JP2000097914A - 鉄粉探知装置 - Google Patents
鉄粉探知装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 銅線中に含まれて該銅線の引き延ばしによる
細線化工程において破断原因となる微細な鉄粉を高精度
に探知し得る鉄粉探知装置を提供する。 【解決手段】 微少な磁界変化を検出可能なＳＱＵＩＤ
を備え、外部磁界を遮断した磁気シールド容器３内に配
置されて該検査領域に導かれた銅線１中に含まれる鉄粉
が発する磁力を検出する磁気センサ５と、検査領域に導
かれる銅線を所定温度に加熱しながら、所定時間に亘っ
て磁界を加えて該銅線中に含まれる鉄粉を磁化する磁界
発生装置（磁石装置）２とを備える。
細線化工程において破断原因となる微細な鉄粉を高精度
に探知し得る鉄粉探知装置を提供する。 【解決手段】 微少な磁界変化を検出可能なＳＱＵＩＤ
を備え、外部磁界を遮断した磁気シールド容器３内に配
置されて該検査領域に導かれた銅線１中に含まれる鉄粉
が発する磁力を検出する磁気センサ５と、検査領域に導
かれる銅線を所定温度に加熱しながら、所定時間に亘っ
て磁界を加えて該銅線中に含まれる鉄粉を磁化する磁界
発生装置（磁石装置）２とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、銅線中に含まれて
該銅線の引き延ばしによる細線化工程において破断の原
因となる微細な鉄粉を高精度に探知することのできる鉄
粉探知装置に関する。
該銅線の引き延ばしによる細線化工程において破断の原
因となる微細な鉄粉を高精度に探知することのできる鉄
粉探知装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】半導体装置におけるワイヤボンデ
ィング等に用いられる超極細線は、例えば直径１ｍｍ程
度の銅線を引き延ばし（線引き）加工して製造される。
ところが上記銅線にその製造工程で混入した微細な鉄粉
等の異物が含まれると、該銅線を線引き加工して製造さ
れる超極細線の破断（破線）の原因となり、その製造歩
留まりが著しく低下する。そこで従来より銅線に含まれ
る微細な異物を探知して、その製造品質・工程を管理す
ることが試みられている。例えば特開平７−７７５１６
号公報に開示されるように、均一磁場中におかれた銅線
に含まれる鉄粉等の異物や傷によって生じる微小な磁界
の変化を、ＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum Intr
eference Device；超伝導量子干渉装置）を用いた高感
度な磁気センサにより検出し、これによって該銅線の品
質を検査することが提唱されている。
ィング等に用いられる超極細線は、例えば直径１ｍｍ程
度の銅線を引き延ばし（線引き）加工して製造される。
ところが上記銅線にその製造工程で混入した微細な鉄粉
等の異物が含まれると、該銅線を線引き加工して製造さ
れる超極細線の破断（破線）の原因となり、その製造歩
留まりが著しく低下する。そこで従来より銅線に含まれ
る微細な異物を探知して、その製造品質・工程を管理す
ることが試みられている。例えば特開平７−７７５１６
号公報に開示されるように、均一磁場中におかれた銅線
に含まれる鉄粉等の異物や傷によって生じる微小な磁界
の変化を、ＳＱＵＩＤ（Superconducting Quantum Intr
eference Device；超伝導量子干渉装置）を用いた高感
度な磁気センサにより検出し、これによって該銅線の品
質を検査することが提唱されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで銅線に含まれ
る異物、特に自然界に通常に存在する鉄粉は、地球磁場
によって磁化されるに過ぎないので、その磁気モーメン
トは小さい。この為、銅線に含まれる鉄粉の存在に起因
する磁界の変化を検出すると雖も、非常に小さい磁気信
号を検出し得るに過ぎない。従って高精度な測定を実現
するには、例えば十分に大きな磁場中で銅線中に含まれ
る鉄粉を磁化させ、その磁化モーメントを大きくするこ
とが必要である。
る異物、特に自然界に通常に存在する鉄粉は、地球磁場
によって磁化されるに過ぎないので、その磁気モーメン
トは小さい。この為、銅線に含まれる鉄粉の存在に起因
する磁界の変化を検出すると雖も、非常に小さい磁気信
号を検出し得るに過ぎない。従って高精度な測定を実現
するには、例えば十分に大きな磁場中で銅線中に含まれ
る鉄粉を磁化させ、その磁化モーメントを大きくするこ
とが必要である。
【０００４】一方、鉄粉を磁化させるには或る程度の時
間を要する反面、帯磁した鉄粉の磁化は、時間経過に伴
って次第に減少する。この現象は磁気余効と称され、そ
