JP6467432B2 - 少なくとも１つの軸を備える連結要素を搬送および分離する回転式ホッパーフィーダ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載された種類の回転式ホッパーフィーダに関する。

汎用の回転式ホッパーフィーダが、たとえば、米国特許第４，３１２，４３８号、米国特許第３，２５４，７５３号、または、欧州特許出願第２ ２９５ ３５０Ａ１号より、知られている。
これらの回転式ホッパーフィーダは、ホッパー壁に包囲された回転式フィーダを備えている。
回転式フィーダが、その中心の周りを搬送の回転方向で回転すると、軸を備える要素が、搬送セルで受け取られて搬送される。
これらの要素は、バルク材として回転式ホッパーフィーダに事前に導入されたロットの一部である。
適切な位置合わせを確実に行うために、誤って配置された要素を搬送セルから排出する、いわゆる、バッフルが通常設けられている。
搬送セルにおいて、個々の要素は、重力に反して搬送され、回転式ホッパーフィーダの出力位置で、回転式ホッパーフィーダから個別に除去される。

本発明の目的は、効率を改善するという観点で、請求項１の前提部に記載された種類の回転式ホッパーフィーダをさらに発展させることである。

この目的は、請求項１の前提部に記載された特徴と組み合わされる、請求項１の特徴記載部に記載された特徴により実現される。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項で定義されている。

少なくとも１つの軸を備える要素、より詳細には、軸と頭部とを備える要素を、搬送および分離するための従来技術の回転式ホッパーフィーダは、要素を搬送する径方向に配向した搬送セルを具備する回転式フィーダを備えている。
回転式フィーダは、ホッパー壁によって少なくとも部分的に包囲されている。

本発明によると、搬送セルは、セル縁部に孔を具備し、回転式フィーダの下方に、孔に近接して、軸を備える要素の軸の少なくとも一部が支持されて搬送時に転がされる転がり面が設けられている。
より詳細には、回転式フィーダは、水平方向に対して傾斜して設けられている。
本発明で定義される軸とは、その高さが断面方向の直径を上回る、本質的に回転対称な要素である。

回転式ホッパーフィーダに導入された不純物と、摩耗材とは、回転式フィーダに設けられた孔を介して排出される。この孔で、軸要素が回転して運ばれる。
結果として、埃が搬送セルに堆積し、収量に長期的な悪影響を与えることがなくなる。
よって、この装置は、保守作業を最低限に抑えつつ、高い収量を確保する。

本発明の有利な実施形態によると、搬送セルは、孔から径方向内側に延びる排出スロープを具備している。
回転式フィーダの表面を基準として、排出スロープは、孔の部分で最も低くなっている。
これにより、頭部を備え、軸の長さが孔における回転式フィーダの高さよりも短い要素の、排出バッフルにおける取り出しが促進される。
これにより、誤って配置された要素を確実に取り出し、搬送セルを空にして、新たな要素を受け入れることができる。
これにより、システムの収量が向上する。
詳細には、たとえば、孔に垂直にぶら下がり、または、付着している要素は、下向きの力が搬送セルの孔にほぼ沿って方向づけられる位置に搬送セルが到達すると、排出スロープを介して、重力のみによって、取り出される。

本発明のさらに別の有利な実施形態では、転がり面が、少なくともその外周において、円形の形状を有し、回転式フィーダの直径に対応する外径を備えるように、設計されている。
転がり面の直径と回転式フィーダの直径とを等しくすることで、軸だけでなく、軸と一体に形成された頭部をも備える要素を、軸が転がり面で転がり、頭部が回転式フィーダの直径の外側に出る態様で、確実に案内することができる。
これは、要素を所望の位置に配置する簡単な方法である。

さらに、回転式フィーダの少なくとも軸方向の高さに、周壁を設けることができると有利である。
そのような壁は、要素が搬送セルから早めに落ちるのを防ぐことができる。
周壁を回転式フィーダから離間すると、頭部を備える要素のための案内部が作成される。
そのような間隙は、頭部を外縁に沿って適切な位置に再配置するために使用することができる。
よって、間隙を要素の頭部のサイズに適応させることで、要素の位置合わせを制御することができる。
周壁は、ホッパー壁と一体に形成されるのが望ましい。
これにより、回転式ホッパーフィーダの設計が特に簡素化される。
ただし、周壁は、ホッパー壁と回転式フィーダとの間に配置される挿入物により形成することもできる。
これにより、さまざまな頭部サイズへの適応という点で、回転式ホッパーフィーダの柔軟性が向上する。

軸と頭部とを備える要素は、たとえば、ねじ、摩擦圧接要素、または、釘である。

周壁の間隔は、回転式フィーダの回転中に要素の頭部が周壁、詳細には、ホッパー壁に挟まれるのを防ぐように選択されている。
より詳細には、回転式フィーダと周壁との間の間隔は、軸の直径よりも小さく、且つ、頭部を備える要素の頭部のサイズの１．２〜１．８倍となるように選択されている。

