(57)【要約】【課題】  金属の存在の検知に止まらず、検知した金属の種類までも判別できる金属持込持出検知装置の提供をする。【解決手段】  ８の字巻線からなる差動サーチ部３の出力を増幅器１０で増幅した上で、位相検波器１２で直交検波して、これにより得られた同相成分信号Ｘ、直交成分信号Ｙを判別部１３に送り、該判別部１３が、これら成分信号より、金属の存在及びその金属の種類を判断し、該判断の結果を与えられる報知部１４が判断結果を報知するようにした。【選択図】        図２
2010156643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくても、１の正弦波信号を得て当該正弦波信号を増幅した一定周波数の励磁用電圧信号を送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、上記一定の周波数の交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に一定の間隔（以下、検知金属通過用間隔という）を空けて、該端面の概ね中央部に端面が対向（向合い平行になっているという意味で使う。以下において同様。）している８の字状に巻かれた巻線（数字の８の字としての上の半分に相当する部分を巻いた後に該部分と逆向きに下の半分の部分に相当する部分を巻くといった方法で巻いていった上下部同巻数の巻線であり、以下、８の字巻線という）からなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されたサーチ出力信号を取込み、これを増幅して出力する増幅器と、
上記増幅器で増幅されたサーチ出力信号を入力すると共に、上記電源部からの上記正弦波信号および何れかの回路部からの該正弦波信号よりも位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号をそれぞれ取込み、取込んだこれら２つの信号を用いて該サーチ出力信号を直交検波し、同相成分信号と直交成分信号とを得て、これら２つの信号を送出する位相検波器と、
上記励磁コイルと差動サーチ部との間を金属が通過したときに、上記位相検波器よりの上記同相成分信号と直交成分信号とに基づき、金属の通過及び該金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備えることを特徴とする金属持込持出検知装置。
【請求項２】
少なくても、１の正弦波信号を得て当該正弦波信号を増幅した一定周波数の励磁用電圧信号を送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、上記一定の周波数の交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に一定の間隔（すなわち、検知金属通過用間隔）を空けて、該端面の概ね中央部にそれぞれの端面を対向し且つ互いに側面部が接している２つの同一コイル（材質、線径、巻数、形状、サイズの何れにおいても等しいコイルであり、以下においても同様）からなり、当該２つの同一コイルが、上記励磁コイルの作る上記交番磁界によりそれぞれのコイルに誘起する等しい誘起起電力を互いに相殺するように、接続（以下、このような接続を差動接続という）されてなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されたサーチ出力信号を取込み、これを増幅して出力する増幅器と、
上記増幅器で増幅されたサーチ出力信号を入力すると共に、上記電源部から上記正弦波信号および何れかの回路部から該正弦波信号よりも位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号をそれぞれ取込んで、取込んだこれら２つの信号を用いて該サーチ出力信号を直交検波し、同相成分信号と直交成分信号とを得て、これら２つの信号を送出する位相検波器と、
上記励磁コイルと差動サーチ部との間を金属が通過したときに、上記位相検波器よりの上記同相成分信号と直交成分信号とに基づき、金属の通過及び該金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備えることを特徴とする金属持込持出検知装置。
【請求項３】
少なくても、ｎ個のそれぞれ異なった周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ（ここで、Ｆ１＜‥‥＜Ｆｎ、で、且つＦ１以外の各周波数は２mＦ１となっている。なおｎは２以上の整数で、ｍは1以上の整数である。以下においても同様）の正弦波信号を得て、これらｎ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に前記検知金属通過用間隔を空けて、該端面の概ね中央部に端面を対向する８の字巻線からなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されるサーチ出力信号を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｎ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれＦ１、‥‥、Ｆｎ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｎ個の位相検波器と、
上記励磁コイルと差動サーチ部との間を金属が通過したときに、上記ｎ個の位相検波器よりのｎ対の同相成分信号と直交成分信号とに基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備えることを特徴とする金属持込持出検知装置。
【請求項４】
少なくても、ｎ個のそれぞれ異なった周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎの正弦波信号を得て、これらｎ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、当該励磁用電圧信号に対応した交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に前記検知金属通過用間隔を空けて、該端面の概ね中央部にそれぞれ端面が対向した状態で互いに側面部を接し且つ前記差動接続されている２つの同一コイル（以下、このような２つの同一コイルを一体化して擬似８の字巻線という）からなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されるサーチ出力信号を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｎ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれＦ１、‥‥、Ｆｎ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｎ個の位相検波器と、
上記励磁コイルと差動サーチ部との間を金属が通過したときに、上記ｎ個の位相検波器よりのｎ対の同相成分信号と直交成分信号とに基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備えることを特徴とする金属持込持出検知装置。
【請求項５】
少なくても、ｐ個のそれぞれ異なった周波数ｆ１、‥‥、ｆｐ（ここで、ｆ１＜‥‥＜ｆｐで、且つｆ１以外の各周波数は２mｆ１となっている。なおｐ及びｍは１以上の整数である。以下においても同様）の正弦波信号を得て、これらｐ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
