(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の袋体をその上部開口部に装着された充填用筒体にて吊持して粉体充填部へ搬入する袋体搬入手段と、
前記粉体充填部に設けられ該粉体充填部に搬入された前記袋体を下から持ち上げる昇降架台と、
この昇降架台上に載置された袋体の姿勢を規制し粉体充填状態で袋体を直立させるための袋体規制手段と、
この袋体規制手段によって姿勢が規制された状態で袋体内に粉体を充填する粉体充填手段と、
粉体が充填された袋体の吊持を解放する袋体吊持解放手段と、
前記筒体の吊持が解放されて昇降架台上に載置された粉体充填袋体を粉体充填手段より搬出する袋体搬出手段とを備え、
前記袋体の上部開口部に装着された充填用筒体は、上部にフランジが設けられており、このフランジは、袋体の移送方向に直交する方向に設けたヒンジで折り畳み可能に構成されており、
前記袋体搬入手段は、平行に配設された一対の巻掛伝動機構からなり、各巻掛伝動機構は、両端に配設されたスプロケット間に巻掛輪体が巻装されており、この巻掛輪体上にフランジを載置して袋体を吊持し粉体充填部へ搬送すると共に、
前記袋体吊持解放手段は、一対の前記巻掛伝動機構の各先端部に設けられ、かつ袋体の移送方向に沿って間隙を介して並設された一対のはね上げレールで構成され、この一対のはね上げレールは、巻掛伝動機構からフランジを受取り、袋体を粉体充填位置で吊持すると共に、それらの間隙側に回転しはね上げるための回転軸を有しており、はね上げレールをはね上げて、フランジをヒンジを中心として折り畳んで袋体の口部を閉じ、かつ前記昇降架台の下降により、間隙を通ってフランジを下降させ、前記粉体充填手段より搬出するように構成されており、
さらに、前記袋体搬出手段が、搬出方向に沿って並設された少なくとも２つのベルトコンベアからなり、該ベルトコンベアのうち、袋体送出側コンベアベルトの袋体送出側プーリーの上部に補助ローラを設け該袋体送出側のコンベアベルト面を袋体受取側のコンベアベルト面よりも山形に隆起させている
ことを特徴とする粉体充填システム。
【請求項２】
前記粉体充填手段がエアー給排気装置を有し、粉体の充填に先立って袋体内にエアーを吹き込んで袋体を膨張させる請求項１記載の粉体充填システム。
【請求項３】
袋体規制手段が、袋体の膨張状態において該袋体の対向する外周面に当接して袋体の姿勢を規制する少なくとも２つの押え板と、これらの押え板がそれぞれ先端に取付けられ袋体に対して押え板を進退自在に可動させる駆動手段とを備えた請求項１または２記載の粉体充填システム。
【請求項４】
前記昇降架台に付設され粉体充填中の袋体の重量を計測する計量手段と、この計量手段からの制御信号に基づき前記袋体搬入手段、昇降架台、袋体規制手段、粉体充填手段、袋体吊持解放手段および袋体搬出手段の動作を制御する制御手段とを備えた請求項１ないし３のいずれかに記載の粉体充填システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、袋体に粉体を充填するための粉体充填システムに関し、より詳しくは特に可撓性袋体への粉体充填作業の自動化が可能な粉体充填システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム等の無機粉体は、工場から５００ｋｇないし１０００ｋｇごとに袋体に充填して輸送される。袋体への粉体の充填は、袋体をその口部で吊持した状態で粉体充填部に移送し、所定量の粉体を充填した後、ベルトコンベアにて袋体を搬出して行われる。
多数の袋体に順に粉体を充填していくために、粉体充填部に移送された袋体を計量機能を有するベルトコンベア兼用の架台上に載置し、所定重量の粉体が充填された時点で粉体の供給を止め、ベルトコンベアを駆動させて粉体充填袋体を搬出する一方、次の袋体を粉体充填部に搬入するという動作を制御手段を用いて自動的に行っている。
【０００３】
