JP4742680B2

JP4742680B2 - 流量式充填装置

Info

Publication number: JP4742680B2
Application number: JP2005159593A
Authority: JP
Inventors: 幸伸西納; 徹下出; 慎也加森; 健一塚野
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: JP2006335382A

Description

本発明は、充填液通路内を流れる充填液の流量を流量計によって計測しつつ充填を行う流量式充填装置に関するものである。

流量式充填装置は、充填液通路を開閉する液バルブと、充填液通路内を通過する充填液の流量を計測する流量計とを備えており、液バルブを開放して容器内に充填を行う際に、充填液通路内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、制御装置がこのパルスをカウントして、所定パルス数になった時点で液バルブを閉鎖して充填を終了するようにしている。

前記流量計が出力する１パルスがどれだけの充填量に相当するかを得るために、予め、各充填バルブごとに実際の充填液を所定量だけ充填し、１パルス当たりの充填量（パルス−充填量換算値）を算出する。このパルス−充填量換算値を制御装置に記憶しておき、実際の充填運転時には、カウントしたパルス数によって目標充填量に達したことを検出すると、前記液バルブを閉じて充填を終了する。例えば、充填液を５００ｍｌ充填する場合には、前記実験で求めた１パルス当たりの充填量から、５００ｍｌ充填するのに必要なパルス数を算出して、液バルブの作動を制御するようにしている。

ところで、実際に充填装置で充填を行う場合には、特定の容量の容器、例えば、５００ｍｌの容器だけに充填を行うのではなく、１０００ｍｌや２０００ｍｌ等その他の容量の容器にも充填を行うことが一般的である。このような場合に、従来は、５００ｍｌの充填テストで得たパルス−充填量換算値を基に１０００ｍｌや２０００ｍｌ等の容器に充填を行っているが、流量計の特性や個々の充填バルブの作動特性が異なる場合もあるため、５００ｍｌ以外の充填量では、充填精度が低下するという問題があった。

正確な充填量を得るためには、各充填バルブごとに、充填する各種充填量のそれぞれに対して、１パルス当たりの充填量を算出する必要があるが、一つの充填装置で、例えば、３００ｍｌ、５００ｍｌ、９００ｍｌ、１５００ｍｌ、２０００ｍｌ等多くの種類の充填を行う場合には、各充填量ごとにパルス−充填量換算値を得るために、非常に多くの作業時間を費やさなければならない。特に、１００バルブ以上あるような大型の充填装置では、全ての充填量に対して１パルス当たりの充填量を算出しようとすると、膨大な作業時間がかかるという問題があった。

なお、流量計の１パルス当たりの充填量を算出して充填を行う充填装置は、従来から知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。特許文献１に記載された流量充填装置は、予め設定された１パルス当たりの流量を記憶しておき、パルス数により充填された流量を演算して、所定流量になったときに充填バルブを閉じるものであるが、テスト充填を行って、１パルス当たりの流量を補正している。また、特許文献２に記載された充填方法は、充填量に応じた複数の値を予め設定しておき、その値を読み出して重量を算出するようにしている。
特開平１１−１０５９８９号公報（第２−３頁、図１）特許第２７９４４７２号公報（第７頁、図７）

請求項１に記載した発明は、充填液が通過する充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブと、前記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、この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、第１充填量のパルス−充填量換算値と、異なる第２充填量のパルス−充填量換算値を設定するとともに、これら第１充填量と第２充填量以外の充填量を充填する際には、前記２つのパルス−充填量換算値のうち、充填する充填量と近い方の換算値を選択することを特徴とするものである。

また、請求項２に記載した発明は、充填液が通過する充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブと、前記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、この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、第１充填量を充填するのに必要なパルス数と、異なる第２充填量を充填するのに必要なパルス数をカウントするとともに、これら第１充填量と第２充填量以外の充填量を充填する際には、前記２つの充填量のパルス数を、同一充填量充填した場合に変換し、これら２つのパルス数の差を按分して、充填に必要なパルス数を決定することを特徴とするものである。

本発明の流量式充填装置は、どのような目標充填量でも、良好な充填精度を得ることができる。

液バルブを開放した際に充填液通路内を流れる充填液の流量に応じて、流量計がパルス信号を出力し、このパルスを制御装置でカウントして目標充填量に達したときに液バルブを閉鎖する流量式充填装置であって、特に、ある充填量の充填を行う場合に、予め充填をして求めておいた第１充填量のパルス−充填量換算値と第２充填量のパルス−充填量換算値のうち、近い方の充填量のパルス−充填量換算値を適用して充填量を演算して液バルブを制御するという構成により、高精度な充填を可能にするという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る流量式充填装置の全体の構成を簡略化して示す平面図、図２は前記流量式充填装置の縦断面図である。この充填装置で液体が充填される容器２（図２参照）は、搬送コンベヤ４によって一列で搬送され、インフィードスクリュー６によって所定の間隔に切り離されて入口スターホイール８に引き渡され、この実施例に係る流量式充填装置１０内に導入される。この流量式充填装置１０内で回転搬送されつつ液体が充填された容器２は、出口スターホイール１２を介して前記搬送コンベヤ４上に排出されて次の工程に送られる。

