JPH0868865A - 金属検出装置の検出ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コイル枠に充填される充填材の硬化に影響さ
れず、かつ簡単な調整手段により容易に受信コイルの信
号を平衡させうる。 【構成】 送信コイル３を励磁して磁束を発生させ、該
磁束と鎖交する２個の受信コイル４，４から出力される
差信号により、前記送、受信コイル３，４，４の内側空
間を通過する被検査体に混入する金属を検出する金属検
出装置の検出ヘッド１であり、絶縁体からなるコイル枠
５に、前記送信コイル３を間にして、前記２個の受信コ
イル４，４のそれぞれを前記コイル枠５の軸心上の前後
方向に等間隔に、前記送、受信コイル３，４，４を巻回
するとともに、前記送信コイル３の一部を、前記コイル
枠５の軸心上の前後方向に調整手段８により移動させ
て、前記２個の受信コイル４，４から出力される信号を
平衡させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属検出装置の検出ヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の金属検出装置の検出ヘッ
ドとしては、通常、金属材からなる金属ケース内に収容
され、該検出ヘッドの主要部の構成としては、例えば、
図１０に示すものがある。図１０において、前記検出ヘ
ッド１００は、磁束を発生するための送信コイル１０１
と、該磁束と鎖交するように配設された２個の受信コイ
ル１０２，１０３とからなり、混入金属の検出対象とな
る被検査体１０４を、前記送、受信コイル１０１，１０
２，１０３の内側空間１０５を貫通する通路１０６上を
矢印方向に通過させる。

【０００３】前記送信コイル１０１は、図示しない高周
波発生装置により励磁され、高周波磁束を発生する。前
記２個の受信コイル１０２，１０３はこの磁束の一部を
等量に鎖交するように配置されている。そして、該２個
の受信コイル１０２，１０３の一端は互いに逆極性に、
すなわち差動的に接続され、それぞれの出力信号Ｖ１，
Ｖ２の差により、前記送、受信コイル１０１，１０２，
１０３の内側空間１０５を通過する被検査体１０４に混
入する金属を検出するものがある。

【０００４】ところで、この検出ヘッド１００は、図１
１に示すように、絶縁体からなるコイル枠１０７の外周
に前記送、受信コイル１０１，１０２，１０３を巻回し
た後、該コイル枠１０７を図示しない金属ケース内に配
設し、該金属ケースの外部で、前記被検査体１０４が通
過する前後方向から位置決め機構により、前記２個の受
信コイル１０２，１０３のそれぞれからの出力信号が等
しくなるように位置決めし、その後、前記金属ケースと
前記コイル枠１０７との間の空間に、樹脂系の充填材を
充填したものが開示されている。（実開平5ー28984 号公
報）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の金属検出装置の検出ヘッド１００は、充填された前
記充填材の硬化に際し、熱収縮などの作用により前記コ
イル枠１０７に位置ずれが発生するため、前記受信コイ
ル１０２，１０３からの出力信号の平衡がくずれるとい
う問題点があった。このため、従来から知られている平
衡用可変抵抗器を付加したり、または前記コイルに内側
の被検査体の通過空間に、金属片を貼り付たりして、再
調整しなければならなかった。

【０００６】また、前記コイルに内側の被検査体の通過
空間に、金属片を貼り付けた場合は、前記空間内の磁束
分布が不均一となり、混入された金属の検出感度が著し
く低下するという問題点があった。

【０００７】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的は前記問題点を解消し、コイル枠に充填される
充填材の硬化に影響されず、かつ簡単な調整手段により
容易に受信コイルの信号を平衡させうる金属検出装置の
検出ヘッドを提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、金属検出感度が極め
て良好な金属検出装置の検出ヘッドを提供することにあ
る。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、検出ヘッドの
組立に際し充填材の充填前に、コイル枠を金属ケースに
容易に位置決めしうる金属検出装置の検出ヘッドを提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の構成は、次のとおりである。

【００１１】（１） 送信コイルを励磁して磁束を発生
させ、該磁束と鎖交する２個の受信コイルから出力され
る差信号により、前記送、受信コイルの内側空間を通過
する被検査体に混入する金属を検出する金属検出装置の
検出ヘッドにおいて、絶縁体からなるコイル枠に、前記
送信コイルを間にして、前記２個の受信コイルのそれぞ
れを前記コイル枠の軸心上の前後方向に等間隔に、前記
送、受信コイルを巻回するとともに、前記送信コイルの
一部を、前記コイル枠の軸心上の前後方向に調整手段に
より移動させて、前記２個の受信コイルから出力される
信号を平衡させることを特徴とする。

