JP3211098B2 - 流体定量充填装置 - Google Patents
流体定量充填装置Info
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- JP3211098B2 JP3211098B2 JP25638991A JP25638991A JP3211098B2 JP 3211098 B2 JP3211098 B2 JP 3211098B2 JP 25638991 A JP25638991 A JP 25638991A JP 25638991 A JP25638991 A JP 25638991A JP 3211098 B2 JP3211098 B2 JP 3211098B2
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- JP
- Japan
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- filling
- fluid
- conduit
- valve
- filling valve
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- Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、飲料、医薬品、アイ
スクリーム、ゲル化合物のような高濃度液、高粘性液、
気体包含液、固体含有液などの流体を容器に一定量ずつ
充填するのに用いられる充填装置に関する。
スクリーム、ゲル化合物のような高濃度液、高粘性液、
気体包含液、固体含有液などの流体を容器に一定量ずつ
充填するのに用いられる充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、容器が順次充填ステーションで
停止するように容器を間欠的に搬送する容器搬送コンベ
ヤと、充填ステーションおける容器搬送経路の上方に配
置されている充填バルブと、充填バルブへ導管を通じて
流体を圧送する圧送手段が備わっている充填装置は、知
られている。
停止するように容器を間欠的に搬送する容器搬送コンベ
ヤと、充填ステーションおける容器搬送経路の上方に配
置されている充填バルブと、充填バルブへ導管を通じて
流体を圧送する圧送手段が備わっている充填装置は、知
られている。
【０００３】上記充填装置においては、温度等の環境条
件の変化により導管内の流体の流量は変化した。充填バ
ルブから容器に所定量の流体を充填しようとすれば、導
管内の流体の流量変化に対応して容器搬送コンベヤの間
欠駆動時間および充填バルブの開閉時間を調整しなけれ
ばならないが、これを人手によって行っていた。
件の変化により導管内の流体の流量は変化した。充填バ
ルブから容器に所定量の流体を充填しようとすれば、導
管内の流体の流量変化に対応して容器搬送コンベヤの間
欠駆動時間および充填バルブの開閉時間を調整しなけれ
ばならないが、これを人手によって行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、容器搬
送コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブの開閉時間
の調整を人手によって行うことは、非能率的であるばか
りか、正確性に欠け、充填量にばらつきが生じた。
送コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブの開閉時間
の調整を人手によって行うことは、非能率的であるばか
りか、正確性に欠け、充填量にばらつきが生じた。
【０００５】この発明の目的は、導管内の流体の流量変
化に対応して容器搬送コンベヤの間欠駆動時間および充
填バルブの開閉時間を自動的に調整することのできる流
体定量充填装置を提供することにある。
化に対応して容器搬送コンベヤの間欠駆動時間および充
填バルブの開閉時間を自動的に調整することのできる流
体定量充填装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による流体定量
充填装置は、容器が順次充填ステーションで停止するよ
うに容器を間欠的に搬送する容器搬送コンベヤと、充填
ステーションおける容器搬送経路の上方に配置されてい
る充填バルブと、充填バルブへ導管を通じて流体を圧送
する圧送手段とを備えている流体定量充填装置におい
て、導管内の流体の流量を測定する測定手段と、測定手
段の測定値に基づいて充填バルブから容器に、あらかじ
め定められた所定量の流体が充填されるように容器搬送
コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブの開閉時間を
制御する制御手段とを備えていることを特徴とするもの
である。
充填装置は、容器が順次充填ステーションで停止するよ
うに容器を間欠的に搬送する容器搬送コンベヤと、充填
ステーションおける容器搬送経路の上方に配置されてい
る充填バルブと、充填バルブへ導管を通じて流体を圧送
する圧送手段とを備えている流体定量充填装置におい
て、導管内の流体の流量を測定する測定手段と、測定手
段の測定値に基づいて充填バルブから容器に、あらかじ
め定められた所定量の流体が充填されるように容器搬送
コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブの開閉時間を
制御する制御手段とを備えていることを特徴とするもの
である。
【０００７】
【作用】この発明による流体定量充填装置には、導管内
の流体の流量を測定する測定手段と、測定手段の測定値
に基づいて充填バルブから容器に、あらかじめ定められ
た所定量の流体が充填されるように容器搬送コンベヤの
間欠駆動時間および充填バルブの開閉時間を制御する制
御手段とが備わっているから、導管内の流体の流量が測
定手段によって測定され、測定手段の測定値に基づいて
充填バルブから容器に所定量の流体が充填されるように
容器搬送コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブの開
閉時間が制御手段によって制御される。
の流体の流量を測定する測定手段と、測定手段の測定値
に基づいて充填バルブから容器に、あらかじめ定められ
た所定量の流体が充填されるように容器搬送コンベヤの
間欠駆動時間および充填バルブの開閉時間を制御する制
御手段とが備わっているから、導管内の流体の流量が測
定手段によって測定され、測定手段の測定値に基づいて
充填バルブから容器に所定量の流体が充填されるように
容器搬送コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブの開
閉時間が制御手段によって制御される。
【０００８】
【実施例】この発明の実施例を、図面を参照してつぎに
説明する。
説明する。
【０００９】＜実施例１＞図１および図２に、アイスク
リームの充填機が示されている。
リームの充填機が示されている。
【００１０】この充填機は、容器Ｃが順次充填ステーシ
ョンＳで停止するように容器Ｃを間欠的に搬送する容器
搬送コンベヤ11と、充填ステーションＳおける容器搬送
経路の上方に配置されている充填バルブ12と、一端をフ
リーザ13に、他端を充填バルブ12にそれぞれ接続した導
管14と、充填バルブ12に近接して切換えバルブ15を介し
て接続されているバイパス管16とを備えている。
ョンＳで停止するように容器Ｃを間欠的に搬送する容器
搬送コンベヤ11と、充填ステーションＳおける容器搬送
経路の上方に配置されている充填バルブ12と、一端をフ
リーザ13に、他端を充填バルブ12にそれぞれ接続した導
管14と、充填バルブ12に近接して切換えバルブ15を介し
て接続されているバイパス管16とを備えている。
【００１１】容器搬送コンベヤ11は、スラットコンベヤ
であって、スプロケット21に掛けられたチェーンに渡し
止められかつ容器Ｃをその口縁部で保持している多数の
容器保持孔付スラット22と、スプロケット21を駆動する
駆動機構23とを有している。充填バルブ12は、垂直筒状
バルブボディ31と、バルブボディ31の下端開口を開閉す
るプラグ32を下端に有する昇降ロッド33と、一端に昇降
ロッド33の上端が連結されている開閉レバー34と、開閉
レバー34の他端に連結されている作動ロッド35を有して
いる。
であって、スプロケット21に掛けられたチェーンに渡し
止められかつ容器Ｃをその口縁部で保持している多数の
容器保持孔付スラット22と、スプロケット21を駆動する
駆動機構23とを有している。充填バルブ12は、垂直筒状
バルブボディ31と、バルブボディ31の下端開口を開閉す
るプラグ32を下端に有する昇降ロッド33と、一端に昇降
ロッド33の上端が連結されている開閉レバー34と、開閉
レバー34の他端に連結されている作動ロッド35を有して
いる。
【００１２】フリーザ13では、気泡を含む圧縮性流体で
あるアイスクリーム材料がソフトクリームとほぼ等しい
粘度となる位まで調整冷却される。冷却されたアイスク
リーム材料は、図示しない圧送手段で導管14を通じて充
填バルブ12へ送られ、充填バルブ12からその直下に送り
込まれてきた容器Ｃに一定量ずつ充填される。また、充
填作業を開始するに際し、導管14等の装置の温度が安定
するまでは、導管14内を送られるアイスクリーム材料
は、充填バルブ12へ送られないでバイパス管16によりバ
イパスされ、同温度が安定して定常状態となった後、始
めて充填バルブ12へ送られるように切換えバルブ15が切
換えられる。
あるアイスクリーム材料がソフトクリームとほぼ等しい
粘度となる位まで調整冷却される。冷却されたアイスク
リーム材料は、図示しない圧送手段で導管14を通じて充
填バルブ12へ送られ、充填バルブ12からその直下に送り
込まれてきた容器Ｃに一定量ずつ充填される。また、充
填作業を開始するに際し、導管14等の装置の温度が安定
するまでは、導管14内を送られるアイスクリーム材料
は、充填バルブ12へ送られないでバイパス管16によりバ
イパスされ、同温度が安定して定常状態となった後、始
めて充填バルブ12へ送られるように切換えバルブ15が切
換えられる。
【００１３】フリーザ13からは導管14内へアイスクリー
ム材料が連続的に送り出される。充填バルブ12が閉じら
れた場合、導管14内へ送り出されたアイスクリーム材料
は行く場が無いが、アイスクリーム材料が圧縮されるこ
とにより、フリーザ13からの連続送りだしが可能とな
る。
ム材料が連続的に送り出される。充填バルブ12が閉じら
