(57)【要約】【課題】  金属異物を除去すると共に、金属異物の吸着、離脱及び近傍通過を検知及び報知することができるマグネットフィルタを提供する。【解決手段】  複数の環状の永久磁石２と環状のヨーク３とが、交互にかつ隣接する永久磁石２の同極同士が向かい合うようにバーマグネット１の外筒１２内に収容される。各永久磁石２の外周部にはコイル５が巻回されており、各コイル５から導出されたリード部は端子板８及びコネクタ１６を介して外部の検出回路に接続されている。各コイル５は、バーマグネット１への磁性体金属の吸着、離脱及びバーマグネット１の近傍への磁性体金属又は非磁性体金属の通過によって検出信号を検知回路に出力する。検知回路は、各コイル５が検出した信号を分析し、バーマグネット１への磁性体金属の吸着、離脱、並びに磁性体金属及び非磁性体金属の通過を検知する。【選択図】  図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
通過する粉粒体、液体、流動体等の原材料内に含まれている磁性体や非磁性体等の金属異物の吸着除去や前記原材料からの離脱の実施や前記金属異物の通過を検出するマグネットフィルタであって、該マグネットフィルタは複数の永久磁石と隣接する前記永久磁石間に介設されて一体的に固定されるヨーク等とからなるバーマグネットと、該バーマグネットの前記永久磁石の外周に直接又はボビンを介して巻回されるコイルと、該コイルに連通し前記コイルに連結し前記コイルからの検知信号によって前記金属異物の吸着や離脱や通過を検知する金属異物検知手段とを有することを特徴とするマグネットフィルタ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、異物除去装置内を通過する粉粒体、液体、流動体等の原材料の内部に含まれる金属異物の吸着除去のみならず前記原材料からの離脱やその近傍の通過を検知する機能を有するマグネットフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、食品，薬品，樹脂製品などの製造工程において各種原材料中に金属片や鉄粉、又は製造ラインの設備の金属摩耗粉等の金属異物が混入することがある。このような金属異物を除去することを目的として、マグネット（永久磁石）を利用し金属異物を吸着又は渦電流による磁気力によって除去する所謂マグネットフィルタが広く使用されるようになってきた。現在では、このマグネットフィルタの金属異物の除去能力は、その材料であるマグネット素材の特性向上に伴い年々性能アップしているのが実情である。なお、本考案に類似する先行技術は見当らない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、マグネットフィルタの性能アップは、あくまで金属異物の除去能力を追求したものであるため、各種原材料中から金属異物を除去（除鉄）するのみの単一機能を向上させることには大いに貢献しているが、金属異物の除去のみでなく、金属異物の通過や離脱などを検知することは困難である。換言すれば、マグネットの吸着力により磁性体金属を除去するマグネットフィルタでは弱磁性体金属異物や非磁性体金属異物を除去することは事実上難しく、金属異物発生源や発生時期を特定して報知したり設備の稼動を停止したりして、信頼性の高い製品の品質管理を行うことは困難であるという問題がある。また、例えばこのような報知機能を通常のマグネットフィルタに備えようとする場合、マグネットフィルタとは別に金属探知装置等を利用した報知装置を新たに追加設置する必要があり、大きな設置スペースが必要となると共に設備投資が高額になるという問題もある。
【０００４】
