JP5055009B2 - 粉粒体供給装置及び粉粒体供給システム - Google Patents

Description

本発明は、微量の粉粒体を連続して供給可能な粉粒体供給装置及び粉粒体供給システムに関する。

従来、この種の粉粒体供給装置として、水平方向に延びた筒体の内部でスクリューを回転させて、微量の粉粒体を連続して供給するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−９０７５６号公報（［００２３］、［００２５］、［００２７］、［００２８］、第１図）

しかしながら、上記した従来の粉粒体供給装置では、スクリューの翼の間で粉粒体同士が互いの付着力により塊になり、その塊の状態のまま筒体から排出され得るので、その塊より微量の粉粒体を供給することが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より微量の粉粒体を連続して供給可能な粉粒体供給装置及び粉粒体供給システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る粉粒体供給装置は、上下方向に延びて下端面が開放し、下方に向けて粉粒体を送給可能な筒体と、筒体の下端開放口に宛がわれると共に筒体の側方に張り出し、鉛直方向を向いた回転軸を中心にして筒体に対して回転可能な回転盤と、筒体の下端縁における周方向の一部を切除して回転盤から上方に離すことで成形されて、筒体内の粉粒体を筒体の側方に流出可能としかつ、安息角を有して回転盤上に堆積した粉粒体の山によって閉塞可能な下端側部開口と、回転盤を筒体に対して回転駆動して粉粒体の山を崩壊させて、下端側部開口から側方に粉粒体を排出させるための回転駆動手段と、筒体に取り付けられ、回転盤のうち筒体から側方に張り出した部分に上方から宛がわれ、回転盤の回転によって移動する粉粒体をその回転盤の外縁部から下方に落下させるように案内する案内レールと、筒体の外面に回転可能に嵌合した回動ブラケットと、回動ブラケットを任意の位置で回転不能に固定するための回動ブラケット固定手段とを備え、案内レールは、回動ブラケットを介して筒体に取り付けられると共に、案内レールの一端に下端側部開口の開口面積を変更するための可動扉が設けられたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の粉粒体供給装置において、案内レールは、筒体の外周円弧面から接線方向に延ばされたところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の粉粒体供給装置において、筒体の上方に配置された回転駆動手段としてのモータと、モータの回転出力軸に連結されて筒体の中心部に挿通されかつ、下端部が回転盤に固定されたトルク伝達軸とを設けたところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載の粉粒体供給装置において、トルク伝達軸に一体回転可能に取り付けられてトルク伝達軸と平行に延び、トルク伝達軸と筒体との間の粉粒体を撹拌する撹拌部材を備えたところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の粉粒体供給装置において、筒体には、大径円筒部と小径円筒部とが上下に並べて備えられ、大径円筒部の内部には、トルク伝達軸に一体回転可能に取り付けられて、大径円筒部内の粉粒体をその下側の小径円筒部へと案内する内側旋回案内部材が設けられたところに特徴を有する。

請求項６の発明は、請求項３乃至５の何れかに記載の粉粒体供給装置において、トルク伝達軸の断面を多角形にしたところに特徴を有する。

請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体供給装置において、回転盤の外縁部全周から上方に突出し、回転盤の上面に粉粒体の堆積層を維持するための外縁環状突壁を設け、案内レールは、粉粒体の堆積層の上面が環状突壁の上面と面一になるように均しながら粉粒体を回転盤の外縁部側に案内するところに特徴を有する。

請求項８の発明は、請求項７に記載の粉粒体供給装置において、回転盤の上面のうち筒体と外縁環状突壁との間の囲まれた中間環状領域には、外縁環状突壁より低く上方に突出しかつ水平方向に向けて回転盤の中心部から放射状に張り出した粉粒体ストッパが設けられたところに特徴を有する。

請求項９の発明は、請求項１乃至８に記載の粉粒体供給装置において、回転盤の外縁部を下方に向けて先細りにして下面テーパ部を形成したところに特徴を有する。

請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れかに記載の粉粒体供給装置において、筒体に対して上下動可能に嵌合した直動ブラケットと、直動ブラケットを任意の位置で上下動不能に固定するための直動ブラケット固定手段とを備え、案内レールは、直動ブラケットを介して筒体に取り付けられたところに特徴を有する。

請求項１１の発明に係る粉粒体供給システムは、請求項１乃至１０の何れかに記載の粉粒体供給装置と、それら粉粒体供給装置から供給された粉粒体の重量を計量する計量器と、計量器が予め設定された重量に達したときに粉粒体供給装置の回転駆動手段としてのモータを停止するモータ制御部とを備えたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の粉粒体供給装置では、筒体内の粉粒体が筒体の下端側部開口から側方に流出して安息角を有した粉粒体の山を形成し、その粉粒体の山によって下端側部開口が閉塞される。そして、粉粒体の山は、回転盤が停止した状態では崩壊せずに一定の形状に保持されて下端側部開口から粉粒体が流出し続けることを防止する。また、回転盤を回転した場合には、粉粒体の山が崩壊して回転盤上に広がるように流下し、その崩壊した分の粉粒体を補充するように筒体内の粉粒体が下端側部開口に供給される。このようにして、回転盤が回転し続けている間は、その回転速度に対応した分量の粉粒体が下端側部開口から回転盤上に流出する。ここで、筒体の下端側部開口から流出する際に、粉粒体は筒体と回転盤との間で力を受けるので、粉粒体の凝集塊があっても解砕され、微量の粉粒体を下端側部開口から回転盤上に排出することができる。

