JP2021035874A - 粉粒体材料の供給システム及び粉粒体材料の供給方法 - Google Patents

Abstract

【課題】構造の簡素化及び供給時間の短縮化を図りながらも、供給不良の発生を軽減し得る粉粒体材料の供給システム及び粉粒体材料の供給方法を提供する。【解決手段】粉粒体材料の供給システムＡは、下方側に向けて粉粒体材料を供給する供給口１６が設けられ、粉粒体材料を貯留する貯留容器１０と、該貯留容器内において上下動するように設けられ、前記供給口を開閉する弁体２１と、該弁体の開閉を制御する制御部３１と、を備えており、前記制御部は、前記弁体を開放させて粉粒体材料を供給させる供給モードを実行する際に、所定の供給異常条件を満たしていれば前記弁体を閉側に移動させた後に開放させる閉開動作を実行させて前記供給モードを継続させる。【選択図】図１

Description

本発明は、粉粒体材料を供給先に向けて供給する粉粒体材料の供給システム及び粉粒体材料の供給方法に関する。

従来より、貯留容器に貯留された粉粒体材料を下流側（下方側）に向けて供給する供給装置が知られている。このような供給装置においては、粉粒体材料の種類や形状等によっては、貯留容器内においていわゆるブリッジが生じる場合があり、この場合には、供給不良が生じる懸念があった。このようなブリッジの発生を抑制すべく、貯留容器に機械的に衝撃や振動を与えるノッカーや、エアーの導入によってブリッジを崩すエアーノッカー、貯留容器内の粉粒体材料を撹拌するアジテータ等を付加的に設ける必要があった。
例えば、下記特許文献１には、粉粒体コンテナの下端の流出孔を開閉する開閉弁の１回１回の開放時間を短くして小分けによりｎ回に分けて粉粒体を供給することで、収納コンテナ内部において小空間が生じることによる粉粒体供給量のバラツキを軽減する構成とされた粉粒体ディスペンサーが開示されている。

特開２０１１−２７７２８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された粉粒体ディスペンサーでは、常に小分け状に供給するために開閉を繰り返す構成とされており、供給時間が長期化する傾向があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、構造の簡素化及び供給時間の短縮化を図りながらも、供給不良の発生を軽減し得る粉粒体材料の供給システム及び粉粒体材料の供給方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体材料の供給システムは、下方側に向けて粉粒体材料を供給する供給口が設けられ、粉粒体材料を貯留する貯留容器と、該貯留容器内において上下動するように設けられ、前記供給口を開閉する弁体と、該弁体の開閉を制御する制御部と、を備えており、前記制御部は、前記弁体を開放させて粉粒体材料を供給させる供給モードを実行する際に、所定の供給異常条件を満たしていれば前記弁体を閉側に移動させた後に開放させる閉開動作を実行させて前記供給モードを継続させることを特徴とする。

また、前記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体材料の供給方法は、粉粒体材料を貯留する貯留容器内において上下動される弁体によって供給口を開放させて下方側に向けて粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給方法であって、前記弁体を開放させて粉粒体材料を供給させる供給モードを実行する際に、所定の供給異常条件を満たしていれば前記弁体を閉側に移動させた後に開放させる閉開動作を実行させて前記供給モードを継続させることを特徴とする。

本発明に係る粉粒体材料の供給システム及び粉粒体材料の供給方法は、上述のような構成としたことで、構造の簡素化及び供給時間の短縮化を図りながらも、供給不良の発生を軽減することができる。

（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る粉粒体材料の供給システムが備える供給装置の一例を模式的に示し、（ａ）は、概略側面図、（ｂ）は、一部省略概略平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１（ｂ）におけるＸ−Ｘ線矢視に対応させた一部破断概略縦断面図である。 同供給システムの一例を模式的に示す概略システム図である。 （ａ）は、同供給システムの概略制御ブロック図、（ｂ）は、同供給システムにおいて実行される本発明の一実施形態に係る粉粒体材料の供給方法の一例としての基本動作の一例を模式的に示す概略タイムチャートである。 同基本動作の一例を模式的に示す概略フローチャートである。 （ａ）〜（ｃ）は、同基本動作の他例をそれぞれ模式的に示す概略タイムチャートである。

以下に、本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。
なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。
また、以下の実施形態では、本実施形態に係る粉粒体材料の供給システムを設置した状態を基準として上下方向等の方向を説明する。
図１〜図６は、本実施形態に係る粉粒体材料の供給システムの一例及びこれを用いて実行される本実施形態に係る粉粒体材料の供給方法の一例としての基本動作の一例を模式的に示す図である。

本実施形態に係る粉粒体材料の供給システムＡは、図１（ａ）に示すように、下方側に向けて粉粒体材料を供給する供給口１６が設けられ、粉粒体材料を貯留する貯留容器１０と、この貯留容器１０内において上下動するように設けられ、供給口１６を開閉する弁体２１と、を備えている。この弁体２１は、下方側（下流側）の供給先に向けて粉粒体材料を供給する供給部２０を構成する。この供給部２０と貯留容器１０とによって粉粒体材料の供給装置１を構成している。
ここに、上記粉粒体材料は、粉体・粒体状の材料を指すが、微小薄片状や短繊維片状、スライバー状の材料等を含む。
また、上記材料としては、樹脂ペレットや樹脂繊維片等の合成樹脂材料、金属材料、半導体材料、木質材料、薬品材料、食品材料等どのようなものでもよい。
また、粉粒体材料としては、例えば、合成樹脂成形品を成形する場合には、ナチュラル材（バージン材）や粉砕材、マスターバッチ材、各種添加材等が挙げられる。また、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含んだ構成としてもよい。

