JP5959365B2 - 粉粒体供給装置 - Google Patents

Description

本発明は粉粒体供給装置に関し、特に粉粒体を定量供給する場合などに適した粉粒体供給装置に関する。

粉粒体を定量供給などする、いわゆるフィーダとも称される粉粒体供給装置は、既に広く知られている。この種の粉粒体供給装置は、図２０、図２１に一例を示すように、粉粒体が投入されるホッパ５１と、粉粒体を排出するスクリュ５２ａなどを有する排出部５２と、ホッパ５１から降下してきた粉粒体を排出部５２に導くシュート５３と、シュート５３およびホッパ５１の内部の粉粒体を撹拌するいわゆるアジテータとも称される攪拌装置５４などを備えている。また、粉粒体を定量供給する粉粒体供給装置では、上記構成要素（ホッパ５１、排出部５２、シュート５３および撹拌装置５４）に加えて、これらを載せる計量部５５と、制御部（図示せず）が設けられ、前記制御部によって時間当たりの排出重量（すなわち排出量）が一定となるよう、または１回に排出される重量が一定となるように排出部５２が制御される。

ここで、粉粒体供給装置は複数種類のものがある。ホッパは、上下に真直ぐ延びて横断面形状が一定である、図２０、図２１に示すような円筒の直筒形状のホッパ５１や図２２、図２３（ａ）、（ｂ）に示すような角筒の直筒形状のホッパ８２と、図２４に示すような、円錐形状や角錐形状といった上方ほど横断面形状が広がる傾斜形状のホッパ６１とがある。図２４に簡略的に示すような、横断面形状が上方ほど広がる傾斜形状のホッパ６１は、高さを抑えつつ容積を確保することができる長所がある。しかし一方で、ホッパ６１の壁面に傾斜がつくことと下方ほど断面積が狭くなることから、付着性や圧縮度の高い粉粒体では、粉粒体が部分的にあるいは全体的に落ちなくなるブリッジ現象や、中央部のみ材料が抜け落ちるラットホール現象が発生する。これらの現象を回避するには、直筒形状のホッパを採用するか、図２４に示すように、ホッパ６１の上面部から内部下方に向けて、縦型のアジテータ（攪拌部）６２を吊り下げるように設置することが有効である。この縦型のアジテータを備えたホッパ用攪拌器が例えば特許文献１に開示されている。

但し、縦型のアジテータ６２を備えたものは、ホッパ６１の清掃時（粉粒体の種類が変更される際には必ず行われる）において、その上方にアジテータ６２を引き上げるだけのスペースが必要であるとともに、アジテータ６２およびアジテータ駆動用の電動モータ６３が取り付けられて重くなったホッパ６１の上面部６１ａを引き上げなければならないなど、このような清掃時などの作業性に問題があるので、一般的にユーザにあまり好まれない。

また、ホッパの下方に配設されるシュートには、その上方のホッパの内部の粉粒体を攪拌して、ホッパ内部でのブリッジを防止する機構である撹拌装置が装備される。撹拌装置としては、図２０、図２１に示すように、シュート５３の側面から突出する軸心部５４ａを中心に粉粒体を上下方向に攪拌する攪拌部（アジテータ）５４ｂを有する横型アジテータ方式が一般的だが、他に、図２５に示すように、シュート７１の底面部７１ａから上方に突出する軸心部７１ｄを中心に回転する縦型アジテータと称される攪拌部７２により、粉粒体を周方向に回転させるテーブル方式のものもある。また、図２２、図２３に示すように、ホッパ８２の下方に配設されるシュート８１を柔軟性のある樹脂で製作し、シュート８１そのものを外側から変形させて内部の材料を動かすフレキシブルシュート方式の粉粒体供給装置もある。

なお、攪拌装置（攪拌部）は、もう一つの役割として、その下方に配設されている排出部へ粉粒体を充填して、排出部への粉粒体の充満率が高い状態に安定させるという役割も持っている。排出部の充満率の安定は、排出能力の安定性や供給精度（ばらつきの少なさ）の向上に大きく寄与する。

排出部は、図２１〜図２３に示すようなスクリュ５２ａ、８４を用いたスクリュ式（２軸式または１軸式）の他、振動式、ベルト式、円盤式等々があるが、付着性や噴流性等の様々な性状を持つ粉粒体にはスクリュ式が最適である。付着性の少ない材料には１軸式のスクリュ８４（図２２、図２３参照）、付着性の強い材料にはセルフクリーニングができる２軸式のスクリュ５２ａ（図２１参照）を採用することが好ましい。高い供給精度が求められる際にも、互いのスクリュの脈動を相殺できる２軸を採用する場合が多い。

このように、シュートに配設される攪拌装置の攪拌部は、その上方に配設されているホッパの内部でのブリッジを防止するだけでなく、その下方に配設されている、排出部としてのスクリュへ材料を充填する機能も持つ、粉粒体供給装置の中心的役割を担う機構であり、粉粒体供給装置の性能・性格を決定づける非常に重要な機構である。

