定量供給装置
【課題】粉粒体を安定供給する。
【解決手段】粉粒体を安定した供給速度で供給するための定量供給装置であって、粉粒体を収容する容器１２と、粉粒体が充満される環状溝１４ｂを上面１４ａに備える回転テーブル１４とを有し、環状溝１４ｂの一部分が容器１２内部に位置しつつ、環状溝１４ｂの残りの部分が容器１２外部に位置するように回転テーブル１４が回転可能に配置されている。回転テーブル１４の環状溝１４ｂが容器１２外部に向かう容器１２の側壁１２ｂの部分において、環状溝１４ｂの移動方向Ｒ１に向かって且つ環状溝１４ｂに向かって延びる、容器１２内の粉粒体をすりきりして環状溝１４ｂ内に充満する傾斜面２４ａを備えるすりきり部材２４をさらに有する。
【解決手段】粉粒体を安定した供給速度で供給するための定量供給装置であって、粉粒体を収容する容器１２と、粉粒体が充満される環状溝１４ｂを上面１４ａに備える回転テーブル１４とを有し、環状溝１４ｂの一部分が容器１２内部に位置しつつ、環状溝１４ｂの残りの部分が容器１２外部に位置するように回転テーブル１４が回転可能に配置されている。回転テーブル１４の環状溝１４ｂが容器１２外部に向かう容器１２の側壁１２ｂの部分において、環状溝１４ｂの移動方向Ｒ１に向かって且つ環状溝１４ｂに向かって延びる、容器１２内の粉粒体をすりきりして環状溝１４ｂ内に充満する傾斜面２４ａを備えるすりきり部材２４をさらに有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体を安定した供給速度（単位時間あたりの供給量）で供給するための定量供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転テーブルに形成された環状凹部内に粉粒体を充満し、環状凹部内の粉粒体をスクレーパによって掻き出す定量供給装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１や２に記載する定量供給装置は、粉粒体が収容された容器と、粉粒体が充満される環状凹部を備えた回転テーブルと、環状凹部内の粉粒体を掻き出すスクレーパとを有する。回転テーブルは、その環状凹部の一部分が容器内部に位置しつつ、残りの部分が容器外部に位置するように回転可能に配置されている。これにより、容器内部の粉粒体は、回転テーブルの環状凹部に充満されて容器外部に搬送される。容器外部に搬送された粉粒体は、スクレーパによって環状凹部から回転テーブル外側に位置するシュートに向かって掻き出される。スクレーパによって環状凹部からシュートに掻き出された粉粒体は、所望の場所に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−８５４３５号公報
【特許文献２】実開昭６３−１８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１や２に記載する定量供給装置の場合、回転テーブル上の容器の側壁により、回転テーブルの環状凹部に粉粒体が充満される。すなわち、粉粒体は、容器の側壁の内側表面によってすりきりされて、環状凹部から溢れ出ることなく、環状凹部に充満される。
【０００６】
このとき、密に集まると塊状になりやすい粉粒体の場合、粉粒体の塊が回転テーブルの環状凹部内の粉粒体の一部を含んで形成され、その塊が容器の側壁の内側表面によってすりきりされると、環状凹部内に粉粒体が存在しない未充満部分が発生することがある。この場合、粉粒体は、少ない状態で、回転テーブルの回転によって容器の外部に搬送される。当然ながら、環状凹部内に粉粒体が完全に充満されていないため、スクレーパの粉粒体の掻き出し量は減少する。その結果、定量供給装置は、一定の供給速度で粉粒体を供給できなくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、密に集まると塊状になりやすい粉粒体であっても、その粉粒体の供給速度を一定に安定させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、粉粒体を安定した供給速度で供給するための定量供給装置であって、粉粒体を収容する容器と、粉粒体が充満される環状溝を上面に備える回転テーブルとを有し、環状溝の一部分が容器内部に位置しつつ、環状溝の残りの部分が容器外部に位置するように回転テーブルが回転可能に配置され、回転テーブルの環状溝が容器外部に向かう容器側壁の部分において、環状溝の移動方向に向かって且つ環状溝に向かって延びる、容器内の粉粒体をすりきりして環状溝内に充満する傾斜面を備えるすりきり部材をさらに有する、定量供給装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、すりきり部材の傾斜面が、容器内部側に凸の湾曲面である、第１の態様に記載の定量供給装置が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、すりきり部材が、環状溝の移動方向と交差する方向に延びる回転中心線を中心として回転するローラであって、ローラの外周面が粉流体をすりきりする、第２の態様に記載の定量供給装置が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、ローラが、外周面が回転テーブルの上面に接触するように配置され、回転テーブルの回転によって回動する、第３の態様に記載の定量供給装置が提供される。
【００１２】
本発明の第５の態様によれば、ローラが、付勢手段によって回転テーブルに向かって付勢されている、第３または第４の態様に記載の定量供給装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、環状溝の移動方向に向かって且つ環状溝に向かって延びる傾斜面を備えるすりきり部材によってすりきりされることにより、容器内部の粉流体は、塊状になりにくく、そして、環状溝内に確実に充満される。その結果、定量供給装置は、一定の供給速度で粉粒体を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置の構成の一部を概略的に示す図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図４】すりきり部材であるローラの役割を説明するための図
【図５】別のすりきり部材を概略的に示す図
【図６】さらに別のすりきり部材を概略的に示す図
【図７】さらに異なるすりきり部材を概略的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る定量供給装置の構成の一部を概略的に示している。図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
定量供給装置１０は、図１に示すように、粉粒体を収容する円筒状容器１２と、粉粒体が充満される環状凹部（環状溝）を備える回転テーブル１４と、環状溝内の粉粒体を掻き出すスクレーパ１６と、スクレーパ１６が掻き出した粉粒体を回収するシュート１８とを有する。
【００１７】
円筒状容器１２は、円筒状の容器であって、その内部に粉粒体を収容する。
【００１８】
回転テーブル１４は、円盤状のテーブルであって、円筒状容器１２の中心線Ｃ１と平行な回転中心線Ｃ２を中心として回転する回転シャフト２０に連結されている。回転テーブル１４の回転中心線Ｃ２は、例えば鉛直方向に延びている。回転シャフト２０は、例えばモータ（図示せず）によってギヤ（図示せず）を介して一定の回転速度で回転駆動される。回転シャフト２０が回転することにより、回転テーブル１４が回転する。
【００１９】
回転テーブル１４はまた、その上面１４ａに、回転中心線Ｃ２を中心として周回するように形成された環状溝１４ｂを備える。環状溝１４ｂは、図２に示すように、半円形状断面を備える凹部として形成されている。環状溝１４ｂはまた、図１に示すように、回転テーブル１４の上面１４ａの周縁１４ｃに沿って、具体的には、周縁１４ｃと環状溝１４ｂとに挟まれた外周側上面部分１４ａ’が可能な限り最小面積になるように、回転テーブル１４に形成されている。これは、スクレーパ１６によって環状溝１４ｂから掻き出された粉粒体の一部が、外周側上面部分１４’上に残りにくくするためである。
【００２０】
