JPH07185176A - 磁気検出針とその検出装置 - Google Patents
磁気検出針とその検出装置Info
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- JPH07185176A JPH07185176A JP34698493A JP34698493A JPH07185176A JP H07185176 A JPH07185176 A JP H07185176A JP 34698493 A JP34698493 A JP 34698493A JP 34698493 A JP34698493 A JP 34698493A JP H07185176 A JPH07185176 A JP H07185176A
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Abstract
の特徴的な構造と、磁気検出針を選択的に検出可能な針
検出装置の構成とを提案することを目的とする。 【構成】本発明の磁気検出針は、その全部または一部が
軟磁性材料から構成されていることを特徴とし、例えば
図1に示されるように、針体15の表面に軟磁性材料か
らなるメッキ層16を設けた構造を有している。本発明
の針検出装置は、送信コイルとこれと平衡配置された差
動接続型の受信コイルとからなる検知部を有し、磁気検
出針がこれを通過するとき発生する励振波の高調波を検
出することによって、磁気検出針を選択的に検知する。
さらに、検知部における送信コイルと受信コイルとをそ
れぞれ2分割して、分割された送信コイルと受信コイル
とからなる2組のコイルを互いに逆方向に傾けて配置す
ることによって、磁気検出針の通過時の姿勢(方向)に
基づく不検知を防止する。
Description
装置に関し、特に交流磁界の擾乱を利用して検出するの
に適した針の構造と、他の金属混入物の影響を受けるこ
となく、このような針を選択的に検知することが可能な
針検出装置の構成とを提案するものである。
に折れて縫製品中に紛れ込んだり、または縫製品中にお
き忘れられて残留する場合があって、製品の出荷後にこ
れが発見されて問題になることがあり、従って、これを
事前に検知することが、縫製業界において、大きな課題
となっている。
に検知して、製品の安全性を確保することが必要であ
り、そのためには、容易に検出可能な針と、このような
針を検知するための検出装置とが求められている。
を検知する目的に、通常の電磁式金属検出機が使用され
ている。図18は、従来の電磁式金属検出機の概略構成
を示したものである。
定周波数の高周波電力を発生する。2は検知部であっ
て、送信コイル3と、2個のコイル41,42 からなる受
信コイル4とを備えている。送信コイル3は、その端子
A,Bに励振部1から高周波電力を印加されることによ
って、交流磁界を発生する。受信コイル4は差動接続さ
れていて、送信コイル3に対して平衡して配置され、交
流磁界に不平衡を生じたとき、その端子C,Dに励振周
波数の検出信号を発生するようになっている。検知部2
は、これを貫く図示されないベルトコンベア等によっ
て、被検体を通過させることができるように構成されて
いる。
おける検知部2の検出信号を増幅する。6は位相検波部
であって、励振部1からの励振周波数の信号によって、
高周波増幅部5の出力信号を位相検波して、検波出力を
発生する。7はフィルタ部であって、位相検波部6の検
波出力から高周波分を除去して、低周波信号を出力す
る。8は低周波増幅部であって、フィルタ部7から出力
された低周波信号を増幅する。9は比較部であって、低
周波増幅部8からの低周波信号の振幅を一定閾値と比較
して、閾値を超えたとき、被検体の存在を示す警報出力
を発生する。
イルによって形成される交流磁界中における、金属片の
存在に基づく磁界の擾乱を、受信コイルにおいて磁束の
不平衡成分によって検出する。この検出信号は励振周波
数からなっており、これを位相検波することによって、
金属片の移動に伴って変化する低周波信号が得られるの
で、その大きさを識別することによって、金属片からな
る被検体の存在(通過)を検知することができる。
機を、縫製品中の折れ針や忘れ針の検知に適用する場合
の問題点は、縫製品に付属品として使用されている他の
