JP2020050418A - 振動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】袋状容器が載置される載置部２０の部品の寿命を延ばすことで、振動装置１１全体としての寿命を長くできるとともに、高周波の振動を付加できる振動装置１１を提供する。【解決手段】振動装置１０は、袋状容器が載置される載置部２０と、袋状容器を振動させる加振部３０と、を含んで構成されている。載置部２０は、２以上の水平棒状体２１を、水平面内に平行に並べて構成されている。加振部３０は、水平棒状体２１に挟まれるように設けられている振動子３１と、この振動子３１の上下駆動部と、振動子３１を加振する加振体と、を含んで構成されている。この構成により、水平棒状体２１を挟むように設けられている振動子３１を上昇させ、袋状容器を振動させることができるので、水平棒状体２１などの載置部２０を構成する部品に振動が付加される状態を抑制できる。振動装置１０全体として寿命を長くすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、振動装置に関する。さらに詳しくは、粉体が充填された袋状容器を振動させる振動装置に関する。

フレキシブルコンテナに代表される袋状容器は、例えば粉体を輸送するために多く用いられている。しかし、袋状容器に投入された粉体は、投入時には空気が粉体の中に存在し、見かけ上体積が大きくなっている。見かけ上体積が大きくなることにより、袋状容器に液体を投入したときのように、袋状容器の形状が不安定になり、何らかの支持がない場合袋状容器は自立することができず、転倒する。このため粉体投入後数十分から数時間程度、袋状容器を静置して袋状容器の粉体内の空気を抜くための時間を設ける必要がある。従来、この時間を確保するため、粉体投入の作業効率を上げることが難しかった。

上記の問題に対し、特許文献１には、フレコンバック内に粉体を高い嵩密度で充填することができる粉体充填装置が開示されている。すなわち特許文献１では、フレコンバックを載置している基台をギアードモータで上下させ、基台の下に設置されているロッドを、床上に設置されている硬質ゴム板に衝突させるタッピング動作を行うことでフレコンバックの粉体内の空気を抜き、粉体の嵩密度を高めている。

特開平９−２５４９０２号公報

しかるに、特許文献１に記載の粉体充填装置では、ローラコンベアが設置されている基台にフレコンバックが載置させられた状態で、タッピング動作が行われるため、タッピング動作によりローラコンベアにタッピングごとに過度の重量が付加される。これにより、ローラコンベアの寿命が非常に短くなるという問題がある。
また、ギアードモータの回転によりタッピング動作を行うため、タッピング動作の回数を多くすることが困難である。すなわち１分間に数度程度という低周波の振動しかフレコンバックに付加することができず、粉体内の気体を効率よく短時間で抜くことが困難であるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑み、袋状容器が載置される載置部の部品の寿命を延ばすことで、振動装置全体としての寿命を長くできるとともに、高周波の振動を付加できる振動装置を提供することを目的とする。

第１発明の振動装置は、袋状容器が載置される載置部と、前記袋状容器を振動させる加振部と、を含んで構成されている振動装置であって、前記載置部は、複数本の水平棒状体を、水平面内に平行に並べて構成されており、前記加振部は、前記複数本の水平棒状体の間に設けられている振動子と、該振動子を上下に動作させることが可能な上下駆動部と、前記振動子を加振する加振体と、を含んで構成されていることを特徴とする。
第２発明の振動装置は、第１発明において、前記水平棒状体は、外周面が円柱体であり、該円柱体の軸心を中心に回転可能であることを特徴とする。
第３発明の振動装置は、第１発明または第２発明において、前記加振部は、前記振動子と、該振動子を複数体、上面に備えた加振部本体と、該加振部本体の下面に備えられた前記上下駆動部と、を含んで構成されていることを特徴とする。
第４発明の振動装置は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、前記加振体は、アンバランスマス型の振動発生器であることを特徴とする。

