JP2017051894A - 圧電式バルブを備える噴風装置、及び該噴風装置を利用する光学式粒状物選別機 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、噴風装置の使用中に、前記圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれのない噴風装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、圧電式バルブの開放により圧縮気体供給部から供給される圧縮気体をノズル部のノズル孔から噴風する噴風装置において、流路部内の圧縮気体の湿度を検出する湿度センサと、前記湿度センサによる湿度の検出値を設定値と比較する湿度制御部を設け、当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度制御部は、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えることを特徴とする。【選択図】図６
Description
本発明は、圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブを備える噴風装置、及び該噴風装置を利用する光学式粒状物選別機に関する。
従来、穀粒や樹脂ペレット等の粒状物を噴風により吹き飛ばして良品と不良品に選別したり、粒状物に混入する異物等を噴風により除去したりする光学式粒状物選別機が知られている。
この種の粒状物選別機は、搬送路の端部から所定の軌跡に沿って落下する粒状物を、不良品等の検出信号に基づいて噴風により吹き飛ばし除去することで、該粒状物の選別を行うものである。
この種の粒状物選別機は、搬送路の端部から所定の軌跡に沿って落下する粒状物を、不良品等の検出信号に基づいて噴風により吹き飛ばし除去することで、該粒状物の選別を行うものである。
上記粒状物選別機は、連続的かつ大量に落下する粒状物の中から不良品等をエアの噴風により吹き飛ばすものであり、当該不良品等のみを他の粒状物を巻き込むことなく精度よく吹き飛ばすためには、噴風装置に応答性のよいバルブを備えることが必要となる。
そこで、圧電素子を利用することでバルブの開閉を高速で行える圧電式バルブが提案されている（特許文献１参照。）。
前記圧電式バルブは、高速応答性能に優れる圧電素子の特性を利用するものであり、圧電素子の小さな変位をテコの原理に基づいて拡大する変位拡大機構を備えるものである。
前記圧電式バルブは、高速応答性能に優れる圧電素子の特性を利用するものであり、圧電素子の小さな変位をテコの原理に基づいて拡大する変位拡大機構を備えるものである。
前記圧電式バルブは、前記圧電素子に電圧を印加すると、該圧電素子の伸長方向への変位が前記変位拡大機構を介して弁体に伝わり、該弁体を速やかに移動させて開弁する。
また、前記圧電式バルブは、前記圧電素子への電圧印加を解除すると、該圧電素子の原状復帰に伴う復帰力が前記変位拡大機構を介して前記弁体に伝わり、該弁体を速やかに弁座に当接させて閉弁する。
また、前記圧電式バルブは、前記圧電素子への電圧印加を解除すると、該圧電素子の原状復帰に伴う復帰力が前記変位拡大機構を介して前記弁体に伝わり、該弁体を速やかに弁座に当接させて閉弁する。
そして、前記圧電式バルブを備える噴風装置は、圧電式バルブを複数並設して組み込んだ噴風ノズルと、該噴風ノズルに圧縮空気を送る圧縮空気供給装置を備え、駆動装置が前記複数の圧電式バルブを選択的に駆動して前記噴風ノズルの各ノズル孔から圧縮空気を噴風する。
また、前記噴風装置を利用する光学式粒状物選別機は、圧電式バルブの開閉時の応答性が従来の電磁バルブに比べて格段に優れることから、不良品等を精度よく吹き飛ばし、かつ良品等を巻き込んで吹き飛ばすおそれの少ないものである。
ところで、圧電素子は、動作に伴う消費エネルギーが少ない、高速動作に適している、小型である等の優れた特長をもつ。
しかしながら、前記圧電素子は、高湿環境に弱いため、前記圧電式バルブを高湿環境下で使用する場合には、マイグレーションが原因と考えられる絶縁低下を起こして焼損するおそれがある。
そこで、本発明は、圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブを備える噴風装置であって、該噴風装置の使用中に、前記圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれのない噴風装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記噴風装置を利用する光学式粒状物選別機であって、前記噴風装置の使用中に、前記噴風装置に備える圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれのない光学式粒状物選別機を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記噴風装置を利用する光学式粒状物選別機であって、前記噴風装置の使用中に、前記噴風装置に備える圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれのない光学式粒状物選別機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、
圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブを備える噴風装置であって、
コンプレッサ及び該コンプレッサにより圧縮された気体を乾燥させるドライヤを有する圧縮気体供給部と、
該圧縮気体供給部から供給される圧縮気体をノズル孔から噴風するノズル部と、
前記圧縮気体供給部から前記ノズル部に圧縮気体を供給する流路部と、
を備え、
前記圧電式バルブの開放により前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体を前記ノズル部の前記ノズル孔から噴風する噴風装置において、
前記流路部内の圧縮気体の湿度を検出する湿度センサと、前記湿度センサによる湿度の検出値を設定値と比較する湿度制御部を設け、
当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度制御部は、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えることを特徴とする。
圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブを備える噴風装置であって、
コンプレッサ及び該コンプレッサにより圧縮された気体を乾燥させるドライヤを有する圧縮気体供給部と、
該圧縮気体供給部から供給される圧縮気体をノズル孔から噴風するノズル部と、
前記圧縮気体供給部から前記ノズル部に圧縮気体を供給する流路部と、
を備え、
前記圧電式バルブの開放により前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体を前記ノズル部の前記ノズル孔から噴風する噴風装置において、
前記流路部内の圧縮気体の湿度を検出する湿度センサと、前記湿度センサによる湿度の検出値を設定値と比較する湿度制御部を設け、
当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度制御部は、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えることを特徴とする。
本発明は、
前記湿度制御部が、前記圧電式バルブを繰り返し開閉し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記ノズル孔から排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体と置き換えることが好ましい。
前記湿度制御部が、前記圧電式バルブを繰り返し開閉し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記ノズル孔から排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体と置き換えることが好ましい。
本発明は、
前記流路部の前記ノズル部側に圧縮気体の排出バルブが設けられており、
前記湿度制御部が、前記排出バルブを開放し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記排出バルブから排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体と置き換えることが好ましい。
前記流路部の前記ノズル部側に圧縮気体の排出バルブが設けられており、
前記湿度制御部が、前記排出バルブを開放し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記排出バルブから排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体と置き換えることが好ましい。
本発明は、
前記圧電式バルブが、外部から供給される圧縮気体を受け入れる気体圧力室、及び該気体圧力室から前記圧縮気体を排出する気体排出路、を有し、
前記圧電式バルブが、前記気体圧力室に配置され前記気体排出路を開閉する弁体、前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子、及び前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構、をさらに有し、
前記圧電素子に電圧を印加し、該圧電素子を伸張させて前記弁体を開弁することが好ましい。
