(57)【要約】【課題】  粉粒体の充填から、残留空気の吸引除去、粉粒体充填袋の閉止までを一つの流れで、自動で行う粉粒体充填袋の充填口締付装置を提供する。【解決手段】  上記目的を達成するための粉粒体充填袋の充填口締付装置は、供給手段１４と吸引手段１８とを備えた粉粒体充填ノズル１０を有する粉粒体充填装置に併設されて、前記粉粒体充填ノズル１０に取付けられて粉粒体を充填されるフレコン６０の粉粒体充填口６２下部を締付ける。前記締付装置の構成は、前記充填口６２下部を挟持するクランプ手段３２と、前記クランプ手段３２を粉粒体充填口下部の挟持位置と待機位置との間において移動可能に支持するスライド機構とを備えて成ることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉粒体充填袋に粉粒体を充填する粉粒体充填設備であって、粉粒体充填後の粉粒体充填袋から残留空気を吸引除去する吸引手段を備えた粉粒体充填ノズルと、残留空気を吸引除去された後の粉粒体充填袋の充填口下部を気密に挟持するクランプ手段と、粉粒体の充填、残留空気の吸引、挟持のタイミングを制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする粉粒体充填設備。
【請求項２】
粉粒体充填袋に粉粒体充填ノズルを介して粉粒体を充填する粉粒体充填設備に併設される粉粒体充填袋の充填口締付装置であって、前記粉粒体充填設備によって粉粒体の充填と残留空気の除去とが成された粉粒体充填袋の、粉粒体充填口下部における前記粉粒体充填ノズルの先端と充填された粉粒体との間の空間を気密に挟持するクランプ手段と、前記クランプ手段を粉粒体充填口下部の挟持位置と待機位置との間において移動可能に支持する往復機構と、前記クランプ手段の作動タイミングを制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする粉粒体充填袋の充填口締付装置。
【請求項３】
前記クランプ手段は、駆動源としてのシリンダ機構と、充填口を平行に挟持するためのリンク機構を備えたアームと、を備えることを特徴とする請求項２に記載の粉粒体充填袋の充填口締付装置。
【請求項４】
前記アームの先端には、挟持方向への転がりを可能としたローラが備えられることを特徴とする請求項３に記載の粉粒体充填袋の充填口締付装置。
【請求項５】
前記クランプ手段には、前記粉粒体充填袋の上下動に追従することを可能とする昇降機構が備えられることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１に記載の粉粒体充填袋の充填口締付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉粒体充填設備及び粉粒体充填袋の充填口締付装置に係り、プラスチック素材産業等において粉粒体充填袋に製品（粉状や粒状のもの）を充填する際に利用される粉粒体充填設備及び粉粒体充填袋の充填口締付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック素材産業等で使用される粉粒体充填袋（例えばフレキシブルコンテナ）への粉粒体の充填作業は、従来以下の工程を経ることによって成されていた。
【０００３】
（１）フレキシブルコンテナ（以下単に「フレコン」と言う）の充填口を粉粒体充填ノズルに取付け、ブロアによってフレコン内に空気を送り、フレコンを膨張させる。（２）一定量の粉粒体をフレコン内へ充填する。（３）充填口から粉粒体充填ノズルを引き抜き、充填口を仮締めする。（４）フレコンの充填口からフレコン内の残留空気を吸引除去する。（５）フレコンの充填口を閉止してフレコン内への空気の侵入を防止する。
【０００４】
上記工程では、充填口の仮締めは作業員による手作業で成されると共に、残留空気の吸引除去は、粉粒体の充填と別途の作業で行われていた。また、粉粒体を充填されたフレコンは重く、作業員は危険を伴うとともに多くの労力を費やさなければならなかった。
【０００５】
このような現状を鑑み、フレコンの充填口を自動で締付けることが、特許文献１、特許文献２に記載されている。
特許文献１、２には、粉粒体充填ノズルと空気の充填を行うノズルとを備えた二重管構造のノズルにフレコンを取付け、粉粒体充填後にフレコンを乗せた台座を回転させることで充填口下部を絞り、当該絞り部分をインシュロック（結束バンド）締付装置で締付け、締付け後にフレコンを取り外すというものである。なお、前記空気の充填を行うノズルは、粉粒体充填時には、内部空気を排出する経路にもなる。