次に、従来から用いられている各方式の粉粒体供給装置およびその長所や短所について詳しく述べる。
図２０、図２１および図２２は、横型アジテータと称される横型の攪拌部を有する粉粒体供給装置を示す。この種の粉粒体供給装置は、図２０、図２１に示すようにシュート５３が半球型のものと、図２２に示すようにシュート９１が角型のものとの２種類がある。図２６に示す角型のシュート９１は、製缶（溶接構造品とも呼ばれる）での製作が可能であるとともに、スクリュ９２ａの駆動側、排出側がともに平面であるため、開口部のシール構造が比較的簡単となり容易にシールできる利点がある。また、角型のシュート９１とスクリュ（排出部）９２ａを配設するスクリュケーシング９２ｂとの接する箇所が線状となっているので、スクリュ９２ａへの供給面積が長く取れる。したがって、角型のシュート９１を有する粉粒体供給装置では、粉粒体がフィルム状材料等のスクリュ９２ａに入り込みにくい材料でも対応できる利点もある。

反面、この種の粉粒体供給装置９０では、シュート９１の角部の全周にわたって溶接が必要であること、シュート９１の角部に材料が付着・残留しやすいこと、半球型のシュート５３（図２１参照）に比べてスクリュ長が長くなってしまうため、両持ち構造となること、等がデメリットとしてあげられる。また、シュート９１が角型であるために自ずと上方に配設されるホッパ（図示せず）も角型となるため、シュート９１とホッパとの接合部は数箇所をクランプで固定する必要が生じ、ホッパを着脱する際には半球型に比べて手間や時間がかかる短所もある。なお、図２６における９３は横型アジテータの攪拌部である。

一方、図２０、図２１に示すような半球型のシュート５３を有する粉粒体供給装置は、シュート５３に角部がないため、粉粒体の付着・残留が少なく、清掃も容易である。また、シュート５３の上方に、粉粒体の付着の少ない円型のホッパ５１を取り付けられることと、シュート５３とホッパ５１との接合部にクランプバンド５６が使用できるのでホッパ５１を着脱する際の手間や時間を少なく抑えることなどの利点がある。

これに対して、半球型のシュート５３を有する粉粒体供給装置の短所としては、半球型のシュート５３を製造するにあたり、絞り加工やロストワックス等、金型での製作が必要であり、半球型のシュート５３とスクリュ５２ａが配設されているスクリュケーシング５２ｂとの接合も多少複雑になることが挙げられる。また、攪拌部（アジテータ）５４ｂとスクリュ５２ａとが最接近しているのは中央の１点だけであり、その前後は攪拌範囲とスクリュ５２ａとの間に空間ができてしまうことと、スクリュ５２ａへの供給面積も角型に比べて短くなるため、スクリュ５２ａへの充填性能という面では角型に劣ってしまう。

また、角型、半球型を問わず横型アジテータを有する粉粒体供給装置では、攪拌部５４ｂ、９３により粉粒体を上下方向に攪拌して、粉粒体の上下動が発生するため、計量しながら排出量を制御している場合には、重量値に変動が出やすく、特に少流量運転時には重量値変動の影響を大きく受け、制御状態を自分で乱してしまうことがあり、供給精度が低下する短所がある。

図２５はテーブル方式の粉粒体供給装置を示す斜視図である。この種の粉粒体供給装置では、シュート７１の底面部７１ａが円形のテーブルとなっており、上記したように、シュート７１の底面部７１ａから上方に突出する軸心部７１ｄを中心に回転する縦型アジテータと称される攪拌部７２により、粉粒体を周方向に攪拌する構造である。また、図２５における７１ｂは、シュート７１から排出部へ粉粒体を送り出すためのシュート出口である。この種のいわゆるテーブル方式の粉粒体供給装置では、シュート７１の底面部７１ａの大きさを比較的大きくできるため、ホッパ（図示せず）の底面積を大きくすることができる。また、縦型アジテータからなる攪拌部７２を装備することが可能であるので、ブリッジ防止性能に優れている。シュート７１とホッパとの接合部はもちろん円形となり、図２１に示すクランプバンド５６と同様なクランプバンドを使用できる。

しかし、ペレット等の攪拌の必要がない粒体材料の場合でも簡易な攪拌部（アジテータ）７２を装着しないと、平坦なテーブルからなる底面部７１ａに材料が積もって残量が非常に多くなってしまう短所がある。粉体材料の場合でも、攪拌部７２と底面部７１ａの面との間の隙間および攪拌部７２の羽根の上に材料が堆積して残ってしまう。また、底面部（テーブル面）７１ａの直下にスクリュ７５を配置しようとすると、スクリュ７５を、攪拌部７２を回転駆動させる駆動軸部分を避けて左右どちらかに偏った位置に配置することとなるため、スクリュ７５への供給面積も限られ、かつ攪拌部７２はスクリュの上を舐めるように通過するのみなので、スクリュ７５への充填性能が低くなる。

なお、底面部（テーブル面）７１ａより更に下部に別の部屋を設けることで、スクリュ７５をセンターに配置することが可能となり、その周囲に攪拌部（横型のアジテータ）７３を設けることでスクリュ７５への充填性能を高めることができるが、その反面、スクリュ７５より下に大量の残量が残ってしまう。

