JP7182767B2 - 粉体供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体を連続的に吐出して定量供給するための粉体供給装置に関する。

従来より、漏斗状のホッパーに投入された粉体を、重力を利用して下方に吐出させて供給する粉体供給装置が知られている。この種の粉体供給装置では、粉体が存在する空間の雰囲気の水分によって粉体が固化してしまった場合等には、いわゆるラットホール、ブリッジといった状態が生じ、粉体の供給が滞ってしまうおそれがあった。

そこで、この種の粉体供給装置には、通常、撹拌機構が設けられ、投入された粉体を撹拌することによって、粉体の固化を防止し、供給量の安定化が図られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１５－１８９４７１号公報

特許文献１に記載の粉体供給装置の撹拌機構では、ホッパーの吐出口の内部に挿入された回転軸をモータによって回転させて、その回転軸に取り付けられている回転羽によって粉体を撹拌している。

しかし、特許文献１に記載の撹拌機構は、周面に小型の回転羽を設けた回転軸を回転させるため、ホッパーに対する回転軸の位置が適切でなかった場合や、粉体が固化していた場合等には、回転羽と吐出口の内周面との間に粉体が詰まってしまい、十分な撹拌性能を発揮できず、粉体を安定供給することができないことがある。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でありながら、十分な撹拌性能を発揮して粉体を安定供給することができる粉体供給装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の粉体供給装置は、以下の特徴を有している。

[１] 逆円錐形状の容器である粉体投入部と、粉体投入部の下方に設けられた筒状の吐出部とを有するホッパーを備え、ホッパーに投入された粉体を吐出部から連続的に吐出して供給する粉体供給装置であって、
ホッパーを微振動させるための振動機構と、ホッパーの内部に配置され、ホッパーに投入された粉体を撹拌する撹拌部材とを備え、
撹拌部材は、ホッパーの吐出部に粉体投入部側から挿入されている棒状の挿入部と、挿入部に対して所定の角度θ１を有し、粉体投入部の内周面上まで延設された棒状の撹拌部とを有し、
撹拌部材の挿入部と撹拌部とがなす角度θ１は、ホッパーの吐出部の内周面と粉体投入部の内周面とがなす角度θ２とは異なっている粉体供給装置。

[２] 逆円錐形状の容器である粉体投入部と、粉体投入部の下方に設けられた筒状の吐出部とを有するホッパーを備え、ホッパーに投入された粉体を吐出部から連続的に吐出して供給する粉体供給装置であって、
ホッパーを微振動させるための振動機構と、ホッパーの内部に配置され、ホッパーに投入された粉体を撹拌する撹拌部材とを備え、
撹拌部材は、ホッパーの吐出部に粉体投入部側から挿入されている棒状の挿入部と、挿入部に対して所定の角度θ１を有し、粉体投入部の内周面上まで延設された棒状の撹拌部と、撹拌部から粉体投入部の内周面側に向かって突出している間隔維持部を有している粉体供給装置。

[３] 撹拌部材は、撹拌部の挿入部とは反対側の端部に設けられ、撹拌部よりも重い材料で形成された偏心部を有している[１]または[２]に記載の粉体供給装置。

[４] 撹拌部材の挿入部の下方の先端部は、ホッパーの吐出部の下方から突出している[１]乃至[３]のうちいずれかに記載の粉体供給装置。

本発明の実施の形態に係る粉体供給装置の要部を断面として示した斜視図である。 本発明の実施の形態に係る粉体供給装置の変形例の要部の構造を断面で示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る粉体供給装置について説明する。

図１に示すように、粉体供給装置１は、粉体Ｐが投入されるホッパー１１と、ホッパー１１を把持するとともに、ホッパー１１に微振動を加える振動機構１２と、ホッパー１１の内部に配置されている撹拌部材１３とを備えている。

ホッパー１１は、逆円錐形状の容器である粉体投入部１１ａと、粉体投入部１１ａの下方に位置する先端部に連接された筒状の吐出部１１ｂとを有している。ホッパー１１の粉体投入部１１ａに投入された粉体Ｐは、吐出部１１ｂの下方の開口部から順次吐出されて、容器等に供給される。

振動機構１２は、ホッパー１１の吐出部１１ｂの上端部（すなわち、粉体投入部１１ａの近傍部分）を把持する把持部１２ａと、振動子によって微振動を発生させる駆動源１２ｂと、駆動源１２ｂで発生した振動を把持部１２ａに伝達するためのアーム部１２ｃとを有している。

把持部１２ａは、筒状の部材であり、ホッパー１１の吐出部１１ｂが把持部１２ａに挿入される。
駆動源１２ｂは、内蔵された振動子によって発生した振動を、上下方向の振動としてアーム部１２ｃに伝達する。

アーム部１２ｃは、可撓性の素材で構成された棒状の部材である。アーム部１２ｃは、一端部（すなわち、駆動源１２ｂ側の端部）を上下に微振動させた際には、他端部（すなわち、把持部１２ａ側の端部、ひいては、把持部１２ａに把持されているホッパー１１）が上下に微振動する。また、この他端部は、上下振動だけではなく、一端部を中心としてわずかに回動して、左右方向にも微振動する。

