(57)【要約】【課題】粉粒体の供給量を高い精度で一定に保つことができる粉粒体定量供給装置を提供する。【解決手段】粉粒体定量供給装置１は、粉粒体を貯留する貯留タンク３と、一端側で貯留タンク３から粉粒体を受け入れ、受け入れた粉粒体を、内部に配置されシャフト１７周りで回転駆動するスクリューコンベア１３によって、他端に設けられた供給口７に向けて搬送するケーシング５と、ケーシング５の他端側における、供給口７よりも搬送方向上流側に形成された空間部からなる充填室２３と、充填室２３と供給口７との間においてスクリューコンベア１３のシャフトに固定され、粉粒体が通過する開口を形成する規制板２１と、規制板２１よりも搬送方向下流側における、スクリューコンベア１３のシャフト１７と規制板２１とが固定された位置に気体を吹き付けるための気体吹き付け機構２９とを備える。【選択図】図２
2012201489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を所定量ずつ供給する粉粒体定量供給装置であって、
前記粉粒体を貯留する貯留タンクと、
一端側で前記貯留タンクから粉粒体を受け入れ、前記受け入れた粉粒体を、内部に配置され所定の回転軸周りで回転駆動するスクリューコンベアによって、他端に設けられた供給口に向けて搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の他端側における、前記供給口よりも搬送方向上流側に形成された空間部からなる充填室と、
該充填室と前記供給口との間において前記スクリューコンベアの前記回転軸に固定され、前記粉粒体が通過する開口を形成する規制板と、
前記規制板よりも搬送方向下流側における、前記スクリューコンベアの前記回転軸と前記規制板とが固定された位置に気体を吹き付けるための気体吹き付け機構とを備えることを特徴とする粉粒体定量供給装置。
【請求項２】
前記搬送手段は、前記スクリューコンベアを収容し、且つ粉粒体の搬送経路を形成するケーシングを備え、
前記気体吹き付け機構は、前記ケーシング内に挿入された吹き付け管を備え、この吹き付け管の先端は、前記スクリューコンベアの前記回転軸の上方に位置決めされ、上方から前記スクリューコンベアの前記回転軸と前記規制板とが固定された位置に気体を吹き付けるようになっている、請求項１に記載の粉粒体定量供給装置。
【請求項３】
前記吹き付け管の先端に取り付けられ、この吹き付け管から排出される気体を除電するための除電手段を備える、請求項２に記載の粉粒体定量供給装置。
【請求項４】
粉粒体定量供給装置を用いて粉粒体を所定量ずつ供給するための方法であって、
前記粉粒体定量供給装置は、
前記粉粒体を貯留する貯留タンクと、
一端側で前記貯留タンクから粉粒体を受け入れ、前記受け入れた粉粒体を、内部に配置され所定の回転軸周りで回転駆動するスクリューコンベアによって、他端に設けられた供給口に向けて搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の他端側における、前記供給口よりも搬送方向上流側に形成された空間部からなる充填室と、
該充填室と前記供給口との間において前記スクリューコンベアの前記回転軸に固定され、前記粉粒体が通過する開口を形成する規制板と、
前記規制板よりも搬送方向下流側における、前記スクリューコンベアの前記回転軸と前記規制板とが固定された位置に気体を吹き付けるための気体吹き付け機構とを備え、
前記気体吹き付け機構を作動させながら、前記搬送手段を作動させて粉粒体を供給することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体定量供給装置に関し、特に、粉粒体を所定量ずつ供給する粉粒体定量供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉粒体を所定量ずつ外部装置に供給するための装置において、スクリューコンベアを用いて粉粒体を搬送するものが知られている。そしてこのような粉粒体定量供給装置は、スクリューコンベアの搬送方向下流側に規制部材を設けて、スクリューコンベアによって搬送されてきた粉粒体の流出量を規制しながら、外部装置に供給するように構成されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１７６７０１号公報
【０００４】
