WO1988002666A1

WO1988002666A1 - Hammering device

Info

Publication number: WO1988002666A1
Application number: PCT/JP1987/000075
Authority: WO
Inventors: Keiji Haramaki
Original assignee: Nippon Magnetics Incorporation
Priority date: 1986-10-16
Filing date: 1987-02-05
Publication date: 1988-04-21
Also published as: EP0286680A1; EP0286680A4

Description

― - 明钿畲

ハンマリング裟魔

〔技術分野〕

本発明は、粉粒体を貯溜するホッパ及び移送用の S管の内壁に付着する粉粒体を »撃によつて剝雜除去するハンマリング装匿に関する _β

〔背景技術〕

たとえば、セラミックス，窯業原料及び食料製粉等の粉粒体を貯溜及び移送する場合、これらの粉拉体が內部流 ½に付着することが多い。このような粉粒体の付着量が大きくなると、貯溜用のホッパ内ではラットホールゃブリッジ又はアーチングを生じて、ホパから粉粒体を拂出できなくなる。また、移送用の配管内でも、付著馕が大きくなって流 ¾面積が綰小してしまい、粉粒体の移送が不可能になる場合がある。

このような粉粒体の取り扱いにおける問題を解消するために、従来から、ホツパの壁面又は S管の管壁に衝搴を与え、これにより付着した粉拉体を取り除くハンマリング装魔が使用されている。このハンマリング裟 gは、主として空気を作動流体とする流体シひンダを応用し、ァクチュエータの先端をホッバの壁面又は管壁に直接衝突させるか、または壁面の損傷を防ぐために間接的に衝撃を与える構成のものである。また、このハンマリング装匿の中には、内部の粉粒体の性状ゃホッパ又は管路への取付位置に応じて、衝撃力を変えることができるものもある。

ところが、作動流体として空気を利用する場合には、作動流体に圧力を加えるためのコンプレッサやオイラー及びエアクリ一チ等を儋ぇ搀つ流体回 ¾を設ける必要がある。このため、設墉自体が大型化するほか、コンプレツサの作動音による作業 ¾境の悪化も大きな間連となっている。

また、シリンダとァクチユエ一タとの摺動面間に粉塵が入り込むことを防止するシール機構を簾えていても、激粉の浸入は避けられず、摺勖不良によって、的確な衝撃を与えることができない面もある。更に、特に空気を作動流体とする場合、流体の圧縮性の影響が大きいために、ァクチユエータを往復駆動するときの空気の袷铼ィンターバルの短編には限界がある。このため、単位時間当たりでァクチユエータが街搴を加える回数にも上限があり、付着粉粒^の効率的な除去作業の障害となっている。

そこで、本発明は、電磁力を利用して衝擊部材の移勖を行わせること'によつて設備の簡略化を図り、街擊回数の増加により除去作業の劲率を向上させることを目的とする。

〔発明の開示〕

本発明は、以上 Φ目的を達成するために、ホッパ又は管铬等の周壁に固定される中空の機枠内に、前記周壁に衝擊カを直接又は間接的に負荷する摺動ロッドをその軸線方向に移動可能に設け、前記摺動口ッドはその一部に磁性材を舍む構造体とすると共に、通鼋によ

, つて前記摺動 σッ卞を前記周壁方向へ移動させる電磁コィルを該摺動ロヅドの周囲に ¾置したことを特徵とする。

〔図面の簡単な説明〕

第 1図は摺動ロッドが退避位置にあるときの本発明のハンマりング装置の縱断面図、第 2図は衝攣位置に摺動ロッドが位置したときの縦断面図、第 3図は作動用電磁'コィル及び退避用電磁コィルへの通鼋タィ厶チャート、第 4図はハンマリンダ装置を粉粒铱用のホッパ周壁に固定した状態を示す。第 5図は本癸明の第 2実施例を示し, 第 6図は第 5図の Γ— I線矢視による断面図、第 7図は内管とョ一グ材を分解して示す斜視図、第 S図は第 5図のハンマリング装置の場合の電磁コイルへの通電タイムチャートを示す。更に、第 9図は本発明の第 3実施例を示し、第 10図，第 11図及び第 12図は他の実施例を示すものである。また、第 13図は第 12図の装置の場合の各電磁コイルへの通電タイムチャートを示す。

