JPS63252816A - 粉粒体分割供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粉粒体を等量に分割供給する装置に係り、特に
その分割精度を向上するように構成した粉粒体分割供給
装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば薬剤、化学品等の粉粒体を等量に、かつ多数に分
割する必要が生じる場合がある。

この場合、粉粒体の供給手段として振動フィーダを利用
することにより分割供給精度をかなり高くすることがで
きる。然し、振動フィーダは粉粒体の残量の変化と共に
その加振力が変化し、その結果排出量が変化するため、
この問題点を克服する手段が従来から施されている。

第８図は以上の問題点を克服するために構成された粉粒
体分割供給装置を示す。

同図において、符号１は振動フィーダであり、電子天秤
と称する電磁平衡式の秤量装置やロードセル秤等の質量
センサ２上に載置され、振動フィーダ１のホッパ４から
排出される粉粒体３の排出重量を測定するようになって
いる。５ば振動フィーダを中心として回転する回転型ト
レー受器ノであり、このトレー受けに対しては複数個の
トレー（粉粒体収納容器）６が配置してである。

この構成の装置において、回転トレー受け５を図示の矢
印方向に順次回転させて複数個のトレーに対して複数回
粉粒体を供給し、振動フィーダからの粉粒体の排出量の
変化を各１−レーで平均して受は持つことにより、各ト
レーに供給した合計量が均一になるように制御している
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第９図を用いて上述した分割供給方法をより具体的に説
明する。

同図に於ける線図ＳＷＩは振動フィーダに残っている粉
粒体残量の変化を示し、Ｆ］は振動フィーダの加振力変
化を示す。振動フィーダは粉粒体の排出が進むに従って
残量は当然のことながら減少する。従来方法は振動フィ
ーダの振動周波数を一定にしであるため、残量ＳＷＩの
減少と共に振動フィーダの加振力が増加し、この結果粉
粒体の流量Ｑ１が増加する。ごの流量の増加ばかなり不
規則であり、かつ最大の流量を示した後は急激に流量が
低下する。これは残量の減少と共に粉粒体流量は増加す
るものの、最終的には残量自体が底を突くためである。

つまり第１図に示した装置はこの流量の変化を各トレー
で平均化して受ける事により平均した分割供給を行うよ
うにしている。

即ら、この方法ではｎ個あるトレーに対して各々ａ回転
粒体の供給を行う事により平均化するようにしている。

ここで第１０図は第２回目の分割供給状態の詳細を示す
。図中の符号例えば（ｆ２）″に於ける下の数字（符号
）２は第２回目の分割供給（分割供給の回数）を、また
上部の符号（数字）ｎばｎ番目のトレーを示す。即ち、
第２回目の分割供給においては、残量の低下により粉粒
体流量が増加している状態にあるため、最初の分割供給
量（ｒ２）’　、（ｒｚ）２、（ｒｚ）３　　・・・・
よりも後から粉粒体の供給を受ける・・・（ｒｚ）”−
’、ＣＭ″の方が供給量が多くなる。また反対に粉粒体
流量が減少する区間では後から供給を受けるトレーの方
が供給量が少なくなる。このようにして何回も分割供給
することにより粉粒体流量の変化を各トレーにおいてで
きるだけ平均して分担し、最終的には各トレーに於ける
粉粒体供給合計量がほぼ等しくなるようにしている。

