JP2009007131A - 材料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホッパ内の材料にブリッジができないようにホッパの側壁を歪ませる（撓ませる）ようにした材料供給装置において、ホッパの磨耗を抑制し、長寿命化する。
【解決手段】材料が投入されるホッパ2を備えた材料供給装置を、ホッパ2の側壁2a,2bが可撓性を有する材質で形成されており、ホッパ2の側壁2a,2bに間欠的に接触して当該側壁2a,2bを撓ませるローラ14を有する構成とする。側壁2a,2bに接触したローラ14は側壁2a,2bに沿って回転することになるので、側壁2a,2bとローラ14との間の摩擦が最小限に抑えられて、側壁2a,2bの磨耗は起こりにくくなり、ホッパ2を長期にわたって使用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は粉粒体などの材料を供給する材料供給装置に関する。

従来の材料供給装置に、ホッパ内の粉粒体にブリッジやラットホールができないようにしたものがある。特許文献１に開示された定量供給装置は、図７に示すように、底部に排出用スクリューとしてのスクリュフィーダ３を組み込んだホッパ２を歪みの発生しやすい材質で形成するとともに、ホッパ２の両側外側に側壁を歪ませる歪発生装置Ａを設けていて、この歪発生装置Ａによりホッパ２の両側壁を歪ませることで、ホッパ２内の粉粒体１を流動させて、ブリッジやラットホール等の発生を防止する。

歪発生装置Ａは、ホッパ２の両側外側に配置された水平の回動軸５の各々に、ホッパ２の側壁２ａ，２ｂに外接する板状の揺動体６の上下縁間の中央部を固定するとともに、回動軸５に末端を固定した突片７の先端に、偏心カムにリンクアームを嵌合させたエキセントリック機構８を連結している。そして、一方の揺動体６の下端部が突き出されたときに他方の揺動体６の上端部が突き出され（双方の揺動体６の上端部が同時に突き出される場合もある）、突き出された端部がホッパ２の側壁を押圧して歪ませるようにしている。
実開昭５８−４５２３４公報

しかしながら、上記した従来の定量供給装置では、歪みの発生しやすい材質で形成されたホッパ２に揺動体６の上端部および下端部を押し当てるという動作が繰り返されるので、揺動体６の上端部および下端部とホッパ２との間に大きな摩擦力が発生し、この摩擦によってホッパ２が磨耗しやすく、ホッパ２の寿命が短いという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、ホッパの磨耗を抑制し、長寿命化できる材料供給装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、材料が投入されるホッパを備えた材料供給装置において、前記ホッパの少なくとも側壁の一部が可撓性を有する材質で形成され、前記ホッパの可撓性側壁に間欠的に接触して当該可撓性側壁を撓ませるローラを有する撓み発生装置を備えていることを特徴とする。

上記構成によれば、ローラによって可撓性側壁を撓ませることでホッパ内の材料の流動を促し、ブリッジ等を防止することができる。可撓性側壁に接触したローラは当該可撓性側壁に沿って回転するので、可撓性側壁とローラとの間の摩擦は最小に抑えられ、可撓性側壁の磨耗は起こりにくい。よってホッパを長寿命化できる。

ホッパの底部に組み込まれた排出用スクリューをさらに備えていてよい。かかる構成にあってブリッジ等を防止できることは特に都合よい。
また、ホッパの互いに対向する側壁が可撓性を有しており、撓み発生装置が、前記ホッパの可撓性側壁の両側外側において、側壁面に沿って延びる回動軸を中心に可撓性側壁に対して接近離間する方向に揺動する支持部材を有していて、各支持部材に少なくとも１つのローラが前記回動軸に並列な姿勢で取り付けられているものであってよい。

各支持部材において、複数のローラが回動軸を挟んだ両側に取り付けられているのが好ましい。ブリッジやラットホール等を効果的に壊すことができるからである。
撓み発生装置は、回動軸に固定された揺動アームどうしを連結して、一方の支持部材の上端に取り付けられたローラが一方の可撓性側壁に接触する動作と、他方の支持部材の下端に取り付けられたローラが他方の可撓性側壁に接触する動作とを同期させるリンク機構を有するのが好ましい。これにより、ブリッジやラットホール等をさらに効果的に壊すことができるからである。

