(57)【要約】【課題】凝集しやすい粉体であっても、連続して安定的に定量供給できる装置を提供する。【解決手段】水平または傾斜して配置されたデッキ２０と、前記デッキ上の粉体を所定の方向に進行させる第１微振動を前記デッキに与える第１振動器２８と、下端面３１を前記デッキと微小隙間４０を隔てて平行にして、前記デッキに対して垂直または傾斜して配置された管３０と、前記管に前記デッキと平行な第２微振動を与える第２振動器３８と、前記管が前記デッキに対して相対的に、該デッキと平行で前記第２微振動と異なる方向に往復運動するように、前記第２微振動より周波数が小さく振幅が大きな第３振動を前記デッキおよび／または前記管に付与する第３振動器４２とを有する粉体供給装置。【選択図】図１
2019069416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平または傾斜して配置されたデッキと、
前記デッキ上の粉体を所定の方向に進行させる第１微振動を前記デッキに与える第１振動器と、
下端面を前記デッキと微小隙間を隔てて平行にして、前記デッキに対して垂直または傾斜して配置された管と、
前記管に前記デッキと平行な第２微振動を与える第２振動器と、
前記管が前記デッキに対して相対的に、該デッキと平行で前記第２微振動と異なる方向に往復運動するように、前記第２微振動より周波数が小さく振幅が大きな第３振動を前記デッキおよび／または前記管に与える第３振動器と、
を有する粉体供給装置。
【請求項２】
前記管が円筒管である、
請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記第１微振動の周波数が１００〜５００Ｈｚ、前記デッキに平行な面内における振幅が１０〜３００μｍであり、
前記第２微振動の周波数が１００〜５００Ｈｚ、振幅が１０〜３００μｍであり、
前記第３振動の周波数が０．２５〜５Ｈｚ、振幅が前記管の外径の０．２５〜１倍である、
請求項１または２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記第１微振動の周波数と前記第２微振動の周波数が等しい、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記第１微振動の方向と前記第２微振動の方向が互いに平行な鉛直面内にあり、
前記第２微振動の方向と前記第３振動の方向が直交する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の粉体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は振動を利用して粉体を定量供給する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体の供給装置として、振動フィーダ、スクリューフィーダなど多様な装置が用いられ、それぞれに一長一短がある。このうち振動フィーダは、デッキ上の粒子に振動を与えて跳躍させることにより一方向に移動させるもので、構造が簡単で故障が少ないなどの特長がある。
【０００３】
粉体を供給する際の問題の一つは、粉体の粒径が小さくなると凝集しやすくなり、定量供給が難しくなることである。これに対して特許文献１には、垂直乃至傾斜状に保持された管路と、管路の下端に所定の微小隙間を以って対向して置かれた底板と、管路と底板のそれぞれに取り付けられた振動手段を有する粉粒体の定量供給装置が開示されている。この装置は、振動手段を管路と底板の双方に取り付けることにより、安定して粉粒体の定量供給ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２１１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された粉粒体定量供給装置では、粉粒体は管路を降下し、管路下端と底板の間の微小隙間を通って管路外の底板上に排出されるので、微小隙間より大きな凝集粒子は管路外に排出されない。さらに本発明者らは、この粉粒体定量供給装置を用いて実験を続けたところ、管路に投入された粉体に多少の凝集粒子が混在しても微小隙間で解砕されて管路外に排出されることに気付いた。
