JP2654463B2 - 粉体供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉粒体を目標重量に計
量して供給する粉体供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、粉粒体を収容する収容ホッパと、
収容ホッパ内に収容された粉粒体を排出する排出手段
と、該排出手段によって排出された粉粒体を収容する計
量ホッパと、該計量ホッパに供給された粉粒体の重量を
測定する重量測定手段と、該計量ホッパに供給された粉
粒体を排出する排出開口開閉手段とを備え、前記重量測
定手段からの測定値が設定値に達したとき前記排出手段
の作動を停止するともに、前記排出開口開閉手段を開作
動して、計量された計量ホッパ内の粉粒体を排出するよ
うにした粉体供給装置が実用化されている。しかるに、
前記重量測定手段からの測定値が設定値に達し前記排出
手段の作動を停止した時点で、排出手段と計量ホッパ間
には計量ホッパに達しない粉粒体が存在する所謂落差相
当分があり、従って、計量ホッパから実際に排出される
粉粒体の重量は設定値より大きな値となる。そこで、こ
の落差相当分を予測して計量設定値を設定することによ
り、計量精度を向上させた計量方法が提案され実用に供
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】而して、実際に設置す
る設備においては、計量ホッパから容器へ排出される粉
粒体の発塵を防止するために、一般に容器を集塵機に接
続し、容器内の空気を吸引して集塵を行っている。この
集塵によって失われる粉粒体の量は、実測してみると前
記落差に相当する量よりもはるかに多い場合がある。従
って、実設備においては、前記落差相当分を補正しても
実際に容器に供給される粉粒体の量は設定値より少なく
なってしまう。

【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、その主たる技術的課題は、前記落差相当分と集塵機
に吸引される粉粒体の損失量を予測して計量設定値を設
定することにより、実際に供給される粉粒体の量を定量
設定値に略一致させることができる粉体供給装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を達成す
るために、本発明によれば、粉粒体を収容する収容ホッ
パと、該収容ホッパ内に収容された粉粒体を排出する排
出手段と、該排出手段によって排出された粉粒体を収容
する計量ホッパと、該計量ホッパに供給された粉粒体の
重量を測定する重量測定手段と、前記計量ホッパに供給
された粉粒体を排出する排出開口開閉手段と、前記計量
ホッパから排出された粉粒体を収容する容器と、該容器
に接続された集塵機と、目標重量である定量設定値と前
記排出手段から排出され前記計量ホッパ間（落差）に存
在する粉粒体に相当する予測重量値と前記集塵機に吸引
される粉粒体の予測損失量とに基づいて設定された計量
設定値と、前記重量測定手段からの測定値とを比較して
前記排出手段を制御し、かつ前記排出開閉手段を制御す
る制御手段と、からなることを特徴とする粉体供給装置
が提供される。

【０００６】

【作用】本発明による粉体供給装置においては、目標重
量である定量設定値と前記排出手段から排出され前記計
量ホッパ間（落差）に存在する粉粒体に相当する予測重
量値と前記集塵機に吸引される粉粒体の予測損失量とに
基づいて設定された計量設定値と、重量測定手段からの
測定値とを比較して、重量測定手段からの測定値が計量
設定値に達したとき前記排出手段の作動を停止し、その
後排出開口開閉手段を開作動する。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に従って構成された粉体供給装
置の好適実施例を示している添付図面を参照して、さら
に詳細に説明する。

