7466096 粉体供給装置および粉体供給装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-04

(45)【発行日】2024-04-12

(54)【発明の名称】粉体供給装置および粉体供給装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   B65G 65/46 20060101AFI20240405BHJP

【ＦＩ】

B65G65/46 B

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020153979

(22)【出願日】2020-09-14

(65)【公開番号】P2022047927

(43)【公開日】2022-03-25

【審査請求日】2023-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100183265

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 剣一

(72)【発明者】

【氏名】竹澤 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】宍田 佳謙

(72)【発明者】

【氏名】原 伸夫

(72)【発明者】

【氏名】中橋 昭久

【審査官】加藤 三慶

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５０－０３５０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２６７５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０４５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－１１１３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７２２０３９３（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｇ ６５／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉体材料を供給する粉体供給装置であって、
前記粉体材料が導入される導入口と前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより回転軸方向に前記粉体材料を搬送する複数のスクリューと、
前記複数のスクリューのそれぞれを回転駆動する１つまたは複数のモータと、
前記複数のスクリューの前記回転軸方向に延びる長手方向を有し、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流する１つまたは複数の整流部と、
を備え、
前記排出口から排出される前記粉体材料の排出量分布は、前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さ、前記１つまたは複数の整流部の配置位置、および、前記複数のスクリューの回転数のうち少なくともいずれか１つに基づいて制御され、
前記複数のスクリューは、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向に間隔を有して配置され、
前記筐体は、前記幅方向において、一端と、前記一端と反対側の他端と、を有し、
前記１つまたは複数の整流部は、前記複数のスクリューの前記排出口側の先端と前記排出口との間に配置される、
粉体供給装置。

【請求項2】

前記１つまたは複数の整流部は、前記筐体の前記一端に最も近い位置に配置される第１スクリューの第１回転軸と前記筐体の前記他端に最も近い位置に配置される第２スクリューの第２回転軸との間に配置される、
請求項１に記載の粉体供給装置。

【請求項3】

前記複数の整流部は、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向において等間隔に配置される３つ以上の整流部を含む、
請求項１または２に記載の粉体供給装置。

【請求項4】

前記複数の整流部は、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向において中央に配置される１つまたは複数の第１整流部と、前記幅方向において前記１つまたは複数の第１整流部よりも外側に配置される１つまたは複数の第２整流部とを含み、
前記１つまたは複数の第１整流部の長さと前記１つまたは複数の第２整流部の長さとが異なる、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。

【請求項5】

前記複数の整流部は、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向において中央に配置される１つまたは複数の第１整流部と、前記幅方向において前記１つまたは複数の第１整流部よりも外側に配置される１つまたは複数の第２整流部とを含み、
前記１つまたは複数の第１整流部の前記長手方向の長さは、前記１つまたは複数の第２整流部の前記長手方向の長さよりも長い、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。

【請求項6】

前記複数の整流部は、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向において中央に配置される１つまたは複数の第１整流部と、前記幅方向において前記１つまたは複数の第１整流部よりも外側に配置される１つまたは複数の第２整流部とを含み、
前記１つまたは複数の第１整流部と前記排出口との距離と、前記１つまたは複数の第２整流部と前記排出口との距離とが異なる、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の粉体供給装置。

【請求項7】

前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さは、前記筐体の幅の２０％以上４０％以下である、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の粉体供給装置。

【請求項8】

前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さは、前記筐体の幅の２０％以上３０％以下である、
請求項７に記載の粉体供給装置。

【請求項9】

前記排出口と前記１つまたは複数の整流部との距離は、前記筐体の幅の５％以上２０％以下である、
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の粉体供給装置。

【請求項10】

前記排出口と前記１つまたは複数の整流部との距離は、前記筐体の幅の１０％以上１５％以下である、
請求項９に記載の粉体供給装置。

【請求項11】

さらに、
前記排出口から排出される前記粉体材料の排出量分布を測定する測定部と、
前記測定部で測定された前記排出量分布に基づいて、前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さ、前記整流部の配置位置、および、前記複数のスクリューの回転数のうち少なくともいずれか１つを決定する制御部と、
を備える、
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の粉体供給装置。

【請求項12】

前記１つまたは複数の整流部の表面の摩擦係数は、０．３以上０．５以上である、
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の粉体供給装置。

【請求項13】

前記１つまたは複数の整流部の表面の摩擦係数は、０．５より大きく０．７以下である、
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の粉体供給装置。

【請求項14】

粉体材料が導入される導入口と前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより回転軸方向に前記粉体材料を搬送する複数のスクリューと、前記複数のスクリューのそれぞれを回転駆動する１つまたは複数のモータと、前記複数のスクリューの前記回転軸方向に延びる長手方向を有し、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流する１つまたは複数の整流部と、を備える、粉体供給装置を制御する方法であって、
前記粉体材料の排出量分布を決定するステップと、
決定された前記排出量分布に基づいて、前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さ、前記１つまたは複数の整流部の配置位置、および、前記複数のスクリューの回転数のうち少なくともいずれか１つを調整するステップと、
前記導入口から前記筐体の内部に前記粉体材料を導入するステップと、
前記筐体の内部において、前記複数のスクリューを回転駆動することにより、前記筐体の排出口から前記粉体材料を排出するステップと、
前記１つまたは複数の整流部によって、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流するステップと、
を含み、
前記複数のスクリューは、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向に間隔を有して配置され、
前記筐体は、前記幅方向において、一端と、前記一端と反対側の他端と、を有し、
前記１つまたは複数の整流部は、前記複数のスクリューの前記排出口側の先端と前記排出口との間に配置される、
粉体供給装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、粉体供給装置および粉体供給装置の制御方法に関する。

【0002】

例えば、特許文献１には、バレル内に配置されたスクリューを回転駆動することでバレルの軸方向に沿って粉体原料を搬送する粉体供給装置が開示されている。特許文献１に記載の粉体供給装置は、バレルの排出口に配置された排出羽根の回転駆動により、粉体原料に対して排出口外向きの推力を与えて、バレルの排出口より粉体原料を排出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－６３８４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１において、粉体材料の排出量分布を制御するという点については、未だ改善の余地がある。

【0005】

そこで、本開示は、粉体材料の排出量分布を制御することが可能な粉体供給装置および粉体供給装置の制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の粉体供給装置は、
粉体材料を供給する粉体供給装置であって、
前記粉体材料が導入される導入口と前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより回転軸方向に前記粉体材料を搬送する複数のスクリューと、
前記複数のスクリューのそれぞれを回転駆動する１つまたは複数のモータと、
前記複数のスクリューの前記回転軸方向に延びる長手方向を有し、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流する１つまたは複数の整流部と、
を備え、
前記排出口から排出される前記粉体材料の排出量分布は、前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さ、前記１つまたは複数の整流部の配置位置、および、前記複数のスクリューの回転数のうち少なくともいずれか１つに基づいて制御される。

