JPS60123301A - 粉粒体充填装置並らびにその稼動制御方法 - 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】 の充填装置並らひにその稼動制御方法に関するものであ
る。

一般に、粉粒体を定量して袋詰め等することは、自動化
した計量機能を併せ持つ充填装置によってなされること
が普通であり、代表的には、充填装置の一側部分に計量
装置を配置し、この上に載置した包装袋の充填孔に対し
て、前記充填装置本体から延出させた吹込管を嵌挿させ
、前記充填装置内に内蔵したスクリューフィーダーの回
転および圧縮空気流により粉粒体をエアレーションする
ものがよく知られている。しかしこのようなエアレーシ
ョン方式のものは、空気と共に粉粒体を包装袋等に送り
込むものであるために、包装衾叫に空気抜きの工夫を必
俊とし、また空気抜きの際に粉粒体も抜りてくるために
周囲環境が悪くなるという問題がある他、一般に計量の
際に包装袋と共に計量されることになる吹込管内の粉粒
体の姐のパラツキが大きく、高精度の計量が得にくいな
どの問題が指摘されていた。

そこで、従来よシエアレーション方式に換えて、エアレ
ス方式別霜すれはスクリューフィーダー等の機械的送シ
作用のみによって、充填を可能とする試みがなされてい
る。

例えは、エアレス方式・ン方式の充填装置において圧縮
空気流による粉粒体の送りを廃止する代りに、スクリュ
ーフィーダーの回転を高速化し、あるいはそのスクリュ
ーフィーダーの先端を出来るだけ吹込管に近接させる等
の工夫である。しかしこのようにしても、極小容量、小
規模の充填装置は実現できても、処理能力が高くかつ充
填速度が速いものは得ることができず、未だとのような
エアレス方式の実用機は見られていない。その理由は、
充填装置の構造上、吹込管は包装袋等の充填孔の開口径
から制約されていてこれに対応する径のスクリューフィ
ーダーでは回転を上けても能力に限界があること、また
前記吹込管は包装袋に嵌挿した状態で使用するために、
計量の対象の一つとなり、したがって充填装置本体に対
してはゴム筒等の可撓管を介した接続部分が不可欠とな
って、スクリューフィーダー先端から吹込管先端に至る
管路を短かくするにも大きな制限のあること、スクリュ
ーフィーダーのみによる粉粒体の送り力はあまり大きな
ものではないから、前記した点に関連して高い充填能力
を期待し難いこと、等々にある。

ところで、本発明者等がエアレス方式の粉粒体の充填に
ついて様々な試みをなしたところ、粉粒体の送シ状態は
、スクリューフィーダーの径、回転数等の力と、この粉
粒体が通る管路の内周面形状に影響されてｆ中々に変化
し、特に本発明者が見い出した！１ｊ定形状の管路を用
いた場合には、吹込管の管径よりも大径の部分からスク
リューフィーダーによる送りを与えても、粉粒体は閉塞
現象を住することなく円滑な送給が実塑，され、したが
って吹込管の管径に比べて大きな径のスクリーーフィー
ダーを使用して、大きな送り力を得ることで効率のよい
充填作業が可能となることを知見するに至ったのである
。

本発明は、前記知見に基づいてなされたものであシ、そ
の目的とするところは、エアレス方式によって周囲環境
を汚すことのない充填装置を提供するところにある。ま
た本発明の別の目的は、高い充填能力を持った充填装置
を提供するところにある・更にまた本発明６他の目的は
、前記したスクリーーフィーダーによる送シカ、粉粒体
の流量を制御することで、一包装袋に充填する際の充填
量を精度高く行なえるようにした充填装置の稼動制御方
法を提供するところにある。