〔発明を実旃するための最良の形態〕

以下、図面に示す実施例により本発明の特散を具体的に説明する _c 第 1図及び第 2図は本発明のハンマング装置の第 1実施倒を示す縦断面図である。

ハンマリング装匿 1 は、第 4図に示すように、ホッパ Aの周壁 a に固定され、この周壁に衝攀を与えることにより、内壁に付着した粉粒体 Bを剝雜除去する。また、粉粒体を移送する配管等の管壁にも同様に衝攀を与えることができる姿勢に固定される。

第 1図において、ノヽンマリング装竈 1 は、両端にフランジ 2 ， 3 を脩えた円筒状の密閉された機枠 4を有し、.ホッパ Aの周壁 aに衝撃を与えるペースプレート 5を一端のフランジ 2 に連結している。このベースプレート 5は、溶接によつてホ ' i/パ Aの周壁 aに固定され、機枠 4内の摺動ロッド 6の作動による衝攀力が周壁 aに伝達される。

摺動ロッド 6は、鉄等の磁性金属材料を素材とする基体 7とべ一スプレート 5側に位匿するへッド 8 とを一体化したものである。そして、機枠 4内に所定数配置したヨーク材 9によって軸線方向に摺動可能に支持され、一端のへ 'ソド 8がベースプレート 5 に当接する擦に衝撃力を与えるようになつている。なお、へッド 8はたとえばステンレス等の非磁性金属材料を素材とし、またフランジ 3側には基体 7を受けるためのゴム等を素材とした緩衝体 10を配 gしている。

搢動ロッ.ド 6は、鉄製の基体 7が磁性体であることを利用し、作動用竜嗞コィル 11又は退避用電磁コィル 12に通電したときの電磁力によりペースプレート 5方向へ進退可能である。すなわち、機枠 4 の内部には、摺動ロッド 6を囲む作動用電磁コイル 11及び退避用電コイル 12が配置され、これらの電磁コイル U, 12に通電したときの磁界の作用により、摺動ロッド 6が第 1図及び第 2図の位置に移勤する。

また、作動用電磁コィル 11に通電して摺動ロッド Sを第 2図で示す衝搴位置に移動させたとき、基体 7の軸線方向の中心が作動用電磁コイル 11の中^!、に—致す'る。このため、ペースブレート 5にへツド 8が衝拳を与えることができるように、へッド 8及び基体 7の半分の軸線方向钜雜を設定しておく。

これらの作動用電磁コィル 1 ί及び退避用電磁コィル 12への通電は、外部の制御盤（図示せず）に接続したケーブル 13によって行う。また、通電の制御は、摺動ロッド 6の移 ¾速度や移動ィンタ —バル等を変えるように行う。たとえば、作動時の移動速度を大きくすればペースブレート 5に与える衝擊力が増加させることができるので、使用条件に応じて通電電流又は電圧を制御することにより街搴力の大きさを任意に変えることができる。また、雨電磁コイル 11, 12に通電.するサイクルを変えれば、単位時間当たりの衝撃回数を変化させることもできる。

更に、機枠 4の外部には、摺動ロッド 6の移動を支障なく行うための速通管 14を設けている。この違通管 14は、摺動ロッド 6が移動するときに機枠 4內の空気を該摺動口ッド 6の移動方向に応じて逃がす機能を持つ。すなわち、違通管 14の 2つの基端はそれぞれベースブレート 5側及び緩衝体 i0側に開口しているので、第 1図の状態から摺動 α ッド 6がべ一スプレート 5方向に移動する場合には、機枠 4内の空気は違通管 14內を右方向に流れる。その結果、摺動ロッド 6が移動しょうとする側の機枠 4内の空気は排狯され、内部空気 ― ― の抵抗を受けることなく摺動口ッド 6を移動させることができる。上記構成において、作動用電磁コィル 11又は退避用電磁コィル 12 に通電すると、発生する磁界によつて摺動ロッド 6が移動する。すなわち、第 3図のように、作動用電磁コイル 11にパルス幅 Τ , の電圧を加えると、作動用電磁コイル 11が発生する磁界によって吸引されて摺動口ッド 6が第 2図の位匿まで移動する。このとき、磁界による摺動ロッド 6の移動速度を或る程度大きくすれば、へッド 8がペースプレート 5に衝突し、これによりホッパ Αの周壁 aに衝挈を加えると同時に摺動ロッド 6 は第 2図の位置に停止する。なお、摺動 ta プド 6が移動するときには、その慣性によつてもベ一スプレート 5に衝突するので、衝擊力が大きくなる。また、へッド 8は非磁性材なので、ペースプレート 5が磁化されている場合でも吸着さることはない。

