(57)【要約】  【課題】金属検知器の性能測定、及びその調整等に用いるためのもので、角部分が多いテストピース、及びその製造方法を提供する。  【解決手段】テストピース１は、正立方体の形状にする。テストピース１は、非金属材料のテストピースケース２に固定される。テストピース１は、金属材料で正立方体の形状に加工した後、テストピース１の各辺に応力を加え、又は、テストピース１を焼入れする処理を行う。よって、物理的ストレスや熱応力が掛かって破断が起こった鉄製破片やマルテンサイト変態したステンレス破片等を想定することが可能になった。  【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属検知器の性能測定又は調整に用いるためのテストピースであって、
前記テストピースは、正立方体の形状をしている
ことを特徴とするテストピース。
【請求項２】
請求項１のテストピースにおいて、
前記テストピースは、非磁性体ステンレス又は磁性体の金属材料からなる
ことを特徴とするテストピース。
【請求項３】
請求項２のテストピースにおいて、
前記金属材料は、オーステナイト系ステンレスであり、
前記テストピースを前記正立方体の形状に加工した後、前記テストピースの各辺に応力を加えて前記オーステナイト系ステンレスの結晶を塑性変形させ、弱磁性体化している
ことを特徴とするテストピース。
【請求項４】
請求項２のテストピースにおいて、
前記金属材料は、鉄であり、
前記テストピースを前記正立方体の形状に加工した後、前記テストピースを焼入れしている
ことを特徴とするテストピース。
【請求項５】
金属検知器の性能測定又は調整に用いるためのテストピースを製造するための製造方法において、
前記テストピースは、非磁性体ステンレス又は磁性体の金属材料からなり、正立方体の形状に加工する
ことを特徴とするテストピースの製造方法。
【請求項６】
請求項５のテストピースの製造方法において、
前記金属材料は、オーステナイト系ステンレスであり、
前記加工の後、前記テストピースの各辺に応力を加え、前記オーステナイト系ステンレスの結晶を塑性変形させ、弱磁性体化している
ことを特徴とするテストピースの製造方法。
【請求項７】
請求項５のテストピースの製造方法において、
前記金属材料は、鉄であり、
前記加工の後、前記テストピースを焼入れする
ことを特徴とするテストピースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属検知器の性能測定、及びその調整等に用いられるテストピース、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品、医薬品等の製造過程において、搬送機、洗浄機、攪拌機、切断機、練機、蒸し器等の各種容器や刃物、篩等が金属疲労を受けてめくれ、破断、剥がれ、削れ、欠け等を原因として、その破断片等が製品に異物として入り込む。これらの異物を検知し、排除することが重要であり、安全で保証された製品の生産には欠かせないものである。被検査物に混入した異物を検知する手段として、磁性体金属には電磁波型のセンサーコイル等が利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２には、被検査物に含まれる金属異物をセンサーコイルを用いて検知できる装置を開示している。金属検出器の性能測定、及びその調整には、小型のテストピースを用いている。例えば、特許文献３（段落［０００４］を参照）においては、小金属球のテストピースを用いて、金属検出器の動作を試験している。
【０００４】
センサーコイル等のようなサーチコイル方式の金属検出器は、電磁波を放射して金属異物の内部及び表面に渦状電流を流し、この渦状電流による発生磁界や電流位相等をサーチコイルで検出し、判定している。球体は、表面積や電流断面積が大きくて、他の形状のものと比較して理論上検出しやすい。加えて、テストピースが、球形の形状をしていると、テストピースのどの方向からでも同一の感度で検出ができる。
【０００５】
つまり、金属検出器のセンサの指向性が現れなくなる。そのために、サーチコイル方式の金属検出器は、球形のテストピースを用いてその性能の比較、及び金属検出器の調整を行っている。更に、テストピースの一例としてベアリング球等の市販品が多く出回っており、作りやすく、手に入りやすく、価格も安い。
【０００６】
同様に、Ｘ線異物探知機等のテストピースとしても球体形状のものが用いられている。その理由も、球体形状は細線や薄板よりもＸ線吸収が大きくて見つけやすいことや検査感度に方向性がないためである。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００３／０２７６５９号広報
【特許文献２】特願２００３−４２７８５５号
