JPH09254902A - 粉体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フレコンバッグ内に粉体を高い嵩密度で充填
することができる粉体充填装置を提供する。 【解決手段】 計量器１に昇降自在に設けられた支持台
２でフレコンバッグＢを支持し、支持台を上昇させた後
に落下させる動作を繰り返し行うことによりフレコンバ
ッグ内の粉体に衝撃を与えて粉体の嵩密度を高めるとと
もに粉体の重量を計量器によって計量するようにした粉
体充填装置において、支持台は、下端部が床面Ｆまたは
床面上に設置した物体１０に接することにより下方への
移動が制限されるよう計量器に取り付けられたこと、支
持台を上昇させた後に自由落下させて支持台の下端部を
床面または床面上の物体に衝突させるタッピング動作を
繰り返し行う減容手段３を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフレキシブルコンテ
ナバッグ（以下、フレコンバッグと略す）に所定量の粉
体を充填する粉体充填装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、フレコンバッグに所定量の粉体を
充填する粉体充填装置としては、計量器上に設けられた
支持台でフレコンバッグを支持し、該フレコンバッグ内
に供給される粉体を計量器で計量するとともにバイブレ
ータによってフレコンバッグに振動を与えて粉体の嵩密
度を高めるようにしたものが存在するが、バイブレータ
による振動では高い嵩密度が得られないという問題があ
った。この問題の解決を図った先行技術例としては、例
えば、特開平４−１８２０５号公報に開示されたものが
存在する。

【０００３】この粉体充填装置は、図８に示すように、
基台１０１上に計量器１０２が設けられ、該計量器１０
２上にフレコンバッグＢを支持する支持台１０３が昇降
自在に設けられ、さらに、支持台１０３を計量器１０２
から持ち上げるエアシリンダ１０４と、該エアシリンダ
１０４によって持ち上げられた支持台１０３をさらに持
ち上げてエアシリンダ１０４のピストン１０４ａ上に落
下させる動作を繰り返し行うエアシリンダ１０５とが基
台１０１上に設けられている。なお、１０６は計量器１
０２上に設けられたフレームであり、フレコンバッグＢ
内に粉体を供給するノズル１０７と、フレコンバッグＢ
を吊り下げるための袋吊り枠１０８とが昇降自在に設け
られている。

【０００４】この粉体充填装置は次のようにして使用す
る。まず、フレコンバッグＢを袋吊り枠１０８に吊り下
げ、ノズル１０７にフレコンバッグＢの口部を嵌着し、
フレコンバッグＢ内に粉体を供給する。そして、粉体供
給開始時または粉体供給開始からしばらくしてエアシリ
ンダ１０４のピストン１０４ａを前進させて支持台１０
３を一点鎖線の位置まで持ち上げた状態で保持する。こ
れによって支持台１０３が計量器１０２から切り離され
た状態になり、計量不能となる。

【０００５】この状態でエアシリンダ１０５のピストン
１０５ａを前進させて支持台１０３を二点鎖線の位置ま
で持ち上げ、エアシリンダ１０５のピストン１０５ａを
素早く後退させることにより支持台１０３をエアシリン
ダ１０４のピストン１０４ａ上に落下させる。これによ
って粉体の嵩が減少して嵩密度が高められる。この動作
を繰り返した後、エアシリンダ１０４のピストン１０４
ａを後退させて支持台１０３を計量器１０２上にのせ、
粉体の重量を計量する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した構成の従来の
粉体充填装置では、支持台１０３が落下するときにエア
シリンダ１０５がダンパのような働きをするため支持台
１０３の落下が緩慢で、フレコンバッグＢ内の粉体に大
きな衝撃を与えることができないため、依然として充分
な嵩密度が得られなかった。

【０００７】また、支持台１０３をエアシリンダ１０５
で持ち上げるようになっているため、高圧の空気が必要
であり、大型のコンプレッサを使用しなければならない
ので、消費電力が大きくなるという問題があった。

【０００８】さらに、エアシリンダ１０５の動作中には
支持台１０３が計量器１０２から持ち上げられていて粉
体の計量を行うことができないため、計量時に所定の充
填量に達していないことが判明した場合には再び支持台
１０３をエアシリンダ１０４で持ち上げて粉体を供給し
なければならず、作業効率が悪いという問題があった。