【0007】

本開示の粉体供給装置の制御方法は、
粉体材料が導入される導入口と前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより回転軸方向に前記粉体材料を搬送する複数のスクリューと、前記複数のスクリューのそれぞれを回転駆動する１つまたは複数のモータと、前記複数のスクリューの前記回転軸方向に延びる長手方向を有し、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流する１つまたは複数の整流部と、を備える、粉体供給装置を制御する方法であって、
前記粉体材料の排出量分布を決定するステップと、
決定された前記排出量分布に基づいて、前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さ、前記１つまたは複数の整流部の配置位置、および、前記複数のスクリューの回転数のうち少なくともいずれか１つをするステップと、
前記導入口から前記筐体の内部に前記粉体材料を導入するステップと、
前記筐体の内部において、前記複数のスクリューを回転駆動することにより、前記筐体の排出口から前記粉体材料を排出するステップと、
前記１つまたは複数の整流部によって、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流するステップと、
を含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、粉体材料の排出量を制御することが可能な粉体供給装置および粉体供給装置の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１にかかる粉体供給装置を上から見た模式図

【図2】図１の粉体供給装置のＡ－Ａ断面図

【図3】図１の粉体供給装置の一部を拡大した図

【図4】図１の粉体供給装置の動作を説明するフローチャート

【図5】比較例および実施例１の粉体供給装置の構成を示す表

【図6】シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフ

【図7】比較例、実施例２、および実施例３の粉体供給装置の構成を示す表

【図8】シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフ

【図9】比較例、実施例４、および実施例５の粉体供給装置の構成を示す表

【図10】シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフ

【図11】比較例、実施例６、および実施例７の粉体供給装置の構成を示す表

【図12】シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフ

【図13】実施の形態２にかかる粉体供給装置の一部を拡大した模式図

【図14】比較例、実施例８、および実施例９の粉体供給装置の構成を示す表

【図15】シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフ

【図16】比較例、および実施例１０～１３の粉体供給装置の構成を示す表

【図17】シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフ

【図18】比較例および実施例１～１３における粉体供給装置の構成、およびシミュレーション結果をまとめた表

【図19】実施の形態４にかかる粉体供給装置の一部を拡大した模式図

【図20】変形例にかかる粉体供給装置を示すブロック図

【図21】比較例、および実施例１４の粉体供給装置の構成を示す表

【図22】シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0010】

（本開示に至った経緯）
従来、フィルム、紙、不織布、金属箔、鋼板などの対象物に、加圧処理を施す加圧機構として、バッチ式のものおよび連続式のものが広く知られている。

【0011】

バッチ式の加圧機構は一対のプレス板の間に加圧対象物を挟持させた状態で、油圧、空圧機構等により、加圧対象物に加圧処理を施す方法である。

【0012】

このバッチ式の加圧機構は、比較的単純な機構である一方で、プレス板の間に加圧対象物を挟持させる工程、加圧処理を施す工程、加圧された加圧対象物を取り出す工程が必要となるため、生産性が低いことが知られている。

【0013】

一方、連続式の加圧機構としてロールプレスによる加圧機構が知られている。この加圧機構は、一対のロールが、垂直あるいは水平に対向して配置され、ロールの隙間に加圧対象物を挿通することで、加圧処理を施す方法である。この加圧機構は、加圧対象物に加圧処理を施した後、加工された加圧対象物を連続して取り出すことができるため、高い生産性が得られる。

【0014】

これらのロールプレス装置は、工業用途で幅広く利用され、フィルムや紙、不織布、金属箔、鋼板などの材料を圧延成形する目的で用いられている。その他にも、シート表面の艶出しや張り合わせ、繊維材料の絞り（脱水）など成形以外の用途に適用されることも多い。また、単純な板材の圧延以外にも、ステンレス、鉄、ニッケル、アルミニウムなどの金属の粉体をロールプレス装置に連続的に供給することで成形する方法もよく知られている。

【0015】

粉体の成形に対しては、ロールの上部にホッパーを配置し、重力を用いてロール間に粉体材料を供給する方法がある。出来上がる成形体はその強度保持のため、密度をより高くすることが必要となるが、重力のみで材料を供給するのでは荷重不足となる場合がある。また、このような配置では、成形体が垂直に排出されるため、成形体の回収に工夫が必要となる。したがって、ロールを上下に配置して、上下のロールの間にスクリューフィーダにより連続して材料を高圧力で供給し、ロールから出てくる成形体をコンベア等で回収する方法が考えられている。

【0016】

得られる成形体には均一な物性や強度などが求められるため、上述したような用途で用いられるスクリューフィーダには、ロールに対してより均一に材料を供給することが求められる。この課題に対し、特許文献１に示す装置が考案されている。

【0017】

しかしながら、特許文献１に示す装置では、粉体原料を供給する際、スクリューのバレルの壁との摩擦のため、バレルの壁近傍を流れる粉体原料は、バレルの壁から離れた中央部を流れる粉体原料に比べて流速が低下する。また、排出口に分散羽根を配置すると、ロール間に材料を供給する際の圧力損失が生じることがあり、成形体の密度を低下させる要因となる。このように、特許文献１に示す装置において、単位時間あたりの粉体材料の排出量を均一にすることが可能であるが、粉体材料の排出量の分布を均一にすることが考慮されていない。このため、特許文献１に示す装置では、ロールでプレスした後の成形体の密度のばらつきが課題となっている。

【0018】

粉体供給装置の筐体壁近傍を流れる粉体材料の流速が低下するため、ロールでプレスした粉体材料の成形体は、幅方向の両端の密度が低下する傾向にある。成形体の両端の密度を維持するために、幅方向の両端における粉体材料の排出量を増やしたいという要望もある。このため、粉体材料の排出量分布を均一にする、または、端部の排出量を増やす等、粉体供給装置において所望の排出量分布を得ることが求められている。

【0019】

そこで、本発明者らは、幅方向における粉体材料の排出量分布を制御することのできる粉体供給装置、および粉体供給装置の制御方法について検討した、以下の発明に至った。

【0020】

本開示の一態様にかかる粉体供給装置は、
粉体材料を供給する粉体供給装置であって、
前記粉体材料が導入される導入口と前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、
前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより回転軸方向に前記粉体材料を搬送する複数のスクリューと、
前記複数のスクリューのそれぞれを回転駆動する１つまたは複数のモータと、
前記複数のスクリューの前記回転軸方向に延びる長手方向を有し、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流する１つまたは複数の整流部と、
を備え、
前記排出口から排出される前記粉体材料の排出量分布は、前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さ、前記１つまたは複数の整流部の配置位置、および、前記複数のスクリューの回転数のうち少なくともいずれか１つに基づいて制御される。

