JP2020066475A - 粉粒体材料の供給装置及び粉粒体材料の供給方法 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、下記特許文献1には、粉粒体コンテナの下端の流出孔を開閉する開閉弁の1回1回の開放時間を短くして小分けによりn回に分けて粉粒体を供給する構成とした粉粒体ディスペンサーが開示されている。
なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。
また、以下の実施形態では、本実施形態に係る粉粒体材料の供給装置を設置した状態を基準として上下方向等の方向を説明する。
図1〜図6は、本実施形態に係る粉粒体材料の供給装置の一例及びこれを用いて実行される基本動作の一例を模式的に示す図である。
また、上記材料としては、樹脂ペレットや樹脂繊維片等の合成樹脂材料、金属材料、半導体材料、木質材料、薬品材料、食品材料等どのようなものでもよい。
また、粉粒体材料としては、例えば、合成樹脂成形品を成形する場合には、ナチュラル材(バージン材)や粉砕材、マスターバッチ材、各種添加材等が挙げられる。また、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含んだ構成としてもよい。
この配合システムAは、相異なる粉粒体材料をそれぞれに貯留する複数の供給装置1(1A,1B,1C,1D)と、これら供給装置1から供給された各粉粒体材料を受け入れて計量する計量容器7と、を備えている。図例では、4つの供給装置1を設けた例を示している。これら4つの供給装置1は、主材となるナチュラル材を供給する第1供給装置1A、マスターバッチ材を供給する第2供給装置1B、添加材を供給する第3供給装置1C及び粉砕材を供給する第4供給装置1Dを構成するものでもよい。なお、これら第1供給装置1A、第2供給装置1B、第3供給装置1C及び第4供給装置1Dの区別を要しない場合には、単に供給装置1として説明する。
計量容器7は、ロードセルなどの質量検出器からなる検出部8を介してケーシング6に保持されている。また、計量容器7の上端側には、上方側に向けて開口する投入口が設けられている。この計量容器7の投入口は、上流側(上方側)の各供給装置1から供給される各粉粒体材料の受け入れが可能なように設けられている。また、この計量容器7の下端側には、下方側に向けて開口する排出口と、この排出口を開閉する開閉機構と、が設けられている。図例では、開閉機構として、斜め上方側に向けて振子状に移動されて排出口を開放させる蓋体を設けた例を示している。なお、開閉機構としては、このような態様に限られず、略水平方向にスライドされるスライドシャッターや、計量容器7側方の回転軸回りに回転されるアーム状の支持部に支持されたフラップ状の弁体でもよく、その他、種々の構成とされたものでもよい。
また、図例では、第1材料元3A、第2材料元3B及び第3材料元3Cを、タンク状とした例を示している。また、第4材料元3Dを、成形機2から取り出されて成形品と分離されたスプルやランナ、バリ等の成形副産物や、成形不良品等の被粉砕材を粉砕する粉砕機とした例を示している。なお、この粉砕機の投入ホッパーへの被粉砕材の投入は、適宜の成形副産物取出装置やベルトコンベア等の搬送手段によってなされるものでもよい。
また、配合システムAは、当該配合システムAの各部を制御するCPU等からなる制御部31を有した制御盤30を備えている(図5(a)参照)。なお、この制御盤30は、当該配合システムAの適所、例えば、ケーシング6や空気輸送機4等に付設状に設けられたものでもよく、または、離間した箇所に設置されるものでもよい。
輸送モードにおいては、供給装置1の材料センサーが材料要求信号を出力していれば、その供給装置1の捕集部19に接続された空気吸引管路と空気輸送機4とを連通させるように輸送空気切替弁5を切り替え、空気輸送機4の輸送空気源を起動する。これにより、材料元3から供給装置1に粉粒体材料が輸送される。なお、当該配合システムAの稼働初期等において複数(全て)の供給装置1の材料センサーから材料要求信号が出力されている場合には、予め設定された優先順位等に従って各供給装置1に向けて順次、輸送モードの実行がなされるものでもよい。
