JPH0543561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はダイス孔に粉末を充填した後、その粉
末を容器に充填する過程でダイス孔に充たされた
粉末量を検出することによつて、容器に充填され
る粉末量をチエツクすることのできる粉末充填機
に関する。

＜従来の技術＞ 一定容積のダイス孔に粉末を充たした後、その
粉末を目的の容器に吐出充填するタイプの粉末充
填機において、容器に充填された粉末量が目標値
であるか否かをチエツクする方法として、従来、
天秤、バネ秤、ロードセル等を用いて重量を測定
する方法が一般的に採用されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、重量測定においては一般に、その測
定結果が安定するまでにある程度の時間が必要で
ある。従つて、上記のような重量測定による従来
チエツク方法では、いずれも、粉末充填速度を大
にすれば、もはやその速度に重量測定が追従でき
なくなり、粉末の全数チエツクが困難となつて、
結局抜き取り検査だけですましてしまわざるを得
ない、という欠点があつた。

また、天秤等を用いた重量測定によるチエツク
方法では、風袋重量測定と充填後の重量計測を行
う必要があり、作業自体が面倒であるとともに、
容器の重量に比してその内部に充填すべき粉末重
量が僅かである場合等においては、測定精度上の
問題も生じる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもの
で、ダイス孔内に充填された粉末量と、別途重量
測定することなく速やかにチエツクすることがで
き、高速度の粉末充填にも十分に追従してその粉
末量の全数チエツクを行うことのできる粉末充填
機の提供を目的としている。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、本発明の粉末充填
機は、回転の上端位置でホツパから粉末の供給を
受け、下端位置でその粉末を容器に吐出するダイ
ス孔が形成された回転ダイスと、上記ダイス孔に
粉末を充填して吐出するまでの間、当該ダイス孔
に一定の負圧を付与して粉末を吸引する保持する
吸引源と、上記上端位置と下端位置との間の粉末
充填状態のダイス孔に挿入される感圧ロツドと、
その感圧ロツドにかかる応力と当該ロツドの変位
を測定する計測回路手段を備え、その計測回路手
段の出力から上記ダイス孔に充たされている粉末
の重量を検出するよう構成したことによつて特徴
づけられる。

＜作用＞ 本発明は、粉末物性が略同一で、かつ、容積が
一定であれば、粉末重量はその粉末を押圧したと
きの応力に相関があり、また、その応力が一定で
あるならば、粉末重量は粉末を押圧しときの容積
に相関があるという性質を利用したものである。

すなわち、ダイス孔内に一定の負圧のもとにあ
る粉末を吸引保持した状態で、そのダイス孔内に
感圧ロツドを挿入し、そのロツドにかかる応力と
変位を測定したとき、ロツドの挿入距離、つまり
変位を一定とした場合には、応力値はダイス孔内
の粉末重量と比例し、逆に、感圧ロツドにかかる
応力が一定となるまでロツドを挿入すると、挿入
距離はダイス孔内の粉末重量と逆比例する。従つ
て、感圧ロツドにかかる応力および変位の測定結
果から、ダイス孔内に充填されている粉末の重量
を間接的に知ることができる。

応力および変位の測定は、天秤等による重量測
定に比してその測定の応答が速く、また、風袋重
量に関係なく直ちに粉末そのものの重量を知り得
ることから、所期の目的を達成できる。

＜実施例＞ 第１図は本発明実施例の装置を簡略化して示し
た断面図で、第２図はそのダイス孔３の近傍の部
分拡大図である。

ホツパ１に粉末が貯留され、ここから回転ダイ
ス２に対して粉末が供給される。ホツパ１内の粉
末は撹拌翼１ａで撹拌され、流動性のよい状態に
維持されるようになつている。

回転ダイス２は間欠駆動され、その外周に設け
られたダイス孔３が順次ホツパ１の位置に移動す
る。この実施例においては、回転ダイス２の外周
に８個のダイス孔３が等間隔で放射状に設けられ
ている。

