しかしながら、上記の粉粒体供給装置100では、図19、図20に示すように、モータ7に取り付けられたウォームギヤ7aを、攪拌部4の攪拌部材4bや軸部4aが連結された攪拌部用ギヤ4cや、排出部2のスクリュ2bが連結された排出用ギヤ2dに、噛み合わせて駆動する構造であるため、以下のような課題が発生するおそれがある。
まず、ウォームギヤ7aは力の伝達効率が悪い点が挙げられる。上記構成では、1つのウォームギヤ7aで減速比の異なる2つの歯車(攪拌部用ギヤ4cや排出用ギヤ2d)を回転させる構成であるので、力の伝達効率がさらに悪くなる。よって、駆動力を発生するモータ7として、容量の大きな大型のものが必要となってしまう。
また、一般的に粉粒体供給装置ではスクリュ2bと攪拌部材4bとの回転比を1対5〜10としている。図19、図20においては、シュート3の傾斜面3aの下方空間に、ウォームギヤ7a、攪拌部用ギヤ4cおよび排出用ギヤ2dを配設している状態を示しているが、図示しているような、これらのギヤとして図19、図20に示すような小さいものを使用しようとすると完全に強度不足となり、実際には、このような構造の駆動力伝達機構として、シュート3の傾斜面3aの下方空間からはみ出すような大きさのものを使用せざるを得なくなってしまう。
また、上記構成の粉粒体供給装置100の駆動力伝達機構では、1つのウォームギヤ7aに減速比の異なる2つの歯車(攪拌部用ギヤ4cや排出用ギヤ2d)を噛み合わせるよう配置しているため、組立作業に伴う配置状態に高精度が要求され、その結果、これらの部品および組立コストが大幅に増加してしまう。
また、一般的にウォームギヤ7aは歯面の滑りが非常に大きいため、焼き付きを起こし易い短所がある。このような短所を改善するには、ウォームギヤ7aを含めた箇所に潤滑材が良好に行き渡るようにするなどの潤滑管理が重要となり、ひいてはメンテナンスに多くの手間や時間がかかってしまう。
本発明は上記課題を解決するもので、モータからの駆動力を、攪拌部の攪拌部材や排出部のスクリュに良好に伝達できるとともに、駆動力を伝達する機構をシュートの傾斜面の下方などの限られたスペースに配置することが可能な粉粒体供給装置を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために本発明は、粉粒体が投入されるホッパと、粉粒体を排出する排出部と、ホッパから降下してきた粉粒体を前記排出部に導くシュートと、前記シュートの内部で回転する攪拌部材により粉粒体を攪拌する攪拌部と、ホッパ、シュートおよび排出部の下方に配置されて、これらを支持した状態で粉粒体を計量する計量部と、を備えた粉粒体供給装置であって、前記シュートには、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する円形の傾斜面が形成され、前記攪拌部は、シュートの傾斜面の中心を直交する姿勢で貫通する軸部と、この軸部を中心としてシュート内で回転する攪拌部材と、攪拌部材を回転させる駆動力を発生する攪拌用モータと、攪拌用モータの駆動力を攪拌部材の軸部に伝達する駆動力伝達機構とを有し、前記駆動力伝達機構として、前記攪拌部材の軸部に取り付けられて傾斜面の径方向と同じ方向が径方向となる従動傘歯車と、前記攪拌用モータの駆動力が伝達されて前記従動傘歯車に噛み合う駆動傘歯車とが設けられ、前記シュートの傾斜面の下方の、計量部との間の空間に、前記従動傘歯車と、前記駆動傘歯車の少なくとも一部と、が配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、攪拌用モータからの駆動力が、駆動傘歯車と従動傘歯車とを介して攪拌部材に伝達されることとなる。傘歯車は、ウォームギヤを介して駆動力が伝達される場合と比較して、力の伝達効率が良好であるため、十分な強度を有する比較的小型の傘歯車をこれらの駆動傘歯車や従動傘歯車として用いることができ、かつ、駆動力を発生する攪拌用モータとして、比較的容量の小さなもので済ませることが可能となる。また、従動傘歯車と駆動傘歯車の少なくとも一部とを、シュートの傾斜面の下方の計量部との間の空間に配置することにより、シュートの傾斜面の下方の計量部との間の空間を有効に利用できる。
また、本発明は、シュートの傾斜面の下方の、伝達機構保持材により周囲が覆われた傘歯車伝達機構配設空間に、前記駆動傘歯車および前記従動傘歯車が配置され、この傘歯車伝達機構配設空間に傘歯車潤滑用グリスが充填され、前記伝達機構保持材の従動傘歯車の下端部に臨む箇所に、潤滑用グリスが溜まる窪み部が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、窪み部に貯められた傘歯車潤滑用グリスが、従動傘歯車の歯面に付着するとともに、従動傘歯車の歯面を介して駆動傘歯車の歯面にも付着し、焼き付きなどを生じることなく、傘歯車潤滑用グリスを両方の傘歯車の歯面に良好に行き渡らせることができて、傘歯車同士を良好に噛み合わせることができる。また、傘歯車潤滑用グリスを、伝達機構保持材の従動傘歯車の下端部に臨む箇所に形成されている窪み部に溜めればよいため、傘歯車潤滑用グリスの量を少なめに抑えることが可能となる。
