(57)【要約】【課題】湿り気のある粉粒体Ａのオーガスクリュー４０への付着を抑制して、安定した定量搬送の実現とメンテナンス性の向上を図る。【解決手段】オーガスクリュー４０の軸部４１及び翼部４２の表面を、低摩擦樹脂加工する。さらに、翼部４２の粉粒体Ａ搬送面４２ａを、当該翼部４２の頂点をとおり軸部４１の中心線Ｏと垂直に交わる角度基準線Ｘに対し、搬送対象となる特定の粉粒体Ａが滑り出す傾斜角に近似した角度θ（ただし、当該傾斜角未満の角度）に設定した。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に延びる軸部と、この軸部の周面に形成された螺旋状の翼部とを有し、鉛直配置された縦形粉粒体充填装置の供給筒内に同軸状に配設され、当該供給筒内に上方から供給されてきた粉粒体を、前記軸部の回転に伴い前記翼部の搬送面に沿って下方に搬送していくオーガスクリューにおいて、
前記軸部及び翼部の表面を、低摩擦樹脂加工するとともに、
前記翼部の粉粒体搬送面を、当該翼部の頂点をとおり前記軸部の中心線と垂直に交わる角度基準線に対し、搬送対象となる特定の粉粒体が滑り出す傾斜角に近似した角度（ただし、当該傾斜角未満の角度）に設定したことを特徴とするオーガスクリュー。
【請求項２】
湿り気のある粉粒体を搬送対象とする請求項１のオーガスクリュー。
【請求項３】
前記軸部及び翼部の表面を、フッ素樹脂加工した請求項１又は２のオーガスクリュー。
【請求項４】
表面が前記翼部と同様にフッ素樹脂加工された平板に対し、４０乃至４４度の滑り出し傾斜角度を有する粉粒体を搬送対象として、
前記翼部の粉粒体搬送面を、当該翼部の頂点をとおり前記軸部の中心線と垂直に交わる角度基準線に対し、３０乃至４０度の角度に設定した請求項３のオーガスクリュー
【請求項５】
前記軸部及び翼部の表面を、フッ素含浸処理した請求項１又は２のオーガスクリュー。
【請求項６】
表面が前記翼部と同様にフッ素含浸処理された平板に対し、３５乃至４５度の滑り出し傾斜角度を有する粉粒体を搬送対象として、
前記翼部の粉粒体搬送面を、当該翼部の頂点をとおり前記軸部の中心線と垂直に交わる角度基準線に対し、２５乃至３５度の角度に設定した請求項５のオーガスクリュー。
【請求項７】
前記軸部と前記翼部の粉粒体搬送面とが交わる隅部を、当該粉粒体搬送面の中央部分からはじまる円弧状の湾曲面で形成した請求項１乃至６のオーガスクリュー。
【請求項８】
粉粒体を貯留するホッパと、上端が前記ホッパに連通する供給筒と、この供給筒内で回転駆動されるオーガスクリューと、前記ホッパ内で回転駆動されて粉粒体を前記供給筒へと導くアジテータとを備え、前記ホッパから前記供給筒に供給されてきた粉粒体を前記オーガスクリューの回転によって搬送し、前記供給筒の下端開口部から排出する構成の縦形粉粒体充填装置において、
前記オーガスクリューを、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のオーガスクリューとしたことを特徴とする縦形粉粒体充填装置。
【請求項９】
請求項８に記載した縦形粉粒体充填装置の操作方法であって、
粉粒体に自重以外の圧縮力を加えることなく、前記ホッパ内の粉粒体を供給筒へ供給するように、前記アジテータの回転速度を設定することを特徴とする操作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油脂分等を含む湿り気のある粉粒体の搬送に好適なオーガスクリュー、同オーガスクリューを用いた縦形粉粒体充填装置、及び同装置の操作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉粒体を包装容器に定量充填する装置として、縦形粉粒体充填装置が知られている。縦粉粒体充填装置は、逆円錐形状のホッパに粉粒体を貯留しておき、ホッパの下端に連結した供給筒内へ粉粒体を供給するとともに、供給筒内に配設したオーガスクリューの回転をもって粉粒体を供給筒内で搬送し、そして供給筒の下端開口部から排出する構成を備えた装置である。
