JP6332690B2 - 粉体搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体搬送装置の技術に関する。

粉体搬送装置として、袋状包材（フレキシブルコンテナ）から粉体を取り出し、所定の搬送先に搬送する装置が知られている。フレキシブルコンテナとは、粉体を梱包し、保管又は運搬する袋状の包材であり、柔軟なシート状部材により構成され、変形および折り畳み可能とされている。

例えば、自動車工場では、リチウムイオン二次電池の電極合材に用いられる炭素粉体、ケイ素粉体またはスズ粉体等が粉体搬送装置によって搬送される。例えば、特許文献１には、フレキシブルコンテナから粉体を取り出して搬送する粉体搬送装置が開示されている。

特許文献１に開示される粉体搬送装置は、フレキシブルコンテナに上方への引張力を付与し、フレキシブルコンテナの上部開口部には、フレキシブルコンテナの内部を密閉する密閉用治具が設けられ、密閉用治具には、フレキシブルコンテナの内部へ流入する空気量を調整するエア取り込み用バルブが設けられ、ノズルの開口部は、フレキシブルコンテナの底面に向けて配置される、構成とされている。

ところで、特許文献１に開示される粉体搬送装置では、フレキシブルコンテナの下部に生じる「しわ」部分に粉体が残留する場合がある。フレキシブルコンテナの下部の残留粉体をフレキシブルコンテナから取り出して使用するためには、作業者によりかき集めて取り出すことが必要であり、作業工数の増加の原因となっている。そこで、粉体搬送装置では、人手を介することなくフレキシブルコンテナから取り出すことができる粉体の歩留まりを向上するために、フレキシブルコンテナの下部の残留粉体を最後まで吸引することが望まれている。

特開２０１４−０３４４３８号公報

本発明の解決しようとする課題は、フレキシブルコンテナの下部の残留粉体を吸引することができる粉体搬送装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

ここで提案される粉体搬送装置は、袋状包材と、引張機構と、密閉用治具と、バルブと、吸引ノズルと、振動装置とを備えている。
ここで、袋状包材は、上端部に開口部が形成され、粉体が梱包されている。引張機構は、袋状包材の上端部に取り付けられたロープと、ロープの他端に取り付けられたおもりとを有している。引張機構は、おもりの自重によって、袋状包材の上端部を上方へ引っ張るように構成されている。密閉用治具は、袋状包材の開口部に取り付けられ、かつ、中央部に貫通孔が形成されている。バルブは、密閉用治具に設けられ、袋状包材の内部へ流入する空気量を調整するバルブである。吸引ノズルは、密閉用治具に形成された貫通孔を通じて、袋状包材の底部に向けて真っ直ぐに延びた剛性を有する管からなる。吸引ノズルは、袋状包材の開口部が上方に引っ張られて袋状包材が上下に細長く変形した状態では、袋状包材の底部に届く長さを有している。振動装置は、吸引ノズルの上端部に振動を付与する。

本発明の粉体搬送装置によれば、フレキシブルコンテナの下部の残留粉体を吸引することができる。

粉体搬送装置の構成を示した模式図。 粉体搬送装置の作用を示した模式図。 同じく模式図。

図１を用いて、粉体搬送装置１００の構成について説明する。
なお、図１では、説明を分かり易くするため、ケース１０の内部を一部透過して表している。

粉体搬送装置１００は、袋状包材としてのフレキシブルコンテナ２０に梱包された粉体Ｐを取り出し、所定の搬送先に搬送する装置である。本実施形態の粉体は、リチウムイオン二次電池の電極合材に用いられる炭素粉体としている。

粉体搬送装置１００は、ケース１０と、袋状包材としてのフレキシブルコンテナ２０と、ノズル装置３０と、密閉用治具４０と、引張機構５０と、振動装置６０と、を具備している。

ケース１０は、円筒形状に構成され、上部が開口されている。ケース１０は、粉体Ｐが梱包されたフレキシブルコンテナ２０が収納できる十分な大きさとされている。

フレキシブルコンテナ２０は、粉体Ｐを梱包し、保管又は運搬する袋状の包材である。フレキシブルコンテナ２０は、袋状に構成され、上部に開口部２１が形成されている。なお、本実施形態のフレキシブルコンテナ２０は、角底袋又は円筒袋として形成され、振動によっても破損しない程度の強度を有している。

