(57)【要約】  【課題】粉粒体を収納袋に充填する際に、充填精度を向上させるとともに、充填時間を短縮することができる粉粒体充填装置およびその方法を提供する。  【解決手段】粉粒体を貯留する粉粒体貯留部から供給される粉粒体を収納袋に充填する充填手段と、前記粉粒体を収納袋へ充填しながら、前記収納袋に充填された粉粒体の質量を計量する計量手段と、前記計量手段によって計量された粉粒体の質量に応じて、前記充填手段が粉粒体を充填する充填速度を制御する制御手段とを備えた粉粒体充填装置であって、粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填し、計量された充填量が前記第１の充填量に達した直後に、予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填し、計量された充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止するように、前記充填手段の充填速度を制御する。【選択図】図４
2006168776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を貯留する粉粒体貯留部から供給される粉粒体を収納袋に充填する充填手段と、
前記粉粒体を収納袋へ充填しながら、前記収納袋に充填された粉粒体の質量を計量する計量手段と、
前記計量手段によって計量された粉粒体の質量に応じて、前記充填手段が粉粒体を充填する充填速度を制御する制御手段とを備えた粉粒体充填装置であって、
粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填し、計量された充填量が前記第１の充填量に達した直後に、予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填し、計量された充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止するように、前記充填手段の充填速度を制御することを特徴とする粉粒体充填装置。
【請求項２】
使用する充填速度の範囲内にモータ回転数と使用する装置との共振点がある場合に、計量された充填量が前記第１の充填量に達した直後に、前記共振点を通過するような第３の充填速度まで充填速度を減速し、この第３の充填速度から前記第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填するように、前記充填手段の充填速度を制御する請求項１に記載の粉粒体充填装置。
【請求項３】
粉粒体を貯留する粉粒体貯留部から供給される粉粒体を収納袋に充填する充填手段と、
前記粉粒体を収納袋へ充填しながら、前記収納袋に充填された粉粒体の質量を計量する計量手段と、
前記計量手段によって計量された粉粒体の質量に応じて、前記充填手段が粉粒体を充填する充填速度を制御する制御手段とを備えた粉粒体充填装置であって、
粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填し、使用する充填速度の範囲内にモータ回転数と使用する装置との共振点がある場合に、計量された充填量が前記第１の充填量に達した直後に、前記共振点を通過するような充填速度まで充填速度を減速し、その充填速度から予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填し、計量された充填量が第２の充填量に達すると、前記第２の充填速度を維持しながら充填し、計量された充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止するように、前記充填手段の充填速度を制御することを特徴とする粉粒体充填装置。
【請求項４】
前記停止時直前の充填速度である第２の充填速度は、収納袋への充填量が前記最終充填量に対して許容できる範囲で、かつ所望の充填時間内であるように設定された充填速度である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の粉粒体充填装置。
【請求項５】
収納袋に充填される粉粒体の質量を計量しながら、その計量値に応じて予め設定された充填速度で、予め設定された質量の粉粒体を収納袋に充填する粉粒体充填方法であって、
粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填する第１のステップと、
計量された充填量が前記第１の充填量に達した直後に、予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填する第２のステップと、
計量された充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止する第３のステップとを有することを特徴とする粉粒体充填方法。
