(57)【要約】【課題】充填圧力過多による粉粒体の塊化や破砕等の性状変化や詰まり事故を未然に防止する。【解決手段】粉粒体を収容するホッパ２にノズル部３を設け、ノズル部３内にスプライン軸６に連結したオーガースクリュー４を配設する。ノズル部３の先端開口にドリップリング１４を装着する。オーガースクリューの充填時のスラスト荷重を充填圧力としてロードセル８で測定する。制御部１６で予め記憶した充填圧力の基準パターンとロードセルで測定した充填圧力とを比較判別して充填圧力の異常の有無を検知する。基準パターンとして適性範囲内の充填圧力パターン、塊化または破砕を生じる程度の充填圧力パターン、詰まりを生じる前兆段階の充填圧力パターンを記憶しておく。測定した充填圧力がいずれかの過大な充填圧力パターンに対応する場合には異常信号を出力して緊急停止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体を収容するホッパの先端側に筒状部を設け、この筒状部の内部にオーガースクリューを配設し、該オーガースクリューの回転によって粉粒体を計量して筒状部の開口から供給するようにした粉粒体充填装置において、
前記オーガースクリューの回転時にかかるスラスト荷重を充填圧力として検出する充填圧力測定手段と、
該充填圧力測定手段で得た検出値または検出パターンを予め定めた基準値または基準パターンと比較して充填圧力の異常を判別する充填圧力判別手段とを備えたことを特徴とする粉粒体充填装置。
【請求項２】
前記筒状部の開口には粉粒体をブリッジするブリッジング部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の粉粒体充填装置。
【請求項３】
前記オーガースクリューの先端に設けられていて筒状部の開口に対して進退して開閉するシャッタ部と、前記オーガースクリューを長手方向に進退させる駆動手段とが備えられていることを特徴とする請求項１記載の粉粒体充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホッパ内に供給した粉体や粒体等を含む粉粒体を筒状部内のオーガースクリューで回転して計量し、容器等に充填するようにした粉粒体充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粉粒体をホッパに供給してオーガースクリューの回転で計量しつつ袋等の容器に充填するようにした粉粒体充填装置として、例えば特許文献１、２、３記載のものがある。
特許文献１記載の粉体充填装置では、粉体をオーガースクリューの回転で計量して送り出し、オーガースクリューの回転を停止させた際にオーガーケーシングの開口に取り付けた菊座によってブリッジングを生じさせ、停止後の粉体の落下を防止するものであった。特に粉体に応じてリブの形状や断面積等やリブ間の間隙の異なる複数種類の菊座を選択的に装着することで、粉体の落下や凝集を防止している。
また特許文献２に記載の装置では、微粉を圧力によって固まらせて顆粒化させる技術が開示されている。
そして、特許文献３記載のオーガースクリューの緊急停止装置は、オーガースクリューの回転によって粉末を筒状のオーガーケーシングの下部に設けたスクリーンを通して吐出して容器に計量しつつ充填するようにしている。そしてオーガースクリューを駆動させる駆動サーボモータの計量充填時における駆動パターンを予め記憶しておき、オーガーケーシングとオーガースクリューの隙間に粉末が詰まったり、スクリーンに目詰まりが生じた場合に、モータの駆動パターンの崩れを検出して緊急停止させ、装置の破損等を防止している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−３１６１１０号公報（第２−３頁、図１−図３）
【特許文献２】
特開平５−２８５３６０号公報（第２−３頁）
【特許文献３】
