JP3569544B2 - 可変ピッチ形粉体搬送装置 - Google Patents

可変ピッチ形粉体搬送装置 Download PDF

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、電極部に多相電圧を印加することにより、クーロン力を発生させ、粉体を移動させる粉体搬送装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、粉体装置において、進行波交番電界を利用し、その電気力学的搬送力で粉体を電極より浮遊させ、搬送する電界カーテン装置が提案されている(例えば、特公昭54−12667号公報参照)。
【0003】
一方、本願発明者等により、多相電圧が印加されるとともに、所定ピッチで配置された線状電極を有する固定子上にシート状の移動子を載置し、そのシート状の移動子を駆動させるようにしたものが提案されている(例えば、特開平2−285978号公報、特開平4−275072号公報等参照)。
【0004】
また、電極部が多相電圧の各相に対応し、かつ並列配置された複数の電極線を、移動体の移動経路によってスパイラル状に巻回してなる多相コイルとして形成し、電極に電圧を印加させることで、クーロン力を発生させ、これらの吸引と反発力を利用し液体を移動させる静電アクチュエータが提案されている(例えば、特開平5−130784号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の電界カーテン装置は、粉体を浮遊し、搬送させるために、位置制御ができず、また、粉体の搬送ピッチを変えることはできなかった。
【0006】
また、上記した従来の静電アクチュエータは、シート状移動子又は液体を移動させるものであった。
【0007】
本発明は、上記した状況に鑑みて、クーロン力を利用して粉体を搬送させ、また、粉体の搬送ピッチを変えることができるとともに、粉体の搬送量や位置決めを制御することができる可変ピッチ形粉体搬送装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
(1)絶縁体中に複数本の線状電極を平行に配置した固定子上の粉体を前記線状電極に交番電圧を印加することにより、前記線状電極近傍にクーロン力を発生させ、前記固定子表面に吸引し搬送する粉体搬送装置において、(a)絶縁体中に複数本の線状電極を平行に配置した平板状固定子と、(b)前記線状電極に給電され、粉体の搬送ピッチを種々変更できるプログラマブルな複数相モードの電源とを備え、(c)前記粉体の搬送条件を可変に設定するようにしたものである。
【0009】
(2)円筒状の絶縁体に複数本の電極線が巻回された円筒状固定子内の粉体を前記電極線に交番電圧を印加することにより、前記電極線近傍にクーロン力を発生させ、前記固定子表面に吸引し搬送する粉体搬送装置において、(a)絶縁体のチューブの外周に沿って複数本の電極線が互いに平行に、かつ、前記絶縁体のチューブの周方向に、巻回して形成される円筒状固定子と、(b)前記電極線に給電され、粉体の搬送ピッチを種々変更できるプログラマブルな複数相モードの電源とを備え、(c)前記粉体の搬送条件を可変に設定するようにしたものである。
【0010】
【作用】
本発明によれば、上記したように、粉体搬送装置の電極部に多相交番電圧を印加すると、各電極線に対向する粉体が電極と逆符号に帯電する。次に、印加している多相交番電圧の状態が変化すると、帯電していた粉体と電極の間に反発力と吸引力が生じ、粉体が一定の方向へと移動する。また、固定子の電極の各相への給電は可変にできるので、粉体のピッチを可変にできる。更に、粉体の搬送量や位置決めを制御することができる。
【0011】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳細に説明する。
【0012】
図1は本発明の第1の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の構成図、図2は本発明の電源の構成例を示すブロック図である。
【0013】
図1において、平板状固定子1は平板状の絶縁体2中に、銅線からなる線状電極3が等間隔に平行に配置されている。
【0014】
一方、電源は、粉体搬送装置の粉体の搬送ピッチを種々変更できる構成となっている。すなわち、例えば、図2に示すように、電源10は、可変周波数電源部11を有し、この可変周波数電源部11からの出力を、サイクロコンバータ12で変換して、相数の変換を行うことができる。このサイクロコンバータ12からの出力は、スイッチ13により切り換え可能である。これらの可変周波数電源部11、サイクロコンバータ12及びスイッチ13は制御装置14に接続され、粉体搬送装置の粉体19の搬送ピッチを可変にできるように、線状電極3に対して、所望の多相電圧を印加することができる。