而して、かかる目的を達成するだめの本願第１番目の発
明の要旨とするところは、粉粒体吐出用の開口の設けら
れた充填装置本体の一側に瞬接して、前記開口から先端
先細シル状のラッパ管、次いで可撓管を介し水平連続す
るよう設けられだ粉粒体包装袋への吹込管と、該吹込管
を支持しかつ前記包装袋を計量する計量器とが配設され
、前記充填装置本体内には、先端が前記開口に臨む下段
スクリーーフィーダーと、貯溜部の粉粒体を前記下段ス
クリーーフィーダーに送給する上段スクリーーフィーダ
ーとが設けられた粉粒体充填装置であって、前記開口に
接続するラッノや管は、その内面の母線が、ラッ・平管
軸長を長径の１／２としかつ後端内周半径と先端内周半
径の差分を短径の１／２とする楕円の弧ないしその近似
曲線をなすように設けられ、更に前記ラッパ管先端から
吹込管先端に至る管路の内周径は、直管々いし若干先端
先太シル状に設けたことを特徴とする粉粒体充填装置に
あり、またかかる充填装置についての好適な稼動制御方
法を内容とする本願第２届目の発明の要旨とするところ
は、前記装置において、粉粒体の充填−サイクル中に、
前記下段スクリューフィーダーは連続高速回転させると
共に、前記上段スクリューフィーダーは、高速回転から
前記−サイクル終期に低速回転に切換えるようにしたこ
とを特徴とする粉粒体充填装置の稼動制御方法にある。

以下本発明を図面に示す実施態様に基づいて説明する。

図面第１図は、本発明を適用した充填装置の一例の全体
構成概要を示すものであり、図において１は充填装置本
体、２は粉粒体の貯溜部、３は攪拌羽根、４は貯溜部２
の下部に配設された上段スクリューフィーダーであり、
回転によって粉粒体を貯溜部側方の落し口５に送給する
ように機能する。

６は、前記上段スクリ・−一フィーダー４を回転させる
駆動モータであシ、本例では図示しない変速機によって
該上段スクリューフィーダー４の回転を高速、低速に切
換えできるように設けられている。なおこの回転速度の
切換えの点については後述する。

７は、前記落し口５の下方に配設された下段スクリｘ−
フィーダーであシ、その先端は充填装置本体１の一側面
に設けられた開口８に臨むように設けられている。９は
この下段スクリューフィーダー７を高速回転させる駆動
モータである。

Ｌ旦は、前記充填装置本体１に設けた開口８の部分から
延出した吹込管を含む管を示しているが、その詳細構造
については後述する。なおこの管巨には途中可撓管部分
が設けられておシ、したがって延出先端側の吹込管は、
充填装置本体１に対して上下左右方向にある程度の移動
自由度を持つようになっている。

１１は計ｔ］器であり、この上に載置された包装袋１３
をその充填物と共に計量する。またとの計量器１１に所
属する支持プレートを兼ねた前板１２によって前記吹込
管を支持し、これを計量の対象としている。これは、図
示の如く、充填の際には包装袋１３と吹込管は嵌挿関係
にあって、包装袋１３のみの計量は実際上できないから
であシ、前記した吹込管と充填装置本体１との可撓管を
介した連結は、吹込管を計量の対象とすることを可能な
らしめるための構成をなしているのである。

以上の構成において、充填装置本体１内の上段、−上段
スクリューフィーダー４，７の構成、およびその回転制
御、更に吹込管を含む管１０の構成を除けは、他の構成
、機能は従来のものと同じであシ、要するに計量器１１
上に載置された包装袋１３に対して、貯溜部の粉粒体を
延出管１０を介して送シ込み、充填終了後は包装袋を取
シ出して、次の包装袋を計量器１１の上に載置する作業
を連続的に行なうものである。

第２図は延出管日の詳細構造を拡大して示しだものであ
シ、開口８に連続するように充填装置本体１の側壁には
先端先細シル状のラッ・ぞ管１４が固定される。このラ
ッパ管１４の内面の形状は、その母線が、後端内周半径
ＣＤ／２）と先端内周半径（ｄ／２）の差分、すなわち
（Ｄ／２　）　−（ｄ／２　）を短径の１／２とし、か
つラッパ管の軸長りを長径の１／２とする楕円の１／４
弧をなすときに、粉粒体の閉塞を防止し円滑な流れを得
る上で好適であシ、特に長径の１７２は、後端内半径Ｖ
２の０．７〜２２倍短径の１／２は、先端内半径ｄ／２
の１．０〜１．８倍である場合に好ましいことが実験的
に確認されている。なおこのラッノｆ管１４の内面形状
は厳密な意味で楕円の１／４弧と一致することが必要な
ものではなく、その近似的な曲線であってもよく、特に
ラッパ管後端部の内面形状は、母線の接線が前記楕円の
短軸に対して平行となる前の範囲で開口８に連続するこ
とがよい。