図２２、図２３（ａ）、（ｂ）は、フレキシブルシュート８１の上方に直筒形状（詳しくは直筒の角型状）のホッパ８２を装備した粉粒体供給装置８０を示す斜視図および側面断面図である。柔軟性を有するフレキシブルシュート８１の外側からパドル８３でシュート側面を変形させて内部の粉粒体を動かすことでブリッジを防止している。直筒形状のホッパ８２を用いた場合は、炭酸カルシウムやタルクのような流動性が中程度の粉粒体であれば、ブリッジが発生する可能性は非常に低い。直筒形状のホッパ８２は、製造コストの面でも円錐形状や角錐形状のホッパよりも製作が容易であるので、製造コストが低減できる利点もある。また、フレキシブルシュート方式は、粉粒体の中で回転物である攪拌部を回す場合と比較して抵抗が小さいため、攪拌部を駆動させるモータの容量を小さくできる利点もあり、この点においてもコスト面において非常に有利である。また、抵抗が小さいためフレキシブルシュート８１を大型化することができ、それによってホッパ８２としても大容量のものを比較的容易に確保できる利点もある。

しかしながら、このようにフレキシブルシュート８１を用いた粉粒体供給装置８０では、フレキシブルシュート８１が樹脂製などの弾性体である消耗品であるので、数年（例えば２年）に１回程度の交換が必要で、交換の度にフレキシブルシュート８１のランニングコストが発生する。また、パドル８３を当接させる箇所は平面であることが望ましいので、フレキシブルシュート８１およびホッパ８２が角型となるが、ホッパ８２が角型のため、ホッパ８２の角部に材料の付着が発生し、そこが起点となってブリッジが発生することがある。つまり、ホッパ８２が丸型であるものと比較して、ブリッジ防止性能が若干低下する。また、パドル８３による攪拌ではスクリュ８４へ材料を押し込む力は発生しないため、スクリュ８４への材料の入り込みは材料の自重による落下に頼るしかない。よって、スクリュ８４への充填性能は、内部を攪拌するものと比較して、低くなる。また、パドル８３の揺動によりフレキシブルシュート８１自体を揺さぶってしまう構造であるので、重量値のふらつきが発生しやすく、計量しながら排出量を制御している場合には、供給精度悪化の原因となる。

特開平９−２１６６８８号公報

上記したように、従来の粉粒体供給装置では、何れの形式のものでも、長所と短所とを合わせ持っており、良好なブリッジやラットホールの発生防止機能と、スクリュへの供給面積が十分で排出部の充満率を良好に安定させる機能と、残量を少なく抑える機能などの各機能全てを良好に満たすものは無かった。また、フレキシブルシュート８１などの定期的な消耗品を必要としたり、シュート内の特定の領域に大量の粉粒体が残ってしまったりするものもあった。

本発明は上記課題を解決するもので、良好なブリッジやラットホールの発生防止機能と、排出部の充満率を良好に安定させる機能との、両機能を良好に満たし、また、フレキシブルシュートなどの消耗品を必要としたり、シュート内の特定の領域に大量の粉粒体が残ってしまったりすることのない粉粒体供給装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の粉粒体供給装置は、粉粒体が投入されるホッパと、粉粒体を排出する排出部と、ホッパから降下してきた粉粒体を前記排出部に導くシュートと、前記シュートの内部における下部から斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部を中心として攪拌部材が回転する攪拌部と、を備え、前記シュートに、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する傾斜面と、この傾斜面の外周から円錐状に広がる円錐壁部と、この円錐壁部と前記ホッパとを接続して、前記ホッパ内の粉粒体を前記シュートの円錐壁部側に案内する側壁部とが形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、攪拌部材がシュートの内部における下部から斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部を中心として回転するので、攪拌部の攪拌部材により、粉粒体が斜め方向すなわち、上下方向および周方向の様々な方向に動かされて攪拌される。これにより、シュートやホッパの内部の粉粒体が良好に攪拌され、ブリッジやラットホールの発生を防止できる。また、攪拌部が回転する軌道が排出部に沿うように配置することも可能であるので、排出部への粉粒体の充満率を良好に安定させることが可能である。また、攪拌部の軸心部が傾斜した状態で攪拌部材が回転するので、重量値を測定しながら排出する場合において、攪拌部が上下方向に回転する横型アジテータ方式などのものに比べて、攪拌される粉粒体の上下動が少なくなって、重量値のふらつきを抑えることが可能となる。なお、前記排出部にはスクリュが配設されていることが好ましい。

また、本発明の粉粒体供給装置は、前記攪拌部の軸心部が、平面視して、シュート内部の中心部に向けて突出するように配設されていることを特徴とする。この構成により、シュート内部の全体の粉粒体を良好に攪拌することができる。

また、本発明の粉粒体供給装置は、前記シュートに、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する傾斜面が形成され、この傾斜面から前記軸心部が突出されていることが好適である。この構成により、比較的簡単な構成で、シュートおよび攪拌部を配設できる。また、前記攪拌部の軸心部を前記傾斜面に直交する状態で突出させることで、シュートの傾斜面と軸心部とのシール構造も比較的簡単に構成することができる。これにより、製造コストの増加を最小限に抑えることができる。

また、前記シュートの傾斜面を円形に形成することが好ましく、この構成により、シュートの傾斜面と側壁部との接続箇所近傍の粉粒体を殆ど残すことなく良好に攪拌することができる。また、前記ホッパを、楕円形で上下方向に同じ横断面形状、すなわち楕円形の直筒形状に形成することで、ホッパ内でのブリッジの発生を最小限に抑えることができ、縦型のアジテータなどを備えなくても済む。

