(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路に沿って搬送される検査対象物に対して、金属異物を検出する金属異物検出装置であって、
前記搬送路の途中に設けられた帯磁ユニットと、
前記搬送路に沿って前記帯磁ユニットの下流側で間隔をあけて配設された２つの磁気センサと、
前記２つの磁気センサのそれぞれの出力の差分を演算する差分演算部と、
前記差分演算部の演算結果を上限しきい値及び下限しきい値と比較し、前記差分演算部の演算結果が前記上限しきい値を上回ったとき又は前記下限しきい値未満を下回ったときに、金属異物の存在を検出し、金属異物検出信号を出力する判定部と、
を備え、
前記検査対象物は、金型成形装置によって成形される成形品であり、
前記搬送路は、前記射出成形装置から取出された前記検査対象物を外部に搬出する経路であり、
前記判定部は、前記金型成形装置の金型が閉じられた後型開きが開始されるまでの期間内における前記２つの磁気センサのそれぞれの出力に基づいて、金属異物を検出する、金属異物検出装置。
【請求項２】
搬送路に沿って搬送される検査対象物に対して、金属異物を検出する金属異物検出装置であって、
前記搬送路の途中に設けられた帯磁ユニットと、
前記搬送路に沿って前記帯磁ユニットの下流側で間隔をあけて配設された２つの磁気センサと、
前記２つの磁気センサのそれぞれの出力の差分を演算する差分演算部と、
前記差分演算部の演算結果を上限しきい値及び下限しきい値と比較し、前記差分演算部の演算結果が前記上限しきい値を上回ったとき又は前記下限しきい値未満を下回ったときに、金属異物の存在を検出し、金属異物検出信号を出力する判定部と、
を備え、
金属異物検出により前記２つの磁気センサから出力される凸波形部分が、前記差分演算部でより大きな絶対値を持つ演算結果として出力されるように、前記２つの磁気センサが間隔をあけて設けられた、金属異物検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の金属異物検出装置であって、
前記搬送路に沿って断面略円弧状の搬送案内部が設けられ、
前記２つの磁気センサは前記搬送案内部に対応する区間に設けられている、金属異物検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の金属異物検出装置であって、
前記搬送路に沿って間隔をあけて配設された２つの磁気センサが、前記搬送案内部の外周囲に複数組設けられている、金属異物検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成形品等の検査対象物に異物として含まれる金属異物を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用コネクタ部品等の樹脂成形品は、一般的に射出成型機を利用して製造される。この場合、樹脂成形品は、樹脂の加熱溶融、加熱溶融した樹脂の金型内への射出、樹脂の冷却固化、金型開閉による成形品取出、さらに、成形品搬送の各工程を経て製造される。この一連のサイクルは、一般的に、射出成型機の制御ユニットによる制御に基づいて繰返され、作業者がいない状態でも、稼働を継続することが可能である。
【０００３】
しかしながら、樹脂成形品が微小部分を有している場合、例えば、樹脂成形品が複数の極小キャビティを有する自動車用コネクタ部品である場合、成型用の金属ピンの極細化及び長時間使用による金属疲労等が原因で、金属ピン自体が折れてしまう恐れがある。金属ピンが折れてしまうと、樹脂成形品は、金属ピンを含んだ状態で使用されてしまう。また、金属ピンが折れた後に製造される樹脂成形品は、形状不良を生じてしまう。また、この状態を放置していると、最終的に高価な金型も破損に至ってしまう恐れがある。
【０００４】
ここで、樹脂成形品の形状不良を検出する技術としては、樹脂成形品を撮像し、この撮像画像に基づいてパターンマッチング処理を行う技術が考えられる。しかしながら、金属ピンが樹脂成形品内部に残ってしまうような場合には、上記画像処理技術によっては金属ピンの折れを検出することは困難である。
【０００５】
また、金属ピンの折れを検出する技術としては、作業者による樹脂成形品の抜取り目視検査によるものが考えられる。しかしながら、人による目視検査では、微小な金属ピン折れを見逃してしまう恐れが高い。
【０００６】
そこで、成形品への金属異物を検出する技術として、特許文献１に開示のように、成形品が通過する通路の途中に、金属探知コイルを設け、金属探知コイルが作り出す磁場に変化が生じると金属の通過を検出するようにしたものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２６６５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、外界ノイズ（振動ノイズ、地磁気ノイズ等）により誤動作が多発する恐れがある。このため、頻繁に誤検知が生じ、その度に、樹脂成形品を停止させて作業者による検査を行う必要が生じ、生産効率低下の要因となる。これへの対策として、検知レベルを下げた状態で使用すると、微小金属ピンの折れを見逃す可能性があった。
【０００９】
ここで、オフライン工程での検査、即ち、製造された樹脂成形品が搬出された後、外界ノイズが少ない別場所で検査を行うと、誤動作をある程度抑制できる。しかしながら、この場合、金属ピンの折れ発見が遅れるため、樹脂成形品の形状不良発生及び金型破損等に対する対策としては不十分である。
【００１０】
そこで、本発明は、搬送される検査対象物に対して、外界ノイズによる影響を抑制して、金属異物を検出できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、第１の態様に係る金属異物検出装置は、搬送路に沿って搬送される検査対象物に対して、金属異物を検出する金属異物検出装置であって、前記搬送路の途中に設けられた帯磁ユニットと、前記搬送路に沿って前記帯磁ユニットの下流側で間隔をあけて配設された２つの磁気センサと、前記２つの磁気センサのそれぞれの出力の差分を演算する差分演算部と、前記差分演算部の演算結果を上限しきい値及び下限しきい値と比較し、前記差分演算部の演算結果が前記上限しきい値を上回ったとき又は前記下限しきい値未満を下回ったときに、金属異物の存在を検出し、金属異物検出信号を出力する判定部と、を備えたものである。
【００１２】
