(57)【要約】【課題】粉体を安定して供給することのできる粉体供給装置の提供。【解決手段】円筒状の粉体吐出口（３０３、３０４）を備える粉体供給装置（３００）である。粉体吐出口（３０３、３０４）には、粉体吐出口（３０３、３０４）の軸に関して略垂直な面を有する粉体荷重受部（１１）が設けられる。粉体荷重受部（１１）は略円形状板である。粉体荷重受部（１１）は粉体吐出口（３０３、３０４）の軸（Ｏ１）を中心として回転する。略円形状板の中心（Ｏ２）は、粉体吐出口の軸（Ｏ１）から離れた位置に配置されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の粉体吐出口を備える粉体供給装置であって、
前記粉体吐出口には、前記粉体吐出口の軸に関して略垂直な面を有する粉体荷重受部が設けられ、
前記粉体荷重受部は略円形状板であって、
前記粉体荷重受部は前記粉体吐出口の軸を中心として回転し、
前記略円形状板の中心は、前記粉体吐出口の軸から離れた位置に配置されている粉体供給装置。
【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、特に回転体を含む粉体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末を筒状の胴部に貯蔵し、重力を利用して下方に供給する粉体供給装置が広く利用されている。このような粉体供給装置の吐出口では、粉体が湿って固化し、ブリッジが形成されることがある。ブリッジが形成されると、粉体の供給が滞ってしまうことがあった。
【０００３】
そこで、特許文献１では、撹拌爪を側面に備えた撹拌棒を容器内部に有する粉体供給装置が開示されている。攪拌棒は粉体の移動方向に略垂直に延びる。このような粉体供給装置は、撹拌棒をその軸回りに回転させながら、粉体を供給する。このような粉体供給装置によれば、攪拌棒を回転させて、湿りによるブリッジを解消し、粉体を供給することができると述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０２９２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示される粉体供給装置を用いると、粉体の自重が吐出口に直接かかることがあり、粉体が詰まることがあった。
【０００６】
また、粉体の自重が切出部に直接かかることを防止するために、吐出口の上側に板を配置することが考えられる。しかし、吐出口と板とのクリアランスが狭く、ブリッジが形成されてしまい、粉体の供給が滞ることがあった。
【０００７】
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、粉体を安定して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】
【０００８】
本発明にかかる粉体供給装置は、
円筒状の粉体吐出口（例えば、吐出部）を備える粉体供給装置であって、
前記粉体吐出口には、前記粉体吐出口の軸に関して略垂直な面を有する粉体荷重受部が設けられ、
前記粉体荷重受部は略円形状板であって、
前記粉体荷重受部は前記粉体吐出口の軸を中心として回転し、
前記円形状板の中心は、前記粉体吐出口の軸から離れた位置に配置されている。
【０００９】
このような構成によれば、詰まりの発生及びブリッジの形成を抑制して、粉体を安定して供給することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、粉体を安定して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】
【００１１】
【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】ホッパー残量に対する単位時間当たりの供給量である。
【図４】各サイクルに対するサイクルタイムである。
【図５】各サイクルに対するサイクルタイムである。
【図６】従来技術の粉体供給装置の断面図である。
【図７】従来技術の粉体供給装置の要部の断面図である。
【図８】従来技術の粉体供給装置の要部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１及び図２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。
【００１３】
図１に示すように、粉体供給装置３００は、回転羽１０と、胴部３０とを含む。粉体供給装置３００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。この粉体は、例えば、ＣＭＣ（Sodium Carboxymethyl Cellulose）からなる粒子を含む粉体である。また、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
モータＭは、回転軸３５、３５１を介して回転羽１０及び粉体荷重受部１１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及び粉体荷重受部１１を回転させる。
【００１７】
