JP2022180802A - 供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後続の装置への供給量を正確に把握することが可能な供給装置を提供する。【解決手段】本例の供給装置１は、水平方向の軸周りに回転する回転体１２に設けられた搬送室１４を有し、第１の回転位置Ｐ１で搬送室１４に粉状又は粒状の供給物を導入し、その供給物を第１の回転位置Ｐ１とは異なる第２の回転位置Ｐ２まで搬送して搬送室１４から排出する搬送機構１０と、搬送機構１０により搬送された供給物が載置される載置部２１を有し、載置部２１上の供給物の重量を計測した後に載置部２１上の供給物を後続の装置に供給する供給機構２０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、粉状又は粒状の供給物を供給するための供給装置に関する。

従来、粉状又は粒状の供給物を供給するための供給装置として、種々の態様のものが開発されている。例えば、特許文献１には、被計量物が投入される投入口が上部に、計量後の被計量物を一時的に貯留して供給路に連通する供給シュート口が下部に形成されている計量筐体と、外周側面に適宜間隔毎に計量穴が配列形成されていて、計量筐体内に配置した規制体の内側面に摺接しながら回転される供給円盤と、この供給円盤の下方で計量筐体に開口形成された前記供給シュート部位で計量穴から被計量物を落下させるエアを噴射する噴射口と、被計量物を落下させた後で回転通過する計量穴の通過数を計数する計数器とを備えた計量供給装置が開示されている。

特開２０１４－１０６１６３号公報

特許文献１に開示された計量供給装置は、計量穴の通過数を計数することで、供給物（被計量物）の供給量を計量する仕組みとなっている。これは、各計量穴に収容される供給物の量が一定であることを前提としている。しかしながら、装置の動作環境（例えば、湿度）や装置稼働時に発生する振動などの種々の要因により、各計量穴に実際に収容される供給物の量は、必ずしも一定ではない。したがって、後続の装置への供給量が目標値とは異なる量になる場合があるが、これを把握することはできない。その結果、後続の装置での処理を適切に行えない場合があり、歩留りが低下する懸念がある。

本発明が解決しようとする課題は、上述したような問題を解決し、後続の装置への供給量を正確に把握することが可能な供給装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の供給装置は、以下のような技術的特徴を備えている。
（１） 所定の軸周りに回転する回転体に設けられた搬送室を有し、第１の回転位置で該搬送室に粉状又は粒状の供給物を導入し、該供給物を該第１の回転位置とは異なる第２の回転位置まで搬送して該搬送室から排出する搬送機構と、該搬送機構により搬送された供給物が載置される載置部を有し、該載置部上の供給物の重量を計測した後に該載置部上の供給物を後続の装置に供給する供給機構とを備えることを特徴とする供給装置。

（２） 上記（１）に記載の供給装置において、該載置部上の供給物の重量の計測値と所定の目標値との差分を求め、該差分に基づき、該後続の装置に対する単位時間当たり供給量が一定になるように該回転体の回転を制御することを特徴とする。

（３） 上記（１）又は（２）に記載の供給装置において、該第１の回転位置にある該搬送室に供給物を導入する導入口を、該回転体の回転軸の直上に対して該回転体の回転方向と逆方向にシフトした位置に有することを特徴とする。

本発明に係る供給装置は、所定の軸周りに回転する回転体に設けられた搬送室を有し、第１の回転位置で該搬送室に粉状又は粒状の供給物を導入し、該供給物を該第１の回転位置とは異なる第２の回転位置まで搬送して該搬送室から排出する搬送機構と、該搬送機構により搬送された供給物が載置される載置部を有し、該載置部上の供給物の重量を計測した後に該載置部上の供給物を後続の装置に供給する供給機構とを備えたので、後続の装置への供給量を正確に把握することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る供給装置を示す縦断面図である。 図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。 回転体の回転を開始させる直前（前回の計量直後）の状態を示す図である。 回転体の回転を停止させて計量する際の状態を示す図である。 供給物を後続の装置へ供給する際の状態を示す図である。

本発明に係る供給装置について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す例によって本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態に係る供給装置を示す縦断面図である。図２は、図１のＡ－Ａ’線に沿った断面図である。本例の供給装置１は、図１、図２に示すように、主たる構成要素として、搬送機構１０と、供給機構２０とを備える。また、供給装置１の下方には、供給装置１から供給される供給物を用いて所定の処理を行う後続の装置（不図示）が配置される。

搬送機構１０は、略円柱状の内部空洞を有する筐体（ケーシング）１１と、筐体１１の内部空洞に収容される回転体１２と、水平方向の回転軸１３に連結されたモータ１５とを有する。回転体１２は、外周面に一定間隔で凹状に設けられた複数（図１では８つ）の搬送室１４を有する。本例の搬送室１４は、回転体１２の外周面に対して半球状に凹んだ形状であるが、これに限定されず、供給物の導入や排出をスムーズに行える形状であればよい。回転体１２は、例えば、約１５ｃｍの直径を有する。また、回転体１２の外周面に設けられた搬送室１４はそれぞれ、例えば、約４ｃｍの直径、及び、約１７ｃｍ³ の容量を有する。回転体１２は、その外周面が筐体１１の内部空洞の内周面に接触するように設けられ、モータ１５の駆動によって所定方向（図１の例では右回り）に回転される。