特開平２−５７５０３号公報（第３−４頁、第１−３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１記載の粉体充填装置は、粉末に圧力をかけることを前提としているので、その圧力によって粉の性状がどのように変化するかは考慮していない。また、特許文献２は粉に圧力をかけることによって顆粒状に固めることを開示しているにすぎない。これら特許文献１及び２は粉体の充填時に詰まり等によって過大なスラスト方向の荷重がかかった時に、これを検知することができないために過大な充填圧力による粉体の破砕や粉体性状の変化等を引き起こしたり、更には詰まりや粉粒体充填装置の破損等を生じるおそれがあった。
これに対して、特許文献３記載の装置では、サーボモータの駆動トルクパターンの変化を検出して装置の作動を緊急停止させるために、粉詰まりが生じた時にこれを検知して緊急停止させてオーガースクリューによる粉詰まり事故等の装置の破損を防止できるが、詰まりの原因になっている粉粒体の圧力状態を知ることはできない。そのため、正常作動時の充填抵抗より大きく且つ粉詰まりを生じる充填抵抗より小さい充填抵抗等が発生した場合に、これを検知できないために粉粒体の塊化や破砕等の性状変化を防止できなかった。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みて、充填圧力過多による粉粒体の塊化や破砕等の性状変化や詰まり事故を未然に防止するようにした粉粒体充填装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による粉粒体充填装置は、粉粒体を収容するホッパの先端側に筒状部を設け、この筒状部の内部にオーガースクリューを配設し、オーガースクリューの回転によって粉粒体を計量して筒状部の開口から供給するようにした粉粒体充填装置において、オーガースクリューの回転時にかかるスラスト荷重を充填圧力として検出する充填圧力測定手段と、この充填圧力測定手段で得た検出値または検出パターンを予め定めた基準値または基準パターンと比較して充填圧力の異常を判別する充填圧力判別手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、オーガースクリューの回転によって粉粒体を計量して筒状部の開口から容器等に充填する際、オーガースクリューにかかるスラスト荷重を充填圧力として充填圧力測定手段で測定し、この検出値または検出パターンを予めメモリしておいた基準値または基準パターンと比較することで異常の有無を判別できる。その際、基準値または基準パターンを、適性範囲内の充填圧力、適性範囲を外れ且つ粉粒体の詰まりを生じる程ではないが粉粒体の塊化や破砕等の性状変化を来す程度の充填圧力、適性範囲を外れ且つ粉粒体の詰まりを生じる前兆段階の充填圧力、というように複数種類設けておくことで、充填圧力の正常と異常を精度良く判別できる。特に、充填圧力を測定することで、粉粒体の詰まりを生じない程度の過大な充填圧力をも検出できるから、粉粒体の塊化や性状変化を起こすような比較的小さな過大充填圧力も検出して確実に防止できる。
また比較に際し、検出（測定）パターンと基準パターンとを比較する場合、検出パターンと基準パターン全体に互いに近似するか否かを判別してもよいし、初期段階等、各パターン中の適宜の一部のみで判別してもよい。或いはパターンによらず、測定した検出値と上下限を有する或る範囲の基準値とを比較して判別してもよい。
【０００７】
またオーガースクリューの先端に設けられていて筒状部の開口に対して進退して開閉するシャッタ部と、オーガースクリューを長手方向に進退させる駆動源とが備えられていてもよい。
この場合、オーガースクリューの進退によるスラスト荷重と回転による充填圧力によるスラスト荷重とが複合的に発生しても、或いはオーガースクリューの進退による開弁作動後にオーガースクリューを回転させて計量する際に充填圧力によるスラスト荷重が発生したとしても、充填圧力の正常と異常を検知できる。
或いは、筒状部の開口には粉粒体をブリッジするブリッジング部材が設けられていてもよい。