【０００３】
従来、縦粉粒体充填装置によって定量充填される粉粒体は乾燥したものが一般的であり、このため従来の縦粉粒体充填装置にあっては、乾燥粉粒体の自重による供給筒からの自然落下（粉だれ）をいかに抑制するかに開発の充填がおかれていた。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３４０３１７号公報
【特許文献２】
特開平９−２４２６７号公報
【特許文献３】
特開２０００−１２０９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、縦形粉粒体充填装置も多用途化してきており、特に、油脂分や水分を含んだ湿り気のある粉粒体（例えば、スープの素）を包装容器へ定量充填したいという要望が増えてきている。
この種の湿り気のある粉粒体の場合、オーガスクリューの表面に付着しやすく、そのため従来のオーガスクリューでは、稼働時間の経過とともにその付着量が増加していき、供給筒内に粉粒体が詰まり、その結果、一定量を安定して搬送乃至排出することができなくなる不具合が頻発していた。
【０００６】
オーガスクリューに関する従来技術としては、上記の特許文献１乃至３に開示されたものがある。しかし、これら各特許文献に開示されたオーガスクリューは、湿り気のある粉粒体の搬送を想定してなく、よって上述した課題を解決できるものではなかった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、その目的は、湿り気のある粉粒体のオーガスクリューへの付着を抑制して、安定した定量搬送の実現とメンテナンス性の向上を図ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、直線状に延びる軸部と、この軸部の周面に形成された螺旋状の翼部とを有し、鉛直配置された縦形粉粒体充填装置の供給筒内に同軸状に配設され、当該供給筒内に上方から供給されてきた粉粒体を、軸部の回転に伴い翼部の搬送面に沿って下方に搬送していくオーガスクリューにおいて、
軸部及び翼部の表面を、低摩擦樹脂加工するとともに、
翼部の粉粒体搬送面を、当該翼部の頂点をとおり軸部の中心線と垂直に交わる角度基準線に対し、搬送対象となる特定の粉粒体が滑り出す傾斜角に近似した角度（ただし、当該傾斜角未満の角度）に設定したことを特徴とする。
【０００９】
オーガスクリューの軸部及び翼部の表面を、低摩擦樹脂加工することによって、湿り気のある粉粒体も滑りやすくなり、その表面への付着が抑制される。さらに、翼部の粉粒体搬送面を上述した角度に設定した傾斜面とすることで、粉粒体が下方に移動しやすくなり、その結果、オーガスクリュー表面への粉粒体の付着がいっそう抑制される。
【００１０】
ここで、軸部及び翼部の表面に施す低摩擦樹脂加工としては、フッ素樹脂加工やフッ素含浸処理が好ましい。
また、本発明者らの実験によれば、表面が翼部と同様にフッ素樹脂加工された平板に対し、４０乃至４４度の滑り出し傾斜角度を有する粉粒体を搬送対象とした場合に、翼部の粉粒体搬送面を、当該翼部の頂点をとおり軸部の中心線と垂直に交わる角度基準線に対し、３０乃至４０度の角度に設定したとき、粉粒体の付着が少なく安定した定量搬送を長時間持続することができる点で、最も好ましい効果が得られた。
さらに、表面が翼部と同様にフッ素含浸処理された平板に対し、３５乃至４５度の滑り出し傾斜角度を有する粉粒体を搬送対象とした場合は、翼部の粉粒体搬送面を、当該翼部の頂点をとおり軸部の中心線と垂直に交わる角度基準線に対し、２５乃至３５度の角度に設定したとき、粉粒体の付着が少なく安定した定量搬送を長時間持続することができる点で、最も好ましい効果が得られた。
【００１１】
