WO2006046358A1

WO2006046358A1 - 高周波コイルを備えた機器

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Publication number: WO2006046358A1
Application number: PCT/JP2005/016700
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Mizuno
Original assignee: Shinshu University NUC
Current assignee: Shinshu University NUC
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2005-09-06
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2007-04-28
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Abstract

　導電性物体検出測定装置は、導電性物体２０に非接触で対向するコイル１１、およびコイル１１の出力電圧を測定する電圧測定器１９を有し、コイル１１が発振する高周波の電磁誘導で導電性物体２０の内部に流れる渦電流による、コイル１１の出力電圧変化を電圧測定器１９で測定することで該導電性物体を検出測定する装置であって、検出コイル１１の線材１０が外周を磁性体層３・５で覆った銅線１である。高周波変圧器は、少なくとも一次側コイル２５と、二次側コイル２７を備えた高周波変圧器において、コイル２５・２７の線材１０が外周を磁性体層３・５で覆った銅線である。

Description

高周波コイルを備えた機器

技術分野

本発明は、電磁波を励起する高周波コイルを備えた機器、具体的には導電性物体を検出測定する装置、近接スィッチ、高周波コイルを備明

えた高周波変圧器に関するものである。書

背景技術

高周波コイルから電磁波が発振されると、その磁界内にある導電性物体には電磁誘導電流が流れることが知られている。かかる高周波コィルによる誘導渦電流を利用して各種のセンサが開発されている。例えば特開平 9 - 2 7 7 0 7 0号公報には、レーザー加工へッド衝撃防止のためのギャップセンサが開示されている。また特開平 7 - 8 3 6 0 6号公報には木材チップの精砕機用の非接触式隙間測定、特開 2 0 0 2 - 4 7 7 3号公報には掘削作業に使用する力ッターの駆動軸の距離測定、特開 1 1 - 1 6 5 4 3 0号公報には画像記録用紙の厚さ検出、特開平 8 - 1 8 4 5 7 9号公報には金属材質の判定、特開平 2 - 2 0 1 1 0 1号公報には磁気軸受けなど、多様なセンサが示されている。これらの各種センサに使用される高周波コイルは、通常、エナメル絶縁の銅線で巻かれている。

これら各種センサと同一原理を使用するものに、渦電流形近接スィツチがある。近接スィッチは、渦電流形以外に、静電容量形、直流磁界の変化を捉える磁気形などがあり、接近する導電物体を非接触で検出してスィッチ信号を出すもので、マイクロスイッチのように接触してスイッチ信号を出すもの以上の高応答、長寿命、高信頼性が期待できる。なかでも渦電流形近接スィッチは、測定対象の磁性、非磁性の判別が可能であり、かつ小形化が容易で外部磁界の影響を受けにくい利点もあり工業用途での利用が期待されている。

—方、実公昭 4 2 - 1 3 3 9号公報は、銅線円周上に強磁性体メッキを施したエナメル絶縁電線を高周波輪用卷線に用いた場合、高周波利得を向上し得ることを開示している。また特開昭 6 2— 2 1 1 9 0 4号公報には、表面に磁性体メツキをした銅線からなるインダクタが記載されている。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明を適用する機器のコィルに使用される線材の一実施例の断面図である。

図 2は、線材に電流を流したときの磁束線を示す図である。

図 3は、コイルからの距離による磁界の強さを示す図である。

図 4は、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例を示す回路図である。

図 5は、前記実施例の検出測定装置における導電性物体と検出コィルの位置関係を示す図である。

図 6は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイルとの等価直列抵抗の実測値を比較したグラフである。

図 7は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイルとの等価ィンダクタンスの実測値を比較したグラフである。

図 8は、本発明の検出測定装置に使用するコイルと、従来のコイル. との高周波利得 Q値の実測値を比較したグラフである。

図 9は、導電性物体と検出コイルとの距離による抵抗変化を示すグラフである。

図 1 0は、導電性物体と検出コイルとの距離によるィンダクタンスを示すグラフである。

図 1 1 は、導電性物体と検出コイルとの距離による高周波利得 Q値を示すグラフである。

図 1 2は、導電性物体と検出コイルとの距離による出力電圧を示すグラフである。

図 1 3は、導電性物体と検出コイルとの距離による出力電圧特性の直線性を示すグラフである。

図 1 4は、導電性物体と検出コイルとの距離による感度を示すダラフである。

図 1 5は、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例である傷探知センサの要部構成断面図である。

