(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填ホッパーを粉体容器に気密状態の連結部を介して連結し、粉体を粉体容器に充填ホッパーを介して自重落下により充填する装置であって、充填ホッパーを大気開放された第１収納部と、その下方に気密状態の接続部を介して接続した第２収納部とで構成し、エアー吸引部を備えた第１エアー吸引管を粉体容器に挿脱自在とするとともに、この第１エアー吸引管を粉体容器の深さ方向に移動自在とし、第２収納部にはエアー吸引部を備えた第２エアー吸引管を挿入し、これら第１エアー吸引管、第２エアー吸引管を減圧装置に連絡した粉体充填装置を使用する粉体充填方法であって、
前記減圧装置により第１エアー吸引管および第２エアー吸引管を介して第２収納部内および粉体容器内の空気を吸引して減圧状態とし、この状態で第１収納部内の粉体を第２収納部を介して粉体容器に自重落下で充填するとともに、粉体容器内の粉体層レベルの上昇に応じて第１エアー吸引管を引き上げることにより、粉体容器内のエアー吸引部を、該粉体容器内に充填されつつある粉体層内に埋没させた状態で上昇させることを特徴とする粉体充填方法。
【請求項２】
充填ホッパーを粉体容器に気密状態の連結部を介して連結し、粉体を粉体容器に充填ホッパーを介して自重落下により充填する装置であって、充填ホッパーを大気開放された第１収納部と、その下方に気密状態の接続部を介して接続した第２収納部とで構成し、エアー吸引部を備えた第１エアー吸引管を粉体容器に挿脱自在とするとともに、この第１エアー吸引管を粉体容器の深さ方向に移動自在とし、第２収納部にはエアー吸引部を備えた第２エアー吸引管を挿入し、これら第１エアー吸引管、第２エアー吸引管を減圧装置に連絡し、
第１エアー吸引管は第１減圧装置と第１加圧空気供給源とに切換え接続自在とし、第２エアー吸引管は第２減圧装置と第２加圧空気供給源とに切換え接続自在とし、第１エアー吸引管、第２エアー吸引管を、それぞれ第１加圧空気供給源、第２加圧空気供給源に接続したときには、前記エアー吸引部から加圧空気を噴出させることができるようにした粉体充填装置を使用する粉体充填方法であって、
第１減圧装置および第２減圧装置によって第１エアー吸引管および第２エアー吸引管を介して粉体容器内および第２収納部内の空気を吸引することにより、第２収納部の減圧度を粉体容器の減圧度よりも低い減圧状態に維持し、この状態で第１収納部内の粉体を第２収納部を介して粉体容器に自重落下で充填するとともに、粉体容器内の粉体層レベルの上昇に応じて、粉体容器内の前記エアー吸引部を該粉体容器内に充填されつつある粉体層内に埋没させた状態で第１エアー吸引管を引き上げて、そのエアー吸引部を上昇させることを特徴とする粉体充填方法。
【請求項３】
第２収納部内および粉体容器内の前記減圧操作では、エアー吸引部の負圧を−８０ｋｐａ〜−２０ｋｐａとすることを特徴とする請求項１または２に記載の粉体充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体を粉体容器に充填するための粉体充填方法に関するものである。本発明の応用分野としてはトナー、薬品、化粧品、食品等の粉体を粉体容器内に充填するための粉体充填方法が挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粉体容器に粉体を充填するための粉体充填装置として様々なものが知られている。一般的なものとして、棒状の回転軸に螺旋翼を付けたオーガーを回転させることにより、粉体を回転させながら計量し、押し出すものがある。図６は、オーガーを設けた従来の粉体充填装置と、その粉体充填動作を示す説明図である。粉体Ｐが充填される容器は、粉体が複写機やプリンター用のトナーであるときにはカートリッジが、化粧品や食料品であるときはガラス製やプラスチック製のびん、ビニール袋などがそれぞれ用いられる。
【０００３】
