JP7026929B2

JP7026929B2 - 粉粒体の定量フィーダ装置

Info

Publication number: JP7026929B2
Application number: JP2017178448A
Authority: JP
Inventors: 信夫月原; 敦史豊田
Original assignee: 株式会社アイシンナノテクノロジーズ
Priority date: 2017-09-18
Filing date: 2017-09-18
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2037-09-18
Also published as: JP2019052036A

Description

本発明は、粉体、粒体もしくはこれらの混合したもの（以下、粉粒体という）を、直線状に並んだ複数の孔もしくは複数の容器に供給する粉粒体の定量フィーダ装置に関する。

従来より、粉体、粒体もしくはこれらの混合したもの（以下、粉粒体という）を、均一に供給する技術が求められている。このような技術に関し、出願人は、特許文献１に開示された装置を開発した。特許文献１の装置では、数センチ角～数メートル角のある程度の広い面積をもった板状もしくはトレー状のワークに、粉粒体を、高い精度で均一に、かつ、短時間で供給することを目的としている。

特願２０１７－１１９１９７号

本発明は、特許文献１の装置を改良したものであり、直線状に並んだ複数の孔もしくは複数の容器に、短時間、かつ、均一に、粉粒体を供給する粉粒体の定量フィーダ装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために以下のような特徴を有している。
［１］Ｘ方向に並んで配置された複数の収容部に粉粒体を供給する装置であって、
所定量の粉粒体を定量する供給フィーダと、
Ｘ方向に長手方向を有し、Ｖ字の頂点部分において、複数の収容部に相当する位置に孔が形成されたＶ字トラフと、
供給フィーダから排出された粉粒体を、Ｘ方向に移動しながらＶ字トラフへ排出する漏斗と、
Ｖ字トラフの孔に接続されたパイプと、
Ｖ字トラフの振動又は非振動を切り替えることにより、Ｖ字トラフの孔からの粉粒体の排出又は停止を切り替える振動装置と、を有する粉粒体の定量フィーダ装置。
［２］複数の収容部は、Ｘ方向とは異なるＹ方向にも複数並んでおり、
収容部およびＶ字トラフの少なくとも一方を、Ｙ方向に移動させる駆動装置を備えた［１］に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。

本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の構成を示す縦断面図である。本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の構成を示す平面図である。本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の振動フィーダの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置における漏斗および振動フィーダを示す図である。

以下、添付した図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の構成を示す縦断面図であり、図２は、本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の構成を示す平面図である。この粉粒体の定量フィーダ装置は、直線状に並んだ複数の収容部に粉粒体を供給する装置である。複数の収容部は、例えば１つのワーク上に形成された複数の孔でもよく、また、複数の容器であってもよい。以下の例では、収容部を、ワーク５上に形成された複数の孔として説明する。図１および図２の例では、複数の孔が、Ｘ方向に並んで配置されるとともに、Ｘ方向と直交するＹ方向にも並んでいるものとする。なお、高さ方向をＺ方向と定義する。

図１に示すように、この粉粒体の定量フィーダ装置は、供給フィーダ１、漏斗２、振動フィーダ３およびテーブル４を有している。ワーク５には、粉粒体を供給する孔５ａがＸ方向およびＹ方向に並んで形成されている。

供給フィーダ１は、粉粒体が収容された収容部から、下方に配置されている漏斗２に対し、所定の量の粉粒体を供給する。供給フィーダ１は、所定の容積を有する容器に粉粒体を充填した後、充填した粉粒体を一気に排出するように構成してもよく（ワンショットバッチ）、粉粒体の排出部にシャッターを設けて、シャッターの開く時間を制御することで、所定量の粉粒体を漏斗２に供給するように構成してもよい（シャッター式）。

漏斗２は、振動フィーダ３のＶ字トラフ３１の上をＸ方向に移動しながら、粉粒体を一定量ずつ排出する。漏斗２は、供給フィーダ１から供給された粉粒体を整流して、Ｖ字トラフ３１の長手方向に均一に、粉粒体を供給する機能を有している。なお、粉粒体の供給時には、漏斗２の先端は、後述するように、Ｖ字トラフ３１の内側面に接するように配置されるが（図４（ａ）参照）、図１では、説明のため、漏斗２とＶ字トラフ３１を離して図示している。

