JP2006082942A - 粉体供給機 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体供給機による粉体の供給を、定量的にまた連続的に行なうことができ、かつ確実に停止することができ、さらに粉体供給機の弁板、弁軸などの分解、再組立を、工具を用いることなく容易に行なえるようにする。
【解決手段】供給管の排出口に接離し排出口を開閉する弁板が取り付けられた弁軸を回動させ弁板を任意の位置に駆動保持する弁軸駆動手段と、弁軸を振動させる振動数調整可能な弁軸加振手段を備える。さらに、弁軸を両端の軸受体の間において軸線方向に挿脱自在な連結部により分割可能に支持し、軸受体を手動操作式の固定手段により着脱自在にその支持部材に取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体の原料容器などに連結され、収容された粉体を、定量的、連続的に供給することができ、また供給を確実に停止することができる粉体供給機に関する。

例えば、粉体を収容したコンテナの下部に連結され、コンテナに収容された粉体を、排出させて供給し、また排出を止めて供給を停止させる粉体供給機の典型例として、下端部に備えた排出口に弁板を開度を調整可能に接離させるダンパ装置がある（例えば、特許文献１参照）。

このダンパ装置のような粉体供給機によって、粉体を、例えば計量容器に所定の量供給する場合、弁板の開度を最初は大きくし粉体の流出量を多くし、流出した粉体の量が所定量に近付くにつれて開度を小さくし流出量を少なくし、所定量の粉体が迅速に供給されるようにする。
特開２００２−０５４７５１号公報

しかしながら上述したとおりの形態の従来の粉体供給機には、次のとおりの解決すべき問題がある。

粉体は一般的に流動性が良くないので、排出口からの流れが安定しにくく、排出口の開度を小さくすると排出口に詰まりやすい。特に流動性の悪い粉体は、排出口の開度を大きくしても流出しない。すなわち、弁板による排出口の開度と粉体の供給量との関係が不安定であり、また粉体が円滑に流出しないので、計量容器などへの所定の量の粉体の供給が難しい。

さらに、粉体は粉体供給機の弁板など内部に付着、堆積するので、また扱う粉体が例えば医薬品のような場合には、毎終業時あるいは粉体の種類が変わる毎などに、弁板、弁軸などを分解し、洗浄し、再組み立てする必要がある。しかしながらこの分解、再組立には、工具が必要、部品点数が多いなどから、手間がかかり、業務を遂行する上で障害になっている。

本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術的課題は、粉体の供給を、定量的にまた連続的に行なうことができ、かつ確実に停止することができる、粉体供給機を提供することである。

本発明の他の技術的課題は、上記主たる技術的課題の達成に加えて、弁板、弁軸などの分解、再組立を、工具を用いることなく容易に行なうことができる、粉体供給機を提供することである。

本発明者は、鋭意検討および実験を重ねた結果、弁板を振動させることにより円滑に粉体を供給することができ、また構成を改良することにより工具を用いることなく分解および再組立が容易に行なえる粉体供給機を開発した。

すなわち、本発明によれば上記主たる技術的課題を解決する粉体供給機として、下端部に排出口を有した粉体の供給管と、排出口に接離して排出口を全閉と全開の間で開閉する弁板と、弁板が取り付けられた弁軸と、弁軸の両端部を支持する一対の軸受体と、弁軸を回動させ弁板を排出口に対し任意の位置に駆動保持する弁軸駆動手段と、弁軸を振動させる振動数調整可能な弁軸加振手段とを備えている、ことを特徴とする粉体供給機が提供される。

好適には、一対の軸受体の各々から突出した弁軸の、一方の軸端に弁軸駆動手段が、他方の軸端に弁軸加振手段がそれぞれ連結され、弁軸加振手段は弁軸に取り付けられている。弁板は、弁軸の半径方向に延びた腕体に弾性体としての圧縮コイルばねを介して取り付けられている。また、粉体の供給管を振動させる供給管加振手段を備えている。

さらに、上記の主たる技術的課題の達成に加えて、他の技術的課題を解決する粉体供給機として、弁軸は、一対の軸受体の間において、軸線方向の挿脱を自在に周方向の相対回転を係止し嵌合された連結部を少なくとも１個備え、この連結が弁軸を一対の軸受体により支持することにより維持され、軸受体の各々は、それぞれの支持部材に弁軸の軸端側から挿脱を自在に挿入され、手動操作式の固定手段によって位置が固定され、少なくとも一方の軸受体を、固定手段を解除して支持部材から抜き出すことにより弁軸の連結部の連結が解除自在になる、ことを特徴とする粉体供給機が提供される。

