(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁を水平に位置付けた円盤面を有して円盤面の中心を通る鉛直軸線を中心に回転駆動を自在に配設された回転体と、
この円盤面の上方の該鉛直軸線上に位置する供給口から供給され回転体の回転により円盤面上を周縁に向けて膜状に延びる粉粒体の中の異物を検知する検知手段と、
検知手段により検知された異物を円盤面の周縁から落下する際に除去する除去手段とを備え、
除去手段が、
円盤面の周縁から落下する異物に向けて空気を噴射する空気噴射手段と、
この空気噴射手段によって粉粒体とともに吹き飛ばされた異物を受け入れる受入部とを備え、
空気噴射手段が、回転体の半径方向外側に配設され、
異物の受入部が、回転体の下方に位置し該鉛直軸線を中心にして上方が開口した筒体を備えている、
ことを特徴とする粉粒体の異物検知・除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体の中に含まれている異物を検知し除去する、粉粒体の異物検知・除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉粒体、例えば粉粒状の食品、医薬品、プラスチック等、に含まれている異物を検知し除去する装置の典型例は、ホッパに貯留した粉粒体をベルトコンベアの上に薄膜状に拡げて供給し、この薄膜状の粉粒体の中の異物をカメラによって検知し、検知した異物を吸引パイプによって吸引し除去している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−８４４９６号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したとおりの形態の従来の粉粒体の異物検知・除去装置には、次のとおりの解決すべき課題がある。
【０００４】
すなわち、粉粒体の膜の中の異物をカメラで撮影して画像処理し異物として検知するには、異物が粉粒体膜の表面に出るようにしなければならない。したがって、微細な粉粒体の場合には、粉粒体の中に含まれる異物が表面に現れる厚さで粉粒体を供給する必要がある。しかしながら従来の装置においては、粉粒体を均一な薄膜で供給するのが難しい。
【０００５】
また、ホッパなどに貯留した粉粒体は、粒子同士が付着する凝集現象を起こして塊状になりやすい。したがって、ホッパの出口を狭くして粉粒体を薄膜状にする場合、凝集し塊状になった粉粒体は、出口に詰まり、安定した膜厚の供給が難しい。
【０００６】
さらに、ベルトコンベア等を用いる装置は、複雑で大型になりやすい。
【０００７】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、粉粒体中の異物を検知するための安定した薄膜の粉粒体層を得ることができ、かつ異物を容易に除去することができ、さらに構造が簡単でコンパクトな、粉粒体の異物検知・除去装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば上記技術的課題を解決する粉粒体の異物検知・除去装置として、周縁を水平に位置付けた円盤面を有して円盤面の中心を通る鉛直軸線を中心に回転駆動を自在に配設された回転体と、この円盤面の上方の該鉛直軸線上に位置する供給口から供給され回転体の回転により円盤面上を周縁に向けて膜状に延びる粉粒体の中の異物を検知する検知手段と、検知手段により検知された異物を円盤面の周縁から落下する際に除去する除去手段とを備え、除去手段が、円盤面の周縁から落下する異物に向けて空気を噴射する空気噴射手段と、この空気噴射手段によって粉粒体とともに吹き飛ばされた異物を受け入れる受入部とを備え、空気噴射手段が、回転体の半径方向外側に配設され、異物の受入部が、回転体の下方に位置し該鉛直軸線を中心にして上方が開口した筒体を備えている、ことを特徴とする粉粒体の異物検知・除