(57)【要約】【課題】  複数の小さな磁石を配列して、被検査体の金属検出の品質を落とすことなく、安価な磁石によって異物である金属を検出できるようにすることが目的である。【解決手段】  被検査体に磁界を与える磁界発生機構４と、磁界を受けて搬送されてきた被検査体の磁気を検出する磁気センサ５，６とを備え、磁界発生機構は、複数の四角形状の磁石Ｍを含み、複数の磁石が、搬送路の所定幅方向に配列され、搬送路の搬送方向から臨む該所定幅方向の磁界分布が連続するように配列された構成とした。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定幅の搬送路を形成し、被検査体を搬送する搬送機構（２）と、該搬送機構で搬送される被検査体に磁界を与える磁界発生機構（４）と、該磁界を受けて搬送されてきた被検査体の磁気を検出する磁気センサ（５，６）とを備えた金属検出装置において、
前記磁界発生機構は、複数の四角形状の磁石（Ｍ）を含み、前記複数の磁石が、前記搬送路の所定幅方向に配列され、前記搬送路の搬送方向から臨む該所定幅方向の磁界分布が連続するように配列されたことを特徴とする金属検出装置。
【請求項２】
前記複数の各磁石は、長辺と短辺とを含む長四角形の形状であって、同数ずつ搬送路を挟んで相対する磁極が異極性になるように両側に配置され、それぞれの側には、前記長辺を前記所定幅方向に向けて、前記所定幅方向に隣り合う磁石が長辺方向の長さより短い間隔を置いて配列された第１の列と、該第１の列から前記搬送方向に離れて配列され、前記磁石の長辺方向の長さによって、前記第１の列の磁石間の前記間隔を塞ぐ位置に配置された第２の列とが構成されたことを特徴とする請求項１に記載の金属検出装置。
【請求項３】
前記複数の各磁石は、長辺と短辺とを含む長四角形の形状であって、同数ずつ搬送路を挟んで相対する磁極が異極性になるように両側に配置され、それぞれの側には、各長辺を前記所定幅方向に対して角度θだけ傾けて、該所定幅方向に１列になるよう、かつそれぞれの磁石の位置における前記所定幅方向の磁界幅の一部が隣りの磁石の磁界幅と重なるように配列されたことを特徴とする請求項１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、食品等の被検査体に異物として混入されている金属を検出する金属検出装置に係り、特に磁石により被検査体に磁界を与えて、その後に磁気センサで被検査体における残留磁気の有無を検出することによって、異物である金属が含まれているか否かを検査する金属検出装置において、その磁石に安価な構成の磁石を利用できるようにした技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品等の被検査体は、多くは樹脂、紙、或いはアルミ等で包装されており、大きさもさまざまである。したがって、金属検出装置としては、大きい被検査体から小さな検査体までのさまざまな大きさの被検査体を搬送させ、磁化し、金異物としての金属の検出を行う。そのため、搬送されてくる被検査体に対し直流磁界を与える磁石（永久磁石）の長さを、少なくとも予定される被検査体の最大の幅にあったものを用意する必要がある。例えば、包装された食品の異物を検査でするには、大きいものでは約２５ｃｍぐらいの幅の磁石が必要となる。
【０００３】
一般には、搬送機構、例えばベルトで食品を搬送して検査する場合、そのベルトを横切る方向に１本の永久磁石（或いは、ベルトの上と下で２本の磁石）を置いて、被検査体に対して磁界を与えて（着磁）を行って検査している（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２５８３９６号公報（段落〔０００８〕、〔００１１〕、〔００２１〕、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、被検査体の幅に対して１本の長い永久磁石で着磁しようとすると、その磁石は、専用の磁石であり、特別の型、及び作業工程を起こして、製造せざるを得ない。そのような磁石は、入手難であり、かつ高価であるという欠点がある。