【0015】
以下、その粉体搬送装置の粉体の搬送ピッチを変える実施態様について、図3〜図6を用いて順次説明する。
【0016】
(1)まず、第1の実施態様を図3を参照して説明する。
【0017】
前記したように、平板状の絶縁体2中に銅線からなる線状電極3が等間隔に平行に配置された平板状固定子1上に粉体19aが存在している。
【0018】
そこで、線状電極3には6相モードの電源10aを供給する。すなわち、図2に示すサイクロコンバータ12からは6相を出力し、スイッチ13を介して、端子(1),(2),(3),(4),(5),(6)にそれぞれa相、b相,c相,d相,e相,f相を出力し、図1に示すように、第1配線4,第2配線5,第3配線6,第4配線7,第5配線8,第6配線9を介して、各相の線状電極3と接続する。
【0019】
このように、線状電極3に6相交番電圧を印加することにより、各電極線付近に発生した進行電場により、体19aは静電力を受けて移動していく。
【0020】
(2)次に、第2の実施態様を図4を参照して説明する。
【0021】
前記したように、平板状の絶縁体2中に銅線からなる線状電極3が等間隔に平行に配置された平板状固定子1上に粉体19bが存在している。
【0022】
そこで、線状電極3には3相モードの電源10bを供給する。すなわち、図2に示すサイクロコンバータ12からは3相を出力し、スイッチ13を介して、端子(1),(2),(3),(4),(5),(6)にそれぞれu相、v相,w相,u相,v相,w相を出力し、図1に示すように、第1配線4,第2配線5,第3配線6,第4配線7,第5配線8,第6配線9を介して、各相の線状電極3と接続する。
【0023】
このように、線状電極3に順次3相交番電圧を印加することにより、各電極線付近に発生した進行電場により、体19bは静電力を受けて移動していく。
【0024】
(3)次に、第3の実施態様を図5を参照して説明する。
【0025】
前記したように、平板状の絶縁体2中に銅線からなる線状電極3が等間隔に平行に配置された平板状固定子1上に粉体19cが存在している。
【0026】
そこで、線状電極3には3相モードの電源10cを供給する。すなわち、図2に示すサイクロコンバータ12からは3相を出力し、スイッチ13を介して、端子(1),(2),(3),(4),(5),(6)にそれぞれu相、u相,v相,v相,w相,w相を出力し、図1に示すように、第1配線4,第2配線5,第3配線6,第4配線7,第5配線8,第6配線9を介して、各相の線状電極3と接続する。
【0027】
このように、線状電極3に2重になった3相交番電圧を印加することにより、同じ相の電界が隣り合っているため、電極線2本分の幅の電界と似通った形になり、粉体19cはあたかも電極幅が広くなったかのように、電極線2本分のピッチで移動していく。
【0028】
(4)次に、第4の実施態様を図6を参照して説明する。
【0029】
前記したように、平板状の絶縁体2中に銅線からなる線状電極3が等間隔に平行に配置された平板状固定子1上に粉体19dが存在している。
【0030】
そこで、線状電極3には3相モードの電源10dを供給する。すなわち、図2に示すサイクロコンバータ12からは3相を出力し、スイッチ13を介して、端子(1),(2),(3),(4),(5),(6)にそれぞれu相、オフ,v相,オフ,w相,オフを出力し、図1に示すように、第1配線4,第2配線5,第3配線6,第4配線7,第5配線8,第6配線9を介して、各相の線状電極3と接続する。
【0031】
このように、線状電極3にスキップされた3相交番電圧を印加することにより、各電極線付近に発生した進行電場により、体19dは静電力を受けて移動していく。
【0032】
また、上記実施例では平板状固定子1の上側での粉体の移動を示したが、平板状固定子1の下側での搬送が可能である。
【0033】
図7は本発明の第2の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の構成図である。
【0034】
図7において、円筒状固定子21は円筒状の絶縁体22上に電極線23,24,25,26,27,28を6本平行に巻回している。
【0035】
一方、電源は、図2に示したものと同様に、粉体搬送装置の粉体の搬送ピッチを種々変更できる、プログラマブルな電源10で構成されている。
【0036】
この電源10から第1配線31,第2配線32,第3配線33,第4配線34,第5配線35,第6配線36を介して、各相の電極線23,24,25,26,27,28と接続する。
【0037】
すると、電極線付近に発生した進行電場により、体29は静電力を受けて移動していく。
【0038】
