JP6790323B2

JP6790323B2 - 金属検出機

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Publication number: JP6790323B2
Application number: JP2017035409A
Authority: JP
Inventors: 高橋　良文; 良文高橋
Original assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Current assignee: Anritsu Infivis Co Ltd
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2037-02-27
Also published as: JP2018141683A

Description

本発明は、例えば食品や医薬品等の被検査物中の金属の有無を検出する金属検出機に関する。

従来、この種の金属検出機としては、特許文献１記載の金属検出機が知られている。

特許文献１記載の従来のものは、被検査物を所定の搬送方向に搬送する搬送面に対して平行な平面内に環状に巻かれ磁界を発生する励磁コイル２１と、励磁コイル２１の内側に設けられ金属を検出する検出コイル２２と、を備えている。検出コイル２２は、長手方向が搬送方向に沿うよう配置され、励磁コイル２１の面とほぼ平行な方向、かつ、搬送方向にほぼ直交する方向に板厚方向を有する矩形平板状の磁気コア２２ａと、磁気コア２２ａに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された一対のコイル２２ｂ及び２２ｃと、を有する。

この構成により、従来のものは、一対のコイル２２ｂ及び２２ｃの差動出力電圧に基づいて金属６の検出感度をより向上させることができる。

特開２０１６−２１７９４７号公報

しかしながら、近年、高検出感度化の市場の要求がますます高まってきており、さらなる検出感度の向上が望まれていた。

本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたものであり、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる金属検出機を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る金属検出機は、磁界中を移動する被検査物（５）中の金属（６）の有無を検出する金属検出機であって、前記被検査物が移動する領域を挟み互いに対向する２つの平面内にそれぞれ環状に巻かれ前記磁界を発生する第１及び第２の励磁コイル（２１ａ及び２１ｂ）と、前記第１若しくは前記第２の励磁コイルの内側、又は前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルとの間に設けられ前記金属を検出する検出コイル（２２）と、を備え、前記検出コイルは、長手方向が前記被検査物の移動方向に沿うよう配置され、前記第１及び前記第２の励磁コイルの面と平行な方向、かつ、前記移動方向に直交する方向に板厚方向を有する矩形平板状の磁気コア（２２ａ、２３ａ、２４ａ）と、前記磁気コアに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された少なくとも一対のコイル（２２ｂ及び２２ｃ、６２ａ及び６２ｂ、６３ａ及び６３ｂ）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項１に係る金属検出機は、互いに対向する第１及び第２の励磁コイルと、第１若しくは第２の励磁コイルの内側、又は第１の励磁コイルと第２の励磁コイルとの間に設けられた検出コイルと、を備えるため、１つの励磁コイルの内側に検出コイルが設けられた従来のものよりも、金属を検出可能とする感度領域を広げることができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。

本発明の請求項２に係る金属検出機は、前記検出コイルは、前記磁気コアに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された少なくとも一対のコイルに代えて、前記磁気コアに互いに同方向に巻かれた少なくとも一対のコイル（２６ｂ、２６ｃ）を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項２に係る金属検出機は、互いに対向する２つの平面のいずれか一方の平面内に環状に巻かれた励磁コイルと、２つの平面のいずれか他方の平面内に設けられた検出コイルと、を備えるため、１つの励磁コイルの内側に検出コイルが設けられた従来のものよりも、金属を検出可能とする感度領域を広げることができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。

本発明の請求項３に係る金属検出機は、前記第１及び前記第２の励磁コイルにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相にする位相調整手段をさらに備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項３に係る金属検出機は、第１及び第２の励磁コイルにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相にすることにより、第１及び第２の励磁コイルが発生する磁界をより強力にすることができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。

本発明の請求項４に係る金属検出機は、前記第１及び前記第２の励磁コイルに前記磁界を発生させる所定周波数の電流を供給する電流供給手段と、前記電流の周波数を設定する周波数設定手段と、をさらに備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項４に係る金属検出機は、想定される被検査物中の金属の種類に基づいて、第１及び第２の励磁コイルの磁界の周波数を金属を検出しやすい周波数に設定することができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。

本発明の請求項５に係る金属検出機は、前記被検査物を前記移動方向に搬送する搬送面（４１ａ）を有する搬送手段（４１）をさらに備え、前記第１及び前記第２の励磁コイルは、前記搬送面に対して平行又は垂直な互いに対向する２つの平面内にそれぞれ環状に巻かれたものである構成を有している。