【０００６】
これを解決するために、汎用の小さな磁石を接続して長くして用いることも考えられるが、磁石間の極性が原因で互いに反発して接続が困難である。例えば、図７は、搬送機構の幅方向から見た磁石の断面（磁石の長さ方向の断面）図であるが、この図７を基に説明する（特許文献１の図３に相当する。）。図７で、被検査体１は搬送されるベルトコンベア２の上側の磁石Ｍと下側の磁石Ｍは、磁気センサへの影響を無くすために磁界が搬送方向に広がらないように相対する面の極性が異極性になるように配置される。図７では、上の磁石ＭのＮ極と下の磁石ＭのＳ極の間で形成される磁路をベルトコンベア２で搬送される被検査体１が通過する構造にされている。
【０００７】
したがって、これと同じ磁石を磁石の長さ方向（図７の紙面の奥行き方向）に接続しようとしても、Ｓ極とＮ極の双方があるため、反発し合って接続できない。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するものであって、複数の小さな磁石を配列し、しかも複数の磁石から被検査体に与えられる磁界が、配列方向に対して連続するように構成することによって、搬送されてくる被検査体の金属検出の品質を落とすことなく、安価な磁石によって異物である金属を検出できるようにした金属検出装置を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
先ず、用語を定義する。本発明で、長四角形状或いは四角形状には、角が２つの直線的な辺の交差点である場合も、２つの直線的な辺がカーブで結ばれる場合も含む。後者の場合、上記長辺方向の長さは、磁石Ｍの最大長さと直線状の長辺部分の長さとの間のいずれかの長さとなる。上記短辺（幅）方向の長さＨは、磁石Ｍの最大幅と直線状の短辺部分の長さとの間のいずれかの長さとなる。
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、所定幅の搬送路を形成し、被検査体を搬送する搬送機構と、該搬送機構で搬送される被検査体に磁界を与える磁界発生機構と、該磁界を受けて搬送されてきた被検査体の磁気を検出する磁気センサとを備えた金属検出装置において、前記磁界発生機構は、複数の四角形状の磁石を含み、前記複数の磁石が、前記搬送路の所定幅方向に配列され、前記搬送路の搬送方向から臨む該所定幅方向の磁界分布が連続するように配列された構成とした。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記複数の各磁石は、長辺と短辺とを含む長四角形の形状であって、同数ずつ搬送路を挟んで相対する磁極が異極性になるように両側に配置され、それぞれの側には、前記長辺を前記所定幅方向に向けて、前記所定幅方向に隣り合う磁石が長辺方向の長さより短い間隔を置いて配列された第１の列と、該第１の列から前記搬送方向に離れて配列され、前記磁石の長辺方向の長さによって、前記第１の列の磁石間の前記間隔を塞ぐ位置に配置された第２の列となるように構成した。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の各磁石は、長辺と短辺とを含む長四角形の形状であって、同数ずつ搬送路を挟んで相対する磁極が異極性になるように両側に配置され、それぞれの側には、各長辺を前記所定幅方向に対して角度θだけ傾けて、該所定幅方向に１列になるよう、かつそれぞれの磁石の位置における前記所定幅方向の磁界幅の一部が隣りの磁石の磁界幅と重なるように配列された構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１、請求項２もしく請求項３に記載の発明によれば、複数の小さな磁石によって、搬送路の幅方向に連続する磁界を与えることにより被検査体に漏れなく磁界を与えて、異物である金属の有無を検査できる構成であるから、品質を落とすことなく安価な磁石、強いては安価な金属検出装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る磁石を搭載した金属検出装置の概略構造を図１に示す。図１（Ａ）は搬送機構としてのベルトコンベア２を横にみた正面図であり、図１（Ｂ）は、その側面図である。ベルトコンベア２は、ステンレス製の架台３に載置されており、例えば包装された食品を被検査体１として矢印の方向に搬送する。ステンレス製の筐体６は、制御部１２、表示器５等を含む電気回路を収容しており、ベルトコンベア２の側部の架台３に立設されている。
