JPH04125215A - 粉体搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は粉体を搬送する方法に関する。

［従来の技術］ 従来、粉体を搬送する方法として最も一般的な技術はス
クリューを用いたものてあり、あらゆる粉体搬送手段に
用いられている。これは例えばパイプ内の粉体をパイプ
内部に設けられたスクリューを回転することによって搬
送するものである。

［発明か解決しようとする課題］ しかしなから、上記従来例はパイプ内のスクリューをモ
ータによって回転させなければならｔいため、消費電力
か犬きくなり回転音も比較的ツさくなるという問題点か
あった。

構成もスクリューという比較的複雑な部材きモータか必
要となりスペース的にも大きくなり＝スト的にも高くな
ってしまう。

また、パイプ内壁とスクリューの隙間か犬きしと搬送効
率か落ちてしまい、逆にスクリューとノ′イブ内壁との
隙間か小さいと搬送効率は上かをか、スクリューとパイ
プ内壁との摩擦によって２クリユーの回転トルクか大き
くなるという問題くも有していた。

さらに、内壁とスクリューの摩擦等により載置か劣化、
破壊、あるいは摩擦熱によって溶融してしまうことかあ
る。また、一般に粉体は帯電し付すいため、搬送中に粉
体か帯電し、スクリューに付着することか多く、ひどい
場合は搬送不良か究生ずるという問題点もあった。

本発明は上記問題点を解決し、低消費電力、但騒音であ
って搬送効率か良い粉体搬送装置を提伊することを目的
としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、上記目的は、 粉体を長手方向へ搬送する管状もしくは樋状粉体搬送部
材の長手方向の複数位置に振動発生手段を配設し、該振
動発生手段によって上記粉体搬送部材の半径方向へ振動
を与え、該振動によって長手方向に進行波を発生させ、
各振動発生手段間の粉体搬送部材を振動吸収部材を介し
て接続することによって上記進行波の干渉を抑え、上記
粉体搬送部材内て所定方向に粉体を搬送する、ことによ
り達成される。

［作用］ 本発明によれば、粉体搬送部材の長手方向の複数位置に
配設された振動発生手段によって該粉体搬送部材の半径
方向に振動か発生する。すると、各振動発生手段を中心
として長手方向の両方向に進行波か発生する。しかし、
各振動発生手段の片方の近傍には振動吸収部材か取り付
けられており、該振動吸収部材か取り付けられた方向へ
進む逆進行波の発生を抑えて進行波同士の干渉を防ぐ。

したかって、各振動発生手段から発生する進行波は、上
記振動吸収部材の取り付けられた方向とは逆方向へ進む
ものたけとなり、各進行波か合成される。かくして、粉
体搬送部材内の粉体は合成された進行波の方向とは逆方
向へ搬送されることとなる。

［実施例Ｊ 本発明の第一実施例ないし第四実施例を添付図面に基づ
いて説明する。

く第一実施例〉 先ず、本発明の第一実施例について第１図ないし第１１
図を用いて説明する。

第１図に本発明の第一実施例を示す。この装置は本発明
を利用した粉体搬送装置である。

第１図において、１は粉体を供給するホッパーであり、
２は管状の粉体部材たるアクリルの中空パイプである。

該中空バイブ２は外径１５ｍｍ、内径１０ｍｍで長手方
向に長く伸ひている。

該中空パイプ２の長手方向には一定間隔で振動発生手段
たる超音波振動発生用圧電素子３か配設されており交流
電源４によって交流電圧が印加される。

上記圧電素子３は第２図に示すごとく外径３０糟ｍ、内
径１５鳳■、厚み２＋＋＋ａのセラミックＰＺＴを両面
から電極で挟み込むタイプである。

電極間に電圧を印加することで第３図に示すようにセラ
ミックの伸縮力により内径及び外径方向っまりｒ方向に
伸び縮み振動が励起され、その振動が中空パイプ２に進
行波として伝達される。この圧電素子３によって発生し
た進行波により中空パイプ内の粉体は進行波の方向とは
逆方向（第１図中Ａ）に搬送されることとなる。なお、
１記実施例てはピーク対ピーク電圧１００Ｖ、周波数５
０ＫＨｚの交流電圧を印加している。これは圧電素子の
形状による共振モートから算出された値であり、圧電素
子の厚み及び形状を変えることて共振周波数は変化させ
つる。また、本実施例ては圧電素子は一暦のみであるか
第４図に示すように多数個サンドイッチタイプ（多積層
型）にすればさらに励起振動量は大きくてき、中空パイ
プに伝わる進行波も大きくなるため粉体搬送力も増加す
る。

