(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の外周に複数の羽根板を放射状に設けてなる２つのロータを、前記両回転軸が平行となるように且つ一方のロータの羽根板の先端が他方のロータの回転軸に近接するように配置してなり、前記両ロータの回転により、投入された粉粒体を一定量ずつ切り出して順次排出する定量切り出し装置において、前記両ロータが備える羽根板の数が異なるとともに、下記の３つの条件を満足するように前記両ロータを回転させる回転駆動手段を備えることを特徴とする定量切り出し装置。
条件Ａ：前記両ロータの回転速度は異なる。
条件Ｂ：羽根板の数が少ない第一ロータが備える羽根板の数をＸ、羽根板の数が多い第二ロータが備える羽根板の数をＹとすると、前記第一ロータが１回転する間に前記第二ロータが２Ｘ／Ｙ回転する。ただし、ＹはＸの整数倍ではない。
条件Ｃ：前記第一ロータの隣接する２つの羽根板の間に、前記第二ロータの隣接する２つの羽根板の先端が配されて、前記第一ロータの１つの羽根板と前記第二ロータの２つの羽根板とが交互に噛み合うように、前記両ロータが回転する。
【請求項２】
回転時に前記両ロータの羽根板が干渉しないように前記両ロータの回転を制御する回転同調手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定量切り出し装置。
【請求項３】
前記回転同調手段は、前記両ロータの回転軸と回転駆動源の回転軸とを接続し、前記回転駆動源の回転駆動力を前記両ロータの回転軸のそれぞれに伝達する歯車機構を備えることを特徴とする請求項２に記載の定量切り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定量の粉粒体を切り出す定量切り出し装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉粒体を貯蔵するホッパー等の貯蔵設備から一定量の粉粒体を切り出す装置としては、ロータリーフィーダーが知られている。ロータリーフィーダーは、回転軸の外周に複数の羽根板を放射状に設けてなるロータが、粉粒体の投入口及び排出口を有するケーシング内に配されてなる。このロータは、隣接する羽根板により区画形成された仕切室を回転軸の外周に複数有しているので、投入口からケーシング内に投入された粉粒体は各仕切室内に収容され、ロータの回転に伴って排出口から順次排出される。複数の仕切室の容積は全て同一に設計されているため、粉粒体は一定量ずつ切り出されることとなる。
【０００３】
上記のようなロータリーフィーダーを用いて、付着硬化性の高い粉粒体の切り出しを行った場合は、粉粒体の一部が仕切室内（羽根板の表面や回転軸の外周面）に付着硬化してケーシング外に排出されなくなるため、ロータリーフィーダーの運転に伴って切り出し量が低下するおそれがあった。よって、切り出し量を予め大きく設定してロータリーフィーダーを製造する必要がある場合があり、装置の大型化に繋がっていた。また、ロータリーフィーダーの運転中に付着物が突然剥落して、切り出し量の定量性が著しく損なわれるおそれがあった。
【０００４】
このような問題の発生を防止するための技術として、特許文献１，２に開示の技術が知られている。すなわち、上記のようなロータを２つ設けるとともに、両ロータの回転軸が平行となるように且つ一方のロータの羽根板の先端が他方のロータの回転軸に近接するように配置して、ロータリーフィーダーの運転時（両ロータの回転時）に、一方のロータの羽根板の先端で他方のロータの仕切室内の付着物を自動的に掻き落として除去する技術である。
【０００５】
このとき、両ロータを等速で回転させると、両ロータの羽根板の相対位置（位相）関係は一定しているが、前記従来技術では、両ロータを不等速（回転速度の比はＮ：Ｎ−１で、Ｎは整数である）で回転させることにより、両ロータの羽根板の相対位置（位相）関係を変化させている。その結果、等速回転の場合よりも、仕切室内のより広い領域を羽根板が動くこととなり、仕切室内のより広い範囲の付着物を掻き落とすことができるようになっている。
【０００６】
前記従来技術における両ロータの羽根板の相対位置関係を、図６に示す。図６は、一方のロータが４枚の羽根板を有し、他方のロータが５枚の羽根板を有するロータリーフィーダーにおいて、回転するロータの軌跡を描いたものである。図６の（ａ）は、４枚の羽根板を有するロータを固定して、５枚の羽根板を有するロータの軌跡を描いたものであり、（ｂ）は、５枚の羽根板を有するロータを固定して、４枚の羽根板を有するロータの軌跡を描いたものである。
