(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の構成を有するスクリューフィーダー：
（１）２以上のトラフ；
（２）各トラフを連結するための１又は２以上のトラフ連結部；
（３）該各スクリューを回転させるための１又は２以上の駆動体；
（４）該各トラフ内において、被運搬物を輸送するための１又は２以上のスクリュー、ここで、該スクリューは、前記駆動体により回転する回転軸及び該回転軸に羽根を有し；
（５）該駆動体の回転を該スクリューに伝えるための、ハブ並びに１又は２以上のスポークを有するベアホイールギア；及び
（６）該回転軸の１端又は両端において、該ベアホイールギアのハブと直接又は間接的に連結できるハブ連結部、
ここで、該ベアホイールギアは、（ａ）２つのスポークで形成されるホイール内径角度が、それぞれ、１２０〜３５０度である内径角度１及び１０度〜２４０度の内径角度２である、又は、（ｂ）３つのスポークで形成されるホイール内径角度の最大角度（内径角度１）が１２０〜３００度である、のいずれか１であり、並びに、
該羽根の先端を該内径角度１で形成される空間を通過させて、該ベアホイールギアのハブと該回転軸のハブ連結部を直接又は間接的に結合させることを特徴とするスクリューフィーダー。
【請求項２】
さらに、１又は２以上のホッパーを有することを特徴とする請求項１に記載のスクリューフィーダー。
【請求項３】
以下の構成を有する、請求項１又は２に記載のスクリューフィーダー：
（１）第１トラフ及び第２トラフ；
（２）該２つのトラフを連結するための第１トラフ連結部；
（３）該第１トラフと直接又は間接的に連結しているホッパー；
（４）該第１トラフ内において、第１スクリュー；
（５）該第２トラフ内において、第２スクリュー；
（６）該第１スクリューを回転させるための第１駆動体：及び
（７）該第２スクリューを回転させるための第２駆動体。
【請求項４】
以下の構成を有する、請求項１又は２に記載のスクリューフィーダー：
（１）第１トラフ、第２トラフ及び第３トラフ；
（２）該第１トラフと該第２トラフを連結するための第１トラフ連結部、及び、該第２トラフと該第３トラフを連結するための第２トラフ連結部；
（３）該第１トラフと直接又は間接的に連結しているホッパー；
（４）該第１トラフ内において、第１スクリュー；
（５）該第２トラフ内において、第２スクリュー；
（６）該第３トラフ内において、第３スクリュー；
（７）該第１スクリューを回転させるための第１駆動体：
（８）該第２スクリューを回転させるための第２駆動体；及び
（９）該第３スクリューを回転させるための第３駆動体。
【請求項５】
前記ベアホイールギアは、さらに、スクリューリードを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のスクリューフィーダー。
【請求項６】
前記ベアホイールギアのスクリューリードのスクリュー径の大きさとスクリューピッチは、それぞれ、連結するスクリューのスクリュー径の大きさとスクリューピッチと一致していることを特徴とする請求項５に記載のスクリューフィーダー。
【請求項７】
前記ベアホイールギアのスクリューリードのスクリュー径の大きさとスクリューピッチは、それぞれ、連結するスクリューのスクリュー径の大きさとスクリューピッチに一致しており、さらに、スクリューリードとスクリューの羽根が連続していることを特徴とする請求項５に記載のスクリューフィーダー。
【請求項８】
前記２以上のホッパーの一つは前記第１トラフの被運搬物投入口に直接又は間接的に設置されており、その他のホッパーは前記トラフ連結部に直接又は間接的に設置されており、それぞれの該ホッパーでは互いに異なる被運搬物を投与することにより、各トラフで異なる被運搬物が撹拌・混合されることを特徴とする請求項３又は４に記載のスクリューフィーダー。
【請求項９】
前記トラフ連結部には、トラフ内部にガスを供給するためのガス供給口が設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１に記載のスクリューフィーダー。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１に記載のスクリューフィーダーを使用して、各トラフ内のスクリューの回転数を個々に変更させて、各トラフのスクリューの最適な形状及び／又は回転速度を基にして、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを設計する方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１に記載のスクリューフィーダーを使用して、以下の工程を含む、スクリューの設計方法：
（１）被運搬物をホッパーに投入する；
（２）第１スクリューを回転させて、被運搬物を第１トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第１スクリュー形状及び／又は回転速度を設定する；
（３）第２スクリューを回転させて、被運搬物を第２トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第２スクリューの形状及び／又は回転速度を設定する；及び
（４）上記（２）〜（３）で設定した各トラフのスクリューの最適な形状及び／又は回転速度を基にして、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを設計する。
【請求項１２】
請求項１〜９のいずれか１に記載のスクリューフィーダーを使用して、以下の工程を含む、スクリューの設計方法：
（１）被運搬物をホッパーに投入する；
（２）第１スクリューを回転させて、被運搬物を第１トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第１スクリュー形状及び／又は回転速度を設定する；