【特許文献３】特開２００２−０３１５６７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、テストピースは球体の形状をしていると、検出しやすい、センサ感度の方向性がなく、更に、低価格である等とさまざまな利点がある。しかしながら、食品や工業製品等に混入する異物は、針状、削り屑、摩耗等で発生したバリ片、疲労破壊による割れ、欠け等全く形状が予測できない不定形の異物である。特に、ステンレスの異物には、テストピースで用いられているような球体が混入することは考えられない。市販のベアリングの転動球は焼入れを行うため全て鋼製である。
【０００８】
上述のように球体のテストピースを用いて、金属検出器の性能を設定した場合、金属異物検知器では実際の不定形異物の検出が出来ないことがある。仮に、金属検知器で直径２ｍｍの球体が検出できたとする。この金属検知器は、径０．５ｍｍ長さ２ｍｍの線材や厚さ０．５ｍｍ、幅と長さ共に２ｍｍ（０．５×２×２ｍｍ）の薄板、径３ｍｍのスプリングワッシャー等が検出できるという保証はない。その理由は、不定形の線材や薄板等は渦状電流が流れる断面積が、球形に比較して小さいため、この渦状電流による発生磁界や電流位相等をサーチコイルで検出できなくなる。
【０００９】
また、スプリングワッシャー等の場合は、全体の面積が大きくても電流の経路が断たれ、渦状電流が発生する面積は小さい。スプリングワッシャーに流れる渦状電流による発生磁界や電流位相等は小さくサーチコイルで検出できなくなる。このように球体のテストピースで、金属検知器の調整を行うと、方向性を持つ不定形の金属異物が、金属検知器をすり抜けて消費者に届くことになる。
【００１０】
本発明は上述のような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、不定形異物を想定した角部分が多いテストピース、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明１のテストピースは、金属検知器の性能測定又は調整に用いるためのテストピースであって、正立方体の形状をしていることを特徴とする。
【００１２】
本発明２のテストピースは、本発明１において、前記テストピースは、非磁性体ステンレス又は磁性体の金属材料からなると良い。
【００１３】
本発明３のテストピースは、本発明２において、前記金属材料は、オーステナイト系ステンレスであり、前記テストピースを前記正立方体の形状に加工した後、前記テストピースの各辺に応力を加えて前記オーステナイト系ステンレスの結晶を塑性変形させ、弱磁性体化していると良い。
【００１４】
本発明４のテストピースは、本発明２において、前記金属材料は、鉄であり、前記テストピースを前記正立方体の形状に加工した後、前記テストピースを焼入れしていると良い。
【００１５】
本発明５のテストピースの製造方法は、金属検知器の性能測定又は調整に用いるためのテストピースを製造するための製造方法において、前記テストピースは、非磁性体ステンレス及び／又は磁性体の金属材料からなり、正立方体の形状に加工することを特徴とする。
【００１６】
本発明６のテストピースの製造方法は、発明５のテストピースの製造方法において、前記金属材料は、オーステナイト系ステンレスであり、前記加工の後、前記テストピースの各辺に応力を加え、前記オーステナイト系ステンレスの結晶を塑性変形させ、弱磁性体化していると良い。
【００１７】
本発明７のテストピースの製造方法は、発明５のテストピースの製造方法において、前記金属材料は、鉄であり、前記加工の後、前記テストピースを焼入れすると良い。
【００１８】
上述のテストピース、及びその製造方法においては、前記テストピースの各辺に応力を加え、又は焼入れを行うことで、次のような異物に対応することができる。
【００１９】
金属検知器で検査をしている被検出物には、オーステナイト系ステンレスがマルテンサイト変態をしている金属異物が含まれることがある。そのために、前記テストピースの各辺に応力を加えると、オーステナイト系ステンレスの結晶が塑性変形してマルテンサイト変態する様態を想定することが可能になる。
【００２０】
金属検知器で検査をしている被検出物に、焼入れを行った金属材料からできている金属異物が含まれることがある。そのために、前記テストピースを焼入れして、物理的ストレスや熱応力が掛かって破断等が起こった金属異物を想定することが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によると、次の効果が奏される。
本発明のテストピースは、正立方体の形状にすることで、バリや角等の不定形の異物を想定した角が多い形状になった。
【００２２】
本発明のテストピースは、その各片に応力を掛け塑性変形させることで、オーステナイト系ステンレス材料がマルテンサイト変態したことを想定することが可能になった。
【００２３】
本発明のテストピースは、鉄から作られ、焼入れすることで、物理的ストレスや熱応力が掛かって破断等が起こった異物が混入することを想定することが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の最良の実施の形態の概要を説明する。図１には、本発明の最良の実施の形態のテストピース１の概要を図示している。図２には、本発明の最良の実施の形態のテストピースケース２の概要を図示している。テストピース１は、正立方体の形状をしている。テストピース１は、バリや角等の多い不定形の異物を想定し、角が多い形状になっている。テストピースケース２は、細長い板状の形状をしている。
