粉粒体供給装置
【課題】一定量ずつ粉粒体を供給することが可能な粉粒体供給装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の粉粒体供給装置９０によれば、底壁３０のスリット３０１を閉塞した粉粒体アーチを、容器内回転部材２１に備えたアーチ粉砕脚部２６，２７で崩すことで、スリット３０１から下方へと落下させる。そして、粉粒体アーチが崩れてから、再度粉粒体アーチが形成されるまでにスリット３０１から流出する粉粒体の量は極微量であるので、容器内回転部材２１を一定速度で旋回させている間は粉粒体を一定量ずつ供給することができる。また、容器内回転部材２１を高速回転させたときに第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の両方で粉粒体アーチを崩して粉粒体を比較的大量に供給し、低速回転させたときに第１のアーチ粉砕脚部２６だけが粉粒体アーチを崩して粉粒体を微少量ずつ供給するので、目標重量の粉粒体を正確かつ速やかに量り取ることができる。
【解決手段】本発明の粉粒体供給装置９０によれば、底壁３０のスリット３０１を閉塞した粉粒体アーチを、容器内回転部材２１に備えたアーチ粉砕脚部２６，２７で崩すことで、スリット３０１から下方へと落下させる。そして、粉粒体アーチが崩れてから、再度粉粒体アーチが形成されるまでにスリット３０１から流出する粉粒体の量は極微量であるので、容器内回転部材２１を一定速度で旋回させている間は粉粒体を一定量ずつ供給することができる。また、容器内回転部材２１を高速回転させたときに第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の両方で粉粒体アーチを崩して粉粒体を比較的大量に供給し、低速回転させたときに第１のアーチ粉砕脚部２６だけが粉粒体アーチを崩して粉粒体を微少量ずつ供給するので、目標重量の粉粒体を正確かつ速やかに量り取ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粉粒体供給装置として、粉粒体をスクリューによって供給し、計量するものが知られていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−９０７５６号公報（［００２３］、［００２５］、［００２７］、［００２８］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、粉粒体は粉粒体同士の付着力によって塊を形成し得る。そして、従来の粉粒体供給装置ではスクリューの翼の間で粉粒体が塊になり、スクリューが回ったときに粉粒体の塊ごと供給されることがあり、一定量ずつ粉粒体を供給することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、一定量ずつ粉粒体を供給することが可能な粉粒体供給装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る粉粒体供給装置は、粉粒体を収容可能な粉粒体容器と、粉粒体容器の底壁に貫通形成され、粉粒体同士が付着してなる粉粒体アーチにより閉塞可能な複数の粉粒体通過孔と、底壁の上方で回転する容器内回転部材と、容器内回転部材から底壁に向かって延び、容器内回転部材の回転と共に旋回して粉粒体アーチに外力を付与して、粉粒体アーチを構成していた粉粒体を粉粒体通過孔から底壁の下方に強制落下させるための複数のアーチ粉砕脚部とが備えられ、それら複数のアーチ粉砕脚部は、下端部と底壁と間隔が比較的小さい第１のアーチ粉砕脚部と、下端部と底壁との間隔が比較的大きな第２のアーチ粉砕脚部とを含んでなるところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の粉粒体供給装置において、第１及び第２のアーチ粉砕脚部は、下方に向かうに従って旋回方向の後方へと向かうように傾斜して延びているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の粉粒体供給装置において、アーチ粉砕脚部を旋回方向の前方から見た幅は、第１のアーチ粉砕脚部より第２のアーチ粉砕脚部の方が広いところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の粉粒体供給装置において、第１のアーチ粉砕脚部を間隔を空けて横並びに複数設けたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の粉粒体供給装置において、複数の粉粒体通過孔は、アーチ粉砕脚部の旋回半径方向と交差する方向に延びたスリットであるところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の粉粒体供給装置において、容器内回転部材から底壁に向かって延びかつ、粉粒体容器の内側面に付着した粉粒体を削ぐための付着粉粒体除去脚部を備えたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体供給装置において、粉粒体容器には、アーチ粉砕脚部が内部を旋回する小径筒部と、小径筒部の上方に配置されて小径筒部より内径が大きな大径筒部と、大径筒部の側壁の下端部と小径筒部の側壁の上端部との間を接合する平板状の中間段差壁とが備えられ、大径筒部の下端部中央に配置されて、小径筒部の上面開口を覆い且つ中間段差壁との間に隙間をあけて対向し、大径筒部の側壁との間に環状空間を形成する容器内円板と、容器内円板の下方に設けられ、その容器内円板と中間段差壁との間の隙間を通って容器内円板より外側に延び、容器内回転部材の回転と共に旋回して、中間段差壁上に堆積した粉粒体を小径筒部の内部に引き込む中間旋回部材を設けたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の粉粒体供給装置において、中間段差壁の上面に形成されて突条構造又は溝構造をなして延び、一端部から他端部に向かうに従って湾曲しながら中間段差壁の中央における小径筒部の上面開口に向かって接近した複数の渦巻きガイドを備え、中間旋回部材は、渦巻きガイドの一端部から他端部へと向かうように旋回するところに特徴を有する。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項８に記載の粉粒体供給装置において、渦巻きガイドは、インボリュート曲線、対数渦巻き曲線、アルキメデス渦巻き曲線の何れかに沿って延びたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
［請求項１の発明］
請求項１の発明に係る粉粒体供給装置は、粉粒体容器の底壁に複数の粉粒体通過孔が貫通形成されている。この底壁の上部に粉粒体を載置しても、通常は粉粒体同士が付着して粉粒体通過孔を閉塞する粉粒体アーチを形成するため粉粒体が粉粒体通過孔を通過することはない。
【００１５】
底壁の上方に備えた容器内回転部材を回転させると、粉粒体アーチが、複数のアーチ粉砕脚部から外力を受けて崩れ、粉粒体アーチを構成していた粉粒体が粉粒体通過孔を通過して底壁の下方に落下し、すぐに新たな粉粒体アーチが形成されて粉粒体通過孔が閉塞される。
【００１６】
そして、一旦粉粒体アーチが崩れて再度粉粒体アーチが形成されるまでに粉粒体通過孔から流出する粉粒体の量は極微量であるので、底面旋回部材を一定速度で旋回させている間は一定量ずつの粉粒体を供給することができる。
【００１７】
ここで、容器内回転部材を比較的低速で回転させた場合に、下端部と底壁との間隔が比較的小さい第１のアーチ粉砕脚部は、粉粒体アーチに外力を与えて崩す一方、下端部と底壁との間隔が比較的大きい第２のアーチ粉砕脚部は、粉粒体アーチの上方を素通りするだけで粉粒体アーチを崩す程の外力を与えることはない。よって、第１のアーチ粉砕脚部が粉粒体通過孔の上方を通過したときだけ、粉粒体アーチが崩れて底壁の下方に落下する。
【００１８】
これに対し、容器内回転部材を比較的高速で回転させた場合には、第１のアーチ粉砕脚部のみならず第２のアーチ粉砕脚部も、粉粒体アーチ対して外力を与える。詳細には、第２のアーチ粉砕脚部の下端部が粉粒体アーチの上方を通過する際に、第２のアーチ粉砕脚部の案内で下方、即ち、底壁に向かって流動した粉粒体によって粉粒体アーチが崩される。よって、第１及び第２のアーチ粉砕脚部が粉粒体通過孔の上方を通過したときに粉粒体アーチが崩れて底壁の下方に落下する。つまり、本発明によれば、容器内回転部材を比較的高速で回転させた場合に、粉粒体の排出量を急激に増加させることができる。
【００１９】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、第１又は第２のアーチ粉砕脚部の案内により斜め下方、即ち、底壁の上面に向けて粉粒体を流動させて、粉粒体アーチに外力を与えることができる。
【００２０】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、第２のアーチ粉砕脚部は、第１のアーチ粉砕脚部より広い範囲で粉粒体アーチを崩すことが可能になるので、容器内回転部材を比較的高速で回転させたときに粉粒体の排出量をより急激に増加させることができる。
【００２１】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、容器内回転部材の回転速度が小さいときには、間隔を空けて横並びに設けられた複数の第１のアーチ粉砕脚部同士の間を粉粒体がすり抜けてゆくので、第１のアーチ粉砕脚部の下端部が通過した部分の粉粒体アーチしか崩すことができないが、回転速度を大きくすると、複数の第１のアーチ粉砕脚部同士の間を粉粒体が通過し難くなり、第１のアーチ粉砕脚部の下端部が通過した部分とその近傍の粉粒体アーチとを崩すことが可能となる。
【００２２】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、アーチ粉砕脚部がスリットの上方を通過する距離が、スリットを容器内回転部材の旋回半径方向に延ばした場合よりも長くなるので、粉粒体アーチをより広い範囲で崩すことができる。
【００２３】
なお、複数の粉粒体通過孔としてのスリットは、直線状に延びていてもよいし、円弧状に湾曲していてもよい。また、スリットを円弧状とした場合、アーチ粉砕脚部の旋回中心を中心として湾曲した円弧状にしてもよいし、一端部から他端部に向かって湾曲しながらアーチ粉砕脚部の旋回中心に接近していく円弧状にしてもよい。
【００２４】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、静電気等で粉粒体容器の内側面に付着した粉粒体を、容器内回転部材の回転に伴い付着粉粒体除去脚部によって削ぎ落とすことができる。
【００２５】
［請求項７の発明］
請求項７に係る発明によれば、粉粒体は、粉粒体容器のうち、大径筒部の下端部中央に配置された容器内円板と大径筒部の側壁との間の環状隙間から下方に流下して、大径筒部と小径筒部との間の中間段差壁に堆積し、容器内円板と中間段差壁との間で安息角を有した粉粒体山を形成する。この粉粒体山により容器内円板と中間段差壁との間が塞がれるから、中間旋回部材が停止しているときには、粉粒体が小径筒部内に落下することはない。
