(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に搬送される長尺状の導電性移動体の通過を、所定の検出ポイントで検出するための通過検出装置において、
前記導電性移動体が搬送経路で接地された状態となるように構成した上で、
前記検出ポイントに前記導電性移動体の通過経路を包囲し且つ当該導電性移動体の搬送方向に距離を隔てた状態で互いに同軸状となるように配置された第１及び第２のトロイダルコアと、
これら第１及び第２のトロイダルコアにそれぞれ巻回された第１及び第２のコイルと、
前記第１のコイルに交流電流を流す電源装置と、
前記第２のコイルに流れる電流を検出する検出回路とを備え、
前記検出回路による検出電流の変化に基いて前記導電性移動体が前記検出ポイントを通過したか否かを検出する構成としたことを特徴とする長尺状導電性移動体の通過検出装置。
【請求項２】
前記電源装置は、前記第１のコイルに対し高周波電流を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の長尺状導電性移動体の通過検出装置。
【請求項３】
前記導電性移動体は、接地された状態で配置された導電材料製の複数のガイドにより案内されながら長さ方向に搬送される構成とされ、
前記検出ポイントは隣接するガイド間に設定されることを特徴とする請求項１または２記載の長尺状導電性移動体の通過検出装置。
【請求項４】
長さ方向に搬送される長尺状の導電性移動体の通過を、所定の検出ポイントで検出するための通過検出装置において、
前記導電性移動体が搬送経路で接地された状態となるように構成した上で、
前記検出ポイントに前記導電性移動体の通過経路を包囲し且つ当該導電性移動体の搬送方向に距離を隔てた状態で互いに同軸状となるように配置された第１及び第２のトロイダルコアと、
同じく前記検出ポイントに前記導電性移動体の通過経路を包囲し且つ前記第１及び第２のトロイダルコア間に位置するように配置された筒状の電極体と、
この電極体に所定電位レベルの交流電圧を印加する電源装置と、
前記第１及び第２のトロイダルコアにそれぞれ巻回されると共に、和動動作するように直列接続された第１及び第２のコイルと、
これら第１及び第２のコイルに流れる電流を検出する検出回路とを備え、
前記検出回路による検出電流の変化に基いて前記導電性移動体が前記検出ポイントを通過したか否かを検出する構成としたことを特徴とする長尺状導電性移動体の通過検出装置。
【請求項５】
前記電源装置は、前記電極体に対し高周波電圧を印加するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の長尺状導電性移動体の通過検出装置。
【請求項６】
前記導電性移動体は、接地された状態で配置された導電材料製の複数のガイドにより案内されながら長さ方向に搬送される構成とされ、
前記検出ポイントは隣接するガイド間に設定されることを特徴とする請求項４または５記載の長尺状導電性移動体の通過検出装置。
【請求項７】
導電材料製の複数のガイドにより案内されながら長さ方向に搬送される長尺状の導電性移動体の通過を、上記ガイド間に設定された検出ポイントで検出するための通過検出装置において、
前記ガイドを接地した状態で配置する構成とした上で、
前記検出ポイントに前記導電性移動体の通過経路を包囲した状態で配置されたトロイダルコアと、
このトロイダルコアに巻回されたコイルと、
このコイルに交流電流を流す電源装置と、
前記コイルに流れる電流を検出する検出回路とを備え、
前記検出回路による検出電流の変化に基いて前記導電性移動体が前記検出ポイントを通過したか否かを検出する構成としたことを特徴とする長尺状導電性移動体の通過検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄製の線材などのような導電性移動体の通過を非接触検出するための長尺状導電性移動体の通過検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鉄製の細物線材の製造ラインにおいては、加熱炉で赤熱した鉄の塊（ビレット）を複数のロール圧延スタンドで順次圧延加工しながら搬送することによって、その断面積を徐々に減少させるようにしており、各圧延スタンド間には、加工中の線材を案内するためのパイプ形状のガイド（長さ寸法：数十cm〜１ｍ程度）を配置して、当該線材をその長さ方向へ直線的或いは曲線的に導くようにしている。この場合、各ガイド間には数mm〜数cm程度の隙間が開いているものであり、その隙間を通じて線材の通過の有無を非接触検出するようにしている。
【０００３】
このような検出を行う目的は、クロップシャーなどの付帯設備と同期してシステムを効率良く動作させると共に、線材の加工経路において詰まりなどの異常が発生したときに、製造システムを早期に停止させて歩留まりの向上や設備の保護或いは危険防止を図るためである。従って、上記のような線材の通過を検出するために設けられる装置にあっては、その信頼性を十分に高める必要があり、従来では、このような線材の通過検出装置として、線材からの輻射熱（赤外線）を検出する形式のものが一般的に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように線材からの輻射熱を検出する構成の通過検出装置では、その検出距離、検出対象の線材の線径及び温度に応じて感度が変化することが避けられないため、感度調整が面倒になったり、センサヘッドの位置決めが難しくなってその位置合わせ作業が面倒になるという問題点があった。また、圧延設備には、水による冷却手段が設けられているため、その水が線材に降り懸かった直後の状態時などには、部分的な温度低下現象が生じて線材の温度を検出する動作が不正確になる場合があり、これが信頼性の低下を招くことになる。さらに、線材を案内するガイド自体が当該線材からの熱により温度上昇した場合には、このガイドからの熱を誤検出する可能性が出てくるものであり、この面からも信頼性の低下を招く恐れがある。
