JP2013181842A - Powder measuring and filling apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、粉体、たとえば炭素材のような細く且つ低比重の粉を、容器内に、能率良く、且つ一定の重量で緻密に充填する粉体計量充填装置に関するものである。 The present invention relates to a powder metering and filling apparatus that efficiently and finely fills a container with a powder, for example, a fine powder having a low specific gravity such as a carbon material.
たとえばリチウムイオン電池の負極を構成する炭素材を焼成処理するに際して容器状の鞘内に充填する場合のように、細かく且つ低比重の粉体材料を容器に供給する場合がある。このような、粉体材料を容器に供給するに際しては、装置効率や作業効率を高めるために、定量を緻密に充填することが求められる。 For example, when a carbon material constituting a negative electrode of a lithium ion battery is subjected to a firing treatment, a fine powder material having a low specific gravity may be supplied to the container in a case where the container is filled in a sheath. When supplying such a powder material to a container, it is required to pack a fixed amount precisely in order to increase apparatus efficiency and work efficiency.
特許文献1に示すトナー供給装置が提案されている。これによれば、容器に上下振動が加えられつつ、トナー(粉体)が一定の充填速度で容器内に供給されるようになっている。しかし、この特許文献1に記載されたトナー供給装置では、容器あるいはそれに充填される粉体の重量測定器が設けられておらず、特に、細かく且つ低比重の粉体では、一定の充填速度(g/sec)で粉体を供給することが困難であるため、充填精度が得られないという欠点があった。 A toner supply device disclosed in Patent Document 1 has been proposed. According to this, toner (powder) is supplied into the container at a constant filling speed while vertical vibration is applied to the container. However, the toner supply device described in Patent Document 1 is not provided with a container or a weight measuring device for the powder filled therein. In particular, with a fine powder having a low specific gravity, a constant filling speed ( (g / sec), it is difficult to supply the powder, and there is a drawback that the filling accuracy cannot be obtained.
また、特許文献2に示す粉体計量装置が提案されている。これによれば、計量器上に載置された容器に対して、設定重量となるまでストレージタンクからの粉体を供給し、設定重量となった容器が自動的に搬送されるようになっている。しかし、この粉体計量装置では、細かく且つ低比重の粉体を容器内に緻密に充填することができないという欠点があった。 Moreover, the powder measuring device shown in patent document 2 is proposed. According to this, powder from the storage tank is supplied to the container placed on the measuring instrument until the set weight is reached, and the container having the set weight is automatically conveyed. Yes. However, this powder metering device has a drawback in that fine and low specific gravity powder cannot be densely filled in the container.
また、特許文献3に示す粉粒体の計量装置が提案されている。これによれば、計量ホッパの重量を計測しつつその計量ホッパへ粉粒体が供給され、設定重量に到達すると、計量ホッパへの供給が停止されて、計量ホッパ内の粉粒体が他の容器内へ充填されるようになっている。しかし、この粉粒体の計量装置では、細かく且つ低比重の粉体材料を容器内に緻密に充填することができないという欠点があった。 Moreover, the measuring apparatus of the granular material shown to patent document 3 is proposed. According to this, powder particles are supplied to the weighing hopper while measuring the weight of the weighing hopper, and when the set weight is reached, the supply to the weighing hopper is stopped, and the particles in the weighing hopper The container is filled. However, this granular material measuring apparatus has a drawback that it is not possible to densely fill a container with a fine and low specific gravity powder material.