の緩和時間は平衡時の磁化に依存する。ちなみに鉄粉を
十分に磁化するには、その緩和時間の３倍程度の時間が
必要となる。従って銅線に含まれる異物（鉄粉）の高精
度な検出を実現するには、ＳＱＵＩＤを用いた磁界変化
の測定に要する時間を見込んで、予め十分に長い時間を
掛けて銅線を、ひいては該銅線に含まれる異物（鉄粉）
を磁化（帯磁）することが必要となる。
間を要する反面、帯磁した鉄粉の磁化は、時間経過に伴
って次第に減少する。この現象は磁気余効と称され、そ
の緩和時間は平衡時の磁化に依存する。ちなみに鉄粉を
十分に磁化するには、その緩和時間の３倍程度の時間が
必要となる。従って銅線に含まれる異物（鉄粉）の高精
度な検出を実現するには、ＳＱＵＩＤを用いた磁界変化
の測定に要する時間を見込んで、予め十分に長い時間を
掛けて銅線を、ひいては該銅線に含まれる異物（鉄粉）
を磁化（帯磁）することが必要となる。
【０００５】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、銅線に含まれる微小な鉄粉を短
時間で十分に磁化し、該銅線に含まれる鉄粉の高精度な
検出を可能とする簡易な構成の鉄粉探知装置を提供する
ことにある。
たもので、その目的は、銅線に含まれる微小な鉄粉を短
時間で十分に磁化し、該銅線に含まれる鉄粉の高精度な
検出を可能とする簡易な構成の鉄粉探知装置を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る鉄粉探知装置は、微少な磁界変化を検
出可能なＳＱＵＩＤを備えてなり、外部磁界を遮断した
磁気シールド容器内等の検査領域内に配置されて該検査
領域に導かれた銅線中に含まれる鉄粉が発する磁力を検
出する磁気センサと、上記検査領域に導かれる銅線を所
定温度に加熱しながら、所定時間に亘って磁界を加えて
該銅線中に含まれる鉄粉を磁化する磁化手段とを備えた
ことを特徴としている。
べく本発明に係る鉄粉探知装置は、微少な磁界変化を検
出可能なＳＱＵＩＤを備えてなり、外部磁界を遮断した
磁気シールド容器内等の検査領域内に配置されて該検査
領域に導かれた銅線中に含まれる鉄粉が発する磁力を検
出する磁気センサと、上記検査領域に導かれる銅線を所
定温度に加熱しながら、所定時間に亘って磁界を加えて
該銅線中に含まれる鉄粉を磁化する磁化手段とを備えた
ことを特徴としている。
【０００７】即ち、本発明は、磁気センサによる検査に
供せられる銅線を加熱しながら該銅線に磁界を加えるこ
とで、銅線に含まれる微小な鉄粉を短時間で十分に磁化
し、その磁化緩和時間内において前記磁気センサによる
磁界の検出に供することを特徴としている。特に好まし
い態様として、その内部に銅線を挿通する長尺筒状の磁
石からなる磁化手段を用いて、銅線を所定の時間に亘っ
て連続的に磁化した後に検査領域に導くことを特徴とし
ている。
供せられる銅線を加熱しながら該銅線に磁界を加えるこ
とで、銅線に含まれる微小な鉄粉を短時間で十分に磁化
し、その磁化緩和時間内において前記磁気センサによる
磁界の検出に供することを特徴としている。特に好まし
い態様として、その内部に銅線を挿通する長尺筒状の磁
石からなる磁化手段を用いて、銅線を所定の時間に亘っ
て連続的に磁化した後に検査領域に導くことを特徴とし
ている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る鉄粉探知装置について説明する。この鉄
粉探知装置は、例えばボビンに巻回された直径１ｍｍ程
度の銅線を該ボビンから巻き戻しながら線引きして細線
化加工し、ワイヤボンディング等に用いられる超極細線
を連続して製造する線引きラインに組み込まれるもので
あって、図１に例示するように銅線１に磁界を加えて該
銅線１に含まれる鉄粉を磁化する磁界発生装置（磁化手
段）２と、この磁界発生装置２を介して磁化処理が施さ
れた銅線１が導かれる検査装置３と、前記磁界発生装置
２により磁界が加えられる銅線１を、例えば４１０Ｋ程
度に加熱する加熱装置２ａとを備えて構成される。
実施形態に係る鉄粉探知装置について説明する。この鉄
粉探知装置は、例えばボビンに巻回された直径１ｍｍ程
度の銅線を該ボビンから巻き戻しながら線引きして細線
化加工し、ワイヤボンディング等に用いられる超極細線
を連続して製造する線引きラインに組み込まれるもので
あって、図１に例示するように銅線１に磁界を加えて該
銅線１に含まれる鉄粉を磁化する磁界発生装置（磁化手
段）２と、この磁界発生装置２を介して磁化処理が施さ
れた銅線１が導かれる検査装置３と、前記磁界発生装置
２により磁界が加えられる銅線１を、例えば４１０Ｋ程
度に加熱する加熱装置２ａとを備えて構成される。
【０００９】尚、加熱装置２ａについては、図１に示す
