(57)【要約】【課題】底部が封止され、上部が開口された略矩形状の単純な収納袋への高速な粉体充填動作を維持したまま、収納袋に実際に充填された粉体の充填量を高い精度で制御することができ、また、さらに、嵩密度を高めた粉体をそのまま収納袋に充填することができ、その結果、高嵩密度の粉体が充填された収納袋をコンパクトにすることができる粉体充填装置を提供する。【解決手段】粉体を送り出す縦型スクリューコンベアと、縦型スクリューコンベアの先端に取り付けられ、縦型スクリューコンベアから送り出される粉体を収納袋に充填する充填孔と、この充填孔の外側に設けられ、収納袋内の空気を吸気する吸気孔および吸気孔を被うように設けられた焼結金網製フィルタを備える充填ノズルと、収納袋を吊り下げて保持する収納袋吊下装置とを有することにより、上記課題を解決する。【選択図】図３
2007302279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を送り出す縦型スクリューコンベアと、
この縦型スクリューコンベアの先端に取り付けられ、前記縦型スクリューコンベアから送り出される前記粉体を、底部が封止され、上部が開口された略矩形状の収納袋に充填する充填孔と、この充填孔の外側に設けられ、前記収納袋内の空気を吸気する吸気孔および前記吸気孔を被うように設けられた焼結金網製フィルタを備える充填ノズルと、
前記収納袋を吊り下げて保持する収納袋吊下装置とを有することを特徴とする粉体充填装置。
【請求項２】
前記吸気孔は、前記充填孔の外周に形成される請求項１に記載の粉体充填装置。
【請求項３】
前記収納袋吊下装置は、前記収納袋の前記上部開口を前記充填ノズルの外周に被着させた状態で、前記収納袋を吊り下げるものであり、
前記吸気孔は、吸気源に接続され、前記粉体を前記収納袋に充填する前に、前記充填ノズルの外周に被着された前記収納袋内の空気を強制的に吸引して排気し、前記収納袋を偏平状態にするのに用いられる請求項１または２に記載の粉体充填装置。
【請求項４】
前記吸気孔は、前記充填ノズルから前記収納袋への粉体充填中においては、前記収納袋に前記粉体と共に投入される空気を排気するのにも用いられる請求項３に記載の粉体充填装置。
【請求項５】
前記吸気孔は、気体供給源に接続され、前記収納袋への粉体充填前、または、前記収納袋への粉体充填後に、気体を吐出し、前記焼結金網製フィルタを逆洗するのに用いられる請求項１〜４のいずれかに記載の粉体充填装置。
【請求項６】
前記充填ノズルは、さらに、前記充填孔の内周面に設けられ、前記縦型スクリューコンベアによって移送される前記粉体中の空気を脱気するフィルタを備える請求項１〜５のいずれかに記載の粉体充填装置。
【請求項７】
前記縦型スクリューコンベア、前記充填ノズルおよび前記収納袋吊下装置は、一体的に構成されており、
さらに、前記一体的に構成された前記縦型スクリューコンベア、前記充填ノズルおよび前記収納袋吊下装置を支持してその総重量を計量することにより、前記収納袋吊下装置に保持された前記収納袋に供給された粉体の重量を計量する計量装置を有する請求項１〜６のいずれかに記載の粉体充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小麦粉などの粉体を収納袋に充填する粉体充填装置に関し、詳しくは、底部が封止され、上部が開口された略矩形状の収納袋に粉体を、高精度に、高嵩密度かつ短時間で、すなわち高速に充填する粉体充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、小麦粉などの粉体を正確な充填量で短時間に収納袋に充填する粉体充填装置が用いられている。しかしながら、この粉体充填装置に用いられる収納袋は、粉体充填装置の管状のノズルが挿入される特殊な専用の収納袋であり、高コストである。
それらの収納袋の多くは、内弁式や外弁式の両底貼袋と呼ばれるものであり、気体（空気）とともに粉体がノズルから吹き込まれて充填がなされるものであるが、その際に気体（空気）が収納袋の外部へ抜けないと、収納袋が破裂するという問題がある。そこで、この形式の収納袋には一般に透気性を有する包材（クラフト紙）が用いられている。その包材面（紙面）において粉体は通過せず、気体（空気）のみが通過するようになっており、その透気度についてはＪＩＳにも規定されている。（ＪＩＳ  Ｐ８１１７，Ｐ３４０１）
このような透気性を持つ収納袋を用いても、完全密封のなされた充填収納袋を得ることはできなかった。
このため、本出願人は、底部が封止され、上部が開口された略矩形状、換言すれば、４辺のうちの１辺が開口した形状の単純な収納袋（いわゆる、オープン袋）であっても、小麦粉などの粉体を短時間で充填することができるとともに、収納袋に充填する粉体の充填量を高い精度で制御することができる粉体充填装置を特許文献１に提案している。
【０００３】
この特許文献１に開示された粉体充填装置を図９および図１０に示す。
図９に示す粉体充填装置１１０は、ホッパー１１１に貯留された粉体を横（水平）型のスクリューコンベア１１２で水平方向に移送し、この横型のスクリューコンベア１１２の終端部に配置された縦型のスクリューコンベア１１４で下向きに移送して、移送された粉体を縦型のスクリューコンベア１１４の直下に設けられた充填ノズル１１６の充填孔１１７（図１０参照）からオープン袋と呼ばれる収納袋１１８に供給し、計量装置１２０によって粉体の充填量を計量しながら、収納袋１１８への粉体の充填を行うものである。
【０００４】
なお、粉体充填装置１１０では、横型のスクリューコンベア１１２および縦型のスクリューコンベア１１４は、ゴムなどの可撓性の弾性体からなる接続部材１２４で接続されている。こうして、横型のスクリューコンベア１１２と縦型のスクリューコンベア１１４とを重量的に縁を切り、計量装置１２０によって、縦型のスクリューコンベア１１４、充填ノズル１１６および収納袋１１８を一体として計量することにより、縦型のスクリューコンベア１１４に入り、最終的に収納袋１１８に充填された粉体の重量を正確に計量できるようになっている。
その結果、特許文献１に開示の粉体充填装置１１０では、収納袋１１８への粉体の充填を高速に行なうことを可能とし、かつその充填量を高精度に制御することを可能としている。
【０００５】
上述したように、図９および図１０に示す粉体充填装置１１０では、収納袋保持アーム１２２により収納袋１１８を充填ノズル１１６に吊り下げ保持した状態で、粉体を充填ノズル１１６の充填孔１１７から収納袋１１８に充填している。
このとき、充填ノズル１１６の外周に被着されて吊り下げ保持された収納袋１１８には空気が入っているので、収納袋１１８に充填ノズル１１６の充填孔１１７から粉体が投入されるに伴い、投入粉体と空気を置換するために、収納袋１１８内の空気を充填ノズル１１６の充填孔１１７の両外側に設けられた２つの排気孔１２６から排出している。
また、ホッパー１１１の攪拌装置１２７の近傍、横型のスクリューコンベア１１２の粉体移送方向における下流側の終端部の近傍、および、縦型のスクリューコンベア１１４の充填ノズル１１６の近傍には、それぞれ、フィルタを備える脱気口１２８，１３０，１３２が設けられており、攪拌によって粉体に混入し、粉体と共に移送される空気を粉体充填装置１０の外部に排出している。
こうして、収納袋１１８に充填される粉体に混入される空気を低減している。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１２７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１の粉体充填装置１１０では、粉体充填中に、充填ノズル１１６の充填孔１１７から投入される粉体と置換される空気を充填ノズル１１６の排気孔１２６から排気している。このため、排気される空気と同時に粉体も排気孔１２６に入り、排気孔１２６に入った粉体が排気孔１２６の内壁に徐々に付着し、場合によっては粉体が排気孔１２６に詰まり、本来収納袋１１８内に投入されなければならない粉体が収納袋１１８の外部である充填ノズル１１６の吸気孔１２６内に残ってしまう場合があるという問題がある。なお、充填ノズル１１６の充填孔１１７から投入される粉体と共に空気が投入される場合も、同様の問題がある。
【０００８】
また、特許文献１の粉体充填装置１１０では、計量装置１２０によって、縦型のスクリューコンベア１１４、充填ノズル１１６および収納袋１１８を一体として計量しているので、充填ノズル１１６の排気孔１２６内に粉体が残留すると、計量装置１２０による計量と収納袋１１８への粉体の充填量とが一致しなくなるために、収納袋１１８への粉体の充填量精度に悪影響を与え、精度が低下してしまうという問題がある。