筐体１１は、その上部にあるホッパーＨに収容された供給物を搬送室１４に導入するための導入口１５と、搬送室１４から供給物を排出するための排出口１６とを有する。本例では、回転軸１３の直上に対して回転体１２の回転方向とは逆方向にシフトした位置（第１の回転位置Ｐ１）に導入口１５を設け、回転軸１３の直下に対して回転体１２の回転方向とは逆方向にシフトした位置（第２の回転位置Ｐ２）に排出口１６を設けてある。つまり、導入口１５を通じて搬送室１４に導入された供給物は、回転体１２の回転に伴って排出口１６の位置まで搬送され、排出口１６を通じて搬送室１４から排出される仕組みである。

供給機構２０は、搬送機構１０により搬送された供給物が載置される載置部２１と、載置部２１上の供給物の重量を計測する計量部２２と、載置部２１及び計量部２２を支える支持体に連結されたモータ２３とを有する。供給機構２０は、排出口１６から排出された供給物を載置部２１で受けるように、搬送機構１０の下側に配置される。計量部２２は、例えば、感圧センサを用いて構成される。

本例では、搬送機構１０の下側の略全体を覆うように載置部２１を設けてあるが、載置部２１は少なくとも排出口１６の下側が覆われる程度の大きさでもよく、排出口１６からの供給物を溢さずに載置できればよい。載置部２１の姿勢（傾き）は、モータ２３の駆動によって動的に変化させることができる。すなわち、載置部２１上の供給物をその下方にある後続の装置（不図示）に供給する際は、載置面が約４５度又はそれ以上の角度になるように制御され、他の期間（例えば、載置部２１上の供給物を計量する際）は、載置面が略水平になるように制御される。

以下、本例の供給装置１の動作について説明する。ここでは、本例の回転体１２が有する８つの搬送室１４を、「Ａ」～「Ｈ」の符号で区別する（図３～図５参照）。
図３には、搬送室１４（Ａ）によって搬送された供給物の計量・供給を行った直後の状態、すなわち、回転体１２の回転を開始させる直前の状態を示してある。このとき、第１の回転位置Ｐ１にある搬送室１４（Ｅ）が、導入口１５を通じてホッパーＨと連通している。このため、搬送室１４（Ｅ）は、ホッパーＨから導入口１５を通じて供給物が導入された状態となっている。

次に、回転体１２は、モータ１５の駆動によって搬送室１つ分の角度だけ回転して停止し、図４のような状態となる。その結果、第２の回転位置Ｐ２に移動した搬送室１４（Ｂ）内の供給物が、排出口１６を通じて排出され、搬送機構１０の下側にある供給機構２０の載置部２１に載置される。

計量部２２は、回転体１２の回転が停止すると、載置部２１上の供給物の重量を計測する。また、供給物の重量の計測結果は、後続の装置で処理を行う際の参考となるように、後続の装置（又はその制御装置）に伝達される。ここで、供給物の重量として、回転体１２の回転を停止させた直後の計測値を採用するのではなく、装置の振動が収まるまで所定時間待機した後の計測値を採用することで、重量計測の正確性を高めることができる。

次に、図５に示すように、モータ２３の駆動によって載置部２１を傾けて、載置部２１上の供給物をその下方にある後続の装置（不図示）に供給する。載置部２１上の供給物が後続の装置に供給された後、載置部２１の傾きは元に戻される。なお、この時点で、第１の回転位置Ｐ１にある搬送室１４（Ｆ）は、供給物の導入を終えた状態となっている。
本例の供給装置１は、上記の動作を連続的に繰り返すことで、一定時間毎に所定量（搬送室１つ分）の供給物を後続の装置に供給する。

一例として、回転体１２は、１．５秒をかけて搬送室１つ分の角度（約４５°）だけ回転し、６秒停止する動作を繰り返すものとする。これに連動し、載置部２１は、回転体１２が回転を開始してから５．５秒間（すなわち、回転体１２が回転を停止して４秒が経過するまで）は載置面を略水平に維持し、その後の２秒間で、載置面を傾けて供給物を後続の装置に供給し、載置面の傾きを元に戻す動作を行う。ここで、１つの搬送室１４によって搬送される供給物の重量を約１５ｇと想定すると、７．５秒毎に約１５ｇの供給物が後続の装置に供給されることになる。なお、これらの数値は一例に過ぎないことは言うまでもない。