【０００５】
一方、このような問題点を回避可能な手段としては、例えば磁気的手段により鉄製の線材の通過を非接触検出する構成が考えられる。しかしながら、上記線材は、赤熱された状態で圧延されるものであって、その温度が鉄のキュリー点温度（７７０℃）を超えた８００〜１０００℃に達するため、そのような温度を維持している期間は磁性を失った状態となり、実際には実現不可能である。
【０００６】
上記問題点を回避可能な他の手段としては、線材に磁束を鎖交させたときの渦電流発生を利用する手段も考えられる。しかしながら、このような手段では、実際には磁束を収束させることが困難になるため、磁束発生手段を含むセンサの有効径と検出対象の線材径（太さ）との比が大きい状態では大幅な感度の悪化を招く。また、線材が赤熱した状態では、その電気抵抗値が高くなって渦電流レベルが低くなるため、感度がさらに悪化することになる。しかも、感度を上げるために発生磁束を大きくすると、周辺部材（ガイドなど）を誤検出する可能性が高くなり、また、センサケースに金属を使えないため、耐熱性をクリアできなくなる恐れも出てくる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長尺状導電性移動体の通過を、その通過位置、磁気特性、太さ、温度、電気抵抗値、周辺設備の状況などに影響されることなく高感度で検出できると共に、面倒な感度調整を不要にでき、しかも、設置時の位置合わせ作業を簡単化できると共に、耐熱性を容易にクリア可能な構造を実現できるなどの有益な効果を奏する長尺状導電性移動体の通過検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載した手段を採用できる。この手段によれば、第１のトロイダルコアに巻回された第１のコイルに対し電源装置から交流電流を流した状態において、当該第１のトロイダルコア及びこれと前記導電性移動体の搬送方向に距離を隔てた状態で同軸状に配置された第２のトロイダルコアにより包囲された状態の検出ポイント（長さ方向に搬送される長尺状の導電性移動体の通過ポイント）に導電性移動体が存在しないときには、上記第２のトロイダルコアに巻回された第２のコイルにはほとんど電流が流れない。
【０００９】
これに対して、第１のコイルに交流電流を流した状態において、搬送経路で接地（アース接地は勿論のこと、筐体接地も含む概念である）された状態の導電性移動体の先端部分が前記検出ポイントを通過した場合、その先端部分は浮遊容量を介して等価的に接地された状態（交流接地状態）を呈しているため、当該導電性移動体に第１のコイルに流れる交流電流に応じた誘起電流が流れるようになる。すると、第２のコイルに上記誘起電流に応じた電流が誘起されるようになり、この誘起電流を検出回路が検出するようになる。つまり、前記検出ポイントを導電性移動体が通過した瞬間に、第１のコイルが送信コイルとして機能すると共に、第２のコイルが受信コイルとして機能するようになって、検出回路による検出電流がほぼ零から急激に増加するものであり、このような電流変化に基いて、導電性移動体が検出ポイントを通過したか否かを確実且つ高感度で検出できるようになる。しかも、上記のように導電性移動体の通過に応じて検出回路による検出電流がほぼ零から急激に増加する関係上、面倒な感度調整を不要にできることになる。
【００１０】
この場合、導電性移動体が上記検出ポイント（つまり、第１及び第２のトロイダルコアの空心領域）のどこを通過する場合でも第２のコイルに流れる電流が大きく変化することになるから、その導電性移動体の通過位置の如何に拘らず高感度の検出動作を行い得るようになって、当該導電性移動体が振動しながら搬送されるような状況にも対応できることになる。また、導電性移動体に誘起される電流を利用して検出動作を行う構成であるから、当該導電性移動体の磁気特性や周辺設備の状況に影響される恐れが全くなくなると共に、その導電性移動体の太さや電気抵抗値の影響もほとんどなくなるという利点もある。しかも、実際に検出ポイントに設置するに当たっては、その検出ポイントと第１及び第２のトロイダルコアの位置とを一致させるだけで良いから、その位置合わせ作業を容易に行い得るようになる。
【００１１】
さらに、検出ポイントにおいて導電性移動体や第１及び第２のトロイダルコアなどに水が降り懸かった場合でも、検出動作に影響を受けることが全くないから、検出信頼性が向上するようになる。また、高周波電流でも動作可能であるから、外殻ケースの磁気特性を考慮する必要がなくなり、しかも、通過検出装置の外殻ケースを金属により形成しても支障がないから、耐熱性を容易にクリア可能な構造を確実に実現できるようになる。
【００１２】
この場合、請求項２記載の発明のように、前記第１のコイルに対して、前記電源装置から高周波電流が供給される構成とした場合には、導電性移動体の先端部分が検出ポイントを通過した状態時、つまり、当該先端部分が浮遊容量を介して等価的に接地された状態時において、その接地インピーダンスが大幅に小さくなる。この結果、第２のコイルに流れる電流のレベルが相対的に大きくなって、検出感度が向上するようになる。
【００１３】