中空巻線用枠に巻かれたコイルからなり、上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、当該励磁用電圧信号に対応した交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルが巻かれている中空巻線用枠に該励磁コイルに近接して巻かれている２つの同一コイルからなり、当該２つの同一コイルが、上記励磁コイルの作る上記交番磁界によりそれぞれのコイルに誘起する等しい誘起起電力を互いに相殺するように、接続されてなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されるサーチ出力信号を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｐ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれｆ１、‥‥、ｆｐ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数ｆ１、‥‥、ｆｐ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｐ個の位相検波器と、
上記中空巻線用枠の中空部を金属が通過したときに、上記ｐ個の位相検波器よりのｐ対の同相成分信号と直交成分信号とに基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備えることを特徴とする金属持込持出検知装置。
【請求項６】
少なくても、ｎ個のそれぞれ異なった周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎの正弦波信号を得て、これらｎ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器を介して一定時間（後述の第１励磁コイルと第１差動サーチ部との間等の空間を検知対象の金属が移動通過するに要する時間に比較して十分に短い時間になっている。以下においても同様。）毎に一定時間供給され、その間、交番磁界を発生する第１励磁コイルと、
上記第１励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に前記検知金属通過用間隔を空けて、該端面の概ね中央部にその端面を対向して配設されている８の字巻線からなる第１差動サーチ部と、
上記第１差動サーチ部を構成する８の字巻線が配設されている位置に、当該８の字巻線と互いに端面が平行になっている状態で上記第１励磁コイルの上記端面にその端面が対向するように配設されており、上記電源部からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器を介して一定時間毎に一定時間供給され、その間、交番磁界を発生するコイルであり、上記第１励磁コイルと同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている第２励磁コイルと、
上記第１励磁コイルが配設されている位置に、当該第１励磁コイルと互いに端面が平行になっている状態で、上記第２励磁コイルの上記端面の概ね中央部に端面が対向して配設されている８の字巻線あり、上記第１差動サーチ部を構成する８の字巻線と同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている８の字巻線からなる第２差動サーチ部と、
上記電源部からの励磁用電圧信号を入力し、当該励磁用電圧信号を一定時間毎に一定時間、上記第１励磁コイル又は第２励磁コイルへ交互に切替えて供給すると共に当該励磁用電圧信号を第１励磁コイルに供給している間は第１差動サーチ部で誘起される第１サーチ出力信号を入力し、第２励磁コイルに供給している間は第２差動サーチ部で誘起される第２サーチ出力信号を入力し、入力したこれらの第１及び第２サーチ出力信号を、順次、サーチ出力信号として後述の増幅器に出力する切替部と、
上記切替部より出力されてくる上記サーチ出力信号（具体的には第１サーチ出力信号になっている時間と第２サーチ出力信号になっている時間が交互に一定時間続く信号）を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｎ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれＦ１、‥‥、Ｆｎ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｎ個の位相検波器と、
上記第１励磁コイルと第１差動サーチ部との間等の空間を検知対象の金属が移動通過したときに、上記ｎ個の位相検波器よりの第１サーチ出力信号に係るｎ対の同相成分信号と直交成分信号及び第２サーチ出力信号に係るｎ対の同相成分信号と直交成分信号に基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備えることを特徴とする金属持込持出検知装置。
【請求項７】
少なくても、ｎ個のそれぞれ異なった周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎの正弦波信号を得て、これらｎ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器を介して一定時間毎に一定時間供給され、その間、交番磁界を発生する第１励磁コイルと、
上記第１励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に前記検知金属通過用間隔を空けて、該端面の概ね中央部にその端面を対向して配設されている前記擬似８の字巻線からなる第１差動サーチ部と、
上記第１差動サーチ部を構成する擬似８の字巻線が配設されている位置に、当該擬似８の字巻線と互いに端面が平行になっている状態で上記第１励磁コイルの上記端面にその端面が対向するように配設されており、上記電源部からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器を介して一定時間毎に一定時間供給され、その間、交番磁界を発生するコイルであり、上記第１励磁コイルと同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている第２励磁コイルと、
上記第１励磁コイルが配設されている位置に、当該第１励磁コイルと互いに端面が平行になっている状態で、上記第２励磁コイルの上記端面の概ね中央部に端面が対向して配設されている擬似８の字巻線あり、上記第１差動サーチ部を構成する擬似８の字巻線と同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている擬似８の字巻線からなる第２差動サーチ部と、
上記電源部からの励磁用電圧信号を入力し、当該励磁用電圧信号を一定時間毎に一定時間、上記第１励磁コイル又は第２励磁コイルへ交互に切替えて供給すると共に当該励磁用電圧信号を第１励磁コイルに供給している間は第１差動サーチ部で誘起される第１サーチ出力信号を入力し、第２励磁コイルに供給している間は第２差動サーチ部で誘起される第２サーチ出力信号を入力し、入力したこれらの第１及び第２サーチ出力信号を、順次、サーチ出力信号として後述の増幅器に出力する切替部と、
上記切替部より出力されてくる上記サーチ出力信号（具体的には第１サーチ出力信号になっている時間と第２サーチ出力信号になっている時間が交互に一定時間続く信号）を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｎ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれＦ１、‥‥、Ｆｎ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｎ個の位相検波器と、
