粉体特性測定装置
【課題】 粉体テーブル上の粉体堆積層への衝撃の付与を容易に自動化でき、効率化および安定化を図ることができる粉体特性測定装置を提供する。
【解決手段】 粉体堆積層７が載った粉体テーブル９が載置されている安息角バー１１上に下端が取り付けられて上方に伸びる筒状体２１に沿って上下動するように筒状体２１の外周に取り付けられた錘１９を弾性部材８７の上端の永久磁石８９で吸着しながら筒状体２１に沿って上方に移動させ、錘１９がストッパ２５に当たって停止した後、永久磁石８９のみを更に上方に移動させて、永久磁石８９による錘１９の吸着を解放すると、錘１９が筒状体２１に沿って落下し、錘１９が安息角バー１１に衝突し、粉体テーブル９上の粉体堆積層７に衝撃を与える。
【解決手段】 粉体堆積層７が載った粉体テーブル９が載置されている安息角バー１１上に下端が取り付けられて上方に伸びる筒状体２１に沿って上下動するように筒状体２１の外周に取り付けられた錘１９を弾性部材８７の上端の永久磁石８９で吸着しながら筒状体２１に沿って上方に移動させ、錘１９がストッパ２５に当たって停止した後、永久磁石８９のみを更に上方に移動させて、永久磁石８９による錘１９の吸着を解放すると、錘１９が筒状体２１に沿って落下し、錘１９が安息角バー１１に衝突し、粉体テーブル９上の粉体堆積層７に衝撃を与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用や薬等に使用される粉末状の粉体特性を調べる粉体特性装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用や薬等に使用される粉末状の粉体特性は、一般に安息角を始めとして崩潰角、スパチュラ角等の測定を行うことで知ることができるようになっており、そのための粉体特性測定装置は既に公知となっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０８５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
粉体特性装置は、例えば、粉対の安息角、崩潰角、スパチュラ角等を測定する測定手段を有する。
【０００５】
測定手段は、粉体テーブル上に乗った粉体推積層の傾斜角を測定する装置となっているが、特に、崩潰角、スパチュラ角を測定する場合には粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与え、その崩れた粉体推積層の傾斜角を測定する。粉体推積層に衝撃振動を与えるには、錘をスライド棒に沿って手で上昇させた後、一定の高さで手を離し錘を落下させて粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与える。錘による衝撃振動の回数は決められていて通常は連続して３回行われ、その測定値を記録する。この場合、衝撃振動は手によって所定の高さまで錘を持ち上げ手を離して落下させるために、測定者によっては錘を落下させるタイミングの狂いが起きる。この結果、測定者によって測定結果が異なる不具合が生じ、安定した正確な測定データが得られにくいという問題が発生する。また、測定室内は、粉体テーブル上に上方から粉体を落下させて測定するための粉体推積層を作る時、あるいは、錘落下時の衝撃振動等の影響によって粉体が飛散、浮遊し、浮遊した粉体が測定室の外へ飛び出る不具合を招く。特に、粉体は粒子が細かいために少しの衝撃や振動等の影響で測定室内に浮遊しやすく、繰返し行なう測定時の扉の開閉時に浮遊した粉体が外へ飛散する問題をかかえる。本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、測定時に測定室の外への粉体の飛散を確実に阻止すると共に、どの測定者が行なっても確実で安定した測定データが得られる粉体特性測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、請求項１記載の粉体特性測定装置は、測定室内に配置され粉体テーブル上の粉体推積層に対して少なくとも安定角、崩潰角、スパチュラ角を測定する測定手段を備えた粉体特性測定装置であって、前記測定手段は、粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与えるテーブル振動手段を有し、前記テーブル振動手段は、粉体テーブルから延長されたテーブル支持部材と、前記テーブル支持部材に設けられ上端部に高さ位置決めストッパを有する上下に長い棒状部材と、前記棒状部材に上下動自在に装着され落下時に前記テーブル支持部材を介して前記粉体テーブルに衝撃振動を与える錘と、前記錘を保持する保持体を有し前記高さ位置決めストッパまで錘を上昇させる錘移動手段とを備え、前記錘移動手段の保持体は、前記高さ位置決めストッパを越えて上昇した時、錘の保持を解除することを要旨とする。
【０００７】
請求項１記載の粉体特性測定装置では、高さ位置決め用の「ストッパ」により、設定された同一位置から錘を落下させることが可能となり、これにより誰がやっても設定された位置からの錘の落下が可能となり、いつも同一条件の衝撃振動が得られると同時に、衝撃振動は「テーブル支持部材」を介して効率よく粉体テーブルに伝達することができ、さらに扉を開けずに錘による衝撃振動の制御が可能となるため測定室から外への粉体の飛散を確実に阻止する。
【０００８】
請求項２記載の粉体特性測定装置は、測定室内に配置され粉体テーブル上の粉体推積層に対して少なくとも安定角、崩潰角、スパチュラ角を測定する測定手段を備えた粉体特性測定装置であって、前記測定手段は、粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与えるテーブル振動手段を有し、前記テーブル振動手段は、粉体テーブルから延長されたテーブル支持部材と、前記テーブル支持部材に設けられ上端部に高さ位置決めストッパを有する上下に長い棒状部材と、前記棒状部材に上下動自在に装着され落下時に前記テーブル支持部材を介して前記粉体テーブルに衝撃振動を与える錘と、前記錘を保持する保持体を有し前記高さ位置決めストッパまで錘を上昇させる錘移動手段とを備え、前記錘移動手段の保持体は、前記高さ位置決めストッパに当接した時、錘の保持を解除することを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の粉体特性測定装置では、高さ位置決め用の「ストッパ」により、設定された同一位置から錘を落下させることが可能となり、これにより誰がやっても設定された位置からの錘の落下が可能となり、いつも同一条件の衝撃振動が得られると同時に、衝撃振動は「テーブル支持部材」を介して効率よく粉体テーブルに伝達することができ、さらに扉を開けずに錘による衝撃振動の制御が可能となるため測定室から外への粉体の飛散を確実に阻止する。
【００１０】
請求項３記載の粉体特性測定装置は、前記錘移動手段は、錘が設けられた棒状部材の内部に沿って上下動自在にセットされ、前記錘を内側から磁力によって吸着保持する磁石で作られた保持体と、前記棒状部材の内部に沿って前記保持体を上下動させる可燃性部材と、測定室のステージ下方に配置され前記可燃性部材を索引制御する駆動部とで構成されていることを要旨とする。
【００１１】
請求項３記載の粉体特性測定装置では、棒状部材の内部にセットされた保持体及び可燃性部材（ワイヤ）と測定室下部の振動部とは室内に浮遊する粉体の影響を直接受けることがなくなり、長期間にわたり安定した保持体の昇降作動が得られる。
【００１２】
請求項４記載の粉体特性測定装置は、前記高さ位置決め手段は、上下調節自在に取付けられていることを要旨とする。
【００１３】
請求項４記載の粉体特性測定装置では、粉体条件に合った錘の高さ位置を正確に設定できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、板状部材上に下端が取り付けられて上方に伸びる棒状部材に沿って上下動するように棒状部材の外周に取り付けられた錘を棒状部材に沿って上方に移動させ、所定の上方位置まで錘を移動させた後、錘を棒状部材に沿って落下させ、錘を板状部材に衝突させて板状部材上の粉体堆積層に衝撃を与えるので、装置のアクリルカバーをいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバーの開閉毎に粉体が外部に飛散して人体に付着することがなくなり、また衝撃は板上部材を介して粉体堆積層に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができ、また錘の移動のために使用されるモータやその電源ケーブルなどは装置の下部のステージの中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になり、更に筒状体に取り付けたストッパの位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる粉体特性測定装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す粉体特性測定装置の崩潰角測定時の構成を示す正面図である。
【図３】図１に示す粉体特性測定装置の崩潰角測定時の構成を示す側面図である。
【図４】図１に示す粉体特性測定装置のスパチュラ角測定時の構成を示す正面図である。
【図５】図１に示す粉体特性測定装置のスパチュラ角測定時の構成を示す側面図である。
【図６】発明の第１の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図７】図６に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図８】図６に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図９】図６に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１０】図６に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１１】発明の第２の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１４】図１３に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１６】図１５に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１８】図１７に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１９】図１７に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図２０】図１７に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図２１】図１乃至図５に示した粉体特性測定装置のエアー吸入部の構成を示す図である。
【図２２】図１乃至図５に示した粉体特性測定装置の粉塵排出口の構成を示す図である。
【図２３】図１乃至図５に示した粉体特性測定装置の粉体自動供給ユニットの構成を示す図である。
【図２４】図１乃至図５に示した粉体特性測定装置の粉体自動供給ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係わる粉体特性測定装置の全体構成を示す斜視図である。図２および図３は、それぞれ図１に示す粉体特性測定装置の正面図および側面図である。
【００１８】
図１乃至図３に示すように、本実施形態の粉体特性測定装置１００は、下部に所定の厚みを持って張り出したステージ１を有し、このステージ１の後方は上方に立ち上がって後方箱部３を形成している。そして、このステージ１の上面と後方箱部３の前面との間のステージ１と後方箱部３とで挟まれた部分には、粉体堆積層の特性を測定する種々の装置が設けられているが、この部分の全体は、点線で示す観音開き式の透明なアクリルカバー９９により覆われ、粉体が測定中などに外部に飛散しないようになっている。なお、ステージ１の下端には、脚部１ａが複数取り付けられ、この複数の脚部１ａで粉体特性測定装置の全体が支持されている。