ホッパの互いに対向する側壁が可撓性を有しており、撓み発生装置は、前記ホッパの可撓性側壁の両側外側において、側壁面に沿って延びる回転軸を中心に回転する支持部材を有していて、各支持部材に、複数のローラが前記回転軸の周方向に沿って間隙をあけて、且つ前記可撓性側壁に当接離間可能な距離を前記回転軸との間にあけて取り付けられているものであってよい。

各支持部材に取り付けられた複数のローラは、ホッパの可撓性側壁の幅方向において互いに異なる位置で当接するように配列されているのが好ましい。これにより、ブリッジやラットホール等を効果的に壊すことができるからである。

本発明の材料供給装置は、ホッパの可撓性側壁をローラによって撓ませることでホッパ内の材料の流動を促し、ブリッジやラットホール等を防止することができる。ローラは可撓性側壁への接触時に回転するので、可撓性側壁との間の摩擦を最小に抑えることができ、可撓性側壁の磨耗は起こりにくくなり、ホッパの長寿命化を図ることができる。

以下、発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１（ａ）（ｂ）は本発明の一実施形態の材料供給装置の概略全体構成を示す断面図および一部切欠き側面図であり、図２（ａ）（ｂ）は同材料供給装置の一部を拡大して示す断面図であり、図３は同材料供給装置の一部を拡大して示す平面図である。

図１〜図３に示すように、この材料供給装置は、ロスインウェイト式の粉粒体定量供給装置と呼ばれるもので、粉粒体１が投入されるホッパ２と、ホッパ２の底部内から外部に突出して（または外部に臨んで）配設されたスクリュフィーダ３と、スクリュフィーダ３を駆動する駆動用モータ４等の駆動手段と、計量部Ｗとを備えていて、計量部Ｗで計量される重量が減った分だけ粉粒体１を排出したことを検知しながら、粉粒体１を連続的に一定量で供給する。

ホッパ２の互いに対向する側壁２ａ，２ｂは可撓性を有する材質、たとえばポリウレタンで形成されており、この側壁２ａ，２ｂを撓ませる撓み発生装置１１が設けられている。

撓み発生装置１１は、ホッパ２の可撓性側壁２ａ，２ｂの両側外側において、側壁面に沿って水平方向に延びる回動軸１２を中心に可撓性側壁２ａ，２ｂに対して接近離間する方向に揺動するフレーム部材１３を有しており、このフレーム部材１３に複数の円柱状のローラ１４が回転自在に、且つ回動軸１２の両側に回動軸１２に並列な姿勢で取り付けられている。

このことにより、フレーム部材１３と一体に揺動するローラ１４が間欠的に側壁２ａ，２ｂに当接して、側壁２ａ，２ｂを撓ませて、ホッパ２内の粉粒体１の流動を促し、ブリッジ等を防止する。

詳細には、図２に示すように、一対の回動軸１２の各々に、回動軸１２から斜め上方および斜め下方にそれぞれ延びるようにフレーム部材１３が一体に設けられ、各フレーム部材１３の端部にローラ１４が回転自在に取り付けられている。また、一方（図中左側）の回動軸１２の端部に固定された揺動アーム１５ａの先端が偏心軸１６を持ったロータ１７に連結部材１８を介して連結され、同回動軸１２の端部から上方に延びるように設けられた連動用アーム１５ｂの先端ともう一方（図中右側）の回動軸１２の端部に設けられた連動用アーム１５ｃの先端とがリンク部材１９で連結されている。

このことにより、図示したように、一方のフレーム部材１３の下端部が突き出されてその下端部にあるローラ１４がホッパ１の側壁２ａに接触する動作と、他方のフレーム部材１３の上端部が突き出されてその上端部にあるローラ１４がホッパ１の側壁２ｂに接触する動作とが同期されるようになっている。

