JP6215097B2 - 粉粒体排出制御装置と粉粒体供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉粒体の排出を制御する粉粒体排出制御装置と、この粉粒体排出制御装置を備えて、この粉粒体排出制御装置によって粉粒体の排出量を制御して袋や容器に粉粒体を供給する粉粒体供給装置とに関する。

従来、医薬品、食料品、工業用品等には、粉状、顆粒状等の粉粒体がある。一般に粉粒体は、袋や容器等に詰められて取り扱われることが多い。なお、粉粒体には、例えば、コピー器用の磁性体を含んだトナー、小麦粉、脱脂粉乳等がある。

従来、袋や容器等に粉粒体を供給する粉粒体充填装置がある（特許文献１）。この粉粒体充填装置は、粉粒体を吐出口から排出する充填筒と、充填筒内で回転するオーガと、オーガの下端部に設けられて、充填筒の下端部との間に隙間を形成して外周部分が充填筒より外側に突出した飛散ディスクとを備えている。この粉粒体充填装置は、充填筒の吐出口から排出される粉粒体を、オーガと一体に回転する飛散ディスで粉粒体を受け止めて、その粉粒体を飛散ディスクの遠心力によって、袋内に飛散して排出するようになっている。粉粒体の排出を止めるには、オーガと飛散ディスクとの回転を停止して、飛散ディスク上で安息角を形成する粉粒体によって、粉粒体の排出を止めるようになっている。

しかし、一般に飛散ディスクを有する粉粒体充填装置は、粉粒体が安息角を形成して、粉粒体の排出が停止する場合、粉粒体が飛散ディスクの縁から零れ落ちることがあり、袋や容器に充填する粉粒体の量にばらつきが生じるという問題がある。

そこで、特許文献１に記載の粉粒体充填装置は、飛散ディスクの下側に、さらに径の大きい飛散ディスクを設けて、上側の飛散ディスクから零れ落ちた粉粒体を下側の飛散ディスクで受け止めて、袋や容器に充填する粉粒体の量のばらつきを少なくしている。

特開２０１２−１２１６０２号公報

しかし、従来の粉粒体充填装置は、飛散ディスクを上下に２つ有している。また、下側の飛散ディスクは、上側の飛散ディスクよりも大きく形成されている。このため、従来の粉粒体排出制御装置は、粉粒体を吐出する部分の構造が大きくなりがちである。

しかも、従来の粉粒体充填装置は、上側の飛散ディスクから零れ落ちてくる粉粒体を下側の飛散ディスクで確実に受け止めるには、下側の飛散ディスクを上側の飛散ディスクより、より一層大きくしなければならない。このため、従来の粉粒体充填装置は、袋や容器に充填する粉粒体の量のばらつきを少なくしようとすればするほど、粉粒体を吐出する部分の構造が大きくなるという問題があった。

本発明は、粉粒体受け部で粉粒体を受け止めて、粉粒体の排出と停止を行う構造を大型化することなく、粉粒体受け部から粉粒体が零れ落ちるのを防止した粉粒体排出制御装置と、この粉粒体排出制御装置を備えた粉粒体供給装置とを提供することにある。

本発明の粉粒体排出制御装置（６０）は、粉粒体を案内する上下方向を向いた案内筒（２５）と、中空回転軸（２８）と前記中空回転軸（２８）の外周に設けられた螺旋状の羽根（２９）とを有して、前記案内筒（２５）の内部で回転して粉粒体を供給搬送する、上下方向を向いたオーガ（２７）と、前記中空回転軸（２８）の下端部に設けられ、前記案内筒（２５）の下端部との間に隙間（Ｇ）を形成して外周部分が前記案内筒（２５）より外側に突出した粉粒体受け部（４０）と、を備え、前記粉粒体受け部（４０）は、前記中空回転軸（２８）と連通して上部が開放されたケーシング（４２）と、前記ケーシング（４２）の開放された部分に設けられて、気体の通過を許容し、かつ前記ケーシング（４２）内に粉粒体が侵入するのを阻止する気体通過体（４３）と、を有しており、前記中空回転軸を介してケーシング（４２）内の気体を吸引して、前記ケーシング（４２）内を所定の負圧以上にし、かつ前記オーガ（２７）と前記粉粒体受け部（４０）との回転を停止することにより、粉粒体を前記気体通過体（４３）に吸着して、前記案内筒（２５）内の粉粒体の排出を止める、ことを特徴としている。

