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特許7438518オーガー式粉体充填装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-16

(45)【発行日】2024-02-27

(54)【発明の名称】オーガー式粉体充填装置

(51)【国際特許分類】

B65B 1/12 20060101AFI20240219BHJP

B28B 13/02 20060101ALI20240219BHJP

B65G 65/46 20060101ALI20240219BHJP

B65B 1/40 20060101ALI20240219BHJP

H01M 4/139 20100101ALN20240219BHJP

【ＦＩ】

B65B1/12

B28B13/02

B65G65/46 D

B65B1/40

H01M4/139

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019163865

(22)【出願日】2019-09-09

(65)【公開番号】P2021041950

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-05-10

(73)【特許権者】

【識別番号】390038726

【氏名又は名称】讃光工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092875

【弁理士】

【氏名又は名称】白川孝治

(72)【発明者】

【氏名】丸尾和美

(72)【発明者】

【氏名】木村英夫

【審査官】西塚祐斗

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０２０５４２９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３２００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０２２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３４７７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－１１３８８３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－１６０６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４６３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０８２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８８２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０２１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１０９７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４９－１０１９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５５６４６７５（ＣＮ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１９７１９３３７（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ１／１２

Ｂ２８Ｂ１３／０２

Ｂ６５Ｇ６５／４６

Ｂ６５Ｂ１／４０

Ｈ０１Ｍ４／１３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一定分量の粉体を充填する底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の粉体充填容器と、粉体充填容器を順次粉体の充填位置に搬送する搬送手段と、粉体充填容器内に充填すべき粉体を貯留したホッパーと、ホッパー内に貯留された粉体の上面高さを全体に亘って均一化する粉体貯留量均一化装置と、それぞれ相互に独立した駆動モータを備えてホッパー内からホッパー下方に延び、ホッパー内の粉体を定量的に切り出し、嵩比重を一定にした状態で、粉体充填位置に搬送された単一の粉体充填容器内に同時に充填する複数基のオーガー式粉体充填機と、粉体充填位置に搬送された粉体充填容器を複数基のオーガー式粉体充填機の粉体給出口に対して昇降制御する昇降制御手段と、粉体が充填された粉体充填容器の重量を計量することにより粉体の充填量を計量する計量手段とを備え、昇降制御手段により、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口が粉体充填容器内の底面に臨む位置まで粉体充填容器を上昇させた状態からそれぞれその駆動モータを所定の回転数で回転制御することにより粉体充填容器内への粉体の充填を開始すると共に、粉体充填容器内への粉体の充填量が増大するに従って粉体充填容器を下降させることにより、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から粉体充填容器内への粉体充填圧を一定に維持しながら粉体充填容器内に粉体を充填するオーガー式粉体充填装置であって、
ホッパーは、大径大容積の上部側漏斗形状の粉体貯留室と、上部側漏斗形状の粉体貯留室下端の開口面を複数、かつ均等に分割し、それぞれ上部側漏斗形状の粉体貯留室に連続する状態で一体化した粉体分配及び粉体切り出し用の小径小容積の下部側漏斗形状の複数の分割室と、下部側漏斗形状の複数の分割室各々の下部から下方に延びる筒体部を備え、ホッパー内からホッパー下方に延びて設置された複数基のオーガー式粉体充填機は、それぞれそれら粉体貯留室、複数の分割室、複数の筒体部に対応して設けられ、複数の筒体部下端が粉体充填容器内への粉体給出口に形成されていることを特徴とするオーガー式粉体充填装置。

【請求項2】

一定分量の粉体を充填する底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の粉体充填容器と、粉体充填容器内に充填すべき粉体を貯留したホッパーと、ホッパー内に貯留された粉体の上面高さを全体に亘って均一化する粉体貯留量均一化装置と、ホッパー内からホッパー下方に延びて設置され、ホッパー内の粉体を定量的に切り出し、嵩比重を一定にした状態で、単一の粉体充填容器内に充填する複数基のオーガー式粉体充填機と、粉体充填容器を複数基のオーガー式粉体充填機の粉体給出口に対して昇降制御する昇降制御手段と、粉体充填容器の重量を計量することにより粉体の充填量を計量する計量手段とを備え、昇降制御手段により、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口が粉体充填容器内の底面に臨む位置まで粉体充填容器を上昇させた状態から粉体の充填を開始し、粉体充填容器内への粉体の充填量が増大するに従って粉体充填容器を下降させることにより、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から粉体充填容器内への粉体充填圧を一定に維持しながら粉体充填容器内に粉体を充填するようにし、かつホッパーは、大径大容積の上部側漏斗形状の粉体貯留室と、上部側漏斗形状の粉体貯留室下端の開口面を複数、かつ均等に分割し、それぞれ上部側漏斗形状の粉体貯留室に連続する状態で一体化した粉体分配及び粉体切り出し用の小径小容積の下部側漏斗形状の複数の分割室と、下部側漏斗形状の複数の分割室各々の下部から下方に延びる筒体部を備え、ホッパー内からホッパー下方に延びて設置された複数基のオーガー式粉体充填機は、それぞれそれら粉体貯留室、複数の分割室、複数の筒体部に対応して設けられ、複数の筒体部下端が粉体充填容器内への粉体給出口に形成されたオーガー式粉体充填装置であって、
粉体充填容器が平面視正方形状で所定の深さを有する粉体焼成用の耐熱性容器により構成され、ホッパーの下部側複数の分割室および複数の分割室各々の下部から下方に延びる筒体部は、それぞれ充填位置に位置決めされた粉体充填容器の容器開口面を均等な大きさに４分割した４つの充填領域の中心位置に位置して設けられていることを特徴とするオーガー式粉体充填装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、一定分量の粉体を底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の充填容器内の全体に可能な限り均一な充填密度で充填することができるようにしたオーガー式粉体充填装置の構成に関するものである。

【背景技術】

【0002】

最近では、粉体（特に微粉体および超微粉体）を底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の充填容器内の全体に、粉舞を生じさせることなく、可能な限り均一な嵩密度で、しかも効率良く充填することができる粉体充填装置の開発が求められている。

【0003】

例えば、今後の需要増大が予想されているリチウムイオン電池などの二次電池の電極材には、正極材としてコバルト酸リチウムやニッケル酸リチウムなどのリチウム複合酸化物が、また負極材として炭素系の材料が使用されているが、それぞれその製造には、超微粉体状態でサヤと呼ばれる焼成容器内への充填、および同焼成容器内に充填された状態での焼成炉内での焼成が必要である。そして、電極材を充填する焼成容器（サヤ）には、焼成炉内への収納率が高く、かつ加熱時に作用する加熱量が均一になるように、全体が正方形の形状で底部がフラットな所定の深さを有する一定容積の耐熱性のある箱形の容器が使用されている。

【0004】

この場合において、重要なことは、上記焼成容器内に充填されている超微粉体状態の電極材料の全てが均一に焼成され、焼きむらを生じないことである。もしも、焼きむらがあると、良好な品質の電極材料を得ることができず、ひいては電池自体の性能に影響を与えることになる。焼きむらは、上記焼成容器内に充填されている超微粉体の電極材料に充填密度（嵩密度）の相違（むら）がある場合に発生する。したがって、焼きむらを生じさせないためには、上記焼成容器内の全体に亘って可能な限り均一な充填密度（嵩密度）で充填することが必要となる。また、１容器あたりの充填密度（嵩密度）が高いほど充填効率、焼成効率が高くなる。

【0005】

しかし、上記電極材料のような超微粉体は、重量が同じでも、圧縮されると容積が減少し、逆に篩などに掛けられると容積が増大する。したがって、このような性質を有する一定分量の粉体を、粉舞を生じさせることなく、上記焼成容器のような、全体として方形の形状をなし、底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の充填容器内の全体に、高く、かつ均一な嵩密度で充填するのは容易ではない。そこで、そのような超微粉体の充填には、一般にスクリューフィーダ（オ―ガスクリュー）を備えたオーガー式の粉体充填装置が用いられている。

【0006】

このようなオーガー式の粉体充填装置を用いて、粉体（微粉体、ないし超微粉体）を全体として方形の形状をなし、底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の充填容器に充填する充填方法の一例を例えば図２９～図３１に示す。

【0007】

まず図２９および図３０は、同充填方法において使用されるオーガー式粉体充填装置の基本的な構成と使用されるオーガー式粉体充填機の構成を示している。

【0008】

図２９および図３０において、１は、粉体Ｐを貯留したホッパー（図２９では上部側粉体貯留部を省略し、下部側の一部しか示していないが、上部側には十分な量の粉体Ｐを貯留している）、２１は、ホッパー１の下部に設けられた粉体供給用のノズル部を形成している筒体部、２２は、ホッパー１および筒体部２１内に回転可能に軸装されていて、上端側で図示しないサーボモータにより回転制御されるスクリューフィーダ（オーガースクリュー）、２５は、粉体供給用のノズル部を形成している筒体部２１下端の粉体給出口であり、２Ａは、それら各部によって構成されたオーガー式の粉体充填機（以下、単にオーガー充填機と略称する）である。９は、上述した焼成容器を形成している、全体として方形の形状をなし、底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の充填容器である。

【0009】

このオーガー式粉体充填装置では、ホッパー１内に貯留されている粉体Ｐをスクリューフィーダ２２の切り出し羽根（フライト部）２２ａで周方向に均一に撹拌しながら定量的に切り出し、嵩比重を一定に保った状態で、ノズル部を形成している上記筒体部２１下端側の粉体給出口（粉体切り出し口）２５から、上述した焼成容器である充填容器９内に充填してゆく。

【0010】

この場合、平面視正方形状の充填容器９は、例えば図３０に示すように、オーガー式粉体充填機２Ａの筒体部２１下端の粉体給出口２５に対し、同粉体給出口２５部分がＸＹ方向の中心に対応するように位置決めして配置され、同位置において台秤および昇降手段を介して昇降制御可能に支持される。この状態では、充填容器９内は未だ空であり、同充填容器９は充填機２Ａの筒体部２１の粉体給出口２５から所定距離離れた下方位置にある。

【0011】

この状態を示すのが図３１の（ａ）であり、この状態から次に図３１の（ｂ）に示すように、充填容器９を上方に上げて、充填容器９内の底面と充填機２Ａ側筒体部２１下端の粉体給出口２５開口面との間の距離（間隔）を粉体充填開始初期の最も小さい距離Ｇに設定した状態で停止する。この距離Ｇは、粉体充填開始状態において、図３１の（ｃ）に示すように、粉体Ｐを可能な限り充填容器９内の底部全体に押し出すことができ、かつ所定量押し出された状態において、底部の粉体Ｐに対してスクリューフィーダ２２の切り出し羽根２２ａによる一定の充填圧（押し下げ圧）を作用させることができる寸法となっている。

【0012】

したがって、図３１（ｂ）の充填スタンバイ状態からスクリューフィーダ２２が回転制御されて、粉体Ｐの充填が始まり、図３１（ｃ）の所定充填状態になると、充填容器９内底部の粉体Ｐに対してスクリューフィーダ２２のフライト２２ａによる一定の充填圧（押し下げ圧）が作用するようになり、その後は、例えば図３１の（ｄ）に示すように、充填容器９の深さに応じ、同充填容器９内の底面と充填機２Ａ側筒体部２１下端の粉体給出口２５開口面との距離（間隔）Ｇを粉体Ｐの充填量（嵩）の増大に応じて適切に大きくして行く（充填容器９を下げて行く）ことにより、充填容器９内の全体に亘って一定の充填圧（押し下げ圧）を作用させながら充填して行くことができる。

【0013】

この場合、スクリューフィーダ２２によるホッパー１内の粉体Ｐの定量的な切り出しはスクリューフィーダ駆動モータのパルス制御によって行われ、充填容器９内への粉体の充填量の増大（容器重量の増加）は充填容器支持部に設けた台秤によって検出される。

【0014】

この結果、例えば図３１の（ｅ）に示すように、最終的に充填容器９内の全体に亘って一定分量充填された粉体Ｐの下端から上端までの充填密度（嵩密度又は層密度）を一応一定にすることができる。

【0015】

しかし、このオ―ガー式粉体充填装置の場合、図２９および図３０の構成から明らかなように、正方形状の充填容器９に対して、単一の充填機２Ａで粉体Ｐを充填するために、仮に図３０のように、その粉体給出口２５部分を充填容器９の中心に対応させる形で充填を行ったとしても、実際に充填時において充填容器９の底面との間でスクリューフィーダ２２のフライト部２２ａによる押し出し圧を作用させ得るのは、粉体給出口２５の外周囲所定半径エリア内のみであり、とても充填容器９の底面部全体には及ばない。

【0016】

特に、正方形状の充填容器９の場合、ＸＹ方向に比べて対角線方向の距離が大きいために、対角線方向の密度差が相当に大きくなる（４隅の嵩密度が低くなる）。したがって、上述の電極材の充填および焼成等に利用した場合、焼きむらが生じやすい。上記の説明で使用した図２９～図３１の構成（表現）では、正方形状の充填容器９の寸法に対し、粉体給出口２５部分の直径を相対的に大きく拡大して表現しているが、実際には、充填容器９の縦横および対角線方向の寸法の方が遥かに大きいので、以上の密度差問題はより顕著となる。

【0017】

そこで、このような問題を解決するために、例えば図３２～図３６に示すような構成のオーガー式の粉体充填装置も検討されている。

【0018】

このオーガー式粉体充填装置の場合にも、充填機２Ｂ自体の構成は、上記図２９～図３１のオーガー式粉体充填機２Ａと同様のものであり、スクリューフィーダ２２によるホッパー１内の粉体Ｐの定量的な切り出しはスクリューフィーダ駆動モータのパルス制御によって行われる。他方、充填容器９の支持部には台秤等の計量機能が設けられておらず、単純にシリンダにより、充填容器搬送ライン上の充填作業位置（移送位置）から充填容器９の開口面を充填機２Ｂの粉体給出口２５に臨ませる充填位置（図３２および図３４（ａ）の状態）まで昇降するのみであり、上述のような充填容器９の深さおよび充填量（嵩）の増大に応じた充填圧維持制御を行えるようにはなっていない。

