(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のロールと、該第１のロールに対向する位置に設けられた第２のロールと、前記第１のロールと前記第２のロールとの間に粉末を供給する第１の流路と、前記第１のロールと前記第２のロールの回転によって前記粉末が導入される第２の流路とを有する粉末供給装置であって、前記第２のロールの断面直径は、前記第１のロールの断面直径よりも小さいことを特徴とする粉末供給装置。
【請求項２】
前記第２のロールの断面直径は、前記第１のロールの断面直径の１／２以下の寸法であることを特徴とする請求項１に記載の粉末供給装置。
【請求項３】
前記第２のロールの回転中心は、前記第１のロールの回転中心の水平位置より上方に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の粉末供給装置。
【請求項４】
前記第１のロールは、該第１のロールを回転させる第１の回転駆動機構を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の粉末供給装置。
【請求項５】
前記第２のロールは、該第２のロールを回転させる第２の回転駆動機構を有することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の粉末供給装置。
【請求項６】
前記粉末の前記第２の流路への供給量を調整する調整手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の粉末供給装置。
【請求項７】
前記調整手段は、前記第１のロールと前記第２のロールとの隙間を調整する機構を有することを特徴とする請求項６に記載の粉末供給装置。
【請求項８】
前記調整手段は、前記第１の回転駆動機構と前記第２の回転駆動機構とが発生させる各回転数出力を変化させることを特徴とする請求項６又は７に記載の粉末供給装置。
【請求項９】
前記第１の回転駆動機構と前記第２の回転駆動機構とが発生させる各回転数出力は、前記第２のロールの外周速度が、前記第１のロールの外周速度よりも遅くなるように設定されることを特徴とする請求項８に記載の粉末供給装置。
【請求項１０】
前記第２のロールの両端面部には、前記第２のロールを回転自在に支持し、前記第２の流路を流動する前記粉末の流動幅を規定する堰板が備えられていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の粉末供給装置。
【請求項１１】
前記第２のロールの両端面部には、前記ロールの軸方向に対して略凸型加工部が形成されてなり、前記堰板には、前記略凸型加工部と係合し、前記第２のロールの端面部と摺動自在な摺動面を備えた略凹型加工部が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の粉末供給装置。
【請求項１２】
前記第１の流路から導入された前記粉末が、前記各ローラ間を流動する前に一時滞留する粉末溜りにおいて、前記堰板間で粉末高さを均一にする、ならし手段を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の粉末供給装置。
【請求項１３】
前記ならし手段は、板体等のならし部材が、前記堰板間を往復駆動機構によって往復運動することを特徴とする請求項１２に記載の粉末供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、粉末を連続して定量供給し、用途によっては、粉末の供給量を調整するような目的に適用して好適な粉末供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本技術分野においては、多年に亘り各種の粉末供給装置が知られている。粉末供給装置は、粉末の供給量や該供給量の量規制方法、また駆動部の駆動方式等によって分類され、使用目的に適合したものが使用される。
【０００３】
粉末供給装置の分類としては、例えば、オリフィスやスライドゲートやバタフライバルブ等を使用した重力式供給機、クランクや電磁石やベルト等を使用した往復式・振動式・ベルト式の各フィーダー、スクリュー式供給機、容器移動式供給機、モーターを使用したテーブル式・回転重力（ロール）式フィーダー、または、圧縮空気を利用した流動式フィーダー等が一般的である。特に、連続的に、広い幅に亘って任意の量の粉末を供給する粉末供給装置としては、ベルト式フィーダーやロール式フィーダー等が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術において、少量の粉末を精度良く、かつ、幅広く均一に供給する粉末供給装置が存在しないという問題があった。例えば、上記のベルト式フィーダーやロール式フィーダーを使用した場合においても、粒径が１００μｍ以下の粉末を単位幅あたりの供給量０．０００１ｇ／（ｍｍ・ｓ）という少量で、精度良く一定量を供給することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、少量の粉末を精度良く、かつ、幅広く連続して定量供給し、さらには、粉末の供給量を調整するような粉末供給装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、第１のロールと、該第１のロールに対向する位置に設けられた第２のロールと、前記第１のロールと前記第２のロールとの間に粉末を供給する第１の流路と、前記第１のロールと前記第２のロールの回転によって前記粉末が導入される第２の流路とを有する粉末供給装置であって、前記第２のロールの断面直径は、前記第１のロールの断面直径よりも小さいことを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、第２のロールの断面直径は、第１のロールの断面直径よりも小さく設定される。
