特開 2022-95149 磁性異物除去装置およびマグネットユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022095149

(43)【公開日】2022-06-28

(54)【発明の名称】磁性異物除去装置およびマグネットユニット

(51)【国際特許分類】

   B03C 1/02 20060101AFI20220621BHJP

   B03C 1/28 20060101ALI20220621BHJP

   B03C 1/00 20060101ALI20220621BHJP

【ＦＩ】

B03C1/02 Z

B03C1/28

B03C1/00 J

B03C1/00 A

B03C1/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020208304

(22)【出願日】2020-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】594107996

【氏名又は名称】株式会社マグネテックジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100087745

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 善廣

(74)【代理人】

【識別番号】100160314

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 公芳

(74)【代理人】

【識別番号】100134038

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 薫央

(74)【代理人】

【識別番号】100150968

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 悠有子

(72)【発明者】

【氏名】物集 高彦

(72)【発明者】

【氏名】大西 貴

(57)【要約】

【課題】異物の除去性能を向上できる磁性異物除去装置を提供する。
【解決手段】被処理物が投入される入口１１と、入口１１に対して鉛直方向下側に設けられ被処理物が排出される出口１２と、入口１１と出口１２とを結ぶ被処理物の通路１５を形成し鉛直方向に沿う壁面１３と、を有するケース１０と、長さ方向の一端２１と、一端２１と反対の他端２１ｂと、を有するバーマグネット２１と、バーマグネット２１の一端２１が鉛直方向上側になりかつ他端２１ｂが鉛直方向下側になるよう傾斜させて一端２１を固定する内側面３６ａと、壁面１３に固定される内側面３６ａと反対の外側面３６ｂと、を有し、バーマグネット２１を通路１５に支持する支持部材１と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被処理物が投入される入口と、前記入口に対して鉛直方向下側に設けられ前記被処理物が排出される出口と、前記入口と前記出口とを結ぶ前記被処理物の通路を形成し前記鉛直方向に沿う壁面と、を有するケースと、
長さ方向の一端と、前記一端と反対の他端と、を有するバーマグネットと、
前記バーマグネットの前記一端が鉛直方向上側になりかつ前記他端が鉛直方向下側になるよう傾斜させて前記一端を固定する内側面と、前記壁面に固定される前記内側面と反対の外側面と、を有し、前記バーマグネットを前記通路に支持する支持部材と、を備える磁性異物除去装置。

【請求項2】

前記バーマグネットは、複数の前記バーマグネットであり、
前記支持部材は、前記鉛直方向に積み重ねられた複数の前記支持部材であり、
前記複数の前記支持部材は、前記複数の前記バーマグネットが平行になり、かつ前記鉛直方向に隣接する複数の前記支持部材に支持された前記バーマグネットが鉛直方向視において少なくとも一部において重なり合わないよう、前記バーマグネットを支持する、請求項１記載の磁性異物除去装置。

【請求項3】

前記支持部材は、前記バーマグネットの前記一端が鉛直方向上側になりかつ前記他端が鉛直方向下側になるようさらに傾斜させる傾斜面を有する、請求項１または２記載の磁性異物除去装置。

【請求項4】

前記バーマグネットは、前記鉛直方向に対し２５度から６５度の角度をなすように支持される、請求項１から３のいずれか一項記載の磁性異物除去装置。

【請求項5】

前記バーマグネットは、長さ方向に沿って交互に配列されるマグネットおよびヨークと、前記マグネットおよび前記ヨークの中心を貫通するシャフトと、を有する、請求項１から４のいずれか一項記載の磁性異物除去装置。

【請求項6】

前記バーマグネットを被覆するアウターパイプをさらに備え、
前記アウターパイプは、前記バーマグネットの磁力に吸着されることにより前記バーマグネットに固定される、請求項１から５のいずれか一項記載の磁性異物除去装置。

【請求項7】

前記バーマグネットは、長さ方向に直交する断面形状が、頂点を有する尖頭部分と、前記尖頭部分以外の非尖頭部分と、を有する、請求項１から６のいずれか一項記載の磁性異物除去装置。

