JP2018154358A - ホッパーのブリッジ防止装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ホッパーにおけるブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置を、簡単な構造で実現してコストの増大を抑制しながら動作の信頼性を高める。【解決手段】ホッパー４の上方部材Ｂにより水平軸芯Ｈまわりに揺動可能に支持された水平揺動軸５と、水平揺動軸５に連結された、ホッパー４の排出口４Ｂに向かって垂下する垂下部６Ａを有するとともに、垂下部６Ａの先端の揺動が排出口４Ｂの上方のブリッジ形成箇所に作用する揺動体６と、水平揺動軸５を揺動させる揺動駆動機構とを備える。揺動体６が、ホッパー４の内面４Ｃに接触しない範囲で、水平軸芯Ｈまわりに揺動する。揺動体６の垂下部６Ａがホッパー４の排出口４Ｂに向かって垂下するとともに、垂下部６Ａの先端の揺動が排出口４Ｂ上方のブリッジ形成箇所に作用するので、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。【選択図】図４
Description
本発明は、ホッパーにおけるブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置に関わり、さらに詳しくは、被選別物に混入した金属異物を検出して選別する金属検出装置に用いるホッパーに好適なブリッジ防止装置に関する。
円錐状又は角錐状で絞った方を下にしてなる漏斗状の形態を成す、一時的な貯蔵容量を持つ装置であるホッパーを備えた装置の例として、被選別物に混入した金属異物を検出して選別する金属検出装置がある。この金属検出装置は、例えば、非磁性体製の円筒体の径方向外方に検出コイルを配設し、前記検出コイルに高周波電流を与えて発振させた状態で、前記被選別物内の金属異物が前記円筒体の内部空間を通過する際における前記検出コイルのインピーダンス変化を検出することにより前記金属異物を検出するものである（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１における金属検出装置の構成では、ホッパーに投入された被選別物が、前記ホッパーの下方に、前記円筒体との間に備えた連結管内を通って重力により落下して前記内部空間を通過する。
特許文献１における金属検出装置の構成では、ホッパーに投入された被選別物が、前記ホッパーの下方に、前記円筒体との間に備えた連結管内を通って重力により落下して前記内部空間を通過する。
前記ホッパーを用いて粉粒体を流す際に、ホッパーの排出口でいわゆるブリッジ現象が生じて粉粒体の排出が停止してしまう場合がある。
このブリッジ現象は、どのような粉粒体であっても、ホッパーの排出口の直径が粉粒体の直径の６倍よりも小さいときにはホッパーから粉粒体は流れ出ず、目詰まりを起こすという現象である（例えば、非特許文献１の第４頁参照）。
このブリッジ現象は、どのような粉粒体であっても、ホッパーの排出口の直径が粉粒体の直径の６倍よりも小さいときにはホッパーから粉粒体は流れ出ず、目詰まりを起こすという現象である（例えば、非特許文献１の第４頁参照）。
このようなホッパーにおけるブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置がある（例えば、特許文献２〜５参照）。
特許文献２のブリッジ防止装置は、ホッパー（３）内に横架した回転軸（５）の周方向三箇所に突設した掻き棒（６，６，７）を、前記回転軸（５）まわりに回転させるものである。
特許文献３のブリッジ防止装置は、側壁（１１１）からホッパー（１１０）内に突出する回転軸（２１）の周方向二箇所に突設した棒材（１１，１１）を、前記回転軸（２１）まわりに回転させるものである。
特許文献４のブリッジ防止装置は、スクリューコンベアを備えた移送ピット（１３）上のホッパー（１１）内に設けたブリッジ防止板（２０）を、移送ピット（１３）に沿う水平方向に往復動させるものである。
特許文献５のブリッジ防止装置は、スクリューコンベア（３）を備えた樋（２）上の、底部を半円筒状に形成したホッパー（１）内にスクレーパ（５）を設け、スクレーパ（５）の支持アーム（７）先端の板状体（５Ａ）を、ホッパー（１）底部の略円弧状の内面に沿い、且つ、ホッパー（１）の排出口（開口部４）を横切る弧状軌跡で往復動させ、前記板状体（５Ａ）をホッパー（１）底部に摺接させながら、略円筒状の内壁を掻くように移動させるものである。
特許文献２のブリッジ防止装置は、ホッパー（３）内に横架した回転軸（５）の周方向三箇所に突設した掻き棒（６，６，７）を、前記回転軸（５）まわりに回転させるものである。
特許文献３のブリッジ防止装置は、側壁（１１１）からホッパー（１１０）内に突出する回転軸（２１）の周方向二箇所に突設した棒材（１１，１１）を、前記回転軸（２１）まわりに回転させるものである。
特許文献４のブリッジ防止装置は、スクリューコンベアを備えた移送ピット（１３）上のホッパー（１１）内に設けたブリッジ防止板（２０）を、移送ピット（１３）に沿う水平方向に往復動させるものである。
特許文献５のブリッジ防止装置は、スクリューコンベア（３）を備えた樋（２）上の、底部を半円筒状に形成したホッパー（１）内にスクレーパ（５）を設け、スクレーパ（５）の支持アーム（７）先端の板状体（５Ａ）を、ホッパー（１）底部の略円弧状の内面に沿い、且つ、ホッパー（１）の排出口（開口部４）を横切る弧状軌跡で往復動させ、前記板状体（５Ａ）をホッパー（１）底部に摺接させながら、略円筒状の内壁を掻くように移動させるものである。
礒部雅晴、"E21．粉粒体の不思議を科学しよう！"、機械工学科計測物理プログラム、名古屋工業大学、［online］、［平成２９年３月６日検索］、インターネット＜URL:http://stat.fm.nitech.ac.jp/~isobe/H20_text.pdf＞
特許文献１のような金属検出装置において、前記金属異物の検出感度を高めるために円筒体及び検出コイルを小径化した場合、ホッパーの排出口の直径が大きいと、ホッパーと円筒体との間の連結管内が密に詰まって落下速度が低下し、それにより検出電圧が小さくなる。よって、処理能力及び検出精度が低下する（例えば、特許文献１の段落［００２６］の［表１］の実施例１及び比較例２参照）。
このようなことから、処理能力を向上するためにはなるべく大きくする必要があるホッパーの排出口の直径ではあるが、円筒体及び検出コイルを小径化した場合には、ホッパーの排出口の直径も、前記連結管内が密に詰まらないように、小さくする必要がある。
しかしながら、ホッパーの排出口の直径をホッパーから流す粉粒体の直径の６倍よりも小さくすると、前記ブリッジ現象が生じて粉粒体の排出が停止してしまう。
このようなことから、処理能力を向上するためにはなるべく大きくする必要があるホッパーの排出口の直径ではあるが、円筒体及び検出コイルを小径化した場合には、ホッパーの排出口の直径も、前記連結管内が密に詰まらないように、小さくする必要がある。
しかしながら、ホッパーの排出口の直径をホッパーから流す粉粒体の直径の６倍よりも小さくすると、前記ブリッジ現象が生じて粉粒体の排出が停止してしまう。
そこで、ホッパーにおけるブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置を金属検出装置に備えることが考えられる。
特許文献２及び３のような回転軸まわりに掻き棒や棒材を回転させるブリッジ防止装置を備えた場合、ホッパーの粉粒体内で掻き棒等を回転軸まわりに連続回転させる際の抵抗が大きくなるので、回転軸を駆動するモーターの容量を大きくする必要があるとともに、掻き棒等の動作が不安定になる場合がある。
特許文献４のようなブリッジ防止板を水平方向に往復動させるブリッジ防止装置は、特許文献４のようにホッパー内の内容物を下方のスクリューコンベアへ落下させる、ホッパーの排出口が細長い構成には適しているが、金属検出装置のホッパーのように排出口が円形又は正多角形の場合には不向きであるし、構造が複雑になる。
特許文献５のような底部を半円筒状に形成した特殊形状のホッパー内に設けたスクレーパの支持アーム先端の板状体を、ホッパー底部の略円弧状の内面に沿い、且つ、ホッパーの細長い排出口を横切る弧状軌跡で往復動させ、前記板状体をホッパー底部に摺接させながら、略円筒状の内壁を掻くように移動させるブリッジ防止装置は、ホッパーの底部が半円筒状でないと使用できない。よって、金属検出装置に用いる
1489650089002_2
