JP4588376B2 - Magnetic particle adsorption amount detection device - Google Patents
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Description
この発明は、磁性粒体吸着量検知装置に関し、より詳細にいうと、永久磁石を使用して原材料中から磁性粒体を異物として除去/選別する永久磁石式除鉄装置等において磁性異物の吸着状態を検出し報知するための磁性粒体吸着量検知装置の改良に関する。 The present invention relates to a magnetic particle adsorption amount detection device, and more specifically, to adsorb magnetic foreign matter in a permanent magnet type iron removal device that uses a permanent magnet to remove / select magnetic particles from a raw material as foreign matters. The present invention relates to improvement of a magnetic particle adsorption amount detection device for detecting and notifying a state.
従来より、永久磁石式除鉄装置は、食品類素材や化成品類(合成樹脂)素材などの原材料中に混入している磁性粒体(鉄分などの磁性成分を有する磁性金属の粒子乃至小片状物体、或いは、該磁性金属を含有する粒子乃至小片状の磁性又は弱磁性物体をいう。)を永久磁石により異物として選別し除去するのに用いられ、永久磁石式異物選別機などとも呼ばれている。 Conventionally, permanent magnet type iron removal devices have been used for magnetic particles (magnetic metal particles or small pieces having magnetic components such as iron) mixed in raw materials such as food materials and chemical products (synthetic resin) materials. It is used to sort out and remove objects or particles containing the magnetic metal or small pieces of magnetic or weak magnetic objects as foreign substances using a permanent magnet, and is also called a permanent magnet type foreign substance sorter. ing.
このような永久磁石式除鉄装置においては、永久磁石に吸着される磁性異物の量が増大すると、新たに到来する異物に作用する磁力が減少して異物除去/選別機能が低下するので、吸着された磁性異物の清掃すべき時期を知る必要がある。このために、特許文献1に示されるように、パイロット永久磁石体を用いて、永久磁石式除鉄装置において異物除去/選別用永久磁石体に異物が吸着させる環境と同じ模擬的状態を作り出し、このパイロット永久磁石体への異物吸着量を物理的に観測することによって、異物の吸着状態を機構的に簡単に検出するものが提案されている。
この特許文献1には、異物吸着量を観測するための具体的な機構として、パイロット永久磁石体にロードセルを連結するロードセルタイプ(特許文献1:図2及び図4)とトルクセンサを連結するトルクセンサタイプ(特許文献1:段落〔0030〕,〔0031〕,〔0048〕〜〔0050〕)が提案されている。
In
しかしながら、ロードセルタイプのものでは、次の(1)〜(4)のような問題点がある:
(1)ロードセルとカウンターウエイトでバランスをとる、丁度、天秤のような構造であるので、振動による影響を受けやすい。
(2)パイロット永久磁石体の外装チューブ表面に吸着される磁性異物による力の変化は鉛直方向の増減に限定されるので、外装チューブの真横に吸着した磁性異物の増減は計測することができず、また、外装チューブの上下に吸着した磁性異物による力が打ち消しあうため、吸着量として計測することができるのは外装チューブ上側の異物吸着量から下側の吸着異物量を差し引いた僅かな値となり、異物吸着量の増加が察知可能なレベルに達したときには、異物吸着量は、判定すべき異物吸着の限界値を既に超えてしまっているというような事態が生じることがある。
(3)パイロット永久磁石体及びロードセルを含む検出装置は常に水平にセットしなければならないので、製造ラインの設置場所やその用途が限定されてしまう。
(4)ロードセルとカウンターウエイトの精密さからコストアップになってしまう。
However, the load cell type has the following problems (1) to (4):
(1) The balance between the load cell and the counterweight is just like a balance, so it is easily affected by vibration.
(2) Since the change in force due to the magnetic foreign matter adsorbed on the outer tube surface of the pilot permanent magnet body is limited to the vertical increase / decrease, the increase / decrease of the magnetic foreign matter adsorbed directly beside the outer tube cannot be measured. In addition, since the force due to the magnetic foreign matter adsorbed on the top and bottom of the outer tube cancels out, the amount of adsorption can be measured only by subtracting the amount of foreign foreign matter adsorbed on the upper side of the outer tube. When the increase in the foreign matter adsorption amount reaches a detectable level, a situation may occur in which the foreign matter adsorption amount has already exceeded the foreign matter adsorption limit value to be determined.
(3) Since the detection device including the pilot permanent magnet body and the load cell must always be set horizontally, the installation location of the production line and its use are limited.
(4) The cost increases due to the precision of the load cell and counterweight.