ノズル装置３０は、粉体Ｐを吸引し、所定の搬送先に搬送するものである。ノズル装置３０は、ノズル３１と、搬送ホース３２と、負圧発生装置（図示略）と、を具備している。

ノズル３１は、粉体Ｐを吸引するものである。ノズル３１の底面（先端）には、粉体Ｐを吸引するための開口部３４が成形されている。ノズル３１の長さは、シュート形状のフレキシブルコンテナ２０の高さよりも長いものとされている。なお、シュート形状のフレキシブルコンテナ２０とは、内部に何も入っていないフレキシブルコンテナ２０を吊るした状態の形状のことである。なお、本実施形態のノズル３１は、剛体で形成されている。

ノズル３１は、シール部材であるパッキン（図示略）を介して、密閉用治具４０の略中央部に形成される貫通孔を貫通し、フレキシブルコンテナ２０に鉛直方向に挿入されている。ノズル３１の開口部３４は、フレキシブルコンテナ２０の内部において、フレキシブルコンテナ２０の底面に向けて配置されている。

搬送ホース３２の一端は、ノズル３１の上端側と接続されている。搬送ホース３２は、ノズル３１によって吸引された粉体Ｐを、所定の搬送先に搬送するものである。

負圧装置は、搬送ホース３２の他側と接続されている。ノズル３１は、負圧装置によって発生する負圧によって粉体Ｐを吸引し、搬送ホース３２は、ノズル３１により吸引された粉体Ｐを、負圧装置によって発生する負圧によって吸引して搬送する。

密閉用治具４０は、フレキシブルコンテナ２０の開口部２１に設けられる蓋状部材でああり、フレキシブルコンテナ２０を密閉するものである。密閉用治具４０とフレキシブルコンテナ２０の開口部２１とは、開口部２１に密閉用治具４０を嵌めた状態にてロープ等で開口部２１の外周が縛られ、密着されている。

密閉用治具４０の略中央部には貫通孔が形成されており、貫通孔に、パッキンを介してノズル３１が貫通している。ノズル３１が貫通する貫通孔は、パッキンによりシールされており、密閉用治具４０の密閉性が保持されている。

密閉用治具４０には、バルブとしてのエア取り込み用バルブ４１が設けられている。エア取り込み用バルブ４１は、フレキシブルコンテナ２０の内部への空気の取り込みを可能とするものであり、バルブの開閉によって、フレキシブルコンテナ２０の内部への空気の流入量を調整する機能を有している。

引張機構５０は、フレキシブルコンテナ２０の開口部２１を上方に引っ張るものである。引張機構５０は、ロープ５１と、おもり５２と、支持部材５３・５３と、を具備している。ロープ５１は、フレキシブルコンテナ２０の開口部２１を上方に引っ張るものである。ロープ５１の一側は、フレキシブルコンテナ２０の上端部（例えば、フレキシブルコンテナ２０の開口部２１の周囲）に取り付けられている。一方、ロープ５１の他側には、おもり５２が取り付けられている。おもり５２は、自重によってロープ５１を引っ張る構成とされている。

振動装置６０は、ノズル３１に振動を付与する装置である。振動装置６０は、ノズル３１の上端部に設けられている。このような構成とすることで、粉体搬送装置１００では、振動装置６０の振動がノズル３１に伝播し、ノズル３１全体が振動することになる。

図２及び図３を用いて、粉体搬送装置１００の作用について説明する。
なお、図２及び図３では、粉体Ｐがノズル装置３０によって吸引される段階を図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）、図３（Ｄ）の順に模式的に表している。また、図２及び図３では、説明を分かり易くするため、ケース１０及びフレキシブルコンテナ２０の内部を透過し、粉体Ｐを断面視にて表している。なお、図３では、フレキシブルコンテナ２０の底部を拡大して表している。

