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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024143020
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】粉粒体搬送装置
(51)【国際特許分類】
B65G 65/38 20060101AFI20241003BHJP
B65G 53/24 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
B65G65/38
B65G53/24
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023055473
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】504132272
【氏名又は名称】国立大学法人京都大学
(74)【代理人】
【識別番号】100107641
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 耕一
(72)【発明者】
【氏名】安達 眞聡
(72)【発明者】
【氏名】城出 健太
【テーマコード（参考）】
3F047
3F075
【Ｆターム（参考）】
3F047DA00
3F075AA08
3F075BB10
3F075CA08
3F075CC15
(57)【要約】
【課題】高さ方向への粉粒体の搬送が可能であって、小型化及び省電力化に適した粉粒体搬送装置を提供する。
【解決手段】提供される装置は、第１の運動の少なくとも一部の期間で搬送元への下端の挿入状態をとりうる第１の搬送管と、第１の搬送管に近接して配置され、搬送元と接触することで粉粒体の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能な運動部材と、第１及び第２の運動をもたらす駆動部とを備える。第１の運動は、第１の搬送管の下端近傍における長さ方向の往復運動である。第１の運動では、第１の搬送管の挿入深さが減ずる際に搬送管の内部に取り込まれていた粉粒体が持ち上がり、第２の運動によって第１の搬送管の下端の下方への粉粒体の流入が促進され、第１の運動による挿入深さの増減を繰り返すことで第１の搬送管の内部に取り込まれた粉粒体を構成する粒子が当該内部を上昇する。
【選択図】図１
【解決手段】提供される装置は、第１の運動の少なくとも一部の期間で搬送元への下端の挿入状態をとりうる第１の搬送管と、第１の搬送管に近接して配置され、搬送元と接触することで粉粒体の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能な運動部材と、第１及び第２の運動をもたらす駆動部とを備える。第１の運動は、第１の搬送管の下端近傍における長さ方向の往復運動である。第１の運動では、第１の搬送管の挿入深さが減ずる際に搬送管の内部に取り込まれていた粉粒体が持ち上がり、第２の運動によって第１の搬送管の下端の下方への粉粒体の流入が促進され、第１の運動による挿入深さの増減を繰り返すことで第１の搬送管の内部に取り込まれた粉粒体を構成する粒子が当該内部を上昇する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉粒体を含む搬送元の上又は上方に配置されて、前記搬送元から前記粉粒体を取り出して搬送する粉粒体搬送装置であって、
第１の運動が可能であると共に、前記第１の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に下端が挿入された状態をとりうる第１の搬送管と、
前記第１の搬送管に近接して配置され、前記搬送元と接触することで前記粉粒体の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能な運動部材と、
前記第１の搬送管及び前記運動部材に対して、それぞれ、前記第１の運動及び前記第２の運動をもたらす駆動部と、を備え、
前記第１の運動は、前記第1の搬送管の前記下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記駆動部は、
前記第１の運動において、前記搬送元への前記第１の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第１の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、
前記第２の運動によって、前記第１の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、
前記第１の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第１の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する粒子が前記第１の搬送管の内部を上昇するように、前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる、
粉粒体搬送装置。
第１の運動が可能であると共に、前記第１の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に下端が挿入された状態をとりうる第１の搬送管と、
前記第１の搬送管に近接して配置され、前記搬送元と接触することで前記粉粒体の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能な運動部材と、
前記第１の搬送管及び前記運動部材に対して、それぞれ、前記第１の運動及び前記第２の運動をもたらす駆動部と、を備え、
前記第１の運動は、前記第1の搬送管の前記下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記駆動部は、
前記第１の運動において、前記搬送元への前記第１の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第１の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、
前記第２の運動によって、前記第１の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、
前記第１の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第１の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する粒子が前記第１の搬送管の内部を上昇するように、前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる、
粉粒体搬送装置。
【請求項2】
前記第１の搬送管が円管である、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項3】
前記第１の搬送管の内径が５０ｍｍ以下である、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項4】
前記第１の搬送管の前記挿入深さの最大値は、２０ｍｍ以上である、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項5】
前記第１の運動の方向が鉛直方向の成分を含む、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項6】
前記運動部材は、前記第２の運動として、前記第２の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元と接触した状態をとりうる往復運動が可能な振動部材である、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項7】
前記運動部材は、柱状体であり、
前記第２の運動は、前記柱状体の下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記柱状体は、前記第２の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に前記下端が接触した状態をとりうる、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
前記第２の運動は、前記柱状体の下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記柱状体は、前記第２の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に前記下端が接触した状態をとりうる、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項8】
