JP4889389B2 - 排出弁 - Google Patents

Description

本発明は、容器に収容された粉粒体を他の容器に移す際に用いられる排出弁に関するものである。

容器に収容された粒状物質を他の容器に移す際に用いられる排出弁として、特許文献１には、常時はコンテナの出口をコーンバルブによって閉じ、粒状物質をコンテナの出口から排出する場合には、アクチュエータによってコーンバルブを上昇させる装置が開示されている。
特表２００２−５２３３０７号公報

しかしながら、上記装置の場合、アクチュエータはコーンバルブの下部、つまり粒状物質の排出通路に設けられているため、アクチュエータにてコーンバルブを上昇させ粒状物質を自然落下させる際、アクチュエータは粉状物質にさらされる。

したがって、アクチュエータの駆動部に粒状物質が入り込むおそれがあり、この場合には、アクチュエータの動作に悪影響を及ぼす。このため、アクチュエータの分解清掃を定期的に行う必要がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、安定して動作し、かつメンテナンスが容易な排出弁を提供することを目的とする。

本発明は、容器に収容された粉粒体を受入容器に移すにあたって前記容器の排出口と前記受入容器の受入口とを連通させる排出弁であって、前記排出口を自重にて閉塞可能であり、磁性体を有する第一の弁と、前記受入口を自重にて閉塞可能であり、磁性体を有する第二の弁と、前記第一の弁の磁性体に対して磁場を発生可能な第一磁化手段とを備え、容器に収容された粉粒体を受入容器に移す際には、前記第一の弁と前記第二の弁とを対峙させた状態にて前記第一の弁の磁性体を磁化させることによって、前記第二の弁を磁力にて前記第一の弁に密着させ、前記第一磁化手段にて双方の弁を一体に上昇させることを特徴とする。

容器の排出口と受入容器の受入口とを連通させるにあたって、本発明に係る排出弁は、磁力にて上昇し開弁動作する。このように、排出弁の開弁動作は、排出弁には非接触の状態にて行うことができる。したがって、排出弁の駆動部は、粉粒体にさらされることがないため、本発明に係る排出弁は安定した動作をし、かつメンテナンスも容易である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１を参照して本発明の実施の形態に係る排出弁１００について説明する。図１は排出弁１００、及び排出弁１００が適用される装置を示す断面図である。

排出弁１００が適用される装置５は、容器１に収容された粉粒体を受入容器２に移し替える装置である。例えば、錠剤を製造するにあたって、容器内の顆粒を打錠機の臼に移し替える装置である。

本発明における粉粒体とは、粉、粒等が集まった集合体を指す。

容器１の下部には漏斗形状の漏斗部１ｂが形成され、漏斗部１ｂの下端には円形に開口して粉粒体を排出する排出口１ａが形成されている。

受入容器２には、円形に開口して粉粒体を受け入れる受入口２ａが形成されている。

排出弁１００は、容器１に収容された粉粒体を受入容器２に移すにあたって、容器１の排出口１ａと受入容器２の受入口２ａとを連通させるものであり、容器１の排出口１ａを閉塞可能である第一の弁としてのコーン弁３と、受入容器２の受入口２ａを閉塞可能である第二の弁としてのパッシブ弁４とを備える。

まず、コーン弁３について説明する。

コーン弁３は、容器１の内部に配置され自重にて排出口１ａを閉塞する弁であり、容器１の漏斗部１ｂの内周面に嵌り合う本体７と、本体７の内部に収容される磁性体８とを備える。

本体７は、円板状の底面７ａを有する略円錐形状である。円錐形状の安息角は、容器１内の粉粒体の安息角よりも大きくするのが望ましい。本体７の形状をこのように設定することによって、容器１内の粉粒体を円滑に排出することができる。

