(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液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填開始後の経過時間が充填終了予想時間となったら、容器内への液体の充填を停止するようにした液体の圧力充填方法において、
容器内への液体の充填開始後に順次液体の圧力を計測し、それらの計測結果から液体の圧力の平均値を求めるとともに、該平均値をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を複数回演算し直し、
さらにこれら求めた充填終了予想時間を平均して補正後の充填終了予想時間を求めて、充填開始後の経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させることを特徴とする液体の圧力充填方法。
【請求項２】
上記平均値は、相前後する複数回の計測結果を平均して求め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】
上記平均値は、前回までの計測結果を平均して求めた平均値と今回の計測結果とを平均して求め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４】
液体に圧力を加えた状態で容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填開始後の経過時間が充填終了予想時間となったら、容器内への液体の充填を停止するようにした液体の圧力充填方法において、
容器内への液体の充填開始後に順次液体の圧力を計測するとともに、該計測した圧力をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し直し、
さらにこれら各回の計測終了後に演算し直した充填終了予想時間を平均して補正後の充填終了予想時間を求めて、
充填開始後の経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させることを特徴とする液体の圧力充填方法。
【請求項５】
液体に圧力を加えた状態で容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填開始後の経過時間が充填終了予想時間となったら、容器内への液体の充填を停止するようにした液体の圧力充填方法において、
容器内への液体の充填開始後に順次液体の圧力を計測し、各回の計測終了ごとにそれまでに計測した液体の圧力の平均値を求めるとともに、該平均値をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を求めて、
充填開始後の経過時間が上記充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させることを特徴とする液体の圧力充填方法。
【請求項６】
上記関数は、液体の温度の変化を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から請求項５のいずれか１つに記載の液体の圧力充填方法。
【請求項７】
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、
上記制御装置は、複数の充填機構の開閉弁を開放させて容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填を開始してからの経過時間が充填終了予想時間となったら、充填機構の開閉弁を閉鎖させて容器内への液体の充填を停止するようにした充填装置において、
上記制御装置は、容器内への液体の充填を開始してから順次液体の圧力を計測し、それらの計測結果から液体の圧力の平均値を求めるとともに、該平均値をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を複数回演算し直し、
さらにこれら求めた充填終了予想時間を平均して補正後の充填終了予想時間を求めて、充填開始後の経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させることを特徴とする充填装置。
【請求項８】
制御装置は、相前後する複数回の計測結果を平均して上記平均値を求めることを特徴とする請求項７に記載の充填装置。
【請求項９】
制御装置は、上記平均値を、前回までの計測結果を平均して求めた平均値と今回の計測結果とを平均して求めることを特徴とする請求項７に記載の充填装置。
【請求項１０】
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、
上記制御装置は、複数の充填機構の開閉弁を開放させて容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填を開始してからの経過時間が充填終了予想時間となったら、充填機構の開閉弁を閉鎖させて容器内への液体の充填を停止するようにした充填装置において、
容器内への液体の充填を開始してから順次液体の圧力を計測するとともに、該計測した圧力をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し直し、
さらにこれら各回の計測を終了してから演算し直した充填終了予想時間を平均して補正後の充填終了予想時間を求めて、
充填を開始してからの経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させることを特徴とする充填装置。