上記第１励磁コイルと第１差動サーチ部との間等の空間を検知対象の金属が移動通過したときに、上記ｎ個の位相検波器よりの第１サーチ出力信号に係るｎ対の同相成分信号と直交成分信号及び第２サーチ出力信号に係るｎ対の同相成分信号と直交成分信号に基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備えることを特徴とする金属持込持出検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばパチンコ或いはパチスロ店の出入口、航空機の搭乗口、多数の人が集まる会場の出入口等に設置されて、該出入口等を通過する金属を検知するのに利用される金属持込持出検知装置に係り、特に検知した金属の種類をも判別できるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属持込持出検知装置或いは金属探知器では、各種の方式のものが実用に供されてきたが、最近はパルスインダクション方式のものが広く用いられている。当該方式では、励磁コイルにパルス電流を流しパルス状の磁界を発生させて、このパルス磁界により検知対象である金属に渦電流を流し、この渦電流による磁界をサーチコイル又は感磁性素子等によって検出することにより該金属の検知を行う構成になっている。
【特許文献１】特開２００３−１６１７８５号公報
【特許文献２】特開平８−９４３０６号公報
【特許文献３】特開平７−２１８６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のような従来の金属探知器は、パルスインダクション方式のものに限らず何れの方式のものでも、被探知金属の種類（例えば、アルミ合金、真鍮、銅といった種類）までは判別できなかった。
本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、金属の存在の検知に止まらず、検知した金属の種類までも判別できる金属持込持出検知装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の発明では、金属持込持出検知装置を以下のように構成した。
すなわち、少なくても、１の正弦波信号を得て当該正弦波信号を増幅した一定周波数の励磁用電圧信号を送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、上記一定の周波数の交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に一定の間隔（以下、検知金属通過用間隔という）を空けて、該端面の概ね中央部に端面が対向（向合い平行になっているという意味で使う。以下において同様。）している８の字状に巻かれた巻線（数字の８の字としての上の半分に相当する部分を巻いた後に該部分と逆向きに下の半分の部分に相当する部分を巻くといった方法で巻いていった上下部同巻数の巻線であり、以下、８の字巻線という）からなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されたサーチ出力信号を取込み、これを増幅して出力する増幅器と、
上記増幅器で増幅されたサーチ出力信号を入力すると共に、上記電源部からの上記正弦波信号および何れかの回路部からの該正弦波信号よりも位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号をそれぞれ取込み、取込んだこれら２つの信号を用いて該サーチ出力信号を直交検波し、同相成分信号と直交成分信号とを得て、これら２つの信号を送出する位相検波器と、
上記励磁コイルと差動サーチ部との間を金属が通過したときに、上記位相検波器よりの上記同相成分信号と直交成分信号とに基づき、金属の通過及び該金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備える構成にした。
なお、上記位相検波器で用いるπ／２ラジアン移相信号（すなわち上記正弦波信号よりも位相がπ／２ラジアンだけ進んでいる信号）は、上記電源部を上記正弦波信号および該π／２ラジアン移相信号をも得られるものにして、得られた該信号を取込むようにしても良く、また、別にπ／２ラジアン移相器を設けて、これに上記電源部からの上記正波信号を取込み、これをπ／２ラジアンだけ進んだものにして上記π／２ラジアン移相信号を得て、該信号を用いるようにしても良い。この件については、以下の他の請求項の発明においても同様である。
【０００５】
請求項２の発明では、金属持込持出検知装置を以下のように構成した。
すなわち、少なくても、１の正弦波信号を得て、当該正弦波信号を増幅した一定周波数の励磁用電圧信号を送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、上記一定の周波数の交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に一定の間隔（すなわち、検知金属通過用間隔）を空けて、該端面の概ね中央部にそれぞれの端面を対向し且つ互いに側面部が接している２つの同一コイル（材質、線径、巻数、形状、サイズの何れにおいても等しいコイルであり、以下においても同様）からなり、当該２つの同一コイルが、上記励磁コイルの作る上記交番磁界によりそれぞれのコイルに誘起する等しい誘起起電力を互いに相殺するように、接続（以下、このような接続を差動接続という）されてなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されたサーチ出力信号を取込み、これを増幅して出力する増幅器と、
上記増幅器で増幅されたサーチ出力信号を入力すると共に、上記電源部から上記正弦波信号および何れかの回路部から該正弦波信号よりも位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号をそれぞれ取込んで、取込んだこれら２つの信号を用いて該サーチ出力信号を直交検波し、同相成分信号と直交成分信号とを得て、これら２つの信号を送出する位相検波器と、
上記励磁コイルと差動サーチ部との間を金属が通過したときに、上記位相検波器よりの上記同相成分信号と直交成分信号とに基づき、金属の通過及び該金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備える構成にした。
【０００６】
請求項３の発明では、金属持込持出検知装置を以下のように構成した。
すなわち、少なくても、ｎ個のそれぞれ異なった周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ（ここで、Ｆ１＜‥‥＜Ｆｎ、で、且つＦ１以外の各周波数は２mＦ１となっている。なおｎは２以上の整数で、ｍは1以上の整数である。以下においても同様）の正弦波信号を得て、これらｎ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に前記検知金属通過用間隔を空けて、該端面の概ね中央部に端面を対向する８の字巻線からなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されるサーチ出力信号を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｎ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれＦ１、‥‥、Ｆｎ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｎ個の位相検波器と、
上記励磁コイルと差動サーチ部との間を金属が通過したときに、上記ｎ個の位相検波器よりのｎ対の同相成分信号と直交成分信号とに基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備える構成にした。
なお、この発明では、上記差動サーチ部からの上記サーチ出力信号を上記増幅器で増幅した後にｎ個の各位相検波器に入力する構成としたが、上記差動サーチ部からの上記サーチ出力信号を、上記ｎ個の正弦波信号の周波数がそれぞれ中心周波数となっているｎ個のバンドパスフィルタを各通して、然る後にｎ個の増幅器で各増幅した後に、通過してきたバンドパスフィルタの中心周波数と同一周波数の上記正弦波信号を取込んでいる上記ｎ個の位相検波器にそれぞれ入力する構成としてもよい。
