(57)【要約】【課題】粉末充填用のノズル容積を容易かつ高精度に調整することができる紛末供給装置を実現し、生産性を向上させる。【解決手段】粉末が投入される粉供給部２と、粉供給通路５１が設けられる固定板５との間に、可動板４１と基板４２を積層した仕切板４を配置する。粉仕切板４に設けた嵌合穴３１に可動板４１に追従して変位する筒状ノズル４４を装着してノズル部３とし、可動板４１の板厚方向の移動量を調整部６で調整して、ノズル容積を可変とする。ノズル部３は粉供給部２底面の粉排出口２２に連通する位置から粉供給通路５１に連通する位置へ移動し、所定量の粉末を粉充填部５２へ供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末が投入される粉供給部（２）と、粉末を充填するための供給穴（５１）が設けられる固定部（５）と、両者の間に配置され、上記粉供給部の底面開口（２２）に連通する位置から上記供給穴に連通する位置へ移動可能なノズル部（３）を有する粉仕切板（４）とを備える粉末供給装置において、
上記粉仕切板は、基板（４２）と該基板に対して板厚方向に移動可能に積層された可動板（４１）を有し、上記粉仕切板を板厚方向に貫通する穴（３１）に、上記可動板に追従して変位する筒状ノズル（３２）を装着して上記ノズル部とするとともに、上記可動板の板厚方向の移動量を調整する調整部（６）を設け、上記可動板の移動量に応じて上記貫通穴の両端間の長さを増減して上記ノズル部の容積を可変となしたことを特徴とする粉末供給装置。
【請求項２】
上記調整部は、上記可動板の上記基板側の端面に設けたテーパ面（４５）と、該テーパ面に当接するローラ（６１）を有し、該ローラが上記テーパ面に沿って移動するのに伴い上記可動板と上記基板の間隙を調整する請求項１記載の粉末供給装置。
【請求項３】
上記調整部は、上記基板上に積層した上記可動板の両側縁部（４１１）下面に、それぞれ上記テーパ面を形成し、各テーパ面に対応する複数の上記ローラを配置して、これらローラの移動に伴い上記可動板を上下動させる請求項２記載の粉末供給装置。
【請求項４】
上記調整部は、上記基板と上記可動板の両側縁部の間に、複数の上記ローラを保持する空間部を形成するとともに、複数の上記ローラを支持する支持部材（６２）を設け、該支持部材の移動に伴い上記複数のローラを一体的に移動させる請求項３記載の粉末供給装置。
【請求項５】
上記調整部は、上記基板と上記可動板が当接する上記ノズル部の最小容積において、上記空間部高さが最大であり、上記テーパ面を上記ローラの移動方向に上記空間部高さが徐々に小さくなる形状とする請求項４記載の粉末供給装置。
【請求項６】
上記粉仕切板に上記ノズル部を複数設け、上記粉供給部の底面開口と上記固定部の上記供給穴を各ノズル部に対応させて複数設けるとともに、上記粉仕切板を駆動して、上記ノズル部が上記粉供給部の底面開口に連通する位置と上記供給穴に連通する位置とを切り替える駆動手段（４４）を備える請求項１ないし５のいずれか１項に記載の粉末供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末の供給量を調整するために容積可変のノズル部を備えた紛末供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車用点火プラグの製造工程において、プラグハウジング内に導電性粉末やガラス粉末を充填し、導電性シール層を形成することが行われる。この工程で使用される従来装置の構成を図１１に示すと、粉末供給部１０１の下端部に供給穴１０２が開口し、可動式の粉仕切板１０４に設けたノズル１０３に対向している。ノズル１０３は、製品に応じた容量の粉末が収容できるように形成されており、引出用シリンダ１０５にて粉仕切板１０４を、水平駆動することで、固定板１０６の供給穴１０７の直上位置に移動するようになっている。固定板１０６は、供給穴１０７が製品への充填部１０８の上端面に開口する。
