JP2013240751A - 粉体供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】難排出性の粉体を定量的に長時間連続して供給する。
【解決手段】粉体を収容する筒状収容部を有し、前記筒状収容部の一方の端部に粉体排出部１０が設けられ、前記筒状収容部の内壁底部が前記粉体排出部に向かって下方向に傾斜するように設置されたホッパー４と、前記ホッパーを前記筒状収容部の略中心を通る軸周りに回転させる駆動部１８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、難排出性の粉体を定量的に供給する粉体供給装置に関するものである。

従来、粉体を定量的に供給するための供給装置として、ホッパー内に投入された粉体をスクリューを用いて一方向に搬送し排出部からの排出量を一定に保つスクリューフィーダー（例えば、特許文献１参照）、粉体の流れを案内する台板に振動を与え台板の先端部から落下する粉体の量を一定に保つ振動フィーダー（例えば、特許文献２参照）、回転テーブルの回転によって、粉体を内筒と回転テーブルとの隙間から粉粒体通路に送り出し排出口からの排出量を一定に保つサークルフィーダー（例えば、特許文献３参照）等が用いられている。

特開平１１−７６８７５号公報 特開平９−５１４８号公報 特開２００１−２９７７４号公報

しかし、付着性、凝集性、固着性、または固結性の強い難排出性粉体の供給に上述のスクリューフィーダー、振動フィーダー、サークルフィーダー等を用いた場合には、スクリューの回転、台板の振動、回転テーブルの回転等によって粉体が固結し粉体を定量的に長時間連続して供給することができなかった。

本発明の目的は、難排出性の粉体に外力を極力与えず定量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を提供することである。

本発明の粉体供給装置は、粉体を収容する筒状収容部を有し、前記筒状収容部の一方の端部に粉体排出部が設けられ、前記筒状収容部の内壁底部が前記粉体排出部に向かって下方向に傾斜するように設置されたホッパーと、前記ホッパーを前記筒状収容部の略中心を通る軸周りに回転させる駆動部とを備えることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記ホッパーの前記筒状収容部は円筒形状を有し、前記粉体排出部側が次第に拡径していることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記筒状収容部の一方の端部の開口部を塞ぐ蓋部を備え、前記粉体排出部は、前記筒状収容部の一方の端部と前記蓋部との間に形成された隙間により構成されることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記ホッパーが前記筒状収容部の一方の端部を閉塞する閉塞部を有し、前記粉体排出部は、前記閉塞部または前記閉塞部近傍の前記筒状収容部の側壁に形成された複数の穴により構成されることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記ホッパーの前記筒状収容部は円筒形状を有し、前記筒状収容部の略中央部に前記粉体排出部を備え、前記筒状収容部の両端部から前記粉体排出部に向かって次第に拡径していることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記粉体排出部が前記筒状収容部の略中央部の側壁に形成された隙間により構成されることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記筒状収容部の略中央部に形成された前記隙間に前記筒状収容部を左右に分離する仕切り部材を備えることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記ホッパーの前記筒状収容部は内径が略一定である円筒形状を有することを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記筒状収容部の一方の端部の開口部を塞ぐ蓋部を備え、前記粉体排出部は、前記筒状収容部の一方の端部と前記蓋部との間に形成された隙間により構成されることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記粉体排出部を構成する前記隙間から粉体を掻き出す掻き出し部材を備えることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記ホッパーの回転速度を調整する回転速度調整部及び前記所定間隔の大きさを調整する間隔調整部の中の少なくとも一方を備えることを特徴とする。

また本発明の粉体供給装置は、前記ホッパーの前記粉体収容部内の量を検出する検出部と、前記検出部による検出結果に基づいて、前記回転速度調整部及び前記間隔調整部の中の少なくとも一方を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、難排出性の粉体に外力を極力与えず定量的に長時間連続して供給することができる。

