JP4561202B2 - 粉粒体供給装置及び粉粒体供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば粉体塗料（微細な粉粒体）を塗装面に噴射するスプレーガンや、噴射材（微細な粉粒体）を硬脆材料に噴射してその噴射面の平滑加工、グラデーション（模様付け）加工、溝加工、などを施すエアーブラスト装置などに使用され、粉粒体を圧縮気体に混合して定量供給する粉粒体供給装置、及びその装置を用いた粉粒体供給方法に関するものである。

本発明に係る粉粒体供給装置において、粉粒体の定量供給及びその供給量の可変制御をする場合にはその粉粒体の流動性を一定に保持する必要があるもので、その流動性を左右する因子にはその粉粒体が持つ付着力のみならず粒子の形状や周囲の湿度などの環境条件などがあり、取り扱う粉粒体の粒子径が特に５０μｍ以下の微粉体の場合にはその微粉体に与える前記流動性を左右する因子の影響が大でありその流動性が変化することが予測される。

前記のような取り扱う粉粒体が微粉体の場合には、その微粉体がホッパー内壁への付着や、微粉体同士がブリッジを形成した棚吊り現象や、ホッパー下部の供給管内の閉塞現象が発生し易く供給量が不安定となる問題点があって、これらを防止する方法としてホッパー側壁に振動（又は衝撃）発生源、を付設してホッパー側壁を振動（又は衝撃）をさせる方法、或いはホッパー内の粉粒体を機械的に攪拌する方法を備えた粉粒体供給装置が一般的に知られている。

その一例として、特許文献１には、微粉体（粒径：５０μｍ以下）を貯留したホッパーの下部に供給細管（内径：０．５〜２．Oｍｍ）を連設し、その供給細管、又は／及びホッパーを機械式モータ、振動モータ、電磁式バイブレータなどから成る振動手段（振動数：１０〜２００Hz）によって振動させ、その振動数を変更することにより微粉体の供給量を可変制御できるようにした供給方法、及びその装置が開示されている。
特開平８−３３８３９号公報 （図１）

前記、特許文献１の発明は、当該公報の図１に示されるように微粉体を貯留したホッパーと、そのホッパー下部に連設した供給細管と、その供給細管に付設した振動手段とから成り、該振動手段は、請求項４、請求項５に記載されるように供給細管、又は／及びホッパーに振動を与えホッパー内の微粉体を供給細管を通して供給する構成にし、その振動数を変更することにより供給量の変更ができるようになっている。

しかしながら、粒子径が５０μｍ以下の微粉体は、前記のようにその微粉体に与える前記流動性を左右する因子の影響が大であり、流動性の変化が考えられる微粉体の定量供給、及び供給量の可変制御をする供給装置として振動モータなどから成る振動手段のみの当該発明の供給方法では前記のような微粉体の付着等が解決されない場合が考えられ、供給装置内の粉体系路の圧力の調整及び一定化を図る必要があって、定量供給の安定性や供給量の可変制御性に問題が残されている。

本発明は、前記従来技術の問題点を解決し、微粉体の流動性を変化させない定量供給の安定性と供給量の可変制御を的確にする粉粒体供給装置、及び粉粒体供給方法を提供することにある。

前記課題を解決するために成された本発明は、底部をホッパー状とした貯留タンクの下方にケーシングを連設して、このケーシング内の圧縮気体室と貯留タンクとを貯留タンクの底部に垂設した粉粒体送出管をもって連通するとともに、圧縮気体室に供給される圧縮気体により粉粒体を外部に供給するための粉粒体送給筒を、ケーシングの底部に突設した粉粒体供給装置であって、前記圧縮気体室には、粉粒体送出管より送られてくる粉粒体を粉粒体送給筒に送り込むための中継部材を振動発生源に支持させて、中継部材を粉粒体送給筒から離間させて配置したことを特徴とする粉粒体供給装置を請求項１の発明とする。そして、前記した発明において、中継部材を、中継管からなるものとして、この中継管を粉粒体送出管に着脱自在に装着したものを請求項２の発明とし、中継部材を、中継タンクとこの下部に接続された中継管とからなるものとして、当該中継タンクを粉粒体送出管から離間させて振動発生源に支持させたことを特徴とするものを請求項３の発明とする。

