(57)【要約】導電性物体検出測定装置は、導電性物体２０に非接触で対向するコイル１１、およびコイル１１の出力電圧を測定する電圧測定器１９を有し、コイル１１が発振する高周波の電磁誘導で導電性物体２０の内部に流れる渦電流による、コイル１１の出力電圧変化を電圧測定器１９で測定することで該導電性物体を検出測定する装置であって、検出コイル１１の線材１０が外周を磁性体層３・５で覆った銅線１である。高周波変圧器は、少なくとも一次側コイル２５と、二次側コイル２７を備えた高周波変圧器において、コイル２５・２７の線材１０が外周を磁性体層３・５で覆った銅線である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性物体に非接触で対向するコイル、および該コイルに連結する電圧測定器を有し、該コイルが発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体の内部に流れる渦電流による、該コイルの出力電圧変化を該測定器で測定することで該導電性物体を検出測定する装置であって、該高周波発振コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする導電性物体検出測定装置。
【請求項２】
前記磁性体層が、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｘ−Ｎ（Ｘ＝Ｔａ、Ｎｂ、またはＨｆ），Ｆｅ−Ｘ−Ｏ（Ｘ＝Ｍｇ、またはＡｌ）、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＰ、ＮｉＦｅＰ、ＣｏＮｉＦｅＭｏＣ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＮｂＺｒ、Ｆｅ−Ｓｉから選ばれる少なくとも１層であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項３】
前記磁性体層が、鍍金された鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項４】
前記導電性物体の検出測定対象が、金属類の探知であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項５】
前記導電性物体の検出測定対象が、該導電性物体と該コイルとの間隔距離であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項６】
前記導電性物体の検出測定対象が、該導電性物体内部の傷であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項７】
コイル、および該コイルに接続して発振回路と比較回路と出力回路とを有し、導電性物体の接近でコイルに流れる誘導電流により出力回路からオン・オフ信号を出力する渦電流形近接スイッチであって、該コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする近接スイッチ。
【請求項８】
前記磁性体層が、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｘ−Ｎ（Ｘ＝Ｔａ、Ｎｂ、またはＨｆ），Ｆｅ−Ｘ−Ｏ（Ｘ＝Ｍｇ、またはＡｌ）、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＰ、ＮｉＦｅＰ、ＣｏＮｉＦｅＭｏＣ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＮｂＺｒ、Ｆｅ−Ｓｉから選ばれる少なくとも１層であることを特徴とする請求項７に記載の近接スイッチ。
【請求項９】
前記磁性体層が、鍍金された鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項８に記載の近接スイッチ。
【請求項１０】
少なくとも一次側コイルと、二次側コイルを備えた高周波変圧器において、該コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする高周波変圧器。
【請求項１１】
前記磁性体層が、鉄、ニッケル、コバルト、フェライト、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｘ−Ｎ（Ｘ＝Ｔａ、Ｎｂ、またはＨｆ），Ｆｅ−Ｘ−Ｏ（Ｘ＝Ｍｇ、またはＡｌ）、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＰ、ＮｉＦｅＰ、ＣｏＮｉＦｅＭｏＣ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＮｂＺｒ、Ｆｅ−Ｓｉから選ばれる少なくとも１層であることを特徴とする請求項１０に記載の高周波変圧器。
【請求項１２】
前記磁性体層が、鍍金された鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項１０に記載の高周波変圧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、電磁波を励起する高周波コイルを備えた機器、具体的には導電性物体を検出測定する装置、近接スイッチ、高周波コイルを備えた高周波変圧器に関するものである。
【背景技術】  高周波コイルから電磁波が発振されると、その磁界内にある導電性物体には電磁誘導電流が流れることが知られている。かかる高周波コイルによる誘導渦電流を利用して各種のセンサが開発されている。例えば特開平９‐２７７０７０号公報には、レーザー加工ヘッド衝撃防止のためのギャップセンサが開示されている。また特開平７‐８３６０６号公報には木材チップの精砕機用の非接触式隙間測定、特開２００２‐４７７３号公報には掘削作業に使用するカッターの駆動軸の距離測定、特開１１‐１６５４３０号公報には画像記録用紙の厚さ検出、特開平８‐１８４５７９号公報には金属材質の判定、特開平２‐２０１１０１号公報には磁気軸受けなど、多様なセンサが示されている。これらの各種センサに使用される高周波コイルは、通常、エナメル絶縁の銅線で巻かれている。
これら各種センサと同一原理を使用するものに、渦電流形近接スイッチがある。近接スイッチは、渦電流形以外に、静電容量形、直流磁界の変化を捉える磁気形などがあり、接近する導電物体を非接触で検出してスイッチ信号を出すもので、マイクロスイッチのように接触してスイッチ信号を出すもの以上の高応答、長寿命、高信頼性が期待できる。なかでも渦電流形近接スイッチは、測定対象の磁性、非磁性の判別が可能であり、かつ小形化が容易で外部磁界の影響を受けにくい利点もあり工業用途での利用が期待されている。
一方、実公昭４２−１３３９号公報は、銅線円周上に強磁性体メッキを施したエナメル絶縁電線を高周波輪用巻線に用いた場合、高周波利得を向上し得ることを開示している。また特開昭６２−２１１９０４号公報には、表面に磁性体メッキをした銅線からなるインダクタが記載されている。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材の一実施例の断面図である。
図２は、線材に電流を流したときの磁束線を示す図である。
図３は、コイルからの距離による磁界の強さを示す図である。
図４は、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例を示す回路図である。
図５は、前記実施例の検出測定装置における導電性物体と検出コイルの位置関係を示す図である。
図６は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイルとの等価直列抵抗の実測値を比較したグラフである。
図７は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイルとの等価インダクタンスの実測値を比較したグラフである。
図８は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイルとの高周波利得Ｑ値の実測値を比較したグラフである。
図９は、導電性物体と検出コイルとの距離による抵抗変化を示すグラフである。
図１０は、導電性物体と検出コイルとの距離によるインダクタンスを示すグラフである。
図１１は、導電性物体と検出コイルとの距離による高周波利得Ｑ値を示すグラフである。
図１２は、導電性物体と検出コイルとの距離による出力電圧を示すグラフである。
図１３は、導電性物体と検出コイルとの距離による出力電圧特性の直線性を示すグラフである。
図１４は、導電性物体と検出コイルとの距離による感度を示すグラフである。
図１５は、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例である傷探知センサの要部構成断面図である。
図１６は、本発明を適用する高周波変圧器の断面図である。
図１７は、本発明を適用する近接スイッチのブロック回路図である。
図１８は、本発明を適用する近接スイッチに使用されるコイルの断面図である。
図１９は、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材の別な実施例の断面図である。
【符号の説明】
１は銅線、３は鉄層、５はニッケル層、７は絶縁層、８は磁束線、９は線材、１０は線材、１１は検出コイル、１３はコンデンサ、１５は分圧用コンデンサ、１７は発振器、１９は電圧測定器、２０は導電性物体、２３は鉄芯、２５は一次コイル、２７は二次コイル、３０はクラック、３２は線材、３３は融着層、３５は発振回路、３６は比較回路、３７は出力回路、４０は磁性コア、Ｉｃは励振電流、Ｉｅは渦電流、Φｃ・Φｅは磁束、Ｒ（ｘ）は等価直列抵抗、Ｌ（ｘ）はインダクタンス、ｘは導電性物体と検出コイルとの距離である。
【発明の開示】