ように磁界発生装置２を覆って設けることで、銅線１を
加熱しながら磁化するように設けることのみならず、図
２に示すように線引きラインにおける磁界発生装置２の
前段に設け、加熱装置２ａにて銅線１を所定の温度に加
熱した後、その過熱状態を保ちながら磁界発生装置２に
導くようにすることも可能である。この場合には、より
具体的には前記加熱装置２ａを、いわゆる加熱炉や、温
風送風機、更には図３に示すような温水または加熱オイ
ル槽として実現し、十分な時間を掛けて銅線１を所定の
温度まで十分に加熱するようにすることが望ましい。
ように磁界発生装置２を覆って設けることで、銅線１を
加熱しながら磁化するように設けることのみならず、図
２に示すように線引きラインにおける磁界発生装置２の
前段に設け、加熱装置２ａにて銅線１を所定の温度に加
熱した後、その過熱状態を保ちながら磁界発生装置２に
導くようにすることも可能である。この場合には、より
具体的には前記加熱装置２ａを、いわゆる加熱炉や、温
風送風機、更には図３に示すような温水または加熱オイ
ル槽として実現し、十分な時間を掛けて銅線１を所定の
温度まで十分に加熱するようにすることが望ましい。
【００１０】ところで前記磁界発生装置２は、前記ボビ
ンから巻き戻されて前記線引きラインに連続的に供給さ
れる銅線１をその内部に挿通させる長尺円筒状の磁石か
らなる。この磁石は、その内部を速度Ｖで通過する銅線
１に対して所定時間Ｔに亘って所定強度の磁界を連続的
に印加するべくその長さＬが定められている。従って銅
線１は前記加熱装置２ａにて所定の温度に加熱されなが
ら、前記磁石から磁界が加えられて所定時間Ｔに亘って
連続に磁化処理される。
ンから巻き戻されて前記線引きラインに連続的に供給さ
れる銅線１をその内部に挿通させる長尺円筒状の磁石か
らなる。この磁石は、その内部を速度Ｖで通過する銅線
１に対して所定時間Ｔに亘って所定強度の磁界を連続的
に印加するべくその長さＬが定められている。従って銅
線１は前記加熱装置２ａにて所定の温度に加熱されなが
ら、前記磁石から磁界が加えられて所定時間Ｔに亘って
連続に磁化処理される。
【００１１】尚、このようにして線引きラインに設けら
れる磁石に代えて、図４に示すようにボビン１０に巻回
された銅線１をその状態のまま内部に収納する大径円筒
状の磁石装置１１として磁界発生装置２を実現すること
もできる。このような大径円筒状の磁石装置１１として
は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging；磁気共鳴画
像診断装置）等に組み込まれる大型の磁石装置を応用す
るようにすれば良い。この場合にも、例えば上記大型の
磁石装置の内側に加熱装置を組み込んで、ボビン１０に
巻回された銅線１を所定の温度に加熱しながら磁界を印
加して該銅線１に含まれる鉄粉を磁化するようにすれば
良い。但し、この場合には、大径円筒状の磁石装置１１
を用いて磁化処理した銅線１中の鉄粉が減磁（消磁）す
る前に前記ボビン１０から銅線１を巻き戻して前記検査
装置３に連続して導くことが必要である。
れる磁石に代えて、図４に示すようにボビン１０に巻回
された銅線１をその状態のまま内部に収納する大径円筒
状の磁石装置１１として磁界発生装置２を実現すること
もできる。このような大径円筒状の磁石装置１１として
は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging；磁気共鳴画
像診断装置）等に組み込まれる大型の磁石装置を応用す
るようにすれば良い。この場合にも、例えば上記大型の
磁石装置の内側に加熱装置を組み込んで、ボビン１０に
巻回された銅線１を所定の温度に加熱しながら磁界を印
加して該銅線１に含まれる鉄粉を磁化するようにすれば
良い。但し、この場合には、大径円筒状の磁石装置１１
を用いて磁化処理した銅線１中の鉄粉が減磁（消磁）す
る前に前記ボビン１０から銅線１を巻き戻して前記検査
装置３に連続して導くことが必要である。
【００１２】ところで鉄粉を磁化するには、前述したよ
うに或る程度の時間を要し、また磁化した鉄粉は時間と
共にその磁化が消えていく（磁気余効）。ちなみに純鉄
における磁化と緩和時間との関係は、 Ｉ(t) ＝Ｉ∞［１−exp（−ｔ／τ）］ として示される。但し、Ｉ∞は平衡時の磁化、τは緩和
時間、ｔは時間である。しかして鉄粉を十分に磁化する
には、上記緩和時間τの３倍程度の時間を必要とする。
しかも鉄粉を飽和磁化まで十分に磁化するに要する時間
Ｔはその温度に依存し、例えば３００Ｋに加熱しながら
磁化する場合には３秒、３２５Ｋでは０.３秒、３８０
Ｋでは３×１０-3秒、そして４１０Ｋでは３×１０-4秒
程度を要する。一方、銅線１を１５００ｍ／minの速度
で線引きするものとすれば、該銅線１は３秒で７５ｍ、
