(57)【要約】【課題】樽容器の重量がバラつく場合にも、ビールなどの飲料を必要量だけ充填する。【解決手段】充填装置（１０）が、飲料が充填される前における充填前樽容器（４０）の重量を測定する充填前樽容器重量測定手段（１２）と、充填前樽容器重量測定手段により測定された充填前樽容器の重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出する偏差算出手段（３１）と、充填前樽容器に所定の充填重量の飲料を充填する飲料充填手段（２１）と、飲料充填手段によって飲料が充填された後における充填後樽容器の重量を測定する充填後樽容器重量測定手段（１７）と、偏差算出手段により算出された偏差が負である場合に充填後樽容器の重量に偏差の絶対値を加算した補正重量を算出する充填後樽容器の補正重量算出手段（１７’）とを含む。【選択図】図１
2008062994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定する充填前樽容器重量測定手段と、
該充填前樽容器重量測定手段により測定された前記充填前樽容器の重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出する偏差算出手段と、
前記充填前樽容器に所定の充填重量の飲料を充填する飲料充填手段と、
該飲料充填手段によって飲料が充填された後における充填後樽容器の重量を測定する充填後樽容器重量測定手段と、
前記偏差算出手段により算出された前記偏差が負である場合に前記充填後樽容器の重量に前記偏差の絶対値を加算した補正重量を算出する充填後樽容器の補正重量算出手段とを具備する、樽容器の充填装置。
【請求項２】
さらに、前記充填後樽容器の重量または前記充填後樽容器の補正重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には当該樽容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定する充填前樽容器重量測定手段と、
該充填前樽容器重量測定手段により測定された前記充填前樽容器の重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出する偏差算出手段と、
前記充填前の樽容器に所定の充填重量の飲料を充填する飲料充填手段とを具備し、
前記偏差算出手段により算出された前記偏差が負である場合には、前記飲料充填手段は、前記所定の充填重量に前記偏差の絶対値を加算した重量の飲料を充填するようにした樽容器の充填装置。
【請求項４】
さらに、前記飲料充填手段によって飲料が充填された後の前記樽容器の重量を測定する充填後樽容器重量測定手段と、
該充填後樽容器重量測定手段によって測定された前記充填後樽容器の重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には当該樽容器を前記充填装置から排出する排出手段とを具備する請求項３に記載の充填装置。
【請求項５】
飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定し、
前記充填前樽容器の測定された重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出し、
前記充填前の樽容器に所定の充填重量の飲料を充填し、
前記偏差が負である場合には、充填後における前記樽容器の重量に前記偏差の絶対値をを加算した充填後樽容器の補正重量を算出する樽容器の充填方法。
【請求項６】
さらに、前記樽容器の重量または充填後樽容器の補正重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には、当該樽容器を前記充填装置から排出する請求項５に記載の充填方法。
【請求項７】
飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定し、
前記充填前樽容器の測定された重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出し、
前記偏差が負である場合には、所定の充填重量に前記偏差を加算した重量の飲料を充填する樽容器の充填方法。
【請求項８】
さらに、飲料が充填された後の前記樽容器の重量を測定し、
前記樽容器の測定された重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には、当該樽容器を前記充填装置から排出する請求項７に記載の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樽容器、例えばビール樽に飲料、例えばビールを充填する充填方法およびその方法を実施する充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にビールは瓶容器または缶容器に充填された状態で販売される。そのような販売形態に加えて、ビールは、工場においてビール樽または専用タンクに充填され、次いで店舗においてビール樽に取付けられた専用のディスペンサを通じてコップまたはジョッキ等に注出された状態で販売される場合もある。
【０００３】
ビールをビール樽などに充填する場合には、ビール充填後におけるビール樽の総重量を測定し、測定された重量が所定値よりも小さい場合には、そのビール樽を製造ラインから排出するようにしている。これにより、ビール樽が充填不足の状態で市場に出回るのを防止できる。
【０００４】
同様に、特許文献１には、カップ麺などのカップ内充填量を計量し、計量された充填量が所定量よりも少ない場合には、そのカップを製造ラインから排出することが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−４４６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ビール樽は、店舗で使用された後で工場においてビールが再び充填される、いわゆる再利用可能容器であるので、比較的長年に亙って流通する。さらに、ビール樽は比較的多数の部品が組合わさって構成されており、部品毎に重量のバラツキが存在するので、部品点数の少ない瓶容器または缶容器に比べて、空のビール樽の重量はビール樽毎のバラツキが大きい。従って、ビール充填後におけるビール樽の総重量に基づいて充填不足を判断する場合には、以下のような問題点が生じうる。
【０００６】
図８は従来技術において空ビール樽の重量ｘと、ビールの充填重量ｙとの関係を数式で示す図である。図８の式（ａ）で示されるように、標準的な重量の空ビール樽（重量がｘ０）に充填重量ｙ０のビールを充填すると、ビール樽の充填後総重量ｚ０は「ｘ０＋ｙ０」で表される。
【０００７】
一方、図８の式（ｂ）で表されるように、標準的な重量ｘ０よりも軽い空ビール樽（重量が最小値ｘ１）に充填重量ｙ０のビールを充填すると、ビール樽の充填後重量ｚ１（＝ｘ１＋ｙ０）は充填後総重量ｚ０（＝ｘ０＋ｙ０）よりも小さくなる。同様に、式（ｃ）で表されるように、標準的な重量ｘ０よりも重い空ビール樽（重量が最大値ｘ２）に充填重量ｙ０のビールを充填すると、ビール樽の充填後重量ｚ２（＝ｘ２＋ｙ０）は充填後重量ｚ０（＝ｘ０＋ｙ０）よりも大きくなる。
【０００８】
ここで、ビール樽に充填重量ｙ０のビールを充填して販売する場合に、ビールの充填不足を判断するための所定値としていかなる値を採用すべきかを考える。空ビール樽が常に標準的な重量ｘ０で一定である場合には、「ｘ０＋ｙ０」を所定値とし、充填後重量がこの所定値を越えたビール樽のみを出荷すれば、充填不足のビール樽が市場に出荷されることはない。
ただし、前述したようにビール樽の重量には比較的大きなバラツキが存在する。このため、重い空ビール樽（例えば、重量が最大値ｘ２）にビールが充填されると、充填されたビールの重量が「ｙ０」よりも小さい場合であっても、ビール樽の充填後重量が所定値「ｘ０＋ｙ０」を上回る事態が生じる。このような場合には、このような場合には充填不足のビール樽が市場に出荷されることになる。
【０００９】
従って、充填不足のビール樽が市場に出荷される事態を確実に防止するためには、充填不足を判断するための所定値としてビール樽の充填後重量ｚ２（＝ｘ２＋ｙ０）を採用する必要がある。
【００１０】
しかしながら、充填不足を判断するための所定値として充填後総重量ｚ２を採用する場合には、比較的軽量の空ビール樽（最大値ｘ２を下回る重量。例えば図８においては、重量がｘ０またはｘ１）にビールを重量ｙ０だけ充填したとしても、充填後重量は所定値ｚ２を越えないので、そのビール樽は充填不足であると判断される。そして、充填不足であると判断された場合には、ビール樽に充填されたビールを一旦、廃棄して再充填する必要があるので、ビールの原料が無駄になるだけでなく生産性も低下することになる。
【００１１】