【請求項１１】
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、
上記制御装置は、複数の充填機構の開閉弁を開放させて容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填を開始してからの経過時間が充填終了予想時間となったら、充填機構の開閉弁を閉鎖させて容器内への液体の充填を停止するようにした充填装置において、
容器内への液体の充填を開始してから順次液体の圧力を計測し、各回の計測を終了ごとにそれまでに計測した液体の圧力の平均値を求めるとともに、該平均値をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を求めて、
充填を開始からの経過時間が上記充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させることを特徴とする充填装置。
【請求項１２】
液体の温度を計測して制御装置に入力する液温センサを備え、上記関数は液体の温度の変化をも加味した関数となっていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１つに記載の充填装置。
【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と充填装置に関し、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と充填装置に関する。
【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を越えたら、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液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填開始後の経過時間が充填終了予想時間となったら、容器内への液体の充填を停止するようにした液体の圧力充填方法において、
容器内への液体の充填開始後に順次液体の圧力を計測し、それらの計測結果から液体の圧力の平均値を求めるとともに、該平均値をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を複数回演算し直し、さらにこれら求めた充填終了予想時間を平均して補正後の充填終了予想時間を求めて、充填開始後の経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させるようにしたものである。
また、第２の発明は、液体に圧力を加えた状態で容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填開始後の経過時間が充填終了予想時間となったら、容器内への液体の充填を停止するようにした液体の圧力充填方法において、
容器内への液体の充填開始後に順次液体の圧力を計測するとともに、該計測した圧力をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し直し、さらにこれら各回の計測終了後に演算し直した充填終了予想時間を平均して補正後の充填終了予想時間を求めて、充填開始後の経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させるようにしたものである。
さらに、第３の発明は、液体に圧力を加えた状態で容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填開始後の経過時間が充填終了予想時間となったら、容器内への液体の充填を停止するようにした液体の圧力充填方法において、
容器内への液体の充填開始後に順次液体の圧力を計測し、各回の計測終了ごとにそれまでに計測した液体の圧力の平均値を求めるとともに、該平均値をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を求めて、
充填開始後の経過時間が上記充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させるようにしたものである。
さらに第４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、上記制御装置は、複数の充填機構の開閉弁を開放させて容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填を開始してからの経過時間が充填終了予想時間となったら、充填機構の開閉弁を閉鎖させて容器内への液体の充填を停止するようにした充填装置において、
上記制御装置は、容器内への液体の充填を開始してから順次液体の圧力を計測し、それらの計測結果から液体の圧力の平均値を求めるとともに、該平均値をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を複数回演算し直し、さらにこれら求めた充填終了予想時間を平均して補正後の充填終了予想時間を求めて、充填開始後の経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させるように構成したものである。
