(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填液を貯溜するタンクと、このタンクと連通して容器内に充填液を充填する充填バルブと、充填バルブを開閉させる制御装置と、充填バルブによって容器内に充填液が充填される際の単位時間当りの流量を計測する流量計とを備え、制御装置によって充填バルブを開放させて容器内に充填液の充填を開始し、制御装置によって充填バルブを閉鎖させて容器内への充填液の充填を終了させて、容器内に所定量の充填液を充填するようにした流量式充填装置において、
上記制御装置は、以前の充填時に容器内に充填液を充填中の充填バルブに閉鎖指令を出してから該充填バルブが完全に閉鎖されるまでの所要時間を求めるとともに、
今回充填バルブによって充填液を充填する際には、現在の開放状態の充填バルブの流量と上記所要時間をもとにして、開放状態の充填バルブが制御装置から閉鎖指令を受けて完全に閉鎖されるまでの間に容器内に充填されるであろう予想充填量を演算し、
既に容器内に充填された充填液の充填量と予想充填量の和が、容器内に充填されるべき目標充填量と一致したら、充填バルブへ閉鎖指令を出して充填バルブを閉鎖させることを特徴とする流量式充填装置。
【請求項２】
上記所要時間は、上記制御装置から充填バルブに閉鎖指令を出した際の流量計によって計測した流量と、閉鎖指令を受けた充填バルブが完全に閉鎖されるまでの間に該充填バルブから容器内に充填される充填液の充填量をもとに演算されることを特徴とする請求項１に記載の流量式充填装置。
【請求項３】
上記所要時間は、以前の充填時毎に演算するととともに、それらを平均化することによって求められることを特徴とする請求項１に記載の流量式充填装置。
【請求項４】
上記制御装置は、今回充填バルブによって充填液を充填する際には、充填バルブを開放させて充填が開始されてからの所定時間経過するごとに流量計によって計測した流量と充填開始後の経過時間をもとにして、既に容器内に充填された充填液の充填量を演算することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の流量式充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は流量式充填装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流量式充填装置として、充填液を貯溜するタンクと、このタンクと連通して容器内に充填液を充填する充填バルブと、充填バルブを開閉させる制御装置と、充填バルブによって容器内に充填液が充填される際の単位時間当りの流量を計測する流量計とを備え、制御装置によって充填バルブを開放させて容器内に充填液の充填を開始し、制御装置によって充填バルブを閉鎖させて容器内への充填液の充填を終了させて、容器内に所定量の充填液を充填するようにしたものは知られている（例えば、特開平２−１９１１９３号公報、特開平９−２５８５号公報）。
これら従来の流量式充填装置は、充填バルブへ閉鎖信号を出してから完全に充填バルブが閉鎖されるまでの間に、余分な充填液が容器内に充填されることに着目して成されたものである。このような欠点を解決するために、特開平２−１９１１９３号公報の装置では、容器に充填液を充填する毎に、目標充填量と実際に容器に充填された充填量との差を求めて、その充填量の差を元に次回の充填時の充填バルブを閉鎖させるタイミングを求めるようにしている。
他方、特開平９−２５８５号公報の装置では、充填バルブが開放された際の各流量ごとに、充填バルブに閉鎖信号を出してから完全に閉鎖されるまでの容器内への充填量を予め計測する。そして、実際に容器に充填液を充填する際には、上記予め計測した充填量から逆算して、充填バルブの流量に応じた充填バルブの閉鎖タイミングを決定するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した特開平２−１９１１９３号公報の装置では、前回の充填時までの充填量の誤差をもとにして今回の充填作業を行うので、現在充填中の充填バルブの流量が変動した場合には、充填終了後の充填量と目標充填量とに誤差が生じるという欠点がある。