また、前記検査対象物は、金型成形装置によって成形される成形品であり、前記搬送路は、前記射出成形装置から取出された前記検査対象物を外部に搬出する経路であり、前記判定部は、前記金型成形装置の金型が閉じられた後型開きが開始されるまでの期間内における前記２つの磁気センサのそれぞれの出力に基づいて、金属異物を検出するものである。
【００１３】
上記課題を解決するため、第２に係る金属異物検出装置は、搬送路に沿って搬送される検査対象物に対して、金属異物を検出する金属異物検出装置であって、前記搬送路の途中に設けられた帯磁ユニットと、前記搬送路に沿って前記帯磁ユニットの下流側で間隔をあけて配設された２つの磁気センサと、前記２つの磁気センサのそれぞれの出力の差分を演算する差分演算部と、前記差分演算部の演算結果を上限しきい値及び下限しきい値と比較し、前記差分演算部の演算結果が前記上限しきい値を上回ったとき又は前記下限しきい値未満を下回ったときに、金属異物の存在を検出し、金属異物検出信号を出力する判定部と、を備え、金属異物検出により前記２つの磁気センサから出力される凸波形部分が、前記差分演算部でより大きな絶対値を持つ演算結果として出力されるように、前記２つの磁気センサが間隔をあけて設けられたものである。
【００１４】
第３の態様は、第１又は第２の態様に係る金属異物検出装置であって、前記搬送路に沿って断面略円弧状の搬送案内部が設けられ、前記２つの磁気センサは前記搬送案内部に対応する区間に設けられているものである。
【００１５】
第４の態様は、第３の態様に係る金属異物検出装置であって、前記搬送路に沿って間隔をあけて配設された２つの磁気センサが、前記搬送案内部の外周囲に複数組設けられたものである。
【発明の効果】
【００１６】
第１及び第２の態様に係る金属異物検出装置によると、前記２つの磁気センサのそれぞれの出力の差分を演算し、この演算結果を上限しきい値及び下限しきい値と比較し、前記差分演算部の演算結果が前記上限しきい値を上回ったとき又は前記下限しきい値未満を下回ったときに、金属異物検出信号を出力するため、搬送される検査対象物に対して、外界ノイズによる影響を抑制しつつ、金属異物をより正確に検出できる。
【００１７】
ところで、金型成形装置から発生するノイズは、前記金型成形装置の金型を閉じた後型開きを開始するまでの期間で少ない。そこで、第１の態様のように、前記判定部が、前記金型成形装置の金型が閉じられた後型開きが開始されるまでの期間内における前記２つの磁気センサのそれぞれの出力に基づいて、金属異物を検出することで、金型成形装置からのノイズがより少ない状態で、より正確に金属異物を検出できる。
【００１８】
第２の態様によると、金属異物検出により前記２つの磁気センサから出力される凸波形部分が、前記差分演算部でより大きな絶対値を持つ演算結果として出力されるように、前記２つの磁気センサが間隔をあけて設けられているため、金属異物をより確実に検出できる。
【００１９】
第３の態様によると、検査対象物が搬送案内部を通る位置は安定する。このため、金属異物と磁気センサとの相対的な位置関係が比較的安定し、磁気センサからの出力信号も安定し、金属異物をより正確に検出できる。
【００２０】
第４の態様によると、複数の検査対象物が略同時期に搬送案内部内を通る場合、又は、大型の検査対象物が搬送案内部を通る場合でも、金属異物をより正確に検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、実施形態に係る金属異物検出装置について説明する。図１は本金属異物検出装置４０が金型成形装置２０に適用された例を示す概略図であり、図２は金属異物検出装置４０の要部拡大側面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【００２２】
この金属異物検出装置４０は、金型成形装置２０によって金型成形される樹脂部品である成形品１０を対象として、金属異物を検出する装置として構成されている。もっとも、検査対象物としては成形品１０に限定されず、磁化され難い母材中に金属異物が混入され得る種々の物を検査対象とすることができる。
【００２３】
ここで、金型成形装置２０は、開閉される複数の金型として固定金型２２及び可動金型２４を備えると共に、樹脂射出部２６と金型開閉部２８とを有している。
【００２４】
固定金型２２及び可動金型２４は、開閉自在に設けられており、閉じた状態で固定金型２２及び可動金型２４内に成形品１０を金型成形するための成形空間が形成される。
【００２５】
樹脂射出部２６は、固定金型２２に連結されており、溶融した樹脂を固定金型２２及び可動金型２４内の成形空間に射出可能に構成されている。
【００２６】
金型開閉部２８は、油圧シリンダ又はエアシリンダ等のアクチュエータによって構成されており、固定金型２２に対して可動金型２４を接近及び離隔移動可能に構成されている。この金型開閉部２８の駆動によって、固定金型２２及び可動金型２４の閉鎖及び型開きが行われるようになっている。
【００２７】
また、この金型成形装置２０には、成形品１０を固定金型２２から離型させる突出しピンやこの突出しピンを駆動するピン駆動機構部等が組込まれているが、これらについては図示を省略する。
【００２８】
この金型成形装置２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える一般的なマイクロコンピュータによって構成される金型制御ユニット２９の制御下、成形品１０を成形する諸動作を実行する。なお、この金型制御ユニット２９は、溶融した樹脂を固定金型２２及び可動金型２４内の成形空間に射出した後に、射出完了信号を出力し、後述する判定制御ユニット７０に与える。
【００２９】
具体的には、金型成形装置２０は、金型開閉部２８の駆動により固定金型２２及び可動金型２４を閉鎖した後、樹脂射出部２６から溶融した樹脂を固定金型２２及び可動金型２４内の成形空間に射出する。そして、所定の冷却固化時間経過後、固定金型２２及び可動金型２４内の樹脂が冷却固化されると、金型開閉部２８の駆動により固定金型２２及び可動金型２４を型開きする。そして、型開きした状態で、突出しピンを突出すことで、成形品１０が離型され、固定金型２２及び可動金型２４間から成形品１０が排出されるようになっている。また、上記を繰返すことで、成形品１０が連続的に製造されるようになっている。
【００３０】
このように製造される成形品１０には、自動車用のコネクタ等が挙げられ、そのキャビティ等の微小部分を形成するための金属ピンが含まれる場合がある。本金属異物検出装置４０は、そのような金属ピン等を金属異物として検出する。
