粉粒体供給装置
【課題】粉粒体排出口を従来より容易に開閉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】本発明の物質供給計量装置１００によれば、供給ドラム１１及び段付円筒キャップ１７の内側で上下方向に延びた動力伝達シャフト２０の下端部に弁体２８を備え、動力伝達シャフト２０をソレノイド８０及び引っ張りバネによって上下方向に直動させることで弁体２８を粉粒体排出口３５に対して接離させて粉粒体排出口３５を開閉することができる。これにより、キャップを着脱することで粉粒体排出口を開閉する従来の構成に比べて、粉粒体排出口３５の開閉を容易に行うことができる。
【解決手段】本発明の物質供給計量装置１００によれば、供給ドラム１１及び段付円筒キャップ１７の内側で上下方向に延びた動力伝達シャフト２０の下端部に弁体２８を備え、動力伝達シャフト２０をソレノイド８０及び引っ張りバネによって上下方向に直動させることで弁体２８を粉粒体排出口３５に対して接離させて粉粒体排出口３５を開閉することができる。これにより、キャップを着脱することで粉粒体排出口を開閉する従来の構成に比べて、粉粒体排出口３５の開閉を容易に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体収容器から下方に粉粒体を排出可能な粉粒体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の粉粒体供給装置としては、粉粒体収容器の内部で容器内回転体を回転させることで、粉粒体収容器の底壁を貫通した粉粒体排出口から粉粒体を排出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−４１０８３号公報（段落［０００６］、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した従来の粉粒体供給装置では、粉粒体排出口が常時開放しているため、容器内回転体を停止した状態でも、粉粒体収容器の振動等により粉粒体が漏出することがあった。この問題を解消するために、供給を終えた後でキャップを取り付けて粉粒体排出口を閉塞することも考えられるが、粉粒体の供給を再開するときにはキャップを取り外さなければならず、キャップの着脱作業が面倒であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、粉粒体排出口を従来より容易に開閉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】
【０００６】
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、粉粒体を収容した粉粒体収容器と、粉粒体収容器の底壁の中央部を上下方向に貫通した円形の粉粒体排出口と、粉粒体排出口の開口縁に対して下方から接離して、粉粒体排出口を開閉可能な弁体と、粉粒体排出口が開いた状態で粉粒体収容器内で回転し、粉粒体排出口から粉粒体を排出するための容器内回転体と、粉粒体排出口の中心軸上に配置されて上下方向に延び、その上下方向の中間部に容器内回転体が一体回転可能に固定されかつ下端部に弁体が一体直動可能に固定された動力伝達シャフトと、動力伝達シャフトに軸力を付与して、弁体にて粉粒体排出口を開閉するための直動駆動源と、粉粒体排出口が開いた状態で動力伝達シャフトにトルクを付与して、容器内回転体を回転駆動するための回転駆動源とを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
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、弁体を、上方に向かって縮径した円錐状とし、粉粒体排出口の開口縁に、弁体の円錐斜面に当接する弁座を設けたところに特徴を有する。
【０００８】
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、粉粒体収容器の底壁の上面から粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路内に配されて、動力伝達シャフトに一体に設けられた螺旋突条又は螺旋溝又は螺旋コイルからなるスクリュー部を備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２に記載の粉粒体供給装置において、弁体の円錐斜面から起立して、粉粒体収容器の底壁の上面から粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路内に配され、排出路の内面に隣接した状態で旋回可能な弁体固定回転体を備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の粉粒体供給装置において、粉粒体収容器の底壁上の粉粒体を集めて排出路内に案内する粉粒体回転ガイドが、容器内回転体として設けられているところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の粉粒体供給装置において、動力伝達シャフトの中間部に、断面非円形の回転連結軸部を設け、回転連結軸部に対して相対的に直動可能かつ回転不能に嵌合した非円形貫通孔を有した軸可動回転体を、容器内回転体として設けたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６に記載の粉粒体供給装置において、粉粒体収容器内に固定され、粉粒体収容器の底壁との間で軸可動回転体を挟み、軸可動回転体の回転を許容しかつ軸可動回転体の上下動を規制する直動規制部材を設けたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項６又は７に記載の粉粒体供給装置において、粉粒体収容器の底壁の上面から粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路の内部に向けて軸可動回転体から下方に突出し、排出路の内側面から粉粒体を掻き落とすスクレッパーを備えたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項９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、粉粒体収容器の内面は、粉粒体排出口から上方に向かうに従って拡径した円錐内面を有し、その円錐内面の母線に沿って延びかつ円錐内面に隣接した状態で旋回可能な軸固定回転体を容器内回転体として設けたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載の粉粒体供給装置において、外部から隔離された閉空間を有する作業ケースを設け、粉粒体収容器を作業ケースの閉空間内に収容してその作業ケースの天井壁から吊り下げると共に、回転駆動源及び直動駆動源を作業ケースの外側に配置し、回転駆動源の回転出力部と動力伝達シャフトとを一体回転又は連動回転可能に作業ケースの壁部を介して磁気結合するトルク伝達用マグネットカップリングと、直動駆動源の直動出力部と動力伝達シャフトとを一体直動可能に作業ケースの壁部を介して磁気結合する軸力伝達用マグネットカップリングとを備えたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の粉粒体供給装置において、作業ケースの内部に配置されて、動力伝達シャフトに対して一体回転しかつ一体直動するように固定されたカップリング用インナーマグネットと、作業ケースの外部に配置され、カップリング用インナーマグネットと一体回転かつ一体直動するように、作業ケースの壁部を介してカップリング用インナーマグネットに磁気結合されたカップリング用アウターマグネットとからなる一体直動回動型マグネットカップリングを、トルク伝達用マグネットカップリング及び軸力伝達用マグネットカップリングとして設け、カップリング用アウターマグネットと回転駆動源の回転出力部とが、相互の直動を許容しかつ回転を伝達するスプライン機構で連結され、カップリング用アウターマグネットに固定された被吸引磁性体を設け、動力伝達シャフトを常時上方に付勢して粉粒体排出口を閉じた状態に維持する直動付勢手段と、通電により励磁されて被吸引磁性体を直動付勢手段の付勢力に抗して下方に磁気吸引し、粉粒体排出口を開くことが可能なソレノイドとを直動駆動源として備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１７】
［請求項１の発明］
請求項１の発明によれば、粉粒体を供給する場合には、直動駆動源により動力伝達シャフトに下向きの軸力を付与して弁体を粉粒体排出口の下方に離し、粉粒体排出口を開放すると共に、その状態で回転駆動源により動力伝達シャフトにトルクを付与して容器内回転体を回転させる。これにより、粉粒体排出口から粉粒体を排出することができる。そして、粉粒体の供給を終える場合には、動力伝達シャフトへのトルクの付与を停止すると共に、直動駆動源により動力伝達シャフトに上向きの軸力を付与して弁体を粉粒体排出口の開口縁に接触させる。すると、弁体が粉粒体排出口を閉塞するので、粉粒体の漏出を防止することができる。このように本発明によれば、キャップを着脱することで粉粒体排出口を開閉する従来の構成に比べて、粉粒体排出口の開閉を容易に行うことができる。
【００１８】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、弁体を上方に向かって縮径した円錐状としたので、開放状態にしたときに粉粒体が弁体の上に堆積することを防止することができ、閉鎖状態にしたときに、弁体と弁座との間に粉粒体を噛み込んで隙間が形成される事態を防止することができる。
【００１９】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、スクリュー部が排出路内で回転することにより、排出路内の粉粒体を粉粒体排出口に向けてスムーズに送り出すことができる。
【００２０】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、弁体固定回転体が排出路内で回転することで、排出路内の粉粒体が流動し、アーチ形成による詰まりや粉粒体の凝集を防止することができる。また、排出路の内面に付着した粉粒体を落とすことができる。
【００２１】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、回転駆動源から動力伝達シャフトに付与されたトルクにより粉粒体回転ガイドを回転駆動して、粉粒体収容器の底壁上の粉粒体を集めて排出路内に案内することができる。
【００２２】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、例えば、軸可動回転体が粉粒体に埋もれて上下方向に移動不可能な状態でも、動力伝達シャフトは軸可動回転体に対して直動可能なので、弁体による粉粒体排出口の開閉を確実に行うことができる。
【００２３】
［請求項７の発明］
請求項７の発明によれば、粉粒体収容器内での軸可動回転体の上下動が規制されるので、軸可動回転体の上下動による粉粒体の舞い上がりを抑えることができる。
【００２４】
［請求項８の発明］
請求項８の発明によれば、排出路の内側面に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。
【００２５】
［請求項９の発明］
請求項９の発明によれば、粉粒体は、粉粒体収容器の円錐内面に案内されて自重で粉粒体排出口に向かって移動する。そして、軸固定回転体が円錐内面に隣接した状態で旋回することで、円錐内面に付着した粉粒体をかき落とすことができる。また、軸固定回転体が粉粒体を流動させるので、アーチ形成による詰まりや粉粒体の凝集を防止することができる。
【００２６】
［請求項１０の発明］
請求項１０の発明によれば、粉粒体収容器は作業ケースの閉空間に収容されてその閉空間内に粉粒体を排出する一方、回転駆動源と直動駆動源は、作業ケースの外部に配置することができるので、作業ケース内の温度、圧力、ガス雰囲気や粉粒体による回転駆動源及び直動駆動源の破損、汚染を防止することができる。
【００２７】
［請求項１１の発明］
請求項１１の発明によれば、回転駆動源のトルクは、カップリング用アウターマグネット及びカップリング用インナーマグネットを介して動力伝達シャフトに付与される。また、直動駆動源として備えたソレノイドの励磁又は直動付勢手段の付勢力によって、被吸引磁性体を上下方向に直動させて、その直動に伴う軸力を、カップリング用アウターマグネット及びカップリング用インナーマグネットを介して動力伝達シャフトに付与し、粉粒体排出口を弁体によって開閉することができる。本発明によれば、カップリング用インナーマグネットとカップリング用アウターマグネットとからなる１つの一体直動回動型マグネットカップリングで、トルクと軸力の両方を伝達可能としたので、トルク伝達用と軸力伝達用とで別々のマグネットカップリングを備えたものに比べて、部品点数の削減及び構造の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粉粒体供給装置の正面図
【図２】粉粒体供給装置の側断面図
【図３】粉粒体回転ガイドの斜視図
【図４】（Ａ）弁体及びスクリュー部の側面図、（Ｂ）変形例に係るスクリュー部の側面図、（Ｃ）変形例に係るスクリュー部の側面図
【図５】（Ａ）閉鎖状態におけるソレノイド、マグネットカップリングの側断面図、（Ｂ）開放状態におけるソレノイド、マグネットカップリングの側断面図
【図６】（Ａ）弁体が粉粒体排出口を閉鎖した状態の側断面図、（Ｂ）弁体が粉粒体排出口を開放した状態の側断面図
【図７】第２実施形態に係る粉粒体供給装置及び補給装置の正面図
【図８】補給装置の部分側断面図
【図９】供給ドラムの側断面図
【図１０】第３実施形態に係る粉粒体供給計量システムの正面図
【図１１】計量器を上方から見た斜視図
【図１２】粉粒体供給装置の部分拡大断面図
【図１３】第４実施形態に係る粉粒体供給装置の側面図
【図１４】粉粒体供給装置の側断面図
【図１５】粉粒体収容筒の部分側断面図
【図１６】開放状態における粉粒体供給装置の部分側断面図
【図１７】（Ａ）弁体が粉粒体排出口を閉鎖した状態の側断面図、（Ｂ）弁体が粉粒体排出口を開放した態の側断面図
【図１８】（Ａ）変形例に係る粉粒体供給装置の部分拡大断面図、（Ｂ）変形例に係る粉粒体供給装置の部分拡大断面図
【図１９】変形例に係る粉粒体供給計量システムの平面図
【図２０】変形例に係る粉粒体供給装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る粉粒体供給装置１０を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、粉粒体供給装置１０は、作業ケース１００内の閉空間に粉粒体を収容可能な供給ドラム１１（本発明の「粉粒体収容器」に相当する）を備えている。
【００３０】
作業ケース１００は、例えば、その一側面だけに開口部１０１を有した箱形構造をなしており、開口部１０１を閉塞可能な扉１０２と、吸排気管１０３とを備えている。吸排気管１０３は作業ケース１００の内外を連通して側方に突出しており、図示しないポンプ又はガス供給源が接続可能となっている。また、扉１０２を閉じると、作業ケース１００内の閉空間を気密状態に密閉することが可能となり、作業ケース１００内を大気とは異なる特殊な雰囲気（例えば、大気圧とは異なる所定の圧力又は大気とは異なるガス雰囲気）にすることが可能となっている。
【００３１】
図１に示すように、供給ドラム１１は、作業ケース１００の閉空間内で天井壁１１０から吊り下げられている。図２に示すように、供給ドラム１１は、収容筒部１２と収容筒部１２より小径な排出筒部１３とを備え、収容筒部１２の下端部と排出筒部１３の上端部との間が中間段差壁１４によって連結されている。排出筒部１３は中間段差壁１４の中央部から垂直下方に突出しており、収容筒部１２に収容された粉粒体は、排出筒部１３の内側で中間段差壁１４に対して垂直に延びた排出路１３Ａを通って下方に排出される。なお、排出路１３Ａの内周面と中間段差壁１４の上面１４Ａとの交差部分はすり鉢状に傾斜している。
【００３２】
収容筒部１２の上端は開放しておりドラムキャップ１５にて閉じられている。ドラムキャップ１５は収容筒部１２の上端外周面に螺合されている。
【００３３】
ドラムキャップ１５の中心にはシャフト挿通孔１５Ｂが貫通形成されており、シャフト挿通孔１５Ｂの側方位置からは筒形螺合壁１５Ｃが起立している。筒形螺合壁１５Ｃの外周面には雄螺旋が形成されており、ここに段付円筒キャップ１７が螺合している。
【００３４】
段付円筒キャップ１７は、下端が開放しかつ上端が閉塞した円筒構造をなしている。段付円筒キャップ１７は、下端部から上端部に向かうに従って段階的に縮径しており、最も大径な下端筒部１７Ｃが筒形螺合壁１５Ｃの外側に螺合結合している。
【００３５】
作業ケース１００の天井壁１１０の中央には、段付円筒キャップ１７を受容したケース中空突部１１１が形成されている。図２に示すように、ケース中空突部１１１は天井壁１１０の上面から突出し、上端が閉塞されかつ下面が作業ケース１００の内側に開放している。ケース中空突部１１１は、上下方向の中間位置より上側の筒部１１２が下側の筒部１１３に対して段付き状に小径となった円筒形構造をなしている。以下、上側の筒部を「小径筒部１１２」といい、下側の筒部を「大径筒部１１３」という。
【００３６】
段付円筒キャップ１７は、ケース中空突部１１１の下端開口（天井壁１１０内面の開口）からその内側の筒形空間に挿入されている。そして、段付円筒キャップ１７のうち下端筒部１７Ｃの直上に位置する中間筒部１７Ｂの外側が、大径筒部１１３によって包囲され、中間筒部１７Ｂの直上に位置する上端筒部１７Ａの外側が小径筒部１１２によって包囲されている。
【００３７】
ケース中空突部１１１のうち大径筒部１１３と小径筒壁１１２との間に形成された段差壁上には、ハウジング１２０が固定載置されている。ハウジング１２０は、大径筒部１１３と同径の円筒構造をなしており、その下端壁の中心には嵌合孔１２１が貫通形成されている。この嵌合孔１２１に小径筒部１１２が嵌合して、ハウジング１２０がケース中空突部１１１と同軸線上に位置決めされている。ハウジング１２０の上端は閉塞されており、その上端面には、モータ５０（本発明の「回転駆動源」に相当する）が固定されている。
【００３８】
モータ５０のロータ（図示せず）には回転出力シャフト５２（本発明の「回転出力部」に相当する）が連結されている。回転出力シャフト５２は、モータ５０の下面から突出しハウジング１２０の上端壁を貫通してその内部空間に延びている。
【００３９】
さて、供給ドラム１１及び段付円筒キャップ１７の内側には動力伝達シャフト２０が収容されている。動力伝達シャフト２０は、ドラムキャップ１５のシャフト挿通孔１５Ｂを貫通して、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の中心軸上に配置され、上下方向に延びている。動力伝達シャフト２０は作業ケース１００の外部に配置されたモータ５０の回転出力シャフト５２と非接触状態で連結され、モータ５０からトルクを受けて回転する。
【００４０】
段付円筒キャップ１７の内側には、動力伝達シャフト２０を回転可能かつ直動可能に支持した軸受部材６０が収容されている。軸受部材６０は、段付円筒キャップ１７のうち中間筒部１７Ｂの内側に回転不能かつ直動不能に収容されている。
【００４１】
軸受部材６０は、中間筒部１７Ｂの内側に嵌合した筒胴部６３の両端開口を上端軸受盤６１と下端軸受盤６２とで閉塞した中空円筒構造をなしている。上端軸受盤６１と下端軸受盤６２の各中心部には、それぞれ円形の軸受孔６１Ａ，６２Ａが貫通形成されており、これら軸受孔６１Ａ，６２Ａを動力伝達シャフト２０の外周面が周方向及び軸方向に摺接可能な状態で貫通している。なお、動力伝達シャフト２０の外周面と筒胴部６３の内周面との間には隙間が形成されている。また、下端軸受盤６２の軸受孔６２Ａの周縁部からは下方に向かって垂下筒６４が突出しており、その垂下筒６４がドラムキャップ１５のシャフト挿通孔１５Ｂの内側に嵌合している。
【００４２】
軸受部材６０における筒胴部６３の上端寄り位置には、内側ドラム保持磁石６５が固定されている。内側ドラム保持磁石６５は、複数のマグネットリング６５Ｒを同軸上に重ねた構造をなし、各マグネットリング６５Ｒは、その周方向に異なる磁極を交互に配置して備えている。詳細には、周方向で複数の磁極に均等分されている。また、複数のマグネットリング６５Ｒは、軸受部材６０の軸方向（上下方向）で異なる磁極が隣り合うよう重ねられており、重なり合ったマグネットリング６５Ｒ同士が磁力によって固着している。
