JP2023062851A - 励磁脱磁装置及び磁性異物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】省スペース化を図ることが可能な磁性異物除去装置に適した励磁脱磁装置を提供する。【解決手段】第１部材の吸着面が、磁性異物が混入した粉体が流れる流路に配置されている。第１部材から見て吸着面が向く側とは反対側に、吸着面との間隔が変化する第１方向に移動可能に磁石体が配置されている。移動機構が、流体の流入及び流出によって磁石体を第１方向に移動させる。【選択図】図１

Description

本発明は、励磁脱磁装置及び磁性異物除去装置に関する。

永久磁石を使用して原材料の中から磁性異物を除去する除去装置が公知である。下記の特許文献１に、垂直方向の原材料供給路に円柱状の磁性物吸着体を配置した除去装置が開示されている。この除去装置では、原材料供給路を画定する筒状部材の側面から斜め下方に向かって磁性物吸着体を挿入する。磁性物吸着体は、ステンレス製外装スリーブと、その中に挿入された永久磁石とを含む。

磁性物吸収体に吸着された磁性異物を取り除く清掃作業を行う際には、外装スリーブから磁石を引き出す。磁石を引き出すと、外装スリーブに吸着されていた磁性異物が落下する。

特開２００６－６１８３４号公報

磁性異物除去装置省スペース化が求められている。従来の磁性異物除去装置を清掃する際には、磁石を外装スリーブから引き出す必要があるため、原材料供給路の側方に、磁石を引き出すための余裕スペースを確保しなければならない。このため、磁性異物除去装置の省スペース化を図ることが困難である。

本発明の目的は、省スペース化を図ることが可能な磁性異物除去装置に適した励磁脱磁装置、及び磁性異物除去装置を提供することである。

本発明の一観点によると、
磁性異物が混入した粉体が流れる流路に配置された吸着面を持つ第１部材と、
前記第１部材から見て前記吸着面が向く側とは反対側に、前記吸着面との間隔が変化する第１方向に移動可能に配置された磁石体と、
流体の流入及び流出によって前記磁石体を前記第１方向に移動させる移動機構と
を備えた励磁脱磁装置が提供される。

本発明の他の観点によると、
上述の励磁脱磁装置と、
磁性異物を含む粉体が流れる前記流路を画定する筒状部材と
を備えた磁性異物除去装置であって、
前記励磁脱磁装置は、前記吸着面が前記流路内の流れの上流側を向き、かつ流れの向きに対して傾斜した姿勢で、前記流路の中に配置されている磁性異物除去装置が提供される。

磁石体と第１部材の吸着面との間隔を狭めることにより、吸着面に磁性異物を吸着することができる。

磁石体と第１部材の吸着面との間隔を広げることにより吸着面に吸着されていた磁性異物を吸着面から脱離させることができる。磁石体を吸着面の面内方向に移動させて吸着力を消滅させる構成と比べると、磁石体を面内方向に移動させるためのスペースを確保する必要がないという優れた効果が得られる。このため、省スペース化を図ることが可能である。

図１Ａ及び図１Ｂは、一実施例による励磁脱磁装置の断面図である。 図２Ａは、他の実施例による磁性異物除去装置の各構成要素の平面視における配置を示す図であり、図２Ｂは、図２Ａの一点鎖線２Ｂ－２Ｂにおける断面図である。 図３は、原材料から磁性異物を除去する除去動作時の状態における磁性異物除去装置の概略断面図である。 図４は、清掃動作時の状態における磁性異物除去装置の断面図である。

図１Ａ及び図１Ｂを参照して、本願発明の一実施例による励磁脱磁装置について説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本実施例による励磁脱磁装置１０の断面図である。本実施例による励磁脱磁装置１０は、板状の第１部材１１、板状の磁石体１２、移動機構２０、及び支持部材２６を含む。磁石体１２は、第１部材１１とほぼ平行に、かつ第１部材１１との間隔が変化する方向（第１方向Ｄ１）に昇降可能に配置されている。第１部材１１の両面のうち、磁石体１２を向く面とは反対側の面を吸着面１１Ａということとする。

第１方向Ｄ１は、鉛直方向（重力方向）に平行であるとは限らず、鉛直方向に対して斜めであってもよい。言い換えると、「昇降可能」とは、必ずしも鉛直方向（重力方向）に移動することを意味しているわけではない。励磁脱磁装置１０の姿勢によっては、鉛直方向に対して斜めの方向に移動する場合もあり、斜め方向への移動可能な状態も、「昇降可能」に含まれる。以下、磁石体１２が第１部材１１に向かって近づく向きを上方ということとする。図１Ａは磁石体１２が移動可能範囲の最も上まで上昇した状態を示しており、図１Ｂは、磁石体１２が移動可能範囲の最も下まで下降した状態を示している。