前記運動部材は、第２の搬送管であり、
前記第２の運動は、前記第２の搬送管の下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記第２の搬送管は、前記第２の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に前記下端が挿入された状態をとることが可能であり、
前記駆動部は、
前記第２の運動において、前記搬送元への前記第２の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第２の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、
前記第１の運動によって、前記第２の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、
前記第２の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第２の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する前記粒子が前記第２の搬送管の内部を上昇する、ように前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
前記第２の運動は、前記第２の搬送管の下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記第２の搬送管は、前記第２の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に前記下端が挿入された状態をとることが可能であり、
前記駆動部は、
前記第２の運動において、前記搬送元への前記第２の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第２の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、
前記第１の運動によって、前記第２の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、
前記第２の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第２の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する前記粒子が前記第２の搬送管の内部を上昇する、ように前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項9】
前記第１の搬送管が屈曲部を有しており、
前記第１の運動により前記第１の搬送管の内部を上昇した前記粉粒体は、前記屈曲部を経て、前記第１の搬送管の下端から上昇を始めた方向とは異なる方向に移動して、前記下端とは反対側の端部から吐出される、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
前記第１の運動により前記第１の搬送管の内部を上昇した前記粉粒体は、前記屈曲部を経て、前記第１の搬送管の下端から上昇を始めた方向とは異なる方向に移動して、前記下端とは反対側の端部から吐出される、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項10】
前記第１の搬送管から前記粉粒体が吐出される方向が水平方向又は水平よりも下向きの方向である、請求項９に記載の粉粒体搬送装置。
【請求項11】
前記第１の搬送管から吐出された前記粉粒体を収容する機構、及び／又は、前記粉粒体搬送装置の外部へと搬送する機構をさらに備える、請求項１に記載の粉粒体搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粉粒体を含む搬送元から粉粒体を取り出して搬送する粉粒体搬送装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、重力に逆らう高さ方向への粉粒体の搬送には、ベルトコンベア、スクリューコンベア、パケットエレベータ、空気輸送装置等が主に使用されている。特許文献１には、パケットエレベータの一例が開示されている（第１図参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実公昭６１－１９１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記従来の装置は、一般に大型であって電力の消費も大きい。
【0005】
本発明は、高さ方向への粉粒体の搬送が可能であって、小型化及び省電力化に適した粉粒体搬送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、
粉粒体を含む搬送元の上又は上方に配置されて、前記搬送元から前記粉粒体を取り出して搬送する粉粒体搬送装置であって、
第１の運動が可能であると共に、前記第１の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に下端が挿入された状態をとりうる第１の搬送管と、
前記第１の搬送管に近接して配置され、前記搬送元と接触することで前記粉粒体の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能な運動部材と、
前記第１の搬送管及び前記運動部材に対して、それぞれ、前記第１の運動及び前記第２の運動をもたらす駆動部と、を備え、
前記第１の運動は、前記第1の搬送管の前記下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記駆動部は、
前記第１の運動において、前記搬送元への前記第１の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第１の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、
前記第２の運動によって、前記第１の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、
前記第１の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第１の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する粒子が前記第１の搬送管の内部を上昇するように、前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる、
粉粒体搬送装置、を提供する。
粉粒体を含む搬送元の上又は上方に配置されて、前記搬送元から前記粉粒体を取り出して搬送する粉粒体搬送装置であって、
第１の運動が可能であると共に、前記第１の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に下端が挿入された状態をとりうる第１の搬送管と、
前記第１の搬送管に近接して配置され、前記搬送元と接触することで前記粉粒体の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能な運動部材と、
前記第１の搬送管及び前記運動部材に対して、それぞれ、前記第１の運動及び前記第２の運動をもたらす駆動部と、を備え、
前記第１の運動は、前記第1の搬送管の前記下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記駆動部は、
前記第１の運動において、前記搬送元への前記第１の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第１の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、
前記第２の運動によって、前記第１の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、
前記第１の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第１の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する粒子が前記第１の搬送管の内部を上昇するように、前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる、
粉粒体搬送装置、を提供する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の粉粒体搬送装置は、高さ方向への粉粒体の搬送が可能であって、小型化及び省電力化に適している。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の第１態様にかかる粉粒体搬送装置は、
粉粒体を含む搬送元の上又は上方に配置されて、前記搬送元から前記粉粒体を取り出して搬送する粉粒体搬送装置であって、
