JP6856258B2

JP6856258B2 - マグネットフィルタ

Info

Publication number: JP6856258B2
Application number: JP2018221726A
Authority: JP
Inventors: 高彦物集
Original assignee: 株式会社マグネテックジャパン
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2038-11-27
Also published as: JP2020049479A

Description

本発明は、マグネットフィルタに関する。

従来、粉粒状、液状、流動体状などの各種原料や製品中に混入した鉄系およびステンレス系の金属摩耗粉や金属片などの異物を吸着除去するマグネットフィルタとして、例えば特許文献１のマグネットフィルタが知られている。このマグネットフィルタは、バーマグネットと、このバーマグネットを被覆するアウターパイプと、を有している。

また、特許文献２には、異物の着磁率を向上させることを目的として、断面形状が雫型のバーマグネット（雫型マグネット）が知られている。

特開２００６−２１１３４号公報実用新案登録第３１３２５００号公報

断面形状が正円形などの水平方向および鉛直方向に関して対称形のバーマグネットをアウターパイプに挿抜する場合、バーマグネットとアウターパイプとの周方向における相対的な位置関係を厳密に合わせることなく、挿抜作業は比較的容易に行われる。一方、上述した、雫型マグネットをアウターパイプに挿抜する場合、断面形状が正円形のバーマグネットに比べて、挿抜作業が困難となる。すなわち、雫型マグネットは、周方向における相対的な位置関係がずれてしまうと、アウターパイプに対して挿入できない虞がある。また、取り出し時においても、雫型マグネットは、アウターパイプ内周面に対して引っ掛かる虞があり、取り出しが困難となる虞がある。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、アウターパイプに対するバーマグネットの挿抜を容易にするマグネットフィルタを提供することを目的とする。

本発明に係るマグネットフィルタは、上述した課題を解決するために、長さ方向に直交する断面形状が頂点を有する尖頭部分と、前記尖頭部分以外の非尖頭部分と、を有するバーマグネットと、長さ方向に直交する断面形状が頂点を有する尖頭部分と、前記尖頭部分以外の非尖頭部分と、を有し、前記バーマグネットを被覆するアウターパイプと、を備え、前記バーマグネットおよび前記アウターパイプの前記頂点を鉛直方向上側にした場合、前記バーマグネットの外周面と前記アウターパイプの内周面とは、前記非尖頭部分から前記頂点に向けて徐々に大きくなる隙間を有する。

本発明に係るマグネットフィルタにおいては、アウターパイプに対するバーマグネットの挿抜を容易にすることができる。

本発明に係るマグネットフィルタの一実施形態を示す分解斜視図。マグネットフィルタの長さ方向に沿う断面図。図２のマグネットフィルタの分解図。図２のIV−IV線に沿う断面図。マグネットフィルタの第１の変形例を示す斜視図。マグネットフィルタの第２の変形例を示す斜視図。マグネットフィルタの第３の変形例を示す斜視図。マグネットフィルタの第４の変形例を示す斜視図。（ａ）はマグネット側滑り部材を有するマグネットフィルタの部分拡大断面図、（ｂ）はパイプ側滑り部材を有するマグネットフィルタの部分拡大断面図。

本発明に係るマグネットフィルタおよびアウターパイプの実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るマグネットフィルタの一実施形態を示す分解斜視図である。
図２は、マグネットフィルタ１の長さ方向に沿う断面図である。
図３は、図２のマグネットフィルタ１の分解図である。
図４は、図２のIV−IV線に沿う断面図である。

マグネットフィルタ１は、マグネットユニット２と、パイプユニット３と、を有している。マグネットフィルタ１は、使用時において、マグネットユニット２がパイプユニット３に挿入されることにより、バーマグネット１０の磁力によりパイプユニット３の表面３ａに異物を吸着させる。マグネットフィルタ１は、清掃時において、マグネットユニット２がパイプユニット３から引き抜かれることにより、表面３ａに吸着していた異物に対する磁力の影響がなくなり、異物が表面３ａから容易に取り除かれる。

マグネットユニット２は、マグネット用連結板４により一端側で連結された複数のバーマグネット１０からなる。バーマグネット１０は、複数の永久磁石１１と、複数のヨーク１２と、一対のエンドプラグ１３と、マグネットパイプ１４と、を有している。

複数（図２および図３においては７個）の永久磁石１１は、バーマグネット１０の長さ方向に着磁され、長さ方向に直交する面形状が雫型の磁石（例えばネオジウム系の希土類磁石）である。永久磁石１１は、長さ方向に同極同士が対向するように配置されている。

