JPH0257503A - オーガースクリューの緊急停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、オーガースクリューの緊急停止装置に関し、
詳しくは、粉末を投入するファンネル（所謂、ホッパー
）の下端部に円筒形の計量部を設け、該ファンネル内に
−Ｆ方より挿入して計１部内に遊嵌するオーガースクリ
ューを取り付け、該スクリューの回転角に対応して、下
方に保持する容器に所定量の粉末を充填するようにした
オーガー充填機において、上記計量部等に粉末が詰まっ
た時、オーガースクリューを緊急停止するものである。

従来の技術 この種のオーガースクリュー式の粉末充填機においては
、計量部の円筒状ケーシングの内壁とオーガースクリュ
ーとの間に粉末が詰ま−たり、計量部の下端開口に１投
置した抵抗体（スクリーン）の目詰まり等が生じ、オー
ガースクリューの回転が徐々に困難になり、最終的には
回転不能となり、停止することがある。しかしながら、
順次搬送されてくる空容器に対して所定量の粉末を間欠
的に充填するようにしたオーガー粉末充填機では、オー
ガースクリューは所定のプログラムに従って間欠的な停
止期間を経て周期的に回転駆動されるよ、うに設定され
ているため、上記した粉末が詰まった状態になってら、
停止期間を経過すると再び回転動作を開始し、該トルク
オーバーの状態が続行すれば、スクリーンの破損および
オーガースクリューの切断が生じることになる。

上記した事故が発生した場合、被充填物が医薬品あるい
は食糧品等である時は、ホッパー内の被充填物を全量排
出する必要があると共に、既に容器に充填している被充
填物ら廃棄しなければならず、被充填物が高価なもので
ある時には、損害額が相当なものとなる。

上記した問題を解決するため、粉末が詰まった時にオー
ガースクリューを緊急停止さ仕る装置として、例えば、
実公昭６１−３７６０１号等が提案されている。該装置
では、ポツパーの下端部に固着した接続部材とオーガー
ケーシングとの間に圧力クラッチ機構を介在させ、かつ
、オーガーケーシングの外周にスイッチを固着すると共
に、該スイッチの回動により接触して動作しオーガース
クリュー回転用のモータ回路を開閉するスイッチを設け
ている。上記装置においては、粉末の詰まり現象が限度
を越えるとオーガースクリューと共にオーガーケーシン
グが同動に回転を開始し、該作動により上記スイッチを
作動してモータ回路を開き、オーガースクリューを停止
する構成としている。

発明が解決しようとする課題 上述した従来の装置、および他の従来提供されているこ
の種の被充填物の詰まりによるオーガースクリューの停
止装置は、いずれも、機械的な構成よりなり、構造が極
めて複雑で、部品点数ら多く、それだけ、組み付は作業
に手数が懸かると共に、信頼性の点で間層があった。

尚、本発明は、オーガースクリューをサーボモータで駆
動するものを対象としており、この種のサーボモータを
使用したンステムにおいては、従来、オーバートルクに
対してはサーマルによる過負荷保護回路を設けたものが
提供されている。しかしながら、上記過負荷保護回路は
、例えば、モータ定格の２００％出力か１分間続いた場
合等のように、通常のモータ定格電流を大幅に越え続け
た時に保護されるようになっている。従って、本発明が
対象とするオーガー粉末充填機において、粉末が目詰ま
りを起こした程度で発生するオーバートルクは、上記過
負荷保護回路を設けても、全く検出することが出来ない
。