【００１２】（２） 前記（１）において、前記調整手
段が、前記コイル枠の外側面に形成されるとともに、前
記軸心に沿って平行な底面を有する凹部空間内に配設さ
れ、かつ前記送信コイルの一部を保持しながら前記底面
に摺動可能な調整部材であり、移動、調整後は、前記底
面に固着手段にて固着させることを特徴とする。

【００１３】（３） 前記（２）において、前記凹部空
間の外側面からみた形状が、前記送信コイルの巻回方向
に平行な辺を有する矩形であることを特徴とする。

【００１４】（４） 前記（２）において、前記凹部空
間の外側面からみた形状が、前記送信コイルの巻回方向
に対し、傾斜した辺を有する平行四辺形であることを特
徴とする。

【００１５】（５） 金属ケース内に収容され、送信コ
イルを励磁して磁束を発生させ、該磁束と鎖交する２個
の受信コイルから出力される差信号により、前記送、受
信コイルの内側空間を通過する被検査体に混入する金属
を検出する金属検出装置の検出ヘッドにおいて、絶縁体
からなるコイル枠に、前記送信コイルを間にして、前記
２個の受信コイルのそれぞれを前記コイル枠の軸心上の
前後方向に等間隔に、前記送、受信コイルを巻回するた
め、前記コイル枠の外側面に軸心上の前後方向に等間隔
に設けられた周溝内に前記送、受信コイルが巻回される
とともに、前記金属ケース内に収容させるため、該コイ
ル枠に、その軸心とほぼ直角方向に単数または複数の位
置決め部を形成し、かつ該位置決め部には、前記周溝に
連通し、かつ前記コイルの巻回のとき、該コイルが通過
できるスリットが形成されることを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明は以上のように構成されているので、前
記送信コイルの一部を、前記コイル枠の軸心上の前後方
向に調整手段により移動させて、前記２個の受信コイル
が鎖交する磁束の量を等量にして、該２個の受信コイル
から出力される信号を平衡させる。このため、前記送信
コイルの一部の移動を、前記コイル枠に充填される充填
材の硬化後に行えば、前記２個の受信コイルからの出力
信号の平衡について、充填材の硬化に影響されない。

【００１７】前記送、受信コイルを巻回するため、前記
コイル枠の外側面に周溝を設けるとともに、該コイル枠
を金属ケース内に収容させるため、該コイル枠に、その
軸心とほぼ直角方向に単数または複数の位置決め部を形
成するので、検出ヘッドの組立に際し、前記充填材の充
填前に、該コイル枠を、特に金属ケースの外側面の一方
から位置決め機構により、該金属ケースに容易に位置決
めすることができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例
を例示的に詳しく説明する。図１は、本発明の金属検出
装置の検出ヘッドについての一実施例を示す斜視図、図
２は図１の中央部における横断面図、図３は図１の一部
を破断した正面図、図４はコイル枠を示す斜視図であ
る。

【００１９】図１ないし図４において、金属検出装置の
検出ヘッド１は、金属材からなるほぼ直方体形状で、し
かも中央部分に四角形状の貫通穴２ａ，２ｂが形成され
た金属ケース２と、該金属ケース２内に収納されるとと
もに、送、受信コイル３，４が巻回されたコイル枠５と
から構成されている。

【００２０】前記コイル枠５は、絶縁体、例えばフェノ
ール樹脂系材からなり、しかも中央部分に四角形状の貫
通路５ａが形成された角形状のもので、その外側面に巻
回される前記送信コイル３を間にして、前記２個の受信
コイル４，４のそれぞれを前記コイル枠５の軸心上の前
後方向に等間隔に巻回するため、前記コイル枠の外側面
に軸心上の前後方向に等間隔に３本の周溝６を設け、該
周溝６内に前記送、受信コイル３，４，４が、所謂同軸
形式に巻回されている。なお、前記送信コイル３の図示
しない高周波発生装置との接続端子、および前記受信コ
イル４，４の外部引出し線との接続端子の図示は省略す
る。