【００４３】
これに対し、作業ケース１００の天井壁１１０上面には、ケース中空突部１１１（大径筒部１１３）及び段付円筒キャップ１７（中間筒部１７Ｂ）を挟んで内側ドラム保持磁石６５と磁気結合した外側ドラム保持磁石１１５が固定されている。外側ドラム保持磁石１１５は内側ドラム保持磁石６５より大径な筒形構造をなし、ケース中空突部１１１における大径筒部１１３の外側に嵌合している。外側ドラム保持磁石１１５は、内側ドラム保持磁石６５と同様に、複数のマグネットリング１１５Ｒを同軸上に重ねた構造をなしている。各マグネットリング１１５Ｒは、その周方向に異なる磁極を交互に配置して備えている。詳細には、マグネットリング６５Ｒと同数の複数の磁極に均等分されている。また、複数のマグネットリング１１５Ｒは、ケース中空突部１１１の軸方向で異なる磁極が隣り合うよう重ねられており、重なり合ったマグネットリング１１５Ｒ同士が磁力によって固着している。
【００４４】
そして、外側ドラム保持磁石１１５の各マグネットリング１１５Ｒの内側に、内側ドラム保持磁石６５の各マグネットリング６５Ｒが配置されており、それらの径方向における対向面が互いに異なる磁極となっている。これにより、内側ドラム保持磁石６５と外側ドラム保持磁石１１５とが磁気結合し、その磁気結合力によって供給ドラム１１が作業ケース１００の天井壁１１０から宙吊り状態に保持されている。なお、供給ドラム１１を把持して真下に引っ張ることで、内側ドラム保持磁石６５と外側ドラム保持磁石１１５との磁気結合を解消して、供給ドラム１１を段付円筒キャップ１７ごと、作業ケース１００の天井壁１１０から取り外すことが可能である。
【００４５】
ここで、段付円筒キャップ１７のうち下端筒部１７Ｃと中間筒部１７Ｂとの間に形成された環状段差面からは、上方に向かってピン１７Ｐが突出している。ピン１７Ｐは、段付円筒キャップ１７の周方向で互いに１８０度離れた２箇所に設けられている。これに対し、作業ケース１００の天井壁１１０の内面であってケース中空突部１１１の下端開口の近傍部分には、１対のピン孔１１０Ｐ，１１０Ｐが形成されている。これらピン１７Ｐとピン孔１１０Ｐとが上下方向で凹凸係合することにより、天井壁１１０に対する供給ドラム１１の相対回転と水平方向への移動が禁止されている。
【００４６】
モータ５０の回転出力シャフト５２と動力伝達シャフト２０との間は、本発明に係る、一体直動回動型マグネットカップリングＭＣ１（以下、単に「マグネットカップリングＭＣ１」という）によって非接触状態で連結されている。マグネットカップリングＭＣ１は以下のような構成になっている。
【００４７】
図５に示すように、回転出力シャフト５２にはスプライン機構によって可動カプラ７０が連結されている。即ち、可動カプラ７０は、回転出力シャフト５２の軸方向に直動可能でかつ回転出力シャフト５２の軸回りに相対回転不能となっている。可動カプラ７０は、下端開放の円筒壁部７１を有し、その円筒壁部７１がハウジング１２０の内側に遊嵌している。円筒壁部７１の下端開口からは、作業ケース１００に形成されたケース中空突部１１１における小径筒部１１２が突入しており、可動カプラ７０は、小径筒部１１２に対しても回転可能に遊嵌している。そして、円筒壁部７１の下端寄り部分には、円筒形のカップリング用アウターマグネット７３（以下、単に「アウターマグネット７３」という）が一体回転可能に固定されている。
【００４８】
アウターマグネット７３は、複数のマグネットリング７３Ｒを同軸上に重ねた構造をなしている。図５に示すように各マグネットリング７３Ｒは、その周方向に複数の磁極を交互に配置して備えている。詳細には、周方向で複数の磁極に均等分されている。また、複数のマグネットリング７３Ｒは、アウターマグネット７３の軸方向（上下方向）で異なる磁極が隣り合うよう重ねられており、重なり合ったマグネットリング７３Ｒ同士が磁力によって固着している。
【００４９】
これに対し、動力伝達シャフト２０の上端部分には、カップリング用インナーマグネット７４（以下、単に「インナーマグネット７４」という）が一体回転可能に固定されている。インナーマグネット７４は、段付円筒キャップ１７における上端筒部１７Ａの内側に遊嵌した円筒形をなしている。
【００５０】
インナーマグネット７４は、複数のマグネットリング７４Ｒを同軸上に重ねた構造になっている。図５に示すように、各マグネットリング７４Ｒは、その周方向に複数の磁極を交互に配置して備えている。詳細には、周方向でマグネットリング７３Ｒと同数の複数の磁極に均等分されている。また、複数のマグネットリング７４Ｒは、インナーマグネット７４の軸方向で異なる磁極が隣り合うよう重ねられており、重なり合ったマグネットリング７４Ｒ同士が磁力によって固着している。
【００５１】
アウターマグネット７３は、ケース中空突部１１１の小径筒部１１２及び段付円筒キャップ１７の上端筒部１７Ａを間に挟んだ状態でインナーマグネット７４を包囲している。詳細には、アウターマグネット７３の各マグネットリング７３Ｒの内側に、インナーマグネット７４の各マグネットリング７４Ｒが配置されており、それらの径方向における対向面が互いに異なる磁極となっている。つまり、アウターマグネット７３とインナーマグネット７４とが非接触状態で一体回転可能に磁気連結されている。これにより、作業ケース１００の外部上方（ハウジング１２０の上面）に配置されたモータ５０のトルクを、作業ケース１００の内部（詳細には、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側）に収容された動力伝達シャフト２０に伝達することが可能になっている。
【００５２】
図２に示すように、動力伝達シャフト２０のうち、供給ドラム１１内、より正確には収容筒部１２内に収容された部分には、容器内円板３０と粉粒体回転ガイド２１とが取り付けられている。
【００５３】
容器内円板３０は、収容筒部１２の下端部中央に配置されて収容筒部１２の内側に遊嵌しかつ排出筒部１３の上端開口を覆っている。即ち、容器内円板３０は収容筒部１２の内径よりも小径でかつ、排出筒部１３の内径よりも大径な平らな円板となっている。
【００５４】
容器内円板３０の中心部分には、図示しない非円形貫通孔（例えば六角形孔）が形成されている。この非円形貫通孔には、動力伝達シャフト２０に形成された断面非円形（例えば、断面六角形）の連結軸部２０Ａ（本発明の「回転連結軸部」に相当する）が嵌合している。これにより、容器内円板３０は、動力伝達シャフト２０に対して直動可能かつ回転不能となっており、収容筒部１２内で動力伝達シャフト２０と一体回転すると共に自重で降下するようになっている。
【００５５】
収容筒部１２の内側には上面待ち受けガイド３１が設けられている。上面待ち受けガイド３１は、ドラムキャップ１５の上端壁から中間段差壁１４に向かって垂下した垂直板３１Ａと、垂直板３１Ａの下端部から収容筒部１２の中心に向かって延びて容器内円板３０の上面に隣接して配置された水平板３１Ｂとから構成され略Ｌ字形状をなしている。
【００５６】
水平板３１Ｂを動力伝達シャフト２０の側面に当接させて取り付けることで、容器内円板３０の回転方向に対して水平板３１Ｂが傾斜し、容器内円板３０に堆積した粉粒体が水平板３１Ｂに案内されて容器内円板３０の縁部に向けて押し出される。また、水平板３１Ｂは、収容筒部１２の側壁に隣接する位置まで延びており、水平板３１Ｂによって押し出された粉粒体を容器内円板３０の外縁部と収容筒部１２の側壁との間から中間段差壁１４のへと落下させる。
【００５７】
ここで、中間段差壁１４の上面１４Ａに堆積した粉粒体は、容器内円板３０の外縁部と中間段差壁１４との間で所定の安息角を有した粉流体の山を形成する。粉粒体山の安息角は粉粒体によって一定であり、外力が付与されない限り粉粒体山が崩れることはない。
【００５８】
この粉粒体山に外力を付与して崩し、排出筒部１３内（排出路１３Ａ）へと粉粒体を送り込むために粉粒体回転ガイド２１が備えられている。粉粒体回転ガイド２１は、容器内円板３０と中間段差壁１４との間に挟まれた状態で備えられ、図３に示すように連結板２５から側方に片持ち梁状の集粉羽２３と散粉羽２４とが延びた構造となっている。
【００５９】
連結板２５の中央部には、非円形貫通孔２５Ａ（例えば、六角形孔）が形成されており、ここに動力伝達シャフト２０の連結軸部２０Ａが嵌合している。これにより、粉粒体回転ガイド２１が、動力伝達シャフト２０に対して直動可能かつ回転不能に取り付けられ、収容筒部１２内で動力伝達シャフト２０と一体回転すると共に、自重で降下するようになっている。つまり、粉粒体回転ガイド２１における集粉羽２３と散粉羽２４とが中間段差壁１４の上面に摺接しつつ水平面内で回転可能になっている。なお、粉粒体回転ガイド２１は本発明の「容器内回転体」、「軸可動回転体」に相当する。
【００６０】
集粉羽２３は、粉粒体回転ガイド２１の回転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、粉粒体回転ガイド２１の回転方向に対して傾斜した状態で連結板２５から収容筒部１２の側壁に向かって真っ直ぐ延びている。また、集粉羽２３は、その先端が収容筒部１２の側壁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。
【００６１】
中間段差壁１４の上面１４Ａに堆積した粉粒体は、集粉羽２３により、容器内円板３０で覆われた中間段差壁１４の中心側に誘導され、排出路１３Ａ内へと送り込まれる。また、排出路１３Ａに入らなかった粉粒体は、散粉羽２４により中間段差壁１４の外側に押し戻されて、次に集粉羽２３が通過したときに排出路１３Ａ内に取り込まれる。
【００６２】
図６に示すように、粉粒体回転ガイド２１の連結板２５からは、下方に向かってスクレッパー２６が延びている。スクレッパー２６は、排出路１３Ａの上端側の内周面に沿って途中で屈曲した「く」の字状になっており、排出路１３Ａの内周面に隣接した状態で旋回する。これにより、排出筒部１３内の粉粒体を流動させると共に、排出路１３Ａの内周面に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。
【００６３】
動力伝達シャフト２０のうち、供給ドラム１１の排出路１３Ａに配置された部分には、スクリュー部２７が設けられている。スクリュー部２７は図４（Ａ）に示すように、動力伝達シャフト２０の回転方向（動力伝達シャフト２０の軸方向上端から見て時計回り方向）の前方に向かうに従って巻き上がるように延びた螺旋突条２７Ａを動力伝達シャフト２０の円柱外面に一体形成した構造となっており、その螺旋突条２７Ａによって排出路１３Ａ内の粉粒体を下方（粉粒体排出口３５）に向けて送るようになっている。
【００６４】
なお、スクリュー部２７は、図４（Ｂ）に示すように、動力伝達シャフト２０の回転方向の前方に向かうに従って巻き上がるように延びた螺旋溝２７Ｂを動力伝達シャフト２０の円柱外面に設けた構造でもよいし、図４（Ｃ）に示すように、動力伝達シャフト２０の回転方向の前方に向かうに従って巻き上がるように延びた線材、即ち、螺旋コイル２７Ｃで構成してもよい。
【００６５】
動力伝達シャフト２０のうちスクリュー部２７より下方の最下端部には、弁体２８が一体形成されている。弁体２８は、上方に向かうに従って縮径した円錐斜面２８Ａを有する円錐台形状となっている。
【００６６】
これに対し、図６に示すように供給ドラム１１における排出筒部１３の外周面には弁座ナット３４が螺合されている。弁座ナット３４の底壁は排出筒部１３の下端面に突き当てられており、底壁の中心部には、排出路１３Ａと連通した粉粒体排出口３５が貫通形成されている。粉粒体排出口３５は円形となっており、その開口縁の全周に亘って、直角な環状エッジ部３５Ｅ（本発明の「弁座」に相当する）が形成されている。
【００６７】
環状エッジ部３５Ｅの直径は、弁体２８の円錐斜面２８Ａの中腹部分と同一径となっている。そして、図６（Ａ）に示すように、環状エッジ部３５Ｅに弁体２８の円錐斜面２８Ａが当接すると粉粒体排出口３５が閉塞され、図６（Ｂ）に示すように、環状エッジ部３５Ｅから弁体２８の円錐斜面２８Ａが離間すると、粉粒体排出口３５が開放される。
【００６８】
このように、弁体２８を環状エッジ部３５Ｅに対して接離させて粉粒体排出口３５を開閉するために、ハウジング１２０の外側にはソレノイド８０が嵌合固定されており、可動カプラ７０には、ソレノイド８０の励磁及び励磁停止によって回転出力シャフト５２に対して上下動するプランジャ８１（本発明の「被吸引磁性体」に相当する）が一体に固定されている（図５参照）。ここで、プランジャ８１と回転出力シャフト５２との間もスプライン機構で連結されており、プランジャ８１は、回転出力シャフト５２の軸方向、即ち、上下方向に直動すると共に回転出力シャフト５２とに対して相対回転不能となっている。
【００６９】
プランジャ８１とハウジング１２０の上端壁との間は、図示しない引っ張りバネ（本発明の「直動付勢手段」に相当する）で連結されており、ソレノイド８０の励磁が停止した状態では、プランジャ８１及び可動カプラ７０が引っ張りバネに引っ張られてハウジング１２０の上端壁寄り位置に配置される（図５（Ａ）の状態）。
【００７０】
このとき、アウターマグネット７３及びインナーマグネット７４によって可動カプラ７０と連結された動力伝達シャフト２０全体が、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側にてその直動ストロークの上端位置に保持され、動力伝達シャフト２０の下端部に備えた弁体２８の円錐斜面２８Ａが環状エッジ部３５Ｅに当接した状態、即ち、粉粒体排出口３５が閉鎖状態になる（図６（Ａ）の状態）。なお、段付円筒キャップ１７の上端壁内面には、円盤形マグネット１９が固着されており（図５参照）、動力伝達シャフト２０が上端位置に位置した状態で、円盤形マグネット１９とインナーマグネット７４における最上段のマグネットリング７４Ｒとが吸引し合い、引っ張りバネと協働して動力伝達シャフト２０を上端位置に保持するようになっている。
【００７１】
これに対し、ソレノイド８０が通電され励磁した状態では、プランジャ８１（及び可動カプラ７０）が引っ張りバネの付勢力に抗して下方に磁気吸引される。このとき、アウターマグネット７３及びインナーマグネット７４によって可動カプラ７０と連結された動力伝達シャフト２０全体が、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側にてその直動ストロークの下端位置に保持され、動力伝達シャフト２０の下端部に備えた弁体２８の円錐斜面２８Ａが環状エッジ部３５Ｅから離間した状態、即ち、粉粒体排出口３５開放状態になる（図６（Ｂ）の状態）。なお、ソレノイド８０及び引っ張りバネは本発明の「直動駆動源」に相当する。
【００７２】
以上が、本実施形態の構成に関する説明であって、以下、本実施形態の粉粒体供給装置１０によって粉粒体を供給する場合の動作について詳説する。粉粒体を作業ケース１００内にセットした受容器１３０に供給する場合には、まず、ソレノイド８０に通電して励磁状態にする。すると、図５（Ａ）から図５（Ｂ）への変化に示すように、プランジャ８１及び可動カプラ７０が引っ張りバネに抗して下方に移動し、可動カプラ７０と非接触状態で連結した動力伝達シャフト２０が、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側で下方に垂直移動する。そして、図６（Ａ）から図６（Ｂ）への変化に示すように、弁体２８が環状エッジ部３５Ｅから離間して粉粒体排出口３５の下方に移動し、粉粒体排出口３５が開放状態になる。ここで、図６（Ａ）から同図（Ｂ）への変化に示すように、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０は、中間段差壁１４によって下方への移動が規制されており、動力伝達シャフト２０は、それら粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０に対して直動する。つまり、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０が、中間段差壁１４によってそれ以上、下方に移動不可能な状態になっても、動力伝達シャフト２０だけは、さらに下方に直動させることができ、粉粒体排出口３５を確実に開放することができる。
【００７３】
図６（Ｂ）に示すように粉粒体排出口３５が開放状態になったら、モータ５０をオンし、回転出力シャフト５２と非接触状態で連結された動力伝達シャフト２０を、回転出力シャフト５２と一体回転させる。すると、供給ドラム１１内では上面待ち受けガイド３１によって容器内円板３０から中間段差壁１４へと粉粒体が案内されると共に、中間段差壁１４の上面１４Ａに堆積した粉粒体が粉粒体回転ガイド２１によって排出路１３Ａへと案内され、さらに、排出路１３Ａ内に案内された粉粒体が、スクリュー部２７の回転によって下方に送られて、粉粒体排出口３５から排出される。
【００７４】
ここで、ソレノイド８０の励磁を短周期で間欠的に繰り返すことで、粉粒体排出口３５を開放したまま動力伝達シャフト２０を上下に振動させて、スクリュー部２７の凹凸形状によって粉粒体を排出してもよい。
【００７５】
粉粒体の供給を終える場合には、モータ５０をオフし、ソレノイド８０の励磁を停止する。すると、図５（Ｂ）から図５（Ａ）への変化に示すように、プランジャ８１及び可動カプラ７０が引っ張りバネに引っ張られて上方に移動し、可動カプラ７０と非接触状態で連結した動力伝達シャフト２０全体が、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側で上方に引き揚げられる。このとき、図６（Ｂ）から同図（Ａ）への変化に示すように、弁体２８が上方に移動して粉粒体排出口３５に接近し、円錐斜面２８Ａが環状エッジ部３５Ｅに当接して、粉粒体排出口３５が閉鎖される。これにより、粉粒体の漏出を防止することができる。ここで、図６（Ｂ）から同図（Ａ）への変化に示すように、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０は、上面待ち受けガイド３１によって上方への移動が規制されており、動力伝達シャフト２０は、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０に対して直動する。つまり、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０が上面待ち受けガイド３１によってそれ以上、上方へ移動不可能になっても、動力伝達シャフト２０だけは、さらに上方に直動させることができ、粉粒体排出口３５を確実に閉鎖することができる。なお、上面待ち受けガイド３１は、本発明の「直動規制部材」に相当する。
【００７６】
このように、本実施形態の粉粒体供給装置１０は、供給ドラム１１及び段付円筒キャップ１７の内側で上下方向に延びた動力伝達シャフト２０の下端部に弁体２８を備え、動力伝達シャフト２０をソレノイド８０及び引っ張りバネによって上下方向に直動させることで弁体２８を粉粒体排出口３５に対して接離させて粉粒体排出口３５を開閉することができる。これにより、キャップを着脱することで粉粒体排出口を開閉する従来の構成に比べて、粉粒体排出口３５の開閉を容易に行うことができる。
【００７７】
また、弁体２８は、上方に向かって縮径した円錐斜面２８Ａを備えているので、開放状態になったときに粉粒体が弁体２８の上に堆積することを防止することができる。そしてして、閉鎖状態にするときに、弁体２８と環状エッジ部３５Ｅとの間に粉粒体を噛み込んで隙間が形成される事態（閉塞不良）を防止することができる。また、排出路１３Ａ内ではスクリュー部２７が回転するので、粉粒体の排出をスムーズに行うことができる。また、スクレッパー２６により排出路１３Ａ内の粉粒体を流動させてアーチ形成や凝集を防止し、排出路１３Ａ内面に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。さらに、動力伝達シャフト２０は、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０に対して直動可能なので、弁体２８による粉粒体排出口３５の開閉を確実に行うことができる。
【００７８】
動力伝達シャフト２０とソレノイド８０及びモータ５０との間をマグネットカップリングＭＣ１（インナーマグネット７４及びアウターマグネット７３）によって磁気連結し、ソレノイド８０及びモータ５０を、供給ドラム１１が収容された作業ケース１００の外部に配置することができるので、作業ケース１００内の温度、圧力、ガス雰囲気や粉粒体によるソレノイド８０及びモータ５０の破損、汚染を防止することができる。
【００７９】