【０００３】
したがって、図中（１）〜（３）の手順で、必要量の粉末をノズル１０３に供給し、引出用シリンダ１０５で粉仕切板１０４を図の右方へ移動することにより、供給穴１０７から充填部１０８を介してプラグハウジングに供給することができる。ただし粉末は、比重がロッド単位でばらつくのに対して、重さを一定（重さ＝比重×容積）にして製品内に充填する必要がある。このため、容積を変えたノズルを複数用意して、ロッドが変わるたびにノズルを交換しなければならない。
【０００４】
容積を調整するための従来技術として、特許文献１には、粉粒体（例えば胡麻）の充填機が開示されている。この充填機は、外周に粉粒体が通過する第１、第２開口部を有する筒状体と、筒状体内に形成した円柱状空間室に配置され、外周に開口する供給室を形成した回転自在な供給体と、供給室の開口部を、第１、第２開口部に対応位置させる回転駆動部とで構成され、供給体には、供給室内に出退自在に配置される調節部材を有している。
【０００５】
特許文献１の充填機は、棒状の調節部材の突出量を大きくするほど、供給室の内容積が小さくなる。そして、供給体の回転に伴い、第１開口部から第２開口部へ、可変した容積の粉粒体を通過させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１９８９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１１の従来装置は、製品内への粉末充填に先立ってノズル容積を調整するために、毎回作業者がロッドごとに適当な容積のノズルを選択し交換する必要があり、作業性が悪い。また、ノズルを複数用意する必要があり、部品管理や作業段取りに手間がかかって生産性が低下する。一方、特許文献１の装置は、調整部材により供給室の容量を可変としているが、棒状の調整部材が供給室の容量を絞る方向となり、供給室の断面積が途中で小さくなる。このため、狭くなった部位への粉粒体の流れ込み時に、粉の流動性が変わりやすく、その変化量の傾きが一定でなくなるので、調整目安量から簡単に調整できない、といった問題があった。
【０００８】
そこで、本願発明は、小型の自動車用部品等に所定容量の紛末を充填するために使用され、ノズル容積を可変とし、容易かつ高精度に調整することができる紛末供給装置を実現すること、そして、部品点数の増加や部品交換の手間を省いて作業効率を向上することにより、生産性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明は、
粉末が投入される粉供給部と、粉末を充填するための供給穴が設けられる固定部と、両者の間に配置され、上記粉供給部の底面開口に連通する位置から上記供給穴に連通する位置へ移動可能なノズル部を有する粉仕切板とを備える粉末供給装置において、
上記粉仕切板は、基板と該基板に対して板厚方向に移動可能に積層された可動板を有し、上記粉仕切板を板厚方向に貫通する穴に、上記可動板に追従して変位する筒状ノズルを装着して上記ノズル部とするとともに、上記可動板の板厚方向の移動量を調整する調整部を設け、上記可動板の移動量に応じて上記貫通穴の両端間の長さを増減して上記ノズル部の容積を可変となしたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の装置において、上記調整部は、上記可動板の上記基板側の端面に設けたテーパ面と、該テーパ面に当接するローラを有し、該ローラが上記テーパ面に沿って移動するのに伴い上記可動板と上記基板の間隙を調整する。
【００１１】
請求項３に記載の装置において、上記調整部は、上記基板上に積層した上記可動板の両側縁部下面に、それぞれ上記テーパ面を形成し、各テーパ面に対応する複数の上記ローラを配置して、これらローラの移動に伴い上記可動板を上下動させる。
【００１２】
