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公開番号2024172979
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023091070
出願日2023-06-01
発明の名称異物検出装置
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人
主分類G01N 27/72 20060101AFI20241205BHJP(測定;試験)
要約【課題】磁気センサから出力される信号に基づいて異物を検出する異物検出装置において、出力される信号の強度を大きくする。
【解決手段】異物検出装置は、第1方向に一軸磁気異方性を有し第1方向と交差する第2方向に向かうバイアス磁界が印加され磁気インピーダンス効果により磁界を感受する第1感受素子を含む第1磁気センサと、第1磁気センサに対し第1方向に交差する方向に並んで配置され、第2方向に向かう当該第1磁気センサと同じ向きのバイアス磁界が印加され磁気インピーダンス効果により磁界を感受する第2感受素子を含む第2磁気センサとを有し、第1磁気センサおよび第2磁気センサから出力された信号の差分に基づいて、第1磁気センサと第2磁気センサとが並ぶ方向に移動する対象物に含まれる異物を検出する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１方向に一軸磁気異方性を有し当該第１方向と交差する第２方向に向かうバイアス磁界が印加され磁気インピーダンス効果により磁界を感受する第１感受素子を含む第１磁気センサと、
前記第１磁気センサに対し前記第１方向に交差する方向に並んで配置され、前記第２方向に向かう当該第１磁気センサと同じ向きのバイアス磁界が印加され磁気インピーダンス効果により磁界を感受する第２感受素子を含む第２磁気センサとを有し、
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサから出力された信号の差分に基づいて、当該第１磁気センサと当該第２磁気センサとが並ぶ方向に移動する対象物に含まれる異物を検出する異物検出装置。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとは、予め定められた距離を介して並んで配置され、
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサから出力された信号の差分に基づいて、前記距離に対して１０分の１以下の外径を有する微小な異物を検出する請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項３】
前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの距離が、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲である請求項２に記載の異物検出装置。
【請求項４】
前記第１磁気センサは、前記第１感受素子に対向し、当該第１感受素子に外部からの磁力線を集束させる第１集束部材をさらに含み、当該第１集束部材を介して当該第１感受素子にバイアス磁界が印加されており、
前記第２磁気センサは、前記第２感受素子に対向し、当該第２感受素子に外部からの磁力線を集束させる第２集束部材をさらに含み、当該第２集束部材を介して当該第２感受素子にバイアス磁界が印加されている請求項１に記載の異物検出装置。
【請求項５】
前記第１磁気センサは、前記第１感受素子に対向し、当該第１感受素子を透過した磁力線を外部に発散させる第１発散部材をさらに含み、前記第１集束部材および当該第１発散部材を介して当該第１感受素子にバイアス磁界が印加されており、
前記第２磁気センサは、前記第２感受素子に対向し、当該第２感受素子を透過した磁力線を外部に発散させる第２発散部材をさらに含み、前記第２集束部材および当該第２発散部材を介して当該第２感受素子にバイアス磁界が印加されている請求項４に記載の異物検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物検出装置に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来技術として、特許文献１には、基体の表面あるいは内部に存在する金属異物に由来する交流磁界の磁気変動を、磁気センサにより検出する金属異物検出装置が開示されている。この金属異物検出装置は、キャンセルコイルにより交流磁界に対し所定の磁界を発生させることで、金属異物に由来する磁気変動以外のノイズ成分を打ち消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１０２５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気センサから出力される信号に基づいて異物を検出する異物検出装置では、微小な異物の検出精度を高めるために、出力される信号の信号強度を大きくすることが好ましい。
本発明は、磁気センサから出力される信号に基づいて異物を検出する異物検出装置において、出力される信号の強度を大きくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、下記（１）～（５）に係る発明が提供される。
（１）第１方向に一軸磁気異方性を有し当該第１方向と交差する第２方向に向かうバイアス磁界が印加され磁気インピーダンス効果により磁界を感受する第１感受素子（感受素子５０）を含む第１磁気センサ（第１磁気センサ４０Ａ）と、
前記第１磁気センサに対し前記第１方向に交差する方向に並んで配置され、前記第２方向に向かう当該第１磁気センサと同じ向きのバイアス磁界が印加され磁気インピーダンス効果により磁界を感受する第２感受素子（感受素子５０）を含む第２磁気センサ（第２磁気センサ４０Ｂ）とを有し、
