【解決手段】ホッパー2は、粉末材料を収容する。サブホッパー3a乃至3jは、ホッパー2の下端部に取り外し可能に垂設され、ホッパー2から供給される粉末材料を、下端部に垂設される充填パイプ4a乃至4jに供給する。充填パイプ4a乃至4jは、上端部がサブホッパー3a乃至3jの下端部に取り外し可能に垂設され、サブホッパー3a乃至3jから供給される粉末材料を下端部の排出口から排出する。オーガースクリュー5a乃至5jは、サブホッパー3a乃至3jおよび充填パイプ4a乃至4jの内部に回転自在に設置される。オーガー用モーター7a乃至7jは、オーガースクリュー5a乃至5jを回転駆動させる。
前記ホッパーには、その内部の底面において、前記粉末材料を前記複数のサブホッパーに供給するための複数の孔が設けられ、隣接する前記孔の間には凸部が設けられている請求項1記載のオーガー充填装置。
前記ホッパーの内部における略水平面上において略平行に並べて回転自在に設置される棒状の第1撹拌部材および棒状の第2撹拌部材をさらに具備する請求項1乃至4の何れかに記載のオーガー充填装置。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0018】
図1、
図9は、本発明の実施の形態におけるオーガー充填装置1の外観構成例を示す正面図である。なお、
図1、
図9では、内部構成の一部を点線で示す。
【0019】
また、
図1では、オーガー充填装置1が粉末材料の充填動作を行う場合の外観構成例を示し、
図9では、オーガー充填装置1のメンテナンスを行う場合の外観構成例を示す。また、
図2および
図10、
図3および
図11の関係についても、
図1および
図9の関係と同様であるものとする。
【0020】
図2、
図10は、本発明の実施の形態におけるオーガー充填装置1の断面を示す断面図である。
図2では、
図1に示すオーガー充填装置1におけるA−Aの断面を示す。なお、
図2、
図10では、説明の容易のため、断面を示す斜線を省略する。
【0021】
図3、
図11は、本発明の実施の形態におけるオーガー充填装置1の側面を示す側面図である。
図3では、
図1に示すオーガー充填装置1を矢印B側から見た場合における側面を示す。
【0022】
図4は、本発明の実施の形態における均し撹拌部9の構成例を示す上面図である。
図4では、
図1に示すホッパー2を上面から見た場合における上面図を示す。
【0023】
図5は、本発明の実施の形態におけるオーガー充填装置1の一部を拡大して示す図である。
図5では、ホッパー2から、サブホッパー3bを取り外し、回転軸21bからオーガースクリュー5bを取り外した場合における外観構成例を示す。
【0024】
図6および
図7は、本発明の実施の形態におけるオーガー充填装置1の一部を拡大して示す断面図である。
図6および
図7では、
図5に示す各部のうちの一部(サブホッパー3b、充填パイプ4b、凸部19a、19b)の断面図を示す。また、
図6では、ホッパー2にサブホッパー3bを取り付けた状態を示し、
図7では、ホッパー2からサブホッパー3bを取り外した状態を示す。
【0025】
図8は、本発明の実施の形態におけるサブホッパー3bの内面形状例を示す図である。なお、これらの各図については、説明の容易のため、一部を簡略化して示すとともに、一部を省略して示すものとする。
【0026】
オーガー充填装置1は、ホッパー2と、サブホッパー3a乃至3jと、充填パイプ4a乃至4jと、オーガースクリュー5a乃至5jと、撹拌棒6a乃至6jと、オーガー用モーター7a乃至7jと、撹拌用モーター8と、第1コイルスクリュー10と、第2コイルスクリュー11と、コイルスクリュー用モーター12と、コイルスクリュー間駆動伝達部13と、上下支柱14a、14bと、基台15、16と、フレーム17と、支持枠18と、駆動伝達部材20、20a乃至20jと、回転軸21a乃至21jとを備える。
【0027】
また、
図4に示すように、第1コイルスクリュー10と、第2コイルスクリュー11と、コイルスクリュー用モーター12と、コイルスクリュー間駆動伝達部13とにより均し撹拌部9が構成される。
【0028】
なお、食品が接触する部分には、防錆等を考慮してステンレスを用いることが好ましい。このため、オーガー充填装置1の主な素材として、ステンレスを用いることができる。
また、他の素材を用いるようにしてもよい。
【0029】
ホッパー2は、内部に粉末材料を収容するもの(容器)である。例えば、
図1、
図4に示すように、ホッパー2は、水平方向に長い形状(横長形状)とすることができる。また、
図2に示すように、ホッパー2は、下方に進むに従って狭くなるような形状とすることができる。
【0030】
