JP2006256711A - 粉体の定量供給装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体の定量供給装置において、定量性が極めて高く、例え粉体の供給量が少量の場合で粉体の性状として凝集性の高い粉体においても定量性能を維持した粉体の定量供給装置を提供する。
【解決手段】回転する盤状物３または筒状物に粉体３０を体積計量するために環状を呈した多条の凹部６を設け、該多条の凹部６で体積計量した粉体３０を搬出ノズル９で吸引搬出した後、該粉体３０を合流させてただひとつの搬送管にて連続搬送する。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉体の定量供給装置に関するものである。詳しくは、本発明は粉体を高い定量性を有した状態で連続的に搬送できる装置およびその方法に関するものである。

一般に粉体の定量供給装置は、図８に示すように、ホッパ−５１と、円盤５２と、該円盤のケ−シング５３と、該円盤を回転させる駆動系５４と、前記ケ−シングの一部から粉体３０を目的とする場所まで輸送するための導管５５，搬送管５６およびノズル５７から構成され、前記円盤５２には一定間隔で貫通孔５８が複数個環状に設けてある。ホッパ−５１に貯えられた粉体３０は、ホッパ−の底部側でケ−シング５３に設けてある穴５９から円盤５２に環状配備された貫通孔５８に落ち充填される。駆動系５４を介して円盤５２は回転しており、貫通孔５８に充填された粉体３０は、反対側の導管５５位置を通過する時主にノズル５７を通る気体流に吸引され、搬送管５６に落下して気体流に乗って目的とする場所まで搬送される。尚、６０はモ−タ、６１は伝達系である。

ところで、上記のような粉体の定量供給装置においては、粉体３０が充填される貫通孔５８が円盤５２に一定間隔で複数個環状に設けてあるため、導管５５への落下が間欠的となるのを避けられず、粉体３０が搬送管５６に落下して気体流に乗って搬送される際も、導管５５への間欠的な粉体３０の落下の影響が残るため、供給量が少ない場合には特にこの影響が著しいという問題点がある。

係る問題点の改良法として、特許文献１に図９に示す方法が提案されている。図９（イ）は平面図、図９（ロ）は図９（イ）のＸ−Ｘ縦断面図、図９（ハ）は図９（イ）のＹ−Ｙ縦断面図である。

本公報では、粉体３０を目的とする部位まで任意の量を連続的に輸送する方法において、溝６２を形成した平面Ａ上に粉体３０を堆積させ、該平面Ａ上にて前記溝６２の一部を被う平面Ｂを有するブロック６３を接触摺動し、該ブロック６３に固定され平面Ｂから溝６２に向かって突出するスクレ−パ−６４により、平面Ｂと溝６２とが作る空間内に留った粉体３０をすくいあげ、チュ−ブ６５を介して入口６６から該ブロック６３の表面から内部にかけて設けた通路６７および通路６８を通してガスを送り込み、該ガスの流れに乗せて粉体３０を通路６８の出口６９より目的とする部位まで配設されたチュ−ブ７０を通して送ることが提案されている。尚、本公報では、溶射、焼結等の加工に際し使用する粉体を念頭に考案されている。このため、ガスとして実施例ではアルゴンガスが記載されている。本公報の提案では、凝集性の強い粉体においては高精度の定量供給が困難であるという欠点があった。
特開昭６１−１８８３２６号公報

本発明は、上述した欠点や問題点に鑑みてなされたもので、例え凝集性の強い粉体であって、供給量が少ない場合であっても、高い定量性を有する粉体の定量供給装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、従来法による装置では高精度の定量供給が困難である原因を検討したところ、溝６２が１条であるため、粉体の種類，粒径，供給量によって粉体の供給精度に斑が生じるためであろうとの考えの下に装置を多条化したところ、従来法と比較して定量供給精度が格段に優れることを見出した。すなわち、
（１）粉体を貯槽するホッパ−部と、該ホッパ−部に貯めた粉体を体積計量する盤状物上または筒状物上に設けられた凹部と、該凹部で体積計量した粉体を気流に乗せて搬出する搬出部と、該凹部が設けられた盤状物または筒状物を回転させる駆動部から構成される粉体の定量供給装置であって、凹部が前記盤状物上または前記筒状物上に設けられた連続した多条の円環溝であり、前記搬出部の搬出ノズルで多条の円環溝から粉体を吸い上げて搬出し、該粉体をただひとつの搬送管にて連続搬送することを特徴とする粉体の定量供給装置。
（２）前記円環溝内に突出し、粉体を溝からすくいあげるスクレ−パ−を有することを特徴とする前記（１）に記載の粉体の定量供給装置。
（３）粉体を貯槽するホッパ−部と、該ホッパ−部に貯めた粉体を体積計量する盤状物上または筒状物上に設けられた凹部と、該凹部で体積計量した粉体を気流に乗せて搬出する搬出部と、該凹部が設けられた盤状物または筒状物を回転させる駆動部から構成される粉体の定量供給装置であって、凹部が前記盤状物上または前記筒状物上に設けられた不連続な多条の円環窪みであり、前記搬出部の搬出ノズルで多条の円環窪みから粉体を吸い上げて搬出し、該粉体をただひとつの搬送管にて連続搬送することを特徴とする粉体の定量供給装置。
（４）前記搬出部が、搬出ノズルの内部を負圧にするエジェクタ−部を付帯していることを特徴とする前記（１）または（３）のいずれかに記載の粉体の定量供給装置。
（５）少なくとも搬出部の周辺部を加圧する加圧機構を有することを特徴する前記（１）ないし、（３）〜（４）のいずれかに記載の粉体の定量供給装置。
（６）貯槽した粉体を、移動する凹部で体積計量し、計量後の粉体を気流に乗せて搬出する粉体の定量供給方法であって、盤状物上または筒状物上に設けられた連続した多条の凹部を一定速度で回転させ、かつ、連続した多条の凹部から粉体を吸引搬出し、該粉体をただひとつの搬送管にて連続搬送することを特徴とする粉体の定量供給方法。
（７）前記連続した凹部内に突出し、粉体を凹部からすくいあげ吸引搬出することを特徴とする前記（６）に記載の粉体の定量供給方法。
（８）貯槽した粉体を、移動する凹部で体積計量し、計量後の粉体を気流に乗せて搬出する粉体の定量供給方法であって、盤状物上または筒状物上に設けられた不連続な多条の凹部を一定速度で回転、かつ、不連続な多条の凹部から粉体を吸引搬出し、該粉体をただひとつの搬送管にて連続搬送することを特徴とする粉体の定量供給方法。
（９）前記粉体を搬出する手段として、エジェクタ−機能により搬送管の内部に負圧の気流を発生させることを特徴とする前記（６）または（８）のいずれかに記載の粉体の定量供給方法。

