金属含有要素の密度を決定するための方法と装置
【課題】金属含有要素の密度を決定するための改良された装置と方法を提供する。
【解決手段】金属含有要素（C）用の密度評価装置（10）は、シミュレータ（14）とメータ（16）を含む。シミュレータ（14）は、金属含有要素（C）の少なくとも一部の受け入れ部を含む。メータ（16）は、シミュレータ（14）と動作可能に接続される。メータ（14）によって、金属含有要素（C）に関するインダクタンス値（Lm）を得て、このインダクタンス値（Lm）を用いて、密度値（Dm）を決定する。また、金属含有要素（C）の密度を評価するための方法とシステムにも関する。
【解決手段】金属含有要素（C）用の密度評価装置（10）は、シミュレータ（14）とメータ（16）を含む。シミュレータ（14）は、金属含有要素（C）の少なくとも一部の受け入れ部を含む。メータ（16）は、シミュレータ（14）と動作可能に接続される。メータ（14）によって、金属含有要素（C）に関するインダクタンス値（Lm）を得て、このインダクタンス値（Lm）を用いて、密度値（Dm）を決定する。また、金属含有要素（C）の密度を評価するための方法とシステムにも関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、金属含有要素に関する密度を決定するための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属含有要素（例えば、磁気特性を有する金属粉末要素）は、特に、アッセンブリ（例えば、ソレノイド操作弁）内で磁性効果を生じさせるため、金属材料成分を含むことがある。金属材料成分の量、又は分散は、前記要素の密度に影響を及ぼすことがある。例えば、金属含有要素の密度は、アッセンブリが所望の磁性効果を得ることや、関連するアッセンブリの操作性能にしばしば関係している。通常、金属含有要素は、大容量のバッチで製造されるので、各金属含有要素の密度の変化は、各金属含有要素が製造される時のバッチごとに変わることがある。
【０００３】
多くの分野では、アッセンブリ内に組み込まれる前に、アッセンブリの製造者により各金属含有要素の密度が決定されることがある。しばしば、このことは、比較的に遅い試験手順によって行われているが、この試験では、アッセンブリ内に要素を組み込むのに先立って、所望の磁性効果の何らかの変化（例えば、劣っている等）を識別している。しかし、金属含有要素の大容量のバッチの密度を試験しなければならない場合があり、また、通常の密度の試験手順は入り組んでいて、集中的に行われることがあるため、アッセンブリの製造者にとって、試験手順は、時間がかかり、コスト高になることがあった。このため、特に、金属含有要素の密度を決定するための改良された装置と方法が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明は、金属含有要素の密度を決定するための改良された装置と方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、金属含有要素の密度評価装置に関する。この評価装置には、シミュレータとメータとが含まれる。シミュレータは、金属含有要素の少なくとも一部分を受けるための受入れ部を含む。メータは、シミュレータに対して動作可能に接続される。そして、メータにより、金属含有要素に関するインダクタンス値を得て、このインダクタンス値を用いて、密度値を決定する。
また、本発明は、金属含有要素の密度を評価するための方法とシステムにも関する。
以下、本発明に関する実施形態について、添付した図に示した具体例を参照しながら説明するが、これらは例示的に示されたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１−３を参照すると、本発明の実施形態に係る密度評価装置１０が例示されている。この密度評価装置は、特に、インダクタンス値Ｌmを測定することで、金属含有要素Ｃの評価密度値Ｄmを決定する。図４には、密度−インダクタンスの相互関係のチャートが例示されている。尚、本明細書で使われる用語“金属含有要素”は、金属、金属要素、合金、及び／又は、金属粉末からなる要素を含むことを意味し、この要素の有する磁気特性によって、例えば、アッセンブリ内で磁性効果を生じさせている。このようなアッセンブリには、ソレノイド操作機構（電磁機構）や同様の装置が含まれるが、本発明はこれらに限定されない。
【０００７】
金属含有要素Ｃは、幅広く、様々な応用に用いることができる。例えば、実施形態によると、ソレノイド操作弁を含むソレノイド操作機構に応用できるが、本発明はこれに限定されない。また、例えば、金属含有要素は、例えば、ソレノイド操作機構と合わせて用いることができるフラックスコレクタやポールピースでもよいが、本発明はこれらに限定されない。具体例として、図８と９に例示したものがある。さらに、ソレノイド操作弁の例として、コーエニング（Koenings）による米国特許第６，３８６，２２０号に開示されたものがある。
【０００８】
続けて図１−３を参照すると、密度評価装置１０は、一般に、固定部１２、シミュレータ１４、及びメータ１６を含むことが示されている。シミュレータ１４は、金属含有要素Ｃの構造や操作上の使用に関して、構造や操作上の非試験環境を模擬するように、構成されたり、形成されていてもよい。
【０００９】
メータ１６は、金属含有要素Ｃに関するインダクタンス値を測定できる任意のタイプのメータでもよい。必要に応じて、メータ１６は、一般に得られるインダクタンスメータ（インダクタンス計）でもよい。
【００１０】
評価装置１０は、さらに固定部１２を有することができ、これは、シミュレータ１４及び／又は金属含有要素Ｃの一部を保持したり、固定するために用いることができる。実施形態では、固定部１２は、基部１８と立ち上がり部２０を含むことが例示されている。尚、図では、基部１８と立ち上がり部２０は別体であり、機械的に接続されることが示されているが、本発明はこれに限定されず、基部１８と立ち上がり部２０はさらなる部品を含んでいてもよく、あるいは、これらは一体に形成されていてもよい（例えば、成形されたり、溶着される）。必要に応じて、基部１８及び／又は立ち上がり部２０は、適当なプラスチックや金属（例えば、アルミニウム）を用いて構成することができる。
【００１１】
密度評価装置１０は、必要に応じて、締め付け機構（クランピングアッセンブリ）２２を含むことができる。この締め付け機構２２は、立ち上がり部２０に取付けることができる。特に、締め付け機構２２は、シミュレータ１４に対して金属含有要素Ｃの少なくとも一部を固定したり、保持する機能を有することができる。
【００１２】
実施形態では、基部１８に対して直接的にシミュレータ１４を取付けることができる。さらに、必要に応じて、基部１８の一部を、シミュレータ１４の少なくとも一部に取付けてもよく（必要に応じて、保持したり、固定する）、又はこの逆でもよい。
【００１３】
例示した実施形態では、オプションとしてスペーサ２５を用いており、このスペーサ２５の少なくとも一部を、基部１８とシミュレータ１４の間に設置している。この場合、スペーサ２５は、シミュレータ１４の少なくとも一部と接続されていてもよく（さらに、必要に応じて、保持されたり、固定される）、または、シミュレータ１４はスペーサ２５の少なくとも一部と接続されていてもよい。スペーサ２５は、ナイロンや、他の適当な材料から構成することができる。実施形態では、基部１８は、実質的に交換可能なタイプのスペーサ２５の１つ又は複数を、固定させたり、保持させるように用いたり、構成することができる。必要に応じて、スペーサ２５は交換可能なタイプのシミュレータ１４の１つ又は複数を、保持させるように用いたり、構成することができる。上述した可能な適用性は、例えば、様々な大きさやタイプの要素を試験することに合わせて、容易性や交換性をより向上することができるが、本発明はこれらに限定されない。
【００１４】
図１−３に示した実施形態では、スペーサ２５は、第１接続要素２４ａを用いて、シミュレータ１４に接続又は固定されることが概略的に示されている。また、スペーサ２５は、第２接続要素２４ｂを用いて、基部１８に接続又は固定されることが概略的に示されている。また、基部１８は、第３接続要素２６を介して、立ち上がり部２０に接続又は固定されることが概略的に示されている。しかしながら、本発明は、例示した接続要素の数、形態、及び種類によって限定されない。むしろ、必要に応じて、様々な関連する構成部を一体形成したり、あるいは、接続してもよく（例えば、圧入させたり、接着させる）、また、関連する接続要素は概略的に示されたものであって、これらの数を減らしたり、さらには除くことは可能である。
