JP2007309650A - 充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理の高速化や人手による充填後の作業を可能にすると共に、ロードセルの経時的な劣化による計量精度の低下を防止し得る充填装置を提供する。
【解決手段】粉粒状物Ｍを所定量ずつ充填するための充填装置であって、粉粒状物Ｍを一時的に貯留する一時貯留手段１と、前記一時貯留手段１から粉粒状物Ｍを断続的に排出するための切出手段２と、前記排出された粉粒状物Ｍを受けるための複数のホッパ３０と、前記各ホッパ３０ごとに設けられ、前記粉粒状物Ｍの重量をホッパ３０ごと計量する重量検出器と、前記各ホッパ３０が前記切出手段２からの粉粒状物Ｍを交互に受け取ることができるように、前記重量検出器およびホッパ３０を水平方向に往復移動させる移動手段４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、粉粒状物を所定量ずつ取り出して充填するための充填装置に関する。

粉粒状物をロードセルのような重量検出器で検出しながら一定量ずつ取り出す充填装置は、たとえば下記の２つの特許文献１、２に開示されている。
特開２００１−７２２５０号（要約） 特許第２７７９９３７号公報（図３、図７）

特許文献１の発明では、貯留装置ごと粉粒状物を計量し、１回転ごとにスクレーパが所定位置で粉粒状物をかき出す。この装置は羽根が連続的に回転する必要があるので、充填後の処理を人手で行う作業に適していない。

特許文献２の発明では、円形配列された多数の保持腕に各々ロードセルを設けて粉粒状物を計量し、処理の高速化を図っている。しかし、この先行技術では、多数のロードセルを必要とする上、ロードセルに負荷される部分がロードセルと共に旋回するので、ロードセルに遠心力と回転方向の力とが加わる。そのため、粉粒状物の重量以外に、２方向から力がロードセルに加わるので、アルミ金属製のロードセルが変形することにより、経時的に計量精度が劣化する。

したがって、本発明の目的は、処理の高速化や人手による充填後の作業を可能にすると共に、ロードセルの経時的な劣化による計量精度の低下を防止し得る充填装置を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明の充填装置は、粉粒状物を所定量ずつ充填するための充填装置であって、粉粒状物を一時的に貯留する一時貯留手段と、前記一時貯留手段から粉粒状物を断続的に排出するための切出手段と、前記排出された粉粒状物を受けるための複数のホッパと、前記各ホッパごとに設けられ、前記粉粒状物の重量をホッパごと計量する重量検出器と、前記各ホッパが前記切出手段からの粉粒状物を交互に受け取ることができるように、前記重量検出器およびホッパを水平方向に往復移動させる移動手段とを備えている。

本発明によれば、複数の重量検出器およびホッパを往復移動させるので、充填処理と充填後の処理とを同時に行うことができる。そのため、処理の高速化が図られる。
また、ホッパおよび重量検出器の双方を回転ではなく直線上を往復移動させるので、加減速時に重量検出器に生じる荷重の変化が一方向にのみ生じるから、重量検出器の経時的な精度劣化を防止し得る。

本発明において、前記一時貯留手段および切出手段が各々複数の部品に分解可能で、かつ、脱着可能であるのが好ましい。
この場合、一時貯留手段および切出手段の清掃を簡便に行うことができる。

この場合、前記複数の部品のうち、２つの部品がバックルによって互いに固定されているのが好ましい。
この態様では、バックルを緩めて分解できるから、工具を用いることなく分解でき、清掃がより一層簡便になる。

本発明の好ましい態様においては、前記一時貯留手段が下方への粉粒状物の落下を許容する開口を有する固定皿と、該固定皿に対し脱着可能な円筒形の容器本体と、前記容器本体内において回転して、前記開口から粉粒状物を排出するための複数の羽根を持つアジテータとを備え、前記アジテータを回転駆動させる駆動軸がフレームから上方に向かって突出し、前記固定皿は前記駆動軸に沿って形成された円筒部と該円筒部の下端に連なる板部とを備え、前記アジテータは前記駆動軸に係合し、かつ、前記円筒部および駆動軸を上方から覆うキャップ状の嵌合部を備える。

この態様においては、キャップ状の嵌合部が駆動軸に嵌合していることで、これらの間の空間が迷路構造になっている。これにより、駆動部分に粉粒状物が目詰まりするのを防止できる。そのため、清掃が容易になる。