【００３１】
また、上記金型成形装置２０からその側方の成形品回収部３８に向けて、搬送コンベア部３０及び搬送案内路３４が設けられている。
【００３２】
搬送コンベア部３０は、一対のローラ３１ａ、一方のローラ３１ａを回転させるモータ３１ｂ及び一対のローラに巻掛けられたベルト部３１ｃとを有しており、上記固定金型２２及び可動金型２４の下方であって離型されて排出された成形品１０を受取り可能な位置から外側方に延びるように配設されている。この搬送コンベア部３０は、モータ３１ｂの駆動によりベルト部３１ｃを循環回転させることによって、金型成形装置２０から排出されてベルト部３１ｃ上に載置された成形品１０を、当該金型成形装置２０の側方に搬送可能に構成されている（Ｐ１参照）。
【００３３】
また、搬送案内部３４は、上記搬送コンベア部３０の下流側下方から成形品回収部３８に向けて下方に傾く姿勢で配設されている。そして、搬送コンベア部３０の下流側に搬送された成形品１０は、搬送案内部３４の上流側端部で受止められ（Ｐ２参照）、自重により搬送案内部３４を滑り落ちて（Ｐ３参照）成形品回収部３８内に回収されるようになっている。
【００３４】
また、搬送案内部３４は、断面略円弧状、つまり、円筒状部材を縦割に２分割したような形状に形成されており、断面略円弧状の周方向中央部分を下方にし、かつ、成形品回収部３８側の端部を下向けに傾斜させた姿勢で設置されている。そして、成形品１０が搬送案内部３４を滑り落ちる際、当該成形品１０は搬送案内部３４内の最下部、即ち、断面略円弧状の周方向中央部分を通るように案内されつつ搬送されるようになっている。
【００３５】
つまり、成形品１０が、上記搬送コンベア部３０から搬送案内部３４を通って成形品回収部３８に至る経路が、金型成形装置２０によって製造された取出された成形品１０を連続的に外部に搬出する搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３として構成されている。
【００３６】
金属異物検出装置４０は、上記搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に沿って連続的に搬送される成形品１０に対して、金属異物を検出する装置として構成されている。
【００３７】
金属異物検出装置４０は、帯磁ユニット４２と、２つの磁気センサである第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６と、検出ユニット５０とを備えている。
【００３８】
帯磁ユニット４２は、上記搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、ここでは、搬送案内部３４による搬送路Ｐ３の途中に設けられている。この帯磁ユニット４２は、電磁石或は永久磁石等により構成されており、搬送路Ｐ３を挟んで対向するように配設されたＮ極部４２ａ及びＳ極部４２ｂを有している。そして、Ｎ極部４２ａとＳ極部４２ｂとの間で、搬送路Ｐ３を横切る磁力線を発生させるようになっている。これにより、帯磁ユニット４２は、搬送路Ｐ３を通過する成形品１０に含まれる金属異物を、帯磁させるように構成されている。なお、帯磁ユニット４２としては、搬送路Ｐ３を横切る磁力線を発生させるものであればよく、Ｎ極部４２ａとＳ極部４２ｂとの配置は上記の例に限られないし、また、Ｎ極部４２ａとＳ極部４２ｂとは、一つの磁石の磁極として構成されていてもよいし、或は、別々の磁石の磁極として構成されていてもよい。
【００３９】
このように、金属異物を帯磁ユニット４２で帯磁させることによって、比較的微小な金属異物をも検出することができる。
【００４０】
第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６は、搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に沿って帯磁ユニット４２の下流側、ここでは、上記搬送案内部３４に対応する区間である搬送路Ｐ１において帯磁ユニット４２の下流側に設けられている。また、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６は、搬送路Ｐ１に沿って間隔をあけて配設されている。
【００４１】
なお、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６は、ベルトコンベア等による別の搬送路に設けられていてもよい。
【００４２】
第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６としては、磁界の強さに応じた検出信号を出力するセンサ、特に、磁気インピーダンス効果(Magneto Impedance effect)を利用した磁気センサ等を用いることが好ましい。ここでは、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６として、磁界の方向及び強さに応じた検出信号を出力するセンサを用いた場合について説明する。
【００４３】
なお、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６の間隔寸法Ｌ１、及び、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６の感磁方向と帯磁ユニット４２による帯磁方向との関係については、後にも説明する。
【００４４】
検出ユニット５０は、上記第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６からの出力信号に基づいて金属異物を検出し、金属異物を検出したときに、金属異物検出信号を出力可能に構成されている。
【００４５】
図５は検出ユニット５０を示すブロック図であり、図５は検出ユニット５０の差分演算部５１を示す回路図である。
【００４６】
この検出ユニット５０は、差分演算部５１と、判定制御ユニット７０とを備えている。上記差分演算部５１は第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６からのそれぞれの出力の差分を演算するように構成されており、判定制御ユニット７０は差分演算部５１の演算結果と上限しきい値及び下限しきい値に基づいて金属異物の存否を判定するように構成されている。
【００４７】