図２（Ａ）に示すように、粉体Ｐが充填されたフレキシブルコンテナ２０がケース１０に収納されている。また、密閉用治具４０及びフレキシブルコンテナ２０の開口部２１が引張装置５０のおもりの自重によって上方に引っ張られている。さらに、エア取り込み用バルブ４１が開とされ、フレキシブルコンテナ２０の内部には十分な量の空気が流入する。また、ケース１０が円筒形状であるため、収納されているフレキシブルコンテナ２０及び粉体Ｐが円筒形状に形成されている。

ここで、密閉用治具４０の貫通孔を通じてフレキシブルコンテナ２０に差し込まれたノズル３１は、先端の開口部３４が粉体Ｐの中央部表面に当接しており、ノズル３１によって、粉体Ｐの中央部が表面から吸引される。ノズル３１によって吸引された粉体Ｐは、搬送ホース３２によって所定の搬送先に搬送される。ノズル３１による粉体Ｐの吸引に伴ってエア取り込み用バルブ４１により外部からフレキシブルコンテナ２０の内部に流入した空気は、吸引された粉体Ｐを搬送するために用いられる。

このとき、粉体Ｐの略中央部には、ノズル３１の吸引によって円筒形状の穴が形成される。ノズル３１は、粉体Ｐに形成される円筒形状の穴において、自重によって下降する。円筒形状の穴の底部の粉体Ｐは、下降するノズル３１によってさらに吸引される。

図２（Ｂ）に示すように、ノズル３１による粉体Ｐの吸引が継続されると、粉体Ｐの略中央部には、下降するノズル３１に沿って円筒形状の穴が形成され、やがてノズル３１の開口部３４がフレキシブルコンテナ２０の底面に到達する。粉体Ｐが流動性の悪い粉体の場合には、この現象が顕著に現れる。

ここで、開状態のエア取り込み用バルブ４１を閉側に操作して（全閉とはしない）、フレキシブルコンテナ２０の内部に流入する空気量を制限する（減少させる）。

このとき、フレキシブルコンテナ２０の内部が負圧状態となるため、略中央部に円筒形状の穴が形成されていた粉体Ｐが崩壊する。粉体Ｐが崩壊することによって、粉体Ｐが円筒形状の穴が形成されていた略中央部に集まり（図２（Ｂ）における矢印）、さらにノズル３１によって吸引される。

図２（Ｃ）に示すように、ノズル３１の開口部３４がフレキシブルコンテナ２０の底面に位置する状態にて粉体Ｐがさらに吸引され、フレキシブルコンテナ２０の内部の粉体Ｐが減少している。

ここで、エア取り込み用バルブ４１を開とし、フレキシブルコンテナ２０の内部に流入する空気量を増大させる。

このとき、フレキシブルコンテナ２０の内部の粉体Ｐの減少に伴い、引張装置５０のおもり５２の自重によって、密閉用治具４０及びフレキシブルコンテナ２０の開口部２１が上方に引っ張られる。つまり、フレキシブルコンテナ２０内部の粉体Ｐが減少することにより、フレキシブルコンテナ２０の上部には粉体Ｐの重量が作用しなくなるため、おもり５２の自重により、ロープ５１に接続される開口部２１を通じてフレキシブルコンテナ２０の上部が上方へ引っ張られる。

そして、フレキシブルコンテナ２０がシュート形状となり、粉体Ｐがフレキシブルコンテナ２０の底部に集められる。フレキシブルコンテナ２０の底部に集められた粉体Ｐは、さらにノズル３１によって吸引される。

図３（Ｄ）に示すように、フレキシブルコンテナ２０の底部に集められた粉体Ｐがほぼノズル３１によって吸引されるものの、フレキシブルコンテナ２０が細長く変形しているため、フレキシブルコンテナ２０の底部に「しわ」が形成され、しわ部分には少量の粉体Ｐが固まって残留する（以下、残留粉体Ｐｒ）。

ここで、振動装置６０を作動して、振動装置６０の振動をノズル３１に伝播させ、ノズル３１全体を振動させる。このとき、ノズル３１の振動がフレキシブルコンテナ２０の底部に伝播し、フレキシブルコンテナ２０の底部の振動が残留粉体Ｐｒに伝播し、残留粉体Ｐｒが振動によって粉砕される。そして、粉砕された残留粉体Ｐｒは、そのままノズル３１によって吸引される。

