JPH0875866A

JPH0875866A - 金属検出装置の検出ヘッド

Info

Publication number: JPH0875866A
Application number: JP21543594A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kurosaki; 信之黒崎; Masaaki Toyama; 正明外山
Original assignee: Nihon Cement Co Ltd
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1994-09-09
Publication date: 1996-03-22
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP3451135B2

Abstract

(57)【要約】【目的】検出ヘッドの組立に際し充填材の充填前に、
固定ねじを使用せずに、金属ケース内にコイル枠を位置
決めしうる。【構成】金属ケース２内に収容され、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を卷回し、該コイル枠５を前記金
属ケース２内のほぼ中央に案内、かつおおまかに位置決
めさせるため、該金属ケース２の内壁に案内位置決め部
１０ａ、１０ｂを形成させる。

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９に示すものがある。図９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１
０２、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、１０２、
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である。

【０００４】ところで、この検出ヘッド１００は、図１
０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が卷回さ
れた後、該コイル枠１０７は図１１に示す金属ケース１
０８内に配設される。前記金属ケース１０８の前後方向
に設けられた角形状の貫通穴１０８ａ、１０８ｂ（１０
８ｂは図示せず）の縁部には、図１２の中央横断面図に
示すように、該金属ケース１０８の外側から内側に貫通
する複数のねじ穴１０９が設けられており、該各ねじ穴
１０９には固定ねじ１１０が螺着されている。この固定
ねじ１１０により、前記被検査体１０４が通過する前後
方向から前記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前記コイル枠１０
７を位置決めし、その後、前記金属ケース１０８と前記
コイル枠１０７との間の空間に、樹脂系の充填材１１１
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、このよ
うに前記固定ねじ１１０により、前記金属ケース１０８
内に前記コイル枠１０７を位置決めするのは、工程を複
雑にするばかりか、前記固定ねじ１１０および前記ねじ
穴１０９の加工がコストアップの要因になるとともに、
前記コイル枠１０７を固定ねじ１１０で強制的に位置決
めさせようとすると、前記金属ケース１０８およびコイ
ル枠１０７の表面の凹凸により、両者に歪を生じさせる
という問題点があった。

【０００６】また、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１１１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、金属片を貼り付けたりして、再調整しなければな
らなかった。

【０００７】さらに、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。

【０００８】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、検出ヘッドの組立に際
し充填材の充填前に、固定ねじを使用せずに、金属ケー
ス内にコイル枠をおおまか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。

【０００９】本発明の他の目的は、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。

【００１０】本発明のさらに他の目的は、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。

【００１１】

【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、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、次のとお
りである。

【００１２】（１）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に沿って前後方向に等間隔に、
前記送、受信コイルを卷回し、該コイル枠を前記金属ケ
ース内のほぼ中央に案内、かつおおまかに位置決めさせ
るため、該金属ケースの内壁に案内位置決め部を形成さ
せることを特徴とする。

【００１３】（２）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に沿って前後方向に等間隔に、
前記送、受信コイルを卷回するとともに、前記送信コイ
ルの一部を、前記コイル枠の軸心に沿って前後方向に移
動させて、前記２個の受信コイルから出力される信号を
平衡させる調整手段を設け、かつ該コイル枠を前記金属
ケース内のほぼ中央に案内、かつおおまかに位置決めさ
せるため、該金属ケースの内壁に案内位置決め部を形成
させることを特徴とする。

【００１４】（３）前記（２）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。

【００１５】（４）前記（３）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、または前記送信コイルの卷回
方向に対して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。

【作用】

【００１６】本発明は以上のように構成されているの
で、従来からの固定ねじを使用せず、前記金属ケースの
内壁に形成される案内位置決め部により、前記送、受信
コイルが卷回された前記コイル枠を前記金属ケース内の
ほぼ中央に案内、かつおおまかに位置決めさせることが
できる。そして前記金属ケースと前記コイル枠との間の
空間に、充填された樹脂系の充填材により、互いに固着
される。

【００１７】また、前記送信コイルの一部を、前記コイ
ル枠の軸心に沿って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、前記調整手段による前記送信コイルの
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。

【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２のIII-
III 線による断面図、図４は図２のIV−IV線による断面
図、図５は図１の一部を破断した正面図、図６はコイル
枠を示す斜視図である。

【００１９】図１ないし図６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が卷回されたコイル枠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、その外側面に卷
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の軸心に沿っ
て前後方向に等間隔に卷回するため、前記コイル枠５の
外側面に軸心に沿って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、所謂同軸形式に卷回されている。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６ないし図８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
が卷回される部分には、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。なお、ここでは前
記凹部空間７の外側面形状が矩形状の場合を示したが、
該外側面形状が、前記送信コイルの卷回方向に対して傾
斜した辺を有する平行四辺形でもよい。

【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】再び図１ないし図５に示すように、前記金
属ケース２については、該金属ケース２内に前記コイル
枠５を収容するとき、該コイル枠５の前記調整部材８が
配設される凹部空間７のある側面５ｂと同じ側の側面が
開口されており、外蓋９により密閉される。同時に、前
記金属ケース２内のほぼ中央位置に、前記コイル枠５を
案内、かつおおまかに位置決めさせるため、該金属ケー
ス２の内壁で、角形状の前記貫通穴２ａ、２ｂが設けら
れた縁部に沿って「コ」の字状の案内位置決め部１０
ａ、１０ｂを形成させるとともに、該「コ」の字状の開
口側が前記外蓋９側に向けて形成させている。