状又は
1489650089002_3
状で絞った方を下にしてなる漏斗状の形態を成す一般的な形状のホッパーには適さない。その上、ホッパー底部の内壁にスクレーパの板状体を摺接するので、板状体の摺動抵抗が大きくなるとともに、不確実な摺動摩擦により動作の信頼性が低下する。
特許文献２及び３のような回転軸まわりに掻き棒や棒材を回転させるブリッジ防止装置を備えた場合、ホッパーの粉粒体内で掻き棒等を回転軸まわりに連続回転させる際の抵抗が大きくなるので、回転軸を駆動するモーターの容量を大きくする必要があるとともに、掻き棒等の動作が不安定になる場合がある。
特許文献４のようなブリッジ防止板を水平方向に往復動させるブリッジ防止装置は、特許文献４のようにホッパー内の内容物を下方のスクリューコンベアへ落下させる、ホッパーの排出口が細長い構成には適しているが、金属検出装置のホッパーのように排出口が円形又は正多角形の場合には不向きであるし、構造が複雑になる。
特許文献５のような底部を半円筒状に形成した特殊形状のホッパー内に設けたスクレーパの支持アーム先端の板状体を、ホッパー底部の略円弧状の内面に沿い、且つ、ホッパーの細長い排出口を横切る弧状軌跡で往復動させ、前記板状体をホッパー底部に摺接させながら、略円筒状の内壁を掻くように移動させるブリッジ防止装置は、ホッパーの底部が半円筒状でないと使用できない。よって、金属検出装置に用いる
1489650089002_2
状又は
1489650089002_3
状で絞った方を下にしてなる漏斗状の形態を成す一般的な形状のホッパーには適さない。その上、ホッパー底部の内壁にスクレーパの板状体を摺接するので、板状体の摺動抵抗が大きくなるとともに、不確実な摺動摩擦により動作の信頼性が低下する。
上述の背景に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、ホッパーにおけるブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置を、簡単な構造で実現してコストの増大を抑制しながら動作の信頼性を高めることである。
本発明に係るホッパーのブリッジ防止装置は、前記課題解決のために、漏斗状の形態を成す、一時的な貯蔵容量を持つ装置であるホッパーにおいて、前記ホッパーの排出口で一時貯蔵物の排出が停止してしまうブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置であって、
前記ホッパーの上方部材、又は前記ホッパーの側壁により、水平軸芯まわりに揺動可能に支持された水平揺動軸と、
前記水平揺動軸に連結された、前記ホッパーの排出口に向かって垂下する垂下部を有するとともに、前記垂下部の先端の揺動が前記排出口の上方のブリッジ形成箇所に作用する揺動体と、
前記水平揺動軸を揺動させる揺動駆動機構と、
を備え、
前記揺動体が、前記ホッパーの内面に接触しない範囲で、前記水平軸芯まわりに揺動することを特徴とする（請求項１）。
前記ホッパーの上方部材、又は前記ホッパーの側壁により、水平軸芯まわりに揺動可能に支持された水平揺動軸と、
前記水平揺動軸に連結された、前記ホッパーの排出口に向かって垂下する垂下部を有するとともに、前記垂下部の先端の揺動が前記排出口の上方のブリッジ形成箇所に作用する揺動体と、
前記水平揺動軸を揺動させる揺動駆動機構と、
を備え、
前記揺動体が、前記ホッパーの内面に接触しない範囲で、前記水平軸芯まわりに揺動することを特徴とする（請求項１）。
このような構成によれば、水平揺動軸及び揺動体、並びに揺動駆動機構によりブリッジ防止装置を構成するので、ブリッジ防止装置の構造が簡単になる。
また、ブリッジ防止装置の揺動体の垂下部がホッパーの排出口に向かって垂下するとともに、前記垂下部の先端の揺動がホッパーの排出口上方のブリッジ形成箇所に作用するので、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
その上、ホッパーの排出口に向かって垂下する垂下部の揺動を前記ブリッジ形成箇所に作用させるための前記垂下部下端の揺動ストロークは、前記ブリッジ形成箇所に集中して作用させればよいので小さくてよく、揺動周期は長くてよい。例えば、前記垂下部下端の揺動ストロークは１〜５ｍｍ程度、揺動周期は１秒程度である。
よって、ブリッジ防止装置が簡単な構造であるとともに揺動駆動機構のアクチュエータを小容量化できるので、製造コストを低減できる。
さらに、揺動する揺動体の加速度が小さく、前記揺動体がホッパーの内面に接触しないことから、振動騒音が非常に小さい。
その上さらに、ブリッジ防止装置を、ホッパーの上方部材により支持された水平揺動軸を揺動させることにより、水平揺動軸に連結された、垂下部を有する揺動体を揺動させるものとすれば、既設のホッパーにブリッジ防止装置を容易に取り付けることができる。
また、ブリッジ防止装置の揺動体の垂下部がホッパーの排出口に向かって垂下するとともに、前記垂下部の先端の揺動がホッパーの排出口上方のブリッジ形成箇所に作用するので、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
その上、ホッパーの排出口に向かって垂下する垂下部の揺動を前記ブリッジ形成箇所に作用させるための前記垂下部下端の揺動ストロークは、前記ブリッジ形成箇所に集中して作用させればよいので小さくてよく、揺動周期は長くてよい。例えば、前記垂下部下端の揺動ストロークは１〜５ｍｍ程度、揺動周期は１秒程度である。
よって、ブリッジ防止装置が簡単な構造であるとともに揺動駆動機構のアクチュエータを小容量化できるので、製造コストを低減できる。
さらに、揺動する揺動体の加速度が小さく、前記揺動体がホッパーの内面に接触しないことから、振動騒音が非常に小さい。
その上さらに、ブリッジ防止装置を、ホッパーの上方部材により支持された水平揺動軸を揺動させることにより、水平揺動軸に連結された、垂下部を有する揺動体を揺動させるものとすれば、既設のホッパーにブリッジ防止装置を容易に取り付けることができる。
ここで、前記揺動体の下部を、前記ブリッジ形成箇所に作用するための所要の大きさに形成し、
前記揺動体の上部を、
その揺動方向に直交する方向の幅が前記下部の揺動方向に直交する方向の幅よりも小さくなるように形成し、又は、
その揺動方向に直交する方向の幅が下方へ行くに従って縮小するように形成してなるのが好ましい実施態様である（請求項２）。
前記揺動体の上部を、
その揺動方向に直交する方向の幅が前記下部の揺動方向に直交する方向の幅よりも小さくなるように形成し、又は、
その揺動方向に直交する方向の幅が下方へ行くに従って縮小するように形成してなるのが好ましい実施態様である（請求項２）。
このような構成によれば、揺動体の下部を、前記ブリッジ形成箇所に作用するための所要の大きさに形成しているので、前記下部の揺動により、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
その上で、揺動体の上部を、その揺動方向に直交する方向の幅が前記下部の揺動方向に直交する方向の幅よりも小さく形成することにより、揺動体がホッパー内で揺動する際に被選別物から受ける抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構のアクチュエータをさらに小容量化できる。
また、揺動体の上部を、その揺動方向に直交する方向の幅が下方へ行くに従って縮小するように形成してなるものでは、下方へ行くに従って縮小する揺動体の形状により、水平揺動軸の近くを曲げに対して強い形状にしながら、揺動体の慣性モーメントが小さくなるとともに、揺動体がホッパー内で揺動する際に被選別物から受ける抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構のアクチュエータを一層小容量化できる。
その上で、揺動体の上部を、その揺動方向に直交する方向の幅が前記下部の揺動方向に直交する方向の幅よりも小さく形成することにより、揺動体がホッパー内で揺動する際に被選別物から受ける抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構のアクチュエータをさらに小容量化できる。
また、揺動体の上部を、その揺動方向に直交する方向の幅が下方へ行くに従って縮小するように形成してなるものでは、下方へ行くに従って縮小する揺動体の形状により、水平揺動軸の近くを曲げに対して強い形状にしながら、揺動体の慣性モーメントが小さくなるとともに、揺動体がホッパー内で揺動する際に被選別物から受ける抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構のアクチュエータを一層小容量化できる。
