(57)【要約】【課題】目標計量値が大きい場合における供給時間の短縮化を図りながらも、目標計量値が小さい場合における計量精度を向上し得る粉粒体材料の供給装置及び粉粒体材料の供給方法を提供する。【解決手段】下方側に設置される計量容器７に向けて所定の目標計量値となるように粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給装置１であって、粉粒体材料を貯留する貯留容器１０と、該貯留容器に設けられ、粉粒体材料を供給する際に開放される弁体２１と、該弁体の開閉を制御する制御部３１と、を備えており、前記制御部は、前記目標計量値が所定の閾値を上回っていれば、前記計量容器における検出部８の検出値が前記目標計量値よりも低い所定値となるまで前記弁体を開放位置とする一方、前記目標計量値が前記閾値を下回っていれば、前記検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方側に設置される計量容器に向けて所定の目標計量値となるように粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給装置であって、
粉粒体材料を貯留する貯留容器と、該貯留容器に設けられ、粉粒体材料を供給する際に開放される弁体と、該弁体の開閉を制御する制御部と、を備えており、
前記制御部は、前記目標計量値が所定の閾値を上回っていれば、前記計量容器における検出部の検出値が前記目標計量値よりも低い所定値となるまで前記弁体を開放位置とする一方、前記目標計量値が前記閾値を下回っていれば、前記検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させることを特徴とする粉粒体材料の供給装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御部は、前記目標計量値が所定の閾値を上回っている場合において、前記検出部の検出値が前記目標計量値から予め設定された落差値を差し引いた値となれば、前記弁体を閉鎖させることを特徴とする粉粒体材料の供給装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記制御部は、前記目標計量値が所定の閾値を上回っている場合において、前記検出部の検出値が前記所定値となれば、該検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させることを特徴とする粉粒体材料の供給装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項において、
前記弁体は、前記貯留容器に設けられたガイド孔の開口方向に沿ってスライドされる柱状とされており、該弁体には、当該弁体が閉鎖位置において前記ガイド孔内に配される閉鎖部と、当該弁体が開放位置において前記貯留容器内と前記貯留容器外とを連通させる材料供給路と、が設けられていることを特徴とする粉粒体材料の供給装置。
【請求項５】
下方側の計量容器に向けて所定の目標計量値となるように、貯留容器に設けられた弁体を開放させて粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給方法であって、
前記目標計量値が所定の閾値を上回っていれば、前記計量容器における検出部の検出値が前記目標計量値よりも低い所定値となるまで前記弁体を開放位置とする一方、前記目標計量値が前記閾値を下回っていれば、前記検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させることを特徴とする粉粒体材料の供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体材料を計量容器に向けて供給する粉粒体材料の供給装置及び粉粒体材料の供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、下方側に設置される計量容器に向けて所定の目標計量値となるように粉粒体材料を供給する供給装置が知られている。
例えば、下記特許文献１には、粉粒体コンテナの下端の流出孔を開閉する開閉弁の１回１回の開放時間を短くして小分けによりｎ回に分けて粉粒体を供給する構成とした粉粒体ディスペンサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２７７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された粉粒体ディスペンサーでは、比較的に目標計量値が大きい場合には、供給時間が長期化する傾向があった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、目標計量値が大きい場合における供給時間の短縮化を図りながらも、目標計量値が小さい場合における計量精度を向上し得る粉粒体材料の供給装置及び粉粒体材料の供給方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体材料の供給装置は、下方側に設置される計量容器に向けて所定の目標計量値となるように粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給装置であって、粉粒体材料を貯留する貯留容器と、該貯留容器に設けられ、粉粒体材料を供給する際に開放される弁体と、該弁体の開閉を制御する制御部と、を備えており、前記制御部は、前記目標計量値が所定の閾値を上回っていれば、前記計量容器における検出部の検出値が前記目標計量値よりも低い所定値となるまで前記弁体を開放位置とする一方、前記目標計量値が前記閾値を下回っていれば、前記検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させることを特徴とする。