金属製品、例えばボタン,バックル,ファスナ等を同時
に検出することであり、これらのものの形状が大きい場
合には、これによる検出信号も大きい。
る電磁式金属検出機の検出感度は、このような他の金属
製品による検出信号に基づく雑音との相対レベル差によ
って決定されることとなり、他の金属製品による検出出
力が大きいときは、目的とする折れ針や忘れ針を検出す
ることができない場合が生じる。また、検出が可能であ
っても、S/Nを十分確保することができず、頻繁に誤
検出を起こすことを避けられない。
いため、検知部における交流磁界との相互の向きによっ
て、検出感度が低下する場合があり、そのため一層、検
出の困難さを増すという問題がある。
決しようとするものであって、縫製品中における折れ針
や忘れ針の検出を容易に、かつ確実に行うことができる
ようにするための、縫い針や待ち針の構造と、これらを
検知するための針検出装置の構成とを提案することを目
的としている。
磁性材料によって構成したものである。
も躯体部の内部に軟磁性材料からなる芯部を埋め込んだ
構造を有するものである。
も躯体部の表面に軟磁性材料からなるメッキ層を設けた
ものである。
磁性材料からなる摘子部を有するものである。
磁性材料からなるメッキ層を設けた摘子部を有するもの
である。
(3) に記載された磁気検出縫い針または(4) もしくは
(5) に記載された磁気検出待ち針からなる被検体に対し
て、送信コイルと、この送信コイルに対して被検体検出
領域を挟んで反対側に2個のコイルを平衡配置してなる
差動接続型の受信コイルとを設けて、この被検体検出領
域を被検体が通過するとき、送信コイルによって被検体
検出領域に形成されている交流磁界に基づいて受信コイ
ルに誘起される励振波の高調波によって被検体を検知す
るものである。
(3) に記載された磁気検出縫い針または(4) もしくは
(5) に記載された磁気検出待ち針からなる被検体に対し
て、送信コイルと、この送信コイルと同一軸上の前後に
2個のコイルを平衡配置してなる差動接続型の受信コイ
ルとを設けて、この送信コイルと受信コイルとを貫く被
検体検出領域を被検体が通過するとき、送信コイルによ
って被検体検出領域に形成される交流磁界に基づいて受
信コイルに誘起される励振波の高調波によって被検体を
検知するものである。
(7) の場合に、送信コイルと受信コイルとを2分割する
とともに、分割されたそれぞれの送信コイルと受信コイ
ルとからなる2組のコイルを、被検体の通過方向に対し
て互いに逆方向に傾けて配置したものである。
(8) のいずれかの場合に、送信コイルおよび受信コイル
の被検体通過方向の前部に消磁装置を設けて、被検体が
この消磁装置の消磁領域を通過することによって、その
残留磁気を予め消磁されたのちに、送信コイルおよび受
信コイルを通過するようにしたものである。
って、本発明による針の構造を例示している。本発明に
よる針は、通常の縫製用針と同一の形状に構成され、そ
の全部または一部が軟磁性材料からなっているものであ
って、図1においては、鋼鉄からなる縫い針の形態を有
する針体15の表面に、軟磁性材料からなるメッキ層1
6を有する場合が例示されている。本発明の場合におけ
る軟磁性材料とは、透磁率が1×102 以上であって、
保磁力が数エルステッド(Oe)程度以下(好ましくは
1Oe以下)の磁性材料をいい、さらに、角形ヒステリ
シス特性を有するものであることが必要である。このよ
うな軟磁性材料の例としては、例えば、ニッケル(N
i)−鉄(Fe)−硼素(B)系,コバルト(Co)−
鉄−ニッケル−硼素−珪素(Si)系,鉄−ニッケル−
モリブデン(Mo)−硼素系,コバルト−鉄−ニッケル
−モリブデン−硼素−珪素系等のアモルファス材料中の
所要の特性を有するものが好適である。また、パーマロ
イ,ミューメタル,スーパーマロイ等の磁性合金材料中
における所要の特性を有するものを使用することもでき
る。軟磁性材料の使用方法はメッキの形態に限らない
が、メッキ可能な場合であって、メッキして使用する場
合のメッキ層16の厚さは、例えば5μmないし2μ
m、メッキ後の針の保磁力は3Oe程度である。
数特性を例示したものであって、電磁式金属検出機によ
って、縫製品の検査を行った場合を示している。横軸に
出力周波数(kHz)、縦軸に出力レベル(dB)を示