撹拌部材１３は、棒状の挿入部１３ａと、挿入部１３ａに対して所定の角度θ１で連接され、粉体投入部１１ａの内周面に沿って配置された攪拌部１３ｂと、撹拌部１３ｂの先端に設けられた偏心部１３ｃとを有している。撹拌部材１３は、挿入部１３ａを下にして、ホッパー１１の吐出部１１ｂに上方から挿入すると、撹拌部１３ｂ（具体的には、撹拌部１３ｂの先端に設けられた偏心部１３ｃ）がホッパー１１の粉体投入部１１ａの内周面に係止される。すなわち、撹拌部材１３の取り付けは、挿入部１３ａを吐出部１１ｂに挿入するという非常に簡易な工程だけで行うことができる。

挿入部１３ａと撹拌部１３とがなす角度θ１は、ホッパー１１の吐出部１１ｂの内周面と粉体投入部１１ａの内周面とがなす角度θ２とは異なる角度に構成されている。具体的には、角度θ１が角度θ２よりも小さく構成されている。これにより、粉体供給装置１では、ホッパー１１の粉体投入部１１ａの内周面と撹拌部材１３の撹拌部１３ｂの下方側の面との間に、常に所定の間隔が形成される。

撹拌部材１３を取り付けた状態で、ホッパー１１に対し振動機構１２から微振動が伝達されると、撹拌部材１３はホッパー１１に対して固定されていないので、その振動によって撹拌部材１３がホッパー１１の内部で微振動しながら挿入部１３ａを軸として回転移動する（図１における矢印参照）。

このとき、撹拌部材１３の挿入部１３ａはホッパー１１の吐出部１１ｂに挿入されているので、ホッパー１１に対する撹拌部材１３の位置が大きく変化することがない。

撹拌部材１３が移動している際には、ホッパー１１の内周面と撹拌部材１３の撹拌部１３ｂの隙間に粉体Ｐが順次引き込まれる。仮に粉体が固化していた場合には、粉体投入部１１ａの内周面と撹拌部１３ｂの下方側の面との間で、その固化した粉体Ｐが粉砕されることになる。

偏心部１３ｃは、撹拌部１３ｂよりも重い材料で形成されている。偏心部１３ｃを設けることにより、撹拌部材１３の重心がホッパー１１の外周寄りになり、偏心部１３ｃが粉体投入部１１ａの内周面によって支持されるため、ホッパー１１内の撹拌部材１３の姿勢は、ある程度一定の状態で保たれる。これにより、微振動が伝達された撹拌部材１３の挙動は、ある程度安定したものとなっている。なお、撹拌部材１３全体が十分に重く、その姿勢及び挙動が安定している場合には、偏心部１３ｃは省略してもよい。

また、撹拌部材１３の挿入部１３ａの下方の先端部は、ホッパー１１の吐出部１１ｂの下方の先端から突出している。これにより、吐出部１１ｂから吐出された粉体Ｐは、挿入部１３ａによって導かれ、拡散することなく下方に供給される。なお、粉体Ｐの粒径が十分に大きい場合等、拡散の防止をあまり考慮しなくてもよい場合等には、挿入部１３ａの先端部が、吐出部１１ｂの内部に位置していてもよい。

このように、本発明の粉体供給装置の撹拌部材１３は、ホッパー１１の吐出部１１ｂに挿入されている棒状の挿入部１３ａと、挿入部１３ａに対し所定の角度θ１をなして延設された撹拌部１３ｂを有している。そのため、挿入部１３ａを下にしてホッパー１１に挿入することで、撹拌部１３ｂホッパーの粉体投入部の内周面に係止されるため、非常に簡易な取り付け方法となっている。

撹拌部材１３を取り付けた状態で、ホッパー１１に対し振動機構から微振動が伝達されると、撹拌部材１３は、ホッパー１１に対して固定されていないので、微振動によってホッパー１１の内部で移動する。このとき、撹拌部材１３の挿入部１３ａはホッパー１１の吐出部１１ｂに挿入されているので、ホッパー１１に対する撹拌部材１３の位置が大きく変化することがない。その結果、撹拌部材１３は、撹拌部１３ｂを上下に振動させながら、挿入部１３ａを軸として回転するように移動する。

また、この粉体供給装置では、撹拌部材１３の挿入部と撹拌部１３ｂとがなす角度θ１が、ホッパー１１の吐出部１１ｂの内周面と粉体投入部１１ａの内周面とがなす角度θ２とは異なるように構成されているため、ホッパー１１の粉体投入部１１ａの内周面と撹拌部材１３の撹拌部１３ｂの下方側の面との間には、常に所定の間隔が形成される。これにより、撹拌部材１３が移動している際には、その間隔に粉体が順次引き込まれる。また、仮に粉体が固化していた場合には、粉体投入部１１ａの内周面と撹拌部１３ｂの下方側の面との間で、その固化した粉体が粉砕される。