【０００７】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る粉粒体材料の供給方法は、下方側の計量容器に向けて所定の目標計量値となるように、貯留容器に設けられた弁体を開放させて粉粒体材料を供給する粉粒体材料の供給方法であって、前記目標計量値が所定の閾値を上回っていれば、前記計量容器における検出部の検出値が前記目標計量値よりも低い所定値となるまで前記弁体を開放位置とする一方、前記目標計量値が前記閾値を下回っていれば、前記検出部の検出値が前記目標計量値となるように前記弁体をパルス的に開放させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る粉粒体材料の供給装置及び粉粒体材料の供給方法は、上述のような構成としたことで、目標計量値が大きい場合における供給時間の短縮化を図りながらも、目標計量値が小さい場合における計量精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る粉粒体材料の供給装置の一例を模式的に示し、（ａ）は、概略側面図、（ｂ）は、一部省略概略平面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は、図１（ｂ）におけるＸ−Ｘ線矢視に対応させた一部破断概略縦断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、同供給装置が備える弁体の一例を模式的に示し、（ａ）は、概略斜視図、（ｂ）は、概略側面図、（ｃ）は、概略正面図、（ｄ）は、概略背面図である。
【図４】同供給装置が組み込まれる配合システムの一例を模式的に示す概略システム図である。
【図５】（ａ）は、同配合システムの概略制御ブロック図、（ｂ）は、同配合システムにおいて実行される基本動作の一例を模式的に示す概略タイムチャートである。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、同配合システムにおいて実行される基本動作の他例をそれぞれ模式的に示す概略タイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。
また、以下の実施形態では、本実施形態に係る粉粒体材料の供給装置を設置した状態を基準として上下方向等の方向を説明する。
図１〜図６は、本実施形態に係る粉粒体材料の供給装置の一例及びこれを用いて実行される基本動作の一例を模式的に示す図である。
【００１１】
本実施形態に係る粉粒体材料の供給装置１は、図１（ａ）に示すように、粉粒体材料を貯留する貯留容器１０と、粉粒体材料を供給先（計量容器）７（図４参照）に向けて供給する供給部２０と、を備えている。本実施形態では、この供給装置１は、下方側に設置される供給先としての計量容器７に向けて所定の目標計量値となるように粉粒体材料を供給する構成とされている。この供給装置１と計量容器７を含む計量機とによって材料計量装置を構成するようにしてもよい。なお、供給装置１の具体的構成については後述する。
【００１２】
ここに、上記粉粒体材料は、粉体・粒体状の材料を指すが、微小薄片状や短繊維片状、スライバー状の材料等を含む。
また、上記材料としては、樹脂ペレットや樹脂繊維片等の合成樹脂材料、金属材料、半導体材料、木質材料、薬品材料、食品材料等どのようなものでもよい。
また、粉粒体材料としては、例えば、合成樹脂成形品を成形する場合には、ナチュラル材（バージン材）や粉砕材、マスターバッチ材、各種添加材等が挙げられる。また、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を含んだ構成としてもよい。
【００１３】
本実施形態では、この供給装置１を、図４に示すように、複数種の粉粒体材料を所定の配合比（質量比）になるように配合する配合システムＡが備える材料配合装置に組み込んだ構成としている。
この配合システムＡは、相異なる粉粒体材料をそれぞれに貯留する複数の供給装置１（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ）と、これら供給装置１から供給された各粉粒体材料を受け入れて計量する計量容器７と、を備えている。図例では、４つの供給装置１を設けた例を示している。これら４つの供給装置１は、主材となるナチュラル材を供給する第１供給装置１Ａ、マスターバッチ材を供給する第２供給装置１Ｂ、添加材を供給する第３供給装置１Ｃ及び粉砕材を供給する第４供給装置１Ｄを構成するものでもよい。なお、これら第１供給装置１Ａ、第２供給装置１Ｂ、第３供給装置１Ｃ及び第４供給装置１Ｄの区別を要しない場合には、単に供給装置１として説明する。
【００１４】
また、配合システムＡは、計量容器７において計量され排出された粉粒体材料を混合する撹拌羽根９を回転自在に配した混合槽を備えている。図例では、これら計量容器７及び撹拌羽根９を、ユニット化されたケーシング６内に設けた例を示している。このケーシング６の上端部には、各供給装置１の貯留容器１０を保持する適宜の保持部が設けられている。
計量容器７は、ロードセルなどの質量検出器からなる検出部８を介してケーシング６に保持されている。また、計量容器７の上端側には、上方側に向けて開口する投入口が設けられている。この計量容器７の投入口は、上流側（上方側）の各供給装置１から供給される各粉粒体材料の受け入れが可能なように設けられている。また、この計量容器７の下端側には、下方側に向けて開口する排出口と、この排出口を開閉する開閉機構と、が設けられている。図例では、開閉機構として、斜め上方側に向けて振子状に移動されて排出口を開放させる蓋体を設けた例を示している。なお、開閉機構としては、このような態様に限られず、略水平方向にスライドされるスライドシャッターや、計量容器７側方の回転軸回りに回転されるアーム状の支持部に支持されたフラップ状の弁体でもよく、その他、種々の構成とされたものでもよい。
【００１５】