図６において粉体Ｐは、より大型のホッパーや保管容器からオーガー５２を有するホッパー５１に一旦入れられた後、オーガー５２の回転によりホッパー５１底部に設けた開口部よりロート５３を介して、コンベア７１上の粉体容器６１に、計量されながら一定量が充填される。コンベア７１上を移動するそれぞれの粉体容器６１は充填前にその風袋が計量され、そのデータに基づいてオーガー５２の回転速度をモーター５４の回転速度で制御することにより、一定量の粉体Ｐを充填する。また、充填後の粉体容器６１は再び重量を計量し、先の風袋との差により検量し、許容範囲から外れるものを除外する。しかしながら、上記充填装置・方法では、粉体が充填容器内で沈降するのに時間がかかり、充填が能率的でないだけでなく、高密度に充填することができないという不具合があった。
【０００４】
そこで、特開平８−１９８２０３号公報に開示されているように、粉体を容器内で自然に沈降させるのではなく、積極的にエアーを分離して高密度化する試みがなされている。図７にその一例を示す。この粉体充填装置においてはロート８３が、広口の粉体容器９１の粉体供給口９２に着脱自在に接続されている。また、ロート８３内にはエアー吸引管８４が挿入され、容器９１内へ延びるエアー供給管８４の一端側には、エアーを粉体層から分離するためのエアー吸引部８５が取り付けられ、ロート８３外へ延びるエアー吸引管８４の他端部には減圧装置（図略）が接続されている。
【０００５】
そして、粉体容器９１内への粉体の充填動作では、ロート８３を介して粉体Ｐを容器９１内に供給し、所定量の粉体が容器９１内に供給された後に、上記減圧装置を駆動し、容器９１内の粉体層からエアー吸引部８５を介してエアー吸引管８４内に吸引することにより、このエアーを容器９１外に排出する。なお、容器９１内への粉体の充填動作が終了した後には、エアー吸引管８４をロート８３とともに粉体供給口９２から取り外し、粉体供給口９２をキャップ（図略）により閉鎖（閉栓）する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みなされたもので、その目的は、上記特開平８−１９８２０３号公報に開示されている粉体充填方法よりも更に能率的に粉体充填を行うことができる粉体充填方法を提供することにある。すなわち本発明は、従来技術では達成できなかった、縦長で細い容器等の難充填性容器への高速・高密度の粉体充填が可能な粉体充填方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の粉体充填方法は、充填ホッパーを粉体容器に気密状態の連結部を介して連結し、粉体を粉体容器に充填ホッパーを介して自重落下により充填する装置であって、充填ホッパーを大気開放された第１収納部と、その下方に気密状態の接続部を介して接続した第２収納部とで構成し、エアー吸引部を備えた第１エアー吸引管を粉体容器に挿脱自在とするとともに、この第１エアー吸引管を粉体容器の深さ方向に移動自在とし、第２収納部にはエアー吸引部を備えた第２エアー吸引管を挿入し、これら第１エアー吸引管、第２エアー吸引管を減圧装置に連絡した粉体充填装置を使用する粉体充填方法であって、
前記減圧装置により第１エアー吸引管および第２エアー吸引管を介して第２収納部内および粉体容器内の空気を吸引して減圧状態とし、この状態で第１収納部内の粉体を第２収納部を介して粉体容器に自重落下で充填するとともに、粉体容器内の粉体層レベルの上昇に応じて第１エアー吸引管を引き上げることにより、粉体容器内のエアー吸引部を、該粉体容器内に充填されつつある粉体層内に埋没させた状態で上昇させることを特徴とする粉体充填方法である。
【０００８】
請求項２に記載の粉体充填方法は、充填ホッパーを粉体容器に気密状態の連結部を介して連結し、粉体を粉体容器に充填ホッパーを介して自重落下により充填する装置であって、充填ホッパーを大気開放された第１収納部と、その下方に気密状態の接続部を介して接続した第２収納部とで構成し、エアー吸引部を備えた第１エアー吸引管を粉体容器に挿脱自在とするとともに、この第１エアー吸引管を粉体容器の深さ方向に移動自在とし、第２収納部にはエアー吸引部を備えた第２エアー吸引管を挿入し、これら第１エアー吸引管、第２エアー吸引管を減圧装置に連絡し、
