JP2012184082A - 粉粒体の定量フィーダ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 対象となる粉体が硬く研磨性の高いものであったり、粒状で粘湿性が小さく流動性の良いもの、粒度分布が広くその分布を変えたくないもの等の場合、収容容器内で攪拌する作業は却って目的に反し、搬送機構への噛み込み等も生じ、機構に損傷を与えてしまう虞もあるという点である。
【解決手段】 粉粒体の収容容器を有し、その収容容器の下方に設置された駆動部と、その駆動部と連動される回転軸に取り付けられ、粉体の計量溝を適宜ピッチで形成した供給盤と、その供給盤の外方端下に形成された排出シュートとより成り、前記収容容器は、底面が開口され、その開口が前記供給盤の内方端と対応している粉粒体の定量フィーダ装置において、前記収容容器内に、前記開口に向けて下降する傾斜面を形成した粉粒体の供給ガイドを備えていることとする。
【選択図】 図３

Description

本発明は粉粒体、特に粒状流動性の良い粉、研磨性の高い粉、硬い粉、粒度分布が広くその分布を変えたくない粉体等を定量で供給していくことができる粉粒体の定量フィーダ装置に関する。

従来、一般的な粉体の定量フィーダは、流動性が特に優れた特性をもっている場合を除いて、粉体を微量域で定量搬送し供給していくことはその粉体の物性、例えば比重、粒子、粒度の相違、水分や静電気に起因する付着性や凝集性等に影響を受け、非常に困難な作業となっている。

従来、粉体の微量フィーダとして振動フィーダ、スクリューフィーダ、テーブルフィーダが知られているが、このうち、振動フィーダは流動性の良い粉体には使用可能であるが、適用できる粉体は限られてしまい、また、人手をもって流れを制御してやることが微量域で要求され十分なコントロールができず、ムラが生じて精度が悪くなってしまう。人手に頼らなければならないという点も大きなネックとなっている。

また、スクリューフィーダの場合は、横型でもオーガタイプのものであっても搬送する粉体の量が微量となると、螺旋状のスクリューの溝が、幅、深さとも必然的に小さくなり、その溝に粉体の付着、固着を起こし易くなり、溝が埋まって棒状となってしまったり、逆に粉体の量が少ないため、粒子同士の摩擦力が不足し、スリップしてしまい、排出不能となってしまうケースが多くなる。

さらに、テーブルフィーダの場合は、最も有効、効果的であることが実験により解ったが、時として供給盤の計量溝に粉体が残ったまま排出しない事態や、再びそのまま容器内に戻ってきてしまうという事態が生じてしまう。ここで、エアの吹き付けで払い落とす方法も考えられるが、こうすると粉体が周囲に飛散して雰囲気を悪化させたり、機械構成部に粉体が侵入して故障を生じてしまう原因となることもある。

かかる点に鑑みて、出願人は先行特許文献に示したような技術を開発した。これを従来技術として図６乃至図８に示す。この図６乃至図８にあって９は架台を示し、この架台９上にはディスクフレーム１０が設けられている。また、図中８はモータを示し、このモータ８の下方に連接された減速機８ａの軸には回転力伝達用のギア８ｂが設けられている。

一方、図中２は上方に対象物である粉体の投入口１が開口された粉体の収容容器（ホッパー）であり、ブリッジ防止を目的としてストレートな円筒形としている。この収容容器２はディスクフレーム１０に取り付けられている。この収容容器２の下方には駆動部が設けられ、この駆動部は上端を収容容器２内に突出した攪拌軸１１を有し、この攪拌軸１１の下端には、前記したギア８ｂからの回転力を伝達して、攪拌軸１１を回転させるギア１３が備えられており、このギア１３と前記ギア８ｂの間には伝達ギア１４が介在される。

この攪拌軸１１の一部で、収容容器２内には略Ｌ字状とした丸棒状の攪拌棒３が取り付けられており、この攪拌棒３が攪拌軸１１と同期回転することで、収容容器２内にあって、粉体がブリッジや付着の現象が生じることがないようにしている。この攪拌棒３の下方には収容容器２の内壁面とやや隙間を設けて半月形の仕切板１２が設けられ、仕切板１２を隔壁として収容容器（ホッパー）２内部を分離し、供給手段４に供給する粉圧を一定に保ち、収容容器２内部の材料の残量の変化に伴う供給量の変動を最小限に抑え、より精度よく定量供給を可能にする。