【００２６】
中間旋回部材を旋回させると、中間旋回部材は粉粒体山を崩しながら粉粒体を小径筒部の内部へと案内する。また、粉粒体山が崩されると直ぐに、環状隙間から粉粒体が供給されて新たな粉粒体山が形成されるから、中間旋回部材を旋回させている間だけ粉粒体を小径筒部の内部へと案内することができる。
【００２７】
［請求項８及び９の発明］
粉粒体の流動性が低いと、中間旋回部材によって粉粒体を小径筒部の内部にスムーズに誘導できないことがある。これに対し、請求項８の発明によれば、中間旋回部材が中間段差壁上で回転して渦巻きガイドとすれ違う際に、それら中間旋回部材と渦巻きガイドとが協働して粉粒体を中心側に移動させるので、流動性の低い粉粒体でもスムーズに小径筒部に案内することができる。ここで、渦巻きガイドは、１つだけでもよいし複数設けてもよい。また、請求項９の発明のように、渦巻きガイドは、インボリュート曲線、対数渦巻き曲線、アルキメデス渦巻き曲線の何れかに沿って延びた形状にすると、より効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１〜図１２に基づいて説明する。
図１には、本発明の粉粒体供給装置９０を備えた粉粒体計量システム１００の全体が示されている。同図に示すように、粉粒体計量システム１００は、計量器としての電子天秤６０の上方に粉粒体供給装置９０を備えてなる。粉粒体供給装置９０は、電子天秤６０の秤量皿６２の側方を囲むように設置された風防６１内に宙吊り状態に配置されており、秤量皿６２上に載置された受容器９９（秤量カップやバイアル瓶等）に向けて粉粒体を排出する構成となっている。
【００２９】
粉粒体供給装置９０は、風防６１の上端縁に係止されたブラケット１９によって秤量皿６２の真上位置に配置されており、粉粒体を収容した粉粒体容器１０から下方に粉粒体を排出する。図２に示すように、粉粒体容器１０は、大径筒部１１と小径筒部１２とを備えてなり、下方に向かうに従って縮径した構造になっている。詳細には、大径筒部１１と小径筒部１２との間の中間段差壁１１１の中心部から鉛直下方に向かって小径筒部１２が突出しており、大径筒部１１に収容された粉粒体は、小径筒部１２の内側の粉粒体排出孔１２１を通って下方に排出される。
【００３０】
粉粒体容器１０の上端は開放しており、上端キャップ１３にて閉じられている。上端キャップ１３は粉粒体容器１０の上端外周面に螺合されており、その下端縁がブラケット１９に形成された図示しない貫通孔の周縁部に係止することで、粉粒体供給装置９０が宙吊り状態に保持されている。
【００３１】
また、上端キャップ１３の上端壁１３１には、図示しない投入口が形成されている。投入口は上端壁１３１の中央からずれた位置に偏在して設けられており、この投入口から粉粒体容器１０内に粉粒体を供給可能となっている。
【００３２】
上端壁１３１の上面中央には供給モータ１４が固定されている。供給モータ１４に連結された回転駆動シャフト１４１は、上端壁１３１を貫通して大径筒部１１内でその中心軸に沿って延びている。そして、回転駆動シャフト１４１の下端部には、後述する容器内回転部材２１が取り付けられている。
【００３３】
図２に示すように、大径筒部１１の内部には、容器内円板３８及び上面待ち受けガイド３９が備えられている。容器内円板３８は、大径筒部１１の下端部中央に配置されて大径筒部１１の内側に遊嵌している。即ち、容器内円板３８は大径筒部１１の内径よりも小径でかつ、粉粒体排出孔１２１の内径よりも大径な平らな円板（図４参照）であり、中間段差壁１１１及び容器内回転部材２１の上方に僅かに離して水平に取り付けられている。また、容器内円板３８は回転駆動シャフト１４１の外周面に固定されており、大径筒部１１内で容器内回転部材２１と一体回転する。そして、上端キャップ１３の投入口（図示せず）から粉粒体容器１０内に投入された粉粒体は、一旦、容器内円板３８上に堆積するようになっている。
【００３４】
上面待ち受けガイド３９は、容器内円板３８上に堆積した粉粒体を、容器内円板３８の周縁部と大径筒部１１の側壁１１２との間に形成された環状空間４０に掻き出すために設けられている。図２に示すように上面待ち受けガイド３９は、容器内円板３８の上面に隣接して配置された水平板３９１と、水平板３９１の基端部から垂直上方に延びて上端キャップ１３の上端壁１３１に固定された垂直板３９２とから構成される。
【００３５】
そして、図５に示すように、水平板３９１の平面を供給モータ１４の回転駆動シャフト１４１の側面に当接させて取り付けることで、容器内円板３８の回転方向（図５の実線矢印の方向）に対して水平板３９１が傾斜し、図５の点線矢印で示すように、容器内円板３８上の粉粒体が水平板３９１に案内されて容器内円板３８の縁部に向けて押し出される。また、水平板３９１の基端部は、大径筒部１１の側壁１１２に隣接する位置まで延びており、押し出された粉粒体を環状空間４０から中間段差壁１１１上に流下させる。さらに、容器内円板３８と上面待ち受けガイド３９とが協働して大径筒部１１内の粉粒体を撹拌するので、大径筒部１１内で粉粒体が固まったり、詰まったりすることを防ぐことができる。これにより、容器内円板３８の上部の粉粒体を安定して中間段差壁１１１へと流下させることが可能となる。
【００３６】
図３に示すように、環状空間４０から中間段差壁１１１へと流下した粉粒体は、容器内円板３８と中間段差壁１１１との間で安息角α１を有した粉流体の山を形成する。粉粒体山の安息角α１は、粉粒体によって一定となり、粉粒体山が「堰」となって容器内円板３８から中間段差壁１１１へと過剰な粉粒体が供給されないようにすることができる。即ち、容器内円板３８との周縁部と大径筒部１１の側壁１１２との間にできる環状空間４０が粉粒体で塞がれて粉粒体が排出されなくなるように、容器内円板３８と中間段差壁１１１の上面とを接近させて過剰な粉粒体が供給されないようにすることができる。
【００３７】
中間段差壁１１１のうち粉粒体容器の１１の側壁１１２に沿って堆積した粉粒体山は、その山裾部分が大径筒部１１内で回転する容器内回転部材２１によって削り取られて小径筒部１２へと送り込まれる。上記したように容器内回転部材２１は、回転駆動シャフト１４１に固定されており、図６に示すように回転駆動シャフト１４１が貫通した軸心プレート２５から側方に片持ち梁状の集粉羽２３（本発明の「中間旋回部材」に相当する）と散粉羽２４とが延びている。これら集粉羽２３と散粉羽２４とが中間段差壁１１１の上面に摺接しつつ水平面内で回転する。
【００３８】
図７に示すように集粉羽２３は、容器内回転部材２１の回転方向（図７の実線矢印の方向）とは逆側に膨らむように複数の平板をつなげた屈曲構造をなす一方、散粉羽２４は、容器内回転部材２１の回転方向に対して傾斜した状態で軸心プレート２５から大径筒部１１の側壁１１２に向かって真っ直ぐ延びている。また、集粉羽２３は、その先端が大径筒部１１の側壁１１２と隣接した位置まで延びており、散粉羽２４はそれより短くなっている。
【００３９】
そして、集粉羽２３によって、中間段差壁１１１の縁側に堆積した粉粒体を中心側に誘導して小径筒部１２（粉粒体排出孔１２１）へと送り込むと共に、散粉羽２４により、集粉羽２３が取り込み過ぎた粉粒体を外側に移動して逃し、次に集粉羽２３が通過したときに小径筒部１２内に取り込み、大径筒部１１内の粉粒体圧を安定させ易くしている。また、集粉羽２３と散粉羽２４とが協働して粉粒体を撹拌して、粉粒体の塊を粉砕する効果も奏する。さらに、粉粒体が２種以上の粉粒体の混合物である場合には、この集合と分散の繰り返しによって２種の粉粒体の混合度合いを高めることができる。
【００４０】
図６に示すように、容器内回転部材２１の軸心プレート２５のうち集粉羽２３の付け根部分２５１には、軸心プレート２５から斜めに切り起こされた補助ガイド壁２０が形成されている。補助ガイド壁２０は、集粉羽２３による粉粒体の誘導方向（図７の点線矢印の方向）に向かって徐々に下るように傾斜している。そして、集粉羽２３に誘導されてその基端部に達した粉粒体は、補助ガイド壁２０によって小径筒部１２（粉粒体排出孔１２１）へと強制的に落とされる。
【００４１】
図２に示すように、粉粒体容器１０のうち、小径筒部１２の下端部には、底壁３０が着脱可能に取り付けられている。底壁３０は、図８に示すように薄肉円板に、容器内回転部材２１の旋回半径方向と交差する方向に延びた複数のスリット３０１（本発明の「粉粒体通過孔」に相当する）を貫通形成した構造をなす。詳細には、各スリット３０１は、容器内回転部材２１の回転方向（図９の実線矢印の方向）の前方に向かうに従って、底壁３０の中心に近づくように湾曲して延びている。
【００４２】
底壁３０の各スリット３０１は、容器内回転部材２１（集粉羽２３）により小径筒部１２内に送り込まれた粉粒体同士が付着（架橋）して形成された粉粒体アーチにより閉塞されると共に、その粉粒体アーチが崩れた状態で粉粒体が通過可能な大きさになっている。即ち、スリット３０１の短手方向の幅は粉粒体の粒径の少なくとも数倍から十数倍の大きさになっている。また、粉粒体の性状（粒径や凝集性）等によって、粉粒体アーチが形成可能なスリット３０１の幅は異なるため、スリット３０１の幅が異なる複数種類の底壁３０が用意されており、粉粒体計量システム１００を使用する前に、量り取る粉粒体に適した底壁３０を選んで取り替えることができるようになっている。
【００４３】
図２に示すように底壁３０は、小径筒部１２の外周面に螺合された固定筒体３２によって小径筒部１２の下端部に固定されている。固定筒体３２は、小径筒部１２に螺合した螺合筒部３２１の下端縁から内側にリング状の鍔壁３２２が張り出した構造をなし、その鍔壁３２２と、小径筒部１２の下端内周縁に形成された段差部１２２との間で、底壁３０の外縁部が板厚方向で挟まれている（図１０参照）。また、固定筒体３２の外周面には下端有底の下端キャップ３３が螺合可能となっており、その下端キャップ３３により底壁３０の下方（固定筒体３２の下端開口）を封止可能となっている。このように、下端キャップ３３を取り付けることで、粉粒体容器１０を粉粒体の保存容器として使用可能となっている。
【００４４】
ところで、図６に示すように容器内回転部材２１には、上記した集粉羽２３及び散粉羽２４の他に、軸心プレート２５から下方に向かって延びた第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７と、付着粉粒体除去脚部２８とが一体に設けられている。図２に示すように、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７と付着粉粒体除去脚部２８は、何れも小径筒部１２内（粉粒体排出孔１２１）に配置され、そこで旋回可能となっている。
【００４５】
第１のアーチ粉砕脚部２６は対をなしており、間隔を空けて横並びに設けられている。第１のアーチ粉砕脚部２６は、軸心プレート２５のうち散粉羽２４の付け根部分２５２から下方に延設されて、互いに平行な帯板状をなしている。第２のアーチ粉砕脚部２７は、軸心プレート２５のうち集粉羽２３の付け根部分２５１から下方に延設されており、旋回方向の前方から見た幅が、第１のアーチ粉砕脚部２６より幅広の帯板状をなしている。これら第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７は、互いに１８０度離れた位置に設けられており、下方に向かうに従って容器内回転部材２１の旋回方向の後方へ向かうように斜めに（詳細には、鉛直方向に対して約３０度傾いて）延びている。
