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技術 粉粒体充填装置

出願人 日清製粉株式会社
発明者 高橋清
出願日 2000年5月16日 (19年10ヶ月経過) 出願番号 2000-143756
公開日 2001年11月20日 (18年3ヶ月経過) 公開番号 2001-322601
状態 拒絶査定
技術分野 流体の充填 制御・その他I(包装機械の制御) 基本的包装技術I(流動体の充填)
主要キーワード 供給用モータ 粉粒体供給口 撹拌用モータ 供給用スクリュー 充填袋 粉粒体充填装置 連絡口 重量検出
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この項目の情報は公開日時点(2001年11月20日)のものです。
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図面 (4)

課題

粉粒体一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置において、装置内で粉粒体が目詰まりを起こしてしまうことがないようにしながらも充填速度の向上を図り、充填にかかる時間をより短縮することができる粉粒体充填装置を提供することである。

解決手段

スクリューフィーダ5、9をモータ6、8によって回転させ、スクリューフィーダ5、9により粉粒体を押し出すことによって粉粒体を充填袋に充填する粉粒体充填装置1において、モータ6、8の負荷に基づいて、モータ6、8の回転速度を決定することを特徴とする。

概要

背景

従来から、小麦粉セメント等の粉粒体袋詰めする際に、自動的に予め定めた一定重量ずつ詰める粉粒体充填装置が提供されている。このような粉粒体充填装置では、効率を上げるため、袋に充填する充填時間の短縮が要求されている。

このように粉粒体充填装置では充填時間を短縮する必要があるため、充填速度を速めるのが望ましい。ところが、むやみに充填速度を速めると、粉粒体充填装置の内部で粉粒体が目詰まりを起こし、粉粒体充填装置が正常に動作せず、故障の原因となってしまうという問題があった。

そこで、従来は、粉粒体充填装置の内部で粉粒体が目詰まりしない程度の安全を見込んだ充填速度を経験から決定し、充填速度がこの安全を見込んだ充填速度を越えないように、充填速度を抑えて低速で粉粒体充填装置を運転するようにしていた。

概要

粉粒体を一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置において、装置内で粉粒体が目詰まりを起こしてしまうことがないようにしながらも充填速度の向上を図り、充填にかかる時間をより短縮することができる粉粒体充填装置を提供することである。

スクリューフィーダ5、9をモータ6、8によって回転させ、スクリューフィーダ5、9により粉粒体を押し出すことによって粉粒体を充填袋に充填する粉粒体充填装置1において、モータ6、8の負荷に基づいて、モータ6、8の回転速度を決定することを特徴とする。

目的

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、粉粒体を一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置において、装置内で粉粒体が目詰まりを起こしてしまうことがないようにしながらも充填速度の向上を図り、充填にかかる時間をより短縮することができる粉粒体充填装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

スクリューフィーダモータによって回転させ、前記スクリューフィーダにより粉粒体押し出すことによって該粉粒体を充填袋充填する粉粒体充填装置において、前記モータの負荷に基づいて、前記モータの回転速度を決定することを特徴とする粉粒体充填装置。

請求項2

粉粒体を貯留する貯留槽と、該貯留槽内の粉粒体を下方部との連絡口に供給する供給用スクリューフィーダと、該供給用スクリューフィーダを駆動する供給用モータと、前記連絡口に供給された粉粒体を充填袋へと押し出す充填用スクリューフィーダと、該充填用スクリューフィーダを駆動する充填用モータとを有し、前記貯留槽内の粉粒体を前記充填袋に充填する粉粒体充填装置において、前記供給用モータの負荷を検出する第1の負荷検出手段と、前記充填用モータの負荷を検出する第2の負荷検出手段と、前記第1の負荷検出手段および前記第2の負荷検出手段の検出結果に基づいて、前記供給用モータおよび前記充填用モータの回転速度を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする粉粒体充填装置。