ここで、粉末材料は、紛状や顆粒状のものであり、例えば、カレー粉、シチュー粉、青汁の粉末、ミルクティーの粉末、ココアの粉末、コーヒーの粉末、片栗粉、粉ミルク等である。なお、粉末材料は、充填材料、粉末原料、充填原料とも称する。
【0031】
また、
図4に示すように、ホッパー2の底面には、サブホッパー3a乃至3jに粉末材料を供給するための孔(粉末材料投入口)23a乃至23jが所定間隔毎に設けられている。また、ホッパー2の底面には、凸部19a乃至19iが設けられている。すなわち、ホッパー2の底面において、孔(粉末材料投入口)23a乃至23jと、凸部19a乃至19iとが交互に並べて1列に配置される。
【0032】
また、
図4に示すように、ホッパー2の内部に収容されている粉末材料は、第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11により撹拌される。第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11による撹拌では、ホッパー2の内部に収容されている粉末材料の全体が、水平面において一方向に流れるように撹拌される。
【0033】
例えば、
図2に示す矢印31、32方向に、第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11を回転させる場合には、ホッパー2の内部に収容されている粉末材料が、
図4に示す矢印33方向に流れるように撹拌される。
【0034】
また、ホッパー2の内部に収容されている粉末材料は、撹拌棒6a乃至6jにより撹拌される。撹拌棒6a乃至6jによる撹拌では、ホッパー2の内部に収容されている粉末材料が、上下方向の下側に搬送されるように撹拌される。
【0035】
このように、ホッパー2は、その内部の底面において、粉末材料をサブホッパー3a乃至3jに供給するための複数の孔(粉末材料投入口)23a乃至23jが設けられ、隣接する孔の間には凸部19a乃至19iが設けられている。
【0036】
サブホッパー3a乃至3jは、ホッパー2の底面における孔(粉末材料投入口)23a乃至23j(
図4に示す)から供給される粉末材料を収容して充填パイプ4a乃至4jに供給するもの(容器)である。また、サブホッパー3a乃至3jは、中空部内にオーガースクリュー5a乃至5j、撹拌棒6a乃至6jが設置される。
【0037】
また、サブホッパー3a乃至3jは、上端部がホッパー2の底面における孔(粉末材料投入口)23a乃至23jに取り付けられる。そして、
図5乃至
図7に示すように、サブホッパー3a乃至3jの内部と、ホッパー2の内部とが接続される。例えば、ネジ等の取付部材(図示せず)により、サブホッパー3a乃至3jとホッパー2とが取り付けられる。
【0038】
例えば、
図8に示すように、サブホッパー3bは、上側の開口部35bを略矩形状とし、下側の開口部36bを略円形状とすることができる。また、
図6乃至
図8に示すように、サブホッパー3bの内面37bは、下方に進むに従って狭くなり、かつ、下方に進むに従って略矩形状から略円形状となるような形状とすることができる。なお、他のサブホッパー3a、3c乃至3jについても同様である。
【0039】
このように、サブホッパー3a乃至3jは、ホッパー2の下端部に取り外し可能に垂設され、ホッパー2から供給される粉末材料を、下端部に垂設される充填パイプ4a乃至4jに供給する。また、サブホッパー3a乃至3jは、ホッパー2の下端部において水平方向に並べて垂設される。また、サブホッパー3a乃至3jは、その内部形状が下方に向かって狭くなる形状である。
【0040】
充填パイプ4a乃至4jは、サブホッパー3a乃至3jから供給される粉末材料を下端部の排出口から排出する略筒状のパイプである。また、
図1、
図5等に示すように、充填パイプ4a乃至4jは、中空部内にオーガースクリュー5a乃至5jが設置される。また、充填パイプ4a乃至4jは、上端部がサブホッパー3a乃至3jの下端部に取り付けられ、充填パイプ4a乃至4jの内部とサブホッパー3a乃至3jの内部とが接続される。例えば、ネジ等の取付部材(図示せず)により、充填パイプ4a乃至4jとサブホッパー3a乃至3jとが取り付けられる。なお、充填パイプ4a乃至4jは、オーガー筒とも称される。
【0041】
このように、充填パイプ4a乃至4jは、上端部がサブホッパー3a乃至3jの下端部に取り外し可能に垂設され、サブホッパー3a乃至3jから供給される粉末材料を下端部の排出口から排出する。
【0042】
オーガースクリュー5a乃至5jは、略螺旋状の羽根を備えるスクリューである。なお、
