(57)【要約】【課題】微細な粒子を含む粉体を一定の供給速度で供給することのできる粉体供給装置の提供。【解決手段】粉体供給口（３０４）近傍に配置され、粉体供給口（３０４）に対して略垂直な回転軸（１１）の周りに回転する回転羽（１０）を有する粉体供給装置（１００）である。回転羽（１０）は、回転軸（１１）に略平行な２枚の羽（１２、１３）を含む。２枚の羽（１２、１３）は、回転軸（１１）から互いに逆方向に延びる。２枚の羽（１２、１３）の下端部（１６、１７）は、回転軸（１１）に対して略垂直な平面に沿う形状を有する。２枚の羽（１２、１３）の上端部（１４、１５）は、いずれも回転軸（１１）側から外方へ向かうにつれて高くなる形状を有する。【選択図】図３
2015160734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体供給口近傍に配置され、前記粉体供給口に対して略垂直な回転軸の周りに回転する回転羽を有する粉体供給装置であって、
前記回転羽は、前記回転軸に略平行な２枚の羽を含み、
前記２枚の羽は、前記回転軸から互いに逆方向に延びて、
前記２枚の羽の下端部は、前記回転軸に対して略垂直な平面に沿う形状を有し、
前記２枚の羽の上端部は、いずれも前記回転軸から離れるにつれて高くなる形状を有する粉体供給装置。
【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し、特に回転羽を含む粉体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転羽を供給口に有する粉体供給装置が利用されている。このような粉体供給装置では、供給口において回転羽を回転させることにより、粉体を切出し、安定的に供給する。
【０００３】
例えば、特許文献１では、プロペラ状の回転羽を供給口に備えた粉体供給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２３１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、微細な粒子を有する粉体を一定の供給速度で供給することが要求されている。特許文献１で開示される粉体供給装置を用いると、羽の上面側に粉体が堆積し、粉体の凝集が発生し、粉体の供給速度が減じることがあった。
【０００６】
例えば、図７に示すように、供給口の上方から見ると、切出メッシュ９３６の上方に回転羽９１０を配置した粉体供給装置（不図示）がある。回転羽９１０は、回転軸９１１と、回転軸９１１からＹ字状に延びる３枚の羽９１２、９１３、９１４とを有する。図８に示すように、羽９１２と切出メッシュ９３６の上面とのなす傾斜角β９は、鋭角である。また、羽９１３と切出メッシュ９３６の上面とのなす傾斜角と、羽９１４と切出メッシュ９３６の上面とのなす傾斜角とは、いずれも鋭角である。
は、鋭角である。
【０００７】
ここで、上記した回転羽９１０を備える粉体供給装置を用いて、微細な粒子を有する粉体を貯留させて供給口から供給させる。供給の開始直後では、羽９１２、９１３、９１４と切出メッシュ９３６とが粉体を切出し、供給口から一定の供給速度で供給する。供給開始から所定時間が経過すると、粉体Ｐが凝集し、羽９１２に堆積する。同様に、羽９１３、９１４にも粉体Ｐが堆積する。これらにより、粉体の供給速度が減じることがあった。
【０００８】
本発明は、上記した事情を背景としてなされたものであり、微細な粒子を含む粉体を一定の供給速度で供給することのできる粉体供給装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかる粉体供給装置は、
粉体供給口（例えば、吐出口）近傍に配置され、前記粉体供給口に対して略垂直な回転軸の周りに回転する回転羽を有する粉体供給装置であって、
前記回転羽は、前記回転軸に略平行な２枚の羽を含み、
前記２枚の羽は、前記回転軸から互いに逆方向に延びて、
前記２枚の羽の下端部は、前記回転軸に対して略垂直な平面に沿う形状を有し、
前記２枚の羽の上端部は、いずれも前記回転軸から離れるにつれて高くなる形状を有する。
