル）を通過する際に
生じる磁束の変化を利用して、金属体を検出する方式の
金属検出機が多く用いられている。
には、金属体が検出部（サーチコイル）を通過する際に
生じる磁束の変化を利用して、金属体を検出する方式の
金属検出機が多く用いられている。
【０００６】図６は、サーチコイルの外観形状の一例を
示したものであって、サーチコイル１に設けられた開口
部２内を、例えばベルトコンベアが通過するように構成
されており、このベルトコンベアべ上に被検査物を積載
して、開口部２内を移動させることによって、被検査物
内に金属片が存在したとき、検出信号を発生するように
なっている。図６において、ｘ軸は被検査物の移動方
向、ｙ軸は開口部２の幅方向、ｚ軸は開口部２の高さ方
向をそれぞれ示している。
示したものであって、サーチコイル１に設けられた開口
部２内を、例えばベルトコンベアが通過するように構成
されており、このベルトコンベアべ上に被検査物を積載
して、開口部２内を移動させることによって、被検査物
内に金属片が存在したとき、検出信号を発生するように
なっている。図６において、ｘ軸は被検査物の移動方
向、ｙ軸は開口部２の幅方向、ｚ軸は開口部２の高さ方
向をそれぞれ示している。
【０００７】図７は、サーチコイル内部のコイル構成の
例(1) を示したものであって、水平コイル方式の場合を
示し、以下、これをＡタイプコイルと称する。図中、
(a) はコイルの配置を示し、(b) は磁束の分布を示して
いる。Ａタイプコイルは、図示のように、固定磁界を発
生するためのマグネット３と、金属片を検出するための
コイル４とからなっている。さらにコイル４は、巻き方
向が互いに逆の二つのコイル４ａ，４ｂを直列に接続し
て、マグネット３の磁軸と平行に配置した構成を有して
いる。
例(1) を示したものであって、水平コイル方式の場合を
示し、以下、これをＡタイプコイルと称する。図中、
(a) はコイルの配置を示し、(b) は磁束の分布を示して
いる。Ａタイプコイルは、図示のように、固定磁界を発
生するためのマグネット３と、金属片を検出するための
コイル４とからなっている。さらにコイル４は、巻き方
向が互いに逆の二つのコイル４ａ，４ｂを直列に接続し
て、マグネット３の磁軸と平行に配置した構成を有して
いる。
【０００８】図８は、サーチコイル内部のコイル構成の
例(2) を示したものであって、垂直コイル方式の場合を
示し、以下、これをＢタイプコイルと称する。図中、
(a) はコイルの配置を示し、(b) は磁束の分布を示して
いる。Ｂタイプコイルは、図示のように、固定磁界を発
生するためのマグネット５と、金属片を検出するため
の、マグネット５の磁軸と垂直に配置されたコイル６と
からなっている。
例(2) を示したものであって、垂直コイル方式の場合を
示し、以下、これをＢタイプコイルと称する。図中、
(a) はコイルの配置を示し、(b) は磁束の分布を示して
いる。Ｂタイプコイルは、図示のように、固定磁界を発
生するためのマグネット５と、金属片を検出するため
の、マグネット５の磁軸と垂直に配置されたコイル６と
からなっている。
【０００９】図７に示されたコイル構成では、マグネッ
ト３によって生じた磁束は、コイル４ａ，４ｂに鎖交し
ている。マグネット３によって構成される磁界は静磁界
であって、この鎖交磁束によって、端子７，８に出力電
圧が発生することはない。この状態における磁束密度Ｂ
は、次式によって示される。 Ｂ＝μＨ …(1) μ：空間の導磁率 Ｈ：マグネット３によって与えられる磁界
ト３によって生じた磁束は、コイル４ａ，４ｂに鎖交し
ている。マグネット３によって構成される磁界は静磁界
であって、この鎖交磁束によって、端子７，８に出力電
圧が発生することはない。この状態における磁束密度Ｂ
は、次式によって示される。 Ｂ＝μＨ …(1) μ：空間の導磁率 Ｈ：マグネット３によって与えられる磁界
【００１０】しかしながら、マグネット３とコイル４の
間に磁性体からなる金属片９が存在すると、空間の磁束
密度Ｂは、次のように変化する。 Ｂ＝μＨ＋Ｊ …(2) Ｊ：金属片の磁化の強さ
間に磁性体からなる金属片９が存在すると、空間の磁束
密度Ｂは、次のように変化する。 Ｂ＝μＨ＋Ｊ …(2) Ｊ：金属片の磁化の強さ
【００１１】金属片９の移動に応じて、コイル４は、こ
の磁束密度の変化に基づく鎖交磁束数の変化率を検出し
て、端子７，８に出力電圧を発生する。
の磁束密度の変化に基づく鎖交磁束数の変化率を検出し
て、端子７，８に出力電圧を発生する。
【００１２】図８に示されたＢタイプコイルの場合も、
同様にして、磁性体からなる金属片９の移動に応じて、
コイル６は、この磁束密度の変化に基づく鎖交磁束数の
変化率を検出して、端子１０，１１に出力電圧を発生す
る。
同様にして、磁性体からなる金属片９の移動に応じて、
コイル６は、この磁束密度の変化に基づく鎖交磁束数の
変化率を検出して、端子１０，１１に出力電圧を発生す
る。
【００１３】図９は、サーチコイルの出力電圧を例示す
るものであって、(a) は図７に示されたＡタイプコイル
の場合を示し、(b) は図８に示されたＢタイプコイルの
場合を示している。Ａタイプコイルの場合は、コイル４
ａ，４ｂのそれぞれの出力電圧によって、二つのピーク
が生じることが示されている。このような出力電圧に対
して、それぞれに検出しきい値Ｖthを設定するこによっ
て、金属片に対する検知信号を発生することができる。
るものであって、(a) は図７に示されたＡタイプコイル
の場合を示し、(b) は図８に示されたＢタイプコイルの
場合を示している。Ａタイプコイルの場合は、コイル４
ａ，４ｂのそれぞれの出力電圧によって、二つのピーク
が生じることが示されている。このような出力電圧に対
して、それぞれに検出しきい値Ｖthを設定するこによっ
