JPH11183241A - 容器への粉体充填装置 - Google Patents

容器への粉体充填装置

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JPH11183241A
JPH11183241A JP9357423A JP35742397A JPH11183241A JP H11183241 A JPH11183241 A JP H11183241A JP 9357423 A JP9357423 A JP 9357423A JP 35742397 A JP35742397 A JP 35742397A JP H11183241 A JPH11183241 A JP H11183241A
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嘉光 本間
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吉明 川奈
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】粉体の状態変化または他品種に対応でき、充填
量を正確に計測し、充填操作に必要な装置の占有面積を
極小にする充填装置の提供。 【解決手段】容器受台及び質量測定装置を内蔵する容器
保持装置2、容器保持装置により保持された容器6内に
粉体を供給するための粉体供給装置1、粉体供給装置に
粉体を供給するための固定された粉体供給タンク5及び
容器内に充填された粉体の質量計測装置による計量とそ
の結果を粉体供給装置に粉体供給量を指令する制御シス
テムとを有し、かつ容器保持装置及び粉体供給装置は同
調して回転軸シャフトを共有して同心円上を移動し、容
器保持装置が円周上を移動する間に容器保持装置への容
器の搭載及び容器風袋の質量計測、容器内への粉体供
給、粉体の容器内の充填及び充填量の計測及び容器保持
装置から容器の離脱を行うことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は粉体を容器内に所定
量自動充填そる装置に関する。
【0002】
【従来の技術】粉体を容器内に充填する場合、液体充填
用の装置をそのまま転用することはできない。液体充填
は液体容量を測量することや、供給時間を制御すること
で所定質量充填ができる。液体の物性から容器内への注
入も蛸足状に配管し、同時に複数の容器に充填ができ
る。しかし粉体は容量充填では所定量を精度良く充填す
ることができないばかりか容器内への充填も自然落下の
みに頼ることもできない。従って、粉体の安定供給のた
めに粉体供給装置を取り付け、かつ各容器毎に粉体の充
填量を計測するのが一般的である。通常、粉体の所定量
供給方法は少なくとも3回の計量を必要とする。第1回
目の計測は容器の風袋の測定であり、2回目は充填物の
所定量に内輪でそれに近い大凡の計測並びに3回目は所
定量に到達させるための微計測である。この計測を1台
の計測器のみでおこなう場合容器を静止させるので時間
的に非効率である。そこで容器を移動させつつ粉体を充
填し、充填効率を上げるためには固定された計測器は3
台必要である。容器をこの計測器に載せたり、降ろした
りするための装置を具備しておき、最初の充填を所定量
の大凡半分とし、次にほぼ所定量充填とする、2回に分
散する方法は時間短縮することでは効率的である。しか
しこれらは計測器を複数用いるので容器の積み卸しと計
測器の精度が要求される。又この方法は広いスペースを
必要とすること及び充填効率が悪いので生産性の面で好
ましくない。
【0003】粉体のかさ比重が一定で、その物性も滑り
性が良く、充填作業中に粉体の物性変化のない場合に
は、粉体であっても一定量を充填することは容量測定ま
たは充填時間計測で可能となる。この充填では複数の容
器へ同時にまたは移動する容器とこれに同調する複数の
充填口(ホッパー又はスパウト)を具備させれば時間差
を設けて順次充填することが可能となる。この場合容器
の移動が円周上であると装置の占有面積も少なく効率が
良い。この例としてR.A.Jones & Co., Inc.製のPouch K
ing PK4000/inchが市販されている。しかしながら粉体