また、本発明の粉粒体供給装置は、排出部に設けられたスクリュのケーシングの内部空間とシュートの底部空間とが直線状に接続され、この接続部の直上箇所を攪拌部に設けられた攪拌部材が通過するよう配設されていることを特徴とする。この構成により、シュートの底部とスクリュケーシングとの接続部が直線状になって、スクリュへの供給口の寸法を長く取れ、かつ、攪拌部材がスクリュへの供給口全域の直上箇所を、粉粒体を押し込みながら通過する構造となる。これによって、スクリュケーシング内の粉粒体の充填性能が高くなり、高い充満率を安定して維持できる。

また、本発明の粉粒体供給装置は、１つのモータの駆動力を、排出部に設けたスクリュおよび攪拌部に伝達する駆動力伝達機構を設けて、この駆動力伝達機構を介して排出部および攪拌部を駆動させるよう構成したことを特徴とする。これにより、スクリュと攪拌部とを別個のモータを用いた場合と比較して、モータ数を減少できるため、製造コストを低減できる。

前記シュートの側壁部を、平面視楕円形で、上下方向に同じ横断面形状に形成してもよい。この構成によれば、前記シュートの側壁部を、比較的簡単な形状に形成することができる。

前記シュートの側壁部を、上方側よりも下方側が大きい横断面形状に形成してもよい。この構成によれば、ホッパからシュートに導入された粉粒体が圧縮され難くなって、シュートの側壁部に当接する圧力が減少するとともに、側壁部に付着した粉粒体が自重によって側壁部から剥がれ落ち易くなるので、粉粒体がシュートの側壁部に付着してブリッジが発生することを確実に防止できる。

また、この場合に、前記シュートの側壁部の上端部を、平面視円形に形成したり、前記ホッパを、円形で上下方向に同じ横断面形状に形成したりしてもよい。この構成によれば、ホッパを円形にできるため、楕円形のホッパを用いる場合よりも、ホッパを簡単に形成できるとともに、ホッパとシュートとの接続構造や、ホッパを他の部材に接続する場合の接続構造も簡単に構成できる。

本発明によれば、攪拌部の攪拌部材がシュートの内部における下部から斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部を中心として回転するよう配設し、前記シュートに、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する傾斜面と、この傾斜面の外周から円錐状に広がる円錐壁部と、この円錐壁部と前記ホッパとを接続して、前記ホッパ内の粉粒体を前記シュートの円錐壁部側に案内する側壁部とを形成することにより、ブリッジやラットホールの発生を防止できる。また、排出部への粉粒体の充満率を良好に安定させることが可能であり、重量値を測定しながら排出する場合においても、重量値のふらつきを抑えることが可能となり、良好な供給精度を得ることができる。また、フレキシブルシュートなどの消耗品を必要としなくても済むため、維持費が少なくてすむ。さらに、軸心部が斜め上方に向けて突出しているので、シュートの底部を攪拌する攪拌翼などの攪拌部材を軸心部の根元側で良好に支持することができる。

また、前記シュートに、斜め上方に臨む傾斜面を形成し、この傾斜面から前記軸心部を突出させることで、比較的簡単な構成で、シュートおよび攪拌部を配設できるとともに、シュートの傾斜面と軸心部とのシール構造も比較的簡単に構成することができ、製造コストを少なめに抑えることができる。

また、前記シュートの傾斜面を円形に形成することで、シュートの傾斜面と側壁部との接続箇所近傍の粉粒体を殆ど残すことなく良好に攪拌することができる。また、前記ホッパを、楕円形で上下方向に同じ横断面形状に形成することで、ホッパ内でのブリッジの発生を最小限に抑えることができるとともに、縦型のアジテータなどを備えなくても済む。

また、排出部に設けられたスクリュのケーシングの内部空間とシュートの底部空間とを直線状に接続し、この接続部の直上箇所を攪拌部に設けられた攪拌部材が通過するよう配設することにより、スクリュケーシング内の粉粒体の充填性能が高くなり、高い充満率を安定して維持できる。これにより、排出能力の安定性や供給精度を高い状態に向上させることができる。

また、前記シュートの側壁部を、上方側よりも下方側が大きい横断面形状に形成することにより、粉粒体が前記シュートの側壁部に付着することを良好に防止することができて、ブリッジが発生することを確実に防止することができる。したがって、粉粒体供給装置から粉粒体を安定して排出することができて、粉粒体供給装置としての供給精度および信頼性が向上する。

