(57)【要約】【課題】速い搬送速度で搬送される粉粒体であっても、混入した微小磁性物を確実に効率よく除去できる微小磁性物除去装置を提供することである。【解決手段】粉粒体を搬送するベルトコンベア３に沿って、搬送される粉粒体を薄い層厚に均すゲート６と、粉粒体に混入する微小磁性物を検出する幅方向に配列した複数の磁気センサ７と、これらの磁気センサ７に対応させて幅方向に配列した複数の吸引ノズル８とを上流側から順に配設し、各磁気センサ７で検出された微小磁性物を、コントローラ９で対応する吸引ノズル８の位置までトラッキングして、この対応する吸引ノズル８を作動させることにより、ベルトコンベア３の搬送速度を低下させることなく、粉粒体に混入する微小磁性物をピンポイントで確実に効率よく除去できるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を所定幅の搬送面上で搬送する搬送ラインに沿って、前記搬送される粉粒体に混入する微小磁性物を検出する磁性物検出手段と、磁性物検出手段で検出された微小磁性物を除去する磁性物除去手段とを上流側から順に配設した微小磁性物除去装置において、前記磁性物検出手段を前記搬送面の幅方向に配列した複数の磁気センサとし、前記磁性物除去手段をこの磁気センサの幅方向配列に対応させて配列した複数の独立な作動端で形成し、前記各磁気センサで検出された微小磁性物を、検出した磁気センサに対応する前記作動端の位置までトラッキングしてこの作動端を作動させ、前記粉粒体に混入する微小磁性物をピンポイントで除去するようにしたことを特徴とする微小磁性物除去装置。
【請求項２】
前記磁性物除去手段の作動端を、前記搬送面に近接させてその幅方向に配列され、前記微小磁性物を吸引して除去する複数の吸引ノズルとした請求項１に記載の微小磁性物除去装置。
【請求項３】
前記吸引ノズルの負圧発生源を、空気の一次流で吸引二次流を発生させる空気エジェクタとした請求項２に記載の微小磁性物除去装置。
【請求項４】
前記磁性物除去手段の作動端を、前記搬送面の排出端に近接させてその幅方向に配列され、前記微小磁性物をブローして除去する複数のエア噴射ノズルとした請求項１に記載の微小磁性物除去装置。
【請求項５】
前記磁性物検出手段の上流側に、前記搬送面上を搬送される粉粒体を薄い層厚に均す層厚調整手段を設けた請求項１乃至４のいずれかに記載の微小磁性物除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、粉体や粒状体（以下、粉粒体と称する）に混入する微小磁性物を除去する微小磁性物除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムイオン電池用正極素材、半導体封止用素材、石英ガラス原料、液晶組成物、医薬品、食品、化学品等の粉粒体には、その破砕工程等で金属摩耗粉等の微小な磁性物が混入することがある。このような素材原料に混入した微小磁性物は、製品の機能や品質を著しく低下させるので、確実に除去する必要がある。例えば、リチウムイオン電池用正極素材については、素材の粉粒体を搬送する空気搬送配管を磁性材で形成して磁石手段により磁化し、素材に混入した磁性物を空気搬送配管に吸着除去する方法が提案され（特許文献１参照）、半導体封止用素材については、回転する磁石ドラムの上方から素材の粉粒体を落下させ、磁性物を磁石ドラムで吸着除去する方法が提案されている（特許文献２参照）。また、石英ガラス原料については、原料粉を搬送するベルトコンベアの排出側プーリを磁気ドラムとし、磁性物を非磁性の原料粉と分離して手前に落下させる方法が提案されている（特許文献３参照）。
【０００３】
一方、粉粒体からの比較的大きい異物の除去装置としては、搬送コンベア上を広げられた状態で搬送される粒状体に混入する異物（金属片）を検出する異物検出手段（Ｘ線検査装置）と、その搬送コンベア上の位置を検出する搬送位置検出手段（画像処理装置）とを備え、検出された異物を吸引するバキュームヘッドを移動手段（ロボット）で移動させるようにしたものがある（特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２４３９４７号公報（第４−６頁、第２−４図）
【特許文献２】
特開２０００−１３６２８９号公報（第５−９頁、第６−７図）
【特許文献３】