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３００を所定の箇所に設置することができる。
【００１８】
吐出口３０４には、切出メッシュ３６が保持される。切出メッシュ３６は、吐出口３０４を覆うように配置され、吐出口３０４の軸に対して略垂直に配置されていてもよい。ここで、略垂直とは、例えば、７０°〜１１０°である。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。
【００１９】
切出メッシュ３６の吐出口３０４の内側に、回転羽１０が設置されている。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、吐出口３０４から供給することができる。
【００２０】
回転羽１０の上方に、粉体荷重受部１１が設置されている。図１に併せて図２を参照すると、粉体荷重受部１１は点Ｏ２を中心とする略円形状板であり、吐出部３０３の軸Ｏ１に関して略垂直な面を有する。ここで、略垂直とは、例えば、７０°〜１１０°である。なお、略円形状板は、真円形状の板を含む。点Ｏ２は、吐出部３０３の軸Ｏ１から所定の距離を空けた位置にある。粉体荷重受部１１は、軸Ｏ１を中心として回転可能に支持される。吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部１１の側面との最も狭いクリアランスＬ１は、例えば、１ｍｍである。吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部１１の側面との最も広いクリアランスＬ２は、粉体がブリッジの形成を開始するクリアランスよりも大きければよく、０．５ｍｍ以上大きいと好ましい。クリアランスＬ２は、例えば、３ｍｍである。粉体荷重受部１１が軸Ｏ１を中心として回転すると、粉体荷重受部１１において吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部１１の側面との最も狭くなる部分Ｐ１は軌道Ｔｒ１に沿って移動し、粉体荷重受部１１において吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部１１の側面との最も広い部分Ｐ２は軌道Ｔｒ２に沿って移動する。つまり、粉体荷重受部１１の回転により、吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部１１の側面とのクリアランスがＬ１からＬ２までの間を周期的に変化する。また、上方から見ると、粉体荷重受部１１の面積は、吐出部３０３の断面積の８０％以上であると好ましい。粉体荷重受部１１は、回転羽１０の上方に設置されている。
【００２１】
再び図１を参照すると、吐出口３０４の下方には、粉体受取部２が配置される。粉体受取部２は、本体２０と、本体２０から延びるアーム２１とを含む。アーム２１は、吐出口３０４から吐出された粉体を受け止めて、保持する。粉体受取部２は、粉体Ｐをアーム２１に保持したまま、アーム２１を伸縮させるなどして、所望の箇所に移動することができる。
【００２２】
ここで、粉体供給装置３００に粉体Ｐを充填し、供給させる。すると、粉体荷重受部１１が胴部３０内の粉体Ｐの荷重を受けるとともに、吐出部３０３のクリアランスを変化させることによってブリッジの形成を抑制する。これらにより、回転羽１０にかかる粉体Ｐの荷重が軽減される。また、ホッパー内の粉体Ｐの残量によらず、単位時間当たりの供給量が安定する。また、サイクルタイムオーバーを抑制し、計量精度の劣化を抑制し、ペースト生産が可能となるのである。
【００２３】
供給実験１．
次に、図３〜５を用いて、実施例及び比較例１〜３について供給実験１について説明する。図３は、ホッパー残量に対する単位時間当たりの供給量である。図４及び図５は、各サイクルに対するサイクルタイムである。
【００２４】
実施例１では、粉体供給装置３００と同一の構成を有する装置を用いて行った。
【００２５】
なお、比較例１では、図６に示す粉末供給装置を用いて行った。図６に示す粉末供給装置は、粉体供給装置３００から粉体荷重受部１１を省略した粉末供給装置と同一の構成を有する装置である。
【００２６】
また、比較例２では、粉体荷重受部１１の代わりに図７に示す粉体荷重受部８１を備える点を除いて、粉体供給装置３００と同一の構成を有する粉体供給装置を用いて行った。粉体荷重受部８１は、点Ｏ３を中心とする略円形状の板である。上方から見ると、点Ｏ３は、吐出部３０３の軸と同じ位置にある。つまり、粉体荷重受部８１は、軸Ｏ１を中心として回転可能に支持される。吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部８１の側面とのクリアランスＬ３は、クリアランスＬ１と同じであり、例えば、１ｍｍである。粉体荷重受部８１が軸Ｏ３を中心として回転しても、吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部８１の側面とのクリアランスＬ３はほぼ一定である。
【００２７】