（３）第２スクリューを回転させて、被運搬物を第２トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第２スクリューの形状及び／又は回転速度を設定する；
（４）第３スクリューを回転させて、被運搬物を第３トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第３スクリューの形状及び／又は回転速度を設定する；及び
（５）上記（２）〜（４）で設定した各トラフのスクリューの最適な形状及び／又は回転
速度を基にして、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを設計する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のトラフ及び複数のスクリューを有するスクリューフィーダー及び該スクリューフィーダーを使用したスクリューの設計方法を関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来のスクリューフィーダー）
スクリューフィーダーは、一般に、ホッパー（粉体を入れる投入口及び粉体を貯蔵するスペース：図６の「１」）内に投入した被運搬物（粉体、図６の「２」）を、駆動体（モーター、図６の「３」）を用いて、スクリュー（粉体を移動させるための部品、図６の「４」）を回転させて、トラフ（粉体を輸送するための管、図６の「５」）内を移動させて、粉体を供給、輸送等を行う装置である。より詳しくは、スクリューフィーダーは、工場内のある施設で製造された粉体を別の工場内の施設に輸送又は該粉体を反応層に供給するために使用する。
さらに、スクリューの長軸方向の長さ（図７の「Ｌ」）、スクリューの径の大きさ（図７の「Ｒ」）、羽根（図７の「７」）の形状、スクリューピッチ（１回転当りの距離、図７の「Ｐ」）、スクリューの回転数を変化させることにより、被運搬物の移動時間・量を制御することができる。
【０００３】
（先行特許文献）
以下のようなスクリューフィーダーが報告されている。
特許文献１では、「回転軸とその回転軸に巻き付けられるスクリュー羽根とよりなる軸付スクリュー羽根がトラフ内に配され、この軸付スクリュー羽根を回転させることにより、そのトラフの一端側に設けられる被搬送物投入口を通して投入された被搬送物をそのトラフの他端側に設けられる被搬送物排出口に向けて搬送するように構成されるスクリューフィーダーにおいて、
前記スクリュー羽根に対し所定間隔を存して前記被搬送物排出口側に位置するように前記回転軸に設けられ、この回転軸の回転により被搬送物を切削し、かつ切削された被搬送物を前記被搬送物排出口に向けて送り出す複数の掻出し部材を備え、
これら掻出し部材による被搬送物の搬送体積を、前記スクリュー羽根による被搬送物の搬送体積よりも小さく設定することを特徴とするスクリューフィーダー。」を開示している。
特許文献２では、「それぞれ長手方向へ延びた両側の側壁部材，この側面部材へ着脱自在に取り付けられたトラフ及び上蓋からなる密閉されたケーシングと、捩じり押出加工により一体成形され、複数のスクリュー羽根を有し、互いのスクリュー羽根が逆方向でかつ交互にオーバラップする状態に前記ケーシング内へ長手方向に沿って回転自在に支持された一対のスクリュー軸と、を備え、前記ケ−シングの長手方向の一端に投入口を設けるとともに他端に排出口を設け、前記スクリュー軸を粉粒体が前記投入口側から排出口側へ移動する状態に互いに逆回転させることを特徴とする、スクリューフィーダー。」を開示している。
【０００４】
先行特許文献では、本発明の「複数のトラフ及びスクリューを有するスクリューフィーダー及びスクリューの設計方法」を開示又は示唆をしていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１６２７２４
【特許文献２】特開平５−９７２２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気自動車などのバッテリーで利用されるレアメタルなどの微細なナノサイズ粉体を反応層に供給するためにはスクリューフィーダーで搬送しなければならないが、微細故、閉塞を起こしやすくスムーズな排出を可能にすることが課題である。
また、工場内のレイアウトは粉体搬送を優先したレイアウトになっていないため、長距離での搬送も可能にしなければならない。
【０００７】
より詳しくは、従来のスクリューフィーダーは、以下の問題を有する。
○ナノサイズ粉体は、形状の大きい粉体（特に、ミクロンサイズ）と比較して、取り扱いが難しい。さらに、ナノサイズ粉体の材質（例、金属酸化物、セラミックス）により最適なスクリューの形状、スクリューピッチ、スクリュー回転速度が大きく異なる。すなわち、粉粒体機器を使用している工場は、各ナノサイズ粉体の種類（材質、粒径）に合わせたスクリューフィーダー（特に、スクリューの形状、スクリューピッチが異なるスクリュー）を使用している。よって、あるナノサイズ粉体用に製造したスクリューフィーダーは、別のナノサイズ粉体に使用（転用）することが難しい。
○ナノサイズ粉体の長距離輸送の場合には、トラフ及び該トラフの内部に設置しているスクリューを長くする必要がある。スクリューを長くすればするほど、トラフ内部でのトルク（固定された回転軸を中心にはたらく、回転軸のまわりの力のモーメント）がトラフ内部の位置により大きく異なる。このトルクの不均一性が、ナノサイズ粉体の一部凝縮を引き起こす。これにより、ナノサイズ粉体のスムーズな排出ができない。よって、輸送速度（スクリュー回転速度）を調整する必要がある。
○長距離のナノサイズ粉体を輸送するには、強力なモーターを使用して、長いスクリューを回転させることによる過大なトルク（速いスクリュー回転速度）が必要である。過大なトルクは、スクリューの羽根を損傷される又は寿命を短くさせる。詳しくは、最適なスクリューを使用しない場合には、凝縮により高いトルクが発生し過負荷となるのでスクリュー回転速度を極端にさげる必要があり、粉体輸送効率が落ちる。さらに、高いトルクをスクリューにかけていると損傷する原因になる。