【特許文献１】特開平７−２１５３１３号公報
【特許文献２】特開平７−２１５３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１、２に記載される発明では、通常のフレコンであれば充填口の締付けを自動で行うことができ労力を軽減することが可能である。しかし、依然としてフレコン内の残留空気の吸引除去は、粉粒体の充填作業と別途に行わなければならない。また、パースチャック式のフレコンでは、フレコンの充填口そのものが密閉作用を有しているので、パースチャックを閉めた後はインシュロックが必要なくなることから資源の無駄にもつながるし、インシュロックの取り外しを行うのは二度手間となってしまう。
【０００７】
本発明では、粉粒体の充填から、残留空気の吸引除去、粉粒体充填袋の閉止までを一つの流れで自動に行うことが可能な粉粒体充填設備及び粉粒体充填袋の充填口締付装置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】
【０００８】
上記目的を達成するための粉粒体充填設備は、粉粒体充填袋に粉粒体を充填する粉粒体充填設備であって、粉粒体充填後の粉粒体充填袋から残留空気を吸引除去する吸引手段を備えた粉粒体充填ノズルと、残留空気を吸引除去された後の粉粒体充填袋の充填口下部を気密に挟持するクランプ手段と、粉粒体の充填、残留空気の吸引、挟持のタイミングを制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする。前記粉粒体充填設備において、クランプ手段は、未使用時には、クランプ位置から退避させるようにすると良い。
【０００９】
また、上記目的を達成するための粉粒体充填袋の充填口締付装置は、粉粒体充填袋に粉粒体充填ノズルを介して粉粒体を充填する粉粒体充填設備に併設される粉粒体充填袋の充填口締付装置であって、前記粉粒体充填設備によって粉粒体の充填と残留空気の除去とが成された粉粒体充填袋の、粉粒体充填口下部における前記粉粒体充填ノズルの先端と充填された粉粒体との間の空間を気密に挟持するクランプ手段と、前記クランプ手段を粉粒体充填口下部の挟持位置と待機位置との間において移動可能に支持する往復機構と、前記クランプ手段の作動タイミングを制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とする。前記往復機構は、レールとローラから構成されるスライド機構であると良い。
【００１０】
また、前記クランプ手段は、駆動源としてのシリンダ機構と、充填口を平行に挟持するためのリンク機構を備えたアームと、を備えるようにすると良い。シリンダ機構は、クランプにかかる力によって、液圧（油圧）式、空圧式いずれを選択しても良い。上記リンク機構は、特に、平行四辺形の枠組みから成る平行リンク機構とすると良い。
【００１１】
また、前記アームの先端には、挟持方向への転がりを可能としたローラが備えられるようにすると良い。前記ローラは、複数に分割されたものでも、双方のアームに一つずつでも良い。また、ローラには、ゴムや、シリコン樹脂等の弾性体を被覆するようにしても良い。これにより、挟持時の圧力をローラ面で調整することができ、ローラやその他の機器を傷めることを防止することができる。さらに挟持面の圧力を均一にすることが可能となる。
【００１２】
さらに、前記クランプ手段には、前記粉粒体充填袋の上下動に追従することを可能とする昇降機構が備えられるようにすると良い。昇降機構はリンク機構による一点支持のシーソー型ものが良く、クランプ手段の反対側には、カウンターウエイトを備えるようにすると良い。これにより、粉粒体充填袋の上下動に伴って追従する場合でも、機器の重量にとらわれることのないスムーズな追従動作を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
