JP4601550B2 - 硬質粒状物の計量装置及び計量方法 - Google Patents

Description

本発明は、硬質粒状物の計量装置及び計量方法に関する。特に、計量過程またはそれ以前から計量されるべきでない微粉が混入している硬質粒状物を計量する装置及び方法に関する。また、このような微粉で硬質粒状物の計量装置を損傷することを防止した硬質粒状物を計量する装置及び方法に関する。

粉末、顆粒薬品に代表される粒状物を計量するには、従来より計量桝にて計量する方法がとられてきた。図４に示すように、計量桝１は計量すべき粒状物と同じ体積の空間を有するステンレス鋼製の直方体である。計量桝１の上部には、同じくステンレス鋼製のホルダー２が設置され、ホルダー２には計量桝１の空間と連接する貫通穴が設けられている。該貫通穴から粒状物が流し込まれ、ホルダー２の貫通穴と計量桝１の空間が連通しているときには、計量桝１の空間に粒状物が充満する。

計量桝１の下には、シャッター４が設置されている。シャッター４も計量桝１の空間と連通する貫通穴を有している。計量桝１の空間とシャッター４の貫通穴が連通するときには、計量桝１の空間に充満している粒状物がシャッター４の貫通穴を通って落下する構成となっている。そこで、計量桝１が水平に往復動をし、計量桝１の空間が、ホルダー２の貫通穴と連通して計量桝１の空間に粒状物が充満する工程と、計量桝１の空間が、シャッター４の貫通穴と連通して空間に充満している粒状物が落下する工程を繰り返している。

しかし、球状吸着炭に代表される硬度の高い粒状物、すなわち、硬質粒状物であって、かつ、微粉が混入したり、処理過程で微粉が生ずるものにおいては、計量桝１とホルダー２あるいはシャッター４との摺動時に間に挟まる微粉により、計量桝１やホルダー２及びシャッター４に損傷が生じていた。更に、計量桝１がホルダー２あるいはシャッター４と摺動するので、両面が磨耗損傷を生じていた。そこで、痛んだ計量桝等が交換できるように、交換用の予備の計量桝等を用意していた。

しかし、これらの器具は、特に計量桝においては、精密に加工されているので、傷がつくたびに交換するのは、作業効率上も、経済上も、好ましいことではなかった。そこで、本発明は、硬度の高い粒状物を計量しても、計量桝とホルダーあるいはシャッターとの間に挟まる粒により損傷を受けることがない、硬質粒状物の計量装置及び計量方法を提供することを目的とする。また、粒状吸着炭に代表される硬質粒状物であって、微粉が混入するものから、微粉を除去して計量する計量装置及び計量方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る硬質粒状物の計量装置２０は、例えば図１に示すように、第１の平面２１ｄと第１の平面２１ｄに平行な第２の平面２１ｅを有し、第１の平面２１ｄの側から硬質粒状物を送り込まれる空間２１ａが第１の平面２１ｄと第２の平面２１ｅとの間を貫通して形成された計量桝２１と；第１の平面２１ｄの側に位置し、空間２１ａと連通する貫通穴２２ａが形成され、第１の平面２１ｄと摺動するホルダー２２と；第２の平面２１ｅの側に位置し、空間２１ａと連通する貫通穴２４ａが形成され、第２の平面２１ｅと平行に移動するシャッター２４と；ホルダー２２を計量桝２１方向に押す押圧手段２３とを備える。

このように構成すると、ホルダーが計量桝方向に押されることにより、計量桝の第１の平面とホルダーの面が密着するので、面の間に粒状物が挟み込まれなくなり、計量桝とホルダーとが粒状物により損傷を受けにくくなる。なお、平面とは、上記の通りに互いに摺動する程度に平坦であればよく、計量桝の第１の平面と第２の平面の平行とは、厳密な平行ではなく、計量桝がホルダーの平面と摺動し、シャッターの平面と平行に移動できる程度の平行をいう。また、硬質粒状物とは、ホルダーと計量桝とに、あるいは、計量桝とシャッターとに挟み込まれたときに、ホルダー、計量桝あるいはシャッターを傷付けたり傷めたりする程度に硬い粒状物をいう。

また、本発明に係る硬質粒状物の計量装置は、例えば図１に示すように、上述の硬質粒状物の計量装置２０において、第２の平面２１ｅとシャッター２４との間に、所定の間隙ｄを保つようにしてもよい。