請求項3

前記制御手段は、前記第1の負荷検出手段の検出結果が予め定めた第1のしきい値よりも大きいとき、前記第1の負荷検出手段の検出結果の微分値が予め定めた第2のしきい値よりも大きいとき、前記第2の負荷検出手段の検出結果が予め定めた第3のしきい値よりも大きいとき、および、前記第2の負荷検出手段の検出結果の微分値が予め定めた第4のしきい値よりも大きいときに、前記供給用モータおよび前記充填用モータの回転速度を下げさせるように制御することを特徴とする請求項2に記載の粉粒体充填装置。

請求項4

前記制御手段は、前記第1の負荷検出手段の検出結果が予め定めた第5のしきい値よりも小さく、且つ、前記第2の負荷検出手段の検出結果が予め定めた第6のしきい値よりも小さいときに、前記供給用モータおよび前記充填用モータの回転速度を上げさせるように制御することを特徴とする請求項3に記載の粉粒体充填装置。

請求項5

前記制御手段が、前記供給用モータの回転速度の下げ幅を、前記充填用モータの回転速度の下げ幅よりも大きく設定していることを特徴とする請求項3または4に記載の粉粒体充填装置。

技術分野

0001

本発明は粉粒体充填装置に関し、詳しくは、小麦粉セメント等の粉粒体を予め定めた一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置に関する。

背景技術

0002

従来から、小麦粉やセメント等の粉粒体を袋詰めする際に、自動的に予め定めた一定重量ずつ詰める粉粒体充填装置が提供されている。このような粉粒体充填装置では、効率を上げるため、袋に充填する充填時間の短縮が要求されている。

0003

このように粉粒体充填装置では充填時間を短縮する必要があるため、充填速度を速めるのが望ましい。ところが、むやみに充填速度を速めると、粉粒体充填装置の内部で粉粒体が目詰まりを起こし、粉粒体充填装置が正常に動作せず、故障の原因となってしまうという問題があった。

0004

そこで、従来は、粉粒体充填装置の内部で粉粒体が目詰まりしない程度の安全を見込んだ充填速度を経験から決定し、充填速度がこの安全を見込んだ充填速度を越えないように、充填速度を抑えて低速で粉粒体充填装置を運転するようにしていた。

発明が解決しようとする課題

0005

ところが、従来の粉粒体充填装置のように、安全を見込んだ充填速度を越えないように充填速度を抑えて低速で粉粒体充填装置を運転する場合、やはり充填速度が遅く、充填の完了までに相当時間がかかってしまう。

0006

本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、粉粒体を一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置において、装置内で粉粒体が目詰まりを起こしてしまうことがないようにしながらも充填速度の向上を図り、充填にかかる時間をより短縮することができる粉粒体充填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

0007

本発明は上記の目的を達成するために、スクリューフィーダモータによって回転させ、前記スクリューフィーダにより粉粒体を押し出すことによって該粉粒体を充填袋に充填する粉粒体充填装置において、前記モータの負荷に基づいて、前記モータの回転速度を決定する。

発明を実施するための最良の形態

0008

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

0009

図1は、本発明による粉粒体充填装置の一実施の形態の概略構成を示す内部構成図である。

0010

粉粒体充填装置1の上部には粉粒体供給口2が設けられており、この粉粒体供給口2から粉粒体充填装置1に対して粉粒体が供給される。粉粒体供給口2から供給された粉粒体は貯留槽3に貯留される。

0011

4は撹拌用モータであり、貯留槽3内に設けた撹拌棒を回転させることによって、貯留槽3内に貯留された粉粒体を撹拌し、流動性を高める。

0012

貯留槽3内の下部には供給用スクリューフィーダ5が設けられている。粉粒体充填装置1は、この供給用スクリューフィーダ5を供給用モータ6によって回転させることによって、貯留槽3内の粉粒体を連絡口7へと搬送する。

0013

連絡口7へと搬送された粉粒体は、充填用モータ8によって回転させられる充填用スクリューフィーダ9によって図1における左方に押されて、ノズル10から外部へと押し出される。

0014

粉粒体を充填する充填袋(図示せず)は、その充填口にノズル10を挿入するようにしてノズル10に取り付けられ、ノズル10から出る粉粒体が充填される。11は作動スイッチであり、ノズル10に充填袋が取り付けられる際に作動スイッチ11が装置側に押されてオンする。すなわち、ノズル10に充填袋が取り付けられることによって作動スイッチ11がオンし、これによって充填用モータ8および供給用モータ6が作動を開始し、ノズル10から充填袋に粉粒体が充填される。

