(57)【要約】【課題】例えば、温度ドリフトによる検出精度の低下が抑制されやすい磁気検査装置を得る。【解決手段】本発明の磁気検査装置は、例えば、リング状のコイルを有し、検査対象物が入る空間部が設けられた磁気センサと、前記コイルと熱的に接続された状態に設けられた少なくとも一つのペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の前記磁気センサとは反対側に設けられた放熱部材と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リング状のコイルを有し、検査対象物が入る空間部が設けられた磁気センサと、
前記コイルと熱的に接続された状態に設けられた少なくとも一つのペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の前記磁気センサとは反対側に設けられた放熱部材と、
を備えた、磁気検査装置。
【請求項２】
前記ペルチェ素子は、前記磁気センサの軸方向の一方側の端面と熱的に接続された、請求項１に記載の磁気検査装置。
【請求項３】
前記軸方向に沿って互いに積層された複数の前記ペルチェ素子を備えた、請求項２に記載の磁気検査装置。
【請求項４】
前記ペルチェ素子は、前記磁気センサの外周面と熱的に接続された、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の磁気検査装置。
【請求項５】
前記外周面に沿って回転対称に配置された複数の前記ペルチェ素子を備えた、請求項４に記載の磁気検査装置。
【請求項６】
前記放熱部材は、前記磁気センサの軸方向に見て曲線状に構成された放熱部を有した、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の磁気検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、励磁コイルと検知コイルとを有し、励磁コイルの電圧に対する検知コイルの電圧の変化により検査対象物の検査を行う磁気検査装置が、知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３０４８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の磁気検査装置では、室温の変化や発熱等により励磁コイルまたは検知コイルの電圧値の変化が生じる、すなわち、所謂温度ドリフトが生じると、検出精度が低下する虞がある。そこで、本発明の課題の一つは、温度ドリフトによる検出精度の低下が抑制されやすい磁気検査装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の磁気検査装置は、例えば、リング状のコイルを有し、検査対象物が入る空間部が設けられた磁気センサと、前記コイルと熱的に接続された状態に設けられた少なくとも一つのペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の前記磁気センサとは反対側に設けられた放熱部材と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１実施形態の磁気検査装置の例示的かつ模式的な斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態の磁気検査装置の例示的かつ模式的な断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態の磁気検査装置のペルチェ素子の例示的かつ模式的な説明図である。
【図４】図４は、第２実施形態の磁気検査装置の例示的かつ模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。
【０００８】
また、以下に開示される複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれる。よって、以下では、それら同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。なお、以下の各図では、便宜上、方向が定義されている。矢印Ｘは、磁気センサ２の軸方向に沿い、矢印Ｒは、磁気センサ２の径方向に沿い、矢印Ｃは、磁気センサ２の周方向に沿う。以下では、磁気センサ２の軸方向、径方向、および周方向を、それぞれ、単に軸方向、径方向、および周方向と称する。
