JP2017083242A - 粉粒体の計量フィーダにおける弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の粉粒体の計量フィーダにおける弁装置は、粉粒体の特性の相違に柔軟に対応することが難しかったことに加え、重量の精度を確保しながら作業時間を短縮し、対象を変更する度に、細部までの清掃が困難であり、また、大型化してしまい、設置場所や移動が制約されてしまっていたという点である。そして、従来粉粒体の切出し計量装置は振動フィーダやスクリューフィーダが一般的であるが、粗充填（大投入）と微充填（小投入）の切替制御が難しく、計量時間がかかっていた。また、構造が複雑なため、分解清掃性が悪く、切替時間がかかっていたという点である。【解決手段】 弁体は外面が膨出した弧状板とし、その弧状板の支持部の基端を軸支し、その軸を電動シリンダで作動させ、弧状板を垂直方向に沿って枢動させることとする。【選択図】 図４

Description

本発明は粉粒体の計量フィーダにおける弁装置に関し、特にコンパクトで設置場所に大きな制約を受けず、複数パーツに分解、組み立てを容易に行なうことができ、細部まで洗浄、清掃を行なうことができ、しかも種々の特性を有する粉粒体への対応も可能とする粉粒体の計量フィーダにおける弁装置に関する。

一般的に、粉粒体を目的とする容器に、目的とする重量を収納させる計量作業は、ホッパーやコニカル等の粉粒体の投入部材から、スクリューフィーダ、テーブルフィーダ、電磁フィーダ等の搬送手段を使用して、秤上に載置された目的容器内へ、その粉粒体を排出供給することで行なわれる。

しかしながら、この計量作業にあって計量の精度と作業時間は相関関係にあり、精度を上げようとすればそれだけ時間がかかり、即ち、少量ずつを継続して供給する必要があり、また、時間を短くし、効率を重視すると、一時に大量を供給することとなって精度を守ることは難しくなってしまう。

また、従来の計量装置は、その能力にも限界があったもので、粉粒体の有する特性の相違によってもその対応する能力が変動してしまい、フラッシングする粉粒体は特に計量作業が困難となっていた。

そこで、近時は、当初に目的とする重量の大半を弁体全開して目的容器内へ排出供給し、徐々に追加供給していく計量フィーダが考察開発されているが、この計量フィーダにあっては追加供給の際に粉粒体の通行を制御する弁体の構造や制御が問題となってくる。

また、この計量フィーダにおける弁体を含めた弁装置は全体が一体的に構成されるため、使用後に、他種の粉粒体を対象として再使用する際の細部までの清掃が困難となってしまうものであり、弁装置全体のサイズも大型化して、設置場所が制約されたり、その重量も大きなものとなって移動も煩わしいものとなっていた。

出願人は本願発明について、先行する技術文献を調査したが、格別に本願発明と関連し、類似すると思われる文献は発見できなかった。

本願発明が解決しようとする問題点は、従来の粉粒体の計量フィーダにおける弁装置は、粉粒体の特性の相違に柔軟に対応することが難しかったことに加え、重量の精度を確保しながら作業時間を短縮し、対象を変更する度に、細部までの清掃が困難であり、また、大型化してしまい、設置場所や移動が制約されてしまっていたという点である。そして、従来粉粒体の切出し計量装置は振動フィーダやスクリューフィーダが一般的であるが、粗充填（大投入）と微充填（小投入）の切替制御が難しく、計量時間がかかっていた。また、構造が複雑なため、分解清掃性が悪く、切替時間がかかっていたという点である。

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計量フィーダにおける弁装置は、電子秤上に載置される収納容器に、粉粒体を目的とする重量分を投入する計量フィーダに付設され、前記した電子秤から送られる情報によって稼動される電動シリンダによって開度調整される弁装置であって、その弁体は外面が膨出した弧状板とし、その弧状板の支持部の基端を軸支し、その軸を前記電動シリンダで作動させ、弧状板を垂直方向に沿って枢動させることを特徴としている。