【００４６】
付着粉粒体除去脚部２８は、軸心プレート２５のうち散粉羽２４の付け根部分２５２から底壁３０に向けて垂下しており、第１のアーチ粉砕脚部２６とほぼ同じ幅の帯板状をなしている。
【００４７】
第１のアーチ粉砕脚部２６と第２のアーチ粉砕脚部２７の長さは異ならせてあり、容器内回転部材２１の回転時には、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が底壁３０の上面近傍（底壁３０の上面に接触しないすれすれ）を旋回するのに対し、第２のアーチ粉砕脚部２７の下端部は、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部より底壁３０の上方に離れた位置を旋回する。そして、これら第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７が底壁３０の上方を旋回することにより、底壁３０のスリット３０１を塞いだ粉粒体アーチが外力を受けて崩されて、スリット３０１から排出される。
【００４８】
ここで、容器内回転部材２１の回転速度が小さいときには、１対の第１のアーチ粉砕脚部２６同士の間を粉粒体がすり抜けてゆくので、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が通過した部分の粉粒体アーチしか崩すことができないが、回転速度を大きくすると、第１のアーチ粉砕脚部２６同士の間を粉粒体が通過し難くなり、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が通過した部分とその近傍の粉粒体アーチとを崩すことが可能となる。
【００４９】
また、スリット３０１を、容器内回転部材２１の旋回半径方向と交差する方向に延ばしたことで、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７がスリット３０１の上方を通過する距離が、スリットを容器内回転部材２１の旋回半径方向に延ばした場合よりも長くなるので、粉粒体アーチをより広い範囲で崩すことができる。
【００５０】
さらに、図７に示すように、容器内回転部材２１が回転すると付着粉粒体除去脚部２８は、小径筒部１２の内周面の近傍を旋回する。これにより、粉粒体排出孔１２１の内周面に静電気等で付着した粉粒体を削ぎ落とす。
【００５１】
なお、本実施形態では、第１のアーチ粉砕脚部２６と付着粉粒体除去脚部２８の下端部が丸みが帯びるように面取りしてあるのに対し、第２のアーチ粉砕脚部２７の下端部は角張らせてある（図６参照）。また、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７は、容器内回転部材２１を構成する板金を曲げ加工することで形成されており、付着粉粒体除去脚部２８は軸心プレート２５の下面に溶接されている。但し、これに限るものではなく、容器内回転部材２１を樹脂やゴムの成形品としてもよい。以上が、粉粒体供給装置９０の構成に関する説明である。
【００５２】
次に、粉粒体供給装置９０の作用効果について説明する。上端キャップ１３に形成された投入口（図示せず）から粉粒体容器１０内に投入された粉粒体は、一旦、容器内円板３８の上に堆積する。その状態で供給モータ１４を駆動すると、容器内円板３８が回転し、その容器内円板３８上の粉粒体が上面待ち受けガイド３９によって外周縁側に向けて誘導される。そして、容器内円板３８の外周縁と大径筒部１１の側壁１１２との間の環状空間４０から中間段差壁１１１の上面へと粉粒体が流下する。
【００５３】
中間段差壁１１１上に流下した粉粒体は、容器内円板３８と中間段差壁１１１との間に進入すると共に、それらの間で所定の安息角α１を有した粉粒体山を形成する。これにより、容器内回転部材２１が停止した状態では、粉粒体が小径筒部１２（粉粒体排出孔１２１）へと流入することはない。
【００５４】
供給モータ１４の駆動により容器内回転部材２１が回転すると、容器内回転部材２１の集粉羽２３が中間段差壁１１１の上面に摺接しつつ旋回する。このとき、集粉羽２３は、中間段差壁１１１の上面に形成された粉流体山の山裾部分を削り取って、その削り取った粉粒体を中間段差壁１１１の中心、即ち、小径筒部１２へと誘導する（図７参照）。
【００５５】
また、集粉羽２３により粉粒体が削り取られたことで粉粒体山が崩されると、直ぐに、環状空間４０から粉粒体が流入し、容器内円板３８と中間段差壁１１１との間に新たな粉粒体山が形成される。つまり、容器内回転部材２１が回転している間だけ、小径筒部１２（粉粒体排出孔１２１）へと粉粒体が送り込まれる。
【００５６】
小径筒部１２内に送り込まれた粉粒体は、互いに付着し合ってスリット３０１を閉塞した粉粒体アーチを形成する。この粉粒体アーチは、容器内回転部材２１のうち小径筒部１２内で旋回する第１のアーチ粉砕脚部２６及び／又は第２のアーチ粉砕脚部２７から外力を受けて崩され、その崩された粉粒体アーチを形成していた粉粒体がスリット３０１から落下する。また粉粒体が落下すると共に、すぐに新たな粉粒体アーチが形成されてスリット３０１が閉塞される。粉粒体アーチが崩れてから、再度粉粒体アーチが形成されるまでにスリット３０１から流出する粉粒体の量は極微量であるので、容器内回転部材２１を一定速度で旋回させている間は粉粒体を一定量ずつ供給することができる。
【００５７】
ところで、容器内回転部材２１（第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７）を比較的低速で回転させた場合には、図１１に示すように、底壁３０との間隔が比較的小さい第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部がスリット３０１を閉塞した粉粒体アーチを突破して粉粒体アーチを崩す一方、底壁３０との間隔が比較的大きい第２のアーチ粉砕脚部２７の下端部は、粉粒体アーチの上方を素通りするだけで粉粒体アーチを崩す程の外力を与えることはない。これは、第２のアーチ粉砕脚部２７の案内により斜め下方、即ち、底壁３０の上面に向けて流動する粉粒体の勢い（底壁３０の上面に向けて粉粒体を押し出す力）が小さいからである。よって、第１のアーチ粉砕脚部２６がスリット３０１の上を通過したときだけ小径筒部１２から粉粒体が排出される。
【００５８】
これに対し、容器内回転部材２１（第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７）を比較的高速で回転させた場合には、図１２に示すように、第１のアーチ粉砕脚部２６のみならず、第２のアーチ粉砕脚部２７も粉粒体アーチに外力を付与する。これは、第２のアーチ粉砕脚部２７に案内されて斜め下方、即ち、底壁３０の上面に向けて流動する粉粒体の勢い（底壁３０の上面に向けて粉粒体を押し出す力）が大きくなるからである。よって、第１のアーチ粉砕脚部２６がスリット３０１の上を通過したときと、第２のアーチ粉砕脚部２７がスリット３０１の上を通過したときとで、小径筒部１２から粉粒体が排出される。即ち、容器内回転部材２１を比較的高速で回転させて、第２のアーチ粉砕脚部２７によって粉粒体アーチを崩させることで、粉粒体の排出量を急激に増加させることができる。
【００５９】
上述した粉粒体供給装置９０によって所定量、例えば１０ｍｇの粉粒体を受容器９９に量り取る場合には、以下のように操作する。まず、受容器９９を電子天秤６０の秤量皿６２に載せ、操作部６３を操作して風袋引きを行う（表示をゼロにする）。
【００６０】
次いで、量り取ろうとする粉粒体の目標重量（例えば１０ｍｇ）を、予め制御装置９８（本発明の「モータ駆動制御部」に相当する）に設定し、図示しないスタートスイッチをオンする。すると、電子天秤６０の計量値が制御装置９８にフィードバックされ、供給モータ１４の回転が自動でオンオフしたり回転速度が調節される。
【００６１】
例えば、制御装置９８は、計量値が１０ｍｇの手前となるまでは、供給モータ１４、即ち容器内回転部材２１を比較的高速で回転させる。このとき、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の両方が粉粒体アーチを崩すので、粉粒体供給装置９０から排出される粉粒体の単位時間当たりの排出量が比較的大量となり、計量値を短時間で１０ｍｇに近づけることができる。計量値が１０ｍｇの手前になったときに、制御装置９８は供給モータ１４、即ち容器内回転部材２１の回転速度を低速にする。すると、第１のアーチ粉砕脚部２６だけが粉粒体アーチを崩すようになるので、微少量ずつ粉粒体が排出され、計量値を徐々に１０ｍｇに近づけることができる。そして、計量値が１０ｍｇに達したときに制御装置９８が供給モータ１４の回転を止める。
【００６２】
このように、本発明の粉粒体供給装置９０によれば、容器内回転部材２１を高速回転させたたときに第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の両方で粉粒体アーチを崩して粉粒体を比較的大量に供給し、低速回転させたときに第１のアーチ粉砕脚部２６だけが粉粒体アーチを崩して粉粒体を微少量ずつ供給することができるので、目標重量の粉粒体を正確かつ速やかに量り取ることができる。
【００６３】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６４】
（１）上記実施形態では、集粉羽２３、散粉羽２４、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７，付着粉粒体除去脚部２８を容器内回転部材２１として一部品で構成していたが、図１３（Ａ）に示すように、集粉羽２３及び散粉羽２４を一体形成してなる水平旋回部材２００と、図１３（Ｂ）に示すように第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７と付着粉粒体除去脚部２８とを一体形成してなる筒部内旋回部材２１０（本発明の「容器内回転部材」に相当する）との２部品に分けて構成し、水平旋回部材２００と筒部内旋回部材２１０の互いの軸心プレート２０１，２１１を上下に重ねた状態で、それら２部品を回転駆動シャフト１４１の下端部に固定してもよい。
【００６５】
ここで、水平旋回部材２００における集粉羽２３は、図１４（Ａ）に示すように、水平旋回部材２００の回転方向（図１４（Ａ）の実線矢印の方向）とは逆側に膨らむように複数の平板をつなげた屈曲構造をなしているが、図１４（Ｂ）に示すように、回転方向と逆方向に向かって膨らむように丸みを帯びて湾曲していてもよい。
【００６６】
（２）さらに図１４（Ｂ）及び図１５（Ａ）に示すように、中間段差壁１１１の上面に、一端部から他端部に向かうに従って湾曲しながら中間段差壁の中央（粉粒体排出孔１１２）に向かって接近した（詳細には、水平旋回部材２００の回転方向に向かって膨らむように丸みを帯びて湾曲した）渦巻き曲線（対数渦巻き曲線、アルキメデス渦巻き曲線）状或いはインボリュート曲線状の溝１１３を放射状に複数設けてもよい。これにより、集粉羽２３と溝１１３とが協働して粉粒体を効率よく粉粒体排出孔１２１に向けて誘導する。なお、図１５（Ｂ）のように、溝１１３の代わりに突条１１４を設けても同様の効果が得られる。これら溝１１３及び突条１１４は、本発明に係る「渦巻きガイド」に相当する。
