JP2003231590A - 流量式充填方法および流量式充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薬液充填のような少量の充填の場合でも流量計
２０により正確に充填量を計測する。 【解決手段】充填液タンク６から充填ノズル８に至る充
填液通路１６が充填液バルブ１８により開閉される。充
填液バルブ１８の上流に流量計２０が設けられ、通過す
る流量に応じてパルス信号を出力する。コントローラ２
２がこのパルス信号から充填量を演算して前記充填液バ
ルブ１８に閉鎖指令を出力する。閉鎖指令出力後のパル
ス信号を計測する基準時間Ｔを設定するとともに、パル
ス信号の計測を終了させるための基準となる流量Ｔを設
定し、前記充填液バルブ１８に閉鎖信号を出してから前
記基準時間Ｔを経過した時点、もしくは流量が前記基準
流量値Ｌ以下になった時点でパルス信号の計測を終了さ
せる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、流量式充填方法お
よび流量式充填装置に係り、特に、充填終了時の流量パ
ルスの取り込みを正確なタイミングで終わらせることが
できる流量式充填方法および流量式充填装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】流量式充填装置は、充填液を貯留する充
填液タンクから容器内に液体を充填するノズルに至る充
填液通路内に流量計を設け、充填液バルブを開放したと
きに前記充填液通路内を流れる充填液の流量を、前記流
量計により測定しつつ容器内に所定量の液体の充填を行
う。

【０００３】前記流量式充填装置では、充填液バルブの
閉鎖指令が出されてから実際に充填液バルブが閉じて充
填が完了するまでに一定の時間差があり、充填液バルブ
の閉鎖指令を出した後充填が完了するまでの間に相当量
の充填液が落下する。そこで、この閉鎖指令後の落下量
を予測して、容器内への充填量が、容器内への充填目標
値よりも前記予測量だけ少ない量に達した時点で充填液
バルブの閉鎖指令を出力するようにしている。

【０００４】前記充填液バルブの閉鎖指令から充填液バ
ルブが完全に閉じるまでの間の、充填液の容器内への落
下量は、充填バルブの閉動作の速度が大きく影響し、動
作速度が遅ければ前記落下量が大きく、動作速度が速け
れば前記落下量が小さい。このような流量式充填装置を
例えば薬液の充填に採用しようとすると、薬液の場合に
は各容器内への充填量が少ないので、充填液バルブの閉
鎖速度をできるだけ速くして、前述した充填液バルブの
閉鎖指令から充填液バルブが完全に閉じるまでの間の落
下量を極力少なくしなければ、正確な充填を行うことが
できない。

【０００５】ところで、流量式充填装置の流量計は、充
填液通路内を通過する液体の流量を検出して流量パルス
信号として出力し、コントローラがこの流量パルス信号
をカウントして充填量を演算し、所定の充填量に達する
と、充填液バルブに閉鎖指令を出力して充填を終了する
ようになっている。従って、流量式充填装置の場合に
は、充填液バルブの閉鎖動作の遅れや流量計の計測遅れ
等のために、充填液バルブの閉鎖指令を出した後も流量
計によってパルスを計測する必要がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、充填
液バルブの閉鎖指令を出した後も流量計によってパルス
を計測しているが、薬液の充填のような少量充填を行う
ために充填液バルブの閉動作の速度を速くすると、充填
液バルブを閉じた際の衝撃により、流量計を通過した充
填液が流量計側に逆流して流量計の上流へ流れ、それか
ら再度流量計の下流へ流れるというように充填液が流量
計を行ったり来たりする現象が生じる。流量計によって
は逆流をカウントしない設定が可能であるが、充填時と
同じ方向の流れにはパルス信号を発生してしまい、流量
計により計測された充填量と、実際に容器内に充填され
た充填量との間に誤差を生じる場合があるという問題が
あった。

【０００７】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れたもので、薬液の充填のような充填量の少ない場合で
も、流量計によって正確に充填量を計測することができ
る流量式の充填方法を提供することを目的とするもので
ある。また、少量の充填でも流量計によって正確な充填
量の計測が可能な流量式充填装置を提供することを目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係る流量式充填方法は、充填液通路を通過する充填液の
流量に応じて流量計がパルス信号を出力し、制御手段が
このパルス信号から充填量を演算して、所定充填量に達
したときに、前記充填液通路を開閉する開閉手段に閉鎖
指令を出力するものであって、特に、パルス信号の計測
を終了させるための基準となる流量値を設定し、前記開
閉手段に閉鎖信号を出してから流量が前記基準流量値以
下になった時点でパルス信号の計測を終了させるように
したものである。

