IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 株式会社シュトルツの特許一覧

<>
  • 特許-粉取機 図1
  • 特許-粉取機 図2
  • 特許-粉取機 図3
  • 特許-粉取機 図4
  • 特許-粉取機 図5
  • 特許-粉取機 図6
  • 特許-粉取機 図7
  • 特許-粉取機 図8
  • 特許-粉取機 図9
  • 特許-粉取機 図10
  • 特許-粉取機 図11
  • 特許-粉取機 図12
  • 特許-粉取機 図13
  • 特許-粉取機 図14
  • 特許-粉取機 図15
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-12-07
(45)【発行日】2022-12-15
(54)【発明の名称】粉取機
(51)【国際特許分類】
   B07B 1/06 20060101AFI20221208BHJP
   B07B 7/06 20060101ALI20221208BHJP
   B29B 13/10 20060101ALI20221208BHJP
【FI】
B07B1/06
B07B7/06
B29B13/10
【請求項の数】 2
(21)【出願番号】P 2022117134
(22)【出願日】2022-07-22
(62)【分割の表示】P 2021104854の分割
【原出願日】2021-06-24
【審査請求日】2022-07-22
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】503235525
【氏名又は名称】株式会社シュトルツ
(74)【代理人】
【識別番号】110000442
【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 行雄
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 幹夫
【審査官】寺▲崎▼ 遥
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-081642(JP,A)
【文献】特開2009-273969(JP,A)
【文献】国際公開第2007/046185(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B07B 1/00-15/00
B01D 39/00-39/20
B29B 13/10
F16L 55/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
材料、及び、物体を含む投入物から前記物体を分離し、フィルタを備える粉取機であって、
供給口と、
前記供給口より垂直方向において下に位置する吸引口とを備え、
前記フィルタは、
前記垂直方向へ向かって逆の円錐形であり、
前記投入物を受け止める内面と、
水平方向を基準に角度が5度乃至30度である第1方向に形成され、かつ、前記内面に形成される穴部と
を備え、
前記投入物は、
前記供給口から供給されると、前記吸引口からの吸い込み、及び、重力により、前記内面を螺旋状に流れ、
前記供給口、及び、前記吸引口は、
前記水平方向にオフセットがある位置関係であり、
前記穴部は、
前記第1方向に対して直交する方向である第2方向への高さより幅の方が長い形状であり、
前記第1方向は、渦流に沿う方向でなく、
前記幅は、25乃至50ミリメートルであり、
前記高さは、3ミリメートル以下であり、
前記吸引口には、外気による前記渦流に対する逆流が生じる
粉取機。
【請求項2】
前記材料は、
樹脂であり、
前記物体は、
前記材料より小さい粉であり、
前記穴部は、
前記垂直方向における前記供給口、及び、前記吸引口の間に形成される
請求項1に記載の粉取機。



【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粉取機に関する。
【背景技術】
【0002】
成形機等が用いる材料から、成形機等へ供給する前に、材料が含む不純物を取り除く技術が知られている。
【0003】