前記圧電式バルブが、外部から供給される圧縮気体を受け入れる気体圧力室、及び該気体圧力室から前記圧縮気体を排出する気体排出路、を有し、
前記圧電式バルブが、前記気体圧力室に配置され前記気体排出路を開閉する弁体、前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子、及び前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構、をさらに有し、
前記圧電素子に電圧を印加し、該圧電素子を伸張させて前記弁体を開弁することが好ましい。
また、上記目的を達成するため、本発明は、
被選別物を移送する移送手段と、
該移送手段の端部から落下する被選別物を検出位置において検出する光学検出手段と、
該光学検出手段のさらに下方に設けられ当該光学検出手段による検出結果に基づいて前記被選別物を圧縮気体の噴風により吹き飛ばす噴風装置と、
を備える光学式粒状物選別機であって、
前記噴風装置は、上記何れかに記載の噴風装置であり、当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えるものである。
被選別物を移送する移送手段と、
該移送手段の端部から落下する被選別物を検出位置において検出する光学検出手段と、
該光学検出手段のさらに下方に設けられ当該光学検出手段による検出結果に基づいて前記被選別物を圧縮気体の噴風により吹き飛ばす噴風装置と、
を備える光学式粒状物選別機であって、
前記噴風装置は、上記何れかに記載の噴風装置であり、当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えるものである。
本発明の噴風装置は、当該噴風装置の使用開始に先立って、流路部内の圧縮気体の湿度を湿度センサにより検出し、該検出された湿度が設定値以上の場合、湿度制御部が、前記流路部内の圧縮気体を、圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えるので、当該噴風装置の使用中に、圧電式バルブに利用する圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれがない。
本発明の噴風装置は、前記湿度制御部が、前記圧電式バルブの開閉を繰り返し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記ノズル孔から排出することで、前記流路部内の高湿度の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される低湿度の圧縮気体と置き換えることとすれば、前記圧電式バルブの開閉時における圧電素子の伸縮により該圧電素子の表面が熱をもち、当該圧電素子の表面温度が上昇する結果、当該圧電素子表面の相対湿度が低下するため、前記流路部内の高湿度の圧縮気体を前記ノズル孔から排出する場合でも、前記圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれがない。
本発明の噴風装置は、前記流路部のノズル部側に圧縮気体の排出バルブが設けられており、前記湿度制御部が、前記排出バルブを開放し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記排出バルブから排出することで、前記流路部内の高湿度の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される低湿度の圧縮気体と置き換えることとすれば、前記流路部内の高湿度の圧縮気体を簡単に排出することができる。
本発明の光学式粒状物選別機は、噴風装置が、上記いずれかの噴風装置であり、当該噴風装置の使用開始に先立って、湿度センサにより検出される流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えるので、前記噴風装置の使用中に、前記噴風装置に備える圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれがない。
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜圧電式バルブ＞
図１は圧電式バルブの斜視図を示す。図２は圧電式バルブの組立分解図を示す。図３はアクチュエータの説明図を示す。図４は弁座プレートにアクチュエータを固定した状態の説明図を示す。図５は圧電式バルブの断面図であって、弁座プレートをバルブ本体内部に配設した状態の説明図を示す。
＜圧電式バルブ＞
図１は圧電式バルブの斜視図を示す。図２は圧電式バルブの組立分解図を示す。図３はアクチュエータの説明図を示す。図４は弁座プレートにアクチュエータを固定した状態の説明図を示す。図５は圧電式バルブの断面図であって、弁座プレートをバルブ本体内部に配設した状態の説明図を示す。
