(57)【要約】【課題】構造が簡単で小型であり、従来の製造ラインにも容易に設置でき、価格も比較的安く消費電力も少ない金属検出装置を提供する。【解決手段】金属検出装置１０は、通過する検査対象物７０の近傍となるように配設されたＭＩセンサ素子３４と、離れた位置に配設された第２の磁気センサ素子３５と、２個のＭＩセンサ３４、３５を内蔵する磁気検知センサ３１と、複数の磁気検知センサ３１が１列に収納されるセンサボックス３７とを有する検出部３０、検査対象物７０の金属を予め帯磁させる帯磁装置４０、検査対象物７０を帯磁装置４０および検出部の近傍を通過して移動させる移動装置２０、制御部５０を備えた制御盤５１、および各部を支持する架構２４を備え、制御部５０は、それぞれの磁気検知センサ３１のＭＩセンサ素子３４の出力とＭＩセンサ素子３５の出力の差分を算出し、差分の値が所定のしきい値を超えた場合に検出警報を検出ランプ５２に出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の内部に残留している金属を検出するための金属検出装置であって、
前記検査対象物の移動手段と、
前記移動手段の前半に設けられて、移動する前記検査対象物の内部に残留している前記金属を帯磁させる帯磁装置と、
前記移動手段の後半の移動する前記検査対象物に近接した位置に設けられて、内部に残留している前記金属の磁気を検知する検出部と、
該検出部の計測結果から前記検査対象物の内部に残留している前記金属の有無を検出する制御部とを有し、
前記検出部には、前記移動手段により該検出部に近接して移動する前記検査対象物の近傍となるように配設された第１の磁気センサ素子と、前記検査対象物から離れた位置となるように配設された第２の磁気センサ素子とを１組として収納する磁気検知センサが複数配設され、該磁気検知センサは前記金属の検出のため移動する前記検査対象物の移動方向と直交する方向に１列に配置されており、
前記制御部は、それぞれの前記磁気検知センサの前記第１の磁気センサ素子の出力と前記第２の磁気センサ素子の出力の差分を算出し、差分の値が所定のしきい値を超えた場合に金属検出信号を出力する、金属検出装置。
【請求項２】
前記第１の磁気センサ素子と前記第２の磁気センサ素子が、磁気インピーダンスセンサである、請求項１に記載の金属検出装置。
【請求項３】
前記第１の磁気センサ素子と前記第２の磁気センサ素子とは１０〜５０ｍｍ離れて配設されている、請求項１または請求項２に記載の金属検出装置。
【請求項４】
前記磁気検知センサは、互いに１０〜３０ｍｍ離れて１列に配置されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【請求項５】
前記磁気検知センサは、前記検査対象物との近接面を除く全面に磁気シールド材が配設されている筐体に格納されている、請求項１に記載の金属検出装置。
【請求項６】
前記金属検出信号の出力に対応して警報を出力する金属検出警報手段を有する、請求項１に記載の金属検出装置。
【請求項７】
前記検出部の前記検査対象物の進入側に近接して、該検査対象物の前記検出部への進入を検出する近接スイッチが設けられ、前記制御部は前記近接スイッチの動作に基づいて前記検査対象物が前記検出部の磁気検知範囲にあるときのみ前記金属検出信号を出力する、請求項１に記載の金属検出装置。
【請求項８】
前記検査対象物が有形物であり、前記移動手段がベルトコンベヤであり、前記帯磁装置および前記検出部が前記ベルトコンベヤの前記検査対象物が搭載される非磁性のベルトの下面に近接して配置されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【請求項９】
前記帯磁装置が前記ベルトコンベヤで移動する前記検査対象物の上部側にも配置されている、請求項８に記載の金属検出装置。
【請求項１０】
前記検査対象物が有形物であり、前記移動手段がベルトコンベヤであり、前記帯磁装置および前記検出部が、いずれも前記ベルトコンベヤの前記検査対象物が搭載される非磁性のベルトの下面に近接した位置と、前記ベルトコンベヤで移動する前記検査対象物の上部側とに配置されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【請求項１１】
前記検査対象物が非磁性の容器に収納された液体であり、前記移動手段が前記検査対象物を収納した前記容器を垂直の状態で水平方向に移動させる非磁性のコンベヤであり、前記帯磁装置および前記検出部が、それぞれ前記コンベヤ上を移動する前記検査対象物を収納した前記容器の左右に近接するように垂直方向で配置されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【請求項１２】
前記検査対象物が液体であり、前記移動手段は前記液体が内部を流れる非磁性のパイプであり、前記帯磁装置および前記検出部が、それぞれ前記非磁性のパイプの上流側と下流側に、該非磁性のパイプの周囲を取り囲むように近接して配置されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【請求項１３】
前記検査対象物が有形物であり、前記移動手段は前記検査対象物を所定の経路で摺動させることが可能な平面であり、前記帯磁装置および前記検出部が、それぞれ前記平面上を摺動する前記検査対象物の左右に、該検査対象物に近接するように垂直方向で配置されている、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【請求項１４】