上記ｎ個の周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎのうちの周波数Ｆ１以外の各周波数を上記の様に２mＦ１（ｍは１以上の整数）とするのは、上記ｎ個の各位相検波器での他周波数信号（別系統の周波数信号）の影響を避けるためである。
【０００７】
請求項４の発明では、金属持込持出検知装置を以下のように構成した。
すなわち、少なくても、ｎ個のそれぞれ異なった周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎの正弦波信号を得て、これらｎ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、当該励磁用電圧信号に対応した交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に前記検知金属通過用間隔を空けて、該端面の概ね中央部にそれぞれ端面が対向した状態で互いに側面部を接し且つ前記差動接続されている２つの同一コイル（以下、このような２つの同一コイルを一体化して擬似８の字巻線という）からなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されるサーチ出力信号を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｎ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれＦ１、‥‥、Ｆｎ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｎ個の位相検波器と、
上記励磁コイルと差動サーチ部との間を金属が通過したときに、上記ｎ個の位相検波器よりのｎ対の同相成分信号と直交成分信号とに基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備える構成にした。
なお、この発明では、上記差動サーチ部からの上記サーチ出力信号を上記増幅器で増幅した後にｎ個の各位相検波器に入力する構成としたが、上記差動サーチ部からの上記サーチ出力信号を、上記ｎ個の正弦波信号の周波数がそれぞれ中心周波数となっているｎ個のバンドパスフィルタを各通して、然る後にｎ個の増幅器で各増幅した後に、通過してきたバンドパスフィルタの中心周波数と同一周波数の上記正弦波信号を取込んでいる上記ｎ個の位相検波器にそれぞれ入力する構成としてもよい。
【０００８】
請求項５の発明では、金属持込持出検知装置を以下のように構成した。
すなわち、少なくても、ｐ個のそれぞれ異なった周波数ｆ１、‥‥、ｆｐ（ここで、ｆ１＜‥‥＜ｆｐで、且つｆ１以外の各周波数は２mｆ１となっている。なおｐ及びｍは１以上の整数である。以下においても同様）の正弦波信号を得て、これらｐ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
中空巻線用枠に巻かれたコイルからなり、上記電源部からの上記励磁用電圧信号を供給されて、当該励磁用電圧信号に対応した交番磁界を発生する励磁コイルと、
上記励磁コイルが巻かれている中空巻線用枠に該励磁コイルに近接して巻かれている２つの同一コイルからなり、当該２つの同一コイルが、上記励磁コイルの作る上記交番磁界によりそれぞれのコイルに誘起する等しい誘起起電力を互いに相殺するように、接続されてなる差動サーチ部と、
上記差動サーチ部で誘起されるサーチ出力信号を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｐ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれｆ１、‥‥、ｆｐ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数ｆ１、‥‥、ｆｐ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｐ個の位相検波器と、
上記中空巻線用枠の中空部を金属が通過したときに（例えば該中空部の中心線に略沿って通過したときに）、上記ｐ個の位相検波器よりのｐ対の同相成分信号と直交成分信号とに基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備える構成とした。
なお、この発明では、上記差動サーチ部からの上記サーチ出力信号を上記増幅器で増幅した後にｐ個の各位相検波器に入力する構成としたが、上記差動サーチ部からの上記サーチ出力信号を、上記ｎ個の正弦波信号の周波数がそれぞれ中心周波数となっているｐ個のバンドパスフィルタを各通して、然る後にｐ個の増幅器で各増幅した後に、通過してきたバンドパスフィルタの中心周波数と同一周波数の上記正弦波信号を取込んでいる上記ｐ個の位相検波器にそれぞれ入力する構成としてもよい。
また、上記ｎ個周波数ｆ１、‥‥、ｆｐの周波数ｆ１以外の各周波数を上記の様に２mｆ１（ｍは１以上の整数）とするのは、上記ｐ個の各位相検波器での他周波数信号（別系統の周波数信号）の影響を避けるためである。
【０００９】
請求項６の発明では、金属持込持出検知装置を以下のように構成した。
すなわち、少なくても、ｎ個のそれぞれ異なった周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎの正弦波信号を得て、これらｎ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器を介して一定時間（後述の第１励磁コイルと第１差動サーチ部との間等の空間を検知対象の金属が移動通過するに要する時間に比較して十分に短い時間になっている。以下においても同様。）毎に一定時間供給され、その間、交番磁界を発生する第１励磁コイルと、
上記第１励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に前記検知金属通過用間隔を空けて、該端面の概ね中央部にその端面を対向して配設されている８の字巻線からなる第１差動サーチ部と、
上記第１差動サーチ部を構成する８の字巻線が配設されている位置に、当該８の字巻線と互いに端面が平行になっている状態で上記第１励磁コイルの上記端面にその端面が対向するように配設されており、上記電源部からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器を介して一定時間毎に一定時間供給され、その間、交番磁界を発生するコイルであり、上記第１励磁コイルと同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている第２励磁コイルと、
上記第１励磁コイルが配設されている位置に、当該第１励磁コイルと互いに端面が平行になっている状態で、上記第２励磁コイルの上記端面の概ね中央部に端面が対向して配設されている８の字巻線あり、上記第１差動サーチ部を構成する８の字巻線と同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている８の字巻線からなる第２差動サーチ部と、
上記電源部からの励磁用電圧信号を入力し、当該励磁用電圧信号を一定時間毎に一定時間、上記第１励磁コイル又は第２励磁コイルへ交互に切替えて供給すると共に当該励磁用電圧信号を第１励磁コイルに供給している間は第１差動サーチ部で誘起される第１サーチ出力信号を入力し、第２励磁コイルに供給している間は第２差動サーチ部で誘起される第２サーチ出力信号を入力し、入力したこれらの第１及び第２サーチ出力信号を、順次、サーチ出力信号として後述の増幅器に出力する切替部と、
上記切替部より出力されてくる上記サーチ出力信号（具体的には第１サーチ出力信号になっている時間と第２サーチ出力信号になっている時間が交互に一定時間続く信号）を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｎ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれＦ１、‥‥、Ｆｎ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｎ個の位相検波器と、
