(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性の検出体の移動方向をＸ方向とし、このＸ方向と略直交する面をコイル面とする２個の検出コイルを、Ｘ方向に所定の中心間距離を隔て配置すると共に、
前記両コイル間の略中央であってＺ方向（上下方向）に両コイルの中心軸から等距離を隔てた位置に、略同一磁性特性を備えた永久磁石をその同一磁極が対向するように配置してなる磁性体の検出装置であって、
前記検出コイル開口面のうち、Ｘ方向を除く周囲全てを軟鉄で覆って外乱磁界のシールドを計ると同時に、永久磁石の磁束効率を高めるべく前記コイル間距離に対して、前記磁石間距離を大きく取ったことを特徴とする磁性体の検出装置。
【請求項２】
磁性の検出体の移動方向をＸ方向とし、このＸ方向と直交する面から±４５°以内の範囲で角度の絶対値が略等しくなる様に、２個の検出コイルをＸ方向に所定の中心間距離を隔て配置すると共に、
前記両コイル間の略中央であってＺ方向（上下方向）に両コイルの中心軸から等距離を隔てた位置に、総磁束数比が１：１．５以上となる永久磁石をその同一磁極が対向するように配置したことを特徴とする磁性体の検出装置。
【請求項３】
２個の検出コイルの中心間距離がＸ方向に１００〜３００ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁性体の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として衣料品及び食料品等に混入されるおそれのある針等の磁性体の検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば衣料品中に混入したミシン針等を商品の出荷前に検出して、使用者の安全を図る為の装置としては、高周波磁界を利用したものと、永久磁石と検出コイルの組み合わせによるものが知られている。
【０００３】
従来例の一つとして、永久磁石と検出コイルの組み合わせによるものについて、以下に説明する。
【０００４】
まず、従来のこの種の検出装置は、検出体の移動方向であるＸ方向の成分磁界と、そのＸ方向に対して上下方向となるＺ方向の成分磁界とを検出する為の検出コイルを別々に備えていた。
【０００５】
また、印加磁界を与える永久磁石は、検出コイルの開口面に対して、上部・下部に磁石と鉄芯を別々に配置していたため、著しく不平等となっていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の検出装置にあっては、Ｘ方向成分磁界とＺ方向成分磁界の検出に対して、独立した検出コイルをそれぞれ備える必要があり、当然にコストアップとなっていた。
【０００７】
また、印加磁界が開口面に対して著しく不平等であったために、開口面のＹ、Ｚ方向位置による検出感度差が大きく不都合であった。
【０００８】
そこで案出されたのが本発明であって、その目的とするところは、コストダウンは言うに及ばず、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が大きく、さらに検出感度のバラツキが小さい検出装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するために請求項１に係る発明が採った手段は、実施例で使用する符号を付して説明すると、
「磁性の検出体１３の移動方向をＸ方向とし、このＸ方向と略直交する面をコイル面とする２個の検出コイル１１ａ、１１ｂを、Ｘ方向に所定の中心間距離を隔て配置すると共に、
前記両コイル１１ａ、１１ｂ間の略中央であってＺ方向（上下方向）に両コイル１１ａ、１１ｂの中心軸から等距離を隔てた位置に、略同一磁性特性を備えた永久磁石１２ａ、１２ｂをその同一磁極が対向するように配置してなる磁性体の検出装置であって、
前記検出コイル１１ａ、１１ｂの開口面のうち、Ｘ方向を除く周囲全てを軟鉄で覆って外乱磁界のシールドを計ると同時に、永久磁石１２ａ、１２ｂの磁束効率を高めるべく前記コイル間距離（ｌ1＋ｌ2）に対して、前記磁石間距離ｌ4を大きく取ったこと〔（ｌ1＋ｌ2）＜ｌ4〕を特徴とする磁性体の検出装置。」であり、
