JP2017088338A - 粉体供給装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ワークに供給する粉体の供給量をムラなく均一化することが可能な粉体供給装置を提供する。
【解決手段】粉体供給装置101は、筒状の供給ケース1と、傾斜部23と、第1振動搬送部30と、ノズル40と、を備える。供給ケース1は、粉体Pが投入される投入口11を有する。傾斜部23は、供給ケース1の内側に設けられ、投入口11側から下方に向かい外径が次第に大きくなるように形成されている。第1振動搬送部30は、供給ケース1の内壁16と傾斜部23との間に形成される流通路17を通過して供給される粉体Pを振動により搬送する。ノズル40は、第1振動搬送部30から供給される粉体Pを吐出口41からワークWに供給する。
【選択図】図1

Description

本発明は、ワークに対して粉体を供給する粉体供給装置に関する。
従来、例えば特許文献1に記載されるように、ワークに粉体を定量的に供給する粉体供給装置が知られている。特許文献1に記載の粉体供給装置では、粉体を貯留する貯留部と、貯留部の下方に設けられる堆積部と、堆積部に堆積した粉体の上部を水平にすり切るカッターと、を備える。そして、堆積部には粉体を一定高さとなるように貯留部から供給するようにしており、貯留部に堆積した粉体の上部をカッターによってすり切って、ワークへ供給するようにしていた。
また、その他の粉体供給装置として、貯留部と、貯留部の下端に形成される供給口を開閉するシャッターとを設け、シャッターの開閉時間を制御することで、定量の粉体をワークへ供給するようにしたものもある。
特開平3−182412号公報
しかし、上記したいずれの粉体供給装置においても、ワークへの粉体付着量のばらつきが大きく、十分に付着できない箇所や、逆に付着過多となる箇所が生じ、ワークに対する粉体の供給量にムラが生じるという問題があった。粉体の付着が不十分であると、粉体による十分な効果が得られず、製品の品質悪化に繋がる。また、粉体が付着過多であると、コストが高くなる。
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、ワークに供給する粉体の供給量をムラなく均一化することが可能な粉体供給装置を提供することにある。
本発明の粉体供給装置は、ワーク(W)に粉体(P)を供給する装置であって、筒状の供給ケース(1,10)と、傾斜部(23)と、振動搬送部(30)と、ノズル(40)と、を備える。供給ケースは、粉体が投入される投入口(11)を有する。傾斜部は、供給ケースの内側に設けられ、投入口側から下方に向かい外径が次第に大きくなるように形成されている。振動搬送部は、供給ケースの内壁(16,136)と傾斜部との間に形成される流通路(17,137)を通過して供給される粉体を振動により搬送する。ノズルは、振動搬送部から供給される粉体を吐出口(41)からワークに供給する。
本発明の構成によれば、供給ケース内において、粉体は、傾斜部に落下して滑るように流通路を通過する。このとき、粉体は、傾斜部に当たって分散され、流動性が確保されるため、供給ケース内でのつまりが抑制される。流通路を通過した粉体は、振動搬送部において、振動によりさらに分散されながら、定量的にワークに供給される。すなわち、状態が安定した粉体を定量的に供給できるため、ワークごとの付着量のムラが生じにくく、生産品質を向上させることができる。
本発明の第1実施形態による粉体供給装置を示す全体模式図。 本発明の第2実施形態による粉体供給装置を示す全体模式図。 図2に一点鎖線で囲んだ部位を示す拡大図。 図3のIV−IV線断面図。 図4のV−V線断面図。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
〈第1実施形態〉
[構成]
本発明の第1実施形態の構成について、図1を参照しつつ説明する。本実施形態において対象となるワークWは、例えばオルタネータのロータであり、粉体供給装置101は、このロータから引き出されたリード線に対して例えばエポキシ樹脂の粉体Pを散布する。図1に示すように、本実施形態の粉体供給装置101は、供給ケース1、ガイド部材20、第1振動搬送部30、ノズル40、及び制御部5等を備えている。
