JPH0238491B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ホツパーの下端に容積式計量機構を
設けて原料を計量排出する、ホツパー式定量供給
装置に関するものである。

（従来の技術） 流動性の悪い粉体原料、粒状原料等の連続的計
量排出は、技術的に今だ多大の困難を残している
分野である。第３図及び第４図は、従来これらの
原料の計量排出に使われたホツパー式定量装置の
一例を示す縦断面図である。この装置に於いて、
原料は、ホツパー４０から原料の重圧によつて定
量テーブル４２内に供給される。定量テーブル４
２内に供給された原料は、該テーブル４２の回転
及びガイド４４の作用によつて、定量テーブル４
２に設けられた複数の定量孔４３に導入される。
定量孔４３に導入された原料は、各々上記ガイド
４４によつて定量孔４３の上端で枡切りされ、こ
の状態で定量孔４３から抜取られて、定量供給さ
れる。上記の装置に於いて、原料を一定量定量孔
４３に導入することが、定量の基礎となる。

しかしながら、上記の装置では、原料の流動性
の変化、及びホツパー４０の収容量の多少による
原料の重圧の変動等によつて、ホツパー４０から
定量テーブル４２内に供給される原料の供給量が
不均一となり、延いては原料が定量孔４３に導入
されなかつたり、或いは導入量が一定でない等
種々の問題が生じ、原料を定量供給する上で大き
な支障があつた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上述のような従来のホツパー式定量
装置の欠点を解消しようとする。即ち、本発明の
目的は、主要機構が極めて簡単であるにもかかわ
らず、原料の計量が正確に行なわれ、したがつて
原料の定量供給が極めて正確に実現できる、ホツ
パー式定量供給装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上述の目的を達成すべく、この
種形式の定量装置について研究を進めた結果、下
記する知見を得るに至つた。即ち、本発明者ら
は、上述した第３図の定量装置に於いて、稼動時
に定量テーブル内の原料レベル（原料の高さ）を
一定に制御することによつて、定量テーブルの定
量孔に絶えず一定量の原料を導入することが可能
となり、延いては原料の定量供給を極めて正確に
成し得ることを知つた。また、更に研究を進めた
結果、本発明者らは、上記のように定量テーブル
内の原料レベルを制御する場合は、適当な検出装
置によつて定量テーブル内の原料レベルを継続的
に検出し、検出値に基いて、ホツパーから定量テ
ーブル内に供給される原料の供給量を調整するた
めの調整装置を制御することによつて、原料レベ
ルを極めて正確に制御できることを見出した。

本発明は、上記の知見に基づいて成されたもの
で、その要旨は、(1)１以上の定量孔を有する回転
可能に設けられた定量テーブル、(2)該定量テーブ
ル内に原料を供給するためのホツパー、(3)下記す
る検出装置によつて制御され、該ホツパーから定
量テーブル内に供給される原料の供給量を調整す
るための調整装置、(4)定量テーブルに供給された
原料を、定量孔に導入するための導入装置、(5)定
量テーブル内の原料レベルを検出し、必要な信号
を取り出すとともに、該信号に基いて上記調整装
置を制御するための検出装置、からなることを特
徴とするホツパー式定量供給装置、である。

本発明の定量供給装置の対象となる原料とは、
食品、医薬品、顔料及び成形・加工用プラスチツ
ク等の各種粒状、粉末状及び粘度の高い原料等で
ある。

以下、図面に基づいて、本発明のホツパー式定
量供給装置について説明する。

第１図及び第２図は、本発明の定量供給装置の
一実施例を示す、縦断面図及び平面図である。こ
の装置は、ホツパー１、調整装置３、定量テーブ
ル２、導入装置４及び検出装置５から構成され
る。

ホツパー１は、後述する定量テーブル２内に原
料を供給するためのものである。ここで、ホツパ
ー１は、例えば上拡がりのジヨーゴ形状のもの
で、下端の周縁の一部を切欠して形成された原料
供給口６及び６′を有する。上記のホツパー１は、
下端の周縁が定量テーブル２のデイスク７に近接
した状態で、定量テーブル２の上方に固定して設
けられる。尚、ホツパー１の形状は、定量テーブ
ル２内に原料を供給できる限り特に限定されず、
図示のものの他、直円筒及び下拡がりの逆コニカ
ル形状のもの等何れも使用できる。

