JPH092401A - 粉粒体の容器への充填方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度の充填を効率的に行うことが可能な粉
粒体の容器への充填装置の提供。 【構成】 粉粒体を充填する計量升８と、上記計量升８
に粉体を充填する充填手段７６と、上記計量升８内に充
填された粉粒体を容器Ｃ内に投入する投入手段６０と、
計量器５０を備えて上記容器Ｃを搬送する搬送手段５
と、追加投入量を時間に対して直線近似し且つ該近似直
線及び設定充填重量に基づいて上記投入手段を作動させ
る制御部９とを具備してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、洗剤、漂白
剤、浴剤、薬剤等の粉粒体を容器に充填する粉粒体の容
器への充填方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】粉粒体の定量計量に関する従来技術とし
て、特開昭５４−１１３３６２号公報、特開昭５８−１
４０６１７号公報に開示されたものが知られている。

【０００３】上記特開昭５４−１１３６２号公報に開示
された「粉粒体の定量自動計量機」は、大投入用計量升
で容積計量して大量の粉粒体を投入し、それと同時に計
量器で重量を測定しながら小穴から少量を連続で流し込
み、所定量に近くなったところで小穴を塞いで充填を完
了するものである。

【０００４】また、上記特開昭５８−１４０６１７号公
報に開示された「粉粒体の自動計量方法」は、大投入量
を計量し、設定値からの不足分を小投入計量升単位によ
るバッチ充填によって補充する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記「粉粒
体の定量自動計量機」は、粉粒体の小投入が小穴からの
流出によるものであるから、充填精度を出すためには、
穴の径を大投入口の大きさと比較して小さくしなければ
ならい。しかし、このように穴の形を小さくすると、流
量が少なくなって小投入にかかる時間が長くならざるを
得なくなり、また、小投入を終了するポイントが一点し
かないので、流動性にばらつきや変化が生じた場合にお
いて充填精度を高めるには限界があった。

【０００６】また、上記「粉粒体の自動計量方法」は、
粉粒体の小投入が同容量の計量升を多数基配設したバッ
チ処理によるものであり、小投入による充填量の刻み幅
が計量升の容量で決定されるので、充填精度を高めるに
は限界があった。しかも、小投入計量升の中に入る粉粒
体の重量を計測していないので、粉粒体の含水量等によ
って該粉粒体の比重が変化した場合には、小投入計量升
内に入る粉粒体の重量が変化するため、要求量に対して
同じ値だけ充填しても実際の充填量にばらつきが生じて
しまい充填精度が低下せざるを得なかった。

【０００７】従って、本発明の目的は、高精度の充填を
効率的に行うことが可能な粉粒体の容器への充填方法及
び装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の発明は、計量升内に粉粒体を充填し、次いで上記計量
升内の上記粉粒体を容器に大投入した後に、単位時間当
たりの粉粒体の投入量を略一定にして上記粉粒体を追加
投入し、且つ追加投入量を時間に対して直線近似して該
近似直線及び設定充填重量に基づいて追加投入を停止す
ることを特徴とする粉粒体の容器への充填方法を提供す
ることにより、上記目的を達成したものである。

【０００９】本発明の請求項２に記載の発明は、本発明
の粉粒体の容器への充填方法の実施に用いて好適な装置
として、粉粒体を充填する計量升と、上記計量升に粉体
を充填する充填手段と、上記計量升内に充填された粉粒
体を容器内に投入する投入手段と、計量器を備えて上記
容器を搬送する搬送手段と、追加投入量を時間に対して
直線近似し且つ該近似直線及び設定充填重量に基づいて
上記投入手段を作動させる制御部とを具備することを特
徴とする粉粒体の容器への充填装置を提供するものであ
る。

【００１０】

【作用】本発明の請求項１に記載の粉粒体の容器への充
填方法においては、計量升内に粉粒体を充填し、次いで
上記計量升内の上記粉粒体を容器に大投入した後に、単
位時間当たりの粉粒体の投入量を略一定にして上記粉粒
体を追加投入し、且つ追加投入量を時間に対して直線近
似して該近似直線及び設定充填重量に基づいて追加投入
を停止するため、容器への粉粒体の充填精度が高められ
る。