本発明は上記した従来の問題に鑑みてなされたもので、
オーガースクリューをサーボモータで回転駆動制御する
ようにしたオーガー充填機において、トルクオーバーが
発生したことを極めて簡？罫に検出する電気的検出手段
を設け、よって、粉末の詰まりか発生した時に、オーガ
ースクリューを緊急停止させ、事故の発生を未然に防ぐ
ことを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記した目的を達成するため、本発明は、粉末を収容す
るファンネルの先端に円筒形のオーガーケーシングを取
り付け、該オーガーケーシング内に、回転軸に固定した
オーガースクリューを連結して配置し、該オーガースク
リューの回転角に対応して粉末を計量小分けして容器等
へ充填ずろオーガー充填機において、 上記回転軸を介してオーガースクリューを回転４゛る駆
動手段としてサーボモータを用いると共に、１つの容器
に対して所定量の粉末を充填するために必要とするサー
ボモータの理論回転時間の経過時より、所定の巽常検出
時間を経過した時点で、サーボモータが回転している時
、サーボモータの回転を停止する制御回路を設けて、オ
ーガーケーシングとオーガースクリューとの間に粉末が
詰まってオーバートルクが発生した時に、オーガースク
リューの回転を停止する構成としたことを特徴とするオ
ーガースクリューの緊急停止装置を提供ずろらのである
。

発明の作用 本発明は、上記したように、オーガースクリューの駆動
機購として回転軌跡の明確なサーボモータを用いること
により、該回転軌跡が崩れて所定の停止時間を経過して
もサーボモータの回転が停止しないことにより、粉末の
詰まりによるオーバートルクを検出することが容易に出
来、よって、粉末の詰まりが発生した場合に迅速に検出
してオーガースクリューを停止することが出来る。よっ
て、オーガースクリューおよびスクリーンの破損等の事
故の発生を未然に防止することが出来るものである。

更籠脛 以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する
。

第１図はオーガー充填機の概略的な構成を示すもので、
図中、！は粉末Ａが投入されるファンネル、２はファン
ネル１の下端に固定され計量部を構成する円筒形状のオ
ーガーケーシング、３はオーガーケーシング２の下端開
口部に取り付けられるスクリーン、４はファンネルｌ内
に上方より挿入される回転軸、５は回転軸４の下端に連
結されると共にオーガーケーシング２の内壁と所定間隔
をあけて遊嵌して設置されるオーガースクリュー６は回
転軸４をブーり伝達機構７を介して回転駆動するサーボ
モータである。

上記オーガー充填機においては、容器への粉末充填時、
サーボモータ６により回転軸４を所定角度回転駆動し、
連動してオーガースクリュー５を回転することにより、
スクリーン３を通して、その下方に載置する容器８に一
定量の粉末Ａを充填している。１つの容器８に対して一
定量の粉末を充填後、次の容器８が充填位置に搬送され
て定置されるまで回転軸４およびオーガースクリュー５
の回転を停止し、間欠的に回転、回転停止を繰り返して
いる。

上記充填用サーボモータ６の動作条件は、回転速度（Ｍ
Ｎ）、加減速時間（Ｔｎ）、回転移動用（Ｖ）、回転周
期時間（１゛）の設定値により決定され、本充填機にお
いては、回転速度と時間との関係を第２図の軌跡に示す
ように設定している。

図中、回転周期′ｒは、１つの容器に一定量の粉末を充
填するためのサーボモータ６の回転時間Ｔ、と、充填終
了後、次の容器への充填開始までの回転停止時間Ｔ、と
からなる（Ｔ＝ＴＩ＋Ｔ２）。

上記回転時間Ｔ１中？こおいて、回転初期と回転終期に
おける加減速時間Ｔｎは同一で、同一勾配で回転速度が
増加および減少４−るようにしており、かつ、上記加速
と減速の間の回転速度が一定な時間Ｔｍも一定とし、回
転時間Ｔ、における回転速度は図示の如き明確な軌跡を
とるように制御している。