流量式充填装置１０は、中心軸１４の周囲を回転する回転体（全体として符号１６で示す）の、上部回転テーブル１８の外周部下面側に円周方向等間隔で複数の充填バルブ２０が設けられている。また、下部回転テーブル２２上の前記各充填バルブ２０と対応する位置に、複数の容器台２４が設けられている。前記充填バルブ２０には、図示しない充填液タンクから送られた充填液が通過する充填液通路２６と、この充填液通路２６を開閉する液バルブ２８が設けられている。さらに、充填液通路２６には、通過する充填液の流量を計測する流量計３０が設けられている。流量計３０は、通過する充填液の流量に応じてパルス信号を出力する。このパルス信号は、制御装置３２に入力され、予め記憶されている１パルス当たりの充填量（パルス−充填量換算値）から、目標充填量に達するために必要なパルス数をカウントすると、バルブ閉鎖指令信号を出力し、前記液バルブ２８を閉鎖する。

従来の装置では、各充填バルブについて１つのパルス−充填量換算値を持っており、このパルス−充填量換算値を算出した充填量だけでなく、その他の充填量の充填を行う場合にも適用していた。つまり、全ての充填量に対して同一の換算値を適用していた。一方、この実施例では、各バルブについて、予め二つの異なる充填量についてパルス−充填量換算値を算出し記憶しておく。例えば、この充填装置で充填する容器２の容量が、３００ｍｌ、５００ｍｌ、１５００ｍｌ、２０００ｍｌの場合に、５００ｍｌと２０００ｍｌのパルス−充填量換算値を算出し記憶しておく。そして、５００ｍｌの容器２に充填を行う場合には、前記５００ｍｌ（第１充填量）のパルス−充填量換算値を適用し、２０００ｍｌの容器２に充填を行う場合には、前記２０００ｍｌ（第２充填量）のパルス−充填量換算値を適用する。

５００ｍｌと２０００ｍｌ以外のサイズの容器２に充填を行う場合には、前記第１充填量と第２充填量のうち近い方の充填量のパルス−充填量換算値を採用して充填を行う。例えば、３００ｍｌの容器２に充填を行う場合には、５００ｍｌと２０００ｍｌのうち３００ｍｌに近い方の数値、つまり５００ｍｌ（第１充填量）のパルス−充填量換算値を採用して充填を行う。また、１５００ｍｌの容器２に充填を行う場合には、５００ｍｌと２０００ｍｌのうち１５００ｍｌに近い方の数値、つまり２０００ｍｌ（第２充填量）のパルス−充填量換算値を採用して充填を行う。このように実際に充填する充填量と近い方の充填量（第１充填量である５００ｍｌと第２充填量である２０００ｍｌのいずれか）のパルス−充填量換算値に基づいて充填を行うことにより、従来の充填装置のように単一の充填量についてのパルス−充填量換算値しか持たない場合よりも精度の高い充填を行うことができる。

前記実施例の構成について具体的な数値例により説明する。例えば、５００ｍｌ充填する際に流量計３０から出力されてカウントされたパルス数が１９９６０パルスであったとすると、充填量が５００ｍｌでのパルス−充填量換算値は０．０２５０５ｍｌ／パルスとなる。図３中のＡは、この第１充填量５００ｍｌのパルス−充填量換算値により、目標充填量１５００ｍｌ、２０００ｍｌの充填を行った場合の実充填量を示すグラフである。この５００ｍｌについての流量換算値を適用して２０００ｍｌの充填をしようとすると、計算によれば７９８４０パルスで２０００ｍｌになるはずのところ、実際の充填量が２．５ｍｌ不足してしまう（図３のＰ１参照）。実充填量が２０００ｍｌになるように充填を行うと、７９９３６パルス必要であった（図３のＰ２参照）。

また、実充填量が２０００ｍｌとなるように充填を行うと、流量計３０から出力されてカウントされたパルス数が７９９３６パルスであった。このパルス数からパルス−充填量換算値を算出すると、０．０２５０２ｍｌ／パルスであった。図３中のＢは、この第２充填量２０００ｍｌのパルス−充填量換算値により、目標充填量５００ｍｌ、１５００ｍｌの充填を行った場合の実充填量を示すグラフである。この２０００ｍｌについての流量換算値を適用して５００ｍｌの充填をしようとすると、計算によれば１９９８４パルスで５００ｍｌになるはずのところ、実際の充填量が０．６５ｍｌ多くなってしまう（図３のＰ３参照）。