この考案は、このような問題点を解決するためになされたもので、金属異物を除去すると共に、磁性体、非磁性体に係らず金属異物の吸着除去、離脱及び近傍通過を検知し報知することができるマグネットフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案は、以上の目的を達成するために、請求項１の考案は、通過する粉粒体、液体、流動体等の原材料内に含まれている磁性体や非磁性体等の金属異物の吸着除去や前記原材料からの離脱の実施や前記金属異物の通過を検出するマグネットフィルタであって、該マグネットフィルタは複数の永久磁石と隣接する前記永久磁石間に介設されて一体的に固定されるヨーク等とからなるバーマグネットと、該バーマグネットの前記永久磁石の外周に直接又はボビンを介して巻回されるコイルと、該コイルに連通し前記コイルに連結し前記コイルからの検知信号によって前記金属異物の吸着や離脱や通過を検知する金属異物検知手段とを有することを特徴とする。
【考案の効果】
【０００６】
本考案の請求項１のマグネットフィルタによれば、バーマグネットに複数の永久磁石を配設し、これら永久磁石が形成する磁場の磁力線の変化を検出するコイルを永久磁石と一体的に配設したため、バーマグネットへの磁性体金属異物の吸着除去や離脱及びバーマグネット近傍への非磁性体金属異物の通過を検知することが可能となる。これにより、金属異物の除去のみならず信頼性の高い製品の品質管理を同時に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】この考案の一実施形態に係るマグネットフィルタに適用されるバーマグネットの一部を側断面図。
【図２】図１の一部を拡大した断面図。
【図３】各コイルが検出する誘導起電力の波形を示す図。
【図４】この考案の一実施形態に係るマグネットフィルタに適用される金属異物検知手段としての検知回路を示すブロック図。
【図５】本考案の他の実施形態に係るバーマグネットを示す斜視図。
【考案を実施するための形態】
【０００８】
以下、本考案のマグネットフィルタの実施の形態を図面を参照して詳述する。
図１は、この考案の一実施形態に係るマグネットフィルタに適用されるバーマグネットの一部の側断面図であり、図２はその一部を拡大して示す部分拡大断面図である。バーマグネット１は、この例では複数の環状の永久磁石２と、この永久磁石２よりもやや大径の環状の磁性体からなるヨーク３とを、永久磁石２の同極同士が向かい合うように同軸的に交互に配置して形成される。永久磁石２は、例えばネオジウムやサマリウムコバルト等希土類磁石などからなり、ヨーク３は、例えばＳＳ４００等の低炭素鋼や純鉄、パーマロイ等の強磁性体からなる。交互に配置された複数の永久磁石２とヨーク３の両端には環状のスペーサ４ａ，４ｂが配置されている。但し、スペーサ４ａ，４ｂは省略されてもかまわない。
【０００９】
各永久磁石２の外周には、金属異物の吸着、離脱及び近傍通過を検出するためのコイル５が同軸巻回されている。コイル５は、永久磁石２の外周に直接巻回されていても良いが、例えば図２に示すように、樹脂製のボビン１３に巻回したうえで永久磁石２の外周に装着するようにすると、コイル５の取付の作業性が向上する。ヨーク３の外径は、永久磁石２の外径よりも僅かに大きく、コイル５の巻回状態での外径は、ヨーク３の外径にほぼ等しくなるように寸法設定されている。なお、この例では、コイル５は全ての永久磁石２の外周に装着されているが、複数の永久磁石２の１つおきに装着するなど、少なくとも一部の永久磁石２に装着すれば良い。
【００１０】
永久磁石２、ヨーク３及びスペーサ４ａ，４ｂの中心孔には両端にねじ６ａ，６ｂが形成されたシャフト６が挿入され、シャフト６の一方の端部に形成されたねじ６ａには、第１の保持手段となるキャップ７が固定され、他方の端部に形成されたねじ６ｂには、第２の保持手段を構成する端子板８、それを固定するナット９、止め板１０及びそれを固定するナット１１が固定されている。そして、これら保持手段によって複数の永久磁石２、ヨーク３及びスペーサ４ａ，４ｂを永久磁石２の磁気反発力に抗して密着させるように固定している。これら永久磁石２、ヨーク３、スペーサ４ａ，４ｂ及びコイル５は、非磁性体の金属からなる外筒１２によって覆われている。キャップ７は、小径部と大径部とを有し、小径部が外筒１２の一方の端部内周面に嵌合し、大径部が外筒１２の端部の開口部を閉塞している。なお、キャップ７は、接着材や溶接等により嵌合されていても良い。また、外筒１２の反対側の端部の開口部は、端子板８によって閉塞されている。
【００１１】