本発明によれば、粉体の定量供給装置において、粉体を体積計量するために回転させる凹部が多条の円環溝または多条の円環窪みとし、該凹部で体積計量した粉体を気流に乗せて搬出する搬出部の搬出ノズルが、多条の円環溝にあっては各溝毎または複数溝毎に対応させ、また多条の円環窪みにあっては各列毎または複数列毎に対応させるように配設し、前記凹部から粉体を吸い上げて搬出し、何れも搬送ノズルの下流で合流のうえ、ただひとつの搬送管にて目的とする場所まで連続搬送するようにしたので、供給量の多少に関わらず飛躍的に高い定量性能をもった定量供給機とすることができる。
特に、粒度が細かい粉体，吸湿し易い粉体，凝集性の強い粉体等には、その効果が顕著である。

また、搬出ノズルの下流で合流させてひとつの搬送管にしているため、供給量が極めて少量で、且つ短時間毎の変動斑がない高精度な定量供給装置として最適である。

以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１、図２、図３、図４、図５、図６および図７は、本発明の一実施態様に係る粉体の定量供給装置およびその方法を示している。

図１は、本発明に係る粉体の定量供給装置の一例を示す概略縦断面図、図２は、本発明の図１におけるＺ矢視図で、盤状物に連続した多条の円環溝が設けられた一例を示す概略平面図、図３は、本発明の図１におけるＺ矢視図で、盤状物に不連続な多条の円環窪みが設けられた一例を示す概略平面図、図４および図５は、本発明に係る別の態様を示す粉体の定量供給装置で、図４は筒状物に連続した多条の円環溝が設けられた態様の概略斜視図、図５は筒状物に不連続な多条の円環窪みが設けられた態様を示す概略斜視図である。尚、図６は、図５における多条の円環窪みが、貫通孔である態様を示す概略縦断面図、図７は、図５における多条の円環窪みが、球状窪みである態様を示す概略縦断面図である。

先ず、本発明の粉体の定量供給装置の構成要素を説明する。図１において、定量供給装置１は、粉体３０を貯槽するホッパ−部２と、該ホッパ−部２に貯めた粉体３０を体積計量するために、円形状を呈した盤状物３に連続した多条の円環溝４または不連続な多条の円環窪み５が設けられた凹部６と、該凹部６で体積計量した粉体３０を気流に乗せて該凹部６より搬出する搬出部７と、前記盤状物３を回転させるための駆動部８から構成されている。搬出部７は、粉体３０を凹部６より吸引搬出するための搬出ノズル９と、該搬出ノズル９で吸引した粉体３０を合流する集合部材１０および該搬出ノズル９の内部を負圧にすると共に、搬出されて来た粉体３０を目的とする場所まで空気搬送するエジェクタ−部１１から構成され、前記搬出ノズル９の入口側には短管１２が設けてある。連続した多条の円環溝４にあっては上記搬出ノズル９は、各溝毎または複数溝毎に対応して配設、不連続な多条の円環窪み５にあっては各列毎または複数列毎に対応して配設されている。尚、エジェクタ−部１１には、図示を省略した圧縮空気発生機から圧力調整器を経て所望の圧縮空気Ｐが供給される。

図２および図３は、本発明の図１において、定量供給装置１を上部方向から観たＺ矢視図であり、図２は円形状を呈した盤状物３に連続した多条の円環溝４が設けられた一例を示し、円環溝４の芯に対しホッパ−部２の芯は多条の円環溝４上に設けた搬出ノズル９の位置と反対方向に偏芯している。また、図３は円形状を呈した盤状物３に不連続な多条の円環窪み５が設けられた一例を示し、前記図２と同様円環窪み５の芯に対しホッパ−部２の芯は多条の円環窪み５上に設けた搬出ノズル９の位置と反対方向に偏芯している。

