JP2002001219A

JP2002001219A - 異物除去装置及び該異物除去装置を用いた原料粉精製装置

Info

Publication number: JP2002001219A
Application number: JP2000180322A
Authority: JP
Inventors: Nobushige Uno; 展重宇野; Takashi Suzuki; 崇鈴木
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2002-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】異物除去の信頼性および異物除去効率を高め
るとともに、装置全体の簡素化およびコストの低廉化を
図る。【解決手段】異物ｇを捕捉する網体９ａおよびこの網
体９ａを保持するホルダ９ｂを有する篩具９と、この篩
具９に網体９ａが揺動するような駆動力を付与する駆動
機構１０とを備え、網体９ａを常に下方に撓んだ状態で
揺動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、石英ガラ
ス等の原料粉に含まれる異物を除去する場合に使用して
好適な異物除去装置及び該異物除去装置を用いた原料粉
精製装置に関する。

【０００２】従来、石英ガラス、例えば、光学分野や半
導体分野で使用される石英ガラスの製造に使われる石英
ガラスの原料粉には、３０μｍから３００μｍ程度の異
物が混入されており、それらは主に黒鉛、鉄粉であるこ
とが判明している。これら異物が溶解後の石英るつぼの
黒点および泡の発生原因の１つとして考えられ、特に鉄
粉の影響が最も大きいと考えられている。

【０００３】そのため、従来から、例えば磁気選鉱機に
よって石英ガラスの原料粉から鉄粉等の異物を除去する
ことが行われている。ところが、このような磁気選鉱機
においては、種々の磁性体以外の不純物（異物）を除去
することができないため、篩具等を用いてこれら異物を
除去していた。

【０００４】従来の篩具等の異物除去装置について、図
３に基づいて説明する。図３に示すように、この異物除
去装置は、異物を捕捉する平面矩形状の網体３１ａと、
この網体３１ａの四方端縁を保持する四角形枠状のホル
ダ３１ｂを有する篩具３１と、この篩具３１に水平方向
ａおよび鉛直方向ｂに往復力を付与する二つの駆動機構
（図示せず）とを備えたものである。このように構成さ
れた異物除去装置において、異物を除去するには、原料
粉を網体３１ａの異物捕捉面上に投入し、篩具３１を水
平方向ａおよび鉛直方向ｂに往復させることにより行
う。このとき、網体３１ａの異物捕捉面上に異物が捕捉
されるとともに、原料粉は網体３１ａを通過する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の異物
除去装置においては、異物捕捉面（網体）が、鉛直方向
に対して垂直な面に形成されているため、即ち異物捕捉
面が水平面と平行であるため、異物除去の際、異物捕捉
面上に原料粉が滞留し易く、しかも原料粉の粉粒同士が
衝突し合っていた。その結果、原料粉が磨耗して、粒度
分布（粒径）を不均一とするばかりか、異物や網体一部
が微細化して網体を通過し、異物除去の信頼性が低下す
るという技術的課題があった。

【０００６】また、網体の異物捕捉面が水平面と平行で
あることは、同一のスペースにおける異物捕捉面の表面
積が最小の面積となるため、異物除去効率が低下すると
いう課題があった。このことは、網体の一部に目詰まり
が発生すると、一層顕著である。このほか、従来の異物
除去装置においては、二方向に往復動させるため、二つ
の駆動機構が必要となり、そのため部品点数が嵩み、装
置全体が複雑になるばかりか、コスト高になるという課
題があった。

【０００７】本発明は、このような技術的課題を解決す
るためになされたもので、原料粉が磨耗して、粒度分布
（粒径）を不均一化させることなく、しかも異物除去の
信頼性を向上させることができると共に、装置全体の簡
素化およびコストの低廉化を図ることができる異物除去
装置及び該異物除去装置を用いた原料粉精製装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
になされた異物除去装置は、異物を捕捉する網体と、前
記網体を下方に撓んだ状態で保持する固定ホルダ及び移
動ホルダとを有する篩具と、前記移動ホルダを揺動させ
る駆動機構とを備え、前記移動ホルダによって網体が常
に下方に撓んだ状態で揺動されることを特徴としてい
る。