て、金属片に対する検知信号を発生することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】図７または図８に示さ
れたような形式のサーチコイルを有する金属検出機にお
いては、サーチコイル内を被検出金属片が移動する際
の、移動方向に対する金属片の向きによって、検出感度
に差があることが知られている。そのため、折損縫針や
忘れ針のような細長い形状の鉄片に対する検出能力に
は、その向きによって著しい差異が生じる。
れたような形式のサーチコイルを有する金属検出機にお
いては、サーチコイル内を被検出金属片が移動する際
の、移動方向に対する金属片の向きによって、検出感度
に差があることが知られている。そのため、折損縫針や
忘れ針のような細長い形状の鉄片に対する検出能力に
は、その向きによって著しい差異が生じる。
【００１５】図１０は、金属片の向きによる検出出力の
違いを例示するものであって、(1)は被検出金属片の概
略の大きさを例示し、直径０．５〜１mm，長さ１〜２mm
の折損縫針の場合を示している。また(2) は検出出力電
圧の例を示し、図中、(a),(b),(c) は、それぞれ前述の
図６において、金属片の向きがｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ
軸方向であって、この状態で、Ｘ−Ｘライン上を矢印の
方向に、サーチコイルの開口部を通過した場合の、増幅
後の出力電圧を示したものである。おな、金属片の移動
速度は、約２０m/min 一定としている。
違いを例示するものであって、(1)は被検出金属片の概
略の大きさを例示し、直径０．５〜１mm，長さ１〜２mm
の折損縫針の場合を示している。また(2) は検出出力電
圧の例を示し、図中、(a),(b),(c) は、それぞれ前述の
図６において、金属片の向きがｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ
軸方向であって、この状態で、Ｘ−Ｘライン上を矢印の
方向に、サーチコイルの開口部を通過した場合の、増幅
後の出力電圧を示したものである。おな、金属片の移動
速度は、約２０m/min 一定としている。
【００１６】図１０に示されるように、Ａタイプコイル
では、(c) の場合、すなわち金属片の向きがｚ軸方向で
ある場合が最も出力電圧が大きく、その他の場合は小さ
い。また、Ｂタイプコイルでは、(a) の場合、すなわち
金属片の向きがｘ軸方向である場合が最も出力電圧が大
きく、その他の場合は小さい。これに対して、対比のた
め示された球状金属片（１mmφ鉄球）の場合は、無指向
性であって、いずれのタイプのコイルの場合も、各方向
において出力電圧は等しい。
では、(c) の場合、すなわち金属片の向きがｚ軸方向で
ある場合が最も出力電圧が大きく、その他の場合は小さ
い。また、Ｂタイプコイルでは、(a) の場合、すなわち
金属片の向きがｘ軸方向である場合が最も出力電圧が大
きく、その他の場合は小さい。これに対して、対比のた
め示された球状金属片（１mmφ鉄球）の場合は、無指向
性であって、いずれのタイプのコイルの場合も、各方向
において出力電圧は等しい。
【００１７】このように、細長い形状の金属片の場合、
その向きによってサーチコイルの出力電圧にかなりの差
異を生じる。いま、折損縫針に対する検出判定のしきい
値を、例えば２(V) に設定したとすると、折損縫針の向
きが、Ａタイプコイルの場合はｘ軸方向とｙ軸方向のと
き、Ｂタイプコイルの場合はｙ軸方向とｚ軸方向のとき
は、検出不可能になるという問題がある。
その向きによってサーチコイルの出力電圧にかなりの差
異を生じる。いま、折損縫針に対する検出判定のしきい
値を、例えば２(V) に設定したとすると、折損縫針の向
きが、Ａタイプコイルの場合はｘ軸方向とｙ軸方向のと
き、Ｂタイプコイルの場合はｙ軸方向とｚ軸方向のとき
は、検出不可能になるという問題がある。
【００１８】これは、サーチコイルの出力電圧は、単位
時間における鎖交磁束数の変化に比例して発生するが、
サーチコイルの鎖交磁束数は、被検出金属片の磁束方向
の長さと磁化の強さとの積、すなわち磁気モーメントに
応じて変化するためである。
時間における鎖交磁束数の変化に比例して発生するが、
サーチコイルの鎖交磁束数は、被検出金属片の磁束方向
の長さと磁化の強さとの積、すなわち磁気モーメントに
応じて変化するためである。
【００１９】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、金属検出機によって、細
長い形状を有する金属片の検出を行なう場合に、金属片
の向きによって、検出感度に差異を生じないような、サ
ーチコイルの構成と、検出回路の構成とを提供すること
を目的としている。
決しようとするものであって、金属検出機によって、細
長い形状を有する金属片の検出を行なう場合に、金属片
の向きによって、検出感度に差異を生じないような、サ
ーチコイルの構成と、検出回路の構成とを提供すること
を目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】図７および図８から看取
されるように、金属検出機のサーチコイル内に、細長い
形状の金属片が存在する場合には、金属片の方向が有効
磁束の方向と一致した場合に、金属片に対する磁束の集
中が最も大きくなって、(2) 式に示されたＪの値が最大
となる。金属片が移動した場合のサーチコイルの出力電
圧は、Ｊの変化に対応して発生するので、細長い形状の
金属片に対する検出出力電圧は、この状態で最大とな
る。
されるように、金属検出機のサーチコイル内に、細長い
形状の金属片が存在する場合には、金属片の方向が有効