圧電式バルブ１０は、バルブ本体２０、前記バルブ本体２０の内部に配設されるとともに該バルブ本体２０に固定される弁座プレート２５、前記弁座プレート２５の両面にネジで固定されるアクチュエータ３０を備える。
前記バルブ本体２０は、前面が開口するケースであって、内部には外部の圧縮気体供給源（図示せず）から圧縮気体の供給を受ける気体圧力室を備える。
また、前記バルブ本体２０の前面には、コネクタ部５０が設けられる。前記コネクタ部５０の前面には、該バルブ本体２０内に圧縮気体を吸入する気体吸入口５１及び前記圧縮気体を排出する気体排出口５２が開口する。
また、前記バルブ本体２０の前面には、コネクタ部５０が設けられる。前記コネクタ部５０の前面には、該バルブ本体２０内に圧縮気体を吸入する気体吸入口５１及び前記圧縮気体を排出する気体排出口５２が開口する。
前記弁座プレート２５は、前記アクチュエータ３０の取り付け部を両面に備えるとともに、前記アクチュエータ３０の後述する弁体３１が当接する弁座２６を有する。当該弁座プレート２５には、前記弁座２６の弁座面から前記コネクタ部５０の前面に開口する前記排出口５２へ連通する気体排出路が形成される。
また、前記弁座プレート２５の前面には、前記ケースの開口を閉鎖する蓋材２８が取り付けられる。前記蓋材２８には、前記コネクタ部５０の前面に開口する吸入口５１から前記バルブ本体２０内に連通する気体吸入路が形成される。
また、前記弁座プレート２５の前面には、前記ケースの開口を閉鎖する蓋材２８が取り付けられる。前記蓋材２８には、前記コネクタ部５０の前面に開口する吸入口５１から前記バルブ本体２０内に連通する気体吸入路が形成される。
前記アクチュエータ３０は、図３に示すように、ゴム製好ましくは滑性ゴムの弁体３１、該弁体３１の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子３２、前記圧電素子３２の変位を拡大して前記弁体３１に作用させる変位拡大機構３３を備える。
前記変位拡大機構３３は、前記圧電素子３２の変位を拡大する変位拡大部３４と、前記圧電素子３２の変位を前記変位拡大部３４に伝達する変位伝達部３５を有し、前記弁体３１の動作方向の軸線、ここでは、前記弁体３１と前記圧電素子３２の長手方向軸線を結ぶ直線（以下、「中心線」という。）に対して対称に配置される。
前記変位伝達部３５は、前記圧電素子３２の一端が接合されるＵ字状のベース基板３６と、前記圧電素子３２の他端が接合されるキャップ部材３７を有する。前記圧電素子３２が前記Ｕ字状のベース基板３６の空間内に配設されることで、前記変位拡大機構３３は前記圧電素子３２の長手方向軸線を中心として対称な配置とされる。
ここで、前記圧電素子３２は、前記Ｕ字状のベース基板３６の空間内であって該ベース基板３６のＵ字状底部と前記キャップ部材３７との間に組み込まれ、前記ベース基板３６のＵ字状底部を塑性変形させることで、前記一端が前記ベース基板３６のＵ字状底部に接合され、前記他端が前記キャップ部材３７に接合される。
前記変位拡大部３４は、前記中心線に対して対称な配置とされる第１及び第２変位拡大部３４ａ，３４ｂから構成される。
前記第１変位拡大部３４ａは、第１及び第２ヒンジ３９，４０、第１アーム４１及び第１板バネ４２を有する。前記第１ヒンジ３９の一端は前記Ｕ字状のベース基板３６の一方側先端に対し一体とされ、前記第２ヒンジ４０の一端は前記キャップ部材３７に対し一体とされる。前記第１アーム４１の外側先端部には、前記第１板バネ４２の一端が接合され、該第１板バネ４２の他端には前記弁体３１の一方側の側端部が接合される。
前記第１変位拡大部３４ａは、第１及び第２ヒンジ３９，４０、第１アーム４１及び第１板バネ４２を有する。前記第１ヒンジ３９の一端は前記Ｕ字状のベース基板３６の一方側先端に対し一体とされ、前記第２ヒンジ４０の一端は前記キャップ部材３７に対し一体とされる。前記第１アーム４１の外側先端部には、前記第１板バネ４２の一端が接合され、該第１板バネ４２の他端には前記弁体３１の一方側の側端部が接合される。
他方、前記第２変位拡大部３４ｂは、第３及び第４ヒンジ４３，４４、第２アーム４５及び第２板バネ４６を有する。前記第３ヒンジ４３の一端は前記Ｕ字状のベース基板３６の他方側先端に対し一体とされ、前記第４ヒンジ４４の一端は前記キャップ部材３７に対し一体とされる。前記第２アーム４５の外側先端部には、前記第２板バネ４６の一端が接合され、該第２板バネ４６の他端には前記弁体３１の他方側の側端部が接合される。
ここで、前記変位拡大機構３３は、例えばステンレス材等の金属材料を打ち抜いて一体に成形することができる。
ここで、前記変位拡大機構３３は、例えばステンレス材等の金属材料を打ち抜いて一体に成形することができる。
