(57)【要約】      （修正有）【課題】磁性金属異物を検出するための装置の提供。【解決手段】移動方向Ａに沿って進む合成樹脂フィルム１１等の被検査物に含まれた磁性金属異物を検出するための装置１０は、被検査物を介して対向する第１コイル１３と第２コイル１４とで形成される差分型コイルと、第１コイル１３の空芯部１７に位置し下流側部分１３ｂに密着する第１永久磁石２１と、第２コイル１４の空芯部１８に位置し上流側部分１４ａに密着している第２永久磁石２２とを有する。第１コイル１３の下流側部分１３ｂと第２コイルの上流側部分１４ａとの間の距離Ｄ１が第１コイル１３の上流側部分１３ａと第２コイル１４の下流側部分１４ｂとの間の距離Ｄ２よりも小さくなるように、第２コイル１４を第１コイル１３の下流側に偏倚させ、磁性金属異物が第１コイル１３の下流側部分１３ｂと第２コイル１４の上流側部分１４ａとの間を通過するときに生じる信号によって磁性金属異物を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側から下流側に向かう移動方向に沿って進む被検査物に含まれた磁性金属異物を永久磁石と検出コイルとを使用して検出する装置であって、
前記検出コイルが、右巻きコイルおよび左巻きコイルいずれかの一方である第１コイルと、前記いずれかのもう一方である第２コイルとによって形成される差分型コイルであって、前記第１コイルと第２コイルとを前記被検査物を介して対向するように配置し、
前記永久磁石が、前記第１コイルの空芯部に位置していて前記上流側から前記下流側に向かう方向において前記第１コイルの下流側部分に密着する第１永久磁石と、前記第２コイルの空芯部に位置していて前記下流側から前記上流側に向かう方向において前記第２コイルの上流側部分に密着する第２永久磁石とであって、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とによって静磁場を形成し、
前記移動方向において、前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分との間の距離が前記第１コイルの上流側部分と前記第２コイルの下流側部分との間の距離よりも小さくなるように、前記第２コイルを前記第１コイルよりも下流側に偏倚させ、
前記磁性金属異物が前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分との間を通過するときに前記静磁場が乱れて生じる前記差分型コイルにおける信号によって前記磁性金属異物を検出することを特徴とする前記装置。
【請求項２】
前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とが前記第１コイルと第２コイルとにおける前記空芯部の一部分を埋めるものであって、前記第１コイルと第２コイルそれぞれの前記空芯部には、前記移動方向において前記第１永久磁石と第２永久磁石とのそれぞれによっては埋められることのない部分が残っている請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第１コイルの前記空芯部と前記第２コイルの前記空芯部とのうちの少なくとも一方における前記部分は、磁化することのない材料によって埋められている請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とが、少なくとも部分的に、前記被検査物を介して互いに対向している請求項１−３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記第１永久磁石と前記第２コイルの前記上流側部分とが少なくとも部分的に前記被検査物を介して互いに対向し、前記第２永久磁石と前記第１コイルの前記下流側部分とが少なくとも部分的に前記被検査物を介して互いに対向している請求項１−４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分とが、少なくとも部分的に、前記被検査物を介して互いに対向している請求項１−５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記第２コイルの前記上流側部分は、前記移動方向において、前記第１コイルの前記下流側部分よりも下流側にあり、かつ、前記下流側部分から離間している請求項１−３のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記第１コイルにおける前記下流側部分の外側に第３永久磁石が追加され、前記第２コイルにおける前記上流側部分の外側に第４永久磁石が追加されている請求項１−７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記第１永久磁石と第２永久磁石とが立方体または直方体のものである請求項１−８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記差分型コイルが入力コイルに接続され、前記入力コイルからの信号を磁気センサによって検出する請求項１−９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記差分型コイルにおける信号を検流増幅器によって増幅する請求項１−９のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記装置が磁気シールドボックスの内部に設置されるものである請求項１−１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記装置は、前記上流側に前記被検査物に対しての静電気除去装置が使用されているものである請求項１−１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記装置は、前記静電気除去装置で使用される高圧電源部の周波数と、前記装置の検出信号に対するローパスフィルタの設定値とを調整して前記磁性金属異物の信号を検出するものである請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