また、トルクセンサタイプのものでは、トルクモータによりパイロット永久磁石体に軸回転力を与えても、パイロット永久磁石体の外装チューブ表面に吸着された磁性異物とパイロット永久磁石体との間に発生される抗力は極めて小さく、非常に低いトルク値が検出可能な高精度トルクセンサを用いなければならないという問題点がある。 In the case of the torque sensor type, even if an axial rotational force is applied to the pilot permanent magnet body by a torque motor, it is generated between the magnetic foreign matter adsorbed on the outer surface of the pilot permanent magnet body and the pilot permanent magnet body. Therefore, there is a problem that a high-accuracy torque sensor capable of detecting a very low torque value must be used.
この発明は、このような問題点に鑑み、永久磁石を用いて磁性粒体を異物として除去/選別する永久磁石式除鉄装置等における永久磁石への磁性粒体の吸着態様を当該除鉄装置等とは独立して的確に模擬することができ、このような磁性粒体の吸着状態を簡単な構造及び機構で而も定量的に確実に検知することができる磁性粒体吸着量検知装置を提供することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention relates to an aspect of adsorption of magnetic particles to a permanent magnet in a permanent magnet type iron removal device or the like that uses a permanent magnet to remove / select magnetic particles as foreign matter. A magnetic particle adsorption amount detection device that can accurately and independently simulate such a magnetic particle adsorption state with a simple structure and mechanism. The purpose is to provide.
この発明の主たる特徴に従うと、筒状の外装チューブ(2)の内部に円柱状の永久磁石体(1)が回転可能に収納され、この永久磁石体(1)の磁力により外装チューブ(2)の外面に磁性粒体(MP)を吸着させる磁性粒体吸着手段(A)と、電源供給により永久磁石体(1)を回転させるモータ(4)と、外装チューブ(2)に吸着された磁性粒体(MP)と永久磁石体(1)との間の磁力に伴って生じる回転抵抗に対抗してモータ(4)が発生するトルクを電気的に計測し、計測されたトルクに基づいて当該磁性粒体(MP)の量を決定する吸着量検出手段(72)とを具備し、永久磁石体(1)は、円柱状の永久磁石ピース(M1〜Mn)と盤状の磁性極板(Pt1〜Ptn+1)が交互に連結されて成り、各磁性極板(Pt1〜Ptn+1)は、外装チューブ(2)の外面に生成される磁束分布(Φv)を周方向に変化させる周縁形状(Ct)を有する磁性粒体吸着量検知装置〔請求項1〕が提供される。なお、括弧書きは、理解の便の為に付した実施例の参照記号乃至用語である。 According to the main feature of the present invention, a cylindrical permanent magnet body (1) is rotatably accommodated inside a cylindrical outer tube (2), and the outer tube (2) is generated by the magnetic force of the permanent magnet body (1). Magnetic particle adsorbing means (A) for adsorbing magnetic particles (MP) on the outer surface of the motor, a motor (4) for rotating the permanent magnet body (1) by power supply, and magnetism adsorbed on the outer tube (2) The torque generated by the motor (4) is electrically measured against the rotational resistance caused by the magnetic force between the particles (MP) and the permanent magnet body (1), and the torque is measured based on the measured torque. An adsorption amount detecting means (72) for determining the amount of the magnetic particles (MP), and the permanent magnet body (1) includes a cylindrical permanent magnet piece (M1 to Mn) and a plate-like magnetic electrode plate ( Pt1 to Ptn + 1) are alternately connected, and each magnetic plate (Pt1 to Pt) n + 1), the magnetic particle-adsorbing amount detection device having a peripheral shape (Ct) to vary the magnetic flux distribution generated in the outer surface of the (? v) in the circumferential direction of the outer tube (2) [Claim 1] is provided. The parentheses are reference symbols or terms used in the embodiments for the sake of understanding.
この発明による磁性粒体吸着量検知装置の吸着量検出手段(72)は、モータ(4)が発生するトルクに対応する電気的な計測量としてモータ(4)の駆動電流を検出し、検出された駆動電流に基づいて、外装チューブ(2)に吸着された磁性粒体(MP)の量を決定する〔請求項2〕ように構成することが好ましい。 The adsorption amount detection means (72) of the magnetic particle adsorption amount detection device according to the present invention detects and detects the drive current of the motor (4) as an electrical measurement amount corresponding to the torque generated by the motor (4). The amount of the magnetic particles (MP) adsorbed on the outer tube (2) is preferably determined on the basis of the driving current (claim 2).