本明細書の以下の説明において、重力方向上方を「上方」と言い、重力方向下方を「下方」と言うこととする。供給ケース1は、粉体Pが投入される投入口11が上部に開口して形成された供給ホッパー部12と、供給ホッパー部12の下側に設けられる供給筒部13とを有している。供給ホッパー部12は、投入口11から下細りに縮径した本体部14と、本体部14の下側に形成され本体部14の下端径と同径のストレート部15とを有している。供給筒部13は、ストレート部15より大径であって、その上端部はストレート部15の外側に係合している。
供給ケース1内には、予め所定量の粉体Pが充填されており、図示しないレベルセンサにより検知した量が所定量を下回ると、作業者により粉体Pが補充されるようになっている。ガイド部材20は、供給筒部13内に配され、円錐形状をなす円錐部21と、円錐部21の頂点から上方に延びて棒状に形成される延設部22とを有している。円錐部21の側面部位は、投入口11側から下方に向かい外径が次第に大きくなる傾斜部23として形成されおり、傾斜部23と供給筒部13の内壁16との間に流通路17が形成されている。延設部22の上端221は、先細に尖っており、ストレート部15内に掛け渡される棒状の取付部18に接続されている。
第1振動搬送部30は、第1リニアフィーダ31と、第1供給レーン32とを有している。第1リニアフィーダ31は、振動を発生し、その振動を第1供給レーン32に伝達する。第1供給レーン32は、第1リニアフィーダ31上に図示しないねじにより固定されており、粉体Pを振動によって分散させながらワークW側へ搬送する。本実施形態における第1振動搬送部30は、特許請求の範囲に記載の「振動搬送部」の一例に相当する。
第1供給レーン32は、水平方向に粉体Pを搬送する第1直進レーン33と、第1直進レーン33から連続し粉体Pの自重により粉体Pを落下搬送する第1落下レーン34とを有する。第1直進レーン33は、搬送床部331、側壁部332及び上面蓋部333を有する。第1落下レーン34は、第1直進レーン33から90度屈曲して鉛直方向下向きに設けられ、断面矩形状をなす筒状部材により構成されている。本実施形態における第1直進レーン33は、特許請求の範囲に記載の「第1搬送レーン」に相当する。
ノズル40は、第1落下レーン34の下端外側に係合しており、ノズル40の下端には下細りした吐出口41が形成されている。ノズル40は、第1供給レーン32に対して上下方向に移動可能に設けられている。制御部5は、第1リニアフィーダ31、ノズル40、及び図示しないワーク搬送機構等に電気的に接続されている。制御部5は、ワークWの搬送タイミングと合わせて、ノズル40の上下動及び第1リニアフィーダ31の作動を制御する。ノズル40の下側には、ワークWが連続的に搬送され、吐出口41からワークWの粉体散布部位Sへ粉体Pが散布されるようになっている。
なお、供給筒部13の外側には、振動を吸収するためのゴム製のダンパ19が設けられており、供給筒部13の振動がガイド部材20や供給ホッパー部12に伝達されないようになっている。すなわち、第1リニアフィーダ31が作動され振動したときには、供給ホッパー部12に固定されるガイド部材20は振動せず、第1供給レーン32及び供給ケース1における供給筒部13が振動するようになっている。
[作用]
次に、本実施形態の粉体供給装置101による作動について説明する。まず、ワークWがノズル40の下方であって所定の散布位置に搬送されると、ノズル40が下げられ、吐出口41は散布部位Sへ近接される。その後、第1リニアフィーダ31が予めプログラムされた所定時間作動される。
このとき、供給ケース1内の粉体Pは、矢印A1に示すように、ガイド部材20の傾斜部23を滑るようにして流通路17内を四方へ拡散されながら下方へ移動する。このとき、粉体Pがガイド部材20により分散されることで流動性が確保される。第1直進レーン33上に落下した粉体Pは、矢印A2に示すように、第1直進レーン33上を振動搬送され、第1直進レーン33の端部に位置する第1落下レーン34へ到達する。さらに、矢印A3に示すように、粉体Pは第1落下レーン34の下端に位置するノズル40を通って、吐出口41からワークWへ散布される。