以上の構成によれば、フレーム部材１３の揺動に伴ってローラ１４が円弧を描くように突き出されながら側壁２ａ，２ｂに接触するため、つまり側壁２ａ，２ｂに対して垂直方向に当たるのでなくて斜め方向に摺接するように接触するため、接触時にローラ１４が回転することになり、側壁２ａ，２ｂとローラ１４との間には摩擦は最小に抑えられる。このため、このような接触動作が繰り返されても側壁２ａ，２ｂの磨耗は起こり難く、ホッパ２の寿命は従来の板状の揺動体で歪ませる場合と比べて著しく長大化される。

また上記のリンク機構を採用していることにより、ホッパ２の側壁２ａ，２ｂを同時にローラ１４により撓ませる一方で、各々の撓み位置はホッパ２の高さ方向において相違するので、ホッパ２内の粉粒体１にかかる負荷は小さく、ブリッジの発生を効果的に防止することができる。

つまり、従来のエキセントリック機構を用いた場合において、双方の揺動体のタイミングがずれてホッパ２の片側だけを歪ませるときには、ブリッジを壊す効果が少なくて、ブリッジの発生を阻止できないことがあるが、上記の本発明構成によればこのような不具合を生じない。また、従来のエキセントリック機構を用いた場合において、双方の揺動体の上端部が同時に突き出されてホッパ２の両側を歪ませるときには、それが粉粒体１を締める負荷として働くおそれがあるが、上記の本発明構成によればこのようなことも防止できる。

回動軸１２の両側に配列されるローラ１４の本数等は特に制限はなく、図４（ａ）（ｂ）に示すように回動軸１２の両側にローラ１４を複数本ずつ配列してもよいし、図示を省略するが回動軸１２の片側ともう片側とでローラ１４の本数を相違させてもよい。

また図１〜図３においては、ホッパ２の側壁２ａ，２ｂの形状（下部が狭まっている）に合せて、回動軸１２の両側のローラ１４の長さを相違させた例を示しているが、各ローラ１４の長さは同一でもよく、側壁２ａ，２ｂの幅よりも長くてもよいし短くてもよい。

図５（ａ）（ｂ）は本発明の他の実施の形態を示す。この材料供給装置においては、撓み発生装置２１は、ホッパ２の可撓性側壁２ａ，２ｂの両側外側に側壁面に沿って水平方向に延びる回転軸１２′を中心とした左右一対の回転板２２を有しており、各一対の回転板２２間に、複数の円柱状のローラ１４が回転軸１２′の周方向に沿って間隙をあけて、且つ側壁２ａ，２ｂに当接離間する距離を回転軸１２′との間にあけて、且つ回転軸１２′に並列な姿勢で、各々回転自在に取り付けられている。各一対の回転板２２間の複数のローラ１４は回転軸１２′の周りに等角度間隔で円筒状に並んでいる。各回転軸１２′の端部に設けられた円板２３に駆動力を伝達するチェーン機構２４も設けられている。

このことにより、チェーン機構２４によって回転軸１２′を中心に回転する複数のローラ１４が間欠的に側壁２ａ，２ｂに接触して、側壁２ａ，２ｂを撓ませ、ホッパ２内の粉粒体１の流動を促し、ブリッジ等を防止する。

以上の構成によっても、円筒状に並んだ複数のローラ１４の各々が円弧を描くように移動しながら側壁２ａ，２ｂに接触して、側壁２ａ，２ｂを撓ませることとなり、この際に各ローラ１４はその軸心を中心に自転しながら側壁２ａ，２ｂを押圧するので、側壁２ａ，２ｂとローラ１４との間の摩擦は最小に抑えられる。このため、このような接触動作が繰り返されても側壁２ａ，２ｂの磨耗は起こり難く、ホッパ２の寿命は従来の板状の揺動体で歪ませる場合と比べて著しく長大化される。

