(57)【要約】【課題】流動性が悪い粉体であっても、安定供給することができる粉体供給装置を提供する。【解決手段】粉体を収容する収容部７と、収容部７の下部に配置され収容部７に収容されている粉体を下方へ排出するための多数の孔が形成された底部８と、底部８の上面側に駆動回転可能に配置され、かつ、駆動回転により粉体を押し出して孔から下方に突出するように粉体を孔へ押し込むための押出面を備えた押出部材９と、底部８の下面側に駆動回転可能に配置され、かつ、突出した粉体を駆動回転により掻き取ることにより下方へ落下させる掻き取り部材１０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する収容部と、該収容部の下部に配置され該収容部に収容されている粉体を下方へ排出するための多数の孔が形成された底部と、底部の上面側に駆動回転可能に配置され、かつ、駆動回転により粉体を押し出して前記孔から下方に突出するように該粉体を該孔へ押し込むための押出面を備えた押出部材と、前記底部の下面側に駆動回転可能に配置され、かつ、前記突出した粉体を駆動回転により掻き取ることにより下方へ落下させる掻き取り部材と、を備えていることを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記押出部材の回転速度と前記掻き取り部材の回転速度とが同一に設定され、前記押出部材の回転方向上流端が前記掻き取り部材の回転方向上流端よりも上流側に位置するように該押出部材及び前記掻き取り部材が前記底部を挟んで上下に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記押出面が、前記押出部材の回転方向上流側ほど上方に位置する傾斜面に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記押出部材の上面には、前記収容部に収容される粉体の一部を載置支持する載置部と載置された粉体を前記底部側に落とし込むための切欠き部とを備えた載置部材が該押出部材と一体回転可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記底部の中心部にアクチュエータにより駆動回転される駆動回転軸が上下方向に貫通され、前記駆動回転軸に前記押出部材と前記掻き取り部材とが一体回転するように取り付けられていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項６】
前記底部の多数の孔の一部を上方から塞ぐためのカバー部材が、前記駆動回転軸に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の粉体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定量の粉体を容器に供給するための粉体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記粉体供給装置には、オーガーの回転により収容部（ホッパー）内の粉体を下方に供給する第１粉体供給装置と、収容部（ホッパー）から下方へ供給する粉体を振動により水平方向に搬送する第２粉体供給装置と、が既に提案されている。
【０００３】
第１粉体供給装置は、具体的には、収容部（ホッパー）の下端に連結されて収容部に収容された粉体を下方に案内する第１供給筒と、該第１供給筒の下端に連結されて第１供給筒からの粉体を更に下方に案内する第２供給筒と、第１供給筒から第２供給筒の内部に亘って配置された回転軸と回転軸に取り付けられた螺旋状の羽根とからなるオーガーと、第２供給筒の下端に配設され第２供給筒から排出される粉体を分散させる分散部材を有する粉体分散部材と、を備えている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、第２粉体供給装置は、具体的には、粉体を収容する収容部（ホッパー）と、収容部（ホッパー）の下端に連結されて収容部（ホッパー）に収容された粉体を下方に案内する供給筒部を有する筒状の供給ケースと、供給筒部の中心に配置されて下端側ほど外形が大きくなる傾斜部と、供給筒部と傾斜部との間の流通路を通過して下方に供給される粉体を受け止めて水平方向に振動により搬送する第１供給レーンを有する第１振動搬送部と、第１供給レーンの終端から排出される粉体を下方に落下させる第１落下レーンと、を備えている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４３１４７号公報