【００２４】そして、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、該コイル枠５を前記ケース２
の外蓋９のある開口部から挿入し、該ケース２に形成さ
れた前記案内位置決め部１０ａ、１０ｂにより、該コイ
ル枠５を前記ケース２内のほぼ中央に案内、かつおおま
かに位置決めする。そして、該コイル枠５の軸心に沿っ
た前後方向の前端面５ｃ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。この場合、該コイル枠５の前記調整
部材８が配設される凹部空間７のある側面５ｂは、前記
金属ケース２の外蓋９のある側に配置される。なお、１
１はシール部材である。

【００２５】前記コイル枠５の前記金属ケース２内に収
容後は、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１
２により、相互に堅く固定される。

【００２６】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。

【００２７】最初に、前記金属ケース２の外蓋９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
に形成された前記案内位置決め部１０ａ、１０ｂによ
り、該ケース２のほぼ中央位置に、前記コイル枠５を案
内するとともに、おおまかに位置決めする。

【００２８】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
１、１１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１２を注入
する。この場合、注入する前記充填材１２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。

【００２９】前記充填材１２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、外部よりねじなどによる位置決
め調整は必要ない。

【００３０】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
１２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１２の硬化の際におこる該充填材１
２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１２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。

【００３１】前記実施例では、金属ケースの内壁に案内
位置決め部をレール状に形成させて、コイル枠を案内、
かつ位置決めさせる例について説明したが、該金属ケー
スおよびコイル枠の種々の形状によって、該金属ケース
内に異なった形状の案内位置決め部を形成させ、これに
よって、前記コイル枠を案内し、かつおおまかに位置決
めさせることができる。例えば、前記金属ケース内の一
部にのみ突起を設けることでも、前記コイル枠を案内
し、かつおおまかに位置決めすることができる。

【００３２】また、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、同様な調整手段により前記受信コ
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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】

【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
の軸心に沿って前後方向に等間隔に、前記送、受信コイ
ルを卷回し、該コイル枠を前記金属ケース内のほぼ中央
に案内、かつおおまかに位置決めさせるため、該金属ケ
ースの内壁に案内位置決め部を形成させるので、検出ヘ
ッドの組立に際し充填材の充填前に、固定ねじを使用せ
ずに、金属ケース内にコイル枠をおおまかに位置決めす
ることができる。

【００３７】請求項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に沿って
前後方向に等間隔に、前記送、受信コイルを卷回すると
ともに、前記送信コイルの一部を、前記コイル枠の軸心
に沿って前後方向に移動させて、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調整手段を設け、該コ
イル枠を前記金属ケース内のほぼ中央に案内、かつ位置
決めさせるため、該金属ケースの内壁に案内位置決め部
材を設けるので、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。

【００３８】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とと
もに、従来のような、被検査体の通過空間に金属片を貼
り付けた場合に比べて、その温度特性も極めて良好にな
る。しかも、従来のような充填材の充填前のねじ止め工
程が不要になるため、前記金属ケースおよびコイル枠の
歪が著しく軽減され、製造原価が低減される。

【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２のIII-III 線による断面図である。

【図４】図２のIV−IV線による断面図である。

【図５】図１の一部を破断した正面図である。

【図６】コイル枠を示す斜視図である。

【図７】図６のコイル枠の平衡調整部の構造を示す正面
図である。

【図８】図７のVIII−VIII線による断面図である。

【図９】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１０】図９の検出ヘッドの主要構成を示す図であ
る。

【図１１】従来の金属検出装置の検出ヘッドを示す斜視
図である。

【図１２】図１１の中央部における横断面図である。

【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凹部空間７ａ底面８調整部材８ａ溝１０ａ、１０ｂ案内位置決め部１２充填材１０４被検査体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
軸心に沿って前後方向に等間隔に、前記送、受信コイル
を卷回し、該コイル枠を前記金属ケース内のほぼ中央に
案内、かつおおまかに位置決めさせるため、該金属ケー
スの内壁に案内位置決め部を形成させることを特徴とす
る金属検出装置の検出ヘッド。
【請求項２】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
軸心に沿って前後方向に等間隔に、前記送、受信コイル
を卷回するとともに、前記送信コイルの一部を、前記コ
イル枠の軸心に沿って前後方向に移動させて、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調整手段
を設け、かつ該コイル枠を前記金属ケース内のほぼ中央
に案内、かつおおまかに位置決めさせるため、該金属ケ
ースの内壁に案内位置決め部を形成させることを特徴と
する金属検出装置の検出ヘッド。
【請求項３】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２に記載の金属検出装置の検
出ヘッド。
【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平行な辺を有する矩形、ま
たは前記送信コイルの卷回方向に対して傾斜した辺を有
する平行四辺形であることを特徴とする請求項３に記載
の金属検出装置の検出ヘッド。