この構成により、本発明の請求項５に係る金属検出機は、第１及び第２の励磁コイルが、搬送面に対して平行又は垂直な互いに対向する２つの平面内にそれぞれ環状に巻かれた場合でも、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。

本発明の請求項６に係る金属検出機は、前記検出コイルは複数対のコイル（（６２ａ及び６２ｂ）及び（６３ａ及び６３ｂ））を備え、該複数対のうち各一対のコイル（（６２ａ及び６２ｂ）又は（６３ａ及び６３ｂ））のコイル間隔が互いに異なる構成を有している。

この構成により、本発明の請求項６に係る金属検出機は、互いにコイル間隔の異なる各一対のコイルを有する検出コイルにより、より広範な感度領域に感度を有することができる。

本発明は、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができるという効果を有する金属検出機を提供することができるものである。

本発明に係る金属検出機の第１実施形態における構成を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態における金属検出処理装置を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態における検出コイルの構成を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態における金属検出の原理の説明図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態における磁気コアの配列の一例を示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態において、変形例１における金属検出処理装置を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態において、変形例２における励磁コイル及び検出コイルの配置を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態において、変形例２における励磁コイル及び検出コイルの配置を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態において、変形例２における励磁コイル及び検出コイルの配置を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態において、変形例３における搬送手段を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態において、変形例３における搬送手段を模式的に示す図である。本発明に係る金属検出機の第１実施形態において、変形例４における検出コイルの構成を模式的に示す断面図である。本発明に係る金属検出機の第２実施形態における構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明に係る金属検出機の第１実施形態における構成について図１〜図３を用いて説明する。

図１に示すように、本実施形態における金属検出機１は、異物である金属の検出処理を行う金属検出処理装置１０と、搬送手段としてのコンベア４０と、を備え、被検査物５中の金属６の有無を検出するものである。

金属検出処理装置１０は、金属検出部２０と、金属検出回路３０と、を備えている。コンベア４０は、図示した搬送方向に被検査物５を搬送する搬送手段としての無端環状のコンベアベルト４１と、搬送ローラ４２及び４３と、を備えている。コンベアベルト４１は、被検査物５を載置し搬送方向に搬送する搬送面４１ａを有する。

金属検出回路３０は、図２に示すように、発振器３１、増幅手段としての増幅器３２（３２ａ〜３２ｄ）、検波部３３（３３ａ〜３３ｄ）、ＡＤＣ（アナログデジタル変換器）３４（３４ａ〜３４ｄ）、判定手段としての判定部３５（３５ａ〜３５ｄ）、結果表示部３６、周波数設定部３７、位相調整部３８を備えている。

金属検出部２０は、磁界を発生する励磁コイル２１ａ及び２１ｂと、被検査物５中の金属６を検出する検出コイル２２と、を備えている。検出コイル２２は、励磁コイル２１ａが形成された形成面内であって励磁コイル２１ａの形成面とほぼ平行な方向、かつ、搬送方向にほぼ直交する方向（「搬送面４１ａの幅方向」という場合がある）に４列に並んで配置されている。なお、本実施形態では、検出コイル２２を４列とした例を挙げるが、本発明はこれに限定されず、例えば１列であってもよい。また、図面では、搬送面４１ａの幅方向を単に「幅方向」と記載して示している。

励磁コイル２１ａ及び２１ｂは、矩形状の形状を有している。励磁コイル２１ａは、搬送面４１ａ（図１参照）の近傍の、搬送面４１ａとほぼ平行な平面内に環状に巻かれている。励磁コイル２１ｂは、励磁コイル２１ａから所定距離だけ離れ、励磁コイル２１ａと対向した平面内に環状に巻かれている。互いに対向する励磁コイル２１ａ及び２１ｂが形成された各形成面は、被検査物５が搬送されて移動する搬送面４１ａを挟んでいる。すなわち、励磁コイル２１ａ及び２１ｂは、被検査物５が移動する領域を挟み互いに対向する２つの平面内にそれぞれ環状に巻かれている。なお、励磁コイル２１ａ及び２１ｂは、それぞれ、第１及び第２の励磁コイルの一例である。

