(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体に圧力を加えた状態で、容器内に充填を行う液体の圧力充填方法であって、
充填開始後、液体の圧力を順次検出するとともに、予め記憶した液圧と充填量との関数を基に液体の圧力の検出間隔ごとにその間隔内に容器に充填された液体の充填量を演算し、
それら演算して求めた液体の充填量を積算して容器内に充填された液体の合計充填量、およびこれから充填すべき残量を演算し、かつ、該充填すべき残量を容器内に充填するための所要時間を演算するとともに充填時間の計測を開始し、
該所要時間と充填時間が一致したら、容器内への液体の充填を終了するようにしたことを特徴とする液体の圧力充填方法。
【請求項２】
上記関数は、液体の温度も加味した関数となっていることを特徴とする請求項１に記載の液体の圧力充填方法。
【請求項３】
液体を貯溜する圧力タンクと、圧力タンク内の液体を加圧する加圧手段と、上記圧力タンクと連通するとともに開閉弁を有する複数の充填機構と、これら充填機構の作動を制御する制御装置と、液体の圧力を検出して上記制御装置に入力する液圧センサとを備えた液体の圧力充填装置であって、
上記制御装置は、充填開始後、液体の圧力を順次読み込むとともに、予め記憶した液圧と充填量との関数を基に液体の圧力の検出間隔ごとにその間隔内に容器に充填された液体の充填量を演算し、
それら演算して求めた液体の充填量を積算して容器内に充填された液体の合計充填量、およびこれから充填すべき残量を演算し、かつ、該充填すべき残量を容器内に充填するための所要時間を演算するとともに充填時間の計測を開始し、
該所要時間と充填時間が一致したら、容器内への液体の充填を終了するようにしたことを特徴とする液体の圧力充填装置。
【請求項４】
液体の温度を検出して制御装置に入力する液温センサを備えるとともに、上記関数は、液体の温度も加味した関数となっていることを特徴とする請求項３に記載の液体の圧力充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液体の圧力充填方法および圧力充填装置に関し、より詳しくは、例えば薬液に圧力を加えてアンプル内に所定量を充填する圧力充填方法および圧力充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薬液に圧力を加えてアンプル内に充填する圧力充填方法は知られている（例えば特公平１−４６３９２号公報）。上記特公平１−４６３９２号公報の充填方法は、充填開始時の液圧をもとに所定量の充填液が容器に充填されるであろう充填終了予定時間を演算し、該充填終了予定時間となったら充填機構による充填を終了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、上述した従来の充填方法では、充填開始後に液体の圧力が変動した場合に、容器への充填量にばらつきが生じるという欠点があった。そして、このような欠点を解消する方法として、特開平９−２５８３号公報の充填方法が提案されている。
この特開平９−２５８３号公報の方法では、充填開始後に所定時間ごとに液圧を計測して、計測した各時点までの充填量を演算する。そして、各所定時間ごとに演算した充填量を順次加算していき、このように加算した充填量が予め設定した充填量となったら、容器への充填液の充填を停止させるようにしている。
しかしながら、この特開平９−２５８３号公報の方法においては、順次加算した合計の充填量が設定した充填量を越えてから充填を停止するため、充填終了後の容器内の充填液の量は、設定した充填量よりも常に多くなるという欠点があった。しかも、圧力を計測する時間の間隔が長い場合には、充填終了後の容器内の充填液の量の誤差が一層大きくな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、液体に圧力を加えた状態で、容器内に充填を行う液体の圧力充填方法であって、充填開始後、液体の圧力を順次検出するとともに、予め記憶した液圧と充填量との関数を基に液体の圧力の検出間隔ごとにその間隔内に容器に充填された液体の充填量を演算し、それら演算して求めた液体の充填量を積算して容器内に充填された液体の合計充填量、およびこれから充填すべき残量を演算し、かつ、該充填すべき残量を容器内に充填するための所要時間を演算するとともに充填時間の計測を開始し、該所要時間と充填時間が一致したら、容器内への液体の充填を終了するようにした液体の圧力充填方法を提供するものである。