」二１把した動作条件で作動されるサーボモータ６は、
オーガー充填機において、異常なく、回転軸４およびオ
ーガースクリュ−５が正常に作動している間は、時間と
回転速度との関係において、第２図に示す軌跡通りの正
確な軌跡をとって作動されろ。しかしながら、オーガー
充填機において、オーガーケーシング２とオーガースク
リュー５の隙ｍ１に粉末Ａが詰まったり、計４部の下端
開口に設置した抵抗体（スクリーン）に目詰まり等が生
じ、オーガースクリュー５の回転にオーバートルクがか
かると、第２図に示す軌跡が崩れてくることとなる。よ
って、オーガー充填機に異常が発生すると、サーボモー
タ６の作動は第２図に示す軌跡を正確にとらなくなるた
め、この軌跡のくずれを検出することにより、オーガー
充填機の異常を迅速に検出して、オーガースクリュー５
あるいはスクリーン３の破損を生じる前に、オーガース
クリュー５を停止することが出来る。

本発明では、オーガー充填機において粉末の詰まり等の
異常が発生した場合、サーボモータ６が上記回転時間を
経過しても停止しないことにより、異常を検出するもの
である。

しかしながら、サーボモータ６は、実際の回転時におい
て、オーガー充填機に異常が発生していない場合におい
ても、回転停止時に第３図中に一点鎖線で示すように多
少のブレと時間測定に誤差が生じるため、理論上の回転
総時間Ｔ１と実際の回転総時間’ｔ”ｔ（始動信号〜実
際の停止まで）とが相違し、理論と実際にズレが発生し
ている。該ズレが一定値以下の場合は単なる回転停止時
のブレによるものであるが、第３図中に二点鎖線で示す
ように一定値以上に達すると、粉末の詰まりによるオー
バートルクが発生したことに起因する。よって、理論上
の回転総時間と実際の回転総時間とのズレが一定値（異
常検出時間）Ｔｘを越えるとサーボモータ６を停止する
ようにしている。尚、上記異常検出時間Ｔｘは理論上の
停止時Ｔ。より次の周期の回転が始動されるまでの間の
回転停止時間Ｔ、を越えるものではなく、ＴＸ＜Ｔ２内
に規定される。

上記サーボモータ緊急停止のための制御機構は、第４図
のブロック図に示す構成とし、第５図のフローチャート
で示すステップで作動している。

即ち、サーボモータ６を駆動制御するサーボモータコン
トローラ１０はサーボモータ６へ駆動信号を出力するパ
ラメータ設定部１１と、サーボモータ６より駆動信号を
受信してタイマー１３にサーボモータ６の動作完了信号
および速度信号を出力する信号出力部！２とからなる。

サーボモータのコントローラ１０には駆動開始信号や、
非常停止信号が駆動制御手段Ｉ８により送られてサーボ
モータの制御が行なわれている。又、駆動開始信号は同
時にタイマー１３にも送られている。サーボモータコン
トローラ１０のパラメータ設定部１１には、サーボモー
タ６の運転条件を回転移動パルスＶ、回転速１ｆＭＮ、
加減速時間Ｔｎより設定する運転条件設定手段１４を接
続している。また、上記運転条件設定手段１４は理論回
転時間算出手段１５に接続し、上記設定した条件に基づ
き、下式より回転理論回転時間（Ｔｌ）を算出している
。

Ｔ　、　＝　Ｔ　ｎ　＋　Ｖ　／　Ｍ　Ｎ上記理論回転
時間算出手段Ｉ５より理論回転時間Ｔ、を比較手段１６
に入力する一方、該比較手段Ｉ６に前記タイマー１３よ
りサーボモータ６の実際回転時間Ｔｔを入力干ると共に
、異常検出時間設定手段！７より、異常検出時間Ｔｘを
人力している。比較手段１６において、実際回転時間’
Ｉ’　ｔと理論回転時間Ｔ１とを比較し、その差が異常
検出時間Ｔｘを越えると（Ｔ　ｔ　　’ｌ　ｌ＞　’１
．’　ｘ）、駆動制御手段１８に停止信・号を出力して
いる。駆動制御手段１８に停止信号が人力されると、該
駆動制御手段１８はサーボモータコントローラ１０に停
止信号を出力してサーボモータ６を停止ずろようにして
いる。