磁束の方向と一致した場合に、金属片に対する磁束の集
中が最も大きくなって、(2) 式に示されたＪの値が最大
となる。金属片が移動した場合のサーチコイルの出力電
圧は、Ｊの変化に対応して発生するので、細長い形状の
金属片に対する検出出力電圧は、この状態で最大とな
る。
【００２１】図１０に示された例においても、Ａタイプ
コイルでは、金属片の向きがｚ軸方向である場合が最も
出力電圧が大きく、Ｂタイプコイルでは、金属片の向き
がｘ軸方向である場合が最も出力電圧が大きい。すなわ
ち、いずれのタイプのコイルの場合も、金属片の向き
が、コイル内の有効磁束の方向と一致した場合に、出力
電圧が最大となることが示されている。
コイルでは、金属片の向きがｚ軸方向である場合が最も
出力電圧が大きく、Ｂタイプコイルでは、金属片の向き
がｘ軸方向である場合が最も出力電圧が大きい。すなわ
ち、いずれのタイプのコイルの場合も、金属片の向き
が、コイル内の有効磁束の方向と一致した場合に、出力
電圧が最大となることが示されている。
【００２２】そこで、ＡタイプコイルとＢタイプコイル
とを組み合わせることによって、指向性を改善して、図
６に示されたｚ軸方向とｘ軸方向との両方向について、
細長い形状の金属片の検出感度を向上させた、サーチコ
イルを実現することができる。ただしこの場合でも、ｙ
方向については、有効磁束との方向の一致が得られない
ので、検出感度は向上しない。
とを組み合わせることによって、指向性を改善して、図
６に示されたｚ軸方向とｘ軸方向との両方向について、
細長い形状の金属片の検出感度を向上させた、サーチコ
イルを実現することができる。ただしこの場合でも、ｙ
方向については、有効磁束との方向の一致が得られない
ので、検出感度は向上しない。
【００２３】しかしながら、金属片が正しくｙ方向に向
く確率は小さいと考えられ、僅かでも、ｚ軸方向または
ｘ軸方向の傾きを持っていれば、それぞれの方向につい
ての検出電圧が発生するので、ランダムな方向に金属片
が進入する、通常の使用形態では、Ａタイプコイルまた
はＢタイプコイルの、それぞれの単独の場合と比較し
て、検出性能が改善されることは十分予想されるところ
であり、実験的にも確認されている。
く確率は小さいと考えられ、僅かでも、ｚ軸方向または
ｘ軸方向の傾きを持っていれば、それぞれの方向につい
ての検出電圧が発生するので、ランダムな方向に金属片
が進入する、通常の使用形態では、Ａタイプコイルまた
はＢタイプコイルの、それぞれの単独の場合と比較し
て、検出性能が改善されることは十分予想されるところ
であり、実験的にも確認されている。
【００２４】以下、本発明における、課題を解決するた
めの具体的手段を列挙する。 (1) 被検出物をサーチコイルの開口部を通過させるよう
に構成された金属検出機において、サーチコイル１の開
口部２に、被検出物の移動方向と平行に配置された巻き
方向が互いに逆の二つのコイル４ａ，４ｂを直列に接続
してなる第１のコイル４と、第１のコイル４と垂直に被
検出物の移動経路を囲むように配置された第２のコイル
６と、第２のコイル６を挟んで第１のコイル４と反対側
に配置され第１のコイル４および第２のコイル６と鎖交
する磁束を発生する直流磁界発生部３とを備え、被検出
物の移動時における、第１のコイル４の出力電圧と第２
のコイル６の出力電圧とを合成して、被検出物中におけ
る金属片を検出した信号を発生する。
めの具体的手段を列挙する。 (1) 被検出物をサーチコイルの開口部を通過させるよう
に構成された金属検出機において、サーチコイル１の開
口部２に、被検出物の移動方向と平行に配置された巻き
方向が互いに逆の二つのコイル４ａ，４ｂを直列に接続
してなる第１のコイル４と、第１のコイル４と垂直に被
検出物の移動経路を囲むように配置された第２のコイル
６と、第２のコイル６を挟んで第１のコイル４と反対側
に配置され第１のコイル４および第２のコイル６と鎖交
する磁束を発生する直流磁界発生部３とを備え、被検出
物の移動時における、第１のコイル４の出力電圧と第２
のコイル６の出力電圧とを合成して、被検出物中におけ
る金属片を検出した信号を発生する。
【００２５】(2) (1) の場合に、第１のコイル４および
第２のコイル６を挟んで直流磁界発生部３と反対側に磁
性体１２，１３を配置して、直流磁界発生部３に基づく
第１のコイル４および第２のコイル６における鎖交磁束
数を増加させるようにする。
第２のコイル６を挟んで直流磁界発生部３と反対側に磁
性体１２，１３を配置して、直流磁界発生部３に基づく
第１のコイル４および第２のコイル６における鎖交磁束
数を増加させるようにする。
【００２６】(3) 被検出物をサーチコイルの開口部を通
過させるように構成された金属検出機において、サーチ
コイル１の開口部２に、被検出物の移動方向と平行に配
置された巻き方向が互いに逆の二つのコイル２１ａ，２
１ｂを直列に接続してなる第１のコイル２１と、第１の
コイル２１と垂直に被検出物の移動経路を囲むように配
置された第２のコイル２２と、第２のコイル２２を挟ん
で第１のコイル２１と反対側に配置された第１のコイル
２１と平行な励振コイル２３とを備えて、この励振コイ
ル２３を交流電流によって励振し、被検出物の移動時に
おける、第１のコイル２１の出力電圧と第２のコイル２
２の出力電圧とを合成して、被検出物中における金属片
を検出した信号を発生する。
過させるように構成された金属検出機において、サーチ
コイル１の開口部２に、被検出物の移動方向と平行に配
置された巻き方向が互いに逆の二つのコイル２１ａ，２
１ｂを直列に接続してなる第１のコイル２１と、第１の
コイル２１と垂直に被検出物の移動経路を囲むように配
置された第２のコイル２２と、第２のコイル２２を挟ん
