JP2014015298A - 粉体定量供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】計量枡が充填ポジションから供給ポジションに移動する間に計量枡がクリーニングされ、計量枡に次の粉体の供給が行われる前に、計量枡内の粉体を完全に除去できる粉体定量供給装置を提供する。
【解決手段】計量枡２２がクリーニングポジションＰ３に位置すると、固定盤の通気穴と回転盤１７の通気穴とが対向して連通する。ブロワ装置により、計量枡２２の裏面側（多孔体５３側）から開口側に向かってエアが吹き出され、更に、計量枡２２の開口に対向する吸気管３５によって、計量枡２２の内部が吸引される。従って、計量枡２２に粉体Ｋが残っていても、この粉体Ｋは計量枡２２の開口からすべて排出されて吸気管３０に吸引される。このように計量枡２２内がエアによってクリーニングされるため、精度の高い定量を行うことができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は粉体定量供給装置に係り、特に、微細な粉体を少量ずつ高精度に定量して容器に充填するための粉体定量供給装置に関するものである。

虫歯治療をするとき、歯の一部を削って充填剤を詰めることがある。この充填剤は液体活性化粉末セメントで、原料の粉末セメントと活性液を混合すると速やかに固化するものである。

液体活性化セメントは歯の治療の度に、直前に調製するため、使いやすいように一回分の使用量を容器に封入した製品があるが、液体活性化セメントは一回の使用量が少ない上、粉末セメントと活性液の混合比率の許容誤差範囲が極めて狭い。従って、少量の粉体をより高精度で安定的に定量することが求められる。この種の粉体の定量には、特許文献１に示す粉体定量供給装置が用いられている。この粉体定量供給装置は計量枡を用いて容積によって粉体を定量し、連続して自動定量できる機能を備えている。

従来の粉体定量供給装置は、ホッパー内において計量枡に粉体が供給されてから、計量枡が移動してホッパー内の下端部開口から定量した粉体をはたき落して充填している。このはたき落し機構は、容器に計量枡の粉体を残らず充填するためのものであり、計量枡に粉体が僅かにでも残っていると、充填すべき量よりも少ない粉体の供給が繰り返されることになり、精度の高い定量を行うことができないからである。

特開平１１−１３９４０３号公報

しかしながら、上記はたき落し機構によって粉体をはたき落す程度では、計量枡内の粉体を完全に除去することは難しい。特に、上述の粉末セメントはごく少量ずつを、高精度に定量する必要がある。そのため、計量枡の粉体を完全に除去しなければならず、上記従来の粉体定量供給装置のはたき落し機構では十分に対応することができないという問題がある。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、計量枡が充填ポジションから供給ポジションに移動する間に計量枡がクリーニングされ、計量枡に次の粉体の供給が行われる前に、計量枡内の粉体を完全に除去できる粉体定量供給装置の提供を、その目的とする。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項１の発明は、粉体の出入り口となる開口を有し粉体を容積によって定量する計量枡と、前記開口を介して粉体を計量枡へ供給する供給手段と、前記供給手段によって計量枡へ供給され定量された粉体を容器へ充填する充填手段と、前記供給手段により粉体を計量枡へ供給する供給ポジションから、前記充填手段により計量枡内の粉体を容器へ充填する充填ポジションへ前記計量枡を移動させる計量枡移動手段とを有する粉体定量供給装置において、前記計量枡の底部は通気性を有する材料によって構成されており、計量枡が充填ポジションから供給ポジションに移動する間に設けられたクリーニングポジションで前記底部の裏面側から前記開口側に向かってエアを吹き出すクリーニング用吹き出し手段を備えることを特徴とする粉体定量供給装置である。

請求項２の発明は、請求項１に記載された粉体定量供給装置において、クリーニング用吹き出し手段によって吹き出す動作に合わせて計量枡の開口側から計量枡内を吸引するクリーニング用吸引手段を備えたことを特徴とする粉体定量供給装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載された粉体定量供給装置において、計量枡移動手段は、計量枡を保持して供給ポジションと充填ポジションに停止するように間欠回転する回転盤によって構成されていることを特徴とする粉体定量供給装置である。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載された粉体定量供給装置において、充填ポジションで充填手段によって計量枡で定量された粉体が計量枡から容器に充填される間、計量枡の底部裏面側から開口側に向かってエアを吹き出す吹き出し手段を有することを特徴とする粉体定量供給装置である。

請求項５の発明は、請求項１から３のいずれかに記載された粉体定量供給装置において、供給ポジションで供給手段によって粉体が計量枡に供給される間、計量枡の開口側から底部裏面側に向かってエアを吸引する吸引手段を有していることを特徴とする粉体定量供給装置である。