例えば粉粒体から微粒子を除くため、多孔のフィルタを用いる微粉除去装置が知られている。具体的には、フィルタは、フィルタの内壁に沿って螺旋状に流れる混合気を自由流れ方向よりも、中心軸と直角の方向に近い方向から中心軸の直角の方向に案内するガイドを備える。又は、フィルタに、中心軸と直角の方向に長孔を形成して、フィルタの内壁に沿って螺旋状に流れる混合気を自由流れ方向よりも、中心軸と直角の方向に案内する。このようにして、混合気の滞留時間を長くする技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
【0004】
また、粉流体と空気の混合気から、粒体を分離する粉取装置が知られている。具体的には、粉取装置は、内壁面を伝って螺旋状に流れる混合気の流れに沿うように長穴状のフィルタ穴を配列したフィルタを備える。このようなフィルタを用いると、フィルタ穴の幅よりも小さい物体は、フィルタを通過して空気吸引口から空気と一緒に排出される。そして、混合気をフィルタ面で長い時間滞留させて、粉体、繊維状、又は、棒状の物体を効率良く粒体と分離する技術が知られている(例えば、特許文献2を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第5736142号公報
【文献】特許第4810554号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
従来の技術では、材料に混じる細かな粉等の物体を十分に除去できない課題がある。
【0007】
本発明は、従来の技術よりも、材料から、細かな粉等の物体をより除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様では、材料、及び、物体を含む投入物から前記物体を分離し、フィルタを備える粉取機は、
供給口と、
前記供給口より垂直方向において下に位置する吸引口とを備え、
前記フィルタは、
前記垂直方向へ向かって逆の円錐形であり、
前記投入物を受け止める内面と、
水平方向に対して前記投入物が流れる渦流を下向きから前記水平方向に対して垂直上向きとなる第1方向へ前記内面に形成され、かつ、前記第1方向への幅が前記第1方向に対して直交する第2方向への高さより長い形状であり、前記第1方向が前記水平方向を基準に成す角度である第1角度が5度乃至30度であり、前記渦流に上向きの成分を発生させる穴部と
を備え、
前記投入物は、
前記供給口から供給されると、前記吸引口からの吸い込み、及び、重力により、前記内面を螺旋状に流れ、
前記供給口、及び、前記吸引口は、
前記水平方向にオフセットがある位置関係であり、
前記幅は、25乃至50ミリメートルであり、
前記高さは、3ミリメートル以下であり、
前記吸引口には、前記渦流に対する逆流が生じる。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、材料から、細かな粉等の物体をより除去できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】粉取機100の使用例を示す図である。
図2】粉取機100の例を示す図である。
図3】第1例のフィルタ103の外観を示す図である。
図4】穴部の第1例を示す図である。
図5】第2例のフィルタ103の外観を示す図である。
図6】穴部の第2例を示す図である。
図7】比較例のフィルタの外観を示す図である。
図8】比較例のフィルタの断面を示す図である。
図9】第1例、又は、第2例のフィルタ103の断面を示す図である。
図10】ブリッジの発生例を示す図である。
図11】隙間による逆流の例を示す図である。
図12】不活性ガスによる逆流の例を示す図である。
図13】穴部の第1変形例を示す図である。
図14】穴部の第2変形例を示す図である。
図15】穴部の第3変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、添付する図を参照して、具体例を説明する。
【0012】
以下、成形機が用いる対象を「材料」という。材料は、樹脂を主な成分とする。そして、バージン材料は、例えば、直径3ミリメートル程度、かつ、長さ3ミリメートル程度の円筒状である。以下、このような形状の材料を例に説明する。ただし、材料は、他の形状、及び、他のサイズであってもよい。例えば粉砕材のように様々な粒の大きさ、形状の材料もある。したがって、以下の例に示す寸法等は、材料の形状、及び、サイズ等に合わせた値であるのが望ましい。