計量モードにおいては、相異なる粉粒体材料毎に予め設定された目標計量値となるように、各供給装置1の供給部20のそれぞれを制御し、計量容器7に向けて各粉粒体材料を順次供給させて1バッチ計量を行うようにしてもよい。粉粒体材料毎の目標計量値は、1バッチ目標量及び粉粒体材料毎の質量比に基づいて算出されて設定されたものでもよい。なお、各供給装置1の供給部20の具体的な制御態様については後述する。
計量容器7に1バッチ計量分の粉粒体材料が収容され、混合槽の材料センサーが材料要求信号を出力していれば、計量容器7の排出口を開放させ、混合槽に向けて排出させ、撹拌羽根9を回転させて混合モードを実行するようにしてもよい。また、計量容器7が空状態となれば、計量モードを実行し、混合槽の材料センサーから材料要求信号が出力されるまで計量容器7に1バッチ計量分の粉粒体材料を収容させておくようにしてもよい。
また、複数の供給装置1のそれぞれに後記する供給部20を設けた態様に代えて、少なくとも一つに設けた態様とし、他の供給装置には、他の供給部を設けた構成としてもよい。このような他の供給部としては、スライドシャッターや、スクリューフィーダー、振動フィーダー、マスフィーダー、ロータリーフィーダー、テーブルフィーダー等でもよく、その他、種々の構成とされたものの採用が可能である。
また、複数の供給装置1を組み込んで材料配合装置(配合システムA)を構成した態様に代えて、単一の供給装置1を備えた材料計量装置(計量システム)を構成する態様としてもよい。この場合は、混合槽や混合機構を設けていない構成としてもよい。
貯留容器10は、上方側部位が筒状とされ、下方側部位が下方側に向かうに従い先細状とされたホッパー形状とされている。本実施形態では、貯留容器10の上方側部位を、図1(b)に示すように、平面視して略方形状の略四角筒状とした例を示している。図例では、貯留容器10の上方側部位を、平面視して略正方形状とした例を示している。
また、これら四周の周壁部のうちの一つとしての第2側壁部12に、上記したケーシング6に設けられた保持部に保持される被保持部12aを設けた構成としている。図例では、この被保持部12aを、第2側壁部12に沿うような形状とされた保持部を構成する片部が挿通される上下方向に貫通する孔状の凹所を区画する形状とした例を示している。
また、この筒状部材16のガイド孔17を開口方向に見た形状は、後記する弁体21を軸方向に見た形状に応じた形状とされている。本実施形態では、このガイド孔17を、開口方向に見て、丸孔状としている。また、本実施形態では、このガイド孔17を、貯留容器10外側となる下方側に向かうに従い拡開状としている。なお、ガイド孔17を、樹脂製の筒状部材16の孔とした態様に代えて、貯留容器10の底壁部15に設けられた孔としてもよい。
また、図2(b)に示すように、当該弁体21が閉鎖位置において閉鎖部25がガイド孔17内に配されてガイド孔17の閉鎖がなされる。従って、閉鎖位置において弁体21の受入口23が貯留容器10内において開口しないように弁体21を収容する収容筒を貯留容器10内に設けたようなものと比べて構造の簡略化を図ることができる。
また、本実施形態では、弁体21の閉鎖部25を、当該弁体21が閉鎖位置において材料供給路22が貯留容器10内に位置するように、当該弁体21における軸方向で材料供給路22の貯留容器10外側に設けた構成としている。このような構成とすれば、閉鎖位置において貯留容器10内に位置する材料供給路22に受入口23を介して粉粒体材料が流入することとなり、弁体21を開放位置とすることで早期に粉粒体材料を排出させることができる。この閉鎖部25は、弁体21が閉鎖位置においてガイド孔17の内周面に外周面が略全周に亘って当接または近接するように形成されている。
受入口23は、当該弁体21の上端側の側周面21aにおいて開口するように設けられている。この受入口23は、材料供給路22の貫通方向に見て略円(略真円)形状とされている。この受入口23は、図2(a)、(b)に示すように、弁体21が開放位置及び閉鎖位置のいずれにおいても貯留容器10内に位置し、開放位置では、開口周縁部の下端縁がガイド孔17の貯留容器10内側の周縁部(内側周縁部)17aと概ね同高さとなるように配される構成とされている。