さらに、１つのマグネットカップリングＭＣ１で、トルクと軸力の両方を伝達可能としたので、トルク伝達用と軸力伝達用とで別々のマグネットカップリングを備えたものに比べて、部品点数の削減及び構造の簡素化を図ることができる。
【００８０】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図７〜図９に基づいて説明する。この第２実施形態は、上記第１実施形態の粉粒体供給装置１０に、補給装置２００を追加したものである。以下、上記第１実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８１】
図７に示すように、作業ケース１００の天井壁１１０上面には、固定ベース３１０が固定載置されている。固定ベース３１０は、水平な台板３１０Ａの両側部から天井壁１１０に向かって１対の側板３１０Ｂ，３１０Ｂが垂下した構造になっている。
【００８２】
補給装置２００は、粉粒体を収容可能な補給ドラム２１１と、補給ドラム２１１の真上位置に離して設けられたモータ２５０とを備えている。これら補給ドラム２１１とモータ２５０は、固定ベース３１０の台板３１０Ａに固定されたブラケット３１２を介して同軸上に取り付けられている。
【００８３】
図８に示すように、ブラケット３１２は、台板３１０Ａの下面から垂下した１対の側板３１３，３１３の下端部にスリーブ３１４を固定した構造になっている。スリーブ３１４は、上下両端が開放しており軸方向の中間に設けられた隔壁３１５によって内部が上下に仕切られている。
【００８４】
スリーブ３１４の上端には、モータ２５０が回転不能に固定されている。モータ２５０のロータには出力シャフト２５２が連結され、出力シャフト２５２は、スリーブ３１４の内側で隔壁３１５に向かって垂直に延びている。
【００８５】
補給ドラム２１１は、収容筒部２１２の上端開口を大径キャップ２１５で閉塞した密閉空間に粉粒体を収容可能となっており、大径キャップ２１５の上面から突出した筒形螺合壁２１５Ｃの外周面に小径キャップ２１７が螺合されている。小径キャップ２１７は、筒形螺合壁２１５Ｃに螺合した下側半分が、上側半分より段付き状に大径になっており、上端壁の内面中央からボス部２１７Ｂが突出している。
【００８６】
小径キャップ２１７の段差部より上側部分は、スリーブ３１４の内側に受容されており、スリーブ３１４の下端開口から挿抜可能となっている。スリーブ３１４の下端面と小径キャップ２１７の外周面の段差部との間には凹凸係合部が設けられており、ブラケット３１２に対する補給ドラム２１１の相対回転が禁止されている。
【００８７】
モータ２５０の出力シャフト２５２には、非接触状態で回転伝達シャフト２２０が一体回転可能に連結されている。回転伝達シャフト２２０は、補給ドラム２１１の内部でその中心軸に沿って延びている。回転伝達シャフト２２０の上端部は、大径キャップ２１５を貫通して小径キャップ２１７の内側に延びている。
【００８８】
モータ２５０の出力シャフト２５２と補給ドラム２１１の回転伝達シャフト２２０との間は、出力シャフト２５２に固定された上カプラ２５３と、回転伝達シャフト２２０に固定された下カプラ２４０との間の磁気結合によって一体回転可能に連結している。
【００８９】
上カプラ２５３は円筒形をなし、出力シャフト２５２に対して一体回転可能に固定されている。上カプラ２５３の下端部には複数のカップリング磁石２５４が周方向に並んで埋設されている。これらカップリング磁石２５４は、上カプラ２５３の下端面と面一になって下方に露出している。また、複数のカップリング磁石２５４は、その露出面の磁極が上カプラ２５３の周方向で交互に反転するように並べられている。さらに、上カプラ２５３はスリーブ３１４の内周面及び隔壁３１５と非接触であり、摩擦抵抗が生じないようになっている。
【００９０】
一方、下カプラ２４０は、回転伝達シャフト２２０のうち、大径キャップ２１５から上方に突出して小径キャップ２１７の内側に収容された部分に固定されている。下カプラ２４０は円筒形をなし、その中心には、下端側から回転伝達シャフト２２０が挿入嵌合され、上端側から小径キャップ２１７のボス部２１７Ｂが挿入されている。また、下カプラ２４０は、小径キャップ２１７の上端壁と軸受け２１６との間に挟持されて軸方向（上下方向）への移動が禁止されている。
【００９１】
下カプラ２４０の上端部には、上カプラ２５３に備えたカップリング磁石２５４と同数の複数のカップリング磁石２４１が周方向に並んで埋設されている。これらカップリング磁石２４１は、下カプラ２４０の上端面と面一になって上方に露出している。また、複数のカップリング磁石２４１は、その露出面の磁極が下カプラ２４０の周方向で交互に反転するように並べられている。
【００９２】
下カプラ２４０のカップリング磁石２４１は、上カプラ２５３のカップリング磁石２５４と、小径キャップ２１７の上端壁及びスリーブ３１４の隔壁３１５を挟んで吸引し合い磁気連結している。これにより、補給ドラム２１１をブラケット３１２から吊り下げた状態で、モータ２５０（回転出力シャフト５２）のトルクを回転伝達シャフト２２０に非接触で伝達することが可能となっている。
【００９３】
補給ドラム２１１の底壁２１４の中心からは、補給パイプ２１３が垂下している。補給パイプ２１３は作業ケース１００の天井壁１１０を貫通しており、作業ケース１００内に突入した下端部が供給ドラム１１のドラムキャップ１５に形成された常時開放の補給口１５Ａに非接触な状態で挿入されている（図９参照）。つまり、補給ドラム２１１内の密閉空間は、補給パイプ２１３を介して作業ケース１００の内側に連通している。ここで、作業ケース１００の天井壁１１０のうち補給パイプ２１３が貫通した部分は、シール部材２１８によって気密状態にシールされている。
【００９４】
補給ドラム２１１内には、供給ドラム１１と同様に、粉粒体回転ガイド２２１、容器内円板２３０、上面待ち受けガイド２３１が収容されている。粉粒体回転ガイド２２１及び容器内円板２３０は、回転伝達シャフト２２０と一体回転可能となっている。そして、補給ドラム２１１の底壁２１４のうち容器内円板２３０の側方に堆積した粉粒体は、容器内円板２３０と底壁２１４との間で旋回する粉粒体回転ガイド２２１によって底壁２１４の中心側に誘導され、補給パイプ２１３の上端開口に送り込まれる。補給パイプ２１３の下端開口は、供給ドラム１１内の容器内円板３０より上方に位置しており、補給パイプ２１３の下端開口から排出された粉粒体は、供給ドラム１１の中間段差壁１４及び容器内円板３０上に落下する。
【００９５】
ここで、回転伝達シャフト２２０の下端部からは流下補助板２２２が延びている。流下補助板２２２は、平板をクランク状に切り出して形成されており、補給パイプ２１３内に挿通されている。流下補助板２２２は、モータ２５０によって補給パイプ２１３内を回転し、補給パイプ２１３内の粉粒体を撹拌しつつ流下させている。
【００９６】
また、補給パイプ２１３の下端部には受止板２１９が一体に設けられている。受止板２１９は、補給パイプ２１３の下端開口との間に隙間を開けて対向配置されており、受止板２１９と補給パイプ２１３の下端部との間が側方に開放している。そして、補給パイプ２１３を流下した粉粒体は、一旦、受止板２１９に受け止められるようになっている。
【００９７】
流下補助板２２２の下端部には回転翼片２２２Ｈが一体に設けられている。図９に示すように回転翼片２２２Ｈは、補給パイプ２１３の下端開口から突出して側方に張り出しており、受止板２１９の上面で回転する。そして、受止板２１９に受け止められた粉粒体を側方に押し出して受止板２１９から落下させる。
【００９８】
図８に示すように、補給装置２００には、ホッパー２７０とその下端部から延びた筒状のシュート２７１とが備えられている。ホッパー２７０は、上端開放の円錐状をなし固定ベース３１０の台板３１０Ａより上方位置に配置されている（図７，図８参照）。一方、シュート２７１の下端部は、補給ドラム２１１の大径キャップ２１５を貫通して補給ドラム２１１の内部に挿入されている。ここで、大径キャップ２１５のうち、シュート２７１が貫通した部分は、シール部材２７３によって気密状態にシールされている。
【００９９】
シュート２７１のうち、上下方向の中間位置と下端寄り位置には、それぞれバルブ２７２，２７２が備えられている。バルブ２７２，２７２は、レバーを手動操作することで開放状態と閉鎖状態とに切り換え可能となっている。
【０１００】
また、シュート２７１のうち、１対のバルブ２７２，２７２の中間位置には、図示しないポンプに接続された給気口２７４が設けられている。例えば、上側のバルブ２７２を閉鎖状態としかつ下側のバルブ２７２を開放放態としてポンプを作動させることで、補給ドラム２１１、さらには、補給パイプ２１３を介して補給ドラム２１１と連通した作業ケース１００に所定のガスを供給することができ、そのガスによって内部圧力を調節することが可能となっている。
【０１０１】
以上が補給装置２００の構造に関する説明であって、次に補給装置２００の動作を説明する。供給ドラム１１に粉粒体を補給する際には、補給装置２００のモータ２５０をオンする。モータ２５０がオンすると、カップリング磁石２４１，２５４によって非接触状態で連結した出力シャフト２５２と回転伝達シャフト２２０とが一体回転し、補給ドラム２１１の内部で粉粒体回転ガイド２２１が回転する。粉粒体回転ガイド２２１によって粉粒体は補給パイプ２１３へと案内され、補給パイプ２１３内を流下して、供給ドラム１１内に落下する。このように、本実施形態によれば、供給ドラム１１に粉粒体を補給する際に、作業ケース１００から供給ドラム１１を取り出す必要が無いので、粉粒体の補給を容易に行うことができ、作業ケース１００の雰囲気状態を維持することができる。
【０１０２】
［第３実施形態］
この第３実施形態は、上記第２実施形態の構成に計量器３００（例えば、電子天秤又は台秤）を追加して粉粒体供給計量システムを構成したものであり、粉粒体供給装置１０から排出された粉粒体の重量を計測可能になっている。以下、図１０〜図１３に基づいて本実施形態について説明するが、第１及び第２実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０３】
図１０に示すように、計量器３００は、固定ベース３１０のうち台板３１０Ａの上面に載置されている。
【０１０４】
作業ケース１００の外部上方には、天井壁１１０から離間した状態で上下動可能な可動ベース３２０が備えられている。可動ベース３２０は、縦長の矩形枠構造をなしている。図１１に示すように、可動ベース３２０は、水平方向に延びた上水平バー３２２Ａのちょうど中央部が計量器３００の載台３０１に載置されている。可動ベース３２０のうち、鉛直方向に延びた１対の側辺バー３２１，３２１は、台板３１０Ａを非接触で貫通して作業ケース１００の天井壁１１０の近傍位置まで垂下している。１対の側辺バー３２１，３２１の下端部同士を連絡した下水平板３２２Ｂは、天井壁１１０の上方に離間した位置で水平方向に延びている。また、下水平板３２２Ｂの水平方向における中央部には、中央貫通孔３２２Ｂ１が形成され、その中央貫通孔３２２Ｂ１を、作業ケース１００の天井壁１１０に設けたケース中空突部１１１が非接触状態で貫通している（図１２参照）。
【０１０５】
下水平板３２２Ｂの上面には、中央貫通孔３２２Ｂ１を囲むように外側ドラム保持磁石１１５が固定されている。外側ドラム保持磁石１１５は、ケース中空突部１１１（大径筒部１１３）の外側に遊嵌している。そして、供給ドラム１１の内容物（粉粒体や粉粒体回転ガイド２１など）を含む供給ドラム１１全体の重量の変化が、内側ドラム保持磁石６５から外側ドラム保持磁石１１５に伝達され、更に、外側ドラム保持磁石１１５に付与される供給ドラム１１全体の重量の変化が、可動ベース３２０を介して計量器３００に伝達される。これにより、供給ドラム１１から排出された（受容器１３０に供給された）粉粒体の重量を、所謂「ロスインウェイト方式」で計量することが可能になっている。
【０１０６】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態に係る粉粒体供給装置４００を図１３〜図１８に基づいて説明する。本実施形態の粉粒体供給装置４００は、固定ベース４０１に、粉粒体収容筒４１０（本発明の「粉粒体収容器」に相当する）、ソレノイド４５０，４６０及びモータ４７０を組み付けてなる。
【０１０７】
図１３に示すように、粉粒体収容筒４１０は、固定ベース４０１の本体４０２から水平方向に突出した収容筒保持部４０３の先端に保持されている。粉粒体収容筒４１０は、上下方向に延びた縦筒部４１１と、上下方向に対して傾斜した傾斜筒部４１２とを一体に備えている。詳細には、縦筒部４１１の筒壁を貫通した側部開口４１１Ａ（図１４，図１５参照）から斜め上方に向かって傾斜筒部４１２が延び、縦筒部４１１の内部空間と傾斜筒部４１２の内部空間とが側部開口４１１Ａによって連通した構造になっている。傾斜筒部４１２は、縦筒部４１１に一体形成された上端開放の分岐筒部４１３と、分岐筒部４１３の上端に螺合された連結筒部４１５と、連結筒部４１５を介して分岐筒部４１３に着脱可能に連結された着脱筒部４１４とで構成され、着脱筒部４１４と分岐筒部４１３の開口部同士が対向して連通している。
【０１０８】
分岐筒部４１３と連結筒部４１５との間及び連結筒部４１５と着脱筒部４１４との間は螺合接続されている。なお、分岐筒部４１３及び着脱筒部４１４の各開口端と連結筒部４１５の奥壁との間でパッキン４１６，４１６が挟まれ、粉粒体収容筒４１０の内部は気密状態になっている。
【０１０９】
粉粒体収容筒４１０（縦筒部４１１）の底壁内面４１１Ｂは水平面となっており、その底壁内面４１１Ｂの中心部から下方に向かって垂直に排出路１３Ａが延びている。排出路１３Ａは、縦筒部４１１の中心軸と同軸線上に形成されている。粉粒体収容筒４１０に収容された粉粒体は、排出路１３Ａを通って、その下端部の粉粒体排出口３５（図１７（Ｂ）参照）から排出される。
【０１１０】
縦筒部４１１の軸方向（上下方向）の中央位置には隔壁４３０が備えられている。隔壁４３０は、縦筒部４１１の内部領域を、隔壁４３０より下方で傾斜筒部４１２の内部と連通した粉粒体収容領域Ｒ１と、隔壁４３０より上方のマグネット収容領域Ｒ２とに区画している。また、隔壁４３０の上面中央部には、段付き状に隆起した円形突部４３０Ａが形成されており、隔壁４３０の中央部が外縁部に対して厚肉となっている。
【０１１１】
縦筒部４１１の内部には、動力伝達シャフト４２０が備えられている。動力伝達シャフト４２０は、縦筒部４１１の中心軸上、即ち、粉粒体排出口３５の中心軸上に配置されて上下方向に延びている。また、動力伝達シャフト４２０は、隔壁４３０の中心部を貫通して粉粒体収容領域Ｒ１とマグネット収容領域Ｒ２の両方に収容されている。なお、隔壁４３０は、「滑り軸受け」として機能しており、動力伝達シャフト４２０を縦筒部４１１の中心軸上に保持しており、その軸方向及び周方向に摺動可能となっている。
【０１１２】
動力伝達シャフト４２０は、トルク伝達用マグネットカップリングＭＣ２によってモータ４７０のロータ（図示せず）と連結されて、縦筒部４１１の内部で回転可能となっている。また、動力伝達シャフト４２０は、軸力伝達用マグネットカップリングＭＣ３によってソレノイド４６０の中空部４６０Ａを上下方向に直動するプランジャ４６１と連結されて、縦筒部４１１の内部でその軸方向、即ち、上下方向に直動可能になっている。
【０１１３】
詳細には、以下のようである。動力伝達シャフト４２０にトルクを付与するためのモータ４７０は粉粒体収容筒４１０の外部に配置されている。モータ４７０は、固定ベース４０１の本体４０２から粉粒体収容筒４１０に向かって突出した片持ち梁状のモータ保持部４０４の先端に固定されている。モータ４７０のロータに固定された回転出力シャフト４７１は、モータ４７０の下面から突出してモータ保持部４０４を貫通し、動力伝達シャフト４２０の側方にオフセットした位置で動力伝達シャフト４２０と平行に延びている。回転出力シャフト４７１には、アウターマグネットギヤ４７２が一体回転可能に固定されている。
【０１１４】
一方、動力伝達シャフト４２０のうち、縦筒部４１１の隔壁４３０を貫通してマグネット収容領域Ｒ２に配置された部分には、インナーマグネットギヤ４４０が固定されている。インナーマグネットギヤ４４０は、縦筒部４１１の筒壁を間に挟んでアウターマグネットギヤ４７２と非接触で磁気結合している。
【０１１５】
インナーマグネットギヤ４４０は円筒形をなしている。インナーマグネットギヤ４４０の中心には、スプライン孔が貫通形成されており、そのスプライン孔に動力伝達シャフト４２０に備えたスプライン軸部が挿入されて互いに係合している。即ち、インナーマグネットギヤ４４０と動力伝達シャフト４２０とが相互に直動可能かつ回転不能に連結されている。これらインナーマグネットギヤ４４０とアウターマグネットギヤ４７２とでトルク伝達用マグネットカップリングＭＣ２が構成されている。なお、インナーマグネットギヤ４４０の下端面中央には、隔壁４３０の上面中央に形成された円形突部４３０Ａを受容可能な円形陥没部４４０Ａが形成されている。
【０１１６】
以上が、トルク伝達用マグネットカップリングＭＣ２であって、軸力伝達用マグネットカップリングＭＣ３については以下のようである。
【０１１７】
まず、動力伝達シャフト４２０に軸力を付与するためのソレノイド４６０は粉粒体収容筒４１０の外部に配置されている。ソレノイド４６０は、固定ベース４０１の本体４０２から縦筒部４１１の真上位置まで突出した片持ち梁状のソレノイド保持部４０５の先端に保持されている。ソレノイド４６０は、その中空部４６０Ａが動力伝達シャフト４２０と同軸線上に配置されており、動力伝達シャフト４２０と同軸線上でプランジャ４６１が上下方向に直動するように構成されている。プランジャ４６１は、プランジャ４６１のうちソレノイド４６０の下端面から突出した下端部には、カップリング用アウターマグネット４６２（以下、単に「アウターマグネット４６２」という）が固定されている。アウターマグネット４６２は、電磁石であって、電流の向きを逆転することによって極性を反転することが可能となっている。そして、ソレノイド４６０の下面とアウターマグネット４６２との間は、図示しない引っ張りバネ（本発明の「直動付勢手段」に相当する）によって連結されており、ソレノイド４６０が励磁されると、引っ張りバネの付勢力に抗してプランジャ４６１及びアウターマグネット４６２が垂直下方に移動し、励磁が停止されると引っ張りバネの付勢力によってプランジャ４６１及びアウターマグネット４６２が垂直上方に移動する。
【０１１８】
一方、動力伝達シャフト４２０の上端部には、縦筒部４１１の上端壁を介して前記アウターマグネット４６２と磁気結合するカップリング用インナーマグネット４４１（以下、単に「インナーマグネット４４１」という）が固定されている。インナーマグネット４４１はリング状の永久磁石であり、動力伝達シャフト４２０の上端部に固定された固定盤４４２の上に固着されている。
【０１１９】
アウターマグネット４６２とインナーマグネット４４１とが互いに反発し合うようにした状態でソレノイド４６０を励磁状態にすると、動力伝達シャフト４２０が縦筒部４１１の内部で下方に垂直移動する。一方、アウターマグネット４６２とインナーマグネット４４１とが吸引し合うようにした状態でソレノイド４６０の励磁を停止すると、動力伝達シャフト４２０が縦筒部４１１の内部で上方に垂直移動する。これらアウターマグネット４６２とインナーマグネット４４１とで、軸力伝達用マグネットカップリングＭＣ３が構成されている。
【０１２０】
縦筒部４１１の上端壁内面には、保持用マグネット４４３が固定されている。保持用マグネット４４３は、リング状になったインナーマグネット４４１の中心孔に遊嵌可能となっている。そして、インナーマグネット４４１の中心に保持用マグネット４４３が配置された状態で、アウターマグネット４６２の磁力が消失した場合でも、インナーマグネット４４１と保持用マグネット４４３とが吸引し合うことで、動力伝達シャフト４２０を上端位置に保持することが可能となっている。
【０１２１】
ここで、動力伝達シャフト４２０を回転駆動する場合には、インナーマグネット４４１とインナーマグネットギヤ４４０との間に作用する磁力が、回転の妨げにならないように、インナーマグネットギヤ４４０をインナーマグネット４４１から離間させる。そのために、インナーマグネットギヤ４４０は動力伝達シャフト４２０に対して直動可能となっており、アウターマグネットギヤ４７２も回転出力シャフト４７１に対して直動可能となっている。
【０１２２】
詳細には、アウターマグネットギヤ４７２は、スプライン機構によってモータ４７０の回転出力シャフト４７１に連結されている。即ち、アウターマグネットギヤ４７２は回転出力シャフト４７１に対して直動可能かつ回転不能となっている。また、モータ保持部４０４には、アウターマグネットギヤ４７２の直動駆動源としてのソレノイド４５０が固定されている。