れた場合、導管14内へ送り出されたアイスクリーム材料
は行く場が無いが、アイスクリーム材料が圧縮されるこ
とにより、フリーザ13からの連続送りだしが可能とな
る。
【００１４】フリーザ13と切換えバルブ15間の導管14に
は、質量流量計41が備えられている。質量流量計41は、
導管14内を流れるアイスクリーム材料の流量（質量）に
応じたアナログ信号を出力する。
は、質量流量計41が備えられている。質量流量計41は、
導管14内を流れるアイスクリーム材料の流量（質量）に
応じたアナログ信号を出力する。
【００１５】図２に、駆動機構23の詳細が示されてい
る。流量計41の出力信号はトランスミッタ42に入力され
る。トランスミッタ42は、流量計41からのアナログ信号
を高周波信号に変換してサーボドライバ43に伝送する。
サーボドライバ43によってサーボモータ44の回転数が制
御される。サーボモータ44は、減速機45およびインデッ
クス46を介してコンベヤスプロケット21を駆動する。ま
た同時に、減速機45によって充填バルブ用カム47が駆動
され、充填バルブ用カム47が３６０度回転することによ
り、充填バルブ12が１回だけ開閉駆動される。
る。流量計41の出力信号はトランスミッタ42に入力され
る。トランスミッタ42は、流量計41からのアナログ信号
を高周波信号に変換してサーボドライバ43に伝送する。
サーボドライバ43によってサーボモータ44の回転数が制
御される。サーボモータ44は、減速機45およびインデッ
クス46を介してコンベヤスプロケット21を駆動する。ま
た同時に、減速機45によって充填バルブ用カム47が駆動
され、充填バルブ用カム47が３６０度回転することによ
り、充填バルブ12が１回だけ開閉駆動される。
【００１６】上記において、アイスクリーム材料は、加
圧状態で搬送されるため、アイスクリーム材料に含有の
気泡が破壊される恐れがない。
圧状態で搬送されるため、アイスクリーム材料に含有の
気泡が破壊される恐れがない。
【００１７】ここで、容器Ｃに２５０ｇのアイスクリー
ムを充填する場合の具体例について説明する。
ムを充填する場合の具体例について説明する。
【００１８】充填機の製造能力を、６０００個／Hrとす
ると、充填物の流量は、 ２５０ｇ×６０００個／Hr÷６０min ＝２５０００ｇ／min ＝２５Kg／min となる。
ると、充填物の流量は、 ２５０ｇ×６０００個／Hr÷６０min ＝２５０００ｇ／min ＝２５Kg／min となる。
【００１９】サーボモータ44が１０回転してコンベヤ11
が１ピッチ駆動され、この間に、容器１個が製造され
る。なお、充填バルブ用カム47が３６０度回転する間
に、２１０度分だけ、充填バルブ12が開かれる。さて、
６０００個／Hrの容器を製造するのに必要なモータの回
転速度は、 ６０００個／Hr÷６０min ×１０回転＝１０００rpm となる。
が１ピッチ駆動され、この間に、容器１個が製造され
る。なお、充填バルブ用カム47が３６０度回転する間
に、２１０度分だけ、充填バルブ12が開かれる。さて、
６０００個／Hrの容器を製造するのに必要なモータの回
転速度は、 ６０００個／Hr÷６０min ×１０回転＝１０００rpm となる。
【００２０】サーボモータ44を１回転させるのに１２０
００PLS 必要であるとすると、サーボモータ44を１００
０rpm の速度で回転させるには、 １０００rpm ×１２０００PLS ＝１２００００００PLS
／min のPLS が必要である。
００PLS 必要であるとすると、サーボモータ44を１００
０rpm の速度で回転させるには、 １０００rpm ×１２０００PLS ＝１２００００００PLS
／min のPLS が必要である。
【００２１】流量計41を６０Kg/minの流量で、トランス
ミッタ42から１００００HZのPLS が出力されるように設
定する。
ミッタ42から１００００HZのPLS が出力されるように設
定する。
【００２２】そうすると、２５Kg／min の流量では、 １００００HZ×（２５Kg／min ÷６０Kg/min）×６０se
c＝２５００００PLS ／min のPLS がトランスミッタ42
から出力される。
c＝２５００００PLS ／min のPLS がトランスミッタ42
から出力される。
【００２３】したがって、サーボドライバ43の設定は、 １２００００００PLS ／２５００００PLS ＝４８ すなわち、入力の４８倍でモータ44が回転するようにす
ればよい。
ればよい。
【００２４】充填作業中に、フリーザ13からの流量は、
変動する。その原因は、アイスクリームにエアを混入す
る際、エアーを均一に攪拌することとができず、混入し
たエアーが大小の泡となり、そのため、体積が変化する
からと考えられる。また、別の原因としては、フリーザ
13内のアイスクリームの温度が変化すると、アイスクリ
ームの体積が変動することも考えられる。
変動する。その原因は、アイスクリームにエアを混入す
る際、エアーを均一に攪拌することとができず、混入し
たエアーが大小の泡となり、そのため、体積が変化する
からと考えられる。また、別の原因としては、フリーザ
13内のアイスクリームの温度が変化すると、アイスクリ
ームの体積が変動することも考えられる。
【００２５】上記原因で体積が変動し、例えば体積が５
％大きくなったとすると、フリーザ13の圧送圧力は一定