本実施形態では、供給システムＡは、図３に示すように、貯留容器１０の下方側に設置され、供給口１６から供給される粉粒体材料を受け入れる計量容器２８ａを有した計量機２８を備えている。つまり、本実施形態では、供給装置１の供給先を、計量容器２８ａとしている。この供給装置１は、計量容器２８ａに向けて所定の目標計量値となるように粉粒体材料を供給する構成とされている。この供給装置１と計量機２８とによって材料計量装置を構成するようにしてもよい。なお、供給装置１及び計量機２８の具体的構成については後述する。
また、本実施形態では、供給システムＡは、貯留容器１０を含む第１の供給装置１としての第１供給装置１Ａに加え、計量容器２８ａに向けて粉粒体材料を供給する第２の供給装置１としての第２供給装置１Ｂを備えている。この供給システムＡは、複数種の粉粒体材料を所定の配合比（質量比）になるように配合する配合システムを構成する。また、供給システムＡは、相異なる粉粒体材料をそれぞれに貯留する複数の供給装置として、それぞれに貯留容器１０を有した４つの供給装置１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）を備えている。

これら４つの供給装置１は、主材となるナチュラル材を供給する第１供給装置１Ａ、マスターバッチ材を供給する第２供給装置１Ｂ、添加材を供給する第３供給装置１Ｃ及び粉砕材を供給する第４供給装置１Ｄを構成するものでもよい。なお、これら第１供給装置１Ａ、第２供給装置１Ｂ、第３供給装置１Ｃ及び第４供給装置１Ｄのうちの少なくとも１つが第１の供給装置を構成するものでもよい。また、第１の供給装置と第２の供給装置とは、互いに同様の構成とされたものでもよく、異なる構成とされたものでもよい。また、これら第１供給装置１Ａ、第２供給装置１Ｂ、第３供給装置１Ｃ及び第４供給装置１Ｄの区別を要しない場合には、単に供給装置１として説明する。

また、供給システムＡは、計量容器２８ａにおいて計量され排出された粉粒体材料を混合する撹拌羽根９を回転自在に配した混合槽を備えている。図例では、これら計量容器２８ａ及び撹拌羽根９を、ユニット化されたケーシング７内に設けた例を示している。このケーシング７の上端部には、各供給装置１の貯留容器１０を保持する適宜の保持部が設けられている。
計量機２８の計量容器２８ａは、ロードセルなどの質量検出器からなる検出部２９を介してケーシング７に保持されている。なお、計量機２８における粉粒体材料を計量する検出部２９としては、質量検出器に限られず、流量計であってもよい。この場合は、各供給装置１の供給口１６から排出される粉粒体材料が衝突するように流量計の検出板を設けた構成等としてもよい。

また、計量容器２８ａの上端側には、上方側に向けて開口する投入口が設けられている。この計量容器２８ａの投入口は、上流側（上方側）の各供給装置１から供給される各粉粒体材料の受け入れが可能なように設けられている。また、この計量容器２８ａの下端側には、下方側に向けて開口する排出口と、この排出口を開閉する開閉機構と、が設けられている。図例では、開閉機構として、斜め上方側に向けて振子状に移動されて排出口を開放させる蓋体を設けた例を示している。なお、開閉機構としては、このような態様に限られず、略水平方向にスライドされるスライドシャッターや、計量容器２８ａ側方の回転軸回りに回転されるアーム状の支持部に支持されたフラップ状の弁体でもよく、その他、種々の構成とされたものでもよい。

撹拌羽根９は、計量容器２８ａの下方側に位置するように設けられ、適宜の駆動部によって回転される。この撹拌羽根９を設けた混合槽において混合された粉粒体材料は、当該供給システムＡの供給先としての成形機２に向けて供給される。図例では、ケーシング７を成形機２上に設置した例を示している。なお、成形機２としては、例えば、合成樹脂成形品を成形する射出成形機でもよいが、他の材料用の射出成形機でもよく、または種々の材料用の押出成形機や圧縮成形機等の他の成形機でもよい。また、当該供給システムＡの供給先としては、単一の供給先に限られず、複数の供給先でもよい。また、混合槽において混合された粉粒体材料が供給先としての成形機２に向けて垂れ流し状に供給される態様に限られず、混合槽またはその下流側（下方側）の貯留部から供給先に向けて空気輸送される態様としてもよい。この場合は、ケーシング７を成形機２上に設置する態様に代えて、適宜のフレームや架台に支持させるようにしてもよい。

また、供給システムＡは、各供給装置１の貯留容器１０に粉粒体材料を補給する補給機構として、材料要求信号（材料無信号）を出力する供給側材料センサー１７と、材料元３からの粉粒体材料を各供給装置１に向けて空気輸送する空気輸送機４と、空気輸送される粉粒体材料を捕集し、貯留容器１０に補給する捕集部１９と、を備えている。図例では、第１供給装置１Ａに材料輸送管路を介して接続された第１材料元３Ａと、第２供給装置１Ｂに材料輸送管路を介して接続された第２材料元３Ｂと、第３供給装置１Ｃに材料輸送管路を介して接続された第３材料元３Ｃと、第４供給装置１Ｄに材料輸送管路を介して接続された第４材料元３Ｄと、を材料元３として設けた例を示している。なお、これら第１材料元３Ａ、第２材料元３Ｂ、第３材料元３Ｃ及び第４材料元３Ｄの区別を要しない場合には、単に材料元３として説明する。
また、図例では、第１材料元３Ａ、第２材料元３Ｂ及び第３材料元３Ｃを、タンク状とした例を示している。また、第４材料元３Ｄを、成形機２から取り出されて成形品と分離されたスプルやランナ、バリ等の成形副産物や、成形不良品等の被粉砕材を粉砕する粉砕機とした例を示している。なお、この粉砕機の投入ホッパーへの被粉砕材の投入は、適宜の成形副産物取出装置やベルトコンベア等の搬送手段によってなされるものでもよい。