【特許文献２】特開２０１７−８８３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、供給筒内の粉体をオーガーの回転により下方へ移動させる構成であり、また、上記特許文献２では、供給筒部と傾斜部との間の流通路を落下により移動させる構成である。ところで、粉体には、含有する水分量や粘り気等の性状によって流動性が悪い粉体がある。このような流動性が悪い粉体を上記特許文献１の構成や上記特許文献２の構成で良好に移動させることができない。よって、粉体の安定供給ができず、早期改善が要望されている。
【０００７】
そこで本発明は、流動性が悪い粉体であっても、安定供給することができる粉体供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の粉体供給装置は、粉体を収容する収容部と、該収容部の下部に配置され該収容部に収容されている粉体を下方へ排出するための多数の孔が形成された底部と、底部の上面側に駆動回転可能に配置され、かつ、駆動回転により粉体を押し出して前記孔から下方に突出するように該粉体を該孔へ押し込むための押出面を備えた押出部材と、前記底部の下面側に駆動回転可能に配置され、かつ、前記突出した粉体を駆動回転により掻き取ることにより下方へ落下させる掻き取り部材と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、流動性が悪い粉体が収容されていても、底部の上面側に配置された押出部材の駆動回転により粉体が押出面で底部に形成した孔へ押し込まれる。押し込まれ粉体は、孔から下方に突出し、その突出した粉体が、底部の下面側に配置された駆動回転する掻き取り部材で掻き取られることにより下方に落下し、容器に充填される。
【００１０】
また、本発明の粉体供給装置は、前記押出部材の回転速度と前記掻き取り部材の回転速度とが同一に設定され、前記押出部材の回転方向上流端が前記掻き取り部材の回転方向上流端よりも上流側に位置するように該押出部材及び前記掻き取り部材が前記底部を挟んで上下に配置されていることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、押出部材が掻き取り部材よりも回転方向上流側で回転するので、押出部材の駆動回転により底部の孔から粉体を下方に確実に突出させ、突出した粉体を押出部材よりも回転方向下流側で回転する掻き取り部材で確実に掻き取ることができる。
【００１２】
また、本発明の粉体供給装置は、前記押出面が、前記押出部材の回転方向上流側ほど上方に位置する傾斜面に構成されていることが好ましい。
【００１３】
上記のように、押出面を、押出部材の回転方向上流側ほど上方に位置する傾斜面に構成することによって、押出部材の回転によって、粉体を下方側に押し出して底部の孔から粉体を下方に確実に突出させることができる。
【００１４】
また、本発明の粉体供給装置は、前記押出部材の上面には、前記収容部に収容される粉体の一部を載置支持する載置部と載置された粉体を前記底部側に落とし込むための切欠き部とを備えた載置部材が該押出部材と一体回転可能に設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記のように、収容部に収容される粉体の一部を載置部に載置させることによって、収容している粉体の全重量が底部に加わることがなく、切欠き部に落とし込まれた粉体を、押出部材の回転により移動させることができる。よって、粉体の収容量に関係なく所定量の粉体を底部の孔から安定して突出させることができる。
【００１６】
また、本発明の粉体供給装置は、前記底部の中心部にアクチュエータにより駆動回転される駆動回転軸が上下方向に貫通され、前記駆動回転軸に前記押出部材と前記掻き取り部材とが一体回転するように取り付けられていることが好ましい。
【００１７】
上記のように、アクチュエータにより駆動回転される駆動回転軸により押出部材及び掻き取り部材の両方を駆動するので、別々のアクチュエータにより駆動する場合に比べて部品点数を少なくでき、構成の簡素化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の粉体供給装置は、前記底部の多数の孔の一部を上方から塞ぐためのカバー部材が、前記駆動回転軸に着脱可能に取り付けられていることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、粉体の供給量を少なくしたい場合には、底部の多数の孔の一部を塞ぐカバー部材を駆動回転軸に取り付け、また、粉体の供給量を多くしたい場合には、カバー部材を駆動回転軸から取り外すことになる。このようにカバー部材を着脱するだけで、粉体の供給量を調整することができ、駆動回転軸の回転速度を制御する制御装置を設ける場合に比べて、コスト面において有利になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、孔から粉体を押出部材で下方に突出させ、その突出させた粉体を掻き取り部材で掻き取ることで下方に落下させることができるので、流動性が悪い粉体であっても、安定供給することができる粉体供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】粉体供給装置の縦断正面図である。
