JP4320095B2 - 定量供給装置及び定量供給方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定時間に所定量の被熱処理物(以下、ワークともいう。)を熱処理炉に逐次供給することができる定量供給装置及び定量供給方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5に示すように、従来の定量供給装置101には、熱処理炉104に略一定量のワーク103を逐次供給するために、上端が搬送下流側に向けて傾斜して形成されたラビットホッパ102が一般的に使用されていた。
【0003】
すなわち、まず、図5(ア)(イ)に示すように、バイブレータ(図示せず)が設置されたフィーダ105と、熱処理炉104側への搬送路109との間に、ラビットホッパ102が上下方向に摺動可能に配設され、このラビットホッパ102の前後に、上端が搬送下流側に向けて傾斜して形成された固定刃102Aが設けられる。
【0004】
次に、ラビットホッパ102が下がった状態において、バイブレータ(図示せず)によってならされたワーク103がフィーダ105からラビットホッパ102の上端の溝部106に供給される。
そして、図5(イ)及び図6(ア)に示すように、ラビットホッパ102が上昇すると、溝部106のワーク103は固定刃102Aの溝部107に送られる。
次に、図6(ア)(イ)に示すように、ラビットホッパ102が下降すると、溝部107のワーク103は溝部108へと送られる。この溝部108のワーク103は、図5(ア)(イ)及び図6(ア)(イ)に示すように、次にラビットホッパ102が上昇することにより熱処理炉104側への搬送路109へと供給される。
【0005】
このようにして、図6(ア)(イ)に示すように、溝部108の体積に略相当する量のワーク103を熱処理炉104側の搬送路109に供給することにより、逐次略一定量のワーク103を熱処理炉に供給しようとするものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ワーク103が粉体であれば溝部108によって常に一定量を計量することも可能であるが、ワーク103は粉体ではなく、その上ワーク103には様々の形のものがあるため、ラビットホッパ102や固定刃102Aに引っ掛かったり噛み込んだり、又はワーク103同士が引っ掛かったりということが生じ得る。それゆえ、溝部108に常に一定量のワーク103を送ることは困難であった。従って、熱処理炉104に一定量のワーク103が供給されないことも多かった。
【0007】
また、ワーク103が大きいものであるときには、ラビットホッパ102や固定刃102Aもそれに対応して大きいものに交換する等、ワーク103の種類によって定量供給装置101を調整する必要があり、その度に作業者の手を煩わせるために非常に作業性の悪いものであった。
【0008】
さらに、通常、熱処理炉104による熱処理後には、製品納入などのためにワーク103の重量を計測するが、熱処理炉104への供給前には正確なワーク103の重量を計測していないため、ワーク103の全体重量が熱処理の前後において一致しているか否かを確認することができなかった。このため、熱処理炉104内やフィーダ105などその搬送途中においてワーク103の残品が発生していたとしても、容易にそれを検知することができなかった。
【0009】
従って、異種のワークを連続して熱処理する際には、通常よりも大きな間隔をあけて搬送コンベア(図示せず)に供給するようにし、その搬送に要する時間を利用して、定量供給装置101から熱処理炉104にかけての各部分に、ワーク103が引っ掛かったり噛み込まれたりこぼれ落ちたりすることによって残品が発生していないかの確認を行っていた。しかし、これは作業者が各部分を一つ一つ確認していくものであり、非常に作業効率が悪かった。
【0010】
そこで、本願発明は、熱処理炉に、正確に所定量のワーク103を逐次供給することができる定量供給装置及び定量供給方法を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に記載の定量供給装置は、前記の目的を有効に達成するために、逐次所定量の被熱処理物を熱処理炉に供給する切出装置を備えた定量供給装置において、切出装置が、筒体と、この筒体の内周面に添って磁石を回転させる磁石回転駆動手段とを備えた構成であることを特徴とする。
