(57)【要約】【課題】低コストかつ故障しにくい粉体供給装置を提供することを課題とする。【解決手段】粉体を収容し、前記粉体を外部に供給するための供給口を下面に有するホッパーと、前記ホッパーを振動させることが可能な振動部と、を具備し、前記ホッパー内であって前記供給口より上側に板が設けられ、前記板の端部と前記ホッパーの内壁との間は離間し、前記粉体は前記端部と前記内壁との間を通じて、前記板の上側から前記供給口にかけて移動可能であり、前記ホッパー内の前記板より下側に、前記ホッパーの下面から立ち上がり、前記粉体の前記供給口からの排出を抑制する抑制部が設けられ、前記抑制部の上端と前記板の端部とを結ぶ線分と、水平方向とのなす角度は、前記粉体の安息角以下である粉体供給装置。【選択図】図１
2019031360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容し、前記粉体を外部に供給するための供給口を下面に有するホッパーと、
前記ホッパーを振動させることが可能な振動部と、を具備し、
前記ホッパー内であって前記供給口より上側に板が設けられ、
前記板の端部と前記ホッパーの内壁との間は離間し、前記粉体は前記端部と前記内壁との間を通じて、前記板の上側から前記供給口にかけて移動可能であり、
前記ホッパー内の前記板より下側に、前記ホッパーの下面から立ち上がり、前記粉体の前記供給口からの排出を抑制する抑制部が設けられ、
前記抑制部の上端と前記板の端部とを結ぶ線分と水平方向とのなす角度は、前記粉体の安息角以下である粉体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体造形物を造形する立体造形装置が知られている（例えば特許文献１）。立体造形装置から金属または非金属の粉体を供給し、粉体から造形物を造形する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５５３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
粉体の供給を制御するために、供給口を開閉するシャッタが用いられることがある。しかしながら、構造が複雑になるため、コストが高くなる。またシャッタに粉体が噛みこむことで故障が発生することもある。そこで、低コストかつ故障しにくい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】
【０００５】
上記目的は、粉体を収容し、前記粉体を外部に供給するための供給口を下面に有するホッパーと、前記ホッパーを振動させることが可能な振動部と、を具備し、前記ホッパー内であって前記供給口より上側に板が設けられ、前記板の端部と前記ホッパーの内壁との間は離間し、前記粉体は前記端部と前記内壁との間を通じて、前記板の上側から前記供給口にかけて移動可能であり、前記ホッパー内の前記板より下側に、前記ホッパーの下面から立ち上がり、前記粉体の前記供給口からの排出を抑制する抑制部が設けられ、前記抑制部の上端と前記板の端部とを結ぶ線分と、水平方向とのなす角度は、前記粉体の安息角以下である粉体供給装置によって達成できる。
【発明の効果】
【０００６】
低コストかつ故障しにくい粉体供給装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は第１実施形態に係る粉体供給装置を例示する図である。
【図２】図２（ａ）は比較例１に係る粉体供給装置を例示する図である。図２（ｂ）は比較例２に係る粉体供給装置を例示する図である。図２（ｃ）は比較例３に係る粉体供給装置を例示する図である。
【図３】図３は第２実施形態に係る粉体供給装置を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して本実施形態の粉体供給装置１００について説明する。図１は第１実施形態に係る粉体供給装置１００を例示する図である。Ｘ軸は水平方向を示す。Ｙ軸は上下方向を示しており、Ｘ軸に直交する。Ｚ軸は奥行方向を示しており、Ｘ軸およびＹ軸に直交する。図１に示すように、粉体供給装置１００はホッパー１０とアクチュエータ２０とを備え、例えば３Ｄプリンタなどの立体造形装置に用いられる。
【０００９】
ホッパー１０は粉体１１を収容する容器である。ホッパー１０の下面に、上から下にかけて（Ｙ軸方向において）下面を貫通する供給口１２が設けられている。粉体１１は重力によって上から下に移動し、供給口１２からホッパー１０の外に供給される。粉体１１は例えば金属または非金属の粒子であり、硬化剤などを含まないドライサンドである。
【００１０】
ホッパー１０の側壁１０ａはＹ方向に沿い、側壁１０ｂは側壁１０ａに対向し、上から下にかけて傾斜している。つまりホッパー１０の幅は上から下に向かうにつれて小さくなる。側壁１０ａには、ホッパー１０内を水平（Ｘ方向）に延びるプレート１４（板）が設けられている。プレート１４の一端は側壁１０ａに接続され、他端（端部１４ａ）は側壁１０ｂから離間し、Ｘ方向において側壁１０ｂに対向する。プレート１４はＺ方向におけるホッパー１０の２つの壁面に接触する。
【００１１】
プレート１４より下側であって、ホッパー１０の下面に、三角形状の抑制部１６が設けられている。抑制部１６はホッパー１０の下面から上側に立ち上がり、供給口１２に隣接する。抑制部１６の斜面はホッパー１０の側壁１０ｂに対向する。抑制部１６の上端１６ａ（三角形の頂点）は、供給口１２の入口を形成する。上端１６ａとプレート１４の端部１４ａとを結ぶ仮想的な線分Ｌ１と、上端１６ａを通る水平方向の仮想的な線分Ｌ２とのなす角度θは、粉体１１の安息角に等しい。角度θとは、線分Ｌ１およびＬ２がなす角度のうち粉体１１側（側壁１０ｂ側）の角度である。ここで安息角とは、ホッパー１０に収納された粉体１１が流れ出さず安定を保つ最大角度である。すなわち、抑制部１６は、粉体１１の供給口１２からの流出を抑制する。
