JP5714263B2 - 粉粒体の定量フィーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体、特に顆粒やペレット状の対象物を微量域で精度よく、定量を搬送供給するための粉粒体の定量フィーダ装置に関する。

従来、一般的な粉体の定量フィーダは、流動性が特に優れた特性をもっている場合を除いて、粉体を微量域で定量搬送し供給していくことはその粉体の物性、例えば比重、粒子、粒度の相違、水分や静電気に起因する付着性や凝集性等に影響を受け、非常に困難な作業となっている。

従来、粉体の微量フィーダとして振動フィーダ、スクリューフィーダ、テーブルフィーダが知られているが、このうち、振動フィーダは流動性の良い粉体には使用可能であるが、適用できる粉体は限られてしまい、また、人手をもって流れを制御してやることが微量域で要求され十分なコントロールができず、ムラが生じて精度が悪くなってしまう。人手に頼らなければならないという点も大きなネックとなっている。

また、スクリューフィーダの場合は、横型でもオーガタイプのものであっても搬送する粉体の量が微量となると、螺旋状のスクリューの溝が、幅、深さとも必然的に小さくなり、その溝に粉体の付着、固着を起こし易くなり、溝が埋まって棒状となってしまったり、逆に粉体の量が少ないため、粒子同士の摩擦力が不足し、スリップしてしまい、排出不能となってしまうケースが多くなる。

さらに、テーブルフィーダの場合は、最も有効、効果的であることが実験により解ったが、時として供給盤の計量溝に粉体が残ったまま排出しない事態や、再びそのまま容器内に戻ってきてしまうという事態が生じてしまう。ここで、エアの吹き付けで払い落とす方法も考えられるが、こうすると粉体が周囲に飛散して雰囲気を悪化させたり、機械構成部に粉体が侵入して故障を生じてしまう原因となることもある。

かかる点に鑑みて、出願人は先行特許文献に示したような技術を開発した。これを従来技術として図１１〜図１３に示す。この図１１〜図１３にあって９は架台を示し、この架台９上にはディスクフレーム１０が設けられている。また、図中８はモータを示し、このモータ８の下方に連接された減速機８ａの軸には回転力伝達用のギア８ｂが設けられている。

一方、図中２は上方に対象物である粉体の投入口１が開口された粉体の収容容器（ホッパー）であり、ブリッジ防止を目的としてストレートな円筒形としているが、コーン状とすることも可能で、この収容容器２はディスクフレーム１０に取り付けられている。この収容容器２の下方には駆動部が設けられ、この駆動部は上端を収容容器２内に突出した攪拌軸１１を有し、この攪拌軸１１の下端には、前記したギア８ｂからの回転力を伝達して、攪拌軸１１を回転させるギア１３が備えられており、このギア１３と前記ギア８ｂの間には伝達ギア１４が介在される。

この攪拌軸１１の一部で、収容容器２内には略Ｌ字状とした丸棒状の攪拌棒３が取り付けられており、この攪拌棒３が攪拌軸１１と同期回転することで、収容容器２内にあって、粉体がブリッジや付着の現象が生じることがないようにしている。この攪拌棒３の下方には収容容器２の内壁面とやや隙間を設けて半月形の仕切板１２が設けられ、仕切板１２を隔壁として収容容器（ホッパー）２内部を分離し、供給手段４に供給する粉圧を一定に保ち、収容容器２内部の材料の残量の変化に伴う供給量の変動を最小限に抑えより精度良く定量供給を可能にする。

また、攪拌軸１１の下端側には、後述する供給盤の計量溝内に定量の粉体を送り、供給するための供給手段４が取り付けられている。この供給手段は攪拌軸１１の接線方向に沿って複数設けられた羽根体４ａ、４ａ‥とされ、その羽根体４ａの接線側の縁が粉体を回転による押し送りを行ない、収容容器（ホッパー）２内部の材料を残さないことと、計量溝５ｂ、５ｂ‥に供給されにくい材料を強制的に送り込む効果があることとする。

さらに、攪拌軸１１の前記した回転力を受けるギア１３は伝達ギア１５を介在して上端に供給盤５を設けた回転軸５ａのギア１６に回転力を伝達し、この回転軸５ａ、強いては供給盤５を攪拌軸１１と逆方向に回転させるものとしている。