し、(a)は金属片の混入がない場合、(b)は図1に
例示された本発明の針が混入している場合、(c)は本
発明の針以外の金属片が混入している場合である。な
お、この場合の励振周波数は1kHzである。図3は、本
発明の針以外の金属片を例示したものであって、アルミ
合金からなる装飾品を示している。
分のみが出力されている。(a)の場合と(b)の場合
とを比較すると、基本波(励振波)の出力振幅は同様で
あるが、本発明による針が混入した(b)の場合には、
第3高調波がかなりの大きさで出力されていることがわ
かる。一方、(c)の場合は、基本波の振幅は同じであ
るが、第3高調波のレベルは小さい。
きいのは、針体15の表面に施されたメッキ層16を構
成する軟磁性材料の角形ヒステリシス特性に基づいて、
検出信号に歪みが生じているためであって、実験結果か
ら、第2高調波と第3高調波とが、検出可能なレベルで
発生することが認められている。この際、なるべく小さ
い励振電力を用いて、高調波の検出感度を向上させるた
めには、軟磁性材料の保磁力が小さいことが必要であ
る。
検出することによって、本発明の針からなる被検体が金
属検出機を通過したときの、交流磁界の不平衡成分の変
化を、低周波信号として捕捉することができる。
を例示したものであって、(a),(b),(c)は、
それぞれ図2における(a),(b),(c)の場合に
対応し、横軸は時間(Sec)、縦軸は出力電圧(V)
である。
入がない場合は、低周波出力は発生しない。(b)に示
す本発明の針が混入している場合は低周波出力信号のレ
ベルは大きいが、(c)に示す本発明の針以外の金属片
が混入している場合の低周波出力信号レベルは小さいの
で、両者の場合を識別して、本発明の針を検知したこと
を示す警報信号を出力することができる。
いて縫製品に混入した針を検知する。従ってこれに使用
する検出装置は、図17に示されたような金属検出機に
おいて、特定の高調波を選択的に検出できるようにすれ
ばよい。これには、励振部の励振波出力から特定の高調
波を発生して、これによって、検知部の出力信号を位相
検波する等の方法で、容易に所望の検出を行うことがで
きる。
を示したものである。本実施例の磁気検出縫い針は、通
常の縫製用縫い針と同様の形状を有し、細長い躯体部2
1に対して、布を穿刺するための鋭い先端部22と、糸
を通すための穴23を有する頭部24とを備えている。
本実施例の場合、少なくとも躯体部21が軟磁性材料か
ら構成されていることが必要である。先端部22,頭部
24は躯体部21と同じ材質でもよく、または、通常の
鋼鉄等のような異なる材質であってもよい。
(2)を示したものである。本実施例の磁気検出縫い針
は、図5に示された実施例と同様の形状を有し、同じ部
分を同じ番号によって示されている。図6に示された実
施例においては、躯体部21の内部に、軟磁性材料細線
からなる芯部25を有している点が異なっている。なお
芯部25は、先端部22および/または頭部24の部分
に及んでいてもよい。
(3)を示したものである。本実施例の磁気検出縫い針
は、図5に示された実施例と同様の形状を有し、同じ部
分を同じ番号によって示されている。図7に示された実
施例においては、躯体部21と先端部22の表面に、軟
磁性材料からなるメッキ層26を設けた点が異なってい
る。メッキ層26は、躯体部21のみ、または頭部24
を含む全面に施されていてもよい。
(4)を示したものである。本実施例の磁気検出待ち針
は、通常の縫製用待ち針と同様の形状を有し、細長い躯
体部21に対して、布を穿刺するための鋭い先端部22
と、頭部に設けられた、標識とつまみとを兼ねた摘子部
27とを備えている。本実施例の場合、摘子部27が軟
磁性材料から構成されているものとする。摘子部27の
形状は、図示の球状に限らず任意である。
(5)を示したものである。本実施例の磁気検出待ち針
は、図8に示された実施例と同様の形状を有し、同じ部
分を同じ番号によって示されている。図9に示された実
施例においては、摘子部27がその表面に軟磁性材料か
らなるメッキ層28を有する点が異なっている。この場
合、摘子部27自体は、通常の待ち針と同様のガラス球
であってもよく、または他の金属やプラスチック等から
なるものであってもよい。また形状も必ずしも球状に限