回転盤上に排出された粉粒体は、回転盤の回転によって案内レールに押しつけられ、その案内レールの案内により回転盤の外縁部から落下し、下方に配置した容器等に供給することができる。ここで、粉粒体は案内レールにて案内される過程において案内レールと回転盤との間で力を受けるので、粉粒体の凝集塊があっても解砕され、微量の粉粒体を回転盤の下方の容器等に供給することができる。このように、本発明の粉粒体供給装置では、従来より微量の粉粒体を連続して供給することができる。

なお、本発明の粉粒体供給装置において回転盤の回転速度を任意の一定速度にすれば、任意の一定量の粉粒体を微少かつ正確に供給することできる。

本発明の構成のように、下端側部開口を筒体の周方向における一部に設ければ、下端側部開口からの粉粒体の流出量が抑えられ、下端側部開口を筒体の全周に亘って形成した場合に比べて微量の粉粒体を連続して供給することができる。

また本発明の構成によれば、可動扉により開口面積を変更することで、筒体から回転盤上への粉粒体の流出量が変更され、その結果、粉粒体供給装置による粉粒体の供給量を変更することができる。また、粉粒体の種類に応じて最適な粉粒体の山が下端側部開口に形成されるように開口面積を調整することも可能になる。

また本発明の構成によれば、案内レールは回動ブラケットを介して筒体に取り付けられ、その回動ブラケットを筒体に対して回動することで、案内レールの一端に設けた可動扉によって下端側部開口の開口面積を変更することができる。

［請求項３の発明］
請求項３の発明のように、回転盤を回転駆動するための回転駆動手段は、モータであってもよいし、作業者の手動による動力を伝達するための動力伝達機構であってもよい。また、モータを回転盤の下方に配置して回転盤を回転駆動するようにしてもよいし、請求項３の構成のように、モータを筒体の上方に配置し、筒体の中心部に挿通したトルク伝達軸の上端部をモータの回転出力軸を連結する一方、トルク伝達軸の下端部を回転盤に固定してもよい。この構成によれば、回転盤から下方に粉粒体を落下させて容器等に供給する際にモータが邪魔にならず、粉粒体供給装置の使い勝手がよくなる。

［請求項４の発明］
請求項４の構成によれば、トルク伝達軸と共に回転する撹拌部材により、筒体内の粉粒体が撹拌されて塊になることを防止することができる。

［請求項５の発明］
請求項５の構成によれば、筒体の上端側は大径円筒部になっているので一度に多くの粉粒体を筒体に収容することができ、筒体の下端側は小径円筒部になっているので、下端側部開口に係る粉粒体の圧力が安定し、下端側部開口からの粉粒体の流出量も安定する。また、大径筒部の底部で内側旋回案内部材が旋回することにより、大径筒部から小径筒部へと強制的に粉粒体が送給され、粉粒体が大径筒部に滞留することを防ぐことができる。

［請求項６の発明］
請求項６の構成によれば、トルク伝達軸の断面を多角形にしたので、トルク伝達軸により筒体内の粉粒体が撹拌されて塊になることを防止することができる。

［請求項７の発明］
請求項７の構成によれば、外縁環状突壁により回転盤の上面に粉粒体の堆積層を維持されるので、案内レールと回転盤との間に粉粒体が噛み込まれることが防がれ、回転盤の回転が安定する。そして、粉粒体の堆積層のうち案内レール側に突出した部分のみが案内レールに案内されて回転盤から下方の容器等に供給される。

［請求項８の発明］
請求項８の構成によれば、案内レールの下面と回転盤の上面との間に粉粒体の堆積層が回転盤に備えた粉粒体ストッパに押されて回転盤と共に回転するので、案内レールと回転盤との間で粉粒体の凝集塊を確実に解砕することができる。

［請求項９の発明］
請求項９の構成によれば、回転盤の外縁部を下方に向けて先細りにして下面テーパ部を形成したので、回転盤の外縁部から落下した粉粒体が、回転盤の側面及び下部に付着することを防ぐことができる。

［請求項１０の発明］
請求項１０の構成によれば、筒体に対する直動ブラケットの位置を上下方向の任意の位置に変更することで、回転盤に対する案内レールの上下方向の位置関係を粉粒体の種類に応じて適宜変更することができ、案内レールと回転盤との間の粉粒体の噛み込みを防ぐことができる。

［請求項１１の発明］
請求項１１の粉粒体供給システムでは、粉粒体供給装置から供給された粉粒体の重量が予め設定された重量に達したときにその粉粒体の供給が停止するので、設定した重量分の粉粒体を正確に供給することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明に係る粉粒体供給装置の一実施形態を、図１〜図１２に基づいて説明する。図１に示すように、本実施形態の粉粒体供給装置１０は、上下方向に延びた粉粒体供給筒１１（本発明の「筒体」に相当する）を備え、その内部に粉粒体を収容している。粉粒体供給筒１１は、大径円筒部１２と小径円筒部２０とを上下に並べて備えている。また、小径円筒部２０の上端部は、大径円筒部１２に向かって拡径したテーパ部２０Ｔになっている。