これら材料元３に接続された材料輸送管路は、各供給装置１の貯留容器１０の上端部に設けられたホッパー状の捕集部１９に接続されている。これら捕集部１９には、空気輸送機４に接続された空気吸引管路が接続されている。また、これら捕集部１９には、空気吸引管路に向かう輸送空気から粉粒体材料を分離させる分離部が設けられている。このような分離部としては、粉粒体材料と輸送空気とを分離可能なものであればどのようなものでもよいが、輸送空気に加えて粉塵を通過させる一方、原料となる粉粒体材料の通過を阻止するパンチングメタルや網状（メッシュ状）等のフィルターでもよく、または、邪魔傘状とされたものでもよい。その他、種々の構成とされた分離部の採用が可能である。また、捕集部１９の分離機構としては、いわゆるサイクロン式にて輸送空気から粉粒体材料を分離させる構造とされたものでもよい。

これら捕集部１９に接続された空気吸引管路は、輸送空気切替弁６を介して空気輸送機４に接続されている。輸送空気切替弁６は、複数の空気吸引管路のうちのいずれか一つを空気輸送機４の吸込側に連通させるように切り替えられる構成とされている。空気輸送機４には、バグフィルターやサイクロンフィルター等の適宜の集塵部や、輸送空気源５を構成する吸引ブロワー等が設けられている。
また、供給システムＡは、当該供給システムＡの各部を制御するＣＰＵ等からなる制御部３１を有した制御盤３０を備えている（図４（ａ）参照）。なお、この制御盤３０は、当該供給システムＡの適所、例えば、ケーシング７や空気輸送機４等に付設状に設けられたものでもよく、または、離間した箇所に設置されるものでもよい。

また、制御盤３０には、図４（ａ）に示すように、各種設定などの設定や入力、表示をするための表示部及び操作部を構成する表示操作部３２が設けられている。また、制御盤３０には、表示操作部３２の操作により設定、入力された設定条件や入力値、後記する各モード等を実行するための制御プログラムなどの各種プログラム、予め設定された各種動作条件、各種データテーブル等が格納され、各種メモリ等から構成された記憶部３３が設けられている。これら表示操作部３２や記憶部３３、上記した検出部２９、各供給装置１の供給部２０（弁体駆動部２５）は、制御部３１に信号線等を介してそれぞれ接続されている。なお、上記した空気輸送機４の輸送空気源５や輸送空気切替弁６、第４材料元３Ｄを構成する粉砕機の駆動部、各供給装置１に設けられた供給側材料センサー１７、計量容器２８ａの開閉機構、撹拌羽根９の駆動部、混合槽に設けられた混合側材料センサー８等も信号線等を介して制御部３１に接続されている。なお、制御部３１は、材料元３の材料センサーや排出部にも必要に応じて接続されたものでもよい。

上記のような構成とされた供給システムＡにおいては、材料元３から供給装置１に向けて粉粒体材料を空気輸送する輸送モードと、計量機２８における計量モードと、混合槽における混合モードと、が実行される。
輸送モードにおいては、供給装置１の供給側材料センサー１７が材料要求信号を出力していれば、その供給装置１の捕集部１９に接続された空気吸引管路と空気輸送機４とを連通させるように輸送空気切替弁６を切り替え、空気輸送機４の輸送空気源５を起動する。これにより、材料元３から供給装置１に粉粒体材料が輸送される。なお、当該供給システムＡの稼働初期等において複数（全て）の供給装置１の供給側材料センサー１７から材料要求信号が出力されている場合には、予め設定された優先順位等に従って各供給装置１に向けて順次、輸送モードの実行がなされるものでもよい。

上記のように輸送モードが実行され、各供給装置１に粉粒体材料が貯留され、混合槽の混合側材料センサー８が材料要求信号を出力していれば、計量モードを実行するようにしてもよい。つまり、計量容器２８ａの下流側の混合槽の材料レベルが材料要求レベルに低下していれば、計量機２８による計量を開始させて計量モード（１バッチ計量）を実行し、混合槽に補給するようにしてもよい。
計量モードにおいては、相異なる粉粒体材料毎に予め設定された目標計量値となるように、各供給装置１の供給部２０のそれぞれを制御して供給モードを実行させ、計量容器２８ａに向けて各粉粒体材料を順次供給させて１バッチ計量を行うようにしてもよい。粉粒体材料毎の目標計量値は、１バッチ目標量及び粉粒体材料毎の質量比に基づいて算出されて設定されたものでもよい。なお、各供給装置１の供給部２０の具体的な制御態様については後述する。
そして、計量容器２８ａに１バッチ計量分の粉粒体材料が収容されれば、計量容器２８ａの排出口を開放させ、混合槽に向けて排出させ、撹拌羽根９を回転させて混合モードを実行するようにしてもよい。なお、混合側材料センサー８から材料要求信号が出力されてから計量モードを実行する態様に代えて、計量容器２８ａが空状態となれば、計量モードを実行し、混合側材料センサー８から材料要求信号が出力されるまで計量容器２８ａに１バッチ計量分の粉粒体材料を収容させておくようにしてもよい。

上記のように混合槽において粉粒体材料の混合がなされれば、成形機２において適宜、捨て打ちや試し打ち等の成形準備工程が実行され、成形工程が逐次なされる定常運転工程に移行する。また、成形機２において発生した被粉砕材が適宜、第４材料元３Ｄを構成する粉砕機において粉砕される。以下、同様にして混合側材料センサー８から材料要求信号が出力されれば、計量モードを実行し、計量容器２８ａの排出口を開放させて混合モードを実行するようにしてもよい。また、各供給装置１の供給側材料センサー１７から材料要求信号が出力されれば、輸送モードの実行がなされる。なお、当該供給システムＡにおいて実行される各モードとしては、上記のような態様に限られず、その他、種々の変形が可能である。