0015

粉粒体を充填中の充填袋はノズル10によって支持されており、充填された粉粒体および充填袋の重量はノズル10にかかることになる。また、ノズル10は支柱12に固定されており、一方この支柱12は、複数の支柱14によって、粉粒体充填装置1の本体に固定された支柱13に取り付けられている。このため、ノズル10に荷重が加わると、その重力方向の力がすべて支柱14に加わる。15はたとえばひずみゲージを有するロードセル差動トランスなどの重量検出手段であり、この重量検出手段15は支柱14に固定されており、支柱14に加わった荷重を電気信号に変換して出力する。この電気信号は充填袋に充填された粉粒体の重量に応じて変化する信号であり、従って、この重量検出手段15が出力する電気信号によって、充填袋に充填された粉粒体の重量を求めることができる。

0016

16は、タッピング用モータ17によって上下動するタッピング手段である。タッピング手段16は、上下動する際にノズル10に取り付けられた充填袋の下部を叩いて振動を与え(以下「タッピング」という)、充填袋内の粉粒体の充填密度を上げるように作用する。このタッピング手段16は、予め定めた一定の周期で充填袋に対するタッピングを行う。

0017

また、18は、粉粒体充填装置1の全体の動作の制御を行う制御部を有する制御ボードである。

0018

ノズル10に充填袋が取り付けられ、粉粒体の充填動作が開始されると、重量検出手段15によって充填済みの粉粒体の重量が検出され、この検出結果が所定の重量に達した場合には、充填用モータ8および供給用モータ6を停止させ、充填を完了する。

0019

上述のように、本実施の形態の粉粒体充填装置1では、供給用スクリューフィーダ5を供給用モータ6によって回転させることによって、貯留槽3内の粉粒体を連絡口7へと搬送し、続いて、充填用モータ8によって回転させられる充填用スクリューフィーダ9によって、連絡口7へと搬送された粉粒体をノズル10から外部へと押し出す。従って、この粉粒体充填装置1では、供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度によって充填速度が決定される。

0020

図2は、図1に示した粉粒体充填装置1において、充填速度すなわち供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を制御する構成を示すブロック図である。

0021

図2に示すように、図1に示した供給用モータ6および充填用モータ8は、それぞれサーボドライバ21および22によって制御、駆動される。また、このサーボドライバ21および22は制御部20によって動作制御がされる。

0022

サーボドライバ21および22のそれぞれからは、制御部20に対して、供給用モータ6および充填用モータ8の負荷が出力される。制御部20では、入力した負荷に基づいて、供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を決定し、この速度指令をサーボドライバ21および22に対して出力する。この速度指令を入力したサーボドライバ21および22では、速度指令に従って、供給用モータ6および充填用モータ8を回転させるように制御する。

0023

なお、図2に示す制御部20、サーボドライバ21および22は、たとえば、図1に示した制御ボード18内に設けられている。

0024

図3は、図2に示した制御部20において、供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を制御する処理のフローチャートを示す図である。

0025

まず、充填用モータ8の現在の負荷と予め定めた第1のしきい値とを比較し(F−1)、充填用モータ8の負荷の方が大きい場合には、供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を下げるように、サーボドライバ21および22に対して速度指令を出力する(F−2)。その後、ステップ(F−1)に戻り、処理を継続する。

0026

ステップ(F−1)において充填用モータ8の負荷が第1のしきい値以下の場合には次の判断を行う。ステップ(F−3)では、充填用モータ8の負荷を時間で微分した結果の微分値すなわち変化率と予め定めた第2のしきい値とを比較し、充填用モータ8の負荷の微分値の方が大きい場合すなわち充填用モータ8の負荷が急激に増加してきた場合には、供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を下げるように、サーボドライバ21および22に対して速度指令を出力する(F−2)。その後、ステップ(F−1)に戻り、処理を継続する。