【０００６】
しかしながら、特許文献１には粉粒体としてシリカ、アルミナ、ガラスビーズを用いた実施例が記載されているが、より凝集しやすい粒子を用いた場合は、運転時間の経過とともに供給量が低下し、やがて微小隙間からの排出が止まることがあった。
【０００７】
本発明は、上記を考慮してなされたものであり、凝集しやすい粉体であっても、連続して安定的に定量供給できる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】
上記課題に対して、本発明の粉体供給装置は、水平または傾斜して配置されたデッキと、前記デッキ上の粉体を所定の方向に進行させる第１微振動を前記デッキに与える第１振動器と、下端面を前記デッキと微小隙間を隔てて平行にして、前記デッキに対して垂直または傾斜して配置された管と、前記管に前記デッキと平行な第２微振動を与える第２振動器と、前記管が前記デッキに対して相対的に、該デッキと平行で前記第２微振動と異なる方向に往復運動するように、前記第２微振動より周波数が小さく振幅が大きな第３振動を前記デッキおよび／または前記管に与える第３振動器とを有する。
【０００９】
この構成により、第１微振動、第２微振動に加えて、第２微振動と異なる向きに第３振動を与えることによって、凝集しやすい粉体であっても微小隙間が閉塞することなく、連続して安定的な定量供給を行うことができる。
【００１０】
好ましくは、前記管が円筒管である。これにより、粉体が管内を下降する際に、棚吊り（ブリッジ）がさらに起こりにくくなる。
【００１１】
好ましくは、前記第１微振動の周波数が１００〜５００Ｈｚ、振幅が１０〜３００μｍであり、前記第２微振動の周波数が１００〜５００Ｈｚ、振幅が１０〜３００μｍであり、前記第３振動の周波数が０．２５〜５Ｈｚ、振幅が前記管の外径の０．２５〜１倍である。ここで、振幅とは、振動の中心から最大の変位までの距離をいす。また、管の径とは、第３振動の方向における管の最大幅のことをいう。各微振動および振動をこの範囲で制御することにより、多くの種類の粉体を定量性良く連続供給できる。
【００１２】
好ましくは、前記第１微振動の周波数と前記第２微振動の周波数が等しい。これにより、両周波数のずれによって微小隙間からの粉体の排出量が周期的に変動することがない。
【００１３】
好ましくは、前記第１微振動の方向と前記第２微振動の方向が互いに平行な鉛直面内にあり、前記第２微振動の方向と前記第３振動の方向が直交する。粉体の解砕効果がより安定するからである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の粉体供給装置によれば、第１微振動、第２微振動および第３振動を組み合わせることにより、凝集しやすい粒子を用いた場合でも微小隙間によって凝集粒子が解砕されるので、微小隙間が閉塞することなく、連続して安定的に粉体を定量供給できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１および第２実施形態の粉体供給装置の全体構成を示すＡ側面図およびＢ正面図である。
【図２】本発明の第１および第２実施形態における第１微振動、第２微振動および第３振動の関係を示す図である。
【図３】従来技術における粉体の凝集を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態におけるデッキの正面図であって、デッキが第３振動のＡ中心、Ｂ一方の端、Ｃ他方の端にあるときの図である。
【図５】本発明の第３実施形態におけるデッキのＡ平面図、Ｂ正面図、Ｃ正面の一部拡大図である。
【図６】本発明の第３実施形態における管下端のブラシを示す図である。
【図７】重質炭酸カルシウム粉体を用いた実験結果の一例である。
【図８】重質炭酸カルシウム粉体の、Ａ粉体供給装置への投入前、およびＢ粉体供給装置から排出後の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の粉体供給装置の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１７】