【０００７】
請求項２に記載した発明は、前記第２のロールの断面直径は、前記第１のロールの断面直径の１／２以下の寸法であることを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、第２のロールの断面直径は、第１のロールの断面直径の１／２以下の寸法に設定される。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、前記第２のロールの回転中心は、前記第１のロールの回転中心の水平位置より上方に位置することを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、第１のロールに対する第２のロールの設置位置として、第２のロールは、該第２のロールの回転中心が第１のロールの回転中心の水平位置よりも上方となる位置に設置される。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、前記第１のロールは、該第１のロールを回転させる第１の回転駆動機構を有することを特徴とする。この粉末供給装置によれば、第１のロールは、第１の回転駆動機構によって回転される。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、前記第２のロールは、該第２のロールを回転させる第２の回転駆動機構を有することを特徴とする。この粉末供給装置によれば、第２のロールは、第２の回転駆動機構によって回転される。
【００１１】
請求項６に記載した発明は、前記粉末の前記第２の流路への供給量を調整する調整手段を有することを特徴とする。この粉末供給装置によれば、第２の流路へ供給される粉末の供給量は、調整手段によって調整される。
【００１２】
請求項７に記載した発明は、前記調整手段は、前記第１のロールと前記第２のロールとの隙間を調整する機構を有することを特徴とする。この粉末供給装置によれば、第１のロールと第２のロールとの隙間は、調整手段によって調整される。
【００１３】
請求項８に記載した発明は、前記調整手段は、前記第１の回転駆動機構と前記第２の回転駆動機構とが発生させる各回転数出力を変化させることを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、調整手段は、第１の回転駆動機構と第２の回転駆動機構とが発生させる各回転数出力を変化させる。
【００１４】
請求項９に記載した発明は、前記第１の回転駆動機構と前記第２の回転駆動機構とが発生させる各回転数出力は、前記第２のロールの外周速度が、前記第１の外周速度よりも遅くなるように設定されることを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、第１の回転駆動機構と第２の回転駆動機構とが発生させる各回転数出力は、第２のロールの外周速度が、第１のロールの外周速度よりも遅くなるように設定される。
【００１５】
請求項１０に記載した発明は、前記第２のロールの両端面部には、前記第２のロールを回転自在に支持し、前記第２の流路を流動する前記粉末の流動幅を規定する堰板が備えられていることを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、堰板によって、第２のロールが回転自在に支持され、第２の流路を流動する粉末の流動幅が規定される。
【００１６】
請求項１１に記載した発明は、前記第２のロールの両端面部には、前記ロールの軸方向に対して略凸型加工部が形成されてなり、前記堰板には、前記略凸型加工部と係合し、前記第２のロールの端面部と摺動自在な摺動面を備えた略凹型加工部が形成されていることを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、第２のロールの両端面部に形成された略凸型加工部と、堰板に形成された略凹型加工部とが摺動しつつ係合される。
【００１７】
請求項１２に記載した発明は、前記第１の流路から導入された前記粉末が、前記各ローラ間を流動する前に一時滞留する粉末溜りにおいて、前記堰板間で粉末高さを均一にする、ならし手段を有することを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、堰板間の粉末溜りにおける粉末高さは、ならし手段によって均一にならされる。
【００１８】
請求項１３に記載した発明は、前記ならし手段は、板体等のならし部材が、前記堰板間を往復駆動機構によって往復運動することを特徴とする。