【0019】

しかし、その代わりに、上記充填容器９の支持部は、例えば図３２および図３３の矢印に示すように、充填機２Ｂの粉体給出口２５に対して水平方向にコの字形に（および元のスタート位置までに）スライド制御可能となっている。

【0020】

そして、それによって、例えば図３２および図３４の（ａ）～（ｄ）に示すように、均等に４分割された正方形状の充填容器９内の粉体充填領域９ａ～９ｄ各々の中心部に順次充填機２Ｂの粉体給出口２５を対応させて行って、同正方形状の充填容器９内の４つの充填領域９ａ～９ｄの各々に同じ嵩密度での粉体の充填Ｐ１～Ｐ４を行うようにしている。４つの充填領域９ａ～９ｄ各々における粉体Ｐ１～Ｐ４の充填量は、充填容器９全体の充填量の１／４であり、スクリューフィーダ２２駆動モータのパルス制御（回転数制御）のみによって行われる。

【0021】

このようなオーガー式粉体充填装置によると、上記図２９～図３１のような単一の充填機２Ａを充填容器９の中心に対応させて充填作業を行う場合のような対角線方向４隅の嵩密度が低くなる問題は解消され、充填容器９内に充填された粉体Ｐ１～Ｐ４（図３５および図３６参照）の嵩密度は全体に亘って略均等になる。

【0022】

しかし、同構成の場合、まず充填容器９の支持部をコの字状（ないし方形状）にスライドさせるスライド機構、駆動機構、駆動スペースが必要となり、装置構成および製造ライン構成が非常に複雑になり、製品コスト、設備コストが高くなるだけでなく、ユーザーの既製の製造ラインに適用（設置）できないケースが発生する。また、充填容器９の支持部を経時的にコの字状にスライドさせて、順番に４つの充填領域９ａ～９ｄに分割して充填して行くので、充填効率が悪く（移動中は充填できない）、非常に作業時間が長くなる。また、先に充填された粉体低部（周囲）の安息角の影響で、後から充填された粉体の嵩高が変わり、同一の条件での充填ができない問題がある。また、各充填領域９ａ～９ｄの粉体Ｐ１～Ｐ４の充填量は、スクリューフィーダ駆動モータのパルス数制御のみで行われており、計量されていないので、充填量にバラツキが生じやすい。

【0023】

さらに、充填時に充填容器９底面との間で粉体Ｐ１～Ｐ４に対してスクリューフィーダ２２のフライト２２ａによる押し下げ圧を作用させることができず、充填容器９の深さおよび充填量（嵩）の増大に応じた充填圧維持制御ができないので、全体（４か所）の嵩密度が均一でも、その密度そのものを高くすることができず、充填効率が悪い。その結果、焼成効率も低下する。

【0024】

一方、例えば図３７（ａ）～（ｃ）に示すように、上記図２９～図３１のものと同様の単一のオーガー式粉体充填機２Ｃを充填容器９の中心部に対応させて粉体Ｐを充填するようにしたものにおいて、オーガー式粉体充填機２Ｃの筒体２１の下端に充填容器９の開口部の形状に対応した押さえ蓋２１ａを設けると共にスクリューフィーダ２２の軸部２２ａ下端を所定寸法だけ筒体２１の給出口２５より下方に伸ばし、同部分に拡散羽根２２ｄを設けたものが提案されている（特許文献１）。

【0025】

このような構成の場合、まずオーガー式粉体充填機２Ｃの粉体給出口２５に対して、充填容器９を図２９（ａ）のような対応状態（図３７（ａ））に配置する。次に、この状態から、充填容器９を所定高さ上昇させて、拡散羽根２２ｅが充填容器９内に挿入され、かつ押さえ蓋２１ａが充填容器９の開口部を閉じた状態において、スクリューフィーダ２２駆動モータをパルス駆動し、充填容器９の底部側から開口部側まで、徐々に粉体Ｐを充填して行く。また、それと同時に拡散羽根２２ｅを回転させることにより、充填された粉体Ｐを順次周方向に均等に拡散させる。この状態が図３７の（ｂ）である。

【0026】

このような充填作用が所定時間継続されると、やがて充填容器９内に粉体Ｐが充満するようになるが、充填容器９の開口部は押さえ蓋２１ａにより閉じられているために、充填された粉体Ｐは外部に溢れ出ることなく、スクリューフィーダ２２からの押し出し圧により全体に亘って充填密度が高められる。この結果、充填容器９内に充填された粉体Ｐの嵩密度は全体に亘って均等で、かつ密度自体も高いものとなる。また、押さえ蓋２１ａにより上面高さが規制されているので、充填された粉体Ｐの嵩も全体に亘って均一になる。

【0027】

そして、このようにして、一定分量の粉体Ｐが充填され、充填容器９の重量が設定された値になると、それが検出されて充填を完了し、充填容器９は、図３７（ｃ）のように下降して、さらなる所望の工程（焼成工程等）に移送される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0028】

【文献】特開２０１７－７７１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0029】

図３７の（ａ）～（ｃ）のような構成によれば、確かに充填容器９内に充填された粉体Ｐの嵩密度（充填密度又は層密度）が高く、かつ充填容器９内全体に亘って均等化されるであろうことが推測される。

【0030】

しかし、同構成の場合、充填容器９内に所定量以上の粉体Ｐが充填されてくると、拡散羽根２２ｅによる粉体の拡散作用が容器内中央部のみでの拡散（回転）となり、必ずしも周方向の全体、および４隅方向には作用しなくなる。また、拡散羽根２２ｅに作用する負荷が大きくなり、充てん量に変動をきたす。したがって、思ったほどの均一な充填密度の均一化は実現できない。また、充填機が単一であるから、充填効率の向上、充填速度のアップには限界がある。

【0031】

さらに、スクリューフィーダと別に回転羽根、押さえ蓋が必要であり、構成が複雑になる。充填容器９の搬入位置の位置決め、充填容器９開口部内への押さえ蓋２１ａの嵌合精度を余程高精度に制御しないと、充填容器９開口部内へ押さえ蓋２１ａをスムーズに嵌合させることができず、効率的な充填作業は難しい。

【0032】

本願発明は、このような事情に基づいてなされたもので、単一のホッパーに対して、充填容器の形状に応じた複数の充填機を組み合わせることによって、充填容器内全体に充填される粉体の充填密度の向上、および均一化を可能にすると共に、大きく充填速度を向上させたオーガー式粉体充填装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0033】

本願発明は、上記の課題を解決するための手段として、次のような課題解決手段を備えて構成されている。

【0034】

（１）請求項１の発明の課題解決手段
この発明の課題解決手段によるオーガー式粉体充填装置は、一定分量の粉体を充填する底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の粉体充填容器と、粉体充填容器を順次粉体の充填位置に搬送する搬送手段と、粉体充填容器内に充填すべき粉体を貯留したホッパーと、ホッパー内に貯留された粉体の上面高さを全体に亘って均一化する粉体貯留量均一化装置と、それぞれ相互に独立した駆動モータを備えてホッパー内からホッパー下方に延び、ホッパー内の粉体を定量的に切り出し、嵩比重を一定にした状態で、粉体充填位置に搬送された単一の粉体充填容器内に同時に充填する複数基のオーガー式粉体充填機と、粉体充填位置に搬送された粉体充填容器を複数基のオーガー式粉体充填機の粉体給出口に対して昇降制御する昇降制御手段と、粉体が充填された粉体充填容器の重量を計量することにより粉体の充填量を計量する計量手段とを備え、昇降制御手段により、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口が粉体充填容器内の底面に臨む位置まで粉体充填容器を上昇させた状態からそれぞれその駆動モータを所定の回転数で回転制御することにより粉体充填容器内への粉体の充填を開始すると共に、粉体充填容器内への粉体の充填量が増大するに従って粉体充填容器を下降させることにより、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から粉体充填容器内への粉体充填圧を一定に維持しながら粉体充填容器内に粉体を充填するオーガー式粉体充填装置であって、
ホッパーは、大径大容積の上部側漏斗形状の粉体貯留室と、上部側漏斗形状の粉体貯留室下端の開口面を複数、かつ均等に分割し、それぞれ上部側漏斗形状の粉体貯留室に連続する状態で一体化した粉体分配及び粉体切り出し用の小径小容積の下部側漏斗形状の複数の分割室と、下部側漏斗形状の複数の分割室各々の下部から下方に延びる筒体部を備え、ホッパー内からホッパー下方に延びて設置された複数基のオーガー式粉体充填機は、それぞれそれら粉体貯留室、複数の分割室、複数の筒体部に対応して設けられ、複数の筒体部下端が粉体充填容器内への粉体給出口に形成されていることを特徴としている。

【0035】

このように、一定分量の粉体を充填する底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の粉体充填容器と、粉体充填容器を順次粉体の充填位置に搬送する搬送手段と、粉体充填容器内に充填すべき粉体を貯留したホッパーと、ホッパー内に貯留された粉体の上面高さを全体に亘って均一化する粉体貯留量均一化装置と、それぞれ相互に独立した駆動モータを備えてホッパー内からホッパー下方に延び、ホッパー内の粉体を定量的に切り出し、嵩比重を一定にした状態で、粉体充填位置に搬送された単一の粉体充填容器内に同時に充填する複数基のオーガー式粉体充填機と、粉体充填位置に搬送された粉体充填容器を複数基のオーガー式粉体充填機の粉体給出口に対して昇降制御する昇降制御手段と、粉体が充填された粉体充填容器の重量を計量することにより粉体の充填量を計量する計量手段とを備え、昇降制御手段により、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口が粉体充填容器内の底面に臨む位置まで粉体充填容器を上昇させた状態から粉体の充填を開始し、粉体充填容器内への粉体の充填量が増大するに従って粉体充填容器を下降させることにより、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から粉体充填容器内への粉体充填圧を一定に維持しながら粉体充填容器内に粉体を充填するようにすると、複数基のオーガー式粉体充填機により、底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の単一の粉体充填容器内の全体に亘って均等に粉体充填容器底面との間で一定の充填圧を作用させながら充填することができるようになる。

【0036】

したがって、複数基のオーガー式粉体充填機によって単一の粉体充填容器内に充填された粉体の嵩および嵩密度が全体に亘って均一になる。また、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から単一の粉体充填容器内各所に同時に所定レベル以上の粉体充填圧を有効に作用させることができるから、従来のように１基のオーガー式粉体充填機を使用して充填する場合に比べて、充填された粉体の嵩密度自体が粉体充填容器内の全体に亘って均一に高くなり、より充填効率が向上する。

【0037】

また、複数基のオーガー式粉体充填機を用いて、それらの各粉体給出口から単一の粉体充填容器内の複数の個所で同時に粉体を充填するので、単位時間当たりの粉体充填速度も大きく向上する。

【0038】

しかも、この発明の課題解決手段では、その場合において、粉体充填容器内に充填すべき粉体を貯留したホッパー内には、同ホッパー内に貯留された粉体の上面高さを全体に亘って均一化する粉体貯留量均一化装置が設けられている。したがって、ホッパー内に粉体を投入する粉体投入口がホッパーの一側にあり、投入される粉体がホッパーの一側に片寄った状態で投入された場合にも、その上面高さをホッパー内の全体に亘って均一化することができ、複数基のオーガー式粉体充填機の位置する各部分における粉体の重量、同重量による下向きの押圧力を均一化することができる。

【0039】

それに加えて、この発明の課題解決手段の場合、特に上記充填用の粉体を貯留したホッパーは、大径大容積の上部側漏斗形状の粉体貯留室と、上部側漏斗形状の粉体貯留室下端の開口面を複数、かつ均等に分割し、それぞれ上部側漏斗形状の粉体貯留室に連続する状態で一体化した粉体分配及び粉体切り出し用の小径小容積の下部側漏斗形状の複数の分割室と、下部側漏斗形状の複数の分割室各々の下部から下方に延びる筒体部を備えて構成されており、上記ホッパー内からホッパー下方に延びて設置された複数基のオーガー式粉体充填機は、それぞれそれら粉体貯留室、複数の分割室、複数の筒体部に対応して個別に設けられ、その複数の筒体部下端が粉体充填容器内への粉体給出口に形成されている。

【0040】

したがって、上記ホッパー内に貯留された粉体は、その上面高さを全体に亘って均一化する上記粉体貯留量均一化装置の作用により、その上面高さが全体に亘って均一化され、複数基のオーガー式粉体充填機の位置する各部分における粉体の重量、同重量による下向きの押圧力が均一になる。そして、同状態において、複数基のオーガー式粉体充填機が駆動されると、上記大径大容積の上部側漏斗形状の粉体貯留室内の粉体が、まず上記複数基のオーガー式粉体充填機それぞれに対応する、上部側漏斗形状の粉体貯留室下端の開口面を複数、かつ均等に分割し、それぞれ上部側漏斗形状の粉体貯留室に連続する状態で一体化されている粉体分配及び粉体切り出し用の小径小容積の下部側漏斗形状の複数の分割室内に均等に分配され、適切に切り出されて、それら各分割室下部の筒体部を経て、均等な分配量、均等な分配密度で、各筒体部下端の粉体給出口から粉体充填容器内に充填されるようになる。この結果、上記複数基のオーガー式粉体充填機それぞれの輸送量、輸送密度が均一になり、より均一な嵩比重、嵩密度での充填が可能となる。

【0041】

また、この発明の課題解決手段の場合、上記複数基のオーガー式粉体充填機は、それぞれ相互に独立した駆動モータを備えて構成されており、昇降制御手段により、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口が粉体充填容器内の底面に臨む位置まで粉体充填容器を上昇させた状態からそれぞれその駆動モータを所定の回転数で回転制御することにより粉体の充填を開始すると共に、粉体充填容器内への粉体の充填量が増大するに従って粉体充填容器を下降させることにより、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から粉体充填容器内への粉体充填圧を一定に維持しながら粉体充填容器内に粉体を充填するようになっている。

【0042】

したがって、複数基のオーガー式粉体充填機各々の回転数、回転速度を同一の条件で個別に制御すればよく、駆動負荷が小さく、制御が容易で、制御精度も向上する。その結果、その点でも、より均一な嵩比重、嵩密度での充填が可能となる。また、用途や粉体の特性、ユーザーが希望する充填作業速度に応じた充填制御モードの変更にも容易に対応することができる。