このように構成すると、計量桝の第２の面とシャッターとの間に所定の間隙があるので、粒状物中の微粉が計量桝の空間より除去され、更に、計量桝とシャッターとが相対的に動き易い。ここで、所定の間隙とは、計量される硬質粒状物の径より小さく、計量されるべきでない微粉の径よりも大きな間隙をいう。

また、本発明に係る硬質粒状物の計量装置は、例えば図１に示すように、上述いずれかの硬質粒状物の計量装置２０において、硬質粒状物を破壊する力より小さい力で、ホルダー２２を計量桝２１方向に押すように構成してもよい。

このように構成すると、ホルダーと計量桝との間に硬質粒状物が挟み込まれてしまったような場合においても、硬質粒状物を破壊して多くの微粉を生ずることがない。

また、本発明に係る硬質粒状物の計量装置２０は、例えば図１に示すように、上述いずれかの硬質粒状物の計量装置２０において、第１の平面２１ｄのホルダー２１と摺動する部分が耐磨耗材２１ｂで形成してもよい。

このように構成すると、ホルダーと摺動する計量桝の面が耐磨耗材で形成されているので、ホルダーと摺動しても計量桝は磨耗損傷を受けにくくなる。

また、本発明に係る硬質粒状物の計量装置２０は、例えば図１に示すように、上述いずれかの硬質粒状物の計量装置２０において、ホルダー２２の計量桝２１と摺動する部分の材質が、アセタール樹脂又はポリエーテルエーテルケトンであってもよい。

このように構成すると、ホルダーの材質が柔らかいので計量桝の第１の平面との密着性がよくなり、粒状物を挟み込みにくくなる。また、ホルダーの材質が、滑り易いので、計量桝とホルダーとが相対的に動き易い。更に、アセタール樹脂又はポリエーテルエーテルケトンであるので、加工し易く、磨耗しても、簡単に交換できる。

また、本発明に係る硬質粒状物の計量装置２０は、例えば図１に示すように、上述いずれかの硬質粒状物の計量装置２０において、第２の平面２１ｅの前記シャッターと面する部分が耐磨耗材２１ｃで形成されていてもよい。

このように構成すると、計量桝の第２の平面が耐磨耗材で形成されているので、計量桝とシャッターとが相対的に動いても、排出される微粉により計量桝が磨耗することなく、損傷を受けにくい。

また、本発明に係る硬質粒状物の計量装置２０は、例えば図１に示すように、上述いずれかの硬質粒状物の計量装置２０において、計量枡２１の硬質粒状物を送り込まれる空間２１ａの、第１の平面２１ｄにおける開口部の縁が面取りされていないものとしてもよい。

このように構成すると、ホルダーと計量桝との間に、硬質粒状物を挟み込みにくい。

また、本発明に係る硬質粒状物の計量装置２０は、例えば図１に示すように、上述いずれかの硬質粒状物の計量装置２０において、計量枡２１の硬質粒状物を送り込まれる空間２１ａの、第２の平面２１ｅにおける開口部の縁が面取りされていないものとしてもよい。

このように構成すると、計量桝とシャッターとの間に、硬質粒状物を挟み込みにくい。

前記の目的を達成するため、本発明に係る硬質粒状物の計量方法は、例えば図２に示すように、計量される硬質粒状物を上述いずれかの計量装置のホルダー２２から計量桝２１の空間２１ａに充填させる工程（図２（ａ）参照）と；硬質粒状物が充填された計量桝２１の空間の第１の平面の開口部および第２の平面の開口部をふさぐ工程（図２（ｂ）参照）と；硬質粒状物を計量桝２１の空間２１ａから排出する工程（図２（ｃ）参照）とを備える。

このように構成すると、計量桝とホルダーあるいはシャッターとの間に挟まる硬質粒状物により損傷を受けることがない、硬質粒状物の計量方法となる。また、計量されるべきでない微粉を除去して計量する計量方法となる。

この出願は、日本国で２００３年８月５日に出願された特願２００３−２０５９９２号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が本発明の精神と範囲内で、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

以上のように、本発明に係る粒状物の計量装置及び計量方法によれば、微粉が混入したり、処理過程で微粉が生ずる場合に、計量された硬質粒状物に微粉が混入することを防止して、硬質粒状物を計量することができる。また、計量装置も微粉により損傷を受けにくいので、微粉が混入する硬質粒状物において特に好ましく用いられる計量装置及び計量方法となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

