(57)【要約】      （修正有）【課題】粉体を定量かつ安定に長時間連続供給でき、粉体供給システムの方式限定しないので、導入スペースやコストを抑制可能な粉体供給システム、粉体供給方法。【解決手段】粉体供給システムは、補給装置と、前記補給装置から粉体を補給される供給装置と、前記供給装置から供給された紛体を噴射する噴射装置と、前記補給装置と前記供給装置を連結し、前記補給装置から前記供給装置へ搬送ガスと粉体を移送する第１搬送ライン。前記供給装置と前記補給装置と連結し、前記供給装置から前記補給装置へ搬送ガスを移送する第２搬送ライン。前記供給装置、補給装置、第１搬送ラインおよび第２搬送ラインにガス循環する循環ポンプを少なくとも備える紛体定量供給システムが、前記循環ポンプで前記供給装置から前記第２搬送ラインに移送されたガスは、前記補給装置に移送され、前記供給装置から移送されたガスと等量のガスは、前記補給装置から前記供給装置へ帰還する。【選択図】図１
2018118848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紛体を供給装置へ補給する補給装置と、
前記補給装置から補給された紛体を噴射装置へ供給する供給装置と、
前記供給装置から供給された紛体を噴射する噴射装置と、
前記補給装置と前記供給装置とを連結し、前記補給装置から前記供給装置へ搬送ガスおよび粉体が移送される第１搬送ラインと、
前記供給装置と前記補給装置とを連結し、前記供給装置から前記補給装置へ搬送ガスが移送される第２搬送ラインと、
前記供給装置、補給装置、ならびに第１搬送ラインおよび第２搬送ラインにガスを循環させる循環ポンプと、
を少なくとも備える紛体定量供給システムにおいて、
前記循環ポンプにより前記供給装置から前記第２搬送ラインに取り込まれたガスは、前記補給装置に送り込まれ、
前記供給装置から取り込まれたガスと等量のガスは、前記補給装置から前記供給装置へ帰還することを特徴とする、
紛体定量供給システム。
【請求項２】
前記補給装置が、
前記紛体を収容する第１紛体収容容器と、
前記容器内にガス気密的に挿入される取込ノズルと、
を少なくとも備え、
前記取込ノズルが、前記搬送ガスを前記第１紛体収容容器内に供給するガス流入孔と、前記搬送ガスを前記紛体と共に前記第１紛体収容容器から排出するガス流出孔とを具備し、
前記循環ポンプは、前記取込ノズルへ搬送ガスを供給する、
請求項１に記載の紛体定量供給システム。
【請求項３】
前記補給装置が、前記取込ノズルを上下方向に移動させる第１駆動部をさらに具備してなる、請求項２に記載の紛体定量供給システム。
【請求項４】
前記第１紛体収容容器を紛体保管容器で代用する、請求項２または３に記載の紛体定量供給システム。
【請求項５】
前記第１紛体保管容器がポリ瓶である、請求項４に記載の紛体定量供給システム。
【請求項６】
前記第１紛体保管容器が、圧縮空気により振動を生起するエアバイブレーターをさらに具備してなる、請求項４または５に記載の紛体定量供給システム。
【請求項７】
前記供給装置が、
前記補給装置から補給された搬送ガス中の前記粉体を収容する第２粉体収容容器と、
前記補給装置から供給された前記第２粉体収容容器に供給する補給ノズルと、
前記第２粉体収容容器内の前記粉体を供給ガスに同伴させて排出する供給ノズルと、
前記第２粉体収容容器に供給ガスを供給する供給ガス導入口と、
前記補給ノズルを上下方向に移動させる第２駆動部と、
前記供給ノズルを上下方向に移動させる第３駆動部と、
を具備してなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の粉体定量供給システム。
【請求項８】
前記第２粉体収容容器内の前記粉体の重量を測定する第１測定部と、
前記第１測定部で測定された前記粉体の重量に応じて、前記第１駆動部を制御して、前記取込ノズルの高さを調整する制御部と、
をさらに具備してなる、請求項７に記載の粉体定量供給システム。
【請求項９】
前記供給装置が、
前記補給装置から補給された搬送ガス中の前記粉体を収容し、底部が開口した第２粉体収容容器と、
前記補給装置から供給された粉体およびガスを含む流動体を、前記第２粉体収容容器に供給する補給ノズルと、
前記補給装置から供給された流動体中のガスを前記循環ポンプにより吸引する吸気口と、
前記第２粉体収容容器内の前記粉体を供給ガスに同伴させて排出する供給ノズルと、
前記第２粉体収容容器下部に設置され、その上面に周溝を備える円盤と、
前記供給ノズルに供給ガスを供給する供給ガス導入管と、
前記円盤を前記円盤の軸方向に対して水平方向に回転させる第３回転駆動部と、
を具備してなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の粉体定量供給システム。
【請求項１０】
前記第２粉体収容容器内の前記粉体の重量を測定する第１測定部と、
前記第１測定部で測定された前記粉体の重量に応じて、前記第３回転駆動部を制御して、前記円盤の回転速度を調整する制御部と、
をさらに具備してなる、請求項９に記載の粉体定量供給システム。
【請求項１１】
前記第１粉体収容容器内の前記粉体の重量を測定する第２測定部をさらに具備してなり、
前記制御部は、前記第１測定部で測定された第２粉体収容容器内の前記粉体の重量の減少量と前記第２測定部で測定された前記第１粉体収容容器内の前記粉体の重量の減少量との差から、前記第２粉体収容容器内から排出された前記粉体の量を求める、請求項８または１０に記載の粉体定量供給システム。
【請求項１２】
前記第１粉体収容容器内の前記粉体を前記搬送ガスに同伴させる際、前記取込ノズルの前記ガス流入孔およびガス流出孔が、前記粉体内に埋められてなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の粉体定量供給システム。
【請求項１３】
前記第２粉体収容容器内の前記粉体を前記供給ガスに同伴させる際、前記供給ノズルの先端部に設けた流出孔が表面近傍に配置されてなる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の粉体定量供給システム。
【請求項１４】
前記補給装置が、前記第１粉体収容容器を軸方向に対して水平方向に回転させる第１回転駆動部をさらに具備してなる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の粉体定量供給システム。
【請求項１５】
前記供給装置が、前記第２粉体収容容器を軸方向に対して水平方向に回転させる第２回転駆動部をさらに具備してなる、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の粉体定量供給システム。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の紛体定量供給システムに使用される、紛体補給装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の紛体補給装置を用いた、紛体補給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体供給システムおよび粉体供給方法に関し、特に、粉体を定量的かつ安定的に長時間連続して供給することができ、粉体供給装置の方式を限定しないことから、導入コストを抑えることができる粉体供給システムおよび粉体供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、溶射装置、液晶基板のスペーサ散布装置、粉体圧縮成形、サンドブラスト装置、粉体塗装装置などでは、金属、セラミックス、プラスチックなどの微細な粒径を持つ粉体を定量的に安定して供給する装置が広く用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１には、下部容器の粉体は、下部容器と共に回転して、噴出口から噴出したキャリアーガスにより舞い上がり、粉体が流出口からキャリアーガスに搬送されて、外部に搬送される装置が開示されている。また、特許文献２には、フィードノズルの先端に設けた流出口と、カセット容器内の粉体の表面とを最適な相対位置に設定して、粉体の性状に合わせて所望の量の粉体を連続して溶射装置などに供給する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２-１１１４３１号公報
【特許文献２】特開平８-３０９１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１、２に開示されているような、従来から使用されている粉体を供給するための装置の粉体の供給時間は、粉体を収容する容器のストック量、すなわち、容器の容量に依存するが、容器の容量を大きくすることは、粉体の安定した供給、装置の設置面積などの観点から現実的制限がある。また、従来から使用されている粉体を供給するための装置は、搬送ガスに粉体を同伴させて粉体を溶射装置などに供給しているため、粉体を定量的に供給するために、搬送ガス流量を変化させずに粉体を容器内に補給することは困難である。そのため、このような従来から使用されている粉体を供給するための装置では、容器内の粉体が無くなったら、その度ごとに作業を停止して、容器内に粉体を補給しなければならず、粉体を定量的に安定して長時間連続して溶射装置などに供給することが困難であった。そのため、例えば、粉体を溶射装置などに供給して溶射作業などを行う際、溶射作業を再開するたびに、回転工具（グラインダー）などの修正作業が必要であるため、作業負担が増大し、時間的、経済的損失が大きい。