本発明の粉粒体供給装置（２０）は、粉粒体を貯留しておく粉粒体貯留手段（２４）と、前記粉粒体貯留手段（２４）と粉粒体収納体（Ｗ）との間で、前記粉粒体貯留手段（２４）に貯留された粉粒体を前記粉粒体収納体（Ｗ）に供給する、上記の粉粒体排出制御装置（６０）と、を備えた、ことを特徴としている。

なお、［課題を解決するための手段］における括弧書きの符号は、実施の形態と対応し易くするために付したものであって、本発明を限定するものではない。

本発明の粉粒体排出制御装置は、ケーシング内を所定の負圧以上にして、オーガと粉粒体受け部との回転を停止することにより、粉粒体を気体通過体に吸着して、案内筒内の粉粒体の排出を止めるようになっている。このため、本発明の粉粒体排出制御装置は、従来よりも、小型の構造で、粉粒体受け部から粉粒体が零れるのを防止することができる。

本発明の粉粒体供給装置は、粉粒体が零れるのを防止した上記の粉粒体排出制御装置を備えているので、粉粒体収納体に供給する粉粒体の量のばらつきを少なくすることができる。

本発明の実施形態における粉粒体排出制御装置と、この粉粒体排出制御装置を備えた粉粒体供給装置の正面図である。 図１の左側面図である。 図１の平面図である。 本発明の実施形態に係る粉粒体排出制御装置の図である。（Ａ）は正面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。 粉粒体受け部の断面図である。 図５の矢印Ｄの部分の拡大図である。

以下、本発明の実施形態における粉粒体の排出を制御する粉粒体排出制御装置と、この粉粒体排出制御装置を備えて、この粉粒体排出制御装置によって粉粒体の排出量を制御して袋や容器に粉粒体を供給する粉粒体供給装置とを図に基づいて説明をする。

図１は、本発明の実施形態における粉粒体排出制御装置と、この粉粒体排出制御装置を備えた粉粒体供給装置の正面図である。図２は、図１の左側面図である。図３は、図１の平面図である。

粉粒体供給装置２０は、次の各構成要素を備えている。基台ＢＡに垂直に設けられた固定支柱２１。固定支柱２１に高さ位置を調節可能に設けられた昇降支柱２２。昇降支柱２２と一体の支持フレーム２３。支持フレーム２３に設けられて粉粒体を貯留する円錐状の粉粒体貯留手段としてのホッパ２４。ホッパ２４の下部に設けられて、粉粒体の落下を案内する上下方向を向いた案内筒２５。昇降支柱２２の上部に設けられた駆動モータ２６。駆動モータ２６に連結された中空回転軸２８と中空回転軸２８の外周に設けられた螺旋状の羽根２９とを有して案内筒２５の内部で回転して粉粒体を供給搬送する上下方向を向いた回転可能なオーガ（別名、スクリュ）２７。中空回転軸２８の下端部２８ａに設けられて、案内筒２５の下端部２５ａとの間に隙間Ｇを形成して外周部分が案内筒２５より外側に突出した円盤状の粉粒体受け部４０。ホッパ２４の上部に設けられて粉粒体を投入する投入口３２。ホッパ２４内の粉粒体の貯蔵オーバを検知する検知センサ３３。中空回転軸２８の上端部に接続された気体吸引装置３４及び窒素供給装置３５。

以上の構成において、案内筒２５、オーガ２７、粉粒体受け部４０は、粉粒体排出制御装置６０を構成している。

図４は、粉粒体排出制御装置の図である。（Ａ）は正面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。図５は、粉粒体受け部４０の断面図である。図６は、図５の矢印Ｄの部分の拡大図である。

粉粒体受け部４０は、中空回転軸２８にねじ込まれた連結軸４１と、連結軸４１にねじ込まれたケーシング４２と、ケーシング４２の開放された部分に設けられた気体通過体としてのフィルタ部４３等を備えている。

連結軸４１には、中空回転軸２８の貫通孔２８ｂの下端部に形成された雌ねじ２８ｃにねじ込まれる雄ねじ４１ａと、中空回転軸２８の貫通孔２８ｂに連通する連通孔４１ｂとが形成されている。また、連結軸４１には、連通孔４１ｂと直交して連通する横孔４１ｃが連通孔４１ｂを中心にして放射状に形成されている。連結軸４１の下端部には、ケーシング４２の中心に形成された雌ねじ４２ａがねじ込まれる雄ねじ４１ｄが形成されている。横孔４１ｃは、フィルタ部４３の中心部分を受け止めるための段部４１ｅに形成されている。