また、請求項３記載の発明のように、前記導電性移動体が、接地された状態で配置された導電材料製の複数のガイドにより案内されながら長さ方向に搬送される構成とされ、そのガイド間に前記検出ポイントが設定される構成となっていた場合には、第１のコイルに対し交流電流を流した状態において、導電性移動体の先端部分が、前記検出ポイントを通過した後にガイドに接触した状態となったときに、当該導電性移動体に流れる誘起電流のレベルが、上記先端部分が浮遊容量を介して等価的に接地された場合に比べて大きくなるため、検出感度が一段と向上するようになる。尚、この場合には、検出ポイントを通過した導電性移動体の先端部分がガイドに接触しなくても、当該先端部分と導電性移動体との間を等価的に接続する浮遊容量の値が相対的に大きくなるから、検出感度を十分に向上させ得るものである。さらに、検出ポイントの両側に位置するガイドを比較的近接させた状態で設けた場合でも、それらガイドの存在が検出動作に影響を及ぼす恐れがなくなるから、実用上の制約が小さくなる。
【００１４】
前記目的を達成するために請求項４に記載した手段を採用することもできる。この手段によれば、導電性移動体の検出ポイントに当該導電性移動体の通過経路を包囲した状態で配置された筒状の電極体に対し、電源装置から所定電位レベルの交流電圧が印加される。この電圧印加状態において、電極体内に導電性移動体が存在しないときには、第１及び第２のトロイダルコアにそれぞれ巻回された第１及び第２のコイルに電流が流れることはない。
【００１５】
これに対して、電極体に交流電圧が印加された状態において、搬送経路で接地（アース接地は勿論のこと、筐体接地も含む概念である）された状態の導電性移動体の先端部分が前記電極体内に進入すると、その先端部分と電極体との間が浮遊容量を介して等価的に接続された状態（交流結合状態）となり、また、上記導電性移動体の先端部分が前記検出ポイントを通過した場合、その先端部分は浮遊容量を介して等価的に接地された状態（交流接地状態）を呈しているため、当該導電性移動体に対し、上記電極体から各接地部分（導電性移動体の先端側の接地部分及び後端側の接地部分）に向けてそれぞれ交流電流が流れるようになる。この結果、第１及び第２のトロイダルコアにそれぞれ巻回された第１及び第２のコイルに上記導電性移動体に流れる交流電流に応じた電流が誘起されるようになり、この誘起電流が検出回路により検出されるようになる。この場合、それら第１及び第２コイルは、和動動作するように接続されているから、前記検出ポイントを導電性移動体が通過した瞬間に、第１及び第２のコイルを通じて大きな誘起電流が流れるようになって、検出回路による検出電流が零から急激に増加するものであり、このような電流変化に基いて、導電性移動体が検出ポイントを通過したか否かを確実且つ高感度で検出できるようになる。しかも、上記のように導電性移動体の通過に応じて検出回路による検出電流が零から急激に増加する関係上、面倒な感度調整を不要にできることになる。
【００１６】
この場合、導電性移動体が上記検出ポイント（つまり、第１及び第２のトロイダルコアの空心領域及び電極体内）のどこを通過する場合でも第１及び第２のコイルに誘起される電流が大きく変化することになるから、その導電性移動体の通過位置の如何に拘らず高感度の検出動作を行い得るようになって、当該導電性移動体が振動しながら搬送されるような状況にも対応できることになる。また、導電性移動体に誘起される電流を利用して検出動作を行う構成であるから、当該導電性移動体の磁気特性や周辺設備の状況に影響される恐れが全くなくなると共に、その導電性移動体の太さ、温度、電気抵抗値などの影響もほとんどなくなるという利点もある。しかも、実際に検出ポイントに設置するに当たっては、その検出ポイントと第１及び第２のトロイダルコア並びに電極体の位置とを一致させるだけで良いから、その位置合わせ作業を容易に行い得るようになる。
【００１７】
さらに、検出ポイントにおいて導電性移動体や第１及び第２のトロイダルコアなどに水が降り懸かった場合でも、検出動作に影響を受けることが全くないから、検出信頼性が向上するようになる。しかも、導電性移動体に外部からの電流が流れるような状況下でも、その外部電流により第１及び第２のコイルに誘起される電流の方向が逆方向になって打ち消し合うようになるから、上記のような外部電流による悪影響を抑止できるようになる。また、通過検出装置の外殻ケースを金属により形成しても支障がないから、耐熱性を容易にクリア可能な構造を実現できるようになる。
【００１８】
この場合、請求項５記載の発明のように、前記電極体に対して、前記電源装置から高周波電圧が印加される構成とした場合には、導電性移動体の先端部分が検出ポイントに到達した状態時、つまり、当該先端部分と電極体との間が浮遊容量を介して等価的に接続された状態時において、その接続インピーダンスが大幅に小さくなる。この結果、第１及び第２のコイルに流れる電流のレベルが相対的に大きくなって、検出感度が向上するようになる。
【００１９】
請求項６記載の発明のように、前記導電性移動体が、接地された状態で配置された導電材料製の複数のガイドにより案内されながら長さ方向に搬送される構成とされ、そのガイド間に前記検出ポイントが設定される構成としても良い。このような構成によれば、電極体に交流電圧を印加した状態において、導電性移動体の先端部分が一方のトロイダルコアを通過した後に上記電極体内に進入して、その先端部分と電極体との間が浮遊容量を介して等価的に接続された状態となったときに、その電極体から導電性移動体及びガイドを通じて交流電流が流れるのに応じて、上記トロイダルコアに巻回されたコイルに電流が誘起されるようになり、この誘起電流が検出回路により検出されるようになる。従って、導電性移動体の先端部分が電極体内に進入した時点で検出動作を行うことが可能になる。また、導電性移動体の先端部分が、前記検出ポイントを通過した後にガイドに接触した状態となった場合において、当該導電性移動体に対し、上記電極体から検出ポイントの両側に位置した各ガイドのそれぞれに向けて交流電流が流れるようになるため、和動動作するように接続された第１及び第２のコイルに電流が誘起されるようになり、結果的に検出感度が向上するようになる。また、この場合には、検出ポイントの両側に位置するガイドを比較的近接させた状態で設けた場合でも、それらガイドの存在が検出動作に影響を及ぼす恐れがなくなるから、実用上の制約が小さくなる。
