(57)【要約】【課題】流動性が低い計量対象物を容易に計量及び充填できる計量容器を提供する。【解決手段】少なくとも１つの開口部３と通気性を有する部位とを備える計量容器１であり、通気性を有する部位を介して容器内部を吸引することにより、開口部３を介して外部の計量対象物７を雰囲気の気体とともに吸引し、雰囲気の気体は通気性を有する部位を介して排出されることにより、容器内部に計量対象物７が充填される。計量容器１の容量が充填量に等しいため、充填を行うことにより計量も同時に行うことができる。従って、計量及び充填を容易に行うことができる。【選択図】図１
2010091272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの開口部と通気性を有する部位とを備える計量容器。
【請求項２】
容器が筒状である請求項１に記載の計量容器。
【請求項３】
開口部に逆止弁を有する請求項１または２に記載の計量容器。
【請求項４】
通気性を有する部位が容器の端部である請求項１から３のいずれか一項に記載の計量容器。
【請求項５】
通気性を有する部位が容器全体である請求項１から３のいずれか一項に記載の計量容器。
【請求項６】
通気性を有する部位が金属繊維である請求項１から５のいずれか一項に記載の計量容器。
【請求項７】
通気性を有する部位が無機繊維である請求項１から５のいずれか一項に記載の計量容器。
【請求項８】
通気性を有する部位が金属粉末を成形したものである請求項１から５のいずれか一項に記載の計量容器。
【請求項９】
通気性を有する部位が無機粉末を成形したものである請求項１から５のいずれか一項に記載の計量容器。
【請求項１０】
計量対象物が粉末である請求項１から９のいずれか一項に記載の計量容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流動性に乏しい計量対象物を計量、充填する計量容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動での計量対象物の計量、充填は、次に示すような方法でなされてきた。
【０００３】
計量対象物はホッパーに蓄えられた状態から徐々に排出され、分包容器に充填されるという方法である（例えば特許文献１）。特許文献では計量対象物の計量のため、ホッパーから計量対象物を所定量排出する機構と、フィルムロールから包装フィルムを形成する機構と、ホッパーから排出された計量対象物を包装フィルムで受け止めて封止する機構からなる。
【０００４】
また、手動で計量を行う場合は容器に収容された計量対象物をスパチュラの様な器具で掬い取り、反転させることにより計量対象物の自重で計量容器内に落下させることにより行われる。
【特許文献１】特開２００７−２２５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、自動で計量する場合、特許文献１に記載の方法では、粘性が大きい計量対象物の計量は困難である。粘性が大きい計量対象物をホッパーに供給すると、ホッパー内部で計量対象物が固まり、内径が細い部分を通過できなくなる。このため、ホッパーに振動を与えたり、ホッパーの内径より直径が小さい棒で押したりする必要がある。また、この際、棒とホッパー内部の隙間に計量対象物が圧縮されることにより、棒とホッパーの間に詰まってしまう可能性がある。
【０００６】
さらに、計量対象物がホッパーを形成する部材から分離する力は、計量対象物の自重そのものであるため、計量対象物の粘性により付着する力が自重より大きい場合、計量対象物がホッパーを形成する部材に付着することにより、精密な計量が困難になる。さらに粘性が大きい場合は、ホッパー内に詰まってしまう可能性があり、計量に要する時間が長くなる可能性があった。
【０００７】
また手動で計量する場合は、計量対象物の粘性により、スパチュラの様な器具に付着する力が、計量対象物の自重による力より大きくなるため、反転させても計量対象物が落下せず、計量が非常に困難になる。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、粘性が大きな計量対象物であっても容易に短時間で計量が可能になる計量容器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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の計量容器は、少なくとも１つの開口部と通気性を有する部位とを備える計量容器であり、前記通気性を有する部位を介して前記容器内部を吸引することにより、前記開口部を介して外部の計量対象物を雰囲気の気体とともに吸引し、雰囲気の気体は前記通気性を有する部位を介して排出されることにより、前記容器内部に計量対象物が充填されるものである。
【００１０】