また、攪拌軸１１の下端側には、後述する供給盤の計量溝内に定量の粉体を送り、供給するための供給手段４が取り付けられている。この供給手段は攪拌軸１１の接線方向に沿って複数設けられた羽根体４ａ、４ａ‥とされ、その羽根体４ａの接線側の縁が粉体を回転による押し送りを行い、収容容器（ホッパー）２内部の材料を残さないことと、計量溝５ｂ、５ｂ‥に供給されにくい材料を強制的に送り込む効果があることとする。

さらに、攪拌軸１１の前記した回転力を受けるギア１３は伝達ギア１５を介在して上端に供給盤５を設けた回転軸５ａのギア１６に回転力を伝達し、この回転軸５ａ、強いては供給盤５を攪拌軸１１と同方向に回転させるものとしている。

前記した供給盤５は円板によって形成されており、その周縁には等ピッチで計量溝５ｂ、５ｂ‥が連続形成された略平歯車状の形態をしている。前記した羽根体４ａ、４ａ‥は一部がこの供給盤５の上面と摺接する構成となっており、この羽根体４ａ、４ａ‥で送られた粉体が逐次供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥内に送られ、この計量溝５ｂ、５ｂ‥を粉体で埋めていくこととなる。

一方、図中７は排出シュートを示しており、供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥に入れられた粉体は順次、この排出シュート７の上方から落下させられ排出される。即ち、供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥のうち一つが排出シュート７の上面開口を摺接通過していくこととなる。

この排出シュート７の上方にはディスクフレーム１０には強制排出部６が設けられている。本実施例にあってこの強制排出部６はスクレーパギアを用いてあり、このスクレーパギアはその突歯６ａ、６ａ‥が供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥と噛合するものとなっている。

このスクレーパギアは供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥とその突歯６ａ、６ａ‥を噛合させることで供給盤５と同期回転するものとなっている。即ち、スクレーパギア自体には格別の回転駆動源は必要としない。突歯６ａ、６ａ‥が計量溝５ｂ、５ｂ‥と噛合する際に、計量溝５ｂ、５ｂ‥内に残存する粉体を排出シュート７に強制的に押し出し、あるいは掻き落とすことになる。

この作用によって、計量溝５ｂ、５ｂ‥内には粉体が残ってしまうことがなくなり、精巧に定量を排出することが持続して行われる。この作用は粉体の物性にかかわりなく行われるため、粉体の種類によって、その使用を限定されてしまうことはない。

特開２００９−１８４７７８号公報 特開２０１０−１８９０７３号公報

本発明が解決しようとする問題点は、対象となる粉体が硬く研磨性の高いものであったり、粒状で粘湿性が小さく流動性の良いもの、粒度分布が広くその分布を変えたくないもの等の場合、収容容器内で攪拌する作業は却って目的に反し、搬送機構への噛み込み等も生じ、機構に損傷を与えてしまう虞もあるという点である。

また、従来はブリッジの発生を防止するため収容容器をストレートな円筒状としているため、攪拌棒、攪拌軸等の要素を必要とし、その分駆動系のギア機構も複雑なものとなっている。

上記した問題点を解決するために、本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は、粉粒体の収容容器を有し、その収容容器の下方に設置された駆動部と、その駆動部と連動される回転軸に取り付けられ、粉体の計量溝を適宜ピッチで形成した供給盤と、その供給盤の外方端下に形成された排出シュートとより成り、前記収容容器は、底面が開口され、その開口が前記供給盤の内方端と対応している粉粒体の定量フィーダ装置において、前記収容容器内に、前記開口に向けて下降する傾斜面を形成した粉粒体の供給ガイドを備えていることを特徴としている。

また、本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は、前記した供給ガイドの傾斜面の端部は開口に対応する供給盤の一部と適合させた円弧状とされていることを特徴とし、前記した供給ガイドは収容容器の底部を加工して形成してあることを特徴としている。

さらに、本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は、前記した供給盤は、その回転軸に沿って上下方向に位置可変としてあることを特徴としている。

本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は上記のように構成されている。特に、粒状等の流動性の良い粉や硬い粉等はブリッジを発生してしまう虞がなく、攪拌作業を不要として、供給ガイドの傾斜面に沿って自重で収容容器の開口を通り、供給盤上へ落下していく。そのため粉粒体の流れはスムーズで機構への噛み込みを生じることもなく、機構を損傷してしまうこともない。

また、本発明の構成にあって、供給盤は、供給する粉粒体により、平板、テーパー、歯車、スパイラル等の形状があり、収容容器は従来の攪拌軸をかわして設置できる構造であり、容易に従来品に追加もしくは交換ができる。

本発明を実施した例を示す機構側面図である。 平面図である。 要部を示す側面図である。 平面図である。 供給盤の位置を上げた状態を示す側面図である。 従来例を示す概略図である。 ギア部を示す平面図である。 搬送系を示す平面図である。

