(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-26
(45)【発行日】2023-06-05
(54)【発明の名称】供給装置及びプラグフィーダー
(51)【国際特許分類】
B65G 53/46 20060101AFI20230529BHJP
B65G 65/48 20060101ALI20230529BHJP
【FI】
B65G53/46
B65G65/48 G
(21)【出願番号】P 2020000804
(22)【出願日】2020-01-07
【審査請求日】2022-01-07
(73)【特許権者】
【識別番号】392028848
【氏名又は名称】クマクラ工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】井上 宗之
(72)【発明者】
【氏名】井上 輝雄
【審査官】加藤 三慶
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-125353(JP,A)
【文献】特開2014-149040(JP,A)
【文献】特開2007-186334(JP,A)
【文献】特開2009-082852(JP,A)
【文献】実開平01-172526(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B65G 53/46
B65G 65/48
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
輸送通路に供給された被輸送物を輸送気体に混合して圧送するプラグフィーダーに用いられ、前記輸送通路に被輸送物を供給する供給装置であって、
被輸送物を収容する収容部と、
前記収容部の下側に位置して前記輸送通路に接続される輸送部と、
前記収容部に収容された被輸送物を前記輸送部へ移送する回転体と、
前記回転体を回転駆動する駆動部とを備え、
前記輸送部は、下方に向かって徐々に先細に絞られた集束部を備え、
前記回転体は、前記収容部と前記輸送部との間を区画する第1壁部と、前記第1壁部を回転させる軸部とを備え、
前記回転体は、前記第1壁部の先端が前記輸送部の前記集束部を通過するように配置され、
前記輸送部の前記集束部の内面と
、前記集束部を通過するときの前記第1壁部の先端の回転軌跡との間には、回転方向前方側に向かって徐々に幅が大きくなる空間が設けられていることを特徴とする供給装置。
【請求項2】
輸送通路に供給された被輸送物を輸送気体に混合して圧送するプラグフィーダーに用いられ、前記輸送通路に被輸送物を供給する供給装置であって、
被輸送物を収容する収容部と、
前記収容部の下側に位置して前記輸送通路に接続される輸送部と、
前記収容部に収容された被輸送物を前記輸送部へ移送する回転体と、
前記回転体を回転駆動する駆動部とを備え、
前記輸送部は、下方に向かって徐々に先細に絞られた集束部を備え、
前記回転体は、前記収容部と前記輸送部との間を区画する第1壁部と、前記第1壁部を回転させる軸部とを備え、
前記輸送部の前記集束部の内面と前記第1壁部の先端の回転軌跡との間には、回転方向前方側に向かって徐々に幅が大きくなる空間が設けられており、
前記回転体は、
前記第1壁部の主面に設けられ、前記軸部の軸線方向に間隔をあけて配置されるとともに、前記軸部の軸線を挟んで互い違いに配置される四半円形状の複数の第2壁部とを備える
ことを特徴とする供給装置。
【請求項3】
輸送通路に供給された被輸送物を輸送気体に混合させて圧送するプラグフィーダーであって、
請求項1又は請求項2に記載の供給装置と、
前記輸送通路に気体流を発生させる気体流発生装置とを備えることを特徴とするプラグフィーダー。
【請求項4】
前記気体流発生装置は、前記輸送通路、及び前記供給装置の前記輸送部を負圧にする吸引ブロワーである請求項3に記載のプラグフィーダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、供給装置及びプラグフィーダーに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献1に開示されるように、金属製品を加工する際に生じる加工屑等の被輸送物を貯蔵タンク等の所定箇所まで輸送するための輸送装置として、輸送通路内に圧送される空気等の輸送気体に被輸送物を混合して輸送する輸送装置が知られている。こうした輸送装置は、輸送途中において被輸送物を輸送通路の外部に飛散させることなく輸送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記輸送装置を用いて被輸送物を効率的に輸送するためには、被輸送物と輸送気体との混合比率を適切に調整する必要がある。例えば、輸送気体に対する被輸送物の比率が大きすぎると、輸送通路におけるコーナー等の輸送抵抗の大きい部分を通過できず、その部分にて被輸送物の詰まりが生じやすくなる。また、被輸送物と輸送気体との混合比率が適切であったとしても、被輸送物同士が絡まる等して被輸送物が塊の状態で輸送通路に供給されると、被輸送物の輸送抵抗が大きくなることにより、上記と同様に被輸送物の詰まりが生じやすくなる。