また、前記ホッパーへ前記一時貯蔵物を供給する上流側供給手段から落下する前記一時貯蔵物が衝突し、前記上流側供給手段から落下する前記一時貯蔵物が前記ホッパーの排出口に直接入らないようにする、垂直断面山形の保護体を、前記水平揺動軸を上方から被うように設けてなるのがより好ましい実施態様である（請求項３）。
このような構成によれば、供給ホッパー又はシュートパイプ等の上流側供給手段から落下する一時貯蔵物は、保護体に衝突してからホッパー内に入り、ホッパーの内面に直接衝突しないので、前記一時貯蔵物が衝突することによるホッパーの摩耗を抑制できる。
その上、保護体が水平揺動軸を上方から被うことから、前記上流側供給手段から落下する一時貯蔵物は水平揺動軸に衝突しないので、前記一時貯蔵物が衝突することによる水平揺動軸の摩耗を抑制できる。
その上さらに、垂直断面山形の保護体の下方に空間ができることから、保護体の下方で揺動する水平揺動軸及び揺動体が揺動する際における抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構のアクチュエータをより一層小容量化できる。
その上、前記上流側供給手段から落下する一時貯蔵物は、保護体があるためホッパーの排出口に直接入らない。そして、前記一時貯蔵物は垂直断面山形の保護体に衝突して向きを変え、前記一時貯蔵物の落下速度が減速される。
よって、前記ホッパーのブリッジ防止装置を金属検出装置のホッパーに用いた場合において、金属検出装置の検出コイルを通過する、前記一時貯蔵物である被選別物の落下速度が速すぎて選別ダンパーを排出シュート側に切り替える動作が遅れてしまう不具合の発生を防止できる。
その上、保護体が水平揺動軸を上方から被うことから、前記上流側供給手段から落下する一時貯蔵物は水平揺動軸に衝突しないので、前記一時貯蔵物が衝突することによる水平揺動軸の摩耗を抑制できる。
その上さらに、垂直断面山形の保護体の下方に空間ができることから、保護体の下方で揺動する水平揺動軸及び揺動体が揺動する際における抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構のアクチュエータをより一層小容量化できる。
その上、前記上流側供給手段から落下する一時貯蔵物は、保護体があるためホッパーの排出口に直接入らない。そして、前記一時貯蔵物は垂直断面山形の保護体に衝突して向きを変え、前記一時貯蔵物の落下速度が減速される。
よって、前記ホッパーのブリッジ防止装置を金属検出装置のホッパーに用いた場合において、金属検出装置の検出コイルを通過する、前記一時貯蔵物である被選別物の落下速度が速すぎて選別ダンパーを排出シュート側に切り替える動作が遅れてしまう不具合の発生を防止できる。
さらに、前記保護体が前記水平揺動軸とともに揺動するのも好ましい実施態様である（請求項４）。
このような構成によれば、水平揺動軸とともに、その上方の垂直断面山形の保護体も揺動するので、それによりホッパー内における一時貯蔵物の絡まりや食っ付きを解す効果がある。
その上、水平揺動軸から垂下する揺動体が揺動して通り道が広がる側を垂直断面山形の保護体が押し下げるので、ホッパー内における一時貯蔵物の流れがスムーズになる。
その上、水平揺動軸から垂下する揺動体が揺動して通り道が広がる側を垂直断面山形の保護体が押し下げるので、ホッパー内における一時貯蔵物の流れがスムーズになる。
本発明に係る金属検出装置は、非磁性体製の円筒体の径方向外方に検出コイルを配設し、前記検出コイルに高周波電流を与えて発振させた状態で、漏斗状のホッパーから投入された被選別物が重力により落下して前記円筒体の内部空間を通過し、前記被選別物内の金属異物が前記内部空間を通過する際における前記検出コイルのインピーダンス変化を検出することにより前記金属異物を検出する金属検出装置であって、
前記ホッパーに、請求項１〜４の何れか１項に記載のホッパーのブリッジ防止装置を備えたことを特徴とする（請求項５）。
前記ホッパーに、請求項１〜４の何れか１項に記載のホッパーのブリッジ防止装置を備えたことを特徴とする（請求項５）。
このような構成によれば、前記ホッパーのブリッジ防止装置を備えるので、前記ブリッジ防止装置と同様の作用効果を奏する。
その上、ブリッジ防止装置における、揺動する揺動体の加速度が小さく、前記揺動体がホッパーの内面に接触しないことから、振動騒音が非常に小さく、金属検出装置の検出コイルに振動が伝わらないので、検出精度の低下や誤検出が生じることがない。
その上、ブリッジ防止装置における、揺動する揺動体の加速度が小さく、前記揺動体がホッパーの内面に接触しないことから、振動騒音が非常に小さく、金属検出装置の検出コイルに振動が伝わらないので、検出精度の低下や誤検出が生じることがない。
ここで、前記円筒体の上端部と前記ホッパーの下端部との間に位置する、下方に縮径するテーパー管である連結管を備え、
前記ホッパーの排出口から重力により密な状態で前記連結管内に入った前記被選別物が、前記連結管内で密に詰まらずに粗い状態で自由落下するのが好ましい実施態様である（請求項６）。
前記ホッパーの排出口から重力により密な状態で前記連結管内に入った前記被選別物が、前記連結管内で密に詰まらずに粗い状態で自由落下するのが好ましい実施態様である（請求項６）。
このような構成によれば、円筒体の上端部とホッパーの下端部との間に、下方に縮径するテーパー管である連結管を備えており、それにより連結管の下方に位置する円筒体及び検出コイルを小径化できる。
その上、重力により密な状態でホッパーから連結管内に入った被選別物が連結管内で密に詰まらずに粗い状態で落下することから、被選別物が重力により加速されて落下速度が上昇した状態で検出コイルを通過する。
よって、簡素な構成により製造コストの上昇を抑制しながら、被選別物に混入した金属異物の検出精度を向上できるとともに、処理能力を向上できる。
その上、重力により密な状態でホッパーから連結管内に入った被選別物が連結管内で密に詰まらずに粗い状態で落下することから、被選別物が重力により加速されて落下速度が上昇した状態で検出コイルを通過する。
よって、簡素な構成により製造コストの上昇を抑制しながら、被選別物に混入した金属異物の検出精度を向上できるとともに、処理能力を向上できる。
以上のように、本発明に係るホッパーのブリッジ防止装置によれば、主に以下に示す効果を奏する。
（１）ブリッジ防止装置の揺動体の垂下部がホッパーの排出口に向かって垂下するとともに、前記垂下部の先端の揺動がホッパーの排出口上方のブリッジ形成箇所に作用するので、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
（２）ホッパーの排出口に向かって垂下する垂下部の揺動を前記ブリッジ形成箇所に作用させるための前記垂下部下端の揺動ストロークは、前記ブリッジ形成箇所に集中して作用させればよいので小さくてよく、揺動周期は長くてよい。
（３）よって、ブリッジ防止装置が簡単な構造であるとともに揺動駆動機構のアクチュエータを小容量化できるので、製造コストを低減できる。
（４）また、揺動する揺動体の加速度が小さく、揺動体がホッパーの内面に接触しないことから、振動騒音が非常に小さく、例えば金属検出装置のホッパーに適用する際に、金属検出装置の検出コイルに振動が伝わらないので、検出精度の低下や誤検出が生じることがない。
（５）さらに、ブリッジ防止装置を、ホッパーの上方部材により支持された水平揺動軸を揺動させることにより、水平揺動軸に連結された揺動体を揺動させるものとすれば、既設のホッパーに容易に取り付けることができる。
（１）ブリッジ防止装置の揺動体の垂下部がホッパーの排出口に向かって垂下するとともに、前記垂下部の先端の揺動がホッパーの排出口上方のブリッジ形成箇所に作用するので、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
（２）ホッパーの排出口に向かって垂下する垂下部の揺動を前記ブリッジ形成箇所に作用させるための前記垂下部下端の揺動ストロークは、前記ブリッジ形成箇所に集中して作用させればよいので小さくてよく、揺動周期は長くてよい。
（３）よって、ブリッジ防止装置が簡単な構造であるとともに揺動駆動機構のアクチュエータを小容量化できるので、製造コストを低減できる。
