JPS63270537A - 粉粒体定量供給装置 - 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、粉粒体定量供給装置に関し、更に詳細には溶
射材料となるホウ素化物、ケイ素化物、金属間化合物、
これらの複合物等の金属、セラミックスあるいはプラス
チックポリマー等の粉粒体を、かさ密度を一定にコント
ロールし一定容績を連続して、プラズマ溶射ガンに供給
するのに特に好適な粉粒体室；−２供給装置に関する。

（従来の技術） 従来、溶射材料として用いられる金属やセラミックスの
粉粒体は、ｌルｍ〜２００ルｍの粒子径ときわめて細か
いために、粉粒体のかさ密度を一定にコントロールして
粉粒体を定量的に供給することはきわめて難しい問題で
あった。

一般に、粉粒体の供給装置としては、粉粒体を貯蔵する
ホッパーな備え、このホッパーから粉粒体を落−ドさせ
る構造のものかあるが、ホッパーの開［１に粉粒体が付
着してホッパーからの粉粒体の流出にむらを生じたり、
ホウバー内の粉粒体の貯蔵か変化することにより粉粒体
のかさ密度か絶えず変動するため、゛粉粒体を定量的に
供給することは困難であった。

例えば１社団法人日本粉粒体丁業技術協会編「粉粒体の
バルクハンドリング技術」　（昭和６０年発行）には、
粉粒体の定−驚的な供給に利用できる供給装置として、
ベルトフィーダー、チェーンフィーター、スクリューフ
ィーター、デーツルフィーダーか紹介されているか、こ
れらはいずれもホッパー内の粉粒体の充填率の変化によ
って粉粒体のかさ密度か変動するため、粉粒体の定植的
な供給には、なお問題かあった。すなわち、粉粒体日東
による影響でホッパー内に充填される粉粒体のかさ密度
が変化し、一定密度の粉粒体に保つのか困難であった。

粉粒体のかさ密度が変化しても一定重情になる粉粒体を
連続的に検出して、粉粒体の供給にを制御することによ
り粉粒体の定量的な供給を図る供給装置も紹介されてい
る。例えば、第４図かベルトスケール式の定重埴津続供
給装置の概略［Ａを示したものであるが、図に示すよう
に、この併給装置のホッパー（１００）から送り出され
てくる粉粒体（×）の主樋をベルト（ｔｏｅ）上で検出
し、その検出値に基づいてベルト（＋０１）の速度や、
ホッパー（＋００）出ロノ調節ゲー１−　（＋０２’）
　（７）開閉度をＡｒｒｌすることにより一定玉Ｘ＃：
の粉粒体（Ｘ）を連続供給するようになっている。

しかしながら、このような？　Ｉｊｔ検出による供給装
置の場合には、検出後のル制御となるため既に供給され
た粉粒体についての制御のタイミングか遅れる問題かあ
る。さらに検出装置や制御装置を必要とするため装置全
体か複雑になる等の問題かあった。

また、特開昭５７−１０３２４号公報には、内面に複数
個の掻き上げ羽根を有する回転ドラムと粉粒体の搬出用
コンベアとを組合わせて、回転］−ラム内の粉粒体を掻
き−とげ羽根で搬出用コンベア上に落下させることによ
り粉粒体の定量的な払い出しを【Ａる装置が記載されて
いる。

しかしながら、このものは回転ドラム内の粉粒体の・充
ｆｔ諺によって粉粒体のかさ密度か一定しないという問
題がある。すなわち、回転ドラム内の粉粒体の充填量が
多ければ粉粒体のかさ密度は高くなり、充ｆ２驕か少な
ければ粉粒体のかさ密度は小さくなる。このため、かさ
密度を一定に保つことは難しい。さらに、搬出用コンベ
アはスクリューフィーダーを用いているため１回転ドラ
ム内から回転ドラム外への通路で粉粒体の口ずまりや、
摩耗による送り不良を起こしやすく、粉粒体の定ｈ（供
給の障害となっていた。

プラズマ溶射装置に使用される粉粒体の混合供給装置と
しても、アメリカのドレーツサー社発行の「プロダクト
・データ・シートＪＮｏ、ＰＦ−５００−２のカタログ
に記載のものかある。しかしながら、このものの場合に
も、その構造は特開昭５７−１０３２４号公報に記載の
ものと同様のものであり、かさ密度を一定にコントロー
ルし一定容量の粉粒体を連続して供給することは困難で
あった。