その後、第1リニアフィーダ31は所定時間停止され、この間に次のワークWが所定の散布位置に搬送される。以上のように、粉体Pは、第1リニアフィーダ31により定量的かつ断続的にワークWに供給される。以後、同様に、粉体をワークWに散布する散布処理が連続的に繰り返される。
[効果]
本実施形態では、粉体Pをガイド部材20の傾斜部23に落下させることで粉体Pを分散し、流動性を確保している。さらに、第1振動搬送部30により定量的に粉体PをワークWに供給するため、供給量を一定にすることができる。すなわち、状態が安定した粉体Pを定量的に供給できるため、ワークごとの付着量のムラが生じにくく、生産品質を向上させることができる。
また、ガイド部材20の作用により供給ケース1内で粉がつまりにくいため、例えば、ケース内に粉を攪拌するためのスクリュ等の回転部材を設ける必要もなく、装置構成が容易である。
〈第2実施形態〉
[構成]
次に、本発明の第2実施形態の粉体供給装置102について、図2〜図5を参照して説明する。なお、第1実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。第2実施形態は、供給ケース10内の構成及び、第2振動搬送部60が設けられている点が第1実施形態とは異なる。以下、第1実施形態と相違する部位について説明する。本実施形態における第1振動搬送部30および第2振動搬送部60は、特許請求の範囲に記載の「振動搬送部」の一例に相当する。
図2,図3に示すように、供給ケース10を構成する供給筒部130の内壁136は、供給筒部130内において落下方向の略中央の一部が内側に突出している。供給筒部130内には、上流から順に、上側ストレート部131、縮径部132、拡径部133、下側ストレート部134(図3参照)が形成されている。
縮径部132は、上側ストレート部131の下端に連続し、投入口11側から下方に向かい内径が次第に小さくなるように形成されている。拡径部133は、縮径部132の下端に連続し、縮径部132側から下方に向かい内径が次第に大きくなるように形成されている。本実施形態における縮径部132は、特許請求の範囲に記載の「第1テーパ部」に相当し、拡径部133は、特許請求の範囲に記載の「第2テーパ部」に相当する。上側ストレート部131と下側ストレート部134は同径である。縮径部132と拡径部133との接続部位は、ガイド部材20の円錐部21における上寄りの部位に対向した位置とされる。
供給筒部130の内壁136とガイド部材20の側面とで形成される流通路137は、縮径部132において徐々に狭くなり、拡径部133において徐々に広くなっている。供給ケース10内に投入された粉体Pは、一旦狭い流通路137内で絞られて、その後拡径部133で広がることでより拡散しやすくなり、粉体Pの流動性が確保される。
さらに、第2実施形態では、供給ホッパー部12のストレート部15内に、図4に示すように、流通路151を略均等に複数(本実施形態では4つ)に分割する衝突部材70が設けられている。図4は、図3のIV−IV線断面図であって、供給ホッパー部12のみを図示し、供給筒部130以下の部材は省略して示している。衝突部材70は、第1羽根部71、第2羽根部72、第3羽根部73、第4羽根部74を有し、これら各羽根部71,72,73,74が平面視放射状に配置されて構成されている。衝突部材70は、各羽根部71,72,73,74を支持する芯部材75によって供給ホッパー部12に固定されている。
図5に示すように、羽根部71,72,73,74の上端部710(先端部)は、投入口11側の肉厚が上方に向けて次第に小さくなるように尖っており、複数(本実施形態では2つ)の斜面部711,712とその境界に形成される稜線部713とを含む。供給ケース10内に投入された粉体Pは、羽根部71,72,73,74の上端部710に衝突することで分散化され、斜面部711,712を流下する。また、衝突部材70は、第1実施形態における取付部18に代わる部材であって、衝突部材70の中心にガイド部材20の延設部22の上端221が接続されている。