このような粉体の自動充填システムにおいて従来使用されていた袋体は、繰り返し再利用するために、比較的硬く重量のあるゴム材料で作られていた。そのため、粉体を充填した袋体はそれ自体で自立性を有するため、搬送時に転倒したり、中継ベルトコンベアの間に落ち込むといったトラブルが生じることは殆どなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、近時は、上記のようなゴム系の袋体に代わって、ポリエチレンシート等の可撓性プラスチックシートで作られた袋体が多く使用されるようになった。このような可撓性袋体では、それ自体で直立姿勢を維持することが困難であるため、充填時に袋体が傾いたまま粉体が充填されると、搬送途中で袋体が転倒するというトラブルが多く発生するようになった。また、可撓性袋体であるため、中継ベルトコンベアの間に袋体の底部の一部が垂下してコンベア間に詰まり、動かなくなったり、傾いてしまうといったトラブルも多く発生した。
【０００５】
しかも、粉体を充填した袋体は、重さが約５００ｋｇないし１０００ｋｇもあるため、転倒したり傾いたりしても容易に動かすことができず、そのため充填作業を長時間中断せざるを得なかった。従って、可撓性袋体の使用は、粉体充填作業の自動化を図るうえで大きな障害となっていた。
本発明の主たる目的は、可撓性袋体への粉体の充填作業の自動化が可能な粉体充填システムを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の粉体充填システムは、可撓性の袋体をその上部開口部に装着された充填用筒体にて吊持して粉体充填部へ搬入する袋体搬入手段と、前記粉体充填部に設けられ該粉体充填部に搬入された前記袋体を下から持ち上げる昇降架台と、この昇降架台上に載置された袋体の姿勢を規制し粉体充填状態で袋体を直立させるための袋体規制手段と、この袋体規制手段によって姿勢が規制された状態で袋体内に粉体を充填する粉体充填手段と、粉体が充填された袋体の吊持を解放する袋体吊持解放手段と、前記筒体の保持が解放されて昇降架台上に載置された粉体充填袋体を粉体充填手段より搬出する袋体搬出手段とを備え、
前記袋体の上部開口部に装着された充填用筒体は、上部にフランジが設けられており、このフランジは、袋体の移送方向に直交する方向に設けたヒンジで折り畳み可能に構成されており、
前記袋体搬入手段は、平行に配設された一対の巻掛伝動機構からなり、各巻掛伝動機構は、両端に配設されたスプロケット間に巻掛輪体が巻装されており、この巻掛輪体上にフランジを載置して袋体を吊持し粉体充填部へ搬送すると共に、
前記袋体吊持解放手段は、一対の前記巻掛伝動機構の各先端部に設けられ、かつ袋体の移送方向に沿って間隙を介して並設された一対のはね上げレールで構成され、この一対のはね上げレールは、巻掛伝動機構からフランジを受取り、袋体を粉体充填位置で吊持すると共に、それらの間隙側に回転しはね上げるための回転軸を有しており、はね上げレールをはね上げて、フランジをヒンジを中心として折り畳んで袋体の口部を閉じ、かつ前記昇降架台の下降により、間隙を通ってフランジを下降させ、前記粉体充填手段より搬出するように構成されており、
さらに、前記袋体搬出手段が、搬出方向に沿って並設された少なくとも２つのベルトコンベアからなり、該ベルトコンベアのうち、袋体送出側コンベアベルトの袋体送出側プーリーの上部に補助ローラを設け該袋体送出側のコンベアベルト面を袋体受取側のコンベアベルト面よりも山形に隆起させている
ことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、傾いたままの袋体に粉体が充填されるのを防止するために、袋体規制手段で袋体の姿勢を規制し、粉体充填袋体を直立させているため、コンベアベルト等で粉体充填袋体を粉体充填域から搬出させる際に、袋体が転倒するといったトラブルの発生を防止することができる。
【０００８】
本発明においては、自動化を図るうえから、前記昇降架台に付設され粉体充填中の袋体の重量を計測する計量手段と、この計量手段からの制御信号に基づき前記袋体搬入手段、昇降架台、袋体規制手段、粉体充填手段、袋体吊持解放手段および袋体搬出手段の動作を制御する制御手段とを備えているのがよい。