また、本発明は、シュートの傾斜面の下方の、伝達機構保持材により周囲が覆われた平歯車伝達機構配設空間に、排出部に設けられているスクリュに回転駆動力を伝達させるための駆動平歯車および従動平歯車が配置され、この平歯車伝達機構配設空間に、駆動平歯車の下端部に平歯車潤滑用グリスが付着する状態で、平歯車潤滑用グリスが溜められていることを特徴とする。
この構成によれば、平歯車潤滑用グリスが、駆動平歯車の歯面に付着するとともに、駆動平歯車の歯面を介して従動平歯車の歯面にも付着し、焼き付きなどを生じることなく、平歯車潤滑用グリスを両方の平歯車の歯面に良好に行き渡らせることができて、平歯車同士を良好に噛み合わせることができる。また、平歯車潤滑用グリスを、駆動平歯車の下端部に付着するように貯めればよいため、平歯車潤滑用グリスの量を少なめに抑えることが可能となる。
また、前記攪拌部材の軸部におけるシュートの傾斜面より外部に突出した部分に、前記従動傘歯車を取り付け、前記従動傘歯車は、シュートの傾斜面に近づく側ほど径方向に広がる形状とし、前記駆動傘歯車を、前記従動傘歯車の軸部に直交する軸を中心として回転自在で、前記従動傘歯車の上端部に形成された歯部に噛み合うよう配置してもよい。また、この場合に、前記攪拌用モータとして、前記攪拌部材を専ら回転するための攪拌専用モータを用いて、前記駆動傘歯車に、前記攪拌専用モータの回転駆動力を伝達するよう構成してもよい。
また、これに代えて、前記攪拌部材の軸部と同じ軸心でシュートの傾斜面より外部に突出した軸部に、前記従動傘歯車を取り付け、前記従動傘歯車は、シュートの傾斜面から離れる側ほど径方向に広がる形状とし、前記駆動傘歯車を、横方向に配置された軸を中心として回転自在で、前記従動傘歯車の上端部に形成された歯部に噛み合うよう配置してもよい。また、この場合などに、前記攪拌用モータとして、前記攪拌部材と排出部に設けられているスクリュとの両方を回転するための攪拌・排出用モータを用いて、前記駆動傘歯車に、前記攪拌・排出用モータの回転駆動力が伝達するよう構成してもよい。この構成によれば、1つの攪拌・排出用モータにより、攪拌部材および排出部のスクリュを回転駆動することができる。
また、この場合に、駆動傘歯車が取り付けられた軸部に、駆動力を伝達する攪拌用従動平歯車を取り付け、この攪拌用従動平歯車に、駆動平歯車を噛み合わすよう構成してもよい。また、攪拌用従動平歯車の下方または斜め下方に駆動平歯車を配置し、駆動平歯車の回転軸を後方に延ばし、この駆動平歯車の回転軸の後方延設部の上方に、前記攪拌部材と排出部に設けられているスクリュとの両方を回転するための攪拌・排出用モータを配置してもよい。
本発明によれば、攪拌用モータの駆動力を攪拌部材の軸部に伝達する駆動力伝達機構として、前記攪拌部材の軸部に取り付けられて傾斜面の径方向と同じ方向が径方向となる従動傘歯車と、前記攪拌用モータの駆動力が伝達されて前記従動傘歯車に噛み合う駆動傘歯車とを設け、前記シュートの傾斜面の下方の、計量部との間の空間に、前記従動傘歯車と、前記駆動傘歯車の少なくとも一部と、を配置することにより、攪拌用モータからの駆動力を、駆動傘歯車と従動傘歯車とを介して良好に攪拌部材に伝達することができるとともに、シュートの傾斜面の下方の計量部との間の空間を有効に利用でき、ひいては、当該粉粒体供給装置の設置空間をコンパクトにすることが可能となる。
また、シュートの傾斜面の下方の、伝達機構保持材により周囲が覆われた傘歯車伝達機構配設空間に、前記駆動傘歯車および前記従動傘歯車を配置し、前記伝達機構保持材の従動傘歯車の下端部に臨む箇所に、傘歯車潤滑用グリスを溜める窪み部を形成することにより、傘歯車潤滑用グリスを両方の傘歯車の歯面に良好に行き渡らせることができて、傘歯車同士を良好に噛み合わせることができ、良好な信頼性を得ることができる。また、傘歯車潤滑用グリスを、伝達機構保持材の従動傘歯車の下端部に臨む箇所に形成されている窪み部に溜めればよいため、傘歯車潤滑用グリスの量を少なめに抑えることが可能となる。
また、シュートの傾斜面の下方の、伝達機構保持材により周囲が覆われた平歯車伝達機構配設空間に、排出部に設けられているスクリュに回転駆動力を伝達させるための駆動平歯車および従動平歯車を配置し、この平歯車伝達機構配設空間に、駆動平歯車の下端部に平歯車潤滑用グリスが付着する状態で、平歯車潤滑用グリスを溜めることにより、平歯車潤滑用グリスを両方の平歯車の歯面に良好に行き渡らせることができて、平歯車同士を良好に噛み合わせることができ、良好な信頼性を得ることができる。また、平歯車潤滑用グリスを、駆動平歯車の下端部に付着するように貯めればよいため、平歯車潤滑用グリスの量を少なめに抑えることが可能となる。
また、前記攪拌部材の軸部と同じ軸心でシュートの傾斜面より外部に突出した軸部に、前記従動傘歯車を取り付け、前記従動傘歯車は、シュートの傾斜面から離れる側ほど径方向に広がる形状とし、前記駆動傘歯車を、横方向に配置された軸を中心として回転自在で、前記従動傘歯車の上端部に形成された歯部に噛み合うよう配置したり、前記攪拌用モータとして、前記攪拌部材と排出部に設けられているスクリュとの両方を回転するための攪拌・排出用モータを用いて、前記駆動傘歯車に、前記攪拌・排出用モータの回転駆動力が伝達するよう構成したりすることで、1つの攪拌・排出用モータにより、攪拌部材および排出部のスクリュを回転駆動することができる。これにより、攪拌用モータと排出用モータとの2つのモータを設ける場合と比較して、モータの数を減らすことができて、製造コストを低減することが可能となる。また、モータ(攪拌・排出用モータ)の制御部(コントローラ)も1つだけで済むため、これに係る製造コストも低減可能である。さらに、モータにはモータ接続配線(いわゆるモータハーネス)が接続されるが、この場合には、モータ接続配線を1組で済ますことができるので、計量値への悪影響を最小限に抑えることができて、高い精度を維持することが可能となる。