振動フィーダ３は、Ｘ方向に長手方向を有するＶ字トラフ３１を有している。Ｖ字トラフ３１のＶ字の頂点部分には、ワーク５のＸ方向に並ぶ収容部５ａ、５ａ‥に相当する位置に、複数の孔３１ａ、３１ａ‥が形成されている。V字トラフ３１の孔３１ａの数は、ワーク５のＸ方向に並んだ複数の収容部５ａと同じ数だけ形成されている。具体的には、図１および図２の例では、ワーク５に、一直線上に４つの収容部５ａが形成されているため、Ｖ字トラフ３１には、収容部５ａに対応する位置に、４つの孔３１ａが形成されている。それぞれの孔３１ａには、V字トラフ３１から収容部５ａに突出するパイプ３５が接続されている。パイプ３５の径は、孔３１ａの径とほぼ等しい大きさに形成されている。パイプ３５は、Ｖ字トラフ３１の孔３１ａ、３１ａ・・から排出される粉粒体を、収容部５ａ、５ａ・・へガイドする機能を果たしている。パイプ３５は、円筒状に形成されているが、Ｖ字トラフ３１の孔３１ａから収容部５ａに粉粒体をガイドすることができればどのような形状であってもよい。

Ｖ字トラフ３１は、後述する振動装置（後述する）により振動されるが、孔３１ａ、３１ａ‥の大きさは、Ｖ字トラフ３１が振動していないときには粉粒体が落下せず、Ｖ字トラフ３１が振動されている間だけ粉粒体が落下する大きさに構成されている。すなわち、振動フィーダ３は、Ｖ字トラフ３１の振動又は非振動を切り替えることで、粉粒体の供給と停止を切り替える。

Ｖ字トラフ３１のＸ方向の両端の側面は、粉粒体が上から下へ滑って行くように斜面となっている。Ｖ字トラフ３１のＸ方向の両端部では、中央部に比べて粉圧が低くなり、粉粒体が排出されにくくなる。そのため、上記のような構成することで、Ｖ字トラフ３１のＸ方向の両端部に粉粒体を集めやすくし、Ｖ字トラフ３１のＸ方向に均一に粉粒体を収容できるようにしている。また、このようにＶ字トラフ３１の両端を斜面にすることで、清掃具などがＶ字トラフ３１のＸ方向の両端の底まで届きやすくなり、メンテナンス性も向上させることができる。

テーブル４の上には、ＸＹ平面を有する板状のワーク５に、Ｘ方向およびＹ方向に並んだ複数の収容部５ａ、５ａ・・が形成されている。テーブル４には、ワーク５を、Ｖ字トラフ３１に対してＹ方向に移動させることができる駆動装置（図示せず）が設けられている。例えば、テーブル４および駆動装置は、ＸＹ方向に移動可能なＸＹテーブルとして構成してもよく、Ｙ方向に移動するベルトコンベアにより構成してもよい。

図３は、本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置の振動フィーダの構成を示す図である。
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、振動フィーダ３は、Ｖ字トラフ３１、振動装置３２、フレーム３４、板バネ３３を有している。振動装置３２には、板バネ３３が取り付けられ、板バネ３３の先端には、フレーム３４が固定されている。フレーム３４は、Ｖ字トラフ３１の上端の外形よりも一回り小さい矩形状の枠を有している。フレーム３４の枠には、Ｖ字トラフ３１の上端が引っ掛かった状態で、固定されずに係合している（図３（ｃ）参照）。

板バネ３３が振動装置３２により振動すると、板バネ３３に固定されたフレーム３４も振動するが、Ｖ字トラフ３１は、フレーム３４に固定されていないため、図３（ｃ）に示すように、Ｖ字トラフ３１はフレーム３４に対し上方に動く。そして、重力により、Ｖ字トラフ３１は元の位置まで戻る。この動作を繰り返すことで、Ｖ字トラフ３１がフレーム３４に対して上下に振動する。

前述のように、Ｖ字トラフ３１には、Ｖ字トラフ３１の振動時に粉粒体が排出される大きさに孔３１ａ、３１ａ‥が形成されているため、Ｖ字トラフ３１が振動するときに、孔３１ａ、３１ａ‥から粉粒体が排出される。