このような粉粒体定量供給装置では、例えば、液晶表示装置の面光源を製造する際のブラスト装置のような外部装置と接続されて使用する場合がある。そして、近年では、液晶表示装置用の面光源に輝度性能の向上、薄型化、低消費電力化が求められているため、このような面光源に使用される導光体の表面の粗面化にも、より高い精度が求められている。この結果、導光体の表面を粗面化するブラスト装置に対して粉粒体の供給精度の向上が要求され、スクリューコンベアを利用した粉粒体定量供給装置における粉粒体の供給精度も、他の用途における分単位の供給量管理から、秒単位の供給量管理とし、精度を向上させることが望まれている。
【０００５】
即ち、一般的な粗面化では、ブラスト装置内での秒単位の粉粒体の供給量の斑が問題を引き起こすことは希であるが、導光体等の光学製品の粗面化では、一般的な用途では問題とならないような微少な粉粒体の供給斑が、最終製品上で視認される瑕疵となることがある。このため、光学製品の粗面化で使用する粉粒体を供給する粉粒体定量供給装置では、精度の更なる向上が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようにスクリューコンベアの搬送方向下流側に規制部材を設けた場合、規制部材の上部から溢れ出た粉粒体がシャフト上部位置に一時的に溜まってしまい、この位置に粉粒体の固まりが出来てしまう。この固まりは、一定時間が経過すると自重によって供給装置から排出されて外部装置に供給されるが、このような固まりが供給装置から排出されると、単位時間あたりの粉粒体の供給量が一時的に増加してしまい、粉粒体の供給量を一定に保つことができなくなってしまう。
【０００７】
そこで本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、スクリューコンベアの搬送方向下流側に規制部材を備えた粉粒体定量供給装置において、粉粒体の供給量を高い精度で一定に保つことができる粉粒体定量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】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、粉粒体を所定量ずつ供給する粉粒体定量供給装置であって、粉粒体を貯留する貯留タンクと、一端側で貯留タンクから粉粒体を受け入れ、受け入れた粉粒体を、内部に配置され所定の回転軸周りで回転駆動するスクリューコンベアによって、他端に設けられた供給口に向けて搬送する搬送手段と、搬送手段の他端側における、供給口よりも搬送方向上流側に形成された空間部からなる充填室と、充填室と供給口との間においてスクリューコンベアの回転軸に固定され、粉粒体が通過する開口を形成する規制板と、規制板よりも搬送方向下流側における、スクリューコンベアの回転軸と規制板とが固定された位置に気体を吹き付けるための気体吹き付け機構とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、気体吹き付け機構によって、スクリューコンベアの回転軸と規制板とが固定された位置に気体を吹き付けることができる。即ち、規制板とスクリューコンベアの回転軸とが固定され、シャフト上部の位置には規制板上部から溢れ出た粉粒体が溜まり易いが、気体吹き付け機構によって、このような位置に気体を吹き付けることによって、粉粒体が溜まるのを防止することができる。そして、粉粒体が溜まるのを防止することで、供給口から供給される粉粒体の量を一定に保つことができる。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明は、粉粒体定量供給装置を用いて粉粒体を所定量ずつ供給するための方法であって、粉粒体定量供給装置は、粉粒体を貯留する貯留タンクと、一端側で貯留タンクから粉粒体を受け入れ、受け入れた粉粒体を、内部に配置され所定の回転軸周りで回転駆動するスクリューコンベアによって、他端に設けられた供給口に向けて搬送する搬送手段と、搬送手段の他端側における、供給口よりも搬送方向上流側に形成された空間部からなる充填室と、充填室と供給口との間においてスクリューコンベアの回転軸に固定され、粉粒体が通過する開口を形成する規制板と、規制板よりも搬送方向下流側における、スクリューコンベアの回転軸と規制板とが固定された位置に気体を吹き付けるための気体吹き付け機構とを備え、気体吹き付け機構を作動させながら、搬送手段を作動させて粉粒体を供給することを特徴とする。
【００１１】