特開２００１−１３７７４０号公報（第４−６頁、第１−３図）
【特許文献４】
特開２００２−１２３１号公報（第２−３頁、第１−３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１乃至３に記載された微小磁性物を磁石の吸着力を利用して除去する方法は、磁性物のみを除去できる利点を有するが、微小な磁性物が粉粒体に紛れ込んで後工程に送られる恐れがあり、確実には微小磁性物を除去できない問題がある。
【０００６】
一方、特許文献４に記載された搬送コンベア上の異物とその位置を検出して、移動可能なバキュームヘッドで吸引する方法は、異物の存在を確実に検知することはできるが、異物が搬送コンベア上の複数箇所で検出されたときに、バキュームヘッドの移動に時間がかかり、搬送コンベアの搬送速度を非常に遅くするか、一時停止する必要がある。このため、分速数ｍから数十ｍ程度の速い搬送速度を必要とされるリチウムイオン電池用正極素材や半導体封止用素材等の搬送ラインには適用できない。
【０００７】
そこで、この発明の課題は、速い搬送速度で搬送される粉粒体であっても、混入した微小磁性物を確実に効率よく除去できる微小磁性物除去装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、粉粒体を所定幅の搬送面上で搬送する搬送ラインに沿って、前記搬送される粉粒体に混入する微小磁性物を検出する磁性物検出手段と、磁性物検出手段で検出された微小磁性物を除去する磁性物除去手段とを上流側から順に配設した微小磁性物除去装置において、前記磁性物検出手段を前記搬送面の幅方向に配列した複数の磁気センサとし、前記磁性物除去手段をこの磁気センサの幅方向配列に対応させて配列した複数の独立な作動端で形成し、前記各磁気センサで検出された微小磁性物を、検出した磁気センサに対応する前記作動端の位置までトラッキングしてこの作動端を作動させ、前記粉粒体に混入する微小磁性物をピンポイントで除去する構成を採用した。
【０００９】
すなわち、磁性物検出手段を搬送面の幅方向に配列した複数の磁気センサとして、磁性物除去手段をこの磁気センサの配列に対応させた複数の独立な作動端で形成し、各磁気センサで検出された微小磁性物を、その対応する磁性物除去手段の作動端の位置までトラッキングしてこの作動端を作動させることにより、搬送装置の搬送速度を低下させることなく、粉粒体に混入する微小磁性物をピンポイントで確実に効率よく除去できるようにした。
【００１０】
前記磁性物除去手段の作動端としては、前記搬送面に近接させてその幅方向に配列され、前記微小磁性物を吸引して除去する複数の吸引ノズルを採用することができる。
【００１１】
前記吸引ノズルの負圧発生源を、空気の一次流で吸引二次流を発生させる空気エジェクタとすることにより、吸引ノズルの吸引応答性を高いものとすることができる。
【００１２】
前記磁性物除去手段の作動端としては、前記搬送面の排出端に近接させてその幅方向に配列され、前記微小磁性物をブローして除去する複数のエア噴射ノズルも採用することができる。
【００１３】
前記磁性物検出手段の上流側に、前記搬送面上を搬送される粉粒体を薄い層厚に均す層厚調整手段を設けることにより、微小磁性物の検出精度を安定して高めることができ、磁性物検出手段としての各磁気センサも小容量でコンパクトなものとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図８に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１乃至図６は、第１の実施形態を示す。図１および図２は、実施形態の微小磁性物除去装置を配設したリチウムイオン電池用正極素材である粉粒体の搬送ラインを示す。この搬送ラインは、粉粒体が投入されるホッパ１と、ホッパ１の下端から粉粒体を送り出す振動フィーダ２と、振動フィーダ２で送り出された粉粒体を受け取って排出端に搬送するベルトコンベア３と、その排出端に搬送された粉粒体が投入されるシュート４および製品回収部５とで構成されている。ベルトコンベア３の両サイドには、粉粒体の搬送幅を規制するサイドガイド３ａが設けられている。なお、ベルトコンベア３は振動フィーダ２よりも高速の搬送速度に設定され、振動フィーダ２から受け取る粉粒体の層厚を薄くして搬送するようになっている。
【００１５】