【0005】
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、被輸送物を効率的に輸送することのできる供給装置及びプラグフィーダーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する供給装置は、輸送通路に供給された被輸送物を輸送気体に混合して圧送するプラグフィーダーに用いられ、前記輸送通路に被輸送物を供給する供給装置であって、被輸送物を収容する収容部と、前記収容部の下側に位置して前記輸送通路に接続される輸送部と、前記収容部に収容された被輸送物を前記輸送部へ移送する回転体と、前記回転体を回転駆動する駆動部とを備え、前記輸送部は、下方に向かって徐々に先細に絞られた集束部を備え、前記回転体は、前記収容部と前記輸送部との間を区画する第1壁部と、前記第1壁部を回転させる軸部とを備え、前記輸送部の前記集束部の内面と前記第1壁部の先端の回転軌跡との間には、回転方向前方側に向かって徐々に幅が大きくなる空間が設けられている。
【0007】
上記供給装置において、前記回転体は、前記第1壁部の主面に設けられ、前記軸部の軸線方向に間隔をあけて配置されるとともに、前記軸部の軸線を挟んで互い違いに配置される四半円形状の複数の第2壁部とを備えることが好ましい。
【0008】
上記課題を解決するプラグフィーダーは、輸送通路に供給された被輸送物を輸送気体に混合させて圧送するプラグフィーダーであって、上記供給装置と、前記輸送通路に気体流を発生させる気体流発生装置とを備える。
【0009】
上記プラグフィーダーにおいて、前記気体流発生装置は、前記輸送通路、及び前記供給装置の前記輸送部を負圧にする吸引ブロワーであることが好ましい。
【発明の効果】
【0010】
本発明の供給装置及びプラグフィーダーによれば、被輸送物を効率的に輸送することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態を説明する。
図1に示すように、本実施形態のプラグフィーダー10は、NC旋盤11を用いた金属製品の加工により生じた金属屑を被輸送物として輸送する。この種の金属屑は硬質であるとともに、形状が複雑で均一ではなく、たとえば螺旋状に渦巻いているものや、長さが数ミリから数十ミリのものが混在している。このような金属屑の種類としては鉄、鋳鉄、鋳鋼、アルミニウム等が挙げられる。
【0013】
プラグフィーダー10には、2つの輸送通路12,13が並設されている。輸送通路12,13の最上流にはそれぞれ供給装置14が配置されている。供給装置14は、NC旋盤11の排出口11aから排出された被輸送物を輸送通路12,13側へ供給する。供給装置14は全て同一の構成である。
【0014】
輸送通路12,13の最下流側には、共通の吸引ブロワー15が配置されている。吸引ブロワー15は、輸送通路12,13に気体流を発生させる気体流発生装置である。本実施形態のプラグフィーダー10では、各供給装置14によりそれぞれ輸送通路12,13に供給された被輸送物は、吸引ブロワー15により吸引されることで、負圧状態の輸送通路12、13の下流側へ輸送される。
【0015】
輸送通路12,13において、供給装置14の近傍には切換バルブ16がそれぞれ設けられている。切換バルブ16を操作することにより、いずれの輸送通路12,13に気体流を発生させるかを選択できる。吸引ブロワー15の下流側には、輸送通路12,13内を輸送されてきた金属屑が貯蔵される貯蔵タンク17が配置されている。
【0016】
また、プラグフィーダー10は、供給装置14の動作を制御する制御部18を備えている。
図2及び
図3に示すように、供給装置14は、上側に開口を有する有底箱状のケーシング20と、ケーシング20内に配置されるとともにケーシング20に対して回転可能に支持される回転体30と、NC旋盤11から排出された被輸送物をケーシング20に案内するホッパー40とを備えている。
【0017】
ケーシング20は、水平方向に延びる略U字板状の周壁21と、周壁21の両端部を塞ぐ第1端壁22及び第2端壁23とを備え、その底部分には、下方に向かって周壁21が徐々に先細に絞られた形状の集束部24が設けられている。第2端壁23には、集束部24の底部に開口するとともに、輸送通路12,13に連通される排出口25が設けられている。