図１において、本実施形態の粉体供給装置１０は、水平に配置されたデッキ２０と、デッキに接続された第１振動器２８と、微小隙間４０を隔ててデッキと垂直に配置された管３０と、管３０に接続された第２振動器３８と、デッキを往復運動させる第３振動器４２とを有する。粉体は漏斗３３を利用して管の上部３２から投入されて、管３０内を下降し、微小隙間４０を通って管外のデッキ２０上に排出され、デッキ上を図１Ａの右方向、図１Ｂの手前方向へ移動して、デッキの先端２１から落下する。
【００１８】
デッキ２０は上面が平坦な長方形の形状を有する。デッキの先端２１を除く３辺には側壁２３が設けられている（図２も参照されたい）。デッキの材質は、鋼、ステンレス鋼などの金属、各種エンジニアリングプラスチックなど、適度な強度と表面硬度を有するものが好ましい。デッキは、部材２４、板ばね２５、部材２６を介して、支持枠４３のスライドレール４４上に支持されている。板ばねは省略してもよいが、板ばねを挿入することによって、粉体供給装置１０の共振周波数を調整することができる。
【００１９】
第１振動器２８はデッキ２０の後端２２に接続されて、デッキに第１微振動を与える。第１微振動によって、デッキ上の粉体は先端２１に向かって進行する。
【００２０】
第１振動器２８は粉体の進行方向に平行な鉛直面内に軸があって、水平から斜め上方に角度をつけてデッキ後端に接続されている。これにより第１微振動の方向は、デッキ上の粉体の進行方向に平行な鉛直面内にある。第１振動器は水平に接続されていてもよいが、好ましくは水平から１０〜４０度上方に角度をつけて接続される。デッキ上の粒子に前方への跳躍を与え、粉体を効率よく移動できるからである。なお、図１Ｂでは第１振動器は部材２４および板ばね２５の向こう側に隠れている。
【００２１】
第１振動器２８の形式は特に限定されず、圧電式バイブレータ、電磁式バイブレータ、静電式バイブレータ、振動モータ等を用いることができる。第１振動器は、好ましくは、圧電素子から構成される圧電式バイブレータである。振動器が小型で軽量であり、振動の振幅と周波数を独立に制御できるからである。第１振動器は、図示しない制御装置により、周波数、振幅、振動波形が制御される。
【００２２】
第１微振動の周波数は、粉体供給装置１０の共振周波数に近い周波数とするのが好ましい。同じ出力に対してデッキ２０の振動を大きくでき、粉体を効率よく移動できるからである。ただし、周波数と共振周波数が完全に一致しているとわずかな周波数の変動でデッキの振幅が大きく変化するため、第１微振動の周波数はデッキの共振周波数と完全には一致せず、少し外れた周波数とするのが好ましい。なお、共振周波数は支持枠４３、デッキ２０や振動器２８、３８などの支持枠に直接・間接に接合された部品の重量や構造に依存する。共振周波数は、第１振動器の発振周波数を変えながら、デッキ先端２１の振動をレーザ振動計などで測定することで求められ、デッキ先端の振幅が最大となる周波数である。
【００２３】
本実施形態の粉体供給装置１０が対象とする微粉体に適した部材や構造を選択した場合、共振周波数は３００Ｈｚに近い値となる。このことから、第１微振動の周波数は、好ましくは１００Ｈｚ以上、より好ましくは２００Ｈｚ以上、さらに好ましくは２５０Ｈｚ以上である。周波数が小さすぎると十分な振動加速度が得られず粉体の移動速度が小さくなるからである。一方、第１微振動の周波数は、好ましくは５００Ｈｚ以下、より好ましくは４００Ｈｚ以下、さらに好ましくは３５０Ｈｚ以下である。周波数が大きすぎると振動の減衰が速く、デッキ２０全体を均一に振動させることが難しくなるからである。
【００２４】
なお、粉体供給装置１０は通常、共振周波数のおよそ整数倍に、デッキ先端の振幅が極大となる高次の共振周波数を示す。第１振動器の周波数を高次の共振周波数に近い周波数とすることにより、粉体供給速度の微視的な変動、例えば１／１０秒単位での粉体供給量のばらつきを小さくできる。
【００２５】
