磁界透過型センサ、包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置、および、包装箱内のインサートチップ数量検査装置
【課題】包装箱の種類によって送信ヘッドと受信ヘッド間の距離を変更することなしに、包装箱内の金属体の数量を検証する。
【解決手段】磁界透過型センサ１は、交番磁界を発生する送信ヘッド１０と、送信ヘッド１０から発せられて包装箱４０を透過した交番磁界を検出して受信信号を生成する受信ヘッド２０と、受信信号の変化に基づき、包装箱４０内の金属製の被対象物が所定数あるか否かを判定する数量判定手段３０とを備え、送信ヘッド１０および受信ヘッド２０は、それぞれが、断面形状が円形または角丸長方形で断面形状が円形の場合は直径、角丸長方形の場合は短手方向の長さが軸方向の長さの半分以下である棒状のコア１１，２１と、このコア１１，２１に巻き回されたコイル１２，２２と、コア１１，２１とコイル１２，２２とを保持する非導電性材料のみからなるケース１３，２３とからなる構成とした。
【解決手段】磁界透過型センサ１は、交番磁界を発生する送信ヘッド１０と、送信ヘッド１０から発せられて包装箱４０を透過した交番磁界を検出して受信信号を生成する受信ヘッド２０と、受信信号の変化に基づき、包装箱４０内の金属製の被対象物が所定数あるか否かを判定する数量判定手段３０とを備え、送信ヘッド１０および受信ヘッド２０は、それぞれが、断面形状が円形または角丸長方形で断面形状が円形の場合は直径、角丸長方形の場合は短手方向の長さが軸方向の長さの半分以下である棒状のコア１１，２１と、このコア１１，２１に巻き回されたコイル１２，２２と、コア１１，２１とコイル１２，２２とを保持する非導電性材料のみからなるケース１３，２３とからなる構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界を送受信して包装箱内の金属体の数量を検証する磁界透過型センサに関するものであり、さらには、このセンサを用いた包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置、および、包装箱内のインサートチップ数量検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品業界においては、錠剤やカプセル剤等の包装について、アルミブリスターシート（ＰＴＰ包装とも呼ばれる）が広く用いられている。アルミブリスターシートとは、錠剤やカプセル剤の形にへこませた硬質プラスチックに錠剤やカプセル剤を入れ、アルミニウムフィルムで封をしたものである。そして、市販薬においてはアルミブリスターシートを所定枚数箱詰包装し販売するのが一般的となっている。ところで、医薬品は規定の内容量と実際の内容量とが一致することが厳しく要求されており、包装箱に封をした後にアルミブリスターシートの枚数を検査する方法が強く求められてきた。
【０００３】
このため、医薬品製造工場では出荷前の最終工程の中で、封をした後の包装箱の質量を計測することによってアルミブリスターシートの枚数を検査することが一般化している。しかし、包装箱の質量が吸湿により変化すること、搬送装置上を搬送する際に振動が発生すること等から、包装箱の質量からアルミブリスターシートの枚数を正確に検査するのは簡単ではなかった。
【０００４】
そこで、送信ヘッドから交番磁界を発生させ、包装箱を通過した交番磁界を受信ヘッドが受信し、受信した交番磁界の変化に基づき包装箱内の金属体の数量を検証する磁界透過型センサを用いた包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置が提案されている（特許文献１）。この装置によれば包装箱の吸湿や振動を考慮する必要がない。しかし、従来の磁界透過型センサでは、送信ヘッドと包装箱、および、受信ヘッドと包装箱との距離が近接していなければならず、包装箱の種類が変わるたびに両ヘッド間の距離を変更しなければならなかった。このため、包装箱の種類によって両ヘッド間の距離を変更しなくてもよい磁界透過型センサ、および、この磁界透過型センサを用いた包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置が求められていた。
【０００５】
また、例えば切削工具の替刃であるインサートチップなどについても、包装箱に封をした後に包装箱内に所定数量が詰められているか否かを検査する方法が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、包装箱の種類によって送信ヘッドと受信ヘッドとの間の距離を変更することなしに、包装箱内の金属体の数量を正確に検証する磁界透過型センサを提供することである。また、さらにこの磁界透過型センサを用いた包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置、および、包装箱内のインサートチップ数量検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の磁界透過型センサでは、交番磁界を発生する一つの送信ヘッドと、この送信ヘッドから発せられて包装箱を透過した交番磁界を検出して受信信号を生成する一つまたは複数の受信ヘッドと、この受信ヘッドによって生成された受信信号の変化に基づき、包装箱内の金属製の被対象物が所定数あるか否かを判定する数量判定手段とを備え、送信ヘッドおよび受信ヘッドは、それぞれが、一つまたは複数の棒状のコアと、このコアに巻き回されたコイルと、コアとコイルとを保持するケースとからなり、コアは、断面形状が円形または角丸長方形で、断面形状が円形の場合は直径、角丸長方形の場合は短手方向の長さが軸方向の長さの半分以下であり、ケースは、非導電性材料のみからなることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明では、請求項１に記載の磁界透過型センサにおいて、コイルは、軸方向の長さがコアの軸方向の長さの半分以下で、送信ヘッドのコアでは中央よりも受信ヘッド側、受信ヘッドのコアでは中央よりも送信ヘッド側に寄って巻かれていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に係る発明では、請求項１または２に記載の磁界透過型センサにおいて、コイルは、送信ヘッドのコアでは受信ヘッド側の端部、受信ヘッドのコアでは送信ヘッド側の端部に可能な限り寄って巻かれていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に係る発明では、アルミブリスターシートが包装箱に層状に詰められた状態で搬送装置により搬送される際に、包装箱内のアルミブリスターシートの枚数を検査する装置であって、請求項１〜３のいずれかに記載の磁界透過型センサを備え、磁界透過型センサは、送信ヘッドと受信ヘッドとが包装箱内のアルミブリスターシートのシート面を挟むようにして対向して配置されていることを特徴としている。なお、ここでいうアルミブリスターシートには、錠剤やカプセル剤の形にへこませた硬質プラスチックに錠剤やカプセル剤を入れ、アルミニウムフィルムで封をしたものだけでなく、粉剤等の全面をアルミニウムフィルムで覆ったものも含まれる。
【００１２】
請求項５に係る発明では、内部に格子状の仕切り壁を有し、そのそれぞれの区画に１個ずつのインサートチップが詰められた略直方体の包装箱が、インサートチップが置かれた面を下にして搬送装置により包装箱の長手方向に平行に搬送される際に、包装箱内のインサートチップの数量を検査する装置であって、請求項１〜３のいずれかに記載の磁界透過型センサを備え、磁界透過型センサは、送信ヘッドが包装箱の短手方向中央の上方または下方に配置され、受信ヘッドが包装箱の短手方向の区画数と同数であり、包装箱の短手方向に置かれたそれぞれのインサートチップの略中心を挟むようにして送信ヘッドと対向して配置されていることを特徴としている。なお、ここでいうインサートチップが置かれた面とは、包装箱を開封し、インサートチップを包装箱から取り出す際に下になる面、すなわちインサートチップの使用者が通常下面と感じる面のことをいう。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明の磁界透過型センサによれば、送信ヘッドおよび受信ヘッドは次の特徴を備えている。まず、第１にケース部材に金属を使用しないで、プラスチック等の不導体材料のみを使用していることである。従来の磁界透過型センサでは、ケース部材に金属を使用していたが、金属系素材は、交流磁界を浴びると渦電流が発生し、渦電流によって一次磁界とほぼ逆相の二次磁界を発生させる。一次磁界と二次磁界の合成磁界が実際の磁界となるため、一次磁界が弱められることになっていた。本発明ではケース部材に金属を使用していないため、ケースに渦電流が発生することはなく、ケースから二次磁界が発生することもないため、結果的に送信ヘッドでは発生する磁界を強くすることができ、受信ヘッドでは磁界を受信する感度を上げることができる。
【００１４】