発明の実施に先立ち、本発明の発明者は、以下の予備実験、およびコンピュータによるＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ：有限要素法）解析を行い、本発明の完成に到る知見を得た。
先ず試作コイルと従来のコイルを作成した。図１（断面図）に詳細を示すとおり、試作コイルの線材１０（本発明の機器のコイルに使用される線材）は、銅線１からなる芯線（外径９０μｍ）に、磁性体層である鉄層３とニッケル層５がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層７が塗布されている。この線材１０を、内径：１．６ｍｍ、外形：２．２４ｍｍ、軸方向の長さ：０．６３ｍｍ、巻数：Ｎ＝２６回のコイルとした。
従来のコイルは、銅線（芯線外径９０μｍ）の外周にポリウレタンの絶縁層が塗布されている線材で同一巻数、同一形状とした。
（１）  コイルに電流を流したときの磁束線を、ＦＥＭ解析（ソフトウエア  Ｍａｘｗｅｌｌ）によって得た。解析条件はｆ＝１．４ＭＨｚ、Ｉｃ＝１ｍＡで行った。図２（Ａ）に示す試作コイルの線材１０周辺における磁束線８の分布、（Ｂ）に示す従来コイルの線材９周辺における磁束線８の分布のように、試作コイルは磁性薄膜のシールド効果によって従来のコイルよりも導線内部に磁束が入り込みにくいことがわかる。
（２）コイルに電流を流したときの線材断面における電流密度を、ＦＥＭ解析によって得た。試作コイルの線材１０は、従来のコイルの線材９よりも電流密度分布の偏りが小さい。試作コイルの線材１０は磁性体層のシールド効果により磁束が線材内部に入りにくいが、従来のコイルは磁束が導体内部に入りこの磁束によって線材内部に渦電流が流れる。磁束がはいり込みづらい試作コイルは、従来のコイルよりも電流密度分布の偏りが小さくなる。したがって、電流密度分布は偏りによって抵抗が増加（近接効果）するために、試作コイルよりも従来のコイルの方が抵抗は大きい。
（３）コイルからの距離による磁界の強さを、ＦＥＭ解析で求めた。図３に示すように、距離ｒが離れた場合に、従来のコイルよりも試作コイルの磁界の強さは大きいことが解かった。
本発明は、上記のような知見の下になされたものであり、電磁波を励起する高インダクタンスの高周波コイルを備えた機器を提供するものであり、詳細には、優れた検出感度と広い検出範囲を得られる導電性物体の検出測定装置、周辺の磁界に影響されず高感度で動作確実性に優れた近接スイッチ、力率の高いモータやアクチュエータ、高周波変圧器を提供することを目的とするものである。
前記の目的を達成するためになされた本発明の導電性物体検出測定装置は、導電性物体（２０）に非接触で対向するコイル（１１）、および該コイル（１１）に連結する電圧測定器（１９）を有し、該コイル（１１）が発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体（２０）の内部に流れる渦電流による、該コイル（１１）の出力電圧変化を該電圧測定器で測定することで該導電性物体（２０）を検出測定する装置であって、該高周波発振コイル（１１）の線材（１０）が外周を磁性体層（３・５）で覆った銅線（１）であることを特徴とする。
本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、金属類の探知として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、金属探知センサを意味する。
同じく本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、該導電性物体（２０）と該コイル（１１）との間隔距離（ｘ）として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、導電性物体（２０）までの距離センサを意味する。
また、本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、該導電性物体（２０）内部の傷（３０）として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、導電性物体中の傷探知センサを意味する。
前記の目的を達成するためになされた本発明の近接スイッチは、コイル（１１）、およびコイル（１１）に接続して発振回路（３５）と比較回路（３６）と出力回路（３７）とを有し、導電性物体（２０）の接近でコイル（１１）に流れる誘導電流により出力回路（３７）からオン・オフ信号を出力する渦電流形近接スイッチであって、コイル（１１）の線材（１０）が外周を磁性体層（３・５）で覆った銅線（１）であることを特徴とする。
前記の目的を達成するためになされた本発明の高周波変圧器は、少なくとも一次側コイル（２５）と、二次側コイル（２７）を備え、コイル（２５・２７）の線材（１０）が外周を磁性体層（３・５）で覆った銅線（１）であることを特徴とする。
本発明の検出測定装置、近接スイッチ、または高周波変圧器に使用されるコイル（１１・２５・２７）の線材１０の外周の磁性体層は、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｘ−Ｎ（Ｘ＝Ｔａ、Ｎｂ、Ｈｆ，ｅｔｃ．），Ｆｅ−Ｘ−Ｏ（Ｘ＝Ｍｇ、Ａｌ、ｅｔｃ．）、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＰ、ＮｉＦｅＰ、ＣｏＮｉＦｅＭｏＣ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＮｂＺｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、などの軟磁性体から選ばれる少なくとも１層で実施できる。
また磁性体層が、鍍金された鉄または／およびニッケルの層であることが好ましい。
発明の効果
本発明の検出測定装置、近接スイッチ、または高周波変圧器に使用されるコイルは、線材として外周を磁性体層で覆った銅線を使用し、インダクタンスが増加するため、高周波利得Ｑ値が向上する。また磁性体層のシールド効果によって渦電流の近接効果による抵抗増を防止できるため、検出測定装置は感度が向上し、近接スイッチは接近距離の感度が向上し、高周波変圧器は効率が向上する。
検出測定装置のコイルから検出測定対象である導電性物体までの距離と、コイルの出力電圧の関係を比較すると、本発明の装置で使用したコイルの出力電圧は、従来の銅線を使用したコイルの出力電圧よりも大きく、検出感度が高くなっており、また距離の検出範囲も広くなっている。
【実施例】  以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。しかしながら本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
図４には、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例の回路図を示してある。同図に示す導電性物体検出測定装置は、装置の検出コイルから導電性物体までの距離センサ、金属類の有無を調べる金属探知センサ、導電性物体中のクラックの有無を検出する傷探知センサとして利用できる。
図４に示すとおり、導電性物体２０に非接触で検出コイル（高周波発振コイル）１１が対向している。検出コイル１１は、等価直列インダクタンスＬ（ｘ）と等価直列抵抗Ｒ（ｘ）特性を持つものである。検出コイル１１はコンデンサ１３と並列されて共振回路を形成している。その共振回路には交流電圧計１９が接続されている。また検出コイル１１は、電流を制限するための分圧用コンデンサ１５を介して発振器１７に繋がっている。
本発明の導電性物体の検出測定装置に使用される検出コイル１１の線材は、外周を磁性体層で覆った銅線である。本発明の実施例の線材１０は、図１（断面図）に詳細を示すとおり、銅線１からなる芯線に、磁性体層である鉄層３とニッケル層５がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層７が塗布されている。銅線１の芯線外径は９０μｍ、鉄層３の外形は９２μｍ（層厚１μｍ）、ニッケル層５の外形は９２．１μｍ（層厚０．０５μｍ）である。尚、ニッケル層は半田がつきやすくするために、設けたものである。
この線材１０をアクリル樹脂製の直径３．３６ｍｍのボビンに、巻数１０２回、軸方向の長さ２．１５ｍｍに巻き、コイル外径４．５４ｍｍ（コイル内径３．３６ｍｍ、コイル内外差厚み０．５９ｍｍ、コイル平均半径＝１．９７５ｍｍ）の実施例の検出コイル１１（以下、実施例コイルということもある）とした。
比較対象のため、銅線（芯線外径９０μｍ）の外周にポリウレタンの絶縁層が塗布されている線材で同一巻数のコイルを従来タイプの高周波発振コイル（以下、比較例コイル）とする。
測定対象の導電性物体２０は、この実施例では磁性体であるクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４４０）である。
上記の検出測定装置で、検出測定対象を導電性物体２０とコイル１１との間隔距離ｘとする場合は以下のように動作する。以下、動作と装置の性能評価を述べる。
装置の発振器１７からは励振電圧Ｖ（励振周波数ｆ＝１．４ＭＨｚ）を印加し検出コイル１１に励振電流Ｉｃを流すと、図５に示すように、磁束Φｃが発生する。磁束Φｃが導電性物体２０に作用すると、電磁誘導により導電性物体２０に渦電流Ｉｅが流れて磁束Φｅが生ずる。検出コイル１１から導電性物体２０までの距離ｘに応じて導電性物体２０に作用する磁束が変化するために、導電性物体２０に流れる渦電流Ｉｅが変わり、その結果、検出コイル１１のインピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化が並列共振回路により出力電圧Ｖｏに変換される。このとき実測された出力電圧Ｖｏの共振周波数の実測値はｆｏ＝１０．５ＭＨｚであった。出力電圧Ｖｏは次式で表わされる。
2006046358.tif 000002
Ｑ（ｘ）＝ωＬ（ｘ）／Ｒ（ｘ）      （２）