【請求項8】

被処理物が投入される入口と、前記入口に対して鉛直方向下側に設けられ前記被処理物が排出される出口と、前記入口と前記出口とを結ぶ前記被処理物の通路を形成し前記鉛直方向に沿う壁面と、を有するケースに固定されるマグネットユニットであって、
長さ方向の一端と、前記一端と反対の他端と、を有するバーマグネットと、
前記バーマグネットの前記一端が鉛直方向上側になりかつ前記他端が鉛直方向下側になるよう傾斜させて前記一端を固定する内側面と、前記壁面に固定される前記内側面と反対の外側面と、を有し、前記バーマグネットを前記通路に支持する支持部材と、を備える、マグネットユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁性異物除去装置およびマグネットユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、粉粒状、液状、流動体状などの各種原料や製品中に混入した鉄系およびステンレス系の金属摩耗粉や金属片などの異物を吸着除去する磁性異物除去装置として、例えば特許文献１の磁性異物除去装置が知られている。この磁性異物除去装置は、複数本のバーマグネットが先端が下流側に傾斜するように取り付けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－０６１８３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

確実に異物の除去を行う方法の一つとして、各バーマグネットの吸着力を向上させる方法がある。しかしながら、磁石の吸着力が増すと、互いの吸着力によって磁性異物除去装置の組立や取扱が困難になるという課題がある。

【0005】

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、異物の除去性能を向上できる磁性異物除去装置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】

【0006】

本発明に係る磁性異物除去装置は、上述した課題を解決するために、被処理物が投入される入口と、前記入口に対して鉛直方向下側に設けられ前記被処理物が排出される出口と、前記入口と前記出口とを結ぶ前記被処理物の通路を形成し前記鉛直方向に沿う璧面と、を有するケースと、長さ方向の一端と、前記一端と反対の他端と、を有するバーマグネットと、前記バーマグネットの前記一端が鉛直方向上側になりかつ前記他端が鉛直方向下側になるよう傾斜させて前記一端を固定する内側面と、前記壁面に固定される前記内側面と反対の外側面と、を有し、前記バーマグネットを前記通路に支持する支持部材と、を備える。
本発明に係るマグネットユニットは、上述した課題を解決するために、被処理物が投入される入口と、前記入口に対して鉛直方向下側に設けられ前記被処理物が排出される出口と、前記入口と前記出口とを結ぶ前記被処理物の通路を形成し前記鉛直方向に沿う璧面と、を有するケースに固定されるマグネットユニットであって、長さ方向の一端と、前記一端と反対の他端と、を有するバーマグネットと、前記バーマグネットの前記一端が鉛直方向上側になりかつ前記他端が鉛直方向下側になるよう傾斜させて前記一端を固定する内側面と、前記壁面に固定される前記内側面と反対の外側面と、を有し、前記バーマグネットを前記通路に支持する支持部材と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る磁性異物除去装置およびマグネットユニットにおいては、異物の除去性能を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る磁性異物除去装置の一実施形態を示す斜視図。

【図2】磁性異物除去装置の内部を説明する鉛直方向に沿う断面図。

【図3】マグネットユニットの斜視図。

【図4】マグネットユニットの鉛直方向に沿う断面図。

【図5】磁性異物除去装置の変形例としての磁性異物除去装置の鉛直方向に沿う断面図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明に係る磁性異物除去装置およびマグネットユニットの実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0010】

図１は、本発明に係る磁性異物除去装置の一実施形態を示す斜視図である。

【0011】

図２は、磁性異物除去装置１の内部を説明する鉛直方向に沿う断面図である。

【0012】

図３は、マグネットユニット２０の斜視図である。

【0013】

図４は、マグネットユニット２０の鉛直方向に沿う断面図である。

【0014】

以下、「鉛直方向」を各図の上下方向に沿う方向と定義する。

【0015】

磁性異物除去装置１は、粉粒状、液状、流動体状などの各種原料や製品（以下、「被処理物」という。）中に混入した鉄系およびステンレス系の金属摩耗粉や金属片などの異物を吸着除去する。磁性異物除去装置１は、ケース１０と、複数のマグネットユニット２０と、スペーサ４０と、を有する。