前記した供給盤５は円板によって形成されており、その周縁には等ピッチで計量溝５ｂ、５ｂ‥が連続形成された略平歯車状の形態をしている。前記した羽根体４ａ、４ａ‥は一部がこの供給盤５の上面と摺接する構成となっており、この羽根体４ａ、４ａ‥で送られた粉体が逐次供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥内に送られ、この計量溝５ｂ、５ｂ‥を粉体で埋めていくこととなる。

一方、図中７は排出シュートを示しており、供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥に入れられた粉体は順次、この排出シュート７の上方から落下させられ排出される。即ち、供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥のうち一つが排出シュート７の上面開口を摺接通過していくこととなる。

この排出シュート７の上方にはディスクフレーム１０には強制排出部６が設けられている。本実施例にあってこの強制排出部６はスクレーパギアを用いてあり、このスクレーパギアはその突歯６ａ、６ａ‥が供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥と噛合するものとなっている。

このスクレーパギアは供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥とその突歯６ａ、６ａ‥を噛合させることで供給盤５と同期回転するものとなっている。即ち、スクレーパギア自体には格別の回転駆動源は必要としない。突歯６ａ、６ａ‥が計量溝５ｂ、５ｂ‥と噛合する際に、計量溝５ｂ、５ｂ‥内に残存する粉体を排出シュート７に強制的に押し出し、あるいは掻き落とすことになる。

この作用によって、計量溝５ｂ、５ｂ‥内には粉体が残ってしまうことがなくなり、精巧に定量を排出することが持続して行なわれる。この作用は粉体の物性にかかわりなく行なわれるため、粉体の種類によって、その使用を限定されてしまうことはない。

特開２００９−１８４７７８号公報 特願２００９−３２２７３号出願書類

本発明が解決しようとする問題点は、対象となる粉粒体が顆粒やペレット状のものである場合、従来の装置での適応も可能ではあるが、正確な対象物の個数を搬送、供給していくことは難しくなり、精巧性を欠いてしまう。即ち、供給盤の一回転で、常に定められた個数の粉粒体、それも顆粒やペレット状のものを収容容器から受け、排出シュート（排出口）へ自動的に送る装置はなかったという点である。

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定量フィーダ装置は、粉粒体の収容容器を有し、その収容容器の下方に設置された駆動部と、前記駆動部と連動される回転軸に取り付けられ、周縁に粉粒体の計量溝を適宜ピッチで形成した供給盤と、その供給盤の外方端下に形成された排出シュートとより構成された粉粒体の定量フィーダ装置であって、前記した供給盤は上面側を下面側より小径としたベベルギア状に構成されており、前記した供給盤は計量溝の長さが複数種のものが準備され、目的に応じて交換可能とされており、前記した回転軸にはキーが設けられ、頂部には位置決め部材が嵌装されるとともに、その位置決め部材の下面にはパッキンが嵌装されている粉粒体の定量フィーダ装置において、前記した供給盤は計量溝の上側に直角とされる粉粒体の受け入れ部が形成されていることを特徴としている。

また、本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は、前記した粉粒体の定量フィーダ装置の機構はディスクフレームに装備され、そのディスクフレームには収容容器、供給盤及び排出シュートに対応する切り欠きを形成したゴムパッキンＡと、収容容器及び前記位置決め部材に対応する切り欠きと透孔を形成したゴムパッキンＢが重合して設けられ、前記したパッキンはゴムパッキンＢと供給盤とのスペーサとなっ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定量フィーダ装置は、前記した供給盤の上面にはカバーが合成樹脂シートを介して備えられていることを特徴とし、前記した供給盤の上面にまで計量溝が延設され、粉粒体を大量に重合状態でも搬送できるものとし、排出口の開口縁に沿ったスクレーパを備えていることを特徴としている。

本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は上記のように構成されている。そのため、特に、粒体やペレット状のものを一定の個数で揃えて精巧に搬送供給することができ、この粒体、ペレット状のものを対象とした場合には、排出シュートに強制的に排出する機構は不要となり、場合によっては攪拌棒や仕切板の存在も不要となって、構成が非常にシンプルとなり、パーツが少なくなるので故障を生じる事も少なくなる。