励磁コイル２１ａ及び２１ｂの各巻き数は、例えば１〜５ターン程度である。励磁コイル２１ａ及び２１ｂは、発振器３１に接続され、被検査物５が通過する領域に磁界を発生するようになっている。なお、励磁コイル２１ａ及び２１ｂの形状は矩形状に限定されず、円形状、楕円形状等であってもよい。

図３に示すように、検出コイル２２は、細長い矩形平板状の複数の磁気コア２２ａと、この磁気コア２２ａに巻かれた一対のコイル２２ｂ及び２２ｃと、を備えている。

磁気コア２２ａは、扁平形状の磁性体、例えばアモルファス磁性体で形成され、長手方向が搬送方向に沿うよう配置されている。また、磁気コア２２ａは、搬送面４１ａの幅方向に板厚方向を有し、その板厚方向に複数積層されている。なお、磁気コア２２ａは、１枚の構成であってもよい。

コイル２２ｂ及び２２ｃは、それぞれ、積層された磁気コア２２ａに、互いに逆方向に巻かれて直列に接続されており、一対の逆直列接続コイルの構成を有する。コイル２２ｂの一端は増幅器３２（図２参照）の入力端子に接続されている。コイル２２ｂの他端は、コイル２２ｃの一端に接続されている。コイル２２ｃの他端はグランドに接続されている。

図２に戻り、発振器３１は、例えば、周波数が数ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの電流を生成し、金属検出部２０の励磁コイル２１ａ及び２１ｂ、検波部３３に供給するようになっている。この発振器３１は、電流供給手段の一例である。

増幅器３２は、増幅器３２ａ〜３２ｄで構成され、それぞれが１つの入力端子及び１つの出力端子を有する。

増幅器３２ａ〜３２ｄは、それぞれ、入力端子がコイル２２ｂの一端に接続され、対をなす２つのコイル２２ｂ及び２２ｃからの信号電圧の差をとって増幅するようになっている。

検波部３３は、検波部３３ａ〜３３ｄで構成されている。検波部３３ａ〜３３ｄは、それぞれ、発振器３１と、増幅器３２ａ〜３２ｄの出力端子とに接続され、発振器３１の出力に同期させて増幅器３２ａ〜３２ｄの各出力信号を同期検波するようになっている。

ＡＤＣ３４は、ＡＤＣ３４ａ〜３４ｄで構成されている。ＡＤＣ３４ａ〜３４ｄは、それぞれ、検波部３３ａ〜３３ｄの出力信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するようになっている。

判定部３５は、判定部３５ａ〜３５ｄで構成されている。判定部３５ａ〜３５ｄは、それぞれ、ＡＤＣ３４ａ〜３４ｄの出力端子に接続され、これらの出力信号に基づいて、予め設定された判定用閾値を参照して被検査物５中の金属６の有無を判定するようになっている。

結果表示部３６は、判定部３５ａ〜３５ｄによる金属６の有無の判定結果を例えば液晶画面に表示するようになっている。

周波数設定部３７は、想定される被検査物５中の金属６の種類に基づいて、発振器３１の発振周波数を設定できるものである。この周波数設定部３７は、周波数設定手段の一例である。

具体的には、想定される被検査物５中の金属６が磁性体の金属（例えば鉄）の場合には、周波数設定部３７により、発振器３１の周波数が所定の低い周波数に設定される。一方、想定される被検査物５中の金属６が非磁性体の金属（例えばＳＵＳ３０４）の場合には、周波数設定部３７により、発振器３１の周波数が所定の高い周波数に設定される。なお、想定される被検査物５中の金属６の種類と、それらを検出しやすい周波数との関係を実験により予め求めて例えば５とおりの周波数を決めておき、金属６の種類に基づいて適宜周波数を変える構成とすれば、検出感度及び作業性を向上させることができる。

位相調整部３８は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相に調整することにより、発振器３１から励磁コイル２１ａ及び２１ｂまでの経路差や回路差等により生じる位相差を解消できるようになっている。具体的には、例えば、位相調整部３８は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂにそれぞれ流れる電流の位相差を求め、位相が進んでいる一方の電流の位相を遅らせて他方の電流の位相に合わせるようになっている。この構成により、金属検出機１は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂが発生する磁界がより強くなるので、被検査物５中の金属６をより検出しやすくなる。

