(57)【要約】【課題】車両に装着された状態のタイヤにおいて、そのタイヤに刺さった釘などの小金属片をタイヤホイール、車体などの大きな金属体に影響されずに探知できるタイヤ用金属探知器を提供する。【解決手段】探知センサである長円形中空コイル４を具備し、該コイル４の長手方向の長さはタイヤの踏み面の巾寸法に応じて長くし、又、該コイル４の短手方向の長さを短くして探知深さを浅くしタイヤ内のスチールワイヤ製のベルト層に対応させ、更に、該長円形コイル４の一方の側の探知部の面を探知面２ａとすると共に、該探知面２ａ以外の該探知部の個所を扁平箱形の磁気シールド板５で遮蔽した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長円形中空コイルの探知センサを具備する探知部の探知面以外の個所を磁気シールドしたタイヤ用金属探知器。
【請求項２】
前記磁気シールドを磁束の透過を可能とする磁性体金属で形成した請求項１に記載のタイヤ用金属探知器。
【請求項３】
前記磁気シールドを磁束の透過を遮断する非磁性体金属で形成した請求項１に記載のタイヤ用金属探知器。
【請求項４】
前記長円形中空コイルの長手方向の長さをタイヤの踏み面の巾寸法に応じて長くする請求項１に記載のタイヤ用金属探知器。
【請求項５】
前記長円形中空コイルの短手方向の長さをタイヤの踏み面からの金属探知深さに応じて設定する請求項１又は請求項４に記載のタイヤ用金属探知器。
【請求項６】
前記長円形中空コイルを、発振側の一次コイルと受信側の二次コイルとを重ね巻或いはより巻の構造に形成した請求項１又は請求項４又は請求項５に記載のタイヤ用金属探知器。
【請求項７】
前記探知部の探知面との反対側に加速度センサを設けて探知時の移動速度、方向の変化を探知し、該加速度センサからの検知信号を入力し非定常な加速度発生時に警報手段の作動を禁止する誤作動防止回路を具備した請求項１に記載のタイヤ用金属探知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に装着された状態のタイヤにおいて、このタイヤに刺さった釘などの小金属片をタイヤ内のスチールワイヤ、タイヤホイール、車体などの大きな金属体に影響されずに探知可能なタイヤ用金属探知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤに喰込んだ鉄片を探知する装置として、複数のコイルをブリッジ接続して、回路の平衡が破れたとき警報音が変化するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
又、従来から衣類に残った針や食品などに混入した小金属片の検出や空港などの手荷物検査などのためにドーナツ形コイルの探知センサの小型軽量な金属探知器が広く用いられている。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第９９４８２２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の前記ポータブル式タイヤ鉄片電磁探知装置は、スチールワイヤー製のベルトが入っていない旧来型のタイヤでは鉄片の探知が可能であったが、１９７０年代にスチールワイヤー製のベルトが入って強化されたスチールラジアルタイヤの出現によって鉄片の探知ができなくなり、又、年々車体高が低くなると共にタイヤハウスも狭くなったことにより周辺の車体及びサスペンションなどの巨大な金属体にも大きく影響されるので釘などの鉄片だけを探知することが困難となる問題点があり、前記１９７０年代には一部高級車だけであったものが近年は殆どの車がスチールラジアルタイヤとなり、そのためスチールワイヤー製のベルトの入ったタイヤでの鉄片の探知が可能な装置が待望されていた。
【０００６】
又、前記ドーナツ形コイルの金属探知器でタイヤを探知しようとしても、高感度であると共に探知深さも大きく、同様に鉄片のみを探知することが困難な問題点がある。
【０００７】