この場合には、オーガースクリューを進退させない状態で回転させて粉粒体を充填するから、ブリッジング部材に付着した粉粒体の抵抗に抗して充填することになり、充填圧力の正常と異常を検知できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態による粉粒体充填装置を図１乃至図６により説明する。
図１は粉粒体充填装置の概略構成図、図２〜４は粉粒体充填状態監視手段による充填圧力の各基準パターンを示す図、図５は図１に示す粉粒体充填装置の充填状態監視手段による判別処理のフローチャートを示す図、図６は蓄粉レベルを粉粒体の充填圧力に変換したもので、適性充填圧力とそれより低い充填圧力を示すグラフである。
図１において、本実施の形態による粉粒体充填装置１は、例えば中挽きコーヒー粉等の粉粒体を計量して小分け充填するもので、この粉粒体を収容するホッパ２の先端に筒状部として例えば略円筒状のノズル部３が連結されており、ホッパ２からノズル部３にかけて内部に略同軸にオーガースクリュー４が回転可能に収容されている。オーガースクリュー４の基端側（上端側）にカップリング５を介して連結されたオーガ駆動軸はスプライン軸６で構成されていて、スプライン軸６は連結部材７を介してロードセル８（充填圧力測定手段）に連結されている。スプライン軸６は充填時のスラスト荷重を減衰させることなくロードセル８に伝達する。
常態において、オーガースクリュー４及びスプライン軸６は上下動しないで中心軸回りに回転作動するが、ノズル部３内やホッパ２内で粉粒体の塊化や破砕、或いは詰まりの前兆が発生して過大な充填圧力（充填抵抗）が生じると、充填圧力の応力で微少量上方へ移動する。この充填圧力をロードセル８で検出することになる。ロードセル８では、充填圧力変化によるスプライン軸６の微細上下動をリアルタイムに重量換算して後述の制御部１６にデータ送信する。
【０００９】
スプライン軸６は例えば第一のベアリング軸受９ａで回転可能及び軸方向移動可能に支持されていると共にオーガ軸モータＭ１に連結されて回転可能とされている。第二のベアリング軸受９ｂはスプライン軸６と同軸に配設されていてアジテータ１０を連結した円環状の支持部１１をスプライン軸６とは別個に回転可能に支持しており、アジテータモータＭ２によってアジテータ１０を支持部１１を介してスプライン軸６と同軸に旋回させる。これによってアジテータ１０はホッパ２内に蓄積された粉粒体を適宜かき混ぜることができて見かけ比重の増大を抑制できる。
また、ホッパ２内には粉粒体の蓄積高さを検出するレベルセンサ１３（蓄粉レベル測定手段）が配設されており、これによってホッパ２内への粉粒体の充填量Ｑを粉粒体の蓄粉高さとして検出する。ホッパ２内の粉粒体充填量（蓄粉レベル）によって充填抵抗力（充填圧力）が異なるため、レベルセンサ誤動作による供給不足を検出でき、また逆にレベルセンサによってホッパ２内の粉粒体蓄粉レベルＱを充填圧力適性範囲内に保つことができる。また充填量Ｑのデータをフィードバック制御することで、ホッパ２内の粉粒体蓄積が適性範囲内に維持されるようにホッパ２への粉粒体供給量を調整するようにしてもよい。
そして、ノズル部３の先端開口にはオーガースクリュー４の停止時に粉粒体をブリッジさせて停止させるドリップリング１４がブリッジング部材として装着されている。オーガースクリュー４の回転時にはノズル部３内の粉粒体はドリップリング１４による粉粒体ブリッジング圧力に抗してドリップリング１４の間隙から落下して図示しない袋等の容器内に充填されることになる。尚、ブリッジング部材としてドリップリング１４に代えて菊座１５を取り付けても良い。ドリップリング１４や菊座１５は粉粒体が通過する間隙やリブの断面積等が相違する複数種類用意されており、オーガースクリュー４の回転によって粉粒体にかかる圧力や粉粒体の種類等に応じて粉粒体の性状変化を生じさせない任意の形状のものを選択してノズル部３に装着する。
【００１０】
ロードセル８は内部にＣＰＵを備えた制御部１６に電気的に接続されている。制御部１６は、粉粒体の充填圧力をスラスト荷重としてロードセル８で検知して異常か否かを判別するための充填圧力判別手段１７と、ホッパ２内に供給された粉粒体の蓄積高さ即ち蓄粉レベルをレベルセンサ１３で検知して異常か否かを判別する蓄粉レベル判別手段１８とが設けられている。これらはロードセル８及びレベルセンサ１３を含んで充填圧力状態監視手段１９を構成する。
