JP2702550B2 - 親子スクリューフィーダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粉粒体物質の定量計量用供給機として用いら
れる親子スクリューフィーダに関する。

〔従来の技術〕 粉粒体の定量計量は、一般に計量機に載せた計量容器
に、供給機より粉粒体を供給し、計量機の秤量が目標値
に達したとき、供給を停止して所望重量の粉粒体を得て
いる。

従来この計量機は、第９図に示す二軸式スクリューフ
ィーダ（特開昭61−174019）、或いは第10図に示す親子
スクリューフィーダ（特開昭61−23032）等が知られて
いる。

第９図に示す二軸式スクリューフィーダ（１）は、一
つ減速機（２）で２本のスクリュ（３）（３）を駆動で
きるようにして低コスト化を図ったものである。このス
クリューフィーダは、減速機（２）の反対側に軸受兼用
の動力伝達機構（４）を配置し、粉粒体の供給室（５）
に減速機（２）の出力軸と一体的に回転する攪拌翼
（６）を設けている。

第10図に示す親子スクリューフィーダ（１）は、大口
径のスクリューフィーダ（８）と小口径のスクリューフ
ィーダ（９）を使用し、計量精度を確保しながら供給時
間の短縮を図ったものである。すなわち、現在の計量値
が目標値よりも大口径のスクリューフィーダの供給最大
誤差分だけ少ない値に達したとき、小口径のスクリュー
フィーダ（９）のみの供給に切り換え、残量を正確に供
給しようとするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

最近の化学、食品、プラスチック、ファインセラミッ
クス等の分野で使用される粉粒体は、超微粉のため流動
性が小さく付着性が大きいという性質のものが多くなっ
ている。このため第９図及び第10図に示した従来のスク
リューフィーダ（１）（７）では、円滑な供給が困難に
なっている。

第９図に示す二軸式スクリューフィーダ（１）は、攪
拌翼（６）で攪拌しても供給室（５）の底部からスクリ
ュ（３）（３）に粉粒体が送られ難く、ここに残留し易
い。また第10図に示す親子スクリューフィーダ（７）
は、攪拌翼がないので、粉粒体が両スクリューに円滑に
送られない。

また第10図に示す親子スクリューフィーダ（７）にお
いて、計量精度を保障する小口径のスクリューフィーダ
（９）はその供給速度によって、計量終了時の絶対誤差
が決まる。このため全計量値に対して何％と決められる
計量精度に対し、計量値が小さいと計量精度が保てない
という事態が生じる。またこれを回避するため供給速度
の小さい小口径のスクリューフィーダを使用すると、大
きな計量値に対して、計量時間が長くなり過ぎるという
問題が生じる。

さらに、第10図に示す親子スクリューフィーダ（７）
では、小口径のスクリューフィーダ（９）で精度を保証
していても、計量終了間際に、外部振動によって停止し
ている大口径スクリューフィーダ（８）の排出口に残っ
ていた粉粒体の塊が落下して、大きな計量誤差を生じさ
せることがあった。

そこで本発明は、超微粉体のように流動性が悪く、付
着性が高い粉粒体であっても円滑に供給を行え、計量重
量、必要精度が広範囲にわたる計量を一台の装置で、高
速、高精度に行えるものの提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は大口径のスクリューフィーダと小口径のスク
リューフィーダを上下に平行配置した親子スクリューフ
ィーダにおいて、大口径のスクリューフィーダを駆動す
る定速度電動機と、小口径のスクリューフィーダを駆動
する可変速度電動機を別個に設け、翼端を小口径スクリ
ューフィーダのスクリューに接近させて、大口径スクリ
ューフィーダと同軸に設けられ、小口径スクリューフィ
ーダと逆方向に連動回転する攪拌翼を備えたものを提供
する。