【0043】

また、以上のような構成の場合、単一のホッパーを複数基のオーガー式粉体充填機に供用することができ、複数基のオ―ガ式粉体充填機のそれぞれに専用の容量の大きいホッパーを設けて構成する場合に比べて、装置自体を遥かに小型化することができる。

【0044】

また、以上のような構成の場合、複数基のオーガー式粉体充填機（そのファンネル部）各々に対する粉体の供給条件が均等になり、充填容器内全体に均等な密度で充填できるようになる。

【0045】

（２）請求項２の発明の課題解決手段
この発明の課題解決手段によるオーガー式粉体充填装置は、一定分量の粉体を充填する底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の粉体充填容器と、粉体充填容器内に充填すべき粉体を貯留したホッパーと、ホッパー内に貯留された粉体の上面高さを全体に亘って均一化する粉体貯留量均一化装置と、ホッパー内からホッパー下方に延びて設置され、ホッパー内の粉体を定量的に切り出し、嵩比重を一定にした状態で、単一の粉体充填容器内に充填する複数基のオーガー式粉体充填機と、粉体充填容器を複数基のオーガー式粉体充填機の粉体給出口に対して昇降制御する昇降制御手段と、粉体充填容器の重量を計量することにより粉体の充填量を計量する計量手段とを備え、昇降制御手段により、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口が粉体充填容器内の底面に臨む位置まで粉体充填容器を上昇させた状態から粉体の充填を開始し、粉体充填容器内への粉体の充填量が増大するに従って粉体充填容器を下降させることにより、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から粉体充填容器内への粉体充填圧を一定に維持しながら粉体充填容器内に粉体を充填するようにし、かつホッパーは、大径大容積の上部側漏斗形状の粉体貯留室と、上部側漏斗形状の粉体貯留室下端の開口面を複数、かつ均等に分割し、それぞれ上部側漏斗形状の粉体貯留室に連続する状態で一体化した粉体分配及び粉体切り出し用の小径小容積の下部側漏斗形状の複数の分割室と、下部側漏斗形状の複数の分割室各々の下部から下方に延びる筒体部を備え、ホッパー内からホッパー下方に延びて設置された複数基のオーガー式粉体充填機は、それぞれそれら粉体貯留室、複数の分割室、複数の筒体部に対応して設けられ、複数の筒体部下端が粉体充填容器内への粉体給出口に形成されたオーガー式粉体充填装置であって、
粉体充填容器が平面視正方形状で所定の深さを有する粉体焼成用の耐熱性容器により構成され、ホッパーの下部側複数の分割室および複数の分割室各々の下部から下方に延びる筒体部は、それぞれ充填位置に位置決めされた粉体充填容器の容器開口面を均等な大きさに４分割した４つの充填領域の中心位置に位置して設けられていることを特徴としている。

【0046】

このように、一定分量の粉体を充填する底部がフラットで所定の深さを有する一定容積の粉体充填容器と、粉体充填容器内に充填すべき粉体を貯留したホッパーと、ホッパー内からホッパー下方に延びて設置され、ホッパー内の粉体を定量的に切り出し、嵩比重を一定にした状態で、単一の粉体充填容器内に充填する複数基のオーガー式粉体充填機と、粉体充填容器を複数基のオーガー式粉体充填機の粉体給出口に対して昇降制御する昇降制御手段と、粉体充填容器の重量を計量することにより粉体の充填量を計量する計量手段とを備え、昇降制御手段により、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口が粉体充填容器内の底面に臨む位置まで粉体充填容器を上昇させた状態から粉体の充填を開始し、粉体充填容器内への粉体の充填量（計量手段により計量される充填容器の重量）が増大するに従って粉体充填容器を下降させることにより、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から粉体充填容器内への粉体充填圧を一定に維持しながら粉体充填容器内に粉体を充填するようにすると、複数基のオーガー式粉体充填機により、単一の粉体充填容器内の全体に亘って均等に粉体充填容器底面との間で一定の充填圧を作用させながら充填することができるようになる。

【0047】

したがって、複数基のオーガー式粉体充填機によって単一の粉体充填容器内に充填された粉体の嵩および嵩密度が全体に亘って均一になる。また、複数基のオーガー式粉体充填機の各粉体給出口から単一の粉体充填容器内各所に所定レベル以上の粉体充填圧を有効に作用させることができるから、従来のように１基のオーガー式粉体充填機を使用して充填する場合に比べて、充填された粉体の嵩密度自体も高くなり、充填効率が向上する。

【0048】

また、複数基のオーガー式粉体充填機を用いて、それらの粉体給出口から複数の個所で同時に粉体を充填するので、単位時間当たりの粉体充填速度も大きく向上する。

【0049】

【0050】

【0051】

また、以上のような構成の場合、単一のホッパーを複数基のオーガー式粉体充填機に供用することができ、複数基のオ―ガー式粉体充填機のそれぞれに専用の容量の大きいホッパーを設けて構成する場合に比べて、装置自体を遥かに小型化することができる。

【0052】

【0053】

さらに、この発明の課題解決手段では、上記オーガー式粉体充填装置の構成において、特に上記粉体充填容器が平面視正方形状で所定の深さを有する粉体焼成用の耐熱性容器（例えば上述したサヤ）により構成され、サブホッパーである複数の分割室および複数の筒体部（複数本のファンネル部）は、それぞれ充填位置に位置決めされた粉体充填容器の容器開口面を均等な大きさに４分割した４つの充填領域の中心位置に位置して設けられていることを特徴としている。

【0054】

このような構成によると、粉体の充填時において、各々オーガー式粉体充填機が設けられた複数の分割室および複数の筒体部が、それぞれ所定の充填位置に位置決めされた平面視正方形状で所定の深さを有する粉体焼成用の耐熱性容器よりなる粉体充填容器の容器開口部を均等な大きさに４分割した容器開口部内の４つの充填領域の中心に位置して、それぞれが均等に粉体の充填を行うようになる。

【0055】

その結果、均等な大きさで４分割された容器開口部内の４つの充填領域のそれぞれは従来に比べて非常に狭いものとなり（１／４）、同非常に狭い分担領域に対して１基のオーガー式粉体充填機で全体に亘って十分な充填圧を作用させながら有効に充填して行くことができるようになる。したがって、Ｘ－Ｙ方向はもちろん、対角線方向の４隅にも均等な量、均等な密度で確実に充填することが可能となり、従来に比べて粉体充填容器内全体の充填量および充填密度を遥かに均一なものとすることができる。また、オーガー式粉体充填機切り出し羽根の粉体充填容器内底面に対する押圧力も有効に作用するようになるので、充填密度自体も高いものとなり、充填効率が向上する。

【0056】

さらに、４基のオーガー式粉体充填機を均等な大きさで４分割された充填容器内の４つの充填領域のそれぞれに対応させて充填するようにした場合、オーガー式粉体充填機同士の隣接部でのスクリューフィーダの回転方向（粉体拡散給出方向）は、それぞれ相互に逆の方向となるので、粉体充填容器内での粉体の拡散性も良好となり、粉体充填容器内での充填密度の均一化がより促進される。また、粉体充填容器内全体の嵩もフラットになる。

【0057】

したがって、平面視正方形状で底部がフラットな所定の深さを有する粉体焼成用の耐熱性容器が粉体充填容器として使用されるリチウムイオン電池の電極材（超微粉体）の充填に適したものとなる。

【0058】

しかも、４基のオーガー式粉体充填機が、単一の粉体充填容器の４分割された４つの充填領域に同時に同一の条件で充填を行うので、粉体充填容器内への充填密度が均一になることはもちろん、粉体充填容器の充填機に対する相対的な移動制御も必要ないので、充填容器に対する充填速度が大幅に向上し、充填効率が大きく向上する。また、粉体充填容器支持部側の作動機構の構成も簡素化される。

【発明の効果】

【0059】

以上の結果、本願発明によると、上述した従来のオーガー式粉体充填装置の技術的課題を確実に解決することができる。また、単位時間当たりの充填速度を大きく向上させ、非常に充填効率の高いものとすることができる。
また、同構成の場合、筒体部先端の粉体給出口の開口面が常に粉体充填容器内にあって、粉体充填容器内の底部ないし充填された粉体の上面に近接した隙間のない状態で、切り出し羽根による押圧力（充填圧）を作用させながら分割状態（複数組）で同時に充填して行くこと、また、その結果、それぞれの粉体給出口からの給出量を大きくしなくても良くなること、さらに複数組の筒体部先端の粉体給出口の開口面が充填容器開口面を広く覆い、蓋の役目を果たすことなどから、従来のような粉舞も生じにくい。したがって、粉体が人体に有害な成分を含むような場合にも有効になる。

【0060】

さらに、それでいながら、全体として小型コンパクトに形成できるから、ユーザーの既設の粉体充填ラインに対しても容易、かつ低コストに設置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0061】

【図1】本願発明の実施の形態に係るオーガー式粉体充填装置の全体構成を示す正面図である。

【図2】同粉体充填装置の右側面図である。

【図3】同粉体充填装置の平面図である。

【図4】同粉体充填装置の図１のＶ－Ｖ矢視拡大図である。

【図5】同粉体充填装置の図１のＶＩ－ＶＩ矢視拡大図である。

【図6】同粉体充填装置の要部である４軸構造のオーガー式粉体充填機構の構成を示す拡大縦断面図である。

【図7】同粉体充填装置の要部である４軸構造のオーガー式粉体充填機構におけるホッパーおよびホッパー下部の構成を示す側面図（図１の右側面図）である（ただし、この図では覗き窓を省略して示している）。

【図8】同粉体充填装置の要部である４軸構造のオーガー式粉体充填機構におけるホッパーおよびホッパー下部の構成を示す平面図（図７の上面図）である。

【図9】同粉体充填装置の要部である４軸構造のオーガー式粉体充填機構におけるホッパーおよびホッパー下部の構成を示す底面図（図７の下面図）である。

【図10】同粉体充填装置の要部である４軸構造のオーガー式粉体充填機構におけるホッパーおよびホッパー下部の構成を示す縦断面図である。

【図11】同粉体充填装置の要部である４軸構造のオーガー式粉体充填機構における取り外し可能な円筒ファンネル形成部材の構成を示す縦断面図である。

【図12】同粉体充填装置の要部である４軸構造のオーガー式粉体充填機構における取り外し可能な円筒ファンネル形成部材の構成を示す平面図（図１１の上面図）である。

【図13】同粉体充填装置の要部である４軸構造のオーガー式粉体充填機構における取り外し可能な円筒ファンネル形成部材の構成を示す底面図（図１１の下面図）である。

【図14】同粉体充填装置の図３のＶＩＩ－ＶＩＩ矢視拡大断面図である。

【図15】同粉体充填装置の充填準備工程における充填容器の位置決め状態（台秤上昇前の状態）を示す図である。

【図16】同粉体充填装置の充填開始工程における充填容器の充填セット状態（台秤上昇後の状態）を示す図である。

【図17】図１６からの充填工程進行図（充填開始状態）である。

【図18】図１７からの充填工程進行図（充填中間状態）である。

【図19】図１８からの充填工程進行図（充填完了状態）である。

【図20】同粉体充填装置の充填終了工程における充填容器の搬出準備状態（台秤下降後の状態）を示す図である。

【図21】同粉体充填装置の充填準備工程における充填容器の位置決め状態（台秤上昇前の状態）における充填容器とオ―ガ式粉体充填機の筒体および粉体給出口との対応関係を示す水平方向断面図である。

【図22】同粉体充填装置の充填準備工程における充填容器の位置決め状態（台秤上昇前の状態）における充填容器とオーガー式粉体充填機の筒体および粉体給出口との対応関係を示す垂直方向断面図である。

【図23】上記図１５～図２０の各工程におけるオーガー式粉体充填機要部と充填容器との関係の変化を（ａ）～（ｆ）として整理した動作状態図（タイムチャート）である。

【図24】同粉体充填装置における運転準備段階での制御動作を示すフローチャートである。

【図25】同粉体充填装置における自動運転時の制御動作（自動運転開始～ホッパー内原料レベル制御）を示すフローチャートである。

【図26】同粉体充填装置における自動運転時の制御動作（図２５のホッパー内原料レベル制御に続く充填モード～充填重量書き込み制御）を示すフローチャートである。

【図27】同粉体充填装置における自動運転時の制御動作（図２６の充填重量書き込み制御に続く台秤上昇・容器受け渡し位置移動～自動運転停止制御）を示すフローチャートである。

【図28】本願発明の実施の形態の変形例に係るオーガー式粉体充填装置の構成を示す図１４と同様の断面図である。

【図29】従来のオーガー式粉体充填装置のオーガー式粉体充填機の構成と対応する粉体充填容器の構成を示す垂直方向の断面図である。

【図30】同従来のオーガー式粉体充填装置のオーガー式粉体充填機の構成と対応する粉体充填容器の構成を示す水平方向の断面図である。

【図31】（ａ）～（ｅ）は、同従来のオーガー式粉体充填装置におけるオーガー式粉体充填機を使用した粉体充填容器に対する粉体の充填工程を示す説明図である。

【図32】他の従来例に係るオーガー式粉体充填装置のオーガー式粉体充填機の構成と対応する粉体充填容器の構成を示す垂直方向の断面図である。

【図33】同他の従来例に係るオーガー式粉体充填装置のオーガー式粉体充填機の構成と対応する粉体充填容器の構成を示す水平方向の断面図である。

【図34】（ａ）～（ｄ）は、同他の従来例に係るオーガー式粉体充填装置におけるオーガー式粉体充填機を使用した粉体充填容器に対する粉体の充填工程を示す説明図である。

【図35】同他の従来例に係るオーガー式粉体充填装置のオーガー式粉体充填機によって対応する粉体充填容器内に充填された粉体の充填状態を示す垂直方向の断面図である。

【図36】同他の従来例に係るオ―ガ式粉体充填装置のオーガー式粉体充填機によって対応する粉体充填容器内に充填された粉体の充填状態を示す平面図である。

【図37】（ａ）～（ｃ）は、さらなる他の従来例に係るオーガー式粉体充填装置におけるオーガー式粉体充填機の構成と、同オーガー式粉体充填機を用いて対応する粉体充填容器内に粉体を充填する粉体充填工程を示す垂直方向の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0062】

