JP5820148B2 - 粉粒体の定量フィーダ装置 - Google Patents

Description

本発明は粉粒体、特にペレット等の大粒の粉粒体を整列させて、１粒づつもしくは数粒づつの定量で供給していくことのできる粉粒体の定量フィーダ装置に関する。

従来、一般的な粉体の定量フィーダは、流動性が特に優れた特性をもっている場合を除いて、粉体を微量域で定量搬送し供給していくことはその粉体の物性、例えば比重、粒子、粒度の相違、水分や静電気に起因する付着性や凝集性等に影響を受け、非常に困難な作業となっている。

従来、粉体の微量フィーダとして振動フィーダ、スクリューフィーダ、テーブルフィーダが知られているが、このうち、振動フィーダは流動性の良い粉体には使用可能であるが、適用できる粉体は限られてしまい、また、人手をもって流れを制御してやることが微量域で要求され十分なコントロールができず、ムラが生じて精度が悪くなってしまう。人手に頼らなければならないという点も大きなネックとなっている。

また、スクリューフィーダの場合は、横型でもオーガタイプのものであっても搬送する粉体の量が微量となると、螺旋状のスクリューの溝が、幅、深さとも必然的に小さくなり、その溝に粉体の付着、固着を起こし易くなり、溝が埋まって棒状となってしまったり、逆に粉体の量が少ないため、粒子同士の摩擦力が不足し、スリップしてしまい、排出不能となってしまうケースが多くなる。

さらに、テーブルフィーダの場合は、最も有効、効果的であることが実験により解ったが、時として供給盤の計量溝に粉体が残ったまま排出しない事態や、再びそのまま容器内に戻ってきてしまうという事態が生じてしまう。ここで、エアの吹き付けで払い落とす方法も考えられるが、こうすると粉体が周囲に飛散して雰囲気を悪化させたり、機械構成部に粉体が侵入して故障を生じてしまう原因となることもある。

かかる点に鑑みて、出願人は先行特許文献に示したような技術を開発した。これを従来技術として図６乃至図８に示す。この図６乃至図８にあって９は架台を示し、この架台９上にはディスクフレーム１０が設けられている。また、図中８はモータを示し、このモータ８の下方に連接された減速機８ａの軸には回転力伝達用のギア８ｂが設けられている。

一方、図中２は上方に対象物である粉体の投入口１が開口された粉体の収容容器（ホッパー）であり、ブリッジ防止を目的としてストレートな円筒形としている。この収容容器２はディスクフレーム１０に取り付けられている。この収容容器２の下方には駆動部が設けられ、この駆動部は上端を収容容器２内に突出した攪拌軸１１を有し、この攪拌軸１１の下端には、前記したギア８ｂからの回転力を伝達して、攪拌軸１１を回転させるギア１３が備えられており、このギア１３と前記ギア８ｂの間には伝達ギア１４が介在される。

この攪拌軸１１の一部で、収容容器２内には略Ｌ字状とした丸棒状の攪拌棒３が取り付けられており、この攪拌棒３が攪拌軸１１と同期回転することで、収容容器２内にあって、粉体がブリッジや付着の現象が生じることがないようにしている。この攪拌棒３の下方には収容容器２の内壁面とやや隙間を設けて半月形の仕切板１２が設けられ、仕切板１２を隔壁として収容容器（ホッパー）２内部を分離し、供給手段４に供給する粉圧を一定に保ち、収容容器２内部の材料の残量の変化に伴う供給量の変動を最小限に抑え、より精度よく定量供給を可能にする。

また、攪拌軸１１の下端側には、後述する供給盤の計量溝内に定量の粉体を送り、供給するための供給手段４が取り付けられている。この供給手段は攪拌軸１１の接線方向に沿って複数設けられた羽根体４ａ、４ａ‥とされ、その羽根体４ａの接線側の縁が粉体を回転による押し送りを行い、収容容器（ホッパー）２内部の材料を残さないことと、計量溝５ｂ、５ｂ‥に供給されにくい材料を強制的に送り込む効果があることとする。