【００２０】
前記目的を達成するために請求項７に記載した手段を採用することもできる。この手段によれば、トロイダルコアに巻回されたコイルに対し電源装置から交流電流を流した状態において、当該トロイダルコアにより包囲された状態の検出ポイントに導電性移動体が存在しないときには、上記コイルには比較的小さな電流が流れるだけである。
【００２１】
これに対して、コイルに交流電流を流した状態において、ガイドを介して接地或いは搬送経路で接地された状態の導電性移動体の先端部分が前記検出ポイントを通過して、他のガイドに接触すると、当該導電性移動体に上記コイルに流れる交流電流に応じた誘起電流が流れるようになる。つまり、当該導電性移動体が、変圧器における二次巻線と同等の機能を果たすようになって、コイルに流れる交流電流が増大するようになり、このようにコイルに流れる電流を検出回路が検出するようになる。これにより、検出回路による検出電流が急激に増加するものであり、このような電流変化に基いて、導電性移動体が検出ポイントを通過したか否かを確実且つ高感度で検出できるようになる。しかも、上記のように導電性移動体の通過に応じて検出回路による検出電流の変化を検出する構成となっている関係上、面倒な感度調整を不要にできることになる。
【００２２】
この場合、導電性移動体が上記検出ポイント（つまり、トロイダルコアの空心領域）のどこを通過する場合でもコイルに流れる電流が大きく変化することになるから、その導電性移動体の通過位置の如何に拘らず高感度の検出動作を行い得るようになって、当該導電性移動体が振動しながら搬送されるような状況にも対応できることになる。また、導電性移動体に電流を流すことにより検出動作を行う構成であるから、当該導電性移動体の磁気特性や周辺設備の状況に影響される恐れが全くなくなると共に、その導電性移動体の太さ、温度、電気抵抗値などの影響もほとんどなくなるという利点もある。しかも、実際に検出ポイントに設置するに当たっては、その検出ポイントとトロイダルコアの位置とを一致させるだけで良いから、その位置合わせ作業を容易に行い得るようになり、また、装置全体を小形化できるから、ガイド間に設定される検出ポイントの幅が小さい場合でも容易に対処可能になる。その上、検出ポイントの両側に位置するガイドがきわめて近接した状態で配置される場合でも、そのガイドの存在が検出精度に影響を与えることがないから、実用上の制約が小さくなる。
【００２３】
さらに、検出ポイントにおいて導電性移動体やトロイダルコアなどに水が降り懸かった場合でも、検出動作に影響を受けることが全くないから、検出信頼性が向上するようになる。また、電源装置の周波数を高くする必要がないから、その構成を簡略にできる利点もある。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を細物線材圧延設備における線材通過検出装置に適用した第１実施例について図１ないし図４を参照しながら説明する。
図４には、細物線材圧延ラインの一般的なレイアウト例が概略的に示されている。この図４において、細物線材圧延ラインは、加熱炉１からデスケーラー２を介して送り出されたビレット３を圧延するための圧延設備４に対して、線材精整設備５を直結した構成となっている。尚、上記圧延設備４及び線材精整設備５は、実際には加熱炉１に対応して複数ライン（例えば４ライン程度）設けられるものであるが、図４では１ラインのみ示している。
【００２５】
上記加熱炉１には、例えば１１５mm角のビレット３がクレーン、台車、移載機、プッシャなど（何れも図示せず）を介して供給される。加熱炉１にて１０００℃程度に赤熱されたビレット３は、表面に付着したスケールをデスケーラー２にて除去した後に圧延設備４に供給される。
【００２６】
圧延設備４は、例えば７スタンドの粗圧延機列６、ロータリクロップシャー７、例えば４スタンドの第１中間圧延機列８、例えば４スタンドの第２中間圧延機列９、クロップシャー１０、例えば１０スタンドの仕上圧延機列１１をこの順に並べた構成となっている。
【００２７】
加熱炉１及びデスケーラー２を通じて供給されたビレット３は、粗圧延機列６において軸回りに回転されながら圧延された後に、棒状或いは線状となった圧延品の欠陥端部がロータリクロップシャー７により除去される。第１中間圧延機列８でも、圧延品を軸回りに回転させながら圧延して線材を形成するものであり、第２中間圧延機列９では、垂直方向及び水平方向の圧延を交互に行うことにより、製品精度の寸法（例えば直径５mm程度以上）を有した線材を形成する。尚、このように第１中間圧延機列８を経て形成された線材、並びに第２中間圧延機列９を経て形成された線材が、本発明による検出対象である長尺状の導電性移動体となるものであるが、上記粗圧延機列６を経た後の線材或いは棒材を検出対象とすることもできる。
【００２８】
この第２中間圧延機列９で形成された線材は、その欠陥端部がクロップシャー１０により除去された後に、仕上圧延機列１１において垂直方向及び水平方向の圧延が交互に行われ、この後に線材精整設備５に供給される。
【００２９】