充填不足を判断するための所定値として充填後重量ｚ２を採用した場合に充填不足と判断されないようにするためには、充填後重量を所定値ｚ２まで到達させるために、比較的軽量の空ビール樽に充填されるビールの重量を重量ｙ０よりも意図的に増やす必要がある（図８の「ｙ'」、「ｙ''」参照）。このため、従来技術においては、充填不足を解消するのに十分な重量のビールが充填されるように充填装置を設定していた。しかしながら、このような手法では、ビールを必要以上に充填することになるので、ビール工場において無駄になるビールの総重量は著しく大きくなり、生産性にも影響を与える。従って、ビールの充填重量は、充填不足を解消することのできる最小限の重量に抑えることが望まれている。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、樽容器、例えばビール樽の重量にバラツキが存在する場合であっても、充填不足の樽容器を市場に出荷させることなく、かつビールの生産性を低下させることのない樽容器の充填方法およびその方法を実施する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】
【００１３】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定する充填前樽容器重量測定手段と、該充填前樽容器重量測定手段により測定された前記充填前樽容器の重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出する偏差算出手段と、前記充填前樽容器に所定の充填重量の飲料を充填する飲料充填手段と、該飲料充填手段によって飲料が充填された後における充填後樽容器の重量を測定する充填後樽容器重量測定手段と、前記偏差算出手段により算出された前記偏差が負である場合に前記充填後樽容器の重量に前記偏差の絶対値を加算した補正重量を算出する充填後樽容器の補正重量算出手段とを具備する、樽容器の充填装置が提供される。
【００１４】
すなわち１番目の発明においては、充填前の空の樽容器が所定の空樽容器基準重量よりも軽い場合には、その差分を考慮して、充填後の樽容器の重量を増加するようにしている。このため、飲料充填後の樽容器の重量に基づいて充填不足を判断する場合に、軽量の空の樽容器を使用したことに基づいて充填不足と判断されることはない。さらに、１番目の発明においては、そのような充填不足と判断されるのを回避するために飲料を必要以上に充填する必要性を排除することもできる。
【００１５】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記充填後樽容器の重量または前記充填後樽容器の補正重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には当該樽容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する。
すなわち２番目の発明においては、充填重量が不足した場合に、充填不足の樽容器が市場に流通するのを防止できる。
【００１６】
３番目の発明によれば、飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定する充填前樽容器重量測定手段と、該充填前樽容器重量測定手段により測定された前記充填前樽容器の重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出する偏差算出手段と、前記充填前の樽容器に所定の充填重量の飲料を充填する飲料充填手段とを具備し、前記偏差算出手段により算出された前記偏差が負である場合には、前記飲料充填手段は、前記所定の充填重量に前記偏差の絶対値を加算した重量の飲料を充填するようにした樽容器の充填装置が提供される。
【００１７】
すなわち３番目の発明においては、充填前の空の樽容器が所定の空樽容器基準重量よりも軽い場合には、その差分を考慮して、飲料を所定の充填重量よりも余分に充填するようにしている。このため、飲料充填後の樽容器の総重量に基づいて充填不足を判断する場合に、軽量の空の樽容器を使用したことに基づいて充填不足と判断されることはない。
【００１８】
４番目の発明によれば、３番目の発明において、さらに、前記飲料充填手段によって飲料が充填された後の前記樽容器の重量を測定する充填後樽容器重量測定手段と、該充填後樽容器重量測定手段によって測定された前記充填後樽容器の重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には当該樽容器を前記充填装置から排出する排出手段とを具備する。
すなわち４番目の発明においては、充填重量が不足した場合に、充填不足の樽容器が市場に流通するのを防止できる。
【００１９】
５番目の発明によれば、飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定し、前記充填前樽容器の測定された重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出し、前記充填前の樽容器に所定の充填重量の飲料を充填し、前記偏差が負である場合には、充填後における前記樽容器の重量に前記偏差の絶対値をを加算した充填後樽容器の補正重量を算出する樽容器の充填方法が提供される。
【００２０】
すなわち５番目の発明においては、充填前の空の樽容器が所定の空樽容器基準重量よりも軽い場合には、その差分を考慮して、充填後の樽容器の総重量を増加するようにしている。このため、飲料充填後の樽容器の総重量に基づいて充填不足を判断する場合に、軽量の空の樽容器を使用したことに基づいて充填不足と判断されることはない。さらに、５番目の発明においては、そのような充填不足と判断されるのを回避するために飲料を必要以上に充填する必要性を排除することもできる。
【００２１】
６番目の発明によれば、５番目の発明において、さらに、前記樽容器の重量または充填後樽容器の補正重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には、当該樽容器を前記充填装置から排出する。
すなわち６番目の発明においては、充填重量が不足した場合に、充填不足の樽容器が市場に流通するのを防止できる。
【００２２】
７番目の発明によれば、飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定し、前記充填前樽容器の測定された重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出し、前記偏差が負である場合には、所定の充填重量に前記偏差を加算した重量の飲料を充填する樽容器の充填方法が提供される。
【００２３】
すなわち７番目の発明においては、充填前の空の樽容器が所定の空樽容器基準重量よりも軽い場合には、その差分を考慮して、飲料を所定の充填重量よりも余分に充填するようにしている。このため、飲料充填後の樽容器の総重量に基づいて充填不足を判断する場合に、軽量の空の樽容器を使用したことに基づいて充填不足と判断されることはない。
【００２４】
８番目の発明によれば、７番目の発明において、さらに、飲料が充填された後の前記樽容器の重量を測定し、前記樽容器の測定された重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には、当該樽容器を前記充填装置から排出する。
すなわち８番目の発明においては、充填重量が不足した場合に、充填不足の樽容器が市場に流通するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づくビール樽用の充填装置の概念図である。図１に示される充填装置１０は、複数の樽容器、例えばビール樽４０を矢印Ａ方向に順次搬送するコンベヤなどの搬送経路１１と、搬送経路１１に隣接して配置されていてビール樽４０を矢印Ｂ方向に順次搬送する環状の回転通路２０とを含んでいる。
【００２６】
回転通路２０には、ビールをビール樽４０に充填するために複数、例えば二十個の充填部２１が周方向に等間隔で設けられている。図１においては、回転通路２０上に位置するビール樽４０に対応した位置のそれぞれに、充填部２１が設けられているものとする。
【００２７】
図２は図１の線Ｉ−Ｉに沿ってみた充填部の縦断面図である。図２においては、ビール樽４０は口金を下方に向けた倒立状態で回転通路２０上に配置される。充填装置１０の上方には、伸縮自在なロッド５２を備えたエアシリンダ５１が設けられている。そして、ロッド５２の先端には略「＋」字形状のクランプハンド５３が取付けられている。エアシリンダ５１を作動してロッド５２を延ばすことによって、ビール樽４０はクランプハンド５３と回転通路２０との間に把持される。
【００２８】
充填部２１は、ビール樽４０の樽口（図示しない）に係合可能な充填ヘッド２３と、ビール用の貯留タンク（図示しない）から充填ヘッド２３まで延びる送液管２２とを含んでいる。ビール用の貯留タンク（図示しない）内のビールは、送液管２２および充填ヘッド２３を通じて樽口からビール樽４０内に充填される。
【００２９】