【００２５】
例えば、テストピースケース２は、幅３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍの寸法である。テストピースケース２は、非金属の材料からできている。非金属の材料としては、例えば、ＭＣナイロン（登録商標）等のポリアミド系合成高分子や塩化ビニル等が掲げられる。テストピースケース２の中央部分をくり貫き、穴３をあけている。穴３には、テストピース１を固定している。テストピース１は、幅１ｍｍの真四角の辺を有する正立方体である。
【００２６】
テストピース１は、金属材料からできている。例えば、テストピース１は、ステンレス、鉄等の金属材料からできる。図２（ａ）は、テストピースケース２の上面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のテストピースケース２のＡ−Ａ断面の断面図である。穴３は、接着剤等で充満され、その中にテストピース１を固定している。穴３の形状は、図２に図示したような形状に限定されるものではなく、テストピース１をその中に入れて固定できるものならどのような形状でも良い。
【００２７】
テストピース１は、更に、検知する異物を想定して、応力の付加や、焼入れ等の処理をすることが望ましい。例えば、マルテンサイト変態したステンレス破片を想定する場合を説明する。テストピース１は、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレスで作り、正立方体に加工した後、その各片に応力を掛け塑性変形させる処理をすることが好ましい。図１に図示した矢印は、テストピース１の各片に応力を掛ける様子を示すものである。テストピース１の各辺に応力を加えると、オーステナイト系ステンレスの結晶が塑性変形してマルテンサイト変態する。
【００２８】
また、鉄の場合は、物理的ストレスや熱応力が掛かって破断等が起こって異物が混入することを想定して、正立方体に加工した後、焼入れを行う処理をすることが好ましい。この応力の大きさや焼入れ温度、時間等はテストピースのサイズでそれぞれ異なる。このようにして作った正立方体のテストピースを、比透磁率換算電圧計で電圧測定をして確認をすることが好ましい。
【００２９】
比透磁率換算電圧計は、中が空の非金属製パイプの穴から、自由落下でテストピース１を落として測定する機器である。比透磁率換算電圧計の測定原理は、非金属製パイプの中を自由落下で通過する際、非金属製パイプの外側を巻いたコイルに誘起される電圧を電圧計で測定するものである。電圧計で測定した値から、テストピース１の比透磁を求める。比透磁率換算電圧計は、受信した信号を増幅するための信号増幅器を内蔵し、信号増幅器のゲイン調整用の切替えスイッチも有する。
【００３０】
テストピース１は、テストピースケース２には、接着剤等の固定手段によって固定される。テストピース１は、テストピースケース２に固定される方法は、本発明の趣旨ではないのでその詳細な説明は省略する。接着剤は、テストピース１をテストピースケース２に固定できればどのような種類のものでも良い。接着剤は、テストピース１を検知するときの磁界に影響を与えない素材、特に、非金属成分からなる素材のものであることが望ましい。
【００３１】
テストピースケース２は、上述の寸法に限るものではない。被検知想定している異物と同等ぐらいの大きさをすれば、上述の寸法に限らない。テストピースケース２は、異物を検知するとき、異物の有無を判定するホトセンサ等の光を遮ることが出来る不透明でセンサに検知されるような大きさであれば良い。更に、テストピースケース２をワーク（検査製品）の中に挿入したり上に置いたりして検査することもできる。
【００３２】
テストピース１を有するテストピースケース２は、Ｘ線探知機等のテストピースとしても用いることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、金属異物を検知する装置に利用すると良い。特に、食品、医薬品、塗料等の製造分野に利用されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の最良の実施の形態のテストピース１の概要を図示している図である。
【図２】図２は、本発明の最良の実施の形態のテストピースケース２の概要を図示している図であり、図２（ａ）はテストピースケース２の上面図、図２（ｂ）はテストピースケース２の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…テストピース
２…テストピースケース
【図１】
2007047086.tif 000003
【図２】
2007047086.tif 000004