【００６７】
（３）上記実施形態では、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が、底壁３０の上面近傍、即ち、底壁３０の上面に接触しないすれすれの位置を旋回するように構成されていたが、図１６（Ａ）に示すように、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が底壁３０の上面に摺接しつつ旋回するように構成してもよい。
【００６８】
また、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部がスリット３０１を通過する際に、スリット３０１の内側に入り込むような長さにしておいて、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が底壁３０の上面を摺接する際には、第１のアーチ粉砕脚部２６がしなる（弾性変形する）ようにしてもよい。そして、図１６（Ｂ）に示すように、第１のアーチ粉砕脚部２６がしなった状態から復元する際の弾発力を利用して粉粒体アーチを崩すようにしてもよい。
【００６９】
（４）底壁３０に形成したスリット３０１は、図１７（Ａ）に示すように、回転駆動シャフト１４１（容器内回転部材２１）の回転方向の後方に向かうに従って、底壁３０の中心に近づくように湾曲していてもよい。また、図１７（Ｂ）に示すように、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部の移動軌跡（図１７（Ｂ）の二点鎖線で示した円）と重なるように容器内回転部材２１の回転中心と同心の円弧状をなしていてもよい。さらに、図示しないが、容器内回転部材２１の旋回半径方向と交差するように直線状に延びていてもよい。
【００７０】
（５）また、底壁３０は、本発明の「粉粒体通過孔」としての多数の角孔（図１８（Ａ）参照）或いは円孔（図１８（Ｂ）を参照）が打ち抜かれたパンチングメタル（打抜金網）でもよいし、エキスパンドメタルや織網でもよい。
【００７１】
（６）上記実施形態では、受容器９９を電子天秤６０上に載置して、受容器９９に収容された粉粒体の重量を計測していたが、粉粒体を収容した粉粒体供給装置９０全体の重量を常時計量して、粉粒体の排出に伴う粉粒体供給装置９０の重量の減少量を受容器９９に収容された粉粒体の重量として計測してもよい。このようにすれば、受容器９９を取り替える毎に風袋引きを行う手間が省け、複数の受容器９９に効率よく粉粒体を量り取ることができる。
【００７２】
（７）前記実施形態では、水平な容器内円板３８を備えていたが、容器内円板３８に換えて、下方に向かうに従って拡径した円錐状部材を設けてもよい。このようにすれば、粉粒体容器１０内に投入された粉粒体が自重で中間段差壁１１１へと落下するので、上面待ち受けガイド３９が不要となる。
【００７３】
（８）下端部と底壁３０との間隔を全て異ならせたアーチ粉砕脚部を３つ以上備えていてもよい。
【００７４】
（９）第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の鉛直方向に対する傾斜角度を異ならせてもよい。
【００７５】
（１０）第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７は、軸心プレート２５，２１１から鉛直下方に延びて、途中で下方に向かうに従って旋回方向の後方へ向かうように斜めに延びていてもよい。
【００７６】
（１１)大径筒部１０の粉粒体圧力が小径筒部１２内に圧力変動を及ばさない場合及び粉粒体容器１０に少量の粉粒体しか入れない場合は、容器内円板３８を用いなくても良い。
【００７７】
（１２）上端キャップ１３、固定筒体３２、下端キャップ３３は何れも螺合によって締結される構成であるが、フランジ合わせ、ヘルールクランプ方式などの他の締結構造であってもよい。
【００７８】
（１３）第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の長さ比（アーチ粉砕脚部２６，２７の下端部と底壁３０との間隔の比）は、粉粒体の特性や必要とする粉粒体供給精度に応じて種々変更すればよい。
【００７９】
（１４）前記実施形態では、計量器を用いて粉粒体の重量を計測していたが、容器内回転部材２１の回転数或いは回転時間を計測して、予め作成しておいた検量線から粉粒体の重量を求めてもよい。
【００８０】
（１５）前記実施形態では、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７が、互いに１８０度離れた位置に配置されていたが、これよりも互いに接近した位置に配置してもよい。
【００８１】
（１６）第１のアーチ粉砕脚部２６を比較的細い線材（例えば、ピアノ線等）で構成してもよい。このようにすれば、容器内回転部材２１を比較的低速で回転させた場合に、極微少量ずつ粉粒体を排出させることができる。
【００８２】
（１７）図１９に示すように、容器内回転部材２１の軸心プレート２５から下方に向かって帯板状の第２のアーチ粉砕脚部１２７が延びると共に、その第２のアーチ粉砕脚部１２７の下端部から、旋回方向の前方から見た幅が第２のアーチ粉砕脚部１２７よりも幅狭な第１のアーチ粉砕脚部１２６を延設した構造としてもよい。
【００８３】
本構成であっても、上記実施形態と同等の作用効果を奏する。即ち、容器内回転部材２１の回転スピードが比較的小さい場合には、図１９（Ａ）に示すように下端部と底壁３０との間隔が小さい第１のアーチ粉砕脚部１２６だけが粉粒体アーチを崩し、回転スピードが比較的大きい場合には、図１９（Ｂ）に示すように第１のアーチ粉砕脚部１２６に加えて、下端部と底壁３０との間隔が比較的大きい第２のアーチ粉砕脚部１２６も粉粒体アーチを崩すようになる。
【００８４】
（１８）図２０に示すように、複数のアーチ粉砕脚部２００は、容器内回転部材２１の回転中心に近い位置にあるアーチ粉砕脚部２００ほど、下端部と底壁３０との間隔が大きくなる（図２０（Ａ）参照）或いは小さくなる（図２０（Ｂ）参照）ように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉粒体計量システムの正面図
【図２】粉粒体容器の側断面図
【図３】粉粒体容器の側断面図
【図４】粉粒体容器の断面斜視図
【図５】粉粒体容器の平断面図
【図６】容器内回転部材の斜視図
【図７】容器内回転部材の平面図
【図８】底壁の斜視図
【図９】容器内回転部材及び底壁の平面図
【図１０】粉粒体容器の下端部の部分拡大断面図
【図１１】粉粒体アーチを第１のアーチ粉砕脚部が崩している状態を表す断面図
【図１２】粉粒体アーチを第１及び第２のアーチ粉砕脚部が崩している状態を表す断面図
【図１３】変形例（１）に係る（Ａ）水平旋回部材の斜視図、（Ｂ）筒部内旋回部材の斜視図
【図１４】変形例（１）に係る（Ａ）水平旋回部材の平面図、（Ｂ）水平旋回部材の変形例の平面図
【図１５】変形例（２）に係る（Ａ）底壁の側断面図、（Ｂ）底壁の変形例の側断面図図
【図１６】変形例（３）に係る容器内回転部材の（Ａ）正面図、（Ｂ）部分拡大図
【図１７】変形例（４）に係る底壁の平面図
【図１８】変形例（５）に係る底壁の斜視図
【図１９】変形例（１７）に係る容器内回転部材の側面図
【図２０】変形例（１８）に係る容器内回転部材の側面図
【符号の説明】
【００８６】
１１ 粉粒体容器
１２ 小径筒部
１４ 供給モータ
２１ 容器内回転部材
２３ 集粉羽（中間旋回部材）
２６ 第１のアーチ粉砕脚部
２７ 第２のアーチ粉砕脚部
２８ 付着粉粒体除去脚部
３０ 底壁
３８ 容器内円板
４０ 環状空間
９０ 粉粒体供給装置
１１１ 中間段差壁
１１３ 溝（渦巻きガイド）
１１４ 突条（渦巻きガイド）
２１０ 筒部内旋回部材（容器内回転部材）
３０１ スリット（粉粒体通過孔）
α１ 安息角
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粉粒体供給装置として、粉粒体をスクリューによって供給し、計量するものが知られていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−９０７５６号公報（［００２３］、［００２５］、［００２７］、［００２８］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、粉粒体は粉粒体同士の付着力によって塊を形成し得る。そして、従来の粉粒体供給装置ではスクリューの翼の間で粉粒体が塊になり、スクリューが回ったときに粉粒体の塊ごと供給されることがあり、一定量ずつ粉粒体を供給することが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、一定量ずつ粉粒体を供給することが可能な粉粒体供給装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る粉粒体供給装置は、粉粒体を収容可能な粉粒体容器と、粉粒体容器の底壁に貫通形成され、粉粒体同士が付着してなる粉粒体アーチにより閉塞可能な複数の粉粒体通過孔と、底壁の上方で回転する容器内回転部材と、容器内回転部材から底壁に向かって延び、容器内回転部材の回転と共に旋回して粉粒体アーチに外力を付与して、粉粒体アーチを構成していた粉粒体を粉粒体通過孔から底壁の下方に強制落下させるための複数のアーチ粉砕脚部とが備えられ、それら複数のアーチ粉砕脚部は、下端部と底壁と間隔が比較的小さい第１のアーチ粉砕脚部と、下端部と底壁との間隔が比較的大きな第２のアーチ粉砕脚部とを含んでなるところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の粉粒体供給装置において、第１及び第２のアーチ粉砕脚部は、下方に向かうに従って旋回方向の後方へと向かうように傾斜して延びているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の粉粒体供給装置において、アーチ粉砕脚部を旋回方向の前方から見た幅は、第１のアーチ粉砕脚部より第２のアーチ粉砕脚部の方が広いところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の粉粒体供給装置において、第１のアーチ粉砕脚部を間隔を空けて横並びに複数設けたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の粉粒体供給装置において、複数の粉粒体通過孔は、アーチ粉砕脚部の旋回半径方向と交差する方向に延びたスリットであるところに特徴を有する。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載の粉粒体供給装置において、容器内回転部材から底壁に向かって延びかつ、粉粒体容器の内側面に付着した粉粒体を削ぐための付着粉粒体除去脚部を備えたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体供給装置において、粉粒体容器には、アーチ粉砕脚部が内部を旋回する小径筒部と、小径筒部の上方に配置されて小径筒部より内径が大きな大径筒部と、大径筒部の側壁の下端部と小径筒部の側壁の上端部との間を接合する平板状の中間段差壁とが備えられ、大径筒部の下端部中央に配置されて、小径筒部の上面開口を覆い且つ中間段差壁との間に隙間をあけて対向し、大径筒部の側壁との間に環状空間を形成する容器内円板と、容器内円板の下方に設けられ、その容器内円板と中間段差壁との間の隙間を通って容器内円板より外側に延び、容器内回転部材の回転と共に旋回して、中間段差壁上に堆積した粉粒体を小径筒部の内部に引き込む中間旋回部材を設けたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載の粉粒体供給装置において、中間段差壁の上面に形成されて突条構造又は溝構造をなして延び、一端部から他端部に向かうに従って湾曲しながら中間段差壁の中央における小径筒部の上面開口に向かって接近した複数の渦巻きガイドを備え、中間旋回部材は、渦巻きガイドの一端部から他端部へと向かうように旋回するところに特徴を有する。