上記第１励磁コイルと第１差動サーチ部との間等の空間を検知対象の金属が移動通過したときに、上記ｎ個の位相検波器よりの第１サーチ出力信号に係るｎ対の同相成分信号と直交成分信号及び第２サーチ出力信号に係るｎ対の同相成分信号と直交成分信号に基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備える構成とした。
なお、一対の励磁コイルと差動サーチ部とからなる装置の場合(請求項１から４の発明の場合)、検知対象の金属があまりにも差動サーチ部から遠い所を通過するとサーチ出力信号が大幅低下するが、この発明では、上記判断部が、例えば、第１及び２サーチ出力信号（それぞれの同相成分信号と直交成分信号を合成したもの）間の比率で、何れか一方のサーチ出力信号レベルを補正し、補正した後のサーチ出力信号を採用する方法等で、これを回避できる。
【００１０】
請求項７の発明では、金属持込持出検知装置を以下のように構成した。
すなわち、少なくても、ｎ個のそれぞれ異なった周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎの正弦波信号を得て、これらｎ個の正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する電源部と、
上記電源部からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器を介して一定時間毎に一定時間供給され、その間、交番磁界を発生する第１励磁コイルと、
上記第１励磁コイルの一方の端面側に設けられて該端面との間に前記検知金属通過用間隔を空けて、該端面の概ね中央部にその端面を対向して配設されている前記擬似８の字巻線からなる第１差動サーチ部と、
上記第１差動サーチ部を構成する擬似８の字巻線が配設されている位置に、当該擬似８の字巻線と互いに端面が平行になっている状態で上記第１励磁コイルの上記端面にその端面が対向するように配設されており、上記電源部からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器を介して一定時間毎に一定時間供給され、その間、交番磁界を発生するコイルであり、上記第１励磁コイルと同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている第２励磁コイルと、
上記第１励磁コイルが配設されている位置に、当該第１励磁コイルと互いに端面が平行になっている状態で、上記第２励磁コイルの上記端面の概ね中央部に端面が対向して配設されている擬似８の字巻線あり、上記第１差動サーチ部を構成する擬似８の字巻線と同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている擬似８の字巻線からなる第２差動サーチ部と、
上記電源部からの励磁用電圧信号を入力し、当該励磁用電圧信号を一定時間毎に一定時間、上記第１励磁コイル又は第２励磁コイルへ交互に切替えて供給すると共に当該励磁用電圧信号を第１励磁コイルに供給している間は第１差動サーチ部で誘起される第１サーチ出力信号を入力し、第２励磁コイルに供給している間は第２差動サーチ部で誘起される第２サーチ出力信号を入力し、入力したこれらの第１及び第２サーチ出力信号を、順次、サーチ出力信号として後述の増幅器に出力する切替部と、
上記切替部より出力されてくる上記サーチ出力信号（具体的には第１サーチ出力信号になっている時間と第２サーチ出力信号になっている時間が交互に一定時間続く信号）を入力して増幅する増幅器と、
上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記ｎ個の正弦波信号（周波数は、上記のようにそれぞれＦ１、‥‥、Ｆｎ）のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を何れかの回路部からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、該サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（周波数Ｆ１、‥‥、Ｆｎ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出するｎ個の位相検波器と、
上記第１励磁コイルと第１差動サーチ部との間等の空間を検知対象の金属が移動通過したときに、上記ｎ個の位相検波器よりの第１サーチ出力信号に係るｎ対の同相成分信号と直交成分信号及び第２サーチ出力信号に係るｎ対の同相成分信号と直交成分信号に基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する判断部と、
上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする報知部とを備える構成とした。
【発明の効果】
【００１１】
以上詳述したように、本願発明は、金属の存在の検知に止まらず、検知した金属の種類までも判別できる金属持込持出検知装置の提供を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。  図１は、本実施の形態の大まかな構成を説明するための図である。電源部１は、内蔵している発振器（図示せず）より一定周波数の正弦波信号を得て、当該正弦波信号を増幅した励磁用電圧信号を送出する回路部である。励磁コイル２は、該励磁コイル２の各部に付されている符号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ａの各点に沿って順次多数回にわたり金属線材が矩形状に巻かれてなるコイルで、上記電源部１からの上記励磁用電圧信号を供給されて、上記一定の周波数の交番磁界を発生する。
【００１３】
差動サーチ部３は、同図において、その各部に付されている符号ａ、ｂ、ｃ、ｏ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｏ、ｈ、ａ（これらの各点は１平面上にある。）の点に沿って順次巻かれた角張った８の字状の巻線（即ち数字の８の字としての上の半分に相当する部分を巻いた後に該部分と逆向きに下の半分の部分に相当する部分を巻くといった方法で巻いていった巻線で、両部分が同巻数で、且つ両部分の端面が同形・同サイズの巻線である。以下、この巻線を８の字巻線といい、符号ａ、ｂ、ｃ、ｏ、ｈ、ａが付されている巻線部を甲巻線部と言い、符号ｄ、ｏ、ｇ、ｆ、ｅ、ｄが付されている巻線部を乙巻線部という。なお、交差点ｏで交差する各線材は電気的に接続しておらず、また、符号ｃ、ｏ、ｄが付された直線的部分と符号ｇ、ｏ、ｈが付された直線的部分とは、説明の都合で同図のように描いているが、実際は極めて接近しており略接している。上記８の字巻線の端面は、励磁コイル２の端面に平行で、両端面間には一定の間隔即ち検知金属通過用間隔６を設けられており、且つ８の字巻線の端面は、励磁コイル２の端面の概ね中央部に対向している。
【００１４】
検知回路部４は、金属５が、同図に点線で示す通過路６ａに沿って通過したときに（即ち金属５が上記甲乙両巻線部の前を通過したときに）、上記差動サーチ部３からのサーチ出力信号（差動サーチ部３から出力されてくる信号は、上記のような金属の通過がない限り０レベルになっており信号として無意味なものであるが、便宜上この０レベルのものをも含めサーチ出力信号という）より該金属５の上記通過等を検知して、その旨を報知する電気回路部である。なお、後に詳述するように該検知回路部４中の位相検波器等で用いられる上記正弦波信号が、同図に示すように、電源部１より該検知回路部４に与えられている。
【００１５】
図２は、本実施の形態における上記検知回路部４内の電気回路構成を他の構成部（上記電源部１、励磁コイル２及び差動サーチ部３等）との関係で示す図であり、増幅器１０は、上記サーチ出力信号を増幅して出力する回路である。
