JP2000147134A

JP2000147134A - 金属異物検出方法および装置

Info

Publication number: JP2000147134A
Application number: JP10318992A
Authority: JP
Inventors: Katsuomi Takehara; 克臣竹原
Original assignee: Takehara Kikai Kenkyusho KK
Current assignee: Takehara Kikai Kenkyusho KK
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】検査すべき小片１６が、基板１２上に設けら
れた検出面１４の上を通過する過程で、その小片１６の
集合中に含まれた金属異物を検出し、捕獲し・除去する
方法および装置を提供する。【解決手段】上記検出面１４には、第１電極２４ａと
第２電極２６ａとを微細間隔を置いて相互に隣接させた
配線パターン２２を設け、この配線パターン２２上で異
物を捕獲する事により、異物が第１および第２の両極間
２４ａ，２６ａを短絡させ、異物捕獲の信号を発信す
る。この信号は制御回路３２により、記録、警報発生、
操業停止などに利用される。磁性体異物の場合は、磁石
で捕獲・除去され、またその短絡促進のため、磁石６４
と基板１４とを相対運動させ、磁場の変化により異物を
移動させる。異物検出面は、板状、無端ベルト状、円筒
状に形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非導電性材料から
なる小片の集合に含まれる金属異物を検出する金属異物
検出方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】全芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊
維、商品名：ケブラー）は、例えば、これを細かく切断
して得た切断小片（約１から数ミリメートル）を、先端
複合材、プリント基板、タイミングベルト、ブレーキラ
イニング、塗料などに混入して強化材料として使用され
る。ところが、この切断小片の集合には、アラミド繊維
の製造、梱包、搬送、取り扱いの工程中、およびアラミ
ド繊維の切断工程中に異物が混入する危険がある。ま
た、混入した異物は最終製品の品質を著しく低下させる
恐れがある。例えば、アラミド繊維の切断小片をプリン
ト基板の強化材料として利用する場合において導電性金
属が混入すると、この導電性金属によりプリント基板に
配線された回路が短絡することがある。

【０００３】そこで、従来、アラミド繊維の切断小片の
集合から金属異物を検出し除去する方法および装置とし
て、切断小片をガイドするための傾斜した基板（シー
ト）と、この基板の背後に配置された磁石とを利用し、
基板に沿って切断小片を落下させながら、この切断小片
に混入している金属異物を磁石で吸引して基板に捕獲す
るものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法および装置では、確かに、金属異物を捕獲することは
できるが、いつ金属異物が捕獲されたかを知り得なかっ
た。金属異物がひとつでも捕獲された場合には、その前
後にも金属異物が捕獲されないまま検出装置を落下し、
出荷小片に混入したおそれがある。そのため、基板上に
金属異物が確認された場合、この基板をセットしてから
異物確認時までに検査したすべての切断小片を再検査し
なければならなかった。

【０００５】また、基板上に確認された金属異物が繊維
切断用カッタの破片であれば、この破片の発生時から検
出時までの間、目的の長さの切断小片が得られていない
可能性がある。

【０００６】さらに、上述した方法および装置では磁石
を用いて金属異物を検出しているので、非磁性金属から
なる異物は検出できない。

【０００７】そこで、本発明は、非導電性材料からなる
小片の集合から金属異物を電気的に検出する金属異物検
出方法および装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の金属異物検出方法および装置は、非導電性
材料からなる小片を滑落させる傾斜面を備えた非導電性
基板と、複数の第１電極と複数の第２電極とを有し、こ
れら第１電極と第２電極が、上記小片に含まれ得る導電
金属の異物を通じて電気的に接続され得るように上記傾
斜面に配置した検出回路と、を利用している。

【０００９】この金属異物検出方法および装置によれ
ば、非導電性材料からなる小片（例えば、所定の長さに
切断されたアラミド繊維の小片）は、非導電性基板の傾
斜面に沿って滑落される。このとき、小片に紛れ込んで
いる金属異物も、この小片とともに傾斜面に沿って滑落
する。そして、滑落中、金属異物は、これが導電性を有
する限りにおいて（磁性、非磁性を問わない）、第１電
極と第２電極とを電気的に接続して短絡する。したがっ
て、検出回路の出力を検出することにより、傾斜面を滑
落中の小片に金属異物が含まれていたことを検出でき
る。また、いつの時点で金属異物が検出されたかを容易
に確認できる。

【００１０】本発明の他の形態に係る金属異物検出装置
は、上記傾斜した上面の反対側にある基板の下面に近接
して配置された磁石を有する。この形態によれば、磁性
の金属異物は基板の上面に保持され、確実に非導電性の
小片から分離回収できる。また、基板の上面に保持され
た金属異物は第１電極と第２電極を短絡し、これにより
金属異物の捕獲が検出される。