【００１５】
固定部１２は、立ち上がり部２０を含むことができ、これによって、締め付け機構２２を保持してもよい。図示した実施形態では、基部１８は、少なくとも１つの第３接続要素２６を用いて、立ち上がり部２０と固定しているが、（上述のように）このことは概略的に示されている。基部１８と立ち上がり部２０は、任意の所望の材料から製造でき、例えば、アルミニウムから製造してもよい。
【００１６】
実施形態に示すように、締め付け機構２２は、ハンドル部３０とプランジャ部３２を含むことができる。さらに、締め付け機構２２は、垂直線状に作用するトグルクランプとして、またはこれとほぼ同様に、作用するように構成されていてもよい。締め付け機構２２とこの構成部は、様々な一般に入手できるアッセンブリやアッセンブリの構成部から構成できる。
【００１７】
図１を参照すると、シミュレータ１４の受入れ部２８の上方またはこの上に金属含有要素Ｃを配置すること（この概略的な移動は、矢印Ａ１によって示されている）に先立ち、締め付け機構２２を解放位置（または非係合位置）に移動できることが示されている（例えば、プランジャ部３２を“上方”位置にする）。
【００１８】
シミュレータ１４に合わせて金属含有要素Ｃを配置した後、図２の実施形態で概略的に例示したように、オペレーターＯは、例えば、矢印Ａ２の示す方向で、締め付け機構２２のハンドル３０を掴んで、移動させることで、矢印Ａ３の示す方向で、締め付け機構２２のプランジャ部３２を移動させて、これによって、プランジャ部３２をより締め付け位置に向って、つまり、より“下方”位置に移動させる。
【００１９】
図３に例示した実施形態を参照すると、プランジャ３２を“下方”位置で金属含有要素Ｃの一部（例えば、要素Ｃの上部３４）と実質的に完全に係合させた後、プランジャ３２によって負荷を及ぼすことができることが示されている（概略的に、矢印Ｌで示す方向を参照されたい）。例えば、金属含有要素Ｃの上部３４にこのような負荷が加わると、シミュレータ１４と、これに関する受入れ部２８に対して、要素Ｃを定位置に保つことができる。このように定位置に保つことで、特に、多くの要素が大容量のバッチで得られる場合、より確かに要素の試験及び／又は評価を行うことができる。
【００２０】
必要に応じて、プランジャ部３２は適合端部（取付け部）３６を含んでいてもよく、これはさらに頭部（作用部）４２を含んでいてもよい。実施形態では、適合端部３６はボア３８（例えば、めねじを付けたボア）を含むことができ、これによって、適合端部３６から延びるように頭部４２を有する、ねじを付けたプラグ４０を取付けてもよい。但し、本発明は、これに限定されない。操作上、頭部４２は、特に、プランジャ部３２の適合端部３６と、シミュレータ１４内に置かれた金属含有要素Ｃの一部（例えば、上部３４）との間で、緩衝部（バッファー）として作用する。ねじを付けたプラグ４０と頭部４２は、任意の所望の材料から構成することができ、例えば、これには熱可塑性プラスチックが含まれる。
【００２１】
図３に示すように、金属含有要素Ｃが接続されて、固定されると、インダクタンスメータ１６を用いてインダクタンス値Ｌmを測定することで、金属含有要素Ｃに関する磁束の経路Ｆが許容できるか、否かを決定する（または、条件を満たしているか、否かを決定する）ことができる。例示した実施形態では、インダクタンスメータ１６は、２つのリード線４４を含むことができ、これらはシミュレータ１４と受入れ部２８に関する銅製のコイル４６と接続されている。銅製のコイル４６の囲むシミュレータ１４の受入れ部２８は、任意の所望の材料から構成されていてもよく、例えば、これにはスチールが含まれる。
【００２２】
実施形態では、受入れ部２８と銅製のコイル４６を含む、シミュレータ１４の構成や構造は、金属含有要素Ｃが通常の又は意図された操作で、関連する又は測定されたインダクタンスＬmに関して起こり得るタイプの磁束の経路Ｆを実質的にシミュレートしたり、再生できる。例えばソレノイド操作弁５００の受入れ部５０２とコイル５０４を再生したり、模擬するように、例えばシミュレータ１４を構成したり構造してもよい。このように、場の中でソレノイド操作弁５００の部位がどのように振舞うのかを模擬するように、シミュレータ１４を構成したり、構造できることを理解されたい。従って、受入れ部２８の形状とコイル４６の曲げと巻きつけの数は、特定のソレノイド操作弁のアッセンブリや、他の応用のために、金属含有要素Ｃを評価することに鑑みて変えることができる。
【００２３】
尚、任意の数のシミュレータ１４を、大きさ、形状、材料構成、又は同様物に関して構成したり、構造することができ、さらに基部１８及び／又はスペーサ２５（用いられる場合）と交換可能なように接続させて、アッセンブリや応用のために様々な特定の金属含有要素の評価を行えるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、例示した実施形態を参照すると、金属含有要素Ｃと、ねじを付けたプラグ４０の頭部４２との間の、垂直方向の間隔を調整できるようにしてもよく、例えば、めねじを付けたボア３８内で、おねじを付けたプラグ４０を上下方向に移動させてもよい。このような調整は、特に、様々な高さ、幅又は厚さを有する金属含有要素に合わせて、補助するようにしてもよい。さらに、密度評価装置１０は、モジュール式の装置でもよく、これは、特定の金属含有要素を評価することに限定されない。
【００２５】
図４を参照すると、与えられた金属含有要素又はこの部位に関する、測定されたインダクタンス値（Ｌm軸）と、評価された密度（Ｄm軸）との相互関係のサンプルチャートが示されている。測定されたインダクタンス値Ｌmは、例えば、インダクタンスメータから得ることができる。そして、測定されたインダクタンス値Ｌmを、基準インダクタンス値Ｌrefに対して直接的に比較することができるが、これは次に、許容できる密度を有していることが解かっている、基準（または、“標準”）金属含有要素用に、許容できる高い又は低い密度の基準値Ｄrefと相互に関係されてもよい。この結果、上記相互関係に基づいて、測定されたインダクタンス値Ｌmが、関連する“許容できる”基準インダクタンス値Ｌrefと合致したり、超える場合、試験を受けた要素は、許容できる密度と対応する磁性効果を有することになる。
【００２６】
一例を示すと、基準の金属含有要素用の、基準インダクタンス値Ｌrefは、例えば、約３８ｍＨから約４１ｍＨまでの範囲にあり、これは次に、例えば、約５グラム／立方センチメートルから約７グラム／立方センチメートルまでの範囲にある、密度の基準値Ｄrefと相互に関係してもよい。但し、本発明はこの例に限定されない。
【００２７】
上述した金属含有要素Ｃのインダクタンスと密度の値の関係は、数学的又はグラフを用いて決定することができる。実施形態では、金属含有要素用のインダクタンスと密度の関係は、関数を用いて決定することができ、これは例えば、符合２００で概略的に示されている。この結果、本発明の実施形態では、測定されたインダクタンス値Ｌmが、基準インダクタンス値Ｌrefと等しいか、越える場合、金属含有要素Ｃの測定されたインダクタンス値Ｌmと相互に関係する評価密度Ｄmは、許容できると判断されるが、この理由は、評価密度Ｄmが、密度の基準値Ｄｒefと等しいか、越えるためである。一方、測定されたインダクタンス値Ｌmが、基準インダクタンス値Ｌrefよりも低い場合、金属含有要素Ｃの測定されたインダクタンス値Ｌmと相互に関係する評価密度Ｄmは、許容できないと判断されるが、この理由は、評価密度Ｄmが、密度の基準値Ｄrefよりも低いためである。
【００２８】
但し、当該技術分野における当業者ならば、上記関数２００は、線形の関係に限定されず、この関数２００は、様々な他の方法や適当な式を用いて決定されてもよいことを理解するであろう。また、関数２００のプロットは、評価対象である金属含有要素Ｃの形状、大きさ、及び密度に従って変化してもよい。例えば、評価対象である金属含有要素ＣがフラックスコレクタＣ１又はポールピースＣ２の場合、関数２００のプロットは、異なる曲線を有することがある。
【００２９】
