JPH07102890B2 - 粉体の定量供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉体を定量供給する装置に係り、例えば、粉
末固形化粧料をコンパクト容器への充填の際に用いる粉
体の定量供給装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、粉体を容器や型内に充填する際に用いる粉体の供
給装置としては、第11図に示すように、圧力容器41内に
粉体を収容しておき、この圧力容器41の一側に空気送入
管８を介してエアコンプレッサＣを接続し、エアコンプ
レッサＣで圧力容器41内に圧縮空気を送り込む一方、圧
力容器41の他側から粉体の輸送管９を延出して容器や型
に接続し、前記圧縮空気とともに輸送管９から容器や型
内に粉体を充填するものが使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような構造の装置は、容器や型の容量を考慮して粉
体を定量的に供給するのではなく、圧力容器41内に残存
する限り無限に粉体を供給しうるようになっている。そ
の理由は、容器や型が粉体で満杯になれば、圧縮空気で
送ろうとしても送れなくなり、自動的に粉体の供給が停
止されるからである。

しかし、このような装置では、必要以上に粉体を供給し
てしまうため、容器や型内に充填しきれない粉体がこぼ
れて装置回りを汚してしまい、作業環境を悪化させると
ともに、粉体を無駄にしてしまうことにもなる。また、
必要以上の粉体が輸送管９内に溢れ、圧縮空気の圧力に
より輸送管９内で固まって詰まってしまうことがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、粉体を
定量的に供給できて粉体が散乱して無駄になったり、輸
送管内に不必要な粉体が詰まることのない粉体の供給装
置とすることを技術的課題とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記技術的課題を解決するため、次のような
技術的手段をとった。

前記課題を解決するための第１の手段は、基材１の表面
をカバー体２で覆うとともに、基材１とカバー体２とは
相対的に摺動自在とし、前記基材１の表面に計量溝３を
形成するとともに、この計量溝３を前記カバー体２が覆
う前にこの計量溝３内に粉体を導入するホッパ７を設
け、この計量溝３を前記カバー体２が覆った時、この計
量溝３に対応するカバー体部分に、計量溝３内に圧縮空
気を送入する圧空口４とこの圧空口４からの圧縮空気に
より粉体を吐出させる粉体吐出口５とを形成してこの粉
体吐出口５に輸送管９を接続し、さらに、前記カバー体
２において、カバー体２が計量溝３を覆う方向に相対的
に進行する方向を進行方向、その逆を退行方向とした場
合、粉体吐出口５が計量溝３部分を通り過ぎた時に計量
溝３に一致するカバー体２の部位すなわち粉体吐出口５
より退行方向側のカバー体部分に粉体戻口23を設けて粉
体の定量供給装置としたものである。

前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手
段の全部を主要部としたもので、第１の手段に加えて、
粉体吐出口５と粉体戻口23が計量溝３を通り越した基材
表面位置すなわち計量溝３より進行方向側の基材表面に
粉体吐出口５と粉体戻口23とを接続するバイパス溝24を
形成して粉体の定量供給装置としたものである。

前記課題を解決するための第３の手段は、前記第２の手
段を改良したもので、前記カバー体２において、二つの
粉体戻口23a,23bを設け、第１の粉体戻口23bは、粉体吐
出口５が計量溝３を通り越す前の位置すなわち粉体吐出
口５より進行方向側のカバー体２部分に設け、第２の粉
体戻口23aは前記第２の手段における粉体戻口23と同じ
カバー体２部分に設け、また、第１の粉体戻口23bと粉
体吐出口５とが計量溝３を通り越した基材表面位置すな
わち計量溝３より進行方向側の基材表面に第１の粉体戻
口23bと粉体吐出口５とを接続するバイパス溝24を形成
して粉体の定量供給装置としたものである。