この粉体の充填量の精度への悪影響を避けるために、充填ノズル１１６の排気孔１２６内に付着した粉体、あるいは、詰まった粉体の塊が、排気孔１２６の内壁から剥がれて収納袋１１８内に落下するのを待つ場合には、粉体充填のサイクルタイムを短縮できないという問題がある。なお、粉体の塊が、収納袋１１８内に落下する場合には、粉体の塊の落下の衝撃が、粉体充填精度にも悪影響を与え、精度低下を招くという問題もある。
【０００９】
また、縦型のスクリューコンベア１１４から充填ノズル１１６に供給される粉体は、上述した脱気口１２８，１３０，１３２によって脱気されているので、混入している空気の量は少なく、脱気度合い、すなわち、嵩密度は高いものの、充填ノズル１１６に被着された収納袋１１８内には空気が入っているので、充填ノズル１１６から収納袋１１８に投入され落下すると、せっかく高めた脱気度合いが低下し、高い嵩密度を維持できなくなり、収納袋１１８内に充填された粉体の嵩密度を高くできないという問題もある。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、底部が封止され、上部が開口された略矩形状、４辺のうちの１辺が開口した形状の単純な収納袋への高速な粉体充填動作を維持したまま、収納袋に実際に充填された粉体の充填量を高い精度で制御することができ、また、さらに、嵩密度を高めた粉体をそのまま収納袋に充填することができ、その結果、高嵩密度の粉体が充填された収納袋をコンパクトにすることができる粉体充填装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、粉体を送り出す縦型スクリューコンベアと、この縦型スクリューコンベアの先端に取り付けられ、前記縦型スクリューコンベアから送り出される前記粉体を、底部が封止され、上部が開口された略矩形状の収納袋に充填する充填孔と、この充填孔の外側に設けられ、前記収納袋内の空気を吸気する吸気孔および前記吸気孔を被うように設けられた焼結金網製フィルタを備える充填ノズルと、前記収納袋を吊り下げて保持する収納袋吊下装置とを有することを特徴とする粉体充填装置を提供するものである。
【００１２】
ここで、前記吸気孔は、前記充填孔の外周に形成されるのが好ましい。
また、前記収納袋吊下装置は、前記収納袋の前記上部開口を前記充填ノズルの外周に被着させた状態で、前記収納袋を吊り下げるものであり、前記吸気孔は、吸気源に接続され、前記粉体を前記収納袋に充填する前に、前記充填ノズルの外周に被着された前記収納袋内の空気を強制的に吸引して排気し、前記収納袋を偏平状態にするのが好ましい。
また、前記吸気孔は、前記充填ノズルから前記収納袋への粉体充填中においては、前記収納袋に前記粉体と共に投入される空気を排気するのにも用いられるのが好ましい。
【００１３】
また、前記吸気孔は、気体供給源に接続され、前記収納袋への粉体充填前、または、前記収納袋への粉体充填後に、気体を吐出し、前記焼結金網製フィルタを逆洗するのに用いられるのが好ましい。
また、前記充填ノズルは、さらに、前記充填孔の内周面に設けられ、前記縦型スクリューコンベアによって移送される前記粉体中の空気を脱気するフィルタを備えるのが好ましい。
また、前記縦型スクリューコンベア、前記充填ノズルおよび前記収納袋吊下装置は、一体的に構成されており、さらに、前記一体的に構成された前記縦型スクリューコンベア、前記充填ノズルおよび前記収納袋吊下装置を支持してその総重量を計量することにより、前記収納袋吊下装置に保持された前記収納袋に供給された粉体の重量を計量する計量装置を有するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、小麦粉などの粉体を、底部が封止され、上部が開口された略矩形状の単純な収納袋に粉体を短時間で充填し、粉体の充填サイクルタイムを短縮でき、収納袋への実際の粉体充填量を高い精度で制御することができる。
また、本発明によれば、収納袋に嵩密度の高い粉体を充填し、高嵩密度の粉体が充填されたコンパクトな収納袋とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る粉体充填装置を添付の図面に示す好適実施形態に基いて以下に詳細に説明する。
図１は、本発明の粉体充填装置を用いる粉体充填包装システムの一実施形態の概略構成を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１に示す粉体充填包装システムに用いられる本発明の粉体充填装置の断面図である。
【００１６】
図１に示すように、粉体充填包装システム１は、収納袋２０の移動方向（図１の矢印ｘ方向）の上流側から、充填前の収納袋２０を供給し、吊下げ保持位置（受取位置）まで上昇させる収納袋供給装置（以下、単に供給装置という）７０と、収納袋２０を吊下げ保持し、収納袋２０に所定量の粉体を計量しながら充填し、充填終了後、直ちに収納袋２０を受渡位置まで下降させ、収納袋２０の吊下げ保持を解放する、本発明の粉体充填装置１０と、この粉体充填装置１０によって粉体が充填された収納袋２０を次工程に受け渡す収納袋搬出装置（以下、単に搬出装置という）８０と、供給装置７０、粉体充填装置１０および搬出装置８０の粉体の充填および包装動作を制御する制御装置９０とを有する。
【００１７】
本発明の粉体充填装置１０を用いる粉体充填包装システム１は、上流側の第１ステーションから、底部が封止され、上部が開口された充填前（未使用）の収納袋２０を供給し、上昇させて本発明の粉体充填装置１０にセットして吊下げ保持し、この粉体充填装置１０において、吊下げ保持された収納袋２０に所定量の粉体を充填量を計量しながら充填し、充填終了後直ちに吊下げ保持された状態のまま収納袋を下降させ、下流側の第２ステーションにおいて、本発明の粉体充填装置１０への吊下げ保持を解除するとともに下流側（次工程）に充填後の収納袋２０を受け渡して搬出するものである。なお、次工程としては、例えばさらに下流側の第３ステーションにおいて、充填後の収納袋２０を搬送しながら、充填済収納袋２０の上部開口をヒートシーラによってヒートシールする工程、または、シールテープなどによって封止する封止工程などの口封工程を挙げることができる。本発明では、収納袋２０としては、底部が封止され、上部が開口された収納袋、すなわち４辺のうちの１辺が開口した通常の袋を利用でき、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を用いることができる。
【００１８】
以下に、本発明の粉体充填装置１０について説明する。
粉体充填装置１０は、図１に示すように、供給装置７０から、底部が封止され、上部が開口された収納袋２０を受け取って吊下げ保持し、吊下げ保持された収納袋２０に充填量を計量しながら所定量の粉体を充填し、充填終了後直ちに吊下げ保持された状態のまま、粉体の充填が終了した収納袋２０を、収納袋搬出装置８０が搬出できる受渡位置まで下降させて、収納袋２０の吊下げ保持を解放するものである。
【００１９】
図１および図２に示すように、粉体充填装置１０は、収納袋２０に収納するための粉体を貯留するホッパー１２と、このホッパー１２の下方に配置され、ホッパー１２に貯留された粉体を水平方向に移送する第１のスクリューコンベア１４と、この第１のスクリューコンベア１４の粉体移送方向における下流側の終端部に配置され、第１のスクリューコンベア１４で水平方向に移送された粉体を下向きに移送する第２のスクリューコンベア１６と、この第２のスクリューコンベア１６の直下に設けられ、その外周に吊下げ保持された収納袋２０に第２のスクリューコンベア１６で下方に移送された粉体を充填する充填ノズル１８と、この充填ノズル１８が収納袋２０の上部開口に挿入された状態で、好ましくはさらに充填ノズル１８の外周に被着された状態で、収納袋２０を吊り下げて保持する収納袋吊下装置（以下、単に吊下装置という）５０と、収納袋２０内に充填された粉体重量を計量するために、第２のスクリューコンベア１６、充填ノズル１８、吊下装置５０および粉体が充填された収納袋２０を一体として計量する計量装置６０と、吊下装置５０に吊下げられた充填後の収納袋２０を受け取る受け台６２とを有する。
【００２０】
図２に示すように、ホッパー１２は、粉体貯留部として機能する従来公知のものを用いることができるが、粉体がブリッジを形成して粉体の流下を阻害することのないように、その内部に粉体を攪拌する攪拌装置２２を有するのが好ましく、さらに、この攪拌装置２２による攪拌によって粉体内に混入された空気を脱気する脱気口部２３を有するのが好ましい。
攪拌装置２２は、回転軸２４と、その周りに設けられた棒状の突起２６と、回転軸２４を回転駆動するモータ２８とを備えるものである。このように、攪拌装置２２としては、回転軸２４の周りに棒状の突起２６や平板などからなる攪拌羽根を設けてモータ２８で駆動するものなどであれば好適に使用することができる。この実施形態においては、攪拌装置２２は、比較的高速（例えば、最高回転数４００ｒｐｍ程度）で回転され、ホッパー１２内において粉体を十分に攪拌する。