前記圧電式バルブ１０において、前記アクチュエータ３０は、閉弁状態において前記圧電素子３２に通電すると、当該圧電素子３２が伸長する。当該圧電素子３２の伸長に伴う変位は、前記変位拡大機構３３において、前記第１及び第３ヒンジ３９，４３を支点、前記第２及び第４ヒンジ４０，４４を力点、前記第１及び第２アーム４１，４５の外側先端部を作用点としてテコの原理により拡大され、前記第１及び第２アーム４１，４５の外側先端部を大きく変位させる。
そして、前記第１及び第２アーム４１，４５の外側先端部の変位は、前記第１及び第２板バネ４２，４６を介して前記弁体３１を前記弁座２６から離間させ、前記気体排出路を開放する。
他方、上記アクチュエータ３０は、前記圧電素子３２への通電が解除されると該圧電素子３２が収縮し、当該収縮が前記変位拡大機構３３を介して前記弁体３１を前記弁座２６に着座させ、前記気体排出路を閉鎖する。
＜噴風装置＞
次に、前記圧電式バルブ１０を備える噴風装置について説明する。
図６は噴風装置の制御ブロック図を示す。
噴風装置１１０は、コンプレッサ及び該コンプレッサにより圧縮された気体を乾燥させる冷凍式や吸着式等のドライヤを有する圧縮気体供給源１２０と、該圧縮気体供給源１２０から供給される圧縮気体の圧力を調整するレギュレータ１２２と、該レギュレータ１２２で圧力が調整された圧縮気体を複数のノズル孔から噴風する噴風ノズル１３０と、前記圧縮気体供給源から前記噴風ノズル１３０に圧縮気体を供給する流路としての配管１４１及びマニホールド１４３を備える。
次に、前記圧電式バルブ１０を備える噴風装置について説明する。
図６は噴風装置の制御ブロック図を示す。
噴風装置１１０は、コンプレッサ及び該コンプレッサにより圧縮された気体を乾燥させる冷凍式や吸着式等のドライヤを有する圧縮気体供給源１２０と、該圧縮気体供給源１２０から供給される圧縮気体の圧力を調整するレギュレータ１２２と、該レギュレータ１２２で圧力が調整された圧縮気体を複数のノズル孔から噴風する噴風ノズル１３０と、前記圧縮気体供給源から前記噴風ノズル１３０に圧縮気体を供給する流路としての配管１４１及びマニホールド１４３を備える。
前記噴風装置１１０は、前記噴風ノズル１３０又は前記噴風ノズル１３０付近の流路に、図１〜図５に示す前記圧電式バルブ１０が複数並設して設けられ、前記圧縮気体供給源１２０から供給される低湿度の圧縮気体を前記圧電式バルブ１０の開閉により前記噴風ノズル１３０の各ノズル孔から噴風する。
前記噴風装置１１０において、前記配管１４１には、該流路内の圧力を検出する圧力センサ１４５と、該流路内の気体の相対湿度を検出する湿度センサ１４７が設けられる。
また、前記噴風装置１１０は、湿度制御装置１５０及び駆動装置１６０を有する。前記湿度制御装置１５０は、作業者により湿度が入力設定可能とされており、前記湿度の設定値と前記湿度センサ１４７による湿度の検出値を比較する。前記駆動装置１６０は、前記湿度制御装置１５０からの信号に基づいて、前記圧電式バルブ１０又は後述する排出バルブを開閉駆動する。
また、前記噴風装置１１０は、湿度制御装置１５０及び駆動装置１６０を有する。前記湿度制御装置１５０は、作業者により湿度が入力設定可能とされており、前記湿度の設定値と前記湿度センサ１４７による湿度の検出値を比較する。前記駆動装置１６０は、前記湿度制御装置１５０からの信号に基づいて、前記圧電式バルブ１０又は後述する排出バルブを開閉駆動する。
前記噴風装置１１０の使用開始に際し、前記湿度制御装置１５０は、前記圧縮気体供給源１２０の電源信号、及び前記圧力センサ１４５の圧力信号を入力信号として、前記圧縮気体供給源１２０から低湿度の圧縮気体が供給される状態で、前記湿度の設定値（例えば３０％ＲＨ）と前記湿度センサ１４７による湿度の検出値を比較する。
そして、前記湿度制御装置１５０における前記比較の結果、前記湿度センサ１４７による湿度の検出値が前記設定値（例えば３０％ＲＨ）以上の場合、前記噴風装置１１０の使用に先立って、前記流路内に存在する（残留する）高湿度の圧縮気体を前記圧縮気体供給源１２０から供給される低湿度（例えば３０％ＲＨ未満）の圧縮気体と置き換える。
そして、前記湿度制御装置１５０における前記比較の結果、前記湿度センサ１４７による湿度の検出値が前記設定値（例えば３０％ＲＨ）以上の場合、前記噴風装置１１０の使用に先立って、前記流路内に存在する（残留する）高湿度の圧縮気体を前記圧縮気体供給源１２０から供給される低湿度（例えば３０％ＲＨ未満）の圧縮気体と置き換える。
このように、前記噴風装置１１０は、前記流路内に存在する高湿度の圧縮気体を、当該噴風装置１１０の使用に先立って、低湿度の圧縮気体と置き換えておくこととすれば、当該噴風装置１１０の使用中に前記圧電式バルブ１０に利用する圧電素子３２が絶縁低下を起こして焼損するおそれがない。
前記噴風装置１１０は、前記駆動装置１６０が、前記湿度制御装置１５０からの信号に基づいて、前記圧電式バルブ１０を高速（例えば１００Ｈｚ程度）で繰り返し開閉駆動することで、前記高湿度の圧縮気体を前記噴風ノズル１３０のノズル孔から排出することができる。