本発明は上記の問題点を解消して、高感度であると共に探知深さが浅く、周りの金属体の影響を受けずにタイヤに刺さったクギなどの小金属片のみを探知できるタイヤ用金属探知器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成すべく、長円形中空コイルの探知センサを具備する探知部の探知面以外の個所を磁気シールドしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図面により説明する。
【００１０】
１は本発明の第１の実施の形態であるタイヤ用金属探知器を示し、該タイヤ用金属探知器１は、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂製の外筐である上ケース１ａ及び下ケース１ｂで被覆され、車両に装着されたタイヤに刺さった小金属片を探知するための探知面２ａを設けた扁平状の探知部２と回路や電源を内蔵した本体把持部３とからなる。
【００１１】
該探知部２には、探知センサである長円形中空コイル４と探知面部分が開口し、該長円形中空コイル４の周辺を磁気シールドする扁平箱状の磁気シールド板５とを内蔵している。
【００１２】
又、前記本体把持部３には、上面部３ａに警報手段の電源表示灯６及びブザー７が、側面部３ｂに電源スイッチ８及び感度調整ボリューム９が各々設けられており、内部には発振回路や制御回路などの回路と電源の９Ｖの積層乾電池が内蔵されている。
【００１３】
尚、図１、２、３において１０は後述の加速度センサを示す。
【００１４】
前記長円形中空コイル４は、図示されていないが前記外筐の上ケース１ａや下ケース１ｂとに設けたリブなどにより前記探知部２内に保持され図４の如く発振側の一次コイル２１と受信側の二次コイル２２との２条のコイルから構成され、これらコイル２１及び２２を重ね巻きやより巻にすることにより発振と受信との間の応答感度特性を向上させることができる。
【００１５】
図５は本発明のタイヤ用金属探知器１の回路のブロック図を示し、探知センサである前記長円形中空コイル４を構成する前記一次コイル２１及び二次コイル２２は発振回路２３に接続され、該一次コイル２１周辺に金属がない場合には図６の（イ）に示す発振出力に対して二次コイル２２の受信入力は同図の（ロ）の如く安定した波形レベルを保つが、もし一次コイル２１に金属が接近すると二次コイル２２への位相及び受信レベルが変化するので、該二次コイル２２の受信入力は同図の（ハ）の如き波形となり、金属の有無を探知することができる。
【００１６】
この変化する（ハ）の如き過渡期のレベル変化を検波器２４により図７の（イ）の如き略パルス状の信号波に検波変換し、増巾器２５により同図の（ロ）の如く該信号波を増巾し、比較器２６にて増巾した信号波形が基準レベルＶｓ以上か否かを比較し、該信号波形が基準レベル（Ｖｓ）以上の入力があると同図の（ハ）の如きパルス出力信号を出力し、このパルス出力信号を入力した制御回路２７は同図の（ニ）の出力信号を出力し、この出力信号を入力した出力部２８の前記ブザー７を鳴動し、又電源表示灯６であるＬＥＤの点滅を行う。又、該制御回路２７には電源２９が接続され、電源を入れたままでも一定時間経過すると自動的に電源を切る様に回路構成されている。
【００１７】
尚、図５において、１０は後述の加速度センサを示し、３０は誤作動防止回路を示す。
【００１８】
又、探知センサである前記長円形中空コイル４はタイヤ面に刺さった小金属片の探知に適する様に図８に示す如く長手方向の長さＷと短手方向のコイル間長さＬを所定の長さに形成している。
【００１９】
即ち、長手方向の長さＷはタイヤの踏み面の巾寸法に対応させており、乗用車からバス・トラックまでの車種により７０〜２２０ミリメートルあるので、複数種類の長さＷを用意して、その巾寸法に対応することができる。
【００２０】
短手方向のコイル巾Ｌは、図９の説明図に示す如く、前記長円形中空コイル４の短手方向の１方のコイルＡと他方のコイルＢから発する磁束の半径の２倍となり、小金属片を探知するにはコイル巾を狭く磁束を強くとり、周辺の大きな金属を検知することなく小金属片のみを探知するように該コイル巾Ｌを設定し、該長円形中空コイルは高感度であっても狭くした短手方向のコイル巾Ｌにより、従来の円形ドーナツコイルの如く探知深度が大きくなく、タイヤのゴム層の探知に適した深度に設定することができる。
【００２１】