以下の式はｎ個のトレーに於いて３回供給した粉粒体供
給合計量の各々を示す。

＊第１番目のトレーの粉粒体供給合計量０＋）’→−（
ｆ２）’　十・、　、　、→−（ｆａ−＋）　’　”　
（ｆａシーＷ１＊第２番目のトレーの粉粒体供給合計量
（ｆｌ）２→−（ｒｚ）２　＋・・・−＋（ｆＢ、−＋
）”　＋（ｆ、　）”＝Ｗ２＊第２＊第ｎ−］トレーの
粉粒体供給合計量（ｆ＋）’−’　　＋（ｆｚ）−’　
　＋　−−−−→（ｆｉ　　＋）’−’　　＋（ｆａ　
　）”　　’＝Ｗｎ−］ ＊第ｎ番目のトレーの粉粒体供給合計量（ｒ＋）”　　
＋（ｒｚ）ｌ″　→−・・・・＋（ｒａ−＋）＋（ｒ、
　）　１″＝　Ｗ　ｎ つまり、 Ｗ１！；Ｗ２′−、・・・・・！；Ｗｎ−１！；Ｗｎと
なるようにｍｌｌ　？卸する。

しかし、粉粒体の流量の変化率が余りに大きいと、その
変化率の大きい区間に於いて各トレーに対する粉粒体供
給量に大きな相違が生し、分割供給だけではその相違を
吸収することが不可能となり、結局各トレーに対する粉
粒体の供給合計量が不均一となってしまう。例えば第９
図で示せば、ａ−４回目の粉粒体流量の変化が極めて急
激であり分割供給精度を低下させる原因となっている。

〔問題点を解決するための手段〕

結局、分割供給の精度を向上させる事が困難な原因は、
振動フィーダに於ける粉粒体残量の低下に伴って粉粒体
の流量が急激に変化することに起因することに鑑み、本
発明はこの流量の変化を平均化し、これにより分割供給
の精度を向上させるようにすることを目的とする。

このため本発明は振動フィーダに於ける粉粒体残量を測
定する重量センサと、この重量センサから出力された重
量信号により振動フィーダの振動周波数を決定する制御
機構と、この制御機構からの周波数指令信号によりその
振動周波数を調節する機能を有する振動フィーダとから
構成した粉粒体分割供給装置とすることにより分割供給
の精度を向上させるようにしている。

〔作用〕

振動フィーダに於ける粉粒体残量を重量測定センサで測
定し、この残量信号により制御装置は振動フィーダの加
振力を一定に保持し得る振動周波数を算出し、この周波
数信号に基づいて振動フィーダを振動させて、加振力を
ほぼ一定に保持し、これにより粉粒体の残量の変化に関
わらす粉粒体流量（単位時間に於ける振動フィーダから
の粉粒体排出量）を出来るだけ変化させないよう制御し
、かつ、変化する場合でもその変化量が各トレーに対し
て平均して影響するように制御し、以て各トレーに於け
る粉粒体供給合計量を等しくする。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を参考として具体的に説明す
る。

先ず第７図において質量と加振力との関係を示す。振動
フィーダにおいては振動周波数を一定としておくと加振
対象となる質量が低下すると加振力は二次関数的に急増
する。

ここで、本発明は質量の低下に伴う急激な加振力の変化
を、振動フィーダの周波数を低下させることにより、質
量の変化に関わりなく、より具体的には振動フィーダに
於ける粉粒体の残量の変化に関わりなくその加振力が一
定となるように制御する。

同図において、質量Ｍの変化により加振力が急激に変化
する領域（ＭくＭ２）、質量Ｍが変化しても加振力の変
化が緩やかな領域（Ｍ２　＜Ｍ＜Ｍｌ）、質量Ｍが変化
しても加振力が殆ど変化しない領域（Ｍ、＜Ｍ）に分け
、これらの区間に於ける加振力の変化を直線に近似させ
る。

なお、加振力の調整は、先ず出力電圧を調節し、かつこ
の出力電圧を周波数に変換することにより実現するので
、以下この加振力を電圧（Ｖ）として説明する。

＊質量Ｍが、Ｍ＜Ｍ２の領域の場合の加振力（出力電圧
） Ｖ＝ｂ、＋ｃ、Ｍ・・・　（１） ＊質量Ｍが、Ｍ２　＜Ｍ＜Ｍｌの領域の場合の加振力（
出力電圧） Ｖ−ｂ２＋０２Ｍ・・・　（２） ＊質量Ｍが、Ｍｌ　＜Ｍの領域の場合の加振力（出力電
圧） ｖ＝ｂ３＋ｃ３Ｍ・・・　（３） ここでｂｌ、ｂ２、ｂ３は定数、ＣＩ、Ｃ２、Ｃ３は想
定した直線の傾きを示す係数である。