前記微小磁性物除去装置は、ベルトコンベア３の搬送ラインに沿って、振動フィーダ２から受け取った粉粒体を薄い層厚に均す層厚調整手段としてのゲート６と、粉粒体に混入する微小磁性物を検出する磁性物検出手段としての複数の磁気センサ７と、磁性物除去手段の作動端としての複数の吸引ノズル８とを上流側から順に配設したものであり、各磁気センサ７の検出出力に基づいて各吸引ノズル８を作動させるコントローラ９も設けられている。また、ベルトコンベア３の排出端の手前には、シュート４に投入される粉粒体に微小磁性物が残存していないことを確認するための磁気センサ１０も設けられている。
【００１６】
前記各磁気センサ７は、センサヘッドの基板上に金属磁性材料の薄膜をツヅラ折れのミアンダ形状に形成した大きさが２ｍｍ角程度の薄膜状で、磁気インピーダンス効果を利用して磁気を検出する非接触式のものであり、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ベルトコンベア３を跨ぐフレーム１１の搬送面に近接する下面に、磁石を有する支持台７ａを介して取り付けられている。これらの磁気センサ７は、ベルトコンベア３の搬送幅の全長に渡って微小磁性物を隈なく検出できるように、ｎ個のものが２列の千鳥状で幅方向に検出区間の隙間がないように配列されている。この配列は幅方向の検出区間の隙間がなければよく、３列以上の配列や千鳥状以外の配列としてもよい。図示は省略するが、確認用の磁気センサ１０も同様の構成とされている。
【００１７】
前記各吸引ノズル８は、図４および図５に示すように、エジェクタ１２を介して微小磁性物の異物回収部１３に接続され、エジェクタ１２には電磁弁８ａを備えた空気管１４が接続されている。ベルトコンベア３の搬送面に吸引口が近接する各吸引ノズル８は、各磁気センサ７のセンサヘッドと１：１に対応する幅方向位置で、搬送方向に少しずつ位置をずらして斜め方向へ２列に配列されている。
【００１８】
前記コントローラ９には、図１に示したように、各磁気センサ７、１０、ベルトコンベア３の搬送速度Ｖを検出するエンコーダ（図示省略）、および各吸引ノズル８の電磁弁８ａに接続されており、前記１：１に対応する各磁気センサ７と吸引ノズル８間の搬送距離Ｌｉ（ｉ＝１〜ｎ）が予め入力されている。なお、エンコーダはベルトコンベア３の駆動ローラ３ｂの回転速度を検出するようになっており、この回転速度からベルトコンベア３の搬送速度Ｖが求められる。
【００１９】
前記コントローラ９は、いずれかの磁気センサ７で粉粒体に混入する微小磁性物が検出されたときに、ベルトコンベア３の搬送速度Ｖと前記該当する搬送距離Ｌｉとから、図６（ａ）に示すように、検出された微小磁性物Ｍが対応する吸引ノズル８の直下に到達する時間をトラッキングし、このトラッキングしたタイミングでその電磁弁８ａを瞬間的に開けるように作動する。電磁弁８ａが開けられると、前記エジェクタ１２内に空気管１４からの圧縮空気が異物回収部１３に向かって一次流として流れ、この一次流により吸引ノズル８の吸引口に吸引二次流が発生して、図６（ｂ）に示すように、その直下の微小磁性物Ｍを含む粉粒体Ａがピンポイントで吸引ノズル８に吸引される。吸引された微小磁性物Ｍを含む粉粒体Ａは、異物回収部１３に回収されることにより除去される。上述したように、吸引ノズル８は各磁気センサ７に対応して独立に設けられているので、同時に複数の磁気センサ７が微小磁性物を検出しても、これらを確実に除去することができる。
【００２０】
このようにして微小磁性物を除去された粉粒体は、ベルトコンベア３の排出端に搬送され、前記確認用の磁気センサ１０で微小磁性物の混入がないことを確認されたのち、シュート４から製品回収部５に投入される。なお、万が一、磁気センサ１０で微小磁性物の残存が検出されたときは、コントローラ９はベルトコンベア３を非常停止するとともに警報信号を発する。
【００２１】
図７および図８は、第２の実施形態を示す。この微小磁性物除去装置もベルトコンベア３で搬送される粉粒体から微小磁性物を除去するものであり、磁性物除去手段の作動端を、ベルトコンベア３の排出端に近接させて幅方向に配列したエア噴射ノズル１５とした点が第１の実施形態と異なる。磁性物検出手段としての磁気センサ７は、第１の実施形態のものと同様に、２列の千鳥状で幅方向に配列され、各エア噴射ノズル１５を作動させるコントローラ９に接続されている。図示は省略するが、各エア噴射ノズル１５は、電磁弁を介してコンプレッサ等のエア源に接続されている。また、上流側の層厚調整手段としてのゲート等の構成は第１の実施形態のものと同じである。