また、駆動傘歯車が取り付けられた軸部に、駆動力を伝達する攪拌用従動平歯車を取り付け、この攪拌用従動平歯車に、駆動平歯車を噛み合わすよう構成し、攪拌用従動平歯車の下方または斜め下方に駆動平歯車を配置し、駆動平歯車の回転軸を後方に延ばし、この駆動平歯車の回転軸の後方延設部の上方に、前記攪拌部材と排出部に設けられているスクリュとの両方を回転するための攪拌・排出用モータを配置することで、当該粉粒体供給装置の設置空間をコンパクトにすることが可能となる。
以下、本発明の実施の形態に係る粉粒体供給装置を図面に基づき説明する。なお、図18〜図20に示す従来の粉粒体供給装置100と同様な構成要素には同符号を付す。
図1〜図4に示すように、本発明の実施の形態(第1の実施の形態)に係る粉粒体供給装置10は、粉粒体が投入されるホッパ1と、粉粒体を排出する排出部2と、ホッパ1から降下してきた粉粒体を排出部2に導くシュート3と、このシュート3の内部で回転する攪拌部材4bによりシュート3内の粉粒体を攪拌する攪拌部4と、ホッパ1、シュート3および排出部2の下方に配置されて、これらのホッパ1、シュート3および排出部2を支持した状態で粉粒体を計量する計量部5などを備えている。なお、この実施の形態では、計量部5が、水平に配置された水平支持台6上に組み付けられている。また、ホッパ1とシュート3とにより粉粒体を貯める貯留部が構成されている。
ホッパ1、およびシュート3の上端部は、図1〜図3に示すように、平面視して円形で上下方向に同じ横断面形状、すなわち直筒型の円形状とされ、シュート3の下部後面側(すなわち、貯留部2の下部の片側)には、その内面側が斜め上方に臨むように傾斜する(つまり、下方ほど前方に寄るように傾斜する)傾斜面3aが形成されており、この傾斜面3aにより、粉粒体が流れ込む流路断面積が下方ほど小さくなる形状として粉粒体を排出部2に導くよう構成されている。また、シュート3の上部には側壁部3cが形成され、この側壁部3cと傾斜面3aとの間には、シュート3の傾斜面3aの外周から斜め上方に向けて傾斜しながら広がる円錐台形状の円錐壁部3bが形成されている。この粉粒体供給装置10では、図1、図3に示すように、シュート3の側壁部3cにおける下方側が幅方向に広がって、上方側よりも下方側が大きい横断面形状に形成されているが、図2に示すように、側面視して、前端の側壁部3cと後端の側壁部3cとは上下方向には真直ぐに形成され、これらの側壁部3cが周方向および上下方向になだらかにつながる形状に形成されている。
図1、図3〜図5に示すように、攪拌部4は、軸部4aと、この軸部4aを中心としてシュート3内で回転する攪拌部材4bと、攪拌部材4bを回転させる駆動力を発生する減速部(攪拌用減速部)4c付きの攪拌用モータ4dと、攪拌用モータ4dの駆動力を攪拌部材4bの軸部4aに伝達する駆動力伝達機構(攪拌用駆動力伝達機構)4fとを有する。
攪拌部4の軸部4aが傾斜面3aの中心を直交して貫通するように配置され、軸部4aにおけるシュート3の底面部3a内部から突出した箇所(なお、図4においては、ホッパ1を省いた状態で図示しており、シュート3の底面部3a内部から、軸部4aの上端部に取り付けられた取付ボルト4a’が突出している状態を示している。)に攪拌部材4bが取り付けられている。なお、この実施の形態では、シュート3の傾斜面3a内に突出する攪拌部4の軸部4aに取付用アダプタ4eが取り付けられ、この取付用アダプタ4eを介して攪拌部材4bが取り付けられている。攪拌部4の攪拌部材4bは、傾斜面3aの直径方向に沿って延び、さらに径方向に延びた先端部から屈曲して、円錐壁部3bに沿うように傾斜して広がった形状とされている。そして、攪拌部4の攪拌部材4bが、シュート3の傾斜面3aおよび円錐壁部3bに沿って回転することで、粉粒体が上下方向と周方向との様々な方向に動かされて良好に攪拌され、シュート3やホッパ1におけるブリッジの発生を極めて良好に防止できるようになっている。
図4、図5に示すように、駆動力伝達機構4fには、攪拌部材4bの軸部4aに取り付けられてシュート3の傾斜面3aの径方向と同じ方向が径方向となる従動傘歯車4gと、攪拌用モータ4dの駆動力が減速部4cを介して伝達されて従動傘歯車4gに噛み合う駆動傘歯車4hと、従動傘歯車4gを回転自在に支持する従動傘歯車軸受4i、4jと、これらの従動傘歯車4g、駆動傘歯車4hおよび従動傘歯車軸受4i、4jなどを収容して保持する伝達機構保持材4kなどが設けられている。
駆動力伝達機構4fは、シュート3の傾斜面3aの下方の、計量部5との間の空間に、配設されており、伝達機構保持材4kの下面部が計量部5の上面に取り付けられている。ここで、従動傘歯車4g、駆動傘歯車4hおよび従動傘歯車軸受4i、4jは、伝達機構保持材4kにより周囲が覆われて密閉された傘歯車伝達機構配設空間4mに配置されており、厳密には、シュート3の傾斜面3aの下方の、計量部5との間の空間に、従動傘歯車4gと駆動傘歯車4hの一部(この実施の形態では上部寄り部分)とが配置されている。