【図２】同粉体供給装置の要部の縦断正面図である。
【図３】同粉体供給装置の要部の分解斜視図である。
【図４】同粉体供給装置の底面図である。
【図５】同粉体供給装置の要部の平面図である。
【図６】カバー部材を駆動回転軸に取り付けた状態の要部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る粉体供給装置について説明する。ここでは、粉体供給装置を無菌室に設置し、粉体供給装置より供給される粉体（例えば、抗生物質の粉体、抗癌剤の粉体）を容器（例えば、バイアル瓶）に充填して所定場所まで搬送する場合について説明する。なお、図１の紙面における左右方向を左右方向とし、紙面の上下方向を上下方向とし、紙面の貫通する手前側を前方とし、かつ、奥側を後方として、以下において説明する。図１に示す２４は、無菌室を形成するための下壁部であり、上壁部及び上壁部と下壁部とを囲うための４つの側壁部は、図示していない。
【００２３】
図１に示すように、床Fに支柱１が固定され、支柱１の上端に左右方向に長い板部材２の左端部が固定され、板部材２の右端部に形成された貫通孔２Ａに粉体供給装置３の上端部が貫通支持され、粉体供給装置３の下端部が板部材２の右端部の下面に吊り下げられた状態で固定されたベース部材４に左右のクランプレバー５，５により着脱可能に固定されている。板部材２の上方は、下方が開放されたボックス状のケース６により密閉されている。
【００２４】
粉体供給装置３は、図１及び図２に示すように、粉体を収容する収容部７と、収容部７に収容されている粉体を下方へ排出する多数の孔８Ａが形成された底部８と、底部８の上面側に駆動回転可能に配置された押出部材９と、底部８の下面側に駆動回転可能に配置された掻き取り部材１０と、押出部材９の上面に配置された載置部材１１と、を備えている。
【００２５】
収容部７は、透明なガラス製のホッパーからなり、筒状の円筒部７Ａと、円筒部７Ａの上端開口部を閉じる着脱自在な円形で板状の蓋体部７Ｂと、を備えている。蓋体部７Ｂの中心部には、駆動回転軸１２及び後述の撹拌具２３を挿通するための挿通孔７ｂが形成されている。この蓋体部７Ｂを取り外して粉体の供給を行うことになるが、粉体を貯留する粉体貯留用のタンク（図示せず）を設け、そのタンクと円筒部７Ａに形成の貫通孔（図示せず）とを粉体供給用の配管で接続し、例えばタンク内に流動性の悪い粉体が収容されている場合であっても、タンク内に収容されている粉体の上端から下方に押圧するピストンを設け、そのピストンで強制的に押し出した粉体を収容部７内へ配管を介して自動的に供給するように構成してもよい。また、収容部７内の粉体の収容高さを検出する非接触式の粉体レベルセンサ（図示せず）を備えて、この粉体レベルセンサにより粉体の収容高さを検出し、その検出した高さが補充しなければならない設定高さ以下まで減少すると、パテライトやブザー等により作業者に報知するようにしてもよいし、粉体レベルセンサからの検出信号に基づいて、粉体の補充を自動的に行うようにしてもよい。
【００２６】
底部８は、中心部に前記駆動回転軸１２を貫通させる貫通孔８Ｋ（図２参照）が形成されるとともに、貫通孔８Ｋと外周縁との間に多数の粉体通過用の孔８Ａが形成された外形が円形の金属板（パンチングメタル）から構成されている。前記孔８Ａは、外周縁から内側の所定範囲のみ形成され、径方向に複数列（図３では４列であるが、２列や３列等であってもよい）配置され、かつ、各列の孔８Ａそれぞれが同心円状に並んだ状態で形成されている。各列において周方向で隣り合う孔８Ａ，８Ａ同士の間隔は、同一に形成され、径方向内側に位置する列の孔ほど周方向で隣り合う孔８Ａ，８Ａ同士の間隔が小さくなっており、放射線状に孔８Ａが並んで形成されている。なお、後述する容器（バイアル瓶）に充填する量が４０ｍｇ又は５０ｍｇである場合には、各孔８Ａの直径を略１ｍｍに設定することが好ましいが、粉体の粒の大きさや充填する量等に応じて変更することになる。
【００２７】