〔作用〕

第１の手段では、ホッパ７内に粉体を貯溜しておき、順
次ホッパ７から計量溝３内へと粉体を導入する。そし
て、基材１に対してカバー体２を摺動させ、あるいは、
カバー体２に対して基材１を摺動させて計量溝３上をカ
バー体２が横切って覆うと、カバー体２によりいわゆる
ます切りが行なわれて、粉体は計量溝３の容積に計量さ
れる。計量溝３上を前記カバー体２が覆うと、計量溝３
に圧空口４と粉体吐出口５とが一致するので、圧空口４
から圧縮空気を計量溝３内に送入すると、計量溝３内の
粉体が圧縮空気に乗って粉体吐出口５から押し出され、
容器等に充填される。次に、粉体戻口23を計量溝３に合
わせ、計量溝３内に残存している圧縮空気の残圧を装置
外へと逃がし計量溝３内を大気圧と等圧にする。

また、第２の手段では、この後さらに、バイパス溝24に
粉体吐出口５と粉体戻口23とを一致させることにより、
粉体供給終了時に輸送管９内に残存している圧縮空気の
残圧をバイパス溝24、粉体戻口23を介して装置外へと逃
がし、輸送管９内を大気圧と等圧にする。

第３の手段は、第２の手段で計量溝３に一致する粉体戻
口とバイパス溝24に一致する粉体戻口とを同一のもので
兼用していたのを、別々の粉体戻口23a,23bに分担せし
めたもので、粉体供給終了時に、第２の粉体戻口23aを
計量溝３に合わせて計量溝３内の圧縮空気の残存を装置
外へ逃がすとともに、粉体吐出口５と第１の粉体戻口23
bとをバイパス溝24で連通せしめ、輸送管９内の圧縮空
気の残圧を装置外へと逃す。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

＜実施例１＞ この発明に係る定量供給装置の第１の実施例を第１図
（ａ）〜（ｄ）、第２図（ａ）〜（ｄ）、及び第３図に
基づいて説明する。

第１図及び第２図に示すように、固定されたカバー体２
の下を板状をした基材１が摺動自在にされており、基材
１の表面はカバー体２の裏面に面接触している。

前記基材１の表面には基材１の摺動方向に直交する方向
に延びた計量溝３が形成されている。

カバー体２には、基材１が摺動してカバー体２が計量溝
３を覆った時にこの計量溝３の両端部に対応する位置
に、圧縮空気を計量溝３内に送り込むための圧空口４
と、この圧空口４から送り込まれた圧縮空気に乗せて計
量溝３内の粉体を送り出す粉体吐出口５とが穿設されて
いる。前記圧空口４は空気送入管８を介してエアコンプ
レッサＣに接続され、前記粉体吐出口には粉体を輸送す
る輸送管９が接続されている。

また、前記カバー体２には、計量溝３の上面を開放する
粉体導入窓21が形成され、この粉体導入窓21は粉体を収
容したホッパ７に接続されている。

ここでカバー体２が計量溝３を覆う方向に相対的に進行
する方向（第１図において左方向）を進行方向とし、そ
の逆方向を退行方向と定義した場合、第１図（ｃ）及び
第２図（ｃ）に示すように、基材１が摺動することによ
り粉体吐出口５が計量溝３部分を通りすぎた時に計量溝
３に一致するカバー体２の部位すなわち粉体吐出口５よ
り退行方向側（右側）のカバー体部分に前記ホッパ７へ
と粉体戻管22で連通する粉体戻口23が設けられている。

さらに、第１図（ｄ）及び第２図（ｄ）に示すように、
基材１の摺動により粉体吐出口５と粉体戻口23とが計量
溝３を通り越した時点の基材１表面の位置すなわち計量
溝３より進行方向側（左側）の基材１の表面に、粉体吐
出口５と粉体戻口23とを結んだ線に対応した長さのバイ
パス溝24が形成されており、このバイパス溝24によって
粉体吐出口５と粉体戻口23とが接続可能にされている。

そして、前記輸送管９の先端は、例えば第３図に示すよ
うな充填機の型10に接続される。この充填機はコンパク
ト容器に粉末固形化粧料を充填すべきものとして、本件
出願人が昭和60年12月12日付けの特許願第280051号とし
て既に出願してあるもので、シリンダ形の型10内にピス
トン11を上下動自在に設け、型10の側壁に前記輸送管９
を接続すべき粉体供給口12を設けたもので、型10を多孔
質金属板13上に載置することにより型10の下面開口部を
塞ぎ、この状態で本発明の粉体供給装置により粉体供給
口12から粉末固形化粧料を圧縮空気とともに充填する
と、圧縮空気が多孔質金属板13から抜け、粉末固形化粧
料のみが型10内に残って固化されるので、多孔質金属板
13を取り外して型10の下面開口部を開放し、ピストン11
を押し下げてコンパクト容器の受皿内に粉末固形化粧料
を充填し、別途用意したプレス装置でプレス充填する。