他方、特開平９−２５８５号公報の装置では、処理すべき充填液の種類や粘度の違いに応じて予め上述した計測を行っておく必要があるため、そのような事前の計測作業が煩雑であるという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、充填液を貯溜するタンクと、このタンクと連通して容器内に充填液を充填する充填バルブと、充填バルブを開閉させる制御装置と、充填バルブによって容器内に充填液が充填される際の単位時間当りの流量を計測する流量計とを備え、制御装置によって充填バルブを開放させて容器内に充填液の充填を開始し、制御装置によって充填バルブを閉鎖させて容器内への充填液の充填を終了させて、容器内に所定量の充填液を充填するようにした流量式充填装置において、
上記制御装置は、以前の充填時に容器内に充填液を充填中の充填バルブに閉鎖指令を出してから該充填バルブが完全に閉鎖されるまでの所要時間を求めるとともに、今回充填バルブによって充填液を充填する際には、現在の開放状態の充填バルブの流量と上記所要時間をもとにして、開放状態の充填バルブが制御装置から閉鎖指令を受けて完全に閉鎖されるまでの間に容器内に充填されるであろう予想充填量を演算し、既に容器内に充填された充填液の充填量と予想充填量の和が、容器内に充填されるべき目標充填量と一致したら、充填バルブへ閉鎖指令を出して充填バルブを閉鎖させるように構成したものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、充填バルブの閉鎖タイミングを得るための事前の計測を行う必要がない。しかも、現在の充填中の充填バルブの流量と上記所要時間をもとに充填バルブを閉鎖させるので、目標充填量と容器内へ実際の充填量とを一致させることができる。
したがって、充填前の計測作業をすることなく容器内への充填液の充填量を高精度に管理することができる。
【０００６】
【実施例】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において、１は流量式充填装置であり、容器２内に所定量の充填液を充填することができる。
流量式充填装置１は、回転自在に設けた回転体３を備えており、この回転体３の上方部に充填液を貯溜するタンク４を連結している。タンク４の円周方向等間隔位置にパイプ５をそれぞれ接続し、各パイプ５の先端に充填バルブ６を取り付けている。
各充填バルブ６は、開放された際の開度を流量の大きな大開度と流量の小さな小開度とに切り替えられるようになっており、各充填バルブ６の開閉作動および開放された際の大開度と小開度の切り替え作動は、各充填バルブ６ごとに制御装置６によって制御されるようになっている。なお、開放時の開度を大開度と小開度とに切り替え可能な充填バルブ６の構成は、例えば特開平３−２５６８９４号公報等で公知なので、構成の詳細な説明は省略する。
また、各パイプ５の途中には従来公知の流量計７を設けてあり、各流量計７は、各充填バルブ６が開放されて容器２内に充填液が充填される際に、パイプ５内を流通する単位時間あたりの充填液の流量、すなわち容器２内に充填される充填液の単位時間当りの流量を常時計測し、該計測した流量を制御装置８に入力するようになっている。
一方、各充填バルブ６の下方側には、容器２を載置して昇降するびん台１１を昇降自在に設けている。各びん台１１は回転体３とともに回転して移送されるようになっており、移送される際の所定の領域において昇降されるようになっている。そして、上昇される各びん台１１上の容器２内に上記各充填バルブ６の下端部が上方側から挿入され、その状態において、充填バルブ６が開放されて内部に充填液が充填される様になっている。