第１の運動が可能であると共に、前記第１の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に下端が挿入された状態をとりうる第１の搬送管と、
前記第１の搬送管に近接して配置され、前記搬送元と接触することで前記粉粒体の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能な運動部材と、
前記第１の搬送管及び前記運動部材に対して、それぞれ、前記第１の運動及び前記第２の運動をもたらす駆動部と、を備え、
前記第１の運動は、前記第1の搬送管の前記下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記駆動部は、
前記第１の運動において、前記搬送元への前記第１の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第１の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、
前記第２の運動によって、前記第１の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、
前記第１の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第１の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する粒子が前記第１の搬送管の内部を上昇するように、前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる。
粉粒体を含む搬送元の上又は上方に配置されて、前記搬送元から前記粉粒体を取り出して搬送する粉粒体搬送装置であって、
第１の運動が可能であると共に、前記第１の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に下端が挿入された状態をとりうる第１の搬送管と、
前記第１の搬送管に近接して配置され、前記搬送元と接触することで前記粉粒体の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能な運動部材と、
前記第１の搬送管及び前記運動部材に対して、それぞれ、前記第１の運動及び前記第２の運動をもたらす駆動部と、を備え、
前記第１の運動は、前記第1の搬送管の前記下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、
前記駆動部は、
前記第１の運動において、前記搬送元への前記第１の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第１の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、
前記第２の運動によって、前記第１の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、
前記第１の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第１の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する粒子が前記第１の搬送管の内部を上昇するように、前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる。
【0010】
本発明の第２態様において、例えば、第１態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記第１の搬送管が円管である。
【0011】
本発明の第３態様において、例えば、第１又は第２態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記第１の搬送管の内径が５０ｍｍ以下である。
【0012】
本発明の第４態様において、例えば、第１から第３態様のいずれか１つの態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記第１の搬送管の前記挿入深さの最大値は、２０ｍｍ以上である。
【0013】
本発明の第５態様において、例えば、第１から第４態様のいずれか１つの態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記第１の運動の方向が鉛直方向の成分を含む。
【0014】
本発明の第６態様において、例えば、第１から第５態様のいずれか１つの態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記運動部材は、前記第２の運動として、前記第２の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元と接触した状態をとりうる往復運動が可能な振動部材である。
【0015】
本発明の第７態様において、例えば、第１から第６態様のいずれか１つの態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記運動部材は、柱状体であり、前記第２の運動は、前記柱状体の下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、前記柱状体は、前記第２の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に前記下端が接触した状態をとりうる。
【0016】
本発明の第８態様において、例えば、第１から第７態様のいずれか１つの態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記運動部材は、第２の搬送管であり、前記第２の運動は、前記第２の搬送管の下端の近傍における長さ方向に往復する運動であり、前記第２の搬送管は、前記第２の運動の少なくとも一部の期間において前記搬送元に前記下端が挿入された状態をとることが可能であり、前記駆動部は、前記第２の運動において、前記搬送元への前記第２の搬送管の挿入深さが減ずる際に、前記第２の搬送管の内部に取り込まれていた前記粉粒体が持ち上がり、前記第１の運動によって、前記第２の搬送管の前記下端の下方への前記粉粒体の流入が促進され、前記第２の運動による前記挿入深さの増減を繰り返すことによって、前記第２の搬送管の内部に取り込まれた前記粉粒体を構成する前記粒子が前記第２の搬送管の内部を上昇する、ように前記第１の運動及び前記第２の運動を生じさせる。
【0017】
本発明の第９態様において、例えば、第１から第８態様のいずれか１つの態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記第１の搬送管が屈曲部を有しており、前記第１の運動により前記第１の搬送管の内部を上昇した前記粉粒体は、前記屈曲部を経て、前記第１の搬送管の下端から上昇を始めた方向とは異なる方向に移動して、前記下端とは反対側の端部から吐出される。
【0018】
本発明の第１０態様において、例えば、第９態様にかかる粉粒体搬送装置では、前記第１の搬送管から前記粉粒体が吐出される方向が水平方向又は水平よりも下向きの方向である。
【0019】
本発明の第１１態様において、例えば、第１から第１０態様のいずれか１つの態様にかかる粉粒体搬送装置は、前記第１の搬送管から吐出された前記粉粒体を収容する機構、及び／又は、前記粉粒体搬送装置の外部へと搬送する機構をさらに備える。
【0020】
［粉粒体搬送装置］
（実施形態１）
本実施形態の粉粒体搬送装置の一例を図１に示す。図１の粉粒体搬送装置１（１Ａ）は、第１の搬送管２と、運動部材である柱状体３と、駆動部４とを備える。また、粉粒体搬送装置１Ａは、フレーム５１を備えている。フレーム５１は、第１の搬送管２、柱状体３及び駆動部４を支持している。第１の搬送管２の下端２１及び上端２２は、開口している（開放されている）。第１の搬送管２は、その下端２１の近傍における長さ方向に往復する第１の運動Ｘが可能である。第１の運動の少なくとも一部の期間、場合によってはすべての期間、において、第１の搬送管２は、その下端２１が搬送元１０１に挿入された状態をとりうる。柱状体３は、搬送元１０１と接触することで粉粒体１０２の少なくとも一部を移動させる第２の運動であって、その下端３１の近傍における長さ方向に往復する第２の運動Ｙが可能である。第２の運動Ｙの少なくとも一部の期間、場合によってはすべての期間、において、柱状体３、より具体的には、柱状体３の下端３１は、搬送元１０１と接触した状態をとりうる。図１に示すように、接触した状態は、搬送元１０１に挿入された状態であってもよい。柱状体３は、第１の搬送管２に近接して配置されている。第１の搬送管２と柱状体３とは、互いに平行に配置されていてもよい。なお、「下端２１の近傍における長さ方向」とは、第１の搬送管２における搬送元１０１に挿入される部分が延びる方向に対応する。「下端３１の近傍における長さ方向」とは、柱状体３における下端３１とその近傍を含む部分が延びる方向に対応しており、搬送元１０１に挿入された状態をとりうる柱状体３では、柱状体３における搬送元１０１に挿入される部分が延びる方向に対応する。