本発明のさらに別の有利な実施形態では、誤って配置された要素を搬送セルから取り出すために、転がり面に排出バッフルが設けられている。
孔があることにより、排出バッフルを転がり面に設け、孔を通じて要素に作用させることができる。
これにより、孔に現在位置している１つの要素のみに排出バッフルが作用するため、要素の取り出しが簡素化される。
これにより、排出バッフルが回転式フィーダの側方に設けられて、要素と対向する状態の場合に発生する可能性がある、要素が排出バッフルに詰まるという問題が完全に回避される。
結果として、保守作業の必要性が軽減され、収量が向上する。

バッフルが存在することで、この種の取り出し手段は、その有効方向において特に効率的となる。
なぜなら、回転式フィーダに対する垂直移動を除けば、要素を取り出すために、要素の追加の経路または移動は不要だからである。

本発明の特に有利な実施形態では、排出バッフルが、転がり面に固定された楔として設計されている。
フィーダの回転動作により、適切に配置されていない要素が回転式フィーダの孔から大きく持ち上げられ、最終的に下向きの力によって搬送セルから落下する。
さらに、回転式フィーダの底部側に、排出バッフルと同じ幅および高さの周溝を設けることができる。
これにより、回転式フィーダは、排出バッフルを越えて、排出バッフルに引っかかることなく案内され、同時に、排出バッフルが搬送セルの孔で案内される要素に作用することができる。

転がり面の高さに対する排出バッフルの相対的な高さは、要素の軸の直径と回転式フィーダの厚さの合計の半分よりも小さくすることができる。
このような寸法を選択することにより、適切に配置された要素が取り出されなくなる。

本発明によると、複数の排出バッフルを互いの前後に配置することもできる。
結果として、適切に配置されていない要素は、回転方向で見た最初の排出バッフルで常に取り出され、後続のバッフルに作用することはない。
故に、回転方向で見た最初の排出バッフルが常に最初に摩耗し、最後のバッフルが摩耗するまでバッフルを交換する必要がなくなる。
これにより、保守間隔が大幅に伸びる。

転がり面に排出間隙が設けられ、この排出間隙が、適切に配置された要素を回転式フィーダが排出間隙を横断して押したときに要素が排出間隙を通って直ちに落下するように、寸法設定されていることが好ましい。
より詳細には、排出間隙は、径方向で延びている。すなわち、軸の長さ方向が径方向と一致している要素のみが排出される。
より具体的には、排出間隙の幅は、１０％の許容誤差で孔の幅にほぼ対応する。
これにより、位置合わせに基づく選別機能が、排出バッフルに追加して実現される。
この配置では、要素は、移動中に分離され、適切に配置された状態で重力のみによって排出されるため、要素を排出するための作動要素は、不要である。

さらに別の実施形態では、間隙を通って落下した要素を後続の処理に案内するために、排出レールが間隙に連結される。
適切な排出レールは、後続の処理のための緩衝器を提供し、その容量は、排出レールの長さを通じて調整することができる。
より詳細には、排出レールは、回転式フィーダに対して本質的に直角に取り付けられる。
これにより、要素を詰まらせずに最適に排出することができる。
さらに別の実施形態では、排出レールは、要素の形状に適応させることができる。

排出間隙は、湾曲した縁部を備えていることが好ましい。
回転式フィーダの搬送の回転方向に対する、転がり面から排出レールまでの半径が、搬送の回転方向に対する、排出レールから転がり面までの対向する半径よりも小さければ、特に有利であると考えられる。
これにより、排出レールが満たされている場合に要素が詰まるのを防ぐことができる。
なぜなら、詰まりを発生せることなく、要素を湾曲した縁部に沿って排出レールから転がり面へ搬送し、排出間隙の後ろの転がり面で要素をさらに搬送することができるからである。

この効果は、搬送方向で排出間隙より後ろの転がり面の高さを、排出間隙より前の転がり面の高さよりも低くすることで、さらに向上する。
これにより、排出間隙が満たされた場合、回転式フィーダは、詰まりを発生させずに、ほとんど無理することなく、要素を再び運ぶことができる。

回転式フィーダは、プラスチック製であることが好ましい。
これにより、要素を優しく取り扱うとともに、製造コストを下げることができる。
要素が排出間隙に挟まった場合、プラスチック製の回転式フィーダの弾力性により、問題が緩和される。
なぜなら、プラスチック製の回転式フィーダは、停止することなく、そのような状況にある要素を許容し、乗り越えるからである。

