JPH1179101A - 粉体充填方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉体を短時間で安定的に容器に充填して充填
能力を向上させること。 【解決手段】 袋１６へ粉体１を充填する粉体充填方法
において、計量器１１Ａ、１１Ｂにて計量された粉体
を、直管形状の充填ノズル１３内に一旦貯溜するととも
に、充填ノズルの下方に袋を搬送して位置付け、その
後、充填ノズルの下端開口２６を開いて、充填ノズル内
の粉体を袋内へ投入して充填するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、袋等の容器内へ粉
体を充填する粉体充填方法及び粉体充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】袋に粉体を充填する粉体充填装置が特開
昭54-115998 号公報に掲載されている。この粉体充填装
置は、ノズル（シュート）を袋の底部まで挿入した後、
予め計量された粉体を充填ノズル内に投入し、その後、
充填ノズルを徐々に上昇させて袋から引き出し、充填ノ
ズル内の粉体を袋内へ充填するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報記
載の粉体充填装置では、粉体の袋への充填時間は、充填
ノズル挿入時間と、計量済の粉体を充填ノズルへ投入す
る時間と、充填ノズル引き出し時間との合計である。従
って、充填ノズルの袋への挿入及び引き出し中にも、袋
の搬送を停止しておく必要があり、このため、充填時間
が長時間となって充填能力が低下してしまう。特に、袋
の背丈が高い場合には、充填ノズルの袋への挿入及び引
き出し時間も長くなり、充填能力の低下が著しくなる。

【０００４】また、粉体の計量は計量器にて実施される
が、この計量器による計量時間は一般的に長時間を要
し、且つ一定しない。このため、計量器による計量時間
が粉体の充填時間に与える影響が大きく、この点からも
充填能力が低下してしまう。

【０００５】本発明の課題は、上述の事情を考慮してな
されたものであり、粉体を短時間で安定的に容器内へ充
填して充填能力を向上させることができる粉体充填方法
及び粉体充填装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、容器へ粉体を充填する粉体充填方法において、計量
器にて計量された粉体を、直管形状の充填ノズル内に一
旦貯溜するとともに、上記充填ノズルの下方に上記容器
を搬送して位置付け、その後、上記充填ノズルの下端開
口を開いて、上記充填ノズル内の粉体を上記容器内へ投
入して充填するようにしたものである。

【０００７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、複数の計量器を用い、 1つの計量器に
より計量された粉体の充填ノズルへの投入及びその後の
容器への充填を行っている間に、他の計量器による粉体
の計量を行い、上記 1つの計量器により計量された粉体
の上記充填ノズルへの投入及びその後の容器への充填が
完了した後に、上記他の計量器により計量された粉体の
上記充填ノズルへの投入及びその後の容器への充填を行
うようにしたものである。

【０００８】請求項３に記載の発明は、容器へ粉体を充
填する粉体充填装置において、粉体を計量する計量器
と、この計量器にて計量された粉体を一旦貯溜する直管
形状の充填ノズルと、この充填ノズルの下端開口を開閉
するシャッタ装置と、上記容器を上記充填ノズルの下方
に搬送して位置付ける搬送装置と、を有するようにした
ものである。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明において、上記計量器が 1つの充填ノズルに対応
して複数設置されたものである。

【００１０】請求項１又は３に記載の発明には、次の作
用〜がある。 充填ノズルの下端開口を開いて、充填ノズル内に一旦
貯溜された粉体を、充填ノズル下方の容器内へ自由落下
により一気に投入し充填することから、充填ノズルから
容器への粉体の充填時間が短時間となるので、容器を充
填ノズルの下方に、充填のために停止させる停止時間が
短時間となる。このため、充填能力を向上させることが
できる。

【００１１】粉体の比重がばらついても、粉体は充填
ノズル内に貯溜される際に、その自重により圧縮され
て、充填ノズル内の貯溜体積がほぼ一定となり、充填ノ
ズル内から短時間で一気に容器内へ落下する。この結
果、粉体の比重のばらつきに拘らず、充填ノズルから容
器への粉体の充填時間がほぼ一定の短時間に安定化さ
れ、このため、充填能力を安定化できる。

【００１２】充填ノズル内に貯溜された粉体を自由落
下により短時間に一気に容器内へ充填するので、粉体は
充填後直ちに容器内に沈み込み、後行程で容器内の粉体
をタッピングする必要がない。このため、タッピングの
設備が不要となって装置構成を簡素化できるとともに、
タッピングによる粉塵の発生を未然に防止できる。