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１〜３に示されるように、磁気検査装置１は、例えば、磁気センサ２と、ペルチェ素子３（図２，３参照）と、放熱部材４と、温度センサ５と、制御部６（図３参照）と、を備える。磁気センサ２は、中心部に検査対象物Ｗが入る空間部２１ａ１が設けられた円環状（リング状）のコア部材２１と、コア部材２１内に収容された一対の励磁コイル２２および検知コイル２３と、を有する。検査対象物Ｗは、空間部２１ａ１内を軸方向（Ｘ方向）に沿って移動可能に設けられている。これにより、検査対象物Ｗが空間部２１ａ１内を軸方向に沿って搬送される。磁気検査装置１では、例えば、励磁コイル２２によってコア部材２１の内側と外側とを巡回する磁界を生じさせ、当該磁界により誘起された検知コイル２３の電圧を制御部６が監視することにより、検査対象物Ｗの異常（例えば、凹凸形状等）が検出されうる。なお、制御部６のうち検知コイル２３の電圧を監視する電圧監視部は、後述する温度センサ５およびペルチェ素子３の制御部６と共通（一体）である必要はなく、例えば、別体で設けられてもよい。
【００１０】
図２に示されるように、コア部材２１は、例えば、内筒部２１ａと、外筒部２１ｂと、端壁部２１ｃ，２１ｄと、を有する。内筒部２１ａおよび外筒部２１ｂは、径方向（Ｒ方向）に互いに離間し、軸方向（Ｘ方向）および周方向（Ｃ方向）に沿って延びている。内筒部２１ａの内面は、空間部２１ａ１を構成し、外筒部２１ｂの外面は、磁気センサ２の外周面２１ｂ１を構成している。また、内筒部２１ａの外面および外筒部２１ｂの内面は、励磁コイル２２および検知コイル２３を収容する円環状（リング状）の収容部２１ｒを構成している。
【００１１】
端壁部２１ｃおよび端壁部２１ｄは、軸方向（Ｘ方向）に互いに離間し、径方向（Ｒ方向）および周方向（Ｃ方向）に沿って延びている。端壁部２１ｃは、内筒部２１ａおよび外筒部２１ｂの軸方向の一方側（下側）の端部間を接続し、収容部２１ｒを軸方向の一方側から覆っている。また、端壁部２１ｄは、内筒部２１ａおよび外筒部２１ｂの軸方向の他方側（上側）の端部間を接続し、収容部２１ｒを軸方向の他方側から覆っている。端壁部２１ｃの外面は、磁気センサ２の軸方向の一方側の端面２１ｃ１を構成し、端壁部２１ｄの外面は、磁気センサ２の軸方向の他方側の端面２１ｄ１を構成している。
【００１２】
また、コア部材２１は、複数の部品（分割体）が組み合わせられて構成されている。具体的には、コア部材２１は、例えば、第一の部材２１Ａと、第二の部材２１Ｂと、を有する。第一の部材２１Ａは、少なくとも、内筒部２１ａと、外筒部２１ｂと、端壁部２１ｄと、を有する。また、第二の部材２１Ｂは、少なくとも、端壁部２１ｃを有する。第二の部材２１Ｂは、収容部２１ｒに励磁コイル２２および検知コイル２３が収容された状態で、第一の部材２１Ａと一体化される。コア部材２１は、例えば、鉄や、ケイ素鋼、パーマロイ、ソフトフェライト等の軟磁性材料によって構成されうる。これらの軟磁性材料は、低磁界で飽和磁束密度を得ることができるという利点がある。コア部材２１は、ヨーク部材等とも称されうる。
【００１３】
励磁コイル２２および検知コイル２３は、それぞれ、軸方向（Ｘ方向）に所定の幅を有した円環状（リング状）に構成されている。励磁コイル２２および検知コイル２３は、軸方向に互いに並んだ状態で、収容部２１ｒに収容されている。また、検知コイル２３は、励磁コイル２２の軸方向の一方側（下側、ペルチェ素子３側）に位置されている。励磁コイル２２および検知コイル２３は、コイルの一例である。
【００１４】
図３に示されるように、ペルチェ素子３は、従来公知のものであり、一対の絶縁板３１の間に、電極板３２によって交互に直列に接続された複数のｐ型熱電半導体３３および複数のｎ型熱電半導体３４が配置されたものである。このようなペルチェ素子３は、直流電流が電極板３２に与えられることにより、一方の絶縁板３１は吸熱側（低温側）となり、他方の絶縁板３１は放熱側（高温側）となる。すなわち、ペルチェ素子３は、互いに温度差が生じる第一の面３ａおよび第二の面３ｂを有する。ペルチェ素子３は、電流の大きさの変化によって、熱量の大きさが変化する。また、ペルチェ素子３は、電流の極性を反転させることにより、第一の面３ａと第二の面３ｂとの間で吸熱側（低温側）と放熱側（高温側）とを反転させることが可能である。第一の面３ａは、表面等とも称され、第二の面３ｂは、裏面等とも称されうる。なお、図３では、ペルチェ素子３は１列のみ図示されているが、実際には、複数のペルチェ素子３が、例えば格子状など、平面に沿って並べて配置されている。
【００１５】
そして、図２に示されるように、本実施形態では、磁気センサ２がペルチェ素子３によって冷却されるよう、構成されている。具体的には、本実施形態では、磁気センサ２の軸方向の一方側（下側）の端面２１ｃ１と、複数（例えば、三つ）のペルチェ素子３とが、熱伝導板７，８を介して、互いに熱的に接続されている。