図示されるように、送液管２２には、送液管２２内を流れるビールの流量を検出する流量計２５が設けられている。さらに、ビールの流れに対して流量計２５の下流には、ビールの流量を制御する流量制御弁２６が設けられている。これら流量計２５および流量制御弁２６は後述する制御装置３０に接続されている。
【００３０】
さらに、図２においては、ビールの充填前にプリストレスガスをビール樽４０内に供給する供給管路５５と、ビール樽４０内のプリストレスガスを排出する排出管路５６とが示されている。プリストレスガスは、不活性ガス、例えば二酸化炭素または窒素であり、ビールの液中に溶存した炭酸ガスがビール樽４０への充填時に分離または発泡するのを防止する役目を果たす。なお、排出管路５６には、プリストレスガスの排出流量を制御する制御弁５７が設けられており、この制御弁５７も制御装置３０に接続されている。詳細には説明しないものの、ビール樽４０に供給されたプリストレスガスはビールの充填作用に応じて排出管路５６を通じて排出される。
【００３１】
再び図１を参照すると、搬送経路１１上に搬送されたビール樽４０は、搬送方向Ａに対して上流側のスターホイール１３およびガイド１４によって回転通路２０に搬送される。回転通路２０に搬送されたビール樽４０は回転通路２０によって矢印Ｂ方向に回転しつつ、一つの充填部２１によってビールが充填される。
【００３２】
言い換えれば、上流側スターホイール１３におけるビール樽投入位置から下流側スターホイール１５におけるビール樽排出位置まで回転通路２０が回転する間に、所定量のビールがビール樽４０に充填される。ビールが充填されたビール樽４０は下流側のスターホイール１５およびガイド１６によって搬送経路１１に再び戻る。このような構成であるので、図１においてスターホイール１３、１５の間に位置している充填部２１ａにはビール樽４０が配置されない。
【００３３】
本発明に基づく充填装置１０においては、第一重量測定手段１２が上流側スターホイール１３よりも上流において搬送経路１１上に設けられている。この第一重量測定手段１２は、ビールが充填される前における空のビール樽４０の重量を測定する。
【００３４】
同様に、搬送経路１１には、第二重量測定手段１７が下流側スターホイール１５の下流に設けられている。第二重量測定手段１７は、ビールが充填された後におけるビール樽４０の総重量を測定する。
【００３５】
図示されるように、第二重量測定手段１７の下流においては分岐搬送通路１８が搬送経路１１から分岐している。分岐搬送通路１８は通常は動作しておらず、起動部１９が起動したときにのみ動作する。第二重量測定手段１７により測定されたビール樽４０の総重量が所定値Ｚ２を下回った場合には、起動部１９が起動して、そのビール樽４０は搬送経路１１から分岐搬送通路１８に排出される。つまり、分岐搬送通路１８はそのようなビール樽４０を排出する排出手段としての役目を果たす。
【００３６】
第一および第二の重量測定手段１２、１７ならびに起動部１９も制御装置３０に接続されている。ここで、制御装置３０はデジタルコンピュータであり、充填装置１０全体の制御を行うようになっている。図１に示されるように制御装置３０は、後述する偏差算出部３１と、比較部３２と、第一および第二の信号送信部３３、３４と、起動信号送信部３６と、記憶部３５とを含んでいる。
【００３７】
図３は、本発明の第一の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。図３に示される動作プログラム１００および後述する動作プログラム２００は制御装置３０の記憶部３５内に予め記憶されているものとする。
【００３８】
以下、図３を参照しつつ、本発明の第一の実施形態に基づく充填装置の動作について説明する。動作プログラム１００のステップ１０１においては、搬送経路１１上に搬送される空のビール樽４０の重量Ｘを重量測定手段１２によって測定する。測定された重量Ｘは制御装置３０の偏差算出部３１に供給される。
【００３９】
次いで、ステップ１０２においては、偏差算出部３１は、供給された重量Ｘから記憶部３５に予め記憶された空ビール樽基準重量Ｘ０を減算し、それにより、偏差ΔＸ（＝Ｘ−Ｘ０）を算出する。ここで、空ビール樽基準重量Ｘ０は、バラツキが存在する複数のビール樽４０の平均値または中央値であり、実験などにより予め決定されているものとする。
【００４０】
次いで、重量が測定されたビール樽４０は上流側スターホイール１３およびガイド１４によって搬送経路１１から回転通路２０まで移動され、対応する充填部２１によって前述したように把持される。そして、空のビール樽４０は回転通路２０と共に回転しつつ、充填部２１の充填ヘッド２３から所定の充填重量Ｙのビールが当該ビール樽４０に充填される（ステップ１０３）。
【００４１】
充填重量Ｙのビールが充填されて当該ビール樽４０が下流側スターホイール１５付近まで移動すると、当該ビール樽４０は下流側スターホイール１５およびガイド１６によって回転通路２０から搬送経路１１まで再び戻される。次いで、第二重量測定手段１７において、ビール樽４０自体の重量Ｘとビールの充填重量Ｙとを合計した総重量Ｚが測定される。
【００４２】
その後、ステップ１０５においては、偏差ΔＸが零よりも小さいか否かが制御装置３０の比較部３２によって判定される。偏差ΔＸが零以上である場合、つまり空のビール樽４０の重量Ｘが空ビール樽基準重量Ｘ０以上である場合には、特別な処理を行うことなしに、ステップ１０７に進む。すなわち、この場合には、第二重量測定手段１７によって測定された充填後ビール樽４０の総重量Ｚに基づいて、当該充填後ビール樽４０が充填不足であるか否かが判定される。
【００４３】
一方、ステップ１０５において偏差ΔＸが零よりも小さい場合には、図１に示される信号送信部３３によって偏差ΔＸの絶対値に関する信号が第二重量測定手段１７に送信される。図１に示されるように、第二重量測定手段１７は補正重量算出手段１７’を含んでいる。このような場合には、補正重量算出手段１７’は、ステップ１０４において測定された総重量Ｚに偏差ΔＸの絶対値を加算した値を充填後ビール樽４０の新たな総重量Ｚ（補正重量）として算出する（ステップ１０６）。
【００４４】
ステップ１０６において偏差ΔＸの絶対値が加算された総重量Ｚまたはステップ１０４において測定された総重量Ｚは制御装置３０の比較部３２に送信される。そして、ステップ１０７においては、比較部３２によって、総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２よりも小さいか否かが判定される。ここで、充填後ビール樽基準総重量Ｚ２は、制御装置３０の記憶部３５に予め記憶された所定の値であり、統計等により予め決定された空ビール樽重量の最大値Ｘ２に充填基準重量Ｙ０（ビールの出荷重量）を加算した値である。
【００４５】
そして、重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２よりも小さいと判定された場合には、当該充填後ビール樽４０のビールは充填不足であると判断される。そのような場合には、起動信号送信部３６からの信号が起動部１９に送信されることによって分岐搬送通路１８が起動する。これにより、当該充填後ビール樽４０は搬送経路１１から分岐搬送通路１８に移送され、充填装置１０から排出される（ステップ１０８）。
【００４６】
一方、総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２よりも小さくないと判定された場合には、充填不足ではないと判断できる。この場合には、起動信号送信部３６は動作せず、当該充填後ビール樽４０は搬送経路１１上をそのまま移動して、次工程に搬送される。
【００４７】
空ビール樽重量Ｘとビール充填重量Ｙとの関係を数式で示す図４を用いて、第一の実施形態における各種空ビール樽への充填状態を説明する。図４および後述する図６において符号Ｘ０は空ビール樽基準重量を示しており、符号Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ空ビール樽の重量Ｘの最小値および最大値を示している（Ｘ１＜Ｘ０＜Ｘ２）。また、これら図面においては、充填基準重量Ｙ０のビールが充填されるものとする。
図４において式（Ａ）で示されるように、空ビール樽重量Ｘが最大値Ｘ２である場合には、偏差ΔＸ（＝Ｘ２−Ｘ０）が正の値になるので、図３におけるステップ１０６の処理は行われない。従って、充填後におけるビール樽４０の総重量Ｚ２は、空ビール樽重量の最大値Ｘ２と充填基準重量Ｙ０との和（＝総重量Ｚ２）として表される。従って、この場合には、充填不足と判断されることもない。
一方、式（Ｂ）で示されるように、空のビール樽４０の重量Ｘが最大値Ｘ２よりも小さい場合、例えば空のビール樽４０の重量Ｘが最小値Ｘ１である場合には、図３におけるステップ１０６において補正重量算出手段１７’によって偏差ΔＸ（＝Ｘ１−Ｘ０）の絶対値が総重量に加算される。従って、この場合における総重量Ｚは、空ビール樽重量の最小値Ｘ１と充填基準重量Ｙ０と偏差ΔＸの絶対値との和（＝総重量Ｚ１）として表される。