粉粒体供給筒１１の上端部からは側方にフランジ１１Ｆが張り出されている。また、フランジ１１Ｆ上に載置された上面蓋１３によって粉粒体供給筒１１の上端開放口１２Ｊが閉塞されている。

上面蓋１３の上面には、モータ１４（本発明の「回転駆動手段」に相当する）が取り付けられ、上面蓋１３の中心に貫通形成された中心孔１３Ａを通してモータ１４の回転出力軸１４Ａが粉粒体供給筒１１内に突出している。粉粒体供給筒１１の中心部には回転出力軸１４Ａの下方にトルク伝達軸１５が設けられ、そのトルク伝達軸１５の上端部がカップリング１４Ｂを介して回転出力軸１４Ａに連結されている。また、トルク伝達軸１５の下端部は、粉粒体供給筒１１の下端開放口２０Ａから僅かに突出し、その下端面に回転盤５０が取り付けられている。

回転盤５０は、扁平な円柱体５０Ａの上面に薄皿状の皿部５０Ｂを一体形成した構造をなしている。そして、回転盤５０のうち皿部５０Ｂが粉粒体供給筒１１の下端開放口２０Ａに宛がわれると共に、粉粒体供給筒１１の小径円筒部２０から側方に張り出した状態になっている。そして、トルク伝達軸１５の下端面が皿部５０Ｂの底面中心に面当接し、回転盤５０の中心を貫通したボルト１５Ｅがトルク伝達軸１５に芯部の螺子孔に締め付けられている。これにより、回転盤５０の下端面とトルク伝達軸１５の底面とが互いに摩擦係合し、モータ１４にてトルク伝達軸１５を回転駆動すると、回転盤５０がトルク伝達軸１５と一体に回転する。

また、モータ１４によって回転盤５０は、ボルト１５Ｅの締め付け方向とは逆向きに回転駆動される。具体的には、図１２（Ａ）に示すように、回転盤５０は、上方から見た状態で、同図の時計回り方向に回転駆動される。これにより、ボルト１５Ｅの締め付けが緩むことが防止されている。

皿部５０Ｂのうち底面の外縁部から上方に突出た周壁は、本発明に係る外縁環状突壁５０Ｈになっている。詳細には、外縁環状突壁５０Ｈは、皿部５０Ｂの底面に対して斜め上方外側に突出している。その結果、外縁環状突壁５０Ｈの外側面における下側部分が本発明に係る下面テーパ部５０Ｔになっている。また、外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊは、小径円筒部２０の下面と同じ高さの水平面になっている。さらに、外縁環状突壁５０Ｈの外側面の上端部分は、上面５０Ｊに直行した垂直外側面５０Ｓになっている。

粉粒体供給筒１１の下端面は、外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊと同じ高さに位置し、皿部５０Ｂの底面に対して僅かな間隔を開けて対向している。また、回転盤５０のうち外縁環状突壁５０Ｈの内側部分には、常に粉粒体が堆積しており、その堆積した粉粒体によって小径円筒部２０の下端面と皿部５０Ｂの底面との間の隙間は、常に閉塞されている。また、後述するように、回転盤５０上に常時堆積した粉粒体の堆積層（以下、これを「常時堆積層」という。図１及び図２の符号「Ｚ」参照）は外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊより下方に掘り下げられることがないので、回転盤５０の上面全体が、実質的に外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊと面一になっている。即ち、常時堆積層の上面と外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊとを含めて本発明に係る「回転盤の上面」と言うことができる。以下、「回転盤５０の上面」は、特記しない限り、常時堆積層の上面と外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊとを含めて回転盤５０全体の上面を指すものとする。

粉粒体供給筒１１には、その下端縁における周方向の一部を切除して本発明に係る下端側部開口２１が形成されている。この下端側部開口２１は、粉粒体供給筒１１内の粉粒体を粉粒体供給筒１１の側方に流出可能な大きさになっている。そして、モータ１４による回転盤５０の回転が停止した状態では、下端側部開口２１から流出した粉粒体が安息角（図２の符号「α」参照）を有して回転盤５０の上面に堆積した粉粒体の山（図２の符号「Ｍ」参照）を形成して、その粉粒体の山によって下端側部開口２１が閉塞される。

トルク伝達軸１５は、全体が図３に示されており、例えば、断面が正六角形の角柱体の上端部を円柱状に切削して上端円柱部１５Ａを備えると共に、上端寄り位置を軸方向の僅かな範囲に亘って円柱状に切削して中間円柱部１５Ｃを備えた構造になっている。そして、上端円柱部１５Ａが前記カップリング１４Ｂを介して上述の通りモータ１４の回転出力軸１４Ａに連結されている。また、中間円柱部１５Ｃには、図４に示した第１軸装着部品４５（本発明の「撹拌部材」に相当する）が装着され、中間円柱部１５Ｃより上方の上側角柱部分１５Ｂには、図５に示した第２軸装着部品４０（本発明の「内側旋回案内部材」に相当する）が装着されている。

