特許ウォッチ

公開番号2024067672
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-17
出願番号2022177923
出願日2022-11-07
発明の名称金属検知用アンテナ
出願人富士電機株式会社
代理人個人
主分類G01V 3/10 20060101AFI20240510BHJP(測定;試験)
要約【課題】検知範囲全体において磁束を均一化することが可能であるとともに、検知精度を均一化させることが可能な金属検知用アンテナを提供する。
【解決手段】この検知コイル12は、基本コイル12aと、第1補助コイル12bと、第2補助コイル12cとを含み、基本コイル12aは、対象物を検知するための磁束を発生させ、第1補助コイル12bおよび第2補助コイル12cは、基本コイル12aよりも各々小さいインダクタンスを有し、基本コイル12aと、第1補助コイル12bと、第2補助コイル12cとは、基板11の金属検知面11bにおいて磁束を均等に分散させるように配置されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板に空芯コイルの配線パターンが形成された検知コイルと、を備え、
前記検知コイルは、基本コイルと、前記基本コイルの外周に配置された第１補助コイルと、前記基本コイルの内周に配置された第２補助コイルとを含み、
前記基本コイルは、対象物を検知するための磁束を発生させ、
前記第１補助コイルおよび前記第２補助コイルは、前記基本コイルよりも各々小さいインダクタンスを有し、
前記基本コイルと、前記第１補助コイルと、前記第２補助コイルとは、前記基板の金属検知面において磁束を均等に分散させるように配置されている、金属検知用アンテナ。
続きを表示（約 480 文字）【請求項２】
前記基板には、複数の前記検知コイルが千鳥状に配置されるとともに、前記複数の検知コイルを含む列が複数配置され、
前記複数の検知コイルは、電流の向きが同じであるとともに、直列に接続されている、請求項１に記載の金属検知用アンテナ。
【請求項３】
前記基本コイルは、前記基板に形成された２層以上のパターンを含み、前記第１補助コイルと前記第２補助コイルとは、前記基板に形成された１層のパターンを含む、請求項１に記載の金属検知用アンテナ。
【請求項４】
前記基本コイルは、検知対象の最小の金属片の最小寸法よりも小さいコイル幅を有している、請求項１に記載の金属検知用アンテナ。
【請求項５】
前記第１補助コイルと前記第２補助コイルとは前記基板の金属検知面側に配置され、前記基板の金属検知面とは反対の面側に比透磁率の高い構造物を備える、請求項１に記載の金属検知用アンテナ。
【請求項６】
前記検知コイルは、角を丸くした四角形形状に形成されている、請求項２に記載の金属検知用アンテナ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属検知用アンテナに関し、特に、基板とコイルとを備える金属検知用アンテナに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、基板とコイルとを備える金属検知用アンテナが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、基板と、基板に導線パターンによって形成された、磁界を発生させるコイルと、誘起電圧を発生させるコイルとを備える金属検知用アンテナが開示されている。上記特許文献１では、検知対象物がコイルの近傍に存在する場合に起きる磁界の変化によって、金属の異物が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－５８２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１には開示されていないが、空芯コイルから発生する磁束は、コイルの空芯部とコイルの巻かれている部分とで磁束の密度が異なり、さらにコイル幅の中心に近いほど磁束の密度が大きい一方、コイルから離れるほど磁束の密度が小さくなるため、検知領域において磁束の密度にばらつきが生じる。そのため、コイルの近くと、コイルから離れたコイルの外側およびコイルの内側とでは、磁束の密度が異なるため、検知対象物が存在する場合にコイルに発生する電流の変化量が異なるとともに、検知精度が異なるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、検知範囲全体において磁束を均一化することが可能であるとともに、検知精度を均一化させることが可能な金属検知用アンテナを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による金属検知用アンテナは、基板と、基板に空芯コイルの配線パターンが形成された検知コイルと、を備え、検知コイルは、基本コイルと、基本コイルの外周に配置された第１補助コイルと、基本コイルの内周に配置された第２補助コイルとを含み、基本コイルは、対象物を検知するための磁束を発生させ、第１補助コイルおよび第２補助コイルは、基本コイルよりも各々小さいインダクタンスを有し、基本コイルと、第１補助コイルと、第２補助コイルとは、基板の金属検知面において磁束を均等に分散させるように配置されている。
【０００８】
基本コイルで作られた磁束は、コイル幅の中心から離れると磁束の密度が小さくなるので、位置により異なる。そこで、上記の構成にすることで、基本コイルの外側に配置した第１補助コイルにより、磁束をわずかに加算させて磁束の密度を増やすことができる。また、内側も同様に、第２補助コイルで磁束をわずかに加算させて磁束の密度を増やすことができる。この結果、基板の金属検知面における磁束を均一化することができるため、検知範囲全体において磁束を均一化することができるとともに、検知精度を均一化させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記のように、検知範囲全体において磁束を均一化することが可能であるとともに、検知精度を均一化させることが可能な金属検知用アンテナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
金属検知ユニットのブロック図である。
第１実施形態による金属検知用アンテナを示す図である。
図２のＡ－Ａ線に沿って切断した断面図である。
第２実施形態による金属検知用アンテナを示す図である。
実施例による金属検知用アンテナを示す図である。
比較例による金属検知用アンテナを示す図である。
図５のＢ－Ｂ線に沿って切断した断面における金属検知用アンテナの磁束線を示す図である。
図６のＣ－Ｃ線に沿って切断した断面における金属検知用アンテナの磁束線を示す図である。
第３実施形態による金属検知用アンテナを示す図である。
図９のＤ－Ｄ線に沿って切断した断面図である。
図９のＥ－Ｅ線に沿って切断した断面における金属検知用アンテナの磁束線を示す図である。
変形例による金属検知用アンテナを示す図である。
変形例による金属検知用アンテナを示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許