【０００６】
そこで、溶射作業などの作業負担の軽減、作業時間の短縮、製造コストの低減などを図る上で、粉体を定量的に安定して長時間連続して供給することができるシステムが希求されている。
【０００７】
本発明者らは、上述した問題に鑑みて、粉体を定量的かつ安定的に長時間連続して供給することができる粉体供給装置および粉体供給方法に係る発明を特許第５７４９３８５号として提案した。しかしながら、当該発明の実施に伴ってその普及を拒む新たな課題が判明した。具体的には、特許第５７４９３８５号に係る発明は、供給装置と補給装置とをセットで設備することにより有効に活用されるものであり、粉体の供給装置と補給装置との両方を設置するための費用負担が軽視できず、普及の大きな障害となっていた。本発明は、そのような課題を解決するために、供給装置を限定することなく、常用されるあらゆる供給装置と伴に用いて連続供給の効果を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するため、本発明による粉体供給システムは、
紛体を供給装置へ補給する補給装置と、
前記補給装置から補給された紛体を噴射装置へ供給する供給装置と、
前記供給装置から供給された紛体を噴射する噴射装置と、
前記補給装置と前記供給装置とを連結し、前記補給装置から前記供給装置へ搬送ガスおよび粉体が移送される第１搬送ラインと、
前記供給装置と前記補給装置とを連結し、前記供給装置から前記補給装置へ搬送ガスが移送される第２搬送ラインと、
前記供給装置、補給装置、ならびに第１搬送ラインおよび第２搬送ラインにガスを循環させる循環ポンプと、
を少なくとも備える紛体定量供給システムにおいて、
前記循環ポンプにより前記供給装置から前記第２搬送ラインに取り込まれたガスは、前記補給装置に送り込まれ、
前記供給装置から取り込まれたガスと等量のガスは、前記補給装置から前記供給装置へ帰還することを特徴とする。
【０００９】
本発明においては、前記補給装置が、
前記粉体を収容する第１粉体収容容器と、
前記容器内にガス気密的に挿入される取込ノズルと、
を少なくとも備え、
前記取込ノズルは、前記搬送ガスを前記第１紛体収容容器内に供給するガス流入孔と、前記搬送ガスを前記紛体と共に前記紛体収容容器から排出するガス流出孔とを具備し、
前記循環ポンプは、前記取込ノズルへ搬送ガスを供給することが好ましい。
【００１０】
本発明においては、前記補給装置が、前記取込ノズルを上下方向に移動させる第１駆動部をさらに具備してなることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記第１粉体収容容器を粉体保管容器で代用することができ、好ましくは、前記粉体保管容器は、ポリ瓶である。そのような場合には、前記第１粉体収容容器は、取込ノズルをガス気密的に挿入固定するために気密摺動軸受を備え、最大１気圧程度の耐圧強度を有する専用蓋を用いることが好ましい。また、前記粉体収容容器は、圧縮空気により振動を生起するエアバイブレーターをさらに具備していてもよい。
【００１２】
本発明においては、前記供給装置は、その供給原理に限定されるものではない。すなわち、前記供給装置は、常用されるあらゆるガス搬送式定量供給装置を用いることができる。例えば、本発明においては、前記供給装置は、登録特許第５７４９３８５号において用いた装置（以下、「表面倣い式装置」という）に加え、従来から用いられているような升切り等により定量制御を行う装置（以下、「容量式装置」という）などのガス搬送式定量供給装置とすることができる。
【００１３】
本発明においては、供給装置は独立したガス供給系を有する。一方、補給装置は独立したガス供給系を必要としない。補給装置から供給装置へ粉体を搬送するガスは、供給装置内の第２粉体収容空間から循環ポンプを介して取り込まれ、補給装置に備えられた取込ノズルへ搬送ガスとして送り込まれる。送り込まれた搬送ガスは、取込ノズルの先端部から補給装置の第１粉体収容容器内の粉体中に放出され、その近傍に粉体とガスとの局部流動空間を形成する。
【００１４】
そのようにして局部流動化された粉体およびガスは、取込ノズル頂部への連絡孔を介して取込ノズル先端中央開口部から取込ノズル頂部に搬送され、前記取込ノズル頂部に接続された第１搬送ラインに取り込まれる。
【００１５】
第１搬送ラインに取り込まれた粉体およびガスは、該第１搬送ライン内を移動し、供給装置に備えられた補給ノズルにより、供給装置に補給された粉体を収容する第２供給粉体収容空間に放出される。放出された粉体は、第２粉体収容空間を満たし、それと同時に、前記供給装置からポンプに取り込まれたガスと等量のガスを、前記供給装置の粉体収容空間から取り出し、前記補給装置へ帰還させる。供給装置の定量供給精度は、粉体収容空間の圧力変動に左右されることから、可能な限り一定させることが求められる。
【００１６】
したがって、循環ポンプにより供給装置の粉体収容空間から取り込まれたガスと等量のガスを補給装置へ送り込み、再び供給装置へ戻すという循環操作により、高い粉体定量供給精度を保つことが可能であり、かつ、補給装置について独立した新たなガス供給系を省くことができる。このような補給装置への搬送ガスの供給方法は、本来の搬送ガスの供給手段とは逆転の発想であり、複雑な構造を要することなく、本発明の課題の解決手段を提供しうるものである。
【００１７】
本発明において、供給装置の備える独立したガス供給系とは、前記供給装置へ前記ガス供給装置の底部からガス気密的に接続された配管を通じて、供給ガスを供給装置内の第２粉体収容容器へ供給するものである。ガス供給量は、流量計コントローラー、電磁弁等により調整することができる。そのようにして供給装置へ供給されたガスは、第２粉体収容容器内の粉体を同伴して供給ノズルに取り込まれ、供給ノズルから流出した流動体は、粉体供給通路を通り、溶射装置などに供給される。
【００１８】
前記供給装置、第１ガス搬送ライン、第２ガス搬送ライン、および補給装置は、大気に対して閉じた空間を形成し、該空間におけるガス収支は、下式：
ａ＋ｂ＝ｃ＋ｄ
（式中、ａは独立したガス供給系より供給装置へ供給されるガス（Ｌ／ｍｉｎ）を指し、ｂは供給装置および補給装置間の第２搬送ライン内を移動する搬送ガス（Ｌ／ｍｉｎ）、ｃは供給装置から溶射装置などに供給されるガス（Ｌ／ｍｉｎ）、ｄは補給装置および供給装置間の第１搬送ライン内を移動する搬送ガス）Ｌ／ｍｉｎ）を指し、ここで、前記補給装置、供給装置、第１搬送ライン、および第２搬送ラインのガス搬送量は同一に保たれることから、ｂ＝ｄであり、したがって、ａ＝ｃである。）の関係性を有する。
【００１９】
したがって、本発明による粉体供給システムにおいては、等量の粉体搬送ガスを循環させて用いることができる。そのようなガスとしては、例えば、アルゴンガスを用いることができるが、前記ガスを循環利用できることにより、設備が簡略化でき、長時間の連続運転を可能にする。
【００２０】
本発明の第１の態様によける供給装置は、前記補給装置から補給された搬送ガス中の前記粉体を収容する第２粉体収容容器と、前記補給装置から供給された前記第２粉体収容容器に供給する補給ノズルと、前記第２粉体収容容器内の前記粉体を供給ガスに同伴させて排出する供給ノズルと、前記第２粉体収容容器に供給ガスを供給する供給ガス導入口と、前記補給ノズルを上下方向に移動させる第２駆動部と、前記供給ノズルを上下方向に移動させる第３駆動部とを具備してなることが好ましい。
【００２１】
本態様においては、前記供給装置の第２紛体収容容器へ供給ガス導入口から供給ガスを供給し、該供給ガスは前記第２紛体収容容器内の紛体を同伴して供給ノズルに取り込まれ、供給ノズルから流出した流動体は、粉体供給通路を通り、溶射装置などに供給される。
【００２２】
本発明の第２の態様においては、前記供給装置は、前記補給装置から補給された搬送ガス中の前記粉体を収容し、底部が開口した第２粉体収容容器と、前記補給装置から供給された粉体およびガスを前記第２粉体収容容器に供給する補給ノズルと、前記供給されたガスが前記循環ポンプにより引き抜かれる吸気口と、前記第２粉体収容容器下部に設置され、その上面に円周方向に延びる周溝を備える円盤と、前記円盤上の周溝に供給ガスを供給する供給ガス導入管と、前記第２粉体収容容器から供給された粉体を前記供給ガスに同伴させる供給ノズルと、前記円盤を前記円盤の軸方向に対して水平方向に回転させる第３回転駆動部を具備してなることが好ましい。本態様においては、前記円盤は、ケーシング内部に水平に設けられ、前記第２粉体収容容器の底部開口部は、前記ケーシング内外を連通可能にする粉体供給管と連通可能に設けられ、前記ケーシングの内部の空気圧が外部よりも高く設けられ、内外における圧力差により、前記ケーシングの内部から前記供給ノズルに流れ込む空気流動を生じせしめ、前記円盤の回転により連続的に搬送される前記周溝内の粉体を、前記空気流動にのせて前記ケーシングの外部に定量的に供給することができる。