次に、作動用電磁コイル 11への通電を終了してから時刻 T ₂ 後に退避用コイル 12にパルス幅 Τ ₃ の電圧を印加すると、退避用電磁コィル 12は基体 7を右方向に引っ張る磁界を発生し、これによつて摺動ロッド 6 は第 1図の状態に戻る。

^降は、時間 Τ < のサイクルで作動用電磁コイル 11には基体 7をペースプレート 5方向に引く磁界を発生させるように通電し、また退避用電磁コィル 12には第 1図の状態に戾す磁界を発生させる操怍を交互に行い、摺動ロッド 6を往復動作させる。

ここで、衝擘カを大きくする必要がある場合には、作動用電磁コィル 11のコィル巻数を增やすとのほか、電磁力を大きくする通電条件を与えればよい。したがって、通電の制御によって、衝攀カを任意に変えることができ、使用位置に応じた衝撃力の設定が可能である。

また、電圧印加時間の間隔を変えれば、単位時間当たりの衝孳回数を増滅させることも商単である。なお、空気圧シリンダを利用したときは、空気の充塡に時間を必要とするので、 1秒間当たりの街攀可能回数はほぼ 1回であるが、電磁力を利用した本発明の装置ではこれを 3 Ιίまで増加させることができた。したがって、短時間で効率の良いハンマリング作業が行える。

更に、機枠 4を密閉構造とすることにより、内部への粉粒体の侵入を防止でき、摺勖ロッド 6等の可動部材の摩耗が避けられる。このため、 ¾用性が向上し、寿命を長くできる。特に、塩や砂糖等を処理するプラント等では、処理製品の吸湿拴が髙いので、内部にこれらが侵入することを防ぐことは Sめて有効となる。また、空気圧シリンダのように流体の給排によって摺動ロッド 6を璲動する構造ではないので、捃動 a 、_f、ド S及びョ—ク材 9の摺動面間の精度を髙くする必要がない。したが' って、摺動 nッド 6等の加工が容易となり、従来の流体圧シリンダ式に比较して製作費を低减することができる n - '

第 5図は本発明の第 2実施例を示す繙断面図である。なお、同第 5図において、第 1実施例で述べた同一の構成要素に对応するものは、同じ符蕃で指示し、その詳細な明を省略した。

親梓 4は、ガス管等の鉄管を利用したパイプ状であり、好ましくは強磁性金属材料を用いる。そして、この機枠 4の内部には摺動ロッド 6を摺動自在に揷入した内管 20が二重管状に同軸配置されている。この内管 20は、たとえばステンレスを利用した穽磁性材料のものを用いる。また、フランジ 2 に連結したペースプレート 5は、外側の蜷面を平坦状とし、実際にホッパ Aに装着するときはこの外側端面から^！き出る形伏の金属製のアダプタ（図示せず）を取り付ける。更に、機枠 4には、第 1実施例の場合と同様にヨーク材 9を 3 箇所に設け、これらのヨーク材 3によつて内管 20を保持する。ここで、摺動ロッド 6 はたとえば S45C等の磁性材，内管 20は前記のようにステンレス製の非磁性材，機枠 4は鉄管を用いた磁性材，ベースプレート 5は摺動ロッド 6の吸着を防止するためにステンレス等の非磁性材，及びヨーク材 9は SS材とした磁性材である。このように、各部材は、磁性又は宑磁性材の組み合わせによって構成される。

この中で、摺動ロッド 6 は、全体が磁性材であり、第 1実施例のように非磁性材のへッド 8を磁性材の基体 7に連結したものとは異なる。また、この摺動ロッドは、調質処理すると共に、ベースレート 5に対する衝攀による歪の発生を防ぐために、焼き入れを施すことが好ましい。更に、ベースプレート 5への衝攀によって発生する端面ェッジ部分のバリを防'ぐため、ェッジの全周を面取り加工しておく。