【００１９】
ステージ１のほぼ中央の少し上方には、矩形の平皿状のバット５が設けられ、このバット５内にはほぼ円錐状の粉体堆積層７が載った粉体テーブル９が設けられている。なお、粉体テーブル９は、図３および後述する図６から分かるように板状部材である安息角バー１１の一端上に載置されている。なお、バット５は、ステージ１から上方に伸びた脚部１３で固定されている。
【００２０】
バット５の前側のステージ１の上には、太径の円筒部材１５の下端が固定的に取り付けられ、この太径の円筒部材１５の上端には、周縁部が立ち上がった鍔部材１７が取り付けられ、この鍔部材１７の上に前記安息角バー１１の他端が取り付けられている。この安息角バー１１の他端が取り付けられた太径の円筒部材１５の上端には、棒状部材である細径の筒状体２１の下端が連結され、この筒状体２１に対して磁性体からなるリング状の錘１９が上下動自在に嵌合され、この錘１９は鍔部材１７の上に取り付けられた安息角バー１１の他端上に載っている。なお、筒状体２１の上端には、キャップ２３が取り付けられ、このキャップ２３の真下にストッパ２５が取り付けられている。
【００２１】
なお、テーブル支持部材としての安息角バー１１、錘１９、棒状部材としての筒状体２１、位置決めストッパとしてのストッパ２５及び後述する錘移動手段はテーブル振動手段を構成するものであり、さらに前記錘移動手段は、例えば後述する弾性部材用ガイド８３、巻取りドラム８５、弾性部材８７、永久磁石８９及び巻取りモータ９１により構成されるものである。
【００２２】
また、粉体堆積層７の上方には、漏斗３１が設けられ、この漏斗３１から粉体テーブル９上に粉体が供給され、粉体テーブル９上に粉体堆積層７が形成される。この漏斗３１は、後方箱部３の前面に取り付けられた振動板３３で支持されるとともに、漏斗３１の上には、複数の篩３５が設けられている。
【００２３】
更に、篩３５の上方には、粉体自動供給ユニット３７が着脱可能に設けられ、この粉体自動供給ユニット３７は、後方箱部３の前面の最上部に取り付けられている。この粉体自動供給ユニット３７に粉体を入れると、粉体は、粉体自動供給ユニット３７から下方の篩３５に供給される。篩３５に供給された粉体は、振動板３３で振動され、篩３５から漏斗３１を通って粉体テーブル９上に落下し、粉体テーブル９上に粉体堆積層７として堆積される。
【００２４】
また、粉体自動供給ユニット３７は、詳しくは、図２３（ａ）に示すようなバスケット状の容器３９内に粉体を入れるようになっている。この粉体の入った容器３９を図２３（ｂ）に示す供給ユニット４１内に入れると、シャフト４３が容器３９のシャッター受け４５に当たり、容器３９のシャッター４７が開き、粉体が下方に落下し、篩３５内に供給されるようになっている。なお、図２４に示すように、容器３９の後部に例えばスクリューなどからなる供給駆動源４０を設け、容器内の粉体をかき混ぜながら供給することも可能である。
【００２５】
更に、図１および図２に示すように、粉体特性測定装置１００の後方箱部３の前面の上部の左右には、エアー吸入部５１が２個設けられ、またステージ１と後方箱部３との境界部分には、粉塵排出口５３が複数形成されていて、エアー吸入部５１から吸入した外部の空気が粉体特性測定装置１００の内部を通り、内部の粉塵とともに粉塵排出口５３から外部に排出されるようになっている。
【００２６】
更に詳しくは、エアー吸入部５１は、図２１に示すように、網５５で覆われてから、後方箱部３の内部を斜め上方に延出し、後方箱部３の天井に形成されたエアー吸入開口部５７に連通し、このエアー吸入開口部５７から外部の空気を吸入し、エアー吸入部５１を介して装置内部に供給し、粉塵排出口５３から外部に排出する。なお、後方箱部３の天井のエアー吸入開口部５７の内側には、フィルタ５９が取り付けられ、またエアー吸入開口部５７の外側には、網またはパンチングメタルなどからなるフィルタ交換用蓋６１が取り付けられている。なお、エアー吸入部５１を覆っている網５５は、パンチングメタルなどでもよい。
【００２７】
また、ステージ１と後方箱部３との境界部分に形成されている複数の粉塵排出口５３は、図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に一部を拡大して図示するように短い矩形の孔５３ａ、ほぼ丸い孔５３ｂ、または細長い矩形の孔５３ｃなどで形成されるが、これらの粉塵排出口５３は、図３に示すように、全体的に１つの排出ダクト６３で覆われてまとめられてから、排気ホース６５に連結され、この排気ホース６５から外部に排出されるようになっている。なお、排気ホース６５は、図１に示すように、その排気口６５ａが粉体特性測定装置１００の外部に露出しているが、この排気ホース６５の排気口６５ａに例えば掃除機などを接続し、装置内部に舞っている粉塵を掃除機で吸引してもよい。
【００２８】
図１および図２に示すように、粉体堆積層７の左右両側方の後方箱部３の前面には、赤外線カメラ７１と赤外線ＬＥＤ光源７３とが粉体堆積層７を挟んで対向して取り付けられている。また、赤外線カメラ７１のレンズの直前には、赤外線フィルタ７５が取り付けられている。赤外線カメラ７１は、赤外線ＬＥＤ光源７３からの赤外線に向かって粉体堆積層７を撮像し、この撮像した粉体堆積層７のデータを図示しないコンピュータに供給し、コンピュータで粉体堆積層７の安息角、崩潰角、スパチュラ角などの特性を解析するようになっている。
【００２９】
図４および図５に示す粉体特性測定装置は、図１乃至図３に示した粉体特性測定装置１００における安息角バー１１の代わりに板状部材であるスパチュラバー１１１を設け、このスパチュラバー１１１の上にスパチュラ角を測定するための粉体堆積層７０を載せた点が異なるのみであり、その他の構成は図１乃至図３に示す粉体特性測定装置と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して、説明を省略する。なお、図４および図５に示す粉体特性測定装置は、図１乃至図３に示すものと分けて説明する必要がある場合には、符号１００ａを付し、粉体特性測定装置１００ａとして記載する。
【００３０】
次に、図６を参照して、本実施形態の粉体特性測定装置において粉体堆積層７の崩潰角を測定すべく粉体テーブル９上の粉体堆積層７に衝撃を与えるための衝撃発生部の具体的構成および作用について説明する。なお、この場合には、図１乃至図３に示す粉体特性測定装置１００が使用される。
【００３１】
図６において、粉体堆積層７が載っている粉体テーブル９は、安息角バー１１の一端寄りの部分に載置されている。この安息角バー１１は、粉体テーブル９が載置された一端寄りの部分がバット５内に位置し、途中がこのバット５から上に出るように上方に屈曲し、この上方に屈曲した安息角バー１１の他端は、円筒部材１５と筒状体２１の境の鍔部材１７上に取り付けられている。なお、粉体テーブル９と安息角バー１１は板状部材を構成するものである。
【００３２】
円筒部材１５の上端に下端が連結された筒状体２１には、磁性体で構成されるリング状の錘１９が上下動自在に嵌合され、図６の状態では、筒状体２１の最下部の安息角バー１１の他端上に位置している。筒状体２１の上端には、キャップ２３が取り付けられ、このキャップ２３の真下にストッパ２５が取り付けられ、このストッパ２５と筒状体２１の上端との間に後述する磁石の逃げ領域８１が設けられている。
【００３３】
円筒部材１５の下端は、ステージ１内に上面から僅かに入り込んで固定され、この固定された円筒部材１５の下端には弾性部材用ガイド８３の一端が取り付けられ、この弾性部材用ガイド８３の他端は、巻取りドラム８５に連結されている。弾性部材用ガイド８３内には、押上げ部材を構成する長尺の弾性部材８７が挿通されている。この弾性部材８７の一端には、永久磁石８９が取り付けられ、他端は、巻取りドラム８５に卷回されている。巻取りドラム８５の内部には、巻取りドラム８５を回転させて、弾性部材用ガイド８３内の弾性部材８７を巻取りドラム８５に巻き付けたり、巻き戻すための巻取りモータ９１が設けられている。
【００３４】
なお、弾性部材８７は、ポリフェニールサルホンなどからなる弾性樹脂、ニッケルとチタンの形状記憶合金などからなる弾性金属、密着ばね、金属コイルばねなどで構成される。
【００３５】
以上のような構成において、図６では粉体堆積層７の崩潰角を測定するために、粉体テーブル９上の粉体堆積層７は、安息角を形成している。なお、安息角とは、図１に示す粉体自動供給ユニット３７から粉体を粉体テーブル９上に自然落下させた場合に粉体テーブル９上に形成される粉体堆積層７の山の角度である。このように安息角を形成している粉体堆積層７に対して衝撃を３回与えた時に崩潰した粉体堆積層７の山の角度が崩潰角である。
【００３６】
この崩潰角を測定するために、本実施形態では、錘１９を上方から安息角バー１１の他端上に落下させて衝撃を発生し、この衝撃を安息角バー１１から粉体テーブル９を介して粉体堆積層７に伝達して、粉体堆積層７を崩潰させるという動作を３回繰り返し、この３回の衝撃で崩潰した粉体堆積層７の角度を前記赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００３７】
次に、図６乃至図１０を参照して、本実施形態における衝撃発生部の衝撃発生方法について説明する。同図に示す本実施形態の衝撃発生部６０１は、図７において矢印２００で示すように巻取りモータ９１を回転させて、巻取りドラム８５に卷回されていた弾性部材８７を送り出すように巻き戻すと、弾性部材８７の一端に取り付けられている永久磁石８９は、矢印２０１で示すように弾性部材８７とともに円筒部材１５内を上昇し、筒状体２１の下端に位置する錘１９のリング状内部に入り、錘１９を永久磁石８９の磁力に吸着させる。
【００３８】
錘１９が永久磁石８９の磁力に吸着された状態で更に巻取りモータ９１を回転させ、弾性部材８７を更に上方に送り出すと、永久磁石８９は、錘１９を吸着しながら筒状体２１内を上昇し、永久磁石８９に吸着された錘１９は、図８および図９に示すように、筒状体２１の上部のストッパ２５に当接する。
【００３９】
このように錘１９がストッパ２５に当接した状態において、巻取りモータ９１を更に駆動して、弾性部材８７を更に上方に送り出すと、弾性部材８７の上端の永久磁石８９のみがストッパ２５の上の磁石逃げ領域８１に入り込み、錘１９は、永久磁石８９の磁気的吸着から解放される。この結果、錘１９は、図１０に示すように、筒状体２１に沿って下方に落下し、筒状体２１の下端に取り付けられている安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上記のようにして、１回目の衝撃が粉体堆積層７に与えられる。
【００４０】
崩潰角の測定には、上述した衝撃を３回繰り返すことなるが、これは、上述したように、錘１９が落下して衝撃を発生した後、巻取りモータ９１を駆動して、巻取りドラム８５で弾性部材８７を巻き取り、図６に示す最初の位置まで戻す。図６に示す最初の位置まで戻った後は、上述したと同様に、巻取りモータ９１を回転させて、巻取りドラム８５に卷回されていた弾性部材８７を送り出し、弾性部材８７の一端に取り付けられている永久磁石８９を弾性部材８７とともに円筒部材１５内を上昇させるという上述したと同様の動作を繰り返して、粉体堆積層７に対して衝撃を３回付与する。そして、この３回の衝撃で崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００４１】
なお、上記衝撃は、安息角バー１１を介して粉体テーブル９に与えられているが、粉体テーブル９は、安息角バー１１上に直接設けられているものであるため、衝撃は粉体テーブル９に対して直接与えられたものと同等であるし、または安息角バー１１と粉体テーブル９とを一体化して板状部材として構成し、この板状部材に衝撃を与えてもよいものである。