図１−３を再度参照すると、評価密度値Ｄmが許容できるか／許容できないかを決定するために、測定されたインダクタンス値Ｌmを基準インダクタンス値Ｌrefと比較するロジックは、マイクロプロセッサ４８を用いて実行できることが理解できる。必要に応じて、マイクロプロセッサ４８は、インダクタンスメータ１６内に置くことができる。あるいは、用いられるロジックは、インダクタンスメータ１６から離間して置かれてもよく、この場合、この運用は、例えば、コンピューター／マイクロプロセッサとともにワークステーション５０を用いて行ってもよく、これはインダクタンスメータ１６と接続又は、通信されて、測定されたインダクタンス値Ｌmを受信して、評価密度値Ｄmを決定する。さらに、インダクタンスメータ１６から離間してロジックが置かれる場合、このロジックは、自動化されたキャリヤ４０２内に置くことができるが、これは、以下において、図６と７を用いて概略的に説明される。
【００３０】
図５を参照すると、符合３００を用いて、金属含有要素Ｃの密度を決定するための方法が概略的に示されているが、この方法は、ステップＳ.１からステップＳ.６ａまたはＳ.６ｂまでを含む。ステップＳ.１では、要素Ｃが得られる。ステップＳ.２では、シミュレータ１４内で（又はこれとともに）要素Ｃを適当に固定する。ステップＳ.３とＳ.４では、要素Ｃに関するインダクタンスＬmを測定し、この測定を用いて、要素Ｃに関する密度を決定する。
【００３１】
さらにステップＳ.５では、査定／評価が行われる。要素Ｃの評価密度Ｄmが許容できると決定された場合、例えば、関係するチャート（例えば、図４に示したチャートを参照されたい）に従って、要素Ｃは“合格”とされ、ステップＳ.６ａに移動できる。このような要素Ｃは、適合しているとされて、この後、アッセンブリ、例えば、ソレノイド操作弁５００内の製造用に分類されてもよい。これとは逆に、要素Ｃの評価密度Ｄmが許容できないと決定された場合、要素Ｃは、次にステップＳ.６ｂに移動して、廃棄及び／又は再加工用に分類されてもよい。このような廃棄及び／又は再加工は、例えば、要素の処分、リサイクル、又は返却を含む（例えば、供給者に戻す）。一度、ステップＳ.６ａ又はＳ.６ｂが完了すると、望ましくは、この方法はＳ.１に戻って、さらに他の金属含有要素Ｃの評価を行うが、このことは、与えられた集団、つまりバッチの全ての要素Ｃが評価されるまで繰返されてもよい。
【００３２】
上述し、図示した実施形態は、一般に手動に基く密度評価装置に関する。このような装置は、多くの他の方法と比べて、比較的に正確で、短時間で、低コストだが、本発明は、このような手動操作による密度評価システムに限定されないことを理解されたい。むしろ、本発明のコンセプトは、関連する装置とシステムを自動化させることにも適用できる。例えば、図６を参照すると、符号４００ａを用いて、本発明に係る自動化された密度評価システムについて例示している。但し、本発明はこれに限定されない。同図に示すように、概略的に示されたシミュレータ１４は、同じく概略的に示されたインダクタンスメータ１６と通信している。また、自動化されたキャリヤ（搬送手段）４０２が概略的に示されている。但し、このシステムは、図示した実施形態に限定されず、例えば、自動化されたキャリヤ４０２は、ロボットアームや、磁石を用いた検索装置や、他の公知な部品を備えることができ、一群（例えば、大容量のバッチの箱４２５）から要素Ｃを検索して、評価用のシミュレータ１４内に続いて置いたり、または操作上、接続させてもよい。さらに、必要であれば、自動化されたキャリヤ４０２は、金属含有要素Ｃの上部３４に負荷や力を加えるように、制御可能に構成されたり、操作されてもよい（例えば、キャリヤは、図３に示したプランジャ３２と同様に、全体で、または部分的に、負荷や力を及ぼしてもよい）。
【００３３】
例えば、図６に示すように、直接的に接続された実施形態では、（金属含有要素Ｃのインダクタンス値Ｌmを決定するため）インダクタンスメータ１６からシミュレータ１４まで延びるリード線４４に加えて、インダクタンスメータ１６から自動化されたキャリヤ４０２までフィードバック用のリード線４０４を備えてもよく、これによって自動化されたキャリヤ４０２に信号（例えば、“分類”用の信号）を伝えてもよい。そして、要素Ｃがアッセンブリ内の製造用に許容できると判断された場合、要素は箱（例えば、箱４５０、４７５を参照されたい）内に製造用に分類されてもよく、または、廃棄及び／又は再加工用に分類されてもよく、これらは夫々、インダクタンスメータ１６から、フィードバック用リード線４０４を介して、自動化されたキャリヤ４０２まで伝えられる信号に鑑みてなされてもよい。尚、上述したリード線と信号は、必要があれば、ワイヤレスに伝送されるように構成できることを理解されたい。
【００３４】
実施形態では、フィードバック用リード線４０４を介して送られる信号は、例えば、許容可能な部品には“１”の形態で、許容不可の部品には“０”の形態で送られてもよい。例えば、（許容可能な部品を示す）“１”の信号は、マイクロプロセッサ４８（又はインダクタンスメータ１６内に置かれたコンパレーター）によって送られて、測定されたインダクタンスＬmが関連する基準インダクタンス値Ｌrefに合致するか、超えることを示すようにしてもよい。一方、（許容不可の部品を示す）“０”の信号は、マイクロプロセッサ４８（又はインダクタンスメータ１６内に置かれたコンパレーター）によって送られて、測定されたインダクタンス値Ｌmが関連する基準インダクタンスＬrefに合致するか、超えることに失敗したことを示すようにしてもよい。
【００３５】
さらに、自動化されたキャリヤ４０２は、これ自身で、ロジック装置や、マイクロプロセッサや、コンパレーターや、他のロジック手段を含むことができ、これによって、測定されたインダクタンス値Ｌmの、許容できる評価密度Ｄmとの対応について決定してもよいことを理解されたい。
【００３６】
図７では、符号４００ｂを用いて、自動化された密度評価システムの他の実施形態を示している。図示するように、シミュレータ１４は、インダクタンスメータ１６と接続されたり、通信できることが概略的に示されている。自動化されたキャリヤ４０２と搬送システム４０６（複数の要素Ｃを搬送する搬送用ベルトシステムとして例示されている）は、双方とも概略的に示されているが、本発明は、例示した機構とシステムに限定されない。
【００３７】
必要に応じて、搬送システム４０６は、シミュレータ１４と直接的に動作接続されて、要素Ｃを置いたり、降ろすように構成されていてもよい。または、自動化されたキャリヤ４０２は、搬送システム４０６から要素Ｃを検索して、シミュレータ１４に合わせて、降ろしたり／置くように構成されていてもよい。
【００３８】
上述したように、自動化されたキャリヤ４０２は、要素Ｃの上部に負荷や力を及ぼすように構成することができ、またインダクタンスメータ１６と通信して、例えば、様々な箱の中に要素Ｃを適当に分類するように構成されてもよい。さらに、符合４０８を用いて概略的に示した通信ライン（ワイヤを組み込んだものや、ワイヤレスにかかわらず）を備えて、搬送システム４０６と関係した制御機構４１０を用いて、自動化されたキャリヤ４０２の通信を可能にしてもよい。
【００３９】
例えば、キャリヤが“評価された”要素をシミュレータ１４から移したことを示す信号をキャリヤ４０２が提供した時、例示したシステム４００ｂでは、示されたコンベヤベルトが要素Ｃをシミュレータ１４内に降ろしてもよい（または、要素を自動化されたキャリヤ４０２にわたす）。
【００４０】
以上、特に、例示した実施形態を参照して、本発明について図示して、説明したが、これら実施形態は単に最良の形態、つまり本発明を実施するための形態について例示したに過ぎない。当該分野における当業者ならば、添付した特許請求の範囲に記載した本発明の技術思想と範囲から逸脱することなく、本発明を実施する上で、本明細書で説明した本発明の実施形態に対して様々な変更を行うことができることを理解されたい。即ち、特許請求の範囲は本発明の範囲について定め、これら請求項に含まれる方法と装置と、さらにこれらと等価なものをカバーしている。本発明に関する説明では、ここで説明された構成部の全ての新規で非自明なものの組合せを含み、本出願又は後における特許請求の範囲は、これら構成部の任意の新規で非自明な組合せを含むことができる。さらに、以上、説明した実施形態は例として示されたものであり、本出願又は後において請求され得る全ての可能な組合せに対して、いかなる単一な特徴または構成要素は重要とはされない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に従う手動操作される密度評価装置の側面図であって、部分的に断面で示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従う手動操作される密度評価装置の側面図であって、部分的に断面で示す図である。