【0013】
また、材料には、材料以外の物体が混ざる場合がある。以下、材料と混ざる物体を単に「物体」という。物体は、例えば、微粉や粉砕材の粉等である。また、物体は、粉以外の種類であってもよい。例えば繊維状の場合もある。成形機による成形で物体が混じると、成形品が不良となる場合がある。不良は、例えば、成形品に白点又は黒点等ができる現象や異物混入等である。したがって、物体は、成形機による成形で不良の原因となる物体であれば種類は問わない。以下、物体が粉である例で説明する。
【0014】
さらに、以下の説明では、材料と物体を含む混合物、すなわち、フィルタで分離する前を「投入物」という。
【0015】
[粉取機の例]
図1は、粉取機100の使用例を示す図である。以下、垂直方向を「Z軸方向」とする。すなわち、材料は、投入されると、重力により、粉取機100内を矢印で示すZ軸方向へ落下していく。また、粉取機100の円周方向を「X軸方向」とする。さらに、粉取機100の奥行きとなる方向を「Y軸方向」とする。
【0016】
粉取機100は、例えば、図示するように、材料ホッパー101に接続するように設置される。また、材料ホッパー101は、成形機102に接続する。すなわち、粉取機100は、材料ホッパー101に投入される前に、フィルタ103により、投入物から粉を分離する。
【0017】
投入物は、供給口104から投入される。そして、供給口104から投入された投入物は、フィルタ103の内壁が受け止める。この後、フィルタ103は、投入物から粉を分離して、材料を材料ホッパー101へ供給する。
【0018】
なお、粉取機100は、図示する以外の構成で使用されてもよい。例えば、粉取機100は、材料ホッパー101以外の装置と接続して使用、又は、粉取機100を単独で使用する等でもよい。
【0019】
また、粉取機100は、供給口104より垂直方向において下に位置する吸引口105を備えるのが望ましい。そして、吸引口105からは、粉取機100内の空気が吸引される。すなわち、吸引口105には、吸引器等が接続される。
【0020】
供給口104、及び、吸引口105は、水平方向にオフセットがある位置関係となるのが望ましい。具体的には、図示する例では、供給口104は、中心軸より右側にある。一方で、吸引口105は、中心軸より左側にある。このように、オフセットがあるのが望ましい。なお、オフセットがあれば、供給口104、及び、吸引口105は、図とは左右が逆の配置等でもよい。
【0021】
このように、供給口104、及び、吸引口105は、水平方向にオフセットがある配置であると、吸引口105からの吸引により、投入物を回転させる、すなわち、渦の流れを作れる。さらに、重力により、投入物は落下する。したがって、粉取機100は、渦、及び、重力により、内面で投入物を螺旋状に流すことができる。
【0022】
また、物体は、例えば、吸引口105等から外部へ排出される。排出された物体は、例えば、乾燥機本体が備える集塵フィルタ等で集められる。
【0023】
図2は、粉取機100の例を示す図である。上図は、粉取機100を上から見下ろす図である。また、中図は、粉取機100を正面から見た図である。さらに、下図は、粉取機100を下から見上げた図である。
【0024】
図示するように、フィルタ103は、粉取機100の内部に設置される。また、フィルタ103は、粉取機100等のサイズに合わせて直径が定まる。なお、フィルタ103は、直径が大きいほど望ましい。そして、直径が大きいと投入物が減速するスピードを抑えることができる。このようにして、投入物の旋回速度を高く維持すると、投入物から粉をより多く分離できる。
【0025】
なお、フィルタ103は、粉取機100と一体でもよいし、又は、粉取機100に取り付けと取り外しができる構成のどちらでもよい。
【0026】
[穴部の第1例]
図3は、第1例のフィルタ103の外観を示す図である。図示するように、フィルタ103は、Z軸方向へ向かって逆の円錐形である。したがって、フィルタ103は、供給口104の方が直径が大きい形状である。そして、フィルタ103は、例えば、以下のような穴部を備える。
【0027】