回転テーブル１４の環状溝１４ｂはさらに、その表面が、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体のすべりを抑制する表面粗さに仕上げ処理されている。説明すると、図３に示すように、定量供給装置１０は、回転テーブル１４の回転によって環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体がスクレーパ１６に当たる（作用する）ように構成されている。そのため、スクレーパ１６の反作用により、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体が一体となって回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の逆方向に環状溝１４ｂに対して相対移動する、すなわち環状溝１４ｂ内をすべる可能性がある。
【００２１】
この対処として、回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の逆方向に粉粒体が環状溝１４ｂに対して相対移動しないように、環状溝１４ｂ内の表面が仕上げられている。例えば、環状溝１４ｂの表面は、サンドブラスト、ショットブラストなどによって仕上げられている。これにより、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体は、環状溝１４ｂ内を一体となってすべることなく、回転テーブル１４によって安定してスクレーパ１６に向かって搬送される。
【００２２】
このような環状溝１４ｂの一部分が円筒状容器１２の内部に位置しつつ、環状溝１４ｂの残りの部分が円筒状容器１２の外部に位置するように回転テーブル１４は、円筒状容器１２に回転可能に取り付けられている。本実施の形態の場合、図１や図２に示すように、円筒状容器１２の底面１２ａの一部を、回転テーブル１４の上面１４ａの一部が構成するように、回転テーブル１４が円筒状容器１２に取り付けられている。
【００２３】
このような回転テーブル１４が回転することにより、円筒状容器１２内の粉粒体は、回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に充満され、円筒状容器１２の外部のスクレーパ１６に向かって搬送される。
【００２４】
回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に粉粒体を確実に充満するために、定量供給装置１０は、アジテータ２２とローラ２４とを有する。
【００２５】
アジテータ２２は、円筒状容器１２の底面１２ａ上に設けられている。このアジテータ２２は、複数の羽根２２ａを備える。複数の羽根２２ａは、回転シャフト２２ｂに取り付けられている。回転シャフト２２ｂは、円筒状容器１２の中心線Ｃ１を中心として回転し、例えば、回転テーブル１４の回転シャフト２０を回転駆動するモータ（図示せず）により、ギヤ（図示せず）を介して回転テーブル１４に対して所定の減速比で回転駆動される。複数の羽根２２ａは、円筒状容器１２の底面１２ａ上に配置されており、回転シャフト２２ｂの回転によって中心線Ｃ１を中心として周回しつつ円筒状容器１２の底面１２ａ上を移動する。
【００２６】
このようなアジテータ２２は、円筒状容器１２内の粉粒体を攪拌することができる。また、密に集まると塊状になりやすい粉粒体が容器１２内に収容されている場合、アジテータ２２は、塊状の粉粒体をばらばらに分離させる役割もする。説明すると、円筒状容器１２の底面１２ａ近くの粉粒体は、その上方に位置する粉粒体の自重を受けて塊状になりやすい。そこで、粉粒体が塊状態で回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に充満されないように、アジテータ２２の羽根２２ａが円筒状容器１２の底面１２ａ近くの塊状の粉粒体をばらばらに分離している。
【００２７】
ローラ２４は、円筒形状の回転体であって、自由回転可能に、また、その外周面２４ａが回転テーブル１４の環状溝１４ｂに対向するように、円筒状容器１２に支持されている。具体的には、図１に示すように、円筒状容器１２の内部から外部に向かう環状溝１４ｂが下方を通過する容器１２の側壁１２ｂの部分に、回転テーブル１４の環状溝１４ｂに対向するように形成された窪み部１２ｃがあって、その窪み部１２ｃ内にローラ２４は収容されている。
【００２８】
ローラ２４はまた、その外周面２４ａと回転テーブル１４の環状溝１４ｂとの間の対向領域において、ローラ２４の回転方向と環状溝１４ｂの移動方向とが同一方向になるように配置されている。さらにローラ２４は、粉粒体が付着しにくい材料、例えばプラスチック材料から作製されている、または粉粒体が付着しにくい表面粗さでその外周面２４ａが表面仕上げされている。このローラ２４により、粉粒体はすりきりされて環状溝１４ｂ内に充満される。
【００２９】
このようにすりきり部材として機能するローラ２４を使用する理由について図４を参照しながら説明する。
【００３０】
図４（ａ）は、回転テーブル１４の回転にともなって流動する粉粒体の流れを示している。また、図４（ａ）は、ローラ２４ではなく、円筒状容器１２の側壁１２ｂの内側表面によって粉粒体をすりきりする場合を示している。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、回転テーブル１４の回転にともなって粉粒体は流動し、その粉粒体は、回転テーブル１４の環状溝１４ｂが下方を通過する円筒状容器１２の側壁１２ｂの部分に集まる。すなわち、粉粒体は、外部に連通する円筒状容器１２の出口近傍に集中する。
【００３２】
このとき、粉粒体が密に集まると塊状になりやすいものであって、且つ円筒状容器１２の側壁１２ｂの内側表面によって粉粒体をすりきりする場合、図４（ａ）に示すように、粉粒体の塊Ｍが形成される可能性がある。この塊Ｍが図４（ａ）に示すように回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内の粉粒体の一部を含んで形成され、そして、その塊Ｍが図４（ｂ）に示すように側壁１２ｂの内側表面に沿って移動すると、環状溝１４ｂ内に粉粒体が存在しない未充満部分Ｅが発生する。このような未充満部分Ｅが偶発的に且つ断続的に発生すると、スクレーパ１６に向かって搬送される粉粒体の量が不安定になる。その結果、スクレーパ１６の粉粒体の掻き出し量が安定せず、定量供給装置１０は粉粒体の定量供給が困難になる。
【００３３】
図４（ｂ）に示すような回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に粉粒体の未充満部分Ｅが形成される現象（すなわち粉粒体の塊Ｍが形成される現象）は、円筒状容器１２の側壁１２ｂの内側表面のように、回転テーブル１４の上面１４ａに対して約９０度の角度で立設している面によって粉粒体をすりきりする場合に起こりやすい。すなわち、回転テーブル１４の回転によって発生するその上面１４ａとほぼ平行な粉粒体の流れと、側壁１２ｂの内側表面とが約９０度の角度で衝突し、粉粒体が環状溝１４ｂと側壁１２ｂとの間に向かってスムーズに流動しないために、粉流体の塊Ｍが発生しやすい。したがって、本実施の形態では、環状溝１４ｂの移動方向Ｒ１に向かって且つ環状溝１４ｂに向かって延びる湾曲面であるローラ２４の外周面２４ａによって粉粒体をすりきりしている。
【００３４】
また、ローラ２４は、その外周面２４ａの幅方向の両端の少なくとも一方が、回転テーブル１４の上面１４ａ（具体的には、外周側上面部分１４ａ’または中央側上面部分１４ａ’’の少なくとも一方）に接触するように配置されている。これにより、回転テーブル１４の上面１４ａまで、粉粒体が環状溝１４ｂ内に充満される。また、ローラ２４の回転速度が回転テーブル１４の回転速度（環状溝１４ｂでの周速度）と同一にされる。その結果、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体が一体となって環状溝１４ｂ内をすべることが抑制される。
【００３５】
説明すると、ローラ２４と環状溝１４ｂとの対向領域においては、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体がローラ２４と環状溝１４ｂとに挟持された状態である。したがって、ローラ２４の回転速度が回転テーブル１４の環状溝１４ｂの移動速度に比べて遅い場合、環状溝１４ｂ内の粉粒体に、環状溝１４ｂの深部側が高速な速度勾配が生じることがある。この速度勾配が大きくなりすぎると、環状溝１４ｂの深部側の粉粒体に対して浅部側の粉粒体が回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の逆方向にすべる可能性がある。または、環状溝１４ｂ内の粉粒体が一体となって環状溝１４ｂに対してすべる可能性がある。