先ず、図１の断面図を参照して、本発明の第１の実施の形態である、球状吸着炭の計量装置について説明する。計量桝２１は、金属製の直方体であり、計量しようとする球状吸着炭の体積に見合う空間２１ａが、その向き合う平行な２平面２１ｄ、２１ｅに開口する。計量桝２１は、平面２１ｄを上にして、空間２１ａが上下方向に開口するように設置される。空間２１ａは、円筒形状を有するのが製作上容易であり好ましいが、他の形状をしていてもよい。また、計量桝２１は、空間が開口している２面の平行平面２１ｄ、２１ｅを有していれば、円板形でも、楕円板形でも、他の形状であってもよい。計量桝２１は、ステンレス鋼で形成するのが、球状吸着炭による損傷を受けにくいので好適であるが、他の金属で形成してもよく、あるいは、金属でなくエンジニアリングプラスティックなどの硬い素材で形成しても、硬度と軽量性を有するのでよい。

計量桝２１の上面は、耐磨耗材としてセラミックス製の薄板２１ｂで形成されている。セラミックス以外の材料であっても、耐摩耗性を有している材料であればよい。あるいは、耐磨耗材を表面にコーティングしてもよい。薄板２１ｂは、計量桝２１の上面の全面にわたって形成されてもよいし、後述するホルダー２２と摺動する箇所以外は形成されていなくてもよい。空間２１ａの上側開口部は、その縁において面取りされることなく、切り立った角度を保っている。なお、計量桝２１がステンレス鋼のような硬度の高い材料で形成されているときには、耐磨耗材の薄板２１ｂを備えず、表面がステンレス鋼などで形成されてもよい。

計量桝２１の下面の後述するシャッター２４と面する部分は耐磨耗材としてセラミックス製の薄板２１ｃで形成されている。セラミックス以外の材料であっても、耐摩耗性を有している材料であればよい。あるいは、耐磨耗材を表面にコーティングしてもよい。シャッター２４と面していない部分は、耐磨耗製を有しない材料でもよいし、耐摩耗性を有している材料でもよい。例えば、シャッター２４と面する部分が耐摩耗性を有する材料である積層体などとする。薄板２１ｃは、計量桝２１の下面の全面にわたって形成されてもよいし、後述するシャッター２４と摺動する箇所以外は形成されていなくてもよい。空間２１ａの下側開口部は、その縁において面取りされることなく、切り立った角度を保っている。なお、計量桝２１がステンレス鋼のような硬度の高い材料で形成されているときには、耐磨耗材の薄板２１ｃを備えず、表面がステンレス鋼などで形成されてもよい。

計量桝２１は、図１のＸ方向矢視図に示すように、計量桝に取り付けた車２５ａと固定されたレール２５ｂにより、水平方向に移動可能に設置されており、不図示のアクチュエータにより動かされて、水平方向に往復動する。水平方向の移動を可能とした支持方法は、リニアガイドやリニアベアリングなどの他の方法でもよい。

計量桝２１の上面２１ｄに接して、ホルダー２２が設置されている。ホルダー２２の計量桝２１と摺動する部分はアセタール樹脂又はポリエーテルエーテルケトン製とする直方体である。アセタール樹脂又はポリエーテルエーテルケトン以外の材料であっても、硬度、耐摩耗性及び低い摩擦係数を有する材料で形成すれば、好適に用いることができる。耐摩耗性の高い材料として、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリルエーテルニトリル樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂等を挙げることができる。あるいは、ステンレス鋼などの金属で形成してもよい。計量桝２１と摺動しない部分は、他の樹脂製であってもよい。計量桝２１と摺動する部分と他の部分とを異なった材料とするには、例えば、積層構造にすればよい。また、直方体でなくても、計量桝２１と接する平面を有していればよい。ホルダー２２には、計量桝２１と接する面から上面に貫通する貫通穴２２ａが形成されている。貫通穴２２ａは、計量桝２１の空間２１ａと同形の断面を有することが好適であるが、同形でなくてもよい。貫通穴２２ａの下側開口部は、その縁において面取りされることなく、切り立った角度を保っている。