また、第２の発明は、液体を貯溜する圧力タンクと、圧力タンク内の液体を加圧する加圧手段と、上記圧力タンクと連通するとともに開閉弁を有する複数の充填機構と、これら充填機構の作動を制御する制御装置と、液体の圧力を検出して上記制御装置に入力する液圧センサとを備えた液体の圧力充填装置であって、上記制御装置は、充填開始後、液体の圧力を順次読み込むとともに、予め記憶した液圧と充填量との関数を基に液体の圧力の検出間隔ごとにその間隔内に容器に充填された液体の充填量を演算し、それら演算して求めた液体の充填量を積算して容器内に充填された液体の合計充填量、およびこれから充填すべき残量を演算し、かつ、該充填すべき残量を容器内に充填するための所要時間を演算するとともに充填時間の計測を開始し、該所要時間と充填時間が一致したら、容器内への液体の充填を終了するように構成した液体の圧力充填装置を提供するものである。
【０００５】
【作用】
上述した本発明によれば、従来に比較して、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は圧力充填装置であり、容器としてのアンプル２に所定量の薬液３を充填できるようになっている。
圧力充填装置１は、薬液３を貯溜する圧力タンク４と、導管５を介して圧力タンク４と連通する分配管６と、この分配管６に接続した複数の充填機構７と、さらにこれら充填機構７の作動を制御する制御装置８とを備えている。
圧力タンク４には導管１１の一端を接続してあり、この導管１１の他端は図示しない圧縮空気の供給源に接続している。導管１１の途中には調圧弁１２を設けてあり、これにより、圧力タンク４内にほぼ一定圧力の圧縮空気が導入されるようになっている。また、これによって、圧力タンク４および分配管６内の薬液３はほぼ一定の液圧に保持されるようになっている。
各充填機構７は開閉弁１３とアンプル２内に挿入されるノズル１４とを備えており、後述するように、開閉弁１３の開閉作動は制御装置８によって制御されるようになっている。
分配管６には、その内部の薬液３の液圧を検出する液圧センサ１５を取り付けてあり、液圧センサ１５が検出した分配管６内の液圧は制御装置８に常時入力されるようになっている。
また、分配管６にはその内部に貯溜する薬液３の温度を検出する液温センサ１６を設けている。液温センサ１６が検出した液温も制御装置８に常時入力されるようになっている。
【０００７】
しかして、本実施例の制御装置８は、次のようにして各充填機構７の作動を制御する。
すなわち、図２に示すように、制御装置８は、充填機構７のノズル１４がアンプル２内に挿入されたら上記各開閉弁１３を同期して開放させる。この時点からアンプル２へ薬液３の充填が開始される（Ｓ１）。
制御装置８には、予めアンプル２に充填すべき薬液３の設定充填量Ｑを記憶させてあり、また、薬液３の液圧・液温と単位時間当たりの流量との関数をもとに薬液３の液圧・液温と充填量との関数を記憶させている。
そして、制御装置８は、充填を開始してから所定時間ｔ（例えば２／１００秒）が経過した時点ごとに、液圧センサ１５で検出した液圧および液温センサ１６で検出した液温を読み込むようになっている（Ｓ２）。
この読み込みごとに、すなわち、上記所定時間ｔが経過した時点ごとに、制御装置８は上記薬液３の液圧・液温と充填量の関数をもとに所定時間ｔでどれだけの量の薬液３がアンプル２内に充填されたかを演算する（Ｓ３）。より詳細には、上記薬液３の液圧・液温から単位時間当たりの流量を求め、該単位時間当たりの流量に上記所定時間ｔをかけることにより、所定時間ｔで充填される充填量を演算する。そして、さらに、該今回演算した薬液３の量と過去に演算した薬液３の量とを積算して、現時点でのアンプル２内への薬液３の合計充填量Ｑｘを求め、記憶する（Ｓ４）。
また、制御装置８は、現時点でのアンプル２内への薬液３の合計充填量Ｑｘと、予め記憶した設定充填量Ｑとを比較する（Ｓ５）。
【０００８】