【０００８】図１は本発明による粉体供給装置の一実施
例を示す概略構成ブロック図、図２は図１の粉体供給装
置を構成する収容ホッパおよび排出手段の断面図、図３
は図２に示す排出手段を構成するスクレーパ式フィーダ
の斜視図である。図示の粉体供給装置は、粉粒体を収容
する収容ホッパ２と、該収容ホッパ２内に収容された粉
粒体を排出する排出手段４を備えている。収容ホッパ２
は円筒状の周側壁２２と、該周側壁２２の下端を閉塞す
る底壁２４、およびその下端部に排出口２６を有し、そ
の内部に供給すべき粉粒体（例えば印刷インキ用の顔
料）が収容される。排出手段４は、前記収容ホッパ２の
底壁２４を貫通して配設された回転軸４１と、該回転軸
４１の上端部に取付けられ前記収容ホッパ２の底部に配
設されたスクレーパ式フィーダを構成する回転テーブル
４２を備えている。回転軸４１は、後述する減速機４３
のケース４３１に軸受４３２を介して回転自在に支持さ
れており、その下端には大径のスプロケット４３３が装
着されている。回転テーブル４２は、前記回転軸４１の
上端部に嵌合されキー結合等によって回転軸４１と一体
に回転するブッシュ４６２の外周面に溶接等の固着手段
によって固着されている。該回転テーブル４２は円板状
に形成されており、その外周部が下方に屈曲して形成さ
れ、前記収容ホッパ周側壁２２の内周面とによって搬送
溝４２２を構成している。該搬送溝４２２に関連して、
前記排出口２６部には前記搬送溝４２２を覆うスリ切り
カバー４８が収容ホッパ２に取付けられているととも
に、該スリ切りカバー４８の下側にスクレーパ４４が配
設されている。該スクレーパ４４は、基端が軸４４２に
よって旋回可能に軸支されており、その先端が図３にお
いて破線で示す前記回転テーブル４２の搬送溝４２２を
形成する円周壁４２４に接触する全開位置と、図３にお
いて２点鎖線で示す半開位置とに作動せしめられる。該
スクレーパ４４を作動せしめるアクチュエータは、本実
施例においては２段作動エアシリンダ４５が用いられて
おり、そのピストンロッドがリンク機構４６を介して前
記軸４４２に連結されている。なお、該アクチュエータ
は電動モータを用いてもよい。また、排出手段４は電動
モータ４７を備えており、該電動モータ４７の駆動軸４
７２には小径のスプロケット４３４が装着されている。
該スプロケット４３４と前記スプロケット４３３とにチ
エーン４３５が捲回され減速機構を構成している。前記
回転テーブル４２の上面には図２に示すように攪拌手段
５が配設されている。該攪拌手段５は、回転テーブル４
２の中央上面に下端が溶接等によって固着された支持筒
体５２と、該支持筒体５２の上端に溶接等によって固着
された円板状の載置板５３と、該載置板５３の上面に溶
接またはボルト、ナット等の固着手段によって取付けら
れた攪拌翼５４と、該攪拌翼５４の中央上面に溶接等に
よって固着された円錐状の整流カバー５５と、前記支持
筒体５２の周囲に放射状に配設され下端が前記回転テー
ブル４２に溶接等によって固着され上端が前記載置板５
３に溶接等によって固着された支持板５６（本実施例で
は４個）とからなっている。

【０００９】図示の粉体供給装置は、前記収容ホッパ２
下端部に設けられた排出口２６に上端が接続されたシュ
ート６および該シュート６の下端に接続された計量ホッ
パ７を備えている。該計量ホッパ７は、重量測定手段を
構成するロードセル７０を介して図示しない枠体に支持
されている。ロードセル７０は、計量ホッパ７に供給さ
れた粉粒体の重量を測定し、その測定信号を後述する制
御手段１００に送出する。計量ホッパ７の下端には排出
開口開閉手段を構成する開閉ダンパ８が配設されてい
る。該開閉ダンパ８は、一端が回動軸８０に取付けられ
ており、該回動軸８２にリンク機構８２を介してピスト
ンロッドが連結されたエアシリンダ８６によって開位置
と閉位置とに作動せしめられる。なお、図示の実施例に
おいては、該開閉ダンパ８を作動するアクチュエータと
してエアシリンダ８６を用いたが、電動モータを用いて
もよい。開閉ダンパ８の下側にはシュート９が配設さ
れ、該シュート９に容器１０が接続されている。該容器
１０は、ダクト１２を介して集塵機１４に接続されてい
る。なお、図１において１６は、容器１０に供給された
粉粒体の重量を測定するロードセルで、その測定信号を
後述する制御手段１００に送出する。