ｋ＝１＋Ｃｐ／Ｃｓ                  （３）
ここに、ｘ：測定対象である導電性物体から検出コイルまでの距離、Ｑ（ｘ）：距離ｘに依存するＱ値、Ｖ：励振電圧［Ｖ］、ω：角周波数［ｒａｄ／ｓ］、Ｌ（ｘ）：インダクタンス［Ｈ］、Ｒ（ｘ）：抵抗［Ω］、Ｃｐ：共振用コンデンサ１３、Ｃｓ：分圧用コンデンサ１５。
上記式から出力電圧ＶｏはコイルのＱ（ｘ）値とコンデンサ容量ＣｐおよびＣｓだけで表され、図１に示した並列共振を利用した検出測定装置の測定範囲の拡大や検出感度の向上には、コイルのＱ（ｘ）値、すなわち距離ｘに依存する高周波利得が影響することを示している。
そこで、実施例コイルと比較例コイルの周波数に対する等価直列抵抗Ｒ（ｘ＝∞）を測定し、図６に示した。実験では、実施例コイルのＲ（∞）は比較例コイルの約１．５倍となった。実施例コイルではＦｅ層とＮｉ層によって導線間の近接効果が軽減されるため、比較例コイルに比べ等価直列抵抗Ｒ（∞）が減少している。図６中に比較例コイルの表皮効果による抵抗の計算値を示した。
表皮効果による抵抗Ｒｓｅは、下式から算出した。
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ここに、Ｒｄｃ：コイルの直流抵抗［Ω］、ｌ：巻始めから巻終りまでの導線の長さ［ｍ］、σ：導線の導電率［Ｓ／ｍ］、ｄ：導線の線径［ｍ］、ｒｉ：コイルの内径半径［ｍ］、ｒｅ：コイルの外形半径［ｍ］、δ：表皮厚さ［ｍ］、μｏ：導線の比透磁率、μｏ：真空の透磁率（４π×１０−７）［Ｈ／ｍ］、ｂｅｒ：０次実数ケルビン関数、ｂｅｉ：０次複素数ケルビン関数。
さらに、図６は周波数に対する抵抗の増加が主に近接効果によって生じていることを示している。また共振周波数はいずれのコイルも１０．５ＭＨｚとなった。
実施例コイルと比較例コイルの周波数に対する等価直列インダクタンスを、図７に示した。周波数ｆ＝１００ｋＨｚ〜２ＭＨｚの範囲で実施例コイルと比較例コイルの等価直列インダクタンスＬ（∞）はそれぞれ４１μＨと３７μＨであり、実施例コイルは比較例コイルの１．１倍となった。
実施例コイルと比較例コイルの周波数ゲインＱ（∞）値を、測定し図８に示した。同図において、実施例コイルは、比較例コイルに比して、Ｑ（∞）値は１．７６倍となっている。この理由として、等価直列抵抗Ｒ（∞）が減少し、等価直列インダクタンスＬ（∞）が増加していることが挙げられる。
図９に示すように、実施例コイルと比較例コイルのインピーダンス
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実施例コイルのインピーダンス特性が優れていることが明らかである。距離ｘが小さくなるにしたがって、測定対象である導電性物体により大きな磁束Φｃが作用して、導電性物体の渦電流損が増加する。これによりインピーダンス特性Ｒ（ｘ）が増加する。実施例コイルは、比較例コイルよりも大きな磁束Φｃが導電性物体に作用する（図３の試作コイル、従来のコイル参照）。したがって、距離ｘが小さくなるにしたがって実施例コイルのインピーダンスＲ（ｘ）は比較例コイルよりも急増する。
図１０に示すとおり、実施例コイルと比較例コイルは、夫々距離ｘに対してインダクタンスＬ（ｘ）は一定である。実施例コイルと比較例コイルのインダクタンスＬ（ｘ）はそれぞれ４０μＨと３６μＨであり、実施例コイルのインダクタンスＬ（ｘ）は比較例コイルの１．１倍である。磁性薄膜の効果によって実施例コイルのインダクタンスＬ（ｘ）は比較例コイルよりも大きいことが解かる。
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ンダクタンスＬ（ｘ）も大きいために、図１１から分るように、高周波
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図１２に実施例コイルと比較例コイルの出力電圧特性の比較を示した。また、同図中にそれぞれの出力電圧特性の最小二乗法を用いた近
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Ｖ、試作コイルで８５０ｍＶとなり、実施例コイルが比較例コイルの
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ΔＶｏ＝Ｖｏ（∞）−Ｖｏ（０．１）    ［Ｖ］
図１３に実施例コイルと比較例コイルの出力電圧特性の直線性の比較を示した。図１２に示した出力電圧特性を最小二乗法を用いて直線近似し、その近似値と実測値との誤差ｅ（ｘ）が±３％以内の範囲で直線性が保たれている距離の範囲Ｌを求めた。誤差ｅ（ｘ）は下式を用いて算出した。
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ここに、Ｖｌ（ｘ）：近似直線の電圧［Ｖ］。
出力電力の直線性がε（ｘ）＝±３％以内に保たれている範囲は、表１に示すとおり、実施例コイルと比較例コイルでそれぞれ０．１〜２．２ｍｍと０．１〜１．６ｍｍである。すなわち実施例コイルと比較例コイルの直線範囲Ｌはそれぞれ２．１ｍｍと１．５ｍｍである。また、コイルの外径寸法Ｄに対する直線範囲Ｌ／Ｄは、実施例コイルと比較例コイルでそれぞれ０．５８と０．３３となった。コイルの平均半径ｒａに対する直線範囲Ｌ／ｒａは、実施例コイルと比較例コイルでそれぞれ１．２３と０．８７となった。Ｌ／Ｄ、Ｌ／ｒａともに実施例コイルが比較例コイルの約１．４倍となった。なお、いずれのコイルもＤ＝４．５４ｍｍ、ｒａ＝１．７３ｍｍである。したがって、実施例コイルは、比較例コイルと比較して、直線性に優れており、導電性物体検出測定装置の距離検出範囲の拡大が実現されている。
【表１】
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図１４に実施例コイルと比較例コイルを用いた場合における導電性物体検出測定装置の検出感度の比較を示した。ｎ番目の測定点におけ
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実施例コイルで最大３１０Ｖ／ｍとなり、１．５倍になった。すべての距離において実施例コイルの方が比較例コイルより高感度となった。したがって、実施例コイルは比較例コイルと比較して距離検出感度の向上が実現されている。
以上の結果から、導電性物体検出測定装置のコイルに磁性めっき線を用いることで、従来の銅線と比較して距離測定範囲の拡大と距離検出感度の向上が可能である。
上記の実施例では、装置の検出コイルから導電性物体までの距離を測定できる距離センサとしての例を説明したが、同一の構成で金属類など導電性物体の有無そのものを調べる金属探知センサとしての利用もでき、実施例コイルを使用した装置が比較例コイルを使用した装置よりも高感度であるし、探査範囲も広くなることが明らかである。
また、図１５には上記検出測定装置を傷探知センサとして利用した実施例の概略構成の断面が示してある。この図に示すとおり、測定対象である導電性物体２０にクラック３０がある場合、導電性物体２０の内部に流れる渦電流がクラック３０の存在により変化する。その結果、検出コイル１１の共振出力が変わり、クラック３０の有無を検出できる。このような傷探知センサとして利用した場合においても、実施例コイルを使用した装置が比較例コイルを使用した装置よりも高感度であるし、探査範囲も広くなる。
図１６には本発明の高周波変圧器の一実施例の断面が示してあり、鉄芯２３に一次コイル２５と、二次コイル２７が巻かれている。これらのコイル２５・２７のそれぞれの線材が外周を磁性体層で覆った銅線になっている。一次コイル２５に入力した高周波電圧は変圧され、二次コイル２７から出力される。
高周波変圧器の例としてＤＣ−ＤＣコンバータに用いられているパルス変圧器がある。一次コイル２５には外部の電子回路（図示していない）から高周波の電流が流される。図６の実施例コイルと比較例コイルの周波数に対する直列等価抵抗Ｒ（∞）の比較に示したように、実施例コイルの抵抗Ｒは、比較例コイルと比較して小さい。すなわち、高周波変圧器において、銅線の外周を磁性体薄膜で覆った磁性めっき線を用いたコイルで構成することで、コイルに発生する銅損を低減することができ、高周波変圧器は高効率になる。
この実施例では鉄心を有する変圧器で説明したが、鉄心がない空心形変圧器でもよい。実施例コイルは、比較例コイルよりも多くの磁束を作用させる、すなわち、磁束をより遠くに飛ばすことができるから、実施例コイルを用いた空心トランスも高性能化を実現できる。
図１７は、本発明の近接スイッチの構成であり渦電流形である。コイル１１、コイル１１に接続して発振回路３５と比較回路３６と出力回路３７とを有している。発振回路３５は、コイルとコイルに並列に接続されたコンデンサから構成される共振回路に励振電流を供給しており、共振回路の電圧（変位）が出力されている。比較回路３６は、予め設定された電圧（以下、設定変位）と共振回路の出力をＯＰアンプを用いて比較することで、変位が設定変位未満の場合と変位が設定変位以上の場合に対応した電圧を出力する。出力回路３７は、比較回路３６の出力から、変位が設定変位未満の場合には０Ｖを出力し、変位が設定変位以上の場合には５Ｖを出力する。
コイル１１は、図１８に示すとおり、フェライトなどの軟磁性体から構成されるコア４０に、図１に示した線材１０を巻いた構成となっている。なお、コイル１１はコアのない空心コイルであってもよい。
上記の渦電流形近接スイッチで導電性物体２０の接近でコイルに流れる誘導電流に起因して出力回路からオン・オフの二値の出力電圧を得ている。
このような構成としたことで、コイル１１の交流抵抗が上昇することを抑制し、インダクタンスが増加し、磁束を導電性物体２０に多く作用させることができるので、コイル１１から導電性物体２０までの感度距離を拡大し、コイル１１の小形化が実現できる。
尚、図１に示した線材１０の断面図では、線材１０は、銅線１に鉄層３とニッケル層５がメッキされているが、ＮｉＦｅやフェライトなどの高透磁率と高抵抗率をもつ磁性体をめっきなどの工程で形成してもよい。