【０００９】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、フレコンバッ
グ内に粉体を高い嵩密度で充填することができる粉体充
填装置を提供することにある。

【００１０】また、本発明の他の目的は、省エネルギー
で運転することができる粉体充填装置を提供することに
ある。

【００１１】また、本発明の他の目的は、粉体の充填作
業を効率良く行うことができる粉体充填装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の粉体充填装置は、計量器に昇降自在に設け
られた支持台でフレコンバッグを支持し、該支持台を上
昇させた後に落下させる動作を繰り返し行うことにより
前記フレコンバッグ内の粉体に衝撃を与えて該粉体の嵩
密度を高めるとともに該粉体の重量を前記計量器によっ
て計量するようにした粉体充填装置において、前記支持
台は、下端部が床面または床面上に設置した物体に接す
ることにより下方への移動が制限されるよう前記計量器
に取り付けられたこと、前記支持台を所定の位置まで上
昇させた後に自由落下させて該支持台の下端部を床面ま
たは床面上の物体に衝突させるタッピング動作を繰り返
し行う減容手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１３】なお、前記減容手段を、モータと、該モー
タの駆動軸にワンウエイクラッチ機構を介して接続され
該モータを駆動すると前記支持台を所定の位置に押し上
げた後に自由回転して該支持台を自由落下させる動作を
繰り返し行う回転体とを備えたものにすると、エアシリ
ンダやこれに高圧空気を供給する大型のコンプレッサを
必要としないため、省エネルギーで運転することができ
る。

【００１４】また、前記減容手段を前記計量器上に設け
て、前記減容手段が前記支持台を上昇させたときに前記
粉体の重量を計量できるようにすると、減容手段の動作
中に粉体の重量を計量できるため、粉体の充填作業を効
率良く行うことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
を図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施
形態である粉体充填装置の正面図である。

【００１６】この粉体充填装置は、計量器１と、フレコ
ンバッグＢを支持する支持台２と、減容手段３と、フレ
コンバッグＢを吊るすフレーム４と、計量器１、減容手
段３、粉体供給装置を制御する制御部５とを備えてい
る。

【００１７】計量器１の一端には、計量器１上に立設し
たブラケット６を介して、軸受け７が計量器１の側方に
突出するように設けられており、軸受け７は垂直方向に
延びる貫通孔７ａを有している。

【００１８】支持台２は、水平に配置されフレコンバッ
グＢを載せる基台８と、基台８の下面中央部から垂直下
方に延びるロッド９とを備えている。ロッド９は軸受け
７の貫通孔７ａに摺動自在に係合しており、支持台２は
軸受け７によって昇降自在に案内され、ロッド９の下端
部が床面Ｆ上に設置した硬質ゴム板１０に接することに
より下方への移動が制限されるようになっている。基台
８は上面に多数のローラコンベヤ１１を有しており、フ
レコンバッグＢを図１の左右方向に移動させることがで
きるようになっている。

【００１９】減容手段３は、計量器１上に設置されたブ
レーキ付ギヤードモータ１２と、ギヤードモータ１２の
駆動軸１２ａの先端に取り付けられた回転体１３とを備
えている。駆動軸１２ａの後端はギヤードモータ１２の
ケーシング１２ｂの後面から後方に突出しており、その
末端にはホイール１４が固着されている。ホイール１４
の後端面における周縁部に近い位置にはネジ頭によって
形成された突起１５が設けられている。また、ケーシン
グ１２ｂの後端にはホイール１４を覆うように有底筒状
のハウジング１６が取り付けられており、このハウジン
グ１６の内部には前記突起１５を検知する渦電流式のセ
ンサ１７が設けられている。このセンサ１７は、後述す
る回転体１３のスリーブ２０が上端位置の少し手前の位
置に達したときに突起１５を検知するように位置してお
り、後述する制御部５のシーケンサ２８に接続されてい
る。