【０１２３】
ソレノイド４５０は、モータ保持部４０４の基端寄り位置に固定されている。ソレノイド４５０の中空部４５０Ａには、その軸方向、即ち、上下方向に直動可能なプランジャ４５１が挿入されている。このプランジャ４５１のうち、ソレノイド４５０の下面から突出した下端部には、回転支持盤４５２が固定されている。回転支持盤４５２は、縦筒部４１１の筒壁の近傍位置まで張り出しており、その回転支持盤４５２のうち回転出力シャフト４７１の延長線上には支持孔４５３が貫通形成されている。
【０１２４】
一方、アウターマグネットギヤ４７２の下端部には、ベアリング嵌合筒部４７３が形成され、このベアリング嵌合筒部４７３が支持孔４５３に嵌合されたベアリング４５４の内側に嵌合されている。即ち、アウターマグネットギヤ４７２は、回転出力シャフト４７１と回転支持盤４５２との間で回転可能に支持されている。
【０１２５】
ソレノイド４５０と回転支持盤４５２との間は、図示しない引っ張りバネによって連結されており、ソレノイド４５０が励磁されると、引っ張りバネの付勢力に抗してプランジャ４５１及び回転支持盤４５２が垂直下方に移動し、励磁が停止されると引っ張りバネの付勢力によってプランジャ４５１及び回転支持盤４５２が垂直上方に移動する。
【０１２６】
つまり、ソレノイド４５０の励磁によってアウターマグネットギヤ４７２が回転出力シャフト４７１に対して下方に移動し、アウターマグネットギヤ４７２と磁気連結したインナーマグネットギヤ４４０が、マグネット収容領域Ｒ２の中で動力伝達シャフト４２０に対して下方に移動する。また、ソレノイド４５０の励磁停止によってアウターマグネットギヤ４７２が回転出力シャフト４７１に対して上方に移動し、アウターマグネットギヤ４７２と磁気連結したインナーマグネットギヤ４４０が、マグネット収容領域Ｒ２の中で動力伝達シャフト４２０に対して上方に移動する。
【０１２７】
ここで、インナーマグネットギヤ４４０は、隔壁４３０に当接することでそれ以上、下方に移動不可能になるので、アウターマグネットギヤ４７２との磁気結合が解消されて、インナーマグネットギヤ４４０が、縦筒部４１１の底部に落下するという事態を防止することができる。
【０１２８】
さて、上述の如く縦筒部４１１の内側で回転可能かつ直動可能な動力伝達シャフト４２０のうち、粉粒体収容領域Ｒ１に配置された部分には断面非円形（例えば、断面六角形）の連結軸部４２０Ａが備えられている。その連結軸部４２０Ａには、粉粒体を排出路１３Ａに送り込むための粉粒体回転ガイド４２１が直動可能かつ回転不能に取り付けられている。粉粒体回転ガイド４２１は自重で降下しており、モータ４７０から付与されたトルクで動力伝達シャフト４２０が回転することにより、底壁内面４１１Ｂに摺接しつつ水平面内で回転する。
【０１２９】
粉粒体回転ガイド４２１には、縦筒部４１１の筒壁内面４１１Ｃに沿って延びかつ筒壁内面４１１Ｃの近傍を旋回する起立板４２２が一体形成されている。起立板４２２が縦筒部４１１の内側で旋回することにより、粉粒体を流動させて凝集を防止したり、撹拌することができる。
【０１３０】
動力伝達シャフト４２０のうち、排出路１３Ａの内側に配置された部分には、スクリュー部４２３が備えられている。スクリュー部４２３は、動力伝達シャフト４２０の周囲に巻回されて回転不能に固定された螺旋コイルで構成されている。このスクリュー部４２３は、モータ４７０による動力伝達シャフト４２０の回転方向（動力伝達シャフト４２０の軸方向上端側から見て時計回り方向）の前方に向かうに従って巻き上がるように延びており、動力伝達シャフト４２０の回転により、排出路１３Ａ内の粉粒体を下方、即ち、粉粒体排出口３５に送り出すようになっている。
【０１３１】
次に、本実施形態の動作について説明する。粉粒体の供給を開始する前に、まず、粉粒体収容筒４１０に粉粒体を充填する。具体的には、動力伝達シャフト４２０を図１５に示すように上端位置に保持して粉粒体排出口３５を弁体２８によって閉塞した状態で、予め着脱筒部４１４に取り分けておいた粉粒体を、分岐筒部４１３に流し込みながら、着脱筒部４１４を素早く連結筒部４１５に螺合する。粉粒体は、傾斜筒部４１２の傾斜によって着脱筒部４１４から分岐筒部４１３及び縦筒部４１１へと滑り落ちる。
【０１３２】
次いで、アウターマグネット４６２に電流を流してインナーマグネット４４１と反発し合う状態とし、ソレノイド４５０，４６０を共に励磁する。ソレノイド４６０の励磁により、プランジャ４６１が下方に移動すると、インナーマグネット４４１とアウターマグネット４６２との間の反発力によって、動力伝達シャフト４２０が縦筒部４１１の内部で垂直下方に移動し、弁体２８が粉粒体排出口３５の下方に移動して粉粒体排出口３５が開放する。
【０１３３】
また、ソレノイド４５０の励磁によりプランジャ４５１が下方に移動し、回転支持盤４５２が下方に移動すると、アウターマグネットギヤ４７２が回転出力シャフト４７１に対して垂直下方に移動し、インナーマグネットギヤ４４０がアウターマグネットギヤ４７２に引っ張られて動力伝達シャフト４２０に対して垂直下方に移動する。
【０１３４】
この状態でモータ４７０をオンすると、図１６に示すようにアウターマグネットギヤ４７２が所定方向に回転し、インナーマグネットギヤ４４０が、アウターマグネットギヤ４７２とは逆方向に回転して、動力伝達シャフト４２０がインナーマグネットギヤ４４０と一体回転する。そして、動力伝達シャフト４２０に対して回転不能に備えられた粉粒体回転ガイド４２１、起立板４２２、スクレッパー２６及びスクリュー部４２３が粉粒体収容筒４１０の内部（粉粒体収容領域Ｒ１）で回転する。
【０１３５】
粉粒体回転ガイド４２１によって排出路１３Ａに案内された粉粒体は、スクリュー部４２３によって下方に送り出され、粉粒体排出口３５から排出される。
【０１３６】
粉粒体の供給を終える場合には、まず、モータ４７０を停止し、次いで、アウターマグネット４６２に流す電流の向きを逆転させて、インナーマグネット４４１と吸引し合う状態にする。そして、両ソレノイド４５０，４６０の励磁を停止する。すると、インナーマグネット４４１とアウターマグネット４６２とが吸引し合った状態で、プランジャ４６１が垂直上方に移動するので、動力伝達シャフト４２０が縦筒部４１１の内部で垂直上方に引き揚げられ、インナーマグネット４４１が縦筒部４１１の上端壁に当接した位置で停止する。そして、弁体２８の円錐斜面２８Ａが粉粒体排出口３５の環状エッジ部３５Ｅに当接して粉粒体排出口３５が閉塞される。ここで、ソレノイド４５０の励磁が停止すると、プランジャ４５１及び回転支持盤４５２によってアウターマグネットギヤ４７２が垂直上方に移動し、アウターマグネットギヤ４７２と磁気連結したインナーマグネットギヤ４４０も、垂直上方に移動する。このとき、インナーマグネットギヤ４４０が固定盤４４２を押し上げるようにしてもよい。つまり、２つの引っ張りバネが協働して動力伝達シャフト４２０を垂直上方に移動させるようにしてもよい。
【０１３７】
動力伝達シャフト４２０が上端位置になると、インナーマグネット４４１と保持用マグネット４４３との間の吸引力及び、インナーマグネットギヤ４４０とアウターマグネットギヤ４７２との間の吸引力によって、動力伝達シャフト４２０を上端位置に保持することができる。よって、アウターマグネット４６２への通電を停止することができる。そして、本実施形態の構成でも、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。また、隔壁４３０によって粉粒体収容領域Ｒ１とマグネット収容領域Ｒ２とに区画し、マグネット収容領域Ｒ２に粉粒体が進入しないようにしたので、粉粒体の噛み込みによるインナーマグネットギヤ４４０の回転不良や直動不良の発生を防止することができる。
【０１３８】
［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。
【０１３９】
（１）上記第１〜第３実施形態では、供給ドラム１１を密閉された作業ケース１００の内部に配置していたが、粉粒体供給装置１０の全体を大気開放の状態に配置してもよい。
【０１４０】
（２）上記第３実施形態では、供給ドラム１１全体の重量の減少量を、供給ドラム１１から排出された粉粒体の重量として計量（ロスインウェイト方式）していたが、受容器１３０に受容された粉粒体の重量を直接計量するようにしてもよい。この際、計量器は作業ケース１００の内部に配置してもよいし、作業ケース１００の外部下方に配置して非接触状態で粉粒体を含む受容器１３０全体の荷重を受けるような構成にしてもよい。
【０１４１】
（３）上記第４実施形態では、排出路１３Ａの内側のスクリュー部４２３を動力伝達シャフト４２０の外側に巻回された螺旋コイルで構成していたが、第１実施形態のように、動力伝達シャフト４２０の外周面から突出した螺旋突条（図４（Ａ）参照）や、動力伝達シャフト４２０の外周面を陥没させた螺旋溝（図４（Ｂ）参照）で構成してもよい。
【０１４２】
（４）上記第１〜第４実施形態において、スクリュー部２７，４２３の替わりに、弁体２８の円錐斜面２８Ａから垂直上方に起立して、排出路１３Ａの内周面に沿って延びかつ排出路１３Ａの内面近傍を旋回する垂直ポール４８０（本発明の「弁固定回転体」に相当する）を設けてもよい（図１８（Ａ）参照）。この垂直ポール４８０が、排出路１３Ａで回転することにより、排出路１３Ａ内の粉粒体を流動させることができ、アーチ形成による詰まりや、粉粒体の凝集を防止することができる。また、排出路１３Ａの内面に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。
【０１４３】
（５）上記第４実施形態では、縦筒部４１１の底壁内面４１１Ｂから垂直下方に延びた排出路１３Ａを備えていたが、図１８（Ｂ）に示すように、縦筒部４１１の下端部内面４１１Ｄを粉粒体排出口３５に近づくに従ってすり鉢状に縮径した円錐面とし、その下端部内面４１１Ｄの傾斜によって粉粒体が自重で粉粒体排出口３５に向かうようにしてもよい。このとき、下端部内面４１１Ｄの母線に沿って延びかつ下端部内面４１１Ｄの近傍を旋回する軸固定回転体４８１を動力伝達シャフト４２０に一体に設けてよい。軸固定回転体４８１が回転することで、粉粒体を流動させることができ、アーチ形成による詰まりや粉粒体の凝集を防止することができる。また、下端部内面４１１Ｄに付着した粉粒体を掻き落とすことができる。
【０１４４】
（６）上記第４実施形態では、インナーマグネットギヤ４４０とアウターマグネットギヤ４７２との磁気連結でモータ４７０のトルクを動力伝達シャフト４２０に伝達していたが、動力伝達シャフト４２０と回転出力シャフト４７１とに固定された平ギヤ同士を噛合させてもよい。また、モータ４７０の回転出力シャフト４７１を動力伝達シャフト４２０と直交するように配置して動力伝達シャフト４２０と回転出力シャフト４７１との間をウォームとウォームホイール又は１対のベベルギヤにてギヤ連結してもよい。これらの場合には、縦筒部４１１のうち隔壁４３０より上側の筒壁を一部切除してギヤ連結開口を形成し、そのギヤ連結開口にてギヤ同士を噛合させればよい。
【０１４５】
（７）図１９に示すように、垂直な旋回軸５０１を中心に旋回する旋回ベース５０２に第４実施形態の粉粒体供給装置４００をその旋回方向に複数並べて取り付け、計量器５０３（電子天秤）の上方に位置決めされた粉粒体供給装置４００から計量器５０３に載置された受容器１３０に対して粉粒体を供給する粉粒体供給計量システム５００としてもよい。
【０１４６】
（８）前記第１実施形態では、回転出力シャフト５２と動力伝達シャフト２０との間で非接触状態でトルク及び軸力を伝達していたが、接触状態でトルク及び軸力を伝達するようにしてもよい。具体的には、例えば、回転出力シャフト５２を含むモータ５０全体を動力伝達シャフト２０の上端部に対して接離するように直動可能とし、動力伝達シャフト２０を常時上方に付勢して粉粒体排出口３５を弁体２８にて閉じた状態に維持する直動付勢手段と、回転出力シャフト５２の下端部と、動力伝達シャフト２０の上端部とにそれぞれ固定されて互いに噛合することでトルクを伝達可能な１対のクラッチ板とを備えておく。
【０１４７】
粉粒体の供給を行う場合には、回転出力シャフト５２を含むモータ５０全体を垂直下方に移動させることでクラッチ板同士を噛合させ、ここからさらにモータ５０全体を垂直下方に移動させることで、動力伝達シャフト２０を直動付勢手段の付勢力に抗して垂直下方に移動させて、粉粒体排出口３５を開放状態にする。この開放状態でモータ５０をオンすると、クラッチ板を介して回転出力シャフト５２から動力伝達シャフト２０にトルクが伝達され、粉粒体が排出される。また、粉粒体の供給を終えるときには、モータ５０全体を垂直上方に移動させる。すると、直動付勢手段の付勢力によって動力伝達シャフト２０が垂直上方に移動し、クラッチ板同士が離れる位置までモータ５０が上昇すると、弁体２８によって粉粒体排出口３５が閉塞されて粉粒体の漏出が防止される。
【０１４８】
（９）前記第４実施形態において、粉粒体供給装置４００を、大気とは異なる特殊環境（例えば、真空、高温、腐食性ガス雰囲気等）の中で使用する場合には、図２０に示すように、動力伝達シャフト４２０に軸力を付与するためのソレノイド４６０を、第１のハウジング４９１の閉空間内に収容して特殊環境から隔離すると共に、動力伝達シャフト４２０にトルクを付与するためのモータ４７０及びアウターマグネットギヤ４７２の直動駆動源としてのソレノイド４５０を、第１のハウジング４９１とは別の第２のハウジング４９２に収容して特殊環境から隔離してもよい。また、各ハウジング４９１，４９２にパイプ４９０，４９０を接続し、そのパイプ４９０を介してハウジング４９１，４９２内に冷却ガスを吸排気して、ソレノイド４５０，４６０及びモータ４７０の温度上昇を抑えるようにしてもよい。さらに、ソレノイド４５０，４６０及びモータ４７０に接続されたケーブルＣＡをパイプ４９０，４９０内に通して、特殊環境に曝されないようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１０ 粉粒体供給装置
１１ 供給ドラム（粉粒体収容器）
１３Ａ 排出路
２０ 動力伝達シャフト
２０Ａ 連結軸部
２１ 粉粒体回転ガイド（容器内回転体、軸可動回転体）
２５Ａ 非円形貫通孔
２６ スクレッパー
２７ スクリュー部
２７Ａ 螺旋突条
２７Ｂ 螺旋溝
２７Ｃ 螺旋コイル
２８ 弁体
２８Ａ 円錐斜面
３１ 上面待ち受けガイド（直動規制部材）
３５ 粉粒体排出口
３５Ｅ 環状エッジ部（弁座）
５０ モータ（回転駆動源）
５２ 回転出力シャフト（回転出力部）
７３ カップリング用アウターマグネット
７４ カップリング用インナーマグネット
８０ ソレノイド（直動駆動源）
８１ プランジャ（被吸引磁性体）
１００ 作業ケース
１１０ 天井壁
４００ 粉粒体供給装置
４１０ 粉粒体収容筒（粉粒体収容器）
４２０ 動力伝達シャフト
４２０Ａ 連結軸部
４２１ 粉粒体回転ガイド（容器内回転体、軸可動回転体）
４２３ スクリュー部
４４０ インナーマグネットギヤ
４４１ インナーマグネット
４６０ ソレノイド（直動駆動源）
４６１ プランジャ（被吸引磁性体）
４６２ アウターマグネット
４７０ モータ（回転駆動源）
４７１ 回転出力シャフト（回転出力部）
４７２ アウターマグネットギヤ
４８０ 垂直ポール（弁体固定回転体）
４８１ 軸固定回転体（容器内回転体）
ＭＣ１ 一体直動回動型マグネットカップリング
ＭＣ２ トルク伝達用マグネットカップリング
ＭＣ３ 軸力伝達用マグネットカップリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体収容器から下方に粉粒体を排出可能な粉粒体供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の粉粒体供給装置としては、粉粒体収容器の内部で容器内回転体を回転させることで、粉粒体収容器の底壁を貫通した粉粒体排出口から粉粒体を排出するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−４１０８３号公報（段落［０００６］、第２図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した従来の粉粒体供給装置では、粉粒体排出口が常時開放しているため、容器内回転体を停止した状態でも、粉粒体収容器の振動等により粉粒体が漏出することがあった。この問題を解消するために、供給を終えた後でキャップを取り付けて粉粒体排出口を閉塞することも考えられるが、粉粒体の供給を再開するときにはキャップを取り外さなければならず、キャップの着脱作業が面倒であった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、粉粒体排出口を従来より容易に開閉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】
【０００６】
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、粉粒体を収容した粉粒体収容器と、粉粒体収容器の底壁の中央部を上下方向に貫通した円形の粉粒体排出口と、粉粒体排出口の開口縁に対して下方から接離して、粉粒体排出口を開閉可能な弁体と、粉粒体排出口が開いた状態で粉粒体収容器内で回転し、粉粒体排出口から粉粒体を排出するための容器内回転体と、粉粒体排出口の中心軸上に配置されて上下方向に延び、その上下方向の中間部に容器内回転体が一体回転可能に固定されかつ下端部に弁体が一体直動可能に固定された動力伝達シャフトと、動力伝達シャフトに軸力を付与して、弁体にて粉粒体排出口を開閉するための直動駆動源と、粉粒体排出口が開いた状態で動力伝達シャフトにトルクを付与して、容器内回転体を回転駆動するための回転駆動源とを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
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、弁体を、上方に向かって縮径した円錐状とし、粉粒体排出口の開口縁に、弁体の円錐斜面に当接する弁座を設けたところに特徴を有する。
【０００８】
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、粉粒体収容器の底壁の上面から粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路内に配されて、動力伝達シャフトに一体に設けられた螺旋突条又は螺旋溝又は螺旋コイルからなるスクリュー部を備えたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２に記載の粉粒体供給装置において、弁体の円錐斜面から起立して、粉粒体収容器の底壁の上面から粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路内に配され、排出路の内面に隣接した状態で旋回可能な弁体固定回転体を備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項３又は４に記載の粉粒体供給装置において、粉粒体収容器の底壁上の粉粒体を集めて排出路内に案内する粉粒体回転ガイドが、容器内回転体として設けられているところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の粉粒体供給装置において、動力伝達シャフトの中間部に、断面非円形の回転連結軸部を設け、回転連結軸部に対して相対的に直動可能かつ回転不能に嵌合した非円形貫通孔を有した軸可動回転体を、容器内回転体として設けたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６に記載の粉粒体供給装置において、粉粒体収容器内に固定され、粉粒体収容器の底壁との間で軸可動回転体を挟み、軸可動回転体の回転を許容しかつ軸可動回転体の上下動を規制する直動規制部材を設けたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項６又は７に記載の粉粒体供給装置において、粉粒体収容器の底壁の上面から粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路の内部に向けて軸可動回転体から下方に突出し、排出路の内側面から粉粒体を掻き落とすスクレッパーを備えたところに特徴を有する。
【００１４】