図 1 6は、本発明を適用する高周波変圧器の断面図である。

図 1 7は、本発明を適用する近接スィッチのブロック回路図である。図 1 8は、本発明を適用する近接スィツチに使用されるコイルの断面図である。

図 1 9は、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材の別な実施例の断面図である。符号の説明

1 は銅線、 3は鉄層、 5はニッケル層、 7は絶縁層、 8は磁束線、 9 は線材、 1 0は線材、 1 1 は検出コイル、 1 3 はコンデンサ、 1 5 は分圧用コンデンサ、 1 7は発振器、 1 9は電圧測定器、 2 0は導電性物体、 2 3は鉄芯、 2 5は一次コイル、 2 7は二次コイル、 3 0はクラック、 3 2は線材、 3 3'は融着層、 3 5は発振回路、 3 6は比較回路、 3 7は出力回路、 4 0は磁性コア、 I _eは励振電流、 I _eは渦電流、 Φθ · Φθ は磁束、 R (x )は等価直列抵抗、 L (x )はインダクタンス、 Xは導電性物体と検出コイルとの距離である。

発明の開示

発明の実施に先立ち、本発明の発明者は、以下の予備実験、およびコンピュータによる F EM (Finite Element Method ：有限要素法）解析を行い、本発明の完成に到る知見を得た。

先ず試作コイルと従来のコイルを作成した。図 1 (断面図）に詳細を示すとおり、試作コイルの線材 1 0 (本発明の機器のコイルに使用される線材）は、銅線 1からなる芯線（外径 9 0 i m) に、磁性体層である鉄層 3 と -ッケル層 5がメツキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層 7が塗布されている。この線材 1 0を、内径： 1. 6 mm、外形： 2. 2 4 mm、軸方向の長さ： 0. 6 3 mm、卷数： N= 2 6 回のコイルとした。

従来のコイルは、銅線（芯線外径 9 0 m) の外周にポリウレタンめ絶縁層が塗布されている線材で同一卷数、同一形状とした。

( 1 ) コイルに電流を流したときの磁束線を、 F EM解析（ソフトウェア Maxwell) によつて得た。解析条件は f = 1 . 4 MH z 、 I _c = 1 mAで行った。図 2 (A) に示す試作コイルの線材 1 0周辺における磁束線 8の分布、（B) に示す従来コイルの線材 9周辺における磁束線 8の分布のように、試作コイルは磁性薄膜のシールド効果によつて従来のコイルよりも導線内部に磁束が入り込みにくいことがわかる。

( 2 ) コイルに電流を流したときの線材断面における電流密度を、 F EM解析によって得た。試作コイルの線材 1 0は、従来のコイルの線材 9 よりも電流密度分布の偏りが小さレ、。試作コィルの線材 1 0は磁性体層のシールド効果により磁束が線材内部に入りにくいが、従来のコィルは磁束が導体内部に入りこの磁束によつて線材内部に渦電流が流れる。磁束がはいり込みづらい試作コイルは、従来のコィノレよりも電流密度分布の偏りが小さくなる。したがって、電流密度分布は偏りによって抵抗が増加（近接効果）するために、試作コイルよりも従来のコイルの方が抵抗は大きレ、。

( 3 ) コイルからの距離による磁界の強さを、 F EM解析で求めた。図 3に示すように、距離 r が離れた場合に、従来のコイルよりも試作コイルの磁界の強さは大きいことが解かった。

本発明は、上記のような知見の下になされたものであり、電磁波を励起する高インダクタンスの高周波コイルを備えた機器を提供するものであり、詳細には、優れた検出感度と広い検出範囲を得られる導電性物体の検出測定装置、周辺の磁界に影響されず高感度で動作確実性に優れた近接スィッチ、力率の高いモータゃァクチユエータ、高周波変圧器を提供することを目的とするものである。

前記の目的を達成するためになされた本発明の導電性物体検出測定装置は、導電性物体（ 2 0 ) に非接触で対向するコイル（ 1 1 ) 、および該コイル（ 1 1 ) に連結する電圧測定器（ 1 9 ) を有し、該コィノレ（ 1 1 ) が発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体（ 2 0 ) の内部に流れる淌電流による、該コイル（ 1 1 ) の出力電圧変化を該電圧測定器で測定することで該導電性物体（ 2 0 ) を検出測定する装置であって、該高周波発振コイル（ 1 1 ) の線材（ 1 0 ) が外周を磁性体層（ 3 · 5 ) で覆った銅線（ 1 ) であることを特徴とする。