以下、添付の図１～図２７を参照して本願発明の実施の形態に係るオーガー式粉体充填装置の構成および作用について、詳細に説明する。この実施の形態において充填に使用される粉体は、一例として超微粉体であるリチウムイオン電池の電極材料（正極形成材料）が選ばれている。

【0063】

図１～図１４は、同オーガー式粉体充填装置の基本的な構成、図１５～図２０は、同オーガー式粉体充填装置の粉体充填時の充填動作（工程動作）、図２１～図２３は、同オーガー式粉体充填装置の図１５～図２０の粉体充填動作に対応した要部の動作形態、図２４～図２７のフローチャートは、同オーガー式粉体充填装置の充填制御動作を示している。

【0064】

＜オーガー式粉体充填装置の全体的な構成＞
図１～図１４は、本願発明の実施の形態に係るオーガー式粉体充填装置の基本的な構成を示している。

【0065】

この実施の形態のオーガー式粉体充填装置は、例えばリチウムイオン電池の電極形成材料（例えばＣｏ系、Ｎｉ系、Ｍｎ系などの正極形成材料）の焼成工場において、超微粉体である同電極材料をセラミック等耐熱性の焼成容器である粉体充填容器に充填し、同粉体充填容器（以下、単に充填容器と言う）を粉体焼成用の炉内に供給する充填容器搬送ライン途中の粉体充填ステーション部分に位置して設置されるようになっている。

【0066】

図１～図１４において、符号５が充填容器搬送ライン、符号９，９・・が充填容器であり、充填容器搬送ライン５は、未充填の充填容器９，９・・を順次粉体充填ステーション部分に搬入する搬入コンベアローラ５１，５１・・と、未充填の充填容器９を昇降可能に支持し、粉体充填ステーションを構成する充填部コンベアローラ５２，５２・・と、充填完了後の充填容器９を順次粉体充填ステーションから搬出し、焼成炉に供給する搬送コンベアローラ５３，５３・・との相互に連接する３組のコンベアローラにより構成されている。

【0067】

一方、オーガー式粉体充填装置は、装置ケーシング８と、該装置ケーシング８の上部に設置された粉体貯留用のホッパー（メインホッパー）１と、該ホッパー１内の粉体（ホッパー１内下部の粉体）を所定量ずつ下方に給出するための４基のオーガー式粉体充填機２，２・・と、上記充填部コンベアローラ５２，５２・・部分に設置され、粉体を充填する充填容器（以下、単に充填容器という）９の重量と共に充填容器９内に充填された粉体の重量を計量するための台秤３と、該台秤３および充填部コンベアローラ５２，５２・・と共にそれらの上部に載置された充填容器９を鉛直方向に昇降させるための昇降装置４と、充填容器９を台秤３上に出し入れするための容器給排装置５と、上記４基のオーガー式粉体充填機２，２・・、昇降装置４、容器給排装置５等を発停制御するための制御装置（制御ユニット）１０とを基本構成としている。

【0068】

ホッパー１は、図１～図３に示すように、メインとなる上部側大径大容積の本体室（漏斗状大室）１１と、その下部側に在って、さらに後述する４基のオーガー式充填機２，２・・の各々に個別に対応した４組のファンネル部を形成する漏斗形状の４組の分割室（漏斗状小室）１２，１２・・を一体に連結して構成されている。

【0069】

すなわち、この実施の形態におけるホッパー１は、例えば図６～図１０に示されるように、全体として水平断面形状が少し左右方向（搬送ライン方向）に長い長方形状をなし、上方側から下方側にかけて次第に断面積が小さくなる角形の漏斗形状（より正確には水平断面がやや長方形の逆角錐台形状）のものに構成されているが、その下端側開口部の開口面は所定の大きさの正方形状に形成されている（図８および図９の構成を参照）。そして、同正方形状の開口面は、Ｘ－Ｙ方向に均等に４分割されて４組１／４寸法の正方形状の開口部を形成しており、同正方形状の４組の開口部は、さらに下方に向けて次第に水平方向の断面積を小さくしながら所定の長さ延びる４組の漏斗形状の筒体部１ｂ，１ｂ・・に形成されている。

【0070】

この４組の筒体部１ｂ，１ｂ・・は、上記ホッパー１の本体室側壁１ａに一体に連続する形で設けられており、本体室側壁１ａの下端側部分（筒体部１ｂ，１ｂ・・の上端部分）Ａでは、その水平断面形状が略正方形状（角筒形状）をしているが、下方に行くに従って次第に円筒形状に絞り加工されて（図８および図１０の絞り加工ラインＬを参照）、下端側開口部Ｂ部分では正円形の開口面を形成している。そして、同下端側開口部Ｂ部分の外周には所定面積幅のフランジ部１ｃ、１ｃ・・が設けられ、またその外周囲には補強および支持用の筒状の側壁１ｄ，１ｄ・・が設けられている。なお、図９および図１０における符号１ｇ、１ｇ・・は、上記フランジ部１ｃ、１ｃ・・をホッパー１に連結固定しているタッピンネジである。そして、同フランジ１ｃ、１ｃ・・の下面には環状の凹溝部が形成され（図９参照）、同凹溝部を利用して、その下面側に後述する４組のファンネル形成部材８０，８０・・がそれぞれ取り付けられる（図６参照）。

【0071】

このファンネル形成部材８０、８０・・は、例えば図１１～図１３に示すように、上部側に漏斗形状の筒体部１ｂ，１ｂ・・の下面側フランジ１ｃ、１ｃ・・に対応した大径のフランジ部８０ａ、下部側に後述する脱気筒７１，７１・・を一体化した筒体部２１，２１・・に対応した小径のフランジ部８０ｂを備え、それらの間に分割室１２，１２・・の一部（下部）を形成する断面逆円錐台形状の次第に断面積を小さくした所定の長さの円形の筒体部を形成している。この断面逆円錐台形状の円形の筒体部は、上記ホッパー１側４組の筒体部１ｂ，１ｂ・・の下端側の円形の開口部に対して、図６に示すように一体に連接され、同上記４組の筒体部１ｂ，１ｂ・・と合わせて、それらの内側に上端側が正方形で、中間部から下方が正円形となった、粉体分配用のサブホッパーとして機能する上述した粉体分配（４分配）および粉体切り出し用（図２１の４充填領域９ａ～９ｄ対応）の分割室１２，１２・・を形成するようになっている（４組のオーガ式粉体充填機２，２・・のファンネル部を形成）。

【0072】

この場合、上記上方側大径のフランジ部８０ａ部分には、１８０度位置を異にして、上記４組の筒体部１ｂ，１ｂ・・の下端側の開口部に対して（そのフランジ部１ｃの設けた図示しない係合部材に対して）ヘリコイド構造で係合するダルマ形状の係合孔８２，８２が１８０度位置を変えて設けられており、フランジ部１ｃ側の係合部材に対して同２組の係合孔８２，８２の大径側の孔部を合わせて嵌合し、その後、所定角回転することにより、小径側の孔に係合部材を係合させて着脱可能に係合固定することができるようになっている。このファンネル形成部材８０の取付、係合は、後述するように、同ファンネル形成部材８０に脱気筒７１，７１・・および筒体部２１，２１・・を一体化した上で行われる。したがって、オーガー式粉体充填機２，２・・ファンネル部の清掃等必要なメンテナンスは、当該脱気筒７１，７１・・および筒体部２１，２１・・を一体化したファンネル形成部材８０のホッパー１下部との係合を解除するだけで容易に実現することができる。

【0073】

すなわち、上記下方側小径のフランジ部８０ｂ部分には、周方向に粉体切り出し用のノズル部を形成する筒体部２１、２１・・および脱気用の脱気筒７１，７１・・を取り付けるためのボルト穴８０ｃ，８０ｃ・・が設けられている。そして、これらのボルト穴８０ｃ，８０ｃ・・を利用して、図６に示すように、上記分割室１２，１２・・部分から粉体を切り出すための筒体部２１、２１・・および脱気用の脱気筒７１，７１・・が連続したファンネル通路を形成するようにボルトを介して一体に取り付けられる。なお、そのためにファンネル形成部材８０の筒体部下端側には、上下に所定の長さの等径部８１ｂが設けられている。

【0074】

このようにして、この実施の形態の構成では、上端側が正方形で、中間部から下方が円形となった粉体分配（４分配）および粉体切り出し用（４軸切り出し用）の有効な大きさの４組のホッパー構造の分割室（分配用サブホッパー）１２，１２・・が形成される（図６、図８、図９の構成を参照）。そして、同ファンネル形成部材８０の下端側小径のフランジ部８０ｂに対して、さらに外周側に脱気用の脱気筒７１，７１・・を一体化した水平断面が円形の筒体部（ノズル部）２１，２１・・が図６のように同軸構造で一体に連結され、小径短筒の漏斗形状の分割室（サブホッパー）１２，１２・・と筒体部（ノズル部）２１，２１・・とで、後述する４基のオーガー式粉体充填機２，２・・のファンネル部が形成される。

【0075】

これら４組のファンネル部は、それぞれ個別に独立した構造のものをホッパー１の下端側正方形状の開口部に組み付けるようにしても良いが、以上のように、メインホッパー１の下部に４組のものを一体に構成し、それらを絞り加工して最終的に円筒体形状の連結部を構成し、それにファンネル形成部材８０，８０・・を介して脱気筒７１，７１・・備えた筒体部２１，２１・・を着脱可能に係合固定できるようにすると、共通な大径大容積のメインホッパー１（本体室１１）、その底部に一体化された４組の小径小容量の分配用サブホッパー（小容量の分割室１２，１２・・）および同４組のサブホッパー（小径ホッパーである分割室１２，１２・・）の底部に連接される４本の筒体部（ノズル部）２１，２１・・を有する４段構造（ホッパー１、サブホッパー上段（絞り加工した筒体部１ｂ）、サブホッパー下段（ファンネル形成部材８０）、筒体部２１（および脱気筒７１）の上下に４段）、水平方向に４組の複雑な装置構造であるにもかかわらず、相互の組み付けはファンネル部材８０のホッパー１側への係合、ファンネル部材８０への筒体部２１の締結一体化だけで実現することができるので、組み付けは、正確、かつ容易で、４軸構造のオーガー式粉体充填機２・２・・各々の心出しも容易になる。さらに、着脱が容易であるので、上記の如く清掃等のメンテナンス性にも優れたものとなる。

【0076】

この場合、上記ホッパー１（本体室１１）下端側の開口部の開口形状および大きさ、並びに４組のファンネル部（小径ホッパー構造の分割室１２，１２・・＋筒体部２１，２１・・）各々の配設位置は、例えば図２１および図２２に示すように、この実施の形態において採用されている粉体充填容器（焼成容器）９全体の平面形状および寸法、およびそれを平面的に見て均等に４分割した正方形状の４組の充填領域（図２１の符号９ａ～９ｄ部分を参照）に正確に対応したものとなっている。

【0077】

一方、図１および図１４に示すように、上記ホッパー１の上部には、充填すべき粉体を投入するための粉体投入口１３が設けられている。そして、ホッパー１内への粉体の供給は、粉体搬入コンベア１４（図１参照）により粉体投入口１３を介してなされる。ホッパー１内に貯留される粉体の上限レベルは、粉体レベル検出器１５によって常時検知されており、該粉体レベル検出器１５のＯＮ・ＯＦＦに対応した制御装置１０からの指令信号により粉体搬入コンベア１４を発停制御（ＯＮ，ＯＦＦ）するようになっている。

【0078】

４基の各オーガー式粉体充填機２，２・・は、それぞれスクリューフィーダ（オ―ガスクリュー）２２と、スクリューフィーダ２２を回転するモータ（サーボモータ）２３と、スクリューフィーダ２２を鉛直姿勢でホッパー上部に固定支持する軸受部２４と、スクリューフィーダ２２の下部が挿通される上記分割室（粉体分割分流用のサブホッパー）１２および粉体給出用の筒体部（ノズル部）２１を有している。

【0079】

４基のオーガー式粉体充填機２，２・・下部の筒体部２１，２１・・は、上記ホッパー１（本体室１１）の底部の各分割室（粉体分割分流用のサブホッパー）１２，１２・・部分からそれぞれ下向きに所定の長さ延設され、その下端がそれぞれ充填容器９側への粉体給出口２５となっている。つまり、この実施の形態の場合、上記ホッパー１底部の各分割室（粉体分割分流用のサブホッパー）１２，１２・・とこれらに続く筒体部２１，２１・・が、当該オーガー式粉体充填機２，２・・の実質的なファンネル部を形成している。

【0080】

スクリューフィーダ２２には、その回転軸２２ａの中間高さ位置（ホッパー１の本体室１１内下部位置）にホッパー１内の粉体を下方に供給する（本体室１１内の上記４分割された４か所で、それぞれ粉体を下方に均等に押し下げて、上記下部側のサブホッパーである分割室１２，１２・・部分に均等に分割供給する）大径羽根（大径フライト）２２ｂが設けられている一方、同回転軸２２ａの下部側分割室１２，１２・・内から筒体部２１，２１・・内位置には、上記分割室１２，１２・・内に均等に供給された粉体を筒体部２１，２１・・内の粉体切り出し通路を通して、均一に拡散しながら、一定の嵩比重で下方に定量的に切り出す小径羽根（筒体部２１の内径に対応した小径のフライト）２２ｃが設けられている。

【0081】

上記各オーガー式粉体充填機２，２・・の駆動モータ２３，２３・・は、例えばロータリーエンコ―ダを備え、その実際の回転数および回転速度を検出して高精度に目標回転数にフィードバック制御することができるパルス制御型のサーボモータが採用されており、後述する第１～第３の充填制御モード（図２６のフローチャートを参照）その他の制御に対応して、制御装置（ＣＰＵ）１０により回転数および回転速度の制御（正逆回転を含む）が行われるようになっている。

【0082】

一方、各オーガー式粉体充填機２，２・・の各粉体給出口２５，２５・・の直下には、充填容器９内に充填された粉体重量を計量する台秤３が設置されている。この台秤３には計量手段として、例えばロードセル３１が用いられている。この台秤３では、充填容器９の重量込みでの粉体重量が計量されるが、制御装置１０において充填容器９の重量を除いた（風袋引きした）実際に充填された粉体重量のみも算出することができるようになっている。