第１軸装着部品４５は、図４に示すように、Ｅリング部４５Ｒに撹拌バー４７を一体形成してなる。Ｅリング部４５Ｒは、通常、軸部品の抜け止め等に用いられるＥリングと同構造をなし、一部が切り欠かれたリングの内周面に３つの突部を有している。また、撹拌バー４７は、Ｅリング部４５Ｒのうち切り欠き部４５Ａと対向した部分から下方に延びている。そして、Ｅリング部４５Ｒが中間円柱部１５Ｃに側方から装着され、撹拌バー４７がトルク伝達軸１５のうち中間円柱部１５Ｃより下方の下側角柱部分１５Ｂと平行に延びている。

一方、第２軸装着部品４０は、図５に示すように、トルク伝達軸１５に嵌合装着される角柱嵌合リング４０Ｒと、角柱嵌合リング４０Ｒのうち周方向で３等分する位置に一体形成された集粉アーム４１、係止片４３及び撹拌突片４４を備えている。その角柱嵌合リング４０Ｒは正六角形の多角形孔４０Ａを有し、トルク伝達軸１５に第１軸装着部品４５を装着した状態で、トルク伝達軸１５を上端側から角柱嵌合リング４０Ｒの多角形孔４０Ａに挿入される。これにより、図７に示すように角柱嵌合リング４０Ｒが第１軸装着部品４５に当接してトルク伝達軸１５の中間円柱部１５Ｃに多角形孔４０Ａが嵌合した状態で位置決めされ、中間円柱部１５Ｃと角柱嵌合リング４０Ｒとの係合により第２軸装着部品４０がトルク伝達軸１５と一体回転する。また、係止片４３は、角柱嵌合リング４０Ｒの外縁部から下方に垂下し、第１軸装着部品４５の切り欠き部４５Ａに収まって第２軸装着部品４０と第１軸装着部品４５とを一体回転可能に連結している。そして、第１軸装着部品４５がトルク伝達軸１５及び第２軸装着部品４０と共に回転すると、第１軸装着部品４５の撹拌バー４７が、粉粒体供給筒１１の小径円筒部２０で、粉粒体のブリッジが形成されることを防ぐ。

集粉アーム４１は、角柱嵌合リング４０Ｒの外縁部から径方向に張り出し、その先端部が水平面内で係止片４３側に略直角に曲げされて延び、さらにその先端部が水平面内で係止片４３側に僅かに曲げられた構造をなしている。また、集粉アーム４１は先端部が粉粒体供給筒１１のうち大径円筒部１２の内側面の近傍位置に達している。そして、トルク伝達軸１５がモータ１４によって回転駆動されたときに、集粉アーム４１の先端部が先行し、大径円筒部１２の底部における粉粒体を集粉アーム４１全体で掻き集めて小径円筒部２０側に案内する。また、集粉アーム４１の基端部には回転方向に対して迎角を有した案内板４２が備えられており、中心方向に集められた粉粒体は下方にの小径円筒部２０に案内する。

撹拌突片４４は、角柱嵌合リング４０Ｒの外縁部から径方向に突出し、小径円筒部２０の上端開口縁まで延びている（図６参照）。そして、小径円筒部２０の上端開口に粉粒体のブリッジが形成されることを防ぐ。なお、トルク伝達軸１５全体が角柱構造になっているので、その角部によっても粉粒体供給筒１１内の粉粒体が撹拌され、ブリッジが形成されることを防ぐ。

図８に示すように、粉粒体供給筒１１の下端部には、本発明の「回動ブラケット」と「直動ブラケット」との両方に相当する環状ブラケット２５が取り付けられている。環状ブラケット２５は、図９に示すように、中心に締付孔２５Ａを備えた環状をなし、周方向の一部がスリット状に切り欠かれている。また、環状ブラケット２５には、前記した切り欠き部分を跨ぐようにして調節ボルト２５Ｂ（本発明に係る「回動ブラケット固定手段」と「直動ブラケット固定手段」に相当する）が取り付けられ、その環状ブラケット２５の締め付け量を変更することで、締付孔２５Ａが拡縮する。そして、締付孔２５Ａ内に粉粒体供給筒１１の小径円筒部２０が嵌合され、調節ボルト２５Ｂを緩めた状態で、環状ブラケット２５を小径円筒部２０に対して上下及び回動して任意の位置に配置することができると共に、その任意の位置で調節ボルト２５Ｂを閉めて環状ブラケット２５を小径円筒部２０に対して固定することができる。

環状ブラケット２５のうち外側面の一部は平坦にカットされ、そこに粉粒体案内部材６０が固定されている。粉粒体案内部材６０は、環状ブラケット２５の外側面に宛がわれる平板部６１を備え、その平板部６１には、図１０に示すように、横方向に延びた１対の長孔６１Ａ，６１Ａが形成されている。そして、これら長孔６１Ａ，６１Ａに挿通したボルト２６（図８参照）によって環状ブラケット２５に粉粒体案内部材６０が固定されている。

平板部６１の下端縁は段付き形状をなし、その段差部から水平方向に案内レール６３が延びている。案内レール６３は、図１１に示すように、回転盤５０の外縁部より外側位置から粉粒体供給筒１１の外側面に向かって延び、回転盤５０のうち粉粒体供給筒１１から側方に張り出した部分に上方から宛がわれている。そして、回転盤５０の上面に堆積した粉粒体が回転盤５０の回転によって案内レール６３側に移動したときに、その粉粒体をその回転盤５０の外縁部から下方に落下させるように案内する。