【００２３】
そのようにしてケーシングの外部に定量供給される粉体は、供給ガス導入管から供給される供給ガスに同伴されて供給ノズルに取り込まれ、供給ノズルから流出した流動体は、粉体供給通路を通り、溶射装置などに供給される。
【００２４】
本発明においては、前記第２粉体収容容器内の前記粉体の重量を測定する第１測定部と、前記第１測定部で測定された前記粉体の重量に応じて、前記駆動部を制御して、前記補給ノズルの高さを調整する制御部と、をさらに具備してなることが好ましい。
【００２５】
本発明においては、前記第１粉体収容容器内の前記粉体の重量を測定する第２測定部をさらに具備してなり、前記制御部は、前記第１測定部で測定された前記第２粉体収容容器内の前記粉体の重量の減少量と前記第２測定部で測定された前記第１粉体収容容器内の前記粉体の重量の減少量との差から、前記第２粉体収容容器内から排出された前記粉体の量を求めることが好ましい。
【００２６】
本発明においては、前記第１粉体収容容器内の前記粉体を前記搬送ガスに同伴させる際、前記取込ノズルの前記ガス流入孔およびガス流出孔が、前記粉体内に埋められてなることが好ましい。
【００２７】
本発明の第１の態様においては、前記第２粉体収容容器内の前記粉体を前記供給ガスに同伴させる際、前記供給ノズルの先端部に設けた流出口が前記粉体の表面近傍に配置されてなることが好ましい。
【００２８】
本発明においては、前記補給装置が、前記第１粉体収容容器を軸方向に対して水平方向に回転させる第１回転駆動部をさらに具備してなることが好ましい。
【００２９】
本発明の第１の態様においては、前記供給装置が、前記第２粉体収容容器を軸方向に対して水平方向に回転させる第２回転駆動部をさらに具備してなることが好ましい。
【００３０】
本発明の第１の態様による粉体供給方法は、第１粉体収容容器内の粉体を取込ノズルのガス流入孔から前記第１粉体収容容器内に供給された搬送ガスに同伴させ、前記粉体を含む搬送ガスを前記取込ノズルのガス流出孔から排出して、前記粉体を含む搬送ガスを、第１搬送ラインを通って補給ノズルに供給して、前記搬送ガス中の前記粉体が第２粉体収容容器に収容されると、循環ポンプにより補給装置から供給されたのと等量のガスが第２搬送ラインへ取り込まれ、補給装置へと戻されることを特徴とする。前記第２粉体収容容器内の前記粉体は、供給ガス導入口より第２紛体収容容器へ供給された供給ガスに同伴させて供給ノズルから排出する。この場合、前記供給装置内の前記粉体の重量を測定し、測定された前記粉体の重量に応じて、前記取込ノズルの高さを調整することが望ましい。また、所望により、前記第１粉体収容容器へ搬送ガスを別途供給する搬送ガス供給ライン、ならびに該第１粉体収容容器内の圧力を制御するための制御バルブおよび圧力センサーを更に備えていてもよい。
【００３１】
本発明の第２の態様による粉体供給方法は、補給装置内の粉体を取込ノズルのガス流入孔から前記第１粉体収容容器内に供給された搬送ガスに同伴させ、前記粉体を含む搬送ガスを前記取込ノズルのガス流出孔から排出して、前記粉体を含む搬送ガスを、第１搬送ラインを通って補給ノズルに供給して、前記搬送ガス中の前記粉体は前記供給装置の第２粉体収容容器内に収容され、前記第２紛体収容容器底部開口部から、ケーシング内外を連通する粉体供給管を介して、前記ケーシング内に設けられた円盤上の周溝に供給され、前記円盤を第３回転駆動部で供給ノズル位置に回転させ、前記ケーシングの内部の空気圧が外部よりも高く設けられ、内外における圧力差により、前記ケーシングの内部から前記供給ノズルに流れ込む空気流動を生じせしめ、前記円盤の回転により連続的に搬送される前記周溝内の粉体は、前記空気流動にのせて前記ケーシングの外部に定量的に供給され、そのようにしてケーシングの外部に定量供給される粉体は、供給ガス導入管より供給された供給ガスに同伴させて供給ノズルから排出されることを特徴とする。この場合、前記第２粉体収容容器内の前記粉体の重量を測定し、測定された前記粉体の重量に応じて、前記円盤の回転速度を調整することが好ましい。
【００３２】
本発明の第２の態様においては、前記供給装置内の粉体収容容器から前記円盤上の周溝への粉体の供給は、該粉体収容容器底部に設けられた開口部を介して行われる。前記粉体の供給は、粉体の自重落下、振動、ガス流入などの任意の公知の方法により行うことができる。
【００３３】
本発明においては、前記第１粉体収容容器内の前記粉体の重量をさらに測定し、前記第２粉体収容容器内の前記粉体の重量の減少量と前記第１粉体収容容器内の前記粉体の重量の減少量との差から前記第２粉体収容容器内から排出された前記粉体の量を求めることが好ましい。
【００３４】
本発明においては、前記第１粉体収容容器および前記第２粉体収容容器内の前記粉体の重量を測定し、前記第２粉体収容容器内の前記粉体の重量の減少量と前記第１粉体収容容器内の前記粉体の重量の減少量との差から前記第２粉体収容容器内から排出された前記粉体の量を求めることが好ましい。
【００３５】
本発明においては、前記粉体補給装置の粉体収容容器に、粉体山崩しを用いることができ、例えば、エアバイブレーターとすることができる。該エアバイブレーターは、粉体収容容器壁に固定され、圧縮空気により振動を生起し、粉体の排出に伴いノズル先端部の周囲に生じる空間を粉体崩落により埋め戻す。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、粉体を定量的かつ安定的に長時間連続して供給することができ、さらに、粉体供給システムの方式を限定する必要がなくなることから、常用されるあらゆるガス搬送式定量供給装置に適用可能な粉体補給装置を提供することができる。また、補給装置に独立したガス供給源を設ける必要がないことから、補給装置を簡易な構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態による粉体供給システムを示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の別の態様による粉体供給システムを示す図である。
【図３】取込ノズルの一部を示す図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ方向から見たときの断面図である。
【図５】供給ノズルの一部を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の一態様による粉体供給システムを示す図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の別の態様による粉体供給システムを示す図である。
【図８】ロッドの先端付近に取り付けられる把持部の構成を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態による供給装置の内部構造の概略図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態による供給装置の内部構造の上面図である。
【図１１】制御部の運転の一例を示すフローチャートである。
【図１２】制御部の運転の別の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）を図面に基づいて詳細に説明する。なお、下記実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００３９】
［第１の実施形態］
＜粉体供給システム＞
本発明の第１の実施形態による粉体供給システムについて説明する。図１は、本実施形態による粉体供給システム１０Ａの構成を示す図である。図１に示すように、粉体供給システム１０Ａは、補給装置１１Ａ、供給装置１２Ａ、制御装置１３、第１搬送ラインＬ１４Ａ、第２搬送ラインＬ１４Ｂ、および循環ポンプ１４を少なくとも備える。
【００４０】
（補給装置）
本発明の第１の実施形態において、補給装置１１Ａは、第１粉体収容容器２０と、取込ノズル２１と、第１駆動部１５と、第１モーター（第１回転駆動部）２６とを有する。
【００４１】
第１粉体収容容器２０は、粉体２７を収容するものである。第１粉体収容容器２０は、例えば、円筒型に形成されている。第１粉体収容容器２０の容量は大きいほど、その分、粉体２７を充填しておくことができるため好ましいが、例えば、５０〜１００Ｌとする。
【００４２】
粉体２７の原料としては、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどの酸化物系セラミックス、タングステンカーバイト（ＷＣ）などの炭化物系セラミックス、窒化ケイ素などの非酸化物セラミックス、金属シリコンなどを用いることができる。
【００４３】