複数（図２および図３においては８個）のヨーク１２は、永久磁石１１と同一の面形状を有する、雫型の磁性体である。ヨーク１２は、隣接する永久磁石１１の間、および永久磁石１１とエンドプラグ１３との間に挿入されている。

エンドプラグ１３は、永久磁石１１と同一の面形状を有する、雫型の非磁性体金属（例えばSUS304、SUS316、SUS316Lなどのステンレス鋼）である。一対のエンドプラグ１３は、永久磁石１１およびヨーク１２をバーマグネット１０の両端で挟持する。

マグネットパイプ１４は、配列された永久磁石１１、ヨーク１２およびエンドプラグ１３を内部に収容可能な寸法を有する、長さ方向の断面形状が雫型の中空形状を有している。マグネットパイプ１４は、非磁性体金属（例えばステンレス鋼、チタン）からなる。

永久磁石１１、ヨーク１２およびエンドプラグ１３は、例えば、これらを貫通する図示しないシャフトにより、配列された状態で一体に連結されている。シャフトの両端は、エンドプラグ１３とネジ止めされている。配列された永久磁石１１、ヨーク１２およびエンドプラグ１３は、マグネットパイプ１４内に収容され、エンドプラグ１３とマグネットパイプ１４とが例えば溶接により結合されている。なお、永久磁石１１、ヨーク１２およびエンドプラグ１３は、シャフトにより連結されることなく、マグネットパイプ１４内に収容されていてもよい。

バーマグネット１０は、長さ方向（軸方向）に直交する断面形状が尖頭状である。すなわち、バーマグネット１０の断面形状は、図4に示すように、尖頭部分１０ａと、尖頭部分１０ａ以外の非尖頭部分１０ｂと、で形成された雫型であり、図４における鉛直方向に関し左右対称の形状を有している。尖頭部分１０ａは、図４における上方側の部分であり、２本の交わる線により鋭角θ₁₀をなす頂点１０ｃを有することにより尖頭状を有する部分である。非尖頭部分１０ｂは、図４における下方側の部分であり、これら２本の線と連続して形成された、半円形部分である。尖頭部分１０ａの傾斜（水平面と傾斜面とが成す角）は、例えば粉体などの被処理物の安息角度以上となるように形成されるのが好ましい。

各バーマグネット１０は、マグネット用連結板４に対して、ネジ（図示せず）により固定されている。ネジは、仮固定状態および本固定状態の２つの状態で固定する。仮固定状態は、複数本のバーマグネット１０をマグネット用連結板４に仮固定している状態であり、バーマグネット１０をネジのみで支持している状態ではあるが、マグネット用連結板４に対して遊びを持って固定している状態である。本固定状態は、仮固定状態からさらにネジが締められることにより、マグネットフィルタ１の使用時の状態である強固な固定状態となるようバーマグネット１０をマグネット用連結板４にネジ止めした状態である。

パイプユニット３は、パイプ用連結板５により一端（閉口端２２）側で連結された複数のアウターパイプ２０からなる。アウターパイプ２０は、一端が開口端２１、他端が閉口端２２である中空の管状部材であり、バーマグネット１０の外周面１０ｄを被覆する。アウターパイプ２０は、本体２５と、フランジ２６と、を有している。

本体２５は、長さ方向に沿う断面形状が雫型の中空の管状部材である。本体２５は、非磁性体金属（例えばステンレス鋼、チタン）からなる。

フランジ２６は、アウターパイプ２０に吸着した異物を磁場のないところまで移動して磁石から切り離すために設けられている。

各アウターパイプ２０は、パイプ用連結板５に対して、ネジ（図示せず）により仮固定状態および本固定状態で連結されている。仮固定状態および本固定状態は、マグネットユニット２で説明した状態と同様の状態であるためここでは説明を省略する。

アウターパイプ２０は、バーマグネット１０同様、長さ方向に直交する断面形状が尖頭状である。すなわち、アウターパイプ２０の断面形状は、尖頭部分２０ａと、尖頭部分２０ａ以外の非尖頭部分２０ｂと、で形成された雫型であり、図４における鉛直方向に関し左右対称の形状を有している。尖頭部分２０ａは、図４における上方側の部分であり、２本の交わる線により鋭角θ₂₀をなす頂点２０ｃを有することにより尖頭状を有する部分である。非尖頭部分２０ｂは、図４における下方側の部分であり、これら２本の線と連続して形成された、半円形部分である。尖頭部分２０ａの傾斜（水平面と傾斜面とが成す角）は、例えば粉体などの被処理物の安息角度以上となるように形成されるのが好ましい。頂点１０ｃ、２０ｃを鉛直方向上側にした場合、バーマグネット１０の外周面１０ｄとアウターパイプ２０の内周面２０ｄとは、非尖頭部分１０ｂ、２０ｂから尖頭部分１０ａ、２０ａの頂点１０ｃ、２０ｃに向けて徐々に大きくなる隙間７を有している。すなわち、バーマグネット１０の頂点１０ｃの角度θ₁₀（外周面１０ｄの角度）は、アウターパイプ２０の頂点２０ｃの角度θ₂₀（内周面２０ｄの角度）よりも大きい。