詳細には、案内レール６３のうち平板部６１側の基端部から中間部に亘った部分は、図１２（Ａ）に示すように、水平面内において、粉粒体供給筒１１の外側面である外周円弧面の接線方向に延びている。また、案内レール６３の基端部が、案内レール６３の先端部より、回転盤５０の回転方向の先方側に位置し、さらに、案内レール６３の基端部は、回転盤５０の外側から外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊを横切っている。これにより、回転盤５０が回転したときに、案内レール６３の先端側に当接した粉粒体を基端側に案内し、回転盤５０の外縁部から下方に落下させるように案内することができる。

図１１に示すように案内レール６３の下面６３Ｂは、水平な面一平坦面になっており、その下面６３Ｂが外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊに摺接可能に面当接している。これにより、案内レール６３は、回転盤５０が回転したときに、外縁環状突壁５０Ｈの内側に堆積した粉粒体を外縁環状突壁５０Ｈの上面５０Ｊと面一な状態に均す。これにより、上記したように、回転盤５０上に「常時堆積層」が形成されるようになっている。なお、環状ブラケット２５を小径円筒部２０に対する上下方向で位置調節することで、案内レール６３と外縁環状突壁５０Ｈとの間の摺接状態を好適な状態に調節することができる。

案内レール６３の先端部は、本発明に係る可動扉６４になっており、その可動扉６４は、円弧状に湾曲し、小径円筒部２０の外側面である外周円弧面に面当接している。また、可動扉６４は、案内レール６３全体に対して図１０に示すように上方側に張り出している。そして、この可動扉６４によって下端側部開口２１の開口面積を変更することができる。即ち、環状ブラケット２５を小径円筒部２０に対して回動することで、図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）とに比較して示すように、下端側部開口２１の開口面積を変更することができる。なお、可動扉６４を小径円筒部２０の外側面である外周円弧面に好適に面当接させるためには、前記長孔６１Ａの長手方向の範囲で平板部６１を環状ブラケット２５に対して位置調節すればよい。

粉粒体案内部材６０のうち平板部６１の下端部には、側面摺接部材６２が備えられている。この側面摺接部材６２は、案内レール６３の下面６３Ｂより下方に突出すると共に、粉粒体案内部材６０のうち回転盤５０の回転方向の先方側に配置されている。そして、側面摺接部材６２の一端部が回転盤５０の垂直外側面５０Ｓに側方から摺接可能な状態に当接し、図１２（Ａ）に示すように側面摺接部材６２の一端面６２Ａが回転盤５０の垂直外側面５０Ｓから径方向に起立した状態になっている。そして、案内レール６３の案内によって回転盤５０の外縁部から下方に落下した粉粒体が、回転盤５０の垂直外側面５０Ｓに付着した場合に、この側面摺接部材６２によって掻き落とすようになっている。

本実施形態の粉粒体供給装置１０の構成に関する説明は以上である。次に、その作用効果について説明する。この粉粒体供給装置１０における回転盤５０の回転を停止した状態では、粉粒体供給筒１１内の粉粒体が粉粒体供給筒１１の下端側部開口２１から側方に流出して安息角（図２の符号「α」参照）を有した粉粒体の山（図２の符号「Ｍ」参照）を形成し、その粉粒体の山が崩壊せずに一定の形状に保持されて下端側部開口２１から粉粒体が流出し続けることを防止する。

モータ１４にて回転盤５０を回転駆動すると、下端側部開口２１を閉塞していた粉粒体の山が崩壊して回転盤５０上に広がるように流下し、その崩壊した分の粉粒体を補充するように粉粒体供給筒１１内の粉粒体が下端側部開口２１に供給される。このようにして、回転盤５０が回転し続けている間は、その回転速度に対応した分量の粉粒体が下端側部開口２１から回転盤５０上に流出する。ここで、粉粒体供給筒１１の下端側部開口２１から流出する際に、粉粒体は粉粒体供給筒１１と回転盤５０との間で力を受けるので、粉粒体の凝集塊があっても解砕され、微量の粉粒体を下端側部開口２１から回転盤５０上に排出することができる。

回転盤５０上に排出された粉粒体は、回転盤５０の回転によって案内レール６３に押しつけられ、その案内レール６３の案内により回転盤５０の外縁部から落下し、下方に配置した容器１０４（図１参照）に供給することができる。ここで、粉粒体は案内レール６３にて案内される過程において案内レール６３と回転盤５０との間で力を受けるので、粉粒体の凝集塊があっても解砕され、微量の粉粒体を回転盤５０の下方の容器１０４に供給することができる。

このように、本実施形態の粉粒体供給装置１０では、従来より微量の粉粒体を連続して供給することができる。また、モータ１４による回転盤５０の回転速度を変更することで、粉粒体の供給量を変更することができる。そして、回転盤５０の回転速度を任意の一定速度にすれば、任意の一定量の粉粒体を微少かつ正確に供給することできる。

また、下端側部開口２１に設けた可動扉６４によって下端側部開口２１の開口面積を変更することができるので、この下端側部開口２１によっても粉粒体の供給量を変更することができる。そして、モータ１４の回転速度と下端側部開口２１の開口面積とを両方を適宜変更することで、所望の供給量に対して適量を自由に調節することができる。さらに、可動扉６４により下端側部開口２１の開口面積を変更することで、粉粒体の種類に応じて最適な粉粒体の山が下端側部開口２１に形成されるように開口面積を調整することもできる。