すなわち、制御装置８は、各びん台１１上の容器２内に上記各充填バルブ６の下端部が挿入されると、先ず閉鎖された充填バルブ６に対して大開度で開放させる旨の信号を出す（図２のｔ１の時点）。充填バルブ６が閉鎖状態から大開度となるまでに少し時間が掛かるので、図２に示すように、ｔ１で指令を出してから徐々に充填バルブ６の流量が増加し、少し時間が経過してｔ２の時点となって充填バルブ６が大開度となって、その後、その大開度によって継続される。この大開度における充填バルブ６による単位時間当たりの流量をＶ１とする。
この後、大開度による充填が継続されて所要時間だけ経過した時点ｔ３となると、制御装置８は大開度から小開度に切り替える指令を充填バルブ６に伝達する。
この充填バルブ６の開度の切り替えも、瞬間的には行われないので、指令が出た時点ｔ３から徐々に充填バルブ６の流量が減少してｔ４で示す時点で充填バルブ６が小開度に切り替わる。この小開度における充填バルブ６による単位時間当りの流量をＶ２とする。
この後、小開度で所要時間だけ充填が継続されて、その後、所要の時点ｔ５で制御装置８は充填バルブ６に対して小開度から閉鎖させる指令を伝達する。
この閉鎖指令信号が出てから瞬間的には充填バルブ６は閉鎖されないので、閉鎖するという指令が出てから徐々に充填バルブ６の流量が減少してｔ６の時点で充填バルブ６が完全に閉鎖されて、容器２への充填液の充填が終了する。
上述した構成は従来公知のものと変わるところはない。
このようにして、制御装置８は充填バルブ６を開閉させて容器２内に充填液を充填するようにしているが、上記ｔ５の時点で制御装置８から充填バルブ６に閉鎖信号を出しても、充填バルブ６が完全に閉鎖されるまでｔｘだけ時間がかかる。したがって、上記ｔ５の時点で容器２内に充填された充填液が容器２内に充填されるべき目標充填量Ｑと一致したことを確認してから制御装置８が充填バルブ６へ閉鎖指令信号を出したとしても、図２に斜線で示した量Ｑｎだけ余分な充填液が容器２内に充填されることになる。
そこで、本実施例は、上述した構成を前提として、制御装置８が充填バルブ６へ閉鎖指令信号を出してから完全に閉鎖されるまでに充填バルブ６から容器２に充填される充填液の予想充填量Ｑｎを見越した上で、制御装置８から充填バルブ６への閉鎖指令タイミングを決めるようにしたものである。
すなわち、制御装置８は容器２内に充填すべき目標充填量をＱとして、最初の容器２内へ上述したようにｔ１の時点から充填バルブ６を開放して充填が開始されると、制御装置８は充填を開始してから所定時間（例えば２ｍｓｅｃ）が経過するごとに、充填開始後の経過時間と流量計７で計測した流量とによってそれまでに容器２内に充填された実際の充填量Ｑ１を演算して求める。
そして、制御装置８は順次演算して求めた充填量Ｑ１と上記目標充填量Ｑとを比較して、演算して求めた充填量Ｑ１と目標充填量Ｑが一致した時点ｔ５となったら充填バルブ６に閉鎖指令信号を出す。これにより、充填バルブ６が閉鎖されるようになるが、制御装置８は、時点ｔ５で閉鎖指令信号を出してから充填バルブ６が完全に閉鎖される時点ｔ６までに容器２内に実際に充填された過剰な充填量Ｑｎを演算して求める。
ここで、閉鎖指令信号を出してから充填バルブ６が完全に閉鎖するまでに要する時間をｔｘとし、閉鎖指令信号を出した時点ｔ５における流量計７の計測流量をｖ２とすると、次の関係が成り立つ。
Ｑｎ＝ｖ２・ｔｘ／２
この関係をもとに制御装置８は、閉鎖指令信号を出してから充填バルブ６が完全に閉鎖するまでの所要時間ｔｘを求め、それを記憶する。
上記第１回の容器２の充填が完了して該最初の容器２がびん台１１から排出されて第２の容器２がびん台１１に供給されると、制御装置８はｔ１の時点から充填バルブ６を開放して充填を開始させた後、制御装置８は上述した第１回充填の場合と同様に、充填を開始してから所定時間（例えば２ｍｓｅｃ）が経過するごとに、経過時間と流量計７で計測した流量とによってそれまでに容器２内に充填された実際の充填量Ｑ１を演算して求める。また、これと同時に制御装置８は、現在の開放状態の充填バルブ６の流量（流量計７で計測した流量）Ｖ１と上記所要時間ｔｘをもとにして、現在開放状態の充填バルブ６が制御装置８から閉鎖指令を受けて完全に閉鎖されるまでの間に容器２内に充填されるであろう予想充填量Ｑｎを演算する。そして、制御装置８は、既に容器２内に充填された充填液の充填量Ｑ１と予想充填量Ｑｎの和が、容器２内に充填されるべき目標充填量Ｑと一致したら、充填バルブ６へ閉鎖指令を出して充填バルブ６を閉鎖させる。これによって、第２の容器２内に目標充填量Ｑと実質的に同じ充填量の充填液が充填されることになる。また、制御装置８は、この第２回の充填時における閉鎖指令を出して充填バルブ６が閉鎖されるための所要時間ｔｘを上述したようにして求め、これを記憶する。