【００１１】磁石は基板の下面に対向するすべての領域
に設ける必要はなく、基板の下面に近接する空間を上部
領域と下部領域とに分けると共に少なくとも上部領域に
は磁石を設け、これら上部領域と下部領域に含まれる検
出回路部分をそれぞれ上部検出回路と下部検出回路に分
離してもよい。この形態では、基板の上面に沿って滑落
する磁性の金属異物は上部領域に対向する領域で検出さ
れ捕獲される。他方、非磁性の金属異物は磁石により上
部領域に捕獲されることなく下部領域に移動し、そこで
下部領域にある下部検出回路で存在が確認される。した
がって、上部検出回路と下部検出回路における信号を検
出することにより、非導電性材料に含まれていた金属異
物が磁性金属か非磁性金属かを区別できる。

【００１２】本発明の他の形態の金属異物検出装置で
は、上記基板、上記磁石の少なくとも何れか一方が他方
に対して移動可能に支持されている。この形態によれ
ば、磁石と基板との相対的移動により、基板の上面に磁
気的に保持されている金属異物に対する磁界が変化す
る。その結果、第１電極と第２電極との間、または一方
の電極上にのみ保持されていた金属異物が移動し、第１
電極と第２電極を電気的に短絡させる。したがって、捕
獲された金属異物の存在を確実に検出できる。

【００１３】本発明の他の形態の金属異物検出装置で
は、上記傾斜面は複数の分割領域からなり、それぞれの
分割領域に上記検出回路が設けられ、それぞれの検出回
路はそれぞれ電気的に独立している。この形態によれ
ば、どの領域に、どの程度の大きさの金属異物が捕獲さ
れているのかを容易に知ることができる。

【００１４】なお、基板は、平坦な板材、回転自在な無
端ベルト、円筒体のいずれで形成してもよい。特に、無
端ベルト、円筒体からなる基板の場合、磁石と基板との
相対的移動を容易に得ることができるという利点があ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】（１）第１実施形態図１において、非導電性材料からなる小片（例えば、所
定の長さに切断されたアラミド繊維の小片）の集合から
金属異物を検出する金属異物検出装置１０は、斜めに配
置された基板１２を有する。基板１２は、少なくとも基
板上面１４を形成する材料が非導電性材料（例えば、ガ
ラス、合成樹脂）からなる平坦な長方形の硬い板材また
はフレキシブルなフィルムで形成されている。

【００１６】基板１２の上端部近傍には、基板上面１４
に非導電性材料の小片１６を供給するために、ガイド１
８が設けてある。他方、基板１２の下端部近傍には、基
板上面１４に沿って滑落した小片１６を捕獲して回収す
るためのボックス２０が配置されている。

【００１７】基板上面１４は、小片１６に含まれ得る金
属異物（本実施形態では、導電性金属の小片）を検出す
るために、配線パターン２２を有する。配線パターン２
２は図２に詳細に示すように、縦方向に平行に伸びる２
つの帯状配線（幹線）２４、２６と、配線２４、２６か
ら水平方向に相互に対向して伸びる複数の帯状配線（支
線）２４ａ，２６ａとを備えており、配線２４ａと２６
ａとは交互に隣接しながらそれらの間に所定の間隔を置
いて絶縁されている。

【００１８】配線パターン２２は、周知の技術（例え
ば、エッチング、印刷）により形成することができる。
また、配線２４ａ，２６ａの幅、および相隣接する配線
２４ａと２６ａとの隙間は、例えば１２５μｍ以下とす
るのが好ましい。

【００１９】配線パターン２２の配線２４、２６は、図
３に示す検出回路２８に組み込まれ、本実施形態では、
配線２４が電源２９の正極、配線２６が電源２９の負極
に接続される。検出回路２８は、正極に接続された配線
２４と負極に接続された配線２６とが基板上面１４を滑
落する導電性の小片により電気的に接続されたときに検
出回路２８に流れる電流を検出する電流計３０を備えて
いる。電流計３０は制御回路３２に接続されており、電
流計３０の出力が制御回路３２で検出されている。制御
回路３２は、電流計３０に電流が流れたときの日時（日
付、時分）を記録する記録装置３４と、電流計３０に電
流が流れたときに警報を発する警報装置３６（例えば、
ブザー、ランプ）に接続されている。制御回路３２はま
た、金属異物検出装置１０がアラミド繊維を切断する工
程の後などに配置されている場合、電流計３０に電流が
流れたときに、切断工程の切断機３８を停止するように
してもよい。

【００２０】以上の構成を有する金属異物検出装置１０
によれば、例えば、所定の長さに切断されたアラミド繊
維の小片１６が、ガイド１８に案内されて基板上面１４
に供給される。供給された小片１６は基板上面１４に沿
って分散しながら滑落し、ボックス２０に回収される。