以下、その粉体搬送装置の粉体の搬送ピッチを変える実施例について、図8〜図11を用いて順次説明する。
【0039】
(1)まず、第1の実施態様を図8を参照して説明する。
【0040】
この実施例では、円筒状固定子41は、絶縁体のチューブ42の外周に沿って電極線52,53,54,55,56,57が互いに平行に、かつ、絶縁体のチューブ42の周方向に、隣の線との間に隙間なく巻回して形成される。絶縁体のチューブ42の内部は、粉体45が移動できるような空洞の通路となっており、例えば、ポリイミドやテフロンのチューブを用いる。
【0041】
前記電極線52,53,54,55,56,57は、導体部43に樹脂の絶縁皮膜44を施した、いわゆるエナメル線を用いる。例えば、銅線の周囲をポリエステルで被覆した、ポリエステル銅線で、JIS規格2種丸線を用いる。また、JIS規格0種または1種エナメル線あるいはJIS規格外の厚い絶縁皮膜を有するエナメル線で、形状は平角線を用いてもよい。
【0042】
電源からは、前記した6相モードの電源10aを供給する。すなわち、電極線52,53,54,55,56,57は、それぞれ6相電圧であるa相,b相,c相,d相,e相,f相が接続される。
【0043】
すると、各電極線付近に発生した進行電場により、体45は静電力を受けて移動していく。
【0044】
(2)次に、第2の実施態様を図9を参照して説明する。
【0045】
この実施例では、円筒状固定子61は、絶縁体のチューブ62の外周に沿って電極線72,73,74,75,76,77が巻回してあり、前記した第1の実施態様と同様に、円筒状固定子61は電極線72,73,74,75,76,77が互いに平行に、また、絶縁体のチューブ62の外周に沿って周方向に、隣の線との間に隙間なく巻回して形成される。絶縁体のチューブ62の内部は粉体63が移動できるような空洞の通路となっている。
【0046】
電源からは、前記した3相モードの電源10bを供給する。すなわち、電極線72,73,74,75,76,77は、それぞれu相,v相,w相,u相,v相,w相が接続される。
【0047】
この実施例においては、各電極線付近に発生した進行電場により、粉体63は静電力を受けて移動していく。
【0048】
(3)次に、第3の実施態様を図10を参照して説明する。
【0049】
この実施例では、円筒状固定子81は、絶縁体のチューブ82の外周に沿って電極線92,93,94,95,96,97が巻回してあり、前記した第2の実施態様と同様に、円筒状固定子81は電極線92,93,94,95,96,97が互いに平行に、また、絶縁体のチューブ82の外周に沿って周方向に、隣の線との間に隙間なく巻回して形成される。絶縁体のチューブ82の内部は粉体83が移動できるような空洞の通路となっている。
【0050】
電源からは、前記した3相モードの電源10cを供給する。すなわち、電極線92,93,94,95,96,97はそれぞれu相,u相,v相,v相,w相,w相が接続される。
【0051】
前記したものと同様に、この場合、同じ相の電界が隣り合っているため、電極線2本分の幅の電界と似通った形になり、粉体83はあたかも電極幅が広くなったかのように、電極線2本分のピッチで移動していく。
【0052】
(4)次に、第4の実施態様を図11を参照して説明する。
【0053】
この実施例では、円筒状固定子101は絶縁体のチューブ102の外周に沿って電極線112,113,114,115,116,117が巻回してあり、前記した第2の実施態様と同様に、円筒状固定子101は電極線112,113,114,115,116,117が互いに平行に、また絶縁体のチューブ102の外周に沿って周方向に、隣の線との間に隙間なく、巻回して形成される。絶縁体のチューブ102の内部は粉体103が移動できるような空洞の通路となっている。
【0054】
電源からは、前記した3相モードの電源10dを供給する。すなわち、電極線112,113,114,115,116,117はそれぞれu相,オフ,v相,オフ,w相,オフが接続される。
【0055】
この場合、電極線間に電極線1本分スキップして電界が与えられるので、電極幅はそのままでピッチが大きくなったのと同じ効果が得られ、粉体103は静電力を受けて移動していく。
【0056】
上記したように、本発明によれば、プログラマブルな電源10から、所望の相数及び所望の端子(1)〜(6)への切り換えによりピッチを変えて、粉体を移動させることができる。
【0057】
更に、波形についても通常の正弦波に限らず、矩形波、三角波等でも使用することができ、これらは相応の搬送力を有している。
【0058】
また、上記実施例では円筒の内側での粉体の移動を示したが、円筒の外側でも搬送が可能であり、その場合、電極線の外側をカバーフィルムで覆うとか、電極線を絶縁体中に配置することにより搬送可能になる。