さらに、攪拌軸１１の前記した回転力を受けるギア１３は伝達ギア１５を介在して上端に供給盤５を設けた回転軸５ａのギア１６に回転力を伝達し、この回転軸５ａ、強いては供給盤５を攪拌軸１１と同方向に回転させるものとしている。

前記した供給盤５は円板によって形成されており、その周縁には等ピッチで計量溝５ｂ、５ｂ‥が連続形成された略平歯車状の形態をしている。前記した羽根体４ａ、４ａ‥は一部がこの供給盤５の上面と摺接する構成となっており、この羽根体４ａ、４ａ‥で送られた粉体が逐次供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥内に送られ、この計量溝５ｂ、５ｂ‥を粉体で埋めていくこととなる。

一方、図中７は排出シュートを示しており、供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥に入れられた粉体は順次、この排出シュート７の上方から落下させられ排出される。即ち、供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥のうち一つが排出シュート７の上面開口を摺接通過していくこととなる。

この排出シュート７の上方にはディスクフレーム１０には強制排出部６が設けられている。本実施例にあってこの強制排出部６はスクレーパギアを用いてあり、このスクレーパギアはその突歯６ａ、６ａ‥が供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥と噛合するものとなっている。

このスクレーパギアは供給盤５の計量溝５ｂ、５ｂ‥とその突歯６ａ、６ａ‥を噛合させることで供給盤５と同期回転するものとなっている。即ち、スクレーパギア自体には格別の回転駆動源は必要としない。突歯６ａ、６ａ‥が計量溝５ｂ、５ｂ‥と噛合する際に、計量溝５ｂ、５ｂ‥内に残存する粉体を排出シュート７に強制的に押し出し、あるいは掻き落とすことになる。

この作用によって、計量溝５ｂ、５ｂ‥内には粉体が残ってしまうことがなくなり、精巧に定量を排出することが持続して行われる。この作用は粉体の物性にかかわりなく行われるため、粉体の種類によって、その使用を限定されてしまうことはない。

特開２００９−１８４７７８号公報 特開２０１０−１８９０７３号公報 特願２０１１−４８６２８号出願書類

本発明が解決しようとする問題点は、収容容器内で対象となる粉粒体を攪拌するが、この作業は主としてブリッジ防止のためであり、ペレット等の大粒の場合、適合せず、かえって、対象物を損傷してしまう虞もあるという点であり、供給盤への対象物の供給がその中心からずれた外周へとなされるため、片寄りが生じてしまうという点である。

上記した問題点を解決するために、本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は粉粒体の収容容器を有し、その収容容器の下方に設置された駆動部と、その駆動部と連動される回転軸に取り付けられ、粉粒体を回転搬送する供給盤と、その供給盤の外方端下に形成された排出シュートより成る粉粒体の定量フィーダ装置であって、前記収容容器はその下端開口を供給盤の中心部分に対応させた小径とし、その収容容器の下端開口縁と供給盤の間に粉粒体の通過する隙間を形成してあり、前記した供給盤の上面中心部分には供給盤押えが備えられている粉粒体の定量フィーダ装置において、その供給盤押えの排出シュート側には粉粒体の漏れ防止部材が備えられており、その漏れ防止部材はハーフパイプ状のものとされ、収容容器の下端の直管部分の外面に上方を固定してあることとし、収容容器の下端と供給盤との隙間を塞ぐように設けられていることを特徴とし、前記した収容容器は円筒状とした第二の収容容器の下端に接合されると共に、前記隙間を保持、調整するリング状をしたスペーサが設けられていることを特徴としている。

また、本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は前記した供給盤押えの一部に底面アール状の粉粒体の供給用溝が形成されていることを特徴とし、前記した収容容器の外周にはカバーケーシングが設けられ、このカバーケーシングの内面に、排出シュートの開口近くで、供給盤の回転二次側に供給盤の外形に沿い、回転盤の回転方向に対して鈍角に粉粒体の排出補助板を設けたことを特徴としている。

