(57)【要約】【目的】粒子のふるいによる選別工程において、ふるい分け装置のふるい分け網を運転中に磨耗・破損を推定検知する。【解決手段】ふるい分け機により選別された粒子を、粗大粒体が特定な箇所表面に集まるように振動が調整された振動装置に入れ、粗大粒子の集まった特定な箇所のみを直接観察する、または、取り出し装置で取り出し観察することによりふるい分け機の網の磨耗・破損を運転中に推定検知する。観察は目視のみならず、撮像装置を用いて撮像し、その撮影装置からの画像信号を既存の処理方法を用いる。粗大粒子が観察されれば、ふるい分け機による選別工程においてふるい分け機の網の磨耗・破損を運転中に推定検知することができる。この検知法は粒子径が小さいとき特に有効である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ふるい分け機で選別された粒子を、粗大粒子が特定な個所に集まるように振動する振動装置に入れ、網の破損部分を通過した粗大粒子の密度が高くなっているところを観察することにより、ふるい分け機用網の破損推定検出方法。
【請求項２】
ふるい分け機で選別された粒子を、粗大粒子が特定な個所に集まるように振動する振動装置に入れ、粗大粒子の集まった部分を取り出し、取り出した粒子から粗大粒子の有無を観察することにより、ふるい分け機用網の破損推定検出方法
【請求項３】
ふるい分け機で選別された粒子を、粗大粒子が特定な個所に集まるように振動する振動装置に入れ、粗大粒子の集まった部分を取り出し、取り出した粒子から粗大粒子の有無を観察することにより、ふるい分け機用網の破損推定する取り出し装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子のふるい分け工程、特に微細粒子のふるい分け工程におけるふるい分け機用網の磨耗や破損を運転中に検出できる方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平０５−１７２５２５「ふるい分け機の網破れ検知方法」
【特許文献２】特開平１１−２９０７８１「ふるい網破損検知方法ならびにその装置」
【特許文献３】特開平０９−１０７６「ふるい網破れ検知方法およびその装置」
【特許文献４】特開平０５−１２３６５３「篩網の破損検出手段を備えた篩分装置」
【０００３】
【特許文献５】特開平０７−１４４１７２「振動篩装置の篩い破損判別方法及びその装置」
【特許文献６】特開平０６−２１３７９６「塊状物の粒度測定法」
【特許文献７】特開２００２―５８４７「メッシュチェック方法」
【０００４】
ここでは、塊状物、粉子等を総称して粒子と呼び、その粒子の寸法による選別のために用いるふるい分け機等の網は、時に磨耗や破損により所定の寸法より大きい粒子を粗大粒子と呼ぶが混入することがあるが、運転中に見つけることは困難であった。粒子径が小さい場合は特に困難であった。
このような微粒子中の場合、粗大粒子が混在すると製品の機能に悪影響を及ぼすことが多く、網の磨耗・破損は品質管理上重要な意味を持つ。
【０００５】
従来、ふるい分け機等の網の破損を検知する方法としては、大きく分けて２通りに分けられる。
第１の方法はふるい分け機の網の破損を運転中に検出する方法で、ふるい分け機が稼働中に検出する方法である。
【０００６】
ふるい分けされた粒子をコンベアーの上に広げ、目視観察または撮像してや画像処理により検出する方法である。しかし、これらの方法は、粒子が大きい場合は可能であるが、粒子が小さくなればなるほど判定は困難となる。また、人によって観察を続けることは疲労による見落としや不注意が避けられないため信頼性に欠ける。
【０００７】
例えば、直接検知の方法として、ふるい金網から出てくる粒子を直接撮像し、画像処理することにより粗大粒子を検知する方法（例えば、特許文献１参照）は、わずかな網の磨耗・破損では分かりにくく、粒子径が５０メッシュ０．３ｍｍ以下になると、粒子の数が多すぎて画像処理に時間がかかりすぎ適用できない。また粗大粒子が表面に出ていないと検出できない。