【００２１】そして、図５および図６に示すように、前
記コイル枠５の外側の一側面５ｂで、前記送信コイル３
が巻回される部分に、前記コイル枠５の軸心に沿って平
行に、前記周溝６の深さと同じ深さをもつ底面７ａを有
する外側面形状が矩形状の凹部空間７が形成されてい
る。そして該空間７内に、前記コイル枠５と同一材から
なる断面がＵ字形状の調整部材８を使用して、該調整部
材８の溝８ａで前記送信コイル３の一部を保持しながら
前記コイル枠５の軸心に沿って、矢印に示すように前記
受信コイル４，４のいずれか一方の方向に、前記底面７
ａ上を移動、調整させるようにする。

【００２２】前記調整部材８による移動、調整は、前記
２個の受信コイル４，４からの出力信号を互いに等しく
なるように平衡させるためで、該調整完了後、前記調整
部材８を前記底面７ａ上に樹脂系の接着剤にて固着する
か、または公知の固定手段にて固定する。この場合、該
固定手段には前記コイル枠５と同一材を使用するのが好
ましい。

【００２３】また、前記コイル枠５に、前記側面５ｂの
反対側で、その軸心とほぼ直角方向に単数または複数
（本実施例では、２箇所）の位置決め部９ａ，９ｂを形
成し、かつ該位置決め部９ａ，９ｂには、前記周溝６に
連通し、かつ前記コイル３，４，４の巻回のとき、該コ
イル３，４，４が通過できる３本のスリット１０が形成
されている。

【００２４】前記コイル枠５を、前記金属ケース２内に
収容するときは、前記コイル枠５の位置決め部９ａ，９
ｂの先端を前記金属ケース２の一方の内壁に当接させる
とともに、該コイル枠５の軸心上の前後方向の前端面５
ｃと後端面５ｄを該金属ケース２の貫通穴２ａ，２ｂが
設けられた内壁に近接するように、収容する。このと
き、前記コイル枠５の貫通路５ａは、該金属ケース２の
前記貫通穴２ａ，２ｂに同じ大きさで、連通される。ま
た、前記コイル枠５の位置決め部９ａ，９ｂの先端が当
接する前記金属ケース２の内壁に対向する側面は、開口
されており、外蓋１１により密閉される。

【００２５】前記金属ケース２の角形状の貫通穴２ａの
縁部には、該金属ケース２の外側から内側に貫通する複
数のねじ穴１２が設けられており、該各ねじ穴１２には
固定ねじ１３が螺着され、前記コイル枠５を一方向から
前記金属ケース２内に固定する。なお、１４はシール部
材である。

【００２６】しかる後、前記検出ヘッド１は、前記金属
ケース２の内壁と前記コイル枠５の外側面との間に、樹
脂系の充填材により、相互に堅く固定される。

【００２７】次いで、前記検出ヘッド１の組立手順につ
いて、以下に説明する。

【００２８】最初に、前記金属ケース２の外蓋１１を開
け、開口された外側面を上に向けて、該金属ケース２内
のほぼ中央位置に、前記コイル枠５を、その位置決め部
材９ａ，９ｂが下側になるように配置、収容する。

【００２９】そして、前記金属ケース２の角形状の貫通
穴２ａの縁部に螺着された複数の固定ねじ１３を使用
し、前記シール部材１４，１４を介して、該金属ケース
２の外側から締め付け、前記コイル枠５をその軸心方向
に固定する。

【００３０】次に、前記金属ケース２の角形状の貫通穴
２ａ，２ｂにおける該金属ケース２と前記シール部材１
４，１４と前記コイル枠５との各隙間を塞ぎ、該金属ケ
ース２とコイル枠５の間に、樹脂系の充填材１５を注入
する。この場合、注入する前記充填材１５は、コイル枠
５の前記凹部空間７が設けられている側面５ｂを除いた
前記コイル枠５と金属ケース２の間に充填され、所定時
間経過後、完全に硬化させる。

【００３１】前記充填材１５が硬化した後、前記コイル
枠５の側面５ｂの前記凹部空間７内に設けられている前
記調整部材８を使用して、該調整部材８の溝８ａで前記
送信コイル３の一部を保持しながら前記コイル枠５の軸
心に沿って、前記受信コイル４，４のいずれか一方の方
向に、前記底面７ａ上を移動させ、前記受信コイル４，
４の出力信号、すなわち該受信コイル４，４に誘起され
る電圧が等しくなる位置に調整して、固定する。したが
って、このように前記送信コイル３の一部を移動させ、
前記受信コイル４，４に誘起される電圧が等しくなるよ
うに調整するため、従来のような前記コイル枠５の前記
金属ケース２内での位置決め調整は必要ない。