この発明による磁性粒体吸着量検知装置は、特許文献1の装置と同様に、原材料供給路に設置するパイロット永久磁石体として磁性粒体吸着手段(A)を用い、永久磁石式除鉄装置等において異物除去/選別用永久磁石体に異物が吸着させる環境と同じ模擬的状態を作り出し、磁性粒体吸着手段(A)への異物吸着量を電気的に観測する。
The magnetic particle adsorption amount detection device according to the present invention uses the magnetic particle adsorption means (A) as a pilot permanent magnet body installed in the raw material supply path, as in the device of
この発明では、特に、磁性粒体吸着手段(A)の構造的な特徴として、外装チューブ(2)の外面に磁性粒体(MP)を吸着させる磁力源となる円柱状(棒状)永久磁石体(1)の構成要素である極板(Pt1〜Ptn+1)の周縁を、外装チューブ(2)外面に生成される磁束分布が周方向に変化するような形状にしておく。また、棒状永久磁石体(1)に対する駆動機構的な特徴として、棒状永久磁石体(1)を外装チューブ(2)内部に遊嵌して回転可能とし、常時、電源が供給されるモータ(4)により回転させる。そして、吸着量検出手段(72)により、外装チューブ(2)に吸着された磁性粒体(MP)と永久磁石体(1)との間の磁力に伴って生じる回転抵抗に対抗してモータ(4)が発生するトルクを電気的に計測し、計測されたトルクに基づいて当該磁性粒体(MP)の量を決定する。この場合、トルクに対応する電気的な計測量としてモータ(4)の駆動電流を検出し、検出された駆動電流に基づいて、外装チューブ(2)に吸着された磁性粒体(MP)の量を決定するのが好ましい。
In the present invention, in particular, as a structural feature of the magnetic particle adsorbing means (A), a cylindrical (rod-shaped) permanent magnet body serving as a magnetic source for adsorbing the magnetic particles (MP) to the outer surface of the outer tube (2). The periphery of the electrode plates (Pt1 to Ptn + 1), which are the constituent elements of (1), is shaped so that the magnetic flux distribution generated on the outer surface of the outer tube (2) changes in the circumferential direction. Further, as a drive mechanism feature for the rod-shaped permanent magnet body (1), the rod-shaped permanent magnet body (1) is loosely fitted inside the outer tube (2) so as to be rotatable, and a motor (4 which is always supplied with power) (4). ). Then, by the adsorption amount detection means (72), the motor (with the rotational resistance generated by the magnetic force between the magnetic particles (MP) adsorbed on the outer tube (2) and the permanent magnet body (1) is countered. The torque generated by 4) is electrically measured, and the amount of the magnetic particles (MP) is determined based on the measured torque. In this case, the drive current of the motor (4) is detected as an electrical measurement amount corresponding to the torque, and the amount of the magnetic particles (MP) adsorbed on the outer tube (2) based on the detected drive current. Is preferably determined.
すなわち、この発明では、極板(Pt1〜Ptn+1)の周縁形状を非円形にして棒状永久磁石体(1)による外装チューブ(2)外面の周方向磁束分布(Φv)に強弱を付けておき、モータ(4)で棒状永久磁石体(1)を回転させた際に、外装チューブ(2)に吸着された磁性粒体(MP)と棒状永久磁石体(1)との間に発生する磁力によって、周方向に働く回転抵抗を発生させるという原理が用いられる。 That is, in the present invention, the peripheral shape of the pole plate (Pt1 to Ptn + 1) is made non-circular, and the circumferential magnetic flux distribution (Φv) on the outer surface of the outer tube (2) by the rod-like permanent magnet body (1) is made strong and weak. When the rod-shaped permanent magnet body (1) is rotated by the motor (4), the magnetic force generated between the magnetic particles (MP) adsorbed on the outer tube (2) and the rod-shaped permanent magnet body (1) The principle of generating rotational resistance acting in the circumferential direction is used.
この発明による磁性粒体吸着量検知装置においては、この原理に従って、棒状永久磁石体(1)の構造については、切欠き(Ct)を施すなどにより盤状極板(Pt1〜Ptn+1)の周縁形状が非円形とされる。また、棒状永久磁石体(1)の回転軸(1a)の両端部(1b,1c)をベアリング(3a,3b)で支持する等の方法で、ステンレスなどの磁性外装チューブ(2)の中に棒状永久磁石体(1)を回転可能にセットすると共に、回転軸(1a)の一方の端部(1c)にモータ(4)の駆動軸(4a)を連結して、棒状永久磁石体(1)をモータ(4)より回転し、極板(Pt1〜Ptn+1)の周縁形状に従って外装チューブ(2)外面で周方向に強弱が付けられた磁束分布(Φv)をも回転させるという駆動機構が採用される。 In the magnetic particle adsorbing amount detecting device according to the present invention, according to this principle, the structure of the rod-shaped permanent magnet body (1) has a peripheral shape of the plate-like electrode plates (Pt1 to Ptn + 1) by notching (Ct) or the like. Is non-circular. In addition, the both ends (1b, 1c) of the rotating shaft (1a) of the rod-shaped permanent magnet body (1) are supported by bearings (3a, 3b), etc. in the magnetic outer tube (2) such as stainless steel. The rod-shaped permanent magnet body (1) is set so as to be rotatable, and the drive shaft (4a) of the motor (4) is connected to one end (1c) of the rotating shaft (1a), thereby the rod-shaped permanent magnet body (1 ) Is rotated by the motor (4), and the drive mechanism is also used to rotate the magnetic flux distribution (Φv) that is strengthened in the circumferential direction on the outer surface of the outer tube (2) according to the peripheral shape of the electrode plates (Pt1 to Ptn + 1) Is done.