調整装置３は、ホツパー１から定量テーブル２
内に供給される原料の供給量を調整するためのも
ので、後述する検出装置５によつて制御される。
調整装置３は、例えば主ゲート１０及びボルト２
７、並びに補助ゲート１１及びエアーシリンダー
１２によつて構成される。主ゲート１０は、原料
供給口６の開度を調節し、ホツパー１から定量テ
ーブル２内への原料の供給量を調整するためのも
のである。上記の主ゲート１０は、ホツパー１の
原料供給口６に覆設され得る湾曲板２３及び支持
板２５を有している。主ゲート１０は、上記の湾
曲板２３が原料供給口６の上方部分を覆うよう
に、支持板２５をボルト２７で固定して設けられ
る。そして、ボルト２７を調節することによつ
て、主ゲート１０の固定される位置を上下に変え
て、実質的に原料供給口６の開度を調節する。実
際の装置の稼動に於いて、上記原料供給口６の開
度は、定量テーブル２内の原料レベルが徐々に下
がる程度で原料を供給できるように調節する。

補助ゲート１１は、後記する検出装置５の作用
によつて原料供給口６′の開度を調節され、上記
主ゲート１０の作用に加えて、ホツパー１から定
量テーブル２への原料の供給量をより厳密に調整
するためのものである。上記の補助ゲート１１
は、原料供給口６′に覆設され得る湾曲板２４及
び支持板２６を有する。補助ゲート１１は、湾曲
板２４がホツパー１の原料供給口６′の上方部分
を覆うように、支持板２６をエアーシリンダー１
２に連結して設置される。補助ゲート１１は、上
記シリンダー１２の作動に連動して、支持板２６
が案内レール１３に沿つて上下に摺動することに
よつて上下に動かされ、実質的に原料供給口６′
の開度を調節する。尚、前記の主ゲート１０を排
して、補助ゲート１１のみによつて、ホツパー１
から定量テーブル２への原料の供給量を調節する
こともできる。また、エアーシリンダー１２に代
えて、ソレノイド等を使用することもできる。
尚、調整装置３は、後記する調節装置２９からの
操作信号を受け、ホツパー１から定量テーブル２
内に供給される原料の供給量を調整することが可
能なものであれば何れでもよい。

定量テーブル２は、デイスク７の外周に原料の
溢出を防止するためのガイド８を周設してなる。
デイスク７には、外周に近い位置の円周上に等間
隔で配列した、適宜の数の定量孔９が設けられ
る。該定量孔９は、定量テーブル２内に供給され
た原料のうちの一定量を収容し、後述の導入装置
４で、上端部分の原料を枡切りされることによつ
て、原料の計量を行なうものである。定量孔９の
形状は、特に限定されず、図示の円筒状の他に、
底面上の直径が上面上の直径より僅かに大きくな
るように設計された、円錐台形のもの等を使用で
きる。また、デイスク７には、中心に回転軸１４
を固定する軸取付部１５が設けられる。

上記のような構造を有する定量テーブル２は、
軸取り付け部１５で回転軸１４に取付られ、上記
の回転軸１４が適宜の手段によつて駆動されるこ
とにより、矢印方向ａに回転される。この場合、
定量テーブル２の回転速度は、適宜の手段によつ
て軸１４の回転速度を変えることで増減可能とさ
れる。定量テーブル２の回転速度を上げると、原
料の計量される回数を増やすことができる。尚、
例えば図示の如く、回転軸１４をホツパー１の内
部にまで延長して設け、回転軸１４がホツパー１
の中心に位置するようになし、回転軸１４にホツ
パー１の内部周縁に近接する撹拌翼１６を設ける
こともできる。上記の場合には、装置の稼動中、
ホツパー１の内部で、撹拌翼１６が回転軸１４の
回転に伴つて回転することにより、ホツパー１内
で原料が充分に混合されるとともに、ホツパー１
から定量テーブル２への原料の供給がよりスムー
ズに行なわれる。

導入装置４は、ホツパー１から定量テーブル２
に供給された原料を、定量孔９に導入するととも
に、定量孔９の上端で原料を枡切りするためのも
のである。該導入装置４は、例えば定量テーブル
２の中心に供給された原料を、周辺方向に移動さ
せることが可能な形状のガイド１７等を有する。
該ガイド１７は、装置の稼動時に、上記の機能を
奏するとともに、下端が定量孔９の上端と近接す
る位置配置で、定量テーブル２の上方に固定して
設けられる。