また、第５図のように圧電素子の円周部に電極を設けて
も良い。さらに、圧電素子の電極を細分化し、印加電圧
の極性を変えることて種々の振動モートを得ることか可
能となる。具体的には第６図の電極配列により第７図に
示す（（１，１））モートと呼ばれるｌ軸対称型の振動
を励振することかできる。

またさらに第８図に示すように電極分割を細分化すると
第９図のように（（２，１））モートと呼ばれる中心軸
の平行振動を励起てきる。さらにこれらの電極に印加す
る交流電圧の位相を９０°ずらずことで振動の回転モー
ドも可能となる。

このように電極分割の細分化及びそれぞれの電極への印
加電圧の位相をずらすことて多くの振動モートを励起て
きる。これらの種々のモードを活用することで、さまざ
まな粉体の特性に合せた最適な励起モートを選択し、そ
れぞれの粉体に合せて十分な搬送力を得ることかできる
。

粉体の質量、比重、すべり性、粘着性、帯電性はさまさ
まてあり、中空パイプか同一ても、粉体の搬送性はその
粉体目前の特性に強く依存するためである。

また中空パイプの材質、表面性、帯電性か変る場合でも
同様のことか言える。

しかし、長い中空パイプに複数個の圧電素子を接続して
粉体を長い距離搬送しようとしても、圧電素子によって
発生する振動は圧電素子を中心に対称型の進行波か常に
発生し、一方向への粉体搬送は不可能となる。第１６図
（Ｂ）に長い同一中空バイブに複数個の圧電素子によっ
て発生するそれぞれの進行波の模式図を示す。そして第
１６図（Ｃ）にそれぞれの進行波を合成した後の中空パ
イプに励振された進行波の振動及び、その進行波による
粉体搬送力の大きさと方向性の模式図をしめす。

これらの図から明らかなように粉体搬送力は各圧電素子
方向に働くため一方向への粉体搬送は不可能となり、第
１６図（Ａ）に示すごとく、各電圧素子近傍にブランチ
状に粉体か滞留してしまう結果となる。

そこて本発明では第１図に示すごとく圧電素子の間の中
空パイプを分断し、圧電素子によって発生する進行波か
他の圧電素子か発生させる進行波と干渉しないように構
成した。

さらに自ら発生させる逆進行波の影響をてきるたけ小さ
く抑えるため、逆進行波の発生する圧電素子近くの中空
パイプを切断し、振動を吸収し、伝達しない部材、いわ
ゆる振動吸収部材を介在させている。この振動吸収部材
の作用を説明するために第１０図（Ｂ）に圧電素子によ
って発生するそれぞれの進行波の模式図を示す。

第１０図に示すように振動吸収部材５によって中空パイ
プ２を伝ってきた進行波は減衰し、隣接した中空パイプ
２には進行波か伝わらない。

そして第１Ｏ図（Ｃ）にそれぞの進行波を合成した後の
中空パイプ２に励振された進行波の振動を示す。

逆進行波の発生する中空パイプ２を切断し、その間に振
動吸収部材を介することで逆進行波の影響を小さく抑え
ることかてき、第１Ｏ図（Ｃ）に示すような、粉体搬送
力の大きさと方向性を有することか可能となる。

これから明らかなように実効的な粉体搬送力は一定方向
に働き、第１０図（Ａ）に示すごとく矢印Ａ方向に粉体
か強力に搬送される。つまり、振動吸収部材の位置を隣
接圧電素子間の中間点よりずらすことてずらし方向と逆
方向に粉体搬送か可能となり、圧電素子に近ければ近い
程搬送力か増大する。

また、中空パイプ２の振動吸収部材５と接する端部にお
ける振動幅が圧電素子部での振動幅の埼以下に減衰して
いないと、端部ての反射波の影響か大きくなり、進行波
の搬送力の減衰が大きくなり好ましくない。

