(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性体金属と磁性体金属それぞれに反応して金属反応信号を発生する金属反応信号発生回路、
前記金属反応信号を磁性体金属に応じた位相に弁別する第１位相弁別器、
前記金属反応信号を非磁性体金属に応じた位相に弁別する第２位相弁別器、
前記第１位相弁別器により弁別された磁性体金属による金属反応信号レベルを、所定の判定レベルと比較して比較結果を出力する第１比較手段、
前記第２位相弁別器により弁別された非磁性体金属による金属反応信号レベルを、所定の判定レベルおよび前記所定の判定レベルよりも信号レベルの高い第2の所定の判定レベルと比較して比較結果を出力する第２比較手段、並びに
前記第１および第２比較手段の比較結果を基に、非磁性体金属品の欠品の有無、非磁性体金属品数の適否および磁性体金属の混入の有無を確認し、前記製品の合否判定を行なう判定手段とを備えた金属検出機を用いて、
非磁性体金属を必要金属として含み、かつ磁性体金属を不要金属として含む可能性のある製品を検査し、非磁性体金属の欠品、非磁性体金属品数の過剰または磁性体金属の混入が確認されたとき、当該製品を排除することからなる製品検査方法。
【請求項２】
非磁性体金属を必要金属として含み、かつ磁性体金属を不要金属として含む可能性のある製品を磁界中に通過させ、製品に非磁性体金属および/または磁性体金属が含まれているとき、非磁性体金属と磁性体金属それぞれに反応して金属反応信号を発生する金属反応信号発生回路、
前記金属反応信号を磁性体金属に応じた位相に弁別する第１位相弁別器、
前記金属反応信号を非磁性体金属に応じた位相に弁別する第２位相弁別器、
前記第１位相弁別器により弁別された磁性体金属による金属反応信号レベルを、所定の判定レベルと比較して比較結果を出力する第１比較手段、
前記第２位相弁別器により弁別された非磁性体金属による金属反応信号レベルを、所定の判定レベルおよび前記所定の判定レベルよりも信号レベルの高い第2の所定の判定レベルと比較して比較結果を出力する第２比較手段、並びに
前記第１および第２比較手段の比較結果を基に、非磁性体金属品の欠品の有無、非磁性体金属品数の適否および磁性体金属の混入の有無を確認し、前記製品の合否判定を行なう判定手段とを備えた金属検出機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製品に含まれる金属の有無または量を検出する金属検出機、および該金属検出機を用いる製品検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、金属検出機は、製品に含まれるべきでない不要金属の混入、または製品に含まれるべき必要金属品の欠品を検出するものであり、磁界中に製品を通過させ、製品に金属が含まれているとき、その金属に反応して金属反応信号を発生する金属反応信号発生回路と、この金属反応信号の信号レベルを、判定レベルと比較し、その比較結果に基づいて、不要金属の混入または必要な金属品の欠品を判定する判定手段とを備えている。
【０００３】
例えば、製品が袋詰めされたインスタントラーメンでアルミ製のスープ袋が含まれているような食品の場合、従来の金属検出機は不良品とすべき対象によって以下の▲１▼または▲２▼の動作を行う。
▲１▼金属反応信号の信号レベルが不要金属の混入の検出基準である第１判定レベルを超えている場合、食品に不要な鉄片のような金属が混入していると判断して不良品とする。
▲２▼金属反応信号の信号レベルが必要金属品の検出基準である第２判定レベル未満である場合、食品に必要なアルミ製のスープ袋（金属品）が欠品になっていると判断して不良品とする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、金属検出機の判定レベルは単一であり、必要金属品の欠品は検出できても不要金属が混入している不良品は検出できなかった。つまり、従来、製品中の不要金属の混入と必要金属品の欠品の検出を、１台の金属検出機で同時に実現することができなかった。一方、判定レベルの異なる金属検出機を２台併置させると、省スペース化および低コスト化が図れない。
【０００５】