【0012】
請求項2に記載の定量供給装置は、請求項1に記載の構成に加えて、切出装置から搬送された被熱処理物の重量を計量する計量装置を備えていることを特徴とする。
請求項3に記載の定量供給装置は、請求項1または2に記載の構成に加えて、被熱処理物を切出装置に供給する、バイブレータを備えたフィーダが設けられていることを特徴とする
【0013】
請求項4に記載の定量供給方法は、被熱処理物が熱処理炉へ搬送される搬送路に設けられた切出装置の筒体の内周面に沿って回転する磁石の磁力により被熱処理物を逐次搬送するとともに、この切出装置により搬送された被熱処理物を計量装置により計量し、所定の重量になると切出装置の磁石の回転を停止して被熱処理物の搬送を停止することにより、所定量の被熱処理物を熱処理炉に供給する方法である。
【0014】
なお、熱処理炉とは、焼入れや焼戻し、焼きなまし、焼きならし等の熱処理を行う炉を意味する。
また、被熱処理物とは、ボルトやナット、歯車などの機械部品、工具、治具、金型などの加工金属材や、構造用鋼などの金属素材など、熱処理される物を意味する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る定量供給装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、焼入炉や焼戻炉などの熱処理炉が連続的に配設されている連続熱処理装置のうちの、一つの熱処理炉に関する装置(以下、熱処理装置ユニットという。)の概略を例示した側面説明図である。図2は、本発明の一実施の形態に係る定量供給装置の概略を示す側面説明図である。
【0016】
図中、符号1は、定量供給装置を全体的に示す。定量供給装置1は、逐次所定量のワーク(図示せず)を切り出して熱処理炉2へ供給するマグネットロータ3(切出装置)と、このマグネットロータ3から逐次搬送されたワークの重量を計量する計量装置4とを備えている。
【0017】
マグネットロータ3は、図2に示すように、その筒芯がワークの搬送方向(図2の矢印bの方向)と垂直になるように配設されたステンレス製の筒体5と、この筒体5の内周面に沿って磁石7を回転させる磁石回転駆動手段6とを備えている。
磁石回転駆動手段6は、筒体5の内周面に沿って回転する磁石7と、この磁石7を支持する支持羽根8と、この支持羽根8を180度の角度で2枚備えて筒体5の筒芯を回転軸として回転する軸体9と、この軸体9を回転させる切出モータ(図示せず)とを備えている。なお、磁石7は、永久磁石である。
【0018】
計量装置4は、計量シャッタ10を備えた受け皿11と、受け皿11内に搬入されたワークの重量を受け皿11の重量ごと計量する計量機12とを備えている。
受け皿11は、図示していないが、上面及び搬送入口側面の2面が開口した略箱状であり、搬送方向に向かって傾斜した状態で、計量機12の上に配設されている。また、搬送出口側面には計量シャッタ10が設けられており、この計量シャッタ10は、エアシリンダ(図示せず)によって開閉軸10Aを中心に回動自在に枢設されることにより、受け皿11の搬送出口側面を、全開、全閉の2段階に開閉自在となるように設けられている。
【0019】
計量機12は、ストレンゲージを内蔵したロードセルである。
また、この計量装置4の受け皿11の搬送出口側には、計量シャッタ10が開いて搬出されたワークを受け取る位置に、洗浄コンベア25が配設されており、さらにワークを熱処理炉2側に搬送するようになっている。
【0020】
前記のような定量供給装置1は、図1に示すように連続熱処理装置の中に配設されて使用される。以下にその連続熱処理装置の概略について説明する。
熱処理装置ユニットAは、熱処理炉2に所定量のワークを逐次供給するために、搬送機22と、上昇反転機23と、第1フィーダ24と、マグネットロータ3と、計量装置4と、洗浄コンベア25と、洗浄装置26と、第2フィーダ27と、搬送ベルト28と、熱処理炉2とを備えている。
【0021】