【００１０】制御手段１００は、制御部１１０と操作部
１２０を備えている。制御部１１０は、制御プログラム
に従って演算処理する中央処理手段１１２と、制御プロ
グラムを格納するＲＯＭ１１３および重量測定データや
計量設定値等をを格納する読み書き可能なＲＡＭ１１４
とを有する記憶手段１１５と、作動時間を計時する第１
のタイマ１１６、第２のタイマ１１７と、入出力インタ
ーフェース１１８を備えている。操作部１２０は、電源
スイッチ１２２、装置作動スイッチ１２４、粉体の種類
を入力する指定キー１２６、計量設定値等を直接入力す
るテンキー１２８等の各種入力キーが配設された操作盤
１２１からなっており、装置作動指令信号や計量設定値
信号等を前記制御部１１０に送出する。このように構成
された制御手段１００は、操作部１２０からの入力信号
や前記ロードセル７０からの重量測定信号等に基づき、
制御プログラムに従って所定の演算処理を実行し、前記
排出手段４の電動モータ４７および２段作動エアシリン
ダ４５や前記開閉ダンパ８を作動するエアシリンダ８６
に制御信号を出力する。なお、図１において２００は、
例えばＣＲＴからなる表示手段で、前記制御手段１００
の制御部１１０に接続されており、前記操作部１２０で
入力された計量設定値やロードセル１６によって測定さ
れた容器１０内の粉粒体重量値等を表示する。