また、材料元３からの粉粒体材料を捕集部１９に向けて空気輸送する態様としては、上記のような吸引輸送に限られず、材料元３の排出部に圧縮空気を供給し、捕集部１９に向けて粉粒体材料を圧送する態様としてもよい。この場合は、捕集部１９に適宜の集塵部を設けた排気管を接続した構成としてもよい。また、各供給装置１への粉粒体材料の供給（補給）態様としては、空気輸送する態様に限られず、上流側（上方側）の適宜の貯留部から自重落下させて供給（補給）する態様としてもよく、または、作業者によってなされるものでもよい。
また、複数の供給装置１のそれぞれに後記する供給部２０を設けた態様に代えて、少なくとも一つに設けた態様とし、他の供給装置には、他の供給部を設けた構成としてもよい。このような他の供給部としては、スライドシャッターや、スクリューフィーダー、振動フィーダー、マスフィーダー、ロータリーフィーダー、テーブルフィーダー等でもよく、その他、種々の構成とされたものの採用が可能である。

また、上記した例では、ケーシング７に混合槽を設けた例を示しているが、このような態様に代えて、他の混合機構を設けた構成としてもよい。例えば、計量容器２８ａにおいて計量されて配合された粉粒体材料を、空気輸送し、捕集部において混合するような態様等としてもよい。当該供給システムＡに組み込まれる各部材及び各部の具体的構成は、上記した構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。
また、供給システムＡは、複数の供給装置１を組み込んで材料配合システムを構成した態様に代えて、単一の供給装置１を備えた材料計量システムを構成する態様としてもよい。この場合は、混合槽や混合機構を設けていない構成としてもよい。

供給装置１は、図１（ａ）及び図２に示すように、粉粒体材料を供給する際に開放される弁体２１を貯留容器１０に設けた構成とされている。この弁体２１は、上記した制御部３１によって開閉の制御がなされ、粉粒体材料を供給先（計量容器）２８ａに向けて供給する供給部２０を構成する。また、弁体２１は、貯留容器１０に設けられた供給口１６の開口方向（上下方向）に沿ってスライドされる。なお、この弁体２１を含む供給部２０の詳細については、後述する。
貯留容器１０は、上方側部位が筒状とされ、下方側部位が下方側に向かうに従い先細状とされたホッパー形状とされている。本実施形態では、貯留容器１０の上方側部位を、図１（ｂ）に示すように、平面視して略方形状の略四角筒状とした例を示している。図例では、貯留容器１０の上方側部位を、平面視して略正方形状とした例を示している。

また、図１に示すように、この貯留容器１０の四周を区画する周壁部のうち、互いに隣り合う第１側壁部１１及び第２側壁部１２を、上下方向の概ね全体に亘って略垂直板状とした例を示している。図例では、第１側壁部１１の上端側部位を、外側に向けて下るように傾斜する傾斜板状とした例を示している。また、この貯留容器１０の四周を区画する周壁部のうち、残余の互いに隣り合う第３側壁部１３及び第４側壁部１４を、略垂直板状とされた上方側部位の下端縁から下方側に向かうに従い第１側壁部１１と第２側壁部１２との隅部に向けて傾斜する傾斜板状とした例を示している。
また、これら四周の周壁部のうちの一つとしての第２側壁部１２に、上記したケーシング７に設けられた保持部に保持される被保持部１２ｂを設けた構成としている。図例では、この被保持部１２ｂを、第２側壁部１２に沿うような形状とされた保持部を構成する片部が挿通される上下方向に貫通する孔状の凹所を区画する形状とした例を示している。

また、この貯留容器１０の上端側に、上端側の開口を開閉する蓋体１８を設けた構成としている。この蓋体１８は、一側部が第１側壁部１１の上端部に蝶番等の回転連結部材によって回転自在に連結され、貯留容器１０に対して回転されて開閉される構成とされている。また、第３側壁部１３及び第４側壁部１４の上端部に、この蓋体１８の他の側部を締結する締結金具を設けた例を示している。なお、蓋体１８としては、このように貯留容器１０に回転自在に連結されたものに限られず、着脱可能に設けられたものでもよい。また、この蓋体１８に、上記した捕集部１９が設置されるものでもよい。この場合は、捕集部１９の排出口に連通または排出管が挿通される開口を蓋体１８に設けた構成としてもよい。また、図１（ａ）において符号１４ａは、第４側壁部１４に設けられ、貯留容器１０内を視認可能な窓部である。

また、貯留容器１０の下端側には、底壁部１５が設けられている。図２に示すように、この底壁部１５を上下方向に貫通するように供給口１６が設けられている。図例では、底壁部１５の厚さ寸法を、貯留容器１０の四周の周壁部１１，１２，１３，１４の厚さ寸法よりも大とした例を示している。また、供給口１６の上方側開口周縁部に、上方側に向かうに従い供給口１６を拡開させるように傾斜状とされた傾斜面１６ａを設けた例を示している。なお、供給口１６を底壁部１５自体に設けた態様に代えて、底壁部１５の取付孔に取り付けられた樹脂製筒状部材に設けた構成等としてもよい。
また、供給口１６を開口方向に見た形状は、後記する弁体２１を軸方向に見た形状に応じた形状とされている。本実施形態では、この供給口１６を、開口方向に見て、丸孔状としている。

供給部２０は、図１（ａ）及び図２に示すように、弁体２１を閉鎖位置と開放位置とに移動させる弁体駆動部２５を備えている。本実施形態では、弁体駆動部２５を、シリンダー本体に対して上下方向に伸縮されるロッド２６を有したシリンダーとしている。このような弁体駆動部２５を構成するシリンダーとしては、例えば、エアーシリンダーや、油圧シリンダー、電動シリンダーとしてもよい。本実施形態では、この弁体駆動部２５を、貯留容器１０内に設けた構成としている。また、この弁体駆動部２５を、貯留容器１０の内側壁１１ａ，１２ａにブラケット状の固定具２７によって固定した構成としている。このような構成とすれば、ロッド２６を伸縮させる弁体駆動部２５の振動によって側壁部１１，１２を振動させることができ、貯留容器１０内におけるブリッジをより効果的に崩すことができる。図例では、第１側壁部１１及び第２側壁部１２の内側壁１１ａ，１２ａに固定具２７を固定した例を示しているが、いずれか一方の側壁部や他の側壁部の内側壁に固定した構成等としてもよい。なお、弁体駆動部２５に接続されるエアー供給管路を貯留容器１０の周壁部を貫通させて設けた構成としてもよい。この場合は、エアー供給管路の接続部を、貯留容器１０の周壁部の外壁に設けた構成としてもよい。また、貯留容器１０内における弁体駆動部２５の上方側に、手指等の差込を防止する格子状部材を設けた構成としてもよい。