搬送機22は、ワークの入った専用缶21を台車(図示せず)に載置された状態で上昇反転機23まで搬送するよう配設されており、この搬送機22の下流側端部付近に上昇反転機23が隣接配置されている。
上昇反転機23は、専用缶21を台車ごと上昇させると、その専用缶21のみを持ち上げて反転させ、ワークを第1フィーダ24に供給できるようになっている。
【0022】
第1フィーダ24は、搬送下流側に向けて3段の階段状に傾斜させて形成されており、裏面側に設けられた第1フィーダバイブレータ24Aにより振動されることによって、ワークが平面状にならされながら搬送されるよう構成されている。
また、この第1フィーダ24には、第1フィーダ入口ワークセンサ241、及びエアシリンダ(図示せず)によって開閉自在に設けられた供給ゲート242、及び第1フィーダ出口ワークセンサ243が設けられている。なお、供給ゲート242は、閉状態の時に30〜50mm程度の隙間が生じるように配設する。
【0023】
前記の定量供給装置1のマグネットロータ3は、前記第1フィーダ24の搬送下流側先端付近に配設されている。
また、計量装置4は、マグネットロータ3に隣接する位置、即ちワークが、マグネットロータ3によって受け皿11に送られる位置に配設されている。
洗浄コンベア25は、計量装置4の計量シャッタ10が開かれると、その一端25Aにワークが供給され、洗浄装置26の中を通過して、熱処理炉側に搬送されるように配設されている。
【0024】
第2フィーダ27は、前記洗浄コンベア25の他端25Bから供給されるワークを受け取る位置に配設されている。
この第2フィーダ27は、第1フィーダ24と同様に、搬送下流側に向けて3段の階段状に傾斜するよう形成されていて、裏面側に設けられた第2フィーダバイブレータ27Aにより振動されることによって、ワークが平面状にならされながら搬送されるよう構成されている。
【0025】
また、この第2フィーダ27には、第2フィーダワークセンサ271、及びエアシリンダ(図示せず)によって開閉自在に設けられたワークストップシャッタ272、及びモータ(図示せず)によって閉、開度1、開度2、全開の4段階に開閉自在に設けられた供給ダンパ273が設けられている。
搬送ベルト28は、第2フィーダ27から送られてくるワークを受け取り、熱処理炉2の炉内を縦貫するように配設されている。
【0026】
次に、本発明に係る定量供給装置1の作用を、説明の便宜上、連続熱処理装置の作用もあわせて説明することにより説明する。
まず、ワークの入った専用缶21は、台車(図示せず)に載置された状態で搬送機22によって上昇反転機23まで搬送され、この上昇反転機23によって台車ごと上昇された後、専用缶21のみが上昇反転機23によって持ち上げられて反転され、専用缶21に入っていたワークが第1フィーダ24に投入される。
【0027】
次に、上昇反転機23によって第1フィーダ24に投入された山積み状態のワークは、第1フィーダ24が第1フィーダバイブレータ24Aによって振動されることにより、平面状にならされながら矢印bの方向に搬送される。なお、階段状に形成されているため、それぞれの段を超えて逆戻りすることはない。
【0028】
そして、第1フィーダ24が振動するのと同時に、切出モータが、軸体9を矢印c(図1参照)の方向に回転させ始めることにより、磁石7を筒体5の内周面に沿って矢印c(図1参照)の方向に回転させる。
すると、磁石7の磁力によって引き付けられたワークは、磁石7の回転にともなって筒体5の外周面に沿って搬送され、計量装置4に送られる。
【0029】
なお、磁石回転駆動手段6は、リミットスイッチ(図示せず)によって1回転に1回若しくは数回又は数回転毎に停止する。そして、停止毎に計量装置4は受け皿11内のワークを計量する。
例えば、計量装置4の切り出し量(Kg/回)を5Kg/回と設定し、マグネットロータ3の一極の磁石7のワーク搬送量を3Kgとすると、磁石回転駆動手段6は1回転に1回若しくは2回停止し、その停止毎に計量装置4が送られてきたワークを計量する。
【0030】
また、前記の第1フィーダ24の振動のスピードは、次のように変化する。すなわち、ワークを感知している第1フィーダ入口ワークセンサ241が5秒間OFFの状態が続けば、振動スピードは中速に切り替わる。そして、第1フィーダ入口ワークセンサ241がONになると、振動スピードは低速に切り替わる。