【０００９】本発明にかかる異物除去装置にあっては、
前記網体が下方に撓んだ状態で固定ホルダ及び移動ホル
ダに保持され、しかも網体が常に下方に撓んだ状態で、
移動ホルダによって揺動されるため、網体の異物捕捉面
は常に傾斜面を有している。そして、この傾斜面に原料
粉が供給されると、異物が異物捕捉面に捕捉され、傾斜
面の下方向に移動する。一方、原料粉は、網体の傾斜面
を通過する。

【００１０】このように、異物捕捉面を傾斜面としてい
るため、従来のような異物捕捉面が水平面の場合に比べ
て、同一のスペースにおける異物捕捉面の表面積が広く
なり、異物除去効率を高めることができる。また、異物
捕捉面に捕捉された異物が傾斜面の下方向に移動するた
め、供給される原料粉と混じり合うことがなく、原料粉
と異物をより完全に分離することができる。更に、異物
捕捉面に捕捉された異物が傾斜面の下方向に移動するた
め、原料粉が傾斜面に滞留せず、原料粉の粉粒同士によ
る衝突（あるいは異物との衝突）が回避されるため、原
料粉が磨耗せず、異物除去の信頼性を高めることができ
る。また、従来のように篩具を２方向に振動させる場合
に比べて、移動ホルダが一方向に揺動するように構成さ
れているため、駆動機構を簡略化することができ、部品
点数を削減、装置全体の簡素化およびコストの低廉化を
図ることができる。

【００１１】また、前記目的を達成するためになされた
異物除去装置を用いた原料粉精製装置は、前記異物除去
装置と、原料粉搬入部から搬入した原料粉を磁性体粉と
非磁性体粉とに分離し、前記磁性体粉を除去する磁性体
粉除去装置とを備え、前記異物除去装置が磁性体粉除去
装置の下流側に配置され、非磁性体粉における異物を除
去するように構成されていることを特徴としている。即
ち、本発明にかかる異物除去装置を用いた原料粉精製装
置は、異物除去装置を磁性体粉除去装置の下流側に配置
したことに特徴がある。このように構成されているた
め、まず磁性体粉除去装置によって原料粉を磁性体と非
磁性体とに分離し、更に異物除去装置によって非磁性体
粉に含まれる異物を除去することができる。

【００１２】また、前記異物除去装置が磁性体粉除去装
置の原料粉搬入部の上流側に配置され、原料粉における
異物を除去するように構成しても良い。なお、前記した
ように、磁性体粉除去装置によって原料粉を磁性体と非
磁性体とに分離し、その上で異物除去装置によって非磁
性体粉に含まれる異物を除去する方が、異物除去装置が
磁性体粉除去装置の上流側に配置されて、原料粉におけ
る異物を除去するよりも効率的に、異物を除去すること
ができる。また、磁性体粉除去装置から生ずる異物（ご
み等）も異物除去装置によって除去することができるた
め、好ましい。

【００１３】更に、前記磁性体粉除去装置が、原料粉を
搬送するベルトコンベアと、原料粉に含まれる磁性体粉
を吸引する磁力を有すると共に、前記ベルトコンベアの
搬出側プーリを兼ねる磁気ドラムとを備えていることが
好ましい。前記磁性体粉除去装置にあっては、原料粉に
含まれる磁性体粉は磁気ドラムに吸引される。そして、
前記磁性体粉の自重が磁力を上回ったとき、磁性体は落
下する。一方、原料粉に含まれる非磁性体粉は吸引され
ることなく、ベルトコンベアの搬出側から落下する。こ
のように、前記ベルトコンベアの搬出側プーリを兼ねる
磁気ドラムを設けることにより、磁性体粉と非磁性体粉
との落下位置を異ならしめることができ、これにより両
者は容易に分離される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
図面を参照して説明する。図１（ａ）および（ｂ）は本
発明の第一実施形態に係る異物除去装置を示す正面図と
その篩具を示す斜視図、図２は図１に示した異物除去装
置を用いた原料粉精製装置の一実施形態を示した正面図
である。

