JP2015074488A

JP2015074488A - オーガー充填装置

Info

Publication number: JP2015074488A
Application number: JP2013213421A
Authority: JP
Inventors: 洋司大谷; Yoji Otani; 光一吉村; Koichi Yoshimura
Original assignee: Sanko Machinery Co Ltd
Current assignee: Sanko Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2015-04-20

Abstract

【課題】簡単かつ低コストな構成でありながら、ホッパーの内周面に充填材料が堆積（残留）することなく、充填材料を順次滞りなくオーガースクリュー延いては包装袋へ充填材料を供給することができ、以って衛生面で優れ、無駄無く充填材料を最後まで使い切ることができると共に、製品品質のバラツキを抑えることができるオーガー充填装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るオーガー充填装置２０は、充填材料を収容するホッパー２０４と、充填パイプ２０１と、オーガースクリュー２０２と、攪拌板２２０と、オーガースクリュー２０２及び攪拌板２２０を回転させる駆動機構と、を備えると共に、前記攪拌板２２０のホッパー２０４の内周面に対向する面に外側に向かって複数の凸部２２２が形成されていると共に、該複数の凸部２２２の回転軌跡の外形を結ぶ接線Ｘがホッパー２０４の内周面と略平行となるように配設されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、包装袋に充填される充填材料（内容物）を、オーガースクリュー（ＡｕｇｅｒＳｃｒｅｗ）の回転を利用して搬送しつつ包装袋内に充填するオーガー充填装置に関する。

従来、微粉末や固まり易い粉末（或いは粒状）の原料（内容物）を包装袋に充填する場合、充填供給パイプ（シュートパイプ）内の原料をスクリュー（オーガースクリュー）の回転によって、包装袋内に押し込むようにしたオーガー充填装置が用いられている（特許文献１参照）。

そして、特許文献１に記載されるようなオーガー充填装置のスクリューには、原料（充填材料）を収容しているホッパー内に原料の空洞ができないように、ホッパー内の原料を攪拌するための攪拌翼が取り付けられていて、この攪拌翼をスクリューの回転に連動して回転させることでホッパー内の原料を常に攪拌して流動させるようにしていた。

特開２００１−１８９０２号公報

ここで、充填材料（原料）の性状によっては、連続包装袋に対して包装袋毎に順次充填を行っていると、図６（Ｂ）に示すように、攪拌翼（攪拌板）と、ホッパー２０４の内周面と、の隙間に、固まった充填材料（原料）が堆積して、ホッパー２０４の内周面に壁３０４が形成されてしまうことがあった。

この壁状に堆積した充填材料（原料）３０４は、包装袋の生産中、その場所に留まってしまうため、衛生面において改善すべきであると共に、無駄無く充填材料（原料）を最後まで使い切ることができなくなるといったおそれがある。

また、壁状に堆積した充填材料（原料）３０４が、一定時間留まった後予期しないタイミングで脱落して包装袋へ充填されることになる場合には、ホッパー内で堆積して一定時間経過した充填材料（原料）と、ホッパー内で堆積せず新鮮なうちに包装袋へと送られる充填材料（原料）と、が混在することになるため、一定の品質を提供することが難しく、製品品質にバラツキが生じる要因となるおそれがあった。

本発明は、このような実情に鑑みなされたもので、簡単かつ低コストな構成でありながら、ホッパーの内周面に充填材料（原料）が堆積（残留）することなく、充填材料（原料）を順次滞りなくオーガースクリュー延いては包装袋へ充填材料（原料）を供給することができ、以って衛生面で優れ、無駄無く充填材料（原料）を最後まで使い切ることができると共に、製品品質のバラツキを抑えることができるオーガー充填装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るオーガー充填装置は、
略円錐形状の底面を上側にして設置されて内部に充填材料を収容するホッパーと、
上端がホッパーの下端において該ホッパーの内部に接続されると共に、下端が排出口となる略筒状の充填パイプと、
充填パイプに回転自在に挿入される螺旋状の羽根を備えたオーガースクリューと、
ホッパー内の充填材料を回転攪拌する攪拌板と、
オーガースクリュー及び攪拌板を回転させる駆動機構と、
を備えたオーガー充填装置であって、
前記攪拌板のホッパー内周面に対向する面に外側に向かって複数の凸部が形成されていることを特徴とする。