【００２１】小片１６に導電性の金属異物（例えば、切
断刃の欠片）が含まれている場合、この金属異物は基板
上面１４を滑落する途中で相隣接する配線２４ａと２６
ａに接触する。そのとき、金属異物を介して相隣接する
配線２４ａと２６ａとの間に電流が流れ、これが電流計
３０で検出される。制御回路３２は、電流計３０からの
信号をもとに、記録装置３４を起動して金属異物の検出
時刻を記録し、警報装置３６を起動して警告を発し、必
要ならば、切断機３８を停止する。

【００２２】したがって、この金属異物検出装置１０に
よれば、非導電性材料の小片に導電性の金属異物が含ま
れている場合、金属異物が磁性、非磁性であるかを問わ
ず、その存在を検出するとともに、どの時点で検査した
材料に金属異物が混入していたかを知ることができる。

【００２３】（２）第２実施形態図４は、金属異物検出装置の第２実施形態を示す。この
金属異物検出装置５０は、基板１２の背後にこの基板１
２を支持する箱型のハウジング５２を備えている。ハウ
ジング５２は、基板１２に対向する底壁５４と、この底
壁５４と基板１２を連結する周壁５６とを有する。ハウ
ジング５２の中には、小片１６の滑落方向と平行に一つ
又は複数のガイド５８が設けてある。ガイド５８は、こ
れに沿って移動可能に複数のスライダ６０を有し、これ
らスライダ６０にサポート６２が固定されている。サポ
ート６２は、基板１２の裏面６３に対向して、基板１２
の幅よりも僅かに小さな水平方向長さを有する複数の棒
状磁石６４を支持している。本実施形態では、磁石６４
は、基板１２に対向してＳ極とＮ極が交互に位置するよ
うに、基板１２との対向する部分に磁極が形成されてい
る。

【００２４】サポート６２をガイド５８に沿って移動さ
せる機構６６は、底壁５４に固定されたモータ６８を有
する。モータ６８の駆動軸７０には円板７２が固定され
ている。また、円板７２は、駆動軸７０から離れた場所
にこれと平行な偏心ピボット７４を備えており、このピ
ボット７４に連結棒７６の一端が回転自在に連結してあ
る。連結棒７６の他端は、サポート６２の底に固定した
ブラケット７８に取り付けたピボット８０に回転自在に
連結されている。したがって、モータ６８を駆動する
と、連結棒７６及びこれに連結されたブラケット７８と
サポート６２そしして磁石６４が基板１２と平行に往復
移動する。

【００２５】この実施形態の金属異物検出装置５０によ
れば、検査する小片１６に含まれている磁性の金属異物
は磁石６４に吸引されて基板１２上に保持される。磁石
６４に保持された基板１２上の金属異物は、小片１６と
の接触により無理に移動させられることが無ければ保持
されている場所を動くことはないが、この金属異物検出
装置５０ではモータ６８の駆動とともに磁石６４が移動
し、これにより該磁石６４により形成されている磁界が
移動するので、例えば、基板１２の近傍図５（ａ）、
（ｂ）の拡大図に示すように、配線２４ａと２６ａとの
間、もしくはどちらか一方のみの配線に保持された金属
異物８２が磁界の変化に応じて点線位置から実線位置に
移動する。そのため、微小な金属異物であっても確実に
検出し、回収できる。このモータ駆動式による磁石６４
の移動ストローク幅は、金属異物が電極間の隙間１つを
移動するのに必要な磁界の変化を起こすものであればよ
く、実施例では電極間の隙間１２５μmに対し、ストロ
ーク幅を５mmとしている。

【００２６】（３）第３実施形態図６は、金属異物検出装置の第３実施形態を示す。この
金属異物検出装置１００は、斜めに配置された平板状の
傾斜基台１１０を有する。傾斜基台１１０の上端と下端
の近傍には、傾斜基台１１０に対して垂直に上部傾斜壁
１１４と下部傾斜壁１１６が固定されている。上部傾斜
壁１１４と下部傾斜壁１１６との間には、それらの略中
段に、傾斜基台１１０と平行にテーブル１１８が固定さ
れている。傾斜基台１１０と反対側にあるテーブル１１
８上面には複数の磁石１２０が、上述した第１及び第２
実施形態と同様に配置されて固定されている。上部傾斜
壁１１４と下部傾斜壁１１６の外側にはそれぞれ水平に
伸びるローラ１２４と１２６が回転自在に配置され、こ
れらのローラ１２４，１２６に金属異物検出基板１３０
が支持されている。

