JP2020171879A

JP2020171879A - 食品の異物選別システム及びｘ線選別装置

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Publication number: JP2020171879A
Application number: JP2019074164A
Authority: JP
Inventors: 彰則尾野; Akinori Ono
Original assignee: SEIHOO KK; Seiho Co Ltd
Current assignee: SEIHOO KK; Seiho Co Ltd
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2020-10-22
Anticipated expiration: 2039-04-09
Also published as: JP6846057B2

Abstract

【課題】金属片を確実に分離でき、これによりＸ線による選別も良好に行なうことができる異物選別システム及びこれに用いるＸ線選別装置を提供する。【解決手段】本発明の異物選別システムは、回転駆動される中空の回転筒と、同じ磁極が隣り合うかまぼこ形状のネオジム磁石を軟鉄ヨークを介在して直列に結合した永久磁石体と、回転筒の内と外を結ぶ軸孔が形成され、永久磁石体から左右に伸びる軸と、を備え、軸が回転筒の軸心と一致した状態で、永久磁石体が回転筒の内部に設けられた磁力選別装置と、Ｘ線発生器及びＸ線検知器を備え、Ｘ線検知器が撮像した画像を解析してガラスを含む異物を磁力選別装置からの選別対象物から分離するＸ線選別装置と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、異物選別システム及び異物検出システムに用いるＸ線選別装置に関する。

出願人は、Ｘ線検知器を有する食品の選別装置を提案した（特許文献１参照）。この選別装置は上から下に向かって、形状選別装置、風力選別装置、磁力選別装置、金属探知機及びＸ線検知器が配置され、形状選別装置で所定の寸法以外のものを分離し、風力選別装置で食品の中の毛髪やビニール片を分離し、磁力選別装置で鉄片などの金属片を分離し、金属探知機でアルミニウムなどの非金属片を分離し、Ｘ線検知器でガラスや石それにプラスチック片を分離する。

従来の選別装置は、無端状の搬送ベルトが巻き付けられる一方のロールを永久磁石とし、搬送ベルトによって搬送された選別対象物に混入した金属片を吸着し、搬送ベルトの走行で移動した金属片をスクレーパでかき落とす構造である。

従来の選別装置では、磁石選別装置の金属片の選別能力が低いため、金属片が下流側のＸ線検知器まで移動する。Ｘ線検知器は、画像解析の精度に依存しており、微細な金属片の影を見つけられない場合もある。そのため、選別対象物に異物が残ることがあり、商品としての価値が低下する問題があった。

特開２００５−３４２６５１号公報

本発明の目的は、金属片を確実に分離でき、これによりＸ線による選別も良好に行なうことができる異物選別システム及び異物選別システムに用いるＸ線選別装置を提供することにある。

本発明による異物選別システムは、回転駆動される中空の回転筒と、同じ磁極が隣り合うかまぼこ形状のネオジム磁石を軟鉄ヨークを介在して直列に結合した永久磁石体と、前記回転筒の内と外を結ぶ軸孔が形成され、前記永久磁石体から左右に伸びる軸と、を備え、前記軸が前記回転筒の軸心と一致した状態で、前記永久磁石体が前記回転筒の内部に設けられた磁力選別装置と、Ｘ線発生器及びＸ線検知器を備え、Ｘ線検知器が撮像した画像を解析してガラスを含む異物を前記磁力選別装置からの選別対象物から分離するＸ線選別装置と、を備えていることを特徴とする。

発信コイルと受信コイルを備え、非磁性金属片を前記選別対象物から分離する金属探知機と、ＣＣＤカメラによって撮像したカラー画像と、近赤外線で撮像した画像を解析して色が異なっているとき及び色の濃淡に差があるときに異物として前記選別対象物から分離する色彩選別装置とが、前記磁力選別装置と前記Ｘ線選別装置との間に配置されることを特徴とする。

本発明によるＸ線選別装置は、請求項１又は２に記載の異物選別システムに用いるＸ線選別装置であって、前記磁気選別装置から排出された選別対象物を受け取り、流路を狭めて下方に送り出すガイド（３５）と、前記ガイド（３５）の下側に設けられ、縦方向に並列に配置された複数のサブシュート（１４）と、前記複数のサブシュートを出た選別対象物に向けてＸ線を照射するＸ線発生器（２７）と、前記Ｘ線発生器のＸ線で選別対象物を撮像するＸ線検出器（２８）と、前記サブシュートに対応して設けられ、落下する選別対象物の中の異物をエアーで吹き飛ばし、複数のＸ線検知異物投げ入れシュート（２５）に送り込む複数のエアー噴射ノズル（１７）と、を備えることを特徴とする。

前記ガイド（３５）には、振動が加えられることを特徴とする。

前記エアー噴射ノズル（１７）には、コンプレッサ（１９）から連続して圧縮空気が送り込まれることを特徴とする。

本発明による異物選別システムは、（ａ）磁力選別装置に、かまぼこ形のネオジム磁石を使用した小型の永久磁石体を採用したので、磁力面が円弧状に長い強力な磁界を形成でき、金属片の分離性能を向上できる。（ｂ）永久磁石体から左右両側に伸びる軸に軸孔（１３、１３’）を設けたので、一方の軸孔から空気を回転筒の内部に送り込み、他方の軸孔から空気を排出することができ、熱による選別対象物への影響（変色など）を防止できる。また、温度上昇による永久磁石の性能低下がないため、金属片を確実に吸着でき金属片の分離能力が向上する。（ｃ）磁石選別装置の金属片の選別能力を向上させたので、Ｘ線選別装置によって金属片を分離する画像解析の負荷を減少でき、磁石選別装置が分離できない異物（ガラス片やプラスチック等）の解析を行って、これを分離できる。