第１発明によれば、水平棒状体の間に設けられている振動子を上昇させて、袋状容器と載置部の縁を切ってから、振動子によって袋状容器を振動させることができるので、水平棒状体などの載置部を構成する部品に振動が付加される状態を回避することができる。これにより振動により消耗する部品を減らすことができ、振動装置全体として寿命を長くすることができる。
第２発明によれば、水平棒状体が、外周面が円柱体であり、この円柱体の軸心を中心に回転可能であるので、載置部に載置される、袋状容器が載せられたパレット等を容易に移動可能となる。また、水平棒状体の上に載せられるパレットに、水平移動可能とする機構を設ける必要がなくなり、通常のパレットが使用可能となるので、振動装置の汎用性を高めることができる。
第３発明によれば、上下駆動部により加振部本体を上下動させると、加振部本体上の複数の振動子が上昇するので、袋状容器の下面の広い範囲を同時に持ち上げることができ、袋状容器の姿勢を保持しながら持ち上げた状態で加振することができる。
第４発明によれば、アンバランスマス型の振動発生器であることにより、高周波の振動を安定的に付加することができ、効率よく粉体内の空気を抜くことができる。またアンバランスマス型は安価であると同時に、メンテナンスが容易となる。

本発明の実施形態に係る振動装置の正面方向からの断面図である。 袋状容器が載置されたときの、図１の振動装置の平面図である。 図１の振動装置の平面図である。 図１の振動装置の側面図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための振動装置を例示するものであって、本発明は振動装置を以下のものに特定しない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、「水平」の記載は、厳密に水平である必要はなく、「実質的水平」を表すものとする。

（振動装置１０の構成）
図１は、本発明の実施形態に係る振動装置１０の正面方向からの断面図を、図２は、袋状容器が載置されている場合の本実施形態に係る振動装置１０の平面図を、図３は、袋状容器が載置されていない場合の本実施形態に係る振動装置１０の平面図を、図４は、本実施形態に係る振動装置１０の左側面図を示す。

図１に示すように、本実施形態に係る振動装置１０は、袋状容器であるフレキシブルコンテナ１１が載置される載置部２０と、フレキシブルコンテナ１１を振動させる加振部３０とを含んで構成されている。

図３に示すように、本実施形態で載置部２０は、２以上の水平棒状体２１を、水平面内に平行に並べて構成されている。具体的に水平棒状体２１は７本並べられている。また本実施形態で加振部３０は、水平棒状体２１の間に設けられている振動子３１と、図１に示すように、この振動子３１を上下に動作させることが可能な上下駆動部であるエアシリンダ３２と、振動子３１を加振する加振体である振動発生器３３と、を含んで構成されている。

図１に示すように、フレキシブルコンテナ１１は、パレット１２を介して、載置部２０に間接的に載置されている。なお、本実施形態ではパレット１２を介して間接的にフレキシブルコンテナ１１が載置されているが、この形態に限定されることはなく、例えばフレキシブルコンテナ１１は、直接的に載置部２０に載置される場合もある。

図３に示すように、載置部２０を構成する水平棒状体２１は、その外周面が円柱体である。すなわち、端部を除き、水平棒状体２１の外周面は、水平棒状体２１の外周面の直径と同じ長さの直径を持つ中実円柱体の外周面と同じ外周面を有している。水平棒状体２１は、ステンレス製であり、その両端部は直径が細くなるように加工されている。水平棒状体２１は、両端に配置されている軸受ユニット２２により、直径が細い部分で、円筒体の軸心を中心に回転可能に支持されている。なお、水平棒状体２１は中実円柱体のように無垢の円柱体である場合のほかに、円筒体、または内部に角形の孔が設けられている場合もある。

水平棒状体２１が、外周面が円柱体であり、この円柱体の軸心を中心に回転可能であるので、載置部２０に載置される、袋状容器が載せられたパレット１２等が容易に移動可能となる。また、水平棒状体２１の上に載せられるパレット１２に、水平移動可能とする機構を設ける必要がなくなり、通常のパレット１２が使用可能となるので、振動装置１０の汎用性を高めることができる。

図１、図４に示すように、軸受ユニット２２は、載置部本体２３上に並んで設けられている。載置部本体２３は、四角形の板状、すなわち扁平な四角柱形状である。この載置部本体２３は、４本の支柱２４により支持されている。