また、本発明における前記袋体規制手段は、袋体の膨張状態において該袋体の対向する外周面に当接して袋体の姿勢を規制する少なくとも２つの押え板と、これらの押え板がそれぞれ先端に取付けられ袋体に対して押え板を進退自在に可動させる駆動手段とを備えているのがよい。
【０００９】
また、前記袋体搬出手段は、搬出方向に沿って並設された少なくとも２つのベルトコンベアからなり、該ベルトコンベアのうち、袋体送出側コンベアベルトの袋体送出側プーリーの上部に補助ローラを設けて該袋体送出側のコンベアベルト面を袋体受取側のコンベアベルト面よりも山形に隆起させている。これにより、可撓性袋体の搬出を円滑に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１に示す。同図において、１は粉体充填部であり、可撓性袋体２の開いた口部２０より袋体２内に粉体を充填する（粉体の投入方向を矢印Ａで示す）。この粉体充填部１には空の袋体２を搬入する袋体搬入手段３と粉体が充填された袋体２を粉体充填部１より搬出する袋体搬出手段４とが付設される。
【００１１】
袋体２は、ポリエチレン等の可撓性プラスチックシートから構成されており、その上部開口部には、図２に示すように充填用筒体８がバンド１０にて着脱可能に締着されている。充填用筒体８は帆布等の織布からなり、少なくとも下部のバンド締着部には鉄板等の輪形帯板８ａで補強されており、上部開口部にはフランジ９が設けられている。フランジ９は、袋体２の移送方向（矢印Ｂで示す）に直交する方向に沿った中心線Ｃ上に設けたヒンジ１１で折り畳み可能に構成されており、折り畳んだ状態で袋体２の口部２０を閉じることができる。フランジ９は鋼板等で形成されており、前記筒体８の上部に取付けられている。また、フランジ９の両端には、折り畳まれたフランジ９が不用意に開かないように、互いに嵌合する突起１２と孔部１３とが形成され、さらに周側部には互いに係合するＬ形係合部１４と被係合部１５が形成されている。
【００１２】
図１に示す袋体搬入手段３は平行に配設された一対の巻掛伝動機構５，５’からなる。この巻掛伝動機構５，５’は、両端に配設されたスプロケット６，６間にチェーンである巻掛輪体７を巻装してなる。巻掛輪体７の両側面には、図２に示すように、ホイール１６が設けられ、このホイール１６上に袋体２のフランジ９を載置して袋体２を吊持し粉体充填部１へ搬送する。各ホイール１６は、巻掛輪体７を構成する各リンクに取付けられている。ホイール１６の外周面はゴム等の弾性体が嵌着されている。
【００１３】
巻掛伝動機構５，５’は、粉体充填部に向かって下向きに傾斜させることにより、袋体２のフランジ９が該巻掛伝動機構５，５’上を滑って袋体２搬送するようにしてもよく、あるいは適当な駆動手段にて巻掛伝動機構５，５’を駆動させて袋体２を搬送してもよく、さらに両者を併用してもよい。
【００１４】
空の袋体２は、図１に示すように、あらかじめ粉体プール装置１７によって多数がプールされている。袋体２の粉体充填部１への供給時には、粉体プール装置１７内の先頭の袋体２から順に旋回装置８に送られ、袋体２を受け取った旋回装置８が水平に９０°回転して、袋体搬入手段３へ袋体２を供給する。前記粉体プール装置１７は、袋体搬入手段３と同様な巻掛伝動機構によって構成される。
前記旋回手段１８への袋体２の授受は、例えばエアーシリンダ等を用いて粉体プール装置１７から袋体２を旋回手段１８に押し出し、ついで９０°旋回後、袋体２を袋体搬入手段３へと押出すようにして行う。
【００１５】
粉体充填部１へ移送された袋体２は所定位置でストッパー（図示せず）によって停止され、開いた口部２０よりエアーが吹き込まれて膨らみ、ついで粉体が投入される。
粉体充填部１に設けられる粉体充填手段２１を図３に示す。図３において、２２は粉体を入れるホッパーであり、粉体はこのホッパー２２からスクリューフィーダー２３および粉体供給弁装置２４を経て粉体充填ノズル２５から吐出される。粉体充填ノズル２５の入口には金属検出器２６が取り付けられる。また、粉体充填ノズル２５はエアー給排気装置２７内に設けられる。