本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、金属類の探知として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、金属探知センサを意味する。

同じく本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、該導電性物体（ 2 0) と該コイル（ 1 1 ) との間隔距離（ X ) として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、導電性物体（ 2 0 ) までの距離センサを意味する。

また、本発明の該導電性物体検出測定装置の検出測定対象は、該導電性物体（ 2 0 ) 内部の傷（ 3 0 ) として実施できる。すなわち、この検出測定装置は、導電性物体中の傷探知センサを意味する。

前記の目的を達成するためになされた本発明の近接スィツチは、コィル（ 1 1 ) 、およびコイル（ 1 1 ) に接続して発振回路（ 3 5 ) と比較回路（ 3 6 ) と出力回路（ 3 7 ) とを有し、導電性物体（ 2 0 ) の接近でコイル（ 1 1 ) に流れる誘導電流により出力回路（ 3 7 ) からオン · オフ信号を出力する渦電流形近接スィツチであって、コイル ( 1 1 ) の線材（ 1 0 ) が外周を磁性体層（ 3 * 5 ) で覆った銅線（ 1 ) であることを特徴とする。

前記の目的を達成するためになされた本発明の高周波変圧器は、少なくとも一次側コイル（ 2 5 ) と、二次側コイル（ 2 7 ) を備え、コィル（ 2 5 · 2 7 ) の線材（ 1 0 ) が外周を磁性体層（ 3 * 5 ) で覆つた銅線（ 1 ) であることを特徴とする。

本発明の検出測定装置、近接スィッチ、または高周波変圧器に使用されるコィノレ（ 1 1 · 2 5 · 2 7 ) の線材 1 0の外周の磁性体層は、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、 Fe-N、 Fe-X-N(X=Ta、 N b、 Hf, etc.), Fe-X-〇（X=Mg、 Al、 etc.), NiFe (パーマロイ）、 CoFe、 CoNiFe、 CoFeB、 FeP、 NiFeP、 CoNiFeMoC, CoFeB、 CoNbZrゝ Fe-Si, などの軟磁性体から選ばれる少なくとも 1層で実施できる。

また磁性体層が、鍍金された鉄または Zおよびニッケルの層であることが好ましレ発明の効果

本発明の検出測定装置、近接スィッチ、または高周波変圧器に使用されるコイルは、線材として外周を磁性体層で覆った銅線を使用し、インダクタンスが増加するため、高周波利得 Q値が向上する。また磁性体層のシールド効果によって渦電流の近接効果による抵抗增を防止できるため、検出測定装置は感度が向上し、近接スィッチは接近距離の感度が向上し、高周波変圧器は効率が向上する。

検出測定装置のコイルから検出測定対象である導電性物体までの距離と、コイルの出力電圧の関係を比較すると、本発明の装置で使用したコイルの出力電圧は、従来の銅線を使用したコイルの出力電圧よりも大きく、検出感度が高くなつており、また距離の検出範囲も広くなつている。実施例

以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。しかしながら本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

図 4には、本発明を適用する導電性物体検出測定装置の一実施例の回路図を示してある。同図に示す導電性物体検出測定装置は、装置の検出コィルから導電性物体までの距離センサ、金属類の有無を調べる金属探知センサ、導電性物体中のクラックの有無を検出する傷探知センサとして利用できる。

図 4に示すとおり、導電性物体 2 0に非接触で検出コイル（高周波発振コイル） 1 1が対向している。検出コイル 1 1 は、等価直列インダクタンス L ( x )と等価直列抵抗 R ( x )特性を持つものである。検出コイル 1 1 はコンデンサ 1 3 と並列されて共振回路を形成している。その共振回路には交流電圧計 1 9が接続されている。また検出コイル 1 1 は、電流を制限するための分圧用コンデンサ 1 5を介して発振器 1 7に繋がっている。