検出装置５は、定量テーブル２内の原料レベル
（原料の高さ）を検出し、必要な信号を取り出す
とともに、該信号に基づいて前記の調整装置３を
制御するためのものである。ここで、検出装置５
は、レベル検出レバー１８、検出器１９、伝送装
置２８及びコントローラー２９からなる。レベル
検出レバー１８は、検出面２１が定量テーブル２
内の原料の上面に当接可能なもので、原料レベル
に応じて、軸２０を支点として矢印Ｗの範囲に摺
動するように設けられる。レベル検出レバー１８
は、検出面２１とは異なるもう一方の他端の被検
出部３２が、下記する検出器１９の検出ヘツド３
１によつて検出され得るもの、例えば金属製のも
の、被検出部３２に発磁体を設置したもの等を使
用できる。

検出器１９は、検出ヘツド３１でレベル検出レ
バー１８に於ける被検出部３２の動きを検出し、
必要な信号を取り出すためのものである。検出器
１９は、例えば、検出ヘツド３１から一定の距離
範囲内にある場合に“ON”の状態となり、被検
出部３２が上記の範囲を越えて、検出ヘツド３１
から離れた場合に“OFF”の状態となつて、こ
れらのON／OFF状態を電気信号に変換し、伝送
装置２８に伝送する。検出器１９及び前記のレベ
ル検出レバー１８は、定量テーブル２内の原料レ
ベルの高低を明確に判別できる位置関係で設置さ
れる必要があり、例えば、検出器１９は、レベル
検出レバー１８の被検出部３２に近接して、無接
触の状態で設けられる。上記の検出器１９として
は、例えば光電スイツチ、磁気スイツチ等を使用
できる。また、検出器１９として、被検出部３２
の動きを厳密に検出して、検出値を電気信号に変
換し、該信号を下記する伝送装置２８に伝送する
型式のマグネスケール、イメージセンサー等を用
いることもできる。

伝送装置２８は、検出器１９から送られた信号
を、下記するコントローラー２９での解析及び比
較が容易な、伝送に適した別の信号に変換するた
めのものである。上記の伝送装置２８としては、
通常半導体を用いた変換機等が使用される。

コントローラー２９は、伝送装置２８で変換さ
れた信号を解析及び比較して、操作信号を上述の
コントローラー３に送るためのものである。該コ
ントローラー２９からの操作信号により、調整装
置３に於けるエアーシリンダー１２が作動され、
これによつて補助ゲート１１が上下に動かされ
る。

尚、コントローラー２９には、伝送装置２８か
ら送られた信号が、定量テーブル２内の原料レベ
ルが高い場合のものであるか、或いは低い場合の
ものであるか（検出器１９がON／OFF何れの状
態である場合のものであるか）、を明確に判別で
きる目標値が予め記憶される。したがつて、コン
トローラー２９に送られた信号は、この目標値と
比較して、原料レベルの高低何れの場合のもので
あるかを判別され、原料レベルが高い場合のもの
と判別された場合には、エアーシリンダー１２を
作動して補助ゲート１１を下げる旨の操作信号が
調整装置３に送られる。一方、原料レベルが低い
場合のものと判別された場合には、エアーシリン
ダー１２を作動して補助ゲート１１を上げる旨の
操作信号が調整装置３に送られる。尚、コントロ
ーラー２９として、例えば、伝送装置２８から送
られた信号が、定量テーブル２内の原料レベルが
どの程度の場合のものであるかを判別し、これに
基づいて、エアーシリンダー１２を作動して補助
ゲート１１を所定の高さ上げたり、或いは下げる
旨の操作信号を、調整装置３に送ることが可能な
ものを使用することもできる。

以上は、検出装置５の一例であり、検出装置５
としては、定量テーブル２内の原料レベルを検出
し、これに基づいて調整装置３を制御することが
可能なものであれば何れでもよい。