【0083】

台秤３のロードセル３１の上部には、台板３２を介して容器給排装置５の一部となる充填部コンベアローラ５２、５２・・が設置されている。尚、この台秤３は、台板３２と該台板３２上に設置させる各種部材の合計重量を減算してゼロセットされる。

【0084】

台秤３の上部（充填部コンベアローラ５２，５２・・の上部）には、充填容器９が載置されるが、この台秤３と充填部コンベアローラ５２，５２・・および充填容器９は、昇降装置４により鉛直方向に昇降するようになっている。昇降装置４は、図１、図２に示すように、サーボモータ４１で伸縮筒４２の可動部（軸部）４３を上下動させる構成となっている。このサーボモータ４１も上記サーボモータ２３，２３・・と同様に、ロータリーエンコ―ダを備え、その実際の回転数および回転速度を検出して高精度に目標回転数にフィードバック制御することができるパルス制御型の構成となっている。伸縮筒４２の筒体部分はケーシング８内に固定状態で立設されており、可動部（伸縮部）４３の上端に台秤３（計量センサとしてのロードセル３１を具備）の下部を連結支持している。

【0085】

そして、この昇降装置４は、後述するように作動状況に応じた制御装置（ＣＰＵ）１０からの制御信号により、上記サーボモータ４１を所定の回転方向及び所定の回転速度で駆動することで、台秤３と共にその上に載置される充填容器９を制御プログラム（後述の図２４～図２７のフローチャートを参照）に沿った方向と速度で昇降させることができる（充填容器９の昇降制御および粉体充填時の粉体充填状態の進行（充填量の増大）に応じた充填容器９の追従下降制御：図２３の（ａ）～（ｆ）を参照）。

【0086】

この実施の形態では、図１、図２、図１４に示す台秤３の位置が、台秤３上に充填容器９を受け渡しすることができる受渡位置（充填部コンベアローラ５２，５２，５２が搬入コンベアローラ５１，５１・・および搬出コンベアローラ５３，５３・・と同じ高さに連接する最下降位置）となる。充填容器９内へ粉体を充填する際には、昇降装置４によって、まず台秤３および充填容器９を充填部コンベアローラ５２，５２，５２と共に図１４（全体図位置）および図１５（要部拡大図位置）の受渡位置から図１６（要部拡大図位置）に示す充填準備位置（オーガー式粉体充填機２，２・・の粉体給出口２５，２５・・に臨むアプローチ位置）まで速やかに上昇させる。

【0087】

その後、さらに粉体充填機２，２・・の粉体給出口２５，２５・・が充填容器９内に侵入し、同粉体給出口２５，２５・・の開口面と充填容器９の底面９１との距離が所定の接近距離Ｔ（例えばＴ＝２０ｍｍ程度）になる図１５の充填開始位置まで、上記台秤３および充填容器９を充填部コンベアローラ５２，５２，５２と共に上昇させる。そして、この状態から、図１７のようにオーガー式粉体充填機２，２・・による充填容器９内への粉体の充填を開始する。

【0088】

そして、その後、同充填容器９内における粉体の充填量が増えてくると、同充填量の増大に応じて、例えば図１７～図１８～図１９のように、充填容器９（および台秤３、充填部コンベアローラ５２，５２，５２、以下の説明では、充填容器９でそれらの全体を代表させる）を徐々に降下させていき、予め定められた一定分量（一定重量）の粉体の充填が完了すると、図２０に示すように、元の受渡位置（充填部コンベアローラ５２，５２，５２が、搬入コンベアローラ５１，５１・・および搬出コンベアローラ５３，５３・・に連接する位置）に降下させて、充填部コンベアローラ５２，５２，５２側から、搬出コンベアローラ５３，５３・・側に搬出可能な状態とする（仮想線の状態を参照）。

【0089】

そして、この状態で、充填部コンベアローラ５２，５２，５２が搬出方向に駆動されると、充填容器９は搬送コンベアローラ５３，５３・・側に搬出され、同搬出状態で搬送コンベアローラ５３，５３・・が駆動されると、充填容器９が焼成炉内に搬送される。

【0090】

この実施の形態では、台秤３の原点位置（待機位置）は、特に図示していないが、例えば図１４の充填容器受渡位置より若干低い位置（最下降位置）に設定されていて、後述する自動運転準備工程（図２４のフローチャート）において台秤３を同原点位置（待機位置）から上記充填容器受渡位置（図１４）まで上昇させるようにしている。

【0091】

上記充填容器受渡位置（図１及び図１４）にある台秤３（および充填部コンベアローラ５２，５２，５２）上には、容器給排装置５によって充填容器９が給排される。容器給排装置５は、図１、図３、図４、図１４に示すように、上記台秤３上に設置されている充填部コンベアローラ５２，５２，５２と、上記充填容器９を充填部コンベアローラ５２．５２，５２上に搬入するための搬入コンベアローラ５１，５１・・と、上記充填部コンベアローラ５２，５２，５２上から搬出される充填容器９を焼成炉側に搬送する搬送コンベアローラ５３，５３・・を有して構成されている。

【0092】

充填部コンベアローラ５２，５２，５２は、台板３２上に並列状態で３本設置されている。そして、この各充填部コンベアローラ５２，５２，５２は、昇降装置４により台板３２と共に上下に昇降せしめられる。一方、搬入コンベアローラ５１，５１・・および搬送コンベアローラ５３，５３・・は、それぞれ所望本数使用されていて、予めレイアウトされた搬入、搬送ラインに設けられている。

【0093】

この容器給排装置５の各コンベアローラ５１，５１・・、５２，５２，５２、５３，５３・・には、それぞれローラ筒回転駆動用のモータが内蔵されている。そして、作動状況に応じて制御装置１０からの発停信号によって、それら所定のコンベアローラ５１，５１・・、５２，５２，５２、５３，５３・・を発停制御することにより、充填容器９を自動搬入コンベアローラ５１，５１・・側から充填部コンベアローラ５２，５２，５２上に搬入させ、また充填部コンベアローラ５２，５２，５２上から搬送コンベアローラ５３，５３・・側に搬出させることができるようになっている。

【0094】

台秤３の台板３２上には、図１及び図４に示すように、充填容器９を搬入コンベアローラ５１，５１・・側から充填部コンベアローラ５２，５２，５２上に搬入させる際に、充填容器９を充填部コンベアローラ５２，５２，５２上の粉体充填位置（オーガー式粉体充填機２，２・・に対応した位置）で停止させるためのストッパー装置３３が設けられている。このストッパー装置３３は、充填容器９が搬入コンベアローラ５１，５１・・側から充填部コンベアローラ５２，５２，５２上の正確な粉体充填位置（オーガー式粉体充填機２，２・・に対応した充填アプローチ位置）に搬入させた状態において、充填容器９の先行側端面に衝合する衝合ローラ３４をソレノイド３５で上方の衝合位置と下方の退避位置との間で上下動させるようにしている。

【0095】

また、台秤３の台板３２上には、図１、図２、図４に示すように、充填部コンベアローラ５２，５２，５２上に受け入れた充填容器９を一方側の定位置に設けた複数個の位置決めローラ３７に押し付けて保持するための容器クランパ３６を設けている。この容器クランパ３６は、図４に明示するように、押し部材３６ａをソレノイド３６ｂで押し引きすることで、クランプ閉状態とクランプ開状態に変化させ得るようになっている。

【0096】

さらに、台秤３の台板３２上には、図４に示すように、充填容器９が充填部コンベアローラ５２，５２，５２上の上記正確な粉体充填位置に位置していることを検知する充填位置検出器（光電センサ）３８と、充填容器９が粉体充填位置から搬送コンベアローラ５３，５３・・側に移動開始したことを検出する搬出位置検出器（光電センサ）３９とが設置されている。

【0097】

オーガー式粉体充填機２，２・・の筒体２１，２１・・下端の粉体給出口２５，２５・・には、例えば図１、図２、図５に示すように、スクリューフィーダ２２，２２・・の停止状態で粉体給出口２５，２５・・から粉体（微粉体）が零れ落ちるのを受けるための粉受け（シャッター）２６，２６・・が設けられている。この粉受け２６，２６・・は、粉体給出口２５，２５・・の開口面積とほぼ同等の大きさを持つ円盤状のもので、粉体給出口２５，２５・・を開閉する蓋板として機能する。そして、この粉受け２６，２６・・は、例えば図５に明示するように、それぞれソレノイド２７，２７・・で粉体給出口２５，２５・・を閉塞する実線図示位置と粉体給出口２５，２５・・を開放する鎖線図示位置（符号２６′参照）との間で水平揺動せしめられるようになっている。

【0098】

なお、各粉受け２６，２６・・は、開放位置（図５の符号２６′の位置）まで移動した状態では、台秤３上の充填容器９の外周面より外側に位置するようになっている。したがって、充填容器９の昇降の障害にはならない。

【0099】

ところで、この実施の形態の構成では、例えば図１および図１４に示すように、粉体投入口１３が平面視若干長方形状のホッパー１上面（本体室１１上部の開口部平面）一側の片寄った位置にある関係で、ホッパー１内に貯留される粉体の上面は、符号Ｐ１で示すように粉体投入口１３直下が高く、粉体投入口１３から遠い側が低くなるような傾斜面となりやすい。このように投入された粉体の上面Ｐ１が大きく傾斜すると、高所と低所で粉体重量による下向き押圧力が変化し、上記４基のオーガー式粉体充填機２，２・・の各分配用サブホッパーである分割室１２，１２・・への分配量、分配密度に差が生じ、各オーガー式粉体充填機２，２・・の筒体部２１，２１・・内における粉体Ｐの輸送密度、輸送量にバラツキ（差）が生じる。そして、各筒体部２１，２１・・内の輸送量、輸送密度にバラツキが生じると、それら各筒体部２１，２１・・の切り出し通路を通して切り出され、粉体給出口２５，２５・・から給出される粉体の嵩比重、嵩密度に差が出るので、充填容器９内の充填領域９ａ～９ｄによって充填された粉体の層密度や充填厚さに差が生じ易くなる。そして、このように充填容器９内の充填領域９ａ～９ｄによって粉体の層密度や充填厚さに差が生じると、以後の焼成工程において焼成ムラが生じ易くなり、結局最終的な電極材の品質が低下することになる。

【0100】

このため、この実施の形態のオ―ガ式粉体充填装置では、上述した各オーガー式粉体充填機２，２・・のスクリューフィーダ２２，２２・・の回転軸２２ａ，２２ａ・・を利用して、上記ホッパー１内に貯留される粉体の上面高さ（嵩）を全体に亘って均一化（フラット化）するための粉体貯留量均一化装置６を設けている。

【0101】

この粉体貯留量均一化装置６は、例えば図１、図２、図１４に示すように、上記オーガー式充填機２，２・・のスクリューフィーダ２２，２２・・の回転軸２２ａ，２２ａ・・上端部寄り位置（本体室１１の上層部位置）に、上述した分割室１２，１２・・への粉体供給用の羽根（大径フライト）２２ｂ（本体室１１側）および充填容器９内への粉体切り出し用の羽根（小径フライト）２２ｃ（筒体２１側）とは別の逆向きの羽根（大径フライト）６１を設けて構成されている。

【0102】

そして、このスクリューフィーダ２２において、その正回転時には、下部側の粉体供給用の羽根２２ｂ、粉体切り出し用の羽根２２ｃが、それぞれホッパー１本体室１１内の粉体を分割室（分配用サブホッパー部）１２，１２・・内に供給すると共に、同分割室１２，１２・・内の粉体をそれぞれそのピッチ間で定量的に切り出しながら下方に給送するが、他方、上記均一化装置６を形成する本体室１１上部側の逆向きの羽根６１，６１・・は、ホッパー１本体室１１内の上層部位置にある傾斜面状態の（層高さの異なる）粉体Ｐ１（図１４参照）を連続して上向きに掬い上げる形で撹拌し、嵩高を平準化すると同時に本体室１１内に貯留されている粉体の嵩密度の均一化を図る。

【0103】

このように、逆向き羽根６１によりホッパー１本体室１１内の上層部位置にある傾斜状態の粉体を上向きに掬いあげながら常時撹拌するようにすると、ホッパー１本体室１１内上面の片寄った位置にある粉体投入口１３から粉体Ｐが投入される場合でも、ホッパー１の本体室１１内において粉体上面を符号Ｐ２（同図１４参照）で示すようにほぼ均一な嵩高に維持させ、かつ全体に亘って可能な限り嵩密度の均一化を図ることができる。従って、ホッパー１内本体室１１の平面方向の全体に亘って粉体が均一に貯留されるようになり、その重量による下向き方向の押圧力も均一化するので、本体室１１側から各分割室１２，１２・・側への粉体分配量、分配密度（嵩比重）もより均一になる。

【0104】

その結果、同分割室１２，１２・・から各筒体部２１，２１・・内の切り出し通路（粉体輸送路）を経て定量的に切り出される粉体の嵩比重、嵩密度も均一になり、その後、最終的に粉体給出口２５，２５・・から充填容器９内に充填される粉体Ｐの充填量、同粉体Ｐの充填容器９内全体（９ａ～９ｄ）に亘る充填密度、充填厚さ（嵩）も一層均一になる。

【0105】

また、この実施の形態の場合、上記各オーガー式粉体充填機２，２・・の各筒体部２１，２１・・は、上記分割室１２，１２・・の下端（底部）側円形開口の開口径およびスクリューフィーダ２２の切り出し羽根２２ｃ，２２ｃ・・の外径に対応した直径のものとなっており、その半径方向外周側には所定の半径方向幅の脱気室（符号省略）を介して外套された筒体部２１，２１・・よりも大径の脱気筒７１，７１・・が設けられている。そして、この脱気筒７１，７１・・内側の脱気室に対応する筒体部２１，２１・・の略全周には内外方向に貫通した所定の大きさに複数個の脱気孔が形成されている。この脱気孔には、充填される粉体の粒径に対応した特殊な金属製のフィルタが設けられており、粉体成分は通さないが、空気は通すようになっている。

【0106】

一方、脱気筒７１，７１・・内の脱気室には、脱気筒７１，７１・・の所定の位置において真空ポンプ７（図２参照）からの脱気管７２，７２・・が接続されている。なお、図２において、符号７０は、真空ポンプ７と脱気筒７１，７１・・との間に介設された真空ポンプ７保護用のフィルタ装置である。