π／２ラジアン移相器１１は、上記電源部１からの前記正弦波信号を入力し、該正弦波信号よりも位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を得て、このπ／２ラジアン移相信号を出力する回路である。位相検波器１２は、上記増幅器１０で増幅された上記サーチ出力信号を入力すると共に、上記電源部１からの上記正弦波信号および上記π／２ラジアン移相器１１からのπ／２ラジアン移相信号を取込み、取込んだこれら２つの信号を用いて該サーチ出力信号を直交検波し同相成分信号Ｘと直交成分信号Ｙとを得て、これら２つの信号を送出する回路である。
【００１６】
判断部１３は、予めプログラム及び金属の種類毎のサーチ出力信号の位相変調程度データを記憶しており、該プログラム及びデータに基づき、上記位相検波器１２よりの上記同相成分信号Ｘ及び直交成分信号Ｙを入力して観察し続け、上記通過路６ａに略沿って金属が通過したときには、これら両成分信号から、金属が通過したと判断し、上記サーチ出力信号における位相変調の程度を検知してこれと上記データとより通過した金属の種類を判断し、判断結果に応じた検知信号を送出する回路である。
報知部１４は上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作、例えば、アラーム音の発生及び液晶表示パネルへの金属名の表示をする回路部である。
【００１７】
以下、上記実施の形態の動作について説明する。先ず、図１に示す通過路６ａ近辺を金属が通過していないときについて説明する。
電源部１からの前記励磁用電圧信号を得て、励磁コイル２は、前記一定周波数の交番磁界を発生する。この交番磁界に係る磁束は、上記差動サーチ部３の８の字巻線の甲乙両巻線部と鎖交する。甲乙両巻線部は、前述のように同形・同サイズ・同巻数になっており、且つ該８の字巻線が配設されている位置近傍では、磁束密度が均一になっているため、甲乙両巻線部での磁束鎖交数は、等しくなっている（従って、磁束鎖交数の時間変化即ち起電力も等しくなっている）。しかし甲乙両巻線部では、前述のように巻線の向きが逆になっている。このため、甲乙両巻線部にそれぞれ誘起される起電力は、等しく且つ逆向きとなり相殺されて、前記サーチ出力信号は０レベルとなる。このため、該サーチ出力信号が検知回路部４の増幅器１０で増幅されて位相検波器１２で直交検波されても、該位相検波器１２から判別部１３に送られる前記同相成分信号及び直交成分信号は何れも０レベルとなり、該判別部１３は意味のある判断を実行できず、報知部１４へ意味のある判断信号を送ることはない。このため報知部１４は、報知動作を全く行わない。
【００１８】
次に、上記通過路６ａに略沿って金属５が通過したときについて説明する。
この場合も、電源部１からの前記励磁用電圧信号を得て、励磁コイル２は、前記一定周波数の交番磁界を発生する。この交番磁界に係る磁束は、上記差動サーチ部３の８の字巻線の甲乙両巻線部と鎖交するが、上記の場合と同様に、この鎖交によるサーチ出力信号はゼロレベルとなる（すなわち、出てこない）。しかしこの場合は、通過中の金属５に渦電流（励磁用電圧信号と同一周波数で流れる方向が変わっている）が発生し、この渦電流による交番磁束（これも励磁用電圧信号と同一周波数で方向が変わっている）が移動する金属５の近傍にのみ発生する。そして、金属５が、上記８の字巻線の甲乙両巻線部に比較して小さいので、当該交番磁束は局所的なものとなり、特異な場合（金属５が甲乙両巻線部の境界部近傍を通過している場合）を除いて、当該交番磁束との磁束鎖交数は甲巻線部と乙巻線部で異なったものとなる。このため、甲乙両巻線部にそれぞれ誘起する起電力は、一般には相等しいものにはならず、従って相殺されず、前記サーチ出力信号は、図３に示すようなもの即ち意味のあるものとなる。この図においてサーチ出力信号の振幅が最大になる２カ所はそれぞれ金属５が甲乙両巻線部の各中央部近傍（前方）にきたときに対応し、中央で振幅がゼロになる所は金属５が甲乙両巻線部の境界部近傍（前方）にきたときに対応する。
【００１９】
上記サーチ出力信号は、検知回路部４の増幅器１０で増幅されて位相検波器１２に与えられる。位相検波器１２は、この増幅されたサーチ出力信号を、電源部１からの前記正弦波信号およびπ／２ラジアン移相器１１からの前記π／２ラジアン移相信号を用いて、直交検波し同相成分信号Ｘと直交成分信号Ｙとを得て、これら２つの信号を判断部１３に送出する。
【００２０】
判断部１３は、予め記憶しているプログラム及び金属の種類毎の該位相変調程度データに基づき、上記位相検波器１２よりの上記同相成分信号Ｘ及び直交成分信号Ｙを入力して観察し続け、上記金属の通過があったときには、これら両成分信号が存在している（ゼロレベルでないこと）から、金属が通過したと判断し、  同相成分信号Ｘに対する直交成分信号Ｙの比率等すなわちサーチ出力信号における位相変調の程度を算出して、この位相変調程度から通過した金属の種類を判断する。
【００２１】
この場合、励磁コイルに流れる電流及びこれによる励磁用の交番磁束の位相は上記励磁用電圧信号の位相より９０度遅れ（励磁コイルの抵抗は小さいので無視する）、前記金属５に発生する前記渦電流に係る起電力の位相は、更に９０度遅れ、該渦電流及びこれによる交番磁束の位相は、当該金属５における渦電流用の仮想的な回路の抵抗及びインダクタンスで定まるインピーダンスにより変化する位相（９０度以下）だけ更に遅れて、そして８の字巻線の一方の巻線部での起電力の位相は、更に９０度だけ遅れる（他方の巻線部での起電力の位相はこれを１８０度回転したものになる。）。
【００２２】
例えば、上記、上記励磁用電圧信号の位相を基準として、これをＸＹ座標系の正のＸ軸上の回転ベクトルで表すと、結局、上記８の字巻線の一方の巻線部での起電力の位相は、（９０＋９０＋９０以下で０度以上＋９０）度だけ遅れて、第１象限に先端を持つ回転ベクトルで表される（当然に他方の巻線部での起電力の位相は、第３象限に先端を持つ回転ベクトルで表される）。従って、上記励磁用電圧信号の位相と８の字巻線の一方の巻線部での起電力の位相との間の位相差は上記金属５の抵抗及びインダクタンスで定まるインピーダンス（位相だけに着目し、より具体的に言うと抵抗及とインダクタンスとの比）により決まり、これらはそれぞれ金属５の金属材料特有の抵抗率と透磁率により決まる。結果的に、サーチ出力信号の位相変調程度も金属の種類毎により変化する。そのため、金属の種類毎の該位相変調程度データを予め記憶しているこの判断部１３は、該データを参照して通過した金属の種類を判断できることになる。
【００２３】
そして、該判断部１３は、判断結果に応じた検知信号を送出し、報知部１４は該検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作、例えば、アラーム音の発生及び液晶表示パネルへの金属名の表示をする。
【００２４】
なお、我々の実験によると、励磁コイルを巻数２０の矩形状（縦８０センチ、横１００センチ）のものとして、８の字巻線の甲巻線部及び乙巻線部のそれぞれを巻数２０の矩形状（縦８０センチ、横５０センチ）のものとして、励磁コイルと８の字巻線との間を１メートルとして、その間を各種金属が該励磁コイル及び８の字巻線の端面に略平行に約２秒（時速１、８ｋｍ）で通過したときの位相変調程度（移相角、即ち同相成分信号Ｘに対する直交成分信号Ｙの比率のアークタンジェント）は、以下のようになる。
【００２５】
即ち、スチールでは１５９°（５００Ｈｚ）、３２°（１２ｋＨｚ）、アルミ合金（アルミの空缶）では６５°（５００Ｈｚ）、７７°（１２ｋＨｚ）、銅では３８°（５００Ｈｚ）、７８°（１２ｋＨｚ）となる。ここで括弧内の周波数は、励磁用電圧信号の周波数である。
【００２６】