【0021】

このような構成により、排出口から排出される粉体材料の排出量分布を制御することができる。

【0022】

前記複数のスクリューは、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向に間隔を有して配置され、
前記筐体は、前記幅方向において、一端と、前記一端と反対側の他端と、を有し、
前記１つまたは複数の整流部は、前記複数のスクリューの前記排出口側の先端と前記排出口との間、かつ、前記筐体の前記一端に最も近い位置に配置される第１スクリューの第１回転軸と前記筐体の前記他端に最も近い位置に配置される第２スクリューの第２回転軸との間に配置されてもよい。

【0023】

このような構成により、筐体の幅方向における中央付近に整流部が配置される。粉体材料の流速が速くなる筐体の幅方向の中央付近において、粉体材料の流速を低下させて、幅方向において均一な粉体材料の排出量分布を実現することができる。

【0024】

前記複数の整流部は、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向において等間隔に配置されてもよい。

【0025】

このような構成により、筐体の幅方向において、粉体材料の均一な排出量分布を得ることができる。

【0026】

前記複数の整流部の前記長手方向の長さは、それぞれ異なってもよい。

【0027】

このような構成により、粉体材料の所望の排出量分布を得ることができる。

【0028】

前記複数の整流部は、前記回転軸方向と交差する前記筐体の幅方向において中央に配置される１つまたは複数の第１整流部と、前記幅方向において前記１つまたは複数の第１整流部よりも外側に配置される１つまたは複数の第２整流部とを含み、
前記１つまたは複数の第１整流部の前記長手方向の長さは、前記１つまたは複数の第２整流部の前記長手方向の長さよりも長くてもよい。

【0029】

このような構成により、筐体の幅方向において、粉体材料の均一な排出量分布を得ることができる。

【0030】

前記複数の整流部のそれぞれと前記排出口との距離がそれぞれ異なってもよい。

【0031】

このような構成により、それぞれの整流部の配置位置を変更することにより、粉体材料の排出量分布を容易に変えることができる。

【0032】

前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さは、前記筐体の幅の２０％以上４０％以下であってもよい。

【0033】

このような構成により、所望の排出量分布を容易に実現することができる。

【0034】

前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さは、前記筐体の幅の２０％以上３０％以下であってもよい。

【0035】

このような構成により、所望の排出量分布を容易に実現することができる。

【0036】

前記排出口と前記１つまたは複数の整流部との距離は、前記筐体の幅の５％以上２０％以下であってもよい。

【0037】

このような構成により、所望の排出量分布を容易に実現することができる。

【0038】

前記排出口と前記１つまたは複数の整流部との距離は、前記筐体の幅の１０％以上１５％以下であってもよい。

【0039】

このような構成により、所望の排出量分布を容易に実現することができる。

【0040】

さらに、
前記排出口から排出される前記粉体材料の排出量分布を測定する測定部と、
前記測定部で測定された前記排出量分布に基づいて、前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さ、前記整流部の配置位置、および、前記複数のスクリューの回転数のうち少なくともいずれか１つを決定する制御部と、
を備えてもよい。

【0041】

このような構成により、実際の排出量分布に応じて、整流部の長さ、整流部の配置位置、およびスクリューの回転数の少なくともいずれか１つを、適切に決定することができる。

【0042】

前記１つまたは複数の整流部の表面の摩擦係数は、０．３以上０．５以下であってもよい。

【0043】

このような構成により、整流部の表面の摩擦係数により、整流部付近を流れる粉体材料の流速を低下させることができる。このため、整流部の長さおよび配置位置と組み合わせることで、均一な排出量分布を容易に実現することができる。

【0044】

前記１つまたは複数の整流部の表面の摩擦係数は、０．５より大きく０．７以下であってもよい。

【0045】

このような構成により、整流部の表面の摩擦係数により、幅方向の端部付近の粉体材料の排出量を増加させることができる。このため、整流部の長さおよび配置位置と組み合わせることで、所望の排出量分布を容易に実現することができる。

【0046】

本開示の一態様にかかる粉体材料の制御方法は、
粉体材料が導入される導入口と前記粉体材料が排出される排出口とを有する筐体と、前記筐体の内部に配置され、回転駆動されることにより回転軸方向に前記粉体材料を搬送する複数のスクリューと、前記複数のスクリューのそれぞれを回転駆動する１つまたは複数のモータと、前記複数のスクリューの前記回転軸方向に延びる長手方向を有し、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流する１つまたは複数の整流部と、を備える、粉体供給装置を制御する方法であって、
前記粉体材料の排出量分布を決定するステップと、
決定された前記排出量分布に基づいて、前記１つまたは複数の整流部の前記長手方向の長さ、前記１つまたは複数の整流部の配置位置、および、前記複数のスクリューの回転数のうち少なくともいずれか１つを調整するステップと、
前記導入口から前記筐体の内部に前記粉体材料を導入するステップと、
前記筐体の内部において、前記複数のスクリューを回転駆動することにより、前記筐体の排出口から前記粉体材料を排出するステップと、
前記１つまたは複数の整流部によって、前記筐体の内部において前記粉体材料の流れを整流するステップと、
を含む。

【0047】

このような構成により、排出口から排出される粉体材料の排出量分布を制御することができる。

【0048】

以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。

【0049】

（実施の形態１）
［全体構成］
図１は、実施の形態１にかかる粉体供給装置１００を上から見た模式図である。図２は、図１の粉体供給装置１００のＡ－Ａ断面図である。図３は、図１の粉体供給装置１００の一部を拡大した図である。なお、以下の説明において、角都におけるＸ方向を幅方向、Ｙ方向を鉛直方向、Ｚ方向を材料供給方向と称することがある。

【0050】

粉体供給装置１００は、図１および図２に示すように、成形体を連続的に生成する加圧成形装置１１に、矢印２で示す粉体材料２を供給する。粉体供給装置１００は、筐体１と、複数のスクリュー５と、複数のモータ６と、複数の整流部７と、を備える。筐体１は、粉体材料２の導入口３と排出口４とを有する。複数のスクリュー５は、筐体１の内部に配置され、回転駆動されることにより回転軸方向（Ｚ方向）に粉体材料２を搬送する。すなわち、粉体材料２は、複数のスクリュー５により材料供給方向（Ｚ方向）に搬送される。複数のモータ６は、複数のスクリュー５のそれぞれを回転駆動する。複数のモータ６の回転数は、操作部８においてそれぞれ独立に制御することができる。複数の整流部７は、複数のスクリュー５の回転軸方向（Ｚ方向）に延びる長手方向を有し、筐体１の内部において粉体材料２の流れを整流する。本実施の形態では、複数のスクリュー５は、４つのスクリュー５で構成されている。複数のモータ６は、４つのモータ６で構成されている。複数の整流部７は、３つの整流部７で構成されている。