このラッパ管１４の先端には、フランジ外周に可撓管１
６の嵌合面を持つ座１５が組伺けられている◇ 一方、計量器の前板１２によって固定支持噛れた吹込管
１８は、その内面形状が軸方向に直管（径が一定）をな
しておシ、後端には止め座１７を介して可撓管１６の先
端部が嵌合固定されている。

そして本例の特徴は、ラッパ管１４の先端から、座１５
、可撓管１６次いで吹込管１８によって連続管として構
成された管路が、図示する如く若干の段付部分をもって
先端側に向い先太シ形状とされていることにある。この
ような管路の先太り形状は、ラッパ管１４の内面形状と
同様に実験釣力確認（好適には先端に向って１７１００
程度の勾配が望ましい）をもって採用されたものであり
、管路の途中に突起が存在する場合にはそこで粉粒体の
流れが停滞し、また先細り形状をなす管路では、粉粒体
の圧密等に起因して閉塞現象が生ずるのである。なお前
記管路の内面形状は、先太シでなく管径が一定の直管の
場合にも、粉粒体の種類等によっては支障のないことが
確認されている。

以上の構成をなす充填装置において、上段、下段スクリ
ーーフイーダー４，７を所定の回転数で回転させると、
粉粒体は閉塞等の現象を生ずることなく吹込管１８の先
端から吐出されることになり、しかも吐出流量は、従来
のエアレーション方式によるものと比べて同等ないしそ
れ以上のものを得ることもできるものとなった。したが
ってエアレス方式の場合の前述した種々の利点を満足し
つつ、工業上生産性の高い粉粒体の充填装置を得ること
が可能となったのである。

そして、以上述べた充填装置は、その上段スクリニーフ
ィーダー４と下段スクリーーフィーダー７とを、次のよ
うに稼動制御することによシ、極めて良好な充填効率と
、高精度の計量７′）Ｘ可能となる利点がある。

すなわち、前述した充填装置は、上、下段スフ＋）　ｘ
−７イーグー４，７を所定の回転速度で回転させること
により、粉粒体の吹込管がらの吐出が可能テあるが、一
般に計量を行なうこの種の装置では、充填の一ザイクル
において初めのうちは大流量の粉粒体を流して作業能率
の向上を図り、他方充填終期には流量を絞って小出しに
し、出来るだけ正確な充填量を与えることが望まれる。

したがってこのような思想を前記充填装置、に適用する
ことも当然考えられるところであるが、実際には、前記
装置は、粉粒体の充填に際してエアレス方式をとってス
クリーーフィーダーの回転による送り力のみを充填に利
用しているため、前記下段スクリューフィーダーの回転
速度の切換えは難かしいのである。実験的には、装置の
容量、粉粒体の種類等々にも影響されるが、前記下段ス
クリューフィーダー７の回転速度は通常１５００ｒｐｍ
程度が好ましい場合が多く、この速度切換えによる流量
可変は不安定となるからである。

そこで、本発明においては、下段スクリューフィーダー
は一定の連続高速回転を行なわせ、この下段スクリーー
フィーダーに対して送り込む粉粒体の流量を可変させる
ことで、前記吹込管先端からの吐出流量を制御できるよ
うにしたのである。

これは上段スクリューフィーダー４については、そのス
クリーーの範囲内において粉粒体を移送すればよいとい
う構成上、回転速度に関する制約が小さく、しかも回転
速度の調節によって移送する粉粒体の流量制御も比較的
容易に行なえるという利点があるためである。

ちなみに、前記説明した充填装置において、ラッ・や管
１４を後端内周径１１０關φ、先端内周径４０ｙａｍφ
、軸長８０韻、可撓管１５を内周径４４ｍｍφ、軸長４
５ｍｍ、吹込管１８を内周径４５關φ。