請求項９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、粉粒体収容器の内面は、粉粒体排出口から上方に向かうに従って拡径した円錐内面を有し、その円錐内面の母線に沿って延びかつ円錐内面に隣接した状態で旋回可能な軸固定回転体を容器内回転体として設けたところに特徴を有する。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載の粉粒体供給装置において、外部から隔離された閉空間を有する作業ケースを設け、粉粒体収容器を作業ケースの閉空間内に収容してその作業ケースの天井壁から吊り下げると共に、回転駆動源及び直動駆動源を作業ケースの外側に配置し、回転駆動源の回転出力部と動力伝達シャフトとを一体回転又は連動回転可能に作業ケースの壁部を介して磁気結合するトルク伝達用マグネットカップリングと、直動駆動源の直動出力部と動力伝達シャフトとを一体直動可能に作業ケースの壁部を介して磁気結合する軸力伝達用マグネットカップリングとを備えたところに特徴を有する。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の粉粒体供給装置において、作業ケースの内部に配置されて、動力伝達シャフトに対して一体回転しかつ一体直動するように固定されたカップリング用インナーマグネットと、作業ケースの外部に配置され、カップリング用インナーマグネットと一体回転かつ一体直動するように、作業ケースの壁部を介してカップリング用インナーマグネットに磁気結合されたカップリング用アウターマグネットとからなる一体直動回動型マグネットカップリングを、トルク伝達用マグネットカップリング及び軸力伝達用マグネットカップリングとして設け、カップリング用アウターマグネットと回転駆動源の回転出力部とが、相互の直動を許容しかつ回転を伝達するスプライン機構で連結され、カップリング用アウターマグネットに固定された被吸引磁性体を設け、動力伝達シャフトを常時上方に付勢して粉粒体排出口を閉じた状態に維持する直動付勢手段と、通電により励磁されて被吸引磁性体を直動付勢手段の付勢力に抗して下方に磁気吸引し、粉粒体排出口を開くことが可能なソレノイドとを直動駆動源として備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１７】
［請求項１の発明］
請求項１の発明によれば、粉粒体を供給する場合には、直動駆動源により動力伝達シャフトに下向きの軸力を付与して弁体を粉粒体排出口の下方に離し、粉粒体排出口を開放すると共に、その状態で回転駆動源により動力伝達シャフトにトルクを付与して容器内回転体を回転させる。これにより、粉粒体排出口から粉粒体を排出することができる。そして、粉粒体の供給を終える場合には、動力伝達シャフトへのトルクの付与を停止すると共に、直動駆動源により動力伝達シャフトに上向きの軸力を付与して弁体を粉粒体排出口の開口縁に接触させる。すると、弁体が粉粒体排出口を閉塞するので、粉粒体の漏出を防止することができる。このように本発明によれば、キャップを着脱することで粉粒体排出口を開閉する従来の構成に比べて、粉粒体排出口の開閉を容易に行うことができる。
【００１８】
［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、弁体を上方に向かって縮径した円錐状としたので、開放状態にしたときに粉粒体が弁体の上に堆積することを防止することができ、閉鎖状態にしたときに、弁体と弁座との間に粉粒体を噛み込んで隙間が形成される事態を防止することができる。
【００１９】
［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、スクリュー部が排出路内で回転することにより、排出路内の粉粒体を粉粒体排出口に向けてスムーズに送り出すことができる。
【００２０】
［請求項４の発明］
請求項４の発明によれば、弁体固定回転体が排出路内で回転することで、排出路内の粉粒体が流動し、アーチ形成による詰まりや粉粒体の凝集を防止することができる。また、排出路の内面に付着した粉粒体を落とすことができる。
【００２１】
［請求項５の発明］
請求項５の発明によれば、回転駆動源から動力伝達シャフトに付与されたトルクにより粉粒体回転ガイドを回転駆動して、粉粒体収容器の底壁上の粉粒体を集めて排出路内に案内することができる。
【００２２】
［請求項６の発明］
請求項６の発明によれば、例えば、軸可動回転体が粉粒体に埋もれて上下方向に移動不可能な状態でも、動力伝達シャフトは軸可動回転体に対して直動可能なので、弁体による粉粒体排出口の開閉を確実に行うことができる。
【００２３】
［請求項７の発明］
請求項７の発明によれば、粉粒体収容器内での軸可動回転体の上下動が規制されるので、軸可動回転体の上下動による粉粒体の舞い上がりを抑えることができる。
【００２４】
［請求項８の発明］
請求項８の発明によれば、排出路の内側面に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。
【００２５】
［請求項９の発明］
請求項９の発明によれば、粉粒体は、粉粒体収容器の円錐内面に案内されて自重で粉粒体排出口に向かって移動する。そして、軸固定回転体が円錐内面に隣接した状態で旋回することで、円錐内面に付着した粉粒体をかき落とすことができる。また、軸固定回転体が粉粒体を流動させるので、アーチ形成による詰まりや粉粒体の凝集を防止することができる。
【００２６】
［請求項１０の発明］
請求項１０の発明によれば、粉粒体収容器は作業ケースの閉空間に収容されてその閉空間内に粉粒体を排出する一方、回転駆動源と直動駆動源は、作業ケースの外部に配置することができるので、作業ケース内の温度、圧力、ガス雰囲気や粉粒体による回転駆動源及び直動駆動源の破損、汚染を防止することができる。
【００２７】
［請求項１１の発明］
請求項１１の発明によれば、回転駆動源のトルクは、カップリング用アウターマグネット及びカップリング用インナーマグネットを介して動力伝達シャフトに付与される。また、直動駆動源として備えたソレノイドの励磁又は直動付勢手段の付勢力によって、被吸引磁性体を上下方向に直動させて、その直動に伴う軸力を、カップリング用アウターマグネット及びカップリング用インナーマグネットを介して動力伝達シャフトに付与し、粉粒体排出口を弁体によって開閉することができる。本発明によれば、カップリング用インナーマグネットとカップリング用アウターマグネットとからなる１つの一体直動回動型マグネットカップリングで、トルクと軸力の両方を伝達可能としたので、トルク伝達用と軸力伝達用とで別々のマグネットカップリングを備えたものに比べて、部品点数の削減及び構造の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る粉粒体供給装置の正面図
【図２】粉粒体供給装置の側断面図
【図３】粉粒体回転ガイドの斜視図
【図４】（Ａ）弁体及びスクリュー部の側面図、（Ｂ）変形例に係るスクリュー部の側面図、（Ｃ）変形例に係るスクリュー部の側面図
【図５】（Ａ）閉鎖状態におけるソレノイド、マグネットカップリングの側断面図、（Ｂ）開放状態におけるソレノイド、マグネットカップリングの側断面図
【図６】（Ａ）弁体が粉粒体排出口を閉鎖した状態の側断面図、（Ｂ）弁体が粉粒体排出口を開放した状態の側断面図
【図７】第２実施形態に係る粉粒体供給装置及び補給装置の正面図
【図８】補給装置の部分側断面図
【図９】供給ドラムの側断面図
【図１０】第３実施形態に係る粉粒体供給計量システムの正面図
【図１１】計量器を上方から見た斜視図
【図１２】粉粒体供給装置の部分拡大断面図
【図１３】第４実施形態に係る粉粒体供給装置の側面図
【図１４】粉粒体供給装置の側断面図
【図１５】粉粒体収容筒の部分側断面図
【図１６】開放状態における粉粒体供給装置の部分側断面図
【図１７】（Ａ）弁体が粉粒体排出口を閉鎖した状態の側断面図、（Ｂ）弁体が粉粒体排出口を開放した態の側断面図
【図１８】（Ａ）変形例に係る粉粒体供給装置の部分拡大断面図、（Ｂ）変形例に係る粉粒体供給装置の部分拡大断面図
【図１９】変形例に係る粉粒体供給計量システムの平面図
【図２０】変形例に係る粉粒体供給装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態に係る粉粒体供給装置１０を図１〜図６に基づいて説明する。図１に示すように、粉粒体供給装置１０は、作業ケース１００内の閉空間に粉粒体を収容可能な供給ドラム１１（本発明の「粉粒体収容器」に相当する）を備えている。
【００３０】
作業ケース１００は、例えば、その一側面だけに開口部１０１を有した箱形構造をなしており、開口部１０１を閉塞可能な扉１０２と、吸排気管１０３とを備えている。吸排気管１０３は作業ケース１００の内外を連通して側方に突出しており、図示しないポンプ又はガス供給源が接続可能となっている。また、扉１０２を閉じると、作業ケース１００内の閉空間を気密状態に密閉することが可能となり、作業ケース１００内を大気とは異なる特殊な雰囲気（例えば、大気圧とは異なる所定の圧力又は大気とは異なるガス雰囲気）にすることが可能となっている。
【００３１】
図１に示すように、供給ドラム１１は、作業ケース１００の閉空間内で天井壁１１０から吊り下げられている。図２に示すように、供給ドラム１１は、収容筒部１２と収容筒部１２より小径な排出筒部１３とを備え、収容筒部１２の下端部と排出筒部１３の上端部との間が中間段差壁１４によって連結されている。排出筒部１３は中間段差壁１４の中央部から垂直下方に突出しており、収容筒部１２に収容された粉粒体は、排出筒部１３の内側で中間段差壁１４に対して垂直に延びた排出路１３Ａを通って下方に排出される。なお、排出路１３Ａの内周面と中間段差壁１４の上面１４Ａとの交差部分はすり鉢状に傾斜している。
【００３２】
収容筒部１２の上端は開放しておりドラムキャップ１５にて閉じられている。ドラムキャップ１５は収容筒部１２の上端外周面に螺合されている。
【００３３】
ドラムキャップ１５の中心にはシャフト挿通孔１５Ｂが貫通形成されており、シャフト挿通孔１５Ｂの側方位置からは筒形螺合壁１５Ｃが起立している。筒形螺合壁１５Ｃの外周面には雄螺旋が形成されており、ここに段付円筒キャップ１７が螺合している。
【００３４】
段付円筒キャップ１７は、下端が開放しかつ上端が閉塞した円筒構造をなしている。段付円筒キャップ１７は、下端部から上端部に向かうに従って段階的に縮径しており、最も大径な下端筒部１７Ｃが筒形螺合壁１５Ｃの外側に螺合結合している。
【００３５】
作業ケース１００の天井壁１１０の中央には、段付円筒キャップ１７を受容したケース中空突部１１１が形成されている。図２に示すように、ケース中空突部１１１は天井壁１１０の上面から突出し、上端が閉塞されかつ下面が作業ケース１００の内側に開放している。ケース中空突部１１１は、上下方向の中間位置より上側の筒部１１２が下側の筒部１１３に対して段付き状に小径となった円筒形構造をなしている。以下、上側の筒部を「小径筒部１１２」といい、下側の筒部を「大径筒部１１３」という。
【００３６】
段付円筒キャップ１７は、ケース中空突部１１１の下端開口（天井壁１１０内面の開口）からその内側の筒形空間に挿入されている。そして、段付円筒キャップ１７のうち下端筒部１７Ｃの直上に位置する中間筒部１７Ｂの外側が、大径筒部１１３によって包囲され、中間筒部１７Ｂの直上に位置する上端筒部１７Ａの外側が小径筒部１１２によって包囲されている。
【００３７】
ケース中空突部１１１のうち大径筒部１１３と小径筒壁１１２との間に形成された段差壁上には、ハウジング１２０が固定載置されている。ハウジング１２０は、大径筒部１１３と同径の円筒構造をなしており、その下端壁の中心には嵌合孔１２１が貫通形成されている。この嵌合孔１２１に小径筒部１１２が嵌合して、ハウジング１２０がケース中空突部１１１と同軸線上に位置決めされている。ハウジング１２０の上端は閉塞されており、その上端面には、モータ５０（本発明の「回転駆動源」に相当する）が固定されている。
【００３８】
モータ５０のロータ（図示せず）には回転出力シャフト５２（本発明の「回転出力部」に相当する）が連結されている。回転出力シャフト５２は、モータ５０の下面から突出しハウジング１２０の上端壁を貫通してその内部空間に延びている。
【００３９】
さて、供給ドラム１１及び段付円筒キャップ１７の内側には動力伝達シャフト２０が収容されている。動力伝達シャフト２０は、ドラムキャップ１５のシャフト挿通孔１５Ｂを貫通して、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の中心軸上に配置され、上下方向に延びている。動力伝達シャフト２０は作業ケース１００の外部に配置されたモータ５０の回転出力シャフト５２と非接触状態で連結され、モータ５０からトルクを受けて回転する。
【００４０】
段付円筒キャップ１７の内側には、動力伝達シャフト２０を回転可能かつ直動可能に支持した軸受部材６０が収容されている。軸受部材６０は、段付円筒キャップ１７のうち中間筒部１７Ｂの内側に回転不能かつ直動不能に収容されている。
【００４１】
軸受部材６０は、中間筒部１７Ｂの内側に嵌合した筒胴部６３の両端開口を上端軸受盤６１と下端軸受盤６２とで閉塞した中空円筒構造をなしている。上端軸受盤６１と下端軸受盤６２の各中心部には、それぞれ円形の軸受孔６１Ａ，６２Ａが貫通形成されており、これら軸受孔６１Ａ，６２Ａを動力伝達シャフト２０の外周面が周方向及び軸方向に摺接可能な状態で貫通している。なお、動力伝達シャフト２０の外周面と筒胴部６３の内周面との間には隙間が形成されている。また、下端軸受盤６２の軸受孔６２Ａの周縁部からは下方に向かって垂下筒６４が突出しており、その垂下筒６４がドラムキャップ１５のシャフト挿通孔１５Ｂの内側に嵌合している。
【００４２】
軸受部材６０における筒胴部６３の上端寄り位置には、内側ドラム保持磁石６５が固定されている。内側ドラム保持磁石６５は、複数のマグネットリング６５Ｒを同軸上に重ねた構造をなし、各マグネットリング６５Ｒは、その周方向に異なる磁極を交互に配置して備えている。詳細には、周方向で複数の磁極に均等分されている。また、複数のマグネットリング６５Ｒは、軸受部材６０の軸方向（上下方向）で異なる磁極が隣り合うよう重ねられており、重なり合ったマグネットリング６５Ｒ同士が磁力によって固着している。
【００４３】
これに対し、作業ケース１００の天井壁１１０上面には、ケース中空突部１１１（大径筒部１１３）及び段付円筒キャップ１７（中間筒部１７Ｂ）を挟んで内側ドラム保持磁石６５と磁気結合した外側ドラム保持磁石１１５が固定されている。外側ドラム保持磁石１１５は内側ドラム保持磁石６５より大径な筒形構造をなし、ケース中空突部１１１における大径筒部１１３の外側に嵌合している。外側ドラム保持磁石１１５は、内側ドラム保持磁石６５と同様に、複数のマグネットリング１１５Ｒを同軸上に重ねた構造をなしている。各マグネットリング１１５Ｒは、その周方向に異なる磁極を交互に配置して備えている。詳細には、マグネットリング６５Ｒと同数の複数の磁極に均等分されている。また、複数のマグネットリング１１５Ｒは、ケース中空突部１１１の軸方向で異なる磁極が隣り合うよう重ねられており、重なり合ったマグネットリング１１５Ｒ同士が磁力によって固着している。
【００４４】
そして、外側ドラム保持磁石１１５の各マグネットリング１１５Ｒの内側に、内側ドラム保持磁石６５の各マグネットリング６５Ｒが配置されており、それらの径方向における対向面が互いに異なる磁極となっている。これにより、内側ドラム保持磁石６５と外側ドラム保持磁石１１５とが磁気結合し、その磁気結合力によって供給ドラム１１が作業ケース１００の天井壁１１０から宙吊り状態に保持されている。なお、供給ドラム１１を把持して真下に引っ張ることで、内側ドラム保持磁石６５と外側ドラム保持磁石１１５との磁気結合を解消して、供給ドラム１１を段付円筒キャップ１７ごと、作業ケース１００の天井壁１１０から取り外すことが可能である。
【００４５】
ここで、段付円筒キャップ１７のうち下端筒部１７Ｃと中間筒部１７Ｂとの間に形成された環状段差面からは、上方に向かってピン１７Ｐが突出している。ピン１７Ｐは、段付円筒キャップ１７の周方向で互いに１８０度離れた２箇所に設けられている。これに対し、作業ケース１００の天井壁１１０の内面であってケース中空突部１１１の下端開口の近傍部分には、１対のピン孔１１０Ｐ，１１０Ｐが形成されている。これらピン１７Ｐとピン孔１１０Ｐとが上下方向で凹凸係合することにより、天井壁１１０に対する供給ドラム１１の相対回転と水平方向への移動が禁止されている。
【００４６】
モータ５０の回転出力シャフト５２と動力伝達シャフト２０との間は、本発明に係る、一体直動回動型マグネットカップリングＭＣ１（以下、単に「マグネットカップリングＭＣ１」という）によって非接触状態で連結されている。マグネットカップリングＭＣ１は以下のような構成になっている。
【００４７】
図５に示すように、回転出力シャフト５２にはスプライン機構によって可動カプラ７０が連結されている。即ち、可動カプラ７０は、回転出力シャフト５２の軸方向に直動可能でかつ回転出力シャフト５２の軸回りに相対回転不能となっている。可動カプラ７０は、下端開放の円筒壁部７１を有し、その円筒壁部７１がハウジング１２０の内側に遊嵌している。円筒壁部７１の下端開口からは、作業ケース１００に形成されたケース中空突部１１１における小径筒部１１２が突入しており、可動カプラ７０は、小径筒部１１２に対しても回転可能に遊嵌している。そして、円筒壁部７１の下端寄り部分には、円筒形のカップリング用アウターマグネット７３（以下、単に「アウターマグネット７３」という）が一体回転可能に固定されている。
【００４８】
アウターマグネット７３は、複数のマグネットリング７３Ｒを同軸上に重ねた構造をなしている。図５に示すように各マグネットリング７３Ｒは、その周方向に複数の磁極を交互に配置して備えている。詳細には、周方向で複数の磁極に均等分されている。また、複数のマグネットリング７３Ｒは、アウターマグネット７３の軸方向（上下方向）で異なる磁極が隣り合うよう重ねられており、重なり合ったマグネットリング７３Ｒ同士が磁力によって固着している。
【００４９】
これに対し、動力伝達シャフト２０の上端部分には、カップリング用インナーマグネット７４（以下、単に「インナーマグネット７４」という）が一体回転可能に固定されている。インナーマグネット７４は、段付円筒キャップ１７における上端筒部１７Ａの内側に遊嵌した円筒形をなしている。
【００５０】
インナーマグネット７４は、複数のマグネットリング７４Ｒを同軸上に重ねた構造になっている。図５に示すように、各マグネットリング７４Ｒは、その周方向に複数の磁極を交互に配置して備えている。詳細には、周方向でマグネットリング７３Ｒと同数の複数の磁極に均等分されている。また、複数のマグネットリング７４Ｒは、インナーマグネット７４の軸方向で異なる磁極が隣り合うよう重ねられており、重なり合ったマグネットリング７４Ｒ同士が磁力によって固着している。
【００５１】
アウターマグネット７３は、ケース中空突部１１１の小径筒部１１２及び段付円筒キャップ１７の上端筒部１７Ａを間に挟んだ状態でインナーマグネット７４を包囲している。詳細には、アウターマグネット７３の各マグネットリング７３Ｒの内側に、インナーマグネット７４の各マグネットリング７４Ｒが配置されており、それらの径方向における対向面が互いに異なる磁極となっている。つまり、アウターマグネット７３とインナーマグネット７４とが非接触状態で一体回転可能に磁気連結されている。これにより、作業ケース１００の外部上方（ハウジング１２０の上面）に配置されたモータ５０のトルクを、作業ケース１００の内部（詳細には、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側）に収容された動力伝達シャフト２０に伝達することが可能になっている。
【００５２】
図２に示すように、動力伝達シャフト２０のうち、供給ドラム１１内、より正確には収容筒部１２内に収容された部分には、容器内円板３０と粉粒体回転ガイド２１とが取り付けられている。
【００５３】
容器内円板３０は、収容筒部１２の下端部中央に配置されて収容筒部１２の内側に遊嵌しかつ排出筒部１３の上端開口を覆っている。即ち、容器内円板３０は収容筒部１２の内径よりも小径でかつ、排出筒部１３の内径よりも大径な平らな円板となっている。
【００５４】
容器内円板３０の中心部分には、図示しない非円形貫通孔（例えば六角形孔）が形成されている。この非円形貫通孔には、動力伝達シャフト２０に形成された断面非円形（例えば、断面六角形）の連結軸部２０Ａ（本発明の「回転連結軸部」に相当する）が嵌合している。これにより、容器内円板３０は、動力伝達シャフト２０に対して直動可能かつ回転不能となっており、収容筒部１２内で動力伝達シャフト２０と一体回転すると共に自重で降下するようになっている。
【００５５】