【０００８】
また、ふるいの網に超音波振動子を取り付け、網の破損時に生じる超音波振動子への供給電力の電気的変化を検出する方法（例えば、特許文献２参照）は、網の破損を直接検知するものではなく網のたるみ、網目のつまり、網の上に載る粒子の量、粒子の水分等の影響を受けるので特別な場合以外は信頼性の高い方法とは言い難い。
【０００９】
また、ふるい分けされた粒子の１部を取り出し、ふるい分けされた網と同じ大きさの網でふるい分けして検出する方法が記載されている（例えば、特許文献３参照）が、網破損の初期は、粗大粒子は少なく、１部を取り出して試験する方法のため、取り出した１部には破れから出た粗大粒子が含まれる量が少ないため、検出が遅れる欠点がある。
【００１０】
前記の特許と同様に、分別された粒子の１部を取り出し、改めて同サイズの篩網でふるい分けし、検知する方法（例えば、特許文献４参照）で、１部のみを取り出すため、網の破損の初期には検知しにくい欠点がある。
【００１１】
また、破れた網から出た粗大粒子を蓄積し、重量として検知する方法は、検知できる量に達するまでの応答遅れが生じる。（例えば、特許文献５参照）特に粒子径が小さい場合には１つの粒子の重量が少ないため、検出重量に達するまでの時間がかかりすぎ、検出が遅れる欠点がある。
【００１２】
また、粗大粒子のすべての形状を画像処理により測定する方法は、前述のように粗大粒子が表面に出ない状態では測定が出来ない。（例えば、特許文献６参照）また、粗大粒子の径が小さい場合には、測定に時間がかかりすぎ実用的とはいえない。
【００１３】
第２の方法として、ふるい分け後の検査方法がある。
ふるい分けされた粒子を一定時間毎にサンプリングしておき、後に、試験用ふるいで規定以上の粒子の有無を検査し、網の破損を判断する。この方法は、サンプリングをこまめにしても、通常は、作業終了後の検査法となるため不良品が検出された場合、サンプルリングする前から網は破損されているため、その前のグループから、改めて再度ふるい分け行程が必要となり、不経済である。
【００１４】
ふるい分け機の停止中に目視にて網を検査する方法もある。
参考文献７は、ふるい機の運転停止時に網を光学的に検査をする方法である。ふるい分け工程完了後でないと検出できないため、不具合が発見されると、前述のように、改めて再度ふるい分け行程が必要となり不経済である。
【００１５】
【発明が解決しょうとする課題】
このように従来粒子のふるい分け機による選別工程において、ふるい分け機の網の破損検出方法及び装置として確実な方法は、運転の停止時に網の検査をする方法であった。即ち、運転中に磨耗・破損が起きても、初期の網の破損を検出する方法は困難で、運転中に確実に、迅速に、精度良く検知する適当な方法は見当たらない。
【００１６】
【発明の目的】
本発明は、以上の技術的背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、粒体のふるい分け機による選別工程において、ふるい分け機のわずかな網の磨耗・破損も運転中に確実に精度良く検出し、製品中に混入する粗大粒子による不良品の製造を減らす技術を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段及び作用】
発明者らは鋭意研究の結果、粒子のふるい分け機による選別工程において、ふるい分け機の網の破損を運転中に確実に精度良く検出するために、選別された粒子を粗大粒子が特定な箇所に集まるように振動する振動装置に入れ、そこに集まった粗大粒子の有無のみを観察することにより、ふるい分け網の磨耗・破損をいち早く推定検出する方法を発明した。この方法は選別さる網目が小さい場合、特に有効である。
【００１８】