次に、金属検出部２０の金属検出の原理について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、金属検出部２０の平面図であって、励磁コイル２１ｂの上方から検出コイル２２を見た図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）における搬送方向の断面図である。図４（ｃ）は、被検査物５が金属６を含む場合の搬送方向の断面図である。なお、説明を簡単にするため、励磁コイル２１ａの内側に１つの磁気コア２２ａを有する１つの検出コイル２２があるものとする。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、検出コイル２２は、励磁コイル２１ａの内側に、搬送面４１ａの幅方向に板厚方向を有する磁気コア２２ａの長手方向が搬送方向に沿って配置されている。また、コイル２２ｂ及び２２ｃは、互いに逆方向に巻かれて直列に接続されている。

すなわち、励磁コイル２１ａ及び２１ｂが発生する磁界の方向と、検出コイル２２の感度軸とが直交している。検出コイル２２は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂに交流電流を流しても誘起電圧を生じないよう配置位置が調整されている。通常、検出コイル２２は、励磁コイル２１ａの左側のコイル２１ａ１と右側のコイル２１ａ２との間の中央に配置すれば誘起電圧が生じない。ここで、誘起電圧が生じないとは、誘起電圧がゼロボルトであることのみを意味するものではなく、金属６を検出できる程度に誘起電圧が低い状態にあることをいう。

また、金属検出機１は、上記の配置に加え、検出コイル２２を差動構成に接続しているため、高い平衡性が実現でき、高感度の検出を可能としている。

さらに、金属検出機１は、磁気コア２２ａの板厚方向を搬送面４１ａの幅方向としているので、励磁コイル２１ａ及び２１ｂが発生する磁束の通過可能な断面積が極めて狭くなって、磁気コア２２ａに渦電流が発生し難い構造である。その結果、磁気コア２２ａの板厚方向が搬送面４１ａと直交するものと比べ、金属検出機１は、（１）励磁コイル２１ａ及び２１ｂのパワーが渦電流により消費され難くなるので、低消費電力を図ることができ、（２）磁気コア２２ａに渦電流が発生し難くなるので、検出コイル２２の出力信号のバランスがとり易くなり、出力信号の安定化を図ることができる。

さらに、金属検出機１は、磁気コア２２ａをその板厚方向に積層することにより、磁性体の体積を増やすことができるので、金属の検出感度をより向上させることができる。

なお、コイル２２ｂとコイル２２ｃとの間や、検出コイル２２から外部への接続部で用いるコイル線は、磁界の影響を避けるため、ツイストペア線にするのが好ましい。

図４（ｃ）に示すように、金属検出部２０の上部を金属６が通過すると、励磁コイル２１ａ及び２１ｂが発生した磁界によって金属６中に新たな磁界が発生する。この場合、金属６が導体か磁性体かによりメカニズムが異なる。磁性体の場合は、金属６が磁化し新たな磁界を発生し、導体の場合は金属６に渦電流が発生し新たな磁界を発生する。コイル２２ｂとコイル２２ｃの中央付近を金属６が通過するとき、図４（ｃ）に示す状態では、新たに発生した磁界は、コイル２２ｂには搬送方向の逆方向に、コイル２２ｃには搬送方向に流れる。その結果、新たな磁界によって発生した誘起電圧が検出コイル２２に発生し、検出コイル２２の誘起電圧が増幅器３２によって加算され、検波部３３において同期検波されることによってスパイク状の電圧信号（図２参照）が生じることとなる。

次に、検出コイル２２の変形例について図５を用いて説明する。前述の説明では、検出コイル２２が、１つの磁気コア２２ａにコイル２２ｂ及び２２ｃが巻かれた構成を有していた。本発明は、これに限定されず、複数の磁気コアを搬送方向に並べて配置した構成とすることもできる。以下、２つの磁気コアを搬送方向に並べた例を挙げて説明する。

図５（ａ）は、検出コイル２３及び２４がほぼ搬送方向に沿って１列に配置された例を示している。検出コイル２３及び２４は、それぞれ、磁気コア２３ａ及び２４ａを有している。磁気コア２３ａ及び２４ａは、個別に巻かれたコイル２３ｂ及び２４ｂを有している。コイル２３ｂ及び２４ｂは、互いに逆方向に巻かれて直列に接続されている。図５（ｂ）は、検出コイル２３及び２４がほぼ搬送方向に沿って配置され、検出コイル２４が搬送方向に対して所定角度で傾いて配置された構成を示している。図５（ｃ）は、検出コイル２３及び２４がともに搬送方向に対してほぼ同じ角度で傾いて１列になるよう配置された構成を示している。図５（ｄ）は、検出コイル２３及び２４が、搬送方向に対して互いに異なる角度で傾いて配置された構成を示している。

