(57)【要約】【課題】粉体を収納する領域内の流体圧力の昇降を利用し且つ、グローブボックスなどの内圧、雰囲気純度、露点などが管理された隔離容器内で安全かつ粉体の流出なく使用できる粉体充填装置および粉体充填方法の提供を目的とする。【解決手段】粉体２を収納した粉体容器９（図１−a）に粉体充填装置１を載せ（図１−ｂ）、チャンバー８および粉体容器９からなる密閉領域と該領域外との流体の交換が起こらないように開口部を気密に閉ざす。ロッド５を図の上下方向に往復運動させ、ダイヤフラム３を上下に弾性変形させることによりチャンバー内の流体圧力を増減させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を粉体容器に充填する方法において、弾性膜を有するカバー部材で、粉体が収納された粉体容器の開口部を気密に覆うことにより密閉領域を形成し、該弾性膜を弾性変形させることにより該領域内の流体圧力の昇降を行うことを特徴とする粉体充填方法。
【請求項２】
粉体充填装置において、弾性膜を有するカバー部材で、粉体が収納された粉体容器の開口部を気密に覆うことにより密閉領域を形成し、該弾性膜を弾性変形させることにより該領域内の流体圧力の昇降を行うことを特徴とする粉体充填装置。
【請求項３】
粉体を粉体容器に充填する方法において、前記弾性膜の弾性変形操作時に前記領域内の流体を気密に保持することを特徴とする粉体充填方法。
【請求項４】
粉体充填装置において、前記弾性膜の弾性変形操作時に前記領域内の流体を気密に保持することを特徴とする粉体充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粉体を粉体容器内に充填するための粉体充填装置および粉体充填方法に関し、特に粉体容器内の粉体の充填率を高める粉体充填装置および粉体充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体容器内に粉体を充填するための粉体充填装置および粉体充填方法のうち、粉体を収納する領域内の空気圧力の昇降操作を伴うものとしては、特許文献１〜３に開示されているものが従来技術として知られている。従来のいずれの装置および方法においても、前記領域内の空気圧力は、該領域外に設置された減圧源または加圧空気源などの設備（以下総称して付加設備と呼ぶ）によって昇降させられる。
【０００３】
しかし、この際、該領域と該領域外との空気が交換させられるため、該領域と該領域外とをつなぐ通気部材における粉体の目詰まりや該領域外への粉体の流出や該領域内への異物混入が発生する場合がある。
【０００４】
例えば特許文献１では、加圧空気源を用いて通気部材内の空気を逆流させることにより目詰まりを解消させる方法および装置が提案されている。また、異物混入防止のため、一般に、通気部材にエアフィルターを設ける方法がよく知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願平８−１９８２０３号公報（第９−１０頁、図２）
【特許文献２】特開平９−１６９３０１号公報
【特許文献３】特開平１１−４９１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
危険物や毒物の粉体や、高純度の粉体を粉体容器内へ充填する作業が、グローブボックスなどの内圧、雰囲気純度、露点などが管理された隔離容器（以下単に隔離容器と呼ぶ）内で行われる場合がある。上述した従来の粉体充填装置および粉体充填方法においては、隔離容器内に該粉体充填装置を設置し使用する場合、該隔離容器外に設置した前記付加設備と該隔離容器内の該粉体充填装置とをつなぐ通気部材を設けるための余分な費用が発生するだけでなく、該粉体充填装置の駆動により、該隔離容器内のガス雰囲気純度や内圧や露点が悪くなる。加えて、前記通気部材を通じて粉体が流出する可能性があり、極端な場合には該流出が前記密閉容器外まで至り、特に該粉体が危険物や毒物などの場合には人身に被害が及ぶ。
【０００７】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決し、粉体を収納する領域内の流体の圧力の昇降を利用し且つ、隔離容器内で安全かつ粉体の流出なく使用できる粉体充填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】
上記目的を達成するため、請求項記載の粉体充填装置は、弾性膜を有するカバー部材を用いて、粉体が収納された粉体容器の開口部を気密に閉ざすことによって密閉領域を形成し、該領域内の流体を気密に保持し、該弾性膜を弾性変形させることにより該領域内の流体の圧力の昇降を行うことを特徴とする。
【０００９】
以下に本発明を実施するための形態を説明するが、本発明の趣旨を超えない限りなんら、本形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の粉体充填装置の原理図である。
【図２】本発明の隔離容器内で使用する粉体充填装置および粉体容器の構成を示す縦断面概略図である。