本願発明の第一実施例を示す平面図である。 側面図である。 本願発明の第二実施例を示す平面図である。 側面図である。 パッキンＡを示す平面図である。 パッキンＢを示す平面図である。 変形例を示す側面図である。 平面図である。 本願発明の第三実施例を示す平面図である。 側面図である。 従来例を示す概略図である。 ギア部を示す平面図である。 搬送系の平面図である。

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。

ここで、本願発明の第一実施例を図１、図２を参照して説明する。尚、この第一実施例では、前提となる全体の構成の概要は従来例と同様となるので省略し、従来例と共通する部分は共通の符号を付して詳しい説明は省略する。

図中２０は本実施例における供給盤を示しており、この供給盤２０は上面側を下面側より小径としたベベルギア状に形成されている。即ち、計量溝が供給盤２０の周縁にテーパ状として並列されたものとなっている。また、この供給盤２０の上面側の周縁は直角の立壁２１とされ、顆粒、ペレット状のもの等とした対象物Ａの受け入れ部を形成している。

また、図中２２はギアボックスを示しており、このギアボックス２２は上面が、供給盤２０の下面が摺接する平滑面とされ、その供給盤２０の下面周縁が接する位置からは排出シュート（排出口）７の開口縁に至るまで略直角の立壁２２ａが形成され、この立壁２２ａによって対象物Ｇの零れ出しを防止し、受け入れ部における対象物Ｇの量（個数）を規制している。

この第一実施例の場合はテーパ状とした計量溝の長さを比較的長くし、一つの計量溝に２〜３個づつの対象物を整列状態で受け入れることができるように図られている。

一方、図中２３は供給盤２０の中央部分に先端を貫通した回転軸であり、この回転軸２３の側面一部にはキー２３ａが形成され、このキー２３ａが供給盤２０の貫通孔に形成されたキー溝と係合され、一体同期の回転を与えるものとなっている。また、この回転軸２３の下端はギアボックス２２内に導かれ、回転軸２３の下端に取り付けられたギア１６が伝達ギア１５と噛合された構成となっている。また、図中２４は回転軸２３の上端面周囲に設けられた位置決め部材である。尚、図中２８は軸受である。

また、かかる機構が装備されたディスクフレーム１０にはゴムパッキンＡ２６とゴムパッキンＢ２７が重合して設けられている。この重合はゴムパッキンＡ２６が下側となり、収容容器２、供給盤２０及び排出シュート（排出口）７を回避する切り欠き２６ａが形成されている。さらに、ゴムパッキンＢ２７は、収容容器２を回避する切り欠き２７ａ及び供給盤２０の上部に位置する位置決め部材２４を回避する透孔２７ｂが形成されている。

この第一実施例によると、収容容器（ホッパー）２内に投入されている対象物Ｇは供給盤２０の立壁２１とギアボックス２２の立壁２２ａによって形成される受け入れ部で計量溝内に２〜３個の対象物が供給され、供給盤２０の回転によって排出シュート（排出口）７の開口まで搬送されると、計量溝がテーパ状となっているので、その排出口７へ２〜３個づつが順次排出されていく。この実施例では、対象物Ｇが顆粒やペレット状のものを想定しているので、残留や相互付着もなく、格別に強制的な排出手段は必要としない。

次に、本発明の第二実施例を図３、図４を参照して説明する。この第二実施例は第一実施例と共通する部分は共通の符号を付して詳しい説明は省略する。図中２０ａは第二実施例における供給盤で、第一実施例と同様に上面側を小径としたベベルギア状をしている。

この第二実施例における供給盤２０ａは、下面周面にも立壁２１ｂを形成し、その立壁２１ｂをギアボックス２２の立壁２２ａと摺接させる構成として外端位置を上げ、実質的に計量溝の高さ位置を高く設定してあり、その計量溝の長さも第一実施例と比して短くしてある。そのため、この第二実施例にあっては計量溝には対象物Ｇが一個づつ供給され、排出口７に一個づつ排出されていく構成となっている。尚、この第二実施例の作用も第一実施例と同様である。

加えて、第一実施例と第二実施例には共通して、供給盤２０、２０ａと位置決め部材２４との間にパッキン２５が介在されている。そして、そのパッキン２５の厚さによって、供給盤２０、２０ａの上面とゴムパッキンＢとの間にスペーサとして隙間を生じさせ、摩擦による回転支障がないようにしてある。

