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公開番号2025072797
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-12
出願番号2023183136
出願日2023-10-25
発明の名称検出装置および磁気センサ
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人
主分類G01V 3/08 20060101AFI20250501BHJP(測定;試験)
要約【課題】磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子から出力される信号に基づいて異物を検出する場合に、出力される信号の強度を大きくする。
【解決手段】検出装置は、軟磁性体を含み、長手方向と短手方向とを有し、長手方向と交差する方向に一軸磁気異方性を有し、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子と、感受素子を挟んで長手方向に対向し、感受素子に磁力線を誘導する第1誘導部材および第2誘導部材と、感受素子にバイアス磁界を印加する印加部材とを備え、第1誘導部材を挟んで感受素子とは反対側に存在する異物を検出し、印加部材は、第1誘導部材に対し、感受素子とは反対側に設けられている。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
軟磁性体を含み、長手方向と短手方向とを有し、当該長手方向と交差する方向に一軸磁気異方性を有し、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子と、
前記感受素子を挟んで前記長手方向に対向し、当該感受素子に磁力線を誘導する第１誘導部材および第２誘導部材と、
前記感受素子にバイアス磁界を印加する印加部材とを備え、
前記第１誘導部材を挟んで前記感受素子とは反対側に存在する異物を検出し、
前記印加部材は、前記第１誘導部材に対し、前記感受素子とは反対側に設けられている
検出装置。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
予め定められた着磁方向に着磁された磁性体からなる異物を検出し、
前記バイアス磁界から生じた磁力線が前記感受素子を透過する方向が、前記着磁方向と等しい請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記第１誘導部材は、前記感受素子に対し前記長手方向に対向する対向部と、当該対向部に対し当該感受素子とは反対側に位置し前記短手方向に延びる幅広部とを含み、
前記印加部材は、前記第１誘導部材の前記幅広部における前記感受素子とは反対側に設けられている請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記第１誘導部材は、前記感受素子の前記長手方向における一端に対向し、
前記第２誘導部材は、前記感受素子の前記長手方向における他端に対向する対向部と、当該対向部に対し当該感受素子とは反対側に位置し前記短手方向に延びる幅広部と、当該幅広部における当該短手方向の端部から当該長手方向の当該他端から前記一端に向かう方向に延びる延伸部とを含み、
前記第２誘導部材の前記延伸部における他端に取り付けられ、前記印加部材とともに前記感受素子にバイアス磁界を印加する他の印加部材を備える
請求項１または２に記載の検出装置。
【請求項５】
軟磁性体を含み、長手方向と短手方向とを有し、当該長手方向と交差する方向に一軸磁気異方性を有し、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子と、
前記感受素子を挟んで前記長手方向に対向し、当該感受素子に磁力線を誘導する第１誘導部材および第２誘導部材と、
前記第１誘導部材に対し前記感受素子とは反対側に設けられ、当該感受素子にバイアス磁界を印加する印加部材と
を備える磁気センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置および磁気センサに関する。
続きを表示（約 3,200 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。
また、従来技術として、特許文献２には、感受素子と、外部空間からの磁力線を感受素子に集束する集束部材と、感受素子を透過した磁力線を発散させる発散部材とを備える磁気センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１０２５１３号公報
特開２０２２－９８５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子から出力される信号に基づいて異物を検出する検出装置等では、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、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子から出力される信号に基づいて異物を検出する場合に、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）軟磁性体を含み、長手方向と短手方向とを有し、当該長手方向と交差する方向に一軸磁気異方性を有し、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子（感受素子５０）と、
前記感受素子を挟んで前記長手方向に対向し、当該感受素子に磁力線を誘導する第１誘導部材（第１誘導部材４１）および第２誘導部材（第２誘導部材４２）と、
前記感受素子にバイアス磁界を印加する印加部材（バイアス磁石６０）とを備え、
前記第１誘導部材を挟んで前記感受素子とは反対側に存在する異物を検出し、
前記印加部材は、前記第１誘導部材に対し、前記感受素子とは反対側に設けられている
検出装置。
（２）予め定められた着磁方向に着磁された磁性体からなる異物を検出し、
前記バイアス磁界から生じた磁力線が前記感受素子を透過する方向が、前記着磁方向と等しい（１）に記載の検出装置。
（３）前記第１誘導部材は、前記感受素子に対し前記長手方向に対向する対向部（対向部４１１）と、当該対向部に対し当該感受素子とは反対側に位置し前記短手方向に延びる幅広部（幅広部４１２）とを含み、
前記印加部材は、前記第１誘導部材の前記幅広部における前記感受素子とは反対側に設けられている（１）または（２）に記載の検出装置。
（４）前記第１誘導部材は、前記感受素子の前記長手方向における一端に対向し、
前記第２誘導部材は、前記感受素子の前記長手方向における他端に対向する対向部（対向部４２３）と、当該対向部に対し当該感受素子とは反対側に位置し前記短手方向に延びる幅広部（幅広部４２４）と、当該幅広部における当該短手方向の端部から当該長手方向の当該他端から前記一端に向かう方向に延びる延伸部（延伸部４２５、４２６）とを含み、
前記第２誘導部材の前記延伸部における他端に取り付けられ、前記印加部材（バイアス磁石６０Ｆ）とともに前記感受素子にバイアス磁界を印加する他の印加部材（バイアス磁石６０Ｇ、６０Ｈ）を備える
（１）または（２）に記載の検出装置。
（５）軟磁性体を含み、長手方向と短手方向とを有し、当該長手方向と交差する方向に一軸磁気異方性を有し、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子（感受素子５０）と、
前記感受素子を挟んで前記長手方向に対向し、当該感受素子に磁力線を誘導する第１誘導部材（第１誘導部材４１）および第２誘導部材（第２誘導部材４２）と、
前記第１誘導部材に対し前記感受素子とは反対側に設けられ、当該感受素子にバイアス磁界を印加する印加部材（バイアス磁石６０）と
を備える磁気センサ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子から出力される信号に基づいて異物を検出する検出装置において、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システムを説明する概略図である。
図１に示した検出部における磁気センサの拡大図である。
図２に示した磁気センサを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。
磁気センサの感受素子における感受部５１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との関係を示す図である。
磁気センサにより異物を検出する際の状態を示した図である。
従来の磁気センサを説明する図であって、従来の磁気センサをｚ方向の上流側から見た図である。
本実施形態の磁気センサおよび従来の磁気センサについて、異物の径と、出力信号のシグナルノイズ比（ＳＮ比）との関係を示した図である。
（ａ）～（ｂ）は、異物の着磁方向と、磁気センサからの出力信号との関係を説明する図である。
実施形態２が適用される磁気センサの構成を説明する図であって、実施形態２の磁気センサをｚ方向の上流側から見た図である。
【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。
［実施形態１］
図１は、本実施形態が適用される異物検出システム１を説明する概略図である。本実施形態の異物検出システム１は、対象物９に含まれる異物９１を検出する。以下では、異物９１が磁性体からなる場合を例に挙げて説明するが、後述するように、本実施形態の異物検出システム１では、非磁性の金属からなる異物９１も検出可能である。
異物検出システム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システム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。
なお、本実施形態において、異物検出システム１または検出部３０が、対象物に含まれる異物を検出する検出装置の一例である。
【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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