. 第 6図は第 5図の I 一 I線矢視断面図、第 7図は内管 20とヨーク材 9を分解して示す斜視図である。

ヨーク材 9は、フランジ 2， 3側及びほぼ中央の 3箇所に配匿され、第 S図のようにパイプ状の機枠 4の内周にほぼ嵌合状態に挿入されている。そして、このヨーク材 9の周面には 4個の切欠 21を設け、機梓 4の内壁との間に隙間ができるようにしている。一方、このヨーク材 9を外周に嵌合状態に取り付ける内管 20の両端部には、摺動ロッド 6の移動による空気の循環を図るための通気孔 22がそれぞれ複数個設けられる。

そして、これらのヨーク材 9及び内管 20を璣枠 4内に組み入れたとき、雨端のョーク材 9は共に内管 20の通気孔 22よりも軸鎳方向の中心側に位置させる。この配置により、摺動ロッド 6が移動すとき、移動方向側の通気孔 22から内管 20内の空気が外部の璣枠 4内に排出される。これと同時に、ヨーク材 9に設けた切欠 21によって空気は 5 機枠 4内を流れ、反対側の通気孔 22から再び内管 20内に流入する空気の流れとなる。このように、内管 20に通気孔 22を設け且つョク材 9に切欠 21を形成して機枠 4の内壁との間に隙簡を持たせたので、摺動ロッド 6の移動の際の空気抵抗をほぼ零とすることができる。また、以上の構造は、第 1実施例で述べた連通管 14を不荽とし、装置全体の嵩張りをなくして、小型化を可能とする。

以上の構造を持つ第 2実施例においても、作動用電磁コィル 11及び退避用電磁コイル 12への通電の制御によって、摺動ロッド 6を作勖ざせる。

第 8図は、作動用電磁コィル 11及び退避用電磁コィル 12の制钿方法を示す通電タィムチャートである。このタイムチャートでは、第 1実施例の第 3図で述べたものと異なり、作動開始時点ではまず退避甩電磁コイル 12側へパルス通電し、通電終了後の一定時刻後に作動用電磁コイル 11側へパルス通電している。そして、この作動用竜磁コィル 11への通'電による結果、摺動ロ V ド 6がべスプレート 5 方向へ移動して街孳を与える。

ところで、最初に退避用電磁コィル 12側へ通電して摺動ロッド 6 をその退避位置にセットするこのような制御では、次のような利点がある ₀ つまり、たとえばフランジ 3が下に位置するような取り付け拔態のとき、非作動の間を通じて摺動ロッド 6は自重により下降してその退避位置にある。したがって、最初に作動用電磁コイル 11 に通電すれば、摺動口ッド 6は初斯の通電と同時にペースプレート 5 向へ移動して衝拏を与える。ところが、フランジ 2が下に位置するような姿勢であると、 ^作動の間では摺動ロッド 6はベースプレート 5側に下降しているので、最初に作勤用電磁コィル 11に通電しても摺勖ロッド 6はそのままの位置を保つだけであり、街搴劭作しない。これを避けるため、最初に退避用電磁コイル 12に通雷すれば、下降している摺動ロ ' ド 6は上に移動し、その後作動用電嗞コィル 11への通電によつて、ペースプレートに衝撃を与える。

このように、退避用電磁コィル 12に最初にパルス通電することにより、遅れを伴うことなく初期の段階から衝攀動作を行うことができる。したがって、装置をホツパ Aに対してどのような姿勢で取り付けていても、通電を無駄にすることなく、効率的なハンマリングが行えるものとなる。

更に、この第 2実施例においては、機枠 4及びヨーク材 9をそれぞれ強磁性材とすることによって、作動用電磁コィル U及び退避用電磁コイル 12の磁力線は、ヨーク材 9 , 磁性材の摺動ロッド 6及び機枠 4の磁気回路を形成する。このため、作動用及び退避用電磁コィル 11， ^への通電の際、磁気漏れの少ない構造体が得られ、摺動ロッド 6に対する吸引力の増大が図られる。したがって、ベースプレート 5に対する衝撃力も大きくなるほか、衝挈 ·退避のィンターバルも短くなり、更に一層効率的な作業が可能となる。