この異物選別システムは、磁力選別装置とＸ線選別装置との間に、非磁性金属片を前記選別対象物から分離する金属探知機と、ＣＣＤカメラと近赤外線カメラを備え、画像解析で選別対象物から異物を分離する色彩選別装置を配置したので、例えば、同じ形状でも色が異なる穀物と虫の分離は色彩選別機で行なうことで、Ｘ線選別装置の画像解析の負担を減少できる。色彩選別機では、赤い実と同じ赤色のプラスチック粒は分離が難しいが、Ｘ線選別装置は外側ではなく内部の素材を判定するので、これを判別できる。

本発明のＸ線選別装置によれば、選別対象物をベルトで搬送するのではなく、複数のサブシュートの中を落下させ、Ｘ線検知器の画像解析により異物を判定し、該異物をエアー噴射ノズルのエアーで分離するようにしたので、磁気選別装置のメインシュートの下側に接続できる。

ガイドに振動を加えたので、選別対象物が滞留せずに、ガイドの傾斜面を円滑に滑り落ちるようにできる。

エアー噴射ノズルには、コンプレッサから連続して圧縮空気が送り込まれるようにしたので、連続噴射ができる。

本発明による異物選別システムの内部構造を示す側面図である。図１の磁力選別装置の内部構造を示す側面図である。図２に示す磁力選別装置の回転筒の内部構成を示す正面図である。回転筒に使用される永久磁石体の斜視図である。永久磁石体の平面図である。回転筒を含む永久磁石体の左側面図である。ネオジム磁石のＳ極とＮ極の配列を示す図である。落下防止板の動作を示す説明図である。金属固定手段の平面図及び斜視図である。金属固定手段のマグネット棒の内部構成を示す図である。磁力選別装置の筐体に組み込み可能なＸ線選別装置の内部構成を示す図である。Ｘ線選別装置の内部に設けられるガイドの斜視図である。Ｘ線選別装置のサブシュートの説明図（正面図）である。Ｘ線選別装置のサブシュートの説明図（背面図）である。Ｘ線検出器で撮像した画像の例である。異物分離の噴射を行なうエアー噴射ノズルの説明図である。磁力選別装置の筐体に金属探知機とＸ線選別装置を組み込んだ例を示す説明図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明による異物選別システム及び異物選別システムに用いるＸ線選別装置を詳しく説明する。

図１は、本発明による異物選別システム２００の内部構造を示す側面図である。図１に示すように、最上流部にはホッパ１と定量供給部４が設けられる。これに続く風力選別装置８０は、風力により毛髪やビニール片などを分離する。形状選別装置７０は、２段の金網部材と振動フィーダを備え、所定のものより大きな形状のものと、小さすぎる形状のものを除き、所定のサイズの選別対象物を通過させる。本実施例では、風力選別装置８０を形状選別装置７０の下側に設けたが、風力選別装置８０を形状選別装置７０の上流に設けた構成としてもよい。

図１及び図２に示すように、磁力選別装置９０は鉄片など金属片の異物を分離する。磁力選別装置９０は、かまぼこ形のネオジム磁石を永久磁石体に採用している。これにより、磁力面が回転筒５の円弧状に沿った軸方向に長い強力な磁界を形成できる。磁力選別装置９０の下部のメインシュート１１には、金属探知機９５が組み込まれる。金属探知機９５は、アルミニウム片などの非磁性金属片２２を分離する。金属探知機９５には、発信コイルと受信コイルがあり、非磁性金属片２２が通過すると、受信コイルの電圧が変化するので、仕分け板９５ａを作動させて、非磁性金属片２２の異物を非磁性金属片投げ入れシュート１８に導く。

金属探知機９５が組み込まれた磁力選別装置９０の下流に、色彩選別装置８５が設けられる。磁力選別装置９０のメインシュート１１を出た選別対象物２０は、搬送ベルト（図示せず）を介して、色彩選別装置８５のホッパ１に入る。ホッパ１で受けた選別対象物２０は、フィーダ１２０で選別部４０に送り出す。選別部４０は、ＣＣＤカメラ４１によって撮像したカラー画像と、ＮＩＲ（近赤外線）カメラ４２で撮像された画像を分析して、同じ形状の選別対象物でも色が異なれば異物として分離する。色彩選別装置８５は、白色光に加えて近赤外線光を用いて異物を検出する。これにより高精度に選別対象物２０を選別することができる。例えば、選別対象物２０がチアシードの場合、チアシードは茶色であるのに対し、混在した木屑は灰色のため、白色光源４３とＣＣＤカメラ４１のカラー画像によって検知し、エアー噴射ノズル４５によって吹き飛ばして分離する。一方、虫糞は茶色であるため、白色光源４３とＣＣＤカメラ４１のカラー画像では、チアシードとの判別がつかないが、ＮＩＲ（近赤外線）カメラ４２の画像では灰色に受光されるため、チアシードと区別されてエアー噴射ノズル４５によって吹き飛ばして分離する。異物は吹き飛ばされ、異物投げ入れシュート４７に送り出され、異物受けボックス４８に集められる。良品は、良品投入シュート４９と搬送ベルト（図示せず）を介して、Ｘ線選別装置１００のホッパ１に送り出される。

