JP2005049300A - 金属検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 金属テストピースの回収を不要にしつつ、処理されるべき物品に金属テストピースが接触することなく、金属検出装置を校正する。
【解決手段】 物品が内部を通過する組合せ秤における排出シュート２０の所定箇所の外部に、金属検出器２４が、排出シュート２０を挟んで配置されている。排出シュート２０の外部であって、金属検出器２４の間に配置した筒状体２８内に収容した金属テストピース３０を、筒状体２８の下部に設けた打ち上げ機３２によって、打ち上げる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、金属検出装置に関し、特に金属検出装置の校正に使用する金属テストピースに金属検出装置の金属検出手段を通過させるものに関する。

上述した金属検出装置は、次々と供給されてくる物品を処理する物品処理装置、例えば所定量に量り取られた物品を包装する包装機の前段に設置され、これら物品中に金属が混入しているか否かを検出するために使用することがある。このような金属検出装置を設置した物品取り扱いシステムが特許文献１に開示されている。

この特許文献１の物品取り扱いシステムでは、包装機に物品を排出するための組合せ秤の排出シュートの出口部分の外部に金属検出器が設けられている。この排出シュートの内部の中央上方に流体作動シリンダが設けられている。このシリンダのロッドは、金属検出器が設けられている排出シュートの出口部分まで進退可能に形成されている。それのロッドの先端に金属テストピースが取り付けられている。シリンダに流体を給排することによってロッドを進退させて、金属テストピースを排出シュートの出口に移動させたときに、金属検出器が金属テストピースを検出するように、金属検出器を校正する。

特開２００２−３１５６７号公報

特許文献１の技術によれば、金属テストピースがロッドの先端に設けられているので、金属テストピースを一々回収する手間が不要であるという利点がある。しかし、金属テストピース及び流体作動シリンダは、実際に物品が通過する排出シュート内に常に設置されているので、処理されるべき物品に接触する可能性がある。特に、処理されるべき物品が食品の場合、不衛生になる可能性がある。

本発明は、金属テストピースの回収が不要でありながら、処理されるべき物品に金属テストピースが接触することなく、校正することができる金属検出装置を提供することを目的とする。

本発明による金属検出装置は、物品が内部を通過する経路を有している。この経路は、例えば物品処理装置の一部とすることができる。具体的には、計量された物品が内部を通るシュート状のものとすることができる。この経路の所定箇所の外部に、この経路を挟んで金属検出手段が配置されている。金属検出手段は、送信手段と受信手段とを備え、これら２つの手段の間に形成された所定の間隔内を金属が通過したときに、この金属を検出する。この所定の間隔内に前記経路の一部が存在している。前記経路の外部であって、前記金属検出手段の間、即ち上記所定の間隔内を、金属テストピースに通過させるテストピース駆動手段が設けられている。

このように構成された金属検出装置では、金属テストピースを駆動するテストピース駆動手段が、経路の外部であって、金属検出手段の間を金属テストピースに通過させるので、金属テストピースによって金属検出手段の校正を行うことができる上に、金属テストピースやこれを駆動するテストピース駆動手段に、処理されるべき物品が直接に接触することはなく、衛生的である。

テストピース駆動手段のより具体的な態様では、内部が中空の非磁性体の筒状体が設けられている。この筒状体は、前記経路に沿って経路の外部に配置されている。この筒状体は、それの中途が前記金属検出手段の間、例えば送信手段と受信手段との間を通過するように配置されている。さらに、この筒状体の内部に前記金属テストピースが前記筒状体の長さ方向に沿って移動可能に収容されている。金属テストピースに前記筒状体の長さ方向に沿って、少なくとも金属検出手段の設置位置よりも上方まで上昇する上昇力を付与する衝撃力付与手段が、前記筒状体における前記金属検出手段の通過位置よりも下方の位置に設けられている。より具体的には、筒状体の下端部に衝撃力付与手段が設けられている。衝撃力付与手段としては、筒状体の長さ方向に沿って進退可能で、静止状態にある金属テストピースに、進行状態で接触し、後退状態で非接触となる進退アームと、この進退アームを前記後退状態から前記進行状態に駆動する駆動手段とを、備えたものを使用できる。駆動手段は、前記進行状態から後退状態に自動的に復帰させる復帰手段、例えば後退状態では伸張状態にあり、進行状態では圧縮状態にある弾性手段を備えることが望ましい。