また、この場合に、前記シュートの側壁部の上端部を、平面視円形に形成し、前記ホッパを、円形で上下方向に同じ横断面形状に形成してもよい。この構成によれば、ホッパを円形にできるため、楕円形のホッパを用いる場合よりも、ホッパを簡単に形成できるとともに、ホッパとシュートとの接続構造や、ホッパを他の部材に接続する場合の接続構造も簡単に構成できて、ひいては製造コストを低減化することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る粉粒体供給装置の正面図である。 同粉粒体供給装置の部分切欠縦断側面図である。 同粉粒体供給装置の平面図である。 同粉粒体供給装置を斜め前方から見た斜視図である。 同粉粒体供給装置を斜め後方から見た斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る粉粒体供給装置の正面図である。 同粉粒体供給装置の部分切欠縦断面側面図である。 同粉粒体供給装置の平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る粉粒体供給装置の部分切欠縦断面側面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る粉粒体供給装置の正面図である。 同粉粒体供給装置の部分切欠縦断面側面図である。 ２軸式スクリュなどの斜視図である。 本発明の第５の実施の形態に係る粉粒体供給装置の部分切欠縦断面側面図である。 本発明の第６の実施の形態に係る粉粒体供給装置の正面図である。 同粉粒体供給装置の部分切欠縦断面側面図である。 同粉粒体供給装置の平面図である。 同粉粒体供給装置を斜め前方から見た斜視図である。 同粉粒体供給装置を斜め後方から見た斜視図である。 本発明の第７の実施の形態に係る粉粒体供給装置の部分切欠側面図である。 円筒の直筒形状のホッパおよび横型のアジテータ（攪拌部）を備えた、従来の粉粒体供給装置の斜視図である。 同従来の粉粒体供給装置の分解斜視図である。 角筒の直筒形状のホッパおよびフレキシブルシュートを備えた、他の従来の粉粒体供給装置の分解斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ同他の従来の粉粒体供給装置の縦断面図である。 上方ほど横断面形状が広がる傾斜形状のホッパおよび縦型のアジテータ（攪拌部）を備えた、従来のホッパ用攪拌器の縦断面図である。 従来のテーブル方式の粉粒体供給装置の要部分解斜視図である。 角筒形状のホッパおよび横型のアジテータ（攪拌部）を備えた、従来の粉粒体供給装置の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る粉粒体供給装置を、図面に基づき説明する。なお、ここで示す実施の形態はあくまでも一例であって、必ずしもこれらの実施の形態に限定されるものではない。なお、以下の説明では、排出部において粉粒体が送られる方向を前方と称することとする。

図１〜図５に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る粉粒体供給装置は、粉粒体が投入されるホッパ１と、粉粒体を排出する排出部２と、ホッパ１から降下してきた粉粒体を排出部２に導くシュート３と、シュート３の内部における下部から斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部４ａを中心として攪拌部材４ｂが回転する攪拌部４と、これらを載せる計量部５と、図示しない制御部などを備えている。なお、図示しないが、ホッパ１の上面部には、蓋体が載せられ、必要に応じて、粉体供給管路などが接続されたりする。

ホッパ１およびシュート３の上部（シュート３の側壁部３ｃ）は、平面視して楕円形で上下方向に同じ横断面形状、すなわち直筒型の楕円形状とされている。また特に、シュート３の下部後面側には、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する（つまり、下方ほど前方に寄るように傾斜する）傾斜面３ａが形成されている。攪拌部４は、軸心部４ａを中心に攪拌翼からなる攪拌部材４ｂが回転する構成とされ、この実施の形態では、攪拌部４の軸心部４ａが、傾斜面３ａから、この傾斜面３ａに直交するとともに、平面視して、シュート３の内部の中心部に向けて突出するように配設されている。

シュート３の傾斜面３ａは円形に形成され、また、この実施の形態では、攪拌部４の攪拌部材４ｂは、軸心部４ａの基部側箇所と先端側箇所との２箇所から、それぞれ傾斜面３ａの直径方向に沿って延び、さらに径方向に延びた先端部からシュート３の円錐壁部３ｂや側壁部３ｃに沿うように傾斜して広がった形状で配設されている。なお、この実施の形態では、２つの攪拌部４の攪拌部材４ｂは、軸心部４ａに直交する方向に見て、互いに直交して９０度ずつ異なる角度で広がるように配設されているが、これに限るものではない。

シュート３の円錐壁部３ｂは、傾斜面３ａより前方並びに左右および上方に円錐台形状に広がる形状とされ、攪拌部４の攪拌部材４ｂの先端寄り部分がシュート３の円錐壁部３ｂの内面に沿うように回転される。また、攪拌部４の攪拌部材４ｂの基端寄り部分がシュート３の傾斜面３ａの内面に沿うように回転される。そして、シュート３の円錐壁部３ｂの外周縁に対応する形状で、シュート３の側壁部３ｃの下端縁が接続され、シュート３の側壁部３ｃが、前記下端縁の形状を保った平面視楕円形状で上方に真直ぐ延びるように形成されている。さらに、ホッパ１が、シュート３の側壁部３ｃと平面視して同形状で、上方に延びるように形成されている。なお、図示していないが、シュート３の上端縁とホッパ１の下端縁とは、クランプバンド７で接合自在とされており、シュート３の上端縁とホッパ１の下端縁との間にはパッキン８が配設されている。

排出部２は、縦断面が略円筒形状または横方向に長いめがね形状で、前後方向に延びる排出筒２ａおよびスクリュケーシング２ｅの内部に、１軸または２軸のスクリュ２ｂ（図１〜図６においてはスクリュ２ｂが１軸式の場合を示す）が回転自在に配設されている。そして、シュート３の円錐壁部３ｂにおける前後に延びる部分と、スクリュケーシング２ｅの上縁部とが直線状に接続されて開口され、この開口部（供給口とも称す）から粉粒体がスクリュケーシング２ｅの内部に充填されるように構成されている。なお、排出筒２ａの先端部には下方に開口部が形成された排出出口筒２ｃが接続されており、スクリュ２ｂで排出出口筒２ｃ内に送り出された粉粒体が排出出口筒２ｃから下方（外部）に排出されるよう構成されている。