ダイス孔３の内部には、第２図に示すように、
粉末が充填されるべき空間を仕切るための底板と
してフイルタ状底板４が設けられている。ダイス
孔３のフイルタ状底板４よりも回転ダイス２の中
心側の部分は、外部の吸引源５及び圧搾空気源６
に切り換え自在に接続されている。なお、フイル
タ状底板４のフイルタ孔は、その孔径が充填され
る粉末よりも小さいことは勿論であるが、孔の長
さが粉末の径と同程度、例えば粉末の径を5μｍ
とすれば孔の貫通の長さを10μｍとし、粉末がフ
イルタ孔の内部に溜まつて閉塞を起こさないよう
に考慮されている。

さて、第１図に示すように、回転ダイス２の側
方分には、先端面に半導体歪みゲージ（図示せ
ず）が装着された感圧ロツド７が設けられてい
る。この感圧ロツド７は、保持器１０に支障され
た状態で、駆動装置８によつて回転ダイス２に対
して進退されるとともに、その移動量は差動トラ
ンス９によつて検出される。そして、この感圧ロ
ツド７は、後述するように粉末充填状態で巡つて
きたダイス孔３内に挿入され、そのときの応力と
感圧ロツド７のダイス孔内への侵入量が検出され
る。

次に、本発明実施例の動作を述べる。

回転ダイス２は第１図上において反時計方向に
回転が与えられる。そして、まず、空のダイス孔
３が回転の上端位置に到来すると、ホツパ１内の
粉末が重力及びダイス孔３内からの負圧による吸
引力並びに撹拌翼１ａの押込力でダイス孔３内に
充填される。

粉末が充填されたダイス孔３が、回転ダイス２
の回転により感圧ロツド７の配設位置に到来する
と、その内部に感圧ロツド７が挿入され、後で詳
述するように内部の粉末重量のチエツクが行われ
る。この間、ダイス孔３は吸引源５によつて一定
の負圧が与えられた吸引状態に保持され、粉末の
飛出しが防止されている。

その後、回転ダイス２の更なる回転により、ダ
イス孔３が下端位置に到来すると、バルブの駆動
によりダイス孔３は吸引源５との接続から圧搾空
気源６との接続に切り換えられ、ダイス孔３内の
粉末が移動台上に置かれた容器１１内に吐出され
る。その後、空になつたダイス孔３は更に移動す
るとともに、吸引源５に接続されて負圧が掛けら
れ、再びホツパ１の直下にまで到達して、上記と
同じ動作を繰り返す。

感圧ロツド７による粉末重量のチエツク動作に
ついて、以下、実験結果とともに具体的に説明す
る。

ダイス孔径を9.5mm、フイルタ状底板４までの
深さを15mm、感圧ロツド７の直径を9.5mm、感圧
ロツド７の先端面に装着された半導体歪みゲージ
の径を6.0mm、粉末がVC（アスコルビン酸）粉で
その平均粒径が5μｍ、回転ダイス２の間欠駆動
周期を0.5秒として実験を行つた。

このような条件で感圧ロツド７をダイス孔３へ
それぞれ9.0mmと10.0mmだけ侵入させたときの半
導体歪みゲージによる応力測定結果とダイス孔３
内の粉末重量との関係を第３図に示す。

この結果より、粉末重量が1.3〜1.4ｇに変化す
ると、応力は１〜３Kg／cm²に変化し、粉末重量と
応力との関係はそれぞれの侵入量のいずれにおい
てもほぼ直線に近い比例関係があることがわか
る。従つて、この条件下では、0.5秒間毎に送ら
れてくるダイス孔３に対して感圧ロツド７を一定
量だけ次々と侵入させ、その応力を測定すること
により、粉末重量を間接的に知ることができる。
すなわち、充填しようとする粉末に対して、充填
時の負圧を含めた条件と同じ条件で予め粉末重量
と応力の関係を明らかにしておくことにより、粉
末がホツパ１から容器１１へと充填される間に粉
末の重量を知ることができる。