図４から分かるように、本発明の第一の実施形態においては、偏差ΔＸの絶対値分だけ空のビール樽４０の重量を増大させたので、総重量Ｚ１は充填後ビール樽基準総重量Ｚ２に等しくなる。このため、本発明の第一の実施形態においては、軽量（例えば重量が最小値Ｘ１）の空のビール樽４０を使用した場合であっても、総重量Ｚを増大させているために、充填不足と判断されることはない。
【００４８】
従来技術においては軽量のビール樽４０を使用する際には、充填後ビール樽基準総重量Ｚ２を越えるまでビールの充填重量を増やす必要があった。しかしながら、本発明の第一の実施形態においては、偏差ΔＸの絶対値を総重量Ｚに加算した値を新たな総重量Ｚとしているので、ビールを必要以上に充填する必要はない。このため、ビールを余分に充填することに基づくビール製造業者の負担を抑えることが可能になる。
ところで、実際にはビールの充填重量にはバラツキがあり、実際の充填重量Ｙが基準充填重量Ｙ０よりも大きい場合および小さい場合が存在する。そして、充填重量Ｙが基準充填重量Ｙ０よりも小さい場合には、第一の実施形態においてもステップ１０７において総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２を下回り、そのビール樽４０は充填装置１０から排出され、充填不足の樽容器が市場に流通することはない。しかしながら、従来技術において充填重量Ｙが基準充填重量Ｙ０よりも大きい場合、事実上は充填不足とは言えないにもかかわらず或るビール樽４０の重量Ｘが空ビール樽基準重量Ｘ０より軽量であって且つ充填重量Ｙと基準充填重量Ｙ０との差よりも、前記空ビール樽基準重量Ｘ０と前記重量Ｘとの差の方が大きい場合には、そのビール樽４０は充填装置１０から排出されていたが、第一の実施形態においては、そのようなビール樽４０が充填不足であると判断されることはないため充填装置１０から排出されることなく次工程に搬送されるビール樽４０の比率を高めることが可能である。
【００４９】
図５は本発明の第二の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。図５に示される動作プログラム２００のステップ２０１、２０２、２０３は動作プログラム１００のステップ１０１、１０２、１０５とそれぞれ同じであるので説明を省略する。
【００５０】
第二の実施形態において偏差ΔＸが零より小さいと判定された場合には、ステップ２０４において、第二の信号送信部３４が偏差ΔＸの絶対値に応じた信号を当該ビール樽４０に対応した充填部２１に送信する。これにより、所定の充填重量Ｙに偏差ΔＸの絶対値を加算した値が、当該ビール樽４０に充填されるべきビールの新たな充填重量Ｙとして設定される。なお、図５から分かるように、偏差ΔＸが零より小さくないと判定された場合には、所定のビール充填重量Ｙは変更されない。
【００５１】
次いで、ステップ２０５においては、充填部２１によって、所定の充填重量Ｙまたはステップ２０４において変更された新たな充填重量Ｙのビールが当該ビール樽４０に充填される。そして、ステップ２０６において、第二重量測定手段１７によって充填後におけるビール樽４０の総重量Ｚが測定される。その後、前述したステップ１０７、１０８と同様に、図５のステップ２０７、２０８において当該ビール樽４０が充填不足の場合には、そのビール樽４０が充填装置１０から排出される。
【００５２】
第二の実施形態における各種空ビール樽への充填状態を、図４と同様な図６を用いて説明する。図６に示される式（Ａ）は、図４の場合と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
図６において式（Ｂ'）で示されるように、空のビール樽４０の重量Ｘが最大値Ｘ２よりも小さい場合、例えば空のビール樽４０の重量Ｘがその最小値Ｘ１である場合には、図５におけるステップ２０４において偏差ΔＸの絶対値が充填基準重量Ｙ０に加算される。すなわち、この場合には、充填基準重量Ｙ０に偏差ΔＸの絶対値を加算した量のビールが実際に充填されることになる。従って、総重量Ｚは、空ビール樽の重量の最小値Ｘ１と充填基準重量Ｙ０と偏差ΔＸの絶対値との和（＝総重量Ｚ１'）として表される。このように第二の実施形態においては、実際に充填されるビールの充填重量が変更されることに注意されたい。
【００５４】
図６から分かるように、本発明の第二の実施形態においては、偏差ΔＸの絶対値分だけビールの充填重量Ｙを増大させたので、この場合における総重量Ｚ１'は充填後ビール樽基準総重量Ｚ２に等しくなる。このため、本発明の第二の実施形態においては、軽量（例えば重量が最小値Ｘ１）の空のビール樽４０を使用した場合であっても、総重量Ｚが増大しているために、充填不足と判断されることはない。
【００５５】
第二の実施形態においては比較的軽量のビール樽４０が使用される場合には、充填後におけるビール樽４０の総重量Ｚを増大させるために、ビールを充填基準重量Ｙ０以上に充填している。これにより、ビールを必要以上に充填することになり、ビール製造業者にとって負担になりうる。しかしながら、充填完了後に充填不足であると判断される場合には充填されたビールを一旦、廃棄して再充填する必要があるので、第二の実施形態においては、そのような場合と比較すれば、廃棄されるビールの量は少なくて済む。
なお、第二の実施形態においても同様に、ビールの充填重量にはバラツキがある。このため、第二の実施形態においても充填重量Ｙが基準充填重量Ｙ０よりも小さい場合には、ステップ２０７において総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２を下回り、そのビール樽４０は充填装置１０から排出され、充填不足の樽容器が市場に流通することはない。しかしながら、従来技術において充填重量Ｙが基準充填重量Ｙ０よりも大きい場合、事実上は充填不足とは言えないにもかかわらず、或るビール樽４０の重量Ｘが空ビール樽基準重量Ｘ０より軽量であって且つ充填重量Ｙと基準充填重量Ｙ０との差よりも、前記空ビール樽基準重量Ｘ０と前記重量Ｘとの差が大きい場合には、そのビール樽４０は充填装置１０から排出されていたが第二の実施形態においては、そのようなビール樽４０が充填不足であると判断されることはないため、充填装置１０から排出されることなく次工程に搬送されるビール樽４０の比率を高めることが可能である。
【００５６】
言い換えれば、第二の実施形態においては、総重量Ｚに基づいて充填不足と判定される可能性があることが、ビールの充填前に偏差ΔＸの絶対値から予測できる。そして、充填不足が予測される場合には、充填不足と判断されない程度の余分のビール（偏差ΔＸの絶対値に相当）を、ビール充填時に一緒に充填するようにしている。
【００５７】
充填時間とビールの流速に関する信号との関係を示す図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、ビールを余分に充填する充填作用を説明する。これら図面においては、横軸はビールの充填時間を示しており、縦軸はビールの流速に関する信号を示している。なお、これら図面に示されるビールの流速は流量制御弁２６により制御される。
【００５８】
図７（ａ）は、図６のステップ２０３において偏差ΔＸが零より小さくないと判定されたためにビールの充填重量を変更しない場合を示している。図７（ａ）に示されるように、このような場合には、時間Ｔ０から時間Ｔ１にかけてビールの流速を流速ＱＡから最大流速ＱＢまで徐々に増大させる。ビールの流速を徐々に増大させる理由は、充填時にビール内の炭酸ガスが分離または発泡するのを防止するためである。
【００５９】
次いで、ビールの流速が最大流速ＱＢに到達すると、時間Ｔ１から時間Ｔ２までビールを最大流速ＱＢで充填し続ける。その後、時間Ｔ２になると流量制御弁２６を閉鎖してビールの供給を瞬時に遮断する。
【００６０】
一方、図７（ｂ）は、図６のステップ２０３において偏差ΔＸが零より小さいと判定されたためにビールの充填重量を増大させる場合を示している。このような場合には、時間Ｔ０から時間Ｔ２までにおいては、ビールの流速は図７（ａ）の場合と同様に制御される。
【００６１】
そして、時間Ｔ２に到達すると、ビールの流速を最大流速ＱＢから流速ＱＡまで瞬時に低下させる。次いで、時間Ｔ２から時間Ｔ３までビールを流速ＱＡで充填する。ここで、時間Ｔ３は偏差ΔＸの絶対値に応じてビールの充填前に算出される値である。その後、時間Ｔ３に到達すると流量制御弁２６を閉鎖してビールの供給を遮断する。
【００６２】
このように、第二の実施形態においては、通常の場合には充填終了時間である時間Ｔ２の後で、ビールを余分に充填するようにしている。これにより、ビール充填重量の追加を比較的容易かつ正確に行うことが可能となる。また、第二の実施形態においては、ビール充填開始時におけるビールの充填重量の挙動を変化させていないので、充填時にビール内の炭酸ガスが分離または発泡するのを防止できるのが分かるであろう。当然のことながら、偏差ΔＸの絶対値に対応する分だけ時間Ｔ２を後ろにずらすようにしてもよい。また、偏差ΔＸの絶対値だけ充填重量を増やすことができるように、流速および時間をどのように変更してもよいことは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に基づくビール樽用の充填装置の概念図である。