第１微振動の振幅は、デッキ２０に平行な面内において、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上である。ここで、振幅とは、振動の中心から最大の変位までの距離をいい、変動の幅の１／２に相当する。振幅が小さすぎると十分な振動加速度が得られず粉体の移動速度が小さくなる。一方、第１微振動の振幅は、デッキ２０に平行な面内において、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。本実施形態の粉体供給装置１０が対象とする微粉体の供給では、３００μｍ以上の振幅を必要とすることは少なく、振幅を大きくするにはより大型の振動器が必要とされるからである。なお、振幅が１０ｍｍを超えると装置の振動が過大となって各部材の接合部分にかかる負荷が増大する。
【００２６】
デッキ２０は、支持枠４３を図１Ｂの回転軸４５の回りに回転させることにより、粉体の進行方向に沿って傾斜させることができる。傾斜角度は、好ましくは−１５〜１５度の間で調整可能とする。ここで、傾斜角度がマイナスとは、デッキの後端２２より先端２１が高くなることをいう。傾斜角度がマイナスでも、粉体の種類によっては、第１微振動によって傾斜を上ることができる。
【００２７】
なお、デッキ２０は傾斜角度が調整可能でなく、水平または粉体の進行方法に沿って傾斜した状態で固定されていてもよい。傾斜角度は供給する粉体の種類や所望の供給速度等に応じて決定できる。傾斜角度は、好ましくは−１５〜１５度の範囲とする。傾斜がマイナス側に大きすぎると粉体の供給が困難になるし、プラス側に大きすぎると供給速度が安定しにくいからである。
【００２８】
管３０はデッキ２０に対して垂直に設けられている。管３０の下端面３１は、デッキ２０と微小隙間４０を隔てて平行になっている。管の上部３２には漏斗３３が挿入されている。管３０はクランプ３４によって支持枠４３に支持される。したがって、支持枠４３を回転軸４５の回りに回転させてデッキ２０を傾斜させると管３０も同時に傾斜するので、デッキと管の位置関係は維持される。
【００２９】
微小隙間４０は、図１Ｂの昇降機構４６により管３０の高さを微調整することによって、供給する粉体の粒径等に応じて調節可能である。微小隙間の大きさ（管の下端３１とデッキ２０の間の距離）は、粉体の種類に応じて、粒子の質量基準での中位径（ｄ５０）の２〜１００倍の範囲で調整するのが好ましい。
【００３０】
管３０はデッキ２０に対して垂直でなく傾斜していてもよい。ただし、傾斜が大きすぎると粉体が管内を降下するときに棚吊りが発生しやすくなるので、垂直からの傾斜角度は、好ましくは２０度以内、より好ましくは１０度以内である。最も好ましくは、管はデッキに対して垂直に配置される。その場合、管を長手方向に直角に切断すればよく、管の下端面をデッキと平行に組み立てるのが容易である。
【００３１】
管３０の材質は特に限定されず、振動に耐える剛性を有していればよい。管は、好ましくは鋼またはステンレス鋼からなる。管３０の形状は、管状であれば特に限定されないが、好ましくは断面形状が一定であり、特に好ましくは円筒状である。粉体が管内を下降する際に、棚吊りが起こりにくいからである。管の径は、粉体の種類や供給量等に応じて選択できるが、粒径が１〜１００μｍ程度の粉体に対して、円筒管の場合は、内径が好ましくは４〜５０ｍｍ、より好ましくは７〜３０ｍｍである。管壁の厚さは、十分な強度が確保できれば特に限定されない。管の長さは、長すぎると管内で粉体が詰まりやすくなるので、好ましくは２００ｍｍ以下である。一方、管が短すぎると第２振動器の取り付け等が難しくなるので、好ましくは３０ｍｍ以上である。
【００３２】
第２振動器３８は、管３０を挟持するクランプ３４に水平に接続されて、管にデッキ２０に平行な方向に第２微振動を与える。デッキが傾斜して配置されている場合や管がデッキに対して垂直でない場合も、第２振動器をデッキに平行にすることで、第２微振動の方向がデッキに平行になる。第２微振動によって管内部での粉体の棚吊りが防止されるとともに、微小隙間での粉体の解砕作用が得られる。
【００３３】
第２微振動の方向は、好ましくは第１微振動の方向と互いに平行な鉛直面内にある。実験の結果、供給速度の安定性が増すからである。
【００３４】
第２振動器３８の機器構成は、第１振動器２８と同じものを用いることができる。第２振動器も第１振動器同様、圧電素子から構成される圧電式バイブレータである。また、第２振動器は、図示しない制御装置により、周波数、振幅が制御される。
【００３５】