前記第１コイルと前記第２コイルとが対向する方向において前記被検査物を介して同じ磁極が対向するように配置された一対の永久磁石によって磁石対が形成され、前記磁石対が前記装置と共に使用されている請求項１−１４のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一方向へ移動する被検査物に含まれた磁性金属異物を検出するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一方向へ移動する被検査物、例えば配管の中を一方向へ向かって流れる食品や一方向へ流れる合成樹脂フィルムに含まれた磁性金属異物を検出するための装置は、公知である。
【０００３】
例えば、特開２０１２−２２０３８２号公報（特許文献１）に記載された磁性金属異物を検出する装置は、配管の上流側にセットされている永久磁石によって配管の中を流れる流体に含まれた磁性金属異物を磁化し、永久磁石の下流側にセットされているＭＩセンサやフラックスゲートセンサ等の磁気センサによってその磁性金属異物からの磁力線を検出している。
【０００４】
また、特開２０１０−２３７０８１号公報（特許文献２）に記載の粉体材料中の磁性異物の検査装置は、粉体材料に磁場を印加する水平帯磁用磁石と、この磁石の下流側に配置されたＳＱＵＩＤ磁気検出装置とを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２２０３８２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３７０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
配管の上流側で磁性金属異物を磁化した後に、下流側の磁気センサによってその磁性金属異物の磁気を検出する従来の装置では、磁性金属異物が上流側から下流側へと流れる間に磁性金属異物の磁力が低下して、磁性金属異物の検出精度が低下するということがある。
【０００７】
そこで、この発明では、磁性金属異物の検出精度を向上させることができるように、従来の検出装置に改良を施すことを課題にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、この発明が対象とするのは、上流側から下流側に向かう移動方向に沿って進む被検査物に含まれた磁性金属異物を永久磁石と検出コイルとを使用して検出する装置である。
【０００９】
この発明が特徴とするところは、以下のとおりである。前記検出コイルは、右巻きコイルおよび左巻きコイルいずれかの一方である第１コイルと、前記いずれかのもう一方である第２コイルとによって形成される差分型コイルであって、前記第１コイルと第２コイルとを前記被検査物を介して対向するように配置する。前記永久磁石は、前記第１コイルの空芯部に位置していて前記上流側から前記下流側に向かう方向において前記第１コイルの下流側部分に密着する第１永久磁石と、前記第２コイルの空芯部に位置していて前記下流側から前記上流側に向かう方向において前記第２コイルの上流側部分に密着する第２永久磁石とであって、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とによって静磁場を形成する。前記移動方向において、前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分との間の距離が前記第１コイルの上流側部分と前記第２コイルの下流側部分との間の距離よりも小さくなるように、前記第２コイルを前記第１コイルよりも下流側に偏倚させる。前記装置では、前記磁性金属異物が前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分との間を通過するときに前記静磁場が乱れて生じる前記差分型コイルにおける信号によって前記磁性金属異物を検出する。
【００１０】
この発明の実施態様の一つにおいて、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とが前記第１コイルと第２コイルとにおける前記空芯部の一部分を埋めるものであって、前記第１コイルと第２コイルそれぞれの前記空芯部には、前記移動方向において前記第１永久磁石と第２永久磁石とのそれぞれによっては埋められることのない部分が残っている。
【００１１】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１コイルの前記空芯部と前記第２コイルの前記空芯部とのうちの少なくとも一方における前記部分は、磁化することのない材料によって埋められている。
【００１２】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１永久磁石と前記第２永久磁石とが、少なくとも部分的に、前記被検査物を介して互いに対向している。
【００１３】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１永久磁石と前記第２コイルの前記上流側部分とが少なくとも部分的に前記被検査物を介して互いに対向し、前記第２永久磁石と前記第１コイルの前記下流側部分とが少なくとも部分的に前記被検査物を介して互いに対向している。
【００１４】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１コイルの前記下流側部分と前記第２コイルの前記上流側部分とが、少なくとも部分的に、前記被検査物を介して互いに対向している。