本体７の外周には漏斗部１ｂの内周面にぴったりと嵌り合うテーパ部７ｂが形成され、かつ本体７の底面７ａは排出口１ａと略同一形状である。

したがって、本体７は、自重にて容器１の下端内周面と嵌り合い、底面７ａにて排出口１ａを閉塞すると共に、外周のテーパ部７ｂにて容器１内部をシールする。このように、本体７は、外部から拘束されることなく自重にて排出口１ａを閉塞している。なお、本体７はＳＵＳ３０４にて構成される。

本体７における容器１内周面と嵌り合うテーパ部７ｂには、容器１内部をシールするためのシール部材９が結合されている。本体７が容器１内周面と嵌り合った状態にて、容器１内に粉粒体が投入されると、本体７には粉粒体の荷重が作用するため、シール部材９は容器１内周面に密着する。このように、容器１内に粉粒体が収容された状態では、コーン弁３は、自重と共に容器１内の粉粒体の荷重を受けて排出口１ａを閉塞する。なお、シール部材９は、弾性を有する樹脂にて構成される。

磁性体８は、外部から磁場を受けている間のみ磁化する性質を有するものである。磁性体８は、強磁性体であるのが望ましく、本実施の形態においてはＳＳ４００にて構成される。

容器１の外周におけるコーン弁３の近傍には、磁性体８に対して磁場を発生可能な第一磁化手段としてのコーン弁用電磁石１１が配置されている。

コーン弁用電磁石１１は、磁性材料のまわりに巻かれたコイルに通電している間だけ磁場を発生する。

コーン弁用電磁石１１のコイルに通電することによって、本体７内部の磁性体８は、コーン弁用電磁石１１から磁場を受けて磁化する。

コーン弁用電磁石１１は、エアシリンダ等の駆動手段（図示せず）によって鉛直方向に移動可能に構成される。

コーン弁３の本体７には、容器１内の上方に向かって延び容器１内の粉粒体に埋設される複数の埋設板１４が設けられている。

埋設板１４は、コーン弁用電磁石１１が磁性体８に対して発生する磁場による本体７の振動に伴って振動し、粉粒体が受入容器２に落下し易いように、容器１内の粉粒体の山を崩す働きをする。

また、容器１内に数種類の粉粒体が収容されている場合には、粉粒体を受入容器２に移す前に容器１自体を図示しないコンテナブレンダー等によって回転させ、容器１内の粉粒体の混合を行う。この容器１の回転中において、容器１内の埋設板１４は粉粒体の障害物として機能するため、粉粒体の混合が促進される。

次に、パッシブ弁４について説明する。

パッシブ弁４は、自重にて受入口２ａを閉塞する弁であり、受入口２ａの内周面に嵌り合う本体１５と、本体１５の内部に収容される磁性体１６とを備える。

本体１５は、円板状の上面１５ａと球状面１５ｂとからなる略半球形状である。球状面１５ｂは、受入容器２の受入口２ａ内周に形成されたテーパ面２ｂにぴったりと嵌りあうように形成されている。また、上面１５ａは受入口２ａと略同一形状である。

したがって、本体１５は、自重にて受入容器２の受入口２ａと嵌り合い、上面１５ａにて受入口２ａを閉塞すると共に、球状面１５ｂにて受入容器２内部をシールする。このように、本体１５は、外部から拘束されることなく自重にて受入口２ａを閉塞している。なお、本体１５はＳＵＳ３０４にて構成される。

受入容器２における球状面１５ｂが嵌り合うテーパ面２ｂには、受入容器２内部をシールためのシール部材１７が形成されている。シール部材１７は、弾性を有する樹脂にて構成される。

磁性体１６は、外部から磁場を受けている間のみ磁化する性質を有するものである。磁性体１６は、強磁性体であるのが望ましく、本実施の形態においてはＳＳ４００にて構成される。