【００２７】検出基板１３０は、本実施形態では、非導
電性材料からなるフレキシブルフィルムからなり、磁石
１２０と反対側の上面に、第１実施形態及び第２実施形
態と同様に第１及び第２の電極（図示せず）が設けてあ
る。これら第１及び第２の電極の配置、およびこれらを
含む検出回路の構成は第１の実施形態で説明したものと
同一であるから、説明は省略する。

【００２８】検出基板１３０の下端部はスプリング１３
２に連結されている。他方、検出基板１３０の上端部は
往復移動機構１４０に連結され、この往復移動機構１４
０の駆動に基づいて、スプリング１３２の引張力に抗し
て、検出基板１３０が上下方向（矢印１６０方向）に周
期的に往復移動するようにしてある。

【００２９】往復移動機構１４０は、上部傾斜壁１１４
の外面に固定された支持部１４２と、この支持部１４２
に支持されたモータ１４４と、モータ１４４の駆動軸１
４６に固定された円板１４８と、駆動軸から離れた場所
で円板１４８に固定された偏心軸１５０と、この偏心軸
１５０と検出基板１３０の上端部とを連結する連結部１
５２とからなり、モータ１４４の駆動に基づいて駆動軸
１４６が回転すると円板１４８が回転すると共に偏心軸
１５０が駆動軸１４６を中心とする円上を移動し、これ
により、スプリング１３２の引張力に抗して、ローラ１
２４，１２６に支持された検出基板１３０が矢印１６０
方向に周期的に往復移動するようにしてある。なお、本
実施形態では、ローラ１２４，１２６の間には複数のロ
ーラ１３４，１３６が配置され、これにより検出基板１
３０の撓みが最小限に抑えてある。

【００３０】本実施形態に係る金属異物検出装置１００
の動作を説明する。この金属異物検出装置１００では、
モータ１４４の駆動に基づいて検出基板１３０が矢印１
６０方向に往復移動する。非導電性材料からなる小片
は、検出基板１３０の上端部近傍に配置されたガイド１
８を通じて検出基板１３０上に落下供給されたのち、検
出基板１３０に沿って滑落し、回収ボックス１５４に回
収される。検出基板１３０上に供給された小片１６に磁
性で導電性の金属異物（例えば、切断刃の欠片）が含ま
れている場合、この金属異物は磁石１２０の磁力に引か
れて検出基板１３０上に保持される。保持された金属異
物は、第２の実施形態で説明したように、磁石１２０に
対する検出基板１３０の相対移動により位置が変化し、
電極間を電気的に接続して電気的に検出される。他方、
小片１６に含まれた金属異物が非磁性で導電性の金属異
物（例えば、アルミニウム片、銅片）の場合、この金属
異物は検出基板１３０上に保持されることなく、小片と
共に滑落する。しかし、滑落する途中で第１と第２の電
極とを電気的に接続すると、その接続が検出回路で検出
され、必要ならば記録される。

【００３１】なお、本実施形態において、検出基板１３
０はフレキシブルフィルムで形成しているが、少なくと
も、ローラ１２４，１２６の間で往復移動する部分は合
成の基板で形成するとともに、この基板の上端及び下端
にフレキシブルな材料からなるシートを接続し、このシ
ートがローラ１２４，１２６上を移動するようにしても
よい。

【００３２】以上、第２および第３の実施形態に係る金
属異物検出装置では、傾斜基板背後の全域に磁石を配置
したが、図６に示すように、傾斜基板背後の領域を上部
領域と下部領域に分け、上部領域にのみ磁石を配置する
と共に、小片を受ける傾斜基板の上面に配置される第１
及び第２電極の配線パターンを、上部領域に対応する上
部配線部分と下部領域に対応する下部配線部分に分け、
上部領域の配線パターン上に磁性金属の異物を捕獲し、
下部領域の配線パターンで非磁性金属の異物を検出する
ようにしてもよい。このようにすれば、電気的に検出さ
れた金属異物が磁性金属であるか、それとも非磁性金属
であるかを容易に区別できる。