３×１０-3秒で７.５ｃｍ、そして３×１０-4秒で７.５
ｍｍ移動することになる。従って長尺円筒状の磁石内に
銅線１を挿通させて該銅線を上記速度で移動させながら
磁化する場合には、前記銅線１に対する加熱温度に応じ
て銅線１の磁化処理時間を規定する磁石の長さＬを定め
れば、磁石を通過した時点で銅線１中に含まれる鉄粉を
その飽和磁化まで十分に磁化することが可能となる。
うに或る程度の時間を要し、また磁化した鉄粉は時間と
共にその磁化が消えていく（磁気余効）。ちなみに純鉄
における磁化と緩和時間との関係は、 Ｉ(t) ＝Ｉ∞［１−exp（−ｔ／τ）］ として示される。但し、Ｉ∞は平衡時の磁化、τは緩和
時間、ｔは時間である。しかして鉄粉を十分に磁化する
には、上記緩和時間τの３倍程度の時間を必要とする。
しかも鉄粉を飽和磁化まで十分に磁化するに要する時間
Ｔはその温度に依存し、例えば３００Ｋに加熱しながら
磁化する場合には３秒、３２５Ｋでは０.３秒、３８０
Ｋでは３×１０-3秒、そして４１０Ｋでは３×１０-4秒
程度を要する。一方、銅線１を１５００ｍ／minの速度
で線引きするものとすれば、該銅線１は３秒で７５ｍ、
３×１０-3秒で７.５ｃｍ、そして３×１０-4秒で７.５
ｍｍ移動することになる。従って長尺円筒状の磁石内に
銅線１を挿通させて該銅線を上記速度で移動させながら
磁化する場合には、前記銅線１に対する加熱温度に応じ
て銅線１の磁化処理時間を規定する磁石の長さＬを定め
れば、磁石を通過した時点で銅線１中に含まれる鉄粉を
その飽和磁化まで十分に磁化することが可能となる。
【００１３】またこのようにして十分に磁化した鉄粉の
磁気余効については、単磁区粒子における緩和時間τは τ＝τ0exp（νＫu／ｋＴ） として与えられる。但し、τ0は１０-9秒、Ｖは体積、
Ｋuは４.８×１０4Ｊ／ｍ 3からなる異方性エネルギであ
る。しかしてアルニコ鉄の場合、室温において０.１Ｗ
ｂ／ｍ2の減少に約１０００秒程度を要するので、一
旦、鉄粉をその飽和磁化まで十分に磁化すれば、後述す
るようにその磁場を計測する上で磁化の減少が殆ど問題
とならないようにすることができる。
磁気余効については、単磁区粒子における緩和時間τは τ＝τ0exp（νＫu／ｋＴ） として与えられる。但し、τ0は１０-9秒、Ｖは体積、
Ｋuは４.８×１０4Ｊ／ｍ 3からなる異方性エネルギであ
る。しかしてアルニコ鉄の場合、室温において０.１Ｗ
ｂ／ｍ2の減少に約１０００秒程度を要するので、一
旦、鉄粉をその飽和磁化まで十分に磁化すれば、後述す
るようにその磁場を計測する上で磁化の減少が殆ど問題
とならないようにすることができる。
【００１４】かくして上述した如くして銅線１を加熱し
ながら該銅線１に含まれる鉄粉を磁化するようにすれ
ば、仮に銅線を連続的に線引き加工しながら該銅線１中
に含まれる鉄粉（異物）の有無を検査する場合であって
も、鉄粉を十分に磁化することができるので、後述する
ように鉄粉に依存する磁界の変化を高感度に検出するこ
とが可能となる。
ながら該銅線１に含まれる鉄粉を磁化するようにすれ
ば、仮に銅線を連続的に線引き加工しながら該銅線１中
に含まれる鉄粉（異物）の有無を検査する場合であって
も、鉄粉を十分に磁化することができるので、後述する
ように鉄粉に依存する磁界の変化を高感度に検出するこ
とが可能となる。
【００１５】さて前記検査装置３は、基本的には外部磁
界を遮断してその内部に外部磁界の影響のない安定した
検査領域を形成する磁気シールド容器４と、この磁気シ
ールド容器４内の前記検査領域に組み込まれた磁気セン
サ５とを備えてなる。そして磁気シールド容器４の壁面
に穿たれた透孔６によって形成されて該磁気シールド容
器４を貫通する搬送路７を介して前記銅線１を前記検査
領域内に連続して導くように構成される。ちなみに上記
磁気シールド容器４は、例えば三重に重ねて同軸配置さ
れた強磁性体製の有底円筒形状をなす磁気シールド体４
ａ,４ｂ,４ｃからなる。前記搬送路７を形成する透孔６
は、これらの各磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃの壁面に
その内部の検査領域を通して反対側を見通すように直列
（直線状）に設けられる。
界を遮断してその内部に外部磁界の影響のない安定した
検査領域を形成する磁気シールド容器４と、この磁気シ
ールド容器４内の前記検査領域に組み込まれた磁気セン
サ５とを備えてなる。そして磁気シールド容器４の壁面
に穿たれた透孔６によって形成されて該磁気シールド容
器４を貫通する搬送路７を介して前記銅線１を前記検査
領域内に連続して導くように構成される。ちなみに上記
磁気シールド容器４は、例えば三重に重ねて同軸配置さ
れた強磁性体製の有底円筒形状をなす磁気シールド体４