受入容器２の外周におけるパッシブ弁４の近傍には、磁性体１６に対して磁場を発生可能な第二磁化手段としてのパッシブ弁用電磁石１８が配置されている。

パッシブ弁用電磁石１８は、磁性材料のまわりに巻かれたコイルに通電している間だけ磁場を発生する。

パッシブ弁用電磁石１８のコイルに通電することによって、本体１５内部の磁性体１６は、パッシブ弁用電磁石１８から磁場を受けて磁化する。

これにより、磁性体１６は本体１５を伴ってパッシブ弁用電磁石１８に引き付けられ、本体１５は受入容器２のテーパ面２ｂのシール部材１７に対して吸着する。つまり、パッシブ弁用電磁石１８のコイルに通電することによって、パッシブ弁４は閉弁方向に引き付けられる。

容器１に収容された粉粒体を受入容器２に移すには、容器１を受入容器２に対して位置決めする必要がある。容器１を受入容器２に対して位置決めし易くするための構造として、受入容器２には環状の突起部２ｃが形成され、容器１には突起部２ｃ内周に嵌合する鍔部１ｃが形成されている。

次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して排出弁１００の動作について説明する。図２Ａ及び図２Ｂは、排出弁１００の動作の手順を示す図である。

容器１に収容された粉粒体を受入容器２に移すにあたって、容器１の排出口１ａをコーン弁３、及び受入容器２の受入口２ａをパッシブ弁４にてそれぞれ閉じた状態にて、容器１をコンベア等によって受入容器２の上方まで移送する（図１に示す状態）。

この状態において、コーン弁用電磁石１１は、非通電の状態であり磁場を発生していない。これに対して、パッシブ弁用電磁石１８は、通電状態でありパッシブ弁４は閉弁方向に引き付けられ受入容器２の受入口２ａを閉塞している。

容器１に収容された粉粒体を受入容器２に移すには、まず、容器１を受入容器２に対して位置決めする。

この位置決めは、図２Ａに示すように、受入容器２に設けられた環状の突起部２ｃ内周に、容器１に設けられた鍔部１ｃを嵌合させることによって行われる。

このようにして容器１を受入容器２に対して位置決めすることによって、コーン弁３とパッシブ弁４とは対峙し、コーン弁３における本体７の底面７ａとパッシブ弁４における本体１５の上面１５ａとが面接触する。

この状態において、容器１の漏斗部１ｂの内周面と受入容器２のテーパ面２ｂとは、連続したテーパ面を形成する。

次に、コーン弁用電磁石１１へ通電し、本体７内部の磁性体８を磁化する。また、パッシブ弁用電磁石１８を非通電に切り換えることによって、パッシブ弁用電磁石１８が発生する磁場を取り除く。

これにより、パッシブ弁４の磁性体１６は、パッシブ弁用電磁石１８からの磁場は受けずコーン弁３の磁性体８からの磁場を受けて磁化し磁性体８に引き付けられ、コーン弁３とパッシブ弁４とは、本体７の底面７ａと本体１５の上面１５ａとが接触した状態で磁力にて密着し一体となる。

なお、コーン弁３をパッシブ弁４に対峙させる前に、両者の間に向かってエアーを噴き付け、底面７ａ及び上面１５ａに付着している異物等を予め取り除くことが望ましい。

次に、図２Ｂに示すように、図示しないエアシリンダを駆動することによって、コーン弁用電磁石１１を上方に移動させる。

コーン弁用電磁石１１が上方に移動することによって、コーン弁用電磁石１１が発生する磁場も上方へと移動するため、磁性体８は本体７を伴って上方へと移動する。つまり、コーン弁３は容器１内にて浮上する。これにより、コーン弁３と磁力にて一体のパッシブ弁４もコーン弁３と共に浮上する。このように、コーン弁３とパッシブ弁４とは一体の状態にて容器１内を上昇する。このとき、コーン弁３及びパッシブ弁４が中心から偏らないで垂直に上昇するように、コーン弁用電磁石１１は容器１の周囲に正確に位置決めされている。