請求項４に記載の装置において、上記調整部は、上記基板と上記可動板の両側縁部の間に、複数の上記ローラを保持する空間部を形成するとともに、複数の上記ローラを支持する支持部材を設け、該支持部材の移動に伴い上記複数のローラを一体的に移動させる。
【００１３】
請求項５に記載の装置において、上記調整部は、上記基板と上記可動板が当接する上記ノズル部の最小容積において、上記空間部高さが最大であり、上記テーパ面を上記ローラの移動方向に上記空間部高さが徐々に小さくなる形状とする。
【００１４】
請求項６に記載の装置は、上記粉仕切板に上記ノズル部を複数設け、上記粉供給部の底面開口と上記固定部の上記供給穴を各ノズル部に対応させて複数設けるとともに、上記粉仕切板を駆動して、上記ノズル部が上記粉供給部の底面開口に連通する位置と上記供給穴に連通する位置とを切り替える駆動手段を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の請求項１に記載の装置を用いてノズル部の容積を調整する場合は、調整部を操作して可動板を基板に対して板厚方向に変位させる。この時、可動板に追従して筒状ノズルが基板側の貫通穴に対して変位し、ノズル部となる貫通穴の実質的な長さが増加する。したがって可動板の移動量、すなわち可動板と基板の間隙に応じて、ノズル部の容積が増減するので、これを調整することで、ノズル部の容積を可変することができる。
【００１６】
よって、ノズル部を交換することなく、粉供給部の底面開口から粉末を所定容積のノズル部に供給し、次いで、固定部の供給穴から製品へ充填することができる。また、調整量に対する変化量傾きが均一となるので、所定量の粉末を精度よく供給できる。これにより、部品点数が削減され部品管理の手間や部品交換が不要になることで、作業効率が向上し、生産性が大きく向上する。
【００１７】
請求項２に記載の装置のように、具体的には、可動板にテーパ面に沿ってローラを配置し、その移動量を調整する。基板に対してテーパ面が下り傾斜する方向に、ローラを移動させることで、テーパ面を設けた可動板が押し上げられ、ローラの移動量に応じて可動板と基板の間隙を調整することができる。
【００１８】
請求項３に記載の装置のように、具体的には、可動板の両側縁部にテーパ面を形成して、複数のローラを配置すると、容易に可動板を変位させ、かつ可動板と基板の間隙を精度よく調整して、ノズル部を所定容積とすることができる。
【００１９】
請求項４に記載の装置のように、具体的には、基板と可動板の両側縁部間に空間部を形成すると、空間部内にローラを安定して保持できるとともに、複数のローラを支持部材で一体的に移動させることで、容易かつ精度よく可動板の移動量を調整することができる。
【００２０】
請求項５に記載の装置のように、具体的には、空間部の最大高さ位置でローラが保持され、テーパ面をローラの移動方向に下り傾斜する形状とすると、ローラの移動とともに可動板が押し上げられて、ノズル部を最小容積から徐々に増加させることができる。
【００２１】
請求項６に記載の装置のように、好適には、ノズル部を複数設けると、対応する粉供給部の底面開口から同時に複数のノズル部に粉末を供給することができる。そして、駆動手段で位置切り替えすることにより、ノズル部の粉末を固定部の供給穴から製品へ同時に充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態における粉末供給装置の基本構造を示す概略断面図である。
【図２】第１実施形態における粉末供給装置の基本作動を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態における粉末供給装置の構成を示す全体斜視図である。
【図４】図３のＡ矢視方向における要部拡大斜視図である。
【図５】第２実施形態における粉末供給装置の主要部構成を示し、図３のＢ矢視方向における断面図である。
【図６】第２実施形態における粉末供給装置の主要部構成を示す平面図である。