線材精整設備５は、水冷帯１２、レイング式巻線機１３、強制空冷帯１４、ループコレクタ１５、自然空冷帯１６をこの順に配置した構成となっている。水冷帯１２においては、圧延設備４から供給された線材を、水の量を調整しながら均一に冷却するものであり、レイング式巻線機１３は、水冷帯１２を経た線材をループ状にフォーミングしながら強制空冷帯１４に供給する。この強制空冷帯１４は、走行コンベヤ（図示せず）の下方に例えば１０スタンド程度のブロア１４ａを列状に配置した直接熱処理装置として構成されており、その走行コンベヤ上に前記レイング式巻線機１３によって非同心円状に展開されながら供給されるループ状線材を、ブロア１４ａによって下方から強制空冷する。
【００３０】
ループコレクタ１５は、強制空冷帯１４にて熱処理されたループ状線材をタブ（図示せず）に収納することにより収束するものであり、このように収束された線材はタブから取り出された後に、フックコンベヤ（図示せず）を備えた自然空冷帯１６にて自然冷却された後に、所定の位置にストックされる。
【００３１】
しかして、上記のような細物線材圧延ラインにおいては、各圧延機列の圧延スタンド間に、加工中の線材を案内するためのパイプ形状のガイド（長さ寸法：数十cm〜１ｍ程度）を配置して、当該線材をその長さ方向へ直線的或いは曲線的に導くようにしている。この場合、各ガイド間には数mm〜数cm程度の隙間が開いているものであり、その隙間を通じて線材の通過の有無を非接触検出するための手段が設けられる。
【００３２】
図１には、上記のような検出手段の構成が実体的に示されている。即ち、図１において、前記圧延設備４中には、長さ方向に搬送される線材１７（本発明でいう導電性移動体に相当）を案内するためにパイプ形状の導電金属製ガイド１８が複数個が配置されるものである。隣接するガイド１８間の空隙部は、検出ポイント１９として利用されるものであり、この検出ポイント１９に、本発明の対象である通過検出装置２０の検出ヘッド部２１が配置される構成となっている。尚、上記ガイド１８は筐体接地された状態で配置されるものである。
【００３３】
上記検出ヘッド部２１は、検出ポイント１９に前記線材１７の通過経路を包囲し且つ当該線材１７の搬送方向に距離を隔てた状態で互いに同軸状となるように配置された第１及び第２のトロイダルコア２２ａ及び２３ａと、これら第１及び第２のトロイダルコア２２ａ及び２３ａにそれぞれ巻回された第１及び第２のコイル２２ｂ及び２３ｂとを備えた構成となっている。尚、上記第１及び第２のトロイダルコア２２ａ及び２３ａは、キュリー点温度が高く且つ高周波特性が良好な材料（例えばアモルファス磁性材料）によって形成することが望ましい。
【００３４】
通過検出装置２０は、前記検出ヘッド部２２の他に、前記第１のコイル２２ｂに交流電流を流す電源装置２４と、前記第２のコイル２３ｂに流れる電流を検出するための検出回路２５とを備えた構成となっている。この場合、上記電源装置２４は、比較的高い周波数（例えば数十ＫＨｚ〜数百ＫＨｚ）の交流出力を発生する電圧源２４ａと、この電圧源２４ａの出力を第１のコイル２２ｂの両端に印加するドライバ２４ｂとによって構成されている。
【００３５】
また、上記検出回路２５は、第２のコイル２３ｂの両端からの電圧出力を増幅する増幅回路２５ａと、その増幅回路２５ａによる増幅出力を整流する整流回路２５ｂと、この整流回路２５ｂからの出力電圧を基準電圧Ｖｓと比較するコンパレータ２５ｃとを備えた構成となっている。
【００３６】
尚、前記検出ヘッド部２１は、例えば図２及び図３に示すような構造となっている。即ち、図２は検出ヘッド部２１の側面図、図３は図２中のＡ−Ａ線に沿った部分の断面図を示すものである。これら図２及び図３において、検出ヘッド部２１は、リング状をなす例えばステンレス製のコア保持部２６の両側に、同じくリング状をなすステンレス製の一対の端板２７を複数個のねじ２８により固定した構成となっており、上記コア保持部２６の対向側面には、前記第１及び第２のトロイダルコア２２ａ及び２３ａを収納するためのリング状溝部２６ａ及び２６ｂが同心状に形成されている。また、コア保持部２６の内周縁には、リング状突条部２６ｃが形成されており、この突条部２６ｃと前記一対の端板２７との間には、例えばセラミックより成る一対の絶縁材２９が埋め込まれている。この場合、上記リング状突条部２６ｃの端面は、絶縁材２９の内周端面より若干量だけ突出した形態に構成されており、これにより、セラミック製の絶縁材２９が線材１７と直接的に接触して破損する事態を抑止するようにしている。
【００３７】
上記のように構成された通過検出装置２０の動作内容は以下の通りである。
即ち、第１のコイル２２ｂに対し電源装置２４から交流電流を流した状態において、第１のトロイダルコア２２ａ及びこれと前記線材１７の搬送方向に距離を隔てた状態で同軸状に配置された第２のトロイダルコア２３ａにより包囲された状態の検出ポイント１９、つまり長さ方向に搬送される線材１７の通過ポイントに当該線材１７が存在しないときには、上記第２のトロイダルコア２３ａに巻回された第２のコイル２３ｂにはほとんど電流が流れない。
【００３８】
これに対して、第１のコイル２２ｂに交流電流を流した状態において、ガイド１８を含む搬送経路で接地（アース接地は勿論のこと、筐体接地も含む概念である）された状態の線材１７の先端部分が検出ポイント１９を通過した場合、その先端部分は浮遊容量Ｃ１（図１参照）を介して等価的に接地された状態（交流接地状態）を呈しているため、当該線材１７には、第１のコイル２２ｂに流れる交流電流に応じた誘起電流が図１に矢印で示すように流れる。すると、第２のコイル２３ｂに上記誘起電流に応じた電流が誘起されるようになり、この誘起電流を検出回路２５が検出するようになる。
【００３９】