好適には、固定手段は、軸受体の支持部材に取り付けられ、軸受体に抜き差しが自在な先端部と、先端部の抜き差しを操作する摘みとを備えている。弁軸の連結部は、一方の軸端に形成された凸軸部および他方の軸端に形成されこの凸軸部に嵌合する凹穴部と、凸軸部に取り付けられ半径方向に延び突出したピンおよび凹穴部の外筒部に形成されこのピンに自在に係合する溝とを備えている。

本発明に従って構成された粉体供給機によれば、排出口に接離して排出口を開閉する弁板が取り付けられた弁軸に、弁板を排出口に対し任意の位置に駆動保持する弁軸駆動手段、および弁軸を振動させる振動数調整可能な弁軸加振手段を備えている。したがって、弁板を、任意の開度に駆動し、振動数を粉体の性状に応じて調整し振動させることにより、粉体を弁板の開度に応じまた粉体の種類に応じ、円滑に、定量的に連続的に流出させることができ、また確実に停止させることができる。

さらに、上記に加えて本発明に従って構成された粉体供給機は、弁軸が、挿脱自在に嵌合された連結部を備え、弁軸の軸受体をその支持体から手動操作式の固定手段を解除し抜き出すことにより弁軸の連結部の連結を解除自在にすることができる。したがって、弁板、弁軸などの分解、再組立を、工具を用いることなく容易に行なうことができる。

以下、本発明に従って構成された粉体供給機について、好適実施形態を図示している添付図面を参照して、さらに詳細に説明する。

粉体供給機の正面図である図１、およびその要部を示した側面図である図２を参照して説明する。

全体を番号２で示す粉体供給機は、下端部に排出口４を有した粉体の供給管６と、排出口４に接離して排出口４を開閉する弁板８と、弁板８が取り付けられた弁軸１０と、弁軸１０の両端部を支持する一対の軸受体としてのブッシュ１２ａ、１２ｂと、弁軸１０を回動させ弁板８を排出口４に対し任意の位置に駆動保持する弁軸駆動手段としての電動アクチュエータ１４と、弁軸１０を振動させる振動数が調整可能な弁軸加振手段としてのバイブレータ１６を備えている。

粉体供給機２は、粉体を収容した例えばコンテナ（図示していない）の下部に連結され、弁板８を排出口４に対して接離させ開閉することにより、供給管６に導かれた粉体Ｐを下方の例えば計量容器（図示していない）に所定の量、供給する。

供給管６は円筒状のステンレス鋼管により形成され、排出口４はこの円筒管を水平面に対し弁軸１０の側から下方に所定の角度（実施例においては３０°）傾斜した面により切断した（図２）楕円形状（図１）を成している。

一対のブッシュ１２ａ、１２ｂ各々から突出した弁軸１０の、一方のブッシュ１２ａ側の端（図１の左側端）に電動アクチュエータ１４が、他方のブッシュ１２ｂの側の端（図１の右側端）にバイブレータ１６がそれぞれ連結されている。なお、図１におけるバイブレータ１６の位置は、連結状態を明示するために、図２の所定の取付位置を弁軸１０に対し回転させた状態で示されている。

弁軸１０は、一対のブッシュ１２ａ、１２ｂの間において、その軸線Ｘの方向の挿脱を自在に周方向の相対回転を係止して嵌合された連結部Ｒを２個所備え、弁板８が取り付けられた中央部１８と、その両側に位置したブッシュ１２ａ側の側端部２０ａおよびブッシュ１２ｂ側の側端部２０ｂとに分割されている。

弁軸１０について、連結部Ｒを解除した状態で示した図３、および弁板８が取り付けられる中央部１８の断面図である図４を参照して説明する。

弁軸１０（中央部１８、側端部２０ａ、２０ｂ）は、ステンレス鋼の棒材、板材などにより形成した部材を適宜に接合して形成されている。

連結部Ｒは、中央部１８の両軸端それぞれに形成された凸軸部１８ａ、および側端部２０ａ、２０ｂの対応した軸端に形成され凸軸部１８ａと嵌合する凹穴部２０ｃと、凸軸部１８ａに取り付けられた半径方向に突出するピン１８ｂよび凹穴部２０ｃの外筒部に形成されこのピン１８ｂと自在に係合する軸線Ｘ方向に延び軸端が開口した溝２０ｄを備えている。

