(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記移動手段は、前記被選別物を水平方向へ搬送する搬送手段、搬送方向へ回動しながら周面で磁性金属物を除去する円筒状の回転筒を有する磁性物除去機、又はそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項1に記載の選別装置。
【背景技術】
【0002】
例えば、粉末又は粒状のインスタント食品、調味料等の食品原料の製造工程において、食品原料中に含まれる不純物を検出し、選別するための選別装置が知られている。不純物の中でも金属不純物を選別する金属探知器は、一般的に電磁場を発生させる発信用コイル及び該発信用コイルから発生した電磁波によって電圧を励起する受信用コイルを有している。金属探知器は、受信用コイルの出力電圧差を検知することにより金属不純物の混入を判断する。
【0003】
金属探知器を有する選別装置は、製品の製造効率の向上の観点から通常、製品を搬送しながら、選別する方法が用いられている。例えば、特許文献1に開示される選別装置が知られている。特許文献1は、内側で金属を検知する筒状の貫通部を有する金属探知器について開示する。貫通部は、上下方向に開口部を有し、被選別物を重力落下させながら通過させる。
【0004】
食品原料等の被検出物は、金属探知器以外に他の検知器を通過したり、様々な製造工程から搬送する必要があるため、製造効率の観点から横方向(水平方向)への移動を伴いながら重力降下させ、金属探知器の筒状貫通部を通過するよう構成されている選別装置が知られている。例えば、特許文献2の選別装置は、金属探知器の上流側において磁石を内側に配する円筒状の回転筒を有する磁性物除去機を有している。回転筒が回転しながらその上部周面を被検出物が通過するため、被検出物は遠心力により次工程において横方向への移動を伴いながら重力降下し、金属探知器の筒状貫通部を通過するように構成されている。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明を具体化した選別装置の一実施形態を
図1,2にしたがって説明する。
図1に示すように、選別装置10の搬送手段としての搬送ベルト11は、無端状のベルトであり、搬送方向の上流及び下流側に一対配されている駆動ロール12,13に巻き付けられている。駆動ロール12,13は、図示しない選別装置10の本体に回動可能に取り付けられている。搬送ベルト11の搬送方向の上流側の上方には、ホッパー14が選別装置10の本体に固定され、ホッパー14の下端部には金属が混入又は付着した被選別物を搬送ベルト11上に吐出量を調整しながら吐出する吐出口15が設けられている。なお、搬送ベルト11の搬送方向下流側が選別装置10の前側、上流側が後ろ側とし、選別装置10を前側から見たとき両側方向を選別装置10の左右方向という。
【0014】
搬送方向の下流側に設けられる駆動ロール13の下方には、選別装置10の本体に固定されている磁性物除去機16が配されている。磁性物除去機16は、搬送ベルト11とともに、被選別物を水平方向(X軸方向)への移動を伴う移動手段を構成する。磁性物除去機16は、選別装置10の左右長手方向に軸線方向が配され、搬送方向へ回動しながら周面で磁性金属物を検出する円筒状の回転筒16aと、該回転筒16aの内部に第1磁石として竹割り半弧状の永久磁石16bが設けられている。回転筒16aの回転中心軸は、搬送方向と直行する選別装置10の左右長手方向に配されている。永久磁石16bは、選別装置10の前側、つまり回転筒16aの被選別物の搬送側において、回転筒16aの上端付近から下端付近にかけて回転筒16aの内周面に沿うように配されている。磁性物除去機16は、被選別物中に不純物として混入される金属の中でも磁性物を選別する。磁性物としては、特に限定されないが、例えば鉄、ステンレス、コバルト、ニッケル、酸化鉄等が挙げられる。回転筒16aの磁性体の非検出側の周面上には、付着物分離用スクレーパ17が選別装置10の本体を介し取り付けられている。
【0015】