【0018】
図3に示すように、ケーシング20の第1端壁22及び第2端壁23には、回転体30の軸部31が回転可能に支持されている。回転体30の軸部31は、第1端壁22の外面に取り付けられた駆動部Mに連結されている。駆動部Mは、回転体30を回転駆動するモーターである。
【0019】
図2に示すように、回転体30の軸部31には、ケーシング20の内部を上側に位置する収容部20aと下側に位置する輸送部20bとに区画する第1壁部32が一体に形成されている。収容部20aは、ホッパー40から供給された被輸送物を収容する部位であり、輸送部20bは、収容部20aの下側に位置し、排出口25を介して輸送通路12,13に接続される部位である。
【0020】
図2及び
図4に示すように、回転体30の第1壁部32は、軸部31の軸線P方向に延びる四角板状の壁部であり、軸部31に対して、二つの第1壁部32が軸線Pを中心とする回転対称となる位置に設けられている。二つの第1壁部32の形状は同じである。
【0021】
第1壁部32の第1主面32a及び第2主面32bには、複数の第2壁部33が一体に形成されている。第2壁部33は、軸方向視において、軸部31の軸線Pを中心とし、第1壁部32の側縁32cから軸線Pまでの長さを半径とする四半円形状をなす壁部であり、周方向における一方側の縁部にて第1壁部32に接続されている。第2壁部33の中心角θは、例えば、85°~95°である。本発明では、中心角θが90°よりも僅かに大きい角度又は僅かに小さい角度の扇型形状も含めて四半円形状と記載している。また、第2壁部33の両側面は、径方向外側に向かって徐々に厚さが薄くなるテーパ形状に形成されている。
【0022】
図4に示すように、第2壁部33は、第1壁部32の第1主面32a側及び第2主面32b側のそれぞれに対して、軸方向に一定の間隔をあけて複数、配置されるとともに、軸部31の軸線Pを挟んで互い違いに位置するように配置されている。軸方向に隣接する第2壁部33の間隔D1(中心線の間の間隔)は、例えば、20~60mmである。
【0023】
また、第1壁部32の第1主面32a側に設けられる第2壁部33の軸方向位置と、第2主面32b側に設けられる第2壁部33の軸方向位置は一致している。つまり、第2主面32b側に設けられる第2壁部33は、第1壁部32の第1主面32a側に設けられる第2壁部33の裏側に位置している。
【0024】
回転体30の材質は特に限定されるものではないが、耐磨耗性の観点から、FCD450等の球状黒鉛鋳鉄であることが好ましい。
回転体30の回転に伴って、回転体30の第1壁部32は、ケーシング20の収容部20aと輸送部20bとの間を閉じる閉位置と、収容部20aと輸送部20bとの間を開く開位置とに位置することができる。
【0025】
図2に示すように、閉位置は、各第1壁部32の側縁32cがケーシング20の周壁21に最も近接する位置であり、本実施形態では、各第1壁部32が水平となる位置が閉位置となるように設計されている。回転体30が閉位置にあるとき、第1壁部32が収容部20aと輸送部20bとの間を区画する壁となることにより、収容部20aと輸送部20bとの間が閉じた状態となり、収容部20aから輸送部20bへの被輸送物の供給が制限される。
【0026】
なお、収容部20aと輸送部20bとの間が閉じた状態は、ケーシング20の周壁21と回転体30との間の隙間が最小となる状態ということもできる。また、回転体30が閉位置にあるとき、第1壁部32の側縁32cとケーシング20との間には、被輸送物の噛み込みを抑制するための数ミリ程度の僅かな隙間D2が設けられている。
【0027】
開位置は、回転体30が閉位置以外の位置、即ち、各第1壁部32の側縁32cがケーシング20に最も近接する位置を除く全ての位置にある状態であり、本実施形態では、各第1壁部32が水平に対して傾斜した状態となる位置が開位置となるように設計されている。
【0028】
図2に示すように、ケーシング20の集束部24の内面において、回転体30の第1壁部32の先端である側縁32cの回転軌跡Tに対向する部分には、回転体30の回転方向前方側に向かって回転軌跡Tとの間隔が徐々に広がる拡幅部24aが設けられている。これにより、回転軌跡Tと集束部24の内面の拡幅部24aとの間には、回転体30の回転方向前方側に向かって徐々に幅が大きくなる空間Sが形成される。なお、
図2においては、回転軌跡Tは、第2壁部33の周縁を示す線に一致する。
【0029】