（４）また、揺動する揺動体の加速度が小さく、揺動体がホッパーの内面に接触しないことから、振動騒音が非常に小さく、例えば金属検出装置のホッパーに適用する際に、金属検出装置の検出コイルに振動が伝わらないので、検出精度の低下や誤検出が生じることがない。
（５）さらに、ブリッジ防止装置を、ホッパーの上方部材により支持された水平揺動軸を揺動させることにより、水平揺動軸に連結された揺動体を揺動させるものとすれば、既設のホッパーに容易に取り付けることができる。
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
本発明のホッパーのブリッジ防止装置は、様々な装置に対して適用可能であり、本発明のホッパーのブリッジ防止装置を備えることにより、ホッパー内の一時貯蔵物である粉粒体がホッパー内でブリッジ現象によって詰まることが無くなる。
また、本発明のホッパーのブリッジ防止装置は、ホッパーの排出口から流す粉粒体として、プラ粉砕材、異型ペレット、粉体など詰まりやすいものである場合、又はホッパーの排出口の径を小さくする必要がある場合に、好適に使用できる。
ホッパーの排出口の上方のブリッジ形成箇所は、「ブリッジ」はアーチ状に形成されることから、前記排出口の径により推定できるとともに、ブリッジ現象を生じさせる実験により確認できる。
以下において、本発明のホッパーのブリッジ防止装置を金属検出装置に適用した例について説明する。
本発明のホッパーのブリッジ防止装置は、様々な装置に対して適用可能であり、本発明のホッパーのブリッジ防止装置を備えることにより、ホッパー内の一時貯蔵物である粉粒体がホッパー内でブリッジ現象によって詰まることが無くなる。
また、本発明のホッパーのブリッジ防止装置は、ホッパーの排出口から流す粉粒体として、プラ粉砕材、異型ペレット、粉体など詰まりやすいものである場合、又はホッパーの排出口の径を小さくする必要がある場合に、好適に使用できる。
ホッパーの排出口の上方のブリッジ形成箇所は、「ブリッジ」はアーチ状に形成されることから、前記排出口の径により推定できるとともに、ブリッジ現象を生じさせる実験により確認できる。
以下において、本発明のホッパーのブリッジ防止装置を金属検出装置に適用した例について説明する。
＜金属検出装置＞
図１の斜視図及び図２の縦断面正面図に示すように、本発明の実施の形態に係る金属検出装置１は、例えば樹脂ペレット又は樹脂粉体等の粉粒体である被選別物内の金属異物を検出するものであり、漏斗状の形態を成す、一時的な貯蔵容量を持つ装置であるホッパー４におけるブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置Ａを備える。
また、金属検出装置１は、筐体１Ａ、セラミック（非磁性体）製の円筒体２、円筒体２の径方向外方に配設された検出コイル３、円筒体２の上方に位置するホッパー４を備える。ホッパー４の投入口４Ａへの被選別物の供給は、例えば供給ホッパー又はシュートパイプ等である図示しない上流側供給手段により行う。
図１の斜視図及び図２の縦断面正面図に示すように、本発明の実施の形態に係る金属検出装置１は、例えば樹脂ペレット又は樹脂粉体等の粉粒体である被選別物内の金属異物を検出するものであり、漏斗状の形態を成す、一時的な貯蔵容量を持つ装置であるホッパー４におけるブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置Ａを備える。
また、金属検出装置１は、筐体１Ａ、セラミック（非磁性体）製の円筒体２、円筒体２の径方向外方に配設された検出コイル３、円筒体２の上方に位置するホッパー４を備える。ホッパー４の投入口４Ａへの被選別物の供給は、例えば供給ホッパー又はシュートパイプ等である図示しない上流側供給手段により行う。
さらに、金属検出装置１は、円筒体２の上端部とホッパー４の下端部との間に設けられた、下方に縮径するテーパー管である連結管７、円筒体２の下方に設けられたリード管８、リード管８の下方に設けられた選別ダンパー９、選別ダンパー９を揺動軸１０Ａまわりに揺動させる選別ダンパー揺動装置１０、及び金属異物を含む被選別物を機外へ排出する排出シュート１１を備える。
さらにまた、金属検出装置１は、制御装置Ｅ及びＦを備える。
制御装置Ｅは、検出コイル３に高周波電流を与えて発振させる発振手段、及び被選別物内の金属異物が円筒体２の内部空間Ｓを通過する際における検出コイル３のインピーダンス変化を検出する検出手段、並びに選別ダンパー駆動装置１０の駆動制御手段を有する。
制御装置Ｆは、ブリッジ防止装置Ａの揺動駆動機構Ｄの駆動制御手段を有する。
さらにまた、金属検出装置１は、制御装置Ｅ及びＦを備える。
制御装置Ｅは、検出コイル３に高周波電流を与えて発振させる発振手段、及び被選別物内の金属異物が円筒体２の内部空間Ｓを通過する際における検出コイル３のインピーダンス変化を検出する検出手段、並びに選別ダンパー駆動装置１０の駆動制御手段を有する。
制御装置Ｆは、ブリッジ防止装置Ａの揺動駆動機構Ｄの駆動制御手段を有する。
制御装置Ｅの発振手段により検出コイル３に高周波電流を与えて発振させた状態で、ホッパー４に投入された被選別物は重力により落下して円筒体２の内部空間Ｓを通過する。そして、被選別物内の金属異物が内部空間Ｓを通過する際における検出コイル３のインピーダンス変化を制御装置Ｅの検出手段で検出することにより金属異物を検出する。
このようにして金属異物を検出した際には、制御装置Ｅの駆動制御手段により選別ダンパー駆動装置１０を駆動して揺動軸１０Ａまわりに選別ダンパー９を揺動させることにより、金属異物が入った被選別物を排出シュート１１から機外へ排出するので、金属異物が入った被選別物は下方の次工程へ流れない。
また、制御装置Ｆによりブリッジ防止装置Ａの揺動駆動機構Ｄを駆動することにより、ホッパー４内におけるブリッジ現象による目詰まりを防止できる。
このようにして金属異物を検出した際には、制御装置Ｅの駆動制御手段により選別ダンパー駆動装置１０を駆動して揺動軸１０Ａまわりに選別ダンパー９を揺動させることにより、金属異物が入った被選別物を排出シュート１１から機外へ排出するので、金属異物が入った被選別物は下方の次工程へ流れない。
また、制御装置Ｆによりブリッジ防止装置Ａの揺動駆動機構Ｄを駆動することにより、ホッパー４内におけるブリッジ現象による目詰まりを防止できる。
＜連結管の作用効果＞
図２に示す連結管７は、下方に縮径するテーパー管であり、重力により密な状態で連結管７内に入った被選別物が連結管７内で密に詰まらずに粗い状態で自由落下するように、ホッパー４の排出口４Ｂの内径、連結管７の長さ（５０ｍｍ以上に設定）及び下端の内径を定めている。
なお、円筒体２の内径は、連結管７の下端の内径と同じか、又は連結管７の下端の内径よりも若干大きく設定する。
図２に示す連結管７は、下方に縮径するテーパー管であり、重力により密な状態で連結管７内に入った被選別物が連結管７内で密に詰まらずに粗い状態で自由落下するように、ホッパー４の排出口４Ｂの内径、連結管７の長さ（５０ｍｍ以上に設定）及び下端の内径を定めている。
なお、円筒体２の内径は、連結管７の下端の内径と同じか、又は連結管７の下端の内径よりも若干大きく設定する。
よって、円筒体２の上端部とホッパー４の下端部との間に、下方に縮径するテーパー管である連結管７を備えており、それにより連結管７の下方に位置する円筒体２及び検出コイル３を小径化できる。
その上、重力により密な状態でホッパー４から連結管７内に入った被選別物が連結管７内で密に詰まらずに粗い状態で落下することから、被選別物が重力により加速されて落下速度が上昇した状態で検出コイル３を通過する。
よって、簡素な構成により製造コストの上昇を抑制しながら、被選別物に混入した金属異物の検出精度を向上できるとともに、処理能力を向上できる。
その上、重力により密な状態でホッパー４から連結管７内に入った被選別物が連結管７内で密に詰まらずに粗い状態で落下することから、被選別物が重力により加速されて落下速度が上昇した状態で検出コイル３を通過する。
よって、簡素な構成により製造コストの上昇を抑制しながら、被選別物に混入した金属異物の検出精度を向上できるとともに、処理能力を向上できる。
＜ブリッジ防止装置＞
図３の金属検出装置の上部の平面図、並びに、図４（ａ）の図３の矢視Ｘ−Ｘ断面図、及び図４（ｂ）の図３の矢視Ｙ−Ｙ断面図に示すように、ブリッジ防止装置Ａは、水平軸芯Ｈまわりに揺動可能に支持された水平揺動軸５と、水平揺動軸５に連結された揺動体６と、水平揺動軸５を揺動させる揺動駆動機構Ｄとを備える。