【請求項６】
使用する充填速度の範囲内にモータ回転数と使用する装置との共振点がある場合に、前記第１のステップと前記第２のステップとの間に、前記共振点を通過するような第３の充填速度まで減速する第４のステップを有し、
前記第２のステップでは、前記第３の充填速度から前記第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填する請求項５に記載の粉粒体充填方法。
【請求項７】
収納袋に充填された粉粒体の質量を計量しながら、その計量値に応じて予め設定された充填速度で、予め設定された質量の粉粒体を収納袋に充填する粉粒体充填方法であって、
粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填する第１のステップと、
使用する充填速度の範囲内にモータ回転数と使用する装置との共振点がある場合に、前記第１のステップと次段の第３のステップとの間に、前記共振点を通過するような充填速度まで充填速度を減速する第２のステップと、
計量された充填量が前記第１の充填量に達した後、予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填する第３のステップと、
前記第２の充填速度を維持する第４のステップと、
計量された充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止する第５のステップとを有することを特徴とする粉粒体充填方法。
【請求項８】
前記停止時直前の充填速度である第２の充填速度は、収納袋への充填量が前記最終充填量に対して許容できる範囲で、かつ所望の充填時間内であるように設定された充填速度である請求項５乃至７のいずれか１項に記載の粉粒体充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体充填装置およびその方法に関し、さらに詳しくは収納袋に充填された粉粒体の充填量に応じて、粉粒体を充填する充填速度を制御する粉粒体充填装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小麦粉や米等の粉粒体を袋詰めする際に、予め定めた一定質量ずつ自動的に詰める粉粒体充填装置が提供されている。
このような粉粒体充填装置では、充填効率を上げるため、収納袋に充填する充填量の精度の向上や充填時間の短縮が要求される。
【０００３】
粉粒体の充填量の精度は、収納袋に供給する粉粒体の充填速度を減速させて少量ずつ充填することによって向上することができるが、このように粉粒体充填装置を制御すると、充填時間が増加することとなる。
換言すると、充填精度の向上と充填時間の短縮とは相反する関係にある。
そのため、粉粒体充填装置では、充填精度の向上と充填時間の短縮との調和を図りながら粉粒体の充填速度を制御していた。
【０００４】
このような制御方法として、従来の粉粒体充填装置では、図７に示すように、充填開始から所定量の充填が完了するまでは粉粒体充填装置の最大能力に近い所定の高速度で粉粒体の充填を行い（区間Ａ−Ｂ）、この所定量の充填が完了したならば、粉粒体の充填速度を最終設定値になるまで無段階に減速させ（区間Ｂ−Ｃ）、目標充填量に達すれば粉粒体の充填を停止していた（区間Ｃ−Ｄ）（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平８−２９２０８４号公報
【特許文献２】特開２００２−１６６９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような制御方法では、充填量の精度と充填時間は最終設定値に依存し、この最終設定値は操作者の経験や実験により求められていた。
また、目標充填量と最終設定値における充填量との差である充填残量と、そのときの充填速度との関係にばらつきが生じ、粉粒体の充填量が安定していなかった。
したがって、区間Ｃ−Ｄに要する充填時間を一定に制御することは困難であるが、この充填時間を一定にすることは、十分な充填精度を得るためには必要である。すなわち、この充填時間が長い場合には粉粒体の充填量が増加し、この充填時間が短い場合には粉粒体の充填量が減少する。