ここで、マグネットフィルタ１は、例えば長さ方向に直交する断面形状が、正円形のものに比べて、マグネットユニット２をパイプユニット３に挿入する際の作業性が低下する虞がある。すなわち、バーマグネット１０およびアウターパイプ２０は断面形状が雫型であるため、周方向における相対的な位置関係を適切に合わせないと、バーマグネット１０をアウターパイプ２０の開口端２１に挿入できない。また、取り出し時においても、アウターパイプ２０の内周面２０ｄに対してバーマグネット１０の外周面１０ｄが引っ掛かる虞があり、取り出しが困難となる虞がある。

特に、複数本のバーマグネット１０が連結されたマグネットユニット２および複数本のアウターパイプ２０が連結されたパイプユニット３は、同時に複数本の周方向における位置関係を調整する必要があり、挿抜作業を困難にしている。また、バーマグネット１０が互いの磁力により引き合い、または反発し合うことにより、長さ方向に対して歪みが生じる場合がある。また、アウターパイプ２０を精度よく雫型に形成することは技術的に困難であり、製造上においてもアウターパイプ２０に歪みが発生する虞がある。

これに対し、本実施形態におけるマグネットフィルタ１は、上述したとおり、バーマグネット１０の尖頭部分１０ａの尖頭状をなす角度θ₁₀が、アウターパイプ２０の尖頭部分２０ａの尖頭状をなす角度θ₂₀よりも大きく、非尖頭部分１０ｂ、２０ｂから尖頭部分１０ａ、２０ａの頂点１０ｃ、２０ｃに向けて徐々に大きくなる隙間７を有している。これにより、バーマグネット１０の挿抜時、バーマグネット１０とアウターパイプ２０との周方向における相対的な位置関係を厳密に合わせる必要がなく、挿抜作業を格段に容易にさせることができる。なお、バーマグネット１０の外周面１０ｄとアウターパイプ２０の内周面２０ｄとの隙間７が設けられることにより、少なからず異物の吸着力の低下が生じる。しかし、そもそも、雫型のバーマグネット１０は、頂点１０ｃ付近が最も磁力が弱く、尖頭部分１０ａから非尖頭部分１０ｂにかけて磁力が強くなる（鉛直方向下側が最も磁力が強くなる）のが異物吸着の観点から好ましい。このため、隙間７が設けられたとしても、好適に異物を吸着することができる。

また、連結板４、５は、仮固定状態および本固定状態でバーマグネット１０およびアウターパイプ２０を連結する。挿入時においては、仮固定状態によりバーマグネット１０とマグネット用連結板４とを遊びを持たせて連結し、アウターパイプ２０とパイプ用連結板５とを遊びを持たせて連結することができる。これにより、バーマグネット１０とアウターパイプ２０との微調整を挿入時において行うことができ、隙間７の作用と相俟って、より挿入作業性を向上させることができる。また、バーマグネット１０およびアウターパイプ２０と連結板４、５とは、挿入後にネジが締められることにより強固に固定されることにより、マグネットフィルタ１の使用時においては互いに強固に固定される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、バーマグネットおよびアウターパイプの長さ方向に直交する断面形状は、非尖頭部分を有していればどのような形状であってもよく、雫型以外にも、ひし形、三角形等種々の形状であってもよい。非尖頭部分は、曲線的に形成されなくても、直線的に形成されていてもよい。

アウターパイプは、一端が開口端２１であり、他端が閉口端２２である例を説明したが、両端が開口端であってもよい。

上述した実施形態においては、バーマグネットおよびアウターパイプが連結板により一端側で連結された例を説明したが、例えば図５および図６に示すように、バーマグネット１０およびアウターパイプ２０の少なくとも一方は、連結されることなく１本ずつの単体であってもよい。また、パイプユニットは、連結板により閉口端側で連結される例を説明したが、図７に示すように、開口端２１側で連結されてもよく、図８に示すように、開口端２１および閉口端２２側の両端で連結されてもよい。

