(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサにより検査空間（Ｓ）に発生させた検査磁界を受信して前記検査空間内の金属の有無を検出する金属検出機の検出ヘッドにおいて、
前記磁気センサを収容し、前記検査空間に面する開放面を有する金属筐体（２）と、
前記金属筐体の各角部をなす周壁部（２ａ）および両側部（２ｂ，２ｃ）の内面に接合され、該角部の傾斜角度を少なくとも直角より緩やかな角度に変更し、該金属筐体角部における磁束を整流するための金属製の整流板（３）と、
を備えたことを特徴とする金属検出機の検出ヘッド。
【請求項２】
前記磁気センサは、送信コイル（９）と、該送信コイルを挟む等間隔な一対の受信コイル（７，８）で構成され、
前記整流板（３）は、前記送受信コイルの巻回方向と平行な方向で、かつ、少なくとも前記検査空間（Ｓ）の開口幅（Ｌ）以上の幅を有して設けられている請求項１記載の金属検出機の検出ヘッド。
【請求項３】
前記整流板（３）は、前記金属筐体（２）の各角部に隣接する一対の内面同士間に連設され、所定角度（α）で傾斜する傾斜面（３ｂ）を有する構成とされた請求項１記載の金属検出機の検出ヘッド。
【請求項４】
前記整流板（３）は、前記金属筐体（２）の各角部に隣接する一対の内面同士間に連設され、所定径の円弧面（３ｒ）を有する構成とされた請求項１記載の金属検出機の検出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検査体に混入した金属物を検出する金属検出機の検出ヘッドに関し、特に、磁束の不安定領域を無くしヘッドの強度を向上させることにより検出精度の向上を図った検出ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属検出機は、被検査体に混入された金属が検査磁界に与える変化を検出することによって、被検査体に金属が混入しているか否かを判別している。
図６は、検出ヘッド３０の検出原理を示す図である。中央の送信コイル３１の前後に受信コイル３２, ３３を配置した同軸形式の検出ヘッドが用いられている。
【０００３】
この形式の検出ヘッド３０では、各コイルの内側を連続する検査空間Ｓ内に、中央の送信コイル３１から交番磁界を発生させ、この磁束に交わる受信コイル３２, ３３に誘起電圧Ｖ１，Ｖ２を発生させる。各受信コイル３２, ３３は、送信コイル３１に対して等しい距離に配置されているため、被検査体が検査空間Ｓから遠い位置にある状態では誘起電圧の大きさは等しくなる。
ここで、例えば、金属物Ｍを含む被検査体Ｗが、図中Ａ方向に進行し受信コイル３２に近づくと、受信コイル３２内の磁束密度は増し、逆に受信コイル３３内の磁束密度は減少する。このため、受信コイル３２の誘起電圧Ｖ１は、受信コイル３３の誘起電圧Ｖ２より大きくなる。
【０００４】
この被検査体Ｗが受信コイル３３内まで移動すると、受信コイル３２内よりも受信コイル３３内の磁東密度の方が大きくなるため、誘起電圧Ｖ１より誘起電圧Ｖ２の方が大きくなる。
このようにして、検出ヘッド３０から出力される誘起電圧同士の差の変化（磁界の揺らぎ）に基づいて、検出ヘッドの検査空間Ｓ内を通過した被検査体Ｗに金属が混入しているか否かを判定することができる。
【０００５】
このような形式の検出ヘッド３０は、検査空間Ｓ内に搬送コンベアが貫通するよう配置されており、略ロ字型の金属筐体４０内部に収容されている。
金属筐体４０は、金属等の磁気シールドの材質で成形され、この金属筐体４０は、磁気的に開放された材質（例えばプラスチック板）からなる化粧板４４で閉塞されている。
なお、送信コイル３１及び受信コイル３２，３３は、ベーク材等のコイル枠（不図示）に巻回されており、この金属筐体４０内部に絶縁性の充填材（例えばエポキシ等の樹脂材）を充填しこの固化により位置決めされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成の検出ヘッド３０は、被検査体Ｗを搬送コンベアで移動させて検査空間Ｓ部分を通過させる構成である。したがって、この被検査体Ｗの移動中検査空間Ｓに達したときに、検出ヘッド３０の金属筐体４０に接触、衝突する場合がある。