磁性物除去機16の前側下方には、磁性物が含まれない非磁性物からなる被選別物を落下させる非磁性物通路18、磁性物除去機16の後方側の下方には、磁性物、又は磁性物が混入若しくは付着した選別物を落下させる不良品通路19がそれぞれ設けられている。
【0016】
非磁性物通路18と不良品通路19の間には、選別装置10の左右方向に延びる平板状の磁性物分離板21が支軸20を介し取り付けられている。支軸20は、非磁性物通路18と不良品通路19の境界において回動可能に備え付けられ、磁性物分離板21の下端部と連結されている。磁性物分離板21は、支軸20を中心に所定角度の範囲内で揺動可能に取り付けられている。磁性物分離板21を境として、永久磁石16bにより分離された磁性物、又は磁性物が混入若しくは付着した被選別物と、磁性物が混入又は付着していない被選別物とを分離する。磁性物分離板21の傾斜角度は、磁性物及び被選別物の種類や大きさ、回転筒16aの速度等に応じて適宜調節される。角度調節後、磁性物分離板21は配置角度で固定できるように構成されている。
【0017】
不良品通路19は、選別装置10の左右方向及び前後方向から下方へ縮径するテーパ部19aと該テーパ部19aと連通し、垂直下方へ延びる円筒状の排出管19bから構成されている。排出管19bの下端部には不良品受け22が取り付けられている。排出管19bの不良品受け22に向かう途中の内側には、外部に取り出し可能な複数の棒状の第2磁石23が配されている。
【0018】
図2に示されるように、第2磁石23は、排出管19bの軸線と直交する平面上に所定間隔を空けて3本平行に配されている。第2磁石23は、それぞれ第2磁石23の長手方向にスライドさせることにより外部に取り出し可能に構成されている。
【0019】
非磁性物通路18は、垂直下方へ延び、水平方向における断面が四角筒状に構成されている。非磁性物通路18の下端部には、シュート型の金属探知器24が取り付けられている。金属探知器24は、上下方向に貫通する断面四角筒状の貫通路24a及び該貫通路24aが挿通される金属探知器本体24bから構成される。貫通路24aは、上端から下端まで内径が略同一となるように構成されている。
【0020】
貫通路24aは、上端部において非磁性物通路18の下端部と連通し、使用の際、被選別物を落下通過させる。貫通路24aの内周面は、帯電防止層が形成されている。帯電防止層は、公知の方法、例えば帯電防止剤の塗布、又は帯電防止フィルムの積層等により形成することができる。帯電防止剤としては、特に限定されず、公知のもの、例えばカチオン性界面活性剤、第四級アンモニウムイオン、カーボン系粉末材料等を使用することができる。また、帯電防止層は、公知の導電性樹脂により構成してもよい。
【0021】
貫通路24aの上流側にある非磁性物通路18の選別装置10前側の内面には、選別装置10の左右長手方向に延びる平板状の整流板25が取り付けられている。整流板25は、被選別物が接触する接触面25aを磁性物除去機16側に向け、斜め下方に傾斜し、また、整流板25の長手方向が、磁性物除去機16の長手方向と平行になるように固定されている。整流板25により、磁性物除去機16による磁性物除去後の被選別物の重力落下軌道が貫通路24aの内面に接しない位置に、重力落下軌道を変化させる。尚、被選別物の重力落下軌道とは、所定の厚みを伴って搬送される粉末又は粒状の被選別物が連続して落下する際の水平移動方向の前後の厚み幅の中心部、つまり前後方向の垂直断面の幅の中心部の軌道を示す。
【0022】
金属探知器本体24bには、図示しない電磁場を発生するための発振用コイル、該発振用コイルにより発生した電磁場によって電圧を励起する受信用コイル、及び該発振用コイルと受信用コイルをそれぞれ接続する制御装置が設けられている。金属探知器24は、磁性物除去機16を通過した後の磁性物が混入及び付着しておらず、非磁性金属が混入又は付着している被選別物が、貫通路24a内を通過して、受信用コイルの出力電圧差が所定のしきい値を超えたときに、非磁性金属の検知信号を制御装置に送出するよう構成されている。金属探知器24により検出される非磁性金属は、特に限定されないが、例えばアルミニウム、銅等が挙げられる。貫通路24aの入り口には、発振用コイルからの電磁場の漏れを抑制する図示しないステンレス製リングが取り付けられている。なお、金属探知器24は、磁性金属が通過した場合であっても検知信号を制御装置に送出することができる。