このような充填機への粉体供給用として本発明の装置を
使用する場合に、計量溝３の容積を型10の容積と略同一
にしておく。

次に、この実施例の動作について説明する。

まず、第１図（ａ）及び第２図（ａ）のように、粉体導
入窓21が計量溝３に一致している位置において、ホッパ
７から導入管を介して計量溝３内に粉体が導入される。
この位置から基材１を退行方向側（左側）に摺動すると
カバー体２が進行方向側へと相対的に摺動したこととな
り、カバー体２が計量溝３を覆い、カバー体２によるマ
ス切りがされ計量溝３の容積と同一容量の粉体のみが計
量溝３内に収容されて計量される。

次に、第１図（ｂ）及び第２図（ｂ）のように、圧空口
４と粉体吐出口５とが計量溝３に一致すると、圧空口４
からエアコンプレッサＣからの圧縮空気が空気送入管８
を介して計量溝３内に供給されるので、計量溝３内の粉
体は圧縮空気により粉体吐出口５へと追いやられ、粉体
吐出口５を通り圧縮空気に乗って輸送管９内を搬送さ
れ、前記充填機の型等、粉体を供給されるべき被供給体
へと供給される。

供給が終了した時点においては、計量溝３内や輸送管９
内に圧縮空気が残留している。このように圧縮空気の残
圧が残っていると、種々の問題が生じる。

すなわち、計量溝３内に圧縮空気の残圧が残ったまま、
次の粉体搬送準備のために計量溝３を粉体導入窓21に連
通させると、計量溝３内の圧縮空気が粉体導入窓21内に
吹き出し、粉体導入窓21内の粉体及びホッパ７内の粉体
を吹き上げる結果、粉体が装置の周辺に飛散し周囲を汚
す虞がある。あるいは、粉体を吹き上げることはないま
でも、粉体導入窓21及びホッパ７内の粉体内に空気溜ま
りが生じ、この空気溜まりが粉体の計量を不正確にする
虞がある。

一方、輸送管９内に圧力が加わったままの状態で充填機
の型10を多孔質金属板13から離間させると、押さえを外
された型10内の粉体が輸送管９内の圧縮空気の圧力によ
って押し出される虞がある。あるいは完全に押し出され
ないまでも、型10内の粉体の先部が押し出されて、この
先部の粉体の締め固めが緩み、緩んだ部分が崩壊し落下
する虞もある。また、粉体の落下及び崩壊は、粉体の計
量精度の低下を招くだけでなく、充填機の周囲を汚す虞
がある。

そこで、この装置では計量溝３内の圧縮空気の残圧を除
去するために、型10へのを粉体供給終了後に、基材１を
さらに退行方向に摺動させて、第１図（ｃ）及び第２図
（ｃ）のように、計量溝３と粉体戻口23とを一致させて
いる。このようにすると、計量溝３内に残留していた圧
縮空気は粉体戻口23から粉体戻管22を通ってホッパ７へ
と戻る。この時に、計量溝３の壁面等に付着していた微
量の粉体が圧縮空気とともに搬送されるが、この粉体も
圧縮空気とともにホッパ７に戻されるので、装置周りを
汚すことはない。

また、この装置ではこの後さらに基材１を退行方向に摺
動させて、第１図（ｄ）及び第２図（ｄ）に示すよう
に、バイパス溝24に粉体吐出口５と粉体戻口23とを一致
させている。このようにすると、粉体吐出口５に接続さ
れている輸送管９内に残留していた圧縮空気が粉体戻口
23及び粉体戻管22を通ってホッパ７へと戻される。な
お、バイパス溝24が粉体導入窓21の下を通過する際、バ
イパス溝24内にも粉体が導入されるが、その粉体も輸送
管９内の残留圧縮空気によりホッパ７へと戻される。