本発明の粉体定量供給装置によれば、計量枡が充填ポジションから供給ポジションに移動する間に計量枡がクリーニングされ、計量枡に次の粉体の供給が行われる前に、計量枡内の粉体を完全に除去することができる。従って、計量枡に粉体が残っていない状態で定量を開始することが可能となり、粉体を常に正確に定量することができようになる。

本発明の実施の形態に係る粉体定量供給装置の正面図である。 図１の粉体定量供給装置と容器を搬送するための装置の斜視図である。 図１の粉体定量供給装置に備えられた回転盤のフィルターユニットの一部を断面とした状態の正面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図１の粉体定量供給装置に備えられた回転盤の分解斜視図である。 （ａ）はフィルターユニットの分解斜視図、（ｂ）はフィルターユニットの主部の背面側から見た斜視図である。 図１の粉体定量供給装置に備えられた回転盤の背面側から見た斜視図である。 供給ポジションにおける図１の粉体定量供給装置の動作を説明するための図である。 充填ポジションにおける図１の粉体定量供給装置の動作を説明するための図である。 クリーニングポジションにおける図１の粉体定量供給装置の動作を説明するための図である。

本発明の実施の形態に係る粉体定量供給装置１を図面にしたがって説明する。
粉体定量供給装置１は図示しない本体部、この本体部に備えられた所定量の粉体Ｋを貯留する中継タンク２、供給ユニット３、計量ユニット４等で構成されている。

図１、２に示す中継タンク２の構成について説明する。
中継タンク２は有底の円筒状で、上面開口５が一部を除いて蓋体６によって覆われている。この中継タンク２の上方には図示しない大タンクが備えられており、大タンクの底面には開口が形成されている。底面開口は中継タンク２の前記上面開口５と連通している。中継タンク２には図示しないセンサーが取り付けられており、中継タンク２内の粉体量が減少すると、中継タンク２から粉体Ｋが所定量供給される。中継タンク２の底部は開口７が形成されている。

図１、２示す供給ユニット３の構成について説明する。
符号８はケースを示し、このケース８には正面視が円形の空間部９が形成されている。ケース８の上部には開口１０が形成され、この開口１０は中継タンク２の底部の開口７に対向しており、中継タンク２の内部と空間部９とが連通している。
空間部９の中心には回転軸１１の先端部が突出しており、この回転軸１１の先端部には摺り切り部材１２が取り付けられている。摺り切り部材１２は、その中心から放射状に突出する四つの翼部１３を有している。翼部１３の先端部はほぼ円弧状に形成され、この先端部は空間部９の内周面に摺接する。
また、ケース８の底部１４は正面視が円弧状に凹んだ形状に形成されており、この底部１４には開口１５が設けられている。
なお、空間部９の開口は図示しない蓋体によって閉鎖される。
この供給ユニット３によって供給手段を構成されている。

図３から図６に示す計量ユニット４の構成について説明する。
符号１７はある程度の厚み寸法を有する略円板状の回転盤を示し、この回転盤１７は回転軸１８に固定されている。回転軸１８は図示しないステッピングモーターに連結されており、時計回りに９０°ずつ間欠回転する。回転盤１７には図５に示す凹部１９が形成され、この凹部１９は前面側に開口を有している。凹部１９は後述するフィルターホルダ２０を収容する四つのホルダ収容部２１を有しており、ホルダ収容部２１は回転方向に等間隔で配置されている。この回転盤１７によって計量枡移動手段が構成されている。

回転盤１７には四つの計量枡２２が形成されており、計量枡２２は四つのホルダ収容部２１にそれぞれに対向して設けられている。これらの計量枡２２は、ホルダ収容部２１の内側面から回転盤１７の外周面に連通する丸穴によって構成されている。四つの計量枡２２は回転盤１７の回転方向に９０°間隔で配置されている。
この回転盤１７によって充填手段が構成されている。

回転盤１７には四つの通気穴２５が形成されており、通気穴２５はホルダ収容部２１にそれぞれに対向して設けられている。四つの通気穴２５は回転盤１７の回転方向に９０°間隔で配置されており、図５、７に示す通気穴２５はホルダ収容部２１の底面から回転盤１７の裏面に連通する丸穴によって構成されている。
回転盤１７の前面側にはねじ穴２４が形成され、ねじ穴２４はホルダ収容部２１の間にそれぞれ配置されている。