【００１３】請求項２又は４に記載の発明には、次の作
用及びがある。 計量器による粉体の計量時間が、容器を充填ノズルの
下方へ搬送して位置付ける搬送時間よりも長時間であっ
ても、複数のそれぞれの計量器から充填ノズルへ粉体が
交互に投入、つまり 1つの計量器により計量された粉体
の充填ノズルへの投入及びその後の容器への充填を行っ
ている間に、他の計量器による粉体の計量を行い、上記
1つの計量器により計量された粉体の上記充填ノズルへ
の投入及びその後の容器への充填が完了した後に、上記
他の計量器により計量された粉体の上記充填ノズルへの
投入及びその後の容器への充填が行われることから、充
填能力が計量器の計量時間に影響されず、粉体をほぼ一
定の短時間に安定して充填できる。

【００１４】複数の計量器のそれぞれが充填ノズルへ
粉体を交互に投入して一旦貯溜させるので、各計量器の
計量時間に余裕をもたせることができる。この結果、各
計量器による計量を高精度に実施できるとともに、各計
量器による計量時間のばらつきを吸収できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の基本構成を示す構
成図、図２は本発明に係る粉体充填装置を示す側断面
図、図３は図２の粉体充填装置の一作動サイクルの前半
を示す作動図、図４は図２の粉体充填装置の一作動サイ
クルの後半を示す作動図、図５は図２の粉体充填装置に
おける充填動作を示すタイムチャートである。

【００１６】図１及び図２に示す粉体充填装置１０は、
計量器１１、投入漏斗１２、充填ノズル１３、シャッタ
装置１４、充填漏斗１５及び袋搬送装置３０を有して構
成され、容器としての袋１６内へ粉体１を充填する。

【００１７】上記計量器１１は、投入漏斗１２の天部１
７に複数台（本実施の形態では 2台）設置されている。
これらの第１計量器１１Ａと第２計量器１１Ｂとは、そ
れぞれ同一の所定重量の粉体１を計量するものであり、
それぞれの下部に配置された計量器シャッタ１８を開作
動して、計量した粉体１を投入漏斗１２を介し充填ノズ
ル１３内へ投入する。

【００１８】ここで、第１計量器１１Ａと第２計量器１
１Ｂとのそれぞれは、 1つの袋１６内へ充填される粉体
１の重量を計量するものであり、第１計量器１１Ａと第
２計量器１１Ｂのいずれか一方から充填ノズル１３内へ
粉体１が投入され、この充填ノズル１３内の粉体１が袋
１６内へ充填された後、第１計量器１１Ａと第２計量器
１１Ｂの他方から充填ノズル１３内へ粉体１が投入され
る。このように、第１計量器１１Ａ、第２計量器１１Ｂ
は、空の充填ノズル１３内へ粉体１を交互に投入する。
更に、詳説すれば、 1つの計量器１１Ａ、１１Ｂにより
計量された粉体の充填ノズル１３への投入及びその後の
袋１６への充填を行っている間に、他の計量器１１Ｂ、
１１Ａによる粉体の計量を行い、上記 1つの計量器１１
Ａ、１１Ｂにより計量された粉体の充填ノズル１３への
投入及びその後の袋１６への充填が完了した後に、上記
他の計量器１１Ｂ、１１Ａにより計量された粉体の充填
ノズル１３への投入及びその後の袋１６への充填が行わ
れる。

【００１９】上記投入漏斗１２は、側部１９が上方へ向
って漸次拡径されて開口する逆円錐形状に構成され、こ
の側部１９の下端部に下端開口２０を備える。この投入
漏斗１２は、第１計量器１１Ａ又は第２計量器１１Ｂか
らの粉体１を充填ノズル１３内へ投入するときのガイド
の機能を果たす。投入漏斗１２における側部１９の傾斜
角度θは粉体１の安息角の 2倍程度に設定されて、投入
漏斗１２内を流れる粉体１の流速が増大される。

【００２０】上記充填ノズル１３は、投入漏斗１２の下
方に下端開口２０と連続して設置される。この充填ノズ
ル１３は、直管形状に構成されて、第１計量器１１Ａ又
は第２計量器１１Ｂから投入漏斗１２を介して投入され
た粉体を一旦貯溜する。粉体は、充填ノズル１３内に貯
溜される間に自重により圧縮され、粉体が比重のばらつ
きにより体積にばらつきを生じていても、計量器１１
Ａ、１１Ｂによる計量が一定である限り充填ノズル１３
内でほぼ一定体積となる。