（実施形態１）
本実施形態の粉粒体搬送装置の一例を図１に示す。図１の粉粒体搬送装置１（１Ａ）は、第１の搬送管２と、運動部材である柱状体３と、駆動部４とを備える。また、粉粒体搬送装置１Ａは、フレーム５１を備えている。フレーム５１は、第１の搬送管２、柱状体３及び駆動部４を支持している。第１の搬送管２の下端２１及び上端２２は、開口している（開放されている）。第１の搬送管２は、その下端２１の近傍における長さ方向に往復する第１の運動Ｘが可能である。第１の運動の少なくとも一部の期間、場合によってはすべての期間、において、第１の搬送管２は、その下端２１が搬送元１０１に挿入された状態をとりうる。柱状体３は、搬送元１０１と接触することで粉粒体１０２の少なくとも一部を移動させる第２の運動であって、その下端３１の近傍における長さ方向に往復する第２の運動Ｙが可能である。第２の運動Ｙの少なくとも一部の期間、場合によってはすべての期間、において、柱状体３、より具体的には、柱状体３の下端３１は、搬送元１０１と接触した状態をとりうる。図１に示すように、接触した状態は、搬送元１０１に挿入された状態であってもよい。柱状体３は、第１の搬送管２に近接して配置されている。第１の搬送管２と柱状体３とは、互いに平行に配置されていてもよい。なお、「下端２１の近傍における長さ方向」とは、第１の搬送管２における搬送元１０１に挿入される部分が延びる方向に対応する。「下端３１の近傍における長さ方向」とは、柱状体３における下端３１とその近傍を含む部分が延びる方向に対応しており、搬送元１０１に挿入された状態をとりうる柱状体３では、柱状体３における搬送元１０１に挿入される部分が延びる方向に対応する。
【0021】
駆動部４は、第１の搬送管２及び柱状体３に対して、それぞれ第１の運動及び第２の運動をもたらす。図１の駆動部４は、振動発生部４１Ａ，４１Ｂを備える。振動発生部４１Ａ，４１Ｂは、フレーム５１、具体的にはフレーム５１の上部ビーム５２、に固定されている。振動発生部４１Ａは、第１の搬送管２に対して第１の運動をもたらしうるように第１の搬送管２に接続されている。振動発生部４１Ｂは、柱状体３に対して第２の運動をもたらしうるように柱状体３に接続されている。振動発生部４１Ａ，４１Ｂは、例えば圧電素子を備えており、圧電素子により発生した振動を増幅する増幅部や、振動の方向を変換する変換部をさらに備えていてもよい。圧電素子は、積層圧電素子であってもよい。圧電素子を備える振動発生部４１Ａ，４１Ｂは、粉粒体搬送装置１の小型化及び省電力化に適し、ダスト等の小径粒子に対する耐久性に優れている。ただし、振動発生部４１Ａ，４１Ｂは、第１の搬送管２及び柱状体３に対して、それぞれ第１の運動及び第２の運動をもたらすことができる限り、上記例に限定されない。図１の例における第１の運動Ｘ及び第２の運動Ｙは、いずれも往復運動である。各運動の方向は、いずれも鉛直方向である。
【0022】
粉粒体搬送装置１Ａは、上部ホルダ５３Ａ，５３Ｂ及び下部ホルダ５４をさらに備える。上部ホルダ５３Ａ，５３Ｂは上部ビーム５２に、下部ホルダ５４はフレーム５１に固定されている。各ホルダには、第１の搬送管２及び／又は柱状体３がスライド可能に貫通している。また、粉粒体搬送装置１Ａは、レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂをさらに備える。レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂは、上部ビーム５２上に支持ラック６１を介して固定されている。レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂによって、第１の搬送管２及び柱状体３の運動の状態、例えば、搬送元１０１に対する高さ、変位量、変位速度及び変位周期等、を検出できる。検出したデータは、第１の運動及び第２の運動の制御に利用できる。本発明の粉粒体搬送装置は、レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂと共に、あるいは、レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂに代わって、同等の機能を有する他のデバイスを備えていてもよい。
【0023】
粉粒体搬送装置１Ａにおける粉粒体の搬送を、図２を参照しながら説明する。初期状態（ａ）において、第１の搬送管２は、下端２１が搬送元１０１の露出面である表面１０３よりも下方となるように、搬送元１０１に挿入されている。下端２１の挿入深さＤは、下端２１と第１の搬送管２に接している表面１０３との最短距離に相当する。第１の運動によって第１の搬送管２の挿入深さＤが減ずると、第１の搬送管２の内部に取り込まれていた粉粒体１０２Ａは、第１の搬送管２の動きに応じて持ち上がる（状態（ｂ））。粉粒体１０２Ａの上昇には、摩擦が寄与していると推定される。第１の搬送管２及び粉粒体１０２Ａの上昇に伴って下端２１の下に生じるスペース１０４には、周囲から粉粒体１０２が流入する（状態（ｃ））。第１の搬送管２に近接して配置された柱状体３の第２の運動は、粉粒体１０２を流動化させて、スペース１０４への粉粒体１０２の流入を促進させる。第１の搬送管２の挿入深さが増す際には、第２の運動によって第１の搬送管２の下端２１の下方への流入が促進された粉粒体１０２の少なくとも一部が第１の搬送管２の内部に新たに取り込まれる（状態（ｄ））。そして、第１の運動による第１の搬送管２の挿入深さＤの増減を繰り返すことによって（状態（ｃ）～状態（ｅ））、第１の搬送管２の内部に取り込まれた粉粒体１０２を構成する粒子が第１の搬送管２の内部を上昇する。図２の状態（ｅ）では、第１の搬送管２の内部を粉粒体１０２の上面１０５が上昇している。駆動部４は、上記粉粒体１０２の搬送がなされるように第１の運動及び第２の運動を生じさせる。
【0024】
粉粒体搬送装置１Ａは、上記粉粒体１０２の搬送がなされるように駆動部４を制御する制御部をさらに備えていてもよい。当該制御のために制御部５は、駆動部４と通信可能に接続されうる。制御部５と駆動部４との接続は、有線であっても無線であってもよい。
【0025】
第１の運動の周期は、例えば５～４０Ｈｚである。周期の下限は、７Ｈｚ以上、１０Ｈｚ以上、さらには１５Ｈｚ以上であってもよい。周期の上限は、３５Ｈｚ以下、さらには３０Ｈｚ以下であってもよい。ただし、後述するものを含め、第１の運動及び第２の運動に適したパラメータは、粉粒体１０２の種類、搬送元１０１の構造、重力加速度等の条件によって変化しうる。条件によっては、本明細書に例示する範囲とは異なる範囲が適することがある。
【0026】
第１の運動の片振幅は、例えば０．５～１５ｍｍである。片振幅の下限は、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、さらには３ｍｍ以上であってもよい。片振幅の上限は、１３ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、さらには８ｍｍ以下であってもよい。
【0027】
第１の搬送管２の挿入深さＤの最大値は、例えば２０～２００ｍｍである。最大値の下限は、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、さらには５０ｍｍ以上であってもよい。最大値の上限は、１８０ｍｍ以下、１６０ｍｍ以下、１４０ｍｍ以下、１２０ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、さらには９０ｍｍ以下であってもよい。
【0028】
第２の運動の周期は、例えば５～４０Ｈｚである。周期の下限は、７Ｈｚ以上、１０Ｈｚ以上、さらには１５Ｈｚ以上であってもよい。周期の上限は、３５Ｈｚ以下、さらには３０Ｈｚ以下であってもよい。
【0029】
第２の運動の片振幅は、例えば０．５～１５ｍｍである。片振幅の下限は、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、さらには３ｍｍ以上であってもよい。片振幅の上限は、１３ｍｍ以下、１０ｍｍ以下、さらには８ｍｍ以下であってもよい。
【0030】
柱状体３の挿入深さＤの最大値は、例えば２０～２００ｍｍである。最大値の下限は、３０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、さらには５０ｍｍ以上であってもよい。最大値の上限は、１８０ｍｍ以下、１６０ｍｍ以下、１４０ｍｍ以下、１２０ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、さらには９０ｍｍ以下であってもよい。
【0031】