去装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に従って構成された粉粒体の異物検知・除去装置は、周縁を水平に位置付けた円盤面を有して円盤面の中心を通る鉛直軸線を中心に回転駆動を自在に配設された回転体と、この円盤面の上方の該鉛直軸線上に位置する供給口から供給され回転体の回転により円盤面上を周縁に向けて膜状に延びる粉粒体の中の異物を検知する検知手段と、検知手段により検知された異物を円盤面の周縁から落下する際に除去する除去手段とを備え、除去手段は、円盤面の周縁から落下する異物に向けて空気を噴射する空気噴射手段と、この空気噴射手段によって粉粒体とともに吹き飛ばされた異物を受け入れる受入部とを備え、空気噴射手段は、回転体の半径方向外側に配設され、異物の受入部は、回転体の下方に位置し該鉛直軸線を中心にして上方が開口した筒体を備えている。
【００１３】
したがって、粉粒体を遠心力によって円盤面の周縁に向けて拡散させることにより安定した薄膜を形成し、周縁において粉粒体の中の異物を検知し、異物を円盤面の周縁から落下する際に除去する、構造が簡単でコンパクトな、粉粒体の異物検知・除去装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に従って構成された粉粒体の異物検知・除去装置について、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。
【００１５】
図１および図２を参照して説明する。全体を番号２で示す粉粒体の異物検知・除去装置は、周縁を水平に位置付けた円盤面Ｓを有して円盤面Ｓの中心を通る鉛直軸線Ｘを中心に回転駆動を自在に配設された回転体４と、円盤面Ｓの上方の鉛直軸線Ｘ上に位置する供給口６から供給され回転体４の回転により円盤面Ｓ上を周縁に向けて膜状に延びる粉粒体の中の異物を検知する検知手段８と、検知手段８によって検知された異物を円盤面Ｓの周縁から落下する際に除去する除去手段１０を備えている。
【００１６】
回転体４は平板によって形成され円盤面Ｓは平面に形成されている。回転体４の下面には回転体４を鉛直軸線Ｘを中心に回転駆動する電動モータＭが備えられている。
【００１７】
円盤面Ｓの周縁の円盤面Ｓに向けて周方向に所定の間隔で配設された検知手段８としての複数個の検知カメラであるＣＣＤカメラ８ａ（実施の形態においては４個）を備えている。４個のＣＣＤカメラ８ａは周方向に９０°の間隔で設置され、それぞれが互いに隣接する９０°の範囲を撮影する。ＣＣＤカメラ８ａそれぞれの周方向両側には、撮影範囲を照射する照明１２、１２が設置されている。
【００１８】
除去手段１０は、円盤面Ｓの周縁から落下する異物に向けて空気を噴射する回転体４の半径方向外側に配設された空気噴射手段としてのエアガン１０ａと、エアガン１０ａによって粉粒体とともに吹き飛ばされた異物を受け入れる受入部１０ｂを備えている。エアガン１０ａは、ＣＣＤカメラ８ａ１個に対して、回転体４の半径方向外側に回転軸線Ｘの方向に向けて１個以上配設されている。
【００１９】
異物の受入部１０ｂは、回転体４の下方に位置し鉛直軸線Ｘを中心にして上方が開口した筒体１０ｃを備えている。筒体１０ｃは回転体４の周縁の直下に位置付けられている。受入部１０ｂは、粉粒体と異物が分離可能な場合には、分離機、例えばサイクロン分離機（図示していない）に接続され粉粒体と異物が分離される。筒体１０ｃの外側には異物を含まない粉粒体を受け入れる環状空間１１が形成されている。
【００２０】
後に詳述のとおり、複数個のＣＣＤカメラ８ａのいずれかが異物を検知したときには、異物が円盤面Ｆの周縁から落下する際に、対応したエアガン１０ａが作動し、異物を粉粒体とともに受入部１０ｂに吹き飛ばす。
【００２１】
なお、ＣＣＤカメラ８ａおよびエアガン１０ａの、設置個数および設置間隔は、粉粒体中の異物の大きさ、混入状況などに応じて、個数および間隔を増減すればよい。