本発明の導電性物体の検出測定装置に使用される検出コイル 1 1 の線材は、外周を磁性体層で覆った銅線である。本発明の実施例の線材 1 0は、図 1 (断面図）に詳細を示すとおり、銅線 1からなる芯線に、磁性体層である鉄層 3 とエッケル層 5がメツキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層 7が塗布されている。銅線 1の芯線外径は 9 0 /z m、鉄層 3の外形は 9 2 /x m (層厚 1 /z m) 、二ッケル層 5の外形は 9 2. 1 μ m (層厚 0.0 5 ix rn) である。尚、二ッケル層は半田がつきやすくするために、設けたものである。

この線材 1 0をァクリル樹脂製の直径 3. 3 6 mmのボビンに、卷数 1 0 2回、軸方向の長さ 2. 1 5 mmに卷き、コイル外径 4. 5 4 mm (コィノレ内径 3. 3 6 mm、コイル内外差厚み 0.5 9 m m、コィル平均半径 = 1 .₉ 7 5 mm) の実施例の検出コイル 1 1 (以下、実施例コイルとレ、うこともある）とした。

比較対象のため、銅線（芯線外径 9 0 z m) の外周にポリウレタンの絶縁層が塗布されている線材で同一卷数のコイルを従来タイプの高周波発振コイル（以下、比較例コイル）とする。

測定対象の導電性物体 2 0は、この実施例では磁性体であるクロムモリブデン鋼（ S CM4 4 0 ) である。

上記の検出測定装置で、検出測定対象を導電性物体 2 0 とコイル 1 1 との間隔距離 X とする場合は以下のように動作する。以下、動作と装置の性能評価を述べる。

装置の発振器 1 7からは励振電圧 V (励振周波数 f = 1.4 MHZ) を印加し検出コイル 1 1 に励振電流 I C を流すと、図 5に示すように、磁束 0c が発生する。磁束 0c が導電性物体 2 0に作用すると、電磁誘導により導電性物体 2 0に渦電流 I e が流れて磁束が生ずる。検出コイル 1 1 から導電性物体 2 0までの距離 Xに応じて導電性物体 2 0に作用する磁束が変化するために、導電性物体 2 0に流れる渦電流 I e が変わり、その結果、検出コイル 1 1 のインピーダンスが変化する。このインピーダンスの変化が並列共振回路により出力電圧 Vo に変換される。このとき実測された出力電圧 vo の共振周波数の実測値は f 。 = 1 0 .5 MH zであった。出力電圧 Voは次式で表わされる。

Q ( x )= ω L ( x )/R ( x ) ( 2 )

k = 1 + C _P/C _s ( 3 )

ここに、 x ：測定対象である導電性物体から検出コイルまでの距離、 Q( x ) ：距離 Xに依存する Q値、 V ：励振電圧 [V]、 ω ：角周波数 [r a d / s ]、 L (x ):インダクタンス [H R(x ):抵抗 [Ω]、 C p ：共振用コンデンサ 1 3、 C S ：分圧用コンデンサ 1 5。

上記式から出力電圧 Vo はコイルの Q (x )値とコンデンサ容量 C p および C S だけで表され、図 1 に示した並列共振を利用した検出測定装置の測定範囲の拡大や検出感度の向上には、コイルの Q(x H直、すなわち距離 Xに依存する高周波利得が影響することを示している。

そこで、実施例コィルと比較例コィルの周波数に対する等価直列抵抗 R (x =∞)を測定し、図 6に示した。実験では、実施例コイルの R (∞)は比較例コイルの約 1 . 5倍となった。実施例コイルでは F e層と N i層によつて導線間の近接効果が軽減されるため、比較例コイルに比べ等価直列抵抗 R (∞)が減少している。図 6 中に比較例コイルの表皮効果による抵抗の計算値を示した。

表皮効果による抵抗 Rseは、下式から算出した γ berybei - beiyber'y

[Ω]

ber'-y + bei

4_

πσά [Ω]

2

ここに、 Rdc：コイルの直流抵抗 [Ω]、 1 ：卷始めから卷終りまでの導線の長さ [m]、 σ ：導線の導電率 [ S /m]、 d ：導線の線径 [m]、 r i ：コイルの内径半径 [m]、 r e ：コイルの外形半径 [m】、 8 ：表皮厚さ [m]、 /χ θ : 導線の比透磁率、 / O :真空の透磁率（ 4 π Χ ΐ Ο ^{_ 7} ) [H/m】、 b e r ： 0次実数ケルビン関数、 b e i ： 0次複素数ケルビン関数。