また、本発明に係る粉粒体の計量フィーダにおける弁装置は、前記した弁体の軸は弧状板の円弧方向と直交した、弧状板の外方へ突出され、上ケーシングと下ケーシングとの間に挟持されることを特徴とし、前記した上ケーシングの上面開口には粉粒体の供給用シュートが取り付けられ、その供給シュートと弁体との間にはクリアランスが形成されていることを特徴としている。

さらに、本発明に係る粉粒体の計量フィーダにおける弁装置は、前記した弁体、上ケーシング、下ケーシングは分解、組み立てが可能とされていることを特徴としている。

そして、本発明に係る粉粒体の計量フィーダにおける弁装置は、前記した弁体の軸の一方は電動シリンダのシリンダシャフトの先端に枢支されたシリンダアームに取り付けられたジョイントシャフトと嵌合して一体化され、その嵌合は、弁体の軸側とジョイントシャフトに形成されている段部によって方向性が規制されていることを特徴とし、前記した弁体の位置は上下方向に調整可能としてあることを特徴とし、前記した弁体の上下方向の位置調整は電動シリンダをトラニオン構造で支承することで、電動シリンダのジョイントを傾動することでなされることを特徴としている。

本発明に係る粉粒体の計量フィーダにおける弁装置は上記のように構成されている。そのため、弁体の外面の膨出した弧状板を開放することで、粉粒体を目的容器へ流し入れることができ、この弧状板をガイドとして回動に使用でき、微細な量にも対応できる。また、この弁体と供給用シュートの排出口との間にクリアランスを設けることによって、素材の金属同士による擦れがなくなり、粉粒体に異物が混入してしまう虞もなくなる。

また、この弁装置は駆動系と簡単に離脱でき、弁体、上下のケーシングを分解し、組立て直すことができるので、細部に亘って清掃ができ、常にクリーンな状態で使用することができ、前回使用した対象の粉粒体が残存し、混入することもない。粗充填（大投入）と微充填（小投入）の切替も容易となって制御し易く、要する時間も短縮できる。

さらに、この弁装置はその構成によって、コンパクト化、軽量化が可能となって、設置場所や位置移動に制約を受けることがなく、非常に扱い易いものとなっている。

本発明を実施した粉粒体の計量フィーダにおける弁装置を示す平面図である。 正面図である。 図２中のＡ−Ａ線断面図である。 図３中のＢ−Ｂ線断面図である。 図１中のＣ−Ｃ線矢視図である。 分解断面図である。 上ケーシングと供給用シュートを示す別方向から見た図である。 駆動機構を示す正面図である。 要部平面図である。

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。

次に、本発明の好ましい実施の一例を図面を参照して説明する。図中１は上ケーシングを示しており、この上ケーシング１は上下貫通する円筒部１ａを有し、その下方開口周囲に後述する下ケーシング２と当接接合して一体化するための略矩形の下フランジ１ｂを一体的に形成し、上下開口周囲には、これも後述する粉粒体の供給用シュート３を一体的に接合するための略矩形の上フランジ１ｃを一体に形成されている。この上フランジ１ｃの上面には環状溝が形成され、Ｏリング９が装着されている。

また、この上ケーシング１の上フランジ１ｃ上に接合される供給用シュート３は、中央に粉粒体投入用の円筒部３ａを有し、その円筒部３ａの外面に、上フランジ１ｃと重合するフランジ３ｂを一体的に形成してある。円筒部３ａの上ケーシング１内に嵌入される下部の下面開口は、後述する弁体４の上面弧状板の形状と合わせ、その弁体４の回動方向に沿わせて円弧状の切り欠き３ｃが形成されている。フランジ３ｂは上フランジ１ｃ上に載置され、四隅近傍でハンドルボルト１３、１３‥によって締着される。また、一部には上フランジ１ｃに貫通するピン孔が穿設され、位置決めピン３ｄが打ち込み溶接される。