【図２】図１の線Ｉ−Ｉに沿ってみた充填部の縦断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。
【図４】本発明の第一の実施形態において空ビール樽重量Ｘとビール充填重量Ｙとの関係を数式で示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。
【図６】本発明の第二の実施形態において空ビール樽重量Ｘとビール充填重量Ｙとの関係を数式で示す図である。
【図７】（ａ）充填時間とビールの流速に関する信号との関係を示す図である。（ｂ）充填時間とビールの流速に関する信号との関係を示す他の図である。
【図８】従来技術において空ビール樽の重量ｘとビールの充填重量ｙとの関係を数式で示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    充填装置
１１    搬送経路
１２    第一重量測定手段（充填前樽容器重量測定手段）
１３、１５    スターホイール
１４、１６    ガイド
１７    第二重量測定手段（充填後樽容器重量測定手段）
１７’    補正重量算出手段
１８    分岐搬送通路（排出手段）
１９    起動部
２０    回転通路
２１、２１ａ    充填部
２２    送液管
２３    充填ヘッド
２５    流量計
２６    流量制御弁
３０    制御装置
３１    偏差算出部
３２    比較部
３３    第一信号送信部
３４    第二信号送信部
３５    記憶部
３６    起動信号送信部
４０    ビール樽
Ｘ    空ビール樽重量
Ｘ０    空ビール樽基準重量
Ｙ    ビール充填重量
Ｙ０    ビール充填基準重量
Ｚ    総重量
Ｚ２    充填後ビール樽基準総重量
ΔＸ    偏差
【図１】
2008062994.tif 000003
【図２】
2008062994.tif 000004
【図３】
2008062994.tif 000005
【図４】
2008062994.tif 000006
【図５】
2008062994.tif 000007
【図６】
2008062994.tif 000008
【図７】
2008062994.tif 000009
【図８】
2008062994.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月27日(2007.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樽容器、例えばビール樽に飲料、例えばビールを充填する充填方法およびその方法を実施する充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にビールは瓶容器または缶容器に充填された状態で販売される。そのような販売形態に加えて、ビールは、工場においてビール樽または専用タンクに充填され、次いで店舗においてビール樽に取付けられた専用のディスペンサを通じてコップまたはジョッキ等に注出された状態で販売される場合もある。
【０００３】
ビールをビール樽などに充填する場合には、ビール充填後におけるビール樽の総重量を測定し、測定された重量が所定値よりも小さい場合には、そのビール樽を製造ラインから排出するようにしている。これにより、ビール樽が充填不足の状態で市場に出回るのを防止できる。
【０００４】
同様に、特許文献１には、カップ麺などのカップ内充填量を計量し、計量された充填量が所定量よりも少ない場合には、そのカップを製造ラインから排出することが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−４４６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ビール樽は、店舗で使用された後で工場においてビールが再び充填される、いわゆる再利用可能容器であるので、比較的長年に亙って流通する。さらに、ビール樽は比較的多数の部品が組合わさって構成されており、部品毎に重量のバラツキが存在するので、部品点数の少ない瓶容器または缶容器に比べて、空のビール樽の重量はビール樽毎のバラツキが大きい。従って、ビール充填後におけるビール樽の総重量に基づいて充填不足を判断する場合には、以下のような問題点が生じうる。
【０００６】
図８は従来技術において空ビール樽の重量ｘと、ビールの充填重量ｙとの関係を数式で示す図である。図８の式（ａ）で示されるように、標準的な重量の空ビール樽（重量がｘ０）に充填重量ｙ０のビールを充填すると、ビール樽の充填後総重量ｚ０は「ｘ０＋ｙ０」で表される。
【０００７】
一方、図８の式（ｂ）で表されるように、標準的な重量ｘ０よりも軽い空ビール樽（重量が最小値ｘ１）に充填重量ｙ０のビールを充填すると、ビール樽の充填後重量ｚ１（＝ｘ１＋ｙ０）は充填後総重量ｚ０（＝ｘ０＋ｙ０）よりも小さくなる。同様に、式（ｃ）で表されるように、標準的な重量ｘ０よりも重い空ビール樽（重量が最大値ｘ２）に充填重量ｙ０のビールを充填すると、ビール樽の充填後重量ｚ２（＝ｘ２＋ｙ０）は充填後重量ｚ０（＝ｘ０＋ｙ０）よりも大きくなる。
【０００８】
ここで、ビール樽に充填重量ｙ０のビールを充填して販売する場合に、ビールの充填不足を判断するための所定値としていかなる値を採用すべきかを考える。空ビール樽が常に標準的な重量ｘ０で一定である場合には、「ｘ０＋ｙ０」を所定値とし、充填後重量がこの所定値を越えたビール樽のみを出荷すれば、充填不足のビール樽が市場に出荷されることはない。
ただし、前述したようにビール樽の重量には比較的大きなバラツキが存在する。このため、重い空ビール樽（例えば、重量が最大値ｘ２）にビールが充填されると、充填されたビールの重量が「ｙ０」よりも小さい場合であっても、ビール樽の充填後重量が所定値「ｘ０＋ｙ０」を上回る事態が生じる。このような場合には、充填不足のビール樽が市場に出荷されることになる。
【０００９】
従って、充填不足のビール樽が市場に出荷される事態を確実に防止するためには、充填不足を判断するための所定値としてビール樽の充填後重量ｚ２（＝ｘ２＋ｙ０）を採用する必要がある。
【００１０】
しかしながら、充填不足を判断するための所定値として充填後総重量ｚ２を採用する場合には、比較的軽量の空ビール樽（最大値ｘ２を下回る重量。例えば図８においては、重量がｘ０またはｘ１）にビールを重量ｙ０だけ充填したとしても、充填後重量は所定値ｚ２を越えないので、そのビール樽は充填不足であると判断される。そして、充填不足であると判断された場合には、ビール樽に充填されたビールを一旦、廃棄して再充填する必要があるので、ビールの原料が無駄になるだけでなく生産性も低下することになる。
【００１１】
充填不足を判断するための所定値として充填後重量ｚ２を採用した場合に充填不足と判断されないようにするためには、充填後重量を所定値ｚ２まで到達させるために、比較的軽量の空ビール樽に充填されるビールの重量を重量ｙ０よりも意図的に増やす必要がある（図８の「ｙ'」、「ｙ''」参照）。このため、従来技術においては、充填不足を解消するのに十分な重量のビールが充填されるように充填装置を設定していた。しかしながら、このような手法では、ビールを必要以上に充填することになるので、ビール工場において無駄になるビールの総重量は著しく大きくなり、生産性にも影響を与える。従って、ビールの充填重量は、充填不足を解消することのできる最小限の重量に抑えることが望まれている。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、樽容器、例えばビール樽の重量にバラツキが存在する場合であっても、充填不足の樽容器を市場に出荷させることなく、かつビールの生産性を低下させることのない樽容器の充填方法およびその方法を実施する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】
【００１３】
前述した目的を達成するために１番目の発明によれば、飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定する充填前樽容器重量測定手段と、該充填前樽容器重量測定手段により測定された前記充填前樽容器の重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出する偏差算出手段と、前記充填前樽容器に所定の充填重量の飲料を充填する飲料充填手段と、該飲料充填手段によって飲料が充填された後における充填後樽容器の重量を測定する充填後樽容器重量測定手段と、前記偏差算出手段により算出された前記偏差が負である場合に前記充填後樽容器の重量に前記偏差の絶対値を加算した補正重量を算出する充填後樽容器の補正重量算出手段とを具備する、樽容器の充填装置が提供される。
【００１４】