再び図2を参照する。第2実施形態では、第1実施形態と同様の第1振動搬送部30を有しており、第1振動搬送部30の下流側には第2振動搬送部60が設けられている。第2振動搬送部60は、第2リニアフィーダ61と、第2供給レーン62とを有している。第2リニアフィーダ61は、振動を発生し、その振動を第2供給レーン62に伝達する。第2供給レーン62は、第2リニアフィーダ61上に図示しないねじにより固定されており、粉体Pを振動によって分散させながらワークW側へ搬送する。
第2供給レーン62は、接続レーン63と、第2直進レーン64と、第2落下レーン65とを有する。第2直進レーン64は、水平方向に粉体Pを搬送する。接続レーン63は、第2直進レーン64の上流側端部66に位置し、この接続レーン63内に第1落下レーン34が挿入されている。第2落下レーン65は、第2直進レーン64の下流側端部に連続し、粉体Pの自重により粉体Pを落下搬送する。本実施形態における第2直進レーン64は、特許請求の範囲に記載の「第2搬送レーン」に相当する。
第1直進レーン33の粉体搬送方向の下流側端部36は、第2直進レーン64の粉体搬送方向の上流側端部66より上方に所定距離離れて位置している。これにより、第1供給レーン32を流通してきた粉体Pは、接続レーン63内の空間に一旦貯留され、所定量堆積するようになっている。接続レーン63には、粉体Pの堆積高さhを検出する静電容量式のレベルセンサ81が取り付けられている。接続レーン63の出口側には、仕切り板82が設けられている。仕切り板82の下端は、第2直進レーン64の底部から所定距離離間しており、接続レーン63内に堆積した粉体Pは、仕切り板82の下端と第2直進レーン64の底部との隙間を流通して第2直進レーン64を搬送されるようになっている。
第2落下レーン65の下端外側には、ノズル40が係合している。ノズル40の構成については第1実施形態と同様である。制御部50は、第1リニアフィーダ31、第2リニアフィーダ61、ノズル40、及び図示しないワーク搬送機構等に電気的に接続されている。制御部50は、ワークWの搬送タイミングと合わせて、ノズル40の上下動及び各リニアフィーダ31,61の作動を制御する。
[作用]
次に、本実施形態の粉体供給装置102による作動について説明する。まず、第1リニアフィーダ31の制御について説明する。粉体Pの堆積高さhが目標値を下回ると、センサ81による検出信号がオフとなり、目標値を超えるように第1リニアフィーダ31が所定時間振動作動されて、第1供給レーン32から第2供給レーン62に粉体Pが供給される。一方、粉体Pの堆積高さhが目標値を超えている場合には、センサ81による検出信号がオンとなり、第1リニアフィーダ31は停止される。これにより、接続レーン63内には、粉体Pが常に所定量堆積するようになっている。
第1リニアフィーダ31が作動されると、供給ケース10内の粉体Pは、矢印A4に示すように、ガイド部材20の傾斜部23を滑るようにして流通路137内を四方へ拡散されながら下方へ移動する。このとき、粉体Pは、矢印A5に示すように、縮径部132において一旦狭い流通路内で絞られて、その後、拡径部133において流路が広がることでより拡散しやすくなり、粉体Pの流動性が確保される。第1直進レーン33上に落下した粉体Pは、矢印A6に示すように、第1直進レーン33上を振動搬送され、矢印A7に示すように、第1直進レーン33の端部36に位置する第1落下レーン34を経て、第2供給レーン62の接続レーン63内へ到達する。
ワークWの搬送、ノズル40の高さ調整については第1実施形態と同様であり、ワークWがノズル40下方の所定位置に搬送されると、ノズル40が下がり、吐出口41は散布部位Sへ近接される。その後、第2リニアフィーダ61が予めプログラムされた所定時間作動される。これにより、接続レーン63内に堆積した粉体Pは、矢印A8に示すように、第2直進レーン64上を振動搬送される。次いで、矢印A9に示すように、第2落下レーン65を経て、第2落下レーン65の下端に位置するノズル40を通り吐出口41からワークWへ散布される。