【００１５】図１に基づいて、異物除去装置について説
明する。この異物除去装置３は篩具９および駆動機構１
０を備えている。篩具９は異物ｇを捕捉する網体９ａ
と、この網体９ａを下方に撓ませた状態で、保持するホ
ルダ９ｂを有している。

【００１６】前記網体９ａは、ポリエステル等の合成樹
脂によって形成されている。このようにポリエステル等
の合成樹脂によって形成されている場合は、金属製の網
体のように、網体の破損部分（破片）が原料粉に混入し
ても、金属汚染の発生を回避することができる。また、
網体９ａは、開口部の大きさを５００〜１０００μｍ角
とするスクリーン網からなり、両ホルダ９ｂ₁ 、９ｂ₂
間寸法ｌおよび撓み量ｄが、ｌ＝３００ｍｍ、ｄ＝１０
０〜１５０ｍｍの寸法に設定されている。

【００１７】前記ホルダ９ｂは、固定ホルダ９ｂ₁ と移
動ホルダ９ｂ₂ を有している。前記固定ホルダ９ｂ₁ は
不動状態に固定され、移動ホルダ９ｂ₂ は揺動自在（上
下動自在）に構成されている。前記移動ホルダ９ｂ₂
は、図１（ａ）に示すｓ位置（下方位置）とｔ位置（上
方位置）間を３０〜８０回／分の割合で回動するよう
に、駆動機構１０の駆動軸（図示せず）にリンク機構
（図示せず）を介して連結されている。

【００１８】前記駆動機構１０は例えばモータからな
り、駆動機構１０に連結されたリンク機構（図示せず）
の駆動によって、移動ホルダ９ｂ₂ が矢印ｍ，ｎ方向に
連続的あるいは断続的に揺動させることができるように
なされている。このとき、網体９ａの異物捕捉面Ｂが、
常に傾斜した状態（網体９ａが下方に撓んだ状態）を維
持しつつ、揺動するように構成する必要がある。

【００１９】次に、このように構成された異物除去装置
の動作、作用について説明する。まず、前記固定ホルダ
９ｂ₁ 、移動ホルダ９ｂ₂ に網体９ａを下方に撓んだ状
態で保持させると共に、該下方に撓んだ状態を維持しつ
つ、移動ホルダ９ｂ₂ によって網体９ａを揺動させる。
この揺動は、駆動機構１０に連結したリンク機構等の駆
動によって行なわれる。そのため、網体９ａの異物捕捉
面Ｂは常に傾斜面となり、該傾斜面上に原料粉が供給さ
れると、異物ｇが異物捕捉面Ｂに捕捉され、傾斜面の下
方向に移動する。一方、原料粉は、網体ｇの傾斜面を滞
留せず通過する。

【００２０】このように、網体９ａの異物捕捉面Ｂを傾
斜面としているため、従来のような異物捕捉面Ｂが水平
面の場合に比べて、同一のスペースにおける異物捕捉面
Ｂの表面積が広くなるため、異物除去効率を高めること
ができる。また、異物捕捉面Ｂに捕捉された異物は、傾
斜面の下方向（網体の最低位置）に移動するため、供給
される原料粉と混じり合うことがなく、原料粉と異物ｇ
をより完全に分離することができる。更に、前記したよ
うに異物が異物捕捉面Ｂに滞留しないため、原料粉の粉
粒同士による衝突（あるいは異物との衝突）が回避され
る。その結果、原料粉が磨耗せず、異物除去の信頼性を
高めることができる。

【００２１】次に、異物除去装置を用いた原料粉精製装
置について、図２に基づいて説明する。図に示すよう
に、符号１で示す原料粉精製装置は、磁性体粉除去装置
２および異物除去装置３を備えている。なお、異物除去
装置については、図１に示した異物除去装置と同様な構
成を備えているため、詳細な説明は省略する。