本発明においては、前記重量検出器は中空部により薄肉化された薄肉部を持つ起歪体を有し、前記重量検出器の往復移動方向に前記中空部が貫通しているのが好ましい。
この態様によれば、往復運動により起歪体に生じる荷重の変化が中空部の貫通方向に沿って発生するので、起歪体の経時的な精度劣化を防止し得る。

本発明の好ましい態様においては、前記重量検出器を支持する互いに平行な第１および第２のレールと、前記第１のレールを挟む３つのローラからなる第１のローラ群と、前記第２のレールを挟む３つのローラからなる第２のローラ群とを更に備え、前記第１のローラ群のうち少なくとも１つのローラと、前記第２のローラ群のうち少なくとも１つのローラとが前記レールの長手方向に互いに位置ずれして配置されている。

この態様によれば、レールに対しローラを３点接触させることで、レールとローラとの間に隙間が生じることがなく、そのため、重量検出器に振動が生じにくい。
また、２つのローラが互いに位置ズレした配置とされているため、加減速時の浮き上がり等を防止でき、そのため、重量検出器に振動が生じにくい。
したがって、精度劣化を防止し得る。

以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
まず、各部の構造の詳細な説明に先立って、本装置の概略について説明する。
図１（ａ），（ｂ）において、本充填装置は、一時貯留手段１、スクリュウコンベヤ（切出手段）２、一対の計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒ、移動手段４およびコントローラ７を備え、粉粒状物Ｍを袋状の包材Ｆ内に所定量ずつ充填する。

前記一時貯留手段１は、粉粒状物Ｍを一時的に貯留する。
前記スクリュウコンベヤ２は、前記一時貯留手段１から粉粒状物Ｍを断続的に排出する。
前記計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒは、後述するように、前記排出された粉粒状物Ｍを計量する。

前記移動手段４は、前記計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒがスクリュウコンベヤ２からの粉粒状物Ｍを交互に受け取ることができるように、前記計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒを水平方向に直線的に往復移動させる。図１（ａ）に示す状態では、右側の計量ホッパ装置３Ｒが粉粒状物Ｍを受け取って計量し、左側の計量ホッパ装置３Ｌにおいて包材Ｆを脱着できるようにしている。

一時貯留手段１：
図２において、前記一時貯留手段１は、固定皿１０、円筒形の容器本体１１およびアジテータ１２を備えている。後述するように、これらの部品は互いに分解可能で、かつ、脱着可能である。

図３に示すように、前記固定皿１０には、粉粒状物Ｍ（図２）を下方に落下させるための開口１０ａが形成されている。前記アジテータ１２は、前記固定皿１０上を回転する複数枚の羽根１２ｆを有し、図２の容器本体１１内において粉粒状物Ｍにブリッジが生じるのを防止すると共に、前記開口１０ａ（図３）から粉粒状物Ｍを下方のスクリュウコンベヤ２に排出する。

図５に示すように、前記固定皿１０が載置されるフレーム１３には、中心に筒状の軸受部１３ａが突出して設けられている。この軸受部１３ａには、下方の第１モータ（図示せず）で回転駆動される第１駆動軸１４が挿通されていると共に、第１駆動軸１４が上方に突出している。前記第１駆動軸１４と軸受部１３ａの内周との間は、軸受部１３ａの上端部においてメカニカルシール１５でシールされている。

前記固定皿１０には、第１駆動軸１４に沿って上方に延びる円筒部１０ｂと、該円筒部１０ｂの下端に連なる平板部１０ｄとが一体に形成されている。前記円筒部１０ｂと軸受部１３ａの外周との間は、前記軸受部１３ａの上部においてゴムリング１０ｃでシールされている。

図３に示すように、前記アジテータ１２の羽根１２ｆは中央のキャップ状の嵌合部１２ｃから外方に向って設けられている。図５において、前記嵌合部１２ｃは、前記第１駆動軸１４の上部の突出部１４ａに係合して第１駆動軸１４と一体に回転すると共に、前記円筒部１０ｂおよび軸受部１３ａを上方および外周から覆うと共に収容する凹所１２ｈを有している。

このように、キャップ状の嵌合部１２ｃが第１駆動軸１４に嵌合していることで、ゴムリング１０ｃや回転接触するメカニカルシールなどに至る空間が迷路構造になっている。これにより、回転接触する部分等に粉粒状物Ｍが目詰まりするのを防止できる。そのため、清掃が容易になる。