【0051】

粉体供給装置１００は、加圧成形装置１１に隣接して配置される。加圧成形装置１１は、鉛直方向に並べて配置された２本のロールを有し、２本のロールの間に、粉体供給装置１００の排出口４から粉体材料２が供給される。粉体材料２は、排出口４からシート状に排出され、加圧成形装置１１によって成形体１２が形成される。すなわち、粉体供給装置１００から供給された粉体材料２は、加圧成形装置１１によって成形体１２に形作られる。

【0052】

＜導入口＞
導入口３は図２に示すように、筐体１の図示上方に設けられ、粉体材料２を筐体１の内部へ導入する。また、導入口３には、ホッパー３ａが設けられており、ホッパー３ａの開口部より粉体材料２が投入される。

【0053】

＜排出口＞
排出口４は、図２に示すように、筐体１の加圧成形装置１１側の端部に設けられる。排出口４から、加圧成形装置１１の２つのロール１０の間に粉体材料２が水平方向に排出される。なお、本実施の形態において、水平方向とはＺ方向であり、材料供給方向と同じ方向である。筐体１は、排出口４に向かって薄くなるように形成されている。

【0054】

＜スクリュー＞
複数のスクリュー５は、図１に示すように、筐体１の幅方向（Ｘ方向）に並列に配置され、材料供給方向に粉体材料２を搬送する。複数のスクリュー５の回転軸は、材料供給方向と平行である。それぞれのスクリュー５は、図２に示すように、スクリューシャフト５ａと、スクリューシャフト５ａの外周面に形成されたフライト５ｂとを有する。複数のスクリュー５は、複数のモータ６により回転駆動される。複数のモータ６の回転数はそれぞれ、操作部８により独立に制御することができる。本実施の形態では、複数のスクリュー５は、筐体１の幅方向における一端１ａに最も近い位置に配置される第１スクリュー５１および筐体１の幅方向における他端１ｂに最も近い位置に配置される第２スクリュー５４を含む。第１スクリュー５１および第２スクリュー５４を、外側スクリュー５１、５４と称することがある。さらに、筐体１の幅方向において、外側スクリュー５１、５４よりも内側に配置されるスクリュー５２、５３を、内側スクリュー５２、５３と称することがある。

【0055】

＜整流部＞
粉体供給装置１００には、図３に示すように、複数の整流部７が配置されている。複数の整流部７は、筐体１の内部において、複数のスクリュー５の排出口４側の先端５ｃと排出口４との間に配置されている。すなわち、複数の整流部７は、材料供給方向（Ｚ方向）において、複数のスクリュー５と排出口４との間に配置されている。また、複数の整流部７は、筐体１の内部において、第１スクリュー５１の第１回転軸Ａｘ１と、第２スクリュー５４の第２回転軸Ａｘ２との間に配置される。複数の整流部７は、回転軸方向と交差する筐体１の幅方向（Ｘ方向）において、等間隔に配置される。

【0056】

整流部７は、スクリュー５の回転軸方向に延びる長手方向を有し、板状の部材で形成されている。

【0057】

本実施の形態では、複数の整流部７の長手方向の長さＬ１は、すべて同じになるよう設計されている。なお、複数の整流部７の長手方向の長さＬ１は、それぞれ異なっていてもよい。

【0058】

複数の整流部７は、長手方向の長さＬ１を変更可能であってもよい。例えば、長手方向の長さＬ１の異なる複数の種類の整流部７を用意し、必要に応じて付け替えることにより、整流部７の長手方向の長さＬ１を変更することができる。または、例えば、伸縮可能な整流部７を用意することで、複数の整流部７の長手方向の長さＬ１を変更することができる。複数の整流部７の長手方向の長さＬ１を変更することにより、粉体材料２の排出量分布を制御することができる。

【0059】

また、本実施の形態では、整流部７の長手方向の両端は尖って形成されている。例えば、図３に示すように、鉛直方向（Ｙ方向）から見たときに、両端が三角になるよう形成されている。整流部７の長手方向の両端は、例えば、鉛直方向から見たときに半円状に丸く形成されていてもよい。整流部７の長手方向の両端がこのように形成されていると、粉体材料２の流れが整流部７の端部で滞るのを抑制することができる。

【0060】

［排出量分布の制御］
粉体供給装置１００において、複数の整流部７の長手方向の長さＬ１、複数の整流部７の配置位置、および複数のスクリュー５の回転数のうち、少なくともいずれか１つに基づいて、排出口４から排出される粉体材料２の排出量分布を制御することができる。本実施の形態では、筐体１の幅方向における粉体材料２の排出量分布を制御することができる。

【0061】

ここで、図３を参照して、本実施の形態における粉体供給装置１００の各種寸法および構成について説明する。粉体供給装置１００の筐体１は、高さ（図示省略）が５０ｍｍ、幅Ｗ１が２００ｍｍ、およびスクリュー５の先端５ｃから排出口４までの距離Ｄ１が９５ｍｍである。

【0062】

本実施の形態では、粉体供給装置１００の筐体１の内部には４つのスクリュー５が配置されている。４つのスクリュー５は、外側スクリュー５１、５４と内側スクリュー５２、５３とを含む。外側スクリュー５１、５４および内側スクリュー５２、５３が、筐体１の幅方向に並んで等間隔に配置されている。外側スクリュー５１、５４および内側スクリュー５２、５３において、スクリューシャフト５ａの直径Ｒ１が２０ｍｍ、フライト５ｂのスクリューシャフト５ａからの高さＨ１が１０ｍｍである。隣り合う２つのスクリュー５のスクリューシャフト５ａの中心の間隔Ｄ２が５０ｍｍである。

【0063】

複数の整流部７は、筐体１の幅方向において中央に配置される第１整流部７１と、第１整流部７１から、筐体１の幅方向における一端１ａおよび反対側の他端１ｂに向かってそれぞれ等しい間隔Ｄ３で離れて配置された第２整流部７２、７３と、を含む。本実施の形態では、第１整流部７１および第２整流部７２、７３の長手方向の長さＬ１が等しい。

【0064】

筐体１の内部に複数の整流部７１～７３を配置すると、整流部７１～７３の摩擦により、筐体１の内部を流れる粉体材料２の流速を変えることができる。筐体１の内部を流れる粉体材料２の流速を変えることにより、粉体材料２の排出量分布を変えることができる。このため、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１を変更することにより、粉体材料２の流速を変えることができる。これにより、粉体材料２の排出量分布を制御することができる。

【0065】

例えば、筐体１の幅方向における粉体材料２の排出量分布を均一にしたい場合、幅方向における粉体材料２への摩擦の影響を均一にするために、複数の整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１を等しくする。

【0066】

また、例えば、筐体１の幅方向の端部において粉体材料２の排出量を増やしたい場合、第２整流部７２、７３の長手方向の長さＬ１を、第１整流部７１の長手方向の長さＬ１よりも短くすることが考えられる。筐体１の幅方向の端部において、粉体材料２に対する摩擦の影響を低減することができ、幅方向の端部において、粉体材料２の排出量を増やすことができる。