このように、前記噴風装置１１０において、前記流路内に存在する高湿度の圧縮気体を、前記圧縮気体供給源１２０から供給される低湿度の圧縮気体と置き換えるに際し、前記噴風ノズル１３０のノズル孔から前記高湿度の圧縮気体を排出することとすれば、他に特別な装置構成を設ける必要がない。
また、前記噴風装置１１０において、前記駆動装置１６０が、前記圧電式バルブ１０を高速で繰り返し開閉駆動することとすれば、前記圧電式バルブ１０の開閉時における圧電素子３２の伸縮により該圧電素子３２の表面が熱をもち、当該圧電素子３２の表面温度が上昇する結果、当該圧電素子３２表面の相対湿度が低下するため、前記流路内に存在する高湿度の圧縮気体を前記噴風ノズル１３０のノズル孔から排出する場合でも、前記圧電素子３２は絶縁低下を起こして焼損するおそれがない。
また、前記噴風装置１１０は、前記マニホールド１４３の端部側に電磁バルブ等による図示しない排出バルブを設ける構成とし、前記駆動装置１６０が、前記湿度制御装置１５０からの信号に基づいて、前記排出バルブを開放することで、前記高湿度の圧縮気体を前記排出バルブから排出することができる。
このように、前記噴風装置１１０において、前記流路内に存在する高湿度の圧縮気体を、前記圧縮気体供給源１２０から供給される低湿度の圧縮気体と置き換えるに際し、前記排出バルブから前記高湿度の圧縮気体を排出することとすれば、前記高湿度の圧縮気体を簡単に排出することができる。
なお、前記湿度制御装置１５０は、圧力センサ１４５の圧力信号を入力信号として設定値と湿度センサ１４７の検出値とを比較し、検出値が設定値以上の場合、噴風装置１１０の使用に先立って残留気体を低湿度の気体と置き換える動作を行うが、当該設定値と検出値との比較動作は、前記噴風装置１１０の使用開始に際してだけでなく、その後も連続して（秒単位）行うことができる。
これにより、噴風装置１１０の使用中に、万一、ドライヤ等の不具合により圧縮気体の湿度が上昇した場合には、噴風装置１１０を停止して圧電式バルブ１０に利用する圧電素子３２の絶縁低下現象を防止することができる。
これにより、噴風装置１１０の使用中に、万一、ドライヤ等の不具合により圧縮気体の湿度が上昇した場合には、噴風装置１１０を停止して圧電式バルブ１０に利用する圧電素子３２の絶縁低下現象を防止することができる。
＜光学式粒状物選別機＞
次に、前記噴風装置１１０を利用する光学式粒状物選別機について説明する。
図７は光学式粒状物選別機の内部構造を簡略化して示した要部側断面図を示す。図８は光学式粒状物選別機における制御ブロック図を示す。
光学式粒状物選別機２１０は、上部にタンク２２０と振動フィーダ２３０とからなる粒状物供給部を有する。粒状物供給部の下方には所定幅を有する傾斜状シュート２４０が配置される。
前記粒状物供給部から供給された粒状物は、前記傾斜状シュート２４０上を幅方向に広がって連続状に自然流下した後、その下端から所定の落下軌跡に沿って空中に放出される。
次に、前記噴風装置１１０を利用する光学式粒状物選別機について説明する。
図７は光学式粒状物選別機の内部構造を簡略化して示した要部側断面図を示す。図８は光学式粒状物選別機における制御ブロック図を示す。
光学式粒状物選別機２１０は、上部にタンク２２０と振動フィーダ２３０とからなる粒状物供給部を有する。粒状物供給部の下方には所定幅を有する傾斜状シュート２４０が配置される。
前記粒状物供給部から供給された粒状物は、前記傾斜状シュート２４０上を幅方向に広がって連続状に自然流下した後、その下端から所定の落下軌跡に沿って空中に放出される。
前記所定の落下軌跡の前後には、前記傾斜状シュート２４０の幅方向に平行に直線状に延びる粒状物検出位置Ｏにおいて粒状物を撮像する少なくとも一対の光学検出装置２５０ａ，２５０ｂが対向して配設される。各光学検出装置２５０ａ，２５０ｂは、それぞれＣＣＤラインセンサを内蔵するＣＣＤカメラ等の撮像手段２５１ａ，２５１ｂ、蛍光灯やＬＥＤ等からなる照明手段２５２ａ，２５２ｂ、及び前記粒状物を撮像する際の背景となるバックグラウンド２５３ａ，２５３ｂ等から構成される。
また、前記粒状物検出位置Ｏの下方には、不良品等を圧縮気体の噴風により除去する噴風装置１１０が配設される。前記噴風装置１１０は、図６に記載したものであり、前記圧電式バルブ１０を複数並設して組み込んだ噴風ノズル１３０と、該噴風ノズル１３０に圧縮気体を供給する圧縮気体供給源１２０と、前記圧縮気体供給源１２０と前記噴風ノズル１３０を繋ぐ配管１４１等の流路を備え、前記流路には、該流路内の圧力を検出する圧力センサ１４５と、該流路内の気体の相対湿度を検出する湿度センサ１４７を有する。
さらに、前記光学式粒状物選別機２１０は、前記各光学検出装置２５０ａ，２５０ｂによる前記傾斜状シュート２４０の下端から放出される粒状物の検出結果に基づいて、前記圧電式バルブ１０の圧電素子３２を伸縮駆動する駆動装置２７２を有する。