尚、前記図３の探知面２ａから発する下方の磁束が探知深度Ｄとなる。
【００２２】
図１０において、一般的なスチールラジアルタイヤの例を示すと、踏み面を含むゴム層があり、ゴム層深部に強度を保つためのベルト部があり、内周を布などのカーカス層で形成して金属のリムに装着しており、前記ベルト部はスチールワイヤで形成され、タイヤ表面から該スチールワイヤまでは車種により数ミリメートルから数十ミリメートルまである。
【００２３】
従って、前記探知面２ａから発する探知深度Ｄの磁束はゴム層を透過してタイヤに刺さった小金属片を検知する。もし、この探知深度Ｄの磁束がゴム層深部の金属であるスチールワイヤに到達して検知したとしても、後述の如く、これを新たな基準レベルとし、それよりも浅い所のタイヤに刺さった小金属片を検知することができる。又、鉄片だけでなく、銅やアルミなどの非鉄金属でも探知可能なものがある。
【００２４】
前記図３及び図１１に示す如く、長円形中空コイル４の探知面２ａ以外の周辺を扁平箱状の磁気シールド板５によって遮蔽し、車体やサスペンションなどの金属体からの影響を受けない様にして探知面２ａからだけの小金属片の探知を可能とした。
【００２５】
そして、該磁気シールド板５を磁性体金属又は非磁性体金属で形成することにより前記探知面２ａからの探知深度Ｄを用途に応じて大きくしたり、小さくすることができる。
【００２６】
例えば、図１１に示す該磁気シールド板５を鉄板などの磁性体で形成すると、前記図９に示した上方側の磁束は該磁性体の磁気シールド板５が鉄心の機能をして殆ど減衰せずに透過し、下方側の磁束は図９のまま強い磁束を保って探知深度Ｄを大とすることができる。
【００２７】
それに対して、図１２に示す磁気シールド板５をアルミニウム板、黄銅板などの非磁性体の金属板で形成すると、前記図９の上方の磁束は該非磁性体の磁気シールド板５内を透過せずにここでカットされ、下方側の磁束は該図１２に示す如く前記上方のカットされた磁束と対称の小さな磁束となって探知深度Ｄを小とすることができる。
【００２８】
そのため、磁性体の磁気シールド板のものは特にゴム層の厚い大型タイヤや冬期用のトレッドの深いスタッドレスタイヤなどに適し、非磁性体のものはスチールワイヤが表面から浅いものに適し、この様に用途に応じて磁気シールド板の材質を変えて探知深度を使い分けすることができる。
【００２９】
次に、本発明の第１の実施の形態であるタイヤ用金属探知器１の使用方法を説明する。
【００３０】
先ず、把持部３の側面の電源スイッチ８を入れてから車両に装着された状態のタイヤの踏み面に探知面２ａを近接させながら探知部２を該踏み面の巾方向に挿入し、この状態を保持しながら探知器１をタイヤの全周にわたって移動し該タイヤに刺さった釘などの小金属片を探知する。
【００３１】
そして、金属片が刺さっていなければ、前記図６の（イ）に示した一次コイル２１からの発振磁束はタイヤ層を透過して（ロ）に示した安定した波形で二次コイル２２に受信されて、ブザー７は鳴らない。
【００３２】
もし、タイヤに小金属片が刺さっていると、前記図６の（ハ）に示す如く、受信波形はレベルと位相が変化し、この変化する過渡期のレベル変動を前記検波器２４が検波して信号波として捕捉し、比較器２６で基準レベルＶｓ以上の入力があれば警報手段の前記ブザー７を鳴らし、又表示灯６を点滅させたりして警報を発する。そこで、そのブザーが鳴る附近を数回往復動させて小金属片の所在を確認する。
【００３３】
そして、小金属片の所在をマークして、後で取り除いたりパンクなどの修理の作業を行う。
【００３４】
この探知作業中、車体やサスペンションなどの大きな金属体が近くにあっても、探知面２ａ以外を磁気シールド板５で遮蔽しているので、図１１に示す如く該探知面２ａから発する磁束の深度Ｄは影響を受けることがなく、該探知面２ａから小金属片の探知を行うことができる。
【００３５】
尚、前述の探知例は、タイヤのゴム層が探知面２ａから発する磁束の深度Ｄより充分に深い状態の場合を示したが、もし該磁束の深度Ｄを８ミリメートルの所定長とすると、タイヤの踏み面の溝が摩滅したり、二輪車のタイヤではタイヤの表面からスチールワイヤで形成された前記ベルト層は前記深度Ｄの所定長より浅い５〜７ミリメートルのこともある。