【0067】

整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１は、筐体１の幅Ｗ１の２０％以上４０％以下の範囲で、変更することができる。より好ましくは、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１は、筐体１の幅の２０％以上３０％以下であるとよい。

【0068】

複数の整流部７１～７３の配置位置は、第１整流部７１と第２整流部７２、７３との間の間隔Ｄ３と、複数の整流部７１～７３の排出口４側の端部７１ａ～７３ａと排出口４との間の距離Ｄ４に基づいて決定される。すなわち、複数の整流部７１～７３の配置位置は、間隔Ｄ３および距離Ｄ４を変えることで変更することができる。

【0069】

本実施の形態のように、複数の整流部７１～７３が等間隔に配置されると、筐体１の幅方向において、粉体材料２に対する摩擦の影響が均一化されるため、粉体材料２の排出量も均一化される。また、複数の整流部７１～７３が筐体１の幅方向において等間隔に配置されていなくてもよい。

【0070】

例えば、筐体１の幅方向の端部において、粉体材料２の排出量を増やしたい場合には、第１整流部７１と第２整流部７２、７３との間の間隔Ｄ３を小さくする。この場合、複数の整流部７１～７３が筐体１の幅方向の中央寄りに配置される。このため、筐体１の幅方向の中央付近において、粉体材料２に対する摩擦の影響が大きくなる。

【0071】

整流部７１～７３は、図３に示すように、第１スクリュー５１の第１回転軸Ａｘ１と、第２スクリュー５４のスクリューシャフト５ａの第２回転軸Ａｘ２との間に配置される。したがって、第１整流部７１と第２整流部７２、７３との間の間隔Ｄ３は、すべての整流部７１～７３が第１回転軸Ａｘ１と第２回転軸Ａｘ２との間に配置される範囲で設定される。本実施の形態では、隣り合う２つのスクリュー５のスクリューシャフト５ａの中心の間隔Ｄ２が５０ｍｍであるため、第１回転軸Ａｘ１と第２回転軸Ａｘ２との間の間隔は、１５０ｍｍである。したがって、図３に示すように、第１整流部７１が筐体１の幅方向における中央に配置される場合、第１整流部７１と第２整流部７２、７３との間の間隔Ｄ３は、０より大きく７５ｍｍ以下の値に設定される。間隔Ｄ３が、７５ｍｍよりも大きくなると、すなわち、整流部７１～７３が、第１回転軸Ａｘ１および第２回転軸Ａｘ２の外側に配置されると、筐体１の幅方向における端部において摩擦による影響が大きくなるため、端部の粉体材料２の排出量が著しく低下する。このため、排出量分布の均一性が低下する。

【0072】

また、複数の整流部７１～７３と排出口４との間の距離Ｄ４がそれぞれ異なっていてもよい。距離Ｄ４が変わることにより、排出口４の近傍における粉体材料２の流速が変わる。

【0073】

整流部７１～７３と排出口４との間の距離Ｄ４が小さいと、整流部７１～７３による摩擦の影響により、排出口４から排出される粉体材料２の流速が小さくなる。一方、整流部７１～７３と排出口４との間の距離Ｄ４が大きい場合、粉体材料２が排出口４まで流れる間に摩擦の影響が徐々に小さくなる。

【0074】

整流部７１～７３と排出口４との間の距離Ｄ４は、筐体１の幅の５％以上２０％以下の範囲で、変更することができる。より好ましくは、整流部７１～７３と排出口４との距離Ｄ４は、筐体１の幅の１０％以上１５％以下であるとよい。

【0075】

上述のように、複数の整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１、および複数の整流部７１～７３の配置位置（間隔Ｄ３および距離Ｄ４）のそれぞれにより、粉体材料２の排出量分布を制御することができる。

【0076】

また、複数のスクリュー５１～５４の回転数を上げると、筐体１の内部において粉体材料２の流速が速くなる。このため、外側スクリュー５１、５４の回転数を上げると、筐体１の幅方向の端部側の粉体材料２の流速が速くなる。

【0077】

筐体１の幅方向における端部では、筐体１の内壁による摩擦の影響を受けて粉体材料２の流速が低下する傾向にある。このため、例えば、外側スクリュー５１、５４の回転数を上げることにより、幅方向の端部における粉体材料２に対する摩擦の影響を低減することができる。それぞれのスクリュー５１～５４は、個別に回転数を設定することができるため、所望のスクリューの回転数を上げる、または下げることにより、粉体材料２の排出量分布を制御することができる。スクリュー５１～５４の回転数は、１５ｒｐｍ以上３０ｒｐｍ以下であるとよい。

【0078】

上述した、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１、整流部７１～７３の配置位置（間隔Ｄ３および距離Ｄ４）、およびスクリュー５１～５４の回転数の３つのパラメータを個別に、または組み合わせて調整することにより、粉体材料２の所望の排出量分布を得ることができる。

【0079】

したがって、排出口４から排出される粉体材料２の排出量分布は、整流部７（整流部７１～７３）の長手方向の長さＬ１、整流部７の配置位置（幅方向の間隔Ｄ３と排出口４からの距離Ｄ４）、およびスクリュー５の回転数に基づいて制御することができる。

【0080】

［動作］
図４を参照して、粉体供給装置１００の動作を説明する。図４は、図１の粉体供給装置１００の動作を説明するフローチャートである。

【0081】

所望の排出量分布を決定する（ステップＳ１１）。例えば、均一な排出量分布にしたい場合、または両端の排出量分布を増加させたい場合等、必要に応じた所望の排出量分布を決定する。

【0082】

次に、ステップＳ１１で決定した排出量分布に基づいて、複数の整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１、複数の整流部７１～７３の配置位置、および複数のスクリューの回転数のうち、少なくとも１つを調整する（ステップＳ１２）。

【0083】

整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１および整流部７１～７３の配置位置は、筐体１の内部における粉体材料２に対する摩擦の影響を変化させることにより、排出口４から排出される粉体材料２の排出量分布をコントロールすることができる。さらに、スクリュー５の回転速度を変えることで、排出口４から排出される粉体材料２の排出量分布をコントロールすることができる。

【0084】

導入口３から、筐体１の内部に粉体材料２を導入する（ステップＳ１３）。筐体１の内部に導入された粉体材料２は、モータ６によりスクリュー５を回転駆動することによって、材料供給方向へ搬送される。このとき、整流部７により、筐体１の内部において、粉体材料２の流れを整流する（ステップＳ１４）。

【0085】

スクリュー５の回転駆動により、材料供給方向へ搬送された粉体材料２は、排出口４から排出される（ステップＳ１５）。

【0086】

ステップＳ１２は、例えば、排出口４から排出される粉体材料２の排出量分布を測定する測定部（図示省略）による測定結果に基づいて実施されてもよい。すなわち、測定部による測定結果をフィードバックして、３つのパラメータのうち少なくとも１つを制御するステップを有していてもよい。