ケーシング４２は、カップ状に形成されて、上部が開放されている。ケーシング４２の開放された部分の周囲上端部には、フィルタ部４３が嵌合される段部４２ｂと、段部４２ｂより外周にフィルタ部４３の外周を囲んで案内筒２５側に（上方に）突出した突条部４２ｃとが形成されている。

フィルタ部４３は、リング状に形成されて、連結軸４１を貫通させて、連結軸４１の段部４１ｅと、ケーシング４２の段部４２ｂとに受け止められて、ハウジング４２の開放部を塞いで、ハウジング４２とで、気体室４２ｄを形成している。また、フィルタ部４３は、連結軸４１の軸方向に移動しないように、連結軸４１に着脱自在な止め輪４４によって抜け止めされている。

フィルタ部４３は、リング状の上円板４５及び下円板４６と、上円板４５と下円板４６とに挟まれたフィルタ４７とで構成されている。上円板４５と下円板４６とには、気体が通過する多数の貫通孔４５ａ，４６ａと、連結軸４１が貫通する貫通孔４５ｂ、４６ｂとが形成されている。フィルタ４７もリング状に形成されている。フィルタ４７は、非錆金属製の線材を或いは繊維を互いに絡ませるようにして形成されており、気体の通過を許容するが粉粒体の通過を阻止するようになっている。このフィルタ４７によって、気体室４２ｄに粉粒体が侵入しないようになっている。

次に、粉粒体排出制御装置６０と粉粒体供給装置２０との動作を説明する。

先ず、駆動モータ２６が始動してオーガ２７が回転する。オーガ２７は、回転しながら羽根２９によってホッパ２４内の粉粒体を下方に搬送する。このとき、案内筒２５が粉粒体の案内をする。粉粒体Ｐは、案内筒２５の下端部２５ａと粉粒体受け部４０との間の隙間Ｇから排出される。このとき、粉粒体受け部４０は、オーガ２７と一体に回転しているため、粉粒体Ｐを遠心力によって分散しながら排出する。このため、粉粒体は、塊となって、粉粒体収納体としての袋Ｗに落下することが殆どない。

ところで、粉粒体によっては、空気によって酸化し易い粉粒体がある。酸化し易い粉粒体としては、コピー器用の磁性体を含んだトナー、小麦粉、脱脂粉乳等がある。これらの粉粒体は、窒素を含ませておくと、長期間、殆ど酸化することなく保存することができる。

そこで、酸化し易い粉粒体の場合には、オーガ２７を始動させたとき、窒素供給装置３５も始動させて、粉粒体に窒素を供給するのが好ましい。窒素供給装置３５が始動すると、窒素が、オーガ２７の中空回転軸２８の貫通孔２８ｂ、連結軸４１の連通孔４１ｂ、及び横孔４１ｃを案内にして、気体室４２ｄに供給される。気体室４２ｄに供給された窒素は、フィルタ部４３の下円板４６及び上円板４５の貫通孔４６ａ，４５ａとフィルタ４７とを通過して、フィルタ部４３上を流れている粉粒体に吹き込まれる。粉粒体Ｐは、窒素を含んで袋Ｗ内に排出される。窒素を含んだ粉粒体Ｐは、長期間、殆ど、酸化することなく保存される。

袋Ｗに所定量の粉粒体が供給されると、駆動モータ２６が回転を停止する。すると、オーガ２７と粉粒体受け部４０も回転を停止する。なお、窒素供給装置３５を作動させている場合には、窒素供給装置３５も停止する。このため、粉粒体は、案内筒２５内を搬送されるのを停止されるとともに、粉粒体受け部４０から遠心力によって飛散するのも停止される。

このため、粉粒体受け部４０上の粉粒体は、粉粒体受け部４０上に安息角αを形成して滞留する。粉粒体受け部４０には突条部４２ｃが形成されているので、粉粒体は、容易に、安息角を形成して粉粒体受け部４０上に滞留する。滞留した粉粒体は、隙間Ｇを埋めて、後続の粉粒体が排出されるのを止める弁の役目をする。このため、後続の粉粒体は、案内筒２５内から自重によって流れ落ちることがない。よって、粉粒体排出制御装置６０は、粉粒体の排出を停止したことになる。

なお、粉粒体が安息角αを形成して粉粒体受け部４０に滞留し易いように、案内筒２５の内径、案内筒２５の下端部２５ａと粉粒体受け部４０との間の隙間Ｇ、粉粒体受け部４０の直径等の各値を設定してある。