そして、以上の繰り返しで粉体の連続した定量供給を行
える。

なお、この実施例では粉体戻口23を粉体戻管22でホッパ
７に連通せしめているが、ホッパ７に接続せず、他の容
器等に排出される粉体を受けても良い。但し、ホッパ７
に戻した方が粉体の再利用の点で効率は良い。

また、この実施例ではカバー体２を固定し基材１を摺動
させているが、基材１を固定しカバー体２を摺動させて
も良い。

＜実施例２＞ 次に、第４図乃至第６図に基づいて第２の実施例を説明
する。なお、この実施例は第１の実施例のものをさらに
改良したもので、第１の実施例と同様の部分も多いため
そのような部分については同一の符号を付して説明を省
略する。

この実施例のものは、第５図に示すように、カバー体２
を天板とし、このカバー体２と一対の側板31と底板32と
で、細長い筐体30を形成してあり、この筐体30内におい
て、基材１は基材１の下面に沿う板状の基材ホルダ33に
支持され、この基材ホルダ33とともに摺動自在になって
いる。そして、基材ホルダ33を載支する基板34が筐体30
の底板32と基材ホルダ33との間に挟装され、底板32と基
板34との間に空気管35が挟装され、この空気管35内に空
気が供給されることにより、基板34、基材ホルダ33及び
基材１が持ち上げられ、カバー体２の下面側に基材１の
表面が圧着されるようになっている。

また、基材34と底板32とにはスリット36が形成されてい
るとともに、底板32の下側に油圧シリンダ装置37が設け
られ、この油圧シリンダ装置37の作動棒38がスリット36
内に挿入されてその先端が基材ホルダ33に係合し、作動
棒38がスリット36に沿って往復動することにより基材１
が進退摺動するようになっている。

そして、前記カバー体２に設けた粉体導入窓21は円形で
あり、基材表面の計量溝３は基材１の進退方向に対して
斜め方向に細長く形成されているとともに、複数並列し
て設けられている。また、先の第１実施例と同様に、カ
バー体２が計量溝３を覆う方向に相対的に進行する方向
（第６図において左方向）を進行方向とし、その逆方向
を退行方向と定義した場合、第４図及び第６図に示すよ
うに、基材１が摺動することにより粉体吐出口５が計量
溝３部分を通り越す前の位置、すなわち粉体吐出口５よ
り進行方向側（左側）のカバー体部分に前記ホッパ７へ
と第１の粉体戻管22bで連通する第１の粉体戻口23bが設
けられ、粉体吐出口５が計量溝３を通り越した後に計量
溝３と一致する位置、すなわち粉体吐出口５より退行方
向側（右側）のカバー体部分に前記ホッパ７へと第２の
粉体戻管22aで連通する第２の粉体戻口23aが設けられて
いる。

さらに、第４図及び第６図に示すように、基材１の摺動
により粉体吐出口５と第１の粉体戻口23bとが計量溝３
を通り越した時点の基材表面位置すなわち計量溝３より
進行方向側（左側）の基材表面に粉体吐出口５と第１の
粉体戻口23bとを結んだ線に対応した長さのバイパス溝2
4が形成されており、このバイパス通路24によって粉体
吐出口５と粉体戻口23bとが接続可能にされている。

次に、この実施例の動作について説明する。

まず、第６図（ａ）のように、粉体導入窓21を計量溝３
に一致させ、計量溝３内に粉体を導入した後、油圧シリ
ンダ装置により基材１を退行方向側（右側）に摺動し
て、次に、第６図（ｂ）のように、圧空口４と粉体吐出
口５とが計量溝３に一致すると、圧空口４からの圧縮空
気により計量溝３内の粉体が粉体吐出口５から圧縮空気
に乗って輸送管９内を搬送され、前記充填機に接続した
場合、その型10内へと供給される。