充填圧力判別手段１７では、オーガースクリュー４の充填動作回転数Ｎに対するスラスト荷重の変化を充填圧力（充填抵抗）Ｒとして複数種類測定し、パターン化して基準パターンとして予めメモリ内に記憶しておく。
複数種類の基準パターンは例えば次のように設定される。充填抵抗の小さい適性範囲（正常範囲）内の充填圧力をＲａ、この場合の充填動作回転数をＮａとする。充填圧力Ｒａより大きく中程度、即ち目詰まりを生じる程ではないが粉粒体の塊化や破砕を生じる程度の充填圧力をＲｘ、この場合の充填動作回転数をＮｘとする。中程度の充填圧力Ｒｘより大きく大程度、即ち目詰まりの前兆段階程度の充填圧力をＲｙ、この場合の充填動作回転数をＮｙとする。
尚、充填圧力Ｒａ、Ｒｘ，Ｒｙと充填動作回転数Ｎａ、Ｎｘ、Ｎｙはそれぞれある数値範囲を示すものとし、それぞれ上限値及び下限値が設定され、Ｒａ＜Ｒｘ＜Ｒｙの関係にあるものとする。Ｒｘ、Ｒｙは適性範囲を越える過大な充填圧力を示している。
そして、充填動作回転数Ｎと充填圧力Ｒの関係を示す基準パターンは図２、３、４に示されている。図２（ａ）は適性範囲の充填動作回転数Ｎａ、充填圧力Ｒａの基準パターン、同図（ｂ）は充填圧力パターンの形状と数値例を示す図である。図３（ａ）は充填動作回転数Ｎｘ、粉粒体が塊化または破砕する程度の過大な充填圧力Ｒｘの基準パターン、同図（ｂ）は充填圧力パターンの形状と数値例を示す図である。図３（ａ）は充填動作回転数Ｎｙ、ノズル部３内で粉粒体が詰まる前兆段階の充填圧力Ｒｙの基準パターン、同図（ｂ）は充填圧力パターンの形状と数値例を示す図である。尚、各図で横軸は時間である。
【００１１】
そしてこれらメモリされた各基準パターンに対してロードセル８で検出した充填圧力Ｒ１及びオーガ軸モータＭ１の充填動作回転数Ｎ１のパターンを、充填圧力判別手段１７内の比較判別手段で判別して、充填圧力Ｒ１の異常の有無を検知する。測定値が、これら図２（ｂ）、（ｃ）で示す充填圧力Ｒｘ、Ｒｙのパターンと同一または近似したパターンである場合には、異常信号を発信すると共に異常対策処理として例えば装置の停止を行うことになる。
次に、蓄粉レベル検知手段１８は、予め適性範囲の蓄粉レベル値Ｑａの上限値と下限値を予め設定してメモリ内に記憶しておき、このメモリ値Ｑａとレベルセンサ１３で検出した蓄粉レベル値Ｑ１とを比較判別手段で判別して、蓄粉レベルの異常の有無を検知する。
【００１２】
本実施の形態による粉粒体充填装置１は上述の構成を有しており、次にその作用について図５に示すフローチャートに沿って説明する。
図１に示す粉粒体充填装置１において、前工程からホッパ２内に粉粒体が連続して供給され、オーガースクリュー４はノズル部３内で所定高さ位置に静止状態で保持され、ノズル部３の先端に取り付けたドリップリング１４で粉粒体がブリッジングされて停止している。この状態で、蓄粉レベル値の適正範囲Ｑａ、充填圧力Ｒａ及び充填動作回転数Ｎａの基準パターン、中程度の過大な充填圧力Ｒｘ及び充填動作回転数Ｎｘの基準パターン、大程度の過大な充填圧力Ｒｙ及び充填動作回転数Ｎｙの基準パターン等を初期設定する（ステップ１０１）。
次に、オーガ軸モータＭ１を作動させて、スプライン軸６をオーガースクリュー４と一体に中心軸Ｏ周りに所定数回転する。またレベルセンサ１３でホッパ２内に供給されている粉粒体の高さを蓄粉レベル値Ｑ１として測定し、これを蓄粉レベル検知手段１８によって適性範囲内か否かを判断する（ステップ１０２）。蓄粉レベル値Ｑ１が適性範囲の蓄粉レベル値Ｑａ内にあれば適性状態と判断し、次のステップ１０３で粉粒体の充填圧力の適否判断を行う（ステップ１０３）。図６（ａ）、（ｂ）は蓄粉レベル値の適性レベル値Ｑａ（例えば高さ３３０ｍｍ）、適性レベル値より低いレベル値Ｑａ′（例えば高さ２３０ｍｍ）、更に低いレベル値Ｑａ′′（例えば高さ１２０ｍｍ）を粉粒体の充填圧力（ｋｇ）に換算して表示したグラフである。
【００１３】