取込ノズル２１は、循環ポンプ１４により供給装置１２Ａ内の第２粉体収容容器４０から第２搬送ラインＬ１４Ｂに取り込まれ、移送された搬送ガスを第１粉体収容容器２０内に供給すると共に、第１粉体収容容器２０内に供給された搬送ガス３６を粉体２７と共に第１粉体収容容器２０から排出するノズルである。取込ノズル２１は、搬送ガス３６をノズル先端部２２に供給するガス流入通路２９と、ノズル先端部２２から流入した搬送ガス３６が通るガス流出通路２５とを有する。取込ノズル２１は、ノズル先端部２２に、ガス流入通路２９に連結され、搬送ガス３６を第１粉体収容容器２０内に供給するガス流入孔２３と、ガス流出通路２５に連結され、搬送ガス３６を粉体２７と共に第１粉体収容容器２０から排出するガス流出孔２４とを備える。図３は、取込ノズル２１の一部を示す図であり、図４は、図３中のＡ−Ａ方向から見たときの断面図である。図３、４に示すように、取込ノズル２１は、その中心にガス流出孔２４が設けられ、その周囲に複数のガス流入孔２３が設けられている。
【００４４】
循環ポンプ１４は、図１に示すように、供給装置１２Ａと第２搬送ラインＬ１４Ｂとの間に設けることが好ましい。前記循環ポンプ１４は、例えば、ダイヤフラム式ポンプなどの任意のポンプとすることができる。また、前記ポンプ１４の流量は、制御装置１３により制御されることが好ましい。
【００４５】
第１粉体収容容器２０内の粉体２７を搬送ガス３６に同伴させる際、取込ノズル２１のガス流入孔２３およびガス流出孔２４は、粉体２７内に埋められている。搬送ガス３６が、ガス流入通路２９を通って、ガス流入孔２３から噴出すると、搬送ガス３６は、粉体２７に埋没したガス流入孔２３からガス流入孔２３の回りに排出されることで、噴出近傍の粉体２７を搬送ガス３６により局部的に流動させ、搬送ガス３６中に粉体２７が取り込まれる（図５）。搬送ガス３６と粉体２７が混然とした流動体３７は、ガス流出孔２４から取込ノズル２１の中心に設けられたガス流出通路２５を通って、ガス流出通路２５のガス出口側に接続された第１搬送ラインＬ１４Ａに供給される。
【００４６】
循環ポンプ１４により第２粉体収容容器４０から補給装置１１Ａに供給される搬送ガス３６の供給速度は、１〜５０Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。
【００４７】
なお、本実施形態においては、取込ノズル２１を１つ設けるようにしているが、複数設けるようにしてもよい。例えば、第１粉体収容容器２０に対称的に２つの取込ノズル２１を設けるようにしてもよい（図示せず）。取込ノズル２１を２つ設ければ、後述するように、取込ノズル２１の上下方向の移動に伴う負荷のバランスの調整を行い易くすることができる。
【００４８】
補給装置１１Ａは、ノズル先端部２２を粉体２７中に埋めて、ガス流出孔２３を搬送ガス３６が通る際には、粉体２７は搬送ガス３６に同伴されるため、粉体２７が搬送ガス３６で流動性の高い粉体であるか否かなど粉体の性状に関わらず、搬送ガス３６は粉体２７を含んで第１搬送ラインＬ１４Ａに供給される。
【００４９】
第１駆動部１５は、第１粉体収容容器２０の上部に設けられ、取込ノズル２１を上下方向に移動させるものである。第１駆動部１５は、取込ノズル２１を上下方向に移動可能とする構成のものであればよく、任意の構成とすることができる。本実施形態においては、第１駆動部１５は、取込ノズル２１を上下方向に移動する補給ノズル昇降シリンダー３５と、取込ノズル２１をクランプする把持部３２とを有する。
【００５０】
第１駆動部１５は、補給ノズル昇降エアシリンダー３５の高さを調整することにより、把持部３２に保持されている取込ノズル２１の高さを調整することができる。例えば、コンプレッサーなどのガス供給源から圧縮ガスがロッド内に供給され、ロッド内の空間に充填されるガス量を調整することで、エアシリンダー３５は、ロッド内の空間に充填される圧縮ガスにより押し上げられ、エアシリンダー３５の高さを任意の位置に調整できる。圧縮ガスの供給量は、調節弁Ｖ１１により調整される。ロッド内の空間に充填されている圧縮ガスの排出量は、ロッドに設けた開放弁Ｖ１２により調整される。エアシリンダー３５の高さが任意の位置に調整されることで、把持部３２と連結した取込ノズル２１の高さも任意の高さに調整される。第１駆動部１５は、第１粉体収容容器２０内の粉体２７を第１搬送ラインＬ１４Ａに供給する場合には、ロッド内の空間に充填されているガス量を減らして、取込ノズル２１を下降させることで、ガス流入孔およびガス流出孔を粉体中に埋める。一方、第１粉体収容容器２０内の粉体２７を第１搬送ラインＬ１４Ａに供給することを停止する場合には、ロッド内の空間に充填されているガス量を増大して取込ノズルを上昇させ、ガス流入孔２３およびガス流出孔２４が粉体２７の表面と接触しないようにする（図示せず）。
【００５１】
よって、補給装置１１Ａは、第１駆動部１５で取込ノズル２１を上下方向に移動することで、搬送ガス３６に粉体２７を同伴させるか否かを調整することができるため、搬送ガス３６の供給を停止することなく粉体供給の調整を行うことができる。
【００５２】
第１モーター２６は、第１粉体収容容器２０を軸方向に対して水平方向に回転させる回転駆動モーターである。第１モーター２６は、回転速度を任意に変更可能である。第１粉体収容容器２０はその底部の中心に回転軸３１をもつ回転座３０に置かれ、第１モーター２６が運転して回転軸３１が回転することにより第１粉体収容容器２０が回転する。第１粉体収容容器２０内の粉体２７の排出は、取込ノズル２１の先端近傍に粉体２７が無くなると、停止する。第１粉体収容容器２０を回転させることにより、取込ノズル２１の先端近傍に粉体２７が無くなることを抑制することで、粉体２７の排出を安定して行うことができる。また、第１粉体収容容器２０の回転数が調整されることで、搬送ガス３６に同伴される粉体２７の量を調整することができる。
【００５３】
取込ノズル２１から排出される流動体３７は、第１搬送ラインＬ１４Ａを通って、供給装置１２Ａに供給される。また、補給装置１１Ａから供給装置１２Ａに供給される搬送ガス３６の供給速度は、１〜５０Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。
【００５４】
（供給装置例１）
供給装置１２Ａは、本体５０と、第２粉体収容容器４０と、補給ノズル５１と、吸気口５２と、供給ノズル５３と、第２駆動部５４Ａと、第３駆動部５４Ｂと、第１測定部５５と、第２モーター（第２回転駆動部）５６と、供給ガス導入孔５７と、変位センサー５８を備える。
【００５５】
本体５０は、その内部に、第２粉体収容容器４０と第２モーター５６とを備える。本体５０は、例えば、円筒型に形成されている。
【００５６】
第２粉体収容容器４０は、補給装置１１Ａから供給された流動体３７中の粉体２７を収容するものであり、補給ノズル５１から排出された流動体３７中の粉体２７は、第２粉体収容容器４０で回収される。粉体２７は、第２粉体収容容器４０内に運転開始前に充填されていてもよいし、補給装置１１Ａから補給されて充填されるようにしてもよい。運転開始時から粉体２７を外部に供給できるようにするため、粉体２７は第２粉体収容容器４０に予め充填させておくようにすることが好ましい。第２粉体収容容器４０の容量は、特に限定されるものではないが、例えば、０．３０〜２Ｌとする。第２粉体収容容器４０の容量が上記範囲内であれば、粉体２７を安定して定量的に外部に供給することができる。
【００５７】
補給ノズル５１ａは、補給装置１１Ａから供給された流動体３７を第２粉体収容容器４０に供給するものである。補給ノズル５１から本体５０内に放出される。補給ノズル５１から第２粉体収容容器４０内に放出された流動体３７中の粉体２７は第２粉体収容容器４０内に回収され、第２粉体収容容器４０内の粉体２７が補給される。これにより、供給装置１１Ａから排出された分の粉体２７が第２粉体収容容器４０内に補給される。その後、循環ポンプ１４により補給装置１１Ａから供給された搬送ガス３６と等量の搬送ガス３６は第２紛体収容容器４０から第２搬送ラインＬ１４Ｂへ取り込まれ、補給装置１１Ａへと戻される。
【００５８】
補給ノズル５１は、先端の流出口５１ａが本体の上部に設けられる蓋部５９から内部に挿入されている。補給ノズル５１は、第２駆動部５４Ａにより本体５０内を上下方向に移動可能に構成されている。
【００５９】
供給ノズル５３は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７を供給ガス導入孔５７から供給された供給ガス３８に同伴させて排出するものである。前記第２粉体収容容器４０に供給された供給ガス３８は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７を同伴して供給ノズル５３に取り込まれ、供給ノズル５３から流出した流動体６０は、粉体供給通路Ｌ１２を通り、溶射装置６１などに供給される。
【００６０】
また、供給装置１２Ａから溶射装置６１に供給される流動体６０中の供給ガス３８の供給速度は、制御装置１３から供給装置１２Ａに供給される供給ガス３８の供給速度と等しく、制御パネル１７等により調整することができる。
【００６１】