【００１５】
被検査体１は、ベルトコンベア２に搭載され、磁界発生機構としての永久磁石を含む磁化器４によって、直流磁界が与えられて、被検査体１に異物としての金属が含まれていれば、その金属が磁化される。被検査体１は、さらにベルトコンベア２によって搬送方向の下流側に搬送されるが、内部に異物としての磁性体等の金属があれば、前記磁化器４を離れても磁気が残留している。
【００１６】
被検査体１は、略直方体の形状をしたステンレス製の下ヘッド１３に収容されている検出コイル９（磁気センサ）及びベルトコンベア２を挟んで下ヘッド１３に対向する上側の位置にある上ヘッド１０内の検出コイル８（磁気センサ）の間を搬送されることによって、残留磁気が検出される。検出コイル８，９は、差動接続されており、被検査体1に含まれていて磁化器４で磁化された金属の残留磁気を二つのコイルの差電流として検出する。その検出結果は、筐体６に内蔵される制御部１２によって異物としての金属が含まれているか否か判断され、その判断結果が表示器５に出力される。
【００１７】
図２（Ａ）、（Ｂ）は、図１（Ａ）、（Ｂ）において、高さ調整機構１４のつまみ（図１（Ｂ）の外側には、そのつまみだけが見える。）を廻して上ヘッド１０を下ヘッド１３に近づけた状態を示す。したがって、空隙１１が狭くなる。これは、背の低い食品の異物検査を行うために高さ調整機構１４で調整できるようにしたものである。つまり、被被検査体１の高さに応じて、磁気センサ（検出コイル８，９）の感度を適切に調整し、できるだけ感度良く検査しようとするものである。高さ調整機構１４は上ヘッド１０を水平に支える支柱に取り付けられ、その支柱を支える下ヘッド１３に対して、例えば、ギヤ等で上下移動可能にしたものである。そして外側のつまみを回転させることにより調整できるようにしたものである。なお、高さ調整機構１４は、上ヘッド１０の動きに連動して、磁化器４の上下の磁石（図７を参照）間の間隔も連動して調整できるようにしている。できるだけ被検査体１の大きさに応じて大きな磁力で磁化することで、残留磁気を検出する感度を上げるためである。なお、図１，図２における磁気シールド板７は、鉄（F e）、パーマロイ等の強磁性体の材料でなるシールド板であって、検出コイル８，９と外部の磁気結合を防止することによって、検出コイル８，９への雑音の流入を防止している。したがって、これも、上ヘッド１０に固定され、高さ調整機構１４によって、上ヘッドと共に上下する構造にされている。
【００１８】
以下、本発明に係る磁化器４の詳細について説明する。図７は、図１（Ａ）からみた磁石の構造を示す図であって、これについては上記の通りである。図７（或いは図１）の磁化器４を上又は下からみたときの図が、図３又は図４である。図３又は図４のそれぞれの磁石列の対が、ベルトコンベア２を挟んだ上下に、互いに向き合って配置され、かつ向き合ったときの極性が異極になるよう配置されている。
【００１９】
図３（Ａ）は、磁石Ｍが配列されて磁石収容フレーム４ａに収容されている図である。図３（Ａ）で、長辺（長さＬ）と短辺からなる長四角形状の磁石Ｍがベルトコンベア２の幅方向（搬送方向に直交する方向）に配列された第１の列と、それと搬送方向にわずかに離れた磁石Ｍの第２の列が配置されている。各列を構成する磁石Ｍは、図３（Ａ）の断面図である図３（Ｂ）に示すように、磁石収納フレーム４ａ（例えば、アルミ材質）に磁石Ｍの厚さがすっぽり、或いは一部が入るヘコミ（図３（Ｂ）の点線）が設けられて、そのヘコミに磁石Ｍが組み込まれている。第１の列は、隣り合う磁石の間隔Ｓ１が、磁石Ｍの長さＬより短くなるようにされている。そして第２の列の磁石が、搬送方向からみて、第１の列の間隔Ｓ１を埋めるように、かつ両端の一部が第１の列の隣り合う磁石Ｍに重なるように配列されている。磁石Ｍの形状は、いずれも同一寸法であってもよいし、違っても上記の配列方法を採用すれば、同様の作用、効果が生まれる。