各コイル５から導出されたリード部（図示せず）は、各ヨーク３及びスペーサ４ｂに形成されたリード部貫通穴又は切り欠き（図示せず）を介してそれぞれ端子板８側の端部まで導かれ、端子板８に接続されている。端子板８は、円筒状のケース１４の内部に収容されている。ケース１４は、端子板８を覆う側の内径が小径部１４ａ、反対側の内径が大径部１４ｂとなっており、更に端子板８を覆う側の端部内周部に外筒１２の端部が挿入される中間径の外筒収容部１４ｃが形成されている。そして、ケース１４の小径部１４ａと大径部１４ｂの境となる段部に止め板１０が嵌合され、シャフト６のねじ６ｂに嵌合するナット１１を締付けることにより、止め板１０と外筒１２の端部とでケース１４が固定されている。ケース１４の永久磁石２とは反対側の端部には、キャップ１５が嵌合され、このキャップ１５にコネクタ１６が嵌合されている。コネクタ１６は、端子板８から導出されたリード１７と電気的に接続されて、金属異物検知回路にコイル５からの検出信号を出力する。
【００１２】
この構成のバーマグネット１は、次の工程により製造される。まず、シャフト６のねじ６ａにキャップ７を嵌合する。一方、巻回機を介してボビン１３にコイル５を巻回し、ボビン１３を永久磁石２の外周に装着する。次に、シャフト６のねじ６ｂ側から、スペーサ４ａ、ヨーク３、永久磁石２（コイル５が巻回されたもの）、スペーサ４ｂの順に、永久磁石２の同極同士が向かい合うように挿入し、端子板８を組み付けてナット９で固定し、外筒１２に挿入する。次に、ケース１４を組み付け、止め板１０をシャフト６のねじ６ｂに取付け、更にナット１１をねじ６ｂに固定することによりケース１４を外筒１２と止め板１０との間で固定する。最後に、端子板８に各コイル５からのリード部を接続すると共に、コネクタ１６のリード１７を接続し、両者を結線状態にしてキャップ１５及びコネクタ１６を組み付けて完成する。
【００１３】
このバーマグネット１では、各永久磁石２の同極同士がヨーク３を介して向かい合うように配置されているため、図１に示すように、磁力線Ｍが、各ヨーク３の周線部から径方向に出て隣接するヨーク３の方に至るように延びる。従って、このような１つ又は複数のバーマグネット１を粉粒体、液体、流動体などの原材料の通過経路に配置したり、ベルトコンベアのスピンドルなどに使用することにより、原材料に混入する磁性体の金属異物を外筒１２の外周面で吸着させることができる。一方、弱磁性体の金属異物の場合、一度バーマグネット１に吸着された金属異物が流体の流れによって離脱したり、バーマグネット１に吸着することなく、その近傍を通過することがある。また、原材料に混入した非磁性体の金属異物の場合には、バーマグネット１に吸着されることなく、その近傍を通過する。
【００１４】
バーマグネット１の外周に磁性体の金属異物が吸着すると、外筒１２の周囲の磁気抵抗が低下するので、各永久磁石２の外周部に巻回されたコイル５には、例えば図３に示すような正方向の誘導起電力が発生する。また、バーマグネット１に吸着された磁性体の金属異物がバーマグネット１から離脱すると、外筒１２の周囲に磁気抵抗が増加するので、コイル５には例えば図３に示すような負方向の誘導起電力が発生する。更に、バーマグネット１の近傍を磁性体の金属異物が通過すると、磁気抵抗が減少したのち増加するので、コイル５には、例えば図３に示すように、正方向から負方向に変化する誘導起電力が発生する。更に、バーマグネット１の近傍を非磁性体の金属異物が通過すると、渦電流損が発生することにより、コイル５には、例えば図３に示すように正方向から負方向に変化する磁性体よりもやや振幅が小さい誘導起電力が発生する。このように、バーマグネット１に対して金属異物の吸着、離脱及び近傍通過があると、コイル５に起電力が発生するので、これを検出信号とし、その信号のパターンを調べることにより、金属異物の吸着、離脱及び近傍通過の有無、並びに近傍通過の金属異物が弱磁性体であるか非磁性体であるかなどを識別することが可能になる。
【００１５】
