KR20100016446A - 분체 공급 장치, 분체 충전 포장기 및 분체 포장체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

과제

동작의 고속화를 가능하게 하고, 오동작을 억제하는 것이 가능한 분체 공급 장치, 분체 충전 포장기 및 분체 포장체의 제조 방법을 제공한다.

해결 수단

관통한 구멍(2)이 형성된 판상부를 가지는 부재(1)와 구멍(2)의 상측 개구가 일정한 이동 경로를 이동하도록 부재(1)를 운동시키는 운동 기구(18)와 부재(1)의 운동에 수반하여 구멍(2)의 하측 개구를 폐색 상태 및 개방 상태로 하는 개폐 부재(5)와 이동 경로에서의 소정 구간에 있어서, 구멍(2)에 분체(3)를 일정량 충전하는 분체 충전부(14)와 이동 경로의 소정 구간 이외에서 경로의 상측에 마련되어 판상부에서의 이동 경로를 연속하여 감시하는 센서(14)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

분체 공급 장치, 분체 충전 포장기 및 분체 포장체의 제조 방법{POWDER FEEDER, POWDER FILLING AND PACKAGING MACHINE, AND METHOD OF MANUFACTURING POWDER PACKAGE}

본 발명은 계량 매스를 이용하여 각종 분체를 공급할 때, 계량 매스로부터 소정량이 낙하하지 않는 낙하 불량을 오검출이 적게 감시하는 분체 공급 장치, 포장용 주머니에 이 분체를 충전하여 봉지하는 분체 충전 포장기 및 분체 포장체의 제조 방법에 관한 것이다.

각종 의약이나 농약, 그래뉴당(granulated sugar) 등의 조미료, 철분이나 역(易)산화성 화합물을 주원료로 하는 탈산소제 및 그 외의 분체는 이 분체의 일정량을 종이나 플라스틱으로 된 작은 주머니에 포장한 상품 형태로서 널리 알려져 있다. 일반적으로 포장시에 자동화를 위해 분체 충전 포장기가 이용된다. 분체 충전 포장기는 분체를 일정량 계량한 후, 슈트 등을 통하여 포장 주머니 내에 유도한다. 그리고 분체의 계량은 일정한 용적을 가지는 공간(계량 매스)에 분체를 충전하는 용적 계량 방식이 많이 이용되고 있다.

분체 충전 포장기를 운전했을 때, 계량 매스 하측 개구의 셔터 기구 동작 불량, 충전부에서의 이물 등에 의한 충전 장해 등이 원인으로 계량 매스에 일정량이 충전되지 않는 불량, 충전 후 하측 개구로부터의 누출에 의해 낙하 직전에서 계량 매스 내의 분말량이 일정량을 밑돌거나 하는 문제(충전 불량)가 발생하는 경우가 있다. 또, 계량 매스 내에서의 분말의 막힘, 분말의 유동성 불량, 계량 매스 하측 개구 셔터 기구 동작 불량 등이 원인으로 계량 매스로부터 분말이 낙하해야 할 위치보다 뒤늦게 분말이 낙하하거나, 분말이 전량 또는 일부 낙하하지 않거나 하는 문제(낙하 불량)가 발생하는 경우가 있다.

이러한 문제가 발생한 포장 주머니는 일정량의 분체가 충전되지 않아 불량품이 된다. 이 불량품을 검출하기 위한 방법으로서 각 분체 포장체의 중량을 1개씩 계량하는 중량 검사가 일반적으로 알려져 있다. 그러나 이 방법은 고속의 자동 충전 포장에 대응할 수 없다. 또, 이 방법은 분체 포장체가 1개 1개 분리되어 있지 않아 띠 형상으로 연속해 있는 연포(連包) 형태에 적용할 수 없다. 그렇기 때문에, 연속하여 생산되는 분체 포장체를 일정 시간마다 또는 일정 개수마다 발취하는 샘플링을 행하여 중량을 측정하는 방법이 일반적이었다.

계량 매스에서의 분말 막힘 및 이물 막힘 등의 원인에 의한 불량은 한 번 발생하면 불량 상태가 계속하는 경우가 많고, 그 경우에는 상기 샘플링법이 효과가 있다.

그러나 불량 상태가 돌발적으로 발생하는 경우 상기 샘플링법으로는 발견할 수 없다. 그렇기 때문에, 분체 충전 포장기의 분체 포장체가 통과하는 일정 위치에 광전관(光電管)을 설치하고, 투과광의 양으로 충전된 분체 포장체의 전부에 대해 분말의 충전 높이를 검출하거나, 2개의 작은 롤로 분체 포장체를 끼우고 두께가 일 정 이상인 것을 검출하거나 하는 방법이 알려져 있다.

그렇지만, 이들의 방법은 개개의 분체 포장체의 제대성(製袋性) 불균일 및 진동에 의한 분말의 충전 형상의 차이에 의한 오차가 크고, 감도를 올리면 오동작이 많아진다. 또, 일부 탈산소제와 같이 부피 비율이 다른 2종의 분체를 충전하는 분체 포장체의 경우 부피비가 작은 분말의 부족은 실질 검출할 수 없는 등의 결점이 있다. 이 때문에, 모든 분체 포장체에 올바른 양의 분말이 충전되어 있는지의 여부를 아는 것은 극히 곤란하였다.

그래서, 포장 주머니에 충전된 분체의 유무를 직접 확인하는 일 없이 계량 매스에 포장 주머니에 공급되어야 할 분체가 잔존해 있는지의 여부를 검출함으로써, 포장 주머니 내에 분체가 확실하게 충전되어 있는지의 여부를 확인하는 장치가 제안되고 있다. 구체적으로는, 계량 매스의 깊이를 측정하는 깊이 측정용 센서를, 계량 매스 내에 충전된 분체를 계량 매스의 하측 개구의 셔터를 열어서 낙하시킨 후 계량 매스의 하측 개구의 셔터를 닫은 단계에서 계량 매스와 대응하도록 원료 계량 접시의 위쪽에 배치한다. 그리고 계량 매스의 하측 개구의 셔터를 닫은 단계에서 계량 매스의 깊이를 상기 깊이 측정용 센서로 측정하고, 이 깊이를 미리 측정한 빈 계량 매스의 깊이와 대비시켜서 계량 매스 내에서의 분체 유무를 확인하도록 구성한 것이다(특허 문헌 1).

특허 문헌 1: 일본 특허 제3662276호 공보

발명의 개시

특허 문헌 1에 기재된 분체의 공급 확인 장치에서는 분체의 공급 장치는 계량 매스가 레이저광의 조사 위치에 이동한 것을 인식하고, 이 타이밍에서 레이저광을 조사해야 한다. 또한, 반사한 레이저광에 기초하여 계량 매스의 깊이를 계산해야 한다. 또한, 미리 측정된 정상적인 깊이와 대비해야 한다. 이와 같이, 장치의 제어에 매우 큰 부하를 부여하기 때문에 이상(異常) 검출에 시간이 걸려 장치의 고속화를 저해하고 있다. 또, 계량 매스가 설치되어 있는 판의 이동 타이밍의 어긋남이나, 회전판의 회전 불량이나 속도 변화가 일어났을 경우에 계량 매스에 레이저광을 조사하고 있는지, 회전판 윗면에 레이저광을 조사하고 있는지를 판별이 곤란하여 장치의 오동작을 일으키기 쉽게 하고 있다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 이상 검출이 간단하기 때문에 동작의 고속화를 가능하게 하며, 오동작을 억제한 분체 공급 장치, 분체 충전 포장기 및 분체 포장체의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은 계량 매스에 대한 분체의 충전 불량이나 계량 매스로부터의 분체의 낙하 불량의 문제 사상(事象)을 면밀하게 검토한 결과, 충전 불량, 낙하 불량 모두 계량 매스 내의 분체 윗면 위치에 주목하면 되는 점, 특히 계량 매스 내의 분체의 일부만이 낙하하는 낙하 불량에 있어서는 계량 매스 내의 하부의 일부가 낙하하고, 상부는 그대로의 위치에 머무는 경우가 많은 것을 발견하였다. 또, 실제의 운전에 의해 오동작이 극히 적고 효과가 높은 실용적 장치인 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다. 또한, 본 명세서에 있어서, 계량 매스로서 기능하는 구멍을 계량 매스라 부르는 경우가 있다.