弁体２１は、上下方向に軸方向を沿わせて配される略柱状とされている。この弁体２１は、弁体駆動部２５のロッド２６の先端（下端）に設けられている。この弁体２１は、図２（ａ）に示すように、ロッド２６が伸長されて閉鎖位置とされる一方、図２（ｂ）に示すように、ロッド２６が短縮されて開放位置とされる。つまり、供給口１６に対して上方側に離間された状態が弁体２１の開放位置とされる。開放位置における弁体２１から供給口１６までの上下方向に沿う寸法は、貯留容器１０内の粉粒体材料が供給口１６に向けて円滑に流下するように適宜の寸法としてもよい。
また、この弁体２１は、閉鎖位置において供給口１６を覆うように配される。図例では、弁体２１が閉鎖位置において、弁体２１の下端周縁部２２と供給口１６の上方側開口周縁部（傾斜面１６ａ）との間に隙間が形成される構成とした例を示している。この隙間は、粉粒体材料の通過を抑止可能な隙間であってもよい。なお、このような態様に代えて、閉鎖位置において弁体２１が供給口１６内に配される構成としてもよく、または、供給口１６周囲の弁座面に当接される構成としてもよい。

この弁体２１は、本実施形態では、供給口１６の形状に対応させて略円柱状とされ、供給口１６に対して略同軸状に配される構成とされている。また、弁体２１の下端周縁部２２は、下方側に向かうに従い先細状とされ、閉鎖位置において外周面が供給口１６の傾斜面１６ａに対向するように配される傾斜面とされている。つまり、弁体２１の下端周縁部２２に、Ｃ面取状の面取部を設けた構成としている。このような構成とすれば、閉鎖位置において上記のような隙間が形成されることも相俟って、粉粒体材料の噛み込みに起因する供給部２０の動作不良や損傷等を生じ難くすることができる。図例では、弁体２１が閉鎖位置において、弁体２１の下端面と底壁部１５の上面とが略同高さに位置するように配される構成とした例を示しているが、このような態様に限られない。
また、この下端周縁部２２の上方側に連なる部位が弁体２１の最大外径部２３とされ、その外径が供給口１６の内径と略同径状とされている。また、この最大外径部２３の上方側に連なる上方側部位２４は、上方側に向かうに従い先細状とされている。この上方側部位２４の軸方向に沿う寸法は、最大外径部２３及び下端周縁部２２の軸方向に沿う寸法と比べて大とされている。

なお、弁体２１とロッド２６とは、弁体２１の上端面において開口する雌ねじ穴にロッド２６の下端部に設けられた雄ねじ部がねじ合わされて連結されたものでもよい。また、当該弁体２１や貯留容器１０は、適宜の金属系材料から形成されたものでもよい。
また、弁体２１としては、上記のような構成とされたものに限られない。例えば、弁体２１に、当該弁体２１が閉鎖位置において供給口１６内に配される閉鎖部と、当該弁体２１が開放位置において貯留容器１０内と貯留容器１０外とを連通させる材料供給路と、が設けられたものでもよい。このような材料供給路を設けた構成とすれば、上記のような供給口１６に対して接離されて閉開される弁体２１と比べて、微少量の供給制御が可能となる。例えば、比較的に目標計量値が大きくなる主材や粉砕材を供給する供給装置１Ａ，１Ｄに、上記した供給口１６に対して接離されて閉開される弁体２１を設け、比較的に目標計量値が小さくなるマスターバッチ材や添加材を供給する供給装置１Ｂ，１Ｃに、材料供給路を設けた弁体を設けた構成としてもよい。なお、上記した材料供給路は、弁体の側周面において受入口及び排出口を開口させるように弁体を貫通させるように設けられていてもよい。例えば、この材料供給路が、弁体が粉粒体材料を供給する供給位置（開放位置）において受入口が貯留容器１０内において開口し、かつ排出口が貯留容器１０外において開口するように斜め状に形成されていてもよい。

次に、本実施形態に係る供給システムＡを用いて実行される本実施形態に係る粉粒体材料の供給方法の一例及び変形例について、図４（ｂ）及び図５並びに図６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。なお、図４（ｂ）におけるグラフでは、横軸を時間軸、縦軸を上記した計量機２８の検出部２９における計量値（検出値）とし、その推移を模式的に示している。また、図４（ｂ）及び図６（ａ）〜（ｃ）では、弁体２１の開閉や各機器のＯＮ（起動）／ＯＦＦ（停止）等を模式的に示している。また、図４（ｂ）、図５及び図６（ａ）〜（ｃ）では、単一の供給装置１の弁体２１の開閉態様を例示し、他の供給装置１の弁体２１の開閉態様については省略しているが、同様な態様で開閉がなされるものでもよい。

同供給方法は、粉粒体材料を貯留する貯留容器１０内において上下動される弁体２１によって供給口１６を開放させて下方側に向けて粉粒体材料を供給する構成とされている。また、同供給方法は、弁体２１を開放させて粉粒体材料を供給させる供給モードを実行する際に、所定の供給異常条件を満たしていれば弁体２１を閉側に移動させた後に開放させる閉開動作を実行させて供給モードを継続させる構成とされている。この供給方法は、上記した制御部３１による制御によって実行される。つまり、制御部３１は、弁体２１を開放させて粉粒体材料を供給させる供給モードを実行する際に、所定の供給異常条件を満たしていれば弁体２１を閉側に移動させた後に開放させる閉開動作を実行させて供給モードを継続させる構成とされている。