ａ,４ｂ,４ｃからなる。前記搬送路７を形成する透孔６
は、これらの各磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃの壁面に
その内部の検査領域を通して反対側を見通すように直列
（直線状）に設けられる。
【００１６】このように構成された磁気シールド容器４
の内部に組み込まれる磁気センサ５は、ＳＱＵＩＤ（Su
perconducting Quantum Intreference Device；超伝導
量子干渉装置）を用いた高感度なものからなり、搬送路
７を通して検査領域内に導かれる銅線１に対して、例え
ば２ｃｍ離れた位置にて該銅線１に含まれる１０μｍ程
度の微細な鉄粉が発するの磁力を検出するものとなって
いる。尚、磁気センサ５にはＳＱＵＩＤを冷却する冷却
装置が一体に組み込まれることは言うまでもない。
の内部に組み込まれる磁気センサ５は、ＳＱＵＩＤ（Su
perconducting Quantum Intreference Device；超伝導
量子干渉装置）を用いた高感度なものからなり、搬送路
７を通して検査領域内に導かれる銅線１に対して、例え
ば２ｃｍ離れた位置にて該銅線１に含まれる１０μｍ程
度の微細な鉄粉が発するの磁力を検出するものとなって
いる。尚、磁気センサ５にはＳＱＵＩＤを冷却する冷却
装置が一体に組み込まれることは言うまでもない。
【００１７】ちなみに前記搬送路７は、図５に示すよう
に前記磁気シールド容器４を構成する磁気シールド体４
ａ,４ｂ,４ｃを貫通して形成されている。特に搬送路７
は前記各磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃの壁面にそれぞ
れ穿たれた孔部６の周縁にそれぞれ嵌め込んだゴムブッ
シュ等の絶縁性リング８により、該搬送路７に導かれる
銅線１と前記磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃとの接触を
防止するように構成されている。即ち、絶縁性リング８
により銅線１と前記磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃとの
間を電気的に絶縁して、前記搬送路７が構成されてい
る。
に前記磁気シールド容器４を構成する磁気シールド体４
ａ,４ｂ,４ｃを貫通して形成されている。特に搬送路７
は前記各磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃの壁面にそれぞ
れ穿たれた孔部６の周縁にそれぞれ嵌め込んだゴムブッ
シュ等の絶縁性リング８により、該搬送路７に導かれる
銅線１と前記磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃとの接触を
防止するように構成されている。即ち、絶縁性リング８
により銅線１と前記磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃとの
間を電気的に絶縁して、前記搬送路７が構成されてい
る。
【００１８】尚、図６に示すように前記各磁気シールド
体４ａ,４ｂ,４ｃの壁面にそれぞれ穿たれた孔部６を挿
通して合成樹脂製或いはセラミック製の絶縁パイプ９を
設け、この絶縁パイプ９の内側を前記銅線１を挿通する
搬送路７とするようにしても良い。このような絶縁パイ
プ９により搬送路７を形成すれば、銅線１と磁気シール
ド体４ａ,４ｂ,４ｃとを電気的に絶縁して該銅線１を磁
気シールド容器４内に導くことが可能となる。
体４ａ,４ｂ,４ｃの壁面にそれぞれ穿たれた孔部６を挿
通して合成樹脂製或いはセラミック製の絶縁パイプ９を
設け、この絶縁パイプ９の内側を前記銅線１を挿通する
搬送路７とするようにしても良い。このような絶縁パイ
プ９により搬送路７を形成すれば、銅線１と磁気シール
ド体４ａ,４ｂ,４ｃとを電気的に絶縁して該銅線１を磁
気シールド容器４内に導くことが可能となる。
【００１９】かくして上述した如く磁気シールド容器４
（磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃ）に対して電気的な絶
縁性を確保して、該磁気シールド容器４内に銅線１を挿
通させる搬送路７を形成した本装置によれば、仮にその
線引きラインにおいて銅線１に電位差が発生しても、該
銅線１の磁気シールド容器４への接触が効果的に防止さ
れるので、上記電位差に起因する磁場が発生することが
なく、この種の磁場が前記磁気センサ５に対して雑音と
して作用する虞もなくなる。
（磁気シールド体４ａ,４ｂ,４ｃ）に対して電気的な絶
縁性を確保して、該磁気シールド容器４内に銅線１を挿
通させる搬送路７を形成した本装置によれば、仮にその
線引きラインにおいて銅線１に電位差が発生しても、該