これによって、計量対象物を容器に充填する際、計量対象物に加わる力が、容器外部の吸引力になるため、粘性により付着する力が大きい計量対象物であっても容易に短時間で充填することが可能である。
【００１１】
最大充填量は開口部を有する容器の容量と同等であるため、開口部を有する容器の容量が既知であることにより計量も同時完了する。また、容器内部の計量対象物量に応じて、容器外部から吸引に必要な力（通気抵抗）が変化する。このことを利用して、予め所定の通気抵抗を決めておき、この通気抵抗に達した時点で吸引を終了することにより、容器内部への計量対象物充填量を一定にすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の計量容器により、流動性に乏しく計量、充填が困難な計量対象物を容易に短時間で計量、充填することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の計量容器の発明は、少なくとも１つの開口部と通気性を有する部位とを備える計量容器である。
【００１４】
計量容器外部から吸引することにより、計量対象物に、その計量対象物の自重による力より大きな力を加えることができる。従って、計量対象物の粘性が大きく、ホッパーやスパチュラ等に付着する力が自重による力より大きいため、自重による力でホッパーやスパチュラから分離できない場合でも、この力を上回る力を計量対象に加え、計量対象物をホッパーやスパチュラ等から引き離すことができる。
【００１５】
充填された時点で収容を完了とし、予め容器の容量を計測しておくことにより充填された体積の計算が可能となる。さらに、計量対象物の重量は嵩密度と容積の積であることから、計量対象物の重量の計量が可能となる。ここで、充填とは、見かけ上、容器内の隙間が埋められた状態になることである。
【００１６】
さらに、容器内部の計量対象物量に応じて、容器外部から吸引に必要な力（通気抵抗）が変化する。このことを利用して、予め所定の通気抵抗を決めておき、この通気抵抗に達した時点で吸引を終了することにより、容器内部への計量対象物充填量を一定にすることができる。
【００１７】
ここで、開口部とはマクロな観点のスケールの孔が開いている部分であり、雰囲気の気体は勿論、計量対象物が容易に通過できる部分である。
【００１８】
容器とは、計量対象物を内包することができる器である。
【００１９】
通気性を有する部位とは、この部位により隔てられた空間に圧力差があるとき、高圧力側から低圧力側へ気体が通過することができるが、計量対象物は通過することができない部位であり、メッシュ等がこれに該当する。
【００２０】
吸引の方法は、容器の通気性を有する部位を隔てて、圧力差を生じさせることができるものであれば良く、ポンプによる減圧等がこれに該当する。
【００２１】
雰囲気の気体は、その流れにより計量対象物に、計量対象物の自重より大きい力を加えることができるものであり、空気などがこれに該当する。
【００２２】
また、請求項２に記載の計量容器の発明は、請求項１に記載の発明において、容器が筒状であるものである。
【００２３】
容器が筒状であることにより、外部からの吸引による力が、前記容器内部に均一に伝わりやすいため、計量が容易になる。
【００２４】
ここで、筒状とは、３次元方向の内、一方向の寸法が著しく大きく、他の二方向の長さがほぼ等しく、内部を貫く空間がある物であり、チューブなどがこれに該当する。
【００２５】
また、請求項３に記載の計量容器の発明は、請求項１にまたは２に記載の発明において、開口部に逆止弁を有するものである。
【００２６】
開口部に逆止弁を有することにより、充填後に開口部を封止すること無しに容器からの計量対象物の流出を抑えることができる。従って、計量と充填の工程を迅速、正確に行うことが可能になる。
【００２７】
逆止弁とは特定の方向にのみ計量対象物が通過可能であり、逆方向には計量対象物が通過不可能な弁である。
【００２８】
逆止弁の構造としては、例えば次のようなものがある。底面の一部が開口部である筒状容器で、前記開口部を完全に被うことができる面積を有する板状部材が前記筒状容器の内側から、ばねにより前記容器の底面に押し付けられることにより、前記開口部を封止しているものである。前記容器の開口部から計量対象物と気体を吸引すると、前記計量対象物と気体が前記板状部材に押圧を加え、この力が、前記ばねが前記板状部材を前記容器の底面に押し付ける力を上回ると、前記ばねが縮むことにより、前記容器の底面から前記板状部材が離れるため、開口部を通して計量対象物と気体が前記筒状容器に流入する。吸引を停止すると、ばねが伸びることにより、前記板状部材が前記筒状容器の底面に押し付けられ、開口部を封止することにより計量対象物の流出が起こらなくなる。
【００２９】
ここで、ばねの定数は、板状部材に大気圧相当の押圧が加わった場合に十分に縮む程度に小さい必要がある。