また、上記金属検出機において、必要金属品が１袋であるか否かを検出する場合、上記のように判定レベルが単一であることから、必要金属品の有無の検出しかできず、必要金属品が製品中に２つ以上入った場合の排除ができなかった。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決して、製品中の必要金属の欠品の有無、不要金属の混入の有無、さらには、必要金属の量の適否を1台で判定することができる金属検出機、およびかかる金属検出機を用いた検査方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の一構成に係る金属検出機は、磁界中に製品を通過させ、製品に磁性体金属と非磁性体金属が含まれているとき、それぞれの金属に反応して金属反応信号を発生する金属反応信号発生回路と、磁性体金属と非磁性体金属による前記金属反応信号の入力に対して適切な出力を得るための1台の位相弁別器、前記位相弁別器からの金属反応信号の信号レベルを、複数設けられた判定レベルと比較し、その比較結果に基づいて、製品中の非磁性体金属の欠品の有無と磁性体金属の混入の有無を確認し、製品の合否判定を行なう判定手段とを備えている。
【０００８】
上記金属検出機によれば、金属反応信号に対して複数の判定レベルを設けているので、判定手段は金属反応信号の信号レベルの大きさに応じて複数の判定を同時にできるから、製品中の必要金属の欠品の有無と不要金属の混入を判定することできる。
【０００９】
本発明の他の構成に係る金属検出機は、磁界中に製品を通過させ、製品に金属が含まれているとき、その金属の材質に反応して金属反応信号を発生する金属反応信号発生回路と、前記金属反応信号を金属の材質に応じた位相ごとに弁別する複数の位相弁別器と、前記位相ごとに弁別された各金属反応信号の信号レベルを、その位相に応じて設けられた判定レベルと比較して、各比較結果を出力する複数の比較手段と、前記各比較結果に基づいて、製品中の不要金属の混入の有無、必要金属の欠品の有無と、さらには、必要金属について、過剰かどうかを判定する判定手段とを備え、前記金属の量の適否を判定する判定手段に対応する比較手段には、前記判定レベルが複数設定されている。
【００１０】
上記金属検出機によれば、金属反応信号を金属の材質に応じた位相ごとに弁別し、その位相に応じて判定レベルを設けるとともに、金属の量の適否を判定する判定レベルについては複数設けているので、判定手段は金属の種類に応じて設けた判定レベルにより複数の判定を同時にできるから、製品中の不要金属の混入と必要金属の欠品と、さらには、必要金属の過剰とを同時に精度良く判定することができる。
【００１１】
上記金属検出機を用いて、不要金属が混入するか、または、必要金属が欠品するか、さらにまた、必要金属が必要以上に入っている場合には、製品は判定手段により不合格とされ、排除される。
【００１２】
本発明に係る金属検出システムは、食品からなる製品を搬送するコンベヤと、前記コンベヤで搬送される食品に含まれる金属を検出する上記の金属検出機とを備えているので、食品に含まれる金属をコンベヤで搬送しながら検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明の第１実施形態に係る金属検出機を用いた金属検出システムの構成図を示す。本システムは、製品ＰをコンベヤＣで搬送して生産を行う生産ラインに金属検出機１を配置したものであり、この金属検出機１により、製品ＰをコンベヤＣで搬送しながら製品Ｐに含まれる金属の検出を行う。
【００１４】
上記金属検出機１は、コンベヤＣによる搬送路に磁界Ｅを付加し、その磁界Ｅ中に製品Ｐを通過させ、製品Ｐに金属が含まれていると、その金属に反応して金属反応信号を発生する金属反応信号発生回路２と、上記金属反応信号を所定位相に弁別する位相弁別器１２と、複数の、例えば、２つの判定レベルｄ１，ｄ２を設定するレベル設定手段３と、上記金属反応信号の信号レベルを、複数の判定レベルｄ１，ｄ２と比較し、その比較結果に基づいて、製品Ｐ中の２種類の金属の有無を判定する判定手段４とを備えている。上記比較結果は、複数並べたバーの点灯数により信号レベルを表示するバーグラフのような表示手段１６により表示される（図２）。また、複数種類の金属は、製品に含まれるべきでない不要金属と、製品に含まれるべき必要金属である。