【0107】

そして、この実施の形態では、オ―ガ式粉体充填装置運転中に真空ポンプ７で脱気管７２，７２・・を介して脱気室内の空気を吸引することにより、筒体部２１，２１・・内を移送される粉体中から高精度に空気成分を吸引して粉体を高密度に脱気させるようになっている。このように、筒体部２１，２１・・内を通過する粉体から脱気すると、粉体給出口２５，２５・・から給出される粉体を、粉舞を生じさせることなく、かつ高密度状態で充填容器９内各所（４カ所）に均一に充填することができる。

【0108】

＜制御装置１０によるオ―ガ式粉体充填装置の制御方法＞
上記制御装置１０は、各種検出器や各種装置の作動状態に基いて、各作動部分に対して所定の制御を行わせるものであるが、この制御装置１０による上記オ―ガ式粉体充填装置の制御方法について、例えば図１５～図２０の粉体充填工程および同図１５～図２０の粉体充填工程に対応した要部の粉体充填状態を１枚の図で経時的に示した図２３（ａ）～（ｆ）を参照しながら、図２４～図２７に示すフローチャートに基づいて詳細に説明する。

【0109】

この実施の形態の場合、上述のように、当該オ―ガ式粉体充填装置をあくまで実施の一例ではあるが、リチウムイオン電池の電極形成原料である例えばニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウムなどの超微粉体を対象として、耐熱性のある焼成容器である充填容器（サヤ）に均一に充填するのに適したものとして構成している。したがって、以下の制御方法では、特に充填対象である粉体を原料（電極形成原料）と表現している。充填容器については、そのまま充填容器なる用語を使用している。

【0110】

＜オ―ガ式粉体充填装置の自動運転準備工程＞
まず図２４のフローチャートは、上述のオ―ガ式粉体充填装置によって自動的に充填容器９内に電極形成原料（超微粉体）の充填を行う自動運転前の自動運転準備工程を示している。

【0111】

この自動運転準備工程は、まずステップＳ１で自動運転準備を開始（自動運転準備開始スイッチをＯＮ操作）した後、続くステップＳ２においてホッパー１内の原料レベル制御を「入」にすると、ステップＳ３のように原料レベル検出器１５が機能する。ここで、原料レベル検出器１５は、ホッパー１内の原料が上限レベルに達したときにＯＮになるが、上限レベル未満であればＯＦＦ状態を維持するものである。

【0112】

そして、ステップＳ３において原料レベル検出器１５がＯＦＦであれば、所定タイマ時間経過後にステップＳ４において搬入コンベア１４（図１）に対してホッパー１内への原料の搬入を要求し、ステップＳ５において搬入コンベア１４によりホッパー１内への原料の投入が開始される。

【0113】

続いて、ステップＳ６において、原料レベル検出器１５がホッパー１内の原料の上限レベルを検知する（ＯＮになる）と、所定タイマ時間経過後に、ステップＳ７においてホッパー１内への原料の要求をＯＦＦにする（搬入コンベア１４を停止させる）ことで、ホッパー１内への原料の投入作業が完了する（ステップＳ８参照）。

【0114】

他方、上記ステップＳ１の自動運転準備を開始（スイッチＯＮ）すると、上記ステップＳ２～Ｓ８の工程とは別に、ステップＳ９において昇降装置４を作動させて台秤３を原点位置（最下動位置）に移動させた後、ステップＳ１０において粉体給出口２５を粉受け２６で閉じ、ステップＳ１１において台秤３が充填容器９を含む実際重量を計測し得る状態（台秤風袋引きクリアという）にし、続いてステップＳ１２において、昇降装置４を作動させて台秤３を充填容器受渡位置に移動させることで、ステップＳ１３の自動運転準備が完了する。

【0115】

＜自動運転制御（自動充填制御）＞
図２５～図２７の一連のフローチャート（Ａ～Ｃは、相互のフローの接続部を示している）は、自動運転（充填）制御を行う各種の制御動作を示している。尚、図２５～図２７に示す自動運転制御動作のフローチャートでは、上記図２４の自動運転準備のフローチャートにおけるステップＳ２～Ｓ８の操作を含んでおり、図２５の自動運転制御でも、ホッパー１への原料投入工程（ステップＳ２２～Ｓ２８）が実行される。

【0116】

すなわち、ホッパー１への原料投入が完了していない状態では、図２５のフローチャートにおいて、ステップＳ２１で示す自動運転を開始（自動運転開始スイッチＯＮ）した後、ステップＳ２２においてホッパー内原料のレベル制御を「入」にすると、ステップＳ２３のように原料レベル検出器１５が機能する。そして、ステップＳ２３において、原料レベル検出器１５がＯＦＦであれば、所定タイマ時間経過後にステップＳ２４において搬入コンベア１４（図１）に対してホッパー１への原料搬入を要求し、ステップＳ２５において搬入コンベア１４によりホッパー１への原料投入が開始される。続いて、ステップＳ２６において原料レベル検出器１５がホッパー１内の原料の上限レベルを検知する（ＯＮになる）と、所定タイマ時間経過後にステップＳ２７においてホッパー１への原料要求をＯＦＦにすることで、ホッパー１への原料投入作業が完了する（ステップＳ２８参照）。尚、上記図２４の自動運転準備段階において、ホッパー１への原料投入作業が完了（ステップＳ８が完了）していれば、図２５におけるステップＳ２２～Ｓ２８は実行されない。

【0117】

他方、図２５のフローチャートにおいて、ステップＳ２１で示す自動運転を開始（運転開始スイッチＯＮ）すると、上記ステップＳ２２～Ｓ２８の工程とは別に、ステップＳ２９においてオーガー式粉体充填機２の筒体２１内を通過する粉体中の空気を脱気するかどうか（脱気モードの「入」又は「切」）を選択することができる。そして、ステップＳ２９において脱気モードを「入」にすると、ステップＳ３０のように真空ポンプ７の運転が開始されて、筒体部２１内を通過する粉体中の空気を脱気させることができる。

【0118】

又、図２５のフローチャートにおいて、ステップＳ２１で示す自動運転を開始（運転開始スイッチＯＮ）すると、ステップＳ３１以下の各工程が実行される。

【0119】

まず、ステップＳ３１において台秤３をゼロセットする（初回のみ実施される）と、台秤３（充填部コンベアローラ５２，５２・・）上に空容器（充填容器９）の受取が可能となり（ステップＳ３２参照）、その後、台秤３上への空容器引渡要求を実行するかどうかを選択する（ステップＳ３３参照）。

【0120】

ステップＳ３３において空容器引渡要求がＯＮされると、ストッパー装置３３が作動して容器ストッパー（ローラ３４）が上昇し（ステップＳ３４参照）、続いてステップＳ３５において受入駆動ローラ（搬入コンベアローラ５１及び充填部コンベアローラ５２）が駆動し、ステップＳ３６の空容器受取中となり、ステップＳ３７において充填位置検出器３８で空容器が台秤３上の所定位置（粉体充填位置）まで進入したかどうかを判定する。

【0121】

ステップＳ３７において充填位置検出器３８がＯＮになると、所定タイマ時間経過後に受入駆動ローラ（搬入コンベアローラ５１，５１・・及び充填部コンベアローラ５２，５２・・）が停止し（ステップＳ３８参照）、台秤３上への空容器の受取が完了する（ステップＳ３９参照）。その後、ステップＳ４０において容器クランプ３６が「閉」作動する。容器クランプ３６が「閉」作動すると、充填容器９が台秤３上の正確な粉体充填位置に保持されるが、このとき充填容器９と４つの粉体給出口２５，２５・・との上下方向の位置関係（対応関係）は、図２１および図２２に示すように、各粉体給出口２５，２５・・が充填容器９の正方形の開口部（開口面）をＸ－Ｙ方向に均等に４分割した各充填領域（図２１の９ａ～９ｄ）の中心部分に対応するように位置合わせされている。

【0122】

ステップＳ４０のあと、所定タイマ時間が経過すると、次にステップＳ４１において各粉受け２６が「開」作動し（それにより粉体給出口２５が開放される）、またステップＳ４２において容器ストッパー（ローラ３４）が降下する。

【0123】

ステップＳ４２のあと、ステップＳ４３において台秤３の表示を風袋引き（充填容器９の重量を無視して疑似的にゼロにする）し、その後、ステップＳ４４において台秤３を充填容器９とともに高速充填開始位置まで上昇させる。これにより、図１６の状態となり、充填容器９内の底面９１部分が４基のオーガー式粉体充填機２，２・・の筒体部２１下端の粉体給出口２５の開口面に所定距離Ｔまで近接（例えば２０mm程度の間隔まで近接）した状態となる。

【0124】

次に、上記ステップＳ４４の台秤上昇制御が終了すると、次にステップＳ４５に進んで、上記ホッパー１内の原料のレベル制御に進む。この場合、ステップＳ４６のように原料レベル検出器１５が機能し、該原料レベル検出器１５がＯＮになると、図２６のステップＳ４７（充填モード選択）に進む。尚、ステップＳ４５（図２５）においてホッパー１内の原料のレベル制御が「切」の状態では、ステップＳ４６をバイパスしてステップＳ４７（図２６）に進む。

【0125】

この実施の形態の場合、図２６のフローチャートのステップＳ４７以下の制御では、その時の用途、粉体の特性、希望する充填作業速度（能率）に応じて、第１～第３の３種類の充填制御モード（充填制御プログラム）の中から、ユーザーが希望する何れかの充填制御モードを任意に選択することができるようになっている。

【0126】

ここで準備されている第１の充填制御モード（図２６の左側のステップＳ４８～Ｓ５４）は、上述した台秤３のロードセル３１による計量機能を全く使用することなく、オーガー式粉体充填機２，２・・のサーボモータ２３，２３・・のパルス制御（目標回転数制御）のみで、最速で原料粉体の自動充填制御を行うものであり、また第２の充填制御モード（図２６の右側のステップＳ５６～Ｓ６６）は、オーガー式粉体充填機２，２・・のサーボモータ２３，２３・・をパルス制御で高速駆動制御する共に、同制御の最初から台秤３のロードセル３１による計量値を基に高精度に充填制御を行うものであり、さらに第３の充填制御モード（図２６の中央部のステップＳ６７～Ｓ７７）は、所定目標重量までは、上記第１の充填制御モードと同様にサーボモータ２３，２３・・のパルス制御（目標回転数制御）のみによる高速充填を行い、同所定目標重量に対応した駆動パルス数に達すると、その後は台秤３のロードセル３１による計量機能を利用した低速充填制御に切りかえて、最終的に上記第２の充填制御モードに近い高精度の充填制御を行うようにしたものである。

【0127】

粉体の充填に必要な作業時間の短かさを比較すると、上記第１の充填制御モード＞第２の充填制御モード＞第３の充填制御モードとなり、充填精度の高さを比較すると、第３の充填制御モード＞第２の充填制御モード＞第１の充填制御モードとなる。

【0128】

まず充填容器９内への原料粉体Ｐの充填は、充填容器９（および台秤３）が図１５および図２３（ａ）のようにオ―ガ式粉体充填機２，２・・の下方に対応せしめられた位置決め位置から、図１６および図２３（ｂ）の粉体充填開始位置に上昇制御され、充填容器９内底面９１と各オ―ガ式粉体充填機２，２・・下端の粉体給出口２５，２５・・が所定の距離（隙間）Ｔまで近接した状態から行われる。そして、以後の充填容器９内への原料粉体Ｐの充填は、言うまでもなく４基のオーガー式充填機２，２・・をそれぞれ同一の充填条件に設定して、上記第１～第３の各充填制御モード何れかの制御内容に従って同時に充填制御（駆動制御）する形で行われる。

【0129】

＜第１の充填制御モードが選択された場合＞
すなわち、ステップＳ４７における充填制御モードの選択動作（操作判定）において、目標とする充填量に応じたサーボモータ２３，２３・・のパルス制御（回転数制御）のみによる第１の充填制御モード（台秤３のロードセル３１の計量機能を使用しない最高速モード）が選択された場合には、まずステップＳ４８において、オーガー式粉体充填機２，２・・が高速回転駆動されて、粉体給出口２５，２５・・から原料粉体Ｐが充填容器９内４か所に高速充填される。

【0130】

この場合、充填当初は充填容器９が図１６および図２３（ｂ）に示す充填開始位置で停止した状態（隙間Ｔを保持した状態）で行われる。そして、同状態から次の図１７及び図２３（ｃ）に示すように、充填容器９内底部４か所に充填される原料粉体Ｐ、Ｐ・・の上面側が粉体給出口２５，２５・・の開口面に達し、相対的に原料粉体Ｐ，Ｐ・・にスクリューフィーダ２２，２２・・の羽根２２ｃ，２２ｃ・・による一定の押圧力が作用するようになるまでは、後述する昇降装置４の微速での充填容器下降制御（充填量の増大に応じた充填容器９の緩やかな下降制御）は行われない。この場合、充填容器９内の原料粉体Ｐ，Ｐ・・に上記一定の押圧力が作用するようになるまでのサーボモータ２３，２３・・の駆動パルス数は、予め行った実験結果の測定データに基づいて制御装置１０内のメモリ部に微速下降開始パルス数（駆動目標回転数）として設定されている。

【0131】

そして、続くステップＳ４９において、それまでのサーボモータ２３，２３・・の駆動パルス数が上記メモリ部に設定されている微速下降開始パルス数に達したと判断されると（充填容器９底部の粉体Ｐが図１７および図２３（ｃ）のような状態になると）、ステップＳ５０に進んで、上記昇降装置４を作動させ、その後の原料粉体Ｐ，Ｐ・・の充填量の増大に応じて、台秤３と共に充填容器９を微速状態で徐々に降下させていく。