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサから出力された信号の差分に基づいて、当該第１磁気センサと当該第２磁気センサとが並ぶ方向に移動する対象物（対象物９）に含まれる異物（異物９１）を検出する異物検出装置。
（２）前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとは、予め定められた距離（距離Ｄ）を介して並んで配置され、
前記第１磁気センサおよび前記第２磁気センサから出力された信号の差分に基づいて、前記距離に対して１０分の１以下の外径を有する微小な異物を検出する（１）に記載の異物検出装置。
（３）前記第１磁気センサと前記第２磁気センサとの距離が、１ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲である（２）に記載の異物検出装置。
（４）前記第１磁気センサは、前記第１感受素子に対向し、当該第１感受素子に外部からの磁力線を集束させる第１集束部材（集束部材４１）をさらに含み、当該第１集束部材を介して当該第１感受素子にバイアス磁界が印加されており、
前記第２磁気センサは、前記第２感受素子に対向し、当該第２感受素子に外部からの磁力線を集束させる第２集束部材（集束部材４１）をさらに含み、当該第２集束部材を介して当該第２感受素子にバイアス磁界が印加されている（１）～（３）に記載の異物検出装置。
（５）前記第１磁気センサは、前記第１感受素子に対向し、当該第１感受素子を透過した磁力線を外部に発散させる第１発散部材（発散部材４２）をさらに含み、前記第１集束部材および当該第１発散部材を介して当該第１感受素子にバイアス磁界が印加されており、
前記第２磁気センサは、前記第２感受素子に対向し、当該第２感受素子を透過した磁力線を外部に発散させる第２発散部材（発散部材４２）をさらに含み、前記第２集束部材および当該第２発散部材を介して当該第２感受素子にバイアス磁界が印加されている（４）に記載の異物検出装置。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、磁気センサから出力される信号に基づいて磁性体からなる異物を検出する異物検出装置において、出力される信号の強度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実施形態が適用される異物検出装置を説明する概略図である。
磁気センサ部の構成を説明する概略図であって、図１に示した検出部における磁気センサ部の拡大図である。
（ａ）～（ｂ）は、それぞれ、図２に示した磁気センサ部における第１磁気センサおよび第２磁気センサをIII方向から見た図である。
（ａ）～（ｂ）は、本実施形態が適用される感受素子の一例を説明する図である。
（ａ）～（ｂ）は、第１磁気センサおよび第２磁気センサにおいて、第１磁石～第４磁石によって発生する磁力線の状態を示した図である。
第１磁気センサおよび第２磁気センサの感受素子における感受部の長手方向に印加された磁界と感受素子のインピーダンスＺとの関係を示す図である。
本実施形態の磁気センサ部の回路構成の一例を示した図である。
本実施形態が適用される磁気センサ部のブリッジ回路部から出力される出力信号Ｖａｂの時間変化の一例を示したグラフである。
（ａ）～（ｂ）は、第１磁気センサおよび第２磁気センサと、移動機構により移動される対象物に含まれる異物との位置関係の一例を説明する図である。
第１磁気センサの感受素子と第２磁気センサの感受素子とに対して、反対向きのバイアス磁界が印加されている場合に、磁気センサ部のブリッジ回路部から出力される出力信号Ｖａｂの時間変化の一例を示したグラフである。
（ａ）～（ｂ）は、出力信号Ｖａｂにおけるノイズの大きさを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
（異物検出装置１の構成）
図１は、本実施形態が適用される異物検出装置１を説明する概略図である。本実施形態の異物検出装置１は、予め定められた移動方向に沿って移動する対象物９に含まれる、磁性体からなる異物９１を検出する。なお、以下では、対象物９に含まれる、磁性体からなる異物９１を、単に異物９１と表記する場合がある。
異物検出装置１は、対象物９を予め定められた移動方向に沿って移動させる移動機構１０と、対象物９に含まれる異物９１を着磁する着磁部２０と、着磁部２０により着磁された異物９１を検出する検出部３０とを備えている。本実施形態の異物検出装置１では、着磁部２０と検出部３０とは、移動機構１０による対象物９の移動方向に並んで配置されている。
【０００９】
移動機構１０は、所謂ベルトコンベアにより構成されている。移動機構１０は、一対のローラ１１、１２と、ローラ１１、１２に巻き回されるベルト１５とを含む。移動機構１０では、一方のローラ１１が不図示の駆動手段により予め定められた回転速度で回転駆動される。これにより、ベルト１５が、図１に示す矢印Ａ方向に循環移動する。
移動機構１０は、循環移動するベルト１５により、ベルト１５上に載せられた対象物９を、図１における左側から右側に向けて予め定められた移動速度で移動させる。これにより、対象物９は、着磁部２０および検出部３０に順に案内される。
【００１０】
移動機構１０による対象物９の移動速度（すなわち、対象物９に含まれる異物９１の移動速度）は、検出部３０の後述する磁気センサ部３１の構成等によっても異なるが、例えば、３０ｍｍ／秒以上５００ｍｍ／秒以下の範囲とすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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