これらの運転は自動で行われ、マグネットロータ3が回転している間も同様に続けられる。
また、第1フィーダバイブレータ24Aの低速運転時の周波数は22Hz、中速運転時の周波数は40Hz、高速運転時の周波数は60Hz、バランスウェイトは60%に設定されている。
【0031】
計量装置4は、逐次送られてくるワークの重量を計量する。そして、送られてきたワークの重量が予めセットしている設定値を超えた場合は、マグネットロータ3の運転を停止するとともに、その計量値を記憶する。
【0032】
そして、計量シャッタ10が開かれ、受け皿11内にある計量されたワークが、バイブレータ(図示せず)の上を通り、洗浄コンベア25に送られ、洗浄装置26に送られる。
この洗浄コンベア25によって洗浄装置26の中を搬送される際に、ワークは、上方からシャワー状に洗浄水が吹き付けられることにより洗浄される。そして、洗浄されたワークは第2フィーダに散らばって供給される。
【0033】
そして、この第2フィーダに供給されたワークは第2フィーダバイブレータ27Aの作用によってならされながら送られる。そして、このワークの先頭を、第2フィーダ27に備えられているワークストップシャッタ272がチェックし、ワークを第2フィーダ27上に整列させる。
この手順が終わってから所定時間が経過するとワークストップシャッタ272が開き、ワークが熱処理炉2の炉内を縦貫する搬送ベルト上に送られる。
【0034】
ワークが送られてくると、先走り防止装置(図示せず)が予め決められている所定の隙間をつくる。なお、この先走り防止装置の開度は二段階あり、ワークの長さに従って、前もって決められる。
マグネットローラ3の次の回転開始までの時間間隔は計量装置4が計量した重量を基に、後述するような演算式により演算されて決められる。
【0035】
これらの作用を繰り返すことにより、本発明に係る定量供給装置1によって所定量ずつに切り出されたワークが熱処理炉2に逐次供給されることとなる。
なお、第2フィーダバイブレータ27Aの低速運転時の周波数は35Hz、高速運転時の周波数は60Hz、バランスウェイトは90%に設定されている。
また、図2は、一つの熱処理装置ユニットAを例示した説明図であるが、他の熱処理装置ユニットについても、これと略同様に作用してワークが供給され熱処理がなされる。
【0036】
なお、本発明に係る定量供給装置1は、ワークの重量を計量して供給する自動運転、及び、万一計量装置が故障した場合のための、計量しないでも供給できる半自動運転が可能であるが、それぞれの具体的な運転内容を図3及び図4に示す。
【0037】
ここで、図3中の「自動運転条件」及び図4中の「半自動運転条件」の「各ダンパ(4ヶ所)」は、供給ゲート242、計量シャッタ10、ワークストップシャッタ272及び供給ダンパ273の4つの部材を指している。
また、「NO.1F」は「第1フィーダ」を意味し、「NO.2F」は「第2フィーダ」を意味している。
【0038】
また、自動運転時のワークの供給量は、次のようにして設定する。
まず、1時間当たりの処理量W(Kg/h)をタッチパネル(図示せず)で設定する。
次に、計量装置4の目安の切り出し量(計量装置4の設定重量値)P(Kg/回)をタッチパネルで設定する。
【0039】
すると、目安の切り出し待機時間T(秒)、即ち、受け皿11に送られたワークの重量が計量装置4の設定重量値を超えてマグネットローラ3が停止されてから、計量シャッタが開いてワークが排出され、次にマグネットローラ3が回転を開始するまでの時間は、次の式で求められる。
T=3600×P÷W
例えば、1時間当たりの処理量W=1000Kg、切り出し量P=5Kg/回とすると、切り出し待機時間は、
T=3600×5÷1000=18(秒)が求められる。
【0040】
なお、実際の運転においては、設定重量(目安の切り出し量)を超過して供給するので、この時の計量重量をQKgとすると、
T=3600×Q÷Wとなる。
即ち、1時間当たりの処理量を1000Kg/hと設定し、計量装置4が10Kgと計量した場合の、マグネットロータ3の待機時間Tは、次のようになる。