前記図３のグラフから明らかなように、ある充填量で得たパルス−充填量換算値によって他の充填量の充填を行うと誤差がでてしまう。特に、パルス−充填量換算値を得た充填量（この例では第１充填量である５００ｍｌまたは第２充填量である２０００ｍｌ）から充填量が大きく異なるほど誤差が大きくなってしまう。そこで、前記２種類の充填量のうち、容器２内に充填する充填量（目標充填量）と近い方の充填量のパルス−充填量換算値を適用して充填を行うことにより、実充填量の誤差を少なくすることができる。この例では、目標充填量１５００ｍｌを、５００ｍｌの充填で得たパルス−充填量換算値により充填を行うと、誤差が図３中のＥ１となり、２０００ｍｌの充填で得たパルス−充填量換算値により充填を行うと、その誤差は、図３中のＥ２となり、充填する充填量（１５００ｍｌ）と近い方の充填量（２０００ｍｌ）を充填することによって得たパルス−充填量換算値により充填を行うことにより、精度の良い充填を行うことが可能になる。

前記液バルブ２８に、閉鎖信号を出力してから、実際に液バルブ２８が閉鎖されるまでの間にカウントされるパルス数については各バルブ２８ごとに求められている。例えばあるバルブの場合には、閉鎖指令が出されてから実際に閉鎖されるまで４０パルスカウントするとすれば、前記充填量が５００ｍｌで１９９６０パルスカウントするところ、１９９６０−４０パルスの１９９２０パルスをカウントした時点でバルブ閉鎖信号を出力する。また、充填量が２０００ｍｌの場合には、７９９３６−４０パルスの７９８９６パルスをカウントした時点でバルブ閉鎖指令を出力する。

なお、前記実施例では、１パルス当たりの充填量換算値を算出し、この換算値に基づいて充填量を演算するようにしているが、これに限るものではない。例えば、２０００ｍｌを充填する場合に、トータルのパルス数が２００００パルス必要であるとしたら、このトータルパルス数を記憶しておき、流量計３０から出力されたパルス信号を２００００パルスカウントした時点で液バルブ２８を閉鎖する制御を行い、１５００ｍｌの充填を行う場合には、必要なパルス数を、２００００パルス×１５００ｍｌ／２０００ｍｌ＝１５００パルスと算出して液バルブ２８の閉鎖タイミングを決定するようにしても良い。

前記実施例では、２種類の充填量（第１充填量の５００ｍｌと第２充填量の２０００ｍｌ）についてパルス−充填量換算値を算出し、これら充填量以外の充填量の充填を行う際には、２種類の充填量のうち、充填を行う充填量に近い方の充填量のパルス−充填量換算値を適用するようにしたが、第１充填量と第２充填量のいずれか一方を選択するのではなく、２つの充填量のパルス数を、同一の充填量に換算して比較した場合の差を按分し、その充填量のパルスとして用いるようにしても良い。

例えば、前記実施例のように、５００ｍｌの充填に１９９６０パルスカウントし、２０００ｍｌの充填に７９９３６パルスカウントした場合には、５００ｍｌのパルス数を４倍して２０００ｍｌのパルス数と比較する。
１９９６０パルス×４＝７９８４０パルス
７９９３６パルス−７９８４０パルス＝９６パルスとなる。
５００ｍｌ充填する場合のパルス数によって２０００ｍｌ充填すると、９６パルス分の充填量が不足する。従って、５００ｍｌについて３２パルス分の誤差が生じている。そこで１０００ｍｌ充填する場合には、５００ｍｌ充填時のパルスを２倍して、さらに９６／３パルスを加えたパルス数だけ充填を行う。つまり、１９９６０×２＋３２＝３９９５２パルスの充填を行う。また、１５００ｍｌ充填する場合には、５００ｍｌ充填時のパルスを３倍して、さらに９６／３の２倍のパルスを加えたパルス数だけ充填を行う。つまり、１９９６０×３＋６４＝５９９４４パルスの充填を行う。このように２つの充填量のパルス数を比較し、生じている誤差を按分して調整することにより、充填量の精度を向上させることができる。

流量式充填装置の全体の構成を簡略化して示す平面図である。（実施例１）前記流量式充填装置の縦断面図である。２つの充填量により得たパルス−充填量換算値によって異なる充填量の充填を行った場合の誤差を説明する図である。

符号の説明

２６充填液通路
２８液バルブ
３０流量計
３２制御手段

Claims

充填液が通過する充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブと、前記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、この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、
第１充填量のパルス−充填量換算値と、異なる第２充填量のパルス−充填量換算値を設定するとともに、これら第１充填量と第２充填量以外の充填量を充填する際には、前記２つのパルス−充填量換算値のうち、充填する充填量と近い方の換算値を選択することを特徴とする流量式充填装置。
充填液が通過する充填液通路と、この充填液通路を開閉する液バルブと、前記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、この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、
第１充填量を充填するのに必要なパルス数と、異なる第２充填量を充填するのに必要なパルス数をカウントするとともに、これら第１充填量と第２充填量以外の充填量を充填する際には、前記２つの充填量のパルス数を、同一充填量充填した場合に変換し、これら２つのパルス数の差を按分して、充填に必要なパルス数を決定することを特徴とする流量式充填装置。