第１の運動及び第２の運動の間で周期等の各パラメータは同一であっても異なっていてもよい。周期が同一である第１の運動及び第２の運動は、位相差を有していてもよいし、有していなくてもよい。位相差は、必要であれば、例えば９０～２７０°で設定できる。
【0032】
図１の粉粒体搬送装置１Ａにおける第１の運動及び第２の運動の方向は、いずれも鉛直方向である。ただし、各運動の方向は、搬送元１０１から粉粒体１０２を取り出して搬送できる限り、図１の例に限定されない。第１の運動は、通常、鉛直方向の成分を含む。第２の運動は、粉粒体１０２の流動化が可能である限り限定されず、例えば、鉛直方向の成分を含んでいなくてもよいし、鉛直方向の成分を含んでいてもよい。また、第１の運動及び第２の運動の方向は、同一であっても異なっていてもよい。第１の運動及び第２の運動からなる群から選択される少なくとも１つの運動の方向が鉛直方向であってもよい。
【0033】
図１の第１の搬送管２は円管である。本明細書において円管とは、長さ方向に垂直な横断面（以下、横断面と記載する）を見たときに内周が円形である管を意味する。横断面を見たときに、さらに外周が円形であってもよい。ただし、搬送元１０１から粉粒体１０２を取り出して搬送できる限り、第１の搬送管２は円管に限定されない。第１の搬送管２において横断面を見たときの内周の形状は、三角形、四角形、五角形及び六角形を含む多角形、楕円形及び不定形であってもよい。
【0034】
第１の搬送管２の内径は、例えば３～５０ｍｍである。内径の下限は、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、６ｍｍ以上、７ｍｍ以上、さらには８ｍｍ以上であってもよい。内径の上限は、４５ｍｍ以下、４０ｍｍ以下、３５ｍｍ以下、３０ｍｍ以下、２５ｍｍ以下、２０ｍｍ以下、１８ｍｍ以下、さらには１５ｍｍ以下であってもよい。内径は、横断面における内周により囲まれた領域と同じ面積を有する真円の直径として定めることができる。横断面における内周の最大径が上記範囲にあってもよい。第１の搬送管２の内径は、長さ方向に一定であっても、途中で変化していてもよい。例えば、下端２１の近傍において下端２１に向かうほど内径が絞りこまれていてもよく、換言すれば、下端２１の近傍における内周面の形状はテーパー状であってもよい。
【0035】
第１の搬送管２の長さは、例えば１０～２５００ｍｍである。長さの下限は、５０ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以上、５００ｍｍ以上、８００ｍｍ以上、さらには１０００ｍｍ以上であってもよい。長さの上限は、２０００ｍｍ以下、１５００ｍｍ以下、１２００ｍｍ以下、さらには１０００ｍｍ以下であってもよい。
【0036】
図１の第１の搬送管２は、下端２１から上端２２まで直線状に延びる直管である。ただし、搬送元１０１から粉粒体１０２を取り出して搬送できる限り、第１の搬送管２は直管に限定されず、例えば、屈曲部を有していてもよい。屈曲部を有する第１の搬送管２の一例を図３に示す。図３の第１の搬送管２は、下端２１と、下端２１とは反対側の端部２３との間に屈曲部２４を有している。図１の屈曲部２４における屈曲の角度は９０°である。ただし、屈曲の角度は上記例に限定されない。
【0037】
図１の第１の搬送管２の下端２１は、開放されている。ただし、搬送元１０１から粉粒体１０２を取り出して搬送できる限り、下端２１には網等の部材が配置されていてもよい。
【0038】
第１の搬送管２を構成する材料の例は、樹脂、金属、炭素材料、ガラス、ケイ素化合物及びこれらの複合材料である。材料は、例えば、搬送元１０１の状態、粉粒体１０２の種類、並びに必要とされる耐久性等に応じて選択できる。各材料は、補強材として第１の搬送管２に含まれていてもよい。補強材の例は、補強用繊維である。補強用繊維の例は、グラスファイバー及びカーボンファイバーである。樹脂の例は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、アクリル、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルケトン及びテフロン（登録商標）である。金属の例は、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅及びチタンである。炭素材料の例は、カーボンブラック及びグラフェンである。ケイ素化合物の例は、シリカである。内部に取り込んだ粉粒体１０２の上面１０５を確認したい場合等には、透明材料又は半透明材料を選択してもよい。第１の搬送管２を構成する材料は、第１の搬送管２の長さ方向に変化していてもよい。ただし、第１の搬送管２を構成する材料は、上記例に限定されない。
【0039】
図１の柱状体３は円柱である。ただし、粉粒体搬送装置１によって搬送元１０１から粉粒体１０２を取り出して搬送できる限り、柱状体３は円柱に限定されない。柱状体３は、三角柱、四角柱、五角柱及び六角柱を含む多角柱、楕円柱、並びに、板状及び不定形の横断面を有する柱状体であってもよい。板状には、平板状の他、屈曲や湾曲を有するものが含まれる。
【0040】
柱状体３の外径は、例えば３～５０ｍｍである。外径の下限は、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、６ｍｍ以上、７ｍｍ以上、さらには８ｍｍ以上であってもよい。外径の上限は、４５ｍｍ以下、４０ｍｍ以下、３５ｍｍ以下、３０ｍｍ以下、２５ｍｍ以下、２０ｍｍ以下、１８ｍｍ以下、さらには１５ｍｍ以下であってもよい。外径は、横断面における柱状体３の外周により囲まれた領域と同じ面積を有する真円の直径として定めることができる。横断面における外周の最大径が上記範囲にあってもよい。柱状体３の外径は、長さ方向に一定であっても、途中で変化していてもよい。
【0041】
図１の柱状体３は中実体である。ただし、柱状体３は上記例に限定されず、内部に空間を有していてもよい。内部に空間を有する柱状体３の一例は、管体である。本発明者らの検討によれば、柱状体３が管体である場合にも粉粒体１０２の流動化が可能である。管体である柱状体３の下端３１は、蓋、絞り、バルブ等の閉塞部材によって閉塞されていてもよい。
【0042】
横断面を見たときに図１の柱状体３の下端３１及びその近傍は、柱状体３の他の部分と同じ形状を有する。ただし、下端３１及びその近傍の形状は上記例に限定されない。例えば、下端３１の近傍の形状は、下端３１に近づくほど外径が小さくなるテーパー状であってもよい。
【0043】
柱状体３の長さは、例えば１０～２５００ｍｍである。長さの下限は、５０ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、３００ｍｍ以上、５００ｍｍ以上、８００ｍｍ以上、さらには１０００ｍｍ以上であってもよい。長さの上限は、２０００ｍｍ以下、１５００ｍｍ以下、１２００ｍｍ以下、さらには１０００ｍｍ以下であってもよい。
【0044】
図１の柱状体３は、下端３１から上端３２まで直線状に延びている。ただし、粉粒体搬送装置１によって搬送元１０１から粉粒体１０２を取り出して搬送できる限り、柱状体３は上記例に限定されず、例えば、屈曲部を有していてもよい。屈曲部は、例えば、下端３１と、下端３１とは反対側の端部との間に位置する。
【0045】
柱状体３を構成する材料の例は、第１の搬送管２を構成しうる材料の例と同じである。
【0046】
第１の搬送管２と、これに最も近接している柱状体３との間隔Ｓは、例えば５０ｍｍ以下であり、４５ｍｍ以下、４０ｍｍ以下、３５ｍｍ以下、さらには３０ｍｍ以下であってもよい。間隔Ｓの下限は、例えば２ｍｍ以上であり、３ｍｍ以上、４ｍｍ以上、５ｍｍ以上、７ｍｍ以上、さらには１０ｍｍ以上であってもよい。間隔Ｓは、第１の搬送管２と柱状体３とが最も近接した位置及びタイミングにあるときの両者の最短距離として定めることができる。
【0047】
図１の粉粒体搬送装置１Ａは、１つの第１の搬送管２と１つの柱状体３とを備える。第１の搬送管２及び柱状体３の数は上記例に限定されない。粉粒体搬送装置１は、２以上の第１の搬送管２及び／又は２以上の柱状体３を備えていてもよい。第１の搬送管２及び柱状体３の数は、合計で、例えば２～１０であり、２～８、さらには２～６であってもよい。
【0048】
第１の搬送管２及び／又は柱状体３は、粉粒体搬送装置１に対して脱着可能に固定されていてもよい。この態様は、第１の搬送管２及び／又は柱状体３の交換に適している。
【0049】
粉粒体搬送装置１によって搬送元１０１から粉粒体１０２を取り出して搬送できる限り、第１の搬送管２及び柱状体３の構成は上記例に限定されない。
【0050】
運動部材は、搬送元１０１と接触することで粉粒体１０２の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能である限り、柱状体３に限定されない。運動部材は、第２の運動として、第２の運動の少なくとも一部の期間において搬送元１０１と接触した状態をとりうる往復運動が可能な振動部材であってもよい。柱状体３は、振動部材の１種である。振動部材は、例えば、板状体、ネット及びメッシュ等の網目構造を有する部材、球状体であってもよい。また、運動部材は、搬送元１０１と接触することで粉粒体１０２の少なくとも一部を移動させる第２の運動が可能である限り、振動部材に限定されない。