【００１０】
このような構成によれば、微細な粒子を含む粉体を一定の供給速度で供給することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、微細な粒子を含む粉体を一定の供給速度で供給することの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】
【００１２】
【図１】実施の形態１にかかる粉体供給装置の断面図である。
【図２】実施の形態１にかかる粉体供給装置の要部の断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる粉体供給装置の要部の側面図である。
【図４】実施の形態１にかかる粉体供給装置の要部の側面図である。
【図５】実施の形態１にかかる粉体供給装置の要部の上面図である。
【図６】供給実験の条件及び結果を示す図である。
【図７】関連する技術の粉体供給装置の要部の上面図である。
【図８】羽の上に堆積した粉体を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１〜図５を参照して実施の形態１にかかる粉体供給装置について説明する。図１は、実施の形態１にかかる粉体供給装置の断面図である。図２は、実施の形態１にかかる粉体供給装置の要部の断面図である。図３及び図４は、実施の形態１にかかる粉体供給装置の要部の側面図である。図５は、実施の形態１にかかる粉体供給装置の要部の上面図である。
【００１４】
図１に示すように、粉体供給装置１００は、回転羽１０と、胴部３０とを含む。粉体供給装置１００は、微細な粒子を含む粉体を胴部３０に貯留させて、この粉体を回転羽１０により切出して供給することができる。微細な粒子を含む粉体は、例えば、ＣＭＣ（Sodium Carboxymethyl Cellulose）からなる粒子を含む粉体である。また、そのＣＭＣからなる粒子を含む粉体の平均粒径（ｄ５０）の範囲は、例えば、５μｍ〜６５μｍである。
【００１５】
胴部３０は、略円筒状の貯留部３０１と、貯留部３０１よりも小さな径を有する略円筒状の吐出部３０３と、貯留部３０１と吐出部３０３とを接続する略円錐筒状の絞部３０２とを有する。なお、貯留部３０１、吐出部３０３及び絞部３０２は同心円状に配置される。つまり、貯留部３０１、吐出部３０３及び絞部３０２の軸は、共通する。胴部３０は、貯留部３０１側の開口部３０５と、吐出部３０３側の開口部である吐出口３０４とを有する。
【００１６】
蓋３１が開口部３０５に設置されて、開口部３０５を閉塞する。モータＭと、胴部３０の内部に粉体を導くための導入口３２とが蓋３１に設置されている。
【００１７】
モータＭは、回転軸３５、３５１を介して回転羽１０を吐出口３０４近傍に位置するように支持する。モータＭは、電源（不図示）から電力を供給されることにより、回転軸３５、３５１を介して、回転羽１０を回転させる。
【００１８】
絞部３０２と吐出部３０３との間の外壁には、フランジ状の締結部３３が設置されている。所定の箇所に締結部３３をボルト等を用いて締結すると、粉体供給装置１００を所定の箇所に設置することができる。
【００１９】
次に、図２を用いて吐出口３０４近傍の詳細について説明する。
図２に示すように、吐出口３０４には、切出メッシュ３６が切出メッシュ保持部３４１により保持されている。切出メッシュ３６は、吐出口３０４に沿うように配置され、吐出口３０４の軸に対して略垂直に配置されてもよい。切出メッシュ３６は、例えば、金属からなる略円板状のメッシュ体である。切出メッシュ３６と回転羽１０とが粉体を切出すことにより、粉体を切出メッシュ３６を通過させて、吐出口３０４から供給することができる。
【００２０】
回転軸３５１は、吐出部３０３の内径よりも小さな外径を有する円筒状の軸体である。貯留部３０１（図１参照。）に貯留される粉体の重みが回転羽１０に直接かかることを防止するために、回転軸３５１は、回転羽１０よりも大きな外径を有してもよい。
【００２１】