Ｘ線選別装置１００は、Ｘ線発生器２７と、Ｘ線検出器２８を備え、Ｘ線検出器２８が撮像した画像を分析してガラスを含む異物を分離する。選別対象物２０はベルト１１１で図面左方向に送り出される。Ｘ線検出器２８の画像を解析して異物を検知すると、仕分け板１１５が下がり、異物を異物シュート２５に送り出し、異物受けボックス３８に集める。良品は、仕分け板１１５が上がったままなので、良品投げ入れシュート２９から良品受けボックス２６に集められる。

図２は、図１の磁力選別装置９０の内部構造を示す側面図である。磁力選別装置９０は、鉄片などの金属片２１を分離する。分離された金属片２１は金属片投げ入れシュート１０に送り込まれ、金属片受けボックス３６に集められる。磁力選別装置９０には、形状選別装置７０を通過した選別対象物が供給されるが、図２に示すように、ホッパ１及び定量供給機構４を配置してもよい。ホッパ１は、屋根部分に設けられ、選別対象物を収容する。定量供給機構４は、一対のローラ２、３からなり、回転筒５の上方に定量ずつ選別対象物２０を供給する。ローラ２、３は対向して設けられ、羽根によりホッパ１の選別対象物を掴み取り回転筒５の上方に落とす。回転筒５は、摩耗に強く、厚さが薄い（厚さ１ｍｍ以下）ステンレス製のドラムからなる。回転筒５は、中空となっており、中空の内部には、永久磁石体６が設けられる。永久磁石体６により、選別対象物２０に含まれる金属片２１を回転筒５の表面に吸着させて分離する。選別対象物の食品は、例としてゴマ、米、小麦粉の粒などがあげられる。

図２に示すように、磁力選別装置９０における回転筒５の上部後方に落下防止板８が設けられ、回転筒５の下部前方には分離調節板７が設けられる。落下防止板８は、定量供給機構４からの選別対象物２０を受け止め、回転筒５の回転方向にスライド回動して選別対象物２０を回転筒５前方側に送り出す。回転筒５に吸着された鉄などの磁性を有する金属片２１は、回転筒５が回転して吸着した金属片２１が永久磁石体６から離れると磁力が及ばなくなり、自重で下方に落下する。磁力の影響を受けない食品（良品）の選別対象物２０は、回転筒５の前側下方のメインシュート１１に落下する。分離調節板７は、角度の調節が可能であり、前方に落下する良品の選別対象物２０と、回転筒５に吸着された後に回転筒５の真下から後方に向かって落下する金属片２１とを分離する。

図３は、図２に示す磁力選別装置９０における回転筒５の内部構成を示す正面図である。回転筒５は、モータ３０で駆動されるベルト５１により常時回転する。永久磁石体６は、軸３１が回転筒５の軸心に一致して設置され、回転筒５の選別対象物２０が落下する側（図１の右上方向）に磁石が向くようにして固定される。軸３１は両端が軸受で支持される。磁界は、回転筒５の長手方向（左右方向）に沿って長く生成される。回転筒５の内部へファン１２により空気を送り込める。この空気は、永久磁石体６の軸３１に形成された一方の軸孔１３を通って回転筒５の内部に入った後、回転筒５の内部の空気は、永久磁石体６の軸に形成された他方の軸孔１３’を通って外部に出る。この空気の流動により永久磁石体６を冷却できる。軸孔１３、１３’に加えて空冷手段１６を設けることができる。空冷手段１６は、ファン１２と軸孔１３、１３’の空気流路１９から構成される。

図４及び図５は、回転筒５に使用される永久磁石体６を示す。永久磁石体６の長さは約９０ｃｍである。複数のネオジム磁石３２が、軸３１に取付けられた扇形の軟鉄ヨーク３３で挟み込まれた構造である。軸３１には軸孔１３、１３’が形成されている。ネオジム磁石３２の反対側には３本の連結棒のバランサー５２が取付けられる。ネオジム磁石３２は、図６に示すように、かまぼこ形の形状に形成されており、そのかまぼこ形の頂部の湾曲面が回転筒５の内面に臨むように取り付けられる。

図５は、永久磁石体６の平面図である。軸３１には、軸孔１３、１３’が形成され、一方の軸孔１３から回転筒５の内部に空気が入り込み、他方の軸孔１３’から空気が出るため、回転筒５の内部を冷やすことができる。従って軸孔１３、１３’は空気流路１９となる。ネオジム磁石３２は、それぞれが軟鉄ヨーク３３で挟み込まれる。左右には、固定部材３４、３４’が設けられ、ボルトで全体が固定される。これに限るものではないが、ネオジム磁石３２の厚さは約１２．５ｍｍ、軟鉄ヨーク３３の厚さは約３ｍｍである。固定部材３４、３４’を含む横幅は、約４５０ｍｍである。軸３１の径は約４０ｍｍである。回転筒５の径は約２２ｃｍであるが、回転筒５の横幅（左右方向）は約４５ｃｍと長く、そのため、選別対象物２０は、帯状の滝のようにメインシュート１１に向かって落下する。