さらに、請求項２に係る発明が採った手段は、
「磁性の検出体１３の移動方向をＸ方向とし、このＸ方向と直交する面から±４５°以内の範囲で角度の絶対値が略等しくなる様に、２個の検出コイル２１ａ、２１ｂをＸ方向に所定の中心間距離を隔て配置すると共に、
前記両コイル２１ａ、２１ｂ間の略中央であってＺ方向（上下方向）に両コイル２１ａ、２１ｂの中心軸から等距離を隔てた位置に、総磁束数比が１：１．５以上となる永久磁石２２ａ、２２ｂをその同一磁極が対向するように配置したことを特徴とする磁性体の検出装置」である。
【００１０】
まず、検出感度差を少なくする為には、開口面の場所による磁束バラツキを少なくする必要がある。この為、著しく不平等な磁石配置では、補正用の磁石やヨークを適切な場所に試行錯誤で配置しなければならない。
【００１１】
この様なことをしない為に、本願のように、検出コイル１１ａ，１１ｂ、２１ａ，２１ｂを同一磁極が対向する様に配置すると、互いに反発しあい、強められた磁界が開口面と垂直方向へ向かうこととなるため、磁石間の距離と開口部迄の寸法や磁界を有効利用することと、外部からの変動磁界をシールドする為の鉄ケース寸法を適切に設計することにより、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）が大きく開口面内の検出感度のバラツキが小さい検出装置が提供できるのである。
【００１２】
一方、検出体（例えば縫い針等）の方向による検出感度差を少なくする為に、最小限の検出コイル（２個１組）であっても、その配置を工夫することにより、Ｚ方向成分もＸ方向成分に近い感度を得ることができる。
【００１３】
即ち、Ｚ方向成分の磁界を検出する為には、Ｚ方向にコイル面の成分が必要であり、且つＺ方向に検出体を磁化する為の磁界が必要であるが、請求項２に示した様に、コイル面と直交する方向をＸ方向から所定角度ずらして配置することにより、２個１組の検出コイル２１ａ、２１ｂでＺ方向成分の磁界も検出できる。また、Ｚ方向に配置する永久磁石２２ａ，２２ｂの総磁束数比を一致させないことにより、Ｚ方向成分の磁界を与えることができる。
【００１４】
なお、２個１組とするのは、検出体の信号のみを効率よく検出し、雑音成分を少なくするべく差動接続とする為である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１に係る本発明の実施例を示したもので、２個１組の検出コイル１１ａ，１１ｂをＸ軸方向に開口面と垂直方向をなす様に、Ｘ軸と垂直に配置し、検出コイル１１ａ，１１ｂの中間（Ｘ軸方向の）に、検出コイル１１ａ，１１ｂのＺ方向距離（ｌ3）以上の間隔（ｌ4）を有して同一磁極面が対向する様に２個１組の永久磁石１２ａ，１２ｂを配置する。
【００１６】
なお、図１では、２個１組の永久磁石１２ａ，１２ｂをＮ極面同士が対向する配置としたが、Ｓ極面同士であっても良い。
【００１７】
さて、磁性の検出体１３が位置符号１３ａ→１３ｂ→１３ｃ→１３ｄと移動するにつれて、２個１組の永久磁石１２ａ，１２ｂにより、検出体１３は磁化方向が図中の矢印の様に変化する。
【００１８】
この時、検出コイル１１ａ，１１ｂの差動出力を取り、検出体１３の移動速度を考慮したフィルタ処理（図示せず）を施すことにより、ノイズをキャンセルさせて、効率よく検出体１３の磁化変化と大きさの変化による検出信号を得ることが出来る。
【００１９】
特に、同一磁極面を対向させる様にした永久磁石１２ａ，１２ｂの配置効果は、検出感度の観点から極めて大きいものがある。
【００２０】
更に、図示しないが、検出コイル１１ａ，１１ｂの開口面（Ｘ方向）を除く周囲全てを軟鉄で覆い、外乱磁界のシールドを計ると同時に、永久磁石１２ａ，１２ｂの磁束効率を高めて、コイル間距離（ｌ1＋ｌ2）に対して、磁石間距離ｌ4を大きく取る〔（ｌ1＋ｌ2）＜ｌ4〕ことにより、開口面の全エリアに対してバラツキ（最大感度／最小感度）を１．５以下にできることが実験的に確認されている。
【００２１】
即ち、図２は、図１の実施例による開口面の全検出エリアのバラツキを示したもので、検出体として鉄球φ１．０ｍｍを使用した場合の例である。