T=3600×10÷1000=36
従って、36秒後にマグネットロータ3は次の供給を開始する。
【0041】
また、半自動運転時のワークの供給量の設定は、マグネットロータ3の回転時間tと運転待機時間Tを設定することにより行う。また、回転時間t及び運転待機時間Tの設定は、タッチパネル(図示せず)にて行う。なお、これらの設定値は実際の運転において判断して決定する。
【0042】
このようにして構成された定量供給装置1によれば、磁石3の磁力によってワークを引き付けて供給するというマグネットロータ3を用いて供給するため、ボルトなどのワークが互いに引っ掛かっていても、磁石7の磁力によって強制的にワークを引き出して供給することができる。従って、常に一定量のワークを供給することができる。
【0043】
また、ワークを磁石7の磁力で吸着して搬送するため、ワークの供給量が設定重量値を超過してマグネットロータ3の回転が停止されると、搬送されている途中のワークまでをも瞬時にその供給を停止させることができる。このため、より正確に所定量のワークを供給することができる。
従って、熱処理炉2において焼きむらが生じにくいため、例えば自動車のエンジンに使用されるボルト、ナットや、タイヤの装着に使用されるボルト、ナットのような所謂保安部品のように、非常に高い精度を要求されるものの熱処理にも対応することができる。
【0044】
さらに、熱処理炉2への供給量は、計量装置4の設定重量値を変更するのみで簡単に変更することができる。このため、熱処理するワークの種類が変わる度に装置1の部材を交換する等の調整をする必要がなく、作業効率が向上する。
【0045】
また、熱処理炉2への供給前のワークの正確な重量を測定することにより、熱処理の前後においてワークの重量が一致しているか否かを確認することができるため、搬送途中におけるワークのこぼれ落ちや引っ掛かりがないか否かの確認を容易に行うことができる。従って、異なる種類のワークを連続して熱処理する際にも、ワークの異種混入を容易に防止することができる。
【0046】
加えて、熱処理炉2に供給するワークの正確な供給量を把握することができるため、現在熱処理を予定している全ワークの熱処理が終了するまでの時間が正確に把握できる。そのため、次に熱処理するワークの熱処理開始時間などの予定を立てたり、そのワークの準備をしたりということが容易となる。
【0047】
本発明に係る定量供給装置1は、前記のような構成に限定されるものではなく、以下のような構成であってもよい。
すなわち、本実施例における定量供給装置1は、マグネットロータ3と計量装置4を備えているが、計量装置4を備えていない装置とすることも可能である。この実施形態によっても、ワークが互いに引っ掛かっていても磁石7の磁力によって強制的にワークを引き出して供給することができたり、搬送されている途中のワークまでをも瞬時にその供給を停止させることができたり、という効果を奏することができる。
【0048】
また、マグネットロータ3の支持羽根8は、プレート状のものに限定されるものではなく、磁石7を支持できるものであれば、その形状は、はしご状に形成されたもの等如何なる形状であっても構わない。また、材質はステンレスに限定されず、その他の金属や合成樹脂、木材であっても構わない。
【0049】
また、マグネットロータ3の磁石7は、永久磁石に限定されるものではなく、電気コイルによる電磁石であってもよい。
さらに、計量機12は、重量を計量できるものであれば前記のようにストレンゲージを内蔵したロードセルに限定されるものではなく、例えば、ばね変位式荷重センサや、水晶式圧力センサを内蔵したロードワッシャであってもよい。
【0050】
また、定量供給装置1が配設される連続熱処理装置は、前記のようなものに限定されるものではなく、例えば洗浄装置26が配設されていないものであってもよく、また、搬送機22や上昇反転機23が配設されておらずに人手によってワークを供給するものであっても構わない。
なお、前実施の形態においては、バイブレータ24Aを備えたフィーダ24は、熱処理装置ユニットAに備えられていたが、定量供給装置1に配設することもできる。
【0051】
【発明の効果】