このような構造及び機構にすると、外装チューブ(2)に吸着される磁性粒体(MP)が増加するに従って、棒状永久磁石体(1)と磁性粒体(MP)との間に発生する磁力に伴う回転抵抗も増大し、モータ(4)はこの回転抵抗に対抗して発生トルクをアップしようとするので、吸着量検出手段(72)において、このトルクアップを電気的に検出する(例えば、モータ電流の増大を観測する)ことにより、磁性粒体吸着量の増大を知ることができる。 With such a structure and mechanism, the magnetic force generated between the rod-shaped permanent magnet body (1) and the magnetic particle body (MP) as the magnetic particle body (MP) adsorbed to the outer tube (2) increases. The rotation resistance accompanying the increase also increases, and the motor (4) attempts to increase the generated torque against this rotation resistance. Therefore, the adsorption amount detection means (72) electrically detects this torque increase (for example, By observing an increase in motor current), it is possible to know an increase in the amount of magnetic particle adsorption.
従って、この発明によれば、永久磁石式除鉄装置等における永久磁石への磁性粒体吸着態様を当該除鉄装置等とは独立して的確に模擬することができるだけでなく、磁性粒体吸着手段(パイロット永久磁石体)における極板の周縁形状を工夫するだけの簡単な構造と、この磁性粒体吸着手段を単に回転させるだけの簡単な駆動機構を用いて、磁性粒体吸着状態を定量的に確実に検出することができる。 Therefore, according to the present invention, not only can the magnetic particle adsorption mode to the permanent magnet in the permanent magnet type iron removing device etc. be accurately simulated independently of the iron removing device etc., but also the magnetic particle adsorption Quantifying the magnetic particle adsorption state using a simple structure that simply devises the peripheral shape of the electrode plate in the means (pilot permanent magnet body) and a simple drive mechanism that simply rotates this magnetic particle adsorption means Can be reliably detected.
以下、図面を参照しつつ、この発明の好適な実施例を詳述する。なお、以下の実施例は単なる一例であって、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are merely examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
図1は、この発明の一実施例による磁性粒体吸着量検知装置を示し、図2は、磁性粒体吸着量検知装置の極板形状に基づく磁束分布の相違を説明するための図である。ここで、図1を用いて、この磁性粒体吸着量検知装置の要点を極く簡単に説明しておく。 FIG. 1 shows a magnetic particle adsorption amount detection device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the difference in magnetic flux distribution based on the pole plate shape of the magnetic particle adsorption amount detection device. . Here, the essential points of this magnetic particle adsorption amount detection device will be described very simply with reference to FIG.