また、上記した発明において、圧縮気体室に圧縮気体を供給する圧縮気体供給口をケーシングの側壁に設けるとともに、圧縮気体室から貯留タンク内の上方に達する通気管を設けて、貯留タンクと中継部材と粉粒体送給筒とを、圧縮気体室と同一圧力にしたものを請求項４の発明とし、中継タンクとして、その上端開口の内径が貯留タンクの粉粒体送出管より大径で、且つ、底部に中継管を着脱自在に設けたものであり、この中継タンクの上端開口に前記粉粒体送出管を相互間に充分な隙間を設けて挿入して粉粒体送出管に接触することがないようにする一方、前記中継管の先端をケーシング底部に設けた粉粒体送給筒に接触することがないように相互に充分な隙間を設けて挿入したものを請求項５の発明とする。また、この請求項５における中継管の形状として、中継タンクの底部に垂下される縦管部に横管部を続かせたＬ形のもので、この横管部の先端をケーシングの底部に設けた粉粒体送給筒の上端に側方より挿入したものを請求項６の発明とし、請求項２における中継管の形状として、粉粒体送出管に装着される縦管部に横管部を続かせたＬ形のもので、この横管部の先端を斜め上向きとして、粉粒体送給筒の上端開口に側方より挿入したものを請求項７の発明とする。さらに、前記した請求項１〜７の何れかの発明における振動発生源を圧電素子としたものを請求項８の発明とし、これら請求項１〜８の何れかに記載の発明において、粉粒体送給筒に続かせた粉粒体送給管の先端に噴射ノズルを接続し、貯留タンクに噴射材を貯留し、その噴射材を噴射ノズルより噴射させるエアーブラスト装置に用いたことを特徴とする粉粒体供給装置を請求項９の発明とする。

また、前記した請求項１〜請求項９のいずれかに記載の粉粒体供給装置を用いて、 圧縮気体室に圧縮気体を供給することにより、圧縮気体室と貯留タンクと振動供給ユニットの中継タンクと粉粒体送給筒に至る粉粒体の流路系の圧力を前記圧縮気体室の圧力と同一圧力としたことを特徴とする粉粒体供給方法を請求項１０の発明とし、同じく、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の粉粒体供給装置を用いて、圧縮気体室に圧縮気体を供給し、前記粉粒体の流路系を同一圧力にして、粉粒体を加圧状態にすると共に、中継部材の振動数と振幅の組合せ変更により、粉粒体の定量供給、又は供給量の可変制御するようにしたことを特徴とする粉粒体の供給方法を請求項１１の発明とする。さらにまた、前記した請求項１〜９のいずれかに記載の粉粒体供給装置を用い、振動発生源の振動数を１００〜６００Ｈｚ、振幅を７０μｍ以下の範囲で選択設定して、粉粒体を供給することを特徴とする粉粒体の供給方法を請求項１２の発明とし、請求項２〜８のいずれかに記載の粉粒体供給装置を用い、中継管の内径がφ０．２〜１０．０ｍｍの範囲にある複数の中継管を用意し、これら内径が異なる中継管を交換することにより粉粒体の供給量を段階制御することを特徴とした粉粒体供給方法を請求項１３の発明とする。また、前記した請求項１２または１３の発明を実施するにあたり、振動発生源の振動数を１００〜６００Ｈｚ、振幅を７０μｍ以下の範囲で変更して粉粒体の供給量を微量制御するようにした発明を請求項１４の発明とし、前記した請求項１２〜１４のいずれかの発明を実施するにあたり、貯留タンクに粒径５〜８０μｍの粉粒体を充填して、粉粒体を５〜７００ｍｇ／ｓｅｃの供給速度にて供給するようにした発明を請求項１５の発明とする。