ホルダー２２は、不図示のガイドにより水平方向の動きを拘束され、また傾斜をしないように保持されている。ホルダー２２は、その上面より、上部が充填ノズル１６及びダミーノズル１６ａに固着された押圧手段としての２本のばね２３により下方向に押され、ホルダー２２の下面は、計量桝２１の上面２１ｄを押し付けるように計量桝に接している。２本のばね２３は、計量桝２１の移動方向に配設されている。２本のばねで押すことにより、計量桝２１が水平移動しても、均一な力でホルダー２２が計量桝２１を押し付け、計量桝２１の動きも滑らかとなる。なお、ばねは、コイルばねであっても、板ばねであっても、他のばねであってもよい。また、ばねの本数は、２本には限られず、１本でも複数本でもよいが、複数本を計量桝２１の移動方向に配設するのが好ましい。また、ばねの上部は充填ノズル１６やダミーノズル１６ａではなく、固定梁等に固着してもよい。ばね２３によりホルダー２２を計量桝２１に押す力は、間に球状吸着炭が挟み込まれても破壊されない程度とする。球状吸着炭が挟み込まれた場合であっても、球状吸着炭が破壊され、微粉が大量に生成されることがないようにするためである。なお、ばね以外の押圧手段であってもよく、例えば、油圧、空気圧その他の流体圧などで押圧してもよいし、磁力を用いて押圧してもよいし、ばね以外の弾性体で押圧してもよいし、ホルダー２２のあるいはホルダー２２に錘を付けて、重量により押圧してもよい。

計量桝２１の下には、所定の間隙ｄを隔てて、シャッター２４が設置されている。シャッター２４は、その上面が計量桝２１の下面２１ｅと平行な平面である金属製の直方体である。シャッター２４は、ステンレス鋼で形成されるのが好適であるが、他の金属で形成してもよく、あるいは、エンジニアリングプラスティックなどの硬度のある素材で形成してもよい。また、シャッター２４は、その上面が計量桝２１の下面２１ｅと平行な平面であれば、直方体でなくてもよい。シャッター２４には、計量桝２１と接する面から下面に貫通する貫通穴２４ａが形成されている。貫通穴２４ａは、計量桝２１の空間２１ａと同形の断面を有していることが好適であるが、空間２１ａより大きければ同形でなくてもよい。貫通穴２４ａの上側開口部は、その縁において面取りされることなく、切り立った角度を保っている。

シャッター２４は、その上面が計量桝２１の下面２１ｅと間隙ｄを保って固定支持される。間隙ｄの大きさは計量される粒状物（本実施例では、球状吸着炭）のいずれの径よりも小さく、計量されるべきでない微粉の大きさより大きければよい。そうすれば、計量される粒状物が間隙ｄに挟み込まれることがなく、微粉が摺動されることもないので、計量装置を損傷することなく計量することができ、かつ、計量桝２１とシャッター２４の間隙ｄを通って、微粉が排出除去される。

続いて、図２の断面図を参照して、計量装置の運転について説明する。ここでは、粒径が０．０５〜１ｍｍの球状吸着炭を計量する計量装置を例として説明する。図２（ａ）に示すように、計量桝２１が、空間２１ａと貫通穴２２ａとが連通する位置にあるとき、貫通穴２２ａの上又は中にその先端を有する充填ノズル１６から球状吸着炭が落下される。球状吸着炭は、貫通穴２２ａを通り抜け、計量桝２１の空間２１ａに入り込む。空間２１ａの下側開口部は、シャッター２４の上面により閉じられており、球状吸着炭は空間２１ａ中に堆積する。空間２１ａ中に充満するより多くの球状吸着炭が充填ノズル１６から落下し、空間２１ａからあふれた分は、貫通穴２２ａ中に堆積する。

図２（ｂ）に示すように、僅かに貫通穴２２ａに球状吸着炭が堆積する頃に、計量桝２１が水平方向に動き出す。図２（ｂ）では、矢印方向に動き出す。すると、空間２１ａの上側開口部は、ホルダー２２により徐々に覆われるようになる。貫通穴２２ａにあふれていた球状吸着炭は貫通穴２２ａに取り残され、貫通穴２２ａの下側開口部は、計量桝２１の上面２１ｄにより徐々にふさがれて、結局、貫通穴２２ａ内にとどまる。なお、計量桝２１が動きだした後に、充填ノズル１６から球状吸着炭が落下し続けても、あるいは、球状吸着炭の流れがバルブ等により止められてもよい。

空間２１ａは、下側開口部をシャッター２４の上面でふさがれ、上側開口部をホルダー２２の下面でふさがれて閉じられた状態となり、中の球状吸着炭は、計量桝の移動に伴って移動する。

図２（ｃ）に示すように、計量桝２１が移動し、その空間２１ａの下側開口部がシャッター２４の貫通穴２４ａの上側開口部と重なるようになると、空間２１ａ中の球状吸着炭は、貫通穴２４ａを通って落下し始める。貫通穴２４ａは、その下側開口部で、不図示のシュートパイプと連通しており、球状吸着炭は、以降の作業へと送られる。