この発明の一実施例による磁性粒体吸着量検知装置では、永久磁石式除鉄装置(図示せず)のパイロット的な磁性粒体吸着手段として用いられるパイロット磁石構体部Aは、永久磁石ピースM1〜Mnと盤状極板Pt1〜Ptn+1が交互に連結された棒状永久磁石体1が外装チューブ2の内部に回転可能に収納されて成り、この棒状永久磁石体1の磁力によって外装チューブ2の外面に磁性粒体MPを吸着することができる。棒状永久磁石体1の各極板Pt1〜Ptn+1の周縁形状は切欠き(Ct)等により非円形とされ、これにより、外装チューブ2の外面には、周方向に変化する不均一な磁束分布(Φv)が生成される。棒状永久磁石体1は、常時、モータ(4)により回転して周方向に不均一な磁束分布(Φv)を回転させるので、磁性粒体MPとの間に回転抵抗が生じる。トルク計測回路72は、この回転抵抗に対抗してモータ4が発生するトルクに対応する電気的物理量(電流)を計測し、計測された電気的物理量に基づい磁性粒体MPの吸着量を決定する。
In the magnetic particle adsorption amount detection device according to one embodiment of the present invention, the pilot magnet structure part A used as pilot magnetic particle adsorption means of a permanent magnet type iron removing device (not shown) has a permanent magnet piece M1. ~ Mn and plate-like electrode plates Pt1 to Ptn + 1 are alternately connected to each other, and a rod-like
以下、図1及び図2に従って、より詳しく説明していく。この発明の一実施例による磁性粒体吸着量検知装置は、図1に示すように、「(永久)棒磁石」とも呼ばれる棒状永久磁石体1、円筒状のステンレス鋼製外装チューブ2、棒状永久磁石体1を外装チューブ2内に回転可能に支持するためのベアリング3a,3b、棒状永久磁石体1を回転させる小型モータ4、モータ4を支持するモータケース5、モータ4に電源を供給するための給電用端子盤6、制御装置7などを備える。ここで、棒状永久磁石体1、外装チューブ2及びベアリング3a,3bは磁性粒体吸着量検出機構のパイロット磁石構体部Aを構成し、モータ4及びモータケース5は磁性粒体吸着量検出機構の駆動部Bを構成する。また、制御装置7は、端子盤6及びモータ給電線を介してモータ4に接続される。
Hereinafter, it will be described in more detail with reference to FIG. 1 and FIG. As shown in FIG. 1, a magnetic particle adsorption amount detection device according to an embodiment of the present invention includes a rod-shaped
棒状永久磁石体1は、模擬対象となる永久磁石式除鉄装置の永久磁石構体(図示せず。特許文献1の図1参照)と同様に、多数の円柱乃至円盤状の磁石ピースM1〜Mnと盤状で磁性の高い鉄製極板Pt1〜Ptn+1を主要素とする磁性粒体吸着の磁力源である。各磁石ピースM1,M2,M3,…,Mnは、図示のように、端面磁極の極性を反対にした状態で隣り合い(即ち、隣接磁石ピースの対向する端面が同極性)、各極板Pt1,Pt2,Pt3,…,Ptn,Ptn+1の間に介在するように配置される。
The rod-like
これら磁石ピースM1〜Mnには、例えば、Fe−Nd−B系のネオジウム・鉄・ボロン磁石(単に「ネオジウム磁石」ともいう)やSm−Co系のサマリウム・コバルト磁石(単に「サマリウム磁石」ともいう)などの超高磁力の永久磁石が好適に使用される。また、極板Pt1〜Ptn+1は、強磁性体の磁性材料(鉄)製であり、原材料中の磁性粒体(異物)を外装チューブ2の表面に吸引させる機能を有する。各極板Pt1〜Ptn+1の形状は、完全な円盤ではなく、例えば、図2(1)に示すように、切欠きCtが施されており、これによって、外装スリーブ2の外側において周方向に磁束密度の強弱がある不均一な磁束分布Φvを形成することができる。
These magnet pieces M1 to Mn include, for example, Fe-Nd-B-based neodymium / iron / boron magnets (also simply referred to as “neodymium magnets”) and Sm—Co-based samarium / cobalt magnets (also simply referred to as “samarium magnets”). An ultra-high magnetic permanent magnet such as The electrode plates Pt1 to Ptn + 1 are made of a ferromagnetic magnetic material (iron), and have a function of attracting magnetic particles (foreign matter) in the raw material to the surface of the
また、これら磁石ピースM1〜Mn及び極板Pt1〜Ptn+1は、軸心部分を貫通する回転軸1aのネジ溝に係合するネジ(図示せず)により、極板Pt1,Ptn+1の外側から締め付けられて回転軸1aと一体化される。さらに、回転軸1aの両端には極板Pt1,Ptn+1に隣接して軸端部材1b,1cが結合される。
The magnet pieces M1 to Mn and the electrode plates Pt1 to Ptn + 1 are tightened from the outside of the electrode plates Pt1 and Ptn + 1 by screws (not shown) that engage with the screw grooves of the rotating shaft 1a penetrating the shaft center portion. And integrated with the rotary shaft 1a. Further,