符号２６は固定盤を示し、この固定盤２６は比較的厚さ寸法の小さい円板状で、中央に丸穴２７が形成されている。回転盤１７は固定盤２６と重合しており、回転盤１７は固定盤２６に摺接する状態で回転する。
固定盤２６には時計回りに四つの通気穴２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄが形成され、通気穴２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄのそれぞれは回転盤１７の通気穴２５に対向する位置に配置されている。

次に、図６に示すフィルターホルダ２０、このフィルターホルダ２０に保持されるフィルター３１等の構成について説明する。
符号３２は主部を示し、この主部３２は直方体とある程度の厚み寸法をもつ平板とが一体に形成された形状をなしている。主部３２の略中央には、フィルター収容穴３３が形成されている。更に主部３２には通気穴３４が形成され、この通気穴３４はフィルター収容穴３３と主部３２の裏面に開口している。
また、図６において主部３２の前面にはねじ穴３５が、側面には二つのねじ穴３６が形成されている。

符号３７は固定金具を示し、この固定金具３７は平板を折り曲げて形成される略Ｌ字型をなしている。固定金具３７の折り曲げ部を境とする一方側には蝶ねじ３８が螺合され、他方側の先端には円弧状の切欠き部３９が形成されている。
符号４０は押え金具を示し、この押え金具４０の挿通穴には調整ねじ４１が挿通されている。更に、押え金具４０には二つの挿通穴４２が形成されている。
符号４３は略扇型の固定プレートを示し、この固定プレート４３の略中心にはフランジボルト４４が挿通されている。
以上がフィルターホルダ２０の構成である。

図３、４に示すフィルター３１は略円柱状をなしている。フィルター３１の一端面には、有底の通気穴５１が形成されており、この通気穴５１は軸方向にのびている。フィルター３１の略中心には通気穴５４が形成され、この通気穴５４は通気穴５１とフィルター３１の外周面とに連通している。
フィルター３１には、通気穴５１の開口を塞ぐように焼結金属で形成された通気性を有する多孔体５３が取り付けられている。またフィルター３１の外周面には通気穴５４を挟むようにして溝が形成され、更に多孔体側にも溝が設けられている。このフィルター３１の三つの溝にはＯリング５８が嵌まっている。
フィルター３１の他端面は有底のねじ穴５２が形成されている。

フィルター３１は主部３２のフィルター収容穴３３に収容され、通気穴５４と通気穴３４とが連通している。固定金具３７はその切欠き部３９によってフィルター３１の外周面を押える状態に備えられ、ねじ穴３５に螺合する蝶ねじ３８を締めることによって、フィルター３１を主部３２に固定している。
また、押え金具４０を主部３２に当接させ、調整ねじ４１をフィルター３１のねじ穴５２に螺合し、更に図示しない雄ネジを主部３２のねじ穴３６と押え金具４０の挿通穴４２に螺合して、フィルター３１を主部３２に固定する。
フィルターホルダ２０とフィルター３１の各４組でフィルターユニット４６、４７、４８、４９が構成されている。

フィルターユニット４６、４７、４８、４９は、それぞれ図５に示す回転盤１７の四つホルダ収容部２１にそれぞれ収容される。このとき、フィルターユニット４６、４７、４８、４９の多孔体５３が四つの計量枡２２の開口に対向する状態に収容する。これにより計量枡２２の底部が多孔体５３によって構成されることになる。
そして、固定プレート４３を回転盤１７の前面に宛がい、ホルダ収容部２１を閉鎖して、更にフランジボルト４４をねじ穴２４に螺合させて、フィルターユニット４６、４７、４８、４９を固定する。

図５、７に示す通気穴２８ａは図示しないバキューム装置に連結されており、図４に示すように、通気穴２８ａと通気穴２５とが対向して連通すると、このバキューム装置によって計量枡２２内は吸引された状態になる。
多孔体５３、通気穴５１、通気穴５４、通気穴３４、通気穴２５、通気穴２８ａ及びバキューム装置によって吸引手段が構成されている。

通気穴２８ｃは図示しないエアの吹き出し装置に連結されており、図４に示すように、通気穴２８ｃと通気穴２５とが対向して連通すると、計量枡２２の開口側へエアが吹き出される。
吹き出し装置、通気穴２８ｃ、通気穴２５、通気穴３４、通気穴５４、通気穴５１及び多孔体５３によって吹き出し手段が構成されている。

通気穴２８ｄは図示しないブロワ装置に連結されており、通気穴２８ｄと通気穴２５が対向して連通すると、このブロワ装置によって計量枡２２の裏面からエアが吹き出される。
吹き出し装置、通気穴２８ｄ、通気穴２５、通気穴３４、通気穴５４、通気穴５１及び多孔体５３によってクリーニング用吹き出し手段が構成されている。