本発明のホツパー式定量充填装置は、以上のよ
うな構成からなるが、次に、実際に上記の装置を
稼動させて、原料の定量供給を行なう場合につい
て説明する。

装置の稼動に際しては、先ず回転軸１４が適宜
の手段によつて矢印方向ａに回転され、該回転軸
１４の回転に伴い、定量テーブル２及びホツパー
１内の撹拌翼１６が回転される。ホツパー１、調
整装置３、導入装置４及び検出装置５は固定であ
る。

原料は、ホツパー１から定量テーブル２の中心
部分に供給され、前記のように定量テーブル２が
回転されることにより、回転力及びガイド１７と
接触することによつて、定量テーブル２の周辺部
分に移動され、該テーブル２に設けられた定量孔
９に収容される。定量孔９に収容された原料は、
定量テーブル２が回転されることにより、定量孔
９がガイド１７の下方を通過する際に、定量孔９
の上端でガイド１７によつて枡切りされる。上記
のように枡切りされた状態で、即ち、例えば定量
孔９がガイド１７の下方を通過した後の次の瞬間
に、原料は適宜の手段によつて、定量孔９から全
部排出される。以上の操作によつて、定量孔９の
中で定量された原料が定量供給される。

ところが、上述のようにして装置の稼動を続け
ると、ホツパー１内に於ける原料の収容量が徐々
に減少して、原料の圧力が低下する。上記の場合
には、ホツパー１から定量テーブル２内への原料
の供給が良好に行なわれず、このため原料が定量
孔９に導入されなかつたり、或いは導入量が不足
したりすることが頻繁に発生し、原料の定量供給
に支障を来たす。また、ホツパー１内の原料の物
性が変化した場合にも、同様の現象が発生する。

本発明の定量供給装置は、定量テーブル２内の
原料レベルを一定に制御することにより、上述の
ような問題を解消する。

即ち、例えばホツパー１から定量テーブル２内
への原料の供給が不足であると、該テーブル２内
の原料レベルは、例えば図面のレベルＬ１まで下
がる。原料のレベルＬ１は、例えば、許容される
原料レベルの内の比較的低いレベル、或いは原料
レベルがこれよりも下がると、定量供給に支障を
来たすと考えられるレベルである。

上記のように、定量テーブル２内の原料レベル
が下がると、これに応じて、レベル検出レバー１
８は、検出面２１が原料の上面（レベルＬ１）に
当接するよう、図面の実線の位置にまで軸２０を
支点として摺動する。上記のレベル検出レバー１
８に於ける被検出部３２の動きは、検出器１９の
検出ヘツド３１によつて検出され、この場合は、
被検出部３２が検出ヘツド３１から遠のき、検出
器１９が“OFF”の状態となり、これが伝送装
置２８に信号伝送される。

伝送装置２８に送られた信号は、ここで適当な
他の信号に変換される。次に、伝送装置２８で変
換された信号は、コントローラー２９で解析及び
比較され、これに基づく操作信号が調整装置２９
に送られる。具体的に言うと、例えば、上述の経
緯で調節装置２９に送られた信号は、ここで定量
テーブル２内の原料レベルが低い（レベルＬ１）
場合のもの（検出器１９が“OFF”の状態であ
る場合のもの）であると判別され、これに基づい
て、コントローラー２９からエアーシリンダー１
２を作動して補助ゲート１１を上げる旨の操作信
号が調整装置３に送られる。

コントローラー２９からの操作信号によつて、
調整装置３のエアーシリンダー１２が作動され、
補助ゲート１１が所定の高さ上げられて、ホツパ
ー１から定量テーブル２内への原料の供給量が増
やされる。したがつて、定量テーブル２内の原料
レベルが、ある一定のレベルにまで下がつた場合
には、上述の操作により、定量テーブル２内の原
料レベルが上げられ、これにより原料の定量供給
が維持される。