本発明に係る定量供給装置1によれば、磁石の磁力によって被熱処理物を引き付けて供給するというマグネットロータを用いて供給するため、ボルトなどの被熱処理物が互いに引っ掛かっていても、磁石の磁力によって強制的に被熱処理物を引き出して供給することができる。従って、常に一定量の被熱処理物を供給することができる。
【0052】
また、被熱処理物を磁石の磁力で吸着して搬送するため、被熱処理物の供給量が設定重量値を超過してマグネットロータの回転が停止されると、搬送されている途中の被熱処理物までをも瞬時にその供給を停止させることができる。このため、より正確に所定量の被熱処理物を供給することができる。
【0053】
さらに、熱処理炉への供給量は、計量装置の設定重量値を変更するのみで簡単に変更することができる。このため、熱処理する被熱処理物の種類が変わる度に本装置の部材を交換する等の調整をする必要がなく、作業効率が向上する。
【0054】
また、熱処理炉への供給前の被熱処理物の正確な重量を測定することにより、熱処理の前後において被熱処理物の重量が一致しているか否かを確認することができるため、搬送途中における被熱処理物のこぼれ落ちや引っ掛かりがないか否かの確認を容易に行うことができる。従って、異なる種類の被熱処理物を連続して熱処理する際にも、被熱処理物の異種混入を容易に防止することができる。
【0055】
加えて、熱処理炉に供給する被熱処理物の正確な供給量を把握することができるため、現在熱処理を予定している全被熱処理物の熱処理が終了するまでの時間が正確に把握できる。そのため、次に熱処理する被熱処理物の熱処理開始時間などの予定を立てたり、その被熱処理物の準備をしたりということが非常に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置が設置された連続熱処理装置の概略を示す側面説明図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置の概略を示す側面説明図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置が設置された連続熱処理装置の自動運転時の動作を示すフローチャート図である。
【図4】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置が設置された連続熱処理装置の半自動運転時の動作を示すフローチャート図である。
【図5】従来の定量供給装置の概略を示す説明図である。
【図6】従来の定量供給装置の概略を示す説明図である。
【符号の説明】
1:定量供給装置
2:熱処理炉
3:マグネットロータ(切出装置)
4:計量装置
5:筒体
6:磁石回転駆動手段
7:磁石
24:第1フィーダ(フィーダ)
24A:第1フィーダバイブレータ(バイブレータ)
Claims (4)
- 逐次所定量の被熱処理物を熱処理炉に供給する切出装置を備えた定量供給装置において、
切出装置が、筒体と、この筒体の内周面に添って磁石を回転させる磁石回転駆動手段とを備えた構成であることを特徴とする定量供給装置。 - 切出装置から搬送された被熱処理物の重量を計量する計量装置を備えていることを特徴とする請求項1に記載の定量供給装置。
- 被熱処理物を切出装置に供給する、バイブレータを備えたフィーダが設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の定量供給装置。
- 被熱処理物が熱処理炉へ搬送される搬送路に切出装置が設けられ、この切出装置の筒体の内周面に沿って回転する磁石の磁力により被熱処理物を逐次搬送するとともに、この切出装置により搬送された被熱処理物を計量装置により計量し、所定の重量になると切出装置の磁石の回転を停止して被熱処理物の搬送を停止することにより、所定量の被熱処理物を熱処理炉に供給する定量供給方法。
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- 1999-11-25 JP JP33466799A patent/JP4320095B2/ja not_active Expired - Lifetime
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