また、第一実施例と第二実施例は、図７、図８として示す構成とすることもできる。この構成では供給盤２０（２０ａ）の上面に、立壁２１も覆うようにカバー２９が被冠されており、このカバー２９と供給盤２０の上面間には弗素樹脂シート３０が介在されている。係る構成とすることで、対象物Ｇが計量溝から供給盤２０の上面にまわり込んでしまうことを防止し、より正確な個数の供給が図れるものとしている。さらに、この構成にあっては、供給盤２０の中心壁外面とカバー２９の間に弗素樹脂によるブッシュ３１が嵌め付けられ、カバー２９と供給盤２０の位置関係を安定させている。

さらに、本願発明の第三実施例を図９、図１０を参照して説明する。この第三実施例では、第一実施例、第二実施例と共通する部分は共通の符号を付して詳しい説明は省略する。図中２０ｂは供給盤を示している。この供給盤２０ｂでは、立壁２１の存在をなくし、計量溝を供給盤２０ｂの上面、それも中心壁部分まで延設してある。そして、第一実施例、第二実施例と比べ、厚さを薄く形成して、供給盤２０ｂの上面上のスペースを大きくとってある。

また、この第三実施例にあってはディスクフレーム１０に、供給盤２０ｂの上面に下縁を沿わせ、排出口７の開口縁と対応する配置でスクレーパ３２が固定されている。この第三実施例では、供給盤２０ｂの上面上で、大量の対象物Ｇがランダムに積層重合状態となって搬送されてくるもので、その対象物Ｇをスクレーパ３２で押え止め、排出口７へ落とし込むものとなっている。

本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は上記のように構成されている。本実施例では、対象物Ｇを顆粒体やぺレット状のものを想定しているが、勿論、これに限定されるものではなく、種々の粉体を対象物として応用実施できることは勿論である。

２ 収容容器（ホッパー）
７ 排出シュート（排出口）
１０ ディスクフレーム
２０ 供給盤
２０ａ 供給盤
２０ｂ 供給盤
２１ 立壁
２１ａ 立壁
２１ｂ 立壁
２２ ギアボックス
２２ａ 立壁
２３ 回転軸
２３ａ キー
２４ 位置決め部材
２５ パッキン
２６ ゴムパッキンＡ
２７ ゴムパッキンＢ
２８ 軸受
２９ カバー
３０ 弗素樹脂シート
３１ 弗素樹脂ブッシュ
３２ スクレーパ
Ｇ 対象物

Claims (4)

1. 粉粒体の収容容器を有し、その収容容器の下方に設置された駆動部と、前記駆動部と連動される回転軸に取り付けられ、周縁に粉粒体の計量溝を適宜ピッチで形成した供給盤と、その供給盤の外方端下に形成された排出シュートとより構成された粉粒体の定量フィーダ装置であって、前記した供給盤は上面側を下面側より小径としたベベルギア状に構成されており、前記した供給盤は計量溝の長さが複数種のものが準備され、目的に応じて交換可能とされており、前記した回転軸にはキーが設けられ、頂部には位置決め部材が嵌装されるとともに、その位置決め部材の下面にはパッキンが嵌装されている粉粒体の定量フィーダ装置において、前記した供給盤は計量溝の上側に直角とされる粉粒体の受け入れ部が形成されていることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。
2. 前記した粉粒体の定量フィーダ装置の機構はディスクフレームに装備され、そのディスクフレームには収容容器、供給盤及び排出シュートに対応する切り欠きを形成したゴムパッキンＡと、収容容器及び前記位置決め部材に対応する切り欠きと透孔を形成したゴムパッキンＢが重合して設けられ、前記したパッキンはゴムパッキンＢと供給盤とのスペーサとなっていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。
3. 前記した供給盤の上面にはカバーが合成樹脂シートを介して備えられていることを特徴とする請求項１から２のうち１項に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。
4. 前記した供給盤の上面にまで計量溝が延設され、粉粒体を大量に重合状態でも搬送できるものとし、排出口の開口縁に沿ったスクレーパを備え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定量フィーダ装置。

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