これに対して、上記特許文献1に記載されている振動を加えつつ容器内に粉体を充填する技術と、上記特許文献2、特許文献3に記載されている、容器重量を計測し、その容器が設定重量となるまでに粉体を供給する技術とを組み合わせることで、粉体計量充填装置を構成することが考えられる。しかし、この場合、粉体の重量計測および粉体の充填中は容器の入れ替えを行なうことができないので、作業能率が得られないという問題があった。重量計測された粉体を供給しつつ容器に振動を加えると、容器の重量を計測した重量計測器に影響が及んで、その耐久性が損なわれるという問題があった。 On the other hand, a technique for filling the container with powder while applying vibration described in Patent Document 1, and measuring the weight of the container described in Patent Document 2 and Patent Document 3, It is conceivable to configure a powder metering and filling device by combining with a technique for supplying powder until the container reaches a set weight. However, in this case, there is a problem in that work efficiency cannot be obtained because the container cannot be replaced while the powder is weighed and filled. When the container is vibrated while supplying the weight-measured powder, there is a problem in that the weight measuring instrument that measures the weight of the container is affected and the durability thereof is impaired.
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その第1の目的とするところは、細かく且つ低比重の粉体を、容器内の充填重量を計測しつつその容器内に緻密に能率良く充填できる粉体計量充填装置を提供することにある。また、第2の目的とするところは、細かく且つ低比重の粉体を、容器内の充填重量を計測しつつその容器内に緻密に能率良く充填できる耐久性の高い粉体計量充填装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background described above. The first object of the present invention is to finely and efficiently finely and finely powder a low specific gravity while measuring the filling weight in the container. An object of the present invention is to provide a powder metering and filling device that can be filled well. The second object is to provide a highly durable powder metering and filling device that can finely and efficiently fill fine and low specific gravity powder into the container while measuring the filling weight in the container. There is to do.
かかる目的を達成するための本発明の要旨とするところは、(a)細かく且つ低比重の粉体を、容器内の充填重量を計測しつつその容器内に緻密に能率良く充填できる粉体計量充填装置であって、(b)粉体供給装置から前記粉体が供給される計量ホッパと、(c)該計量ホッパを支持し、該計量ホッパが設定重量に到達したことを検出して前記粉体供給装置からの粉体の供給を停止させる重量測定装置と、(d)前記計量ホッパが前記重量測定装置によって測定されている間に、前記計量ホッパ直下の容器を搬出し、新たな容器を該計量ホッパ直下に搬送する容器搬送装置と、(e)前記計量ホッパへ前記粉体供給装置からの粉体の供給を停止されている間に、該計量ホッパから充填される粉体が充填される容器に振動を付与する加振装置とを、含むことを特徴とする。 To achieve this object, the gist of the present invention is that (a) a powder meter capable of finely and efficiently filling a fine and low specific gravity powder into the container while measuring the filling weight in the container. (B) a weighing hopper to which the powder is supplied from a powder supply device; and (c) supporting the weighing hopper, detecting that the weighing hopper has reached a set weight, and A weight measuring device for stopping the supply of powder from the powder supply device; and (d) while the weighing hopper is being measured by the weight measuring device, the container immediately below the weighing hopper is carried out to form a new container. A container transport device that transports the measuring hopper directly below the weighing hopper, and (e) filling the powder from the weighing hopper while the supply of the powder from the powder feeding device to the weighing hopper is stopped. A vibration device for applying vibration to the container It is characterized by.
本発明の粉体計量充填装置によれば、粉体供給装置から計量ホッパに粉体が供給されているとき、その計量ホッパが設定重量に到達したことが重量測定装置により検出されてその粉体供給装置からの粉体の供給が停止させられる。この計量ホッパが重量測定装置によって測定されている間に、容器搬送装置により、計量ホッパ直下の充填位置にある容器が搬出され、新たな容器がその計量ホッパ直下の充填位置へ搬送される。そして、その計量ホッパへ前記粉体供給装置からの粉体の供給が停止されている間に、加振装置によりその計量ホッパから粉体が充填される容器に振動が付与される。これにより、細かく且つ低比重の粉体が、容器内の充填重量を計測しつつその容器内に緻密に能率良く充填される。 According to the powder weighing and filling apparatus of the present invention, when the powder is supplied from the powder supply apparatus to the weighing hopper, the weight measuring apparatus detects that the weighing hopper has reached the set weight, and the powder. The supply of powder from the supply device is stopped. While the weighing hopper is being measured by the weight measuring device, the container at the filling position immediately below the weighing hopper is unloaded by the container conveying device, and a new container is conveyed to the filling position directly below the weighing hopper. And while supply of the powder from the said powder supply apparatus to the measurement hopper is stopped, a vibration is given to the container with which powder is filled from the measurement hopper by the vibration apparatus. As a result, fine and low specific gravity powder is densely and efficiently filled into the container while measuring the filling weight in the container.