第２に断面形状が円形または角丸長方形で、断面形状が円形の場合は直径、角丸長方形の場合は短手方向の長さが軸方向の長さの半分以下である一つまたは複数の棒状のコアを有していることである。コアを有することで送信ヘッドでは発生する磁界を強くすることができ、受信ヘッドでは磁界を受信する感度を上げることができる。また、コアの形状を細長くすることで反磁場係数を小さくすることができることから、送信ヘッドでは発生する磁界を強くすることができ、受信ヘッドでは磁界を受信する感度を上げることができる。さらに、コアの形状をＥ型ではなく棒状としたことで、図４に示すとおり送信ヘッドではより遠くまで磁界を広げさせることができ、受信ヘッドではより遠くの磁界まで拾うことができる。
【００１５】
これらにより、請求項１に係る発明の磁界透過型センサでは、従来の磁界透過型センサよりも検出距離が長くなり、より大きな包装箱でも検査できる。また、これらにより、包装箱の種類によっていちいち送信ヘッドと受信ヘッドとの距離を変更する必要もない。さらに、従来の磁界透過型センサでは、検出感度を上げるために、包装箱の種類によって動作周波数を変えたり、数量判定方式を交番磁界の位相変化と減衰量のうち有利なほうに切り替えたりしていたが、本発明では十分な感度があるため、周波数は一定で変える必要はなく、数量判定方式も減衰量のみで対応でき、位相変化を考慮する必要はない。
【００１６】
請求項２に係る発明の磁界透過型センサによれば、コアに巻き回されたコイルは、軸方向の長さがコアの軸方向の長さの半分以下で、コアの中央よりも送信ヘッドの場合は受信ヘッド側、受信ヘッドの場合は送信ヘッド側に寄って巻かれている。金属体を透過した交番磁界は、高い動作周波数ほど減衰量が大きいため、ある程度高い動作周波数でなければ正確な検査はできない。本発明では、コイルの軸方向の長さを短くすることで寄生容量（線間容量）を低減させ、並列共振周波数を高くしているため、高い動作周波数を得ることができる。また、コイルがコアの中央よりも端側に寄って巻かれているため、インダクタンスを小さくすることができ、これにより高い動作周波数でもインピーダンスを低くすることができる。
【００１７】
また、受信ヘッドにおいては、コイルと浮遊容量によって自己発振が起こり、自己発生ノイズが発生するが、この自己発生ノイズが大きいと検査に悪影響を及ぼすため、できるだけ小さいことが望ましい。本発明では、コイルがコアの中央よりも端側に寄って巻かれていることで中央に巻いた場合と比較して自己発生ノイズを低減させることができる。これは、中央をずらして巻くことで平衡状態が崩れ自己発振を抑制できるためだと考える。これにより、安定した検査をすることができる。
【００１８】
さらに、送信ヘッドにおいては、コイルをコアの中央よりも受信ヘッド側に巻くことによって、図５に示すように中心に巻いた場合と比較して受信ヘッドの方向により強い磁界を発生させることができる。また、受信ヘッドにおいては、コイルをコアの中央よりも送信ヘッド側に巻くことによって、中央に巻いた場合と比較してコイルと送信ヘッドとの距離が小さくなり、より多くの磁束がコイル内を通過するため、感度を上げることができる。
【００１９】
これらにより、請求項２に係る発明の磁界透過型センサでは、従来の磁界透過型センサよりも検出距離が長くなり、より大きな包装箱でも検査できる。また、これらにより、包装箱の種類によっていちいち送信ヘッドと受信ヘッドとの距離を変更する必要もない。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、請求項２に記載の磁界透過型センサにおいて、コイルは、送信ヘッドのコアでは受信ヘッド側の端部、受信ヘッドのコアでは送信ヘッド側の端部に可能な限り寄って巻かれている。これによりコイルのインダクタンスをより小さくでき、高い動作周波数を得ることができる。従来の磁界透過型センサでは、１６ｋＨｚ程度が上限であったが、本発明では１４０ｋＨｚ程度まで使用できる。また、受信ヘッドにおいては、中央に巻いた場合と比較して自己発生ノイズをより低減することができるため、安定した検査をすることができる。さらに、送信ヘッドにおいては、中心に巻いた場合と比較して受信ヘッドの方向により強い磁界を発生させることができ、受信ヘッドでは、より感度を上げることができる。
【００２１】
請求項４に係る発明の包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置によれば、従来と比較して、高い周波数を使用し、出力も感度も増した磁界透過型センサを用いているため、包装箱の種類によって送信ヘッドと受信ヘッドとの距離を変更することなく、アルミブリスターシートの枚数を正確に検査することができる。また、包装箱に１０枚程度のアルミブリスターシートが詰められている場合でも安定して検査することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明の包装箱内のインサートチップ数量検査装置によれば、封をした包装箱が搬送装置により搬送される際に、開封することなしに連続して包装箱内のインサートチップの数量を検査することができる。また、本発明は、既存の生産ラインに取付可能であり、低コストで導入できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】磁界透過型センサ（実施例１）を示した概略図である。
【図２】送信ヘッドと受信ヘッドの内部を示した概略図である。
【図３】コアの形状を示した図である。
【図４】棒状コアとＥ型コアの磁界の広がりを示した図である。
【図５】コイルをコアの先端寄りに巻いたときと中央に巻いたときの磁界の広がりを示した図である。
【図６】包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置（実施例２）を示した概略図である。
【図７】アルミブリスターシートと包装箱の関係を示した図である。
【図８】包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置がアルミブリスターシートの枚数を検査できる原理を説明する図である。
【図９】包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置の受信ヘッドの出力特性を示した図である。
【図１０】包装箱内のインサートチップ数量検査装置（実施例３）を示した概略図である。
【図１１】インサートチップと包装箱の関係を示した図である。
【図１２】包装箱内のインサートチップ数量検査装置の磁界透過型センサを包装箱の進行方向正面から見た図である。
【図１３】包装箱内のインサートチップ数量検査装置の受信ヘッドの出力特性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明である磁界透過型センサ、包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置、および、包装箱内のインサートチップ数量検査装置を具体化した実施例について図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００２５】
（磁界透過型センサ）
まず、実施例１の磁界透過型センサ１の構成について、主に図１および図２を参照して説明する。磁界透過型センサ１は、送信ヘッド１０と、受信ヘッド２０と、制御部３０（数量判定手段に相当する。）とで構成される。
【００２６】
送信ヘッド１０は、コア１１と、コア１１に巻き回されたコイル１２と、コア１１とコイル１２を保持するケース１３とで構成される。送信ヘッド１０のインダクタンスは、２５０〜９００μＨが好ましいが、本実施例ではより好ましい３５０μＨを採用している。送信ヘッドの動作周波数は、８０ｋＨｚ〜１４０ｋＨｚが好ましいが、本実施例ではより好ましい１００ｋＨｚを採用している。すわなち、送信ヘッドは、制御部３０に接続され制御部３０からの入力信号により１００ｋＨｚの交番磁界を発生させる。
【００２７】
コア１１は、図３（ａ）に示すとおり、断面形状が角丸長方形の棒状で、この角丸長方形の短手方向の長さＬ１１２が軸方向の長さＬ１１１の半分以下である。コア１１の材料は、初透磁率が１５００以上が好ましく、略２３００がより好ましい。また、１５０ｋＨｚ以上まで初透磁率が同じ数値を保つ高周波特性を持つものが好ましい。さらに、コア１１の抵抗率は６．０Ω・ｍ以上が好ましく、略１３Ω・ｍがより好ましい。本実施例では、コア１１の材料は、上記の条件を満たす軟磁性のフェライトを使用している。
なお、コアの断面は円形でもよく、また、図３（ｂ）に示すように、例えば２本でもよい。
【００２８】
コイル１２は、コア１１の受信ヘッド２０側の端部１１ａ近傍に複層に巻き回されている。コイル１２の軸方向の長さＬ１２１は、コア１１の軸方向の長さＬ１１１の半分以下である。巻き線の巻き数は、８０〜１５０回が好ましいが、本実施例では１１０回を採用している。巻き線の直径は、０．１〜０．３ｍｍが好ましいが、本実施例では０．２ｍｍを採用している。コイル１２に接続されるケーブル１４は、一芯シールドケーブルまたは二芯シールドケーブルが好ましいが、本実施例では二芯シールドケーブルを使用している。
【００２９】
ケース１３は、非導電性材料のプラスチックのみからなり、コア１１とコイル１２を完全に覆っている。
【００３０】