【００２１】
脱気口部２３は、攪拌装置２２による攪拌によって粉体に混入した空気を粉体充填装置１０（ホッパー１２）の外部に排出するためのもので、第２のスクリューコンベア１６に近い、すなわちホッパー１２の終端の壁面に設けられた開口を塞ぐように設けられたフィルタ２３ａと、フィルタ２３ａを通過する空気を吸引する吸引装置（図示せず）と、フィルタ２３ａを吸引装置に連絡し、フィルタ２３ａを通して吸引された空気を吸引装置に流すための脱気管２３ｂを有する。フィルタ２３ａは、流動化した粉体から粉体と空気を分離し、分離された空気のみを通過させ、ホッパー１２内の粉体を脱気して、その嵩密度（嵩比重）を高めると共に、粉体が空気とともに吸引装置に吸い込まれるのを防止する。これにより、フィルタ２３ａを通過した空気は、脱気管２３ｂおよび吸引装置を経て外部に排出される。フィルタ２３ａ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脱気網などのフィルタを始め、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される。
【００２２】
第１のスクリューコンベア１４は、横型または水平型のスクリューコンベア（またはスクリューフィーダ）であり、ホッパー１２の下方に設けられており、ホッパー１２から流下して供給される粉体を水平方向に移送する。本実施形態の第１のスクリューコンベア１４は、粉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と、その内面と僅かな間隙を保って回転するスクリュー３２と、スクリュー３２を回転駆動するモータ３４とを備え、外筒３０内において回転するスクリュー３２がモータ３４によって駆動されて粉体を移送する。モータ３４によるスクリュー３２の回転は、計量装置６０によって計量される収納袋２０への粉体の充填量に応じて制御される。本実施形態においては、スクリュー３２は、例えば、０ｒｐｍ〜２５００ｒｐｍの範囲で回転する。
なお、第１のスクリューコンベア１４は、図２に示すように、外筒３０の終端（粉体の移送方向の下流側端）に設けられた、移送される粉体を脱気する脱気口部３５を有するのが好ましい。脱気口部３５は、第１のスクリューコンベア１４（スクリュー３２）によって移送される粉体に混入し、残存している空気を粉体充填装置１０（第１のスクリューコンベア１４）の外部に排出するためのもので、フィルタ３５ａと、脱気管３５ｂと、吸引装置（図示せず）とを有する。なお、脱気口部３５は、脱気口部２３と同様の構成を有するものであり、同様の効果を奏するものであるので、その説明は省略する。
【００２３】
第２のスクリューコンベア１６は、縦型のスクリューコンベア（またはスクリューフィーダ）であり、第１のスクリューコンベア１４と同様に、外筒３６と、その内面と僅かな間隙を保って回転するスクリュー３８と、スクリュー３２を回転駆動するモータ４０とを備え、外筒３６の内において回転するスクリュー３８がモータ４０によって駆動されて粉体を移送する。ここで、本実施形態では、第１のスクリューコンベア１４の粉体移送方向における下流側の終端部に、第２のスクリューコンベア１６の回転軸が鉛直に配置されている。なお、スクリュー３８は、外筒３６の下側に取り付けられた充填ノズル１８の下端の充填口４４ａまで延在するのが好ましい。
【００２４】
縦型の第２のスクリューコンベア１６の外筒３６の略中央部には、横方向に、すなわち水平方向に突出する、水平型の第１のスクリューコンベア１４との接続部３６ａが設けられており、第２のスクリューコンベア１６の接続部３６ａと第１のスクリューコンベア１４の終端との間隙には、第１のスクリューコンベア１４と第２のスクリューコンベア１６との両者を接続するゴムなどの可撓性の弾性体からなる接続部材４２が設けられている。これにより、第１のスクリューコンベア１４と第２のスクリューコンベア１６とが重量的に縁を切られ、後述するように、計量装置６０によって、第２のスクリューコンベア１６に入った粉体の重量を正確に計量でき、収納袋２０に充填される充填量が正確に計量できるようにされている。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となっているのが望ましい。また、接続部材４２およびその周辺の第１のスクリューコンベア１４と第２のスクリューコンベア１６との接続部は、第１のスクリューコンベア１４の断面積と同等の面積を有しており、ラッパ管（縮径管）を用いた従来の装置のように、この接続部に粉体が詰まることがないので、粉体を高速で移送できる。
【００２５】
第２の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のスクリューコンベア１４によって移送されてきた粉体を引き込んで、鉛直下方に移送し、第２のスクリューコンベア１６の下端に設けられた充填ノズル１８から収納袋２０に粉体を充填する。
なお、第２のスクリューコンベア１６は、第１のスクリューコンベア１４に比べて移送方向の長さが短い。第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８は、後述するように、第２のスクリューコンベア１６の終端に設けられる充填ノズル１８の終端まで延在するが、第１の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ると短かいので、偏心量の許容範囲において、スクリュー３２や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、スクリュー３２と同等かそれよりも速い速度で回転させることができ、例えば、常に約２５００ｒｐｍで回転させることができる。
【００２６】
第２のスクリューコンベア１６の下側の終端部（下端部）には、供給される粉体を収納袋２０に充填する充填ノズル１８が取り付けられている。
この充填ノズル１８は、本発明の特徴的な部分であって、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第２のスクリューコンベア１６の直下に配置された、円の両端が角張った形状であって、中央に貫通して形成され、粉体を供給する充填孔４４と、充填孔４４の外側に、好ましくは、その外周部分に連続して形成され、収納袋２０内の空気を吸引するための吸気孔４６と、吸気孔４６を被うように設けられた焼結金網製フィルタ９１と、充填孔４４の外周に形成され、第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８によって移送される粉体を脱気するための脱気口部４１とを備える。
なお、充填ノズル１８は、ネジやボルトおよびナット等の公知の接合固定手段により、第２のスクリューコンベヤ１６の外筒３６の下端部に固定され、接合部にはＯリング等のシール部材が入れられ、空気および粉体の漏出を防いでいる。
【００２７】
充填孔４４は、第２の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いる。第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８は、外筒３６内に収納されていても良いが、充填ノズル１８の充填孔４４の終端（下端）に形成される、粉体を収納袋２０に充填するための充填口４４ａまで延在するのが好ましい。すなわち、この場合には、充填ノズル１８は、第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８を覆う外筒３６の一部を構成するものであるといえる。
こうして、第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８によって移送された粉体は、そのまま、充填ノズル１８の充填孔４４内を詰まること無く移送されて通過し、充填口４４ａから収納袋２０に充填される。
【００２８】
吸気孔４６は、粉体充填前には、吊下げ装置５０によって充填ノズル１８の外周に被着された収納袋２０の内部の空気を吸引して強制的に排気して収納袋２０を偏平状態にすると共に、粉体充填中には、粉体と同時に移送されてくる空気を収納袋２０から吸引し、外部に排出するために、充填ノズル１８の充填孔４４を形成する円管部４７と、上部に閉塞する円環部４８ａを持ち、円環部４８ａの外側から円管部４７と平行に下方に延び、円管部４７と２重管状に形成された外円管部４８との間に形成されている。