図２０には、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材であって、図１に示した例とは別な実施例の線材の断面図が示してある。この例の線材３２は、銅線１からなる芯線に、磁性体層である鉄層３とニッケル層５がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層７があり、さらに外側に熱可塑性樹脂からなる融着層が設けてある。この実施例の線材３２は、加熱しながら磁性コアに直接巻線を行うことができ、また融着層がとけて導線どうしが結合する。
【図１】
2006046358.tif 000012
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2006046358.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成18年2月7日(2006.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】（補正後）検出測定対象である導電性物体に非接触で対向するコイル、および該コイルに連結する電圧測定器を有し、該コイルが発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体の内部に流れた渦電流による、該コイルの出力電圧変化を、該電圧測定器で測定することで該導電性物体を検出測定する装置であって、該高周波発振コイルの線材は、銅線からなる芯線が磁性体層で連続的に覆われ、その外周が絶縁層により被覆されていることを特徴とする導電性物体検出測定装置。
【請求項２】（補正後）前記磁性体層が、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｘ−Ｎ（Ｘ＝Ｔａ、Ｎｂ、またはＨｆ），Ｆｅ−Ｘ−Ｏ（Ｘ＝Ｍｇ、またはＡｌ）、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＰ、ＮｉＦｅＰ、ＣｏＮｉＦｅＭｏＣ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＮｂＺｒ、Ｆｅ−Ｓｉから選ばれた少なくとも１層であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項３】（補正後）前記磁性体層が、鍍金による鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項４】（補正後）前記検出測定対象が、金属類の探知であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項５】（補正後）前記検出測定対象が、該導電性物体と該コイルとの間隔距離であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項６】（補正後）前記検出測定対象が、該導電性物体内部の傷であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項７】（補正後）コイル、および該コイルに接続して発振回路と比較回路と出力回路とを有し、導電性物体の接近でコイルに流れた誘導電流により出力回路からオン・オフ信号を出力する渦電流形近接スイッチであって、該コイルの線材は、銅線からなる芯線が磁性体層で連続的に覆われ、その外周が絶縁層により被覆されていることを特徴とする近接スイッチ。
【請求項８】（補正後）前記磁性体層が、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｘ−Ｎ（Ｘ＝Ｔａ、Ｎｂ、またはＨｆ），Ｆｅ−Ｘ−Ｏ（Ｘ＝Ｍｇ、またはＡｌ）、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＰ、ＮｉＦｅＰ、ＣｏＮｉＦｅＭｏＣ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＮｂＺｒ、Ｆｅ−Ｓｉから選ばれた少なくとも１層であることを特徴とする請求項７に記載の近接スイッチ。
【請求項９】（補正後）前記磁性体層が、鍍金による鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項８に記載の近接スイッチ。
【請求項１０】（補正後）少なくとも一次側コイルと、二次側コイルを備えた高周波変圧器において、該コイルの線材は、銅線からなる芯線が磁性体層で覆われ、その外周が絶縁層により被覆されていることを特徴とする高周波変圧器。
【請求項１１】（補正後）前記磁性体層が、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｘ−Ｎ（Ｘ＝Ｔａ、Ｎｂ、またはＨｆ），Ｆｅ−Ｘ−Ｏ（Ｘ＝Ｍｇ、またはＡｌ）、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＰ、ＮｉＦｅＰ、ＣｏＮｉＦｅＭｏＣ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＮｂＺｒ、Ｆｅ−Ｓｉから選ばれた少なくとも１層であることを特徴とする請求項１０に記載の高周波変圧器。
【請求項１２】（補正後）前記磁性体層が、鍍金による鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項１０に記載の高周波変圧器。
２０
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月28日(2006.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】請求の範囲
【請求項１】  導電性物体に非接触で対向するコイル、および該コイルに連結する電圧測定器を有し、該コイルが発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体の内部に流れる渦電流による、該コイルの出力電圧変化を該測定器で測定することで該導電性物体を検出測定する装置であって、該高周波発振コイルの線材が、銅線からなる芯線に鉄層とニッケル層がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層が塗布されていることを特徴とする導電性物体検出測定装置。
【請求項２】  前記ポリウレタンの絶縁層の外側に、熱可塑性樹脂からなる融着層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項３】  前記融着層により線材どうしが結合していることを特徴とする請求項２に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項４】  前記導電性物体の検出測定対象が、金属類の探知であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項５】  前記導電性物体の検出測定対象が、該導電性物体と該コイルとの間隔距離であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項６】  前記導電性物体の検出測定対象が、該導電性物体内部の傷であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項７】  コイル、および該コイルに接続して発振回路と比較回路と出力回路とを有し、導電性物体の接近でコイルに流れる誘導電流により出力回路からオン・オフ信号を出力する渦電流形近接スイッチであって、該コイルの線材が、銅線からなる芯線に鉄層とニッケル層がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層が塗布されていることを特徴とする近接スイッチ。
【請求項８】  前記ポリウレタンの絶縁層の外側に、熱可塑性樹脂からなる融着層が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の近接スイッチ。
【請求項９】  前記融着層により線材どうしが結合していることを特徴とする請求項８に記載の近接スイッチ。
【請求項１０】  少なくとも一次側コイルと、二次側コイルを備えた高周波変圧器において、該コイルの線材が、銅線からなる芯線に鉄層とニッケル層がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層が塗布されていることを特徴とする高周波変圧器。
【請求項１１】  前記ポリウレタンの絶縁層の外側に、熱可塑性樹脂からなる融着層が設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の高周波変圧器。
【請求項１２】  前記融着層により線材どうしが結合していることを特徴とする請求項１１に記載の高周波変圧器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
材９よりも電流密度分布の偏りが小さい。試作コイルの線材１０は磁性体層のシールド効果により磁束が線材内部に入りにくいが、従来のコイルは磁束が導体内部に入りこの磁束によって線材内部に渦電流が流れる。磁束がはいり込みづらい試作コイルは、従来のコイルよりも電流密度分布の偏りが小さくなる。したがって、電流密度分布は偏りによって抵抗が増加（近接効果）するために、試作コイルよりも従来のコイルの方が抵抗は大きい。
（３）コイルからの距離による磁界の強さを、ＦＥＭ解析で求めた。図３に示すように、距離ｒが離れた場合に、従来のコイルよりも試作コイルの磁界の強さは大きいことが解かった。
本発明は、上記のような知見の下になされたものであり、電磁波を励起する高インダクタンスの高周波コイルを備えた機器を提供するものであり、詳細には、優れた検出感度と広い検出範囲を得られる導電性物体の検出測定装置、周辺の磁界に影響されず高感度で動作確実性に優れた近接スイッチ、力率の高いモータやアクチュエータ、高周波変圧器を提供することを目的とするものである。