本発明において、前記各凸部の回転軌跡の外形を結ぶ接線がホッパー内周面と略平行となるように配設されていることを特徴とすることができる。
かかる構成により、ホッパー内周面に堆積しようとする充填材料の崩落を発生し易くすることができる。

本発明において、前記攪拌板の回転攪拌の回転方向は、前記オーガースクリューの回転方向に対向する向きであることを特徴とすることができる。
かかる構成により、ホッパー内周面に堆積しようとする充填材料の崩落を発生し易くすることができる。

本発明において、前記攪拌板の凸部と凹部の関係は、凹部の平面積をＳ１、凸部の平面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２が０．３〜２の範囲であると共に、Ｓ１が５０ｍｍ^２以上であることを特徴とすることができる。

本発明によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、ホッパーの内周面に充填材料（原料）が堆積（残留）することなく、充填材料（原料）を順次滞りなくオーガースクリュー延いては包装袋へ供給することができ、以って衛生面で優れ、無駄無く充填材料（原料）を最後まで使い切ることができると共に、製品品質のバラツキを抑えることができるオーガー充填装置を提供することができる。

（Ａ）は本発明の一実施の形態に係る縦型充填包装機の一構成例を示す正面図であり、（Ｂ）は該縦型充填包装機の一構成例を示す右側面である。同上実施の形態に係る縦型充填包装機のオーガー充填装置の構成例を示す右側面（図１（Ｂ）と同じ側面）である。同上実施の形態に係る縦型充填包装機により生産される包装袋への充填材料の供給及びヒートシール（縦シール、横シール）の様子を説明するための図（図１（Ｂ）と同じ方向から見た図）である。（Ａ）は同上実施の形態に係るオーガー充填装置の攪拌板の一構成例を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）の右側面図である。同上実施の形態に係る攪拌板の凹凸形状により、充填材料がホッパー内周面から崩落する様子を説明するための図である。（Ａ）は同上実施の形態に係る凹凸形状を備えた攪拌板を採用した場合のホッパー内の充填材料の崩落の様子を示す図であり、（Ｂ）は従来の攪拌板を用いた場合のホッパー内の充填材料の堆積の様子を示す図である。同上実施の形態に係る攪拌板の凹部の平面積Ｓ１と、凸部の平面積Ｓ２を説明するための図（図４（Ａ）から板状部、凹部、凸部を抜き出して拡大した図）である。同上実施の形態に係る攪拌板の凹凸形状の変形態様を示す図である。同上実施の形態に係るオーガー充填装置の攪拌板の回転方向を、オーガスクリューの回転方向と異ならせた場合の一構成例を示す側面図（図２と同じ平面）である。

以下に、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

図１（Ａ），図１（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る縦型充填包装機１は、包装フィルムＦが巻回された原反ロールから、包装袋下方引っ張り装置５により下方に引っ張れらことにより、包装フィルムＦが、所定のテンションを保ちつつ送り出されるように構成されている。

原反ロールから送り出された包装フィルムＦは、図３に示すように、包装フィルム送り方向に沿って略筒状に折り返されてその端部が重ね合わされることで、一端が折り返し側とされ、他端が重ね合わされた開放側として、Ｌ字形状のヒートシール装置４に送られ、ここでヒートシールされることで（縦シール部４０１と横シール部４０２が同時にヒートシールされる）、上側のみが開放されている三方閉塞（図３において、右端側は縦シール部４０１、下側（包装袋ＦＹ間）は横シール部４０２、左端は折り返し側）の袋状の包装フィルムＦＸに成形される。