図４は、本発明の実施の形態に係る粉粒体の定量フィーダ装置における漏斗および振動フィーダを示す図である。
漏斗２からＶ字トラフ３１へ粉粒体を供給する際は、図４（ａ）に示すように、漏斗２の下端を予めＶ字トラフ３１内側面に接触させておく。漏斗２とＶ字トラフ３１を離して粉粒体を供給すると、一気に粉粒体がＶ字トラフ３１へ移動してしまうが、漏斗２の下端をＶ字トラフ３１内側に接触させた状態で、漏斗２から粉粒体を排出すれば、漏斗２とＶ字トラフ３１との隙間に少しずつ粉粒体が排出され、粉粒体を一定量ずつ排出することができる。

このように、漏斗２の下端を予めＶ字トラフ３１内側面に接触させた状態で、漏斗２をＶ字トラフ３１の長手方向（Ｘ方向）の一端から他端まで移動させると、Ｖ字トラフ３１には、Ｘ方向に均一に粉粒体を収容することができる。

なお、漏斗２は、図１で示すθ方向に傾けることが可能であり、漏斗２を任意の分だけ傾けることで、漏斗２から排出される粉粒体の量を微調整することもできる。漏斗２からＶ字トラフ３１への粉粒体の供給が完了すると、Ｖ字トラフ３１から漏斗２を離隔させる。

なお、漏斗２の形状は、所望する供給量および供給速度に応じて任意に設計することができる。例えば、粉粒体の供給量を安定させたい場合には、漏斗２をθ方向に傾けずに、漏斗２をＶ字トラフ３１と直交させることが好ましいが、漏斗２をＶ字トラフ３１と直交させると、粉粒体の供給速度が小さくなる。このような場合には、漏斗２の下端をＸ方向の進行方向反対側が短くなるように斜めに切り欠くとよい。これにより、供給量を安定させたまま、供給速度を上げることができる。

また、図４（ｂ）に示すように、漏斗２の進行方向の反対側に、Ｕ字状やコの字状の切欠き部２１を設けてもよい。さらには、図４（ｃ）に示すように、漏斗２の下端の切欠き部２１に、シャッター２２を設けて、供給量を調整できるようにしてもよい。シャッター２２は、本体部分に対し、上下方向に摺動して開閉する扉として構成することができ、開閉のみならず、開く量を調整して供給量を調整してもよい。

次に、このように構成された粉粒体の定量フィーダ装置の動作について説明する。
供給フィーダ１は、粉粒体が収容された収容部から、所定量の粉粒体を切り出し、切り出した粉粒体を漏斗２に排出する。あらかじめ漏斗２の下端をＶ字トラフ３１の内側面に接触させ、Ｖ字トラフ３１の一端に配置しておく。そして、漏斗２をＸ方向に移動させて、Ｖ字トラフ３１のＸ方向に均一に粉粒体を供給する。Ｖ字トラフ３１の複数の孔３１ａの下に、ワーク５の一列目の収容部５ａを配置しておく。

振動装置３２によりＶ字トラフ３１を振動させ、複数の孔３１ａ、３１ａ‥からパイプ３５を介して、粉粒体が一列目の収容部５ａに充填する。一列目の複数の収容部５ａに一定量の粉粒体が充填したら、振動フィーダによるＶ字トラフ３１の振動を停止し、粉粒体の供給を停止する。一列目の収容部５ａに粉粒体の充填が完了すると、テーブル４をＹ方向に移動させて、ワーク５の２列目の収容部５ａを、Ｖ字トラフ３１の複数の孔３１ａ、３１ａ‥（複数のパイプ３５、３５・・）の下まで移動させる。そして、振動装置３２によりＶ字トラフ３１を振動させ、２列目の収容部５ａに粉粒体を充填する。この動作を繰り返すことで、Ｖ字トラフ３１の複数の孔３１ａ、３１ａ‥から、Ｘ方向およびＹ方向に並んだ複数の収容部５ａに、均一に粉粒体が充填される。

なお、上述では、テーブル４を、駆動装置により、Ｖ字トラフ３１に対してＹ方向に移動させたが、テーブル４を固定したまま、Ｖ字トラフ３１を駆動装置によってＹ方向に移動させるように構成してもよい。