上述の本発明に係るリンク機構と同様にして、ホッパ２の側壁２ａ，２ｂを同時にローラ１４により撓ませる一方で、各々の撓み位置（高さ）を相違させることも可能である。
さらに、別途の実施の形態として、図６（ａ）（ｂ）に示すように、ホッパ２の側壁２ａ，２ｂの幅よりも短く形成したローラ１４を位相（長さ方向における位置）をずらして複数配置すること、たとえばホッパ２の側壁２ａ，２ｂの幅の１／４程度の長さのローラ１４を回動軸１２の周りに９０度ずつずらして４本配置してもよい。

このようにすることにより、ホッパ２の側壁２ａ，２ｂを手前部分、中央部分、奥部分というように一部ずつ順次に撓ませることができるため、いわばホッパ２の側壁２ａ，２ｂをうねるように変形させることができるため、先の図５に示したようなローラ１４の配置では側壁２ａ，２ｂを一直線状にしか変形できないのに比べて、内部の粉粒体１をより効果的に流動させることができ、ブリッジやラットホール等の発生をさらに良好に防止できる。

図５および図６に示した各撓み発生装置は、簡素な駆動系であるため、メンテナンス性を向上することができ、材料コストや組立てコストも低減できる。図６に示した各撓み発生装置は、図５に示した撓み発生装置に比べてローラ１４の長さおよび配置を変更するだけであり、材料コストも低減できる。

なお、以上の各実施形態の材料供給装置は、ホッパ２の底部にスクリュフィーダ３を組み込んでいるとしたが、カットゲートホッパや、あるいはベルトフィーダを外部に備えたホッパであっても、上記の各種の撓み発生装置を併設することで同様の効果を得ることができる。

本発明の一実施形態の材料供給装置の概略全体構成を示す図 図１の材料供給装置の一部を拡大して示す断面図 図１の材料供給装置の一部を拡大して示す平面図 本発明の他の実施形態の材料供給装置の概略全体構成を示す図 本発明のさらに他の実施形態の材料供給装置の概略全体構成を示す図 本発明のさらに他の実施形態の材料供給装置の概略全体構成を示す図 従来の材料供給装置の概略全体構成を示す図

符号の説明

１ 粉粒体
２ ホッパ
３ スクリュフィーダ
11 撓み発生装置
12 回動軸
12′ 回転軸
13 フレーム部材
14 ローラ
21 撓み発生装置
22 回転板
24 チェーン機構

Claims (7)

1. 材料が投入されるホッパを備えた材料供給装置であって、前記ホッパの少なくとも側壁の一部が可撓性を有する材質で形成されており、前記ホッパの可撓性側壁に間欠的に接触して当該可撓性側壁を撓ませるローラを有する撓み発生装置を備えていることを特徴とする材料供給装置。
2. ホッパの底部に組み込まれた排出用スクリューをさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の材料供給装置。
3. ホッパの互いに対向する側壁が可撓性を有しており、撓み発生装置は、前記ホッパの可撓性側壁の両側外側において、側壁面に沿って延びる回動軸を中心に可撓性側壁に対して接近離間する方向に揺動する支持部材を有していて、各支持部材に少なくとも１つのローラが前記回動軸に並列な姿勢で取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の材料供給装置。
4. 各支持部材において、複数のローラが回動軸を挟んだ両側に取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の材料供給装置。
5. 撓み発生装置は、回動軸に固定された揺動アームどうしを連結して、一方の支持部材の上端に取り付けられたローラが一方の可撓性側壁に接触する動作と、他方の支持部材の下端に取り付けられたローラが他方の可撓性側壁に接触する動作とを同期させるリンク機構を有することを特徴とする請求項４記載の材料供給装置。
6. ホッパの互いに対向する側壁が可撓性を有しており、撓み発生装置は、前記ホッパの可撓性側壁の両側外側において、側壁面に沿って延びる回転軸を中心に回転する支持部材を有していて、各支持部材に、複数のローラが前記回転軸の周方向に沿って間隙をあけて、且つ前記可撓性側壁に当接離間可能な距離を前記回転軸との間にあけて取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の材料供給装置。
7. 各支持部材に取り付けられた複数のローラは、ホッパの可撓性側壁の幅方向において互いに異なる位置で当接するように配列されていることを特徴とする請求項６記載の材料供給装置。

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