一方、駆動モータ２６が回転を停止したとき、相前後して、気体吸引装置３４が始動する。気体吸引装置３４が始動すると、中空回転軸２８の貫通孔２８ｂ、連結軸４１の連通孔４１ｂ、横孔４１ｃ、気体室４２ｄ内が所定の負圧以上になり、フィルタ部４３を通じて、粉粒体の空気が吸引される。これに伴って、粉粒体Ｐが、フィルタ部４３の上面に吸着される。

したがって、粉粒体排出制御装置６０は、粉粒体Ｐをフィルタ部４３の上面に吸着するので、粉粒体Ｐが形成する安息角が崩れるのを防止して、粉粒体を粉粒体受け部４０に滞留させ、粉粒体受け部４０からの粉粒体の零れ落ちを防止することができる。また、安息角が多少崩れるようなことがあっても、粉粒体Ｐをフィルタ部４３の上面に吸着しているため、粉粒体受け部４０からの粉粒体の零れ落ちを防止することができる。

さらに、粉粒体排出制御装置は、粉粒体Ｐをフィルタ部４３の上面に吸着するため、従来よりも、小型の構造で、粉粒体が零れ落ちるのを防止することができる。

また、粉粒体供給装置２０は、粉粒体が零れるのを防止した上記の粉粒体排出制御装置を備えているので、粉粒体収納体に供給する粉粒体の量のばらつきを少なくすることができる。

このようにして、所定量の粉粒体が供給された袋Ｗは、袋閉じ装置７５によって密閉される。

２０：粉粒体供給装置、２４：ホッパ（粉粒体貯留手段）、２５：案内筒、２５ａ：案内筒の下端部、２７：オーガ、２８：中空回転軸、２８ａ：中空回転軸の下端部、２８ｂ：中空回転軸の貫通孔、２９：羽根、３４：気体吸引装置、３５：窒素供給装置、４０：粉粒体受け部、４２：ケーシング、４２ｃ：突条部、４３：フィルタ部（気体通過体）、４５：上円板（多孔板）、４５ａ：貫通孔（気体通過孔）、４６：下円板（多孔板）、４６ａ：貫通孔（気体通過孔）、４７：フィルタ、６０：粉粒体排出制御装置、Ｐ：粉粒体、Ｗ：袋（粉粒体収納体）、Ｇ：隙間。

Claims (5)

1. 粉粒体を案内する上下方向を向いた案内筒と、
   中空回転軸と前記中空回転軸の外周に設けられた螺旋状の羽根とを有して、前記案内筒の内部で回転して粉粒体を供給搬送する、上下方向を向いたオーガと、
   前記中空回転軸の下端部に設けられ、前記案内筒の下端部との間に隙間を形成して外周部分が前記案内筒より外側に突出した粉粒体受け部と、を備え、
   前記粉粒体受け部は、前記中空回転軸と連通して上部が開放されたケーシングと、前記ケーシングの開放された部分に設けられて、気体の通過を許容し、かつ前記ケーシング内に粉粒体が侵入するのを阻止する気体通過体と、を有しており、
   前記中空回転軸を介してケーシング内の気体を吸引して、前記ケーシング内を所定の負圧以上にし、かつ前記オーガと前記粉粒体受け部との回転を停止することにより、粉粒体を前記気体通過体に吸着して、前記案内筒内の粉粒体の排出を止める、
   ことを特徴とする粉粒体排出制御装置。
2. 前記中空回転軸を介して前記ケーシング内に不活性ガスを供給して、前記オーガを回転させることにより、粉粒体に不活性ガスを含ませて、該粉粒体を排出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の粉粒体排出制御装置。
3. 前記粉粒体受け部は、前記気体通過体の外周を囲んで、上方に突出した突条部を有している、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の粉粒体排出制御装置。
4. 前記気体通過体は、気体の通過を許容し、かつ粉粒体の通過を阻止するフィルタと、前記フィルタを挟む１対の多孔板とを有し、前記多孔板は、気体が通過する気体通過孔が多数形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の粉粒体排出制御装置。
5. 粉粒体を貯留しておく粉粒体貯留手段と、
   前記粉粒体貯留手段と粉粒体収納体との間で、前記粉粒体貯留手段に貯留された粉粒体を前記粉粒体収納体に供給する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の粉粒体排出制御装置と、を備えた、
   ことを特徴とする、粉粒体供給装置。
   
   

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