次に、基材１をさらに摺動させていくと、圧空口４と粉
体吐出口５とが隣接する次の計量溝３に一致し、粉体を
既に供給し終わった計量溝３には第２の粉体戻口23aが
一致し、計量溝３内に残留している圧縮空気が第２の粉
体戻管22aを通ってホッパ７へと戻る。この動作が最後
の計量溝３まで続けられ、最後の計量溝３に第２の粉体
戻口23aが一致した時点で、粉体吐出口５と第１の粉体
戻口23bが最後の計量溝３を通り越し、第６図（ｃ）の
ように、バイパス溝24に一致するため、輸送管９内に残
留していた圧縮空気がバイパス溝24を通り、第１の粉体
戻口23bを通ってホッパ７へと戻される。

＜実施例３＞ これは、第２実施例のものをさらに改良したもので、第
７図のように、計量溝群３を挟んで、バイパス溝24を一
対設け、一方のバイパス溝24は先と同様に第１の粉体戻
口23bと粉体吐出口５とに一致し、他方のバイパス溝24
は第２の粉体戻口23aと粉体吐出口５とに一致するよう
にし、基材１の往復時に第１の粉体戻口23bと第２の粉
体戻口23aとの役割を逆転させるようにしたもので、さ
らに、圧空口４、粉体吐出口５を挟んで粉体導入窓21を
一対設け、そのそれぞれにホッパ７を接続したものであ
る。

このようにすれば、基材１の進行、退行の両方向への摺
動時に粉体を供給でき、しかも計量溝３の掃除、輸送管
９の掃除が往復のいずれの場合にも等しく行える。

＜実施例４＞ これは、第８図に示すように、計量溝群３を挟んでバイ
パス溝24を一対、点対称に設けるとともに、粉体導入窓
21を挟んで圧空口４、粉体吐出口５、第１の粉体戻口23
b、第２の粉体戻口23aをそれぞれ一対ずつ点対称に設け
たもので、第３実施例と同様に往復のいずれの場合でも
粉体の供給ができるようにしたものである。

＜実施例５＞ これは、第９図及び第10図に示すように、筒状のカバー
体２内に円柱状の基材１を回転摺動自在に嵌合したもの
で、カバー体２に粉体導入窓21、圧空口４、粉体吐出口
５、粉体戻口23等を設け、基材１の表面に複数の計量溝
３を設けるとともに、バイパス溝24を設けたものであ
る。

この実施例では、基材１を一方向に回転させるだけで、
粉体の連続供給ができ、前記各実施例のように基材１も
しくはカバー体２を往復動させる場合より、効率の良い
運転ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、計量溝で粉体を計量してから供給する
ので、必要以上の粉体を送ることがなく、よって、粉体
を充填すべき容器等から余分な粉体がこぼれて周囲をよ
ごしたり等しないため、粉体を無駄にすることが無く、
また、粉体供給の作業環境をよくすることができる。

また、必要以上の粉体を供給しないので輸送管が詰まる
おそれがなく、常時安定した動作を保つことができる。

さらに、計量溝で計量後の粉体を圧縮空気で搬出した後
に計量溝内に残る圧縮空気の残圧を粉体戻口から逃がす
ことができ、計量溝内を大気と等圧にすることができる
ので、次のサイクルで粉体を計量するために計量溝に粉
体を充填する際に粉体を吹き上げて周囲を汚したり、粉
体中に空気溜まりが生じて計量が不正確になることがな
く、粉体供給の作業環境がよくなり、粉体計量の精度を
向上させることができる。