【００３６】
なお、ローラ２４の外周面２４ａの両端それぞれが回転テーブル１４の上面１４ａに接触する場合、ローラ２４は、円錐台形状に形成され、且つ回転テーブル１４の中心側の径が、回転テーブル１４の外側の径に比べて小さくなるように配置するのが好ましい。理由は、回転テーブル１４の周速度が、中心から外側に向かうほど高速になるからである。これにより、ローラ２４は、スムーズに回転することができる。
【００３７】
また、ローラ２４の外周面２４ａと回転テーブル１４の上面１４ａとの接触を維持するために、ローラ２４は、図３に示すように、スプリング２６などの付勢手段によって回転テーブル１４に向かって付勢されるのが好ましい。
【００３８】
さらに、粉粒体が一体となって回転テーブル１４の環状溝１４ｂに対してすべるおそれがない場合（例えば、上述したように環状溝１４ｂの表面を十分にブラスト処理した場合）、ローラ２４は、環状溝１４ｂ内に収容可能な大きさ、すなわち外周面２４ａの幅が環状溝１４ｂ内の幅に比べて狭くてもよい。ただし、この場合、スプリング２６などの付勢手段により、ローラ２４を環状溝１４ｂ内の底に向かって付勢しない（付勢手段を使用すると、環状溝１４ｂ内の粉粒体を押し固めることになる）。
【００３９】
図２に示すように、スクレーパ１６は、例えば球形状であって、円筒状容器１２の外部に位置する回転テーブル１４の環状溝１４ｂの部分内にスクレーパ１６の一部分が位置する状態で回転するように構成されている。
【００４０】
具体的には、スクレーパ１６は、回転テーブル１４の環状溝１４ｂの表面との間に微小な隙間が生じるように配置されている。理由は、スクレーパ１６が環状溝１４ｂと接触していると、回転テーブル１４とスクレーパ１６それぞれの安定した回転速度での回転を妨げるおそれがあるとともに、スクレーパ１６または環状溝１４ｂの少なくとも一方が磨耗するおそれがあるからである。なお、このようなおそれがない場合、例えば、スクレーパ１６と回転テーブル１４の間に発生する摩擦が極めて小さい場合、スクレーパ１６が回転可能に、環状溝１４ｂの表面とスクレーパ１６とが接触してもよい。
【００４１】
また、スクレーパ１６は、回転するために、回転中心線Ｃ３を中心として回転する回転ロッド１６ａの先端に取り付けられている。回転ロッド１６ａは、例えばモータ（図示せず）によって回転駆動される。
【００４２】
回転中心線Ｃ３を中心として回転するスクレーパ１６の回転方向Ｒ２は、図２に示すように回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内の粉粒体を、回転テーブル１４の外側、すなわち、回転テーブル１４の外側に配置されたシュート１８に向かって掻き出せる方向に設定されている。
【００４３】
具体的には、図１に示すように回転テーブル１４の回転中心線Ｃ２方向に見た場合において、スクレーパ１６の粉粒体の掻き出し方向Ｓを、回転テーブル１４の接線方向成分Ｓｔと径方向成分Ｓｒとに分けたときに、掻き出し方向Ｓの接線方向成分Ｓｔが、回転テーブル１４の回転方向Ｒ１と同一方向になるようにするのが好ましい。これは、スクレーパ１６の粉粒体掻き出し方向Ｓの接線方向成分Ｓｔが回転テーブル１４の回転方向Ｒ１と逆方向である場合、スクレーパ１６に掻き出される粉粒体と回転テーブル１４によってスクレーパ１６に向かって搬送される粉粒体とが衝突し合い、環状溝１４ｂ内からスムーズに粉粒体が出ないからである。
【００４４】
そのために、スクレーパ１６（回転ロッド１６ａ）の回転中心線Ｃ３は、図１に示すように、回転テーブル１４の回転中心線Ｃ１方向に見た場合において、回転テーブル１４の接線方向に対して回転テーブル１４の内側に角度αだけ傾斜している。これにより、環状溝１４ｂ内からスムーズに粉粒体がシュート１８に向かって掻き出される。なお、角度αは、ゼロであってもよい（この場合、粉粒体は、回転テーブル１４の径方向に掻き出される）。
【００４５】
また、スクレーパ１６の回転中心線Ｃ３は、図３に示すように回転テーブル１４の径方向外側から中心側に向かって見た場合において、回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の下流側に、回転テーブル１４の上面１４ａ（環状溝１４ｂ）に対して角度βだけ傾斜している。そして、図２に示すように、スクレーパ１６は、環状溝１４ｂとの対向領域において、スクレーパ１６の表面が回転テーブル１４の中心側から外側に向かって移動するように回転している。
【００４６】
なお、スクレーパ１６の回転中心線Ｃ３の傾斜角度βは小さい方が好ましい。傾斜角度βが小さい場合、周速度が速いスクレーパ１６の表面部分（すなわち回転中心線Ｃ３から離れた表面部分）で回転テーブル１４の粉粒体を環状溝１４ｂの底から確実に掻き出すことができる。
【００４７】
また、スクレーパ１６の回転中心線Ｃ３の傾斜角度βは、回転ロッド１６ａに粉粒体が接触しない限り、９０度以上の角度、すなわち回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の上流側に回転中心線Ｃ３が傾斜していてもよい。ただし、この場合、スクレーパ１６の回転方向は、回転中心線Ｃ３が下流側に傾斜されている場合と異なり、逆である。
【００４８】
さらに、スクレーパ１６の粉粒体の掻き出し性を向上させるために、スクレーパ１６の表面に複数の凹部または複数の凸部が形成されてもよい。また、凹部として溝やディンプルが形成されてもよい。ただし、凹部内にまたは凸部間に、粉粒体が詰まらないようにする必要がある。例えば、スクレーパ１６の表面に溝が形成される場合、溝内部の粉粒体がスクレーパ１６の回転によっては溝外部に確実に出るように、溝は開放端を有するのが好ましい。
【００４９】
このようなスクレーパ１６によれば、回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内の粉粒体は、スクレーパ１６の回転によって回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内からシュート１８に向かって掻き出される。そのため、粉粒体はスクレーパ１６に留まることができない。すなわち、スクレーパ１６に粉粒体が密に集まることがなく、スクレーパ１６で粉粒体が塊状になることが抑制される。その結果、スクレーパ１６の単位時間あたりの粉粒体の掻き出し量が安定し、定量供給装置１０は、安定した供給速度で粉粒体を供給することができる。
【００５０】
図１や図３に示すように、スクレーパ１６が粉粒体を掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれた粉粒体を、再び円筒状容器１２内に戻すように、定量供給装置１０は構成されている。
【００５１】
説明すると、スクレーパ１６は、回転テーブル１４の環状溝１４ｂに充満された粉粒体全てを、シュート１８に向かって掻き出すわけではない。スクレーパ１６に向かって搬送された粉粒体のごく一部が、スクレーパ１６が粉粒体を掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれる、または環状溝１４ｂ内に掻き残される。
【００５２】
なお、回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれる粉粒体の量と、環状溝１４ｂ内に掻き残される粉粒体の量はほぼ安定しているため、スクレーパ１６のシュート１８への単位時間あたりの粉粒体の掻き出し量の安定性、すなわち定量供給装置１０の粉粒体の定量供給の安定性は確保されている。
【００５３】
スクレーパ１６によって環状溝１４ｂ内に掻き残された粉粒体は、回転テーブル１４の回転により、そのまま円筒状容器１２内に戻される。
【００５４】
これに対して、スクレーパ１６が粉粒体を掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれた粉粒体は、図１や図３に示すように、円筒状容器１２のトンネル部１２ｄを通過して円筒状容器１２内に戻される。
【００５５】