ここで、仮に設定充填量Ｑと合計充填量Ｑｘとが同じとなっている場合には、制御装置８は開閉弁１３を閉鎖させて充填機構７の作動を停止させ（Ｓ６）、その後、Ｓ４で求めた合計充填量Ｑｘを零にリセットする（Ｓ７）。その後、Ｓ１に戻って新たなアンプル２に対する充填を開始する。
一方、上記Ｓ５において、薬液３の合計充填量Ｑｘと設定充填量Ｑとを比較した結果、設定充填量Ｑよりも薬液３の合計充填量Ｑｘが少ない場合にはそのまま充填作業を継続する必要があるので、制御装置８は、上記所定時間ｔ（２／１００秒）の経過した時点ごとに上記Ｓ２からＳ５の処理を繰り返す。
また、本実施例の制御装置８は、上記Ｓ５において、合計充填量Ｑｘと設定充填量Ｑとを比較した結果、設定充填量Ｑよりも薬液の合計充填量Ｑｘが少ないことを確認した場合には、設定充填量Ｑから薬液２の合計充填量Ｑｘを差し引いて、これからアンプル２内へ充填すべき薬液３の残量Ｑ１を求める（Ｓ８）。そして、前回に求めた残量Ｑ１を記憶していた場合には、それを削除してＳ８で求めた新たな残量Ｑ１を記憶する（Ｓ９）。次に、制御装置８は、Ｓ９で記憶した残量Ｑ１と上記関数をもとにして、Ｓ９で記憶した残量Ｑ１をアンプル２内に充填するための所要時間ｔｘを演算し、記憶する（Ｓ１０）。より詳細には、液圧センサ１５から読み込んだ所定時間の終点の液圧に応じて上記関数から単位時間当たりの流量を求め、該単位時間当たりの流量で残量Ｑ１を除し、それによって、所要時間ｔｘを演算する。
また、この所要時間ｔｘを演算した時点から上記タイマーによって経過時間の計測を開始する（Ｓ１１）。
これと同時に制御装置８は、上記所要時間ｔｘとタイマーで計測した時間とを常時比較し（Ｓ１２）、Ｓ２からＳ５に示した液圧、液温の次回の読み込みから設定充填量Ｑとの比較までの間に、すなわち上記所定時点ｔ（２／１００秒）が経過する間に、上記タイマーで計測した経過時間が上記所要時間ｔｘの終点が到来したら、その時点で充填機構７の作動を停止させる（Ｓ６）。これにより現在のアンプル２に対する充填が終了する。
【０００９】
その後、制御装置８は、Ｓ４で積算した合計充填量Ｑｘ、所要時間ｔｘおよびタイマーによる計測時間を零にリセットし（Ｓ７）、それらからＳ１に戻って新たなアンプル２に充填を開始する。
一方、Ｓ１２において、制御装置８は、上記所要時間ｔｘとタイマーで計測した時間とを常時比較して、Ｓ２からＳ５に示した次回の液圧、液温の読み込みから設定充填量Ｑとの比較までの間に（所定時間ｔの経過した時点までの間に）、タイマーで計測した経過時間が上記所要時間ｔｘに達しない場合には、Ｓ８からＳ１２において再度同じ処理を行う。なお、制御装置８は、Ｓ１２における所要時間ｔｘとタイマーで計測した時間との比較は、２／１０００秒ごとに行うようにしている。換言すると、Ｓ２からＳ５における液圧等の読み込みの１周期の間にＳ１２において１０回の比較を行うようにしている。
上述した本実施例によれば、充填開始後の時間の経過に伴うアンプル２内への薬液３の充填量の積算と、所定時間ｔが経過した時点ごとに残量と所要時間ｔｘを把握して充填終了のタイミングを決めているので、設定充填量Ｑと実際にアンプル２に充填された薬液３の充填量との誤差を小さくすることができる。したがって、従来に比較して、アンプル２内への薬液３の充填量を高精度に管理することができる。また、上記実施例では、薬液の液圧だけでなく液温も上記関数に加味しているので、薬液３の充填量をより一層高精度に管理することができる。
【００１０】
（第２実施例）
次に、図３は、制御装置８による充填機構７の作動制御に関する第２実施例を示したものであり、この第２実施例は、上記図２に示した第１実施例におけるＳ５の処理を省略し、上記Ｓ４から直ちにＳ８の処理に移行するようにしたものである。
すなわち、制御装置８は、充填機構７のノズル１４がアンプル２内に挿入されたら上記各開閉弁１４を同期して開放させる。この時点からアンプル２へ薬液３の充填が開始される（Ｓ１）。
制御装置８には、予めアンプル２に充填すべき薬液３の設定充填量Ｑを記憶させてあり、また、薬液３の液圧・液温と充填量との関数を記憶させている。
そして、制御装置８は、充填を開始してから所定時間ｔ（例えば２／１００秒）が経過した時点ごとに、液圧センサ１５で検出した液圧および液温センサ１６で検出した液温を読み込むようになっている（Ｓ２）。