【００４２】
上記実施形態では、巻取りモータ９１を使用して、錘１９を上昇させ、所定の位置に設けたストッパ２５から錘１９を落下させ、この落下した錘１９の衝撃を安息角バー１１から粉体テーブル９に伝達することで粉体テーブル９上の粉体堆積層７に対して衝撃を与えるため、従来のように、装置のアクリルカバー９９をいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバー９９の開閉毎に粉体が装置の外部に飛散して人体に付着することもなくなるとともに、衝撃は安息角バー１１から粉体テーブル９を介して粉体堆積層７に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができる。また、巻取りモータ９１およびこの巻取りモータ９１に対する電源ケーブルなどは粉体特性測定装置の下部のステージ１の中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になる。更に、筒状体２１に取り付けたストッパ２５の位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【００４３】
次に、図１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１１に示す実施形態の衝撃発生部６０２は、図６乃至図１０に示した衝撃発生部６０１において弾性部材８７と巻取りドラム８５の代わりにシャフト１０１とアーム１０３を使用した点が大きく異なるものであり、その他の基本的構成は同じである。従って、同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。
【００４４】
すなわち、図１１に示す衝撃発生部６０２は、真っすぐに伸びたシャフト１０１を有し、このシャフト１０１は、一部がシャフトガイド１０９で覆われ、このシャフトガイド１０９に沿って上下動し得るようになっている。シャフト１０１の上端に前記永久磁石８９が取り付けられている。シャフト１０１の下端には、矩形の補助金具１０２を介してピン１０５が取り付けられ、このピン１０５は、長尺のアーム１０３の先端寄りに形成された長孔１０３ａに係合している。
【００４５】
アーム１０３は、後端がアーム駆動モータ１０７の回転軸に取り付けられ、アーム駆動モータ１０７が回転すると、アーム１０３は、先端が矢印２１１で示すように上方に移動し、これによりシャフト１０１も上方に移動し、シャフト１０１の上端に取り付けられた永久磁石８９が円筒部材１５内を上方に移動する。なお、ピン１０５、アーム１０３およびアーム駆動モータ１０７は、押上げ手段を構成している。
【００４６】
次に、図１１に示す本実施形態における衝撃発生部６０１による衝撃発生方法について説明する。まず、図１１に示す状態において、アーム駆動モータ１０７を回転させると、アーム１０３の先端は、アーム駆動モータ１０７の回転軸に取り付けられた後端を中心に上昇し、アーム１０３の先端の長孔１０３ａに嵌合しているピン１０５を介してシャフト１０１を矢印２１１で示すようにシャフトガイド１０９でガイドしながら上昇させる。
【００４７】
シャフト１０１が矢印２１１で示すように上昇すると、シャフト１０１の上端に取り付けられている永久磁石８９は、円筒部材１５内を上昇し、筒状体２１の下端に位置する錘１９のリング状内部に入り、錘１９は永久磁石８９の磁力に吸着される。錘１９が永久磁石８９の磁力に吸着された状態で更にシャフト１０１が上昇すると、永久磁石８９に吸着された錘１９は、筒状体２１の上部のストッパ２５に当接する。
【００４８】
このように錘１９がストッパ２５に当接した状態において、アーム駆動モータ１０７を更に駆動して、シャフト１０１を更に上方に押し出すと、シャフト１０１の上端の永久磁石８９のみがストッパ２５の上の磁石逃げ領域８１に入り込み、錘１９は、永久磁石８９の磁気的吸着から解放される。この結果、錘１９は、筒状体２１に沿って下方に落下し、筒状体２１の下端に取り付けられている安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上記のようにして、１回目の衝撃が粉体堆積層７に与えられる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００４９】
上記実施形態においても、従来のように、アクリルカバー９９をいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバー９９の開閉毎に粉体が装置の外部に飛散して人体に付着することもなくなるとともに、衝撃は安息角バー１１から粉体テーブル９を介して粉体堆積層７に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができる。また、アーム駆動モータ１０７の電源ケーブルなどは粉体特性測定装置の下部のステージ１の中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になった。更に、筒状体２１に取り付けたストッパ２５の位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【００５０】
次に、図１２を参照して、本発明の第３の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１１に示す実施形態の衝撃発生部６０３は、図６乃至図１０に示した衝撃発生部６０１が永久磁石８９を弾性部材８７で上方に押し上げるように動作するのに対して図１２では永久磁石８９をワイヤ１１３で引き上げるように動作することが大きく異なるものである。更に詳しくは、本実施形態の衝撃発生部６０３は、図６に示した円筒部材１５と筒状体２１が１本の連続した筒状体２２で構成されるとともに、この筒状体２２は、下端がステージ１の内部に配設されず、ステージ１の上から上方に立ち上がってから、Ｕターンし、このＵターンした筒状体２２の先端に巻取りモータ９１を内蔵した巻取りドラム８５を設け、この巻取りドラム８５に巻き付けられたワイヤ１１３が筒状体２２内を通過して、その先端に取り付けられた永久磁石８９が錘１９の近傍まで下方に向かって伸びている点が異なるものであり、その他の構成および作用は、同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。なお、前記ストッパ２５は、Ｕターンする前のステージ１から真っすぐ伸びた筒状体２２の上方に取り付けられている。
【００５１】
このように構成される衝撃発生部６０３において、図１２に示す状態から巻取りモータ９１を駆動して、ワイヤ１１３を巻き取ると、このワイヤ１１３の先端の永久磁石８９は、錘１９を吸着しながら錘１９とともに上方に上昇する。そして、錘１９が筒状体２２の上方に取り付けられているストッパ２５に当たると、錘１９はこの位置で停止するが、永久磁石８９は、ワイヤ１１３に引っ張られて、更に上昇し、永久磁石８９による錘１９の吸着は解放され、ストッパ２５に当接していた錘１９は、下方に落下し、安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上記のようにして、１回目の衝撃が粉体堆積層７に与えられる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。なお、上記ワイヤ１１３は、ワイヤに限らず、密着ばね、前記弾性部材と同様にポリフェニールサルホンなどからなる弾性樹脂、ニッケルとチタンの形状記憶合金などで構成される。
【００５２】
なお、図１２において、衝撃発生部６０３を使用しない場合には、矢印２１２で示すように、筒状体２２のＵターン状に曲がった部分を旋回させれば、この部分を邪魔にならない所望の場所に退避させることができる。
【００５３】
次に、図１３および図１４を参照して、本発明の第４の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１３および図１４に示す実施形態の衝撃発生部６０４は、図６乃至図１０に示した衝撃発生部６０１が永久磁石８９を弾性部材８７で上方に押し上げるように動作するのに対して図１３および図１４では滑車１１９にかけたワイヤ１１７で永久磁石８９１を引き上げるように動作することが大きく異なるものであり、同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
更に詳しくは、本実施形態の衝撃発生部６０４は、図６に示した円筒部材１５と筒状体２１が１本の連続した筒状体２２で構成されるとともに、この筒状体２２は、下端がステージ１の内部に配設されず、ステージ１の上から上方に真っすぐ伸びるように取り付けられ、この筒状体２２に対してリング状の錘１９２が上下動自在に嵌合され、更にこの錘１９２の真上の筒状体２２に対してリング状の永久磁石８９１が上下動自在に嵌合している。
【００５５】
また、筒状体２２の最上部には、滑車１１９が取り付けられ、この滑車１１９にかけられて、筒状体２２内を下方に伸びるワイヤ１１７の一端は、磁石連結金具１１５に取り付けられ、ワイヤ１１７の他端は、筒状体２２内を下方に伸び、ステージ１の下方に設けられている巻取りドラム８５に卷回されている。この巻取りドラム８５は、巻取りモータ９１で駆動されるようになっている。
【００５６】
このように構成される衝撃発生部６０４において、ワイヤ１１７の一端に取り付けられた磁石連結金具１１５は、永久磁石８９１に吸着され、ワイヤ１１７を上下動すると、この磁石連結金具１１５を介して永久磁石８９１も上下動するようになっている。また、図１３に示す状態では、錘１９２は、永久磁石８９１に吸着されている。この状態で巻取りモータ９１を駆動して、巻取りドラム８５でワイヤ１１７を巻き取ると、ワイヤ１１７の一端の磁石連結金具１１５は、永久磁石８９１および錘１９２とともに上方に移動する。
【００５７】
この上方への移動において、永久磁石８９１は、上方のストッパ２５１の近傍に来ると、図１４に示すように、ストッパ２５１の凹んだ磁石逃げ領域８１１内に入り込むが、永久磁石８９１の下面に吸着されている錘１９２は、ストッパ２５１の下方に伸びた下端２５１ａに当接して、それ以上の上方への移動を阻止されるため、錘１９２は、永久磁石８９１の磁気的吸着から解放され、図１４において矢印２１３で示すように、下方に落下し、安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００５８】
次に、図１５および図１６を参照して、本発明の第５の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１５および図１６に示す本実施形態の衝撃発生部６０５においては、筒状体２２の上端に３個の滑車３０１、３０３、３０５を設けるとともに、筒状体２２の外周に上下動自在に嵌合されるリング状の錘１９の周縁部が上方に立ち上がって、内側が凹んだ凹所１９ａに形成されている。また、筒状体２２には、上下端に鍔部のある細長いリング状の解放金具３１１が上下動自在に嵌合され、この解放金具３１１にはリング状の永久磁石８９３が上下動自在に嵌合している。また、解放金具３１１の下端の鍔部は、錘１９の凹所１９ａ内に入っている。
【００５９】
この永久磁石８９３は、前記滑車３０３、３０５にかけられた２本のワイヤ３１３、３１５で上方から吊り下げられている。この２本のワイヤ３１３、３１５は、滑車３０３、３０５にかけられてから、更に中央の滑車３０１にかけられ、この中央の滑車３０１から１本のワイヤ３１７として筒状体２２内を下方に伸びている。このワイヤ３１７の下部は、図１５および図１６では図示を省略されているが、図１３および図１４と同様な巻取りドラム８５で巻き取られ、この巻取りドラム８５は巻取りモータ９１で駆動されるようになっている。そして、ワイヤ３１７の下部が巻取りモータ９１で駆動された巻取りドラム８５で巻き取られると、このワイヤ３１７の巻き取りが滑車３０３、３０５を介してワイヤ３１３、３１５に伝達され、ワイヤ３１３、３１５が上方に引き上げられ、ワイヤ３１３、３１５の下端に取り付けられている永久磁石８９３が上方に移動する。