【００３３】なお、第２実施形態では磁石を、第３実施
形態では検出基板を駆動するものとしたが、必要に応じ
て磁石と検出基板の両者を駆動するようにしてもよい。

【００３４】（４）第４実施形態図７は、金属異物検出装置の第４実施形態を示す。この
金属異物検出装置２００は、第３実施形態と同様に、斜
めに配置されたテーブル２１８と、このテーブル２１８
上に配置された複数の磁石２２０を有する。テーブル２
１８の上端部と下端部には、これと直交する方向に上部
傾斜壁２１４と下部傾斜壁２１６が設けてある。上部傾
斜壁２１４には、モータ２４４がその駆動軸２４６を水
平に位置させて固定され、この駆動軸２４６にローラ２
４８が固定されている。また、最上位にある磁石２２１
の近傍には、少なくとも外周部を磁石で形成したローラ
２２４がローラ２４８と平行に配置され、他方、傾斜し
た検出基板２３０の傾斜部最下位には、ローラ２２６が
ローラ２４８と平行に設けてある。さらに、テーブル２
１８の下端近傍には、ローラ２４８と平行に、ローラ２
５０が回転自在に配置されている。これらのローラに
は、非導電性の材料からなるフレキシブルフィルムから
なる無端状の検出基板２３０が支持されており、モータ
２４４の駆動に基づいて、矢印２６０方向に回転するよ
うにしてある。この内ローラ２５０は上下方向に移動自
在式となっており、この自重による張力で検出基板２３
０の撓みを防ぐものとしている。また、検出基板２３０
の外周面には、図２及び図３で示すように、第１の電極
と第２の電極が配置されて検出回路を構成している。

【００３５】なお、本実施形態の検出基板２３０は回転
ベルトで形成されており、モータ２４４の駆動に基づい
て第１及び第２の電極が移動する。したがって、第１及
び第２の電極と電源との電気的接続を得るために、本実
施形態では、これら第１及び第２の電極を、検出基板２
３０の縁部又は該検出基板２３０に設けたスルーホール
を介して検出基板２３０の内面に伸ばすと共に、検出基
板２３０の内側には第１及び第２の電極の伸長部にそれ
ぞれの接触する接点部材（ブラシ）２８０を設け、これ
ら第１及び第２の電極の伸長部と対応する接点部材との
接触により、検出回路を構成している。この場合、検出
基板２３０を挟んで接点部材の反対側にはベルト支持部
材（図示する実施形態ではローラを用いている。）２８
２を設け、これにより接点部材が第１及び第２の電極の
伸長部に確実に接触するようにするのが好ましい。

【００３６】この金属異物検出装置２００では、モータ
２４４の駆動により無端状の検出基板２３０が矢印２６
０方向に回転する。非導電性材料からなる小片１６は、
最上位の磁石２２１の近傍に配置されたガイド１８を通
じて検出基板２３０上に落下供給されたのち、検出基板
２３０に沿って滑落し、回収ボックス２５４に回収され
る。

【００３７】検出基板２３０上に供給された小片１６に
磁性で導電性の金属異物（例えば、切断刃の欠片）が含
まれている場合、この金属異物は磁石２２０の磁力に引
かれて検出基板２３０上に保持される。保持された金属
異物は、第２の実施形態で説明したように、磁石２２０
に対する検出基板２３０の移動により位置が変化し、電
極間を電気的に接続して電気的に検出される。また、保
持された金属異物は、検出基板２３０の回転と共に上方
に搬送され、ローラ２２４を超えて磁石の領域外に搬送
される。このとき、ローラ２２４は少なくともその外周
部が磁石で形成されているので、磁石の対向部を通過し
た検出基板２３０部分に保持されている金属異物はロー
ラ２２４の周囲を移動する際も検出基板に確実に保持さ
れている。ローラ２２４から次のローラ２４８に至るま
での検出基板２３０部分はほぼ水平に伸びているので、
磁石やローラの磁界が及ばなくても、金属異物は検出基
板２３０上に保持されて搬送される。その後、検出基板
２３０がローラ２４８を超えると、金属異物は検出基板
２３０から離れて自由落下し、ローラの下方に配置され
た金属異物回収ボックス２５８に回収される。

【００３８】他方、小片１６に含まれた金属異物が非磁
性で導電性の金属異物（例えば、アルミニウム片、銅
片）の場合、この金属異物は検出基板２３０上に保持さ
れることなく、小片と共に滑落する。しかし、滑落する
途中で第１と第２の電極とを電気的に接続すると、その
接続が検出回路で検出され、必要ならば記録される。

【００３９】なお、磁石２２０は、テーブル２１８の全
長にわたって設けられてもよいが、図７においては、上
部領域にのみ磁石を配置してある。これは非磁性で導電
性の金属異物（例えば、アルミニウム片、銅片）が磁場
を通過すると、電磁誘導によりその導電性金属異物に磁
界の変化を打ち消す方向に渦電流が発生し得る。このた
め金属異物が磁石に反発して検出基板２３０上の電極に
接触しがたい環境ともなり得ることから、これを避ける
目的で磁石のない領域を設けたものである。第２、第３
の実施態様においても、同様趣旨からしても磁石の存在
しない検出領域を設けておくことが好ましい。