で第１のコイル２１と反対側に配置された第１のコイル
２１と平行な励振コイル２３とを備えて、この励振コイ
ル２３を交流電流によって励振し、被検出物の移動時に
おける、第１のコイル２１の出力電圧と第２のコイル２
２の出力電圧とを合成して、被検出物中における金属片
を検出した信号を発生する。
【００２７】(4) 被検出物をサーチコイルの開口部を通
過させるように構成された金属検出機において、サーチ
コイル１の開口部２に、被検出物の移動方向と平行に被
検出物の移動経路を挟んで上下にそれぞれ配置された巻
き方向が互いに逆の二つのコイル（２１ａ，２１ｂ），
（２１ｃ，２１ｄ）を直列に接続してなる第１のコイル
２１と、第１のコイル２１と垂直に被検出物の移動経路
を囲むように配置された巻き方向が互いに逆の二つのコ
イル２２ａ，２２ｂを直列に接続してなる第２のコイル
２２と、第２のコイル２２を形成する二つのコイル２２
ａ，２２ｂの中間に第１のコイル２１と垂直に配置され
た励振コイル２３とを備えて、この励振コイル２３を交
流電流によって励振し、被検出物の移動時における、第
１のコイル２１の出力電圧と第２のコイル２２の出力電
圧とを合成して、被検出物中における金属片を検出した
信号を発生する。
過させるように構成された金属検出機において、サーチ
コイル１の開口部２に、被検出物の移動方向と平行に被
検出物の移動経路を挟んで上下にそれぞれ配置された巻
き方向が互いに逆の二つのコイル（２１ａ，２１ｂ），
（２１ｃ，２１ｄ）を直列に接続してなる第１のコイル
２１と、第１のコイル２１と垂直に被検出物の移動経路
を囲むように配置された巻き方向が互いに逆の二つのコ
イル２２ａ，２２ｂを直列に接続してなる第２のコイル
２２と、第２のコイル２２を形成する二つのコイル２２
ａ，２２ｂの中間に第１のコイル２１と垂直に配置され
た励振コイル２３とを備えて、この励振コイル２３を交
流電流によって励振し、被検出物の移動時における、第
１のコイル２１の出力電圧と第２のコイル２２の出力電
圧とを合成して、被検出物中における金属片を検出した
信号を発生する。
【００２８】(5) (1) から(4) までのいずれかの場合
に、第１のコイル４または２１の出力電圧と、第２のコ
イル６または２２の出力電圧とを直列に加算して合成す
る。
に、第１のコイル４または２１の出力電圧と、第２のコ
イル６または２２の出力電圧とを直列に加算して合成す
る。
【００２９】(6) (1) から(4) までのいずれかの場合
に、第１のコイル４または２１の出力電圧と、第２のコ
イル６または２２の出力電圧とを並列に加算して合成す
る。
に、第１のコイル４または２１の出力電圧と、第２のコ
イル６または２２の出力電圧とを並列に加算して合成す
る。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態(1) を
示したものであって、前述のＡタイプコイルとＢタイプ
コイルとを組み合わせた場合の構成を示している。図７
および図８におけると同じものを同じ番号で示し、それ
らの動作は、それぞれ図７および図８の場合と同様であ
る。１２，１３はコイル４ａ，４ｂに有効に鎖交する磁
束を増加させるための調整用の磁性材である。磁性材１
２，１３としては、適当な形状の軟磁性片を用いる。
示したものであって、前述のＡタイプコイルとＢタイプ
コイルとを組み合わせた場合の構成を示している。図７
および図８におけると同じものを同じ番号で示し、それ
らの動作は、それぞれ図７および図８の場合と同様であ
る。１２，１３はコイル４ａ，４ｂに有効に鎖交する磁
束を増加させるための調整用の磁性材である。磁性材１
２，１３としては、適当な形状の軟磁性片を用いる。
【００３１】図１において、金属片９は、コイル４に鎖
交する磁束の変化によって出力電圧を発生する状態を示
し、金属片の向きがｚ軸方向、すなわちコイル４と直交
する方向のとき、検出出力電圧が大きくなる。金属片９
Ａは、コイル６に鎖交する磁束の変化によって出力電圧
を発生する状態を示し、金属片の向きがｘ軸方向、すな
わちコイル６と直交する方向のとき、検出出力電圧が大
きくなる。
交する磁束の変化によって出力電圧を発生する状態を示
し、金属片の向きがｚ軸方向、すなわちコイル４と直交
する方向のとき、検出出力電圧が大きくなる。金属片９
Ａは、コイル６に鎖交する磁束の変化によって出力電圧
を発生する状態を示し、金属片の向きがｘ軸方向、すな
わちコイル６と直交する方向のとき、検出出力電圧が大
きくなる。
【００３２】また図２は、実施形態(1) の場合の回路構
成の概略を示したものであって、両コイルの出力電圧を
合成するための回路構成を例示している。(a) は直列加
算方式の場合を示し、(b) は並列加算方式の場合を示
す。
成の概略を示したものであって、両コイルの出力電圧を
合成するための回路構成を例示している。(a) は直列加
算方式の場合を示し、(b) は並列加算方式の場合を示
す。
【００３３】図２(a) に示す直列加算方式の場合は、コ
イル４とコイル６を直列に接続して、それぞれの出力電
圧を合成したのち、増幅器１５を介して増幅して、端子
１６に検出出力電圧を発生する。
イル４とコイル６を直列に接続して、それぞれの出力電
圧を合成したのち、増幅器１５を介して増幅して、端子
１６に検出出力電圧を発生する。
【００３４】図２(b) に示す並列加算方式の場合は、コ
イル４とコイル６のそれぞれの出力電圧を、加算回路１
７によって並列に合成したのち、増幅器１５を介して増
幅して、端子１６に検出出力電圧を発生する。
イル４とコイル６のそれぞれの出力電圧を、加算回路１
７によって並列に合成したのち、増幅器１５を介して増
幅して、端子１６に検出出力電圧を発生する。
【００３５】この場合は、コイル４とコイル６のそれぞ