また、この実施の形態では、１つの電動のモータ６がシュート３の斜め後方箇所に配設されており、モータ６の駆動軸の先端にウォームギヤ６ａが取り付けられている。また、攪拌部４の軸心部４ａがシュート３の傾斜面３ａの外面から斜め下方に突出され、この下方への突出部分の端部に攪拌部用ギヤ４ｃが取り付けられている。さらに、スクリュ２ｂの軸部後端がスクリュケーシング２ｅの後端部よりも後方に突出され、この突出部分に、排出用ギヤ２ｄが取り付けられている。そして、モータ６の駆動軸の先端に取り付けられたウォームギヤ６ａに、攪拌部用ギヤ４ｃと排出用ギヤ２ｄとが噛み合わされている。これにより、モータ６が駆動されることで、攪拌部用ギヤ４ｃや排出用ギヤ２ｄなどを介して、攪拌部４の攪拌部材４ｂおよび排出部２のスクリュ２ｂが回転されるよう構成されている。すなわち、この実施の形態では、モータ６に取り付けられたウォームギヤ６ａやこのウォームギヤ６ａに噛み合う攪拌部用ギヤ４ｃや排出用ギヤ２ｄにより、１つのモータ６の駆動力をスクリュ２ｂおよび攪拌部４の攪拌部材４ｂに伝達する駆動力伝達機構が構成されている。そして、この駆動力伝達機構を介して排出部２のスクリュ２ｂおよび攪拌部４を駆動させるよう構成している。

また、以上の構成要素、すなわち、ホッパ１、シュート３、攪拌部４および排出部２が、計量部５上に載せられ、これらの構成要素と粉粒体とを合わせた重量が計量部５によって測定される。そして、図示しない制御部によって時間当たりの排出重量（すなわち排出量）が一定となるよう、または１回に排出される重量が一定となるようにスクリュ２ｂの回転速度が制御されるよう構成されている。

上記構成において、モータ６が駆動されると、攪拌部４の攪拌部材４ｂが回転され、シュート３の内部およびホッパ１の内部における下方寄り部分の粉粒体が攪拌される。そして、シュート３の下部からスクリュケーシング２ｅ内に粉粒体が導入されて、スクリュ２ｂにより排出筒２ａ内を送られて排出出口筒２ｃから粉粒体が排出される。

この場合に、攪拌部４の攪拌部材４ｂは軸心部４ａを中心に回転されるが、軸心部４ａが、シュート３の内部における下部から斜め上方に向けて傾斜した突出状態で配設されているので、いわゆる横型アジテータ方式の長所とテーブル方式の長所とを併せ持ったような利点を得ることができる。

つまり、まず、攪拌部４の軸心部４ａが傾斜姿勢で配設されているので、攪拌部材４ｂによって粉粒体が上下方向と周方向との様々な方向に動かされて良好に攪拌される。また、ホッパ１が、上下方向に対して同じ断面形状、すなわち直筒形状とされている。これらにより、シュート３やホッパ１におけるブリッジやラットホールの発生を極めて良好に防止できる。したがって、粉粒体が、ペレットやガラス繊維材などの流動性がよいものである場合はもちろん、炭酸カルシウムやタルクなどの流動性が中程度のものである場合も、ブリッジやラットホールを防止でき、さらには、酸化チタンなどの、付着性や圧縮度が高くなりやすく、流動性が悪い材料に対してもブリッジやラットホールが発生することを良好に防止できる。また、縦型のアジテータなども不要であるので、清掃性が良好で、かつ製造コストの増加を抑えることができながら、高いブリッジ等の防止機能を得ることができ、殆どの種類の粉粒体に対して良好に適用できる。

また、シュート３と排出部２との接続部、具体的には、シュート３の底部とスクリュケーシング２ｅとの接続部（供給口）が直線状になって、スクリュ２ｂへの供給口の寸法を長く取れ、かつ、攪拌部材４ｂがスクリュ２ｂへの供給口全域の直上箇所を、粉粒体を押し込みながら通過する構造である。このような構造であるので、スクリュケーシング２ｅ内の粉粒体の充填性能が高くなり、高い充満率を安定して維持できる。この結果、排出能力の安定性や供給精度を高い状態に向上させることができる。

さらに、上記構成によれば、攪拌部が横型アジテータ方式である場合と比較して、攪拌される粉粒体の上下動が少ないため、重量値のふらつきを抑えることが可能となり、重量値が安定する。この結果、重量値を測定しながら制御する粉粒体供給装置における制御状態が安定し、良好な供給精度を得られる。したがって、微小量を供給する粉粒体供給装置としても最適な状態で用いることができる。

また、本粉粒体供給装置は、底部に近い面から軸心部を突出させ、この軸心部を中心に回転する回転翼を有する点では、図２０に示すようなテーブル方式の粉粒体供給装置に近い構成要素がある。しかしながら、本粉粒体供給装置は、テーブル方式の粉粒体供給装置とは異なり、回転する攪拌部材４ｂによってシュート３の傾斜面３ａと円錐壁部３ｂのほぼ全域の粉粒体を掻き落とすことができ、シュート３の円錐壁部３ｂにスクリュケーシング２ｅ内の空間が直接接続されているので、シュート３の円錐壁部３ｂの内面に残る粉粒体の量は極めて少ない。また、攪拌部材４ｂの上などに粉粒体が積もった場合でも、この攪拌部材４ｂは傾斜して回転するため、この積もった粉粒体が崩れて落ち易く、一部の粉粒体が残ったままとなることがない。

また、シュート３は、傾斜面３ａと円錐台形状の円錐壁部３ｂと楕円筒形状の側壁部３ｃとで構成されているので、金型を用いなくても、製缶（溶接構造品とも呼ばれる）での製作が可能である。なお、シュート３を、金型を用いて製造することももちろん可能であり、この場合には、多量に製造することで、シュート３の１つ当たりの製造コストを低減することが可能となる。