前記した上ケーシング１の下フランジ１ｂの前後中央位置には弁体４の回動軸を抑え、下ケーシング２との境界間で挟持するための下向き円弧状の軸抑え部１ｄが形成されている。一方、下フランジ１ｂの左右縁には四箇所に下ケーシング２との締着固定をなすためのヒンジボルト１２を引き起こし、受け入れるための切り欠き１ｅ、１ｅ‥が形成されている。

下ケーシング２は円筒状とし、下方をすぼめた形状の円筒体２ａを有しており、このすぼめた部分は内面も粉粒体を集約し易いようテーパ面が形成されている。また、上面開口周囲には、上ケーシング１の下フランジ１ｂと当接接合されるフランジ２ｂが形成され、このフランジ２ｂには、前記した軸抑え部１ｄと対応して円筒状となる上向き円弧状の軸置き部２ｄが形成されている。さらに、このフランジ２ｂの上面開口周囲には環状溝が設けられ、この環状溝にひもパッキン１０が嵌め付けられている。

この下ケーシング２の左右位置には、上ケーシング１の切り欠き１ｅ、１ｅ‥と対応する位置に突片２ｃ、２ｃ‥が設けられ、この突片２ｃ、２ｃ‥を基部とするハンドル式のヒンジボルト１２、１２‥が設けられている。このヒンジボルト１２、１２‥を引き起こして下フランジ１ｂの切り欠き１ｅ、１ｅ‥に嵌め、ハンドルを操作することで、上ケーシング１と下ケーシング２との締結がなされ、このハンドル操作によって締結を緩め、簡単に分離させることができる。

さらに、図中４は本実施例に用いられる弁体を示しており、この弁体４は上部に外面を膨出させた弧状板４ａを有しており、この弧状板４ａは四分の一の円弧となっている。そのため、この弧状板４ａの内側四隅から延設される両側板４ｂ、４ｂは９０度の扇形とされ、この両側板４ｂ、４ｂは相対向する構成となっている。

前記した両側板４ｂ、４ｂの基端には各々外方へ向けて第一の回転軸４ｃと第二の回転軸４ｄの基部が固定されているもので、このうち、駆動機構と連結される第一の回転軸４ｃは第二の回転軸４ｄよりも１．５倍程長く構成されており、その第一の回転軸４ｃの先端は連結部４ｅとなっている。尚、両側板４ｂ、４ｂの間に回転軸は設けられておらず、中空となっており、駆動の負荷軽減や装置全体の重量の軽減を図っている。

この第一の回転軸４ｃと第二の回転軸４ｄには順にシールリング５、オイルシール６及び軸受７が嵌め付けられており、シールリング５と軸受７の外周にはＯリング８が装着されている。この第一の回転軸４ｃ及び第二の回転軸４ｄは、この状態で下ケーシング２の軸置き部２ｄ部分にセットされ、その上方から上ケーシング１が被せられ、軸抑え部１ｄで抑えられ、上ケーシング１と下ケーシング２の境界部分に挟持させる形態となる。この挟持は、第一の回転軸４ｃと第二の回転軸４ｄの回転作用を阻害するものではない。

この第一の回転軸４ｃと第二の回転軸４ｄのセット後、下ケーシング２の軸置き部２ｄの外面には、その回転軸４ｃ，４ｄのストッパープレート１１、１１がねじ１１ａ、１１ａによって固着される。このストッパープレート１１のうち、第一の回転軸４ｃ側のものには連結部４ｅを外方へ突出させるための切り欠きが形成されている。

一方、図中１４は、第一の回転軸４ｃに回転力を伝え、強いては弁体４を回動（枢動）させるための駆動源としての電動シリンダを示している。この電動シリンダ１４はシリンダベース２８上に、上面に電動シリンダ１４を固設したシリンダ取付板２０をねじで固定することにより設置される。