トンネル部１２ｄは、具円筒状容器１２の外部からその内部に向かう回転テーブル１４の環状溝１４ｂが下方を通過する、円筒状容器１２の側壁１２ｂの部分に形成されている。
【００５６】
トンネル部１２ｄはまた、図１や図３に示すように、円筒状容器１２の外側表面に形成された外側開口１２ｅと、内側表面に形成された内側開口１２ｆとを備え、回転テーブル１４の上面１４ａに沿って、且つ環状溝１４ｂに沿って延びている。さらに、トンネル部１２ｄは、図１に示すように、回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’上や中央側上面部分１４ａ’’の環状溝１４ｂ近傍にこぼれた粉粒体が通過できる、所定の天井高さ（回転テーブル１４の上面１４ａからの高さ）と幅とを備えている。
【００５７】
なお、図１や図２に示すように、回転テーブル１４の中央側上面部分１４ａ’’上に大量の粉粒体が載らないように、回転テーブル１４の中央側上面部分１４ａ’’を覆って環状溝１４ｂ内に粉粒体を落とすガイド部材２６が設けられている。
【００５８】
また、円筒状容器１２のトンネル部１２ｄは、図３に示すように、円筒状容器１２の内側表面における断面積、すなわち内側開口１２ｆの開口面積が、外側表面における断面積、すなわち外側開口１２ｅの開口面積に比べて小さくなるように形成されるのが好ましい。これにより、円筒状容器１２に収容されている粉粒体がトンネル部１２ｄを介して外部に流出することが抑制される。
【００５９】
トンネル部１２ｄを介する粉粒体の外部流出をさらに抑制するためには、トンネル部１２ｄは、長い方が好ましい。そのために、トンネル１２ｄ部を、スクレーパ１６ｅの近傍まで延長してもよい。
【００６０】
このようなトンネル部１２ｄを使用する理由について説明する。
【００６１】
トンネル部１２ｄが存在しない場合、スクレーパ１６が粉粒体を掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’上や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれた粉粒体は、円筒状容器１２の外側表面に止められ、円筒状容器１２の内部に戻ることができない。そのため、円筒回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’と円筒状容器１２の外側表面との間と、中央側上面部分１４ａ’’と円筒状容器１２の外側表面との間とに粉粒体は堆積する。
【００６２】
回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’と円筒状容器１２の外側表面との間と、中央側上面部分１４ａ’’と円筒状容器１２の外側表面との間とに堆積する粉粒体は、回転テーブル１４が一回転する度に、その堆積量が増加する。堆積量がある程度増加すると、粉粒体の一部が環状溝１４ｂ内や回転テーブル１４の外側にあふれる。堆積する粉粒体の一部が、回転テーブル１４の回転方向Ｒ１に関してスクレーパ１６の上流側に位置する環状溝１４ｂの部分にあふれる場合、スクレーパ１６に搬送される粉粒体量が不安定になる。また、回転テーブル１４の外側にあふれた場合、シュート１８に入る可能性がある。いずれにしても、定量供給装置１０の粉粒体供給の安定性が損なわれる。
【００６３】
この対処として、トンネル部１２ｄを円筒状容器１２に設けることにより、円筒回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’と円筒状容器１２の外側表面との間と、中央側上面部分１４ａ’’と円筒状容器１２の外側表面との間とに、粉粒体が堆積しないようにしている。
【００６４】
以上のような定量供給装置１０によれば、円筒状容器１２内に収容されている粉粒体は、回転中の回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に充満される。
【００６５】
円筒状容器１２の内部において環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体は、回転テーブル１４の回転により、円筒状容器１２の外部に位置するスクレーパ１６に向かって搬送される。
【００６６】
円筒状容器１２の外部に搬送された粉粒体は、回転中のスクレーパ１６により、シュート１８に向かって掻き出される。シュート１８に掻き出された粉粒体は、所望の場所に搬送される。
【００６７】
一方、スクレーパ１６が掻き残した環状溝１４ｂ内の粉粒体は、回転テーブル１４の回転により、円筒状容器１２の内部に戻される。一方、スクレーパ１６が掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’上や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれた粉粒体は、トンネル部１２ｄを通過して円筒状容器１２の内部に戻される。
【００６８】
本実施の形態によれば、環状溝１４ｂの移動方向Ｒ１に向かって且つ環状溝１４ｂに向かって延びる傾斜面として外周面２４ａを備えるローラ２４によってすりきりされることにより、円筒状容器１２内の粉流体は、塊状になりにくく、そして環状溝１４ｂ内に確実に充満される。その結果、定量供給装置１０は、一定の供給速度で粉粒体を供給することができる。
【００６９】
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。
【００７０】
例えば、上述の実施の形態の場合、回転テーブル１４の環状溝１４ｂが円筒状容器１２の外部に向かう円筒状容器１２の側壁１２ｂの部分において、ローラ２４が、粉粒体をすりきりして環状溝１４ｂ内に充満しているが、本発明はこれに限らない。
【００７１】
例えば、図５に示すように、回転テーブル１４の環状溝１４ｂが円筒状容器１１２の外部に向かう円筒状容器１１２の側壁１１２ｂの部分に、環状溝１４ｂの移動方向Ｒ１に向かって且つ環状溝１４ｂに向かって延びる傾斜面１２４を形成してもよい。または、図６に示すように、円筒状容器２１２の内部側に凸の湾曲面２２４を、側壁２１２ｂに形成してもよい。円筒状容器１１２，２１２内の粉粒体は、傾斜面１２４、湾曲面２２４に沿って環状溝１４ｂと側壁１１２ｂ，２１２ｂに向かってスムーズに流れることができ、傾斜面１２４、湾曲面２２４によってすりきりされて、環状溝１４ｂ内に充満される。なお、この場合、傾斜面１２４、湾曲面２２４を滑らかに形成して粉粒体との摩擦を低減するのが好ましい。また、この場合、傾斜面１２４、湾曲面２２４が形成された側壁１１２ｂ、２１２ｂがすりきり部材として機能する。
【００７２】
さらに例えば、図７に示すように、粉粒体をすりきりして環状溝１４ｂ内に充満するすりきり部材として、可撓性材料（例えば樹脂）から作製されたすりきりシート３２４を使用してもよい。すりきりシート３２４の一端が回転テーブル１４の上面１４ａに接触し、他端が円筒状容器３１２の側壁３１２ｂに固定される。すりきりシート３２４は、円筒状容器３１２の内部に凸に湾曲した状態で回転テーブル１４との接触を維持しつつ、円筒状容器３１２内の粉粒体をすりきりして環状溝１４ｂ内に充満する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、小麦粉などの塊状になりやすい粉粒体に限らず、塩などの流動性が高い粉粒体も定量供給が可能であるため、粉粒体を定量供給する必要がある様々な種類の定量供給装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 定量供給装置
１２ 容器（円筒状容器）
１４ 回転テーブル
１４ａ 上面
１４ｂ 環状溝
２４ すりきり部材（ローラ）
２４ａ 傾斜面（外周面）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体を安定した供給速度（単位時間あたりの供給量）で供給するための定量供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転テーブルに形成された環状凹部内に粉粒体を充満し、環状凹部内の粉粒体をスクレーパによって掻き出す定量供給装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１や２に記載する定量供給装置は、粉粒体が収容された容器と、粉粒体が充満される環状凹部を備えた回転テーブルと、環状凹部内の粉粒体を掻き出すスクレーパとを有する。回転テーブルは、その環状凹部の一部分が容器内部に位置しつつ、残りの部分が容器外部に位置するように回転可能に配置されている。これにより、容器内部の粉粒体は、回転テーブルの環状凹部に充満されて容器外部に搬送される。容器外部に搬送された粉粒体は、スクレーパによって環状凹部から回転テーブル外側に位置するシュートに向かって掻き出される。スクレーパによって環状凹部からシュートに掻き出された粉粒体は、所望の場所に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５−８５４３５号公報