本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置は上記のように構成されている。そのため、既存のテーブルフィーダを使用しながら、ペレット等の大粒の粉粒体を良好に１粒づつ、もしくは数粒づつを連続して定量で供給することができる。また、スペーサの介在によって粒径に対しての調整も行なうことができ、供給盤の中心部分から対象物を供給するので、片寄りが生じてしまうこともなく、噛み込みや、滑りを防止することができる。加えて、攪拌作業や、摺り切り作業は必要ないものとなっている。

本発明に係る粉粒体の定量フィーダ装置を示す機構図である。 平面図である。 要部拡大図である。 材料漏れ防止部材を備えた他の実施例を示す図である。 要部平面図である。 従来例を示す機構図である。 ギア部を示す平面図である。 搬送系を示す平面図である。

図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。

次に、本願発明の好ましい実施の例を図１乃至図５を参照して説明する。尚、従来例と共通する部分については同一符号を付して詳しい説明は省略する。図中９ａは架台を示し、この架台９ａはリンクアームを組み合わせた構造となっており、ハンドル９ｂを操作することで上下動を可能としている。

ディスクフレーム１０の表面にはカバープレート１０ａが重合されており、回転軸２３と対応する部分には、ディスクフレーム１０及びカバープレート１０ａに円孔が形成され、その円孔の内壁は立壁２２ａとして、後述する対象物Ｇが周囲に溢れ出ないよう抑制する。

回転軸２３の上端には供給盤２０の中心部が嵌め付けられており、この供給盤２０の中心には供給盤押え２４が取り付けられている。この供給盤押え２４は回転軸２３の先突端に嵌着されるものでも、回転軸２３の上端面に螺着される有頭ネジでもよい。また、供給盤２０は図にあっては周端を下方に向かうテーパとしてあるが、フラットなディスクを用いることもでき、格別に対象物Ｇを送るための歯の存在は必要としない。

また、図中３０はカバーケーシングを示しており、このカバーケーシング３０は下方に向かって徐々に径が小さくなる円筒状のものとされ、その上下開口縁にはフランジ３０ａ、３０ｂが一体に成形されている。このカバーケーシング３０は下方のフランジ３０ａが前記した立壁２２ａの外周部分でカバープレート１０ａ上に設置され固定される。

このカバーケーシング３０内には収容容器（テーパーインナーホッパー）３１が設けられている。この収容容器３１は上部位置をカバーケーシング３０よりやや高くなる構成となっており、上方から下方途中までを徐々に径が小さくなる円筒状とし、そのテーパ部分の最下位置から下端にかけてはストレートな円筒とし、その下端開口は供給盤２０の中心部分に対応され、供給盤押え２４を被冠する構成となっている。

この収容容器３１の上面開口にはフランジ３１ａが一体形成されており、このフランジ３１ａはカバーケーシング３０の上部フランジ３０ｂの上方へ位置され、このフランジ３１ａ、３０ｂ間にはリング状をしたスペーサ３２が介在されている。このスペーサ３２の厚さによって、収容容器３１の下端開口縁と供給盤２０との隙間距離を保持し、対象物Ｇの粒径に応じて、その隙間距離を調整することができる。

また、収容容器３１上には従来例として使用される円筒状の第二の収容容器２が重ねられ、その接合フランジの上方からネジ等の締結要素によってスペーサ３２を貫通して、カバーケーシング３０の上部フランジ３０ｂと接合固定されている。この第二の収容容器２の連結は、対象物Ｇの収容量を増加させることを可能とする。

さらに、駆動系は従来既存のものを応用使用すると、攪拌軸１１は回転することとなるが、この実施例では不使用であるので、事故防止、安全性確保のため、この攪拌軸１１を攪拌軸カバー１１ａによって覆っておく。尚、図中２８は回転軸２３の軸受を示している。