本発明の粉粒体供給装置は、粉粒体の貯留タンクの下方にケーシングを連設してこのケーシング内に設けた圧縮気体室と前記貯留タンクとを粉粒体送出管によって連通させるとともに、ケーシングの底部には、貯留タンクから送出された粉粒体を圧縮気体により外部に供給するための粉粒体送給筒を突設したうえに、圧縮気体室には、粉粒体送出管より送られてくる粉粒体を粉粒体送給筒に送り込むための中継部材を、粉粒体送給筒に非接触となるように振動発生源に支持させて中継部材の中継管内に圧縮気体の混入が少なく粉粒体が充填された状態とするとともに、前記貯留タンク、ケーシング内の圧縮気体室の圧力を同一にしたので、中継管内の粉粒体とその出口となる粉粒体送給筒に負荷される圧力が同一となるから、中継部材の中継管の振動が効果的に作用し、流動性が悪い粉粒体においてもその流動性を改善して一定の速度で移送することができる。上記中継部材を、Ｌ字形の中継管からなるものとして、この中継管を粉粒体送出管に着脱自在に装着することによって、粉粒体を円滑に移送することができる。あるいは、中継部材を、中継タンクとこの下部に装着された中継管とからなるものとして、当該中継タンクを粉粒体送出管から離間させて振動発生源に支持させることによっても、中継部材を完全に粉粒体送出管及び粉粒体送給筒から引き離して振動させることができて、粉粒体を円滑に移送することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１、及び図２に示す粉粒体供給装置について、１は上端を開口部２とし該開口部２に着脱自在の蓋３が設けられ下部にホッパー形状の底部１aを形成した密閉構造の貯留タンクであって、該貯留タンク１の底部１aのホッパー形状の下端には粉粒体送出管４が垂設されている。

５は側壁に圧縮気体供給口６を設け貯留タンク１の下端に着脱自在にボルト固定で連設した筒状のケーシングであって、該ケーシング５の上部に位置する貯留タンク１の底部１aと下部に着脱自在に設けたボルト固定の底板５１とにより圧縮気体室７を形成する。８は下端開口を前記圧縮気体室７に臨ませ上端開口を貯留タンク１の開口部２付近に位置させて貯留タンク１内の圧力を圧縮気体室７内と同圧にするために設けた通気管であり、８aは上端開口を貯留タンク１の上端の開口部２付近に位置させ下端に開閉弁８bを取り付けた排気管であって該排気管８aは蓋３を取り外す前に前記開閉弁８bを開にして貯留タンク１内に残留する圧縮気体を抜き取るためのものである。

ケーシング５の圧縮気体室７内には、前記貯留タンク１の底部１aの下端に垂設された粉粒体送出管４が挿入される上端開口１２と下端開口１８に中継管１３が着脱自在に取り付けられる中継タンク１１と振動発生源１４を一体化して振動供給ユニット１５を形成し、該振動供給ユニット１５はその振動発生源１４を介してケーシング５の底板５１に設けられたブラケット１４aにボルト固定されている。尚、前記中継タンク１１の上端開口１２の内径は、前記貯留タンク１の粉粒体送出管４の外径より大径とし隙間が設けられており、振動発生源１４の作動により中継タンク１１を振動させた際に該中継タンク１１の上端開口１２が貯留タンク１の粉粒体送出管４に接触しないようにしてある。又、中継タンク１１の中継管１３の形状は、図示の如くL字形が好ましいが、その粉粒体の流動性が特に悪い場合には図示しないストレート形状にする必要がある。

１６はケーシング５の底板５１に形成した粉粒体送給筒であって、上端開口１７を圧縮気体室７内に臨ませ前記中継タンク１１の中継管１３の先端部が挿入され、該粉粒体送給筒１６の下端に噴射手段２０を先端に取り付けた粉粒体送給管１９が接続されている。尚、前記中継タンク１１の中継管１３の形状が図示の如くＬ字形である場合の前記粉粒体送給筒１６の上端開口１７の形状は、中継タンク１１の中継管１３の先端部が粉粒体送給筒１１１６の側部から挿入されることとなるから、その挿入箇所となる粉粒体送給筒１６の上端開口１７をその半外周を切除して半筒状に形成するもので、前記中継タンク１１の中継管１３の形状が図示しないストレート形状である場合の前記粉粒体送給筒１６の上端開講１７は水平開口形状であってよい。又、粉粒体送給筒１６の上端開口１７の内径は中継タンク１１の中継管１３の外径より大径とし隙間が設けられており、中継タンク１１を振動発生源１４の作動により振動させた際に該中継タンク１１の中継管１３の先端部が粉粒体送給筒１６の上端開口１７に接触しないようにしてある。