【図３】本発明の実施形態に従う手動操作される密度評価装置の側面図であって、部分的に断面で示す図である。
【図４】基準インダクタンスと相互に関係する基準密度について示す図であり、金属含有要素の測定された又は基準のインダクタンスの評価密度に対する相互関係のサンプルチャートである。
【図５】金属含有要素を評価するためのロジックのフローチャートを例示する図である。
【図６】本発明の実施形態に従う少なくとも部分的に自動化された密度評価システムについて概略的に示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に従う少なくとも部分的に自動化された密度評価システムについて概略的に示す図である。
【図８】ソレノイド操作弁の一例を示す分解斜視図である。
【図９】図５に示したソレノイド操作弁の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｃ 金属含有要素
Ｃ１ フラックスコレクタ
Ｃ２ ポールピース
１０ 密度評価装置
１２ 固定部
１４ シミュレータ
１６ メータ
１８ 基部
２２ 締め付け機構
２５ スペーサ
２８ 受入れ部
３０ ハンドル部
３２ プランジャ部
４２ 頭部
４４ リード線
４６ コイル
４８ マイクロプロセッサ
４００ａ、４００ｂ 密度評価システム
４０２ キャリヤ
４０６ 搬送システム
５００ ソレノイド操作機構
５０２ 受入れ部
５０４ コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、金属含有要素に関する密度を決定するための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属含有要素（例えば、磁気特性を有する金属粉末要素）は、特に、アッセンブリ（例えば、ソレノイド操作弁）内で磁性効果を生じさせるため、金属材料成分を含むことがある。金属材料成分の量、又は分散は、前記要素の密度に影響を及ぼすことがある。例えば、金属含有要素の密度は、アッセンブリが所望の磁性効果を得ることや、関連するアッセンブリの操作性能にしばしば関係している。通常、金属含有要素は、大容量のバッチで製造されるので、各金属含有要素の密度の変化は、各金属含有要素が製造される時のバッチごとに変わることがある。
【０００３】
多くの分野では、アッセンブリ内に組み込まれる前に、アッセンブリの製造者により各金属含有要素の密度が決定されることがある。しばしば、このことは、比較的に遅い試験手順によって行われているが、この試験では、アッセンブリ内に要素を組み込むのに先立って、所望の磁性効果の何らかの変化（例えば、劣っている等）を識別している。しかし、金属含有要素の大容量のバッチの密度を試験しなければならない場合があり、また、通常の密度の試験手順は入り組んでいて、集中的に行われることがあるため、アッセンブリの製造者にとって、試験手順は、時間がかかり、コスト高になることがあった。このため、特に、金属含有要素の密度を決定するための改良された装置と方法が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明は、金属含有要素の密度を決定するための改良された装置と方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、金属含有要素の密度評価装置に関する。この評価装置には、シミュレータとメータとが含まれる。シミュレータは、金属含有要素の少なくとも一部分を受けるための受入れ部を含む。メータは、シミュレータに対して動作可能に接続される。そして、メータにより、金属含有要素に関するインダクタンス値を得て、このインダクタンス値を用いて、密度値を決定する。
また、本発明は、金属含有要素の密度を評価するための方法とシステムにも関する。
以下、本発明に関する実施形態について、添付した図に示した具体例を参照しながら説明するが、これらは例示的に示されたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１−３を参照すると、本発明の実施形態に係る密度評価装置１０が例示されている。この密度評価装置は、特に、インダクタンス値Ｌmを測定することで、金属含有要素Ｃの評価密度値Ｄmを決定する。図４には、密度−インダクタンスの相互関係のチャートが例示されている。尚、本明細書で使われる用語“金属含有要素”は、金属、金属要素、合金、及び／又は、金属粉末からなる要素を含むことを意味し、この要素の有する磁気特性によって、例えば、アッセンブリ内で磁性効果を生じさせている。このようなアッセンブリには、ソレノイド操作機構（電磁機構）や同様の装置が含まれるが、本発明はこれらに限定されない。
【０００７】
金属含有要素Ｃは、幅広く、様々な応用に用いることができる。例えば、実施形態によると、ソレノイド操作弁を含むソレノイド操作機構に応用できるが、本発明はこれに限定されない。また、例えば、金属含有要素は、例えば、ソレノイド操作機構と合わせて用いることができるフラックスコレクタやポールピースでもよいが、本発明はこれらに限定されない。具体例として、図８と９に例示したものがある。さらに、ソレノイド操作弁の例として、コーエニング（Koenings）による米国特許第６，３８６，２２０号に開示されたものがある。
【０００８】
続けて図１−３を参照すると、密度評価装置１０は、一般に、固定部１２、シミュレータ１４、及びメータ１６を含むことが示されている。シミュレータ１４は、金属含有要素Ｃの構造や操作上の使用に関して、構造や操作上の非試験環境を模擬するように、構成されたり、形成されていてもよい。
【０００９】
メータ１６は、金属含有要素Ｃに関するインダクタンス値を測定できる任意のタイプのメータでもよい。必要に応じて、メータ１６は、一般に得られるインダクタンスメータ（インダクタンス計）でもよい。
【００１０】
評価装置１０は、さらに固定部１２を有することができ、これは、シミュレータ１４及び／又は金属含有要素Ｃの一部を保持したり、固定するために用いることができる。実施形態では、固定部１２は、基部１８と立ち上がり部２０を含むことが例示されている。尚、図では、基部１８と立ち上がり部２０は別体であり、機械的に接続されることが示されているが、本発明はこれに限定されず、基部１８と立ち上がり部２０はさらなる部品を含んでいてもよく、あるいは、これらは一体に形成されていてもよい（例えば、成形されたり、溶着される）。必要に応じて、基部１８及び／又は立ち上がり部２０は、適当なプラスチックや金属（例えば、アルミニウム）を用いて構成することができる。
【００１１】
密度評価装置１０は、必要に応じて、締め付け機構（クランピングアッセンブリ）２２を含むことができる。この締め付け機構２２は、立ち上がり部２０に取付けることができる。特に、締め付け機構２２は、シミュレータ１４に対して金属含有要素Ｃの少なくとも一部を固定したり、保持する機能を有することができる。
【００１２】
実施形態では、基部１８に対して直接的にシミュレータ１４を取付けることができる。さらに、必要に応じて、基部１８の一部を、シミュレータ１４の少なくとも一部に取付けてもよく（必要に応じて、保持したり、固定する）、又はこの逆でもよい。
【００１３】
例示した実施形態では、オプションとしてスペーサ２５を用いており、このスペーサ２５の少なくとも一部を、基部１８とシミュレータ１４の間に設置している。この場合、スペーサ２５は、シミュレータ１４の少なくとも一部と接続されていてもよく（さらに、必要に応じて、保持されたり、固定される）、または、シミュレータ１４はスペーサ２５の少なくとも一部と接続されていてもよい。スペーサ２５は、ナイロンや、他の適当な材料から構成することができる。実施形態では、基部１８は、実質的に交換可能なタイプのスペーサ２５の１つ又は複数を、固定させたり、保持させるように用いたり、構成することができる。必要に応じて、スペーサ２５は交換可能なタイプのシミュレータ１４の１つ又は複数を、保持させるように用いたり、構成することができる。上述した可能な適用性は、例えば、様々な大きさやタイプの要素を試験することに合わせて、容易性や交換性をより向上することができるが、本発明はこれらに限定されない。
【００１４】