シリンダ取付板２０の上面には一対のトラニオン軸受金具１８、１８が対向して、ねじによって固着されている。このトラニオン軸受金具１８、１８間には電動シリンダ１４の前面に取り付けられる平面コ字状のトラニオン軸１９がベアリング２３を介在して軸支され、電動シリンダ１４自体を傾動可能としている。これによって、弁体４の位置を上下方向に調整できることとなり、弁体４と供給用シュート３の円筒部３ａとのクリアランス調整ができ、流動性の悪い粉粒体への適応も良好にできる。

電動シリンダ１４のシリンダシャフトはトラニオン軸１９の前面を貫通して前方へ突出可能となっており、このシリンダシャフトの基部にはトラニオン軸１９と当接して、そのシリンダシャフトの摺動を抑止するシリンダストッパー２２が取り付けられている。このシリンダストッパー２２の前面には二山ジョイント１６が備えられている。

前記した二山ジョイント１６の先端にはシリンダアーム１５の平板状をした基端がジョイントピン１７によって枢支されている。ジョイントピン１７の先端には止め輪１７ａが嵌め付けられ、抜けを防止している。シリンダアーム１５はその先端を上方へ延設して開口縁をテーパ状とした円筒１５ａが側面に形成されており、この円筒１５ａにジョイントシャフト２６が細径部２６ａによって隙間（遊び）を残して嵌装されている。

また、図中２５は基端をシリンダ取付板２０にねじで固定された平板状のシリンダアーム固定板であり、このシリンダアーム固定板２５はエルボ状に屈曲されて、その先端を上方へ延設し、ジョイントシャフト２６と対応する位置に透孔２５ａが穿設されている。そして、この透孔２５ａ内にジョイントシャフト２６の先端が遊嵌されているもので、この遊嵌されたジョイントシャフト２６の周域には透孔２５ａ内で複数のベアリング２７、２７‥が設けられている。さらに、遊嵌されているジョイントシャフト２６の先端面には固定ねじ２１が取り付けられ、抜けやガタ付きを防止している。

そして、ジョイントシャフト２６の後端には第一の回転軸４ｃの連結部４ｅの受溝２６ｂが形成され、この受溝２６ｂに連結部４ｅが嵌合される。連結部４ｅは偏平に形成され、その一方側面に係合段部４ｆが形成されており、受溝２６ｂには、この係合段部４ｆと合致される段部が形成された構成となっており、嵌合の方向性を誤る虞を防止している。

本実施例に係る粉粒体の計量フィーダにおける弁装置は上記のように構成されている。ここで、その作用動作を説明すると、下ケーシング２の下面開口の下に電子秤を配置して粉粒体の収納容器をその電子秤上にセットする。この電子秤からの情報によって電動シリンダ１４が作動するが、当初は収納容器内の粉粒体の重量はゼロであるので、電動シリンダ１４はそのシリンダシャフトを前方へフルに突き出した状態となる。このシリンダシャフトの前方への突出で二山ジョイント１６に枢支されたシリンダアーム１５の基端も前方へ移動し、この移動によって円筒１５ａに嵌合されたジョイントシャフト２６を回動させ、この回動力が第一の回転軸４ｃに伝達されて弁体４を全開状態とする。この状態で供給用シュート３の円筒部３ａの上面開口から目的とする粉粒体の重量の大半が投入され、収納容器内へ供給される。弁体４の回動方向は、シリンダシャフトの出入によって規制される一方方向となる。

この重量に応じて電子秤から電動シリンダ１４へ情報が送られると、電動シリンダ１４は徐々にシリンダシャフトを引き込み、弁体４、それも円弧板４ａを回動させて供給用シュート３の円筒部３ａの下方開口を閉じていき、粉粒体の落下流通路を制限していき、目的の重量に到達するとその制限は全閉となり、粉粒体の供給は停止される。このシリンダアーム１５の動きはシリンダアーム固定板２５の透孔２５ａや円筒１５ａの遊びによって吸収され、スムーズなものとなる。