図4は、穴部の第1例を示す図である。例えば、穴部は、フィルタ103に、図4(A)に示すように形成される。図4(A)に示すように、穴部は、フィルタ103の一部、又は、全面に形成される。なお、穴部は、垂直方向において、供給口104、及び、吸引口105の間に形成されるのであれば、数、及び、配置は、図示する以外であってもよい。
【0028】
以下、図4(A)における穴部を拡大して、図4(B)を例に説明する。
【0029】
穴部は、水平方向に対して、垂直上向きとなる角度の方向(以下「第1方向X1」という。)へ向かってフィルタ103の内面に形成される。なお、以下の説明では、投入物は、矢印で示す方向(以下「渦方向200」という。)に流れるとする。
【0030】
以下、水平方向を「水平軸X0」で示す。例えば、第1方向X1は、水平方向に対して、垂直上向きに10度程度の角度となる。以下、水平軸X0を基準に、第1方向X1が成す角度を「第1角度AG1」という。また、第1方向X1に直交する方向を「第2方向X2」という。
【0031】
穴部は、渦流を上向きにする角度で形成されるのが望ましい。すなわち、第1角度AG1は、渦方向200に沿う方向(図では右下方向である。)ではなく、渦流を上向きにする角度(図では右上方向である。)である。
【0032】
このような穴部があると、フィルタ103は、材料から、細かな粉等の物体をより除去できる。
【0033】
第1角度AG1は、5度乃至30度であるのが望ましい。また、第1角度AG1は、10度以下の水平に近い角度であるのがより望ましい。
【0034】
また、穴部は、第2方向X2より、第1方向X1が長い形状である。以下、穴部の第1方向X1の寸法を「幅L1」という。一方で、穴部の第2方向X2の寸法を「高さL2」という。
【0035】
例えば、幅L1は、25ミリメートルである。一方で、高さL2は、2ミリメートルである。なお、幅L1、及び、高さL2の寸法は、上記以外の値でもよい。
【0036】
高さL2の寸法は、材料より小さい値であるのが望ましい。この例では、材料の直径が3ミリメートルであるため、高さL2の寸法は、3ミリメートル以下が望ましい。ゆえに、高さL2の寸法は、材料のサイズ等に合わせて定まる。
【0037】
幅L1の寸法は、第1方向X1へ25~50ミリメートル程度の長さであるのが望ましい。ただし、幅L1の寸法は、フィルタ103の直径等に合わせて定まる。
【0038】
一方で、幅L1の寸法が長くなるほど、フィルタ103の耐久性が低下しやすい。すなわち、あまり長い幅L1であると、フィルタ103の強度が低下しやすい。また、あまり長い幅L1であると、フィルタ103の高さL2が変形し、製造しにくい。
【0039】
ゆえに、幅L1の寸法が25ミリメートル程度であれば、フィルタ103は、より耐久性を高くでき、製造しやすくできる。
【0040】
[穴部の第2例]
図5は、第2例のフィルタ103の外観を示す図である。以下、第1例と同様のフィルタ103を用いる例で説明する。第2例は、第1例とフィルタ103に形成する穴部の形状が異なる。フィルタ103は、例えば、以下のような穴部を備える。
【0041】
図6は、穴部の第2例を示す図である。例えば、穴部は、フィルタ103に、図6(A)に示すように形成される。以下、図6(A)における穴部を拡大して、図6(B)を例に説明する。
【0042】
穴部は、第1部分P1、かつ、第2部分P2を有する形状である。
【0043】
第1部分P1は、水平方向へ形成される。なお、第1部分P1は、主に水平方向へ形成されていればよく、製造誤差等により、完全に水平方向でなくともよい。
【0044】
第2部分P2は、第1部分P1とは異なる角度で内面に形成される。以下、第1部分P1は水平軸X0と一致する方向に形成されるとする。この水平軸X0に対し、第2部分P2は、「第2角度AG2」となる角度で形成される。
【0045】
第2角度AG2は、例えば、10度以下である。
【0046】
以上のように、フィルタ103は、第1部分P1、及び、第2部分P2の組み合わせにより、2方向以上の穴部を備える。このような穴部があると、フィルタ103は、材料から、細かな粉等の物体をより除去できる。
【0047】
なお、第1部分P1は、第2部分P2より長いのが望ましい。すなわち、穴部は、水平方向の成分をより多く含む第1部分P1が多い方が望ましい。このように複数の傾斜で形成される穴の場合は水平方向の成分が多いと、フィルタ103は、物体をよく分離できる。
