JPH0419084B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、缶詰缶に内圧を与えるため、缶の巻
締直前に液体窒素等の液化不活性ガスを流下充填
する液化ガス流下装置における液化ガス流下量制
御方法及びその装置に関する。

従来の技術 従来、柔軟材料で形成された缶の内圧を得るた
め、巻締直前に内容液が充填された缶のヘツドス
ペースに液体窒素等の液化不活性ガス（以下、単
に液化ガスという）を充填している。液化ガスの
充填量の相違によつて缶内圧が変化し、充填量が
少ないと内圧が不足して缶の強度が不足し、逆に
多いと過圧になつてしまうので、その充填量は巻
締条件等に応じて常に適正量にコントロールされ
ることが要求されている。

従来、缶への液化ガス充填は、高速の缶詰製造
ラインにおいては、液化ガス貯溜タンクよりコン
ベヤで連続的に搬送される缶に連続的に流下させ
ることにより行なつており、バルブ開度を変更し
て充填量を制御している。該充填量の制御方法と
して、ライン速度に追従してバルブ開度を制御す
ることが提案されている（特開昭58−146797号公
報、特開昭58−166196号公報）。

上記提案されている流下量制御装置は、ニード
ルバルブの弁棒を常にバルブ開口方向（上方向）
にスプリングにより付勢し、弁棒上端をピニオン
ラツク機構や電動シリンダで昇降駆動される駆動
棒により規制し、該駆動棒をライン速度に追従し
て変位させることにより、バルブの開口と同時に
その開度を制御している。ライン速度に対するバ
ルブ開度は、ライン速度と所定内圧を得るための
必要液体窒素流下量との関係を缶内圧をパラメー
タとして算出した変換テーブルを予めマイクロプ
ロセツサに入力しておき、ライン速度の検出値に
対応して前記変換テーブルに基づき演算すること
により得ている。

しかしながら、この場合、バルブの開閉制御と
開度の制御を同一手段で行なつているため、特に
運転初期におけるバルブ開度の適正制御が困難で
ある。即ち、シーマーの運転開始時には通常空運
転を行なつてから缶の巻締を開始するので、高速
運転の場合は高速でいきなり流下位置に缶が搬送
されてくるから、バルブ開口動作と開口中のバル
ブ開度とライン速度から演算されたバルブ開度値
を比較しながらバルブ開度を設定しなければなら
ない。そのため、バルブ開度の制御が間に合わな
いで正確なバルブ開度が得られず、運転初期に内
圧不良缶が発生する虞れがある。また、上記従来
例では、高速用と低速用に設定された特定のライ
ン速度−バルブ開口量変換テーブルに基づいて流
下量を制御しているが、缶詰缶内に充填する液化
ガスの適正量は、内容物量や内容物充填条件等
種々の条件で相違するので、それらのすべての条
件の変化に対応して適正な充填量を得るには、特
定の変換テーブルのみでは困難であつた。

他方、流下バルブの開閉手段とバルブ開度制御
手段を独立して構成すると共に、缶詰の充填条件
や巻締条件等の様々な条件変化に対応してより綿
密に流下量の制御を行うために、ライン速度とバ
ルブ開度の変換テーブルを条件の変化に対応して
その傾きとオフセツト量を選定して、その条件に
合う最適の変換テーブルを得て、それに基づき流
下量を制御することによつて、上記の問題点を解
消するようにしたものも提案されている（特公昭
61−50200号公報）。

発明が解決しようとする問題点 前記提案されている従来のものは、条件に応じ
て速度−開度変換テーブルを選択するのに、傾き
を決定するゲイン設定器とテーブルを平行移動さ
せるオフセツト設定器との２つで行なつている為
に、例えば、低速時の開度のみを変更した変換テ
ーブルを得たい場合、まずゲイン設定器で傾きを
変更し、次いでオフセツト設定器でオフセツト量
を変更して、２つの設定器を変更しなければなら
なかつた。また、設定が正しいか確認するには、
低速運転・高速運転と切換えて開度を確認する必
要があつた。