図１および図３に示すように、加振部３０では、加振部３０を構成する、四角形の板状の加振部本体３５が水平に配置されている。この加振部本体３０の上面には、振動子３１が複数体配置されている。振動子３１は、図１の奥行き方向に長い直方体であり、水平棒状体２１の間に設けられている。すなわち、振動子３１は水平棒状体２１に接触しないように、かつ挟まれるように設けられている。また、加振部本体３５の下面の中央近傍には、加振体である振動発生器３３が設けられている。加えて加振部３０には、加振部本体３５を上下に動作させることが可能な上下駆動部であるエアシリンダ３２が設けられている。エアシリンダ３２は、平面視で長方形である板状の加振部本体３５の角部に４箇所設けられている。

板状の加振部本体３５は、扁平な四角柱形状であり、ステンレス製の箱型をしている。この加振部本体３５に対し、振動子３１がボルトで固定されている。振動子３１は、図１に示すように断面が上下に長い長方形をしており、加振部本体３５が持ち上がることにより、振動子３１の上面がパレット１２に接触し、そのままパレット１２を持ち上げることができる高さを有している。すなわち振動子３１の上端は、振動子３１が持ち上がったときは、水平棒状体２１の上端よりも突出する。

加振部３０が、加振部本体３５と、この加振部本体３５の上面に複数の振動子３１と、加振部本体３５の下面に上下駆動部を備えていることにより、上下駆動部により複数の振動子３１が上昇するので、袋状容器の下面の広い範囲を同時に持ち上げることができ、袋状容器の姿勢を保持しながら持ち上げた状態で加振することができる。

水平棒状体２１の間に設けられている振動子３１を上昇させて、袋状容器と載置部２０の縁を切ってから、振動子３１によって袋状容器を振動させることができるので、水平棒状体２１などの載置部２０を構成する部品に振動が付加される状態を回避することができる。これにより振動により消耗する部品を減らすことができ、振動装置１０全体として寿命を長くすることができる。

本実施形態では、加振体である振動発生器３３は、アンバランスマス型である。ただし振動発生器３３は、動電型、油圧型などを採用することもできる。また、空気式のバイブレータを採用することもできる。本実施形態では、振動発生器３３は加振部本体３５の下面に平行に並べて２台設置されている。このようにアンバランスマス型の振動発生器３３を平行に２台並べて設置することにより、水平方向の振幅を打ち消しあうように振動周期を調整することで、水平方向の振動を有意に低減させることができる。このアンバランスマス型の振動発生器３３としては、例えばユーラステクノ株式会社製の振動モータが該当する。

加振部本体３５の下面にはエアシリンダ３２が上下駆動部として設けられている。またエアシリンダ３２には、振動発生器３３からの振動が床面に伝達するのを抑制するためにコイルバネ３４が設けられている。本実施形態では上下駆動部としてエアシリンダ３２が設けられたが、特にこれに限定されず、例えば油圧式シリンダまたはボールねじを用いることも可能である。

図２に示すように、本実施形態に係る振動装置１０には、ストッパ４０が設けられている。ストッパ４０は、フレキシブルコンテナ１１を載せるためのパレット１２が、図２の紙面において右側に行き過ぎないようにするために設けられている。また、本実施形態に係る振動装置１０には、サイドガイド４２、およびこのサイドガイド４２の位置調整装置４１が設けられている。サイドガイド４２は、フレキシブルコンテナ１１を載せるためのパレット１２が、図２の紙面において左右方向に動作させられる際に、図２の紙面において上下方向に行き過ぎることがないように設けられている。位置調整装置４１は、図２の紙面において、サイドガイド４２の上下方向の位置を調整するために設けられている。位置調整装置４１は、ねじ機構によりサイドガイド４２の位置の調整を行う。

本実施形態では、水平棒状体２１は外周面が円柱体である構成であったが、これに限定されない。例えば三角柱または四角柱の多角柱構造とすることも可能である。この場合、フレキシブルコンテナ１１を載せるためのパレット１２が車輪または滑走シューを有していることが望ましい。

また、本実施形態では、加振部３０は、加振部本体３５の上面に振動子３１を備えると共に、加振部本体３５の下面に上下駆動部が備えられている構成であったがこれに限定されない。例えば、振動子３１と上下駆動部とが直接結合している構成も可能である。

また、本実施形態では、振動装置１０はフレキシブルコンテナ１１の重量を測定する測定機能を有していないが、これらを有していても問題ない。例えば載置部２０に荷重を測定する装置を設けたり、また別途荷重を測定する装置を設置したりすることができる。別途荷重を測定する装置を設けた場合、この装置を上下駆動させて載置部２０からフレキシブルコンテナ１１を持ち上げて重量を測定する構成を採用することができる。