（発明か解決しようとする問題点） このように、従来の粉粒体の定に的な供給を図った供給
装置については、粉粒体の充填率の変化による粉粒体の
かさＷ：度の変動や、粉粒体の搬送経路に問題があり、
粉粒体の定量的な供給を妨げとなっていた。

本発明は、このようなｔ情に鑑みなされたものであり、
筒型な４Ｉｉ造で粉粒体の充填率の変化による粉粒体の
かさ密度の変動を防止して、一定のかさ密度で一定の容
量の粉粒体を連続して供給する粉粒体の定量的な供給を
図ることのできる粉粒体定量供給装置を提供することを
目的としている。

（問題点を解決するためのＬ段） 本発明に係る粉粒体定量供給装置は、粉粒体をＥ方へ移
送する送り羽根を内面に有し、送り羽根により移送され
た粉粒体の戻し部を形成するように傾斜した回転ドラム
と、前記戻し部内の粉粒体を連続して受皿に移送する複
雑の桝を有した計に巾と、前記計４１−重の桝内の粉粒
体を受ける受皿とを焔えたことを特徴としている。

（発ＩＪＪの作用） 本発明に係る粉粒体定！−１供給装置は、回転ドラムの
傾斜によって形成される粉粒体の戻し部か、送り羽根に
より移送された粉粒体の過剰分を元に戻すとともに、気
体との混和をはかりながら戻し部内の粉粒体を常に一定
のかさ密度となるようにＪ整するように作ｍする。この
ため、戻し部内に位置する計に市の複雑の桝内には一定
のかさ密度を有した粉粒体か収容される。さらに計積車
の複数の桝内に収容された粉粒体は連続した状７ｇで順
次受皿に移送され、粉粒体の定量的な供給かなされる６
なお、「＃ｉ斜」とは水上状態から傾いていることをい
い、「定寸」とは粉粒体のかさ密度及び容量が一定であ
ることをいう。

（実施例） 以ド、図面に示す実施例にもとづいて本発明の詳細な説
明する。図はプラズマ溶射装置に適用した粉粒体定賃供
給装置を示したものである。

第１図から第３１４までは１本発明の一実施例を示し、
第１図は装置全体の側面からみた［Ａで、第２図は回転
ドラム内を示す断面図、第３図は第２１′ＡのＩ−１断
面図である。

］Ａにおいて、符号（１）は回転ドラムであり、粉粒体
（×）を収容する容器となっている。この回転ドラム〔
υはアルミ、鋼材、プラスチック、その他容器としての
形状を形成しス！）る材料で作製されるか、回転ドラム
（１）は回転させて内部の粉粒体（Ｘ）を攪拌するため
、あるいは複数種類の粉粒体（Ｘ）を混合するため、粉
粒体（Ｘ）との摩擦により帯電しない材料で作製するの
がよく、好ましくはアルミ製のものがよい。さらに回転
にともなう粉粒体（×）の滑りをよくするためには内周
面にツウ素コーティングを施すとよい、この例の回転ド
ラム（１）は円筒形状の容器に形成されているか、本発
明ては回転ドラム（１）は多角形筒であってもよい。

前記回転ドラム（１）は基台（１３）上に傾斜して設置
されている。回転ドラム（１）は回転ドラム（１）を支
持する２本のローラー（１２）の回転駆動により正逆回
転するようになっている。この回転の駆動源には回転の
スピードをコントロールできるものがよく、例えば、Ｄ
Ｃサーボモータ等を使用することができる。

回転ドラム（１）の内面には、ねじ溝を形成する螺旋状
の送り羽根（２）か設けられている。図示する送り羽根
（２）は、後述する計量型（４）側からみて時計回りの
方向に計Ｆａ　（１＜　（４）に向けて螺旋をえかくよ
うに形成されている。この送り羽根（２）により、回転
ドラム（１）の回転にともなって回転ドラム（１）内の
粉粒体（Ｘ）か気体との混和をはかりながらト方に移送
されるようになっている。この送り羽根（２）は容器（
１）と同様の材質て形成されている。送り羽根（２）の
形状については、送り羽根（２）の終端か一つのもの、
あるいは終端が７二つ以１；のものでもよいが、第４図
に示すように送り羽根（２）の終端が二つ以上の、いわ
ゆる多条のものであれば、連続的な粉粒体（Ｘ）の移送
か期待できる。