また、図２に示すように、シュート３は、側面視して、下側後部が斜めに傾斜して削除されたような形状であるので、スクリュ２ｂの全長を抑えることができる。これによりスクリュ２ｂの先端部を必ずしも支持しなくても済み、軸受をなくして製造コストの低減を図ることも可能である。また、スクリュ２ｂとしてより細いものを使用することもでき、この点についても、微小量を供給する粉粒体供給装置として用いる場合に最適である。

また、テーブル方式の粉粒体供給装置に近い構成部分がありながら、図１に示すように、正面視してスクリュ２ｂを粉粒体供給装置の中心に配置することができる。これにより、粉粒体のホッパ１への投入口と排出口とが同一直線上に位置するため、使用者にとって粉粒体供給装置の設置計画を容易に立て易くなり、利便性が向上する。

また、さらに、軸心部４ａがシュート３の底部に近い傾斜面３ａから斜め上方に向けて突出しているので、攪拌部材４ｂを軸心部４ａの根元側で良好に支持して、安定して回転することができる。つまり、軸心部を上方からシュート３の底部側に突出させ、先端側に攪拌翼を固定することも考えられるが、この場合には、軸心部の先端側に攪拌翼を取り付けることとなるので、回転時に軸心部の先端部がふらついて攪拌翼の回転が不安定になるおそれがある。これに対して、本実施の形態では、特にシュート３の底部に近い箇所を攪拌する攪拌部材４ｂを軸心部４ａの根元側で良好に支持できるため、攪拌部材４ｂの回転を安定して行える。

また、攪拌部４の軸心部４ａを傾斜面３ａに直交する状態で突出させることで、シュート３の傾斜面３ａと攪拌部４の軸心部４ａとのシール構造も比較的簡単に構成することができる。これによっても、製造コストを安価に抑えることができる。

なお、上記実施の形態においては、側面視してシュート３における傾斜面３ａが水平線やスクリュ２ｂの搬送ラインに対して４５度で傾斜し、この傾斜面３ａに対して直交する状態で軸心部４ａが突出している場合を述べた。この場合には、攪拌部材４ｂにより、粉粒体を上下方向および周方向に特に良好に攪拌できる利点がある。しかし、傾斜面３ａの傾斜角度は４５度に限るものではなく、図６〜図８に示すように、水平線に対して６０度など軸心部４ａが、４５度の場合と比較して上方向きとなるように配置したり、図示しないが、水平線に対して３０度など軸心部４ａが４５度の場合と比較して下向きとなるように配置したりしてもよい（本発明の第２の実施の形態に係る粉粒体供給装置）。

また、上記の実施の形態においては、シュート３の下後部に比較的大きな傾斜面３ａを形成した場合を述べたが、これに限るものではなく、図９に示すように、シュート３の下後部に設けたほぼ角部となる箇所から、斜め上方に向けて突出するような軸心部４ａを設けて、この軸心部４ａを中心に回転翼４ｂが、シュートの円錐壁部３ｂに沿って回転するよう構成してもよい（本発明の第３の実施の形態に係る粉粒体供給装置）。

また、上記の実施の形態においては、攪拌部４の攪拌部材４ｂは、軸心部４ａの根元側箇所と先端側箇所との２箇所から広がった形状で配設されている場合を述べたが、これに限るものではない。つまり、図９に示すように、軸心部４ａの一箇所から両側方に延びるように形成したり、図１０、図１１に示すように、軸心部４ａをより上方まで突出させて、３箇所（またはそれ以上）の箇所に攪拌部材４ｂを設けたりしてもよい。また、上記の実施の形態では攪拌部材４ｂが直径方向に延びる場合を図示したが、これに限るものではなく、周方向に対して適当間隔ごとに複数方向（３方向以上の方向）に延びるように配設してもよい（本発明の第４の実施の形態に係る粉粒体供給装置）。

さらに、上記実施の形態の各図ではスクリュ２ｂが１軸の場合を示したが、上記したように、必要に応じて、図１２に示すような、２軸のスクリュ２ｂを配設してもよい。
また、上記実施の形態では、１つのモータ６の駆動力を、排出部２に設けたスクリュ２ｂおよび攪拌部４に伝達するウォームギヤ６ａ、攪拌部用ギヤ４ｃ、排出用ギヤ２ｄによる駆動力伝達機構を設けて、この駆動力伝達機構を介して排出部２のスクリュ２ｂおよび攪拌部４を駆動させるよう構成した。この構成により、モータ数を１つのみで済ますことができるため、製造コストを低減できる利点がある。

しかしながら、これに限るものではなく、図１３に示すように、排出部２のスクリュ２ｂを回転させるモータ１１と、攪拌部４を回転させるモータ１２とを個別に設けてもよい（本発明の第５の実施の形態に係る粉粒体供給装置）。この場合には、モータ１１、１２の数が多くなるので、製造コストが増加する短所があるが、排出部２のスクリュ２ｂと攪拌部４とを別のタイミングで駆動できたり、別個に調節した回転速度で制御できたりするなどの利点を有する。