またこの基本構成において、 吐出口に、大口径と小口径のスクリューフィーダに共
通の高速カットゲートを設けるとともに、大口径スクリ
ューフィーダの停止時にこのフィーダの排出口下に移動
して同フィーダから落下する粉粒体を受けるカップを設
けたものと、 大口径のスクリューフィーダを停止して、小口径のス
クリューフィーダのみの運転に切り換える小量供給開始
重量と、小量供給時の小口径スクリューフィーダの回転
速度を、計量の目標重量及び計量精度に対応させて記憶
した制御データテーブルを持ち、設定された目標重量及
び計量精度に応じて、定速度電動機と可変速度電動機を
制御する制御装置を備えたものとを提供する。

〔作用〕

上記親子スクリューフィーダは、大口径のスクリュー
フィーダで、計量値の大部分を高速供給する。そして、
小口径のスクリューフィーダで残量を高精度に供給す
る。この供給の際に攪拌翼は大口径と小口径のスクリュ
ーフィーダの周辺にある粉粒体を攪拌して、その供給を
円滑にする。特に小口径のスクリューフィーダのみを低
速で運転するときは、攪拌翼はこれと逆方向に速動回転
して粉粒体をスクリューに安定に供給する。

また大口径のスクリューフィーダに設けたカップは、
小口径のスクリューフィーダのみによる高精度供給の際
に、停止している大口径のスクリューフィーダから粉粒
体の塊が落下するのを防止する。

制御装置は、制御データテーブルを参照して目標計量
値、必要精度に応じて、大口径及び小口径のスクリュー
フィーダの停止時期と、小口径のスクリューフィーダの
運転速度を最適制御する。そして大量から小量までの広
範囲な計量に対して高速化、高精度化を達成する。

〔実施例〕

本発明の一実施例の親子スクリューフィーダ（10）の
全体構成を第１〜第３図、その主要部品を第４図〜第７
図に示し以下説明する。

第１図〜第３図において、（11）は基台で、その下部
に可変速度電動機（12）、その天面にホッパー下部の供
給室（13）、及びギヤボックス（14）を載置固定してい
る。

（15）は供給室（13）に粉粒体を供給するホッパー
で、粉粒体の流動性を高めるエアノッカ（16）を備えて
いる。

（17）は大口径のスクリューフィーダ、（18）は小口
径のスクリューフィーダで、供給室（13）の一側に上下
に二本の円筒シリンダ（17a）（18a）を平行に取り付
け、大小のスクリュー（17b）（18b）を供給室内から各
円筒シリンダ（17a）（18a）に通すことにより構成され
る。各スクリュー（17b）（18b）の形状は、第４図
（ａ）（ｂ）及び第６図に拡大して示すようなもので、
ギヤボックス（14）に軸支された各駆動軸（17c）（18
c）に固定されている。

なお供給室（13）の底部は、小口径のスクリュー（18
b）の外周の回転軌跡に沿う円筒形状となっている。

（19）は大口径及び小口径のスクリューフィーダ（1
7）（18）の共用の吐出管で、上記円筒シリンダ（17a）
（18a）と連結されている。この吐出管（19）の下部の
吐出口には高速カットゲート（20）が取付けられ、大口
径のスクリュー（17b）と対向する位置には、第７図に
示すような半円筒状のカップ（21）が取付けられてい
る。このカップ（21）はアクチュエータ（22）によっ
て、大口径のスクリュー（17a）と軸中心を一致させて1
80゜ピッチで回転して、上方又は下方位置を取る。

（23）は供給室（13）内で大口径のスクリュ（17a）
と回転中心と一致させて取付けた攪拌翼で、これを第５
図（ａ）（ｂ）に拡大して示す。この攪拌翼（23）は、
大口径のスクリュ（17b）の出力軸（17c）の外側に図示
しないベアリングを介して嵌めた筒状シャフト（23a）
に取付けられている。

（24）はギヤボックス（14）にブラケット（25）を介
して固定した定速度電動機で、大口径のスクリュ（17
b）の出力軸（17c）と継手（24a）で結合されている。