前記の目的を達成するためになされた本発明の導電性物体検出測定装置は、導電性物体（２０）に非接触で対向するコイル（１１）、および該コイル（１１）に連結する電圧測定器（１９）を有し、該コイル（１１）が発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体（２０）の内部に流れる渦電流による、該コイル（１１）の出力電圧変化を該電圧測定器で測定することで該導電性物体（２０）を検出測定する装置であって、該高周波発振コイル（１１）の線材（１０）が、銅線からなる芯線に鉄層とニッケル層がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層が塗布されていることを特徴とする。ポリウレタンの絶縁層の外側に、熱可塑性樹脂からなる融着層が設けられていてもよい。さらに融着層により線材どうしが結合していてもよい。
本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、金属類の探知として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、金属探知セン
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
サを意味する。
同じく本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、該導電性物体（２０）と該コイル（１１）との間隔距離（ｘ）として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、導電性物体（２０）までの距離センサを意味する。
また、本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、該導電性物体（２０）内部の傷（３０）として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、導電性物体中の傷探知センサを意味する。
前記の目的を達成するためになされた本発明の近接スイッチは、コイル（１１）、およびコイル（１１）に接続して発振回路（３５）と比較回路（３６）と出力回路（３７）とを有し、導電性物体（２０）の接近でコイル（１１）に流れる誘導電流により出力回路（３７）からオン・オフ信号を出力する渦電流形近接スイッチであって、コイル（１１）の線材（１０）が、銅線からなる芯線に鉄層とニッケル層がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層が塗布されていることを特徴とする。ポリウレタンの絶縁層の外側に、熱可塑性樹脂からなる融着層が設けられていてもよい。さらに融着層により線材どうしが結合していてもよい。
前記の目的を達成するためになされた本発明の高周波変圧器は、少なくとも一次側コイル（２５）と、二次側コイル（２７）を備え、コイル（２５・２７）の線材（１０）が、銅線からなる芯線に鉄層とニッケル層がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層が塗布されていることを特徴とする。ポリウレタンの絶縁層の外側に、熱可塑性樹脂からなる融着層が設けられていてもよい。さらに融着層により線材どうしが結合していてもよい。
本発明の検出測定装置、近接スイッチ、または高周波変圧器に使用されるコイル（１１・２５・２７）の線材１０の外周の磁性体層は、前記した鉄の他、フェライト、ニッケル、コバルト、Ｆｅ−Ｎ、Ｆｅ−Ｘ−Ｎ（Ｘ＝Ｔａ、Ｎｂ、Ｈｆ，ｅｔｃ．），Ｆｅ−Ｘ−Ｏ（Ｘ＝Ｍｇ、Ａｌ、ｅｔｃ．）、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、ＣｏＦｅ、ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＦｅＰ、ＮｉＦｅＰ、ＣｏＮｉＦｅＭｏＣ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＮｂＺｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、などの軟磁性体から選ばれる少なくとも１層で実施できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【発明の効果】
本発明の検出測定装置、近接スイッチ、または高周波変圧器に使用されるコイルは、線材として外周を磁性体層で覆った銅線を使用し、インダクタンスが増加するため、高周波利得Ｑ値が向上する。また磁性体層のシールド効果によって渦電流の近接効果による抵抗増を防止できるため、検出測定装置は感度が向上し、近接スイッチは接近距離の感度が向上し、高周波変圧器は効率が向上する。
検出測定装置のコイルから検出測定対象である導電性物体までの距離と、コイルの出力電圧の関係を比較すると、本発明の装置で使用したコイルの出力電圧は、従来の銅線を使用したコイルの出力電圧よりも大きく、検出感度が高くなっており、また距離の検出範囲も広くなっている。
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。しかしながら本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
図４には、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例の回路図を示してある。同図に示す導電性物体検出測定装置は、装置の検出コイルから導電性物体までの距離センサ、金属類の有無を調べる金属探知センサ、導電性物体中のクラックの有無を検出する傷探知センサとして利用できる。
図４に示すとおり、導電性物体２０に非接触で検出コイル（高周波発振コイル）１１が対向している。検出コイル１１は、等価直列インダクタンスＬ（ｘ）と等価直列抵抗Ｒ（ｘ）特性を持つものである。検出
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
接続されたコンデンサから構成される共振回路に励振電流を供給しており、共振回路の電圧（変位）が出力されている。比較回路３６は、予め設定された電圧（以下、設定変位）と共振回路の出力をＯＰアンプを用いて比較することで、変位が設定変位未満の場合と変位が設定変位以上の場合に対応した電圧を出力する。出力回路３７は、比較回路３６の出力から、変位が設定変位未満の場合には０Ｖを出力し、変位が設定変位以上の場合には５Ｖを出力する。
コイル１１は、図１８に示すとおり、フェライトなどの軟磁性体から構成されるコア４０に、図１に示した線材１０を巻いた構成となっている。なお、コイル１１はコアのない空心コイルであってもよい。
上記の渦電流形近接スイッチで導電性物体２０の接近でコイルに流れる誘導電流に起因して出力回路からオン・オフの二値の出力電圧を得ている。
このような構成としたことで、コイル１１の交流抵抗が上昇することを抑制し、インダクタンスが増加し、磁束を導電性物体２０に多く作用させることができるので、コイル１１から導電性物体２０までの感度距離を拡大し、コイル１１の小形化が実現できる。
尚、図１に示した線材１０の断面図では、線材１０は、銅線１に鉄層３とニッケル層５がメッキされているが、ＮｉＦｅやフェライトなどの高透磁率と高抵抗率をもつ磁性体をめっきなどの工程で形成してもよい。
図１９には、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材であって、図１に示した例とは別な実施例の線材の断面図が示してある。この例の線材３２は、銅線１からなる芯線に、磁性体層である鉄層３とニッケル層５がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層７があり、さらに外側に熱可塑性樹脂からなる融着層が設けてある。この
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月17日(2008.1.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性物体に非接触で対向するコイル、および該コイルに連結する電圧測定器を有し、該コイルが発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体の内部に流れる渦電流による、該コイルの出力電圧変化を該測定器で測定することで該導電性物体を検出測定する装置であって、該高周波発振コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする導電性物体検出測定装置。
【請求項２】
前記磁性体層が、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Fe-N、Fe-X-N(X=Ta、Ｎｂ、またはHf)，Fe-X-O(X=Mg、またはAl)、NiFe、CoFe、CoNiFe、CoFeB、FeP、NiFeP、CoNiFeMoC、CoFeB、CoNbZr、Fe-Siから選ばれる少なくとも１層であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項３】
前記磁性体層が、鍍金された鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項４】
前記導電性物体の検出測定対象が、金属類の探知であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項５】
前記導電性物体の検出測定対象が、該導電性物体と該コイルとの間隔距離であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項６】