このように構成された本発明の粉粒体供給装置は、貯留タンク１内に上端の開口部２より粉粒体を投入した後、貯留タンク１の開口部２に蓋３を取り付け固定して貯留タンク１を密閉状態にし、次いで[Ａ]圧縮気体供給口６より圧縮気体を供給すると共に[Ｂ]振動発生源１４に通電して振動供給ユニット１５の中継タンク１１を振動させる。

前記[Ａ]に記載の圧縮気体供給口６より供給された圧縮気体は、圧縮気体室から（１）通気管８を通して貯留タンク１内、（２）振動供給ユニット１５の中継タンク１１の上端開口１２より中継タンク１１内、（３）ケーシング５の底板５１に設けられた粉粒体送給筒１６の上端開口１７より粉粒体送給筒１６内、に夫々導入されて前記（１）〜（３）の流路系の粉粒体を一定の圧力で加圧することとなるからその流路系の粉粒体を一定の速度で移送することができる。尚、湿度を嫌う粉粒体を取り扱う場合には、前記圧縮気体を供給する装置に除湿機を付けて除湿すればその粉粒体の流動性を向上させて一定の速度で移送できるものであり、湿度を嫌う粉粒体であっても定量供給及び可変制御を精度良く行うことができる。

又、前記〔Ｂ〕に記載の中継タンク１１の振動（振動数と振動強度）は、前記（１）〜（３）の流路系の粉粒体の供給量を決定して粉粒体の定量供給及びその供給量の可変制御を図るもので、その中継タンク１１の振動と前記〔Ａ〕に記載の粉粒体への加圧力の作用で粉粒体の流動性を一定に保持しながら粉粒体送給管１９を介して噴射手段２０から墳射することができる。尚、振動させる部分が貯留タンク１と隔離させた容量が小さい中継タンク１１のみであるために、振動発生源１４は電圧を変更することにより歪（振幅）を変更することができる圧電素子を採用して振動供給ユニット１５を小型化できるが、該振動発生源１４は圧電素子に限るものでなく他の電磁式バイブレータや振動モータであっても良い。

尚、図１に示した貯留タンク１の容量が３リットルに対し、中継タンク１１の容量は０．０２リットルである。

次に、図３に示す本発明の粉粒体供給装置をエアーブラスト装置に組み込んだ場合の一使用例について説明する。

２２は本発明の粉粒体供給装置であって、該粉粒体供給装置２２のケーシング５の圧縮気体供給口６には圧縮気体供給装置２３から供給される圧縮気体の圧力を制御する電空比例弁２６を設けた圧縮気体の供給配管２６aが接続され、粉粒体供給装置２２の粉粒体送給管１９の先端には、エアーブラスト装置２１のキャビネット３７内に噴射手段２０として設けた噴射ノズルが接続されている。３１、３２、３３は、スライダードライバー３４によって噴射ノズルを三次元作動させるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸であり、３５はワーク（被加工物）、３６はキャビネット３７の前面に設けたワーク３５出し入れ用の開閉扉、２９は集塵ダクト２８を介してキャビネット３７内の粉塵を回収する集塵機である。２４は（１）圧縮気体を供給する電空比例弁２６と、（２）粉粒体供給装置２２の振動タンクを振動させる振動発生源と、（３）噴射手段２０（噴射ノズル）の三次元制御作動をさせるスライダードライバー３４と、に接続し、前記（１）電空比例弁２６による圧縮気体の設定圧力（２）振動発生源の振動数と振動強度（振幅）、（３）スライダードライバー３４の三次元作動、を作動制御するプログラムが内蔵されている制御手段である。

以下、本発明の粉粒体供給装置２２の一使用例としてのエアーブラスト装置２１について説明をする。

ワ一ク３５をエアーブラスト装置２１の開閉扉３６からキャビネット３７内に載置固定した後、粉粒体供給装置２２の貯留タンク１内に粉粒体（噴射材）を投入してブラスト加工の前準備をする。次に、制御手投２４を起動すれば（１）電空比例弁２６による圧縮気体の圧力を設定し圧縮気体供給装置２３から供給配管２６aを介して粉粒体供給装置２２のケーシング５内の圧縮気体室７へ圧縮気体を供給、と（２）振動発生源の適正な振動数と振動強度（振幅）を設定し粉粒体（噴射材）の供給量（噴射料）設定、と（３）スライダードライバー３４の三次元作動の設定による噴射手段２０（噴射ノズル）の走査設定、が連動してブラスト加工が開始され前記制御手段２４に内蔵されているプログラムに基づいて前記（１）〜（３）の作動してブラスト加工が自動的に終了する。尚、制御手段２４に内蔵する前記（１）〜（３）の作動制御プログラムの条件を変更することにより各種のブラスト加工を行うことができる。