の物性が変化すればこの方法で所定質量を充填すること
はできない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】粉体の状態変化または
粉体の他品種に対応でき、しかも各容器への充填量を正
確に計測し、しかも充填操作に必要な装置の占有面積を
極小にする充填装置を開発することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明者らは各容器内の充填量をロードセルを用いて計
測し、移動する複数の容器とこれに同調移動する複数の
ホッパーを具備させ、しかも時間差を設けて順次充填す
ることに成功し本発明を完成させた。
【0006】すなわち、本発明は容器受台(ロータース
パイダー)7及び質量計測装置(ロードセル)8を内蔵
する容器保持装置2と、該容器保持装置2により保持さ
れた容器内に粉体を供給するための粉体供給装置1、該
粉体供給装置1に粉体を供給する固定された粉体供給タ
ンク5及び容器内に充填された粉体の質量計測装置によ
る計量とその結果を受信し、この情報を粉体供給装置に
伝え粉体供給量を指令する制御システムとを有し、かつ
容器保持装置2及び粉体供給装置1は同調して回転軸シ
ャフト20を共有して同心円上を移動し、容器保持装置
が円周上を移動する間に容器保持装置2への容器6の搭
載及び容器風袋の質量計測、粉体供給及び該粉体の容器
内への充填及び充填量の計測を行うことを特徴とする容
器への粉体充填装置である。
【0007】
【発明の実施の対応】本発明の容器への粉体充填装置の
概略図を図1に示した。本発明の装置は容器供給ベルト
コンベア18、容器保持装置2、ホッパー3付きベース
ブラケット4を含む粉体供給装置1、供給タンク5及び
容器排出ベルトコンベア19で構成される。図2に示し
たように容器保持装置2と粉体供給装置1は回転軸シャ
フト20及び回転盤10により固定されている。これら
構成について機能的に説明する。供給される容器6はエ
ンドレスの容器供給ベルトコンベア18及び必要により
方向転換コンベアにより搬送され、移動している容器保
持装置2に移された後、ネックホルダー9により容器首
部が固定される。この時容器口部は粉体が供給されるホ
ッパー3の下方排出口の下端に合わせ固定される。
【0008】図2は粉体供給装置1、容器保持装置2及
び供給タンク5との相互関係を示す。容器6は容器保持
装置2に搭載された後の風袋質量が計測され、結果が制
御シテムに記憶される。次に供給タンク5よりベースブ
ラケット4の斜面12に供給された粉体はホッパー3通
して容器6に供給される。図3に示すように粉体供給量
は制御システムにより制御された供給機11で所定量押
し出される。供給機11はホッパー3内の粉体を混合均
一にするアジテーター17、所定量の粉体を押し出し供
給するスクリュウ16、これらを接続固定した駆動シャ
フト15、これを可変制御ギアー14とこれを動かすモ
ーター13により構成される。
【0009】ホッパー3下方の排出口の下端口径と容器
口径は前者が小さいことが必要である。水平方向の位置
決めはそれぞれの中心線がほぼ一致していれば良く、ホ
ッパー下端の排出口が容器口径の外にずれることにない
範囲であれば充分である。この場合、上下位置決めは容
器保持装置への容器のに装着及び脱着時に容器口上端と
ホッパー下端が接触しなければ良い。
【0010】容器口6の上端よりホッパー3下方の排出
口下端が下位に位置するようにすることは粉体の容器内
への供給がより確実となり好ましい。この方法として、
容器6を容器保持装置2に装着したのちホッパーを下降
させるか又は容器を上昇させるか又はこの両者を組み合
わせる事で可能となる。この上下方向の移動は移動可能
なエレベーターを設置することによって実現できる。
【0011】容器保持装置2は容器6を保持する容器受
台(ロータースパイダー)7、容器を固定するネックホ
ルダー9及び容器質量を計測するロードセル8を主に具
備しており、その構成を図2に示した。容器保持装置は
ベースブラケット4と回転軸シャフト20を共有する回
転板10に固定されている。従って、容器6とベースブ
ラケット4に固定されたホッパー3の排出口は容器6が
容器保持装置2に固定されれば常に同一に移動するので