（26）は、上記可変速度電動機（12）の出力軸に取付
けたスプロケットホイール、（27）はチェーンベルト、
（28）は小口径のスクリューフィーダ（18）の駆動軸
（18c）の取付けたスプロケットホイールで、可変速度
電動機（12）の回転を小口径のスクリュー（18c）に伝
達する。（29）（30）は夫々小口径スクリューフィーダ
の駆動軸（18c）と攪拌翼（23）の駆動軸（23a）に固定
されたギアで、相互に噛み合う。

（31）は制御装置で、目標計量値及び計量精度の設定
部（32）、制御データテーブルの記憶部（33）、図示し
ない計量機から出力される粉粒体の吐出重量に基づき、
制御データテーブルを参照しながら定速度電動機（24）
及び可変速度電動機（12）を制御する制御回路（34）か
ら構成されている。

上記制御データテーブルは、目標計量値と計量精度に
対して、計量精度を確保しながら高速計量を可能にする
小量供給開始重量と小量供給時の小口径スクリューフィ
ーダの回転速度を定めたもので、例えば第一表に示すよ
うな値を持つ。

この表は代表的な値を示したもので、実際には目標計
量値のさらに小さな段階についデータが作成されてい
る。

上記親子スクリューフィーダ（10）の動作を第８図に
示すフローチャートについて、以下説明する。

最初に制御装置（31）の設定部（32）に、目標計量値
の設定と必要な計量精度の設定を行う。これにより制御
装置（31）は記録部（33）から設定値に対応した制御デ
ータを読み取る。例えば目標計量値が2000gであり、計
量精度が0.5％又は±10gのときは、小量供給開始重量は
100g、（計量機出力基準では2000−100＝1900g）であ
り、インバータ周波数（回転速度）は45Hzである。これ
で、運転待機状態に入り、図示しない計量スタートスイ
ッチが押されると、吐出管（19）に設けた高速カットゲ
ート（20）が開けられカップ（21）がアクチュエータ
（22）によって下側に開口する上方姿勢を取らされた
後、制御回路（34によって定速度電動機（24）及び可変
速度電動機（12）が運転を開始する。この場合可変速度
電動機（12）は最高速で運転される。これらの電動機の
運転開始によって、大口径及び小口径のスクリュー（17
b）（18b）は回転し、ホッパー（15）から供給室（13）
に降下した粉粒体は吐出管（19）を通って計量機の上に
載置された計量容器に投入される。この小口径のスクリ
ューの回転時に、小口径のスクリューフィーダ（18）の
駆動軸（18c）の回転はギヤ（29）（30）によって、攪
拌翼（23）の駆動軸（23a）に伝達され、攪拌翼も逆方
向に連動回転する。この攪拌翼（23）の回転によって粉
粒体は大口径及び小口径のスクリュー（17b）（18b）に
円滑に供給される。特に、攪拌翼（23）は供給室（13）
の底部に配置された小口径のスクリュー（18b）に近接
するように動くので、どのような粒状の粉粒体であって
も、このスクリューに確実に供給される。

このような大口径と小口径のスクリューフィーダ（1
7）（18）の運転によって、粉粒体の供給を続け、計量
機から入力された信号が小量供給開始重量の基準、例え
ば（2000−100＝1900g）に達すると、大口径のスクリュ
ーフィーダ（17）の運転のみを停止し、同時にカップ
（21）をそのアクチュエータ（22）により180゜回転さ
せて下側姿勢を取らせる。これにより、外部振動が加わ
っても大口径スクリューフィーダ（18）の出口付近から
粉粒体が落下することはなくなる。また可変速度電動機
（12）は、最初に記憶部（33）から読み込まれた回転速
度、例えばインバータ周波数45Hzの低速運転に切り換わ
る。