図１−３に示した実施形態では、スペーサ２５は、第１接続要素２４ａを用いて、シミュレータ１４に接続又は固定されることが概略的に示されている。また、スペーサ２５は、第２接続要素２４ｂを用いて、基部１８に接続又は固定されることが概略的に示されている。また、基部１８は、第３接続要素２６を介して、立ち上がり部２０に接続又は固定されることが概略的に示されている。しかしながら、本発明は、例示した接続要素の数、形態、及び種類によって限定されない。むしろ、必要に応じて、様々な関連する構成部を一体形成したり、あるいは、接続してもよく（例えば、圧入させたり、接着させる）、また、関連する接続要素は概略的に示されたものであって、これらの数を減らしたり、さらには除くことは可能である。
【００１５】
固定部１２は、立ち上がり部２０を含むことができ、これによって、締め付け機構２２を保持してもよい。図示した実施形態では、基部１８は、少なくとも１つの第３接続要素２６を用いて、立ち上がり部２０と固定しているが、（上述のように）このことは概略的に示されている。基部１８と立ち上がり部２０は、任意の所望の材料から製造でき、例えば、アルミニウムから製造してもよい。
【００１６】
実施形態に示すように、締め付け機構２２は、ハンドル部３０とプランジャ部３２を含むことができる。さらに、締め付け機構２２は、垂直線状に作用するトグルクランプとして、またはこれとほぼ同様に、作用するように構成されていてもよい。締め付け機構２２とこの構成部は、様々な一般に入手できるアッセンブリやアッセンブリの構成部から構成できる。
【００１７】
図１を参照すると、シミュレータ１４の受入れ部２８の上方またはこの上に金属含有要素Ｃを配置すること（この概略的な移動は、矢印Ａ１によって示されている）に先立ち、締め付け機構２２を解放位置（または非係合位置）に移動できることが示されている（例えば、プランジャ部３２を“上方”位置にする）。
【００１８】
シミュレータ１４に合わせて金属含有要素Ｃを配置した後、図２の実施形態で概略的に例示したように、オペレーターＯは、例えば、矢印Ａ２の示す方向で、締め付け機構２２のハンドル３０を掴んで、移動させることで、矢印Ａ３の示す方向で、締め付け機構２２のプランジャ部３２を移動させて、これによって、プランジャ部３２をより締め付け位置に向って、つまり、より“下方”位置に移動させる。
【００１９】
図３に例示した実施形態を参照すると、プランジャ３２を“下方”位置で金属含有要素Ｃの一部（例えば、要素Ｃの上部３４）と実質的に完全に係合させた後、プランジャ３２によって負荷を及ぼすことができることが示されている（概略的に、矢印Ｌで示す方向を参照されたい）。例えば、金属含有要素Ｃの上部３４にこのような負荷が加わると、シミュレータ１４と、これに関する受入れ部２８に対して、要素Ｃを定位置に保つことができる。このように定位置に保つことで、特に、多くの要素が大容量のバッチで得られる場合、より確かに要素の試験及び／又は評価を行うことができる。
【００２０】
必要に応じて、プランジャ部３２は適合端部（取付け部）３６を含んでいてもよく、これはさらに頭部（作用部）４２を含んでいてもよい。実施形態では、適合端部３６はボア３８（例えば、めねじを付けたボア）を含むことができ、これによって、適合端部３６から延びるように頭部４２を有する、ねじを付けたプラグ４０を取付けてもよい。但し、本発明は、これに限定されない。操作上、頭部４２は、特に、プランジャ部３２の適合端部３６と、シミュレータ１４内に置かれた金属含有要素Ｃの一部（例えば、上部３４）との間で、緩衝部（バッファー）として作用する。ねじを付けたプラグ４０と頭部４２は、任意の所望の材料から構成することができ、例えば、これには熱可塑性プラスチックが含まれる。
【００２１】
図３に示すように、金属含有要素Ｃが接続されて、固定されると、インダクタンスメータ１６を用いてインダクタンス値Ｌmを測定することで、金属含有要素Ｃに関する磁束の経路Ｆが許容できるか、否かを決定する（または、条件を満たしているか、否かを決定する）ことができる。例示した実施形態では、インダクタンスメータ１６は、２つのリード線４４を含むことができ、これらはシミュレータ１４と受入れ部２８に関する銅製のコイル４６と接続されている。銅製のコイル４６の囲むシミュレータ１４の受入れ部２８は、任意の所望の材料から構成されていてもよく、例えば、これにはスチールが含まれる。
【００２２】
実施形態では、受入れ部２８と銅製のコイル４６を含む、シミュレータ１４の構成や構造は、金属含有要素Ｃが通常の又は意図された操作で、関連する又は測定されたインダクタンスＬmに関して起こり得るタイプの磁束の経路Ｆを実質的にシミュレートしたり、再生できる。例えばソレノイド操作弁５００の受入れ部５０２とコイル５０４を再生したり、模擬するように、例えばシミュレータ１４を構成したり構造してもよい。このように、場の中でソレノイド操作弁５００の部位がどのように振舞うのかを模擬するように、シミュレータ１４を構成したり、構造できることを理解されたい。従って、受入れ部２８の形状とコイル４６の曲げと巻きつけの数は、特定のソレノイド操作弁のアッセンブリや、他の応用のために、金属含有要素Ｃを評価することに鑑みて変えることができる。
【００２３】
尚、任意の数のシミュレータ１４を、大きさ、形状、材料構成、又は同様物に関して構成したり、構造することができ、さらに基部１８及び／又はスペーサ２５（用いられる場合）と交換可能なように接続させて、アッセンブリや応用のために様々な特定の金属含有要素の評価を行えるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、例示した実施形態を参照すると、金属含有要素Ｃと、ねじを付けたプラグ４０の頭部４２との間の、垂直方向の間隔を調整できるようにしてもよく、例えば、めねじを付けたボア３８内で、おねじを付けたプラグ４０を上下方向に移動させてもよい。このような調整は、特に、様々な高さ、幅又は厚さを有する金属含有要素に合わせて、補助するようにしてもよい。さらに、密度評価装置１０は、モジュール式の装置でもよく、これは、特定の金属含有要素を評価することに限定されない。
【００２５】
図４を参照すると、与えられた金属含有要素又はこの部位に関する、測定されたインダクタンス値（Ｌm軸）と、評価された密度（Ｄm軸）との相互関係のサンプルチャートが示されている。測定されたインダクタンス値Ｌmは、例えば、インダクタンスメータから得ることができる。そして、測定されたインダクタンス値Ｌmを、基準インダクタンス値Ｌrefに対して直接的に比較することができるが、これは次に、許容できる密度を有していることが解かっている、基準（または、“標準”）金属含有要素用に、許容できる高い又は低い密度の基準値Ｄrefと相互に関係されてもよい。この結果、上記相互関係に基づいて、測定されたインダクタンス値Ｌmが、関連する“許容できる”基準インダクタンス値Ｌrefと合致したり、超える場合、試験を受けた要素は、許容できる密度と対応する磁性効果を有することになる。
【００２６】
一例を示すと、基準の金属含有要素用の、基準インダクタンス値Ｌrefは、例えば、約３８ｍＨから約４１ｍＨまでの範囲にあり、これは次に、例えば、約５グラム／立方センチメートルから約７グラム／立方センチメートルまでの範囲にある、密度の基準値Ｄrefと相互に関係してもよい。但し、本発明はこの例に限定されない。
【００２７】
上述した金属含有要素Ｃのインダクタンスと密度の値の関係は、数学的又はグラフを用いて決定することができる。実施形態では、金属含有要素用のインダクタンスと密度の関係は、関数を用いて決定することができ、これは例えば、符合２００で概略的に示されている。この結果、本発明の実施形態では、測定されたインダクタンス値Ｌmが、基準インダクタンス値Ｌrefと等しいか、越える場合、金属含有要素Ｃの測定されたインダクタンス値Ｌmと相互に関係する評価密度Ｄmは、許容できると判断されるが、この理由は、評価密度Ｄmが、密度の基準値Ｄｒefと等しいか、越えるためである。一方、測定されたインダクタンス値Ｌmが、基準インダクタンス値Ｌrefよりも低い場合、金属含有要素Ｃの測定されたインダクタンス値Ｌmと相互に関係する評価密度Ｄmは、許容できないと判断されるが、この理由は、評価密度Ｄmが、密度の基準値Ｄrefよりも低いためである。
【００２８】