【００４０】（５）第５実施形態第５実施形態の金属異物検出装置を図８および図９に示
す。図８は、全体概略図で、そのＸ−Ｘ断面を図９に示
している。この金属異物検出装置３００は、略水平に配
置された円筒ドラム状の検出基板（以下、「検出ドラ
ム」という。）３３０を有する。検出ドラム３３０は少
なくとも外周部が非磁性、非導電性材料からなり、上述
した実施形態と同様の配線パターンを外周面に備えてい
る。検出ドラム３３０はまた、一端が開放され、他端に
フランジ３３２が固定されている。フランジ３３２の中
央部には、検出ドラム３３０と平行に伸びる、モータ３
４４の駆動軸３４６が連結されており、このモータ３４
４の駆動に基づいて検出ドラム３３０が矢印３６０方向
に回転するようにしてある。検出ドラム３３０の外周面
に近接して、第４実施形態で説明したものと同様の一対
のブラシ３８０が配置され、これらのブラシが配線パタ
ーンに含まれる第１と第２の電極とそれぞれ電気的に接
続されている。

【００４１】検出ドラム３３０の内側には、その一端開
放部から挿入された磁石ユニット３１０が配置されてい
る。磁石ユニット３１０は、検出ドラム３３０の中心軸
に沿って伸びる固定軸３１８と、この固定軸３１８の周
囲に配置された複数の磁石３２０からなる。本実施形態
では、磁石３２０は６個用意されており、検出ドラム３
３０の上端部に対向する位置から検出ドラム３３０の回
転方向に関して約２２５度回転した位置まで、４５度の
間隔を置いて等間隔に配置されている。また、各磁石３
２０は、検出ドラム３３０の内周面に対向する部分に磁
極が形成され、隣接する磁石の磁極はそれぞれ異なる極
性を有する。

【００４２】このように構成された金属異物検出装置３
００では、非磁性材料からなる小片１６は検出ドラム３
３０の上端部近傍に落下供給される。供給された小片１
６は、モータ３４４の駆動に基づく検出ドラム３３０の
回転と共に矢印３６０方向に搬送され、検出ドラム３３
０の上端部から約９０度移動した位置で検出ドラムから
分離し、その下方に配置された回収ボックス３５４に回
収される。

【００４３】他方、検査する小片１６に含まれている磁
性の金属異物は磁石３２０に吸引されて検出ドラム３３
０の外周面に保持される。保持された磁性の金属異物
は、検出ドラム３３０の回転と共に、上端部から約２２
５度回転した位置まで搬送され、そこに対向している磁
石３２１との対向部を通過すると、磁石の拘束から外れ
て検出ドラム３３０の外周面から離脱し、下方に配置さ
れている異物回収ボックス３５８に捕獲される。

【００４４】また、検出ドラム３３０の外周面に保持さ
れた磁性金属の異物は、各磁石３２０との対向部を通過
する際に磁界の変化により検出ドラム３３０に対して若
干移動し、配線の間に保持された金属異物も確実に検出
される。非磁性金属の異物も、検出ドラムの外周面に沿
って移動する際に第１と第２の電極を電気的に接続して
検出される。

【００４５】なお、図９では、点線で示した磁石２個を
取り除いているが、この部分にも磁石を設けてもよい。
この場合には捕獲された磁性体異物は、検出ドラム３３
０上に保持されたまま回転を続けることとなる。又磁石
の数は、検出ドラム３３０の径、磁石３２０の幅など、
必要に応じこれより多くしても少なくしてもよい。

【００４６】（６）第６実施形態第６実施形態の金属異物検出装置を図１０および図１１
に示す。この金属異物検出装置４００は、略水平に配置
された円筒体４６０を有する。円筒体４６０の一端は開
放され、他端はフランジ４６２で閉じられている。フラ
ンジ４６２には、中心軸を中心とする所定半径の円状
に、６０度の間隔を置いて、非磁性で非導電性の材料か
らなる６つの検出筒４１８が中心軸と平行に固定されて
いる。なお、検出筒４１８の端部に対向するフランジ部
分４６２は切除され、検出筒４１８の内部と円筒体４６
０の内部が連通している。また、検出筒４１８がフレキ
シブルフィルムで形成されている場合には、検出筒４１
８を保持するに十分な長さの樹脂などで成形された円筒
状のライナー（図示せず）を別途設けてその一端部を円
筒体４６０内部に連通させて固定し、そのライナーの上
にフィルム状の検出筒４１８を被せるようにしてもよ
い。

【００４７】検出筒４１８の外周部には、上述した各実
施形態と同様の配線パターンが形成されており、これら
の配線パターンはリード線４８２から円筒体４６０の外
周部に形成された配線４７６及びこの配線４７６に接触
する図示しないブラシを介して電源等に接続され、これ
により図３に示す検出回路と同様の回路が構成されてい
る。

