JP6940146B2 - 粉粒体精密供給装置 - Google Patents
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Description
本発明に係る粉粒体精密供給装置1は、粉粒体を収容するホッパ20の下部に配設した排出筒22を介して排出口24から下方へ排出量の微調節を行いつつ粉粒体の排出を行い次工程の装置に供給を行うものである。
本発明を実施するための形態では、排出口24の下端に配設されたドーナッツ形状の開閉弁駆動機構基台14の下面に排出口24外周に均等に三枚の開閉弁12を備える。図では、排出筒22は円筒、排出口24は円形として構成した。多角形状でもよいが、多角形状の場合には角部分に粉粒体が固着するなど不具合の発生が懸念されるため、楕円や円形が好ましい。開閉弁12は三枚で構成される場合を示したが、この数に限定されない。
図2bは、本発明に係る粉粒体精密供給装置1の横方向拡大断面図である。
開閉弁駆動機構基台14上面には、三枚の開閉弁12を協調させて精密に動作させる開閉弁駆動機構10が備えられる。開閉弁駆動機構基台14は排出筒22下端の排出口24に固定させる。具体的には、排出筒22外側面に雄ネジを設ける。他方、開閉弁駆動機構基台14の中央を排出筒22外周に沿うようにドーナッツ形状に切除された内周断面、すなわち、排出筒22との嵌合部には雌ネジを設ける。そして、開閉弁駆動機構基台14の固定は、開閉弁駆動機構基台14を排出筒22下側から螺着させて行う。したがって、開閉弁駆動機構10は容易に交換が可能である。粉粒体精密供給装置1には、開閉弁駆動機構10を司る制御部を備えるが、図には示していない。
図4は、開閉弁12が開閉弁駆動機構基台14に配設された開閉弁駆動機構10の底面図である。
開閉弁駆動機構10には、開閉弁12を動作させる動力装置となるモータ16と、開閉弁12が回転自在に軸着させた歯付プーリ162と、伝動部材として三枚の開閉弁12に軸着された歯付プーリ162間に架け渡されたモータ16の動力を伝達する歯付ベルト164と、が備えられる。開閉弁12を軸着した歯付プーリ162は開閉弁駆動機構基台14の上面の円周上に等間隔に配設される。開閉弁12に軸着された一の歯付プーリ162にモータ16の回転軸168が接続される。歯付プーリ162及び歯付ベルト164を使用することにより、プーリと伝動部材(ベルト)間の滑りや伝動ベルトの弛みによる伝達ロスをなくすことができる。
図上方のホッパ20に投入された粉粒体は、排出筒22を通過して排出口24から開閉弁12の開閉を制御することにより予め定められた量を排出する。粉粒体の大きさや性質によって予めプログラムしておくとともに、排出中の粉粒体をロードセルで計量、粉粒体の静電気を測定、又は、落下してくる粉粒体を反発板で受けその衝撃力を測定することにより粉粒体の流量を測定し、制御部にフィードバックさせて、排出口24の開閉量を微調節することで粉粒体の落下量について精密に調整を行う。一方、ホッパ20から排出される粉体の減少量を測定し、制御部にフィードバックさせて排出口24の開閉量を微調節することで粉粒体の落下量について精密に調整を行う方式を採用することもできる。当該方式はロス・イン・ウエイト方式と呼ばれる。粉体の性質によって増加量を測定するか、又は、減少量を測定するかを選択する。半開状態の粉体の落下量の分解能は開閉弁12の動力であるモータ16の分解能に依存する。
カメラなどの絞り形状のアイリスダイヤフラムでは、微量の排出時は複数の開閉弁12が重なった状態で排出口24中央付近に集中し厚み方向の断面が大きくなるため、開閉弁12同士の隙間を押し開くように排出口24を通過する粉粒体によって圧力がかかる。この圧力により、開閉弁12の隙間に粉粒体が咬み込む場合がある。また、噴流性(フラッシング性)が高く飛散しやすい粉粒体は開閉弁12の隙間から飛び散ることがある。
図8は、撹拌部材を付属させた場合の本発明に係る粉粒体精密供給装置1の横方向断面図である。
上部撹拌部材駆動機構40は、上部撹拌部材回転軸46、上部撹拌部材42a(42b)及び鉛直軸回転装置45で構成される。