以下、本発明の粉粒体供給装置を完成するに至った実施例を説明する。

〔Ｉ〕粉粒体の平均粒径が1)８μｍ（＃１５００）、2)１１．５μｍ（♯１０００）、3)３０μｍ（＃４００）、の材質がアルミナの粉粒体と、〔II〕内径が1)０.３ｍｍ、2)１．Oｍｍ、3)３．Oｍｍ、の中継管１３を準備し、前記〔Ｉ〕に記載の３種類の粉粒体を〔II〕に記載の３種類の中継管１３を夫々用いた９例に対して〔III〕圧力が０．５ＭPaの圧縮気体を圧縮気体供給口６に供給し、〔IV〕振動発生源１４に用いた圧電素子の電圧を振動強度（振幅）が最大となる２００Vとし振動数を１５０〜６００Hzの間を５０Hz間隔に変化させて粉粒体の供給量（噴射量）を測定した結果、その供給量（噴射量）が前記の９例とも〔IV〕振動発生源１４（圧電素子）の振動数が３００Hzで最大を示し、圧電素子の振動数を１５０〜３００Hzの間は粉粒体の供給量（噴射量）が上昇傾向にあり、圧電素子の振動数を３００〜６００Hzの間は粉粒体の供給量（噴射量）が下降傾向にあった。1)粉粒体の平均粒径が８μｍ（＃１５００）／中継管１３の内径が０．３ｍｍ、の状態を図４に示し、2)粉粒体の平均粒径が１１．５μｍ（＃１０００）／中継管１３の内径が１．Oｍｍ、の状態を図６に示し、3)粉粒体の平均粒径が３０μｍ（＃４００）／中継管１３の内径が３．Oｍｍ、の状態を図８に示す。尚、前記振動発生源１４に用いた圧電素子の電圧を２００V（最大）にした時の振幅は７０μｍであった。

又、前記〔Ｉ〕に記載の３種類の粉粒体を〔II〕に記載の３種類の粉粒体供給管１３を夫々用いた９例に対して、前記振動発生源１４に用いた圧電素子の振動数を前記の試みから粉粒体の供給量（噴射量）が最大であった３００Hzに設定し、電圧を０〜２００Vの間を２５V間隔に変化させて粉粒体の供給量（噴射量）の制御範囲が最も広い中継管１３の内径を確認した結果、1)粉粒体の平均粒径が８μｍ（♯１５００）は図５に示すように中継管１３の内径が０．３ｍｍ、2)粉粒体の平均粒径が１１．５μｍ（＃１０００）は図７に示すように中継管１３の内径が１．Oｍｍ、3)粉粒体の平均粒径が３０μｍ（♯４００）は図９に示すように中継管１３の内径が３．Oｍｍ、であった。

尚、前記試みの圧電素子の電圧（２５V間隔）の変化を上昇させた場合と下降させた場合の同一電圧レベルにおける粉粒体の供給量（噴射量）の最大変動割合を確認した結果、1)粉粒体の平均粒径が８μｍ（♯１５００）／中継管１３の内径が０．３ｍｍにおいては±２０％以内、2)粉粒体の平均粒径が１１.５μｍ（＃１０００）／中継管１３の内径が１．Oｍｍ、及び3)粉粒体の平均粒径が３０μｍ（＃４００）／中継管１３の内径が３．Oｍｍにおいては土１０％以内、であった。

図１０に上記したものとは別の形態の粉粒体供給装置を示す。
この粉粒体供給装置においても、底部１ａをホッパー状とした貯留タンク１の下方にケーシング５が連設され、このケーシング５内の圧縮気体室７と貯留タンク１とが貯留タンク１の底部１ａに垂設した伸縮、可撓性の材質からなる粉粒体送出管４によって連通されている。この粉粒体送出管４の上部には粉粒体の自重を受け止めて粉粒体の送出を円滑ならしめる耐圧部材６１が設けられている。耐圧部材６１は上端が閉口され下端が開口されたパイプ状のものであって、その側面には粉粒体の流入口６２を有する。