【００２２】
異物検知・除去装置２は、供給口６に粉粒体を連続定量的に供給する粉粒体供給機１４を備えている。粉粒体供給機１４は、周知のものでよく詳細な説明は省略するが、例えば特公平４−５３７７８号公報に開示されている典型例のように、粉粒体貯槽１４ａ内の底部に外周部に複数個の計量室を有した回転テーブル１４ｂを備え、回転テーブル１４ｂを駆動手段１４ｃによって所定の方向に回転させることにより、計量室に流入した粉粒体が順次供給口６に送られるものである。
【００２３】
異物検知・除去装置２は、制御装置１６を備えている。制御装置１６は、回転体４の電動モータＭの作動、粉体供給機１４の駆動手段１４ｃの作動、検知手段８のＣＣＤカメラ８ａの作動、および除去手段１０のエアガン１０ａの作動を制御するための、動力源、スイッチ、コントローラ等を備えている。
【００２４】
制御装置１６による粉粒体の異物検知・除去装置２の作動手順は次のとおりである。
先ず、電動モータＭを作動させ回転体４を回転させる。また、検知手段８に併設された照明を点灯させる。
次に、粉粒体供給機１４の駆動手段１４ｃを作動させ、供給口６から粉粒体を回転体４の円盤面Ｓに供給する。
検知手段８の複数個のＣＣＤカメラ８ａによって円盤面Ｓ上の粉粒体膜に異物が検出されたときには、対応する除去手段１０のエアガン１０ａを作動させ、異物が円盤面Ｓの周縁から落下する際に粉粒体とともに受け入れ部１０ｂに吹き飛ばし除去する。
異物が除かれた、あるいは異物が検知されない粉粒体は環状空間１１に落下する。
【００２５】
上述の円盤面Ｓの形状は平面だけでなく、粉粒体の種類、処理量等に応じて、すなわち粉粒体の質量、密度、比重、粒子サイズ、円盤面との摩擦係数等に応じて、基本的に粉粒体に作用する下記の力の関係を考慮して、種々の形状に決定される。
【００２６】
すなわち、図３を参照して力の関係について説明する。例えば、円盤面Ｓが鉛直軸線Ｘを中心に周縁に向けて角度θで下方に傾斜する場合、粉粒体には次の力が作用する。ｍを粉粒体の質量、ｒを粉粒体の回転半径、μを粉粒体と円盤面の摩擦係数とすると、
Ｆｚ：回転体４の回転速度Ｖにより粉粒体に加わる遠心力＝ｍＶ２/ｒ
Ｆｚ１：Ｆｚにより粉粒体が傾斜面に沿って滑り落とされる力＝Ｆｚ・ｃｏｓθ
Ｆｚ２：Ｆｚにより粉粒体が傾斜面から離される力＝Ｆｚ・ｓｉｎθ
Ｆｗ：質量ｍの粉粒体の自重
Ｆｗ１：Ｆｗにより粉粒体が傾斜面に沿って滑り落とされる力＝Ｆｗ・ｓｉｎθ
Ｆｗ２：Ｆｗにより粉粒体が傾斜面に押しつけられる力＝Ｆｚ・ｃｏｓθ
Ｆｆ：粉粒体と傾斜面の摩擦力＝（Ｆｗ２−Ｆｚ２）μ
Ｆａ：粉粒体と傾斜面間に働く付着力や静電気力
【００２７】
したがって、粉粒体を傾斜面に沿って周縁の方向に動かすには、
Ｆｚ１＋Ｆｗ１＞Ｆｆ＋Ｆａの関係が必要である。
【００２８】
そこで、例えば、摩擦力Ｆｆや付着力、静電気力Ｆａが大きい粉粒体ほど回転体４を高速で回転させ遠心力Ｆｚを大きくする、あるいは円盤面の角度θを大きくする、摩擦力Ｆｆや付着力、静電気力Ｆａが小さいほど回転体４を低速で回転させる、あるいは角度θを小さくする。円周面Ｆの周縁において異物の検出をより容易にするには、周縁においては粉粒体が緩やかに流れるように、回転速度Ｖ、傾斜θ等を適宜に選定する。
【００２９】
ここで円盤面Ｓの他の形状について説明する。なお、以下の説明において図は、理解を容易にするために形状は誇張して示されている。
【００３０】
図４を参照して説明する。この円盤面Ｓ２は、前述の図３と同じものであり、鉛直軸線Ｘ上に位置して供給口６（図１）からの粉粒体を周辺に拡散する円板状の突部Ｓ２ａと、突部Ｓ２ａから円盤面Ｓ２の周縁に向けて徐々に下方に角度θで傾斜する鉛直軸線Ｘを中心にした円錐面部Ｓ２ｂを備えている。なお、この円盤面Ｓ２のように異物を検知する周縁が斜面の場合には、ＣＣＤカメラ８ａは撮像方向を斜面に直角にして設置される。
【００３１】