上記のような構成とすれば、貯留容器１０内において上下動される弁体２１が開放位置から閉側に移動されて再び開放位置とされることで、貯留容器１０内にブリッジが発生している場合には弁体２１によってブリッジを崩すことができ、供給不良を生じ難くすることができる。また、これにより、ブリッジの発生を抑制するために付加的に別機構を設ける必要がなく、供給口１６を開閉する弁体２１をブリッジ抑制機構として機能させることができる。また、供給異常条件を満たしていれば弁体２１の閉開動作を実行するようにしているので、常に小分け状に開閉を繰り返すようなものと比べて、供給時間の短縮化を図ることができる。

また、本実施形態では、制御部３１は、計量容器２８ａにおいて計量される計量値の単位時間当たりの変化量に異常が生じたと判断すれば、供給異常条件を満たしたと判断する構成とされている。このような構成とすれば、計量中に異常が生じれば、弁体２１の閉開動作がなされ、貯留容器１０内のブリッジを崩すことができる。これにより、計量中における供給不良を生じ難くすることができ、計量時間の短縮化を図ることができる。
図５に示すように、計量モードが開始されれば（ステップＳ１００）、各供給装置１において供給モードが実行される（ステップＳ１０１）。計量モードは、上記したように、計量容器２８ａの下流側の混合槽の混合側材料センサー８から材料要求信号が出力されれば実行されるものでもよい。そして、供給モードを実行中に、供給異常条件を満たせば（ステップＳ１０２）、弁体２１を閉側に移動させた後に開放させる閉開動作を実行する（ステップＳ１０４）。また、目標計量値に達して計量が終了すれば（ステップＳ１０３）、供給が停止され、供給モードが終了される（ステップＳ１０５）。

本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、弁体２１を開放させて供給モードを実行中に、計量値の単位時間当たりの変化量が所定量以下（例えば、正常な変化量の１／３以下）となった状態が所定の第１時間Ｔ１以上継続すれば、供給異常条件を満たしたと判断するようにしている。図例では、供給モード中に計量値の単位時間当たりの変化量がゼロとなった例を示しているが、このような態様に限られない。また、第１時間Ｔ１は、数秒程度としてもよい。
そして、第１時間Ｔ１を経過すれば、弁体２１の閉開動作が実行される。この弁体２１の閉開動作は、開放位置とされた弁体２１を閉鎖位置まで移動させた後に再び開放位置とする態様としてもよく、開放位置とされた弁体２１を閉鎖側に途中位置まで移動させた後に再び開放位置とする態様としてもよい。この弁体２１の閉開動作における弁体２１の閉鎖側への移動寸法は、貯留容器１０内において生じたブリッジを崩せるように適宜の寸法としてもよい。また、閉開動作において閉鎖側（閉鎖位置）に移動された弁体２１を、閉鎖側（閉鎖位置）において比較的に短い所定時間が経過するまで保持するようにしてもよく、瞬時に開放側に移動させるようにしてもよい。例えば、弁体２１が開放位置から閉鎖側に移動された後に再び開放位置となるまでの時間を、１秒以下としてもよい。また、図例では、弁体２１の閉開動作を１度のみ実行した例を示しているが、閉開動作を複数回実行するようにしてもよい。

上記のように弁体２１の閉開動作を実行すれば、計量値の単位時間当たりの変化量が正常状態に戻り、計量値が増加し、目標計量値となれば、弁体２１を閉鎖させて供給モード（計量モード）を終了させる。なお、目標計量値から予め設定された落差量（弁体２１閉鎖後に落下する粉粒体材料の質量）を差し引いた弁体閉鎖値となれば、弁体２１を閉鎖するようにしてもよい。このような構成とすれば、弁体２１閉鎖後に落下する粉粒体材料の量を加味して供給モードを実行することができ、計量精度を向上させることができる。上記落差量は、初期データとして予め記憶部３３に格納されたものでもよく、粉粒体材料の粒径や嵩密度等に応じて複数のうちから選択可能とされたものでもよく、さらには、表示操作部３２を介して入力されて設定されたものでもよい。また、この落差量は、供給モードが実行される際に、随時、実測データに基づいて補正され、記憶部３３のデータの更新がなされるものとしてもよい。この場合、過去（直近）複数回の供給モード実行時における実測データの移動平均値を元に補正、更新するようにしてもよい。

また、弁体２１の閉開動作を実行した後に、計量値の単位時間当たりの変化量が所定量以下であった場合や、予め設定された所定の計量完了時間内に供給モード（計量モード）が終了しない場合には、弁体２１の閉開動作を再び実行するようにしてもよく、または、ブリッジ以外の異常、例えば、貯留容器１０内の粉粒体材料不足等が生じていると判断し、供給モード（計量モード）を停止させて異常を報知するようにしてもよい。

図６（ａ）は、第１変形例に係る粉粒体材料の供給方法を模式的に示している。
本変形例では、制御部３１は、計量容器２８ａにおいて計量する計量時間に異常が生じたと判断すれば、供給異常条件を満たしたと判断する構成とされている。つまり、計量時間が所定以上に長期化したり、計量毎の計量時間にばらつきが生じたりすれば、異常が生じたと判断する構成としている。
図例では、供給モード実行時における弁体２１の開放時間を計量時間とし、この計量時間が予め設定された計量異常時間Ｔ２Ａを超えれば、弁体２１の閉開動作を実行する構成とした例を示している。この計量異常時間Ｔ２Ａは、正常な計量時間Ｔ２よりも所定時間長い時間や、正常な計量時間Ｔ２の所定倍であってもよい。また、正常な計量時間Ｔ２は、粉粒体材料の粒径や嵩密度等に応じて予め設定されたものでもよく、または、実測データに基づくものであってもよい。例えば、ブリッジ等が生じていない条件下で複数回なされた供給モード実行時における弁体２１の開放時間の平均値を、正常な計量時間Ｔ２としてもよい。