前記検査対象物は非磁性の容器に搭載され、該容器が前記平面上を摺動する、請求項１３に記載の金属検出装置。
【請求項１５】
前記検査対象物の移動手段は、金属が検出された前記検査対象物を、主となる移動手段から分岐して移動させる分離手段を有する、請求項１、請求項８、請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載の金属検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属検出装置に関し、特に移動する検査対象物の内部に残留している金属の磁気を磁気センサ素子を用いて連続的に検出できる金属検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、衣料、食品や医薬品等の生産および流通過程で、例えば、縫製針やその折損部、家畜に注射時の針の折損部、原材料への混入物、設備の破損部分の断片などの金属が製品に混入し、その製品の使用時に使用者に損害を与えるといった事例があり、供給元が世界的な範囲に広がるに伴って生産地での管理にも限界があり、安全性の面からもこのような混入物の発見、除去は大きな問題となっていた。この問題に対応するため、混入した金属を対象として、Ｘ線を用いるＸ線金属検査装置（例えば特許文献１参照）、誘導コイル型磁気式検出装置（例えば特許文献２、３参照）、超伝導を応用した超伝導金属検出装置（例えば特許文献４）等が使用されている。
【特許文献１】特開２００２−２１９４２０号公報
【特許文献２】特開平７−１９８８６０号公報
【特許文献３】特開平１０−１１１３６２号公報
【特許文献４】特開２００４−１５１０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
Ｘ線金属検査装置は、空港の手荷物検査などにも用いられているが、設備が大型となり装置費も高価となるので比較的単価の安い衣料、食品等の検査に用いるには設置場所とコストの面で問題がある。誘導コイル型磁気式検出装置は、食品内の金属検出に広く用いられているが、例えば部分肉の残留注射針の検出などに使用された場合には、部分肉自体の有する磁気特性、針の材料であるステンレスまたは鉄の磁気特性、注射針の方向による磁気特性などの関係から磁気式検出装置のディップ位相角と感度設定が難しく、検知精度を上げるために２台の磁気式検出装置を異なった角度で通過させるといったことも行われており、対象によっては検出精度の面で問題がある。超伝導金属検出装置は、近年液体窒素温度で超伝導状態になる高温超伝導材料が開発されたことから、比較的容易に高感度な磁気検出が可能となり、磁気ノイズ発生源が多く連続処理が望まれる食品工場のラインに対する対策も研究されて、ライン上を流れる食肉に対する実用化も検討されているが、超伝導量子干渉素子は低温に保持する必要から装置が大きくなり、設置スペースとコストに制限のある衣料、食品等の検査に用いるには問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、構造が簡単で小型であり、従来の製造ラインにも容易に設置でき、価格も比較的安く消費電力も少ない金属検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の金属検出装置は、
検査対象物の内部に残留している金属を検出するための金属検出装置であって、検査対象物の移動手段と、移動手段の前半に設けられて、移動する検査対象物の内部に残留している金属を帯磁させる帯磁装置と、移動手段の後半の移動する検査対象物に近接した位置に設けられて、内部に残留している金属の磁気を検知する検出部と、その検出部の計測結果から検査対象物の内部に残留している金属の有無を検出する制御部とを有し、検出部には、移動手段によりその検出部に近接して移動する検査対象物の近傍となるように配設された第１の磁気センサ素子と、検査対象物から離れた位置となるように配設された第２の磁気センサ素子とを１組として収納する磁気検知センサが複数配設され、その磁気検知センサは金属の検出のため移動する検査対象物の移動方向と直交する方向に１列に配置されており、制御部は、それぞれの磁気検知センサの第１の磁気センサ素子の出力と第２の磁気センサ素子の出力の差分を算出し、差分の値が所定のしきい値を超えた場合に金属検出信号を出力する。
【０００６】
第１の磁気センサ素子と第２の磁気センサ素子が、磁気インピーダンスセンサであってもよく、第１の磁気センサ素子と第２の磁気センサ素子とは１０〜５０ｍｍ離れて配設されていてもよく、磁気検知センサは、互いに１０〜３０ｍｍ離れて１列に配置されていてもよく、磁気検知センサは、検査対象物との近接面を除く全面に磁気シールド材が配設されている筐体に格納されていてもよい。
【０００７】
金属検出信号の出力に対応して警報を出力する金属検出警報手段を有していてもよく、検出部の検査対象物の進入側に近接して、その検査対象物の検出部への進入を検出する近接スイッチが設けられ、制御部は近接スイッチの動作に基づいて検査対象物が検出部の磁気検知範囲にあるときのみ金属検出信号を出力してもよい。
【０００８】
第１の態様では、検査対象物が有形物であり、移動手段がベルトコンベヤであり、帯磁装置および検出部がベルトコンベヤの検査対象物が搭載される非磁性のベルトの下面に近接して配置されている。さらに帯磁装置がベルトコンベヤで移動する検査対象物の上部側にも配置されていてもよい。
【０００９】
第２の態様では、検査対象物が有形物であり、移動手段がベルトコンベヤであり、帯磁装置および検出部が、いずれもベルトコンベヤの検査対象物が搭載される非磁性のベルトの下面に近接した位置と、ベルトコンベヤで移動する検査対象物の上部側とに配置されている。