ここで、蓄粉レベル値Ｑ１が適性レベル値Ｑａの範囲を外れている場合、例えば蓄粉レベル値Ｑ１が適性レベル値Ｑａより高い場合には、前工程からの粉粒体の供給を停止して測定した蓄粉レベル値Ｑ１が適性レベル値Ｑａのレベルまで低下するのを待つ。また、図６に示すように蓄粉レベル値Ｑ１が適性レベル値Ｑａより低い場合、例えばＱ１＝Ｑａ′またはＱａ′′（Ｑａ＞Ｑａ′＞Ｑａ′′）、或いはＱ１がＱａ′からＱａ′′へ向けて漸次減少した場合には、粉粒体充填量が減少してオーガースクリュー４が空回り状態に近づいてゆく。そのため、蓄粉レベル異常信号出力を発信し（１０４）、異常対策処理として例えば粉粒体充填装置１を緊急停止する（１０５）。このような場合には、ホッパ２内に粉粒体を供給する前工程において、粉粒体のホッパ２内での供給量の不足が発生している。そのため、このような不具合を是正して、再度、初期設定を行い（ステップ１０１）再起動する。
尚、ホッパ２内の蓄粉レベルによって初期充填圧力が変化することになるため、蓄粉レベルの適性レベル値Ｑａの選択によって粉粒体の初期充填圧力を設定することができる。
【００１４】
検出した蓄粉レベル値Ｑ１が適性レベルＱａの範囲内であり、適否判断処理で異常がない場合には、ホッパ２内の粉粒体充填圧力が適性であると判断する。そして、オーガ軸モータＭ１の回転に基づくオーガースクリュー４の回転によって粉粒体が計量されつつ押し出され、ノズル部３のドリップリング１４にブリッジされた粉粒体の圧力に抗して粉粒体がノズル部３の先端開口から押し出される。このとき、回転するオーガースクリュー４に対してノズル部３との間やドリップリング１４にブリッジされた粉粒体との間等で、充填抵抗がスラスト荷重即ち充填圧力Ｒ１（及び充填動作回転数Ｎ１）として発生し、この充填圧力Ｒ１がスプライン軸６を上方即ちオーガースクリュー４をドリップリング１４から離間する方向に微小移動させる応力となる。これをロードセル８で検出して制御部１６で充填圧力Ｒ１が適性範囲か否かをパターンで判別する。
充填圧力Ｒ１が図２に示す充填圧力Ｒａの基準パターンの範囲内の場合には、正常な状態と判断し、オーガースクリュー４による充填制御を継続して行う（ステップ１０６）。また、充填圧力Ｒ１が図３または図４に示すように適性な範囲より大きい充填圧力ＲｘまたはＲｙの基準パターンに近似する場合には、充填圧力異常信号出力を発信し（１０７）、異常対策処理として粉粒体充填装置１を緊急停止する（１０８）。
このような場合には、ノズル部３等内において、粉粒体をオーガースクリュー４やドリップリング１４等で塊化したり破砕するような充填圧力が印加されているか、或いはそれより大きい、粉粒体がホッパ２内やノズル部３内で詰まる前兆状態が起きている。そのため、過大な充填圧力Ｒ１の原因となる詰まり等を解消した上で改めて（初期設定して）再起動させる。
充填圧力Ｒ１が適性範囲内である場合には、オーガースクリュー４を所定回数回転させることで容器内に粉粒体を計量して充填する。この作業を必要な容器の数だけ繰り返して運転を完了させ、停止させる（ステップ１０９，１１０）。
【００１５】
尚、充填圧力判別手段で、測定した充填圧力Ｒ１を基準パターンと比較判別する場合、図２、図３、図４で示す各基準パターンの全体に亘って比較判別する例について説明したが、必ずしもパターン全体を比較判別する必要はなく初期段階でパターンが一致または近似したことを判別できた段階で正常または異常と判断してもよい。この場合、特に過大な充填圧力が発生した時に、その初期に装置の緊急停止を行うことで、粉粒体の塊化や破砕、引いては詰まりを未然に防止できる。例えば、図４では、充填圧力Ｒｙのパターンの比較的低い初期段階の充填圧力Ｒｙ−ａが前回充填時の残留圧力を示しており、これを検出した時点で異常と判別して、異常信号出力と緊急停止を行うことができる。
或いは基準となる充填圧力範囲Ｒａ，Ｒｘ，Ｒｙに検出値（測定値）Ｒ１が含まれるか否かで判別してもよい。
またホッパ２内への粉粒体の供給量制御を、レベルセンサ１３による蓄粉レベル値Ｑ１を予め設定した適性範囲の蓄粉レベル値Ｑａと比較することでフィードバック制御すると、レベルセンサ１３に粉粒体が付着した場合に誤検知するおそれがある。そのため、ロードセル８で検出した充填圧力Ｒ１が適性な充填圧力Ｒａの範囲内か否かによってホッパ２内への供給量をフィードバック制御するようにしてもよい。