下部撹拌部材駆動機構30は、下部撹拌部材32、ラチェット機構34及び下部撹拌部材回転装置35で構成される。
回転子軸344の先端には、排出筒22の壁面に沿うように回転子362が備えられている。回転子362は、下部撹拌部材回転軸346の円周上に均等に複数配設される。図9では、四個の回転子362を備えた。排出筒22外側の複数の回転子362の同心円上に複数のソレノイド36(コイル)が均等に配置され、回転子362とソレノイド36によって、下部撹拌部材回転装置(SRモータ35(スイッチトリラクタンスモータ))が形成される。図9では、六個のソレノイド36を配設させた。隣のソレノイド36に順次通電することにより、回転子362は通電する順序の方向に回転する。通電時間を制御することにより、回転数を一回転未満調節することができる。また、回転子362又はソレノイド36の数を増減させることにより、回転角の分解能を変更することができる。
また、流動性の低い粉粒体において生じるファネルフロー、ラットホール又はブリッジを防止することができる。一方で、通常は上部撹拌部材42a(42b)と下部撹拌部材32とを同期させて撹拌することで、高速で粉粒体を排出することができるため、排出効率が非常に高いなどの効果を得ることができる。
10 開閉弁駆動機構
12 開閉弁
14 開閉弁駆動機構基台
16 モータ(動力装置)
162 歯付プーリ
163 ダミープーリ
164 歯付ベルト
166 押え部材
168 回転軸
169 モータ電源コード
20 ホッパ
22 排出筒
24 排出口
30 下部撹拌部材駆動機構
32 下部撹拌部材
34 ラチェット機構
342 受け部材
343 固定部材
344 回転子軸
345 受け部材回転軸
346 下部撹拌部材回転軸
348 軸受部(ベアリング)
35 下部撹拌部材回転装置(SRモータ)
36 ソレノイド(コイル)
362 回転子
364 ソレノイド固定台
366 固定ネジ
40 上部撹拌部材駆動機構
42a 上部撹拌部材
42b 上部撹拌部材
45 鉛直軸回転装置(鉛直軸回転モータ)
46 上部撹拌部材回転軸
Claims (3)
- 粉粒体を収容した容器の下部に配設した排出口から下方へ排出量の微調節を行いつつ粉粒体の排出を行い次工程の装置に供給を行う粉粒体精密供給装置において、
前記排出口外周に配設された複数枚の開閉弁と、
開閉弁駆動機構と、
を備え、
前記開閉弁駆動機構が、
動力装置と、
伝動部材と、
複数のプーリと、
を備え、
前記排出口外周外側において、前記プーリが前記伝動部材を介して前記動力装置と接続されて、
前記複数の開閉弁の一端をプーリに軸着させて他端を動力で往復回転運動させることによって、前記排出口外周と中心との間を前記開閉弁が移動し、
前記複数の開閉弁が協働して排出口の開閉量を調節し粉粒体の定量排出を行うこと、
前記排出口上部において、
鉛直軸と、
前記鉛直軸に固定させた上部撹拌部材と、
前記鉛直軸を回転させる鉛直軸回転装置と、
下部撹拌部材と、
前記鉛直軸に対し、前記下部撹拌部材が一方向にのみ同期して水平回転可能に軸着させたラチェット機構と、
前記下部撹拌部材が前記上部撹拌部材と逆方向に単独で回転可能な下部撹拌部材回転装置と、
を設け、
通常排出時は、上部撹拌部材と下部撹拌部材とを同期させて粉粒体の排出を行い、微量の排出を行う際には、下部撹拌部材のみ動作させて、又は、前記開閉弁と協働させて排出量の調整を行うこと、
を特徴とする粉粒体精密供給装置。 - 前記開閉弁駆動機構において、
前記プーリが歯付きプーリであって、
前記伝動部材が歯付伝動部材であって、
必要に応じて、前記開閉弁と軸着させない歯付きプーリ、若しくは、前記伝動部材の押え部材のいずれか一方、又は、その両方を設け、各々の歯付プーリに対し前記歯付伝動部材の五歯以上が噛合することを特徴とする請求項1に記載する粉粒体精密供給装置。 - 複数の前記開閉弁が、
厚み方向の断面同士を密接させて排出口を閉じること、
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載する粉粒体精密供給装置。
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