【００１０】
第３の態様では、検査対象物が非磁性の容器に収納された液体であり、移動手段が検査対象物を収納した容器を垂直の状態で水平方向に移動させる非磁性のコンベヤであり、帯磁装置および検出部が、それぞれコンベヤ上を移動する検査対象物を収納した容器の左右に近接するように垂直方向で配置されている。
【００１１】
第４の態様では、検査対象物が液体であり、移動手段は液体が内部を流れる非磁性のパイプであり、帯磁装置および検出部が、それぞれ非磁性のパイプの上流側と下流側に、その非磁性のパイプの周囲を取り囲むように近接して配置されている。
【００１２】
第５の態様では、検査対象物が有形物であり、移動手段は検査対象物を所定の経路で摺動させることが可能な平面であり、帯磁装置および検出部が、それぞれ平面上を摺動する検査対象物の左右に、その検査対象物に近接するように垂直方向で配置されている。検査対象物は非磁性の容器に搭載され、その容器が平面上を摺動してもよい。
【００１３】
検査対象物の移動手段は、金属が検出された検査対象物を、主となる移動手段から分岐して移動させる分離手段を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の金属検出装置には、次のような効果がある。即ち、
１）従来検出精度に問題のあった折損した注射針の破片なども検出できる。これは、移動する検査対象物に混入している金属を前段階で帯磁装置により帯磁させたあと、周囲の環境から発生するノイズを除去するために、検出素子である磁気インピーダンス（ＭＩ）センサを２個１組として、それぞれの出力の差分を算出することによりノイズ成分を除去して金属の磁気のみを検出可能としたからである。
２）構造が簡単で小型でありながら、検査対象物に混入している金属を高感度で検知できる。これは、移動する検査対象物に混入している金属を前段階で帯磁装置により帯磁させたあと、検査対象物内の金属が検出可能な範囲内に、検査対象物の進行方向と直交する検査対象物の幅方向で、ノイズを除去して金属の磁気のみを検出できる磁気センサを１列に、水平あるいは垂直に配置しているだけだからである。
３）高性能の金属検出装置を、少ない設置スペースで低コストで設置でき、少ない消費電力で運転できる。これは小型で検出精度の高い磁気インピーダンス（ＭＩ）センサを２個組み合わせてそれぞれの出力電圧の差分を求めることで金属の磁気を検出可能とした検出部を、検出精度を上げるための帯磁装置とともに検査対象物の移動手段と組み合わせて一体としたからである。
４）既存の製造ラインにも容易に設置できる。これは、構造が簡単で小型なので既存の製造ラインのレイアウトを大幅に変更しなくても追加でき、車輪を設ければ移動も容易であるからである。
５）環境における磁気ノイズの影響を受けないで安定した運転ができる。これは磁気インピーダンス（ＭＩ）センサを２個１組として、それぞれの出力の差分を算出することによりノイズ成分を除去し、センサボックスの筐体には、検査対象物との近接面を除く全面に磁気シールド材を配設し、さらに、検査対象物を検知して検査対象物の金属が検出されている時のみ警報の出力を行なうことにしたからである。
６）金属が検出された検査対象物の自動排出装置を設けることにより、金属が検出された検査対象物の選別が容易になることである。これは金属が検出された検査対象物が自動的にラインから排出されるのでラインを停止せずに金属検出検査対象物の選別が可能となるからである。
７）検出素子の各組ごとに検出ランプを設けることにより、金属の検出位置の２次元的な特定が可能となる。これは、検出警報により検査対象物の進行方向における金属位置が把握され、検出ランプ点灯位置により検査対象物の進行方向と直交する方向の位置が把握されるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態の金属検出装置について図面を参照して説明する。先ず各実施の形態に共通な全体構成、帯磁装置、および本発明の金属検出装置の特徴である磁気インピーダンス（ＭＩ）センサ素子を用いた磁気検出センサを有する検出部について説明する。図１は本発明の第１から第５の実施の形態の金属検出装置の模式的ブロック構成図であり、図２はセンサボックスの模式的側面図であり、図３は磁気検知センサの模式的断面図である。
【００１６】
図１に示すように、金属検出装置１０は、それぞれがＭＩセンサ素子３４、３５を有する２個のセンサ部３２、３３を内蔵する磁気検知センサ３１と、複数の磁気検知センサ３１が１列に収納されるセンサボックス３７と、1個以上のセンサボックス３７を有する検出部３０と、帯磁装置４０と、近接スイッチ５３と、移動装置２０と、排除機構６０と、制御部５０を備えた制御盤５１と、各部を支持する架構２４とを備えている。移動装置２０は、第１から第３の実施の形態ではコンベアであり、第４の実施の形態では検査対象物が流れるパイプであり、第５の実施の形態では検査対象物７０がその上を摺動する摺動台である。また排除機構６０は、例えば第１から第３および第５の実施の形態では電気あるいは空気圧で動作するガイドストッパーであり、第４の実施の形態では切り替えバルブが用いられるが、必ずしも設ける必要はない。
【００１７】
帯磁装置４０は、ＭＩセンサ素子３４、３５の検出精度を上げるために、移動装置２０上を移動する検査対象物７０に混入している金属７１を帯磁させるためのものであり、通常永久磁石が用いられる。
【００１８】