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、粉粒体を収納袋に充填する際に、充填精度を向上させるとともに、充填時間を短縮することができる粉粒体充填装置およびその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の第１の態様では、粉粒体を貯留する粉粒体貯留部から供給される粉粒体を収納袋に充填する充填手段と、前記粉粒体を収納袋へ充填しながら、前記収納袋に充填された粉粒体の質量を計量する計量手段と、前記計量手段によって計量された粉粒体の質量に応じて、前記充填手段が粉粒体を充填する充填速度を制御する制御手段とを備えた粉粒体充填装置であって、粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填し、計量された充填量が前記第１の充填量に達した直後に、予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填し、計量された充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止するように、前記充填手段の充填速度を制御することを特徴とする。
使用する充填速度の範囲内にモータ回転数と使用する装置との共振点がある場合に、計量された充填量が前記第１の充填量に達した直後に、前記共振点を通過するような第３の充填速度まで充填速度を減速し、この第３の充填速度から前記第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填するように、前記充填手段の充填速度を制御してもよい。
【０００８】
あるいは、本発明の第１の態様は、粉粒体を貯留する粉粒体貯留部から供給される粉粒体を収納袋に充填する充填手段と、前記粉粒体を収納袋へ充填しながら、前記収納袋に充填された粉粒体の質量を計量する計量手段と、前記計量手段によって計量された粉粒体の質量に応じて、前記充填手段が粉粒体を充填する充填速度を制御する制御手段とを備えた粉粒体充填装置であって、粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填し、使用する充填速度の範囲内にモータ回転数と使用する装置との共振点がある場合に、計量された充填量が前記第１の充填量に達した直後に、前記共振点を通過するような充填速度まで充填速度を減速し、その充填速度から予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填し、計量された充填量が第２の充填量に達すると、前記第２の充填速度を維持しながら充填し、計量された充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止するように、前記充填手段の充填速度を制御することを特徴としてもよい。
また、停止時直前の充填速度である第２の充填速度は、収納袋への充填量が前記最終充填量に対して許容できる範囲で、かつ所望の充填時間内であるように設定された充填速度である。
【０００９】
本発明の第２の態様は、収納袋に充填される粉粒体の質量を計量しながら、その計量値に応じて予め設定された充填速度で予め設定された質量の粉粒体を収納袋に充填する粉粒体充填方法であって、粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填する第１のステップと、充填量が前記第１の充填量に達した直後に、予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填する第２のステップと、充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止する第３のステップとを有することを特徴とする。
使用する充填速度の範囲内にモータ回転数と使用する装置との共振点がある場合に、前記第１のステップと前記第２のステップとの間に、前記共振点を通過するような第３の充填速度まで減速する第４のステップとを有し、前記第２のステップでは、前記第３の充填速度から前記第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填してもよい。
【００１０】
あるいは、本発明の第２の態様は、収納袋に充填された粉粒体の質量を計量しながら、その計量値に応じて予め設定された充填速度で予め設定された質量の粉粒体を収納袋に充填する粉粒体充填方法であって、粉粒体を高い充填速度で収納袋に充填する第１の充填速度で、所定の第１の充填量まで充填する第１のステップと、使用する充填速度の範囲内にモータ回転数と使用する装置との共振点がある場合に、前記第１のステップと次段の第３のステップとの間に、前記共振点を通過するような充填速度まで充填速度を減速する第２のステップと、充填量が前記第１の充填量に達した後、予め設定された停止時直前の充填速度である第２の充填速度まで、充填速度を無段階に単調減少させつつ粉粒体を収納袋に充填する第３のステップと、前記第２の充填速度を維持する第４のステップと、充填量が予め設定された最終充填量に達した時点で、粉粒体の収納袋への充填を停止する第５のステップとを有することを特徴としてもよい。