前記導電性物体の検出測定対象が、該導電性物体内部の傷であることを特徴とする請求項１に記載の導電性物体検出測定装置。
【請求項７】
コイル、および該コイルに接続して発振回路と比較回路と出力回路とを有し、導電性物体の接近でコイルに流れる誘導電流により出力回路からオン・オフ信号を出力する渦電流形近接スイッチであって、該コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする近接スイッチ。
【請求項８】
前記磁性体層が、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Fe-N、Fe-X-N(X=Ta、Ｎｂ、またはHf)，Fe-X-O(X=Mg、またはAl)、NiFe、CoFe、CoNiFe、CoFeB、FeP、NiFeP、CoNiFeMoC、CoFeB、CoNbZr、Fe-Siから選ばれる少なくとも１層であることを特徴とする請求項７に記載の近接スイッチ。
【請求項９】
前記磁性体層が、鍍金された鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項８に記載の近接スイッチ。
【請求項１０】
少なくとも一次側コイルと、二次側コイルを備えた高周波変圧器において、該コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする高周波変圧器。
【請求項１１】
前記磁性体層が、鉄、ニッケル、コバルト、フェライト、Fe-N、Fe-X-N(X=Ta、Ｎｂ、またはHf)，Fe-X-O(X=Mg、またはAl)、NiFe、CoFe、CoNiFe、CoFeB、FeP、NiFeP、CoNiFeMoC、CoFeB、CoNbZr、Fe-Siから選ばれる少なくとも１層であることを特徴とする請求項１０に記載の高周波変圧器。
【請求項１２】
前記磁性体層が、鍍金された鉄または／およびニッケルの層であることを特徴とする請求項１０に記載の高周波変圧器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】          明細書
【発明の名称】        高周波コイルを備えた機器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を励起する高周波コイルを備えた機器、具体的には導電性物体を検出測定する装置、近接スイッチ、高周波コイルを備えた高周波変圧器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波コイルから電磁波が発振されると、その磁界内にある導電性物体には電磁誘導電流が流れることが知られている。かかる高周波コイルによる誘導渦電流を利用して各種のセンサが開発されている。例えば特許文献１には、レーザー加工ヘッド衝撃防止のためのギャップセンサが開示されている。また特許文献２には木材チップの精砕機用の非接触式隙間測定、特許文献３には掘削作業に使用するカッターの駆動軸の距離測定、特許文献４には画像記録用紙の厚さ検出、特許文献５には金属材質の判定、特許文献６には磁気軸受けなど、多様なセンサが示されている。これらの各種センサに使用される高周波コイルは、通常、エナメル絶縁の銅線で巻かれている。
【０００３】
これら各種センサと同一原理を使用するものに、渦電流形近接スイッチがある。近接スイッチは、渦電流形以外に、静電容量形、直流磁界の変化を捉える磁気形などがあり、接近する導電物体を非接触で検出してスイッチ信号を出すもので、マイクロスイッチのように接触してスイッチ信号を出すもの以上の高応答、長寿命、高信頼性が期待できる。なかでも渦電流形近接スイッチは、測定対象の磁性、非磁性の判別が可能であり、かつ小形化が容易で外部磁界の影響を受けにくい利点もあり工業用途での利用が期待されている。
【０００４】
一方、特許文献７は、銅線円周上に強磁性体メッキを施したエナメル絶縁電線を高周波輪用巻線に用いた場合、高周波利得を向上し得ることを開示している。また特許文献８には、表面に磁性体メッキをした銅線からなるインダクタが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９‐２７７０７０号公報
【特許文献２】特開平７‐８３６０６号公報
【特許文献３】特開２００２‐４７７３号公報
【特許文献４】特開平１１‐１６５４３０号公報
【特許文献５】特開平８‐１８４５７９号公報
【特許文献６】特開平２‐２０１１０１号公報
【特許文献７】実公昭４２−１３３９号公報
【特許文献８】特開昭６２−２１１９０４号公報
【発明の開示】
【０００６】
発明の実施に先立ち、本発明の発明者は、以下の予備実験、およびコンピュータによるＦＥＭ（Finite  Element  Method：有限要素法）解析を行い、本発明の完成に到る知見を得た。
【０００７】
先ず試作コイルと従来のコイルを作成した。図１（断面図）に詳細を示すとおり、試作コイルの線材１０（本発明の機器のコイルに使用される線材）は、銅線１からなる芯線（外径９０μｍ）に、磁性体層である鉄層３とニッケル層５がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層７が塗布されている。この線材１０を、内径：１．６ｍｍ、外形：２．２４ｍｍ、軸方向の長さ：０．６３ｍｍ、巻数：Ｎ＝２６回のコイルとした。
【０００８】
従来のコイルは、銅線（芯線外径９０μｍ）の外周にポリウレタンの絶縁層が塗布されている線材で同一巻数、同一形状とした。
【０００９】
（１）  コイルに電流を流したときの磁束線を、ＦＥＭ解析（ソフトウエアMaxwell）によって得た。解析条件はｆ＝１．４ＭＨｚ、Ｉｃ＝１ｍＡで行った。図２（Ａ）に示す試作コイルの線材１０周辺における磁束線８の分布、（Ｂ）に示す従来コイルの線材９周辺における磁束線８の分布のように、試作コイルは磁性薄膜のシールド効果によって従来のコイルよりも導線内部に磁束が入り込みにくいことがわかる。
【００１０】
（２）コイルに電流を流したときの線材断面における電流密度を、ＦＥＭ解析によって得た。試作コイルの線材１０は、従来のコイルの線材９よりも電流密度分布の偏りが小さい。試作コイルの線材１０は磁性体層のシールド効果により磁束が線材内部に入りにくいが、従来のコイルは磁束が導体内部に入りこの磁束によって線材内部に渦電流が流れる。磁束がはいり込みづらい試作コイルは、従来のコイルよりも電流密度分布の偏りが小さくなる。したがって、電流密度分布は偏りによって抵抗が増加（近接効果）するために、試作コイルよりも従来のコイルの方が抵抗は大きい。
【００１１】
（３）コイルからの距離による磁界の強さを、ＦＥＭ解析で求めた。図３に示すように、距離ｒが離れた場合に、従来のコイルよりも試作コイルの磁界の強さは大きいことが解かった。
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記のような知見の下になされたものであり、電磁波を励起する高インダクタンスの高周波コイルを備えた機器を提供するものであり、詳細には、優れた検出感度と広い検出範囲を得られる導電性物体の検出測定装置、周辺の磁界に影響されず高感度で動作確実性に優れた近接スイッチ、力率の高いモータやアクチュエータ、高周波変圧器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するためになされた本発明の導電性物体検出測定装置は、導電性物体（２０）に非接触で対向するコイル（１１）、および該コイル（１１）に連結する電圧測定器（１９）を有し、該コイル（１１）が発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体（２０）の内部に流れる渦電流による、該コイル（１１）の出力電圧変化を該電圧測定器で測定することで該導電性物体（２０）を検出測定する装置であって、該高周波発振コイル（１１）の線材（１０）が外周を磁性体層（３・５）で覆った銅線（１）であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、金属類の探知として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、金属探知センサを意味する。
【００１５】
同じく本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、該導電性物体（２０）と該コイル（１１）との間隔距離（ｘ）として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、導電性物体（２０）までの距離センサを意味する。
【００１６】
また、本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、該導電性物体（２０）内部の傷（３０）として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、導電性物体中の傷探知センサを意味する。
【００１７】
前記の目的を達成するためになされた本発明の近接スイッチは、コイル（１１）、およびコイル（１１）に接続して発振回路（３５）と比較回路（３６）と出力回路（３７）とを有し、導電性物体（２０）の接近でコイル（１１）に流れる誘導電流により出力回路（３７）からオン・オフ信号を出力する渦電流形近接スイッチであって、コイル（１１）の線材（１０）が外周を磁性体層（３・５）で覆った銅線（１）であることを特徴とする。
【００１８】