本実施例に係る粉粒体の計量フィーダにおける弁装置は上記のように構成され、作用する。この弁装置は目的の重量を計量して粉粒体を収納容器に供給するものであるが、ロードセルを用いることで、目的とする重量を減算する作業にも応用実施することができる。

また、弁体４の側板４ｂ、４ｂは図に示すように平行状態ではなく、下方の間隔を狭くした構成としたり、円弧板４ａの裏面四隅から角錐状、円錐状として構成したり、また、円錐板の裏面四隅から支持ポールを回転軸に対して取り付けることもできる。この場合、支持ポールの先端はリングとして回転軸に嵌め付けることが望ましい。

さらに、この弁装置は対象を粉粒体に限らず、粘性のないものならば液体にも対応することができるのは勿論である。

１ 上ケーシング
１ａ 円筒部
１ｂ 下フランジ
１ｃ 上フランジ
１ｄ 軸抑え部
１ｅ 切り欠き
２ 下ケーシング
２ａ 円筒体
２ｂ フランジ
２ｃ 突片
２ｄ 軸置き部
３ 供給用シュート
３ａ 円筒部
３ｂ フランジ
３ｃ 切り欠き
３ｄ 打ち込みピン
４ 弁体
４ａ 弧状板
４ｂ 側板
４ｃ 第一の回転軸
４ｄ 第二の回転軸
４ｅ 連結部
４ｆ 係合段部
５ シールリング
６ オイルシール
７ 軸受
８ Ｏリング
９ Ｏリング
１０ ひもパッキン
１１ ストッパープレート
１１ａ ねじ
１２ ヒンジボルト
１３ ハンドルボルト
１４ 電動シリンダ
１５ シリンダアーム
１５ａ 円筒
１６ 二山ジョイント
１７ ジョイントピン
１７ａ 止め輪
１８ トラニオン軸受金具
１９ トラニオン軸
２０ シリンダ取付板
２１ 固定ねじ
２２ シリンダシャフトストッパー
２３ ベアリング
２４ ベアリング
２５ シリンダアーム固定板
２５ａ 透孔
２６ ジョイントシャフト
２６ａ 細径部
２６ｂ 受溝
２７ ベアリング
２８ シリンダベース

Claims (7)

1. 電子秤上に載置される収納容器に、粉粒体を目的とする重量分を投入する計量フィーダに付設され、前記した電子秤から送られる情報によって稼動される電動シリンダによって開度調整される弁装置であって、その弁体は外面が膨出した弧状板とし、その弧状板の支持部の基端を軸支し、その軸を前記電動シリンダで作動させ、弧状板を垂直方向に沿って枢動させることを特徴とする粉粒体の計量フィーダにおける弁装置。
2. 前記した弁体の軸は弧状板の円弧方向と直交した、弧状板の外方へ突出され、上ケーシングと下ケーシングとの間に挟持されることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体の計量フィーダにおける弁装置。
3. 前記した上ケーシングの上面開口には粉粒体の供給用シュートが取り付けられ、その供給シュートと弁体との間にはクリアランスが形成されていることを特徴とする請求項２に記載の粉粒体の計量フィーダにおける弁装置。
4. 前記した弁体、上ケーシング、下ケーシングは分解、組み立てが可能とされてい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計量フィーダにおける弁装置。
5. 前記した弁体の軸の一方は電動シリンダのシリンダシャフトの先端に枢支されたシリンダアームに取り付けられたジョイントシャフトと嵌合して一体化され、その嵌合は、弁体の軸側とジョイントシャフトに形成されている段部によって方向性が規制されていることを特徴とする請求項１から４のうち１項に記載の粉粒体の計量フィーダにおける弁装置。
6. 前記した弁体の位置は上下方向に調整可能としてあることを特徴とする請求項１から５のうち１項に記載の粉粒体の計量フィーダにおける弁装置。
7. 前記した弁体の上下方向の位置調整は電動シリンダをトラニオン構造で支承することで、電動シリンダのジョイントを傾動することでなされることを特徴とする請求項６に記載の粉粒体の計量フィーダにおける弁装置。

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