このように構成すると、金属テストピースに衝撃力を付与することによる金属テストピースの移動によって、金属テストピースに金属検出手段の間を通過させることができる。衝撃力によって定められる高さまで上昇した後には、自動的に静止状態にある位置まで戻るので、一々金属テストピースを静止位置まで戻すための操作が不要となり、金属テストピースを使用した校正作業の能率が向上するし、静止状態に戻すための動力も不要である。なお、筒状体を使用しているのは、金属テストピースが筒状体外部に飛び出すことを防止して、金属テストピースの回収を容易にするためであり、非磁性体によって筒状体を校正しているのは、筒状体が金属テストピースによる校正に影響を与えることを防止するためである。

さらに、経路中を物品が自由落下で通過するものとできる。この場合、前記衝撃力付与手段は、前記金属テストピースが前記筒状体の上端部に到達する衝撃力を付与する。前記筒状体の上端部に、前記金属テストピースが持つ衝撃力を吸収する衝撃力吸収手段が設けられている。

このように構成すると、衝撃力付与手段によって付与された衝撃力が大きくて、筒状体の上端に金属テストピースが衝突しても、その衝突による衝撃力が衝撃力吸収手段によって吸収されるので、金属テストピースは自由落下する。この金属テストピースの自由落下状態は、経路中を金属が移動する状態と実質的に同一であるので、この自由落下状態で、金属検出手段を金属テストピースが通過するときに、金属検出手段を校正することによって、より高精度の校正を行うことができる。

更に、金属テストピースの衝撃吸収手段への衝突後に、金属検出手段を作動させる制御手段を設けることができる。制御手段としては、例えば衝撃力付与手段が駆動されたときに作動を開始し、金属テストピースが筒状体の上端部に衝突するのに要すると予想される予め定めた時間の経過後に、出力信号を発生するタイマを備えることができ、このタイマの出力信号に基づいて、制御手段は、金属検出手段を作動させるものを使用できる。

このように構成すると、自由落下状態にある金属テストピースが金属検出手段を通過する際に、金属検出手段を校正することができ、実際の金属の通過状態により近い状態で金属検出手段を校正することができる。

テストピース駆動手段のより具体的な他の態様では、前記経路に沿って配置された無端紐帯が設けられている。この無端紐帯は非磁性体製のもので、例えば間隔を隔てて配置された２つのプーリ間に超過されたベルト等がある。この無端紐帯に前記テストピースが取り付けられている。無端紐帯は、テストピースが金属検出手段間、例えば金属検出手段の送信手段と受信手段との間に形成された所定の間隙を通過するように配置されている。無端紐帯は、その長さ方向に沿って駆動手段によって走行させられる。この走行は、常に同一方向とすることもできるし、金属検出手段を金属テストピースが通過した後に、逆の方向に走行させることもできる。

この構成では、無端紐帯を使用しているので、金属テストピースに金属検出手段の間を通過させた後も、無端紐帯を駆動することによって、金属テストピースを校正開始の状態に復帰させることができる。

更に、経路中を物品が自由落下で通過するものとできる。この場合、駆動手段は、前記無端紐帯を物品の自由落下速度で走行させる。金属検出手段の校正は、金属テストピースが金属検出手段の間を、実際に金属が通過するのと同様に、上方から下方に移動する際に行うことが望ましい。

このように構成すると、金属テストピースは、自由落下速度で金属検出手段の間を移動するので、自由落下状態にある金属テストピースが金属検出手段を通過する際に、金属検出手段を校正することができ、実際の金属の通過状態により近い状態で金属検出手段を校正することができる。

以上のように、本発明によれば、金属テストピース駆動手段が、経路外であって、かつ金属検出手段の間である部分を、金属テストピースが通過するように構成しているので、実際に物品が経路を通過している際に、物品が金属テストピースや、金属テストピース駆動手段に接触することが無く、衛生的である。