れの出力を、図示されないバッファ増幅器等を介して、
加算回路１７に接続することが望ましい。または加算回
路１７および増幅器１５に代えて差動増幅器を使用し、
コイル４とコイル６のそれぞれの出力を、極性を考慮し
て差動増幅器の両入力に接続するようにしてもよい。
れの出力を、図示されないバッファ増幅器等を介して、
加算回路１７に接続することが望ましい。または加算回
路１７および増幅器１５に代えて差動増幅器を使用し、
コイル４とコイル６のそれぞれの出力を、極性を考慮し
て差動増幅器の両入力に接続するようにしてもよい。
【００３６】いずれの場合も、端子１６の後段には、図
示されない、適当なしきい値をもつ検出感度設定器を接
続して、このしきい値を超えた出力によって検出信号を
得るようにして、ノイズの影響を除去する。
示されない、適当なしきい値をもつ検出感度設定器を接
続して、このしきい値を超えた出力によって検出信号を
得るようにして、ノイズの影響を除去する。
【００３７】なお、直流磁界方式の場合、直流磁界発生
部としては、通常、永久磁石３を使用するが、これに限
るものでなく、例えば、鉄心を備えた直流励磁コイルを
使用することも可能であり、これによって、より強磁界
を発生させて、金属片の検出感度を向上させることがで
きる。
部としては、通常、永久磁石３を使用するが、これに限
るものでなく、例えば、鉄心を備えた直流励磁コイルを
使用することも可能であり、これによって、より強磁界
を発生させて、金属片の検出感度を向上させることがで
きる。
【００３８】以上、直流磁界方式の金属検出機について
説明したが、本発明は、交流磁界方式の金属検出機の場
合にも適用可能である。図３は、本発明の実施形態(2)
を示したものであって、交流磁界方式の金属検出機の場
合のサーチコイルの構成例を示し、(a) は水平コイルが
１組からなる場合、(b) は水平コイルが２組からなる場
合をそれぞれ示す。
説明したが、本発明は、交流磁界方式の金属検出機の場
合にも適用可能である。図３は、本発明の実施形態(2)
を示したものであって、交流磁界方式の金属検出機の場
合のサーチコイルの構成例を示し、(a) は水平コイルが
１組からなる場合、(b) は水平コイルが２組からなる場
合をそれぞれ示す。
【００３９】図３(a) において、コイル２１ａ，２１ｂ
は図１に示されたＡタイプコイルの場合と同様の、巻き
方向が互いに逆の二つのコイルであって、直列に接続さ
れてコイル２１を形成している。コイル２２は図１のコ
イル６と同様の構成を有し、コイル２１と垂直に配置さ
れている。
は図１に示されたＡタイプコイルの場合と同様の、巻き
方向が互いに逆の二つのコイルであって、直列に接続さ
れてコイル２１を形成している。コイル２２は図１のコ
イル６と同様の構成を有し、コイル２１と垂直に配置さ
れている。
【００４０】コイル２３は、励振用の交流電流を流すこ
とによって、サーチコイルに所要の交流磁界を発生させ
るための励振コイルであって、コイル２２を挟んで、コ
イル２１と反対の位置に、コイル２１と平行に配置され
ている。コイル２３は、その発生磁束が、コイル２１お
よびコイル２２に対して、それぞれ対称形になるような
位置に設けることが望ましい。
とによって、サーチコイルに所要の交流磁界を発生させ
るための励振コイルであって、コイル２２を挟んで、コ
イル２１と反対の位置に、コイル２１と平行に配置され
ている。コイル２３は、その発生磁束が、コイル２１お
よびコイル２２に対して、それぞれ対称形になるような
位置に設けることが望ましい。
【００４１】なお、これらのコイルは、交流磁界方式の
場合、使用周波数を考慮した形状，構造を選択する必要
があることはいうまでもない。また、コイル２１，２２
には、励振周波数の誘導電圧が常時、発生しているの
で、適当なゼロ平衡手段を設けて、出力に現れないよう
にすることが必要である。
場合、使用周波数を考慮した形状，構造を選択する必要
があることはいうまでもない。また、コイル２１，２２
には、励振周波数の誘導電圧が常時、発生しているの
で、適当なゼロ平衡手段を設けて、出力に現れないよう
にすることが必要である。
【００４２】図３(b) の実施形態は、図３(a) の実施形
態を改良して感度上昇を図った、実用回路を例示したも
のである。図３(b) において、コイル２１ａ，２１ｂと
２１ｃ，２１ｄは、それぞれ図１に示されたＡタイプコ
イルと同様の、直列に接続された巻き方向が互いに逆の
二つのコイルからなり、上下に分割して平行に配置され
ているとともに、これらはさらに直列に接続されてコイ
ル２１を形成している。
態を改良して感度上昇を図った、実用回路を例示したも
のである。図３(b) において、コイル２１ａ，２１ｂと
２１ｃ，２１ｄは、それぞれ図１に示されたＡタイプコ
イルと同様の、直列に接続された巻き方向が互いに逆の
二つのコイルからなり、上下に分割して平行に配置され
ているとともに、これらはさらに直列に接続されてコイ
ル２１を形成している。
【００４３】コイル２２は、巻き方向が互いに逆の、平
行な２つのコイル２２ａ，２２ｂからなり、コイル２１
ａ，２１ｂとコイル２１ｃ，２１ｄの中間に、これらと
垂直に配置されている。コイル２３は、励振用の交流電
流を流すことによって、サーチコイルに所要の交流磁界
を発生させるための励振コイルであって、コイル２２
ａ，２２ｂの中間に、コイル２１と垂直に配置されてい
る。
行な２つのコイル２２ａ，２２ｂからなり、コイル２１
ａ，２１ｂとコイル２１ｃ，２１ｄの中間に、これらと
垂直に配置されている。コイル２３は、励振用の交流電
流を流すことによって、サーチコイルに所要の交流磁界
を発生させるための励振コイルであって、コイル２２
ａ，２２ｂの中間に、コイル２１と垂直に配置されてい
る。