【００４８】円筒体４６０の外周部にはその周方向に連
続した無端状溝４６５が形成されている。この無端状溝
４６５は、中心軸に直交する断面に対して左右に正弦波
状に蛇行している。また、無端状溝４６５には、図示し
ない装置フレームに固定された固定ガイド部材４６８の
端部４７２が位置させてあり、円筒体４６０を回転する
と、この回転に従って、円筒体４６０が中心軸方向に往
復移動するようにしてある。この往復運動のストローク
幅は、本実施例では５ｍｍとしている。

【００４９】円筒体４６０の内側にはその一端開放部か
ら柱状部材４５２が同軸的に挿入されている。柱状部材
４５２は、円筒部材４６０に対して、周方向の回転が規
制されているが、軸方向への移動はできるようにしてあ
る。柱状部材４５２の外側端部には、その中心にモータ
４４４の駆動軸４４６が連結されている。他方、柱状部
材４５２の内側端部には、そこから各検出筒４１８の内
部に向かって各個に磁石４５４が伸びている。各磁石４
５４は、検出筒４１８の内周面に対向する部分に磁極が
形成されており、その磁極は、円筒面上で軸方向にＮ極
とＳ極が交互に繰り返される。

【００５０】このように構成された金属異物検出装置４
００では、モータ４４４の駆動軸４４６を駆動すると柱
状部材４５２が矢印４８０方向に回転する。柱状部材４
５２の回転は、この柱状部材４５２との相対的回転が規
制されている円筒体４６０に伝達される。その結果、円
筒体４６０の端部に取り付けた複数の検出筒４１８が、
円筒体４６０の中心軸を中心として旋回する。また、円
筒体４６０は、外周の溝４６５に挿入されているガイド
部材４７２に案内され、矢印４９０に示す中心軸方向に
往復移動し、この動きに合わせて複数の検出筒４１８も
往復移動するため、磁石４５４と検出筒４１８との間で
相対移動が生まれる。

【００５１】検査すべき非導電性材料の小片１６は、検
出筒４１８の上方から落下供給され、検出筒４１８の外
周面に接触する。このとき、小片１６に導電性の金属異
物が含まれていれば、この金属異物が検出筒外周４１８
の配線パターンを短絡することにより検出される。ま
た、金属異物が磁性金属であれば、この金属異物は磁石
に吸引されて検出筒４１８の外周面に保持される。磁石
４５４と検出筒４１８との相対運動により、磁性金属異
物の検知は、より確実なものとなる。

【００５２】検出面の電極パターンに関する他の実施態
様として、図１２のように、いくつかの微小単位にブロ
ック分けした検出回路を設けることができる。このブロ
ックを多数配置した配線パターンを形成することによ
り、異物がこの配線パターン上のどのブロックを、そし
ていくつのブロックを短絡させたかに応じて、捕獲され
た異物の位置と概略の形状・大きさを信号として取り出
すことができる。本実施例においては、図中の太線で示
す１ブロックの大きさは３mm×２mmとしているが、ブロ
ック単位をできるだけ小さくする事によって、より小さ
な異物の形状・大きさをより正確に把握することができ
る。

【００５３】この方法で異物の大きさを知ることができ
れば、例えば異物の大きさによってその信号の使い別け
が可能となる。例として、前記アミラド繊維切断工程直
後に本装置が使用される場合、障害となり得る異物の大
きさを目的に応じて予め設定しておき、捕獲された異物
が上記所定の寸法以下の微小異物であれば、その捕獲の
事実と時間を記録したまま操業を続け、例えば切断刃が
破損した場合など所定寸法よりも大きな異物が捕獲され
た時のみ操業を停止することなどが可能となる。なお、
図では模式的に、電源等につなげる導線部分５１０も同
一面上に描いているが、実際には導線部分５１０はスル
ーホールを通ってすべて裏面に抜けており、基板の検出
面側には短絡検知用の配線部分５２０のみがパターン化
されている。

【００５４】なお、本発明に係る装置の名称を「金属異
物検出方法および装置」とし、代表的な導電性材料であ
る金属の異物を例にこれまで説明してきたが、異物が電
極間を短絡させるという構造からも理解できる通り、本
発明に係る方法および装置は金属のみに限らず、非金属
の導電性材料（例えば、ポリアセチレンなど）の検出に
も、勿論適用が可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたとおり、本発明に基づく金属
異物検出方法および装置を用いれば、検査すべき小片中
に含まれうる導電性異物の混入を検知し、磁性体金属に
ついてはその捕獲をすることができ、その検知の時間に
基づいて、異物混入が検知される以前の良品と考えられ
る小片のロットと、異物介在のおそれが高いそれ以降の
ロットとを明確に峻別することができる。この峻別によ
り、従来のようなその後の手作業による介在異物の選別
に必要とされる労力を最小限にとどめることができる。