【００２０】回転体１３は、ギヤードモータ１２の駆動
軸１２ａにワンウエイクラッチ機構（図示せず）を介し
て取り付けられた円形の回転板１８と、この回転板１８
の先端面における周縁部に近い位置に立設したクランク
ピン１９と、このクランクピン１９に回転自在に嵌着さ
れた円筒状のスリーブ２０とを備えている。駆動軸１２
ａが回転すると、スリーブ２０が支持台２の基台８の下
面に接して支持台２を押し上げ（図２参照）、スリーブ
２０が上端位置を越えるとワンウエイクラッチ機構が滑
り、回転板１８が自由回転して支持台２が自由落下する
ようになっており、ギヤードモータ１２を駆動すると、
支持台２が上昇した後に自由落下してロッド９の下端部
がゴム板１０に衝突するタッピング動作が繰り返し行わ
れる。なお、ギヤードモータ１２は計量器１上に設置さ
れているため、回転体１３が支持台２を押し上げたとき
に粉体の重量が計量器１によって計量される。

【００２１】フレーム４は、計量器１上に立設した支柱
（図示せず）と、この支柱の上部に取り付けられ、水平
に配置された横桟２１とを備えている。横桟２１におけ
る基台８の真上となる位置の下面には、フレコンバッグ
Ｂの上部に取り付けた掛紐ｂを引っかけるためのフック
２２が固着されている。なお、掛紐ｂの長さは、フレコ
ンバッグＢ内に粉体を充填したときに掛紐ｂが緊張せ
ず、フック２２から容易に取り外せるように設定されて
いる。

【００２２】２３は粉体供給装置の供給部であり、粉体
供給ノズル２４と、この粉体供給ノズル２４内を通過す
る粉体の量を制御する制御弁２５と、粉体供給ノズル２
４の先端に取り付けられた環状のエアバッグ２６とを備
えている。このエアバッグ２６内には図示しない加圧空
気供給手段により加圧空気が供給され、エアバッグ２６
が膨らんでフレコンバッグＢの口部に密接するようにな
っており、これによって粉体供給ノズル２４から供給さ
れる粉体がフレコンバッグＢ外に漏れないようにしてい
る。

【００２３】制御部５は、計量器１に接続された表示部
２７と、表示部２７及びセンサ１７から信号を受け取
り、ギヤードモータ１２及び粉体供給装置２３の制御弁
２５を制御するシーケンサ２８と、シーケンサ２８に接
続されたタイマー２９とを備えている。タイマー２９は
ギヤードモータ１２の動作時間を設定するためのもの
で、これによって粉体の嵩密度を調節することができ
る。なおタイマー２９に代えてシーケンサ２８とギヤー
ドモータ１２の間にインバータを設け、インバータによ
りギヤードモータ１２の回転数を変えることにより嵩密
度を調節するようにしてもよい。

【００２４】次に、上記のように構成した粉体充填装置
を使用してフレコンバッグＢに粉体充填装置を充填する
場合について説明する。

【００２５】まず、フレコンバッグＢの掛紐ｂをフック
２２に引っ掛け、粉体供給装置のエアバッグ２６を膨ら
ませてエアバッグ２６をフレコンバッグＢの口部に密接
させる（図１参照）。

【００２６】図示しない動作スイッチを押すと、粉体供
給ノズル２４からフレコンバッグＢ内に粉体が供給され
るとともに、ギヤードモータ１２が駆動され、回転体１
３が回転し、支持台２がタッピング動作を繰り返し行
う。これによって支持台２のロッド９がゴム板１０に繰
り返し衝突するので、フレコンバッグＢ内の粉体に衝撃
が与えられ、粉体の嵩が減少し、粉体がフレコンバッグ
Ｂの底側から順次所定の嵩密度で充填されてゆく。

【００２７】フレコンバッグＢ内の粉体の重量が所定の
充填量の約９５％に達すると同時にギヤードモータ１２
が停止される。ギヤードモータ１２の停止は、センサ１
７が突起１５を検知する位置で行わせ、ギヤードモータ
１２が停止されるるとともにブレーキによって回転体１
３が固定される。これによって、支持台２がゴム板１０
から持ち上げられた状態で保持される。そして、粉体供
給ノズル２４から粉体が少しずつ供給され、計量器１の
計量値が所定量に達すると粉体の供給が停止される。な
お、減容の度合を低くする時には、充填量の９５％にな
る以前にタッピングを停止するようにタイマー２９で時
間を調整することもある。

