簡単な粉体供給機構を採用した低コスト型高精度粉体フィーダ （コーン

簡単な粉体供給機構を採用した低コスト型高精度粉体フィーダ （コーンフィーダ）
岡部 匡1)，楢崎義悟2)，向井洋貴2)，濵畑貴之3)
2. 粉体フィーダの構造
図1に本粉体フィーダの全体図を示す．本粉体フィ
ーダの粉体供給部（図2）は，回転シリンダとその下
に設置したコーンで構成されている（図3）
．コーンは
ベースプレート上に固定され静止している．この回転
シリンダには回転中心軸 A-A’（コーンの中心軸と一
致）に対し r  3mm 偏心した位置（中心軸を B-B’）に
テーパ付穴が設けられている．回転シリンダの回転運
動に伴い，このテーパ付穴がコーンの中心軸まわりで
偏心回転運動を行う．このテーパ付穴の回転により，
コーンの表面と回転シリンダ内壁で囲まれる空間（粉
体充填部）の体積が徐々に小さくなる．その結果，コ
ーンの表面と回転シリンダ内壁底部の隙間  が最も
小さくなった位置で粉体は押し出されるようにして
排出される．隙間が最小となる箇所は，回転シリンダ
の回転とともに移動するため，回転シリンダの運動の
みで粉体を連続的に排出できる．
粉の流れ
回転シリンダ
精密
ステージ
粉体供給部
図 1 粉体フィーダ全体図
図２ 粉体供給部
40
A
B
A
回転シリンダと
コーンの中心軸
B
回転シリンダに設け
られた穴の中心軸
r=3
97
回転シリンダ
コーン
B’ A’
50
図3
B’ A’
42
回転シリンダとコーン
フィーダ運転中
0.01
停止中
0
0
5
10
15
20
時間 t [s]
粉体排出量 w [g/s]
3. 粉体フィーダの性能の検証
粉体供給精度を確認のため，食塩を使用した場合の
実験結果を示す．粉体フィーダから排出される粉体質
量の計測は，静電容量式粉体流量計（インステック社
製 CS-110）を使用した．図4は，回転シリンダの回転
速度 n を66rpm とした場合の粉体排出量の計測結果
であり，横軸は時間 t [s]，縦軸は粉体排出量 W [g] で
ある．図4から，粉体フィーダから排出される粉体質
量には，若干の変動があるものの，ほぼ一定の粉体供
給が実現できていることが確認できる．図5には，回
転シリンダの回転数と粉体供給量の関係を示した．横
軸は，シリンダの回転数 n [rpm] ，縦軸は単位時間当
たりの粉体排出量 w [g/s] である．回転シリンダの回転
数 n と粉体供給量 w の間にはリニアな関係を有し，
粉体供給量の調整は，回転シリンダの回転数の変更の
みで容易に行うことができる．さらに，本粉体フィー
ダは，極めて簡単な構造であるため，フィーダの保
守・管理も容易であり，製造コストも安価である．
ベース
プレート
コーン
ホッパ
粉体排出量 W [g]
1. はじめに
粉体フィーダは，ホッパ内の粉体を後段のプロセス
へ供給する装置である．現在，その用途により非常に
多くのタイプの粉体フィーダが使用されている．一般
に高精度に定量化された粉体の供給のためには，必然
的に複雑な粉体供給機構やシステムを採用する必要
がある．この場合，製造コストの著しい増加，保守・
管理作業の煩雑さなどの多くの問題が発生する．そこ
で本研究では，簡単な機構・構造を採用しながらも，
高い供給精度を実現する粉体フィーダの開発を行っ
た．本研究で開発した粉体フィーダ（コーンフィーダ）
の粉体供給機構は，静止した円錐状の物体（以後，コ
ーンと呼ぶ）の上部に位置するシリンダの回転運動の
みによって，ホッパ内の粉体を連続的に排出するもの
である．
図4
粉体供給量
30
40
8
6
4
2
20
50
60
70
シリンダの回転速度 n [rpm]
図 5 回転シリンダの回転速度と粉体排出量の関係
４．おわりに
本粉体フィーダは，構造が簡単ながら，非常に高い粉
体供給精度を有しているのが特徴である．本フィーダ
の粉体供給機構は，微少量の粉体供給から大容量の粉
体供給に至るまで応用が可能であり，各種産業界にお
ける生産ラインなどの現場で利用可能である．
1) 工学教育研究部，2) 大学院工学研究科，3) 工学部教育研究支援技術センター