中央部１８は、軸線Ｘ方向の中央に形成した大径のボス部１８ｃに、軸線Ｘを中心にした半径方向に延び一体的に接合された腕体１８ｄを備えている。腕体１８ｄは真直の矩形板状に形成され、先端部に弁板８を取り付ける取付孔１８ｅが形成されている。

側端部２０ａおよび２０ｂは、実質的に同じでよく、連結部Ｒの端部側から他端側に順に大径環状のフランジ部２０ｅ、フランジ部２０ｅより小径の軸受取付部２０ｆ、および軸受取付部２０ｆより小径の、側端部２０ａにおける矩形軸部２０ｇ、側端部２０ｂにおける矩形軸部２０ｈを備えている。

図５および図６を参照して、弁板８、および弁板８と腕体１８ｄの取付部について説明する。

弁板８は、ステンレス鋼により形成され、二点鎖線で示す排出口４を覆う大きさの矩形状に形成された弁板本８ａと、弁板本体８ａの一面側の中心部に一体的に接合され立設されたスタッド８ｂ、およびスタッド８ｂの回りを所定の空間を形成して囲うスタッド８ｂより背が低いパイプ８ｃを備えている。

弁板８は腕体１８ｄに、弾性体としての圧縮コイルばね２２をパイプ８ｃの内側においてスタッド８ｂに被嵌し、スタッド８ｂの先端側を腕体１８ｄの取付孔１８ｅに挿通し、ナット２４により取り付けられている。パイプ８ｃの端と腕体１８ｄの間にはスタッド８ｂの軸線方向に隙間Ｓが形成されている。したがって弁板８は、腕体１８ｄに対しこの隙間Ｓの範囲で弾性的に、そして相対変位を可能に取り付けられている。

上述のように弁軸１０に取り付けられた弁板８は、図２を参照して説明すると、弁軸１０を回動させることにより、排出口４に当接し排出口４を閉じる「全閉」位置（実線で示す）と、排出口４から離れ排出口４を全開状態に開放する「全開」位置（二点鎖線で示す）と、その間の任意位置の「任意開度」に、保持自在に、弁軸１０の軸線Ｘを中心に揺動可能に配設されている。

図７、弁軸１０を支持する一方のブッシュ１２ｂ部分の拡大断面図を参照して説明する。この端部にはバイブレータ１６が取り付けられている以外は、他方のブッシュ１２ａの部分と実質的に同一である。ブッシュ１２ａと１２ｂは同一のものでよい。

ブッシュ１２ｂは、筒状部１２ｃおよび一端側にフランジ部１２ｄを有してフッ素樹脂のような合成樹脂により形成されている。筒状部１２ｃには半径方向に延びて貫通した係止孔１２ｅが１個備えられている。筒状部１２ｃの外径はその端部に隣接する弁軸１０のフランジ部２０ｅの外径よりも大きく形成されている。

ブッシュ１２ｂは、それが支持される支持部材としての、粉体供給機２の供給機ケース２６の、ボス２６ａの軸線Ｘ方向に延びた孔２６ｂに、筒状部１２ｃを弁軸１０の軸端側（図７の右端側）から挿脱自在に挿入され、ボス２６ａの外周部に取り付けられた固定手段としてのインデックスプランジャ２８の先端部であるノーズ２８ａが係止孔１２ｅに抜き差し自在に挿通され、位置が固定されている。

インデックスプランジャ２８は、周知のものでよく、ボス２６ａにねじ込み取り付けられる本体２８ｂと、本体２８ｂ内を摺動自在に設けられた上述のノーズ２８ａと、ノーズ２８ａの抜き差しを操作する摘みであるノブ２８ｃを備えている。ノーズ２８ａは内臓のコイルばねにより突出する方向に付勢されており、ノブ２８ｃをつかんでコイルばねの力に抗してノーズ２８ａを本体２８ｂ側に引き寄せることにより、ノーズ２８ａはベアリング１２ｂの係止孔１２ｅから抜き出される。

弁軸１０の連結部Ｒの連結状態は、一対のベアリング１２ａ、１２ｂを軸線Ｘ方向の外方からそれぞれが取り付けられるボス２６ａに挿入し、弁軸１０を支持し、ベアリング１２ａ、１２ｂの位置をインデックスプランジャ２８によって固定することにより、軸線Ｘ方向の移動が止められ、維持される。

したがって、ベアリング１２ａ、１２ｂの少なくとも一方を、インデックスプランジャ２８を操作し固定を解除しボス２６ａから抜き出すことにより、弁軸１０の連結部Ｒの連結は解除自在になる。