【００６０】
このように構成される衝撃発生部６０５において、巻取りモータ９１を駆動して、巻取りドラム８５でワイヤ３１７を巻き取ると、滑車３０１、３０３、３０５を介してワイヤ３１３、３１５が上方に引き上げられ、これによりワイヤ３１３、３１５の下端に取り付けられている永久磁石８９３は、錘１９を磁気的に吸着しながら錘１９とともに上方に移動する。なお、この時、細長いリング状の解放金具３１１は、下端が錘１９の凹所１９ａの底に当接し、錘１９および永久磁石８９３とともに上方に移動する。
【００６１】
永久磁石８９３が錘１９を吸着しながら上方に移動すると、まず最初に解放金具３１１が図１６に示すようにストッパ２５に当たるが、更に巻取りモータ９１を駆動してワイヤ３１３、３１５の巻取りドラム８５への巻取りを続けて、ワイヤ３１３、３１５の下端の永久磁石８９３を上方に移動させると、永久磁石８９３は上方へ移動するも、錘１９は、その凹所１９ａの底が解放金具３１１の下端の鍔部にぶつかり、錘１９の上方への移動は阻止され、錘１９は、永久磁石８９３からの磁気的吸着から解放され、図１６において矢印２１５で示すように下方に落下し、安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００６２】
次に、図１７乃至図２０を参照して、本発明の第６の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１７乃至図２０に示す本実施形態の衝撃発生部６０６は、錘１９が上下動する筒状体２２とは別に離隔して錘搬送手段を構成するベルト３３１を筒状体２２に沿って平行に設けている。このベルト３３１に対して下端に錘引掛け爪３３７を有し、上端に突起部３３９を有する錘搬送部材３３５を取り付け、この錘搬送部材３３５が取り付けられたベルト３３１をステージ１の下側に設けた駆動モータ３３３で駆動して錘搬送部材３３５を筒状体２２に沿って平行に上下動し得るようにしている。なお、錘引掛け爪３３７は、基端部が錘搬送部材３３５に対して回動自在に取り付けられている。
【００６３】
また、筒状体２２に沿って上下動し得るように筒状体２２の外周に取り付けられた錘１９は、その外周面に凹溝１９１が形成され、この凹溝１９１に前記錘搬送部材３３５の錘引掛け爪３３７が引っ掛かるようになっている。
【００６４】
錘搬送部材３３５は、上端に設けられた突起部３３９の基端部に支軸３４１を有し、錘引掛け爪３３７が設けられている下端がばね３４３で矢印２１７で示す方向に常時押圧され、支軸３４１を中心に時計方向に回動するように付勢されているが、錘引掛け爪３３７の真上に取り付けられた回転阻止ピン３４５により錘搬送部材３３５の時計方向の回動を阻止されている。
【００６５】
このように構成される衝撃発生部６０６において、駆動モータ３３３でベルト３３１を駆動して、ベルト３３１に取り付けられている錘搬送部材３３５を図１８において矢印２１９で示す方向に移動させると、錘搬送部材３３５の下端の錘引掛け爪３３７が錘１９に当たって、矢印２２１で示すように上方に回動し、錘１９の凹溝１９１に係合する。
【００６６】
錘搬送部材３３５の錘引掛け爪３３７が錘１９の凹溝１９１に係合して引っ掛けた後、駆動モータ３３３を逆方向に回転すると、錘搬送部材３３５は、ベルト３３１とともに上方に移動し、錘引掛け爪３３７が錘１９の凹溝１９１に引っ掛かった状態で錘１９とともに上方に移動する。錘搬送部材３３５が上方に移動し、錘搬送部材３３５の上端の突起部３３９が図１９に示すようにストッパ２５に当たると、錘搬送部材３３５は支軸３４１を中心に図２０の矢印２２３で示すように反時計方向に回動し、錘搬送部材３３５の下端の錘引掛け爪３３７は図２０の矢印２２５で示すように移動し、錘引掛け爪３３７は、錘１９の凹溝１９１から外れ、錘１９は、図２０で矢印２２７でしめすように下方に落下する。
【００６７】
錘１９は、下方に落下すると、安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００６８】
上記各実施形態は、粉体堆積層７の崩潰角を測定する場合についての説明であるが、粉体堆積層７のスパチュラ角を測定するには、図４および図５に示すように、安息角バー１１の代わりにスパチュラバー１１１を使用した粉体特性測定装置１００ａを使用し、このスパチュラバー１１１の上にスパチュラ角測定のための粉体堆積層７０を形成する。そして、スパチュラバー１１１上に形成されたスパチュラ角測定用の粉体堆積層７０が形成されたスパチュラバー１１１上に上述したように錘１９を落下させて、スパチュラバー１１１上の粉体堆積層７０に衝撃をあたえ、この衝撃で崩れた粉体堆積層７０の角度を前記赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３でスパチュラ角として測定する。
【００６９】
なお、スパチュラバー１１１上にスパチュラ角測定用の粉体堆積層７０を形成するには、バット５を上昇させるかまたはスパチュラバー１１１を下降させるなどして、スパチュラバー１１１の下方に下がった一端寄りの部分をバット５内の底に設置する。それから、このバット５内に設置されたスパチュラバー１１１の下がった一端寄りの部分が全体的に隠れるまで粉体自動供給ユニット３７からバット５内に粉体を入れる。この状態からバット５を下方に移動させるかまたはスパチュラバー１１１を上方に移動させると、スパチュラバー１１１上にスパチュラ角測定用の粉体堆積層７０が残る。
【００７０】
このようにスパチュラバー１１１上に形成された粉体堆積層７０に対して上述した図６から図２０で説明したように、衝撃を１回与えて、粉体堆積層７０を崩し、この時の角度を前記赤外線カメラ７１および赤外線ＬＥＤ光源７３でスパチュラ角として測定する。
【００７１】
上記各実施形態では、モータを使用して、錘を上昇させ、所定の位置から錘を落下させ、この落下した錘の衝撃を安息角バーまたはスパチュラバーから粉体テーブルに伝達することで粉体テーブル上の粉体堆積層に対して衝撃を与えるため、従来のように、装置のアクリルカバーをいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバーの開閉毎に粉体が装置の外部に飛散して人体に付着することもなくなるとともに、衝撃は安息角バーまたはスパチュラバーから粉体テーブルを介して粉体堆積層に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができる。また、巻取りモータやその電源ケーブルなどは粉体特性測定装置の下部のステージの中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になる。更に、筒状体に取り付けたストッパの位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【００７２】
上述してきたように、本実施例によれば、板状部材上の粉体堆積層に衝撃を与えて粉体の少なくとも崩潰角およびスパチュラ角を含む特性を測定する粉体特性測定装置であって、粉体堆積層が載る板状部材上に下端が取り付けられて上方に伸びる棒状部材と、この棒状部材に沿って上下動するように棒状部材の外周に取り付けられた錘と、この錘を棒状部材に沿って上方に移動させる移動手段と、この移動手段で所定の上方位置まで錘を移動させた後、錘を棒状部材に沿って落下させ、錘を板状部材に衝突させて板状部材上の粉体堆積層に衝撃を与える落下手段とを有する。
【００７３】
これにより、板状部材上に下端が取り付けられて上方に伸びる棒状部材に沿って上下動するように棒状部材の外周に取り付けられた錘を棒状部材に沿って上方に移動させ、所定の上方位置まで錘を移動させた後、錘を棒状部材に沿って落下させ、錘を板状部材に衝突させて板状部材上の粉体堆積層に衝撃を与えるため、従来のように、装置のアクリルカバーをいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバーの開閉毎に粉体が装置の外部に飛散して人体に付着することもなくなるとともに、衝撃は板状部材を介して粉体堆積層に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができ、また錘の移動のために使用されるモータやその電源ケーブルなどは装置の下部のステージの中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になり、更に筒状体に取り付けたストッパの位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ ステージ
３ 後方箱部
５ バット
７、７０ 粉体堆積層
９ 粉体テーブル
１１ 安息角バー
１５ 円筒部材
１９ 錘
１９ａ 凹所
２１ 筒状体
２５、２５１ ストッパ
３１ 漏斗
３５ 篩
３７ 粉体自動供給ユニット
７１ 赤外線カメラ
７３ 赤外線ＬＥＤ光源
７５ 赤外線フィルタ
８１、８１１ 磁石逃げ領域
８３ 弾性部材用ガイド
８５ 巻取りドラム
８７ 弾性部材
８９、８９１、８９３ 永久磁石
９１ 巻取りモータ
１０１ シャフト
１０３ アーム
１０３ａ 長孔
１０５ ピン
１０９ シャフトガイド
１１３ ワイヤ
１１５ 磁石連結金具
１１７、３１３、３１５、３１７ ワイヤ
１１９、３０１、３０３、３０５ 滑車
１９１ 凹溝
３１１ 解放金具
３３１ ベルト
３３３ 駆動モータ
３３５ 錘搬送部材
３３７ 錘引掛け爪
３３９ 突起部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工業用や薬等に使用される粉末状の粉体特性を調べる粉体特性装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工業用や薬等に使用される粉末状の粉体特性は、一般に安息角を始めとして崩潰角、スパチュラ角等の測定を行うことで知ることができるようになっており、そのための粉体特性測定装置は既に公知となっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０８５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
粉体特性装置は、例えば、粉対の安息角、崩潰角、スパチュラ角等を測定する測定手段を有する。
【０００５】
測定手段は、粉体テーブル上に乗った粉体推積層の傾斜角を測定する装置となっているが、特に、崩潰角、スパチュラ角を測定する場合には粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与え、その崩れた粉体推積層の傾斜角を測定する。粉体推積層に衝撃振動を与えるには、錘をスライド棒に沿って手で上昇させた後、一定の高さで手を離し錘を落下させて粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与える。錘による衝撃振動の回数は決められていて通常は連続して３回行われ、その測定値を記録する。この場合、衝撃振動は手によって所定の高さまで錘を持ち上げ手を離して落下させるために、測定者によっては錘を落下させるタイミングの狂いが起きる。この結果、測定者によって測定結果が異なる不具合が生じ、安定した正確な測定データが得られにくいという問題が発生する。また、測定室内は、粉体テーブル上に上方から粉体を落下させて測定するための粉体推積層を作る時、あるいは、錘落下時の衝撃振動等の影響によって粉体が飛散、浮遊し、浮遊した粉体が測定室の外へ飛び出る不具合を招く。特に、粉体は粒子が細かいために少しの衝撃や振動等の影響で測定室内に浮遊しやすく、繰返し行なう測定時の扉の開閉時に浮遊した粉体が外へ飛散する問題をかかえる。本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、測定時に測定室の外への粉体の飛散を確実に阻止すると共に、どの測定者が行なっても確実で安定した測定データが得られる粉体特性測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、請求項１記載の粉体特性測定装置は、測定室内に配置され粉体テーブル上の粉体推積層に対して少なくとも安定角、崩潰角、スパチュラ角を測定する測定手段を備えた粉体特性測定装置であって、前記測定手段は、粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与えるテーブル振動手段を有し、前記テーブル振動手段は、粉体テーブルから延長されたテーブル支持部材と、前記テーブル支持部材に設けられ上端部に高さ位置決めストッパを有する上下に長い棒状部材と、前記棒状部材に上下動自在に装着され落下時に前記テーブル支持部材を介して前記粉体テーブルに衝撃振動を与える錘と、前記錘を保持する保持体を有し前記高さ位置決めストッパまで錘を上昇させる錘移動手段とを備え、前記錘移動手段の保持体は、前記高さ位置決めストッパを越えて上昇した時、錘の保持を解除することを要旨とする。