粉粒体充填設備において、粉粒体充填袋に粉粒体を充填する粉粒体充填設備であって、粉粒体充填後の粉粒体充填袋から残留空気を吸引除去する吸引手段を備えた粉粒体充填ノズルと、残留空気を吸引除去された後の粉粒体充填袋の充填口下部を気密に挟持するクランプ手段と、粉粒体の充填、残留空気の吸引、挟持のタイミングを制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とすることにより、粉粒体充填ノズルに備えられた吸引手段によって粉粒体充填後の粉粒体充填袋内に残る残留空気を除去することができる。さらに充填口下部を気密に挟持可能なクランプ手段を備えることにより、残留空気を除去した後に粉粒体充填袋を粉粒体充填ノズルから外す際にも空気が再び粉粒体充填袋内に入ってしまうことを防止することができる。さらにまた、パースチャック式フレキシブルコンテナのように密閉機構を備える粉粒体充填袋であれば、密閉後に不要となる締付け具等を用いることが無いため、無駄なコストを低減することが可能となる。また、各部の作動タイミングを制御する制御手段を備えたことにより、粉粒体を粉粒体充填袋に充填する作業の一連の流れを自動で行うことが可能となるため、手作業で充填口の締付けや残留空気の除去を行うものと比べると、格段に労力を低減することができると共に、安全性も向上する。
【００１４】
さらに、粉粒体充填袋の充填口締付装置において、粉粒体充填袋に粉粒体充填ノズルを介して粉粒体を充填する粉粒体充填設備に併設される粉粒体充填袋の充填口締付装置であって、前記粉粒体充填設備によって粉粒体の充填と残留空気の除去とが成された粉粒体充填袋の、粉粒体充填口下部における前記粉粒体充填ノズルの先端と充填された粉粒体との間の空間を気密に挟持するクランプ手段と、前記クランプ手段を粉粒体充填口下部の挟持位置と待機位置との間において移動可能に支持する往復機構と、前記クランプ手段の作動タイミングを制御する制御手段とを備えて成ることを特徴とすることにより、粉粒体充填時には上記粉粒体充填設備と同様な効果を得ることができる。また、クランプ手段を使用しない時には、当該クランプ手段を待機位置へ移動させることができる。このため、粉粒体充填袋を粉粒体充填ノズルに取付ける際に粉粒体充填袋がクランプ手段にぶつかってしまうようなことも無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る粉粒体充填設備及び粉粒体充填袋の充填口締付装置の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は、本発明に係る一部の実施形態であって、本発明は、発明の主要部を変更しない限りにおける様々な形態を包含する。
【００１６】
図１に本発明に係る粉粒体充填設備の実施形態を、図２に本発明に係る粉粒体充填袋の充填口締付装置の実施形態をそれぞれ示す。
本実施形態の粉粒体充填設備の概要は、吸引手段１８と、供給手段１４とを備える粉粒体充填ノズル１０と、当該粉粒体充填ノズル１０に付属させて設置される粉粒体充填袋（ここでは、特にフレキシブルコンテナ「フレコン」とする）６０の粉粒体充填口６２の下部を気密に挟持可能なクランプ手段３２を備えた粉粒体充填袋の充填口締付装置（以下単に「締付装置」と言う）３０とから成る。
【００１７】
前記粉粒体充填ノズル１０は、図示しない内部が、主管としての粉粒体充填管と、副管としての空気流通管とから成る二重管構造となっている。このような構造により、粉粒体充填時にフレコン６０内から巻き上げられる体積置換分の空気を外部へ排出することができるため、効率良く粉粒体をフレコン６０内へ充填することができる。また、粉粒体充填ノズル１０は、蛇腹１１によって伸縮可能となっており、コンベア手段等によって粉粒体充填位置に導入されるフレコン６０の粉粒体充填口６２へノズル部の抜き挿しを可能としている。
【００１８】
前記吸引手段１８は、前記粉粒体充填ノズル１０の図示しない空気流通管に接続される空気流通経路２０を介してフレコン６０内の残留空気の吸引除去を行うものである。残留空気の吸引除去は、真空ポンプ２５等によって成される。本実施形態の場合、レジューサ２１を介して接続されるフレキシブルホース２２によって真空ポンプ２５の配置や、その配管に自由性を持たせ、既設の粉粒体充填装置における狭隘な設置スペースであっても増設を可能としている。また、当該吸引手段１８には、ブロワ時に経路を閉塞するためのバルブ２３と、残留空気の吸引除去を良好に行うための逆止弁２４が備えられている。
【００１９】
また、前記供給手段１４は、空気流通経路２０から分岐された分岐経路２６に接続されたブロワ１６によってフレコン６０内に空気を送りこみ、前記フレコン６０を膨張させるためのものである。本実施形態の供給手段１４には、前記吸引手段１８稼動時に、分岐経路２６の経路を閉塞するためのバルブ２７が備えられている。また、前記分岐経路２６には、ブロワ１６の駆動時に発生する水分を排出ためのドレーン１２が備えられている。
【００２０】
上述した吸引手段１８、供給手段１４では、粉粒体充填時に各経路のバルブを開放しておくことで粉粒体の体積分と置換されることとなるフレコン６０内の空気を外部に排出することができる。