図６は、回転筒５を含む永久磁石体６の左側面図である。回転筒５の直径は、約２２０ｍｍである。ネオジム磁石３２は、板状のもので、一方がＳ極の面で、他方がＮ極の面である。その外形はかまぼこ形である。頂部の湾曲面の外周Ｌが回転筒５の円周に合わせて長くされている。ネオジム磁石３２の円弧状の角度は、例えば約１１０度である。軟鉄ヨーク３３は、板状で扇形をしており、孔があって軸３１に取り付けられる。図６に示すように、回転筒５に吸着した金属片２１は、回転筒５が回転して磁力が及ばなくなると、点線のような弾道で下方向に落下する。落下した金属片２１は、金属固定手段２１に引き寄せられる。

図７は、ネオジム磁石３２のＳ極とＮ極の配列を示す図である。ネオジム磁石３２は隣り合う磁極が同じとなるように直列に結合される。このような配列により、磁力線５７を回転筒５の外側に向かって、かつ軸方向に沿って生成する。磁力の強さは約１．４テスラ以上である。

図８は、落下防止板８の動作を示す説明図である。（Ａ）は、選別対象物２０が回転筒５の上部に落下している状態で、一部は、回転筒５が回転しているので、前方に搬送されるが、落下防止板８で受け止められた選別対象物２０は、回転筒５の登り坂を登れずに貯留される場合がある。（Ｂ）は、落下防止板８が送り出し手段１５で回動され、選別対象物２０が前方に送り出されることを示す。回動の速度は、回転筒５の回転速度と同じにする。（Ｃ）は、落下防止板８が元の位置に戻されることを示す。送り出し手段１５は、ステッピングモータと、アームで構成できる。定量供給機構４のローラ２、３の回転制御は、落下防止板８を回動させる時間帯と、回動が停止される時間帯に分けられ、間歇回転駆動される。ローラ２、３は、回動して所定量の選別対象物２０を落下させる時間と、停止して選別対象物を落下させない時間とに分けられ、これを繰り返す。ローラ２、３の回動が停止している時間帯では、落下防止板８が動く。落下防止板８は選別対象物２０を前方に送り出した後、元の位置に戻る。

図９は、金属固定手段５０の平面図及び斜視図である。金属片固定手段５０は、複数のマグネット棒５３からなる。マグネット棒５３は内部にネオジム磁石５３ａが、同じ極が向い合せとなるように配列されている。これにより周囲に、長さ方向に沿って長い磁界を生成できる。ネオジム磁石５３ａは摩耗に弱いため、外側をステンレス管５３ｂで覆って保護している。ネオジム磁石５３ａを、ステンレス管５３ｂから引き出すと、ステンレス管５３ｂの磁力がなくなるので、吸着していた金属が離れて落下する。そのため、異物（磁性体の金属、鉄片など）をかき落とす必要がなく、運転終了後の異物の回収が容易になる。

図１０は、金属固定手段５０のマグネット棒５３の内部構成を示す図である。（Ａ）は、マグネット棒２４を電磁石で構成した例である。（Ｂ）は、ネオジム磁石で構成した例である。マグネット棒５３を（Ａ）、（Ｂ）いずれで構成してもよい。電磁石で構成した場合、スイッチの操作１つで、異物を受皿に回収できる。金属片固定手段５０を金属片投げ入れシュート１０に設けたので、分離し落下させた金属片２１の運転終了後の回収が容易になる。

図１１は、磁力選別装置９０の筐体９に組み込み可能なＸ線選別装置１００の内部構成を示す図である。Ｘ線選別装置１００には、ガイド３５、ガイド３５の下側に設けられる複数のサブシュート１４、Ｘ線発生器２７、Ｘ線検出器２８、複数（本実施例では４本）のエアー噴射ノズル１７、複数（本実施例では４本）のＸ線検知異物投げ入れシュート２５、Ｘ線検知異物受けボックス３８、良品受けボックス２６が設けられる。Ｘ線検知異物受けボックス３８には、Ｘ線検知器２８で検出されたガラスや石、プラスチック片などが集められる。図１１に示すように、サブシュート１４の奥行幅（前後方向）は、メインシュート１１の奥行幅より狭くなっている。これは選別対象物２０をエアー噴射ノズル１７の近くを通過させ、吹き飛ばしを良好に行なうためである。

Ｘ線発生器２７は、フィラメントと、ターゲットからなり、ターゲットからＸ線が出射する。Ｘ線検出器２８は、Ｘ線を検知するセンサーであり、落下する選別対象物２０を撮像する。Ｘ線検出器２８は金属片を検出可能であるが、磁力選別装置９０及び金属探知機９５で分離されているので、ガラス、石それにプラスチック片などを主に検出する。なお、図示しないが、Ｘ線検出器２８には、画像を解析する処理部が接続される。処理部は画像解析により異物が落下していると判定すれば、異物に対応したエアー噴射ノズル１７を駆動する信号を出力する。