【０００７】
請求項１記載の粉体特性測定装置では、高さ位置決め用の「ストッパ」により、設定された同一位置から錘を落下させることが可能となり、これにより誰がやっても設定された位置からの錘の落下が可能となり、いつも同一条件の衝撃振動が得られると同時に、衝撃振動は「テーブル支持部材」を介して効率よく粉体テーブルに伝達することができ、さらに扉を開けずに錘による衝撃振動の制御が可能となるため測定室から外への粉体の飛散を確実に阻止する。
【０００８】
請求項２記載の粉体特性測定装置は、測定室内に配置され粉体テーブル上の粉体推積層に対して少なくとも安定角、崩潰角、スパチュラ角を測定する測定手段を備えた粉体特性測定装置であって、前記測定手段は、粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与えるテーブル振動手段を有し、前記テーブル振動手段は、粉体テーブルから延長されたテーブル支持部材と、前記テーブル支持部材に設けられ上端部に高さ位置決めストッパを有する上下に長い棒状部材と、前記棒状部材に上下動自在に装着され落下時に前記テーブル支持部材を介して前記粉体テーブルに衝撃振動を与える錘と、前記錘を保持する保持体を有し前記高さ位置決めストッパまで錘を上昇させる錘移動手段とを備え、前記錘移動手段の保持体は、前記高さ位置決めストッパに当接した時、錘の保持を解除することを要旨とする。
【０００９】
請求項２記載の粉体特性測定装置では、高さ位置決め用の「ストッパ」により、設定された同一位置から錘を落下させることが可能となり、これにより誰がやっても設定された位置からの錘の落下が可能となり、いつも同一条件の衝撃振動が得られると同時に、衝撃振動は「テーブル支持部材」を介して効率よく粉体テーブルに伝達することができ、さらに扉を開けずに錘による衝撃振動の制御が可能となるため測定室から外への粉体の飛散を確実に阻止する。
【００１０】
請求項３記載の粉体特性測定装置は、前記錘移動手段は、錘が設けられた棒状部材の内部に沿って上下動自在にセットされ、前記錘を内側から磁力によって吸着保持する磁石で作られた保持体と、前記棒状部材の内部に沿って前記保持体を上下動させる可燃性部材と、測定室のステージ下方に配置され前記可燃性部材を索引制御する駆動部とで構成されていることを要旨とする。
【００１１】
請求項３記載の粉体特性測定装置では、棒状部材の内部にセットされた保持体及び可燃性部材（ワイヤ）と測定室下部の振動部とは室内に浮遊する粉体の影響を直接受けることがなくなり、長期間にわたり安定した保持体の昇降作動が得られる。
【００１２】
請求項４記載の粉体特性測定装置は、前記高さ位置決め手段は、上下調節自在に取付けられていることを要旨とする。
【００１３】
請求項４記載の粉体特性測定装置では、粉体条件に合った錘の高さ位置を正確に設定できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、板状部材上に下端が取り付けられて上方に伸びる棒状部材に沿って上下動するように棒状部材の外周に取り付けられた錘を棒状部材に沿って上方に移動させ、所定の上方位置まで錘を移動させた後、錘を棒状部材に沿って落下させ、錘を板状部材に衝突させて板状部材上の粉体堆積層に衝撃を与えるので、装置のアクリルカバーをいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバーの開閉毎に粉体が外部に飛散して人体に付着することがなくなり、また衝撃は板上部材を介して粉体堆積層に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができ、また錘の移動のために使用されるモータやその電源ケーブルなどは装置の下部のステージの中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になり、更に筒状体に取り付けたストッパの位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる粉体特性測定装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す粉体特性測定装置の崩潰角測定時の構成を示す正面図である。
【図３】図１に示す粉体特性測定装置の崩潰角測定時の構成を示す側面図である。
【図４】図１に示す粉体特性測定装置のスパチュラ角測定時の構成を示す正面図である。
【図５】図１に示す粉体特性測定装置のスパチュラ角測定時の構成を示す側面図である。
【図６】発明の第１の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図７】図６に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図８】図６に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図９】図６に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１０】図６に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１１】発明の第２の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１４】図１３に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１６】図１５に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部の構成を示す図である。
【図１８】図１７に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図１９】図１７に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図２０】図１７に示す衝撃発生部の作用を説明する図である。
【図２１】図１乃至図５に示した粉体特性測定装置のエアー吸入部の構成を示す図である。
【図２２】図１乃至図５に示した粉体特性測定装置の粉塵排出口の構成を示す図である。
【図２３】図１乃至図５に示した粉体特性測定装置の粉体自動供給ユニットの構成を示す図である。
【図２４】図１乃至図５に示した粉体特性測定装置の粉体自動供給ユニットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態(以下、実施形態と称する)を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係わる粉体特性測定装置の全体構成を示す斜視図である。図２および図３は、それぞれ図１に示す粉体特性測定装置の正面図および側面図である。
【００１８】
図１乃至図３に示すように、本実施形態の粉体特性測定装置１００は、下部に所定の厚みを持って張り出したステージ１を有し、このステージ１の後方は上方に立ち上がって後方箱部３を形成している。そして、このステージ１の上面と後方箱部３の前面との間のステージ１と後方箱部３とで挟まれた部分には、粉体堆積層の特性を測定する種々の装置が設けられているが、この部分の全体は、点線で示す観音開き式の透明なアクリルカバー９９により覆われ、粉体が測定中などに外部に飛散しないようになっている。なお、ステージ１の下端には、脚部１ａが複数取り付けられ、この複数の脚部１ａで粉体特性測定装置の全体が支持されている。
【００１９】
ステージ１のほぼ中央の少し上方には、矩形の平皿状のバット５が設けられ、このバット５内にはほぼ円錐状の粉体堆積層７が載った粉体テーブル９が設けられている。なお、粉体テーブル９は、図３および後述する図６から分かるように板状部材である安息角バー１１の一端上に載置されている。なお、バット５は、ステージ１から上方に伸びた脚部１３で固定されている。
【００２０】
バット５の前側のステージ１の上には、太径の円筒部材１５の下端が固定的に取り付けられ、この太径の円筒部材１５の上端には、周縁部が立ち上がった鍔部材１７が取り付けられ、この鍔部材１７の上に前記安息角バー１１の他端が取り付けられている。この安息角バー１１の他端が取り付けられた太径の円筒部材１５の上端には、棒状部材である細径の筒状体２１の下端が連結され、この筒状体２１に対して磁性体からなるリング状の錘１９が上下動自在に嵌合され、この錘１９は鍔部材１７の上に取り付けられた安息角バー１１の他端上に載っている。なお、筒状体２１の上端には、キャップ２３が取り付けられ、このキャップ２３の真下にストッパ２５が取り付けられている。
【００２１】
なお、テーブル支持部材としての安息角バー１１、錘１９、棒状部材としての筒状体２１、位置決めストッパとしてのストッパ２５及び後述する錘移動手段はテーブル振動手段を構成するものであり、さらに前記錘移動手段は、例えば後述する弾性部材用ガイド８３、巻取りドラム８５、弾性部材８７、永久磁石８９及び巻取りモータ９１により構成されるものである。
【００２２】
また、粉体堆積層７の上方には、漏斗３１が設けられ、この漏斗３１から粉体テーブル９上に粉体が供給され、粉体テーブル９上に粉体堆積層７が形成される。この漏斗３１は、後方箱部３の前面に取り付けられた振動板３３で支持されるとともに、漏斗３１の上には、複数の篩３５が設けられている。
【００２３】
更に、篩３５の上方には、粉体自動供給ユニット３７が着脱可能に設けられ、この粉体自動供給ユニット３７は、後方箱部３の前面の最上部に取り付けられている。この粉体自動供給ユニット３７に粉体を入れると、粉体は、粉体自動供給ユニット３７から下方の篩３５に供給される。篩３５に供給された粉体は、振動板３３で振動され、篩３５から漏斗３１を通って粉体テーブル９上に落下し、粉体テーブル９上に粉体堆積層７として堆積される。
【００２４】
また、粉体自動供給ユニット３７は、詳しくは、図２３（ａ）に示すようなバスケット状の容器３９内に粉体を入れるようになっている。この粉体の入った容器３９を図２３（ｂ）に示す供給ユニット４１内に入れると、シャフト４３が容器３９のシャッター受け４５に当たり、容器３９のシャッター４７が開き、粉体が下方に落下し、篩３５内に供給されるようになっている。なお、図２４に示すように、容器３９の後部に例えばスクリューなどからなる供給駆動源４０を設け、容器内の粉体をかき混ぜながら供給することも可能である。
【００２５】
更に、図１および図２に示すように、粉体特性測定装置１００の後方箱部３の前面の上部の左右には、エアー吸入部５１が２個設けられ、またステージ１と後方箱部３との境界部分には、粉塵排出口５３が複数形成されていて、エアー吸入部５１から吸入した外部の空気が粉体特性測定装置１００の内部を通り、内部の粉塵とともに粉塵排出口５３から外部に排出されるようになっている。