本発明の第１の実施の形態の金属検出装置は、図１に示すように、物品処理装置、例えば組合せ秤２に設置されている。

組合せ秤２では、架台４の外周囲に、複数台の物品収容手段、例えば計量ホッパ６が環状に配置されている。これら計量ホッパ６は、架台４内に、各計量ホッパ６に対応して設けた複数の計量手段、例えばロードセル８に結合されている。ロードセル８は、対応する計量ホッパ６に収容されている物品の重量を表す計量信号を、それぞれ発生する。

これら計量信号は、架台４内に設置された制御手段、例えばＣＰＵ等からなる制御部１０に供給される。制御部１０は、各計量信号を種々に組合せ、これら組合せの中から、合計重量が予め定めた目標重量に等しいか近い組合せを選択する。即ち、組合せ演算を行う。制御部１０は、更に、選択された組合せを構成する計量ホッパ６から物品を排出するように選択された計量ホッパ６を制御する。

各計量ホッパ６の上方に位置するように、架台４の外周囲には、物品供給手段、例えば供給ホッパ１２が配置されている。物品を排出した計量ホッパ６には、その上方にある供給ホッパ１２が物品を供給するように、物品を排出した計量ホッパ６に対応する供給ホッパ１２を、制御部６が制御する。架台４の上面には、各供給ホッパ１２に対応するように環状に直進フィーダ１４が配置されている。空になった供給ホッパ１２には、対応する直進フィーダ１４が物品を供給するように、対応する直進フィーダ１４を制御部１０が制御する。また、各直進フィーダ１４の中央に、各直進フィーダ１４に物品を供給可能な分散フィーダ１６が配置されている。供給ホッパ１２への供給によって物品の量が少なくなった直進フィーダ１４には、物品が供給されるように、制御部１０が分散フィーダ１４を制御する。

計量ホッパ６から排出された物品は、それぞれに対応する集合シュート１８を介して、経路、例えば排出シュート２０に供給される。この排出シュート２０は、内部が中空で上下両端が開口した直線状のもので、その長さ方向が鉛直方向に沿うように配置されている。この排出シュート２０の内部を、各集合シュート２０内を通過してきた物品が自由落下して、排出シュート２０の下端部の下方に位置している別の物品処理装置、例えば包装機２２に送り込まれる。

このように組み合わせて、包装機２２に送り込まれる物品には、異物として金属が混入する可能性がある。この混入は、組合せ秤２に供給される前の段階にある物品に対して行われることもあるし、組合せ秤２の各構成要素中を物品が移動している間に物品に対して行われることもある。物品が食品である場合には、金属が混入した物品の販売は阻止する必要がある。そこで、排出シュート２０の中途には、物品中に金属が混入しているか否かを検出するための金属検出手段、例えば金属検出器２４が設けられている。

この金属検出器２４は、排出シュート２０内に磁界を発生するコイルと、このコイルを励起する発振手段とを備えた磁界発生手段２４ａと、排出シュート２０内に発生された磁界の変化を検出する検出コイルとこの検出コイルに誘起された信号を処理する信号処理部とを備えた検出手段２４ｂとを備えたもので、これらは、排出シュート２０を挟んで配置されている。この金属検出器２４の構成は公知であるので、これ以上の説明は省略する。この金属検出器２４によって金属が検出された場合、検出された金属を含む物品が包装機２２によって包装されたものは、不良品として排除される。或いは、図示していないが、排出シュート２０の下端と包装機２２との間に振り分け手段が設けられ、金属検出器２４によって金属が検出された場合、その金属を含むと目される物品は、振り分け手段によって包装機２２に供給されないように振り分けられる。

この金属検出器２４によって金属が確実に検出されるようにするために、金属検出器２４を校正する必要がある。校正用に、この金属検出器２４の近傍に校正装置、例えば感度校正装置２６が設けられている。