撹拌羽根９は、計量容器７の下方側に位置するように設けられ、適宜の駆動部によって回転される。この撹拌羽根９を設けた混合槽において混合された粉粒体材料は、当該配合システムＡの供給先としての成形機２に向けて供給される。図例では、ケーシング６を成形機２上に設置した例を示している。なお、成形機２としては、例えば、合成樹脂成形品を成形する射出成形機でもよいが、他の材料用の射出成形機でもよく、または種々の材料用の押出成形機や圧縮成形機等の他の成形機でもよい。また、当該配合システムＡの供給先としては、単一の供給先に限られず、複数の供給先でもよい。また、混合槽において混合された粉粒体材料が供給先としての成形機２に向けて垂れ流し状に供給される態様に限られず、混合槽またはその下流側（下方側）の貯留部から供給先に向けて空気輸送される態様としてもよい。この場合は、ケーシング６を成形機２上に設置する態様に代えて、適宜のフレームや架台に支持させるようにしてもよい。
【００１６】
また、図例では、配合システムＡに、材料元３からの粉粒体材料を各供給装置１に向けて空気輸送する空気輸送機４を設けた例を示している。図例では、第１供給装置１Ａに材料輸送管路を介して接続された第１材料元３Ａと、第２供給装置１Ｂに材料輸送管路を介して接続された第２材料元３Ｂと、第３供給装置１Ｃに材料輸送管路を介して接続された第３材料元３Ｃと、第４供給装置１Ｄに材料輸送管路を介して接続された第４材料元３Ｄと、を材料元３として設けた例を示している。なお、これら第１材料元３Ａ、第２材料元３Ｂ、第３材料元３Ｃ及び第４材料元３Ｄの区別を要しない場合には、単に材料元３として説明する。
また、図例では、第１材料元３Ａ、第２材料元３Ｂ及び第３材料元３Ｃを、タンク状とした例を示している。また、第４材料元３Ｄを、成形機２から取り出されて成形品と分離されたスプルやランナ、バリ等の成形副産物や、成形不良品等の被粉砕材を粉砕する粉砕機とした例を示している。なお、この粉砕機の投入ホッパーへの被粉砕材の投入は、適宜の成形副産物取出装置やベルトコンベア等の搬送手段によってなされるものでもよい。
【００１７】
これら材料元３に接続された材料輸送管路は、各供給装置１の貯留容器１０の上端部に設けられたホッパー状の捕集部１９に接続されている。これら捕集部１９には、空気輸送機４に接続された空気吸引管路が接続されている。また、これら捕集部１９には、空気吸引管路に向かう輸送空気から粉粒体材料を分離させる分離部が設けられている。このような分離部としては、粉粒体材料と輸送空気とを分離可能なものであればどのようなものでもよいが、輸送空気に加えて粉塵を通過させる一方、原料となる粉粒体材料の通過を阻止するパンチングメタルや網状（メッシュ状）の多孔板状体等でもよく、または、邪魔傘状とされたものでもよい。その他、種々の構成とされた分離部の採用が可能である。また、捕集部１９の分離機構としては、いわゆるサイクロン式にて輸送空気から粉粒体材料を分離させる構造とされたものでもよい。
【００１８】
これら捕集部１９に接続された空気吸引管路は、輸送空気切替弁５を介して空気輸送機４に接続されている。輸送空気切替弁５は、複数の空気吸引管路のうちのいずれか一つを空気輸送機４の吸込側に連通させるように切り替えられる構成とされている。空気輸送機４には、バグフィルターやサイクロンフィルター等の適宜の集塵部や、輸送空気源を構成する吸引ブロワー等が設けられている。
また、配合システムＡは、当該配合システムＡの各部を制御するＣＰＵ等からなる制御部３１を有した制御盤３０を備えている（図５（ａ）参照）。なお、この制御盤３０は、当該配合システムＡの適所、例えば、ケーシング６や空気輸送機４等に付設状に設けられたものでもよく、または、離間した箇所に設置されるものでもよい。
【００１９】
また、制御盤３０には、各種設定などの設定や入力、表示をするための表示部及び操作部を構成する表示操作部３２が設けられている。また、制御盤３０には、表示操作部３２の操作により設定、入力された設定条件や入力値、後記する各モード等を実行するための制御プログラムなどの各種プログラム、予め設定された各種動作条件、各種データテーブル等が格納され、各種メモリ等から構成された記憶部３３が設けられている。これら表示操作部３２や記憶部３３、上記した検出部８、各供給装置１の供給部２０（弁体駆動部２７）は、制御部３１に信号線等を介してそれぞれ接続されている。なお、上記した空気輸送機４の輸送空気源や輸送空気切替弁５、第４材料元３Ｄを構成する粉砕機の駆動部、各供給装置１に設けられた材料センサー、計量容器７の開閉機構、撹拌羽根９の駆動部、混合槽に設けられた材料センサー等も信号線等を介して制御部３１に接続されている。なお、制御部３１は、材料元３の材料センサーや排出部にも必要に応じて接続されたものでもよい。
【００２０】
上記のような構成とされた配合システムＡにおいては、材料元３から供給装置１に向けて粉粒体材料を空気輸送する輸送モードと、計量容器７における計量モードと、混合槽における混合モードと、が実行される。
輸送モードにおいては、供給装置１の材料センサーが材料要求信号を出力していれば、その供給装置１の捕集部１９に接続された空気吸引管路と空気輸送機４とを連通させるように輸送空気切替弁５を切り替え、空気輸送機４の輸送空気源を起動する。これにより、材料元３から供給装置１に粉粒体材料が輸送される。なお、当該配合システムＡの稼働初期等において複数（全て）の供給装置１の材料センサーから材料要求信号が出力されている場合には、予め設定された優先順位等に従って各供給装置１に向けて順次、輸送モードの実行がなされるものでもよい。
【００２１】
上記のように輸送モードが実行され、各供給装置１に粉粒体材料が貯留されれば、計量モードの実行がなされる。
計量モードにおいては、相異なる粉粒体材料毎に予め設定された目標計量値となるように、各供給装置１の供給部２０のそれぞれを制御し、計量容器７に向けて各粉粒体材料を順次供給させて１バッチ計量を行うようにしてもよい。粉粒体材料毎の目標計量値は、１バッチ目標量及び粉粒体材料毎の質量比に基づいて算出されて設定されたものでもよい。なお、各供給装置１の供給部２０の具体的な制御態様については後述する。