【0051】
粉粒体搬送装置１は、上記説明した以外のさらなる部材及び／又は機構を備えていてもよい。
【0052】
粉粒体１０２の例は、土壌、鉱物、鉱石、植物に由来するもの、天然塩（未精製塩）である。土壌にはレゴリスが含まれる。レゴリスには、地球に存在するものの他、月、衛星、小惑星、彗星、準惑星、惑星等の地球以外の天体に分布する粉粒体が含まれる。鉱物の例は、タルク、石英砂である。鉱石の例は、鉄鉱石、金鉱石、銀鉱石、銅鉱石、チタン鉱石、ボーキサイト及びダイヤモンド鉱石である。植物に由来する粉粒体の例は、でんぷん粉、砂糖、小麦粉及びゴマ（胡麻）である。粉粒体１０２を構成する個々の粒子が真球に近くなるほど、通常、粉粒体の流動性は高くなる。一方、土壌、鉱物、鉱石、植物に由来する粉粒体、天然塩等を構成する個々の粒子は、一般に真球ではなく、方向によって径が大きく異なる傾向がある。これらの粉粒体の流動性は、通常、低くなるが、第２の運動が可能な運動部材を備える粉粒体搬送装置１は、流動性の低い粉粒体１０２の搬送にも適している。ただし、粉粒体１０２は、上記例に限定されない。粉粒体１０２からは、シリカが除かれていてもよいし、ガラスが除かれていてもよい。
【0053】
搬送元１０１の例は、土壌、堆積層、掘削層、表面層、並びに、原料や粉体材料を収容する機構である。原料又は粉体材料である粉粒体１０２は、例えば、化粧品、薬品、製鉄、冶金及び食品等の製造に使用される材料、あるいは３Ｄプリンタの粉体材料であってもよい。ただし、搬送元１０１は、上記例に限定されない。
【0054】
粉粒体搬送装置１は、粉粒体１０２を含む搬送元１０１の上方に配置されてもよい。上方に配置された態様の例として、他の装置、車両、建造物等によって粉粒体搬送装置１が支持された態様がある。
【0055】
（実施形態２）
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図４に示す。図４の粉粒体搬送装置１Ｂは、柱状体３が管体である場合にも粉粒体１０２の流動化が可能であることを利用した形態に対応する。粉粒体搬送装置１Ｂは、柱状体３が第２の搬送管７である以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する。第２の搬送管７の下端７１及び上端は、開口している。粉粒体搬送装置１Ｂでは、第１の搬送管２に加えて第２の搬送管７によっても、粉粒体１０２を搬送元１０１から取り出して搬送することが可能となる。粉粒体搬送装置１Ｂでは、第１の搬送管２のみによって粉粒体１０２を搬送する場合に比べて、搬送性能の増強が可能である。
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図４に示す。図４の粉粒体搬送装置１Ｂは、柱状体３が管体である場合にも粉粒体１０２の流動化が可能であることを利用した形態に対応する。粉粒体搬送装置１Ｂは、柱状体３が第２の搬送管７である以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する。第２の搬送管７の下端７１及び上端は、開口している。粉粒体搬送装置１Ｂでは、第１の搬送管２に加えて第２の搬送管７によっても、粉粒体１０２を搬送元１０１から取り出して搬送することが可能となる。粉粒体搬送装置１Ｂでは、第１の搬送管２のみによって粉粒体１０２を搬送する場合に比べて、搬送性能の増強が可能である。
【0056】
換言すれば、粉粒体搬送装置１Ｂでは、運動部材は、第２の運動として、その下端７１の近傍における長さ方向に往復する運動が可能であると共に、第２の運動の少なくとも一部の期間において搬送元１０１に下端７１が挿入された状態をとりうる第２の搬送管７である。粉粒体搬送装置１Ｂにおける第２の運動において、搬送元１０１への第２の搬送管７の挿入深さが減ずる際に、第２の搬送管７の内部に取り込まれていた粉粒体１０２が持ち上がる。近接して配置された第１の搬送管２がなす第１の運動によって、第２の搬送管７の下端７１の下方への粉粒体１０２の流入が促進される。そして、第２の運動による挿入深さの増減を繰り返すことによって、第２の搬送管７の内部に取り込まれた粉粒体１０２を構成する粒子が第２の搬送管７の内部を上昇する。駆動部４は、第２の搬送管７による上記搬送が可能となるように、第１の運動及び第２の運動を生じさせうる。搬送体搬送装置１Ｂは、第２の搬送管７による上記搬送が可能となるように駆動部４を制御する制御部をさらに備えていてもよい。
【0057】
第２の搬送管７は、本明細書で述べている第１の搬送管２の各特徴を任意の組み合わせで有しうる。第１の搬送管２及び第２の搬送管７の構成は、同一であっても異なっていてもよい。
【0058】
（実施形態３）
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図５に示す。図５の粉粒体搬送装置１Ｃは、上部ホルダ５３Ａ，５３Ｂを備えないと共に、駆動部４が異なる以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。図５の駆動部４は、リニアアクチュエータ４２Ａ，４２Ｂと、伝達メンバー４３Ａ，４３Ｂと、を備える。伝達メンバー４３Ａは、リニアアクチュエータ４２Ａにより発生させた第１の運動をもたらす力を第１の搬送管２に伝達する。伝達メンバー４３Ｂは、リニアアクチュエータ４２Ｂにより発生させた第２の運動をもたらす力を柱状体３に伝達する。リニアアクチュエータ４２Ａ，４２Ｂは、フレーム５１に固定されている。図５の伝達メンバー４３Ａ，４３Ｂはロッド状の部材であるが、上記力の伝達が可能である限り、その構成は上記例に限定されない。粉粒体搬送装置１Ｃでは、フレーム５１の上部ビーム５２及び下部ホルダ５４を、第１の搬送管２及び柱状体３がスライド可能に貫通している。
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図５に示す。図５の粉粒体搬送装置１Ｃは、上部ホルダ５３Ａ，５３Ｂを備えないと共に、駆動部４が異なる以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。図５の駆動部４は、リニアアクチュエータ４２Ａ，４２Ｂと、伝達メンバー４３Ａ，４３Ｂと、を備える。伝達メンバー４３Ａは、リニアアクチュエータ４２Ａにより発生させた第１の運動をもたらす力を第１の搬送管２に伝達する。伝達メンバー４３Ｂは、リニアアクチュエータ４２Ｂにより発生させた第２の運動をもたらす力を柱状体３に伝達する。リニアアクチュエータ４２Ａ，４２Ｂは、フレーム５１に固定されている。図５の伝達メンバー４３Ａ，４３Ｂはロッド状の部材であるが、上記力の伝達が可能である限り、その構成は上記例に限定されない。粉粒体搬送装置１Ｃでは、フレーム５１の上部ビーム５２及び下部ホルダ５４を、第１の搬送管２及び柱状体３がスライド可能に貫通している。
【0059】
（実施形態４）
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図６に示す。図６の粉粒体搬送装置１Ｄは、上部ホルダ５３Ａ，５３Ｂを備えないと共に、駆動部４が異なる以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。図６の駆動部４は、スコッチヨーク機構４４（４４Ａ，４４Ｂ）、主伝達メンバー４５Ａ，４５Ｂ、上部伝達メンバー４６Ａ，４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ａ，４７Ｂを備える。スコッチヨーク機構４４Ａ，４４Ｂは、フレーム５１に固定されている。主伝達メンバー４５Ａは、スコッチヨーク機構４４Ａ、上部伝達メンバー４６Ａ及び下部伝達メンバー４７Ａに接続されている。上部伝達メンバー４６Ａ及び下部伝達メンバー４７Ａは、第１の搬送管２に接続されている。スコッチヨーク機構４４Ａにより発生させた第１の運動をもたらす力は、主伝達メンバー４５Ａ、上部伝達メンバー４６Ａ及び下部伝達メンバー４７Ａを介して第１の搬送管２に伝達される。主伝達メンバー４５Ｂは、スコッチヨーク機構４４Ｂ、上部伝達メンバー４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ｂに接続されている。上部伝達メンバー４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ｂは、柱状体３に接続されている。スコッチヨーク機構４４Ｂにより発生させた第２の運動をもたらす力は、主伝達メンバー４５Ｂ、上部伝達メンバー４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ｂを介して柱状体３に伝達される。図６の主伝達メンバー４５Ａ，４５Ｂ、上部伝達メンバー４６Ａ，４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ａ，４７Ｂは、いずれもロッド状の部材であるが、上記力の伝達が可能である限り、その構成は上記例に限定されない。