この衝突により金属筐体４０が振動すると、磁界の揺らぎが生じるため、この磁界の揺らぎにより被検査体Ｗに金属物が混入されていると誤判断する場合があった。
【０００７】
このため、従来の検出ヘッド３０は、金属筐体４０が振動等で変形しないようできるだけ強固（例えば１０ｍｍ厚のアルミを鋳物成形したもの）に構成していたため、コスト高となり、また、重量が重くなった。
【０００８】
次に、図７は、この検出ヘッド３０の磁力線の分布状態を示す側断面図である。同図に示すように、送信コイル３１の磁力線Ｒの分布は、この送信コイル３１を中心として上下、及び搬送コンベア（被検査体Ｗ）の搬送方向Ａにそれぞれ対称な形状となる。
検出ヘッド３０の上半部を例に磁力線Ｒの分布状態を説明すると、金属筐体４０の磁気シールドによって、磁力線は化粧板４４の部分から外部に放出されている。
金属筐体４０の外部ではそれぞれ所定の円弧状に分布し、内部では金属筐体４０の内壁面に沿って分布している。
【０００９】
しかしながら、この金属筐体４０は各角部がほぼ直角に折曲された形状であるため、内部での磁力線Ｒの分布に剥離Ｒａが生じている。即ち、金属筐体４０内部の各角部では磁束密度が均一とならない。
このように直角に折曲された金属筐体４０であると、磁力線Ｒの分布がこの直角部分で沿うことができず、分布が不安定な状態となる。これにより、前述した磁力線の揺らぎの影響を受けやすくなり、誤った検出出力を生じやすい問題が生じていた。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、金属筐体の強度を維持しつつ軽量化及び低コスト化が図れるとともに、筐体内部での磁束密度を均一にすることができ安定な金属検出が行える金属検出機の検出ヘッドを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の金属検出機の検出ヘッドは、請求項１記載のように、磁気センサにより検査空間（Ｓ）に発生させた検査磁界を受信して前記検査空間内の金属の有無を検出する金属検出機の検出ヘッドにおいて、
前記磁気センサを収容し、前記検査空間に面する開放面を有する金属筐体（２）と、
前記金属筐体の各角部をなす周壁部（２ａ）および両側部（２ｂ，２ｃ）の内面に接合され、該角部の傾斜角度を少なくとも直角より緩やかな角度に変更し、該金属筐体角部における磁束を整流するための金属製の整流板（３）と、
を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２記載のように、前記磁気センサは、送信コイル（９）と、該送信コイルを挟む等間隔な一対の受信コイル（７，８）で構成され、
前記整流板（３）は、前記送受信コイルの巻回方向と平行な方向で、かつ、少なくとも前記検査空間（Ｓ）の開口幅（Ｌ）以上の幅を有して設けた構成としてもよい。
【００１３】
また、請求項３記載のように、前記整流板（３）は、前記金属筐体（２）の各角部に隣接する一対の内面同士間に連設され、所定角度（α）で傾斜する傾斜面（３ｂ）を有する構成としてもよい。
【００１４】
また、請求項４記載のように、前記整流板（３）は、前記金属筐体（２）の各角部に隣接する一対の内面同士間に連設され、所定径の円弧面（３ｒ）を有する構成とすることもできる。
【００１５】
上記構成の磁気センサを構成する送信コイル９は、金属筐体２の開放面２ｄから検査空間Ｓに磁束を放出し被検査体Ｗ内の金属物Ｍを検出する。金属筐体２内部の各角部には、金属製の整流板３が設けられる。
整流板３は、金属筐体２の各角部に隣接する一対の内面同士間に連設され、所定角度αで傾斜する傾斜面３ｂを有する。
これにより、金属筐体２の角部の傾斜角度が少なくとも直角より緩やかな角度に変更され、該金属筐体角部における磁束を整流でき、金属筐体内部の磁束密度を均一にできるため、振動ノイズの影響を受けにくく高精度な金属検出を実現できる。