但し、当該技術分野における当業者ならば、上記関数２００は、線形の関係に限定されず、この関数２００は、様々な他の方法や適当な式を用いて決定されてもよいことを理解するであろう。また、関数２００のプロットは、評価対象である金属含有要素Ｃの形状、大きさ、及び密度に従って変化してもよい。例えば、評価対象である金属含有要素ＣがフラックスコレクタＣ１又はポールピースＣ２の場合、関数２００のプロットは、異なる曲線を有することがある。
【００２９】
図１−３を再度参照すると、評価密度値Ｄmが許容できるか／許容できないかを決定するために、測定されたインダクタンス値Ｌmを基準インダクタンス値Ｌrefと比較するロジックは、マイクロプロセッサ４８を用いて実行できることが理解できる。必要に応じて、マイクロプロセッサ４８は、インダクタンスメータ１６内に置くことができる。あるいは、用いられるロジックは、インダクタンスメータ１６から離間して置かれてもよく、この場合、この運用は、例えば、コンピューター／マイクロプロセッサとともにワークステーション５０を用いて行ってもよく、これはインダクタンスメータ１６と接続又は、通信されて、測定されたインダクタンス値Ｌmを受信して、評価密度値Ｄmを決定する。さらに、インダクタンスメータ１６から離間してロジックが置かれる場合、このロジックは、自動化されたキャリヤ４０２内に置くことができるが、これは、以下において、図６と７を用いて概略的に説明される。
【００３０】
図５を参照すると、符合３００を用いて、金属含有要素Ｃの密度を決定するための方法が概略的に示されているが、この方法は、ステップＳ.１からステップＳ.６ａまたはＳ.６ｂまでを含む。ステップＳ.１では、要素Ｃが得られる。ステップＳ.２では、シミュレータ１４内で（又はこれとともに）要素Ｃを適当に固定する。ステップＳ.３とＳ.４では、要素Ｃに関するインダクタンスＬmを測定し、この測定を用いて、要素Ｃに関する密度を決定する。
【００３１】
さらにステップＳ.５では、査定／評価が行われる。要素Ｃの評価密度Ｄmが許容できると決定された場合、例えば、関係するチャート（例えば、図４に示したチャートを参照されたい）に従って、要素Ｃは“合格”とされ、ステップＳ.６ａに移動できる。このような要素Ｃは、適合しているとされて、この後、アッセンブリ、例えば、ソレノイド操作弁５００内の製造用に分類されてもよい。これとは逆に、要素Ｃの評価密度Ｄmが許容できないと決定された場合、要素Ｃは、次にステップＳ.６ｂに移動して、廃棄及び／又は再加工用に分類されてもよい。このような廃棄及び／又は再加工は、例えば、要素の処分、リサイクル、又は返却を含む（例えば、供給者に戻す）。一度、ステップＳ.６ａ又はＳ.６ｂが完了すると、望ましくは、この方法はＳ.１に戻って、さらに他の金属含有要素Ｃの評価を行うが、このことは、与えられた集団、つまりバッチの全ての要素Ｃが評価されるまで繰返されてもよい。
【００３２】
上述し、図示した実施形態は、一般に手動に基く密度評価装置に関する。このような装置は、多くの他の方法と比べて、比較的に正確で、短時間で、低コストだが、本発明は、このような手動操作による密度評価システムに限定されないことを理解されたい。むしろ、本発明のコンセプトは、関連する装置とシステムを自動化させることにも適用できる。例えば、図６を参照すると、符号４００ａを用いて、本発明に係る自動化された密度評価システムについて例示している。但し、本発明はこれに限定されない。同図に示すように、概略的に示されたシミュレータ１４は、同じく概略的に示されたインダクタンスメータ１６と通信している。また、自動化されたキャリヤ（搬送手段）４０２が概略的に示されている。但し、このシステムは、図示した実施形態に限定されず、例えば、自動化されたキャリヤ４０２は、ロボットアームや、磁石を用いた検索装置や、他の公知な部品を備えることができ、一群（例えば、大容量のバッチの箱４２５）から要素Ｃを検索して、評価用のシミュレータ１４内に続いて置いたり、または操作上、接続させてもよい。さらに、必要であれば、自動化されたキャリヤ４０２は、金属含有要素Ｃの上部３４に負荷や力を加えるように、制御可能に構成されたり、操作されてもよい（例えば、キャリヤは、図３に示したプランジャ３２と同様に、全体で、または部分的に、負荷や力を及ぼしてもよい）。
【００３３】
例えば、図６に示すように、直接的に接続された実施形態では、（金属含有要素Ｃのインダクタンス値Ｌmを決定するため）インダクタンスメータ１６からシミュレータ１４まで延びるリード線４４に加えて、インダクタンスメータ１６から自動化されたキャリヤ４０２までフィードバック用のリード線４０４を備えてもよく、これによって自動化されたキャリヤ４０２に信号（例えば、“分類”用の信号）を伝えてもよい。そして、要素Ｃがアッセンブリ内の製造用に許容できると判断された場合、要素は箱（例えば、箱４５０、４７５を参照されたい）内に製造用に分類されてもよく、または、廃棄及び／又は再加工用に分類されてもよく、これらは夫々、インダクタンスメータ１６から、フィードバック用リード線４０４を介して、自動化されたキャリヤ４０２まで伝えられる信号に鑑みてなされてもよい。尚、上述したリード線と信号は、必要があれば、ワイヤレスに伝送されるように構成できることを理解されたい。
【００３４】
実施形態では、フィードバック用リード線４０４を介して送られる信号は、例えば、許容可能な部品には“１”の形態で、許容不可の部品には“０”の形態で送られてもよい。例えば、（許容可能な部品を示す）“１”の信号は、マイクロプロセッサ４８（又はインダクタンスメータ１６内に置かれたコンパレーター）によって送られて、測定されたインダクタンスＬmが関連する基準インダクタンス値Ｌrefに合致するか、超えることを示すようにしてもよい。一方、（許容不可の部品を示す）“０”の信号は、マイクロプロセッサ４８（又はインダクタンスメータ１６内に置かれたコンパレーター）によって送られて、測定されたインダクタンス値Ｌmが関連する基準インダクタンスＬrefに合致するか、超えることに失敗したことを示すようにしてもよい。
【００３５】
さらに、自動化されたキャリヤ４０２は、これ自身で、ロジック装置や、マイクロプロセッサや、コンパレーターや、他のロジック手段を含むことができ、これによって、測定されたインダクタンス値Ｌmの、許容できる評価密度Ｄmとの対応について決定してもよいことを理解されたい。
【００３６】
図７では、符号４００ｂを用いて、自動化された密度評価システムの他の実施形態を示している。図示するように、シミュレータ１４は、インダクタンスメータ１６と接続されたり、通信できることが概略的に示されている。自動化されたキャリヤ４０２と搬送システム４０６（複数の要素Ｃを搬送する搬送用ベルトシステムとして例示されている）は、双方とも概略的に示されているが、本発明は、例示した機構とシステムに限定されない。
【００３７】
必要に応じて、搬送システム４０６は、シミュレータ１４と直接的に動作接続されて、要素Ｃを置いたり、降ろすように構成されていてもよい。または、自動化されたキャリヤ４０２は、搬送システム４０６から要素Ｃを検索して、シミュレータ１４に合わせて、降ろしたり／置くように構成されていてもよい。
【００３８】
上述したように、自動化されたキャリヤ４０２は、要素Ｃの上部に負荷や力を及ぼすように構成することができ、またインダクタンスメータ１６と通信して、例えば、様々な箱の中に要素Ｃを適当に分類するように構成されてもよい。さらに、符合４０８を用いて概略的に示した通信ライン（ワイヤを組み込んだものや、ワイヤレスにかかわらず）を備えて、搬送システム４０６と関係した制御機構４１０を用いて、自動化されたキャリヤ４０２の通信を可能にしてもよい。
【００３９】
例えば、キャリヤが“評価された”要素をシミュレータ１４から移したことを示す信号をキャリヤ４０２が提供した時、例示したシステム４００ｂでは、示されたコンベヤベルトが要素Ｃをシミュレータ１４内に降ろしてもよい（または、要素を自動化されたキャリヤ４０２にわたす）。
【００４０】
以上、特に、例示した実施形態を参照して、本発明について図示して、説明したが、これら実施形態は単に最良の形態、つまり本発明を実施するための形態について例示したに過ぎない。当該分野における当業者ならば、添付した特許請求の範囲に記載した本発明の技術思想と範囲から逸脱することなく、本発明を実施する上で、本明細書で説明した本発明の実施形態に対して様々な変更を行うことができることを理解されたい。即ち、特許請求の範囲は本発明の範囲について定め、これら請求項に含まれる方法と装置と、さらにこれらと等価なものをカバーしている。本発明に関する説明では、ここで説明された構成部の全ての新規で非自明なものの組合せを含み、本出願又は後における特許請求の範囲は、これら構成部の任意の新規で非自明な組合せを含むことができる。さらに、以上、説明した実施形態は例として示されたものであり、本出願又は後において請求され得る全ての可能な組合せに対して、いかなる単一な特徴または構成要素は重要とはされない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に従う手動操作される密度評価装置の側面図であって、部分的に断面で示す図である。