また、本実施形態では、この受入口23の開口周縁部に、面取部23aを設けた構成としている。このような構成とすれば、受入口23の開口周縁部において粉粒体材料が引っ掛かり難くなり、材料供給路22に向けて粉粒体材料を円滑に流下させることができる。この面取部23aは、受入口23の開口周縁部の全周に亘って設けられている。図例では、この面取部23aを、C面取状とした例を示しているが、R面取状としてもよい。なお、このように面取部23aを全周に亘って設けた態様に代えて、受入口23の開口周縁部の閉鎖部25側部位のみに設けた態様としてもよく、さらには、このような面取部23aを設けていない構成としてもよい。
本実施形態では、この排出口24を、図2(a)に示すように、当該弁体21が開放位置において、排出口24の貯留容器10内側の開口周縁部(上端縁)とガイド孔17の内側周縁部17aとの間に隙間が形成されるように、貯留容器10内においても開口させた構成としている。このような構成とすれば、ガイド孔17の内側周縁部17aとの間における粉粒体材料の噛み込みに起因する動作不良を生じ難くすることができる。弁体21が開放位置で貯留容器10内において開口する排出口24の開口面積は、粉粒体材料の通過が可能なように適宜の面積としてもよい。このような構成とすれば、貯留容器10内において開口する排出口24を受入口としても機能させることができる。
また、本実施形態では、排出口24を、材料供給路22の貫通方向に見て、当該弁体21の概ね軸方向を長径とする略楕円形状としている。つまり、下流側供給路22bを、排出口24に向かうに従い概ね軸方向に大径状としている。換言すれば、弁体21の周方向に沿う受入口23及び排出口24の径は、略同径状とされている。
また、当該弁体21や貯留容器10は、適宜の金属系材料から形成されたものでもよい。
また、貯留容器10内における弁体駆動部27の上方側に、手指等の差込を防止する格子状部材を設けた構成としてもよい。
上記目標計量値は、複数の粉粒体材料を計量容器7において配合する場合には、上記した表示操作部32を介して入力された質量比及び1バッチ目標量に基づいて算出されて設定されたものでもよく、表示操作部32を介して入力されたものでもよい。
また、上記閾値は、計量精度を向上させる観点や計量時間の短縮化を図る観点等から適宜の値としてもよく、また、粉粒体材料の種類に応じて変更されるものでもよい。この閾値は、後記するようにパルス的に開放される弁体21の開放回数が50回以下となるような値としてもよく、好ましくは、20回以下となるような値としてもよい。また、この閾値は、後記する落差値と同程度としてもよい。
図6(a)では、上記所定値を、予め設定された落差値(弁体21閉鎖後に落下する粉粒体材料の質量)としている。この例では、制御部31は、目標計量値が上記閾値を上回っている場合において、検出部8の検出値が目標計量値から予め設定された落差値を差し引いた値となれば、弁体21を閉鎖させる。つまり、本例に係る大量供給モードにおいては、制御部31は、検出部8の検出値が目標計量値から落差値を差し引いた値となるまでは、弁体21を開放位置とする。このような構成とすれば、計量時間の短縮化を図りながらも、弁体21閉鎖後の落差量を加味して供給することができ、計量精度を向上させることができる。
また、切替値となった以降に弁体21をパルス的に開放させる態様は、上記した小量供給モードと同様としてもよい。
なお、本変形例に係る大量供給モード(第2大量供給モード)と、図6(a)を用いて説明した大量供給モード(第1大量供給モード)と、を選択的に実行可能な構成としてもよい。この場合は、表示操作部32を介してモードの選択が可能な構成としてもよい。
また、当該供給装置1を用いて実行される供給モードの一例としての本実施形態に係る粉粒体材料の供給方法としては、上記のような構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。また、同供給方法は、本実施形態に係る供給装置1を用いて実行する構成に限られず、種々の構成とされた他の供給装置を用いて実行することも可能である。
また、上記した例では、供給部20の弁体21を、略円柱状とした例を示しているが、略多角柱状としてもよい。
また、上記した例では、弁体21の閉鎖部25を、当該弁体21における軸方向で材料供給路22の貯留容器10外側に設けた例を示しているが、当該弁体21における軸方向で材料供給路22の貯留容器10内側に設けた構成としてもよい。つまり、閉鎖位置において材料供給路22が貯留容器10の外側に配置される構成としてもよい。