前記アジテータ１２は上方へ持ち上げることで、第１駆動軸１４から上方へ引き抜くことができる。また、図２のバックルＢ１を緩めることで、容器本体１１および固定皿１０をフレーム１３から取り外すことができる。

スクリュウコンベヤ２：
前記スクリュウコンベヤ２は、前記開口１０ａ（図３）から落下する粉粒状物Ｍを受け入れる受入部２０を有する。前記スクリュウコンベヤ２は、前記受入部２０と一体の外筒２１と、外筒２１にバックルＢ２を介して接合された先筒部２２と、スクリュウ２３とを備える。

前記スクリュウ２３は、第２モータＭ２の回転で回転駆動する第２駆動軸２４に図示しないネジで固定されており、外筒２１内の粉粒状物Ｍを先筒部２２に向って搬送する。先筒部２２には、必要に応じてシャッタを設けてもよい。
なお、外筒２１は、図３のバックルＢ３でフレームに固定されている。

計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒ：
図３に示すように、前記先筒部２２の下方には、左右一対の計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒが配置されている。前記スクリュウコンベヤ２により下方に粉粒状物Ｍが落下排出されるタイミングにおいては、前記一対の計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒのうち、一方が前記粉粒状物Ｍを受け取り、他方は包材Ｆの取り換えを行う。
なお、一対の計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒの構造は互いに同一であり、以下、一方の計量ホッパ装置３Ｒについて説明する。

図６に示すように、計量ホッパ装置３Ｒ（３Ｌ）は、ロート状に形成されたホッパ３０を備えている。先筒部２２からホッパ３０に落下された粉粒状物Ｍは、包材Ｆ内に排出される。重量検出器５によって該包材Ｆ内の粉粒状物Ｍの重量がホッパ３０ごと検出され、所定の重量に達すると、スクリュウ２３の回転が停止して包材Ｆ内への粉粒状物Ｍの落下が停止される。

前記包材Ｆは、ホッパ３０の左右に設けられた一対の挟み具３１によって、該挟み具３１とホッパ３０の側面との間に挟持されている。挟み具３１はホッパ３０に対して開閉自在に設けられており、包材Ｆの取り換えの際には、挟み具３１を開いて該包材Ｆの取り換えを行う。

前記ホッパ３０は、ホッパ固定部３２に固定されている。ホッパ固定部３２には、前記挟み具３１が設けられていると共に、該包材Ｆの下端部を支持する支持部３４が設けられている。ホッパ固定部３２にはフック３３が形成されており、係合ブラケット５４に形成されたハンガー５６に対して前記フック３３が取り外し自在に係止されている。

係合ブラケット５４は重量検出器５に固定されており、計量ホッパ装置３Ｒ（３Ｌ）は、重量検出器５を介して台車６に設けられている。台車６は、後述する第１および第２レール６１，６２に沿って往復移動方向Ｘ（図３）に沿って直線的に移動自在に設けられている。

重量検出器５：
重量検出器５は起歪体５０を有している。起歪体５０には、重量検出器５の往復移動方向Ｘ（図４）に貫通する略Ｈ字型の中空部５１が形成されている。起歪体５０には、前記中空部５１によって薄肉化された薄肉部（起歪部）５５が形成されている。
前記起歪体５０の先端側の可動部５２には、前記係合ブラケット５４が固定されている。一方、起歪体５０の基端側の固定部５３は、前記台車６の上部に設けられた取付柱６１に固定されている。

このように、重量検出器５の往復移動方向Ｘに中空部５１が貫通しているので、台車６の往復移動により起歪体５０に生じる荷重の変化が中空部５１の貫通方向に沿って発生するから、起歪体５０の経時的な精度劣化を防止し得る。

移動手段４：
図３および図４に示すように、本装置には、本装置の往復移動方向Ｘに沿って第１および第２レール６１，６２が設けられている。両レール６１，６２は、互いに平行に設けられている。
図６および図７に示すように、前記台車６は、前記第１のレール６１を挟む３つのローラ４０，４０ａからなる第１のローラ群４１と、前記第２のレール６２を挟む３つのローラ４０，４０ｂからなる第２のローラ群４２とを備えている。

図６に示す台車６の台車フレーム６０の側部は、図示しない第３モータおよび直線運動機構によって駆動される駆動部６３に接続されている。該駆動部６３が直線的に往復移動されることにより、台車６は、図３に示すレール６１，６２に沿って往復移動方向Ｘに往復移動される。