計量容器７に１バッチ計量分の粉粒体材料が収容され、混合槽の材料センサーが材料要求信号を出力していれば、計量容器７の排出口を開放させ、混合槽に向けて排出させ、撹拌羽根９を回転させて混合モードを実行するようにしてもよい。また、計量容器７が空状態となれば、計量モードを実行し、混合槽の材料センサーから材料要求信号が出力されるまで計量容器７に１バッチ計量分の粉粒体材料を収容させておくようにしてもよい。
【００２２】
上記のように混合槽において粉粒体材料の混合がなされれば、成形機２において適宜、捨て打ちや試し打ち等の成形準備工程が実行され、成形工程が逐次なされる定常運転工程に移行する。また、成形機２において発生した被粉砕材が適宜、第４材料元３Ｄを構成する粉砕機において粉砕される。以下、同様にして混合槽の材料センサーから材料要求信号が出力されれば、計量容器７の排出口を開放させて混合モードを実行し、計量容器７が空状態となれば、計量モードを実行する。また、各供給装置１の材料センサーから材料要求信号が出力されれば、輸送モードの実行がなされる。なお、当該配合システムＡにおいて実行される各モードとしては、上記のような態様に限られず、その他、種々の変形が可能である。
【００２３】
また、材料元３からの粉粒体材料を捕集部１９に向けて空気輸送する態様としては、上記のような吸引輸送に限られず、材料元３の排出部に圧縮空気を供給し、捕集部１９に向けて粉粒体材料を圧送する態様としてもよい。この場合は、捕集部１９に適宜の集塵部を設けた排気管を接続した構成としてもよい。また、各供給装置１への粉粒体材料の供給（補給）態様としては、空気輸送する態様に限られず、上流側（上方側）から自重落下させて供給（補給）する態様としてもよく、または、作業者によってなされるものでもよい。
また、複数の供給装置１のそれぞれに後記する供給部２０を設けた態様に代えて、少なくとも一つに設けた態様とし、他の供給装置には、他の供給部を設けた構成としてもよい。このような他の供給部としては、スライドシャッターや、スクリューフィーダー、振動フィーダー、マスフィーダー、ロータリーフィーダー、テーブルフィーダー等でもよく、その他、種々の構成とされたものの採用が可能である。
【００２４】
また、上記した例では、ケーシング６に混合槽を設けた例を示しているが、このような態様に代えて、他の混合機構を設けた構成としてもよい。例えば、計量容器７において計量されて配合された粉粒体材料を、空気輸送し、捕集部において混合するような態様等としてもよい。当該配合システムＡに組み込まれる各部材及び各部の具体的構成は、上記した構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。
また、複数の供給装置１を組み込んで材料配合装置（配合システムＡ）を構成した態様に代えて、単一の供給装置１を備えた材料計量装置（計量システム）を構成する態様としてもよい。この場合は、混合槽や混合機構を設けていない構成としてもよい。
【００２５】
供給装置１は、図１（ａ）及び図２に示すように、粉粒体材料を供給する際に開放される弁体２１を貯留容器１０に設けた構成とされている。この弁体２１は、上記した制御部３１によって開閉の制御がなされ、粉粒体材料を供給先（計量容器）７に向けて供給する供給部２０を構成する。本実施形態では、この弁体２１を、貯留容器１０に設けられたガイド孔１７の開口方向に沿ってスライドされる柱状としている。なお、この弁体２１を含む供給部２０の詳細については、後述する。
貯留容器１０は、上方側部位が筒状とされ、下方側部位が下方側に向かうに従い先細状とされたホッパー形状とされている。本実施形態では、貯留容器１０の上方側部位を、図１（ｂ）に示すように、平面視して略方形状の略四角筒状とした例を示している。図例では、貯留容器１０の上方側部位を、平面視して略正方形状とした例を示している。
【００２６】
また、図１に示すように、この貯留容器１０の四周を区画する周壁部のうち、互いに隣り合う第１側壁部１１及び第２側壁部１２を、上下方向の概ね全体に亘って略垂直板状とした例を示している。図例では、第１側壁部１１の上端側部位を、外側に向けて下るように傾斜する傾斜板状とした例を示している。また、この貯留容器１０の四周を区画する周壁部のうち、残余の互いに隣り合う第３側壁部１３及び第４側壁部１４を、略垂直板状とされた上方側部位の下端縁から下方側に向かうに従い第１側壁部１１と第２側壁部１２との隅部に向けて傾斜する傾斜板状とした例を示している。
また、これら四周の周壁部のうちの一つとしての第２側壁部１２に、上記したケーシング６に設けられた保持部に保持される被保持部１２ａを設けた構成としている。図例では、この被保持部１２ａを、第２側壁部１２に沿うような形状とされた保持部を構成する片部が挿通される上下方向に貫通する孔状の凹所を区画する形状とした例を示している。
【００２７】
また、この貯留容器１０の上端側に、上端側の開口を開閉する蓋体１８を設けた構成としている。この蓋体１８は、一側部が第１側壁部１１の上端部に蝶番等の回転連結部材によって回転自在に連結され、貯留容器１０に対して回転されて開閉される構成とされている。また、第３側壁部１３及び第４側壁部１４の上端部に、この蓋体１８の他の側部を締結する締結金具を設けた例を示している。なお、蓋体１８としては、このように貯留容器１０に回転自在に連結されたものに限られず、着脱可能に設けられたものでもよい。また、この蓋体１８に、上記した捕集部１９が設置されるものでもよい。この場合は、捕集部１９の排出口に連通または排出管が挿通される開口を蓋体１８に設けた構成としてもよい。また、図１（ａ）において符号１４ａは、第４側壁部１４に設けられ、貯留容器１０内を視認可能な窓部である。
【００２８】