空間２１ａの下側開口部の全面が貫通穴２４ａと重なると、空間２１ａ中の球状吸着炭が全て落下する。その後、計量桝２１は、逆方向へ戻り、再び、空間２１ａの下側開口部がシャッター２４の上面でふさがれ、続いて、空間２１ａの上側開口部と、ホルダー２２の貫通穴２２ａの下側開口部が重なる。すると、以前に貫通穴２２ａに取り残された球状吸着炭は、空間２１ａに落下し、更に、充填ノズル１６から球状吸着炭が空間２１ａに落下し始める。以上の動作を繰り返すことにより、計量桝２１の空間２１ａの体積に見合う球状吸着炭が計量され、以降の作業に送られる。なお、計量桝２１による計量は、１分間当たり３０から５０回程度行われるので、計量桝２１の動きも速いものとなる。

上記の運転において、ホルダー２２がばね２３によって計量桝２１方向に押されていることにより、ホルダー２２と計量桝２１とが確実に密着する。もし計量桝の上面２１ｄとホルダー２２の下面との間に隙間があると、空間２１ａを超えて堆積した球状吸着炭が、ホルダーの貫通穴２２ａに取り残されるように計量桝が動いたときに、球状吸着炭が隙間に入り込む。隙間に入り込んだ球状吸着炭は、計量桝２１の上面２１ｄとホルダー２２の下面の間で、両面とこすれることになる。球状吸着炭は固いので、両面が球状吸着炭にこすられることにより、傷を付けられる。しかし、ホルダー２２と計量桝２１とが確実に密着することにより、球状吸着炭が間に入り込まないので、傷つけられることを防げる。

更に、空間２１ａの上側開口部が、その縁において面取りされることなく、切り立った角度を保っており、且つ、貫通穴２２ａの下側開口部が、その縁において面取りされることなく、切り立った角度を保っているので、計量桝２２の上面２１ｄとホルダー２２の下面との間に球状吸着炭が入り込みにくい。面取りがしてあると、面取り部分に球状吸着炭が入り込み、計量桝２２が動いたときに、面取り面を球状吸着炭が押す。その結果、計量桝２１を下げる方向あるいはホルダ−２２を持ち上げる方向の力を生ずるので、球状吸着炭が両面の間に入り込み易くなる。

また、上面２１ｄが耐磨耗材で形成されているので、計量桝２１は、その表面にホルダーが押し付けられている状態で摺動しても、磨耗しにくくなり、耐用期間が延びる。

更に、ホルダー２２がアセタール樹脂又はポリエーテルエーテルケトン等を材料として形成されているので、計量桝２１との間の摩擦力が小さく、計量桝２１を水平方向に往復動させ易くなり、且つ、柔らかいので計量桝２１との密着性がよい。また、計量桝２１との摺動においては、ホルダー２２が柔らかい材料であるので、計量桝２１の磨耗を防げる。ホルダー２２は、アセタール樹脂又はポリエーテルエーテルケトン等で形成されているので加工し易く、磨耗しても、簡単に交換できる。

球状吸着炭が計量桝２１の空間２１ａ中で計量桝２１と共に移動するとき、あるいは、空間２１ａへ送り込まれるときに、球状吸着炭同士の衝突あるいは外壁等との摩擦等により球状吸着炭の表面が削れ、その微粉が混ざっている。この微粉は、僅かな隙間へも入り込み、その表面を傷つける。計量桝２１の空間２１ａに入り込んだ微粉は、球状吸着炭の間を落下してシャッター２４の上面に堆積する。そこで、計量桝２１とシャッター２４とが摺動すると、計量桝２１の下面２１ｅとシャッター２４の上面との間に微粉が入り込み、両面が損傷を受け易い。しかし、その間隙ｄの大きさを、計量される球状吸着炭の径のいずれより小さく、計量されるべきでない微粉の径よりも大きく設定すると、空間２１ａに堆積した微粉がその間隙ｄを通り抜けることにより、球状吸着炭と分離され、除去される。ここで、「粒状物の径のいずれ」とは、計量される多数の粒状物の中で最も小さい粒状物の径のことである。本実施例では、球状であるから分かり易いが、一般の粒状物ではその粒の最も小さな径を意味する。例えば楕円球では短径である。本実施例の球状吸着炭は、前述した通りに、粒径が０．０５〜１ｍｍであるので、間隙ｄの大きさは０．０５ｍｍ未満である。好ましくは、０．０４ｍｍ未満、更に好ましくは、０．０３５ｍｍ未満である。間隙ｄの下限も計量される粒状物によって異なるが、球状吸着炭の場合には、０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．０２ｍｍ以上である。