容器位置決めの心配はない。しかしこれと別に容器と粉
体供給が各々独立した制御であっても粉体が容器に供給
されればよいので本例示の容器移動に制限されることは
ない。本発明の実施にあたってはその実施例として容器
保持装置とホッパーの数は複数とし、しかもその数を一
致させて設計した。
【0012】本発明の容器への粉体充填装置は僅かな時
間差で粉体を次々に複数の容器に供給することができ
る。粉体の供給は容器が円周にそって移動する間に行わ
れる。この間に各容器に専用のロードセルにより風袋、
一次充填量及び所定充填量の計測を行うことができる。
本発明で実施した一例では容器が容器保持装置に搭載さ
れ、粉体が所定量容器に充填され、この容器が脱着され
るまでの時間は約10秒以内であり、この間に風袋質量
計測、一次充填量計測、所定量充填計測を行うことがで
きた。容器の排出量はほぼ100個/分であるので充填
効率は著しく良くなった。もちろん回転板及びベースブ
ラケットを大きくすれば容器保持装置の搭載数は増加で
きる。容器搭載時間は円周が大きくなった分だけ引き延
ばされるので、計測回数を増加し充填量の精度を上げる
こともできる。又容器の搭載を円周上の半周分で済ませ
るように計測所要時間に見合った円周の大きさと搭載時
間を設定すれば、処理能力は倍増させることもできる。
【0013】粉体を容器に充填する供給機11を図3に
示す。該供給機11はベースブラケット4に固定された
ホッパー3下方のの排出口に内接する粉体供給のための
駆動シャフト15に固定されたスクリュウ16及び粉体
を混合及びスムースな供給を補助するためのアジテータ
ー17、駆動シャフト15を回転させる駆動モーター1
3及びモーターの回転を可変制御するギアー14を具備
している。
【0014】正確な粉体充填は粉体の供給量と容器内へ
のその充填量とが一致することが重要であり、このため
には供給量が装置に残留することなく直ちに容器に落下
する必要がある。この目的のためには本例に示したスク
リュウを具備した供給装置が好ましく用いられる。しか
しながら本例に限定される必要はなく、粉体の物性が流
れ性がよくかさ比重も含め常に安定していれば液体充填
のように容量充填または時間制御による充填をであって
も何ら差し支えない。
【0015】制御システムの構成を図4に示した。制御
システムは容器に粉体を供給する供給量をコントロール
する機能を有し、そのためにはロードセルによる質量計
測値は電気信号に変換されてその情報を制御システムに
送られる。計測は粉体の供給が完了するまで少なくとも
3回実施される。この過程の情報の出入を図4に沿って
説明する。最初の計測は容器位置1で容器の風袋質量
(情01)でこの情報を制御システムに送る。次に”大
入れ”と称する所定量の90乃至99%を供給するため
制御システムから容器位置2で粉体供給装置への指令
(指02)及びこの指令を受けて粉体の供給機の回転数
を制御し装置が作動(03)する。粉体の充填量の情報
を送り返し(情04)、容器位置3で最後に所定量の供
給指令(指05)とこれを受けた粉体供給装置が作動
(06)する。この計測結果情報を制御システムに送り
返し(情07)、充填量とその精度の確認をする。量目
が不足する場合にはさらに(06)乃至(07)の操作
を円周上を移動する間に繰り返すことにより微量調整を
することができる。この操作に時間を要する場合には回
転速度を遅くすることで対応することができる。所定の
精度以上に量目を越えて充填した場合にはチェックアオ
トさせることができる。
【0016】ロードセルは市販品を使用し、目的に合う
精度の機種を選択することができる。精度は目的によっ
ても異なるが、通常のコマーシャルレベルの充填であれ
ば100gの供給量に対し、精度1%以内であれば実用
上問題ない。
【0017】容器の形状は成型加工された樹脂容器の
他、ガラス瓶等その材質は問わない。一方、容器の形状
は平型パウチ、スタンディングパウチであっても容器保
持装置にこれらを摘みとる公知の装置を用いれば用意に
実施することができる。
【0018】
【実施例】内容量800ml、風袋質量24g、ポリプ
ロピレン製成型ボトル(容器口内径30mm、胴経83
mm、高さ211mm)に本発明の容器への粉体充填装