また、本実施形態の粉粒体供給装置１０に備えた粉粒体供給筒１１は、上端側が大径円筒部１２になっているので一度に多くの粉粒体を粉粒体供給筒１１に収容することができる。さらに、粉粒体供給筒１１の下端側は小径円筒部２０になっているので、下端側部開口２１に係る粉粒体の圧力が安定し、下端側部開口２１からの粉粒体の流出量も安定する。

また、この粉粒体供給装置１０では、モータ１４を粉粒体供給筒１１の上方に配置し、そのモータ１４のトルクを粉粒体供給筒１１内のトルク伝達軸１５によって回転盤５０に伝達して回転盤５０を回転駆動するので、回転盤５０の下方にモータを配置した場合に比べて、回転盤５０の下方に障害物がなくなる。これにより、回転盤５０から下方に粉粒体を落下させて容器等に供給する際に、モータ１４が邪魔にならず、粉粒体供給装置１０の使い勝手がよくなる。しかも、モータ１４のトルクを回転盤５０に伝達するためのトルク伝達軸１５を利用して粉粒体供給筒１１内に粉粒体を撹拌し、粉粒体供給筒１１内での粉粒体同士の固着を防ぐことができる。

また、回転盤５０に外縁環状突壁５０Ｈを形成したので、回転盤５０上に常時堆積層（図１及び図２の符号「Ｚ」参照）が維持され、その常時堆積層により案内レール６３と回転盤５０との間に粉粒体を噛み込み現象を防ぐことができ、回転盤５０の回転が安定する。そして、粉粒体の堆積層のうち案内レール６３側に突出した部分のみを案内レール６３にて案内して回転盤５０から下方の容器１０４に供給することができる。さらには、回転盤５０の外縁部を下方に向けて先細りにして下面テーパ部５０Ｔを形成したので、回転盤５０の外縁部から落下した粉粒体が、回転盤５０の側面及び下部に付着することを防ぐことができる。

［第２実施形態］
本発明に係る粉粒体供給システムの第２実施形態を、図１３に基づいて説明する。この実施形態の粉粒体供給システム１００は、計量器１１０と、その計量器１１０の上面に備えた透過ケース１０２と、透過ケース１０２内に収容された前記第１実施形態の粉粒体供給装置１０と、計量器１１０に内蔵されたモータ制御部１２０とを備えてなる。

計量器１１０は、平坦な上面を有し、その上面の中央に計量皿１０１を備えている。そして、計量皿１０１に載置された物の重量（又は、質量）を検出し、その検出結果を、前面に備えた表示部１１１に表示するようになっている。

透過ケース１０２は、下面が開放した直方体形状をなし、その下面開放口を計量器１１０の上面の縁部に当接させた状態で計量器１１０に固定されている。また、透過ケース１０２の側壁部は、透過部材（例えば、アクリル板、ガラス板）で構成され、内部を透視することができる。さらに、透過ケース１０２の前面壁は、開閉扉１０２Ａになっており、一側縁部に備えたヒンジ１００Ｈを中心に回動し、図示しない磁石等によって開閉扉１０２Ａが閉じた状態に保持されるようになっている。

透過ケース１０２内には、その上面壁１０２Ｊから下方にオフセットした位置に支持壁１０３が設けられている。そして、その支持壁１０３に貫通係止された保持孔（図示せず）に粉粒体供給筒１１の大径円筒部１２が上方から挿通し、その保持孔の縁部にフランジ１１Ｆを当接させて、粉粒体供給装置１０が計量皿１０１の上方に保持されている。なお、透過ケース１０２の上面壁１０２Ｊは、支持壁１０３と対向した部分が上方に開放しており、その開放口は、上面壁１０２Ｊ上に載置した開閉蓋１０２Ｆによって閉じられている。

また、モータ１４から延びたケーブルは、透過ケース１０２に備えた図示しない孔を通して計量器１１０内のモータ制御部１２０に接続されている。また、モータ制御部１２０は、計量器１１０の前面に備えた操作ボタン１１２の操作による入力情報を受け取るようになっている。そして、操作ボタン１１２にて入力された情報に応じてモータ１４を制御する。

具体的には、容器１０４を計量皿１０１上に載置し、操作ボタン１１２に含まれるリセットボタンをオンすると、計量結果が「０」になる。そして、操作ボタン１１２にて重量（又は、質量）の所定の設定値を入力し、操作ボタン１１２に含まれる起動ボタンをオンすると、モータ１４が起動して回転盤５０を回転駆動し、粉粒体供給装置１０から粉粒体が容器１０４に連続して供給される。このとき、計量器１１０は計量皿１０１に係る重量の増加分を検出してその検出結果を表示部１１１に表示すると共に、モータ制御部１２０に付与する。そして、モータ制御部１２０は、計量器１１０による重量の検出結果が、操作ボタン１１２にて入力した設定値と一致したときに、モータ１４を停止する。このように本実施形態の粉粒体供給システム１００によれば、粉粒体供給装置１０から供給された粉粒体の重量が予め設定された重量（設定値）に達したときにその粉粒体の供給を停止するので、設定した重量分の粉粒体を正確に容器１０４に供給することができる。