吸気孔４６の収納袋２０に面した開口部分の全面には、充填孔４４に近い部分を凸部とするドーム状に焼結金網製フィルタ９１が形成されている。吸気孔４６は、外円管部４８の円環部４８ａの上部に配置された開口部４８ｂに接続されたパイプ４９を通り、制御バルブ９３を介してリングブロワ９２に接続されている。また、吸気孔４６は、外円管部４８の上部に配置された開口部４８ｂに接続されたパイプ９６を通り、制御バルブ９５を介してエアチャンバ９４に接続されている。外円管部４８は、その円環部４８ａが、充填ノズル１８の円管部４７の所定位置の外周部にリング状に設けられたフランジ部４７ａにネジやボルトおよびナットなどの公知の固定手段で固定されることにより円管部４７に取り付けられている。円環部４８ａとフランジ部４７ａとの接合部には、Ｏリング９７が入れられ、空気および粉体の漏出を防いでいる。
【００２９】
吸気孔４６は、吊下装置５０に吊下げ保持された収納袋２０内に充填ノズル１８の充填口４４ａから粉体を充填している間に、収納袋２０内に持ち込まれる空気を、リングブロワ９２を、所要の吸引圧、所要の流量、例えば、マイナス６，０００Ｐａ、０．００５ｍ３／ｓの流量で運転し、制御バルブ９３を開とし、制御バルブ９５を閉とすることにより吸引して、パイプ４９から外部に排出する。
ここで、吸気孔４６の先端の開口部には、フィルタ９１が形成されているので、粉体の吸引を防止し、空気のみを吸引することができる。
なお、焼結金網製フィルタ９１としては、特に制限的ではなく、収納袋２０内に充填する粉体の粒度に合わせて、そのメッシュ（濾過粒径）、材質、形状などを適宜選択すれば良いが、例えば、小麦粉の場合には、一般に市販されている濾過粒径１００μｍのものを使用することができるが、濾過粒径１〜２００μｍの焼結金網製フィルタの中から好適なものを使用することができる。
【００３０】
これにより、吸気孔４６内への粉体の流入およびそれによる吸気孔４６の内面（円管部４７の外周壁および外円管部４８の内周壁、さらには、外円管部４８の円環部４８ａの下面（天井面））への粉体の付着を防止することができ、第２のスクリューコンベヤ１６から供給された粉体を全て充填ノズル１８から収納袋２０内に充填することができ、充填ノズル１８から収納袋２０内に実際に充填された粉体の充填量を正確に計量することができ、粉体の充填量を高い精度で制御することができる。
さらに、こうすることにより、収納袋２０内に実際に充填された粉体の嵩密度を高くする、例えば、小麦粉の場合には、その嵩密度（嵩比重）を７５０ｋｇ／ｍ３とすることができる。
【００３１】
さらに、図示例においては、パイプ４９がリングブロワ９２に接続されているので、粉体を収納袋２０に充填する前において、制御バルブ９３を開とし、制御バルブ９５を閉として、充填前の収納袋２０内の空気を吸気孔４６から吸引し、充填前の収納袋２０の内部同士を密着させ、その表裏を密着させ、収納袋２０を偏平状態にするようにしても良い。すなわち、後述する吊下装置５０の全周クランプ５６によって充填ノズル１８の外周に密着するように被着された充填前の収納袋２０内の空気を、吸気孔４６からパイプ４９を経て、リングブロワ９２によって吸引して排気し、充填前の収納袋２０の内部同士を密着させ、その表裏を密着させて、収納袋２０を偏平状態にすることができる。このように、収納袋２０は、充填前にその内部同士が密着して偏平状態になっているので、充填ノズル１８の充填口４４ａから、嵩密度が高められた粉体をそのまま嵩密度を低下させることなく収納袋２０に充填することができる。
【００３２】
また、前述した充填前の収納袋２０内の空気を吸気孔４６から吸引する前に、エアチャンバ９４内に、所要圧、所要量の気体、例えば、圧力５×１０５Ｐａ、体積２×１０−４ｍ３の空気をあらかじめ図示しない手段により蓄えておき、制御バルブ９３を閉とし、制御バルブ９５を一気に全開とすることにより、焼結金網製フィルタ９１に付着した粉体を除去してフィルタ９１を逆洗し、前述した収納袋２０内の吸引による排気の効率低下を防止できる。また、これにより、収納袋２０内の粉体の計量精度を向上させることができる。この逆洗は、粉体充填終了の後に行ってもよい。また、この逆洗は、収納袋２０内の空気を吸引する前および粉体充填終了の後の両方のタイミングで行っても良い。
なお、仮に、充填される粉体内に空気が残存して粉体の嵩密度が低い場合であっても、上述したように、充填ノズル１８直前もしくはその内部で、第２のスクリューコンベア１６の脱気口部４１のフィルタ４１ａによって、粉体と一緒に供給された空気を粉体から脱気するので、充填中においても、収納袋２０内に充填される粉体の嵩密度を高めることができる。なお、上述した焼結金網製フィルタ９１が設けられた吸気孔４６を、粉体と一緒に供給された空気を排出するための排気孔として機能させても良く、この場合にも、充填中において、収納袋２０内に充填される粉体の嵩密度を高めることができる。なお、上述した吸引装置を使用し、より効率的に排気して、収納袋２０内の粉体の嵩密度をより高めても良い。
【００３３】
脱気口部４１は、第２のスクリューコンベア１６（スクリュー３８）によって移送される粉体に混入し、残存している空気を粉体充填装置１０（充填ノズル１８）の外部に排出するためのもので、スクリュー３８によって移送される粉体から脱気するための円筒状フィルタ４１ａと、このフィルタ４１ａによって粉体から脱気された空気を外部に排出する脱気管４１ｂと、真空ポンプ４１ｃとを有する。
ここで、円筒状フィルタ４１ａは、充填孔４４の内周面を構成するように、充填孔４４と同心状に形成されるが、スクリュー３８の先端（下端）近傍までを覆うように設けられるのが好ましい。また、脱気管４１ｂは、円筒状フィルタ４１ａの外周面と充填ノズル１８の円管部４７の内周面との間に形成される空間（空気室）と外部を連通し、さらに、真空ポンプ４１ｃに接続され、フィルタ４１ａを透過した空気を外部に排出する。
なお、脱気口部４１のフィルタ４１ａは、第２のスクリューコンベア１６の外筒３６内にまで及ぶように設けられていても良い。脱気口部４１は、脱気口部２３と同様の構成を有するものであり、同様の効果を奏するものであるので、その説明は省略する。
なお、第２のスクリューコンベア１６の外筒３６の終端（粉体の移送方向の下流側端）に脱気口部が設けられている場合には、この脱気口部４１を設けなくても良いが、図示例の構成では、スクリュー３８の先端（下端）近傍までを覆うことができるので、この脱気口部４１の方が好ましい。
本実施形態においては、粉体の脱気の効果を高めるために、脱気口部２３、３５および４１を、それぞれ、ホッパー１２、第１のスクリューコンベア１４および充填ノズル１８の３箇所に設けているが、本発明はこれには限定されず、これらを設けなくとも良いが、これらのうちの少なくとも１つを設けるのが好ましく、本実施形態のように、上記３箇所に設けるのが最も好ましい。
【００３４】
本実施形態においては、第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８が充填ノズル１８の充填口４４ａまで延在しているので、この充填ノズル１８からの充填の際、充填ノズル１８から排出される粉体には、第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８による移送によって回転運動の慣性と遠心力が作用しているため、充填ノズル１８から収納袋２０に充填された粉体は、中央部に集中して積み上がってしまうことがなく、収納袋２０の底部のほぼ全体に散布されるので、ほぼ平坦な充填面（充填された粉体の上面）が得られる。
【００３５】
吊下装置５０は、図１および図２に示すように、収納袋２０を、充填ノズル１８が収納袋２０の上部の開口に挿入された状態、好ましくは収納袋２０の上部の開口が充填ノズル１８の外周に被着された状態で吊り下げて保持するもので、第２のスクリューコンベア１６に取り付けられる支持体５１を介して取り付けられる昇降シリンダ５２と、昇降シリンダ５２によって第２のスクリューコンベア１６の外筒３６に設けられたレール５１ａに沿って昇降される吊下装置本体５３とを有する。
また、この吊下装置本体５３は、収納袋２０の上部開口に充填ノズル１８が挿入される吊下げ保持位置（受取位置）において収納袋２０を供給装置７０から受け取り、粉体充填の前後に亘って収納袋２０を吊下げ保持する一対の吊下クランプ５４を備える吊下クランプユニット５５と、収納袋２０を充填ノズル１８の外周に密着させる一対の全周クランプ５６を備えるクランプユニット５７とを有する。
【００３６】
