JP6665453B2 - 圧電式バルブを備える噴風装置、及び該噴風装置を利用する光学式粒状物選別機 - Google Patents
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Description
この種の粒状物選別機は、搬送路の端部から所定の軌跡に沿って落下する粒状物を、不良品等の検出信号に基づいて噴風により吹き飛ばし除去することで、該粒状物の選別を行うものである。
前記圧電式バルブは、高速応答性能に優れる圧電素子の特性を利用するものであり、圧電素子の小さな変位をテコの原理に基づいて拡大する変位拡大機構を備えるものである。
また、前記圧電式バルブは、前記圧電素子への電圧印加を解除すると、該圧電素子の原状復帰に伴う復帰力が前記変位拡大機構を介して前記弁体に伝わり、該弁体を速やかに弁座に当接させて閉弁する。
また、本発明は、前記噴風装置を利用する光学式粒状物選別機であって、前記噴風装置の使用中に、前記噴風装置に備える圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれのない光学式粒状物選別機を提供することを目的とする。
圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブを備える噴風装置であって、
コンプレッサ及び該コンプレッサにより圧縮された気体を乾燥させるドライヤを有する圧縮気体供給部と、
該圧縮気体供給部から供給される圧縮気体をノズル孔から噴風するノズル部と、
前記圧縮気体供給部から前記ノズル部に圧縮気体を供給する流路部と、
を備え、
前記圧電式バルブの開放により前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体を前記ノズル部の前記ノズル孔から噴風する噴風装置において、
前記流路部内の圧縮気体の湿度を検出する湿度センサと、前記湿度センサによる湿度の検出値を設定値と比較する湿度制御部を設け、
当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度制御部は、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記圧電式バルブを繰り返し開閉し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記ノズル孔から排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えることを特徴とする。
前記湿度制御部からの信号に基づいて前記圧電式バルブを開閉駆動する駆動装置を設け、
前記噴風装置の使用開始に際し、前記湿度制御部は、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度の検出値と前記設定値を比較し、前記検出値が前記設定値以上の場合、前記駆動装置は、前記湿度制御部からの信号に基づいて前記圧電式バルブを高速で繰り返し開閉駆動し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記ノズル孔から排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えることが好ましい。
前記流路部の前記ノズル部側に圧縮気体の排出バルブが設けられており、
前記湿度制御部が、前記排出バルブを開放し、前記湿度が設定値以上の圧縮気体を前記排出バルブから排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体と置き換えることが好ましい。
前記圧電式バルブが、外部から供給される圧縮気体を受け入れる気体圧力室、及び該気体圧力室から前記圧縮気体を排出する気体排出路、を有し、
前記圧電式バルブが、前記気体圧力室に配置され前記気体排出路を開閉する弁体、前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子、及び前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構、をさらに有し、
前記圧電素子に電圧を印加し、該圧電素子を伸張させて前記弁体を開弁することが好ましい。
被選別物を移送する移送手段と、
該移送手段の端部から落下する被選別物を検出位置において検出する光学検出手段と、
該光学検出手段のさらに下方に設けられ当該光学検出手段による検出結果に基づいて前記被選別物を圧縮気体の噴風により吹き飛ばす噴風装置と、
を備える光学式粒状物選別機であって、
前記噴風装置は、上記何れかに記載の噴風装置であり、当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えるものである。
<圧電式バルブ>
図1は圧電式バルブの斜視図を示す。図2は圧電式バルブの組立分解図を示す。図3はアクチュエータの説明図を示す。図4は弁座プレートにアクチュエータを固定した状態の説明図を示す。図5は圧電式バルブの断面図であって、弁座プレートをバルブ本体内部に配設した状態の説明図を示す。
また、前記バルブ本体20の前面には、コネクタ部50が設けられる。前記コネクタ部50の前面には、該バルブ本体20内に圧縮気体を吸入する気体吸入口51及び前記圧縮気体を排出する気体排出口52が開口する。
また、前記弁座プレート25の前面には、前記ケースの開口を閉鎖する蓋材28が取り付けられる。前記蓋材28には、前記コネクタ部50の前面に開口する吸入口51から前記バルブ本体20内に連通する気体吸入路が形成される。
前記第1変位拡大部34aは、第1及び第2ヒンジ39,40、第1アーム41及び第1板バネ42を有する。前記第1ヒンジ39の一端は前記U字状のベース基板36の一方側先端に対し一体とされ、前記第2ヒンジ40の一端は前記キャップ部材37に対し一体とされる。前記第1アーム41の外側先端部には、前記第1板バネ42の一端が接合され、該第1板バネ42の他端には前記弁体31の一方側の側端部が接合される。
ここで、前記変位拡大機構33は、例えばステンレス材等の金属材料を打ち抜いて一体に成形することができる。
次に、前記圧電式バルブ10を備える噴風装置について説明する。
図6は噴風装置の制御ブロック図を示す。