そして、振動吸収部材５は第１１図に示すように防振ゴ
ム（ＮＢＲ）　５Ｂとシリコーン系接着剤５Ａにより中
空アクリルパイプを接続した。

これにより、長さ２ｍの長い距離を粉体か詰まることな
くスムーズに搬送することかてきた。粉体として一成分
磁性トナー平均粒径１２ｇ＋ｉを用いたところ粉体の搬
送力は５００ｇ／ｗｉｎてあった。

さらに粉体をガラスヒース平均粒径６０ｐｍ及びフェラ
イトキャリア平均粒径６０ｇｍ及び非磁性トナー平均粒
径８ｐ、、ｖｓの粉体及びこれらの混合体を用いても磁
性トナーと同様の搬送力を得ることか判った。

このとき粉体搬送量は圧電素子に印加する電圧に比例し
て変化し、粉体搬送量の制御か可能となった。

ちなみに本実施例では、同位相、同電圧の交流電圧（ピ
ーク体ピーク電圧１００ｖ、周波数５０ＫＨｚ３を連続
的に印加したか、振動吸収部材により圧電素子はそれぞ
れ独立事象になり、それぞれの電圧素子の位相、印加時
間、印加電圧を変えても他の電圧素子への影響を与えず
にその電圧素子の粉体搬送力を制御できる。

また、粉体搬送部材に用いる材質は比較的減衰率か大き
いものが良く発生させた励振の振幅に対して端部にて展
以下になっていれば反射波の影響か少なく搬送能力かす
ぐれていることかわかった。実験によればアクリル、ナ
イロンＰＯＭ（ポリアヤタール）　ＡＢＳボワプロビレ
ン、ポリスチロール等か適している。

また振動吸収部材としてはＮＢＲ、ウレタンゴム、Ｓｉ
ゴムＥＫＤＭ、ケル状樹脂、Ｓｉゴム系接着剤等か最適
であり、ゴム硬度を小さくすることてほぼ１００％進行
波の振動を吸収可能である。さらに実験により、振動吸
収率５０％のときには振動吸収部材を伝搬する進行波の
振幅か局以下に減衰すれば隣接する中空パイプ及び圧電
素子から発生する進行波に影響をほとんど与えずに粉体
搬送がスムーズに行なわれることも判った。

このように中空パイプ内部にスクリュー等搬送部材かな
いのて粉体を劣化、破壊、溶融等することかなく効率良
く搬送することか可能となった。

本実施例はアクリル中空パイプを用いているか、この構
成は粉体搬送部材であるアクリル中空パイプの一部に゛
与えられた振動の振幅かその部材、つまりアクリル中空
パイプ自身の振動の吸収により減衰されている。本発明
は励振された粉体搬送部材の振幅か、搬送方向端部にお
いて減衰しているよう構成し、進行波を発生させ、粉体
な搬送させるものであるか、本実施例のごとき構成にて
も効果かありかつ簡易、安価にて実現てきる。

構成は減衰の大きな材質を用いる他にも減衰の小さい材
質、たとえば金属パイプの一部に減衰の大きな材質をは
りつける、あるいは金属パイプ自身の形状を溝をつける
等はどこして減衰を大きくすることか挙げられる。

〈第二実施例〉 次に本発明の第二実施例を第１２図を用いて説明する。

なお、第一実施例との共通箇所には同一符号を付して説
明を省略する。

本実施例は、第１２図に示すように中空パイプ間をゴム
チューブ５を被覆して連結したところか第一実施例と異
なる。この方法を用いることてゴムたけてなく例えば、
ナイロン、ポリプロピレン、塩化ヒニル、ＰＴＦＥ、Ｐ
ＦＡ等の軟質樹脂を利用てきる。

本実施例によっても第一実施例と同様な効果を奏するこ
とかできる。

〈第三実施例〉 次に、本発明の第三実施例を第１３図及び第１４図を用
いて説明する。なお、第一実施例との共通箇所には同一
符号を付して説明を省略する。

本実施例は第１３図に示すように中空パイプ２の代りに
溝状の搬送部材２を用いたところか第一実施例と異なる
。本実施例においても搬送部材にはアクリルを適用して
いる。

搬送原理は第一実施例と同様で交流電源４から圧電素子
３に電圧を印加し・それぞれの圧電素子の進行波か相互
干渉しないように振動防止部材５を用いることで長い溝
内の粉体な搬送するものである。