より具体的には、差分演算部５１は、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６のそれぞれの出力電圧の差を増幅する差動増幅回路５２と、差動増幅回路５２からの出力電圧を増幅して出力する増幅回路６０とを備えている（図６参照）。
【００４８】
差動増幅回路５２は、オペアンプ５３と抵抗５４〜５７と、キャパシタ５８，５９とを備えている。オペアンプ５３の反転入力端子（−）は抵抗５４を介して第２磁気センサ４６に接続され、オペアンプ５３の非反転入力端子（＋）は抵抗５５を介して第１磁気センサ４４に接続されると共に抵抗５７を介してグランド接続されている。また、オペアンプ５３の出力端子は、抵抗５６を介して反転入力端子（−）に接続されている。また、オペアンプ５３の＋電源端子は＋Ｖ電源に接続されると共にキャパシタ５８を介してグランド接続され、オペアンプ５３の−電源端子は−Ｖ電源に接続されると共にキャパシタ５９を介してグランド接続されている。そして、差動増幅回路５２は、第１磁気センサ４４からの入力信号電圧と第２磁気センサ４６からの入力信号電圧との差を増幅して出力するように構成されている。
【００４９】
増幅回路６０は、オペアンプ６１と可変抵抗６２と抵抗６３とを備えている。オペアンプ６１の非反転入力端子（＋）は上記オペアンプ５３の出力端子に接続され、オペアンプ６１の反転入力端子（−）は抵抗６３を介してグランド接続されると共に可変抵抗６２の可変端子に接続されている。また、オペアンプ６１の出力端子は、可変抵抗６２の一方の固定端子に接続され、可変抵抗６２の他方の固定端子は抵抗６３を介してグランド接続されている。そして、増幅回路６０は、差動増幅回路５２からの入力電圧を増幅して出力するように構成されている。
【００５０】
判定制御ユニット７０は、上記差分演算部５１の演算結果を上限しきい値及び下限しきい値と比較し、差分演算部５１の演算結果が上限しきい値を上回ったとき又は下限側しきいを下回ったときに、金属異物検出信号を出力する判定部７１ａとしての機能を有している。
【００５１】
より具体的には、判定制御ユニット７０は、ＣＰＵ７１とＲＡＭ７５とＲＯＭ７６とがバス接続された一般的なコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ７１がＲＯＭ７６内に格納されたプログラムを読込んで実行することで、金属異物の有無を判定する判定部７１ａとしての処理を実行する。上記ＲＯＭ７６としては、読み書き可能な不揮発メモリであるフラッシュメモリ等を用いることが好ましい。なお、後述する上限しきい値Ｖmax及び下限しきい値Ｖmin、所定の検査時間Ｔｓは、ＲＯＭ７６内に予め格納されている。
【００５２】
また、この判定制御ユニット７０は、入力部７２、ＡＤ変換部７３、表示部７４及び入出力回路部７７をさらに備えている。
【００５３】
入力部７２は、各種のボタン、マウス、タッチパネル等から構成され、本入力部７２を通じて金属異物検出装置４０に対する諸指示の入力が受付けられる。
【００５４】
ＡＤ変換部７３は、アナログ信号をデジタル信号に変換する回路であり、上記差分演算部５１から入力されるアナログ信号は本ＡＤ変換部７３で所定のサンプリング周期で数値化されたデジタル信号に変換されて内部の判定処理に供される。
【００５５】
表示部７４は、一般的な液晶ディスプレイやランプ等によって構成されており、ＣＰＵ７１による指示に基づいて、本金属異物検出装置４０の動作に係る諸情報、特に、金属異物検出信号に基づく金属異物の検出情報を作業者に報知する可視情報を表示する。
【００５６】
入出力回路部７７は、金型制御ユニット２９と本判定制御ユニット７０との間で信号中継をするインターフェース回路であり、金型制御ユニット２９からの射出完了信号が本入出力回路部７７を介して受付けられるようになっている。
【００５７】
なお、上記差分演算部５１としての差分演算機能が、ＡＤ変換回路を介してアナログ信号として入力された検出信号に対する、ソフトウエアによる処理として実現されるものであってもよい。また、上記判定制御ユニット７０としての判定機能が比較回路等を用いたハードウエアとして実現されていてもよい。
【００５８】
この金属異物検出装置４０の動作について説明する。
【００５９】
図７は搬送路Ｐ３を通過する成形品１０と帯磁ユニット４２と第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６との関係を示す説明図である。
【００６０】
同図に示すように、成形品１０が通過する搬送路Ｐ３において上流側に帯磁ユニット４２が設けられると共に、下流側に第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６が搬送路Ｐ３の方向に沿って間隔をあけて配設されている。ここでは、搬送路Ｐ３の上流側において、搬送路Ｐ３の上方にＳ極部４２ｂが設けられ、下方にＮ極部４２ａが設けられており、上下方向に沿って磁力線Ａ１が通過するように帯磁ユニット４２が設けられている。また、搬送路Ｐ３の下流側において、搬送路Ｐ３の下方に位置して第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６が設けられている。
【００６１】
金属異物１２を含む成形品１０が搬送路Ｐ３の上流側において帯磁ユニット４２に対応する箇所を通過する際、帯磁ユニット４２が発生した磁力線Ａ１によって金属異物１２が帯磁する。これにより、金属異物１２は、磁力線Ａ１の方向に沿って磁化され、同磁化方向の両端部（上端部及び下端部）を磁極とする磁力線Ａ２を発生させる。このように金属異物１２が帯磁した状態のままで成形品１０が下流側に搬送されると、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６は、金属異物１２による磁界の変化に応じた信号を出力する。
【００６２】
図８は金属異物１２が発生する磁力線Ａ２と第１磁気センサ４４との関係を示す図であり、図９は第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形を示す図である。ここで、上記帯磁ユニット４２の磁力線によって、搬送路Ｐ３の方向に対して略直交する方向、より具体的には、金属異物１２は上端をＮ極とし、下端をＳ極とするように帯磁しているとする。また、第１磁気センサ４４は、帯磁方向と略一致し（つまり、上下方向）、磁界の向きが下向きである場合に磁界の強さに応じた負電圧を出力し、磁界の向きが上向きである場合に磁界の強さに応じた正電圧を出力するように配設されているとする。つまり、帯磁方向は搬送方向に対して略直交し、かつ、感磁方向に対して略一致する場合である。