押出部材９は、図２及び図３に示すように、底部８の上面に接触又は近接する位置に配置され、前記駆動回転軸１２に一体回転するように嵌合される嵌合孔９Ｋが形成された基端部９Ａと、基端部９Ａから径方向外周縁側に延びるとともに回転により粉体を底部８の孔８Ａ側に押し出す押出面９ｂが形成された先端部９Ｂと、を備えている。前記押出面９ｂは、押出部材９の回転方向上流側ほど上方に位置する（押出部材９の回転方向下流側ほど下方に位置する）傾斜面に構成されている。図３及び図４に示すように、駆動回転軸１２は、平面視において反時計回りに回転する。図２に、粉体が底部８の孔８Ａから下方へ突出している状態を示している。
【００２８】
掻き取り部材１０は、押出部材９と同一の部材から構成され、底部８の下面に接触又は近接する位置に配置され、前記駆動回転軸１２に一体回転するように嵌合される嵌合孔１０Ｋが形成された基端部１０Ａと、基端部１０Ａから径方向外周縁側に延びるとともに回転により粉体を掻き取る掻き取り面１０ｂが形成された先端部１０Ｂと、を備えている。前記掻き取り面１０ｂは、掻き取り部材１０の回転方向上流側ほど上方に位置する（掻き取り部材１０の回転方向下流側ほど下方に位置する）傾斜面に構成され、先端部で掻き取られた粉体を離間させて下方へ落下させるように構成されている。
【００２９】
また、押出部材９と掻き取り部材１０とが、駆動回転軸１２に一体回転するように取り付けられており、両部材９，１０が同一の回転速度で回転するように構成されている。また、押出部材９の回転方向上流端が掻き取り部材１０の回転方向上流端よりも上流側に位置するように押出部材９及び掻き取り部材１０が底部８を挟んで上下に配置されている。具体的には、平面視において押出部材９と掻き取り部材１０とが略９０度位相がずれた状態で配置されている（図５参照）が、押出部材９と掻き取り部材１０とのずれ角度は、９０度に限らず、どのような角度であってもよい。
【００３０】
載置部材１１は、収容部７に収容される粉体の一部を載置支持する載置部１１Ａと載置された粉体を底部８側に落とし込むための切欠き部１１Ｂとを備えている。載置部１１Ａに、駆動回転軸１２に一体回転するように嵌合される嵌合孔１１Ｋが形成されている。また、載置部材１１は、押出部材９の上面に一体回転可能に取り付けられている。切欠き部１１Ｂは、回転中心方向に向かう２つの辺１１ｃ，１１ｄで形成される扇形状であり、２つの辺１１ｃ，１１ｄのうちの載置部材１１の回転方向下流側の辺１１ｄと押出部材９の回転方向上流端９Ｔとが上下方向で同一の位置になるように載置部材１１に対して押出部材９を配置している。したがって、収容部７に収容される粉体の一部（少なくとも半分以上）を載置部１１Ａに載置させることによって、収容している粉体の全重量が底部８に加わることがなく、切欠き部１１Ｂに落とし込まれる粉体のみを、押出部材９の反時計回りの回転（図５の矢印参照）により移動させることができる。よって、粉体の収容量に関係なく所定量の粉体を底部８の孔８Ａから安定して下方に突出させることができる。
【００３１】
駆動回転軸１２は、図１に示すように、アクチュエータである電動モータ１４によって回転される出力軸１５に着脱自在に連結されており、電動モータ１４を駆動することによって、出力軸１５及び出力軸１５の下端に一端回転可能に連結された駆動回転軸１２が回転する。これにより、載置部材１１、押出部材９、掻き取り部材１０が同一方向に同一速度で回転する。したがって、流動性が悪い粉体であっても、押出部材９の回転により切欠き部１１Ｂに移動してきた粉体が底部８の孔８Ａへ押し込まれる。押し込まれ粉体は、図２に示すように、孔８Ａから下方に突出し、その突出した粉体が、底部８の下面側の掻き取り部材１０で掻き取られることにより下方に落下し、容器（バイアル瓶）１６（図１参照）に充填される。上記のように、電動モータ１４により駆動回転される駆動回転軸１２により押出部材９及び掻き取り部材１０の両方を駆動するので、別々のアクチュエータにより駆動する場合に比べて部品点数を少なくでき、構成の簡素化を図ることができる。
【００３２】
図１では、掻き取り部材１０で掻き取られて落下する粉体を漏斗（ロート）１７により集めながら下方に案内し、漏斗１７の下端の排出口１７Ａから排出される粉体が排出口１７Ａの直下方に配置された容器（バイアル瓶）１６に充填される。また、漏斗（ロート）１７を振動させるための振動付与手段１８を備えている。この振動付与手段１８は、漏斗（ロート）１７を貫通支持する上板部１９と、上板部１９を左右方向両端で支持する左右の脚部２０，２１と、を備え、これら脚部２０，２１のうちの一方（左側）の脚部２０が伸縮自在なエアシリンダで構成されている。他方（右側）の脚部２１は、前後方向に長い上下に延びる幅広い脚部で構成されている。前記エアシリンダは、床Ｆに連結されるシリンダチューブ２０Ｂと、上板部１９に連結されるピストンロッド２０Ａと、を備え、ピストンロッド２０Ａの伸縮を繰り返すことにより、上板部１９を上下方向に振動させて、漏斗（ロート）１７に供給される粉体を排出口１７Ａから容器（バイアル瓶）１６に確実に投入することができるようにしている。