【００１６】
エアー給排気装置２７は、その給排気口が昇降式または蛇腹等の伸縮式で構成され、充填時にはその給排気口がフランジ９の上面に密着してエアーの給排気を行う。
図１および図３に示すように、粉体充填ノズル２５の下方には、粉体充填部１に搬入された袋体２を下から持ち上げる昇降架台２８が設置される。この昇降架台２８は、粉体が充填された袋体２を昇降させる昇降基台２９と、この昇降基台２９上に設けられたベルトコンベア３０とからなる。また、前記昇降基台２９には、袋体２の重量を計測するためのロードセル等の計量手段（図示せず）が取付けられている。
【００１７】
さらに、粉体充填部１には、前記昇降架台２８上に載置された袋体２の姿勢を規制し粉体充填状態で袋体２を直立させるための袋体規制手段３１が設けられる。この袋体規制手段３１は、図４に示すように、エアー吹き込みによる袋体２の膨張状態において該袋体２の外周面に当接して袋体２の姿勢を規制する押え板３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄと、これらの押え板３２ａ・・・３２ｄがそれぞれ先端に取付けられ袋体２に対して押え板３２ａ・・・３２ｄを進退自在に可動させるエアーシリンダ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ（駆動手段）とを備える。
【００１８】
押え板３２ａ・・・３２ｄのストロークは、シリンダ側に最も後退した位置から空気で膨らんだ袋体２の外周面までの距離に設定されている。押え板３２ａ・・・３２ｄは、一対ずつが互いに対向するように配置し、かつ当接は袋体２の底部近くであるのがよい。
エアーシリンダ３３ａ・・・３３ｄは、粉体充填手段２１を設置したフレームを支持するために立設された四隅の支柱３４にそれぞれ取付け台３５を介して取付けられる。
【００１９】
図５は、前記４つのエアーシリンダのうち、代表例として押え板３２ｄを有するエアーシリンダ３３ｄを示している。図５に示すように、エアーシリンダ３３ｄのロッドには、アーム３５を垂設し、このアーム３５を介して押え板３２ｄが取付けられる。より詳しくは、図６に示すように、アーム３５には上部ステー３６と下部ステー３７とがそれぞれ蝶ボルト３８，３９によって高さ調整可能に固定されている。上部ステー３６にはボルト挿通孔を有するロッド取付け板４０が設けられている。また、下部ステー３８にはボルト４１およびナット４２で押え板３２ｄが水平方向に揺動自在に取付けられる。また、図７に示すように、押え板３２ｄの両端と下部ステー３８の取付け部３８ａとの間はスプリング４３，４３が架設されている。図６，７において、５６は補強用のリブである。
【００２０】
他の押え板３２ａ，３２ｂ，３２ｃも同様にしてアームを介して各エアーシリンダ３３ａ，３３ｂ，３３ｃに揺動自在に取付けられる。
粉体充填部１では、袋体２内に粉体を充填後、袋体２を搬出手段４にて搬出する。そのため、図８に示すように、袋体２の上部開口部に取り付けられた筒体８の吊持を解放するための袋体吊持解放手段４４が設けられる。袋体吊持解放手段４４は、間隙４７を介して設けられた一対のはね上げレール４５，４６で構成され、袋体搬入手段３である巻掛伝動機構５，５’の各先端部に設けられる。一対のはね上げレール４５，４６は、巻掛伝動機構５，５’からフランジ９を受取り、袋体２を粉体充填位置で吊持する。一対のはね上げレール４５，４６は、それらの間隙４７側に回転軸４８，４９を有するため、この回転軸４８，４９を中心として、図８(b) に示すように回転しはね上がることにより、フランジ９をヒンジ１１を中心として折り畳む。折り畳まれたフランジは突起１２が反対側の孔部１３に嵌合し、かつ係合部１４が被係合部１５と係合することにより、不用意に開くのが防止される。
【００２１】
しかるのち、昇降架台２８が下降することにより、図８(c) に示すように、フランジ９は間隙４７を通って下降し、袋体２の吊持状態が解放される。