また、通常ライン速度は、シーマーの駆動軸に
１缶毎に対応するカム山を有するカムを取付け、
該カムを速度検出センサーで検出しピツチ間に発
する所定幅のパルス数によつて求めるか、または
タコジエネレータからの電圧信号をＡ／Ｄ変換し
て求めている。しかしながら、ライン速度は、例
えば600缶／分（cpm）や1200cpm等で定速運転
しても、シーマの負荷変動等によつて常時微細に
変動すると共に、第２図に示すように長周期のう
ねりもある。さらに、実際の速度変動による測定
値の変動の他に、カム山等の構造上の誤差によつ
ても、第２図に示すように測定値は常に変動して
いる。例えば、カム山が12山ある速度検出カムに
おいて、カム山の分割誤差が±0.5°あつたとする
と、缶詰製造条件を高速1200cpm、低速600cpm、
バルブの開度を高速時60％、低速時30％と仮定し
て行なつた場合、速度測定値は次のように変動す
る。

分割誤差のない標準寸法のカム１山の通過時間
は高速時の場合50ｍｓであるが、−0.5°の誤差を
有するカムの通過時間は49.2ｍｓとなる。これか
ら速度を求めると1220cpmとなる。同様に＋0.5°
の誤差を有する場合の検出速度は1181cpmとな
り、±0.5°のカム山の誤差で検知速度は±20cpm変
動することになる。この変動に追従してバルブ開
度を変化させると、±１％の変化が12缶ごと、時
間にして0.6秒毎に起ることになる。

このように測定速度は、定速運転中も常に微細
に変動し、速度に追従してバルブ開度を制御する
と、バルブ開度を常に微細に変化させなければな
らない。そのため、バルブ制御機構が常に高速作
動し、バルブ制御機構、特にバルブ開度を検出す
るポテンシヨメータの抵抗線の寿命が低下してし
まう問題がある。

本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであ
つて、条件の変化に対応して速度−開度変換テー
ブルの変更が容易にかつ確実にでき、そして、測
定速度の微細な変化があつても缶内圧に影響を与
えないでバルブ開度制御機構を保護して長寿命化
を図ることができる液化ガス流下制御方法及びそ
の装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 測定速度の変動のうち、カム誤差による変動
は、カムの１山１山に誤差があつてもカム１周の
山数を整数倍で平均を取れば吸収できる。従つ
て、カム山数の整数倍の平均速度でバルブ開度を
制御（平均値制御と称する）すれば、カム誤差に
よる変動を吸収することができる。しかしなが
ら、常に平均値制御を行なうと、シーマの変速時
等速度が急変する場合は追従性に欠ける問題があ
る。そのため、平均速度と瞬間速度の差がある一
定値を越えたときには、開度を１缶１缶に対応し
て変更する（これを瞬間値制御と称する）ことに
よつて変速時での速度追従性の改善を図るように
した。

従つて、本発明では、平均値制御に使用する平
均数、瞬間値制御に移行する際の限界値を外部か
ら任意に設定可能にするという手段を採用してカ
ム誤差の吸収を図つた。

また、測定速度の変動のうち、シーマの負荷変
動等によるシーマ速度のうねりによる変動につい
ては、次のようにして解決した。

測定速度の変動がバルブ開度の変動に及ぼす影
響は、高速時程大きい。例えば、600cpmの場合
１缶通過パルス数が500パルスであると、
1200cpmの高速時の１缶通過パルス数は250パル
スとなる。従つて、１パルスの変動がある場合、
低速時には1/500であるが高速時には1/250割合で
変動を及ぼすことになり、高速時にはごく僅かな
変動でもバルブ開度の制御が直に応答してしま
う。しかしながら、高速域においては−定範囲の
速度変動に対してバルブ開度を一定にしても、缶
内圧の変動は無視し得る程度である。例えば、第
３図に示すように、標準缶内圧1.8Kg／cm²の缶を
得る場合において、1200cpm±20cpmの区画を−
定とすると、1180cpmでの缶内圧は1.85Kg／cm²、
1220cpmでの缶内圧は1.75Kg／cm²となり、±0.05
Kg／cm²の差しかなく一般の液体窒素充填における
缶内圧のバラツキ±0.5Kg／cm²に比べて無視し得
る程度である。このような知見に基づき、本発明
では、第３図に示すように速度−開度変換テーブ
ルの高速域の所定範囲の開度を一定にすることに
よつて、バルブ開度制御装置の長寿命化を図つ
た。前記所定範囲は、任意にプリセツト可能にす
ることによつて、最適条件で設定することができ
る。以上の制御方法によるライン速度とバルブ開
度の関係を第２図に示した。