上記実施の形態では、差動サーチ部３として、８の字巻線を用いたが、図４に示すような互いに接している２つの前記同一コイル３ａおよび３ｂで構成されたものを用いてもよい。前記の様に当該２つの同一コイル３ａおよび３ｂは、励磁コイル２の作る交番磁界（金属が磁界を乱していない場合であることが前提）によりそれぞれのコイルに誘起する等しい誘起起電力を互いに相殺するように、結線（差動接続）されている。即ち同図に示すように、一方のコイル３ａは端子ｌに接続しているｍ点部から開始されｐ、ｏ、ｎ、ｍの各点部に沿ってという具合に巻いていき、最後のｍ点部を端子ｑに接続され、他方のコイル３ｂは端子ｒに接続しているｓ点部から開始されｖ、ｕ、ｔ、ｓの各点部に沿ってという具合に巻いていき、最後のｓ点部を端子ｗに接続し、更に端子ｑと端子ｒとを接続するという具合に構成されている。
【００２７】
次に、本発明の第２の最良の実施の形態を説明する。図５は、本実施の形態の大まかな構成を説明するための図である。電源部２１は、内蔵している２個の発振器（図示せず）よりそれぞれ１６ｋＨｚおよび１２８ｋＨｚ（これは、もう一方の１６ｋＨｚを２の３乗倍したものになっている）の正弦波信号を得て、当該２つの正弦波信号を加算した上で増幅した励磁用電圧信号を送出するする回路部である。励磁コイル２２は、前記の実施の形態における励磁コイル2と同様のものであり、上記電源部２１からの上記励磁用電圧信号を供給されて、交番磁界を発生する。
【００２８】
差動サーチ部２３は、前記の実施の形態における差動サーチ部３と同様の８の字巻線からなり、励磁コイルとの位置関係も前記のものと同様になっている。バンドパスフィルタ３０ａ及びバンドパスフィルタ３０ｂは、通過帯域の中心周波数がそれぞれ上記の１６ｋＨｚ及び１２８ｋＨｚとなっているバンドパスフィルタである。
【００２９】
増幅器３１ａ及び増幅器３１ｂは、それぞれバンドパスフィルタ３０ａ及びバンドパスフィルタ３０ｂを通過してきたサーチ出力信号（正確には、該信号の１６ｋＨｚ周波数成分及び１２８ｋＨｚ周波数成分であるが、表現の便宜上、サーチ出力信号ともいう）を入力して増幅する回路である。π／２ラジアン移相器３２ａ及びπ／２ラジアン移相器３２ｂは、それぞれ電源部２１からの前記１６ｋＨｚ及び１２８ｋＨｚの正弦波信号を入力して、それらをπ／２ラジアンだけ位相を進めたπ／２ラジアン移相信号にして送出する回路である。
位相検波器３３ａは、増幅器３１ａを通過してきたサーチ出力信号を、電源部２１からの１６ｋＨｚの正弦波信号とπ／２ラジアン移相器３２ａからのπ／２ラジアン移相信号（これも１６ｋＨｚ）とを用いて、直交検波して、該信号の同相成分信号Ｘ１と直交成分信号Ｙ１とを送出する回路である。位相検波器３３ｂは、増幅器３１ｂを通過してきたサーチ出力信号を、電源部２１からの１２８ｋＨｚの正弦波信号とπ／２ラジアン移相器３２ｂからのπ／２ラジアン移相信号（これも１２８ｋＨｚ）とを用いて、直交検波して、該信号の同相成分信号Ｘ２と直交成分信号Ｙ２とを送出する回路である。
【００３０】
判別部３４は、予め記憶されているプログラム（前記実施の形態における判断部１３のプログラムと同一原理を利用して構成されている）及び金属の種類毎のサーチ出力信号の位相変調程度データ（このデータは、前記正弦波信号の周波数１６ｋＨｚ、１２８ｋＨｚ毎に記憶している）基づき、上記位相検波器３３ａ、３３ｂよりの上記同相成分信号Ｘ１、Ｘ２及び直交成分信号Ｙ１、Ｙ２を入力して観察し続け、１又は２種の金属の通過があったときには、これら成分信号の態様から、金属の通過及びその金属の種類を判断をし、判断結果に応じた検知信号を送出する回路である。
報知部１４は上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作、例えば、アラーム音の発生及び液晶表示パネルへの金属名の表示をする回路である。
【００３１】
次に、上記実施の形態の動作について説明する。先ず、前記通過路２６ａ近辺を金属２５が通過していないときについて説明すると、１６ｋＨｚおよび１２８ｋＨｚの正弦波信号を加算及び増幅した励磁用電圧信号が、電源部２１から励磁コイル２２へ供給される。これにより、励磁コイル２２からは該信号を反映した交番磁界が発生する。この交番磁界に係る磁束は、前記実施の形態と同様に、差動サーチ部２３の８の字巻線の甲乙両巻線部（甲乙巻線部に関しては前記実施の形態と同様とする）と鎖交する。前記実施の形態と同様に、甲乙両巻線部では、巻線の向きが逆になっているため、甲乙両巻線部にそれぞれ誘起される起電力は、等しく且つ逆向きとなり相殺されて、前記サーチ出力信号は０レベルとなる。
【００３２】
このため、該サーチ出力信号が、検知回路部２４に入力して、それぞれバンドパスフィルタ３０ａおよび３０ｂで濾波されて増幅器３１ａおよび３１ｂで増幅されて位相検波器３３ａおよび３３ｂで直交検波されても、これらの位相検波器から判別部３４に送られる前記同相成分信号Ｘ１、Ｘ２及び直交成分信号Ｙ１、Ｙ２は、全て０レベルとなり、該判別部３４は意味のある判断を実行できず、報知部３５へ意味のある判断信号を送らない。このため報知部３５は、報知動作を全く行わない。
【００３３】
次に、図５に示す通過路２６ａに略沿って金属２５が通過したときについて説明する。
この場合も、電源部２１からの前記励磁用電圧信号を得て、励磁コイル２２は、交番磁界を発生する。この交番磁界に係る磁束は、上記差動サーチ部２３の８の字巻線の甲乙両巻線部と鎖交する。しかしこの場合は、金属２５の通過に起因して、甲乙両巻線部での磁束鎖交数は、上記金属２５の通過の間、異なったものとなる。このため、その間は甲乙両巻線部にそれぞれ誘起する起電力は、相等しいものにはならず、従って相殺されず、前記サーチ出力信号は、０以外のレベルのもの即ち意味のあるものとなる。
【００３４】
上記サーチ出力信号は、バンドパスフィルタ３０ａおよび３０ｂで濾波されて、それぞれサーチ出力信号の１６ｋＨｚ周波数成分と１２８ｋＨｚ周波数成分として取出される。これらの成分信号は、それぞれ増幅器３１ａおよび３１ｂで増幅されて位相検波器３３ａおよび３３ｂで直交検波される。即ち位相検波器３３ａは、１６ｋＨｚ周波数成分（上記金属２５がスチールのときに大きく位相変調される）を、電源部２１からの１６ｋＨｚの正弦波信号およびπ／２ラジアン移相器３２ａからの１６ｋＨｚのπ／２ラジアン移相信号を用いて、直交検波し同相成分信号Ｘ１と直交成分信号Ｙ１とを得て、これら２つの信号対を判断部３４に送出する（この場合、該金属がスチールのときに、同相成分Ｘ１、直交成分Ｙ１を合成したものは、ある程度の大きさを持つが他の金属に係るこの種の合成値は無視できる程度に小さい）。
【００３５】
また、位相検波器３３ｂは、上記１２８ｋＨｚ周波数成分（上記金属２５が真鍮のときに大きく位相変調される）を、電源部２１からの１２８ｋＨｚの正弦波信号およびπ／２ラジアン移相器３２ｂからの１２８ｋＨｚのπ／２ラジアン移相信号を用いて、直交検波し同相成分信号Ｘ２と直交成分信号Ｙ２とを得て、これら２つの信号を判断部３４に送出する（この場合も、該金属が真鍮のときに、同相成分Ｘ２、直交成分Ｙ２を合成したものは、ある程度の大きさを持つが他の金属に係るこの種の合成値は無視できる程度に小さい）。
【００３６】
判断部３４は、予め設定されている上記プログラム及びデータに基づき、上記位相検波器３３ａ、３３ｂよりの上記同相成分信号Ｘ１、直交成分信号Ｙ１および同相成分信号Ｘ２、直交成分信号Ｙ２を観測及び処理することにより、金属が通過したこと及びその金属の種類の判断し（判断手法は、第１の最良の実施の形態の場合と同様である。）、判断結果に応じた検知信号を送出する。報知部３５は上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作、例えば、アラーム音の発生及び液晶表示パネルへの金属名の表示をする。
【００３７】
次に、本発明の第３の最良の実施の形態を説明する。本実施の形態は、前記の第２の実施の形態と比較すると、励磁コイル及び差動サーチ部の構成、配置が異なっているだけで、他は同様になっている。以下、この異なっている励磁コイル及び差動サーチ部の構成、配置について説明する。
図６は、本実施の形態の励磁コイル４２及び差動サーチ部（サーチコイル４３ａ、４３ｂからなる）の構成等を説明するための図である。同図に示すように、励磁コイル４２及び差動サーチ部を構成するサーチコイル４３ａ、４３ｂの３つコイルは矩形状の中空巻線用枠４０に互いに近接して巻かれており、励磁コイル４２はサーチコイル４３ａと４３ｂとの間に巻かれている（なお、巻順は、これに限る必要はない）。