銅線１の磁気シールド容器４への接触が効果的に防止さ
れるので、上記電位差に起因する磁場が発生することが
なく、この種の磁場が前記磁気センサ５に対して雑音と
して作用する虞もなくなる。
【００２０】ちなみに線引きラインにおいて銅線１に電
位差Ｅが発生する区間を１ｍ、銅線１の直径を１ｍｍと
し、その間の電気抵抗が約０.０２Ωであるとして電流
Ｉが流れた場合、その直流電流が作る磁場Ｂの大きさは Ｂ＝μ0Ｉ／２πａ となる。但し、μ0は試験領域の透磁率であり、ａは磁
場が作用する距離（試験流域の長さ）である。従ってこ
の場合、例えば銅線１から２ｃｍ離れた位置に置いて
は、Ｅ×５×１０-4Ｔの磁場が発生することになり、電
位差Ｅが１ｍＶである場合には５００ｐＴもの大きな磁
場が前記磁気センサ５に対して作用することになる。
位差Ｅが発生する区間を１ｍ、銅線１の直径を１ｍｍと
し、その間の電気抵抗が約０.０２Ωであるとして電流
Ｉが流れた場合、その直流電流が作る磁場Ｂの大きさは Ｂ＝μ0Ｉ／２πａ となる。但し、μ0は試験領域の透磁率であり、ａは磁
場が作用する距離（試験流域の長さ）である。従ってこ
の場合、例えば銅線１から２ｃｍ離れた位置に置いて
は、Ｅ×５×１０-4Ｔの磁場が発生することになり、電
位差Ｅが１ｍＶである場合には５００ｐＴもの大きな磁
場が前記磁気センサ５に対して作用することになる。
【００２１】この点、鉄粉の磁場強度はその磁気モーメ
ントの向きによって異なるが、半径１０μｍの鉄粉の２
ｃｍ離れた位置での磁場強度は３０〜１００ｐＴ程度で
あり、また半径５μｍの鉄粉の２ｃｍ離れた位置での磁
場強度は３〜１０ｐＴ程度である。従ってこのような微
細な鉄粉をその磁場強度から検出する場合には、電流に
起因して前記銅線１が発する磁場が大きな問題となる。
ントの向きによって異なるが、半径１０μｍの鉄粉の２
ｃｍ離れた位置での磁場強度は３０〜１００ｐＴ程度で
あり、また半径５μｍの鉄粉の２ｃｍ離れた位置での磁
場強度は３〜１０ｐＴ程度である。従ってこのような微
細な鉄粉をその磁場強度から検出する場合には、電流に
起因して前記銅線１が発する磁場が大きな問題となる。
【００２２】尚、前述した電位差に起因する銅線１から
の磁場が問題となるのはパルス性雑音は、銅線１が信号
周波数と同程度の周波数で振動することに起因する周期
性雑音や、銅線１が作る磁場と環境雑音との干渉により
発生する周期性雑音等である。それ以外の雑音の場合
は、例えばフィルタリング処理等によりその問題を回避
し得ると考えられる。
の磁場が問題となるのはパルス性雑音は、銅線１が信号
周波数と同程度の周波数で振動することに起因する周期
性雑音や、銅線１が作る磁場と環境雑音との干渉により
発生する周期性雑音等である。それ以外の雑音の場合
は、例えばフィルタリング処理等によりその問題を回避
し得ると考えられる。
【００２３】ちなみに銅線１を弦と看做すと、その振動
周波数νは ν＝（ｎ／２Ｌ）（Ｓ／σ）1/2 として求められる。但し、Ｓは銅線１（弦）の張力、σ
は銅線１の線密度、Ｌは銅線１の長さ、そしてｎは振動
の腹の数（第ｎ倍音）である。この式に示されるように
上記張力Ｓを銅の破断強度程度の２０ｋｇ／ｍｍ2とし
ても、その基本周波数は２.４Ｈｚ程度と低い。また銅
線１の移動に伴う振動の腹の移動を考慮した場合、例え
ば銅線１の移動速度が１５００ｍ／minであると、これ
に伴う腹の移動周波数が２５Ｈｚとなるので、仮に基本
周波数だけが存在する際の上記腹の移動に伴って発生す
る磁場の周波数は約２７.５Ｈｚとなる。従って鉄粉か
らの信号の周波数は線引き速度により異なるが、例えば
１５００ｍ／minの場合には数百Ｈｚであるので、信号
周波数と同程度で銅線１が振動することはない。従って
上述した程度の周波数であれば、フィルタリングにより
十分に除去することが可能である。
周波数νは ν＝（ｎ／２Ｌ）（Ｓ／σ）1/2 として求められる。但し、Ｓは銅線１（弦）の張力、σ
は銅線１の線密度、Ｌは銅線１の長さ、そしてｎは振動
の腹の数（第ｎ倍音）である。この式に示されるように
上記張力Ｓを銅の破断強度程度の２０ｋｇ／ｍｍ2とし
ても、その基本周波数は２.４Ｈｚ程度と低い。また銅
線１の移動に伴う振動の腹の移動を考慮した場合、例え
ば銅線１の移動速度が１５００ｍ／minであると、これ
に伴う腹の移動周波数が２５Ｈｚとなるので、仮に基本
周波数だけが存在する際の上記腹の移動に伴って発生す
る磁場の周波数は約２７.５Ｈｚとなる。従って鉄粉か
らの信号の周波数は線引き速度により異なるが、例えば
１５００ｍ／minの場合には数百Ｈｚであるので、信号
周波数と同程度で銅線１が振動することはない。従って
上述した程度の周波数であれば、フィルタリングにより
十分に除去することが可能である。