なお、図5に示すように、伝達機構保持材4kは、伝達機構保持材22pは、計量部5の上面に組付けられている第1保持本体4kaと、この第1保持本体4kaの上部に合わせた状態で連結されて傘歯車伝達機構配設空間4mを形成するとともに従動傘歯車軸受4iを保持する第2保持本体4kbと、攪拌用減速部4cの筐体出力側箇所に取り付けられて第1保持本体4kaと攪拌用減速部4cとを連結する第1連結材4kcと、後述する排出用減速部2hの筐体出力側箇所に取り付けられて第1保持本体4kaと排出用減速部2hとを連結する第2連結材4kdと、シュート3の傾斜面3aの外面に取り付けられてシュート3と第2保持本体4kbとを連結する第3連結材4keなどから構成されている。
そして、図4、図5に示すように、攪拌部材4bの軸部4aにおけるシュート3の傾斜面3aより外部に突出した部分に、従動傘歯車4gが取り付けられており、従動傘歯車4gは、シュート3の傾斜面3aに近づく側ほど径方向に広がる形状とされて配置されている。また、駆動傘歯車4hは、従動傘歯車4hの軸部4aに直交する軸を中心として回転自在で、従動傘歯車4gの上端部に形成された歯部に噛み合うよう配置されている。さらに、駆動傘歯車4hの軸を斜め上方に延長する方向に、つまり、シュート3の後方箇所で斜め上方に延びるような姿勢で、減速部4cや攪拌用モータ4dが配置されている。なお、攪拌用モータ4dは、攪拌部材4bを専ら回転するための攪拌専用モータである。また、図示しないが、減速部4cには、遊星歯車機構などの減速機構が内蔵されており、この減速部4cを介して攪拌用モータ4dの回転を減速させることで、トルクが増幅されて駆動傘歯車4hの軸側に出力される。
伝達機構保持材4k内の傘歯車伝達機構配設空間4mには、従動傘歯車4gと駆動傘歯車4hとの噛合部分を潤滑する傘歯車潤滑用グリスG1が充填されている。この実施の形態では、伝達機構保持材4k(より詳しくは、伝達機構保持材4kの第1保持本体4ka)の、従動傘歯車4gの下端部に臨む箇所と駆動傘歯車4hの下端部に臨む箇所とに、従動傘歯車4gの拡径している下端部に臨む箇所ほど下方となるように窪んで(この実施の形態ではV字形状に窪む)傘歯車潤滑用グリスG1を溜める窪み部4pがそれぞれ形成され、この窪み部4p、あるいはこの窪み部4pを含んだ領域に傘歯車潤滑用グリスG1が充填されている。
また、図4に示すように、排出部2は、シュート3の下端部に続いて設けられている。排出部2は、その縦断面が横方向に長いめがね形状(図1参照)または略円筒形状で、前後方向に延びる排出筒2aおよびスクリュケーシング2eの内部に、2軸式または1軸式のスクリュ2b(図1〜図4においてはスクリュ2bが2軸式の場合を示し、図6においてはスクリュ2bが1軸式の場合を示す)が回転自在に配設されている。そして、シュート3の円錐壁部3bにおける前後に延びる部分と、スクリュケーシング2eの上縁部とが直線状に接続されて開口され、この開口部(供給口とも称す)2dから粉粒体がスクリュケーシング2eの内部に充填されるように構成されている。なお、排出筒2aの先端部には下方に開口部が形成された排出出口筒2cが接続されており、スクリュ2bで排出出口筒2c内に送り出された粉粒体が排出出口筒2cから下方(外部)に排出される。
また、この実施の形態では、伝達機構保持材4kの下部に設けられた下部空間4qに、スクリュ2bの軸2b’に同一軸心で連結された連結軸2rを水平姿勢で回転自在に保持するスクリュ軸受2f、2gなどが配設されており、さらにこの後方に、減速部(排出用減速部)2hを介して、排出用モータ2kが取り付けられている。なお、図6に示すように、1軸式のスクリュ2bが設けられる場合には、スクリュ2bの軸2b’に連結された連結軸2rに、減速部2hの出力軸が連結筒2sを介して連結される(第1の実施の形態に係る粉粒体供給装置の変形例)が、これに代えて、図4、図5などに示すように、2軸式のスクリュ2bが設けられる場合には、減速部2hの出力軸に駆動平歯車2jが取り付けられ、この駆動平歯車2jの互いに異なる位置に2軸式のスクリュ2bの連結軸2rの後端に取り付けられた従動平歯車2m、2nが噛合されている。そして、駆動平歯車2jおよび従動平歯車2m、2nは、シュート3の傾斜面3aの下方の(より詳しくは、伝達機構保持材4k内の傘歯車伝達機構配設空間4mよりもさらに下方の)、伝達機構保持材4kにより周囲が覆われた平歯車伝達機構配設空間4nに、駆動平歯車2jおよび従動平歯車2m、2nが配置され、この平歯車伝達機構配設空間4nに、駆動平歯車2jの下端部に平歯車潤滑用グリスG2が付着する状態で、平歯車潤滑用グリスG2が溜められている。なお、平歯車潤滑用グリスG2は、傘歯車潤滑用グリスG1と同じ成分(同じ種類)のものであってもよいし、異なる成分(同じ種類)のものであってもよい。また、図示しないが、この排出部2の減速部2hにも、遊星歯車機構などの減速機構が内蔵されており、この減速部2hを介して排出用モータ2kの回転を減速させることで、トルクが増幅されて、連結軸2rを介して、スクリュ2bの軸2b’側に出力される。