このとき、包装フィルムＦは、充填パイプ２０１を間に挟み込んで略円筒状に成形されているため、オーガー充填装置２０の充填パイプ２０１の下端付近は、図３に示すように、三方閉塞の袋状の包装フィルムＦＸの内部に挿入された状態となっている。

そして、充填パイプ２０１の下端から、オーガー充填装置２０のホッパー２０４に収容されている充填材料（包装袋の内容物：粉末、粒状物質などの粉流体、所定の粘度を有するゲルなどの流動体）が、充填パイプ２０１内のオーガースクリュー２０２により搬送されて、三方閉塞の袋状の包装フィルムＦＸの内部に充填されるようになっている。

なお、図２に示すように、オーガースクリュー２０２は、ホッパー２０４の下端内側に臨んで接続されている略円筒状の充填パイプ２０１の内側に回転可能に配設され、オーガースクリュー駆動軸２０５、攪拌駆動軸２１４、カップリング２０６、減速機２０７、オーガースクリューモータ２０８、駆動側プーリ２０９、従動側プーリ２１０などの駆動機構を介して、Ｒ１方向に回転されるようになっている。この回転により、螺旋状の羽根を有するオーガースクリュー２０２が回転され、ホッパー２０４内の充填材料が充填パイプ２０１内へと導かれて充填パイプ２０１下端へ向けて搬送されるようになっている。

内容物が所定に調量されて充填されると、包装フィルムＦは、包装袋１個分だけ、包装袋下方引っ張り装置５により下方に引っ張れら、その位置で、Ｌ字形状のヒートシール装置４によりヒートシールが行われることで、図３に示すように、三方閉塞の袋状の包装フィルムＦＸの上側が閉じられて、包装袋ＦＹが完成されることになる。

このようなヒートシール、充填材料（内容物）の充填、包装フィルムＦの送り、ヒートシールを繰り返すことにより、本実施の形態に係る縦型充填包装機１では、充填材料（内容物）が充填された包装袋ＦＹを連続的に生産することができるようになっている。

なお、このようにして生産される包装袋ＦＹは、順次、包装袋下方引っ張り装置５により下方に引っ張れられることで、図１（Ａ），図１（Ｂ）に示すようなカッター装置６へ送られて、連続している包装袋ＦＹが個別（或いは複数）の）包装袋ごとに切り離されて生産が完了するようになっている。

図１（Ａ），図１（Ｂ）において、符号３はオーガー充填装置２０の設置姿勢調整器であり、符号７は制御盤である。

ここで、本実施の形態に係る縦型充填包装機１では、前述した従来のオーガー充填装置の課題、すなわち、連続包装袋に対して順次連続的に充填を行っていると、攪拌板と、ホッパー内周面と、の隙間に、固まった充填材料（原料）が徐々に堆積して壁が形成されてしまうことによる問題を解決するため、以下のようなオーガー充填装置２０を採用している。

すなわち、本実施の形態に係るオーガー充填装置２０には、
略円錐形状の底面を上側にして設置されて内部に充填材料を収容するホッパー２０４と、
上端がホッパー２０４の下端において該ホッパー２０４の内部に接続されると共に、下端が排出口となる略筒状の充填パイプ２０１と、
充填パイプ２０１に挿入される螺旋状の羽根を備えたオーガースクリュー２０２と、
ホッパー２０４内の充填原料を回転攪拌する攪拌板２２０と、
オーガースクリュー２０２及び攪拌板２２０を回転させる駆動機構（オーガースクリュー駆動軸２０５、攪拌駆動軸２１４、カップリング２０６、減速機２０７、オーガースクリューモータ２０８、駆動側プーリ２０９、従動側プーリ２１０）と、
が備えられている。

