JP6888293B2 - 充填ノズル - Google Patents

Description

本発明は、オーガを用いて粉末を容器に充填する充填ノズルに関する。

従来、オーガを有する充填ノズルとして、特許文献１に開示されたものが知られている。この充填ノズルは、オーガの回転量を調整することにより容器への充填量を制御しているが、特に湿った粉末を容器に充填する場合、充填ノズルの先端に粉末が付着して充填量が不足するという問題が生じる。一方、このような充填ノズルへの粉末の付着を防止するための構成として、特許文献２に開示された充填ノズルが知られている。この構成は、多孔性プラスチックから成るノズルをオーガの下方に取付け、外部から圧縮エアを供給することによりノズルの内面にエアの流れを生じさせ、ノズル内面に粉末が付着することを防止している。

特許第５１９５０３７号公報 特開２００１−１３９１５２号公報

特許文献２の構成では、多孔性プラスチックの小孔に粉末が嵌ると、圧縮エアの供給が不十分になって、ノズル内面に粉末が付着する問題が発生する。また多孔性プラスチックに圧縮エアを貫通させるために高圧の空気が必要であり、高性能で高価な圧力源を設置しなければならないという問題がある。さらに、エアが高圧であると、粉末が容器内に入らずに吹き上がるという問題も生じる。

本発明は、従来装置よりも低圧の圧縮エアによってノズル内面に粉末が付着することを防止でき、構成が簡単かつ安価である充填ノズルを提供することを目的としている。

本発明に係る充填ノズルは、オーガが軸心周りに回転することにより粉末を、下端の開口部から吐出するように構成された充填筒と、充填筒の外周に嵌合され、充填筒との間に環状空間を形成するエア噴出筒と、環状空間内にエアを供給するエア供給手段とを備え、エア噴出筒の下端が開口部よりも突出するとともに、開口部よりも小径となるようにテーパー状に形成され、エア供給手段により環状空間に供給されたエアを排出するエア吐出口を有し、エア供給手段により環状空間にエアを供給しながら充填筒から粉末を吐出することを特徴としている。

エア吐出口の内壁面に撥水性の層を被膜してもよい。
また充填ノズルは、エア噴出筒が充填筒に対して相対的に昇降させる昇降手段をさらに備え、この昇降手段が、充填筒によって粉末を開口部から吐出して容器に供給するときに下降して、エア噴出筒の先端を容器内に挿入させてもよい。

本発明によれば、従来装置よりも低圧の圧縮エアによってノズル内面に粉末が付着することを防止でき、構成が簡単かつ安価である充填ノズルを得ることができる。

本発明の第１の実施形態である充填ノズルを有する粉末充填装置を示す断面図である。 充填ノズルを示す断面図である。 充填ノズルのエア導入孔の部分における水平面で切断した断面図である。 第２の実施形態である充填ノズルを示す断面図である。

以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。
図１は本発明の第１の実施形態である充填ノズル１０を有する粉末充填装置を示している。容器Ｃはコンベヤ２０により、紙面に垂直な方向に間欠的に搬送され、充填ノズル１０の直下において停止し、充填ノズル１０から粉末Ａを供給・充填される。

充填ノズル１０は、粉末Ａを貯留するタンクである貯留室１２の下面に取付けられ、コンベヤ２０に向かって垂直下方に延びる。貯留室１２の中心部には垂直に延びるオーガ１３が設けられる。オーガ１３は回転軸１７と、回転軸１７の周面に形成された螺旋部材１８とを有する。回転軸１７の上端は図示しない回転駆動源に連結され、回転軸１７の下端は充填ノズル１０の下端の近傍まで延びる。螺旋部材１８は貯留室１２内から回転軸１７の下端にわたって連続的に設けられる。オーガ１３は図示しない制御装置によって制御され、制御装置は容器Ｃ内に充填する充填量と回転数の関係を予め記憶しており、充填量に応じてオーガ１３の回転量を制御する。

貯留室１２の底面１４は中心側ほど低くなるように傾斜する円錐面であり、貯留室１２内には、貯留室１２の円筒内壁面１５と底面１４に沿って延びる撹拌羽根１６が設けられる。撹拌羽根１６はオーガ１３の基部（図示せず）に固定され、オーガ１３と一体的に回転する。

図２と図３を参照して充填ノズル１０の構成を説明する。
充填筒３０は貯留室１２の下端の外面に固定され、垂直下方に延びる。オーガ１３は充填筒３０の軸心に沿って延び、オーガ１３の下端部は充填筒３０の下端の開口部３１に達している。オーガ１３は軸心周りに回転し、これにより貯留室１２内の粉末Ａが螺旋部材１８によって下降し、開口部３１から吐出される。

充填筒３０の外周にはエア噴出筒３２が嵌合される。充填筒３０は、貯留室１２側の部分が相対的に厚肉に成形されるとともに、この厚肉部分より下方が薄肉に形成され、充填筒３０とエア噴出筒３２の間には環状空間３３が形成される。エア噴出筒３２であって、充填筒３０の薄肉部分に対応した部位にはエア導入孔３４が穿設され、エア導入孔３４はエア供給通路３５を介して圧縮エア源（エア供給手段）３６に連結される。エア供給通路３５には、圧縮エア源３６から環状空間３３内への圧縮エアの供給をオンオフするためのバルブ３７が設けられる。なおエア導入孔３４は複数個設けられてもよい。