この感度校正装置２６は、筒状体２８を有している。この筒状体２８は、磁界中に配置されても磁力を帯びない非磁性体（弱磁性体）製である。この筒状体２８が、排出シュート２０の外部に、排出シュート２０に沿って、それの長さ方向に沿って配置されている。さらに、筒状体２８は、金属検出器２４の検出空間に、その一部が位置するようにも、配置されている。図２に示すように、この筒状体２８の内部には、金属テストピース３０が収容されている。この金属テストピース３０は、筒状体２８内をその長さ方向に沿って自由に移動可能な大きさに形成されている。通常には、金属テストピース３０は、筒状体２８の下部に位置している。

この筒状体２８の下部には、金属テストピース３０を筒状体２８の長さ方向に沿って上昇させるための衝撃力を付与するテストピース駆動手段、例えばテストピース打ち上げ機３２が設けられている。この打ち上げ機３２は、筒状体２８の下部中央から、筒状体２８の長さ方向に沿って筒状体２８の内部に先端が侵入可能なアーム、例えばプランジャ３２ａを有している。このプランジャ３２ａは、駆動手段、例えばソレノイド３２ｂによって進退させられる。即ち、ソレノイド３２ｂは、プランジャ３２ａの周囲に配置されている。また、プランジャ３２ａの下端とソレノイド３２ｂとの間には、復帰手段、例えば伸縮自在な弾性手段、具体的にはコイルスプリング３２ｃが配置されている。ソレノイド３２ｂが励磁されたとき、プランジャ３２ａは、コイルスプリング３２ｃを圧縮しながら、前進し、プランジャ３２ａの先端が筒状体２８の下端部に侵入する。このとき、筒状体２８の下端部に位置する金属テストピース３０に衝突し、金属テストピース３０を筒状体２８の上端部に向かって打ち上げる。ソレノイド３２ｂが消磁されると、圧縮されていたコイルスプリング３２ｃが元に復帰するように伸張し、プランジャ３２ａの先端部は、筒状体２８内から下方に引き出される。

衝撃力が与えられた金属テストピースは、金属検出器２４の間を通過して、上方に向かう。ソレノイド３２ｂに供給される電流は、金属テストピース３０に付与する衝撃力に応じて適宜調整される。

筒状体２８の上端部の内部には、衝撃力吸収手段、例えばスポンジ状のクッション材３４が取り付けられている。このクッション材３４は、筒状体２８の上端部にまで打ち上げられた金属テストピース３０が持つ衝撃力を吸収し、金属テストピース３０を自由落下させるためのものである。即ち、クッション材３４を設置していない場合、金属テストピース３０が大きな衝撃力で打ち上げられたとき、筒状体２８の上端部に衝突するが、そのときの反発力によって、自由落下とは異なる速度で落下していく。これを防止して、自由落下速度で金属テストピース３０が落下していくようにするために、クッション材３４が取り付けられている。なお、符号３６で示すのは、クッション材３４に形成された空気抜きの孔である。

排出シュート２０内を物品や物品に混入された金属が落下している状態は、自由落下状態である。従って、このような物品やこれらに混入された金属の落下状態と同じ状態で、金属テストピース３０を落下させている状態で、金属検出器２４の校正を行うことができる。なお、自由落下状態において金属検出器２４の校正を行う場合には、テストピース打ち上げ機３２によって金属テストピースの打ち上げが行われたとき（ソレノイド３２ｂへの励磁を開始したとき）に、計時を開始するタイマを設け、金属テストピース３０が筒状体２８の上端に接触してから自由落下を開始するまでに要すると予想される時間だけ、上記タイマが計時したときに、金属検出器２４の動作を制御手段（図示せず）によって開始させて、校正を行うようにする。なお、金属テストピース３０を打ち上げているときに金属検出器２４を校正することもできる。この場合には、テストピース３０の打ち上げ（ソレノイド３２ｂへの励磁の開始）と同時に制御手段によって金属検出器２４を動作させればよい。

この校正装置では、金属テストピース３０を打ち上げることによって、金属検出器２４の間を通過させるが、金属テストピース３０は、打ち上げ後に落下してくるので、自動的に金属テストピース３０を回収することができる。しかも、常に筒状体２８内に金属テストピースが位置しているので、確実に元の位置に回収することができる。しかも、筒状体２８は非磁性体であるので、金属テストピース３０の回収用に設けた筒状体２８が金属検出器２４の校正に影響を与えることはない。