図５を参照して説明する。この円盤面Ｓ３は、鉛直軸線Ｘ上に位置して供給口６（図１）からの粉粒体を周辺に拡散する円板状の突部Ｓ３ａと、突部Ｓ３ａから円盤面Ｓ３の周縁に向けて下方に徐々に、急傾斜Ｓ３ｂから緩傾斜Ｓ３ｃに変化する鉛直軸線Ｘを中心にした回転曲面部Ｓ３ｄを備えている。
【００３２】
図６を参照して説明する。この円盤面Ｓ４は、前記の円盤面Ｓ３（図５）の回転曲面部Ｓ３ｄの周縁に、緩傾斜Ｓ３ｃに続く水平面を有した環状平面部Ｓ４ａ備えている。
【００３３】
図７を参照して説明する。この円盤面Ｓ５は、前記の円盤面Ｓ３（図５）の回転曲面部Ｓ３ｄの周縁に、緩傾斜Ｓ３ｃに続き外方に向けて徐々に立ち上がる逆傾斜の円弧面を有した環状堰部Ｓ５ａを備えている。
【００３４】
図１、図２を参照して、上述したとおりの粉粒体の異物検知・除去装置２の作用効果について説明する。
【００３５】
粉粒体の異物検知・除去装置２は、周縁を水平に位置付けた円盤面Ｓを有して鉛直軸線Ｘを中心に回転駆動を自在に配設された回転体４と、この円盤面Ｓの上方の鉛直軸線Ｘ上に位置する供給口６から供給され回転体４の回転により円盤面Ｓ上を周縁に向けて膜状に延びる粉粒体の中の異物を検知する検知手段８と、検知手段８の検知信号に基づいて検知された異物を円盤面Ｓの周縁から落下する際に除去する除去手段１０を備えている。
【００３６】
したがって、粉粒体を遠心力によって円盤面Ｓの周縁に向けて拡散させることにより安定した薄膜を形成し、周縁において粉粒体の中の異物を検知し、異物を円盤面Ｓの周縁から落下する際に除去することができる、構造が簡単でコンパクトな、粉粒体の異物検知・除去装置２を提供することができる。
【００３７】
検知手段８は、円盤面Ｓの周縁に検知カメラ８ａを複数個備えているので、粉粒体中の異物を確実に検知することができる。
【００３８】
除去手段１０は、異物に向けて空気を噴射する空気噴射手段１０ａを備えているので、粉粒体を変質させることなく異物を除去することができる。
【００３９】
空気噴射手段１０ａは、回転体４の半径方向外側に配設され、異物の受入部１０ｂは回転体４の下方に位置し鉛直軸線Ｘを中心にした筒体１０ｃを備えているので、簡単でコンパクトである。
【００４０】
また、供給口６に粉粒体を連続定量的に供給する粉粒体供給機１４を備えているので、安定した厚さの粉粒体膜を連続して形成することができる。
【００４１】
また、円盤面Ｓを平面によって形成すると、製作が容易で簡単な異物検知・除去装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に従って構成された粉粒体の異物検知・除去装置の構成説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢印方向に円盤面を見た平面図。
【図３】円盤面の粉粒体に作用する力の説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図４】他の形状の円盤面の説明図。
【図５】さらに他の形状の円盤面の説明図。
【図６】さらに他の形状の円盤面の説明図。
【図７】さらに他の形状の円盤面の説明図。
【符号の説明】
【００４６】
２：粉粒体の異物検知・除去装置
４：回転体
６：供給口
８：検知手段
８ａ：ＣＣＤカメラ（検知カメラ）
１０：除去手段
１０ａ：エアガン（空気噴射手段）
Ｓ、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５：円盤面
Ｘ：鉛直軸線
【図１】
0005140387.tif 000002
【図２】
0005140387.tif 000003
【図３】
0005140387.tif 000004
【図４】
0005140387.tif 000005
【図５】
0005140387.tif 000006
【図６】
0005140387.tif 000007
【図７】
0005140387.tif 000008