図７に示すように、第１のローラ群４１は、第１のレール６１の上面に接触する２個の上ローラ４０と、第１のレール６１の下面に接触する１個の下ローラ４０ａにより構成されている。一方、第２のローラ群４２は、第２のレール６２の上面に接触する２個の上ローラ４０と、第２のレール６２の下面に接触する１個の下ローラ４０ｂにより構成されている。前記下ローラ４０ａ，４０ｂは、前記往復移動方向Ｘにおける前記一対の上ローラ４０，４０の間の位置に配置されている。

前記第１のローラ群４１の上ローラ４０，４０と前記第２のローラ群４２の上ローラ４０，４０とは往復移動方向Ｘの同じ位置に配置されている。一方、前記第１および第２のローラ群４１，４２の下ローラ４０ａ，４０ｂは、前記レール６１，６２の往復移動方向Ｘに互いに位置ずれして、それぞれ配置されている。

このように、各レール６１（６２）に対しローラ４０，４０ａ（４０ｂ）を３点接触させることで、第１のレール６１（６２）とローラ４０，４０ａ（４０ｂ）との間に隙間が生じることがなく、そのため、重量検出器５（図６）に振動が生じにくい。
また、２つの下部ローラ４０ａ，４０ｂが互いに位置ズレした配置とされているため、加減速時の浮き上がり等を防止でき、そのため、重量検出器５（図６）に振動が生じにくい。したがって、精度劣化を防止し得る。

本装置の動作：
まず、図６に示す計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒのホッパ３０の周囲に包材Ｆの上部を嵌め込み、挟み具３１を挟持状態に固定し、挟み具３１とホッパ３０との間に包材Ｆをそれぞれ挟持させる。
その後、作業者がコントローラ７を用いて所定の操作を行うと、図１に示す一時貯留手段１内のアジテータ１２が回転し、図３の開口１０ａから粉粒状物Ｍがスクリュウコンベヤ２内に排出される。図２のスクリュウ２３の回転により、粉粒状物Ｍが先筒部２２に向って搬送され、図６に示す一方の計量ホッパ装置３Ｒ（３Ｌ）のホッパ３０から包材Ｆ内に粉粒状物Ｍが排出される。

重量検出器５は、包材Ｆ内に排出された粉粒状物Ｍの重量を検出し、該包材Ｆ内の粉粒状物Ｍの重量が所定重量に達すると、スクリュウ２３の回転を停止させることで粉粒状物Ｍの排出を停止させる。
その後、第３モータの回転で前記駆動部６３を介して、図１に示す往復移動方向Ｘに台車６が移動され、粉粒状物Ｍの充填された一方の計量ホッパ装置３Ｒ（３Ｌ）が先筒部２２の直下から外れると共に、他方の計量ホッパ装置３Ｌ（３Ｒ）が先筒部２２の直下に移動される。

作業者は、粉粒状物Ｍの充填された計量ホッパ装置３Ｒ（３Ｌ）の挟み具３１（図６）を開いて包材Ｆをホッパ３０から取り外し、新たな空の包材Ｆをホッパ３０にセットする作業を行う。

一方、前記作業の間に、先筒部２２直下に位置する他方の計量ホッパ装置３Ｌ（３Ｒ）の包材Ｆ内に粉粒状物Ｍが充填される。該包材Ｆ内の粉粒状物Ｍの重量が所定重量に達すると、粉粒状物Ｍの排出が停止され、粉粒状物Ｍの充填された他方の計量ホッパ装置３Ｌ（３Ｒ）が先筒部２２の直下から外れると共に、新たに空の包材Ｆがセットされた計量ホッパ装置３Ｒ（３Ｌ）が先筒部２２の直下に移動される。

このように、移動手段４がレール６１，６２上に設けられた２個の計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒを交互に往復移動させることにより、粉粒状物Ｍの充填処理と、充填後の処理とを同時に行うことができる。そのため、処理の高速化が図られる。

分解方法：
本装置を分解するには、図２のバックルＢ１を緩めることで、容器本体１１を取り外した後、図３のアジテータ１２を上方へ持ち上げることで第１駆動軸１４（図４）から引き抜く。その後、固定皿１０をフレーム１３（図４）から取り外す。
図２のスクリュウコンベヤ２内を分解清掃するには、バックルＢ２を緩めることで先筒部２２を取り外し、更にバックルＢ３を緩めることで外筒２１を取り外す。その後、図示しないネジを緩めて図２のスクリュウ２３を第２駆動軸２４から引き抜く。