【００１１】本発明の請求項２に記載の粉粒体の容器へ
の充填装置においては、上記搬送手段によって搬送され
る計量升内に、上記充填手段によって粉粒体が充填さ
れ、上記計量升内に充填された粉粒体が上記投入手段に
よって容器内に大投入及び追加投入される。そして、上
記制御部によって、追加投入量を時間に対して直線近似
し且つ該近似直線及び設定充填重量に基づいて上記投入
手段を作動させ追加投入を停止することによって上記容
器内に設定充填重量の粉粒体が精度良く充填される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照しな
がら詳細に説明する。

【００１３】図１〜図３は、本発明に係る粉粒体の容器
への充填装置の一実施例であるロータリー式粉粒体連続
充填装置を示すものである。図において、符号１はロー
タリー式粉粒体連続充填装置（以下、「粉粒体充填装
置」という）、Ｃは容器を示している。

【００１４】図１に示したように、上記粉粒体充填装置
１は、フレーム本体２内に、減速ユニットを搭載したモ
ーター３と、このモーター３によりベベルギアを介して
垂直軸周りに回転する駆動軸４と、この上記駆動軸４に
挿設固定されたターンテーブル（搬送手段）５と、この
ターンテーブル５の上方において上記駆動軸４に挿設固
定されたシリンダーベース６と、このシリンダーベース
６の上方において上記駆動軸４に挿設固定されたターレ
ット盤７とを備えている。なお、駆動軸４の上端部に
は、スリップリング４０が取り付けられており、後述す
るシーケンサー９へ電力を支障なく供給できるようにな
してある。

【００１５】上記ターンテーブル５上には、上記ロード
セル台（計量器）５０が配設されており、このロードセ
ル台５０のロードセル（図示せず）のひずみ量を重量に
換算して搬送中の容器の重量を測定できるようになして
ある。なお、ロードセル台５０の出力は、ロードセルア
ンプ５１で増幅した後に、後述するシーケンサー（制御
部）９に入力されるようになしてあり、搬送中の容器Ｃ
及び該容器Ｃ内に充填された粉粒体の充填量を逐次モニ
タリングできるようになしてある。なお、このターンテ
ーブル５には、当該ターンテーブルへ５の容器Ｃの供給
行う供給用スターホイール５２及び上記ターンテーブル
５からの容器Ｃの排出を行う排出用スターホイール５３
が隣接して配設されている（図５参照）。

【００１６】上記シリンダーベース６上には、電動式ピ
ストン・シリンダー機構（投入手段）６０が配設されて
いる。この電動式ピストン・シリンダー機構６０は、サ
ーボモーター６１及びこのサーボモーター６１によって
作動するロッド６２を備えており、このサーボモーター
６１をモータードライバー６３を介して後述するシーケ
ンサー９で制御し、後述する計量升８のシャッター８１
の開閉を制御して粉粒体の投入量を調整できるようにな
してある。また、シリンダーベース６の周縁部には、筒
状のガイド６４が配設されており、シャッター８１と容
器Ｃ間の密閉性を高めて大投入の際の粉粒体の舞立ちを
抑えるようになしてある。なお、ガイド６４には、シャ
ッター８１の前後動が可能なように窓６４ａが設けられ
ている。

【００１７】上記ターレット盤７は、平面視して円形状
の盤部７０の外周端部に、上方に向けて起立する起立壁
部７１が設けられたものである。また、上記盤部７０に
は、後述する計量升８のための穴７２が形成されてお
り、この穴７２を通して同計量升８に粉粒体が充填され
るようになしてある。

【００１８】上記ターレット盤７の上方には、ターレッ
ト盤７上に粉粒体を供給する粉粒体供給筒７３が上記フ
レーム本体２によって支持されている。また、盤部７０
の半径方向中間部には、半円弧状のガイド７４及び７５
が支持部材（図示せず）を介して上記フレーム本体２に
よって支持固定されており、ガイド７４によって、上記
粉粒体供給筒７３により供給された粉粒体を盤部７０上
の所定範囲にとどめるとともに計量升８内に充填された
粉粒体の上面を上記ターレット盤７の回転に伴って盤部
７０の面と面一にすり切り、上記ガイド７５によって、
粉粒体を盤部７０の周縁部側に寄せるようになしてあ
る。ここで、上記ターレット盤７、粉粒体供給筒７３、
及び各ガイド７４、７５は、投入手段７６を構成してい
る。