본 발명에 의한 분체 공급 장치는 관통한 구멍이 형성된 판상부(板狀部)를 가지는 부재와, 상기 구멍의 상측 개구가 일정한 이동 경로를 이동하도록 상기 부재를 운동시키는 운동 기구와, 상기 부재의 운동에 수반하여 상기 구멍의 하측 개구를 폐색 상태 및 개방 상태로 하는 개폐 부재와, 상기 이동 경로에서의 소정 구간에 있어서 상기 구멍에 분체를 일정량 충전하는 분체 충전부와, 상기 이동 경로의 상기 소정 구간 이외에서의 경로의 상측에 마련되어 상기 판상부에서 상기 이동 경로를 연속해서 감시하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또, 본 발명의 분체 충전 포장기는 관통한 구멍이 형성된 판상부를 가지는 부재와, 상기 구멍의 상측 개구가 일정한 이동 경로를 이동하도록 상기 부재를 운동시키는 운동 기구와, 상기 부재의 운동에 수반하여 상기 구멍의 하측 개구를 폐색 상태 및 개방 상태로 하는 개폐 부재와, 상기 이동 경로에서의 소정 구간에 있어서 상기 구멍에 분체를 일정량 충전하는 분체 충전부와, 상기 구멍의 상기 하측 개구가 개방 상태에서 상기 구멍으로부터 낙하한 상기 분체를 포장 주머니에 유도하는 유도부와, 상기 유도부로부터 유도된 상기 분체가 충전된 포장 주머니를 봉지하는 봉지부와, 상기 이동 경로의 상기 소정 구간 이외에서 경로의 상측에 마련되어 상기 판상부에서 상기 이동 경로를 연속해서 감시하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 분체 포장체의 제조 방법은 관통한 구멍이 형성된 판상부를 가지는 부재를 상기 구멍의 상측 개구가 일정한 이동 경로를 이동하도록 운동시키는 공정과, 상기 구멍의 하측 개구를 개폐 부재에 의해 폐색 상태로 하는 공정과, 상기 이동 경로에서의 소정 구간에 있어서 상기 구멍에 분체를 일정량 충전하는 공정과, 상기 구멍의 상기 하측 개구를 개방 상태로 하는 동시에 상기 구멍 내의 상기 분체를 낙하시키는 공정과, 상기 판상부의 아래쪽에 위치하는 포장 주머니에 상기 분체를 유도하여 충전하는 공정과, 상기 포장 주머니를 봉지하는 공정을 구비하고, 상기 이동 경로의 상기 소정 구간 이외에서 경로의 상측에 설치된 센서에 의해 상기 판상부에서의 상기 이동 경로를 연속해서 감시하고, 이상이 검출된 경우에는 미리 정해진 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 구성의 분체 공급 장치, 분체 충전 포장기 및 분체 포장체의 제조 방법은 판상부에서 구멍의 상측 개구의 이동 경로를 연속해서 감시하고 있으므로, 구멍 내의 분체 윗면과 판상부의 주면(主面)을 연속해서 감시하는 것으로 된다. 따라서, 구멍이 센서의 위치에 이동한 타이밍에 센서를 동작시키는 제어나, 장치가 구멍을 감시하고 있다고 인식하는 제어가 필요 없다. 이 때문에, 장치의 제어에 부여하는 부하가 매우 적기 때문에 장치의 고속화를 가능하게 하고 있다.

또, 예를 들어 판상부를 가지는 부재가 원판인 경우에는 구멍이 마련되어 있는 원판의 이동 타이밍의 어긋남이나 회전 불량이나 속도 변화가 일어났을 때에도 장치의 오동작을 억제 가능하게 하고 있다.

그리고, 종래는 감시가 곤란했던 돌발적으로 발생하는 불량품을 정밀도 있게 배제하는 것이 가능해진다. 따라서, 정밀도 좋게 우량품을 제품으로 할 수 있어, 고품질의 분말 포장체를 세상에 제공할 수 있다.

또한, 분체 충전부는 판상부의 주면에 분체를 일정량 퇴적시키는 구성으로 해도 된다. 이와 같은 구성의 경우, 본 발명은 판상부에서 구멍의 상측 개구의 이동 경로를 감시하는 것이 주면 위에 퇴적된 분체 윗면과 구멍에 충전된 분체 윗면 상태를 감시하게 된다.

그리고 또한, 구멍에 충전된 분체와 판상부의 주면에 퇴적된 분체가 같은 높이가 되도록 구성하면 알맞다. 이와 같은 구성에 의해 분체 충전 후에 분체 구멍으로부터 낙하 전에 있어서는 센서에 변화가 일어나면 구멍으로의 충전 불량으로 하는 것이 가능하다. 또, 분체의 낙하 후에 있어서는 센서의 변화가 생기지 않는 경우 낙하 불량으로 하는 것이 가능하다.

이와 같이, 구멍의 위치를 특정하지 않고, 감시가 단순 명료하며, 처리 시간 지연이나 제어(시퀀서) 부하의 요인이 되는 연산 처리를 최소한으로 해서 불량의 판정이 가능한 것으로부터 불량의 감시와 동시에 기계 정지 등의 피드백을 할 수 있다.

또, 센서를 복수 설치함으로써, 낙하 불량의 감시와 충전 불량의 감시를 병용하는 것으로 보다 정밀도가 높은 충전 포장의 관리를 행하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 센서가 상기 구멍에 분체가 일정량 충전되고 나서 상기 개폐 부재가 상기 구멍의 하측 개구를 개방 상태로 하기전까지의 상태에 있어서, 상기 이동 경로의 상측에 설치되어 있으면 바람직하다. 또, 상기 감시는 상기 구멍에 분체가 일정량 충전되고 나서 상기 개폐 부재가 상기 구멍의 하측 개구를 개방 상태로 하기전까지 감시하는 것이 알맞다. 이와 같이 구성함으로써 분체의 충전의 감시를 할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 센서가 상기 구멍의 상기 하측 개구가 개방 상태에서의 상기 이동 경로의 상측에 설치되어 있으면 바람직하다. 또, 상기 감시는 상기 구멍의 상기 하측 개구가 개방 상태에서 행하고, 상기 구멍으로부터의 상기 분체의 낙하를 감시하는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해, 본 발명은 분체가 구멍으로부터 정상적으로 낙하한 경우에 센서에 의한 구멍 내의 분체 윗면의 감시의 출력과 판상부의 주면 감시의 출력에 큰 차이가 생긴다. 한편, 분체가 구멍으로부터 정상적으로 낙하하지 않는 경우에는 센서에 의한 구멍 내의 분체 윗면의 감시 출력과 주면의 감시 출력에 차이가 생기지 않는다. 따라서, 정밀도 좋게 분체의 낙하 불량을 감시할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 센서가 투광부와 수광부를 가지며, 상기 투광부로부터 투광한 빛의 반사광을 상기 수광부에서 수광하여, 광량을 검출하는 광학 센서이면 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해 온도 변화의 영향이 적고, 분체의 종류에 의한 영향이 적으며, 정밀도가 높다는 등의 이점이 있다.