【０００９】この発明に係る流量式充填方法では、開閉
手段に閉鎖信号を出した後、充填流量が次第に減少し、
前記基準流量値以下になったときにパルス信号の計測を
終了するので、その後、開閉手段の閉鎖による衝撃によ
って流量計への逆流が起こった場合等でも、パルス信号
の計測は行われず、流量計による測定充填量に誤差が生
じることがない。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明に係る流量
式充填装置は、充填液が通過する充填液通路と、この充
填液通路に設けられ、通過する充填液の流量に応じてパ
ルス信号を出力する流量計と、前記充填液通路を開閉す
る充填液バルブと、前記流量計が出力するパルス信号か
ら充填量を演算するとともに、前記充填液バルブの作動
を制御する制御手段とを備えたており、特に、パルス信
号の計測を終了させるための基準となる流量値を設定
し、前記充填液バルブに閉鎖信号を出してから流量が前
記基準流量値以下になった時点でパルス信号の計測を終
了させるようにしたものである。

【００１１】この発明に係る流量式充填装置でも、充填
液バルブに閉鎖指令を出した後、前記基準流量値以下に
なったときにパルス信号の計測を終了するので、その
後、充填液バルブの急激な閉鎖による衝撃によって流量
計への逆流が起こった場合でも、パルス信号の計測は行
われず、流量計による測定充填量に誤差が生じることが
ない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態によ
り本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係
る流量式充填装置（全体を符号１で示す）の構成を簡略
化して示す図であり、この流量式充填装置１には、薬液
充填用の容器（バイアル）４が容器搬送コンベヤ２によ
って供給され、所定量の薬液が充填される。

【００１３】充填液タンク６内には充填液が貯留され、
図示しない圧力手段によって加圧されて充填ノズル８に
送られる。この流量式充填装置１には複数の充填ノズル
８が設けられており、充填液タンク６から充填液を供給
する供給管１０にマニホールド１２が接続され、前記各
充填ノズル８への分岐管１４に分岐される。充填液タン
ク６から各充填ノズル８に至る充填液通路１６の一部を
構成する各分岐管１４に、それぞれ充填液バルブ１８が
設けられており、これら充填液バルブ１８の作動により
充填液通路１６が開閉される。

【００１４】図２は前記充填液バルブ１８の一例を示す
もので、充填液通路１６の一部にゴム等の可撓性のチュ
ーブ１８ａが設けられ、シリンダ１８ｂによって進退動
する押圧体１８ｃと、チューブ１８ａの背後を支持する
支持板１８ｄとによって、このチューブ１８ａを圧迫す
ることにより前記充填液通路１６を閉鎖するようになっ
ている。

【００１５】図３の上部は、このような充填液バルブ１
８を用いた流量式充填装置１の流量特性の一例を示す図
であり、充填液バルブ１８が閉じた状態（Ａ）からバル
ブ開放指令が出されると、シリンダ１８ｂの作動によっ
て押圧体１８ｃが後退を開始し、チューブ１８ａ内を充
填液が流れ始め、チューブ１８ａが次第に開放するにつ
れて流量が増大し（Ａ〜Ｂ）、完全に開放した状態
（Ｂ）になると流量が最大（Ｆ）となる。この状態で容
器４内に所定量の充填が行われた後、充填液バルブ１８
に閉鎖指令が出されると（Ｃ）、シリンダ１８ｂの作動
により押圧体１８ｃが前進し、チューブ１８ａを次第に
圧迫する。前記閉鎖指令Ｃからチューブ１８ａが圧迫さ
れて充填液通路１８が完全に閉鎖（Ｄ）するまでの間、
流量が次第に減少した後充填が完了する。

【００１６】前記各充填液バルブ１８の上流側にそれぞ
れ流量計２０が取付けられ、各充填液通路１６を流れる
充填液の流量に応じてパルス信号を出力する（図３の下
部参照）。流量計２０の出力するパルス信号は、コント
ローラ２２（図４参照）に送られ、流量パルスカウント
部２４によってカウントされる。前記流量計２０からの
パルス信号は常時出力されており、流量パルスカウント
部２４では、所定時間毎にサンプリングを行う。例え
ば、１０ｍｓｅｃ毎にサンプリングを行って、そのとき
のパルス数をカウントする。カウントされたパルス数は
ＣＰＵ２６に送られ、そこで充填量が演算される。

【００１７】パルス１個での充填量は予め定められてお
り、パルスの個数に充填量を掛けることによりそのサン
プリング時の充填量を演算する。前記ＣＰＵ２６では、
サンプリング時に得られた充填量を加算して充填開始か
ら容器４内に充填された総充填量を認識しており、この
充填量が所定充填量（充填液バルブ１８の閉鎖指令が出
された後の落下量を予測し、設定された容器４内への全
充填量からこの予測量を引いた量）になった時点で、バ
ルブ指令部２８から充填液バルブ１８に閉鎖指令を出力
する。

