JPH0230649B2 - Funtainoharaidashisochi - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、必要とする粉体の一定量を高能率
で、かつ高精度に払出す粉体の払出し装置に関す
る。 従来の粉体払出し装置には種々のものがあり、
例えばベルト形フイーダー、スクリユー形フ
イーダー、樋形振動フイーダー、気送形フイ
ーダーなどがある。 ベルト形フイーダーは、第１図に示すように
ホツパー１からベルト２に供給された粉体を粗
ゲート３と微ゲート４の調節により所定量を払
出すものであるが、この装置は通常多量の粉体
を払出す場合に有効であつて、グラムオーダ以
下の払出しには不向きなものである。５は速度
調節器である。 スクリユー形フイーダーは、第２図に示すよ
うにホツパー１の排出口下部にスクリユー６を
内挿した粉体受け部７を配置し、ホツパー１か
らの粉体を粉体受け部７内のスクリユー６で押
し出して払出し口８から払出す構成である。図
中、９はスクリユー６を回転させるモータ、１
０は回転調節器である。しかし、この装置は、
効率はよいが、安定に払出すことが難しく、し
かも加圧が働くために微少分散による払出しが
問題である。 次に、樋形振動フイーダーは、第３図に示す
ように撹拌モータ１１でスクリユー１２を回転
させてホツパー１内の粉体を送り出し、このホ
ツパー１の排出口下部に設けている樋１３に供
給する。この樋１３は、傾斜をもつて配置さ
れ、かつバイブレータ１４によつて振動が与え
られているので、微少の粉体を払出すことが可
能である。従つて、この種の装置は微少フイー
ダーとして有用され、粗フイーダー、平滑フイ
ーダー、払出しフイーダーなどを数段にわたつ
て組合せた例もある。しかし、これは粉体の付
着、結合が起り、ミリグラムオーダの払出しが
難しく、必要精度の払出し量を得るために長時
間を要する欠点がある。 気送形フイーダーは、第４図に示すようにベ
ンチユリー管１６を用いてホツパー１からの粉
体を吹出してサイクロン１７に送り込み、ここ
で粉体を払出す構成である。１８は流量調節器
である。この装置は、構造が複雑で微粉の付着
やその回収率が悪い。 さらに、上記総てのフイーダーに共通して言え
ることは、特に微粉化した粉体の粘ちよう性、付
着性、結合性があり、微少の粉体を円滑かつ高精
度に払出せない問題がある。従つて、従来におい
ては、小形化と制御法に工夫をこらしてもミリグ
ラムオーダーの粉体を短時間に高精度で払出す装
置は現存しない。 一方、微少域の制御に重点を置いた場合には、
必要とする払出し精度に応じて時間が増えていく
ほか、多量の払出し犠性になる欠点がある。ま
た、長時間の連続的な払出しにおいても、ホツパ
ー１の棚吊りや粉体の付着による閉塞などから円
滑な流れが阻害され安定した払出しができない。
現在の技術において払出し可能な範囲は絶対値で
10mg以上、絶対誤差±10mg以上、相対誤差1/100
以上である。 本発明は上記実情にかんがみてなされたもの
で、必要とする粉体の一定量を払出すに際し、前
段では時間の短縮化を計つて高能率化を高め、後
段では微少量の払出しを行なつて高精度に一定量
の粉体を払出す粉体の払出し装置を提供すること
にある。 即ち、本発明は、必要とする粉体の一定量例え
ば１袋、１ビン又は１缶分だけ払出す場合、前段
は高能率な払出し、後段は高精度な払出しで短時
間に正確に一定量を払出すものである。例えば必
要とする粉体の一定量（100ｇ±0.01ｇなど）を
断続的に払出すことを可能とする。また、粉体を
一定量例えば100ｇ／分、10Kg／時などを払出す
場合、単位時間当りの払出し量の変動を小さくし
て平滑化を図るものである。例えば必要とする配
合量（１Kg±0.1Kg／時など）を連続的に払出す
ことを可能とする。 以下、本発明装置の実施例について説明する。
第５図は装置の構成を示す図であつて、粉体を収
容するホツパー２１の下部はほぼ同一径に保持さ
れた所定長のスクリユー挿通管２１ａを備えてお
り、このホツパー２１の下端部にはテーパー付外
筒２３が設けられている。このホツパー２１の内
部にはホツパー２１上部より二重軸が吊下され、
その外軸（スクリユー回転軸）２４にはスパイラ
ル状スクリユー２５が設けられ、また内軸（ブラ
シ回転及びシフト軸）２６の先端側にはテーパー
付分散ブラシ２７および円錘状の定量送りブラシ
２８が取付けられている。前記スパイラル状スク
リユー２５は、一部を除きスクリユー挿通管２１
ａ内部に位置するように外軸２４に設けられ、主
として多量の粉体を効率的に払出すために使用さ