前記停止時直前の充填速度である第２の充填速度は、収納袋への充填量が前記最終充填量に対して許容できる範囲で、かつ所望の充填時間内であるように設定された充填速度である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、粉粒体を収納袋へ充填しながら、収納袋に充填された粉粒体の質量を計量し、計量された粉粒体の質量に応じて、粉粒体を充填する充填速度を制御する。
本発明によれば、収納袋に充填する粉粒体の充填量の精度を向上させることができ、かつ、粉粒体を収納袋に充填する時間を短縮させることができる粉粒体充填装置およびその制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る粉粒体充填装置について、添付の図面に示す実施形態を基に詳細に説明する。図１は本発明に係る粉粒体充填装置の一例を示す斜視図であり、図２は図１に示す粉粒体充填装置の断面図である。図３は、充填ノズルの形状を示す図であって、図３（ａ）は断面図であり、図３（ｂ）は下面図である。図４から図６は粉粒体充填装置の充填速度と粉粒体の充填量との関係を示す図である。
【００１３】
粉粒体充填装置１０は、粉粒体貯留部に一時的に貯留された粉粒体を、予め決められた所定の質量に応じて収納袋に自動充填する装置であり、粉粒体を一時的に貯留する粉粒体貯留部（ホッパー）１２と、粉粒体貯留部の底部から粉粒体を水平方向へ移送する第１スクリューコンベア１４と、第１スクリューコンベア１４の下流端に設けられ、水平方向へ移送された粉粒体を下方へ落下させる第２スクリューコンベア１６と、第２スクリューコンベア１６の下方に設けられ、収納袋２０を保持する収納袋保持装置５２と、粉粒体を収納袋２０に充填する充填ノズル１８とを備える。
【００１４】
ホッパー１２には、粉粒体がブリッジを形成して粉粒体の流下を阻害することのないように、内部に粉粒体を撹拌する撹拌装置２２が設けられる。
この撹拌装置２２は、粉粒体が流下する方向に対して垂直な方向に回転軸２４を備え、この回転軸２４に対して垂直な方向に棒状の突起２６が設けられる。
撹拌装置２２は、この回転軸２４がモータ２８によって駆動されることで、ホッパー内部の粉粒体を撹拌する。
【００１５】
ホッパー１２の下方には、ホッパー１２から流下する粉粒体を水平方向に移送する第１スクリューコンベア１４が設けられる。
この実施形態では、第１スクリューコンベア１４は、粉粒体を移送するための通常のスクリューコンベアであり、外筒３０の内面と僅かな間隙を保って回転するスクリュー３２がモータ３４によって駆動されることで粉粒体を移送する。
モータ３４によるスクリュー３２の回転は、後述する計量装置６２によって、収納袋２０への粉粒体の充填量に応じて制御される。
なお、この実施形態においては、スクリュー３２は、０ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの範囲の回転速度で回転する。
【００１６】
第２スクリューコンベア１６は、第１スクリューコンベア１４と同様のスクリューコンベアであり、外筒３６の内面と僅かな間隙を保って回転するスクリュー３８がモータ４０によって駆動されることで粉粒体を移送する。
この実施形態では、第２スクリューコンベア１６は、第１スクリューコンベア１４の粉粒体移送方向における下流側終端部に、第２スクリューコンベア１６の回転軸が鉛直となる状態で配置される。
【００１７】
第１スクリューコンベア１４と第２スクリューコンベア１６との接続部には、第１スクリューコンベア１４と第２スクリューコンベア１６とを接続するために、ゴムなどの可撓性の弾性体からなる接続部材４２が設けられる。
このような構成にすることより、第１スクリューコンベア１４と第２スクリューコンベア１６は、重量的な関係を断つことができ、第２スクリューコンベア１６に移送された粉粒体の質量を正確に計量することができる。
【００１８】
この接続部材４２は、図２では可撓性であることを明確に示すためにベローズ状に描かれているが、実際には、粉粒体が滞留することを防止するために、少なくとも内面は平滑なチューブ状である。
【００１９】
第２スクリューコンベア１６は、スクリュー３８の回転によって、第１スクリューコンベア１４により移送される粉粒体を引き込み、鉛直下方に移送し、第２スクリューコンベア１６の下端に設けられる充填ノズル１８から粉粒体を収納袋２０に充填する。
【００２０】
また、スクリュー３８は、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２や従来装置のスクリューコンベアに用いられるスクリューに比べて短いため、偏心量の許容範囲において、従来のスクリューよりも高速で回転させることができる。