【００１８】この流量式充填装置１では、充填液バルブ
１８に閉鎖指令を出力した後も、予め設定された基準時
間Ｔ（図５参照）の間、流量計２０からの流量パルス信
号を計測するようになっており、前記コントローラ２２
には、この設定された基準時間Ｔを記憶する基準時間記
憶部３０が設けられている。また、充填液バルブ１８に
閉鎖信号を出した後、流量が次第に低下し、この流量が
所定値以下になったときにパルス信号の計測を終了する
ようになっており、このパルス信号の計測を終了する流
量を基準流量値Ｌ（図６参照）として設定しており、コ
ントローラ２２には、この基準流量値Ｌを記憶する基準
流量値記憶部３２が設けられている。なお、充填液バル
ブ１８または流量計２０が故障しない限り、基準流量値
Ｌまで流量が低下する前に基準時間Ｔに達することがな
いように、基準時間Ｔおよび基準流量値Ｌが設定されて
いる。

【００１９】前記所定充填量になって閉鎖指令を出力し
てからの時間をタイマー３４で計測し、前記基準時間記
憶部３０に記憶されている基準時間Ｔと比較する。ま
た、前記パルス信号から得られる流量も前記基準流量値
記憶部３２に記憶されている基準流量値Ｌと比較され
る。そして、タイマー３４で計測した時間が基準時間Ｔ
を超えた時点、もしくは基準流量値Ｌ以下になった時点
で、流量パルスの計測を終了するようになっている。

【００２０】以上の構成に係る流量式充填装置１の作動
について説明する。容器搬送コンベヤ２によって容器４
が所定の間隔で搬送され、この流量式充填装置１に供給
される。充填液タンク６内に貯留された充填液は、加圧
手段（図示せず）によって加圧されて充填液通路１６
（供給管１０、マニホールド１２および分岐管１４）内
を通って充填液バルブ１８に送液されている。

【００２１】コントローラ２２のバルブ指令部２８から
充填液バルブ１８にバルブ開放指令が出されると、充填
液バルブ１８が開放し充填ノズル８を介して容器４内に
液体が充填される。充填液バルブ１８は、シリンダ１８
ｂの作動により押圧部１８ｃを後退させると、圧迫され
ていたチューブ１８ａが拡開して内部の液通路が拡大し
流量が増大する（図３のＡ〜Ｂ参照）。充填バルブ１８
の上流側には流量計２０が配置されており、充填液が通
過するとその流量に応じてパルス信号を出力する（図３
の下部参照）。なお、流量計２０は、電磁流量計、質量
流量計等があるが、その種類は限定されるものではな
い。

【００２２】充填液バルブ１８のチューブ１８ａが完全
に拡開すると最大流量Ｆで充填が行われる（図３のＢ〜
Ｃ参照）。流量計２０から出力されたパルス信号は流量
パルスカウント部２４でカウントされ、カウントされた
パルス数がＣＰＵ２６に送られて充填量が演算される。
充填開始からの容器４内への充填量が加算され、その総
充填量が前記所定充填量（設定された全充填量から充填
液バルブ１８閉鎖指令後の予測落下量を引いた量）に達
すると、バルブ指令部２８から充填液バルブ１８に閉鎖
指令が出される。

【００２３】コントローラ２２のバルブ指令部２８から
充填液バルブ１８へ閉鎖指令が出された後も、充填液バ
ルブ１８が完全に閉鎖するまでは充填液が落下してお
り、流量計２０は流量パルス信号を出力している。閉鎖
指令が出されてからの時間をタイマー３４で測定し、前
記基準時間記憶部３０に記憶されている基準時間Ｔと比
較する。また、流量計２０から出力されたパルス信号が
流量パルスカウント部２４でカウントされ、ＣＰＵ２６
で流量が演算されており、この流量が前記基準流量値Ｌ
と比較される。そして、前記タイマー３４によって測定
された時間が基準時間Ｔを越えた時点、もしくは前記流
量が基準流量値Ｌ以下になった時点（図６のａ点）で、
流量パルスの取り込みを終了する。この基準時間Ｔは、
各充填液バルブ１８が閉鎖指令を出してから実際に閉鎖
するまでに充分な時間で、かつ、流量計２０が閉鎖指令
を出してからの充填液の流れを検出してパルス信号を出
力するのに充分な時間であり、使用する装置の条件によ
って０．７秒など最適な値を設定する必要がある。