つまり、前記検出ポイント１９を線材１７が通過した瞬間（実際には、線材の先端部分が１０cm程度通過したとき）に、第１のコイル２２ｂが送信コイルとして機能すると共に、第２のコイル２３ｂが受信コイルとして機能するようになって、検出回路２５による検出電流がほぼ零から急激に増加するものであり、このような電流変化に基いて、線材１７が検出ポイント１９を通過したか否かを確実且つ高感度で検出できるようになる。しかも、上記のように線材１７の通過に応じて検出回路２５による検出電流がほぼ零から急激に増加する関係上、面倒な感度調整を不要にできることになる。
【００４０】
この場合、電源装置２４の出力周波数が高い状態に設定されているから、線材１７の先端部分が検出ポイント１９を通過した状態時、つまり、当該先端部分が浮遊容量Ｃ１を介して等価的に接地された状態時において、その接地インピーダンスが大幅に小さくなる。この結果、第２のコイル２３ｂに流れる電流のレベルが相対的に大きくなって、検出感度が向上するようになる。
【００４１】
また、第１のコイル２２ｂに対し交流電流を流した状態において、線材１７の先端部分が検出ポイント１９を通過した後に、その先端部分がガイド１８に接触した状態となったときには、当該線材１７に流れる誘起電流のレベルが、上記先端部分が浮遊容量Ｃ１を介して等価的に接地された場合に比べて大きくなるため、検出感度が一段と向上するようになる。尚、この場合には、検出ポイント１９を通過した線材１７の先端部分がガイドに接触しなくても、当該先端部分と線材１７との間を等価的に接続する浮遊容量の値が相対的に大きくなるから、検出感度を十分に向上させ得るものである。しかも、検出ポイント１９の両側のガイド１８が比較的近接した状態で設置されている場合でも、それらガイド１８の存在が検出動作に影響を及ぼす恐れがなくなるから、実用上の制約が小さくなる。
【００４２】
さらに、線材１７が検出ポイント１９（第１及び第２のトロイダルコア２２ａ及び２３ａの空心領域内）のどこを通過する場合でも第２のコイル２３ｂに流れる電流が大きく変化することになるから、その線材１７の通過位置の如何に拘らず高感度の検出動作を行い得るようになって、当該線材１７が振動しながら搬送されるような状況にも対応できることになる。また、線材１７に誘起される電流を利用して検出動作を行う構成であるから、当該線材１７の磁気特性や周辺設備の状況に影響される恐れが全くなくなると共に、その線材１７の太さ、温度、電気抵抗値などの影響もほとんどなくなるという利点もある。しかも、検出ヘッド部２１を実際に検出ポイント１９に設置するに当たっては、その検出ポイント１９と第１及び第２のトロイダルコア２２ａ及び２３ａの位置とを一致させるだけで良いから、その位置合わせ作業を容易に行い得るようになる。
【００４３】
加えて、検出ポイント１９において線材１７や第１及び第２のトロイダルコア２２ａ及び２３ａなどに水が降り懸かった場合でも、検出動作に影響を受けることが全くないから、検出信頼性が向上するようになる。また、通過検出装置２０の外殻ケースを本実施例のようにステンレスより成るコア保持部２６及び端板２７によって形成しても支障がないから、耐熱性を容易にクリア可能になる。
【００４４】
（第２の実施の形態）
図５には本発明の第２実施例が示されており、以下これについて前記第１実施例と異なる部分のみ説明する。
図５において、隣接するガイド１８間の空隙部に設定された検出ポイント１９には、本発明の対象である通過検出装置３０の検出ヘッド部３１が配置される。上記検出ヘッド部３１は、検出ポイント１９に線材１７の通過経路を包囲し且つ当該線材１７の搬送方向に距離を隔てた状態で互いに同軸状となるように配置された第１及び第２のトロイダルコア３２ａ及び３３ａと、これら第１及び第２のトロイダルコア３２ａ及び３３ａにそれぞれ巻回された第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂと、同じく検出ポイント１９に線材１７の通過経路を包囲し且つ上記第１及び第２のトロイダルコア３２ａ及び３３ａ間に位置するように配置された筒状の電極体３４とを備えた構成となっている。この場合、上記第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂは、和動動作するように直列接続されている。
【００４５】
通過検出装置３０は、前記検出ヘッド部３２の他に、前記電極体３４に交流電圧を印加するための電源装置３５と、前記第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂに流れる電流を検出するための第１実施例と同様の検出回路２５とを備えた構成なっている。この場合、上記電源装置３５は、比較的高い周波数（例えば数十ＫＨｚ〜数百ＫＨｚ）の交流出力を発生する電圧源３５ａと、この電圧源３５ａの出力を電極体３４に印加するドライバ３５ｂとによって構成されている。尚、上記電圧源３５ａは、一方の出力端がカップリングコンデンサ３５ｃを介して筐体接地されており、他方の出力端が上記ドライバ３５ｂに接続されている。
【００４６】
上記のように構成された通過検出装置３０の動作内容は以下の通りである。  即ち、筒状の電極体３４に対し電源装置３５から所定電位レベルの交流電圧が印加された状態において、その電極体３４内に線材１７が存在しないときには、第１及び第２のトロイダルコア３２ａ及び３３ａにそれぞれ巻回された第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂに電流が流れることはない。
【００４７】