らず、任意の形状であってよい。
を示したものであって、図18におけると同じものを同
じ番号で示している。10は高調波発生部であって、励
振部1の基本波信号から特定の高調波出力を発生する。
11は高周波フィルタ部であって、帯域消去フィルタま
たは帯域通過フィルタからなり、検知部2の検知信号中
における励振周波数の成分を除去し、特定の高調波成分
を通過させる。位相検波部6は、高調波発生部10の高
調波信号によって、高周波フィルタ部11の出力信号を
位相検波する。
イルによって形成される励振波磁界で本発明の針を励磁
し、このとき受信コイルに鎖交する磁束の不平衡成分中
に含まれる高調波成分を抽出して位相検波することによ
って、針の移動に伴って変化する低周波信号が得られる
ので、その大きさを識別することによって、本発明の針
からなる被検体の存在(通過)を検知することができ
る。この際、高周波増幅部5の入力側に高周波フィルタ
部11を挿入したことによって、大きな金属製装飾品等
が検知部を通過した場合に、受信コイルにおいて大きな
磁束の不平衡が発生するために、励振周波数の出力が大
きくなって後段が飽和することを防止して、本発明の針
を常に高感度で検知することができる。
れば、図5ないし図9に示されたような、本発明の磁気
検出針が縫製品に含まれて検知部を通過したとき、確実
に、これを示す警報出力を発生することができる。
知部の構成例(1)を示したものであって、図10にお
けると同じものを同じ番号で示し、31は検知部の筐
体、32は筐体31に設けられた被検体通過間口(アパ
ーチュア)である。
属筐体31の一方の辺に収容されており、受信コイルを
形成するコイル41,42 は、筐体31の、被検体通過間
口32を挟んで対向する辺に収容されている。コイル4
1,42 は送信コイル3と平行に前後に並べて配置され、
送信コイル3の発生する交流磁界に対して、差動接続さ
れて平衡がとられているので、通常は端子C,Dに検出
信号が発生しない。
検出領域を、本発明の針が通過するとき、コイル41,4
2 の間における交流磁界の平衡が破れて、受信コイルの
端子C,Dに検出信号が発生するが、図10に示された
針検出装置は、この検出信号から励振周波数の高調波成
分を選択的に検出して、警報出力を発生する。一方、本
発明の針以外の被検体が通過したときは、高調波成分か
らなる検出信号が生じないので、警報出力は発生しな
い。
知部の構成例(2)を示したものであって、図11にお
けると同じものを同じ番号で示している。この場合は、
図11の例と異なり、送信コイル3と、受信コイルを形
成するコイル41,42 は筐体31の内部において、被検
体通過間口32を囲んで同一軸上に設けられており、か
つコイル41,42 は、送信コイル3を挟んで前後に配置
され、差動接続されて送信コイル3の交流磁界に対して
平衡がとられている。
コイル3によって、被検体通過間口32内に形成される
被検体検出領域を本発明の針が通過するとき、コイル4
1,4 2 の間における交流磁界の平衡が破れて、受信コイ
ルの端子C,Dに励振周波数の高調波を含む検出信号が
発生するので、図10に示された針検出装置によって、
これを検出して警報出力を発生することができる。
知部の構成例(3)を示したものである。この場合は、
図11の場合と同様に配置された、送信コイル31 と受
信コイルを形成するコイル41,42 とからなる第1の検
知コイルと、送信コイル32と受信コイルを形成するコ
イル43,44 とからなる第2の検知コイルとが、被検体
通過間口32内に、被検体の通過方向に沿って配置され
ている。第1の検知コイルと第2の検知コイルとは、被
検体の通過方向に対して、それぞれ+θおよび−θ傾け
て配置されている。
割した場合の接続方法を示したものである。図示のよう
に、送信コイル31,32 は直列に端子A,B間に接続さ
れ、受信コイルを形成するコイル41,42 と43,44 と
は、直列に端子C,D間に接続される。
イル31 とコイル41,42 とからなる第1の検知コイル
と、送信コイル32 とコイル43,44 とからなる第2の
検知コイルとによって、それぞれ図11の場合と同様に
して、本発明の針の通過に基づく検出信号を発生するこ
とができる。
検知コイルに対して平行な場合と直交する場合とでは、