【００３６】
この浅いベルト層のタイヤの場合の探知方法は、前述の時と同様にタイヤの踏み面に沿ってタイヤ用金属探知器１の探知面２ａを移動させるが、最初に探知面２ａがタイヤ表面に接近した時点で、該探知面２ａから発する磁束はスチールワイヤのベルト層に到達して前記二次コイル２２が受信する受信波形は１瞬乱れてブザー７が鳴るが、その後の受信波形はベルト層により若干レベルが低下するがこれを新たな基準レベルとして安定して推移し、探知面２ａから発する磁束は前記ベルト層に挟まれたゴム層を透過してブザー７を鳴らさずに探知し、もし小金属片などが該ゴム層に刺さっていると前述の場合と同様に受信波形が変化して該小金属片を探知することができる。
【００３７】
この様に、浅いベルト層のタイヤであっても、最初の１瞬だけブザーが鳴るだけで、後は同様にタイヤに刺さった小金属片を探知することができる。
【００３８】
次に本発明の第２の実施の形態を図面により説明する。
【００３９】
本発明の第２の実施の形態のタイヤ用金属探知器は探知時の操作上生ずる誤作動を防止するためであり、例えば、タイヤの踏み面を探知し折り返して移動方向が変る時や、特に経験が浅いとタイヤの踏み面に沿って移動する速度が一定でなかったり、時には浮いてしまったりすると、受信波形が変化して小金属片の探知でないのに度々ブザーが鳴ったりする誤作動を起こすことになり、この移動速度などの変化を検知するための加速度センサ１０と誤作動防止回路３０とを設けたことが特徴である。
【００４０】
加速度センサ１０は、前記図１、図２、図３に図示されている如く、小棒状体に形成され、探知部２の探知面２ａと反対面側に設けた基板１０ａ上に配置しており、又、誤作動防止回路３０は把持部３内に設け、前記図５に図示した如く前記出力部２８に接続し、該加速度センサ１０からの加速度検知信号を入力し、定常な加速度状態では作動せず探知移動速度が変化したり、方向が変化したりする非定常な加速度状態を識別する機能を有し、非定常な加速度発生時には前記出力部２８に警報手段の前記ブザー７と表示灯６の作動を禁止する禁止信号を出力して、該ブザー７を鳴らさせず、該表示灯６の点滅をさせない様にした。
【００４１】
この様に探知部２に加速度センサ１０を設けたことにより、探知移動速度の変化や折り返し時などの操作時に生ずる誤作動を防止して、本当にタイヤ内の小金属片を探知したときブザーを鳴らすことができる。
【００４２】
【発明の効果】
上記のように本発明によると、探知センサとして長円形中空コイルにすることにより、種々のタイヤ巾のタイヤに対応することができると共に探知深さを浅くしてスチールワイヤで形成されたベルト層を有するタイヤにも対応することができ、更に、探知面以外のコイル周辺をシールド板で遮蔽して車体などの大きな金属体の影響を受けずにタイヤに刺さった小金属片を正確に探知できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態のタイヤ用金属探知器の一部截断の平面図である。
【図２】その一部截断の側面図である。
【図３】探知部の断面図である。
【図４】発信コイルと受信コイルの断面図である。
【図５】金属探知器の回路のブロック図である。
【図６】発信波形と受信波形の波形図である。
【図７】各回路素子の出力波形の波形図である。
【図８】長円形中空コイルの平面説明図である。
【図９】短手方向の磁束の断面説明図である。
【図１０】スチールラジアルタイヤの断面説明図である。
【図１１】コイルを遮蔽する磁性体のシールド板の説明図である。
【図１２】コイルを遮蔽する非磁性体のシールド板の説明図である。
【符号の説明】
１    タイヤ用金属探知器
２    探知部
２ａ  探知面
３    本体把持部
４    長円形中空コイル
５    磁気シールド板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004191235.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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