以上（１）〜（３）の式を想定して振動フィーダに対す
る出力電圧を、粉粒体残量の変化に対応して調節する。

第６図は加振力と振動フィーダの振動周波数との関係を
示す。この図に於けるＦ２は質量が大の場合の周波数と
加振力との関係を示し、Ｆ３は質量が小の場合の周波数
と加振力との関係を示す。

この図からも明らかなように質量が小さい方が加振力が
増加し、従って同じ振動周波数であれば質量が小さい方
が加振力が大きいことが確認できる。

つまりこのことから、周波数を適当に調節することによ
り質量の変化に係わらす加振力をほぼ一定に保持するこ
とが可能であることが分かる。

例えば加振力Ｆを一定のＦａに保持するためには質量の
低下と共に振動周波数をＦｒ、からＦｒ２に徐々に低下
させる必要がある。

第１図は以上に示した制御概念に基づいて加振力を一定
に保持する機能を有する装置の制御機構を示す。

同図において、振動フィーダに残っている粉粒体の残量
（質量Ｍ）は電子天秤、ロードセル式秤量装置等の質量
センサ１０において測定される。

この測定信号はアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）
器１１においてデジタル信号に変換されて、主たる制′
４ｎ装置である中央演算装置（コンピュータ）１２にお
いて演算される。即ち振動フィーダの加振力を一定にす
るために、その質量Ｍの如何により前記した式（１）〜
（３）を適用して所定の主力電圧Ｖを算出する。この出
力電圧信号をデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１３
においてこの電圧値のアナログ信号に変換し、このアナ
ログ信号を周波数変換器１４に出力する。周波数変換器
１４においてはこの出力電圧信号を振動周波数Ｆｒに変
換し、振動体駆動回路１５に出力する。

これにより振動フィーダの振動体１６は所定の周波数で
振動し、残量の変化に関わりなく加振力Ｆを一定に保持
する。

第２図は上記した装置により加振力をほぼ一定に制御し
た際の粉粒体流量等を示す。

上述の如く振動フィーダの振動周波数を制御することに
より同図の下段において、加振力ＦをＦ２のように一定
に保持すると、残ＮＳＷはＳＷ２の如く変化する。この
加振力と残量との関係により、粉粒体の流量は時間の経
過とともにＱ２の如く非常に緩やかな変化となる。即ち
分割供給の最初の時期においては第３図に示すようにほ
ぼ直線的に上昇し、次に第４図に示すように殆ど変化が
無くなり、更に後半では第５図に示すようにほぼ直線的
に減少する。またこの場合第３図と第５図に於ける傾斜
角度θ、とθ２は近似するので最終的には各トレーに対
する分割供給の合計量が非常に近似した値となる。