図5では、オーガースクリュー5bの略螺旋状の羽根22bを示す。また、オーガースクリュー5a乃至5jは、サブホッパー3a乃至3j、充填パイプ4a乃至4jの中空部内に回転自在に挿入されて、サブホッパー3a乃至3j、充填パイプ4a乃至4jの同軸上に配置される。
【0043】
ここで、オーガースクリュー5bにおける略螺旋状の羽根22bのうち、上側部分(
図5に示すh2に相当する部分)は、サブホッパー3bの内部に設置される。また、略螺旋状の羽根22bのうち、下側部分(
図5に示すh1に相当する部分)は、充填パイプ4bの内部に設置される。
【0044】
例えば、オーガースクリュー5bの上側部分(
図5に示すh2に相当する部分)が回転することにより、サブホッパー3bの内部に収容されている粉末材料が充填パイプ4bの上端部に供給される。また、オーガースクリュー5bの下側部分(
図5に示すh1に相当する部分)が回転することにより、サブホッパー3bから供給された粉末材料が充填パイプ4bの内部を下側に搬送され、充填パイプ4bの下端部の排出口から排出される。
【0045】
凸部19a乃至19iは、ホッパー2の底面において、サブホッパー3a乃至3jの投入口の間に設置される山型の凸部である。サブホッパー3a乃至3jの投入口の間に凸部19a乃至19iを設置することにより、ホッパー2の底面付近において、サブホッパー3a乃至3jに搬送される粉末材料の水平方向への移動を抑えることができる。なお、凸部19a乃至19iについては、粉末材料の水平方向への移動を抑えることができる他の形状(例えば、板状)とするようにしてもよい。
【0046】
撹拌棒6a乃至6jは、ホッパー2、サブホッパー3a乃至3jの内部を回転することにより、ホッパー2、サブホッパー3a乃至3jの内部に収容されている粉末材料を撹拌するものである。
【0047】
オーガー用モーター7a乃至7jは、回転軸21a乃至21jを介してオーガースクリュー5a乃至5jに接続され、オーガースクリュー5a乃至5jを回転させる駆動機構(駆動部)である。例えば、
図5に示すように、回転軸21bの下端部に設けられている取付穴25bに、オーガースクリュー5bの上端部を嵌合して、回転軸21bの下端部に設けられている取付孔26bと、オーガースクリュー5bの上端部に設けられている取付孔24bとに取付部材を挿入する。これにより、回転軸21bおよびオーガースクリュー5bが接続される。
【0048】
また、オーガー用モーター7a乃至7jにより、サブホッパー3a乃至3j、充填パイプ4a乃至4jの内部に設置されているオーガースクリュー5a乃至5jが回転され、サブホッパー3a乃至3j、充填パイプ4a乃至4jの内部を粉末材料が下側に搬送される。なお。本発明の実施の形態では、1つのオーガー用モーターにより1つのオーガースクリューを回転させる例を示すが、1つのオーガー用モーターにより複数のオーガースクリューを回転させるようにしてもよい。
【0049】
撹拌用モーター8は、駆動伝達部材20、20a乃至20jを介して撹拌棒6a乃至6jに接続され、撹拌棒6a乃至6jを回転させる駆動機構(駆動部)である。また、撹拌用モーター8により、ホッパー2、サブホッパー3a乃至3jの内部に設置されている撹拌棒6a乃至6jが回転され、ホッパー2、サブホッパー3a乃至3jの内部に収容されている粉末材料が撹拌される。なお、駆動伝達部材20、20a乃至20jとして、例えば、プーリー等を用いることができる。
【0050】
第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11は、ホッパー2の内部を回転することにより、ホッパー2の内部に収容されている粉末材料を撹拌して均すものである。また、
図4に示すように、第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11は、棒状の本体部に略コイル状の撹拌部材を取り付けたものである。なお、第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11の本体部には、略コイル状の撹拌部材の代わりに、他の形状の撹拌部材(例えば、略螺旋状の羽根)を取り付けるようにしてもよい。
【0051】
このように、第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11は、ホッパー2の内部における略水平面上において、略平行に並べて回転自在に設置される棒状の第1撹拌部材および棒状の第2撹拌部材である。
【0052】
コイルスクリュー用モーター12は、第2コイルスクリュー11に接続され、第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11を回転させる駆動機構(駆動部)である。
【0053】