【0087】

［排出量分布シミュレーション］
本実施の形態の粉体供給装置１００における粉体材料２の排出量分布と、整流部７を用いない粉体供給装置における粉体材料２の排出量分布とを比較するため、離散要素法を用いた粒子挙動シミュレーションを行った。粒子挙動シミュレーションは、筐体１の導入口３から導入された粉体材料２が、加圧成形装置１１のロール１０の内部へ入る直前に排出口４から排出されるときの挙動を模擬したものである。ロール１０からの圧力の影響は受けていない。

【0088】

粉体材料２は、粒子の密度が２３００ｇ／ｃｍ^３であるシリコン系粉体材料を想定し、直径が１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下のロジン・ラムラー分布を持った状態で導入口に導入されるとする。

【0089】

図５は、比較例および実施例１の粉体供給装置１００の構成を示す表である。図６は、シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフである。

【0090】

＜実施例１＞
実施例１は、粉体供給装置１００において、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１を６１ｍｍ、整流部７１～７３と排出口４との間の距離Ｄ４を２６ｍｍ、第１整流部７１と第２整流部７２、７３との間の間隔Ｄ３を５０ｍｍ、スクリュー５１～５４の回転数を２１ｒｐｍに設定したものである（図５参照）。

【0091】

＜比較例＞
比較例は、実施例１に対して、整流部が配置されていない構成である。比較例１は、整流部を含まない点を除いて、粉体供給装置１００と同一の構成である。

【0092】

＜実施例１と比較例との比較＞
図６のグラフでは、縦軸に粉体材料２の排出量分布割合を示し、横軸に筐体１の幅方向における位置を示す。横軸の筐体１の幅方向における位置は、中央を０として－１００ｍｍから１００ｍｍで表示されている。筐体１の幅方向において、実施例１および比較例のそれぞれで、１０個の観測点における排出量分布割合を測定した。

【0093】

図６のグラフからわかるように、実施例１では、比較例に対して、幅方向における中央付近での排出量と、幅方向における端部付近での排出量との差が小さくなっている。比較例１では、筐体１の壁面との摩擦により筐体１の端部における粉体材料２の流速が低下するため、筐体１の端部において排出量が低下する。一方、実施例１では、整流部７１～７３との摩擦により、筐体１の端部以外の部分においても粉体材料２の流速が低下する。このため、筐体１の端部とそれ以外の部分とで、粉体材料２の流速が均一になる。その結果、粉体材料２の排出量分布が均一化されている。

【0094】

また、それぞれの観測点１０点分の標準偏差を算出すると、実施例１が０．００６９、比較例が０．０２３３であり（図１８参照）、実施例１では、比較例に対して排出量分布が均一化されていることがわかる。

【0095】

次に、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１を変更した場合の粉体材料２排出量分布を、整流部７を用いない粉体供給装置における粉体材料２の排出量分布と比較する。

【0096】

＜実施例２＞
図７は、比較例、実施例２、および実施例３の粉体供給装置１００の構成を示す表である。実施例２では、図７に示すように、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１を実施例１よりも短い４５ｍｍに設定した。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0097】

＜実施例３＞
実施例３では、図７に示すように、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１を実施例１よりも長い７７ｍｍに設定した。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0098】

＜実施例２、実施例３と比較例との比較＞
図８は、シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフである。図８のグラフによると、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１を短くした場合、および長くした場合に、実施例１と同様に、比較例に対して、幅方向における中央付近での排出量と、幅方向における端部付近での排出量との差が小さくなっていることがわかる。

【0099】

実施例２～３のシミュレーション結果によると、排出量分布を均一にしたい場合、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１が、筐体１の幅Ｗ１の２０％以上４０％以下であるとよい。図８のグラフに示すように、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１が４５ｍｍ（筐体１の幅Ｗ１の２２．５％）の場合、および長手方向の長さＬ１が７７ｍｍ（筐体１の幅Ｗ１の３８．５％）の場合、比較例よりも粉体材料２の排出量分布の均一性が向上している。

【0100】

整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１が４０ｍｍ（幅Ｗ１の２０％）よりも小さい場合、粉体材料２に対する整流部７１～７３による摩擦の影響が小さく、均一な排出量分布を得ることができない。また整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１が８０ｍｍ（幅Ｗ１の４０％）より大きい場合、粉体材料２に対する整流部７１～７３の摩擦の影響が大きくなり、整流部７１～７３が配置された部分の排出量が低下してしまう。このため、筐体１の幅方向において均一な排出量分布を得るためには、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１は、筐体１の幅Ｗ１の２０％以上４０％以下であるとよい。

【0101】

より好ましくは、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１は、筐体１の幅の２０％以上３０％以下であるとよい。この場合、粉体材料２の排出量分布の均一性をより向上することができる。

【0102】

なお、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１の長さを、筐体１の幅Ｗ１の４０％よりも大きくすると、筐体１の中央部において、粉体材料２に対する整流部７１～７３の摩擦の影響が大きくなる。このため、筐体１の端部における粉体材料２の排出量に対して、筐体１の中央部における粉体材料２の排出量が小さくなる。例えば、端部の排出量を増加させたいときには、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１を筐体１の幅４０％よりも大きくすることにより、粉体材料２の所望の排出量分布を実現することができる。

【0103】

＜実施例４＞
図９は、比較例、実施例４、および実施例５の粉体供給装置１００の構成を示す表である。実施例５では、図９に示すように、整流部７１～７３の排出口４からの距離Ｄ４を実施例１よりも大きい３９ｍｍに設定した。すなわち、実施例１～３と比較して整流部７１～７３が材料供給方向（Ｚ方向）の上流側に配置されている。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0104】

＜実施例５＞
実施例５では、図９に示すように、整流部７１～７３の排出口４からの距離Ｄ４を実施例１よりも小さい１３ｍｍに設定した。すなわち、実施例１～３と比較して整流部７１～７３が材料供給方向の下流側に配置されている。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0105】

＜実施例４、実施例５と比較例との比較＞
図１０は、シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフである。図１０のグラフによると、整流部７１～７３の排出口４からの距離Ｄ４を大きくした場合、および小さくした場合に、実施例１と同様に、比較例に対して、幅方向における中央付近での排出量と、幅方向における端部付近での排出量との差が小さくなっていることがわかる。

【0106】

実施例４～５のシミュレーション結果により、整流部７１～７３と排出口４との間の距離Ｄ４が、筐体１の幅の５％以上２０％以下であるとよい。整流部７１～７と排出口４との間の距離Ｄ４が３９ｍｍ（筐体１の幅Ｗ１の１９．５％）の場合、および距離Ｄ４が１３ｍｍ（筐体１の幅Ｗ１の６．５％）の場合、比較例よりも排出量分布の均一性が向上している。