○最適なスクリューの条件を見つけるためには、数十本の異なる形状のスクリューを製造して、さらに実験をする必要がある。また、最適なスクリュー以外は、予備のスクリューに使用することも難しく無駄になる（通常、最適なスクリューが破損した場合には、同じ形状のスクリューを新たに製造する）。
○工場の施設に合せて、長いトラフ及び長いスクリューを使用した場合には、トラフ内部の清掃が非常に煩雑である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究を行った。そして、複数のトラフ及び複数のスクリューを有するスクリューフィーダー及び該スクリューフィーダーを使用したスクリューの設計方法より得られたスクリューを使用すれば、上記問題を解決できることを見出して、本発明を完成した。
【０００９】
即ち、本発明は以下に関する。
１．以下の構成を有するスクリューフィーダー：
（１）２以上のトラフ；
（２）各トラフを連結するための１又は２以上のトラフ連結部；
（３）該各トラフ内において、被運搬物を輸送するための１又は２以上のスクリュー；及び
（４）該各スクリューを回転させるための１又は２以上の駆動体。
２．さらに、１又は２以上のホッパーを有することを特徴とする前項１に記載のスクリューフィーダー。
３．前記スクリューは、前記駆動体により回転する回転軸に羽根を設けられていることを特徴とする前項１又は２に記載のスクリューフィーダー。
４．以下の構成を有する、前項１〜３のいずれか１に記載のスクリューフィーダー：
（１）第１トラフ及び第２トラフ；
（２）該２つのトラフを連結するための第１トラフ連結部；
（３）該第１トラフと直接又は間接的に連結しているホッパー；
（４）該第１トラフ内において、第１スクリュー；
（５）該第２トラフ内において、第２スクリュー；
（６）該第１スクリューを回転させるための第１駆動体：及び
（７）該第２スクリューを回転させるための第２駆動体。
５．以下の構成を有する、前項１〜３のいずれか１に記載のスクリューフィーダー：
（１）第１トラフ、第２トラフ及び第３トラフ；
（２）該第１トラフと該第２トラフを連結するための第１トラフ連結部、及び、該第２トラフと該第３トラフを連結するための第２トラフ連結部；
（３）該第１トラフと直接又は間接的に連結しているホッパー；
（４）該第１トラフ内において、第１スクリュー；
（５）該第２トラフ内において、第２スクリュー；
（６）該第３トラフ内において、第３スクリュー；
（７）該第１スクリューを回転させるための第１駆動体：
（８）該第２スクリューを回転させるための第２駆動体；及び
（９）該第３スクリューを回転させるための第３駆動体。
６．前記駆動体の回転を前記スクリューに伝えるためにベアホイールギアを有することを特徴とする前項１〜５のいずれか１に記載のスクリューフィーダー。
７．前記ベアホイールギアは、ハブ並びにスクリューリードを有することを特徴とする前項６に記載のスクリューフィーダー。
８．前記ベアホイールギアは、ハブ並びに１又は２以上のスポークを有することを特徴とする前項６に記載のスクリューフィーダー。
９．前記回転軸の１端又は両端には、前記ベアホイールギアのハブと直接又は間接的に連結できるハブ連結部を有することを特徴とする前項７又は８に記載のスクリューフィーダー。
１０．前記ベアホイールギアのスクリューリードのスクリュー径の大きさとスクリューピッチは、それぞれ、連結するスクリューのスクリュー径の大きさとスクリューピッチに一致していることを特徴とする前項７又は８に記載のスクリューフィーダー。
１１．前記ベアホイールギアのスクリューリードのスクリュー径の大きさとスクリューピッチは、それぞれ、連結するスクリューのスクリュー径の大きさとスクリューピッチと一致しており、さらに、スクリューリードとスクリューの羽根が連続していることを特徴とする前項７又は８に記載のスクリューフィーダー。
１２．前記ベアホイールギアは、（１）ハブ及び２つのスポークを有し、２つのスポークで形成されるホイール内径角度が、それぞれ、１２０〜３５０度である内径角度１及び１０度〜２４０度の内径角度２である、又は、（２）ハブ及び３つのスポークを有し、３つのスポークで形成されるホイール内径角度の最大角度（内径角度１）が１２０〜３００度である、のいずれか１であり、
前記羽根の先端を該内径角度１で形成される空間を通過させて、前記ベアホイールギアのハブと前記回転軸のハブ連結部を直接又は間接的に結合させることを特徴とする前項９に記載のスクリューフィーダー。
１３．前記２以上のホッパーの一つは前記第１トラフの被運搬物投入口に直接又は間接的に設置されており、その他のホッパーは前記トラフ連結部に直接又は間接的に設置されており、それぞれの該ホッパーでは互いに異なる被運搬物を投与することにより、各トラフで異なる被運搬物が撹拌・混合されることを特徴とする前項４〜１２のいずれか１に記載のスクリューフィーダー。
１４．前記トラフ連結部には、トラフ内部にガスを供給するためのガス供給口が設けられていることを特徴とする前項１〜１３に記載のスクリューフィーダー。
１５．前項１〜１４に記載のスクリューフィーダーを使用して、各トラフ内のスクリューの回転数を個々に変更させて、各トラフのスクリューの最適な形状及び／又は回転速度を基にして、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを設計する方法。
１６．前項１〜１４に記載のスクリューフィーダーを使用して、以下の工程を含む、スクリューの設計方法：
（１）被運搬物をホッパーに投入する；
（２）第１スクリューを回転させて、被運搬物を第１トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第１スクリュー形状及び／又は回転速度を設定する；