【００１５】
上記金属反応信号発生回路２は、送信コイル５に励磁電流を流して磁界Ｅを発生する磁界発生部８と、送信コイル５および送信コイル５から発生する磁界Ｅの磁束を等量受ける位置に配置された１対の受信コイル６，７により形成される磁気センサ９と、受信コイル６，７からの電圧信号を入力する差動増幅器１０とを備えている。製品Ｐに含まれる金属の磁界Ｅ中の通過により、２つの受信コイル６，７に交わる磁束が不平衡となって受信コイル６，７の誘起電圧に差を生じ、これら差の生じた電圧信号が上記差動増幅器１０に入力されて、その差動信号が金属反応信号として差動増幅器１０から出力される。
【００１６】
つぎに、本システムの動作を説明する。
本システムにおける製品は、例えば、袋詰めされたインスタントラーメンの食品で、その袋中に含まれるべきでない不要金属である鉄（Ｆｅ）の混入を検出し、これと同時に袋中に含まれるべき必要金属品であるアルミニウム（Ａｌ）製のスープ袋の欠品を検出するものである。
【００１７】
まず、本システムによる金属検出を行う前に、金属の混入の検出感度を高めるために、位相弁別器１２を用いて、例えば、鉄とアルミの両方の金属反応信号の入力に対し、合成された適切な出力が得られるように、弁別される位相を設定して、ゲインを調整する周知のゲイン調整が行われる。
【００１８】
図１において、製品ＰをコンベヤＣで搬送し、金属検出機１の送信コイル５と受信コイル６，７間を通過させる。製品Ｐに金属が含まれているとき、その金属が磁界Ｅに影響を与えて、２つの受信コイル６，７に交わる磁束が不平衡となって受信コイル６，７の誘起電圧に差が生じ、これらの電圧信号が差動増幅器１０に入力される。差動増幅器１０により増幅された差動信号は、金属反応信号として位相弁別器１２を介して判定手段４に出力する。
【００１９】
レベル設定手段３により、不要な鉄混入を判定するレベルは判定レベルｄ１に設定され、不要な鉄混入に加えて必要なアルミ製のスープ袋が入っていることを判定するレベルは判定レベルｄ２に設定されている。判定手段４により、金属反応信号Ｓの信号レベルは、この判定レベルｄ１，ｄ２と比較され、その比較結果に基づいて、以下に示す（１）〜（３）のように、鉄の混入とともにアルミ製のスープ袋の欠品が判定される。この比較結果は、図２のバーグラフ１６により表示される。
【００２０】
（１）金属反応信号Ｓの信号レベルが判定レベルｄ２以上であると、信号レベルはゾーン３にあり、スープ袋が入っているが、鉄も混入していると判定されて、その製品Ｐは排除される。
（２）信号レベルが判定レベルｄ１以上でｄ２未満であると、図２のように、信号レベルはゾーン２にあり（図示５０）、鉄が混入していなくてスープ袋が入っており、その製品Ｐは合格品と判定される。
（３）信号レベルが判定レベルｄ１未満であると、不要金属は混入していないが、スープ袋が入っていないと判定されて、その製品Ｐは排除される。
【００２１】
こうして、本システムは、１つの金属反応信号Ｓに対して２つの判定レベルｄ１，ｄ２を設けているので、判定手段４は金属反応信号Ｓの信号レベルの大きさに応じて、製品Ｐ中の不要金属の混入の判定と必要金属品の欠品の判定という、２種類の金属の有無の判定を同時に行うことができる。
【００２２】
なお、上記のアルミ製のスープ袋の他にアルミ製（他の金属でもよい）のラーメンの具の袋も入っている場合に、不要金属の混入の判定と同時にこれら必要金属品の欠品も判定するとき、判定レベルはｄ１〜ｄ３の３つに設定される。上記ラーメンの具の袋はアルミ製でなくて他の金属製でもよい。
【００２３】
また、上記システムを用いて、上記判定レベルｄ１，ｄ２の大きさを変えると、製品Ｐ中の不要金属の混入の判定はしないが、必要金属品であるアルミ製のスープ袋が１袋であるか否か、つまり同一種類の金属の量の適否を判定することができる。この場合、アルミの金属反応信号の位相に合わせて上述したゲイン調整が行われるとともに、レベル設定手段３により、アルミ製のスープ袋１つを判定するレベルを判定レベルｄ１に、スープ袋２つ以上を判定するレベルを判定レベルｄ２（ｄ１の２倍）に設定される。
【００２４】