収容筒部１２の内側には上面待ち受けガイド３１が設けられている。上面待ち受けガイド３１は、ドラムキャップ１５の上端壁から中間段差壁１４に向かって垂下した垂直板３１Ａと、垂直板３１Ａの下端部から収容筒部１２の中心に向かって延びて容器内円板３０の上面に隣接して配置された水平板３１Ｂとから構成され略Ｌ字形状をなしている。
【００５６】
水平板３１Ｂを動力伝達シャフト２０の側面に当接させて取り付けることで、容器内円板３０の回転方向に対して水平板３１Ｂが傾斜し、容器内円板３０に堆積した粉粒体が水平板３１Ｂに案内されて容器内円板３０の縁部に向けて押し出される。また、水平板３１Ｂは、収容筒部１２の側壁に隣接する位置まで延びており、水平板３１Ｂによって押し出された粉粒体を容器内円板３０の外縁部と収容筒部１２の側壁との間から中間段差壁１４のへと落下させる。
【００５７】
ここで、中間段差壁１４の上面１４Ａに堆積した粉粒体は、容器内円板３０の外縁部と中間段差壁１４との間で所定の安息角を有した粉流体の山を形成する。粉粒体山の安息角は粉粒体によって一定であり、外力が付与されない限り粉粒体山が崩れることはない。
【００５８】
この粉粒体山に外力を付与して崩し、排出筒部１３内（排出路１３Ａ）へと粉粒体を送り込むために粉粒体回転ガイド２１が備えられている。粉粒体回転ガイド２１は、容器内円板３０と中間段差壁１４との間に挟まれた状態で備えられ、図３に示すように連結板２５から側方に片持ち梁状の集粉羽２３と散粉羽２４とが延びた構造となっている。
【００５９】
連結板２５の中央部には、非円形貫通孔２５Ａ（例えば、六角形孔）が形成されており、ここに動力伝達シャフト２０の連結軸部２０Ａが嵌合している。これにより、粉粒体回転ガイド２１が、動力伝達シャフト２０に対して直動可能かつ回転不能に取り付けられ、収容筒部１２内で動力伝達シャフト２０と一体回転すると共に、自重で降下するようになっている。つまり、粉粒体回転ガイド２１における集粉羽２３と散粉羽２４とが中間段差壁１４の上面に摺接しつつ水平面内で回転可能になっている。なお、粉粒体回転ガイド２１は本発明の「容器内回転体」、「軸可動回転体」に相当する。
【００６０】
集粉羽２３は、粉粒体回転ガイド２１の回転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、粉粒体回転ガイド２１の回転方向に対して傾斜した状態で連結板２５から収容筒部１２の側壁に向かって真っ直ぐ延びている。また、集粉羽２３は、その先端が収容筒部１２の側壁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。
【００６１】
中間段差壁１４の上面１４Ａに堆積した粉粒体は、集粉羽２３により、容器内円板３０で覆われた中間段差壁１４の中心側に誘導され、排出路１３Ａ内へと送り込まれる。また、排出路１３Ａに入らなかった粉粒体は、散粉羽２４により中間段差壁１４の外側に押し戻されて、次に集粉羽２３が通過したときに排出路１３Ａ内に取り込まれる。
【００６２】
図６に示すように、粉粒体回転ガイド２１の連結板２５からは、下方に向かってスクレッパー２６が延びている。スクレッパー２６は、排出路１３Ａの上端側の内周面に沿って途中で屈曲した「く」の字状になっており、排出路１３Ａの内周面に隣接した状態で旋回する。これにより、排出筒部１３内の粉粒体を流動させると共に、排出路１３Ａの内周面に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。
【００６３】
動力伝達シャフト２０のうち、供給ドラム１１の排出路１３Ａに配置された部分には、スクリュー部２７が設けられている。スクリュー部２７は図４（Ａ）に示すように、動力伝達シャフト２０の回転方向（動力伝達シャフト２０の軸方向上端から見て時計回り方向）の前方に向かうに従って巻き上がるように延びた螺旋突条２７Ａを動力伝達シャフト２０の円柱外面に一体形成した構造となっており、その螺旋突条２７Ａによって排出路１３Ａ内の粉粒体を下方（粉粒体排出口３５）に向けて送るようになっている。
【００６４】
なお、スクリュー部２７は、図４（Ｂ）に示すように、動力伝達シャフト２０の回転方向の前方に向かうに従って巻き上がるように延びた螺旋溝２７Ｂを動力伝達シャフト２０の円柱外面に設けた構造でもよいし、図４（Ｃ）に示すように、動力伝達シャフト２０の回転方向の前方に向かうに従って巻き上がるように延びた線材、即ち、螺旋コイル２７Ｃで構成してもよい。
【００６５】
動力伝達シャフト２０のうちスクリュー部２７より下方の最下端部には、弁体２８が一体形成されている。弁体２８は、上方に向かうに従って縮径した円錐斜面２８Ａを有する円錐台形状となっている。
【００６６】
これに対し、図６に示すように供給ドラム１１における排出筒部１３の外周面には弁座ナット３４が螺合されている。弁座ナット３４の底壁は排出筒部１３の下端面に突き当てられており、底壁の中心部には、排出路１３Ａと連通した粉粒体排出口３５が貫通形成されている。粉粒体排出口３５は円形となっており、その開口縁の全周に亘って、直角な環状エッジ部３５Ｅ（本発明の「弁座」に相当する）が形成されている。
【００６７】
環状エッジ部３５Ｅの直径は、弁体２８の円錐斜面２８Ａの中腹部分と同一径となっている。そして、図６（Ａ）に示すように、環状エッジ部３５Ｅに弁体２８の円錐斜面２８Ａが当接すると粉粒体排出口３５が閉塞され、図６（Ｂ）に示すように、環状エッジ部３５Ｅから弁体２８の円錐斜面２８Ａが離間すると、粉粒体排出口３５が開放される。
【００６８】
このように、弁体２８を環状エッジ部３５Ｅに対して接離させて粉粒体排出口３５を開閉するために、ハウジング１２０の外側にはソレノイド８０が嵌合固定されており、可動カプラ７０には、ソレノイド８０の励磁及び励磁停止によって回転出力シャフト５２に対して上下動するプランジャ８１（本発明の「被吸引磁性体」に相当する）が一体に固定されている（図５参照）。ここで、プランジャ８１と回転出力シャフト５２との間もスプライン機構で連結されており、プランジャ８１は、回転出力シャフト５２の軸方向、即ち、上下方向に直動すると共に回転出力シャフト５２とに対して相対回転不能となっている。
【００６９】
プランジャ８１とハウジング１２０の上端壁との間は、図示しない引っ張りバネ（本発明の「直動付勢手段」に相当する）で連結されており、ソレノイド８０の励磁が停止した状態では、プランジャ８１及び可動カプラ７０が引っ張りバネに引っ張られてハウジング１２０の上端壁寄り位置に配置される（図５（Ａ）の状態）。
【００７０】
このとき、アウターマグネット７３及びインナーマグネット７４によって可動カプラ７０と連結された動力伝達シャフト２０全体が、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側にてその直動ストロークの上端位置に保持され、動力伝達シャフト２０の下端部に備えた弁体２８の円錐斜面２８Ａが環状エッジ部３５Ｅに当接した状態、即ち、粉粒体排出口３５が閉鎖状態になる（図６（Ａ）の状態）。なお、段付円筒キャップ１７の上端壁内面には、円盤形マグネット１９が固着されており（図５参照）、動力伝達シャフト２０が上端位置に位置した状態で、円盤形マグネット１９とインナーマグネット７４における最上段のマグネットリング７４Ｒとが吸引し合い、引っ張りバネと協働して動力伝達シャフト２０を上端位置に保持するようになっている。
【００７１】
これに対し、ソレノイド８０が通電され励磁した状態では、プランジャ８１（及び可動カプラ７０）が引っ張りバネの付勢力に抗して下方に磁気吸引される。このとき、アウターマグネット７３及びインナーマグネット７４によって可動カプラ７０と連結された動力伝達シャフト２０全体が、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側にてその直動ストロークの下端位置に保持され、動力伝達シャフト２０の下端部に備えた弁体２８の円錐斜面２８Ａが環状エッジ部３５Ｅから離間した状態、即ち、粉粒体排出口３５開放状態になる（図６（Ｂ）の状態）。なお、ソレノイド８０及び引っ張りバネは本発明の「直動駆動源」に相当する。
【００７２】
以上が、本実施形態の構成に関する説明であって、以下、本実施形態の粉粒体供給装置１０によって粉粒体を供給する場合の動作について詳説する。粉粒体を作業ケース１００内にセットした受容器１３０に供給する場合には、まず、ソレノイド８０に通電して励磁状態にする。すると、図５（Ａ）から図５（Ｂ）への変化に示すように、プランジャ８１及び可動カプラ７０が引っ張りバネに抗して下方に移動し、可動カプラ７０と非接触状態で連結した動力伝達シャフト２０が、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側で下方に垂直移動する。そして、図６（Ａ）から図６（Ｂ）への変化に示すように、弁体２８が環状エッジ部３５Ｅから離間して粉粒体排出口３５の下方に移動し、粉粒体排出口３５が開放状態になる。ここで、図６（Ａ）から同図（Ｂ）への変化に示すように、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０は、中間段差壁１４によって下方への移動が規制されており、動力伝達シャフト２０は、それら粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０に対して直動する。つまり、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０が、中間段差壁１４によってそれ以上、下方に移動不可能な状態になっても、動力伝達シャフト２０だけは、さらに下方に直動させることができ、粉粒体排出口３５を確実に開放することができる。
【００７３】
図６（Ｂ）に示すように粉粒体排出口３５が開放状態になったら、モータ５０をオンし、回転出力シャフト５２と非接触状態で連結された動力伝達シャフト２０を、回転出力シャフト５２と一体回転させる。すると、供給ドラム１１内では上面待ち受けガイド３１によって容器内円板３０から中間段差壁１４へと粉粒体が案内されると共に、中間段差壁１４の上面１４Ａに堆積した粉粒体が粉粒体回転ガイド２１によって排出路１３Ａへと案内され、さらに、排出路１３Ａ内に案内された粉粒体が、スクリュー部２７の回転によって下方に送られて、粉粒体排出口３５から排出される。
【００７４】
ここで、ソレノイド８０の励磁を短周期で間欠的に繰り返すことで、粉粒体排出口３５を開放したまま動力伝達シャフト２０を上下に振動させて、スクリュー部２７の凹凸形状によって粉粒体を排出してもよい。
【００７５】
粉粒体の供給を終える場合には、モータ５０をオフし、ソレノイド８０の励磁を停止する。すると、図５（Ｂ）から図５（Ａ）への変化に示すように、プランジャ８１及び可動カプラ７０が引っ張りバネに引っ張られて上方に移動し、可動カプラ７０と非接触状態で連結した動力伝達シャフト２０全体が、段付円筒キャップ１７及び供給ドラム１１の内側で上方に引き揚げられる。このとき、図６（Ｂ）から同図（Ａ）への変化に示すように、弁体２８が上方に移動して粉粒体排出口３５に接近し、円錐斜面２８Ａが環状エッジ部３５Ｅに当接して、粉粒体排出口３５が閉鎖される。これにより、粉粒体の漏出を防止することができる。ここで、図６（Ｂ）から同図（Ａ）への変化に示すように、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０は、上面待ち受けガイド３１によって上方への移動が規制されており、動力伝達シャフト２０は、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０に対して直動する。つまり、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０が上面待ち受けガイド３１によってそれ以上、上方へ移動不可能になっても、動力伝達シャフト２０だけは、さらに上方に直動させることができ、粉粒体排出口３５を確実に閉鎖することができる。なお、上面待ち受けガイド３１は、本発明の「直動規制部材」に相当する。
【００７６】
このように、本実施形態の粉粒体供給装置１０は、供給ドラム１１及び段付円筒キャップ１７の内側で上下方向に延びた動力伝達シャフト２０の下端部に弁体２８を備え、動力伝達シャフト２０をソレノイド８０及び引っ張りバネによって上下方向に直動させることで弁体２８を粉粒体排出口３５に対して接離させて粉粒体排出口３５を開閉することができる。これにより、キャップを着脱することで粉粒体排出口を開閉する従来の構成に比べて、粉粒体排出口３５の開閉を容易に行うことができる。
【００７７】
また、弁体２８は、上方に向かって縮径した円錐斜面２８Ａを備えているので、開放状態になったときに粉粒体が弁体２８の上に堆積することを防止することができる。そしてして、閉鎖状態にするときに、弁体２８と環状エッジ部３５Ｅとの間に粉粒体を噛み込んで隙間が形成される事態（閉塞不良）を防止することができる。また、排出路１３Ａ内ではスクリュー部２７が回転するので、粉粒体の排出をスムーズに行うことができる。また、スクレッパー２６により排出路１３Ａ内の粉粒体を流動させてアーチ形成や凝集を防止し、排出路１３Ａ内面に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。さらに、動力伝達シャフト２０は、粉粒体回転ガイド２１及び容器内円板３０に対して直動可能なので、弁体２８による粉粒体排出口３５の開閉を確実に行うことができる。
【００７８】
動力伝達シャフト２０とソレノイド８０及びモータ５０との間をマグネットカップリングＭＣ１（インナーマグネット７４及びアウターマグネット７３）によって磁気連結し、ソレノイド８０及びモータ５０を、供給ドラム１１が収容された作業ケース１００の外部に配置することができるので、作業ケース１００内の温度、圧力、ガス雰囲気や粉粒体によるソレノイド８０及びモータ５０の破損、汚染を防止することができる。
【００７９】
さらに、１つのマグネットカップリングＭＣ１で、トルクと軸力の両方を伝達可能としたので、トルク伝達用と軸力伝達用とで別々のマグネットカップリングを備えたものに比べて、部品点数の削減及び構造の簡素化を図ることができる。
【００８０】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を図７〜図９に基づいて説明する。この第２実施形態は、上記第１実施形態の粉粒体供給装置１０に、補給装置２００を追加したものである。以下、上記第１実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００８１】
図７に示すように、作業ケース１００の天井壁１１０上面には、固定ベース３１０が固定載置されている。固定ベース３１０は、水平な台板３１０Ａの両側部から天井壁１１０に向かって１対の側板３１０Ｂ，３１０Ｂが垂下した構造になっている。
【００８２】
補給装置２００は、粉粒体を収容可能な補給ドラム２１１と、補給ドラム２１１の真上位置に離して設けられたモータ２５０とを備えている。これら補給ドラム２１１とモータ２５０は、固定ベース３１０の台板３１０Ａに固定されたブラケット３１２を介して同軸上に取り付けられている。
【００８３】
図８に示すように、ブラケット３１２は、台板３１０Ａの下面から垂下した１対の側板３１３，３１３の下端部にスリーブ３１４を固定した構造になっている。スリーブ３１４は、上下両端が開放しており軸方向の中間に設けられた隔壁３１５によって内部が上下に仕切られている。
【００８４】
スリーブ３１４の上端には、モータ２５０が回転不能に固定されている。モータ２５０のロータには出力シャフト２５２が連結され、出力シャフト２５２は、スリーブ３１４の内側で隔壁３１５に向かって垂直に延びている。
【００８５】
補給ドラム２１１は、収容筒部２１２の上端開口を大径キャップ２１５で閉塞した密閉空間に粉粒体を収容可能となっており、大径キャップ２１５の上面から突出した筒形螺合壁２１５Ｃの外周面に小径キャップ２１７が螺合されている。小径キャップ２１７は、筒形螺合壁２１５Ｃに螺合した下側半分が、上側半分より段付き状に大径になっており、上端壁の内面中央からボス部２１７Ｂが突出している。
【００８６】
小径キャップ２１７の段差部より上側部分は、スリーブ３１４の内側に受容されており、スリーブ３１４の下端開口から挿抜可能となっている。スリーブ３１４の下端面と小径キャップ２１７の外周面の段差部との間には凹凸係合部が設けられており、ブラケット３１２に対する補給ドラム２１１の相対回転が禁止されている。
【００８７】
モータ２５０の出力シャフト２５２には、非接触状態で回転伝達シャフト２２０が一体回転可能に連結されている。回転伝達シャフト２２０は、補給ドラム２１１の内部でその中心軸に沿って延びている。回転伝達シャフト２２０の上端部は、大径キャップ２１５を貫通して小径キャップ２１７の内側に延びている。
【００８８】
モータ２５０の出力シャフト２５２と補給ドラム２１１の回転伝達シャフト２２０との間は、出力シャフト２５２に固定された上カプラ２５３と、回転伝達シャフト２２０に固定された下カプラ２４０との間の磁気結合によって一体回転可能に連結している。
【００８９】
上カプラ２５３は円筒形をなし、出力シャフト２５２に対して一体回転可能に固定されている。上カプラ２５３の下端部には複数のカップリング磁石２５４が周方向に並んで埋設されている。これらカップリング磁石２５４は、上カプラ２５３の下端面と面一になって下方に露出している。また、複数のカップリング磁石２５４は、その露出面の磁極が上カプラ２５３の周方向で交互に反転するように並べられている。さらに、上カプラ２５３はスリーブ３１４の内周面及び隔壁３１５と非接触であり、摩擦抵抗が生じないようになっている。
【００９０】
一方、下カプラ２４０は、回転伝達シャフト２２０のうち、大径キャップ２１５から上方に突出して小径キャップ２１７の内側に収容された部分に固定されている。下カプラ２４０は円筒形をなし、その中心には、下端側から回転伝達シャフト２２０が挿入嵌合され、上端側から小径キャップ２１７のボス部２１７Ｂが挿入されている。また、下カプラ２４０は、小径キャップ２１７の上端壁と軸受け２１６との間に挟持されて軸方向（上下方向）への移動が禁止されている。
【００９１】
下カプラ２４０の上端部には、上カプラ２５３に備えたカップリング磁石２５４と同数の複数のカップリング磁石２４１が周方向に並んで埋設されている。これらカップリング磁石２４１は、下カプラ２４０の上端面と面一になって上方に露出している。また、複数のカップリング磁石２４１は、その露出面の磁極が下カプラ２４０の周方向で交互に反転するように並べられている。
【００９２】
下カプラ２４０のカップリング磁石２４１は、上カプラ２５３のカップリング磁石２５４と、小径キャップ２１７の上端壁及びスリーブ３１４の隔壁３１５を挟んで吸引し合い磁気連結している。これにより、補給ドラム２１１をブラケット３１２から吊り下げた状態で、モータ２５０（回転出力シャフト５２）のトルクを回転伝達シャフト２２０に非接触で伝達することが可能となっている。
【００９３】
補給ドラム２１１の底壁２１４の中心からは、補給パイプ２１３が垂下している。補給パイプ２１３は作業ケース１００の天井壁１１０を貫通しており、作業ケース１００内に突入した下端部が供給ドラム１１のドラムキャップ１５に形成された常時開放の補給口１５Ａに非接触な状態で挿入されている（図９参照）。つまり、補給ドラム２１１内の密閉空間は、補給パイプ２１３を介して作業ケース１００の内側に連通している。ここで、作業ケース１００の天井壁１１０のうち補給パイプ２１３が貫通した部分は、シール部材２１８によって気密状態にシールされている。
【００９４】
補給ドラム２１１内には、供給ドラム１１と同様に、粉粒体回転ガイド２２１、容器内円板２３０、上面待ち受けガイド２３１が収容されている。粉粒体回転ガイド２２１及び容器内円板２３０は、回転伝達シャフト２２０と一体回転可能となっている。そして、補給ドラム２１１の底壁２１４のうち容器内円板２３０の側方に堆積した粉粒体は、容器内円板２３０と底壁２１４との間で旋回する粉粒体回転ガイド２２１によって底壁２１４の中心側に誘導され、補給パイプ２１３の上端開口に送り込まれる。補給パイプ２１３の下端開口は、供給ドラム１１内の容器内円板３０より上方に位置しており、補給パイプ２１３の下端開口から排出された粉粒体は、供給ドラム１１の中間段差壁１４及び容器内円板３０上に落下する。
【００９５】
ここで、回転伝達シャフト２２０の下端部からは流下補助板２２２が延びている。流下補助板２２２は、平板をクランク状に切り出して形成されており、補給パイプ２１３内に挿通されている。流下補助板２２２は、モータ２５０によって補給パイプ２１３内を回転し、補給パイプ２１３内の粉粒体を撹拌しつつ流下させている。
【００９６】