ここで、好適には、前記計量ホッパの出口との間に蛇腹筒を介して接続されるとともに、フレームに位置固定に支持され、前記計量ホッパから前記粉体が前記容器に充填される際には、該容器の開口を覆う容器カバーが設けられている。このようにすれば、加振装置により容器に振動が加えられるとき、その容器の開口を覆う容器カバーに振動が伝達されても、その容器カバーに蛇腹筒を介して接続される計量ホッパには伝達され難く、その計量ホッパを支持している重量測定装置にも振動が伝達され難いので、耐久性の高い粉体計量充填装置が得られる。すなわち、第2の目的が達成される。また、計量ホッパから粉体が容器内に充填されるときには、その容器の開口が容器カバーにより覆われるので、作業環境の汚染が抑制される。 Here, preferably, when connected to the outlet of the weighing hopper via a bellows cylinder and supported in a fixed position on the frame, when the container is filled with the powder from the weighing hopper Is provided with a container cover covering the opening of the container. In this way, when vibration is applied to the container by the vibration device, even if vibration is transmitted to the container cover that covers the opening of the container, the weighing hopper connected to the container cover via the bellows tube Since it is difficult to transmit vibration to the weight measuring device that supports the weighing hopper, it is possible to obtain a highly durable powder weighing and filling apparatus. That is, the second object is achieved. Further, when the powder is filled into the container from the weighing hopper, the opening of the container is covered with the container cover, so that contamination of the work environment is suppressed.
また、好適には、前記計量ホッパから前記粉体が前記容器に充填される際には、該容器の開口を容器カバーの下面に押し当てるまで該容器を上昇させるが、前記粉体供給装置から該計量ホッパに粉体が供給されているときは、前記容器搬送装置により搬送される容器と緩衝しない位置まで下降させられる容器昇降装置が設けられる。この容器昇降装置により、前記粉体供給装置から該計量ホッパに粉体が供給されているときは前記計量ホッパの直下の充填位置に位置する容器の入れ替えが可能とされる。 Preferably, when the container is filled with the powder from the weighing hopper, the container is raised until the opening of the container is pressed against the lower surface of the container cover. When the powder is supplied to the weighing hopper, a container lifting / lowering device that is lowered to a position where the container is not buffered with the container conveyed by the container conveying device is provided. With this container lifting device, when powder is supplied from the powder supply device to the weighing hopper, the container located at the filling position immediately below the weighing hopper can be replaced.
また、好適には、前記容器カバーには、吸引管を介して吸引装置が接続されている。これにより、計量ホッパから粉体が容器内に充填されるときに容器カバーの開口が容器カバーにより覆われた状態では、容器内が負圧とされるので、作業環境の汚染が一層抑制される。 Preferably, a suction device is connected to the container cover via a suction pipe. Thereby, in the state where the opening of the container cover is covered with the container cover when the container is filled with powder from the weighing hopper, the inside of the container is set to a negative pressure, so that contamination of the work environment is further suppressed. .
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.