0027

ステップ(F−3)において充填用モータ8の負荷の微分値が第2のしきい値以下の場合には次の判断を行う。ステップ(F−4)では、供給用モータ6の現在の負荷と予め定めた第3のしきい値とを比較し、供給用モータ6の負荷の方が大きい場合には、供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を下げるように、サーボドライバ21および22に対して速度指令を出力する(F−2)。その後、ステップ(F−1)に戻り、処理を継続する。

0028

ステップ(F−4)において供給用モータ6の負荷が第3のしきい値以下の場合には次の判断を行う。ステップ(F−5)では、供給用モータ6の負荷を時間で微分した結果の微分値すなわち変化率と予め定めた第4のしきい値とを比較し、供給用モータ6の負荷の微分値の方が大きい場合すなわち供給用モータ6の負荷が急激に増加してきた場合には、供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を下げるように、サーボドライバ21および22に対して速度指令を出力する(F−2)。その後、ステップ(F−1)に戻り、処理を継続する。

0029

ステップ(F−5)において供給用モータ6の負荷の微分値が第4のしきい値以下の場合には次の判断を行う。ステップ(F−6)では、充填用モータ8の現在の負荷と予め定めた第5のしきい値とを比較し、充填用モータ8の負荷が第5のしきい値以上の場合はステップ(F−1)に戻り、処理を継続する。また、充填用モータ8の負荷が第5のしきい値より小さい場合にはステップ(F−7)へと進む。

0030

ステップ(F−7)では、供給用モータ6の負荷と予め定めた第6のしきい値とを比較し、供給用モータ6の負荷が第6のしきい値以上の場合はステップ(F−1)に戻り、処理を継続する。

0031

ステップ(F−7)において供給用モータ6の負荷が第6のしきい値よりも小さい場合には、供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を上げるように、サーボドライバ21および22に対して速度指令を出力する(F−8)。その後、ステップ(F−1)に戻り、処理を継続する。

0032

なお、ステップ(F−2)において供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を下げる場合には、供給用モータ6の下げ幅の方を充填用モータ8の下げ幅よりも大きく設定しておくのが好ましい。これは供給用モータ6の回転速度が速すぎることによって、図1に示した連絡口7への粉粒体の供給が過剰となり、連絡口7で粉粒体が詰まってしまうのを防ぐためである。

0033

また、ステップ(F−8)において供給用モータ6および充填用モータ8の回転速度を上げる場合には、ステップ(F−2)において供給用モータ6の下げ幅の方を充填用モータ8の下げ幅よりも大きくしたことを考慮し、供給用モータ6の上げ幅の方を充填用モータ8の上げ幅よりも大きく設定しておくのがよい。

発明の効果

0034

以上説明したように、従来は粉粒体充填装置内に粉粒体が詰まってしまうのを防ぐために充填速度を常に低速に抑えて運転する必要があったが、本発明によれば、通常は充填速度を高速にしておき、詰まりが発生する前で詰まりの兆候が見られたときには充填速度を低速に変更することによって詰まりを防止することができるため、詰まりを気にせずに充填速度を設定することができ、充填時間を短縮することができる。

0035

すなわち、本発明によれば、粉粒体を一定重量ずつ袋詰めする粉粒体充填装置において、装置内で粉粒体が目詰まりを起こしてしまうことがないようにしながらも充填速度の向上を図り、充填にかかる時間をより短縮することができる粉粒体充填装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

0036

図1本発明による粉粒体充填装置の一実施の形態の概略構成を示す内部構成図である。
図2図1に示した粉粒体充填装置において、充填速度すなわち供給用モータおよび充填用モータの回転速度を制御する構成を示すブロック図である
図3図2に示した制御部において、供給用モータおよび充填用モータの回転速度を制御する処理のフローチャートを示す図である。

--

0037

1粉粒体充填装置
2粉粒体供給口
3貯留槽
4撹拌用モータ
5供給用スクリューフィーダ
6供給用モータ
7連絡口
8充填用モータ
9 充填用スクリューフィーダ
10ノズル
11作動スイッチ
12、13、14支柱
15重量検出手段
16タッピング手段
17 タッピング用モータ
18制御ボード
20 制御部
21、22 サーボドライバ

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