棒状永久磁石体1の外径は、「外筒」とも呼ばれる外装チューブ2の内径よりも僅かに小さく、外装チューブ2の内部に回転可能に収納(遊嵌)される。外装チューブ2は、一端(図示左側)が閉じられており「底部」と呼ばれ、他端(図示右側)は開口している。外装チューブ2の底部(図示左側)及び開口部(図示右側)の各内周面には、それぞれ、棒状永久磁石体1の両軸端部材1b,1cを支承するベアリング3a,3bが取り付けられ、両ベアリング3a,3bは、外装チューブ2内において棒状永久磁石体1を回転可能に支持する。これら要素1,2,3a,3bにより構成されるパイロット磁石構体部Aは、永久磁石式除鉄装置の永久磁石構体による磁性粒体の吸着動作を模擬し得る原材料供給路中の適当な箇所に配置される。
The outer diameter of the rod-shaped
また、外装チューブ2の開口部にある鍔部材とモータケース5の開口部(図示左側)にある鍔部材は結合され、棒状永久磁石体1の軸端部材1cには、軸心を合わせて、モータケース5内に設けられた小型モータ4の駆動軸4aが連結される。モータケース5の外面には、モータ4に電力を供給するためのモータ給電用端子盤6が取り付けられて駆動部Bが形成される。
Further, the flange member at the opening of the
モータ4には、例えば、永久磁石界磁の小型直流モータが用いられ、制御装置7内のモータ駆動回路71からモータ給電線及び端子盤6を通じて駆動電力が供給される。そして、パイロット磁石構体部Aの開口部(外装チューブ2の図示左側の鍔部材)及び駆動部Bの開口部(モータケース5の図示左側の鍔部材)は、永久磁石式除鉄装置(図示せず)が設置される原材料供給路の一側壁8に固定され、これにより、パイロット磁石構体部Aを原材料供給路中の適当箇所に配置することができる。
For example, a small DC motor having a permanent magnet field is used as the
制御装置7は、例えば、集中監視盤のような適当な箇所に設置され、上述したモータ駆動回路71の外に、モータ給電盤6を介してモータ4に供給されるモータ駆動電流などに基づいてモータ4の発生トルクを電気的に計測するトルク計測回路72や、計測されたトルク対応値に対応する磁性粒体吸着量を表示したり、所定の吸着量限界値に達したと判定したときに警報(音)や表示を行うなどの動作をする表示装置73、磁性粒体吸着量検知の設定・動作に必要な操作子を備えた操作装置などを備えている。なお、制御装置7の操作及び表示用パネル面の構成については、例えば、特許文献1の図5のように構成することができる。また、制御装置7は、モータケース5に取り付けてもよい。
The
さて、永久磁石式除鉄装置(図示せず)の稼働時には、原材料供給路を通過する合成樹脂素材などの原材料中の磁性粒体(異物)MPを永久磁石式除鉄装置の永久磁石構体外面に吸着させて原材料から磁性粒体を除去すると共に、この磁性粒体吸着量検知装置のパイロット磁石構体部A(外装チューブ2)の外面にも同様に磁性粒体MPが吸着される(なお、「吸着」は「付着」ともいう)。また、除鉄装置稼働時には、パイロット磁石構体部A内の棒状永久磁石体1はモータ4により回転されるようになっており、モータ4の発生トルクは、制御装置内のトルク計測回路72でモータ駆動電流を検出することによって電気的に計測され、これに対応する磁性粒体吸着量は表示装置73で表示される。
When the permanent magnet type iron removing device (not shown) is in operation, the outer surface of the permanent magnet structure of the permanent magnet type iron removing device removes the magnetic particles (foreign matter) MP in the raw material such as synthetic resin material that passes through the raw material supply path. The magnetic particles MP are similarly adsorbed to the outer surface of the pilot magnet assembly part A (exterior tube 2) of the magnetic particle adsorption amount detection device (in addition, the magnetic particles MP are adsorbed to the raw material). “Adsorption” is also referred to as “adhesion”). Further, when the iron removal device is in operation, the rod-like
パイロット磁石構体部Aにおいて、外装チューブ2の外面に磁性粒体MPが吸着されると、外装チューブ2外面に吸着された磁性粒体MPと外装チューブ2内部の棒状永久磁石体1との間には軸方向に磁力が発生するが、この磁力は、通常の円盤状極板を用いた場合は回転方向に殆ど作用しない。この磁性粒体吸着量検知装置では、図2(1)のように、極板Pt1〜Ptn+1に切欠きCtを設けて周方向に不均一な磁束分布Φvを生成させると共に、モータ4により棒状永久磁石体1を所定方向〔図示内側の円弧矢印の方向(時計方向)〕に回転させるようにしているので、棒状永久磁石体1の回転に伴って、周方向に不均一な磁束分布Φvも同じ方向〔図示外側の円弧矢印の方向(時計方向)〕に回転して磁性粒体MPにより回転抵抗が生じる。
When the magnetic particle MP is adsorbed on the outer surface of the
従って、モータ4は、この回転抵抗に対応するトルクを発生し、このトルクは制御装置7内のトルク計測回路72で計測される。すなわち、この回転抵抗は、外装チューブ2に吸着される磁性粒体MPが増加するにつれて増大し、モータ4の発生トルクもこれに応じて増大するので、トルク計測回路72によりモータ駆動電流値の増大を検出し、検出され電流値に対応する磁性粒体吸着量を表示装置により表示することによって、磁性粒体MPの吸着量の増大を知ることができる。
Therefore, the