以上のように、本例の供給装置１は、水平方向の軸周りに回転する回転体１２に設けられた搬送室１４を有し、第１の回転位置Ｐ１で搬送室１４に粉状又は粒状の供給物を導入し、その供給物を第１の回転位置Ｐ１とは異なる第２の回転位置Ｐ２まで搬送して搬送室１４から排出する搬送機構１０と、搬送機構１０により搬送された供給物が載置される載置部２１を有し、載置部２１上の供給物の重量を計測した後に載置部２１上の供給物を後続の装置に供給する供給機構２０とを備えている。そして、搬送室１４が第２の回転位置Ｐ２に到達する毎に、その搬送室１４から載置部２１に排出された供給物の重量の計測及び後続の装置への供給を行うように構成されている。

このような構成によれば、後続の装置に対して一定時間毎に供給する供給物の重量を正確に把握することができる。その結果、後続の装置での処理をより適切に行えるようになり、歩留りを向上させることが可能となる。

また、本例の供給装置１は、搬送室１４に供給物を導入するための導入口１５を、回転体１２の回転軸１３の直上に対して回転体１２の回転方向と逆方向にシフトした位置に有している。これは、回転体１２の外周面と筐体１１の内部空洞の内周面との間に供給物が入り込むことで回転体１２の回転が阻害されることを防止するためのものである。

図３を例にして説明すると、導入口１５の位置にある搬送室１４（Ｅ）は、ホッパーＨ内の供給物の荷重も加わるため、搬送室が拡大する方向に作用する外力が他の搬送室よりも大きくなる。その結果、導入口１５の位置にある搬送室１４（Ｅ）とその右側にある搬送室１４（Ｄ）との間において、回転体１２の外周面と筐体１１の内部空洞の内周面との間の隙間ができる場合がある。このとき、供給物の粒度によっては、その隙間に供給物が入り込んで回転体１２の回転が阻害されるという問題が発生する可能性がある。これは、回転体１２の回転軸１３の直上や、そこから回転体１２の回転方向にシフトした位置に導入口１５を設けた構成で発生しやすい。

これに対し、回転体１２の回転軸１３の直上に対して回転体１２の回転方向とは逆方向にシフトした位置に導入口１５を設ければ、搬送室１４（Ｄ）の方向に作用する外力を抑えることができるため、上記問題の発生を抑制することが可能となる。なお、導入口１５の位置にある搬送室１４（Ｅ）とその左側にある搬送室１４（Ｆ）との間においても、回転体１２の外周面と筐体１１の内部空洞の内周面との間の隙間ができて供給物が入り込む可能性があるが、その供給物は搬送室１４（Ｆ）に流れ込む余地があるため、特に問題とはならない。

ここで、上記の説明では、供給物の重量の計測結果を、後続の装置で処理を行う際の参考となるように、後続の装置（又はその制御装置）に伝達しているが、回転体１２の回転の制御に利用するようにしてもよい。すなわち、載置部２１上の供給物の重量の計測値と所定の目標値との差分を求め、その差分に基づき、後続の装置に対する単位時間当たり供給量が一定になるように回転体１２の回転を制御する。

一例として、後続の装置に対して７．５秒毎に１５ｇの供給物を供給することが求められているとする。この場合、計測値が１４ｇであれば、目標値の１５ｇよりも１ｇ少ないので、次回の供給タイミングが本来（７．５秒後）よりも０．５秒だけ早くなるように、回転体１２の回転速度を速くする。一方、計測値が１６ｇであれば、目標値の１６ｇよりも１ｇ多いので、次回の供給タイミングが本来（７．５秒後）よりも０．５秒だけ遅くなるように、回転体１２の回転速度を遅くする。このような制御を行うことで、後続の装置に対する単位時間当たり供給量を一定にすることが可能となる。

以上、幾つかの実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した内容に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。例えば、各実施例を組み合わせた構成とすることが可能である。

本発明は、粉状又は粒状の供給物を供給するための供給装置に利用することが可能である。

１ 供給装置
１０ 搬送機構
１１ 筐体
１２ 回転体
１３ 回転軸
１４ 搬送室
１５ モータ
２０ 供給機構
２１ 載置部
２２ 計量部
２３ モータ
Ｈ ホッパー

Claims (3)

1. 所定の軸周りに回転する回転体に設けられた搬送室を有し、第１の回転位置で該搬送室に粉状又は粒状の供給物を導入し、該供給物を該第１の回転位置とは異なる第２の回転位置まで搬送して該搬送室から排出する搬送機構と、
   該搬送機構により搬送された供給物が載置される載置部を有し、該載置部上の供給物の重量を計測した後に該載置部上の供給物を後続の装置に供給する供給機構とを備えることを特徴とする供給装置。
2. 請求項１に記載の供給装置において、
   該載置部上の供給物の重量の計測値と所定の目標値との差分を求め、該差分に基づき、該後続の装置に対する単位時間当たり供給量が一定になるように該回転体の回転を制御することを特徴とする供給装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の供給装置において、
   該第１の回転位置にある該搬送室に供給物を導入する導入口を、該回転体の回転軸の直上に対して該回転体の回転方向と逆方向にシフトした位置に有することを特徴とする供給装置。

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