この実施形態では、スクリュー３８は、常に約２５００ｒｐｍで回転する。つまり、第２スクリューコンベアのスクリュー３８は、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２と同等、あるいはそれ以上の速度で回転する。
【００２１】
第２スクリューコンベア１６の下側であって、粉粒体移送方向における下流側終端部には、粉粒体を収納袋２０に充填するための充填ノズル１８が配置される。
この充填ノズル１８は、図３に示すように、ほぼ楕円形の突起した形状であり、第２スクリューコンベア１６の直下に配置される。充填ノズル１８の中央には、粉粒体を供給する充填口４４が形成され、その両側には、粉粒体とともに供給された空気を排出する排気孔４６が形成される。
この排気孔４６から排出された空気は、充填口４４の上部に配置される空気室４８を経て、パイプ５０を通って外部に排出される。
このとき、周知の吸引装置を使用することによって、空気をより効率的に排気してもよい。
【００２２】
この充填ノズル１８において、充填口４４は第２スクリューコンベア１６の外筒３６の内径とほぼ同径かやや大径となる寸法で接続されており、第２スクリューコンベア１６により移送された粉粒体は、そのまま充填ノズル１８の充填口４４を通過して収納袋２０に充填される。
【００２３】
この充填ノズル１８から粉粒体を充填する際に、充填ノズル１８から排出される粉粒体には、第２スクリューコンベア１６による移送によって回転運動の慣性と遠心力が作用する。そのため、収納袋２０に充填された粉粒体は、中央部に集中して積み上がることがなく、収納袋２０の底部のほぼ全域に散布されるので、ほぼ平坦な充填面（充填された粉粒体の上面）が得られる。
【００２４】
ホッパー１２の撹拌装置２２の近傍、第１スクリューコンベア１４の粉粒体移送方向における下流側終端部の近傍、および第２スクリューコンベア１６の充填ノズル１８の近傍には、それぞれ、脱気口１００，１０２，１０４が設けられる。
脱気口１００，１０２，１０４は、粉粒体充填装置１０の各部の壁等に配されたフィルタ１００ａ，１０２ａ，１０４ａと、これらのフィルタを通して排気された空気を回収する脱気管１００ｂ，１０２ｂ，１０４ｂ等から構成され、撹拌によって粉粒体に混入され、粉粒体と共に移送される空気を粉粒体充填装置１０の外部に排出する。
また、脱気管１００ｂ，１０２ｂ，１０４ｂには、吸気装置が接続される。
【００２５】
粉粒体充填装置１０内の空気は、吸気装置によって吸引されることでフィルタ１００ａ，１０２ａ，１０４ａを通過して排出される。そうすることにより、粉粒体充填装置１０内の粉粒体が脱気される。
フィルタ１００ａ，１０２ａ，１０４ａとしては、従来用いられている金網やパンチングメタル等のフィルタを始め、本出願人に係る、特開２０００−３３５７４８号公報、特開平８−２３１０５１号公報等に開示されるフィルタ等が好適に利用できる。
【００２６】
収納袋２０は、充填ノズル１８の下方の位置に、収納袋保持装置５２によって吊り下げられて保持される。収納袋２０としては、４辺のうちの１辺が開口した通常の袋が利用でき、樹脂製、紙製、またはそれらの多層体等からなる、充填量に応じた各種のサイズの袋が用いられる。
この収納袋保持装置５２は、充填ノズル１８の楕円形の突起した形状に対応する形状の２個の収納袋保持アーム５４と、この収納袋保持アーム５４を開閉する保持アーム駆動機構５６とからなり、収納袋２０の供給装置により充填ノズル１８の下方の位置に供給され、上側の開口部を開いて充填ノズル１８に被せるように配置された収納袋２０を、吊り下げた状態で充填ノズル１８に密着するように押し付けて保持する。
【００２７】
この実施形態の保持アーム駆動機構５６は、図１に示すように、ロータリーシリンダ６０によって収納袋保持アーム５４を揺動させるものであり、図２に想像線で示すように、ロータリーシリンダ６０が回動することによって収納袋保持アーム５４を揺動させ、収納袋２０を保持し、あるいは開放する。
【００２８】
充填ノズル１８の後方（図２では右側）の位置には、収納袋２０に充填された粉粒体の質量を計量する計量装置６２が備えられ、この計量装置６２は、充填ノズル１８に吊り下げられた状態で保持される収納袋２０に充填される粉粒体の質量を、充填中に逐次計量する。
計量装置６２は、第２スクリューコンベア１６、充填ノズル１８、収納袋保持装置５２およびこれらに取り付けられた部品等を一体で支持し、粉粒体の充填によりそれらの総重量が増加すると、充填開始前の総重量を減算して総重量の増加分を求めることで、収納袋２０に充填された粉粒体の充填量を計量する。
【００２９】
収納袋の底部を支持して質量を測定する従来の計量装置では、収納袋およびその内部に充填された粉粒体の質量だけを高精度に計量することは困難であったが、この実施形態では、収納袋２０が、収納袋保持装置５２の収納袋保持アーム５４によって挟持されているため、その充填量を高精度に計量することができる。