バイブレータ１６について図１、図２、図７を参照して説明する。バイブレータ１６は、弁軸１０の矩形軸部２０ｈにブラケット１６ａにより取り付けられている。ブラケット１６ａはその一端に備えた雄ねじ部がバイブレータ本体にねじ込まれ、他端に備えた矩形孔が矩形軸部２０ｈに嵌合されボルト１６ｂにより固定されている。かくして、バイブレータ１６は弁軸１０の軸線Ｘに直交する方向に、かつ弁軸１０の腕体１８ｄの延びる方向に向けられて（図２）、弁軸１０にのみ取り付けられている。

このバイブレータ１６は周知のものでよく、圧縮空気により作動され、端部に備えたスロットル１６ｃを調整して空気圧を変えることにより振動数を、例えば毎分５０００〜９０００の範囲で調整できるものである。

電動アクチュエータ１４について図１および図２を参照して説明する。電動アクチュエータ１４は、本体が供給機ケース２６にブラケット２６ｃにより固定され、出力軸が矩形孔筒状のカップリング３０によって弁軸１０の矩形軸部２０ｇに連結されている。

電動アクチュエータ１４は周知のものでよく、コントロールユニット（図示していない）からの電気信号により、出力軸を任意の角度に回動させその位置に保持するものである。

図１、図２を参照して説明を続ける。粉体供給機２にはさらに、供給管６の外周部に供給管加振手段としてのバイブレータ３２を備えている。このバイブレータ３２は空気圧により駆動される周知のものでよい。

供給管６は、粉体を収容したコンテナなどに連結される筒部６ａと、排出口４が形成された排出部６ｂに分割されており、供給ケース２６の上面部に立設されたピン２６ｄにそれぞれのフランジ部に設けられたピン孔が嵌合され、位置決めされ、供給ケース２６に設けられた手動で操作されるフック金具２６ｅにより固定されている。

なお、弁板８、弁軸１０、供給管６の内面、供給機ケース２６の内面など、粉体が触れる部分の表面は、バフ研磨され仕上げられている。

主として図１および図２を参照して、上述したとおりの粉体供給機２の作用について説明する。

粉体の供給：
粉体供給機２は、排出口４に接離し排出口４を開閉する弁板８が取り付けられた弁軸１０に、弁板８を排出口４に対し任意の位置に駆動保持する弁軸駆動手段である電動アクチュエータ１４、および弁軸１０を振動させる振動数が調整可能な弁軸加振手段であるバイブレータ１６備えている。

したがって、弁板８を任意の開度に駆動保持し、弁板８を振動させ、さらに粉体Ｐの性状などに応じ振動数を変えることができるので、粉体Ｐを排出口４から円滑に定量的に連続的に流出させることができ、また流出を確実に停止させることができる。

特に弁板８を振動させることにより、弁板８による排出口４の開度が小さい場合においても、粉体Ｐを円滑に排出することができる。

弁軸の駆動および加振：
弁軸１０の一端に弁軸駆動手段である電動アクチュエータ１４を、他端に弁軸加振手段であるバイブレータ１６を連結したので、電動アクチュエータ１４およびバイブレータ１６は粉体Ｐに触れることなく、またコンパクトに配設される。また、バイブレータ１６は、弁軸１０に直接取り付ければよいので、設置が容易である。

弁板の取り付け：
弁板８は、弁軸１０の半径方向に延びた腕体１８ｄに弾性体である圧縮コイルばね２２を介して取り付けられている。したがって、弁板８と排出口４とを適切に当接させ排出口４を確実に閉じることができる。さらに圧縮コイルばね２２は腕体１８ｄとともに効果的に弁板８を振動させることができる。

そして、弁板８を微小に開けた状態「微小開度」（図２）、あるいはこれと同じ状態の閉じる寸前においては、圧縮コイルばね２２の作用によって、弁板８により排出口４の一部のみを開口させた状態にすることができる。したがって、より滑らかに粉体Ｐを流出させあるいは流出を停止させることができる。

供給管の加振：
さらに、供給管６を供給管加振手段であるバイブレータ３２によって加振し、供給管６内の粉体Ｐを振動させることにより、粉体Ｐの排出口４への流動を良くすることができる。