특히 광학 센서가 구멍의 하측 개구부가 개방 상태에서의 이동 경로의 상측에 설치되어 있으면, 분체가 구멍으로부터 정상적으로 낙하한 경우에 투광부로부터 구멍 내에 투광한 빛은 구멍을 빠져나간다. 이 때문에, 판상부의 주면 상태의 감시 수광량에 비해 상기 구멍 내에 투광한 빛의 수광량은 큰 폭으로 감소하여 안정되어 있다. 또, 분체가 구멍으로부터 낙하하지 않고 낙하 불량이 된 경우, 광학 센서의 수광부에 일정한 빛이 반사한다. 오검출이 적어 분체의 낙하 불량을 감시할 수 있다.

또, 본 발명은 상기 판상부가 원반상이며, 상기 운동 기구는 상기 판상부가 회전 운동하도록 상기 부재를 운동시키는 회전 운동 기구이면 바람직하다. 이와 같은 구성에 의해 구멍이 원주 위에 배치하는 것이 가능하게 되며, 원주각이 진행됨에 따라 구멍으로의 분체 충전과 구멍으로부터의 분체 낙하의 동작을 반복하는(순환시키는) 것으로 단열형(單列型) 포장기에 적합하다.

또, 본 발명은 상기 운동 기구가 상기 부재를 왕복 운동시키는 왕복 운동 기구라도 적합하다. 이와 같은 구성에 의해 1 왕복의 한끝(왕로(往路) 시점 또는 복로(復路) 종점)에서 구멍에 분체가 충전되고, 1 왕복의 다른끝(왕로 종점 또는 복로 시점)에서 구멍으로부터 분체가 낙하된다. 왕복 운동형에서는 모든 구멍이 동일 동작을 하기 때문에 다열형의 충전 포장기에 적합하다.

발명의 효과

본 발명에 관련되는 분체 공급 장치, 분체 충전 포장기 및 분체 포장체의 제조 방법에 의하면 동작의 고속화를 가능하게 하고, 오동작을 억제하는 것이 가능하다.

발명을 실시하기 위한 바람직한 형태

본 발명에서 말하는 분체란, 대체로 입경 100 미크론 이하의 분말상의 물질뿐만 아니라, 입경 수 밀리미터 이하의 입자상, 과립상의 물질을 포함하며, 각종 의약이나 농약, 그래뉴당 등의 조미료, 철분이나 역산화성 화합물을 주원료로 하는 탈산소제 등이 포함된다.

또, 본 발명의 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기의 전형은 소정의 두께를 가지고 주면을 따라서 회전 또는 왕복 운동하는 판상부를 가지는 부재에 이 판상부를 관통하는 복수의 구멍을 계량 매스가 되도록 원주 위 또는 직선 위에 설치하고, 추가로 구멍의 하측 개구에 개폐 부재를 설치한다. 또한, 구멍의 하측 개구가 폐색 상태로 되어 계량 매스로서 기능하는 위치에서 구멍 내에 분체를 일정량 충전하여 구멍의 하측 개구가 개방 상태로 된 상태에서 구멍으로부터 중력에 의해 충전 분체를 낙하시킨다. 낙하한 분체는 충전용의 유도부인 슈트를 통하여 하부의 작은 주머니 속에 유도한다. 이러한 용적 계량(계량 매스) 식을 가지는 분체 공급 장치, 분체 충전 포장기가 적합하다.

(제1 실시형태)

우선, 첨부 도면에 의해 본 발명의 제1 실시형태에서의 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기를 설명한다.

도 1은 부재의 판상부의 구멍에 분체를 충전, 낙하시키는 상태에 관하여, 광학식 센서의 투광, 수광 상태(화살표 표시)를 설명하는 단면 모식도이다. 도 2는 회전 운동하는 부재를 이용한 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기의 동작을 설명하는 모식도이다. 도 2A는 평면도이며, 도 2B는 도 2A의 II-II선에서의 단면도이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 분체 공급 장치는 구멍(2)을 가지는 부재(1)와, 부재를 평면 운동시키는 운동 기구(18)와, 개폐 부재(5)와 분체 충전부(14)와, 광학 센서(4)를 구비한다. 그리고 분체 충전 포장기는 이 분체 공급 장치에 더하여 분체(3)를 포장 주머니(8)에 유도하는 유도부인 슈트(15)와 포장 주머니(8)를 봉지하는 봉지부(16)를 구비한다.

부재(1)는 주면을 가지는 원판상이며, 부재(1) 전체가 판상부로 되어 있다. 본 실시형태에서는 부재(1)가 판상이기 때문에 이 부재(1)를 판 부재(1)라 부른다. 이 판 부재(1)는 원주의 근방을 따라 주면에 수직으로 관통한 구멍(2)이 24개 등 간격으로 형성되어 있다. 그리고 판 부재(1)는 주면 방향의 소정의 회전 방향으로 운동하도록 구성되어 있다. 이 때문에, 구멍(2)의 상측 개구의 이동 경로는 원을 그린다. 그리고 이 구멍(2)의 하측 개구가 폐색됨으로써 계량 매스로서 기능한다.

호퍼(hopper)(13)는 판 부재(1)의 위쪽에 설치되어 있다. 또, 평미레판(7)은 판 부재(1)의 윗면인 주면과 소정의 거리를 가지고, 구멍(2)의 상측 개구와 엇갈릴 수 있도록 판 부재(1)의 원주 부근에 설치되어 있다. 이 호퍼(13)와 평미레판(7)으로 구멍(2)의 상측 개구의 이동 경로에 있어서, 구멍(2)의 하측 개구가 폐색 상태로 되어 있을 동안에 소정 구간을 점유하여 구멍(2)에 일정량의 분체(3)를 충전하는 분체 충전부(14)가 구성되어 있다.

개폐 부재(5)는 판 부재(1)의 하면측에 설치되어 있어, 구멍(2)의 하측 개구와 겹치는 위치에 설치되어 있다. 이 개폐 부재(5)는 판 부재(1)의 회전운동에 수반하여 판 부재(1)의 하면을 따라서 슬라이드하여 구멍(2)의 하측 개구를 폐색 상태, 개방 상태로 할 수 있도록 구성되어 있다. 개폐 부재(5)의 상면은 분체(3)가 낙하했을 때에 분체(3)가 부착하는 것을 방지할 수 있도록 가공이 실시되어 있다.

광학 센서(4)는 개폐 부재(5)가 구멍(2)의 상측 개구의 이동 경로 중 구멍(2)의 하측 개구를 개방 상태로 하고 있는 위치에서 판 부재(1)의 위쪽에 설치되어 있다. 또, 광학 센서(4)는 빛을 투광하는 투광부(41)와 반사광을 수광하는 수광부(42)를 가지고 있다.

판 부재(1)의 아래쪽에서 개폐 부재(5)가 구멍(2)의 하측 개구를 개방 상태로 하고 있는 위치에는 슈트(15)가 설치되어 있다. 슈트(15)는 구멍(2)으로부터 낙하한 분체(3)를 포장 주머니(8)에 유도하는 유도부로서 기능한다. 이 슈트(15)는 로트의 형상을 하고 있어, 판 부재(1)측의 개구가 넓고, 포장 주머니(8) 측의 개구가 좁게 형성되어 있다.