【0132】

すなわち、この状態における粉体給出口２５，２５・・からの原料粉体給出量と充填容器９の降下速度の関係（粉体給出口２５，２５・・と充填容器９底面との距離Ｔの拡大割合）は、図１７～図１８および図２３（ｃ）～図２３（ｅ）に示すように充填量が増大してゆく各状態において、粉体給出口２５，２５・・から充填容器９内に給出される給出圧（４組のスクリューフィーダ２２，２２・・の羽根２２ｃ，２２ｃ・・による押し出し圧）が容器内全体の粉体Ｐ、Ｐ・・に対して常時一定の大きさで、均等かつ有効に作用する関係に設定されている。これにより、筒体部２１，２１・・内のスクリューフィーダ２２，２２・・により、撹拌・脱気されながら、嵩比重・嵩密度を一定にした状態で、定量的に切り出される原料粉体Ｐ，Ｐ・・が充填容器９内を均等に分割した４カ所（図２１および図３３の９ａ～９ｄ参照）で一定の押圧力で押圧されながら、均一、かつ高い密度で充填されて行くことになる。その結果、充填容器９内に充填される原料粉体Ｐの層密度は充填容器９内の全体に亘って均一なものとなり、また従来に比べて密度自体も高いものとなる。したがって、充填速度、充填効率も向上する。

【0133】

また、筒体部２１，２１・・給出口２５，２５・・から給出される上記給出圧力により、４か所の粉体給出口２５，２５・・の近傍にある先に給出された原料粉体Ｐの安息角部分を押圧し合う作用が働くので、より均一な層密度で充填されるようになると共に、充填後の充填容器９内の粉体上面が平坦になる。

【0134】

また、上記のように、４基のオ―ガー式粉体充填機２，２・・を均等な大きさで４分割された４組の分割室１２，１２・・、筒体部２１，２１・・を介して、充填容器９内の４つの充填領域９ａ～９ｄのそれぞれに対応させて充填するようにした場合（図８、図９および図２１を参照）、オーガー式粉体充填機２，２・・同士の隣接部でのスクリューフィーダ２２，２２・・の切り出し羽根２２ｃ，２２ｃ・・の回転方向（粉体の拡散切出し方向）は、相互に逆の方向となるので、充填容器９内での拡散性も良好となり、局部的な集中が生じなくなって、充填容器９内全体における充填密度の均一化がより促進される。

【0135】

また、同構成の場合、複数基のオ―ガー式充填機２，２・・各々の筒体部２１，２１・・先端の粉体給出口２５，２５・・の開口面が常に充填容器９内にあって、充填容器９内の底部９ａないし充填された粉体Ｐの上面に近接した隙間のない状態で、切り出し羽根２２ｃ，２２ｃ・・による押圧力（充填圧）を作用させながら分割状態（複数組）で同時に充填して行くこと、また、その結果、それぞれの粉体給出口２５，２５・・からの給出量を大きくしなくても良くなること、さらに複数組の筒体部２１，２１・・先端の粉体給出口２５，２５・・の開口面が充填容器９の開口面を広く覆い、蓋の役目を果たすことなどから、従来のような粉舞も生じにくい。したがって、粉体が人体に有害な成分を含むような場合にも有効になる。

【0136】

また、筒体部２１，２１・・上流側のホッパー１の本体室１１下部部分において、粉体供給羽根２２ｂ、２２ｂ・・により均等な大きさに４分割された４組の分割室（分配用サブホッパー）１２，１２・・部分に本体室１１内の粉体が分配されるが、この本体室１１下部部分においても粉体供給羽根２２ｂ，２２ｂ・・の回転方向は、相互に逆の方向となるので、同分配部での粉体の拡散性が良好となり（部分的に固まらない）、分割室（分配用サブホッパー）１２，１２・・への分配量、分配密度の均一化が図られる。したがって、その後の筒体部２１，２１・・内への粉体の供給量、供給密度も、より安定する。

【0137】

しかも、上記本体室１１下部の分割室１２，１２・・を形成するホッパー１下部の筒体部１ｂ，１ｂ・・は、上部側がホッパー１下端側の開口部を均等に４分割した断面正方形状であるが、その途中からファンネル形成部材８０にかけて、次第に断面円形に絞り加工されて、最終的には円筒部を形成しており、極めてスムーズな状態で切り出し羽根２２ｃ、２２ｃ・・を有する円形の筒体部２１，２１・・内に粉体を供給するようになっている。

【0138】

したがって、方形部での均等な分配性能と相乗し、以後の円筒部でホッパー１内の粉体が、より嵩密度、嵩比重の安定した状態で、スムーズに各筒体部２１，２１・・に供給されることになり、より充填容器９内への充填密度の均一化を図ることができる。これら各部の作用は、後述する第２、第３の充填制御モードの場合にも全く同様である。

【0139】

そして、やがてステップＳ５１において、サーボモータ２３，２３・・の実際の高速での駆動パルス数が目標とした高速充填パルス数（充填完了目標パルス数）に達したと判断されると（到達）、各オーガー式粉体充填機２，２・・の駆動を停止し、粉体給出口２５，２５・・からの粉体の給出を止める。そして、ステップＳ５２で高速充填を完了させるとともに台秤３（および充填容器９）の位置移動を完了させる。

【0140】

他方、ステップＳ５１の判定において、サーボモータ２３，２３・・の実際の高速での駆動パルス数が目標とする高速充填パルス数（充填完了目標パルス数）に未だ達していないと判断された場合（未到達）には、上記高速での充填状態を継続する。

【0141】

その後、ステップＳ５３に進んで、昇降装置４を作動させて台秤３（および充填容器９）を元の位置決め位置に降下させる。この結果、図２０および図２３（ｆ）に示すように、充填容器９の上面が、オ―ガー式粉体充填機２，２・・の粉体給出口２５の所定距離下方に位置する離間状態となる。そして、その後、ステップＳ５４に進み、最終的に台秤３のロードセル３１で計量された重量（出力値）が安定しているか否かを判定し、安定していると判定されたＹＥＳの場合（安定状態となっている場合）には、それを条件（書き込みトリガ―）としてステップＳ５５に進み、その時の台秤３で計測した充填重量をそのまま制御装置１０の重量記憶手段部分（ＲＡＭ）に書き込む。

【0142】

つまり、この第１の充填制御モードでは、とにかく予め設定された所定充填量に対応した目標回転数（パルス数）だけサーボモータ２３，２３・・を高速で駆動し、同高速での駆動が終了すると、駆動終了時点で、充填完了と判断し、その時の台秤３のロードセル３１による重量測定値をその値如何に関わらず、そのまま当該充填容器９の充填重量として記憶させるものである。したがって、常時台秤３のロードセル３１により充填重量を計測しながら充填作業を行う次に述べる第２の充填制御モードに比べると、制御が非常にシンプルであり、より高速でのスクリューフィーダ２２，２２・・の駆動が可能であるので、充填速度が速く、充填作業能力の高いものとなる。

【0143】

この場合、上記ホッパー１内の粉体の性状にバラツキ（比重差）があったりすると、充填容器９内への粉体充填重量が設定された目標重量に合致しない場合が生じる可能性があるが、それほど大きな誤差とはならないので、各充填容器間で高精度な充填容量値が要求されない場合（それよりも充填効率の高さが求められる場合）に適している。

【0144】

もっとも、そのような上記充填容器９内への粉体充填重量が正確に目標重量に合致しない場合にも、一旦充填作業が終わった後に、その時の実際の計測重量と目標重量との差をパルス数に換算して、次回以降に行われるサーボモータ駆動パルス数を自動的に補正する（ステップＳ５１における高速充填パルス数を増減する）ことが可能であるので、そのような構成（補正システム）を採用すれば、上記迅速な充填特性を犠牲にすることなく、より正確な充填をも可能とすることができる。

【0145】

＜第２の充填制御モードが選択された場合＞
次に、上記ステップＳ４７における充填制御モードの選択動作（操作）において、上記オーガー式粉体充填機２，２・・の高速での駆動と同時に台秤３のロードセル３１で充填容器９内の原料粉体Ｐ，Ｐ・・の充填重量を計測しながら、サーボモータ２３，２３・・の回転数（パルス数）を制御することによって、充填容器９，９・・の各々に対して正確な目標充填量の充填（高速充填＋低速充填）を行う第２の充填制御モード（高精度モード）が選択された場合の制御動作について説明する。

【0146】

この場合にも、まずステップＳ６７において、オーガー式粉体充填機２，２・・が高速駆動されて、それらの粉体給出口２５，２５・・から粉体が充填容器９内の４か所（図２１および図２１の９ａ～９ｄ参照）に高速充填されるが、充填当初は充填容器９が図１６および図２３（ｂ）に示す充填開始位置で停止した状態（隙間Ｔを保持した状態）で行われる。そして、同状態から次の図１７及び図２３（ｃ）に示すように、充填容器９内底部に充填される原料粉体Ｐ，Ｐ・・の上面側が粉体給出口２５，２５・・に達し、相対的に原料粉体Ｐ，Ｐ・・にスクリューフィーダ２２，２２・・の羽根２２ｃ，２２ｃ・・による一定の押圧力が作用するようになるまでは、上記同様の昇降装置４による充填容器９（および台秤３）の微速下降制御は行われない。

【0147】

この原料粉体Ｐ，Ｐ・・に一定の押圧力が作用するようになるまでのサーボモータ２３，２３・・の駆動量（パルス数）は、上記第１の充填制御モードの場合と同様に、実験結果に基づいて予め制御装置１０内に微速下降開始パルス数（目標回転数）として設定しておいて、同微速下降開始パルス数（目標回転数）に達した時点から台秤３のロードセル３１を作動させて充填重量の増大を計測するようにしても良いが、この実施の形態の場合には、高速充填制御開始後、最初から台秤３のロードセル３１を作動させておいて（その計量出力を入力するようにしておいて）、原料粉体Ｐ，Ｐ・・に一定の押圧力が作用するようになった時の充填重量を計測して充填容器９，９・・の微速下降制御（追従制御）を開始させるようにしている。

【0148】

すなわち、ステップＳ５６で、オ―ガー式粉体充填機２，２・・を高速駆動すると同時に台秤３のロードセル３１を作動させて、その計測値を入力し、その後、ステップＳ５７において、同計測値が充填容器９の微速下降制御を開始すべき重量値になったか否かを判定する。そして、その判定結果がＹＥＳになると（充填容器９底部の粉体Ｐが図１７および図２３（ｃ）のような状態になると）、ステップＳ５８に進んで、上述した昇降装置４を作動させ、その後の原料粉体Ｐ，Ｐ・・の充填量の増大に応じて、充填容器９（および台秤３）の微速下降制御・高速充填完了位置への移動制御を行う。

【0149】

すなわち、この状態における粉体給出口２５，２５・・からの原料粉体給出量と充填容器９の降下速度の関係（粉体給出口２５，２５・・と充填容器９底面との距離Ｔの拡大割合）は、たとえば図１７～図１９および図２３（ｃ）～図２３（ｅ）に示すように充填量が増大してゆく各状態において、粉体給出口２５，２５・・から充填容器９内に給出される給出圧（４組のスクリューフィーダ２２，２２・・の羽根２２ｃ，２２ｃ・・による押し出し圧）が充填容器９内全体の粉体Ｐ、Ｐ・・に対して常時一定の大きさで、均等かつ有効に作用する関係に設定されている。これにより、筒体部２１，２１・・内のスクリューフィーダ２２，２２・・により、撹拌・脱気されながら、嵩比重・嵩密度を一定にした状態で、定量的に切り出される原料粉体Ｐ，Ｐ・・が充填容器９内を均等に分割した４カ所（図２１および図３３の９ａ～９ｄ参照）で一定の押圧力で押圧されながら、均一、かつ高い密度で充填されて行くことになる。その結果、充填容器９内に充填される原料粉体Ｐの層密度は充填容器９内の全体に亘って均一なものとなり、また従来に比べて密度自体も高いものとなる。したがって、充填速度、充填効率も向上する。

【0150】

【0151】

また、上記のように、４基のオ―ガー式粉体充填機２，２・・を均等な大きさで４分割された充填容器９内の４つの充填領域のそれぞれに対応させて充填するようにした場合（図２１を参照）、オ―ガー式粉体充填機２，２・・同士の隣接部でのスクリューフィーダ２２，２２・・の羽根２２ｂ、２２ｂ・・、２２ｃ，２２ｃ・・の回転方向（粉体の拡散切出し方向）は、相互に逆の方向となるので、充填容器９内での拡散性も良好となり、充填容器９内での充填密度の均一化がより促進される。

【0152】

【0153】

なお、ホッパー１下部の筒体部１ｂ、１ｂ・・および分割室１２，１２・・等の構成に関連する作用については、先の第１の充填制御モードにおける説明を援用する。

【0154】

その後、ステップＳ５９に進んで、さらに台秤３のロードセル３１による容器重量計測値を入力し、同計測値が充填容器９内に高速運転状態で充填すべき高速充填目標重量値（第１の目標重量値）になったか否かを判定する。この高速充填目標重量値は、オ―ガー式粉体充填機２，２・・を高速で駆動して、ほぼ最終的な目標重量値に近い状態まで速やかに充填するためのもので、後に述べる最終目標重量値（第２の目標重量値）より所定重量小さい値に設定されている。そして、その判定結果がＹＥＳになると、ステップＳ６０に進んで、オーガー式粉体充填機２，２・・の高速運転（充填）制御を完了するとともに、充填容器９（および台秤３）の高速充填完了位置への移動（下降）も完了する。この時の状態が
図１９および図２３（ｅ）の状態である。

【0155】

その後、ステップＳ６１に進んで、台秤３（および充填容器９）を低速充填位置まで降下させ、図２０及び図２３（ｆ）に示すように充填容器９の上面が粉体給出口２５，２５・・の下端より所定寸法以上下方に位置する状態となる。そこで、次にステップＳ６２において台秤３のロードセル３１の計量値（出力）が安定していることを確認した後、ステップＳ６３において、今度はオーガー式粉体充填機２，２・・を低速で駆動することによって、低速での充填を行う（台秤３のロードセル３１での計量値を入力し、最終目標重量と比較しながら不足重量分を低速充填で補充する）。その後、ステップＳ６４において充填容器９内の原料粉体Ｐ，Ｐ・・が最終目標重量（落差重量）に達したかどうかを判断し、充填容器９内の原料粉体Ｐ，Ｐ・・が最終目標重量に達すると、ステップＳ６５において、上記低速充填を完了する（オーガー式粉体充填機２，２・・を停止する）。

【0156】

その上で、続いて、ステップＳ６６において台秤３のロードセル３１の計量値（出力）が安定していることを確認した後、上述のステップＳ５５に進んで、台秤３のロードセル３１で計測した実際の充填重量値を制御装置１０の記憶手段部分（ＲＡＭ）に書き込む。