なお、アーム部２２４の先端に板状部２２１を備えた攪拌板２２０は、図２、図４などに示すように、取付部２２５を介して、オーガースクリュー駆動軸２０５に取り付けられることにより、オーガースクリュー駆動軸２０５と一体回転するように構成されている。このアーム部２２４、板状部２２１が回転することで、ホッパー２０４内に収容されている充填材料が掻き回されて、空洞などが形成されることなく充填材料の均一化が図られることになる。

更に、本実施の形態では、図２、図４などに示すように、オーガースクリュー２０２と一体的に回転される攪拌板２２０の板状部２２１には、ホッパー２０４の内周面に対し略平行に延在されていると共に、板状部２２１の半径方向外側には、凸部２２２と凹部２２３が交互に複数形成されている。なお、凸部２２２と凹部２２３のサイズについては、例えば、図４に示す寸法Ｌ１＝約５〜２０ｍｍ程度（好ましくは、約１０ｍｍ程度）、Ｌ２＝約１０〜３０ｍｍ程度（好ましくは、約２０ｍｍ程度）とすることができる。

従って、前記攪拌板２２０の板状部２２１の外形の回転軌跡は、ホッパー２０４の内周面（ホッパー２０４の略円錐形状の側面の内側）に対して凹凸形状となる。なお、本実施の形態においては、前記攪拌板２２０のホッパー２０４の内周面に対向する面に外側に向かって複数の凸部２２２が形成されているが、各凸部２２２の回転軌跡の外形を結ぶ接線Ｘ（図５（Ａ）参照）は、ホッパー２０４の内周面と略平行となるように配設されている。

このように、攪拌板２２０の板状部２２１の回転軌跡を、ホッパー２０４の内周面に向かって凹凸形状となるようにすると、攪拌板２２０の板状部２２１の凸部２２２と凹部２２３と、ホッパー２０４の内周面と、の間には、図５（Ａ）において、斜線で示すように、ホッパー２０４に収容されている充填材料（原料）が表面に凹凸形状を有して掻き残されることになる。

このとき、攪拌板２２０の板状部２２１の凹部２２３によって掻き残された部分３０５や３０７は、その下部の板状部２２１の凸部２２２によって削られた凹部分の存在によって、非常に不安定な状態となっている。

そして、僅かな振動或いは重力などによって、掻き残された部分３０５や３０７は、符号３０８の方向に崩落し、これがきっかけとなって、図５（Ｂ）において符号３１０に示すように、ホッパー２０４の内周面に付着しようとしていた充填材料が全体的に崩落を始めることになる。

すると、この崩落に引き摺られて、ホッパー２０４の内周面に付着しようとしていた充填材料が、全体的に、図５（Ｃ）に示すように、ホッパー２０４の下端（略円錐形状の頂点）へ向かって崩落或いは滑落してオーガースクリュー２０２延いては充填パイプ２０１へ導かれ、充填材料として有効に利用されることになる。

従って、本実施の形態によれば、従来のように、ホッパー２０４の内周面に充填材料が堆積したまま残留してしまうようなことを効果的に抑制することができる。

すなわち、本実施の形態に係るオーガー充填装置によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、ホッパーの内周面に充填材料（原料）が堆積（残留）することなく、充填材料（原料）を順次滞りなくオーガースクリュー延いては包装袋へ充填材料（原料）を供給することができ、以って衛生面で優れ、無駄無く充填材料（原料）を最後まで使い切ることができると共に、製品品質のバラツキを抑えることができる。

なお、攪拌板２２０の板状部２２１の凸部２２２の先端と、ホッパー２０４の内周面と、の間のクリアランスＡ（図６（Ａ）参照）を、従来の攪拌板の板状部の先端面と、ホッパー２０４の内周面と、の間のクリアランスＢ（図６（Ｂ）参照）と、を同等としても、上述した充填材料の崩落の効果は十分に期待できるものであることを、本発明者等は実機試験により確認している。

また、攪拌板２２０の板状部２２１の凸部２２２と、凹部２２３と、の関係は、凸部２２２と凹部２２３のサイズがある程度大きくなければ、自重や振動によって充填材料の崩落し難くなる。また、凸部２２２と凹部２２３の一方が、極端に大きい場合にも、充填材料の崩落が発生し難くなる。