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図６に示す。図６の粉粒体搬送装置１Ｄは、上部ホルダ５３Ａ，５３Ｂを備えないと共に、駆動部４が異なる以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。図６の駆動部４は、スコッチヨーク機構４４（４４Ａ，４４Ｂ）、主伝達メンバー４５Ａ，４５Ｂ、上部伝達メンバー４６Ａ，４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ａ，４７Ｂを備える。スコッチヨーク機構４４Ａ，４４Ｂは、フレーム５１に固定されている。主伝達メンバー４５Ａは、スコッチヨーク機構４４Ａ、上部伝達メンバー４６Ａ及び下部伝達メンバー４７Ａに接続されている。上部伝達メンバー４６Ａ及び下部伝達メンバー４７Ａは、第１の搬送管２に接続されている。スコッチヨーク機構４４Ａにより発生させた第１の運動をもたらす力は、主伝達メンバー４５Ａ、上部伝達メンバー４６Ａ及び下部伝達メンバー４７Ａを介して第１の搬送管２に伝達される。主伝達メンバー４５Ｂは、スコッチヨーク機構４４Ｂ、上部伝達メンバー４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ｂに接続されている。上部伝達メンバー４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ｂは、柱状体３に接続されている。スコッチヨーク機構４４Ｂにより発生させた第２の運動をもたらす力は、主伝達メンバー４５Ｂ、上部伝達メンバー４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ｂを介して柱状体３に伝達される。図６の主伝達メンバー４５Ａ，４５Ｂ、上部伝達メンバー４６Ａ，４６Ｂ及び下部伝達メンバー４７Ａ，４７Ｂは、いずれもロッド状の部材であるが、上記力の伝達が可能である限り、その構成は上記例に限定されない。
【0060】
スコッチヨーク機構４４は、モーター等（図６において図示を省略）により発生させた回転運動又は揺動運動を往復運動に変換する機構である。スコッチヨーク機構の一例を図７に示す。図７の例は、ヨーク４４１及びクランクディスク４４３を備える。図７では、説明を分かりやすくするために、ヨーク４４１及びクランクディスク４４３を互いに離間した状態で示す。ヨーク４４１は、スコッチヨーク機構４４においてスライダとして機能する。ヨーク４４１は、溝４４２を有している。クランクディスク４４３には、ヨーク４４１に面する側にクランクピン４４４が設けられている。クランクピン４４４は、クランクディスク４４３の中心軸に対して偏心した位置にある。クランクディスク４４１は、クランクピン４４４が溝４４２の内部に位置するようにヨーク４４１と組み合わされる。クランクディスク４４１の中心軸に対してクランクディスク４４１が回転又は揺動する力を与えると、クランクディスク４４１の回転運動又は揺動運動はクランクピン４４４及び溝４４２によってヨーク４４１の往復運動に変換される。スコッチヨーク機構の構成は、図７の例に限定されない。公知のスコッチヨーク機構を採用できる。
【0061】
スコッチヨーク機構４４Ａ，４４Ｂに代えて、回転運動を往復運動に変換する他の機構を採用してもよい。他の機構の例は、カムフォロワー機構及びスライダ－クランク機構である。
【0062】
（実施形態５）
搬送元１０１から取り出されて第１の搬送管２の内部を上昇した粉粒体１０２は、粉粒体搬送装置１から取り外した第１の搬送管２を容器として、運搬や保管することも可能である。そのために第１の搬送管２は、少なくとも１か所で第１の搬送管２を閉塞する部材を備えていてもよい。
搬送元１０１から取り出されて第１の搬送管２の内部を上昇した粉粒体１０２は、粉粒体搬送装置１から取り外した第１の搬送管２を容器として、運搬や保管することも可能である。そのために第１の搬送管２は、少なくとも１か所で第１の搬送管２を閉塞する部材を備えていてもよい。
【0063】
閉塞する部材を備えた第１の搬送管２の一例を図８に示す。図８の第１の搬送管２は、下端２１及び上端２２の各々の近傍に、合計で２か所の閉塞部２５（２５Ａ，２５Ｂ）を備える。第１の搬送管２を脱着可能に粉粒体搬送装置１に固定し、所定量の粉粒体１０２が内部に取り込まれた段階で閉塞部２５Ａ及び／又は閉塞部２５Ｂによって第１の搬送管２を閉塞する。閉塞後の第１の搬送管２を粉粒体搬送装置１から取り外すことによって、第１の搬送管２による粉粒体１０２の運搬や保管が可能となる。所定量は、例えば、取り込まれた粉粒体１０２の上面の高さや重量により確認することが可能である。
【0064】
閉塞部２５の例は、蓋、絞り、バルブ、シャッタである。閉塞部２５は、手動の部材であってもよい。ただし、閉塞部２５は上記例に限定されない。
【0065】
閉塞部２５は、第１の搬送管２における任意の場所に設けることができる。下端２１及び／又は上端２２に設けてもよい。
【0066】
閉塞部２５を備える第１の搬送管２は、本明細書で例示する粉粒体搬送装置１Ａ～１Ｈのいずれにも使用可能である。
【0067】
（実施形態６）
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図９及び図１０に示す。図９の粉粒体搬送装置１Ｅは、第１の搬送管２が屈曲部２４を有すると共に、駆動部４が振動ロッド４８をさらに備える以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。振動ロッド４８は第１の搬送管２の屈曲部２４に接続されている。振動ロッド４８によって振動発生装置４１Ａからの力が第１の搬送管２に伝達され、これにより、第１の搬送管２は第１の運動をすることが可能となる。図１０の粉粒体搬送装置１Ｆは、第１の搬送管２が屈曲部２４を有する以外は、図５の粉粒体搬送装置１Ｃと同様の構成を有する。粉粒体搬送装置１Ｅ，１Ｆでは、第１の運動により第１の搬送管２の内部を上昇した粉粒体１０２を、屈曲部２４を経て、第１の搬送管２の下端２１から上昇を始めた方向Ｚ（図９，図１０においては鉛直上向き）とは異なる方向に移動させて、下端２１とは反対側の端部２３から吐出することができる。図９，図１０の例において粉粒体１０２が吐出される方向は水平方向であるが、当該方向は上記例に限定されない。第１の搬送管２から粉粒体１０２が吐出される方向は、水平方向又は水平よりも下向きの方向であってもよく、鉛直下向き（重力方向）であってもよい。
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図９及び図１０に示す。図９の粉粒体搬送装置１Ｅは、第１の搬送管２が屈曲部２４を有すると共に、駆動部４が振動ロッド４８をさらに備える以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。振動ロッド４８は第１の搬送管２の屈曲部２４に接続されている。振動ロッド４８によって振動発生装置４１Ａからの力が第１の搬送管２に伝達され、これにより、第１の搬送管２は第１の運動をすることが可能となる。図１０の粉粒体搬送装置１Ｆは、第１の搬送管２が屈曲部２４を有する以外は、図５の粉粒体搬送装置１Ｃと同様の構成を有する。粉粒体搬送装置１Ｅ，１Ｆでは、第１の運動により第１の搬送管２の内部を上昇した粉粒体１０２を、屈曲部２４を経て、第１の搬送管２の下端２１から上昇を始めた方向Ｚ（図９，図１０においては鉛直上向き）とは異なる方向に移動させて、下端２１とは反対側の端部２３から吐出することができる。図９，図１０の例において粉粒体１０２が吐出される方向は水平方向であるが、当該方向は上記例に限定されない。第１の搬送管２から粉粒体１０２が吐出される方向は、水平方向又は水平よりも下向きの方向であってもよく、鉛直下向き（重力方向）であってもよい。
【0068】
（実施形態７）
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図１１に示す。図１１の粉粒体搬送装置１Ｇは、第１の搬送管２が下端２１とは反対側の端部２３の近傍に屈曲部２４を有すると共に、第１の搬送管２から吐出された粉粒体１０２を収容する機構８として容器８３をさらに備える以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。容器８３は、フレーム５１に固定された容器台８１の上への固定又は戴置が可能である。図１１の容器８３は、固定台８１の上に設置された計量器８２の上に戴置されている。第１の搬送管２の端部２３から吐出された粉粒体１０２は、容器８３に収容される。ただし、機構８は、上記例に限定されない。