【0157】

この結果、この第２の充填制御モードによる場合には、上述した第１の充填制御モードほどの高速での作業能率の高い充填は実現できないが、充填容器９内の充填量を計量しながら、正確な量の充填が図られる。

【0158】

＜第３の充填制御モードが選択された場合＞
さらに、ステップＳ４７における充填制御モードの選択動作（操作）において、サーボモータ２３，２３・・のパルス制御のみによる高速充填制御と同高速充填制御完了後の低速充填制御を組み合わせた第３の充填制御モード（第１の充填制御モードに第３の充填制御モード組み合わせたもの）が選択されたとすると、まずステップＳ６７において、上述した第１の充填制御モードの場合と同様に、オーガー式粉体充填機２，２・・を高速で駆動する。そして、それにより粉体給出口２５，２５・・から粉体が充填容器９内に高速充填されるが、充填当初は充填容器９が図１６および図２３（ｂ）に示す充填開始位置で停止した状態（隙間Ｔを保持した状態）で行われる。そして、同状態から次の図１７及び図２３（ｃ）に示すように、充填容器９内底部に充填される原料粉体Ｐ，Ｐ・・の上面側が粉体給出口２５，２５・・に達し、相対的に原料粉体Ｐ，Ｐ・・にスクリューフィーダ２２，２２・・の羽根２２ｃ，２２ｃ・・による一定の押圧力が作用するようになるまでは、後述する昇降装置４の微速下降制御は行われない。この原料粉体Ｐ，Ｐ・・に一定の押圧力が作用するようになるまでのサーボモータ２３，２３・・の駆動量（パルス数）は、実験結果に基づいて予め制御装置１０内に微速降下開始パルス数（目標回転数）として設定されている。

【0159】

そして、ステップＳ６８においてサーボモータ２３，２３・・の駆動パルス数が設定されている微速下降開始パルス数に達したと判断されると（充填容器９底部の粉体Ｐが図１７および図２３（ｃ）の状態になると）、ステップＳ６９に進んで、昇降装置４を作動させ、その後の原料粉体充填量の増大に応じて、台秤３と共に充填容器９を微速状態で徐々に高速充填完了位置まで下降させていく。

【0160】

すなわち、この状態における粉体給出口２５，２５・・からの原料粉体給出量と充填容器９の下降速度の関係（粉体給出口２５，２５・・と充填容器９底面との距離Ｔの拡大割合）は、図１７～図１９および図２３（ｃ）～図２３（ｅ）に示すように充填量が増大してゆく各状態において、粉体給出口２５，２５・・から充填容器９内に給出される給出圧（４組のスクリューフィーダ２２，２２・・の羽根２２ｃ，２２ｃ・・による押し出し圧）が充填容器９内全体の原料粉体Ｐ，Ｐ・・に対して常時一定の大きさで、均等かつ有効に作用する関係に設定されている。これにより、筒体部２１，２１・・内のスクリューフィーダ２２，２２・・により、撹拌・脱気されながら、嵩比重・嵩密度を一定にした状態で、定量的に切り出される原料粉体Ｐが容器９内の４カ所で一定の押圧力で押圧されながら、均一、かつ高い密度で充填されて行くことになる。その結果、充填容器９内に充填される原料粉体Ｐの層密度は充填容器９内の全体に亘って均一なものとなり、また従来に比べて密度自体も高いものとなる。したがって、充填速度、充填効率も向上する。

【0161】

【0162】

また、上記のように、４基のオーガー式粉体充填機２，２・・を均等な大きさで４分割された充填容器９内の４つの充填領域のそれぞれに対応させて充填するようにした場合（図２１を参照）、オーガー式粉体充填機２，２・・同士の隣接部でのスクリューフィーダ２２，２２・・の羽根２２ｂ、２２ｂ・・、２２ｃ，２２ｃ・・の回転方向（粉体の拡散切出し方向）は、相互に逆の方向となるので、充填容器９内での拡散性も良好となり、充填容器９内での充填密度の均一化がより促進される。

【0163】

また、同構成の場合、複数基のオーガー式粉体充填機２，２・・各々の筒体部２１，２１・・先端の粉体給出口２５，２５・・の開口面が常に充填容器９内にあって、充填容器９内の底部９ａないし充填された粉体Ｐの上面に近接した隙間のない状態で、切り出し羽根２２ｃ，２２ｃ・・による押圧力（充填圧）を作用させながら分割状態（複数組）で同時に充填して行くこと、また、その結果、それぞれの粉体給出口２５，２５・・からの給出量を大きくしなくても良くなること、さらに複数組の筒体部２１，２１・・先端の粉体給出口２５，２５・・の開口面が充填容器９の開口面を広く覆い、蓋の役目を果たすことなどから、従来のような粉舞も生じにくい。したがって、粉体が人体に有害な成分を含むような場合にも有効になる。

【0164】

【0165】

そして、やがてステップＳ７０においてサーボモータ２３，２３・・の駆動パルス数が目標とする高速充填完了パルス数に達したことが判定されると、各オーガー式充填機２，２・・を停止し（粉体給出口２５，２５・・からの粉体の給出を停止する）、ステップＳ７１で高速充填を完了させるとともに台秤３（充填容器９）の高速充填完了位置への位置移動制御を停止させる。これにより、第１の充填制御モードと同様のサーボモータ２３，２３・・高速駆動のパルス制御のみによる充填動作が終了する。

【0166】

しかし、この第３の充填制御モードの場合、その後、さらにステップＳ７２に進んで、昇降装置４を作動させて台秤３および充填容器９を下降させるが、下降位置が元の位置決め位置ではなく、上述した第２の充填制御モードと同様の低速での充填位置となる。

【0167】

すなわち、ステップＳ７２では、台秤３（および充填容器９）を低速充填位置まで降下させ、図２０及び図２３（ｆ）に示すように充填容器９の上面が粉体給出口２５，２５・・の下端より所定寸法以上下方に位置する状態となる。そこで、次にステップＳ７３において台秤３のロードセル３１の計量値（出力）が安定していることを確認した後、ステップＳ７４において、今度はオーガー式粉体充填機２，２・・を低速で駆動することによって、低速での充填を行う（台秤３のロードセル３１での計量値を入力し、最終目標重量と比較しながら不足重量分を低速充填で補充する）。その後、ステップＳ７５において充填容器９内の原料粉体Ｐ，Ｐ・・が最終目標重量（落差重量）に達したかどうかを判断し、充填容器９内の原料粉体Ｐ，Ｐ・・が最終目標重量に達すると、ステップＳ７６において、上記低速充填を完了する（オーガー式粉体充填機２，２・・を停止する）。

【0168】

その上で、続いて、ステップＳ７７において台秤３のロードセル３１の計量値（出力）が安定していることを確認した後、上述のステップＳ５５に進んで、台秤３のロードセル３１で計測した実際の充填重量値を制御装置１０の記憶手段部分（ＲＡＭ）に書き込む。

【0169】

この結果、この第３の充填制御モードによる場合には、上述した第１の充填制御モードによる高速での作業能率の高い充填機能と第２の充填制御モードによる正確な量の充填機能との両立が図られる。

【0170】

＜充填容器に対する充填完了後の制御＞
以上のようにして、第１～第３の充填制御モード何れかでの充填制御が行われ、それぞれ制御装置メモリ部への対応する充填重量の書き込みが修了すると、その後、図２７のフローチャートのステップＳ７８に進み、上記昇降装置４を作動させて、上記各々粉体充填位置にあった充填部コンベアローラ５２，５２・・を下降させ、図２０のように搬送コンベアローラ５３，５３・・の高さに揃える。なお、第１の充填制御モードのステップＳ５３のように、低速充填位置が設定されておらず、既に容器離間位置まで下降している場合（台秤３の充填部コンベアローラ５２，５２・・の高さが図１２に示す容器受渡高さにある場合）には、同ステップＳ７８の台秤３の下降制御は単なる制御処理（無効処理）となる。

【0171】

その後、続いて、ステップＳ７９において、筒体部２１，２１・・下方側の粉受け２６，２６・・を閉作動させ（それぞれ図５の実線図示位置に戻す）、さらにステップＳ８０において容器クランプ３６を開作動させ（図４の押し部材３６ａを後退させる）、ステップＳ８１において台秤３のロードセル３１が充填容器９を含む実際重量を計測し得る状態（台秤風袋引きクリア）にする。

【0172】

その後、ステップＳ８２において、オーガー式粉体充填機２，２・・を逆転させるかどうかを選択して、該オーガー式粉体充填機２，２・・を逆転させる場合にはステップＳ８３を実行する（逆転させない場合には、ステップＳ８３をジャンプする）。

【0173】

この状態では、実容器（粉体入り充填容器９）の引渡要求がなされ（ステップＳ８４）、ステップＳ８５において実容器の引渡が可能かどうかを判断し、引渡可能であればステップＳ８６において充填部コンベアローラ５２，５２・および搬送コンベアローラ５３，５３・・を駆動させて、図２０のように充填が完了した充填容器９を搬出する（矢印および仮想線容器を参照）。

【0174】

そして、ステップＳ８７において充填位置検出器３８がＯＦＦ（充填容器９が通過）になり、続いてステップＳ８８において搬出位置検出器３９がＯＦＦになると、所定タイマ時間経過後にステップＳ８９において、充填完了容器９の引渡が完了したかどうかを判断し、引渡しが完了していれば、ステップＳ９０において、充填部コンベアローラ５２，５２・・と搬送コンベアローラ５３、５３・・の駆動を停止させる。

【0175】

上記の各工程が終了すれば自動運転の１サイクルが完了し（ステップＳ９１）、ステップＳ９２においてサイクル停止操作を行うかどうかを選択する。そして、ステップＳ９２においてサイクル停止操作「無」の場合には、次の充填工程が継続される一方、ステップＳ９２においてサイクル停止操作「有」の場合には、自動運転が停止される（ステップＳ９３）。そして、それにより全ての制御が終了する。

【0176】

以上の結果、上記本願発明の実施の形態のオーガー式粉体充填装置によると、従来のオーガー式粉体充填装置の技術的課題を確実に解決することができる。また、単位時間当たりの充填速度を大きく向上させて、非常に充填効率の高いものとすることができる。

【0177】

また、同構成の場合、複数基のオーガー式充填機２，２・・各々の筒体部２１，２１・・先端の粉体給出口２５，２５・・の開口面が常に充填容器９内にあって、充填容器９内の底部９ａないし充填された粉体Ｐの上面に近接した隙間のない状態で、切り出し羽根２２ｃ，２２ｃ・・による押圧力（充填圧）を作用させながら分割状態（複数組）で同時に充填して行くこと、また、その結果、それぞれの粉体給出口２５，２５・・からの給出量を大きくしなくても良くなること、さらに複数組の筒体部２１，２１・・先端の粉体給出口２５，２５・・の開口面が充填容器９の開口面を広く覆い、蓋の役目を果たすことなどから、従来のような粉舞も生じにくい。したがって、粉体が人体に有害な成分を含むような場合にも有効になる。

【0178】

さらに、それでいながら、全体として小型コンパクトに形成することができるから、ユーザーの既設の粉体充填ラインに対しても容易、かつ低コストに設置することができるようになる。

【0179】

＜変形例＞
図２８には、上述した実施の形態（図１、図２、図１４参照）に係るオーガー式粉体充填装置で採用されているホッパー１内に貯留された原料（粉体）の貯留状態を均一化する均一化装置６に変えて、他の構成の粉体均一化装置６Ａを設けた同実施の形態の変形例に係るオーガー式粉体充填装置の構成を示している。

【0180】

この図２８のオーガー式粉体充填装置における粉体均一化装置６Ａは、ホッパー１の原料投入口１３から本体室１１内に投入される原料粉体Ｐをホッパー１の本体室１１内の中心方向に移動・撹拌させる相互に逆向きのスクリュー羽根６２ａ，６２ｂを備えた均一化スクリュー６２を本体室１１内の上部に位置して水平方向に設置し（複数本でも良い）、そのスクリュー軸（回転軸）部分を所望の駆動モータ６３によって、所定の回転数で回転させるようにしたものである。

【0181】

この均一化スクリュー６２の上記相互に逆向きのスクリュー羽根６２ａ，６２ｂは、スクリュー軸（回転軸）の長さ方向中央部を境にして、少し間を開けた前後２箇所に位置するように設けている。

【0182】

このような構成の場合、モータ６３でスクリュー軸を所定方向に回転させると、投入口１３側に位置するスクリュー羽根６２ａで投入口１３側から投入された粉体を順次ホッパー本体室１１の中心側に移送させる一方、投入口１３から離れた位置に移送された粉体を他方側のスクリュー羽根６２ｂでホッパー本体室１１の中心側に戻すことができる。

【0183】

したがって、ホッパー１の本体室１１内の粉体を、符号Ｐ１で示すような傾斜状態に貯留させることなく、符号Ｐ２で示すようなフラットで均一な高さ状態に維持することができ、それによって本体室１１内の粉体を下方側４箇所の分割室１２，１２・・に、より均一な状態で分配することができ、最終的に各オーガー式粉体充填機２，２・・の筒体部２１，２１・・の粉体給出口２５，２５・・から給出される粉体給出量が均等になる。

【0184】

その結果、充填容器９内全体に亘る粉体充填密度（嵩密度）や粉体厚さ（嵩）を均一にすることができる。

【0185】

なお、図２８において、図１、図２、図１４と同じ符号を付しているものは同一の構成のものであるので、先の説明を援用し、その説明を省略する。

【符号の説明】

【0186】

１はホッパー、２はオーガー式粉体充填機、３は台秤、４は昇降装置、５は容器給排装置、６，６Ａは粉体均一化装置、９は粉体充填容器（充填容器）、１０は制御装置（制御ユニット）、１１は本体室、１２は分割室、２１は筒体部、２２はスクリューフィーダ、２２ｂは羽根、２２ｃは羽根、２３はサーボモータ、２５は粉体給出口、３１はロードセル、４１はサーボモータ、４２は伸縮筒、５１は搬入コンベアローラ、５２は充填部コンベアローラ、５３は搬送コンベアローラである。

【図1】