【００１５】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第２コイルの前記上流側部分は、前記移動方向において、前記第１コイルの前記下流側部分よりも下流側にあり、かつ、前記下流側部分から離間している。
【００１６】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１コイルにおける前記下流側部分の外側に第３永久磁石が追加され、前記第２コイルにおける前記上流側部分の外側に第４永久磁石が追加されている。
【００１７】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記第１永久磁石と第２永久磁石とが立方体または直方体のものである。
【００１８】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記差分型コイルが入力コイルに接続され、前記入力コイルからの信号を磁気センサによって検出する。
【００１９】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記差分型コイルにおける信号を検流増幅器によって増幅する。
【００２０】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記装置が磁気シールドボックスの内部に設置されるものである。
【００２１】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記装置は、前記上流側に前記被検査物に対しての静電気除去装置が使用されているものである。
【００２２】
この発明の実施態様の他の一つにおいて、前記装置は、前記静電気除去装置で使用される高圧電源部の周波数と、前記装置の検出信号に対するローパスフィルタの設定値とを調整して前記磁性金属異物の信号を検出するものである。
【００２３】
この発明の実施態様の一つにおいて、前記第１コイルと前記第２コイルとが対向する方向において前記被検査物を介して同じ磁極が対向するように配置された一対の永久磁石によって磁石対が形成され、前記磁石対が前記装置の上流側と下流側とに配置されている。
【発明の効果】
【００２４】
磁性金属異物を検出するためのこの発明に係る装置では、永久磁石が差分型コイルにおける第１、第２コイルの空芯部に位置している。それゆえ、磁性金属異物は、永久磁石の磁束が作る静磁場を乱すと、差分型コイルに密着している第１、第２コイルによって即座に検出される。すなわち、磁性金属異物は、帯磁による磁力の低下を問題にすることなく容易に検出される。また、差分型コイルは、環境ノイズを減衰させるから、その意味においても、この発明に係る装置によれば磁性金属異物の検出が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施態様を例示する検査システムの概略図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図３】第１コイルと第２コイルとの間で磁束が錯交する状態を示す図。
【図４】（ａ）と（ｂ）とによって、第１コイルと第２コイルとの配置状態が異なるこの発明の実施態様を例示する図。
【図５】この発明の実施態様である第１コイルと第２コイルとの配置状態を例示する図。
【図６】この発明の実施態様である第１永久磁石と第２永久磁石の配置状態を例示する図。
【図７】この発明の実施態様である第１コイルと第２コイルとを例示する図。
【図８】この発明の実施態様である第１コイルと第２コイルとを例示する図。
【図９】（ａ）と（ｂ）とによって環境ノイズの減衰効果を例示する図。
【図１０】磁性金属異物の検出結果を例示する図。
【図１１】（ａ）と（ｂ）とによって磁性金属異物の検出結果とＳ／Ｎ比とを例示する図。
【図１２】（ａ）と（ｂ）とによって、この発明の実施態様の一例とその態様による環境ノイズの減衰効果とを例示する図。
【図１３】この発明の実施態様を例示する図。
【図１４】この発明の実施態様を例示する図１３と同様な図。
【図１５】この発明の実施態様を例示する図。
【図１６】（ａ）と（ｂ）とによって、図１５における装置の配置状態を示す図。
【図１７】（ａ）と（ｂ）とによって、この発明の実施態様を例示する図１６の（ａ），（ｂ）と同様な図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
添付の図面を参照して、この発明に係る磁性金属異物を検出するための装置の詳細を説明すると、以下のとおりである。
【００２７】
図１は、この発明に係る装置１０の実施態様を例示するための検査システム１の概略図である。検査システム１では、被検査物である合成樹脂フィルム１１が矢印Ａで示す移動方向に向かって走行している。検査システム１に組込まれている装置１０は、巻き数が同じであって巻き方向が互いに逆になっている右巻きコイル１３と、左巻きコイル１４とが接続線１６によって直列に接続された差分型コイル１５を有し、図では右巻きコイル１３がフィルム１１の上方に位置し、左巻きコイル１４が下方に位置し、フィルム１１を介して右巻きコイル１３と左巻きコイル１４とが対向している。右巻きコイル１３と左巻きコイル１４の空芯部１７，１８には、直方体または立方体に形成されている第１永久磁石２１と第２永久磁石２２とが納められている。空芯部１７，１８は、移動方向Ａに寸法Ｘ１，Ｘ２を有し、第１、第２永久磁石２１，２２は、移動方向Ａに寸法Ｚ１，Ｚ２を有する（図２参照）。接続線１６は、増幅部３２に使用されている磁気トランスの入力コイル３３に接続されている。入力コイル３３の空芯部３４には、分解能が好ましくは１０μＴ／√Ｈｚ以下である常温高感度磁気センサまたはそれに代わる磁気センサ３６がセットされている。磁気センサ３６では、入力コイル３３からの磁気を電流信号に変換する。磁気センサ３６は信号処理電子回路３７に接続されている。信号処理電子回路３７は、増幅部とは別体の信号処理部（図示せず）につなげて、その信号処理部において検出結果の表示や検出のために必要な各種の操作をしてもよい。増幅部３２はまた、ＰＣパーマロイ製の磁気シールド容器部３８と蓋３９とを有する。図１において、双頭矢印Ｂは移動方向Ａに直交する装置１０の幅方向、換言すると移動方向Ａに対する交差方向を示し、双頭矢印Ｃは移動方向Ａと幅方向Ｂとに直交する装置１０の上下方向を示している。第１、第２コイル１３，１４と第１、第２永久磁石２１，２２とは、フィルム１１を横断するように幅方向Ｂへ延びている。