近接スイッチ５３は検出部３０の検査対象物７０の進入側近傍に設けられて、検査対象物７０の検出部３０への進入を検知するスイッチであり、検知情報は制御部５０に出力されて、制御部５０では検知情報に基づいて検査対象物７０の検出部３０の通過時間を算出し、その間だけ金属検出信号を検出ランプ５２に出力する。これは、２個のＭＩセンサ素子３４、３５の差分を用いることでノイズを除去したり、センサボックス３７の筐体に磁気シールド材３７ａを設けるなどの手段を用いたりして外部からの磁気ノイズの影響を防止しているが、金属検出装置１０が通常設置される環境には多様な磁気ノイズの発生源があり、かつ移動している発生源もあるので、誤って磁気検知センサ３４で検知されて検出ランプ５２がその度に点灯して混乱を発生させることを防止させるものである。第４の実施の形態には設けられていない。このような誤検知による混乱を防止する役割があるが、近接スイッチ５３がなくても本来の検査対象物７０の金属７１の検出には問題がないので、必ずしも設けなくてもよい。
【００１９】
図２に示すように、近接した検査対象物７０内の金属７１を検出するセンサボックス３７には、検査時に検査対象物７０に近接する複数の磁気検知センサ３１が、一端を筐体から露出して１列に並んで内蔵されている。センサボックス３７の筐体には、検査対象物７０との近接面を除く全面に磁気シールド材３７ａが配設されていることが望ましい。これは磁気検知センサ３１に対する外部の磁気の影響による擾乱を回避するためのものであり、磁気シールド材３７ａとしては、例えばパーマロイ箔、あるいはコバルト系のアモルファス金属箔などを用いることができる。
【００２０】
また、センサボックス３７の表面にそれぞれの磁気検知センサ３１に対応して金属検出を表示する不図示の検出ランプが設けられていれば、検査対象物内において検出された金属の位置を把握しやすいが通常は設けなくてもよく、共通の検出ランプ５２が金属検出装置１０の検査員の見やすい場所に設けられたり、警報音を発生したりしてもよい。
【００２１】
センサボックス３７の長さは、移動する検査対象物７０の全対向面内の金属７１を検出する必要があるので、内蔵する磁気検出センサ３１が検査対象物７０の全対向面をカバーする必要があり、その長さに対応した長さとなり、磁気検知センサ３１間の間隔は、検査対象物７０をセンサボックス３７の磁気検出センサ３１の列と直交する方向に移動させたとき、移動方向と直交する検査対象物７０の全対向面内にある全ての金属７１を検出できる間隔とする必要があり、実験例によれば検査対象物７０の種類にもよるが通常１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の間隔とすることによりその間の検知範囲にある全ての金属７１を検出できる。それによって磁気検知センサ３１の数を決定することができる。
【００２２】
また、磁気検知センサ３１が金属の磁気を検知できる検査対象物７０内の金属７１までの距離は、実験例によれば、検出の精度を高めるためには５０ｍｍ以内にあることが望ましく、それを超える場合は反対面側にもセンサボックス３７を設け両面から検出する必要がある。その場合でも検査対象物７０の厚さは１００ｍｍ以内が望ましい。
【００２３】
磁気検知センサ３１の内部には、図３に示すように、検査対象物７０側に第１のセンサ部３２が、反対側に第２のセンサ部３３が設けられており、信号線３８を経由して制御盤５１内の制御部５０に接続されている。第１のセンサ部３２および第２のセンサ部３３にはそれぞれ磁気を検出するＭＩセンサ素子３４およびＭＩセンサ素子３５が設けられている。また使用条件によっては、磁気検知センサ３１のセンサボックス３７からの露出部に不図示のキャップを設けてＭＩセンサ素子を保護してもよい。
【００２４】
ＭＩセンサ素子３４、３５は磁気インピーダンス（ＭＩ）センサの素子であり、磁気インピーダンス（ＭＩ）センサは、磁気インピーダンス効果を利用して磁気を感知する磁気センサであり、携帯電話のＧＰＳ機能との組合せにより、方位センサとしてロケーション・ベース・サービスに利用されているほか、高感度非接触認識識別や地磁気検知利用、残留磁気検知利用などの用途開発が検討されている。
【００２５】
通常、金属検出機１０の設置される環境には多くの磁気発生源があり、そのノイズの影響を除去しないと正確な金属７１の検出は困難である。磁気検知センサ３１の内部の検査対象物７０と対向する側に第１のセンサ部３２が設けられ、反対側に第２のセンサ部３３が設けられたことにより、金属７１に近接する第１のセンサ部３２のＭＩセンサ素子３４は周囲の磁気ノイズとともに検査対象物７０内の金属７１の磁気を検出し、第２のセンサ部３３のＭＩセンサ素子３５は周囲の磁気ノイズのみを検出する。２つのセンサ素子は近接して設けられているので検知する周囲の磁気ノイズは略同一であると考えられる。２つのセンサ素子が離れるとそれぞれが検知する周囲の磁気ノイズの間に相違が生じ、近すぎると第２のセンサ部３３のＭＩセンサ素子３５までが金属７１の磁気の影響を受ける。２つのセンサ素子３４、３５の間隔は、実験例によれば使用条件に対応して１０〜３０ｍｍとすることが望ましい。従って両センサ素子３４、３５が検知したゲインの差分を制御部５０で算出することによって金属７１の磁気が算出できる。
【００２６】