れる。また、テーパー付分散ブラシ２７は、例え
ば毛ブラシが使用され、通常外筒２３のテーパー
部２３ａに位置するように外軸２４の先端より出
力された内軸２６に取付けられ、内軸２６の上、
下シフトによつて図示Ａ，A′に交互に位置する
ようになつている。また、定量送りブラシ２８
は、例えば毛ブラシが使用され、テーパー付分散
ブラシ２７よりも下位に位置して内軸２６に取付
けられ、同様に内軸２６の上、下シフトによつて
図示Ｂ，B′に交互に位置するようになつている。 前記ホツパー２１の側壁には乾燥ガス導入枝管
２９ａおよびバイブレーター用磁石３０が設けら
れている。乾燥ガス導入枝管２９ａは、粉体を収
容して密閉されたホツパー２１内に乾燥ガスを送
り込んで粉体の防湿を行なうものである。バイブ
レーター用磁石３０は、必要によりホツパー２１
の壁面を振動させるものである。また、テーパー
付外筒２３にも乾燥ガス導入枝管２９ｂが設けら
れ、さらにテーパー付外筒２３の下端部内側に掻
出し爪３１が取付けられ、シフトの際に定量送り
ブラシ２８が掻出し爪３１に引掛りながら上下す
るようになつている。 従つて、本装置は、粉体を安定供給するために
スクリユー２５とブラシ２７，２８とは独立して
制御できるように二重軸とし、その外軸２４にス
パイラル状スクリユー２５を設けたものである。
また、内軸２６を上下にシフトさせてテーパー付
分散ブラシ２７と定量送りブラシ２８とで粉体を
効率よく多量に払出すようにし、しかも内軸２６
を回転させて両ブラシ２７，２８により均等微少
払出しを行なうようにしたものである。 次に、以上のように構成された装置の作用を説
明する。この装置は、スクリユー部分とブラシ部
分とを独立制御可能とし、払出し量と精度とに応
じて使い分けて粉体を払出すものである。具体的
に述べると、粉体をホツパー２１に入れて密閉後
乾燥ガス導入枝管２９ａ，２９ｂから乾燥ガスを
導入し粉体の防湿を行なう。必要に応じ粉体を乾
燥、微粉砕してホツパー２１に入れる。次に、内
軸２６により両ブラシ２７，２８を下位の所定位
にシフトさせ、分散ブラシ２７のテーパー部２３
ａに隙間を作る。この状態において外軸２４と内
軸２６とを回転させてスクリユー２５とブラシ２
７，２８とを回転させると、スクリユー２５によ
つて脈流状に送り出された粉体はテーパー部２３
ａの隙間Ｃを通り、かつ定量送りブラシ２８の回
転によつて能率よく払出される。払出し目標値
（秤取値）の手前で外軸２４の回転を止め、内軸
２６を介して各ブラシ２７，２８を上位に所定位
シフトさせ隙間をふさぐ。しかる後、分散ブラシ
２７と定量送りブラシ２８とを回転させて粉体の
微少払出しを行なう。 なお、外軸２４の回転および内軸２６の回転、
シフト制御は装置下部の天秤（図示せず）の信号
から払出された量に応じて手動またはモータ、電
磁クラツチ等を用いて電気的に行ない、所定の目
標値で停止させて正確な一定量を秤り取るもので
ある。この場合、払出しの目的に応じてスクリユ
ー２５およびブラシ２７，２８の回転、シフト制
御を行なう。例えば定量的な連続払出しの場合は
ブラシ部分を上位の最適位置へシフトした状態で
スクリユー２５とブラシ２７，２８を独立に回転
制御し常時安定した連続的な払い出しを行なう。
また、払い出し対象粉体の性質、払い出しの規
模、時間誤差に応じスクリユーピツチ、ブラシの
硬さや密度、外筒２３の径などの構成、形状が選
択できるほかに、同一装置でも払い出しの制御方
法（回転速度、回転数、角速時間、シフト量）に
より微少域から多量域まで広範囲、多目的の応用
が可能である。また一定量の断続的な払い出し秤
り取りにおいて終点で逆転制御を行なえばスクリ
ユー軸とブラシ軸を同軸にすることもできる。従
つて、以上のような構成により、能率的な多量払
い出しと高精度な微少払い出しの両機能を持たせ
回転及びシフトにより任意に制御できる。 次に、本発明装置の具体的な実施例について述
べる。今、テーパー付外筒２３が18mmφ（払出し
口）、100mm長さ、スクリユー２５が10mmピツチ、
80mm長さ、分散ブラシ２７がナイロン製、約10mm
高さ、定量送りブラシ２８がナイロン製、約20mm
高さとし、かつ払出し粉体として無水硼酸ナトリ
ウム（粒度−149μｍ以下）のものを用いた場合
の例について述べる。 (1) 目的とする一定量の粉体を前段で能率的に払
出す場合の例。 ブラシ２７，２８を下位に５mmシフトさせ、
外軸２４と内軸２６を同一回転で払い出したと
きの回転方法及び時間と払い出し量の関係は第
６図のような結果が得られた。黒丸点実線は回
転を角度（度／ステツプ／秒）で制御したと