【特許文献２】実開昭６３−１８１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１や２に記載する定量供給装置の場合、回転テーブル上の容器の側壁により、回転テーブルの環状凹部に粉粒体が充満される。すなわち、粉粒体は、容器の側壁の内側表面によってすりきりされて、環状凹部から溢れ出ることなく、環状凹部に充満される。
【０００６】
このとき、密に集まると塊状になりやすい粉粒体の場合、粉粒体の塊が回転テーブルの環状凹部内の粉粒体の一部を含んで形成され、その塊が容器の側壁の内側表面によってすりきりされると、環状凹部内に粉粒体が存在しない未充満部分が発生することがある。この場合、粉粒体は、少ない状態で、回転テーブルの回転によって容器の外部に搬送される。当然ながら、環状凹部内に粉粒体が完全に充満されていないため、スクレーパの粉粒体の掻き出し量は減少する。その結果、定量供給装置は、一定の供給速度で粉粒体を供給できなくなる。
【０００７】
そこで、本発明は、密に集まると塊状になりやすい粉粒体であっても、その粉粒体の供給速度を一定に安定させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本発明の第１の態様によれば、粉粒体を安定した供給速度で供給するための定量供給装置であって、粉粒体を収容する容器と、粉粒体が充満される環状溝を上面に備える回転テーブルとを有し、環状溝の一部分が容器内部に位置しつつ、環状溝の残りの部分が容器外部に位置するように回転テーブルが回転可能に配置され、回転テーブルの環状溝が容器外部に向かう容器側壁の部分において、環状溝の移動方向に向かって且つ環状溝に向かって延びる、容器内の粉粒体をすりきりして環状溝内に充満する傾斜面を備えるすりきり部材をさらに有する、定量供給装置が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、すりきり部材の傾斜面が、容器内部側に凸の湾曲面である、第１の態様に記載の定量供給装置が提供される。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、すりきり部材が、環状溝の移動方向と交差する方向に延びる回転中心線を中心として回転するローラであって、ローラの外周面が粉流体をすりきりする、第２の態様に記載の定量供給装置が提供される。
【００１１】
本発明の第４の態様によれば、ローラが、外周面が回転テーブルの上面に接触するように配置され、回転テーブルの回転によって回動する、第３の態様に記載の定量供給装置が提供される。
【００１２】
本発明の第５の態様によれば、ローラが、付勢手段によって回転テーブルに向かって付勢されている、第３または第４の態様に記載の定量供給装置が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、環状溝の移動方向に向かって且つ環状溝に向かって延びる傾斜面を備えるすりきり部材によってすりきりされることにより、容器内部の粉流体は、塊状になりにくく、そして、環状溝内に確実に充満される。その結果、定量供給装置は、一定の供給速度で粉粒体を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る定量供給装置の構成の一部を概略的に示す図
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図
【図４】すりきり部材であるローラの役割を説明するための図
【図５】別のすりきり部材を概略的に示す図
【図６】さらに別のすりきり部材を概略的に示す図
【図７】さらに異なるすりきり部材を概略的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る定量供給装置の構成の一部を概略的に示している。図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１６】
定量供給装置１０は、図１に示すように、粉粒体を収容する円筒状容器１２と、粉粒体が充満される環状凹部（環状溝）を備える回転テーブル１４と、環状溝内の粉粒体を掻き出すスクレーパ１６と、スクレーパ１６が掻き出した粉粒体を回収するシュート１８とを有する。
【００１７】
円筒状容器１２は、円筒状の容器であって、その内部に粉粒体を収容する。
【００１８】
回転テーブル１４は、円盤状のテーブルであって、円筒状容器１２の中心線Ｃ１と平行な回転中心線Ｃ２を中心として回転する回転シャフト２０に連結されている。回転テーブル１４の回転中心線Ｃ２は、例えば鉛直方向に延びている。回転シャフト２０は、例えばモータ（図示せず）によってギヤ（図示せず）を介して一定の回転速度で回転駆動される。回転シャフト２０が回転することにより、回転テーブル１４が回転する。
【００１９】
回転テーブル１４はまた、その上面１４ａに、回転中心線Ｃ２を中心として周回するように形成された環状溝１４ｂを備える。環状溝１４ｂは、図２に示すように、半円形状断面を備える凹部として形成されている。環状溝１４ｂはまた、図１に示すように、回転テーブル１４の上面１４ａの周縁１４ｃに沿って、具体的には、周縁１４ｃと環状溝１４ｂとに挟まれた外周側上面部分１４ａ’が可能な限り最小面積になるように、回転テーブル１４に形成されている。これは、スクレーパ１６によって環状溝１４ｂから掻き出された粉粒体の一部が、外周側上面部分１４’上に残りにくくするためである。
【００２０】
回転テーブル１４の環状溝１４ｂはさらに、その表面が、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体のすべりを抑制する表面粗さに仕上げ処理されている。説明すると、図３に示すように、定量供給装置１０は、回転テーブル１４の回転によって環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体がスクレーパ１６に当たる（作用する）ように構成されている。そのため、スクレーパ１６の反作用により、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体が一体となって回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の逆方向に環状溝１４ｂに対して相対移動する、すなわち環状溝１４ｂ内をすべる可能性がある。
【００２１】
この対処として、回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の逆方向に粉粒体が環状溝１４ｂに対して相対移動しないように、環状溝１４ｂ内の表面が仕上げられている。例えば、環状溝１４ｂの表面は、サンドブラスト、ショットブラストなどによって仕上げられている。これにより、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体は、環状溝１４ｂ内を一体となってすべることなく、回転テーブル１４によって安定してスクレーパ１６に向かって搬送される。
【００２２】
このような環状溝１４ｂの一部分が円筒状容器１２の内部に位置しつつ、環状溝１４ｂの残りの部分が円筒状容器１２の外部に位置するように回転テーブル１４は、円筒状容器１２に回転可能に取り付けられている。本実施の形態の場合、図１や図２に示すように、円筒状容器１２の底面１２ａの一部を、回転テーブル１４の上面１４ａの一部が構成するように、回転テーブル１４が円筒状容器１２に取り付けられている。
【００２３】
このような回転テーブル１４が回転することにより、円筒状容器１２内の粉粒体は、回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に充満され、円筒状容器１２の外部のスクレーパ１６に向かって搬送される。