第２微振動の周波数の好ましい範囲は第１微振動と同じである。すなわち、好ましくは１００Ｈｚ以上、より好ましくは２００Ｈｚ以上、さらに好ましくは２５０Ｈｚ以上であり、好ましくは５００Ｈｚ以下、より好ましくは４００Ｈｚ以下、さらに好ましくは３５０Ｈｚ以下である。特に好ましくは、第２微振動の周波数は、第１微振動の周波数と等しい。これにより、両周波数のずれによって微小隙間からの粉体の排出量が周期的に変動することがない。また、第１振動器と第２振動器の制御部の一部を共用できることによりコスト削減の効果も得られる。
【００３６】
第１微振動の方向と第２微振動の方向が互いに平行な鉛直面内にあり、かつ第１微振動と第２微振動の周波数が同じである場合、両微振動の位相が同じであると、すなわちデッキ２０が前方に移動するときに管３０も前方に移動すると、粉体の供給速度が大きくなる。一方、位相を逆にすると、微小隙間で粉体に作用する剪断力が大きくなり、解砕効果が大きくなる。
【００３７】
第２微振動の振幅の好ましい範囲は、デッキに平行な面内における第１微振動の振幅と同じである。すなわち、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上であり、好ましくは３００μｍ以下、より好ましくは２００μｍ以下である。
【００３８】
第３振動器４２は、デッキ２０を第２微振動と異なる方向に往復運動（第３振動）させる。第３振動は第１微振動や第２微振動と異なり、定性的には、よりゆっくりとした大きな往復運動である。第１微振動および第２微振動に加えて第３振動を与えることによって、凝集性の強い粉体であっても、微小隙間４０が閉塞することなく、連続して安定的に粉体を定量供給できる。
【００３９】
第３振動器４２には往復運動を発生させる公知の装置を用いることができる。例えば、図１Ｂに示すようにモータとクランクを利用して、デッキおよび支持のための部材２４〜２６をスライドレール上で往復運動させることができる。なお、図１Ａでは第３振動器は省略した。
【００４０】
第３振動は管３０とデッキ２０の間の相対的な往復運動であればよい。第３振動の目的は、管の下端３１とデッキの間に形成される微小隙間４０をデッキ上の広い範囲で移動させることだからである。したがって、第３振動器によって管のみを往復運動させても、図１Ｂのようにデッキのみを往復運動させても、管およびデッキの両方を往復運動させてもよい。
【００４１】
第３振動の方向は、デッキと平行で、第２微振動の方向と異なる。第３振動の方向は、好ましくは第２微振動の方向と直交する。粉体の解砕効果がより安定するからである。
【００４２】
第３振動の周波数は、第２微振動より小さく、好ましくは０．２５〜５Ｈｚ、より好ましくは０．５〜２Ｈｚである。また、第３振動の振幅は、第２微振動より大きく、好ましくは管３０の外径の０．２５〜１倍、より好ましくは管３０の外径の０．５〜０．６倍である。ここで、管３０が円筒管でない場合の外径とは、第３振動の方向における管の幅を意味する。また、第３振動の周波数は好ましくは第１微振動および第２微振動の周波数の１／２０以下であり、第３振動の振幅は好ましくは第１微振動および第２微振動の２０倍以上である。
【００４３】
図２に、第１微振動Ｖ１、第２微振動Ｖ２および第３振動Ｖ３の関係を模式的に示す。第１微振動Ｖ１はデッキ２０を振動させ、その方向が粉体の進行方向に平行な鉛直面内にある。第２微振動Ｖ２は管３０を振動させ、その方向が第１微振動と平行な鉛直面内にある。第３振動Ｖ３は、デッキを往復運動させることにより形成された管とデッキの間の相対的な往復運動であって、その方向が第２微振動の方向と直交している。
【００４４】
次に、本実施形態の粉体供給装置１０使用時の粉体の挙動を説明する。
【００４５】
粉体は管３０の上部３２から投入され、管内を降下する。このとき、第２微振動によって粉体は流動化して、棚吊りが防止される。
【００４６】
粉体は管３０の下端３１まで降下し、管壁近傍の粉体は第１微振動および第２微振動の作用によって凝集粒子が解砕され、一部は微小隙間４０を通って管外のデッキ２０上に排出される。
【００４７】