これによって小口径のスクリューフィーダ（18）と攪
拌翼（23）のみが回転して、粉粒体を小量づつ計量容器
に排出する。

この運転を継続して、計量機の出力が目標計量値に達
する。高速カットゲート（20）を閉じると同時に可変速
度電動機（12）を停止させる。これによって計量が完了
する。

上記説明では、粉粒体の目標計量値が2000gと比較的
大きい場合を例に上げたので、運転開始時に大口径と小
口径のスクリューフィーダ（17）（18）を共に運転させ
ていた。しかし、目標計量値が20gというように小さい
場合は、第一表に示すように、小量投入開始重量が20g
であるので、大口径のスクリューフィーダ（17）は回転
させないで、小口径のスクリューフィーダ（18）のみに
よって供給を行うことになる。

また、可変速度電動機（12）はインバータモータの他
に、速度制御可能なDCモータを使用することもできる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、超微粉のように供給特性が悪い粉粒
体を、特有の取付構造を有する攪拌翼の作用によって大
口径を小口径のスクリュによって円滑に供給できる。

また、大口径のスクリューフィーダの排出口に設けた
カップにより、小量供給中に粉粒体が大量落下すること
による誤差を防止し、高精度計量を保証する。

本発明の制御装置は、制御データテーブルを参照し
て、大口径のスクリューフィーダの動作・停止の制御及
び小口径のスクリューフィーダの可変速制御を行い、計
量値、必要精度が広範囲にわたる計量を、一台の供給機
で高速・高精度に行うことを可能にする。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例の親子スクリューフ
ィーダの全体構成を示し、第１図は正面図、第２図は平
面図、第３図は左側面図である。第４図〜第７図は本発
明の親子スクリューフィーダに用いられる主要部品を示
し、第４図（ａ）（ｂ）は大口径のスクリューフィーダ
の正面図及び側面図、第５図（ａ）（ｂ）は攪拌翼の側
面図及び正面図、第６図は小口径のスクリューフィーダ
の正面図、第７図はカップの斜視図である。第８図は本
発明の親子スクリューフィーダの一実施例における動作
手順を示すフローチャートである。 第９図及び第10図は従来例を示し、第９図は２軸式スク
リューフィーダの断面図、第10図は親子スクリューフィ
ーダの断面図である。 （10）……親子スクリューフィーダ、 （12）……可変速度電動機、 （13）……供給室、 （17）……大口径のスクリューフィーダ、 （18）……小口径のスクリューフィーダ、 （20）……高速カットゲート、 （21）……カップ、（23）……攪拌翼、 （24）……定速度電動機、（31）……制御装置、 （33）……記憶部。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】大口径のスクリューフィーダと小口径のス
   クリューフィーダを上下に平行配置した親子スクリュー
   フィーダにおいて、 大口径のスクリューフィーダを駆動する定速度電動機
   と、小口径のスクリューフィーダを駆動する可変速度電
   動機を別個に設け、 翼端を小口径スクリューフィーダのスクリューに接近さ
   せて、大口径スクリューフィーダと同軸に設けられ、小
   口径スクリューフィーダと逆方向に連動回転する攪拌翼
   を備えたことを特徴とする親子スクリューフィーダ。
2. 【請求項２】吐出口に、大口径と小口径のスクリューフ
   ィーダに共通の高速カットゲートを設けるとともに、大
   口径スクリューフィーダの停止時にこのフィーダの排出
   口下に移動して同フィーダから落下する粉粒体を受ける
   カップを設けたことを特徴とする請求項１記載の親子ス
   クリューフィーダ。
3. 【請求項３】大口径のスクリューフィーダを停止して、
   小口径のスクリューフィーダのみの運転に切り換える小
   量供給開始重量と、小量供給時の小口径スクリューフィ
   ーダの回転速度を、計量の目標重量及び計量精度に対応
   させて記憶した制御データテーブルを持ち、設定された
   目標重量及び計量精度に応じて、定速度電動機と可変速
   度電動機を制御する制御装置を備えた請求項１又は２に
   記載の親子スクリューフィーダ。