【００２１】充填ノズル１３には、投入漏斗１２との接
続部付近に開口部２１が設けられ、この開口部２１を覆
うようにして、投入漏斗１２と充填ノズル１３との接続
部に防塵カバー２２が設置される。この防塵カバー２２
は、ダクト２３を介して集塵装置に接続される。上記開
口部２１は、充填ノズル１３内に粉体１が投入される際
に、この充填ノズル１３内の空気を排出して、粉体１の
充填ノズル１３内への投入をスムースに実施させるもの
である。また、防塵カバー２２は、充填ノズル１３内へ
の粉体１の投入の際に発生する微塵を、集塵装置を用い
て吸引し集塵するためのものである。

【００２２】上記シャッタ装置１４は、シリンダ装置２
４等の駆動部がノズルシャッタ２５を、充填ノズル１３
の軸線に対し直交する方向にスライドさせて、充填ノズ
ル１３の下端開口２６を開閉操作するものである。ノズ
ルシャッタ２５による充填ノズル１３の下端開口２６の
閉操作時に、充填ノズル１３内へ粉体１が一旦貯溜さ
れ、下端開口２６の開操作時に、充填ノズル１３内に貯
溜された粉体１が充填漏斗１５を介して、袋１６内へ自
由落下により投入されて充填される。

【００２３】シャッタ装置１４のスライドシャッタ２５
と充填ノズル１３の下端開口２６を覆うようにして防塵
フード２７が設置され、この防塵フード２７はダクト２
８を経て集塵装置に接続される。防塵フード２７は、ス
ライドシャッタ２５の開操作時に、このスライドシャッ
タ２５と充填ノズル１３の下端開口との隙間から発生す
る微塵を、集塵装置を用いて吸引し集塵するためのもの
である。

【００２４】上記充填漏斗１５は、投入漏斗１２と同様
に逆円錐形状に形成され、充填ノズル１３の直下に配置
される。また、この充填漏斗１５は昇降可能に設けられ
る。つまり、充填漏斗１５は、シャッタ装置１４のノズ
ルシャッタ２５の開操作時には、その下端部が袋１６の
上部に位置するように下降し、ノズルシャッタ２５が閉
操作状態にあり、且つ袋１６が袋搬送装置３０により搬
送されているときには、その下端部が袋１６の上縁部か
ら離れるように上昇する。

【００２５】上記袋搬送装置３０は、袋１６を搬送する
ものであり、この袋１６を充填漏斗１５の直下に搬入し
て位置付け、袋１６への粉体充填完了後、この袋１６を
搬出する。

【００２６】次に、粉体充填装置の充填動作を、図３〜
図５を用いて説明する。粉体充填装置１０全体としての
一充填動作サイクルは、第１計量器１１Ａ、第２計量器
１１Ｂの一動作サイクルに依存し、例えば時刻ｔ₁ から
時刻ｔ₃ までの間となる。

【００２７】(1) 時刻ｔ₁ においては、図３（Ａ）に示
すように、第１計量器１１Ａに、計量が完了した粉体１
が入っており、第２計量器１１Ｂが計量中である。この
ときには、シャッタ装置１４のノズルシャッタ２５が充
填ノズル１３の下端開口２６を閉操作しており、又、袋
１６内には、前行程で充填された粉体１が充填されてい
る。この袋１６は、充填漏斗１５の直下に位置し、この
充填漏斗１５は、その下端部が袋１６の上縁部に位置付
けられている。

【００２８】(2) シャッタ装置１４がノズルシャッタ２
５を開操作した後、閉操作した上記行程(1) 時点で、図
３（Ｂ）に示すように、第１計量器１１Ａの計量器シャ
ッタ１８が開操作され、第１計量器１１Ａにて計量され
た粉体１が投入漏斗１２内へ落下し、この投入漏斗１２
から充填ノズル１３内へ投入される。この行程では、投
入漏斗１２の下端開口２０付近に粉体１が一時的に貯溜
されるが、充填ノズル１３の開口部２１から空気が排出
されることにより、粉体１は投入漏斗１２から充填ノズ
ル１３内へスムースに投入される。また、この行程中に
充填漏斗１５が上昇し、袋搬送装置３０が作動して、充
填済の袋１６が搬出され、空の袋１６が充填漏斗１５直
下へ向って搬送される。

【００２９】(3) 図３（Ｃ）は、粉体１が充填ノズル１
３内へ完全に投入されて一旦貯溜されている状態を示
す。このとき、貯溜された粉体１の上面は、充填ノズル
１３の開口部２１よりも若干下方に位置する。また、充
填ノズル１３内への粉体１の貯溜が完了するまでに、袋
搬送装置３０が空の袋１６を充填漏斗１５の直下まで搬
送する。