【0048】
[比較例]
図7は、比較例のフィルタの外観を示す図である。比較例は、上記の第1例、又は、第2例とは穴部の形状が異なる。図示するように、比較例は、穴部の形状が丸穴である。
【0049】
図8は、比較例のフィルタの断面を示す図である。以下、比較例のフィルタを断面(X-Y平面についての断面である。)で説明する。
【0050】
材料300は、渦流があると、慣性力により、常に矢印に示す方向(接線方向)に進もうとする。
【0051】
ここで、穴部が丸穴であると、物体が穴部から排出される可能性が低い。具体的には、比較例は、穴部(図において白色部分である。)に対し、内壁(図ではハッチング部分である。)部分の存在する割合が高い。そのため、物体が内壁に当たり、排出されない可能性が高くなる。
【0052】
一方で、上記の第1例、又は、第2例は以下のようになる。
【0053】
図9は、第1例、又は、第2例のフィルタ103の断面を示す図である。第1例、又は、第2例は、比較例より、穴部の存在する割合が高い。ゆえに、フィルタ103は、物体をよく分離できる。
【0054】
第1例、又は、第2例のフィルタ103は、比較例のフィルタに対し、除去率を数十%程度アップさせることが可能となる。なお、除去率は、条件により様々である。
【0055】
また、上記の第1例、又は、第2例のような向きに穴部が形成されると、投入物の流れ(渦方向200である。)を乱すことができる。このように、投入物を流す上で乱れが生じると、投入物には衝撃が加わりやすくなる。そして、衝撃が適度に加わると、フィルタ103は、投入物から物体をより分離できる。例えば、静電気等により、材料に粉が付着しているような場合には、ある程度の衝撃があると、よく粉が落ちる。ゆえに、第1例、又は、第2例は、物体の除去率を高くできる。
【0056】
投入物を渦方向200以外の方向、具体的には前記投入物が流れる渦流を上向きとなる方向へ誘導するようにすると、投入物がフィルタ103内部に留まる時間を長くできる。
【0057】
ほかにも、第1例、又は、第2例のような向きに穴部が形成されると、以下のような効果が生じる。
【0058】
図10は、ブリッジの発生例を示す図である。比較例等であると、図示するように、ブリッジが発生しやすい。具体的には、ブリッジ(破線で囲う範囲がブリッジの発生している例である。)は、フィルタ103の下部で材料が留まり、排出されにくい現象である。
【0059】
このような現象は、例えば、以下のような空気の流れ等が原因となって発生する。
【0060】
図11は、隙間による逆流の例を示す図である。例えば、図1に示すような装置構成において、成形機102等に隙間301が生じる場合がある。このような隙間301があると、吸引口105から吸引している間は、通常の空気の流れのほかに、外気等が矢印に示す向きに流れる。すなわち、外気は、隙間301から入り、成形機102、及び、粉取機100等を材料が流れるのとは逆流する向きに流れる。
【0061】
図12は、不活性ガスによる逆流の例を示す図である。成形機のスクリュー内の酸素等を減らすために、例えば、図示するような位置から、不活性ガスが注入される場合がある。不活性ガスは、例えば、窒素等である。このような不活性ガスの注入がされると、不活性ガスは、矢印に示す向きに流れる、すなわち、成形機102、及び、粉取機100等を材料が流れるのとは逆流する向きに流れる。
【0062】
したがって、隙間301、又は、不活性ガスの注入等があると、逆流(図11及び図12では主に上方向となる。)により、成形機102、及び、粉取機100等を材料が流れる方向(図11及び図12では主に下方向となる。)を遮る流れとなる。すなわち、逆流は、材料を押し上げる力を発生させる。
【0063】
このような力が材料の流れの抵抗となり、材料がフィルタ103の下部等で溜まる原因となる。その結果、ブリッジの原因となる。
【0064】
特に、フィルタ103の下部等のように、ボトルネックとなる箇所では、空気、及び、材料がどちらも集中する。そのため、このような材料、及び、空気が通過できる面積が狭くなるボトルネックとなる箇所ではブリッジが生じやすい。
【0065】