【００３０】
第１スクリューコンベア１４と第２スクリューコンベア１６との接続部に設けられたゴムなどの可撓性の弾性体からなる接続部材４２は、計量装置６２による充填量の計量のためにも重要である。つまり、第２スクリューコンベア１６の一部が第１スクリューコンベア１４により保持され、計量装置６２が計量する総重量が軽減することがないように、接続部材４２は作用する。
【００３１】
このため、接続部材４２は、その剛性によって計量値に誤差が生じないように、充分な可撓性を有することが必要となる。なお、計量装置６２には、公知の各種の計量装置を利用することができる。
計量装置６２は、収納袋２０に充填された粉粒体の充填量を計量し、制御装置がこの充填量に応じて第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度を制御する。
【００３２】
図４を参照して、粉粒体充填装置１０の第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度に関する制御について説明する。図４は収納袋に充填された粉粒体の質量と、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度との関係を示す図である。
【００３３】
第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２は、モータ３４を駆動させることにより回転し、モータ３４は制御電圧を増減することにより回転速度が制御される。
また、収納袋に充填された粉粒体の質量を計量するために、上述した計量装置６２があり、この計量装置６２が計量した充填量に関する信号は演算装置に伝達され、この信号などを基に演算装置で制御電圧を算出してモータ３４の回転速度を制御する。
【００３４】
第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２は、粉粒体を充填した充填量に応じてモータ３４の回転速度を図４に示すように制御して収納袋２０に粉粒体を充填する。
なお、充填量の計量は上述した計量装置６２により粉粒体を収納袋２０に充填しながら逐次行われる。そのため、計量装置６２で計量したときには、次の粉粒体が充填され、実際の粉粒体の充填量と、計量装置６２での粉粒体の計量値との間には若干の誤差が生じる。
【００３５】
粉粒体の充填量０―２１［ｋｇ］の間は、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度を一定にして、所定の充填量になるまでスクリュー３２を高速で回転させる。この区間は粉粒体を精度よく収納袋に充填するよりも、粉粒体の充填時間を減少させることが重要であるため、大量に粉粒体を充填することに主眼がおかれる。
しがたって、粉粒体充填装置１０の最大能力あるいは最大能力近くで第１スクリューコンベア１４は運転される。本実施形態では、このときのスクリュー３２の回転速度は、２５００［ｒｐｍ］である。
【００３６】
粉粒体の充填量２１―２５［ｋｇ］の間は、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度を無段階に単調減少させ、目標充填量２５［ｋｇ］になるまでスクリュー３２を回転させる。
この区間は粉粒体の目標充填量まで粉粒体を充填するため、粉粒体の充填精度を高く、かつ粉粒体の充填時間を短くして、粉粒体を収納袋２０へ充填する。そのため、目標充填量になるときのスクリュー３２の回転速度、つまり充填停止時直前のスクリュー３２の回転速度が所定の値（以下、最終充填速度という）になるように、粉粒体の充填量に応じて、これを単調減少させる。
【００３７】
このとき、最終充填速度を高速にしすぎると、充填時間は短縮するが充填精度が悪化する。つまり、充填停止時直前のスクリュー３２の回転速度が速ければ速いほど、充填停止時直前まで多量の粉粒体が供給されるため、停止時間のわずかな違いにより粉粒体の充填量の誤差が大きくなる。
一方、最終充填速度を低速にしすぎると、充填精度は向上するが充填時間が増加する。つまり、充填停止時直前のスクリューの回転速度が速ければ速いほど、充填停止時直前まで少量ずつ粉粒体が供給されるため、停止時間の違いによる粉粒体の充填量の誤差を抑えることができる。しかし、少量ずつ粉粒体を供給するため充填時間は増加する。
【００３８】
この最終充填速度は、演算装置からの出力信号に応じて第１スクリューコンベア１４が運転を停止するとき、充填量が目標充填量に対して許容できる範囲で、かつ所望の充填時間内であるように設定された充填速度である。
したがって、最終充填速度は、使用する装置の充填能力、充填する粉粒体の種類や大きさ、および目標充填量などによって異なる。