第１の実施の形態に係る粉体供給装置の斜視図である。 第１の実施の形態に係る粉体供給装置のシステム構成を示すブロック図である。 第２の実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーを示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの変形例を示す斜視図である。 第３の実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの形状を示す斜視図である 第３の実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの変形例を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの変形例を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの変形例を示す斜視図である。 第１の実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの変形例を示す斜視図である。 実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの掻き出し部材を示す図である。 実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの掻き出し部材を示す図である。 実施の形態に係る粉体供給装置のホッパーの掻き出し部材の変形例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る粉体供給装置について説明する。図１は第１の実施の形態に係る粉体供給装置の斜視図である。粉体供給装置２は、収容部に難排出性の粉体を収容するホッパー４を備えている。ここで難排出性の粉体とは、圧密等により外力が加わると性状が大きく変化し、固結をおこし易い粉体であり、例えば金属、金属酸化物、有機化合物等の粉体や湿粉等が挙げられる。

ホッパー４は一方の端部に開口部を有し、開口部に向かって次第に拡径している円筒形状の収容部と、開口部を塞ぐ蓋部６を備えている。またホッパー４は収容部の略中心を通る軸が水平となるように、即ち収容部の内壁底部が開口部に向かって下方向に傾斜するように設置されている。蓋部６は、固定部８においてホッパー４の開口部に対向する位置でホッパー４の端部との間に所定の隙間１０を形成する位置に固定されている。ここでホッパー４の端部と蓋部６との間に形成された隙間１０は、ホッパー４の粉体排出部を構成する。また蓋部６には収容部内に粉体を投入するロート形状を有する投入口１２と収容部内の粉体の有無を検出する静電容量式の近接センサー１４が備えられている。

ホッパー４の他方の端部は、制御部１６により制御されるモーター１８に接続されている。従ってモーター１８が回転することにより、ホッパー４は収容部の略中心を通る軸周りに回転する。制御部１６及びモーター１８は計量部２０上に設置され、計量部２０は設置台２２上に設置されている。ここで計量部２０は、ホッパー４、制御部１６、モーター１８及びホッパー４内の粉体の重量を測定する。これにより、排出された粉体の重量を算出することができる。

ホッパー４の粉体排出部を構成する隙間１０の下部には、エゼクター２４が配置されており、エゼクター２４により吸引された粉体は圧縮空気により管路介して被供給装置に供給される。

図２は第１の実施の形態に係る粉体供給装置２のシステム構成を示すブロック図である。粉体供給装置２は、各部の動作を統括的に制御する制御部１６を備えている。制御部１６には、センサー１４、モーター１８、計量部２０及び報知部２６が接続されている。

次に第１の実施の形態に係る粉体供給装置における粉体の供給処理について説明する。まずホッパー４の収容部に投入口１２から粉体を投入する。次に制御部１６の制御によりモーター１８を駆動させてホッパー４を回転させる。これによりホッパー４の粉体排出部を構成する隙間１０から粉体が所定量ずつ落下しエゼクター２４により吸引される。この場合にホッパー４が回転していることからホッパー４の収容部内の粉体にアーチングやラットホールが生じることなくホッパー４から安定した粉体の排出を可能とし、被供給装置に対して粉体を定量的に安定して供給することができる。

ここでホッパー４から粉体が排出されると、計量部２０により測定される重量は、排出された粉体の分だけ減少する。従って制御部１６は、単位時間当たりの重量の減少量を監視することにより、粉体が定量的に排出されているか否かを判断する。

制御部１６は、単位時間当たりの減少量が所定量である場合には、現在の状態を維持したまま粉体の排出を継続する。一方、制御部１６は、単位時間当たりの減少量が所定量未満の場合、ブザーやランプなどの報知部２６によりホッパー４から粉体の供給が適切に行なわれていない旨の報知を行う。または／かつモーター１８の駆動速度を上昇させホッパー４の回転速度を上昇させる制御を実行する。これによりホッパー４からの粉体の排出量を増加させ、単位時間当たりの重量の減少量が所定量になるように調整する。なお、固定部８等にホッパー４の端部と蓋部６との間に形成された隙間１０の大きさを調整する間隔調整部を備える場合には、制御部１６は、ホッパー４の回転速度を上昇させる代わりに、間隔調整部によって隙間１０を広げる制御を行ない、ホッパー４からの粉体の排出量を増加させてもよい。また制御部１６は、隙間１０を広げる制御と、ホッパー６の回転速度を上昇させる制御との両方を行なって粉体の排出量を増加させてもよい。