粉体が充填された袋体２は、昇降架台２８上に載置された状態で下降し、昇降架台２８上部のベルトコンベア３０によって粉体充填部１より粉体搬出手段４によって搬出される。すなわち、粉体搬出手段４は、図１に示すように、ベルトコンベア３０を含めて、搬出方向に沿って並設された複数のベルトコンベア３０，５０，５１からなる。その際、この実施形態では、可撓性の袋体２が搬送途中でベルトコンベア間の隙間に底部の一部が撓んで落ち込み、抜け出せなくなるのを防止するために、図９に示すように、並設された２つのベルトコンベア５０，５１のうち、袋体送出側コンベアベルト５０の袋体送出側プーリー５２の上部に補助ローラ５３を設けてコンベアベルト面５４を袋体受取側コンベアベルト面５５よりも山形に隆起させている。このため、袋体２は補助ローラ５３を乗り越えて、袋体受取側コンベアベルト面５５上に送られるため、袋体２がベルトコンベア５０，５１間の隙間に落ち込むのが防止される。ベルトコンベア３０，５０間の間にも同様な補助ローラ５３が設けられる。
【００２２】
次に、図１〜９に示す粉体充填システムを用いて袋体２に粉体を充填する手順を説明する。
(1) 袋体プール装置１７にプールされた空の袋体２は順次旋回装置１８側に送られる。袋体２を受け取った旋回装置１８は９０°回転し、袋体搬入手段３に袋体２を押し出す。
(2) 袋体搬入手段３では、巻掛伝動機構５，５’により袋体２をフランジ９で吊持した状態で粉体充填部１へ送る。
【００２３】
(3) 粉体充填部１に送られた袋体２に対して、昇降架台２８が上昇し、それと同時ないしは昇降架台２８の上昇後に、粉体充填手段２１内のエアー給排気装置２７が下降してフランジ９に当接し、袋体２内にエアーを供給して袋体２を膨張させる。
(4) エアー給排気装置２７からのエアーの供給に先立って、またはエアーの供給開始とほぼ同時に、袋体規制手段３１が駆動して、押え板３２ａ・・・３２ｄを袋体２の膨張状態での外面に当接する距離まで押し出す。このため、膨張した袋体２は周囲を押え板３２ａ・・・３２ｄで規制されているため、昇降架台２８上に直立姿勢で載置される。
【００２４】
(5) ついで、粉体供給弁装置２４の弁が開かれ、粉体が粉体充填ノズル２５より袋体２内に吐出される。押え板３２ａ・・・３２ｄは、遅くとも粉体の充填高さが押え板３２ａ・・・３２ｄの近傍に到達した時点で袋体２から後退させるのがよい。粉体充填開始と共に、袋体２の内部のエアーは給排気装置２７より排気される。
(6) 粉体の充填終了後、エアー給排気装置２７がフランジ９から上昇し、図８に示すように、フランジ９をその両側部にて保持したはね上げレール４５，４６が跳ね上がって、フランジ９を折り畳み、口部２０を塞ぐ。この状態で、昇降架台２８を下降させる。このとき、折り畳まれたフランジ９は、はね上げレール４５，４６間の間隙４７を通って下降する。これによって、袋体２は昇降架台２８のベルトコンベア３０上に載置される。
【００２５】
(7) ベルトコンベア３０，５０，５１が駆動して、粉体を充填した袋体２を粉体充填部１より搬出する。
これらの動作を自動的に行わせるために制御装置が設けられる。すなわち、前記のように昇降架台２８に設けられた計量手段（ロードセル）によって袋体２の重量を計測し、粉体の充填が完了した時点で、制御信号を送って、前記粉体供給弁装置２４の停止およびエアー給排気装置２７の排気停止およびフランジ９からの離隔を行わせる。ついで、制御装置は、はね上げレール４５，４６のはね上げと昇降架台２８の下降とを行わせ、昇降架台２８が下降した時点で、袋体搬出手段４であるベルトコンベア３０，５０，５１が駆動して、袋体２を搬出するようにタイミングが設定される。
【００２６】
一方、計量手段から粉体の充填が完了した信号を受けて、旋回手段１８が旋回して袋体搬入手段３に新しい空の袋体２を供給する。袋体搬入手段３によって袋体２は所定時間後に粉体充填部１の所定位置に送られ、ついで昇降架台２８が上昇して空の袋体２を少し持ち上げると共に、袋体規制手段３１が駆動して押え板３２ａ・・・３２ｄを所定位置に前進させ、エアー給排気装置２７が駆動して袋体２内へのエアーの吹き込みを開始し、吹き込み完了後、粉体供給弁装置２４の弁が開いて粉体の充填を開始するようにタイミングが設定される。
