(57)【要約】      （修正有）【課題】搬送ベルトの搬送速度を変化させても、検出センサーの検出感度を変更することなく、検針作業を行える検針機を提供する。【解決手段】金属類の異物が混入した被検出物を搬送する搬送ベルト２００と、搬送ベルトの近傍に設けられ、異物を検出する検出センサー４００とを備えた検針機８００であって、検出センサー４００は、Ｎ極構成部４１１とＳ極構成部４１２とにより磁界Ｂを発生させる磁界発生部４１０と、磁界の変化を検出する検出部４２０とからなり、磁界発生部から発生する磁界の向きは、搬送ベルトの搬送軸Ｐに沿っていることを特徴とする。【選択図】図１
0003203566.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
金属類の異物が混入した被検出物を搬送する搬送ベルトと、
前記搬送ベルトの近傍に設けられ、前記異物を検出する検出センサーとを備えた検針機であって、
前記検出センサーは、磁界を発生させる磁界発生部と、磁界の変化を検出する検出部とからなり、
前記磁界発生部から発生する磁界の向きは、搬送ベルトの搬送軸に沿っていることを特徴とする検針機。
【請求項２】
前記搬送ベルトの速度と、異物に見立てたテストピースを検出した際の検出センサーの検出値との相関関係を示す曲線を記憶する記憶装置を備え、
前記曲線は、略水平となる部分を備えることを特徴とする請求項１に記載の検針機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、例えば縫製品、インテリア製品、食料品、玩具等の製造工程中において混入した縫い針等の金属類を検出する検出センサーを備えた検針機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、様々な検針機が開発されているが、例えば、図５に示す検針機９００が知られている。この検針機９００は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、検針機９００の動作を制御する制御装置等が格納された土台部９１０と、衣類等の被検出物を搬送する搬送ベルト９２０と、被検出物内に混入した金属類の異物（例えば、金属針など）を検出する検出ヘッド９３０とからなる。
【０００３】
この検出ヘッド９３０は、検出センサー９４０を備えた門型形状であり、この検出ヘッド９３０と搬送ベルト９２０との間に検出領域を発生させている。そして、この検出領域へ搬送ベルト９２０によって、衣類等の被検出物が搬送された際に、被検出物内に金属等の異物が存在すると、検出ヘッド９３０内の検出センサー９４０が異物を検出して、検針機９００の使用者に異物の存在を知らせる。この検出センサー９４０は、搬送ベルト９２０の下面に配置された磁界発生部９４１と、検出ヘッド９３０に内蔵された検出部９４２からなる。
【０００４】
次に、図６（ａ）を参照して、検出センサー９４０の詳しい構成について説明する。検出センサー９４０は、搬送ベルト９２０の下面に配置された磁界発生部９４１と、検出ヘッド９３０に内蔵された検出部９４２からなる。磁界発生部９４１は、検出部９４２に向けて直流磁界を発生させるもので、例えば、永久磁石、電磁石等によって構成されている。また、検出部９４２は、コイルＣ及び当該コイルＣの両端に接続された検流器Ｇ又は検圧器Ｇから構成されている。そして、磁界発生部９４１から発生した磁界Ｂは、このコイルＣに対して直角に交わるように貫き、このコイルＣを貫く磁束Φが変化することで電磁誘導現象が起こり、コイルＣの両端に誘導起電力が生じる。この誘導起電力の変化を検圧器Ｇで検出し、又は、この誘導起電力によって流れる誘導電流の変化を検流器Ｇで検出している。このように、金属等の異物を含む被検出物が磁界Ｂ内に進入すると、異物が磁界Ｂを遮断して、コイルＣを貫く磁束Φが変化する。それに伴い、誘導起電力も変化するので、被検出物に異物が含まれている事を検知できるのである。
【０００５】
さて、ここで、誘導起電力（電圧）は、
Ｖ＝−ΔΦ／Δｔ  
（Ｖは誘導起電力、Φは磁束「コイルを貫く磁界の量」、ｔは時間である。）
で求められる。
当該式から、誘導起電力Ｖは、単位時間あたりに変化する磁束Φの変化量に比例することがわかる。
【０００６】
ところで、衣類等の被検出物の検針作業を行う場合、始業前の検出センサー９４０の感度調節が必要である。この感度調節では、まず、金属針等の異物に見立てた、金属製のテストピースＴを様々な速度で搬送して、その速度に対応する誘導起電力Ｖを測定しておく。そして、所定の誘導起電力Ｖの値を閾値Ｙとして設定して、検出センサー９４０の検出感度を設定している。その後、実際の検針作業時に、検出値（誘導起電力Ｖ）が、その閾値Ｙより大きい場合は、被検出物に針等の異物が存在すると判断するのである。