第 9図は、本発明の第 3実施例を示す縦断面図である。本例は、第 5図に示した第 2実施例の構造を部分的に変更したもので、この第 2実施例のものと共通の部材についでは説明を省略した。

ペースプレート 5には、摺動ロッド 6 と同軸となるように開口 23 を設け、この開口 23から摺動ロッド 6の先凝に設けた衝搴ヘッド 24 が出没してその先端によって直接ホッパ Aの周壁 aに衝搴を与える構造とした点が第 2実施例とは異なる。つまり、摺動ロッド 6の先端にはステンレス等を素材として非磁性材の衝擊へッド 24が一体化され、この衝撃へッド 24を開口 23から出没可能に構成している。衝擊ヘド 24は、摺動ロッド 6がべ一スプレー卜 5側に移動したとき，図示のように開口 23から突き出る程度の大きさを持たせる。

なお、衝撃へッド 24が出没する開口 23を設けたことにより、機枠 4内に密閉性はなくなるが、内管 20及びヨーク材 9を持つ第 5図の場合と同様な構造とすることにより、摺動ロド Sに対する空気抵抗を、さくする。また、作動用電磁コイル 11及び退避用電磁コイル 12に射する通電の制御も、第 2実施例の場合と全く同様である。

第 10図は、本発明.の第 4実施例を示す概略図である。本例においても、前記実施例の部材に射応するものについてはその詳細な説明を省略した。機枠 4内には、作動用電磁コィル 11のみが軸方向のほぼ中心部分に K置されている。摺動ロッド Sは、磁性材の基体 7 の先端にステンレス等の非磁性材の衝撃へッド 25が一体化され、更にペースプレート 5 と基体 7 との間には、摺動ロッド &をベースプレート 5から雜れる方向へ付勢する压縮コィルスプリング 26を設けている。衝搴へッド 25は基体 7の瘙よりも小さく、圧綰ユイルスプ 9 ング 26はこの衝撃へッド 25の周囲を包囲するように配置される。なお、摺動 π ッド 6を収納する内管 20やヨーク材 9は、前記実施例の場合と全く同様であり、ヨーク材 9に切欠及び内管 20には通気孔 (いずれも図示せず）を設ける。

この単一の作動用電磁コィル 11を備えた構造では、これに通電することによる磁界の発生によって、摺動口 ' y ド Sは第 10図 (b)に示すようにベースプレート 5側へ移動してこれに衝搫を与える。そして，作動用電磁コイル 11への通電を停止させれば、磁力の発生が消滅し圧縮コイルスプリング 26の付勢力によって、摺動ロッド 6は元の第 10図 )の位藿に復帰する。

以上のように、単一の電磁ユイルのみでも、適当な機械的芋段を鏞えることにより、摺動ロッド Sに往復運動を与えて間欠的な衝搫装 gとして使用できる。

第 11図は、第 10図で示した第 4実施例の構造を部分的に変更したものである。つまり、退避用電磁コイル 12をベースプレート 5から離れた側に配置し、圧綰コィルスプリング 2Sをフランジ 3側に設けた構造を持つ。なお、基体 7の先端には非磁性材の衝擊へッド 25を —体化しておく。

この構造では退避用電磁コィル 12は、摺動ロッド 6の基体 7を吸引するものとして作用し、压縮コイルスプリング 26は摺動ロッド 6 をペースプレート 5方向へ付勢して、これに衝搫を与える。すなわち、退避用電磁コイル 12に通電すると、電磁力の発生によって基体 7を吸引して第 1 ί図 (a)の非作動位置に保持する。そして、通電を停止すると、摺動ッド 6は磁力を受けない自由状態となり、圧綰コィルスプリング 26の付勢力によつて第 11図 (b)のようにペースブレート 5側へ移動してこれに衝攀を与える。

なお、第 10図及び第 11図に示した単一の電磁コィルを腌えたものにおいても、この電磁コィルに通電する制御を適切に行うことにより、必要とするハンマリング作業が可能である。 *