【００６３】
この場合、金属異物１２が第１磁気センサ４４に近づいていくと、第１磁気センサ４４を下向きに貫く磁力線（つまり、下向きの磁界の強さ）が増加する。このため、第１磁気センサ４４からの出力は、負電圧となり、凹波形として表れる（図９のｔａ１前の期間参照）。そして、金属異物１２が第１磁気センサ４４の直上位置にくると、第１磁気センサ４４を下方から上向きに貫く磁力線（つまり、上向きの磁界の強さ）が激増し、つまり、上向きの磁界の強さが大きくなる。このため、第１磁気センサ４４からの出力は、正電圧となり、凸波形として表れる（図９のｔａ１〜ｔａ２期間参照）。この状態から、金属異物１２が第１磁気センサ４４から遠ざかると、第１磁気センサ４４を下向きに貫く磁力線（つまり、下向きの磁界の強さ）が一旦増加した後漸減する。このため、第１磁気センサ４４からの出力は、負電圧となり、凹波形として表れる（図９のｔａ２後の期間参照）。
【００６４】
従って、上記の場合、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出信号は、凹波形と凸波形と凹波形とが連なる波形として出力される。
【００６５】
なお、第１磁気センサ４４の感磁の向きが異なる場合には、凹凸の向きを反対にして同様の波形が出力される。つまり、帯磁方向と第１磁気センサ４４による感磁の方向とが略同一であれば、凹凸を逆にして、上記と同様の検出波形として出力される。
【００６６】
なお、帯磁ユニット４２による帯磁方向と第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６による感磁方向とは一致していることが好ましい。金属異物１２の移動に伴い、帯磁された金属異物１２による第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６の感磁方向への磁界の強さが大きく変動し、従って、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出波形のピーク値がより大きくなるからである。
【００６７】
勿論、第１磁気センサ４４の下流側にある第２磁気センサ４６からも、金属異物１２を第１磁気センサ４４から第２磁気センサ４６へ搬送するのに要する時間分遅れたタイミングで、上記と同様の検出信号が出力される。
【００６８】
図１０（ａ）は第１磁気センサ４４からの出力信号波形の一例を示す図であり、図１０（ｂ）は第２磁気センサ４６からの出力信号波形の反転波形の一例を示す図であり、図１０（ｃ）は上記２つの出力信号波形を重ね合せた例を示す図であり、図１０（ｄ）は２つの出力信号を差分演算した信号波形の一例を示す図である。なお、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）において、第１磁気センサ４４からの出力信号波形を通常太さの実線で、第２磁気センサ４６からの出力信号波形の反転波形を太線で示している。
【００６９】
金属異物１２を含む成形品１０が、搬送路Ｐ３に沿って第１磁気センサ４４に対応する位置を通過する際、図１０（ａ）に示すように、第１磁気センサ４４から当該金属異物１２に応じた信号が出力される。その後、第２磁気センサ４６から当該金属異物１２に応じた信号が出力され、その反転波形は図１０（ｂ）に示すようになる。
【００７０】
ここで、第２磁気センサ４６からの検出信号において金属異物１２に応じた波形が表れるタイミングは、第１磁気センサ４４からの検出信号において金属異物１２に応じた波形が表れるタイミングから、時間ｔｂ１遅れる。従って、第１磁気センサ４４からの検出信号において金属異物１２の検出波形のピーク値が表れるタイミングと、第２磁気センサ４６からの検出信号において金属異物１２の検出波形のピーク値が表れるタイミングとの間には、時間ｔｂ１分のずれが生じる。
【００７１】
時間ｔｂ１は、成形品１０が搬送路Ｐ３に沿って第１磁気センサ４４から第２磁気センサ４６に移動するのに要する時間であり、第１磁気センサ４４と第２磁気センサ４６との間の距離Ｌ１と成形品１０の搬送速度（ここでは、成形品１０の重量、成形品１０と搬送案内部３４との間の摩擦係数、搬送案内部３４の傾き等）によってほぼ一定に決る。
【００７２】
第１磁気センサ４４からの検出信号と第２磁気センサ４６からの検出信号の反転信号とを単純に重ね合せると、図１０（ｃ）に示すようになる。そして、これらの信号を合成すると、即ち、第１磁気センサ４４からの検出信号と第２磁気センサ４６からの検出信号とを差分演算すると、図１０（ｄ）に示すように、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形のピーク値に対応する正のピーク値から、上記時間ｔｂ１分遅れて、第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出波形のピーク値に対応する負のピーク値が表れる信号が得られる。
【００７３】
従って、後述するように、差分演算された信号を、所定の上限しきい値Ｖmax及び所定の下限しきい値Ｖminと比較することで、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出タイミング及び第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出タイミングのそれぞれで、金属異物１２の有無を判定することができる。
【００７４】
ここで、外界ノイズが生じた場合を考える。外界ノイズは、上記金型成形装置２０又はその他の装置、自然界の地磁気を発生要因として、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６の双方に対して、ほぼ同タイミングで同程度の影響を与える。このため、外界ノイズが生じた場合、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に２点鎖線で示すように、第１磁気センサ４４からの検出信号と第２磁気センサ４６からの検出信号とに対して、それぞれ略同タイミングで、かつ、略同様のノイズ波形として表れる。そして、これらの信号を差分演算すると、図１０（ｄ）に示すように、両ノイズ波形は打消され、外界ノイズによる誤検知は抑制される。
【００７５】