前記の目的を達成するためになされた本発明の高周波変圧器は、少なくとも一次側コイル（２５）と、二次側コイル（２７）を備え、コイル（２５・２７）の線材（１０）が外周を磁性体層（３・５）で覆った銅線（１）であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の検出測定装置、近接スイッチ、または高周波変圧器に使用されるコイル（１１・２５・２７）の線材１０の外周の磁性体層は、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、Fe-N、Fe-X-N(X=Ta、Ｎｂ、Hf，etc.)，Fe-X-O(X=Mg、Al、etc.)、NiFe（パーマロイ）、CoFe、CoNiFe、CoFeB、FeP、NiFeP、CoNiFeMoC、CoFeB、CoNbZr、Fe-Si、などの軟磁性体から選ばれる少なくとも１層で実施できる。
【００２０】
また磁性体層が、鍍金された鉄または／およびニッケルの層であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の検出測定装置、近接スイッチ、または高周波変圧器に使用されるコイルは、線材として外周を磁性体層で覆った銅線を使用し、インダクタンスが増加するため、高周波利得Ｑ値が向上する。また磁性体層のシールド効果によって渦電流の近接効果による抵抗増を防止できるため、検出測定装置は感度が向上し、近接スイッチは接近距離の感度が向上し、高周波変圧器は効率が向上する。
【００２２】
検出測定装置のコイルから検出測定対象である導電性物体までの距離と、コイルの出力電圧の関係を比較すると、本発明の装置で使用したコイルの出力電圧は、従来の銅線を使用したコイルの出力電圧よりも大きく、検出感度が高くなっており、また距離の検出範囲も広くなっている。
【発明を実施するための好ましい形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。しかしながら本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２４】
図４には、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例の回路図を示してある。同図に示す導電性物体検出測定装置は、装置の検出コイルから導電性物体までの距離センサ、金属類の有無を調べる金属探知センサ、導電性物体中のクラックの有無を検出する傷探知センサとして利用できる。
【００２５】
図４に示すとおり、導電性物体２０に非接触で検出コイル（高周波発振コイル）１１が対向している。検出コイル１１は、等価直列インダクタンスＬ(ｘ)と等価直列抵抗Ｒ(ｘ)特性を持つものである。検出コイル１１はコンデンサ１３と並列されて共振回路を形成している。その共振回路には交流電圧計１９が接続されている。また検出コイル１１は、電流を制限するための分圧用コンデンサ１５を介して発振器１７に繋がっている。
【００２６】
本発明の導電性物体の検出測定装置に使用される検出コイル１１の線材は、外周を磁性体層で覆った銅線である。本発明の実施例の線材１０は、図１（断面図）に詳細を示すとおり、銅線１からなる芯線に、磁性体層である鉄層３とニッケル層５がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層７が塗布されている。銅線１の芯線外径は９０μｍ、鉄層３の外形は９２μｍ（層厚１μｍ）、ニッケル層５の外形は９２.１μｍ（層厚０.０５μｍ）である。尚、ニッケル層は半田がつきやすくするために、設けたものである。
【００２７】
この線材１０をアクリル樹脂製の直径３．３６ｍｍのボビンに、巻数１０２回、軸方向の長さ２．１５ｍｍに巻き、コイル外径４．５４ｍｍ（コイル内径３．３６ｍｍ、コイル内外差厚み０.５９ｍｍ、コイル平均半径=１.９７５ｍｍ）の実施例の検出コイル１１（以下、実施例コイルということもある）とした。
【００２８】
比較対象のため、銅線（芯線外径９０μｍ）の外周にポリウレタンの絶縁層が塗布されている線材で同一巻数のコイルを従来タイプの高周波発振コイル（以下、比較例コイル）とする。
【００２９】
測定対象の導電性物体２０は、この実施例では磁性体であるクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４４０）である。
【００３０】
上記の検出測定装置で、検出測定対象を導電性物体２０とコイル１１との間隔距離ｘとする場合は以下のように動作する。以下、動作と装置の性能評価を述べる。
【００３１】
装置の発振器１７からは励振電圧Ｖ（励振周波数ｆ＝１.４ＭＨz）を印加し検出コイル１１に励振電流Ｉcを流すと、図５に示すように、磁束Φcが発生する。磁束Φcが導電性物体２０に作用すると、電磁誘導により導電性物体２０に渦電流Ｉeが流れて磁束Φeが生ずる。検出コイル１１から導電性物体２０までの距離ｘに応じて導電性物体２０に作用する磁束が変化するために、導電性物体２０に流れる渦電流Ｉeが変わり、その結果、検出コイル１１のインピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化が並列共振回路により出力電圧Ｖoに変換される。このとき実測された出力電圧Ｖoの共振周波数の実測値はｆｏ＝１０.５ＭＨｚであった。出力電圧Ｖoは次式で表わされる。
【００３２】
【数１】
2006046358.tif 000031
【００３３】
【数２】
2006046358.tif 000032
【００３４】
【数３】
2006046358.tif 000033
ここに、ｘ：測定対象である導電性物体から検出コイルまでの距離、Ｑ(ｘ)：距離ｘに依存するＱ値、Ｖ：励振電圧[Ｖ]、  ω：角周波数[ｒａｄ/ｓ]、Ｌ(ｘ):インダクタンス[Ｈ]、Ｒ(ｘ):抵抗[Ω]、Ｃｐ：共振用コンデンサ１３、Ｃs：分圧用コンデンサ１５。
【００３５】
上記式から出力電圧ＶoはコイルのＱ(ｘ)値とコンデンサ容量ＣｐおよびＣsだけで表され、図１に示した並列共振を利用した検出測定装置の測定範囲の拡大や検出感度の向上には、コイルのＱ(ｘ)値、すなわち距離ｘに依存する高周波利得が影響することを示している。
【００３６】
そこで、実施例コイルと比較例コイルの周波数に対する等価直列抵抗Ｒ(ｘ＝∞)を測定し、図６に示した。実験では、実施例コイルのＲ(∞)は比較例コイルの約１．５倍となった。実施例コイルではＦｅ層とＮｉ層によって導線間の近接効果が軽減されるため、比較例コイルに比べ等価直列抵抗Ｒ(∞)が減少している。図６中に比較例コイルの表皮効果による抵抗の計算値を示した。
【００３７】
表皮効果による抵抗Ｒseは、下式から算出した。
【００３８】
【数４】
2006046358.tif 000034
【００３９】
【数５】
2006046358.tif 000035
【００４０】
【数６】
2006046358.tif 000036
【００４１】
【数７】
2006046358.tif 000037
【００４２】
【数８】
2006046358.tif 000038
ここに、Ｒdc：コイルの直流抵抗[Ω]、ｌ：巻始めから巻終りまでの導線の長さ[ｍ]、σ：導線の導電率[Ｓ/ｍ]、ｄ：導線の線径[ｍ]、ｒi：コイルの内径半径[ｍ]、ｒｅ：コイルの外形半径[ｍ]、δ：表皮厚さ[ｍ]、μo：導線の比透磁率、μo：真空の透磁率（４π×１０−７）[Ｈ/ｍ]、ｂｅｒ：０次実数ケルビン関数、ｂｅｉ：０次複素数ケルビン関数。
【００４３】
さらに、図６は周波数に対する抵抗の増加が主に近接効果によって生じていることを示している。また共振周波数はいずれのコイルも１０．５ＭＨｚとなった。
【００４４】
実施例コイルと比較例コイルの周波数に対する等価直列インダクタンスを、図７に示した。周波数ｆ＝１００ｋＨｚ〜２ＭＨｚの範囲で実施例コイルと比較例コイルの等価直列インダクタンスＬ(∞)はそれぞれ４１μＨと３７μＨであり、実施例コイルは比較例コイルの１．１倍となった。
【００４５】
実施例コイルと比較例コイルの周波数ゲインＱ(∞)値を、測定し図８に示した。同図において、実施例コイルは、比較例コイルに比して、Ｑ(∞)値は１．７６倍となっている。この理由として、等価直列抵抗Ｒ(∞)が減少し、等価直列インダクタンスＬ(∞)が増加していることが挙げられる。
【００４６】
図９に示すように、実施例コイルと比較例コイルのインピーダンス特性Ｒ(ｘ)の変化量ΔＲは、それぞれ３１Ωと３８Ωであり、比較例コイルのインピーダンス変化量ΔＲは実施例コイルの１．２倍あり、実施例コイルのインピーダンス特性が優れていることが明らかである。距離ｘが小さくなるにしたがって、測定対象である導電性物体により大きな磁束Φcが作用して、導電性物体の渦電流損が増加する。これによりインピーダンス特性Ｒ(ｘ)が増加する。実施例コイルは、比較例コイルよりも大きな磁束Φcが導電性物体に作用する（図３の試作コイル、従来のコイル参照）。したがって、距離ｘが小さくなるにしたがって実施例コイルのインピーダンスＲ(ｘ)は比較例コイルよりも急増する。
【００４７】
図１０に示すとおり、実施例コイルと比較例コイルは、夫々距離ｘに対してインダクタンスＬ(ｘ)は一定である。実施例コイルと比較例コイルのインダクタンスＬ(ｘ)はそれぞれ４０μＨと３６μＨであり、実施例コイルのインダクタンスＬ(ｘ)は比較例コイルの１．１倍である。磁性薄膜の効果によって実施例コイルのインダクタンスＬ(ｘ)は比較例コイルよりも大きいことが解かる。
【００４８】
また、実施例コイルはインピーダンス変化量ΔＲが大きく、かつインダクタンスＬ(ｘ)も大きいために、図１１から分るように、高周波利得Ｑ(ｘ)値の変化量ΔＱは、比較例コイルの約２倍である。
【００４９】
図１２に実施例コイルと比較例コイルの出力電圧特性の比較を示した。また、同図中にそれぞれの出力電圧特性の最小二乗法を用いた近似直線を示した。出力電圧の変化量ΔＶoは従来のコイルで４３０ｍＶ、試作コイルで８５０ｍＶとなり、実施例コイルが比較例コイルの約２倍となった。変化量ΔＶoは下式から算出した。
【００５０】
【数９】
2006046358.tif 000039
図１３に実施例コイルと比較例コイルの出力電圧特性の直線性の比較を示した。図１２に示した出力電圧特性を最小二乗法を用いて直線近似し、その近似値と実測値との誤差ｅ(ｘ)が±３％以内の範囲で直線性が保たれている距離の範囲Ｌを求めた。誤差ｅ(ｘ)は下式を用いて算出した。