さらに、条件の変化に対応して速度−開度変換
テーブルの変更を容易に行なう為に、第３図に示
すように速度設定器と開度設定器を高速用と低速
用の２組用意した。それにより、他の対になつて
いる設定器とは独立に対象となる速度に関する設
定値のみ変更することが可能となつた。

以上のような原理に基づいてなされた本発明
は、次のような構成を採用することによつて上記
目的を達成した。

第１の発明の液化ガス流下量制御方法は、連続
的に搬送される巻締直前の缶詰に液化ガス貯溜タ
ンクから液化ガスを流下充填する液化ガス流下装
置における液化ガス流下量を、ライン速度に追従
して流下バルブの開度を変更することにより制御
するようにした液化ガス流下量制御方法におい
て、高速域の予め設定されたライン速度が予め設
定した速度変動範囲内で変動すると該速度変動範
囲内ではバルブ開度を一定とし、少なくとも低速
域ではライン速度に追従してバルブ開度を制御す
るように予めライン速度−バルブ開度変換モード
を設定し、速度検出器で１缶毎に検出されるライ
ンの瞬間速度と所定缶数の前記瞬間速度を平均し
た平均速度との差が設定値よりも小さい範囲内で
は平均速度でバルブ開度を制御し、設定値よりも
大きくなると１缶１缶に対応する瞬間速度でバル
ブ開度を制御するようにしたことを特徴とするも
のである。

第２の発明は、第１の発明を実施するための液
化ガス流下量制御装置であつて、バルブ開度検出
器と、ライン速度検出器と、ライン速度に対する
バルブ開度の変換モードを設定するための高速用
と低速用の一対からなる速度設定器及び開度設定
器と、高速域における前記高速用の速度設定器で
設定されたライン速度を中心とする一定の速度変
動範囲を設定し、該速度変動範囲ではバルブ開度
を一定にするように、前記速度設定器及び開度設
定器と共にライン速度に対するバルブ開度の変換
モードを設定するためのうねり吸収設定器と、１
缶１缶に対応してバルブ開度を制御する瞬間値制
御を行うための、速度検出器で１缶毎に検出され
るラインの瞬間速度と所定缶数の前記瞬間速度を
平均した平均ライン速度の差を設定する瞬間値制
御設定器と、前記瞬間速度と前記平均速度との差
が前記瞬間値制御設定器で設定した設定値よりも
小さい範囲内では前記平均速度でバルブ開度調節
手段をバルブ開閉手段と独立して制御する平均値
制御に使用する平均数を設定するための平均数設
定器と、バルブ開度を調節するバルブ開度調節手
段と、バルブを開閉するバルブ開閉手段と、前記
各設定器の設定値とライン速度検出器からのライ
ン速度検出値によりバルブ開度を演算する手段
と、該演算値とバルブ開度検出器からの検出値と
を比較してバルブ開度調節手段に信号を送出する
手段とからなることを特徴とするものである。