かかる実施例にあって、収容容器３１内に投入された対象物Ｇは、この収容容器３１の下端開口縁と供給盤２０との隙間から供給盤２０の外周方向へ流れ出す。これを供給盤２０の回転で排出シュート７まで順次搬送していくが、いきなり、供給盤２０の上面から排出シュート７へ行くことを制御するため、供給盤押え２４の一部に対象物Ｇの粒径と合った底面アール状の供給溝２４ａを形成しておき、対象物Ｇをガイドすることもできる。この供給溝２４ａは、当初に供給盤２０を回転状態としておき、その後に収容容器３１内に対象物Ｇを投入することでよりよく作用する。

一方、図４乃至図５として示すのは他の実施例であり、第二の収容容器２は格別に示していないが、必要に応じて用いることは可能である。この場合、収容容器３１と供給盤２０との隙間を形成、保持、調整するためのスペーサ３２はディスクフレーム１０とカバープレート１０ａの間に介在されている。

この場合、供給盤押え２４の排出シュート７側には対象物Ｇの漏れ防止部材３３が収容容器３１の下端と供給盤２０との隙間を塞ぐように設けられている。この漏れ防止部材３３はハーフパイプ状のものとされて収容容器３１の直管部分の外壁面に固定され、供給された対象物Ｇがいきなり排出シュート７へ入り込んでしまうことを抑制する。

実施例における粉粒体の定量フィーダ装置は上記のように構成されている。格別に図示はしていないが、この装置には収容容器３１のテーパ部分内に対象物Ｇの圧力分散部材を取り付けることもできる。この圧力分散部材としては、錐状あるいは球面状をした笠体の下縁に複数本の支持脚を設け、その支持脚の間を対象物Ｇが通過するものとする。そして、支持脚をテーパ部分の内壁に当接させる。これによって供給盤２０の中心部にかかる圧力は軽減され、供給盤２０の回転もスムーズなものとなる。

加えて、カバーケーシング３０の内面に、排出シュート７の開口近くで、供給盤２０の回転二次側に、対象物Ｇの排出補助板を設けることもできる。この排出補助板は、供給盤２０の外形に沿った形状として、供給盤２０の回転方向に対し、鈍角に設置することで、排出シュート７に入り損ねた対象物Ｇを押しとどめ、排出シュート７へと落下させることとなり、排出できずに回転盤２０に乗ったまま通過してしまうことを防止する。

２ 収容容器
７ 排出シュート
１０ ディスクフレーム
１０ａ カバープレート
１１ａ 攪拌軸カバー
２０ 供給盤
２３ 回転軸
２４ 供給盤押え
２４ａ 供給溝
３０ カバーケーシング
３１ 収容容器
３２ スペーサ
３３ 漏れ防止部材
Ｇ 対象物

Claims (4)

1. 粉粒体の収容容器を有し、その収容容器の下方に設置された駆動部と、その駆動部と連動される回転軸に取り付けられ、粉粒体を回転搬送する供給盤と、その供給盤の外方端下に形成された排出シュートより成る粉粒体の定量フィーダ装置であって、前記収容容器はその下端開口を供給盤の中心部分に対応させた小径とし、その収容容器の下端開口縁と供給盤の間に粉粒体の通過する隙間を形成してあり、前記した供給盤の上面中心部分には供給盤押えが備えられている粉粒体の定量フィーダ装置において、その供給盤押えの排出シュート側には粉粒体の漏れ防止部材が備えられており、その漏れ防止部材はハーフパイプ状のものとされ、収容容器の下端の直管部分の外面に上方を固定してあることとし、収容容器の下端と供給盤との隙間を塞ぐように設けられていることを特徴とする粉粒体の定量フィーダ装置。
2. 前記した収容容器は円筒状とした第二の収容容器の下端に接合されると共に、前記隙間を保持、調整するリング状をしたスペーサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。
3. 前記した供給盤押えの一部に底面アール状の粉粒体の供給用溝が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。
4. 前記した収容容器の外周にはカバーケーシングが設けられ、このカバーケーシングの内面に、排出シュートの開口近くで、供給盤の回転二次側に供給盤の外形に沿い、回転盤の回転方向に対して鈍角に粉粒体の排出補助板を設けたことを特徴とする請求項１から３のうち１項に記載の粉粒体の定量フィーダ装置。

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