【0016】

ケース１０は、四角柱の筒状を有する、例えば非磁性体金属（例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌなどのステンレス鋼、チタン）からなる。ケース１０は、入口１１と、出口１２と、壁面１３と、を有する。入口１１は、鉛直方向上側に配置されたケース１０の開口端であり、被処理物が投入される。出口１２は、入口１１に対して鉛直方向下側に設けられたケース１０の開口端であり、被処理物が排出される。壁面１３は、鉛直方向に沿う互いに直交する４つの面からなる。壁面１３は、入口１１と出口１２とを結ぶ被処理物の通路１５としての空間を形成する。

【0017】

各マグネットユニット２０は、複数本のバーマグネット２１と、アウターパイプ３１と、支持部材３５と、を有する。

【0018】

バーマグネット２１は、長さ方向の一端２１ａと、一端２１ａと反対の他端２１ｂと、を有する棒状である。バーマグネット２１は、長さ方向に直交する断面形状が、頂点を有する尖頭部分２２ａと、尖頭部分以外の非尖頭部分２２ｂと、を有する雫型である。すなわち、バーマグネット２１の断面形状は、尖頭部分２２ａと、尖頭部分以外の非尖頭部分２２ｂと、で形成された雫型であり、鉛直方向に関し左右対称の形状を有している。尖頭部分２２ａは、上方側の部分であり、２本の交わる線により鋭角をなすことにより尖頭状を有する部分である。非尖頭部分２２ｂは、下方側の部分であり、これら２本の線と連続して形成された、半円形部分である。尖頭部分２２ａの傾斜（水平面と尖頭部分２２ａの傾斜面とが成す角）は、例えば粉体などの被処理物の安息角度以上となるように形成されるのが好ましい。

【0019】

バーマグネット２１は、複数のマグネット２３と、複数のヨーク２４と、一対のエンドプラグ２５と、シャフト２６と、マグネットパイプ２７と、を有している。

【0020】

複数のマグネット２３は、厚さ方向（バーマグネット２１の長さ方向）に着磁され、厚さ方向に直交する面形状が雫型の磁石（例えばネオジウム系の希土類磁石）である。マグネット２３は、軸方向に同極同士が対向するように配置されている。

【0021】

複数のヨーク２４は、マグネット２３と同一の面形状を有する、雫型の磁性体である。ヨーク２４は、隣接するマグネット２３の間に挿入されている。

【0022】

一対のエンドプラグ２５は、所要の形状を有する非磁性体（例えばＳＵＳ３０４などのステンレス鋼、チタン）であり、マグネット２３およびヨーク２４をバーマグネット２１の両端でこれらを挟んで支持する。

【0023】

シャフト２６は、長さ方向に沿って交互に配列されるマグネット２３およびヨーク２４の中心を貫通する。シャフト２６の両端は、エンドプラグ２５とネジ止めされ一体となっている。

【0024】

マグネットパイプ２７は、一体となったマグネット２３およびヨーク２４を内部に収容可能な寸法を有する。具体的には、マグネットパイプ２７は、長さ方向の断面形状が雫型の中空形状を有している。マグネットパイプ２７は、非磁性体金属（例えばＳＵＳ３０４などのステンレス鋼、チタン）からなる。

【0025】

アウターパイプ３１は、非磁性体金属（例えばＳＵＳ３０４などのステンレス鋼、チタン）からなる。アウターパイプ３１（鞘管）は、被処理物に対する異物除去処理時においては、各バーマグネット２１を被覆し、外表面にバーマグネット２１の磁力を作用させて異物を吸着する。アウターパイプ３１は、被処理物の処理終了後などにおいて、異物とともにバーマグネット２１から取り外されることにより、バーマグネット２１から速やかに異物を除去できる。

【0026】

アウターパイプ３１は、先端に、バーマグネットに吸着する磁性体（例えばＳＵＳ４３０）を有する。これにより、アウターパイプ３１は、バーマグネット２１の磁力に吸着されることによりバーマグネット２１に固定される。なお、図３においては、アウターパイプ３１が各バーマグネット毎に設けられているが、複数本のバーマグネット２１を覆う複数本のアウターパイプ３１が一体になっていてもよい。

【0027】

支持部材３５は、鉛直方向視略コ字状を有するように形成された板状部材であり、バーマグネット２１を通路１５に支持する。具体的には、支持部材３５は、第一固定面３６と、第一固定面３６の対向する辺に第一固定面３６と略直交するようにそれぞれ連続した第二固定面３７と、を有する。