また、比較例３では、粉体荷重受部１１の代わりに図８に示す粉体荷重受部９１を有する点を除いて、粉体供給装置３００と同一の構成を有する粉体供給装置を用いて行った。粉体荷重受部９１は、点Ｏ４を中心とし、粉体荷重受部８１より大きな径を有する略円形状の板である。吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部８１の側面とのクリアランスＬ４は、クリアランスＬ３と同じであり、粉体がブリッジの形成を開始するクリアランスよりも大きければよく、０．５ｍｍ以上大きいと好ましい。クリアランスＬ４は、例えば、３ｍｍである。粉体荷重受部９１が軸Ｏ４を中心として回転しても、吐出部３０３の内壁と粉体荷重受部８１の側面とのクリアランスＬ４はほぼ一定である。
【００２８】
実施例及び比較例１〜３では、供給対象の粉末として、ＣＭＣからなる粒子を含む粉末を用いて、粉末供給実験を行った。粉末供給実験では、供給羽根の回転数を９０ｒｐｍに設定した。
【００２９】
粉末供給実験では、実施例及び比較例１〜比較例３について、ホッパー残量に対する単位時間当たりの供給量を測定した。また、ホッパー残量が２０００ｇの場合におけるサイクルタイムと、ホッパー残量が１０００ｇの場合におけるサイクルタイムとを計測した。ここで、サイクルタイムは、粉体の供給を開始してから、供給量が所定の重量に達するまでの時間である。
【００３０】
ホッパー残量に対する単位時間当たりの供給量を測定した結果を図３に示す。
実施例１では、ホッパー残量が２０００ｇから０ｇに減少するまで、単位時間当たりの供給量が約０．３７ｇ／ｓｅｃ〜０．４８ｇ／ｓｅｃの範囲にほぼ収まっており、安定した値であった。粉体荷重受部が粉末の荷重を受けるとともに、ブリッジの形成を抑制したからと考えられる。
【００３１】
一方、比較例１では、ホッパー残量が２０００ｇから５００ｇに減少するまで、単位時間当たりの供給量が約０．２ｇ／ｓｅｃから約０．５ｇ／ｓｅｃまで上昇した。ＣＭＣ粉末の荷重が切出部にかかり、粉末が詰まったからである。
【００３２】
また、比較例２では、ホッパー残量が２０００ｇから１０００ｇに減少するまで、単位時間当たりの供給量が約０．１２ｇ／ｓｅｃ〜約０．１６ｇ／ｓｅｃであった。ブリッジが発生したため、単位時間当たりの供給量が少なかったからである。
【００３３】
また、比較例３では、ホッパー残量が２０００ｇから１０００ｇに減少するまで、単位時間当たりの供給量が約０．２５ｇ／ｓｅｃから約０．５ｇ／ｓｅｃまで上昇した。粉末の荷重が切出部にかかり、粉末が詰まったからである。
【００３４】
次に、ホッパー残量が２０００ｇの場合におけるサイクルタイムを図４に示した。また、ホッパー残量が１０００ｇの場合におけるサイクルタイムを図５に示した。ここで、サイクルタイムの目標値は、２２ｓｅｃとした。計測したサイクルタイムが目標値以下であれば、目標値を達成したといえる。
【００３５】
図４に示すように、実施例１では、ホッパー残量が２０００ｇである場合、サイクルタイムは１サイクルから２０サイクルに至るまで、目標値よりも短かった。同様に、図５に示すように、ホッパー残量が１０００ｇである場合、サイクルタイムは１サイクルから２０サイクルに至るまで、目標値よりも短かった。つまり、実施例１では、ホッパー残量が２０００ｇ及び１０００ｇである場合のいずれにおいても、サイクルタイムの目標値を達成した。
【００３６】
比較例１では、ホッパー残量が２０００ｇである場合、殆どのサイクルにおいてサイクルタイムが目標値を超えた。また、ホッパー残量が１０００ｇである場合、過半数のサイクルにおいてサイクルタイムが目標値を下回るものの、残りのサイクルにおいてサイクルタイムは目標値を超えた。つまり、比較例１では、ホッパー残量が２０００ｇ及び１０００ｇである場合のいずれにおいても、サイクルタイムの目標値が安定して達成しなかった。
【００３７】
比較例２では、ホッパー残量が２０００ｇである場合、全てのサイクルにおいてサイクルタイムが目標値を大きく超えた。また、ホッパー残量が１０００ｇである場合においても、全てのサイクルにおいてサイクルタイムが目標値を大きく超えた。つまり、比較例２では、ホッパー残量が２０００ｇ及び１０００ｇのいずれの場合でも、サイクルタイムの目標値を常に達成できなかった。粉末の残量に関わらず、ブリッジが生じたからと考えられる。
【００３８】
比較例３では、ホッパー残量が２０００ｇである場合、過半数のサイクルにおいてサイクルタイムが目標値を超えた。また、ホッパー残量が１０００ｇである場合、過半数のサイクルにおいてサイクルタイムは目標値を下回るものの、残りのサイクルにおいてサイクルタイムは目標値を超えた。つまり、比較例１では、ホッパー残量が２０００ｇ及び１０００ｇである場合のいずれにおいても、サイクルタイムの目標値を安定して達成しなかった。
【００３９】
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】
【００４０】
３００  粉体供給装置
１１  粉体荷重受部
３０３  吐出部
３０４  吐出口
【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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