【００１３】
請求項９の発明は、請求項８に記載の粉粒体供給装置において、渦巻きガイドは、インボリュート曲線、対数渦巻き曲線、アルキメデス渦巻き曲線の何れかに沿って延びたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１４】
［請求項１の発明］
請求項１の発明に係る粉粒体供給装置は、粉粒体容器の底壁に複数の粉粒体通過孔が貫通形成されている。この底壁の上部に粉粒体を載置しても、通常は粉粒体同士が付着して粉粒体通過孔を閉塞する粉粒体アーチを形成するため粉粒体が粉粒体通過孔を通過することはない。
【００１５】
底壁の上方に備えた容器内回転部材を回転させると、粉粒体アーチが、複数のアーチ粉砕脚部から外力を受けて崩れ、粉粒体アーチを構成していた粉粒体が粉粒体通過孔を通過して底壁の下方に落下し、すぐに新たな粉粒体アーチが形成されて粉粒体通過孔が閉塞される。
【００１６】
そして、一旦粉粒体アーチが崩れて再度粉粒体アーチが形成されるまでに粉粒体通過孔から流出する粉粒体の量は極微量であるので、底面旋回部材を一定速度で旋回させている間は一定量ずつの粉粒体を供給することができる。
【００１７】
ここで、容器内回転部材を比較的低速で回転させた場合に、下端部と底壁との間隔が比較的小さい第１のアーチ粉砕脚部は、粉粒体アーチに外力を与えて崩す一方、下端部と底壁との間隔が比較的大きい第２のアーチ粉砕脚部は、粉粒体アーチの上方を素通りするだけで粉粒体アーチを崩す程の外力を与えることはない。よって、第１のアーチ粉砕脚部が粉粒体通過孔の上方を通過したときだけ、粉粒体アーチが崩れて底壁の下方に落下する。
【００１８】
これに対し、容器内回転部材を比較的高速で回転させた場合には、第１のアーチ粉砕脚部のみならず第２のアーチ粉砕脚部も、粉粒体アーチ対して外力を与える。詳細には、第２のアーチ粉砕脚部の下端部が粉粒体アーチの上方を通過する際に、第２のアーチ粉砕脚部の案内で下方、即ち、底壁に向かって流動した粉粒体によって粉粒体アーチが崩される。よって、第１及び第２のアーチ粉砕脚部が粉粒体通過孔の上方を通過したときに粉粒体アーチが崩れて底壁の下方に落下する。つまり、本発明によれば、容器内回転部材を比較的高速で回転させた場合に、粉粒体の排出量を急激に増加させることができる。
【００１９】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、第１又は第２のアーチ粉砕脚部の案内により斜め下方、即ち、底壁の上面に向けて粉粒体を流動させて、粉粒体アーチに外力を与えることができる。
【００２０】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、第２のアーチ粉砕脚部は、第１のアーチ粉砕脚部より広い範囲で粉粒体アーチを崩すことが可能になるので、容器内回転部材を比較的高速で回転させたときに粉粒体の排出量をより急激に増加させることができる。
【００２１】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、容器内回転部材の回転速度が小さいときには、間隔を空けて横並びに設けられた複数の第１のアーチ粉砕脚部同士の間を粉粒体がすり抜けてゆくので、第１のアーチ粉砕脚部の下端部が通過した部分の粉粒体アーチしか崩すことができないが、回転速度を大きくすると、複数の第１のアーチ粉砕脚部同士の間を粉粒体が通過し難くなり、第１のアーチ粉砕脚部の下端部が通過した部分とその近傍の粉粒体アーチとを崩すことが可能となる。
【００２２】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、アーチ粉砕脚部がスリットの上方を通過する距離が、スリットを容器内回転部材の旋回半径方向に延ばした場合よりも長くなるので、粉粒体アーチをより広い範囲で崩すことができる。
【００２３】
なお、複数の粉粒体通過孔としてのスリットは、直線状に延びていてもよいし、円弧状に湾曲していてもよい。また、スリットを円弧状とした場合、アーチ粉砕脚部の旋回中心を中心として湾曲した円弧状にしてもよいし、一端部から他端部に向かって湾曲しながらアーチ粉砕脚部の旋回中心に接近していく円弧状にしてもよい。
【００２４】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、静電気等で粉粒体容器の内側面に付着した粉粒体を、容器内回転部材の回転に伴い付着粉粒体除去脚部によって削ぎ落とすことができる。
【００２５】
［請求項７の発明］
請求項７に係る発明によれば、粉粒体は、粉粒体容器のうち、大径筒部の下端部中央に配置された容器内円板と大径筒部の側壁との間の環状隙間から下方に流下して、大径筒部と小径筒部との間の中間段差壁に堆積し、容器内円板と中間段差壁との間で安息角を有した粉粒体山を形成する。この粉粒体山により容器内円板と中間段差壁との間が塞がれるから、中間旋回部材が停止しているときには、粉粒体が小径筒部内に落下することはない。
【００２６】
中間旋回部材を旋回させると、中間旋回部材は粉粒体山を崩しながら粉粒体を小径筒部の内部へと案内する。また、粉粒体山が崩されると直ぐに、環状隙間から粉粒体が供給されて新たな粉粒体山が形成されるから、中間旋回部材を旋回させている間だけ粉粒体を小径筒部の内部へと案内することができる。
【００２７】
［請求項８及び９の発明］
粉粒体の流動性が低いと、中間旋回部材によって粉粒体を小径筒部の内部にスムーズに誘導できないことがある。これに対し、請求項８の発明によれば、中間旋回部材が中間段差壁上で回転して渦巻きガイドとすれ違う際に、それら中間旋回部材と渦巻きガイドとが協働して粉粒体を中心側に移動させるので、流動性の低い粉粒体でもスムーズに小径筒部に案内することができる。ここで、渦巻きガイドは、１つだけでもよいし複数設けてもよい。また、請求項９の発明のように、渦巻きガイドは、インボリュート曲線、対数渦巻き曲線、アルキメデス渦巻き曲線の何れかに沿って延びた形状にすると、より効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１〜図１２に基づいて説明する。
図１には、本発明の粉粒体供給装置９０を備えた粉粒体計量システム１００の全体が示されている。同図に示すように、粉粒体計量システム１００は、計量器としての電子天秤６０の上方に粉粒体供給装置９０を備えてなる。粉粒体供給装置９０は、電子天秤６０の秤量皿６２の側方を囲むように設置された風防６１内に宙吊り状態に配置されており、秤量皿６２上に載置された受容器９９（秤量カップやバイアル瓶等）に向けて粉粒体を排出する構成となっている。
【００２９】
粉粒体供給装置９０は、風防６１の上端縁に係止されたブラケット１９によって秤量皿６２の真上位置に配置されており、粉粒体を収容した粉粒体容器１０から下方に粉粒体を排出する。図２に示すように、粉粒体容器１０は、大径筒部１１と小径筒部１２とを備えてなり、下方に向かうに従って縮径した構造になっている。詳細には、大径筒部１１と小径筒部１２との間の中間段差壁１１１の中心部から鉛直下方に向かって小径筒部１２が突出しており、大径筒部１１に収容された粉粒体は、小径筒部１２の内側の粉粒体排出孔１２１を通って下方に排出される。
【００３０】
粉粒体容器１０の上端は開放しており、上端キャップ１３にて閉じられている。上端キャップ１３は粉粒体容器１０の上端外周面に螺合されており、その下端縁がブラケット１９に形成された図示しない貫通孔の周縁部に係止することで、粉粒体供給装置９０が宙吊り状態に保持されている。
【００３１】
また、上端キャップ１３の上端壁１３１には、図示しない投入口が形成されている。投入口は上端壁１３１の中央からずれた位置に偏在して設けられており、この投入口から粉粒体容器１０内に粉粒体を供給可能となっている。
【００３２】
上端壁１３１の上面中央には供給モータ１４が固定されている。供給モータ１４に連結された回転駆動シャフト１４１は、上端壁１３１を貫通して大径筒部１１内でその中心軸に沿って延びている。そして、回転駆動シャフト１４１の下端部には、後述する容器内回転部材２１が取り付けられている。
【００３３】
図２に示すように、大径筒部１１の内部には、容器内円板３８及び上面待ち受けガイド３９が備えられている。容器内円板３８は、大径筒部１１の下端部中央に配置されて大径筒部１１の内側に遊嵌している。即ち、容器内円板３８は大径筒部１１の内径よりも小径でかつ、粉粒体排出孔１２１の内径よりも大径な平らな円板（図４参照）であり、中間段差壁１１１及び容器内回転部材２１の上方に僅かに離して水平に取り付けられている。また、容器内円板３８は回転駆動シャフト１４１の外周面に固定されており、大径筒部１１内で容器内回転部材２１と一体回転する。そして、上端キャップ１３の投入口（図示せず）から粉粒体容器１０内に投入された粉粒体は、一旦、容器内円板３８上に堆積するようになっている。
【００３４】
上面待ち受けガイド３９は、容器内円板３８上に堆積した粉粒体を、容器内円板３８の周縁部と大径筒部１１の側壁１１２との間に形成された環状空間４０に掻き出すために設けられている。図２に示すように上面待ち受けガイド３９は、容器内円板３８の上面に隣接して配置された水平板３９１と、水平板３９１の基端部から垂直上方に延びて上端キャップ１３の上端壁１３１に固定された垂直板３９２とから構成される。
【００３５】
そして、図５に示すように、水平板３９１の平面を供給モータ１４の回転駆動シャフト１４１の側面に当接させて取り付けることで、容器内円板３８の回転方向（図５の実線矢印の方向）に対して水平板３９１が傾斜し、図５の点線矢印で示すように、容器内円板３８上の粉粒体が水平板３９１に案内されて容器内円板３８の縁部に向けて押し出される。また、水平板３９１の基端部は、大径筒部１１の側壁１１２に隣接する位置まで延びており、押し出された粉粒体を環状空間４０から中間段差壁１１１上に流下させる。さらに、容器内円板３８と上面待ち受けガイド３９とが協働して大径筒部１１内の粉粒体を撹拌するので、大径筒部１１内で粉粒体が固まったり、詰まったりすることを防ぐことができる。これにより、容器内円板３８の上部の粉粒体を安定して中間段差壁１１１へと流下させることが可能となる。