ところで、上記のように、帯磁ユニット４２による帯磁方向と第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６による感磁の向きとの相対関係を適宜設定することによって、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６のそれぞれにおいて、金属異物１２の検出波形として、凸部分と凹部分とが連なる波形が表れる。
【００７６】
この場合、図１０（ｃ）と図１０（ｄ）とを比較すればわかるように、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形の凸部分（又は凹部分）と、第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出波形の凹部分（又は凸部分）とが略同時期に表れるようにして、これらを差分演算すれば、金属異物１２による検出波形のピーク値はより大きな値となって表れる。つまり、差分演算結果は、より大きな絶対値を持つ値として出力される。
【００７７】
第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形の凸部分（又は凹部分）が表れる期間と、第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出波形の凹部分（又は凸部分）が表れる期間との関係は、成形品１０が搬送路Ｐ３に沿って第１磁気センサ４４から第２磁気センサ４６に移動するのに要する時間ｔｂ１に応じて決る。そして、この時間は、成形品１０の搬送速度（ここでは、搬送速度は成形品１０の重量、成形品１０と搬送案内部３４との間の摩擦係数、搬送案内部３４の傾き等によって決る）を考慮して、第１磁気センサ４４と第２磁気センサ４６との間の距離Ｌ１を設定することで調整できる。
【００７８】
そこで、金属異物検出により２つの磁気センサ４４，４６から出力される凸波形部分が、差分演算部５１でより大きな絶対値を持つ演算結果として出力されるように（換言すれば、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形の凸部分（又は凹部分）と、第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出波形の凹部分（又は凸部分）とが略同時期に出力されるように）、第１磁気センサ４４と第２磁気センサ４６との間隔寸法Ｌ１を調整して、上記時間ｔｂ１を調整すればよいことになる。このような間隔寸法Ｌ１は、成形品１０の搬送速度（ここでは、成形品１０の重量、成形品１０と搬送案内部３４との間の摩擦係数、搬送案内部３４の傾き等によって決る）に基づく理論的な推測又は実験的に求められ得る。
【００７９】
なお、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形の凸部分（又は凹部分）と、第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出波形の凹部分（又は凸部分）とが略同時期に出力される場合には、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形の凸部分（又は凹部分）が出力される期間と第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出波形の凹部分（又は凸部分）が出力される期間とが部分的に重複する場合を含み、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形の凸部分（又は凹部分）のピークが表れるタイミングと第２磁気センサ４６による金属異物１２の検出波形の凹部分（又は凸部分）のピークが表れるタイミングとが略一致していることが好ましい。
【００８０】
図１１は判定制御ユニット７０における処理を示すフローチャートである。
【００８１】
ステップＳ１において、判定部７１ａは金型制御ユニット２９からの射出完了信号の入力の有無を判定する。ここで、射出完了信号の入力が無いと判断されると、ステップＳ１の処理を繰返し、射出完了信号の入力が有ると判断されると、ステップＳ２に進む。
【００８２】
ステップＳ２では、判定部７１ａは、上記差分演算部５１による演算結果である所定サンプリングタイミングにおける差分演算値を上限しきい値Ｖmaxと比較し、差分演算値が上限しきい値Ｖmaxを上回ると判断されたときに、ステップＳ５に進む。
【００８３】
そして、ステップＳ５において、判定部７１ａは、金属異物検出信号を出力する。金属異物検出信号が出力された場合、表示部７４において金属異物を検出した旨表示するようにしてもよいし、その他ブザー等の発音体によって発報するようにしてもよいし、或は、金型成形装置２０等の動作を停止させるようにしてもよい。
【００８４】
ステップＳ２において、判定部７１ａにより差分演算値が上限しきい値Ｖmaxを上回らないと判断された場合、ステップＳ３に進む。
【００８５】
ステップＳ３では、判定部７１ａは、上記差分演算部５１による演算結果である所定サンプリングタイミングにおける差分演算値を下限しきい値Ｖminと比較し、差分演算値が下限しきい値Ｖminを下回ると判断されたときに、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では上記と同様の処理を繰返す。一方、ステップＳ３において、判定部７１ａにより、差分演算値が下限しきい値Ｖminを下回らないと判断されたときに、ステップＳ４に進む。
【００８６】
ステップＳ３では、判定部７１ａは、射出完了信号入力から所定の検査時間Ｔｓが経過したか否かを判断する。ここで、所定の検査時間Ｔｓが経過していないと判断された場合には、上記ステップＳ２に戻り、順次、所定のサンプリングタイミングにおける差分演算値に対してステップＳ２、ステップＳ３の処理を繰返す。一方、所定の検査時間Ｔｓが経過したと判断された場合、処理を終了する。この検査時間Ｔｓについては後述する。
【００８７】
なお、ステップＳ２及びステップＳ３において、差分演算値と上限しきい値Ｖmax又は下限しきい値Ｖminとが同じである場合、ＹＥＳの場合及びＮＯの場合のいずれの処理に進んでもよい。また、ステップＳ２とステップＳ３とは先後が逆であってもよい。
【００８８】