さらに、図 6は周波数に対する抵抗の増加が主に近接効果によって生じていることを示している。また共振周波数はいずれのコイルも 1 0. 5MH z となった。

実施例コイルと比較例コイルの周波数に対する等価直列ィンダクタンスを、図 7に示した。周波数 f = 1 0 0 k H z 〜 2 MH z の範囲で実施例コイルと比較例コイルの等価直列ィンダクタンス L(∞)はそれぞれ 4 1 /z Hと 3 7 // Hであり、実施例コィルは比較例コィルの 1 . 1倍となった。実施例コイルと比較例コイルの周波数ゲイン Q(∞)値を、測定し図 8に示した。同図において、実施例コイルは、比較例コイルに比して、 0 (∞)値は 1. 7 6倍となっている。この理由として、等価直列抵抗 R (∞)が減少し、等価直列インダクタンス L (∞)が増加していることが挙げられる。

図 9に示すように、実施例コイルと比較例コィルのィンピーダンス特性 R ( X )の変化量 IRは、それぞれ 3 1 Ω と 3 8 Ωであり、比較例コイルのィンピーダンス変化量 1Rは実施例コイルの 1. 2倍あり、実施例コイルのィンピーダンス特性が優れていることが明らかである。距離 Xが小さくなるにしたがって、測定対象である導電性物体により大きな磁束 0cが作用して、導電性物体の渦電流損が増加する。これによりインピーダンス特性 R ( X )が増加する。実施例コイルは、比較例コイルよりも大きな磁束が導電性物体に作用する（図 3の試作コィル、従来のコイル参照）。したがって、距離 Xが小さくなるにしたがって実施例コイルのインピーダンス R ( X )は比較例コイルよりも急増する。

図 1 0に示すとおり、実施例コイルと比較例コイルは、夫々距離 X に対してインダクタンス L ( X )は一定である。実施例コイルと比較例コイルのインダクタンス L (x )はそれぞれ 4 0 Ηと 3 6 であり、実施例コイルのインダクタンス L ( X )は比較例コイルの 1. 1倍である。磁性薄膜の効果によって実施例コイルのインダクタンス L (x )は比較例コイルよりも大きいことが解かる。

また、実施例コイルはインピーダンス変化量 1Rが大きく、かつィンダクタンス L (x )も大きいために、図 1 1 から分るように、高周波利得 Q(x )値の変化量は、比較例コイルの約 2倍である。

図 1 2に実施例コイルと比較例コイルの出力電圧特性の比較を示した。また、同図中にそれぞれの出力電圧特性の最小二乗法を用いた近似直線を示した。出力電圧の変化量 JVo は従来のコイルで 4 3 0 m V、試作コイルで 8 5 0 mVとなり、実施例コイルが比較例コイルの約 2倍となった。変化量 1VOは下式から算出した。

AV_o = V_o(∞)-V_o(0.\) [V]

図 1 3に実施例コイルと比較例コイルの出力電圧特性の直線性の比較を示した。図 1 2に示した出力電圧特性を最小二乗法を用いて直線近似し、その近似値と実測値との誤差 e ( X )が ± 3 %以内の範囲で直線性が保たれている距離の範囲 Lを求めた。誤差 e ( X )は下式を用いて算出した。

ここに、 Vl(x ) ：近似直線の電圧 [V]。

出力電力の直線性が ε ( X ) = ± 3 %以内に保たれている範囲は、表 1 に示すとおり、実施例コイルと比較例コィルでそれぞれ 0.1〜 2. 2 mmと 0.1〜 1.6 mmである。すなわち実施例コイルと比較例コィルの直線範囲 Lはそれぞれ 2.1 mmと 1 .5 mmである。また、コィルの外径寸法 Dに対する直線範囲 L/Dは、実施例コイルと比較例コィルでそれぞれ 0.5 8 と 0.3 3 となった。コイルの平均半径 r a に対する直線範囲 L / r aは、実施例コイルと比較例コィルでそれぞれ 1. 2 3 と 0.8 7 となった。 L/D、 L / r a ともに実施例コイルが比較例コイルの約 1 .4倍となった。なお、レ、ずれのコィノレも D = 4.5 4 m m、 r a= 1.7 3 mmである。したがって、実施例コイルは、比較例コイルと比較して、直線性に優れており、導電性物体検出測定装置の距離検出範囲の拡大が実現されている。表