【００２２】この磁性体粉除去装置２は、石英ガラス原
料粉Ｇを収容するホッパ４と、前記原料粉Ｇが原料粉搬
入部２ａを介して搬入される圧電フィーダ５と、前記圧
電フィーダ５の後流側に位置するベルトコンベア６と、
原料粉Ｇに含まれる磁性体粉を吸引する磁力を有すると
共に、前記ベルトコンベア６の搬出側プーリを兼ねる磁
気ドラム６ａと、前記磁気ドラム６ａの下方に位置し、
磁性体粉搬出部２ｂ₁、非磁性体粉搬出部２ｂ₂ とに分
離する仕切板８と、分離された磁性体粉及び非磁性体粉
を回収する回収容器７とから構成されている。

【００２３】また、前記ホッパ４は石英ガラス原料粉Ｇ
を内部に収容するホッパ本体４ａと、このホッパ本体４
ａに連通する供給管４ｂとを有し、原料粉搬入部２ａの
上流側（上方）に配設されている。これにより、石英ガ
ラス原料粉Ｇがホッパ本体４ａ内から、供給管４ｂを介
して圧電フィーダ５（ガラス板）上の原料粉搬入部２ａ
に供給される。なお、圧電フィーダ５は、ガラス板に限
定ではないが、ガラス原料の処理の際には、ガラス板が
不純物混入の観点から好ましい。

【００２４】前記ホッパ本体４ａは、上方に開口する円
筒状の第一容器４ａ₁ と、この第一容器部４ａ₁ に連接
する漏斗状の第二容器部４ａ₂ によって形成され、第二
容器部４ａ₂ の下端部に、供給管４ｂが下方に開口して
形成されている。なお、ホッパ４と圧電フィーダ５のガ
ラス板５ａ（後述）間の寸法および供給管４ｂの管径
は、原料粉供給時に石英ガラス原料粉Ｇが互いに重なら
ず、かつガラス板５ａ上に薄層状に広がって供給される
ように設定される。

【００２５】また、前記圧電フィーダ５は、振動によっ
て被搬送物を搬送する搬送装置であって、ホッパ４（原
料粉搬入部２ａ）とコンベア６との間に配設されてい
る。そして、圧電フィーダ５のガラス板５ａに石英ガラ
ス原料粉Ｇが搬送方向Ａに移動するような振動を付与す
ることにより、ガラス板５ａ上の石英ガラス原料粉Ｇを
フィーダ始端位置からフィーダ終端位置に向かって搬送
する。

【００２６】更に、前記コンベア６は、駆動側プーリ６
ａと、コンベア６の原料粉搬入位置近傍に位置し、前記
駆動側プーリ６ａと所定の間隔をもって配設され従動側
プーリ６ｂと、前記駆動側プーリ６ａと従動側プーリ６
ｂとの間に掛け渡されて搬送ベルト６ｃとを有し、前記
圧電フィーダ５と仕切板８との間に配設されている。ま
た前記駆動側プーリ６ａは、搬送ベルト６ｃ上の磁性体
粉Ｇ１を吸引する磁力を有する磁気ドラムからなり、コ
ンベア６の原料粉搬出位置に配設されている。この駆動
側プーリ６ａ（磁気ドラム）により、原料粉搬出部２ｂ
の近傍に搬送された搬送ベルト６ｃ上の石英ガラス原料
粉Ｇのうち磁性体粉Ｇ１を吸引する。

【００２７】更に、前記回収容器７は、隔壁７ａによっ
て画成された第一収容室７ｂおよび第二収容室７ｃを有
し、前記原料粉搬出部２ｂの下方に配設されている。こ
れにより、磁性体粉Ｇ１が第一収容室７ｂに回収され、
第二収容室７ｃに精製原料粉Ｇ３が第二収容室７ｃに回
収される。また、前記仕切板８は、磁性体粉Ｇ１を案内
する傾斜部８ａおよびこの傾斜部８ａに連接する垂直部
８ｂを有している。この仕切り板８によって、磁性体粉
Ｇ１の落下領域と非磁性体粉Ｇ２の落下領域に区分され
る。