【００１６】
図１，２に示されるように、熱伝導板７は、端面２１ｃ１の略全域と接触可能な大きさに構成されており、空間部２１ａ１を軸方向の一方側（下側）から覆っている。熱伝導板８は、熱伝導板７と同じ仕様の部材であり、熱伝導板７の軸方向の一方側に位置されている。熱伝導板７，８は、例えば、アルミニウム等の熱伝導率が高くかつ磁界の影響を受けにくい非磁性の金属材料によって構成されうる。
【００１７】
また、熱伝導板７と熱伝導板８との間には、複数のペルチェ素子３のうちのいずれか一つ（ペルチェ素子３Ａとする）が設けられている。ペルチェ素子３Ａは、第一の面３ａおよび第二の面３ｂが熱伝導板７，８のそれぞれの略中心部と接触する状態に、設けられている。よって、ペルチェ素子３Ａは、熱伝導板７を介した熱伝達によって、端面２１ｃ１の略全域を効率よく冷却することができる。ペルチェ素子３Ａと熱伝導板７，８、および熱伝導板７と端面２１ｃ１とは、例えば、熱伝導性を有した接着剤や、グリース等によって、互いに熱的に接続されている。これにより、ペルチェ素子３Ａと熱伝導板７，８との密着性、および熱伝導板７と端面２１ｃ１との密着性が増し、ひいては磁気センサ２のコア部材２１、励磁コイル２２、および検知コイル２３の冷却効果が高まりやすい。
【００１８】
また、熱伝導板８のペルチェ素子３Ａとは反対側、すなわち軸方向の一方側（下側）には、複数のペルチェ素子３のうちの残りの二つ（ペルチェ素子３Ｂ，３Ｃとする）が設けられている。二つのペルチェ素子３Ｂ，３Ｃは、それぞれがペルチェ素子３Ａと軸方向（Ｘ方向）に部分的に重なった状態で、図２の左右方向（径方向）に並んでいる。本実施形態では、二つのペルチェ素子３Ｂ，３Ｃとペルチェ素子３Ａとの軸方向への重なり量は、互いに略同じである。よって、二つのペルチェ素子３Ｂ，３Ｃは、熱伝導板８を介した熱伝達によって、ペルチェ素子３Ａの第二の面３ｂを効率よく冷却することができる。二つのペルチェ素子３Ｂ，３Ｃは、例えば、熱伝導性を有した接着剤や、グリース等によって、熱伝導板８と結合されている。
【００１９】
また、二つのペルチェ素子３Ｂ，３Ｃの軸方向の一方側（下側）には、放熱部材４が設けられている。放熱部材４は、例えば、ベース部４１と、複数（例えば、七つ）の放熱部４２と、を有する。ベース部４１は、熱伝導板７，８に沿って延びた矩形の板状に構成されている。ベース部４１は、例えば、熱伝導性を有した接着剤や、グリース等によって、二つのペルチェ素子３Ｂ，３Ｃと結合されている。
【００２０】
放熱部４２は、ベース部４１から軸方向の一方側（下側）に突出し、図２の紙面と垂直な方向に沿って延びている。複数の放熱部４２は、互いに間隔をあけた状態で、図２の左右方向（径方向）に並んでいる。互いに隣接する二つの放熱部４２の間には、図２の紙面と垂直な方向に沿って延びる隙間４２ａ（通路）が設けられている。放熱部材４は、隙間４２ａに沿って流れる冷却風と放熱部４２との熱交換によって、二つのペルチェ素子３Ｂ，３Ｃ、ひいては磁気センサ２を冷却することができる。放熱部４２は、放熱フィンや、放熱板等とも称され、放熱部材４は、ヒートシンク等とも称されうる。
【００２１】
温度センサ５は、例えば、サーミスタや、熱電対等であり、磁気センサ２の温度を検出可能である。図１に示されるように、本実施形態では、二つの温度センサ５のうち一方は、磁気センサ２の軸方向の他方側（上側）の端面２１ｄ１と熱的に接続され、当該端面２１ｄ１の温度を検出する。また、二つの温度センサ５のうち他方は、熱伝導板７と熱的に接続され、当該熱伝導板７の温度を検出する。二つの温度センサ５のうち一方は測定用として使用され、他方は基準用として使用されうる。
【００２２】
制御部６（図３参照）は、例えば、ＣＰＵ（central  processing  unit）等を含んで構成されうる。制御部６は、例えば、温度センサ５によって検出された検出温度に基づいて磁気センサ２が一定の設定温度となるよう、ペルチェ素子３をフィードバック制御する。これにより、磁気センサ２のコア部材２１、励磁コイル２２、および検知コイル２３の温度上昇に伴う磁気特性の変化が抑制され、ひいては磁気センサ２の検出精度が高まりやすくなる。
【００２３】