【００３０】(4) 袋搬送装置３０が空の袋１６を充填漏
斗１５直下に位置付けた時点で、図３（Ｄ）に示すよう
に、充填漏斗１５が下降して、この充填漏斗１５の下端
部が袋１６の上縁部内に位置付けられる。また、このと
き、第１計量器１１Ａへ粉体１が投入され初めて、第１
計量器１１Ａによる粉体の計量が開始される。

【００３１】(5) 袋搬送装置３０による袋１６の充填漏
斗１５直下への位置付け完了時点から一定時間経過後
に、図３（Ｅ）に示すように、シャッタ装置１４のノズ
ルシャッタ２５が開操作されて、充填ノズル１３内に一
旦貯溜された粉体が、充填漏斗１５を経て袋１６内へ自
由落下し充填される。この時点までに、第２計量器１１
Ｂでの粉体１の計量が完了する。

【００３２】(6) 充填ノズル１３内の粉体１が完全に袋
１６内へ充填された時点で、図４（Ｆ）に示すように、
シャッタ装置１４のノズルシャッタ２５が充填ノズル１
３の下端開口２６を閉操作する。

【００３３】(7) シャッタ装置１４のノズルシャッタ２
５が閉操作された時点ｔ₂ で、図４（Ｇ）に示すよう
に、第２計量器１１Ｂの計量器シャッタ１８が開操作さ
れて、第２計量器１１Ｂにて計量された粉体が投入漏斗
１２を経て充填ノズル１３内へ挿入され貯溜される。こ
のとき、充填ノズル１３内の空気が、この充填ノズル１
３の開口部２１から排出されて、充填ノズル１３内へ粉
体１がスムースに投入されるとともに、上記行程(6) で
粉体１が完全に充填された袋１６を、袋搬送装置３０が
搬出する。

【００３４】(8) 充填ノズル１３内に第２計量器１１Ｂ
から粉体１が完全に一旦貯溜されるまでに、図４（Ｈ）
に示すように、袋搬送装置３０にて空の袋１６が充填漏
斗１５の直下に位置付けられる。

【００３５】(9) 空の袋１６が充填漏斗１５直下に位置
付けられた時点で、図４（Ｉ）に示すように、充填漏斗
１５が下降して、この充填漏斗１５の下端部が袋１６の
上縁部に位置付けられるとともに、第２計量器１１Ｂへ
粉体１が投入され初めて、この第２計量器１１Ｂによる
粉体１の計量が開始される。

【００３６】(10)袋搬送装置３０による袋１６の充填漏
斗１５直下への位置付けが完了した時点から一定時間経
過後、図４（Ｊ）に示すように、シャッタ装置１４がノ
ズルシャッタ２５を開操作して、充填ノズル１３内に貯
溜された粉体１を袋１６内へ充填し、やがて、時点ｔ₃
において、図３（Ａ）に示すように、袋１６内への粉体
１の充填が完了する。

【００３７】従って、上記実施の形態によれば、次の効
果〜を奏する。 充填ノズル１３の下端開口２６を開いて、充填ノズル
１３内に一旦貯溜された粉体１を、充填ノズル１３下方
の袋１６内へ自由落下により一気に投入し充填すること
から、充填ノズル１３から袋１６への粉体１の充填時間
が短時間となるので、袋１６を充填ノズル１３の下方
に、充填のために停止させる停止時間が短時間となる。
このため、粉体充填装置１０の充填能力を向上させるこ
とができる。

【００３８】また、充填ノズル１３が直管形状、即ち上
方から下方へ至るまでその断面が同じ大きさ、形状であ
り、且つ曲っていないので、粉体は落下に際し、充填ノ
ズル１３内で圧縮されたりすることなくそのまま落下す
る。

【００３９】一般に、粉体１は、比重にばらつきがあ
ると体積がばらつき、例えば比重の小さな粉体１は体積
が増大してしまう。この粉体充填装置１０では、粉体１
の比重がばらついていても、粉体１は充填ノズル１３内
に貯溜される際に、その自重により圧縮されて充填ノズ
ル１３内の貯溜体積がほぼ一定となり、充填ノズル１３
内から短時間で一気に袋１６内へ落下する。この結果、
粉体１の比重のばらつきに拘らず、充填ノズル１３から
袋１６への粉体１の充填時間がほぼ一定の短時間に安定
され、このため粉体充填装置１０の充填能力を安定化で
きる。