なお、金属６（図１参照）は、実際には様々な形状（例えば針状）が想定される。金属６が完全な球体ではない場合には、磁化した金属６が発生する磁界に指向性が生じる。その場合、検出コイルを図５に示したように構成することで、本実施形態における金属検出機１は、検出感度を向上することができる。

次に、本実施形態における金属検出機１の動作について図１及び図２を用いて説明する。

発振器３１は、周波数設定部３７によって設定された周波数、例えば１００ｋＨｚの周波数の電流を生成し、金属検出部２０の励磁コイル２１ａ及び２１ｂ、検波部３３に供給する。その結果、励磁コイル２１ａ及び２１ｂは、被検査物５が通過する領域に磁界を発生する。

位相調整部３８は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相に調整する。

励磁コイル２１ａ及び２１ｂが磁界を発生している状態で、金属６を含む被検査物５が検出コイル２２の上部近傍を通過すると、金属６により新たな磁界が発生する。この新たな磁界によって発生した誘起電圧が検出コイル２２に発生する。

増幅器３２は、対をなす２つのコイル２２ｂ及び２２ｃが発生した各誘起電圧を加算して増幅し、検波部３３に出力する。

検波部３３は、発振器３１からの発信信号に基づいて、増幅器３２が増幅した信号を同期検波することによってスパイク状の電圧信号をＡＤＣ３４に出力する。

ＡＤＣ３４は、検波部３３からの電圧信号をアナログ値からデジタル値の信号に変換して判定部３５に出力する。

判定部３５は、ＡＤＣ３４の出力信号と、予め設定された判定用閾値とに基づいて被検査物５中の金属６の有無を判定し、その判定結果のデータを結果表示部３６に出力する。

結果表示部３６は、判定部３５による判定結果を例えば液晶画面に表示する。ここで、結果表示部３６は、検出コイル２２ごとに判定結果を表示する構成を有し、被検査物５中の金属６が検出された位置を識別表示するのが好ましい。

次に、本実施形態における金属検出機１の変形例について説明する。なお、前述の金属検出機１と同様な構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

［変形例１］
図６は、変形例１における金属検出処理装置を示している。この金属検出処理装置の金属検出部２０は、１つの検出コイル２５を備えている。検出コイル２５は、搬送面４１ａ（図１参照）の幅方向の長さと同等程度にコア２２ａが複数積層されたものである。積層された磁気コア２２ａには、コイル２２ｂ及び２２ｃが互いに逆方向に巻かれて直列に接続されている。コイル２２ｂ及び２２ｃには１つの増幅器３２が接続されている。この構成により、変形例１における金属検出処理装置は、増幅器３２から判定部３５までをそれぞれ１つずつで構成することができるので、回路構成の簡易化を図ることができる。

［変形例２］
次に、変形例２について図７〜図９を用いて説明する。この変形例２は、本実施形態における励磁コイル２１ａ及び２１ｂ、検出コイル２２の配置に関するものである。なお、前述した搬送面４１ａがある側を上側ベルト４１ｂと呼び、その下側にあるベルトを下側ベルト４１ｃと呼ぶ。

図７は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂが、搬送面４１ａに対して平行な互いに対向する２つの平面内に環状にそれぞれ巻かれ、励磁コイル２１ｂが上側ベルト４１ｂよりも上側に、検出コイル２２が上側ベルト４１ｂよりも下側に配置された構成例を模式的に示している。

図７（ａ）及び（ｂ）に示した構成例では、検出コイル２２が上側ベルト４１ｂの下面（搬送面４１ａと反対側の面）の近傍に配置されている。

図７（ａ）に示すように、励磁コイル２１ａ及び検出コイル２２が上側ベルト４１ｂと下側ベルト４１ｃとの間にあって、検出コイル２２を上側ベルト４１ｂ側に、励磁コイル２１ａを下側ベルト４１ｃ側に、それぞれ設ける構成とすることもできる。

また、図７（ｂ）に示すように、検出コイル２２が上側ベルト４１ｂと下側ベルト４１ｃとの間にあって、励磁コイル２１ａを下側ベルト４１ｃの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。