［第３実施形態］
本実施形態の粉粒体供給システム１３０は、図１４及び図１５に示されており、粉粒体供給装置１０全体を計量器１１０Ｖで計測している点が第２実施形態と異なる。この計量器１１０Ｖは、吊り下げ型の計測器であって、吊り下げシャフト９１を下方に垂下した状態に備えている。

図１５に示すように吊り下げシャフト９１の下端部には下方に拡径したテーパ部９１Ｔが備えられ、そのテーパ部９１Ｔの下方には、テーパ部９１Ｔより側方に張り出した係止フランジ部９１Ｂが備えられている。

また、吊り下げシャフト９１の下端部には中継ブラケット９０が取り付けられている。中継ブラケット９０は、図１５に示すように、係止フランジ部９１Ｂと平行に配置された主板壁９０Ａの両側部から１対の側壁９０Ｓ，９０Ｓを垂下し、それら側壁９０Ｓ，９０Ｓの下端部を互いに接近する方向に直角曲げして保持壁９０Ｔ，９０Ｔを形成した構造になっている。

また、中継ブラケット９０のうち主板壁９０Ａの中央部には丸孔９０Ｂに貫通形成され、そこに吊り下げシャフト９１のテーパ部９１Ｔが挿通され、係止フランジ部９１Ｂが主板壁９０Ａの下面側から丸孔９０Ｂの縁部に当接している。主板壁９０Ａのうち丸孔９０Ｂの近傍には、係止孔９０Ｃが形成され、係止フランジ部９１Ｂの上面から突出した係止突起９１Ｃがこの係止孔９０Ｃに係合して吊り下げシャフト９１に対して中継ブラケット９０が回り止めされている。

さらに、粉粒体供給装置１０は、側壁９０Ｓ，９０Ｓの間に配置されて、保持壁９０Ｔ，９０Ｔに上方側からフランジ１１Ｆを当接させた状態になって中継ブラケット９０に保持されている。

上記以外の構成は、第２実施形態と同じであるので、重複した説明は省略する。

本実施形態の構成では、計量器１１０Ｖにて粉粒体供給装置１０の重量の減量分を粉粒体の供給量として検出し、その検出した粉粒体の供給量が設定値と一致したときに、モータ１４を停止する。これにより第２実施形態と同様に、設定した重量分の粉粒体を正確に容器１０４に供給することができる。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１実施形態の粉粒体供給装置１０では、回転盤５０に外縁環状突壁５０Ｈを設けることで、回転盤５０の上面に常時堆積層を収容するための凹部を備えていたが、第１実施形態の粉粒体供給装置１０の回転盤５０における常時堆積層の収容部を廃止し、上面全体が面一の平坦上面にして、第１実施形態の粉粒体供給装置１０において常時堆積層が維持されない構成にしてもよい。

（２）前記第１〜第３の各実施形態では、本発明に係る「回転駆動手段」がモータ１４であったが、本発明に係る「回転駆動手段」は、作業者の手動による動力を伝達するための動力伝達機構であってもよい。

（３）前記第１〜第３の各実施形態では、モータ１４は粉粒体供給筒１１の上面に配置されていたが、回転盤の下面にモータを配置して、そのモータによって回転盤を回転駆動する構成にしてもよい。

（４）前記第１〜第３の実施形態では、回転盤の回転中心軸と同軸上に粉粒体供給筒１１が配置されていたが、例えば、回転盤の上面のうち回転中心軸から偏心した位置に粉粒体供給筒の下端面を突き合わせ、回転盤の下方に配置したモータによって回転盤を回転駆動する構成にしてもよい。

（５）第１実施形態では、回転盤５０のうち外縁環状突壁５０Ｈに囲まれた部分の底面（本発明の「中間環状領域」に相当する）が平坦になっていたが、その底面に外縁環状突壁５０Ｈより低く上方に突出しかつ水平方向に向けて回転盤５０の中心部から放射状に張り出した粉粒体ストッパを設けてよい。そのような粉粒体ストッパを設ければ、常時堆積層が粉粒体ストッパに押されて回転盤５０と共に回転するので、案内レール６３と回転盤５０との間で粉粒体の凝集塊を確実に解砕することができる。

（６）上記した粉粒体ストッパは、例えば、図１６に示したストッパ構成板５２を外縁環状突壁５０Ｈの内側の底面に配置することで形成することができる。具体的には、ストッパ構成板５２は、中心部にトルク伝達軸１５に対応した多角形孔５２Ａを有しかつ側面全体に放射状に側方に張り出した三角突片５２Ｂを備えた構造になっている。そして、このストッパ構成板５２を外縁環状突壁５０Ｈの内側の底面（本発明の「中間環状領域」に相当する）に載置し、トルク伝達軸１５を多角形孔５２Ａに嵌合することで、本発明に係る粉粒体ストッパを構成することができる。

本発明の第１実施形態に係る粉粒体供給装置の断面図 粉粒体供給装置の下端部を拡大した部分断面図 トルク伝達軸の斜視図 第１軸装着部品の斜視図 第２軸装着部品の斜視図 粉粒体供給筒における大径円筒部の内部を示した部分破断斜視図 粉粒体供給筒における小径円筒部の内部を示した部分破断斜視図 粉粒体供給装置の側面図 環状ブラケットの斜視図 粉粒体案内部材の斜視図 大径筒部の上部を除いた粉粒体供給装置の斜視図 図８のＡ−Ａ切断面における断面図 第２実施形態の粉粒体供給システムの側面図 第３実施形態の粉粒体供給システムにおける主要部の側面図 その粉粒体供給システムに備えた中継ブラケットの側断面図 粉粒体ストッパ構成板の斜視図