【００４４】この場合も、各コイルに対しては、使用周
波数を考慮した形状，構造を選択する必要があることは
いうまでもない。またコイル２１，２２には、励振周波
数の誘導電圧が常時、発生しているので、適当なゼロ平
衡手段を設けて、出力に現れないようにすることが必要
である。
波数を考慮した形状，構造を選択する必要があることは
いうまでもない。またコイル２１，２２には、励振周波
数の誘導電圧が常時、発生しているので、適当なゼロ平
衡手段を設けて、出力に現れないようにすることが必要
である。
【００４５】また、図４は実施形態(2) の場合の回路構
成の概略を示したものであって、両コイルの出力電圧を
合成するための回路構成を例示している。(a) は直列加
算方式の場合を示し、(b) は並列加算方式の場合を示
す。
成の概略を示したものであって、両コイルの出力電圧を
合成するための回路構成を例示している。(a) は直列加
算方式の場合を示し、(b) は並列加算方式の場合を示
す。
【００４６】図４(a) に示す直列加算方式の場合は、コ
イル２１とコイル２２を直列に接続して、それぞれの出
力電圧を合成したのち、復調器２４で復調して得られた
低周波信号からなる検出信号を増幅器２５を介して増幅
して、端子２６に検出出力電圧を発生する。励振コイル
２３には、発振器２７から一定周波数の励振電流を供給
する。
イル２１とコイル２２を直列に接続して、それぞれの出
力電圧を合成したのち、復調器２４で復調して得られた
低周波信号からなる検出信号を増幅器２５を介して増幅
して、端子２６に検出出力電圧を発生する。励振コイル
２３には、発振器２７から一定周波数の励振電流を供給
する。
【００４７】図４(b) に示す並列加算方式の場合は、コ
イル２１とコイル２２のそれぞれの出力電圧を、加算回
路２８によって並列に合成したのち、復調器２４で復調
して得られた、低周波信号からなる検出信号を、増幅器
２５を介して増幅して、端子２６に検出出力電圧を発生
する。励振コイル２３には、発振器２７から一定周波数
の励振電流を供給する。
イル２１とコイル２２のそれぞれの出力電圧を、加算回
路２８によって並列に合成したのち、復調器２４で復調
して得られた、低周波信号からなる検出信号を、増幅器
２５を介して増幅して、端子２６に検出出力電圧を発生
する。励振コイル２３には、発振器２７から一定周波数
の励振電流を供給する。
【００４８】この場合も、直流界磁方式の場合と同様
に、コイル２１とコイル２２のそれぞれの出力を、図示
されないバッファ増幅器等を介して、加算回路２８に接
続することが望ましい。または加算回路２８に代えて差
動増幅器を使用し、コイル２１とコイル２２のそれぞれ
の出力を、極性を考慮して差動増幅器の両入力に接続す
るようにしてもよい。
に、コイル２１とコイル２２のそれぞれの出力を、図示
されないバッファ増幅器等を介して、加算回路２８に接
続することが望ましい。または加算回路２８に代えて差
動増幅器を使用し、コイル２１とコイル２２のそれぞれ
の出力を、極性を考慮して差動増幅器の両入力に接続す
るようにしてもよい。
【００４９】直列加算方式の場合も、並列加算方式の場
合も、端子２６の後段には、図示されない、適当なしき
い値をもつ検出感度設定器を接続して、このしきい値を
超えた出力によって検出信号を得るようにして、ノイズ
の影響を除去するようにする。また、交流磁界方式の場
合は、直列または並列に加算される両コイルの信号に、
位相差を生じることが多いので、正しい位相で加算され
るように、入力信号に対する適当な位相補償手段を設け
ることが必要である。
合も、端子２６の後段には、図示されない、適当なしき
い値をもつ検出感度設定器を接続して、このしきい値を
超えた出力によって検出信号を得るようにして、ノイズ
の影響を除去するようにする。また、交流磁界方式の場
合は、直列または並列に加算される両コイルの信号に、
位相差を生じることが多いので、正しい位相で加算され
るように、入力信号に対する適当な位相補償手段を設け
ることが必要である。
【００５０】図５は、実施形態(2) の場合のコイル出力
波形を例示したものであって、(a)はコイル２１の出力
波形を示し、(b) はコイル２２の出力波形を示す。実施
形態(2) の場合、コイル２１，２２には、励振信号を搬
送波とする振幅変調波が現れるので、前述のように、コ
イル出力に復調器を設けて、励振周波数成分を除去する
ことが必要である。
波形を例示したものであって、(a)はコイル２１の出力
波形を示し、(b) はコイル２２の出力波形を示す。実施
形態(2) の場合、コイル２１，２２には、励振信号を搬
送波とする振幅変調波が現れるので、前述のように、コ
イル出力に復調器を設けて、励振周波数成分を除去する
ことが必要である。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属検出機によって、金属針のような細長い形状を有する
被検出金属体の検出を行なう場合における、検出時の姿
勢( 向き) に基づく検出感度の差を、少なくすることが
できるので、縫製品中における折損縫針や忘れ針の検出
を行なう際に、特に有効である。
属検出機によって、金属針のような細長い形状を有する
被検出金属体の検出を行なう場合における、検出時の姿
勢( 向き) に基づく検出感度の差を、少なくすることが
できるので、縫製品中における折損縫針や忘れ針の検出
を行なう際に、特に有効である。
【図１】本発明の実施形態(1) を示す図である。
【図２】実施形態(1) の場合の回路構成の概略を示す図
であって、(a) は直列加算方式の場合を示し、(b) は並
列加算方式の場合を示す。
であって、(a) は直列加算方式の場合を示し、(b) は並
列加算方式の場合を示す。