図１２は、Ｘ線選別装置１００の内部に設けられるガイド３５の斜視図である。メインシュート１１は、左右長さが約４５ｃｍなので、４つのサブシュート１７に分割し、エアー噴射ノズルも４つが設けられる。上段の絞り込み板は左右方向の絞り込みを決めており、高さを調節して高くすることにより、個々のシュートの左右幅が広くなり、高さを低くすることにより、個々のシュートの左右幅が狭くなる。下段の絞り込み板は前後方向の絞り込みを決めており、高さを調節して高くすることで個々のシュートの前後幅が広くなり、高さを低くすることにより個々のシュートの前後幅が狭くなる。

図１３は、Ｘ線選別装置１００のサブシュート１７の説明図（正面図）である。この実施例では、サブシュート１４は、第１サブシュート１４ａ、第２サブシュート１４ｂ、第３サブシュート１４ｃ、第４サブシュート１４ｄの４つで形成されている。Ｘ線検出器２８は、サブシュート１４の前方側に、サブシュート１４と交差するように水平に設けられる。また、第１サブシュート１４ａ、第２サブシュート１４ｂ、第３サブシュート１４ｃ、第４サブシュート１４ｄに対応して、第１エアー噴射ノズル１７ａ、第２エアー噴射ノズル１７ｂ、第３エアー噴射ノズル１７ｃ、第４エアー噴射ノズル１７ｄからなるエアー噴射ノズル１７が設けられる。Ｘ線検知の異物をエアー噴射ノズルで吹き飛ばしやすいよう幅広のメインシュート１１をガイド３５で絞り込み、ガイド３５に続く４本のサブシュート１４を形成した。エアー噴射ノズル１７で吹き飛ばされなかった選別対象物２０は、真下に落下して、良品受けボックス２６に集められる。

図１４は、Ｘ線選別装置１００に備えられるサブシュート１４の説明図（背面図）である。サブシュート１４の後方には、Ｘ線発生器２７がサブシュート１４と交差するように設けられる。Ｘ線発生器２７の下側には、第１サブシュート１４ａ、第２サブシュート１４ｂ、第３サブシュート１４ｃ、第４サブシュート１４ｄのそれぞれに対応して、第１Ｘ線検知異物投げ入れシュート２５ａ、第２Ｘ線検知異物投げ入れシュート２５ｂ、第３Ｘ線検知異物投げ入れシュート２５ｃ、第４Ｘ線検知異物投げ入れシュート２５ｄからなるＸ線検知異物投げ入れシュート２５が設けられる。Ｘ線検知異物投げ入れシュート２５には、エアー噴射ノズル１７で吹き飛ばされたＸ線検知異物２４が送り込まれ、Ｘ線検知異物２４はＸ線検知異物受けボックス３８に集められる。

図１５は、Ｘ線検出器２８で撮像した画像の例である。第１サブシュート１４ａと第２サブシュート１４ｂには、落下する良品の選別対象物２０が撮像されているが、第３サブシュート１４ｃと第４サブシュート１４ｄには、ガラス又は石又はプラスチック片などのＸ線検知異物２４が撮像されている。処理部（図示せず）はこれを画像解析し、Ｘ線検知異物２４を検知する。

図１６は、図１５の画像に対応しエアー噴射ノズル１７の噴射を行う説明図である。処理部（図示せず）は、第３サブシュート１４ｃと第４サブシュート１４ｄに異物があると検知したら、第３エアー噴射ノズル１７ｃと第４エアー噴射ノズル１７ｄに信号を出力し、ノズルを短い時間「閉」から「開」として、エアーを噴射させる。第１エアー噴射ノズル１７ａ、第２エアー噴射ノズル１７ｂ、第３エアー噴射ノズル１７ｃ及び第４エアー噴射ノズル１７ｄのエアー噴射ノズル１７には、コンプレッサ１９から連続して圧縮空気が送り込まれる。そのため、連続してノズルを開くことができる。

図１７は、磁力選別装置の筐体に金属探知機とＸ線選別装置を組み込んだ例を示す説明図である。この構造は、金属探知機とＸ線選別装置の間を搬送ベルトで連結する構造ではないので、設置面積を小さくでき、システムを狭い場所でも構築できる。

ガイド３５によって、落下通路の前後左右の幅が小さくなり、目詰まりが発生しやすくなるので、微小な振動を加える加振装置（図示せず）を備えている。振動は、強い振動と弱い振動を交互に加えて、選別対象物２０が滑り落ちやすくしている。また、サブシュート１４は、メインシュートより前後左右の幅が小さくなるので、選別対象物２０の幅寄せに時間がかかる場合がある。そのため、ローラ（２、３）は、間歇回転駆動される。落下する選別対象物２０は、連続的には落下されず、落下しない時間と落下する時間の繰り返しとなる。選別対象物２０が落下しない時間帯が、サブシュート１４の幅寄せ時間に費やされる。

Ｘ線選別装置１００は、ガイド３５を設けたので、磁力選別装置９０の筐体９に組み込み容易である。複数のサブシュートと複数のエアー噴射ノズルを設け、Ｘ線検出器が撮像した画像を解析し、異物の映っているサブシュートに対応するエアー噴射ノズルを駆動して、エアーにより異物を分離するようにしたので、サブシュート間の影響がなく、異物と一緒に分離される良品を少なくできる。