【００１９】上記ターレット盤７には、計量升８が挿設
されている。計量升８は、胴部となる円筒状のスリーブ
８０と、底面部となるシャッター８１とから構成されて
いる。このシャッター８１は、上記電動式ピストン・シ
リンダー機構６０のロッド６２に連結されており、この
ロッド６２の前後動に伴って往復移動し、スリーブ８０
の下端開口部を開閉できるようになしてある。

【００２０】上記ターレット盤７の略中央部には、シー
ケンサー９が搭載されている。このシーケンサー９は、
上記ロードセル台５０からの出力に基づく容器Ｃ内の粉
粒体の充填量をモニタリングし、このロードセル台５０
の出力に基づいて上記電動式ピストン・シリンダー機構
６０のサーボモーター６１にシャッター８１を閉じる様
に作動指令を出すようになしてある。

【００２１】上記ロードセル台５０の出力に基づくシー
ケンサー９によるサーボモーター６１の動作指令は、図
３に示すように行われる。すなわち、まず、計量升８の
シャッター８１を移動させて計量升８の下端部を開放
し、同計量升８内の粉粒体を設定充填量Ｗの７割程度大
投入させる。次いで、大投入後にシャッター８１による
計量升８の開放量を狭めさせ、単位時間当たりの投入量
Ｗ’を略一定にして粉粒体を追加投入させる。そして、
上記ロードセル台５０のリアルタイムの出力から、追加
投入量を時間に対して直線近似し、この近似直線Ｌ及び
設定充填量Ｗに基づいて追加投入による充填完了時間Ｔ
を演算処理する。そして、この充填完了時間Ｔから、追
加投入される粉粒体が計量升８から容器Ｃに達する時間
ｔを差し引いた時間Ｔ’で、シャッター８１を閉じて追
加投入を停止し、容器Ｃ内に設定充填量Ｗの粉粒体を充
填する。ここで、上記追加投入量を時間に対して直線近
似する区間（時間）Ａは、０．２秒〜１．０秒、好まし
くは、０．５秒〜０．６秒である。

【００２２】次に、本発明に係る粉粒体の容器への充填
方法の手順を、上記粉粒体充填装置１による実施に基づ
いて、図４に示すタイムチャート並びに図５及び図６を
参照しながら説明する。なお、以下の説明では、一基の
計量升８を採りあげて説明する。また、図４中の数値の
単位は秒である。

【００２３】先ず、空の容器Ｃを搬送用コンベアー１０
０及びピッチ調整装置１０１によって搬送し、上記供給
用スターホイール５２によってターンテーブル５のロー
ドセル台５０上に載置する。そして、ロードセル台５０
上に容器Ｃが載置されると０．２秒で、当該ロードセル
台５０の計量値が上記シーケンサー９によるモニタリン
グが開始される。なお、その上方では、計量升８内に粉
粒体が随時充填されている（図４、図５及び図６（ａ）
参照）。

【００２４】次いで、ロードセル台５０に容器Ｃが載置
された後上記シーケンサー９からの動作指令によってサ
ーボモーター６１が作動し、シャッター８１が移動して
計量升８の下端部が１秒間開放状態となる。そして、計
量升８に充填された粉粒体のうち、設定充填Ｗの約７割
が容器Ｃ内に大投入される（図４、図５及び図６（ｂ）
参照）。

【００２５】大投入の終了後シーケンサー９からの作動
指令によってシャッター８１が移動し、計量升８の開放
状態が狭められる。そして、この間の０．５秒で、ロー
ドセル台５０の振動の安定化が行われるとともに、上記
ガイド７４によって計量升８上の粉粒体がすり切られる
とともに、計量升８内への粉粒体の供給も規制される。
そして、単位時間当たりの粉粒体の投入量が略一定にさ
れ、１．５秒間の上記粉粒体の追加投入が行われる。そ
してこの間に、シーケンサー９内で、上記ロードセル台
５０のリアルタイムの出力に基づく追加投入量を時間に
対して直線近似し、この近似直線Ｌ及び設定充填量Ｗに
基づいて、追加投入による充填完了までの時間Ｔを演算
処理する。そして、この充填完了までの時間Ｔから、追
加投入される粉粒体が計量升８から容器Ｃに達する時間
ｔを差し引いた時間Ｔ’で、シャッター８１を閉じて追
加投入を停止し、容器Ｃ内に設定充填量Ｗの粉粒体を充
填する（図４、図５並びに図６（ｄ）及び（ｅ）参
照）。