受信ヘッド２０は、送信ヘッド１０と所定の距離をおいて配置され、制御部３０に接続されている。受信ヘッド２０は、コア２１と、コア２１に巻き回されたコイル２２と、コア２１とコイル２２を保持するケース２３とで構成される。受信ヘッド２０のインダクタンスは、８０〜２５０μＨが好ましいが、本実施例ではより好ましい１２０μＨを採用している。受信ヘッド２０は、送信ヘッド１０から発せられて包装箱４０を透過した交番磁界を検出して受信信号を生成し、生成した受信信号は、制御部３０に送られる。なお、コア２１は、送信ヘッド１０のコア１１と同じものである。
【００３１】
コイル２２は、コア２１の送信ヘッド１０側の端部２１ａ近傍に単層に巻き回されている。単層に巻き回されているのは、寄生容量（線間容量）を低減させるためである。コイル２２の軸方向の長さＬ２２１は、コア２１の軸方向の長さＬ２１１の半分以下である。巻き線の巻き数は、４０〜７０回が好ましいが、本実施例では５０回を採用している。巻き線の直径は、０．０５〜０．２ｍｍが好ましいが本実施例では０．１ｍｍを採用している。コイル２２に接続されるケーブル２４は、ツイスト二芯シールドケーブルを使用している。
【００３２】
ケース２３は、ケース１３と同様に非導電性材料のプラスチックのみからなり、コア２１とコイル２２を完全に覆っている。
【００３３】
制御部３０は、受信ヘッド２０によって生成された受信信号の変化、すなわち交番磁界の減衰量に基づき、包装箱４０内の金属製の被対象物が所定数あるか否かを判定する。なお、制御部３０の働き、および、磁界透過型センサ１の使用方法等については、実施例２で具体的に説明する。
【実施例２】
【００３４】
（包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置）
つぎに、実施例２の包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置２（以下、検査装置２という。）の構成について、主に図６を参照して説明する。検査装置２は、包装箱４０が図示しない搬送装置によりベルト６０上を搬送される際に、包装箱４０内のアルミブリスターシート４１の枚数を検査する装置である。
【００３５】
アルミブリスターシート４１は、図７に示すように、包装箱４０に層状に詰められている。アルミブリスターシート４１に用いられる金属は、通常アルミニウムであるが、金属であれば特に材質は問わない。なお、アルミブリスターシート４１は、金属フィルムやビニールでピロー包装された後に包装箱４０に詰められていてもよい。
【００３６】
包装箱４０は通常紙製であるが特に材質を問わず、包装箱４０がさらにプラスチックフィルム等で覆われていてもよい。また、アルミブリスターシート４１が層状に収納される限り特に形状も問わない。
【００３７】
図示しない搬送装置は、包装箱４０を包装箱４０の長手方向または短手方向に平行に移動させる。また、検査装置２を設置する位置において、包装箱４０の通過位置は一定となっている。
【００３８】
検査装置２は、実施例１の磁界透過型センサ１を備え、送信ヘッド１０と受信ヘッド２０は、それぞれのコア１１，２１の中心軸が一致するように、また、包装箱４０内のアルミブリスターシート４１のシート面のほぼ中心を挟むようにして対向して配置されている。すなわち、送信ヘッド１０から発信された交番磁界が、重なり合う全てのアルミブリスターシート４１を透過して受信ヘッド２０に向かうように構成されている。また、送信ヘッド１０と受信ヘッド２０は、コア１１，２１の断面形状の長手方向が包装箱の長手方向と一致する向きで取り付けられている。
【００３９】
送信ヘッド１０と受信ヘッド２０間の距離は、最大検出距離以内であれば特に問わないが、包装箱の上面および下面にできるだけ近づけたほうが、アルミブリスターシート４１一枚あたりの出力電圧の差が大きくなり、搬送による振動や位置ずれに対し、より安定した検査結果をもたらす。なお、本実施例では、送信ヘッド１０を包装箱４０の上方に、受信ヘッド２０を下方に配置したが、上下の位置を入れ替えてもよい。
【００４０】
送信ヘッド１０および受信ヘッド２０を金属フレーム７０に取り付ける場合は、金属フレーム７０面がコア１１およびコア２１の中心軸と垂直とならないようにしなければならない。金属フレーム７０から二次磁界が発生し、検出能力を弱めるからである。また、送信ヘッド１０および受信ヘッド２０を金属フレームに平行に取り付ける場合であっても、送信ヘッド１０と受信ヘッド２０との間に金属フレーム７０が存在しないようにしなければならない。
【００４１】
検査装置２がアルミブリスターシート４１の枚数を検査できる原理を図７を参照して説明する。送信ヘッド１０のコイル１１に電流を流すと一次磁界Ｈ１が発生する。一次磁界Ｈ１がアルミブリスターシート４１を通過しようとすると、アルミブリスターシート４１に渦電流Ｉｅが生じる。そして、渦電流Ｉｅによって一次磁界Ｈ１とほぼ逆位相の二次磁界が発生する。より具体的には、アルミブリスターシート４１の送信ヘッド側では二次磁界Ｈ２ｒｅｆが反射磁界となって返され、アルミブリスターシート４１の受信ヘッド側では二次磁界Ｈ２ｆｏが進行磁界となって進む。ここで、アルミブリスターシート４１の受信ヘッド２０側の合成磁界は、Ｈ１＋Ｈ２ｆｏであり、Ｈ２ｆｏがＨ１とほぼ逆位相であることから、一次磁界Ｈ１が減衰することとなる。アルミブリスターシート４１が複数枚ある場合は、一次磁界Ｈ１が１枚ごとに減衰されるため、あらかじめ正常枚数時の合成磁界（透過磁界）と正常枚数に１枚満たない、あるいは１枚多いときの合成磁界を計測しておくことで、アルミブリスターシート４１の枚数を検査することができる。
【００４２】
つづいて、検査装置２の使用方法について説明する。検査装置２は、送信ヘッド１０に印加する電流の変更によって感度レベルを設定する。送信ヘッド１０に印加する電流が大きいほど発生磁界が強く、受信ヘッド２０の受信レベルも上がる。また、受信ヘッド２０が生成する出力電圧のアルミブリスターシート４１、１枚あたりの差が大きくなる。しかし、大きくしすぎた場合、１枚または複数枚のアルミブリスターシート４１を内包する包装箱４０が送信ヘッド１０と受信ヘッド２０の間を通過しても、出力電圧は飽和したままで、ダイナミックレンジ内まで下がらない。したがって、検査したい枚数の範囲（例えば、規定枚数±１枚）の出力電圧範囲が、ダイナミックレンジ内に収まるよう送信ヘッド１０に印加する電流を調整する。
【００４３】
例えば、アルミブリスターシート４１が１０枚詰められている状態を正常枚数としたときに９枚と１０枚と１１枚とを判定する手順を示す。アルミブリスターシート４１を包装箱４０から１枚抜いて合計９枚とし、送信ヘッド１０のコア１１と受信ヘッド２０のコア１２の中心軸が包装箱４０の中心を貫く位置に包装箱４０を置き、受信ヘッド２０の出力電圧が飽和電圧である１０Ｖより低い電圧値（好ましくは８Ｖ以下）となるように送信ヘッド１０に印加する電流を設定する。この時の出力電圧を９枚の値とし制御部３０に記憶させる。アルミブリスターシート４１を包装箱４０に１０枚入れ、先ほどと同じ位置に包装箱４０を置き、出力電圧のレベルを確認する。この時の出力値を１０枚の値とし制御部３０に記憶させる。アルミブリスターシート４１を包装箱４０に１１枚入れ、先ほどと同じ位置に包装箱４０を置き、出力電圧のレベルを確認する。この時の出力値を１１枚の値とし制御部３０に記憶させる。そうすると、制御部３０は、閾値を９枚と１０枚、１０枚と１１枚の値の中間から若干高い値に自動的に設定する。なお、制御部３０の上記の機能は、周知の技術を用いている。
【００４４】
上記のとおり、受信ヘッド２０が出力する出力電圧は、アルミブリスターシート４１がない状態では出力飽和状態であり、アルミブリスターシート４１の通過によって出力電圧は飽和状態からダイナミックレンジ内に落ち、アルミブリスターシート４１の枚数が多いほど出力電圧は小さくなる。しかし、実際の検査では包装箱４０が搬送装置によりベルト６０上を移動していることから、出力電圧は図９のように推移する。時間ｔとアルミブリスターシート４１の位置関係は以下のとおりである。ｔ０からｔ１までは、送信ヘッド１０と受信ヘッド２０との間（以下、両ヘッド間という。）にアルミブリスターシート４１は存在しないが、両ヘッド間にだんだん近づいている時間帯である。ｔ１は、両ヘッド間にアルミブリスターシート４１の先端が入った時点である。ｔ２は、アルミブリスターシート４１がさらに進み、シート面の中心が両ヘッド間を通過した時点である。このとき受信ヘッド２０の出力電圧は最小値となる。ｔ３は、アルミブリスターシート４１の後端が両ヘッド間を通り抜けた時点である。したがって、制御部３０は、このｔ２のときの出力電圧の最小値を計測し、閾値と比較することによって、両ヘッド間を通過した包装箱４０内のアルミブリスターシート４１の枚数を判定している。なお、出力電圧の代わりに出力電流を用いても同様に枚数を判定することができる。
【００４５】