検出感度が著しく変化し、そのため検知不可能になる場
合があるが、図13に示された検知部の構成によれば、
いかなる場合でも、いずれか一方の検知コイルでは検知
可能であり、従って、不検知を確実に防止することがで
きる。
知部の構成例(4)を示したものである。この場合は、
図12の場合と同様に配置された、送信コイル31 と受
信コイルを形成するコイル41,42 とからなる第1の検
知コイルと、送信コイル32と受信コイルを形成するコ
イル43,44 とからなる第2の検知コイルとが、被検体
通過間口32内に、被検体の通過方向に沿って配置され
ている。第1の検知コイルと第2の検知コイルとは、被
検体の通過方向に対して、それぞれ+θおよび−θ傾け
て配置されている。この場合における送信コイルと受信
コイルの接続は、図14の場合と同じである。
検知コイルと、第2の検知コイルとによって、それぞれ
図12の場合と同様にして、本発明の針に基づく検出信
号を発生することができ、従って、針の向きのいかんに
かかわらず、これを検知することができる。
知部の構成例(5)を示したものである。この場合は、
図13または図15に示された2組の検知コイルを、そ
れぞれ別個の遮蔽筐体311,312 に収容して、被検体
の搬送用ベルトコンベア33に対して,それぞれ+θお
よび−θ傾けて配置したことが示されている。
んにかかわらず本発明の針を検出できるとともに、検知
部の筐体を2個に分割したので、小型軽量化されて、運
搬,設置が容易になるという利点がある。
例を示したものであって、消磁装置を併用した場合を示
している。被検体の搬送用ベルトコンベア33に対し
て、検知部の筐体31を設置した針検出装置において、
同一のベルトコンベア上に、検知部の筐体31の前部に
消磁装置34を設けたことが示されている。なお、図中
においては、針検出装置における、検知部筐体以外の電
子回路部分は、省略して示されている。
に、なんらかの原因によって、磁気検出針が着磁するこ
とがあり得る。着磁した磁気検出針は、軟磁性材料に基
づく角形ヒステリシス特性が消失し、殆ど直線に近い磁
化特性になることが、このような磁気検出針のB−H特
性の測定結果から判明している。
されたような本発明の針検出装置において検出しようと
しても、ヒステリシス特性の違いから、検知部通過時の
高調波のレベルが著しく小さくなり、そのため、磁気検
出針の検出感度が低下する。
出装置の検知部の筐体31に対して、同一のベルトコン
ベア33上に、矢印で示すベルトコンベアの進行方向手
前に消磁装置34を設けて、搬送される縫製品を予め消
磁するようにしている。着磁した磁気検出針を消磁する
ことによって、もとの角形ヒステリシス特性に復帰する
ことが確認されており、従って、図17の実施例によれ
ば、着磁した磁気検出針が縫製品中に含まれていた場合
でも、検知部を通過する際には消磁されているため、着
磁に基づく検出感度の低下を防止することができる。
用電源で励磁されたコイル中を対象物が通過するように
なった周知の構造のものでよく、ベルトコンベア33の
ベルトをこのようなコイルを貫いて設けることによっ
て、縫製品等が検知部筐体31を通過する以前に、消磁
装置34を通過するようにすればよい。
一周波数からなる励振信号の高調波によって、磁気検出
針の検出を行う代わりに、一または複数の送信コイルに
よって、異なる周波数(f1,f2 )の複数の励振信号に
よって重畳して被検体を励磁し、被検体を構成する軟磁
性材料のの非線形特性に基づく混変調によって受信コイ
ルに発生する、歪みの周波数成分f1 +f2 ,f1 −f
2 ,f1 +2f2 ,2f1 +f2 等を選択的に検出する
ことによって、同一の目的を達成することも可能であ
る。すなわちこの場合も、励振周波数と検出周波数とが
異なるものであるため、通常の金属体からなる装飾品等
の影響を除去して、角形ヒステリシス特性を有する軟磁
性材料を一部に有する本発明の磁気検出針の検知を行う
ことができる。
製品等に付された他の金属製品の影響を受けることな
く、縫製品中における折れ針や忘れ針の存在を確実に検
出できる、縫い針と待ち針の形態を含む磁気検出針を実
現することができるとともに、このような磁気検出針を
選択的に検知するために必要な検出装置を提供すること
ができる。