マグネットユニット２およびパイプユニット３が、各連結板４、５との間で仮固定状態および本固定状態により固定される例を説明したが、これに限らず、溶接などにより予め強固に固定されていてもよい。

また、さらに挿抜作業性を向上させるため、バーマグネットの先端に滑り部材を設けてもよい。図９（ａ）は、マグネット側滑り部材３０を有するマグネットフィルタ１の部分拡大断面図である。バーマグネット１０は、アウターパイプ２０の開口端に挿入される側の長さ方向の先端３１側に、開口端に対する挿抜時にアウターパイプ２０の内周面２０ｄに対して先端３１を滑らせるマグネット側滑り部材３０を有する。マグネット側滑り部材３０は、例えばネジ３５により先端３１に固定されている。マグネット側滑り部材３０は、アウターパイプ２０へのバーマグネット１０の挿入時において、先端３１を開口端へ案内するように作用する。また、取り出し時においても、マグネット側滑り部材３０は、バーマグネット１０のアウターパイプ２０に対する滑りをよくする。これにより、隙間７の作用と相俟って、挿抜業性を向上させることができる。

また、滑り部材は、アウターパイプ２０に設けてもよい。図９（ｂ）は、パイプ側滑り部材４０を有するマグネットフィルタ１の部分拡大断面図である。パイプ側滑り部材４０は、バーマグネット１０を開口端２１へ挿抜する時にバーマグネット１０の外周面１０ｄを滑らせる。パイプ側滑り部材４０は、長さ方向に一定の幅を有するリング状の薄肉部材である。パイプ側滑り部材４０は、開口端２１側（他端側）の内周面２０ｄに、例えば接着剤などにより固定されている。

これら滑り部材３０、４０は、樹脂（例えば、超高分子量ポリエチレン、テフロン（登録商標））で形成することができる。

１マグネットフィルタ
２マグネットユニット
３パイプユニット
４マグネット用連結板
５パイプ用連結板
７隙間
１０バーマグネット
１０ａ尖頭部分
１０ｂ非尖頭部分
１０ｃ頂点
１１永久磁石
１２ヨーク
１３エンドプラグ
１４マグネットパイプ
２０アウターパイプ
２０ａ尖頭部分
２０ｂ非尖頭部分
２０ｃ頂点
２１開口端
２２閉口端
２５本体
２６フランジ
３０マグネット側滑り部材
４０パイプ側滑り部材
θ₁₀ 角度（鋭角）
θ₂₀ 角度（鋭角）

Claims

長さ方向に直交する断面形状が頂点を有する尖頭部分と、前記尖頭部分以外の非尖頭部分と、を有するバーマグネットと、
長さ方向に直交する断面形状が頂点を有する尖頭部分と、前記尖頭部分以外の非尖頭部分と、を有し、前記バーマグネットを被覆するアウターパイプと、を備え、
前記バーマグネットおよび前記アウターパイプの前記頂点を鉛直方向上側にした場合、前記バーマグネットの外周面と前記アウターパイプの内周面とは、前記非尖頭部分から前記頂点に向けて徐々に大きくなる隙間を有する、マグネットフィルタ。
前記バーマグネットの前記頂点の角度は、前記アウターパイプの前記頂点の角度よりも大きい、請求項１記載のマグネットフィルタ。
複数本の前記アウターパイプを本固定状態、および前記本固定状態よりも遊びを持って固定された状態である仮固定状態で固定し、前記アウターパイプの前記長さ方向の一端側、または一端および他端側で前記複数本のアウターパイプを連結するパイプ用連結板をさらに備える、請求項１または２記載のマグネットフィルタ。
複数本の前記バーマグネットを本固定状態、および前記本固定状態よりも遊びを持って固定された状態である仮固定状態で固定し、前記バーマグネットの前記長さ方向の一端側で前記複数本のバーマグネットを連結するマグネット用連結板をさらに備える、請求項１から３の何れか一項記載のマグネットフィルタ。
各前記アウターパイプは、前記長さ方向の一端側に前記バーマグネットが挿入される開口端を有し、
前記バーマグネットは、前記開口端に挿入される前記長さ方向の一端側に、前記開口端への挿入時に前記アウターパイプの内周面に対して前記一端を滑らせるマグネット側滑り部材を有する、請求項１記載のマグネットフィルタ。
各前記アウターパイプは、前記長さ方向の一端側に前記バーマグネットが挿入される開口端を有し、前記バーマグネットを前記開口端へ挿入する時に前記バーマグネットの外周面を滑らせるパイプ側滑り部材を前記一端側に有する、請求項１記載のマグネットフィルタ。
前記滑り部材は、樹脂である、請求項５または６記載のマグネットフィルタ。