【００３８】
また、サーチコイル４３ａと４３ｂとは、励磁コイル４２により発生する交番磁界に起因して両コイルに誘起する起電力が互いに相殺されるように接続されて差動サーチ部を構成する。
上記のような励磁コイル４２は、前記第２の実施の形態における電源部２１と同様の電源部に接続される（図５参照）。また、サーチコイル４３ａと４３ｂとからなる上記差動サーチ部は、第２の実施の形態における検知回路部２４のバンドパスフィルタ３０ａ及び３０ｂに相当するバンドパスフィルタに接続される（図５参照）。
【００３９】
上記のように構成された実施の形態では、図６に示す直線４４（中空部の中心線近傍でこの中心線に平行な直線）に概ね沿って金属が中空巻線用枠内を通過したときには、前記第２の実施の形態におけると同様の動作が上記検知回路部２４に相当する回路部で行われて、最終的には金属の通過及び通過した金属の種類にについて報知が行われる。
【００４０】
次に、本発明の第４の最良の実施の形態を説明する。本実施の形態は、前記の第２の実施の形態と比較して説明すると、励磁コイルと差動サーチ部の対が更にもう一対追加されている構成なっている。即ち図７（図１に対応する）示すように通過路６ａの左右両側に励磁コイルと差動サーチ部の対が設けられている構成になっている。電源部１は、２つの周波数５００Ｈｚ、１２ｋＨｚの正弦波信号を得て、これら２つの正弦波信号を加算して得られる信号を増幅した上で励磁用電圧信号として送出する回路である。
【００４１】
第１励磁コイル２ａは、上記電源部１からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器５０を介して一定時間（通過路６ａを金属５が移動通過するに要する時間に比較して十分に短い時間になっている。）毎に該一定時間供給され、その間、交番磁界を発生する回路部である。第１差動サーチ部３ａは、上記第１励磁コイル２ａの一方の端面側に設けられて該端面との間に検知金属通過用間隔６を空けて、該端面の概ね中央部にその端面を対向して配設されている８の字巻線からなる。
【００４２】
第２励磁コイル２ｂは、上記第１差動サーチ部３ａを構成する８の字巻線が配設されている位置に、当該８の字巻線と互いに端面が平行になっている状態で上記第１励磁コイル２ａの上記端面にその端面が対向するように配設されており、上記電源部１からの上記励磁用電圧信号が後述の切替器５０を介して一定時間毎に該一定時間供給され、その間、交番磁界を発生するコイルであり、上記第１励磁コイル２ａと同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている回路部である。
【００４３】
第２差動サーチ部３ｂは、上記第１励磁コイル２ａが配設されている位置に、当該第１励磁コイル２ａと互いに端面が平行になっている状態で、上記第２励磁コイル２ｂの上記端面の概ね中央部に端面が対向して配設されている８の字巻線あり、上記第１差動サーチ部３ａを構成する８の字巻線と同一の形状・サイズ・巻数で且つ互いに鏡像関係になるように配置されている８の字巻線からなる回路部である。
【００４４】
切替部５０は、上記電源部１からの励磁用電圧信号を入力し、当該励磁用電圧信号を一定時間毎に該一定時間、上記第１励磁コイル２ａ又は第２励磁コイル２ｂへ交互に切替えて供給すると共に当該励磁用電圧信号を第１励磁コイル２ａに供給している間は第１差動サーチ部３ａで誘起される第１サーチ出力信号を入力し、第２励磁コイル２ｂに供給している間は第２差動サーチ部３ｂで誘起される第２サーチ出力信号を入力し、入力したこれらの第１及び第２サーチ出力信号を、順次、サーチ出力信号として検知回路部４中の図示しない後述の増幅器に出力する。
【００４５】
上記増幅器は、図５の増幅器３１ａ、３１ｂに相当し、上記切替部５０より出力されてくる上記サーチ出力信号（具体的には第１サーチ出力信号になっている時間と第２サーチ出力信号になっている時間が交互に一定時間続く信号）を入力して増幅する。
検知回路部４中には、図５の２個のπ／２ラジアン移相器３２ａ、３２ｂに相当する２個のπ／２ラジアン移相器があり、上記電源部からの上記２個の上記正弦波信号をそれぞれ入力し、該各正弦波信号よりもそれぞれ位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を得て、該π／２ラジアン移相信号（周波数は、移相前の各正弦波信号と同様でそれぞれ５００Ｈｚ、１２ｋＨｚ）をそれぞれ出力する。
【００４６】
検知回路部４中には、図５の２個の位相検波器３３ａ、３３ｂに相当する２個の位相検波器があり、上記増幅器で増幅された上記サーチ出力信号をそれぞれ入力すると共に、上記電源部より上記２個の正弦波信号のそれぞれを１個ずつ取込み、更に取込んだ正弦波信号と同一周波数で位相がπ／２ラジアンだけ進んでいるπ／２ラジアン移相信号を上記２個のπ／２ラジアン移相器からそれぞれ取込み、取込んだこれら２種の信号を用いて、上記サーチ出力信号を直交検波して、該サーチ出力信号の各周波数（５００Ｈｚ、１２ｋＨｚ）成分信号毎の同相成分信号と直交成分信号とをそれぞれ送出する。
【００４７】
検知回路部４中には図５中の判断部３４に相当する判断部があり、この判断部は、上記第１励磁コイル２ａと第１差動サーチ部３ａとの間等の空間を検知対象の金属５が移動通過したときに、上記２個の位相検波器よりの第１サーチ出力信号に係る２対の同相成分信号Ｘ１ａ、Ｘ２ａと直交成分信号Ｙ１ａ、Ｙ２ａ及び第２サーチ出力信号に係る２対の同相成分信号Ｘ１ｂ、Ｘ２ｂと直交成分信号Ｙ１ｂ、Ｙ２ｂに基づき、１又は複数種の金属の通過及び当該通過した各金属の種類を判断して、判断結果に応じた検知信号を送出する。
また、検知回路部４中にある報知部は、上記検知信号を得て、検知信号に応じた報知動作をする。
【００４８】
一対の励磁コイルと差動サーチ部とからなる装置の場合(前述の各実施の形態の場合)、検知対象の金属があまりにも差動サーチ部から遠い所を通過するとサーチ出力信号が大幅低下するが、この実施の形態では、上記判断部が、第１及び２サーチ出力信号（それぞれの同相成分信号と直交成分信号を合成したもの）間の比率で位置を推定しサーチ出力信号レベルを補正する（或いは、該第１又は２サーチ出力信号のうちレベルの高い方を選択する）等により、これを回避できることになる。
なお、本願発明の範囲は、上記実施の形態に限定されず、種々変形応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本願発明の一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】上記実施の形態の電気回路構成を示す図である。
【図３】上記実施の形態におけるサーチ出力信号を示す図である。
【図４】上記実施の形態における差動サーチ部の変形例を説明するための図である。
【図５】第２の実施の形態の電気回路構成を示す図である。
【図６】第３の実施の形態の励磁コイル及び差動サーチ部の構成を示す図である。
【図７】第４の実施の形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  電源部
２  励磁コイル
３  差動サーチ部
４  検知回路部
５  金属
６  検知金属通過用間隔
１０  増幅器
１１  π／２ラジアン移相器
１２  位相検波器
１３  判別部
１４  報知部
【図１】
2010156643.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2010156643.tif 000006
【図５】
2010156643.tif 000007
【図６】
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【図７】
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