【0023】
貫通路24aの下端部には、金属探知器24を通過した被選別物を、非磁性金属を含む不良品の選別物と非磁性金属を含まない良品の選別物とに分離する非磁性金属分離装置26が設けられている。非磁性金属分離装置26は、貫通路24aの下端部と連通する良品通路27と、該良品通路27と貫通路24aの間において非磁性金属分離板28を介して分岐している不良品通路29から構成されている。
【0024】
非磁性金属分離板28の下端部は、良品通路27と不良品通路29の間の境界において回動可能に備え付けられている支軸30と連結されている。非磁性金属分離板28は、支軸30を中心に不良品通路29を閉鎖して貫通路24aと良品通路27を連通させる位置と、良品通路27を閉鎖して貫通路24aと不良品通路29を連通させる位置との間を、揺動可能に取り付けられている。
【0025】
良品通路27と不良品通路29は、それぞれ選別装置10の左右方向から下方へ縮径するテーパ状に構成されている。不良品通路29の下端部には、不良品受け31が取り付けられている。
【0026】
上記実施形態の選別装置10を用いた選別方法について説明する。
まず、ホッパー14の吐出口15から金属が混入又は付着した被選別物が回動している搬送ベルト11の上流側に連続投与される。搬送ベルト11上の被選別物の厚みは、特に限定されず、被選別物の種類又は大きさ、不良品の検出又は除去効率等の観点から適宜実用上の範囲内において設定される。搬送ベルト11上の被選別物は、搬送方向の上流側から下流の端部側へ水平方向への移動を伴いながら搬送される。
図1に示されるように、次に被選別物は、搬送ベルト11の駆動ロール13側の端部、つまり搬送ベルト11の下流側端部Aから、重力降下軌道が矢印X1に従って水平方向の移動を伴いながら回転している回転筒16aの上面へ落下する。
【0027】
図1に示されるように、回転筒16aは、上面部分が選別装置10の前面側へ移動する方向(矢印Y方向)に所定の速度で回転している。そのため、非磁性物からなる被選別物は、回転筒16aの遠心力により回転筒16aの表面上から離れる端部(下流側端部B)から、重力降下軌道が矢印X2に従って水平方向への移動を伴いながら非磁性物通路18内に重力降下する。
【0028】
磁性物、又は磁性物が混入若しくは付着した被選別物は、永久磁石16bにより回転筒16a表面に付着した状態で、磁性物分離板21後方の不良品通路19側へ分離される。不良品通路19側へ移動した磁性物、又は磁性物が混入若しくは付着した被選別物は、回転筒16aの回転移動に伴い永久磁石16bから離れ、回転筒16aの表面から不良品通路19へ落下する。回転筒16aの表面上に付着している選別物は、付着物分離用スクレーパ17により剥離される。なお、搬送ベルト11の搬送速度及び回転筒16aの周面上の速度(回転筒16aの回転速度)は、特に限定されず、被選別物の種類、大きさ等により適宜設定される。不純物の検出・除去精度及び製造効率等の観点から、好ましくは10cm/秒〜300cm/秒の範囲から選択される。不良品通路19側に落下した被選別物は、排出管19bの内側の第2磁石23において磁性物が吸着された後、残渣が排出管19bの下端部の不良品受け22に収容される。
【0029】
回転筒16aの下流側端部Bから重力降下軌道が矢印X2に従って水平方向への移動を伴いながら非磁性物通路18内に重力降下した被選別物は、整流板25の接触面25aに当接した後、重力降下軌道が変化し、重力降下軌道矢印X3に従いながら、貫通路24aの内側に向け落下し、貫通路24aを通過する。
【0030】
被選別物が貫通路24aを通過する際、制御装置が被選別物中の非磁性金属の検知信号を受信しないとき、制御装置は非磁性金属分離装置26の非磁性金属分離板28に対して非磁性金属排出指令を出力せず、非磁性金属分離板28は不良品通路29を閉鎖する位置を維持する。そして、非磁性金属を含まない良品の選別物が良品通路27へ落下する。
【0031】