【０００７】
では、この感度調節について、さらに詳しく説明する。図６（ａ）に示すように、磁界発生部９４１から、コイルＣで構成された検出部９４２に向けて直流磁界Ｂが発生しており、この磁界Ｂは一様に均一に分布している（コイルＣ内で磁界Ｂの密度は均一である。言い換えると、コイルＣ内では磁束密度は一定である。）。そして、搬送されてきたテストピースＴは、磁界Ｂに対して略直角に進入する。すると、テストピースＴが進入した瞬間（図６（ａ）のＰＡ地点）に、コイルＣを貫く磁界ＢがテストピースＴに遮断され、磁束Φが変化する。その後、テストピースＴがコイルＣの中心方向（図６（ａ）のＰＢ地点）へ進入していく際は、コイルＣ内では磁界Ｂの密度は均一なので、磁束Φの変化量（言い換えると、テストピースＴによって遮られる磁束の量）は一定となる。そのため、テストピースＴが進入した瞬間（図６（ａ）のＰＡ地点）のみ、単位時間あたりのコイルＣを貫く磁束Φの量が変わり、誘導起電力が生じるのである。
【０００８】
さらに、搬送ベルト９２０の搬送速度Ｓが速くなると、テストピースＴが単位時間あたりに遮る磁束Φの量も増えることから、搬送速度Ｓが速くなるのに比例して誘導起電力Ｖも大きくなる。図６（ｂ）に、搬送速度Ｓを変化させた際の、誘導起電力Ｖの変化を示す。図６（ｂ）に示すように、搬送速度は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５の順に速くなっているが、それに伴って、誘導起電力もＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５と次第に大きくなっているのがわかる。
【０００９】
そして、当該誘導起電力と搬送速度の関係について、横軸に搬送速度Ｓを、縦軸に誘導起電力Ｖをとり、プロットしたものを図６（ｃ）に示す。搬送速度Ｓが大きくなるにつれて、誘導起電力Ｖも比例して大きくなり、右肩上がりの直線Ｘ１を描いている。また、衣類等の被検出物の付属品（ボタンや金具等）についても、同様に、搬送速度Ｓと誘導起電力Ｖの関係を調べておく。その付属品を示す直線はＸ２となる。
【００１０】
そして、ユーザは検針作業を行う前に、検出センサーの感度調節、つまり、閾値Ｙを決定する（又は、検針機が自動で設定する）。具体的には、図６（ｃ）に示すように、速度Ｓ１からＳ３の範囲では、テストピースの直線Ｘ１に沿うように、閾値のグラフＹも右肩上がりの直線として設定している。なお、閾値のグラフＹをテストピースの直線Ｘ１に沿うようにすることで、搬送速度に応じた最適な検出感度を実現できる。
【００１１】
実際の検針時においては、例えば、搬送速度Ｓ１で衣類等の被検出物を搬送する場合、この閾値のグラフＹより、搬送速度Ｓ１に対応する閾値の値はＹ１となる。そして、被検出物を検針した際の検出値（誘導起電力）がこの閾値Ｙ１より低ければ、金属針等の異物が混入していないと判断し（または、検出された物は付属品であると判断する）、一方、検針時の検出値がこの閾値Ｙ１より高ければ、金属針等の異物は混入していると判断するのである。また、搬送速度Ｓ３で衣類等の被検出物を搬送する場合、この閾値のグラフＹより、搬送速度Ｓ３に対応する閾値の値はＹ３となるので、この閾値Ｙ３に検出センサーの検出感度を設定し直してから、検針作業を行うことになる。
【００１２】
このように、搬送速度に応じた最適な検出感度を実現するために、テストピースの直線Ｘ１に沿うように、閾値のグラフＹも右肩上がりの直線としている。そのため、ユーザが、状況に応じて、検針作業時の搬送速度Ｓを変化させると、その搬送速度Ｓに対応した閾値に設定し直して、検出センサーの検出感度を調節しなければならなかった。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】
そこで、本考案は、上記問題に鑑み、搬送ベルトの搬送速度を変化させても、検出センサーの検出感度を変更することなく、検針作業を行える検針機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本考案の検針機は、金属類の異物が混入した被検出物を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの近傍に設けられ、前記異物を検出する検出センサーとを備えた検針機であって、前記検出センサーは、磁界を発生させる磁界発生部と、磁界の変化を検出する検出部とからなり、前記磁界発生部から発生する磁界の向きは、搬送ベルトの搬送軸に沿っていることを特徴とする。