【図７】図３のＡ矢視方向における装置側面図および部分拡大図である。
【図８】第２実施形態における粉末供給装置の作動を説明するための要部拡大断面図（容積最少）である。
【図９】第２実施形態における粉末供給装置の作動を説明するための要部拡大断面図（容積最大）である。
【図１０】図９の部分拡大断面図である。
【図１１】従来の粉末供給装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の粉末供給装置１の基本構造を示しており、粉供給部２と、供給穴である粉供給通路５１を設けた固定部である固定板５と、これら粉供給部２と固定板５との間に配置され、可変容量のノズル部３を設けた粉仕切板４を備えている。固定板５には、製品への粉充填部５２が装着される。製品は、例えば自動車用点火プラグであり、プラグハウジング内に導電性シール層となるカーボン等の導電性粉末やガラス粉末を充填するために使用することができる。
【００２４】
図１において、粉供給部２は、両端が開口するテーパ容器状で、頂面の粉供給口２１から底面に開口する粉排出口２２へ、テーパ状の内壁面を粉末が滑り落ちるようになっている。筒状の粉充填部５２は、固定板５に貫通形成した粉供給通路５１の直下に位置し、内部を通過する粉末を、製品へ導入する。粉仕切板４は、駆動手段である引出用シリンダ４４により水平方向に移動可能であり、粉供給部２から供給される粉末を、一旦ノズル部３に収容し、固定板５の粉供給通路５１の直上位置へ移送する。すなわち、粉仕切板４は、図の左右方向に往復動して、ノズル部３が粉排出口２２に対向する位置と、固定板５の粉供給通路５１に対向する位置の切り替えを行なう。
【００２５】
粉仕切板４は、本発明の特徴部分であり、粉供給方向（図の上下方向）に二分割されている。具体的には、粉供給部２側の可動板４１と固定板５側の基板４２とを積層し、両板を貫通する嵌合穴３１内に、筒状のノズル３２を嵌着して、ノズル部３を構成している。ノズル３２は、上端にフランジ部３３を有する形状で、可動板４１の上端部に設けた同等形状の段部に支持されている。ノズル３２の下端内周は、下方へ拡径するテーパ面となっている。可動板４１と基板４２は、対向面の複数箇所に設けた係合穴にピン部材４３を係合することにより、上下方向に離間可能に連結され、基板４２に取り付けた引出用シリンダ４４により、水平方向に一体的に移動する。
【００２６】
可動板４１は、下面側の一部をテーパ面４５とし、該テーパ面４５に当接するローラ６１を、テーパ面４５に沿って水平方向に移動させることで、可動板４１を上下方向に移動可能とする。ローラ６１の位置を調整する調整部６は、ローラ６１を支持する支持部材６２と、支持部材６２に設けた送り用の調整ネジ６３と、調整ネジ６３によるローラ６１の送り量を調整するハンドル６４を有する。調整ネジ６３は、ハンドル６４の回転に伴い支持部材６２のネジ穴に螺挿されて、支持部材６２先端のローラ６１を軸方向に進退させる。この詳細を図２により説明する。
【００２７】
図２の上図において、粉末供給装置１の粉仕切板４は、可動板４１の下面と基板４２の上面が当接し、ノズル３２の内容積は、最小量となっている。ノズル３２の高さは、可動板４１と固定板４２が当接する粉仕切板４の最小高さと一致している。また、ここでは、可動板４１は、側縁部の一部が外方へ延出してその下面が上り傾斜するテーパ面４５を形成し、テーパ面４５の最外方（図の左端）位置に、ローラ６１が当接している。調整部６は、調整ネジ６３による送り量が最小量となっており、ローラ６１は最左端位置にある。
【００２８】
この状態から、ハンドル６４を操作して調整ネジ６３を回転させると、ローラ６１が図の右方に送り出される。ローラ６１の送り方向にテーパ面４５は下り傾斜しているので、テーパ面４５に沿ってローラ６１が送られるのに伴い、可動板４１が基板４２から離れて上昇する。図２の下図のように、固定位置にあるハンドル６４に対して、調整ネジ６３の回転により支持部材６２の相対位置が変化し、支持部材６２とともにローラ６１が水平方向に押し出される。その結果、一定高さのローラ６１と当接するテーパ面４５の高さが一定となるように、可動板４１の高さ、すなわち可動板４１と基板４２の対向面間距離が変化する。