（３）第２スクリューを回転させて、被運搬物を第２トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第２スクリューの形状及び／又は回転速度を設定する；及び
（４）上記（２）〜（３）で設定した各トラフのスクリューの最適な形状及び／又は回転速度を基にして、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを設計する。
１７．前項１〜１４に記載のスクリューフィーダーを使用して、以下の工程を含む、スクリューの設計方法：
（１）被運搬物をホッパーに投入する；
（２）第１スクリューを回転させて、被運搬物を第１トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第１スクリュー形状及び／又は回転速度を設定する；
（３）第２スクリューを回転させて、被運搬物を第２トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第２スクリューの形状及び／又は回転速度を設定する；
（４）第３スクリューを回転させて、被運搬物を第３トラフ内で移動させ、被運搬物の移動に最適な第３スクリューの形状及び／又は回転速度を設定する；及び
（５）上記（２）〜（４）で設定した各トラフのスクリューの最適な形状及び／又は回転速度を基にして、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを設計する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスクリューフィーダーは、ナノ紛体を効率的に長距離輸送できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（１）は、スクリューフィーダーの長軸方向の上面図であり、（２）は、スクリューフィーダーの長軸方向の側面断面図であり、（３）は、スクリューフィーダーの被運搬物供給側の正面図であり、及び、（４）は、スクリューフィーダーの被運搬物排出側の正面図である。
【図２】（１）〜（９）本発明のスクリューフィーダーの態様例図。
【図３】トラフ連結部の説明図（駆動体あり）。
【図４】トラフ連結部の説明図（駆動体なし）。
【図５】ベアホイールギアの概要図。
【図６】スクリューフィーダーの断面図（左図は長軸方向の側面断面図であり、右図は、スクリューフィーダーの粉体供給側の正面図である）。
【図７】トラフの断面図。
【図８】ベアホイールの概要図｛（１）は正面図であり、（２）は側面図である｝。
【図９】ベアホイールギアの概要図｛（１）は側面図であり、（２）は正面図である｝。
【図１０】スクリューリードとスクリューのスクリュー径の大きさ及びスクリューピッチが一致し、スクリューリードとスクリューの羽根が連続していることを示す概要図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（本発明の概要）
本発明は、複数のトラフ及び複数のスクリューを有するスクリューフィーダー及び該スクリューフィーダーを使用したスクリューの設計方法に関する。以下に本発明を詳細に説明する。なお、本明細書では、トラフ５内での被運搬物２の進行方向（スクリューフィーダーの長軸方向）を先端と表現し、その反対側を後端と表現する。
【００１３】
（本発明のスクリューフィーダー）
本発明のスクリューフィーダーは、以下の構成を少なくとも有する。
（１）２以上のトラフ
（２）各トラフを連結するための１又は２以上のトラフ連結部
（３）各トラフ内において、被運搬物を輸送するための１又は２以上のスクリュー
（４）各スクリューを回転させるための１又は２以上の駆動体
より詳しくは、本発明のスクリューフィーダーは、以下の構成を少なくとも有する。
（１）第１トラフ及び第２トラフ
（２）該２つのトラフを連結するための第１トラフ連結部
（３）該第１トラフと直接又は間接的に連結しているホッパー
（４）該第１トラフ内において、第１スクリュー
（５）該第２トラフ内において、第２スクリュー
（６）該第１スクリューを回転させるための第１駆動体
（７）該第２スクリューを回転させるための第２駆動体
または、本発明のスクリューフィーダーは、以下の構成を少なくとも有する。
（１）第１トラフ、第２トラフ及び第３トラフ
（２）該第１トラフと該第２トラフを連結するための第１トラフ連結部、及び、該第２トラフと該第３トラフを連結するための第２トラフ連結部
（３）該第１トラフと直接又は間接的に連結しているホッパー
（４）該第１トラフ内において、第１スクリュー
（５）該第２トラフ内において、第２スクリュー
（６）該第３トラフ内において、第３スクリュー
（７）該第１スクリューを回転させるための第１駆動体
（８）該第２スクリューを回転させるための第２駆動体
（９）該第３スクリューを回転させるための第３駆動体。
【００１４】
本発明のスクリューフィーダー１００を図１により説明する。本発明のスクリューフィーダー１００の第１運搬部Ａ（参照：図１の「Ａ」）は、従来のスクリューフィーダーと同じ構成であり、ホッパー１（参照：図１の「１」、ホッパー内に内蔵した駆動体６）、スクリュー４（参照：図１の「４−１」）及びトラフ５（参照：図１の「５−１」）を有する。
しかし、本発明のスクリューフィーダー１００は、従来のスクリューフィーダーとは異なり、第２運搬部Ｂ（参照：図１の「Ｂ」）、さらには、必要に応じて第３運搬部Ｃ（参照：図１の「Ｃ」）も有する。
第２運搬部Ｂでは、第２トラフ５−２（図１の「５−２」）、第２スクリュー（図１の「４−２」）及び第１駆動体（図１の「３−１」）を有する。なお、Ａ部分とＢ部分は、トラフ連結部Ｅ（図１の「Ｅ−１」）により連結されている。
加えて、本発明のスクリューフィーダーでは、必要に応じて、第３運搬部Ｃも付加しても良い。Ｃ部分では、第３トラフ（図１の「５−３」）及び第３スクリュー（図１の「４−３」）を有し、必要に応じて第２駆動体を有しても良い。なお、Ｂ部分とＣ部分は、第２トラフ連結部Ｅ−２（図１の「Ｅ−２」）により連結されている。