【００１５】
さらに、本考案の検針機は、前記搬送ベルトの速度と、異物に見立てたテストピースを検出した際の検出センサーの検出値との相関関係を示す曲線を記憶する記憶装置を備え、前記曲線は、略水平となる部分を備えることを特徴とする。
【００１６】
本考案に係る特徴によれば、検出センサーの磁界発生部から発生する磁界の向きが、搬送ベルトの搬送軸に沿っているため、検針作業前に行う検出センサーの感度調節の際に、テストピースを検出した検出センサーの検出値（誘導起電力）と搬送速度との相関関係を表すグラフは、略水平部分を備えた曲線となる。そして、最適な検出感度を実現する閾値のグラフは、前記略水平部分を備えた曲線に沿った、水平方向に延びる直線として設定できる（閾値が変化せず、一定である。）。その結果、実際の検針時においては、搬送速度を変化させても、閾値を変更する必要がないので、検出センサーの検出感度を改めて調節する必要がないのである。
【考案の効果】
【００１７】
上記の本考案によれば、搬送ベルトの搬送速度を変化させても、検出センサーの検出感度を変更することなく、検針作業を行える検針機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本考案の検針機の全体斜視図、（ｂ）は当該検針機の平面図であって、検出ヘッド周辺を拡大したもの、（ｃ）は搬送軸における縦断面図であって、検出ヘッド周辺を拡大したもの。
【図２】本考案の検針機のシステム構成の概略図である。
【図３】本考案の検針機の検出センサーの概念図である。
【図４】本考案の検針機の検出センサーで検出した検出値等を示すグラフである。
【図５】（ａ）は本考案の従来技術を示す検針機の全体斜視図、（ｂ）は当該検針機の側面図である。
【図６】（ａ）は図５に示す従来の検針機の検出センサーの概念図、（ｂ）及び（ｃ）は図５に示す検針機の検出センサーで検出した検出値等を示すグラフである。
【符号の説明】
【００１９】
１００        土台部  
２００        搬送ベルト
４００        検出センサー
４１０        磁界発生部
４２０        検出部
Ｂ            磁界
Ｐ            搬送軸
【考案を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本考案の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において参照する各図の形状は、好適な形状寸法を説明する上での概念図又は概略図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは必ずしも一致しない。つまり、本考案は、図面における寸法比率に限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本考案の検針機８００の全体斜視図である。この検針機８００の磁界発生部４１０は、図５に示す従来の検針機９００の検出センサー９４０の磁界発生部９４１とは、構成が異なるが、その他の構成は、基本的に従来の検針機９００と同じである。
【００２２】
検針機８００は、図１（ａ）に示すように、搬送ベルト２００の動作を制御する制御装置等が格納された土台部１００と、衣類等の被検出物を搬送する搬送ベルト２００と、被検出物内に混入した金属類の異物を検出する検出ヘッド３００とからなる。この搬送ベルト２００は、搬送ベルト２００の長手方向に延びる搬送軸Ｐに沿って、前後の任意の方向に駆動できる。
【００２３】
この検出ヘッド３００は、検出センサー４００を備えた門型形状であり、この検出ヘッド３００と搬送ベルト２００との間に、磁界を発生させている。具体的には、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、検出センサー４００は、搬送ベルト２００の下面に配置された磁界発生部４１０と、検出ヘッド３００の内部に配置された検出部４２０からなり、検出部４２０は磁界発生部４１０に相対するように配置されている。そして、磁界発生部４１０は、Ｎ極構成部４１１とＳ極構成部４１２から構成され、このＮ極構成部４１１とＳ極構成部４１２は、搬送軸Ｐに沿って所定の間隔を置いて配置されている。そして、磁界Ｂは、Ｎ極構成部４１１からＳ極構成部４１２に向かって発生しており、磁界発生部４１０と検出部４２０の間の空間に分布しているのがわかる。なお、このＮ極構成部４１１及びＳ極構成部４１２は、永久磁石や電磁石等で構成されている。
【００２４】