【００１２】
アクチュエータ２０は例えば電気により作動し、ホッパー１０を振動させる。ホッパー１０が振動すると、安定していた粉体１１の山が崩れ、矢印Ａ１で示すように供給口１２から流出する。アクチュエータ２０がホッパー１０の振動を停止すると、粉体１１の流出も停止する。すなわち粉体１１は抑制部１６に接触する山を形成する。
【００１３】
図２（ａ）から図２（ｃ）に比較例１〜３に係る粉体供給装置１００Ｒ１〜１００Ｒ３を示す。粉体供給装置１００Ｒ１〜１００Ｒ３のホッパー１０Ｒ１〜１０Ｒ３にプレートおよび抑制部は設けられておらず、下面は平坦である。図２（ａ）は比較例１に係る粉体供給装置１００Ｒ１を例示する図である。図２（ａ）に示すように、供給口１２の幅が大きい。粉体１１が流動性の低いウェットサンドの場合は、粉体１１の漏洩が抑制でき、アクチュエータ２０がホッパー１０Ｒ１を振動させることで粉体１１の供給が可能である。しかし、粉体１１が流動性の高いドライサンドの場合、アクチュエータ２０によりホッパー１０Ｒ１を振動させなくとも、供給口１２から粉体１１が流出してしまう恐れがある。
【００１４】
図２（ｂ）は比較例２に係る粉体供給装置１００Ｒ２を例示する図である。図２（ｂ）に示すように、ホッパー１０Ｒ２の供給口１２の幅はホッパー１０Ｒ１に比べて小さい。このため、粉体１１の漏洩は抑制することができる。しかし供給口１２が小さいため、粉体１１の流出量が少なくなり、適切な造形が行えない恐れがある。
【００１５】
図２（ｃ）は比較例３に係る粉体供給装置１００Ｒ３を例示する図である。図２（ｃ）に示すように、ホッパー１０Ｒ３の供給口１２にシャッタ１３が設けられている。シャッタ１３は例えば電動式であり、矢印で示すようにＸ方向にスライド可能である。シャッタ１３を閉じることで粉体１１の供給口１２からの供給を停止し、シャッタ１３を開くことで粉体１１を供給口１２から外に供給することができる。しかし粉体１１がシャッタ１３に噛みこむことでシャッタ１３が故障することがある。また可動式のシャッタ１３が設けられることで、ホッパー１０Ｒ３が高コスト化してしまう。
【００１６】
これに対し、本実施形態によれば、抑制部１６の上端１６ａと、プレート１４の端部１４ａとを結ぶ線分Ｌ１と、水平方向の線分Ｌ２とのなす角度θは、粉体１１の安息角である。このため粉体１１の流出は抑制部１６により抑制される。アクチュエータ２０がホッパー１０を振動させると、粉体１１の山が崩れ、矢印Ａ１で示すように供給口１２から流出する。以上のように、粉体供給装置１００により粉体１１の供給を制御することができる。ホッパー１０にはシャッタなどの可動部が設けられていないため、ホッパー１０Ｒ３に比べてコストを低くすることができる。また、粉体１１が可動部に噛みこむことによる故障も抑制される。したがって粉体供給装置１００は低コストであり、かつ故障しにくい。
【００１７】
角度θは安息角以下でもよく、例えば安息角の２／３倍以下でもよい。図１において、プレート１４の端部１４ａがより−Ｘ側に位置する、または抑制部１６の上端１６ａがより＋Ｙ側に位置することで、角度θが小さくなる。粉体１１として、例えば硬化剤を含むウェットサンドを用いることもできる。しかし、粉体１１の流動性が低下し、かつ造形物のクリーニングなどの手間が大きくなる。したがって粉体１１としてドライサンドを用いることが好ましい。流動性の高いドライサンドを使用しても、抑制部１６により意図しない流出を抑制することができる。安息角は粉体１１の材質および粒径などにより定まる。粉体１１に応じて、抑制部１６の上端１６ａがプレート１４の端部１４ａとの間で安息角をなすように、抑制部１６の形状を調整することが好ましい。
【００１８】
（第２実施形態）
図３は第２実施形態に係る粉体供給装置２００を例示する図である。第１実施形態と同じ構成については説明を省略する。図３に示すように、粉体供給装置２００のホッパー１０には、下面から立ち上がるＬ字型の抑制部１７が形成されている。抑制部１７の上端１７ａとプレート１４の端部１４ａとを結ぶ仮想的な線分Ｌ３と、水平方向の仮想的な線分Ｌ２とのなす角度θは、粉体１１の安息角に等しい。これにより、粉体１１の流出は抑制部１７により抑制される。アクチュエータ２０によりホッパー１０を振動させることで、粉体１１を供給口１２から供給することができる。第２実施形態によれば、第１実施形態と同様に、粉体供給装置２００は低コストであり、かつ故障しにくくなる。
【００１９】
図１および図３に示したように、抑制部の形状は三角形およびＬ字型としたが、形状はこれに限定されない。抑制部に留まる粉体１１の山の斜面を安息角とし、流出を抑制することができるものであれば、抑制部の形状は変更してもよい。
【００２０】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１０                      ホッパー
１０ａ、１０ｂ            側壁
１１                      粉体
１２                      供給口
１４                      プレート
１４ａ                    端部
１６、１７                抑制部
１６ａ、１７ａ            上端
２０                      アクチュエータ
１００、２００            粉体供給装置
【図１】
2019031360.tif 000003
【図２】
2019031360.tif 000004
【図３】
2019031360.tif 000005