また制御部１６は、監視している単位時間当たりの重量の減少量が所定量を超えたときは、ブザーやランプなどの報知部２６によりホッパー４から粉体の供給が適切に行なわれていない旨の報知を行なう。または／かつホッパー４の回転速度を低下させる制御と隙間１０を狭める制御の少なくとも一方の制御を行なって粉体の排出量を減少させ、単位時間当たりの重量の減少量が所定量になるように調整する。

また制御部１６は、センサー１４によりホッパー４内に粉体が存在するか否かを検出することにより粉体切れを検出する。粉体切れが検出された場合には、ブザーやランプなどの報知部２６により、粉体切れの報知を行う。

この実施の形態に係る粉体供給装置２によれば、難排出性の粉体に外力を極力与えず定量的に長時間連続して粉体の供給を行なうことができる。またホッパー４の回転速度の調整、または隙間１０の大きさの調整を行なうことによって、粉体の供給を行ないつつ粉体の供給量を調整するため、難排出性の粉体を精度良く定量的に長時間連続して供給することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る粉体供給装置について説明する。なお、第２の実施の形態に係る粉体供給装置は、第１の実施の形態に係る粉体供給装置２のホッパー４とは異なる形状のホッパー４０を備えるものである。他の部分の構成は第１の実施の形態と同一である。従って第１の実施の形態と同一の構成についての詳細な説明は省略し、第１の実施の形態の構成と同一の構成には、第１の実施の形態で用いたのと同一の符号を用いて説明する。

図３は、第２の実施の形態に係る粉体供給装置２のホッパーを示す斜視図である。ホッパー４０は、第１の実施の形態に係るホッパー４と同様な形状を有する収容部材４１の開口部と収容部材４２の開口部を対向させ、収容部材４１と収容部材４２との間に隙間１００を形成するように固定具４３により固定したものである。ホッパー４０は収容部材４１，４２の略中心を通る軸が水平となるように、即ち収容部材４１，４２により形成される収容部の内壁底部が隙間１００に向かって下方向に傾斜するように設置されている。即ちホッパー４０は収容部材４１，４２により形成される収容部の両端部から収容部の内壁底部が粉体排出部を構成する隙間１００に向かって下方向に傾斜するように設置されている。

ホッパー４０の収容部材４１の端部は、制御部１６により制御されるモーター１８に接続されており、収容部材４２の端部は、軸受け４４により支持されている。従ってモーター１８が回転することにより、ホッパー４０は収容部の略中心を通る軸周りに回転する。

次に第２の実施の形態に係る粉体供給装置における粉体の供給処理について説明する。まずホッパー４０の固定具４３を外し、ホッパー４０の収容部材４１，４２により形成される収容部内に粉体を投入し、収容部材４１，４２を固定具４３により固定する。次に制御部１６の制御によりモーター１８を駆動させてホッパー４０を回転させる。これによりホッパー４０の粉体排出部を構成する隙間１００から粉体が所定量ずつ落下しエゼクター２４により吸引される。この場合にホッパー４０が回転していることからホッパー４０内の粉体にアーチングやラットホールが生じることなくホッパー４０から安定した粉体の排出を可能とし、被供給装置に対して粉体を定量的に安定して供給することができる。またホッパー４０を用いることによりホッパー４０内に収容可能な粉体の量を増大させることができるため、ホッパー４０への粉体の投入回数を減少させることができる。