粗大粒子を特定な箇所に集める振動装置としては、回転振動、電磁振動及び往復振動装置を用いることができる。
ここで用いる振動装置とは、振動ふるい装置の網の代わりに選別粒子を通さない網を付けることも可能であるが、粒子が移動し易い板状のものが好ましい。
【００１９】
振動の調整方法は、回転振動ふるいを利用した場合は、振動バランスの位相を９０度にするとすべて真中に集まり、振動装置の中心部に粗大粒子が集まる。しかし、本特許を使用するには排出する必要があるため位相角を７０〜８５度にするのが適当である。
往復動式の振動装置は回転数、リンクの位置、振動装置本体の構造等により粗大粒子が集まる位置が変わるが、ほぼ駆動側に集まる。
【００２０】
検出の方法として、選別用網の大きさが直径１ｍｍ程度以上のものであれば網目の破損によりふるいを通り抜けた粗大粒子は目視で検出が可能である。常時監視する必要がある場合は、撮像装置で撮像し、既存方法で画像処理することにより検出する方法を取ることも可能である。選別粒子が目視では困難な場合、撮像装置で撮像し、拡大して画像処理する方法が有効である。
【００２１】
しかし、０．５ｍｍ以下の微粒子になると目視による判別が困難となる。微粒子の選別に用いる網は線径が細く網の破損が多いにもかかわらず適当な検出方法がなかった。
本発明は、選別された粒子を、前述の振動装置に導き、その振動を調整することにより破損した網からでる粗大粒子が振動装置の特定な箇所に集まるように調整し、そこに集まった粗大粒子の濃度の高い部分のみを観察及び又は取り出し、粗大粒子濃度の高い部分のみを取り出し、網の磨耗・破損個所から出た粗大粒子を正確に検出することにより、選別網の破損を推定検出する方法及び装置に関するものである。
【００２２】
網の磨耗・破損個所から出た粗大粒子を検出する場合、振動中の粒子径の測定より、静止状態の測定の方が簡単であり精度が高い。そのため特定な個所に集まった粗大粒子濃度の高い部分を、取り出し、その粒子を撮像装置で撮像し、既存方法で画像処理し、粗大粒子を検出することにより網の磨耗・破損を推定検出する方法及び装置である。
【００２３】
取り出し方法は、例えば、フィルターのついた吸引器で吸引して取り出す。吸引空気量は粒子の大きさ、重量により調整する必要がある。
取り出しの方法では、吸引装置で粗大粒子濃度の高い部分を吸引して取り出し、別の場所に移し検出することも可能である。
【００２４】
フィルターについたままの状態では、網の破損から出る粗大粒子の上に正常な粒子が付いていることもあり、別の容器の上に吸引を止めて粒子を移す。落ちない場合は空気の噴出や、振動を与えて落とし、観察するほうが正確に観察できる。また、粘着テープで表面に出た粗大粒子を取り出し観察する事もできる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下実施例について、説明するが、本発明はこれに限定するものではない。
試料調整１
試料１として、１６メッシュ、目開き１，０００ミクロンの網を通過し、かつ、３２メッシュ、目開き５００ミクロンの網を通過しない炭酸カルシウムを黒く着色し粗大粒子として１０ｇｒを、３２メッシュ、目開き５００ミクロンの網を通過した炭酸カルシウム１０ｋｇに混ぜ（０．１％）試料１を調整した。混合後、目視により粗大粒子が混ざっていることは検知は不可能ではなかった。
【００２６】
試料調整２
試料２として、４０メッシュ、目開き４４５ミクロンの網を通過し、かつ、８０メッシュ、目開き２００ミクロンの網を通過しない炭酸カルシウムを黒く着色し粗大粒子として１０ｇｒを、８０メッシュ、目開きが２００ミクロンの網を通過した炭酸カルシウム１０ｋｇに混ぜ（０．１％）試料２を調整した。混合後、目視により粗大粒子が混ざっていることは検知できなかった。
【００２７】
実施例１