符号３０は吸気管を示し、一端部は回転盤１７の外周面に臨んでいる。吸気管３０は、計量枡２２がクリーニングポジションＰ３に位置したとき、計量枡２２の開口と対向する位置に備えられている。吸気管３０の他端部は図示しない集塵機に連結されている。
吸気管３０と集塵機とによってクリーニング用吸引手段が構成されている。

回転盤１７の下方には、図２に示すターンテーブル６３が設けられている。このターンテーブル６３の外周円には複数の切欠き部６４が形成されており、切欠き部６４は等間隔に配置されている。
符号６５は容器輸送路を示し、この容器輸送路６５の先端は外周円に臨んでおり、容器Ｃをターンテーブル６３の切欠き部６４へ供給する。

次に、本発明の粉体定量供給装置１の使用方法について説明する。
図２に示す容器輸送路６５は、ターンテーブル６３の切欠き部６４に容器Ｃを供給する。このターンテーブル６３が回転することによって容器Ｃが搬送されて、後述する充填ポジションＰ２の真下に送られる。

図１、２の中継タンク２には粉体Ｋが収容されており、この中継タンク２内の粉体Ｋの量は図示しないセンサーによって検知されている。そして、センサーによって中継タンク２内の粉体Ｋの量が一定以下になると、図示しない大タンクから粉体Ｋが中継タンク２へ所定量供給され、中継タンク２内の粉体Ｋの量が一定の範囲となるように管理される。これにより、後述する計量枡２２による定量の際に、計量枡２２内の粉体Ｋに加わる圧力（粉体Ｋの重み）の変動を防止して、計量枡２２内の粉体Ｋの密度が一定になるようにしている。
中継タンク２内の粉体Ｋは、開口７、１０を介して供給ユニット３の空間部９に供給される。

供給ユニット３の空間部９では、回転軸１１と共に摺り切り部材１２が回転しており、この摺り切り部材１２によって空間部９内の粉体Ｋは開口１５を介して後述するように回転盤１７の計量枡２２へ供給される。

回転盤１７は回転軸１１と共に時計回りに９０°ずつ間欠回転している。計量枡２２が開口１５に対向する供給ポジションＰ１に位置すると、図４に示すように、通気穴２８ａと通気穴２５が対向して連通する。これにより図示しないバキューム装置によって通気穴２８ａ、２５、フィルターホルダ２０の通気穴３４、フィルター３１の通気穴５４、５１及び多孔体５３を介して、計量枡２２の開口側から裏面側（多孔体５３側）に向かってエアが吸引される状態となる。

また、計量枡２２が供給ポジションＰ１に位置すると、供給ユニット３の空間部９内の粉体Ｋが開口１５を介して計量枡２２へ供給される。そして、摺り切り部材１２の翼部１３の先端によって計量枡２２の開口より上にある粉体Ｋが摺り切られる。
前記したように、計量枡２２の開口側から裏面側（多孔体５３側）に向かって、すなわち図８の矢印に示す向きにエアが吸引されているので、計量枡２２に収容された粉体Ｋは多孔体５３によって構成される計量枡２２内の底部に吸着される。

次に、回転盤１７が供給ポジションＰ１から２回（１８０°）間欠回転すると、計量枡２２は、その開口が容器Ｃに対向する充填ポジションＰ２に位置する。これにより計量枡２２内の粉体Ｋが容器Ｃへ落下する。更に、計量枡２２が充填ポジションＰ２に位置すると、通気穴２８ｃと通気穴２５とが対向して連通する。これにより図示しないブロワ装置により通気穴２８ａ、２５、フィルターホルダ２０の通気穴３４、フィルター３１の通気穴５４、５１及び多孔体５３を介して、図９の矢印に示すように、計量枡２２の裏面側（多孔体５３側）から開口側に向かってエアが吹き出される。このエアによって、図９に示す計量枡２２内の粉体Ｋの容器Ｃへの落下が補助される。

次いで回転盤１７が９０°回転して、計量枡２２はクリーニングポジションＰ３に位置する。計量枡２２がクリーニングポジションＰ３に位置すると、通気穴２８ｃと通気穴２５とが対向して連通する。これにより図示しないブロワ装置により通気穴２８ａ、２５、フィルターホルダ２０の通気穴３４、フィルター３１の通気穴５４、５１及び多孔体５３を介して、計量枡２２の裏面側（多孔体５３側）から開口側に向かってエアが吹き出され、更に、計量枡２２の開口に対向する吸気管３０によって、図１０の矢印に示すように、計量枡２２の内部が吸引される。従って、計量枡２２に粉体Ｋが残っていても、この粉体Ｋは計量枡２２の開口からすべて排出されて吸気管３０に吸引される。