図1において、粉体計量充填装置10は、たとえば、リチウムイオン電池の負極に用いる炭素材である粉体を鞘12内に自動的に定量充填する装置であって、その鞘12内の粉体を焼成処理するための焼成炉に鞘12を送りこみ、且つ送り出す搬送閉回路の一部に配置される。この鞘12は、たとえば、300×300×155mm程度の寸法を有して上方へ開口するカーボン製の角型容器である。上記粉体は、粒径が比較的細かい炭素材であって低比重であるため、充填時には空気を含んで嵩高くなる性質がある。
In FIG. 1, a powder metering and
粉体計量充填装置10は、基台14を含む機枠16と、その機枠16の上部に支持され、粉体供給装置として機能する電動アクチュエータ付ロータリ弁18、電動アクチュエータ付第1バタフライ弁19、布製あるいはゴム製の可撓性を有する蛇腹筒20、および供給ホッパ22と、機枠16に固定され、鞘12を充填位置へ搬入し、あるいはその位置から搬出して上記搬送閉回路の一部を構成する複数本の搬送ローラ24を水平方向に有し、容器搬送装置として機能するローラコンベア26と、支持ブラケット28を介して機枠16に固定されるとともに鞘12の開口が当接させられるスポンジを下面に有し、鞘12が上昇させられたときにその鞘12の開口を気密に覆う容器カバー30とを、位置固定に備えている。上記ロータリ弁18、第1バタフライ弁19、蛇腹筒20は、供給ホッパ22と計量ホッパ36との間の気密な第1粉体供給路を構成している。なお、計量ホッパ36の上面は、蛇腹筒20に接続された図示しない封止シートによって覆われている。
The powder metering and
図2および図3に詳しく示すように、粉体計量充填装置10には、基台14上に固定された重量測定装置32と、その重量測定装置32の上に立設された4本の支柱34と、その支柱34の上部に支持された計量ホッパ36と、計量ホッパ36と容器カバー30との間の気密な第2粉体供給路を構成する第2バタフライ弁38および布製あるいはゴム製の可撓性を有する蛇腹筒40とが、設けられており、ロータリ弁18の回転数に応じて計量ホッパ36へ供給された粉体が逐次計測され、予め設定された重量に到達するとロータリ弁18の回転が停止させられるようになっている。
As shown in detail in FIGS. 2 and 3, the powder metering and
また、粉体計量充填装置10は、基台14上に固設され、供給ホッパ22から計量ホッパ36への粉体の供給が停止されるが、計量ホッパ36から鞘12内へ粉体が供給される期間内に、粉体充填中の鞘12に振動を与えて粉体を緻密に充填するための加振装置42を備えている。加振装置42は、重量測定装置32の上側に所定の空間を隔てて位置する固定板44を支持する支持フレーム46と、固定板44に設けられた上下案内装置48により上下方向に案内され且つ上下アクチュエータ50により上下させられる第1可動板52と、防振ゴムなどの緩衝体54を介して第1可動板52に支持された第2可動板56に立設され、下降位置ではローラコンベア26上の鞘12と緩衝しないが、上昇位置では鞘12を持ち上げる複数本たとえば4本の支持棒58と、第2可動板56に固定された振動発生器60とを備えている。振動発生器60は、たとえば電磁バイブレータや、重心が偏心した偏心軸とその偏心軸を回転駆動する電動機とから成る電動バイブレータなどから構成される。
The powder weighing and filling
なお、容器カバー30は、吸引管62を介してブロアなどの吸引装置64に接続されており、鞘12が上昇させられてその開口が容器カバー30の下面のスポンジに当接させられ、容器カバー30により鞘12の開口が気密に覆われた状態では、鞘12内が負圧とされるようになっている。
The
制御装置70は、予め記憶されたプログラムに従って、鞘12に対する粉体の供給充填作動を図4のタイムチャートに示すように実行させる。先ず、図示しない起動スイッチ操作あるいは鞘12が所定位置へ到着したことに応答して発生する起動信号により、ロータリ弁18が回転させられ、第1バタフライ弁19が開かれることにより、供給ホッパ22から計量ホッパ36への粉体の供給が開始され、粉体の供給量が重量測定装置32により計測される。すなわち、第2バタフライ弁38が閉じられた後も振動発生器60による加振が継続され、振動終了間際に重量測定装置32による計量、ロータリ弁18、第1バタフライ弁19の作動が開始される(t1時点)。これにより、振動期間が長くされて緻密な充填が行なわれる。t1乃至t4の区間は計量区間を示しており、この計量区間内では、たとえばt2乃至t3の区間に示すように、上下アクチュエータ50の下降後にローラコンベア26により、充填後の鞘12が計量ホッパ36直下の充填位置から搬出され、新たな空の鞘12がその充填位置へ搬入される。約30秒程度経過して、計量ホッパ36へ供給された粉体が予め設定された設定重量たとえば6kgに到達したと判定されると、t4時点に示すように、ロータリ弁18および第1バタフライ弁19が閉じられて、粉体の定量供給が終了させられる。図2は、このような作動区間において、鞘12が下降させられている状態を示している。