第２粉体収容容器４０内の粉体２７を供給ガス３８に同伴させる際、供給ノズル５３の先端部に設けた流出口は、粉体２７の表面近傍に配置され、粉体２７の表面に接するか浅く進入させておくことが好ましい。これにより、供給ノズル５３に流れる供給ガス３８の吸引作用で、供給ノズル５３の先端の近傍にある粉体２７が同時に取り込まれ、供給ガス３８に同伴して排出される。搬送される粉体２７の量は、先端部の粉体２７の表面からの侵入深さや、ノズル先端の開口部への粉体２７の侵入速度（粉体の移動速度）に依存する。なお、供給ノズル５３の先端部の流出口への粉体２７の侵入速度は、第２粉体収容容器４０の回転速度などに依存する。
【００６２】
供給ノズル５３は、蓋部５９から本体５０の内部に挿入されている。供給ノズル５３は、第３駆動部５４Ｂにより本体５０内を上下方向に移動可能に構成されている。
【００６３】
なお、本実施形態では、補給ノズル５１を、直接、本体５０内に供給するようにしているが、例えば、補給ノズル５１は、本体５０と粉体２７の表面との間に一定の高さを保った筒状のセパレーターを設けることができる（図示せず）。粉体２７の補給時、補給ノズル５１の先端から放出される粉体２７が第２粉体収容容器４０の外に飛散することを抑制することができる。
【００６４】
第２駆動部７０Ａ、第３駆動部７０Ｂは、本体５０の上部の蓋部５９に設けられ、補給ノズル５１および供給ノズル５３を上下方向に移動可能とするものである。本実施形態においては、第２駆動部７０Ａ、第３駆動部７０Ｂとしては、電動シリンダーを用いることができる。
【００６５】
第２駆動部７０Ａは、補給ノズル５１を上下方向に移動するシリンダー本体６２Ａと、本体５０の内部に挿入され、シリンダー本体６２Ａ内を上下方向に移動可能なロッド６３Ａと、ロッド６３Ａの下端部に固定され、補給ノズル５１を把持する把持部６４Ａと、第２駆動部（モーター）５４Ａとを有する。
【００６６】
把持部６４Ａは、本体５０の内部に挿入されたロッド６３Ａの先端部に設けられており、切り欠きが形成された半円状のリング部材で構成されている。把持部６４Ａは少なくとも１つの貫通孔を有している。補給ノズル５１はそのうちの１つの貫通孔に挿入されて、把持部６４Ａの下面に設けた締結部６５Ａにより固定される。
【００６７】
また、把持部６４Ａのロッド６３Ａへの固定方法は、特に限定されないが、例えば、把持部６４Ａにボルト穴を設け、このボルト穴にボルトを挿入して締めることで、把持部６４Ａはロッド６３Ａの外周に固定される。なお、把持部６４Ａは、半円状のリング部材に限らず、円盤状のリング部材であってもよい。
【００６８】
第２駆動部７０Ａは、ロッド６３Ａの高さを調整することにより、把持部６４Ａに保持されている補給ノズル５１の高さを調整することができる。補給ノズル５１は、シリンダー本体６２Ａの把持部６４Ａをロッド６３Ａを介して上下方向に移動させ、補給ノズル５１の先端部の位置を調整する。これにより、補給ノズル５１の先端部の位置を、粉体２７の高さに応じて適宜に任意の位置に調整することができる。
【００６９】
第３駆動部７０Ｂは、供給ノズル５３を上下方向に移動するシリンダー本体６２Ｂと、シリンダー本体６２Ｂ内で上下方向に移動可能なロッド６３Ｂと、ロッド６３Ｂに連結され、供給ノズル５３を把持する把持部６４Ｂと、第３駆動部（モーター）５４Ｂとを有する。
【００７０】
把持部６４Ｂは、本体５０の内部に挿入されたロッド６３Ｂの先端部に設けられており、把持部６４Ａと同様、半円状のリング部材で構成されている。把持部６４Ｂは、把持部６４Ａと同様、少なくとも１つの貫通孔を有している。供給ノズル５３は、そのうちの１つの貫通孔に挿入されて、把持部６４Ｂの下面に設けた締結部６５Ｂにより固定される。
【００７１】
また、把持部６４Ｂのロッド６３Ｂへの固定方法は、把持部６４Ａと同様、例えば、把持部６４Ｂにボルト穴を設け、このボルト穴にボルトを挿入して締めることで、把持部６４Ｂはロッド６３Ｂの外周に固定される。なお、把持部６４Ｂは、把持部６４Ａと同様、半円状のリング部材に限らず、円盤状のリング部材であってもよい。
【００７２】
第３駆動部７０Ｂは、ロッド６３Ｂの高さを調整することにより、把持部６４Ｂに保持されている供給ノズル５３の高さを調整することができる。供給ノズル５３は、シリンダー本体６２Ｂの把持部６４Ｂをロッド６３Ｂを介して上下方向に移動させ、供給ノズル５３の先端部の位置を調整する。これにより、供給ノズル５３の先端部に設けた流出口を粉体２７の表面近傍の適性位置に調整することができる。例えば、第３駆動部７０Ｂは、第２粉体収容容器４０内の粉体２７を粉体供給通路Ｌ１２に供給する場合には、供給ノズル５３の先端部を、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の表面に向って下降する。一方、第２粉体収容容器４０内の粉体を粉体供給通路Ｌ１２に供給することを停止する場合には、供給ノズル５３を上昇させ、供給ノズル５３の先端部が粉体２７と接触しないようにする（図示せず）。
【００７３】
第１測定部５５は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重さを測定するものである。
【００７４】
第２モーター５６は、第２粉体収容容器４０を軸方向に対して水平方向に回転させるものである。第２粉体収容容器４０はその底部の中心に回転軸７２ａをもつ回転座７１ａに置かれ、第２モーター５６が運転して回転軸７２ａが回転することにより第２粉体収容容器４０が回転する。第２モーター５６は、制御装置１３により運転が制御され、流動体３７の供給量に応じた速度で回転軸７５を回転させることができる。第２粉体収容容器４０を回転させることにより、供給ノズル５３の先端近傍に粉体２７が無くなることを抑制することで、粉体２７の取り込みを安定して行うことができる。
【００７５】
変位センサー５８Ａは、蓋部５９の上部に固定されており、粉体２７の表面の位置を検出するためのものである。変位センサー５８Ａの測定結果から、供給ノズル５３の高さは制御部１３により適宜任意の高さに調整される。
【００７６】
変位センサー５８Ｂは、補給ノズル５１の先端と所定の高さを保持して補給ノズル５１に固定されており、補給ノズル５１の先端の位置を測定基準として粉体２７の表面までの距離を計測するためのものである。変位センサー５８Ｂは、第２粉体収容容器４０の回転に対して描かれる相対運動の軌道上で、第２粉体収容容器４０の先端の流出口５１ａの前方の粉体２７の表面位置を検出する。これにより、前記流出口５１ａから吸い込まれる粉体２７の表面位置と前記流出口５１ａとの高さを事前に測定することができる。変位センサー５８Ｂの測定結果から、補給ノズル５１の高さは、制御部１３により適宜任意の高さに調整される。
【００７７】
また、本実施形態においては、把持部６４Ａに補給ノズル５１を固定し、把持部６４Ｂに供給ノズルを固定しているが、把持部には他の部材を固定して備えるようにしてもよい。例えば、図８に示すように、把持部６４Ａの裏面に、スクレーパー７１、フラップ７２、およびブラシ７３などを固定して垂下させることが好ましい。把持部６４Ａに、スクレーパー７１、フラップ７２、およびブラシ７３を固定して垂下させることにより、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の表面がならされるため、粉体２７の表面を滑らかにすることができる。これにより、粉体２７の表面高さの差をより正確に測定することができる。
【００７８】
また、把持部６４Ａと同様に、把持部６４Ｂの裏面に、スクレーパー７１、フラップ７２、およびブラシ７３などを固定して垂下させることが好ましい。把持部６４Ｂに、スクレーパー７１、フラップ７２、およびブラシ７３を固定して垂下させることにより、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の表面がならされ、滑らかな表面にすることができる。これにより、粉体２７の表面高さの差を低減できるため、供給ノズル５３からの粉体２７の取り込み量を安定にすることができる。
【００７９】
また、把持部６４Ａおよび６４Ｂには、スクレーパー７１、フラップ７２、およびブラシ７３が全て備えられている必要はなく、これらの一つ以上を備えるようにしてもよい。
【００８０】
制御部１３は、第１モーター２６、第１測定部５５、第２モーター５６、変位センサー５８Ａ、５８Ｂ、第２モーター５６、調節弁、開放弁など粉体供給システム１０Ａを構成する各部材と連結されている。制御部１３は、第１測定部５５で測定された第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重さ、変位センサー５８Ａ、５８Ｂで検出された粉体２７の表面の位置などに基づいて、第１モーター２６、第２モーター５６、第２駆動部（モーター）５４Ａ、第３駆動部（モーター）５４Ｂ、調節弁Ｖ１１、開放弁Ｖ１２、などを制御することで、取込ノズル２１の高さ、補給ノズル５１の高さ、供給ノズル５３の高さ、第１粉体収容容器２０の回転速度、第２粉体収容容器４０の回転速度などを適宜制御することができる。また、循環ポンプ１４の出力を制御することにより、搬送ガス３６の循環量を適宜制御することができる。これにより、補給装置１１Ａから供給装置１２Ａへの粉体２７の補給量、供給装置１２Ａから溶射装置６１への粉体２７の供給量などの調整が可能となっている。
