JP2017088338A - 粉体供給装置 - Google Patents

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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