図６から、一方のロータの羽根板が他方のロータの仕切室内の広い領域を動いていることが分かる。これにより、両ロータの回転時に、仕切室内の付着物が自動的に掻き落とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６２−４４９６９号公報
【特許文献２】特開平８−１２６８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図６から分かるように、仕切室内において羽根板が動く領域は十分大きいとは言えなかった。そのため、仕切室内の付着物を十分に掻き落とすことができるように、さらなる改善が望まれていた。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、切り出し量の定量性に優れるとともに、使用に伴う切り出し量の低下が生じにくい定量切り出し装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る定量切り出し装置は、回転軸の外周に複数の羽根板を放射状に設けてなる２つのロータを、前記両回転軸が平行となるように且つ一方のロータの羽根板の先端が他方のロータの回転軸に近接するように配置してなり、前記両ロータの回転により、投入された粉粒体を一定量ずつ切り出して順次排出する定量切り出し装置において、前記両ロータが備える羽根板の数が異なるとともに、下記の３つの条件を満足するように前記両ロータを回転させる回転駆動手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
条件Ａ：前記両ロータの回転速度は異なる。
条件Ｂ：羽根板の数が少ない第一ロータが備える羽根板の数をＸ、羽根板の数が多い第二ロータが備える羽根板の数をＹとすると、前記第一ロータが１回転する間に前記第二ロータが２Ｘ／Ｙ回転する。ただし、ＹはＸの整数倍ではない。
条件Ｃ：前記第一ロータの隣接する２つの羽根板の間に、前記第二ロータの隣接する２つの羽根板の先端が配されて、前記第一ロータの１つの羽根板と前記第二ロータの２つの羽根板とが交互に噛み合うように、前記両ロータが回転する。
このような本発明に係る定量切り出し装置においては、回転時に前記両ロータの羽根板が干渉しないように前記両ロータの回転を制御する回転同調手段を備えることがより好ましい。
また、前記回転同調手段は、前記両ロータの回転軸と回転駆動源の回転軸とを接続し、前記回転駆動源の回転駆動力を前記両ロータの回転軸のそれぞれに伝達する歯車機構を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る定量切り出し装置は、切り出し量の定量性に優れるとともに、使用に伴う切り出し量の低下が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る定量切り出し装置の一実施形態であるロータリーフィーダーの構造を説明する模式的断面図である。
【図２】回転駆動手段及び回転同調手段の構成を説明する模式図である。
【図３】２つのロータの回転時の羽根板の位置の変化を示す図である。
【図４】本実施形態のロータリーフィーダーにおける２つのロータの羽根板の相対位置関係を示す図である。
【図５】第一ロータを固定して、第二ロータを第一ロータの周囲に回転させた場合の各位相における図である。
【図６】従来のロータリーフィーダーにおける２つのロータの羽根板の相対位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る定量切り出し装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る定量切り出し装置の一実施形態であるロータリーフィーダーの構造を説明する模式的断面図である。
図１のロータリーフィーダー１は、粉粒体（図示せず）を貯蔵するホッパー等の貯蔵設備（図示せず）から一定量の粉粒体を切り出すために用いることが可能な容量式の定量切り出し装置であり、羽根板６（後に詳述する）の数が異なることを除いては同一形状の２個のロータ２，２が、粉粒体の投入口４ａ及び排出口４ｂを有するケーシング４内に、回転自在（後述する回転軸５を軸心として回転する）に設置されてなる。なお、以降においては、羽根板６の数が少ないロータ２を第一ロータ２Ａ、羽根板６の数が多いロータ２を第二ロータ２Ｂと記すこともある。そして、第一ロータ２Ａが備える羽根板６の数をＸ、第二ロータ２Ｂが備える羽根板６の数をＹと記す。