これに対して、電極体３４に交流電圧が印加された状態において、ガイド１８を含む搬送経路で接地（アース接地は勿論のこと、筐体接地も含む概念である）された状態の線材１７の先端部分が前記電極体３４内に進入すると、その先端部分と電極体３４との間が浮遊容量Ｃ２（図５参照）を介して等価的に接続された状態（交流結合状態）となる。このため、図５中に矢印で示すように、その電極体３４から線材１７及びガイド１８を通じて交流電流が流れるのに応じて、上記第２のトロイダルコア３３ａに巻回された第２のコイル３３ｂに電流が誘起されるようになり、この誘起電流が検出回路２５により検出されるようになる。従って、線材１７の先端部分が電極体３４内に進入した時点で、その検出動作を行うことが可能になる。
【００４８】
この場合、電源装置３５から高周波電圧が出力される構成となっているから、線材１７の先端部分が検出ポイント１９に到達した状態時、つまり、当該先端部分と電極体３４との間が浮遊容量Ｃ２を介して等価的に接続された状態時において、その接続インピーダンスが大幅に小さくなる。この結果、第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂに流れる電流のレベルが相対的に大きくなって、検出感度が向上するようになる。
【００４９】
また、上記線材１７の先端部分が検出ポイント１９を通過して、その先端部分がガイド１８に接触した状態となったときには、線材１７に対して、電極体３４から当該線材１７の両側に形成される接地部分（電極体３４の両側に位置した各ガイド１８）に向けてそれぞれ交流電流が流れるようになる。この結果、前記第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂに、線材１７に流れる交流電流に応じたレベルの電流が誘起されるようになり、この誘起電流が検出回路２５により検出されるようになる。従って、線材１７の検出感度が大幅に向上するようになる。
【００５０】
この場合、上記第１及び第２コイル３２ｂ及び３３ｂは、和動動作するように接続されているから、検出ポイント１９を線材１７が通過した瞬間に、第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂを通じて大きな誘起電流が流れるようになって、検出回路２５による検出電流が零から急激に増加するものであり、このような電流変化に基いて、線材１７が検出ポイント１９を通過したか否かを確実且つ高感度で検出できるようになる。しかも、上記のように線材１７の通過に応じて検出回路２５による検出電流が零から急激に増加する関係上、面倒な感度調整を不要にできることになる。しかも、検出ポイント１９の両側のガイド１８が比較的近接した状態で設置されている場合でも、それらガイド１８の存在が検出動作に影響を及ぼす恐れがなくなるから、実用上の制約が小さくなる。
【００５１】
さらに、線材１７が上記検出ポイント１９（第１及び第２のトロイダルコア３２ａ及び３３ａの空心領域並びに電極体３４内）のどこを通過する場合でも第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂに誘起される電流が大きく変化することになるから、その線材１７の通過位置の如何に拘らず高感度の検出動作を行い得るようになって、当該線材１７が振動しながら搬送されるような状況にも対応できることになる。また、線材１７に誘起される電流を利用して検出動作を行う構成であるから、当該線材１７の磁気特性や周辺設備の状況に影響される恐れが全くなくなると共に、その線材１７の電気抵抗値の影響もほとんどなくなるという利点もある。しかも、検出ヘッド部３１を実際に検出ポイント１９に設置するに当たっては、その検出ポイント１９と第１及び第２のトロイダルコア３２ａ及び３３ａ並びに電極体３４の位置とを一致させるだけで良いから、その位置合わせ作業を容易に行い得るようになる。
【００５２】
また、検出ポイント１９において線材１７や第１及び第２のトロイダルコア３２ａ及び３３ａなどに水が降り懸かった場合でも、検出動作に影響を受けることが全くないから、検出信頼性が向上するようになる。しかも、線材１７に外部からの電流が流れるような状況下でも、その外部電流により第１及び第２のコイル３２ｂ及び３３ｂに誘起される電流の方向が逆方向になって打ち消し合うようになるから、上記のような外部電流による悪影響を抑止できるようになる。また、通過検出装置３０の外殻ケースをステンレスのような金属により形成しても支障がないから、耐熱性を容易にクリア可能な構造を実現できるようになる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
図６には本発明の第３実施例が示されており、以下これについて前記第１実施例と異なる部分のみ説明する。
図６において、隣接するガイド１８間の空隙部に設定された検出ポイント１９には、本発明の対象である通過検出装置３６の検出ヘッド部３７が配置される。上記検出ヘッド部３７は、検出ポイント１９に線材１７の通過経路を包囲した状態で配置されたトロイダルコア３８ａと、このトロイダルコア３８ａに巻回されたコイル３８ｂとを備えた構成となっている。
【００５４】
通過検出装置３６は、前記検出ヘッド部３７の他に、前記３８ｂに交流電流を流す電源装置３９と、前記コイル３８ｂに流れる電流を検出するための検出回路４０とを備えた構成なっている。この場合、上記電源装置３９は、比較的低い周波数の交流電圧源３９ａと、この電圧源３９ａの出力をコイル３８ｂの両端に印加するドライバ３９ｂとによって構成されている。
【００５５】
また、上記検出回路４０は、コイル３８ｂの両端からの電圧出力を増幅する増幅回路４０ａと、その増幅回路４０ａによる増幅出力を整流する整流回路４０ｂと、この整流回路４０ｂからの出力電圧を基準電圧Ｖｓと比較するコンパレータ４０ｃとを備えた構成となっている。