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図１１に示す。図１１の粉粒体搬送装置１Ｇは、第１の搬送管２が下端２１とは反対側の端部２３の近傍に屈曲部２４を有すると共に、第１の搬送管２から吐出された粉粒体１０２を収容する機構８として容器８３をさらに備える以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。容器８３は、フレーム５１に固定された容器台８１の上への固定又は戴置が可能である。図１１の容器８３は、固定台８１の上に設置された計量器８２の上に戴置されている。第１の搬送管２の端部２３から吐出された粉粒体１０２は、容器８３に収容される。ただし、機構８は、上記例に限定されない。
【0069】
図１１の第１の搬送管２が有する屈曲部２４はＵ字状である。Ｕ字状の屈曲部２４を有する第１の搬送管２によれば、粉粒体１０２を鉛直下向きに吐出できる。ただし、屈曲部２４の形状は、上記例に限定されない。
【0070】
粉粒体搬送装置１は、屈曲部２４を有さない第１の搬送管２、及び第１の搬送管２の上端２２から吐出された粉粒体１０２を収容する機構８、例えば容器８３、を備えていてもよい。
【0071】
容器８３に収容された粉粒体１０２は、収容された状態で保管や運搬することが可能である。容器８３は、蓋等により密閉可能であってもよい。
【0072】
（実施形態８）
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図１２に示す。図１２の粉粒体搬送装置１Ｈは、第１の搬送管２が下端２１とは反対側の端部２３の近傍に屈曲部２４を有すると共に、第１の搬送管２から吐出された粉粒体を粉粒体搬送装置１Ｈの外部へと搬送する機構９をさらに備える以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。機構９は、支持ビーム９１及びベルトコンベア９２を備える。支持ビーム９１はフレーム５１に固定されており、ベルトコンベア９２は支持ビーム９１によって支持されている。ベルトコンベア９２によって、第１の搬送管２の端部２３から吐出された粉粒体１０２を粉粒体搬送装置１Ｈの外部に搬送できる。ただし、機構９は上記例に限定されない。
本実施形態の粉粒体搬送装置１の一例を図１２に示す。図１２の粉粒体搬送装置１Ｈは、第１の搬送管２が下端２１とは反対側の端部２３の近傍に屈曲部２４を有すると共に、第１の搬送管２から吐出された粉粒体を粉粒体搬送装置１Ｈの外部へと搬送する機構９をさらに備える以外は、図１の粉粒体搬送装置１Ａと同様の構成を有する（レーザー変位計６２Ａ，６２Ｂ及び支持ラック６１については、図示を省略）。機構９は、支持ビーム９１及びベルトコンベア９２を備える。支持ビーム９１はフレーム５１に固定されており、ベルトコンベア９２は支持ビーム９１によって支持されている。ベルトコンベア９２によって、第１の搬送管２の端部２３から吐出された粉粒体１０２を粉粒体搬送装置１Ｈの外部に搬送できる。ただし、機構９は上記例に限定されない。
【0073】
図１２の第１の搬送管２が有する屈曲部２４はＵ字状である。ただし、屈曲部２４の形状は、上記例に限定されない。
【0074】
機構９により搬送された粉粒体１０２は、保管、運搬、加工等の任意の取り扱いが可能である。
【0075】
（実施形態９）
第１の搬送管２における下端２１と上端２２（又は端部２３）との間の側壁に貫通孔を設けておき、搬送元１０１から取り出されて第１の搬送管２の内部を上昇した粉粒体１０２の一部又は全部を上記貫通孔から吐出させてもよい。貫通孔の形状及びサイズを調整することで、貫通孔から吐出させる粉粒体１０２と、上端２２（又は端部２３）から吐出させる粉粒体１０２とを第１の搬送管２の内部で分岐させてもよい。上記貫通孔が設けられた第１の搬送管２は、本明細書で例示する粉粒体搬送装置１Ａ～１Ｈのいずれにも使用可能である。
第１の搬送管２における下端２１と上端２２（又は端部２３）との間の側壁に貫通孔を設けておき、搬送元１０１から取り出されて第１の搬送管２の内部を上昇した粉粒体１０２の一部又は全部を上記貫通孔から吐出させてもよい。貫通孔の形状及びサイズを調整することで、貫通孔から吐出させる粉粒体１０２と、上端２２（又は端部２３）から吐出させる粉粒体１０２とを第１の搬送管２の内部で分岐させてもよい。上記貫通孔が設けられた第１の搬送管２は、本明細書で例示する粉粒体搬送装置１Ａ～１Ｈのいずれにも使用可能である。
【実施例0076】
以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、以下に示す具体的な態様に限定されない。
【0077】
本実施例では、第１の搬送管２及び第２の搬送管７を備える図４の粉粒体搬送装置１Ｂを用いて、月面にあるレゴリスを模した月模擬砂の搬送を行った。第１の搬送管２及び第２の搬送管７には、外径１６ｍｍ及び長さ１０００ｍｍの直管である、同一のアクリル製円管を使用した。第１の搬送管２及び第２の搬送管７は鉛直方向に延びるように平行に配置し、各々の搬送管の運動の方向は、いずれも鉛直方向とした。月模擬砂には、１００～２５０μｍの範囲に粒径の分布を有する非球形粉粒体からなる清水建設製、ＦＪＳ－１を使用した。初期状態における第１の搬送管２及び第２の搬送管７の月模擬砂に対する挿入深さＤは、いずれも７５ｍｍとした。
【0078】
（実施例１）
以下の条件にて、第１の搬送管２及び第２の搬送管７を往復運動させた。また、比較のために、第２の搬送管７を停止した状態で第１の搬送管２のみを往復運動させた。
・搬送管の内径：１２ｍｍ
・片振幅：４ｍｍ
・周波数：２０Ｈｚ
・第１の搬送管２と第２の搬送管７との間隔Ｓ：３５ｍｍ
・各搬送管の往復運動の位相差：無制御
以下の条件にて、第１の搬送管２及び第２の搬送管７を往復運動させた。また、比較のために、第２の搬送管７を停止した状態で第１の搬送管２のみを往復運動させた。
・搬送管の内径：１２ｍｍ
・片振幅：４ｍｍ
・周波数：２０Ｈｚ
・第１の搬送管２と第２の搬送管７との間隔Ｓ：３５ｍｍ
・各搬送管の往復運動の位相差：無制御
【0079】
図１３に、第１の搬送管２及び第２の搬送管７を往復運動させた場合の各搬送管における粉粒体の上面の上昇、及び第１の搬送管２のみを往復運動させた場合の当該搬送管における粉粒体の上面の上昇を、往復運動を開始してからの時間を横軸として示す。図１３に示すように、第１の搬送管２及び第２の搬送管７の双方を往復運動させることで、第１の搬送管２のみを往復運動させた場合に比べて、第１の搬送管２及び第２の搬送管７のいずれにおいても月模擬砂の搬送速度及び月模擬砂の露出面を基準とする搬送高さを高めることができた。また、約７０秒が経過した時点で、第１の搬送管２の上端から月模擬砂が噴出した。
【0080】
（実施例２）
以下の条件にて、第１の搬送管２及び第２の搬送管７を往復運動させた。また、比較のために、第２の搬送管７を停止した状態で第１の搬送管２のみを往復運動させた。
・搬送管の内径：８ｍｍ
・片振幅：５ｍｍ
・周波数：２０Ｈｚ
・第１の搬送管２と第２の搬送管７との間隔Ｓ：３０ｍｍ
・各搬送管の往復運動の位相差：９０°（第１の搬送管２が進相）
以下の条件にて、第１の搬送管２及び第２の搬送管７を往復運動させた。また、比較のために、第２の搬送管７を停止した状態で第１の搬送管２のみを往復運動させた。
・搬送管の内径：８ｍｍ
・片振幅：５ｍｍ
・周波数：２０Ｈｚ
・第１の搬送管２と第２の搬送管７との間隔Ｓ：３０ｍｍ
・各搬送管の往復運動の位相差：９０°（第１の搬送管２が進相）
【0081】
【産業上の利用可能性】
【0082】
本発明の粉粒体搬送装置は、例えば、土壌や粉体材料に含まれる粉粒体を搬送する用途に使用できる。
【符号の説明】
【0083】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ 粉粒体搬送装置
２ 第１の搬送管
２１ （第１の搬送管２の）下端
２３ 端部
２４ 屈曲部
２５，２５Ａ，２５Ｂ 閉塞部（第１の搬送管２を閉塞する部材）
３ 柱状体
３１ （柱状体３の）下端
４ 駆動部
７ 第２の搬送管
８ （容器に収容する）機構
８３ 容器
９ （粉粒体搬送装置の外部へと搬送する）機構
１０１ 搬送元
１０２ 粉粒体
１０３ 露出面
Ｘ 第１の運動
Ｙ 第２の運動
Ｚ （上昇を始めた）方向
Ｄ 挿入深さ
２ 第１の搬送管
２１ （第１の搬送管２の）下端
２３ 端部
２４ 屈曲部
２５，２５Ａ，２５Ｂ 閉塞部（第１の搬送管２を閉塞する部材）
３ 柱状体
３１ （柱状体３の）下端
４ 駆動部
７ 第２の搬送管
８ （容器に収容する）機構
８３ 容器
９ （粉粒体搬送装置の外部へと搬送する）機構
１０１ 搬送元
１０２ 粉粒体
１０３ 露出面
Ｘ 第１の運動
Ｙ 第２の運動
Ｚ （上昇を始めた）方向
Ｄ 挿入深さ
【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】