판 부재(1)로부터 떨어진 장소에는 포장 주머니(8)를 봉지하는 봉지부(16)가 마련되어 있다. 봉지부(16)는 포장 주머니(8)의 일부를 열 융착함으로써 포장 주머니(8)를 봉지한다.

다음으로, 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기의 동작 및 분체 포장체의 제조 방법에 대해 설명한다.

상술한 바와 같이 구멍(2)의 상측 개구는 운동 기구(18)에 의한 판 부재(1)의 회전 운동에 의해 원형상의 이동 경로를 이동한다. 그리고 먼저 어떤 구멍(2)이 위치 2C의 상태에 있어서, 구멍(2)의 하측 개구는 개폐 부재에 의해 폐색 상태로 되어 있어, 구멍(2)은 계량 매스로서 기능하고 있다. 그리고 분체(3)가 계량기 부착의 호퍼(16)로부터 판 부재(1) 위에 공급된다.

그 후, 구멍(2)이 7 매스 분(105도)을 이동하여 분체(3)의 구멍(2)으로 충전이 되어 평미레판(7)에 의해 계량된다. 평미레판(7)은 구멍(2)에 분체(3)를 일정량 충전함과 아울러 판 부재(1)의 주면 위에 일정한 높이의 분체(3)를 퇴적시킨다.

다음으로, 판 부재(1)가 회전 운동하고 구멍(2)이 계량 후 2 매스 분(30도) 진행한 후, 즉 위치 2A에 있어서 개폐 부재(5)는 구멍(2)의 하측 개구를 개방 상태로 한다. 이에 의해, 구멍(2) 내의 분체(3)가 낙하한다. 구멍(2)으로부터 낙하한 분체(3)는 슈트(15)에 의해 포장 주머니(8) 내에 유도된다.

다음에, 판 부재(1)가 회전 운동하고 구멍(2)이 1 매스 분(15도) 진행된 시점에서, 광학 센서(4)는 분체(3)가 낙하했는지, 혹은 낙하하지 않고 문제를 일으키고 있는지를 감시한다. 구체적으로는, 광학 센서(4)는 판 부재(1)의 구멍(2)의 상측 개구가 이동하는 이동 경로를 연속해서 감시하고 있고, 구멍(2) 내의 분체 상면과 판 부재(1)의 주면 위의 분체의 상면을 연속해서 감시하고 있다. 감시된 상세한 것은 후술한다.

광학 센서(4)로부터 이상이 출력되어 분체의 낙하 불량이 검출되었을 때에는 앰프나 시퀀서, 마이크로컴퓨터 등을 통하여 소리나 빛에 의한 경보를 낸다. 혹은, 해당 제품의 자동 배출, 충전 포장기의 부분 정지나 전체 정지, 주변 기계의 각종 동작 등 각종 기계 제어를 할 수 있다.

구멍(2)은 광학 센서(4)가 분체(3)의 낙하를 감시한 후, 2 매스 분(30도), 즉 위치 2A로부터 3 매스 분(45도) 이동한다. 그리고 위치 2B의 위치에서 개폐 부재(5)는 구멍(2)의 하측 개구를 폐색 상태로 한다.

그리고 그대로 12 매스 분(180도) 진행하여 상기 위치 2C로 순환한다.

여기에서, 구멍(2)으로부터 분체(3)가 포장 주머니(8) 내에 낙하하는 동작에 대해 설명한다.

판 부재(1)의 하측에는 연속하여 형성되어 상측의 가장자리만이 열려 개구가 형성된 포장 주머니(8)가 판 부재(1)의 동작에 연동하여 이동하고 있다. 구체적으로는, 개폐 부재(5)가 구멍(2)의 하측 개구를 개방 상태로 하기 전, 즉 구멍(2)이 위치 2A로 이동하기 전까지 포장 주머니(8)는 개구가 구멍(2)의 바로 아래에 위치하며 구멍(2)의 이동에 연동하여 이동하도록 제어되고 있다.

위치 2A에 있어서, 개폐 부재(5)가 구멍(2)의 하측 개구를 개방 상태로 하기 직전에, 슈트(15)의 하측의 개구부가 포장 주머니(8) 안으로 들어간다. 그 후, 개폐 부재(5)가 구멍(2)의 하측 개구를 개방 상태로 하여 분체(3)가 슈트(15) 내에 낙하한다. 이렇게 하여 슈트(15)에 의해 유도된 분체(3)는 포장 주머니(8) 안에 충전된다.

다음으로, 포장 주머니(8)가 봉지되어 분체 포장체가 완성되는 동작에 대해 설명한다.

상술한 바와 같이 판 부재(1)의 운동에 수반하여 이동하는 구멍(2)과 연동하여 이동하고 있던 포장 주머니(8)는 분체(3)가 충전된 후에 구멍(2)이 위치 2C 이동하기 전까지 판 부재(1)의 하측으로부터 판 부재(1)의 외측으로 이동한다.

그 후, 포장 주머니(8)는 봉지부(16) 내에 이동한다. 그 후, 봉지부(16)는 포장 주머니(8)의 상측의 개구가 닫히도록 포장 주머니(8)를 끼워 넣고, 포장 주머니(8) 위 가장자리에 열을 가한다. 이렇게 하여 포장 주머니(8)의 개구는 열 융착되어 닫히고, 포장 주머니(8)는 봉지된다. 이와 같이 하여 분체 포장체가 완성된다.

또한, 분체 포장체는 그 후 개개 포장마다 분단되는 경우 및 일정 개수 연속하여 연결된 상태로 되는 경우 등이 있다.

상기에서는 광학 센서(4)는 분체(3)의 낙하 불량의 감시를 목적으로 하여, 구멍(2)으로부터 분체(3)가 낙하 후, 또한 구멍(2)의 하측 개구가 폐색 상태로 되기 때까지의 동안에 설치하고 있었으나, 광학 센서(4)를 설치하는 위치는 구멍(2) 위를 센서가 감시할 수 있으면 목적에 따라 임의적이다. 이하의 위치를 바람직한 예로서 나타낼 수 있다.

1) 구멍(2)의 하측 개구가 폐색 상태로 되어 구멍(2) 내에 분체(3)가 충전되고, 평미레판(7)을 통과하여 일정량의 분체(3)가 계량되고 나서 구멍(2)의 하측 개구가 개방 상태로 되어 분체(3)가 낙하하기 시작할 때까지의 동안.

2) 구멍(2)의 하측 개구가 개방 상태로 되어, 분체(3)가 낙하하기 시작한 직후.

3) 구멍(2)으로부터 분체(3)의 낙하가 끝나고 나서 구멍(2)의 하측 개구가 폐색 상태로 될 때까지의 동안.

4) 구멍(2)의 하측 개구가 폐색 상태로 되고 나서 다시 분체(3)가 계량 매스로서 기능하는 구멍(2)에 충전될 때까지의 동안.

이와 같이, 광학 센서(4)는 호퍼(13)에 의해 분체가 충전되고, 평미레판(7)에 의해 분체(3)가 일정량 계량될 때까지의 소정 구간을 제외하고, 구멍(2)의 상측 개구가 이동하는 일정 경로의 상측에 설치하는 것이 가능하다.