であるとして、流量は５％小さくなる。そうすると、流
量計41からトランスミッタ42を介して出力されるPLS の
数が５％少なくなり、モータ44の回転速度が５％低下す
る。その結果、コンベヤ11が１ピッチ駆動される時間お
よび充填バルブ12が開かれる時間が、モータ44の回転速
度が低下した分だけ遅くなり、充填量は変化することな
く、一定となる。上記とは逆に、体積が小さくなった場
合、モータ44の回転速度が上昇し、コンベヤ11が１ピッ
チ駆動される時間および充填バルブ12が開かれる時間
が、速くなることは詳しく説明するまでもない。
％大きくなったとすると、フリーザ13の圧送圧力は一定
であるとして、流量は５％小さくなる。そうすると、流
量計41からトランスミッタ42を介して出力されるPLS の
数が５％少なくなり、モータ44の回転速度が５％低下す
る。その結果、コンベヤ11が１ピッチ駆動される時間お
よび充填バルブ12が開かれる時間が、モータ44の回転速
度が低下した分だけ遅くなり、充填量は変化することな
く、一定となる。上記とは逆に、体積が小さくなった場
合、モータ44の回転速度が上昇し、コンベヤ11が１ピッ
チ駆動される時間および充填バルブ12が開かれる時間
が、速くなることは詳しく説明するまでもない。
【００２６】＜実施例２＞圧縮性の流体でなく、ジャム
やフルーツソースのように高粘度ではあるが、非圧縮性
流体を充填する場合、図３に示す充填機が用いられる。
この充填機では、上記充填バルブ12に変わり、三方切換
ロータリー式の充填バルブ51が用いられ、充填停止時に
は、リターン管52で流体タンク53に流体が戻されるよう
になっている。また、流体タンク53には圧送ポンプ54が
備えられている。
やフルーツソースのように高粘度ではあるが、非圧縮性
流体を充填する場合、図３に示す充填機が用いられる。
この充填機では、上記充填バルブ12に変わり、三方切換
ロータリー式の充填バルブ51が用いられ、充填停止時に
は、リターン管52で流体タンク53に流体が戻されるよう
になっている。また、流体タンク53には圧送ポンプ54が
備えられている。
【００２７】ここで、実施例１と同様に、充填作業の具
体例について説明する。容器Ｃには２５０ｇの流体が充
填される。充填機の製造能力は、実施例１と同様に、６
０００個／Hrである。
体例について説明する。容器Ｃには２５０ｇの流体が充
填される。充填機の製造能力は、実施例１と同様に、６
０００個／Hrである。
【００２８】実施例２では、充填バルブ用カム47が３６
０度回転する間に、１４４度分だけ、充填バルブ51が開
かれ、それ以外は、流体は、タンク53に戻される。
０度回転する間に、１４４度分だけ、充填バルブ51が開
かれ、それ以外は、流体は、タンク53に戻される。
【００２９】したがって、充填物の流量は、 ２５０ｇ×６０００個／Hr÷６０min ×（３６０度÷１４４度） ＝６２５００ｇ／min ＝６２．５Kg／min 流量計41およびサーボモータ44等の仕様は、実施例１と
同じである。
同じである。
【００３０】そうすると、６２．５Kg／min の流量で
は、 １００００HZ×（６２．５Kg／min ÷６０Kg/min）×６
０sec＝６２５０００PLS ／min のPLS がトランスミッ
タ42から出力される。
は、 １００００HZ×（６２．５Kg／min ÷６０Kg/min）×６
０sec＝６２５０００PLS ／min のPLS がトランスミッ
タ42から出力される。
【００３１】したがって、サーボドライバ43の設定は、 １２００００００PLS ／６２５０００PLS ＝１９．２ すなわち、入力の１９．２倍でモータ44が回転するよう
にすればよい。
にすればよい。
【００３２】実施例２において、充填バルブ51からの液
垂れを防止するために、実施例１の充填バルブ12のプラ
グ32のような開閉手段を充填バルブ51の吐出口に設けて
も良い。
垂れを防止するために、実施例１の充填バルブ12のプラ
グ32のような開閉手段を充填バルブ51の吐出口に設けて
も良い。
【００３３】また、上記各実施例では、いずれも質量流
量計を用いているが、これに代わり、容積型流量計を用
いてもよい。
量計を用いているが、これに代わり、容積型流量計を用
いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】この発明によれば、導管内の流体の流量
が測定手段によって測定され、測定手段の測定値に基づ
いて充填バルブから容器に所定量の流体が充填されるよ
うに容器搬送コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブ
の開閉時間が制御手段によって制御されるから、容器搬
送コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブの開閉時間
の調整を人手によって行うことなく、自動的に行うこと
ができる。
が測定手段によって測定され、測定手段の測定値に基づ
いて充填バルブから容器に所定量の流体が充填されるよ
うに容器搬送コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブ
の開閉時間が制御手段によって制御されるから、容器搬
送コンベヤの間欠駆動時間および充填バルブの開閉時間