昇降シリンダ５２は、第２のスクリューコンベア１６の前方に位置し、支持体５１によって第２のスクリューコンベア１６の外筒３６に固定される。昇降シリンダ５２の昇降端には、吊下装置本体５３の支持部材５３ａが取り付けられ、昇降シリンダ５２は、外筒３６上のレール５１ａに沿って吊下装置本体５３を昇降させ、その結果、吊下クランプ５４と全周クランプ５６とを一体として昇降させることができる。ここで、昇降シリンダ５２は、吊下装置本体５３を降下させる場合には、全周クランプ５６を開放して吊下クランプ５４に充填後の収納袋２０を吊下げ保持した状態のまま瞬時に、例えば略自由落下に近い状況で、次工程への収納袋２０の受渡位置まで下降させることができるが、吊下装置本体５３を上昇させる場合には、次工程への受渡位置から充填前の収納袋２０の受取位置まで吊下クランプ５４および全周クランプ５６を開放した状態で徐々にゆっくり上昇させる。ここで、次工程への収納袋２０の受渡位置とは、充填ノズル１８の下方に配置される受け台６２が、吊下クランプ５４によって吊下げられた充填後の収納袋２０の下側を受け取って確実に支持することができる時の吊下クランプ５４の位置ということもでき、換言すれば、充填済収納袋２０が受け台に確実に載置される時の吊下クランプ５４の位置ということもできる。
図示例では、昇降シリンダ５２によって吊下クランプ５４と全周クランプ５６とを一体として昇降させているが、本発明はこれに限定されず、昇降シリンダ５２によって吊下クランプ５４のみを昇降させるように構成しても良い。
【００３７】
吊下装置本体５３の吊下クランプユニット５５は、収納袋２０の移動方向（図１および図６中矢印ｘで示す方向）に沿って充填ノズル１８の両側に配置される一対の吊下クランプ５４を、それぞれ、支持しかつ開閉駆動する一対の吊下クランプ用エアチャック５４ａとを備える。
吊下クランプ５４の駆動のための吊下クランプ用エアチャック５４ａは、吊下装置本体５３の支持部材５３ａに固定される。図示例では、支持部材５３ａは、矢印ｘ方向に延在し、中央部が充填ノズル１８に衝突しないように凹部となっており、第２のスクリューコンベア１６の外筒３６に設けられたレール５１ａに沿って昇降するように構成される。このため、一対の吊下クランプ用エアチャック５４ａは、それぞれ支持部材５３ａの中央の凹部の矢印ｘ方向の両外端に取り付けられる。吊下クランプ５４は、開閉（接離）する一対の把持部からなり、吊下クランプ用エアチャック５４ａの下端に取り付けられ、吊下クランプ用エアチャック５４ａによって開閉される。
【００３８】
一対の吊下クランプ５４は、吊下クランプ用エアチャック５４ａによって一対の把持部が開閉され、充填ノズル１８が収納袋２０の上部の開口に挿入される吊下げ保持位置（受取位置）まで供給装置７０によって上昇された充填前の収納袋２０を供給装置７０から受け取り、充填前の収納袋２０の上部の開口の両端側を、その内部同士を密着させて把持（クランプ）することにより、充填中および充填終了後に受渡位置に下降するまで収納袋２０を吊下げ保持し、受渡位置において、充填済収納袋２０が受け台６２に載置され、次工程（第３ステーション）、例えばヒートシール工程（ヒートシーラ（図示せず））に搬送するための搬出装置８０の一対のクランプ８２によって充填済収納袋２０の両外側がクランプされた後、吊下クランプ用エアチャック５４ａによって一対の把持部が開かれ、充填後の収納袋２０のクランプを開放する。
なお、吊下クランプ５４およびその駆動のための吊下クランプ用エアチャック５４ａは、所定重量の充填後の収納袋２０を吊下げ保持できれば、特に制限的ではなく、従来公知のクランプおよびその駆動用エアチャックなどを用いることができる。
また、図示例においては、一対の吊下クランプ５４は、粉体充填前、充填中および充填後も、収納袋２０の上部開口部の両端から少し内側をそれぞれ上側から把持して、収納袋２０を吊下げ保持しているが、本発明はこれに限定されず、収納袋２０の上部開口部の両端側を両外側から把持して収納袋２０を吊下げ保持するようにしても良い。
【００３９】
クランプユニット５７は、吊下クランプユニット５５の吊下クランプ５４の下側に配置され、充填ノズル１８を挟んで互いに接離する一対の全周クランプ５６と、収納袋２０の移動方向（図１および図６中矢印ｘで示す方向）に沿って吊下クランプ５４の両側に配置され、一対の全周クランプ５６の片側の端部を、それぞれ、支持しかつ開閉駆動する一対の全周クランプ用エアチャック５６ａとを備える。
一対の全周クランプ５６の各々は、矢印ｘ方向に沿って２分割した略楕円形状の充填ノズル１８の外周に沿った略半楕円形状の中央部と、この中央部から両側に矢印ｘ方向に沿って延在する直線形状端部とからなる。
【００４０】
一対の全周クランプ５６は、充填ノズル１８の外周に被せるような状態で吊下クランプ５４によって吊下げ保持されている収納袋２０のクランプ（把持）位置より内側かつ下側において、略半楕円形状の中央部によって収納袋２０を充填ノズル１８の外周に外側から押し付けて密着させるとともに、中央部の両側の直線形状端部によって収納袋２０の内面同士を互いに押し付けて確実に密着させるためのものである。
なお、図示例のように、一対の全周クランプ５６の各々の内側、すなわち略半楕円形状の中央部およびその両側の直線形状端部の内側である収納袋２０に接する側の表面には、収納袋２０を確実に充填ノズル１８に密着させ、かつ収納袋２０の内面同士を確実に密着させるために、ゴムなどの弾性体による押圧部材５６ｂを配置しておくのが望ましい。
【００４１】
全周クランプ５６の駆動のための全周クランプ用エアチャック５６ａは、吊下装置本体５３の支持部材５３ａに固定される。一対の全周クランプ用エアチャック５６ａは、それぞれ、一対の吊下クランプ用エアチャック５４ａの矢印ｘ方向の両外側であって、支持部材５３ａの矢印ｘ方向に延在する両端に取り付けられる。
一対の全周クランプ５６の各々の一方の端部は、共に一対の全周クランプ用エアチャック５６ａの一方の下端に取り付けられ、一対の全周クランプ５６の各々の他方の端部は、共に一対の全周クランプ用エアチャック５６ａの他方の下端に取り付けられ、一対の全周クランプ用エアチャック５６ａを同時に、すなわち同期して駆動することにより、一対の全周クランプ５６が開閉（接離）開閉される。
【００４２】
なお、本発明においては、粉体充填中および粉体充填後の収納袋２０の荷重は、吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４によって吊り下げ支持されているので、一対の全周クランプ５６は、粉体充填前および粉体充填中に外部の空気を吸引しない程度に、収納袋２０を充填ノズル１８の外周に、かつその外側の部分の収納袋２０の内面同士を押し付けて密着させることができれば良いので、強力なクランプ力は不要であり、特に、内面に押圧部材５６ｂが配置されている場合は、さらに強力なクランプ力は不要である。
したがって、全周クランプ５６の駆動のための全周クランプ用エアチャック５６ａは、一対の全周クランプ用エアチャック５６ａによって一対の全周クランプ５６を充填ノズル１８の外周に、かつその外側の部分の収納袋２０の内面同士を所定の力で押し付けて密着させることができれば、特に制限的ではなく、従来公知のクランプの駆動用エアチャックなどを用いることができる。
【００４３】
このように、一対の全周クランプ５６によって、充填ノズル１８の外周に被せるような状態で吊下クランプ５４によって吊下げ保持されている収納袋２０を充填ノズル１８の外周に密着させるとともに、その両側において収納袋２０の内面同士を互いに押し付けて確実に密着させているので、粉体充填前においては、収納袋２０内の空気を吸気孔４６からパイプ４９を経てリングブロワ９２によって吸引して排気し、充填前の収納袋２０の内部同士を密着させ、その表裏を密着させることができ、粉体充填中においては、この状態の収納袋２０内に、充填ノズル１８の充填口４４ａから、嵩密度が高められた粉体を流動化させることなく、また嵩密度を低下させることなく、高い嵩密度のまま充填することができる。
【００４４】
計量装置６０は、収納袋２０に充填された粉体の重量を計量するものであり、充填ノズル１８の後方（図２では右側）の位置に設けられている。この計量装置６０は、充填ノズル１８に吊り下げた状態で保持されている収納袋２０に充填される粉体の重量を、充填中に即時に、刻々と計量するもので、第２のスクリューコンベア１６、充填ノズル１８、収納袋吊下装置５０およびこれらに取り付けられた部品等を一体で支持することによって、それらの総重量を計量し、粉体の充填による重量の増加分を計量することで、収納袋２０に充填された粉体の重量を計量する。すなわち、第２のスクリューコンベア１６、充填ノズル１８および吊下装置５０を一体的に構成するとともに、これらを力の作用に関して他から独立させて、一体に構成された第２のスクリューコンベア１６、充填ノズル１８、吊下装置５０およびその内部の粉体の総重量を計量装置６０で計量する。
【００４５】
なお、前述したように、第１のスクリューコンベア１４と第２のスクリューコンベア１６との間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によって、第１のスクリューコンベア１４が第２のスクリューコンベア１６の重量を支えることがないように構成されている。ここでは、接続部材４２は、計量装置６０による充填量の計量のためにも重要かつ必要な部材であり、その剛性によって計量値に誤差が生じないようにするためにも、充分な可撓性を有している部材を用いるのが良い。なお、計量装置６０としては、従来公知の各種の計量装置を利用することができる。