第１エアー吸引管は第１減圧装置と第１加圧空気供給源とに切換え接続自在とし、第２エアー吸引管は第２減圧装置と第２加圧空気供給源とに切換え接続自在とし、第１エアー吸引管、第２エアー吸引管を、それぞれ第１加圧空気供給源、第２加圧空気供給源に接続したときには、前記エアー吸引部から加圧空気を噴出させることができるようにした粉体充填装置を使用する粉体充填方法であって、
第１減圧装置および第２減圧装置によって第１エアー吸引管および第２エアー吸引管を介して粉体容器内および第２収納部内の空気を吸引することにより、第２収納部の減圧度を粉体容器の減圧度よりも低い減圧状態に維持し、この状態で第１収納部内の粉体を第２収納部を介して粉体容器に自重落下で充填するとともに、粉体容器内の粉体層レベルの上昇に応じて、粉体容器内の前記エアー吸引部を該粉体容器内に充填されつつある粉体層内に埋没させた状態で第１エアー吸引管を引き上げて、そのエアー吸引部を上昇させることを特徴とする粉体充填方法である。
【０００９】
請求項３に記載の粉体充填方法は、第２収納部内および粉体容器内の前記減圧操作では、エアー吸引部の負圧を−８０ｋｐａ〜−２０ｋｐａとすることを特徴とする請求項１または２に記載の粉体充填方法である。
【００１０】
請求項２の粉体充填方法においては、以下の操作をすることが好ましい。
（１）粉体容器への粉体充填操作を開始した時点から、粉体容器に目的とする全充填量の粉体が充填されるまでの間に、第１加圧空気供給源からの加圧空気を第１エアー吸引管に供給してエアー吸引部から粉体容器内に噴出させる操作と、第２加圧空気供給源からの加圧空気を第２エアー吸引管に供給してエアー吸引部から第２収納部内に噴出させる操作とを、それぞれ適宜回数だけ行う粉体充填方法。
（２）目的とする全充填量の粉体が充填されて粉体充填操作が終了した後、充填ホッパーおよび第１エアー吸引管を粉体容器から離脱させるとともに、充填ホッパー内を空にし、第１加圧空気供給源からの加圧空気を第１エアー吸引管に供給してエアー吸引部から噴出させる操作と、第２加圧空気供給源からの加圧空気を第２エアー吸引管に供給してエアー吸引部から第２収納部内に噴出させる操作とを行う粉体充填方法。
【００１１】
請求項１、請求項２の粉体充填方法を採用する前記粉体充填装置の構成としては、以下のものが好ましい。
（３）第１エアー吸引管および第２エアー吸引管は、下端部に前記エアー吸引部を設けたものであって、該エアー吸引部は、エアー吸引管に形成した多数の貫通孔をフィルタで覆ったものであること。このフィルタとしては、内周側に＃２０００〜＃３０００の細かいメッシュと、その外周側に＃１００以下の粗いメッシュとを積層したものが採用できる。
（４）第１エアー吸引管および第２エアー吸引管は、下端部に前記エアー吸引部を接続したものであって、該エアー吸引部は内周側に＃１００以下の粗いメッシュと、その外周側に＃２０００〜＃３０００の細かいメッシュと、さらにその外周側に＃１００以下の粗いメッシュとを積層したものであること。
（５）粉体容器の底部に振動を付与する加振装置と、粉体容器の側壁に振動を付与する加振装置とを設けたもの。
この粉体充填装置では、以下の粉体充填方法が好ましく採用できる。
（６）粉体容器の底部および側壁に同時に振動を付与しながら粉体充填を行うもの。この場合、（７）粉体容器側壁への振動付与操作では、粉体容器内の粉体層レベルの上昇に応じて、粉体容器側壁の振動付与位置を上昇させることが好ましい。
（８）目的とする全充填量の粉体が充填されて粉体充填操作が終了した粉体容器の底部および粉体容器の側壁に同時に振動を付与するもの。
【００１２】
上記（１），（２）の粉体充填方法では、加圧空気を第１エアー吸引管のエアー吸引部から粉体容器内に噴出させる操作と、加圧空気を第２エアー吸引管のエアー吸引部から第２収納部内に噴出させる操作とを行うので、これらエアー吸引部に生じる粉体による目詰まり（閉塞）が的確に解消され、これらエアー吸引部のエアー吸引機能が正常な状態に維持される。
【００１３】