この粉末供給装置によれば、板体等のならし部材は、堰板間を往復駆動機構によって往復運動される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図示例に基づいて説明する。
図１に示すように、粉末供給装置は、多量の粉末３０を少量ずつ下流側へ供給するスクリューフィーダー１と、該スクリューフィーダー１から供給された粉末３０をさらに下流側へ定量供給する流量調整部２とからなり、スクリューフィーダー１と流量調整部２とは第１流路３を介して接続されており、また、流量調整部２と不図示の粉末収容部とは第２流路４を介して接続されている。
【００２０】
スクリューフィーダー１は、粉末３０を一時保管し、順次下流へ導く供給ホッパー１０と、該供給ホッパー１０から供給された粉末３０が流動する流路１１と、該流路１１内で粉末３０を出口方向へ搬送させるスクリュー１２と、該スクリュー１２を回転駆動させるモータ１３とから構成されている。
【００２１】
流量調整部２は、断面直径Ｄ１を有する第１ロール１５と、該第１ロール１５に対向して断面直径Ｄ２を有する第２ロール１６と、該第２ロール１６の両端面部を回転自在に支持し、第２経路４に流動する粉末３０の流動幅を規定する一対の堰板１７とから構成されている。断面直径Ｄ１と断面直径Ｄ２は、（１／２）×Ｄ１≧Ｄ２の関係を満たしている。第２ロール１６は、該第２ロール１６の回転中心が第１ロール１５の回転中心の水平位置より上方となるように設置される。
【００２２】
図２に示すように、第１ロール１５は、幅Ｌ１を有し、回転中心部には、不図示の第１の回転駆動機構を備えた第１駆動軸１８を備えている。また、第２ロール１６は、幅Ｌ２を有し、回転中心部には、不図示の第２の回転駆動機構を備えた第２駆動軸１９を備えており、図３に示すように、第２ロール１６の両端面部には、回転軸方向に対して略凸型加工部１６ａが形成されている。
【００２３】
堰板１７には、第２ロール１６の略凸型加工部１６ａと係合し、第２ロール１６の端面部１６ｂと摺動自在な摺動面１７ｂを備えた略凹型加工部１７ａが形成されており、また、第１ロール１５と第２ロール１６との隙間ｄを調整自在とする不図示の調整機構を備えている。一対の堰板１７の設置間隔は、略凸型加工部１６ａと略凹型加工部１７ａとの係合によって、第２ロール１６の幅Ｌ２と一致する。
【００２４】
堰板１７間には、第１流路３から導入された粉末３０が、隙間ｄの各ローラ１５、１６間を流動する前に一時滞留する粉末溜り５０において、粉末高さｈを均一にする、ならし手段を備えている。前記ならし手段は、へら状のならし板（ならし部材）２５と、該ならし板２５を堰板１７間において、各ロール１５、１６の表面と平行に往復運動させる不図示の往復駆動機構とを有する。
【００２５】
第１流路３は、図２に示すように、幅Ｗを有し、第２流路４は、第２ロール１６の幅と同一である幅Ｌ２を有する。第１流路３と第２流路４は、共に任意の角度に傾斜させて設置される。
【００２６】
次に、上記図示例の作用について説明する。
粉末供給装置では、例えば、粉末３０として、粒径が１００μｍ以下の金属粉が適用される。粉体３０は、供給ホッパー１０に投入された後、スクリュー１２の回転駆動によって流路１１内を貫流し、第１流路３に導かれる。同時に、第１ロール１５と第２ロール１６は、図中矢印のように回転駆動される。粉末溜り５０上の略中央位置に供給された粉体３０は、ならし板２５の往復運動によって、幅Ｌ２である堰板１７間において、粉末高さｈに均一にならされる。ならされた粉末３０は、均一な幅Ｌ２を維持したまま、各ロール１５、１６間の隙間ｄを通過して、第２流路４に導かれ、不図示の粉末収容部へ供給される。
【００２７】
粉末３０の供給量を制御する方法としては、以下の４つの方法が挙げられる。（１）第１ロール１５及び第２ロール１６の断面直径Ｄ１、Ｄ２を変更することにより、粉末３０の供給量が変更される。図４に示すように、隙間ｄを有する一対のロールで比較した場合、図４（ａ）に示すように、同一断面直径Ｄ１のロール間に形成される粉末の入射角をθとし、図４（ｂ）に示すように、異なる断面直径Ｄ１、Ｄ２を有するロール間に形成される粉末の入射角をθ′とすると、θ＜θ′の関係が成立する。各ロール間において上方から粉末を投入した場合、入射角が大きい図４（ｂ）の構成の方が、両ロールから受ける圧力を低減させることが可能となるため、粉末はスムースに流動する。即ち、粉末の流動を制御することが容易となる。
【００２８】
例えば、隙間ｄを一定とすると、小径ロール（第２ロール１６）の断面直径Ｄ２と大径ロール（第１ロール１５）の断面直径Ｄ１との比率（Ｄ２／Ｄ１）を５％とした場合、単位幅及び大径ロールの周方向単位長さ当たり約１４０ｇ／m2の粉末供給がなされる。さらに、Ｄ２／Ｄ１を１５％とした場合、単位幅及び大径ロールの周方向単位長さ当たり約４３０ｇ／m2の粉末供給がなされる。即ち、Ｄ２／Ｄ１の比率と粉末供給量には、ほぼ比例関係が成立する。
【００２９】
（２）第１ロール１５と第２ロール１６の外周速度の相対速度を変化させることにより、粉末３０の供給量が変更される。例えば、各ロール１５、１６用の回転駆動機構によって、各回転数出力を変化させ、大径ロール（第１ロール１５）の外周速度よりも小径ロール（第２ロール１６）の外周速度を遅くすることで、単位時間当たりの粉末供給量を大幅に減らすこと無く、適宜粉末供給量が調整される。