さらに第５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、上記制御装置は、複数の充填機構の開閉弁を開放させて容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填を開始してからの経過時間が充填終了予想時間となったら、充填機構の開閉弁を閉鎖させて容器内への液体の充填を停止するようにした充填装置において、
容器内への液体の充填を開始してから順次液体の圧力を計測するとともに、該計測した圧力をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し直し、さらにこれら各回の計測を終了してから演算し直した充填終了予想時間を平均して補正後の充填終了予想時間を求めて、充填を開始してからの経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させるように構成したものである。
さらに第６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、上記制御装置は、複数の充填機構の開閉弁を開放させて容器内に液体の充填を開始し、予め定めた液体の圧力と充填時間の関数に基づいて、容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填を開始してからの経過時間が充填終了予想時間となったら、充填機構の開閉弁を閉鎖させて容器内への液体の充填を停止するようにした充填装置において、
容器内への液体の充填を開始してから順次液体の圧力を計測し、各回の計測を終了ごとにそれまでに計測した液体の圧力の平均値を求めるとともに、該平均値をもとに容器内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間を求めて、充填を開始からの経過時間が上記充填終了予想時間となったら容器内への液体の充填を停止させるように構成したものである。
【０００５】
【作用】
上述した本発明によれば、充填開始後に液体の圧力が変動したとしても、充填開始後の経過時間が補正後の充填終了予想時間となったら充填作業を停止するので、容器内への充填液の充填量のばらつきを抑制することができる。
したがって、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。
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、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。
【０００７】
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、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内の液圧は常時に制御装置８に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を設けてあり、液温センサ１６が検出した液温も常時制御装置８に入力されるようになっている。
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ので、この時点からアンプル２へ薬液３の充填が開始される。制御装置８には、各充填機構７ごとに予め定めた薬液３の液圧と充填時間との関数を記憶させてあり、制御装置８は、各開閉弁１３を開放させた時点の液圧をもとに、アンプル２内に所定量の薬液３が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し、充填を開始した後に充填終了予想時間となったら、上記各開閉弁１３を順次閉鎖させて各アンプル２への充填を停止させるようにしている。
【０００８】
しかして、本実施例は、上述した構成を前提として、充填開始後に薬液３の液圧が変動した際に、アンプル２への薬液３の充填量の変動を抑制するように、制御装置８による各開閉弁１３の制御方法を改良したものである。
すなわち、制御装置８は次のようにして、上記各充填機構７の開閉弁１３の作動を制御する。
図２に示すように、先ず、制御装置８は、各開閉弁１３を同期して開放させてアンプル２への充填液の充填を開始する（Ｓ１）。
この充填を開始した時点で、制御装置８は液圧センサ１５が計測した液圧を読み込んで（Ｓ２）、それをもとにして、予め定めた薬液３の液圧と充填時間との関数から充填終了予想時間ｔｘを演算し、記憶する（Ｓ３）。
次に、制御装置８は上記第１回の充填終了予想時間ｔｘを演算してから、適宜の時間（例えば７／１００秒）が経過すると、液圧センサ１５が計測した液圧を読み込んで（Ｓ２）、それをもとにして、上記関数から第２回の充填終了予想時間ｔｘを演算し、前回記憶した充填終了予想時間ｔｘを抹消して今回求めた補正後の充填終了予想時間ｔｘを記憶する（Ｓ３）。
このように、制御装置８は充填を開始した後に、適宜の時間（例えば７／１００秒、１０／１００秒、８／１００秒）が経過するごとに、液圧センサ１５が計測した液圧を読み込んで、補正後の充填終了予想時間ｔｘを順次求めて記憶する。
なお、第２回以降の具体的な充填終了予想時間ｔｘは、次のようにして演算する。すなわち、上述した適宜の時間経過後の液圧センサ１５による液圧の計測ごとに、それまでに計測した結果をもとに液圧の平均値ｐｘ１〜ｐｘｎを求めるとともに、該平均値をもとにアンプル２内に所定量の充填液が充填されるであろう充填終了予想時間ｔを演算する。
なお、液圧センサ１５から制御装置８へ順次入力される液圧をそれぞれｐ１，ｐ２，ｐ３，……ｐｎとすると、液圧の平均値ｐｘの求めかたは、次のようにして行う。