【００２４】これに対して前述した干渉による雑音の大
きさは、元の雑音の振幅の積の半分となる。従って銅線
１の電位差Ｅが１０Ｖ、環境雑音が１μＴであるとする
と、数ｐＴの雑音となる。しかし前述した如く構成され
た磁気シールド容器４を用いることにより、環境雑音を
数ｐＴ程度に抑えることができ、また線引き機における
接地構造の工夫により前記電位差Ｅも１Ｖ程度に抑える
ことが可能なので、干渉による雑音の影響も容易に排除
し得る。よってパルス性雑音だけが問題となる雑音であ
ると言える。
きさは、元の雑音の振幅の積の半分となる。従って銅線
１の電位差Ｅが１０Ｖ、環境雑音が１μＴであるとする
と、数ｐＴの雑音となる。しかし前述した如く構成され
た磁気シールド容器４を用いることにより、環境雑音を
数ｐＴ程度に抑えることができ、また線引き機における
接地構造の工夫により前記電位差Ｅも１Ｖ程度に抑える
ことが可能なので、干渉による雑音の影響も容易に排除
し得る。よってパルス性雑音だけが問題となる雑音であ
ると言える。
【００２５】そこで前述した如く搬送路７を絶縁構造と
し、銅線１と磁気シールド容器４との接触を防止して銅
線１に電流が流れることを阻止する本装置によれば、銅
線１からの磁場の発生を効果的に阻止することができる
ので、電磁シールド容器４内の安定した試験環境下で銅
線１に含まれる鉄粉による微弱な磁場を確実に検出する
ことが可能となる。しかも搬送路７を絶縁構造とすると
言う簡単な構成だけで、銅線１に含まれる鉄粉の検出を
可能とすると言う、実用上多大なる効果が奏せられる。
し、銅線１と磁気シールド容器４との接触を防止して銅
線１に電流が流れることを阻止する本装置によれば、銅
線１からの磁場の発生を効果的に阻止することができる
ので、電磁シールド容器４内の安定した試験環境下で銅
線１に含まれる鉄粉による微弱な磁場を確実に検出する
ことが可能となる。しかも搬送路７を絶縁構造とすると
言う簡単な構成だけで、銅線１に含まれる鉄粉の検出を
可能とすると言う、実用上多大なる効果が奏せられる。
【００２６】尚、磁気シールド容器４については、例え
ば厚み２ｍｍの強磁性体を用いて有底円筒形状に形成さ
れた、直径２５０ｍｍで深さ５００ｍｍの磁気シールド
体４ａ、直径２０ｍｍで深さ４００ｍｍの磁気シールド
体４ｂ、直径１５０ｍｍで深さ３００ｍｍの磁気シール
ド体４ｃを三重に配置することで、その中心軸上の底部
近傍における環境雑音を数ｐＴ程度に抑え得ることが確
認できた。
ば厚み２ｍｍの強磁性体を用いて有底円筒形状に形成さ
れた、直径２５０ｍｍで深さ５００ｍｍの磁気シールド
体４ａ、直径２０ｍｍで深さ４００ｍｍの磁気シールド
体４ｂ、直径１５０ｍｍで深さ３００ｍｍの磁気シール
ド体４ｃを三重に配置することで、その中心軸上の底部
近傍における環境雑音を数ｐＴ程度に抑え得ることが確
認できた。
【００２７】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。例えば銅線１に含まれる鉄粉を磁化す
るに際しての加熱温度は、装置の仕様に応じて定めれば
良いものであり、またその加熱温度に応じて磁界の強度
とその印加時間を設定するようにすれば良い。要は鉄粉
の磁気検出に至るまでの時間と該鉄粉が減磁する緩和時
間を見込んで、鉄粉をその飽和磁化まで十分に磁化する
ようにすれば良く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
るものではない。例えば銅線１に含まれる鉄粉を磁化す
るに際しての加熱温度は、装置の仕様に応じて定めれば
良いものであり、またその加熱温度に応じて磁界の強度
とその印加時間を設定するようにすれば良い。要は鉄粉
の磁気検出に至るまでの時間と該鉄粉が減磁する緩和時
間を見込んで、鉄粉をその飽和磁化まで十分に磁化する
ようにすれば良く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、銅
線を加熱しながら該銅線に磁界を加えて銅線に含まれる
微細な鉄粉を磁化するので、短時間に効率的に鉄粉を十
分に磁化することができる。従って鉄粉が微細であって
もこれを高精度に検出することができ、銅線の製造品質
やその製造工程を効果的に管理することが可能となる。
特に銅線に含まれる鉄粉の高精度な検出を可能とする簡
易な構成の鉄粉探知装置を実現することができる。
線を加熱しながら該銅線に磁界を加えて銅線に含まれる
微細な鉄粉を磁化するので、短時間に効率的に鉄粉を十
分に磁化することができる。従って鉄粉が微細であって
もこれを高精度に検出することができ、銅線の製造品質
やその製造工程を効果的に管理することが可能となる。
特に銅線に含まれる鉄粉の高精度な検出を可能とする簡