粉体搬送装置１００の効果について説明する。
粉体搬送装置１００によれば、フレキシブルコンテナ２０の下部の残留粉末Ｐｒを吸引することができる。

従来の粉体搬送装置では、フレキシブルコンテナ２０の下部に生じる「しわ」部分に粉体Ｐが残留してしまう場合があった。フレキシブルコンテナ２０の下部の残留粉体Ｐｒは、フレキシブルコンテナ２０から取り出して使用するためには、作業者によってかき集めて取り出す必要があり、作業工数の増加の原因となっていた。

粉体搬送装置１００によれば、ノズル３１の上端部に振動装置６０を設け、振動装置６０から発生した振動を、ノズル３１、フレキシブルコンテナ２０の底部、残留粉末Ｐｒの順に伝播させることによって、固まった残留粉末Ｐｒを粉砕し、ノズル３１によって粉砕した残留粉末Ｐｒ吸引して、ノズル３１を用いてフレキシブルコンテナから取り出すことができ、粉体Ｐの歩留まりを向上することができる。

粉体搬送装置１００によれば、ノズル３１を剛体で形成することによって、小型の振動装置６０によって十分にノズル３１を振動させることができ、安価でシンプルな構成とすることができる。

１０ ケース
２０ フレキシブルコンテナ（袋状包材）
３０ ノズル装置
３１ ノズル（吸引ノズル）
３４ 開口部
４０ 密閉用治具
４１ エア取り込み用バルブ（バルブ）
５０ 引張装置
５２ おもり
６０ 振動装置
１００ 粉体搬送装置

Claims (2)

1. 上端部に開口部が形成され、粉体が梱包された袋状包材と、
   前記袋状包材の上端部に取り付けられたロープと、前記ロープの他端に取り付けられたおもりとを有し、前記おもりの自重によって、前記袋状包材の上端部を上方へ引っ張るように構成された引張機構と、
   前記袋状包材の開口部に取り付けられ、かつ、中央部に貫通孔が形成された密閉用治具と、
   前記密閉用治具に設けられ、前記袋状包材の内部へ流入する空気量を調整するバルブと、
   前記密閉用治具に形成された貫通孔を通じて、前記袋状包材の底部に向けて真っ直ぐに延びた剛性を有する管からなり、かつ、前記袋状包材の開口部が上方に引っ張られて、前記袋状包材が上下に細長く変形した状態で、前記袋状包材の底部に届く長さを有する吸引ノズルと、
   前記吸引ノズルの上端部に振動を付与する振動装置と
   を備えた、
   粉体搬送装置。
2. 上端部に開口部が形成され、粉体が梱包された袋状包材と、
   前記袋状包材の上端部に取り付けられたロープと、前記ロープの他端に取り付けられたおもりとを有し、前記おもりの自重によって、前記袋状包材の上端部を上方へ引っ張るように構成された引張機構と、
   前記袋状包材の開口部に取り付けられ、かつ、中央部に貫通孔が形成された密閉用治具と、
   前記密閉用治具に設けられ、前記袋状包材の内部へ流入する空気量を調整するバルブと、
   前記密閉用治具に形成された貫通孔を通じて、前記袋状包材の底部に向けて真っ直ぐに延びた剛性を有する管からなり、かつ、前記袋状包材の開口部が上方に引っ張られて、前記袋状包材が上下に細長く変形した状態で、前記袋状包材の底部に届く長さを有する吸引ノズルと、
   前記吸引ノズルの上端部に振動を付与する振動装置と
   を備えた粉体搬送装置を用意し、
   前記吸引ノズルで前記袋状包袋の内部の粉体を吸引しつつ、前記引張機構によって前記袋状包材の開口部を上方に引っ張り、前記ノズルによって前記袋状包材の内部の粉体を吸引し、前記袋状包材の開口部が上方に引っ張られて、前記袋状包材が上下に細長く変形した状態で、前記振動装置を作動させる、
   粉体搬送方法。
   

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