図４は、本発明に係る別の態様を示し、定量供給装置１は、粉体３０を貯槽するホッパ−部２と、該ホッパ−部２に貯めた粉体３０を体積計量するために、筒状物１５に連続した多条の円環溝４が設けられた凹部６と、該凹部６で体積計量した粉体３０を気流に乗せて該凹部６より搬出する搬出部７と、前記筒状物１５を回転させるための駆動部８から構成され、前記筒状物１５は、長手方向の両端部近傍で、該筒状物１５の外周面と接触して配設された複数個の支持ロ−ラ１６で支持されている。搬出部７は、粉体３０を凹部６より吸引搬出するための搬出ノズル９と、該搬出ノズル９で吸引した粉体３０を合流する集合部材１０および該搬出ノズル９の内部を負圧にすると共に、搬出されて来た粉体３０を目的とする場所まで空気搬送するエジェクタ−部１１から成り、上記搬出ノズル９は、各溝毎または複数溝毎に対応して配設されている。

また、図５は、本発明に係る別の態様を示し、定量供給装置１は、粉体３０を貯槽するホッパ−部２と、該ホッパ−部２に貯めた粉体３０を体積計量するために、筒状物１５に不連続な多条の円環窪み５が設けられた凹部６と、該凹部６で体積計量した粉体３０を気流に乗せて該凹部６より搬出する搬出部７と、前記筒状物１５を回転させるための駆動部８から構成され、前記筒状物１５は、長手方向の端部近傍で、該筒状物１５の外周面と接触して配設された複数個の支持ロ−ラ１６で支持されている。搬出部７は、粉体３０を凹部６より吸引搬出するための搬出ノズル９と、該搬出ノズル９で吸引した粉体３０を合流する集合部材１０および該搬出ノズル９の内部を負圧にすると共に、搬出されて来た粉体３０を目的とする場所まで空気搬送するエジェクタ−部１１から成り、上記搬出ノズル９は、各列毎または複数列毎に対応して配設されている。

図６は、図５における多条の円環窪み５が、貫通孔１７である態様を示したもので、貯槽するホッパ−部２から回転する筒状物１５に設けた多条の該貫通孔１７に落下し体積計量された粉体３０が、搬送ノズル９に至るまで貫通孔１７から抜け落ちないようにするため、筒状物１５の内部には該筒状物１５の内周面と接触して固定されている粉体保持筒１８が設けられている。

また、図７は、図５における多条の円環窪み５が、球状窪み１９である態様を示したもので、貯槽するホッパ−部２から回転する筒状物１５に設けた多条の該球状窪み１９に落下して体積計量された粉体３０が、そのままの状態を保持しつつ搬送ノズル９に到達し、該搬出ノズル９で吸引された粉体３０は、該粉体３０を合流する集合部材１０から該搬出ノズル９の内部を負圧にすると共に、搬出されて来た粉体３０の搬送をつかさどるエジェクタ−部１１を経て目的とする場所まで空気搬送される。

連続した多条の円環溝４が設けられた一例として、図２は盤状物３に設けられた態様、図４は筒状物１５に設けられた態様をそれぞれ示した。ここで円環溝４の形状は、Ｕ字形、半丸形、溝の底が溝の上面に比べ狭くなっている台形形等が挙げられ、何れの形状も旋盤で加工されるが、粉体３０の性状、供給量、供給精度、加工コスト等を総合的に勘案して決定すべきであり、供給量が少なく且つ高い定量性を求める場合には、断面積の小さい円環溝４の多列化が好ましい。また、同一断面積ならば、幅に対し深さが浅い円環溝４の方が好ましい。

また、不連続な多条の円環窪み５が設けられた一例として、図３は盤状物３に設けられた態様、図５は筒状物１５に設けられた態様を示し、図６および図７は、図５における多条の円環窪み５が貫通孔１７および球状窪み１９である態様をそれぞれ示した。円環窪み５の形状は、図７に挙げた球状窪み１９の他に亀の子状を呈した亀甲窪み、窪みの底が平らな格子窪み、逆四角錐を呈するピラミッド窪み等が挙げられ、一般的にミルと呼ばれる親ロ−ルを被加工物である盤状物３や筒状物１５に所望の形状を転写することによって加工されるが、該円環窪み５の形状も粉体３０の性状、供給量、供給精度、加工コスト等を総合的に勘案して決定すべきであり、供給量が少なく且つ高い定量性を求める場合には、窪みの形状と共に単位面積当たりの容積が小さいものが好ましい。

また、図１乃至図７に示す本発明の定量供給装置１において、粉体３０を体積計量する凹部６が設けられる盤状物３または筒状物１５の材質は、粉体３０への錆等の異物混入をなくす観点からも耐腐食性材料であるステンレス系が好ましい。また、その仕上げ状態は、ホッパ−部２の底面で摺り切られた粉体３０が、体積計量する凹部６以外に付着しないようにするために、凹部６は勿論のこと凹部６以外の平面または外周面共、鏡面または鏡面に極めて近い状態が好ましい。また、ホッパ−部２の底面も当然のことながら鏡面または鏡面に極めて近い状態が好ましい。

また、図１乃至図７に示す本発明の定量供給装置１において、粉体３０を貯槽するホッパ−部２を形成する管材または板材の底面は、粉体３０を体積計量する凹部６が設けられた回転する盤状物３の平面または回転する筒状物１５の外周面と接触し、粉体３０を摺り切る役目を担っているため、上記ホッパ−部２の底面と盤状物３の平面または筒状物１５の外周面との接触圧力を任意に調整できることが好ましい。