さらに、巨大な工場内のナノサイズ粉体の長距離輸送のために、第４トラフ、第５トラフ、第６トラフ等を、トラフ連結部Ｅを介して、連結することができる。
【００１５】
（本発明のスクリューフィーダーの態様）
本発明のスクリューフィーダー１００の各態様を図２により説明する。
図２（１）に記載のスクリューフィーダーは、第１トラフ、第２トラフ及び第１駆動体（図中、「３−１」）を有する。該第１駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、第１トラフと第２トラフの間の第１トラフ連結部Ｅ−１に設置されている。
図２（２）に記載のスクリューフィーダーは、第１トラフ、第２トラフ及び第１駆動体を有する。該第１駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、ホッパー１と第１トラフ５の連結部Ｆに設置されている。
図２（３）に記載のスクリューフィーダーは、第１トラフ、第２トラフ、第１駆動体及び第２駆動体を有する。該第１駆動体及び該第２駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、それぞれ、ホッパー１と第１トラフ５の連結部Ｆ及びトラフ連結部Ｅ−１に設置されている。
図２（４）に記載のスクリューフィーダーは、第１トラフ、第２トラフ、第３トラフ及び第１駆動体を有する。該第１駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、第２トラフ連結部Ｅ−２に設置されている。
図２（５）は、第１トラフ、第２トラフ、第３トラフ及び第１駆動体を有する。該第１駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、ホッパー１と第１トラフ５の連結部Ｆに設置されている。
図２（６）は、第１トラフ、第２トラフ、第３トラフ及び第１駆動体を有する。該第１駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、第１トラフ連結部Ｅ−１に設置されている。
図２（７）は、第１トラフ、第２トラフ、第３トラフ、第１駆動体及び第２駆動体を有する。該第１駆動体及び該第２駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、それぞれ、ホッパー１と第１トラフ５の連結部Ｆ及びトラフ連結部Ｅ−１に設置されている。
図２（８）は、第１トラフ、第２トラフ、第３トラフ、第１駆動体及び第２駆動体を有する。該第１駆動体及び該第２駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、それぞれ、第１トラフ連結部Ｅ−１及び第２トラフ連結部Ｅ−２に設置されている。
図２（９）は、第１トラフ、第２トラフ、第３トラフ、第１駆動体、第２駆動体及び第３駆動体（図中、「駆動体３−３」）を有する。該第１駆動体、該第２駆動体及び第３駆動体の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍは、それぞれ、ホッパー１と第１トラフ５の連結部Ｆ、第１トラフ連結部Ｅ−１及び第２トラフ連結部Ｅ−２に設置されている。
【００１６】
（被運搬物）
本発明の「被運搬物２」は、スクリューフィーダーで運搬可能であれば特に限定されない。しかし、本発明のスクリューフィーダー１００は、紛体、特に、ナノサイズ粉体を効率的に運搬することができるので、被運搬物２はナノ紛体であることが好ましい。
【００１７】
（ホッパー）
本発明のスクリューフィーダー１００の｛ホッパー１｛参照：図１｝は、自体公知のホッパーを使用することができる。また、ホッパー１に、駆動体６を内蔵することにより、被運搬物を第１又は第２トラフまで運搬できる。
ホッパー１は、本発明のスクリューフィーダー１００に複数設置することができる。例えば、追加のホッパー１をトラフ連結部Ｅに直接又は間接的に設置しても良い。これにより、複数種類の被運搬物２を各トラフ５内部で混合・撹拌することができる。
【００１８】
（駆動体）
本発明のスクリューフィーダー１００の「スクリューを回転させるための駆動体３」は、スクリュー４を回転させることができれば特に限定されない。例えば、回転駆動装置であるモーター等を例示することができる。
【００１９】
（トラフ）
本発明のスクリューフィーダー１００の「トラフ５」は、自体公知のトラフ（被運搬物を輸送するための管）を利用することができる。なお、トラフ５には、被運搬物２を投入するための「被運搬物投入口５−１０」及び被運搬物２を排出するための「被運搬物排出口５−１１」を有する。
【００２０】
（スクリュー）
本発明のスクリューフィーダー１００の「スクリュー４」は、トラフ５内の被運搬物２を被運搬物投入口５−１０から被運搬物排出口５−１１まで運搬できれば特に限定されない。例えば、羽根、螺旋羽根、撹拌羽根、非連続螺旋羽根、ペダル付羽根等を設置することができる。
しかし、スクリュー４は、ナノ紛体の運搬を考慮すれば、駆動体３により回転する回転軸８に羽根７（特に、螺旋羽根）が設けられた（回転軸とその回転軸に巻きつけられているスクリュー羽根）構造が好ましい。加えて、回転軸に羽根（螺旋羽根）を設けたスクリュー４の製造方法は、特に限定されず、金型から削り出す方法、板をくり抜く方法、回転軸に羽根を溶接する方法等がある。
さらに、スクリュー４は、好ましくは、回転軸８の１端又は両端には、ベアホイールギア９（１８）のハブ９−１（１８−１）、又は、ベアホイール１６（１７）のハブ１６−１（１７−１）と連結できるハブ連結部１０を有する（参照：図３）。
なお、ハブ連結部１０は、ベアホイールギア９のハブ９−１（又は、ベアホイール１６のハブ１６−１）と直接又は間接的に連結できれば特に構造は限定されない。
【００２１】
（トラフ連結部）