コイルスクリュー間駆動伝達部13は、コイルスクリュー用モーター12に接続されて回転される第2コイルスクリュー11の駆動を第1コイルスクリュー10に伝達するものである。例えば、コイルスクリュー間駆動伝達部13は、コイルスクリュー用モーター12の回転方向とは逆方向となるように第2コイルスクリュー11の駆動を第1コイルスクリュー10に伝達する。例えば、コイルスクリュー間駆動伝達部13は、コイルスクリュー用モーター12の回転方向が
図2に示す矢印31方向である場合には、第1コイルスクリュー10の回転方向が
図2に示す矢印32方向となるように、第2コイルスクリュー11の駆動を第1コイルスクリュー10に伝達する。
【0054】
このように、コイルスクリュー用モーター12およびコイルスクリュー間駆動伝達部13は、第1コイルスクリュー10の回転により粉末材料が流れる方向と、第2コイルスクリュー11の回転により粉末材料が流れる方向とが、第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11の軸方向において反対となるように、第1コイルスクリュー10および第2コイルスクリュー11を回転駆動させる駆動部である。
【0055】
上下支柱14a、14bは、基台15に設置され、基台16を支持する支柱である。また、
図1、
図9に示すように、上下支柱14a、14bは、基台16を上下方向に移動させることができる。また、基台15には、上下支柱14a、14bと、孔15a乃至15j(
図9に示す)とが設けられている。孔15a乃至15jは、充填パイプ4a乃至4jを嵌め込むための孔である。
【0056】
このように、上下支柱14a、14bは、ホッパー2と、サブホッパー3a乃至3jと、充填パイプ4a乃至4jと、オーガースクリュー5a乃至5jと、オーガー用モーター7a乃至7jとの各部を上下方向に移動させる。
【0057】
例えば、オーガー充填装置1を用いて粉末材料を包装袋に充填する動作を行う場合には、
図1に示すように、基台15の孔15a乃至15j(
図9に示す)に充填パイプ4a乃至4jが挿入されるように、基台16を上下方向の下側に移動させる。
【0058】
また、例えば、オーガー充填装置1のメンテナンスを行う場合には、
図9に示すように、基台15の孔15a乃至15jから充填パイプ4a乃至4jが抜かれるように、基台16を上下方向の上側に移動させる。
【0059】
このように、オーガー充填装置1の動作時には、各部を下降させて充填パイプ4a乃至4jを孔15a乃至15jに挿入させ、オーガー充填装置1のメンテナンス時には、各部を上昇させて充填パイプ4a乃至4jを孔15a乃至15jから抜き出す。
【0060】
基台16には、撹拌用モーター8と、フレーム17と、支持枠18と、10の孔とが設けられている。この10の孔は、オーガー用モーター7a乃至7jに接続される回転軸21a乃至21jを嵌め込むための孔である。
【0061】
基台16において、フレーム17内に支持枠18が設けられる。また、支持枠18には、オーガー用モーター7a乃至7jが取り付けられる。
【0062】
次に、オーガー充填装置1のメンテナンスを行う場合について説明する。
【0063】
例えば、包装袋に充填する粉末材料を変更する場合には、サブホッパー3a乃至3j、充填パイプ4a乃至4jを交換する必要がある。このように、サブホッパー3a乃至3j、充填パイプ4a乃至4jを交換する場合には、
図9に示すように、基台15の孔15a乃至15jから充填パイプ4a乃至4jが離れるまで、上下支柱14a、14bを上側に移動させる。
【0064】
そして、ホッパー2からサブホッパー3a乃至3j(充填パイプ4a乃至4j)を取り外す。そして、変更後の粉末材料に対応するサブホッパー3a乃至3j(充填パイプ4a乃至4j)をホッパー2に取り付けるようにする。
【0065】
このように、本発明の実施の形態では、ホッパー2の下部にオーガースクリュー5a乃至5j毎のサブホッパー3a乃至3jを取り付ける。また、ホッパー2の底面において、サブホッパー3a乃至3jの投入口の間に凸部19a乃至19iを設置する。これにより、オーガースクリュー5a乃至5jの入り部分の周辺において、粉末材料の水平方向への移動を抑えることができるため、粉末材料が満たされた状態を保持することができる。このように、オーガースクリュー5a乃至5jの入り部分の周辺において、粉末材料が満たされた状態を保持することにより、粉末材料の包装袋への安定した充填を行うことができる。
【0066】
また、オーガースクリュー5a乃至5jの一方向の回転に従って粉末材料がホッパー2の内部における一側に片寄せられてブロッキングが発生することを防止することができ、充填パイプ4a乃至4jに粉末材料を均一に送り込むことができる。これにより、粉末材料に粉割れが発生することを防止することができ、充填量が定量に達しない不良の包装製品の発生や、粉末材料に粉割れの障害を有する不良の包装製品の発生を防止することができる。