【００２６】粉粒体の所定の追加投入が完了した後は、
容器Ｃを上記排出用スターホイール５３によって搬出用
コンベアー１０２に導き、以降のパッケージング処理等
の工程に移送する（図５及び図６（ｆ）参照）。

【００２７】このように、本実施例に係る粉粒体充填装
置１及びこれを使用した粉粒体の容器への充填方法によ
れば、高い精度の充填を短時間で且つ連続的に行うこと
ができる。

【００２８】また、上記粉粒体充填装置１は、電動式ピ
ストン・シリンダー機構６０によって、シャッター８１
の開閉を行い、且つこのシャッター８１で大投入及び追
加投入を行うので、従来のダンパーによる開閉に比べて
開閉動作を高精度に行うことができるとともに、従来に
比べて計量升の構造を簡素化することができる。

【００２９】なお、本発明に係る容器ヘの粉粒体の充填
装置は、上記実施例に限定されるものではない。例え
ば、上記実施例のロータリー式粉粒体連続充填装置１に
かえて、同装置１における各工程を直線状に展開した、
いわゆるライン式の間欠送りのものとしてもよく、この
場合にも上記同様の作用効果が得られることはいうまで
もない。

【００３０】計量升の形状は、上記実施例の円筒状に限
定されず、楕円筒状、矩形筒状、三角筒状等いずれでも
よい。

【００３１】また、シャッター８１は、下方に載置され
た容器Ｃ内に粉粒体を投入する機能を有するものであれ
ば特に限定されず、両引き式、三方引き式等、ストロー
ク量で、投入量を制御できるものであればいずれのシャ
ッターでも良い。

【００３２】本発明に係る粉粒体の容器への充填方法
は、上記実施例の粉粒体充填装置１による実施に限定さ
れるものではないことは言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る粉粒体の容器への充填方法
及び装置によれば、以下の効果を奏することができる。
請求項１に記載の粉粒体の容器への充填方法によれば、
高精度の充填を効率的に行うことが可能である。

【００３４】請求項２に記載の粉粒体の容器への充填装
置によれば、上記粉粒体の充填方法を好適に実施するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粉粒体の容器への充填装置の一実
施例を示す側断面図である。

【図２】図１の要部拡大側断面図である。

【図３】同実施例の充填装置におけるロードセル台の出
力に基づく粉粒体の充填量と、時間との関係を示す図で
ある。

【図４】本発明に係る粉粒体の容器への充填方法の一実
施例の充填工程を示すタイムテーブルである。

【図５】上記実施例の充填装置による粉粒体の容器への
充填工程を示す要部平断面図である。

【図６】上記実施例の充填装置による本発明の粉粒体の
容器への充填方法の手順を示す図であり、（ａ）は各計
量升に粉粒体が充填された状態を示す要部断面図、
（ｂ）は大投入を行っている状態を示す要部断面図、
（ｃ）は大投入と追加投入とのつなぎの状態（安定化状
態）を示す要部断面図、（ｄ）は追加投入を行っている
状態を示す要部断面図、（ｅ）は追加投入を完了した状
態を示す要部断面図、（ｆ）は計量升内に粉粒体を充填
している状態を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ 粉粒体の容器への充填装置 ５ 搬送手段 ５０ ロードセル台（計量器） ６０ 電動式ピストン・シリンダー機構（投入手段） ７６ 充填手段 ８ 計量升 ９ シーケンサー（制御部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 康弘 東京都墨田区文化２−１−３ 花王株式会 社研究所内 (72)発明者 須貝 悟 東京都墨田区文化２−１−３ 花王株式会 社研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計量升内に粉粒体を充填し、次いで上記
   計量升内の上記粉粒体を容器に大投入した後に、単位時
   間当たりの粉粒体の投入量を略一定にして上記粉粒体を
   追加投入し、且つ追加投入量を時間に対して直線近似し
   て該近似直線及び設定充填重量に基づいて追加投入を停
   止することを特徴とする粉粒体の容器への充填方法。
2. 【請求項２】 粉粒体を充填する計量升と、上記計量升
   に粉体を充填する充填手段と、上記計量升内に充填され
   た粉粒体を容器内に投入する投入手段と、計量器を備え
   て上記容器を搬送する搬送手段と、追加投入量を時間に
   対して直線近似し且つ該近似直線及び設定充填重量に基
   づいて上記投入手段を作動させる制御部とを具備するこ
   とを特徴とする粉粒体の容器への充填装置。