【００２７】
その際、袋体規制手段３１によって袋体２の姿勢が規制されているので、粉体が充填された袋体２は直立姿勢を保持しており、従って搬出過程で傾いたり、転倒したりするおそれがない。
また、袋体搬出手段４では、図９に示すように、袋体送出側プーリー５２の上部に補助ローラ５３を設けてコンベアベルト面５４を袋体受取側コンベアベルト面５５よりも山形に隆起させているため、袋体２は補助ローラ５３を乗り越えて、袋体受取側コンベアベルト面５５上に送られるため、袋体２がベルトコンベア５０，５１間の隙間に落ち込むのが防止される。
【００２８】
従って、上記したように、一定のタイミングを計りながら、制御装置によって各装置は、自動的に駆動および停止を繰り返しながら粉体の充填を連続的にかつ円滑に行わせることが可能となる。
なお、上記の実施形態では、エアー給排気装置２７にて袋体２を膨張させた後、粉体の充填を行ったが、エアー給排気装置２７を使用せずに、空の袋体２内に直接粉体を投入してもよい。その場合にも袋体規制手段３１によって袋体２の姿勢を規制するのが必要であることは勿論である。
【００２９】
また、袋体搬出手段４として、ベルトコンベア５０，５１以外に、例えばころコンベア等を使用してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の粉体充填システムによれば、袋体規制手段で袋体の姿勢を規制し、粉体充填袋体を直立させているため、コンベアベルト等で粉体充填袋体を粉体充填域から搬出させる際に、袋体が傾いたり転倒するといったトラブルの発生を防止することができ、その結果、可撓性袋体への粉体充填作業の自動化が可能になるという効果がある。
【００３１】
また、前記袋体搬出手段において、袋体送出側コンベアベルトの袋体送出側プーリーの上部に補助ローラを設けて袋体送出側のコンベアベルト面を袋体受取側のコンベアベルト面よりも山形に隆起させるときは、粉体が充填された可撓性袋体の一部がベルトコンベア間の間隙に落ち込んで動かなくなるといったトラブルの発生が防止され、粉体が充填された可撓性袋体の搬出を円滑に行うことができるという効果がある。
【００３２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉体充填システムの一実施形態を示す概略説明図である。
【図２】袋体搬入手段における袋体の吊持状態を示す斜視図である。
【図３】粉体充填部を示す概略説明図である。
【図４】袋体規制手段を示す概略平面図である。
【図５】袋体規制手段を示す概略説側面図である。
【図６】押え板の取付け状態を示す一部破断側面図である。
【図７】押え板の取付け状態を示す平面図である。
【図８】袋体を吊持状態から解放する順序を示す概略説明図である。
【図９】袋体搬出手段の一部を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１    粉体充填部
２    袋体
３    袋体搬入手段
４    袋体搬出手段
２１    粉体充填手段
２７    エアー給排気装置
２８    昇降架台
３０    ベルトコンベア
３１    袋体規制手段
４４    袋体吊持解放手段
５０    ベルトコンベア
５１    ベルトコンベア
５３    補助ローラ
【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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【図８】
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【図９】
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