【００２６】
更に詳しくは、エアー吸入部５１は、図２１に示すように、網５５で覆われてから、後方箱部３の内部を斜め上方に延出し、後方箱部３の天井に形成されたエアー吸入開口部５７に連通し、このエアー吸入開口部５７から外部の空気を吸入し、エアー吸入部５１を介して装置内部に供給し、粉塵排出口５３から外部に排出する。なお、後方箱部３の天井のエアー吸入開口部５７の内側には、フィルタ５９が取り付けられ、またエアー吸入開口部５７の外側には、網またはパンチングメタルなどからなるフィルタ交換用蓋６１が取り付けられている。なお、エアー吸入部５１を覆っている網５５は、パンチングメタルなどでもよい。
【００２７】
また、ステージ１と後方箱部３との境界部分に形成されている複数の粉塵排出口５３は、図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に一部を拡大して図示するように短い矩形の孔５３ａ、ほぼ丸い孔５３ｂ、または細長い矩形の孔５３ｃなどで形成されるが、これらの粉塵排出口５３は、図３に示すように、全体的に１つの排出ダクト６３で覆われてまとめられてから、排気ホース６５に連結され、この排気ホース６５から外部に排出されるようになっている。なお、排気ホース６５は、図１に示すように、その排気口６５ａが粉体特性測定装置１００の外部に露出しているが、この排気ホース６５の排気口６５ａに例えば掃除機などを接続し、装置内部に舞っている粉塵を掃除機で吸引してもよい。
【００２８】
図１および図２に示すように、粉体堆積層７の左右両側方の後方箱部３の前面には、赤外線カメラ７１と赤外線ＬＥＤ光源７３とが粉体堆積層７を挟んで対向して取り付けられている。また、赤外線カメラ７１のレンズの直前には、赤外線フィルタ７５が取り付けられている。赤外線カメラ７１は、赤外線ＬＥＤ光源７３からの赤外線に向かって粉体堆積層７を撮像し、この撮像した粉体堆積層７のデータを図示しないコンピュータに供給し、コンピュータで粉体堆積層７の安息角、崩潰角、スパチュラ角などの特性を解析するようになっている。
【００２９】
図４および図５に示す粉体特性測定装置は、図１乃至図３に示した粉体特性測定装置１００における安息角バー１１の代わりに板状部材であるスパチュラバー１１１を設け、このスパチュラバー１１１の上にスパチュラ角を測定するための粉体堆積層７０を載せた点が異なるのみであり、その他の構成は図１乃至図３に示す粉体特性測定装置と同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して、説明を省略する。なお、図４および図５に示す粉体特性測定装置は、図１乃至図３に示すものと分けて説明する必要がある場合には、符号１００ａを付し、粉体特性測定装置１００ａとして記載する。
【００３０】
次に、図６を参照して、本実施形態の粉体特性測定装置において粉体堆積層７の崩潰角を測定すべく粉体テーブル９上の粉体堆積層７に衝撃を与えるための衝撃発生部の具体的構成および作用について説明する。なお、この場合には、図１乃至図３に示す粉体特性測定装置１００が使用される。
【００３１】
図６において、粉体堆積層７が載っている粉体テーブル９は、安息角バー１１の一端寄りの部分に載置されている。この安息角バー１１は、粉体テーブル９が載置された一端寄りの部分がバット５内に位置し、途中がこのバット５から上に出るように上方に屈曲し、この上方に屈曲した安息角バー１１の他端は、円筒部材１５と筒状体２１の境の鍔部材１７上に取り付けられている。なお、粉体テーブル９と安息角バー１１は板状部材を構成するものである。
【００３２】
円筒部材１５の上端に下端が連結された筒状体２１には、磁性体で構成されるリング状の錘１９が上下動自在に嵌合され、図６の状態では、筒状体２１の最下部の安息角バー１１の他端上に位置している。筒状体２１の上端には、キャップ２３が取り付けられ、このキャップ２３の真下にストッパ２５が取り付けられ、このストッパ２５と筒状体２１の上端との間に後述する磁石の逃げ領域８１が設けられている。
【００３３】
円筒部材１５の下端は、ステージ１内に上面から僅かに入り込んで固定され、この固定された円筒部材１５の下端には弾性部材用ガイド８３の一端が取り付けられ、この弾性部材用ガイド８３の他端は、巻取りドラム８５に連結されている。弾性部材用ガイド８３内には、押上げ部材を構成する長尺の弾性部材８７が挿通されている。この弾性部材８７の一端には、永久磁石８９が取り付けられ、他端は、巻取りドラム８５に卷回されている。巻取りドラム８５の内部には、巻取りドラム８５を回転させて、弾性部材用ガイド８３内の弾性部材８７を巻取りドラム８５に巻き付けたり、巻き戻すための巻取りモータ９１が設けられている。
【００３４】
なお、弾性部材８７は、ポリフェニールサルホンなどからなる弾性樹脂、ニッケルとチタンの形状記憶合金などからなる弾性金属、密着ばね、金属コイルばねなどで構成される。
【００３５】
以上のような構成において、図６では粉体堆積層７の崩潰角を測定するために、粉体テーブル９上の粉体堆積層７は、安息角を形成している。なお、安息角とは、図１に示す粉体自動供給ユニット３７から粉体を粉体テーブル９上に自然落下させた場合に粉体テーブル９上に形成される粉体堆積層７の山の角度である。このように安息角を形成している粉体堆積層７に対して衝撃を３回与えた時に崩潰した粉体堆積層７の山の角度が崩潰角である。
【００３６】
この崩潰角を測定するために、本実施形態では、錘１９を上方から安息角バー１１の他端上に落下させて衝撃を発生し、この衝撃を安息角バー１１から粉体テーブル９を介して粉体堆積層７に伝達して、粉体堆積層７を崩潰させるという動作を３回繰り返し、この３回の衝撃で崩潰した粉体堆積層７の角度を前記赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００３７】
次に、図６乃至図１０を参照して、本実施形態における衝撃発生部の衝撃発生方法について説明する。同図に示す本実施形態の衝撃発生部６０１は、図７において矢印２００で示すように巻取りモータ９１を回転させて、巻取りドラム８５に卷回されていた弾性部材８７を送り出すように巻き戻すと、弾性部材８７の一端に取り付けられている永久磁石８９は、矢印２０１で示すように弾性部材８７とともに円筒部材１５内を上昇し、筒状体２１の下端に位置する錘１９のリング状内部に入り、錘１９を永久磁石８９の磁力に吸着させる。
【００３８】
錘１９が永久磁石８９の磁力に吸着された状態で更に巻取りモータ９１を回転させ、弾性部材８７を更に上方に送り出すと、永久磁石８９は、錘１９を吸着しながら筒状体２１内を上昇し、永久磁石８９に吸着された錘１９は、図８および図９に示すように、筒状体２１の上部のストッパ２５に当接する。
【００３９】
このように錘１９がストッパ２５に当接した状態において、巻取りモータ９１を更に駆動して、弾性部材８７を更に上方に送り出すと、弾性部材８７の上端の永久磁石８９のみがストッパ２５の上の磁石逃げ領域８１に入り込み、錘１９は、永久磁石８９の磁気的吸着から解放される。この結果、錘１９は、図１０に示すように、筒状体２１に沿って下方に落下し、筒状体２１の下端に取り付けられている安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上記のようにして、１回目の衝撃が粉体堆積層７に与えられる。
【００４０】
崩潰角の測定には、上述した衝撃を３回繰り返すことなるが、これは、上述したように、錘１９が落下して衝撃を発生した後、巻取りモータ９１を駆動して、巻取りドラム８５で弾性部材８７を巻き取り、図６に示す最初の位置まで戻す。図６に示す最初の位置まで戻った後は、上述したと同様に、巻取りモータ９１を回転させて、巻取りドラム８５に卷回されていた弾性部材８７を送り出し、弾性部材８７の一端に取り付けられている永久磁石８９を弾性部材８７とともに円筒部材１５内を上昇させるという上述したと同様の動作を繰り返して、粉体堆積層７に対して衝撃を３回付与する。そして、この３回の衝撃で崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００４１】
なお、上記衝撃は、安息角バー１１を介して粉体テーブル９に与えられているが、粉体テーブル９は、安息角バー１１上に直接設けられているものであるため、衝撃は粉体テーブル９に対して直接与えられたものと同等であるし、または安息角バー１１と粉体テーブル９とを一体化して板状部材として構成し、この板状部材に衝撃を与えてもよいものである。
【００４２】
上記実施形態では、巻取りモータ９１を使用して、錘１９を上昇させ、所定の位置に設けたストッパ２５から錘１９を落下させ、この落下した錘１９の衝撃を安息角バー１１から粉体テーブル９に伝達することで粉体テーブル９上の粉体堆積層７に対して衝撃を与えるため、従来のように、装置のアクリルカバー９９をいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバー９９の開閉毎に粉体が装置の外部に飛散して人体に付着することもなくなるとともに、衝撃は安息角バー１１から粉体テーブル９を介して粉体堆積層７に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができる。また、巻取りモータ９１およびこの巻取りモータ９１に対する電源ケーブルなどは粉体特性測定装置の下部のステージ１の中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になる。更に、筒状体２１に取り付けたストッパ２５の位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【００４３】
次に、図１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１１に示す実施形態の衝撃発生部６０２は、図６乃至図１０に示した衝撃発生部６０１において弾性部材８７と巻取りドラム８５の代わりにシャフト１０１とアーム１０３を使用した点が大きく異なるものであり、その他の基本的構成は同じである。従って、同じ構成要素には、同じ符号を付して、説明を省略する。
【００４４】
すなわち、図１１に示す衝撃発生部６０２は、真っすぐに伸びたシャフト１０１を有し、このシャフト１０１は、一部がシャフトガイド１０９で覆われ、このシャフトガイド１０９に沿って上下動し得るようになっている。シャフト１０１の上端に前記永久磁石８９が取り付けられている。シャフト１０１の下端には、矩形の補助金具１０２を介してピン１０５が取り付けられ、このピン１０５は、長尺のアーム１０３の先端寄りに形成された長孔１０３ａに係合している。
【００４５】
アーム１０３は、後端がアーム駆動モータ１０７の回転軸に取り付けられ、アーム駆動モータ１０７が回転すると、アーム１０３は、先端が矢印２１１で示すように上方に移動し、これによりシャフト１０１も上方に移動し、シャフト１０１の上端に取り付けられた永久磁石８９が円筒部材１５内を上方に移動する。なお、ピン１０５、アーム１０３およびアーム駆動モータ１０７は、押上げ手段を構成している。
【００４６】
次に、図１１に示す本実施形態における衝撃発生部６０１による衝撃発生方法について説明する。まず、図１１に示す状態において、アーム駆動モータ１０７を回転させると、アーム１０３の先端は、アーム駆動モータ１０７の回転軸に取り付けられた後端を中心に上昇し、アーム１０３の先端の長孔１０３ａに嵌合しているピン１０５を介してシャフト１０１を矢印２１１で示すようにシャフトガイド１０９でガイドしながら上昇させる。
【００４７】
シャフト１０１が矢印２１１で示すように上昇すると、シャフト１０１の上端に取り付けられている永久磁石８９は、円筒部材１５内を上昇し、筒状体２１の下端に位置する錘１９のリング状内部に入り、錘１９は永久磁石８９の磁力に吸着される。錘１９が永久磁石８９の磁力に吸着された状態で更にシャフト１０１が上昇すると、永久磁石８９に吸着された錘１９は、筒状体２１の上部のストッパ２５に当接する。