具体的には、制御部３０は、受信ヘッド２０の出力電圧を取得し、最小値を計測する。そして、制御部３０は、最小値と閾値とを比較し、閾値の範囲内であれば、最小値を記憶するとともに最小値が何回出現したかを記憶する。これにより、正常枚数の包装箱４０がいくつ通過したかを把握することができる。また、最小値が閾値の範囲外である場合は、制御部３０は、図示しない排出装置に信号を送って正常枚数でない包装箱４０を搬送装置から排出し、図示しないランプを点灯させ、ブザーを鳴らす。これにより、正常枚数以外の包装箱４０が取り除かれたことを確認することができる。なお、制御部３０の上記の機能は、周知の技術を用いている。
【実施例３】
【００４６】
（包装箱内のインサートチップ数量検査装置）
つぎに、実施例３の包装箱内のインサートチップ数量検査装置３（以下、検査装置３という。）の構成について、主に図１０、図１１、図１２を参照して説明する。検査装置３は、包装箱５０が図示しない搬送装置によりベルト６１上を搬送される際に、包装箱５０内のインサートチップ５１の数量を検査する装置である。
【００４７】
包装箱５０は、略直方体で、図１１に示すように内部に格子状の仕切り壁を有し、そのそれぞれの区画に１つずつのインサートチップ５１が詰められている。本実施例では、１０個入りである。包装箱５０は通常不導体であるプラスチック製であり、さらに包装箱５０は、不導体の材料であれば、不透明なプラスチックフィルム、紙シール等で覆われていてもよい。
【００４８】
図示しない搬送装置は、包装箱５０をインサートチップ５１が置かれた面を下にして包装箱５０の長手方向に平行に移動させる。インサートチップ５１が置かれた面とは、包装箱５０を開封し、インサートチップ５１を取り出すときに下になる面、すなわち使用者が通常下面と感じる面である。また、検査装置３を設置する位置において、包装箱５０の通過位置は一定となっている。
【００４９】
検査装置３は、実施例１とは異なる磁界透過型センサ５を備えている。具体的には、送信ヘッド１０は同一であるが、受信ヘッド２５は、コア２６の断面形状が円形または角を丸めた矩形で、個数が包装箱５０の短手方向の区画数と同数の２個となっている。コイル２７については、実施例１と同様の仕様である。
【００５０】
図１２は、磁界透過型センサ５を包装箱５０の進行方向正面から見た図であるが、送信ヘッド１０は、図１２に示すように包装箱５０の短手方向中央の上方に配置されている。また、送信ヘッド１０は、コア１１の断面形状の長手方向が包装箱の短手方向と一致する向きで取り付けられている。２つの受信ヘッド２５，２５は、図１２に示すようにそれぞれが包装箱５０の短手方向に置かれたインサートチップ５１，５１のほぼ中心を挟むように送信ヘッド１０と対向して配置されている。送信ヘッド１０と受信ヘッド２５，２５は、それぞれのコア１１，２６，２６の中心軸が平行となっている。
【００５１】
すなわち、送信ヘッド１０から発信された交番磁界が、全てのインサートチップ５１，５１を透過して受信ヘッド２５，２５に向かうように構成されている。本実施例では受信ヘッド２５，２５のコア２６，２６の中心軸はインサートチップ５１，５１が置かれた面の垂直方向と平行であるが、送信ヘッド１０のコア先端１１ａの中央とインサートチップ５１，５１の中心を結ぶ方向と一致させてもよい。また、送信ヘッド１０と受信ヘッド２５，２５の上下関係を入れ替えてもよい。なお、実施例１の磁界透過型センサ１を２つ設置することはできない。異なる制御部３０にそれぞれ接続された送信ヘッド１０と受信ヘッド２０が近づきあうと、互いに干渉し、検査ができないからである。
【００５２】
つづいて、例えばインサートチップ５１が１０個詰められている状態を正常としたときに不足を判定する手順を示す。まず、インサートチップ５１を包装箱５０に１０個入れ、送信ヘッド１０のコア先端１１ａの中央と受信ヘッド２５，２５のコア先端２６ａ，２６ａを結んだ線がインサートチップ５１，５１のほぼ中心を貫く位置に包装箱５０を置き、受信ヘッド２５，２５の出力電圧が飽和電圧である１０Ｖを十分下回るように（好ましくは５Ｖ以下）送信ヘッド１０に印加する電流を設定する。この時の出力電圧を正常値とし制御部３０に記憶させる。つぎに、送信ヘッド１０のコア先端１１ａの中央と受信ヘッド２５，２５のコア先端２６ａ，２６ａを結んだ線が包装箱５０の長手方向を区画する仕切り壁に位置するように包装箱５０を移動させ、出力電圧のレベルを確認する。この時の出力値を区画値とし制御部３０に記憶させる。そうすると、制御部３０は、閾値を正常値と区画値の中間から若干高い値に設定する。なお、制御部３０の上記の機能は、周知の技術を用いている。
【００５３】
実際の検査では包装箱５０が搬送装置上を移動していることから、受信ヘッド２５，２５の出力電圧は図１３に示すように推移する。時間ｔとインサートチップ５１の位置関係は以下のとおりである。ｔ０からｔ１までは、送信ヘッド１０と受信ヘッド２５，２５との間（以下、両ヘッド間という。）にインサートチップ５１，５１は存在しないが、両ヘッド間にだんだん近づいている時間帯である。ｔ１は、両ヘッド間に包装箱５０内の先端のインサートチップ５１，５１が入った時点である。ｔ２は、先端のインサートチップ５１，５１の中心が両ヘッド間を通過した時点である。このとき受信ヘッド２５，２５の出力電圧は最小値となる。ｔ３は、先端のインサートチップ５１，５１が両ヘッド間を通り抜け、包装箱５０の長手方向を区画する仕切り壁が両ヘッド間を通過した時点である。そして、インサートチップ５１は、１列に５個ずつ入っているため、さらにその後４回これを繰り返す。したがって、制御部３０は、この合計１０回全ての最小値を計測し、閾値と比較することによって、両ヘッド間を通過した包装箱５０内のインサートチップ５１の数量を判定している。なお、出力電圧の代わりに出力電流を用いても同様に数量を判定することができる。
【００５４】
具体的には、制御部３０は、包装箱５０が一定速度で両ヘッド間を移動するときに、受信ヘッド２５，２５の出力電圧を取得し、最小値を計測する。そして、制御部３０は、最小値と閾値とを比較し、閾値以下となる信号が、規則的に５回連続して出力された場合、正常と判定する。規則的に５回連続して出力されなかった場合、異常と判定し、制御部３０は、図示しない排出装置に信号を送って異常と判定された包装箱５０を搬送装置から排出し、図示しないランプを点灯させ、ブザーを鳴らす。これにより、インサートチップ５１が正常数量以外の包装箱５０を取り除くことができる。なお、制御部３０の上記の機能は、周知の技術を用いている。
【符号の説明】
【００５５】
１：磁界透過型センサ
２：包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置
３：包装箱内のインサートチップ数量検査装置
５：磁界透過型センサ
１０：送信ヘッド １１：コア １２：コイル １３：ケース １４：ケーブル
２０：受信ヘッド ２１：コア ２２：コイル ２３：ケース ２４：ケーブル
２５：受信ヘッド ２６：コア
３０：制御部 ４０：包装箱 ４１：アルミブリスターシート
５０：包装箱 ５１：インサートチップ ６０：ベルト ６１：ベルト
７０：金属プレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界を送受信して包装箱内の金属体の数量を検証する磁界透過型センサに関するものであり、さらには、このセンサを用いた包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置、および、包装箱内のインサートチップ数量検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医薬品業界においては、錠剤やカプセル剤等の包装について、アルミブリスターシート（ＰＴＰ包装とも呼ばれる）が広く用いられている。アルミブリスターシートとは、錠剤やカプセル剤の形にへこませた硬質プラスチックに錠剤やカプセル剤を入れ、アルミニウムフィルムで封をしたものである。そして、市販薬においてはアルミブリスターシートを所定枚数箱詰包装し販売するのが一般的となっている。ところで、医薬品は規定の内容量と実際の内容量とが一致することが厳しく要求されており、包装箱に封をした後にアルミブリスターシートの枚数を検査する方法が強く求められてきた。
【０００３】
このため、医薬品製造工場では出荷前の最終工程の中で、封をした後の包装箱の質量を計測することによってアルミブリスターシートの枚数を検査することが一般化している。しかし、包装箱の質量が吸湿により変化すること、搬送装置上を搬送する際に振動が発生すること等から、包装箱の質量からアルミブリスターシートの枚数を正確に検査するのは簡単ではなかった。
【０００４】
そこで、送信ヘッドから交番磁界を発生させ、包装箱を通過した交番磁界を受信ヘッドが受信し、受信した交番磁界の変化に基づき包装箱内の金属体の数量を検証する磁界透過型センサを用いた包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置が提案されている（特許文献１）。この装置によれば包装箱の吸湿や振動を考慮する必要がない。しかし、従来の磁界透過型センサでは、送信ヘッドと包装箱、および、受信ヘッドと包装箱との距離が近接していなければならず、包装箱の種類が変わるたびに両ヘッド間の距離を変更しなければならなかった。このため、包装箱の種類によって両ヘッド間の距離を変更しなくてもよい磁界透過型センサ、および、この磁界透過型センサを用いた包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置が求められていた。