本発明のスクリューフィーダー１００の「トラフ連結部Ｅ（参照：図３）」は、各トラフ５を連結するための部位であり、トラフ連結部で被運搬物２を運搬することができる構造であれば特に限定されない。
また、トラフ連結部Ｅでは、トラフ５内にガス（窒素、酸素、空気等）を供給するためのガス供給口を有する。
加えて、トラフ連結部Ｅでは、好ましくは、各スクリュー４を回転させるための駆動体３の動力（回転）をスクリュー４に伝えるための動力伝達機構Ｍを有する。
さらに、トラフ連結部Ｅでは、必要に応じて、軸受け、駆動体支持体１３、フランジ１４、シールフランジ１５、エアーパージ等を設置していても良い。
加えて、各トラフ５を連結するために、各トラフ５を直接又は間接的に結合（接合）させた状態にして、自体公知のクランプ、ローラ等で結合（接合）、固定させることができる。
【００２２】
（動力伝達機構）
本発明のスクリューフィーダー１００の「動力伝達機構Ｍ」は、例えば、図３に記載のように、駆動体３の回転動力をベアホイールギア９に直接又は間接的に伝えて、ベアホイールギア９を回転させ、さらに該ベアホイールギアに直接又は間接的に連結したスクリュー４が回転する。なお、好ましくは、駆動体３の動力を効率的に伝達するために、駆動体３の回転動力を、駆動ギア１１及び被駆動ギア１２を介して、ベアホイールギア９に伝えても良い。
【００２３】
本発明のスクリューフィーダー１００の「トラフ連結部Ｅ（図２（５）の第２トラフと第３トラフを連結するトラフ連結部）」は、動力伝達機構Ｍがない場合には、各トラフ５内の各スクリュー４を、スクリュー連結ホイールを介して直接又は間接的に結合する。これにより、各トラフを追加・削除が容易にできる。
さらに、本発明のスクリューフィーダー１００では、各ホッパー１に内蔵しているスクリューを、スクリュー連結ホイールを介して、連結することもできる。これにより、ホッパー１を追加・削除が容易にできる。
なお、スクリュー連結ホイールは、好ましくは、２本のスクリュー４を結合するハブ及びスクリューリードを有する。なお、スクリューリードは、羽根（特に、螺旋羽根）形状を有し、スクリューの径の大きさＲとスクリューピッチＰは、結合するスクリュー４のスクリューの径の大きさＲとスクリューピッチＰに合わせて適宜変更可能である。
【００２４】
（ベアホイールギア）
本発明のスクリューフィーダー１００の「ベアホイールギア９」は、ハブ９−１並びに１又は２以上のスポーク９−２を有する。
より好ましくは、例えば、ベアホイールギア９は、図５に記載のように、ハブ９−１並びに２つのスポーク９−２である第１スポーク９−２−１及び第２スポーク９−２−２を有する。また、ベアホイールギア９は、ハブ９−１及び２つのスポーク９−２で形成されるホイール内径角度が、それぞれ、１２０〜３５０度（又は、１５０〜３５０度、１８０〜３５０度、２１０〜３５０度、２４０〜３５０度、２７０〜３５０度：内径角度１（Ｒ１））及び１０〜２４０度（又は、１０〜２００度、１０〜１７０度、１０〜１４０度、１０〜１００度：内径角度２（Ｒ２））に設定されている。
別例としては、例えば、ハブ９−１及び３つのスポーク９−２を有し、３つのスポーク９−２で形成されるホイール内径角度の最大角度（内径角度１（Ｒ１））が１２０〜３００度に設定されている。
ベアホイールギアは、好ましくは、１又は複数（２、３、４、５以上）のベアリング、カムフォロア１９等で支持されている。
【００２５】
（ベアホイール）
本発明のスクリューフィーダー１００の「ベアホイール１６」は、ベアホイールギア９と同様に、ハブ１６−１並びに１又は２以上のスポーク１６−２を有する。より好ましくは、例えば、ベアホイール１６は、図４に記載のように、ハブ１６−１並びに２つのスポーク１６−２である第１スポーク１６−２−１及び第２スポーク１６−２−２を有する。また、ベアホイール１６は、ハブ１６−１及び２つのスポーク１６−２で形成されるホイール内径角度が、ベアホイールギア９と同様に、それぞれ、１２０〜３５０度（又は、１５０〜３５０度、１８０〜３５０度、２１０〜３５０度、２４０〜３５０度、２７０〜３５０度：内径角度１（Ｒ１））及び１０度〜２４０度（又は、１０〜２００度、１０〜１７０度、１０〜１４０度、１０〜１００度：内径角度２（Ｒ２））に設定されている。
別例としては、例えば、ハブ１６−１及び３つのスポーク１６−２を有し、３つのスポーク１６−２で形成されるホイール内径角度の最大角度（内径角度１）が１２０〜３００度に設定されている。
ベアホイールは、好ましくは、１又は複数（２、３、４、５以上）のベアリング、カムフォロア等で支持されている。
【００２６】
ベアホイールギア９又はベアホイール１６とスクリュー４の直接又は間接的に結合させる方法は、特に限定されないが、羽根７（螺旋羽根）を有するスクリュー４の場合には、羽根７をトラフ連結部Ｅ内で間欠させないために、回転軸８の先端（被運搬物の進行方向側）は螺旋羽根の先端よりも短く、同様に、回転軸８の後端（被運搬物の進行方向とは逆側）は螺旋羽根の後端よりも短い（参照：図３の「１０」）。これにより、ハブ９−１（又は、ハブ１６−１）とスクリュー４のハブ連結部１０は、螺旋羽根の存在により、そのまま結合させることができない。
これにより、ベアホイールギア９又はベアホイール１６とスクリュー４の直接又は間接的に結合させる形態（方法）として、スクリュー４を回転させながら、羽根７（螺旋羽根）の先端を、ベアホイールギア９（ベアホイール１６）の内径角度１（Ｒ１）で形成される空間Ｓを通過させて、ハブ９−１（又は、ハブ１６−１）とハブ連結部１０を直接又は間接的に結合させることを特徴とする。結合方法は、特に限定されないが、係合、嵌合等を利用できる。
このようなベアホイールギア９（又はベアホイール１６）とスクリュー４の構成及び結合方法により、羽根７をトラフ連結部Ｅ内で間欠させずに、複数のトラフ５及び複数のスクリュー４を有するスクリューフィーダーを実現することができる。
【００２７】
（異なる態様のベアホイールギア及びベアホイール）
本発明のスクリューフィーダー１００の「ベアホイール１７」は、図８に記載のようにハブ１７−１並びにスクリューリード１７−２を有する。