磁力選別装置９０によれば、永久磁石体６に、かまぼこ形のネオジム磁石を使用したので、長い強力な磁界が形成され金属片の分離性能を向上できる。また、落下防止板８を回動させたので、回転筒上部に選別対象物が滞留することがない。回転筒５の内部を冷却できるので、回転筒が選別対象物の衝突の熱によって変色するなどの不都合を防止できる。

本発明は、金属片を確実に分離でき、Ｘ線による選別も良好に行なえる異物選別システム及びこのシステムに用いるＸ線選別装置として好適である。

１ホッパ
２、３ローラ
４定量供給機構
５回転筒
６永久磁石体
７分離調節板
８落下防止板
９筐体
１０金属片投げ入れシュート
１１メインシュート
１２ファン
１３、１３’ 軸孔（空気通路）
１４サブシュート
１４ａ第１サブシュート
１４ｂ第２サブシュート
１４ｃ第３サブシュート
１４ｄ第４サブシュート
１５送り出し手段
１６空冷手段
１７エアー噴射ノズル
１７ａ第１エアー噴射ノズル
１７ｂ第２エアー噴射ノズル
１７ｃ第３エアー噴射ノズル
１７ｄ第４エアー噴射ノズル
１８非磁性金属片投げ入れシュート
１９コンプレッサ
２０選別対象物
２１金属片
２２非磁性金属片
２３ビニール片
２４Ｘ線検知異物（ガラス又は石又はプラスチック片など）
２５Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２５ａ第１Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２５ｂ第２Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２５ｃ第３Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２５ｄ第４Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２６良品受けボックス
２７Ｘ線発生器
２８Ｘ線検出器
２９良品投げ入れシュート
３０モータ
３１（永久磁石体の）軸
３２ネオジム磁石
３３軟鉄ヨーク
３４、３４’ 固定部材
３５ガイド
３６金属片受けボックス
３７非磁性金属片受けボックス
３８Ｘ線検知異物受けボックス
４０選別部
４１ＣＣＤカメラ
４２ＮＩＲカメラ
４３白色光源
４４近赤外線光源
４７異物投げ入れシュート
４８異物受けボックス
４９良品受けシュート
５０金属固定手段
５１ベルト
５２バランサー
５３マグネット棒
５３ａネオジム磁石
５３ｂステンレス管
５７磁力線
７０形状選別装置
８０風力選別装置
８５色彩選別装置
９０磁力選別装置
９５金属探知機
９５ａ仕分け板
１００Ｘ線選別装置
１１５仕分け板
２００異物選別システム

本発明による異物選別システムは、回転駆動される中空の回転筒と、同じ磁極が隣り合うかまぼこ形状のネオジム磁石を軟鉄ヨークを介在して直列に結合した永久磁石体と、前記回転筒の内と外を結ぶ軸孔が形成され、前記永久磁石体から左右に伸びる軸と、を備え、前記軸が前記回転筒の軸心と一致した状態で、前記永久磁石体が前記回転筒の内部に設けられた磁力選別装置と、Ｘ線発生器及びＸ線検知器を備え、Ｘ線検知器が撮像した画像を解析してガラスを含む異物を前記磁力選別装置からの食品である選別対象物から分離するＸ線選別装置と、を備え、発信コイルと受信コイルを備えて非磁性金属片を前記選別対象物から分離する金属探知機と、ＣＣＤカメラによって撮像したカラー画像と近赤外線で撮像した画像を解析して色が異なっているとき及び色の濃淡に差があるときに異物として前記選別対象物から分離する色彩選別装置とが、前記磁力選別装置と前記Ｘ線選別装置との間に配置されることを特徴とする。

本発明によるＸ線選別装置は、異物選別システムに用いるＸ線選別装置であって、前記磁気選別装置から排出された選別対象物を受け取り、流路を狭めて下方に送り出すガイド（３５）と、前記ガイド（３５）の下側に設けられ、縦方向に並列に配置された複数のサブシュート（１４）と、選別対象物に向けてＸ線を照射するＸ線発生器（２７）と、前記Ｘ線発生器のＸ線で選別対象物を撮像するＸ線検知器（２８）と、前記サブシュートに対応して設けられ、落下する選別対象物の中の異物をエアーで吹き飛ばし、複数のＸ線検知異物投げ入れシュート（２５）に送り込む複数のエアー噴射ノズル（１７）と、を備えることを特徴とする。

本発明による異物選別システムの内部構造を示す側面図である。図１の磁力選別装置の内部構造を示す側面図である。図２に示す磁力選別装置の回転筒の内部構成を示す正面図である。回転筒に使用される永久磁石体の斜視図である。永久磁石体の平面図である。回転筒を含む永久磁石体の左側面図である。ネオジム磁石のＳ極とＮ極の配列を示す図である。落下防止板の動作を示す説明図である。金属固定手段の平面図及び斜視図である。金属固定手段のマグネット棒の内部構成を示す図である。磁力選別装置の筐体に組み込み可能なＸ線選別装置の内部構成を示す図である。Ｘ線選別装置の内部に設けられるガイドの斜視図である。Ｘ線選別装置のサブシュートの説明図（正面図）である。Ｘ線選別装置のサブシュートの説明図（背面図）である。Ｘ線検知器で撮像した画像の例である。異物分離の噴射を行なうエアー噴射ノズルの説明図である。磁力選別装置の筐体に金属探知機とＸ線選別装置を組み込んだ例を示す説明図である。