【００５６】又、アミラド繊維切断工程などにおいて
は、異物捕獲検知の信号を得て切断機の操業を直ちに停
止することができる。特に切断刃破損時などにおいて
は、そのまま操業を続けると切断刃の欠片による異物介
在のほかにも、所定長さに切断されない小片が製造され
ることから、繊維素材を無駄にする。異物介在の検知に
よる操業停止は、結果として製品品質の向上、製品歩留
まりの改善を同時に達成する事ができる。

【００５７】更に、磁石のみを有する従来の装置では検
知できなかったアルミニウム・銅など非磁性体金属、更
には非金属導電性材料の混入異物も、本発明に基づく方
法および装置により検知が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属異物検出方法および装置を
表す概略図である。

【図２】本発明に係る金属異物検出装置の電極パター
ンの概要図である。

【図３】本発明に係る金属異物検出装置の検出回路構
成図である。

【図４】本発明に係る金属異物検出装置の実施態様の
側面断面図である。

【図５】磁石による異物検出促進効果を示す詳細図で
ある。

【図６】本発明に係る金属異物検出装置の他の実施態
様の側面断面図である。

【図７】本発明に係る金属異物検出装置の他の実施態
様の側面断面図である。

【図８】本発明に係る金属異物検出装置の他の実施態
様の概略図である。

【図９】図８に示す金属異物検出装置の断面図であ
る。

【図１０】本発明に係る金属異物検出装置の他の実施
態様の概略図である。

【図１１】図１０に示す金属異物検出装置の側面断面
図である。

【図１２】本発明に係る配線パターンの配線代替例を
示す平面図である。

【符号の説明】

１２検出基板１４検出面１６小片２２配線パターン２４第１電極２６第２電極３２制御回路３４記録装置３６警報装置３８切断機６４磁石６６往復移動機構１２０磁石１３０検出基板１４０往復移動機構２２０磁石２３０検出基板（無端ベルト）２４４モータ２８０接点部材（ブラシ）３２０磁石３３０円筒体３４４モータ３８０接点部材（ブラシ）４１８検出筒４４４モータ４５２柱状部材４５４磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 27/04 Ｇ０１Ｎ 27/04 Ｚ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非導電性材料からなる小片の集合から金
属異物を検出する金属異物検出装置を、（ａ）傾斜し
た上面を有し、該上面に沿って上記小片を滑落させる非
導電性基板と、（ｂ）複数の第１電極と複数の第２電
極とを有し、これら第１電極と第２電極が、上記小片に
含まれ得る導電金属の異物を通じて電気的に接続され得
るように上記傾斜した上面に配置された検出回路と、で
構成したことを特徴とする金属異物検出装置。
【請求項２】上記傾斜した上面の反対側にある基板の
下面に近接して配置された磁石を有することを特徴とす
る請求項１の金属異物検出装置。
【請求項３】傾斜した上面の反対側にある基板の下面
に近接する空間を上部領域と下部領域とに分けると共に
少なくとも上部領域には磁石を設け、これら上部領域と
下部領域に含まれる検出回路部分をそれぞれ上部検出回
路と下部検出回路に分離したことを特徴とする請求項１
の金属異物検出装置。
【請求項４】上記基板、上記磁石の少なくとも何れか
一方は他方に対して移動可能に支持されていることを特
徴とする請求項２または３の金属異物検出装置。
【請求項５】上記傾斜面は複数の分割領域からなり、
それぞれの分割領域に上記回路が設けられ、それぞれの
回路はそれぞれ電気的に独立していることを特徴とする
請求項１から４のいずれかの金属異物検出装置。
【請求項６】上記基板が平坦な板材からなることを特
徴とする請求項１から５のいずれかの金属異物検出装
置。
【請求項７】上記基板が回転自在な無端ベルトを構成
していることを特徴とする請求項１から５のいずれかの
金属異物検出装置。
【請求項８】上記基板が円筒体を構成していることを
特徴とする請求項１から５のいずれかの金属異物検出装
置。
【請求項９】上記円筒体は該円筒体の中心軸を中心と
して回転自在に支持されていることを特徴とする請求項
８の金属異物検出装置。
【請求項１０】上記円筒体は該円筒体の中心軸から離
れた別の軸を中心として回転自在に支持されていること
を特徴とする請求項８の金属異物検出装置。
【請求項１１】導電性異物が含まれ得る非導電性材料
からなる小片の集合を、複数の第１電極と複数の第２電
極とが交互に隣接しながら所定の間隔を置いて絶縁して
配線された基板上に落下させ、上記小片に含まれ得る導
電性異物を通じて上記第１電極と第２電極とを電気的に
接続させることにより、小片の集合に含まれ得る導電性
異物を検出する方法。