上記（３），（４）の粉体充填装置では、第１エアー吸引管および第２エアー吸引管のそれぞれに設けた所定構成のエアー吸引部により、粉体を捕捉するようにしたので、粉体が減圧装置に流れ込むことがなくなるとともに、第２収納部内および粉体容器内を、所望の減圧度に安定して維持することができる。また、エアー吸引部の開口径を所定範囲に限定したので、これらエアー吸引管の耐久性・メンテナンス性が高くなるうえ、優れた粉体捕捉効果およびエアー吸引効果が得られる。
【００１４】
上記（５）の粉体充填装置では、粉体容器の底部および側壁に振動を付与するように構成したので、粉体容器への粉体充填密度が更に高まるうえ、粉体層からのエアー吸引が更に促進される。
【００１５】
上記（６）の粉体充填方法では、粉体容器の底部および側壁に同時に振動を付与しながら粉体充填を行うので、粉体層からの自然脱気および、エアー吸引管によるエアーの吸引が促進されるとともに、粉体容器への粉体充填密度が高まる。
【００１６】
また、上記（７）の粉体充填方法では、粉体容器側壁への振動付与操作を行う場合に、粉体容器内の粉体層レベルの上昇に応じて、粉体容器側壁の振動付与位置を上昇させるので、上記（６）の充填方法の効果が更に高まる。
【００１７】
上記（８）の粉体充填方法では、目的とする全充填量の粉体が充填されて粉体充填操作が終了した粉体容器の底部および粉体容器の側壁に同時に振動を付与するので、上記（６）の充填方法の効果が得られるのに加えて、粉体容器の側壁に付着した粉体を剥離・落下させることができるため、充填状態の外観を良好なものにすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態
図１は粉体充填装置１０の全体構成を示す縦断面図であり、図２はこの粉体充填装置１０に設けた第１エアー吸引管１６の要部構造を示す縦断面図である。
【００１９】
図１において、粉体充填装置１０は、粉体Ｐ（例えばトナー）が充填される粉体容器１２と、これに粉体を落下充填するための充填ホッパー１４と、粉体容器１２に挿入した第１エアー吸引管１６と、該エアー吸引管１６に連通する第１減圧装置１８ａと、充填ホッパー１４を構成する第２収納部１４ｂに挿入した第２エアー吸引管２０と、該エアー吸引管２０に連通する第２減圧装置１８ｂとを備えている。充填ホッパー１４は第１収納部１４ａと、上記第２収納部１４ｂとで構成されている。第１収納部１４ａ、第２収納部１４ｂのそれぞれの下端部には、粉体供給管１５ａ，１５ｂが設けられている。
【００２０】
更に詳細に説明すると、粉体容器１２の上部には粉体供給口１２ａが形成され、この粉体供給口１２ａに上記第２収納部１４ｂの粉体供給管１５ｂが挿脱自在に、かつ気密状態に挿入されている。第２収納部１４ｂの上部には第１収納部１４ａの粉体供給管１５ａが挿脱自在に、かつ気密状態に挿入されている。また、第２収納部１４ｂの上方部から粉体容器１２の底部に達する第１エアー吸引管１６が設けられている。この第１エアー吸引管１６は、第２収納部１４ｂの内部を上下に気密状態に貫通し、さらに粉体供給管１５ｂの内部を通り、上記のように粉体容器１２の底部に達している。この第１エアー吸引管１６の下端部はエアー吸引部１６ａとなっている。第１エアー吸引管１６の外径は通常、１０ｍｍ以下とする。こうすることで、粉体供給口１２ａの内径をそれほど大きくすることなく、第２収納部１４ｂ内の粉体を粉体容器１２に円滑に落下供給することが可能になる。
【００２１】
また、この第１エアー吸引管１６の上部はフレキシブルチューブ１６ｂおよび三方弁２２ａを介して第１減圧装置１８ａと、第１加圧空気供給源２４ａとに分岐して接続されている。さらに、第２収納部１４ｂの上部には、第２エアー吸引管２０の下端部が気密状態に挿入され、該下端部は第２エアー吸引部２０ａとなっている。上記第２エアー吸引管２０の他端部は、第１エアー吸引管１６の場合と同様に、フレキシブルチューブ２０ｂおよび三方弁２２ｂを介して第２減圧装置１８ｂと、第２加圧空気供給源２４ｂとに分岐接続されている。
【００２２】