【００２２】
前記エア噴射ノズル１５は、排出端で斜め下方に逃げるベルトコンベア３のベルトの下側に、排出端から落下する粉粒体へ斜め上方に向けて、２列で千鳥状に配列されている。これらのエア噴射ノズル１５も、第１の実施形態の吸引ノズル８と同様に、各磁気センサ７と１：１に対応する幅方向位置で配列されている。いずれかの磁気センサ７で粉粒体に混入する微小磁性物が検出されると、コントローラ９は、前記ベルトコンベア３の搬送速度Ｖと該当する磁気センサ７から排出端までの搬送距離Ｌｉに基づいて、検出された微小磁性物が排出端から落下する時間をトラッキングし、対応するエア噴射ノズル１５を瞬間的に開けるように作動して、微小磁性物を含むその周りの粉粒体をピンポイントで吹き飛ばす。したがって、吹き飛ばされた微小磁性物は、排出端から離れたシュート４ｂから異物回収部１６に落下し、微小磁性物を除去された粉粒体は、排出端の直下のシュート４ａから製品回収部５に回収される。
【００２３】
上述した各実施形態では、磁性物除去手段の作動端である吸引ノズルやエア噴射ノズルを、１：１で磁気センサに対応させて配列したが、１つずつの作動端を２つ以上の磁気センサに対応させて配列し、磁性物除去手段の作動端の数を減らすようにしてもよい。
【００２４】
また、磁気センサや磁性物除去手段の作動端は、実施形態のものに限定されることはなく、それぞれ搬送幅方向の狭い範囲に限定して、微小磁性物の検出や除去が可能なものであればよい。さらに、本発明に係る微小磁性物除去装置は、ベルトコンベアのほかに、粉粒体を所定幅の搬送面上で搬送する振動フィーダや回転テーブル等の搬送ラインにも配設することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、この発明の微小磁性物除去装置は、磁性物検出手段を搬送面の幅方向に配列した複数の磁気センサとして、磁性物除去手段をこの磁気センサの配列に対応させた複数の独立な作動端で形成し、各磁気センサで検出された微小磁性物を、その対応する磁性物除去手段の作動端の位置までトラッキングしてこの作動端を作動させるようにしたので、搬送装置の搬送速度を低下させることなく、粉粒体に混入する微小磁性物をピンポイントで確実に効率よく除去することができ、製品の回収率を高くすることができる。
【００２６】
また、前記磁性物検出手段の上流側に、搬送面上を搬送される粉粒体を薄い層厚に均す層厚調整手段を設けることにより、微小磁性物の検出精度を安定して高めることができ、磁性物検出手段としての各磁気センサも小容量でコンパクトなものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】粉粒体の搬送ラインに配設した第１の実施形態の微小磁性物除去装置を示す正面図
【図２】図１の平面図
【図３】ａは図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図、ｂはａの平面図
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図
【図５】図２の磁気センサと吸引ノズルの配列関係を説明する平面図
【図６】ａは微小磁性物を検出した磁気センサに対応する吸引ノズルが作動する直前の状態を示す拡大断面図、ｂはａの作動直後の状態を示す拡大断面図
【図７】第２の実施形態の微小磁性物除去装置を示す一部省略正面図
【図８】図７の一部省略側面図
【符号の説明】
１  ホッパ
２  振動フィーダ
３  ベルトコンベア
３ａ  サイドガイド
３ｂ  駆動ローラ
４、４ａ、４ｂ  シュート
５  製品回収部
６  ゲート
７  磁気センサ
７ａ  支持台
８  吸引ノズル
８ａ  電磁弁
９  コントローラ
１０  磁気センサ
１１  フレーム
１２  エジェクタ
１３  異物回収部
１４  空気管
１５  エア噴射ノズル
１６  異物回収部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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