以上のように、本実施形態では、例えば、磁気検査装置１は、リング状の励磁コイル２２および検知コイル２３（コイル）を有し、検査対象物Ｗが入る空間部２１ａ１が設けられた磁気センサ２と、励磁コイル２２および検知コイル２３と熱的に接続された状態に設けられたペルチェ素子３と、ペルチェ素子３の磁気センサ２とは反対側に設けられた放熱部材４と、を備える。よって、本実施形態によれば、例えば、ペルチェ素子３および放熱部材４によって、励磁コイル２２および検知コイル２３を冷却することができる。よって、例えば、磁気センサ２の励磁コイル２２、および検知コイル２３の温度上昇に伴う磁気特性の変化が抑制され、ひいては磁気センサ２の検出精度を高めることができる。また、本実施形態によれば、ペルチェ素子３によって、磁気センサ２を加熱することもできるため、例えば、磁気検査装置１の使用開始時等において、より迅速に磁気センサ２の温度が設定温度、すなわち検査に好適な温度（検査実施温度）まで立ち上がりやすいという利点もある。
【００２４】
また、本実施形態では、例えば、ペルチェ素子３は、磁気センサ２の軸方向（Ｘ方向）の一方側の端面２１ｃ１と熱的に接続されている。よって、本実施形態によれば、例えば、磁気センサ２、ペルチェ素子３、および放熱部材４が軸方向に並んだ構成によって、磁気センサ２を冷却可能な磁気検査装置１が実現されうる。
【００２５】
また、本実施形態では、例えば、磁気検査装置１は、軸方向（Ｘ方向）に沿って互いに積層された複数のペルチェ素子３Ａ〜３Ｃを備える。よって、本実施形態によれば、例えば、複数のペルチェ素子３Ａ〜３Ｃによって、磁気センサ２から軸方向に沿って移動する熱流束が大きくなりやすくなり、ひいては磁気センサ２の冷却効果が高まりやすい。また、コア部材２１または空間部２１ａ１から遠い位置（段）のペルチェ素子３Ｂ，３Ｃの数を、コア部材２１または空間部２１ａ１に近い位置（段）のペルチェ素子３Ａの数よりも多くしている。これにより、ペルチェ素子３Ａ〜３Ｃによる励磁コイル２２によって生じている磁束への影響が低減されやすい。
【００２６】
＜第２実施形態＞
図４に示される実施形態の磁気検査装置１Ａは、上記第１実施形態の磁気検査装置１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。
【００２７】
ただし、本実施形態では、例えば、図４に示されるように、磁気検査装置１Ａが磁気センサ２の外周面２１ｂ１と熱的に接続された複数（例えば、三つ）のペルチェ素子１３を備える点が、上記第１実施形態と相違している。ペルチェ素子１３は、ペルチェ素子３と同じ仕様の部品である。図４に示されるように、複数のペルチェ素子１３（ペルチェ素子１３Ａ〜１３Ｃとする）は、外周面２１ｂ１（Ｃ方向）に沿って回転対称に配置されている。また、放熱部材４Ａのベース部４１には、磁気センサ２が収容される開口部４１ａが設けられている。開口部４１ａは、軸方向（Ｘ方向）の視線では、例えば、六角形状（多角形状）に構成されている。三つのペルチェ素子１３Ａ〜１３Ｃは、開口部４１ａの六つの辺部のうちＣ方向に一つ置きに設けられている。このように、本実施形態によれば、磁気センサ２の外周面２１ｂ１と放熱部材４Ａとの間に三つのペルチェ素子１３Ａ〜１３Ｃが介在しているため、当該三つのペルチェ素子１３Ａ〜１３Ｃによって、外周面２１ｂ１をＣ方向に沿って効率よく冷却することができる。
【００２８】
また、図４に示されるように、本実施形態では、複数の放熱部４２がベース部４１から径方向の外側に向けて放射状に突出している。そして、複数の放熱部４２のそれぞれが、軸方向の視線で、曲線状に構成されている。よって、本実施形態によれば、例えば、互いに隣接する二つの放熱部４２の間の隙間４２ａ（通路）の表面積が大きくなりやすい。よって、例えば、放熱部材４Ａの放熱性が高まりやすく、ひいては磁気センサ２の冷却効果が高まりやすい。なお、磁気センサ２の軸方向の一方側（下側）の端面２１ｃ１には、上記第１実施形態のペルチェ素子３が設けられてもよい。これにより、磁気センサ２の冷却効果がより一層高まりやすくなる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。上記実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。本発明は、上記実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成（技術的特徴）によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１，１Ａ…磁気検査装置、２…磁気センサ、３，１３…ペルチェ素子、４，４Ａ…放熱部材、２１ａ１…空間部、２１ｂ１…外周面、２１ｃ１…端面、２２…励磁コイル（コイル）、２３…検知コイル（コイル）、４２…放熱部、Ｃ…周方向、Ｒ…径方向、Ｗ…検査対象物、Ｘ…軸方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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