また、貯留容器１０の下端側には、底壁部１５が設けられている。この底壁部１５を上下方向に貫通するようにガイド孔１７が設けられている。本実施形態では、このガイド孔１７を、当該ガイド孔１７が設けられた貯留容器１０の底壁部１５の厚さよりも当該ガイド孔１７の開口方向（上下方向）に沿う寸法が大とされ、貯留容器１０に取り付けられた樹脂製筒状部材（筒状部材）１６の孔としている。このような構成とすれば、ガイド孔１７を、貯留容器１０を構成する壁部（底壁部）１５自体を貫通させて設けた孔としたものと比べて、後記する弁体２１を安定的にスライドさせることができる。また、樹脂製であるので、ガイド孔１７の周縁部と弁体２１に設けられた口（本実施形態では、後記する排出口２４）の開口周縁部との間における粉粒体材料の噛み込みに起因する動作不良を生じ難くすることができる。
【００２９】
このような筒状部材１６としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）や含油ＰＯＭなどの耐摩耗性や摺動性の良好な樹脂系材料から形成された樹脂成形品としてもよく、いわゆるブッシュとしてもよい。また、この筒状部材１６の上下方向に沿う厚さ寸法は、後記する弁体２１のスライド安定性や弁体２１の上下方向に沿う寸法のコンパクト化を図る観点等から適宜の寸法としてもよい。図例では、この筒状部材１６を、底壁部１５の下面よりも下方側に向けて突出させるように設けた例を示している。また、この筒状部材１６の上端側外周縁部に設けられたフランジ部を底壁部１５の取付孔の貯留容器１０内側の周縁部に係止させるようにして筒状部材１６を底壁部１５の取付孔に取り付けた例を示している。
また、この筒状部材１６のガイド孔１７を開口方向に見た形状は、後記する弁体２１を軸方向に見た形状に応じた形状とされている。本実施形態では、このガイド孔１７を、開口方向に見て、丸孔状としている。また、本実施形態では、このガイド孔１７を、貯留容器１０外側となる下方側に向かうに従い拡開状としている。なお、ガイド孔１７を、樹脂製の筒状部材１６の孔とした態様に代えて、貯留容器１０の底壁部１５に設けられた孔としてもよい。
【００３０】
供給部２０は、図１（ａ）及び図２に示すように、弁体２１を閉鎖位置と開放位置とに移動させる弁体駆動部２７を備えている。本実施形態では、弁体駆動部２７を、シリンダー本体に対して上下方向に伸縮されるロッド２８を有したシリンダーとしている。このような弁体駆動部２７を構成するシリンダーとしては、例えば、エアーシリンダーや、油圧シリンダー、電動シリンダーとしてもよい。本実施形態では、この弁体駆動部２７を、貯留容器１０内に設けた構成としている。また、貯留容器１０の内壁に、弁体駆動部２７を保持するブラケット状の保持部２９を固定した構成としている。なお、弁体駆動部２７に接続されるエアー供給管路を貯留容器１０の周壁部を貫通させて設けた構成としてもよい。この場合は、エアー供給管路の接続部を、貯留容器１０の周壁部の外壁に設けた構成としてもよい。
【００３１】
弁体２１は、上下方向に軸方向を沿わせて配される柱状とされている。この弁体２１には、当該弁体２１が閉鎖位置においてガイド孔１７内に配される閉鎖部２５と、当該弁体２１が開放位置において貯留容器１０内と貯留容器１０外とを連通させる材料供給路２２と、が設けられている。このような構成とすれば、貯留容器１０に設けられた排出口を覆って閉鎖するフラップ状の弁体や排出口に嵌め込まれて閉鎖する円錐状の弁体と比べて、粉粒体材料の噛み込みを抑制することができる。これにより、後記する供給モードのように、弁体２１を比較的に高速に開閉させることができ、一開放当たりの供給量の微小化を効果的に図ることができる。
また、図２（ｂ）に示すように、当該弁体２１が閉鎖位置において閉鎖部２５がガイド孔１７内に配されてガイド孔１７の閉鎖がなされる。従って、閉鎖位置において弁体２１の受入口２３が貯留容器１０内において開口しないように弁体２１を収容する収容筒を貯留容器１０内に設けたようなものと比べて構造の簡略化を図ることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、弁体２１の材料供給路２２を、当該弁体２１の側周面２１ａにおいて受入口２３及び排出口２４を開口させるように当該弁体２１を貫通させるように設けた構成としている。また、この材料供給路２２を、図２（ａ）に示すように、当該弁体２１が粉粒体材料を供給する供給位置（開放位置）において受入口２３が貯留容器１０内において開口し、かつ排出口２４が貯留容器１０外において開口するように斜め状に形成した構成としている。このような構成とすれば、排出口２４が弁体２１の軸方向に対して斜めに開口することとなり、貯留容器１０内の粉粒体材料を弁体２１の径方向一方側に向けて排出させることができる。これにより、上記したように、下方側の計量容器７の投入口に向けて複数の供給装置１の貯留容器１０から粉粒体材料を排出させる構成とした場合に、計量容器７の中央側に向けて排出するように各貯留容器１０の弁体２１を配置することで、粉粒体材料の計量容器７外への飛散等を抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、この弁体２１は、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、略円柱状とされている。このような構成とすれば、弁体２１を角柱状とし、受入口２３及び排出口２４を側面において開口させたものと比べて、側周面２１ａにおいて開口する受入口２３及び排出口２４の開口面積（周方向に沿う面積）を効果的に大きくすることができる。また、この弁体２１は、軸方向の概ね全体に亘って略同径状とされている。
また、本実施形態では、弁体２１の閉鎖部２５を、当該弁体２１が閉鎖位置において材料供給路２２が貯留容器１０内に位置するように、当該弁体２１における軸方向で材料供給路２２の貯留容器１０外側に設けた構成としている。このような構成とすれば、閉鎖位置において貯留容器１０内に位置する材料供給路２２に受入口２３を介して粉粒体材料が流入することとなり、弁体２１を開放位置とすることで早期に粉粒体材料を排出させることができる。この閉鎖部２５は、弁体２１が閉鎖位置においてガイド孔１７の内周面に外周面が略全周に亘って当接または近接するように形成されている。
【００３４】