なお、図４に示すように、第２の実施の形態に係るホッパー４０の収容部材４１と収容部材４２との間の隙間１００に収容部を左右に分離する仕切り部材４５を設け、固定具４３により仕切り部材４５と収容部材４１，４２を固定するようにしてもよい。これにより収容部材４１と仕切り部材４５との間に隙間１００ａが形成され、収容部材４２と仕切り部材４５との間に隙間１００ｂが形成される。ここで隙間１００ａの大きさと隙間１００ｂの大きさは、同一でであっても異なっていてもよい。この場合には、収容部材４１により形成される収容部と、収容部材４２により形成される収容部とに異なる粉体を収容することができる。従って２つの粉体を同時に被供給装置に対して供給することができ、隙間１００ａの大きさと隙間１００ｂの大きさを調整することにより、２つの粉体の被供給装置に対するそれぞれの供給量を変更することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る粉体供給装置について説明する。なお、第３の実施の形態に係る粉体供給装置は、第１の実施の形態に係る粉体供給装置２のホッパー４とは異なる形状のホッパー５０を備えるものである。他の部分の構成は第１の実施の形態と同一である。従って第１の実施の形態と同一の構成についての詳細な説明は省略し、第１の実施の形態の構成と同一の構成には、第１の実施の形態で用いたのと同一の符号を用いて説明する。

図５は、第３の実施の形態に係る粉体供給装置２のホッパーの形状を示す斜視図である。ホッパー５０は、内径の大きさが上部から下部まで一定の円筒形状であり一端部に開口部を有する収容部材５２と、開口部を塞ぐ蓋部５４を備えている。またホッパー５０は収容部の内壁底部が開口部に向かって下方向に傾斜するように、収容部の略中心を通る軸が水平面に対して所定の角度θを有するように設置されている。蓋部５４は、収容部材５２の開口部に対向する位置で、かつ収容部材５２の端部との間に所定の隙間１０２を形成する位置に固定具５６により収容部材５２に固定されている。ここで収容部材５２の端部と蓋部５４との間に形成された隙間１０２は、ホッパー５０の粉体排出部を構成する。また収容部材５２の他端部は接続部５８を介してモーター１８に接続されている。

次に第３の実施の形態に係る粉体供給装置における粉体の供給処理について説明する。まず接続部５８を外すことよりホッパー５０をモーター１８から取外す。そして固定具５６を外し、ホッパー５０の収容部内に粉体を投入し、固定具５６により収容部材５２に蓋部５４を固定する。次に接続部５８によりホッパー５０をモーター１８に接続する。次に制御部１６の制御によりモーター１８を駆動させてホッパー５０を回転させる。これによりホッパー５０の粉体排出部を構成する隙間１０２から粉体が所定量ずつ落下しエゼクター２４により吸引される。この場合にホッパー５０が回転していることからホッパー５０の収容部内の粉体にアーチングやラットホールが生じることなくホッパー５０から安定した粉体の排出を可能とし、被供給装置に対して粉体を定量的に安定して供給することができる。

なお、この第３の実施の形態にいては、固定具５６により収容部材５２に蓋部５４を固定しているが、図６に示すように長螺子６０を用いて、収容部材５２の端部と蓋部５４との間に隙間１０２を形成するように、収容部材５２に対して蓋部５４を固定してもよい。

また上述の第１の実施の形態においては、ホッパー４の端部と蓋部６との間に形成された隙間１０によりホッパー４の粉体排出部を構成しているが、ホッパー４の端部と蓋部６との間に隙間を形成せず、蓋部６をホッパー４の開口部を閉塞する閉塞部として用い、図７に示すようにホッパー４の端部の側壁に複数の穴７０を形成し、この複数の穴７０を粉体排出部として用いてもよい。更に図８に示すようにホッパー４の端部に設けられた蓋部６に複数の穴７０を形成し、この複数の穴７０を粉体排出部として用いてもよい。

また上述の第１の実施の形態などにおいて、図９に示すように、ホッパー４の収容部の内壁面に複数の羽根７２を設けてもよい。なお、羽根７２の形状は、図９に示すように直線形状であっても螺旋形状であってもよい。