また、補給パイプ２１３の下端部には受止板２１９が一体に設けられている。受止板２１９は、補給パイプ２１３の下端開口との間に隙間を開けて対向配置されており、受止板２１９と補給パイプ２１３の下端部との間が側方に開放している。そして、補給パイプ２１３を流下した粉粒体は、一旦、受止板２１９に受け止められるようになっている。
【００９７】
流下補助板２２２の下端部には回転翼片２２２Ｈが一体に設けられている。図９に示すように回転翼片２２２Ｈは、補給パイプ２１３の下端開口から突出して側方に張り出しており、受止板２１９の上面で回転する。そして、受止板２１９に受け止められた粉粒体を側方に押し出して受止板２１９から落下させる。
【００９８】
図８に示すように、補給装置２００には、ホッパー２７０とその下端部から延びた筒状のシュート２７１とが備えられている。ホッパー２７０は、上端開放の円錐状をなし固定ベース３１０の台板３１０Ａより上方位置に配置されている（図７，図８参照）。一方、シュート２７１の下端部は、補給ドラム２１１の大径キャップ２１５を貫通して補給ドラム２１１の内部に挿入されている。ここで、大径キャップ２１５のうち、シュート２７１が貫通した部分は、シール部材２７３によって気密状態にシールされている。
【００９９】
シュート２７１のうち、上下方向の中間位置と下端寄り位置には、それぞれバルブ２７２，２７２が備えられている。バルブ２７２，２７２は、レバーを手動操作することで開放状態と閉鎖状態とに切り換え可能となっている。
【０１００】
また、シュート２７１のうち、１対のバルブ２７２，２７２の中間位置には、図示しないポンプに接続された給気口２７４が設けられている。例えば、上側のバルブ２７２を閉鎖状態としかつ下側のバルブ２７２を開放放態としてポンプを作動させることで、補給ドラム２１１、さらには、補給パイプ２１３を介して補給ドラム２１１と連通した作業ケース１００に所定のガスを供給することができ、そのガスによって内部圧力を調節することが可能となっている。
【０１０１】
以上が補給装置２００の構造に関する説明であって、次に補給装置２００の動作を説明する。供給ドラム１１に粉粒体を補給する際には、補給装置２００のモータ２５０をオンする。モータ２５０がオンすると、カップリング磁石２４１，２５４によって非接触状態で連結した出力シャフト２５２と回転伝達シャフト２２０とが一体回転し、補給ドラム２１１の内部で粉粒体回転ガイド２２１が回転する。粉粒体回転ガイド２２１によって粉粒体は補給パイプ２１３へと案内され、補給パイプ２１３内を流下して、供給ドラム１１内に落下する。このように、本実施形態によれば、供給ドラム１１に粉粒体を補給する際に、作業ケース１００から供給ドラム１１を取り出す必要が無いので、粉粒体の補給を容易に行うことができ、作業ケース１００の雰囲気状態を維持することができる。
【０１０２】
［第３実施形態］
この第３実施形態は、上記第２実施形態の構成に計量器３００（例えば、電子天秤又は台秤）を追加して粉粒体供給計量システムを構成したものであり、粉粒体供給装置１０から排出された粉粒体の重量を計測可能になっている。以下、図１０〜図１３に基づいて本実施形態について説明するが、第１及び第２実施形態と同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【０１０３】
図１０に示すように、計量器３００は、固定ベース３１０のうち台板３１０Ａの上面に載置されている。
【０１０４】
作業ケース１００の外部上方には、天井壁１１０から離間した状態で上下動可能な可動ベース３２０が備えられている。可動ベース３２０は、縦長の矩形枠構造をなしている。図１１に示すように、可動ベース３２０は、水平方向に延びた上水平バー３２２Ａのちょうど中央部が計量器３００の載台３０１に載置されている。可動ベース３２０のうち、鉛直方向に延びた１対の側辺バー３２１，３２１は、台板３１０Ａを非接触で貫通して作業ケース１００の天井壁１１０の近傍位置まで垂下している。１対の側辺バー３２１，３２１の下端部同士を連絡した下水平板３２２Ｂは、天井壁１１０の上方に離間した位置で水平方向に延びている。また、下水平板３２２Ｂの水平方向における中央部には、中央貫通孔３２２Ｂ１が形成され、その中央貫通孔３２２Ｂ１を、作業ケース１００の天井壁１１０に設けたケース中空突部１１１が非接触状態で貫通している（図１２参照）。
【０１０５】
下水平板３２２Ｂの上面には、中央貫通孔３２２Ｂ１を囲むように外側ドラム保持磁石１１５が固定されている。外側ドラム保持磁石１１５は、ケース中空突部１１１（大径筒部１１３）の外側に遊嵌している。そして、供給ドラム１１の内容物（粉粒体や粉粒体回転ガイド２１など）を含む供給ドラム１１全体の重量の変化が、内側ドラム保持磁石６５から外側ドラム保持磁石１１５に伝達され、更に、外側ドラム保持磁石１１５に付与される供給ドラム１１全体の重量の変化が、可動ベース３２０を介して計量器３００に伝達される。これにより、供給ドラム１１から排出された（受容器１３０に供給された）粉粒体の重量を、所謂「ロスインウェイト方式」で計量することが可能になっている。
【０１０６】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態に係る粉粒体供給装置４００を図１３〜図１８に基づいて説明する。本実施形態の粉粒体供給装置４００は、固定ベース４０１に、粉粒体収容筒４１０（本発明の「粉粒体収容器」に相当する）、ソレノイド４５０，４６０及びモータ４７０を組み付けてなる。
【０１０７】
図１３に示すように、粉粒体収容筒４１０は、固定ベース４０１の本体４０２から水平方向に突出した収容筒保持部４０３の先端に保持されている。粉粒体収容筒４１０は、上下方向に延びた縦筒部４１１と、上下方向に対して傾斜した傾斜筒部４１２とを一体に備えている。詳細には、縦筒部４１１の筒壁を貫通した側部開口４１１Ａ（図１４，図１５参照）から斜め上方に向かって傾斜筒部４１２が延び、縦筒部４１１の内部空間と傾斜筒部４１２の内部空間とが側部開口４１１Ａによって連通した構造になっている。傾斜筒部４１２は、縦筒部４１１に一体形成された上端開放の分岐筒部４１３と、分岐筒部４１３の上端に螺合された連結筒部４１５と、連結筒部４１５を介して分岐筒部４１３に着脱可能に連結された着脱筒部４１４とで構成され、着脱筒部４１４と分岐筒部４１３の開口部同士が対向して連通している。
【０１０８】
分岐筒部４１３と連結筒部４１５との間及び連結筒部４１５と着脱筒部４１４との間は螺合接続されている。なお、分岐筒部４１３及び着脱筒部４１４の各開口端と連結筒部４１５の奥壁との間でパッキン４１６，４１６が挟まれ、粉粒体収容筒４１０の内部は気密状態になっている。
【０１０９】
粉粒体収容筒４１０（縦筒部４１１）の底壁内面４１１Ｂは水平面となっており、その底壁内面４１１Ｂの中心部から下方に向かって垂直に排出路１３Ａが延びている。排出路１３Ａは、縦筒部４１１の中心軸と同軸線上に形成されている。粉粒体収容筒４１０に収容された粉粒体は、排出路１３Ａを通って、その下端部の粉粒体排出口３５（図１７（Ｂ）参照）から排出される。
【０１１０】
縦筒部４１１の軸方向（上下方向）の中央位置には隔壁４３０が備えられている。隔壁４３０は、縦筒部４１１の内部領域を、隔壁４３０より下方で傾斜筒部４１２の内部と連通した粉粒体収容領域Ｒ１と、隔壁４３０より上方のマグネット収容領域Ｒ２とに区画している。また、隔壁４３０の上面中央部には、段付き状に隆起した円形突部４３０Ａが形成されており、隔壁４３０の中央部が外縁部に対して厚肉となっている。
【０１１１】
縦筒部４１１の内部には、動力伝達シャフト４２０が備えられている。動力伝達シャフト４２０は、縦筒部４１１の中心軸上、即ち、粉粒体排出口３５の中心軸上に配置されて上下方向に延びている。また、動力伝達シャフト４２０は、隔壁４３０の中心部を貫通して粉粒体収容領域Ｒ１とマグネット収容領域Ｒ２の両方に収容されている。なお、隔壁４３０は、「滑り軸受け」として機能しており、動力伝達シャフト４２０を縦筒部４１１の中心軸上に保持しており、その軸方向及び周方向に摺動可能となっている。
【０１１２】
動力伝達シャフト４２０は、トルク伝達用マグネットカップリングＭＣ２によってモータ４７０のロータ（図示せず）と連結されて、縦筒部４１１の内部で回転可能となっている。また、動力伝達シャフト４２０は、軸力伝達用マグネットカップリングＭＣ３によってソレノイド４６０の中空部４６０Ａを上下方向に直動するプランジャ４６１と連結されて、縦筒部４１１の内部でその軸方向、即ち、上下方向に直動可能になっている。
【０１１３】
詳細には、以下のようである。動力伝達シャフト４２０にトルクを付与するためのモータ４７０は粉粒体収容筒４１０の外部に配置されている。モータ４７０は、固定ベース４０１の本体４０２から粉粒体収容筒４１０に向かって突出した片持ち梁状のモータ保持部４０４の先端に固定されている。モータ４７０のロータに固定された回転出力シャフト４７１は、モータ４７０の下面から突出してモータ保持部４０４を貫通し、動力伝達シャフト４２０の側方にオフセットした位置で動力伝達シャフト４２０と平行に延びている。回転出力シャフト４７１には、アウターマグネットギヤ４７２が一体回転可能に固定されている。
【０１１４】
一方、動力伝達シャフト４２０のうち、縦筒部４１１の隔壁４３０を貫通してマグネット収容領域Ｒ２に配置された部分には、インナーマグネットギヤ４４０が固定されている。インナーマグネットギヤ４４０は、縦筒部４１１の筒壁を間に挟んでアウターマグネットギヤ４７２と非接触で磁気結合している。
【０１１５】
インナーマグネットギヤ４４０は円筒形をなしている。インナーマグネットギヤ４４０の中心には、スプライン孔が貫通形成されており、そのスプライン孔に動力伝達シャフト４２０に備えたスプライン軸部が挿入されて互いに係合している。即ち、インナーマグネットギヤ４４０と動力伝達シャフト４２０とが相互に直動可能かつ回転不能に連結されている。これらインナーマグネットギヤ４４０とアウターマグネットギヤ４７２とでトルク伝達用マグネットカップリングＭＣ２が構成されている。なお、インナーマグネットギヤ４４０の下端面中央には、隔壁４３０の上面中央に形成された円形突部４３０Ａを受容可能な円形陥没部４４０Ａが形成されている。
【０１１６】
以上が、トルク伝達用マグネットカップリングＭＣ２であって、軸力伝達用マグネットカップリングＭＣ３については以下のようである。
【０１１７】
まず、動力伝達シャフト４２０に軸力を付与するためのソレノイド４６０は粉粒体収容筒４１０の外部に配置されている。ソレノイド４６０は、固定ベース４０１の本体４０２から縦筒部４１１の真上位置まで突出した片持ち梁状のソレノイド保持部４０５の先端に保持されている。ソレノイド４６０は、その中空部４６０Ａが動力伝達シャフト４２０と同軸線上に配置されており、動力伝達シャフト４２０と同軸線上でプランジャ４６１が上下方向に直動するように構成されている。プランジャ４６１は、プランジャ４６１のうちソレノイド４６０の下端面から突出した下端部には、カップリング用アウターマグネット４６２（以下、単に「アウターマグネット４６２」という）が固定されている。アウターマグネット４６２は、電磁石であって、電流の向きを逆転することによって極性を反転することが可能となっている。そして、ソレノイド４６０の下面とアウターマグネット４６２との間は、図示しない引っ張りバネ（本発明の「直動付勢手段」に相当する）によって連結されており、ソレノイド４６０が励磁されると、引っ張りバネの付勢力に抗してプランジャ４６１及びアウターマグネット４６２が垂直下方に移動し、励磁が停止されると引っ張りバネの付勢力によってプランジャ４６１及びアウターマグネット４６２が垂直上方に移動する。
【０１１８】
一方、動力伝達シャフト４２０の上端部には、縦筒部４１１の上端壁を介して前記アウターマグネット４６２と磁気結合するカップリング用インナーマグネット４４１（以下、単に「インナーマグネット４４１」という）が固定されている。インナーマグネット４４１はリング状の永久磁石であり、動力伝達シャフト４２０の上端部に固定された固定盤４４２の上に固着されている。
【０１１９】
アウターマグネット４６２とインナーマグネット４４１とが互いに反発し合うようにした状態でソレノイド４６０を励磁状態にすると、動力伝達シャフト４２０が縦筒部４１１の内部で下方に垂直移動する。一方、アウターマグネット４６２とインナーマグネット４４１とが吸引し合うようにした状態でソレノイド４６０の励磁を停止すると、動力伝達シャフト４２０が縦筒部４１１の内部で上方に垂直移動する。これらアウターマグネット４６２とインナーマグネット４４１とで、軸力伝達用マグネットカップリングＭＣ３が構成されている。
【０１２０】
縦筒部４１１の上端壁内面には、保持用マグネット４４３が固定されている。保持用マグネット４４３は、リング状になったインナーマグネット４４１の中心孔に遊嵌可能となっている。そして、インナーマグネット４４１の中心に保持用マグネット４４３が配置された状態で、アウターマグネット４６２の磁力が消失した場合でも、インナーマグネット４４１と保持用マグネット４４３とが吸引し合うことで、動力伝達シャフト４２０を上端位置に保持することが可能となっている。
【０１２１】
ここで、動力伝達シャフト４２０を回転駆動する場合には、インナーマグネット４４１とインナーマグネットギヤ４４０との間に作用する磁力が、回転の妨げにならないように、インナーマグネットギヤ４４０をインナーマグネット４４１から離間させる。そのために、インナーマグネットギヤ４４０は動力伝達シャフト４２０に対して直動可能となっており、アウターマグネットギヤ４７２も回転出力シャフト４７１に対して直動可能となっている。
【０１２２】
詳細には、アウターマグネットギヤ４７２は、スプライン機構によってモータ４７０の回転出力シャフト４７１に連結されている。即ち、アウターマグネットギヤ４７２は回転出力シャフト４７１に対して直動可能かつ回転不能となっている。また、モータ保持部４０４には、アウターマグネットギヤ４７２の直動駆動源としてのソレノイド４５０が固定されている。
【０１２３】
ソレノイド４５０は、モータ保持部４０４の基端寄り位置に固定されている。ソレノイド４５０の中空部４５０Ａには、その軸方向、即ち、上下方向に直動可能なプランジャ４５１が挿入されている。このプランジャ４５１のうち、ソレノイド４５０の下面から突出した下端部には、回転支持盤４５２が固定されている。回転支持盤４５２は、縦筒部４１１の筒壁の近傍位置まで張り出しており、その回転支持盤４５２のうち回転出力シャフト４７１の延長線上には支持孔４５３が貫通形成されている。
【０１２４】
一方、アウターマグネットギヤ４７２の下端部には、ベアリング嵌合筒部４７３が形成され、このベアリング嵌合筒部４７３が支持孔４５３に嵌合されたベアリング４５４の内側に嵌合されている。即ち、アウターマグネットギヤ４７２は、回転出力シャフト４７１と回転支持盤４５２との間で回転可能に支持されている。
【０１２５】
ソレノイド４５０と回転支持盤４５２との間は、図示しない引っ張りバネによって連結されており、ソレノイド４５０が励磁されると、引っ張りバネの付勢力に抗してプランジャ４５１及び回転支持盤４５２が垂直下方に移動し、励磁が停止されると引っ張りバネの付勢力によってプランジャ４５１及び回転支持盤４５２が垂直上方に移動する。
【０１２６】
つまり、ソレノイド４５０の励磁によってアウターマグネットギヤ４７２が回転出力シャフト４７１に対して下方に移動し、アウターマグネットギヤ４７２と磁気連結したインナーマグネットギヤ４４０が、マグネット収容領域Ｒ２の中で動力伝達シャフト４２０に対して下方に移動する。また、ソレノイド４５０の励磁停止によってアウターマグネットギヤ４７２が回転出力シャフト４７１に対して上方に移動し、アウターマグネットギヤ４７２と磁気連結したインナーマグネットギヤ４４０が、マグネット収容領域Ｒ２の中で動力伝達シャフト４２０に対して上方に移動する。
【０１２７】
ここで、インナーマグネットギヤ４４０は、隔壁４３０に当接することでそれ以上、下方に移動不可能になるので、アウターマグネットギヤ４７２との磁気結合が解消されて、インナーマグネットギヤ４４０が、縦筒部４１１の底部に落下するという事態を防止することができる。
【０１２８】
さて、上述の如く縦筒部４１１の内側で回転可能かつ直動可能な動力伝達シャフト４２０のうち、粉粒体収容領域Ｒ１に配置された部分には断面非円形（例えば、断面六角形）の連結軸部４２０Ａが備えられている。その連結軸部４２０Ａには、粉粒体を排出路１３Ａに送り込むための粉粒体回転ガイド４２１が直動可能かつ回転不能に取り付けられている。粉粒体回転ガイド４２１は自重で降下しており、モータ４７０から付与されたトルクで動力伝達シャフト４２０が回転することにより、底壁内面４１１Ｂに摺接しつつ水平面内で回転する。
【０１２９】
粉粒体回転ガイド４２１には、縦筒部４１１の筒壁内面４１１Ｃに沿って延びかつ筒壁内面４１１Ｃの近傍を旋回する起立板４２２が一体形成されている。起立板４２２が縦筒部４１１の内側で旋回することにより、粉粒体を流動させて凝集を防止したり、撹拌することができる。
【０１３０】
動力伝達シャフト４２０のうち、排出路１３Ａの内側に配置された部分には、スクリュー部４２３が備えられている。スクリュー部４２３は、動力伝達シャフト４２０の周囲に巻回されて回転不能に固定された螺旋コイルで構成されている。このスクリュー部４２３は、モータ４７０による動力伝達シャフト４２０の回転方向（動力伝達シャフト４２０の軸方向上端側から見て時計回り方向）の前方に向かうに従って巻き上がるように延びており、動力伝達シャフト４２０の回転により、排出路１３Ａ内の粉粒体を下方、即ち、粉粒体排出口３５に送り出すようになっている。
【０１３１】
次に、本実施形態の動作について説明する。粉粒体の供給を開始する前に、まず、粉粒体収容筒４１０に粉粒体を充填する。具体的には、動力伝達シャフト４２０を図１５に示すように上端位置に保持して粉粒体排出口３５を弁体２８によって閉塞した状態で、予め着脱筒部４１４に取り分けておいた粉粒体を、分岐筒部４１３に流し込みながら、着脱筒部４１４を素早く連結筒部４１５に螺合する。粉粒体は、傾斜筒部４１２の傾斜によって着脱筒部４１４から分岐筒部４１３及び縦筒部４１１へと滑り落ちる。
【０１３２】
次いで、アウターマグネット４６２に電流を流してインナーマグネット４４１と反発し合う状態とし、ソレノイド４５０，４６０を共に励磁する。ソレノイド４６０の励磁により、プランジャ４６１が下方に移動すると、インナーマグネット４４１とアウターマグネット４６２との間の反発力によって、動力伝達シャフト４２０が縦筒部４１１の内部で垂直下方に移動し、弁体２８が粉粒体排出口３５の下方に移動して粉粒体排出口３５が開放する。
【０１３３】
また、ソレノイド４５０の励磁によりプランジャ４５１が下方に移動し、回転支持盤４５２が下方に移動すると、アウターマグネットギヤ４７２が回転出力シャフト４７１に対して垂直下方に移動し、インナーマグネットギヤ４４０がアウターマグネットギヤ４７２に引っ張られて動力伝達シャフト４２０に対して垂直下方に移動する。
【０１３４】
この状態でモータ４７０をオンすると、図１６に示すようにアウターマグネットギヤ４７２が所定方向に回転し、インナーマグネットギヤ４４０が、アウターマグネットギヤ４７２とは逆方向に回転して、動力伝達シャフト４２０がインナーマグネットギヤ４４０と一体回転する。そして、動力伝達シャフト４２０に対して回転不能に備えられた粉粒体回転ガイド４２１、起立板４２２、スクレッパー２６及びスクリュー部４２３が粉粒体収容筒４１０の内部（粉粒体収容領域Ｒ１）で回転する。
【０１３５】
粉粒体回転ガイド４２１によって排出路１３Ａに案内された粉粒体は、スクリュー部４２３によって下方に送り出され、粉粒体排出口３５から排出される。
【０１３６】
粉粒体の供給を終える場合には、まず、モータ４７０を停止し、次いで、アウターマグネット４６２に流す電流の向きを逆転させて、インナーマグネット４４１と吸引し合う状態にする。そして、両ソレノイド４５０，４６０の励磁を停止する。すると、インナーマグネット４４１とアウターマグネット４６２とが吸引し合った状態で、プランジャ４６１が垂直上方に移動するので、動力伝達シャフト４２０が縦筒部４１１の内部で垂直上方に引き揚げられ、インナーマグネット４４１が縦筒部４１１の上端壁に当接した位置で停止する。そして、弁体２８の円錐斜面２８Ａが粉粒体排出口３５の環状エッジ部３５Ｅに当接して粉粒体排出口３５が閉塞される。ここで、ソレノイド４５０の励磁が停止すると、プランジャ４５１及び回転支持盤４５２によってアウターマグネットギヤ４７２が垂直上方に移動し、アウターマグネットギヤ４７２と磁気連結したインナーマグネットギヤ４４０も、垂直上方に移動する。このとき、インナーマグネットギヤ４４０が固定盤４４２を押し上げるようにしてもよい。つまり、２つの引っ張りバネが協働して動力伝達シャフト４２０を垂直上方に移動させるようにしてもよい。