本発明のスクリューフィーダー１００の「ベアホイールギア１８」は、図９に記載のようにハブ１８−１並びにスクリューリード１８−２を有する。
スクリューリードは、羽根（特に、螺旋羽根）形状を有し、スクリューの径の大きさＲとスクリューピッチＰは、結合するスクリュー４のスクリューの径の大きさＲとスクリューピッチＰに合わせて適宜変更可能である。
【００２８】
ベアホイール１７とスクリュー４（先端側）の直接又は間接的に結合させる方法は、特に限定されない。例えば、羽根７（螺旋羽根）を有するスクリュー４の場合には、羽根７をトラフ連結部Ｅ内で間欠させないために、ハブ１７−１とスクリュー４のハブ連結部１０を結合させた時に、スクリューリード１７−２により、間欠した羽根７を補う（参照：図１０）。より詳しくは、スクリューリード１７−２のスクリュー径の大きさＲとスクリューピッチＰは、スクリュー４のスクリュー径の大きさＲとスクリューピッチＰは一致しており、加えて、スクリューリード１７−２とスクリュー４の羽根が連続するように（間欠しないように）設置することにより、ベアホイール１７とスクリュー４は一つのスクリューのように回転することができる。なお、結合方法は、特に限定されないが、係合、嵌合等を利用できる。
【００２９】
ベアホイールギア１８とスクリュー４（末端側）の直接又は間接的に結合させる方法は、特に限定されない。例えば、羽根７（螺旋羽根）を有するスクリュー４の場合には、羽根７をトラフ連結部Ｅ内で間欠させないために、ハブ１８−１とスクリュー４のハブ連結部１０を結合させた時に、スクリューリード１８−２により、間欠した羽根７を補う（参照：図１０（２つのスクリューは連結していない構成例））。より詳しくは、スクリューリード１８−２のスクリュー径の大きさＲとスクリューピッチＰは、スクリュー４のスクリュー径の大きさＲとスクリューピッチＰは一致しており、加えて、スクリューリード１８−２とスクリュー４の羽根が連続するように（間欠しないように）設置することにより、ベアホイールギア１８とスクリュー４は一つのスクリューのように回転することができる。なお、結合方法は、特に限定されないが、係合、嵌合等を利用できる。加えて、駆動体３の回転動力をベアホイールギア１８に直接又は間接的に伝えて、ベアホイールギア１８を回転させ、さらに該ベアホイールギアに直接又は間接的に連結したスクリュー４が回転する。
このようなベアホイールギア１８（又はベアホイール１７）とスクリュー４の構成及び結合方法により、羽根７をトラフ連結部Ｅ内で間欠させずに、複数のトラフ５及び複数のスクリュー４を有するスクリューフィーダーを実現することができる。
【００３０】
（本発明のスクリューフィーダーの使用方法）
本発明のスクリューフィーダー１００の使用方法は、従来のスクリューフィーダーの使用方法と比較して、難しい点はない。通常の使用方法と同じく、被運搬物２（ナノサイズ粉体）をホッパー１に投入して、スクリュー４を回転させることにより、最後のトラフ５の被運搬物排出口５−１１まで該被運搬物２を輸送することができる。
しかし、本発明のスクリューフィーダー１００は、従来のスクリューフィーダーとは異なり、第２トラフや第３トラフ内のスクリュー４の回転速度を第２駆動体や第３駆動体を制御することにより容易に変更することができる。加えて、第２トラフや第３トラフ内のスクリューのみを形状が異なるスクリューに変更することも容易にできる。
【００３１】
（スクリューの設計方法及び製造方法）
現状のスクリューフィーダーは、通常、１本の同じ羽根７の形状及び同じスクリューピッチＰを有するスクリュー４を使用している。しかし、長い１本のトラフ５の内部では、微細な粉体であればあるほど粉体の凝縮影響が大きくなる。
そこで、本発明のスクリューフィーダー１００を使用すれば、最適なスクリュー４を設計することができる。詳しくは、以下で説明する。
【００３２】
本発明のスクリューフィーダー１００を使用して、各トラフ５内のスクリュー４の回転数を個々に変更させて、各部分のスクリューピッチＰが最適化した１本のスクリューを設計、製造することができる。例えば、以下のように設計する。
【００３３】
○トラフ５内でつまりやすい粉体（かさ密度が大きい紛体）に使用するスクリュー４を設計する場合には、第１トラフから最適な回転数を設定して、次に、第２トラフ、第３トラフ、第４トラフの最適な回転数を設定する。
例えば、第１トラフの最適な回転数が４０、第２トラフの最適な回転数が３０、第３トラフの最適な回転数が２０及び第４トラフの最適な回転数が１０であり、かつ第１トラフのスクリューピッチＰが４０Ｐの場合には、第２トラフのスクリューピッチＰ、第３トラフのスクリューピッチＰ及び第４トラフのスクリューピッチＰは、それぞれ、３０Ｐ、２０Ｐ及び１０Ｐに設定する。
○かさ密度が低くて粒子性が高い粉体に使用するスクリュー４を設計する場合には、最後のトラフ（第４トラフ）から最適な回転数を設定して、次に、第３トラフ、第２トラフ、第１トラフの最適な回転数を設定する。
例えば、第１トラフの最適な回転数が１０、第２トラフの最適な回転数が２０、第３トラフの最適な回転数が３０及び第４トラフの最適な回転数が４０であり、かつ第１トラフのスクリューピッチＰが１０Ｐの場合には、第２トラフのスクリューピッチＰ、第３トラフのスクリューピッチＰ及び第４トラフのスクリューピッチＰは、それぞれ、２０Ｐ、３０Ｐ及び４０Ｐに設定する。
さらに、上記設定した情報（設計図）を基にして、自体公知の方法により、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを製造する。
【００３４】
（１）被運搬物２（ナノサイズ粉体）を、ホッパー１に投入する。
（２）第１スクリュー４−１を回転させて、被運搬物２を第１トラフ５−１内で移動させる。ここで、被運搬物２の移動に最適な第１スクリュー４−１の形状及び／又は回転速度を設定する。