【００３６】
図３に示すように、環状空間４０から中間段差壁１１１へと流下した粉粒体は、容器内円板３８と中間段差壁１１１との間で安息角α１を有した粉流体の山を形成する。粉粒体山の安息角α１は、粉粒体によって一定となり、粉粒体山が「堰」となって容器内円板３８から中間段差壁１１１へと過剰な粉粒体が供給されないようにすることができる。即ち、容器内円板３８との周縁部と大径筒部１１の側壁１１２との間にできる環状空間４０が粉粒体で塞がれて粉粒体が排出されなくなるように、容器内円板３８と中間段差壁１１１の上面とを接近させて過剰な粉粒体が供給されないようにすることができる。
【００３７】
中間段差壁１１１のうち粉粒体容器の１１の側壁１１２に沿って堆積した粉粒体山は、その山裾部分が大径筒部１１内で回転する容器内回転部材２１によって削り取られて小径筒部１２へと送り込まれる。上記したように容器内回転部材２１は、回転駆動シャフト１４１に固定されており、図６に示すように回転駆動シャフト１４１が貫通した軸心プレート２５から側方に片持ち梁状の集粉羽２３（本発明の「中間旋回部材」に相当する）と散粉羽２４とが延びている。これら集粉羽２３と散粉羽２４とが中間段差壁１１１の上面に摺接しつつ水平面内で回転する。
【００３８】
図７に示すように集粉羽２３は、容器内回転部材２１の回転方向（図７の実線矢印の方向）とは逆側に膨らむように複数の平板をつなげた屈曲構造をなす一方、散粉羽２４は、容器内回転部材２１の回転方向に対して傾斜した状態で軸心プレート２５から大径筒部１１の側壁１１２に向かって真っ直ぐ延びている。また、集粉羽２３は、その先端が大径筒部１１の側壁１１２と隣接した位置まで延びており、散粉羽２４はそれより短くなっている。
【００３９】
そして、集粉羽２３によって、中間段差壁１１１の縁側に堆積した粉粒体を中心側に誘導して小径筒部１２（粉粒体排出孔１２１）へと送り込むと共に、散粉羽２４により、集粉羽２３が取り込み過ぎた粉粒体を外側に移動して逃し、次に集粉羽２３が通過したときに小径筒部１２内に取り込み、大径筒部１１内の粉粒体圧を安定させ易くしている。また、集粉羽２３と散粉羽２４とが協働して粉粒体を撹拌して、粉粒体の塊を粉砕する効果も奏する。さらに、粉粒体が２種以上の粉粒体の混合物である場合には、この集合と分散の繰り返しによって２種の粉粒体の混合度合いを高めることができる。
【００４０】
図６に示すように、容器内回転部材２１の軸心プレート２５のうち集粉羽２３の付け根部分２５１には、軸心プレート２５から斜めに切り起こされた補助ガイド壁２０が形成されている。補助ガイド壁２０は、集粉羽２３による粉粒体の誘導方向（図７の点線矢印の方向）に向かって徐々に下るように傾斜している。そして、集粉羽２３に誘導されてその基端部に達した粉粒体は、補助ガイド壁２０によって小径筒部１２（粉粒体排出孔１２１）へと強制的に落とされる。
【００４１】
図２に示すように、粉粒体容器１０のうち、小径筒部１２の下端部には、底壁３０が着脱可能に取り付けられている。底壁３０は、図８に示すように薄肉円板に、容器内回転部材２１の旋回半径方向と交差する方向に延びた複数のスリット３０１（本発明の「粉粒体通過孔」に相当する）を貫通形成した構造をなす。詳細には、各スリット３０１は、容器内回転部材２１の回転方向（図９の実線矢印の方向）の前方に向かうに従って、底壁３０の中心に近づくように湾曲して延びている。
【００４２】
底壁３０の各スリット３０１は、容器内回転部材２１（集粉羽２３）により小径筒部１２内に送り込まれた粉粒体同士が付着（架橋）して形成された粉粒体アーチにより閉塞されると共に、その粉粒体アーチが崩れた状態で粉粒体が通過可能な大きさになっている。即ち、スリット３０１の短手方向の幅は粉粒体の粒径の少なくとも数倍から十数倍の大きさになっている。また、粉粒体の性状（粒径や凝集性）等によって、粉粒体アーチが形成可能なスリット３０１の幅は異なるため、スリット３０１の幅が異なる複数種類の底壁３０が用意されており、粉粒体計量システム１００を使用する前に、量り取る粉粒体に適した底壁３０を選んで取り替えることができるようになっている。
【００４３】
図２に示すように底壁３０は、小径筒部１２の外周面に螺合された固定筒体３２によって小径筒部１２の下端部に固定されている。固定筒体３２は、小径筒部１２に螺合した螺合筒部３２１の下端縁から内側にリング状の鍔壁３２２が張り出した構造をなし、その鍔壁３２２と、小径筒部１２の下端内周縁に形成された段差部１２２との間で、底壁３０の外縁部が板厚方向で挟まれている（図１０参照）。また、固定筒体３２の外周面には下端有底の下端キャップ３３が螺合可能となっており、その下端キャップ３３により底壁３０の下方（固定筒体３２の下端開口）を封止可能となっている。このように、下端キャップ３３を取り付けることで、粉粒体容器１０を粉粒体の保存容器として使用可能となっている。
【００４４】
ところで、図６に示すように容器内回転部材２１には、上記した集粉羽２３及び散粉羽２４の他に、軸心プレート２５から下方に向かって延びた第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７と、付着粉粒体除去脚部２８とが一体に設けられている。図２に示すように、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７と付着粉粒体除去脚部２８は、何れも小径筒部１２内（粉粒体排出孔１２１）に配置され、そこで旋回可能となっている。
【００４５】
第１のアーチ粉砕脚部２６は対をなしており、間隔を空けて横並びに設けられている。第１のアーチ粉砕脚部２６は、軸心プレート２５のうち散粉羽２４の付け根部分２５２から下方に延設されて、互いに平行な帯板状をなしている。第２のアーチ粉砕脚部２７は、軸心プレート２５のうち集粉羽２３の付け根部分２５１から下方に延設されており、旋回方向の前方から見た幅が、第１のアーチ粉砕脚部２６より幅広の帯板状をなしている。これら第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７は、互いに１８０度離れた位置に設けられており、下方に向かうに従って容器内回転部材２１の旋回方向の後方へ向かうように斜めに（詳細には、鉛直方向に対して約３０度傾いて）延びている。
【００４６】
付着粉粒体除去脚部２８は、軸心プレート２５のうち散粉羽２４の付け根部分２５２から底壁３０に向けて垂下しており、第１のアーチ粉砕脚部２６とほぼ同じ幅の帯板状をなしている。
【００４７】
第１のアーチ粉砕脚部２６と第２のアーチ粉砕脚部２７の長さは異ならせてあり、容器内回転部材２１の回転時には、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が底壁３０の上面近傍（底壁３０の上面に接触しないすれすれ）を旋回するのに対し、第２のアーチ粉砕脚部２７の下端部は、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部より底壁３０の上方に離れた位置を旋回する。そして、これら第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７が底壁３０の上方を旋回することにより、底壁３０のスリット３０１を塞いだ粉粒体アーチが外力を受けて崩されて、スリット３０１から排出される。
【００４８】
ここで、容器内回転部材２１の回転速度が小さいときには、１対の第１のアーチ粉砕脚部２６同士の間を粉粒体がすり抜けてゆくので、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が通過した部分の粉粒体アーチしか崩すことができないが、回転速度を大きくすると、第１のアーチ粉砕脚部２６同士の間を粉粒体が通過し難くなり、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が通過した部分とその近傍の粉粒体アーチとを崩すことが可能となる。
【００４９】
また、スリット３０１を、容器内回転部材２１の旋回半径方向と交差する方向に延ばしたことで、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７がスリット３０１の上方を通過する距離が、スリットを容器内回転部材２１の旋回半径方向に延ばした場合よりも長くなるので、粉粒体アーチをより広い範囲で崩すことができる。
【００５０】
さらに、図７に示すように、容器内回転部材２１が回転すると付着粉粒体除去脚部２８は、小径筒部１２の内周面の近傍を旋回する。これにより、粉粒体排出孔１２１の内周面に静電気等で付着した粉粒体を削ぎ落とす。
【００５１】
なお、本実施形態では、第１のアーチ粉砕脚部２６と付着粉粒体除去脚部２８の下端部が丸みが帯びるように面取りしてあるのに対し、第２のアーチ粉砕脚部２７の下端部は角張らせてある（図６参照）。また、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７は、容器内回転部材２１を構成する板金を曲げ加工することで形成されており、付着粉粒体除去脚部２８は軸心プレート２５の下面に溶接されている。但し、これに限るものではなく、容器内回転部材２１を樹脂やゴムの成形品としてもよい。以上が、粉粒体供給装置９０の構成に関する説明である。
【００５２】
次に、粉粒体供給装置９０の作用効果について説明する。上端キャップ１３に形成された投入口（図示せず）から粉粒体容器１０内に投入された粉粒体は、一旦、容器内円板３８の上に堆積する。その状態で供給モータ１４を駆動すると、容器内円板３８が回転し、その容器内円板３８上の粉粒体が上面待ち受けガイド３９によって外周縁側に向けて誘導される。そして、容器内円板３８の外周縁と大径筒部１１の側壁１１２との間の環状空間４０から中間段差壁１１１の上面へと粉粒体が流下する。
【００５３】
中間段差壁１１１上に流下した粉粒体は、容器内円板３８と中間段差壁１１１との間に進入すると共に、それらの間で所定の安息角α１を有した粉粒体山を形成する。これにより、容器内回転部材２１が停止した状態では、粉粒体が小径筒部１２（粉粒体排出孔１２１）へと流入することはない。
【００５４】
供給モータ１４の駆動により容器内回転部材２１が回転すると、容器内回転部材２１の集粉羽２３が中間段差壁１１１の上面に摺接しつつ旋回する。このとき、集粉羽２３は、中間段差壁１１１の上面に形成された粉流体山の山裾部分を削り取って、その削り取った粉粒体を中間段差壁１１１の中心、即ち、小径筒部１２へと誘導する（図７参照）。
【００５５】
また、集粉羽２３により粉粒体が削り取られたことで粉粒体山が崩されると、直ぐに、環状空間４０から粉粒体が流入し、容器内円板３８と中間段差壁１１１との間に新たな粉粒体山が形成される。つまり、容器内回転部材２１が回転している間だけ、小径筒部１２（粉粒体排出孔１２１）へと粉粒体が送り込まれる。
【００５６】
小径筒部１２内に送り込まれた粉粒体は、互いに付着し合ってスリット３０１を閉塞した粉粒体アーチを形成する。この粉粒体アーチは、容器内回転部材２１のうち小径筒部１２内で旋回する第１のアーチ粉砕脚部２６及び／又は第２のアーチ粉砕脚部２７から外力を受けて崩され、その崩された粉粒体アーチを形成していた粉粒体がスリット３０１から落下する。また粉粒体が落下すると共に、すぐに新たな粉粒体アーチが形成されてスリット３０１が閉塞される。粉粒体アーチが崩れてから、再度粉粒体アーチが形成されるまでにスリット３０１から流出する粉粒体の量は極微量であるので、容器内回転部材２１を一定速度で旋回させている間は粉粒体を一定量ずつ供給することができる。