【００１４】
第一ロータ２Ａ及び第二ロータ２Ｂは、回転軸５の外周に複数の羽根板６が周方向等間隔を空けて放射状に設けられてなり、隣接する羽根板６によって区画形成された仕切室７を回転軸５の外周に複数有している。両ロータ２，２は、羽根板６の数が異なるから、仕切室７の数も異なり、それぞれ羽根板６の数と同数の仕切室７を備えている。なお、両ロータ２，２の羽根板６の数は、「ＹはＸの整数倍ではない」という条件を満足すれば、特に限定されるものではない。本実施形態ではＸが３、Ｙが５の例を示しているが、Ｘが３の場合であればＹは４，５，７，８等が好ましく、Ｘが４の場合であればＹは５，６，７等が好ましく、Ｘが５の場合であればＹは６，７，８等が好ましい。
【００１５】
また、第一ロータ２Ａ及び第二ロータ２Ｂは、ケーシング４内において、それぞれの回転軸５，５が平行となるように、且つ、一方のロータ２の羽根板６の先端が他方のロータ２の回転軸５の外周に近接するように（すなわち所定の間隔を空けて）配置されている。したがって、一方のロータ２の羽根板６のうち１つ又は２つの羽根板６は、その先端が他方のロータ２の隣接する２つの羽根板６，６の間に配されることとなる。そして、各羽根板６の先端とケーシング４の内面は、両者の間から粉粒体が漏洩しないように摺接するようになっている。
【００１６】
このようなロータリーフィーダー１は、下記の２つの条件Ａ，Ｂを満足するように第一ロータ２Ａ，第二ロータ２Ｂを反対方向に回転させる回転駆動手段を備えている。
条件Ａ：両ロータ２，２の回転速度は異なる。
条件Ｂ：第一ロータ２Ａが１回転する間に、第二ロータ２Ｂが２Ｘ／Ｙ回転する。本実施形態においては、Ｘが３、Ｙが５であるので、第一ロータ２Ａが１回転する間に、第二ロータ２Ｂが６／５回転する。
【００１７】
また、ロータリーフィーダー１は、回転時に両ロータ２，２の羽根板６が干渉しないように両ロータ２，２の回転を制御する回転同調手段をさらに備えている。このような回転駆動手段及び回転同調手段は、一対の歯車によって構成されている。この歯車について、図２を参照しながら詳細に説明する。
まず、回転駆動源であるモータ１０の回転軸１１と第一ロータ２Ａの回転軸５とが、直接的に接続されている。よって、モータ１０の回転駆動力が第一ロータ２Ａの回転軸５にそのまま伝達され、第一ロータ２Ａはモータ１０と同一の回転速度で回転する。
【００１８】
このモータ１０の回転軸１１と第一ロータ２Ａの回転軸５とが接続されてなるものには、歯車１２が取り付けられており、第二ロータ２Ｂの回転軸５に取り付けられた歯車１３と噛み合わされている。すなわち、モータ１０の回転軸１１と第二ロータ２Ｂの回転軸５は、一対の歯車１２，１３で接続されている。
両歯車１２，１３の歯数比は、第一ロータ２Ａが１回転する間に第二ロータ２Ｂが２Ｘ／Ｙ回転するように設定される。本実施形態においては、Ｘが３、Ｙが５であるので、第一ロータ２Ａが１回転する間に第二ロータ２Ｂが６／５回転するように歯数比が設定される。すなわち、両歯車１２，１３の歯数比は、６対５（歯車１２：歯車１３＝６：５）とされる。そのため、回転速度が６／５倍に増速されつつモータ１０の回転駆動力が第二ロータ２Ｂの回転軸５に伝達される。
【００１９】
このように、モータ１０の回転駆動力を、第一ロータ２Ａに直接的に伝達するとともに、上記のような一対の歯車１２，１３を介して第二ロータ２Ｂに伝達したので、前記条件Ａ，Ｂを満足するように両ロータ２，２が回転する。また、一つのモータ１０の回転駆動力を両ロータ２，２に伝達したので、両ロータ２，２の回転周期にズレが生じることはなく、したがって回転時に両ロータ２，２の羽根板６が干渉することはない。すなわち、一対の歯車１２，１３が、回転駆動手段と回転同調手段とを兼ねている。
【００２０】
両ロータ２，２を、上記のような異なる回転速度で回転させると、第一ロータ２Ａが１回転する間に第二ロータ２Ｂが６／５回転する。そのため、両ロータ２，２の回転時においては、第一ロータ２Ａの隣接する２つの羽根板６，６の間に、第二ロータ２Ｂの隣接する２つの羽根板６，６の先端が配されることとなる。すなわち、第一ロータ２Ａの１つの羽根板６と第二ロータ２Ｂの２つの羽根板６，６とが交互に噛み合いながら（接触はしない）、両ロータ２，２が回転する（図３を参照）。
【００２１】