【００２８】
図２は、図１の装置１０についてのＩＩ−ＩＩ線断面図であって、フィルム１１は仮想線で示されている。図２において、差分型コイル１５を形成している右巻きコイル１３と左巻きコイル１４とは、右巻きコイル１３が移動方向Ａの上流側に位置し、左巻きコイル１４が移動方向Ａの下流側に位置するように、右巻きコイル１３に対して左巻きコイル１４が下流側に偏倚している。このように、差分型コイル１５のうちで移動方向Ａの上流側に位置するコイル、すなわち図２における右巻きコイル１３は、この発明において第１コイルと呼ばれ、下流側に位置するコイル、すなわち図における左巻きコイル１４は、この発明において第２コイルと呼ばれる。このように呼ばれる第１コイル１３と第２コイル１４とは、上流側部分１３ａ，１４ａと下流側部分１３ｂ，１４ｂとを有する。第１コイル１３の下流側部分１３ｂの直下には、第２コイル１４の上流側部分１４ａが位置している。また、第１コイル１３において、第１永久磁石２１が第１コイル１３の下流側部分１３ｂの内面側２３に対して、上流側から密着している。第２コイル１４においては、第２永久磁石２２が第２コイル１４の上流側部分１４ａの内面側２４に対して下流側から密着している。このように、第１コイル１３における下流側部分１３ｂと第２コイル１４における上流側部分１４ａとは、少なくとも部分的に、フィルム１１を介して対向していることがある。第１コイル１３と第２コイル１４との間では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂの内面側２３と第２コイル１４における上流側部分１４ａの内面側２４との間の移動方向Ａに沿う距離Ｄ１と、第１コイル１３における上流側部分１３ａの内面側２５と第２コイル１４における下流側部分１４ｂの内面側２６との距離Ｄ２とを比較すると、距離Ｄ１が距離Ｄ２よりも小さい。
【００２９】
図２においてはまた、第１コイル１３における上流側部分１３ａと第１永久磁石２１との間に空芯部１７の一部である間隙１７ａが形成され、間隙１７ａが移動方向Ａにおいて寸法Ｙ１を有している。第２コイル１４における下流側部分１４ｂと第２永久磁石２２との間には空芯部１８の一部である間隙１８ａが形成され、間隙１８ａが移動方向Ａにおいて寸法Ｙ２を有している。間隙１７ａ，１８ａは、そこを磁性金属異物５（図３参照）が通過しても第１、第２コイル１３，１４にその磁性金属異物５による顕著な信号が出ない部位であって、好ましい差分型コイル１５において、間隙１７ａ，１８ａの寸法Ｙ１，Ｙ２は後記するように少なくとも１５ｍｍである（図３参照）。
【００３０】
図３は、図２の装置１０の移動方向Ａにおける磁束密度の変化を模式的に示す図である。ただし、第１、第２永久磁石２１，２２のそれぞれには、一例として移動方向Ａの寸法が１０ｍｍ、幅方向Ｂの寸法が７０ｍｍ、上下方向Ｃの寸法が２０ｍｍであって、表面磁束密度が４３２０ガウスのものが使用されている。第１、第２コイル１３，１４と第１、第２永久磁石２１，２２とは、被検査物であるフィルム１１を移動方向Ａへ進めることができるように、上下方向Ｃにおいて例えば６ｍｍ離間している。図にはまた、直径０．３ｍｍの鉄球である試験用の磁性金属異物５の位置が移動方向Ａの上流側から下流側に向かって５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄで示されている。
【００３１】
図３における磁性金属異物５ａは、第１永久磁石２１と第２永久磁石２２との磁束が錯交する静磁場にあって、その静磁場における磁束密度は５５００ガウスである。そこを通過する磁性金属異物５ａは、その静磁場における磁束を乱し、差分型コイル１５には検出可能なレベルの電流が流れる。
【００３２】
磁性金属異物５ｂは、第２永久磁石２２から下流側に向かってのオフセット距離が０ｍｍの点にあって、そこでの磁束密度は約２０００ガウスである。磁性金属異物５ｃは、第２永久磁石２２からのオフセット距離が７．５ｍｍであって、そこでの磁束密度は約１０００ガウスである。いずれの磁性金属異物５ｂ，５ｃも磁束を乱して差分型コイル１５には検出可能なレベルの電流が流れる。しかし、磁性金属異物５ｄは、オフセット距離が１５ｍｍであって、第２コイル１４における下流側部分１４ｂと同じ位置にある。そこでの磁束密度は約４００ガウスに過ぎないので、磁性金属異物５ｄは磁束を大きく乱すことができず、差分型コイル１５には検出可能なレベルの電流が流れない。
【００３３】
このように形成されている装置１０では、後記するように差分型コイル１５の使用によって磁性金属異物５の検出に対する環境ノイズの影響を著しく減衰させることができる。それと同時に、磁性金属異物５は、第１コイル１３の下流側部分１３ｂと第２コイル１４の上流側部分１４ａとの近傍で第１永久磁石２１の磁束と第２永久磁石２２の磁束とが作る静磁場を通過するときに、その静磁場を乱すので、装置１０は、そのときに差分型コイル１５に生じる電流を磁性金属異物５による信号として捉えることができる。これらの結果として、装置１０では、Ｓ／Ｎ比が高い値のものになる。
【００３４】
なお、図示例において、第１コイル１３と第１永久磁石２１とは上下方向Ｃの上方に位置し、第２コイル１４と第２永久磁石２２とは下方に位置しているが、第１コイル１３と第１永久磁石２１とが下方に位置し、第２コイル１４と第２永久磁石２２とが上方に位置する態様でこの発明を実施することもできる。
【００３５】