【００２８】粉体の充填が終了すると、作業者は掛紐ｂ
をフック２２から外してフレコンバッグＢを図１の左方
向に移動させ、フレコンバッグＢの口部を紐で結束する
ことにより封閉する。このフレコンバッグＢはフォーク
リフト等によって所定の位置に搬送される。そして、作
業者は新しいフレコンバッグＢを粉体充填装置にセット
して同様の工程により粉体の充填を連続して行う。

【００２９】（実験例）上記の粉体充填装置を使用し、
粒径５μｍの炭酸カルシウムをタッピングのストローク
を変えてフレコンバッグＢに充填した場合のタッピング
回数と嵩密度の関係を図３に示す。なお、タッピングの
ストロークの変更はゴム板１０の厚みやロッド９の長さ
を調節することにより行う。この粉体の場合、目標とす
る嵩密度は約１．０５（ｇ／ｃｃ）であり、この値は粉
体業界で常用されているパウダテスタ（商品名）の固め
嵩密度である。この固め嵩密度は、充填度は高いが粉体
をフレコンバッグから容易に取り出すことができるハン
ドリング上好適な状態を示す値であり、従来の粉体充填
装置ではこの値に到達するのが困難であった。なお、こ
の値は画一的なものではなく、粉体の種類、粒径等によ
って異なる。

【００３０】図３から、実験に使用した粉体の場合、タ
ッピングのストロークが３０ｍｍ以上でほぼ目標値に達
していることが判る。なお、ストロークが２０ｍｍ以下
では充分な嵩密度が得られず、３０ｍｍより大きくした
場合はより目標値に近づくものの、ストロークの増加量
に比べて嵩密度の増加量が小さい。ストロークが大きく
なると騒音が大きくなるため、この粉体の場合は３０〜
５０ｍｍ程度のストロークでタッピングを行うことが好
ましい。

【００３１】また、タッピング回数については、３０回
程度になると嵩密度の増加量は緩やかになり、５０回を
超えると嵩密度はあまり変化していないことが判る。タ
ッピング回数が多いほど作業効率が低下するので、この
粉体の場合、タッピング回数は３０〜４０回程度が好ま
しい。

【００３２】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。図４〜図７は減容手段３の変形例を示している。
なお、各実施形態において、上記実施形態と同等の部分
には同一の符号を付して説明を省略する。

【００３３】図４に示したものでは、支持台２のロッド
９の下端に円筒状の第１カム３０が固着されており、こ
のカム３０には、モータ１２の駆動軸１２ａに固着され
た円筒状の第２カム３１が係合している。第１カム３０
は、その下面の周縁部にカム面３０ａを有しており、こ
のカム面３０ａには切欠きが設けられている。一方、第
２カム３１は、その上面の縁に、第１カム３０のカム面
３０ａに摺接する突起３１ａを有している。第２カム３
１が回転すると支持台２が上昇し、第２カム３１の突起
３１ａが第１カム３０の切欠きの位置にくると第１カム
３０が下に落ち、これによって支持台２が自由落下する
ようになっている。モータ１２を駆動すると支持台２が
繰り返しタッピング動作を行う。

【００３４】図５に示したものでは、支持台２のロッド
９の下端に水平に配置された板状のカムフォロワ３２が
固着されており、このカムフォロワ３２の下面には、モ
ータ１２の駆動軸１２ａにワンウエイクラッチ機構３３
を介して接続されたカムからなる回転体３４が当接して
いる。駆動軸１２ａが回転すると回転体３４が矢印方向
に回転してカムフォロワ３２が回転体３４に押されて支
持台２が上昇し、支持台２が上死点を越えるとワンウエ
イクラッチ機構３３が滑り、回転体３４が自由回転して
支持台２が自由落下するようになっている。したがっ
て、モータ１２を駆動すると支持台２がタッピング動作
を繰り返し行う。

【００３５】図６に示したものでは、支持台２の基台８
の下面にリンク３５の一端が枢着されており、リンク３
５の他端は、図の左右方向に移動自在に案内されたロー
ラ３６に枢着されている。ローラ３６は、その移動方向
に間隔をおいて対向配置された一対のシリンダ３８、３
９のピストン３８ａ、３９ａに押されて往復するように
なっている。一方のシリンダ３８のピストン３８ａでロ
ーラ３６を押すと、支持台２が上昇し、ローラ３６がリ
ンク３５と支持台２の枢着点を通る垂線Ｌを越えると、
ローラ３６がピストン３８ａから離れて他方のシリンダ
３９に向かって転がり、支持台２が自由落下する。両シ
リンダ３８、３９で交互にこの動作を行うことにより、
支持台２が繰り返しタッピング動作を行う。