다음으로, 광학 센서(4)가 분체의 낙하 등에 대해 감시하는 동작에 대해 설명한다.

도 1a는 판 부재(1)의 주면(主面) 상태를 감시하는 모습을 나타내는 도면이다. 즉, 판 부재(1)의 주면, 즉 구멍(2)이 없는 부분에 일정한 높이로 퇴적된 분체(3)의 상면에 투광부(41)로부터 빛이 조사되고, 그 빛의 반사광이 수광부(42)에서 수광되고 있는 모습을 나타낸다. 수광부(42)에서는 판 부재(1)의 주면의 분체(3)에 투광부(41)로부터 투광된 빛 가운데 일정 광량이 안정적으로 수광된다.

도 1b는 구멍(2)으로부터 정상적으로 분체(3)가 낙하하고, 투광부(41)로부터 투광된 빛이 구멍(2)을 통과하고 있는 모습을 나타낸다. 이 경우, 투광부(41)로부터 투광된 빛 가운데 수광부(42)에서 수광되는 수광량은 도 1a의 경우에 비해 큰 폭으로 감소한다.

도 1c는 구멍(2)의 아랫부분만으로부터 분체(3)가 낙하하고, 구멍(2) 위에서 분체(3)가 막혀 있는 모습을 나타낸다. 이 경우, 투광부(41)로부터 투광된 빛은 구멍(2) 위의 분체(3) 상면에서 반사하여 수광부(42)에서 수광된다. 이 경우, 수광부(42)에서 수광되는 빛은 도 1a의 경우와 거의 동일하다.

도 1d는 개폐 부재(5)에 의해 구멍(2)의 하측 개구가 폐색 상태로 되어, 구멍(2)에 분체(3)가 충전되고 있는 모습을 나타낸다. 또한, 도면에 나타낸 상태는 평미레판(7)을 통과하여 분체(3)의 낙하 개시 직전까지의 정상적인 충전 상태를 나타내고 있다. 이 경우, 투광부(41)로부터 투광된 빛 가운데 수광부(42)에서 수광되는 빛은 도 1a의 경우와 거의 동일하다.

도 1e는 계량 매스(2)의 개폐 부재(5)의 개폐 이상에 의해 구멍(2)의 하측 개구가 일부만 개방 상태로 되고, 구멍(2) 내에 부분적으로 분체가 남은 이상 상태를 나타낸다. 이 경우, 수광부(42)에서 수광되는 빛은 개폐 부재(5)가 구멍(2)의 하측 개구를 개방하고 있는 비율에 따라 변화한다. 단, 수광량은 도 1b 상태와 도 1d 상태의 사이가 된다.

상기 1)로부터 4) 중, 1)은 충전 불량 감시용으로 이용된다. 구체적으로는, 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면 및 판 부재(1)의 주면 상태를 연속해서 감시하고, 구멍(2)이 1 간격분 진행되는 동안(1 동작)에 광학 센서(4)로부터의 출력에 변화가 생기지 않으면 정상이다. 즉, 판 부재(1)의 주면 상태의 감시(도 1a)와 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면의 감시(도 1d)로 광학 센서(4)로부터의 출력에 변화가 생기지 않는다.

반대로, 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면 및 판 부재(1)의 주면 상태를 연속해서 감시하고, 구멍(2)이 1개분 진행되는 동안(1 동작)에 광학 센서(4)로부터의 출력에 변화가 생기면 이상(異常)이다. 즉, 도 1e와 같이 분체 상면이 광학 센서가 정하는 위치에 없고 충전 불량으로 되어 있는 경우, 판 부재(1)의 주면 상태를 감시하고 있는 상태(도 1a)와 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면을 감시하고 있는 상태(도 1e)에서 광학 센서(4)로부터의 출력에 변화가 생긴다.

또, 3)은 동작의 안정이라고 하는 관점에서 매우 바람직하다. 도 1b, 도 1c 및 도 1d는 광학 센서(4)가 3)의 낙하 이상 감시용으로서 동작하고 있는 상태를 나타낸다.

구체적으로는, 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면 및 판 부재(1)의 주면 상태를 연속해서 감시하여, 구멍(2)이 1개분 진행되는 동안(1 동작)에 광학 센서(4)로부터의 출력에 변화가 생기면 정상이다. 즉, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 분체 상면이 정위치에 없으면 분체는 정상적으로 낙하하고 있기 때문에, 판 부재(1)의 주면 상태를 감시하고 있는 상태(도 1a)와 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면을 감시하고 있는 상태(도 1b)에서 광학 센서로부터의 출력에 변화가 생긴다.

반대로, 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면 및 판 부재(1)의 주면 상태를 연속해서 감시하여 구멍(2)이 1개분 진행되는 동안(1 동작)에 광학 센서(4)로부터의 출력에 변화가 생기지 않으면 이상이다. 즉, 도 1c와 같이 구멍(2)으로부터 분체의 일부 또는 전부가 낙하하지 않고, 분체 상면이 정위치에 있으면 이상(낙하 불량)이며, 판 부재(1)의 주면 상태를 감시하고 있는 상태(도 1a)와 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면을 감시하고 있는 상태(도 1c)에서 광학 센서로부터의 출력에 변화가 생기지 않는다.

광학식 센서(4)로 감시하는 경우, 특히 도 1b 및 도 1c는 구멍(2)의 하측 개구가 개방 상태이기 때문에, 도 1a에 나타내는 판 부재(1)의 주면 상태를 감시하고 있는 상태와 도 1b에 나타내는 분체가 정상적으로 낙하한 상태에서는 반사광량의 차이가 매우 큰 특징이 있고, 오검출이 적기 때문에 바람직하다.

또, 낙하 이상의 대부분은 도 1c에 나타내는 바와 같이 낙하해야 할 분체(3)의 하측만 낙하하여 상측이 낙하하지 않는 상태이거나, 또는 분체(3)가 전혀 낙하하지 않는 상태이기 때문에 판 부재(1)의 주면 상태를 감시하고 있는 상태(도 1a)와 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면을 감시하고 있는 상태(도 1c)에서 광학 센서로부터의 출력에 변화가 생기지 않는다.

또, 2)에서는 분체의 낙하 지연을 파악하는 것이 가능해진다. 또, 4)는 구멍(2)의 하측 개구에 설치한 개폐 부재의 동작 불량의 감시에 사용할 수 있다.

센서(4)를 설치하는 위치는 장착(고정) 위치도 문제가 된다. 구멍(2)이 형성된 판 부재(1)에 센서(4)를 고정하여 판 부재(1)와 함께 센서(4)도 회전 운동시켜 항상 특정 센서(4)가 특정 구멍(2) 상면을 감시하는 방법이 있다. 이 경우, 고정 방법, 광학 센서의 진동에 의한 오차 발생 등이 생기기 쉽다.

그래서, 판 부재(1)와는 다른 운동을 하지 않는 기계 부재에 광학 센서(4)를 고정하는 방법이 바람직하다. 그러나 이 경우는 상시 이동하고 있는 특정 구멍(2)의 상부를 계속 감시하는 것은 불가능하다. 또, 구멍(2)의 상부의 상황만을 센서로 파악하는 데는 광학 센서로부터의 신호의 특정 시간대만을 선택할 필요가 있어, 장치의 제어에 부하가 걸린다. 예를 들어, 분체 충전 포장기 내의 적절한 회전축으로부터 캠을 통하여 타이밍 신호를 얻거나, 회전축의 원주각을 전기적으로 정밀하게 제어하는 부품(발리 캠)으로부터 신호를 추출함으로써, 동작 타이밍에 관련되는 위치와의 관련을 취하게 된다. 통상 이 타이밍 신호는 분체(3)를 낙하시켜 충전하는 1 동작마다(회전 운동의 경우는 1 계량 매스 진행하는 동작, 왕복에서는 1 왕복 동작), 1 신호를 추출하는 것이 되어 고속화 대응이 곤란해진다.