図４はこの考案の一実施形態に係るマグネットフィルタに適用される金属異物検知手段としての検知回路を示すブロック図である。各コイル５で検出された信号は、端子板８及びコネクタ１６を介してバーマグネット１から外部に出力され、検知回路の入力処理部２１に入力される。入力処理部２１は、各コイル５から入力した検出信号の信号成分に所定のフィルタ処理を行い、信号成分中の高周波ノイズ成分を除去する。入力処理部２１でノイズ成分が除去された検出信号は、増幅及びコンパレータ２２に入力され、所定のレベルに増幅されると共に予め調整された閾値電圧を超える振幅の信号のみが検出され、各コイル５が検出した信号が、バーマグネット１への磁性体金属の吸着や離脱、弱磁性体金属及び非磁性体金属の通過等により検出されたものであるか否かが比較判定される。こうしてコンパレータ２２で検出された信号は、出力部２３に出力される。出力部２３は、例えばトランジスタリレーからなり、コンパレータ２２で検出された信号に基づき駆動され、磁性体金属の吸着及び離脱、弱磁性体金属及び非磁性体金属の通過等の検出を報知させるための信号を報知部２７に出力する。報知部２７は、出力部２３からの信号に基づき磁性体金属の吸着及び離脱、磁性体金属又は弱磁性体金属若しくは非磁性体金属の通過等の有無、それらの計数値などをそれぞれオペレータ等に個別に報知する。ノイズフィルタ２５は、電源２６に混入するノイズを抑制し、安定化電源２４は、ノイズフィルタ２５でノイズが抑制された電源電圧を安定化して所定の定電圧を検出回路の各部に供給する。
【００１６】
この実施形態のマグネットフィルタでは、各コイル５からの検出信号をそれぞれ個別に分析することができるため、バーマグネット１の位置に磁性体金属の吸着や離脱、及び弱磁性体金属や非磁性体金属の通過等があったかなどを詳細に検知することが可能であり、例えば製造設備のトラブル（かじり、摩耗、破損等）を迅速に検知しその発生状態を正確に報知することができる。そのため、不良品生産に対して早急な対応をとることができると共に、トラブル発生時期やトラブル発生装置などを特定することができ、製品の品質管理の精度を向上させることが可能となる。また、磁性体金属のみならず、弱磁性体金属や非磁性体金属などの金属異物を検出することができるため、種々の生産ラインに適用することが可能となる。更に、バーマグネット１に吸着した磁性体金属の適切な清掃時期などを正確に検知することができるため、高いメンテナンス性を実現することができる。
【００１７】
なお、本考案は上述した実施態様のものに限定されるものではなく、例えば図５に示すように、マグネットフィルタを構成するバーマグネットとして、矩形棒状のバーマグネット３０を使用するようにしても良い。この場合、例えば矩形状の外カバー３１内に収容された矩形状の各永久磁石３２から発生する磁力線がコイル３３の軸方向を通過するように各コイル３３をバーマグネット３０に配設するようにすれば、前記バーマグネット１と同様の効果を得ることが可能となる。
【００１８】
また、以上の実施形態では、永久磁石の吸引力により磁性体からなる金属異物を除去するマグネットフィルタについて説明したが、例えばコンベアベルトのスピンドルに使用され、周方向に磁束密度が変化する非鉄金属異物の分別装置にも、永久磁石の磁束と交わるように同様の検出用コイルを一体的に備えることができ、この場合にも、同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本考案は、金属異物の除去やその通過等を必要とするすべての装置に適用可能であり、その利用範囲は広い。
【符号の説明】
【００２０】
１    バーマグネット
２    永久磁石
３    ヨーク
４ａ  スペーサ
４ｂ  スペーサ
５    コイル
６    シャフト
７    キャップ
８    端子板
９    ナット
１０  止め板
１１  ナット
１２  外筒
１３  ボビン
１４  ケース
１５  キャップ
１６  コネクタ
１７  リード
３０  バーマグネット
３１  外カバー
３２  永久磁石
３３  コイル
【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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