【００３２】前記調整部材８固定後、前記コイル枠５の
側面５ｂと金属ケース２との間に、同一樹脂系の充填材
１５を充填して、所定時間経過後、完全に硬化させる。
この２回目の充填材１５の硬化の際におこる該充填材１
５の熱収縮などの作用による前記コイル枠５の位置ずれ
は、すでに硬化している１回目の充填材１５の硬化力に
よって、従来より格段に少なく、硬化後の前記受信コイ
ル４，４の磁気的な平衡のずれは殆ど発生しない。

【００３３】図７は、図４の変形例を示すコイル枠を示
す斜視図で、図８および図９はそれぞれ図５および図６
に対応する。図７ないし図９において、図４ないし図６
と同一部材には同一符号を付して、その説明を省略す
る。

【００３４】図７ないし図９において、前記コイル枠５
の外側の一側面５ｂで、前記送信コイル３が巻回される
部分に、前記コイル枠５の軸心に沿って平行に、前記周
溝６の深さと同じ深さをもつ底面１７ａを有する外側面
形状が平行四辺形状の凹部空間１７が形成されている。
この平行四辺形状は、前記送信コイル３の巻回方向に対
し、ある角度傾斜した辺を有する平行四辺形である。そ
して該凹部空間１７内に、前記コイル枠５と同一材から
なる断面がＵ字形状で、前記傾斜した２辺間を摺動可能
な平行四辺形状の調整部材１８を使用して、該調整部材
１８の溝１８ａで前記送信コイル３の一部を保持しなが
ら前記コイル枠５の軸心に沿って、前記受信コイル４，
４のいずれか一方の方向に、前記底面１７ａ上を移動、
調整させるようにする。そして、前記調整完了後、前記
調整部材１８を前記底面１７ａ上に樹脂系の接着剤にて
固着するか、または公知の固定手段にて固定する。

【００３５】前記凹部空間１７の外側面からみた平行四
辺形の前記傾斜した辺を、前記コイル枠５の軸心方向の
辺より長くして、該傾斜した辺に沿って、前記調整部材
１８を摺動させれば、該調整部材１８の溝１８ａで前記
送信コイル３の一部を保持しながら前記コイル枠５の軸
心に沿って移動する範囲を、所定倍率拡大して、前記底
面１７ａ上を移動、調整させることができる。すなわ
ち、微調整することができる。

【００３６】前記実施例では、送信コイルの一部を移動
させて、受信コイルの誘起電圧の平衡調整する例につい
て説明したが、前記受信コイルの一部を移動させて前記
平衡調整させることもできる。

【００３７】なお、前記実施例では、同軸形式の検出ヘ
ッドに本発明を適用した例について説明したが、同一面
に並設した２個の受信コイルと１個の送信コイルとを、
被検査体の通過空間を挟んで対向させた対向形式の検出
ヘッドについても、本発明を適用することができる。

【００３８】また、前記した交番磁界だけでなく、直流
電源や永久磁石による一方向の磁界や、該一方向磁界の
強さを所定周波数で変調させた脈流磁界を検査磁界とす
る検出ヘッドについても、本発明を同様に適用すること
ができる。

【００３９】なお、本発明の技術は前記実施例における
技術に限定されるものではなく、同様な機能を果たす他
の態様の手段によってもよく、また本発明の技術は前記
構成の範囲内において種々の変更、付加が可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
金属検出装置の検出ヘッドによれば、請求項１、２、
３、４については、絶縁体からなるコイル枠に、前記送
信コイルを間にして、前記２個の受信コイルのそれぞれ
を前記コイル枠の軸心上の前後方向に等間隔に、前記
送、受信コイルを巻回するとともに、前記送信コイルの
一部を、前記コイル枠の軸心上の前後方向に調整手段に
より移動させて、前記２個の受信コイルから出力される
信号を平衡させるので、前記送信コイルの一部の移動
を、充填材の硬化後に行えば、前記コイル枠に充填され
る充填材の硬化に影響されず、かつ簡単な調整手段によ
り容易に受信コイルの信号を平衡させることができる。

【００４１】また、前記送信コイルからの磁束の磁束分
布が均一化され、金属検出感度が極めて良好になる。

【００４２】請求項５については、絶縁体からなるコイ
ル枠に、前記送信コイルを間にして、前記２個の受信コ
イルのそれぞれを前記コイル枠の軸心上の前後方向に等
間隔に、前記送、受信コイルを巻回するため、前記コイ
ル枠の外側面に軸心上の前後方向に等間隔に設けられた
周溝内に前記送、受信コイルが巻回されるとともに、前
記金属ケース内に収容させるため、該コイル枠に、その
軸心とほぼ直角方向に単数または複数の位置決め部を形
成し、かつ該位置決め部には、前記周溝に連通し、かつ
前記コイルの巻回のとき、該コイルが通過できるスリッ
トが形成されるので、検出ヘッドの組立に際し充填材の
充填前に、コイル枠を金属ケースに容易に位置決めする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属検出装置の検出ヘッドについての
一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の中央部における横断面図である。