【0107】

整流部７１～７３と排出口４との距離Ｄ４が、４０ｍｍ（幅Ｗ１の２０％）よりも大きくなると、粉体材料２が排出口４に到達するまでに、整流部７１～７３の摩擦による整流効果が小さくなってしまい、均一な排出量分布を得ることができない。また、整流部７１～７３と排出口４との距離Ｄ４が、１０ｍｍ（幅Ｗ１の５％）よりも小さい場合、整流部７１～７３の配置位置に排出量分布の「節」が発生し、節の部分の排出量が低下してしまう。このため、整流部７１～７３と排出口４との間の距離Ｄ４は、筐体１の幅Ｗ１の５％以上２０％以下であるとよい。

【0108】

より好ましくは、整流部７１～７３と排出口４の距離Ｄ４は、筐体１の幅の１０％以上１５％以下であるとよい。この場合、さらに粉体材料２の排出量分布の均一性を向上することができる。

【0109】

＜実施例６＞
図１１は、比較例、実施例６、および実施例７の粉体供給装置１００の構成を示す表である。実施例６では、図１１に示すように、第１整流部７１と第２整流部７２、７３との間隔Ｄ３を実施例１よりも小さい２５ｍｍに設定した。すなわち、実施例１～５と比較して、第２整流部７２、７３が筐体１の幅方向において中央寄りに配置されている。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0110】

＜実施例７＞
実施例７では、図１１に示すように、第１整流部７１と第２整流部７２、７３との間隔Ｄ３を実施例１よりも大きい７５ｍｍに設定した。すなわち、実施例１～５と比較して、第２整流部７２、７３が筐体１の幅方向において外側寄りに配置されている。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0111】

＜実施例６、実施例７と比較例との比較＞
図１２は、シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフである。図１２のグラフによると、実施例６では、比較例よりも、排出量分布の均一性が向上している。また、実施例６では、筐体１の中央付近で整流部７１～７３の摩擦による抵抗が高くなるため、両端の排出量が低下している。このように、整流部７１～７３の配置により、所望の位置の排出量を低下させたり、または増やしたりすることができる。

【0112】

実施例７では、第１整流部７１と第２整流部７２、７３との間隔Ｄ３が大きいため、筐体１の中央付近での摩擦による抵抗は小さくなり、筐体１の幅方向における粉体材料２の流速が均一化され、排出量分布の均一性が増したことがわかる。

【0113】

（実施の形態２）
図１３を参照して、実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２においては、実施の形態１と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態２では、実施の形態１と重複する記載は省略する。

【0114】

図１３は、実施の形態２にかかる粉体供給装置１０１の一部を拡大した模式図である。実施の形態２では、第１整流部７１との長手方向の長さＬ１１と第２整流部７２、７３の長手方向の長さＬ１２、Ｌ１３とが異なる点で、実施の形態１と異なる。

【0115】

＜実施例８＞
図１４は、比較例、実施例８、および実施例９の粉体供給装置１０１の構成を示す表である。実施例８では、図１３～１４に示すように、第１整流部７１の長手方向の長さＬ１１と第２整流部７２、７３の長手方向の長さＬ１２、Ｌ１３とが異なっている。実施例８では、第１整流部７１の長手方向の長さＬ１１が、第２整流部７２、７３の長手方向の長さＬ１２、Ｌ１３よりも長い。具体的には、第１整流部７１の長手方向の長さＬ１１が７７ｍｍ、第２整流部７２、７３の長手方向の長さＬ１２、Ｌ１３が４５ｍｍである。また、第１整流部７１と排出口４との距離Ｄ４１が２３ｍｍ、第２整流部７２、７３と排出口４との距離Ｄ４２、Ｄ４３が２６ｍｍである。さらに、外側スクリュー５１、５４および内側スクリュー５２、５３の回転数が実施例１よりも小さい１５ｒｐｍである。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0116】

＜実施例９＞
実施例９では、実施例８と対照的に、第１整流部７１の長手方向の長さＬ１１が、第２整流部７２、７３の長手方向の長さＬ１２、Ｌ１３よりも短い。具体的には、第１整流部７１の長手方向の長さＬ１１が４５ｍｍ、第２整流部７２、７３の長手方向の長さＬ１２、Ｌ１３が７７ｍｍである。また、第１整流部７１と排出口４との距離Ｄ４１が２９ｍｍ、第２整流部７２、７３と排出口４との距離Ｄ４２、Ｄ４３が２３ｍｍである。さらに、外側スクリュー５１、５４の回転数が１５ｒｐｍ、内側スクリュー５２、５３の回転数が３０ｒｐｍである。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0117】

＜実施例８、実施例９と比較例との比較＞
図１５は、シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフである。図１５のグラフによると、実施例８では、粉体材料２の排出量分布が、比較例と比較して全体的に均一になっていることがわかる。

【0118】

一方、実施例９では、筐体１の幅方向における端部の排出量が増え、筐体１の幅方向における中央付近では、排出量分布が均一になっている。粉体供給装置１００から排出された粉体材料２を加圧成形装置１１のロール１０で加圧成形する場合、幅方向の端部に十分な圧力がかからないことがある。あるいは、成形体１２の幅方向の端部の密度または厚みが中央部に対して小さくなることがある。このため、幅方向の端部において、粉体材料２の排出量分布を中央部よりも大きくすることが有効な場合がある。実施例９のように、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１１～Ｌ１３、整流部７１～７３の間隔Ｄ３、スクリュー５１～５４の回転数を制御することで端部の排出量を増やすことができる。

【0119】

（実施の形態３）
実施の形態１および実施の形態２では、整流部７１～７３の長手方向の長さＬ１、整流部７１～７３の配置位置、およびスクリュー５１～５４の回転数の３つのパラメータを制御する例について説明した。実施の形態３では、上述した３つのパラメータ以外に、整流部７１～７３の表面の摩擦係数を変えることにより、排出量分布を制御する。

【0120】

実施例１０～１３として、整流部７１～７３の表面の摩擦係数を変更してシミュレーションを行った。

【0121】

＜実施例１０＞
図１６は、比較例、および実施例１０～１３の粉体供給装置１００の構成を示す表である。実施例１０では、整流部７１～７３の表面仕上げ、すなわち摩擦係数が実施例１と異なり、整流部７１～７３の摩擦係数が０．１である。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。なお、後述する図１８に示すように、実施例１～９の整流部７１～７３の摩擦係数は０．５である。

【0122】

＜実施例１１＞
実施例１１では、図１６に示すように、整流部７１～７３の摩擦係数が０．３である。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0123】

＜実施例１２＞
実施例１２では、図１６に示すように、整流部７１～７３の摩擦係数が０．５である。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0124】