【００２１】
前記締付装置３０は、平行リンク機構３４と、当該平行リンク機構３４を駆動させる駆動源としてのシリンダ機構３６とを備えたクランプ手段３２と、当該クランプ手段３２を支持するフレーム４０とから成る。本実施形態の平行リンク機構３４は、同じ間隔に配置されたリンク支持部を有するプレート３５ａ、３５ｂと、当該プレート３５ａ、３５ｂのリンク支持部を繋ぐ平行配置された同じ長さの一対のジョイント３３とから構成されるものである。前述の平行リンク機構３４は、フレコン６０の粉粒体充填口６２下部を挟持するアームとしての役割を果たすため、フレーム４０の前方にリンク機構を延設する形で設置される。このような構成とすることにより、アーム先端の挟持部は開閉時において常に平行を維持することが可能となる。
【００２２】
上記クランプ手段３２は、フレコン６０の粉粒体充填口６２に挿入される粉粒体充填ノズル１０の先端部と、前記フレコン６０に充填された粉粒体との間の空間（具体的には、フレコン６０の粉粒体充填口６２下部であって、粉粒体充填ノズル１０と干渉しない箇所）を気密に挟持するように設置される。
【００２３】
また、前記クランプ手段３２は、そのアーム前方（先端部分）に、挟持方向への転がりが可能になるように、一対若しくは複数のローラ３８を取付けている。これにより、フレコン６０を挟持した状態で、フレコン６０が上下に移動したとしても挟持状態（密閉状態）を良好に保つことができる。また、フレコン６０の挟持位置がズレたとしても、フレコン６０を傷めてしまう虞がない。
【００２４】
また、前記ローラ３８には、ゴムや、シリコン樹脂等の弾性体を被覆するようにしても良い。これにより、挟持時の圧力をローラ面で調整することができ、ローラ３８やその他の機器を傷めることを防止することができる。さらに挟持面の圧力を均一にすることが可能となる。
前記フレーム４０は、その後端を支点４２として支持部材４４を介して後述する往復機構と接続されている。
【００２５】
前記往復機構として、本実施形態では、スライド機構を採用した。具体的には、前記クランプ手段３２をフレコン６０の粉粒体充填口６２下部の挟持位置と、未使用時の待機位置との間での往復移動を可能とさせるものであり、前記２点間を繋ぐレール４６と、前記レール４６に沿って転がるローラ４８と、前記ローラ４８が備えられるスライドフレーム５０とが前記フレームの両側面に一対設けられて成る。また、前記一対のスライドフレーム５０は梁５２によって連結されている。これにより、スライド機構の強度が向上する。また、前記フレーム４０には、後端部にカウンターウエイト５４が設けられており、支点４２を中心に、フレーム４０の前方へ延設されたクランプ手段３２とのバランスを保つようにしている。このような構造の粉粒体充填袋の充填口締付装置３０では、支点４２を中心として、前記クランプ手段３２を上下へ回転移動させることができる。よって、前記クランプ手段３２は、フレコン６０の上下移動に追従してクランプを維持することができる。また、上述のごとくクランプ手段３２の反対側にはカウンターウエイト５４が設けられているため、クランプ手段３２の重量分を打ち消すことができ、フレコン６０の上下動への追従動作がスムーズに成される。
【００２６】
上記のような構成の粉粒体充填設備並びに粉粒体充填袋の充填口締付装置には、制御手段７０が接続されており、入力プログラムに従って、若しくはオペレータの指示に従って、後述する粉粒体充填作業の流れに沿って各部を作動させることができる。
【００２７】
本実施形態では、スライドフレーム５０は一対としたが、モノレールタイプのものでも良い。また、前記スライドフレーム５０に設けられるローラ４８はバランス良くスライドが可能であれば、一つずつでも良いし、逆に複数設けても良い。さらに、必ずしもスライドタイプではなく、クランプ手段３２を待機位置とクランプ位置とを往復可能に支持できれば良い。
【００２８】
また、上記実施形態では、クランプ手段３２を粉粒体充填ノズル１０と別体形成した締付装置３０に備えるようにしたが、必ずしも別体にする必要はなく、レール４６を粉粒体充填設備の図示しないフレーム等に設置してクランプ手段３２を含む粉粒体充填設備としても良い。実施形態では、クランプ手段３２の構成を平行リンク機構３４としたが、フレコン６０の粉粒体充填口下部を挟持可能なクランプ手段であれば、これに限定するものではない。
【００２９】
なお、本実施形態で使用するフレコン６０には、パースチャック式のものが好適であるが、他のフレキシブルコンテナや粉粒体充填袋等でも良い。他の粉粒体充填袋を使用する場合には、クランプ手段３２で粉粒体充填口６２の下部をクランプした後に、閉止具（締付具）を用いて粉粒体充填口６２を閉止すれば良い。