The
ついで、図3に示すように、上下アクチュエータ50により上方へ駆動される支持棒58によって鞘12が容器カバー30に当接するまで上昇させられると(t5時点)、第2バタフライ弁38が開かれて、計量ホッパ36内の粉体が鞘12内に供給されると同時に、振動発生器60が振動を発生し、その振動が支持棒58を介して鞘12へ伝達される。このような加振が20秒程度持続されると、第2バタフライ弁38が閉じられるが(t6時点)、その後も10秒程度加振が継続される。
Next, as shown in FIG. 3, when the
上述のように、本実施例の粉体計量充填装置10によれば、供給ホッパ22(粉体供給装置)から計量ホッパ36に粉体が供給されているとき、その計量ホッパ36が設定重量に到達したことが重量測定装置により検出されてその供給ホッパ22からの粉体の供給が停止させられる。この計量ホッパ36が重量測定装置32によって測定されている間に、ローラコンベア26(容器搬送装置)により、計量ホッパ36直下の充填位置にある鞘12(容器)が搬出され、新たな鞘12がその計量ホッパ36の直下の充填位置へ搬入される。そして、その計量ホッパ36へ供給ホッパ22からの粉体の供給を停止されている間に、振動発生器60によりその計量ホッパ36から粉体が充填される鞘12に振動が付与される。これにより、細かく且つ低比重の粉体が、鞘12内の充填重量を計測しつつその容器内に緻密に能率良く充填される。
As described above, according to the powder weighing and filling
また、本実施例の粉体計量充填装置10によれば、計量ホッパ36の出口との間に可撓性の蛇腹筒40を介して接続されるとともに、機枠16に位置固定に支持され、計量ホッパ36から粉体が鞘12(容器)に充填される際には、その鞘12の開口を覆う容器カバー30が設けられている。このため、加振装置42により鞘12に振動が加えられるとき、その鞘12の開口を覆う容器カバー30に振動が伝達されても、その容器カバー30に蛇腹筒40を介して接続される計量ホッパ36には伝達され難く、その計量ホッパ36を支持している重量計測装置32にも振動が伝達され難いので、耐久性の高い粉体計量充填装置10が得られる。また、振動発生器60が固定されている第2可動板56は防振ゴムなどの緩衝体54を介して第1可動板52に支持されているので、重量計測装置32に振動が一層伝達され難いので、重量計測装置32の耐久性が一層高められる。また、計量ホッパ36から粉体が鞘12内に充填されるときには、鞘12の開口が容器カバー30により覆われるので、作業環境の汚染が抑制される。
In addition, according to the powder metering and filling
また、本実施例の粉体計量充填装置10によれば、計量ホッパ36から粉体が鞘12(容器)内に充填される際には、その鞘12の開口を容器カバー30の下面に押し当てるまで鞘12を上昇させるが、供給ホッパ22から計量ホッパ36に粉体が供給されているときは、ローラコンベア26(容器搬送装置)により搬送される鞘12と緩衝しない位置まで下降させる上下アクチュエータ50、第1可動板52、第2可動板56、および支持棒58を含む容器昇降装置59が設けられる。この容器昇降装置59により、供給ホッパ22から計量ホッパ36に粉体が供給されているときは、計量ホッパ36の直下の充填位置に位置する鞘12の入れ替えが可能とされる。
Further, according to the powder metering and filling
また、本実施例の粉体計量充填装置10によれば、容器カバー30には、吸引管62を介して吸引装置64が接続されているので、計量ホッパ36から粉体が鞘12内に充填されるときに容器カバー30の開口が容器カバーにより覆われた状態では、鞘12内が負圧とされるので、作業環境の汚染が一層抑制される。
Further, according to the powder metering and filling
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。 As mentioned above, although one Example of this invention was described in detail with reference to drawings, this invention is not limited to this Example, It can implement in another aspect.