また、角部に整流板３を設けることにより、金属筐体２の肉圧が薄くても強度を向上でき、軽量化を達成できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明による金属検出機の検出ヘッドの実施形態を図面を用いて説明する。図１は検出ヘッド１の構造を示す側部断面図、図２は同正面図、図３は平面図である。
【００１７】
この検出ヘッド１は、前述したように検査空間Ｓを有する略ロ字型に形成された金属筐体２を有する。この金属筐体２は、磁気遮蔽を有する金属板、例えば１．５ｍｍ厚のステンレスを板金等で折曲し、また各部を溶接して加工形成されている。金属筐体２は、大別して検査空間Ｓが設けられた磁気センサ収容部２Ａと、金属検出のための回路が配置される回路収容部２Ｂに大別され、これら収容部２Ａ，２Ｂ間は、遮蔽板２Ｃで遮蔽されている。
【００１８】
図示のように、この金属筐体２は、環状の周壁部２ａと、この周壁部２ａの面に対し直角に折曲されたの両側部２ｂ，２ｃとを有する。また、検査空間Ｓに面する内面は開放面２ｄとされている。
【００１９】
この金属筐体２内部には、上下にそれぞれ同一形状の整流板３が溶接等で取り付けられている。
この整流板３も金属筐体２と同一の材質で成形されており、磁気センサ収容部２ａの幅程度（少なくとも検査空間Ｓの開口幅Ｌ以上）の幅を有している。この幅方向とは、被検査体Ｗの搬送方向Ａを長さ方向とした際に、この搬送方向Ａと直交する方向を指している。
【００２０】
そして、この整流板３は、周壁部２ａの内面に沿って固定される接合面３ａの両側部には、所定角度（図示の例では４５度）の傾斜角度αを有する傾斜面３ｂが折曲形成されている。
この傾斜面３ｂの端部は、両側部２ｂ，２ｃの内面に沿って固定される接合面３ｃとされている。
【００２１】
磁気センサ収容部２Ａ内に設けられる磁気センサは、１対の受信コイル７，８と、送信コイル９で構成されている。これらコイルは図示しないベーク板からなるコイル枠にループ状に巻回されてなる。巻回は、送信コイル９を中央に互いに所定距離隔てて受信コイル７，８が、それぞれ前記幅方向に巻回されている。
即ち、図３に示すように、受信コイル７，８及び送信コイル９の巻回方向と、前記整流板３の幅方向は同一の方向であり、互いは平行な位置関係にある。
【００２２】
コイル枠の内周面は、前記金属筐体２の開放面２ｄに位置しており、この開放面２ｄには、化粧板１０が設けられている。
そして、金属筐体２の磁気センサ収容部２Ａ内には、エポキシ系（あるいは不飽和ポリエステル系）の充填材（不図示）が充填され、コイル枠を堅固に固定している。
【００２３】
上記構成による金属筐体２の検査空間Ｓには、搬送コンベア１２が貫通するよう配置されている。この搬送コンベア１２によって被検査体Ｗは図に示す搬送方向Ａに移動し、検査空間Ｓを通過する際に、内部の金属物Ｍ（鉄金属や非磁性金属等）の有無が検出される。
即ち、送信コイル９，及び受信コイル７，８の端部は、それぞれ回路収容部２Ｂに収容された金属検出回路に接続されており、この回路によって金属検出される。
【００２４】
そして、上記の金属筐体２内には整流板３が設けられており、金属筐体２の各角部は、周壁部２ａと直角な両側部２ｂ，２ｃがそれぞれ整流板３の傾斜面３ｂで補強されている。
したがって、金属筐体２の肉圧が薄く全体を軽量化できるとともに、強度を維持することができるようになる。
【００２５】
これにより、例え、搬送コンベア１２上を移動する被検査体Ｗが検査空間Ｓ部分に達したときに金属筐体２に接触しても、この衝突による金属筐体２の変形を抑えることができ、磁気センサによる磁界の揺らぎが生じることがなく、被検査体Ｗの金属検出の誤判断を防止できるようになる。
【００２６】
次に、図４は検出ヘッド１による磁力線Ｒの分布状態を示す側断面図である。同図に示すように、送信コイル９の磁力線Ｒの分布は、この送信コイル９を中心として上下、及び搬送方向Ａにそれぞれ対称な形状となる。