【００２４】
回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に粉粒体を確実に充満するために、定量供給装置１０は、アジテータ２２とローラ２４とを有する。
【００２５】
アジテータ２２は、円筒状容器１２の底面１２ａ上に設けられている。このアジテータ２２は、複数の羽根２２ａを備える。複数の羽根２２ａは、回転シャフト２２ｂに取り付けられている。回転シャフト２２ｂは、円筒状容器１２の中心線Ｃ１を中心として回転し、例えば、回転テーブル１４の回転シャフト２０を回転駆動するモータ（図示せず）により、ギヤ（図示せず）を介して回転テーブル１４に対して所定の減速比で回転駆動される。複数の羽根２２ａは、円筒状容器１２の底面１２ａ上に配置されており、回転シャフト２２ｂの回転によって中心線Ｃ１を中心として周回しつつ円筒状容器１２の底面１２ａ上を移動する。
【００２６】
このようなアジテータ２２は、円筒状容器１２内の粉粒体を攪拌することができる。また、密に集まると塊状になりやすい粉粒体が容器１２内に収容されている場合、アジテータ２２は、塊状の粉粒体をばらばらに分離させる役割もする。説明すると、円筒状容器１２の底面１２ａ近くの粉粒体は、その上方に位置する粉粒体の自重を受けて塊状になりやすい。そこで、粉粒体が塊状態で回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に充満されないように、アジテータ２２の羽根２２ａが円筒状容器１２の底面１２ａ近くの塊状の粉粒体をばらばらに分離している。
【００２７】
ローラ２４は、円筒形状の回転体であって、自由回転可能に、また、その外周面２４ａが回転テーブル１４の環状溝１４ｂに対向するように、円筒状容器１２に支持されている。具体的には、図１に示すように、円筒状容器１２の内部から外部に向かう環状溝１４ｂが下方を通過する容器１２の側壁１２ｂの部分に、回転テーブル１４の環状溝１４ｂに対向するように形成された窪み部１２ｃがあって、その窪み部１２ｃ内にローラ２４は収容されている。
【００２８】
ローラ２４はまた、その外周面２４ａと回転テーブル１４の環状溝１４ｂとの間の対向領域において、ローラ２４の回転方向と環状溝１４ｂの移動方向とが同一方向になるように配置されている。さらにローラ２４は、粉粒体が付着しにくい材料、例えばプラスチック材料から作製されている、または粉粒体が付着しにくい表面粗さでその外周面２４ａが表面仕上げされている。このローラ２４により、粉粒体はすりきりされて環状溝１４ｂ内に充満される。
【００２９】
このようにすりきり部材として機能するローラ２４を使用する理由について図４を参照しながら説明する。
【００３０】
図４（ａ）は、回転テーブル１４の回転にともなって流動する粉粒体の流れを示している。また、図４（ａ）は、ローラ２４ではなく、円筒状容器１２の側壁１２ｂの内側表面によって粉粒体をすりきりする場合を示している。
【００３１】
図４（ａ）に示すように、回転テーブル１４の回転にともなって粉粒体は流動し、その粉粒体は、回転テーブル１４の環状溝１４ｂが下方を通過する円筒状容器１２の側壁１２ｂの部分に集まる。すなわち、粉粒体は、外部に連通する円筒状容器１２の出口近傍に集中する。
【００３２】
このとき、粉粒体が密に集まると塊状になりやすいものであって、且つ円筒状容器１２の側壁１２ｂの内側表面によって粉粒体をすりきりする場合、図４（ａ）に示すように、粉粒体の塊Ｍが形成される可能性がある。この塊Ｍが図４（ａ）に示すように回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内の粉粒体の一部を含んで形成され、そして、その塊Ｍが図４（ｂ）に示すように側壁１２ｂの内側表面に沿って移動すると、環状溝１４ｂ内に粉粒体が存在しない未充満部分Ｅが発生する。このような未充満部分Ｅが偶発的に且つ断続的に発生すると、スクレーパ１６に向かって搬送される粉粒体の量が不安定になる。その結果、スクレーパ１６の粉粒体の掻き出し量が安定せず、定量供給装置１０は粉粒体の定量供給が困難になる。
【００３３】
図４（ｂ）に示すような回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に粉粒体の未充満部分Ｅが形成される現象（すなわち粉粒体の塊Ｍが形成される現象）は、円筒状容器１２の側壁１２ｂの内側表面のように、回転テーブル１４の上面１４ａに対して約９０度の角度で立設している面によって粉粒体をすりきりする場合に起こりやすい。すなわち、回転テーブル１４の回転によって発生するその上面１４ａとほぼ平行な粉粒体の流れと、側壁１２ｂの内側表面とが約９０度の角度で衝突し、粉粒体が環状溝１４ｂと側壁１２ｂとの間に向かってスムーズに流動しないために、粉流体の塊Ｍが発生しやすい。したがって、本実施の形態では、環状溝１４ｂの移動方向Ｒ１に向かって且つ環状溝１４ｂに向かって延びる湾曲面であるローラ２４の外周面２４ａによって粉粒体をすりきりしている。
【００３４】
また、ローラ２４は、その外周面２４ａの幅方向の両端の少なくとも一方が、回転テーブル１４の上面１４ａ（具体的には、外周側上面部分１４ａ’または中央側上面部分１４ａ’’の少なくとも一方）に接触するように配置されている。これにより、回転テーブル１４の上面１４ａまで、粉粒体が環状溝１４ｂ内に充満される。また、ローラ２４の回転速度が回転テーブル１４の回転速度（環状溝１４ｂでの周速度）と同一にされる。その結果、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体が一体となって環状溝１４ｂ内をすべることが抑制される。
【００３５】
説明すると、ローラ２４と環状溝１４ｂとの対向領域においては、環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体がローラ２４と環状溝１４ｂとに挟持された状態である。したがって、ローラ２４の回転速度が回転テーブル１４の環状溝１４ｂの移動速度に比べて遅い場合、環状溝１４ｂ内の粉粒体に、環状溝１４ｂの深部側が高速な速度勾配が生じることがある。この速度勾配が大きくなりすぎると、環状溝１４ｂの深部側の粉粒体に対して浅部側の粉粒体が回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の逆方向にすべる可能性がある。または、環状溝１４ｂ内の粉粒体が一体となって環状溝１４ｂに対してすべる可能性がある。
【００３６】
なお、ローラ２４の外周面２４ａの両端それぞれが回転テーブル１４の上面１４ａに接触する場合、ローラ２４は、円錐台形状に形成され、且つ回転テーブル１４の中心側の径が、回転テーブル１４の外側の径に比べて小さくなるように配置するのが好ましい。理由は、回転テーブル１４の周速度が、中心から外側に向かうほど高速になるからである。これにより、ローラ２４は、スムーズに回転することができる。
【００３７】
また、ローラ２４の外周面２４ａと回転テーブル１４の上面１４ａとの接触を維持するために、ローラ２４は、図３に示すように、スプリング２６などの付勢手段によって回転テーブル１４に向かって付勢されるのが好ましい。
【００３８】
さらに、粉粒体が一体となって回転テーブル１４の環状溝１４ｂに対してすべるおそれがない場合（例えば、上述したように環状溝１４ｂの表面を十分にブラスト処理した場合）、ローラ２４は、環状溝１４ｂ内に収容可能な大きさ、すなわち外周面２４ａの幅が環状溝１４ｂ内の幅に比べて狭くてもよい。ただし、この場合、スプリング２６などの付勢手段により、ローラ２４を環状溝１４ｂ内の底に向かって付勢しない（付勢手段を使用すると、環状溝１４ｂ内の粉粒体を押し固めることになる）。
【００３９】
図２に示すように、スクレーパ１６は、例えば球形状であって、円筒状容器１２の外部に位置する回転テーブル１４の環状溝１４ｂの部分内にスクレーパ１６の一部分が位置する状態で回転するように構成されている。
【００４０】
具体的には、スクレーパ１６は、回転テーブル１４の環状溝１４ｂの表面との間に微小な隙間が生じるように配置されている。理由は、スクレーパ１６が環状溝１４ｂと接触していると、回転テーブル１４とスクレーパ１６それぞれの安定した回転速度での回転を妨げるおそれがあるとともに、スクレーパ１６または環状溝１４ｂの少なくとも一方が磨耗するおそれがあるからである。なお、このようなおそれがない場合、例えば、スクレーパ１６と回転テーブル１４の間に発生する摩擦が極めて小さい場合、スクレーパ１６が回転可能に、環状溝１４ｂの表面とスクレーパ１６とが接触してもよい。