本発明の別の実施形態によると、回転式フィーダは、搬送の回転方向と逆方向の回転を許容するフリーホイールを介して、駆動装置に連結される。
これにより、詰まった要素を容易に解放することができるため、動作の不具合が発生した場合に問題を容易に解決することができる。

本発明のその他の利点、特徴、および考えられる用途は、添付の図面に示された実施形態を参照する以下の説明より把握することができる。

以下の説明、特許請求の範囲、および図面を通じて、後述する符号の説明に示されている用語および関連する符号を使用する。

バルク材の形式で導入される、軸を備える要素を搬送および分離する、本発明に係る回転式ホッパーフィーダを示す図である。 本発明に係る回転式ホッパーフィーダの上面図である。 回転式ホッパーフィーダのＡ−Ａ線に沿った面で見た断面図である。 回転式ホッパーフィーダの上面図である。 転がり面と一体に形成された排出バッフルを示す図である。 ホッパー壁を切り欠いた、回転式フィーダの排出部位の側面図である。

図１は、駆動装置を収容する筐体１２と、回転式フィーダ１８を包囲するホッパー壁１４と、ホッパー壁１４の底部に連結された排出レール１６とを備える回転式ホッパーフィーダ１０を示す。
ホッパー壁１４内で受け取られた要素２０は、傾斜した回転式フィーダ１８の回転中に回転式フィーダ１８の上部に搬送され、そこから重力の作用によって排出レール１６に落下し、排出レール１６の長さに応じて緩衝される。

図２は、回転式フィーダ１８を備える、本発明に係る回転式ホッパーフィーダ１０の上面図である。
回転式フィーダ１８が図示された方向で回転すると、軸と頭部とを備える要素２０は、回転フィーダ１８内で適切に配置されて搬送され、最終的に図示された排出レール１６で個別に排出される。
回転式フィーダ１８は、要素２０を搬送する搬送セル２２を備えている。
搬送セル２２は、セル縁部に設けられた孔２３を具備している。
この孔２３の機能については、後ほど図３を参照しながら説明する。
さらに、搬送セル２２には、排出スロープ２４が設けられている。
この排出スロープ２４の機能については、後ほど図４を参照しながら説明する。
図２で明らかにわかるように、回転式フィーダ１８と周壁２６との間に、間隙３１が設けられている。
この間隙３１は、要素２０の頭部を受け入れ、それによって要素２０を特定の位置合わせで搬送することができる。
同様に、要素２０は、特定の位置合わせで分離される。
これについては、図３を参照しながら詳しく説明する。
間隙３１の幅は、頭部のサイズに適応する。

図３は、回転式ホッパーフィーダ１０のＡ−Ａ線に沿った面で見た断面図である。
回転式フィーダ１８の回転時に、回転式フィーダ１８に含まれている要素２０は、搬送セル２２に落ちる。
要素２０は、回転式フィーダ１８の下に位置する転がり面２８により支持されている。
回転式フィーダ１８の回転時に、適切に配置された要素２０は、要素２０の軸が転がり面２８を転がるように案内される。
これにより、特に優しい移送が実現する。
図３に示されているように、転がり面２８は、排出領域に排出間隙２９を有している。
要素２０は、重力の作用により、この排出間隙２９を通って軸から先に排出され、その後、排出レール１６で後続の処理に運ばれる。
本実施形態によると、転がり面２８は、排出領域で排出間隙２９により中断されるリングの形状で設計されている。
回転式フィーダ１８の直径を超えて延びる、リングの外側部には、搬送される要素２０の頭部の直径に適応した溝が設けられている。
この溝に、搬送される要素２０の頭部が支持され、または遊びをもって掛かる。
全体として、頭部は、ホッパー壁１４の取付部としての役割も果たす周壁２６に対向して案内される。
図３には、モータが概略的に示されている。
このモータに、搬送の回転方向と逆方向で回転式フィーダ１８を解放することを可能にするフリーホイールを介して、回転式フィーダ１８が連結される。

図４は、回転式ホッパーフィーダ１０の上面図である。
この図は、適切な下向きの力の下で、排出スロープ２４を介して、要素２０を孔２３からより容易に排出することができることを示している。

これは、要素２０の軸の長さが回転式フィーダ１８の厚さよりも短い場合に、特に顕著である。
適切に配置されていない要素２０を取り出すために、本発明は、図５に示すように、転がり面２８と一体に形成された排出バッフル３０を備えている。
図５では、搬送セル２２を通る断面が明確に示されている。
この断面により、要素２０は、孔２３を介して転がり面２８に接触することができる。
さらに、径方向に延びる排出スロープ２４と、回転式フィーダ１８の底部に設けられ、排出バッフル３０の高さおよび幅に対応する溝３２とが示されている。
溝３２は、回転式フィーダ１８が要素２０を搬送する際に排出バッフル３０を跨いで問題なく可動し、且つ、適切に配置されていない要素２０を搬送セル２２から確実に除去できるように設計されている。
排出バッフル３０を回転式フィーダ１８の下方に取り付けることで、バルク材の形式で導入される要素２０が排出バッフル３０に詰まるのを確実に防ぐことができる。
さらに、要素２０が取り出されるときに、一度に１つの要素２０のみが明示的に操作されて排出される。