また、図１乃至図７に示す本発明の定量供給装置１において、粉体３０の搬送をつかさどる集合部材１０やエジェクタ−部１１より下流の搬送管は、粉体３０を空気等で搬送することによって粉体３０に摩擦帯電が生じる。このため、前記集合部材１０やエジェクタ−部１１より下流の搬送管の材質は、使用する粉体３０の性状によって異なるが、概ね導電性を有し、可撓性のあるものが好ましい。また、図１乃至図３に示すように、粉体３０の体積計量を円形状を呈した盤状物３に設けた凹部６で行い、回転する該凹部６から粉体３０を搬出する搬出ノズル９の入口側に短管１２を用いた場合にも上記と同様である。

また、不連続な多条の円環窪み５が設けられた一例として、図３は盤状物３に設けられた態様、図５は筒状物１５に設けられた態様を示し、図６および図７は、図５における多条の円環窪み５が貫通孔１７および球状窪み１９である態様をそれぞれ示した。１ユニットの搬出ノズル９は複数列の円環窪み５を受け持ち、該搬出ノズル９の下流で複数列の円環窪み５から吸引した粉体３０を合流して１本の搬送管で連続搬送するが、先ず複数列の円環窪み５から極少量づつ絶えず粉体３０を吸引することが、高い定量性をキ−プするためにも重要である。従って、１ユニットの搬出ノズル９が受け持つ円環窪み５は、周方向の隣り合う該円環窪み５とはピッチの位相がずれているかまたはピッチが少し異なっていることが好ましい。例えば１ユニットの搬出ノズル９が２列受け持っている場合には、周方向の隣の列の円環窪み５は、半ピッチ位相がずれているのが好ましい。

また、図４乃至図７は、粉体３０の体積計量を筒状物１５に設けた凹部６で行う本発明の別の態様である。本態様において、回転する該筒状物１５の凹部６から粉体３０を搬出する搬出ノズル９が、対向する該筒状物１５の外周表面と僅かな距離を隔てて配設された態様を示したが、本態様に必ずしも限定されるものではなく、搬出ノズル９の入口側に短管１２が設けられてあっても良い。

また、図２は、図１におけるＺ矢視図で、円形状を呈した盤状物３に連続した多条の円環溝４が設けられた一例を示し、図３は、図１におけるＺ矢視図で、円形状を呈した盤状物３に不連続な多条の円環窪み５が設けられた一例を示した。図２および図３何れも反時計方向に該盤状物３を回転させる態様を示したが、本態様に必ずしも限定されるものではなく、時計方向に該盤状物３を回転させても何ら構わない。

また、図４および図５では、筒状物１５の長手方向の中心位置にある駆動部８で該筒状物１５を搬出部７側へ回転する態様を示したが、本態様に必ずしも限定されるものではなく、該筒状物１５の長手方向の両端部近傍で、該筒状物１５の外周面と接触して配設された複数個の支持ロ−ラ１６の何れか１ケ所から該筒状物１５を回転させても良い。

また、図１乃至図７に示す本発明の定量供給装置１においては、何れも搬出部７の周辺部を加圧する加圧機構を付加した態様を示さなかったが、粉体３０は、搬出ノズル９の内部を負圧にすると共に、該粉体３０の空気搬送をつかさどるエジェクタ−部１１を経て目的とする場所まで空気搬送される。尚、エジェクタ−部１１は、上記搬出部７の一構成部品であり、図示を省略した圧縮空気発生機から圧力調整器を経て所望の圧縮空気Ｐが供給される。この時、粉体３０の空気搬送も合わせてつかさどる圧縮空気Ｐの圧力を下げて穏やかな状態で搬送したい場合には、搬出部７に属するエジェクタ−部１１をはじめ、粉体３０を凹部６より吸引搬出するための搬出ノズル９と、該搬出ノズル９で吸引した粉体３０を合流する集合部材１０の構成部品周りを加圧可能なように遮蔽材で外部と遮断した上、遮蔽材で被われた搬出部７に図示を省略した圧縮空気発生機から圧力調整器を経て所望の圧縮空気Ｐが供給され、搬出部７全体を加圧することにより、エジェクタ−部１１へ供給する圧縮空気Ｐの圧力を下げても良い。

また、本発明に係る図１におけるＺ矢視図で、円形状を呈した盤状物３に連続した多条の円環溝４が設けられた一例を示す図２および本発明に係る別の態様として、ホッパ−部２に貯めた粉体３０を体積計量するために、筒状物１５に連続した多条の円環溝４が設けられた一例を示す図４において、該円環溝４に向かって突出し、粉体３０を該円環溝４からすくいあげるスクレ−パ−を配設しない態様を示したが、本態様に必ずしも限定されるものではなく、粉体３０の供給量が多く、１条当たりの円環溝４の溝深さを深くせざるを得ない場合や凝集性が特に強い場合等にはスクレ−パ−を配設した方が良い。スクレ−パ−の配設に際しては、円環溝４の底面との接触圧力を任意に調整できる機能を具備すると共に、スクレ−パ−に向かって回転する円環溝４とスクレ−パ−の先端角度を鈍角にすることにより、スクレ−パ−の先端が円環溝４の底面に噛み込まないようにするために重要である。

