ビーズがうまく通過するホッパーはどんな形？

質問

「ビーズがうまく通過するホッパーはどんな形？」

ホッパー（漏斗）を使って竹ビーズ（長さ4ミリ直径2ミリ管状のもの）や直径4ミリほどの玉のビーズを箱（箱の口は15ミリ×20ミリ）に詰めようと思っています。
試しにホッパーから80ミリほどの管（下から40ミリの部分を45度折曲げたもの）を通してを箱へ入れようと思い試作してみましたが、詰まってしまってうまく行きませんでした。
（箱の入り口面が45度傾いているので管を曲げてみました）

どうしたらうまく箱へいれるものが出来るのでしょうか？
管の径？長さ？角度？何が問題だったのでしょか？

どうかご教授下さい。
宜しくお願いします。

回答No.1

yosh3 · ベストアンサー

サイロとかホッパーの設計をしてる技術者です。
今回の詰まる原因はパイプの中間を曲げたことが最大の原因でしょう。
手元にデータがないのですがビーズの安息角（自然に山にした時の角度）は多分３０度くらいでしょう。
これより緩い角度であれば確実に詰まりますし、近い角度でも詰まりやすいです。ましてパイプの上から押し込まれて途中で向きを変えれば、そりゃあ詰まるでしょう。
パイプ径も小さいですから。
摩擦を減らすというのも対策ですが、この形のままなら多分ダメでしょうね。
対策としては、ホッパーとパイプ全体の形状を滑らかに寸法がかわるようにして途中の折れ曲がりをやめ、パイプの径を大きく、材質をツルツルに。かなりたくさん条件をつけちゃったなあ。

お礼

親切なお答えありがとうございます。
いれる箱の口の大きさが20X20以上とれないので、
パイプの径をあまり大きくすることは難しいですが、
途中での曲げはなくすようにしてみたいと思います。
ちなみに、ホッパーの下のじょうごの部分の角度を鋭角にしたり、鈍角にしたりすると落ち方に違いは出てきますか？（目詰まりし易かったり、その逆など）
また、パイプの傾斜が垂直であったり、その逆に緩やである場合など、パイプの角度は落ちやすさに影響はするのでしょうか。
ご教授頂ければ幸いです。