次に、このようにして第２回の容器２の充填が完了して該容器２がびん台１１から排出されて第３の容器２がびん台１１に供給されると、制御装置８はｔ１の時点から充填バルブ６を開放して充填を開始させた後、制御装置８は上述した第２回充填の場合と同様に、充填を開始してから所定時間（例えば２ｍｓｅｃ）が経過するごとに、経過時間と流量計７で計測した流量とによってそれまでに容器２内に充填された実際の充填量Ｑ１を演算して求める。また、これと同時に制御装置８は、現在の開放状態の充填バルブ６の流量（流量計７で計測した流量）Ｖ１と第２回充填の際に求めた所要時間ｔｘをもとにして、現在開放状態の充填バルブ６が制御装置８から閉鎖指令を受けて完全に閉鎖されるまでの間に容器２内に充填されるであろう予想充填量Ｑｎを演算する。そして、制御装置８は、既に容器２内に充填された充填液の充填量Ｑ１と予想充填量Ｑｎの和が、容器２内に充填されるべき目標充填量Ｑと一致したら、充填バルブ６へ閉鎖指令を出して充填バルブ６を閉鎖させる。これによって、第３の容器２内に目標充填量Ｑと実質的に同じ充填量の充填液が充填されることになる。また、制御装置８は、この第３回の充填時における閉鎖指令を出して充填バルブ６が閉鎖されるための所要時間ｔｘを上述したようにして求め、これを記憶する。
以下、制御装置８は新たな容器２への充填ごとに上述した処理を繰り返す。
上述した本実施例によれば、従来技術の欄で説明したような充填バルブ６の閉鎖タイミングを得るための事前の計測を行う必要がない。しかも、現在の充填中の充填バルブ６の流量と上記所要時間ｔｘをもとに充填バルブ６を閉鎖させるので、目標充填量Ｑと容器２内へ実際の充填量とを一致させることができる。したがって、充填前の計測作業をすることなく容器２内への充填液の充填量を高精度に管理することができる。
なお、上記実施例では前回の充填時に求めた所要時間ｔｘをもとに、今回の充填時の充填バルブ６の閉鎖タイミングを決めるようにしているが、前々回の充填時に求めた所要時間ｔｘを元に、今回の充填時の充填バルブ６の閉鎖タイミングを決めても良い。また、前回までの過去の複数回の充填時に求めた各所要時間ｔｘを平均して、その平均した所要時間をもとに今回の充填時の充填バルブ６の閉鎖タイミングを決めても良い。
さらに、制御装置８によって、次のように上記所要時間ｔｘを求めても良い。つまり、制御装置８は、充填バルブ６へ閉鎖指令を出した時点（図２のｔ５の時点）から流量計７の計測値が零となった時点（図２のｔ６の時点）までの経過時間を内蔵するタイマ等で計測し、それを上記所要時間ｔｘとすればよい。
また、上述した実施例は本発明を回転式充填装置に適用した場合について説明したが、本発明はライン式の充填装置にも適用できることは勿論である。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、充填前の流量の計測作業をすることなく容器内への充填液の充填量を高精度に管理することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を概略の構成図
【図２】図１に示した流量式充填装置による充填開始後の経過時間と流量計７による計測流量の関係を示す図。
【符号の説明】
１  流量式充填装置                    ２  容器
６  充填バルブ                        ７  流量計
８  制御装置
【図１】
0003948073.tif 000002
【図２】
0003948073.tif 000003