置を用いて粉体を充填した。該装置は容器保持装置を1
6ヘッド搭載し、容器の搭載速度は100本/分であっ
た。容器内への粉体を133g充填し、約1万本充填し
た。充填量の精度は±2g(±1.5%)であった。容
器が容器保持装置に搭載されてから離脱するまでの所要
時間は約8秒であった。
【0019】
【作用】本発明は容器受台(ロータースパイダー)7及
び質量計測装置(ロードセル)8を内蔵する容器保持装
置2と、該容器保持装置2により保持された容器内に粉
体を供給するための粉体供給装置1、該粉体供給装置1
に粉体を供給する固定された粉体供給タンク5及び容器
内に充填された粉体の質量測定装置による計量とその結
果を粉体供給装置に伝え粉体供給量を指令する制御シス
テムとを有しており、かつ容器保持装置2及び粉体供給
装置1は同調して回転軸シャフト20を共有して同心円
上を移動し、容器保持装置が円周上を移動する間に容器
保持装置2への容器6の搭載及び容器風袋の質量計測、
容器内への粉体供給及び該粉体の充填及び充填量の計測
と容器保持装置からの容器の離脱を全自動で行うことが
できる。
【0020】
【発明の効果】移動する複数の容器と各容器内のこれに
それぞれ直結する充填量を計測するロードセルを備え、
これに同調する複数のホッパーが具備させた粉体充填装
置であるので時間差を設けて順次充填することができ充
填効率が向上し、しかも容器移動が円周上であることに
より装置の占有面積も少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の容器への粉体充填装置の概略図であ
る。
【図2】粉体供給装置、容器保持装置及び供給タンクと
の相互関係を示す構成図である。
【図3】粉体を容器に供給充填する供給機である。
【図4】制御システムの情報系統図である。
【符号の説明】
1粉体供給装置 2容器保持装置 3ホッパー 4ベースブラケット 5供給タンク 6容器 7容器受台(ロータースパイダー) 8ロードセル 9ネックホルダー 10回転盤 11供給機 12ベースブラケットの斜面 13モーター 14ギアー 15駆動シャフト 16スクリュー 17アジテーター 18容器供給ベルトコンベア 19容器排出ベルトコンベア 20回転シャフト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容器受台及び質量測定装置を内蔵する容器
    保持装置、該容器保持装置により保持された容器内に粉
    体を供給するための粉体供給装置、該粉体供給装置に粉
    体を供給するための固定された粉体供給タンク及び容器
    内に充填された粉体の質量計測装置による計量とその結
    果を受信し、この情報を粉体供給装置に伝え粉体供給量
    を指令する制御システムとを有し、かつ容器保持装置及
    び粉体供給装置は回転軸シャフトを共有して同調して同
    心円上を一定方向に移動し、容器保持装置が円周上を移
    動する間に容器保持装置への容器の搭載及び容器風袋の
    質量計測、容器内への粉体供給、該粉体の容器内への充
    填及び充填量の計測及び容器保持装置からの容器の離脱
    を行うことを特徴とする容器への粉体充填装置。
  2. 【請求項2】粉体供給装置が中心より円周方向に傾斜面
    を有するベースブラケット及び該ベースブラケット底部
    外周にそって下方に突出した粉体送り出しのための複数
    のホッパーを有し、かつ該ホッパーの下端の粉体供給口
    の中心線と容器保持装置に搭載された容器口部の中心線
    がほぼ一致するように位置決めされている請求項1記載
    の容器への粉体充填装置。
  3. 【請求項3】粉体供給タンクの粉体排出口がベースブラ
    ケット斜面上部に位置する請求項1記載の容器への粉体
    充填装置。
  4. 【請求項4】容器が成型容器、ガラス瓶、パウチ、袋等
    である請求項1記載の容器への粉体充填装置。
  5. 【請求項5】容器保持装置がパウチ、袋等の保持及びそ
    の開口のための摘みを具備することもできる請求項1記
    載の容器への粉体充填装置
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