【００２８】また、前記した異物除去装置３は非磁性体
粉搬出部２ｂ₂ の下流側（回収容器７の上流側）に設け
られ、異物除去装置３の固定ホルダ９ｂ₁ は仕切板８の
近傍に固定され、前記仕切板８から遠ざかった位置に、
揺動自在に動移動ホルダ９ｂ ₂ が配設されている。な
お、異物除去装置３は、ベルトコンベア６から落下する
非磁性体粉Ｇが、この網体の傾斜面に落下する位置に配
設されることが、上述の理由からより好ましい。

【００２９】このように構成された磁性体粉除去装置及
び異物除去装置からなる原料粉精製装置の動作、作用に
ついて、図２に基づいて説明する。先ず、ホッパ４の供
給管４ｂから石英ガラス原料粉Ｇを落下させ、原料粉搬
入部２ａから圧電フィーダ５のガラス板５ａ上に供給す
る。次に、ガラス板５ａに石英ガラス原料粉Ｇが搬送方
向Ａに移動するような振動を付与することにより、ガラ
ス板５ａ上の石英ガラス原料粉Ｇをフィーダ始端位置か
らフィーダ終端位置に向かって搬送し、このフィーダ終
端位置からコンベア６の搬送ベルト６ｃ上に供給する。

【００３０】その後、搬送ベルト６ｃ（駆動側プーリ６
ａ）に駆動力を付与することにより、搬送ベルト６ｃ上
の石英ガラス原料粉Ｇをベルト始端位置からベルト終端
位置に向かって搬送方向Ａに搬送する。この場合、石英
ガラス原料粉Ｇがベルト終端位置に到達すると、石英ガ
ラス原料粉Ｇに含まれる磁性体粉Ｇ１が駆動側プーリ
（磁気ドラム）６ａによる吸引力を受けて搬送ベルト６
ｃの往路側から復路側に導かれる。そして、磁性体粉Ｇ
１に対する吸引力の影響が減少すると、磁性体粉Ｇ１が
自重によって磁性体粉搬出部２ｂ₁ から傾斜部８ａに沿
って落下し、回収容器７の第一収容室７ａ内に収容され
る。

【００３１】一方、非磁性体粉Ｇ２は駆動側プーリ６ａ
による吸引力の影響を受けず、自重によって非磁性体粉
搬出部２ｂ₁ から異物除去装置３に向かって鉛直方向に
落下する。このようにして、石英ガラス原料粉Ｇから磁
性体粉Ｇ１を除去することができる。

【００３２】そして、石英ガラス原料粉Ｇから磁性体粉
Ｇ１が除去された非磁性体粉Ｇ２が、下方に撓んだ状態
を維持しつつ、移動ホルダ９ｂ₂ によって揺動する網体
９ａに落下する。このとき、網体の異物捕捉面Ｂは傾斜
面であり、該傾斜面上に非磁性体粉Ｇ２が供給される
と、異物が異物捕捉面Ｂに捕捉され、傾斜面の下方向に
移動する。一方、原料粉（精製原料粉）Ｇ３は、網体９
ａの傾斜面を滞留せず通過し、回収容器７の第二収容室
７ｂ内に回収される。

【００３３】このように、磁性体粉除去装置及び異物除
去装置からなる原料粉精製装置にあっては、原料粉から
磁性体粉を除去し、続いて非磁性体粉から異物を除去す
るように構成されているため、効率よく、異物を除去し
た精製原料粉を得ることができる。特に、網体の異物捕
捉面を傾斜面としているため、従来のような異物捕捉面
が水平面の場合に比べて、同一のスペースにおける異物
捕捉面の表面積が広くなるため、異物除去効率を高める
ことができる。また、異物捕捉面に捕捉された異物は、
傾斜面の下方向（網体の最低位置）に移動するため、供
給される原料粉と混じり合うことがなく、原料粉と異物
をより完全に分離することができる。更に、前記したよ
うに異物が異物捕捉面に滞留しないため、原料粉の粉粒
同士による衝突が回避される。その結果、原料粉が磨耗
せず、異物除去の信頼性を高めることができる。このほ
か、揺動方向が一方向でであるため、駆動機構を簡略化
することができ、部品点数を削減することができる。