【０００５】
また、例えば切削工具の替刃であるインサートチップなどについても、包装箱に封をした後に包装箱内に所定数量が詰められているか否かを検査する方法が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、包装箱の種類によって送信ヘッドと受信ヘッドとの間の距離を変更することなしに、包装箱内の金属体の数量を正確に検証する磁界透過型センサを提供することである。また、さらにこの磁界透過型センサを用いた包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置、および、包装箱内のインサートチップ数量検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明の磁界透過型センサでは、交番磁界を発生する一つの送信ヘッドと、この送信ヘッドから発せられて包装箱を透過した交番磁界を検出して受信信号を生成する一つまたは複数の受信ヘッドと、この受信ヘッドによって生成された受信信号の変化に基づき、包装箱内の金属製の被対象物が所定数あるか否かを判定する数量判定手段とを備え、送信ヘッドおよび受信ヘッドは、それぞれが、一つまたは複数の棒状のコアと、このコアに巻き回されたコイルと、コアとコイルとを保持するケースとからなり、コアは、断面形状が円形または角丸長方形で、断面形状が円形の場合は直径、角丸長方形の場合は短手方向の長さが軸方向の長さの半分以下であり、ケースは、非導電性材料のみからなることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に係る発明では、請求項１に記載の磁界透過型センサにおいて、コイルは、軸方向の長さがコアの軸方向の長さの半分以下で、送信ヘッドのコアでは中央よりも受信ヘッド側、受信ヘッドのコアでは中央よりも送信ヘッド側に寄って巻かれていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に係る発明では、請求項１または２に記載の磁界透過型センサにおいて、コイルは、送信ヘッドのコアでは受信ヘッド側の端部、受信ヘッドのコアでは送信ヘッド側の端部に可能な限り寄って巻かれていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４に係る発明では、アルミブリスターシートが包装箱に層状に詰められた状態で搬送装置により搬送される際に、包装箱内のアルミブリスターシートの枚数を検査する装置であって、請求項１〜３のいずれかに記載の磁界透過型センサを備え、磁界透過型センサは、送信ヘッドと受信ヘッドとが包装箱内のアルミブリスターシートのシート面を挟むようにして対向して配置されていることを特徴としている。なお、ここでいうアルミブリスターシートには、錠剤やカプセル剤の形にへこませた硬質プラスチックに錠剤やカプセル剤を入れ、アルミニウムフィルムで封をしたものだけでなく、粉剤等の全面をアルミニウムフィルムで覆ったものも含まれる。
【００１２】
請求項５に係る発明では、内部に格子状の仕切り壁を有し、そのそれぞれの区画に１個ずつのインサートチップが詰められた略直方体の包装箱が、インサートチップが置かれた面を下にして搬送装置により包装箱の長手方向に平行に搬送される際に、包装箱内のインサートチップの数量を検査する装置であって、請求項１〜３のいずれかに記載の磁界透過型センサを備え、磁界透過型センサは、送信ヘッドが包装箱の短手方向中央の上方または下方に配置され、受信ヘッドが包装箱の短手方向の区画数と同数であり、包装箱の短手方向に置かれたそれぞれのインサートチップの略中心を挟むようにして送信ヘッドと対向して配置されていることを特徴としている。なお、ここでいうインサートチップが置かれた面とは、包装箱を開封し、インサートチップを包装箱から取り出す際に下になる面、すなわちインサートチップの使用者が通常下面と感じる面のことをいう。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明の磁界透過型センサによれば、送信ヘッドおよび受信ヘッドは次の特徴を備えている。まず、第１にケース部材に金属を使用しないで、プラスチック等の不導体材料のみを使用していることである。従来の磁界透過型センサでは、ケース部材に金属を使用していたが、金属系素材は、交流磁界を浴びると渦電流が発生し、渦電流によって一次磁界とほぼ逆相の二次磁界を発生させる。一次磁界と二次磁界の合成磁界が実際の磁界となるため、一次磁界が弱められることになっていた。本発明ではケース部材に金属を使用していないため、ケースに渦電流が発生することはなく、ケースから二次磁界が発生することもないため、結果的に送信ヘッドでは発生する磁界を強くすることができ、受信ヘッドでは磁界を受信する感度を上げることができる。
【００１４】
第２に断面形状が円形または角丸長方形で、断面形状が円形の場合は直径、角丸長方形の場合は短手方向の長さが軸方向の長さの半分以下である一つまたは複数の棒状のコアを有していることである。コアを有することで送信ヘッドでは発生する磁界を強くすることができ、受信ヘッドでは磁界を受信する感度を上げることができる。また、コアの形状を細長くすることで反磁場係数を小さくすることができることから、送信ヘッドでは発生する磁界を強くすることができ、受信ヘッドでは磁界を受信する感度を上げることができる。さらに、コアの形状をＥ型ではなく棒状としたことで、図４に示すとおり送信ヘッドではより遠くまで磁界を広げさせることができ、受信ヘッドではより遠くの磁界まで拾うことができる。
【００１５】
これらにより、請求項１に係る発明の磁界透過型センサでは、従来の磁界透過型センサよりも検出距離が長くなり、より大きな包装箱でも検査できる。また、これらにより、包装箱の種類によっていちいち送信ヘッドと受信ヘッドとの距離を変更する必要もない。さらに、従来の磁界透過型センサでは、検出感度を上げるために、包装箱の種類によって動作周波数を変えたり、数量判定方式を交番磁界の位相変化と減衰量のうち有利なほうに切り替えたりしていたが、本発明では十分な感度があるため、周波数は一定で変える必要はなく、数量判定方式も減衰量のみで対応でき、位相変化を考慮する必要はない。
【００１６】
請求項２に係る発明の磁界透過型センサによれば、コアに巻き回されたコイルは、軸方向の長さがコアの軸方向の長さの半分以下で、コアの中央よりも送信ヘッドの場合は受信ヘッド側、受信ヘッドの場合は送信ヘッド側に寄って巻かれている。金属体を透過した交番磁界は、高い動作周波数ほど減衰量が大きいため、ある程度高い動作周波数でなければ正確な検査はできない。本発明では、コイルの軸方向の長さを短くすることで寄生容量（線間容量）を低減させ、並列共振周波数を高くしているため、高い動作周波数を得ることができる。また、コイルがコアの中央よりも端側に寄って巻かれているため、インダクタンスを小さくすることができ、これにより高い動作周波数でもインピーダンスを低くすることができる。
【００１７】
また、受信ヘッドにおいては、コイルと浮遊容量によって自己発振が起こり、自己発生ノイズが発生するが、この自己発生ノイズが大きいと検査に悪影響を及ぼすため、できるだけ小さいことが望ましい。本発明では、コイルがコアの中央よりも端側に寄って巻かれていることで中央に巻いた場合と比較して自己発生ノイズを低減させることができる。これは、中央をずらして巻くことで平衡状態が崩れ自己発振を抑制できるためだと考える。これにより、安定した検査をすることができる。
【００１８】
さらに、送信ヘッドにおいては、コイルをコアの中央よりも受信ヘッド側に巻くことによって、図５に示すように中心に巻いた場合と比較して受信ヘッドの方向により強い磁界を発生させることができる。また、受信ヘッドにおいては、コイルをコアの中央よりも送信ヘッド側に巻くことによって、中央に巻いた場合と比較してコイルと送信ヘッドとの距離が小さくなり、より多くの磁束がコイル内を通過するため、感度を上げることができる。
【００１９】
これらにより、請求項２に係る発明の磁界透過型センサでは、従来の磁界透過型センサよりも検出距離が長くなり、より大きな包装箱でも検査できる。また、これらにより、包装箱の種類によっていちいち送信ヘッドと受信ヘッドとの距離を変更する必要もない。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、請求項２に記載の磁界透過型センサにおいて、コイルは、送信ヘッドのコアでは受信ヘッド側の端部、受信ヘッドのコアでは送信ヘッド側の端部に可能な限り寄って巻かれている。これによりコイルのインダクタンスをより小さくでき、高い動作周波数を得ることができる。従来の磁界透過型センサでは、１６ｋＨｚ程度が上限であったが、本発明では１４０ｋＨｚ程度まで使用できる。また、受信ヘッドにおいては、中央に巻いた場合と比較して自己発生ノイズをより低減することができるため、安定した検査をすることができる。さらに、送信ヘッドにおいては、中心に巻いた場合と比較して受信ヘッドの方向により強い磁界を発生させることができ、受信ヘッドでは、より感度を上げることができる。
【００２１】