【００３０】
また、請求項４に記載の計量容器の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、通気性を有する部位が容器の端部であるものである。
【００３１】
通気性を有する部位が端部であることにより、容器内への計量対象物の充填が密になされ、効率よく計量、充填を行うことができる。
【００３２】
また、請求項５に記載の計量容器の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、通気性を有する部位が容器全体であるものである。
【００３３】
通気性を有する部位が容器全体であるため、大量の気体を容器内に取り込むことができ、単位時間により多くの計量対象物を充填することができる。
【００３４】
また、請求項６に記載の計量容器の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、通気性を有する部位が金属繊維であるものである。
【００３５】
例えば、金属繊維を集合してシート状にしたものを筒状の容器に成形した場合、金属繊維間の空隙を気体が通過することができる。従って、前記筒状の容器の外部を減圧することで容器内部が減圧状態になり、開口部から計量対象物を吸引することにより前記容器内に計量対象物を充填することができる。
【００３６】
金属は耐熱性が高いため、容器に充填された計量対象物に熱処理を行う必要がある場合、容器ごと熱処理を行うことができる。また、繊維同士の間には隙間が存在するため、気体の通過が容易であり、熱処理の際に計量対象物から気体が発生する場合、気体の供給を必要とする場合のいずれであっても対応することができる。
【００３７】
ここで金属繊維とは金属を繊維化したものであり、鉄繊維、銅繊維、ステンレス繊維、黄銅繊維、銀繊維、金繊維等があるがこれらに限定するものではない。シートは織物であっても不織布であってもよい。不織布とは繊維状構造物で、機械的結合方法、化学的結合方法、またはそれらを組み合わせて、繊維間を結合したり、または絡合させることにより成型されたものである。
【００３８】
また、請求項７に記載の計量容器の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、通気性を有する部位が無機繊維であるものである。
【００３９】
例えば、無機繊維を集合してシート状にしたものを筒状の容器に成形した場合、無機繊維間の空隙を気体が通過することができる。従って、前記筒状の容器の外部を減圧することで容器内部が減圧状態になり、開口部から計量対象物を吸引することにより前記容器内に計量対象物を充填することができる。
【００４０】
無機繊維は、有機繊維に比較して耐熱性が高いため、容器に充填された計量対象物に熱処理を行う必要がある場合、容器ごと熱処理を行うことができる。
【００４１】
また、繊維同士の間には隙間が存在するため、気体の通過が容易であり、熱処理の際に計量対象物から気体が発生する場合、気体の供給を必要とする場合のいずれであっても対応することができる。
【００４２】
ここで無機繊維とは、無機物を繊維化したものであり、ガラス繊維、ロックウール、アルミナ繊維等があるがこれらに限定するものではない。
【００４３】
また、請求項８に記載の計量容器の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、通気性を有する部位が金属粉末を成形したものである。
【００４４】
例えば、金属粉末を容器に成形した場合、金属粉末間の空隙を気体が通過することができる。従って、前記筒状の容器の外部を減圧することで容器内部が減圧状態になり、開口部から計量対象物を吸引することにより前記容器内に計量対象物を充填することができる。
【００４５】
金属は耐熱性が高いため、容器に充填された計量対象物に熱処理を行う必要がある場合、容器ごと熱処理を行うことができる。
【００４６】
また、粉末同士の間には隙間が存在するため、気体の通過が容易であり、熱処理の際に計量対象物から気体が発生する場合、気体の供給を必要とする場合のいずれであっても対応することができる。さらに、容器が焼結を行ったものであるため、形状安定性に優れており、計量後の取扱いが容易になる。
【００４７】
ここで金属粉末とは金属を粉末状にしたものであり、金属として、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、銀、金等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
また、請求項９に記載の計量容器の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の発明において、通気性を有する部位が無機粉末を焼結したものである。
【００４９】