【００５７】
ところで、容器内回転部材２１（第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７）を比較的低速で回転させた場合には、図１１に示すように、底壁３０との間隔が比較的小さい第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部がスリット３０１を閉塞した粉粒体アーチを突破して粉粒体アーチを崩す一方、底壁３０との間隔が比較的大きい第２のアーチ粉砕脚部２７の下端部は、粉粒体アーチの上方を素通りするだけで粉粒体アーチを崩す程の外力を与えることはない。これは、第２のアーチ粉砕脚部２７の案内により斜め下方、即ち、底壁３０の上面に向けて流動する粉粒体の勢い（底壁３０の上面に向けて粉粒体を押し出す力）が小さいからである。よって、第１のアーチ粉砕脚部２６がスリット３０１の上を通過したときだけ小径筒部１２から粉粒体が排出される。
【００５８】
これに対し、容器内回転部材２１（第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７）を比較的高速で回転させた場合には、図１２に示すように、第１のアーチ粉砕脚部２６のみならず、第２のアーチ粉砕脚部２７も粉粒体アーチに外力を付与する。これは、第２のアーチ粉砕脚部２７に案内されて斜め下方、即ち、底壁３０の上面に向けて流動する粉粒体の勢い（底壁３０の上面に向けて粉粒体を押し出す力）が大きくなるからである。よって、第１のアーチ粉砕脚部２６がスリット３０１の上を通過したときと、第２のアーチ粉砕脚部２７がスリット３０１の上を通過したときとで、小径筒部１２から粉粒体が排出される。即ち、容器内回転部材２１を比較的高速で回転させて、第２のアーチ粉砕脚部２７によって粉粒体アーチを崩させることで、粉粒体の排出量を急激に増加させることができる。
【００５９】
上述した粉粒体供給装置９０によって所定量、例えば１０ｍｇの粉粒体を受容器９９に量り取る場合には、以下のように操作する。まず、受容器９９を電子天秤６０の秤量皿６２に載せ、操作部６３を操作して風袋引きを行う（表示をゼロにする）。
【００６０】
次いで、量り取ろうとする粉粒体の目標重量（例えば１０ｍｇ）を、予め制御装置９８（本発明の「モータ駆動制御部」に相当する）に設定し、図示しないスタートスイッチをオンする。すると、電子天秤６０の計量値が制御装置９８にフィードバックされ、供給モータ１４の回転が自動でオンオフしたり回転速度が調節される。
【００６１】
例えば、制御装置９８は、計量値が１０ｍｇの手前となるまでは、供給モータ１４、即ち容器内回転部材２１を比較的高速で回転させる。このとき、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の両方が粉粒体アーチを崩すので、粉粒体供給装置９０から排出される粉粒体の単位時間当たりの排出量が比較的大量となり、計量値を短時間で１０ｍｇに近づけることができる。計量値が１０ｍｇの手前になったときに、制御装置９８は供給モータ１４、即ち容器内回転部材２１の回転速度を低速にする。すると、第１のアーチ粉砕脚部２６だけが粉粒体アーチを崩すようになるので、微少量ずつ粉粒体が排出され、計量値を徐々に１０ｍｇに近づけることができる。そして、計量値が１０ｍｇに達したときに制御装置９８が供給モータ１４の回転を止める。
【００６２】
このように、本発明の粉粒体供給装置９０によれば、容器内回転部材２１を高速回転させたたときに第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の両方で粉粒体アーチを崩して粉粒体を比較的大量に供給し、低速回転させたときに第１のアーチ粉砕脚部２６だけが粉粒体アーチを崩して粉粒体を微少量ずつ供給することができるので、目標重量の粉粒体を正確かつ速やかに量り取ることができる。
【００６３】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００６４】
（１）上記実施形態では、集粉羽２３、散粉羽２４、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７，付着粉粒体除去脚部２８を容器内回転部材２１として一部品で構成していたが、図１３（Ａ）に示すように、集粉羽２３及び散粉羽２４を一体形成してなる水平旋回部材２００と、図１３（Ｂ）に示すように第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７と付着粉粒体除去脚部２８とを一体形成してなる筒部内旋回部材２１０（本発明の「容器内回転部材」に相当する）との２部品に分けて構成し、水平旋回部材２００と筒部内旋回部材２１０の互いの軸心プレート２０１，２１１を上下に重ねた状態で、それら２部品を回転駆動シャフト１４１の下端部に固定してもよい。
【００６５】
ここで、水平旋回部材２００における集粉羽２３は、図１４（Ａ）に示すように、水平旋回部材２００の回転方向（図１４（Ａ）の実線矢印の方向）とは逆側に膨らむように複数の平板をつなげた屈曲構造をなしているが、図１４（Ｂ）に示すように、回転方向と逆方向に向かって膨らむように丸みを帯びて湾曲していてもよい。
【００６６】
（２）さらに図１４（Ｂ）及び図１５（Ａ）に示すように、中間段差壁１１１の上面に、一端部から他端部に向かうに従って湾曲しながら中間段差壁の中央（粉粒体排出孔１１２）に向かって接近した（詳細には、水平旋回部材２００の回転方向に向かって膨らむように丸みを帯びて湾曲した）渦巻き曲線（対数渦巻き曲線、アルキメデス渦巻き曲線）状或いはインボリュート曲線状の溝１１３を放射状に複数設けてもよい。これにより、集粉羽２３と溝１１３とが協働して粉粒体を効率よく粉粒体排出孔１２１に向けて誘導する。なお、図１５（Ｂ）のように、溝１１３の代わりに突条１１４を設けても同様の効果が得られる。これら溝１１３及び突条１１４は、本発明に係る「渦巻きガイド」に相当する。
【００６７】
（３）上記実施形態では、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が、底壁３０の上面近傍、即ち、底壁３０の上面に接触しないすれすれの位置を旋回するように構成されていたが、図１６（Ａ）に示すように、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が底壁３０の上面に摺接しつつ旋回するように構成してもよい。
【００６８】
また、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部がスリット３０１を通過する際に、スリット３０１の内側に入り込むような長さにしておいて、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部が底壁３０の上面を摺接する際には、第１のアーチ粉砕脚部２６がしなる（弾性変形する）ようにしてもよい。そして、図１６（Ｂ）に示すように、第１のアーチ粉砕脚部２６がしなった状態から復元する際の弾発力を利用して粉粒体アーチを崩すようにしてもよい。
【００６９】
（４）底壁３０に形成したスリット３０１は、図１７（Ａ）に示すように、回転駆動シャフト１４１（容器内回転部材２１）の回転方向の後方に向かうに従って、底壁３０の中心に近づくように湾曲していてもよい。また、図１７（Ｂ）に示すように、第１のアーチ粉砕脚部２６の下端部の移動軌跡（図１７（Ｂ）の二点鎖線で示した円）と重なるように容器内回転部材２１の回転中心と同心の円弧状をなしていてもよい。さらに、図示しないが、容器内回転部材２１の旋回半径方向と交差するように直線状に延びていてもよい。
【００７０】
（５）また、底壁３０は、本発明の「粉粒体通過孔」としての多数の角孔（図１８（Ａ）参照）或いは円孔（図１８（Ｂ）を参照）が打ち抜かれたパンチングメタル（打抜金網）でもよいし、エキスパンドメタルや織網でもよい。
【００７１】
（６）上記実施形態では、受容器９９を電子天秤６０上に載置して、受容器９９に収容された粉粒体の重量を計測していたが、粉粒体を収容した粉粒体供給装置９０全体の重量を常時計量して、粉粒体の排出に伴う粉粒体供給装置９０の重量の減少量を受容器９９に収容された粉粒体の重量として計測してもよい。このようにすれば、受容器９９を取り替える毎に風袋引きを行う手間が省け、複数の受容器９９に効率よく粉粒体を量り取ることができる。
【００７２】
（７）前記実施形態では、水平な容器内円板３８を備えていたが、容器内円板３８に換えて、下方に向かうに従って拡径した円錐状部材を設けてもよい。このようにすれば、粉粒体容器１０内に投入された粉粒体が自重で中間段差壁１１１へと落下するので、上面待ち受けガイド３９が不要となる。
【００７３】
（８）下端部と底壁３０との間隔を全て異ならせたアーチ粉砕脚部を３つ以上備えていてもよい。
【００７４】
（９）第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の鉛直方向に対する傾斜角度を異ならせてもよい。
【００７５】
（１０）第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７は、軸心プレート２５，２１１から鉛直下方に延びて、途中で下方に向かうに従って旋回方向の後方へ向かうように斜めに延びていてもよい。
【００７６】
（１１)大径筒部１０の粉粒体圧力が小径筒部１２内に圧力変動を及ばさない場合及び粉粒体容器１０に少量の粉粒体しか入れない場合は、容器内円板３８を用いなくても良い。
【００７７】
（１２）上端キャップ１３、固定筒体３２、下端キャップ３３は何れも螺合によって締結される構成であるが、フランジ合わせ、ヘルールクランプ方式などの他の締結構造であってもよい。
【００７８】
（１３）第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７の長さ比（アーチ粉砕脚部２６，２７の下端部と底壁３０との間隔の比）は、粉粒体の特性や必要とする粉粒体供給精度に応じて種々変更すればよい。
【００７９】
（１４）前記実施形態では、計量器を用いて粉粒体の重量を計測していたが、容器内回転部材２１の回転数或いは回転時間を計測して、予め作成しておいた検量線から粉粒体の重量を求めてもよい。
【００８０】
（１５）前記実施形態では、第１及び第２のアーチ粉砕脚部２６，２７が、互いに１８０度離れた位置に配置されていたが、これよりも互いに接近した位置に配置してもよい。
【００８１】
（１６）第１のアーチ粉砕脚部２６を比較的細い線材（例えば、ピアノ線等）で構成してもよい。このようにすれば、容器内回転部材２１を比較的低速で回転させた場合に、極微少量ずつ粉粒体を排出させることができる。
【００８２】
（１７）図１９に示すように、容器内回転部材２１の軸心プレート２５から下方に向かって帯板状の第２のアーチ粉砕脚部１２７が延びると共に、その第２のアーチ粉砕脚部１２７の下端部から、旋回方向の前方から見た幅が第２のアーチ粉砕脚部１２７よりも幅狭な第１のアーチ粉砕脚部１２６を延設した構造としてもよい。