軸長２２０＋ａｉとし、上段スクリューフィーダー４を
充填−サイクルにおいて３６０　ｒｐｍから充填終期に
７５ｒｐｍに切換え、他方下段スクリーーフィーダー７
を充填−サイクル中１５００　ｒｐｒｎで回転させて、
粉粒体として小麦粉を用いて充填を行なったところ、２
５Ｋｆ袋の充填において従来のエアレーション方式の装
置では１２〜１４　ｓｅｃの充填時間がかかったものが
、本例装置では７〜９　ｓｅｃで充填が完了した。また
充填完了後υ袋重量を精密計量してバラツキを測ったと
ころ、従来装置では±６０ｇ程度であったものが、本例
装置では±３０．！ｉ＋程度となシ、充填能率、充填精
度のいずれの面においても、本例装置が優れていること
が確認された。

なお、本発明は以上述べた実施態様のものに限定される
ものではなく、必要に応じて採用される種々の変更態様
を含むものであシ、例えばラッ・９管から吹込管に至る
管路の全部又は一部において、管内周方向におりる粉粒
体の流れを不均一化させて圧密による閉塞を一層効果的
に防止する、具体的には、管路内面の滑面仕上けに部分
的な差をもたせるなどを施してもよい。

以上述べた如く、本発明よりガる粉粒体の充填装置部ら
ひにその稼動制御方法は、従来実現出来なかったエアレ
ス方式の工業的規模での充填を可能とし、その有用性は
極めて多大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明よりなる充填装置の全体構成概要図、第
２図は吹込管を含む管路部分の拡大断面図である０ １・・・充填装置本体　２・・・貯溜部３・・・攪拌羽
根　４・・・上段スクリューンイーダー５・・・落し口
　６・・・駆動モータ ７・・・下段スクリューフィーダー　８・・・開　口９
・・・駆動モータ　ｌＯ・・・管（延出管）１１・−計
量器　１２・・・前　板 １３・・・袋　１４・・・ラッパ管 １５・・・座　１６・・・可撓管 １７・・・止め座　１８・・・吹込管 ｉｉｓ　１　１°゛４１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）粉粒体吐出用の開口の設けられた充填装置本体の
   一側に陵接して、前記開口から先端先細り形状のラッパ
   も、次いで可撓管を介し水平連続するよう設りられた粉
   粒体包装袋への吹込管と、該吹込管を支持しかつ前記包
   装袋を計量する泪量器とが配設され、前記充填装置本体
   内には、先端が前記開口に臨む下段スクリーーフィーダ
   ーと、貯溜部の粉粒体を前記下段スクリューフィーダー
   に送給する上段スクリューフィーダーとが設けられた粉
   粒体充填装置であって、前記開口に接続するラッパ管は
   、その内面の母線が、ラッパ管軸長を長径の１／２とし
   かっ後端内周半径と先端内周半径の差分を短径の１／２
   とする楕円の弧ないしその近似曲線ｆ：なすように設け
   られ、更に前記ラッパ管先端から吹込憤先端に至る管路
   の内周径は、直管ないし若干先端先太シル状に設りたこ
   とを特徴とする粉粒体充填装置。
2. （２）粉粒体吐出用の開口の設けられた充填装置本体の
   一側に瞬接して、前記開口から先端先細り形状のラッｉ
   ｅ管、次いで可撓管を介し水平連続するよう設けられた
   粉粒体包装袋への吹込管と、該吹込管を支持しかつ前記
   包装袋を用量する計刊器とが配設され、前記充填装置本
   体内には、先端が前記開口に臨む下段スクリューフィー
   ダーと、貯溜部の粉粒体を前記下段・スクリューフィー
   ダーに送給する上段スクリューフィーダーとが設けられ
   た粉粒体充填装置であって、前記開口に接続するラッパ
   管は、その内面の母線が、ラッパ管軸長を長径の１／２
   としかつ後端内周半径と先端内周半径の差分を短径の１
   ／２とする楕円の弧ないしその近似曲線をなすように設
   けられ、更に前記ラッ・ぐ管先端から吹込管先端に至る
   管路の内周径は、直ちないし若干先端先太シル状に設け
   た粉粒体充填装置において、粉粒体の充填−サイクル中
   に、前ｉ＝＋を下段スクリーーフィーダーは連続高速回
   転させると共に、前記上段スクリューフィーダーは、高
   速回転から前記−ライフル終期に低速回転に切換えるよ
   うにしたことを％徴とする粉粒体充填装置の稼動制御方
   法。