たとえば、前述の実施例において、鞘12は角型容器であったが、円筒形容器であってもよい。また、粉体供給装置は、供給ホッパ22およびロータリ弁18を有して粉体が自重により落下させられるものであったが、空気の流れにより搬送される空気式粉体供給装置などであってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the
また、前述の実施例において、ローラコンベア26に替えて、パレットコンベアやベルト式コンベアなどの容器搬送装置が設けられていてもよい。
Moreover, in the above-mentioned Example, it replaced with the
また、前述の実施例では、鞘12が容器カバー30に対して昇降させられていたが、容器カバー30が鞘12に対して昇降させられてもよい。
In the above-described embodiment, the
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。 It should be noted that the above description is merely an embodiment, and other examples are not illustrated. However, the present invention is implemented in variously modified and improved modes based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the gist of the present invention. Can do.
10:粉体計量充填装置
12:鞘(容器)
16:機枠
18:ロータリ弁
22:供給ホッパ(粉体供給装置)
26:ローラコンベア(容器搬送装置)
30:容器カバー
32:重量測定装置
34:支柱
36:計量ホッパ
40:蛇腹筒
42:加振装置
59:容器昇降装置
62:吸引管
64:吸引装置
10: Powder metering and filling device
12: Sheath (container)
16: Machine frame 18: Rotary valve 22: Supply hopper (powder supply device)
26: Roller conveyor (container transport device)
30: container cover 32: weight measuring device 34: support 36: weighing hopper 40: bellows cylinder 42: vibration device 59: container lifting device 62: suction pipe 64: suction device
Claims (4)
粉体供給装置から前記粉体が供給される計量ホッパと、
該計量ホッパを支持し、該計量ホッパが設定重量に到達したことを検出して前記粉体供給装置からの粉体の供給を停止させる重量測定装置と、
前記計量ホッパが前記重量測定装置によって測定されている間に、前記計量ホッパ直下の容器を搬出し、新たな容器を該計量ホッパ直下に搬送する容器搬送装置と、
前記計量ホッパへ前記粉体供給装置からの粉体の供給を停止されている間に、該計量ホッパから充填される粉体が充填される容器に振動を付与する加振装置と
を、含むことを特徴とする粉体計量充填装置。 A powder metering and filling device capable of finely and efficiently filling fine and low specific gravity powder into the container while measuring the filling weight in the container,
A weighing hopper to which the powder is supplied from a powder supply device;
A weight measuring device that supports the weighing hopper, detects that the weighing hopper has reached a set weight, and stops the supply of powder from the powder supply device;
A container conveying device for carrying out a container immediately below the weighing hopper and conveying a new container directly under the weighing hopper while the weighing hopper is being measured by the weight measuring device;
A vibration device for applying vibration to a container filled with the powder filled from the weighing hopper while supply of the powder from the powder feeding device to the weighing hopper is stopped. Powder metering and filling device characterized by
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