【００２２】
また、図３は、比較の為に従来例による上記と同様なバラツキを示したもので、検出体として鉄球φ１．２ｍｍを使用した場合の例である。
【００２３】
次に、図４は、請求項２に係る発明の実施例を示したもので、上記請求項１に係る発明の実施例との相違点は、
（１）２個１組の検出コイル２１ａ，２１ｂの開口面との垂直方向がＸ軸方向から４５°の角度以内で意図的にずらせて配置してある。
（２）２個１組の永久磁石２２ａ，２２ｂが、各々の磁石の総磁束数に差をつける様に配置されている。そして、その手段としては、
ａ．同一表面磁束密度の磁石の場合には、磁石の磁極面積に差をつける。
【００２４】
ｂ．同一形状の磁石の場合には、表面磁束密度に差をつける。
【００２５】
ｃ．形状及び表面磁束密度の両方に差をつける。
の３方法の何れの方法でも適用できる。
【００２６】
但し、２個１組の検出コイル２１ａ，２１ｂの配置角度と、２個１組の永久磁石２２ａ，２２ｂの総磁束の大小関係には、効果的な組み合わせがあり、図４はその一例である。
【００２７】
図４の例において、折れ針がＺ方向に長手を有する方向で、Ｚ軸上をコンベア（図示せず）で移動した場合、
▲１▼折れ針には、２個１組の永久磁石２２ａ，２２ｂの発生磁束数差によりＺ方向成分の磁化が生ずる。
▲２▼２個１組の検出コイル２１ａ，２１ｂは、Ｚ方向磁界の変化に対して感度を有する様に±４５°以内の角度をＺ方向に与えてある。
【００２８】
これら▲１▼、▲２▼条件により、Ｚ方向を向いた折れ針１３の検知も、図１より極めて高い確率で可能である。
【００２９】
なお、図４では、２個１組の永久磁石２２ａ，２２ｂは、Ｎ極面同士が対向する配置としたが、Ｓ極面同士であっても良い。
【００３０】
次に、図６及び図７には、図５に示すように、折れ針がＸ方向とＺ方向をそれぞれ向いて検出コイル２１ａ，２１ｂを通過するときの、折れ針によって生ずるコイル貫通磁界の計算値であって、Ｚ方向に対する印加磁界の角度とコイル面角度の何れもが４５°の角度となる時に、両計算値は等しくなることを示している。
【００３１】
従って、この時検出コイルの検出電圧（Ｖ＝ｄφ／ｄｔ）は、折れ針の方向（Ｘ，Ｚ）によらず等しい値となる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る磁性体の検出装置によれば、以下の極めて顕著な効果を生じる。
【００３３】
同一磁極対向の永久磁石を使用することにより、検出コイル面にバラツキの少ない強い磁界を与えられる為、検出コイルの感度が高く、Ｓ／Ｎ比（信号対雑音比）を大きくできる。
【００３４】
検出コイルの開口面と垂直な方向をＸ軸方向からずらせて角度をもたせることと、検出コイル面の近傍にＺ方向磁界成分を与える為に同一磁極対向の永久磁石の各々の総磁束数に差を持たせることにより、従来折れ針の検出方向として検出しにくい方向であったＺ方向の検出が容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に係る本発明の実施例を示した模式図である。
【図２】図１の実施例における実験結果を示すグラフである。
【図３】図１の実施例に対しての比較例を示すグラフである。
【図４】請求項２に係る本発明の実施例を示した模式図である。
【図５】図６及び図７における計算値を補足説明する模式図である。
【図６】図５に基づく計算値を示す図表である。
【図７】図５に基づく計算値を示す別の図表である。
【符号の説明】
１１ａ、１１ｂ  検出コイル
１２ａ，１２ｂ  永久磁石
２１ａ、２１ｂ  検出コイル
２２ａ，２２ｂ  永久磁石
１３            検出体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0004016170.tif 000005
【図５】
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【図６】
0004016170.tif 000007
【図７】
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