なお１本発明では送り羽根（２）は、螺旋状のものに限
らず１回転ドラム（１）内の粉粒体（Ｘ）がＬ方に移送
される構造のものであればよいつ次に、前記送り羽根（
２）の終端に隣接して容器（＋）の内周面には、リング
状の計σ車（４）が容器（１）と一体に取り付けられて
いる。この計？車（４）は内面に複数の凹所からなる桝
（５）を有している。桝（５）内には一定賃ずつ粉粒体
（Ｘ）が収容されるようになっている。

この計Ｆｉｔｌｊ（４）が回転ドラム（１）と−・体に
取り付けられた状態では、計啜車（４）の内面と送り羽
根（２）が設けられている回転ドラム（１）の内周面と
は面一になるように、すなわち送り羽根（２）によって
形成される溝と同しト面上に位置するように取り付けら
れているのか好ましい。これにより、送り羽根（２）に
より移送された粉粒体（Ｘ）を桝（５）にスムーズに移
送することかできる。

計ｆ車（４）は回転ドラム（１）と同様に回転し、桝（
５）内に収容された粉粒体（Ｘ）を徐々に受皿（６）に
落下させるようになっている。これによって、粉粒体（
Ｘ）を連続した状態で順次受皿（６）に移送することか
できる。この移送においても粉粒体（×）と気体との混
和かはかられるようになっている。

なお、前記実施例の場合、桝（５）の凹所はその開口を
計量型（４）の回転方向に向け、計Ｊａ”Ｉ（４）の略
接線方向にパンチングされた孔によって形成され、桝（
５）内の粉粒体（Ｘ）が一定の回転角は放出されないよ
うに形成されている。このような桝（５）の形状は前記
実施例に限らず、受皿（６）に移送することかてきる形
状であればよい。例えば第５［４に示すように、計う：
二車（４）の内面を凹凸にして、前記四部を桝（５）に
して粉粒体（Ｘ）を収容するものでもよく、また、第６
図に示すように計：、Ｘｌ１ｉ、（４）の内面に沿って
、断面かＬ字形のポケットを多数、没けて粉粒体（Ｘ）
を収容するものでもよく、要するに、粉粒体（Ｘ）を受
皿まで移送できるものであればよい。この計賃車（４）
も回転ドラム（１）や送り羽根（２）と同様の材質て作
製されている。

また複数の桝（５）とは粉粒体（Ｘ）を連続して受皿（
６）に移送することができる個数の桝（５）をいい、こ
れは計量型（４）の回転速度との関係によっても決定さ
れる。

受皿（６）は上方に向けて所定色間いた扇状に形成され
、計ｅ車（４）によって移送された桝（５）内の粉粒体
（Ｘ）を受けるようになっている。受皿（６）には−Ｅ
部にガス（Ｙ）を送り込む流入管（７）が、没けられ、
下部に粉粒体（Ｘ）を排出する流出管（８）か設けられ
ている。したかって、計ｒψ車（４）によって移送され
た粉粒体（Ｘ）は受皿（６）内で受けられ、次いで流入
管（７）から送り込まれたガス（Ｙ）とともに流出管（
８）より順次外部に移送されるようになっている。

回転ドラム（＋）の上方開口には７ｉ（１０）かされ、
蓋（１０）の中央にはガス（Ｙ）の流入管（７）、流出
管（８）を保持した保持具（９）が嵌め込まれ、ガスシ
ールによって密閉されている。このため、回転ドラム（
１）内の粉粒体（Ｘ）と流入管（７）から送り込まれた
ガス（Ｙ）との混和か可能である。なお、保持具（９）
は！（１０）との間に球体（１１）？挿入した軸受の構
造により回転ドラム（１）が回転しても固定された状態
に保たれるようになっている。

第７図は軸受構造の異なる他の実施例を示したものであ
り、ガス（Ｙ）の流入管（７）、流出管（８）が一本の
シャフト（１４）内を通した構造となっている。シャフ
ト（１４）はＭ（１０）に取り付けられた＋２状の軸受
（１５）内に密着状態て挿入されている。前記軸受（＋
５）はテフロンにより作製されている。シャフト（＋４
）の中央には０リング（１６）か嵌め込まれ、両端には
ゴム製のダストシール（１７）及びその外側に押えとな
るサイドシール（＋８）か装着されている。