【００３０】
（３）第１ロール１５と第２ロール１６との隙間ｄを変化させることにより、粉末３０の供給量が変更される。隙間ｄの調整は、堰板１７に設けられた不図示の調整機構によって調整される。
【００３１】
（４）第１ロール１５と第２ロール１６の表面粗度を変化させることにより、粉末３０の供給量の制御範囲が変更される。
【００３２】
このように、本実施形態によれば、例えば、粒径が１００μｍ以下の粉末を単位幅あたりの供給量０．０００１ｇ／（ｍｍ・ｓ）という少量で精度良く、かつ、任意の幅で幅広く均一に一定量を供給することが可能となった。
【００３３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更も加え得ることは勿論である。
例えば、粉末供給装置を粉末圧延装置として利用することも可能である。本実施形態によれば、板厚が１０〜数百μｍの金属箔シートを粉末圧延法により製造することができる。また、粉末の種類として、金属粉ではなく、食品や医薬品等の粉末供給装置としても利用可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、第２のロールの断面直径は、第１のロールの断面直径よりも小さく設定されるので、粉末を精度良く一定量を供給することが可能となる。
【００３５】
請求項２に記載した発明によれば、第２のロールの断面直径は、第１のロールの断面直径の１／２以下の寸法に設定されるので、少量の粉末を精度良く一定量を供給することが可能となる。
【００３６】
請求項３に記載した発明によれば、第１のロールに対する第２のロールの設置位置として、第２のロールは、該第２のロールの回転中心が第１のロールの回転中心の水平位置よりも上方となる位置に設置されるので、効率良く少量の粉末を精度良く一定量を供給することが可能となる。
【００３７】
請求項４に記載した発明によれば、第１のロールは、第１の回転駆動機構によって回転されるので、粉末を下流側へ供給することが可能となる。
【００３８】
請求項５に記載した発明によれば、第２のロールは、第２の回転駆動機構によって回転されるので、粉末を下流側へ供給することが可能となる。
【００３９】
請求項６に記載した発明によれば、第２の流路へ供給される粉末の供給量は、調整手段によって調整されるので、精度良く一定量の粉末を供給することが可能となる。
【００４０】
請求項７に記載した発明によれば、第１のロールと第２のロールとの隙間は、調整手段によって調整されるので、少量の粉末を精度良く一定量を供給することが可能となる。
【００４１】
請求項８に記載した発明によれば、調整手段は、第１の回転駆動機構と第２の回転駆動機構とが発生させる各回転数出力を変化させるので、精度良く一定量の粉末を供給することが可能となる。
【００４２】
請求項９に記載した発明によれば、第１の回転駆動機構と第２の回転駆動機構とが発生させる各回転数出力は、第２のロールの外周速度が、第１のロールの外周速度よりも遅くなるように設定されるので、少量の粉末を精度良く一定量を供給することが可能となる。
【００４３】
請求項１０に記載した発明によれば、堰板によって、第２のロールが回転自在に支持され、第２の流路を流動する粉末の流動幅が規定されるので、粉末を幅広く均一に定量供給することが可能となる。
【００４４】
請求項１１に記載した発明によれば、第２のロールの両端面部に形成された略凸型加工部と、堰板に形成された略凹型加工部とが摺動しつつ係合されるので、堰板で設定された幅に対して、正確な幅で均一に粉末を定量供給することが可能となる。
【００４５】
請求項１２に記載した発明によれば、堰板間の粉末溜りにおける粉末高さは、ならし手段によって均一にならされるので、少量の粉末を任意の幅で幅広く均一に、かつ、一定量を供給することが可能となる。
【００４６】
請求項１３に記載した発明によれば、板体等のならし部材は、堰板間を往復駆動機構によって往復運動されるので、少量の粉末を任意の幅で幅広く均一に、かつ、効率良く一定量を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の粉末供給装置の実施形態を示す正面図である。
【図２】  本発明の粉末供給装置の流量調整部を示す平面図である。
【図３】  本発明の粉末供給装置の第２ロールと堰板との摺動部を示す概略図である。
【図４】  ロール形状による粉末入射角の比較を示す概念図である。
【符号の説明】
３      第１流路
４      第２流路
１５      第１ロール
１６      第２ロール
１６ａ      略凸型加工部
１７      堰板
１７ａ      略凹型加工部
２５      ならし板（ならし部材）
３０      粉末
５０      粉末溜り
Ｄ１      第１ロールの断面直径
Ｄ２      第２ロールの断面直径
ｄ      隙間
ｈ      粉末高さ
【図１】
0003900970.tif 000002
【図２】
0003900970.tif 000003
【図３】
0003900970.tif 000004
【図４】
0003900970.tif 000005