その後、第2リニアフィーダ61は所定時間停止され、この間に次のワークWが所定の散布位置に搬送される。以上のように、粉体Pは、各リニアフィーダ31,61により定量的かつ断続的にワークWに供給される。以後、同様に散布処理が連続的に繰り返される。
[効果]
本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を奏し、さらに以下の効果を奏する。
本実施形態では、供給筒部130内に縮径部132および拡径部133が設けられており、供給ケース10内での粉体Pの流動性が向上し、粉体Pが供給ケース10内で固まったりつまったりすることをさらに効果的に抑制することができる。
本実施形態では、第2振動搬送部60を設けており、第1振動搬送部30において振動搬送された粉体Pを一旦貯留することで、粉体Pの均一性がさらに確保される。第1振動搬送部30を経た段階では、粉体Pは、粒が詰まった状態のものと空気を含んださらっとした状態のものとが混在している。その点、接続レーン63内に一旦堆積させ、さらに第2振動搬送部60を設ける2段階とすることで、粉体Pの状態をより均一にすることができる。すなわち、ワークWに供給される粉体Pの状態が安定し、より好適に付着量のばらつきを抑制することができる。
〈他の実施形態〉
上記各実施形態において、ガイド部材20は断面が正円をなす円錐部21を有するものとしたが、投入口11側から下方に向かい外径が次第に大きくなる傾斜部を有していれば良く、円錐部21は径断面が楕円の楕円錐であっても良い。その他、角をなめらかになるように面取りされた径断面多角形状であっても良い。また、円錐部21は中実部材でなくても良く、傾斜面を有する中空部材として形成しても良い。
上記第1実施形態において、上記第2実施形態と同様に、衝突部材70を備える構成としても良いし、供給筒部13内に縮径部132及び拡径部133を有する構成としても良い。また、第2実施形態において、衝突部材70、縮径部132、及び拡径部133を有さず、振動搬送が2段階になっているのみの構成としても良い。衝突部材70、供給筒部13,130内の形状、及び第2振動搬送部60については、これらの種々の組み合わせにおいて実施可能である。
上記各実施形態のガイド部材20は先端が先細に尖っている形状としたが、落下してきた粉体Pがガイド部材20の先端に留まることなく下側へ流れれば良く、その他例えばなだらかに丸くなった先細の形状等でも良い。
上記各実施形態において、第1供給レーン32及び第2供給レーン62を、図1、図2における紙面奥行き方向に複数(例えば2列)設けて、同時に複数の散布部位Sへ粉体Pを供給するようにしても良い。
上記各実施形態において、ノズル40とワークWとの間に、開閉可能なシャッターを設けても良い。
上記各実施形態において、ワークWはオルタネータのロータとしたが、各リニアフィーダ31,61の振動時間を調整することで粉体Pの供給量を適宜調整可能であり、本装置101,102は種々のワークに対応することができる。
上記各実施形態において、各直進レーン33,64は水平としたが、必ずしも水平でなく若干傾斜していても良い。
上記各実施形態におけるノズル40は、断面矩形状であって下端が先細の形状としたが、筒状のものであればその他の形状でも良い。
上記第2実施形態において、衝突部材70は放射状に4つ設けられる羽根部71,72,73,74を有するものとしたが、羽根部の数は4つに限らず、2つや3つ、または5つ以上の複数でも良い。また、羽根部は、均等に放射状であるとより好ましい形態ではあるが、粉体Pが羽根部に衝突することで流動性が確保されれば良く、必ずしも均等に配置されていなくても良い。
また、羽根部71,72,73,74の形状についても、上記ガイド部材20の先端形状と同様に、落下してきた粉体Pが羽根部71,72,73,74の先端に留まることなく下側へ流れれば良く、その他例えばなだらかに丸くなった先細の形状や、3つ以上の複数の斜面を有する形状等でも良い。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