【００３３】
容器１６への粉体の充填時には、充填完了となる充填量よりも少し少ない充填量になった時点で、押出部材９、掻き取り部材１０の回転速度を第１回転速度から第１回転速度よりも遅い第２回転速度にして、充填量が設定されている充填量から大きく外れることがないようにしている。そして、図１に示すように、容器（バイアル瓶）１６に充填される粉体の重量を容器（バイアル瓶）１６が載置される電子天秤２２を用いて実際に測りながら、容器（バイアル瓶）１６に充填することにより、決められた充填量に精度よく一致させることができる。なお、粉体の充填が完了した容器（バイアル瓶）１６は、図示していないロボットハンドによって、所定の位置まで搬送される、又は図示していない搬送装置により所定の位置まで搬送されるようにしてもよい。
【００３４】
また、図１及び図２に示すように、収容部７内に、収容された粉体をかき混ぜるための撹拌具２３が設けられている。この撹拌具２３は、下端が載置部材１１の上面近傍に位置するように、収容部７の上端から下方に向けて縦向き（上下）に延びている。また、撹拌具２３は、図示していないアクチュエータにより押出部材９及び掻き取り部材１０の前記第１回転速度よりも遅い速度で、かつ、押出部材９及び掻き取り部材１０の回転方向とは反対方向に駆動回転される。
【００３５】
以上、本発明につき一実施形態を取り上げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されない。例えば、図６に示すように、底部８の外周部分に形成された多数の孔８Ａの一部を上方から塞ぐためのカバー部材２５が、駆動回転軸１２に着脱可能に取り付けられていてもよい。カバー部材２５は、図６の平面視において円形状で板状の金属板からなり、中心部に駆動回転軸１２を挿通させるための挿通孔が形成されている。したがって、粉体の供給量を少なくしたい場合には、底部の多数の孔の一部（中心部）を塞ぐカバー部材２５を駆動回転軸１２に挿通した状態で取り付け、また、粉体の供給量を多くしたい場合には、カバー部材２５を駆動回転軸１２から取り外すことになる。このようにカバー部材２５を着脱するだけで、粉体の供給量を容易に調整することができ、駆動回転軸１２の回転速度を制御する制御装置を設ける場合に比べて、コスト面において有利になる。なお、直径の異なる複数のカバー部材を備えておけば、粉体の供給量の調整を多段階に行うことができ、好ましい。
【００３６】
前記実施形態では、載置部材１１を設けていたが、載置部材１１を省略して実施してもよい。
【００３７】
また、前記実施形態では、流動性が悪い粉体を供給する場合を示したが、流動性の良い粉体を供給することができる。
【００３８】
また、前記実施形態では、押出部材９と掻き取り部材とを単一の駆動回転軸１２により回転させるようにしたが、押出部材９と掻き取り部材とを、別々の駆動回転軸により回転させる構成であってもよい。
【００３９】
また、前記実施形態では、駆動回転軸１２を駆動回転させるアクチュエータとして、電動モータ１４を用いたが、油圧モータや空圧モータ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１…支柱、２…板部材、２Ａ…貫通孔、３…粉体供給装置、４…ベース部材、５…クランプレバー、６…ケース、７…収容部、７Ａ…円筒部、７Ｂ…蓋体部、７ｂ…挿通孔、８…底部、８Ａ…孔、８Ｋ…貫通孔、９…押出部材、９，１０…両部材、９Ａ…基端部、９Ｂ…先端部、９Ｋ…嵌合孔、９Ｔ…回転方向上流端、９ｂ…押出面、１０…掻き取り部材、１０Ａ…基端部、１０Ｂ…先端部、１０Ｋ…嵌合孔、１０ｂ…掻き取り面、１１…載置部材、１１Ａ…載置部、１１Ｂ…切欠き部、１１Ｋ…嵌合孔、１１ｃ，１１ｄ…辺、１２…駆動回転軸、１４…電動モータ、１５…出力軸、１６…容器（バイアル瓶）、１７…漏斗（ロート）、１７Ａ…排出口、１８…振動付与手段、１８…送風装置、１９…上板部、２０，２１…脚部、２０Ａ…ピストンロッド、２０Ｂ…シリンダチューブ、２１…脚部、２２…電子天秤、２３…撹拌具、２４…下壁部、２５…カバー部材、F…床
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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