請求項４に係る発明の包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置によれば、従来と比較して、高い周波数を使用し、出力も感度も増した磁界透過型センサを用いているため、包装箱の種類によって送信ヘッドと受信ヘッドとの距離を変更することなく、アルミブリスターシートの枚数を正確に検査することができる。また、包装箱に１０枚程度のアルミブリスターシートが詰められている場合でも安定して検査することができる。
【００２２】
請求項５に係る発明の包装箱内のインサートチップ数量検査装置によれば、封をした包装箱が搬送装置により搬送される際に、開封することなしに連続して包装箱内のインサートチップの数量を検査することができる。また、本発明は、既存の生産ラインに取付可能であり、低コストで導入できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】磁界透過型センサ（実施例１）を示した概略図である。
【図２】送信ヘッドと受信ヘッドの内部を示した概略図である。
【図３】コアの形状を示した図である。
【図４】棒状コアとＥ型コアの磁界の広がりを示した図である。
【図５】コイルをコアの先端寄りに巻いたときと中央に巻いたときの磁界の広がりを示した図である。
【図６】包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置（実施例２）を示した概略図である。
【図７】アルミブリスターシートと包装箱の関係を示した図である。
【図８】包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置がアルミブリスターシートの枚数を検査できる原理を説明する図である。
【図９】包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置の受信ヘッドの出力特性を示した図である。
【図１０】包装箱内のインサートチップ数量検査装置（実施例３）を示した概略図である。
【図１１】インサートチップと包装箱の関係を示した図である。
【図１２】包装箱内のインサートチップ数量検査装置の磁界透過型センサを包装箱の進行方向正面から見た図である。
【図１３】包装箱内のインサートチップ数量検査装置の受信ヘッドの出力特性を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明である磁界透過型センサ、包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置、および、包装箱内のインサートチップ数量検査装置を具体化した実施例について図面を参照しつつ説明する。
【実施例１】
【００２５】
（磁界透過型センサ）
まず、実施例１の磁界透過型センサ１の構成について、主に図１および図２を参照して説明する。磁界透過型センサ１は、送信ヘッド１０と、受信ヘッド２０と、制御部３０（数量判定手段に相当する。）とで構成される。
【００２６】
送信ヘッド１０は、コア１１と、コア１１に巻き回されたコイル１２と、コア１１とコイル１２を保持するケース１３とで構成される。送信ヘッド１０のインダクタンスは、２５０〜９００μＨが好ましいが、本実施例ではより好ましい３５０μＨを採用している。送信ヘッドの動作周波数は、８０ｋＨｚ〜１４０ｋＨｚが好ましいが、本実施例ではより好ましい１００ｋＨｚを採用している。すわなち、送信ヘッドは、制御部３０に接続され制御部３０からの入力信号により１００ｋＨｚの交番磁界を発生させる。
【００２７】
コア１１は、図３（ａ）に示すとおり、断面形状が角丸長方形の棒状で、この角丸長方形の短手方向の長さＬ１１２が軸方向の長さＬ１１１の半分以下である。コア１１の材料は、初透磁率が１５００以上が好ましく、略２３００がより好ましい。また、１５０ｋＨｚ以上まで初透磁率が同じ数値を保つ高周波特性を持つものが好ましい。さらに、コア１１の抵抗率は６．０Ω・ｍ以上が好ましく、略１３Ω・ｍがより好ましい。本実施例では、コア１１の材料は、上記の条件を満たす軟磁性のフェライトを使用している。
なお、コアの断面は円形でもよく、また、図３（ｂ）に示すように、例えば２本でもよい。
【００２８】
コイル１２は、コア１１の受信ヘッド２０側の端部１１ａ近傍に複層に巻き回されている。コイル１２の軸方向の長さＬ１２１は、コア１１の軸方向の長さＬ１１１の半分以下である。巻き線の巻き数は、８０〜１５０回が好ましいが、本実施例では１１０回を採用している。巻き線の直径は、０．１〜０．３ｍｍが好ましいが、本実施例では０．２ｍｍを採用している。コイル１２に接続されるケーブル１４は、一芯シールドケーブルまたは二芯シールドケーブルが好ましいが、本実施例では二芯シールドケーブルを使用している。
【００２９】
ケース１３は、非導電性材料のプラスチックのみからなり、コア１１とコイル１２を完全に覆っている。
【００３０】
受信ヘッド２０は、送信ヘッド１０と所定の距離をおいて配置され、制御部３０に接続されている。受信ヘッド２０は、コア２１と、コア２１に巻き回されたコイル２２と、コア２１とコイル２２を保持するケース２３とで構成される。受信ヘッド２０のインダクタンスは、８０〜２５０μＨが好ましいが、本実施例ではより好ましい１２０μＨを採用している。受信ヘッド２０は、送信ヘッド１０から発せられて包装箱４０を透過した交番磁界を検出して受信信号を生成し、生成した受信信号は、制御部３０に送られる。なお、コア２１は、送信ヘッド１０のコア１１と同じものである。
【００３１】
コイル２２は、コア２１の送信ヘッド１０側の端部２１ａ近傍に単層に巻き回されている。単層に巻き回されているのは、寄生容量（線間容量）を低減させるためである。コイル２２の軸方向の長さＬ２２１は、コア２１の軸方向の長さＬ２１１の半分以下である。巻き線の巻き数は、４０〜７０回が好ましいが、本実施例では５０回を採用している。巻き線の直径は、０．０５〜０．２ｍｍが好ましいが本実施例では０．１ｍｍを採用している。コイル２２に接続されるケーブル２４は、ツイスト二芯シールドケーブルを使用している。
【００３２】
ケース２３は、ケース１３と同様に非導電性材料のプラスチックのみからなり、コア２１とコイル２２を完全に覆っている。
【００３３】
制御部３０は、受信ヘッド２０によって生成された受信信号の変化、すなわち交番磁界の減衰量に基づき、包装箱４０内の金属製の被対象物が所定数あるか否かを判定する。なお、制御部３０の働き、および、磁界透過型センサ１の使用方法等については、実施例２で具体的に説明する。
【実施例２】
【００３４】
（包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置）
つぎに、実施例２の包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置２（以下、検査装置２という。）の構成について、主に図６を参照して説明する。検査装置２は、包装箱４０が図示しない搬送装置によりベルト６０上を搬送される際に、包装箱４０内のアルミブリスターシート４１の枚数を検査する装置である。
【００３５】
アルミブリスターシート４１は、図７に示すように、包装箱４０に層状に詰められている。アルミブリスターシート４１に用いられる金属は、通常アルミニウムであるが、金属であれば特に材質は問わない。なお、アルミブリスターシート４１は、金属フィルムやビニールでピロー包装された後に包装箱４０に詰められていてもよい。
【００３６】
包装箱４０は通常紙製であるが特に材質を問わず、包装箱４０がさらにプラスチックフィルム等で覆われていてもよい。また、アルミブリスターシート４１が層状に収納される限り特に形状も問わない。
【００３７】
図示しない搬送装置は、包装箱４０を包装箱４０の長手方向または短手方向に平行に移動させる。また、検査装置２を設置する位置において、包装箱４０の通過位置は一定となっている。
【００３８】
検査装置２は、実施例１の磁界透過型センサ１を備え、送信ヘッド１０と受信ヘッド２０は、それぞれのコア１１，２１の中心軸が一致するように、また、包装箱４０内のアルミブリスターシート４１のシート面のほぼ中心を挟むようにして対向して配置されている。すなわち、送信ヘッド１０から発信された交番磁界が、重なり合う全てのアルミブリスターシート４１を透過して受信ヘッド２０に向かうように構成されている。また、送信ヘッド１０と受信ヘッド２０は、コア１１，２１の断面形状の長手方向が包装箱の長手方向と一致する向きで取り付けられている。
【００３９】
送信ヘッド１０と受信ヘッド２０間の距離は、最大検出距離以内であれば特に問わないが、包装箱の上面および下面にできるだけ近づけたほうが、アルミブリスターシート４１一枚あたりの出力電圧の差が大きくなり、搬送による振動や位置ずれに対し、より安定した検査結果をもたらす。なお、本実施例では、送信ヘッド１０を包装箱４０の上方に、受信ヘッド２０を下方に配置したが、上下の位置を入れ替えてもよい。
【００４０】
送信ヘッド１０および受信ヘッド２０を金属フレーム７０に取り付ける場合は、金属フレーム７０面がコア１１およびコア２１の中心軸と垂直とならないようにしなければならない。金属フレーム７０から二次磁界が発生し、検出能力を弱めるからである。また、送信ヘッド１０および受信ヘッド２０を金属フレームに平行に取り付ける場合であっても、送信ヘッド１０と受信ヘッド２０との間に金属フレーム７０が存在しないようにしなければならない。