このとき、図３を参照して、第３振動がなくても管壁近傍の粉体ＰＥは解砕される。しかし、第３振動がないと、管の中心部に降下した粉体ＰＣは解砕されず、第２微振動によって粉体を管の中心に向かって押す力が発生するので、凝集性の強い粉体ではかえって中心部で凝集が進むことになる。このことが、凝集性の強い粉体では特許文献１に開示された粉粒体定量供給装置による連続供給が困難であった理由と考えられる。これに対して本実施形態の粉体供給装置１０では、第３振動により管３０とデッキ２０が相対的に移動することによって、管の中心部に降下した粉体にも剪断力が作用して凝集を妨げられ、移動してきた微小隙間によってさらに解砕される。このメカニズムから、第３振動の振幅が管３０の外径の０．５倍以上であることが好ましい。
【００４８】
次に、本発明の粉体供給装置の第２実施形態を主に図４に基づいて説明する。
【００４９】
本実施形態の粉体供給装置は、図１に示す第１実施形態と同じ構成を有し、ただしデッキの形状が異なる。
【００５０】
図４において、本実施形態におけるデッキ５０はその上面に、粉体の進行方向に平行な凸条５１が形成されている。デッキ表面に凸条がない場合、粉体の種類、微小隙間の大きさ、第１および第２微振動の振幅の大きさ等の条件によって、鱗片状に押し固められた粒子が排出されることがある。デッキ表面に凸条を形成することによって、このような鱗片状の粒子の生成を抑えることができる。
【００５１】
凸条５１の形状は特に限定されず、断面が例えば矩形、逆Ｕ字状であってもよいが、好ましくは断面が逆Ｖ字状である。凸条の下部側面に粉体が滞留しにくいからである。凸条の高さは、粉体供給装置の運転中に頂点が管３０の下端面３１に接触しなければよい。
【００５２】
凸条５１の本数と配置は特に限定されない。凸条は１本であってもよいし、複数の凸条が適度な間隔を隔てて形成されていてもよい。好ましくは、第３振動Ｖ３によって管３０の下端面３１の全周が少なくとも１本の凸条の上を通過するように、凸条の本数および配置を決定する。図４は第３振動の振幅が管３０の外径の約０．５倍であるように描かれているが、第３振動の１周期の間に、管３０の下端面３１の全周が２本の凸条のうちいずれかの上を通過している。
【００５３】
次に、本発明の粉体供給装置の第３実施形態を主に図５と図６に基づいて説明する。
【００５４】
本実施形態の粉体供給装置は、図１に示す第１実施形態と同じ構成を有し、ただしデッキの形状と管３０の下端外周にブラシが設けられている点で異なる。
【００５５】
図５において、本実施形態におけるデッキ５２はその上面に、粉体の進行方向に平行な溝５３が形成されている。デッキ表面に溝を形成することによっても、第２実施形態と同様に、鱗片状の粒子の生成を抑えることができる。
【００５６】
溝５３の形状は特に限定されないが、好ましくは断面がＶ字状である（以下「Ｖ溝」という）。溝のピッチＰは、好ましくは１．５ｍｍ以下である。溝の幅Ｗは、好ましくは１．５ｍｍ以下である。溝の深さＤは、好ましくは０．４〜１．３ｍｍであり、より好ましくは０．６〜１．０ｍｍである。溝がＶ溝である場合、側面の角度θは、好ましくは３０〜６０度であり、より好ましくは４０〜５０度である。以上の好ましい範囲はいずれも、溝による効果を十分に得るため、または粉体が溝内に圧縮されて固着しないための好ましい範囲である。
【００５７】
図６において、本実施形態の管３０の下端部にはブラシ３５が設けられている。ブラシはブラシ固定具３６によって管下端部の外周に固定され、先端がデッキ５２表面に触れるように設けられている。溝５３およびブラシ３５はいずれか一方のみを設けてもよいが、デッキ表面に溝５３を形成した場合はブラシを設けることが好ましい。溝内に残留する粉体量を少なくするためである。
【実施例】
【００５８】