こうして、計量装置６０は、吊下装置５０の吊下クランプ５４によって吊下げ保持されている収納袋２０であっても、その充填量を高精度に実測することができる。
【００４６】
計量装置６０は、収納袋２０に供給された粉体の重量を測定して、第１のスクリューコンベア１４を制御する。具体的には、充填開始時には、第１のスクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転数を早くし、収納袋２０に供給された粉体の重量が収納袋２０に充填する所定の重量に近付いたときに、スクリュー３２の回転を減速し、所定の重量に到達したときに、スクリュー３２の回転を停止する。
一方、第２の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高回転数で回転され、第１のスクリューコンベア１４のスクリュー３２の停止後も回転を継続して、第２のスクリューコンベア１６と第１のスクリューコンベア１４（接続部材４２）との接続部３６ａの粉体をスクリュー３８で掻き落とすために所定の短い時間を経過してから停止する。
このように、第１のスクリューコンベア１４の停止に遅れて、第２のスクリューコンベア１６を停止させることによって、第１のスクリューコンベア１４と第２のスクリューコンベア１６との接続部３６ａに充満している粉体が第２のスクリューコンベア１６によって掻き落とされるので、停止後に少量の粉体が落ち続けたり、粉体が塊状になって落下することがなくなり、収納袋２０への粉体の充填を素早く完了させることができ、かつ、高い精度で充填することができる。
【００４７】
また、第１のスクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転数を上述のように制御することによって、第１のスクリューコンベア１４の停止のタイミング、すなわち、充填終了のタイミングを高精度に制御することができ、高い充填精度を得ることができる。
なお、第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８は、充填開始、あるいはその所定時間前から、充填完了（第１のスクリューコンベア１４の停止の所定時間後）、あるいはその所定時間後まで、一定の速度で回転させればよいが、必要に応じて、第１のスクリューコンベア１４のスクリュー３２の回転を減速するのと同期して、第２のスクリューコンベア１６のスクリュー３８の回転を減速させてもよい。
なお、受け台６２は、吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４によって吊下げられた状態で吊下クランプ５４とともに下降する充填後の収納袋２０を受け取り、その下側を支持するものである。なお、受け台６２に受け取られて載置された充填済収納袋２０は、吊下装置５０から搬出装置８０に受け渡され、搬出装置８０の一対のクランプ８２によってクランプされて搬送されるので、受け台６２の表面は、低摩擦面、例えば金属鏡面であるのが好ましい。また、受け台６２は、吊下クランプ５４によって吊下げられたまま下降する充填後の収納袋２０を受け取ることができれば、どのようなものでも良く、例えば、図示例のように、板状であっても良いし、ローラ列からなる台であっても良い。
本発明の粉体充填装置１０は、基本的に以上のように構成される。
【００４８】
次に、図１に示す収納袋供給装置７０は、粉体充填包装システム１において、粉体充填装置１０に対して、収納袋２０の移動方向（図１の矢印ｘ方向）の上流側に配置され、充填前の収納袋を保持して搬送する第１ステーションを構成する。図１および図４に示す供給装置７０は、充填前の収納袋２０を供給し、粉体充填装置１０の吊下装置５０の吊下クランプ５４による吊下げ保持位置（受取位置）まで上昇させるものであって、一対の供給装置クランプ（以下、単にクランプという）７２と、口開け装置７４と、これらの一対のクランプ７２および口開け装置７４の移動装置（図示せず）とを有する。
【００４９】
一対のクランプ７２は、収納袋２０の移動方向（図１の矢印ｘ方向）に所定間隔離間して配置され、多数の未使用の収納袋２０が積み重ねられた集積部（図示せず）から１枚の未使用の収納袋２０を取り上げて、収納袋２０の上部開口の両側端より少し下側を両外側からそれぞれ把持して、収納袋２０を両外側から吊下げ保持し、粉体充填装置１０の吊下げ保持位置（受取位置）まで移動させるものである。さらに、吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４が収納袋２０の上端部を把持した後に、クランプ７２は収納袋２０の把持を開放する。このクランプ７２は、未使用の収納袋２０を吊下げて保持するものであるので、充填後の収納袋２０を吊下げ保持する吊下クランプ５４に比較すると強い把持力は不要であるが、吊下クランプ５４と同様に、エアチャックや電磁チャック等によって一対の把持部を開閉し、未使用の収納袋２０の両側端部を把持して吊下げ保持するものであれば良い。したがって、クランプ７２としては、粉体充填前の収納袋２０を吊下げ保持できれば、特に制限的ではなく、従来公知のクランプなどを用いることができる。
なお、この一対のクランプ７２は、口開け装置７４による口開けの際に収納袋２０の上部開口に余分な力が加わり、収納袋２０が破損しないように、その間隔を口開けの分だけ予め狭めておく必要がある。あるいは、一対のクランプ７２の間隔を調整可能にしておいても良いし、さらには、一対のクランプ７２は、互いに接離可能としても良く、この場合には、離間する方向にばね等により付勢しておくのがより好ましい。
【００５０】
口開け装置７４は、一対のクランプ７２によって吊下げ保持された収納袋２０の表面および裏面の少なくとも一方を吸着して、これらを一対のクランプ７２の配列方向と直交する離間方向（図１の矢印ｘ方向と直交する方向）に移動させて口開けを行うもので、図４による例では、表面側および裏面側にそれぞれ２つの吸盤７４ａと、これらの２つの吸盤７４ａを支持する一対の支持アーム７４ｂと、一対の支持アーム７４ｂを離間する方向に移動させる駆動手段（図示せず）とを備える。口開け装置７４においては、それぞれ２つの吸盤７４ａによって収納袋２０の表面および裏面のそれぞれ２ヶ所を吸着して、一対の支持アーム７４ｂを離間させて収納袋２０の口開けを行う。なお、口開け装置７４の一対の各２つの吸盤７４ａによる口開けのための吸着は、収納袋２０の口開けされた上部開口に粉体充填装置１０の充填ノズル１８が確実に挿入される位置まで収納袋２０が上昇した後であれば開放されても良い。もちろん、粉体充填装置１０の全周クランプ５６が障害にならない位置にあれば、吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４によって収納袋２０上端部が把持された後、一対のクランプ７２による収納袋２０の把持が開放される時点で、口開け装置７４の各吸盤７４ａによる吸着を開放しても良い。
なお、口開け装置７４の一方の支持アーム７４ｂに取り付けられた２つの吸盤７４ａの少なくとも一方を用いて、上述した集積部に積み重ねられた１枚の未使用の収納袋２０を吸着して取り上げても良い。なお、口開け装置としては、図示例の口開け装置７４に限定されず、１つの吸盤によって口開けを行うものであっても良い。このような口開け装置としては、収納袋２０の口開けができれば、特に制限的ではなく、従来公知の口開け装置などを用いることができる。
【００５１】
一対のクランプ７２および口開け装置７４の移動装置は、図示しないが、一対のクランプ７２および口開け装置７４を一体として移動させるもので、すなわち、口開け装置７４によって口開けされ、一対のクランプ７２によって吊下げ保持された未使用の収納袋２０を、そのまま、上述した集積部から粉体充填装置１０の充填ノズル１８の外側の一対の吊下クランプ５４による吊下げ保持位置（受取位置）まで移動させるとともに、一対の吊下クランプ５４によって未使用の収納袋２０がクランプされて、一対のクランプ７２による未使用の収納袋２０のクランプが開放された後、一対のクランプ７２および口開け装置７４を一体として受取位置から集積部まで移動させるものである。この移動装置は、収納袋２０を集積部から受取位置まで移動できればどのようなものでも良い。すなわち、集積部から受取位置までの収納袋２０の移動は、どのように行なっても良い。例えば、まず始めに、集積部から移動方向ｘおよび／またはその直交方向に水平移動させて粉体充填装置１０の充填ノズル１８の直下まで収納袋２０を搬送し、その後上昇させて収納袋２０の上部開口が充填ノズル１８の外側を覆う受取位置まで収納袋２０を搬送しても良いし、水平移動と上昇を交互にあるいは同時に行いながら、集積部から受取位置まで収納袋２０を搬送しても良い。また、収納袋２０を開放後、一対のクランプ７２および口開け装置７４を受取位置から集積部まで戻すための移動経路は、集積部から受取位置まで収納袋２０を搬送する際の移動経路と同じであっても良いし、異なっていても良い。このような移動装置としては、公知の移動装置を用いても良いし、公知の水平移動装置や公知の上下動装置とを用いて構成しても良い。