그래서 추가로, 장치의 제어에 부하를 주지 않고, 판 부재(1)와는 다른 운동을 하지 않는 기계 부재에 광학 센서(4)를 장착하기 위해서는 광학 센서(4)는 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면 및 판 부재(1)의 주면 상태를 연속해서 감시하도록 하면 된다. 예를 들어, 구멍(2)이 배치된 판 부재(1)가 회전 운동을 하는 경우에는 광학 센서(4)는 구멍(2)의 상측 개구가 판 부재(1)의 운동에 수반하여 이동하는 이동 경로의 상측에 설치된다. 그리고 광학 센서(4)는 구멍(2)과 판 부재(1)를 번갈아 연속적으로 감시한다.

이와 같이 감시하는 것으로 동작 타이밍으로부터 특정되는 특정한 시간대의 광학 센서(4)의 신호만을 추출할 필요가 없어 단순하고 신뢰성이 높은 제어가 가능하게 된다.

특히 3)의 위치에서의 낙하 감시하는 경우에 있어서, 정상 동작에서는 개폐 부재의 정상 개방 동작, 분체의 정상 낙하가 확인된다. 정상 동작, 즉 정상적으로 분체(3)가 낙하한 경우는 수광부(42)는 안정적으로 반사광을 거의 검출하지 않는다. 이상 동작, 즉 낙하 이상에서는 개폐 부재의 이상동작 또는 이물 등 또는 분체의 유동성 부족 등의 원인을 검사하여 특정할 수 있는 것으로 된다.

1)의 위치에서의 충전 감시에 있어서, 정상 동작에서는 개폐 부재의 정상 폐쇄 동작이 확인된다. 이상 동작 즉, 충전 부족에서는 개폐 부재의 이상폐쇄 동작(절반 개방 등)에 의한 누출, 이물 혼입으로 인한 분체 공급 부족 등이 있으나 이들이 검출되게 된다.

또한, 본 실시형태에서는 판상 부재(1)를 이용하여 설명했기 때문에 부재(1)와 판상부가 일체로 되어 있으나 부재(1)가 원형의 판상부를 가지며, 판상부에 에워싸인 부재(1)의 중심 부근은 판상으로 되어 있지 않아도 된다.

(제2 실시형태)

도 3은 본 발명의 제2 실시형태인 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기를 나타낸 도면이다. 본 실시형태의 설명에 있어서, 이미 기술한 실시형태와 같은 부분은 동일 부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다. 본 실시형태의 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기는 왕복 운동하는 판상의 부재를 이용한 분체 충전 포장기의 충전 및 낙하를 설명한다. 본 실시형태에서는 부재(1) 전체가 판상이기 때문에 부재(1)를 판 부재(1)라 부른다. 또한, 도 3은 단면 모식도이며, 광학 센서(4)는 분체(3)가 낙하하는 위치의 바로 위에 설치되어 있다.

도 3a에 있어서, 구멍(2)의 하측 개구가 폐색된 상태로 되고, 계량 매스로서 기능하는 구멍(2)을 설치한 판 부재(1)는 왕복 운동 기구(18)에 의해 왕복 운동되고 있다. 우선 구멍(2)이 평미레판(7)의 좌측에서 호퍼(13)로부터 분체가 판 부재(1)의 주면 위에 충전된다. 그리고 판 부재(1)의 왕복 운동에 의해 오른쪽 방향으로 왕로(往路) 운동하고, 분체(3)가 구멍(2) 내에 충전되어 평미레판(7)에 의해 계량된다.

이때, 광학 센서(4)의 감시 위치의 바로 아래에는 아무것도 없고, 그 하부에 포장 주머니로의 낙하 투입용 슈트(15) 등이 있을 뿐이다.

도 3b에 있어서, 판 부재(1)는 더욱 오른쪽 방향으로 이동하여 하부의 접동성(摺動性) 바닥판인 개폐 부재(5)의 끝 부분이 되어 분체의 낙하가 개시된다. 이때, 구멍(2)은 광학 센서(4)의 바로 아래에는 없으며, 광학 센서(4)는 판 부재(1)의 주면 위로 되어 있다. 따라서, 도 1a와 동일한 감시 상태가 된다.

도 3c에 있어서, 왕로의 종점 또한 복로의 개시점에 상당하는 위치에 판 부재(1)는 위치한다. 이때, 개폐 부재(5)가 구멍(2)의 하측 개구를 개방 상태로 하고, 구멍(2)으로부터 분말(3)이 낙하하여 구멍(2)은 공동(空洞)이 된다. 따라서, 도 1b와 동일한 감시로 된다.

도 3d는 도 3c의 판 부재(1)의 상태에 있어서, 분체의 낙하 불량이 생긴 경우를 나타내고 있어, 도 1d와 동일한 감시로 된다. 이 경우, 낙하 이상의 검출로 된다.

또한, 본 실시형태의 분체 공급 장치에 분체 유도부인 슈트(15) 및 봉지부(16)를 설치하는 것으로 분체 충전 포장기로서 기능한다.

본 실시형태의 분체 공급 장치, 분체 충전 포장기와 같이 계량 매스로서 기능하는 구멍(2)이 직선상에 배치된 판 부재(1)를 이용하는 경우는 1 왕복의 한끝(왕로 시점 또는 복로 종점)에서 판 위에 분체가 공급되어 구멍에 충전되고, 1 왕복의 다른끝(왕로 종점 또는 복로 시점)에서 구멍으로부터 낙하된다. 왕복 운동형에서는 모든 구멍(2)이 같은 동작을 하기 때문에 다열형(多列型)의 충전 포장기로 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태를 제1 실시형태, 제2 실시형태에서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 가지의 변형이 가능하다.

예를 들어, 계량 매스인 구멍(2)에 분체가 충전될 때는 호퍼(13)와 평미레판(7)을 일체로 하여 분체 공급부(14)로 할 수 있으며, 이 경우 계량 매스로서 기능하는 구멍(2)과 분체 공급부(14)와의 섭합(摺合)으로 할 수도 있다. 또는, 충전 직후에 평미레판(7)을 통과하는 등의 대응이 가능하다. 이 경우, 분체 충전부(14)가 점유하는 소정 구간이 짧아져서 센서(4)를 설치하는 위치의 자유도가 오른다.

또, 구멍(2) 내의 분체(3)의 상면은 판 부재(1)의 주면과 같은 높이라도 된다. 이 경우, 판 부재(1)의 주면 위에는 분체(3)가 거의 퇴적되지 않아 낭비를 없앨 수 있다. 그리고 구멍(2)의 상부의 분체(3)는 평미레질되어 충전 높이가 일정하게 됨으로써, 일정량 즉 일정 용적의 분체가 계량 매스에 계량된다.

또, 구멍(2)은 판 부재(1) 위에 직접 원하는 용적의 관통구멍을 뚫어 만들어도 되며 중공부(中空部)의 직경을 변경한 다종류의 중공 원통상 계량 매스가 되는 부재를 판 부재(1)에 탈착 가능한 구조로서 설치해도 된다. 후자의 경우 포장 주머니(8)로의 충전량에 대한 계량 매스의 크기를 변경할 수 있다.