図2(1)は、図1のパイロット磁石構体部AをA−A面から右側を見たときの断面図であり、図2(2)は、参考のために、極板Pt1〜Ptn+1が完全な円盤状であるとした場合の同様の断面図である。さらに、図2を用いて、切欠きCtのある極板Pt1〜Ptn+1により周方向に不均一な磁束分布Φvを生成させ、且つ、この磁束分布Φvを回転させることによって磁性粒体MPの吸着量を定量的に確実に検出することができることを、より詳しく説明しよう。なお、図2(1),(2)において、放射状の矢印線は極板(図ではPt3)からの磁力線を示す。 2 (1) is a cross-sectional view of the pilot magnet structure A in FIG. 1 as viewed from the AA plane on the right side. FIG. 2 (2) shows the electrode plates Pt1 to Ptn + 1 for reference. It is the same sectional drawing at the time of assuming that it is a perfect disk shape. Further, referring to FIG. 2, the magnetic plates MP are adsorbed by rotating the magnetic flux distribution Φv by generating a non-uniform magnetic flux distribution Φv in the circumferential direction by the pole plates Pt1 to Ptn + 1 having the notches Ct. Let us explain in more detail that can be detected quantitatively and reliably. In FIGS. 2 (1) and 2 (2), radial arrow lines indicate lines of magnetic force from the electrode plate (Pt3 in the figure).
パイロット磁石構体部Aの棒状永久磁石体1は、図1のように、長さ方向に交互に磁極(N、S極)を有する構造であり、この磁極に強磁性体の極板Pt1〜Ptn+1を使用して、原材料中の磁性粒体MPを外装チューブ2の磁極近傍外面に強力に吸着させる。
As shown in FIG. 1, the rod-like
ここで、仮に、各磁極に円盤状の極板を使用した場合、極板からの磁束密度即ち磁力は、図2(2)に放射状矢印の磁力線で示すように、外装チューブ2の外周上には、或る一定の強さで均一に分布する。従って、外装チューブ2内で棒状永久磁石体1をモータ4により回転させても、モータ電流に変化は生じない。
Here, if a disk-shaped electrode plate is used for each magnetic pole, the magnetic flux density, that is, the magnetic force from the electrode plate is on the outer periphery of the
すなわち、円盤状の各極板(図ではPt3)からの磁力は、周方向に略一定で連続した周方向に均一な磁束分布Φuを呈しているので、このように均一な磁束分布Φuが図示円弧矢印の方向(時計方向)に回転しても、磁性粒体MPを吸着している力は、回転する極板(Pt3)の周囲に沿って連続的に移り代わるだけで、回転方向には殆ど抵抗力が発生しない。この現象は、磁性粒体MPを外装チューブ2の外周上に均一に吸着させた場合でも一カ所に集中させた場合でも全く同じである。
That is, the magnetic force from each disk-shaped electrode plate (Pt3 in the figure) exhibits a uniform magnetic flux distribution Φu in the circumferential direction that is substantially constant and continuous in the circumferential direction. Even if it rotates in the direction of the circular arc arrow (clockwise), the force adsorbing the magnetic particles MP can be transferred continuously along the periphery of the rotating electrode plate (Pt3). Little resistance is generated. This phenomenon is exactly the same whether the magnetic particles MP are uniformly adsorbed on the outer periphery of the
これに対し、この磁性粒体吸着量検知装置においては、例えば、図2(1)のように、円盤の両サイドを少し切除し切欠きCtを施した各極板(図ではPt3)を用いて、放射状矢印の磁力線で示すように、周方向の磁束密度の分布に変化を持たせる(Φv)。図示の切欠きCtの形状による磁束分布Φvの例では、外装チューブ2外周近傍の磁束密度は、極板Pt3の切欠き部分で比較的低く、円弧部分では比較的高くなり、特に、円弧部分の端部(4つの角部分)近傍では非常に高く、磁性粒体MPもこれらの角部分近傍に集中してくる。
On the other hand, in this magnetic particle adsorption amount detection device, for example, as shown in FIG. 2 (1), each electrode plate (Pt3 in the figure) in which both sides of the disk are slightly cut and notched Ct is used. Thus, as shown by the magnetic field lines of the radial arrows, the distribution of the magnetic flux density in the circumferential direction is changed (Φv). In the example of the magnetic flux distribution Φv due to the shape of the notch Ct shown in the figure, the magnetic flux density in the vicinity of the outer periphery of the
この磁性粒体吸着量検知装置では、さらに、棒状永久磁石体1をモータ4により回転して、周方向に変化のある磁束分布Φvを図示円弧矢印の方向(時計方向)に回転させる。従って、極板Pt3(即ち棒状永久磁石体1)には、磁性粒体MPによる回転抵抗(負荷トルク)が生じ、これに対抗するモータ4の発生トルクを計測することによって、外装チューブ2に吸着された磁性粒体MPの量を知ることができる。