【0028】

第一固定面３６は、バーマグネット２１を固定する面である。第一固定面３６は、通路側に面する内側面３６ａにおいて、バーマグネット２１の一端２１ａが鉛直方向上側になりかつ他端２１ｂが鉛直方向下側になるよう傾斜させて、一端２１ａを固定する。第一固定面３６は、例えばバーマグネット２１と第一固定面３６（鉛直方向）とが４５度をなすように、バーマグネット２１を固定する。このため、バーマグネット２１の一端２１ａは、支持部材３５と４５度でネジ止めされるようなネジ孔３８および固定構造を有する。また、第一固定面３６は、内側面３６ａと反対の外側面３６ｂにおいては、溶接などにより壁面１３に固定される。

【0029】

第二固定面３７は、主に支持部材３５をケース１０に固定するための面であり、第一固定面３６の外側面３６ｂと同様に、溶接などにより壁面１３に固定される。

【0030】

本実施形態においては、マグネットユニット２０は、バーマグネット２１の配置と本数が異なる、第１ユニット２０ａおよび第２ユニット２０ｂを有する。第１ユニット２０ａは、３本のバーマグネット２１を、バーマグネット２１の幅（長さ方向に直交する水平方向の寸法）に相当する間隔を開けて配置する。第２ユニット２０ｂは、２本のバーマグネット２１を、バーマグネット２１の幅に相当する間隔を開けて、かつ第１ユニット２０ａのバーマグネット同士の隙間に対応する位置にバーマグネット２１を配置する。

【0031】

マグネットユニット２０（支持部材３５）は、ケース１０内において、支持部材３５が鉛直方向視でコ字状になる態様で、第１ユニット２０ａおよび第２ユニット２０ｂが交互になるように鉛直方向に積み重ねられている。これにより、支持部材３５は、複数のバーマグネット２１の一端２１ａの方向と、他端２１ｂの方向とが揃い、バーマグネット２１同士が平行になるように各バーマグネット２１を支持し配置する。かつ、支持部材３５は、鉛直方向に隣接する複数の支持部材３５に支持されたバーマグネット２１が鉛直方向視において重なり合わないよう、支持し配置する。

【0032】

スペーサ４０は、鉛直方向最下段のマグネットユニット２０の下方に、ケース下端１０ａとマグネットユニット２０との間に空間を作るための、枠状部材である。スペーサ４０は、マグネットユニット２０のバーマグネット２１の他端２１ｂがケース下端１０ａの出口１２より突出しないような寸法を有する。

【0033】

このような磁性異物除去装置１は、バーマグネット２１を傾斜させて支持部材３５を介してケース１０に配置した。これにより、磁性異物除去装置１は、被処理物の通路１５において、被処理物がバーマグネット２１と接触する範囲を延ばすことができる。また、複数のバーマグネット２１を傾斜方向が揃うように壁面１３側から通路１５側（対向する壁面１３側）に延びるように配置したため、例えば通路１５の中心位置から放射状や対称的に傾斜するようにバーマグネット２１が配置される場合に比べて、バーマグネット２１の長さを長く取ることができる。その結果、バーマグネット２１の有効範囲を大きくでき、磁性異物除去装置１は吸着効率を向上できる。

【0034】

また、バーマグネット２１を鉛直方向視において重なり合わないように多段的に配置したため、異物が除去されないまま被処理物が排出されることを低減できる。また、バーマグネット２１が尖頭部分２２ａを有する形状であるため、バーマグネット２１自体に被処理物が滞ることを低減でき、より一層の吸着効率を向上できる。

【0035】

さらに、バーマグネット２１はマグネット２３およびヨーク２４がシャフト２６により支持されているため、仮にマグネットパイプ２７が破損した場合であっても、マグネット２３が飛び出すことがなく、安全性も向上できる。また、バーマグネット２１は、シャフト２６を有することにより、シャフト２６がない場合に比べて強度を有することができる。ゆえに、強度の観点からもバーマグネット２１の長さを長くでき、より一層吸着効率を向上できる。