1,10 ・・・供給ケース
11 ・・・投入口
16,136 ・・・内壁
17,137 ・・・流通路
23 ・・・傾斜部
30 ・・・第1振動搬送部(振動搬送部)
40 ・・・ノズル
41 ・・・吐出口
60 ・・・第2振動搬送部(振動搬送部)
101,102 ・・・粉体供給装置
P ・・・粉体
W ・・・ワーク

Claims (8)

  1. ワーク(W)に粉体(P)を供給する粉体供給装置であって、
    粉体が投入される投入口(11)を有する筒状の供給ケース(1,10)と、
    前記供給ケースの内側に設けられ、前記投入口側から下方に向かい外径が次第に大きくなるように形成されている傾斜部(23)と、
    前記供給ケースの内壁(16,136)と前記傾斜部との間に形成される流通路(17,137)を通過して供給される粉体を振動により搬送する振動搬送部(30,60)と、
    前記振動搬送部から供給される粉体を吐出口(41)から前記ワークに供給するノズル(40)と、
    を備える粉体供給装置。
  2. 前記傾斜部は、円錐形状をなす円錐部(21)の側面部位により構成されている請求項1に記載の粉体供給装置。
  3. 前記供給ケースの内壁は、
    前記投入口側から下方に向かい内径が次第に小さくなるように形成された第1テーパ部(132)と、
    前記第1テーパ部の下方に接続され、前記第1テーパ部側から下方に向かい内径が次第に大きくなるように形成された第2テーパ部(133)と、
    を有する請求項1または請求項2に記載の粉体供給装置。
  4. 前記傾斜部よりも前記投入口側に設けられ、前記投入口側の肉厚が上方に向けて次第に小さくなるように形成された先端部(710)を有する衝突部材(70)をさらに備える請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の粉体供給装置。
  5. 前記衝突部材の前記先端部は、
    複数の斜面部(711,712)と、
    複数の前記斜面部の境界に形成される稜線部(713)と、
    を含む請求項4に記載の粉体供給装置。
  6. 前記衝突部材は、放射状に複数設けられる羽根部(71,72,73,74)を有する請求項4または請求項5に記載の粉体供給装置。
  7. 前記振動搬送部は、
    前記流通路を通過した粉体を振動により搬送する第1振動搬送部(30)と、
    前記第1振動搬送部から供給された粉体を振動により前記ノズル側へ搬送する第2振動搬送部(60)と、を含んで構成され、
    前記第1振動搬送部が有する第1搬送レーン(33)の粉体搬送方向の下流側端部(36)は、前記第2振動搬送部が有する第2搬送レーン(64)の粉体搬送方向の上流側端部(66)より上方に所定距離離れて位置しているものである請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の粉体供給装置。
  8. 前記第2搬送レーンの前記上流側端部に堆積した粉体の量が目標値を超えているか否かを検出するセンサ(81)と、
    粉体の量が前記目標値を下回り、前記センサによる検出信号がオフのとき、前記目標値を超えるように前記第1振動搬送部を作動し前記第1搬送レーンから前記第2搬送レーンに粉体が供給されるよう制御する制御部(50)と、
    をさらに備える請求項7に記載の粉体供給装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH04164722A (ja) * 1990-10-25 1992-06-10 Murata Mfg Co Ltd 粉粒体ワーク連続取出装置
JP2013177224A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Denso Corp 粉体供給装置

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