また、この実施の形態では、伝達機構保持材4kの下面およびスクリュケーシング2eの一部が計量部5の上面部に固定されており、これにより、計量部5は、ホッパ1、シュート2および排出部2の下方に配置されて、これらを支持した状態で粉粒体の排出量を随時計量するようになっている。
なお、攪拌用モータ4dや排出用モータ2kには図外の制御部がモータ接続配線(いわゆるモータハーネス)を介して接続されており、各制御部によって排出部2からの供給量(排出量)が一定となるように攪拌用モータ4dや排出用モータ2kの回転数が調整される。
上記構成によれば、攪拌用モータ4dからの駆動力が、駆動力伝達機構4fにおいて駆動傘歯車4hと従動傘歯車4gとを介して攪拌部材4bに伝達されることとなる。これらの傘歯車(駆動傘歯車4hと従動傘歯車4g)は、ウォームギヤを介して駆動力が伝達される場合と比較して、力の伝達効率が良好であるため駆動力伝達機構4fとしての信頼性を向上させることができるとともに、駆動力を発生する攪拌用モータ4dとして、比較的容量の小さなもので済ませることが可能となる。また、駆動力伝達機構4fにおいて駆動傘歯車4hと従動傘歯車4gとを噛み合わせる配置であるため、組付け作業を比較的容易に行うことができて、作業能率もよい。
また、従動傘歯車4gと駆動傘歯車4hの少なくとも一部とを、シュート3の傾斜面3aの下方の計量部5との間の空間に配置することにより、シュート3の傾斜面3aの下方の計量部5との間の空間を有効に利用できる。
また、上記構成によれば、駆動力伝達機構4fにおいて駆動傘歯車4hと従動傘歯車4gとを噛み合わせる構成であるため、歯面の滑りを生じ難く、焼き付きも生じ難い。さらに、この実施の形態では、両方の窪み部4pに貯められた傘歯車潤滑用グリスG1が、従動傘歯車4gの歯面と駆動傘歯車4hの歯面とに付着するため、焼き付きなどを生じることなく、傘歯車潤滑用グリスG1を両方の傘歯車4h、4gの歯面に良好に行き渡らせることができて、傘歯車4h、4g同士を良好に噛み合わせることができる。
なお、当該粉粒体供給装置10を組み立てる際に、一方の窪み部4pだけに比較的多めの潤滑用グリスGを充填してもよく、この場合には、一方の窪み部4pに貯められた傘歯車潤滑用グリスG1が、従動傘歯車4gまたは駆動傘歯車4hの歯面に付着するとともに、この傘歯車4g、4hの歯面の噛合部分を介して他の傘歯車の歯面にも付着し、焼き付きなどを生じることなく、傘歯車潤滑用グリスG1を両方の傘歯車の歯面に良好に行き渡らせることができる。
また、上記構成によれば、シュート3の傾斜面3aの下方の、伝達機構保持材4kにより周囲が覆われた平歯車伝達機構配設空間4nに、排出部2に設けられているスクリュ2bに回転駆動力を伝達させるための駆動平歯車2jおよび従動平歯車2m、2nを配置し、この平歯車伝達機構配設空間4nに、駆動平歯車2jの下端部に平歯車潤滑用グリスG2が付着する状態で、平歯車潤滑用グリスG2を溜めることにより、平歯車潤滑用グリスG2を両方の平歯車2j、2m、2nの歯面に良好に行き渡らせることができて、平歯車2j、2m、2n同士を良好に噛み合わせることができ、良好な信頼性を得ることができる。また、平歯車潤滑用グリスG2を、駆動平歯車2jの下端部に付着するように貯めればよいため、平歯車潤滑用グリスG2の量を少なめに抑えることが可能となる。
また、上記実施の形態では、ホッパ1や、シュート3の上端部が、平面視して円形で、シュート3の側壁部3cにおける下方側が幅方向に広がって、上方側よりも下方側が大きい横断面形状に形成されている場合を述べたが、これに限るものではなく、図7に示すように、ホッパ1およびシュート3の上部(シュート3の側壁部3c)が、平面視して楕円形で上下方向に同じ横断面形状、すなわち直筒型の楕円形状とされている構成のものである場合でも適用可能であり、シュート3として片側に傾斜面3aを有する各種の形状のものに適用可能である(第1の実施の形態に係る粉粒体供給装置の他の変形例)。
上記第1の実施の形態では、攪拌部4と排出部2とにそれぞれ専用のモータ(攪拌用モータ4dと排出用モータ2k)および駆動力伝達機構4fなどが設けられている場合を述べたが、これに限るものではなく、図8〜図13などに示す第2の実施の形態の粉粒体供給装置20ように、1つのモータ(攪拌・排出用モータ21)で攪拌部4の攪拌部材4bと排出部2のスクリュ2bとの両方を駆動するとしてもよい。
なお、この第2の実施の形態に係る粉粒体供給装置20は、1つのモータである攪拌・排出用モータ21で攪拌部4の攪拌部材4bと排出部2のスクリュ2bとの両方を駆動する構成と、この攪拌・排出用モータ21から攪拌部4の攪拌部材4bに駆動力を伝達する駆動力伝達機構22の構成と、および攪拌・排出用モータ21から排出部2のスクリュ2bに駆動力を伝達する構造とが、第1の実施の形態に係る粉粒体供給装置10と異なり、これ以外の構造については、上記第1の実施の形態に係る粉粒体供給装置10と同様であるため、同じ構成要素については同符号を付してその説明を省略する。また、図10、図11においては、ホッパ1を省いた状態で示している。