噴風装置110は、コンプレッサ及び該コンプレッサにより圧縮された気体を乾燥させる冷凍式や吸着式等のドライヤを有する圧縮気体供給源120と、該圧縮気体供給源120から供給される圧縮気体の圧力を調整するレギュレータ122と、該レギュレータ122で圧力が調整された圧縮気体を複数のノズル孔から噴風する噴風ノズル130と、前記圧縮気体供給源から前記噴風ノズル130に圧縮気体を供給する流路としての配管141及びマニホールド143を備える。
また、前記噴風装置110は、湿度制御装置150及び駆動装置160を有する。前記湿度制御装置150は、作業者により湿度が入力設定可能とされており、前記湿度の設定値と前記湿度センサ147による湿度の検出値を比較する。前記駆動装置160は、前記湿度制御装置150からの信号に基づいて、前記圧電式バルブ10又は後述する排出バルブを開閉駆動する。
そして、前記湿度制御装置150における前記比較の結果、前記湿度センサ147による湿度の検出値が前記設定値(例えば30%RH)以上の場合、前記噴風装置110の使用に先立って、前記流路内に存在する(残留する)高湿度の圧縮気体を前記圧縮気体供給源120から供給される低湿度(例えば30%RH未満)の圧縮気体と置き換える。
これにより、噴風装置110の使用中に、万一、ドライヤ等の不具合により圧縮気体の湿度が上昇した場合には、噴風装置110を停止して圧電式バルブ10に利用する圧電素子32の絶縁低下現象を防止することができる。
次に、前記噴風装置110を利用する光学式粒状物選別機について説明する。
図7は光学式粒状物選別機の内部構造を簡略化して示した要部側断面図を示す。図8は光学式粒状物選別機における制御ブロック図を示す。
光学式粒状物選別機210は、上部にタンク220と振動フィーダ230とからなる粒状物供給部を有する。粒状物供給部の下方には所定幅を有する傾斜状シュート240が配置される。
前記粒状物供給部から供給された粒状物は、前記傾斜状シュート240上を幅方向に広がって連続状に自然流下した後、その下端から所定の落下軌跡に沿って空中に放出される。
その場合、当該光学式粒状物選別機210における制御装置260の湿度制御部が、図6に示す噴風装置110の湿度制御装置150の役割を果たす。
また、本発明は、前記噴風装置を利用する光学式粒状物選別機であって、前記噴風装置の使用中に、前記噴風装置に備える圧電素子が絶縁低下を起こして焼損するおそれがなく、極めて利用価値が高い。
20 バルブ本体
25 弁座プレート
26 弁座
28 蓋材
30 アクチュエータ
31 弁体
32 圧電素子
33 変位拡大機構
50 コネクタ部
51 気体吸入口
52 気体排出口
110 噴風装置
120 圧縮気体供給源
122 レギュレータ
130 噴風ノズル
141 配管
143 マニホールド
145 圧力センサ
147 湿度センサ
150 湿度制御装置
160 駆動装置
210 光学式粒状物選別機
240 傾斜状シュート
250a,250b 光学検出装置
251a,251b CCDカメラ(撮像手段)
260 制御装置
272 駆動装置
Claims (4)
- 圧電素子の変位を利用してバルブの開閉を行う圧電式バルブを備える噴風装置であって、
コンプレッサ及び該コンプレッサにより圧縮された気体を乾燥させるドライヤを有する圧縮気体供給部と、
該圧縮気体供給部から供給される圧縮気体をノズル孔から噴風するノズル部と、
前記圧縮気体供給部から前記ノズル部に圧縮気体を供給する流路部と、
を備え、
前記圧電式バルブの開放により前記圧縮気体供給部から供給される圧縮気体を前記ノズル部の前記ノズル孔から噴風する噴風装置において、
前記流路部内の圧縮気体の湿度を検出する湿度センサと、前記湿度センサによる湿度の検出値を設定値と比較する湿度制御部を設け、
当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度制御部は、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が前記設定値以上の場合、前記圧電式バルブを繰り返し開閉し、前記湿度が前記設定値以上の圧縮気体を前記ノズル孔から排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換えることを特徴とする噴風装置。 - 前記湿度制御部からの信号に基づいて前記圧電式バルブを開閉駆動する駆動装置を設け、
前記噴風装置の使用開始に際し、前記湿度制御部は、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度の検出値と前記設定値を比較し、前記検出値が前記設定値以上の場合、前記駆動装置は、前記湿度制御部からの信号に基づいて前記圧電式バルブを高速で繰り返し開閉駆動し、前記湿度が前記設定値以上の圧縮気体を前記ノズル孔から排出することで、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換える請求項1記載の噴風装置。 - 前記圧電式バルブは、外部から供給される圧縮気体を受け入れる気体圧力室、及び該気体圧力室から前記圧縮気体を排出する気体排出路、を有し、
前記圧電式バルブは、前記気体圧力室に配置され前記気体排出路を開閉する弁体、前記弁体の動作に必要な駆動力を変位として発生する圧電素子、及び前記圧電素子の変位を拡大して前記弁体に作用させる変位拡大機構、をさらに有し、
前記圧電素子に電圧を印加し、該圧電素子を伸張させて前記弁体を開弁する請求項1又は2記載の噴風装置。 - 被選別物を移送する移送手段と、
該移送手段の端部から落下する前記被選別物を検出位置において検出する光学検出手段と、
該光学検出手段のさらに下方に設けられ当該光学検出手段による検出結果に基づいて前記被選別物を圧縮気体の噴風により吹き飛ばす噴風装置と、
を備える光学式粒状物選別機であって、
前記噴風装置は、請求項1乃至3の何れかに記載の噴風装置であり、当該噴風装置の使用開始に際し、前記湿度センサにより検出される前記流路部内の圧縮気体の湿度が前記設定値以上の場合、前記流路部内の圧縮気体を前記圧縮気体供給部から供給される湿度が前記設定値未満の圧縮気体と置き換える光学式粒状物選別機。
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