判定部７１ａにおいて上記処理を実行することで、図１０（ｄ）に示すように、第１磁気センサ４４による検出信号と第２磁気センサ４６による検出信号との差分演算信号の値が、金属異物１２の検出により上限しきい値Ｖmaxを上回り又は下限しきい値Ｖminを下回る場合には、金属異物検出信号が出力されることになる。
【００８９】
図１２は金型成形装置２０のサイクルとノイズ発生サイクルと判定制御ユニット７０による判定タイミングとの関係を示す図である。
【００９０】
上記したように、金型成形装置２０は、金型閉鎖、溶融樹脂の射出、冷却、型開き、突出しピンによる離型という工程を繰返すことで、成形品１０を連続的に製造する。上記サイクルにおいては、可動金型２４の動作及び突出しピンの動作を行う期間で、比較的多くのノイズが生じ、溶融樹脂の射出及び冷却を行う期間ではノイズは少ない。
【００９１】
そこで、判定制御ユニット７０は、金型成形装置２０の固定金型２２及び可動金型２４が閉鎖された後（ｔ１）、型開きが開示されるまで（ｔ３）の期間Ｔ１において、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６からの出力に基づいて金属異物１２の有無の判定を行うとよい。
【００９２】
本実施形態では、判定制御ユニット７０は、金型制御ユニット２９から射出完了信号が入力された後、所定の検査期間Ｔｓにおいて、金属異物１２の有無の判定を行っている。上記所定の検査期間Ｔｓは、金型成形装置２０において射出を完了した時間（ｔ２）に出力される完了信号出力後冷却して型開きを行う前まで（ｔ３）の期間として、予め判定制御ユニット７０に対して設定された値である。
【００９３】
なお、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６は、上記検査期間Ｔｓ（型閉鎖後型開きを開始するまでの期間であればよい）において、成形品１０が第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６に対応する位置を通過する位置に配設されている。このような位置は、搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３における距離や搬送速度等に基づいて、理論的又は実験的に決定され得る。
【００９４】
以上のように構成された金属異物検出装置４０によると、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６のそれぞれの出力の差分を演算しているため、外界ノイズが打消される。そして、この演算結果を上限しきい値Ｖmax及び下限しきい値Ｖminと比較し、差分演算結果が上限しきい値Ｖmaxを上回ったとき又は差分演算結果が下限しきい値Ｖminを下回ったときに、金属異物検出信号を出力するため、外界ノイズによる影響を抑制して、金属異物１２を正確に検出できる。特に、差分演算結果を上限しきい値Ｖmax及び下限しきい値Ｖminの双方と比較しているため、第１磁気センサ４４による検出出力及び第２磁気センサ４６によるによる検出出力の双方に基づいて金属異物１２の有無を判定することができ、より確実に金属異物１２を検出することができる。
【００９５】
特に、金型成形装置２０によって製造された成形品１０を対象として、その製造直後連続的に金属異物１２の有無を検出しているため、金属異物１２の検出後、自動的に又は手動で、金型成形装置２０等の動作を停止させることで、不良品の製造継続を未然に防止し、品質と生産性を向上させることができる。
【００９６】
また、判定制御ユニット７０は、金型成形装置２０において金型が閉鎖された後型開きが行われるまでの期間内における第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６からの出力に基づいて金属異物１２の有無を判定しているため、金型成形装置２０からのノイズがより少ない状態で、より正確に金属異物１２を検出できる。
【００９７】
なお、判定制御ユニット７０は、射出完了信号出力後冷却して型開きを行う前までの期間Ｔｓにおいて、金属異物１２の有無の判定を行っているが、勿論、金型閉鎖を行った後型開きを行うまでの期間に含まれる期間であれば、必ずしも上記期間Ｔｓである必要はなく、また、当該期間の開始条件及び終了条件も上記に限定される必要はない。
【００９８】
また、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６は、金属異物検出により出力される凸波形部分が、差分演算部５１でより大きな絶対値を持つ演算結果として出力されるように、間隔寸法Ｌ１をあけて設けられているため、凸波形部分と凹波形部分とのより大きな差分が差分演算結果として出力される。このため、金属異物１２をより確実に検出できる。
【００９９】
また、搬送案内部３４は、断面略円弧状に形成されているため、成形品１０は搬送案内部３４内で安定した位置を通過する。このため、搬送案内部３４を通過する成形品と第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６との相対的な位置関係が安定する。従って、より少ない磁気センサの数でも、金属異物１２をより確実に検出できる。
【０１００】
なお、上記実施形態では、帯磁ユニット４２による帯磁方向と第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６による感磁方向とが略同一方向である場合について説明したが、必ずしもその必要はない。
【０１０１】
図１３及び図１４は、帯磁ユニット４２による帯磁方向に関する変形例を示す図である。本変形例では、帯磁ユニット４２による帯磁方向が搬送路Ｐ３の方向に一致している。つまり、帯磁方向は搬送方向に対して略一致し、かつ、感磁方向に対して略直交し、また、感磁方向は帯磁方向に略直交する場合である。
【０１０２】
この場合、金属異物１２が第１磁気センサ４４に近づいていくと、第１磁気センサ４４を感磁方向に貫く磁力線が増加し、金属異物１２が第１磁気センサ４４に最接近すると、第１磁気センサ４４を感磁方向に貫く磁力線は皆無になる。そして、金属異物１２が第１磁気センサ４４を通過すると、第１磁気センサ４４を逆の感磁方向に貫く磁力線が増加した後減少に転ずる。このため、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形は、負電圧出力である凹波形の後に正電圧出力である凸波形（或はその逆）に連なる波形として表れる。
【０１０３】