一方、金属探知器24の制御装置が非磁性金属の検知信号を受信すると、制御装置は非磁性金属分離装置26の非磁性金属分離板28に対して非磁性金属排出指令を出力する。非磁性金属分離板28は、この非磁性金属排出指令に基づいて、非磁性金属が通過するタイミングで、良品通路27を閉鎖し、不良品通路29と貫通路24aとを連通させる方向に揺動させる。非磁性金属を含む不良品の選別物は、不良品通路29を通過して不良品受け31内に集積される。
【0032】
上記実施形態の選別装置10の作用について説明する。
上記実施形態の選別装置10において、回転筒16aの下流側端部Bからの重力落下軌道が水平方向への移動を伴いながら非磁性物通路18内に重力降下した被選別物は、整流板25の接触面25aに当接した後、重力落下軌道が矢印X3に従って貫通路24aの内側に向け落下し、貫通路24aを通過するよう構成した。例えば、整流板25を設けず、回転筒16aの下流側端部Bから重力落下軌道がX2に従って水平方向への移動を伴いながら、そのまま貫通路24a内に落下した場合、重力落下軌道がX2は、貫通路24aの内面に当接する。特に、被選別物が連続して落下する場合、貫通路24aの内面に形成されている帯電防止層が剥離するおそれがある。帯電防止層の剥離により、貫通路24aの内面に静電気が発生するため、それにより金属探知器24に誤検出が生ずるおそれがある。
【0033】
整流板25の接触面25aにより、被選別物の重力落下軌道が変更され、貫通路24aの内面への被選別物の連続的な落下接触を回避又は減少させることができる。なお、上述したように、被選別物の重力落下軌道とは、所定の厚みを伴って搬送される粉末又は粒状の被選別物が連続して落下する際の水平移動方向の前後厚み幅の中心部、つまり落下する被選別物の前後方向の垂直断面の幅の中心部の軌道を示す。そのため、本実施形態において、舞い上げ等により貫通路24aの内面に当接して落下する被選別物の存在を否定するものではない。重力落下して貫通路24aを通過する被選別物のうち、貫通路24aの内面に接触しない被選別物の割合は、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。かかる割合が高くなるにつれ、貫通路24aの内面の帯電防止層の剥離をより防止することができる。
【0034】
本実施形態の選別装置10によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態の選別装置10では、整流板25により、被選別物の重力落下軌道を変更させ、貫通路24aの内面への被選別物の連続的な落下接触を回避又は減少させた。したがって、貫通路24aの内面に形成されている帯電防止層の剥離を抑制することができる。よって、金属探知器の誤検出を低減することができる。
【0035】
(2)被選別物の重力落下軌道を変更させる整流板25を板状に構成し、非磁性物通路18の内面に取り付けた。したがって、被選別物の種類や大きさ、又は回転筒16aの回転速度を変更した場合に、整流板25の傾斜角度又は取り付け位置を容易に変更することができ、また被選別物の落下軌道を容易に調整することができる。また、整流板25が板状の形状のため、貫通路24aの上端開口部を縮径させる構成に比べて、貫通路24aの上端開口部で被選別物の落下速度が低下したり、目詰まりするおそれがない。
【0036】
(3)本実施形態において、不良品通路19側に落下した被選別物は、不良品受け22に収容される前に、排出管19bの内側に配されている第2磁石23を通過するよう構成した。したがって、磁性体を容易に見つけ出すことができる。つまり、通常不良品として分離される全ての被選別物と磁性体の混合物の中から、磁性体のみを取り出すことは容易ではない。不良品通路19の通路の途中に配される第2磁石23が2次選別の役割を果たすため、第2磁石23に付着した磁性体を、第2磁石23ごと排出管19bの外部へ取り出すことにより、磁性体を容易に見つけ出すことができる。
【0037】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・整流板25は、傾斜角度を変更したり、上下方向における取り付け位置を変更するための変更手段を介して非磁性物通路18内に取り付けてもよい。
【0038】