易な構成の鉄粉探知装置を実現することができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る鉄粉探知装置の概略
構成図。
構成図。
【図２】鉄粉探知装置に組み込まれる磁界発生装置と加
熱装置との別の配置例を示す図。
熱装置との別の配置例を示す図。
【図３】鉄粉探知装置に組み込まれる加熱装置の具体的
な例を示す図。
な例を示す図。
【図４】銅線に含まれる鉄粉を磁化する為の磁石装置の
別の例を示す図。
別の例を示す図。
【図５】図１に示す鉄粉探知装置における磁気シールド
容器と該磁気シールド容器を貫通して設けられる銅線の
搬送路の構造を示す図。
容器と該磁気シールド容器を貫通して設けられる銅線の
搬送路の構造を示す図。
【図６】図１に示す鉄粉探知装置における磁気シールド
容器を貫通して設けられる銅線の搬送路の別の構造例を
示す図。
容器を貫通して設けられる銅線の搬送路の別の構造例を
示す図。
１ 銅線 ２ 磁界発生装置（磁化手段） ２ａ 加熱装置 ３ 検査装置 ４ 磁気シールド容器 ５ 磁気センサ（ＳＱＵＩＤを内蔵） ６ 孔部（搬送路） ７ 搬送路 ８ 絶縁性リング ９ 絶縁パイプ
フロントページの続き (72)発明者 長田 克巳 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AC01 AC04 AD32 2G053 AA21 AB14 BA04 BA14 BB03 BB16 BC02 BC14 CA10 DA02 DB01 DB11
Claims (2)
- 【請求項１】 ＳＱＵＩＤを備え、外部磁界を遮断した
検査領域内に配置されて該検査領域に導かれた銅線中に
含まれる鉄粉が発する磁力を検出する磁気センサと、 上記検査領域に導かれる銅線を所定温度に加熱しなが
ら、所定時間に亘って磁界を加えて該銅線中に含まれる
鉄粉を磁化する磁化手段とを具備したことを特徴とする
鉄粉探知装置。 - 【請求項２】 前記磁化手段は、その内部に銅線を挿通
する長尺筒状の磁石からなることを特徴とする請求項１
に記載の鉄粉探知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26500598A JP2000097914A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 鉄粉探知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26500598A JP2000097914A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 鉄粉探知装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000097914A true JP2000097914A (ja) | 2000-04-07 |
Family
ID=17411257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26500598A Pending JP2000097914A (ja) | 1998-09-18 | 1998-09-18 | 鉄粉探知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000097914A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6515364B1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-05-22 | 日本製鉄株式会社 | 電縫鋼管内の金属残留物検出方法及び装置 |
| WO2019187233A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 日本製鉄株式会社 | 電縫鋼管内の金属残留物検出方法及び装置 |
-
1998
- 1998-09-18 JP JP26500598A patent/JP2000097914A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6515364B1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-05-22 | 日本製鉄株式会社 | 電縫鋼管内の金属残留物検出方法及び装置 |
| WO2019187233A1 (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-03 | 日本製鉄株式会社 | 電縫鋼管内の金属残留物検出方法及び装置 |
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