加えて、軸部と翼部の粉粒体搬送面とが交わる隅部を、当該粉粒体搬送面の中央部分からはじまる円弧状の湾曲面で形成することにより、当該隅部への粉粒体の滞留が抑制され、粉粒体をいっそう円滑に搬送することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本実施形態に係る縦形粉粒体充填装置の概略構造を示す正面断面図である。まず、同図を参照し縦形粉粒体充填装置の構造を説明する。
縦形粉粒体充填装置は、粉粒体Ａを貯留するホッパ１０、ホッパ１０内で回転駆動されるアジテータ２０、上端がホッパ１０に連通する供給筒３０、及び供給筒３０内で回転駆動されるオーガスクリュー４０を備えている。
【００１３】
ホッパ１０は、逆円錐筒状に形成してある。アジテータ２０は、ホッパ１０の内周面に沿って回転し、ホッパ１０内に貯留してある粉粒体Ａを撹拌しながらホッパ１０の下端中央部に接続された供給筒３０へと導く。供給筒３０は円筒状であり、ほほ鉛直に配置されている。オーガスクリュー４０は、供給筒３０内に同軸状に配設されており、ホッパ１０の上部に配設された駆動モータ５０によって回転駆動される。アジテータ２０は、オーガスクリュー４０の駆動軸外周に設けられたフランジ２１が、アジテータモータ６０によって駆動され、オーガスクリュー４０とは異なった速度で回転駆動される。アジテータ２０の回転方向は、本実施形態ではオーガスクリュー４０と同方向としているが、粉粒体の性状に合わせて逆回転としてもよい。
供給筒３０の下方位置には包装容器（図示せず）が自動配置され、供給筒３０の下端開口部から排出された粉粒体Ａが当該包装容器に定量充填される。
【００１４】
次に、オーガスクリューの構成を更に詳細に説明する。
図２に拡大して示すように、オーガスクリュー４０は、直線状に延びる軸部４１と、この軸部４１の周面に形成された螺旋状の翼部４２とを有しており、供給筒３０とともに鉛直配置されている。
【００１５】
オーガスクリュー４０の回転に伴い、供給筒３０にはホッパ１０から粉粒体Ａが連続的に供給されてくる。したがって、翼部４２のピッチ間に入り込んだ粉粒体Ａは、オーガスクリュー４０の回転に伴い、続いて供給されてくる粉粒体Ａの自重に押されるようにして、下方へ移動していく。ここで、翼部４２の上面が粉粒体Ａの搬送面４２ａとなり、この搬送面４２ａを滑るようにして粉粒体Ａが下方へ移動していく。
【００１６】
このような粉粒体Ａの移動を実現するために、本実施形態のオーガスクリュー４０は、軸部４１及び翼部４２の表面に低摩擦樹脂加工が施してある。これにより、オーガスクリュー４０の表面の摩擦抵抗が小さくなり、粉粒体Ａの引っ掛かりが抑制される。低摩擦樹脂加工を施す部位は、搬送面４２ａだけでも有効であるが、軸部４１及び翼部４２の全体表面に低摩擦樹脂加工を施せば、いっそう確実に粉粒体Ａの引っ掛かりを防止でき、スムーズな滑り移動を実現することができる。低摩擦樹脂加工としては、フッ素樹脂加工やフッ素含浸処理が表面の摩擦抵抗をきわめて小さくすることができ、好適である。
【００１７】
さらに、本実施形態のオーガスクリュー４０は、図３に示すように、翼部４２の搬送面４２ａを、翼部４２の頂点をとおり軸部４１の中心線Ｏと垂直に交わる角度基準線Ｘに対し、搬送対象となる特定の粉粒体Ａが滑り出す傾斜角に近似した角度θだけ傾斜させてある。この傾斜角度θは、当該粉粒体Ａが滑り出す傾斜角度よりも小さな角度である。
翼部４２の粉粒体Ａをこのように傾斜させることで、粉粒体Ａを搬送面４２ａに沿っていっそうスムーズに下方へ滑らせることができる。
【００１８】
本発明者らは、好適な傾斜角度θを求めるために、次のような実験を繰り返した。
すなわち、オーガスクリュー４０の表面に施したものと同じ低摩擦樹脂加工を金属平板の表面に施し、当該金属平板の上面に搬送対象となる粉粒体Ａを適量（実験では１０ｇ）載置する。そして、金属平板を水平位置から徐々に傾斜させていき、上面の粉粒体Ａが自重によって滑り出す角度を測定した。
搬送対象に特定した粉粒体Ａは、油脂成分を含み湿り気のある粉末スープの素である。