上記クリーニングポジションＰ３でクリーニングされた計量枡２２は、回転盤１７の間欠回転に伴い再び供給ポジションＰ１へ移動して、粉体Ｋを定量する。以上の動作が繰り返し行われて、計量枡２２は連続して繰り返し粉体Ｋを定量する。すなわち、回転盤１７は供給ポジションＰ１、充填ポジションＰ２及びクリーニングポジションＰ３に停止するように間欠回転して、それぞれのポジションＰ１、Ｐ２、Ｐ３における各動作が並行して行われて、計量、充填、クリーニングが連続して行われる。

上記のように、粉体定量供給装置１では粉体Ｋが計量枡２２内に残ったとしても、計量枡２２内がエアによってクリーニングされるため、精度の高い定量を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
例えば、上記実施の形態では、歯科用のセメントを粉体定量供給装置によって定量したが、本発明はこれに限定されず、薬品、食品材料、工業用材料等の粉体を定量してもよい。
また、回転盤に計量枡を４つ設けたが、３つ以下でも、５つ以上設けてもよい。

本発明の粉体定量供給装置の製造業で利用可能であり、または歯科医院や製薬会社などで、粉体をごく少量、高精度に定量するときに利用可能である。

１…粉体定量供給装置 ２…中継タンク ３…供給ユニット
４…計量ユニット ５…上面開口 ６…蓋体 ７…開口
８…ケース ９…空間部 １０…開口 １１…回転軸
１２…摺り切り部材 １３…翼部 １４…底部 １５…開口
１７…回転盤 １８…回転軸 １９…凹部
２０…フィルターホルダ ２１…ホルダ収容部 ２２…計量枡
２４…ねじ穴 ２５…通気穴 ２６…固定盤 ２７…丸穴
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ…通気穴 ３０…吸気管
３１…フィルター ３２…主部 ３３…フィルター収容穴
３４…通気穴 ３５…ねじ穴 ３６…ねじ穴
３７…固定金具 ３８…蝶ねじ ３９…切欠き部
４０…押え金具 ４１…調整ねじ ４２…挿通穴
４３…固定プレート ４４…フランジボルト
４６、４７、４８、４９…フィルターユニット ５１…通気穴
５２…ねじ穴 ５３…多孔体 ５４…通気穴
６３…ターンテーブル ６４…切欠き部 ６５…容器輸送路
Ｋ…粉体 Ｃ…容器 Ｐ１…供給ポジション
Ｐ２…充填ポジション Ｐ３…クリーニングポジション

Claims (5)

1. 粉体の出入り口となる開口を有し粉体を容積によって定量する計量枡と、前記開口を介して粉体を計量枡へ供給する供給手段と、前記供給手段によって計量枡へ供給され定量された粉体を容器へ充填する充填手段と、前記供給手段により粉体を計量枡へ供給する供給ポジションから、前記充填手段により計量枡内の粉体を容器へ充填する充填ポジションへ前記計量枡を移動させる計量枡移動手段とを有する粉体定量供給装置において、前記計量枡の底部は通気性を有する材料によって構成されており、計量枡が充填ポジションから供給ポジションに移動する間に設けられたクリーニングポジションで前記底部の裏面側から前記開口側に向かってエアを吹き出すクリーニング用吹き出し手段を備えることを特徴とする粉体定量供給装置。
2. 請求項１に記載された粉体定量供給装置において、クリーニング用吹き出し手段によって吹き出す動作に合わせて計量枡の開口側から計量枡内を吸引するクリーニング用吸引手段を備えたことを特徴とする粉体定量供給装置。
3. 請求項１または２に記載された粉体定量供給装置において、計量枡移動手段は、計量枡を保持して供給ポジション、充填ポジション及びクリーニングポジションに停止するように間欠回転する回転盤によって構成されていることを特徴とする粉体定量供給装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載された粉体定量供給装置において、充填ポジションで充填手段によって計量枡で定量された粉体が計量枡から容器に充填される間、計量枡の底部裏面側から開口側に向かってエアを吹き出す吹き出し手段を有することを特徴とする粉体定量供給装置。
5. 請求項１から３のいずれかに記載された粉体定量供給装置において、供給ポジションで供給手段によって粉体が計量枡に供給される間、計量枡の開口側から底部裏面側に向かってエアを吸引する吸引手段を有していることを特徴とする粉体定量供給装置。

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