次に、図２には、本考案の検針機８００のシステム構成の概略図を示す。主に、本システムは、搬送ベルト２００を任意の方向へ駆動するモータＭと、当該モータＭを制御するモーターコントローラ５００とを備える駆動系システムと、検出部４２０から検出値を読み込むと共に、モーターコントローラ５００に指令を出すメインコントローラ６００と、検出センサー４００の感度調節、及び検出値に基づいて異物の存在を検出する検出処理部７００とからなる。また、不図示であるが、検出処理部７００は、検出センサーの検出値から、異物の有無を判断する処理を実行可能なＣＰＵ（演算装置）と、本処理を実行するためのプログラムを記録したメモリ（記憶装置）を備えている。さらに、ＣＰＵ（演算装置）は、後述する検出センサー４００の感度調節を実行可能であり、メモリ（記憶装置）は感度調節を実行するためのプログラムを記憶している。
【００２５】
では次に、図３を参照して、検出センサー４００の詳しい構成について説明する。図に示すように、Ｎ極構成部４１１から発生した磁界Ｂの大部分はＳ極構成部４１２に向けて、つまり搬送軸Ｐに沿って進んでおり、その途中で、検出部４２０を構成するコイルＣを貫いている。コイルＣを貫く磁界Ｂは、コイルＣの中心周辺（図３のＰＢ地点）では直進し、コイルＣの側方（図３のＰＡ地点）ほど、Ｓ極構成部４１２（隣接する磁界発生部）に向けてより大きく湾曲している。つまり、コイルＣを貫く磁界Ｂの密度（磁束密度）は、コイルＣの中心周辺（図３のＰＢ地点）が最も高く、コイルの側方（図３のＰＡ地点）ほど低くなるのである。
【００２６】
では、ここで、本考案の検針機８００における、検出センサーの感度調節について説明する。なお、感度調節の原理は、従来と基本的に同じである。
【００２７】
まず、図３に示すように、コイルＣを貫く磁界Ｂの密度は、コイルＣの側方ほど低く、コイルＣの中心ほど高い。そのため、テストピースＴが搬送されてきた際に、テストピースＴが遮断する磁束Φの変化量（ΔΦ）は、コイルＣ内の磁界の密度に比例するので、コイルＣの側方（図３のＰＡ地点）から中心（図３のＰＢ地点）にかけて次第に増加する。
【００２８】
ここで、誘導起電力は、
Ｖ＝−ΔΦ／Δｔ  （Ｖは誘導起電力、Φは磁束、ｔは時間である。）
で求められるから、
テストピースＴがコイルＣの側方から中心にかけて次第に移動するにつれて、テストピースＴが単位時間あたりに遮断する磁束の量（ΔΦ）が増加するため、誘導起電力Ｖも増加する。
【００２９】
さらに、図３に示すように、コイルＣの側方から中心に向けて、磁界Ｂの向きが、斜めから垂直へと次第に変化している。そして、テストピースＴが磁界Ｂを遮断した際に生じる誘導起電力Ｖは、テストピースＴと磁界Ｂが水平（角度０度）に交わる場合が最も小さく、垂直（角度９０度）に交わる場合が最も大きい。
つまり、テストピースＴと磁界Ｂとが交わる角度をθとすれば、誘導起電力は、
Ｖ＝−ｓｉｎθ×ΔΦ／Δｔ  （Ｖは誘導起電力、Φは磁束、ｔは時間である。）
となる。
【００３０】
そして、交わる角度θは、コイルＣの側方（図３のＰＡ地点）から中心（図３のＰＢ地点）にかけて次第に大きくなっている（コイルＣの中心では、θ＝９０度となる）。よって、テストピースＴがコイルＣの側方から中心にかけて次第に移動するにつれて、ｓｉｎθの値が大きくなるので、誘導起電力Ｖも大きくなるのである。
【００３１】
上記のように、テストピースＴがコイルＣの側方（図３のＰＡ地点）から中心（図３のＰＢ地点）にかけて次第に移動するにつれて、ΔΦ及びｓｉｎθの値が大きくなるので、誘導起電力Ｖも次第に大きくなる。そこで、図４（ａ）に、テストピースＴを搬送速度Ｓ１で移動させた際の、誘導起電力Ｖの変化を示す。図４（ａ）に示すように、誘導起電力Ｖが、時間の経過と共に、滑らかに次第に大きくなっているのが分かる（最大値はＶ１となっている。）。なお、時間ｔ（ＰＡ）は、テストピースＴがコイルＣの側方（図３のＰＡ地点）を移動した際の時刻、時間ｔ（ＰＢ）は、テストピースＴがコイルＣの中心（図３のＰＢ地点）を移動した際の時刻である。
【００３２】
また、搬送速度Ｓが速くなると、テストピースＴが単位時間あたりに遮る磁束Φの量も増えることから、搬送速度が速くなるのに比例して誘導起電力Ｖも大きくなる。そこで、図４（ａ）に、搬送速度を変化させた際の、誘導起電力の変化を示す。図４（ａ）では、搬送速度は、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５の順に速くなっているが、それに伴って、誘導起電力の最大値もＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５と大きくなっているのがわかる。なお、誘導起電力Ｖは、テストピースが磁界を遮断している期間全体に亘って、滑らかに徐々に増加するので、図に示すように略台形のグラフを描く。