【００５２】
次に、図１に示す収納袋搬出装置８０は、粉体充填包装システム１において、粉体充填装置１０に対して、収納袋２０の移動方向（図１の矢印ｘ方向）の下流側に配置され、充填後の収納袋を受け取り、かつ保持して搬送する第２ステーションを構成する。搬出装置８０は、粉体充填装置１０によって粉体が充填され、受け台６２に載置される位置まで降下された収納袋２０を次工程、例えば、ヒートシール（口封）工程に受け渡すためのものであって、一対の搬出装置クランプ（以下、単にクランプという）８２と、一対のクランプ８２の移動装置（図示せず）とを有する。
一対のクランプ８２は、収納袋２０の移動方向（図１の矢印ｘ方向）に所定間隔離間して配置され、粉体充填装置１０によって粉体が充填され、一対の吊下クランプ５４によって吊下げ保持された状態で受け台６２に載置される受渡位置まで降下された収納袋２０の上部開口近傍の両外側をそれぞれ把持して、充填後の収納袋２０を両外側から吊下げ保持するものである。なお、一対の吊下クランプ５４による収納袋２０の上端側の把持位置よりも直ぐ下側を一対のクランプ８２が両外側から把持すると、直ちに一対の吊下クランプ５４による収納袋２０の把持は開放される。
【００５３】
このクランプ８２は、吊下クランプ５４と同様に、エアチャックや電磁チャック等によって一対の把持部を開閉し、充填後の収納袋２０の両側端部を把持して吊下げ保持するものであれば良い。したがって、クランプ８２としては、粉体充填後の収納袋２０を吊下げ保持できれば、特に制限的ではなく、従来公知のクランプなどを用いることができる。
なお、この一対のクランプ８２も、さらには、吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４も、収納袋２０の破損防止のために、一対のクランプ７２と同様に、互いに接離可能であり、離間する方向に付勢されているのが好ましい。
【００５４】
一対のクランプ８２の移動装置は、図示しないが、一対のクランプ８２を受渡位置から次工程（例えば、ヒートシーラによって充填後の収納袋２０の上部開口をヒートシールする第３ステーション）まで移動させる、図示例では水平移動するものである。すなわちこの移動装置は一対の吊下クランプ５４から充填後の収納袋２０を受け取り、これを一対のクランプ８２によって吊下げ保持した状態で受渡位置から次工程まで移動させるとともに、次工程の収納袋搬送機構（図示せず）の一対のクランプ８４が充填後の収納袋２０の上部を把持し、一対のクランプ８２による把持が開放された後、一対のクランプ８２を次工程から粉体充填装置１０の充填ノズル１８の直下の受渡位置まで移動させるものである。この移動装置は、収納袋２０を一対のクランプ８２により吊下げ保持したまま受渡位置から次工程まで移動できるとともに、収納袋２０の把持を開放した一対のクランプ８２のみを次工程から受渡位置まで戻すように移動できればどのようなものでも良い。したがって、受渡位置から次工程までの収納袋２０の移動および次工程から受渡位置までの戻りは、次工程の収納袋搬送機構の位置に応じてどのように行なっても良いし、同じ移動経路であっても良いし、異なっていても良い。このような移動装置としては、公知の移動装置を用いることができる。
【００５５】
制御装置９０は、粉体充填装置１０、供給装置７０および搬出装置８０を制御し、その粉体の充填および包装動作を制御するものである。
本発明の粉体充填装置が適用される粉体充填包装システムは、基本的に以上のように構成されるが、以下に、制御装置９０による粉体充填装置１０、供給装置７０および搬出装置８０の粉体の充填および包装動作の制御を説明することにより、その粉体充填包装システムの作用を説明する。
図５は、制御装置９０による粉体充填装置１０、供給装置７０および搬出装置８０の粉体の充填および包装動作を示すフローチャートであり、図６は、粉体充填装置１０、供給装置７０および搬出装置８０の各装置の要部ならびに収納袋２０の移動を模式的に示す斜視図である。
【００５６】
制御装置９０は、以下に示す各ステップを実行するように、粉体充填装置１０、供給装置７０および搬出装置８０の各装置を制御する。
まず、図５に示すように、ステップＳ１００において、図６に示す供給装置７０（第１ステーション）において、例えば、口開け装置７４の吸盤７４ａによって、集積部（図示せず）から１枚の未使用の収納袋２０を取り上げ、一対のクランプ７２によって、収納袋２０の上部開口の両側端より少し下側を両外側からそれぞれ把持して、収納袋２０を両外側から吊下げ保持するとともに、口開け装置７４の一対の各２つの吸盤７４ａによって収納袋２０の上部を口開けする。
次に、ステップＳ１０２において、供給装置７０は、その移動装置（図示せず）によって、一対のクランプ７２および口開け装置７４を一体として水平および上方に移動させ、図４および図７（ａ）に示すように、一対のクランプ７２によって吊下げ保持され、口開け装置７４によって口開けされた収納袋２０を、粉体充填装置１０の充填ノズル１８の先端が収納袋２０の上部開口に挿入される受取位置まで移動させる。
ここで、ステップＳ１００およびＳ１０２は、粉体充填包装システムの移送ステップを構成する。
【００５７】
次に、ステップＳ１０４において、口開け装置７４の各吸盤７４ａが吸着を開放して退避する。それと同時に、図７（ｂ）に示すように、この受取位置において、粉体充填装置１０の吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４が、収納袋２０の上端部を把持して吊下げ保持する。その直後に、図７（ｃ）に示すように、供給装置７０の一対のクランプ７２は、収納袋２０の把持を開放して退避する。その後、図７（ｄ）に示すように、吊下装置５０の一対の全周クランプ５６が、一対の吊下クランプ５４による収納袋２０把持位置より下側において、収納袋２０の上部開口を充填ノズル１８の外周に密着させると共に、両外側の収納袋２０の内面同士を密着させる。なお、この吊下げステップＳ１０４においては、吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４による収納袋２０の上端部の把持を容易にするために、充填ノズル１８の外周への収納袋２０の上部開口の密着を一対の全周クランプ５６により先に行っても良い。
次に、ステップＳ１０５において、あらかじめエアチャンバ９４内に所定の空気を蓄圧しておき、制御バルブ９３を閉とした後、制御バルブ９５を一気に全開として、焼結金網製フィルタ９１に付着した粉体を除去してフィルタ９１を逆洗して充填精度をさらに高精度にするようにしても良い。なお、このステップは行わなくてもよい。
次に、ステップＳ１０６において、一対の吊下クランプ５４によって吊下げ保持され、一対の全周クランプ５６によって充填ノズル１８の外周に密着された収納袋２０の内部の空気を、充填ノズル１８の吸気孔４６から、制御バルブ９３を開とし、制御バルブ９５を閉とし、リングブロワ９２を運転することにより、吸引して排気し、図２に示すように、収納袋２０全体の内面同士を密着させ、収納袋２０を偏平状態にする。なお、このステップＳ１０６の粉体充填前に収納袋２０全体の内面同士の密着を行わない場合には、一対の全周クランプ５６は無くてもよいので、ステップＳ１０４における充填ノズル１８の外周への収納袋２０の上部開口の密着も行わなくても良い。
こうして、粉体充填装置１０による粉体充填の準備が完了する。
【００５８】
次に、ステップＳ１０８において、粉体充填装置１０は、第１および第２スクリューコンベア１４および１６を駆動して、充填ノズル１８から第２のスクリューコンベア１６から送り出される粉体を、計量装置６０によって計量しながら、吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４によって吊り下げ保持された収納袋２０に充填する。こうして、収納袋２０に所定量の粉体が充填される。この充填ステップＳ１０８においては、充填時に収納袋２０の内面同士が密着し、空気がほとんど無いので、嵩密度の高い粉体を収納袋２０に充填することができる。また、収納袋２０内の粉体の嵩密度をさらに上げるため、焼結金網製フィルタ９１を設けた吸気孔４６からの吸引を粉体充填と並行して行ってもよい。