１０ 粉粒体供給装置
１１ 粉粒体供給筒（筒体）
１２ 大径円筒部
１２Ｊ 上端開放口
１４ モータ（回転駆動手段）
１４Ａ 回転出力軸
１５ トルク伝達軸
２０ 小径円筒部
２０Ａ 下端開放口
２１ 下端側部開口
４０ 第２軸装着部品（内側旋回案内部材）
４５ 第１軸装着部品（撹拌部材）
５０ 回転盤
５０Ｈ 外縁環状突壁
５０Ｔ 下面テーパ部
５２ ストッパ構成板
６０ 粉粒体案内部材
６３ 案内レール
６３Ｂ 下面
６４ 可動扉
１００，１３０ 粉粒体供給システム
１１０，１１０Ｖ 計量器
１２０ モータ制御部

Claims (11)

1. 上下方向に延びて下端面が開放し、下方に向けて粉粒体を送給可能な筒体と、
   前記筒体の下端開放口に宛がわれると共に前記筒体の側方に張り出し、鉛直方向を向いた回転軸を中心にして前記筒体に対して回転可能な回転盤と、
   前記筒体の下端縁における周方向の一部を切除して前記回転盤から上方に離すことで成形されて、前記筒体内の粉粒体を前記筒体の側方に流出可能としかつ、安息角を有して前記回転盤上に堆積した粉粒体の山によって閉塞可能な下端側部開口と、
   前記回転盤を前記筒体に対して回転駆動して前記粉粒体の山を崩壊させて、前記下端側部開口から側方に粉粒体を排出させるための回転駆動手段と、
   前記筒体に取り付けられ、前記回転盤のうち前記筒体から側方に張り出した部分に上方から宛がわれ、前記回転盤の回転によって移動する粉粒体をその回転盤の外縁部から下方に落下させるように案内する案内レールと、
   前記筒体の外面に回転可能に嵌合した回動ブラケットと、
   前記回動ブラケットを任意の位置で回転不能に固定するための回動ブラケット固定手段とを備え、
   前記案内レールは、前記回動ブラケットを介して前記筒体に取り付けられると共に、前記案内レールの一端に前記下端側部開口の開口面積を変更するための可動扉が設けられたことを特徴とする粉粒体供給装置。
2. 前記案内レールは、前記筒体の外周円弧面から接線方向に延ばされたことを特徴とする請求項１に記載の粉粒体供給装置。
3. 前記筒体の上方に配置された前記回転駆動手段としてのモータと、
   前記モータの回転出力軸に連結されて前記筒体の中心部に挿通されかつ、下端部が前記回転盤に固定されたトルク伝達軸とを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉粒体供給装置。
4. 前記トルク伝達軸に一体回転可能に取り付けられて前記トルク伝達軸と平行に延び、前記トルク伝達軸と前記筒体との間の粉粒体を撹拌する撹拌部材を備えたことを特徴とする請求項３に記載の粉粒体供給装置。
5. 前記筒体には、大径円筒部と小径円筒部とが上下に並べて備えられ、
   前記大径円筒部の内部には、前記トルク伝達軸に一体回転可能に取り付けられて、前記大径円筒部内の粉粒体をその下側の前記小径円筒部へと案内する内側旋回案内部材が設けられたことを特徴とする請求項３又は４に記載の粉粒体供給装置。
6. 前記トルク伝達軸の断面を多角形にしたことを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載の粉粒体供給装置。
7. 前記回転盤の外縁部全周から上方に突出し、前記回転盤の上面に前記粉粒体の堆積層を維持するための外縁環状突壁を設け、前記案内レールは、前記粉粒体の堆積層の上面が前記環状突壁の上面と面一になるように均しながら粉粒体を前記回転盤の外縁部側に案内することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体供給装置。
8. 前記回転盤の上面のうち前記筒体と前記外縁環状突壁との間の囲まれた中間環状領域には、前記外縁環状突壁より低く上方に突出しかつ水平方向に向けて前記回転盤の中心部から放射状に張り出した粉粒体ストッパが設けられたことを特徴とする請求項７に記載の粉粒体供給装置。
9. 前記回転盤の外縁部を下方に向けて先細りにして下面テーパ部を形成したことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載の粉粒体供給装置。
10. 前記筒体に対して上下動可能に嵌合した直動ブラケットと、
    前記直動ブラケットを任意の位置で上下動不能に固定するための直動ブラケット固定手段とを備え、
    前記案内レールは、前記直動ブラケットを介して前記筒体に取り付けられたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の粉粒体供給装置。
11. 請求項１乃至１０の何れかに記載の粉粒体供給装置と、それら粉粒体供給装置から供給された粉粒体の重量を計量する計量器と、前記計量器が予め設定された重量に達したときに前記粉粒体供給装置の前記回転駆動手段としてのモータを停止するモータ制御部とを備えたことを特徴とする粉粒体供給システム。

Images