上記アルミの金属反応信号Ｓの信号レベルが判定レベルｄ２以上であると、スープ袋が２袋以上入っていると判定して排除され、信号レベルが判定レベルｄ１以上でｄ２未満であると、合格品とされ、信号レベルが判定レベルｄ１未満であると、スープ袋が１袋も入っていないため排除される。
【００２５】
つぎに、第２実施形態について説明する。
図３に示すように、本システムに用いられる金属検出機１Ａは、磁界Ｅ中に製品Ｐを通過させ、製品Ｐに金属が含まれているとき、その金属に反応して金属反応信号を発生する金属反応信号発生回路２Ａを有している。上記金属反応信号発生回路２Ａは、複数の第１，２差動増幅器１０Ａ，１０Ｂが設けられている点で第１実施形態と異なっている。
【００２６】
また、この金属検出機１Ａは、上記金属反応信号を金属に応じた位相ごとに弁別する第１，２位相弁別器１２Ａ，１２Ｂと、各金属反応信号の位相に応じて判定レベルＤ１とＤ２，Ｄ３をそれぞれ設定する第１，２レベル設定手段３Ａ，３Ｂと、上記位相ごとに弁別された各金属反応信号の信号レベルを、その位相に応じてそれぞれ設けられた判定レベルＤ１とＤ２，Ｄ３と比較して、各比較結果を出力する第１，２比較手段１４Ａ，１４Ｂと、上記各比較結果に基づいて、製品Ｐ中の複数種類の金属の有無と、少なくとも一種類の金属の量の適否とを判定する判定手段４Ａとを備えている。上記金属の量の適否を判定する判定手段４Ａに対応する第２比較手段１４Ｂに、複数の判定レベルＤ２，Ｄ３が設定されている。
【００２７】
つぎに、本システムの動作を説明する。
本システムは、例えば、第１実施形態と同様に、製品Ｐが袋詰めされたインスタントラーメンで、その袋中に不要金属である鉄（磁性体）の混入を検出し、これと同時に袋中に必要な金属品であるアルミ製のスープ袋（非磁性体）が１袋であるか否かを検出するものである。
【００２８】
まず、本システムによる金属検出を行う前に、上記と同様に、金属の検出感度を高めるために、第１，２位相弁別器１２Ａ，１２Ｂを用いて、それぞれ鉄とアルミの金属反応信号の入力に対し、適切な出力が得られるように、弁別対象の位相に応じて、そのゲインが調整される。この例では、微量な鉄の混入も排除する必要があるので、鉄の金属反応信号のゲインが大きく調整される。
【００２９】
図３において、コンベヤＣで搬送される製品Ｐに金属が含まれていると、上記と同様に、受信コイル６，７の誘起電圧に差が生じる。これら差の生じた電圧信号は、第１，２差動増幅器１０Ａ，１０Ｂに入力され増幅されて、金属反応信号としてそれぞれ第１，２位相弁別器１２Ａ，１２Ｂに出力する。
【００３０】
鉄の金属反応信号Ｓ１は第１位相弁別器１２Ａにより、アルミの金属反応信号Ｓ２は第２位相弁別器１２Ｂにより、鉄およびアルミの材質に応じた位相ごとに弁別される。図４に示すように、例えば、鉄（磁性体）の金属反応信号Ｓ１の位相は送信コイル５に供給される信号の位相に対して約３０°で、アルミ（非磁性体）の金属反応信号Ｓ２の位相は約９０°である。
【００３１】
図３の第１比較手段１４Ａにより、鉄の金属反応信号Ｓ１の信号レベルは、鉄の金属反応信号Ｓ１の位相（ここでは３０°）に応じて第１レベル設定手段３Ａで設定された判定レベルＤ１と比較され、第２比較手段１４Ｂにより、アルミの金属反応信号Ｓ２の信号レベルは、アルミの金属反応信号Ｓ２の位相（ここでは９０°）に応じて第２レベル設定手段３Ｂで設定された複数の判定レベルＤ２，Ｄ３と比較される。判定レベルＤ２はアルミ製のスープ袋１つか否かを判定するレベルに設定され、判定レベルＤ３（Ｄ２の２倍）はスープ袋２つ以上か否かを判定するレベルに設定される。図４のように、アルミの金属反応信号Ｓ２についての判定レベルＤ２は鉄の金属反応信号Ｓ１の判定レベルＤ１より大きい。
【００３２】
上記比較結果に基づいて、図３の判定手段４Ａにより、以下に示す〔１〕〜〔６〕のように、鉄の混入とともにアルミ製のスープ袋が１袋であるか否かが判定される。図５に判定結果を示す。
【００３３】
〔１〕アルミの金属反応信号Ｓ２の信号レベルが判定レベルＤ２以上Ｄ３未満（アルミ，有）で、鉄の金属反応信号Ｓ１の信号レベルが判定レベルＤ１未満（鉄，無）であると、スープ袋は１袋入っており、鉄の混入もないので、製品Ｐは合格品と判定される（図示５１）。