さて、このような構成からなる粉粒体定コ、￥供給装置
は、第８図に示すようなプラズマ溶射装置全体のフロー
チャート図の中に位置づけられる。すなわち、粉粒体定
縫供給装２２（１９）はプラズマ溶射ガン（２０）とプ
ラズマ溶射電源（２１）との間に位置している。第８図
中の符号（２２）は粉粒体（Ｘ）を搬送するガス（Ｙ）
を供給するガスボンベてあり、（２：ｌ）はプラズマ溶
射ガン（２０）を冷却するための木を送り込むためのポ
ンプである。また、符号（２４）はカスケーブルであり
、（２５）はパウダーケーブル、（２６）は水冷ケーブ
ルである。

次に、粉粒体定；ｌ（供給装置の動作状態について説Ｉ
Ｊする。

まず、第２図に示すように回転ドラム（１）を傾斜状ｊ
ミ１に設置し、第３図の矢印方向に回転ドラム（１）を
回転させると回転ドラム（１）の底部に収容された粉粒
体（Ｘ）か送り羽根（２）におされ゛Ｃ１回転ドラム（
１）の傾斜に抗して、送り羽根（２）の上部終端に粉粒
体（Ｘ）か徐ノＪに移送される。

送り羽根（２）のに部終端まで移送された粉粒体（Ｘ）
は、回転ドラム（１）か傾斜しているため、戻し部（３
）においては、回転ドラム（１）の底部方向に戻される
状態となる。すなわち１回転ドラム（１）の傾斜によっ
て、送り羽根（２）により上方に移送された粉粒体（Ｘ
）は−・定ｆ以ｌニになると、送り羽根（２）を乗り越
え元に戻される。したかって、戻し部（３）内には常に
がさ密度が一定で一定騒の粉粒体（Ｘ）か存在するよう
に調整されている。

しかも、戻し部（３）内の粉粒体（Ｘ）は常に流動状７
．４にあるため、内部に適度の気体か混和された均質化
された状態になっている。

このように、粉粒体（×）の戻し部（３）の形成によっ
て、一定のかさ密度を有した粉粒体（Ｘ）が得られる。

本発明者が試験した結果、送り羽根（２）による粉粒体
（Ｘ）の移送と回転ドラム（１）内に収容される粉粒体
（Ｘ）の睦との関係から１回転ドラム（１）の傾斜角度
は３２度が適当であるという知見を得た。もちろん本発
明の粉粒体定量供給装置の回転ドラム（１）の傾斜角度
がこれに限定されるものではない。回転ドラム（１）の
傾斜角度を大きく、すなわち垂直となるように設定すれ
ば１回転ドラム（１）内への粉粒体（Ｘ）の収容量は多
くできるか、送り羽根（２）による粉粒体（Ｘ）の移送
量は小さくなり、逆に回転ドラム（１）の傾斜角度を小
さく、すなわち水モとなるように設定すれば、送り羽根
（２）による粉粒体（×）の移送量は大きくなるが、回
転ドラム（１）内への粉粒体（Ｘ）の収容量は少なくな
る。この点を考慮して回転ドラム（１）の傾斜角度を設
定するとよい。なお１回転ドラム（１）の回転速度を変
更することによって粉粒体（Ｘ）の移送量の３Ｊ整を図
ることもできる。

こうして戻し部（３）内で一定のかさ密度に保たれた粉
粒体（Ｘ）は、戻し部（３）内に位置する計量・ト（４
）の桝（５）内に収容され、受皿（６）へ定量的に供給
されるようになっている。この場合、送り羽根（２）に
より上方に移送される粉粒体（Ｘ）の供給埴は計驕東（
４）により移送される粉粒体（Ｘ）の供給ｒｔ（より太
きく設定されている。

次いで受皿（６）へ供給された粉粒体（Ｘ）は、流入管
（７）から送り込まれたガス（Ｙ）とともに流出’ｉ？
（８）より順次外部に移送される。これにより、粉粒体
を搬送するガス（Ｙ）と粉粒体（Ｘ）とは一定かさ密度
の良好な混和状ふを保ち、かつコンスタントにプラズマ
溶射ガン（２０）への供給される。このため、均一゛Ｃ
高品質の被膜を形成することかてきるものである。