図７（ｃ）及び（ｄ）に示した構成例では、検出コイル２２が下側ベルト４１ｃの下面の近傍に配置されている。

図７（ｃ）に示すように、励磁コイル２１ａ及び検出コイル２２が下側ベルト４１ｃの下側にあって、検出コイル２２を励磁コイル２１ａの内側（図２と同様）に設ける構成とすることもできる。

また、図７（ｄ）に示すように、励磁コイル２１ａ及び検出コイル２２が下側ベルト４１ｃの下側にあって、励磁コイル２１ａを検出コイル２２の下側に設ける構成とすることもできる。

図８は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂが、搬送面４１ａを挟み、搬送面４１ａに対して平行な互いに対向する２つの平面内に環状にそれぞれ巻かれ、励磁コイル２１ｂ及び検出コイル２２が上側ベルト４１ｂよりも上側に、励磁コイル２１ａが上側ベルト４１ｂよりも下側に配置された構成例を模式的に示している。

図８（ｅ）及び（ｆ）に示した構成例では、検出コイル２２が励磁コイル２１ｂの内側（図２と同様）に設けられている。

図８（ｅ）に示すように、検出コイル２２を励磁コイル２１ｂの内側に設け、励磁コイル２１ａを上側ベルト４１ｂの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。

図８（ｆ）に示すように、検出コイル２２を励磁コイル２１ｂの内側に設け、励磁コイル２１ａを下側ベルト４１ｃの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。

図８（ｇ）及び（ｈ）に示した構成例では、励磁コイル２１ｂ及び検出コイル２２が上側ベルト４１ｂの上側に配置され、検出コイル２２が励磁コイル２１ｂの下側に設けられている。この場合、被検査物５は、検出コイル２２と上側ベルト４１ｂとの間を通過する。

図８（ｇ）に示すように、励磁コイル２１ｂ及び検出コイル２２が上側ベルト４１ｂの上側にあって、励磁コイル２１ｂと上側ベルト４１ｂとの間に検出コイル２２を設け、励磁コイル２１ａを上側ベルト４１ｂの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。

また、図８（ｈ）に示すように、励磁コイル２１ｂ及び検出コイル２２が上側ベルト４１ｂの上側にあって、励磁コイル２１ｂと上側ベルト４１ｂとの間に検出コイル２２を設け、励磁コイル２１ａを下側ベルト４１ｃの下面の近傍に配置する構成とすることもできる。

図９は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂが、搬送面４１ａに対して垂直な互いに対向する２つの平面内に環状にそれぞれ巻かれ、搬送方向に向かって、励磁コイル２１ａ及び検出コイル２２がコンベアベルト４１の右側に、励磁コイル２１ｂがコンベアベルト４１の左側に配置された構成例を模式的に示している。

図９（ａ）に示すように、搬送方向に向かってコンベアベルト４１の右側において、検出コイル２２を励磁コイル２１ａの内側（図２と同様）に設ける構成とすることもできる。

また、図９（ｂ）に示すように、搬送方向に向かってコンベアベルト４１の右側において、励磁コイル２１ａとコンベアベルト４１との間に検出コイル２２を配置する構成とすることもできる。

なお、図９（ａ）及び（ｂ）において、搬送方向に向かって、コンベアベルト４１の左側に検出コイル２２を配置する構成としてもよい。

［変形例３］
次に、変形例３について図１０、図１１を用いて説明する。この変形例３は、本実施形態における搬送手段としてのコンベア４０に代わるものである。

図１０は、滑り台状の搬送部４５を搬送手段として備えた金属検出機の主要部を示している。搬送部４５は、非金属の材料、例えば樹脂で形成されている。被検査物５は、重力により加速されながら搬送部４５を滑り落ちていく。

図１０に示すように、搬送部４５を挟んで、例えば、搬送部４５側に励磁コイル２１ａ及び検出コイル２２を配置し、その対向側に励磁コイル２１ｂを配置することにより、搬送手段が滑り台状であっても、図１に示した実施形態と同様に被検査物５中の金属６を検出することができる。

図１１は、例えば筒状の通過部４６を搬送手段として備えた金属検出機の主要部を示している。通過部４６は、非金属の材料、例えば樹脂で形成されている。被検査物５は、重力により加速されながら通過部４６の内部を自然落下していく。