容易になるとともに、検出感度の向上によって、複数の
製品を一括して検査することに可能となるので、作業能
率の向上,作業時間の短縮の上で果たす効果は極めて大
きいものがある。
する図であって、(a)は金属片の混入がない場合、
(b)は図1に例示された本発明の針が混入している場
合、(c)は本発明の針以外の金属片が混入している場
合である。
であって、(a)は金属片の混入がない場合、(b)は
図1に例示された本発明の針が混入している場合、
(c)は本発明の針以外の金属片が混入している場合で
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
ある。
る。
(1)を示す図である。
(2)を示す図である。
(3)を示す図である。
接続方法を示す図である。
(4)を示す図である。
(5)を示す図である。
ある。
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 少なくとも躯体部(21)が軟磁性材料
からなることを特徴とする磁気検出縫い針。 - 【請求項2】 少なくとも躯体部(21)内部に軟磁性
材料からなる芯部(25)を埋め込んだことを特徴とす
る磁気検出縫い針。 - 【請求項3】 少なくとも躯体部(21)の表面に軟磁
性材料からなるメッキ層(26)を設けたことを特徴と
する磁気検出縫い針。 - 【請求項4】 頭部に軟磁性材料からなる摘子部(2
7)を有することを特徴とする磁気検出待ち針。 - 【請求項5】 頭部に軟磁性材料からなるメッキ層(2
8)を設けた摘子部を有することを特徴とする磁気検出
待ち針。 - 【請求項6】 請求項1ないし3に記載の磁気検出縫い
針または請求項4もしくは5に記載の磁気検出待ち針か
らなる被検体に対して、 送信コイル(3)と、該送信コイルに対して被検体検出
領域を挟んで反対側に2個のコイルを平衡配置してなる
差動接続型の受信コイル(4)とを設け、 該被検体検出領域を前記被検体が通過するとき、該送信
コイルによって被検体検出領域に形成されている交流磁
界に基づいて受信コイルに誘起される励振波の高調波に
よって被検体を検知することを特徴とする針検出装置。 - 【請求項7】 請求項1ないし3に記載の磁気検出縫い
針または請求項4もしくは5に記載の磁気検出待ち針か
らなる被検体に対して、 送信コイル(3)と、該送信コイルと同一軸上の前後に
2個のコイルを平衡配置してなる差動接続型の受信コイ
ル(4)とを設け、 該送信コイルと受信コイルとを貫く被検体検出領域を前
記被検体が通過するとき、送信コイルによって該被検体
検出領域に形成されている交流磁界に基づいて受信コイ
ルに誘起される励振波の高調波によって被検体を検知す
ることを特徴とする針検出装置。 - 【請求項8】 請求項6または7に記載の針検出装置に
おいて、前記送信コイルと受信コイルとをそれぞれ2分
割するとともに、分割されたそれぞれの送信コイルと受
信コイルとからなる2組のコイルを、被検体の通過方向
に対して互いに逆方向に傾けて配置したことを特徴とす
る針検出装置。 - 【請求項9】 請求項6ないし8のいずれかに記載の針
検出装置において、前記送信コイル(3)および受信コ
イル(4)の被検体通過方向の前部に消磁装置(34)
を設けて、被検体が該消磁装置の消磁領域を通過するこ
とによって、その残留磁気を予め消磁されたのちに、前
記送信コイルおよび受信コイルを通過するようにしたこ
とを特徴とする針検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34698493A JP3532602B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 針検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34698493A JP3532602B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 針検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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