前記光学式粒状物選別機２１０において、前記傾斜状シュート２４０を幅方向に広がって連続状に自然流下した後、その下端から所定の落下軌跡に沿って空中に放出される粒状物は、前記粒状物検出位置Ｏにおいて前記各光学検出装置２５０ａ，２５０ｂの撮像手段２５１ａ，２５１ｂにより撮像され、当該撮像データが制御装置２６０に送られる。該制御装置２６０は、前記撮像データに基づいて不良品等の除去すべき粒状物を特定するとともに当該粒状物の大きさ等に関する情報を取得し、前記不良品等の排除信号を前記駆動装置２７２に送る。
前記噴風装置１１０は、前記駆動装置２７２に送られる前記排除信号に基づいて前記複数の圧電式バルブ１０を選択的に駆動し、前記傾斜状シュート２４０の幅方向に平行に直線状に延びる粒状物排除位置Ｅを通過する不良品等に対し、該幅方向の各位置に対応して設けられる前記噴風ノズル１３０の各ノズル孔から圧縮気体を噴風する。
そして、前記噴風ノズル１３０の各ノズル孔からの噴風により吹き飛ばされた不良品等は、不良品排出口２８１から機外に排出される。また、噴風により吹き飛ばされることなく所定の落下軌跡をそのまま通過した良品等は、良品排出口２８２から回収される。
ここで、前記噴風装置１１０は、当該光学式粒状物選別機２１０に利用される場合においても、当該光学式粒状物選別機２１０の運転開始時であって、当該噴風装置１１０の使用に先立って、前述のとおり、前記流路内に存在する（残留する）高湿度の圧縮気体を低湿度の圧縮気体と置き換えておくことができる。
その場合、当該光学式粒状物選別機２１０における制御装置２６０の湿度制御部が、図６に示す噴風装置１１０の湿度制御装置１５０の役割を果たす。
その場合、当該光学式粒状物選別機２１０における制御装置２６０の湿度制御部が、図６に示す噴風装置１１０の湿度制御装置１５０の役割を果たす。
このように、前記噴風装置１１０が、前記流路内に存在する高湿度の圧縮気体を、当該噴風装置１１０の使用開始に先立って、低湿度の圧縮気体と置き換えておくこととすれば、前記光学式粒状物選別機２１０の運転時であっても、前述のとおり、当該噴風装置１１０の使用中に前記圧電式バルブ１０に利用する圧電素子３２が絶縁低下を起こして焼損するおそれがない。
また、前記光学式粒状物選別機２１０の運転中、前記湿度センサ１４７が設定値（例えば３０％ＲＨ）以上の湿度を検出した場合には、前記制御装置２６は警報を発したり、当該光学式粒状物選別機２１０の運転を停止したりすることで、前記圧電式バルブ１０に利用する圧電素子３２の安全性を確保することができる。
上記光学式粒状物選別機において、選別対象となる粒状物は、代表的には穀物粒、特に米粒であるが、必ずしも穀物粒に限られるわけではなく、その対象物は、噴風によって吹き飛ばすことが可能な大きさと質量である限り何でも構わない。
なお、本発明は、上記実施の形態に限るものでなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいてその構成を適宜変更できることはいうまでもない。
本発明は、圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブを備える噴風装置であって、該噴風装置の使用中に、前記圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれがなく、極めて利用価値が高い。
また、本発明は、前記噴風装置を利用する光学式粒状物選別機であって、前記噴風装置の使用中に、前記噴風装置に備える圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれがなく、極めて利用価値が高い。
また、本発明は、前記噴風装置を利用する光学式粒状物選別機であって、前記噴風装置の使用中に、前記噴風装置に備える圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれがなく、極めて利用価値が高い。
１０ 圧電式バルブ
２０ バルブ本体
２５ 弁座プレート
２６ 弁座
２８ 蓋材
３０ アクチュエータ
３１ 弁体
３２ 圧電素子
３３ 変位拡大機構
５０ コネクタ部
５１ 気体吸入口
５２ 気体排出口
１１０ 噴風装置
１２０ 圧縮気体供給源
１２２ レギュレータ
１３０ 噴風ノズル
１４１ 配管
１４３ マニホールド
１４５ 圧力センサ
１４７ 湿度センサ
１５０ 湿度制御装置
１６０ 駆動装置
２１０ 光学式粒状物選別機
２４０ 傾斜状シュート
２５０ａ，２５０ｂ 光学検出装置
２５１ａ，２５１ｂ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
２６０ 制御装置
２７２ 駆動装置
２０ バルブ本体
２５ 弁座プレート
２６ 弁座
２８ 蓋材
３０ アクチュエータ
３１ 弁体
３２ 圧電素子
３３ 変位拡大機構
５０ コネクタ部
５１ 気体吸入口
５２ 気体排出口
１１０ 噴風装置
１２０ 圧縮気体供給源