この校正は、例えば組合せ秤の動作開始前に行うが、組合せ秤の動作中に、組合せ秤の周囲環境の変化、例えば温度変化等が生じた場合や、金属検出器の動作条件の変化によって金属検出器２４の感度に変化が生じた場合にも、一時的に組合せ秤からの物品の排出を停止させておいて、校正を行うことができる。しかも、その再校正を行う際に、校正装置に物品が接触することはない。

本発明の第２の実施の形態の金属検出装置を図３に示す。この実施の形態では、組合せ秤の排出シュート２０ａが、垂直ではなく、斜めに配置されている。組合せ秤の他の構成は、第１の実施の形態に示した組合せ秤と同様であるので、詳細な説明は省略する。この斜めに配置された排出シュート２０ａに沿って感度校正装置２６ａが配置されている。感度校正装置２６ａの詳細な構成は、第１の実施の形態における感度校正装置２６の構成と同様であるので、詳細な説明は省略する。

このように排出シュート２０ａが傾斜しているものであっても、第１の実施の形態と同様に、金属検出器２４の校正を行うことができる。

本発明の第３の実施の形態の金属検出装置を図４及び図５に示す。この実施の形態の金属検出装置では、感度校正装置３８が、無端走行装置、例えばベルトコンベヤ４０を有し、このコンベヤ４０によって金属テストピース４２が金属検出装置２４間を通過するものである。排出シュート２０を含む組合せ秤の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

排出シュート２０の外部には、その長さ方向に間隔をおいてプーリ４４、４６が、排出シュート２０の長さ方向に沿って間隔をあけて同一直線上に位置するように配置されている。これらプーリ４４、４６間に、ベルト４８が張架され、ベルトコンベヤ４０を形成している。このベルトコンベヤ４０のベルト４８は、金属検出器２４間を通過するように配置されている。このベルトコンベヤ４８は、駆動手段、例えばモータ５０によって、図５に示す一方向、例えば下方に向けて走行される。図示していない制御手段によって、例えばモータ５０に印加される電圧の大きさを変化させることによって、ベルトコンベヤ４８の走行速度を変化させることができる。

ベルト４８は、非磁性体製、例えば合成樹脂製であり、その中途に金属テストピース４２が取り付けられている。なお、ベルト４８内に金属テストピース４２を埋め込むことも可能である。なお、図４及び図５に符号５２で示すのは、モータ５０やプーリ４４等が配置されている架台であって、これに形成された孔内を排出シュート及びベルトコンベヤ４０が通過している。

例えば金属テストピース４２がベルトコンベヤ４０の上端、即ちプーリ４４の近傍に位置する原点位置から、モータ５０に電圧を印加して、ベルト４８を下方に向かって走行させて、金属テストピース４２も下方に走行させる。この走行の際に、モータ５０に印加する電圧を比例的に徐々に増加させることによって、金属テストピース４２が自由落下しているときの速度と同じ速度で、金属テストピース４２を下方に走行させる。自由落下速度で走行する金属テストピース４２によって金属検出器２４を校正する。なお、金属テストピース４２が原点位置に存在することと、ベルトコンベヤ４０の下端、即ちプーリ４６の近傍の半周位置に到達したこととを検出するように、ベルト４８に間隔をあけて形成した２つの識別子を、モータ５０に近傍に設けた識別子センサ５２が設けられている。この識別子センサ５２が原点位置を検出している状態で、制御手段（図示せず）がモータ５０の駆動を開始する。識別子センサ５２が半周位置を検出した状態で、制御手段が、自由落下速度でのベルト４８の走行を停止させ、その後に一定速度で原点位置までベルト４８を走行させるように、制御手段がモータ５０を制御する。原点位置までの復帰は、自由落下速度での走行と同じ方向にベルト４８を走行させることによって行うことも可能であるし、或いは今までと反対方向にベルトを走行させることによって行うことも可能である。但し、自由落下速度での走行と同じ方向にベルト４８を走行させる場合、モータ５０に印加する電圧の極性の変更が不要であるので、制御が容易になる。