この読み込みごとに、すなわち、上記所定時間ｔが経過した時点ごとに、制御装置８は上記関数をもとに所定時間ｔでどれだけの量の薬液３がアンプル２内に充填されたかを演算する（Ｓ３）。そして、さらに、該今回演算した薬液３の量と過去に演算した薬液３の量とを積算して、現時点でのアンプル２内への薬液３の合計充填量Ｑｘを求め、記憶する（Ｓ４）。
【００１１】
次に、制御装置８は、予め記憶した設定充填量Ｑから現時点でのアンプル２内への薬液３の合計充填量Ｑｘを差し引いて、アンプル２内へ充填すべき薬液３の残量Ｑ１を求める（Ｓ５）。このように残量Ｑ１が求められた場合には、そのまま充填作業を継続する必要があるので、制御装置８は、所定時間ｔ（２／１００秒）の経過した時点ごとに上記Ｓ２からＳ５の処理を繰り返す。
また、Ｓ５において残量Ｑ１があることが確認された場合には、前回求めた残量Ｑ１の記憶を削除して、新たに求めた残量Ｑ１を記憶する（Ｓ６）。
次に、制御装置８は、Ｓ６で記憶した残量Ｑ１と上記関数をもとにして、Ｓ６で記憶した残量Ｑ１をアンプル２内に充填するための所要時間ｔｘを演算し、記憶する（Ｓ７）。また、この所要時間ｔｘを演算した時点から上記タイマーによって経過時間の計測を開始する（Ｓ８）。
これと同時に制御装置８は、上記所要時間ｔｘとタイマーで計測した時間とを常時比較し（Ｓ９）、Ｓ２からＳ５に示した液圧、液温の次回の読み込みから残量Ｑ１の演算までの間に、すなわち上記所定時点ｔ（２／１００秒）が経過する間に、上記タイマーで計測した経過時間が上記所要時間ｔｘの終点が到来したら、その時点で充填機構７の作動を停止させる（Ｓ１０）。これにより現在のアンプル２に対する充填が終了する。
その後、制御装置８は、Ｓ４で積算した合計充填量Ｑｘ、所要時間ｔｘおよびタイマーによる計測時間を零にリセットし（Ｓ１１）、それらからＳ１に戻って新たなアンプル２に充填を開始する。
一方、Ｓ９において、制御装置８は、上記所要時間ｔｘとタイマーで計測した時間とを常時比較して、次回の残量値が更新されるまでにタイマーで計測した経過時間が上記所要時間ｔｘに達しない場合には、Ｓ６からＳ９において再度同じ処理を行う。
このような第２実施例であっても上述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１２】
なお、上記各実施例においては、制御装置８は、予め定めた薬液３の液圧・液温と充填量との関数をもとに各開閉弁１３の作動を制御しているが、液圧・液温と充填量との関数の代わりに薬液３の液圧と充填量との関数を用いてもよい。
また、上述した実施例では、液圧センサ１５を分配管６に設けているが、液圧センサ１５を各充填機構７ごとに設けて、各充填機構７の液圧の変動に応じて制御装置８によって各充填機構７の開閉弁１３を上述した実施例に倣って制御するようにしても良い。
さらに、上記実施例においては、制御装置８が液圧を読み込む間隔は所定時間ｔ（２／１００秒）として一定であったが、必ずしも所定間隔でなくても良い。すなわち、第１回は２／１００秒、第２回は５／１００秒、第３回は３／１００秒というように適宜の経過時間ごとに、制御装置８が液圧を読み込むようにしても良い。この場合は、求めた単位時間当たりの流量にかける時間が、上記実施例のように一定ではないというだけで、他は上記実施例と同様である。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来に比較して、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に示した制御装置８による処理工程を示す図
【図３】本発明の他の実施例を示す制御装置８による処理工程を示す図
【符号の説明】
１  圧力充填装置                    ２  アンプル
３  薬液                            ４  圧力タンク
７  充填機構                        ８  制御装置
１３  開閉弁                        １５  液圧センサ
１６  液温センサ
【図１】
0003879882.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003879882.tif 000004