制御部５０はケーブルでセンサボックス３７と接続されており、電源と信号の入出力が行われ、センサボックス３７のそれぞれの磁気検知センサ３１の第１のセンサ部３２のＭＩセンサ素子３４と第２のセンサ部３３のＭＩセンサ素子３５が検知したゲインの差分を算出し、その値がしきい値を超えると検出信号が出力され、例えば所定の場所に設けられた検出ランプを一定時間点灯させる。検出ランプは点滅でもよく、また警報音を発生してもよい。センサボックス３７の磁気検知センサ３１に対応する位置にそれぞれ検出ランプを設けた場合は、点灯した検出ランプによって検査員は金属７１の位置も知ることができる。また、ここでは上述のように近接スイッチ５３を設けて、被検査物７０が検出部３０を通過している間だけ検出信号が検出ランプ５２に出力されるようにしている。
【００２７】
図４に制御部５０の制御回路ブロック図を示す。第１のセンサ部３２からの出力はハイパスフィルタ８１ａとアンプ８２ａによりろ波増幅されて減算回路８３に入力する。第２のセンサ部３３からの出力もハイパスフィルタ８１ｂとアンプ８２ｂによりろ波増幅されて減算回路８３に入力する。減算回路８３では２入力値の間で減算処理が行なわれ、減算結果はローパスフィルタ８４でろ波されて比較器８５に入力し、正しきい値８６ａ、負しきい値８６ｂと比較され、しきい値を超える場合はパルス発生器８７により警報出力信号が出力される。
【００２８】
次に、本発明の第１の実施の形態の金属検出装置について説明する。図５は第１の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は部分断面側面図である。第１の実施の形態の金属検出装置１１は比較的厚さの薄い検査対象物７０を対象とし、ベルトコンベヤを移動装置２０として、搬送ベルト２１上を移動する検査対象物７０内部の金属７１を検出する。移動装置２０は架構２４に保持され、ベルトコンベヤの搬送ベルト２１はコンベヤ駆動部２２で駆動され、テンションローラ２３によりテンションがかけられている。
【００２９】
図５（ｂ）のｈ1は検査対象物７０の最高高さであり、ここでは使用を予定している磁気検知センサ３１の検出能力に合わせて５０ｍｍとしているが、磁気検知センサ３１の検出能力が向上すれば対応した高さとすることができる。検査対象物７０は図５の左側から搬送ベルト２１に供給され、移動中に金属検出が行なわれて右側から排出される。検査対象物７０は1個づつ人手で供給されてもよく、搬送ベルト２１と連接する供給コンベヤと排出コンベヤが設けられ、自動的に連続して検査が行われてもよい。
【００３０】
搬送ベルト２１の前半部には帯磁装置４０が架構２４に支持されて設けられており、帯磁装置４０の下側には搬送ベルト２１の裏面と対向して下部マグネット４１が、帯磁装置４０の上側には搬送ベルト２１の表面と対向し、表面からｈ1 を超える間隔で上部マグネット４２が設けられている。上部マグネット４２上には金属検出を知らせる検出ランプ５２が設けられているが、検出ランプ５２の位置はここに限定されるものではなく、検査員が視認容易な場所であればよい。
【００３１】
搬送ベルト２１の後半部には、磁気検知センサ３１のＭＩセンサ素子３４が搬送ベルト２１の裏面と近接し、センサボックス３７の磁気検知センサ３１の列が検査対象物７０の移動方向と直交するようにセンサボックス３７が設けられている。また、センサボックス３７の上流側に近接して検出対象物７０の進入を検知する近接スイッチ５３が設けられている。
【００３２】
センサボックス３７の下流の搬送ベルト２１の上面に、排除機構６０が設けられている。電気あるいは空気圧で動作するガイドストッパー６１は常時は搬送ベルト２１上から外れた位置にあり、磁気検知センサ３１が検査対象物７０内の金属７１を検出すると、制御部５０の制御により搬送ベルト２１上まで回転し、金属７１の検出された検査対象物７０を回収ボックス６２に送り込む。自動的に連続して金属検出を行っている場合は運転の自動化のために排除機構６０を設ける必要があるが、検査員が検査対象物７０を移動装置２０に送り込み、検出ランプ５２で金属７１の検出を視認しているような場合は検査員が金属７１の検出された検査対象物７０を取り除けばよいので、特に排除機構６０を設ける必要はない。
【００３３】
以上説明したように、移動装置２０であるベルトコンベヤの搬送ベルト２１の入り口に供給された検査対象物７０は移動装置２０によって送られ、先ず帯磁装置４０の下部マグネット４１および上部マグネット４２の間を通過し、検査対象物７０内に金属７１が混入している場合は金属７１が帯磁し、次のセンサボックス３７に内蔵されている磁気検知センサ３１で金属７１の検出が行われ、金属７１の磁気が検出された場合は検出ランプ５２を点灯させて、検査員が金属７１の検出された検査対象物７０を取り除き、あるいは、排除機構６０を有する場合は排除機構６０が金属７１の検出された検査対象物７０を搬送ベルト２１上から排除する。搬送ベルト２１と連接する供給コンベヤと排出コンベヤの運転に支障のない場合は、金属７１が検知された時点で搬送ベルト２１を停止させることとしてもよい。
【００３４】
ここでは、帯磁装置４０は下部マグネット４１と上部マグネット４２を有することとしているが、強力な下部マグネット４１を使用できたり、検査対象物７０の厚さが薄かったりする場合は上部マグネット４２は設けなくてもよい。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態の金属検出装置について説明する。図６は第２の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は部分断面側面図である。第１の実施の形態の金属検出装置１１では比較的厚さの薄い検査対象物７０を対象としていたが、第２の実施の形態の金属検出装置１２では第１の実施の形態よりも厚さの厚い検査対象物７０を対象としている。第１の実施の形態の金属検出装置１１では図５（ｂ）の検査対象物７０の最高高さｈ1 を５０ｍｍとしていたが、第２の実施の形態の金属検出装置１２では図６（ｂ）の検査対象物７０の最高高さｈ2 を１００ｍｍとしている。それに対応して帯磁装置４０の上部マグネット４２の位置を変更し、搬送ベルト１１の下面にのみ設けられていたセンサボックス３７を搬送ベルト１１の上側にも設けた以外は第１の実施の形態と構成も機能も同じなので、同じ構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００３６】