そこで、最終充填速度は、粉粒体の充填時間と充填量の誤差を比較考慮して、オペレータの長年の経験や種々の実験結果に基づいて、適宜設定されることとなるが、本実施形態ではスクリュー３２の回転速度は１００［ｒｐｍ］である。
【００３９】
計量装置６２による計量によって、収納袋２０に充填された粉粒体の充填量が目標充填量に達したときに、第１スクリューコンベア１４の運転を停止させる。つまり、計量された充填量が予め設定された目標充填量に達したときに、演算装置からの出力信号に応じて、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２を駆動するモータ３４は、回転を停止する。
【００４０】
一方、第２スクリューコンベア１６のスクリュー３８は、第１スクリューコンベア１４によって移送された接続部材４２付近の粉粒体を下方に掻き落とすためのスクリューであるため、これを充填開始時から常時一定の高速な回転数で回転させる。
第２スクリューコンベア１６のスクリュー３８は、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２を停止させた後も、しばらく回転を継続させ、所定の時間が経過してから運転を停止させる。
【００４１】
このように、第１スクリューコンベア１４の運転停止に遅れて第２スクリューコンベア１６の運転を停止させるので、第１スクリューコンベア１４と第２スクリューコンベア１６と間の接続部材４２付近に充満している粉粒体が第２スクリューコンベア１６によって掻き落とされる。
そのため、停止後に少量の粉粒体が落ち続けたり、粉粒体が塊状になって落下することがなくなり、収納袋２０への粉粒体の充填量を安定させることができる。
【００４２】
このように粉粒体充填装置１０を制御すると、充填終了直前の第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度がある程度速いため、粉粒体の充填時間が安定し、充填量のばらつきを抑制することができる。
また、充填終了直前の第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度を、遅く設定した場合においても、従来の制御方法のように充填時間が極端に長くなることも抑えることができる。
したがって、本発明に従えば、粉粒体を収納袋に充填する際に、粉粒体の充填精度を向上させるとともに、粉粒体の充填時間を短縮することができる。
【００４３】
なお、図４に示す実施形態では、第２スクリューコンベア１６のスクリュー３８は、充填開始時から常時一定の回転数で回転させられるが、必要に応じて、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転数の増減に同期して、第２スクリューコンベア１６のスクリュー３８の回転数を増減させてもよい。
【００４４】
図４に示す実施形態では、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度を制御して、所定の充填量になるまで第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２を高速で回転させ、充填停止時直前の回転速度が、予め設定される最終充填速度になるように単調減少させたが、本発明の制御方法はこれに限定されず、図５に示すように、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度を制御してもよい。
【００４５】
粉粒体の質量０―２１［ｋｇ］の間は、上記実施形態と同様に、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度を一定にして、所定の充填量になるまでスクリュー３２を高速で回転させる。
【００４６】
その後、粉粒体の質量２１―２５［ｋｇ］の間は、スクリュー３２の回転速度を一旦所定の回転速度まで減速させ、その回転速度からスクリュー３２の回転速度を無段階に単調減少させ、目標充填量になるまでスクリュー３２を回転させる。すなわち、所定の充填量に達した直後に、スクリュー３２の回転速度を所定の回転速度まで減速させ、その回転速度から予め設定された停止時の回転速度になるまで、スクリュー３２を回転させる。
【００４７】
一般に、振動を伴う機械は、振動数が振動系の固有振動数に近くなると、振幅が急激に大きくなる共振現象を生じる。
図４に示す実施形態の場合では、スクリュー３２の回転速度を無段階に単調減少させていくと、回転速度が１１００から１２００［ｒｐｍ］付近で共振現象が生じることが知られている。
【００４８】