図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。

ここで、本願発明の好ましい実施の例を図１乃至図５を参照して説明する。尚、この実施例で、従来例と共通する部分は共通の符号を付して詳しい説明は省略する。

図中９ａは本実施例における架台を示しており、この架台９ａはリンクアームを組み合わせた構造とされ、ハンドル９ｂを回転操作することで上下に高さ位置を変更可能なものとしている。

また、本実施例における収容容器２は円筒状のものとしてあるが、その底部を加工し、収容容器２の供給盤２０の内方端と対応する位置に片寄せて形成されている開口に向けて下降する傾斜面３０ａを有する供給ガイド３０を形成している。また、前記した傾斜面３０ａの末端から開口まではストレートな流路とされ、収容容器２の内部構造は全体として漏斗の一部分の如きものとされている。

図中２２はギアボックスを示しており、このギアボックス２２は上面が、供給盤２０の下面が摺接する平滑面とされ、この供給盤２０の下面周縁が接する位置からは排出シュート７の開口縁に至るまで略直角の立壁２２ａが形成され、この立壁２２ａによって対象物Ｇの零れ出しを防止し、受け入れ部における対象物Ｇの量（個数）を規制している。

図中２３は供給盤２０の中央部分に先端を貫通した回転軸であり、この回転軸２３の側面一部にはキーが形成され、このキーが供給盤２０の貫通孔に形成されているキー溝と係合され、一体同期の回転を与えるものとなっている。また、この回転軸２３の下端はギアボックス２２内に導かれ、回転軸２３の下方に取り付けられたギア１６が伝導ギア１５と噛合された構成となっている。図中２４は回転軸２３の上端面に設けられた位置決め用の供給盤押えである。尚、図中２８は軸受である。

かかる機構が装備されたディスクフレーム１０にはスペーサー２６とパッキン２７が重合して設けられている。この重合はスペーサー２６が下側となり、収容容器２、供給盤２０及び排出シュート７を回避する切り欠きが形成されている。さらに、パッキン２７は、収容容器２及び供給盤押え２４を回避する透孔が形成されている。

本実施例によれば、収容容器２内に投入されている対象物Ｇは傾斜面３０ａに沿って下面開口へ自重落下し、立壁２２ａで形成されている受け入れ部で供給盤２０の計量溝に所望する量が供給され、供給盤２０の回転によって排出シュート７の開口まで搬送され、供給盤２０の形態によって順次排出されていく。ここでは、流動性の良い対象物を想定しているので残留や相互付着も無く、格別に強制的な排出手段も要しない。

供給盤２０は対象物やその数量に応じて平板状、平歯車状、ベベルギア状、計量溝をスクロール状としたもの等が適宜採択され、その厚さ、位置高さ、直径等を変更することができる。

また、図５として示すのは、本発明の変形実施例であり、供給盤２０の高さ位置を高く設定してある。この場合、対象物Ｇが供給盤２０の下面側にも回り込むことができるもので、特に噛み込みが少ない対象物Ｇに適する。この場合、供給盤２０の下面側にも計量溝を形成しておくこともできる。

本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は上記のように構成されている。本実施例では流動性の良い粒状のものを対象物として想定しているが、これに限定されることなく、ペレット状のものやブリッジを生じる虞のないパウダー等種々の粉粒体を対象物として応用実施できることは勿論である。

２ 収容容器
７ 排出シュート
１０ ディスクフレーム
２０ 供給盤
２２ａ 立壁
２３ 回転軸
２４ 供給盤押え
２６ スペーサー
２７ パッキン
３０ 供給ガイド
３０ａ 傾斜面
Ｇ 対象物

Claims (4)

1. 粉粒体の収容容器を有し、その収容容器の下方に設置された駆動部と、その駆動部と連動される回転軸に取り付けられ、粉体の計量溝を適宜ピッチで形成した供給盤と、その供給盤の外方端下に形成された排出シュートとより成り、前記収容容器は、底面が開口され、その開口が前記供給盤の内方端と対応している粉粒体の定量フィーダ装置において、前記収容容器内に、前記開口に向けて下降する傾斜面を形成した粉粒体の供給ガイドを備えていることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。
2. 前記した供給ガイドの傾斜面の端部は開口に対応する供給盤の一部と適合させた円弧状とされていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。
3. 前記した供給ガイドは収容容器の底部を加工して形成してあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。
4. 前記した供給盤は、その回転軸に沿って上下方向に位置可変としてあることを特徴とする請求項１から３のうち１項に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。

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