なお、上記のような予め設定された計量異常時間Ｔ２Ａを超えれば、弁体２１の閉開動作を実行する態様に代えて、計量時間を、前回の供給モード実行時における計量時間Ｔ２（または過去（直近）複数回の供給モード実行時における計量時間の平均値）と比較し、所定時間以上に長かったり、所定倍以上であったりすれば、弁体２１の閉開動作を実行する態様としてもよい。つまり、予め計量異常時間Ｔ２Ａを設定しておく態様に代えて、当該供給システムＡの稼働中に、計量異常時間Ｔ２Ａが設定されるものとしてもよい。この場合は、弁体２１の閉開動作を実行した際の供給モード実行時における計量時間については、比較対象から除外するようにすればよい。また、弁体２１の開放時間を計量時間とした態様に代えて、所定の供給装置１の供給モード実行時における検出部２９の検出開始から検出終了までの検出時間を計量時間としてもよく、計量時間を監視する態様としては、その他、種々の変形が可能である。

図６（ｂ）は、第２変形例に係る粉粒体材料の供給方法を模式的に示している。
本変形例では、制御部３１は、上記した複数の供給装置１のそれぞれを制御して計量容器１０に向けて各粉粒体材料を順次供給させて１バッチ計量を実行させる構成とされ、かつ１バッチ計量時間に異常が生じたと判断すれば、供給異常条件を満たしたと判断する構成とされている。つまり、複数の供給装置１から順次供給させて１バッチ計量を行う際の時間が所定以上に長期化したり、１バッチ計量毎の時間にばらつきが生じたりすれば、異常が生じたと判断する構成としている。つまりは、本変形例では、上記した各例のように、各供給装置１の供給モード実行時における異常を監視する態様に代えて、１バッチ計量実行時における異常を監視する態様としている。

図例では、混合側材料センサー８の材料要求信号が出力されてから消失するまでの時間を１バッチ計量時間とし、１バッチ計量時間が予め設定された１バッチ計量異常時間Ｔ３Ａを超えれば、弁体２１の閉開動作を実行する構成とした例を示している。この１バッチ計量異常時間Ｔ３Ａは、上記した第１変形例と概ね同様、正常な１バッチ計量時間Ｔ３よりも所定時間長い時間や、正常な１バッチ計量時間Ｔ３の所定倍であってもよい。また、このように予め１バッチ計量異常時間Ｔ３Ａを設定しておく態様に代えて、上記した第１変形例と概ね同様、当該供給システムＡの稼働中に、１バッチ計量異常時間Ｔ３Ａが設定されるものとしてもよい。また、混合側材料センサー８の材料要求信号が出力されてから消失するまでの時間を１バッチ計量時間とした態様に代えて、計量機２８による計量が開始されてから停止されるまでの時間や、１バッチ計量実行時における検出部２９の検出開始（最初の粉粒体材料の計量開始）から検出終了（最後の粉粒体材料の計量終了）までの検出時間を、１バッチ計量時間としてもよく、１バッチ計量時間を監視する態様としては、その他、種々の変形が可能である。

図６（ｃ）は、第３変形例に係る粉粒体材料の供給方法を模式的に示している。
本変形例では、制御部３１は、補給機構によってなされる補給毎の間隔に異常が生じたと判断すれば、供給異常条件を満たしたと判断する構成とされている。つまり、貯留容器１０内における粉粒体材料の貯留レベルが長期間に亘って材料要求レベルに低下せず、前回の補給から所定時間以上補給がなされなかったり、補給毎の間隔にばらつきが生じたりすれば、異常が生じたと判断する構成としている。つまりは、貯留容器１０から下流側に向けて粉粒体材料が円滑に供給されずに貯留レベルの低下度合いに異常が生じていれば、供給異常条件を満たしたと判断する構成としている。

図例では、供給側材料センサー１７の材料要求信号が出力されてから次に出力されるまでの時間を補給間隔とし、この補給間隔が予め設定された補給異常間隔Ｔ４Ａを超えれば、弁体２１の閉開動作を実行する構成とした例を示している。この補給異常間隔Ｔ４Ａは、上記した各変形例と概ね同様、正常な補給間隔Ｔ４よりも所定時間長い時間や、正常な補給間隔Ｔ４の所定倍であってもよい。また、このように予め補給異常間隔Ｔ４Ａを設定しておく態様に代えて、上記した各変形例と概ね同様、当該供給システムＡの稼働中に、補給異常間隔Ｔ４Ａが設定されるものとしてもよい。
また、図例では、図示を簡略化するために、弁体２１を開放させて一度の供給モードを実行した際に、供給側材料センサー１７から材料要求信号が出力される例を示しているが、複数回目の供給モードを実行した際に供給側材料センサー１７から材料要求信号が出力されるものでもよい。また、図例では、供給側材料センサー１７から材料要求信号が出力されている場合にも、供給モードを終了するまで、つまり、弁体２１が閉鎖されるまでは、輸送空気源５を起動（ＯＮ）させず、弁体２１が閉鎖されてから輸送空気源５を起動させて輸送（補給）モードを実行する態様とした例を示している。