【００１１】本実施例による粉体供給装置は以上のよう
に構成されており、以下図４に示すフローチャートをも
参照してその作動を説明する。

【００１２】粉体供給装置の作動を開始するには、先ず
操作部１２０の電源スイッチ１２２をＯＮにする。電源
スイッチ１２２がＯＮすると、図４のフローチャートで
示すように制御部１１０は動作をスタートする。制御部
１１０が動作を開始したら、計量ホッパ７で計測する粉
粒体の計量設定値（Ｗ１）を設定する（ステップＳ
１）。この計量設定値（Ｗ１）は、次のようにして求め
る。 計量設定値（Ｗ１）＝定量設定値−落差相当＋損失予測
係数×定量設定値 但し、定量設定値は、容器１０に供給する目標重量値。
落差相当は、排出手段４によって排出され計量ホッパ７
間に存在する粉粒体に相当する予測重量値で、シュート
６の長さや粉粒体の種類によって異なり、実験的に求め
る。損失予測係数は、集塵機１４によって吸引される粉
粒体の損失係数で、粉粒体の種類によって異なり、実験
的に求める。このようにして求められた計量設定値（Ｗ
１）は、操作部１２０のテンキー１２８から直接入力設
定してもよいが、上記計算式を予め制御プログラムに組
み込んでおき、定量設定値をテンキー１２８から入力
し、粉粒体の種類を指定キー１２６から入力することに
より、制御部１１０が計量設定値（Ｗ１）を演算するよ
うにしてもよい。このようにして設定された計量設定値
（Ｗ１）は、制御部１１０のＲＡＭ１１４に格納される
（ステップＳ２）。計量設定値（Ｗ１）が設定され作動
準備が完了すると、制御部１１０は装置作動スイッチ１
２４がＯＮされているか否かをチェックする（ステップ
Ｓ３）。装置作動スイッチ１２４がＯＮされていなけれ
ば、ＯＮされるのを待ち、ＯＮされていればステップＳ
４以降に進む。ステップＳ４では排出手段４の電動モー
タ４７をＯＮして作動し、ステップＳ５でスクレーパ４
４を作動せしめる２段作動エアシリンダ４５に制御信号
を送出してスクレーパ４４を全開位置に作動せしめる。
電動モータ４７の作動により、その駆動力は駆動軸４７
２からスプロケット４３４、チエーン４３５およびスプ
ロケット４３３からなる減速機４３を介して回転軸４１
に伝達され、該回転軸４１に連結された回転テーブル４
２を図３において矢印Ａで示す方向に回動せしめる。回
転テーブル４２が矢印Ａ方向に回動すると、搬送溝４２
２内の粉粒体も回転テーブル４２とともに回動し、排出
口２６部においてスリ切りカバー４８によって搬送溝４
２２より上側の粉粒体がスリ切られるとともに、スクレ
ーパ４４によって掻き取られ整流されて排出口２６から
排出される。このようにして排出された粉粒体は、シュ
ート６を通って計量ホッパ７に供給される。電動モータ
４７およびスクレーパ４４の全開作動と同時に第１のタ
イマ１１６がスタートされ（ステップＳ６）、排出手段
４の作動時間が計時されている。これは排出手段４の作
動開始から所定時間（Ｔ１）までは電動モータ４７を比
較的高速で駆動するとともに、スクレーパ４４を全開位
置に位置付けて粉粒体を高速投入し、所定時間（Ｔ１）
経過後は電動モータ４７の回転速度を減速するととも
に、スクレーパ４４を半開位置に位置付けて粉粒体を低
速投入させることにより、計量ホッパ７への粉粒体の投
入効率を向上させるとともに、計量ホッパ７に投入され
た粉粒体の計量精度を向上させるためである。なお、こ
の粉粒体投入速度の制御については、上記タイマ制御に
変えて計量ホッパ７に供給された粉粒体の重量値に基づ
いて制御してもよい。即ち、計量設定値（Ｗ１）より所
定量低い前段設定値を定めておき、ロードセル７０から
の測定値（Ｗ）が該前段設定値に達するまでは電動モー
タ４７を比較的高速で駆動するとともに、スクレーパ４
４を全開位置に位置付けて粉粒体を高速投入し、ロード
セル７０からの測定値（Ｗ）が前段設定値に達したなら
ば電動モータ４７の回転速度を減速するとともに、スク
レーパ４４を半開位置に位置付けて粉粒体を低速投入さ
せるように制御することもできる。第１のタイマ１１６
がスタートするとステップＳ７に進み、所定時間（Ｔ
１）に達したか否かをチェックする。所定時間（Ｔ１）
に達していなければ待ち、所定時間（Ｔ１）に達したな
らばステップＳ８以降に進む。ステップＳ８では排出手
段４の電動モータ４７を減速制御し、ステップＳ９でス
クレーパ４４を半開位置に作動すべく２段作動エアシリ
ンダ４５を制御する。次に、制御部１１０はロードセル
７０からの測定値（Ｗ）を読込み（ステップＳ１０）、
読込まれた測定値（Ｗ）が計量設定値（Ｗ１）に達した
か否かをチェックする（ステップＳ１１）。測定値
（Ｗ）が計量設定値（Ｗ１）に達していない場合は排出
手段４の作動を継続し、測定値（Ｗ）が計量設定値（Ｗ
１）に達したら電動モータ４７をＯＦＦして排出手段４
の作動を停止し（ステップＳ１２）、第１のタイマ１１
６をクリアする（ステップＳ１３）。次に、制御部１１
０はエアシリンダ８６に制御信号を出力して開閉ダンパ
８を開く（ステップＳ１４）。これにより、計量された
粉粒体は計量ホッパ７から排出され、シュート９を通っ
て容器１０に供給される。ステップＳ１４における開閉
ダンパ８の開作動と同時に第２のタイマ１１７がスター
トする（ステップＳ１４）。第２のタイマ１１７によっ
て開閉ダンパ８が開作動されてからの時間（Ｔ）が計時
され、所定時間（Ｔ２）を経過したか否かをチェックす
る（ステップＳ１６）。開閉ダンパ８が開作動されてか
らの時間（Ｔ）が所定時間（Ｔ２）に達していない場合
は待ち、所定時間（Ｔ２）を経過したならば、ステップ
Ｓ１７に進んで開閉ダンパ８を閉じ、ステップＳ１８に
おいて第２のタイマ１１７をクリアして計量サイクルは
終了する。なお、容器１０に供給された粉粒体の重量
は、ロードセル１６によって計測され、この計測信号が
制御部１１０に送られる。制御部１１０は計測信号に基
づいて計測値を表示手段２００に表示させるので、作業
者は直ちに容器１０に供給された粉粒体の重量を確認す
ることができる。