【００４０】充填ノズル１３内に貯溜された粉体を自
由落下により短時間に一気に袋１６内へ充填するので、
粉体１は充填後直ちに袋１６内に沈み込み、後行程で袋
１６内の粉体をタッピングする必要がない。このため、
タッピングの設備が不要となって装置構成を簡素化でき
るとともに、タッピングによる粉塵の発生を未然に防止
できる。

【００４１】第１計量器１１Ａ及び第２計量器１１Ｂ
による粉体１の充填時間が、袋１６を充填ノズル１３の
下方、つまり充填漏斗１５の下方へ搬送して位置付ける
搬送時間よりも長時間であっても、複数のそれぞれの計
量器１１Ａ、１１Ｂから充填ノズル１３へ粉体１が交互
に投入されるので、粉体充填装置１０における充填能力
が第１計量器１１Ａ、第２計量器１１Ｂの計量時間に影
響されず、粉体１をほぼ一定の短時間に安定して充填で
きる。

【００４２】複数の計量器（第１計量器１１Ａ、第２
計量器１１Ｂ）のそれぞれが充填ノズル１３へ粉体１を
交互に投入して、この充填ノズル１３内へ粉体１を一旦
貯溜させるので、各計量器１１Ａ、１１Ｂの計量時間に
余裕を持たせることができる。この結果、第１計量器１
１Ａ、第２計量器１１Ｂによる計量を高精度に実施でき
るとともに、これらの計量器１１Ａ、１１Ｂによる計量
時間のばらつきを吸収できる。

【００４３】充填ノズル１３には、投入漏斗１２との
接続部付近に開口部２１が形成され、粉体が投入漏斗１
２から充填ノズル１３内へ投入される際に、充填ノズル
１３内の空気が開口部２１から排出されるので、粉体１
の充填ノズル１３内への投入を短時間でスムースに実施
できる。

【００４４】尚、上記実施の形態の粉体充填装置１０で
は、 2台の計量器１１（第１計量器１１Ａ及び第２計量
器１１Ｂ）が設置されるものを述べたが、 3台以上の計
量器１１が設置されてもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る粉体充填方
法及び粉体充填装置によれば、粉体を短時間で安定的に
容器に充填して充填能力を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の基本構成を示す構成図である。

【図２】図２は本発明に係る粉体充填装置を示す側断面
図である。

【図３】図３は図２の粉体充填装置の一作動サイクルの
前半を示す作動図である。

【図４】図４は図２の粉体充填装置の一作動サイクルの
後半を示す作動図である。

【図５】図５は図２の粉体充填装置における充填動作を
示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 粉体 １０ 粉体充填装置 １１ 計量器 １１Ａ 第１計量器 １１Ｂ 第２計量器 １２ 投入漏斗 １３ 充填ノズル １４ シャッタ装置 １５ 充填漏斗 １６ 袋（容器） ２５ ノズルシャッタ ２６ 充填ノズルの下端開口 ３０ 袋搬送装置（搬送装置）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器へ粉体を充填する粉体充填方法にお
   いて、 計量器にて計量された粉体を、直管形状の充填ノズル内
   に一旦貯溜するとともに、上記充填ノズルの下方に上記
   容器を搬送して位置付け、 その後、上記充填ノズルの下端開口を開いて、上記充填
   ノズル内の粉体を上記容器内へ投入して充填することを
   特徴とする粉体充填方法。
2. 【請求項２】 複数の計量器を用い、 1つの計量器によ
   り計量された粉体の充填ノズルへの投入及びその後の容
   器への充填を行っている間に、他の計量器による粉体の
   計量を行い、上記 1つの計量器により計量された粉体の
   上記充填ノズルへの投入及びその後の容器への充填が完
   了した後に、上記他の計量器により計量された粉体の上
   記充填ノズルへの投入及びその後の容器への充填を行う
   請求項１に記載の粉体充填方法。
3. 【請求項３】 容器へ粉体を充填する粉体充填装置にお
   いて、 粉体を計量する計量器と、 この計量器にて計量された粉体を一旦貯溜する直管形状
   の充填ノズルと、 この充填ノズルの下端開口を開閉するシャッタ装置と、 上記容器を上記充填ノズルの下方に搬送して位置付ける
   搬送装置と、 を有することを特徴とする粉体充填装置。
4. 【請求項４】 上記計量器が 1つの充填ノズルに対応し
   て複数設置された請求項３に記載の粉体充填装置。