【００４１】
また、スクレーパ１６は、回転するために、回転中心線Ｃ３を中心として回転する回転ロッド１６ａの先端に取り付けられている。回転ロッド１６ａは、例えばモータ（図示せず）によって回転駆動される。
【００４２】
回転中心線Ｃ３を中心として回転するスクレーパ１６の回転方向Ｒ２は、図２に示すように回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内の粉粒体を、回転テーブル１４の外側、すなわち、回転テーブル１４の外側に配置されたシュート１８に向かって掻き出せる方向に設定されている。
【００４３】
具体的には、図１に示すように回転テーブル１４の回転中心線Ｃ２方向に見た場合において、スクレーパ１６の粉粒体の掻き出し方向Ｓを、回転テーブル１４の接線方向成分Ｓｔと径方向成分Ｓｒとに分けたときに、掻き出し方向Ｓの接線方向成分Ｓｔが、回転テーブル１４の回転方向Ｒ１と同一方向になるようにするのが好ましい。これは、スクレーパ１６の粉粒体掻き出し方向Ｓの接線方向成分Ｓｔが回転テーブル１４の回転方向Ｒ１と逆方向である場合、スクレーパ１６に掻き出される粉粒体と回転テーブル１４によってスクレーパ１６に向かって搬送される粉粒体とが衝突し合い、環状溝１４ｂ内からスムーズに粉粒体が出ないからである。
【００４４】
そのために、スクレーパ１６（回転ロッド１６ａ）の回転中心線Ｃ３は、図１に示すように、回転テーブル１４の回転中心線Ｃ１方向に見た場合において、回転テーブル１４の接線方向に対して回転テーブル１４の内側に角度αだけ傾斜している。これにより、環状溝１４ｂ内からスムーズに粉粒体がシュート１８に向かって掻き出される。なお、角度αは、ゼロであってもよい（この場合、粉粒体は、回転テーブル１４の径方向に掻き出される）。
【００４５】
また、スクレーパ１６の回転中心線Ｃ３は、図３に示すように回転テーブル１４の径方向外側から中心側に向かって見た場合において、回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の下流側に、回転テーブル１４の上面１４ａ（環状溝１４ｂ）に対して角度βだけ傾斜している。そして、図２に示すように、スクレーパ１６は、環状溝１４ｂとの対向領域において、スクレーパ１６の表面が回転テーブル１４の中心側から外側に向かって移動するように回転している。
【００４６】
なお、スクレーパ１６の回転中心線Ｃ３の傾斜角度βは小さい方が好ましい。傾斜角度βが小さい場合、周速度が速いスクレーパ１６の表面部分（すなわち回転中心線Ｃ３から離れた表面部分）で回転テーブル１４の粉粒体を環状溝１４ｂの底から確実に掻き出すことができる。
【００４７】
また、スクレーパ１６の回転中心線Ｃ３の傾斜角度βは、回転ロッド１６ａに粉粒体が接触しない限り、９０度以上の角度、すなわち回転テーブル１４の回転方向Ｒ１の上流側に回転中心線Ｃ３が傾斜していてもよい。ただし、この場合、スクレーパ１６の回転方向は、回転中心線Ｃ３が下流側に傾斜されている場合と異なり、逆である。
【００４８】
さらに、スクレーパ１６の粉粒体の掻き出し性を向上させるために、スクレーパ１６の表面に複数の凹部または複数の凸部が形成されてもよい。また、凹部として溝やディンプルが形成されてもよい。ただし、凹部内にまたは凸部間に、粉粒体が詰まらないようにする必要がある。例えば、スクレーパ１６の表面に溝が形成される場合、溝内部の粉粒体がスクレーパ１６の回転によっては溝外部に確実に出るように、溝は開放端を有するのが好ましい。
【００４９】
このようなスクレーパ１６によれば、回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内の粉粒体は、スクレーパ１６の回転によって回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内からシュート１８に向かって掻き出される。そのため、粉粒体はスクレーパ１６に留まることができない。すなわち、スクレーパ１６に粉粒体が密に集まることがなく、スクレーパ１６で粉粒体が塊状になることが抑制される。その結果、スクレーパ１６の単位時間あたりの粉粒体の掻き出し量が安定し、定量供給装置１０は、安定した供給速度で粉粒体を供給することができる。
【００５０】
図１や図３に示すように、スクレーパ１６が粉粒体を掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれた粉粒体を、再び円筒状容器１２内に戻すように、定量供給装置１０は構成されている。
【００５１】
説明すると、スクレーパ１６は、回転テーブル１４の環状溝１４ｂに充満された粉粒体全てを、シュート１８に向かって掻き出すわけではない。スクレーパ１６に向かって搬送された粉粒体のごく一部が、スクレーパ１６が粉粒体を掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれる、または環状溝１４ｂ内に掻き残される。
【００５２】
なお、回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれる粉粒体の量と、環状溝１４ｂ内に掻き残される粉粒体の量はほぼ安定しているため、スクレーパ１６のシュート１８への単位時間あたりの粉粒体の掻き出し量の安定性、すなわち定量供給装置１０の粉粒体の定量供給の安定性は確保されている。
【００５３】
スクレーパ１６によって環状溝１４ｂ内に掻き残された粉粒体は、回転テーブル１４の回転により、そのまま円筒状容器１２内に戻される。
【００５４】
これに対して、スクレーパ１６が粉粒体を掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれた粉粒体は、図１や図３に示すように、円筒状容器１２のトンネル部１２ｄを通過して円筒状容器１２内に戻される。
【００５５】
トンネル部１２ｄは、具円筒状容器１２の外部からその内部に向かう回転テーブル１４の環状溝１４ｂが下方を通過する、円筒状容器１２の側壁１２ｂの部分に形成されている。
【００５６】
トンネル部１２ｄはまた、図１や図３に示すように、円筒状容器１２の外側表面に形成された外側開口１２ｅと、内側表面に形成された内側開口１２ｆとを備え、回転テーブル１４の上面１４ａに沿って、且つ環状溝１４ｂに沿って延びている。さらに、トンネル部１２ｄは、図１に示すように、回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’上や中央側上面部分１４ａ’’の環状溝１４ｂ近傍にこぼれた粉粒体が通過できる、所定の天井高さ（回転テーブル１４の上面１４ａからの高さ）と幅とを備えている。
【００５７】
なお、図１や図２に示すように、回転テーブル１４の中央側上面部分１４ａ’’上に大量の粉粒体が載らないように、回転テーブル１４の中央側上面部分１４ａ’’を覆って環状溝１４ｂ内に粉粒体を落とすガイド部材２６が設けられている。
【００５８】
また、円筒状容器１２のトンネル部１２ｄは、図３に示すように、円筒状容器１２の内側表面における断面積、すなわち内側開口１２ｆの開口面積が、外側表面における断面積、すなわち外側開口１２ｅの開口面積に比べて小さくなるように形成されるのが好ましい。これにより、円筒状容器１２に収容されている粉粒体がトンネル部１２ｄを介して外部に流出することが抑制される。
【００５９】
トンネル部１２ｄを介する粉粒体の外部流出をさらに抑制するためには、トンネル部１２ｄは、長い方が好ましい。そのために、トンネル１２ｄ部を、スクレーパ１６ｅの近傍まで延長してもよい。
【００６０】
このようなトンネル部１２ｄを使用する理由について説明する。
【００６１】
トンネル部１２ｄが存在しない場合、スクレーパ１６が粉粒体を掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’上や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれた粉粒体は、円筒状容器１２の外側表面に止められ、円筒状容器１２の内部に戻ることができない。そのため、円筒回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’と円筒状容器１２の外側表面との間と、中央側上面部分１４ａ’’と円筒状容器１２の外側表面との間とに粉粒体は堆積する。