（振動装置１０の使用方法）
振動装置１０の使用者は、フレキシブルコンテナ１１を振動装置１０上に移動させる前に、フレキシブルコンテナ１１を適切な位置に停止させるため、ストッパ４０およびサイドガイド４２の位置を調整する。サイドガイド４２の位置の調整は、位置調整装置４１にて行う。

振動装置１０の使用者は、図１に示すように、振動装置１０に隣接しているコンベア１３上にパレット１２を載せるとともに、フレキシブルコンテナ１１を載せる。この状態でフレキシブルコンテナ１１内に粉体を投入する。粉体は、例えば、リチウムイオン二次電池の正極活物質として使用されるニッケルマンガンコバルト酸リチウム（リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物）の前駆体が該当する。

そして、振動装置１０の使用者は、粉体が投入されたフレキシブルコンテナ１１をパレット１２に載せたまま振動装置１０上へ移動させる。この際フレキシブルコンテナ１１は形状が不安定になるため、フレキシブルコンテナ１１の姿勢を保持する保持手段により、姿勢を保持したまま移動させることが好ましい。

振動装置１０の使用者は、フレキシブルコンテナ１１が所定の位置に移動してきたことを確認した後、上下駆動部であるエアシリンダ３２により加振部３０を持ち上げる。加振部３０により持ち上げられたパレット１２は、載置部２０から浮き上がる。

この状態で、振動装置１０の使用者は、加振体である振動発生器３３を動作させることにより、振動子３１を上下に振動させる。振動発生器３３により発生する振動子３１の上下の振動の振動数は、投入された粉体の大きさなどにより最適な振動数が選択される。本実施形態では、アンバランスマス型の振動発生器３３が用いられているので、数Ｈｚ〜数十Ｈｚ程度の振動が振動子３１により付加される。この振動装置１０により振動を付加することで、数分程度で粉体内の気体を抜け出させることができる。

粉体内の気体が抜き出た後、振動装置１０の使用者は、振動発生器３３の動作を終了させ、加振部３０を下げて、パレット１２を載置部２０へ載せる。そして振動装置１０の使用者は、気体が抜き出たフレキシブルコンテナ１１をコンベア１３上へ戻す。

なお、上記の振動装置１０の使用方法では、加振部３０の振動子３１がパレット１２を持ち上げ、載置部２０から浮き上がる状態で説明したが、これに限定されない。例えばパレット１２がなく、フレキシブルコンテナ１１が直接載置部２０に載せられている場合、フレキシブルコンテナ１１が載置部２０に接したまま加振される場合もある。

フレキシブルコンテナ１１に代表される袋状容器の振動装置１０について本明細書では説明したが、本発明に係る振動装置１０は、粉体が投入される容器全般に対して使用することが可能である。例えばプラスチックコンテナまたは金属製のコンテナの振動装置１０としても使用が可能である。

１０ 振動装置
１１ フレキシブルコンテナ（袋状容器）
２０ 載置部
２１ 水平棒状体
３０ 加振部
３１ 振動子
３２ エアシリンダ（上下駆動部）
３３ 振動発生器（加振体）
３５ 加振部本体

Claims (4)

1. 袋状容器が載置される載置部と、
   前記袋状容器を振動させる加振部と、を含んで構成されている振動装置であって、
   前記載置部は、複数本の水平棒状体を、水平面内に平行に並べて構成されており、
   前記加振部は、前記複数本の水平棒状体の間に設けられている振動子と、
   該振動子を上下に動作させることが可能な上下駆動部と、
   前記振動子を加振する加振体と、を含んで構成されている、
   ことを特徴とする振動装置。
2. 前記水平棒状体は、外周面が円柱体であり、
   該円柱体の軸心を中心に回転可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の振動装置。
3. 前記加振部は、
   前記振動子と、
   該振動子を複数体、上面に備えた加振部本体と、
   該加振部本体の下面に備えられた前記上下駆動部と、を含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動装置。
4. 前記加振体は、
   アンバランスマス型の振動発生器である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の振動装置。
   

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