In this magnetic particle adsorption amount detection device, the rod-shaped
すなわち、図2(1)の場合には、切欠きCtにより周方向の磁束密度に強弱が付けられた磁束分布Φvが棒状永久磁石体1と共に回転するので、磁性粒体MPは、この磁束分布Φvのうち磁束密度が高く磁力の強い部分の回転に追従して移動しようとする。ここで、磁性粒体MPは、棒状永久磁石体1の軸心に向かう磁力によって外装チューブ2に押さえ付けられているので、移動しようとすると、当然、摩擦抵抗(剪断抵抗)が発生する。そして、この摩擦抵抗は棒状永久磁石体1の回転抵抗に置き換わるのである。
That is, in the case of FIG. 2 (1), the magnetic flux MP, in which the circumferential magnetic flux density is increased or decreased by the notch Ct, rotates together with the rod-shaped
なお、各盤状極板Pt1〜Ptn+1の周縁は、周方向に磁束密度が変化する不均一な磁束分布Φvを生成することができる形状であればよく、図2(1)の切欠きCtのような形状に限らず、例えば、三角波や連続波など、種々の形状にすることができる。 The peripheral edges of the plate-like electrode plates Pt1 to Ptn + 1 only need to have a shape capable of generating a non-uniform magnetic flux distribution Φv in which the magnetic flux density changes in the circumferential direction, and the notch Ct in FIG. Not only the shape but also various shapes such as a triangular wave and a continuous wave can be used.
A 棒状永久磁石体1、外装チューブ2等から成るパイロット磁石構体部、
Pt1〜Ptn+1 切欠きCtを有する盤状の極板、
M1〜Mn 永久磁石ピース、
1a;1b,1c 棒状永久磁石体1の回転軸及び軸端部材、
3a,3b ベアリング、
B モータ4、モータケース5、モータ給電用端子盤6等から成る駆動部、
4a モータ4の駆動軸、
7 モータ駆動回路71、トルク計測回路72、表示装置73などを備える制御装置、
8 原材料供給路の一側壁、
MP 磁性粒体(磁性異物)、
Φu,Φv 周方向に均一な磁束分布及び不均一な磁束分布。
A A pilot magnet structure comprising a rod-shaped
Pt1 to Ptn + 1 A plate-shaped electrode plate having a notch Ct,
M1-Mn permanent magnet pieces,
1a; 1b, 1c Rotating shaft and shaft end member of the rod-shaped
3a, 3b bearings,
B drive
4a The drive shaft of the
7 a control device comprising a
8 One side wall of the raw material supply path,
MP magnetic particles (magnetic foreign matter),
Φu, Φv Uniform magnetic flux distribution and non-uniform magnetic flux distribution in the circumferential direction.
Claims (2)
電源供給により上記永久磁石体を回転させるモータと、
上記外装チューブに吸着された磁性粒体と上記永久磁石体との間の磁力に伴って生じる回転抵抗に対抗して上記モータが発生するトルクを電気的に計測し、計測されたトルクに基づいて当該磁性粒体の量を決定する吸着量検出手段と
を具備し、
上記永久磁石体は円柱状の永久磁石ピースと盤状の磁性極板が交互に連結されて成り、
各磁性極板は、上記外装チューブの外面に生成される磁束分布を周方向に変化させる周縁形状を有する
ことを特徴とする磁性粒体吸着量検知装置。 A cylindrical permanent magnet body is rotatably accommodated inside a cylindrical outer tube, and magnetic particle adsorption means for adsorbing magnetic particles on the outer surface of the outer tube by the magnetic force of the permanent magnet body;
A motor for rotating the permanent magnet body by power supply;
The torque generated by the motor is electrically measured against the rotational resistance caused by the magnetic force between the magnetic particles adsorbed on the outer tube and the permanent magnet body, and based on the measured torque An adsorption amount detecting means for determining the amount of the magnetic particles,
The permanent magnet body is formed by alternately connecting cylindrical permanent magnet pieces and disk-shaped magnetic plates,
Each magnetic electrode plate has a peripheral shape for changing the distribution of magnetic flux generated on the outer surface of the outer tube in the circumferential direction.
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