【0059】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0060】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、固定子電極の各相への給電態様を変えることにより、粉体の搬送ピッチを可変にできるとともに、粉体の搬送量や位置決めを制御することができる。
【0061】
また、平板状固定子においては、その上表面又は下表面における粉体の搬送を、円筒状固定子においては、その内表面又は外表面における粉体の搬送を所望の条件で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の構成図である。
【図2】本発明の電源の構成例を示すブロック図である。
【図3】本発明の第1の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の第1の実施態様を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の第2の実施態様を示す図である。
【図5】本発明の第1の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の第3の実施態様を示す図である。
【図6】本発明の第1の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の第4の実施態様を示す図である。
【図7】本発明の第2の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の構成図である。
【図8】本発明の第2の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の第1の実施態様を示す図である。
【図9】本発明の第2の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の第2の実施態様を示す図である。
【図10】本発明の第2の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の第3の実施態様を示す図である。
【図11】本発明の第2の実施例を示す可変ピッチ形粉体搬送装置の第4の実施態様を示す図である。
【符号の説明】
1 平板状固定子
2 平板状の絶縁体
3 線状電極
4,31 第1配線
5,32 第2配線
6,33 第3配線
7,34 第4配線
8,35 第5配線
9,36 第6配線
10 電源
10a 6相モードの電源
10b,10c,10d 3相モードの電源
11 可変周波数電源部
12 サイクロコンバータ
13 スイッチ
14 制御装置
19,19a,19b,19c,19d,29,45,63,83,103 粉体
21,41,61,81,101 円筒状固定子
22 円筒状の絶縁体
23,24,25,26,27,28,52,53,54,55,56,57 ,72,73,74,75,76,77,92,93,94,95,96,97,112,113,114,115,116,117 電極線
42,62,82,102 絶縁体のチューブ
43 導体部
44 絶縁皮膜

Claims (3)

  1. 絶縁体中に複数本の線状電極を平行に配置した固定子上の粉体を前記線状電極に交番電圧を印加することにより、前記線状電極近傍にクーロン力を発生させ、前記固定子表面に吸引し搬送する粉体搬送装置において、
    (a)絶縁体中に複数本の線状電極を平行に配置した平板状固定子と、
    (b)前記線状電極に給電され、粉体の搬送ピッチを種々変更できるプログラマブルな複数相モードの電源とを備え、
    (c)前記粉体の搬送条件を可変に設定するようにしたことを特徴とする可変ピッチ形粉体搬送装置。
  2. 円筒状の絶縁体に複数本の電極線が巻回された円筒状固定子内の粉体を前記電極線に交番電圧を印加することにより、前記電極線近傍にクーロン力を発生させ、前記固定子表面に吸引し搬送する粉体搬送装置において、
    (a)絶縁体のチューブの外周に沿って複数本の電極線が互いに平行に、かつ、前記絶縁体のチューブの周方向に、巻回して形成される円筒状固定子と、
    (b)前記電極線に給電され、粉体の搬送ピッチを種々変更できるプログラマブルな複数相モードの電源とを備え、
    (c)前記粉体の搬送条件を可変に設定するようにしたことを特徴とする可変ピッチ形粉体搬送装置。
  3. 前記線状電極又は電極線は隣り合った複数の線状電極又は電極線を同一相に配線することを特徴とする請求項1又は2記載の可変ピッチ形粉体搬送装置。
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