１２２ レギュレータ
１３０ 噴風ノズル
１４１ 配管
１４３ マニホールド
１４５ 圧力センサ
１４７ 湿度センサ
１５０ 湿度制御装置
１６０ 駆動装置
２１０ 光学式粒状物選別機
２４０ 傾斜状シュート
２５０ａ，２５０ｂ 光学検出装置
２５１ａ，２５１ｂ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
２６０ 制御装置
２７２ 駆動装置
Claims (5)
- 圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブを備える噴風装置であって、
コンプレッサ及び該コンプレッサにより圧縮された気体を乾燥させるドライヤを有する圧縮気体供給部と、
該圧縮気体供給部から供給される圧縮気体をノズル孔から噴風するノズル部と、
前記圧縮気体供給部から前記ノズル部に圧縮気体を供給する流路部と、
を備え、
前記圧電式バルブの開放により前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体を前記ノズル部の前記ノズル孔から噴風する噴風装置において、
前記流路部内の圧縮気体の湿度を検出する湿度センサと、前記湿度センサによる湿度の検出値を設定値と比較する湿度制御部を設け、
当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度制御部は、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えることを特徴とする噴風装置。 - 前記湿度制御部は、前記圧電式バルブを繰り返し開閉し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記ノズル孔から排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体と置き換える請求項１記載の噴風装置。
- 前記流路部の前記ノズル部側には圧縮気体の排出バルブが設けられており、
前記湿度制御部は、前記排出バルブを開放し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記排出バルブから排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体と置き換える請求項１記載の噴風装置。 - 前記圧電式バルブは、外部から供給される圧縮気体を受け入れる気体圧力室、及び該気体圧力室から前記圧縮気体を排出する気体排出路、を有し、
前記圧電式バルブは、前記気体圧力室に配置され前記気体排出路を開閉する弁体、前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子、及び前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構、をさらに有し、
前記圧電素子に電圧を印加し、該圧電素子を伸張させて前記弁体を開弁する請求項１乃至３のいずれかに記載の噴風装置。 - 被選別物を移送する移送手段と、
該移送手段の端部から落下する被選別物を検出位置において検出する光学検出手段と、
該光学検出手段のさらに下方に設けられ当該光学検出手段による検出結果に基づいて前記被選別物を圧縮気体の噴風により吹き飛ばす噴風装置と、
を備える光学式粒状物選別機であって、
前記噴風装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の噴風装置であり、当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換える光学式粒状物選別機。
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| WO2020261645A1 (ja) | 2019-06-28 | 2020-12-30 | 株式会社サタケ | 圧電式バルブ及び該圧電式バルブの製造方法 |
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| KR20230073198A (ko) | 2020-09-15 | 2023-05-25 | 가부시끼가이샤 사따께 | 압전식 밸브 |
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| WO2021131712A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | 株式会社サタケ | 光学式選別装置 |
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Citations (4)
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