【００４１】
検査装置２がアルミブリスターシート４１の枚数を検査できる原理を図７を参照して説明する。送信ヘッド１０のコイル１１に電流を流すと一次磁界Ｈ１が発生する。一次磁界Ｈ１がアルミブリスターシート４１を通過しようとすると、アルミブリスターシート４１に渦電流Ｉｅが生じる。そして、渦電流Ｉｅによって一次磁界Ｈ１とほぼ逆位相の二次磁界が発生する。より具体的には、アルミブリスターシート４１の送信ヘッド側では二次磁界Ｈ２ｒｅｆが反射磁界となって返され、アルミブリスターシート４１の受信ヘッド側では二次磁界Ｈ２ｆｏが進行磁界となって進む。ここで、アルミブリスターシート４１の受信ヘッド２０側の合成磁界は、Ｈ１＋Ｈ２ｆｏであり、Ｈ２ｆｏがＨ１とほぼ逆位相であることから、一次磁界Ｈ１が減衰することとなる。アルミブリスターシート４１が複数枚ある場合は、一次磁界Ｈ１が１枚ごとに減衰されるため、あらかじめ正常枚数時の合成磁界（透過磁界）と正常枚数に１枚満たない、あるいは１枚多いときの合成磁界を計測しておくことで、アルミブリスターシート４１の枚数を検査することができる。
【００４２】
つづいて、検査装置２の使用方法について説明する。検査装置２は、送信ヘッド１０に印加する電流の変更によって感度レベルを設定する。送信ヘッド１０に印加する電流が大きいほど発生磁界が強く、受信ヘッド２０の受信レベルも上がる。また、受信ヘッド２０が生成する出力電圧のアルミブリスターシート４１、１枚あたりの差が大きくなる。しかし、大きくしすぎた場合、１枚または複数枚のアルミブリスターシート４１を内包する包装箱４０が送信ヘッド１０と受信ヘッド２０の間を通過しても、出力電圧は飽和したままで、ダイナミックレンジ内まで下がらない。したがって、検査したい枚数の範囲（例えば、規定枚数±１枚）の出力電圧範囲が、ダイナミックレンジ内に収まるよう送信ヘッド１０に印加する電流を調整する。
【００４３】
例えば、アルミブリスターシート４１が１０枚詰められている状態を正常枚数としたときに９枚と１０枚と１１枚とを判定する手順を示す。アルミブリスターシート４１を包装箱４０から１枚抜いて合計９枚とし、送信ヘッド１０のコア１１と受信ヘッド２０のコア１２の中心軸が包装箱４０の中心を貫く位置に包装箱４０を置き、受信ヘッド２０の出力電圧が飽和電圧である１０Ｖより低い電圧値（好ましくは８Ｖ以下）となるように送信ヘッド１０に印加する電流を設定する。この時の出力電圧を９枚の値とし制御部３０に記憶させる。アルミブリスターシート４１を包装箱４０に１０枚入れ、先ほどと同じ位置に包装箱４０を置き、出力電圧のレベルを確認する。この時の出力値を１０枚の値とし制御部３０に記憶させる。アルミブリスターシート４１を包装箱４０に１１枚入れ、先ほどと同じ位置に包装箱４０を置き、出力電圧のレベルを確認する。この時の出力値を１１枚の値とし制御部３０に記憶させる。そうすると、制御部３０は、閾値を９枚と１０枚、１０枚と１１枚の値の中間から若干高い値に自動的に設定する。なお、制御部３０の上記の機能は、周知の技術を用いている。
【００４４】
上記のとおり、受信ヘッド２０が出力する出力電圧は、アルミブリスターシート４１がない状態では出力飽和状態であり、アルミブリスターシート４１の通過によって出力電圧は飽和状態からダイナミックレンジ内に落ち、アルミブリスターシート４１の枚数が多いほど出力電圧は小さくなる。しかし、実際の検査では包装箱４０が搬送装置によりベルト６０上を移動していることから、出力電圧は図９のように推移する。時間ｔとアルミブリスターシート４１の位置関係は以下のとおりである。ｔ０からｔ１までは、送信ヘッド１０と受信ヘッド２０との間（以下、両ヘッド間という。）にアルミブリスターシート４１は存在しないが、両ヘッド間にだんだん近づいている時間帯である。ｔ１は、両ヘッド間にアルミブリスターシート４１の先端が入った時点である。ｔ２は、アルミブリスターシート４１がさらに進み、シート面の中心が両ヘッド間を通過した時点である。このとき受信ヘッド２０の出力電圧は最小値となる。ｔ３は、アルミブリスターシート４１の後端が両ヘッド間を通り抜けた時点である。したがって、制御部３０は、このｔ２のときの出力電圧の最小値を計測し、閾値と比較することによって、両ヘッド間を通過した包装箱４０内のアルミブリスターシート４１の枚数を判定している。なお、出力電圧の代わりに出力電流を用いても同様に枚数を判定することができる。
【００４５】
具体的には、制御部３０は、受信ヘッド２０の出力電圧を取得し、最小値を計測する。そして、制御部３０は、最小値と閾値とを比較し、閾値の範囲内であれば、最小値を記憶するとともに最小値が何回出現したかを記憶する。これにより、正常枚数の包装箱４０がいくつ通過したかを把握することができる。また、最小値が閾値の範囲外である場合は、制御部３０は、図示しない排出装置に信号を送って正常枚数でない包装箱４０を搬送装置から排出し、図示しないランプを点灯させ、ブザーを鳴らす。これにより、正常枚数以外の包装箱４０が取り除かれたことを確認することができる。なお、制御部３０の上記の機能は、周知の技術を用いている。
【実施例３】
【００４６】
（包装箱内のインサートチップ数量検査装置）
つぎに、実施例３の包装箱内のインサートチップ数量検査装置３（以下、検査装置３という。）の構成について、主に図１０、図１１、図１２を参照して説明する。検査装置３は、包装箱５０が図示しない搬送装置によりベルト６１上を搬送される際に、包装箱５０内のインサートチップ５１の数量を検査する装置である。
【００４７】
包装箱５０は、略直方体で、図１１に示すように内部に格子状の仕切り壁を有し、そのそれぞれの区画に１つずつのインサートチップ５１が詰められている。本実施例では、１０個入りである。包装箱５０は通常不導体であるプラスチック製であり、さらに包装箱５０は、不導体の材料であれば、不透明なプラスチックフィルム、紙シール等で覆われていてもよい。
【００４８】
図示しない搬送装置は、包装箱５０をインサートチップ５１が置かれた面を下にして包装箱５０の長手方向に平行に移動させる。インサートチップ５１が置かれた面とは、包装箱５０を開封し、インサートチップ５１を取り出すときに下になる面、すなわち使用者が通常下面と感じる面である。また、検査装置３を設置する位置において、包装箱５０の通過位置は一定となっている。
【００４９】
検査装置３は、実施例１とは異なる磁界透過型センサ５を備えている。具体的には、送信ヘッド１０は同一であるが、受信ヘッド２５は、コア２６の断面形状が円形または角を丸めた矩形で、個数が包装箱５０の短手方向の区画数と同数の２個となっている。コイル２７については、実施例１と同様の仕様である。
【００５０】
図１２は、磁界透過型センサ５を包装箱５０の進行方向正面から見た図であるが、送信ヘッド１０は、図１２に示すように包装箱５０の短手方向中央の上方に配置されている。また、送信ヘッド１０は、コア１１の断面形状の長手方向が包装箱の短手方向と一致する向きで取り付けられている。２つの受信ヘッド２５，２５は、図１２に示すようにそれぞれが包装箱５０の短手方向に置かれたインサートチップ５１，５１のほぼ中心を挟むように送信ヘッド１０と対向して配置されている。送信ヘッド１０と受信ヘッド２５，２５は、それぞれのコア１１，２６，２６の中心軸が平行となっている。
【００５１】
すなわち、送信ヘッド１０から発信された交番磁界が、全てのインサートチップ５１，５１を透過して受信ヘッド２５，２５に向かうように構成されている。本実施例では受信ヘッド２５，２５のコア２６，２６の中心軸はインサートチップ５１，５１が置かれた面の垂直方向と平行であるが、送信ヘッド１０のコア先端１１ａの中央とインサートチップ５１，５１の中心を結ぶ方向と一致させてもよい。また、送信ヘッド１０と受信ヘッド２５，２５の上下関係を入れ替えてもよい。なお、実施例１の磁界透過型センサ１を２つ設置することはできない。異なる制御部３０にそれぞれ接続された送信ヘッド１０と受信ヘッド２０が近づきあうと、互いに干渉し、検査ができないからである。
【００５２】
つづいて、例えばインサートチップ５１が１０個詰められている状態を正常としたときに不足を判定する手順を示す。まず、インサートチップ５１を包装箱５０に１０個入れ、送信ヘッド１０のコア先端１１ａの中央と受信ヘッド２５，２５のコア先端２６ａ，２６ａを結んだ線がインサートチップ５１，５１のほぼ中心を貫く位置に包装箱５０を置き、受信ヘッド２５，２５の出力電圧が飽和電圧である１０Ｖを十分下回るように（好ましくは５Ｖ以下）送信ヘッド１０に印加する電流を設定する。この時の出力電圧を正常値とし制御部３０に記憶させる。つぎに、送信ヘッド１０のコア先端１１ａの中央と受信ヘッド２５，２５のコア先端２６ａ，２６ａを結んだ線が包装箱５０の長手方向を区画する仕切り壁に位置するように包装箱５０を移動させ、出力電圧のレベルを確認する。この時の出力値を区画値とし制御部３０に記憶させる。そうすると、制御部３０は、閾値を正常値と区画値の中間から若干高い値に設定する。なお、制御部３０の上記の機能は、周知の技術を用いている。