一方、上記の装置条件で応力が３Kg／cm²になる
まで感圧ロツド７を挿入したときの、ロツド７の
挿入距離とダイス孔３内に充填された粉末重量と
の関係を第４図に示す。この図より、ダイス孔３
に充たされる粉末重量が600mgから800mgに変わる
と、感圧ロツド７の挿入距離は８mmから６mmにほ
ぼ直線的に変化することがわかる。従つて、この
ような測定条件においては、同じく充填時の条件
と同一の条件下で、予めダイス孔３内の粉末重量
とロツド７の挿入距離との関係を求めておくこと
により、実際の測定時には応力が３Kg／cm²になる
まで感圧ロツド７を挿入して、そのときの挿入距
離を測定することにより、その測定結果から直ち
に粉末重量を知ることができる。

以上のように、充填したい粉末ごとの重量と、
感圧ロツド７にかかる応力ないしは侵入深さとの
関係を予め求めておくことにより、高速度で行わ
れる充填作業に途中にあつて、挿入した感圧ロツ
ド７に作用する応力ないしは挿入距離を測定する
ことにより、容器１１への充填前にその重量チエ
ツクを完了することができる。

このチエツク結果に基づき、充填不良が発生し
た場合には、容器の移動系に指令を発して不良に
係る容器を排除させたり、あるいは回転ダイス３
の駆動を停止させるようにすることができる。

ここで、特に、以上の実施例において本発明を
適用した充填機のように、回転ダイス２にダイス
孔３を複数個形成するとともに、そのダイス孔群
の配設ピツチに応じて回転ダイス２を間欠的に駆
動するようにして、高速度で大量に充填動作を行
うようにしたものにおいては、従来のような抜き
取りチエツクでは、チエツク間に充填不良が発現
した場合には、次のチエツクまでの間に多量の充
填不良が発生する恐れがあるが、本発明の適用に
より、全製品に対してその粉末重量の全数チエツ
クが可能となり、しかも、その重量チエツクは粉
末が最終の容器に充填される前に行われることか
ら、重量の過不足が検出された場合には、最終の
容器への充填を行わないように回転ダイスの駆動
を停止する等、最終容器への充填不良を未然に防
止する等の応用も容易となり、その効果は大き
い。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、粉末が
充たされ、その粉末を最終の容器に吐出するまで
の間、一定の負圧のもとに粉末を吸引保持した状
態のダイス孔内に感圧ロツドを挿入し、感圧ロツ
ドにかかる応力と当該ロツドの変位を測定し、そ
の測定結果に基づいてダイス孔内に充填されてい
る粉末重量を検出するように構成したので、粉末
重量そのものを測定することによつて重量チエツ
クを行う従来の充填機に比して、重量のチエツク
速度が著しく大となり、充填動作を高速化しても
充分にこれに追随して重量チエツクを行うことが
でき、高速充填に際しても重量の全数チエツクが
可能な粉末充填機が得られる。また、本発明では
重量チエツクは粉末がダイス孔内に充填され、最
終容器に吐出されるまでの充填で行われることか
ら、従来装置のように容器に充填した後に重量を
測定する方式のものに比して、充填不良を未然に
防止するための処理等に対してもそのチエツク結
果を適用しやすい、という効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の装置を簡略化して示す
断面図、第２図はそのダイス孔３の近傍の拡大断
面図、第３図および第４図は本発明実施例による
実験結果を示すグラフである。 １……ホツパ、２……回転ダイス、３……ダイ
ス孔、４……フイルタ状底板、５……吸引源、６
……圧搾空気源、７……感圧ロツド、９……差動
トランス、１１……容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転の上端位置でホツパから粉末の供給を受
   け、下端位置でその粉末を容器に吐出するダイス
   孔が形成された回転ダイスと、上記ダイス孔に粉
   末を充填して吐出するまでの間、当該ダイス孔に
   一定の負圧を付与して粉末を吸引保持する吸引源
   と、上記上端位置と下端位置との間の粉末充填状
   態のダイス孔に挿入される感圧ロツドと、その感
   圧ロツドにかかる応力と当該ロツドの変位を測定
   する計測回路手段を備え、その計測回路手段の出
   力から上記ダイス孔に充たされている粉末の重量
   を検出するよう構成されてなる粉末充填機。 ２ 上記回転ダイスは、放射状に設けられた複数
   個のダイス孔を備え、そのダイス孔群の配設ピツ
   チに応じたピツチで間欠的に回転が与えられるよ
   う構成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の粉末充填機。