逆流による空気は、ボトルネックとなる箇所では集まるため、圧力が高くなりやすい。そのため、ボトルネックとなる箇所では、特に材料の流れに対する逆流による抵抗が大きくなりやすい。
【0066】
そこで、上記の第1例、又は、第2例のように、材料の流れを乱すことができると、一定の材料が流れに逆らうため、フィルタ103の下部等において材料が集中しにくい。特に、穴部がフィルタ103の内面に複数形成されると、フィルタ103の様々な位置で乱れを生じさせることができる。そのため、材料の密度が高くなるのを防ぐことができる。
【0067】
ゆえに、上記の第1例、又は、第2例のような穴部を備えるフィルタ103を用いると、ブリッジが生じにくくなる。
【0068】
さらに、ブリッジが生じにくいのであれば、材料を排出する排出口を小さくできる。そして、排出口が小さくできると、フィルタ103の内面は傾斜を小さくできる。フィルタ103の内面の傾斜を小さくできると、投入物がフィルタ103内部に留まる時間を長くできる。その結果、フィルタ103は、物体をより分離できる。
【0069】
[変形例]
穴部は、例えば、以下のような形状でもよい。
【0070】
図13は、穴部の第1変形例を示す図である。図6と比較すると、第2部分P2が左上方向に向いている点が異なる。
【0071】
図14は、穴部の第2変形例を示す図である。図6と比較すると、第1部分P1、及び、第2部分P2の配置が左右逆な点が異なる。
【0072】
図15は、穴部の第3変形例を示す図である。図6と比較すると、第1部分P1、及び、第2部分P2の比率が異なる点が異なる。
【0073】
[他の実施形態]
穴部は、材料が流される方向に応じて形成される。具体的には、図4等において、材料は、左上から右下へ螺旋状に流されるが、右上から左下へ流されてもよい。このような場合には、穴部は、上記に説明する向きとは左右対称となる形状で形成される。
【0074】
なお、穴部は、すべて同じ形状でなくともよい。すなわち、穴部は、複数種類の形状が混ざってもよい。
【0075】
フィルタ103は、実用金属等で製造する。例えば、フィルタ103は、ステンレス、鉄、又は、チタン等の実用金属等で製造されるのが望ましい。
【0076】
なお、本発明は、上記に例示する各実施形態に限定されるものではなく、その技術的要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項のすべてが本発明の対象となる。上記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者であれば、開示した内容から様々な変形例を実現することが可能である。そのような変形例も、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0077】
100 :粉取機
101 :材料ホッパー
102 :成型機
103 :フィルタ
104 :供給口
105 :吸引口
200 :渦方向
300 :材料
301 :隙間
AG1 :第1角度
AG2 :第2角度
L1 :幅
L2 :高さ
P1 :第1部分
P2 :第2部分
X0 :水平軸
X1 :第1方向
X2 :第2方向
【要約】      (修正有)
【課題】材料から細かな粉等の物体を除去する粉取機を提供する。
【解決手段】粉取機は、フィルタ、供給口、及び供給口より垂直方向下方に位置する吸引口を備え、フィルタは、垂直方向下方へ向かって逆の円錐形であり、投入物を受け止める内面と、水平方向に対して投入物が流れる渦流を下向きから水平方向に対して垂直上向きとなる第1方向X1へ内面に形成され、かつ、第1方向への幅が第1方向に対して直交する第2方向X2への高さより長い形状であり、第1方向が水平方向を基準に成す角度である第1角度AG1が5度乃至30度であり、渦流に上向きの成分を発生させる穴部とを備え、投入物は、供給口から供給されると、吸引口からの吸い込み及び重力により内面を螺旋状に流れ、供給口及び吸引口は、水平方向にオフセットがある位置関係であり、幅は25乃至50ミリメートルであり、高さは3ミリメートル以下であり、吸引口には渦流に対する逆流が生じる。
【選択図】図4
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15