このように構成された本発明によっても、スクリューコンベアの回転軸と規制板とが固定され、シャフト上部の位置には規制板上部から溢れ出た粉粒体が溜まるのを防止することができ、これにより供給口から供給される粉粒体の量を一定に保つことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、スクリューコンベアの搬送方向下流側に規制部材を備えた粉粒体定量供給装置において、粉粒体の供給量を高い精度で一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による粉粒体定量供給装置１の概略的な構成を示す一部分を破断した模式的な図面である。
【図２】図１の一部を拡大した図面である。
【図３】図２のＡ−Ａ’断面の断面図である。
【図４】本発明の実施例及び比較例の結果を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例及び比較例の結果を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例及び比較例の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による粉粒体定量供給装置について説明する。図１は、本発明の実施形態による粉粒体定量供給装置１の概略的な構成を示す一部分を破断した模式的な図面であり、図２は、図１の一部を拡大したものである。
【００１５】
まず、図１に示すように、粉粒体定量供給装置１は、粉粒体を貯留するためのホッパー状の貯留タンク３と、粉粒体の搬送手段を構成する円筒状のケーシング５とを備えている。そしてこの粉粒体定量装置１は、ケーシング５の一端側に取り付けられた貯留タンク３内の粉粒体をケーシング５内で搬送して、ケーシング５の他端側に設けられた供給口７を介して、搬送した粉粒体をブラスト装置等の外部装置に所定量ずつ供給するようになっている。貯留タンク３の下端には、貯留タンク３内の粉粒体を、貯留タンク３から排出するための排出口９が設けられている。この排出口９は、ケーシング５の一端側に設けられた取入口１１に接続され、貯留タンク３の粉粒体が、ケーシング５内に継続的に供給されるように構成されている。
【００１６】
ケーシング５内には、スクリューコンベア１３が配置されている。スクリューコンベア１３は、ケーシング５の内部を、その一端側から他端側に向けて長手方向に延びるように配置されている。
【００１７】
スクリューコンベア１３は、公知のスクリューコンベアと同一の構成を有し、ケーシング５の一端側の外側に配置されたモータ１５によって回転駆動されるシャフト１７を備える。このシャフト１７は、一端がモータ１５に接続され、モータ１５からケーシング５の他端側まで延びて、ケーシング５の他端側に設けられた軸受け１９によって回転可能に支持されている。また、スクリューコンベア１３は、シャフト１７の外周に沿って取り付けられた螺旋状のブレードを備えている。このようなスクリューコンベア１３は、貯留タンク３からケーシング５内に供給された粉粒体を、モータ１５の回転速度に応じて、貯留タンク３からケーシング５の搬送方向下流側に継続的に搬送するように構成されている。
【００１８】
本記実施形態では粉粒体として、平均粒子径が８０μｍ、最大粒径１０５μｍ、かさ密度が１．４２ｇ／ｃｍ3のガラスビーズ研削材が使用されるが、アルミナ系、セラミック系、樹脂系の研磨材等も使用可能である。
【００１９】
ケーシング５は、粉粒体の搬送方向に直交する方向の断面（横断面）が略円形の断面形状とされ、ケーシング５の他端側の先端部は、規制板２１によって部分的に閉鎖されている。また、ケーシング５における規制板２１よりも搬送方向下流側分には、下方に向かって開口した供給口７が設けられている。
【００２０】
規制板２１は、スクリューコンベア１３の搬送方向先端側端部よりもさらに供給口７側において、シャフト１７の軸線に対して所定の角度をもって、好ましくはシャフト１７の軸線と直交するように、シャフト１７に固定されている。そして規制板２１とシャフト１７との間に所定の角度が形成されるように、両者を固定すると、規制板２１の表面と、シャフト１７の外周面との接点に角部が形成される。
【００２１】
そしてスクリューコンベア１３は、このような規制板２１がシャフト１７に固定された位置よりも搬送方向下流側の位置で終端しており、スクリューコンベア１３の先端と規制板２１との間には、スクリューコンベア１３が設けられていない空間によって構成される充填室２３が形成されている。
【００２２】
図３は、図２のＡ−Ａ’断面の断面図である。図３に示すように、規制板２１は、ドーナツ形状を有する板部材であり、その外径は、ケーシング５の横断面の内径より小さい。また、規制板２１の中心部の開口２５には、モータ１５のシャフト１７が挿通され、これにより規制板２１とモータ１５のシャフト１７が固定される。また、ケーシング５の内壁と、規制板２１の間には、環状の開口部２７が形成されている。開口部２７の径方向幅、すなわち規制板２１の外周縁とケーシング５の内周面とのクリアランスは、周方向に一定である。