なお、上述の説明では、Ｘ方向とＹ方向は、同一平面上にあり、直交するものとして説明したが、これに限られない。具体的には、Ｘ方向とＹ方向は、なす角度が３０°、４５°、６０°・・・といったように、同一平面上の異なる方向としてもよい。

また、供給フィーダ１から漏斗２への粉粒体の切り出しのタイミングと、漏斗２からＶ字トラフ３１への粉粒体の供給のタイミングは、粉粒体の性状に応じて任意に設計することができる。例えば、粉粒体の流動性が高い場合には、供給フィーダ１から漏斗２への粉粒体の切り出しと、漏斗２からＶ字トラフ３１への粉粒体の供給を同時に開始してもよい。また、供給フィーダ１から漏斗２への粉粒体の切り出しが完了した後に、漏斗２からＶ字トラフ３１への粉粒体の供給を開始してもよく、供給フィーダ１から漏斗２への粉粒体の切り出しが開始して一定量の粉粒体が漏斗２に充填された時点で、漏斗２からＶ字トラフ３１への粉粒体の供給を開始してもよい。

また、図１および図２の例では、Ｘ方向およびＹ方向に並ぶ収容部５ａ、５ａ‥に粉粒体を充填するものとしたが、Ｘ方向のみに並ぶ一列の収容部５ａ、５ａ‥に粉粒体を充填するように構成してもよい。また、Ｘ方向に、Ｖ字トラフ３１に形成された孔３１ａの数よりも多くの収容部５ａが形成されている場合には、１回目の充填が終わった後に、Ｖ字トラフ３１もしくはテーブル４のいずれか一方を、Ｘ方向に移動させて、粉粒体が充填されていない収容部５ａの位置までＶ字トラフ３１を移動させて、Ｘ方向の移動と粉粒体の供給を繰り返すように構成してもよい。

このように、本発明に粉粒体の供給フィーダ装置は、供給フィーダ１から所定量の粉粒体を切り出し（定量）、漏斗２をＶ字トラフ３１の長手方向に沿って移動させてＸ方向に粉粒体を分散させる。そして、ワーク５の孔５ａの位置に相当する位置に配されたＶ字トラフ３１の孔３１ａからパイプ３５を介して粉粒体を供給することで、直線状に（Ｘ方向に）並ぶ収容部５ａに均等に粉粒体を充填することができる。

また、ワーク５にＸ方向およびＹ方向に収容部５ａが形成されている場合には、テーブル４またはＶ字トラフ３１の少なくとも一方をＹ方向に移動させることにより、ワーク５のＸ方向およびＹ方向に並ぶ収容部５ａ、５ａ‥に、均一に、かつ、短時間で粉粒体を散布することができる。また、孔３１ａにパイプ３５を接続されているため、孔３１ａからワーク５の収容部５ａに粉粒体をガイドすることができる。

１供給フィーダ
２漏斗
３振動フィーダ
３１Ｖ字トラフ
３２振動装置
３３板バネ
３４フレーム
３５パイプ
４テーブル
５ワーク

Claims

Ｘ方向に並んで配置された複数の収容部に粉粒体を供給する装置であって、
粉粒体を所定量に定量する供給フィーダと、
Ｘ方向に長手方向を有し、Ｙ方向から見たときにV字形状の容器であって、容器の最下部であるＶ字形状の頂点部分において、複数の収容部に相当する位置に孔が形成されたＶ字トラフと、
供給フィーダから排出された粉粒体を、Ｘ方向に移動しながらＶ字トラフへ排出する漏斗と、
Ｖ字トラフの下面から収容部に向かって突出するようにＶ字トラフの孔に接続され、Ｖ字トラフの孔から収容部に粉粒体をガイドするパイプと、
Ｖ字トラフの振動又は非振動を切り替えることにより、Ｖ字トラフの孔からの粉粒体の排出又は停止を切り替える振動装置と、を有する粉粒体の定量フィーダ装置。
複数の収容部は、Ｘ方向とは異なるＹ方向にも複数並んでおり、
収容部およびＶ字トラフの少なくとも一方を、Ｙ方向に移動させる駆動装置を備えた請求項１に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。