また、計量溝で計量後の粉体を圧縮空気で搬出した後に
輸送管内に残る圧縮空気の残圧を、バイパス通路を介し
て粉体戻口から逃がすことができ、輸送管内を大気と等
圧にすることができるので、粉体搬送先における粉体の
取り扱いに支障を来すことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示すもので、
第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はその動作状態を示す
平面図、第２図（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はその断面
図、第３図は本発明の装置で粉体を供給すべき充填機の
一例を示す断面図である。第４図乃至第６図は本発明の
第２実施例を示す図で、第４図はその平面図、第５図は
その断面図、第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）はその動作状態
を示す断面図である。第７図は本発明の第３実施例を示
す平面図、第８図は本発明の第４実施例を示す平面図、
第９図及び第10図は本発明の第５実施例を示す図で、第
９図はその断面図、第10図はその側面図である。第11図
は従来例を示す断面図である。 １……基材、２……カバー体、３……計量溝、４……圧
空口、 ５……粉体吐出口、７……ホッパ、９……輸送管、 22a……第２の粉体戻管、22b……第１の粉体戻管、23…
…粉体戻口、 23a……第２の粉体戻口、23b……第１の粉体戻口。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材１の表面をカバー体２で覆うととも
   に、基材１とカバー体２とは相対的に摺動自在とし、前
   記基材１の表面に計量溝３を形成するとともに、この計
   量溝３を前記カバー体２が覆う前にこの計量溝３内に粉
   体を導入するホッパ７を設け、この計量溝３を前記カバ
   ー体２が覆った時、この計量溝３に対応するカバー体部
   分に、計量溝３内に圧縮空気を送入する圧空口４とこの
   圧空口４からの圧縮空気により粉体を吐出させる粉体吐
   出口５とを形成してこの粉体吐出口５に輸送管９を接続
   し、さらに、前記カバー体２において、カバー体２が計
   量溝３を覆う方向に相対的に進行する方向を進行方向、
   その逆を退行方向とした場合、粉体吐出口５が計量溝３
   部分を通り過ぎた時に計量溝３に一致するカバー体２の
   部位すなわち粉体吐出口５より退行方向側のカバー体部
   分に粉体戻口23を設けたことを特徴とする粉体の定量供
   給装置。
2. 【請求項２】基材１の表面をカバー体２で覆うととも
   に、基材１とカバー体２とは相対的に摺動自在とし、前
   記基材１の表面に計量溝３を形成するとともに、この計
   量溝３を前記カバー体２が覆う前にこの計量溝３内に粉
   体を導入するホッパ７を設け、この計量溝３を前記カバ
   ー体２が覆った時、この計量溝３に対応するカバー体部
   分に、計量溝３内に圧縮空気を送入する圧空口４とこの
   圧空口４からの圧縮空気により粉体を吐出させる粉体吐
   出口５とを形成してこの粉体吐出口５に輸送管９を接続
   し、さらに、前記カバー体２において、カバー体２が計
   量溝３を覆う方向に相対的に進行する方向を進行方向、
   その逆を退行方向とした場合、粉体吐出口５が計量溝３
   部分を通り過ぎた時に計量溝３に一致するカバー体２の
   部位すなわち粉体吐出口５より退行方向側のカバー体部
   分に粉体戻口23を設け、さらに、粉体吐出口５と粉体戻
   口23とが計量溝３を通り越した基材表面位置すなわち計
   量溝３より進行方向側の基材表面に粉体吐出口５と粉体
   戻口23とを接続するバイパス溝24を形成したことを特徴
   とする粉体の定量供給装置。
3. 【請求項３】基材１の表面をカバー体２で覆うととも
   に、基材１とカバー体２とは相対的に摺動自在とし、前
   記基材１の表面に計量溝３を形成するとともに、この計
   量溝３を前記カバー体２が覆う前にこの計量溝３内に粉
   体を導入するホッパ７を設け、この計量溝３を前記カバ
   ー体２が覆った時、この計量溝３に対応するカバー体部
   分に、計量溝３内に圧縮空気を送入する圧空口４とこの
   圧空口４からの圧縮空気により粉体を吐出させる粉体吐
   出口５とを形成してこの粉体吐出口５に輸送管９を接続
   し、さらに、前記カバー体２において、カバー体２が計
   量溝３を覆う方向に相対的に進行する方向を進行方向、
   その逆を退行方向とした場合、粉体吐出口５が計量溝３
   を通り越す前の位置すなわち粉体吐出口５より進行方向
   側のカバー体部分に第１の粉体戻口23bを設けるととも
   に、粉体吐出口５が計量溝３を通り越した後に計量溝３
   と一致する位置すなわち粉体吐出口５より退行方向側の
   カバー体部分に第２の粉体戻口23aを設け、また、第１
   の粉体戻口23bと粉体吐出口５とが計量溝３を通り越し
   た基材表面位置すなわち計量溝３より進行方向側の基材
   表面に第１の粉体戻口23bと粉体吐出口５とを接続する
   バイパス溝24を形成したことを特徴とする粉体の定量供
   給装置。