また、本実施形態では、この弁体２１の上端部２６に弁体駆動部２７のロッド２８を連結し、弁体２１の下端部（弁体２１の軸方向で貯留容器１０外側端部）を、閉鎖部２５としている。つまり、図２（ｂ）に示すように、貯留容器１０内に配された弁体駆動部２７のロッド２８を短縮させた状態が弁体２１の閉鎖位置とされ、図２（ａ）に示すように、ロッド２８を伸長させた状態が弁体２１の開放位置とされている。この弁体２１は、閉鎖位置において、当該弁体２１の下端面２１ｂがガイド孔１７を構成する筒状部材１６の下端面と概ね同一平面状となるように配されるものでもよい。図例では、弁体２１が閉鎖位置において当該弁体２１の下端面２１ｂが筒状部材１６の下端面よりも僅かに下側に位置する構成とした例を示しているが、弁体２１の下端面２１ｂと筒状部材１６の下端面とを同一平面状に位置する構成としたり、当該弁体２１の下端面２１ｂが筒状部材１６の下端面よりも僅かに上側に位置する構成としたりしてもよい。つまり、閉鎖位置において当該弁体２１の閉鎖部２５がガイド孔１７の下端側（外側）の周縁部、つまり、筒状部材１６の下端面よりも下方側に向けて突出しない構成としてもよい。また、図例では、下端面２１ｂの外周縁部にＣ面取状の面取部を設けた例を示している。また、この弁体２１の上端部２６には、図３（ａ）に示すように、上端面２１ｃにおいて開口するようにロッド２８が連結される雌ねじ穴が設けられている。なお、上端面２１ｃの外周縁部にも適宜の面取部を設けた構成としてもよい。
【００３５】
材料供給路２２は、弁体２１の軸方向（ロッド２８伸縮方向、上下方向）に対して傾斜するように設けられている。この材料供給路２２の傾斜角度は、弁体２１の軸方向に沿う寸法のコンパクト化を図る観点や粉粒体材料の排出性を向上させる観点等から適宜の角度としてもよく、例えば、弁体２１の軸方向に直交する面（水平面）に対して２０度〜６０度程度の傾斜角度としてもよく、図例では、３５度程度とした例を示している。この材料供給路２２は、当該材料供給路２２の途中部位において湾曲や屈曲することなく略直線状に設けられている。また、本実施形態では、この材料供給路２２を、当該材料供給路２２の軸心と弁体２１の軸心とが略同一平面上に位置するように設けた構成としている。また、この材料供給路２２の傾斜方向が上記のように傾斜状とされた貯留容器１０の周壁部のうちの一つとしての第４側壁部１４の傾斜方向に沿う方向となるように弁体２１を配置した構成としている。つまり、弁体２１を、排出口２４が貯留容器１０の略垂直板状とされた第２側壁部１２側に向けて開口するように配置した構成としている。このような構成とすれば、弁体２１を開放位置とすれば、第４側壁部１４に沿って流下する粉粒体材料を材料供給路２２に沿わせて円滑に流下させることができる。
【００３６】
また、この材料供給路２２の斜め上方側に向く開口が受入口２３を構成し、斜め下方側に向く開口が排出口２４を構成する。
受入口２３は、当該弁体２１の上端側の側周面２１ａにおいて開口するように設けられている。この受入口２３は、材料供給路２２の貫通方向に見て略円（略真円）形状とされている。この受入口２３は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、弁体２１が開放位置及び閉鎖位置のいずれにおいても貯留容器１０内に位置し、開放位置では、開口周縁部の下端縁がガイド孔１７の貯留容器１０内側の周縁部（内側周縁部）１７ａと概ね同高さとなるように配される構成とされている。
【００３７】
この受入口２３の径（内径）は、弁体２１の強度上の観点や粉粒体材料の排出性を向上させる観点等から適宜の径としてもよく、例えば、当該弁体２１の径（外径）の３／５〜９／１０程度としてもよく、図例では、４／５程度とした例を示している。
また、本実施形態では、この受入口２３の開口周縁部に、面取部２３ａを設けた構成としている。このような構成とすれば、受入口２３の開口周縁部において粉粒体材料が引っ掛かり難くなり、材料供給路２２に向けて粉粒体材料を円滑に流下させることができる。この面取部２３ａは、受入口２３の開口周縁部の全周に亘って設けられている。図例では、この面取部２３ａを、Ｃ面取状とした例を示しているが、Ｒ面取状としてもよい。なお、このように面取部２３ａを全周に亘って設けた態様に代えて、受入口２３の開口周縁部の閉鎖部２５側部位のみに設けた態様としてもよく、さらには、このような面取部２３ａを設けていない構成としてもよい。
【００３８】
排出口２４は、当該弁体２１の下端側で、かつ受入口２３とは径方向で反対側の側周面２１ａにおいて開口するように設けられている。この排出口２４は、図２（ｂ）に示すように、弁体２１が閉鎖位置において、開口周縁部の下端縁が筒状部材１６の下端面よりも上方側に位置するように配される。
本実施形態では、この排出口２４を、図２（ａ）に示すように、当該弁体２１が開放位置において、排出口２４の貯留容器１０内側の開口周縁部（上端縁）とガイド孔１７の内側周縁部１７ａとの間に隙間が形成されるように、貯留容器１０内においても開口させた構成としている。このような構成とすれば、ガイド孔１７の内側周縁部１７ａとの間における粉粒体材料の噛み込みに起因する動作不良を生じ難くすることができる。弁体２１が開放位置で貯留容器１０内において開口する排出口２４の開口面積は、粉粒体材料の通過が可能なように適宜の面積としてもよい。このような構成とすれば、貯留容器１０内において開口する排出口２４を受入口としても機能させることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、この排出口２４の径（内径）を、受入口２３の径（内径）よりも大径状としている。つまり、材料供給路２２を、排出口２４に向かうに従い拡開状に形成した構成としている。上記のように、排出口２４を開放位置において貯留容器１０内においても開口する構成とした場合には、開放位置において貯留容器１０外において開口する排出口２４の開口面積が小さくなる懸念があるが、上記のような構成とすれば、開放位置において貯留容器１０外において開口する排出口２４の開口面積を大きくすることができる。弁体２１が開放位置において、貯留容器１０外において開口する排出口２４の開口面積は、弁体２１のコンパクト化を図る観点や粉粒体材料の排出性を向上させる観点等から適宜の面積としてもよく、受入口２３の開口面積と概ね同面積としてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、図２に示すように、材料供給路２２の受入口２３側となる上流側供給路２２ａの内径を受入口２３と同径状とし、材料供給路２２の排出口２４側となる下流側供給路２２ｂの内径を、排出口２４に向かうに従い大径状としている。つまり、材料供給路２２の途中部位から排出口２４に向かうに従い拡開状とした構成としている。なお、このような態様に代えて、材料供給路２２を、その全体に亘って排出口２４に向かうに従い拡開状とされたものとしてもよい。