【００３４】なお、本実施形態においては、異物除去装
置を非磁性体粉搬出部の下流側に配置する場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
原料粉搬入部の上流側に配置したもの、あるいは原料粉
搬入部の上流側および非磁性体粉搬出部の下流側の双方
に配置したものであっても良い。また、本発明における
網体の駆動方式は、網体の異物捕捉面が傾斜するような
駆動力を網体に付与できるものであれば良く、特に限定
されるものではない。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、上記説明したような構成を備
えているため、従来のような異物捕捉面が水平面の場合
に比べて、同一のスペースにおける異物捕捉面の表面積
が広くなるため、異物除去効率を高めることができる。
また、異物捕捉面に捕捉された異物は、供給される原料
粉と混じり合うことがなく、原料粉と異物をより完全に
分離することができる。更に、前記異物が異物捕捉面に
滞留しないため、原料粉の粉粒同士による衝突が回避さ
れる。その結果、原料粉が磨耗せず、異物除去の信頼性
を高めることができる。このほか、駆動機構を簡略化で
き、部品点数を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明にかかる異物除去
装置の第一実施形態を示す正面図とその篩具を示す斜視
図である。

【図２】本発明にかかる原料粉精製装置の第一実施形態
を示す概略構成図である。

【図３】従来の異物除去装置を説明するために示す斜視
図である。

【符号の説明】

１原料粉精製装置２磁性体粉除去装置２ａ原料粉搬入部２ｂ原料粉搬出部２ｂ₁ 磁性体粉搬出部２ｂ₂ 非磁性体粉搬出部３異物除去装置４ホッパ５圧電フィーダ６コンベア６ａ駆動側プーリ６ｂ従動側プーリ６ｃ搬送ベルト７回収容器７ａ隔壁７ｂ第一収容室７ｃ第二収容室８仕切板９篩具９ａ網体９ｂホルダ９ｂ₁ 固定ホルダ９ｂ₂ 移動ホルダ１０駆動機構Ａ搬送方向Ｂ異物捕捉面Ｇ石英ガラス原料粉Ｇ１磁性体粉Ｇ２非磁性体粉Ｇ３精製原料粉ｇ異物

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｂ０７Ｂ 15/00 Ｂ０７Ｂ 15/00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異物を捕捉する網体と、前記網体を下方
に撓んだ状態で保持する固定ホルダ及び移動ホルダとを
有する篩具と、前記移動ホルダを揺動させる駆動機構と
を備え、前記移動ホルダによって、網体が常に下方に撓んだ状態
で揺動されることを特徴とする異物除去装置。
【請求項２】請求項１に記載された異物除去装置と、
原料粉搬入部から搬入した原料粉を磁性体粉と非磁性体
粉とに分離し、前記磁性体粉を除去する磁性体粉除去装
置とを備え、前記異物除去装置が磁性体粉除去装置の下流側に配置さ
れ、非磁性体粉における異物を除去するように構成され
ていることを特徴とする異物除去装置を用いた原料粉精
製装置。
【請求項３】請求項１に記載された異物除去装置と、
原料粉搬入部から搬入した原料粉を磁性体粉と非磁性体
粉とに分離し、前記磁性体粉を除去する磁性体粉除去装
置とを備え、前記異物除去装置が磁性体粉除去装置の原料粉搬入部上
流側に配置され、原料粉における異物を除去するように
構成されていることを特徴とする異物除去装置を用いた
原料粉精製装置。
【請求項４】前記磁性体粉除去装置が、原料粉を搬送
するベルトコンベアと、原料粉に含まれる磁性体粉を吸
引する磁力を有すると共に、前記ベルトコンベアの搬出
側プーリを兼ねる磁気ドラムとを備えていることを特徴
とする請求項２または請求項３に記載された異物除去装
置を用いた原料粉精製装置。