【００８１】
制御部１３は、例えば、制御プログラムや各種記憶情報を格納する記憶手段と、制御プログラムに基づいて動作する演算手段とを含んで構成することができる。制御部１３は、供給装置１２Ａへの粉体２７の補給量を算出するため、前記記憶手段には、試験等により、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重さと取込ノズル２１の高さとの関係、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重さと第２モーター５６の回転速度との関係、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重さと供給ノズル５３の高さとの関係などを予め求め、算出された関係式または相関表などを記憶させておく。
【００８２】
制御部１３は、前記関係式または相関表などに基づき、第１測定部５５で測定された粉体２７の重さに応じて、補給装置１１Ａから供給装置１２Ａへの粉体２７の補給量、供給装置１２Ａから溶射装置６１への粉体２７の供給量などを任意に適宜調整することができる。粉体２７の供給時には、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重さは減少するため、その変化量から、制御部１３は、取込ノズル２１の高さなどを調整し、補給装置１１Ａからの粉体２７の補給開始または停止のタイミングを制御することができる。また、制御部１３は、第２モーター５６の回転速度、供給ガス３８量などを調整し、供給装置１２Ａから溶射装置６１への流動体６０中に含まれる粉体２７の供給量を制御することができる。
【００８３】
（第２粉体収容容器内への粉体の補給方法）
次に、粉体供給システム１０Ａを用いた粉体の補給方法の一例について説明する。制御部の運転の一例のフローチャートを示す。
【００８４】
図１１に示すように、第１測定部５５は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重量を測定し、測定結果が制御部１３に伝達される（ステップＳ１１）。制御部１３は、第１測定部５５で測定された粉体２７の重量が下限値を下回っているか否か判断する（ステップＳ１２）。本実施形態において、下限値とは、例えば、第２粉体収容容器４０内の粉体２７が供給ノズル５３から安定して取り出されなくなる量の値をいう。
【００８５】
制御部１３は、第１測定部５５で測定された粉体２７の重さが下限値未満と判定した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）には、制御部１３は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の量が少なくなっていると判断し、調節弁Ｖ１１を閉じると共に開放弁Ｖ１２を開いて、ロッド内の空間に充填されている圧縮空気を開放弁から放出する（ステップＳ１３）。これにより、エアシリンダーの高さは下がり、把持部３２に保持されている取込ノズル２１のノズル先端部２２は粉体２７内に埋まる。この結果、第１粉体収容容器２０内の粉体２７が、第２粉体収容容器４０に供給される。
【００８６】
一方、制御部１３は、第１測定部５５で測定された粉体２７の重量が下限値未満でないと判定した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）には、制御部１３は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７をまだ溶射装置６１に安定して供給できると判断する。
【００８７】
第１測定部５５は第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重量を測定し、測定結果が制御部１３に伝達される（ステップＳ１４）。制御部１３は、第１測定部５５で測定された粉体２７の重量が上限値を超えているか否か判断する（ステップＳ１５）。本実施形態において、上限値とは、例えば、第２粉体収容容器４０で収容できる粉体２７の８０〜９０％程度の量をいう。
【００８８】
制御部１３は、第１測定部５５で測定された粉体２７の重量が、上限値を超えていると判定した場合（ステップＳ１５：Ｙｅｓ）には、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の量が多すぎると判断し、制御部１３は、開放弁Ｖ１２を閉じると共に調節弁Ｖ１１を開放して圧縮空気をエアシリンダーの内部に供給して、ロッド内の空間に充填する（ステップＳ１６）。これにより、取込ノズル２１のノズル先端部２２は任意の位置まで上昇して、取込ノズル２１のガス流入孔２３およびガス流出孔２４が粉体２７の表面に接触しないようにする。
【００８９】
その後、制御部１３は、上記のステップＳ１１に移行して、第１測定部５５で第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重量を再度、測定する。
【００９０】
一方、制御部１３は、第１測定部５５で測定された粉体２７の重量が上限値以下であると判定した場合（ステップＳ１５：Ｎｏ）には、制御部１３は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７が第２粉体収容容器４０からまだあふれることなく溶射装置６１に安定して供給できると判断する。
【００９１】
よって、本実施形態によれば、制御部１３は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の量に応じて、第１駆動部１５を制御して、取込ノズル２１の高さを調整して、第１粉体収容容器２０から第２粉体収容容器４０内に補給される粉体２７の量を調整することができる。このため、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の量を安定して保持することができるため、搬送ガス３６の供給を停止することなく粉体２７を連続して安定して供給することができる。
【００９２】
このように、粉体供給システム１０Ａは、補給装置１１Ａから供給装置１２Ａに粉体２７を補給しながら、粉体２７を供給装置１２Ａから溶射装置６１などに供給することができるため、供給装置１２Ａから粉体２７を定量的に安定して長時間連続して供給することができる。
【００９３】
また、粉体供給システム１０Ａは、第１測定部５５で測定された第２粉体収容容器４０内の粉体２７の量に応じて、第１駆動部１５、第２駆動部、第３駆動部、循環ポンプ１４などを制御して、取込ノズル２１の高さ、補給ノズル５１、供給ノズル５３の高さ、循環ガス３６量などを調整することにより、補給装置１１Ａから供給装置１２Ａへの粉体２７の補給量、供給装置１２Ａから溶射装置６１などへの粉体２７の供給量などを調整して、第２粉体収容容器４０内に粉体２７を所定量保つことができる。このため、粉体供給システム１０Ａは、補給装置１１Ａから供給装置１２Ａに粉体２７を補給しつつ、供給装置１２Ａから溶射装置６１などへの粉体２７の供給を連続して行うことができる。
【００９４】
したがって、粉体供給システム１０Ａによれば、従来の供給装置のように作業途中で粉体などの原料切れによって作業を中断する必要は一切なくなり、仮に作業が長時間続く場合でも原料を外部に連続して供給することができるため、例えば、溶射装置などで溶射作業などを行う際に、作業中断また作業再開により生じる作業負担、時間的、経済的損失を低減することができる。これにより、例えば、溶射装置に、原料をごく微少量、経時的な供給量の変動が実質的にないか変動を極めて抑制した状態で、安定的に供給することができる。
【００９５】
また、循環ポンプ１４により、補給装置１１Ａ、供給装置１２Ａ、第１搬送ラインＬ１４Ａおよび第２搬送ラインＬ１４Ｂに搬送ガスを循環させることができ、補給装置１２Ａに独立したガスの供給源を設ける必要がなく、アルゴンガスなどの搬送ガスを循環させて再利用することができる。
【００９６】
なお、本実施形態においては、粉体を溶射装置に供給する場合について説明したが、液晶基板のスペーサ散布装置、粉体圧縮成形、サンドブラスト装置、粉体塗装装置などでも同様に適用することができる。
【００９７】
また、本発明の第１の実施形態による粉体供給システム１０Ａは、別の好ましい態様において、図１に示す粉体供給システム１０Ａの補給装置１１Ａが、第２測定部２８を備えていてもよい。第２測定部２８は、第１粉体収容容器２０内の粉体２７の重さを測定するものである。第２測定部２８は、第１モーター２６の下に設けられている。
【００９８】
制御部１３は、さらに、第２測定部２８と連結されている。制御部１３は、第１測定部５５および第２測定部２６で測定されたそれぞれの粉体２７の重量に応じて、補給装置１１Ａから供給装置１２Ａへの粉体２７の補給量、供給装置１２Ａから溶射装置６１への粉体２７の供給量などをそれぞれ調整する。
【００９９】
（第２粉体収容容器内への粉体の補給方法）
次に、粉体供給システム１０Ａを用いた粉体２７の補給方法の一例について説明する。制御部１３の運転の一例のフローチャートを図１２に示す。