【００２０】
したがって、図３（Ａ）の構造の磁石Ｍの配列によって生じる図３（Ａ）の幅方向の磁界分布は連続して発生している。その磁界分布によって、磁界が漏れなく、搬送される被検査体１に与えられ、そこに異物としての金属があれば着磁される。
【００２１】
図４は、図３（Ａ）とは異なる他の磁石配列の例である。前記複数の各磁石Ｍは、長辺（長さＬ）と短辺（長さＨ）からなる長四角形の形状であって、各長辺を前記所定幅方向に対して角度θだけ傾けて、該所ベルトコンベア２の幅方向に１列になるよう、かつそれぞれの磁石の位置における前記所定幅方向の磁界幅＝[長辺方向の長さ（この場合Ｌ）×ｃｏｓθ＋短辺方向の長さ（この場合Ｈ）×ｓｉｎθ]が隣りの磁石の磁界幅と重なるように配列されている。図３（Ｂ）と同様に、図４の各磁石Ｍも磁石収納フレーム４ｂに図４の磁石の位置、寸法に対応したヘコミが設けられ、それに磁石Ｍが組み込まれている。上記、四角形状或いは四角形状には、角がカーブであるものを含む。その場合は、上記長辺の長さＬは、磁石Ｍの最大長さと直線状の長辺部分の長さとの間のいずれかの長さとなる。上記短辺の長さＨは、磁石Ｍの最大幅と直線状の短辺部分の長さとの間のいずれかの長さとなる。
【００２２】
図５，図６を基に、図４の詳細について説明する。図５において、ベルトコンベア２の幅方向の線に対して磁石Ｍは角度θだけ傾けられているが、磁石Ｍの１つ置きの間隔Ｓ２は、その間隔Ｓ２に入る磁石Ｍの幅方向の全長（磁石Ｍの磁界幅）＝Ｌ×ｃｏｓθ＋Ｈ×ｓｉｎθより短くされている。したがって、図５を横、つまり搬送方向からみた場合、図６の磁石が連続するように配置されており、磁界も連続して分布するようにされている。したがって、この場合も、被検査体１に対して、漏れなく着磁させることができる。数値例としては、例えば、磁石Ｍの寸法をＬ＝４５ｍｍ、Ｈ＝２５ｍｍ、厚さ＝１２ｍｍとして角度θ＝４５度、隣り合う磁石Ｍの辺同士の間隔６ｍｍで構成できる。
【００２３】
図３，図４において、磁石は、各磁石収納フレーム４ａ，４ｂに上記したような間隔で組み込まれているので、隣り合う磁石同士が反発し合う、相対する面（辺）がわずかであること、フレームによって固定されていることから、磁石Ｍ同士の反発を避けて、連続した磁界を得ることができる。
【００２４】
なお、磁化器４による被検査体１の磁化は、図７のように行うことで説明してきたが、ベルトコンベア２の上下ではなく、両サイドから行ってもよい。また、着磁力は落ちるが、図７のうち上又は下の一方の磁石でも可能である。この場合は、磁路は、１つの磁石の両側のＳ極とＮ極間で形成されるが、その磁路の広がりを利用して被検査体１を着磁させるように配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る金属検出装置の全体構造を示す図である。
【図２】本発明に係る金属検出装置の全体構造を示す図である。
【図３】磁石Ｍの収納例を示す図である。
【図４】磁石Ｍの他の収納例を示す図である。
【図５】図４の詳細配置を説明するための図である。
【図６】図４の磁石Ｍの配置を横から見た図である。
【図７】磁化器４による被検査体１への着磁を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  被検査体、  ２  ベルトコンベア（搬送機構）、  ３  架台、  ４  磁化器（磁界発生機構）、  ５  表示器、  ６  筐体、  ７  磁気シールド板、  ８  検出コイル（磁気センサ）、  ９  検出コイル（磁気センサ）、  １０  上ヘッド、  １１  空隙
１２  制御部、  １３  下ヘッド、  １４  高さ調整機構、  Ｍ  磁石
【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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