したがって、粉体容器１２内の減圧度を第２収納部１４ｂのそれより高めることで、粉体容器１２内、第２収納部１４ｂ内の双方を減圧状態にするとともに、第２収納部１４ｂ内の粉体を気圧の差および粉体の自重により粉体容器１２内に供給することが可能である。なお、図１において符号２６は、図略の大量の粉体を貯蔵する大型ホッパーまたは粉体貯蔵タンクに設けられたオーガーであり、このオーガー２６は粉体を切り出すためのノズルである。
【００２３】
上記第１エアー吸引管１６と充填ホッパー１４とは、個別に配備された図略のアクチュエータ（例えばエアーシリンダ）に連結され、これらのアクチュエータにより独立に上下動自在となっている。すなわち、第１エアー吸引管１６は、アクチュエータにより上下して、粉体容器１２内への挿入深さ（収納容器１２内におけるエアー吸引部１６ａの挿入位置）を微調整することが可能である。また、充填ホッパー１４は、第１エアー吸引管１６の上下動とは無関係にアクチュエータにより下降して、第２収納部１４ｂ下端部の粉体供給管１５ｂが粉体容器１２上端部の粉体供給口１２ａ（より具体的には、粉体供給口１２ａに設けた短管外周面）に気密状態に挿入嵌合するようになっている。なお、第１エアー吸引管１６の外周面と、粉体供給口１２ａに設けた上記短管の内周面との間には、粉体を粉体容器１２に落下充填するための円環状の隙間が形成されている。
【００２４】
上記のように図１では、第１エアー吸引管１６が第２収納部１４ｂの内部を上下に貫通し、さらに粉体供給管１５ｂの内部を通り、粉体容器１２の底部に達しているが、これに代えて、第１エアー吸引管１６を粉体容器１２の肩部（上部壁）、あるいは側壁上部から粉体容器１２に挿入した構造とすることもできる。要は、粉体容器１２内と第２収納部１４ｂ内とを独立に減圧できるようにすれば良い。また、図１では、第２エアー吸引管２０下端部（エアー吸引部２０ａ）は第２収納部１４ｂ内の上方部に位置しているが、このエアー吸引部２０ａを第２収納部１４ｂ内の下方部に挿入し、粉体層内に埋没させるようにしても良い。
【００２５】
図２は、第１エアー吸引管１６のエアー吸引部１６ａの構造を示す縦断面図である。第２エアー吸引管２０のエアー吸引部２０ａの基本的構造は、上記エアー吸引部１６ａと同一である。図２に示すようにエアー吸引部１６ａは、フィルタを３層積層して構成したもので、第１エアー吸引管１６の下端部に接続されている。すなわち、エアー吸引部１６ａは内周側に＃１００以下の粗いメッシュ（目の粗いフィルタ）１７ａと、その外周側に＃２０００〜＃３０００の細かいメッシュ（目の細かいフィルタ）１７ｂと、さらにその外周側に＃１００以下の粗いメッシュ１７ａとを積層したものである。図２において、符号１９はシート状のシール材である。なお、上記メッシュの材質としては、例えば金属、布、不織布、多孔質セラミックスが挙げられる。
【００２６】
なお、図２の構造に代えてエアー吸引部１６ａを、第１エアー吸引管１６に多数の貫通孔を形成し、この貫通孔を被覆する状態で内周側に＃２０００〜＃３０００の細かいメッシュと、その外周側に＃１００以下の粗いメッシュとを積層した構造とすることもできる（図略）。エアー吸引部２０ａについても同様である。
【００２７】
つぎに、図１の粉体充填装置の作用すなわち、該装置による粉体充填操作について説明する。図１において、まず粉体容器１２を所定位置にセットする。充填ホッパー１４を上記アクチュエータで下降させて、第２収納部１４ｂの粉体供給管１５ｂを粉体容器１２の粉体供給口１２ａに連結する。第１エアー吸引管１６を粉体容器１２に挿入し、エアー吸引部１６ａを粉体容器１２の底部に位置決めし、以下の手順で粉体貯蔵タンク（図略）内の粉体を第１収納部１４ａおよび第２収納部１４ｂを介して粉体容器１２に充填する。
【００２８】
オーガー２６の回転および第１、第２減圧装置１８ａ，１８ｂの始動により、上記粉体貯蔵タンク内の粉体を、第１収納部１４ａへ落下供給する。この供給量は、粉体容器１２への充填量に等しくする。第１および第２減圧装置１８ａ，１８ｂを始動させ、ついで三方弁２２ａ，２２ｂの切換え操作により、第２収納部１４ｂ内および粉体容器１２内を減圧する。これにより、上記粉体貯蔵タンク内の粉体は、第１収納部１４ａついで第２収納部１４ｂを介して粉体容器１２内に充填される。