또, 개폐 부재(5)는 구멍(2)의 하측 개구에 개폐가 자유로운 셔터 설치, 또는 구멍(2)의 하측 개구와 접동하는 테프론(등록상표)으로 표면 가공된 판, 그 외의 바닥판의 유무 등에 따라 결정할 수 있다.

본 발명에서는 구멍(2)에 분체(3)를 충전, 계량한 후의 분체(3)의 상면을 감시하는 광학 센서(4)를 이용하여 설명을 하였다. 그러나 센서의 종류는 센서로부터 임의의 거리가 정해진 위치에 분체(3)의 상면 유무를 판별할 수 있는 것이라면 광학식, 정전(靜電) 용량식, 초음파식 등 종류를 불문한다. 온도 변화의 영향이 적고, 분체의 종류에 따른 영향이 적으며, 정밀도가 높은 등의 이점에서 광학식 센서가 바람직하다. 또, 계량 후의 충전 분체(3)의 상면은 평미레판 등을 통과하기 때문에 평평하게 고르게 되어 있어, 광반사를 이용하기 쉬운 이점에서 투광부에 발광 다이오드나 레이저를 이용한 광학식 센서가 바람직하며, 투광부와 수광부를 가지며 분체 상면으로부터의 V자 반사광량을 포착하는 형식의 광학식 센서가 더욱 바람직하다.

도 1은 본 발명의 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기에서의 광학 센서의 투광, 수광 상태를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에서의 분체 공급 장치 및 분체 충전 포장기를 나타내는 도면이다.

<부호의 설명>

1: 부재

2: 구멍

3: 분말

4: 광학 센서

5: 개폐 부재

7: 평미레판

8: 포장 주머니

13: 호퍼

15: 슈트

16: 봉지부

18: 운동 기구

2A: 계량 매스 하측 개구 개폐 부재의 개방 위치

2B: 계량 매스 하측 개구 개폐 부재의 폐색 위치

2C: 분체 공급 개시 위치

이하, 실시예를 가지고 본 발명의 구체적 형태를 설명하겠으나, 본 발명은 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

도 2에 그 기본 구성을 나타낸 제1 실시형태에 나타낸 분체 충전 포장기를 이용하였다. 단, 운동 기구(18)의 설치 위치는 다르다. 또, 본 실시예에서는 부재(1)는 주면 위에 내원(內圓) 및 외원(外圓)의 2개의 동심원의 원주 위에 각각 관통한 구멍(2)을 가지는 판 부재를 이용하였다. 관통구멍(2)은 내원 및 외원의 각각에 24개 설치하고, 내원용의 관통구멍(2)이 직경 약 3㎜이고, 외원용의 관통구멍이 직경 약 8㎜이며, 두께 5㎜의 원반상의 부재를 이용하였다. 여기에 2 종류의 분말을 계량 가능한 분체 충전부(14)를 내원용 및 외원용에 배치하여 탈산소제용의 분 체 충전 포장기로 하였다.

계량용의 평미레판(7)의 통과 후, 관통구멍(2)의 하측 개구의 개폐 부재(5)인 셔터가 관통구멍(2)의 3 간격분, 즉 45도분 개방되도록 셔터 개폐 캠을 세트하였다.

여기에, 운동하지 않는 기계 부분으로부터 설치하는 치구(治具)를 연장하여 내원 및 외원이 모두 셔터 개방 후, 관통구멍이 2 매스분 이동하는 위치의 바로 위에 광학 센서(4)를 설치하였다. 광학 센서(4)는 투광부와 수광부를 인접하여 갖는 V자 반사식 광전센서를 이용하였다. 또, 광학 센서(4)는 평미레판(7)의 통과 후의 분말 높이 위치에서의 반사가 최대가 되도록 설치하여 분말(3)이 없는 경우에 광학 센서(4)가 정상 신호를 출력하는 설정으로 하였다.

한편, 분체 충전 포장기의 내부 기계축에 캠을 장착하고, 구멍의 1 간격분, 즉 판 부재(1)의 원주각(圓周角)으로 하여 15도 진행할(1 동작) 때마다 1 펄스를 출력하는 개수 확인 신호를 발생시켜 추출하였다.

이 개수 확인 신호와 광학 센서(4)로부터의 정상 신호가 번갈아 시퀸서에 입력되면 정상, 개수 확인 신호가 2단 연속한 사이에 광학 센서(4)로부터의 정상 신호가 입력되지 않으면 낙하 불량으로 하고, 낙하 불량 시에는 경보음 울림, 경보 램프 점등과 함께 포장기를 긴급 정지하도록 시퀸스를 설정하였다.

이 충전 포장기를 이용하여, 그 내원의 계량 매스로서 기능하는 관통구멍(2)에서 철분계(鐵粉系) 탈산소제 분말 0.2g(최대 입경 200 미크론, 외관 비중 3.1), 외원의 계량 매스로서 기능하는 관통구멍(2)에는 함수(含水) 보조제 분말 0.2g(최 대 입경 2㎜, 외관 비중 0.8)에 상당하는 용적 계량을 행하였다. 그리고 매분 720개의 속도로 작은 주머니상 탈산소제를 충전 포장하였다.

이때, 내원 및 외원의 관통구멍(2)으로부터 각각의 분말이 정상적으로 낙하하고 있으면, 센서는 도 1a의 상태(계량 매스와 계량 매스의 사이의 판 부재 위에 올라타 있는 분말 상면이 센서가 정하는 위치에 있음)와 도 1b의 상태(액량 매스로부터 분말이 낙하하여 센서가 정하는 위치에 분말이 없음)를 번갈아 검출한다. 그리고 정상 신호를 약 0.08초에 1회 간헐적으로 발한다. 이 신호와 충전 포장기로부터의 개수 확인 신호(약 0.08초에 1회)가 번갈아 시퀸서에 입력되어 오동작은 전혀 없이 생산을 행할 수 있었다.

따라서, 억지로 1개의 계량 매스 내 하부에 충전물을 넣고, 낙하 불량을 발생시키면 해당 계량 매스 부분에서 개수 확인 신호가 연속하여 경보음, 경보 램프와 함께 충전 포장기가 정지하였다.

(실시예 2)

본 실시예는 도 3에 기본 구성을 나타낸 제2 실시형태의 분체 충전 포장기를 이용하였다. 직경 약 6㎜ 깊이 10㎜의 원주상의 계량 매스(2)를 직선 위에 10개 배치한 두께 10㎜의 판 부재(1)를 이용하였다. 그리고 다열형(10열) 탈산소제용의 분체 충전 포장기로 하였다. 이 분체 충전 포장기의 분체(3)를 계량하는 판 부재(1)는 계량 매스가 되는 관통구멍(2)의 배열과 직각으로 왕복 운동을 행하고, 분체 충전 포장기의 주 회전축에 장착된 바리캠에 의해 동작 설정되어 있다.

관통구멍(2)의 하측 개구의 접동성 바닥판이 없어져서, 관통구멍(2)으로부터 탈산소제 분말(최대 입경 250 미크론)이 낙하하는 위치의 바로 위에 광학식 센서(4)로서 레이저식 광전 센서를 분체 충전 포장기 프레임으로부터 장착 치구를 통하여 장착하였다.

주회전축 회전각 0도 위치를 스타트로 하여 호퍼(13), 평미레판(7)을 거쳐 왕로를 수평 이동하고, 180도로 다른 끝에 이르러 모든 관통구멍(2)의 분말을 낙하시켜 복로를 다시 수평 이동하여 360도(0도)로 돌아온다.