図４の（ａ），（ｂ）のそれぞれは、実施態様を例示する図２と同様な図である。図４の（ａ），（ｂ）の装置１０は、それを図２の装置１０と比べると、第２コイル１４が上流側へ偏倚した状態にある。すなわち、図４の（ａ）では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂの直下に第２永久磁石２２が位置し、第１コイル１３における第１永久磁石２１の直下には第２コイル１４における上流側部分１４ａが位置している。第１コイル１３における下流側部分１３ｂの内面側２３と、第２コイル１４における上流側部分１４ａの内面側２４とは、上下方向Ｃへ延びる仮想線６の上にあり、第１コイル１３と第２コイル１４との間において、距離Ｄ１（図２参照）は距離Ｄ２よりも小さい。図４の（ｂ）では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂの直下に第２コイル１４における第２永久磁石２２の一部分が位置している。また、第１コイル１３における第１永久磁石２１の直下には第２コイル１４における上流側部分１４ａの一部分が位置している。第１コイル１３と第２コイル１４との間において、距離Ｄ１は距離Ｄ２よりも小さい。このように、装置１０では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂと第２コイル１４における第２永久磁石２２とが、少なくとも部分的に、フィルム１１を介して対向していることがある。また、第１コイル１３における第１永久磁石２１と第２コイル１４における第２永久磁石２２とが少なくとも部分的にフィルム１１を介して対向していることがある。
【００３６】
図５もまた、実施態様の一例を示す図２と同様な図である。ただし、図５における装置１０では、第１コイル１３に対して第２コイル１４が下流側に大きく偏倚していて、第１コイル１３の下流側部分１３ｂと第２コイル１４の上流側部分１４ａとの間には、間隙Ｇが生じている。このような状態にある第１コイル１３と第２コイル１４との間のおいても距離Ｄ１は距離Ｄ２よりも小さい。このように第１コイル１３の直下には第２コイル１４の一部分が存在していない場合の第１コイル１３と第２コイル１４とは、この発明において、フィルム１１を介して斜めに対向しているという。第１コイル１３と第２コイル１４とが斜めに対向していることは、第１コイル１３と第２コイル１４とが対向しているというときの一例である。
【００３７】
図６もまた実施態様の他の一例を示す図２と同様な図である。ただし、図６の装置１０の第１永久磁石２１と第２永久磁石２２とは、磁極の向きが移動方向Ａに一致している。この発明において、第１永久磁石２１と第２永久磁石２２とは、このような態様で使用することもできる。
【００３８】
図７もまた実施態様の一例を示す図２と同様な図である。ただし、図７の装置１０では、図２における第１コイル１３の空芯部１７の一部分である間隙１７ａと第２コイル１４の空芯部１８の一部分である間隙１８ａとに、これら間隙１７ａ，１８ａを埋めるように、磁化することのない材料、例えばポリエチレン樹脂やＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂等の合成樹脂のブロック４１，４２が存在する。これらのブロック４１やブロック４２は、第１永久磁石２１や第２永久磁石２２とともに第１コイル１３や第２コイル１４の芯材となって、第１コイル１３や第２コイル１４の製作を容易にしたり、形状の保持や取り扱いを容易にしたりすることができる。ブロック４１やブロック４２は、図２に例示の第１コイル１３や第２コイル１４に限らず、例えば図６に例示の第１コイル１３や第２コイル１４でも使用することができる。
【００３９】
図８もまた、実施態様の一例を示す図２と同様な図である。ただし、図８の差分型コイル１５では、第１コイル１３における下流側部分１３ｂの外面側４３に外付けの第３永久磁石２１ａが追加され、第２コイル１４における上流側部分１４ａの外面側４４に外付けの第４永久磁石２２ａが追加されている。このような差分型コイル１５は、図２のそれと比べると、第１コイル１３の下流側部分１３ｂと第２コイル１４の上流側部分１４ａとの近傍における磁束密度を高めて、磁性金属異物５の検出を容易にすることができる。
【００４０】
図９の（ａ），（ｂ）は、この発明に係る差分型コイル１５によって得られる環境ノイズの減衰効果を例示する図である。図９の（ａ）は、図４（ａ）の装置１０における第２コイル１４に代えて第１コイル１３と同じ右巻きのコイルが使用されている比較用装置（図示せず）によって、フィルム１１を走行させることはできるがそれを停止させた状態にある作業室（図示せず）のノイズを検出し、そのノイズを図１における増幅部３２につながる信号処理部（図示せず）で表示させたときの結果を示している。図の縦軸は電圧（Ｖ）であり、横軸は観測の経過時間（ｓｅｃ）である。（ａ）において、縦軸方向におけるピーク間距離の最大値は信号の幅ＶＰ−Ｐであって、その値は約１．１Ｖであった。（ｂ）は、図４（ａ）の装置１０、すなわち差分型コイル１５を含む装置１０を使用して同じ作業室のノイズを検出したときの結果を示している。（ｂ）において、縦軸方向のピーク間距離の最大値は信号の幅ＶＰ−Ｐであって、その値は約０．０６Ｖであり、比較用装置に比べると装置１０によるノイズの減衰効果は顕著であった。
【００４１】
図１０は、図４の（ａ）における装置１０と図１における増幅部３２とを使用して、磁性金属異物５を検出したときの試験結果を例示している。この試験で採用した主な条件は、次のとおりである。
（１）増幅部３２におけるＬＰＦ（ローパスフィルタ）の設定値：４００Ｈｚ
（２）磁性金属異物５：直径０．３ｍｍの鉄球
（３）磁性金属異物５の送り速度：１００ｍ／ｍｉｎ（鉄球をナイロン糸の表面に接着剤によって固定し、そのナイロン糸を１００ｍ／ｍｉｎの速度で走行させながら図１の装置１０を通過させた。）