【００２９】
この場合、第２収納部１４ｂ内の空気は、エアー吸引部２０ａおよび第２エアー吸引管２０を介して排気される。また、粉体を貯留する第１収納部１４ａの下方部の空気は、第２収納部１４ｂを介して吸引・排気される。さらに、粉体容器１２内の空気は、エアー吸引部１６ａおよび第１エアー吸引管１６を介して排気される。この場合、粉体容器１２の真空度を第２収納部１４ｂのそれより高めることが好ましく、こうすることで第２収納部１４ｂ内の空気の一部が粉体容器１２を介して排気されるため、第２収納部１４ｂから粉体容器１２への粉体落下をより円滑に行うことができる。なお、「真空度」は、これが高ければ高いほど絶対圧が低いことを意味する。
【００３０】
粉体充填操作の継続により、粉体容器１２内の粉体Ｐのレベルが上昇するので、この上昇に応じて第１エアー吸引管１６を引き上げることにより、エアー吸引部１６ａを粉体層内の上方部位に位置させる。こうすることで、あらたに充填された粉体に同伴する空気を迅速・的確に排気することができて、粉体容器１２内の粉体充填密度を高めることが可能になる。第１収納部１４ａ内の粉体全量が粉体容器１２に充填されたら、第１減圧装置１８ａおよび第２減圧装置１８ｂを停止させる。第１収納部１４ａから流入する大気により、第２収納部１４ｂおよび粉体容器１２内を大気圧に戻した後、充填ホッパー１４および第１エアー吸引管１６を粉体容器１２から離脱させて粉体充填操作を終了させる。
【００３１】
上記のように、第２収納部１４ｂおよび粉体容器１２内が減圧状態に維持されているのに対し、第１収納部１４ａ内の上部は大気圧となっているため、第１収納部１４ａ内の粉体Ｐは、気圧差と粉体の自重とにより、第２収納部１４ｂを介して粉体容器１２に円滑に落下充填され、粉体容器１２内への粉体充填に要する時間が短縮される。また、粉体容器１２へは、多少の空気を同伴した状態で粉体が充填されるが、この空気はエアー吸引部１６ａを介して吸引・排気されるため、粉体容器１２内に充填された粉体ではエアーの共存率が低下し粉体充填密度、したがって粉体充填量を高くすることができる。
【００３２】
また、単位時間当たりの粉体供給量が多い場合には、粉体供給管１５ａあるいは粉体供給口１２ａの部位で粉体が詰まる（いわゆるブリッジ現象）ときがある。前者の部位で発生した粉体詰まりを解消するには、第２加圧空気供給源２４ｂからの加圧空気の供給と、第２減圧装置１８ｂによる減圧操作とを交互に繰り返し行なうことで、粉体の塊あるいは凝集物を破砕・粉砕するか、または崩壊させる。また、後者の部位に発生した粉体詰まりを解消するには、第１エアー吸引管１６を上昇させてエアー吸引部１６ａを粉体供給口１２ａに近づけ、第１加圧空気供給源２４ａからの加圧空気供給と、第１減圧装置１８ａによる減圧操作とを交互に繰り返せば良い。
【００３３】
さらに、エアー吸引部１６ａ，２０ａに粉体が詰まることがあるが、前者では第１エアー吸引管１６に加圧空気を、後者では第２エアー吸引管２０にそれぞれ加圧供給を供給してエアー吸引部１６ａ，２０ａを逆洗すれば良い。
【００３４】
このように、図１の充填装置によれば、粉体充填用の供給口が小さい粉体容器や、細長の粉体容器など、通常の操作では充填操作を円滑に進めることが難しい粉体容器であっても、高速（単位時間当たりの充填量が多い）、かつ高密度に、充填することができる。
【００３５】
第２の実施の形態
図３は、図１の粉体充填装置により粉体を自動的に充填する場合の、ベルトコンベア上およびターンテーブル上の粉体充填装置の移動態様を示す平面図である。図４は、ターンテーブル上の粉体充填装置の位置と、粉体容器内への粉体充填状態との関係などを示す正面図である。なお、図４では、第１収納部１４ａが示されていない。本実施の形態では、空の粉体容器１２をベルトコンベア３２で搬送して、ターンテーブル３１上に移載し、このターンテーブル３１上で粉体充填装置により粉体を充填した後、充填後の粉体容器１２をベルトコンベア３３に移載して次の工程（図略）に搬送するようにしている。