上記の状態で装置の稼動を続けると、定量テー
ブル２内の原料レベルは更に上がつて、例えばレ
ベルＬ２となる。原料のレベルＬ２は、例えば、
許容される原料レベルの内の比較的高いレベル、
或いは原料レベルがこれよりも上がると、原料が
定量テーブル２から溢出する恐れがあると考えら
れるレベルである。上記の場合に、レベル検出レ
バー１８は、図面の破線の位置に移動する。この
場合にも、レベル検出レバー１８の被検出部３２
の動きは、検出器１９によつて検出され（被検出
部３２の動きは継続的に検出器１９によつて検出
されている）、この場合は、被検出部３２が検出
ヘツド３１に近接して“ON”の状態となり、こ
れが前述の場合と全く同様にして、伝送装置２８
及びコントローラー２９に信号伝送される。上述
の経緯でコントローラー２９に送られた信号は、
ここで定量テーブル２内の原料レベルが高い（レ
ベルＬ２）場合のもの（検出器１９が“ON”の
状態である場合のもの）と判別され、これに基づ
いて、コントローラー２９からエアーシリンダー
１１を作動して補助ゲート１１を下げる旨の操作
信号が調整装置３に送られる。

コントローラー２９からの操作信号によつて、
調整装置３のエアーシリンダー１２が作動され、
補助ゲート１１が所定の高さまで下げられて、ホ
ツパー１から定量テーブル２内への原料の供給量
が減らされ、これにより定量テーブル２内の原料
レベルが下げられる。

以上の操作を繰り返すことによつて、定量テー
ブル２内の原料レベルは、ホツパー１内に於ける
原料の収容量の変化、及び原料の物性の変化等に
影響されず、絶えず所定のレベル（レベルＬ１〜
Ｌ２）に制御され、これによつて、原料は絶えず
定量孔９に均一な量導入されて、極めて正確に定
量されるとともに、定量供給される。

尚、上述した補助ゲート１１の操作に加えて、
主ゲート１０の開度を調節して、定量テーブル２
内の原料レベルを調整し得ることは言うまでもな
い。

（発明の効果） 以上のように、本発明のホツパー式定量供給装
置によると、ホツパー内に於ける原料の収容量の
変化、及び原料の物性の変化等に影響されず、原
料を極めて正確に定量できるとともに、定量供給
できる。また、主要機構が極めて簡単であり、こ
れらの面から、工業的に使用する場合のメリツト
は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、本発明のホツパー式定量
供給装置の一実施例を示す縦断面図及び平面図で
あり、第３図及び第４図は、従来のホツパー式定
量供給装置を示す縦断面図である。 １，４０……ホツパー、２，４２……定量テー
ブル、３……調整装置、４……導入装置、５……
検出装置、６，６′……原料供給口、７……デイ
スク、８，１７，４４……ガイド、９，４３……
定量孔、１０……主ゲート、１１……補助ゲー
ト、１２……エアーシリンダー、１３……案内レ
ール、１４……回転軸、１５……軸取付部、１６
……撹拌翼、１８……レベル検出レバー、１９…
…検出器、２０……軸、２１……検出面、２３，
２４……湾曲板、２５，２６……支持板、２７…
…ボルト、２８……伝送装置、２９……コントロ
ーラー、３１……検出ヘツド、３２……被検出
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ホツパーを定量テーブルの上方に設け、粉末
   状、粒状、高粘性等の原料を該ホツパーから該テ
   ーブル内に供給するとともに、該テーブルを回転
   させながら導入装置によつて該テーブルに設けら
   れた定量孔に導入し、該定量孔に導入された原料
   を定量供給するためのホツパー式定量供給装置で
   あつて、 該テーブルの回転軸を中心として該ホツパー内
   部の周縁部を回転運動し、該ホツパー内部の原料
   を混合するとともに、該ホツパーから該テーブル
   への原料の供給を円滑にするための撹拌装置、 該ホツパーの原料供給口の下端に上下動自在に
   設けられ、該ホツパーから該テーブルへの原料の
   供給量を調整するためのゲート、 該ゲートを上下動するための駆動装置、 該テーブル内における該定量孔の部分付近の原
   料レベルが所定のレベル若しくは所定のレベルの
   範囲に対して高低の何れであるかを検出するか、
   又は上記の部分における原料レベルの程度を検出
   するための検出装置、及び 該検出装置による原料レベルが所定のレベル若
   しくは所定のレベルの範囲に対して高低の何れで
   あるかを示す検出信号に基づいて、該駆動装置を
   作動して該ゲートを所定の開度に上下するか、又
   は該検出装置による原料レベルの程度を示す検出
   信号に基づいて、該駆動装置を作動して該ゲート
   の開度を上記の原料レベルの程度に応じた所定の
   開度に調整するための調節装置を含んでなること
   を特徴とする上記の装置。