【００２９】
ノズル部３は、ノズル３２が可動部４１と一体に上昇するために、その上昇分だけ、ノズル３２の嵌合穴３１の高さが高くなる。このため、基板４２側の嵌合穴３１下端部において、ノズル３２の下方に空間部３４が形成され、この容積増加分だけノズル容積が増加する。したがって、ローラ６１の位置を調整することにより、可動板４１の上昇位置を調整し、ノズル部３の容積を増減（可変）することができる。また、空間部３４の内径は嵌合穴３１の内径と一致し、テーパ状のノズル３２下端部に連続して形成されるので、粉末の供給方向に絞り等が形成されて粉末の流動性を変えることがなく、容積の調整を精度よく行なうことができる。
【００３０】
図３〜５に示す本発明の第２実施形態は、上記基本構造の具体的構成例である。本実施形態の粉末供給装置１は、複数の製品（例えば、プラグハウジング）に対し、複数のノズル部３を設けた粉仕切板４を用いて、同時に粉末を充填可能とする。図中、上記第１実施形態と共通の部分には、同一符号を付している。図３において、矩形の基台１１上方には、角型テーパ容器形状の粉供給部２が配置され、その底面となる底板２３の４箇所に、粉排出口２２となるテーパ状の貫通穴が開口している。図４において、底板２３が固定される支持板２４には、粉排出口２２に続く４箇所の貫通穴２５が形成され、その下方に、粉仕切板４のノズル３２がそれぞれ対向配置される。粉仕切板４の下方に位置する固定板５には、ノズル３２に対応する４箇所の粉供給通路５１が設けられる。
【００３１】
図５において、底板２３と支持板２４には、４箇所の粉排出口２２と貫通穴２５が、粉供給部２の長手方向（図の左右方向）に並列形成される。粉供給部２は、矩形の粉供給口２１に、角筒状の粉末貯蔵部２６が装着可能となっている。基台１１には、４箇所に設けた貫通穴に筒状の粉充填部５２が取り付けられ、各粉充填部５２は、基台１１上に設置した固定板５の４箇所の粉供給通路５１と連通している。粉仕切板４は、固定部材５と支持板２４との間に、図の前後方向にスライド可能に支持されている。
【００３２】
粉仕切板４は、基板４２の上面に可動板４１を積層し、両板を連通する４箇所の嵌合穴３１にノズル３２を嵌着して、４箇所のノズル部３を形成している。基板４２は、両側縁部から下方へ屈曲する縦壁４２１が固定板５の側面を覆い、縦壁４２１の下端から外方へ突出するフランジ部４２２を有している。可動板４１は、両側縁部４１１が基板４２上面の外方へ突出し、フランジ部４２２と間隔をおいて対向している。これら可動板４１の両側縁部４１１とフランジ部４２２との間に形成される空間部に、調整部６のローラ６１が挟持されており、粉仕切板４の側方に配置した支持部材６２がローラ６１を支持している。
【００３３】
図６に示すように、粉仕切板４は、基板４２の一端側（図の左端側）にフランジ状の引出部４６を取り付け、引出部４６に接続される引き出し用シリンダ４４により、基台１１に対してスライド可能となっている。具体的には、図の初期位置から左方に所定量水平移動することで、ノズル部３が固定板５の粉供給通路５１と連通する位置となる。また、粉仕切板４の両側部にそれぞれ複数配置されるローラ６１は、粉仕切板４の他端側（図の右端側）の端縁部と両側部を取り囲む略コ字状の支持部材６２に固定される。支持部材６２は、他端側の中央部にハンドル６４で操作される調整ネジ６３を取り付けて、ローラ６１の位置を調整可能としている。
【００３４】