【００３６】
ベルトコンベア３２上の粉体容器１２は図３の符号Ａで示す位置から、ターンテーブル３１上の符号Ｂの位置に移載される。この粉体容器１２は、ターンテーブル３１の回転により時計回りに回転し、符号Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅ→Ｆとほぼ一巡する間に所定量の粉体が充填された後、ターンテーブル３１上からベルトコンベア３３上の符号Ｇの位置に移載される。本実施の形態では、粉体充填装置がターンテーブル３１と同期して回転する。したがって、観測者がターンテーブル３１上にいる場合には、上下方向以外には移動しない粉体充填装置により、静止した粉体容器１２に粉体が充填されるときと同じように観察される。
【００３７】
図４において、ターンテーブル３１上の符号Ｂの位置では、充填ホッパー１４の第２収納部１４ｂと第１エアー吸引管１６が粉体容器１２の直上に位置決めされる。位置Ｃでは、第２収納部１４ｂおよび第１エアー吸引管１６が前記アクチュエータにより下降して図１の状態にセットされ、エアー吸引管１６が粉体容器１２に、高さｈ１に挿入される（エアー吸引部１６ａの下端部と、粉体容器１２の底面との距離をｈ１とする）。この状態で、第２収納部１４ｂ内の粉体の、粉体容器１２への落下供給が開始される。そして、粉体供給の継続により、位置Ｄでは粉体の充填高さＨ１に上昇する。
【００３８】
粉体の充填高さがＨ２まで上昇すると、符号Ｅの位置でエアー吸引管１６を高さｈ１からｈ２の位置に引き上げる（エアー吸引部１６ａの下端部と、粉体容器１２の底面との距離をｈ２とする）。符号Ｆの位置において粉体の充填高さがＨ３まで上昇したら充填操作を終了させる。第２収納部１４ｂ内および粉体容器１２内を常圧に戻した後、第２収納部１４ｂおよび第１エアー吸引管１６を、前記アクチュエータにより粉体容器１２から上昇・離脱させ、ついで粉体容器１２を、ベルトコンベア３３上の符号Ｇの位置に回収する。以上により、１本の粉体容器に対する粉体充填工程が終了する。
【００３９】
なお、本実施の形態では、粉体容器１２をターンテーブル上で、これと一体的に回転させながら粉体充填を行うようにしたが、これに代えて、粉体容器１２を直線状の経路（例えばＩ字状、あるいはＵ字状）に沿って移動させながら充填するように構成しても良い。
【００４０】
第３の実施の形態
図５は、粉体充填装置の要部構造を示す縦断面図である。本実施の形態は、粉体容器１２の底部に振動を付与する加振装置４１と、粉体容器１２の側壁に振動を付与する加振装置４５とを設けたもので、その他の構成は図１の実施の形態と同様である。図５において符号４２は振動源、符号４３はスプリング、符号４４は粉体容器１２用の載置板である。
【００４１】
図５の粉体充填装置による粉体充填操作を、粉体容器の底部および粉体容器の側壁に同時に振動を付与しながら行うことで、粉体容器への粉体落下供給が、より円滑になるうえ、粉体容器の粉体層内の空気の排気をより効率良く進めることができる。なお、粉体容器１２の側壁への振動付与操作では、粉体容器内の粉体充填高さ（粉体層の高さ）の上昇に応じて、粉体容器側壁の振動付与位置を上昇させることが好ましく、上記排気を更に高効率・迅速に行うことができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の粉体充填方法では、大気開放された第１収納部内の粉体を、減圧状態の第２収納部を介して減圧状態の粉体容器に、自重と気圧差とを利用して落下充填するようしたので、殆どの場合において粉体充填経路が粉体で閉塞することはなく、充填操作を迅速（単位時間あたりの充填量が多い）、かつ円滑に進めることができる。また、エアー吸引部を備えた第１エアー吸引管を粉体容器内の粉体層に挿入し、この粉体層内の空気を吸引・排気しながら充填するように構成したので、粉体容器への粉体充填密度を高めることができる。したがって、小型の粉体容器であっても、より多くの粉体を高速・高密度に充填することが可能となる。このように、本発明によれば、従来技術では達成できなかった、縦長で細い容器等の難充填性容器への高速・高密度の粉体充填が可能な粉体充填方法を提供することができる。