【００１６】
上述のように本実施の形態によれば、充填圧力状態監視手段１９によってオーガースクリュー４による充填圧力を直接検知することで、充填圧力過多による粉粒体の塊化や破砕等の粉品質低下を未然に防止できる。しかも過大な充填圧力による粉粒体の詰まりを前兆段階で検知でき、ノズル部３内での詰まりや詰まりに起因する粉粒体充填装置１の破損等を未然に防止できる。しかもホッパ２内の蓄粉レベルを一定に維持できるので容器への充填重量が安定する。また充填圧力状態監視手段１９は粉粒体の種類別に基準となる適性範囲の充填圧力Ｒａの基準パターン及び過大な充填圧力Ｒｘ，Ｒｙの基準パターンを設定できるので、粉粒体の種類によらず充填作業による粉粒体の品質低下を来さない、という効果を奏する。
特に本実施の形態によれば、モータの駆動トルクの変化ではなく、オーガースクリュー４のスラスト荷重を充填圧力として測定することで、粉粒体の性状変化等の悪影響を迅速に検出できる。
【００１７】
尚、上述の実施の形態では、充填圧力の応力によるオーガースクリュー４及びスプライン軸６の上昇移動を検知するロードセル８は、スプライン軸６に連結板７を介して装着し、引っ張り荷重として充填圧力Ｒ１（スラスト荷重）を検出するようにしたが、これに代えて図１に一点鎖線で示すようにスプライン軸６の長手方向上端にロードセル８′を設け、圧縮荷重として充填圧力Ｒ１（スラスト荷重）を検出するようにしてもよい。また充填圧力を検知する測定手段としてロードセルに限定されることなく、適宜の測定手段を採用してよい。
【００１８】
次に本発明の第二の実施の形態による粉粒体充填装置２０について図７により説明するが、上述の第一の実施の形態と同一または同様な部材、部分については同一の符号を用いて説明を省略する。
本実施の形態による粉粒体充填装置２０は、第一の実施の形態による粉粒体充填装置１と概略同等の構成を有している。相違点は、本実施の形態による粉粒体充填装置２０では、スプライン軸６及びオーガースクリュー４を上下動させるシリンダとして例えばエアシリンダ２２が設けられていると共に、ドリップリング１４や菊座１５に代えてシャッタ部２４を有している点である。
図６において、オーガースクリュー４の上部に連結されたスプライン軸６には、連結板７を介してエアシリンダ２２が取り付けられており、エアシリンダ２２によって連結板７を介してスプライン軸６及びオーガースクリュー４を上下動させる。そしてエアシリンダ２２にはロードセル８が連結されている。
また、ノズル部３の先端領域の外周面には略円筒状のスリーブ２４が螺合等の手段で装着されており、その下端部はノズル部３よりも先端側に突き出すと共にノズル部３の中心軸側に若干縮径した鍔部で開口２４ａが形成されている。オーガースクリュー４の先端にはシャッタ部２５が開口２４ａから下方外側に突出してオーガースクリュー４に対して回転自在に取り付けられている。
シャッタ部２５は開口２４ａに対向する面が例えばノズル部３及び開口２４ａと同軸をなす略円錐周面形状のテーパ面２５ａを形成しており、このテーパ面２５ａは例えばバフ研磨等で鏡面仕上げされており、その最大外径は開口２４ａの内径よりも大きく設定されている。そして、シャッタ部２５はエアシリンダ２２による所定ストロークの下方作動で開口２４ａから距離Ｓだけ離間して開弁状態となり、また開弁状態からエアシリンダ２２による所定ストロークの上方作動でテーパ面２５ａが開口２４ａに当接して閉弁状態になる。
【００１９】
そして、エアシリンダ２２によってオーガースクリュー４が下方移動しつつ回転して粉粒体を計量しつつ開口２４ａとシャッタ部２５の間隙から図示しない容器に充填吐出する場合、エアシリンダ２２によるスラスト荷重（図中、距離Ｓで表示）と充填圧力Ｒ１によるスラスト荷重（図中、距離αで表示）とが複合した荷重として発生し、これをロードセル８で測定する。この場合には、複合したスラスト荷重による充填圧力Ｒａ，Ｒｘ，Ｒｙの基準パターンを予め測定してメモリしておけば、上述の第一の実施の形態に示すものと同様に監視できる。