水平揺動軸５は、ホッパー４の上方部材Ｂ（ホッパー４の側壁Ｃであってもよい）により、水平軸芯Ｈまわりに揺動可能に支持される。
揺動体６は、ホッパー４の排出口４Ｂに向かって垂下する垂下部６Ａを有するとともに、垂下部６Ａの先端（下端）の揺動が排出口４Ｂの上方のブリッジ形成箇所に作用する。
ここで、揺動体６の垂下部６Ａの長さは、例えば垂下部６Ａの先端が前記ブリッジ形成箇所に届く長さとするが、前記ブリッジ形成箇所に届かなくても、垂下部６Ａの先端の揺動が前記ブリッジ形成箇所に作用する長さであればよい。
揺動駆動機構Ｄにより駆動される揺動体６は、ホッパー４の内面４Ｃに接触しない範囲で、図４に示す揺動ストロークＬのように水平軸芯Ｈまわりに揺動する。
図３の金属検出装置の上部の平面図、並びに、図４（ａ）の図３の矢視Ｘ−Ｘ断面図、及び図４（ｂ）の図３の矢視Ｙ−Ｙ断面図に示すように、ブリッジ防止装置Ａは、水平軸芯Ｈまわりに揺動可能に支持された水平揺動軸５と、水平揺動軸５に連結された揺動体６と、水平揺動軸５を揺動させる揺動駆動機構Ｄとを備える。
水平揺動軸５は、ホッパー４の上方部材Ｂ（ホッパー４の側壁Ｃであってもよい）により、水平軸芯Ｈまわりに揺動可能に支持される。
揺動体６は、ホッパー４の排出口４Ｂに向かって垂下する垂下部６Ａを有するとともに、垂下部６Ａの先端（下端）の揺動が排出口４Ｂの上方のブリッジ形成箇所に作用する。
ここで、揺動体６の垂下部６Ａの長さは、例えば垂下部６Ａの先端が前記ブリッジ形成箇所に届く長さとするが、前記ブリッジ形成箇所に届かなくても、垂下部６Ａの先端の揺動が前記ブリッジ形成箇所に作用する長さであればよい。
揺動駆動機構Ｄにより駆動される揺動体６は、ホッパー４の内面４Ｃに接触しない範囲で、図４に示す揺動ストロークＬのように水平軸芯Ｈまわりに揺動する。
図５の部分分解斜視図は、カバーＴ、並びに、詳細は後述する保護体Ｇ及び支持部材１２を取り外した状態を示す。
図４（ａ）、及び図５に示すように、揺動駆動機構Ｄは、ギヤドモータＭの駆動トルクを、偏芯回転体１５、リンク１７、及び従動レバー１９を介して伝達し、水平揺動軸５及び揺動体６を水平軸芯Ｈまわりに揺動させるものである。
ここで、図４（ａ）に誇張して示す揺動体６下端（先端）の揺動ストロークＬは、実際はホッパー４の排出口４Ｂの径の５％〜２０％程度であり、例えば１〜５ｍｍ程度である。
図４（ａ）、及び図５に示すように、揺動駆動機構Ｄは、ギヤドモータＭの駆動トルクを、偏芯回転体１５、リンク１７、及び従動レバー１９を介して伝達し、水平揺動軸５及び揺動体６を水平軸芯Ｈまわりに揺動させるものである。
ここで、図４（ａ）に誇張して示す揺動体６下端（先端）の揺動ストロークＬは、実際はホッパー４の排出口４Ｂの径の５％〜２０％程度であり、例えば１〜５ｍｍ程度である。
＜揺動駆動機構＞
揺動駆動機構Ｄの構成の詳細について説明する。
図６の分解斜視図に示すように、ギヤドモータＭの出力軸１３を回転体１４の軸孔１４Ａに嵌入し、キー溝１３Ａ及び１４ＢにキーＫを差し込むことにより、出力軸１３の回転により回転体１４が回転する。
ボルトＩ，Ｉを、座金Ｊ，Ｊ、回転体１４の長孔１４Ｃ，１４Ｃに通して偏芯回転体１５の螺孔１５Ｂ，１５Ｂに螺合することにより、回転体１４とともに偏芯回転体１５が回転する。
偏芯回転体１５の螺孔１５Ｂ，１５Ｂ間の中央から偏芯した位置にある通孔１５Ａに偏芯軸１６を嵌入し、セットねじＮを螺孔１５Ｃに螺合することにより、偏芯回転体１５に偏芯軸１６を固定する。
リンク１７の一端部の通孔１７Ａに軸受１８Ａを嵌入し、偏芯軸１６の偏芯回転体１５から突出した部分を、座金Ｏ及び軸受１８Ａに挿通し、偏芯軸１６の先端部に止め輪Ｐを装着して抜け止めする。それにより、リンク１７の一端部は偏芯回転体１５とピン結合される。
揺動駆動機構Ｄの構成の詳細について説明する。
図６の分解斜視図に示すように、ギヤドモータＭの出力軸１３を回転体１４の軸孔１４Ａに嵌入し、キー溝１３Ａ及び１４ＢにキーＫを差し込むことにより、出力軸１３の回転により回転体１４が回転する。
ボルトＩ，Ｉを、座金Ｊ，Ｊ、回転体１４の長孔１４Ｃ，１４Ｃに通して偏芯回転体１５の螺孔１５Ｂ，１５Ｂに螺合することにより、回転体１４とともに偏芯回転体１５が回転する。
偏芯回転体１５の螺孔１５Ｂ，１５Ｂ間の中央から偏芯した位置にある通孔１５Ａに偏芯軸１６を嵌入し、セットねじＮを螺孔１５Ｃに螺合することにより、偏芯回転体１５に偏芯軸１６を固定する。
リンク１７の一端部の通孔１７Ａに軸受１８Ａを嵌入し、偏芯軸１６の偏芯回転体１５から突出した部分を、座金Ｏ及び軸受１８Ａに挿通し、偏芯軸１６の先端部に止め輪Ｐを装着して抜け止めする。それにより、リンク１７の一端部は偏芯回転体１５とピン結合される。
図４（ｂ）、及び図６に示すように、水平揺動軸５の両端部は、上方部材Ｂに固定された軸受体２０Ａ，２０Ｂにより支持される。
水平揺動軸５の軸端部５Ａを従動レバー１９の上端部の通孔１９Ｂに嵌入し、セットねじＲ，Ｒを螺孔１９Ｃ，１９Ｃに螺合することにより、水平揺動軸５の軸端部５Ａを従動レバー１９の上端部に固定する。
リンク１７の他端部の通孔１７Ｂに軸受１８Ｂを嵌入し、従動レバー１９の下端部の軸を軸受１８Ｂに嵌入し、ボルトＱを螺孔１９Ａに螺合する。それにより、リンク１７の他端部は従動レバー１９とピン結合される。
水平揺動軸５の軸端部５Ａを従動レバー１９の上端部の通孔１９Ｂに嵌入し、セットねじＲ，Ｒを螺孔１９Ｃ，１９Ｃに螺合することにより、水平揺動軸５の軸端部５Ａを従動レバー１９の上端部に固定する。
リンク１７の他端部の通孔１７Ｂに軸受１８Ｂを嵌入し、従動レバー１９の下端部の軸を軸受１８Ｂに嵌入し、ボルトＱを螺孔１９Ａに螺合する。それにより、リンク１７の他端部は従動レバー１９とピン結合される。
以上のような揺動駆動機構Ｄの構成により、ギヤドモータＭの出力軸１３が回転すると、出力軸１３の軸芯から偏芯した偏芯軸１６が前記軸芯まわりに回転する。
それにより、リンク１７を介して従動レバー１９が往復揺動するので、水平揺動軸５及び揺動体６も図４（ａ）の揺動ストロークＬのように往復揺動する。
図６において、回転体１４の長孔１４Ｃ，１４Ｃにより、回転体に対する偏芯回転体１５の取付け位置を変えることができる。
よって、ボルトＩ，Ｉを緩めて回転体１４に対する偏芯回転体１５の取付け位置を変更した後、ボルトＩ，Ｉを締めることにより、偏芯軸１６の偏芯量を容易に変更できるので、図４（ａ）の揺動ストロークＬを容易に変更できる。
揺動駆動機構Ｄは、このような構成に限定されるものではなく、水平揺動軸５を揺動させるものであればよい。
それにより、リンク１７を介して従動レバー１９が往復揺動するので、水平揺動軸５及び揺動体６も図４（ａ）の揺動ストロークＬのように往復揺動する。
図６において、回転体１４の長孔１４Ｃ，１４Ｃにより、回転体に対する偏芯回転体１５の取付け位置を変えることができる。
よって、ボルトＩ，Ｉを緩めて回転体１４に対する偏芯回転体１５の取付け位置を変更した後、ボルトＩ，Ｉを締めることにより、偏芯軸１６の偏芯量を容易に変更できるので、図４（ａ）の揺動ストロークＬを容易に変更できる。
揺動駆動機構Ｄは、このような構成に限定されるものではなく、水平揺動軸５を揺動させるものであればよい。
＜ブリッジ防止装置の作用効果＞
以上のような構成のブリッジ防止装置Ａによれば、水平揺動軸５及び揺動体６、並びに揺動駆動機構Ｄからなるので、ブリッジ防止装置Ａの構造が簡単になる。
また、ブリッジ防止装置Ａの揺動体６の垂下部６Ａがホッパー４の排出口４Ｂに向かって垂下するとともに、垂下部６Ａの先端の揺動がホッパー４の排出口４Ｂ上方のブリッジ形成箇所に作用するので、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
その上、ホッパー４の排出口４Ｂに向かって垂下する垂下部６Ａの揺動を前記ブリッジ形成箇所に作用させるための垂下部６Ａ下端の揺動ストロークＬ（図４（ａ）参照）は、前記ブリッジ形成箇所に集中して作用させればよいので小さくてよく、揺動周期は長くてよい。例えば、垂下部６Ａ下端の揺動ストロークＬは１〜５ｍｍ程度、揺動周期は１秒程度である。
よって、ブリッジ防止装置Ａが簡単な構造であるとともに揺動駆動機構Ｄのアクチュエータ（キヤドモータＭ）を小容量化できるので、製造コストを低減できる。
以上のような構成のブリッジ防止装置Ａによれば、水平揺動軸５及び揺動体６、並びに揺動駆動機構Ｄからなるので、ブリッジ防止装置Ａの構造が簡単になる。