【００４３】
とくに、請求項１の充填方法では、粉体容器内の粉体液面の上昇に応じて、第１エアー吸引管を引き上げて、そのエアー吸引部を上昇させるようにしたので、粉体容器に充填された粉体層内の空気を、より迅速に排気することができるという、格別な効果を奏するものである。
【００４４】
請求項２に記載の粉体充填方法では、第１エアー吸引管は第１減圧装置と第１加圧空気供給源とに切換え接続自在とし、第２エアー吸引管は第２減圧装置と第２加圧空気供給源とに切換え接続自在とし、第１エアー吸引管、第２エアー吸引管を、それぞれ第１加圧空気供給源、第２加圧空気供給源に接続したときには、前記エアー吸引部から加圧ガスを噴出させることができるようにしたため、エアー吸引部の粉体詰まりを的確に解消することができるので、粉体詰まりが発生しやすい充填条件下であっても、円滑・確実な充填操作が可能である。
そして、この請求項２に記載の粉体充填方法では、第２収納部の減圧度を粉体容器の減圧度よりも低い減圧状態にして粉体容器への粉体充填操作を行うとともに、粉体容器内の粉体層レベルの上昇に応じて、粉体容器内のエアー吸引部を、該粉体容器内に充填されつつある粉体層内に埋没させた状態で上昇させるようにしたので、第２収納部から粉体容器への粉体落下充填を、より迅速かつ、より安定して行うことができるうえ、粉体容器の粉体充填密度を著しく高めることができる。
【００４５】
請求項３に記載の粉体充填方法では、エアー吸引部の負圧を所定範囲に限定したので、第２収納部から粉体容器への粉体落下充填を、より迅速かつ、より安定して行うことができ、しかも、粉体容器への粉体充填密度を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態に係るもので、粉体充填装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】  図１の粉体充填装置に配備された第１エアー吸引管の、エアー吸引部の構造を示す縦断面図である。
【図３】  本発明の第２の実施の形態に係るもので、図１の粉体充填装置により粉体を自動的に充填する場合の、ベルトコンベア上およびターンテーブル上の粉体容器の移動態様を示す平面図である。
【図４】  図３の実施の形態に係るもので、ターンテーブル上の粉体充填装置と、粉体容器への粉体充填状態との関係などを示す正面図である。
【図５】  発明の第３の実施の形態に係るもので、粉体充填装置の要部構造を示す縦断面図である。
【図６】  従来の粉体充填装置の構成と粉体充填動作を示す説明図である。
【図７】  従来の粉体充填装置の別例を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
１０  粉体充填装置
１２  粉体容器
１２ａ  粉体供給口
１４  充填ホッパー
１４ａ  第１収納部
１４ｂ  第２収納部
１５ａ  粉体供給管
１５ｂ  粉体供給管
１６  第１エアー吸引管
１６ａ  エアー吸引部
１６ｂ  フレキシブルチューブ
１７ａ  粗いメッシュ
１７ｂ  細かいメッシュ
１８ａ  第１減圧装置
１８ｂ  第２減圧装置
１９  シール材
２０  第２エアー吸引管
２０ａ  エアー吸引部
２０ｂ  フレキシブルチューブ
２２ａ  三方弁
２２ｂ  三方弁
２４ａ  第１加圧空気供給源
２４ｂ  第２加圧空気供給源
２６  オーガー
３１  ターンテーブル
３２  ベルトコンベア
３３  ベルトコンベア
４１  加振装置
４２  振動源
４３  スプリング
４４  載置板
４５  加振装置
【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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