【００４８】
このように錘１９がストッパ２５に当接した状態において、アーム駆動モータ１０７を更に駆動して、シャフト１０１を更に上方に押し出すと、シャフト１０１の上端の永久磁石８９のみがストッパ２５の上の磁石逃げ領域８１に入り込み、錘１９は、永久磁石８９の磁気的吸着から解放される。この結果、錘１９は、筒状体２１に沿って下方に落下し、筒状体２１の下端に取り付けられている安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上記のようにして、１回目の衝撃が粉体堆積層７に与えられる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００４９】
上記実施形態においても、従来のように、アクリルカバー９９をいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバー９９の開閉毎に粉体が装置の外部に飛散して人体に付着することもなくなるとともに、衝撃は安息角バー１１から粉体テーブル９を介して粉体堆積層７に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができる。また、アーム駆動モータ１０７の電源ケーブルなどは粉体特性測定装置の下部のステージ１の中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になった。更に、筒状体２１に取り付けたストッパ２５の位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【００５０】
次に、図１２を参照して、本発明の第３の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１１に示す実施形態の衝撃発生部６０３は、図６乃至図１０に示した衝撃発生部６０１が永久磁石８９を弾性部材８７で上方に押し上げるように動作するのに対して図１２では永久磁石８９をワイヤ１１３で引き上げるように動作することが大きく異なるものである。更に詳しくは、本実施形態の衝撃発生部６０３は、図６に示した円筒部材１５と筒状体２１が１本の連続した筒状体２２で構成されるとともに、この筒状体２２は、下端がステージ１の内部に配設されず、ステージ１の上から上方に立ち上がってから、Ｕターンし、このＵターンした筒状体２２の先端に巻取りモータ９１を内蔵した巻取りドラム８５を設け、この巻取りドラム８５に巻き付けられたワイヤ１１３が筒状体２２内を通過して、その先端に取り付けられた永久磁石８９が錘１９の近傍まで下方に向かって伸びている点が異なるものであり、その他の構成および作用は、同じであり、同じ構成要素には同じ符号を付して、その説明を省略する。なお、前記ストッパ２５は、Ｕターンする前のステージ１から真っすぐ伸びた筒状体２２の上方に取り付けられている。
【００５１】
このように構成される衝撃発生部６０３において、図１２に示す状態から巻取りモータ９１を駆動して、ワイヤ１１３を巻き取ると、このワイヤ１１３の先端の永久磁石８９は、錘１９を吸着しながら錘１９とともに上方に上昇する。そして、錘１９が筒状体２２の上方に取り付けられているストッパ２５に当たると、錘１９はこの位置で停止するが、永久磁石８９は、ワイヤ１１３に引っ張られて、更に上昇し、永久磁石８９による錘１９の吸着は解放され、ストッパ２５に当接していた錘１９は、下方に落下し、安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上記のようにして、１回目の衝撃が粉体堆積層７に与えられる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。なお、上記ワイヤ１１３は、ワイヤに限らず、密着ばね、前記弾性部材と同様にポリフェニールサルホンなどからなる弾性樹脂、ニッケルとチタンの形状記憶合金などで構成される。
【００５２】
なお、図１２において、衝撃発生部６０３を使用しない場合には、矢印２１２で示すように、筒状体２２のＵターン状に曲がった部分を旋回させれば、この部分を邪魔にならない所望の場所に退避させることができる。
【００５３】
次に、図１３および図１４を参照して、本発明の第４の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１３および図１４に示す実施形態の衝撃発生部６０４は、図６乃至図１０に示した衝撃発生部６０１が永久磁石８９を弾性部材８７で上方に押し上げるように動作するのに対して図１３および図１４では滑車１１９にかけたワイヤ１１７で永久磁石８９１を引き上げるように動作することが大きく異なるものであり、同じ構成要素には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
更に詳しくは、本実施形態の衝撃発生部６０４は、図６に示した円筒部材１５と筒状体２１が１本の連続した筒状体２２で構成されるとともに、この筒状体２２は、下端がステージ１の内部に配設されず、ステージ１の上から上方に真っすぐ伸びるように取り付けられ、この筒状体２２に対してリング状の錘１９２が上下動自在に嵌合され、更にこの錘１９２の真上の筒状体２２に対してリング状の永久磁石８９１が上下動自在に嵌合している。
【００５５】
また、筒状体２２の最上部には、滑車１１９が取り付けられ、この滑車１１９にかけられて、筒状体２２内を下方に伸びるワイヤ１１７の一端は、磁石連結金具１１５に取り付けられ、ワイヤ１１７の他端は、筒状体２２内を下方に伸び、ステージ１の下方に設けられている巻取りドラム８５に卷回されている。この巻取りドラム８５は、巻取りモータ９１で駆動されるようになっている。
【００５６】
このように構成される衝撃発生部６０４において、ワイヤ１１７の一端に取り付けられた磁石連結金具１１５は、永久磁石８９１に吸着され、ワイヤ１１７を上下動すると、この磁石連結金具１１５を介して永久磁石８９１も上下動するようになっている。また、図１３に示す状態では、錘１９２は、永久磁石８９１に吸着されている。この状態で巻取りモータ９１を駆動して、巻取りドラム８５でワイヤ１１７を巻き取ると、ワイヤ１１７の一端の磁石連結金具１１５は、永久磁石８９１および錘１９２とともに上方に移動する。
【００５７】
この上方への移動において、永久磁石８９１は、上方のストッパ２５１の近傍に来ると、図１４に示すように、ストッパ２５１の凹んだ磁石逃げ領域８１１内に入り込むが、永久磁石８９１の下面に吸着されている錘１９２は、ストッパ２５１の下方に伸びた下端２５１ａに当接して、それ以上の上方への移動を阻止されるため、錘１９２は、永久磁石８９１の磁気的吸着から解放され、図１４において矢印２１３で示すように、下方に落下し、安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００５８】
次に、図１５および図１６を参照して、本発明の第５の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１５および図１６に示す本実施形態の衝撃発生部６０５においては、筒状体２２の上端に３個の滑車３０１、３０３、３０５を設けるとともに、筒状体２２の外周に上下動自在に嵌合されるリング状の錘１９の周縁部が上方に立ち上がって、内側が凹んだ凹所１９ａに形成されている。また、筒状体２２には、上下端に鍔部のある細長いリング状の解放金具３１１が上下動自在に嵌合され、この解放金具３１１にはリング状の永久磁石８９３が上下動自在に嵌合している。また、解放金具３１１の下端の鍔部は、錘１９の凹所１９ａ内に入っている。
【００５９】
この永久磁石８９３は、前記滑車３０３、３０５にかけられた２本のワイヤ３１３、３１５で上方から吊り下げられている。この２本のワイヤ３１３、３１５は、滑車３０３、３０５にかけられてから、更に中央の滑車３０１にかけられ、この中央の滑車３０１から１本のワイヤ３１７として筒状体２２内を下方に伸びている。このワイヤ３１７の下部は、図１５および図１６では図示を省略されているが、図１３および図１４と同様な巻取りドラム８５で巻き取られ、この巻取りドラム８５は巻取りモータ９１で駆動されるようになっている。そして、ワイヤ３１７の下部が巻取りモータ９１で駆動された巻取りドラム８５で巻き取られると、このワイヤ３１７の巻き取りが滑車３０３、３０５を介してワイヤ３１３、３１５に伝達され、ワイヤ３１３、３１５が上方に引き上げられ、ワイヤ３１３、３１５の下端に取り付けられている永久磁石８９３が上方に移動する。
【００６０】
このように構成される衝撃発生部６０５において、巻取りモータ９１を駆動して、巻取りドラム８５でワイヤ３１７を巻き取ると、滑車３０１、３０３、３０５を介してワイヤ３１３、３１５が上方に引き上げられ、これによりワイヤ３１３、３１５の下端に取り付けられている永久磁石８９３は、錘１９を磁気的に吸着しながら錘１９とともに上方に移動する。なお、この時、細長いリング状の解放金具３１１は、下端が錘１９の凹所１９ａの底に当接し、錘１９および永久磁石８９３とともに上方に移動する。
【００６１】
永久磁石８９３が錘１９を吸着しながら上方に移動すると、まず最初に解放金具３１１が図１６に示すようにストッパ２５に当たるが、更に巻取りモータ９１を駆動してワイヤ３１３、３１５の巻取りドラム８５への巻取りを続けて、ワイヤ３１３、３１５の下端の永久磁石８９３を上方に移動させると、永久磁石８９３は上方へ移動するも、錘１９は、その凹所１９ａの底が解放金具３１１の下端の鍔部にぶつかり、錘１９の上方への移動は阻止され、錘１９は、永久磁石８９３からの磁気的吸着から解放され、図１６において矢印２１５で示すように下方に落下し、安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００６２】
次に、図１７乃至図２０を参照して、本発明の第６の実施形態に係わる粉体特性測定装置における衝撃発生部について説明する。図１７乃至図２０に示す本実施形態の衝撃発生部６０６は、錘１９が上下動する筒状体２２とは別に離隔して錘搬送手段を構成するベルト３３１を筒状体２２に沿って平行に設けている。このベルト３３１に対して下端に錘引掛け爪３３７を有し、上端に突起部３３９を有する錘搬送部材３３５を取り付け、この錘搬送部材３３５が取り付けられたベルト３３１をステージ１の下側に設けた駆動モータ３３３で駆動して錘搬送部材３３５を筒状体２２に沿って平行に上下動し得るようにしている。なお、錘引掛け爪３３７は、基端部が錘搬送部材３３５に対して回動自在に取り付けられている。
【００６３】
また、筒状体２２に沿って上下動し得るように筒状体２２の外周に取り付けられた錘１９は、その外周面に凹溝１９１が形成され、この凹溝１９１に前記錘搬送部材３３５の錘引掛け爪３３７が引っ掛かるようになっている。
【００６４】
錘搬送部材３３５は、上端に設けられた突起部３３９の基端部に支軸３４１を有し、錘引掛け爪３３７が設けられている下端がばね３４３で矢印２１７で示す方向に常時押圧され、支軸３４１を中心に時計方向に回動するように付勢されているが、錘引掛け爪３３７の真上に取り付けられた回転阻止ピン３４５により錘搬送部材３３５の時計方向の回動を阻止されている。
【００６５】
このように構成される衝撃発生部６０６において、駆動モータ３３３でベルト３３１を駆動して、ベルト３３１に取り付けられている錘搬送部材３３５を図１８において矢印２１９で示す方向に移動させると、錘搬送部材３３５の下端の錘引掛け爪３３７が錘１９に当たって、矢印２２１で示すように上方に回動し、錘１９の凹溝１９１に係合する。
【００６６】