図2に示すように、ケーシング20には、回転体30が閉位置にあることを検出する検出部26が設けられている。検出部26は、ケーシング20の周壁21における、回転体30が閉位置にあるときの第1壁部32の側縁32cが対向する部分に取り付けられた近接センサであり、第1壁部32の側縁32cが所定距離以内に近づいたことを非接触で検出する。そして、検出部26は、回転体30の位置に応じた検出信号S1を制御部18に送信する。
【0030】
図1に示すように、プラグフィーダー10の制御部18には、検出部26からの検出信号S1が入力される。制御部18は、検出部26からの検出信号S1に基づいて、供給装置14の駆動部Mの駆動を制御する。詳述すると、検出部26から入力される検出信号S1が、回転体30が開位置にあることを示す信号から回転体30が閉位置にあることを示す信号に切り替わったことに基づいて、制御部18は、駆動部Mの駆動を停止して、回転体30を閉位置に保持する。
【0031】
そして、制御部18は、駆動部Mの停止から、予め設定された所定期間が経過した後、駆動部Mの駆動を再開する。上記所定期間は、供給装置14の輸送部20b内の被輸送物が輸送通路12,13を通じて貯蔵タンク17まで輸送できる十分な時間であり、輸送通路12,13の長さや吸引ブロワー15の能力等のプラグフィーダー10の構成に応じて適宜、設定される。
【0032】
次に、本実施形態の作用について記載する。
NC旋盤11を用いた金属加工により生じた金属屑等の被輸送物は、供給装置14に投入されて収容部20aに収容される。一方、供給装置14の回転体30は、制御部18により制御された駆動部Mによって回転駆動される。回転体30の回転に伴って、収容部20a内の被輸送物の一部が輸送部20bに入り込むことにより、収容部20a側から輸送部20b側へ被輸送物が移送される。
【0033】
ここで、収容部20a内の被輸送物は、自重により圧縮された状態で収容されているため、塊の状態で輸送部20b側に入り込みやすい。そこで、本実施形態では、回転軌跡Tと集束部24の内面の拡幅部24aとの間に、回転体30の回転方向前方側に向かって徐々に幅が大きくなる空間Sを形成している。これにより、回転体30の回転に伴って、塊状の被輸送物が空間Sに対向する部分を通過する際に、塊状の被輸送物の一部が空間S側へ流れ、被輸送物の塊に先行して空間S内を通ってぱらぱらと輸送部20bの底部に落下する。空間Sは、回転方向前方側に向かって徐々に幅が大きくなる形状であるため、一度に多くの被輸送物が空間Sへ流れることはなく、少しずつ空間Sへと流れ、詰まることなく空間S内をスムーズに移動する。
【0034】
塊状の被輸送物の一部が空間S側へ流れることにより、被輸送物の塊が徐々に解れて小さくなっていく。これにより、塊状の被輸送物が一度に多量に輸送部20bへ移送されることに起因して、輸送通路12,13内の輸送気体に対する被輸送物の混合比率が過度に大きくなることを抑制できる。また、輸送部20bへ移送される被輸送物の塊が小さくなることにより、被輸送物を圧送する際に生じる空気抵抗や輸送通路12,13の壁面に対する摩擦抵抗等が小さくなる。それらの結果、より小さい力で被輸送物を効率的に圧送できる。
【0035】
供給装置14の輸送部20bに移送された被輸送物は、排出口25及び輸送通路12,13を通じて吸引ブロワー15により吸引されることで、負圧状態の輸送通路12,13内を通って下流側の貯蔵タンク17まで圧送される。
【0036】
ここで、回転体30が閉位置に位置すると、検出部26からの検出信号S1に基づいて、駆動部Mの駆動が停止されて回転体30が閉位置に保持される。駆動部Mの停止から所定期間が経過後、駆動部Mの駆動が再開されることにより供給装置14における収容部20a側から輸送部20b側への被輸送物の移送が再開される。
【0037】
つまり、供給装置14の輸送部20bからの被輸送物の圧送を、供給装置14の回転体30を閉位置に保持した状態にて行っている。これにより、被輸送物の圧送時において、供給装置14の収容部20a側から輸送部20b側への空気のリークが抑制される。これにより、輸送通路12,13内に、被輸送物を圧送する強い力を効率的に発生させることができる。
【0038】
次に、本実施形態の効果について記載する。
(1)供給装置14は、被輸送物を収容する収容部20aと、収容部20aの下側に位置して輸送通路12,13に接続される輸送部20bと、収容部20aに収容された被輸送物を輸送部20bへ移送する回転体30と、回転体30を回転駆動する駆動部Mとを備えている。輸送部20bは、下方に向かって徐々に先細に絞られた形状の集束部24を備えている。回転体30は、収容部20aと輸送部20bとの間を区画する第1壁部32と、第1壁部32を回転させる軸部31とを備えている。輸送部20bの集束部24の内面と第1壁部32の先端の回転軌跡Tとの間には、回転方向前方側に向かって徐々に幅が大きくなる空間Sが設けられている。
【0039】