次に、本発明の第３の実施の形態の金属検出装置について説明する。図７は第３の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は部分断面側面図である。第１の実施の形態の金属検出装置１１、および第２の実施の形態の金属検出装置１２は有形物である検査対象物７０を対象としていたが、第３の実施の形態の金属検出装置１３は、非磁性の液体容器７２に収納された液体を検査対象物７０としている。非磁性の液体容器７２に収納された液体としては、具体的にはガラスのビンやプラスチックのビンに収納された飲料などが対象となるが、アルミニウムは金属であっても非磁性体なので、アルミ缶入りの飲料内の金属の検出にも適用することができる。
【００３７】
図７では、ベルトコンベヤを移動装置２０として、搬送ベルト２１上を移動する液体容器７２に収納された液体である検査対象物７０内部の金属７１を検出することとしているが、移動装置２０はベルトコンベヤに限定されるものではなく、搬送部分が非磁性体であれば、例えばスラットコンベヤ等であってもよい。移動装置２０は架構２４に保持され、ベルトコンベヤの搬送ベルト２１はコンベヤ駆動部２２で駆動され、テンションローラ２３によりテンションがかけられている。
【００３８】
図７（ｂ）のｈ3は検査対象物７０である液体の最高高さであり、帯磁装置４０および検出部３０の高さを変えることによりにより検査対象物７０の高さにあわせて設定できるが、一般に金属７１は液体の上部にはないので、金属７１が混入している可能性のある高さに設定すればよい。一方磁気検知センサ３１の検知能力によって液体容器７２の直径が制限され、ここで使用を予定している磁気検知センサ３１の高い精度が得られる検知能力を５０ｍｍとすると、液体容器７２の直径は１００ｍｍ以内となる。磁気検知センサ３１の検出能力が向上すれば対応した直径とすることができる。
【００３９】
検査対象物７０が収納された液体容器７２は、図７の左側から搬送ベルト２１に供給され、移動中に金属検出が行なわれて右側から排出される。液体容器７２は1個づつ人手で供給されてもよく、搬送ベルト２１と連接する供給コンベヤと排出コンベヤが設けられ、自動的に連続して検査が行われてもよい。
【００４０】
搬送ベルト２１の前半部の両側には、帯磁装置４０の右側マグネット４３および左側マグネット４４が架構２４に支持されて、搬送される液体容器７２に近接するように垂直方向で設けられている。ここでは、右側マグネット４２上には金属検出を知らせる検出ランプ５２が設けられているが、検出ランプ５２の位置はここに限定されるものではなく、検査員が視認容易な場所であればよい。
【００４１】
搬送ベルト２１の後半部の両側には、検出部３０の磁気検知センサ３１のＭＩセンサ素子３４、３５が搬送される液体容器７２に近接するように、架構２４に支持されて、センサボックス３７が垂直方向で設けられている。また、センサボックス３７の上流側に近接して検出対象物７０の進入を検知する近接スイッチ５３が設けられている。
【００４２】
センサボックス３７の下流の搬送ベルト２１の上面に、排除機構６０が設けられている。電気あるいは空気圧で動作するガイドストッパー６１は常時は搬送ベルト２１上から外れた位置にあり、磁気検知センサ３１が検査対象物７０内の金属７１を検出すると、制御部５０の制御により搬送ベルト２１上まで回転し、金属７１の検出された液体容器７２を回収ボックス６２に送り込む。自動的に連続して金属検出を行っている場合は運転の自動化のために排除機構６０を設ける必要があるが、検査員が液体容器７２を移動装置２０に送り込み、検出ランプ５２で金属７１の検出を視認しているような場合は検査員が金属７１の検出された液体容器７２を取り除けばよいので、特に排除機構６０を設ける必要はない。
【００４３】
以上説明したように、移動装置２０であるベルトコンベヤの搬送ベルト２１の入り口に供給された検査対象物７０である液体の入った液体容器７２は移動装置２０によって送られ、先ず帯磁装置４０の右側マグネット４３および左側マグネット４４の間を通過し、液体容器７２に収納された検査対象物７０内に金属７１が混入している場合は金属７１が帯磁し、次のセンサボックス３７に内蔵されている磁気検知センサ３１で金属７１の検出が行われ、金属７１の磁気が検出された場合は検出ランプ５２を点灯させて、検査員が金属７１の検出された液体容器７２を取り除き、あるいは、排除機構６０を有する場合は排除機構６０が金属７１の検出された液体容器７２を搬送ベルト２１上から排除する。搬送ベルト２１と連接する供給コンベヤと排出コンベヤの運転に支障がなく、液体容器７２が転倒しない場合は、金属７１が検知された時点で搬送ベルト２１を停止させることとしてもよい。
【００４４】
金属７１と検査対象物７０の比重の関係から、金属７１が液体容器７２の底部に沈殿している場合には、第１の実施の形態において上部マグネット４２が除かれた金属検出機１１を用いることによっても液体容器７２に収納された検査対象物７０の金属７１を検出することができる。
【００４５】