また、本実施形態では、排出口２４を、材料供給路２２の貫通方向に見て、当該弁体２１の概ね軸方向を長径とする略楕円形状としている。つまり、下流側供給路２２ｂを、排出口２４に向かうに従い概ね軸方向に大径状としている。換言すれば、弁体２１の周方向に沿う受入口２３及び排出口２４の径は、略同径状とされている。
【００４１】
また、本実施形態では、排出口２４における少なくとも閉鎖部２５側の開口周縁部に、面取部２４ａを設けた構成としている。このような構成とすれば、排出口２４における閉鎖部２５側の開口周縁部とガイド孔１７との間における粉粒体材料の噛み込みに起因する動作不良を生じ難くすることができる。本実施形態では、この面取部２４ａを、排出口２４の開口周縁部の全周に亘って設けた構成としている。なお、このように面取部２４ａを全周に亘って設けた態様に代えて、排出口２４の開口周縁部の閉鎖部２５側部位のみに設けた態様としてもよく、さらには、このような面取部２４ａを設けていない構成としてもよい。
また、当該弁体２１や貯留容器１０は、適宜の金属系材料から形成されたものでもよい。
また、貯留容器１０内における弁体駆動部２７の上方側に、手指等の差込を防止する格子状部材を設けた構成としてもよい。
【００４２】
次に、本実施形態に係る供給装置１を用いて実行される供給モードの一例としての本実施形態に係る粉粒体材料の供給方法について、図５（ｂ）及び図６（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。なお、図５（ｂ）及び図６（ａ）、（ｂ）におけるグラフでは、横軸を時間軸、縦軸を上記した計量容器７の検出部８の検出値とし、その推移を模式的に示している。また、図５（ｂ）及び図６（ａ）、（ｂ）では、弁体２１の開閉を模式的に示している。
【００４３】
同供給方法は、下方側の計量容器７に向けて所定の目標計量値となるように、貯留容器１０に設けられた弁体２１を開放させて粉粒体材料を供給する構成とされている。また、同供給方法は、目標計量値が所定の閾値を上回っていれば、計量容器７における検出部８の検出値が目標計量値よりも低い所定値となるまで弁体２１を開放位置とする一方、目標計量値が上記閾値を下回っていれば、検出部８の検出値が目標計量値となるように弁体２１をパルス的に開放させる構成とされている。この供給方法は、上記した制御部３１による制御によって実行される。つまり、制御部３１は、目標計量値が上記閾値を上回っていれば、計量容器７における検出部８の検出値が目標計量値よりも低い所定値となるまで弁体２１を開放位置とする一方、目標計量値が上記閾値を下回っていれば、検出部８の検出値が目標計量値となるように弁体２１をパルス的に開放させる。
【００４４】
上記のような構成とすれば、目標計量値が比較的に大きい場合には、検出部８の検出値が所定値となるまで弁体２１が開放位置とされるので、開閉を繰り返すようなものと比べて、供給時間（計量時間）の短縮化を図ることができる。また、目標計量値が比較的に小さい場合には、検出部８の検出値が目標計量値となるように弁体２１をパルス的に開放させることで、一開放当たりの供給量の微小化を図ることができ、計量精度を向上させることができる。
上記目標計量値は、複数の粉粒体材料を計量容器７において配合する場合には、上記した表示操作部３２を介して入力された質量比及び１バッチ目標量に基づいて算出されて設定されたものでもよく、表示操作部３２を介して入力されたものでもよい。
また、上記閾値は、計量精度を向上させる観点や計量時間の短縮化を図る観点等から適宜の値としてもよく、また、粉粒体材料の種類に応じて変更されるものでもよい。この閾値は、後記するようにパルス的に開放される弁体２１の開放回数が５０回以下となるような値としてもよく、好ましくは、２０回以下となるような値としてもよい。また、この閾値は、後記する落差値と同程度としてもよい。
【００４５】
図５（ｂ）に示すように、制御部３１は、目標計量値が上記閾値を下回っている場合には、弁体２１をパルス的に開放させる、つまり、小刻みに開閉を繰り返す小量供給モードを実行する。この小量供給モードにおける弁体２１の一開放時間（パルス幅）は、計量精度を向上させる観点から比較的に短時間としてもよく、例えば、１秒以下でもよく、好ましくは、０．５秒以下でもよく、０．２秒以下でもよい。また、この小量供給モードにおける弁体２１の一開放時間を、一開放当たりの供給量が１ｇ以下となるような時間としてもよい。また、この小量供給モードにおける弁体２１のパルス間の閉鎖時間は、一開放時間と同程度としてもよいが、図例では、一開放時間よりも大とした例を示している。このように小刻みに開閉を繰り返して小量供給モードを実行すれば、検出部８における検出値が階段状に徐々に上昇し、目標計量値となれば、弁体２１が閉鎖され、小量供給モードが終了する。
【００４６】
一方、図６（ａ）に示すように、制御部３１は、目標計量値が上記閾値を上回っている場合には、所定値となるまで弁体２１を開放位置とする大量供給モードを実行する。なお、図６（ａ）、（ｂ）では、図５（ｂ）よりも閾値を低く図示しているが、同値である。