上記するとともに図8〜図12などに示すように、この第2の実施の形態に係る粉粒体供給装置20では、1つの攪拌・排出用モータ21で攪拌部4の攪拌部材4bと排出部2のスクリュ2bとの両方を駆動する構成とされている。この攪拌・排出用モータ21にも、減速部(攪拌・排出用減速部)23が組み付けられており、この減速部23には遊星歯車機構などの減速機構や傘歯車などが内蔵されている。そして、この減速部23を介して攪拌・排出用モータ21の回転を減速させることで、トルクが増幅されて減速部23の出力軸23aから駆動回転力が出力される。
図12、図13に示すように、この粉粒体供給装置20の駆動力伝達機構22には、攪拌部材4の軸部4aにおけるシュート3の傾斜面3aより外部に突出した部分に取り付けられている従動傘歯車22aと、横方向に配置された回転軸22bを中心として回転自在で、従動傘歯車22aの上端部に形成された歯部に噛み合うよう配置されている駆動傘歯車22cと、攪拌部材4の軸部4aおよび従動傘歯車22aを回転自在に支持する従動傘歯車軸受22d、22eと、駆動傘歯車22cの回転軸22bを回転自在に支持する駆動傘歯車軸受22f、22gと、駆動傘歯車22cの回転軸22bの他端に取り付けられて、攪拌・排出用モータ21からの回転駆動力を駆動傘歯車22cに伝達する攪拌用従動平歯車22hと、減速部23の出力軸23aに組付けられて攪拌用従動平歯車22hに歯面の上部寄り部分で噛み合う駆動用平歯車22iと、駆動用平歯車22iの下部歯面で噛み合う排出用入力平歯車22jと、排出用入力平歯車22jより前方側に一体形成された駆動平歯車(排出用駆動平歯車)2jと、排出用入力平歯車22jおよび排出用出力平歯車22kが組み付けられている軸22mと、この軸22mを回転自在に支持する軸受22n、22oと、駆動平歯車(排出用駆動平歯車)2jの互いに異なる位置で噛み合い、それぞれ2軸式のスクリュ2bの連結軸2rの後端に取り付けられた従動平歯車2m、2nと、これらの構成要素を収容して保持する伝達機構保持材22pなどが設けられている。
従動傘歯車22aや駆動傘歯車22cが配設されている駆動力伝達機構22の前寄り側部分は、シュート3の傾斜面3aの下方の、計量部5との間の空間に配設されており、駆動力伝達機構22の下面部が計量部5の上面に取り付けられている。ここで、従動傘歯車22a、駆動傘歯車22cを含む構成要素は、伝達機構保持材22p(詳しくは、後述する伝達機構保持材22pの第1保持本体22paと第2保持本体22pb)により周囲が覆われて密閉された伝達機構配設空間22qに配置されており、厳密には、シュート3の傾斜面3aの下方の、計量部5との間の空間に、従動傘歯車4gと駆動傘歯車4hの一部(この実施の形態では上部寄り部分)とが配置されている。
攪拌部材4の軸部4aは、シュート3の傾斜面3aより外部に斜め下方(斜め後方)に向けて突出し、この軸部4aに取り付けられた従動傘歯車22aは、シュート3の傾斜面3aから離れる側ほど径方向に大きくなるように広がる形状とされている。駆動傘歯車22cの回転軸22bはほぼ水平な軸心を中心として回転自在に支持され、駆動傘歯車22cは後方側(すなわちシュート3の傾斜面3aから離れる側)ほど径方向に広がる形状とされて、従動傘歯車22aと噛み合っている。
また、この実施の形態では、攪拌用従動平歯車22hの斜め下方に駆動用平歯車22iが配置され、この駆動用平歯車22iを取り付けている減速部23の出力軸23aは後方に延ばされて減速部23内に接続され、この減速部23の上方に攪拌・排出用モータ21が配置されている。なお、攪拌用従動平歯車22hの下方に駆動平歯車を配置する構成としてもよい。
なお、この実施の形態では、駆動傘歯車22cの回転軸22bの他端に組付けられている攪拌用従動平歯車22hは、この攪拌用従動平歯車22hに噛み合う駆動用平歯車22iよりも大径で歯数も大とされ、減速部23の出力軸23aよりもさらに減速されて、駆動傘歯車22cに伝達される。一方、駆動用平歯車22iの下部で噛み合う排出用入力平歯車22jは、駆動用平歯車22iとほぼ同径で歯数も同様とされ、減速部23の出力軸23aよりもさらに減速されて、駆動傘歯車22cに伝達される。また、排出用入力平歯車22jと一体形成されている駆動平歯車(排出用駆動平歯車)2jは、排出用入力平歯車22jよりも小径とされて歯数も小さくされ、この排出用入力平歯車22jよりもさらに小径とされた従動平歯車2m、2nに噛み合っている。
また、図13に示すように、伝達機構保持材22pは、計量部5の上面に組付けられている第1保持本体22paと、この第1保持本体22paの上部に合わせた状態で連結されて伝達機構配設空間22qを形成するとともに従動傘歯車軸受22dを保持する第2保持本体22pbと、減速部23の筐体出力側箇所に取り付けられて攪拌用従動平歯車22h、駆動用平歯車22i、排出用入力平歯車22jなどを後方から覆うとともに第1保持本体22paと減速部23とを連結する第1連結材22pcと、シュート3の傾斜面3aの外面に取り付けられてシュート3と第2保持本体22pbとを連結する第2連結材22pdなどから構成されている。
伝達機構保持材22p内の伝達機構配設空間22qには、従動傘歯車22aと駆動傘歯車22cとの噛合部分を潤滑する傘歯車潤滑用グリスG1が充填されている。この実施の形態では、伝達機構保持材22p(より詳しくは、伝達機構保持材22pの第1保持本体22pa)の、従動傘歯車22aの下端部に臨む箇所に、拡径部下端部に臨む箇所ほど下方となるように窪んで(この実施の形態ではV字形状に窪む)傘歯車潤滑用グリスG1を溜める窪み部22rが形成され、この窪み部22r、あるいはこの窪み部22rを含んだ領域に傘歯車潤滑用グリスG1が充填されている。