上方に開口部を有する箱状の支持部材２６の開口部を第１部材１１が塞ぐように、第１部材１１が支持部材２６に支持されている。第１部材１１には、例えばステンレス鋼が用いられ、支持部材２６には、樹脂、金属等、例えば鉄が用いられる。支持部材２６は、第１部材１１から間隔を隔てた位置に底部２６Ａを有する。底部２６Ａの周囲から側壁２６Ｂが立ち上がっており、第１部材１１は側壁２６Ｂの上端に固定されている。

磁石体１２は、第１部材１１と底部２６Ａとの間に、第１部材１１に対してほぼ平行に配置されている。磁石体１２は、二次元状に配置された複数の永久磁石１２Ａを含んでいる。支持部材２６の側壁２６Ｂによって、第１方向Ｄ１に対して直交する方向に関する磁石体１２の位置が拘束されており、磁石体１２が第１部材１１に対して第１方向Ｄ１に案内される。

移動機構２０は、磁石体１２を第１方向Ｄ１に移動させる。移動機構２０は、取付板２２及び柔軟性を有するシート状の部材２１を含む。シート状の部材２１には、例えば帆布が用いられる。シート状の部材２１が、その縁のほぼ全周において取付板２２に取り付けられている。例えば、シート状の部材２１の縁が、環状部材２３と取付板２２とに挟まれた状態で、環状部材２３が取付板２２にネジ２４で固定されている。シート状の部材２１が変形することにより、取付板２２とシート状の部材２１との間の空間の容積が変化する。取付板２２とシート状の部材２１との間の空間を、容積可変空間２５ということとする。容積可変空間２５は、磁石体１２と底部２６Ａとの間に位置する。

流出入口３１が容積可変空間２５内に開口している。側壁２６Ｂに、磁石体１２の移動範囲に対応する大きさの開口が設けられている。図１Ａ及び図１Ｂにおいて、この開口に相当する箇所を破線で表している。流出入口３１は、この開口を通って支持部材２６の外側まで導出されている。

流出入口３１は、エアチューブ３２を介してエア供給排出装置３０に接続されている。エア供給排出装置３０は、流出入口３１から容積可変空間２５内にエアを流入させ、または流出入口３１を通して容積可変空間２５からエアを流出させる機能を有する。容積可変空間２５内にエアを流入させると、容積可変空間２５の容積が増大し、磁石体１２が上昇する（図１Ａ）。容積可変空間２５からにエアを流出させると、容積可変空間２５の容積が小さくなり、磁石体１２が下降する（図１Ｂ）。

次に、本実施例による励磁脱磁装置１０の作用について説明する。
容積可変空間２５にエアを流入させて磁石体１２を上昇させると、図１Ａに示すように、磁石体１２が第１部材１１に接触するか、または第１部材１１と磁石体１２との間隔が狭まる。この状態で、第１部材１１の吸着面１１Ａに磁性異物が磁力により吸着される。この状態を、励磁状態ということとする。

容積可変空間２５からエアを流出させると、図１Ｂに示すように、磁石体１２が重力によって下降し、第１部材１１と磁石体１２との間隔が広がる。これにより、第１部材１１の吸着面１１Ａにおける磁性異物の吸着力が消失する。この状態を、脱磁状態ということとする。吸着面１１Ａが重力方向に対して傾斜している場合は、励磁脱磁装置１０が脱磁状態になると、吸着面１１Ａに吸着されていた磁性異物が重力によって吸着面１１Ａから落下する。支持部材２６に鉄等の磁性材料を用いると、支持部材２６の外部への磁束の漏れが抑制される。このため、落下した磁性異物５０が支持部材２６に再付着しにくいという優れた効果が得られる。

次に、本実施例の優れた効果について説明する。
本実施例では、平板状の第１部材１１の吸着面１１Ａに磁性異物を吸着するため、棒状の磁性物吸着体で磁性異物を吸着する構成と比べて、吸着作用を発揮する吸着面１１Ａの面積が大きくなる。その結果、原材料から磁性異物を除去する処理能力が向上する。また、平板状の磁石体１２に配置する複数の永久磁石１２Ａの配列の態様を工夫することにより、吸着面１１Ａにおける磁束密度を高めることができる。

本実施例では、吸着面１１Ａに対して垂直な第１方向Ｄ１に磁石体１２を移動させることにより、励磁状態と脱磁状態とが切り替えられる。磁石体１２を、吸着面１１Ａと平行な方向に引き出して励磁状態と脱磁状態とを切り替える構成と比べて、磁石体１２の移動距離が短くなる。したがって、励磁状態と脱磁状態とを迅速に切り替えることができる。さらに、磁石体１２を引き出すためのスペースを確保する必要がないため、省スペース化を図ることができる。