図１１に示すように、通過部４６を挟んで、励磁コイル２１ａ及び検出コイル２２と、励磁コイル２１ｂとを対向配置することにより、被検査物５を自然落下させる場合であっても、図１に示した実施形態と同様に被検査物５中の金属６を検出することができる。

［変形例４］
前述の実施形態では、互いに逆方向に巻かれて直列に接続されたコイル２２ｂ及び２２ｃを例に挙げて説明した（図２、図３参照）。これに代わる変形例４の構成を図１２に示す。

図１２に示すように、変形例４における検出コイル２６は、細長い矩形平板状の複数の磁気コア２６ａと、この磁気コア２６ａに巻かれた一対のコイル２６ｂ及び２６ｃと、を備えている。

コイル２６ｂ及び２６ｃは、それぞれ、積層された磁気コア２６ａに、互いに同方向に巻かれている。コイル２６ｂの一端は差動増幅器３８の一方の入力端子に接続されている。コイル２６ｂの他端はグランドに接続されている。コイル２６ｃの一端は差動増幅器３８の他方の入力端子に接続されている。コイル２６ｃの他端はグランドに接続されている。

差動増幅器３８の出力端子は、検波部３３に接続されている。検波部３３以降の構成は、図１、図６等に示した構成と同じである。

前述の構成により、変形例４における検出コイル２６は、前述した互いに逆方向に巻かれて直列に接続されたコイル２２ｂ及び２２ｃと同等な機能を有することとなる。

以上のように、本実施形態における金属検出機１は、互いに対向する励磁コイル２１ａ及び２１ｂと、励磁コイル２１ａ若しくは励磁コイル２１ｂの内側、又は励磁コイル２１ａと励磁コイル２１ｂとの間に設けられた検出コイル２２と、を備えるため、１つの励磁コイルの内側に検出コイルが設けられた従来のものよりも、金属を検出可能とする感度領域を広げることができるので、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができる。

（第２実施形態）
本実施形態における金属検出機の構成について図１３を用いて説明する。

図１３に示すように、本実施形態における金属検出機は、第１実施形態における金属検出処理装置１０（図２参照）に代えて金属検出処理装置５０を備えた点が異なっている。したがって、第１実施形態と重複する構成の説明は省略する。

金属検出処理装置５０は、金属検出部６０、金属検出回路７０を備えている。金属検出部６０は、励磁コイル２１ａ及び２１ｂ、検出コイル６１を備えている。金属検出回路７０は、発振器３１、増幅手段としての増幅器３２（３２ａ〜３２ｂ）、検波部３３（３３ａ〜３３ｂ）、ＡＤＣ３４（３４ａ〜３４ｂ）、判定手段としての判定部３５（３５ａ〜３５ｂ）、結果表示部３６を備えている。

検出コイル６１は、搬送方向とほぼ一致する方向に配置されている。なお、本実施形態では、搬送方向とほぼ直交する方向に１つの検出コイル６１を配置した例を挙げているが、本発明はこれに限定されず、複数の検出コイルを配置する構成としてもよい。

検出コイル６１は、第１実施形態における変形例１（図６参照）と同様に積層されたコア２２ａと、積層された磁気コア２２ａに巻かれた二対のコイル６２ａ及び６２ｂ、コイル６３ａ及び６３ｂと、を有する。

一方の一対のコイルであるコイル６２ａ及び６２ｂにおいて、コイル６２ａの一端は増幅器３２ｂの入力端子に接続され、コイル６２ａの他端はコイル６２ｂの一端に接続され、コイル６２ｂの他端はグランドに接続されている。

他方の一対のコイルであるコイル６３ａ及び６３ｂにおいて、コイル６３ａの一端は増幅器３２ａの入力端子に接続され、コイル６３ａの他端はコイル６３ｂの一端に接続され、コイル６３ｂの他端はグランドに接続されている。

本実施形態では、検出コイル６１が二対のコイル６２ａ及び６２ｂ、コイル６３ａ及び６３ｂを有し、一方の一対のコイル６２ａと６２ｂとのコイル間隔と、他方の一対のコイル６３ａと６３ｂとのコイル間隔とが互いに異なっている。すなわち、一方の一対のコイル６２ａ及び６２ｂのコイル間隔は、他方の一対のコイル６３ａ及び６３ｂのコイル間隔よりも広い。