【００２３】
また、粉粒体定量供給装置１は、規制板２１とシャフト１７とが固定されている位置近傍に気体を吹き付ける気体吹き付け機構２９（図１及び図２参照）を備える。この気体吹き付け機構２９は、気体を収容することができる気体収容部３１と、この気体収容部３１からケーシング５内部まで延びる吹き付け管３３とを備える。
【００２４】
気体収容部３１は、空気や窒素等、粉粒体に化学的な影響を与えないような気体を加圧した状態で収容している。また、気体収容部３１は、好ましくは気体を乾燥状態、且つ除電した状態で貯蔵するようになっている。
【００２５】
また、吹き付け管３３の一端は気体収容部３１に接続されており、そこからケーシング５を貫通して、ケーシング５内まで延びている。この吹き付け管３３の先端は、規制板２１よりも搬送方向下流側、且つシャフト１７の軸線のほぼ真上に位置決めされている。また、吹き付け管３３の先端の開口は、シャフト１７と規制板２１とが固定された位置に向いている。吹き付け管３３の断面形状は、特に限定されるものではなく、円形断面、又は扁平した楕円断面とすることができる。吹き付け管３３を楕円断面とする場合、その先端にある楕円計の開口の長軸が、シャフト１７の軸線に対して直交するように配置するのが好ましい。このような吹き付け管３３は、例えばＳＵＳや銅などの金属でもよく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂やナイロン系樹脂等の樹脂によって形成される。また、吹き付け管３３を樹脂で形成する場合には、帯電防止機能が付与された樹脂を用いることが好ましい。また、吹き付け管３３の先端に、気体を除電するための除電ノズルを取り付けてもよい。
【００２６】
吹き付け管３３から排出される気体の圧力は、例えば０．０１ｋＰa〜５０ｋＰaの範囲が好ましく、０．０１ｋＰa〜２０ｋＰaの範囲がより好ましく、０．０１ｋＰa〜１０ｋＰaの範囲が特に好ましい。吹き付ける気体の圧力が０．０１ｋＰａより小さい場合は、シャフト１７と規制板２１との固定部に粉粒体が堆積しやすい傾向にあり、吹き付ける気体の圧力が５０ｋＰａを越える場合には、粉粒体が舞い上がって系外に飛散し、供給精度が落ちる傾向にある。
【００２７】
以下、上述した粉粒体定量供給装置１の作用について説明する。
【００２８】
モータ１５を駆動させた状態で貯留タンク３の排出口９からケーシング５内に粉粒体を入れると、粉粒体は、回転するスクリューコンベア１３によって、その取入口１１からケーシング５の供給口７の方向に搬送される。そして粉粒体が規制板２１の搬送方向上流側の充填室２３に到達すると、粉粒体は、充填室２３内で一時的に滞留する。搬送方向下流側から粉粒体が継続的に搬送されると、充填室２３内の粉粒体の量が徐々に増加し、粉粒体の量が所定量に達すると、粉粒体は開口部２７を通じて充填室２３から押し出されて、規制板２１の搬送方向下流側に出される。そして、粉粒体は、重力によって、真下を向いた供給口７から粉粒体定量供給装置１の外部に排出される。
【００２９】
そして、シャフト１７と規制板２１とが固定されている位置には、吹き付け管３３によって気体が継続的に吹き付けられているので、規制板２１の上部において、充填室２３から押し出された粉粒体の一部がシャフト１７と規制板２１とによって形成され、シャフト上部の位置には規制板上部から溢れ出た粉粒体を気体によって吹き飛ばすことができる。これにより、シャフト１７の上部位置に粉粒体が堆積するのを防止することができる。
【００３０】
このように本発明の実施形態による粉粒体定量供給装置１によれば、規制板２１の搬送方向下流側に吹き付け管３３を設けることによって、粉粒体の堆積物が形成されるのを防止することができ、これにより単位時間当たりで供給口７から外部装置に供給される粉粒体の量を一定に保つことができる。
【実施例】
【００３１】
次に本発明の実施例について説明する。
【００３２】
（比較例１）
搬送手段として、ケーシング内径が３０ｍｍφ、スクリューコンベアの軸径が８ｍｍφ、羽根径が２８．８ｍｍφであるスクリューコンベア８を用いて、気体吹き付け機構からは何の気体も吹き付けない状態で、粉粒体の供給量が２０ｇ／ｍｉｎとなるように粉粒体を供給した。なお、用いた規制板１６の直径は２８．８ｍｍφであり、その外周とケーシングの内周面との間に幅０．６ｍｍのリング形状の隙間即ち開口部２７を持たせている。
【００３３】