エア噴出筒３２の先端にはエア吐出口３８が嵌着され、エア吐出口３８は、エア噴出筒３２の開口部３１よりも下方に突出する。エア吐出口３８の開口部３１からの円錐部３８ａは開口部３１よりも小径となるようにテーパー状に形成され、その円錐部３８ａの先端には円筒部３８ｂが形成される。エア吐出口３８の円錐部３８ａの内壁面３８ｃには撥水性の層が被膜されることが好ましい。

本実施形態の作用を説明する。
容器Ｃがコンベヤ２０により充填ノズル１０の直下に搬送されてくると、オーガ１３と撹拌羽根１６が一体的に回転する。すなわち貯留室１２内の粉末Ａが撹拌羽根１６によって撹拌されるとともに、螺旋部材１８によって充填筒３０内へ導かれ、開口部３１から吐出されて容器Ｃ内へ供給される。オーガ１３と撹拌羽根１６が回転するとき、バルブ３７が開弁され、圧縮エア源３６から圧縮エアが環状空間３３内へ噴射される。圧縮エアは環状空間３３の下端からエア吐出口３８へ吐出され、内壁面３８ｃに沿って流動し、円筒部３８ｂから排出される。このようにエア吐出口３８のテーパー状の内壁面３８ｃの全域にわたってエアの流れが生じるので、粉末Ａが内壁面３８ｃに付着しにくくなり、容器Ｃ内へスムーズに供給される。

オーガ１３の回転量が容器Ｃ内に充填する粉末Ａの充填量に相当する回転量に到達すると、制御装置はオーガ１３と撹拌羽根１６の回転を停止させ、それから所定時間が経過すると、バルブ３７が閉弁され、環状空間３３内への圧縮エアの噴射が停止される。次いでコンベヤ２０が駆動され、容器Ｃは次の工程へ搬送される。

以上のように第１の実施形態では、充填ノズル１０による粉末Ａの容器Ｃへの充填動作において、圧縮エアがエア吐出口３８の内壁面３８ｃのテーパー（傾斜）に沿って流れるように噴射される。したがって内壁面３８ｃに粉末Ａが付着することはなく、湿った粉末Ａを容器Ｃに充填する場合であっても、内壁面３８ｃへの付着が防止され、容器Ｃ内への充填動作をスムーズに行うことができる。

また圧縮エアはエア吐出口３８の内壁面３８ｃに沿って流れるので、従来装置のように高圧の圧縮エアを利用する必要がなく、充填ノズル１０の構成は簡単かつ安価である。

なお、第１の実施形態では、オーガ１３が所定の回転量に到達した時点で充填を完了させているが、充填位置に秤を配置し、容器Ｃを秤に載置させて重量を計測しながら充填を行ない、所定の重量を計測した時点でオーガ１３の回転を停止させるように制御してもよい。

図４は第２の実施形態である充填ノズル１０を示している。
この実施形態の第２の実施形態との差異は、エア噴出筒３２が充填筒３０に対して相対的に昇降可能である点である。すなわち、貯留室１２の下端の外面に昇降シリンダ（昇降手段）４０が設けられ、昇降シリンダ４０のピストンに固定された連結部材４１はエア噴出筒３２の外面に連結される。昇降シリンダ４０は、充填筒３０によって粉末Ａを開口部３１から吐出して容器Ｃに供給するとき、ピストンを下降させ、これによりエア噴出筒３２の先端を容器Ｃ内に挿入させる。この構成によれば、充填筒３０の開口部３１から吐出される粉末Ａが容器Ｃの外側に漏れることはなく、確実に容器Ｃ内に供給される。

１３ オーガ
３０ 充填筒
３１ 開口部
３２ エア噴出筒
３３ 環状空間
３６ 圧縮エア源（エア供給手段）
３８ エア吐出口

Claims (3)

1. オーガが軸心周りに回転することにより粉末を、下端の開口部から吐出するように構成された充填筒と、
   前記充填筒の外周に嵌合され、前記充填筒との間に環状空間を形成するエア噴出筒と、
   前記環状空間内にエアを供給するエア供給手段とを備え、
   前記エア噴出筒の下端が前記開口部よりも突出するとともに、前記開口部よりも小径となるようにテーパー状に形成され、前記エア供給手段により前記環状空間に供給されたエアを排出するエア吐出口を有し、
   前記エア供給手段により前記環状空間にエアを供給しながら前記充填筒から粉末を吐出することを特徴とする充填ノズル。
2. 前記エア吐出口の内壁面に撥水性の層を被膜したことを特徴とする請求項１に記載の充填ノズル。
3. 前記エア噴出筒が前記充填筒に対して相対的に昇降させる昇降手段をさらに備え、
   前記昇降手段は、前記充填筒によって粉末を前記開口部から吐出して容器に供給するときに下降して、前記エア噴出筒の先端を前記容器内に挿入させることを特徴とする請求項１または２に記載の充填ノズル。

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