【００３３】
そして、本考案の検針機８００のように、テストピースが滑らかに磁界を遮断していく特性上、搬送速度Ｓをある程度大きくしても、誘導起電力Ｖの変化を示すグラフが、台形形状により近づくだけで、誘導起電力Ｖの最大値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、及びＶ５は、次第に微増するに留まる。
【００３４】
なお、一方の従来技術では、テストピースＴが、均一な密度の磁界に対して垂直に交わるので、図６（ｂ）に示すように、誘導起電力Ｖは、突発的に増加している。
【００３５】
ではここで、横軸に搬送速度Ｓ、縦軸に誘導起電力Ｖをとり、搬送速度と、テストピースの検出値（誘導起電力）との相関関係をプロットしたものを図４（ｂ）に示す。図に示すように、搬送速度と誘導起電力の相関関係を示すグラフは、搬送速度Ｓが大きくなっても、誘導起電力の最大値は微増するに留まるので、略水平部分を備えた曲線（グラフＸ３）を描く。なお、衣類等の被検出物の付属品（ボタンや金具等）の搬送速度と誘導起電力の関係は、従来と同じで、図４（ｂ）のグラフＸ２となる。
【００３６】
そして、ユーザは検針作業を行う前に、検出センサーの感度調節、つまり、閾値を決定する（又は、検針機が自動で設定する）。具体的には、図４（ｂ）に示すように、速度Ｓ２からＳ５の範囲では、閾値のグラフＺは、テストピースのグラフＸ３に沿った、水平方向に延びる直線（つまり、傾きがゼロ）として設定している（閾値がＺ１で変化せず、一定である。）。なお、閾値のグラフＺを、異物に見立てたテストピースのグラフＸ３に沿うように設定することで、より高い精度で実際の異物を検出することができる。そして、テストピースのグラフＸ３は略水平部分（傾きがゼロ、又は傾きが小さい）を備えた曲線であるから、閾値のグラフＺを水平方向に延びる直線（傾きがゼロ）として設定しても、グラフＸ３の水平部分とグラフＺは、ほぼ平行で大きく離れることがないので、高い精度で実際の異物を検出できる効果は、速度Ｓ２からＳ５の範囲では維持されている。なお、グラフＸ３、グラフＸ２、グラフＺは、検出処理部７００のメモリ（記憶装置）に保存している。
【００３７】
実際の検針時においては、例えば、搬送速度Ｓ２で衣類等の被検出物を搬送する場合、この閾値のグラフＺより、搬送速度Ｓ２に対応する閾値の値はＺ１となる。そして、被検出物を検針した際の検出値（誘導起電力）がこの閾値Ｚ１より低ければ、針等の異物は混入していないと判断し（または、検出された物は付属品であると判断する）、一方、検針時の検出値がこの閾値Ｚ１より高ければ、針等の異物は混入していると判断するのである。
【００３８】
また、搬送速度Ｓ３で衣類等の被検出物を搬送する場合、この閾値のグラフＺより、搬送速度Ｓ３に対応する閾値の値は、変化することなくＺ１のままなので、検出感度を設定し直す必要が無く、そのまま引き続き検針作業を行える。これは、搬送速度Ｓ５で衣類等の被検出物を搬送する場合であっても、搬送速度Ｓ５に対応する閾値の値は、変化することなくＺ１のままである。つまり、閾値のグラフＺが、所定の搬送速度の範囲（Ｓ２からＳ５）では、水平な直線で値が一定なので、搬送速度に応じて閾値の値を変化させる必要がなく、感度調節を改めて行う必要がないのである。
【００３９】
このように、本考案の検針機８００によれば、検出センサー４００の磁界発生部４１０から発生する磁界Ｂの向きが、搬送ベルト２００の搬送軸Ｐに沿っている。そのため、検針作業前に行う検出センサー４００の感度調節の際に、テストピースを検出した検出センサーの検出値（誘導起電力）と搬送速度との相関関係を表すグラフＸ３は、略水平部分を備えた曲線となる。そして、最適な検出感度を表す閾値のグラフＺは、グラフＸ３に沿った、水平の直線として設定できる（閾値がＺ１で変化せず、一定である。）。その結果、実際の検針時においては、搬送速度を変化させても閾値を変更する必要がない。つまり、検出センサーの検出感度を変化させなくても、搬送速度の変化に対応できるため、非常に利便性が高いのである。
【００４０】
なお、本考案の検針機は、上記の実施例に限定されず、実用新案登録請求の範囲に記載された範囲、実施形態の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせも本考案の範囲に含むものである。
【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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