使用した粉粒体は、ＧＢ＃２２０：ガラスビーズ（ポッターズバロティーニ社製、平均粒子径８０μｍ、最大粒径１０５μｍ、真密度２．５２ｇ／ｃｍ3、かさ密度１．４２ｇ
／ｃｍ3）であり、粉粒体の供給量は株式会社エー・アンド・デイ製のウエイング・インジケータ（ＡＤ−４４０１）、ロードセル（ＬＣ４１０１−Ｇ６００：最小重量単位  ０．０２ｇ）を用いて、供給口２０から供給される粉粒体の重量を測定した。
【００３４】
まず最初に、粉粒体供給量２０ｇ／ｍｉｎで３分間以上放流して、ケーシング内を粉粒体で充填させた後、粉粒体供給量が安定した後、一旦供給を停止してから再度起動し測定を開始、測定開始時を０秒とした。そして、０秒から６０秒まで１秒ごとに粉粒体の供給量を測定した。その結果を図４に示す。
【００３５】
６０秒間の粉粒体供給量の総量は２０．２４ｇであり、１秒間の供給量の平均値μは０．３４ｇであった。また、１秒間の供給量の標準偏差σは０．０３ｇであった。
また、以下の式により供給精度を求めたところ３０％であった。
供給精度（％）＝（３σ／μ）×１００％
この６０秒間の測定を全部で３回行い、その平均値を求めた。結果を図４及び表１に示す。
【００３６】
【表１】
2012201489.tif 000003
【００３７】
（実施例１）
搬送手段として、ケーシング内径が３０ｍｍφ、スクリューコンベアの軸径が８ｍｍφ、羽根径が２８．８ｍｍφであるスクリューコンベア８を用いて、気体吹き付け機構からは何の気体も吹き付けない状態で、粉粒体の供給量が２０ｇ／ｍｉｎとなるように粉粒体を供給した。なお、用いた規制板１６の直径は２８．８ｍｍφであり、その外周とケーシングの内周面との間に幅０．６ｍｍのリング形状の隙間即ち開口部２７を持たせている。
【００３８】
なお、吹き付け機構としては、ＰＩＳＣ０社製ポリウレタン６×４（型式  ＵＢ−０６４０−Ｂ）のチューブを用い、その先端には、除電ノズル（株式会社ミスミ製、型式ＭＥＮＲ−ＮＺ）を取り付け、ノズル先端を規制板とシャフトの接合部から約２０ｍｍ離した位置に設置し、ノズルから放出される気体が規制板とシャフトの接合部に吹き付けられるように取り付けた。
この搬送装置を用いて、気体吹き付け機構から除電エアーを吹き付けながら粉粒体を供給したこと以外は、比較例１と同様の操作を行って、粉粒体の供給量を測定し、その供給精度を求めた。結果を図４及び表２に示す。
【００３９】
【表２】
2012201489.tif 000004
【００４０】
（比較例２）
粉粒体供給量を３０ｇ／ｍｉｎとしたこと以外は、比較例１と同様の操作を行って、粉粒体の供給量を測定し、その供給精度を求めた。結果を図５及び表３に示す。
【００４１】
【表３】
2012201489.tif 000005
【００４２】
（実施例２）
粉粒体供給量を３０ｇ／ｍｉｎとしたこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、粉粒体の供給量を測定し、その供給精度を求めた。結果を図５及び表４に示す。
【００４３】
【表４】
2012201489.tif 000006
【００４４】
（比較例３）
粉粒体供給量を４０ｇ／ｍｉｎとしたこと以外は、比較例１と同様の操作を行って、粉粒体の供給量を測定し、その供給精度を求めた。結果を図６及び表５に示す。
【００４５】
【表５】
2012201489.tif 000007
【００４６】
（実施例３）
粉粒体供給量を４０ｇ／ｍｉｎとしたこと以外は、実施例１と同様の操作を行って、粉粒体の供給量を測定し、その供給精度を求めた。結果を図６及び表６に示す。
【００４７】
【表６】
2012201489.tif 000008
【００４８】
図４〜６及び表１〜６からわかるように、気体吹き付け機構から気体を吹き付けることによって、１秒あたりの粉粒体の供給精度が良好となる。
【００４９】
以上のように、気体吹き付け機構から気体を吹き付けることで、非常に高い精度で粉粒体を連続的に供給できることが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
１  粉粒体定量供給装置
３  貯留タンク
５  ケーシング
７  供給口
１３  スクリューコンベア
１７  シャフト
２１  規制板
２３  充填室
２９  気体吹き付け機構
【図１】
2012201489.tif 000009
【図２】
2012201489.tif 000010
【図３】
2012201489.tif 000011
【図４】
2012201489.tif 000012
【図５】
2012201489.tif 000013
【図６】
2012201489.tif 000014