また、上記した例では、材料排出路22を、貫通方向に見て略円形状とした例を示しているが、略方形状や他の多角形状等としてもよい。
また、上記した例では、材料供給路22を、排出口24に向かうに従い拡開状とした例を示しているが、材料供給路22の軸方向の全体に亘って略同径状とされたものとしてもよい。
また、上記した例では、弁体21が上下方向に移動されて開閉がなされるものとした例を示しているが、水平方向や斜め方向に移動されて開閉がなされるものとしてもよい。
また、上記した例では、弁体駆動部27を、貯留容器10内に設けた例を示しているが、貯留容器10外に設けた構成としてもよい。この場合は、弁体21の軸方向外端(下端)側に弁体駆動部27のロッド28を連結した構成としてもよい。
また、上記した例では、弁体21の受入口23及び排出口24を、弁体21の側周面21aにおいて開口させた例を示しているが、このような態様に代えて、排出口24を弁体21の軸方向外端面(下端面)において開口させた構成としてもよい。この場合は、弁体21を収容し、受入口23を閉鎖する収容筒を貯留容器10内に設けた構成としてもよい。また、弁体21としては、このような筒状や柱状とされたものに限られず、制御部31によって開閉が制御されて上記のような供給モードの実行が可能なものであれば、どのようなものでもよい。また、本実施形態に係る供給装置1が備える各部材及び各部の具体的構成は、上記した構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。
10 貯留容器
17 ガイド孔
21 弁体
22 材料供給路
25 閉鎖部
31 制御部
7 計量容器
8 検出部
Claims (5)
- 下方側に設置される計量容器に向けて所定の目標計量値となるように粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給装置であって、
粉粒体材料を貯留する貯留容器と、該貯留容器に設けられ、粉粒体材料を供給する際に開放される弁体と、該弁体の開閉を制御する制御部と、を備えており、
前記制御部は、前記目標計量値が所定の閾値を上回っていれば、前記計量容器における検出部の検出値が前記目標計量値よりも低い所定値となるまで前記弁体を開放位置とする一方、前記目標計量値が前記閾値を下回っていれば、前記検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させることを特徴とする粉粒体材料の供給装置。 - 請求項1において、
前記制御部は、前記目標計量値が所定の閾値を上回っている場合において、前記検出部の検出値が前記目標計量値から予め設定された落差値を差し引いた値となれば、前記弁体を閉鎖させることを特徴とする粉粒体材料の供給装置。 - 請求項1において、
前記制御部は、前記目標計量値が所定の閾値を上回っている場合において、前記検出部の検出値が前記所定値となれば、該検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させることを特徴とする粉粒体材料の供給装置。 - 請求項1乃至3のいずれか1項において、
前記弁体は、前記貯留容器に設けられたガイド孔の開口方向に沿ってスライドされる柱状とされており、該弁体には、当該弁体が閉鎖位置において前記ガイド孔内に配される閉鎖部と、当該弁体が開放位置において前記貯留容器内と前記貯留容器外とを連通させる材料供給路と、が設けられていることを特徴とする粉粒体材料の供給装置。 - 下方側の計量容器に向けて所定の目標計量値となるように、貯留容器に設けられた弁体を開放させて粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給方法であって、
前記目標計量値が所定の閾値を上回っていれば、前記計量容器における検出部の検出値が前記目標計量値よりも低い所定値となるまで前記弁体を開放位置とする一方、前記目標計量値が前記閾値を下回っていれば、前記検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させることを特徴とする粉粒体材料の供給方法。
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