Ｘ線選別装置１００は、Ｘ線発生器２７と、Ｘ線検知器２８を備え、Ｘ線検知器２８が撮像した画像を分析してガラスを含む異物を分離する。選別対象物２０はベルト１１１で図面左方向に送り出される。Ｘ線検知器２８の画像を解析して異物を検知すると、仕分け板１１５が下がり、異物を異物シュート２５に送り出し、異物受けボックス３８に集める。良品は、仕分け板１１５が上がったままなので、良品投げ入れシュート２９から良品受けボックス２６に集められる。

図１１は、磁力選別装置９０の筐体９に組み込み可能なＸ線選別装置１００の内部構成を示す図である。Ｘ線選別装置１００には、ガイド３５、ガイド３５の下側に設けられる複数のサブシュート１４、Ｘ線発生器２７、Ｘ線検知器２８、複数（本実施例では４本）のエアー噴射ノズル１７、複数（本実施例では４本）のＸ線検知異物投げ入れシュート２５、Ｘ線検知異物受けボックス３８、良品受けボックス２６が設けられる。Ｘ線検知異物受けボックス３８には、Ｘ線検知器２８で検出されたガラスや石、プラスチック片などが集められる。図１１に示すように、サブシュート１４の奥行幅（前後方向）は、メインシュート１１の奥行幅より狭くなっている。これは選別対象物２０をエアー噴射ノズル１７の近くを通過させ、吹き飛ばしを良好に行なうためである。

Ｘ線発生器２７は、フィラメントと、ターゲットからなり、ターゲットからＸ線が出射する。Ｘ線検知器２８は、Ｘ線を検知するセンサーであり、落下する選別対象物２０を撮像する。Ｘ線検知器２８は金属片を検出可能であるが、磁力選別装置９０及び金属探知機９５で分離されているので、ガラス、石それにプラスチック片などを主に検出する。なお、図示しないが、Ｘ線検知器２８には、画像を解析する処理部が接続される。処理部は画像解析により異物が落下していると判定すれば、異物に対応したエアー噴射ノズル１７を駆動する信号を出力する。

図１３は、Ｘ線選別装置１００のサブシュート１７の説明図（正面図）である。この実施例では、サブシュート１４は、第１サブシュート１４ａ、第２サブシュート１４ｂ、第３サブシュート１４ｃ、第４サブシュート１４ｄの４つで形成されている。Ｘ線検知器２８は、サブシュート１４の前方側に、サブシュート１４と交差するように水平に設けられる。また、第１サブシュート１４ａ、第２サブシュート１４ｂ、第３サブシュート１４ｃ、第４サブシュート１４ｄに対応して、第１エアー噴射ノズル１７ａ、第２エアー噴射ノズル１７ｂ、第３エアー噴射ノズル１７ｃ、第４エアー噴射ノズル１７ｄからなるエアー噴射ノズル１７が設けられる。Ｘ線検知の異物をエアー噴射ノズルで吹き飛ばしやすいよう幅広のメインシュート１１をガイド３５で絞り込み、ガイド３５に続く４本のサブシュート１４を形成した。エアー噴射ノズル１７で吹き飛ばされなかった選別対象物２０は、真下に落下して、良品受けボックス２６に集められる。

図１５は、Ｘ線検知器２８で撮像した画像の例である。第１サブシュート１４ａと第２サブシュート１４ｂには、落下する良品の選別対象物２０が撮像されているが、第３サブシュート１４ｃと第４サブシュート１４ｄには、ガラス又は石又はプラスチック片などのＸ線検知異物２４が撮像されている。処理部（図示せず）はこれを画像解析し、Ｘ線検知異物２４を検知する。

Ｘ線選別装置１００は、ガイド３５を設けたので、磁力選別装置９０の筐体９に組み込み容易である。複数のサブシュートと複数のエアー噴射ノズルを設け、Ｘ線検知器が撮像した画像を解析し、異物の映っているサブシュートに対応するエアー噴射ノズルを駆動して、エアーにより異物を分離するようにしたので、サブシュート間の影響がなく、異物と一緒に分離される良品を少なくできる。