【０１００】
図１２に示すように、第１測定部５５は、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重量を測定し、測定結果が制御部１３に伝達され、第２測定部２８は、第１粉体収容容器２０内の粉体２７の重量を測定し、測定結果が制御部１３に伝達される（ステップＳ２１）。
【０１０１】
次いで、制御部１３は、第１測定部５５で測定された所定時間における第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重量の減少量Δｔ１と、第２測定部２８で測定された所定時間における第１粉体収容容器２０内の粉体２７の重量の減少量Δｔ２との差を算出し、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重量変化量を求める（ステップＳ２２）。
【０１０２】
次いで、制御部１３は、この減少量Δｔ１と減少量Δｔ２との差から、第２粉体収容容器４０内から排出された粉体２７の正確な排出量を算出する（ステップＳ２３）。供給装置１２Ａの第１測定部５５の重量変化は、供給装置１２Ａから排出される粉体量と、補給装置１１Ａから補給された粉体量との差になる。そのため、供給装置１２Ａにおける粉体２７の受け入れ量、すなわち、補給装置１１Ａからの粉体２７の補給量を算出することで、制御部１３は、減少量Δｔ１と減少量Δｔ２との差から、粉体２７の補給時においても供給装置１２Ａからの粉体２７の正確な排出量が求められる。
【０１０３】
よって、粉体供給システム１０Ａによれば、第１測定部５５で測定された第２粉体収容容器４０内の粉体２７の重さの減少量Δｔ１と第２測定部２８で測定された第１粉体収容容器２０内の粉体２７の重さの減少量Δｔ２との差から、第２粉体収容容器４０内の粉体２７の正確な重量変化を求めることができるため、粉体２７の補給時においても、第２粉体収容容器４０からの粉体２７の正確な排出量を求めることができる。したがって、粉体供給システム１０Ａは、供給装置１２Ａから粉体２７を定量的に安定して長時間連続して供給しつつ、粉体２７の供給量の調整を更に精度高く安定して行うことができる。
【０１０４】
また、制御部１３は、本実施形態の粉体の補給方法の運転に、上記第１の態様で説明した図１１に示す粉体の補給方法の運転も組み合わせて行うこともできる。
【０１０５】
以上のように、本発明は、供給装置から粉体を定量的に安定して長時間連続して供給できることから、例えば、カレンダーロール表面への耐摩耗溶射コーティング、太陽電池用シリコンの精製、大型プラズマディスプレーパネルの絶縁コーティングなどに好適に適用することができる。
【０１０６】
［第２の実施形態］
＜粉体供給システム＞
本発明の第２の実施形態による粉体供給システムについて説明する。図２は、本実施形態による粉体供給システム１０Ｂの構成を示す図である。図２に示すように、粉体供給システム１０Ｂは、補給装置１１Ａ、供給装置１２Ｂ、制御装置（制御部）１３、第１搬送ラインＬ１４Ａ、第２搬送ラインＬ１４Ｂ、および循環ポンプ１４を備える。なお、本発明の第１の実施形態と同様の部材については、同一符号を付して重複した説明は省略する。補給装置１１Ａは、第１の実施形態と同様の構成を有する。
【０１０７】
（供給装置例２）
供給装置１２Ｂは、本体８０と、第２粉体収容容器（粉体容器）８１と、補給ノズル８２と、周溝８３ａを備えた円盤８３と、モーター（第３回転駆動部）８４と、供給ノズル８５と、吸気口８６と、供給ガス導入管８８を備える。
【０１０８】
本体は、その内部に、第２粉体収容容器８１と、ケーシング内外を連通する粉体供給管８１ａを備えるケーシング８７内に設置され、その上面に周溝８３ａが施された円盤８３と、供給ガス導入管８８と、モーター８４とを備える。本体８０は、例えば、円筒形に形成されている。
【０１０９】
第２粉体収容容器８１は、補給装置１１Ａから供給された流動体３７中の粉体２７を収容するものである。補給ノズル８２から排出された流動体３７中の粉体２７は、第２粉体収容容器８１で回収される。粉体２７は、第２粉体収容容器８１内に運転開始前に充填されていてもよいし、補給装置１１Ａから補給されて充填されるようにしてもよい。運転開始時から粉体２７を外部に供給できるようにするため、粉体２７は第２粉体収容容器８１に予め充填させておくようにすることが好ましい。第２粉体収容容器８１の容量は、特に限定されるものではないが、例えば、０．３０〜２Ｌとする。第２粉体収容容器８１の容量が上記範囲内であれば、粉体２７を安定して定量的に外部に供給することができる。
【０１１０】
補給ノズル８２は、補給装置１１Ａから供給された流動体３７を第２粉体収容容器８１に供給する。吸気口８６は、補給装置１１Ａからの流体動体３７に含まれるのと等量のガスを循環ポンプ１４により第２搬送ラインＬ１４Ｂに取り込み、取り込まれたガス３６は補給装置１１Ａへと帰還する。補給装置１１Ａから第１搬送ラインＬ１４Ａを介して移送された粉体２７は、補給ノズル８２から本体８１内に放出される。補給ノズル８２から第２粉体収容容器８１内に放出された流動体３７中の粉体２７は、第２粉体収容容器８１内に回収され、第２粉体収容容器８１内の粉体２７が補給される。これにより、供給装置１２Ｂから排出された分の粉体２７が第２粉体収容容器８１内に補給される。
【０１１１】
補給ノズル８２は、先端の流出口が本体の上部に設けられる蓋部８９から内部に挿入されている。補給ノズル８２は、任意の駆動機構により本体内を上下方向に移動可能に構成されていてもよい（図示せず）。
【０１１２】
第２粉体収容容器８１に補給された粉体２７は、該収容容器８１の底部開口部からケーシング８７内外を連通する粉体供給管８１ａを介して該粉体収容容器８１下部に設けられたケーシング８７内の円盤８３上の周溝８３ａに移送される。例えば、前記粉体２７は、底部開口部から自重により前記周溝８３ａへ落下し、または振動、ガス流入など常用される任意の方法により前記周溝に移送される。そのような機構としては、例えば、圧縮空気によるエアバイブレーター９０が好ましい。前記周溝８３ａに移送された粉体２７は、スクレーパー８４により升切りされる。また前記円盤８３は、モーター８４により回転される。前記ケーシング８７の内部の空気圧は外部よりも高く設定されており、内外における圧力差により、前記ケーシング８７の内部から前記供給ノズル８５に流れ込む空気流動を生じせしめ、前記円盤８３の回転により連続的に搬送される前記周溝８３ａ内の粉体２７を前記空気流動に乗せて前記ケーシング８７の外部に定量的に供給することができる。
【０１１３】
そのようにしてケーシング８７の外部に定量供給される粉体２７は、供給ガス導入管８８から供給される供給ガス９１に同伴され、供給ノズル８５から流出した流動体６０は、粉体供給通路Ｌ１２を通り、溶射装置６１などに供給される。また、供給装置１２Ｂから溶射装置６１に供給される供給ガス９１の供給速度は、１〜５０Ｌ／ｍｉｎであることが好ましい。
【０１１４】
本発明による粉体供給システムは、本実施形態に記載のような本願の出願時において広範に用いられている粉体供給装置とも組み合わせて用いることが可能である点において、本実施形態による粉体供給装置と組み合わせて用いることができない特許第５７４９３８５号に係る発明による粉体供給システムと比較して汎用性が高く、本発明による課題を解決可能にするものである。
【０１１５】
（第２粉体収容容器内への粉体の補給方法）
次に、粉体供給システムを用いた粉体の補給方法の一例について説明する。制御部の運転の一例のフローチャートを図１１に示す。
【０１１６】
図１２に示すように、第１測定部５５は、第２粉体収容容器８１内の粉体２７の重量を測定し、測定結果が制御部１３に伝達され、第２測定部２８は、第１粉体収容容器２０内の粉体２７の重量を測定し、測定結果が制御部１３に伝達される（ステップＳ２１）。
【０１１７】
次いで、制御部１３は、第１測定部５５で測定された所定時間における第２粉体収容容器８１内の粉体２７の重量の減少量Δｔ１と、第２測定部２８で測定された所定時間における第１粉体収容容器２０内の粉体２７の重量の減少量Δｔ２との差を算出し、第２粉体収容容器８１内の粉体２７の重量変化量を求める（ステップＳ２２）。
【０１１８】
次いで、制御部１３は、この減少量Δｔ１と減少量Δｔ２との差から、第２粉体収容容器８１内から排出された粉体２７の正確な排出量を算出する（ステップＳ２３）。供給装置１２Ｂの第１測定部５５の重量変化は、供給装置１２Ｂから排出される粉体量と、補給装置１１Ａから補給された粉体量との差になる。そのため、供給装置１２Ｂにおける粉体２７の受け入れ量、すなわち、補給装置１１Ａからの粉体２７の補給量を算出することで、制御部１３は、減少量Δｔ１と減少量Δｔ２との差から、粉体２７の補給時においても供給装置１２Ｂからの粉体２７の正確な排出量が求められる。
【０１１９】