また、ブリッジ防止装置Ａの揺動体６の垂下部６Ａがホッパー４の排出口４Ｂに向かって垂下するとともに、垂下部６Ａの先端の揺動がホッパー４の排出口４Ｂ上方のブリッジ形成箇所に作用するので、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
その上、ホッパー４の排出口４Ｂに向かって垂下する垂下部６Ａの揺動を前記ブリッジ形成箇所に作用させるための垂下部６Ａ下端の揺動ストロークＬ（図４（ａ）参照）は、前記ブリッジ形成箇所に集中して作用させればよいので小さくてよく、揺動周期は長くてよい。例えば、垂下部６Ａ下端の揺動ストロークＬは１〜５ｍｍ程度、揺動周期は１秒程度である。
よって、ブリッジ防止装置Ａが簡単な構造であるとともに揺動駆動機構Ｄのアクチュエータ（キヤドモータＭ）を小容量化できるので、製造コストを低減できる。
また、揺動する揺動体６の加速度が小さく、揺動体６がホッパー４の内面４Ｃに接触しないことから、振動騒音が非常に小さく、金属検出装置１の検出コイル３に振動が伝わらないので、検出精度の低下や誤検出が生じることがない。
その上さらに、ブリッジ防止装置Ａが、ホッパー４の上方部材Ｂにより支持された水平揺動軸５を揺動させることにより、水平揺動軸５に連結された、垂下部６Ａを有する揺動体６を揺動させるものであるので、既設の金属検出装置のホッパー４にブリッジ防止装置Ａを容易に取り付けることができる。
その上、図２、図４（ｂ）、及び図６に示すように、揺動体６の板状であり、その揺動方向に直交する方向の幅が、下方へ行くに従って縮小する形状であることから、水平揺動軸５の近くを曲げに対して強い形状にしながら、揺動体６の慣性モーメントが小さくなるとともに、揺動体６がホッパー４内で揺動する際に被選別物から受ける抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構Ｄのアクチュエータ（キヤドモータＭ）をさらに小容量化できる。
その上さらに、ブリッジ防止装置Ａが、ホッパー４の上方部材Ｂにより支持された水平揺動軸５を揺動させることにより、水平揺動軸５に連結された、垂下部６Ａを有する揺動体６を揺動させるものであるので、既設の金属検出装置のホッパー４にブリッジ防止装置Ａを容易に取り付けることができる。
その上、図２、図４（ｂ）、及び図６に示すように、揺動体６の板状であり、その揺動方向に直交する方向の幅が、下方へ行くに従って縮小する形状であることから、水平揺動軸５の近くを曲げに対して強い形状にしながら、揺動体６の慣性モーメントが小さくなるとともに、揺動体６がホッパー４内で揺動する際に被選別物から受ける抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構Ｄのアクチュエータ（キヤドモータＭ）をさらに小容量化できる。
＜保護体＞
図２、図４（ａ）及び（ｂ）、並びに図５に示すように、水平揺動軸５の上方には、水平揺動軸５を上方から被うように垂直断面山形の保護体Ｇを設ける。
保護体Ｇは、支持部材１２の係合凹部１２Ａに、保護体Ｇの係合凸部Ｗを凹凸係合した状態で、例えば溶着されて支持部材１２に固定される。
支持部材１２は、ホッパー４の上方部材Ｂの上面に載置した状態で、上方部材Ｂに固定される。
図４（ａ）に示すような垂直断面山形の保護体Ｇを設けることにより、供給ホッパー又はシュートパイプ等の上流側供給手段から落下する被選別物は、ホッパー４の排出口４Ｂに直接入らない。
図２、図４（ａ）及び（ｂ）、並びに図５に示すように、水平揺動軸５の上方には、水平揺動軸５を上方から被うように垂直断面山形の保護体Ｇを設ける。
保護体Ｇは、支持部材１２の係合凹部１２Ａに、保護体Ｇの係合凸部Ｗを凹凸係合した状態で、例えば溶着されて支持部材１２に固定される。
支持部材１２は、ホッパー４の上方部材Ｂの上面に載置した状態で、上方部材Ｂに固定される。
図４（ａ）に示すような垂直断面山形の保護体Ｇを設けることにより、供給ホッパー又はシュートパイプ等の上流側供給手段から落下する被選別物は、ホッパー４の排出口４Ｂに直接入らない。
＜保護体の作用効果＞
このような構成の保護体Ｇを設けることにより、前記上流側供給手段から落下する被選別物は、保護体Ｇがあるためホッパー４の排出口４Ａに直接入らない。そして、前記被選別物は垂直断面山形の保護体Ｇに衝突して向きを変え、前記被選別物の落下速度が減速される。
よって、図２の金属検出装置１の検出コイル３を通過する前記被選別物の落下速度が速すぎて選別ダンパー９を排出シュート１１側に切り替える動作が遅れてしまう不具合の発生を防止できる。
このような構成の保護体Ｇを設けることにより、前記上流側供給手段から落下する被選別物は、保護体Ｇがあるためホッパー４の排出口４Ａに直接入らない。そして、前記被選別物は垂直断面山形の保護体Ｇに衝突して向きを変え、前記被選別物の落下速度が減速される。
よって、図２の金属検出装置１の検出コイル３を通過する前記被選別物の落下速度が速すぎて選別ダンパー９を排出シュート１１側に切り替える動作が遅れてしまう不具合の発生を防止できる。
その上、前記上流側供給手段から落下する被選別物は、保護体Ｇに衝突してからホッパー４内に入り、ホッパー４の内面４Ｃに直接衝突しないので、前記被選別物が衝突することによるホッパー４の摩耗を抑制できる。
その上さらに、保護体が水平揺動軸を上方から被うことから、上流側供給手段から落下する被選別物は水平揺動軸に衝突しないので、前記被選別物が衝突することによる水平揺動軸５の摩耗を抑制できる。
その上、垂直断面山形の保護体Ｇの下方に空間ができることから、保護体Ｇの下方で揺動する水平揺動軸５及び揺動体６が揺動する際における抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構Ｄのアクチュエータ（キヤドモータＭ）をより一層小容量化できる。
その上さらに、保護体が水平揺動軸を上方から被うことから、上流側供給手段から落下する被選別物は水平揺動軸に衝突しないので、前記被選別物が衝突することによる水平揺動軸５の摩耗を抑制できる。
その上、垂直断面山形の保護体Ｇの下方に空間ができることから、保護体Ｇの下方で揺動する水平揺動軸５及び揺動体６が揺動する際における抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構Ｄのアクチュエータ（キヤドモータＭ）をより一層小容量化できる。
＜保護体の変形例＞
保護体Ｇは、図７（ａ）及び（ｂ）の縦断面図に示すように、溶着等で水平揺動軸５に固定してもよい。それにより、垂直断面山形の保護体Ｇは図７（ｂ）に示すように垂下板６とともに揺動する。
保護体Ｇは、図７（ａ）及び（ｂ）の縦断面図に示すように、溶着等で水平揺動軸５に固定してもよい。それにより、垂直断面山形の保護体Ｇは図７（ｂ）に示すように垂下板６とともに揺動する。
＜保護体の変形例の作用効果＞
図７（ａ）及び（ｂ）のような構成の保護体Ｇを設けることにより、水平揺動軸５とともに、その上方の垂直断面山形の保護体Ｇも揺動するので、それによりホッパー４内における被選別物Ｚの絡まりや食っ付きを解す効果がある。
その上、図７（ｂ）に示すように、水平揺動軸５から垂下する揺動体６が揺動して通り道が広がる側を垂直断面山形の保護体Ｇが押し下げるので、ホッパー４内における被選別物Ｚの流れがスムーズになる。
図７（ａ）及び（ｂ）のような構成の保護体Ｇを設けることにより、水平揺動軸５とともに、その上方の垂直断面山形の保護体Ｇも揺動するので、それによりホッパー４内における被選別物Ｚの絡まりや食っ付きを解す効果がある。
その上、図７（ｂ）に示すように、水平揺動軸５から垂下する揺動体６が揺動して通り道が広がる側を垂直断面山形の保護体Ｇが押し下げるので、ホッパー４内における被選別物Ｚの流れがスムーズになる。
＜金属検出装置を複数チャンネル式にする変形例＞
金属検出装置１は、図２における、ホッパー４、揺動体６、連結管７、円筒体、検出コイル３、リード管８、選別ダンパー９、排出シュート１１等を複数備えた複数チャンネル式であってもよい。それにより、処理能力を向上できる。
図８の斜視図、図９の平面図、図１０の縦断面図、及び図１１の部分分解斜視図は、４チャンネル式の金属検出装置１のホッパー４から上の部分を示しており、図８では保護体Ｇの図示を省略している。図８〜図１１において、図１〜図６と同一符号は、同一又は相当する部品若しくは部分を示しているので、詳細説明は省略する。
金属検出装置１は、図２における、ホッパー４、揺動体６、連結管７、円筒体、検出コイル３、リード管８、選別ダンパー９、排出シュート１１等を複数備えた複数チャンネル式であってもよい。それにより、処理能力を向上できる。