그동안, 정상 동작에서는 광학 센서는 분말(3) 없음(도 3a)→분말(3) 있음(도 3b)→분말(3) 없음(도 3c)→분말(3) 있음(도 3b)→분말(3) 없음(도 3a)이라고 하는 상태를 감시한다. 따라서, 회전각 160도로부터 210도의 사이에 「분말 있음」 신호가 2회 들어가면 정상, 1회(도 3c 대신에 도 3d로 됨)이면 이상으로 되도록 시퀸스를 설정하였다. 이상시에는 경보 발보, 기계 정지가 되도록 하고, 분말(3)을 1.2g(외관 비중 2.5)을 계량하여 탈산소제를 충전 포장하였다. 오동작은 전혀 없이 생산을 행할 수 있었다.

따라서, 억지로 계량 매스(2) 내의 하부에 충전물을 넣고, 낙하 불량을 발생시키면 경보와 함께 충전 포장기가 정지하였다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일한 장치를 이용하였다. 또한, 계량 매스(2)의 하측 개구의 셔터가 개방 상태가 되는 위치의 직전 위치에 실시예 1에서 이용한 것과 동일 형식 의 센서를 증설하였다. 증설한 센서(4)는 판 부재(1)의 주면에 분말(3)이 있는 경우를 정상으로 하여 신호를 추출하고, 연속하여 입력하는 정상 신호가 중단되면 충전 불량으로서 경보 등을 출력하도록 시퀸스를 설정하였다.

이 상태에서, 실시예 1과 동일한 조건으로 작은 주머니상 탈산소제를 연속적으로 충전 포장할 수 있음을 확인한 후 셔터 폐쇄 동작 불량을 상정하여 1개의 계량 매스(2)만 하측 개구 셔터를 3분의 1정도 개방한 상태로 하여 운전하였다.

이 결과, 충전 불량을 감시하여 경보음, 경보 램프와 함께 포장기가 정지하였다. 해당 구멍(2)은 도 1e에 나타내는 바와 같이 한 번 분말(3)이 충전된 후에 셔터의 틈새로부터 넘쳐흐르고 말아 구멍(2) 내에는 약간의 분말(3)밖에 잔존해 있지 않은 상태였다.

또한, 증설한 센서(4)를 작동시키지 않고(이상 입력하지 않고) 동일한 충전 불량 상태인 채로 동작을 계속시킨 결과, 셔터가 개방 상태로 된 후 2 매스째에 설치한 센서(4)가 이것을 낙하 불량으로서 감시하여 경보음, 경보 램프와 함께 포장기가 정지하였다.

본 발명에 관련되는 분체 공급 장치에 의하면, 구멍(2)에 충전된 분체(3)의 낙하를 정밀도 있게 감시할 수 있기 때문에 분체의 공급을 안정화할 수 있다. 또, 본 발명에 관련되는 분체 충전 포장기 및 분체 포장체의 제조 방법에 의하면 분체를 포장 주머니에 안정적으로 충전할 수 있다.

Claims (11)

1. 관통한 구멍이 형성된 판상부를 가지는 부재와,

   상기 구멍의 상측 개구가 일정한 이동 경로를 이동하도록 상기 부재를 운동시키는 운동 기구와,

   상기 부재의 운동에 수반하여 상기 구멍의 하측 개구를 폐색 상태 및 개방 상태로 하는 개폐 부재와,

   상기 이동 경로에서의 소정 구간에 있어서, 상기 구멍에 분체를 일정량 충전하는 분체 충전부와,

   상기 이동 경로의 상기 소정 구간 이외에서의 경로의 상측에 마련되어, 상기 판상부에서의 상기 이동 경로를 연속해서 감시하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 분체 공급 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 센서는 상기 구멍의 상기 하측 개구가 개방 상태에서의 상기 이동 경로의 상측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분체 공급 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 센서는 투광부와 수광부를 가지며, 상기 투광부로부터 투광한 빛의 반사광을 상기 수광부에서 수광하고 광량을 검출하는 광학 센서인 것을 특징으로 하 는 분체 공급 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 판상부는 원반상이며,

   상기 운동 기구는 상기 판상부를 회전 운동시키도록 상기 부재를 운동시키는 회전 운동 기구인 것을 특징으로 하는 분체 공급 장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 운동 기구는 상기 부재를 왕복 운동시키는 왕복 운동 기구인 것을 특징으로 하는 분체 공급 장치.
6. 관통한 구멍이 형성된 판상부를 가지는 부재와,

   상기 구멍의 상측 개구가 일정한 이동 경로를 이동하도록 상기 부재를 운동시키는 운동 기구와,

   상기 부재의 운동에 수반하여 상기 구멍의 하측 개구를 폐색 상태 및 개방 상태로 하는 개폐 부재와,

   상기 이동 경로에서의 소정 구간에 있어서 상기 구멍에 분체를 일정량 충전하는 분체 충전부와,

   상기 구멍의 상기 하측 개구가 개방 상태에서 상기 구멍으로부터 낙하한 상기 분체를 포장 주머니에 유도하는 유도부와,

   상기 유도부로부터 유도된 상기 분체가 충전된 포장 주머니를 봉지하는 봉지부와,

   상기 이동 경로의 상기 소정 구간 이외에서의 경로의 상측에 설치되어, 상기 판상부에서의 상기 이동 경로를 연속해서 감시하는 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 분체 충전 포장기.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 센서는 상기 구멍의 상기 하측 개구가 개방 상태에서의 상기 이동 경로의 상측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 분체 충전 포장기.
8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,

   상기 센서는 투광부와 수광부를 가지며, 상기 투광부로부터 투광한 빛의 반사광을 상기 수광부에서 수광하고 광량을 검출하는 광학 센서인 것을 특징으로 하는 분체 충전 포장기.
9. 관통한 구멍이 형성된 판상부를 가지는 부재를 상기 구멍의 상측 개구가 일정한 이동 경로를 이동하도록 운동시키는 공정과,

   상기 구멍의 하측 개구를 개폐 부재에 의해 폐색 상태로 하는 공정과,

   상기 이동 경로에서의 소정 구간에 있어서, 상기 구멍에 분체를 일정량 충전하는 공정과,

   상기 구멍의 상기 하측 개구를 개방 상태로 하는 동시에 상기 구멍 내의 상기 분체를 낙하시키는 공정과,

   상기 판상부의 아래쪽에 위치하는 포장 주머니에 상기 분체를 유도하여 충전하는 공정과,

   상기 포장 주머니를 봉지하는 공정을 구비하고,

   상기 이동 경로의 상기 소정 구간 이외에서의 경로의 상측에 설치된 센서에 의해 상기 판상부에서의 상기 이동 경로를 연속해서 감시하고, 이상이 검출되었을 경우에는 미리 정해진 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 분체 포장체의 제조 방법.
10. 청구항 9에 있어서,

    상기 감시는 상기 구멍의 상기 하측 개구가 개방 상태에서 행하고, 상기 구멍으로부터의 상기 분체의 낙하를 감시하는 것을 특징으로 하는 분체 포장체의 제조 방법.
11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,

    상기 감시는 투광부와 수광부를 가지며, 상기 투광부로부터 투광한 빛의 반사광을 상기 수광부에서 수광하고 광량을 검출하는 광학 센서를 이용하여 감시하는 것을 특징으로 하는 분체 포장체의 제조 방법.

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