【図３】本発明の実施形態(2) を示す図でであって、
(a) は水平コイルが１組からなる場合、(b) は水平コイ
ルが２組からなる場合をそれぞれ示す。
(a) は水平コイルが１組からなる場合、(b) は水平コイ
ルが２組からなる場合をそれぞれ示す。
【図４】図４は実施形態(2) の場合の回路構成の概略を
示す図であって、(a) は直列加算方式の場合を示し、
(b) は並列加算方式の場合を示す。
示す図であって、(a) は直列加算方式の場合を示し、
(b) は並列加算方式の場合を示す。
【図５】実施形態(2) の場合のコイル出力波形を例示す
る図であって、(a) はコイル２１の出力波形を示し、
(b) はコイル２２の出力波形を示す。
る図であって、(a) はコイル２１の出力波形を示し、
(b) はコイル２２の出力波形を示す。
【図６】サーチコイルの外観形状の一例を示す図であ
る。
る。
【図７】サーチコイル内部のコイル構成の例(1) を示す
図であって、(a) はコイルの配置を示し、(b) は磁束の
分布を示す。
図であって、(a) はコイルの配置を示し、(b) は磁束の
分布を示す。
【図８】サーチコイル内部のコイル構成の例(2) を示す
図であって、(a) はコイルの配置を示し、(b) は磁束の
分布を示す。
図であって、(a) はコイルの配置を示し、(b) は磁束の
分布を示す。
【図９】サーチコイルの出力電圧を例示する図であっ
て、(a) は図７に示されたＡタイプコイルの場合を示
し、(b) は図８に示されたＢタイプコイルの場合を示
す。
て、(a) は図７に示されたＡタイプコイルの場合を示
し、(b) は図８に示されたＢタイプコイルの場合を示
す。
【図１０】金属片の向きによる検出出力の違いを例示す
る図であって、(1) は被検出金属片の概略の大きさを例
示し、(2) は検出出力電圧の例を示す。
る図であって、(1) は被検出金属片の概略の大きさを例
示し、(2) は検出出力電圧の例を示す。
１ サーチコイル ２ 開口部 ３ 直流磁界発生部 ４ コイル ６ コイル １２ 磁性体 １３ 磁性体 ２１ コイル ２２ コイル ２３ 励振コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｒ 33/02 Ｇ０１Ｒ 33/02 Ｑ (56)参考文献 特開 平３−181879（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−247839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−117178（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−129249（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−4084（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 3/10 D06H 3/14 G01V 3/11 G01N 27/82 G01R 33/02
Claims (6)
- 【請求項１】 被検出物をサーチコイルの開口部を通過
させるように構成された金属検出機において、該サーチ
コイルの開口部に、 被検出物の移動方向と平行に配置された巻き方向が互い
に逆の二つのコイルを直列に接続してなる第１のコイル
と、該第１のコイルと垂直に被検出物の移動経路を囲む
ように配置された第２のコイルと、該第２のコイルを挟
んで前記第１のコイルと反対側に配置され該第１のコイ
ルおよび第２のコイルと鎖交する磁束を発生する直流磁
界発生部とを備え、被検出物の移動時における、該第１
のコイルの出力電圧と第２のコイルの出力電圧とを合成
して、被検出物中における金属片を検出した信号を発生
することを特徴とする金属検出機。 - 【請求項２】 請求項１に記載の金属検出機において、
第１のコイルおよび第２のコイルを挟んで直流磁界発生
部と反対側に磁性体を配置して、該直流磁界発生部に基
づく第１のコイルおよび第２のコイルにおける鎖交磁束
数を増加させるようにしたことを特徴とする金属検出
機。 - 【請求項３】 被検出物をサーチコイルの開口部を通過
させるように構成された金属検出機において、該サーチ
コイルの開口部に、被検出物の移動方向と平行に配置さ
れた巻き方向が互いに逆の二つのコイルを直列に接続し
てなる第１のコイルと、該第１のコイルと垂直に被検出
物の移動経路を囲むように配置された第２のコイルと、
該第２のコイルを挟んで前記第１のコイルと反対側に配
置された該第１のコイルと平行な励振コイルとを備え
て、該励振コイルを交流電流によって励振し、被検出物
の移動時における、前記第１のコイルの出力電圧と第２
のコイルの出力電圧とを合成して、被検出物中における
金属片を検出した信号を発生することを特徴とする金属
検出機。 - 【請求項４】 被検出物をサーチコイルの開口部を通過
させるように構成された金属検出機において、該サーチ
コイルの開口部に、被検出物の移動方向と平行に被検出
物の移動経路を挟んで上下にそれぞれ配置された巻き方
向が互いに逆の二つのコイルを直列に接続してなる第１
のコイルと、該第１のコイルと垂直に被検出物の移動経
路を囲むように配置された巻き方向が互いに逆の二つの
コイルを直列に接続してなる第２のコイルと、該第２の
コイルを形成する二つのコイルの中間に前記第１のコイ
ルと垂直に配置された励振コイルとを備えて、該励振コ
イルを交流電流によって励振し、被検出物の移動時にお
ける、前記第１のコイルの出力電圧と第２のコイルの出
力電圧とを合成して、被検出物中における金属片を検出
した信号を発生することを特徴とする金属検出機。 - 【請求項５】 請求項１から４までのいずれかに記載の