コーン弁３とパッシブ弁４とが一体に上昇することによって、コーン弁３及びパッシブ弁の外周と、容器１及び受入容器２の内周との間には、環状の隙間２１が形成される。この状態が、排出弁１００が開の状態である。

容器１の漏斗部１ｂの内周面と受入容器２のテーパ面２ｂとは、連続したテーパ面を形成しているため、容器１内の粉粒体はテーパ面に沿って隙間２１を通り、受入容器２内に自然落下する。

なお、排出弁１００を開の状態とし容器１内の粉粒体を受入容器２内に移す際に、コーン弁用電磁石１１の磁場を変化させることによってコーン弁３を振動させ、埋設板１４を粉粒体中にて振動させれば、容器１内にて形成された粉粒体の山が崩れ、容器１内の粉粒体が受入容器２内へ落下し易くなる。

容器１内の粉粒体を受入容器２内に移し終えた後、コーン弁用電磁石１１を下方に移動させることによってコーン弁３及びパッシブ弁４を下降させ、隙間２１を閉塞する。これにより排出弁１００は閉の状態となる。

次に、容器１と受入容器２を分離する際の排出弁１００の動作について説明する。

コーン弁用電磁石１１を非通電に切り換えると共に、パッシブ弁用電磁石１８へ通電する。

これにより、コーン弁用電磁石１１が発生する磁場が取り除かれると共に、パッシブ弁用電磁石１８が磁場を発生するため、磁性体１６はパッシブ弁用電磁石１８に引き付けられる。つまり、パッシブ弁４は閉弁方向に引き付けられる。

この状態にて容器１を上昇させ受入容器２と分離する。このとき、コーン弁３は容器１の漏斗部１ｂ内周面に嵌っているため容器１と共に上昇するが、パッシブ弁４はパッシブ弁用電磁石１８に引き付けられているため、コーン弁３とパッシブ弁４も分離する（図１に示す状態）。

以上のようにして、排出弁１００を動作させることによって、容器１に収容された粉粒体を受入容器２に移すことができる。

以上の本実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。

容器１の排出口１ａと受入容器２の受入口２ａとを連通させるにあたって、コーン弁３及びパッシブ弁４は、容器外周に配置された弁駆動部である電磁石の作用によって上昇して開となる。このように、本実施の形態に係る排出弁１００は、弁を駆動する駆動部とは非接触の状態にて開弁動作するため、駆動部が粉粒体にさらされることはない。したがって、排出弁１００は安定した動作をし、かつメンテナンスも容易である。

また、排出弁１００の開閉動作時には、パッシブ弁４は、コーン弁用電磁石１１の作用によってコーン弁３に密着して一体動作するため、開閉動作時にコーン弁３の底面７ａとパッシブ弁４の上面１５ａとの間に粉粒体が入り込むことが無い。したがって、容器１と受入容器２とを分離した際に、粉粒体が外部に飛散することを防止することができる。

また、コーン弁３は、容器１内に配置され、自重と共に容器１内の粉粒体の荷重を受けて排出口１ａを閉塞し、パッシブ弁４は、自重と共にパッシブ弁用電磁石１８の磁力によって受入口２ａを閉塞する。このように、双方の容器１，２内は外部とシールされるため、粉粒体が外部へ飛散することや異物が容器１，２内へ混入することが防止される。

また、コーン弁用電磁石１１及びパッシブ弁用電磁石１８のコイルに通電する電流を制御することによって、双方の電磁石が発生する磁場の強さを自由に調整することができる。したがって、コーン弁３及びパッシブ弁４を上昇させる際のコーン弁用電磁石１１が発生する磁場の強さを、容器１内の粉粒体の重量に応じて適切に調整することができる。