また、ケーシング５の底部５１には、粉粒体を外部に供給するための粉粒体送給筒１６が突設されている。そして、粉粒体送出管４より送られてくる粉粒体を粉粒体送給筒１６に送り込むための中継管１３が、取り付け部材６３を介して振動発生源１４に支持されている。中継管１３は図示のとおり粉粒体送給管４に着脱自在に装着される縦管部１３ａに横管部１３ｂを続かせたＬ形のものである。縦管部１３ａは斜めに粉粒体送出管４に装着、且つ傾斜させた振動発生源１４に支持されているので、横管部１３ｂの先端は斜め上向きとなっていて、自重により粉粒体が横管部１３ｂ先端から押し出されにくくしてある。そして、この横管部１３ｂ先端は、粉粒体送給筒１６の上端に形成した半筒状の受入口１７に側方より挿入されているが、粉粒体送給筒１６と横管部１３ｂ先端とは振動によっても接触することのないように十分な余裕をもって離間されている。

以上のように構成された粉粒体供給装置においては、圧縮気体供給口6から供給された圧縮気体により圧縮気体室７、貯留タンク1、中継管１３内部が同一圧力とされる。そして、この圧縮気体が粉粒体供給筒１６の受入口17に流入する際に、横管部１３ｂ先端に負圧がかかるので粉粒体は受入口17に流れ込むこととなる。

なお、中継管１３として、内径φ０．２〜１０．０ｍｍである複数の中継管１３を用意し、これら内径が異なる中継管１３を交換することによって粉粒体の供給量を段階的に制御することができる。

以下、実施例に従い上記した粉粒体供給装置についての試験結果を説明する。この試験における条件は次のとおりである。
粉粒体：ＧＣ＃400、供給量10ｇ/min、電圧：130Vpp、周波数（振動数）470Hz、測定時間、15sec、測定回数：10回、初期投入量:3リットル、
図１１には時間の経過による各10回の供給量の平均値を示したが、粉粒体が切れる8時間まで極めて安定して粉粒体が供給されていることが分かる。また、図１２には供給量に及ぼす電圧（振幅）の影響、図１３には供給量に及ぼす周波数（振動数）の影響を示すが、電圧又は周波数を変化させることにより供給量を調整できることが分かる。

以上の説明で明らかなように本発明の粉粒体供給装置は、ケーシング５内の圧縮気体室７に圧縮気体が供給されることにより、粉粒体が貯留される貯留タンク１内と、該貯留タンク１内の粉粒体が通過する振動発生源１４により振動する中継タンク１１内と、該中継タンク１１内の粉粒体が通過してその粉粒体を先端の噴射手段２０に送給する粉粒体送給管１９が接続された粉粒体送給筒１６内と、該粉粒体送給筒１６に接続される粉粒体供給管１９、噴射手段２０、から成る粉粒体の流路系が前記圧縮気体室７に供給された圧縮気体の圧力と同一圧力で加圧状態となり、その圧縮気体の加圧力の作用で、例えば流動性が悪い粉粒体の場合でもその流動性を改善して一定の速度で移送することができる。

以上説明したように、本発明は、粉粒体の貯留タンク１、経路への付着、棚つり、及び閉塞を起こすことがないようにするために、言い換えれば、定量供給と、その量的コントロールを容易にするために、
（１） 粒体の貯留タンク１から中継部材の中継管１３の出口、粉粒体送給筒１６の上端開口１７までの圧力を同一（一定）とした。よって、流動性が改善される。
（２） 中継部材の中継管１３内に、圧縮気体を介在させない粉粒体を充填状態とした。この結果、振動発生源からの振動力の伝達が良好となる。また、定量供給性がよくなる。