【００３０】
上記のような粉粒体充填設備及び粉粒体充填袋の充填口締付装置について、図３に粉粒体充填の流れについてのフローチャートを示し、これを参照して説明する。
図示しないコンベア手段等により、空のフレキシブルコンテナ（フレコン）６０を粉粒体充填装置（充填装置）１０の下部へ導入する（ステップ１００）。フレコン６０を導入後、当該フレコン６０の粉粒体充填口６２のパースチャックを開口し、粉粒体充填口６２に粉粒体充填ノズル１０を挿入する（ステップ１１０）。供給手段１８のブロワ１６を駆動させ、粉粒体を充填し易くなるようにフレコン６０内へ空気を送りこみ、フレコン６０を膨張させる（ステップ１２０）。ブロワ１６を停止させ、計量した粉粒体をフレコン６０に充填する。この時、フレコン６０を膨張させるために送り込まれた空気は、粉粒体充填ノズル１０によって充填される粉粒体と置換されるため、粉粒体充填ノズル１０内の図示しない空気流通管を介してバルブ２３を開放している吸引手段１８若しくは供給手段１４から外部へ排気される（ステップ１３０）。粉粒体充填後、吸引手段１８の真空ポンプ２５を駆動させ、フレコン６０内部の残留空気を吸引除去する（ステップ１４０）。フレコン６０内の残留空気を十分に吸引除去することができたら、フレコン６０の粉粒体充填口下部であって、粉粒体充填ノズル１０の先端部に干渉しない箇所をクランプ手段３２によって気密に挟み込んでクランプする（ステップ１５０）。クランプ後、フレコン６０の粉粒体充填口６２から粉流体充填ノズル１０を引き抜く（ステップ１６０）。その後、真空ポンプを停止させ、空気の吸引を止める。フレコン６０のパースチャックを閉止し、フレコン６０内に空気が侵入しないようにする（ステップ１７０）。パースチャックを閉止した後にクランプを開放し、図示しないコンベア手段等によってフレコン６０を排出し、新たなフレコン６０を導入する（ステップ１８０）。粉粒体充填設備から排出されたフレコン６０は、積層されて保管される（ステップ１９０）。
【００３１】
上述した粉粒体の充填作業では、粉粒体充填ノズル１０を引き抜いた後に空気の吸引を止めているが、粉粒体充填口６２の下部をクランプした後であって、粉粒体充填ノズル１０を引き抜く前に、空気の吸引を止めるようにしても良い。
【００３２】
上記実施形態においてクランプ手段３２は、平行リンク機構３４その他のリンク機構を使用することのみを記載したが、フレコン６０の粉粒体充填口６２下部を挟持可能であれば、図４に示すようなものであっても良い。
【００３３】
図４はクランプ手段の実施形態の一つを示すクランプ手段３２ａである。当該クランプ手段３２ａは、平板から成る一対のアーム２３４の先端部分にローラ２３８を備えている。なお、ローラ２３８の作用効果は、上述の実施形態と同様とする。前記アーム２３４は、その後端に送りネジを備えたスライド手段を備えており、モータ２３６の駆動によって平行移動させることができる。
クランプ手段３２ａをこのような構成とすることにより、クランプ間隔に微調整が必要な場合にも対応が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の粉粒体充填設備に係る実施形態の構成を示す図である。
【図２】本発明の粉粒体充填袋の充填口締装置にかかる実施形態の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における粉粒体充填作業の流れを示すフローチャートである。
【図４】クランプ手段の応用例の一つを示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０………粉粒体充填ノズル、１１………蛇腹、１２………ドレーン、１４………供給手段、１６………ブロワ、１８………吸引手段、２５………真空ポンプ、３０………粉粒体充填袋の充填口締付装置（締付装置）、３２………クランプ手段、３４………平行リンク機構、３６………シリンダ機構、３８………ローラ、４０………フレーム、４８………ローラ、５０………スライドフレーム、５４………カウンターウエイト、６０………フレキシブルコンテナ（フレコン）６２………粉粒体充填口、７０………制御手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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