上記構成によれば、より小さい力で被輸送物を効率的に圧送できる。更に、上記構成の供給装置14を用いることにより、プラグフィーダー10の吸引ブロワー15として、より出力の小さいものを採用することが可能になり、プラグフィーダー10の小型化にも寄与する。
【0040】
(2)回転体30は、第1壁部32の第1主面32a及び第2主面32bに設けられる四半円形状の複数の第2壁部33を備えている。複数の第2壁部33は、軸部31の軸線P方向に間隔D1をあけて配置されるとともに、軸部31の軸線Pを挟んで互い違いに配置されている。
【0041】
上記構成によれば、回転体30の回転に伴って収容部20a側から輸送部20b側へ被輸送物が移送される際に、被輸送物は、一つの大きな塊の状態で移送されるのではなく、第2壁部33間の隙間の形状に相当する略四半円形状の複数の小さな塊の状態で移送される。これにより、上記(1)の効果がより顕著に得られる。
【0042】
(3)制御部18は、検出部26からの検出信号S1に基づいて、回転体30が収容部20aと輸送部20bとの間を閉じる閉位置に位置するときに、回転体30を所定期間、停止させるように駆動部Mを制御する。
【0043】
上記構成によれば、被輸送物の圧送時において、供給装置14の収容部20a側から輸送部20b側への空気のリークが抑制される。これにより、輸送通路12,13内に、被輸送物を圧送する強い力を効率的に発生させることができる。
【0044】
(4)プラグフィーダー10は、供給装置14と、輸送通路12,13及び供給装置14の輸送部20bを負圧にする吸引ブロワー15とを備えている。
上記構成によれば、吸引ブロワー15により輸送部20bが負圧状態になることにより、上記の空間Sに達した塊状の被輸送物に空間S側へ引っ張られる力が作用する。これにより、塊状の被輸送物が解れやすくなる。
【0045】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・回転体30が閉位置にあるときの第1壁部32の側縁32cとケーシング20との間の隙間D2は、ゼロであってもよい。
【0046】
・空間Sは、全体として、回転方向前方側に向かって徐々に幅が大きくなる形状であれば、幅が変化しない部分が有していてもよい。
・回転体30に設けられる第2壁部33は、第1壁部32の第1主面32a及び第2主面32bのいずれか一方のみに設けられていてもよい。また、第2壁部33を省略してもよい。
【0047】
・上記実施形態では、制御部18によって供給装置14の駆動部Mの制御を行っていたが、供給装置14に駆動部Mを制御する駆動部制御部を設けてもよい。この場合、駆動部制御部は、回転体30が収容部20aと輸送部20bとの間を閉じる閉位置に位置するときに、回転体30を所定期間、停止させるように駆動部Mを制御する。
【0048】
・回転体30の回転位置を検出する検出部26は、近接センサに限定されるものではない。例えば、駆動部Mとしてのモーターに備えられるローターの位置に基づいて、回転体30の回転位置を検出する検出部であってもよい。
【0049】
・回転体30を閉位置にて保持させることなく、連続的に回転させてもよい。
・貯蔵タンク17は、輸送気体と被輸送物とを分離する集塵機能を有するものであってもよい。
【0050】
・上記実施形態では、輸送通路12,13に気体流を発生させる気体流発生装置として吸引ブロワー15を採用していたが、吸引ブロワー15に代えて送風ブロワーを用いてもよい。この場合には、供給装置14のケーシング20の第1端壁22における排出口25の反対側となる位置に送風口を設けて、この送風口に対して、直接又は間接的に送風ブロワーを接続し、送風口を通じて供給装置14の輸送部20b及び輸送通路12,13に気体流を発生させる。
【0051】
・上記実施形態では、2つの輸送通路12、13を設けたが、同輸送路を3つ以上設ける構成を採用してもよい。複数の輸送通路を設ける構成とした場合、様々な種類の被輸送物の輸送がその種類別に可能となり、効率的である。また、輸送通路の出口を複数設けるとともに、各出口に貯蔵タンク17を設けて、被輸送物の種類別に輸送先となる貯蔵タンク17を変更することも可能である。
【0052】
・輸送路を1つとする構成を採用してもよい。この場合、切換バルブ16は省略される。
・被輸送物は、金属屑に限定されるものではなく、例えば、ガラス、プラスチック、板材、生ごみ、ビニール等の粉砕体や、セメント、砂、木の粉等の粉体等であってもよい。
【符号の説明】
【0053】
S…空間
T…回転軌跡
10…プラグフィーダー
12,13…輸送通路
14…供給装置
15…吸引ブロワー
20a…収容部
20b…輸送部
24…集束部
24a…拡幅部
30…回転体
31…軸部