つまりｎ個のトレーに対して８回分割供給するものとし
て、 ＊第１番目のトレーの粉粒体供給合計量（ｒｙ）’　　
＋（ｒｚ）’　＋　−・−−＋Ｏａ−＋）’　ｌｒａ　
）’＝ｗｌ＊第２番目のＩ−レーの粉粒体供給合計量（
ｆｌ）２＋（ｒｚ）２＋　−−−−＋（ｒ、−＋）２＋
（ｒａ）２＝ｗ２＊第３番目のトレーの粉粒体供給合計
量（ｒｙ）３＋（ｒｚ）３＋　−・−−→直ｆａ−＋）
’　　”（ｆａ　）３＝Ｗ３＊第ｎ−２番目のトレーの
粉粒体供給合計量（ｆｌ）”−”　−１−（Ｆ２）ｒｙ
−”　＋　−−・・＋（ｆａ−１）”−２＋（ｆａ）　
”−２−Ｗ　ｎ　−２ ＊第ｎ−１番目のトレーの粉粒体供給合計量（１”−’
　→−（ｒｚ）”−’　　＋・−−−＋（ｒａ−＋）’
−’　＋（ｒ、　）　’−’−Ｗ　ｎ　−１ ＊第ｎ番目のトレーの粉粒体供給合計量（Ｌ）’　＋（
ｆｚ）”　＋　・・−・十（ｆａ−＋）”　＋（ｆａ　
）　’＝　Ｗ　ｎ において、前記振動周波数を制御することによりＷ１＝
Ｗ２＝Ｗ３−Ｗｎ　　２＝Ｗｎ−１＝　Ｗ　ｎ とすることができる。

なお、本発明を実施する装置としては第８図に示すよう
に回転型トレー受けを有する装置であれば良いが、この
構成に限定する趣旨ではなく、例えばトレー受けが直線
状に形成してあり、このトレー受けが前進・後退する形
式のもの等、要するに複数のトレーに対して粉粒体を順
次供給する作業を複数回行うことが可能な構成となって
いれば１３　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　−へよい。

〔効果〕

本発明は以上にその構成を具体的に説明したように、振
動フィーダに於ける粉粒体残量を測定する重量センサと
、この重量センサから出力された重量信号により振動フ
ィーダの振動周波数を決定する制御機構と、この制御機
構からの周波数指令信号によりその振動周波数を調節す
る機能を有する振動フィーダとから粉粒体分割供給装置
を構成しであるので、振動フィーダの粉粒体残量の変化
に対応して振動フィーダの振動周波数を制御することに
より粉粒体の残量の如何に係わらす加振力を一定に保持
し、これにより、粉粒体の流量変化を単純かつ緩やかに
することが可能となり、極めて精度の高い分割供給を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御機構の構成を示す系統図、第２図
は本発明装置に於ける粉粒体流量、粉粒体残量及び加振
力と時間との関係を示す線図、第３図、第４図、第５図
は第２図の流量変化の模式図、第６図は振動フィーダの
振動周波数と加振力との関係を示す線図、第７図は加振
力と質量との関係を示す線図、第８図は分割秤量装置の
一例を示す装置斜視図、第９図は従来装置に於ける粉粒
体流量、粉粒体残量及び加振力と時間との関係を示す線
図、第１０図は第９図の拡大部分図である。 １・・・振動フィーダ　　２．１０・・・質量センサ　
　３・・・粉粒体　　６・・・トレー１２・・・中央演
算装置　　１４・・・周波数変換器　　１５・・・振動
体駆動回路 １６・・・振動体 （ｆａ−＋）’″

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）振動フィーダを用いて複数個の粉粒体収納容器に
   対して複数回粉粒体を供給し、各粉粒体収納容器に供給
   した粉粒体の合計量が相互に近似するよう構成した装置
   において、振動フィーダに於ける粉粒体の残量を測定す
   る重量センサと、この重量センサの測定結果に対応して
   振動フィーダの加振力を一定に保持するように振動周波
   数を直接又は間接に演算する制御装置と、この制御装置
   が定めた値に対応するよう自己の振動周波数を調節する
   機能を有する振動フィーダとからなることを特徴とする
   粉粒体分割供給装置。
2. （２）前記制御装置では出力電圧を算出し、周波数変換
   器においてこの出力電圧を振動周波数に変換するよう構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の粉粒体分割供給装置。
3. （３）複数の粉粒体収納容器を回転体に収納し、振動フ
   ィーダを中心としてこの回転体を複数回回転させること
   により各粉粒体収納容器に対して粉粒体を順次供給する
   よう構成したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項又は第（２）記載の粉粒体分割供給装置。