【００１９】
この実験を複数回繰り返し、粉粒体Ａの滑り出し角度を記録したところ、フッ素樹脂加工を施した金属平板では、４０乃至４４度の滑り出し角度であり、その平均滑り出し角度は４２度であった。また、フッ素含浸処理を施した金属平板では、３５乃至４５度の滑り出し角度であり、その平均滑り出し角度は３８度であった。
【００２０】
上記の実験結果に基づき、翼部４２の搬送面４２ａの傾斜角度θを調整し、上記特定の粉粒体Ａ（粉末スープの素）をホッパ１０から供給筒３０へ供給して、連続運転を実施したところ、軸部４１及び翼部４２の表面をフッ素樹脂加工したオーガスクリュー４０では、翼部４２の搬送面４２ａの傾斜角度θを３０乃至４０度の角度に設定したとき、粉粒体Ａの付着が少なく安定した定量搬送を長時間持続することができた。なお、傾斜角度が４０度を超えると、オーガスクリュー４０の回転によることなく粉粒体Ａが自然落下する現象が発生し、搬送量が不安定になった。
【００２１】
一方、軸部４１及び翼部４２の表面にフッ素含浸処理をしたオーガスクリュー４０では、翼部４２の搬送面４２ａの傾斜角度θを２５乃至３５度の角度に設定したとき、粉粒体Ａの付着が少なく安定した定量搬送を長時間持続することができた。なお、傾斜角度が３５度を超えると、オーガスクリュー４０の回転によることなく粉粒体Ａが自然落下する現象が発生し、搬送量が不安定になった。
【００２２】
本実施形態のオーガスクリュー４０は、軸部４１と翼部４２の搬送面４２ａとが交わる隅部４３を、搬送面４２ａの中央部分からはじまる円弧状の湾曲面で形成してある。これにより、当該隅部４３への粉粒体Ａの滞留が抑制され、粉粒体Ａをいっそう円滑に搬送することができる。
【００２３】
上述した縦形粉粒体充填装置は、アジテータ２０の回転速度を、次のように調整して運転することが好ましい。すなわち、アジテータ２０を回転駆動すると、ホッパ１０内の粉粒体Ａが供給筒３０の上端開口部へと導かれ、オーガスクリュー４０の翼部４２ピッチ間に供給される。このとき、アジテータ２０の回転速度が速すぎると、オーガスクリュー４０の翼部４２ピッチ間への粉粒体Ａの供給量が多くなり、粉粒体Ａが圧縮された状態で翼部４２ピッチ間へ密に入り込む。その結果、翼部４２の搬送面４２ａに粉粒体Ａが押し付けられ、下方への円滑な滑り移動が妨げられてしまう。
そこで、粉粒体Ａが圧縮されることなくホッパ１０から供給筒３０へ供給されるような低速回転で、オーガスクリュー４０と同方向回転又は逆方向回転をもって、アジテータ２０を運転する。
【００２４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、オーガスクリュー４０は、翼部４２の頂点をとおり軸部４１の中心線と垂直に交わる角度基準線に対し翼部４２の粉粒体Ａ搬送面４２ａがなす傾斜角度θは、搬送対象となる粉粒体Ａに応じて適宜調整されることが好ましい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、湿り気のある粉粒体Ａのオーガスクリューへの付着が抑制され、安定した定量搬送の実現とメンテナンス性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る縦形粉粒体充填装置の概略構造を示す正面断面図である。
【図２】オーガスクリューと供給筒を拡大して示す正面断面図である。
【図３】オーガスクリューの特徴部分を説明するための拡大正面断面図である。
【符号の説明】
Ａ：粉粒体
１０：ホッパ
２０：アジテータ
３０：供給筒
４０：オーガスクリュー
４１：軸部
４２：翼部
４２ａ：搬送面
４３：隅部
５０：駆動モータ
６０：アジテータモータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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