図１４及び図１５は、帯磁ユニット４２による帯磁方向に関する他の変形例を示す図である。本変形例では、帯磁ユニット４２による帯磁方向が搬送路Ｐ３の方向に対して略直交している。つまり、帯磁方向と搬送方向と感磁方向とが相互に略略直交する場合である。
【０１０４】
この場合、第１磁気センサ４４の位置を、搬送路Ｐ３から側方にずらすとよい。これにより、金属異物１２が第１磁気センサ４４に近づいていくと、第１磁気センサ４４を感磁方向に貫く磁力線が増加し、金属異物１２が第１磁気センサ４４に最接近すると、当該磁力線がピークとなり、金属異物１２が第１磁気センサ４４を通過した後は、当該磁力線は漸減している。このため、第１磁気センサ４４による金属異物１２の検出波形は、一つの凸波形（或は凹波形）として表れる。
【０１０５】
これらの場合であっても、上記実施形態と同様にして、金属異物１２を検出することができる。特に、前者の例においては、凸波形と凹波形とが連なるため、上記実施形態と同様に、第１磁気センサ４４と第２磁気センサ４６との間隔寸法を適宜調整することで、それぞれの波形の凸波形部分と凹波形部分との差分を演算して、より確実に金属異物１２を検出することができる。
【０１０６】
なお、上記変形例では、第１磁気センサ４４を例にして説明したが、第２磁気センサ４６についても同様である。
【０１０７】
図１７及び図１８は、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６を、搬送案内部３４の外周囲に複数組（ここでは５組）設けた例を示している。この場合、各組の第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６のそれぞれの検出出力に基づいて、上記実施形態と同様にして、金属異物１２の有無の判定がなされる。
【０１０８】
この変形例によると、成形品１１０が大型である場合でも金属異物１２ａ，１２ｂをより正確に検出できるというメリットがある。すなわち、成形品１１０が大型である場合、その成形品１１０に含まれ得る金属異物１２ａ，１２ｂの位置は、搬送案内部３４内で安定しない可能性がある。例えば、成形品１１０内で上部の片寄った位置に金属異物１２ａが存在する可能性がある。また、例えば、成形品１１０内で下部の片寄った位置に金属異物１２ｂが存在する可能性もある。そこで、搬送案内部３４の外周囲に複数組、第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６を設けておけば、金属異物１２ａ，１２ｂの通過位置に拘らず、いずれかの組の第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６から当該金属異物１２ａ，１２ｂに応じた検出信号が出力され、当該金属異物１２ａ，１２ｂをより確実に検出することができる。
【０１０９】
勿論、上記の第１磁気センサ４４及び第２磁気センサ４６は、搬送路Ｐ３の上方に設けられていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施形態に係る金属異物検出装置が金型成形装置に適用された例を示す概略図である。
【図２】同上の金属異物検出装置の要部拡大側面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】検出ユニットを示すブロック図である。
【図６】検出ユニットの差分演算部を示す回路図である。
【図７】搬送路Ｐ３を通過する成形品と帯磁ユニットと第１磁気センサ及び第２磁気センサとの関係を示す説明図である。
【図８】金属異物が発生する磁力線と第１磁気センサとの関係を示す図である。
【図９】第１磁気センサによる金属異物の検出波形を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）は第１磁気センサからの出力信号波形の一例を示す図であり、図１０（ｂ）は第２磁気センサ４６からの出力信号波形の反転波形の一例を示す図であり、図１０（ｃ）は上記２つの出力信号波形を重ね合せた例を示す図であり、図１０（ｄ）は２つの出力信号を差分演算した信号波形の一例を示す図である。
【図１１】判定制御ユニットにおける処理を示すフローチャートである。
【図１２】金型成形装置のサイクルとノイズ発生サイクルと判定制御ユニットによる判定タイミングとの関係を示す図である。
【図１３】帯磁方向に関する変形例を示す図である。
【図１４】帯磁方向に関する変形例に係る出力波形例を示す図である。
【図１５】帯磁方向に関する他の変形例を示す図である。
【図１６】帯磁方向に関する他の変形例に係る出力波形例を示す図である。
【図１７】第１磁気センサ及び第２磁気センサを、搬送案内部の外周囲に複数組設けた例を示す概略図である。
【図１８】第１磁気センサ及び第２磁気センサを、搬送案内部の外周囲に複数組設けた例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０，１１０  成形品
１２  金属異物
２０  金型成形装置
３４  搬送案内部
４０  金属異物検出装置
４２  帯磁ユニット
４４  第１磁気センサ
４６  第２磁気センサ
５０  検出ユニット
５１  差分演算部
７０  判定制御ユニット
７１ａ  判定部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  搬送路
【図１】
0005131009.tif 000002
【図２】
0005131009.tif 000003
【図３】
0005131009.tif 000004
【図４】
0005131009.tif 000005
【図５】
0005131009.tif 000006
【図６】
0005131009.tif 000007
【図７】
0005131009.tif 000008
【図８】
0005131009.tif 000009
【図９】
0005131009.tif 000010
【図１０】
0005131009.tif 000011
【図１１】
0005131009.tif 000012
【図１２】
0005131009.tif 000013
【図１３】
0005131009.tif 000014
【図１４】
0005131009.tif 000015
【図１５】
0005131009.tif 000016
【図１６】
0005131009.tif 000017
【図１７】
0005131009.tif 000018
【図１８】
0005131009.tif 000019