図１のように振動装置としてダルトン製  ４０１型振動ふるい機１に網の代わりに０．２ｍｍの薄板を取り付け、振動バランスを位相角８５度に調整した。出口側の反対側３から前述の試料１を約１分間に２ｋｇの割合で供給した。結果は、２分後に着色した粗大粒子は中央部６に直径約３ｃｍの範囲に集まり、目視でも粗大粒子があることが簡単に判別できた。このことからふるい分け機の網の破損検知が可能である。
【００２８】
実施例２
図１のようにダルトン製  ４０１型振動ふるい機１に網の代わりに０．２ｍｍの薄板を取り付け、振動バランスを位相角８０度に調整した。出口側の反対側３から前述の試料２を約１分間に２ｋｇの割合で供給した。２分後に粗大粒子は中央部６に直径約４ｃｍの範囲に集まり目視でも、粗大粒子があることが判別できた。このことからふるい分け機の網の破損検知が可能である。
【００２９】
実施例３
実施例２で粗大粒子の集まった中央部６に直径約４ｃｍの範囲を図１のように撮像装置２０により画像として取り込み、その撮像装置の画像信号はケーブル２１を通して画像処理装置２２に送り、画像処理法により粒体の寸法を測定し、粗大粒子を検出することができた。このことからふるい分け機の網の破損検知が可能である。
【００３０】
実施例４
実施例２で粗大粒子の集まった中央部６に、直径約４ｃｍの範囲の中央部を図２のように、取り出し装置１０の排気弁１３を開き、排気口１１から排気しながらフィルター１２を押し付ける。取り出し装置１０を検査用受器７の上に移動し、排気弁１３を閉め、大気開放弁１４を開放し、吸引した粒子を検査用受器７に入れ、撮像装置２０により画像として取り込み、その撮像装置の画像信号を画像処理装置２２にケーブル２１通して送り、既存の画像処理法により粒体の寸法を測定し、粗大粒子を検出することが出来た。このことからふるい分け機の網の破損検知が可能である。
【００３１】
実施例５
図４のような自家製の幅５０ｃｍ長さ７０ｃｍ高さ１０ｃｍの枠の下部に１．２ｍｍの鉄板をつけ長さ３０ｃｍのリンク４本で支持し、１２０ｒｐｍのギヤードモーターにつなぎストローク５ｃｍで動かし、駆動側横から実施例２で調整した試料を約１分間に２ｋｇの割合で供給した。約４ｋｇ通過後に粗大粒子は駆動部側約２ｃｍの範囲に集まり目視でも、粗大粒子があることが判別できた。このことからふるい分け機の網の破損検知が可能である。
【００３２】
【発明の効果】
実施例にも示すとおり、本発明はふるい分け機により選別された粒子を振動装置に入れ、特定な個所の表面に粗大粒体が集まる振動をさせ、粗大粒子の集まった特定な個所のみを監視する、または、取り出し装置で取り出し観察することによりことによりふるい分け機の網の磨耗・破損を運転中に推定検出することができる。人による監視のみならず、撮像装置を用いて撮像し、その画像信号を既存の画像処理装置に送り、この画像処理装置にて個々の粒子の寸法を測定しふるい網の磨耗・破損を推定でき、粒子のふるい分け機による選別工程においてふるい分け機の網の磨耗・破損を運転中に確実に精度良く推定検知できる。
【図面の簡単な説明】
本発明の
【図１】実施例１，２の斜視図
【図２】実施例３のサンプリング斜視図
【図３】実施例３の検査斜視図
【図４】実施例４の斜視図
【図５】図２の取り出し装置の断面図
【符号の説明】
１    振動装置
２    粉体出口
３    粉体入口
４    振動装置容器
５    粉体たまり部
６    粗大粒子の高濃度部
７    検査用受器
８    取り出された粒子
９    振動用減速モーター
１０  取り出し装置
１１  排気口
１２  フィルター
１３  排気弁
１４  大気開放弁
１５  取り付けバンド
１８  クランク機構
２０  撮像装置
２１  カメラパソコン接続ケーブル
２２  パソコン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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