この構成により、本実施形態における金属検出処理装置５０は、互いに異なるコイル間隔の二対のコイル６２ａ及び６２ｂとコイル６３ａ及び６３ｂとにより、より広範な感度領域に感度を有することとなる。具体的には、金属検出処理装置５０は、一方の一対のコイル６２ａ及び６２ｂにより比較的遠方での金属検出感度を有し、他方の一対のコイル６３ａ及び６３ｂにより比較的近辺での金属検出感度を有する。

したがって、本実施形態における金属検出機は、第１実施形態の効果に加えて、被検査物５中の金属６の検出感度の向上及び省スペース化を図ることができるとともに、低コスト化を図ることもでき、さらに、より広範な感度領域に感度を有する。

なお、第２実施形態では、二対のコイルを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、三対以上のコイルを磁気コア２２ａに設けた構成であってもよい。この構成を備えた金属検出機は、二対のコイルを用いたものよりも、より広範な感度領域に感度を有することとなる。

また、第２実施形態で説明した二対のコイルを、第１実施形態の変形例４で説明したように、互いに同方向に巻かれた二対のコイルとし、これらのコイルの出力を差動増幅器で増幅する構成としても同様な効果が得られる。

以上のように、本発明に係る金属検出機は、被検査物中の金属の検出感度の向上を図ることができるという効果を有し、食品や医薬品等の被検査物中の金属の有無を検出する金属検出機として有用である。

１金属検出機
５被検査物
６金属
１０、５０金属検出処理装置
２０、６０金属検出部
２１ａ励磁コイル（第１の励磁コイル）
２１ｂ励磁コイル（第２の励磁コイル）
２２、２３、２４、２５、６１検出コイル
２２ａ、２３ａ、２４ａ磁気コア
２２ｂ、２２ｃ、２３ｂ、２４ｂ、６２ａ、６２ｂ、６３ａ、６３ｂコイル
３０、７０金属検出回路
３１発振器（電流供給手段）
３２（３２ａ〜３２ｄ）増幅器（増幅手段）
３５（３５ａ〜３５ｄ）判定部（判定手段）
３７周波数設定部（周波数設定手段）
３８差動増幅器
４１コンベアベルト（搬送手段）
４１ａ搬送面
４５搬送部（搬送手段）
４６通過部（搬送手段）

Claims

磁界中を移動する被検査物（５）中の金属（６）の有無を検出する金属検出機であって、
前記被検査物が移動する領域を挟み互いに対向する２つの平面内にそれぞれ環状に巻かれ前記磁界を発生する第１及び第２の励磁コイル（２１ａ及び２１ｂ）と、
前記第１若しくは前記第２の励磁コイルの内側、又は前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルとの間に設けられ前記金属を検出する検出コイル（２２）と、
を備え、
前記検出コイルは、
長手方向が前記被検査物の移動方向に沿うよう配置され、前記第１及び前記第２の励磁コイルの面と平行な方向、かつ、前記移動方向に直交する方向に板厚方向を有する矩形平板状の磁気コア（２２ａ、２３ａ、２４ａ）と、
前記磁気コアに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された少なくとも一対のコイル（２２ｂ及び２２ｃ、６２ａ及び６２ｂ、６３ａ及び６３ｂ）と、
を備えたことを特徴とする金属検出機。
前記検出コイルは、前記磁気コアに互いに逆方向に巻かれ直列に接続された少なくとも一対のコイルに代えて、前記磁気コアに互いに同方向に巻かれた少なくとも一対のコイル（２６ｂ、２６ｃ）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の金属検出機。
前記第１及び前記第２の励磁コイルにそれぞれ流れる電流の位相を互いに同位相にする位相調整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金属検出機。
前記第１及び前記第２の励磁コイルに前記磁界を発生させる所定周波数の電流を供給する電流供給手段と、
前記電流の周波数を設定する周波数設定手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の金属検出機。
前記被検査物を前記移動方向に搬送する搬送面（４１ａ）を有する搬送手段（４１）をさらに備え、
前記第１及び前記第２の励磁コイルは、前記搬送面に対して平行又は垂直な互いに対向する２つの平面内にそれぞれ環状に巻かれたものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の金属検出機。
前記検出コイルは複数対のコイル（（６２ａ及び６２ｂ）及び（６３ａ及び６３ｂ））を備え、該複数対のうち各一対のコイル（（６２ａ及び６２ｂ）又は（６３ａ及び６３ｂ））のコイル間隔が互いに異なることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の金属検出機。