そこで、図５に示す実施形態では、一旦スクリュー３２の回転速度を共振点通過時の回転速度以下である１０００［ｒｐｍ］まで減速させ、そこからスクリュー３２の回転速度を無段階に単調減少させて共振点を通過させることにより発生する非定常振動を抑制することができ、粉粒体の充填精度を向上させることができる。
【００４９】
また、これは図４に示した実施形態と比較して、粉粒体の質量２１―２５［ｋｇ］の間では、単調減少させるときの傾きが緩やかである。すなわち、一旦スクリュー３２の回転店速度を減速させ、その回転速度からスクリュー３２の回転速度を単調減少させるため、充填量の増加に対して回転数を減少させる割合が少ない。
ここでの粉粒体の充填量は計量装置６２による計量値であり、上述のように実際の粉粒体の充填量との間には若干の誤差がある。そのため、スクリュー３２の回転速度を低速にして少量ずつ粉粒体を充填すればするほど、粉粒体の充填精度は向上する。
したがって、一旦スクリュー３２の回転速度を減速させ、そこからスクリュー３２の回転速度を無段階に単調減少させることで、粉粒体の充填精度を向上させることができる。
【００５０】
また、本発明の制御方法はこれらに限定されず、図６に示すように、第１スクリューコンベア１４を制御してもよい。
【００５１】
粉粒体の質量０―２１［ｋｇ］の間は、上記実施形態と同様に、第１スクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転速度を一定にして、所定の充填量になるまでスクリュー３２を高速で回転させる。
【００５２】
その後、粉粒体の質量２１―２４．７５［ｋｇ］の間は、一旦スクリュー３２の回転速度を１０００［ｒｐｍ］まで減速させ、その回転速度からスクリュー３２の回転速度を無段階に単調減少させ、充填量が２４．７５［ｋｇ］になるまでスクリュー３２を回転させる。すなわち、充填量が２１［ｋｇ］に達した直後に、スクリュー３２の回転速度を１０００［ｒｐｍ］まで減速させ、その回転速度から残量が０．２５［ｋｇ］となるときにおける回転速度が予め設定された停止時の回転速度である１００［ｒｐｍ］になるまで、スクリュー３２を回転させる。
粉粒体の質量が２４．７５−２５［ｋｇ］の間は、回転速度を１００［ｒｐｍ］として粉粒体を充填する。
【００５３】
図５に示す実施形態の場合には、停止時の回転速度を１００［ｒｐｍ］になるようにスクリューの回転速度を制御するが、計量装置６２で計量した充填量に応じてスクリューの回転速度を制御するため、充填速度にわずかながらばらつきが生じるおそれがある。
しかしながら、図６に示す実施形態では、停止時ではなくて、残量が所定量となるときのスクリュー３２の回転速度が所定の回転速度となるように、スクリュー３２の回転速度を制御するため、残量が所定量となるときの充填速度にばらつきが生じたとしても、所定の残量を充填する間に充填速度を停止時の充填速度にすることができる。
【００５４】
したがって、このように制御することにより、図５に示す実施形態と比較すると所定の残量を充填する間はスクリュー３２の回転速度を低速にするため、充填時間はわずかに増加するものの、充填精度をさらに向上することができる。
【００５５】
以上、本発明に係る粉粒体充填装置の制御方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係る粉粒体充填装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示す粉粒体充填装置の断面図である。
【図３】充填ノズルの形状を示す図である。
【図４】本発明に係る粉粒体充填装置の充填速度と充填量との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る粉粒体充填装置の充填速度と充填量との関係を示す図である。
【図６】本発明に係る粉粒体充填装置の充填速度と充填量との関係を示す図である。
【図７】従来の粉粉粒体充填装置における制御方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  粉粒体充填装置
１２  ホッパー
１４，１６  スクリューコンベア
１８  充填ノズル
２０  収納袋
２２  撹拌装置
２４  回転軸
２８，３４，４０  モータ
３０，３６  外筒
３２，３８  スクリュー
４２  接続部材
４４  充填口
４６  排気孔
４８  空気室
５０  パイプ
５２  収納袋保持装置
５４  収納袋保持アーム
５６  保持アーム駆動機構
６０  ロータリーシリンダ
６２  計量装置
１００，１０２，１０４  脱気口
１００ａ，１０２ａ，１０４ａ  フィルタ
１００ｂ，１０２ｂ，１０４ｂ  脱気管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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