次に、ステップＳ１０９において、あらかじめエアチャンバ９４内に所定の空気を蓄圧しておき、制御バルブ９３を閉とした後、制御バルブ９５を一気に全開として、焼結金網製フィルタ９１に付着した粉体を除去してフィルタ９１を逆洗して充填精度をさらに高精度にするようにしても良い。なお、このステップは行わなくてもよい。
なお、ステップＳ１０６の収納袋２０内の空気の吸引中および／またはステップＳ１０８の収納袋２０への粉体充填中に、供給装置７０は、退避したクランプ７２および口開け装置７４を未使用収納袋２０の集積部近傍の待機位置（ホームポジション）に戻す。
【００５９】
次に、ステップＳ１１０において、粉体充填装置１０による収納袋２０への所定量の粉体の充填が終了すると、直ちに、図８（ｅ）に示すように、一対の全周クランプ５６が開放されて退避し、収納袋２０の上部開口の充填ノズル１８への密着が解除され、この後直ちに、吊下装置５０の昇降シリンダ５２が、収納袋２０を一対の吊下クランプ５４によって吊下げ保持した状態のまま、吊下装置本体５３ともども、瞬時に、例えば略自由落下に近い状態で、収納袋２０の下端部が受け台６２に当たるまで降下させ、受け台６２上に載置させる。こうして、収納袋２０は、充填時の収納袋２０の吊下げ位置（受取位置）から収納袋２０を次工程に受け渡す受渡位置まで、吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４によって吊下げ保持されたまま一気に降下することができる。
次に、ステップＳ１１２において、図８（ｆ）に示すように、受渡位置で一対の吊下クランプ５４によって吊下げ保持された充填済収納袋２０の上部を両外側から、搬出装置８０の一対のクランプ８２が把持して吊下げ保持できる状態になると、直ちに、図８（ｇ）に示すように、一対の吊下クランプ５４が充填済収納袋２０の上部の把持を開放して退避する。こうして、搬出装置８０による充填済収納袋２０の次工程への送り出しが可能となる。
ここで、ステップＳ１１０およびＳ１１２は、本発明の下降ステップを構成する。
【００６０】
この後、ステップＳ１１４において、搬出装置８０（第２ステーション）の一対のクランプ８２が粉体充填装置１０の一対の吊下クランプ５４から充填済収納袋２０を受け取り、一対のクランプ８２によって吊下げ保持された充填済収納袋２０が受け台６２の受渡位置から次工程、例えば、ヒートシール工程などの口封工程へ運び出される。この搬出ステップＳ１１４においては、搬出装置８０によって、次工程まで充填済収納袋２０の吊下げ搬送が行なわれるが、充填済収納袋２０は次工程（第３ステーション）では、例えばヒートシーラなどの口封装置の搬送装置に引き渡される。なお、口封装置の搬送装置としては、搬出装置８０と同様に、一対のクランプを用いても良いし、ベルトコンベアやローラ搬送装置などの公知の搬送装置を用いることができる。
なお、ステップＳ１１６において、充填済収納袋２０が搬出装置８０の一対のクランプ８２によって吊下げ保持された後、充填済収納袋２０の吊下げ保持を開放した吊下装置５０の一対の吊下クランプ５４および一対の全周クランプ５６を一体として支持している吊下装置本体５３は、昇降シリンダ５２によって、受け台６２の上方の受渡位置から未使用の収納袋２０の受取位置まで上昇して、待機位置（ホームポジション）に待機する。
【００６１】
なお、本発明においては、搬出ステップＳ１１４と、移送ステップＳ１００およびＳ１０２とを並行して実行しても良いし、移送ステップＳ１００およびＳ１０２ならびに吊下げステップＳ１０４とを並行して実行しても良い。
さらに、本発明においては、搬出ステップＳ１１４と、移送ステップＳ１００およびＳ１０２ならびに上昇ステップＳ１１６とを並行して実行することもできるし、移送ステップＳ１００およびＳ１０２、吊下げステップＳ１０４ならびに上昇ステップＳ１１６とを並行して実行することもできる。
こうすることにより、粉体充填包装システムの粉体充填装置１０、供給装置７０および搬出装置８０において粉体の充填および包装動作を効率よく、短時間で行うことができる。
【００６２】
以上、本発明に係る粉体充填装置について、種々の実施形態および実施例を挙げて詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態および実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や設計の変更をしてもよいのはもちろんである。
【００６３】
例えば、図９に示す従来技術の粉体充填装置１１０において、縦型のスクリューコンベヤ１１４および充填ノズル１１６を、図２および図３に示す粉体充填装置１０の第２のスクリューコンベヤ１６および充填ノズル１８に入れ替えて用いれば、本発明の粉体充填装置とすることができる。
こうして、得られた粉体充填装置においても、小麦粉などの粉体を、底部が封止され、上部が開口された略矩形状の単純な収納袋に粉体を短時間で充填し、粉体の充填サイクルタイムを短縮でき、収納袋への実際の粉体充填量を高い精度で制御することができる。また、収納袋に嵩密度の高い粉体を充填し、高嵩密度の粉体が充填されたコンパクトな収納袋とすることができるという、図２および３に示す粉体充填装置１０と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の粉体充填装置を用いる粉体充填包装システムの一実施形態の概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示す粉体充填包装システムに用いられる本発明の粉体充填装置の一実施形態の断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図２に示す粉体充填装置の充填ノズルおよびその近傍を示す断面図および下面図である。
【図４】図１に示す収納袋供給装置によって口開けされ、吊下げ保持された収納袋の状態を示す上面図である。
【図５】図１に示す粉体充填包装システムの作用の一例を示すフローチャートである。
【図６】図１に示す粉体充填包装システムの要部および収納袋の移動を模式的に示す斜視図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図６に示す収納袋供給装置から粉体充填装置の吊下装置への未使用収納袋の保持状態が変化する様子を示す上面図である。
【図８】（ｅ）〜（ｇ）は、それぞれ、図６に示す粉体充填装置の吊下装置から収納袋搬出装置への充填済収納袋の保持状態が変化する様子を示す上面図である。
【図９】従来の粉体充填装置の断面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図９に示す粉体充填装置の充填ノズルおよびその近傍を示す断面図および下面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  粉体充填包装システム
１０  粉体充填装置
１２  ホッパー
１４  第１のスクリューコンベア
１６  第２のスクリューコンベア
１８  充填ノズル
２０  収納袋
２２  攪拌装置
２３，３５，４１  脱気口部
２３ａ，３５ａ，４１ａ  フィルタ
２３ｂ，３５ｂ，４１ｂ  脱気管
２４  回転軸
２６  棒状の突起
２８，３４，４０  モータ
３０，３６  外筒
３２，３８  スクリュー
３６ａ  接続部
４１ｃ  真空ポンプ
４２  接続部材
４４  充填孔
４４ａ  充填口
４６  吸気孔
４７  円管部
４７ａ  フランジ部
４８  外円管部
４８ａ  円環部
４８ｂ  開口部
４９  パイプ
５０  収納袋吊下装置（吊下装置）
５１  支持体
５１ａ  レール  
５２  昇降シリンダ
５３  吊下装置本体
５３ａ  支持部材
５４  吊下クランプ
５４ａ  吊下クランプ用エアチャック
５５  吊下クランプユニット
５６  全周クランプ
５６ａ  全周クランプ用エアチャック
５６ｂ  押圧部材
５７  クランプユニット
６０  計量装置
６２  受け台
７０  収納袋供給装置（供給装置）
７２  供給装置クランプ（クランプ）
７４  口開け装置
７４ａ  吸盤
７４ｂ  支持アーム
８０  収納袋搬出装置（搬出装置）
８２  搬出装置クランプ（クランプ）
８４  クランプ
９０  制御装置
９１  焼結金網製フィルタ
９２  リングブロワ
９３  制御バルブ
９４  エアチャンバ
９５  制御バルブ
９６  パイプ
９７  Ｏリング
【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】
2007302279.tif 000009
【図８】
2007302279.tif 000010
【図９】
2007302279.tif 000011
【図１０】
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