（４）永久磁石２１，２２の種類と大きさ：ネオジウム磁石、移動方向Ａの寸法が１０ｍｍ、幅方向Ｂの寸法が７０ｍｍ、上下方向Ｃの寸法が２０ｍｍである直方体
（５）永久磁石２１，２２の表面磁束密度：４２３０ガウス
（６）第１、第２コイル１３，１４：直径０．５ｍｍの銅線、ターン数３００
（７）環境ノイズ：図１の装置１０が設置してある作業室において、差分型コイル１５から５００ｍｍ離れた位置でネオジウム磁石を周期的に振ることによって、環境ノイズを故意に作り出した。
【００４２】
図１０における縦軸は装置１０で検出した信号の幅（Ｖ）を示し、横軸は経過時間（ｓｅｃ）を示している。この試験では、ネオジウム磁石を振ることによって０．５１Ｖの幅で連続的に発生しているノイズに対して磁性金属異物５による３．５１Ｖの幅の信号が観察された。この試験におけるＳ／Ｎ比は、
３．５１／０．５１＝６．９
であって、磁性金属異物５を検出するための信号として十分なものであった。
【００４３】
図１１の（ａ）は、図１０における試験で使用した装置１０、およびその装置１０における第１コイル１３に対しての第２コイル１４の偏倚量を様々に変化させた装置（図示せず）で検出することのできた磁性金属異物５による信号の幅（Ｖ）を示している。縦軸は信号の幅（Ｖ）である。横軸は、移動方向Ａにおける第１永久磁石２１の寸法Ｚ１（図２参照）に対する第１コイル１３と第２コイル１４との間の寸法Ｄ１（図２参照）の割合を第２コイルの偏倚量として示している。上記（４）に記載のとおり、第１永久磁石２１の寸法Ｚ１は、１０ｍｍであり、第２永久磁石２２の寸法Ｚ２（図２参照）も１０ｍｍであった。図において、第２コイル１４の偏倚量が０であるときの第１コイル１３と第２コイル１４とは、図４の（ａ）の状態にあるもので、これら第１、第２コイル１３、１４は、内面側２３と内面側２４とが移動方向Ａにおいて同じ位置にある。偏倚量が−１であるときの第２コイル１４は、偏倚量が０であるときの位置から上流側へ１０mmだけ偏倚している。この偏倚している量は、第１永久磁石２１の寸法Ｚ１に等しい。このように偏倚量がマイナスであることは、図４の（ａ）における第２コイル１４が上流側へ偏倚していることを意味している。また、偏倚量が１であるときの第２コイル１４は、偏倚量が０であるときの位置から下流側へ１０ｍｍだけ偏倚していることを意味している。偏倚量がプラスであることは、図４の（ａ）における第２コイル１４が下流側へ偏倚していることを意味している。図１１の（ａ）にはまた、図１０の試験におけると同様にして検出された環境ノイズによる信号の幅（Ｖ）も示されている。図１１の（ａ）において、第１コイル１３と第２コイル１４とは、第２コイル１４の偏倚量が小さいほど、検出される信号の幅が大きくなっていて、磁性金属異物５の検出が容易になることが分かる。
【００４４】
図１１の（ｂ）には、図１１の（ａ）から得られたＳ／Ｎ比が示されている。発明者が知見したところによれば、図１における装置１０と増幅部３２とを使用して磁性金属異物５の信号をノイズと区別して確実に検出するには、Ｓ／Ｎ比が３以上であることが好ましい。図１１の（ｂ）に基づけば、そのような検出を可能にするために、第１コイル１３に対する第２コイル１４の偏倚量は、−１から２．５の範囲にあることが好ましい。なお、この発明において、装置１０は、差分型コイル１５を有することによって、それ自身で外部ノイズを減衰させることができ、当該技術分野で慣用のヨークによって外部ノイズの侵入を防ぐ必要はないのであるが、この発明はヨークを使用して実施することも可能である。
【００４５】
図１２（ａ）は、この発明の実施態様の一例を示すための検査システム１の概略図であって、図４（ａ）の装置１０が磁気シールドボックス５１の内部に設置されている。磁気シールドボックス５１は、ＰＣパーマロイで形成された内外二層構造のもので、外側シールド層５２と内側シールド層５３とを有している。
【００４６】
図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の装置１０と磁気シールドボックス５１とを図９で使用した作業室に設置し、フィルム１１の走行を停止させた状態でその作業室のノイズを検出したときの結果を示す図９（ｂ）と同様な図である。図１２（ｂ）における縦軸方向のピーク間距離の最大値、すなわち最大の信号の幅ＶＰ−Ｐは、０．０１Ｖであった。図９（ｂ）においてＶＰ−Ｐ＝０．０６Ｖであったことと比較して明らかなように、この発明に係る装置１０は、磁気シールドボックス５１の使用によって環境ノイズを顕著に減衰させることができた。
【００４７】
図１３は、実施態様の一例を示すための検査システム１についての図１２と同様な図である。ただし、図１３の検査システム１では、装置１０に対して磁気シールドボックス５１が使用されていることに加えて、上側ヨーク５８ａと、下側ヨーク５８ｂと、これら両ヨーク５８ａ,５８ｂを接続する側部ヨーク５８ｃ（後記図１６の（ｂ）参照）とを有するヨーク５８が使用されていて、下側ヨーク５８ｂが絶縁性ブロック６５に載せられている。磁気シールドボックス５１では、外側シールド層５２と内側シールド層５３とがアルミニウム製角パイプ５９で固定されていて、外側シールド層５２が、絶縁性の防振マウント６０を介して架台６１に載せられている。また、図１２における増幅部３２で使用されていた磁気トランスに代えて検流増幅器５６が使用されている。検流増幅器５６の使用を可能にするために、図１３では、ＢＮＣ形同軸ケーブル６２のジャック側６２ａが外側シールド層５２に組付けられていて、外側シールド層５２がアース６３の一部になっている。アース６３は、接続線１６のうちの接続線部分１６ａに接続されているため、アース６３と鉄製のヨーク５８とは同電位になる。また、アース６３は、ジャック側６２ａと接続されているため、アース６３と外側シールド層５２、パイプ５９、内側シールド層５３は同電位となる。絶縁性防振マウント６０は、架台６１から侵入する電界ノイズをカットする。絶縁性ブロック６５は、内側シールド層５３と差分型コイル１５で形成された検出コイルとを離間させることによって、良好な磁界シールド効果を発揮する。