すなわち１番目の発明においては、充填前の空の樽容器が所定の空樽容器基準重量よりも軽い場合には、その差分を考慮して、充填後の樽容器の重量を増加するようにしている。このため、飲料充填後の樽容器の重量に基づいて充填不足を判断する場合に、軽量の空の樽容器を使用したことに基づいて充填不足と判断されることはない。さらに、１番目の発明においては、そのような充填不足と判断されるのを回避するために飲料を必要以上に充填する必要性を排除することもできる。
【００１５】
２番目の発明によれば、１番目の発明において、さらに、前記充填後樽容器の重量または前記充填後樽容器の補正重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には当該樽容器を前記充填装置から排出する排出手段を具備する。
すなわち２番目の発明においては、充填重量が不足した場合に、充填不足の樽容器が市場に流通するのを防止できる。
【００１６】
３番目の発明によれば、飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定する充填前樽容器重量測定手段と、該充填前樽容器重量測定手段により測定された前記充填前樽容器の重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出する偏差算出手段と、前記充填前の樽容器に所定の充填重量の飲料を充填する飲料充填手段とを具備し、前記偏差算出手段により算出された前記偏差が負である場合には、前記飲料充填手段は、前記所定の充填重量に前記偏差の絶対値を加算した重量の飲料を充填するようにした樽容器の充填装置が提供される。
【００１７】
すなわち３番目の発明においては、充填前の空の樽容器が所定の空樽容器基準重量よりも軽い場合には、その差分を考慮して、飲料を所定の充填重量よりも余分に充填するようにしている。このため、飲料充填後の樽容器の総重量に基づいて充填不足を判断する場合に、軽量の空の樽容器を使用したことに基づいて充填不足と判断されることはない。
【００１８】
４番目の発明によれば、３番目の発明において、さらに、前記飲料充填手段によって飲料が充填された後の前記樽容器の重量を測定する充填後樽容器重量測定手段と、該充填後樽容器重量測定手段によって測定された前記充填後樽容器の重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には当該樽容器を前記充填装置から排出する排出手段とを具備する。
すなわち４番目の発明においては、充填重量が不足した場合に、充填不足の樽容器が市場に流通するのを防止できる。
【００１９】
５番目の発明によれば、飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定し、前記充填前樽容器の測定された重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出し、前記充填前の樽容器に所定の充填重量の飲料を充填し、前記偏差が負である場合には、充填後における前記樽容器の重量に前記偏差の絶対値を加算した充填後樽容器の補正重量を算出する樽容器の充填方法が提供される。
【００２０】
すなわち５番目の発明においては、充填前の空の樽容器が所定の空樽容器基準重量よりも軽い場合には、その差分を考慮して、充填後の樽容器の総重量を増加するようにしている。このため、飲料充填後の樽容器の総重量に基づいて充填不足を判断する場合に、軽量の空の樽容器を使用したことに基づいて充填不足と判断されることはない。さらに、５番目の発明においては、そのような充填不足と判断されるのを回避するために飲料を必要以上に充填する必要性を排除することもできる。
【００２１】
６番目の発明によれば、５番目の発明において、さらに、前記樽容器の重量または充填後樽容器の補正重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には、当該樽容器を前記充填装置から排出する。
すなわち６番目の発明においては、充填重量が不足した場合に、充填不足の樽容器が市場に流通するのを防止できる。
【００２２】
７番目の発明によれば、飲料が充填される前における充填前樽容器の重量を測定し、前記充填前樽容器の測定された重量から所定の充填前樽容器基準重量を減算して偏差を算出し、前記偏差が負である場合には、所定の充填重量に前記偏差を加算した重量の飲料を充填する樽容器の充填方法が提供される。
【００２３】
すなわち７番目の発明においては、充填前の空の樽容器が所定の空樽容器基準重量よりも軽い場合には、その差分を考慮して、飲料を所定の充填重量よりも余分に充填するようにしている。このため、飲料充填後の樽容器の総重量に基づいて充填不足を判断する場合に、軽量の空の樽容器を使用したことに基づいて充填不足と判断されることはない。
【００２４】
８番目の発明によれば、７番目の発明において、さらに、飲料が充填された後の前記樽容器の重量を測定し、前記樽容器の測定された重量が所定の充填後樽容器基準重量よりも小さい場合には、当該樽容器を前記充填装置から排出する。
すなわち８番目の発明においては、充填重量が不足した場合に、充填不足の樽容器が市場に流通するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づくビール樽用の充填装置の概念図である。図１に示される充填装置１０は、複数の樽容器、例えばビール樽４０を矢印Ａ方向に順次搬送するコンベヤなどの搬送経路１１と、搬送経路１１に隣接して配置されていてビール樽４０を矢印Ｂ方向に順次搬送する環状の回転通路２０とを含んでいる。
【００２６】
回転通路２０には、ビールをビール樽４０に充填するために複数、例えば二十個の充填部２１が周方向に等間隔で設けられている。図１においては、回転通路２０上に位置するビール樽４０に対応した位置のそれぞれに、充填部２１が設けられているものとする。
【００２７】
図２は図１の線Ｉ−Ｉに沿ってみた充填部の縦断面図である。図２においては、ビール樽４０は口金を下方に向けた倒立状態で回転通路２０上に配置される。充填装置１０の上方には、伸縮自在なロッド５２を備えたエアシリンダ５１が設けられている。そして、ロッド５２の先端には略「＋」字形状のクランプハンド５３が取付けられている。エアシリンダ５１を作動してロッド５２を延ばすことによって、ビール樽４０はクランプハンド５３と回転通路２０との間に把持される。
【００２８】
充填部２１は、ビール樽４０の樽口（図示しない）に係合可能な充填ヘッド２３と、ビール用の貯留タンク（図示しない）から充填ヘッド２３まで延びる送液管２２とを含んでいる。ビール用の貯留タンク（図示しない）内のビールは、送液管２２および充填ヘッド２３を通じて樽口からビール樽４０内に充填される。
【００２９】
図示されるように、送液管２２には、送液管２２内を流れるビールの流量を検出する流量計２５が設けられている。さらに、ビールの流れに対して流量計２５の下流には、ビールの流量を制御する流量制御弁２６が設けられている。これら流量計２５および流量制御弁２６は後述する制御装置３０に接続されている。
【００３０】
さらに、図２においては、ビールの充填前にプリストレスガスをビール樽４０内に供給する供給管路５５と、ビール樽４０内のプリストレスガスを排出する排出管路５６とが示されている。プリストレスガスは、不活性ガス、例えば二酸化炭素または窒素であり、ビールの液中に溶存した炭酸ガスがビール樽４０への充填時に分離または発泡するのを防止する役目を果たす。なお、排出管路５６には、プリストレスガスの排出流量を制御する制御弁５７が設けられており、この制御弁５７も制御装置３０に接続されている。詳細には説明しないものの、ビール樽４０に供給されたプリストレスガスはビールの充填作用に応じて排出管路５６を通じて排出される。
【００３１】
再び図１を参照すると、搬送経路１１上に搬送されたビール樽４０は、搬送方向Ａに対して上流側のスターホイール１３およびガイド１４によって回転通路２０に搬送される。回転通路２０に搬送されたビール樽４０は回転通路２０によって矢印Ｂ方向に回転しつつ、一つの充填部２１によってビールが充填される。
【００３２】
言い換えれば、上流側スターホイール１３におけるビール樽投入位置から下流側スターホイール１５におけるビール樽排出位置まで回転通路２０が回転する間に、所定量のビールがビール樽４０に充填される。ビールが充填されたビール樽４０は下流側のスターホイール１５およびガイド１６によって搬送経路１１に再び戻る。このような構成であるので、図１においてスターホイール１３、１５の間に位置している充填部２１ａにはビール樽４０が配置されない。
【００３３】
本発明に基づく充填装置１０においては、第一重量測定手段１２が上流側スターホイール１３よりも上流において搬送経路１１上に設けられている。この第一重量測定手段１２は、ビールが充填される前における空のビール樽４０の重量を測定する。
【００３４】
同様に、搬送経路１１には、第二重量測定手段１７が下流側スターホイール１５の下流に設けられている。第二重量測定手段１７は、ビールが充填された後におけるビール樽４０の総重量を測定する。
【００３５】