例えば、無機粉末を容器に成形した場合、無機粉末間の空隙を気体が通過することができる。従って、前記筒状の容器の外部を減圧することで容器内部が減圧状態になり、開口部から計量対象物を吸引することにより前記容器内に計量対象物を充填することができる。
【００５０】
無機物は耐熱性が高いため、容器に充填された計量対象物に熱処理を行う必要がある場合、容器ごと熱処理を行うことができる。
【００５１】
また、粉末同士の間には隙間が存在するため、気体の通過が容易であり、熱処理の際に計量対象物から気体が発生する場合、気体の供給を必要とする場合のいずれであっても対応することができる。
【００５２】
さらに、無機物は耐酸化性が高いため、酸素を含む雰囲気中で熱処理を行う必要があっても対応することが可能である。さらに、容器が焼結を行ったものであるため、形状安定性に優れており、計量後の取扱いが容易になる。
【００５３】
ここで無機粉末とは、無機物を粉末状にしたものであり、ガラス、アルミナ等を用いることができるがこれらに限定するものではない。
【００５４】
また、請求項１０に記載の計量容器の発明は、請求項１から９のいずれか一項に記載の発明において、計量対象物が粉末であるものである。
【００５５】
粉末は工業材料としての汎用性が高く、流動性に乏しい粉末を効率良く計量、充填することにより、生産性を大幅に向上することができる。
【００５６】
以下、本発明の計量容器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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００５７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における計量容器及び粉末計量過程を示す概略図である。
【００５８】
図１において、計量容器１は、通気性を有する部位として、シート状金属繊維を成形した筒状容器２の開口部３に金属板からなる逆止弁４が取り付けられている。筒状容器２は油回転ポンプ（図示せず）につながれたノズル５で被われている。また、筒状容器２は円柱である。さらに、前記逆止弁４は前記筒状容器２に取り付けられたばね６により、前記容器２の直径より僅かに小さい開口部３に押し付ける力が加わっている。
【００５９】
計量対象物７はゼオライトである。
【００６０】
さらに、開口部３は計量対象物７を収容した容器８の、計量対象物７の表面付近にくるように調整されている。
【００６１】
図２は、本発明の実施の形態１における計量容器の計量対象物充填中を示す概略図である。図３は、本発明の実施の形態１における計量容器の計量対象物充填後を示す概略図である。
【００６２】
以上のように構成された計量容器について、以下その動作、作用を説明する。
【００６３】
まず、ノズル５は真空ポンプにつながれているため、真空ポンプにより減圧される。さらに、ノズル５は筒状容器２につながれているため、筒状容器２内部は減圧される。この際、逆止弁４に空気と計量対象物７が、筒状容器２の内部へ押し込む力を与える。この結果、図２に示すように、ばね６が縮むことにより、筒状容器２と逆止弁４の間に空間が生じる。この結果、計量対象物７と空気は開口部３を通して筒状容器２へ流入する。
【００６４】
さらに、空気は筒状容器２を構成するシート状金属繊維を通過してノズル５へ流入し、計量対象物７はシート状金属繊維を通過できないため、筒状容器２内部に堆積する。引き続き真空ポンプによる減圧を行なうと、筒状容器２は計量対象物７で満たされ、充填が完了する。ここで、筒状容器２の容積が既知であれば、計量も同時に完了することができる。
【００６５】
さらに、図３に示すように、開口部３は逆止弁４が取り付けられているため、計量対象物７が逆流し、筒状容器２から流出しようとすると、ばね６が伸びることにより、筒状容器２の開口部３に押し付けられることにより、計量対象物７がこぼれなくなる。
【００６６】
次に、計量対象物７を充填した計量容器１を電気炉に設置して熱処理した。熱処理後の計量容器１は、熱処理前の計量容器１と同等の形状を保っていた。
【００６７】
次に、実施の形態１の金属繊維がステンレスの場合の例を示す。
【００６８】
（実施例１）
直径５０μｍのステンレス繊維を、長さ６０ｍｍ、外径７ｍｍの円筒状に編みこんだ筒状容器を内径７ｍｍのポリプロピレン製のノズルに挿入した。開口部にはステンレス製の板からなる逆止弁が取り付けられている。このノズルを到達真空度０．１ｔｏｒｒの油回転真空ポンプに接続した。計量対象物はゼオライトであり、ポリプロピレン製の容器に入っている。
【００６９】
逆止弁をゼオライトに設置して油回転ポンプを起動すると、筒状容器内部は減圧されるため、逆止弁を介して、空気及びゼオライトが吸入される。筒状容器内に侵入したゼオライトはノズルに吸引されようとするが、筒状容器を通過できないため内部に留まる。