図１は、本実施例で使用した粉体の定量供給装置１で、図２に示した図１を上部方向から観たＺ矢視図で、円形状の盤状物３に連続した多条の円環溝４を設けたものを使用した。

図１に示す定量供給装置１における主要部は、粉体３０を貯槽するホッパ−部２と、粉体３０を体積計量するために連続した多条の円環溝４が設けられた凹部６を有する円形状の盤状物３と、該凹部６で体積計量した粉体３０を気流に乗せて該凹部６より搬出する搬出部７と、前記盤状物３を回転させるための駆動部８である。また、搬出部７は、粉体３０を凹部６より吸引搬出するための搬出ノズル９と、該搬出ノズル９で吸引した粉体３０を合流する集合部材１０および該搬出ノズル９の内部を負圧にすると共に、搬出されて来た粉体３０を目的とする場所まで空気搬送するエジェクタ−部１１の３部材から構成されている。尚、エジェクタ−部１１には、図示を省略した圧縮空気発生機から圧力調整器を経て所望の圧縮空気Ｐが供給される。

ホッパ−部２は、耐腐食性材料から配管用ステンレス鋼管の９０Ａ（外径：１０１．６ｍｍ，厚さ：３ｍｍ）を選定し、円形状の盤状物３と摺動する片方の端面は鏡面仕上げを施し、更に上記盤状物３への接触面圧が任意に変更でき得る機構を具備した。

盤状物３についても耐腐食性材料であるステンレス鋼を用い、直径２００ｍｍの円形状の盤状物３に円環溝４の形状が幅、深さ共２ｍｍで、隣り合う円環溝４までの距離を８ｍｍとし、盤状物３と同芯で盤状物３の外周近傍から２条の円環溝４を設けたので、円形状の盤状物３に設けた円環溝４のト−タル容積は、約４．３２ｃｃとなった。また、円環溝４を形成する３面とホッパ−部２の底面およびホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する盤状物３の平面を極めて鏡面に近い状態に仕上げた。また、ホッパ−部２と接しない盤状物３の中心位置に、該盤状物３の回転数を所望範囲内ならば任意に変更可能な駆動部８を直結固定した。

搬出ノズル９は、２条の円環溝４がカバ−できるよう隣り合う円環溝４との中間位置で該円環溝４の上面から少し距離を隔てて配設し、該搬出ノズル９の入口側には内径３ｍｍ、外径５ｍｍの導電性を有する短管１２を設け、上記円環溝４の上面と該短管１２の先端との隙間が極僅かで設定した。また、搬出ノズル９の出口側にはＹ字形を呈した導電性を有するチュ−ブから成る集合部材１０を設けた。チュ−ブ径は集合前は内径３ｍｍ、外径５ｍｍ、集合後は内径１０ｍｍ、外径１２ｍｍとし、搬出ノズル９の下流に位置するエジェクタ−部１１の入口に集合後のチュ−ブ径と同一サイズの導電性を有するチュ−ブで接続した。また、エジェクタ−部１１の出口から目的とする場所までの搬送チュ−ブは、前記集合後のサイズや材質が同一のものを使用した。尚、搬出ノズル９およびエジェクタ−部１１は、耐腐食性材料であるステンレス鋼で加工した。

上述したように、本実施例では搬出ノズル９、集合部材１０およびエジェクタ−部１１から成る搬出部７は１セット配設した。

尚、ホッパ−部２の配設位置は、２条の円環溝４上に設けた搬出ノズル９の位置と反対方向で、該ホッパ−部２を形成する鋼管の外面が円形状の盤状物３の外周端面から外れない位置まで偏芯した。

次に、上記実施例装置の実施条件と効果を説明する。

使用した粉体３０は、東レ株式会社製の熱可塑性樹脂から造られたもので、特性値は、平均粒径１１０μｍ、アッパ−カット２１０μｍ、真比重１．３１、嵩比重０．５、ガラス転移点温度が７０℃付近である。尚、嵩比重とは、粉体３０の粒子間の気体空間を含めた比重量である。

先ず、２条の円環溝４が設けられた円形状の盤状物３の回転数を駆動部８で所望の６ｒｐｍに設定の上、前記粉体３０をホッパ−部２の上面近くまで投入後、搬出部７の一構成部材であるエジェクタ−部１１へ図示を省略した圧縮空気発生機から圧力調整器で０．１ＭＰａに調整した圧縮空気Ｐを毎分１００Ｌの流量で供給して上記搬出部７を構成する搬出ノズル９、集合部材１０およびエジェクタ−部１１の内部を負圧にして運転の準備を完了した。しかる後に駆動部８を稼働して盤状物３を回転させると、ホッパ−部２に貯められた粉体３０が該ホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する盤状物３に摺り切られ、粉体３０が体積計量された状態で円環溝４に堆積し、回転する盤状物３によってホッパ−部２から搬出ノズル９が配設されている位置へと運搬されて行く。回転する円環溝４に堆積した粉体３０が搬出ノズル９入口に設けた短管１２を通過する間に吸引され、搬出ノズル９から集合部材１０およびエジェクタ−部１１を経て目的とする場所まで空気搬送した。

尚、本実施例装置における定量供給精度の測定に際しては、ホッパ−部２に粉体３０を投入した定量供給装置１を電子計算機に繋いだ電子天秤に載置の上、前記条件で駆動部８を稼働して盤状物３を回転し、３０分間に渡って３ｓｅｃ毎の減量デ−タ−を電子計算機に取り込んだ。ホッパ−部２に貯めた粉体３０は盤状物３の回転に伴い徐々に粉面の高さが下がっていったが、電子計算機にデ−タ−を取り込み中は粉体３０を追加投入しなかった。