検出ヘッド１の上半部を例に磁力線Ｒの分布状態を説明すると、金属筐体２の磁気シールドによって、磁力線Ｒは金属筐体２の開放面２ｄ（化粧板１０部分）から外部に放出されている。
金属筐体２の外部ではそれぞれ所定の円弧状に分布し、内部では金属筐体２の内壁面に沿って分布している。
【００２７】
そして、この金属筐体２は各角部がほぼ直角に折曲された形状であるものの、この角部には前記整流板３の傾斜面３ｂにより所定角度αの傾斜が設けられているため、この角部での急峻な角度変化がないため磁力線Ｒの分布が図示のように剥離せず、傾斜面３ｂに沿った分布Ｒ１となっている。
即ち、金属筐体２内部においては、各角部を含め磁束密度が均一化できる。
これにより、従来の如き磁力線の揺らぎの影響を受けることがなく、金属検出の検出精度を向上させることができる。
【００２８】
次に、図５は、整流板３の変形例を示す部分拡大断面図である。
上記実施形態では、整流板３を折曲して接合面３ａ，３ｃと、傾斜面３ｂがそれぞれ平面状に形成する構成とした。
これに限らず、図示のように整流板３は、所定径を有する円弧面３ｒを有する構成としてもよい。この円弧面３ｒによって金属筐体２内部の角部を無くすことができ、この金属筐体２内部での磁束密度の均一性を最も高めることができるようになる。
【００２９】
上記説明した整流板３は、金属筐体２の上下にそれぞれ１対で設ける構成としたが、図５記載のように、各角部の個数にそれぞれ傾斜面３ｂを有する整流板３を設ける構成としてもよい。この場合、計４個の整流板３を、金属筐体２内部の各角部に固定する。
なお、この各角部に設ける各整流板３は、前記傾斜面３ｂの傾斜角度、あるいは円弧面３ｒの径がいずれも同一であることが望ましく、これによって一対の受信コイル７，８の受信感度特性に差を生じない。
【００３０】
また、上記実施形態では、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、同一面に並んだ２つの受信コイルと、送信コイルとを、検査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。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の金属検出機の検出ヘッドによれば、金属筐体内部の各角部に整流板を設けた構成であり、金属筐体の強度を向上させることができる。また、金属筐体の厚さを薄くでき、低コスト化と軽量化を達成できる。
また、整流板によって、金属筐体２の角部の傾斜角度が少なくとも直角より緩やかな角度に変更され、該金属筐体角部における磁束を整流して金属筐体内部の磁束密度を均一にできるため、振動ノイズの影響を受けにくく高精度な金属検出が行えるようになる。
この整流板は、金属筐体の角部に隣接する内面同士間に連設される構成であり、これら両内面間に傾斜する傾斜面が設けられたものや、所定径の円弧面が設けられたものなどを用いることができ、いずれも、金属筐体の強度の向上と同時に筐体角部での磁束の整流効果を同時に得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検出ヘッドを示す側断面図。
【図２】同検出ヘッドの正面図。
【図３】同検出ヘッドの平面図。
【図４】本発明の磁力線の分布状態を示す図。
【図５】整流板の他の構成を示す部分拡大図。
【図６】検出ヘッドの構造を示す概要図。
【図７】従来の検出ヘッドの磁力線の分布状態を示す図。
【符号の説明】
１…検出ヘッド、２…金属筐体、２Ａ…磁気センサ収容部、２ａ…周壁部、２ｂ，２ｃ…両側部、２ｄ…開放面、３…整流板、３ｂ…傾斜面、３ｃ…接合面、７，８…受信コイル、９…送信コイル、１０…化粧板、１２…搬送コンベア、Ｗ…被検査体、Ｍ…金属物、Ｒ…磁力線、Ｓ…検査空間。
【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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