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公開番号2025076080
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187765
出願日2023-11-01
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G01R 33/02 20060101AFI20250508BHJP(測定;試験)
要約【課題】磁気センサが感受素子を挟んで対称な形状を有する2つの誘導部材を有する場合と比べて、磁性体の検出精度を高める。
【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部を備える感受素子と、感受素子に対し長手方向の一端側から対向し、感受素子に磁力線を誘導する誘導部材とを備え、感受素子の長手方向の他端側には誘導部材を備えておらず、感受素子に対し長手方向の他端側から対向する磁性体を検出する。
【選択図】図10
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部を備える感受素子と、
前記感受素子に対し前記長手方向の一端側から対向し、当該感受素子に磁力線を誘導する誘導部材とを備え、
前記感受素子の前記長手方向の他端側には前記誘導部材を備えておらず、当該感受素子に対し当該長手方向の他端側から対向する磁性体を検出する
検出装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記誘導部材は、前記短手方向の幅が、前記感受素子の当該短手方向の幅よりも広い請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記誘導部材は、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他端側に向けて延びる延伸部とを含む請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
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部を備える感受素子と、
前記感受素子に対し前記長手方向の一端側から対向し、当該感受素子に磁力線を誘導する第１誘導部材と、
前記感受素子に対し前記長手方向の他端側から対向し、前記第１誘導部材と比べて前記短手方向の幅が狭く、当該第１誘導部材とともに当該感受素子に磁力線を誘導する第２誘導部材とを含み、
前記第２誘導部材に対し前記長手方向の他端側から対向する磁性体を検出する
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部を備える感受素子と、
前記感受素子に対し前記長手方向に対向し、当該感受素子を中心として当該長手方向に非対称な形状を有し、当該感受素子に磁力線を誘導する誘導部材とを備える
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 3,400 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。
【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】
磁気インピーダンス効果により磁界を感受する感受素子を有する磁気センサを用いて磁性体を検出する場合、検出精度を高めるためには、磁性体から出て感受素子を透過し再び磁性体に戻るという経路に磁力線を効率的に誘導することが好ましい。ここで、磁気センサが磁力線を誘導する誘導部材として、感受素子を挟んで対称な形状を有する２つの誘導部材を有する場合、磁性体から出た磁力線が感受素子を透過せずに磁性体へ戻ることで、磁性体の検出精度が低下する場合がある。
本発明は、磁気センサが感受素子を挟んで対称な形状を有する２つの誘導部材を有する場合と比べて、磁性体の検出精度を高め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部（感受部５１）を備える感受素子（感受素子５０）と、
前記感受素子に対し前記長手方向の一端側から対向し、当該感受素子に磁力線を誘導する誘導部材（第１誘導部材６０）とを備え、
前記感受素子の前記長手方向の他端側には前記誘導部材を備えておらず、当該感受素子に対し当該長手方向の他端側から対向する磁性体を検出する検出装置。
（２）前記誘導部材は、前記短手方向の幅が、前記感受素子の当該短手方向の幅よりも広い（１）に記載の検出装置。
（３）前記誘導部材は、前記感受素子の前記長手方向における一端に対向する対向部（対向部６１）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６２）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他端側に向けて延びる延伸部（延伸部６３、６４）とを含む（２）に記載の検出装置。
（４）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部（感受部５１）を備える感受素子（感受素子５０）と、
前記感受素子に対し前記長手方向の一端側から対向し、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６０）と、
前記感受素子に対し前記長手方向の他端側から対向し、前記第１誘導部材と比べて前記短手方向の幅が狭く、当該第１誘導部材とともに当該感受素子に磁力線を誘導する第２誘導部材（第２誘導部材７０）とを含み、
前記第２誘導部材に対し前記長手方向の他端側から対向する磁性体を検出する検出装置。
（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部（感受部５１）を備える感受素子（感受素子５０）と、
前記感受素子に対し前記長手方向に対向し、当該感受素子を中心として当該長手方向に非対称な形状を有し、当該感受素子に磁力線を誘導する誘導部材（第１誘導部材６０、第２誘導部材７０）とを備える磁気センサ。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、磁気センサが感受素子を挟んで対称な形状を有する２つの誘導部材を有する場合と比べて、磁性体の検出精度を高めることができる。
【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。
本実施形態が適用される検出部の構成の一例を示した図である。
図２に示した検出部が有する磁気センサの構成の一例を示した図である。
（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の長手方向に印加された磁界Ｈ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。
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。
（ａ）～（ｂ）は第１誘導部材の形状の変形例を説明する図であって、磁気センサをｚ方向の上流側から見た図である。
第２誘導部材と対向する位置に異物が存在する場合の感受素子の磁界強度と、第２誘導部材のｙ方向の長さＴとの関係を示した図である。
実施形態２が適用される磁気センサの構成の一例を示した図である。
（ａ）～（ｂ）は、第１誘導部材の形状の変形例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。
感受素子と対向する位置に異物が存在する場合の感受素子の磁界強度と、第１誘導部材のｙ方向の長さＶとの関係を示した図である。
【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。
異物検出システム１は、対象物９に含まれる異物９１を着磁する着磁部２と、着磁部２により着磁された異物９１を検出する検出部３と、異物検出システム１の各部を制御する制御部４とを備えている。
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３が、対象物に含まれる磁性体を検出する検出装置の一例である。
【０００９】
制御部４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）、ＲＯＭ（Read Only Memory）（不図示）、ＲＡＭ（Random Access Memory）（不図示）等を有している。ＲＯＭには、ＣＰＵにより実行される基本プログラム（オペレーションシステム）や各種の設定等が記憶されている。ＣＰＵは、ＲＡＭを作業エリアに使用し、ＲＯＭや、半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶部（不図示）から読み出したアプリケーションプログラムを実行する。
本実施形態の制御部４は、検出部３の後述する磁気センサ１０から出力された電気信号に基づいて、対象物９に異物９１が存在するか否かを判断する。
【００１０】
着磁部２は、対象物９に含まれる異物９１を着磁する。
着磁部２は、着磁対象である対象物９を挟んで配置される一対の永久磁石２Ａ、２Ｂにより、対象物９に含まれる異物９１を着磁する。具体的には、図１に示すように、一対の永久磁石２Ａ、２Ｂは、Ｎ極（例えば永久磁石２ＡのＮ極）とＳ極（例えば永久磁石２ＢのＳ極）とが対向するように配置される。そして、着磁部２では、永久磁石２Ａと永久磁石２Ｂとの間に、対象物９を横切る磁力線が発生する。着磁部２では、この磁力線によって対象物９に含まれる異物９１が着磁される。
なお、着磁部２は、対象物９に含まれる異物９１を着磁するための磁力線を発生させるものであれば、永久磁石２Ａ、２Ｂの配置は図１に示したものに限られない。また、永久磁石２Ａ、２Ｂに代えて電磁石を用いてもよい。
また、本実施形態の異物検出システム１における、着磁部２による異物９１の着磁方向と検出部３との関係について、後段にて詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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