上記理論回転時間Ｔ、より異常検出時間ＴＸが経過して
もサーボモータ６が回転していることを検出するサーボ
モータ回転検出手段は、例えば、最大回転速度に対し、
１０％以上の回転速度において、出力する信号を利用し
て、該出力信号がＴＸ経過時点でＯＮＬでいると、サー
ボモータ停止信号を出力するようにしている。あるいは
、偏差カウンタの溜まりパルスが設定値以内になった時
に出力する信号（位置決め完了信号）を利用して、上記
異常時間ＴＸ経過時点で上記信号がＯＮの場合、異常が
発生したとしてサーボモータ停止信号を出力するように
している。

上記したように、オーガースクリュー５の駆動手段とし
てサーボモータ６を用いると共に、上記緊急停止用の制
御機構を設けた構成としていることにより、オーガース
クリュー５とオーガーケーシング２との間に粉末Ａが詰
まったり、あるいは抵抗体（スクリーン）の目詰まり等
により、オーガースクリュー５の回転にオーバートルク
が懸かり、サーボモータ６か所定の理論回転時間Ｔ１を
経過し、かつ、上記異常検出時間１゛ｘを経過してら回
転を継続している場合には、自動的にオーガースクリュ
ーの回転が停止ヒされる。

発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わるオーガ
ースクリューの緊急停止装置によれば、オーガースクリ
ューを回転駆動するサーボモータが、始動時より一定時
間経過後（理論回転時量子異常検出時間）、まだ、回転
を継続していることを検出することにより、極めて簡ｑ
１にオーバートルクを検出することが出来、上記検出に
よりサーボモータの回転を停止せしめるため、オーガー
スクリューとオーガーケーシングとの間に粉末が詰まっ
たり、計量部の下端開口に設置した抵抗体（スクリーン
）の目詰まり等が生じ、オーバートルクとなった時、オ
ーガースクリューの回転を継続することによる事故の発
生を未然に防止することが出来る。

また、本発明は、電気的手段により粉末の詰まりによる
異常を検出すると共に該検出時にサーボモータの回転を
停止せしめろため、前記した従来例のように機械的手段
を用いる場合と比較して、オーガー充填機の機構を複雑
化することなく適用することが出来、かつ、信頼性も高
めることが出来る等の種々の利点を有すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が対象とするオーガー充填機の概略図、
第２図は上記オーガー充填機のオーガースクリューを回
転駆動するサーボモータの回転軌跡を示す線図、第３図
は異常検出時の原理を説明するための第２図に示す線図
の一部拡大図、第４図は本発明に係わる装置の制御機構
のブロック図、第５図は第４図に示す機構のフローチャ
ートである。 １・・・ファンネル、 ２・・・オーガーケーシング、 ３・・・スクリーン、　　　４・・・回転軸、５・・オ
ーガースクリュー ６・・・サーボモータ、 ０・・・サーボモータコントローラ、 ３・・・タイマー　　　１４・・・運転条件設定手段、
訃・・理論回転時間設定手段、 ６・・・比較手段、 ７・・・異常検出時間設定手段、 ８・・・駆動制御手段。 特許出願人　武田薬品工業株式会社 代理人弁理士青　山　葆ばか２名 第３図 第４図 Ｔ。 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉末を収容するファンネルの先端に円筒形のオーガ
   ーケーシングを取り付け、該オーガーケーシング内に、
   回転軸に固定したオーガースクリューを連結して配置し
   、該オーガースクリューの回転角に対応して粉末を計量
   小分けして容器等へ充填するオーガー充填機において、 上記回転軸を介してオーガースクリューを回転する駆動
   手段としてサーボモータを用いると共に、１っの容器に
   対して所定量の粉末を充填するために必要とするサーボ
   モータの理論回転時間の経過時より、所定の異常検出時
   間を経過した時点で、サーボモータが回転している時、
   サーボモータの回転を停止する制御回路を設けたことを
   特徴とするオーガースクリューの緊急停止装置。