また、計量桝２１の下面２１ｅが耐磨耗材２１ｃで形成されているので、計量桝２１の往復動に伴って微粉が表面２１ｅに当たっても、計量桝２１は損傷を受けにくい。

続いて、図３の模式図を参照して、本発明の第２の実施の形態である包装装置について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態である計量装置２０を備える球状吸着炭の包装装置を示している。

計量装置２０の上にはホッパー１０が設けられている。ホッパー１０は、開口した上部が広く、下に行くにつれて、すぼまった形状をした容器で、下端は開口し、充填ノズル１６に連接している。ホッパーには、ヒーター１２が設置されており、ホッパーの内容物である球状吸着炭を５５〜８０℃に加温している。あるいは、ホッパー１０中に加温装置からの温風を通して球状吸着炭を６０〜８０℃に加温してもよい。

ホッパー１０の下の充填ノズル１６は、細い管であって、ホッパーに貯留された球状吸着炭を少しずつ送り出すように構成されている。充填ノズル１６の下端はホルダー２２の貫通穴２２ａに入り込んで、開放されている。

前記のとおり、ホルダー２２は、その下で水平に往復動する計量桝２１とその下のシャッター２４と、ホルダー２２を下の計量桝２１に押し付けるばね２３と組み合わされて、計量装置２０を構成している。

計量装置２０のシャッター２４の貫通穴２４ａの下側開口部は、シュートパイプ３１に連接している。シュートパイプ３１は、シャッター２４の貫通穴２４ａから落下してくる球状吸着炭を受けるために、上が広がったじょうご形をしており、下部は細くなった管になっている。シュートパイプ３１は、その下端が開口している。

シュートパイプ３１の下には、球状吸着炭を包装する管状のチューブ９０が上方に口を開けた状態で置かれている。チューブ９０は、平たいテープ状のシートをシュートパイプ３１の下で管状に形成したものである。チューブ９０は、後述のように、横断方向にシールされ、そのシールされた箇所を底にして袋のようになっている。

シュートパイプ３１の開口部より下にシート９０を横断方向にシールするためのシール装置４０が設けられている。シール装置４０は、トップシールバー４１で挟むことにより、球状吸着炭の入ったチューブ９０を所定の長さで横断方向に加熱圧着する。トップシールバー４１は、チューブ９０を加熱圧着させるためにその先端が平たくなった２つの金属製のブロックが、ヒーターにより加熱されつつ、チューブ９０を両側より挟むように構成されている。トップシールバー４１は、該シールした箇所が球状吸着炭を入れるための次の袋の底の位置になるように、チューブ９０を挟んだままで下方に引張る。

シール装置４０のトップシールバー４１の動きに連動して、シール装置の直下に配置されている挟圧装置５０が作動する。挟圧装置は、包装後の包装物が温度上昇により膨張するのを防止するため、エア抜きガイド５１でチューブ９０のシール装置４０で閉じられる部分を挟み込んで、チューブ９０内の空気を押し出すための装置である。エア抜きガイド５１は、球状吸着炭を入れたチューブ９０の袋が、その底部に球状吸着炭を納め、上部は何も入らないようにチューブ９０を平たく押しつぶすように、上部が出っ張り、下部が引っ込んだ形状をしている。なお、トップシールバー４１とエア抜きガイド５１とは、同じ方向でチューブ９０を挟むように配置されている。

挟圧装置５０の下には、球状吸着炭の入ったチューブ９０をシールされた箇所で切断し、球状吸着炭の入った袋９１を１個ずつ、あるいは複数個ずつの包装物９２にする切断装置６０が備えられている。切断装置６０は、２枚の刃がチューブ９０を挟んで切断するよう構成されている。また、球状吸着炭の入った袋９１が複数個ずつ繋がった包装物９２においては、切断されないシール箇所に人手で切り離しやすいようにミシン目を入れることがあり、切断装置６０は、切断するための刃とは異なるタイミングで動作する、刃先に等間隔で切欠きが付けられた刃を併せて有していることもある。

切断装置６０の下には、受け台６１が配置される。受け台６１は、斜めに設置された平板で、切断された包装物９２を斜めに落下させ、落下時の衝撃を和らげる。受け台６１には、落下速度を更に下げるためのショック防止ローラ６２が設けられている。ショック防止ローラ６２は受け台６１上を包装物９２が滑って落下する時に、包装物９２がその円筒形のローラ２個の間を通過するように設置されている。包装物９２はその２個のローラの間を通過する時にローラを回転させるため、その落下速度が落ちる。なお、ショック防止ローラ６２のローラは１個でもよく、また、ショック防止ローラ６２を設ける代わりに、落下速度を下げるための方法、例えば受け台６１上に摩擦を大きくするための措置を講じてもよい。