また、図5などに示す上記実施の形態と同様に、図10および図12、図13に示すように、排出部2は、シュート3の下端部に続いて設けられている。排出部2は、その縦断面が横方向に長いめがね形状または略円筒形状で、前後方向に延びる排出筒2aおよびスクリュケーシング2eの内部に、2軸式または1軸式のスクリュ2b(図10および図12、図13においてはスクリュ2bが2軸式の場合を示し、図14においてはスクリュ2bが1軸式の場合を示す)が回転自在に配設されている。そして、シュート3の円錐壁部3bにおける前後に延びる部分と、スクリュケーシング2eの上縁部とが直線状に接続されて開口され、この開口部(供給口とも称す)2dから粉粒体がスクリュケーシング2eの内部に充填されるように構成されている。なお、排出筒2aの先端部には下方に開口部が形成された排出出口筒2cが接続されており、スクリュ2bで排出出口筒2c内に送り出された粉粒体が排出出口筒2cから下方(外部)に排出される。
また、この実施の形態でも、伝達機構保持材22pの下部に設けられた下部空間22sに、スクリュ2bの軸2b’に同一軸心で連結された連結軸2rを水平姿勢で回転自在に保持するスクリュ軸受2f、2gなどが配設されており、さらにこの後方に、出力歯車2j、排出用入力平歯車22j、駆動用平歯車22i、減速部(攪拌・排出用減速部)23を介して、攪拌・排出用モータ21が取り付けられている。なお、図14に示すように、1軸式のスクリュ2bが設けられる場合には、スクリュ2bの軸2b’に連結された連結軸2rに、減速部2hの出力軸23aが排出用入力平歯車22jの筒状部を介して連結される(第2の実施の形態に係る粉粒体供給装置の変形例)。また、この実施の形態でも、シュート3の傾斜面3aの下方の、伝達機構保持材4kにより周囲が覆われた平歯車伝達機構配設空間4nに、排出部2に設けられているスクリュ2bに回転駆動力を伝達させるための駆動平歯車2jおよび従動平歯車2m、2nを配置し、この平歯車伝達機構配設空間4nに、駆動平歯車2jの下端部に平歯車潤滑用グリスG2が付着する状態で、平歯車潤滑用グリスG2を溜められている。
また、これらの図8〜図14に示す第2の実施の形態でも、伝達機構保持材22pの下面およびスクリュケーシング2eの一部が計量部5の上面部に固定されており、これにより、計量部5は、ホッパ1、シュート2および排出部2の下方に配置されて、これらを支持した状態で粉粒体の排出量を随時計量するようになっている。また、攪拌・排出用モータ21には図外の制御部がモータ接続配線(いわゆるモータハーネス)を介して接続されており、この制御部によって排出部2からの供給量(排出量)が一定となるように攪拌・排出用モータ21の回転数が調整される。
上記構成によれば、攪拌・排出用モータ21からの駆動力は、減速部(攪拌・排出用減速部)23を介して駆動用平歯車22iに伝達されるとともに、駆動用平歯車22iに噛み合っている攪拌用従動平歯車22hと排出用入力平歯車22jとの両方の平歯車に分けられて伝達される。このように、1つの攪拌・排出用モータ21で攪拌部4の攪拌部材4bと排出部2のスクリュ2bとの両方を駆動する構成であるため、前記第1の実施の形態のように攪拌用モータ4dと排出用モータ2kとの2つのモータを設ける場合と比較して、モータの数を減らすことができて、製造コストを低減することが可能となる。
また、前記第1の実施の形態のように、攪拌用モータ4dと排出用モータ2kとの2つのモータを設ける場合には、攪拌用モータ4dと排出用モータ2kとのそれぞれを制御する制御部(コントローラ)が必要となるが、本実施の形態によれば、モータ(攪拌・排出用モータ21)の制御部(コントローラ)も1つだけで済むため、これに係る製造コストも低減可能である。
さらに、モータにはモータ接続配線(いわゆるモータハーネス)が接続されるため、前記第1の実施の形態のように、攪拌用モータ4dと排出用モータ2kとの2つのモータを設ける場合には、これらのモータに接続するモータ接続配線も2組必要となる。この場合には、粉粒体を定量供給する当該粉粒体供給装置20において、駆動時の振動などによっては、2組のモータ接続配線により計量値に悪影響を与えて精度が低下するおそれがある。これに対して、この実施の形態では、モータ接続配線を1組で済ますことができるので、計量値への悪影響を最小限に抑えることができて、高い精度を維持することが可能となる。
また、上記構成によれば、攪拌・排出用モータ21や減速部(攪拌・排出用減速部)23を、駆動力伝達機構22の後方から上方に延びるように配置しているので、当該粉粒体供給装置20の設置空間を極めてコンパクトにすることが可能となる。