図１の構造を有する粉体供給装置を次のとおり作製した。デッキは厚さ約１０ｍｍで、粉体の進行方向の長さが５０ｍｍ、幅が６０ｍｍであった。デッキの材質は、ステンレス鋼板（Ｖ溝加工なし）またはポリアセタール板（粉体の進行方向に平行なＶ溝加工あり）を用いた。管はデッキと垂直に配置され、クランプにより外径が３０ｍｍ以下の円筒管を取り付け可能とし、実験は外径１６、２０、２４、３０ｍｍ、管壁厚さ約０．５ｍｍ、長さ約７０ｍｍのステンレス鋼製の円筒管を用いて行った。第１振動器はデッキの後端に上向きに３０度の角度をつけて取り付け、第２振動器はクランプを介して水平に管に取り付けた。第１振動器と第２振動器は互いに平行な鉛直面内にある。第１振動器と第２振動器はいずれも圧電素子から構成され、周波数は共通に制御し、２０Ｈｚ〜１８ｋＨｚの範囲で可変とし、振幅は出力を独立に制御し、いずれも０〜３００μｍの範囲で可変とした。第３振動器はモータとクランクで構成し、デッキを粉体の進行方向と垂直な方向で水平に往復運動可能である。第３振動の周波数は０．８３Ｈｚで、振幅は８ｍｍとした。この粉体供給装置の共振周波数は３１０Ｈｚであった。
【００５９】
粉体として重質炭酸カルシウム（一般社団法人日本粉体工業技術協会、ＪＩＳＺ８９０１試験用粉体１の１７種、質量基準の中位径が１．９〜２．４μｍ）を用いて実験を行った。重質炭酸カルシウム粉体は一次粒径が数μｍと小さいが、凝集しやすいことで知られている。粉体供給量は、デッキの先端の下方に電子天秤をセットして供給された粉体の重量を測定して求めた。
【００６０】
実験の結果、本実施例の粉体供給装置によれば、重質炭酸カルシウムの粉体を用いても、連続して安定的に定量供給が可能であることを確認した。図７に実験結果の一例を示す。図７の実験条件は次のとおりであった。
・デッキ    ：ポリアセタール製（Ｖ溝加工あり）
・Ｖ溝寸法  ：幅１．０ｍｍ、深さ０．７ｍｍ、ピッチ１ｍｍ
・デッキ角度：水平
・パイプ    ：外径１６ｍｍ、管壁厚０．５ｍｍ（内径１５ｍｍ）
・微小隙間  ：５００μｍ
・第１微振動：周波数３００Ｈｚ、デッキに平行な面内における振幅１００μｍ
・第２微振動：周波数３００Ｈｚ、振幅８０μｍ、第１微振動と逆位相
・第３振動：周波数０．８３Ｈｚ、振幅８ｍｍ（変動幅１６ｍｍ）
【００６１】
図８Ａに粉体供給装置に投入前の重質炭酸カルシウム粉体、図８Ｂに粉体供給装置から排出された重質炭酸カルシウム粉体の写真を示す。写真から、投入時に混在した凝集粒子も解砕されて排出されたことが分かる。
【００６２】
比較のために、重質炭酸カルシウム粉体を用いて第３振動を与えずに実験を行ったところ、連続運転時間が１０〜２０分になると粉体供給速度が初期の約６０％まで低下した。
【００６３】
なお、ＪＩＳＺ８９０１の試験用粉体２の白色溶融アルミナＮｏ．６（質量基準の中位径は５４．０〜６０．０μｍ）でも実験を行った。この粉体は重質炭酸カルシウムより凝集しにくく、特許文献１に記載された第３振動のない装置でも連続運転が可能であったが、第３振動のある本実施例の粉体供給装置でも問題なく連続的、安定的な定量供給が可能であることを確認した。
【００６４】
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の粉体供給装置は、食品、機械、医薬、電子部品、塗料、金属加工等の各種分野において、粉体の定量供給に利用できる。本発明の粉体供給装置は、粒径１０ｎｍ〜１００μｍ程度の微粉体を０．１〜２０ｇ／分程度の微量供給するのに特に適する。
【符号の説明】
【００６６】
１０  粉体供給装置
２０  デッキ
２１  デッキの先端
２２  デッキの後端
２３  デッキの側壁
２４  部材
２５  板ばね
２６  部材
２８  第１振動器
３０  管
３１  管の下端面
３２  管の上端
３３  漏斗
３４  クランプ
３５  ブラシ
３６  ブラシ固定具
３８  第２振動器
４０  微小隙間
４２  第３振動器
４３  支持枠
４４  スライドレール
４５  回転軸
４６  昇降機構
５０、５２  デッキ
５１  凸条
５３  溝
ＰＣ、ＰＥ  粉体
Ｖ１  第１微振動
Ｖ２  第２微振動
Ｖ３  第３振動
Ｐ  溝のピッチ
Ｗ  溝の幅
Ｄ  溝の深さ
θ  Ｖ溝側面の角度
【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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【図７】
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【図８】
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