【0067】
また、ホッパー2からサブホッパー3a乃至3jを取り外し可能とすることにより、最小限の部分変更で多種多様な粉末材料に対応することができる。これにより、日々のメンテナンスを容易とすることができる。
【0068】
また、2本のコイルスクリュー(第1コイルスクリュー10、第2コイルスクリュー11)を用いた均し撹拌(均し撹拌部9による撹拌)を行うことにより、ホッパー2の内部における粉末材料の側方寄りを防止することができる。
【0069】
また、粉の舞い上がり等が原因でマス計量等による落下充填が難しい場合でも、自動充填包装機により粉末材料の充填包装を適切に行うことができる。また、オーガー充填装置1は、複数列の充填機能を備える多列オーガー充填装置である。このため、オーガー充填装置1を用いることにより、生産性を向上させることができる。
【0070】
なお、
図8では、上側の開口部35bを略矩形状とし、下側の開口部36bを略円形状とするサブホッパー3bの内面形状の一例を示した。ただし、サブホッパー3a乃至3jの内面形状については、他の形状とするようにしてもよい。そこで、サブホッパー3a乃至3jの内面形状の他の例を
図12に示す。
【0071】
図12は、本発明の実施の形態におけるサブホッパー3a乃至3jの内面形状例を示す図である。
【0072】
図12に示すように、サブホッパー3a乃至3jは、上側の開口部41bおよび下側の開口部42bの双方を略円形状とすることができる。また、サブホッパー3a乃至3jの内面43bは、下方に進むに従って狭くなるような形状とすることができる。例えば、サブホッパー3a乃至3jの内面43bの形状を、下向きの円錐台形状とすることができる。
【0073】
図13は、本発明の実施の形態における縦型自動充填包装機50の外観構成例を簡略化して示す正面図である。
【0074】
縦型自動充填包装機50は、オーガー充填装置1を用いて包装フィルムをシールして包装袋を形成する自動包装機(縦型多列自動充填包装機)である。言い換えると、縦型自動充填包装機50は、複数列の粉末充填包装を同時に行う縦型多列充填包装機である。すなわち、縦型自動充填包装機50は、オーガー充填装置1を用いることにより、複数の包装袋を同時に形成することができる。なお、
図13に示すオーガー充填装置1は、
図1乃至
図11に示すものと略同一であるため、一部の符号の図示、各部の詳細な説明を省略する。また、
図13では、
図1乃至
図11に示すオーガー充填装置1の一部を変形して示す。
【0075】
上述したように、充填パイプ4a乃至4jの排出口50a乃至50jから粉末材料が排出される。
【0076】
例えば、縦型自動充填包装機50において、包装フィルムロールから引き出された長尺の包装フィルムが連続的に搬送され、この長尺の包装フィルムが筒状にされ、シール装置により袋部分(長尺の包装フィルムが袋形状とされたもの)が形成される。
【0077】
例えば、フォーマーにより二つに折り曲げられた包装フィルムを縦シール装置が挟み込むことにより縦ヒートシールを施す。また、フォーマーにより二つに折り曲げられ、縦シール装置により縦ヒートシールが施された包装フィルムに、横シール装置が横ヒートシールを施して袋形状を形成する。すなわち、二つに折り曲げられた包装フィルムは、下部および側部がシールされ、上側が空いた袋形状(長尺の包装フィルムが袋形状とされたもの)になる。
【0078】
続いて、上側が空いた袋形状になった包装フィルム内に、充填パイプ4a乃至4jの排出口50a乃至50jから排出される粉末材料が投入された後に、横シール装置により投入口に横ヒートシールが施されて封止される。これにより、粉末材料が充填された袋部分の上部が密閉されて、上側が空いた袋形状の包装フィルムが袋状となるとともに、次の袋形状が形成される。
【0079】
続いて、縦シール装置、横シール装置によりシールされた包装フィルムが、カッター装置により1袋分ごとに切断される。続いて、切断されて個別の包装形態となった包装袋を搬送部(例えば、ベルトコンベア)により搬送されて箱詰めされる。
【0080】
なお、本発明の実施の形態では、10列のオーガー充填装置1を例にして説明したが、2列乃至9列、11列以上のオーガー充填装置についても、本発明の実施の形態を適用することができる。
【0081】
なお、上述の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本発明の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。