【００４８】
磁性金属異物５が付着または混入しているフィルム１１が永久磁石２１，２２の作る静磁場を走行すると、磁性金属異物５は静磁場を乱し、その磁場の変化によって差分型コイル１５に電圧が生じ、接続線部分１６ａを伝って電流６６が流れる。同軸ケーブル６７の同軸線中芯導体６７ｂは、接続線部分１６ｄと接続されているため、電流６６は、同軸線中芯導体６７ｂを伝って検流増幅器５６に流れる。同軸ケーブル６７の同軸線外導体６７ａは、接続線部分１６ａと接続されているため、検出部側のアース６３と増幅器側のアース６４とは、同電位となる。また、第２コイル１４の片側の接続線部分１６ｂは、下側ヨーク５８ｂと接続されているため、接続線部分１６ｂとアース６４とは同電位となる。検流増幅器５６では、アース６４を基準として電流６６を増幅し、出力電圧６８は同軸ケーブル６９を介して信号処理部５７で異物信号として検出される。
【００４９】
図１４は、実施態様の一例を示すための検査システム１についての図１３と同様な図である。ただし、図１４の検査システム１における装置１０では、被検査物であるフィルム１１に対して、交流式の静電気除去装置７０が使用されている。この静電気除去装置７０は、磁気シールドボックス５１の上流側にセットされた除電電極７１と除電電極７１につながる高圧電源部７２とを含んでいる。ポリプロピレン樹脂フィルムやポリエステル樹脂フィルム等の合成樹脂フィルムがフィルム１１として使用されるときに、フィルム１１が静電気を帯びていることによって、検出装置１０の検出結果には磁性金属異物５の信号と静電気ノイズとが混在し、磁性金属異物５の信号を容易に識別できる状態で検出することが困難になる、ということがある。図１４の装置１０では、その静電気を除去して、検出装置１０の検出結果から静電気ノイズをカットすることができるように、静電気除去装置７０が使用されている。ただし、このときには、フィルム１１から静電気を除去することができても、除電電極７１に対して使用した高圧電源部７２に起因するノイズが検出装置１０の検出結果に混在して、磁性金属異物５の検出を困難にするという場合がある。
【００５０】
そのような場合の検出装置１０においては、磁性金属異物５の信号周波数がフィルム１１の送り速度に依存していることを考慮に入れて、高圧電源部７２の周波数と検出装置１０に接続された増幅部３２（図１参照）におけるローパスフィルタ（ＬＰＦ）の設定値とを適宜選択すると、磁性金属異物５による異物信号をノイズと区別して検出することができるようになる。
【００５１】
本発明者が知見した一例によれば、次のとおりであった。図１４において、８ｋＨｚの高圧電源に接続した静電気除去装置７０（春日電機（株）製除電電極ＣＦＢ３００）を外側シールド層５２の上流側８０ｍｍの位置にセットした。厚さ０．０８ｍｍのポリプロピレン樹脂フィルムの表面に磁性金属異物５として直径０．０７ｍｍの鉄球を接着剤で取付けて、被検査物であるフィルム１１を得た。フィルム１１は、１５０ｍ／ｍｉｎの速度で走行させた。ローパスフィルタの設定値が１００−１５０Ｈｚであるときに、磁性金属異物５の信号を検出することは容易であったが、５０Ｈｚおよび４００Ｈｚであるときにはその信号をノイズと識別することが困難であった。
【００５２】
一般的にいえば、図１４において、被検査物が１０−６００ｍ／ｍｉｎの速度で走行する合成樹脂フィルムである場合、ローパスフィルタの設定値は３０−３００Ｈｚであることが好ましい。
【００５３】
図１５と図１６の（ａ），（ｂ）とは、図１３の装置１０の使用態様の一例を含む検査システム１を示す図であって、図１５の検査システム１では複数の装置１０それぞれの頂面部分を形成している第１コイル１３と、第１永久磁石２１と、複数の装置１０を囲む磁気シールドボックス５１の外側シールド層５２と内側シールド層５３と、同軸コネクタのジャック側６２ａと、被検査物１１１とが見えている。図１６の（ａ）は、図１５の部分図であるが、同軸ケーブル６７と被検査物１１１との図示を省略して、第１コイル１３と第２コイル１４とが配置される状態を示し、図１６の（ｂ）は、図１６の（ａ）のＦ−Ｆ線矢視図である。
【００５４】
図１５に示されているように、被検査物１１１が図１に例示のフィルム１１等の被検査物よりも幅の広いものである場合や被検査物を載せた走行ベルトの幅が広いものである場合には、複数の装置１０を例えば被検査物１１１の幅方向Ｂへ一列に並べて被検査物１１１の幅全体が検査対象となるような態様で使用することができる。また、装置１０のそのような列を移動方向Ａに複数並べることもできる。例えば、図示例の如く移動方向Ａにおいて隣り合う一列目１０１の装置１０と二列目１０２の装置１０とを設け、これらの列１０１と１０２との間では、上流側に位置する一列目１０１の装置１０と装置１０との間に、下流側に位置する二列目１０２の装置１０をセットすることができる。外側シールド層５２には、装置１０のそれぞれから延びた接続線１６のそれぞれと電気的につながるＢＮＣ形同軸コネクタ（図１３参照）のジャック側６２ａが取付けられている。
【００５５】
図１６の（ａ）には、図１３における上側ヨーク５８ａの図示を省くことによって、一列目１０１と二列目１０２との第１コイル１３と第２コイル１４とが示されている。図１６の（ａ）にはまた、下側ヨーク５８ｂ、および下側ヨーク５８ｂと上側ヨーク５８ａとの間に介在する側部ヨーク５８ｃが示されている。
【００５６】