本実施例では、エアの流入及び流出によって磁石体１２を第１方向Ｄ１に移動させているため、励磁脱磁装置１０内に、磁石体１２を移動させるための動力源、例えばモータ等を配置する必要がない。このため、励磁脱磁装置１０の小型化を図ることが可能である。

次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、移動機構２０に、柔軟なシート状の部材２１を用いて容積可変空間２５を画定しているが、他の構成によって容積可変空間２５を画定してもよい。例えば、移動機構２０にエアシリンダ等を用いてもよい。また、上記実施例では、容積可変空間２５内にエアを流入させているが、その他の流体を流入させるようにしてもよい。例えば、エア以外の気体、または水等の液体を流入させるようにしてもよい。

上記実施例では、第１部材１１の吸着面１１Ａを平面にしているが、吸着面１１Ａは、必ずしも幾何学的に正確な平面である必要はない。例えば、吸着面１１Ａを滑らかな曲面にしてもよい。

次に、図２～図４を参照して、他の実施例による磁性異物除去装置について説明する。本実施例による磁性異物除去装置には、図１Ａ及び図１Ｂに示した実施例による励磁脱磁装置１０が複数個、例えば３個搭載されている。

図２Ａは、本実施例による磁性異物除去装置の各構成要素の平面視における配置を示す図であり、図２Ｂは、図２Ａの一点鎖線２Ｂ－２Ｂにおける断面図である。筒状部材４０、例えば円筒状の部材の中心軸４１が鉛直方向に対して平行になるように配置されている。筒状部材４０の内部に、磁性異物を含む原材料、例えば粉体を下方に向かって流す流路が画定される。この流路に、３個の励磁脱磁装置１０が、その吸着面１１Ａが斜め上方を向く姿勢で配置されている。

より具体的には、筒状部材４０の側面から流路の中に、側面から中心軸４１に向かって吸着面１１Ａが低くなるように傾斜して挿入されている。傾斜角は、例えば４５°である。３個の励磁脱磁装置１０は、高さ方向に関して相互に異なる位置に配置され、筒状部材４０の周方向に関しても異なる位置に配置されている。３つの励磁脱磁装置１０の挿入箇所は、周方向に等間隔に配置されている。吸着面１１Ａは、少なくとも筒状部材４０の中心軸４１まで挿入されている。

図３及び図４は、本実施例による磁性異物除去装置の概略断面図である。図３は、原材料から磁性異物を除去する除去動作時の状態を示しており、図４は、磁性異物除去装置の清掃動作時の状態を示している。

制御装置４２がエア供給排出装置３０を制御することにより、励磁脱磁装置１０の励磁状態と脱磁状態との切り替えを行う。筒状部材４０の下端に、二方切替弁４５が取り付けられている。二方切替弁４５は、制御装置４２から制御されることにより、筒状部材４０内の流路を落下した原材料や磁性異物の出口を第１出口４６Ａと第２出口４６Ｂとの間で切り替える。

除去動作時（図３）は、磁石体１２が斜め上方に上昇して各励磁脱磁装置１０が励磁状態にされており、二方切替弁４５の出口が第１出口４６Ａに切り替えられている。筒状部材４０の上端から原材料を経路内に投入すると、原材料中の磁性異物５０が励磁脱磁装置１０の吸着面１１Ａに吸着される。原材料は、図３に矢印で示すように、第１出口４６Ａから排出される。

清掃動作時（図４）は、磁石体１２が斜め下方に下降して各励磁脱磁装置１０が脱磁状態にされ、二方切替弁４５の出口が第２出口４６Ｂに切り替えられる。吸着面１１Ａに吸着されていた磁性異物５０が吸着面１１Ａから落下し、第２出口４６Ｂから排出される。

次に、上記実施例の優れた効果について説明する。
上記実施例では、清掃動作時（図４）に磁石体１２が筒状部材４０の側方に引き出されない。このため、磁石体１２を筒状部材４０の側方に引き出して脱磁状態を実現する構成と比べて、省スペース化を図ることができる。また、制御装置４２がエア供給排出装置３０及び二方切替弁４５を制御して除去動作と清掃動作とを切り替えるため、人手を介することなく、清掃作業を自動で行うことができる。

次に、上記実施例の変形例について説明する。
図１Ａ及び図１Ｂに示した実施例では、移動機構２０の取付板２２を磁石体１２側に配置し、シート状の部材２１を底部２６Ａ側に配置しているが、移動機構２０の上下を反転させてもよい。すなわち、取付板２２を底部２６Ａ側に配置し、シート状の部材２１を磁石体１２側に配置してもよい。なお、支持部材２６の底部２６Ａを、取付板２２として用いてもよい。この構成において、流出入口３１を底部２６Ａに取り付けてもよい。