ｐｘ１＝（ｐ１＋ｐ２）／２      −−−−−ｔ１
ｐｘ２＝（ｐ２＋ｐ３）／２      −−−−−ｔ２
ｐｘ３＝（ｐ３＋ｐ４）／２      −−−−−ｔ３
換言すると、相前後する２回の計測結果を平均して順次液圧の平均値ｐｘ１〜ｐｘｎと、充填終了予想時間ｔ１〜ｔｎを求める。
次に、これら各回の計測終了後に求めた充填終了予想時間ｔ１〜ｔｎを平均して上述した補正後の充填終了予想時間ｔｘを求める。
また、制御装置８は、充填開始後に上述した処理を行うと同時に、内蔵したタイマーによって充填を開始した時点からの経過時間を常時計測する（Ｓ４）。
それと同時に制御装置８は、上述したように充填開始後の時間の経過に伴って順次更新される充填終了予想時間ｔｘを常時読み込む（Ｓ５）。
また、それと同時に制御装置８は、タイマーで計測した充填開始後の経過時間と充填終了予想時間ｔｘとを常時比較する（Ｓ６）。
ここで、充填開始後の経過時間が充填終了予想時間ｔｘに満たない場合には、再度Ｓ４に戻って上述したＳ４からＳ６の処理を行う。
他方、充填開始後の経過時間が充填終了予想時間ｔｘと同じとなった場合には、例え、次に補正する充填終了予想時間を演算中であっても制御装置８は充填機構７の作動を停止させて充填を終了する（Ｓ７）。
また、これと同時に制御装置８は、タイマーの計測時間および充填終了予想時間ｔｘを零にクリアする（Ｓ８）。
この後、充填が終わったアンプル４が排出される一方、新たなアンプル４が供給されるので、制御装置８は、新たなアンプル４に対して上述したように充填を行う。
このような充填方法によれば、アンプル２への充填液の充填開始後に薬液３の液圧が変動したとしても、順次充填終了予想時間を補正する一方で、常時充填開始後の経過時間と補正後の充填終了予想時間ｔｘを比較しているので、充填開始後の経過時間が補正後の充填終了予想時間ｔｘと一致したら直ちに充填作業を停止でき、目標とする薬液３の充填量と実際にアンプル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。
なお、上述した液圧の平均値ｐｘ１〜ｐｘｎは、次のようにして求めても良い。
ｐｘ１＝（ｐ１＋ｐ２＋ｐ３）／３      −−−−−ｔ１
ｐｘ２＝（ｐ２＋ｐ３＋ｐ４）／３      −−−−−ｔ２
ｐｘ３＝（ｐ３＋ｐ４＋ｐ５）／３      −−−−−ｔ３
つまり、相前後する３回の計測結果を平均して求めても良い。
また、液圧の平均値ｐｘ１〜ｐｘｎは、次のようにして求めても良い。
ｐｘ１＝（ｐ１＋ｐ２）／２      −−−−−ｔ１
ｐｘ２＝（ｐｘ１＋ｐ３）／２    −−−−−ｔ２
ｐｘ３＝（ｐｘ２＋ｐ４）／２    −−−−−ｔ３
ｐｘ４＝（ｐｘ３＋ｐ５）／２    −−−−−ｔ４
つまり、前回までの平均値と今回の計測結果によって平均を求めても良い。
【０００９】
（第２の実施例）
さらに本発明の第２実施例として、制御装置８による各開閉弁１３の制御方法として次のような方法を採用することできる。
すなわち、アンプル２内への薬液３の充填開始後に、制御装置８は、順次液圧センサ１５によって計測した薬液３の液圧が入力されると、順次入力される液圧をもとにアンプル２内に所定量の薬液３が充填されるであろう充填終了予想時間を演算し直す。
そして、さらにこれら各回の計測終了後に演算した充填終了予想時間の結果の全部を平均して補正後の充填終了予想時間を求め、充填開始後の経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら制御装置８は各充填機構７の開閉弁１３を閉鎖させて、充填作業を停止させる。
このような第２実施例によっても、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。
【００１０】
（第３の実施例）
さらに本発明の第３実施例として、制御装置８による各開閉弁１３の制御方法として次のような方法を採用することできる。
すなわち、アンプル２内への薬液３の充填開始後に、制御装置８は、順次液圧センサ１５によって計測した薬液３の液圧が入力されると、順次入力される液圧をもとにそれまでに計測した薬液３の液圧の平均値を求めるとともに、該液圧の平均値をもとにアンプル２内に所定量の薬液３が充填されるであろう補正後の充填終了予想時間を求める。
そして、充填開始後の経過時間が上記補正後の充填終了予想時間となったら充填機構７の開閉弁１３を閉鎖してアンプル２内への薬液３の充填を停止させる。このような第３実施例によっても、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。
【００１１】
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の液圧と充填時間との関数をもとに各開閉弁１３の作動を制御しているが、薬液３の液圧と充填時間との関数に、液温センサ１６で検出した薬液３の液温も加味するようにしても良い。そのように構成することで、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。
また、上記各実施例では、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。
【００１２】
【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
【符号の説明】
２  アンプル
３  薬液
８  制御装置
【図１】
0003844029.tif 000002
【図２】
0003844029.tif 000003