【図３】本発明の粉体充填装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の隔離容器内で使用する粉体充填装置および粉体容器の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図1に本発明に係る粉体充填装置の原理図を示し、また、図３に本発明の粉体充填装置の動作を示すフローチャートを示し、該粉体充填装置の原理および動作を説明する。
【００１２】
本発明に係る粉体充填装置１はダイヤフラム３、カバー部材４、ロッド５、ケーシング６、シール材７を有している。粉体２を収納（ステップＳ１１）した粉体容器９（図１−a）に粉体充填装置１を載せ、チャンバー８および粉体容器９からなる密閉領域と該領域外との流体の交換が起こらないように開口部を気密に閉ざす（ステップＳ１２）。ダイヤフラムポンプの公知の駆動源を用いてロッド５を図の上下方向に往復運動させ、ダイヤフラムを上下に弾性変形させることによりチャンバーの容積を増減させる（ステップＳ１３）。チャンバーの容積が増加するとチャンバー内の流体圧力が下がり、粉体容器からチャンバーへ流体が流入する。チャンバーの容積が減少するとチャンバー内の流体圧力が上がり、チャンバーから粉体容器へ流体が流出する。ダイヤフラムを弾性変形させ、チャンバー内の流体圧力を昇降させるこの繰り返し作業を以下エアシェイキングと呼ぶ。エアシェイキングにおけるチャンバー内の最低圧力は典型的には−１〜−５０ｋＰａ[G]であり、最高圧力は典型的には＋１〜＋５０ｋＰａ[G]である。電気式の駆動源を用いれば、エアシェイキングの時間は電子タイマーで制御することができ、ダイヤフラムの振幅は可変抵抗器で制御することができる。エアシェイキング後、前記粉体容器を回収する（ステップＳ１４）。
【００１３】
次に図２に本発明の隔離容器内で使用する粉体充填装置及び粉体容器の構成の一例を示す断面概略図を示し、また、図４に本発明の隔離容器内で使用する粉体充填装置および粉体容器の動作の一例を示すフローチャートを示し、該粉体充填装置および該粉体容器の構成と動作を説明する。
【００１４】
本発明に係る構成は、粉体充填装置２１、粉体充填装置台座１６、２次粉体容器１７、昇降台１５から成る。
【００１５】
粉体充填装置２１は電磁振動型ダイヤフラムポンプの機構を有する。図２に示されるように、本発明の粉体充填装置は、駆動するための要素が内部に収納されたケーシング６およびカバー部材４aおよびダイヤフラムケーシング４ｂを備える。ケーシング６の内部には、図示しない交流電源が接続される一対の対抗する電磁コイル１０および該一対の電磁コイル１０の間に往復運動可能に配置された振動子５が収納される。交流電源と電磁コイル４の間に可変抵抗器や電子タイマーを設けてもよい。電磁コイル１０に交流電源から交流電圧が印加されることにより、振動子５の永久磁石１１，１２と電磁コイル１０，１０との磁気的相互作用により、図２中の上下方向に振動子５が往復運動をする。
【００１６】
往復運動する振動子５の両端には、ダイヤフラム３a、３bが公知の固定手段により固定されており、振動子５の往復運動に伴い、ダイヤフラム３a、３bも弾性変形し、ポンプケーシングのチャンバー８a、８ｂの流体圧力を昇降させる。なお、ポンプケーシングの構造は、図２に示す構造に限定されるものではなく、ダイヤフラム３aの弾性変形によりチャンバー８a内の流体の圧力を昇降させる構造であれば、特に限定されるものではない。
【００１７】
２次粉体容器１７は、粉体容器９にシール部材１４を介して筒状ガイド部材１３を密着させることで形成（ステップＳ２１）する（図２−a）。
【００１８】
粉体２を収納（ステップＳ２２）した２次粉体容器１７を昇降台に載せ、チャンバー８および２次粉体容器１７からなる密閉領域と該領域外との流体の交換が起こらないように開口部が気密に閉ざされるよう昇降台を上昇させる（ステップＳ２３）。所定時間、交流電源によりロッド５を図の上下方向に往復運動させ、ダイヤフラムを上下に弾性変形させることによりチャンバーの容積を増減させ、エアシェイキングを行う（ステップＳ２４）。昇降台を下げ、２次粉体容器を回収する（ステップＳ２５）。粉体容器９より筒状ガイド部材１３を取り外す（ステップＳ２６）。
【００１９】
以上のように本発明の粉体充填装置は、流体の圧力を昇降させる密閉領域と該領域外との流体の交換をともなわず、該領域内の流体を気密に保持するため、隔離容器内における危険物や毒物の粉体や、高純度の粉体の粉体容器への充填に使用することができる。また、付加設備が不要なため、設備配管が容易であるだけでなく経済的である。
【００２０】
なお、本発明に係る粉体容器は粉体冶金等に用いられる金型であっても構わない。
【符号の説明】
【００２１】
1、２１    粉体充填装置
２    粉体
３、３a、３b    ダイヤフラム
４、４a  カバー部材
４ｂ    ダイヤフラムケーシング
５    ロッド
６    ケーシング
７    シール材
８、８a、８b    チャンバー
９    粉体容器
１０    電磁石
１１、１２    永久磁石
１３    筒状ガイド部材
１４    シール材
１５    昇降台
１６    粉体充填装置台座
１７    ２次粉体容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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