なお、粉粒体（Ｘ）が何らかの理由て外部に移送できな
い状態になったときは、一定量一以りの粉粒体（Ｘ）は
受皿（６）からあふれて回転ドラム（＋）内に戻される
ようになっている。したかって、粉粒体（Ｘ）の移送に
障害が生じたまま、装置か作動を続けても装置を破壊し
てしまうようなｉ＄　７９を回避することができる。

また、この装置においては回転ドラム（１）は円筒形の
容器に形成され、２本のローラー（１２Ｌｈに蔵置され
る構造であるため、回転トラム（１）をローラー（１２
）上から外して別途保管しておくことかてきる。また、
別の粉粒体（Ｘ）を収納した回転ドラム（＋）に取り舛
えることも可７１である。

（発明の効果） 以ｌ−説明したように、本発明に係る粉粒体定７ｉｔ供
給装置は、回転ドラムの傾斜によって粉粒体の戻し部を
形成したから、一定のかさ密度を有した粉粒体かｊｌｌ
られ、さらに計！、：重の複数の桝によって粉粒体か連
続した状態で順次受皿に移送され、粉粒体の定量的な供
給を図ることかできる。

また、未発１１に係る粉粒体定量供給装置にあっては、
回転ドラムの傾斜角を変更することにより、戻し部の粉
粒体量をＡ整し、かさ密度を自由に設定することができ
、さらに回転トラム及び軽縫車の回転速度を変更するこ
とにより、粉粒体の供給がを無段階に設定することかで
きる。

さらに、回転ドラム内の粉粒体の充填ψに関係なく、戻
し部では粉粒体を一定のかさ密度に保つことができるか
ら、断続的に粉粒体を回転ドラムに補給しても、かさ密
度を一定にした粉粒体の足場供給か損なわれることはな
い。

また１本発明に係る粉粒体定量供給装置は、回転ドラム
によって粉粒体の攪拌が行なえるので、二種以上の粉粒
体の混和も同時に行なうことができる。

さらには１本発１１に係る粉粒体定ｒＩＨ供給！装置は
、機械故障時の対応に優れている。すなわち。

粉粒体の供給に何らかのトラブルでつまりか生して！８
置がなお回転を続けても粉粒体は戻し部の受皿のところ
で返され、粉粒体の過供給状態を回避できる。したがっ
て、従来の連続供給！Ａｒｔのように、先行部において
粉粒体の過供給状態になうたり、あるいは粉粒体のつま
りか生じた状態で装置がなお運転を続ける等のトラブル
の発生によって、装置全体をただちにストップさせなけ
れば機械の摩耗、焼き付き、粉粒体のこびりつき、ひい
てはモードル等の焼損等、多大の損失を蒙るというよう
なことがない。

未発ＩＪＩに係る粉粒体定量供給装置は、溶射材料とし
ての粉粒体の定量的な供給に利用できるたけでなく、！
８！粉Ｔの食品工業、セメントやプラスチック等の化学
１業、医薬、農薬等の薬品工業等、粉粒体を取扱う産業
分野にも有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る粉粒体足り供給装置の一実施例を
示す側面図、第２図は第１図の部分断面図、第３図は第
２図のＩ−Ｉ断面図、第４図は本発明に係る粉粒体定呈
供給装この別の実施例を示す第３図に相当する断面図、
第５図及び第６図のそれぞれは軽量型の別個を示す各断
面図、第７１１は本発明に係る粉粒体定量供給装置の一
実施例を示す第２図に相当する部分断面図、第８図はプ
ラズマ溶射装置のＪＩ！要を示すフローチャート、第９
図はベルトスケール式の定市賃連続供給装置の概略を示
す断面ＩＡである。 図の符号中、（１）は回転ドラム、（２）は送り羽根、
（３）は（粉粒体の）戻し部、（４）は計７；：、ｌｊ
、（５）は桝、（６）は受皿である。 特許出願人　　　島津丁業有限会社 第１図 第２図 第３図 】 第４図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉粒体を上方へ移送する送り羽根を内面に有し、送り羽
   根により移送された粉粒体の戻し部を形成するように傾
   斜した回転ドラムと、前記戻し部内の粉粒体を連続して
   受皿に移送する複数の桝を有した計量車と、前記計量車
   の桝内の粉粒体を受ける受皿とを備えたことを特徴とす
   る粉粒体定量供給装置。