次に、本発明の第４の実施の形態の金属検出装置について説明する。図８は第４の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は移送パイプの入り口側から見た部分透視側面図である。第１の実施の形態の金属検出装置１１、および第２の実施の形態の金属検出装置１２は有形物である検査対象物７０を対象とし、第３の実施の形態の金属検出装置１３は、非磁性の液体容器７２に収納された液体を検査対象物７０として検査対象としていたが、第４の実施の形態の金属検出装置１４は、非磁性の移送パイプ２５内を流れる流体を検査対象物７０として検査対象としている。非磁性の移送パイプ２５としては、ガラスやプラスチックのパイプが対象となるが、アルミニウムは金属であっても非磁性体なので、アルミパイプも流体内の金属の検出に適用できる。
【００４６】
磁気検知センサ３１の検知能力によって移送パイプ２５の直径が制限され、ここで使用を予定している磁気検知センサ３１の高い精度が得られる検知能力を５０ｍｍとすると、移送パイプ２５の直径は１００ｍｍ以内となる。磁気検知センサ３１の検出能力が向上すれば対応した直径とすることができる。
【００４７】
検査対象物７０である流体は、左側の接続フランジ２６と接続する不図示の供給パイプから移送パイプ２５に供給され、移送パイプ２５内を移動中に金属検出が行なわれて、右側の接続フランジ２７と接続する不図示の排出パイプに排出される。
【００４８】
移送パイプ２５の前半部の外側には、帯磁装置４０の複数のマグネットが移送パイプ２５の外周を取り囲むように環状に配置されている。図８では６個のマグネットが用いられているがこれに限定されるものではない。
【００４９】
移送パイプ２５の後半部の外側には、検出部３０の磁気検知センサ３１のＭＩセンサ素子３４が移送パイプ２５の外周に近接するように、検出部３０の複数のセンサボックス３７が移送パイプ２５の外周を取り囲むように環状に配置されている。図８では６個のセンサボックス３７が用いられているがこれに限定されるものではない。ここでは、一番高い位置にあるセンサボックス３７上に金属検出を知らせる検出ランプ５２が設けられているが、検出ランプ５２の位置はここに限定されるものではなく、検査員が視認容易な場所であればよい。帯磁装置４０の複数のマグネットと検出部３０の複数のセンサボックス３７は不図示の保持部材で移送パイプ２５に保持されている。
【００５０】
図８には示されていないが、接続フランジ２７と排出パイプの間に自動切り替え弁が設けられていて、常時は排出パイプに流体を流しているが、磁気検知センサ３１が検査対象物７０である流体の内部に金属７１を検出すると、制御部５０の制御により自動切り替え弁が一時的に切り替わって、流体の金属７１が検出された部分を他の経路に排出されることが望ましいが、流体の流れを止めて、移送パイプ内の流体を外部に排出するような方法でもよい。
【００５１】
以上説明したように、移動装置２０である移送パイプ２５の接続フランジ２６に接続された供給パイプから移送パイプ２５の入り口に供給された検査対象物７０である流体は移送パイプ２５内を送られて、先ず移送パイプ２５を取り囲んで環状に配置された複数のマグネットの間を通過し、流体内に金属７１が混入している場合は金属７１が帯磁し、次の移送パイプ２５を取り囲んで環状に配置された複数のセンサボックス３７に内蔵されている磁気検知センサ３１で金属７１の検出が行われ、金属７１の磁気が検出された場合は検出ランプ５２を点灯させて、検査員が流体の流れを止めて金属７１の検出された流体部分を取り除き、あるいは、自動切り替え弁が設けられている場合は流路が切り替わって金属７１の検出された流体が排除される。
【００５２】
次に、本発明の第５の実施の形態の金属検出装置について説明する。図９は第５の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。第１の実施の形態の金属検出装置１１、および第２の実施の形態の金属検出装置１２は有形物である検査対象物７０を対象とし、第３の実施の形態の金属検出装置１３は、非磁性の液体容器７２に収納された液体を検査対象物７０とし、第４の実施の形態の金属検出装置１４は、非磁性の移送パイプ２５内を流れる流体を検査対象物７０としていたが、第５の実施の形態の金属検出装置１５は、摺動台２８上を摺動する有形物である検査対象物７０を検査対象としており、検査対象物７０は非磁性のトレイ７３内に載せられていてもよい。検査対象物７０は、検査員によって摺動台２８上を押されて両側に直立している帯磁装置４０とセンサボックス３７の間を摺動することとして説明するが、不図示のプッシャが摺動台２８の入り口側に設けられて検査対象物７０を直接、あるいはトレイ７３に載せられた検査対象物７０を摺動台２８上を摺動させてもよい。小型の検査対象物７０で検査対象数量の少ない場合のコストの低い簡便な金属検査装置として使用される。
【００５３】
図９（ｂ）のｈ5は検査対象物７０の最高高さであり、帯磁装置４０および検出部３０の高さを変えることによりにより検査対象物７０の高さにあわせて設定できる。一方磁気検知センサ３１の検知能力によって検査対象物７０の摺動方向と直交する方向の幅が制限され、ここで使用を予定している磁気検知センサ３１の高い精度が得られる検知能力を５０ｍｍとすると、摺動方向と直交する方向の幅Ｗ1 は１００ｍｍ以内となる。磁気検知センサ３１の検出能力が向上すれば対応した幅Ｗ1 とすることができる。
【００５４】
検査対象物７０、あるいは検査対象物７０が載せられたトレイ７３は、図９の左側から摺動台２８上に供給され、移動中に金属検出が行なわれて右側に押し出される。