測定中、搬出ノズル９入口に設けた短管１２を通過後の円環溝４には、吸引洩れで付着した粉体３０は観られなかった。また、ホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する盤状物３の平面には、殆ど粉体３０が付着することはなかった。

測定結果は、経過時間に関係なく供給量が一定で、目標とした１分間当たりの供給量１７ｇ、即ち供給量の平均値に対し変動量は±１．７％と極めて小さく、高い定量性が得られた。

図３に示した図１を上部方向から観たＺ矢視図で、円形状の盤状物３に不連続な多条の円環窪み５が設けられた定量供給装置１を用い、粉体３０の供給量が実施例１とほぼ同じになるように盤状物３の回転数を増加した以外は、全て実施例１と同一条件とした。

尚、円環窪み５を施す円形状の盤状物３の大きさ、材質共、実施例１と同じものを使用した。

円環窪み５は、窪み形状がカップ状で、ひとつのカップの大きさが盤状物３の平面上で直径２ｍｍ、盤状物３の平面上から最深部まで０．６ｍｍ、カップ１個の容積が約１．０×１０^−３ｃｃ、ピッチ約３ｍｍで、円形状の盤状物３と同芯で盤状物３の外周近傍から２条の円環窪み５を設け、径方向の隣り合う円環窪み５との距離を８ｍｍ、周方向の隣り合う円環窪み５とは半ピッチ位相をずらし、絶えず粉体３０を吸引できるようにした。尚、円形状の盤状物３に設けた円環窪み５のト−タル容積は、０．３８０ｃｃであった。

また、円環窪み５を形成する球状面およびホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する盤状物３の平面を極めて鏡面に近い状態に仕上げた。

本実施例装置における定量供給精度の測定は、実施例１と同様に３０分間に渡って３ｓｅｃ毎の減量デ−タ−を電子計算機に取り込むこととし、粉体３０の供給量が実施例１とほぼ同じになるように盤状物３の回転数を６８ｒｐｍに増加した。

盤状物３の回転数を実施例１に比べほぼ１１倍アップしたが、測定を行っている間、搬出ノズル９入口に設けた短管１２を通過後の円環窪み５には、実施例１と同様に吸引洩れで付着した粉体３０は観られなかった。また、ホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する盤状物３の平面には、実施例１に比べ極僅か粉体３０の付着量増加が観られた。

測定結果は、実施例１と同様に供給量はほぼ安定し、供給量の平均値に対し変動量は約±２．３％と実施例１に比べ少し変動量が増加したが、まだ依然として高い定量性が維持できた。

図４に示した筒状物１５に連続した多条の円環溝４が設けられた実施例１とは異なる定量供給装置１を使用した。本実施例装置は、円環溝４の数および搬出部７の数が実施例１に比べ２倍になったので、粉体３０の供給量が実施例１とほぼ同じになるように筒状物１５の回転数を減らした以外は、全て実施例１と同一条件とした。

筒状物１５は、耐腐食性材料から配管用ステンレス鋼管の１５０Ａ（外径：１６５．２ｍｍ，厚さ：３．４ｍｍ）を選定した。該筒状物１５の長手中心から左右対称で、円環溝４の形状が幅、深さ共２ｍｍで、隣り合う円環溝４までの距離を８ｍｍとして４条の円環溝４を筒状物１５の外周面に設けた上、円環溝４を形成する３面およびホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する筒状物１５の外周面を極めて鏡面に近い状態に仕上げた。

また、筒状物１５は、長手方向の両端部近傍で該筒状物１５の外周面と接触し配設された各３個から成る支持ロ−ラ１６で支持し、該筒状物１５の長手方向の一端に、該筒状物１５の回転数を所望範囲内ならば任意に変更可能な駆動部８を直結固定した。

ホッパ−部２についても耐腐食性材料であるステンレス鋼を用いた。ホッパ−部２は、前記筒状物１５の外周面に設けた４条から成る円環溝４の長手ト−タル幅よりも長辺が長い矩形を呈し、回転する筒状物１５の外周面と接触する幅方向の両板材は、筒状物１５の外径の１／２の長さをもった円弧とし、四辺の板材を溶接で構成した。また、筒状物１５の外周面と摺動する下部側の端面は鏡面仕上げを施し、更に筒状物１５への接触面圧が任意に変更でき得る機構を具備した。

搬出ノズル９は、２条の円環溝４がカバ−できるよう隣り合う円環溝４との中間位置で該円環溝４の上面から少し距離を隔てて２個配設し、該搬出ノズル９の入口側には内径３ｍｍ、外径５ｍｍの導電性を有する短管１２を設け、上記筒状物１５の外周面に設けた円環溝４の周面と該短管１２の先端との隙間が極僅かで設定した。