【００１３】〈実験例１〉落差相当分のみを考慮し、集
塵機によって吸引される粉粒体の損失を考慮しない場合
の実験結果を表１に示す。

【００１４】

【表１】 上記実験結果によると、実際に容器に供給された量は定
量設定値に対して、平均０．２％少ないことがわかる。

【００１５】次に、上記実験結果に基づき、集塵機によ
って吸引される粉粒体の損失量を０．２％と予測し、損
失予測係数を０．００２に設定して実験を行った結果を
表２に示す。

【００１６】

【表２】 上記実験結果の通り、集塵機によって吸引される粉粒体
の損失を考慮して計量設定値を設定すると、計量設定値
が増加しても実際に容器に供給された量は定量設定値に
略合致していることがわかる。

【００１７】

【発明の効果】本発明による粉体供給装置は、目標重量
である定量設定値と排出手段から排出され計量ホッパ間
（落差）に存在する粉粒体に相当する予測重量値と集塵
機に吸引される粉粒体の予測損失量とに基づいて設定さ
れた計量設定値と、計量ホッパに供給された粉粒体の重
量を測定する重量測定手段からの測定値とを比較して排
出手段を制御し、かつ排出開閉手段を制御するようにし
たので、落差相当分および集塵機によって吸引される粉
粒体の損失量をも補正して計量するため、実際に容器に
供給される粉粒体の量を定量設定値に略合致させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による粉体供給装置の一実施例を示す概
略構成ブロック図。

【図２】図１の粉体供給装置を構成する収容ホッパおよ
び排出手段の断面図。

【図３】図２に示す排出手段を構成するスクレーパ式フ
ィーダの斜視図。

【図４】図１に示す粉体供給装置の制御手段の動作を説
明するフローチャート。

【符号の説明】

２：収容ホッパ ４：排出手段 ５：攪拌手段 ６：シュート ７：計量ホッパ ８：開閉ダンパ ９：シュート １０：容器 １２：ダクト １４：集塵機 １６：ロードセル ２６：排出口 ４１：回転軸 ４２：回転テーブル ４３：減速機 ４４：スクレーパ ４５：２段作動エアシリンダ ４７：電動モータ ４８：スリ切りカバー ７０：ロードセル ８６：エアシリンダ １００：制御手段 １１０：制御部 １２０：操作部 ２００：表示手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹村 悦郎 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 和田 郁夫 静岡県沼津市西椎路14番地 赤武エンジ ニアリング株式会社内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉粒体を収容する収容ホッパと、 該収容ホッパ内に収容された粉粒体を排出する排出手段
   と、 該排出手段によって排出された粉粒体を収容する計量ホ
   ッパと、 該計量ホッパに供給された粉粒体の重量を測定する重量
   測定手段と、 前記計量ホッパに供給された粉粒体を排出する排出開口
   開閉手段と、 前記計量ホッパから排出された粉粒体を収容する容器
   と、 該容器に接続された集塵機と、 目標重量である定量設定値と前記排出手段から排出され
   前記計量ホッパ間（落差）に存在する粉粒体に相当する
   予測重量値と前記集塵機に吸引される粉粒体の予測損失
   量とに基づいて設定された計量設定値と、前記重量測定
   手段からの測定値とを比較して前記排出手段を制御し、
   かつ前記排出開閉手段を制御する制御手段と、からなる
   ことを特徴とする粉体供給装置。