図７において、粉仕切板４の可動板４１は、複数のローラ６１の上端部が当接する両側縁部４１１の下面を、テーパ面４５としている。テーパ面４５は、調整ネジ６３で送られるローラ６１の移動範囲で、所望の容積調整量となるように、傾斜角度が適宜設定される。複数のローラ６１は、初期位置にてそれぞれ対応するテーパ面４５の最上部に接している。可動板４１の上面が当接する支持板２４は、可動板４１の上下動に追従して変位可能に設けられ、積層された各板は互いに密接した状態を維持する。可動板４１の上昇量は、ダイヤルゲージ１２で測定することができる。
【００３５】
本実施形態の装置の作動を、図８、９により説明する。図８において、粉末供給装置１の粉仕切板４は、可動板４１の下面と基板４２の上面とが当接し、ノズル３２の容積は、内径Ｄ１と高さＴで決まる最小量となっている。調整部６の複数のローラ６１は、可動板４１の両側縁部４１１の下面に形成されたテーパ面４５の最上部に当接している。テーパ面４５は、図の右方へ下り傾斜する形状で、ローラ６１はこの方向を移動方向とする。ノズル３２の下端は、粉仕切板４の嵌着穴３１の下端にあり、ノズル部３の高さと仕切板４の高さが一致している。つまり、ローラ６１を保持する空間部高さは、最小容積の初期位置において最大となっており、移動方向へ空間部高さが徐々に小さくなる。
【００３６】
この初期状態から、図３のハンドルを作動させて調整ネジ６３を送ると、支持部材６２と一体のローラ６１が、基板４２のフランジ部４２２上を水平移動する。図９に示すように、ローラ６１が、可動板４１の下り傾斜するテーパ面４５に沿って、図の右方へ移動すると、ローラ６１がテーパ面４５を押し上げることにより、可動板４１全体が上昇する。この時の上昇量をダイヤルゲージ１２で測定しながら、調整ネジ６３の送り量を調整することで、ノズル部３の調整を行うことができる。
【００３７】
すなわち、図１０に拡大して示すように、可動板４１と基板４２の対向面間の隙間ｔ（上昇量）と同じだけ、ノズル部３のノズル３２が上昇し、嵌着穴３１の下端面との間に高さｔの空間部３４が形成される。この隙間ｔと嵌着穴３１径Ｄ２で容積増分が決まり、容積増分×比重が、ノズル可変量となる。したがって、充填する紛末のロッドに応じて、予め可動板４１の位置を調整し、所定のノズル容積とすることで、粉供給部２から４箇所のノズル部３へ所定容積の粉末を供給することができる。
【００３８】
その後、図３の引出用シリンダ４４を駆動して、ノズル部３を固定板５の粉供給通路５１の直上位置に移動させることで、所定量の粉末を、粉供給通路５１から粉末充填部５２へ落下させ、複数の製品内へ同時に充填することができる。
【００３９】
以上のように、本実施形態によれば、複数の製品に対応する複数のノズル部３を設けた構成においても、各ノズル部３の容積を容易に調整し、それぞれ所定量の粉末を精度よく供給することができる。なお、ノズル部３やローラ６１の数、ローラ６１の支持部材６２その他部材の形状や構成は、本発明の趣旨の範囲内で、適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の粉末供給装置は、自動車用点火プラグに限らず、種々の製品または部品内へ、所定容積の粉末を充填する工程に、効果的に利用できる。また、供給される粉末は、導電性粉末やガラス粉末に限らず、絶縁性粉末、金属粉末、樹脂粉末、セラミック粉末、その他用途に応じた種々の特性または材質の粉末を使用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  粉末供給装置
２  粉供給部
２２  粉排出部（底面開口）
３  ノズル部
３１  嵌着穴（穴）
３２  ノズル（筒状ノズル）
４  粉仕切板
４１  可動板
４２  基板
４４  引出用シリンダ（駆動手段）
４５  テーパ面
５  固定板（固定部）
５１  粉供給通路（供給穴）
６  調整部
６１  ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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