また、上記構成においては、攪拌・排出用モータ21から、減速部(攪拌・排出用減速部)23や駆動用平歯車22iを介して攪拌用従動平歯車22hに伝達された駆動力が、駆動傘歯車22cと従動傘歯車22aとを介して攪拌部材4bに伝達される。これらの傘歯車(駆動傘歯車22cと従動傘歯車22a)は、ウォームギヤを介して駆動力が伝達される場合と比較して、力の伝達効率が良好であるため駆動力伝達機構22としての信頼性を向上させることができるとともに、駆動力を発生する攪拌・排出用モータ21として、比較的容量の小さなもので済ませることが可能となる。また、駆動力伝達機構22において駆動傘歯車4hと従動傘歯車4gとを噛み合わせたり、平歯車同士(駆動用平歯車22iと攪拌用従動平歯車22hと排出用入力平歯車22j)を噛み合わせたりする配置であるため、組付け作業を比較的容易に行うことができて、作業能率もよい。
また、上記構成によれば、従動傘歯車22aと駆動傘歯車22cとを、シュート3の傾斜面3aの下方の計量部5との間の空間に配置することができ、これにより、シュート3の傾斜面3aの下方の計量部5との間の空間をより有効に利用できる。また、駆動力伝達機構22において従動傘歯車22aと駆動傘歯車22cとを噛み合わせる構成であるため、歯面の滑りを生じ難く、焼き付きも生じ難い。
さらに、この実施の形態では、窪み部22rに貯められた傘歯車潤滑用グリスG1が、まず従動傘歯車22aの歯面に付着し、さらに、この従動傘歯車22aに噛み合う駆動傘歯車22cの歯面とに付着するため、焼き付きなどを生じることなく、傘歯車潤滑用グリスG1を両方の傘歯車の歯面に良好に行き渡らせることができて、傘歯車同士を良好に噛み合わせることができる。また、傘歯車潤滑用グリスG1を、伝達機構保持材22の従動傘歯車22aの下端部に臨む箇所に形成されている窪み部22rだけに貯めればよいため、傘歯車潤滑用グリスG1の量を少なめに抑えることが可能となる。
また、この実施の形態でも、シュート3の傾斜面3aの下方の平歯車伝達機構配設空間4nに、駆動平歯車2jおよび従動平歯車2m、2n、攪拌用従動平歯車22h、排出用入力平歯車22jなどが配置され、この平歯車伝達機構配設空間4nにおいて、駆動平歯車2jの下端部に平歯車潤滑用グリスG2が付着する状態で、平歯車潤滑用グリスG2を溜められている。これにより、これらの平歯車の波面に良好に平歯車潤滑用グリスG2が付着して、焼き付きなどを生じることなく、平歯車潤滑用グリスG2をこれらの平歯車の歯面に良好に行き渡らせることができて、平歯車同士を良好に噛み合わせることができる。また、平歯車潤滑用グリスG2を、駆動平歯車2jの下端部だけに付着するように溜めればよいため、平歯車潤滑用グリスG2の量を少なめに抑えることが可能となる。
なお、上記実施の形態では、減速部23の出力軸23aに組付けられている駆動用平歯車22iには、攪拌用従動平歯車22hと排出用入力平歯車22jとが噛み合わされているが、攪拌用従動平歯車22hの径が排出用入力平歯車22jよりも大きくて歯数も大きいため、排出部2のスクリュ2bよりも攪拌部4の攪拌部材4bが低速で回転する(すなわち、排出部2のスクリュ2bは高速で回転し、攪拌部4の攪拌部材4bは低速で回転する)よう構成されている。しかし、この構成に限るものではなく、逆に、排出用入力平歯車22jの径が攪拌用従動平歯車22hよりも大きくて歯数も大きいよう構成してもよく、この場合には、排出部2のスクリュ2bよりも攪拌部4の攪拌部材4bが高速で回転する(すなわち、排出部2のスクリュ2bは低速で回転し、攪拌部4の攪拌部材4bは高速で回転する)よう構成できる。
上記実施の形態では、攪拌・排出用モータ21として、一般的に使用されて回転数を制御可能なモータ(例えば、サーボモータなど)を用いた場合を図示したが、図15(2軸式のスクリュ2bを備えたもの)や図16(1軸式のスクリュ2bを備えたもの)に示すように、この攪拌・排出用モータ21として、防爆型の攪拌・排出用モータ21’を用いることで、防爆環境に対応した粉粒体供給装置20を得ることができる。また、このように、1つの攪拌・排出用モータ21で攪拌部4の攪拌部材4bと排出部2のスクリュ2bとの両方を駆動する構成であるため、1つの攪拌・排出用モータ21のみ防爆構造を採用することで、比較的簡単な構造で、製造コストの増加を最小限に抑えながら容易に対応できる利点がある。
また、これらの図15、図16においては、図12、図14に示す粉粒体供給装置20の構成と同様に、従動傘歯車22aや駆動傘歯車22cなどが組み込まれている駆動力伝達機構22の後方から、防爆型の攪拌・排出用モータ21’や減速部(攪拌・排出用減速部)23を上方に延びるように配置しており、この構造によれば、防爆構造を比較的容易に実現できながら、当該粉粒体供給装置20の設置空間、特に、平面視した状態での設置空間を殆ど増加させることなく、極めてコンパクトにすることが可能となる。
なお、このような防爆型の攪拌・排出用モータ21’を、図4や図6に示す2つのモータ(攪拌用モータ4dと排出用モータ2k)に代えてそれぞれ組み付けてもよく、これによっても、防爆環境に対応した粉粒体供給装置10を得ることができる。
しかしこれに限るものではなく、図17に示すように、防爆型の攪拌・排出用モータ221”がより大型のものである場合などには、この攪拌・排出用モータ21”を計量部5の上面における側方箇所(例えば、左側箇所や右側箇所)に配置して、防爆型の攪拌・排出用モータ21”の出力部に組付けた出力用歯車25と、駆動力伝達機構22の駆動力入力用の入力用歯車26とを、ベルトやチェーンなどの無端状伝達部材27により連動するよう構成してもよい。