【００５１】
【数１０】
2006046358.tif 000040
ここに、Ｖl(ｘ)：近似直線の電圧[Ｖ]。
【００５２】
出力電力の直線性がε(ｘ)＝±３％以内に保たれている範囲は、表１に示すとおり、実施例コイルと比較例コイルでそれぞれ０.１〜２.２ｍｍと０.１〜１.６ｍｍである。すなわち実施例コイルと比較例コイルの直線範囲Ｌはそれぞれ２.１ｍｍと１.５ｍｍである。また、コイルの外径寸法Ｄに対する直線範囲Ｌ/Ｄは、実施例コイルと比較例コイルでそれぞれ０.５８と０.３３となった。コイルの平均半径ｒaに対する直線範囲Ｌ/ｒaは、実施例コイルと比較例コイルでそれぞれ１.２３と０.８７となった。Ｌ/Ｄ、Ｌ/ｒaともに実施例コイルが比較例コイルの約１.４倍となった。なお、いずれのコイルもＤ＝４.５４ｍｍ、ｒa＝１.７３ｍｍである。したがって、実施例コイルは、比較例コイルと比較して、直線性に優れており、導電性物体検出測定装置の距離検出範囲の拡大が実現されている。
【００５３】
【表１】
2006046358.tif 000041
図１４に実施例コイルと比較例コイルを用いた場合における導電性物体検出測定装置の検出感度の比較を示した。ｎ番目の測定点における検出感度ΔＶo’(ｘn)/Δｘnは下式を用いて算出した。
【００５４】
【数１１】
2006046358.tif 000042
同図より検出感度ΔVo’/Δｘは、比較例コイルで最大１９５Ｖ/ｍ、実施例コイルで最大３１０Ｖ/ｍとなり、１.５倍になった。すべての距離において実施例コイルの方が比較例コイルより高感度となった。したがって、実施例コイルは比較例コイルと比較して距離検出感度の向上が実現されている。
【００５５】
以上の結果から、導電性物体検出測定装置のコイルに磁性めっき線を用いることで、従来の銅線と比較して距離測定範囲の拡大と距離検出感度の向上が可能である。
【００５６】
上記の実施例では、装置の検出コイルから導電性物体までの距離を測定できる距離センサとしての例を説明したが、同一の構成で金属類など導電性物体の有無そのものを調べる金属探知センサとしての利用もでき、実施例コイルを使用した装置が比較例コイルを使用した装置よりも高感度であるし、探査範囲も広くなることが明らかである。
【００５７】
また、図１５には上記検出測定装置を傷探知センサとして利用した実施例の概略構成の断面が示してある。この図に示すとおり、測定対象である導電性物体２０にクラック３０がある場合、導電性物体２０の内部に流れる渦電流がクラック３０の存在により変化する。その結果、検出コイル１１の共振出力が変わり、クラック３０の有無を検出できる。このような傷探知センサとして利用した場合においても、実施例コイルを使用した装置が比較例コイルを使用した装置よりも高感度であるし、探査範囲も広くなる。
【００５８】
図１６には本発明の高周波変圧器の一実施例の断面が示してあり、鉄芯２３に一次コイル２５と、二次コイル２７が巻かれている。これらのコイル２５・２７のそれぞれの線材が外周を磁性体層で覆った銅線になっている。一次コイル２５に入力した高周波電圧は変圧され、二次コイル２７から出力される。
【００５９】
高周波変圧器の例としてＤＣ−ＤＣコンバータに用いられているパルス変圧器がある。一次コイル２５には外部の電子回路（図示していない）から高周波の電流が流される。図６の実施例コイルと比較例コイルの周波数に対する直列等価抵抗Ｒ(∞)の比較に示したように、実施例コイルの抵抗Ｒは、比較例コイルと比較して小さい。すなわち、高周波変圧器において、銅線の外周を磁性体薄膜で覆った磁性めっき線を用いたコイルで構成することで、コイルに発生する銅損を低減することができ、高周波変圧器は高効率になる。
【００６０】
この実施例では鉄心を有する変圧器で説明したが、鉄心がない空心形変圧器でもよい。実施例コイルは、比較例コイルよりも多くの磁束を作用させる、すなわち、磁束をより遠くに飛ばすことができるから、実施例コイルを用いた空心トランスも高性能化を実現できる。
【００６１】
図１７は、本発明の近接スイッチの構成であり渦電流形である。コイル１１、コイル１１に接続して発振回路３５と比較回路３６と出力回路３７とを有している。発振回路３５は、コイルとコイルに並列に接続されたコンデンサから構成される共振回路に励振電流を供給しており、共振回路の電圧（変位）が出力されている。比較回路３６は、予め設定された電圧（以下、設定変位）と共振回路の出力をOPアンプを用いて比較することで、変位が設定変位未満の場合と変位が設定変位以上の場合に対応した電圧を出力する。出力回路３７は、比較回路３６の出力から、変位が設定変位未満の場合には0Vを出力し、変位が設定変位以上の場合には5Vを出力する。
【００６２】
コイル１１は、図１８に示すとおり、フェライトなどの軟磁性体から構成されるコア４０に、図１に示した線材１０を巻いた構成となっている。なお、コイル１１はコアのない空心コイルであってもよい。
【００６３】
上記の渦電流形近接スイッチで導電性物体２０の接近でコイルに流れる誘導電流に起因して出力回路からオン・オフの二値の出力電圧を得ている。
【００６４】
このような構成としたことで、コイル１１の交流抵抗が上昇することを抑制し、インダクタンスが増加し、磁束を導電性物体２０に多く作用させることができるので、コイル１１から導電性物体２０までの感度距離を拡大し、コイル１１の小形化が実現できる。
【００６５】
尚、図１に示した線材１０の断面図では、線材１０は、銅線１に鉄層３とニッケル層５がメッキされているが、ＮｉＦｅやフェライトなどの高透磁率と高抵抗率をもつ磁性体をめっきなどの工程で形成してもよい。
【００６６】
図２０には、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材であって、図１に示した例とは別な実施例の線材の断面図が示してある。この例の線材３２は、銅線１からなる芯線に、磁性体層である鉄層３とニッケル層５がメッキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層７があり、さらに外側に熱可塑性樹脂からなる融着層が設けてある。この実施例の線材３２は、加熱しながら磁性コアに直接巻線を行うことができ、また融着層がとけて導線どうしが結合する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】
図１は、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材の一実施例の断面図である。
【図２】
図２は、線材に電流を流したときの磁束線を示す図である。
【図３】
図３は、コイルからの距離による磁界の強さを示す図である。
【図４】
図４は、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例を示す回路図である。
【図５】
図５は、前記実施例の検出測定装置における導電性物体と検出コイルの位置関係を示す図である。
【図６】
図６は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイルとの等価直列抵抗の実測値を比較したグラフである。
【図７】
図７は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイルとの等価インダクタンスの実測値を比較したグラフである。
【図８】
図８は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイルとの高周波利得Ｑ値の実測値を比較したグラフである。
【図９】
図９は、導電性物体と検出コイルとの距離による抵抗変化を示すグラフである。
【図１０】
図１０は、導電性物体と検出コイルとの距離によるインダクタンスを示すグラフである。
【図１１】
図１１は、導電性物体と検出コイルとの距離による高周波利得Ｑ値を示すグラフである。
【図１２】
図１２は、導電性物体と検出コイルとの距離による出力電圧を示すグラフである。
【図１３】
図１３は、導電性物体と検出コイルとの距離による出力電圧特性の直線性を示すグラフである。
【図１４】
図１４は、導電性物体と検出コイルとの距離による感度を示すグラフである。
【図１５】
図１５は、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例である傷探知センサの要部構成断面図である。
【図１６】
図１６は、本発明を適用する高周波変圧器の断面図である。
【図１７】
図１７は、本発明を適用する近接スイッチのブロック回路図である。
【図１８】
図１８は、本発明を適用する近接スイッチに使用されるコイルの断面図である。
【図１９】
図１９は、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材の別な実施例の断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１は銅線、３は鉄層、５はニッケル層、７は絶縁層、８は磁束線、９は線材、１０は線材、１１は検出コイル、１３はコンデンサ、１５は分圧用コンデンサ、１７は発振器、１９は電圧測定器、２０は導電性物体、２３は鉄芯、２５は一次コイル、２７は二次コイル、３０はクラック、３２は線材、３３は融着層、３５は発振回路、３６は比較回路、３７は出力回路、４０は磁性コア、Ｉｃは励振電流、Ｉｅは渦電流、Φc・Φeは磁束、Ｒ(ｘ)は等価直列抵抗、Ｌ(ｘ)はインダクタンス、ｘは導電性物体と検出コイルとの距離である。
【国際調査報告】
2006046358.tif 000043
2006046358.tif 000044
2006046358.tif 000045
2006046358.tif 000046
2006046358.tif 000047
2006046358.tif 000048
2006046358.tif 000049