また上述の第１の実施の形態において、図１０及び図１１に示すように隙間１０から粉体を掻き出す掻き出し部材７４を備えるようにしてもよい。ここで図１０は掻き出し部材７４を側面から視た図であり、図１１は正面から視た図である。この場合掻き出し部材７４を構成する掻き出し羽根の先端部が隙間１０に挿入される。そしてモーター７６の回転力がギヤ７８を介して掻き出し部材７４に伝達されることにより、掻き出し部材７４により隙間１０から粉体が掻き出される。ここで掻き出し部材７４の形状は、図１０及び図１１に示す形状だけで無く図１２（ａ）〜（ｃ）等から適宜選択可能である。

また、上述の実施の形態においては、ホッパー４から落下した粉体をエゼクター２４によって排出しているが、これに限らずエゼクター２４とは異なる排出装置を用いてホッパーから落下した粉体を排出してもよい。

２…粉体供給装置、４…ホッパー、６…蓋部、１０…隙間、１２…投入口、１４…センサー、１６…制御部、１８…モーター、２０…計量部、２４…エゼクター、２６…報知部

Claims (12)

1. 粉体を収容する筒状収容部を有し、前記筒状収容部の一方の端部に粉体排出部が設けられ、前記筒状収容部の内壁底部が前記粉体排出部に向かって下方向に傾斜するように設置されたホッパーと、
   前記ホッパーを前記筒状収容部の略中心を通る軸周りに回転させる駆動部と、
   を備えることを特徴とする粉体供給装置。
2. 前記ホッパーの前記筒状収容部は円筒形状を有し、前記粉体排出部側が次第に拡径していることを特徴とする請求項１記載の粉体供給装置。
3. 前記筒状収容部の一方の端部の開口部を塞ぐ蓋部を備え、
   前記粉体排出部は、前記筒状収容部の一方の端部と前記蓋部との間に形成された隙間により構成されることを特徴とする請求項１または２記載の粉体供給装置。
4. 前記ホッパーは、前記筒状収容部の一方の端部を閉塞する閉塞部を有し、
   前記粉体排出部は、前記閉塞部または前記閉塞部近傍の前記筒状収容部の側壁に形成された複数の穴により構成されることを特徴とする請求項１または２記載の粉体供給装置。
5. 前記ホッパーの前記筒状収容部は円筒形状を有し、前記筒状収容部の略中央部に前記粉体排出部を備え、前記筒状収容部の両端部から前記粉体排出部に向かって次第に拡径していることを特徴とする請求項１記載の粉体供給装置。
6. 前記粉体排出部は、前記筒状収容部の略中央部の側壁に形成された隙間により構成されることを特徴とする請求項５記載の粉体供給装置。
7. 前記筒状収容部の略中央部に形成された前記隙間に前記筒状収容部を左右に分離する仕切り部材を備えることを特徴とする請求項６記載の粉体供給装置。
8. 前記ホッパーの前記筒状収容部は内径が略一定である円筒形状を有することを特徴とする請求項１記載の粉体供給装置。
9. 前記筒状収容部の一方の端部の開口部を塞ぐ蓋部を備え、
   前記粉体排出部は、前記筒状収容部の一方の端部と前記蓋部との間に形成された隙間により構成されることを特徴とする請求項８記載の粉体供給装置。
10. 前記粉体排出部を構成する前記隙間から粉体を掻き出す掻き出し部材を備えることを特徴とする請求項３，６及び９の何れか一項に記載の粉体供給装置。
11. 前記ホッパーの回転速度を調整する回転速度調整部及び前記所定間隔の大きさを調整する間隔調整部の中の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の粉体供給装置。
12. 前記ホッパーの前記粉体収容部内の量を検出する検出部と、
    前記検出部による検出結果に基づいて、前記回転速度調整部及び前記間隔調整部の中の少なくとも一方を制御する制御部と、
    を備えることを特徴とする請求項１１に記載の粉体供給装置。

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