図示されるように、第二重量測定手段１７の下流においては分岐搬送通路１８が搬送経路１１から分岐している。分岐搬送通路１８は通常は動作しておらず、起動部１９が起動したときにのみ動作する。第二重量測定手段１７により測定されたビール樽４０の総重量が所定値Ｚ２を下回った場合には、起動部１９が起動して、そのビール樽４０は搬送経路１１から分岐搬送通路１８に排出される。つまり、分岐搬送通路１８はそのようなビール樽４０を排出する排出手段としての役目を果たす。
【００３６】
第一および第二の重量測定手段１２、１７ならびに起動部１９も制御装置３０に接続されている。ここで、制御装置３０はデジタルコンピュータであり、充填装置１０全体の制御を行うようになっている。図１に示されるように制御装置３０は、後述する偏差算出部３１と、比較部３２と、第一および第二の信号送信部３３、３４と、起動信号送信部３６と、記憶部３５とを含んでいる。
【００３７】
図３は、本発明の第一の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。図３に示される動作プログラム１００および後述する動作プログラム２００は制御装置３０の記憶部３５内に予め記憶されているものとする。
【００３８】
以下、図３を参照しつつ、本発明の第一の実施形態に基づく充填装置の動作について説明する。動作プログラム１００のステップ１０１においては、搬送経路１１上に搬送される空のビール樽４０の重量を第一重量測定手段１２によって測定する。測定された空ビール樽重量Ｘは制御装置３０の偏差算出部３１に供給される。
【００３９】
次いで、ステップ１０２においては、偏差算出部３１は、供給された空ビール樽重量Ｘから記憶部３５に予め記憶された空ビール樽基準重量Ｘ０を減算し、それにより、偏差ΔＸ（＝Ｘ−Ｘ０）を算出する。ここで、空ビール樽基準重量Ｘ０は、バラツキが存在する複数のビール樽４０の平均値または中央値であり、実験などにより予め決定されているものとする。
【００４０】
次いで、重量が測定されたビール樽４０は上流側スターホイール１３およびガイド１４によって搬送経路１１から回転通路２０まで移動され、対応する充填部２１によって前述したように把持される。そして、空のビール樽４０は回転通路２０と共に回転しつつ、充填部２１の充填ヘッド２３から所定の充填重量Ｙのビールが当該ビール樽４０に充填される（ステップ１０３）。
【００４１】
充填重量Ｙのビールが充填されて当該ビール樽４０が下流側スターホイール１５付近まで移動すると、当該ビール樽４０は下流側スターホイール１５およびガイド１６によって回転通路２０から搬送経路１１まで再び戻される。次いで、第二重量測定手段１７において、ビール樽４０自体の重量である空ビール樽重量Ｘとビールの充填重量Ｙとを合計した総重量Ｚが測定される。
【００４２】
その後、ステップ１０５においては、偏差ΔＸが零よりも小さいか否かが制御装置３０の比較部３２によって判定される。偏差ΔＸが零以上である場合、つまり空ビール樽重量Ｘが空ビール樽基準重量Ｘ０以上である場合には、特別な処理を行うことなしに、ステップ１０７に進む。すなわち、この場合には、第二重量測定手段１７によって測定された充填後ビール樽４０の総重量Ｚに基づいて、当該充填後ビール樽４０が充填不足であるか否かが判定される。
【００４３】
一方、ステップ１０５において偏差ΔＸが零よりも小さい場合には、図１に示される信号送信部３３によって偏差ΔＸの絶対値に関する信号が第二重量測定手段１７に送信される。図１に示されるように、第二重量測定手段１７は補正重量算出手段１７’を含んでいる。このような場合には、補正重量算出手段１７’は、ステップ１０４において測定された総重量Ｚに偏差ΔＸの絶対値を加算した値を充填後ビール樽４０の新たな総重量Ｚ（補正重量）として算出する（ステップ１０６）。
【００４４】
ステップ１０６において偏差ΔＸの絶対値が加算された総重量Ｚまたはステップ１０４において測定された総重量Ｚは制御装置３０の比較部３２に送信される。そして、ステップ１０７においては、比較部３２によって、総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２よりも小さいか否かが判定される。ここで、充填後ビール樽基準総重量Ｚ２は、制御装置３０の記憶部３５に予め記憶された所定の値であり、統計等により予め決定された空ビール樽重量の最大値Ｘ２に充填基準重量Ｙ０（ビールの出荷重量）を加算した値である。
【００４５】
そして、総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２よりも小さいと判定された場合には、当該充填後ビール樽４０のビールは充填不足であると判断される。そのような場合には、起動信号送信部３６からの信号が起動部１９に送信されることによって分岐搬送通路１８が起動する。これにより、当該充填後ビール樽４０は搬送経路１１から分岐搬送通路１８に移送され、充填装置１０から排出される（ステップ１０８）。
【００４６】
一方、総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２よりも小さくないと判定された場合には、充填不足ではないと判断できる。この場合には、起動信号送信部３６は動作せず、当該充填後ビール樽４０は搬送経路１１上をそのまま移動して、次工程に搬送される。
【００４７】
空ビール樽重量Ｘとビールの充填重量Ｙとの関係を数式で示す図４を用いて、第一の実施形態における各種空ビール樽への充填状態を説明する。図４および後述する図６において符号Ｘ０は空ビール樽基準重量を示しており、符号Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ空ビール樽重量Ｘの最小値および最大値を示している（Ｘ１＜Ｘ０＜Ｘ２）。また、これら図面においては、充填基準重量Ｙ０のビールが充填されるものとする。
図４において式（Ａ）で示されるように、空ビール樽重量Ｘが最大値Ｘ２である場合には、偏差ΔＸ（＝Ｘ２−Ｘ０）が正の値になるので、図３におけるステップ１０６の処理は行われない。従って、充填後におけるビール樽４０の総重量Ｚは、空ビール樽重量の最大値Ｘ２と充填基準重量Ｙ０との和（＝総重量Ｚ２）として表される。従って、この場合には、充填不足と判断されることもない。
一方、式（Ｂ）で示されるように、空ビール樽重量Ｘが最大値Ｘ２よりも小さい場合、例えば空ビール樽重量Ｘが最小値Ｘ１である場合には、図３におけるステップ１０６において補正重量算出手段１７’によって偏差ΔＸ（＝Ｘ１−Ｘ０）の絶対値が総重量に加算される。従って、この場合における総重量Ｚは、空ビール樽重量の最小値Ｘ１と充填基準重量Ｙ０と偏差ΔＸの絶対値との和（＝総重量Ｚ１）として表される。
図４から分かるように、本発明の第一の実施形態においては、偏差ΔＸの絶対値分だけ空のビール樽４０の重量を増大させたので、総重量Ｚ１は充填後ビール樽基準総重量Ｚ２に等しくなる。このため、本発明の第一の実施形態においては、軽量（例えば重量が最小値Ｘ１）の空のビール樽４０を使用した場合であっても、総重量Ｚを増大させているために、充填不足と判断されることはない。
【００４８】
従来技術においては軽量のビール樽４０を使用する際には、充填後ビール樽基準総重量Ｚ２を越えるまでビールの充填重量を増やす必要があった。しかしながら、本発明の第一の実施形態においては、偏差ΔＸの絶対値を総重量Ｚに加算した値を新たな総重量Ｚとしているので、ビールを必要以上に充填する必要はない。このため、ビールを余分に充填することに基づくビール製造業者の負担を抑えることが可能になる。
ところで、実際にはビールの充填重量にはバラツキがあり、実際の充填重量Ｙが充填基準重量Ｙ０よりも大きい場合および小さい場合が存在する。そして、充填重量Ｙが充填基準重量Ｙ０よりも小さい場合には、第一の実施形態においてもステップ１０７において総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２を下回り、そのビール樽４０は充填装置１０から排出され、充填不足の樽容器が市場に流通することはない。しかしながら、従来技術において充填重量Ｙが充填基準重量Ｙ０よりも大きい場合、事実上は充填不足とは言えないにもかかわらず或るビール樽４０の重量が空ビール樽基準重量Ｘ０より軽量であって且つ充填重量Ｙと充填基準重量Ｙ０との差よりも、前記空ビール樽基準重量Ｘ０と前記空ビール樽重量Ｘとの差の方が大きい場合には、そのビール樽４０は充填装置１０から排出されていたが、第一の実施形態においては、そのようなビール樽４０が充填不足であると判断されることはないため充填装置１０から排出されることなく次工程に搬送されるビール樽４０の比率を高めることが可能である。
【００４９】
図５は本発明の第二の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。図５に示される動作プログラム２００のステップ２０１、２０２、２０３は動作プログラム１００のステップ１０１、１０２、１０５とそれぞれ同じであるので説明を省略する。
【００５０】