【００２４】充填液バルブ１８の閉鎖速度を速くしたた
めに、充填液バルブ１８閉鎖時の衝撃による逆流等によ
って液ゆれが発生した場合でも（図６のＳ_１ 、Ｓ_２
参照）、基準流量値Ｌに達した時点ですでに流量パルス
信号のカウントを終了しているので、パルス信号をカウ
ントして演算した充填量と、実際に容器４内に充填され
た充填量との間に誤差が生じることが無く、薬液のよう
な少量の充填を行う場合でも、流量計２０により常に正
確に充填量を計測することができる。

【００２５】なお、前記実施の形態では、基準時間Ｔお
よび基準流量値Ｌのいずれかによって流量パルス信号の
取り込みを終了させるようにしたが、この構成に限るも
のではなく、基準流量値だけで流量パルスのカウント終
了時期を制御するようにしても良い。また、前記実施の
形態では、流量パルス信号の計測を終了させる基準流量
値を図６中の流量Ｌに設定したが、図示の値Ｌに限るも
のではなく、例えば、基準流量値をゼロに設定すること
もできる。この場合には、流量が図６中のｂとなった時
点でパルスの取り込みを終了させる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載した
発明は、充填液通路を通過する充填液の流量に応じて流
量計がパルス信号を出力し、制御手段がこのパルス信号
から充填量を演算して、所定充填量に達したときに、前
記充填液通路を開閉する開閉手段に閉鎖指令を出力する
流量式充填方法において、パルス信号の計測を終了させ
るための基準となる流量値を設定し、前記開閉手段に閉
鎖信号を出してから流量が前記基準流量値以下になった
時点でパルス信号の計測を終了させるようにしたので、
開閉手段に閉鎖信号を出してから流量が前記基準流量値
以下まで低下するとパルス信号の取り込みを終了させる
ので、充填液バルブを閉じた際の衝撃によって充填液の
逆流等が生じた場合でも、その衝撃により発生したパル
ス信号をカウントしてしまうことはなく、薬液の充填な
どのように充填量が少なく、開閉手段の閉動作の速度を
速くした場合でも、流量計によって正確に充填量を計測
することができる。

【００２７】さらに、請求項２に記載の発明は、充填液
が通過する充填液通路と、この充填液通路に設けられ、
通過する充填液の流量に応じてパルス信号を出力する流
量計と、前記充填液通路を開閉する充填液バルブと、前
記流量計が出力するパルス信号から充填量を演算すると
ともに、前記充填液バルブの作動を制御する制御手段と
を備えた流量式充填装置において、パルス信号の計測を
終了させるための基準となる流量値を設定し、前記充填
液バルブに閉鎖信号を出してから流量が前記基準流量値
以下になった時点でパルス信号の計測を終了させるよう
にしたので、充填液バルブを閉じた際の衝撃によって充
填液の逆流等が生じた場合でも、その衝撃により発生し
たパルス信号をカウントしてしまうことはなく、薬液の
充填などのように充填量が少なくとも流量計によって正
確に充填量を計測することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る流量式充填装置の
構成を簡略化して示す図である。

【図２】前記流量式充填装置に設けられた充填液バルブ
の一例を示す図である。

【図３】前記流量式充填装置の流量特性および流量計か
ら出力されるパルス信号を示すグラフである。

【図４】前記流量式充填装置のコントローラを示す構成
図である。

【図５】前記流量式充填装置の充填終了時の流量特性の
一例を示すグラフである。

【図６】前記流量式充填装置の充填終了時の流量特性の
他の例を示すグラフである。

【符号の説明】

Ｌ 基準流量値 Ｔ 基準時間 １６ 充填液通路 １８ 開閉手段（充填液バルブ） ２０ 流量計 ２２ 制御装置（コントローラ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 充填液通路を通過する充填液の流量に応
   じて流量計がパルス信号を出力し、制御手段がこのパル
   ス信号から充填量を演算して、所定充填量に達したとき
   に、前記充填液通路を開閉する開閉手段に閉鎖指令を出
   力する流量式充填方法において、 パルス信号の計測を終了させるための基準となる流量値
   を設定し、前記開閉手段に閉鎖信号を出してから流量が
   前記基準流量値以下になった時点でパルス信号の計測を
   終了させることを特徴とする流量式充填方法。
2. 【請求項２】 充填液が通過する充填液通路と、この充
   填液通路に設けられ、通過する充填液の流量に応じてパ
   ルス信号を出力する流量計と、前記充填液通路を開閉す
   る充填液バルブと、前記流量計が出力するパルス信号か
   ら充填量を演算するとともに、前記充填液バルブの作動
   を制御する制御手段とを備えた流量式充填装置におい
   て、 パルス信号の計測を終了させるための基準となる流量値
   を設定し、前記充填液バルブに閉鎖信号を出してから流
   量が前記基準流量値以下になった時点でパルス信号の計
   測を終了させることを特徴とする流量式充填装置。