また、上記実施の形態では、何れも、シュート３の側壁部３ｃが、平面視楕円形で、上下方向に同じ横断面形状に形成されている場合を述べたが、これに限るものではない。図１４〜図１８は本発明の第６の実施の形態に係る粉粒体供給装置を示すものである。これらの図に示すように、この粉粒体供給装置では、シュート３の側壁部３ｃが、上方側よりも下方側が大きい横断面形状に形成されている。また、この粉粒体供給装置では、図１４などに示すように、正面視してシュート３における左の側壁面３ｃと右の側壁面３ｃとは下方側が広がっているが、図１５に示すように、側面視して、前端の側壁面３ｃと後端の側壁面３ｃとは上下方向には真直ぐに形成され、これらの側壁面３ｃが周方向および上下方向になだらかにつながる形状に形成されている。また、この実施の形態では、シュート３の側壁部３ｃの上端部が、平面視円形（真円形）に形成され、ホッパ１が、シュート３の側壁部３ｃの上端部と同じ大きさの円形（真円形）で上下方向に同じ横断面形状に形成されている。

この構成によれば、シュート３の側壁部３ｃが、上方側よりも下方側が大きい横断面形状に形成されているので、ホッパ１からシュート３に導入された粉粒体が圧縮され難くなって、シュート３の側壁部３ｃに当接する圧力が減少するとともに、側壁部３ｃに付着した粉粒体が自重によって側壁部３ｃから剥がれ落ち易くなる。これにより、粉粒体がシュート３の側壁部３ｃに付着することを良好に防止することができる。また、ホッパ１やシュート３の上端部が平面視円形であるので、平面視楕円形の場合と比べても、湾曲度合いが局部的に大きくなる部分がなくなって均一であるので、これによっても、粉粒体がシュート３の側壁部３ｃに付着することを良好に防止することができる。これにより、シュート３内でブリッジが発生することをより確実に防止することができて、粉粒体供給装置により排出する粉粒体の重量が安定し、シュート３の下方の排出部２のスクリュ２ｂへの充填率も安定し、粉粒体供給装置としての供給精度および信頼性が向上する。

また、上記構成によれば、ホッパ１やシュート３の上端部が平面視円形であるので、楕円形のホッパ１を用いる場合よりも、ホッパ１を簡単に形成できるとともに、ホッパ１とシュート３との接続構造や、ホッパを他の部材に接続する場合の接続構造も簡単に構成でき、ひいては製造コストを低減化することができる。

また、上記の実施の形態では、粉粒体供給装置が、排出部２にスクリュ２ｂが配設されたスクリュフィーダである場合を述べたが、これに限るものではなく、排出部２が、図１９に示すようなベルト式のフィーダ１３を備えたフィーダ装置である場合にも適用可能であり（本発明の第７の実施の形態に係る粉粒体供給装置）、さらには、排出部に開閉式の弁が設けられた粉粒体供給装置にも適用可能である。

１ ホッパ
２ 排出部
２ａ 排出筒
２ｂ スクリュ
２ｃ 排出出口筒
２ｄ 排出用ギヤ
２ｅ スクリュケーシング
３ シュート
３ａ 傾斜面
３ｂ 円錐壁部
３ｃ 側壁部
４ 攪拌部
４ａ 軸心部
４ｂ 攪拌部材（攪拌翼）
４ｃ 攪拌部用ギヤ
５ 計量部
６ モータ
６ａ ウォームギヤ

Claims (13)

1. 粉粒体が投入されるホッパと、
   粉粒体を排出する排出部と、
   ホッパから降下してきた粉粒体を前記排出部に導くシュートと、
   前記シュートの内部における下部から斜め上方に向けて傾斜した状態で突出する軸心部を中心として攪拌部材が回転する攪拌部と、
   を備え、
   前記シュートに、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する傾斜面と、この傾斜面の外周から円錐状に広がる円錐壁部と、この円錐壁部と前記ホッパとを接続して、前記ホッパ内の粉粒体を前記シュートの円錐壁部側に案内する側壁部とが形成されていることを特徴とする粉粒体供給装置。
2. 前記攪拌部の軸心部が、平面視して、シュート内部の中心部に向けて突出するように配設されていることを特徴とする請求項１記載の粉粒体供給装置。
3. 前記排出部にはスクリュが配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の粉粒体供給装置。
4. 前記シュートに、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する傾斜面が形成され、この傾斜面から前記軸心部が突出されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の粉粒体供給装置。
5. 前記攪拌部の軸心部が前記傾斜面に直交する状態で突出されていることを特徴とする請求項４に記載の粉粒体供給装置。
6. 前記シュートの傾斜面が円形に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の粉粒体供給装置。
7. 前記ホッパが、楕円形で上下方向に同じ横断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の粉粒体供給装置。
8. 排出部に設けられたスクリュのケーシングの内部空間とシュートの底部空間とが直線状に接続され、この接続部の直上箇所を攪拌部に設けられた攪拌部材が通過するよう配設されていることを特徴とする請求項３に記載の粉粒体供給装置。
9. １つのモータの駆動力を、排出部に設けたスクリュおよび攪拌部に伝達する駆動力伝達機構を設けて、この駆動力伝達機構を介して排出部および攪拌部を駆動させるよう構成したことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の粉粒体供給装置。
10. 前記シュートの側壁部が、平面視楕円形で、上下方向に同じ横断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体供給装置。
11. 前記シュートの側壁部が、上方側よりも下方側が大きい横断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の粉粒体供給装置。
12. 前記シュートの側壁部の上端部が、平面視円形に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の粉粒体供給装置。
13. 前記ホッパが、円形で上下方向に同じ横断面形状に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の粉粒体供給装置。

Images