【図３】図１の一部を破断した正面図である。

【図４】コイル枠を示す斜視図である。

【図５】図４のコイル枠の平衡調整部の構造を示す正面
図である。

【図６】図５のVI-VI 線による断面図である。

【図７】図４の変形例を示すコイル枠を示す斜視図であ
る。

【図８】図７のコイル枠の平衡調整部の構造を示す正面
図である。

【図９】図８のIX-IX 線による断面図である。

【図１０】従来の金属検出装置の検出ヘッドの同軸形式
検出ヘッドの検出原理を説明するための図である。

【図１１】図１０の検出ヘッドの全体構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 検出ヘッド ２ 金属ケース ２ａ，２ｂ 貫通穴 ３ 送信コイル ４ 受信コイル ５ コイル枠 ５ａ 貫通路 ５ｂ 側面 ６ 周溝 ７，１７ 凹部空間 ７ａ，１７ａ 底面 ８，１８ 調整部材 ８ａ，１８ａ 溝 ９ａ，９ｂ 位置決め部 １０ スリット １２ ねじ穴 １３ 固定ねじ １５ 充填材 １０４ 被検査体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外山 正明 埼玉県浦和市常盤２−15−５ (72)発明者 松橋 直規 埼玉県鴻巣市天神４−５−60

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信コイルを励磁して磁束を発生させ、
   該磁束と鎖交する２個の受信コイルから出力される差信
   号により、前記送、受信コイルの内側空間を通過する被
   検査体に混入する金属を検出する金属検出装置の検出ヘ
   ッドにおいて、 絶縁体からなるコイル枠に、前記送信コイルを間にし
   て、前記２個の受信コイルのそれぞれを前記コイル枠の
   軸心上の前後方向に等間隔に、前記送、受信コイルを巻
   回するとともに、前記送信コイルの一部を、前記コイル
   枠の軸心上の前後方向に調整手段により移動させて、前
   記２個の受信コイルから出力される信号を平衡させるこ
   とを特徴とする金属検出装置の検出ヘッド。
2. 【請求項２】 前記調整手段が、前記コイル枠の外側面
   に形成されるとともに、前記軸心に沿って平行な底面を
   有する凹部空間内に配設され、かつ前記送信コイルの一
   部を保持しながら前記底面に摺動可能な調整部材であ
   り、移動、調整後は、前記底面に固着手段にて固着させ
   ることを特徴とする請求項１に記載の金属検出装置の検
   出ヘッド。
3. 【請求項３】 前記凹部空間の外側面からみた形状が、
   前記送信コイルの巻回方向に平行な辺を有する矩形であ
   ることを特徴とする請求項２に記載の金属検出装置の検
   出ヘッド。
4. 【請求項４】 前記凹部空間の外側面からみた形状が、
   前記送信コイルの巻回方向に対し、傾斜した辺を有する
   平行四辺形であることを特徴とする請求項２に記載の金
   属検出装置の検出ヘッド。
5. 【請求項５】 金属ケース内に収容され、送信コイルを
   励磁して磁束を発生させ、該磁束と鎖交する２個の受信
   コイルから出力される差信号により、前記送、受信コイ
   ルの内側空間を通過する被検査体に混入する金属を検出
   する金属検出装置の検出ヘッドにおいて、 絶縁体からなるコイル枠に、前記送信コイルを間にし
   て、前記２個の受信コイルのそれぞれを前記コイル枠の
   軸心上の前後方向に等間隔に、前記送、受信コイルを巻
   回するため、前記コイル枠の外側面に軸心上の前後方向
   に等間隔に設けられた周溝内に前記送、受信コイルが巻
   回されるとともに、前記金属ケース内に収容させるた
   め、該コイル枠に、その軸心とほぼ直角方向に単数また
   は複数の位置決め部を形成し、かつ該位置決め部には、
   前記周溝に連通し、かつ前記コイルの巻回のとき、該コ
   イルが通過できるスリットが形成されることを特徴とす
   る金属検出装置の検出ヘッド。