【００５６】
上記のように構成された通過検出装置３６の動作内容は以下の通りである。  即ち、トロイダルコア３８ａに巻回されたコイル３８ｂに対し電源装置３９から交流電流を流した状態において、上記トロイダルコア３８ａにより包囲された状態の検出ポイント１９に線材１７が存在しないときには、上記コイル３８ｂには比較的小さな電流が流れるだけである。
【００５７】
これに対して、コイル３８ｂに交流電流を流した状態において、ガイド１８を介して接地或いは搬送経路で接地された状態の線材１７の先端部分が前記検出ポイント１９を通過して、他のガイド１８に接触すると、当該線材１７に上記コイル３８ｂに流れる交流電流に応じた誘起電流が流れるようになる。つまり、当該線材１７が、変圧器における二次巻線と同等の機能を果たすようになって、コイル３８ｂに流れる交流電流が増大するようになり、このようにコイル３８ｂに流れる電流を検出回路４０が検出するようになる。これにより、検出回路４０による検出電流が急激に増加するものであり、このような電流変化に基いて、線材１７が検出ポイント１９を通過したか否かを確実且つ高感度で検出できるようになる。しかも、上記のように線材１７の通過に応じて検出回路４０による検出電流の変化を検出する構成となっている関係上、面倒な感度調整を不要にできることになる。
【００５８】
この場合、線材１７が上記検出ポイント１９（つまり、トロイダルコア３８ａの空心領域）のどこを通過する場合でもコイル３８ｂに流れる電流が大きく変化することになるから、その線材１７の通過位置の如何に拘らず高感度の検出動作を行い得るようになって、当該線材１７が振動しながら搬送されるような状況にも対応できることになる。また、線材１７に電流を流すことにより検出動作を行う構成であるから、当該線材１７の磁気特性や周辺設備の状況に影響される恐れが全くなくなると共に、その線材１７の太さ、温度、電気抵抗値などの影響もほとんどなくなるという利点もある。
【００５９】
しかも、実際に検出ポイント１９に設置するに当たっては、その検出ポイント１９とトロイダルコア３８ａの位置とを一致させるだけで良いから、その位置合わせ作業を容易に行い得るようになり、また、１個のトロイダルコア３８ａを設けるだけで済んで装置全体を小形化できるから、ガイド１８間に設定される検出ポイント１９の幅が小さい場合でも容易に対処可能になると共に、コスト安にできる。その上、検出ポイント１９の両側に位置するガイド１８がきわめて近接した状態で配置される場合でも、そのガイド１８の存在が検出精度に影響を与えることがないから、実用上の制約が小さくなる。
【００６０】
さらに、検出ポイント１９において線材１７やトロイダルコア３８ａなどに水が降り懸かった場合でも、検出動作に影響を受けることが全くないから、検出信頼性が向上するようになる。また、電源装置３９の周波数を高くする必要がないから、その構成を簡略化できると共に、トロイダルコア３８ａの材料として例えば安価な珪素鋼板を利用できるようになり、このような面からもコスト安にできる。
【００６１】
（その他の実施の形態）
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
本発明を細物線材圧延設備における線材通過検出装置に適用した各実施例について説明したが、長さ方向に搬送される長尺状の導電性移動体の通過を検出する用途に広く適用できるものであり、また、パイプ中を流れる水或いは液体の通過及び材質を検出する用途にも適用可能になるものである。第１及び第２実施例による構成では、検出ポイント１９を必ずしもガイド１８間に設定する必要はないものである。さらに、ガイド１８は必要に応じて設ければ良いものである。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば以上の説明によって明らかなように、長さ方向に搬送される長尺状の導電性移動体の通過を、コイルが巻回されたトロイダルコアを利用して検出する構成としたので、その検出動作を、導電性移動体の通過位置、磁気特性、太さ、温度、電気抵抗値、周辺設備の状況などに影響されることなく高感度で行い得るようになると共に、面倒な感度調整を不要にでき、しかも、設置時の位置合わせ作業を簡単化できると共に、耐熱性を容易にクリア可能な構造を実現できるなどの有益な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成を実体的に示す図
【図２】検出ヘッド部を示す側面図
【図３】図２中のＡ−Ａ線に沿った部分の断面図
【図４】細物線材圧延ラインのレイアウトを概略的に示す図
【図５】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図６】本発明の第３実施例を示す図１相当図
【符号の説明】
１７は線材、１８はガイド、１９は検出ポイント、２０は通過検出装置、２１は検出ヘッド部、２２ａは第１のトロイダルコア、２２ｂは第１のコイル、２３ａは第２のトロイダルコア、２３ｂは第２のコイル、２４は電源装置、２５は検出回路、３０は通過検出装置、３１は検出ヘッド部、３２ａは第１のトロイダルコア、３２ｂは第１のコイル、３３ａは第２のトロイダルコア、３３ｂは第２のコイル、３４は電極体、３５は電源装置、３６は通過検出装置、３７は検出ヘッド部、３８ａはトロイダルコア、３８ｂはコイル、３９は電源装置、４０は検出回路を示す。
【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】
0003796061.tif 000006
【図６】
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