【００７０】
油回転ポンプによる減圧を続けると、筒状容器内部に計量対象物が堆積する。計量対象物の体積が筒状容器内部の体積に等しくなった時点で堆積が完了するため、計量と充填が同時に完了する。計量と充填が完了した時点で、油回転ポンプを停止して筒状容器をノズルから取り外す。
【００７１】
以上の方法で１．２ｇの充填を１００回繰り返し、充填後のゼオライトの重量を測定した。この測定において、充填量の最大値は１．２４ｇであり、最小値は１．１９ｇであった。このことから、この方法により優れた計量精度が得られたことが判る。
【００７２】
さらに、ゼオライトの水分を除去するため筒状容器を減圧下、２００℃で熱処理を行った。ゼオライトは熱処理により水分が除去された。一方、筒状容器は熱処理により顕著な影響を受けなかった。
【００７３】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における計量容器及び計量対象物計量過程を示す概略図である。
【００７４】
図４において、計量容器１は、通気性を有する部位としてシート状無機繊維を成形した筒状容器２の開口部３には金属板からなる逆止弁４が取り付けられている。筒状容器２は油回転真空ポンプ（図示せず）につながれたノズル５で被われている。開口部３は計量対象物７を収容した容器８の、計量対象物７の表面付近にくるように調整されている。
【００７５】
本実施の形態２における動作、作用は実施の形態１と同じである。
【００７６】
また、筒状容器２が無機繊維からなるため、酸素を含む雰囲気中での熱処理においても劣化が少なく、安定して計量対象物の熱処理を行うことができる。
【００７７】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における計量容器及び計量対象物計量過程を示す概略図である。
【００７８】
図５において、計量容器１は、通気性を有する部位として金属粉末を焼結して成形した筒状容器２の開口部３には金属板からなる逆止弁４が取り付けられている。筒状容器２は油回転真空ポンプ（図示せず）につながれたノズル５で被われている。開口部３は計量対象物７を収容した容器８の、計量対象物７の表面付近にくるように調整されている。
【００７９】
本実施の形態３における動作、作用は実施の形態１と同じである。
【００８０】
また、筒状容器２は金属粉末の焼結体であるため、形状の安定度に優れた筒状容器を得る事ができる。
【００８１】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における計量容器及び計量対象物計量過程を示す概略図である。
【００８２】
図６において、計量容器１は、通気性を有する部位として無機粉末を焼結して成形した筒状容器２の開口部３には金属板からなる逆止弁４が取り付けられている。筒状容器２は油回転真空ポンプ（図示せず）につながれたノズル５で被われている。開口部３は計量対象物７を収容した容器８の、計量対象物７の表面付近にくるように調整されている。
【００８３】
本実施の形態３における動作、作用は実施の形態１と同じである。
【００８４】
また、筒状容器２は無機粉末の焼結体であるため、形状の安定度に優れた筒状容器を得る事ができる。
【００８５】
更に、筒状容器２が無機粉末の焼結体からなるため、酸素を含む雰囲気中での熱処理においても劣化が少なく、安定して計量対象物８の熱処理を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明にかかる計量容器は、流動性に乏しく、計量、充填が困難な計量対象物を容易に短時間で計量、充填することができるので、流動性が低い粉末などの計量、充填に適している。。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態１における計量容器及び計量対象物計量過程を示す概略図
【図２】本発明の実施の形態１における計量容器の計量対象物充填中を示す概略図
【図３】本発明の実施の形態１における計量容器の計量対象物充填後を示す概略図
【図４】本発明の実施の形態２における計量容器及び計量対象物計量過程を示す概略図
【図５】本発明の実施の形態３における計量容器及び計量対象物計量過程を示す概略図
【図６】本発明の実施の形態４における計量容器及び計量対象物計量過程を示す概略図
【符号の説明】
【００８８】
１  計量容器
２  筒状容器
３  開口部
４  逆止弁
７  計量対象物
【図１】
2010091272.tif 000003
【図２】
2010091272.tif 000004
【図３】
2010091272.tif 000005
【図４】
2010091272.tif 000006
【図５】
2010091272.tif 000007
【図６】
2010091272.tif 000008