また、図１０に示す粉粒体供給装置において、
（１） 貯留タンク１と中継管１３との間を密閉連結構造としたことにより、流動性が悪い粉粒体であっても、圧縮気体室７内にオーバーフローさせることなく、中継管１３内に粉粒体を充填することができる。
（２） 中継管１３の出口（横管部１３ｂ）を斜め上向きとしたことにより、中継管１３内の粉粒体の充填率が向上するとともに、振動発生源の振動強度の変更による供給量の制御性が向上する。さらに、振動発生源１４のＯＮ−ＯＦＦによる粉粒体の供給・停止制御性の向上を的確にできる。
（３） 連続運転にて定量供給可能な粉粒体の粒度を確認した結果、図１に示す粉粒体供給装置においてはオーバーフローすることなく連続運転・定量供給可能な粒度は＃６００（２５μｍ）までであったのに対し、図１０に示す供給装置においては＃１５００（１０μｍ）まで可能であった。

以上のように粉粒体の流動性を改善したことにより、粉粒体の流路系に設けた中継管１３を、取り扱う粉粒体の粒度に適合する内径に基づいて選択設計する段階制御と、振動発生源１４の振動数と振動強度(振幅)の組合せによる微量制御とを的確に行うことができる。
従って、本発明は高精度の定量供給（定量噴射)と供給量(噴射量)の可変制御をすることができる粉粒体供給装置、及びその装置を用いた粉粒体供給方法として工業的価値極めて大なものである。

本発明の粉粒体供給装置の正面断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 本発明の粉粒体供給装置をエアーブラスト装置に使用した場合の構成を示す斜視図である。 粉粒体の平均粒径が８μｍ、中継管の内径が０．３ｍｍの場合の振動発生源に用いた圧電素子の振動数と粉粒体供給量の関係を示すグラフである。 粉粒体の平均粒径が８μｍ、中継管の内径が０．３ｍｍの場合の振動発生源に用いた圧電素子の電圧と粉粒体供給量の関係を示すグラフである。 粉粒体の平均粒径が１１.５μｍ、中継管の内径が１．０ｍｍの場合の振動発生源に用いた圧電素子の振動数と粉粒体供給量の関係を示すグラフである。 粉粒体の平均粒径が１１.５μｍ、中継管の内径が１．０ｍｍの場合の振動発生源に用いた圧電素子の電圧と粉粒体供給量の関係を示すグラフである。 粉粒体の平均粒径が３０μｍ、中継管の内径が３．０ｍｍの場合の振動発生源に用いた圧電素子の振動数と粉粒体供給量の関係を示すグラフである。 粉粒体の平均粒径が３０μｍ、中継管の内径が３．０ｍｍの場合の振動発生源に用いた圧電素子の電圧と粉粒体供給量の関係を示すグラフである。 別の実施形態の粉粒体供給装置を示す正面断面図である。 時間の経過による粉粒体供給量の安定性を示すグラフである。 粉粒体供給量に及ぼす電圧の影響を示すグラフである。 粉粒体供給量に及ぼす周波数の影響を示すグラフである。

符号の説明

１ 貯留タンク
１a ホッパー状の底部
２ 開口部
３ 蓋
４ 粉粒体送出管
５ ケーシング
５１ 底板
６ 圧縮気体供給口
７ 圧縮気体室
８ 通気管
８ａ 排気管
８ｂ 開閉弁
１１ 中継タンク
１２ 上端開口
１３ 中継管
１３ａ 縦管部
１３ｂ 横管部
１４ 振動発生源
１４ａ ブラケット
１５ 振動供給ユニット
１６ 粉粒体送給筒
１７ 上端開口
１９ 粉粒体送給管
２０ 噴射手段
２１ エアーブラスト装置
２２ 粉粒体供給装置
２３ 圧縮気体供給装置
２４ 制御手段
２６ 電空比例弁
２６ａ 供給配管
２８ 集塵ダクト
２９ 集塵機
３１ Ｘ軸
３２ Ｙ軸
３３ Ｚ軸
３４ スライダードライバー
３５ ワーク
３６ 開閉弁
３７ キャビネット
６１ 耐圧部材
６２ 粉粒体の流入口

Claims (15)