これは中空パイプではなく１部が開放されているためこ
の溝開口部より粉体の補給等が簡単に行なえる利点をも
つ。

また、第１４図に示すように粉体搬送部材２を樋状にし
ても同様の効果を奏することかてきる。

〈第四実施例〉 次に、本発明の第四実施例を第１５図を用いて説明する
。なお、第一実施例との共通箇所には同一符号を付して
説明を省略する。

本実施例は第１５図に示すように圧電素子３を中空パイ
プ２の゛ド部に固定したところか第一実施例と異なる。

これは積層圧電素子等の板状の圧電素子を振動させ中空
パイプの一部を圧電素子により叩くことて進行波を一部
から発生させ粉体の搬送を行う方法であり他の実施例と
同様に十分な搬送力か発生する。また振動防止部材５は
中空パイプの軸直角方向に挿入しているか、中空パイプ
の軸に対し、角度を設けても良いし非対称にしても良い
。円筒パイプの一部から進行波が発生する場合は反射波
の影響を考えて振動防止部材５の形状を変えることも良
い。

このような構成にすれば簡易コンパクトに粉体搬送か実
現てきパイプの交換、コスト等に有利である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれは、振動吸収部材て
接続された粉体搬送部材に、振動発生手段によって半径
方向への振動を与えて進行波を発生させるのて、少ない
エネルギーて効率良く粉体を長距離搬送することかてき
る。また、粉体か劣化、破損、溶融することなく静かに
、かつ、円滑に搬送することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例装置の概略構成を示す斜視
図、第２図は第１図装置の振動発生手段の概略構成を示
す斜視図、第３図は第１図装置の粉体搬送部材の外壁の
変化を示す図、第４図は第２図の手段を積層した場合の
概略構成を示す斜視図、第５図は第２図の手段の円周部
に電極を設けた場合の概略構成を示す斜視図、第６図は
第２図の手段の（（１，１））モートの電極配列を示す
図、第７図は第６図に示す配列の場合における粉体搬送
部材の外壁の変化を示す図、第８図は第２図の手段の（
（２，１））モートの電極配列を示す図、第９図は第８
図の配列の場合における粉体搬送部材の外壁の変化を示
す図、第１（）図（Ａ）は第１図装置の粉体搬送部材内
部における粉体の様子を示す図、第１０図（Ｂ）は第１
図装置における粉体搬送部材内に発生する進行波を説明
する図、第１Ｏ図（Ｃ）は第１０図（Ｂ）の各進行波を
合成した後の進行波を説明する図、第１１図は第１図装
置の振動吸収部材の概略構成を示す図、第１２図は本発
明の第二実施例装置の概略構°成を示す図、第１３図は
本発明の第三実施例装置の概略構成を示す図、第１４図
は第１３図装置の粉体搬送部材を樋状に形成した場合を
示す図、第１５図は本発明の第四実施例装置の概略構成
を示す図、第１６図（Ａ）は第１図装置に振動吸収部材
を取り付けなかった場合における粉体搬送部材内部の粉
体の状態を示す図、第１６図（Ｂ）は第１６図装置にお
ける粉体搬送部材内に発生する進行波を説明する図、第
１６図（Ｃ）は第１６図（Ｂ）の各進行波を合成した後
の進行波を説明する図である。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉体を長手方向へ搬送する管状もしくは樋状粉体
   搬送部材の長手方向の複数位置に振動発生手段を配設し
   、該振動発生手段によって上記粉体搬送部材の半径方向
   へ振動を与え、該振動によって長手方向に進行波を発生
   させ、各振動発生手段間の粉体搬送部材を振動吸収部材
   を介して接続することによって上記進行波の干渉を抑え
   、上記粉体搬送部材内で所定方向に粉体を搬送する粉体
   搬送方法。
2. （２）進行波は粉体搬送部材の粉体搬送方向において減
   衰することとする請求項（１）に記載の粉体搬送方法。
3. （３）振動発生手段は圧電素子を用いることとする請求
   項（１）または請求項（２）に記載の粉体搬送方法。
4. （４）粉体搬送部材は中空パイプを用いることとする請
   求項（１）ないし請求項（３）に記載の粉体搬送方法。
5. （５）振動吸収部材は進行波の振幅を減衰させるものを
   用いることとする請求項（１）ないし請求項（４）に記
   載の粉体搬送方法。
6. （６）振動吸収部材は樹脂またはゴム系接着剤を用いる
   こととする請求項（１）ないし請求項（５）に記載の粉
   体搬送方法。