本実施例では搬出ノズル９、集合部材１０およびエジェクタ−部１１から成る搬出部７は２セット配設した。

本実施例装置における定量供給精度の測定は、実施例１と同様に、ホッパ−部２に粉体３０を投入した定量供給装置１を電子計算機に繋いだ電子天秤に載置の上、３０分間に渡って３ｓｅｃ毎の減量デ−タ−を電子計算機に取り込むこととし、粉体３０の供給量が実施例１とほぼ同じになるように筒状物１５の回転数を３ｒｐｍに設定した。ホッパ−部２に貯めた粉体３０は筒状物１５の回転に伴い徐々に粉面の高さが下がっていったが、電子計算機にデ−タ−を取り込み中は粉体３０を追加投入しなかった。

測定中、搬出ノズル９入り口に設けた短管１２を通過後の何れの円環溝４にも、吸引洩れで付着した粉体３０は観られなかった。また、ホッパ−部２の下部側の端面に接触しつつ回転する筒状物１５の外周面には、実施例１と同様に殆ど粉体３０が付着することはなかった。

測定結果は、実施例１と同様に供給量が安定し、供給量の平均値に対し変動量は約±１．８％前後となり、実施例１と同レベルの高い定量性が得られた。

図５に示した筒状物１５に不連続な多条の円環窪み５が設けられた実施例１とは異なる定量供給装置１を使用した。本実施例装置は、実施例１に比べ搬出部７の数が２倍、凹部６である円環窪み５のト−タル容積が約１／６に減少なったので、粉体３０の供給量が実施例１とほぼ同じになるように筒状物１５の回転数を増加した以外は、全て実施例１と同一条件とした。

筒状物１５は、耐腐食性材料から配管用ステンレス鋼管の１５０Ａ（外径：１６５．２ｍｍ，厚さ：３．４ｍｍ）を選定した。該筒状物１５の外周面に設けた円環窪み５は図７に示した球状窪み１９で、ひとつの球状窪み１９の大きさが筒状物１５の外周面上で直径２ｍｍ、筒状物１５の外周面上から最深部まで０．６ｍｍ、球状窪み１９の１個の容積が約１．０×１０^−３ｃｃ、ピッチ約３ｍｍとした。円環窪み５は筒状物１５の長手中心から左右対称で４条設け、長手方向の隣り合う円環窪み５との距離を８ｍｍ、周方向の隣り合う円環窪み５とは半ピッチ位相をずらし、絶えず粉体３０を吸引できるようにした。尚、筒状物１５に設けた円環窪み５のト−タル容積は、０．７３０ｃｃであった。

また、円環窪み５を形成する球状面およびホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する筒状物１５の外周面を極めて鏡面に近い状態に仕上げた。

ホッパ−部２については、使用材料、外形形状、仕上げ状態、機能等が全て実施例３と同じものを使用の上、実施例３と同一条件で配設した。

また、搬出ノズル９についても、配設状態、配設数等が全て実施例３と同じものを使用の上、実施例３と同一条件で配設した。

本実施例装置における定量供給精度の測定も実施例１と同様に３０分間に渡って３ｓｅｃ毎の減量デ−タ−を電子計算機に取り込むこととし、粉体３０の供給量が実施例１とほぼ同じになるように筒状物１５の回転数を３５ｒｐｍに設定した。

筒状物１５の回転数を実施例１に比べ６倍弱増加したが、測定を行っている間、搬出ノズル９入口に設けた短管１２を通過後の何れの円環窪み５にも、吸引洩れで付着した粉体３０は観られなかった。また、ホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する筒状物１５の外周面に付した粉体３０の量は、実施例１とほぼ同レベルであった。

測定結果は、実施例１と同様に供給量が安定し、供給量の平均値に対し変動量は約±２．０％前後となり、実施例１と同レベルの高い定量性が得られた。

実施例１で使用した、円形状の盤状物３に連続した２条の円環溝４を設けた粉体の定量供給装置１を用い、実施例１に比べ盤状物３の回転数を１／３に減らした以外は、全て実施例１と同一条件とした。

本実施例では、盤状物３の回転数を２ｒｐｍに設定し、１分間当たりの供給量を概ね６ｇに減少させて、供給量が極めて少ない場合の供給精度を調べた。

供給精度測定時は、実施例１と同様に３０分間に渡って３ｓｅｃ毎の減量デ−タ−を電子計算機に取り込んだ。

粉体３０の供給量を極端に減少した場合の測定結果は、供給量の平均値に対する変動量が±２．０％前後となり、少量の供給下でも高い定量性が得られた。また、本実施例では、盤状物３の回転数が低速なので、勿論測定を行っている間、搬出ノズル９入口に設けた短管１２を通過後の円環溝４に、粉体３０が付着残留することもなかったし、ホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する盤状物３の平面に付着することもなかった。
（比較例１）
実施例１で使用した、円形状の盤状物３に連続した２条の円環溝４を設けた粉体の定量供給装置１を用い、そのうちの１条に対応する搬送ノズル９と、該搬送ノズル９の出口からエジェクタ−部１１の入口までを１本のチュ−ブで繋いだ上、粉体３０の供給量が実施例１と同一になるように盤状物３の回転数を１２ｒｐｍとした以外は、全て実施例１と同一条件とした。

円環溝４に堆積した粉体３０が搬送ノズル９で吸引される状況は、堆積した粉体３０が崩壊するタイミングや崩壊の仕方が絶えず刻々と変化するため、円環溝４が単条であると、定量性の阻害要因となる上記変化を平準化することは不可能である。