以上説明したように、粉体供給装置１では、簡易な構成でありながら、撹拌部材１３が安定した挙動を行い、また、撹拌部材１３による粉体Ｐの引き込み、粉砕及び吐出が行われるので、十分に、安定した粉体Ｐの撹拌、ひいては、粉体Ｐの供給が実現できる。

なお、上記実施形態においては、ホッパー１１の粉体投入部１１ａの内周面と撹拌部材１３の撹拌部１３ｂの下方側の面との間に所定の間隔を形成するために、撹拌部材１３の挿入部１３ａと撹拌部１３ｂとがなす角度θ１を、ホッパー１１の吐出部１１ｂの内周面と粉体投入部１１ａの内周面とがなす角度θ２よりも小さく形成している。
しかし、本発明はそのような構成に限定されるものではない。例えば、角度θ１を角度θ２よりも大きく構成してもよい。
図２は、本発明の実施の形態に係る粉体供給装置の変形例の要部の構造を断面で示す斜視図である。

この変形例では、撹拌部材１３の撹拌部１３ｂに、撹拌部１３ｂからホッパー１１の粉体投入部１１ａの内周面側に向かって突出する突起１３ｄ（間隔維持部）が設けられている。突起１３ｄを設けることで、ホッパー１１の粉体投入部１１ａの内周面と撹拌部材１３の撹拌部１３ｂの下方側の面との間に所定の間隔を形成している。なお、変形例の場合には、挿入部１３ａと撹拌部１３ｂとがなす角度θ１と、ホッパー１１の吐出部１１ｂの内周面と粉体投入部１１ａの内周面とがなす角度θ２は、同じでもよく、異なっていてもよい。

１ 粉体供給装置
１１ ホッパー
１１ａ 粉体投入部
１１ｂ 吐出部
１２ 振動機構
１３ 撹拌部材
１３ａ 挿入部
１３ｂ 撹拌部
１３ｃ 偏心部
１３ｄ 突起（間隔維持部）
Ｐ 粉体

Claims (4)

1. 逆円錐形状の容器である粉体投入部と、粉体投入部の下方に設けられた筒状の吐出部とを有するホッパーを備え、ホッパーに投入された粉体を吐出部から連続的に吐出して供給する粉体供給装置であって、
   ホッパーを微振動させるための振動機構と、ホッパーの内部に配置され、ホッパーに投入された粉体を撹拌する撹拌部材とを備え、
   撹拌部材は、ホッパーの吐出部に粉体投入部側から挿入されている棒状の挿入部と、
   その下端が挿入部の上端に連接される棒状の撹拌部とを有し、
   撹拌部は、挿入部に対して所定の角度θ１を有し、その上端がホッパーに投入された粉体の粉面より上方まで延設されるとともに粉体投入部の内周面に係止され、
   撹拌部材の挿入部と撹拌部とがなす角度θ１は、ホッパーの吐出部の内周面と粉体投入部の内周面とがなす角度θ２とは異なっている粉体供給装置。
2. 逆円錐形状の容器である粉体投入部と、粉体投入部の下方に設けられた筒状の吐出部とを有するホッパーを備え、ホッパーに投入された粉体を吐出部の下方の開口部から連続的に吐出して供給する粉体供給装置であって、
   ホッパーを微振動させるための振動機構と、ホッパーの内部に配置され、ホッパーに投入された粉体を撹拌する撹拌部材とを備え、
   撹拌部材は、ホッパーの吐出部に粉体投入部側から挿入され、その下端部は自由端であってホッパーの吐出部の下方の開口部から突出している棒状の挿入部と、その下端が挿入部の上端に連接される棒状の撹拌部と、撹拌部の上端から粉体投入部の内周面側に向かって突出している間隔維持部を有し、
   攪拌部は、挿入部に対して所定の角度θ１を有し、その上端がホッパーに投入された粉体の粉面より上方まで延設され、
   間隔維持部は、ホッパーに投入された粉体の粉面より上方において粉体投入部の内周面に係止される粉体供給装置。
3. 逆円錐形状の容器である粉体投入部と、粉体投入部の下方に設けられた筒状の吐出部とを有するホッパーを備え、ホッパーに投入された粉体を吐出部から連続的に吐出して供給する粉体供給装置であって、
   ホッパーを微振動させるための振動機構と、ホッパーの内部に配置され、ホッパーに投入された粉体を撹拌する撹拌部材とを備え、
   撹拌部材は、ホッパーの吐出部に粉体投入部側から挿入されている棒状の挿入部と、挿入部に対して所定の角度θ１を有し、粉体投入部の内周面上まで延設された棒状の撹拌部と、撹拌部の上端部に設けられ、撹拌部よりも重い材料で形成された偏心部とを有し、
   撹拌部材の挿入部と撹拌部とがなす角度θ１は、ホッパーの吐出部の内周面と粉体投入部の内周面とがなす角度θ２とは異なっている粉体供給装置。
4. 撹拌部材の挿入部の下端部は、ホッパーの吐出部の下方から突出している請求項１または３のうちいずれかに記載の粉体供給装置。

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