よって、粉体供給システム１０Ｂによれば、第１測定部５５で測定された第２粉体収容容器８１内の粉体の重さの減少量Δｔ１と第２測定部２８で測定された第１粉体収容容器２０内の粉体２７の重さの減少量Δｔ２との差から、第２粉体収容容器８１内の粉体２７の正確な重量変化を求めることができるため、粉体２７の補給時においても、第２粉体収容容器８１からの粉体２７の正確な排出量を求めることができる。したがって、粉体供給システム１０Ｂは、供給装置１２Ｂから粉体２７を定量的に安定して長時間連続して供給しつつ、粉体２７の供給量の調整を更に精度高く安定して行うことができる。
【０１２０】
また、制御部１３は、本実施形態の粉体２７の補給方法の運転に、上記第１の実施形態で説明した図１１に示す粉体の補給方法の運転も組み合わせて行うこともできる。
【０１２１】
以上のように、本発明は、供給装置１２Ｂから粉体２７を定量的に安定して長時間連続して供給できることから、例えば、カレンダーロール表面への耐摩耗溶射コーティング、太陽電池用シリコンの精製、大型プラズマディスプレーパネルの絶縁コーティングなどに好適に適用することができる。
【０１２２】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態による粉体供給システムについて説明する。図６および図７は、それぞれ、本実施形態による粉体供給システム１０Ｃおよび１０Ｄの構成を示す図である。図６に示すように、粉体供給システム１０Ｃは、補給装置１１Ｂ、供給装置１２Ａ、制御装置（制御部）１３、第１搬送ラインＬ１４Ａ、第２搬送ラインＬ１４Ｂ、および循環ポンプ１４を備える。また、図７に示すように、粉体供給システム１０Ｄは、補給装置１１Ｂ、供給装置１２Ｂ、制御装置（制御部）１３、第１搬送ラインＬ１４Ａ、第２搬送ラインＬ１４Ｂ、および循環ポンプ１４を備える。なお、本発明の第１および第２の実施形態と同様の部材については、同一符号を付して重複した説明は省略する。供給装置は、これらに限定されるものではなく、任意の全てのガス搬送式供給装置を用いることができる。
【０１２３】
（補給装置）
補給装置１１Ｂは、第１および２の実施形態における補給装置１１Ａよりも簡易な構造を有することができる。例えば、前記粉体収容容器を粉体保管容器２０Ｃで代用することができ、好ましくは、前記粉体保管容器２０Ｃは、粉体２７を保管するのに常用されている市販のポリ瓶である。その場合、容器蓋は、取込ノズルをガス気密的に挿入固定するための気密摺動軸受けを備え、最大１気圧程度の圧力強度を有する専用蓋を作成し、使用することが好ましい。また、前記粉体収容容器２０Ｃは、圧縮空気により振動を生起するエアバイブレーター９５をさらに具備していてもよい。該エアバイブレーター９５は、粉体収容容器壁に固定され、圧縮空気により振動を生起し、粉体の排出に伴いノズル先端部２２の周囲に生じる空間を粉体崩落により埋め戻すことにより、長時間にわたって安定的に粉体をノズル２１から取り込むことができる。さらに、補給装置１１Ｂは、例えば台車９６などによって移動させることができる。
【０１２４】
（第２粉体収容容器内への粉体の補給方法）
制御部１３は、本実施形態の粉体の補給方法の運転に、上記第１の実施形態で説明した図１１に示す粉体の補給方法の運転を行うこともできる。
【０１２５】
以上のように、本発明は、供給装置から粉体を定量的に安定して長時間連続して供給できることから、例えば、カレンダーロール表面への耐摩耗溶射コーティング、太陽電池用シリコンの精製、大型プラズマディスプレーパネルの絶縁コーティングなどに好適に適用することができる。
【実施例】
【０１２６】
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【０１２７】
（実施例１：カレンダーロール表面への耐摩耗溶射コーティング層の形成）
図１に示す粉体供給システム１０Ａを用いて、ＷＣ粉体を溶射装置に供給して、カレンダーロール表面にＷＣ粉体を溶射し、耐摩耗性の溶射コーティング層を形成した。このとき、粉体供給システム１０ＡはＷＣ粉体を溶射装置に連続して２４時間供給することができ、溶射装置はＷＣ粉体を連続して２４時間溶射することができた。
【０１２８】
（実施例２：太陽電池用シリコンの精製）
図１に示す粉体供給システム１０Ａを用いて、金属シリコン粉体を溶融炉に供給して、金属シリコン粉体を溶解して、シリコンを精製した。このとき、粉体供給システム１０Ａは金属シリコン粉体を溶融炉に連続して７０時間供給することができ、溶融炉は金属シリコン粉体を連続して７０時間溶解することができた。
【０１２９】
（実施例３：プラズマディスプレーパネルの絶縁コーティング層の形成）
図１に示す粉体供給システム１０Ａを用いて、アルミナ粉体を溶射装置に供給して、大型プラズマディスプレーパネル表面にアルミナ粉体を溶射し、絶縁性のコーティング層を形成した。このとき、粉体供給システム１０Ａはアルミナ粉体を溶射装置に連続して１２時間供給することができ、溶射装置はアルミナ粉体を連続して１２時間溶射することができた。
【符号の説明】
【０１３０】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ    粉体供給システム
１１Ａ、１１Ｂ    補給装置
１２Ａ、１２Ｂ    供給装置
１３              制御部
１４              循環ポンプ
１５              第１駆動部
１７              制御パネル
２０              第１粉体収容容器
２０Ｃ            紛体保管容器
２１              取込ノズル
２２              ノズル先端部
２３              ガス流入孔
２４              ガス流出孔
２５              ガス流出通路
２６              第１モーター
２７              紛体
２８              第２測定部
２９              ガス流入通路
３０              回転座
３１              回転軸
３２              把持部
３５              エアシリンダー
３６              搬送ガス
３７              流動体
３８              供給ガス
４０              第２紛体収容容器
５０              本体
５１              補給ノズル
５１ａ            流出口
５２              吸気口
５３              供給ノズル
５４Ａ            第２駆動部（モーター）
５４Ｂ            第３駆動部（モーター）
５５              第１測定部
５６              第２モーター（第２回転駆動部）
５７              供給ガス導入孔
５８Ａ、５８Ｂ    変位センサー
５９              蓋部
６０              流動体
６１              溶射装置
６２Ａ、６２Ｂ    シリンダー本体
６３Ａ、６３Ｂ    ロッド
６４Ａ、６４Ｂ    把持部
６５Ａ、６５Ｂ    締結部
７０Ａ            第２駆動部
７０Ｂ            第３駆動部
７１              スクレーパー
７２              フラップ
７３              ブラシ              
７４              回転座
７５              回転軸
８０              本体
８１              第２紛体収容容器
８１ａ            粉体供給管
８２              補給ノズル
８３              円盤
８３ａ            周溝
８４              スクレーパー
８５              供給ノズル
８６              吸気口
８７              ケーシング
８８              供給ガス導入管
８９              蓋部
９０              エアバイブレーター
９１              供給ガス
９５              エアバイブレーター
９６              台車
Ｌ１２            紛体供給通路
Ｌ１４Ａ          第１ガス搬送ライン
Ｌ１４Ｂ          第２ガス搬送ライン
Ｖ１１            調節弁
Ｖ１２            開放弁
【図１】
2018118848.tif 000003
【図２】
2018118848.tif 000004
【図３】
2018118848.tif 000005
【図４】
2018118848.tif 000006
【図５】
2018118848.tif 000007
【図６】
2018118848.tif 000008
【図７】
2018118848.tif 000009
【図８】
2018118848.tif 000010
【図９】
2018118848.tif 000011
【図１０】
2018118848.tif 000012
【図１１】
2018118848.tif 000013
【図１２】
2018118848.tif 000014