予想した通り、測定結果は、供給量の平均値に対し変動量は概ね±４．０％から±７．０％となり、格段に定量性が低下した。

尚、測定中、搬出ノズル９入口に設けた短管１２を通過後の円環溝４には、吸引洩れで付着した粉体３０や、ホッパ−部２の底面に接触しつつ回転する盤状物３の平面に粉体３０が付着することはなかった。

本発明は、熱可塑性樹脂から成る粉体に限らず、溶射、焼結等の加工に際し使用する粉体等にも応用できるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。

本発明に係る粉体の定量供給装置の概略縦断面図である。 本発明の図１におけるＺ矢視図で、盤状物に連続した多条の円環溝が設けられた実施例を示す。 本発明の図１におけるＺ矢視図で、盤状物に不連続な多条の円環窪みが設けられた他の実施例を示す。 本発明に係る別の態様を示す粉体の定量供給装置の概略斜視図で、筒状物に連続した多条の円環溝が設けられた態様を示す。 本発明に係る別の態様を示す粉体の定量供給装置の概略斜視図で、筒状物に不連続な多条の円環窪みが設けられた態様を示す。 図５における多条の円環窪みが、貫通孔である態様を示す概略縦断面図である。 図５における多条の円環窪みが、球状窪みである態様を示す概略縦断面図である。 従来の粉体の定量供給装置を示す概略縦断面図である。 図９（イ）は従来の粉体の定量供給装置の他の態様を示す平面図で、図９（ロ）は図９（イ）におけるＸ−Ｘ縦断面図、図９（ハ）は図９（イ）におけるＹ−Ｙ縦断面図を示す。

符号の説明

１ 定量供給装置
２ ホッパ−部
３ 盤状物
４ 円環溝
５ 円環窪み
６ 凹部
７ 搬出部
８ 駆動部
９ 搬出ノズル
１０ 集合部材
１１ エジェクタ−部
１２ 短管
１５ 筒状物
１６ 支持ロ−ラ
１７ 貫通孔
１８ 粉体保持筒
１９ 球状窪み
３０ 粉体
５１ ホッパ−
５２ 円盤
５３ ケ−シング
５４ 駆動系
５５ 導管
５６ 搬送管
５７ ノズル
５８ 貫通孔
５９ 穴
６０ モ−タ
６１ 伝達系
６２ 溝
６３ ブロック
６４ スクレ−パ−
６５ チュ−ブ
６６ 入口
６７ 通路
６８ 通路
６９ 出口
７０ チュ−ブ
Ｐ 圧縮空気

Claims (9)

1. 粉体を貯槽するホッパ−部と、該ホッパ−部に貯めた粉体を体積計量する盤状物上または筒状物上に設けられた凹部と、該凹部で体積計量した粉体を気流に乗せて搬出する搬出部と、該凹部が設けられた盤状物または筒状物を回転させる駆動部から構成される粉体の定量供給装置であって、凹部が前記盤状物上または前記筒状物上に設けられた連続した多条の円環溝であり、前記搬出部の搬出ノズルで多条の円環溝から粉体を吸い上げて搬出し、該粉体をただひとつの搬送管にて連続搬送することを特徴とする粉体の定量供給装置。
2. 前記円環溝内に突出し、粉体を溝からすくいあげるスクレ−パ−を有することを特徴とする請求項１に記載の粉体の定量供給装置。
3. 粉体を貯槽するホッパ−部と、該ホッパ−部に貯めた粉体を体積計量する盤状物上または筒状物上に設けられた凹部と、該凹部で体積計量した粉体を気流に乗せて搬出する搬出部と、該凹部が設けられた盤状物または筒状物を回転させる駆動部から構成される粉体の定量供給装置であって、凹部が前記盤状物上または前記筒状物上に設けられた不連続な多条の円環窪みであり、前記搬出部の搬出ノズルで多条の円環窪みから粉体を吸い上げて搬出し、該粉体をただひとつの搬送管にて連続搬送することを特徴とする粉体の定量供給装置。
4. 前記搬出部が、搬出ノズルの内部を負圧にするエジェクタ−部を付帯していることを特徴とする請求項１または請求項３のいずれかに記載の粉体の定量供給装置。
5. 少なくとも搬出部の周辺部を加圧する加圧機構を有することを特徴する請求項１ないし、請求項３〜４のいずれかに記載の粉体の定量供給装置。
6. 貯槽した粉体を、移動する凹部で体積計量し、計量後の粉体を気流に乗せて搬出する粉体の定量供給方法であって、盤状物上または筒状物上に設けられた連続した多条の凹部を一定速度で回転させ、かつ、連続した多条の凹部から粉体を吸引搬出し、該粉体をただひとつの搬送管にて連続搬送することを特徴とする粉体の定量供給方法。
7. 前記連続した凹部内に突出し、粉体を凹部からすくいあげ吸引搬出することを特徴とする請求項６に記載の粉体の定量供給方法。
8. 貯槽した粉体を、移動する凹部で体積計量し、計量後の粉体を気流に乗せて搬出する粉体の定量供給方法であって、盤状物上または筒状物上に設けられた不連続な多条の凹部を一定速度で回転、かつ、不連続な多条の凹部から粉体を吸引搬出し、該粉体をただひとつの搬送管にて連続搬送することを特徴とする粉体の定量供給方法。
9. 前記粉体を搬出する手段として、エジェクタ−機能により搬送管の内部に負圧の気流を発生させることを特徴とする請求項６または請求項８のいずれかに記載の粉体の定量供給方法。

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