【００８３】
本構成であっても、上記実施形態と同等の作用効果を奏する。即ち、容器内回転部材２１の回転スピードが比較的小さい場合には、図１９（Ａ）に示すように下端部と底壁３０との間隔が小さい第１のアーチ粉砕脚部１２６だけが粉粒体アーチを崩し、回転スピードが比較的大きい場合には、図１９（Ｂ）に示すように第１のアーチ粉砕脚部１２６に加えて、下端部と底壁３０との間隔が比較的大きい第２のアーチ粉砕脚部１２６も粉粒体アーチを崩すようになる。
【００８４】
（１８）図２０に示すように、複数のアーチ粉砕脚部２００は、容器内回転部材２１の回転中心に近い位置にあるアーチ粉砕脚部２００ほど、下端部と底壁３０との間隔が大きくなる（図２０（Ａ）参照）或いは小さくなる（図２０（Ｂ）参照）ように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一実施形態に係る粉粒体計量システムの正面図
【図２】粉粒体容器の側断面図
【図３】粉粒体容器の側断面図
【図４】粉粒体容器の断面斜視図
【図５】粉粒体容器の平断面図
【図６】容器内回転部材の斜視図
【図７】容器内回転部材の平面図
【図８】底壁の斜視図
【図９】容器内回転部材及び底壁の平面図
【図１０】粉粒体容器の下端部の部分拡大断面図
【図１１】粉粒体アーチを第１のアーチ粉砕脚部が崩している状態を表す断面図
【図１２】粉粒体アーチを第１及び第２のアーチ粉砕脚部が崩している状態を表す断面図
【図１３】変形例（１）に係る（Ａ）水平旋回部材の斜視図、（Ｂ）筒部内旋回部材の斜視図
【図１４】変形例（１）に係る（Ａ）水平旋回部材の平面図、（Ｂ）水平旋回部材の変形例の平面図
【図１５】変形例（２）に係る（Ａ）底壁の側断面図、（Ｂ）底壁の変形例の側断面図図
【図１６】変形例（３）に係る容器内回転部材の（Ａ）正面図、（Ｂ）部分拡大図
【図１７】変形例（４）に係る底壁の平面図
【図１８】変形例（５）に係る底壁の斜視図
【図１９】変形例（１７）に係る容器内回転部材の側面図
【図２０】変形例（１８）に係る容器内回転部材の側面図
【符号の説明】
【００８６】
１１ 粉粒体容器
１２ 小径筒部
１４ 供給モータ
２１ 容器内回転部材
２３ 集粉羽（中間旋回部材）
２６ 第１のアーチ粉砕脚部
２７ 第２のアーチ粉砕脚部
２８ 付着粉粒体除去脚部
３０ 底壁
３８ 容器内円板
４０ 環状空間
９０ 粉粒体供給装置
１１１ 中間段差壁
１１３ 溝（渦巻きガイド）
１１４ 突条（渦巻きガイド）
２１０ 筒部内旋回部材（容器内回転部材）
３０１ スリット（粉粒体通過孔）
α１ 安息角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を収容可能な粉粒体容器と、
前記粉粒体容器の底壁に貫通形成され、前記粉粒体同士が付着してなる粉粒体アーチにより閉塞可能な複数の粉粒体通過孔と、
前記底壁の上方で回転する容器内回転部材と、
前記容器内回転部材から前記底壁に向かって延び、前記容器内回転部材の回転と共に旋回して前記粉粒体アーチに外力を付与して、前記粉粒体アーチを構成していた前記粉粒体を前記粉粒体通過孔から前記底壁の下方に強制落下させるための複数のアーチ粉砕脚部とが備えられ、
それら複数のアーチ粉砕脚部は、下端部と前記底壁と間隔が比較的小さい第１のアーチ粉砕脚部と、下端部と前記底壁との間隔が比較的大きな第２のアーチ粉砕脚部とを含んでなることを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のアーチ粉砕脚部は、下方に向かうに従って旋回方向の後方へと向かうように傾斜して延び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。
【請求項３】
前記アーチ粉砕脚部を前記旋回方向の前方から見た幅は、前記第１のアーチ粉砕脚部より前記第２のアーチ粉砕脚部の方が広いことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉粒体供給装置。
【請求項４】
前記第１のアーチ粉砕脚部を間隔を空けて横並びに複数設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項５】
前記複数の粉粒体通過孔は、前記アーチ粉砕脚部の旋回半径方向と交差する方向に延びたスリットであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項６】
前記容器内回転部材から前記底壁に向かって延びかつ、前記粉粒体容器の内側面に付着した粉粒体を削ぐための付着粉粒体除去脚部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項７】
前記粉粒体容器には、前記アーチ粉砕脚部が内部を旋回する小径筒部と、前記小径筒部の上方に配置されて前記小径筒部より内径が大きな大径筒部と、前記大径筒部の側壁の下端部と前記小径筒部の側壁の上端部との間を接合する平板状の中間段差壁とが備えられ、
前記大径筒部の下端部中央に配置されて、前記小径筒部の上面開口を覆い且つ前記中間段差壁との間に隙間をあけて対向し、前記大径筒部の側壁との間に環状空間を形成する容器内円板と、
前記容器内円板の下方に設けられ、その容器内円板と前記中間段差壁との間の前記隙間を通って前記容器内円板より外側に延び、前記容器内回転部材の回転と共に旋回して、前記中間段差壁上に堆積した粉粒体を前記小径筒部の内部に引き込む中間旋回部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項８】
前記中間段差壁の上面に形成されて突条構造又は溝構造をなして延び、一端部から他端部に向かうに従って湾曲しながら前記中間段差壁の中央における前記小径筒部の上面開口に向かって接近した複数の渦巻きガイドを備え、
前記中間旋回部材は、前記渦巻きガイドの一端部から他端部へと向かうように旋回することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項９】
前記渦巻きガイドは、インボリュート曲線、対数渦巻き曲線、アルキメデス渦巻き曲線の何れかに沿って延びたことを特徴とする請求項８に記載の粉粒体供給装置。
【請求項１】
粉粒体を収容可能な粉粒体容器と、
前記粉粒体容器の底壁に貫通形成され、前記粉粒体同士が付着してなる粉粒体アーチにより閉塞可能な複数の粉粒体通過孔と、
前記底壁の上方で回転する容器内回転部材と、
前記容器内回転部材から前記底壁に向かって延び、前記容器内回転部材の回転と共に旋回して前記粉粒体アーチに外力を付与して、前記粉粒体アーチを構成していた前記粉粒体を前記粉粒体通過孔から前記底壁の下方に強制落下させるための複数のアーチ粉砕脚部とが備えられ、
それら複数のアーチ粉砕脚部は、下端部と前記底壁と間隔が比較的小さい第１のアーチ粉砕脚部と、下端部と前記底壁との間隔が比較的大きな第２のアーチ粉砕脚部とを含んでなることを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のアーチ粉砕脚部は、下方に向かうに従って旋回方向の後方へと向かうように傾斜して延び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。
【請求項３】
前記アーチ粉砕脚部を前記旋回方向の前方から見た幅は、前記第１のアーチ粉砕脚部より前記第２のアーチ粉砕脚部の方が広いことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉粒体供給装置。
【請求項４】
前記第１のアーチ粉砕脚部を間隔を空けて横並びに複数設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項５】
前記複数の粉粒体通過孔は、前記アーチ粉砕脚部の旋回半径方向と交差する方向に延びたスリットであることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項６】
前記容器内回転部材から前記底壁に向かって延びかつ、前記粉粒体容器の内側面に付着した粉粒体を削ぐための付着粉粒体除去脚部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項７】
前記粉粒体容器には、前記アーチ粉砕脚部が内部を旋回する小径筒部と、前記小径筒部の上方に配置されて前記小径筒部より内径が大きな大径筒部と、前記大径筒部の側壁の下端部と前記小径筒部の側壁の上端部との間を接合する平板状の中間段差壁とが備えられ、
前記大径筒部の下端部中央に配置されて、前記小径筒部の上面開口を覆い且つ前記中間段差壁との間に隙間をあけて対向し、前記大径筒部の側壁との間に環状空間を形成する容器内円板と、
前記容器内円板の下方に設けられ、その容器内円板と前記中間段差壁との間の前記隙間を通って前記容器内円板より外側に延び、前記容器内回転部材の回転と共に旋回して、前記中間段差壁上に堆積した粉粒体を前記小径筒部の内部に引き込む中間旋回部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項８】
前記中間段差壁の上面に形成されて突条構造又は溝構造をなして延び、一端部から他端部に向かうに従って湾曲しながら前記中間段差壁の中央における前記小径筒部の上面開口に向かって接近した複数の渦巻きガイドを備え、
前記中間旋回部材は、前記渦巻きガイドの一端部から他端部へと向かうように旋回することを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の粉粒体供給装置。
【請求項９】
前記渦巻きガイドは、インボリュート曲線、対数渦巻き曲線、アルキメデス渦巻き曲線の何れかに沿って延びたことを特徴とする請求項８に記載の粉粒体供給装置。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図２０】
【図３】
【図１１】
【図１２】
【図１６】
【図１９】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１７】
【図１８】
【図２０】
【図３】
【図１１】
【図１２】
【図１６】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−４０４８２（Ｐ２００９−４０４８２Ａ）
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０９２３４（Ｐ２００７−２０９２３４）
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（３０２０５５１３９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月２６日（２００９．２．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月１０日（２００７．８．１０）
【出願人】（３０２０５５１３９）
【Ｆターム（参考）】
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