【００６２】
回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’と円筒状容器１２の外側表面との間と、中央側上面部分１４ａ’’と円筒状容器１２の外側表面との間とに堆積する粉粒体は、回転テーブル１４が一回転する度に、その堆積量が増加する。堆積量がある程度増加すると、粉粒体の一部が環状溝１４ｂ内や回転テーブル１４の外側にあふれる。堆積する粉粒体の一部が、回転テーブル１４の回転方向Ｒ１に関してスクレーパ１６の上流側に位置する環状溝１４ｂの部分にあふれる場合、スクレーパ１６に搬送される粉粒体量が不安定になる。また、回転テーブル１４の外側にあふれた場合、シュート１８に入る可能性がある。いずれにしても、定量供給装置１０の粉粒体供給の安定性が損なわれる。
【００６３】
この対処として、トンネル部１２ｄを円筒状容器１２に設けることにより、円筒回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’と円筒状容器１２の外側表面との間と、中央側上面部分１４ａ’’と円筒状容器１２の外側表面との間とに、粉粒体が堆積しないようにしている。
【００６４】
以上のような定量供給装置１０によれば、円筒状容器１２内に収容されている粉粒体は、回転中の回転テーブル１４の環状溝１４ｂ内に充満される。
【００６５】
円筒状容器１２の内部において環状溝１４ｂ内に充満された粉粒体は、回転テーブル１４の回転により、円筒状容器１２の外部に位置するスクレーパ１６に向かって搬送される。
【００６６】
円筒状容器１２の外部に搬送された粉粒体は、回転中のスクレーパ１６により、シュート１８に向かって掻き出される。シュート１８に掻き出された粉粒体は、所望の場所に搬送される。
【００６７】
一方、スクレーパ１６が掻き残した環状溝１４ｂ内の粉粒体は、回転テーブル１４の回転により、円筒状容器１２の内部に戻される。一方、スクレーパ１６が掻き出す際に回転テーブル１４の外周側上面部分１４ａ’上や中央側上面部分１４ａ’’上にこぼれた粉粒体は、トンネル部１２ｄを通過して円筒状容器１２の内部に戻される。
【００６８】
本実施の形態によれば、環状溝１４ｂの移動方向Ｒ１に向かって且つ環状溝１４ｂに向かって延びる傾斜面として外周面２４ａを備えるローラ２４によってすりきりされることにより、円筒状容器１２内の粉流体は、塊状になりにくく、そして環状溝１４ｂ内に確実に充満される。その結果、定量供給装置１０は、一定の供給速度で粉粒体を供給することができる。
【００６９】
以上、上述の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されない。
【００７０】
例えば、上述の実施の形態の場合、回転テーブル１４の環状溝１４ｂが円筒状容器１２の外部に向かう円筒状容器１２の側壁１２ｂの部分において、ローラ２４が、粉粒体をすりきりして環状溝１４ｂ内に充満しているが、本発明はこれに限らない。
【００７１】
例えば、図５に示すように、回転テーブル１４の環状溝１４ｂが円筒状容器１１２の外部に向かう円筒状容器１１２の側壁１１２ｂの部分に、環状溝１４ｂの移動方向Ｒ１に向かって且つ環状溝１４ｂに向かって延びる傾斜面１２４を形成してもよい。または、図６に示すように、円筒状容器２１２の内部側に凸の湾曲面２２４を、側壁２１２ｂに形成してもよい。円筒状容器１１２，２１２内の粉粒体は、傾斜面１２４、湾曲面２２４に沿って環状溝１４ｂと側壁１１２ｂ，２１２ｂに向かってスムーズに流れることができ、傾斜面１２４、湾曲面２２４によってすりきりされて、環状溝１４ｂ内に充満される。なお、この場合、傾斜面１２４、湾曲面２２４を滑らかに形成して粉粒体との摩擦を低減するのが好ましい。また、この場合、傾斜面１２４、湾曲面２２４が形成された側壁１１２ｂ、２１２ｂがすりきり部材として機能する。
【００７２】
さらに例えば、図７に示すように、粉粒体をすりきりして環状溝１４ｂ内に充満するすりきり部材として、可撓性材料（例えば樹脂）から作製されたすりきりシート３２４を使用してもよい。すりきりシート３２４の一端が回転テーブル１４の上面１４ａに接触し、他端が円筒状容器３１２の側壁３１２ｂに固定される。すりきりシート３２４は、円筒状容器３１２の内部に凸に湾曲した状態で回転テーブル１４との接触を維持しつつ、円筒状容器３１２内の粉粒体をすりきりして環状溝１４ｂ内に充満する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、小麦粉などの塊状になりやすい粉粒体に限らず、塩などの流動性が高い粉粒体も定量供給が可能であるため、粉粒体を定量供給する必要がある様々な種類の定量供給装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０ 定量供給装置
１２ 容器（円筒状容器）
１４ 回転テーブル
１４ａ 上面
１４ｂ 環状溝
２４ すりきり部材（ローラ）
２４ａ 傾斜面（外周面）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を安定した供給速度で供給するための定量供給装置であって、
粉粒体を収容する容器と、
粉粒体が充満される環状溝を上面に備える回転テーブルとを有し、
環状溝の一部分が容器内部に位置しつつ、環状溝の残りの部分が容器外部に位置するように回転テーブルが回転可能に配置され、
回転テーブルの環状溝が容器外部に向かう容器側壁の部分において、環状溝の移動方向に向かって且つ環状溝に向かって延びる、容器内の粉粒体をすりきりして環状溝内に充満する傾斜面を備えるすりきり部材をさらに有する、定量供給装置。
【請求項２】
すりきり部材の傾斜面が、容器内部側に凸の湾曲面である、請求項１に記載の定量供給装置。
【請求項３】
すりきり部材が、環状溝の移動方向と交差する方向に延びる回転中心線を中心として回転するローラであって、
ローラの外周面が粉流体をすりきりする、請求項２に記載の定量供給装置。
【請求項４】
ローラが、外周面が回転テーブルの上面に接触するように配置され、回転テーブルの回転によって回動する、請求項３に記載の定量供給装置。
【請求項５】
ローラが、付勢手段によって回転テーブルに向かって付勢されている、請求項３または４に記載の定量供給装置。
【請求項１】
粉粒体を安定した供給速度で供給するための定量供給装置であって、
粉粒体を収容する容器と、
粉粒体が充満される環状溝を上面に備える回転テーブルとを有し、
環状溝の一部分が容器内部に位置しつつ、環状溝の残りの部分が容器外部に位置するように回転テーブルが回転可能に配置され、
回転テーブルの環状溝が容器外部に向かう容器側壁の部分において、環状溝の移動方向に向かって且つ環状溝に向かって延びる、容器内の粉粒体をすりきりして環状溝内に充満する傾斜面を備えるすりきり部材をさらに有する、定量供給装置。
【請求項２】
すりきり部材の傾斜面が、容器内部側に凸の湾曲面である、請求項１に記載の定量供給装置。
【請求項３】
すりきり部材が、環状溝の移動方向と交差する方向に延びる回転中心線を中心として回転するローラであって、
ローラの外周面が粉流体をすりきりする、請求項２に記載の定量供給装置。
【請求項４】
ローラが、外周面が回転テーブルの上面に接触するように配置され、回転テーブルの回転によって回動する、請求項３に記載の定量供給装置。
【請求項５】
ローラが、付勢手段によって回転テーブルに向かって付勢されている、請求項３または４に記載の定量供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３５６３５（Ｐ２０１３−３５６３５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１２２２（Ｐ２０１１−１７１２２２）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００１２９１８３）株式会社カワタ (120)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００１２９１８３）株式会社カワタ (120)
【Ｆターム（参考）】
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