＜実施例１３＞
実施例１３では、図１６に示すように、整流部７１～７３の摩擦係数が０．７である。その他の構成は、実施例１の粉体供給装置１００と同一である。

【0125】

＜実施例１０～１３と比較例との比較＞
図１７は、シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフである。図１７のグラフによると、実施例１０では、幅方向の端部において粉体材料２の排出量が低下してしまっている。一方、実施例１１～１２では、比較例よりも幅方向における排出量分布の均一性が向上している。整流部の摩擦係数がさらに大きい実施例１３では、幅方向の端部の排出量が中央部よりも大きくなっている。

【0126】

このように、整流部７１～７３の摩擦係数を変更することで、端部の排出量を増加させるなど、所望の排出量分布を得ることができる。したがって、粉体材料２の排出量分布を均一にする場合には、整流部７１～７３の表面の摩擦係数を０．３以上０．５以下にするとよい。また、幅方向の端部の排出量を増やしたい場合には、整流部７１～７３の表面の摩擦係数を０．５より大きく０．７以下にするとよい。

【0127】

＜実施例まとめ＞
図１８は、比較例および実施例１～１３における粉体供給装置１００の構成、およびシミュレーション結果をまとめた表である。整流部７１～７３の長手方向の長さ、整流部７１～７３の配置位置、および、スクリュー５１～５４の回転数の少なくともいずれか１つに基づいて、排出量分布を制御することができる。例えば、均一な排出量分布を実現したい場合には、図１８の標準偏差の小さい設定にしたり、端部の排出量を増加させたい場合には、端部の排出量分布割合の高い設定にしたり、所望の排出量分布に応じて、それぞれの設定値を変更するとよい。

【0128】

図１８の表において、観測点１０点の標準偏差が、０．００５以下の場合は「Ａ」、０．００５より大きく０．０２０以下の場合は「Ｂ」、０．０２０より大きい場合は「Ｃ」で評価した。また、排出量分布割合の最大値－最小値の値が、０．０２０以下の場合は「Ａ」、０．０２０より大きく０．０６０以下の場合は「Ｂ」、０．０６０より大きい場合は「Ｃ」で評価した。さらに、筐体１の幅方向の端部における排出量分布割合が、０．１２０より大きい場合は「Ａ」、０．０８０より大きく０．１２０以下の場合は「Ｂ」、０．０８０以下の場合は「Ｃ」で評価した。

【0129】

図１８の表に示すように、それぞれのパラメータを調整することにより、排出量分布を均一にする、または端部の排出量を増加させる、など、所望の排出量分布を得ることができることがわかる。

【0130】

それぞれの設定値は、例えば、シミュレーションを用いた実験計画法等により最適化することが望ましく、このような方法により、さらに容易に所望の排出量分布を実現することができる。

【0131】

図１９は、上述した実施の形態の変形例にかかる粉体供給装置１０２を示すブロック図である。図１９に示すように、粉体供給装置１０２は、測定部２１と制御部２２とを備えてもよい。この場合、測定部２１により、排出口４から排出される粉体材料２の排出量分布を測定する。測定された排出量分布に基づいて、整流部７１～７３の長手方向の長さ、整流部７１～７３の配置位置、およびスクリュー５１～５４の回転数のうち少なくともいずれか１つを、制御部２２により調整してもよい。このような構成により、それぞれの設定値の調整を自動化することができる。

【0132】

［効果］
上述した実施の形態によると、排出口から排出される粉体材料２の排出量を制御することが可能な粉体供給装置および粉体供給装置の制御方法を提供することができる。

【0133】

整流部７１～７３の長手方向の長さ、整流部７１～７３の配置位置、およびスクリュー５１～５４の回転数のうち少なくともいずれか１つを変更することにより、粉体材料２の排出量分布を均一化する、または、端部の排出量を増加させることができる。

【0134】

なお、上述した実施の形態では、３つの整流部７１～７３が配置される例について説明したが、粉体供給装置には１つまたは複数の整流部が配置されていればよい。

【0135】

また、上述した実施の形態では、４つのスクリュー５１～５４が配置される例について説明したが、粉体供給装置には２つ以上の複数のスクリューが配置されていればよい。

【0136】

また、上述した実施の形態では、４つのスクリュー５１～５４に対して４つのモータが配置される例について説明したが、粉体供給装置には１つまたは複数のモータが配置されていればよい。

【0137】

（実施の形態４）
図２０を参照して、実施の形態４について説明する。なお、実施の形態４においては、実施の形態１と同一または同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態４では、実施の形態１と重複する記載は省略する。

【0138】

図２０は、実施の形態４にかかる粉体供給装置１０３の一部を拡大した模式図である。実施の形態２では、筐体１の大きさと、スクリュー５および整流部７の数と、が実施の形態１と異なる。

【0139】

図２０に示すように、本実施の形態では、１つの整流部７が筐体１の中央付近に配置されている。筐体１の内部の高さ（Ｙ方向）は５０ｍｍ、幅Ｗ２は１４０ｍｍ、スクリュー５の先端から排出口4までの距離Ｄ１０が９５ｍｍである。また２つのスクリュー５が筐体１の幅方向（Ｘ方向）に並んで配置されている。また、整流部７の長手方向の長さＬ１は４５ｍｍ、整流部７の排出口４からの距離Ｄ４は２６ｍｍである。

【0140】

本実施の形態の粉体供給装置１０２を実施例１４、整流部７が配置されていない構成を比較例として、実施の形態１と同様の粉体材料２の排出量分布のシミュレーションを行った。

【0141】

図２１は、比較例、および実施例１４の粉体供給装置１０３の構成を示す表である。図２２は、シミュレーションにより得られた排出量分布のデータを示すグラフである。

【0142】

図２１に示すように、整流部７を含まない点を除いて、比較例は実施例１４の構成と同一である。

【0143】

図２２のグラフに示すように、比較例では、筐体１の壁面からの摩擦により、筐体１の幅方向の端部の排出量が極端に低下している。さらに、筐体１の幅方向における中央付近での粒子の慣性力が大きいため、中央部の排出量が極端に多くなっている。

【0144】

一方、実施例１４では、筐体１の幅方向における中央に配置した整流部７の整流効果により、比較例と比較して中央部と端部との排出量の差が小さくなっている。また、比較例１４では、端部以外において、おおむね均一な排出量となっている。

【0145】

このように、スクリューの数および整流部の数に限定されず、排出量分布をコントロールすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0146】

本発明の粉体供給装置は、粉体材料の排出量を制御するにより、所望の密度分布を持った成形体を作成することができる。得られた成形体は、半導体部品、車載部品、電子部品、生体部材料、電池材料などの産業用途に用いることが期待できる。

【符号の説明】

【0147】

１ 筐体
１ａ 一端
１ｂ 他端
２ 粉体材料
３ 導入口
４ 排出口
５、５１、５２、５３、５４ スクリュー
６ モータ
７、７１、７２、７３ 整流部
２１ 測定部
２２ 制御部
７１ 第１整流部
７２、７３ 第２整流部
１００、１０１ 粉体供給装置

【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21】

【図22】