図 1 4に実施例コイルと比較例コイルを用いた場合における導電性物体検出測定装置の検出感度の比較を示した。 n番目の測定点における検出感度 V ' ( X n)/ X nは下式を用いて算出した。

Δ^₀ ) _ M- i^) _[v/m] 同図より検出感度 lVo'/ lxは、比較例コイルで最大 1 9 5 V/m、実施例コィルで最大 3 1 0 V/mとなり、 1.5倍になった。すべての距離において実施例コイルの方が比較例コイルより高感度となった。したがって、実施例コイルは比較例コイルと比較して距離検出感度の向上が実現されている。

以上の結果から、導電性物体検出測定装置のコイルに磁性めつき線を用いることで、従来の銅線と比較して距離測定範囲の拡大と距離検出感度の向上が可能である。

上記の実施例では、装置の検出コイルから導電性物体までの距離を測定できる距離センサとしての例を説明したが、同一の構成で金属類など導電性物体の有無そのものを調べる金属探知センサとしての利用もでき、実施例コイルを使用した装置が比較例コイルを使用した装置よりも高感度であるし、探査範囲も広くなることが明らかである。また、図 1 5には上記検出測定装置を傷探知センサとして利用した実施例の概略構成の断面が示してある。この図に示すとおり、測定対象である導電性物体 2 0にクラック 3 0がある場合、導電性物体 2 0 の内部に流れる渦電流がクラック 3 0の存在により変化する。その結果、検出コイル 1 1 の共振出力が変わり、クラック 3 0の有無を検出できる。このような傷探知センサとして利用した場合においても、実施例コイルを使用した装置が比較例コイルを使用した装置よりも高感度であるし、探查範囲も広くなる。

図 1 6には本発明の高周波変圧器の一実施例の断面が示してあり、鉄芯 2 3に一次コイル 2 5 と、二次コイル 2 7が巻かれている。これらのコイル 2 5 · 2 7のそれぞれの線材が外周を磁性体層で覆った銅線になっている。一次コイル 2 5に入力した高周波電圧は変圧され、二次コイル 2 7から出力される。 '

高周波変圧器の例として D C— D C コンバータに用いられているパルス変圧器がある。一次コイル 2 5には外部の電子回路（図示していない）から高周波の電流が流される。図 6の実施例コイルと比較例コィルの周波数に対する直列等価抵抗 R (∞)の比較に示したように、実施例コイルの抵抗 Rは、比較例コイルと比較して小さレ、。すなわち、高周波変圧器において、銅線の外周を磁性体薄膜で覆った磁性めつき線を用いたコイルで構成することで、コイルに発生する銅損を低減することができ、高周波変圧器は高効率になる。

この実施例では鉄心を有する変圧器で説明したが、鉄心がない空心形変圧器でもよい。実施例コイルは、比較例コイルよりも多くの磁束を作用させる、すなわち、磁束をより遠くに飛ばすことができるから、実施例コイルを用いた空心トランスも高性能化を実現できる。

図 1 7は、本発明の近接スィッチの構成であり渦電流形である。コィル 1 1 、コイル 1 1 に接続して発振回路 3 5 と比較回路 3 6 と出力回路 3 7 とを有している。発振回路 3 5は、コイルとコイルに並列に接続されたコンデンサから構成される共振回路に励振電流を供給しており、共振回路の電圧（変位）が出力されている。比較回路 3 6は、予め設定された電圧（以下、設定変位）と共振回路の出力を OP アンプを用いて比較することで、変位が設定変位未満の場合と変位が設定変位以上の場合に対応した電圧を出力する。出力回路 3 7は、比較回路 3 6の出力から、変位が設定変位未満の場合には 0V を出力し、変位が設定変位以上の場合には 5Vを出力する。

コイル 1 1 は、図 1 8に示すとおり、フェライトなどの軟磁性体から構成されるコア 4 0に、図 1 に示した線材 1 0を巻いた構成となつている。なお、コイル 1 1はコアのない空心コイルであってもよレヽ。上記の渦電流形近接スィツチで導電性物体 2 0の埃近でコイルに流れる誘導電流に起因して出力回路からオン · オフの二値の出力電圧を得ている。