図１６の（ｂ）には、図１３の上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとに相当する上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとが示されていることに加えて、側部ヨーク５８ｃも示されている。一列目１０１と二列目１０２とにおいて第１永久磁石２１と第２永久磁石２２との間に延びる磁力線７４と７５とは互いに並行している。磁力線７４と７５とは、上下方向Ｃにおいて、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとを互いに接近させるように作用する他に、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとを流れ方向Ａまたはその逆方向へ動かすように作用する。このような上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとは、側部ヨーク５８ｃに対する取付け方を強固なものにして、相互の位置を安定させる。
【００５７】
図１５，１６に示された態様で実施されるこの発明においても、増幅部（図１３参照）での検流増幅器（図示せず）の使用が可能であり、また、磁気シールドボックス５１によって環境ノイズを減衰させることが可能である。
【００５８】
図１７の（ａ），（ｂ）は、実施態様の一例を示す図１６の（ａ），（ｂ）と同様な図であって、図１７の（ａ）では上側ヨーク５８ａの図示が省かれて複数の装置１０の配置状態が示されている。図１７の（ｂ）は、図１７の（ａ）のＧ−Ｇ線矢視図である。ただし、図１７の一列目１０１では、図１６の一列目１０１と同様に第１コイル１３と第１永久磁石２１とが上側ヨーク５８ａに取付けられていて、第２コイル１４と第２永久磁石２２とが下側ヨーク５８ｂに取付けられているが、図１７の二列目１０２では、図１６の二列目１０２と異なっていて、第１コイル１３と第１永久磁石２１とが下側ヨーク５８ｂに取付けられ、第２コイル１４と第２永久磁石２２とが上側ヨーク５８ａに取付けられている。その結果として、磁力線７４と７５とは、互いに交差する方向へ延びている。また、一列目１０１における装置１０の上流側、好ましくは図示の如くそれぞれの装置１０の上流側には緩衝用の第１磁石対８１が設けられ、二列目１０２における装置１０の下流側、好ましくは図示の如くそれぞれの装置１０の下流側には緩衝用の第２磁石対８２が設けられている。
【００５９】
第１、第２磁石対８１，８２のそれぞれは、上側ヨーク５８ａに取付けられた上方永久磁石８１ａ，８２ａのそれぞれと、下側ヨーク５８ｂに取付けられた下方永久磁石８１ｂ，８２ｂのそれぞれとを有する。上方永久磁石８１ａと下方永久磁石８１ｂ、および上方永久磁石８２ａと下方永久磁石８２ｂは、被検査物１１１（図１５参照）を介して同じ磁極が対向するようにヨーク５８に取り付けられていて、第１永久磁石２１と第２永久磁石２２との作用によって生じる上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとの互いに引付け合う力を弱める緩衝材になっている。
【００６０】
図１７の実施態様によれば、一列目１０１の装置１０と二列目１０２の装置１０との間では、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとを流れ方向Ａまたはその逆方向へ動かそうとする第１永久磁石２１と第２永久磁石２２との力が互いに打ち消し合うように作用し、流れ方向Ａにおいて上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとの相互の位置を安定させることが容易になる。緩衝材である第１磁石対８１と第２磁石対８２との存在によって、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとは強く引付け合うことがなくなって、ヨーク５８の組立や分解の作業が容易になる。
【００６１】
第１磁石対８１と第２磁石対８２とによって例示されるような、上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとを上下方向Ｃにおいて離間させるように作用する緩衝用の磁石対は、図１等に例示の装置１０に対しても使用することができる。１台または複数台の装置１０と共に１台または複数台の磁石対を使用するときに、磁石対の配置パターンに格別の規定はない。しかし、装置１０を取付けた上側ヨーク５８ａと下側ヨーク５８ｂとをバランスよく離間させるために、例えば１台の装置１０に対して図示例の第１磁石対８１と第２磁石対８２とを使用するときには、第１磁石対８１と第２磁石対８２とを装置１０の上流側と下流側とに配置するか、または幅方向Ｂ（図１参照）における装置１０の両側に配置することが好ましい。また、第１磁石対８１と第２磁石対８２とは、装置１０に関して対称となる位置にあることが一般的には好ましい。
【００６２】
合成樹脂フィルムが被検査物である場合を例にとって説明したこの発明に係る装置は、被検査物の種類を特定するものではなく、合成樹脂フィルム以外の被検査物に対しても使用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
５    磁性金属異物
１１    被検査物（フィルム）
１３    第１コイル（右巻きコイル）
１４    第２コイル（左巻きコイル）
１７    空芯部
１７ａ    部分（間隙）
１８    空芯部
１８ａ    部分（間隙）
２１    第１永久磁石
２１ａ    第３永久磁石
２２    第２永久磁石
２２ａ    第４永久磁石
３２    増幅部
５１    磁気シールドボックス
７０    静電気除去装置
８１    磁石対（第１磁石対）
８１ａ    永久磁石
８１ｂ    永久磁石
８２    磁石対（第２磁石対）
８２ａ    永久磁石
８２ｂ    永久磁石
１１１    被検査物
Ａ    移動方向
Ｂ    幅方向
Ｃ    上下方向
Ｄ１    距離
Ｄ２    距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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