金属検出機において、前記第１のコイルの出力電圧と、
第２のコイルの出力電圧とを直列に加算して合成するこ
とを特徴とする金属検出機。 - 【請求項６】 請求項１から４までのいずれかに記載の
金属検出機において、前記第１のコイルの出力電圧と、
第２のコイルの出力電圧とを並列に加算して合成するこ
とを特徴とする金属検出機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25720695A JP3179001B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 金属検出機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25720695A JP3179001B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 金属検出機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0980162A JPH0980162A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3179001B2 true JP3179001B2 (ja) | 2001-06-25 |
Family
ID=17303146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25720695A Expired - Fee Related JP3179001B2 (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 金属検出機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3179001B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3525013A1 (en) * | 2018-01-23 | 2019-08-14 | KONSTRUKTA - TireTech a.s. | Detector and localizer of ferromagnetic inclusions in a continually passing medium |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1172479A (ja) | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Ykk Corp | 非磁性製品中の磁性体の検知方法及び検知装置 |
| EP2439560B1 (en) | 2010-10-07 | 2013-05-29 | Mettler-Toledo Safeline Limited | Method for monitoring the operation of a metal detection system and metal detection system |
| CN103180760B (zh) | 2010-10-07 | 2016-10-26 | 梅特勒-托利多安全线有限公司 | 用于操作金属探测系统的方法以及金属探测系统 |
| EP2439559B1 (en) | 2010-10-07 | 2013-05-29 | Mettler-Toledo Safeline Limited | Method for operating of a metal detection system and metal detection system |
| US9018935B2 (en) | 2011-09-19 | 2015-04-28 | Mettler-Toledo Safeline Limited | Method for operating a metal detection apparatus and apparatus |
| TWI576389B (zh) * | 2012-07-24 | 2017-04-01 | 三菱瓦斯化學股份有限公司 | 熱可塑性樹脂組成物及利用此組成物之片材 |
| CN103741444A (zh) * | 2013-12-16 | 2014-04-23 | 蔡利君 | 一种金属探测装置 |
| JP6294112B2 (ja) * | 2014-03-13 | 2018-03-14 | アンリツインフィビス株式会社 | 金属検出装置 |
| CN108072907A (zh) * | 2016-11-07 | 2018-05-25 | 上海伊斯曼电气股份有限公司 | 一种用于检测磁性金属异物的超宽幅检针机探头 |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP25720695A patent/JP3179001B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3525013A1 (en) * | 2018-01-23 | 2019-08-14 | KONSTRUKTA - TireTech a.s. | Detector and localizer of ferromagnetic inclusions in a continually passing medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0980162A (ja) | 1997-03-28 |
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