吐出口３０４の下方には、粉体運搬車４０が配置される。粉体運搬車４０は、ベース４１と、ベース４１に回転可能に支持される車輪４２とを含む。ベース４１は、吐出口３０４から吐出された粉体を受け止めて、保持する。粉体運搬車４０は、粉体をベース４１に保持したまま、車輪４２を回転させて、所望の箇所に移動することができる。
【００２２】
次に、図３〜図５を用いて回転羽１０の詳細について説明する。
図３に示すように、回転羽１０は、回転軸１１と、回転軸１１から延びる羽１２、１３とを含む。回転軸１１は、回転軸３５１（図２参照。）に接続されており、モータＭ（図１参照。）からの駆動力により、回転する。羽１２、１３は、回転軸１１の回転に伴って、回転軸１１の周りに回転する。回転軸１１は、吐出口３０４に対して略垂直に配置されている。言い換えると、回転軸１１は、例えば、吐出口３０４に対して、８０°〜１００°傾斜するように配置されている。
【００２３】
図４に示すように、羽１２、１３は、いずれも回転軸１１と略平行となるように、回転軸１１に設置されてもよく、羽１２、１３はいずれも切出メッシュ３６に対して略垂直となるように設置されてもよい。また、羽１２と切出メッシュ３６の上面とのなす傾斜角度β１と、羽１３と切出メッシュ３６の上面とのなす傾斜角度β２は、例えば、９０°である。傾斜角度β１、β２は、８０°〜１００°であると好ましく、さらに好ましくは、８５°〜９５°である。
【００２４】
羽１２、１３は、回転軸１１に略平行な面に沿うように設置されている。典型的には、上方から視ると、図５に示すように、羽１２、１３は、回転軸１１から互いに逆方向に延びるように、Ｉ字状に設置されている。回転軸１１において羽１２と羽１３とのなす中心角度γは、例えば、１８０°である。この中心角度γは、１７０°〜１９０°であると好ましく、さらに好ましくは、１７５°〜１８５°である。
【００２５】
再び図３を参照すると、羽１２は、略方形状の板であって、この略方形の上辺となる上端部１４と、この略方形の下辺となる下端部１６とを有する。羽１３は、略方形状の板であって、この略方形の上辺となる上端部１５と、この略方形の下辺となる下端部１７とを有する。
【００２６】
下端部１６、１７は、いずれも回転軸１１と略垂直な平面に沿った形状を有する。側方から見ると、下端部１６、１７は、直線状に沿った形状を有する。ここで、下端部１６、１７が沿う平面と、回転軸１１とのなす角度が、例えば、９０°であって、８０°〜１００°であると好ましく、さらに好ましくは、８５°〜９５°である。下端部１７が沿う平面と回転軸１１とのなす角度も、下端部１６が沿う平面と、回転軸１１とのなす角度と同じ大きさを有する。
【００２７】
また、上端部１４、１５は、回転軸１１から離れるにつれて、高くなるように傾斜している。上端部１４と、回転軸１１に垂直な平面とのなす傾斜角度α１は、５°〜６０°であると好ましく、さらに好ましくは１０°〜４０°である。また、上端部１５と、回転軸１１に垂直な平面とのなす傾斜角度は、傾斜角度α１と同じ大きさを有する。
【００２８】
ここで、微細な粒子を含む粉体を導入口３２から充填して、回転羽１０の回転により、吐出口３０４からの供給を開始する。すると、まず、羽１２、１３の上端部１４、１５が傾斜した形状を有しているため、粉体が切り崩される。また、羽１２、１３の下端部１６、１７が回転軸１１とほぼ垂直な平面に沿った形状を有するため、切出メッシュ３６とのクリアランスが狭くなり、微小量の粉体が切り出される。また、羽１２、１３がいずれも切出メッシュ３６に対して略垂直に設置されているために、粉体が羽１２、１３の上に堆積せずに、切出メッシュ３６に落ちて、安定的に切出される。また、羽１２、１３が回転軸１１に略平行な面に沿うように設置されているため、粉体が羽１２、１３の中心角となる回転軸１１近傍に凝集しにくい。これらによれば、粉体供給装置１００は、微細な粒子を含む粉体であっても、一定の供給速度を維持して供給することができる。
【００２９】
供給実験．
次に、上記した実施の形態１にかかる粉体供給装置１００を用いて行った粉末の供給実験について説明する。図６は、供給実験の条件及び結果を示す図である。
【００３０】