更に、第 12図は、 4個の電磁 j ィルを配置した構造例を示すものである。

機枠 4内には、摺動口 'ソド 6 の進退軸線と同軸となるように、第 1 , 第 2 , 第 3及び第 4電磁コイル 27， 28, 29, 30が配列され、各電磁コイル 27〜 30毎に通電を制御する回路を備える。また、摺勤ロッド 6 は、その全体が磁性体を素材として形成され、且つ摺動ロッド 6及び各電磁コィル 27〜 30の寸法関係は、摺動ロ 'ソド 6 の軸線長さが ¾接する電磁コイル 2個分より若干長いものとする。なお、図示の例では、ヨーク材等の図示は省略しているが、基本的な構造は第 5図及び第 9図に示したものと全く同様である。

第 13図は、各電磁コイル 27〜30への通電タイムチャートを示すものである。このチャートによれば、まず第 i2図 (a>の状態で第 2電磁コィル 28のみにパルス通電され、電磁力によって摺動ロッド 6は同 8/0266 _ 1 2 - 図 ( )の位置まで移動する。そして、この図 (b)の位置に摺動ロッド 6 が到達した時点で、第 1電磁コイル 27にのみ通電すると、更に摺動口ッド 6は左側へ移動し、ベースプレート 5に到達してこれに街拳を与える（同図 (c) ) 。次いで、第 3電磁コイル 29に通電すると、摺動ロッド 6は後退して同図 (d)の位藪に到達する。そして更に、第 4 電磁コイル 30に通電すると、更に摺動ロッド 6は後退し、元の同図 (a)の位匿に復帰する。

以上のように、複数の電磁コイルを摺動口ッド S の移動方向に沿' うように配置し、これらの電磁コイルに順次通電してゆくことにより、摺動ロッド 6 による衝撃作用及び退避の動作を行わせることができる。そして、衝撃作動においては、複数の電磁コイルによって摺勖ロッドが連続して吸引されるようにして移動し、しかもその移動速度が加速されるのでペースプレート 5への衝攣カは大きくなる。 ' 'また、連続的な各電磁コイルへの通電によって、摺動ロッド 6の動作迅速化が図れ、単位時間当たりの衝搴負荷回数も増加ずる。したがって、街擊力の増大及び衝撃インターバルの綰小によって、効率的な作動が可能となる。

〔産業上の利甩可能性〕

以上に説明したように、本発明のハンマリング装置においては、磁性材をその一部に舍む摺動ロッドを璣枠内に配置すると共に、この摺動ロッドを電磁コィルによる電磁力を利用して往復動作させ、この摺勤口ッドの運動を直接又は間接的に対象物への衝擊力に変換可能としている。したがって、摺動ロッドを運動させる電磁コイルへの通電条件を変えれば、衝擊力の増減及び衝撃サイクルを任意に変えることができ、ホッパ等の容器に付属したとき、使用条件に応 " じた粉粒倖の除去作業が効率的に行える。. また、流体圧を利用したハンマリング装置では流体の圧綰性による.作動遅れゃ衝攀サイクルの限界があるのに対し、摺動ロツドを的確に動作させることが可能であり衝搴サイクルも増加させることができる。

Claims

WO 88/02666 — "― PCT/JP87/00075 o 請求の範囲

1. ホバ又は管路等の周壁に固定される中空の機枠内に、前記周壁に衝擎カを直接又は間接的に負荷する摺動ロッドをその軸線方向に移動可能に設け、前記摺動ロツドはその一部に磁性材を含む構造体とすると共に、通電によって前記摺動ロッドを前記周壁方向へ移動させる電磁コィルを該摺動ロッドの周囲に配置したことを特徵とするハンマリング装詈。

2. 前記機枠は密閉構造を持ち、且つその一端に前記ホッパ又は管路等の周壁に固定されるペースブレートを有することを特徴とする特許讒求の範囲第 1項記載のハンマリング装置。

5 4. 前記機.枠内に、摺勖ロッドを衝撃負荷向又は退避方向へ付勢する圧綰コィルスプリングを瑭えたこと'を特徴とする特許請求の範通第 1項記載のハンマリング装置。

5. 前記措動ロッドの周囲に配置する電磁コイルを、該摺動ロッドの軸線方向に配列される複数の組み合わせとしたことを特徴とする0 待許請求の範囲第 1項記載のハンマリンダ装置。

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