（３）第２スクリュー４−２を回転させて、被運搬物２を第２トラフ５−２内で移動させる。ここで、被運搬物２の移動に最適な第２スクリュー４−２の形状及び／又は回転速度を設定する。
さらに、第２トラフ５−２内の被運搬物２の輸送に最適な第２スクリュー４−２のスクリューピッチＰを設定する。例えば、第２スクリュー４−２の回転数を徐々に上げていき被運搬物２が凝縮しない回転数を見つける。その時の回転数が第１スクリュー４−１の回転数の２倍であれば、第２スクリュー４−２のスクリューピッチＰを第１スクリュー４−１の２倍に設定する。
（４）上記（３）の工程を繰り返して、第３スクリュー４−３の形状及び／又は回転速度を設定する。さらに、第３スクリュー４−３のスクリューピッチＰを設定する。
（５）必要に応じて、第４スクリュー内のスクリューの形状及び／又は回転速度を設定する。さらに、第４スクリュー４−４のスクリューピッチＰを設定する。
（６）上記（２）〜（５）で設定した各トラフ５のスクリュー４の最適な形状及び／又は回転速度（情報）を基にして、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを設計する。
加えて、該設計を基にして、自体公知の方法により、各部分のスクリューピッチが最適化した１本のスクリューを製造する。
【００３５】
（総論）
以上により、本発明のスクリューフィーダー１００は、以下の課題を解決することができる。
【００３６】
課題１：ナノサイズ粉体の材質により使用するスクリューの形状、スクリューピッチ、スクリュー回転速度の条件が異なる。よって、あるナノサイズ粉体用に製造したスクリューフィーダーは、別のナノサイズ粉体に使用（転用）することが難しい。
本発明のスクリューフィーダー１００は、一本の長いスクリュー及び該スクリューを回転させる速度に限定されない。よって、各ナノサイズ粉体に合わせた複数のスクリュー及び各トラフに合わせた各スクリュー速度を適宜設定することができるので、様々なナノサイズ粉体に使用することができる。
【００３７】
課題２：ナノサイズ粉体の取り扱いの困難性により長距離の輸送が難しい。ナノサイズ粉体の凝集を防ぐためには、輸送速度（スクリュー回転速度）を調整する必要がある。
本発明のスクリューフィーダー１００は、トラフ内で発生するナノサイズ粉体の凝集を防ぐために、複数のトラフに分割されており、各トラフ内において、ナノサイズ粉体の凝集を防ぐためのスクリューの種類及び回転速度を適宜調整することができる。
【００３８】
課題３：長距離ナノサイズ粉体の輸送等に使用するスクリューのメンテナンスが煩雑である（スクリューの寿命が短い）。詳しくは、最適なスクリューを使用しない場合には、過大なトルクを発生させることになるので、スクリューの羽根部が損傷しやすい。
本発明のスクリューフィーダー１００は、一本の長いスクリュー及び該スクリューを回転させるのに必要な過大なトルクが発生しない。さらに、スクリューの羽根部の破損があっても、すべてのトラフのスクリューを取り換える必要がない。
【００３９】
課題４：最適なスクリューの条件を見つけるためには、（長い）数十本の異なる形状のスクリューを製造して、さらに実験をする必要がある。また、最適なスクリュー以外は、予備のスクリューに使用することも難しく無駄になる（通常、最適なスクリューが破損した場合には、同じ形状のスクリューを新たに製造する）。
本発明のスクリューフィーダー１００は、各トラフで最適な条件（回転速度等）を設定することができるので、一本の長いスクリューを複数作成する必要がない。
【００４０】
課題５：長距離ナノサイズ粉体の輸送等に使用するスクリューのトラフ内部の清掃が煩雑である。詳しくは、１本の長いトラフ内の清掃は非常に大変である。
本発明のスクリューフィーダー１００は、各トラフの接続を容易に解除できるので、清掃が必要なトラフ及びスクリューのみを清掃することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
ナノ紛体を効率的に長距離輸送できるスクリューフィーダーを提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００：スクリューフィーダー
１：ホッパー
２：被運搬物
３：スクリューを回転させるための駆動体
３−１：第１駆動体
３−２：第２駆動体
３−３：第３駆動体
４：スクリュー
４−１：第１スクリュー
４−２：第２スクリュー
４−３：第３スクリュー
５：トラフ
５−１：第１トラフ
５−２：第２トラフ
５−３：第３トラフ
５−１０：被運搬物投入口
５−１１：被運搬物排出口
６：ホッパー内に内蔵した駆動体
７：羽根
８：回転軸
９：ベアホイールギア
９−１：ハブ
９−２：スポーク
９−２−１：第１スポーク
９−２−２：第２スポーク
１０：ハブ連結部
１１：駆動ギア
１２：被駆動ギア 
１３： 駆動体支持体
１４：フランジ
１５： シールフランジ
１６：ベアホイール
１６−１：ハブ
１６−２：スポーク
１６−２−１：第１スポーク
１６−２−２：第２スポーク
１７：ベアホイール
１７−１：ハブ
１７−２：スクリューリード
１８：ベアホイールギア
１８−１：ハブ
１８−２：スクリューリード
１９：ベアリング、カムフォロア
Ａ：第１運搬部
Ｂ：第２運搬部
Ｃ：第３運搬部
Ｅ：トラフ連結部
Ｅ−１：第１トラフ連結部
Ｅ−２：第２トラフ連結部
Ｆ：ホッパー１と第１トラフの連結部
Ｍ：動力伝達機構
Ｌ：スクリューの長軸方向の長さ
Ｒ：スクリューの径の大きさ
Ｒ１：内径角度１
Ｒ２：内径角度２
Ｓ：内径角度１で形成される空間
Ｐ：スクリューピッチ
【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】
0006784385.tif 000008
【図８】
0006784385.tif 000009
【図９】
0006784385.tif 000010
【図１０】
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