受け台６１の先には、冷却装置７０が設置されている。冷却装置７０では、コンベア７１上に包装物９２を斜めに立てた状態で保持する保持具７２が配設され、コンベアの移動と一緒に移動する。保持具７２は、コンベア７１上に斜めに立設された板であってもいいし、棒であってもよい。保持具７２は、包装物９２の薄い面を移動方向に対し垂直に保持する。このように保持することにより、同じコンベア長さで、多くの包装物９２を保持することができる。受け台６１の位置と反対側端部で、コンベア７１が反転する位置で、包装物９２は自然落下する。自然落下した包装物９２は、包装物９２を梱包するための容器に入り、梱包され、出荷される。

続いて、図３を参照して、球状吸着炭の包装物９２の製造方法について説明する。球状吸着炭は、開口した上部よりホッパー１０に供給され、ホッパー１０にて一時貯留される。ホッパー１０にて貯留される球状吸着炭は、貯留されている間に、ヒーター１２により６０〜８０℃に加温される。包装後の温度上昇により包装物９２の内容物が膨張し、袋９１中に空隙が形成されて、球状吸着炭が中で動くのを防ぐのに、予め想定される最高の温度に上昇させた上で包装するためである。

球状吸着炭は、ホッパー１０中を徐々に下がり、下端から充填ノズル１６に流れていく。充填ノズル１６の内径は、球状吸着炭が充填ノズル１６が通過して、ホッパー１０から送り出される量が適切になるように、選定されている。充填ノズル１６中に、送り出される量を調節するためのバルブを設けてもよい。

球状吸着炭が、充填ノズル１６から、ホルダー２２を通って、計量桝２１で所定の量に計量された上で、シャッター２４からシュートパイプ３１へ送られるのは、前述の通りである。

球状吸着炭がホッパー１０に供給されるのと同時に、ロールに巻かれたシートは所定の速さで引き出され、シュートパイプ３１の下端部の辺りで円筒状に成形され、その重なる部分が加熱圧着されることにより、チューブ９０が形成される。チューブ９０は、後述の通り、シール装置４０にて所定の箇所で横断方向にシールされる。チューブ９０は、該シールされた箇所を底にして袋状になって、シュートパイプ３１の下端開口部方向に口を開いた形に置かれる。

計量装置２０で計量された球状吸着炭は、シュートパイプ３１より、該袋状になったチューブ９０中に投下され、袋状の下の部分に堆積する。すると、挟圧装置５０のエア抜きガイド５１が、袋状の部分を両側から挟み込み、中の空気を押し出す。挟圧装置５０で空気を抜かれるのとほぼ同時に、挟圧装置５０にて空気を抜かれた部分の直上の箇所が、シール装置４０により横断方向にシールされる。なお、チューブ９０は、シール可能なプラスティックフィルムを内層に持つ多層フィルムを材料としており、加熱したトップシールバー４１で挟むことにより、加熱圧着することができる。トップシールバー４１は、加熱圧着ではなく、例えば超音波圧着等の他の圧着手段によりチューブ９０を圧着する構成でもよい。

トップシールバー４１は、チューブ９０を挟んだまま、球状吸着炭１袋の長さの分だけ下方に移動する。この動きにより、球状吸着炭を封じ込めたシール箇所が、チューブ９０の次の袋状の部分の底になる。

球状吸着炭を入れ、横断方向にシールされた袋９１は、例えば１袋あるいは３袋をまとめて、切断装置６０によりシール箇所で切断される。複数の袋がまとめて１つとして切断される場合には、各袋の間のシール箇所に、刃先に等間隔で切欠きが付けられた刃で挟まれることにより、手で切り離しやすくするためのミシン目が付けられてもよい。

切断装置６０により切断された包装物９２は、受け台６１の上を滑り落ち、ショック防止ローラ６２にて落下速度を減速された上で、冷却装置７０へと落下する。冷却装置７０への落下速度が遅いので、落下時の衝撃により包装物９２の底部のシールが損傷を受けるのを防止できる。冷却装置７０へ送り込まれた包装物９２は、保持具７２により斜めに立った状態で保持されたまま、コンベア７１により冷却装置上を１から５分間という時間を掛けて移動させられる。包装物９２は、コンベア７１により室温中で移動されてもいいし、冷気を吹きかけられながら移動してもよい。この間に、ホッパー１０で６０〜８０℃に加温され、温度を保持している球状吸着炭は、ほぼ常温に冷却される。冷却されることにより、包装物はしぼみ、球状吸着炭は、包装された袋９１の中で動かなくなる。