錘搬送部材３３５の錘引掛け爪３３７が錘１９の凹溝１９１に係合して引っ掛けた後、駆動モータ３３３を逆方向に回転すると、錘搬送部材３３５は、ベルト３３１とともに上方に移動し、錘引掛け爪３３７が錘１９の凹溝１９１に引っ掛かった状態で錘１９とともに上方に移動する。錘搬送部材３３５が上方に移動し、錘搬送部材３３５の上端の突起部３３９が図１９に示すようにストッパ２５に当たると、錘搬送部材３３５は支軸３４１を中心に図２０の矢印２２３で示すように反時計方向に回動し、錘搬送部材３３５の下端の錘引掛け爪３３７は図２０の矢印２２５で示すように移動し、錘引掛け爪３３７は、錘１９の凹溝１９１から外れ、錘１９は、図２０で矢印２２７でしめすように下方に落下する。
【００６７】
錘１９は、下方に落下すると、安息角バー１１の他端上に強くぶつかり、安息角バー１１に衝撃を与える。安息角バー１１に与えられた衝撃は、安息角バー１１の一端上の粉体テーブル９を介して粉体テーブル９上の粉体堆積層７に伝達され、粉体堆積層７は崩れる。上述した衝撃を３回繰り返して崩潰した粉体堆積層７の角度を赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３で崩潰角として測定する。
【００６８】
上記各実施形態は、粉体堆積層７の崩潰角を測定する場合についての説明であるが、粉体堆積層７のスパチュラ角を測定するには、図４および図５に示すように、安息角バー１１の代わりにスパチュラバー１１１を使用した粉体特性測定装置１００ａを使用し、このスパチュラバー１１１の上にスパチュラ角測定のための粉体堆積層７０を形成する。そして、スパチュラバー１１１上に形成されたスパチュラ角測定用の粉体堆積層７０が形成されたスパチュラバー１１１上に上述したように錘１９を落下させて、スパチュラバー１１１上の粉体堆積層７０に衝撃をあたえ、この衝撃で崩れた粉体堆積層７０の角度を前記赤外線カメラ７１、赤外線ＬＥＤ光源７３でスパチュラ角として測定する。
【００６９】
なお、スパチュラバー１１１上にスパチュラ角測定用の粉体堆積層７０を形成するには、バット５を上昇させるかまたはスパチュラバー１１１を下降させるなどして、スパチュラバー１１１の下方に下がった一端寄りの部分をバット５内の底に設置する。それから、このバット５内に設置されたスパチュラバー１１１の下がった一端寄りの部分が全体的に隠れるまで粉体自動供給ユニット３７からバット５内に粉体を入れる。この状態からバット５を下方に移動させるかまたはスパチュラバー１１１を上方に移動させると、スパチュラバー１１１上にスパチュラ角測定用の粉体堆積層７０が残る。
【００７０】
このようにスパチュラバー１１１上に形成された粉体堆積層７０に対して上述した図６から図２０で説明したように、衝撃を１回与えて、粉体堆積層７０を崩し、この時の角度を前記赤外線カメラ７１および赤外線ＬＥＤ光源７３でスパチュラ角として測定する。
【００７１】
上記各実施形態では、モータを使用して、錘を上昇させ、所定の位置から錘を落下させ、この落下した錘の衝撃を安息角バーまたはスパチュラバーから粉体テーブルに伝達することで粉体テーブル上の粉体堆積層に対して衝撃を与えるため、従来のように、装置のアクリルカバーをいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバーの開閉毎に粉体が装置の外部に飛散して人体に付着することもなくなるとともに、衝撃は安息角バーまたはスパチュラバーから粉体テーブルを介して粉体堆積層に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができる。また、巻取りモータやその電源ケーブルなどは粉体特性測定装置の下部のステージの中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になる。更に、筒状体に取り付けたストッパの位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【００７２】
上述してきたように、本実施例によれば、板状部材上の粉体堆積層に衝撃を与えて粉体の少なくとも崩潰角およびスパチュラ角を含む特性を測定する粉体特性測定装置であって、粉体堆積層が載る板状部材上に下端が取り付けられて上方に伸びる棒状部材と、この棒状部材に沿って上下動するように棒状部材の外周に取り付けられた錘と、この錘を棒状部材に沿って上方に移動させる移動手段と、この移動手段で所定の上方位置まで錘を移動させた後、錘を棒状部材に沿って落下させ、錘を板状部材に衝突させて板状部材上の粉体堆積層に衝撃を与える落下手段とを有する。
【００７３】
これにより、板状部材上に下端が取り付けられて上方に伸びる棒状部材に沿って上下動するように棒状部材の外周に取り付けられた錘を棒状部材に沿って上方に移動させ、所定の上方位置まで錘を移動させた後、錘を棒状部材に沿って落下させ、錘を板状部材に衝突させて板状部材上の粉体堆積層に衝撃を与えるため、従来のように、装置のアクリルカバーをいちいち開閉して、手動で錘を落下させる必要がなく、アクリルカバーの開閉毎に粉体が装置の外部に飛散して人体に付着することもなくなるとともに、衝撃は板状部材を介して粉体堆積層に伝達され、常に同じ衝撃を再現性よく発生することができ、規定通りの測定を行うことができ、また錘の移動のために使用されるモータやその電源ケーブルなどは装置の下部のステージの中に収納することができ、従来のように装置内に露出して粉体が付着することもなく、日常の手入れが容易になり、更に筒状体に取り付けたストッパの位置を調整して、衝撃の強さを簡単に微調整することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１ ステージ
３ 後方箱部
５ バット
７、７０ 粉体堆積層
９ 粉体テーブル
１１ 安息角バー
１５ 円筒部材
１９ 錘
１９ａ 凹所
２１ 筒状体
２５、２５１ ストッパ
３１ 漏斗
３５ 篩
３７ 粉体自動供給ユニット
７１ 赤外線カメラ
７３ 赤外線ＬＥＤ光源
７５ 赤外線フィルタ
８１、８１１ 磁石逃げ領域
８３ 弾性部材用ガイド
８５ 巻取りドラム
８７ 弾性部材
８９、８９１、８９３ 永久磁石
９１ 巻取りモータ
１０１ シャフト
１０３ アーム
１０３ａ 長孔
１０５ ピン
１０９ シャフトガイド
１１３ ワイヤ
１１５ 磁石連結金具
１１７、３１３、３１５、３１７ ワイヤ
１１９、３０１、３０３、３０５ 滑車
１９１ 凹溝
３１１ 解放金具
３３１ ベルト
３３３ 駆動モータ
３３５ 錘搬送部材
３３７ 錘引掛け爪
３３９ 突起部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定室内に配置され粉体テーブル上の粉体推積層に対して少なくとも安定角、崩潰角、スパチュラ角を測定する測定手段を備えた粉体特性測定装置であって、
前記測定手段は、粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与えるテーブル振動手段を有し、前記テーブル振動手段は、粉体テーブルから延長されたテーブル支持部材と、前記テーブル支持部材に設けられ上端部に高さ位置決めストッパを有する上下に長い棒状部材と、前記棒状部材に上下動自在に装着され落下時に前記テーブル支持部材を介して前記粉体テーブルに衝撃振動を与える錘と、前記錘を保持する保持体を有し前記高さ位置決めストッパまで錘を上昇させる錘移動手段とを備え、前記錘移動手段の保持体は、前記高さ位置決めストッパを越えて上昇した時、錘の保持を解除することを特徴とする粉体特性測定装置。
【請求項２】
測定室内に配置され粉体テーブル上の粉体推積層に対して少なくとも安定角、崩潰角、スパチュラ角を測定する測定手段を備えた粉体特性測定装置であって、
前記測定手段は、粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与えるテーブル振動手段を有し、前記テーブル振動手段は、粉体テーブルから延長されたテーブル支持部材と、前記テーブル支持部材に設けられ上端部に高さ位置決めストッパを有する上下に長い棒状部材と、前記棒状部材に上下動自在に装着され落下時に前記テーブル支持部材を介して前記粉体テーブルに衝撃振動を与える錘と、前記錘を保持する保持体を有し前記高さ位置決めストッパまで錘を上昇させる錘移動手段とを備え、前記錘移動手段の保持体は、前記高さ位置決めストッパに当接した時、錘の保持を解除することを特徴とする粉体特性測定装置。
【請求項３】
前記錘移動手段は、錘が設けられた棒状部材の内部に沿って上下動自在にセットされ、前記錘を内側から磁力によって吸着保持する磁石で作られた保持体と、前記棒状部材の内部に沿って前記保持体を上下動させる可燃性部材と、測定室のステージ下方に配置され前記可燃性部材を索引制御する駆動部とで構成されていることを特徴とする請求項１記載の粉体特性測定装置。
【請求項４】
前記高さ位置決め手段は、上下調節自在に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の粉体特性測定装置。
【請求項１】
測定室内に配置され粉体テーブル上の粉体推積層に対して少なくとも安定角、崩潰角、スパチュラ角を測定する測定手段を備えた粉体特性測定装置であって、
前記測定手段は、粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与えるテーブル振動手段を有し、前記テーブル振動手段は、粉体テーブルから延長されたテーブル支持部材と、前記テーブル支持部材に設けられ上端部に高さ位置決めストッパを有する上下に長い棒状部材と、前記棒状部材に上下動自在に装着され落下時に前記テーブル支持部材を介して前記粉体テーブルに衝撃振動を与える錘と、前記錘を保持する保持体を有し前記高さ位置決めストッパまで錘を上昇させる錘移動手段とを備え、前記錘移動手段の保持体は、前記高さ位置決めストッパを越えて上昇した時、錘の保持を解除することを特徴とする粉体特性測定装置。
【請求項２】
測定室内に配置され粉体テーブル上の粉体推積層に対して少なくとも安定角、崩潰角、スパチュラ角を測定する測定手段を備えた粉体特性測定装置であって、
前記測定手段は、粉体テーブル上の粉体推積層に衝撃振動を与えるテーブル振動手段を有し、前記テーブル振動手段は、粉体テーブルから延長されたテーブル支持部材と、前記テーブル支持部材に設けられ上端部に高さ位置決めストッパを有する上下に長い棒状部材と、前記棒状部材に上下動自在に装着され落下時に前記テーブル支持部材を介して前記粉体テーブルに衝撃振動を与える錘と、前記錘を保持する保持体を有し前記高さ位置決めストッパまで錘を上昇させる錘移動手段とを備え、前記錘移動手段の保持体は、前記高さ位置決めストッパに当接した時、錘の保持を解除することを特徴とする粉体特性測定装置。
【請求項３】
前記錘移動手段は、錘が設けられた棒状部材の内部に沿って上下動自在にセットされ、前記錘を内側から磁力によって吸着保持する磁石で作られた保持体と、前記棒状部材の内部に沿って前記保持体を上下動させる可燃性部材と、測定室のステージ下方に配置され前記可燃性部材を索引制御する駆動部とで構成されていることを特徴とする請求項１記載の粉体特性測定装置。
【請求項４】
前記高さ位置決め手段は、上下調節自在に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の粉体特性測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１２−８８１０７（Ｐ２０１２−８８１０７Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３３６０３（Ｐ２０１０−２３３６０３）
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（５９１０５８１２７）メディカテック株式会社 (17)
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１８日（２０１０．１０．１８）
【出願人】（５９１０５８１２７）メディカテック株式会社 (17)
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