このような構成としたことで、コイル 1 1 の交流抵抗が上昇することを抑制し、インダクタンスが増加し、磁束を導電性物体 2 0に多く作用させることができるので、コイル 1 1から導電性物体 2 0までの感度距離を拡大し、コイル 1 1 の小形化が実現できる。

尚、図 1 に示した線材 1 0の断面図では、線材 1 0は、銅線 1 に鉄層 3 とニッケル層 5がメツキされているが、 N i F eやフェライ卜などの高透磁率と高抵抗率をもつ磁性体をめつきなどの工程で形成してもよい。

図 2 0には、本発明を適用する機器のコイルに使用される線材であつて、図 1 に示した例とは別な実施例の線材の断面図が示してある。この例の線材 3 2は、銅線 1からなる芯線に、磁性体層である鉄層 3 とニッケル層 5がメツキされ、その外側にポリウレタンの絶縁層 7があり、さらに外側に熱可塑性樹脂からなる融着層が設けてある。この実施例の線材 3 2は、加熱しながら磁性コアに直接卷線を行うことができ、また融着層がとけて導線どうしが結合する。

Claims

1 . 導電性物体に非接触で対向するコイル、および該コイルに連結する電圧測定器を有し、該コイルが発振する高周波の電磁誘導で該導電性物体の内部に流れる渦電流による、該コイルの出力電圧変化を該測定器で測定することで該導電性物体を検出測定する装置であって、請

該高周波発振コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする導電性物体検出測定装置。

2 . 前記磁性体層が、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、 Fe-N、 Fe-X-N (X=Ta、 N b、または Hf) , Fe-X-〇（X=Mg、または Al)、 NiFe、囲

CoFe、 CoNiFe、 CoFeB、 FeP、 NiFeP、 CoNiFeMoC、 CoFeB、 CoNbZr、 Fe-Si から選ばれる少なくとも 1層であることを特徴とする請求項 1 に記載の導電性物体検出測定装置。

3 . 前記磁性体層が、鍍金された鉄または/およびニッケルの層であることを特徴とする請求項 1 に記載の導電性物体検出測定装置。

4 . 前記導電性物体の検出測定対象が、金属類の探知であることを特徴とする請求項 1に記載の導電性物体検出測定装置。

5 . 前記導電性物体の検出測定対象が、該導電性物体と該コイルとの間隔距離であることを特徴とする請求項 1 に記載の導電性物体検出測定装置。

6 . 前記導電性物体の検出測定対象が、該導電性物体内部の傷であることを特徴とする請求項 1 に記載の導電性物体検出測定装置。

7 . コイル、および該コイルに接続して発振回路と比較回路と出力回路とを有し、導電性物体の接近でコィルに流れる誘導電流により出力回路からオン ·オフ信号を出力する渦電流形近接スィツチであって、該コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする近接スィッチ。

8 . 前記磁性体層が、フヱライト、鉄、ニッケル、コバルト、 Fe-N、 Fe-X-N (X=Ta、 N b、または Hf)， Fe-X-〇（X=Mg、または Al)、 NiFe、 CoFe、 CoNiFe、 CoFeB、 FeP、 NiFeP、 CoNiFeMoC , CoFeB、 CoNbZr、 Fe-Si から選ばれる少なくとも 1層であることを特徴とする請求項 7 に記載の近接スィッチ。

9 . 前記磁性体層が、鍍金された鉄またはおよびニッケルの層であることを特徴とする請求項 8に記載の近接スィツチ。

1 0 . 少なくとも一次側コイルと、二次側コイルを備えた高周波変圧器において、該コイルの線材が外周を磁性体層で覆った銅線であることを特徴とする高周波変圧器。

1 1 . 前記磁性体層が、鉄、二ッケル、コバルト、フェライト、 Fe-N、 Fe-X-N (X=Ta、 N b、または Hf) , Fe-X-〇（X=Mg、または Al)、 NiFe、 CoFe、 CoNiFe、 CoFeB、 FeP、 NiFeP、 CoNiFeMoC、 CoFeB、 CoN bZr、 Fe-Si から選ばれる少なくとも 1層であることを特徴とする請求項 1 0に記載の高周波変圧器。

1 2 . 前記磁性体層が、鍍金された鉄またはおよびニッケルの層であることを特徴とする請求項 1 0に記載の高周波変圧器。