このように、複数の部品のうち、２つの部品が互いバックルＢ１〜Ｂ３によって互いに固定（締結）されているので、工具を用いることなく分解でき、清掃がより一層簡便になる。

一方、図６の計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒを取り外すには、ホッパ固定部３２を若干持ち上げることにより、ホッパ固定部３２のフック３３が係合ブラケット５４のハンガー５６から外れ、計量ホッパ装置３Ｌ，３Ｒを係合ブラケット５４から取り外すことができる。

以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施例を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。
たとえば、ホッパからの粉粒状物をカップに受け取り、自動で下流に搬送する装置にも適用できる。
また、切出手段としてはスクリュウコンベヤの他に、振動フィーダなどを採用してもよい。
したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる本発明の範囲のものと解釈される。

本装置は、粉粒状物を所定量ずつ充填する充填装置に適用できる。

本発明の一実施例を示す充填装置の概略を示し、（ａ）は概略正面図、（ｂ）は内部を破断して示す概略側面図である。 一時貯留手段およびスクリュウコンベヤを示す一部破断した概略側面図である。 容器本体を取り外した状態の充填装置の概略斜視図である。 容器本体、固定皿および外筒を取り外した状態の同斜視図である。 主としてアジテータの嵌合部を示す縦断面図である。 計量ホッパ装置および移動手段を示す一部破断した概略側面図である。 レールおよびローラを示す正面図である。

符号の説明

１：一時貯留手段１
２：切出手段（スクリュウコンベヤ）
３Ｌ，３Ｒ：計量ホッパ装置
４：移動手段
５：重量検出器
１０：固定皿
１０ａ：開口
１０ｂ：円筒部
１１：容器本体
１２：アジテータ
１２ｃ：嵌合部
１２ｆ：羽根
１３：フレーム
１４：（第１）駆動軸
３０：ホッパ
４１：第１ローラ群
４２：第２ローラ群
５１：中空部
６１，６２：レール
Ｂ１：バックル
Ｍ：粉粒状物

Claims (6)

1. 粉粒状物を所定量ずつ充填するための充填装置であって、
   粉粒状物を一時的に貯留する一時貯留手段と、
   前記一時貯留手段から粉粒状物を断続的に排出するための切出手段と、
   前記排出された粉粒状物を受けるための複数のホッパと、
   前記各ホッパごとに設けられ、前記粉粒状物の重量をホッパごと計量する重量検出器と、
   前記各ホッパが前記切出手段からの粉粒状物を交互に受け取ることができるように、前記重量検出器およびホッパを水平方向に往復移動させる移動手段とを備えた充填装置。
2. 請求項１において、前記一時貯留手段および切出手段が各々複数の部品に分解可能で、かつ、脱着可能である充填装置。
3. 請求項２において、前記複数の部品のうち、２つの部品がバックルによって互いに固定されている充填装置。
4. 請求項１、２もしくは３において、前記一時貯留手段が下方への粉粒状物の落下を許容する開口を有する固定皿と、該固定皿に対し脱着可能な円筒形の容器本体と、前記容器本体内において回転して、前記開口から粉粒状物を排出するための複数の羽根を持つアジテータとを備え、
   前記アジテータを回転駆動させる駆動軸がフレームから上方に向かって突出し、
   前記固定皿は前記駆動軸に沿って形成された円筒部と該円筒部の下端に連なる板部とを備え、
   前記アジテータは前記駆動軸に係合し、かつ、前記円筒部および駆動軸を上方から覆うキャップ状の嵌合部を備えた充填装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、前記重量検出器は中空部により薄肉化された薄肉部を持つ起歪体を有し、前記重量検出器の往復移動方向に前記中空部が貫通している充填装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、前記重量検出器を支持する互いに平行な第１および第２のレールと、
   前記第１のレールを挟む３つのローラからなる第１のローラ群と、
   前記第２のレールを挟む３つのローラからなる第２のローラ群とを更に備え、
   前記第１のローラ群のうち少なくとも１つのローラと、前記第２のローラ群のうち少なくとも１つのローラとが前記レールの長手方向に互いに位置ずれして配置されている充填装置。

Images