・整流板25の形状は板状であれば、特に限定されない。
図3(a)〜(c)に示されるように、例えば長手方向や被選別物が落下する方向における垂直断面が、波状の板32、連続した山状の板33、連続した竹割り半弧状の板34、若しくはそれらの組み合わせ、又はそれらを一部に含むものであっても板状に含めるものとする。
【0039】
・搬送ベルト11の代わりに、水平方向の移動手段としてスクリューフィーダ、振動フィーダ、エアフィーダ等を使用してもよい。
・上記実施形態において、移動手段は、各種目的に応じて搬送ベルト11及び磁性物除去機16のいずれか一方のみから構成されてもよい。磁性物除去機16を省略する場合、金属を含む被選別物は、搬送ベルト11の下流側端部Aから、重力降下軌道が矢印X1に従い水平方向の移動を伴いながら整流板25の接触面25aに落下する。そして、被選別物は、重力降下軌道が貫通路24aの内面に接しないように通過する。
【0040】
・上記実施形態において、金属が混入又は付着した被選別物を水平方向へ移動させる移動手段として、搬送ベルト11及び磁性物除去機16の構成を採用した。水平方向への移動は、水平方向(X軸方向)の移動を含んでいればよく、斜め下方又は上方に傾斜してもよい。
【0041】
・磁性物除去機16を構成する永久磁石16bの種類は、特に限定されず、電磁石等の永久磁石以外の構成であってもよい。
・磁性物分離板21を支持する支軸20自体を選別装置10の前後方向に移動可能に構成してもよい。
【0042】
・貫通路24aの内面は、被選別物の重力落下軌道と接触しないように、下方へ向かうに従い拡径するよう構成してもよい。また、貫通路24aを被選別物の重力落下軌道と接触しないように、傾けて取り付けてもよい。
【0043】
・貫通路24aの材質は、合成樹脂製であれば、特に限定されない。合成樹脂としては、例えばポリカーボネート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等が挙げられる。
【0044】
・上記実施形態において、被選別物と大きさが異なる異物を選別するために、磁性物除去機16の上流側に所定メッシュの篩からなる形状選別機を設けてもよい。また、軽い異物、例えば髪の毛、ビニル片等を選別するために、風力選別機を設けてもよい。また、金属探知器24の良品通路の下流側に、さらに非磁性異物を検知・選別するためにX線検知器を設けてもよい。
【0045】
・上記実施形態の選別装置10が適用される被選別物の種類は特に限定されない。例えば、所定の粒子径からなる粉末状又は粒状の食品、医薬品、化粧品、化成品、又はそれらの原料等が挙げられる。食品又はその原料としては、例えば乾燥野菜・海藻類、トウモロコシ等の穀物粉、各種調味料、各種インスタント食品の原料等が挙げられる。
【0046】
・被選別物の形態及び大きさは、特に限定されないが、金属探知器24による連続的な検知が容易な粉末状又は粒状の被選別物が適用されることが好ましい。具体的には、篩分け法により測定される平均粒子径が好ましくは50μm〜5cm、より好ましくは500μm〜5mm程度の大きさの範囲内であれば適宜採用することができる。尚、粉末状又は粒状には、例えば造粒した顆粒状、粉砕したもの、微細化したもの等を含むものとする。
【0047】
・上記実施形態の選別装置10は、各種製品の製造工程のみならず、ゴミ、産業廃棄物等の廃棄物から金属を選別するために使用してもよい。
・第2磁石23の配置位置、形状又は本数は、不良品通路19を通過する磁性体を付着可能に構成できれば、特に限定されない。不良品通路19上に、外部に取り出し可能な磁石を複数箇所に配してもよい。かかる場合、磁性体をより確実に見つけ出すことができる。
【0048】
・上記実施形態は、整流板25により被選別物の重力落下軌道を修正した。参考例として、整流板25の代わりに、風圧等の気流、静電気等を用いて被選別物の重力落下軌道を修正してもよい。
【0049】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
(a)前記整流板は、平板状、波板状、連続した山状、連続した竹割り半弧状、又はそれらの組み合わせの形状を含む選別装置。