また、上記実施例では、容積可変空間２５内からエアを流出させると、磁石体１２が重力によって下降する構成としているが、板バネ、コイルバネ等の弾性部材の復元力によって磁石体１２が下降する構成としてもよい。この場合、容積可変空間２５内にエアを流入させると、磁石体１２の上昇に応じて弾性部材が弾性変形する。

上記実施例では、図４に示した清掃動作時に、吸着面１１Ａに吸着されていた磁性異物５０が重力によって自然落下することにより、吸着面１１Ａが清掃される。清掃動作時に、吸着面１１Ａにエアを吹き付けることによって、吸着面１１Ａから磁性異物５０を排除するようにしてもよい。さらに、励磁脱磁装置１０の吸着面１１Ａ以外の箇所にもエアを吹き付けるようにしてもよい。これにより、励磁脱磁装置１０に付着した粉体等を除去することができる。

上記実施例では、筒状部材４０の形状を円筒形状にしているが、その他の形状にしてもよい。例えば、筒状部材４０で画定される経路の平断面を、楕円、多角形、角丸多角形等の形状にしてもよい。この場合、筒状部材４０の中心軸４１（図２Ｂ）は、筒状部材４０で画定される経路の平断面の幾何中心と考えればよい。

また、上記実施例では、筒状部材４０の中心軸４１（図２Ｂ）を鉛直方向に平行にし、重力を利用して粉体を下方に向かって流すことにより、磁性異物を除去している。その他の構成として、中心軸４１を鉛直方向に対して斜めに配置してもよい。さらに、中心軸４１を水平に配置してもよい。この場合には、粉体の流れを形成するために重力を利用できないため、強制的にガス（例えば空気）の流れを形成し、粉体をガスとともに流せばよい。

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

１０ 励磁脱磁装置
１１ 第１部材
１１Ａ 吸着面
１２ 磁石体
１２Ａ 永久磁石
２０ 移動機構
２１ シート状の部材
２２ 取付板
２３ 環状部材
２４ ネジ
２５ 容積可変空間
２６ 支持部材
２６Ａ 支持部材の底部
２６Ｂ 支持部材の側壁
３０ エア供給排出装置
３１ 流出入口
３２ エアチューブ
４０ 筒状部材
４１ 中心軸
４２ 制御装置
４５ 二方切換弁
４６Ａ 二方切替弁の第１出口
４６Ｂ 二方切替弁の第２出口
５０ 磁性異物

Claims (7)

1. 磁性異物が混入した粉体が流れる流路に配置された吸着面を持つ第１部材と、
   前記第１部材から見て前記吸着面が向く側とは反対側に、前記吸着面との間隔が変化する第１方向に移動可能に配置された磁石体と、
   流体の流入及び流出によって前記磁石体を前記第１方向に移動させる移動機構と
   を備えた励磁脱磁装置。
2. 前記吸着面は平面であり、前記第１部材は板状である請求項１に記載の励磁脱磁装置。
3. さらに、前記第１部材を支持し、前記第１部材から間隔を隔てた位置に底部を有する支持部材を備え、
   前記磁石体は、前記第１部材と前記底部との間に配置されており、
   前記移動機構は、流体の流入及び流出によって容積が変化する容積可変空間を画定しており、
   前記容積可変空間は、前記底部と前記磁石体との間に配置されている請求項１または２に記載の励磁脱磁装置。
4. 前記移動機構は、流体の流入によって変形する柔軟性のあるシート状の部材を含み、前記シート状の部材と前記磁石体との間、または前記シート状の部材と前記底部との間に前記容積可変空間が画定されている請求項３に記載の励磁脱磁装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の励磁脱磁装置と、
   磁性異物を含む粉体が流れる前記流路を画定する筒状部材と
   を備えた磁性異物除去装置であって、
   前記励磁脱磁装置は、前記吸着面が前記流路内の流れの上流側を向き、かつ流れの向きに対して傾斜した姿勢で、前記流路の中に配置されている磁性異物除去装置。
6. 前記励磁脱磁装置は複数個配置されており、複数の前記励磁脱磁装置の各々は、前記筒状部材の側面から前記流路の中に挿入されおり、
   複数の前記励磁脱磁装置は、前記流路の流れの方向及び前記筒状部材の周方向に関して異なる位置に配置されている請求項５に記載の磁性異物除去装置。
7. 前記励磁脱磁装置は、少なくとも前記筒状部材の中心軸まで挿入されている請求項６に記載の磁性異物除去装置。
   

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