き、白丸点点線は回転を速度（R.P.M）で制御
したときで、回転方法により能率的な払い出し
が可能である。 (2) 目的とする一定量の粉体を後段で高精度に払
い出す場合の例。 ブラシ２７，２８を上位にシフトし、分散ブ
ラシ２７と定量送りブラシ２８に微少払い出し
機能を持たせ、スクリユー２５の回転を止め、
内軸２６だけを回転して払い出した場合の回転
方法及び時間と払い出し量との関係は第７図の
ような結果が得られた。また目標値に対する最
終回転制御における払い出し精度の例は第１表
のような結果が得られた。但し、同表における
単位はmgとする。 この表はステツプ角度（9゜／秒）回転制御時
における１ステツプごとの繰返し再現精度であ
つて、必要とする払出し量を0.2mgの誤差で制
御できる。

【表】 従つて、第７図から明らかなように回転によ
り均等な払い出しが行なわれ回転速度（RPM）
により払い出し量が制御できる。また微少な回
転方法（ステツプ角度回転）により１mg以下ま
で払い出し可能である。 (3) ５ｇを正確に払い出す場合の例。 前記(1)、(2)を組合わせ、天秤指示値で制御し
ながら払い出し目標値（５ｇ）の前段は高能率
な払い出し、後段は高精度な払い出しを行なつ
たとき、第２表のような実秤が得られた。

【表】

【表】 (4) 粉体の吸湿を防ぐため乾燥ガス（N₂）でシ
ールした場合の例。 一般に、粉体は吸湿性のために長時間大気中
に放置できない。乾燥した粉体をN₂ガス10
ml／minの流量でガスシールした場合の効果を
乾燥密閉保存と対応し比較した例を第８図に示
した。白丸点は大気中、黒丸点は乾燥密閉保
存、＋点はガスシールした場合である。 なお、上記実施例では、微少域を目標とした
が、スクリユー挿通管２１ａおよびテーパー付外
筒２３の径を大きくし、かつブラシ２７，２８の
構造材質を変えれば、工業的に大規模で安定供給
用の粉体払出し装置を実現できることは言うまで
もない。 以上詳記したように本発明によれば、二重線構
成の一方の外軸にスクリユーを、前記スクリユー
の下位に位置して他方の内軸先端側にブラシを設
け、これらの外軸と内軸とを独立して制御するよ
うにしたので、スクリユーによつてブラシ側に安
定に粉体を供給できるとともに、払出し効率の一
層の強化を図ることができる。また、スクリユー
の下部に位置するブラシとして、分散ブラシと定
量送りブラシを設けるとともに、これらを上下シ
フトおよび回転制御して払出すようにしたので、
シフト制御によつて粉体を短時間に効率的に払出
せ、一方、回転制御炉によつて粉体を高精度に払
出せる。しかも、外筒のテーパーと掻出し爪とに
より、下位シフト時にそのシフト量により払出し
量を任意に調整できる。また、ホツパー内は汚
染、防湿防止という観点から密閉構造とし、かつ
乾燥ガス置換を可能としたので、粉体の粘ちよう
性、付着性、結合性を解決し得て円滑に払出せる
粉体の払出し装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はそれぞれ従来装置の概略
構成図、第５図は本発明に係る粉体の払出し装置
の一実施例を示す断面構成図、第６図ないし第８
図は本装置の動作を説明するための図で、第６図
は効率的な払出しの場合の関係データを示す図、
第７図は高精度な払出しの場合の関係データを示
す図、第８図は吸湿防止効果を示す図である。 ２１……ホツパー、２１ａ……スクリユー挿通
管、２３……テーパー付外筒、２４……外軸（ス
クリユー回転軸）、２５……スパイラル状スクリ
ユー、２６……内軸（ブラシ回転及びシフト軸）、
２７……テーパー付分散ブラシ、２８……定量送
りブラシ、２９ａ，２９ｂ……乾燥ガス導入枝
管、３１……掻出し爪、３２……摺合せ付蓋、３
３……飛散防止スカート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粉体を収容するホツパーの下部に取着された
   テーパー付外筒と、このホツパーの内部に吊下せ
   られた二重軸と、この二重軸のうちの外軸に設け
   られたスクリユーと、前記二重軸のうち前記外軸
   の下端より前記テーパー付外筒側へ伸びる内軸に
   所定間隔を有して設けられたテーパー付分散ブラ
   シおよび定量送りブラシと、前記外軸を介して前
   記スクリユーを回転させてホツパー内の粉体を前
   記テーパー付き外筒側に送り出すとともに、前記
   内軸を上下にシフトさせて粉体の多量払出しを行
   ない、また内軸を回転させて粉体の微少払出しを
   行なう制御手段とを備えたことを特徴とする粉体
   の払出し装置。