作 用 本発明の作用を第５図に示すフローチヤートに
より説明する。

プログラムが開始すると、シーマの運転信号を
得て、シーマが運転されているか否かを判断する
（ステツプ）。YESの場合は、平均数設定器で
設定された所定缶数の平均速度と瞬間速度との差
が瞬間値制御設定器で設定された設定値を越えて
いるか否かを判断し（ステツプ）、YESの場合
は瞬間値制御に移行し、NOの場合は平均値制御
に移行する（ステツプ）。それに基づき、バル
ブ開度を演算し（ステツプ）、該演算値とバル
ブ開度検出器からの検出値と比較してバルブ開度
が大であるか否かを判断する（ステツプ）。
YESであるとバルブ開度を減小し（ステツプ
）、NOであると開度が小であるか否かを判断
する（ステツプ）。YESであると開度を増大す
る（ステツプ）。このようにして、バルブ開度
を予め、設定しておき、次に缶有信号があるか否
かを判断して（ステツプ）、YESならばバルブ
を開にし、NOならば閉にする（ステツプ）。
次にステツプの状態に戻り、上記プログラムを
繰り返す。ステツプでシーマ運転がNOである
とバルブ閉を繰り返す。

実施例 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図は、本発明の液化ガス流下量制御装置の
制御回路の１例を示す。

この制御回路は、検出部、条件設定部、中央演
算制御部、及び制御出力部からなり、中央演算制
御部（CPU）１５にラインスピードーバルブ開
口量変換データ、及び制御プログラムが記憶され
ている。

検出部は、シーマのカム山を検出する１ピツチ
検出センサー１よりの検出信号をライン速度に変
換する速度変換器２とからなる速度検出器と１ピ
ツチ検出センサー１から所定時間検出信号が発せ
られないことによりシーマ停止を検出するシーマ
停止検出部３と、缶検出センサー４と、バルブ開
度検出器１２とから構成され、CPUの入力ポー
トに接続されている。

条件設定部は、高速用の速度設定器５及び開度
設定器６と、低速用の速度設定器７及び開度設定
器８と、うねり吸収設定器９とからなるテーブル
作成データ設定用と、瞬間値制御設定器１０と平
均数設定器１１とからなる制御パラメータ設定用
とからなり、CPUの入力ポートに接続されてい
る。

制御出力部は、開度変更用パルスモータ１３と
開度表示器１４とからなり、CPUの出力ポート
に接続されている。

以上のように構成された制御装置の液化ガス流
下量の制御は次のようにして行われる。

まず、ライン速度が1200cpmのように高速の場
合は、高速用の速度設定器５で所定のライン速度
を設定し、該速度におけるバルブ開度量を充填条
件等を考慮して開度設定器６で設定する。また、
該速度域でのうねり吸収幅をうねり吸収設定器９
により設定してCPUに入力する。CPUでは、こ
れらの入力に基づき速度−バルブ変換テーブルが
作成される。ライン速度が600cpmのように低速
域の場合は、低速用の速度設定器７及び開度設定
器８でテーブル作成データを入力する。

次に、制御パラメータとして、瞬間値制御設定
器１０に瞬間値制御に移行する平均速度と瞬間速
度との差を設定すると共に、平均数設定器１１に
平均値制御に使用する平均数を設定してCPUに
入力する。

このようにして、条件設定部を設定し、プログ
ラムが開始されると、１ピツチ検出センサ１がカ
ム山を検出する毎にパルスを発し、該パルス幅を
速度変換器で発する短かいパルスでカウントする
ことによつてライン速度に変換しCPUに読み込
まれる。その際、１ピツチ検出センサ１が所定時
間パルスを発しないとシーマ停止検出部３からシ
ーマ停止信号が入力され、パルスは閉じられる。
従つて、シーマがジヤミングおこし、缶有り状態
で停止したときは、瞬時に液化ガスの流下が停止
されるので、液化ガスの無駄と不良缶の発生が防
止される。なお、シーマ停止信号は、シーマの制
御盤から直接入力されるようにしても良い。

速度検出信号を読み込むことによりライン速度
−バルブ開度変換テーブルに基づきバルブ開度が
演算され、バルブ開度検出器１２からの信号と比
較して制御信号を開度変更用パルスモータ１３に
出力し、バルブ開度を設定し、缶検出センサー４
から缶有信号があるとバルブを開く。このように
バルブ開閉機構とバルブ開度機構を独立して設
け、バルブ開度を独立して制御するので、運転初
期においても正確なバルブ開度が得られる。