1. 底部をホッパー状とした貯留タンクの下方にケーシング５を連設して、このケーシング５内の圧縮気体室７と貯留タンク１とを貯留タンク１の底部に垂設した粉粒体送出管４をもって連通するとともに、圧縮気体室７に供給される圧縮気体により粉粒体を外部に供給するための粉粒体送給筒１６を、ケーシング５の底部に突設した粉粒体供給装置であって、前記圧縮気体室７には、粉粒体送出管４より送られてくる粉粒体を粉粒体送給筒１６に送り込むための中継部材を振動発生源１４に支持させて、中継部材を粉粒体送給筒１６から離間させて配置したことを特徴とする粉粒体供給装置。
2. 中継部材を、中継管１３からなるものとして、この中継管１３を粉粒体送出管４に着脱自在に装着したことを特徴とする請求項１に記載の粉粒体供給装置。
3. 中継部材を、中継タンク１１とこの下部に接続された中継管１３とからなるものとして、当該中継タンク１１を粉粒体送出管４から離間させて振動発生源１４に支持させたことを特徴とする請求項１に記載の粉粒体供給装置。
4. 圧縮気体室７に圧縮気体を供給する圧縮気体供給口６をケーシング５の側壁に設けるとともに、圧縮気体室７から貯留タンク１内の上方に達する通気管８を設けて、貯留タンク１と中継部材と粉粒体送給筒１６とを、圧縮気体室７と同一圧力にしたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の粉粒体供給装置。
5. 中継タンク１１は、その上端開口の内径が貯留タンク１の粉粒体送出管４より大径で、且つ、底部に中継管１３を着脱自在に設けたものであり、この中継タンク１１の上端開口に前記粉粒体送出管４を相互間に充分な隙間を設けて挿入して粉粒体送出管４に接触することがないようにする一方、前記中継管１３の先端をケーシング５底部に設けた粉粒体送給筒１６に接触することがないように相互に充分な隙間を設けて挿入したことを特徴とする請求項３または４に記載の粉粒体供給装置。
6. 中継管１３の形状が、中継タンク１１の底部に垂下される縦管部１３ａに横管部１３ｂを続かせたＬ形のもので、この横管部１３ｂの先端をケーシング５の底部に設けた粉粒体送給筒１６の上端に側方より挿入したことを特徴とする請求項５に記載の粉粒体供給装置。
7. 中継管１３の形状が、粉粒体送出管４に装着される縦管部１３ａに横管部１３ｂを続かせたＬ形のもので、この横管部１３ｂの先端を斜め上向きとして、粉粒体送給筒１６の上端開口１７の側方より挿入したことを特徴とする請求項２に記載の粉粒体供給装置。
8. 振動発生源１４が圧電素子である請求項１〜７の何れかに記載の粉粒体供給装置。
9. 粉粒体送給筒１６に続かせた粉粒体送給管１９の先端に噴射ノズル２０を接続し、貯留タンク１に噴射材を貯留し、その噴射材を噴射ノズル２０より噴射させるエアーブラスト装置２１に用いたことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の粉粒体供給装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の粉粒体供給装置を用いて、 圧縮気体室７に圧縮気体を供給することにより、圧縮気体室７と貯留タンク１と中継部材と粉粒体送給筒１６に至る粉粒体の流路系の圧力を前記圧縮気体室７の圧力と同一圧力としたことを特徴とする粉粒体供給方法。
11. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の粉粒体供給装置を用いて、圧縮気体室７に圧縮気体を供給し、前記粉粒体の流路系を同一圧力にして、粉粒体を加圧状態にすると共に、中継部材の振動数と振幅の組合せ変更により、粉粒体の定量供給、又は供給量の可変制御をするようにしたことを特徴とする粉粒体供給方法。
12. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の粉粒体供給装置を用い、振動発生源１４の振動数を１００〜６００Ｈｚ、振幅を７０μｍ以下の範囲で選択設定して、粉粒体を供給することを特徴とした粉粒体供給方法。
13. 請求項２〜８のいずれかに記載の粉粒体供給装置を用い、中継管１３の内径がφ０．２〜１０．０ｍｍの範囲にある複数の中継管１３を用意し、これら内径が異なる中継管１３を交換することにより粉粒体の供給量を段階制御することを特徴とした請求項１２に記載の粉粒体供給方法。
14. 振動発生源１４の振動数を１００〜６００Ｈｚ、振幅を７０μｍ以下の範囲で変更して粉粒体の供給量を微量制御することを特徴とした請求項１２または１３に記載の粉粒体供給方法。
15. 貯留タンク１に粒径５〜８０μｍの粉粒体を充填して、粉粒体を５〜７００ｍｇ／ｓｅｃの供給速度にて供給する請求項１２または１３または１４に記載の粉粒体供給方法。

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