このため、本実施の形態では、例えば、「攪拌板２２０の板状部２２１の凹部２２３を攪拌板２２０の板状部２２１の短軸方向（図７平面に直交する方向）から投影したときにできる投影面積を、隣接する凸部２２２の頂点を結ぶ線より外側の部分を切断してできる平面積Ｓ１」とし、「攪拌板２２０の板状部２２１の凸部２２２を、攪拌板２２０の板状部２２１の短軸方向から投影したときにできる投影面積（平面積）Ｓ２」としたときに、Ｓ１／Ｓ２が０．３〜２の範囲であると共に、Ｓ１が５０ｍｍ^２以上とする。
これにより、効果的に、上述した充填材料の崩落の効果を発揮させることができる。

なお、攪拌板２２０の板状部２２１の凸部２２２及び凹部２２３の形状は、上述した実施例では、凸部２２２を円柱を長軸方向に沿って半分に切断した形（断面半円形状のかまぼこ形）としたが、これに限定されるものではなく、図８（Ａ）に示すように、凸部２２６や凹部２２７を、断面四角形の角柱形状とすることができる。

また、図８（Ｂ）に示すように、凸部２２８を、断面三角形の角柱形状とし、凹部２２９をそれに対応した形状とすることができる。

更に、図８（Ｃ）の符号２３０、２３１、２３２に示すように、凸部のサイズを上側に向かって大きく設定して、充填材料の崩落を誘発し易い構成とすることができる。このとき、符号２３０、２３１、２３２の外形を結ぶ接線が、ホッパー２０４の内周面と、略平行となるように構成することができる。

また、本実施の形態に係るオーガー充填装置は、図９に示すように、オーガースクリュー２０２の回転方向（Ｒ１方向）に対して、攪拌板２２０の回転方向を逆方向（Ｒ２方向）となるように構成することができる。この場合、例えば、攪拌板２２０を回転駆動するための攪拌用モータ２１１を備え、該攪拌用モータ２１１の回転を、オーガースクリュー駆動軸２０５の外周に回転自在に挿通した攪拌駆動軸２１４に伝達することで、オーガースクリュー２０２から独立して逆方向に、攪拌板２２０を回転駆動するように構成することができる。

以上で説明した実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは勿論である。

１縦型充填包装機
４ヒートシール装置
５包装袋下方引っ張り装置
２０オーガー充填装置
２０１充填パイプ
２０２オーガースクリュー
２０４ホッパー
２２０攪拌板
２２１板状部
２２２凸部
２２３凹部
Ｆ包装フィルム

Claims

略円錐形状の底面を上側にして設置されて内部に充填材料を収容するホッパーと、
上端がホッパーの下端において該ホッパーの内部に接続されると共に、下端が排出口となる略筒状の充填パイプと、
充填パイプに回転自在に挿入される螺旋状の羽根を備えたオーガースクリューと、
ホッパー内の充填材料を回転攪拌する攪拌板と、
オーガースクリュー及び攪拌板を回転させる駆動機構と、
を備えたオーガー充填装置であって、
前記攪拌板のホッパー内周面に対向する面に外側に向かって複数の凸部が形成されていることを特徴とするオーガー充填装置。
前記各凸部の回転軌跡の外形を結ぶ接線がホッパー内周面と略平行となるように配設されていることを特徴とする請求項１に記載のオーガー充填装置。
前記攪拌板の回転攪拌の回転方向は、前記オーガースクリューの回転方向に対向する向きであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のオーガー充填装置。
前記攪拌板の凸部と凹部の関係は、凹部の平面積をＳ１、凸部の平面積をＳ２としたときに、Ｓ１／Ｓ２が０．３〜２の範囲であると共に、Ｓ１が５０ｍｍ^２以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載のオーガー充填装置。