【図２】本発明の実施形態に従う手動操作される密度評価装置の側面図であって、部分的に断面で示す図である。
【図３】本発明の実施形態に従う手動操作される密度評価装置の側面図であって、部分的に断面で示す図である。
【図４】基準インダクタンスと相互に関係する基準密度について示す図であり、金属含有要素の測定された又は基準のインダクタンスの評価密度に対する相互関係のサンプルチャートである。
【図５】金属含有要素を評価するためのロジックのフローチャートを例示する図である。
【図６】本発明の実施形態に従う少なくとも部分的に自動化された密度評価システムについて概略的に示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態に従う少なくとも部分的に自動化された密度評価システムについて概略的に示す図である。
【図８】ソレノイド操作弁の一例を示す分解斜視図である。
【図９】図５に示したソレノイド操作弁の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｃ 金属含有要素
Ｃ１ フラックスコレクタ
Ｃ２ ポールピース
１０ 密度評価装置
１２ 固定部
１４ シミュレータ
１６ メータ
１８ 基部
２２ 締め付け機構
２５ スペーサ
２８ 受入れ部
３０ ハンドル部
３２ プランジャ部
４２ 頭部
４４ リード線
４６ コイル
４８ マイクロプロセッサ
４００ａ、４００ｂ 密度評価システム
４０２ キャリヤ
４０６ 搬送システム
５００ ソレノイド操作機構
５０２ 受入れ部
５０４ コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属含有要素（Ｃ）の少なくとも一部分を受ける受入れ部（２８）を有するシミュレータ（１４）と、
前記シミュレータ（１４）と動作可能に接続されるメータ（１６）と、を含む密度評価装置（１０）であって、
前記メータ（１４）によって、前記金属含有要素（Ｃ）に関するインダクタンス値を得て、前記インダクタンス値（Ｌm）を用いて、密度値（Ｄm）を決定することを特徴とする密度評価装置（１０）。
【請求項２】
前記シミュレータ（１４）は、コイル（４６）を含むことを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項３】
固定部（１２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項４】
前記固定部（１２）は、基部（１８）と、立ち上がり部（２０）とを含むことを特徴とする請求項３に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項５】
前記シミュレータ（１４）の少なくとも一部分内で、前記金属含有要素（Ｃ）を固定するように構成された締め付け機構（２２）を含むことを特徴とする請求項４に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項６】
前記締め付け機構（２２）は、ハンドル部（３０）と、前記シミュレータ（１４）の一部分とかみ合うように構成されたプランジャ部（３２）とを含むことを特徴とする請求項５に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項７】
前記基部（１８）と前記シミュレータ（１４）との間に少なくとも一部分が設置されるスペーサ（２５）を含むことを特徴とする請求項４に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項８】
前記プランジャ部（３２）は、頭部（４２）を受け入れるように構成された適合端部（３６）を含むことを特徴とする請求項６に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項９】
前記適合端部（３６）に接続される頭部（４２）を含み、前記頭部（４２）は、前記適合端部（３６）と前記金属含有要素（Ｃ）の一部分との間に介在されるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１０】
前記メータ（１６）は、インダクタンスメータであることを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１１】
前記メータ（１６）をコイル（４６）に動作可能に接続するリード線（４４）を含むことを特徴とする請求項１０に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１２】
前記シミュレータ（１４）は、ソレノイド操作機構（５００）の構造又は操作特性を模擬することを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１３】
前記シミュレータ（１４）は、ソレノイド操作機構（５００）の受入れ部（５０２）及びコイル（５０４）の構造又は操作特性を模擬することを特徴とする請求項１２に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１４】
前記金属含有要素（Ｃ）は、ソレノイド操作機構（５００）のフラックスコレクタ（Ｃ１）又はポールピース（Ｃ２）であることを特徴とする請求項１記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１５】
前記金属含有要素（Ｃ）から測定されたインダクタンス値（Ｌm）に基づき、密度値（Ｄm）を決定するためのマイクロプロセッサ（４８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１６】
金属含有要素（Ｃ）を獲得し、移動するためのキャリヤ（４０２）と、
前記キャリヤから前記金属含有要素（Ｃ）の少なくとも一部分を受けるための受入部を有するシミュレータ（１４）と、
前記シミュレータと動作可能に接続されるメータ（１６）とを含む密度評価システムであって、
前記メータ（１４）によって、前記金属含有要素（Ｃ）に関するインダクタンス値を得て、前記インダクタンス値（Ｌm）を用いて、密度値（Ｄm）を決定することを特徴とするシステム。
【請求項１７】
前記キャリヤ（４０２）は、少なくとも部分的に自動化されていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記シミュレータ（１４）は、ソレノイド操作機構の受入れ部及びコイルの構造又は操作特性を模擬することを特徴とする請求項１７に記載の密度評価システム
【請求項１９】
測定されるインダクタンス値（Ｌm）に基づき、密度値（Ｄm）を決定するためのマイクロプロセッサ（４８）を含むことを特徴とする請求項１８に記載の密度評価システム。
【請求項２０】
複数の金属含有要素（Ｃ）を運搬し、又は、移送するための搬送システム（４０６）を含むことを特徴とする請求項１６に記載の密度評価システム。
【請求項２１】
前記キャリヤ（４０２）は、前記シミュレータに前記金属含有要素（Ｃ）を移送するための手段を含むことを特徴とする請求項１６に記載の密度評価システム。
【請求項２２】
前記金属含有要素（Ｃ）は、ソレノイド操作機構のフラックスコレクタ（Ｃ１）又はポールピース（Ｃ２）であることを特徴とする請求項１６に記載の密度評価システム。
【請求項２３】
金属含有要素（Ｃ）の密度を評価するための方法であって、
シミュレータ（１４）の受入部（２８）に、前記金属含有要素（Ｃ）の少なくとも一部分を受け入れさせ、
前記金属含有要素（Ｃ）に関するインダクタンス値（Ｌm）を測定し、