【0036】

さらにまた、例えば特許文献１のように、アウターパイプ３１（スリーブ）をケース１０に固定し、ケース１０の外側からバーマグネット２１を抜差しする場合、バーマグネット２１の磁力により、バーマグネット２１同士が引寄せられ、その動作が困難となったり安全性に課題を有したりする虞がある。また、バーマグネット２１の磁力により、アウターパイプ３１を介して互いにバーマグネット２１同士が引寄せられる結果、アウターパイプ３１自体も引寄せられてしまい、歪みの原因となったり、または溶接などによる固定箇所の耐久性に問題が生じたりする虞もある。さらに、バーマグネット２１の有効範囲を延ばすためにはその長さを延ばすことが有効であるが、これに伴いアウターパイプ３１の長さも延びることから、上述した歪みはより一層発生しやすくなる。

【0037】

これに対し、本実施形態における磁性異物除去装置１は、バーマグネット２１を支持部材３５を介してケース１０に固定したため、組立が容易である。また、アウターパイプ３１はバーマグネット２１に対して挿抜されるため、上述したようなアウターパイプ３１に対するマグネット２３の挿抜もなく、メンテナンス性および安全性にも優れている。

【0038】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0039】

例えば、バーマグネット２１をさらに傾斜させるため、支持部材３５が傾斜面を有していてもよい。ここで、図５は、磁性異物除去装置の変形例としての磁性異物除去装置１００の鉛直方向に沿う断面図である。図５の磁性異物除去装置１００は、図２の磁性異物除去装置１に対して、図視左側から見た図に対応する。

【0040】

磁性異物除去装置１００が、磁性異物除去装置１と異なる点は、支持部材１３５の第一固定面１３６がＶ字状であり、バーマグネット２１の一端２１ａが固定される内側面１３６ａが壁面１３に対して離れ鉛直方向下方を向く方向に傾斜を有する傾斜面１３８を有する点である。この傾斜面１３８は、第一固定面１３６が鉛直方向に沿う面方向を有する平坦面である場合に比べて、バーマグネット２１の一端２１ａが鉛直方向上側になりかつ他端２１ｂが鉛直方向下側になるようさらに傾斜させる。

【0041】

これにより、支持部材１３５に対する固定方法は、磁性異物除去装置１００におけるバーマグネット２１の鉛直方向に対する角度によらずに、常に同様の角度で固定できる。例えば、鉛直方向に対してバーマグネット２１が６５度の角度をなすように支持する場合には、第一固定面１３６とバーマグネット２１との間においては、鉛直方向に対してバーマグネット２１が４５度の角度をなすようにネジ止めするためのネジ孔などの固定構造はそのまま流用でき、第一固定面１３６に鉛直方向と２０度の角度をなすように傾斜面１３８を形成すればよい。

【0042】

これにより、複数の角度を有するマグネットユニット２０を支持部材１３５の角度を調整することに簡便に製造できる。

【0043】

なお、バーマグネット２１は、鉛直方向に対し２５度から６５度の角度をなすように配置されるのが好ましく、被処理物の種類やその流量などに応じて適宜設定されればよい。

【0044】

また、支持部材３５、１３５が複数のバーマグネット２１を支持する例を説明したが、１本のバーマグネット２１を支持してもよい。マグネットユニット２０（支持部材３５、１３５）が鉛直方向に複数積み重ねられる例を説明したが、単体でケース１０内に配置されていてもよい。

【0045】

鉛直方向視において、バーマグネット２１が重なり合わないように配置される例を説明したが、少なくとも一部で重なり合わなければ、一部が重なり合っていてもよい。アウターパイプ３１は、省略してもよい。

【符号の説明】

【0046】

１、１００ 磁性異物除去装置
１０ ケース
１１ 入口
１２ 出口
１３ 壁面
１５ 通路
２０ マグネットユニット
２１ バーマグネット
２１ａ 一端
２１ｂ 他端
２２ａ 尖頭部分
２２ｂ 非尖頭部分
２３ マグネット
２４ ヨーク
２６ シャフト
３１ アウターパイプ
３５、１３５ 支持部材
３６ａ、１３６ａ 内側面
３６ｂ 外側面
１３５ 支持部材
１３８ 傾斜面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】