図８の斜視図、図９の平面図、図１０の縦断面図、及び図１１の部分分解斜視図は、４チャンネル式の金属検出装置１のホッパー４から上の部分を示しており、図８では保護体Ｇの図示を省略している。図８〜図１１において、図１〜図６と同一符号は、同一又は相当する部品若しくは部分を示しているので、詳細説明は省略する。
４チャンネル式の金属検出装置１は、平面視「田」字状にホッパー４，４，…を配設しており、平面視で２チャンネルごとに分ける中央に、水平揺動軸５，５及び連結部材２１を設けている。
水平揺動軸５，５は、ホッパー４，４，…の上方部材Ｂにより、水平軸芯Ｈまわりに揺動可能に支持される。
水平揺動軸５，５に対し、図１１に示す連結部材２１の両端部の切欠部２１Ａ，２１Ａに下方から宛がった状態で溶着等により固定する。それにより、水平揺動軸５，５と連結部材２１は一体化するので、水平揺動軸５，５及び連結部材２１は、水平軸芯Ｈまわりに揺動できる。
なお、実際の組立手順としては、図１１に示す説明用の部分分解斜視図とは異なり、水平揺動軸５，５と連結部材２１を一体化してから、両端の水平揺動軸５，５を図４（ｂ）のような軸受体２０Ａ，２０Ｂに嵌入し、軸受体２０Ａ，２０Ｂを上方部材Ｂに固定する。
水平揺動軸５，５は、ホッパー４，４，…の上方部材Ｂにより、水平軸芯Ｈまわりに揺動可能に支持される。
水平揺動軸５，５に対し、図１１に示す連結部材２１の両端部の切欠部２１Ａ，２１Ａに下方から宛がった状態で溶着等により固定する。それにより、水平揺動軸５，５と連結部材２１は一体化するので、水平揺動軸５，５及び連結部材２１は、水平軸芯Ｈまわりに揺動できる。
なお、実際の組立手順としては、図１１に示す説明用の部分分解斜視図とは異なり、水平揺動軸５，５と連結部材２１を一体化してから、両端の水平揺動軸５，５を図４（ｂ）のような軸受体２０Ａ，２０Ｂに嵌入し、軸受体２０Ａ，２０Ｂを上方部材Ｂに固定する。
揺動体６は、取付板部６Ｃ、傾斜板部６Ｂ、及び垂下部６Ａからなり、垂下部６Ａの先端の揺動はホッパー４の排出口４Ｂの上方のブリッジ形成箇所に作用する。
取付板部６Ｃを連結部材２１に下方から宛がった状態で、ボルトＵ，Ｕを通孔２１Ｂ，２１Ｂ、及び通孔６Ｄ，６Ｄに挿通し、ナットＶ，Ｖに螺合することにより、連結部材２１に対し、４個の揺動体６，６，…を取り付ける。
それにより、揺動体６，６，…は、連結部材２１を介して水平揺動軸５，５に連結されるので、揺動駆動機構Ｄにより一方の揺動軸５を揺動させることにより、揺動体６，６，…が揺動する。
保護体Ｇは、図１０に示すように垂直断面山形であり、水平揺動軸５を上方から被うものである。また、保護体は、図９及び図１０に示すように、供給ホッパー又はシュートパイプ等の上流側供給手段から落下する被選別物が、ホッパー４，４，…の排出口４Ｂ，４Ｂ，…に直接入らない平面形状である。
よって、前記保護体の作用効果と同様の作用効果を奏する。
取付板部６Ｃを連結部材２１に下方から宛がった状態で、ボルトＵ，Ｕを通孔２１Ｂ，２１Ｂ、及び通孔６Ｄ，６Ｄに挿通し、ナットＶ，Ｖに螺合することにより、連結部材２１に対し、４個の揺動体６，６，…を取り付ける。
それにより、揺動体６，６，…は、連結部材２１を介して水平揺動軸５，５に連結されるので、揺動駆動機構Ｄにより一方の揺動軸５を揺動させることにより、揺動体６，６，…が揺動する。
保護体Ｇは、図１０に示すように垂直断面山形であり、水平揺動軸５を上方から被うものである。また、保護体は、図９及び図１０に示すように、供給ホッパー又はシュートパイプ等の上流側供給手段から落下する被選別物が、ホッパー４，４，…の排出口４Ｂ，４Ｂ，…に直接入らない平面形状である。
よって、前記保護体の作用効果と同様の作用効果を奏する。
ここで、揺動体６は、図１０及び図１１に示すように、傾斜板部６Ｂから垂下部６Ａの間で板材を折り曲げている。それにより、傾斜板部６Ｂは、揺動方向に直交する幅（傾斜板部６Ｂの板厚に相当）が小さいので、揺動抵抗を減らすことができる。また、垂下部６Ａは、ブリッジ形成箇所に作用するための所要の大きさにするために、揺動方向に直交する幅を傾斜板部６Ｂよりも大きくしている。
このように、揺動体６の下部である垂下部６Ａを、前記ブリッジ形成箇所に作用するための所要の大きさに形成しているので、垂下部６Ａの揺動により、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
その上で、揺動体６の上部である傾斜板部６Ｂを、その揺動方向に直交する方向の幅が垂下部６Ａの揺動方向に直交する方向の幅よりも小さく形成することにより、揺動体６がホッパー４内で揺動する際に被選別物から受ける抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構Ｄのアクチュエータ（キヤドモータＭ）をさらに小容量化できる。
このように、揺動体６の下部である垂下部６Ａを、前記ブリッジ形成箇所に作用するための所要の大きさに形成しているので、垂下部６Ａの揺動により、ブリッジ現象による目詰まりを確実に防止できる。
その上で、揺動体６の上部である傾斜板部６Ｂを、その揺動方向に直交する方向の幅が垂下部６Ａの揺動方向に直交する方向の幅よりも小さく形成することにより、揺動体６がホッパー４内で揺動する際に被選別物から受ける抵抗が小さくなるので、揺動駆動機構Ｄのアクチュエータ（キヤドモータＭ）をさらに小容量化できる。
＜金属検出装置を複数チャンネル式にする変形例の作用効果＞
図８〜図１１のような、処理能力を向上した４チャンネル式の金属検出装置１において、４チャンネル全てのホッパー４，４，…に要する４個の揺動体６，６，…を、一つの揺動駆動機構Ｄにより駆動して揺動させることができる。このように構成したブリッジ防止装置Ａにより、４チャンネル全てのホッパー４，４，…におけるブリッジ現象による目詰まりを防止できる。
図８〜図１１のような、処理能力を向上した４チャンネル式の金属検出装置１において、４チャンネル全てのホッパー４，４，…に要する４個の揺動体６，６，…を、一つの揺動駆動機構Ｄにより駆動して揺動させることができる。このように構成したブリッジ防止装置Ａにより、４チャンネル全てのホッパー４，４，…におけるブリッジ現象による目詰まりを防止できる。
以上の実施の形態の説明においては、本発明のホッパーのブリッジ防止装置を金属検出装置に適用し、ホッパー内の一時貯蔵物が粉粒体である場合を示したが、本発明のホッパーのブリッジ防止装置は、大型のホッパーに対しても適用できる。
その場合、大型のホッパー内の一時貯蔵物が、一般的な粒体の定義よりも大きい固形物のような物や、柔らかくて大きな物等であっても、ホッパーにおけるブリッジ現象による目詰まりが発生する場合がある。
よって、本発明のホッパーのブリッジ防止装置が適用されるホッパー内の一時貯蔵物には、一般的な定義の粉粒体以外の一時貯蔵物も含まれる。
その場合、大型のホッパー内の一時貯蔵物が、一般的な粒体の定義よりも大きい固形物のような物や、柔らかくて大きな物等であっても、ホッパーにおけるブリッジ現象による目詰まりが発生する場合がある。
よって、本発明のホッパーのブリッジ防止装置が適用されるホッパー内の一時貯蔵物には、一般的な定義の粉粒体以外の一時貯蔵物も含まれる。
１ 金属検出装置 １Ａ 筐体
２ 円筒体 ３ 検出コイル
４ ホッパー ４Ａ 投入口
４Ｂ 排出口 ４Ｃ 内面
５ 水平揺動軸 ５Ａ 軸端部
６ 揺動体 ６Ａ 垂下部
６Ｂ 傾斜板部 ６Ｃ 取付板部
６Ｄ 通孔 ７ 連結管
８ リード管 ９ 選別ダンパー
１０ 選別ダンパー揺動装置 １０Ａ 揺動軸
１１ 排出シュート １２ 支持部材
１２Ａ 係合凹部 １３ 出力軸
１３Ａ キー溝 １４ 回転体
１４Ａ 軸孔 １４Ｂ キー溝
１４Ｃ 長孔 １５ 偏芯回転体
１５Ａ 通孔 １５Ｂ，１５Ｃ 螺孔
１６ 偏芯軸 １７ リンク
１７Ａ，１７Ｂ 通孔 １８Ａ，１８Ｂ 軸受
１９ 従動レバー １９Ａ 螺孔
１９Ｂ 通孔 １９Ｃ 螺孔
２０Ａ，２０Ｂ 軸受体 ２１ 連結部材
２１Ａ 切欠部 ２１Ｂ 通孔
Ａ ブリッジ防止装置 Ｂ 上方部材
Ｃ 側壁 Ｄ 揺動駆動機構
Ｅ，Ｆ 制御装置 Ｇ 保護体
Ｈ 水平軸芯 Ｉ ボルト
Ｊ 座金 Ｋ キー
Ｌ 揺動ストローク Ｍ ギヤドモータ
Ｎ セットねじ Ｏ 座金
Ｐ 止め輪 Ｑ ボルト
Ｒ セットねじ Ｓ 内部空間
Ｔ カバー Ｕ ボルト
Ｖ ナット Ｗ 係合凸部
Ｚ 被選別物
２ 円筒体 ３ 検出コイル
４ ホッパー ４Ａ 投入口
４Ｂ 排出口 ４Ｃ 内面
５ 水平揺動軸 ５Ａ 軸端部
６ 揺動体 ６Ａ 垂下部
６Ｂ 傾斜板部 ６Ｃ 取付板部