図６（ａ）では、上記所定値を、予め設定された落差値（弁体２１閉鎖後に落下する粉粒体材料の質量）としている。この例では、制御部３１は、目標計量値が上記閾値を上回っている場合において、検出部８の検出値が目標計量値から予め設定された落差値を差し引いた値となれば、弁体２１を閉鎖させる。つまり、本例に係る大量供給モードにおいては、制御部３１は、検出部８の検出値が目標計量値から落差値を差し引いた値となるまでは、弁体２１を開放位置とする。このような構成とすれば、計量時間の短縮化を図りながらも、弁体２１閉鎖後の落差量を加味して供給することができ、計量精度を向上させることができる。
【００４７】
なお、上記落差値は、初期データとして予め記憶部３３に格納されたものでもよく、粉粒体材料の粒径や嵩密度等に応じて複数のうちから選択可能とされたものでもよく、さらには、表示操作部３２を介して入力されて設定されたものでもよい。また、この落差値は、上記大量供給モードが実行される際に、随時、実測データに基づいて補正され、記憶部３３のデータの更新がなされるものとしてもよい。この場合、過去複数回の１バッチ計量の移動平均値を元に補正、更新するようにしてもよい。
【００４８】
または、上記のような態様に代えて、図６（ｂ）に示すように、変形例に係る大量供給モードを実行する態様としてもよい。この例では、制御部３１は、目標計量値が上記閾値を上回っている場合において、検出部８の検出値が所定値（切替値）となれば、検出部８の検出値が目標計量値となるように弁体２１をパルス的に開放させる構成としている。つまり、本例に係る大量供給モードにおいては、制御部３１は、検出部８の検出値が切替値となるまでは、弁体２１を開放位置とし、切替値となれば、パルス的に開放させる構成としている。このような構成とすれば、計量時間の短縮化を図りながらも、切替値となった以降は、弁体２１をパルス的に開放させることで、上記同様、一開放当たりの供給量の微小化を図ることができ、計量精度を向上させることができる。
【００４９】
上記切替値は、初期データとして予め記憶部３３に格納されたものでもよく、粉粒体材料の粒径や嵩密度等に応じて複数のうちから選択可能とされたものでもよい。また、この切替値は、上記落差値と同程度としてもよい。
また、切替値となった以降に弁体２１をパルス的に開放させる態様は、上記した小量供給モードと同様としてもよい。
なお、本変形例に係る大量供給モード（第２大量供給モード）と、図６（ａ）を用いて説明した大量供給モード（第１大量供給モード）と、を選択的に実行可能な構成としてもよい。この場合は、表示操作部３２を介してモードの選択が可能な構成としてもよい。
また、当該供給装置１を用いて実行される供給モードの一例としての本実施形態に係る粉粒体材料の供給方法としては、上記のような構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。また、同供給方法は、本実施形態に係る供給装置１を用いて実行する構成に限られず、種々の構成とされた他の供給装置を用いて実行することも可能である。
【００５０】
また、上記した例では、貯留容器１０を、平面視して略方形状とした例を示しているが、他の多角形状としたり、略円形状等としたりしてもよい。
また、上記した例では、供給部２０の弁体２１を、略円柱状とした例を示しているが、略多角柱状としてもよい。
また、上記した例では、弁体２１の閉鎖部２５を、当該弁体２１における軸方向で材料供給路２２の貯留容器１０外側に設けた例を示しているが、当該弁体２１における軸方向で材料供給路２２の貯留容器１０内側に設けた構成としてもよい。つまり、閉鎖位置において材料供給路２２が貯留容器１０の外側に配置される構成としてもよい。
また、上記した例では、材料排出路２２を、貫通方向に見て略円形状とした例を示しているが、略方形状や他の多角形状等としてもよい。
また、上記した例では、材料供給路２２を、排出口２４に向かうに従い拡開状とした例を示しているが、材料供給路２２の軸方向の全体に亘って略同径状とされたものとしてもよい。
【００５１】
また、上記した例では、弁体２１が開放位置において排出口２４が貯留容器１０内においても開口する構成とした例を示しているが、このような態様に代えて、弁体２１が開放位置において排出口２４が貯留容器１０内において開口しない構成としてもよい。
また、上記した例では、弁体２１が上下方向に移動されて開閉がなされるものとした例を示しているが、水平方向や斜め方向に移動されて開閉がなされるものとしてもよい。
また、上記した例では、弁体駆動部２７を、貯留容器１０内に設けた例を示しているが、貯留容器１０外に設けた構成としてもよい。この場合は、弁体２１の軸方向外端（下端）側に弁体駆動部２７のロッド２８を連結した構成としてもよい。
また、上記した例では、弁体２１の受入口２３及び排出口２４を、弁体２１の側周面２１ａにおいて開口させた例を示しているが、このような態様に代えて、排出口２４を弁体２１の軸方向外端面（下端面）において開口させた構成としてもよい。この場合は、弁体２１を収容し、受入口２３を閉鎖する収容筒を貯留容器１０内に設けた構成としてもよい。また、弁体２１としては、このような筒状や柱状とされたものに限られず、制御部３１によって開閉が制御されて上記のような供給モードの実行が可能なものであれば、どのようなものでもよい。また、本実施形態に係る供給装置１が備える各部材及び各部の具体的構成は、上記した構成に限られず、その他、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１      粉粒体材料の供給装置
１０    貯留容器
１７    ガイド孔
２１    弁体
２２    材料供給路
２５    閉鎖部
３１    制御部
７      計量容器
８      検出部
【図１】
2020066475.tif 000003
【図２】
2020066475.tif 000004
【図３】
2020066475.tif 000005
【図４】
2020066475.tif 000006
【図５】
2020066475.tif 000007
【図６】
2020066475.tif 000008