図６は、ホッパー壁１４を切り欠いた、回転式フィーダ１８の排出部位の側面図である。
転がり面２８上の回転式フィーダ１８の孔２３で搬送される、適切に配置されたすべての要素２０は、通常、円形の転がり面２８に設けられた排出間隙２９まで搬送され、そこから排出レール１６に落下する。
排出レール１６が満たされている場合に備えて、排出間隙２９の搬送方向における前方に、バッフル３４が設けられている。
このバッフル３４は、要素２０を持ち上げて、積み重なった要素２０を越えさせる。
これにより、詰まりが効果的に回避される。
一方、この効果は、搬送の回転方向で見た場合の排出間隙２９より後ろの転がり面２８の高さを、排出間隙２９より前の転がり面２８の高さよりも低くすることで、さらに向上することができる。
さらに、転がり面２８は、積み重なった要素２０が詰まらずに再び運ばれるように、上方の縁部から排出間隙２９にかけて湾曲している。
これにより、本発明に係る回転式ホッパーフィーダ１０の保守間隔が、大幅に伸びる。
回転式フィーダ１８に孔２３を設け、要素２０を搬送時に回転させることで、この装置は、適切に配置された要素２０の割合も高める。

Claims (12)

1. 少なくとも１つの軸を備える要素（２０）を搬送する径方向に配向した搬送セル（２２）を具備する回転式フィーダ（１８）を備え、前記回転式フィーダ（１８）がホッパー壁（１４）によって部分的に包囲されている、前記要素（２０）を搬送および分離する回転式ホッパーフィーダ（１０）であって、
   前記搬送セル（２２）が、セル縁部に孔（２３）を具備し、前記回転式フィーダ（１８）の下方に、前記孔（２３）に近接して、軸を備える前記要素（２０）の前記軸の少なくとも一部が支持されて搬送時に転がされる転がり面（２８）が設けられており、
   前記回転式フィーダ（１８）の回転軸方向に延びる周壁（２６）が設けられ、
   前記周壁（２６）の直径が、前記周壁（２６）と前記回転式フィーダ（１８）との間に、前記要素（２０）の頭部を案内することができる間隙（３１）が形成されるように、寸法設定されていることを特徴とする、回転式ホッパーフィーダ（１０）。
2. 前記搬送セル（２２）に、前記孔（２３）から径方向内側に延びる排出スロープ（２４）が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
3. 前記転がり面（２８）が、少なくともその外周において円形に設計され、
   前記転がり面（２８）の外径が、前記回転式フィーダ（１８）の直径に少なくとも部分的に対応していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
4. 前記周壁（２６）が、前記ホッパー壁（１４）と一体を成すことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
5. 前記転がり面（２８）に、隆起した排出バッフル（３０）が設けられ、
   前記排出バッフル（３０）が、適切に配置されていない要素（２０）を前記搬送セル（２２）から排出するように作用することを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
6. 前記排出バッフル（３０）が、前記転がり面（２８）に楔の形で設計され、
   前記回転式フィーダ（１８）の底部が、前記排出バッフル（３０）と少なくとも同じ幅および高さである連続的な溝（３２）を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
7. 前記転がり面（２８）に対する前記排出バッフル（３０）の相対的な高さが、適切に配置された要素（２０）が取り出されず、且つ、適切に配置されていないすべての要素（２０）が取り出されるように設計されていることを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
8. 前記転がり面（２８）が、前記要素（２０）を排出する排出間隙（２９）を備えていることを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
9. 前記排出間隙（２９）に、前記排出間隙（２９）を通って排出された要素（２０）を受け止める排出レール（１６）が連結されていることを特徴とする、請求項８に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
10. 前記転がり面（２８）が、前記排出間隙（２９）で湾曲しており、
    前記回転式フィーダ（１８）の回転方向で見た場合の、前記転がり面（２８）から前記排出間隙（２９）の方向の前記排出レール（１６）までの半径が、前記回転方向で見た場合に対向する、前記排出間隙（２９）から前記転がり面（２８）までの半径よりも小さいことを特徴とする、請求項９に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
11. 前記回転式フィーダ（１８）に、前記回転式ホッパーフィーダ（１０）の駆動装置が、搬送の前記回転方向と逆方向の回転を許容するフリーホイールを介して設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
12. 前記回転式フィーダ（１８）が、プラスチック製であることを特徴とする、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の回転式ホッパーフィーダ（１０）。
    

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