【００５３】
実際の検査では包装箱５０が搬送装置上を移動していることから、受信ヘッド２５，２５の出力電圧は図１３に示すように推移する。時間ｔとインサートチップ５１の位置関係は以下のとおりである。ｔ０からｔ１までは、送信ヘッド１０と受信ヘッド２５，２５との間（以下、両ヘッド間という。）にインサートチップ５１，５１は存在しないが、両ヘッド間にだんだん近づいている時間帯である。ｔ１は、両ヘッド間に包装箱５０内の先端のインサートチップ５１，５１が入った時点である。ｔ２は、先端のインサートチップ５１，５１の中心が両ヘッド間を通過した時点である。このとき受信ヘッド２５，２５の出力電圧は最小値となる。ｔ３は、先端のインサートチップ５１，５１が両ヘッド間を通り抜け、包装箱５０の長手方向を区画する仕切り壁が両ヘッド間を通過した時点である。そして、インサートチップ５１は、１列に５個ずつ入っているため、さらにその後４回これを繰り返す。したがって、制御部３０は、この合計１０回全ての最小値を計測し、閾値と比較することによって、両ヘッド間を通過した包装箱５０内のインサートチップ５１の数量を判定している。なお、出力電圧の代わりに出力電流を用いても同様に数量を判定することができる。
【００５４】
具体的には、制御部３０は、包装箱５０が一定速度で両ヘッド間を移動するときに、受信ヘッド２５，２５の出力電圧を取得し、最小値を計測する。そして、制御部３０は、最小値と閾値とを比較し、閾値以下となる信号が、規則的に５回連続して出力された場合、正常と判定する。規則的に５回連続して出力されなかった場合、異常と判定し、制御部３０は、図示しない排出装置に信号を送って異常と判定された包装箱５０を搬送装置から排出し、図示しないランプを点灯させ、ブザーを鳴らす。これにより、インサートチップ５１が正常数量以外の包装箱５０を取り除くことができる。なお、制御部３０の上記の機能は、周知の技術を用いている。
【符号の説明】
【００５５】
１：磁界透過型センサ
２：包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置
３：包装箱内のインサートチップ数量検査装置
５：磁界透過型センサ
１０：送信ヘッド １１：コア １２：コイル １３：ケース １４：ケーブル
２０：受信ヘッド ２１：コア ２２：コイル ２３：ケース ２４：ケーブル
２５：受信ヘッド ２６：コア
３０：制御部 ４０：包装箱 ４１：アルミブリスターシート
５０：包装箱 ５１：インサートチップ ６０：ベルト ６１：ベルト
７０：金属プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交番磁界を発生する一つの送信ヘッドと、
この送信ヘッドから発せられて包装箱を透過した交番磁界を検出して受信信号を生成する一つまたは複数の受信ヘッドと、
この受信ヘッドによって生成された受信信号の変化に基づき、前記包装箱内の金属製の被対象物が所定数あるか否かを判定する数量判定手段とを備え、
前記送信ヘッドおよび前記受信ヘッドは、それぞれが、
一つまたは複数の棒状のコアと、
このコアに巻き回されたコイルと、
前記コアと前記コイルとを保持するケースとからなり、
前記コアは、断面形状が円形または角丸長方形で、断面形状が円形の場合は直径、角丸長方形の場合は短手方向の長さが軸方向の長さの半分以下であり、
前記ケースは、非導電性材料のみからなることを特徴とする磁界透過型センサ。
【請求項２】
前記コイルは、軸方向の長さが前記コアの軸方向の長さの半分以下で、前記送信ヘッドの前記コアでは中央よりも前記受信ヘッド側、前記受信ヘッドの前記コアでは中央よりも前記送信ヘッド側に寄って巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の磁界透過型センサ。
【請求項３】
前記コイルは、前記送信ヘッドの前記コアでは前記受信ヘッド側の端部、前記受信ヘッドの前記コアでは前記送信ヘッド側の端部に可能な限り寄って巻かれていることを特徴とする請求項２に記載の磁界透過型センサ。
【請求項４】
アルミブリスターシートが包装箱に層状に詰められた状態で搬送装置により搬送される際に、前記包装箱内の前記アルミブリスターシートの枚数を検査する装置であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の磁界透過型センサを備え、
前記磁界透過型センサは、前記送信ヘッドと前記受信ヘッドとが前記包装箱内の前記アルミブリスターシートのシート面を挟むようにして対向して配置されていることを特徴とする包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置。
【請求項５】
内部に格子状の仕切り壁を有し、そのそれぞれの区画に１個ずつのインサートチップが詰められた略直方体の包装箱が、前記インサートチップが置かれた面を下にして搬送装置により前記包装箱の長手方向に平行に搬送される際に、前記包装箱内の前記インサートチップの数量を検査する装置であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の磁界透過型センサを備え、前記磁界透過型センサは、
前記送信ヘッドが前記包装箱の短手方向中央の上方または下方に配置され、
前記受信ヘッドが前記包装箱の短手方向の区画数と同数であり、前記包装箱の短手方向に置かれたそれぞれの前記インサートチップの略中心を挟むようにして前記送信ヘッドと対向して配置されていることを特徴とする包装箱内のインサートチップ数量検査装置。
【請求項１】
交番磁界を発生する一つの送信ヘッドと、
この送信ヘッドから発せられて包装箱を透過した交番磁界を検出して受信信号を生成する一つまたは複数の受信ヘッドと、
この受信ヘッドによって生成された受信信号の変化に基づき、前記包装箱内の金属製の被対象物が所定数あるか否かを判定する数量判定手段とを備え、
前記送信ヘッドおよび前記受信ヘッドは、それぞれが、
一つまたは複数の棒状のコアと、
このコアに巻き回されたコイルと、
前記コアと前記コイルとを保持するケースとからなり、
前記コアは、断面形状が円形または角丸長方形で、断面形状が円形の場合は直径、角丸長方形の場合は短手方向の長さが軸方向の長さの半分以下であり、
前記ケースは、非導電性材料のみからなることを特徴とする磁界透過型センサ。
【請求項２】
前記コイルは、軸方向の長さが前記コアの軸方向の長さの半分以下で、前記送信ヘッドの前記コアでは中央よりも前記受信ヘッド側、前記受信ヘッドの前記コアでは中央よりも前記送信ヘッド側に寄って巻かれていることを特徴とする請求項１に記載の磁界透過型センサ。
【請求項３】
前記コイルは、前記送信ヘッドの前記コアでは前記受信ヘッド側の端部、前記受信ヘッドの前記コアでは前記送信ヘッド側の端部に可能な限り寄って巻かれていることを特徴とする請求項２に記載の磁界透過型センサ。
【請求項４】
アルミブリスターシートが包装箱に層状に詰められた状態で搬送装置により搬送される際に、前記包装箱内の前記アルミブリスターシートの枚数を検査する装置であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の磁界透過型センサを備え、
前記磁界透過型センサは、前記送信ヘッドと前記受信ヘッドとが前記包装箱内の前記アルミブリスターシートのシート面を挟むようにして対向して配置されていることを特徴とする包装箱内のアルミブリスターシート枚数検査装置。
【請求項５】
内部に格子状の仕切り壁を有し、そのそれぞれの区画に１個ずつのインサートチップが詰められた略直方体の包装箱が、前記インサートチップが置かれた面を下にして搬送装置により前記包装箱の長手方向に平行に搬送される際に、前記包装箱内の前記インサートチップの数量を検査する装置であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の磁界透過型センサを備え、前記磁界透過型センサは、
前記送信ヘッドが前記包装箱の短手方向中央の上方または下方に配置され、
前記受信ヘッドが前記包装箱の短手方向の区画数と同数であり、前記包装箱の短手方向に置かれたそれぞれの前記インサートチップの略中心を挟むようにして前記送信ヘッドと対向して配置されていることを特徴とする包装箱内のインサートチップ数量検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１２４６８５（Ｐ２０１２−１２４６８５Ａ）
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７３０３３（Ｐ２０１０−２７３０３３）
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（７１０００７８０３）クーレヨン株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月７日（２０１０．１２．７）
【出願人】（７１０００７８０３）クーレヨン株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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