【０１３７】
動力伝達シャフト４２０が上端位置になると、インナーマグネット４４１と保持用マグネット４４３との間の吸引力及び、インナーマグネットギヤ４４０とアウターマグネットギヤ４７２との間の吸引力によって、動力伝達シャフト４２０を上端位置に保持することができる。よって、アウターマグネット４６２への通電を停止することができる。そして、本実施形態の構成でも、上記第１実施形態と同等の効果を奏する。また、隔壁４３０によって粉粒体収容領域Ｒ１とマグネット収容領域Ｒ２とに区画し、マグネット収容領域Ｒ２に粉粒体が進入しないようにしたので、粉粒体の噛み込みによるインナーマグネットギヤ４４０の回転不良や直動不良の発生を防止することができる。
【０１３８】
［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。
【０１３９】
（１）上記第１〜第３実施形態では、供給ドラム１１を密閉された作業ケース１００の内部に配置していたが、粉粒体供給装置１０の全体を大気開放の状態に配置してもよい。
【０１４０】
（２）上記第３実施形態では、供給ドラム１１全体の重量の減少量を、供給ドラム１１から排出された粉粒体の重量として計量（ロスインウェイト方式）していたが、受容器１３０に受容された粉粒体の重量を直接計量するようにしてもよい。この際、計量器は作業ケース１００の内部に配置してもよいし、作業ケース１００の外部下方に配置して非接触状態で粉粒体を含む受容器１３０全体の荷重を受けるような構成にしてもよい。
【０１４１】
（３）上記第４実施形態では、排出路１３Ａの内側のスクリュー部４２３を動力伝達シャフト４２０の外側に巻回された螺旋コイルで構成していたが、第１実施形態のように、動力伝達シャフト４２０の外周面から突出した螺旋突条（図４（Ａ）参照）や、動力伝達シャフト４２０の外周面を陥没させた螺旋溝（図４（Ｂ）参照）で構成してもよい。
【０１４２】
（４）上記第１〜第４実施形態において、スクリュー部２７，４２３の替わりに、弁体２８の円錐斜面２８Ａから垂直上方に起立して、排出路１３Ａの内周面に沿って延びかつ排出路１３Ａの内面近傍を旋回する垂直ポール４８０（本発明の「弁固定回転体」に相当する）を設けてもよい（図１８（Ａ）参照）。この垂直ポール４８０が、排出路１３Ａで回転することにより、排出路１３Ａ内の粉粒体を流動させることができ、アーチ形成による詰まりや、粉粒体の凝集を防止することができる。また、排出路１３Ａの内面に付着した粉粒体を掻き落とすことができる。
【０１４３】
（５）上記第４実施形態では、縦筒部４１１の底壁内面４１１Ｂから垂直下方に延びた排出路１３Ａを備えていたが、図１８（Ｂ）に示すように、縦筒部４１１の下端部内面４１１Ｄを粉粒体排出口３５に近づくに従ってすり鉢状に縮径した円錐面とし、その下端部内面４１１Ｄの傾斜によって粉粒体が自重で粉粒体排出口３５に向かうようにしてもよい。このとき、下端部内面４１１Ｄの母線に沿って延びかつ下端部内面４１１Ｄの近傍を旋回する軸固定回転体４８１を動力伝達シャフト４２０に一体に設けてよい。軸固定回転体４８１が回転することで、粉粒体を流動させることができ、アーチ形成による詰まりや粉粒体の凝集を防止することができる。また、下端部内面４１１Ｄに付着した粉粒体を掻き落とすことができる。
【０１４４】
（６）上記第４実施形態では、インナーマグネットギヤ４４０とアウターマグネットギヤ４７２との磁気連結でモータ４７０のトルクを動力伝達シャフト４２０に伝達していたが、動力伝達シャフト４２０と回転出力シャフト４７１とに固定された平ギヤ同士を噛合させてもよい。また、モータ４７０の回転出力シャフト４７１を動力伝達シャフト４２０と直交するように配置して動力伝達シャフト４２０と回転出力シャフト４７１との間をウォームとウォームホイール又は１対のベベルギヤにてギヤ連結してもよい。これらの場合には、縦筒部４１１のうち隔壁４３０より上側の筒壁を一部切除してギヤ連結開口を形成し、そのギヤ連結開口にてギヤ同士を噛合させればよい。
【０１４５】
（７）図１９に示すように、垂直な旋回軸５０１を中心に旋回する旋回ベース５０２に第４実施形態の粉粒体供給装置４００をその旋回方向に複数並べて取り付け、計量器５０３（電子天秤）の上方に位置決めされた粉粒体供給装置４００から計量器５０３に載置された受容器１３０に対して粉粒体を供給する粉粒体供給計量システム５００としてもよい。
【０１４６】
（８）前記第１実施形態では、回転出力シャフト５２と動力伝達シャフト２０との間で非接触状態でトルク及び軸力を伝達していたが、接触状態でトルク及び軸力を伝達するようにしてもよい。具体的には、例えば、回転出力シャフト５２を含むモータ５０全体を動力伝達シャフト２０の上端部に対して接離するように直動可能とし、動力伝達シャフト２０を常時上方に付勢して粉粒体排出口３５を弁体２８にて閉じた状態に維持する直動付勢手段と、回転出力シャフト５２の下端部と、動力伝達シャフト２０の上端部とにそれぞれ固定されて互いに噛合することでトルクを伝達可能な１対のクラッチ板とを備えておく。
【０１４７】
粉粒体の供給を行う場合には、回転出力シャフト５２を含むモータ５０全体を垂直下方に移動させることでクラッチ板同士を噛合させ、ここからさらにモータ５０全体を垂直下方に移動させることで、動力伝達シャフト２０を直動付勢手段の付勢力に抗して垂直下方に移動させて、粉粒体排出口３５を開放状態にする。この開放状態でモータ５０をオンすると、クラッチ板を介して回転出力シャフト５２から動力伝達シャフト２０にトルクが伝達され、粉粒体が排出される。また、粉粒体の供給を終えるときには、モータ５０全体を垂直上方に移動させる。すると、直動付勢手段の付勢力によって動力伝達シャフト２０が垂直上方に移動し、クラッチ板同士が離れる位置までモータ５０が上昇すると、弁体２８によって粉粒体排出口３５が閉塞されて粉粒体の漏出が防止される。
【０１４８】
（９）前記第４実施形態において、粉粒体供給装置４００を、大気とは異なる特殊環境（例えば、真空、高温、腐食性ガス雰囲気等）の中で使用する場合には、図２０に示すように、動力伝達シャフト４２０に軸力を付与するためのソレノイド４６０を、第１のハウジング４９１の閉空間内に収容して特殊環境から隔離すると共に、動力伝達シャフト４２０にトルクを付与するためのモータ４７０及びアウターマグネットギヤ４７２の直動駆動源としてのソレノイド４５０を、第１のハウジング４９１とは別の第２のハウジング４９２に収容して特殊環境から隔離してもよい。また、各ハウジング４９１，４９２にパイプ４９０，４９０を接続し、そのパイプ４９０を介してハウジング４９１，４９２内に冷却ガスを吸排気して、ソレノイド４５０，４６０及びモータ４７０の温度上昇を抑えるようにしてもよい。さらに、ソレノイド４５０，４６０及びモータ４７０に接続されたケーブルＣＡをパイプ４９０，４９０内に通して、特殊環境に曝されないようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１０ 粉粒体供給装置
１１ 供給ドラム（粉粒体収容器）
１３Ａ 排出路
２０ 動力伝達シャフト
２０Ａ 連結軸部
２１ 粉粒体回転ガイド（容器内回転体、軸可動回転体）
２５Ａ 非円形貫通孔
２６ スクレッパー
２７ スクリュー部
２７Ａ 螺旋突条
２７Ｂ 螺旋溝
２７Ｃ 螺旋コイル
２８ 弁体
２８Ａ 円錐斜面
３１ 上面待ち受けガイド（直動規制部材）
３５ 粉粒体排出口
３５Ｅ 環状エッジ部（弁座）
５０ モータ（回転駆動源）
５２ 回転出力シャフト（回転出力部）
７３ カップリング用アウターマグネット
７４ カップリング用インナーマグネット
８０ ソレノイド（直動駆動源）
８１ プランジャ（被吸引磁性体）
１００ 作業ケース
１１０ 天井壁
４００ 粉粒体供給装置
４１０ 粉粒体収容筒（粉粒体収容器）
４２０ 動力伝達シャフト
４２０Ａ 連結軸部
４２１ 粉粒体回転ガイド（容器内回転体、軸可動回転体）
４２３ スクリュー部
４４０ インナーマグネットギヤ
４４１ インナーマグネット
４６０ ソレノイド（直動駆動源）
４６１ プランジャ（被吸引磁性体）
４６２ アウターマグネット
４７０ モータ（回転駆動源）
４７１ 回転出力シャフト（回転出力部）
４７２ アウターマグネットギヤ
４８０ 垂直ポール（弁体固定回転体）
４８１ 軸固定回転体（容器内回転体）
ＭＣ１ 一体直動回動型マグネットカップリング
ＭＣ２ トルク伝達用マグネットカップリング
ＭＣ３ 軸力伝達用マグネットカップリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を収容した粉粒体収容器と、
前記粉粒体収容器の底壁の中央部を上下方向に貫通した円形の粉粒体排出口と、
前記粉粒体排出口の開口縁に対して下方から接離して、前記粉粒体排出口を開閉可能な弁体と、
前記粉粒体排出口が開いた状態で前記粉粒体収容器内で回転し、前記粉粒体排出口から前記粉粒体を排出するための容器内回転体と、
前記粉粒体排出口の中心軸上に配置されて上下方向に延び、その上下方向の中間部に前記容器内回転体が一体回転可能に固定されかつ下端部に前記弁体が一体直動可能に固定された動力伝達シャフトと、
前記動力伝達シャフトに軸力を付与して、前記弁体にて前記粉粒体排出口を開閉するための直動駆動源と、
前記粉粒体排出口が開いた状態で前記動力伝達シャフトにトルクを付与して、前記容器内回転体を回転駆動するための回転駆動源とを備えたことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項２】
前記弁体を、上方に向かって縮径した円錐状とし、
前記粉粒体排出口の開口縁に、前記弁体の円錐斜面に当接する弁座を設けた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】
前記粉粒体収容器の底壁の上面から前記粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路内に配されて、前記動力伝達シャフトに一体に設けられた螺旋突条又は螺旋溝又は螺旋コイルからなるスクリュー部を備えた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】
前記弁体の円錐斜面から起立して、前記粉粒体収容器の底壁の上面から前記粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路内に配され、前記排出路の内面に隣接した状態で旋回可能な弁体固定回転体を備えたことを特徴とする請求項２に記載の粉粒体供給装置。
【請求項５】
前記粉粒体収容器の底壁上の粉粒体を集めて前記排出路内に案内する粉粒体回転ガイドが、前記容器内回転体として設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の粉粒体供給装置。
【請求項６】
前記動力伝達シャフトの中間部に、断面非円形の回転連結軸部を設け、
前記回転連結軸部に対して相対的に直動可能かつ回転不能に嵌合した非円形貫通孔を有した軸可動回転体を、前記容器内回転体として設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の粉粒体供給装置。
【請求項７】
前記粉粒体収容器内に固定され、前記粉粒体収容器の底壁との間で前記軸可動回転体を挟み、前記軸可動回転体の回転を許容しかつ前記軸可動回転体の上下動を規制する直動規制部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の粉粒体供給装置。
【請求項８】
前記粉粒体収容器の底壁の上面から前記粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路の内部に向けて前記軸可動回転体から下方に突出し、前記排出路の内側面から粉粒体を掻き落とすスクレッパーを備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の粉粒体供給装置。
【請求項９】
前記粉粒体収容器の内面は、前記粉粒体排出口から上方に向かうに従って拡径した円錐内面を有し、その円錐内面の母線に沿って延びかつ前記円錐内面に隣接した状態で旋回可能な軸固定回転体を前記容器内回転体として設けた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１０】
外部から隔離された閉空間を有する作業ケースを設け、
前記粉粒体収容器を前記作業ケースの閉空間内に収容してその作業ケースの天井壁から吊り下げると共に、前記回転駆動源及び前記直動駆動源を前記作業ケースの外側に配置し、
前記回転駆動源の回転出力部と前記動力伝達シャフトとを一体回転又は連動回転可能に前記作業ケースの壁部を介して磁気結合するトルク伝達用マグネットカップリングと、
前記直動駆動源の直動出力部と前記動力伝達シャフトとを一体直動可能に前記作業ケースの壁部を介して磁気結合する軸力伝達用マグネットカップリングとを備えたことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載の粉粒体供給装置。
【請求項１１】
前記作業ケースの内部に配置されて、前記動力伝達シャフトに対して一体回転しかつ一体直動するように固定されたカップリング用インナーマグネットと、
前記作業ケースの外部に配置され、前記カップリング用インナーマグネットと一体回転かつ一体直動するように、前記作業ケースの壁部を介して前記カップリング用インナーマグネットに磁気結合されたカップリング用アウターマグネットとからなる一体直動回動型マグネットカップリングを、前記トルク伝達用マグネットカップリング及び前記軸力伝達用マグネットカップリングとして設け、
前記カップリング用アウターマグネットと前記回転駆動源の回転出力部とが、相互の直動を許容しかつ回転を伝達するスプライン機構で連結され、
前記カップリング用アウターマグネットに固定された被吸引磁性体を設け、
前記動力伝達シャフトを常時上方に付勢して前記粉粒体排出口を閉じた状態に維持する直動付勢手段と、通電により励磁されて前記被吸引磁性体を前記直動付勢手段の付勢力に抗して下方に磁気吸引し、前記粉粒体排出口を開くことが可能なソレノイドとを前記直動駆動源として備えたことを特徴とする請求項１０に記載の粉粒体供給装置。
【請求項１】
粉粒体を収容した粉粒体収容器と、
前記粉粒体収容器の底壁の中央部を上下方向に貫通した円形の粉粒体排出口と、
前記粉粒体排出口の開口縁に対して下方から接離して、前記粉粒体排出口を開閉可能な弁体と、
前記粉粒体排出口が開いた状態で前記粉粒体収容器内で回転し、前記粉粒体排出口から前記粉粒体を排出するための容器内回転体と、
前記粉粒体排出口の中心軸上に配置されて上下方向に延び、その上下方向の中間部に前記容器内回転体が一体回転可能に固定されかつ下端部に前記弁体が一体直動可能に固定された動力伝達シャフトと、
前記動力伝達シャフトに軸力を付与して、前記弁体にて前記粉粒体排出口を開閉するための直動駆動源と、
前記粉粒体排出口が開いた状態で前記動力伝達シャフトにトルクを付与して、前記容器内回転体を回転駆動するための回転駆動源とを備えたことを特徴とする粉粒体供給装置。
【請求項２】
前記弁体を、上方に向かって縮径した円錐状とし、
前記粉粒体排出口の開口縁に、前記弁体の円錐斜面に当接する弁座を設けた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】
前記粉粒体収容器の底壁の上面から前記粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路内に配されて、前記動力伝達シャフトに一体に設けられた螺旋突条又は螺旋溝又は螺旋コイルからなるスクリュー部を備えた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】
前記弁体の円錐斜面から起立して、前記粉粒体収容器の底壁の上面から前記粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路内に配され、前記排出路の内面に隣接した状態で旋回可能な弁体固定回転体を備えたことを特徴とする請求項２に記載の粉粒体供給装置。
【請求項５】
前記粉粒体収容器の底壁上の粉粒体を集めて前記排出路内に案内する粉粒体回転ガイドが、前記容器内回転体として設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の粉粒体供給装置。
【請求項６】
前記動力伝達シャフトの中間部に、断面非円形の回転連結軸部を設け、
前記回転連結軸部に対して相対的に直動可能かつ回転不能に嵌合した非円形貫通孔を有した軸可動回転体を、前記容器内回転体として設けたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１の請求項に記載の粉粒体供給装置。
【請求項７】
前記粉粒体収容器内に固定され、前記粉粒体収容器の底壁との間で前記軸可動回転体を挟み、前記軸可動回転体の回転を許容しかつ前記軸可動回転体の上下動を規制する直動規制部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の粉粒体供給装置。
【請求項８】
前記粉粒体収容器の底壁の上面から前記粉粒体排出口まで上下方向に延びた排出路の内部に向けて前記軸可動回転体から下方に突出し、前記排出路の内側面から粉粒体を掻き落とすスクレッパーを備えたことを特徴とする請求項６又は７に記載の粉粒体供給装置。
【請求項９】
前記粉粒体収容器の内面は、前記粉粒体排出口から上方に向かうに従って拡径した円錐内面を有し、その円錐内面の母線に沿って延びかつ前記円錐内面に隣接した状態で旋回可能な軸固定回転体を前記容器内回転体として設けた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１０】
外部から隔離された閉空間を有する作業ケースを設け、
前記粉粒体収容器を前記作業ケースの閉空間内に収容してその作業ケースの天井壁から吊り下げると共に、前記回転駆動源及び前記直動駆動源を前記作業ケースの外側に配置し、
前記回転駆動源の回転出力部と前記動力伝達シャフトとを一体回転又は連動回転可能に前記作業ケースの壁部を介して磁気結合するトルク伝達用マグネットカップリングと、
前記直動駆動源の直動出力部と前記動力伝達シャフトとを一体直動可能に前記作業ケースの壁部を介して磁気結合する軸力伝達用マグネットカップリングとを備えたことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１の請求項に記載の粉粒体供給装置。
【請求項１１】
前記作業ケースの内部に配置されて、前記動力伝達シャフトに対して一体回転しかつ一体直動するように固定されたカップリング用インナーマグネットと、
前記作業ケースの外部に配置され、前記カップリング用インナーマグネットと一体回転かつ一体直動するように、前記作業ケースの壁部を介して前記カップリング用インナーマグネットに磁気結合されたカップリング用アウターマグネットとからなる一体直動回動型マグネットカップリングを、前記トルク伝達用マグネットカップリング及び前記軸力伝達用マグネットカップリングとして設け、
前記カップリング用アウターマグネットと前記回転駆動源の回転出力部とが、相互の直動を許容しかつ回転を伝達するスプライン機構で連結され、
前記カップリング用アウターマグネットに固定された被吸引磁性体を設け、
前記動力伝達シャフトを常時上方に付勢して前記粉粒体排出口を閉じた状態に維持する直動付勢手段と、通電により励磁されて前記被吸引磁性体を前記直動付勢手段の付勢力に抗して下方に磁気吸引し、前記粉粒体排出口を開くことが可能なソレノイドとを前記直動駆動源として備えたことを特徴とする請求項１０に記載の粉粒体供給装置。
【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】
【公開番号】特開２０１０−２０２３２２（Ｐ２０１０−２０２３２２Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４８７３５（Ｐ２００９−４８７３５）
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（５０９０２５８７６）アルファ株式会社 (5)
【出願人】（３０２０５５１３９）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３日（２００９．３．３）
【出願人】（５０９０２５８７６）アルファ株式会社 (5)
【出願人】（３０２０５５１３９）
【Ｆターム（参考）】
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