本実施形態のロータリーフィーダー１においては、第一ロータ２Ａの隣接する２つの羽根板６，６の間に、第二ロータ２Ｂの隣接する２つの羽根板６，６の先端が配されつつ、両ロータ２，２が回転するので、第一ロータ２Ａの仕切室７内のより広い領域を、第二ロータ２Ｂの羽根板６が動くこととなる。よって、第一ロータ２Ａの仕切室７内のより広い範囲の付着物を掻き落とすことができる。
【００２２】
一方、第二ロータ２Ｂの隣接する２つの羽根板６，６の間には、第一ロータ２Ａの１つの羽根板６の先端しか配されないが、両ロータ２，２の相対回転速度が大きいため、第二ロータ２Ｂの仕切室７内のより広い領域を、第一ロータ２Ａの羽根板６が動くこととなる。よって、第二ロータ２Ｂの仕切室７内のより広い範囲の付着物を掻き落とすことができる。
【００２３】
両ロータ２，２の羽根板６の相対位置関係を、図４に示す。図４は、本実施形態のロータリーフィーダー１において、回転するロータ２の軌跡を描いたものであり、第一ロータ２Ａを固定して第二ロータ２Ｂの軌跡を描いたものである。つまり、第一ロータ２Ａを固定して、第二ロータ２Ｂを第一ロータ２Ａの周囲に回転させた場合の各位相における図は、図５のようになるが（例として位相０〜１８０°のみ示す）、これらの図を１つに重ねて描いたものが図４である。なお、図４においては、第二ロータ２Ｂの５つの羽根板６のうち１つを黒色で描いてある。
【００２４】
図４と図６を比較すれば分かるように、図４の場合は図６よりも仕切室７内のより広い領域を羽根板６が動いており、仕切室７内のより広い範囲の付着物を掻き落とすことができるようになっている。
このようなロータリーフィーダー１の両ロータ２，２を回転させつつ、投入口４ａからケーシング４内に粉粒体を投入すると、両ロータ２，２の各仕切室７内に粉粒体が収容され、両ロータ２，２の回転に伴って排出口４ｂから順次排出される。それぞれのロータ２，２においては、複数の仕切室７の容積は全て同一に設計されているため、粉粒体は一定量ずつ切り出されることとなる。前記条件Ａ，Ｂを満足するならば、両ロータ２，２の回転速度を変化させてもよく、それによって切り出し量を調整することができる。
【００２５】
そして、前記条件Ａ，Ｂを満足するように第一ロータ２Ａ，第二ロータ２Ｂを回転させるので、付着硬化性の高い粉粒体の切り出しを行って、粉粒体の一部が仕切室７内（羽根板６の表面や回転軸５の外周面）に付着硬化した場合でも、ロータリーフィーダー１の運転時（両ロータ２，２の回転時）に、羽根板６の動きにより、仕切室７内のより広い範囲の付着物を自動的に掻き落とすことができる。
【００２６】
よって、ロータリーフィーダー１の運転に伴って切り出し量が低下するおそれはほとんどない。そのため、切り出し量を予め大きく設定してロータリーフィーダー１を製造する必要がないので、ロータリーフィーダー１の小型化や安価化が可能である。また、ロータリーフィーダー１の運転中に付着物が突然剥落して、切り出し量の定量性が損なわれることがほとんどない。
【００２７】
さらに、ロータ２，２の仕切室７内の付着物が、ロータリーフィーダー１の運転中に自動的に掻き落とされるので（セルフクリーニングが行われるので）、ロータリーフィーダー１の運転終了後に、従来必要であった付着物の除去作業を行う必要性はほとんどない。そのため、ロータリーフィーダー１の保守や整備に要する時間，コストを、大幅に低減することができる。
【００２８】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、回転同調手段により、一つのモータ１０の回転駆動力を両ロータ２，２に伝達したので、両ロータ２，２の回転周期にズレが生じることはなく、したがって回転時に両ロータ２，２の羽根板６が干渉することはない。ただし、両ロータ２，２の回転周期にズレが生じないように（両ロータ２，２の羽根板６が干渉しないように）回転させることができるならば、それぞれ別のモータで両ロータ２，２を回転させてもよい。
また、歯車１２，１３の代わりに、スプロケットとチェーンを使用してもよい。スプロケットとは、チェーンと組み合わせて動力伝達する歯車のことであり、チェーンホイールとも呼ばれる。
【符号の説明】
【００２９】
１      ロータリーフィーダー
２      ロータ
２Ａ    第一ロータ
２Ｂ    第二ロータ
５      回転軸
６      羽根板
７      仕切室
１０      モータ
１１      回転軸
１２，１３      歯車
【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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