〔２〕アルミの金属反応信号Ｓ２の信号レベルが判定レベルＤ２以上Ｄ３未満（アルミ，有）で、鉄の金属反応信号Ｓ１の信号レベルが判定レベルＤ１以上（鉄，有）であると、スープ袋は１袋入っているが、鉄が混入していると判定されて、製品Ｐは排除される（図示５２）。
〔３〕アルミの金属反応信号Ｓ２の信号レベルが判定レベルＤ２未満（アルミ，無）で、鉄の金属反応信号Ｓ１の信号レベルが判定レベルＤ１未満（鉄，無）であると、鉄は混入していないが、スープ袋は入っていないと判定されて、製品Ｐは排除される（図示５３）。
〔４〕アルミの金属反応信号Ｓ２の信号レベルが判定レベルＤ２未満（アルミ，無）で、鉄の金属反応信号Ｓ１の信号レベルが判定レベルＤ１以上（鉄，有）であると、スープ袋は入っておらず、鉄が混入していると判定されて、製品Ｐは排除される（図示５４）。
〔５〕アルミの金属反応信号Ｓ２の信号レベルが判定レベルＤ３以上（アルミ，過剰）で、鉄の金属反応信号Ｓ１の信号レベルが判定レベルＤ１未満（鉄，無）であると、鉄は混入していないが、スープ袋が２つ以上入っていると判定されて、製品Ｐは排除される（図示５５）。
〔６〕アルミの金属反応信号Ｓ２の信号レベルが判定レベルＤ３以上（アルミ，過剰）で、鉄の金属反応信号Ｓ１の信号レベルが判定レベルＤ１以上（鉄，有）であると、スープ袋が２つ以上入っていて、鉄が混入していると判定されて、製品Ｐは排除される（図示５６）。
【００３４】
また、上記システムを用いて、アルミ製のスープ袋の他にアルミ製のラーメンの具の袋も入っている場合に、判定レベルをＤ１〜Ｄ４の４つに設定して、不要金属の混入の検出と同時にこれら必要金属品の量の適否を検出することもできる。上記他の袋がアルミ製でなく他の金属製であってもよいが、この場合、その金属反応信号を金属の材質に応じた位相ごとに弁別し、その信号レベルをその位相に応じて設けられた複数の判定レベルと比較してその金属の量の適否が判定される。
【００３５】
このように、上記第２実施形態の発明は、製品Ｐ中の複数種類の金属の有無と、少なくとも一種類の金属量の適否とを同時に判定することができるとともに、各金属反応信号を位相ごとに弁別し、その信号レベルをその位相に応じて設けられた判定レベルと比較して判定しているから、第１実施形態に比較して判定精度が高くなる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る金属検出機によれば、金属反応信号に対して複数の判定レベルを設けているので、判定手段は金属反応信号の信号レベルの大きさに応じて複数の判定を同時にできるから、製品中の不要金属の混入の有無と必要金属の欠品の有無を判定することができる。
【００３７】
また、他の発明に係る金属検出機によれば、金属反応信号を金属の材質に応じた位相ごとに弁別し、その位相に応じて判定レベルを設けるとともに、金属の量の適否を判定する判定レベルについては複数設けているので、判定手段は金属の種類に応じて設けた判定レベルにより複数の判定を同時にできるから、製品中の不要金属の混入の有無、必要金属の欠品の有無と、必要金属についての量の適否とを同時に精度良く判定することができる。
【００３８】
さらに、本発明に係る金属検出システムによれば、食品からなる製品を搬送するコンベヤと、前記コンベヤで搬送される食品に含まれる金属を検出する上記の金属検出機とを備えているので、食品に含まれる金属をコンベヤで搬送しながら検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る金属検出システムを示す構成図である。
【図２】金属反応信号の表示状態を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る金属検出システムを示す構成図である。
【図４】金属反応信号の位相および判定レベルの一例を示す図である。
【図５】判定結果を示す図である。
【符号の説明】
１，１Ａ…金属検出機、２，２Ａ…金属反応信号発生回路、４，４Ａ…判定手段、Ｃ…コンベヤ、ｄ１，ｄ２，Ｄ１〜Ｄ３…判定レベル、Ｅ…磁界、Ｐ…製品。
【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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