６Ｄ 通孔 ７ 連結管
８ リード管 ９ 選別ダンパー
１０ 選別ダンパー揺動装置 １０Ａ 揺動軸
１１ 排出シュート １２ 支持部材
１２Ａ 係合凹部 １３ 出力軸
１３Ａ キー溝 １４ 回転体
１４Ａ 軸孔 １４Ｂ キー溝
１４Ｃ 長孔 １５ 偏芯回転体
１５Ａ 通孔 １５Ｂ，１５Ｃ 螺孔
１６ 偏芯軸 １７ リンク
１７Ａ，１７Ｂ 通孔 １８Ａ，１８Ｂ 軸受
１９ 従動レバー １９Ａ 螺孔
１９Ｂ 通孔 １９Ｃ 螺孔
２０Ａ，２０Ｂ 軸受体 ２１ 連結部材
２１Ａ 切欠部 ２１Ｂ 通孔
Ａ ブリッジ防止装置 Ｂ 上方部材
Ｃ 側壁 Ｄ 揺動駆動機構
Ｅ，Ｆ 制御装置 Ｇ 保護体
Ｈ 水平軸芯 Ｉ ボルト
Ｊ 座金 Ｋ キー
Ｌ 揺動ストローク Ｍ ギヤドモータ
Ｎ セットねじ Ｏ 座金
Ｐ 止め輪 Ｑ ボルト
Ｒ セットねじ Ｓ 内部空間
Ｔ カバー Ｕ ボルト
Ｖ ナット Ｗ 係合凸部
Ｚ 被選別物
そこで、ホッパーにおけるブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置を金属検出装置に備えることが考えられる。
特許文献２及び３のような回転軸まわりに掻き棒や棒材を回転させるブリッジ防止装置を備えた場合、ホッパーの粉粒体内で掻き棒等を回転軸まわりに連続回転させる際の抵抗が大きくなるので、回転軸を駆動するモーターの容量を大きくする必要があるとともに、掻き棒等の動作が不安定になる場合がある。
特許文献４のようなブリッジ防止板を水平方向に往復動させるブリッジ防止装置は、特許文献４のようにホッパー内の内容物を下方のスクリューコンベアへ落下させる、ホッパーの排出口が細長い構成には適しているが、金属検出装置のホッパーのように排出口が円形又は正多角形の場合には不向きであるし、構造が複雑になる。
特許文献５のような底部を半円筒状に形成した特殊形状のホッパー内に設けたスクレーパの支持アーム先端の板状体を、ホッパー底部の略円弧状の内面に沿い、且つ、ホッパーの細長い排出口を横切る弧状軌跡で往復動させ、前記板状体をホッパー底部に摺接させながら、略円筒状の内壁を掻くように移動させるブリッジ防止装置は、ホッパーの底部が半円筒状でないと使用できない。よって、金属検出装置に用いる円錐状又は角錐状で絞った方を下にしてなる漏斗状の形態を成す一般的な形状のホッパーには適さない。その上、ホッパー底部の内壁にスクレーパの板状体を摺接するので、板状体の摺動抵抗が大きくなるとともに、不確実な摺動摩擦により動作の信頼性が低下する。
特許文献２及び３のような回転軸まわりに掻き棒や棒材を回転させるブリッジ防止装置を備えた場合、ホッパーの粉粒体内で掻き棒等を回転軸まわりに連続回転させる際の抵抗が大きくなるので、回転軸を駆動するモーターの容量を大きくする必要があるとともに、掻き棒等の動作が不安定になる場合がある。
特許文献４のようなブリッジ防止板を水平方向に往復動させるブリッジ防止装置は、特許文献４のようにホッパー内の内容物を下方のスクリューコンベアへ落下させる、ホッパーの排出口が細長い構成には適しているが、金属検出装置のホッパーのように排出口が円形又は正多角形の場合には不向きであるし、構造が複雑になる。
特許文献５のような底部を半円筒状に形成した特殊形状のホッパー内に設けたスクレーパの支持アーム先端の板状体を、ホッパー底部の略円弧状の内面に沿い、且つ、ホッパーの細長い排出口を横切る弧状軌跡で往復動させ、前記板状体をホッパー底部に摺接させながら、略円筒状の内壁を掻くように移動させるブリッジ防止装置は、ホッパーの底部が半円筒状でないと使用できない。よって、金属検出装置に用いる円錐状又は角錐状で絞った方を下にしてなる漏斗状の形態を成す一般的な形状のホッパーには適さない。その上、ホッパー底部の内壁にスクレーパの板状体を摺接するので、板状体の摺動抵抗が大きくなるとともに、不確実な摺動摩擦により動作の信頼性が低下する。
Claims (6)
- 漏斗状の形態を成す、一時的な貯蔵容量を持つ装置であるホッパーにおいて、前記ホッパーの排出口で一時貯蔵物の排出が停止してしまうブリッジ現象による目詰まりを防止するブリッジ防止装置であって、
前記ホッパーの上方部材、又は前記ホッパーの側壁により、水平軸芯まわりに揺動可能に支持された水平揺動軸と、
前記水平揺動軸に連結された、前記ホッパーの排出口に向かって垂下する垂下部を有するとともに、前記垂下部の先端の揺動が前記排出口の上方のブリッジ形成箇所に作用する揺動体と、
前記水平揺動軸を揺動させる揺動駆動機構と、
を備え、
前記揺動体が、前記ホッパーの内面に接触しない範囲で、前記水平軸芯まわりに揺動することを特徴とする、
ホッパーのブリッジ防止装置。 - 前記揺動体の下部を、前記ブリッジ形成箇所に作用するための所要の大きさに形成し、
前記揺動体の上部を、
その揺動方向に直交する方向の幅が前記下部の揺動方向に直交する方向の幅よりも小さくなるように形成し、又は、
その揺動方向に直交する方向の幅が下方へ行くに従って縮小するように形成してなる、
請求項１記載のホッパーのブリッジ防止装置。 - 前記ホッパーへ前記一時貯蔵物を供給する上流側供給手段から落下する前記一時貯蔵物が衝突し、前記上流側供給手段から落下する前記一時貯蔵物が前記ホッパーの排出口に直接入らないようにする、垂直断面山形の保護体を、前記水平揺動軸を上方から被うように設けてなる、
請求項１又は２記載のホッパーのブリッジ防止装置。 - 前記保護体が前記水平揺動軸とともに揺動する、
請求項３記載のホッパーのブリッジ防止装置。 - 非磁性体製の円筒体の径方向外方に検出コイルを配設し、前記検出コイルに高周波電流を与えて発振させた状態で、漏斗状のホッパーから投入された被選別物が重力により落下して前記円筒体の内部空間を通過し、前記被選別物内の金属異物が前記内部空間を通過する際における前記検出コイルのインピーダンス変化を検出することにより前記金属異物を検出する金属検出装置であって、
前記ホッパーに、請求項１〜４の何れか１項に記載のホッパーのブリッジ防止装置を備えたことを特徴とする、
金属検出装置。 - 前記円筒体の上端部と前記ホッパーの下端部との間に位置する、下方に縮径するテーパー管である連結管を備え、
前記ホッパーの排出口から重力により密な状態で前記連結管内に入った前記被選別物が、前記連結管内で密に詰まらずに粗い状態で自由落下する、
請求項５記載の金属検出装置。
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|---|---|---|---|
| JP2017051659A JP2018154358A (ja) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | ホッパーのブリッジ防止装置 |
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| JP2017051659A JP2018154358A (ja) | 2017-03-16 | 2017-03-16 | ホッパーのブリッジ防止装置 |
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| CN110813776A (zh) * | 2019-11-17 | 2020-02-21 | 衡阳县湖穗农业有限公司 | 一种大米加工的出料震动器 |
| CN113595264A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-02 | 许继电源有限公司 | 一种电磁感应的金属异物检测线圈绕制结构、方法和系统 |
| CN116253168A (zh) * | 2023-05-15 | 2023-06-13 | 雅安建寅建材(集团)有限公司 | 金属原料运输用防碰撞的加料车 |
| RU226959U1 (ru) * | 2024-04-15 | 2024-06-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Бункер с разделителем потока сыпучих материалов |
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2017
- 2017-03-16 JP JP2017051659A patent/JP2018154358A/ja active Pending
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