第二の実施形態において偏差ΔＸが零より小さいと判定された場合には、ステップ２０４において、第二の信号送信部３４が偏差ΔＸの絶対値に応じた信号を当該ビール樽４０に対応した充填部２１に送信する。これにより、所定の充填重量Ｙに偏差ΔＸの絶対値を加算した値が、当該ビール樽４０に充填されるべきビールの新たな充填重量Ｙとして設定される。なお、図５から分かるように、偏差ΔＸが零より小さくないと判定された場合には、所定のビール充填重量Ｙは変更されない。
【００５１】
次いで、ステップ２０５においては、充填部２１によって、所定の充填重量Ｙまたはステップ２０４において変更された新たな充填重量Ｙのビールが当該ビール樽４０に充填される。そして、ステップ２０６において、第二重量測定手段１７によって充填後におけるビール樽４０の総重量Ｚが測定される。その後、前述したステップ１０７、１０８と同様に、図５のステップ２０７、２０８において当該ビール樽４０が充填不足の場合には、そのビール樽４０が充填装置１０から排出される。
【００５２】
第二の実施形態における各種空ビール樽への充填状態を、図４と同様な図６を用いて説明する。図６に示される式（Ａ）は、図４の場合と同様であるので説明を省略する。
【００５３】
図６において式（Ｂ'）で示されるように、空ビール樽重量Ｘが最大値Ｘ２よりも小さい場合、例えば空ビール樽重量Ｘがその最小値Ｘ１である場合には、図５におけるステップ２０４において偏差ΔＸの絶対値が充填基準重量Ｙ０に加算される。すなわち、この場合には、充填基準重量Ｙ０に偏差ΔＸの絶対値を加算した量のビールが実際に充填されることになる。従って、総重量Ｚは、空ビール樽の重量の最小値Ｘ１と充填基準重量Ｙ０と偏差ΔＸの絶対値との和（＝総重量Ｚ１'）として表される。このように第二の実施形態においては、実際に充填されるビールの充填重量が変更されることに注意されたい。
【００５４】
図６から分かるように、本発明の第二の実施形態においては、偏差ΔＸの絶対値分だけビールの充填重量Ｙを増大させたので、この場合における総重量Ｚ１'は充填後ビール樽基準総重量Ｚ２に等しくなる。このため、本発明の第二の実施形態においては、軽量（例えば重量が最小値Ｘ１）の空のビール樽４０を使用した場合であっても、総重量Ｚが増大しているために、充填不足と判断されることはない。
【００５５】
第二の実施形態においては比較的軽量のビール樽４０が使用される場合には、充填後におけるビール樽４０の総重量Ｚを増大させるために、ビールを充填基準重量Ｙ０以上に充填している。これにより、ビールを必要以上に充填することになり、ビール製造業者にとって負担になりうる。しかしながら、充填完了後に充填不足であると判断される場合には充填されたビールを一旦、廃棄して再充填する必要があるので、第二の実施形態においては、そのような場合と比較すれば、廃棄されるビールの量は少なくて済む。
なお、第二の実施形態においても同様に、ビールの充填重量にはバラツキがある。このため、第二の実施形態においても充填重量Ｙが充填基準重量Ｙ０よりも小さい場合には、ステップ２０７において総重量Ｚが充填後ビール樽基準総重量Ｚ２を下回り、そのビール樽４０は充填装置１０から排出され、充填不足の樽容器が市場に流通することはない。しかしながら、従来技術において充填重量Ｙが充填基準重量Ｙ０よりも大きい場合、事実上は充填不足とは言えないにもかかわらず、或るビール樽４０の重量Ｘが空ビール樽基準重量Ｘ０より軽量であって且つ充填重量Ｙと充填基準重量Ｙ０との差よりも、前記空ビール樽基準重量Ｘ０と前記空ビール樽重量Ｘとの差が大きい場合には、そのビール樽４０は充填装置１０から排出されていたが第二の実施形態においては、そのようなビール樽４０が充填不足であると判断されることはないため、充填装置１０から排出されることなく次工程に搬送されるビール樽４０の比率を高めることが可能である。
【００５６】
言い換えれば、第二の実施形態においては、総重量Ｚに基づいて充填不足と判定される可能性があることが、ビールの充填前に偏差ΔＸの絶対値から予測できる。そして、充填不足が予測される場合には、充填不足と判断されない程度の余分のビール（偏差ΔＸの絶対値に相当）を、ビール充填時に一緒に充填するようにしている。
【００５７】
充填時間とビールの流速に関する信号との関係を示す図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、ビールを余分に充填する充填作用を説明する。これら図面においては、横軸はビールの充填時間を示しており、縦軸はビールの流速に関する信号を示している。なお、これら図面に示されるビールの流速は流量制御弁２６により制御される。
【００５８】
図７（ａ）は、図６のステップ２０３において偏差ΔＸが零より小さくないと判定されたためにビールの充填重量を変更しない場合を示している。図７（ａ）に示されるように、このような場合には、時間Ｔ０から時間Ｔ１にかけてビールの流速を流速ＱＡから最大流速ＱＢまで徐々に増大させる。ビールの流速を徐々に増大させる理由は、充填時にビール内の炭酸ガスが分離または発泡するのを防止するためである。
【００５９】
次いで、ビールの流速が最大流速ＱＢに到達すると、時間Ｔ１から時間Ｔ２までビールを最大流速ＱＢで充填し続ける。その後、時間Ｔ２になると流量制御弁２６を閉鎖してビールの供給を瞬時に遮断する。
【００６０】
一方、図７（ｂ）は、図６のステップ２０３において偏差ΔＸが零より小さいと判定されたためにビールの充填重量を増大させる場合を示している。このような場合には、時間Ｔ０から時間Ｔ２までにおいては、ビールの流速は図７（ａ）の場合と同様に制御される。
【００６１】
そして、時間Ｔ２に到達すると、ビールの流速を最大流速ＱＢから流速ＱＡまで瞬時に低下させる。次いで、時間Ｔ２から時間Ｔ３までビールを流速ＱＡで充填する。ここで、時間Ｔ３は偏差ΔＸの絶対値に応じてビールの充填前に算出される値である。その後、時間Ｔ３に到達すると流量制御弁２６を閉鎖してビールの供給を遮断する。
【００６２】
このように、第二の実施形態においては、通常の場合には充填終了時間である時間Ｔ２の後で、ビールを余分に充填するようにしている。これにより、ビール充填重量の追加を比較的容易かつ正確に行うことが可能となる。また、第二の実施形態においては、ビール充填開始時におけるビールの充填重量の挙動を変化させていないので、充填時にビール内の炭酸ガスが分離または発泡するのを防止できるのが分かるであろう。当然のことながら、偏差ΔＸの絶対値に対応する分だけ時間Ｔ２を後ろにずらすようにしてもよい。また、偏差ΔＸの絶対値だけ充填重量を増やすことができるように、流速および時間をどのように変更してもよいことは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に基づくビール樽用の充填装置の概念図である。
【図２】図１の線Ｉ−Ｉに沿ってみた充填部の縦断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。
【図４】本発明の第一の実施形態において空ビール樽重量Ｘとビール充填重量Ｙとの関係を数式で示す図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に基づく充填装置の動作プログラムに関するフローチャートである。
【図６】本発明の第二の実施形態において空ビール樽重量Ｘとビール充填重量Ｙとの関係を数式で示す図である。
【図７】（ａ）充填時間とビールの流速に関する信号との関係を示す図である。（ｂ）充填時間とビールの流速に関する信号との関係を示す他の図である。
【図８】従来技術において空ビール樽の重量ｘとビールの充填重量ｙとの関係を数式で示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０    充填装置
１１    搬送経路
１２    第一重量測定手段（充填前樽容器重量測定手段）
１３、１５    スターホイール
１４、１６    ガイド
１７    第二重量測定手段（充填後樽容器重量測定手段）
１７’    補正重量算出手段
１８    分岐搬送通路（排出手段）
１９    起動部
２０    回転通路
２１、２１ａ    充填部
２２    送液管
２３    充填ヘッド
２５    流量計
２６    流量制御弁
３０    制御装置
３１    偏差算出部
３２    比較部
３３    第一信号送信部
３４    第二信号送信部
３５    記憶部
３６    起動信号送信部
４０    ビール樽
Ｘ    空ビール樽重量
Ｘ０    空ビール樽基準重量
Ｙ    ビール充填重量
Ｙ０    ビール充填基準重量
Ｚ    総重量
Ｚ２    充填後ビール樽基準総重量
ΔＸ    偏差
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008062994.tif 000011
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2008062994.tif 000012