効 果 以上のように、本発明では、速度設定器と開度
設定器を高速用と低速用の２組設けられているの
で、他の対になつている設定器とは独立に対象と
なる速度に関する設定値のみ変更することが可能
となり、条件の変化に対応して速度−開度変換テ
ーブルの変更が容易にかつ確実にできる。また、
平均値制御と瞬間値制御でバルブ開度を制御し、
かつ缶内圧に影響を及ばさない高速域の所定速度
範囲ではバルブ開度を一定にするようにしたの
で、検知速度の恒常的な微小変化によるバルブ開
度機構の恒常的な微細変動を回避し、液化ガスを
正確に充填しながらバルブ開度機構を保護して、
従来よりも飛躍的に長寿命化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御装置の制御回路、第２図
は本発明における速度とバルブ開度の関係を示す
グラフ、第３図は本発明におけるうねり吸収を設
定した速度−開度変換グラフ、第４図イ，ロは本
発明の速度−開度変換グラフの設定法を示す説明
図、第５図は本発明のフローチヤートである。 １：１ピツチ検出センサ、２：速度変換器、
３：シーマ停止検出部、４：缶検出センサ、５：
高速用速度設定器、６：高速用開度設定器、７：
低速用速度設定器、８：低送用開度設定器、９：
うねり吸収設定器、１０：瞬間値制御設定器、１
１：平均数設定器、１２：バルブ開度検出器、１
３：開度変更用パルスモータ、１４：開度表示
器、１５：CPU。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 連続的に搬送される巻締直前の缶詰に液化ガ
   ス貯溜タンクから液化ガスを流下充填する液化ガ
   ス流下装置における液化ガス流下量を、ライン速
   度に追従して流下バルブの開度を変更することに
   より制御するようにした液化ガス流下量制御方法
   において、高速域の予め設定されたライン速度が
   予め設定した速度変動範囲内で変動すると該速度
   変動範囲内ではバルブ開度を一定とし、少なくと
   も低速域ではライン速度に追従してバルブ開度を
   制御するように予めライン速度−バルブ開度変換
   モードを設定し、速度検出器で１缶毎に検出され
   るラインの瞬間速度と所定缶数の前記瞬間速度を
   平均した平均速度との差が設定値よりも小さい範
   囲内では平均速度でバルブ開度を制御し、設定値
   よりも大きくなると１缶１缶に対応する瞬間速度
   でバルブ開度を制御するようにしたことを特徴と
   する液化ガス流下量制御方法。 ２ 液化ガス貯溜タンク、該タンク内の液化ガス
   を巻締直前の缶詰缶中に流下する開度変更可能な
   流下バルブからなる液化ガス流下装置の液化ガス
   流下量制御装置であつて、バルブ開度検出器と、
   ライン速度検出器と、ライン速度に対するバルブ
   開度の変換モードを設定するための速度設定器及
   び開度設定器と、高速域における前記高速用の速
   度設定器で設定されたライン速度を中心とする一
   定の速度変動範囲を設定し、該速度変動範囲では
   バルブ開度を一定にするように、前記速度設定器
   及び開度設定器と共にライン速度に対するバルブ
   開度の変換モードを設定するためのうねり吸収設
   定器と、１缶１缶に対応してバルブ開度を制御す
   る瞬間値制御を行うための、速度検出器で１缶毎
   に検出されるラインの瞬間速度と所定缶数の前記
   瞬間速度を平均した平均ライン速度の差を設定す
   る瞬間値制御設定器と、前記瞬間速度と前記平均
   速度との差が前記瞬間値制御設定器で設定した設
   定値よりも小さい範囲内では前記平均速度でバル
   ブ開度調節手段をバルブ開閉手段と独立して制御
   する平均値制御に使用する平均数を設定するため
   の平均数設定器と、バルブ開度を調節するバルブ
   開度調節手段と、バルブを開閉するバルブ開閉手
   段と、前記各設定器の設定値とライン速度検出器
   からのライン速度検出値によりバルブ開度を演算
   する手段と、該演算値とバルブ開度検出器からの
   検出値とを比較してバルブ開度調節手段に信号を
   送出する手段とからなることを特徴とする液化ガ
   ス流下量制御装置。