この校正も、組合せ秤の動作開始前に行うのが基本であるが、組合せ秤の稼働中に金属検出器２４の感度に変動が生じているおそれが或る場合、一時的に組合せ秤からの物品の排出を停止させて、校正を行うことができる。この場合でも、物品に校正装置が接触することはなく、衛生的である。

上記の各実施の形態では、組合せ秤の排出シュート２０に金属検出器を設けたが、組合せ秤に限る必要はなく、内部を物品が通過し、その物品内に金属が混入することを阻止する必要のある経路ならば、様々な経路に金属検出器を設置することができる。第３の実施の形態では、排出シュート２０は、垂直方向に配置されたものを示したが、第２の実施の形態のように斜めに配置された排出シュート２０ａに対しても、第３の実施の形態と同様にベルトコンベヤによって金属テストピースを走行させて、金属検出器を校正することができる。第１の実施の形態では、打ち上げ機３２は、筒状体２８の下端部に設けたが、金属検出器２４よりも下方の位置であれば、任意の位置に打ち上げ機３２を配置することができる。また、打ち上げ機３２には、プランジャ３２ａをソレノイド３２ｂによって駆動するものを示したが、これに限ったものではなく、アームを進退させることができる構成のもの、例えば流体圧シリンダやモータによる回転運動を直進往復運動に変換する機構を使用することもできる。

本発明の第１の実施形態の金属検出装置を備えた組合せ秤の概略構成図である。 本発明の第１の実施形態の金属検出装置の部分破断省略正面図である。 本発明の第２の実施形態の金属検出装置の部分破断正面図である。 本発明の第３の実施形態の金属検出装置の平面図である。 図４の金属検出装置の正面図である。

符号の説明

２ 組合せ秤
２０ 排出シュート（経路）
２４ 金属検出器（金属検出手段）
２８ 筒状体
３０ ４２ 金属テストピース
３６ 打ち上げ機（衝撃力付与手段）
４０ ベルトコンベヤ
４８ ベルト（無端紐帯）
５０ モータ（駆動手段）

Claims (6)

1. 物品が内部を通過する経路と、
   この経路の所定箇所の外部に、この経路を挟んで配置された金属検出手段と、
   前記経路の外部であって、前記金属検出手段の間を、金属テストピースに通過させるテストピース駆動手段とを、
   具備する金属検出装置。
2. 請求項１記載の金属検出装置において、前記テストピース駆動手段は、
   前記経路に沿って配置された内部が中空の非磁性体の筒状体を有し、この筒状体は、それの中途が前記金属検出手段の間を通過し、この筒状体の内部に前記金属テストピースが前記筒状体の長さ方向に沿って移動可能に収容され、前記金属テストピースに、少なくとも金属検出手段の設置位置よりも上方まで上昇する上昇力を付与する衝撃力付与手段が、前記筒状体における前記金属検出手段の通過位置よりも下方の位置に設けられている金属検出装置。
3. 請求項２記載の金属検出装置において、前記経路では、前記物品が自由落下によって通過し、前記衝撃力付与手段は、前記金属テストピースが前記筒状体の上端部に到達する衝撃力を付与し、前記筒状体の上端部に、前記金属テストピースが持つ衝撃力を吸収する衝撃力吸収手段が設けられている金属検出装置。
4. 請求項３記載の金属検出装置において、前記金属テストピースの前記衝撃吸収手段への衝突後に、前記金属検出手段を作動させる制御手段を設けた金属検出装置。
5. 請求項１記載の金属検出装置において、前記テストピース駆動手段は、前記経路に沿って配置された非磁性体の無端紐帯を有し、この無端紐帯に前記テストピースが取り付けられ、前記無端紐帯は、前記テストピースが前記金属検出手段間を通過するように配置され、前記無端紐帯は、その長さ方向に沿って駆動手段によって走行させられる金属検出装置。
6. 請求項５記載の金属検出装置において、前記駆動手段は、前記経路では、前記物品が自由落下で通過し、前記無端紐帯を物品の自由落下速度で走行させる金属検出装置。

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