或いは、エアシリンダ２２によるスラスト荷重のみを制御部１６のメモリ内に予め入力しておき、これとの差分を演算することによって充填圧力Ｒ１のみを検出して各基準パターンと比較判別するようにしてもよい。
【００２０】
尚、上述の第二の実施の形態では、エアシリンダ２２によってオーガースクリュー４を下方移動させつつ回転させることで粉粒体を計量しつつ充填吐出するようにしたが、これに代えてオーガースクリュー４を距離Ｓだけ下方移動させて開弁した後にオーガースクリュー４を上下動させることなく回転させて粉粒体を充填吐出するようにしてもよい。この場合にはエアシリンダ２２によるオーガースクリュー２２の開弁のための下方移動と、開弁状態での回転による粉粒体の計量充填吐出とを別作動とすることができるために、両者のスラスト荷重が分離して充填圧力Ｒ１の検知が容易になる。これを図２〜４に示す基準パターンと比較判別できる。
また、測定手段としてエアシリンダ２２に代えて、図７において一点鎖線で示すように、スプライン軸６の上部にサーボモータＭ３を設けてもよく、このサーボモータＭ３の正逆駆動によってスプライン軸６及びオーガースクリュー４を上下動させるようにしてもよい。この場合も、ロードセル８は連結板７に取り付けておき、連結板７の上方移動によって充填圧力Ｒを検出するようにする。
【００２１】
【発明の効果】
上述したように本発明による粉粒体充填装置は、オーガースクリューの回転時にかかるスラスト荷重を充填圧力として検出する充填圧力測定手段と、この充填圧力測定手段で得た検出値または検出パターンを予め定めた基準値または基準パターンと比較して充填圧力の異常を判別する充填圧力判別手段とを備えているから、充填圧力の正常と異常を精度良く判別できるだけでなく、粉粒体の詰まりを生じない程度の粉粒体の塊化や性状変化を起こすような過大な充填圧力を検出できると共に、粉粒体の詰まりを起こすような過大な充填圧力も前兆段階で検出して、粉粒体や装置の不具合の発生を確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態による粉粒体充填装置の概略構成図である。
【図２】充填動作回転数に対する充填圧力のパターンを示す図であり、（ａ）は適性範囲の充填圧力と充填動作回転数のパターン、（ｂ）は（ａ）における充填圧力パターンを抜き出した図である。
【図３】充填動作回転数に対する充填圧力のパターンを示す図であり、（ａ）は粉体を塊化または破砕するおそれのある充填圧力と充填動作回転数のパターン、（ｂ）は（ａ）における充填圧力パターンを抜き出した図である。
【図４】充填動作回転数に対する充填圧力のパターンを示す図であり、（ａ）は詰まり前兆状態の充填圧力と充填動作回転数のパターン、（ｂ）は（ａ）における充填圧力パターンを抜き出した図である。
【図５】粉粒体充填圧力状態監視手段による蓄粉レベルと充填圧力の異常を検知するフローチャートを示す図である。
【図６】ホッパ内の粉粒体高さで設定した蓄粉レベルを粉粒体の充填圧力として示す図であり、（ａ）は充填圧力パターンの測定データを示す図、（ｂ）は（ａ）における充填圧力パターンを抜き出した図である。
【図７】本発明の第二の実施の形態による粉粒体充填装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１  粉粒体充填装置
２  ホッパ
３  ノズル部（筒状部）
４  オーガースクリュー
６  スプライン軸
８  ロードセル（充填圧力測定手段）
１３  レベルセンサ（蓄粉レベル測定手段）
１６  制御部
１７  充填圧力判別手段
１８  蓄粉レベル判別手段
１９  粉粒体充填圧力状態監視手段
２２  エアシリンダ（駆動源）
Ｍ３  サーボモータ（駆動源）
【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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