【００３６】図７に示したものでは、支持台２の基台８
の下面に垂直に配置されたラック４０が固着されてお
り、このラック４０にはピニオン４２が噛合しており、
ピニオン４２はクラッチ４１を介してモータ１２の駆動
軸１２ａに連結され、クラッチ４１は粉体充填装置のシ
ーケンサ２８に接続されている。また、支持台２が上死
点に達したことを検知するセンサ４３が設けられてお
り、このセンサ４３もシーケンサ２８に接続されてい
る。粉体充填装置の動作スイッチを押すと、シーケンサ
２８は、モータ１２を駆動して支持台２を上昇させ、支
持台２が上死点に達してセンサ４３がこれを検知すると
クラッチ４１を分断して支持台２を自由落下させ、再び
クラッチ４１を接続して支持台２を上昇させる動作を繰
り返し行う。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の粉体充填
装置は、支持台を所定の位置まで上昇させた後に該位置
から自由落下させて支持台の下端部を床面または床面上
の物体に衝突させるタッピング動作を繰り返し行うよう
にしたことにより、フレコンバッグ内の粉体に大きな衝
撃が与えることができるので、粉体を高い嵩密度で充填
することができる。

【００３８】請求項２によるときは、減容手段を、モー
タと、該モータの駆動軸にワンウエイクラッチ機構を介
して接続されモータを駆動すると支持台を所定の位置に
押し上げた後に自由回転して支持台を自由落下させる動
作を繰り返し行う回転体とを備えたものにしたことによ
り、エアシリンダやこれに高圧空気を供給する大型のコ
ンプレッサを必要としないため、省エネルギーで運転す
ることができる。

【００３９】請求項３によるときは、減容手段を計量器
上に設けて、減容手段が支持台を上昇させたときに計量
器が粉体の重量を計量できるようにしたことにより、減
容手段の動作中に同時に計量を行うことができるので、
粉体の充填作業を効率良く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態である粉体充填装置の正
面図である。

【図２】 図１の粉体充填装置の動作状態を示す正面図
である。

【図３】 本発明の粉体充填装置による実験例を示すグ
ラフである。

【図４】 減容手段の変形例を示す図である。

【図５】 減容手段の変形例を示す図である。

【図６】 減容手段の変形例を示す図である。

【図７】 減容手段の変形例を示す図である。

【図８】 従来の粉体充填装置の正面図である。

【符号の説明】

１ 計量器 ２ 支持台 ３ 減容手段 １０ 硬質ゴム板（物体） Ｂ フレコンバッグ Ｆ 床面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計量器に昇降自在に設けられた支持台で
   フレコンバッグを支持し、該支持台を上昇させた後に落
   下させる動作を繰り返し行うことにより前記フレコンバ
   ッグ内の粉体に衝撃を与えて該粉体の嵩密度を高めると
   ともに該粉体の重量を前記計量器によって計量するよう
   にした粉体充填装置において、前記支持台は、下端部が
   床面または床面上に設置した物体に接することにより下
   方への移動が制限されるよう前記計量器に取り付けられ
   たこと、前記支持台を上昇させた後に自由落下させて該
   支持台の下端部を床面または床面上の物体に衝突させる
   タッピング動作を繰り返し行う減容手段を設けたこと、
   を特徴とする粉体充填装置。
2. 【請求項２】 前記減容手段は、モータと、該モータの
   駆動軸にワンウエイクラッチ機構を介して接続され該モ
   ータを駆動すると前記支持台を所定の位置に押し上げた
   後に自由回転して該支持台を自由落下させる動作を繰り
   返し行う回転体とを備えたものであることを特徴とする
   請求項１に記載の粉体充填装置。
3. 【請求項３】 前記減容手段を前記計量器上に設けて、
   前記減容手段が前記支持台を上昇させたときに前記計量
   器が前記粉体の重量を計量できるようにしたことを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の粉体充填装置。