コンベア７１で端部まで移送されると、コンベア７１の下側に回り込む動きにより、包装物９２は自然落下する。落下した位置には、梱包用の箱が用意されており、所定の数量の包装物９２が箱に収納されると、箱ごと運び出される。

ここで、本発明の第１の実施の形態の計量装置で計量され、あるいは、第２の実施の形態の包装装置で包装される球状吸着炭について説明する。球状吸着炭は、多孔性球状炭素質物質であり、その直径は０．０５〜１ｍｍである。また、その硬度は、粒径０．２ｍｍから０．５ｍｍの球状吸着炭を用いた筒井理化学機械株式会社製「粉、粒体特性測定機器」による測定（球状吸着炭の破壊試験による破壊値）では、６００〜１５００ｍＮ／粒に分布し、８００〜１３００ｍＮ／粒の頻度が高く、その最頻値は約１０００ｍＮ／粒である。ちなみに、類似の大きさの一般的な医薬品を同様に測定すると、硬度は２００ｍＮ／粒程度以下である。このような硬い球状吸着炭を計量するには、本発明に係る計量装置は、計量桝２１とホルダー２２との間及び計量桝２１とシャッター２４との間に球状吸着炭が入り込まないので、球状吸着炭による傷がつきにくく好適である。

なお、これまでは、計量され、また包装される粒状物として、球状吸着炭を取り上げて説明したが、本発明に係る計量装置及び包装装置並びに包装物の製造方法は、他の粒状物にも適用できる。

本発明の第１の実施の形態である計量装置を説明する断面図である。 本発明の第１の実施の形態である計量装置の動作を説明する断面図である。 本発明の第２の実施の形態である包装装置を説明する模式図である。 従来の技術による計量装置を説明する断面図である。

符号の説明

１６ 充填ノズル
２０ 計量装置
２１ 計量桝
２１ａ 空間
２１ｂ、ｃ 耐磨耗材
２２ ホルダー
２３ ばね（押圧手段）
２４ シャッター
３１ シュートパイプ
４０ シール装置
５０ 挟圧装置
６０ 切断装置
６１ 受け台
６２ ショック防止ローラ
ｄ 間隙

Claims (9)

1. 第１の平面と前記第１の平面に平行な第２の平面を有し、前記第１の平面の側から硬質粒状物を送り込まれる空間が前記第１の平面と第２の平面との間を貫通して形成された計量桝と；
   前記第１の平面の側に位置し、前記空間と連通する貫通穴が形成され、前記第１の平面と摺動するホルダーと；
   前記第２の平面の側に位置し、前記空間と連通する貫通穴が形成され、前記第２の平面と平行に移動するシャッターと；
   前記ホルダーを前記計量桝方向に押す押圧手段とを備える；
   硬質粒状物の計量装置。
2. 前記第２の平面と前記シャッターとの間に、所定の間隙を保つ；
   請求項１に記載の硬質粒状物の計量装置。
3. 前記硬質粒状物を破壊する力より小さい力で、前記ホルダーを前記計量桝方向に押す；
   請求項１または請求項２に記載の硬質粒状物の計量装置。
4. 前記第１の平面の前記ホルダーと摺動する部分が耐磨耗材で形成された；
   請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の硬質粒状物の計量装置。
5. 前記ホルダーの前記計量桝と摺動する部分の材質が、アセタール樹脂又はポリエーテルエーテルケトンである；
   請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の硬質粒状物の計量装置。
6. 前記第２の平面の前記シャッターと面する部分が耐磨耗材で形成された；
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の硬質粒状物の計量装置。
7. 前期計量枡の硬質粒状物を送り込まれる空間の、前記第１の平面における開口部の縁が面取りされていない；
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の硬質粒状物の計量装置。
8. 前期計量枡の硬質粒状物を送り込まれる空間の、前記第２の平面における開口部の縁が面取りされていない；
   請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の硬質粒状物の計量装置。
9. 計量される硬質粒状物を請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の計量装置の前記ホルダーから前記計量桝の空間に充填させる工程と；
   前記硬質粒状物が充填された前記計量桝の空間の前記第１の平面の開口部および前記第２の平面の開口部をふさぐ工程と；
   前記硬質粒状物を前記計量桝の空間から排出する工程とを備える；
   硬質粒状物の計量方法。

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