【００５５】
摺動台２８の前半部の両側には、帯磁装置４０の右側マグネット４３および左側マグネット４４が摺動台２８に支持されて、摺動する検査対象物７０に近接するように垂直方向に設けられている。ここでは、右側マグネット４２上には金属検出を知らせる検出ランプ５２が設けられているが、検出ランプ５２の位置はここに限定されるものではなく、検査員が視認容易な場所であればよい。
【００５６】
摺動台２８の後半部の両側には、摺動台２８に支持されて、検出部３０の磁気検知センサ３１のＭＩセンサ素子３４、３５が摺動する検査対象物７０に近接するように、センサボックス３７が垂直方向に設けられている。また、センサボックス３７の上流側に近接して検出対象物７０の進入を検知する近接スイッチ５３が設けられている。
【００５７】
図９では、排除機構６０が設けられていないが、センサボックス３７の下流の摺動台２８の上面に、第１の実施の形態で説明したような排除機構６０が設けられていてもよい。この場合、電気あるいは空気圧で動作するガイドストッパー６１は常時は摺動台２８上から外れた位置にあり、磁気検知センサ３１が検査対象物７０内の金属７１を検出すると、制御部５０の制御により摺動台２８上まで回転し、金属７１の検出された検査対象物７０を回収ボックスに送り込む。検査員が検査対象物７０を摺動台２８に載せて摺動台２８を摺動させ、検出ランプ５２で金属７１の検出を視認しているので、検査員が金属７１の検出された検査対象物７０を取り除けばよいので、通常は排除機構６０を設ける必要はない。
【００５８】
以上説明したように、移動装置２０である摺動台２８の入り口側に載せられた検査対象物７０、あるいはトレイ７３に載せられた検査対象物７０は摺動台２８上を押されて摺動し、先ず帯磁装置４０の右側マグネット４３および左側マグネット４２の間を通過し、検査対象物７０内に金属７１が混入している場合は金属７１が帯磁し、次の検出部３０のセンサボックス３７に内蔵されている磁気検知センサ３１で金属７１の検出が行われ、金属７１の磁気が検出された場合は検出ランプ５２を点灯させて、検査員が金属７１の検出された検査対象物７０を取り除き、あるいは、排除機構６０を有する場合は排除機構６０が金属７１の検出された検査対象物７０を摺動台２８上から排除する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１から第５の実施の形態の金属検出装置の模式的ブロック構成図である。
【図２】図１のセンサボックスの模式的側面図である。
【図３】図１の磁気検知センサの模式的断面図である。
【図４】図１の制御部５０の制御回路ブロック図である。
【図５】第１の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図である。（ａ）は上面図である。（ｂ）は部分断面側面図である。
【図６】第２の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図である。（ａ）は上面図である。（ｂ）は部分断面側面図である。
【図７】第３の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図である。（ａ）は上面図である。（ｂ）は部分断面側面図である。
【図８】第４の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図である。（ａ）は上面図である。（ｂ）は移送パイプの入り口側から見た部分透視側面図である。
【図９】第５の実施の形態の金属検出装置の模式的外形図である。（ａ）は上面図である。（ｂ）は側面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０、１１、１２、１３、１４、１５    金属検出装置
２０    移動装置
２１    搬送ベルト
２２    コンベヤ駆動部
２３    テンションローラ
２４    架構
２５    移送パイプ
２６、２７    接続フランジ
２８    摺動台
３０    検出部
３１    磁気検知センサ
３２    第１のセンサ部
３３    第２のセンサ部
３４、３５    ＭＩセンサ素子
３７    センサボックス
３７ａ    磁気シールド材
３８    信号線
４０    帯磁装置
４１    下部マグネット
４２    上部マグネット
４３    右側マグネット
４４    左側マグネット
４５    環状帯磁装置
５０    制御部
５１    制御盤
５２    検出ランプ
５３    近接スイッチ
６０    排除機構
６１    ガイドストッパー
６２    回収ボックス
７０    検査対象物
７１    金属
７２    液体容器
７３    トレイ
８１ａ、８１ｂ    ハイパスフィルタ
８２ａ、８２ｂ    アンプ
８３    減算回路
８４    ローパスフィルタ
８５    比較器
８６ａ    正のしきい値
８６ｂ    負のしきい値
８７    パルス発生器
【図１】
2006098117.tif 000003
【図２】
2006098117.tif 000004
【図３】
2006098117.tif 000005
【図４】
2006098117.tif 000006
【図５】
2006098117.tif 000007
【図６】
2006098117.tif 000008
【図７】
2006098117.tif 000009
【図８】
2006098117.tif 000010
【図９】
2006098117.tif 000011