工具レスの分解および再組立
粉体供給機２は、弁軸１０が、軸線Ｘ方向に挿脱自在に嵌合された連結部Ｒを備え、弁軸１０の両端の軸受体であるブッシュ１２ａ、１２ｂのいずれか一方をその支持部材である供給機ケース２６から、手動操作式の固定手段であるインデックスプランジャ２８の摘み２８ｃを操作し、解除し抜き出すことにより、弁軸１０の連結部Ｒの連結が解除自在になる。

すなわち、弁板８、弁軸１０などの分解、再組立を、工具を用いないで容易に行なうことができる。このとき、供給機ケース２６および供給管６は、フック２６ｄの着脱操作により、工具を用いることなく容易に分解、再組立することができる。

したがって、粉体供給機２の弁板８など内部に付着した粉体の洗浄、特に医薬品のような粉体を扱う場合に要求される毎終業時あるいは粉体の種類が変わる毎の洗浄を、容易に行なうことができ、業務を効率よく遂行することができる。

弁軸の連結部：
さらに、弁軸１０の連結部Ｒは、軸端に形成された凸軸部１８ａと凹穴部２０ｃを嵌合させ、凸軸部１８ａのピン１８ｂを凹穴部２０ｃの溝２０ｄに係合させればよいので、着脱が容易であるとともに、洗浄清掃は分解した状態で行なえるので容易である。

本発明に従って構成された粉体供給機の一部を断面して示した正面図。 図１のＡ−Ａ方向に見て粉体供給機の要部を示した側面図。 図２に示す弁軸を分解状態で示した図。 図３の弁軸をＢ−Ｂ方向に見た断面図。 弁板の詳細図で（ａ）平面図（ｂ）その断面図。 図１にＡで示した弁板と腕体の取付部の拡大図。 図２にＤで示した弁軸端部の部分の拡大断面図。

符号の説明

２：粉体供給機
４：排出口
６：供給管
８：弁板
１０：弁軸
１２ａ、１２ｂ：ブッシュ（軸受体）
１４：電動アクチュエータ（弁軸駆動手段）
１６：バイブレータ（弁軸加振手段）
１８ｄ：腕体
２２：圧縮コイルばね（弾性体）
２６：供給機ケース
２６ａ：ボス
２８：インデックスプランジャ（固定手段）
３２：バイブレータ（供給管加振手段）
Ｐ：粉体
Ｒ：連結部

Claims (9)

1. 下端部に排出口を有した粉体の供給管と、
   排出口に接離して排出口を全閉と全開の間で開閉する弁板と、
   弁板が取り付けられた弁軸と、
   弁軸の両端部を支持する一対の軸受体と、
   弁軸を回動させ弁板を排出口に対し任意の位置に駆動保持する弁軸駆動手段と、
   弁軸を振動させる振動数調整可能な弁軸加振手段と
   を備えている、ことを特徴とする粉体供給機。
2. 一対の軸受体の各々から突出した弁軸の、
   一方の軸端に弁軸駆動手段が、
   他方の軸端に弁軸加振手段がそれぞれ連結されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の粉体供給機。
3. 弁軸加振手段が、弁軸に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の粉体供給機。
4. 弁板が、弁軸の半径方向に延びた腕体に弾性体を介して取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１記載の粉体供給機。
5. 弾性体が圧縮コイルばねである、
   ことを特徴とする請求項４記載の粉体供給機。
6. 粉体の供給管を振動させる供給管加振手段を備えている、
   ことを特徴とする請求項１記載の粉体供給機。
7. 弁軸が、一対の軸受体の間において、軸線方向の挿脱を自在に周方向の相対回転を係止し嵌合された連結部を少なくとも１個備え、この連結が弁軸を一対の軸受体により支持することにより維持され、
   軸受体の各々は、それぞれの支持部材に弁軸の軸端側から挿脱を自在に挿入され、手動操作式の固定手段によって位置が固定され、
   少なくとも一方の軸受体を、固定手段を解除して支持部材から抜き出すことにより弁軸の連結部の連結が解除自在になる、
   ことを特徴とする請求項１記載の粉体供給機。
8. 固定手段は、
   軸受体の支持部材に取り付けられ、
   軸受体に抜き差しが自在な先端部と、
   先端部の抜き差しを操作する摘みと
   を備えている、ことを特徴とする請求項７記載の粉体供給機。
9. 弁軸の連結部は、
   一方の軸端に形成された凸軸部および他方の軸端に形成されこの凸軸部に嵌合する凹穴部と、
   凸軸部に取り付けられ半径方向に突出したピンおよび凹穴部の外筒部に形成されこのピンに自在に係合する溝と
   を備えている、ことを特徴とする請求項８記載の粉体供給機。

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