の調整を人手によって行うことなく、自動的に行うこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による充填装置の配置構成図である。
【図２】同充填装置の駆動機構のブロック図である。
【図３】この発明による他の充填装置の配置構成図であ
る。
る。
11 コンベヤ 12 充填バルブ 14 導管 41 流量計 44 サーボモータ Ｃ 容器 Ｓ 充填ステーション
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−294392（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−251089（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−179609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−67295（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B67C 3/28
Claims (4)
- 【請求項１】 容器Ｃが順次充填ステーションＳで停止
するように容器Ｃを間欠的に搬送する容器搬送コンベヤ
11と、充填ステーションＳにおける容器搬送経路上方に
配置されている充填バルブ12と、充填バルブ12へ導管14
を通じて流体を圧送する圧送手段とを備えている流体定
量充填装置において、 導管14内の流体の流量を測定する測定手段と、測定手段
の測定値に基づいて、あらかじめ設定された回転数で回
転させられる回転軸を有する回転手段と、回転軸の回転
数に基づいて、サイクルタイムが設定され、設定される
サイクルタイム毎に、コンベヤ11を１サイクル間欠駆動
するとともに、充填バルブ12を１サイクル開閉する駆動
手段とを備えていることを特徴とする流体定量充填装
置。 - 【請求項２】 回転手段が、回転軸を出力軸とするモー
タ44と、モータ44の回転数をパルス制御するドライバ43
と、測定手段の測定値が入力されかつドライバ43にパル
スを出力するトランスミッタ42を備えている請求項１に
記載の流体定量充填装置。 - 【請求項３】 駆動手段が、モータ44の出力軸に連結さ
れた入力軸並びに第１および第２出力軸を有している減
速機45と、第１出力軸に連結された入力軸およびコンベ
ヤ11の駆動軸に連結された出力軸を有するインデックス
46と、第２出力軸に連結されたバルブ開閉用カム機構47
とを備えている請求項２に記載の流体定量充填装置。 - 【請求項４】 導管14内を圧送される流体が、気泡を含
む圧縮性液体であり、導管14内で液体が圧縮させられる
ことにより、圧送手段による圧送を、充填バルブ12の閉
鎖時に中断することなく、連続して行うようになされて
いる請求項１〜３のいずれか１つに記載の流体定量充填
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25638991A JP3211098B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 流体定量充填装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25638991A JP3211098B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 流体定量充填装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0597188A JPH0597188A (ja) | 1993-04-20 |
| JP3211098B2 true JP3211098B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17291999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25638991A Expired - Lifetime JP3211098B2 (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 流体定量充填装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3211098B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5955250B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2016-07-20 | 森永乳業株式会社 | 充填装置、および充填方法 |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP25638991A patent/JP3211098B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0597188A (ja) | 1993-04-20 |
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