供給対象の粉体として、ＣＭＣからなる粒子を含む粉体を用いて、実施例１〜実施例３、及び、比較例１〜比較例６では、図６に示す条件で供給実験を行った。図６において、「CMC粉体の平均粒径ｄ５０」とは、ＣＭＣからなる粒子を含む粉体の平均粒径（ｄ５０）である。なお、平均粒径（ｄ５０）は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径を意味する。また、粒径は、レーザー回折・散乱法によって求められる。
【００３１】
なお、比較例３では、３枚の羽を有する回転羽を用いた。この回転羽の羽は、回転軸からＹ字状に延びるように、設置されている。回転羽において隣り合う羽同士の中心角度は、１２０°である。
【００３２】
また、比較例４では、４枚の羽を有する回転羽を用いた。この回転羽の羽は、回転軸から十字状に延びるように、設置されている。回転羽において隣り合う羽同士の中心角度は、９０°である。
【００３３】
比較例５では、羽の下端部はくし状である。下端部のくしの歯の長さは、４ｍｍである。くしの歯の幅は、２ｍｍである。くしの歯の隙間は、１ｍｍである。
【００３４】
各条件にて供給実験を行い、その供給量を計測し、サイクルタイム（ＣＴ）を算出した。粉体の供給量が３ｇ達するまでを１サイクルとして、サイクルタイムの目標値を３０ｓｅｃとした。サイクルタイムが３０ｓｅｃ以下である場合を合格と判定し、サイクルタイムが３０ｓｅｃを超えた場合を不合格と判定した。
【００３５】
判定の結果を図６に示した。図６に判定の結果が合格である場合については「○」と記載し、不合格である場合は「×」と記載した。
【００３６】
比較例１では、サイクルタイムが１８ｓｅｃと低く、３０ｓｅｃを下回り、判定は合格であった。比較例１では粉体の平均粒子径（ｄ５０）が大きく、粉体が凝集しにくかったからである。
【００３７】
一方、比較例１と比較して小さな粒子を有する粉体を供給した比較例２では、サイクルタイムが３６ｓｅｃと高く、判定は不合格であった。比較例２では、回転羽の傾斜角度α１が実施例１よりも小さく０（ゼロ）°である。傾斜角度α１が小さすぎて、粉体が切り崩されることなく、凝集してしまったからと考えられる。
【００３８】
また、比較例３では、サイクルタイムが４０ｓｅｃと高く、判定は不合格であった。比較例３では、羽の数が多く、回転軸の近傍、つまり、回転羽において隣り合う羽同士の中心角に粉体が集合してしまったからと考えられる。
【００３９】
また、比較例４では、サイクルタイムが４５ｓｅｃと高く、判定は不合格であった。比較例４では、比較例３と同様に、羽の数が多く、回転軸の近傍、つまり、回転羽において隣り合う羽同士の中心角に粉体が集合してしまったからと考えられる。
【００４０】
また、比較例５では、粉体の供給量が３ｇを超えてしまい、サイクルタイムが計測できなかった。つまり、比較例５では、判定は不合格であった。比較例５では、羽の下端部がくし形状を有し、下端部と切出メッシュとのクリアランスが大きすぎたからと考えられる。
【００４１】
また、比較例６では、サイクルタイムが３６ｓｅｃと高く、判定は不合格であった。比較例６では、傾斜角度βが小さすぎて、粉体が羽に堆積してしまったからと考えられる。
【００４２】
実施例１〜実施例３では、サイクルタイムが２４ｓｅｃ、２０ｓｅｃ、１６ｓｅｃと低く、いずれも３０ｓｅｃを下回り、判定はいずれも合格であった。これらにより、実施例１〜実施例３では、微細な粒子を含む粉体であっても、一定の供給速度を維持して供給することができる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  回転羽
１１  回転軸
１２、１３  羽
１４、１５  上端部
１６、１７  下端部
１００  粉体供給装置
３０４  吐出口
【図１】
2015160734.tif 000003
【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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