前記インダクタンス値（Ｌm）を用いて、前記金属含有要素（Ｃ）に関する密度を決定する、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記測定された前記密度が、条件を満たしているか、否かを決定する事を含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記決定に基づいて、前記金属含有要素（Ｃ）を分類、または割り当てを行うことを含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記インダクタンスは、インダクタンスメータ（１６）により測定され、また、前記密度は、マイクロプロセッサ（４８）を用いて決定されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記測定されたインダクタンス値（Ｌm）を基準インダクタンス値（Ｌref）と比較することを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項１】
金属含有要素（Ｃ）の少なくとも一部分を受ける受入れ部（２８）を有するシミュレータ（１４）と、
前記シミュレータ（１４）と動作可能に接続されるメータ（１６）と、を含む密度評価装置（１０）であって、
前記メータ（１４）によって、前記金属含有要素（Ｃ）に関するインダクタンス値を得て、前記インダクタンス値（Ｌm）を用いて、密度値（Ｄm）を決定することを特徴とする密度評価装置（１０）。
【請求項２】
前記シミュレータ（１４）は、コイル（４６）を含むことを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項３】
固定部（１２）を含むことを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項４】
前記固定部（１２）は、基部（１８）と、立ち上がり部（２０）とを含むことを特徴とする請求項３に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項５】
前記シミュレータ（１４）の少なくとも一部分内で、前記金属含有要素（Ｃ）を固定するように構成された締め付け機構（２２）を含むことを特徴とする請求項４に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項６】
前記締め付け機構（２２）は、ハンドル部（３０）と、前記シミュレータ（１４）の一部分とかみ合うように構成されたプランジャ部（３２）とを含むことを特徴とする請求項５に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項７】
前記基部（１８）と前記シミュレータ（１４）との間に少なくとも一部分が設置されるスペーサ（２５）を含むことを特徴とする請求項４に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項８】
前記プランジャ部（３２）は、頭部（４２）を受け入れるように構成された適合端部（３６）を含むことを特徴とする請求項６に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項９】
前記適合端部（３６）に接続される頭部（４２）を含み、前記頭部（４２）は、前記適合端部（３６）と前記金属含有要素（Ｃ）の一部分との間に介在されるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１０】
前記メータ（１６）は、インダクタンスメータであることを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１１】
前記メータ（１６）をコイル（４６）に動作可能に接続するリード線（４４）を含むことを特徴とする請求項１０に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１２】
前記シミュレータ（１４）は、ソレノイド操作機構（５００）の構造又は操作特性を模擬することを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１３】
前記シミュレータ（１４）は、ソレノイド操作機構（５００）の受入れ部（５０２）及びコイル（５０４）の構造又は操作特性を模擬することを特徴とする請求項１２に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１４】
前記金属含有要素（Ｃ）は、ソレノイド操作機構（５００）のフラックスコレクタ（Ｃ１）又はポールピース（Ｃ２）であることを特徴とする請求項１記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１５】
前記金属含有要素（Ｃ）から測定されたインダクタンス値（Ｌm）に基づき、密度値（Ｄm）を決定するためのマイクロプロセッサ（４８）を含むことを特徴とする請求項１に記載の密度評価装置（１０）。
【請求項１６】
金属含有要素（Ｃ）を獲得し、移動するためのキャリヤ（４０２）と、
前記キャリヤから前記金属含有要素（Ｃ）の少なくとも一部分を受けるための受入部を有するシミュレータ（１４）と、
前記シミュレータと動作可能に接続されるメータ（１６）とを含む密度評価システムであって、
前記メータ（１４）によって、前記金属含有要素（Ｃ）に関するインダクタンス値を得て、前記インダクタンス値（Ｌm）を用いて、密度値（Ｄm）を決定することを特徴とするシステム。
【請求項１７】
前記キャリヤ（４０２）は、少なくとも部分的に自動化されていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記シミュレータ（１４）は、ソレノイド操作機構の受入れ部及びコイルの構造又は操作特性を模擬することを特徴とする請求項１７に記載の密度評価システム
【請求項１９】
測定されるインダクタンス値（Ｌm）に基づき、密度値（Ｄm）を決定するためのマイクロプロセッサ（４８）を含むことを特徴とする請求項１８に記載の密度評価システム。
【請求項２０】
複数の金属含有要素（Ｃ）を運搬し、又は、移送するための搬送システム（４０６）を含むことを特徴とする請求項１６に記載の密度評価システム。
【請求項２１】
前記キャリヤ（４０２）は、前記シミュレータに前記金属含有要素（Ｃ）を移送するための手段を含むことを特徴とする請求項１６に記載の密度評価システム。
【請求項２２】
前記金属含有要素（Ｃ）は、ソレノイド操作機構のフラックスコレクタ（Ｃ１）又はポールピース（Ｃ２）であることを特徴とする請求項１６に記載の密度評価システム。
【請求項２３】
金属含有要素（Ｃ）の密度を評価するための方法であって、
シミュレータ（１４）の受入部（２８）に、前記金属含有要素（Ｃ）の少なくとも一部分を受け入れさせ、
前記金属含有要素（Ｃ）に関するインダクタンス値（Ｌm）を測定し、
前記インダクタンス値（Ｌm）を用いて、前記金属含有要素（Ｃ）に関する密度を決定する、ことを特徴とする方法。
【請求項２４】
前記測定された前記密度が、条件を満たしているか、否かを決定する事を含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記決定に基づいて、前記金属含有要素（Ｃ）を分類、または割り当てを行うことを含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記インダクタンスは、インダクタンスメータ（１６）により測定され、また、前記密度は、マイクロプロセッサ（４８）を用いて決定されることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記測定されたインダクタンス値（Ｌm）を基準インダクタンス値（Ｌref）と比較することを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１５５７４０（Ｐ２００７−１５５７４０Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３０６５３（Ｐ２００６−３３０６５３）
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（３９００３３０２０）イートン コーポレーション (290)
【氏名又は名称原語表記】ＥＡＴＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（３９００３３０２０）イートン コーポレーション (290)
【氏名又は名称原語表記】ＥＡＴＯＮ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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