１ホッパ
２、３ローラ
４定量供給機構
５回転筒
６永久磁石体
７分離調節板
８落下防止板
９筐体
１０金属片投げ入れシュート
１１メインシュート
１２ファン
１３、１３’ 軸孔（空気通路）
１４サブシュート
１４ａ第１サブシュート
１４ｂ第２サブシュート
１４ｃ第３サブシュート
１４ｄ第４サブシュート
１５送り出し手段
１６空冷手段
１７エアー噴射ノズル
１７ａ第１エアー噴射ノズル
１７ｂ第２エアー噴射ノズル
１７ｃ第３エアー噴射ノズル
１７ｄ第４エアー噴射ノズル
１８非磁性金属片投げ入れシュート
１９コンプレッサ
２０選別対象物
２１金属片
２２非磁性金属片
２３ビニール片
２４Ｘ線検知異物（ガラス又は石又はプラスチック片など）
２５Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２５ａ第１Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２５ｂ第２Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２５ｃ第３Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２５ｄ第４Ｘ線検知異物投げ入れシュート
２６良品受けボックス
２７Ｘ線発生器
２８Ｘ線検知器
２９良品投げ入れシュート
３０モータ
３１（永久磁石体の）軸
３２ネオジム磁石
３３軟鉄ヨーク
３４、３４’ 固定部材
３５ガイド
３６金属片受けボックス
３７非磁性金属片受けボックス
３８Ｘ線検知異物受けボックス
４０選別部
４１ＣＣＤカメラ
４２ＮＩＲカメラ
４３白色光源
４４近赤外線光源
４７異物投げ入れシュート
４８異物受けボックス
４９良品受けシュート
５０金属固定手段
５１ベルト
５２バランサー
５３マグネット棒
５３ａネオジム磁石
５３ｂステンレス管
５７磁力線
７０形状選別装置
８０風力選別装置
８５色彩選別装置
９０磁力選別装置
９５金属探知機
９５ａ仕分け板
１００Ｘ線選別装置
１１５仕分け板
２００異物選別システム

本発明による食品の異物選別システムは、回転駆動される中空の回転筒と、同じ磁極が隣り合うかまぼこ形状のネオジム磁石を軟鉄ヨークを介在して直列に結合した永久磁石体と、前記回転筒の内と外を結ぶ軸孔が形成され、前記永久磁石体から左右に伸びる軸と、を備え、前記軸が前記回転筒の軸心と一致した状態で、前記永久磁石体が前記回転筒の内部に設けられた磁力選別装置と、Ｘ線発生器及びＸ線検知器を備え、Ｘ線検知器が撮像した画像を解析してガラスを含む異物を前記磁力選別装置からの食品である選別対象物から分離するＸ線選別装置と、を備え、発信コイルと受信コイルを備えて非磁性金属片を前記選別対象物から分離する金属探知機と、ＣＣＤカメラによって撮像したカラー画像と近赤外線で撮像した画像を解析して色が異なっているとき及び色の濃淡に差があるときに異物として前記選別対象物から分離する色彩選別装置とが、前記磁力選別装置と前記Ｘ線選別装置との間に配置されることを特徴とする。

本発明によるＸ線選別装置は、食品の異物選別システムに用いるＸ線選別装置であって、前記磁力選別装置から排出された選別対象物を受け取り、流路を狭めて下方に送り出すガイド（３５）と、前記ガイド（３５）の下側に設けられ、縦方向に並列に配置された複数のサブシュート（１４）と、選別対象物に向けてＸ線を照射するＸ線発生器（２７）と、前記Ｘ線発生器のＸ線で選別対象物を撮像するＸ線検知器（２８）と、前記複数のサブシュートのそれぞれに対応して設けられ、落下する選別対象物の中の異物をエアーで吹き飛ばし、複数のＸ線検知異物投げ入れシュート（２５）に送り込む複数のエアー噴射ノズル（１７）と、を備えることを特徴とする。

Claims

回転駆動される中空の回転筒と、同じ磁極が隣り合うかまぼこ形状のネオジム磁石を軟鉄ヨークを介在して直列に結合した永久磁石体と、前記回転筒の内と外を結ぶ軸孔が形成され、前記永久磁石体から左右に伸びる軸と、を備え、前記軸が前記回転筒の軸心と一致した状態で、前記永久磁石体が前記回転筒の内部に設けられた磁力選別装置と、
Ｘ線発生器及びＸ線検知器を備え、Ｘ線検知器が撮像した画像を解析してガラスを含む異物を前記磁力選別装置からの選別対象物から分離するＸ線選別装置と、を備えていることを特徴とする異物選別システム。
発信コイルと受信コイルを備え、非磁性金属片を前記選別対象物から分離する金属探知機と、ＣＣＤカメラによって撮像したカラー画像と、近赤外線で撮像した画像を解析して色が異なっているとき及び色の濃淡に差があるときに異物として前記選別対象物から分離する色彩選別装置とが、前記磁力選別装置と前記Ｘ線選別装置との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の異物選別システム。
請求項１又は２のいずれかに記載の異物選別システムに用いるＸ線選別装置であって、
前記磁気選別装置から排出された選別対象物を受け取り、流路を狭めて下方に送り出すガイド（３５）と、
前記ガイド（３５）の下側に設けられ、縦方向に並列に配置された複数のサブシュート（１４）と、
選別対象物に向けてＸ線を照射するＸ線発生器（２７）と、
前記Ｘ線発生器のＸ線で選別対象物を撮像するＸ線検出器（２８）と、
前記サブシュートに対応して設けられ、落下する選別対象物の中の異物をエアーで吹き飛ばし、複数のＸ線検知異物投げ入れシュート（２５）に送り込む複数のエアー噴射ノズル（１７）と、
を備えることを特徴とするＸ線選別装置。
前記ガイド（３５）には、振動が加えられることを特徴とする請求項３に記載のＸ線選別装置。
前記エアー噴射ノズル（１７）には、コンプレッサ（１９）から連続して圧縮空気が送り込まれることを特徴とする請求項３に記載のＸ線選別装置。