さらに、コーン弁用電磁石１１が発生する磁場を調整することによって、排出弁１００の弁開度（隙間２１の開口面積）を調整することもできる。これにより、粉粒体の排出流量計を設けるようにすれば、コーン弁用電磁石１１の磁場を調整することによって、粉粒体の単位時間当たりの排出量を調整したり、粉粒体の排出量が目標排出量に到達した場合には排出弁１００を自動で閉弁動作させる等の制御が可能となる。

なお、本実施の形態においては、コーン弁３及びパッシブ弁４のそれぞれに対応する電磁石を設ける構成としたが、コーン弁用電磁石１１のみを設ける構成とすることも可能である。この構成の場合において、粉粒体を受入容器２に移し終えた後のコーン弁３とパッシブ弁４との分離は、パッシブ弁４に対して外力を加えることによって行う。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

例えば、コーン弁用電磁石１１及びパッシブ弁用電磁石１８に代わり、永久磁石を用いるようにしてもよい。この場合には、コーン弁３、パッシブ弁４に対して磁場を発生させたい時にだけ永久磁石を近づけることができるような永久磁石の移動機構を設けるとよい。

本発明の排出弁は、薬品産業の分野において、錠剤を製造するにあたって容器に収容された粉粒体を他の容器に移し替える装置に用いることができる。

本発明の実施の形態に係る排出弁１００を示す断面図である。 同じく排出弁１００の動作の手順を示す図である。 同じく排出弁１００の動作の手順を示す図である。

符号の説明

１００ スプリット弁
１ 容器
１ａ 排出口
１ｂ 漏斗部
２ 受入容器
２ａ 受入口
２ｂ テーパ面
３ コーン弁
４ パッシブ弁
７，１５ 本体
８，１６ 磁性体
９，１７ シール部材
１１ コーン弁用電磁石
１４ 埋設板
１８ パッシブ弁用電磁石
２１ 隙間

Claims (6)

1. 容器に収容された粉粒体を受入容器に移すにあたって前記容器の排出口と前記受入容器の受入口とを連通させる排出弁であって、
   前記排出口を自重にて閉塞可能であり、磁性体を有する第一の弁と、
   前記受入口を自重にて閉塞可能であり、磁性体を有する第二の弁と、
   前記第一の弁の磁性体に対して磁場を発生可能な第一磁化手段と、を備え、
   容器に収容された粉粒体を受入容器に移す際には、前記第一の弁と前記第二の弁とを対峙させた状態にて前記第一の弁の磁性体を磁化させることによって、前記第二の弁を磁力にて前記第一の弁に密着させ、前記第一磁化手段にて双方の弁を一体に上昇させる
   ことを特徴とする排出弁。
2. 前記第一の弁は、前記容器内に配置され、当該容器の内周面と嵌り合うコーン弁であることを特徴とする請求項１に記載の排出弁。
3. 前記第二の弁の磁性体に対して磁場を発生可能であり、磁力によって前記第二の弁を閉弁方向に引き付ける第二磁化手段をさらに備え、
   容器に収容された粉粒体を受入容器に移す際には、第二磁化手段による磁場を取り除く
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排出弁。
4. 前記第一磁化手段及び前記第二磁化手段は電磁石であり、
   第二の弁用電磁石への通電と共に第一の弁用電磁石への非通電によって、前記第二の弁は閉弁方向に引き付けられ前記受入口を閉塞し、
   一方、第一の弁用電磁石への通電と共に第二の弁用電磁石への非通電によって、前記第二の弁は前記第一の弁と磁力にて一体となる
   ことを特徴とする請求項３に記載の排出弁。
5. 前記第二の弁は、
   前記受入容器の前記受入口の内周面に設けられたシール部材に弾性的に嵌合することによって前記受入口を閉塞し、前記第二磁化手段の磁場によって前記シール部材に対して吸着する
   ことを特徴とする請求項３に記載の排出弁。
6. 前記第一の弁には、前記容器内に向かって延び容器内の粉粒体に埋設される埋設板が設けられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の排出弁。