なお、供給側材料センサー１７の材料要求信号が出力されてから次に出力されるまでの時間を補給間隔とした態様に代えて、輸送空気源５が起動されてから次に起動されるまでの時間を補給間隔としてもよい。また、例えば、貯留容器１０の上流側に設けられる捕集部１９やその他の貯留部の弁体が開放または閉鎖されてから次に開放または閉鎖されるまでの時間を補給間隔としてもよく、補給間隔を監視する態様としては、その他、種々の変形が可能である。
また、第１変形例、第２変形例及び第３変形例においても、予め設定された所定の計量完了時間内に計量モードが終了しない場合には、計量モードを停止させて異常を報知するようにしてもよい。
また、図４（ｂ）及び図５を参照して説明した例、第１変形例、第２変形例並びに第３変形例のうちの少なくとも２つを組み合わせて実行するようにしてもよい。例えば、計量値の単位時間当たりの変化量、単一の供給装置１における計量時間、１バッチ計量時間及び補給間隔のうちのいずれかに異常が生じていれば、弁体２１の閉開動作を実行するような態様等としてもよい。また、例えば、計量時間に異常が生じたと判断し、弁体２１の閉開動作を実行させた後に、計量値の単位時間当たりの変化量に異常が生じていれば、再び弁体２１の閉開動作を実行するような態様等としてもよく、その他、種々の変形が可能である。

また、弁体２１の閉開動作を実行させた後は、以降の供給モードにおいても供給異常が発生すると推定し、各供給モードの途中において弁体２１の閉開動作を実行するような態様等としてもよい。
また、上記のように計量値の変化量や計量時間、１バッチ計量時間、補給間隔を監視して異常が生じたと判断すれば、弁体２１の閉開動作を実行する態様に代えて、または加えて、例えば、ブリッジし易い粉粒体材料毎に目標計量値に応じて予め定められた所定の供給異常発生推定時間を超えれば、供給異常条件を満たしたと判断し、弁体２１の閉開動作を実行する態様等としてもよい。
また、複数の供給装置１から同一の粉粒体材料を順次供給させて計量する場合において、いずれかの供給装置１の供給モード実行中に供給異常条件を満たした場合には、他の供給装置１の供給モードにおいても供給異常が発生すると推定し、弁体２１の閉開動作を実行するような態様等としてもよい。

また、当該供給システムＡを用いて実行される本実施形態に係る粉粒体材料の供給方法としては、上記のような構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。また、同供給方法は、本実施形態に係る供給システムＡを用いて実行する構成に限られず、種々の構成とされた他の供給システムＡを用いて実行することも可能である。
また、上記した例では、貯留容器１０を、平面視して略方形状とした例を示しているが、他の多角形状としたり、略円形状等としたりしてもよい。また、上記した例では、供給部２０の弁体２１を、略円柱状とし、供給口１６を丸孔状とした例を示しているが、弁体２１を略多角柱状とし、供給口１６を略多角孔状等としてもよい。また、上記した例では、弁体駆動部２５を貯留容器１０内に設けた例を示しているが、貯留容器１０外に設けた構成としてもよい。本実施形態に係る供給システムＡが備える各部材及び各部の具体的構成は、上記した構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。

Ａ 粉粒体材料の供給システム
１ 供給装置
１０ 貯留容器
１１ａ，１２ａ 内側壁
１６ 供給口
１７ 供給側材料センサー（補給機構）
２１ 弁体
２５ 弁体駆動部
２６ ロッド
２７ 固定具
２８ａ 計量容器
３１ 制御部

Claims (7)

1. 下方側に向けて粉粒体材料を供給する供給口が設けられ、粉粒体材料を貯留する貯留容器と、該貯留容器内において上下動するように設けられ、前記供給口を開閉する弁体と、該弁体の開閉を制御する制御部と、を備えており、
   前記制御部は、前記弁体を開放させて粉粒体材料を供給させる供給モードを実行する際に、所定の供給異常条件を満たしていれば前記弁体を閉側に移動させた後に開放させる閉開動作を実行させて前記供給モードを継続させることを特徴とする粉粒体材料の供給システム。
2. 請求項１において、
   前記貯留容器の下方側に設置され、前記供給口から供給される粉粒体材料を受け入れる計量容器を備えており、
   前記制御部は、前記計量容器において計量される計量値の単位時間当たりの変化量に異常が生じたと判断すれば、前記供給異常条件を満たしたと判断することを特徴とする粉粒体材料の供給システム。
3. 請求項１または２において、
   前記貯留容器の下方側に設置され、前記供給口から供給される粉粒体材料を受け入れる計量容器を備えており、
   前記制御部は、前記計量容器において計量する計量時間に異常が生じたと判断すれば、前記供給異常条件を満たしたと判断することを特徴とする粉粒体材料の供給システム。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項において、
   前記貯留容器の下方側に設置され、前記供給口から供給される粉粒体材料を受け入れる計量容器と、この計量容器に向けて粉粒体材料を供給する第２の供給装置と、を備えており、
   前記制御部は、前記貯留容器を含む第１の供給装置及び前記第２の供給装置のそれぞれを制御して前記計量容器に向けて各粉粒体材料を順次供給させて１バッチ計量を実行させる構成とされ、かつ１バッチ計量時間に異常が生じたと判断すれば、前記供給異常条件を満たしたと判断することを特徴とする粉粒体材料の供給システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項において、
   前記貯留容器に粉粒体材料を補給する補給機構を備えており、
   前記制御部は、前記補給機構によってなされる補給毎の間隔に異常が生じたと判断すれば、前記供給異常条件を満たしたと判断することを特徴とする粉粒体材料の供給システム。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項において、
   前記弁体は、前記貯留容器の内側壁に固定具によって固定された弁体駆動部によって伸縮されるロッドの先端に設けられていることを特徴とする粉粒体材料の供給システム。
7. 粉粒体材料を貯留する貯留容器内において上下動される弁体によって供給口を開放させて下方側に向けて粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給方法であって、
   前記弁体を開放させて粉粒体材料を供給させる供給モードを実行する際に、所定の供給異常条件を満たしていれば前記弁体を閉側に移動させた後に開放させる閉開動作を実行させて前記供給モードを継続させることを特徴とする粉粒体材料の供給方法。

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