JPH06191501A - 充填装置 - Google Patents
充填装置Info
- Publication number
- JPH06191501A JPH06191501A JP35124592A JP35124592A JPH06191501A JP H06191501 A JPH06191501 A JP H06191501A JP 35124592 A JP35124592 A JP 35124592A JP 35124592 A JP35124592 A JP 35124592A JP H06191501 A JPH06191501 A JP H06191501A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 充填容器内で充填ノズルのノズル口から排出
される充填液の泡立ちや吹きこぼれ（飛散）を防ぐ。 【構成】 充填ノズル２のノズル口３の位置に取り付け
られた距離センサ４により、ノズル口３と充填容器１の
底面１ａ又は充填中の液面１４ａとの距離を検出し、信
号３ａを距離信号変換器７に入力して、駆動制御装置８
はサーボモータ６と駆動機構５とを介して、ノズル口３
が底面１ａに接触しない程度の距離とするように充填ノ
ズル２を駆動する。所定距離に達したとき、充填制御装
置９はノズル口３の弁を開弁し、充填を始める。充填中
もノズル口が液面１４ａに達しない程度に保ったまま充
填し、質量流量信号１１ａの積算値が、充填量設定器１
０の設定値に達したとき、ノズル口３を開弁する。
される充填液の泡立ちや吹きこぼれ（飛散）を防ぐ。 【構成】 充填ノズル２のノズル口３の位置に取り付け
られた距離センサ４により、ノズル口３と充填容器１の
底面１ａ又は充填中の液面１４ａとの距離を検出し、信
号３ａを距離信号変換器７に入力して、駆動制御装置８
はサーボモータ６と駆動機構５とを介して、ノズル口３
が底面１ａに接触しない程度の距離とするように充填ノ
ズル２を駆動する。所定距離に達したとき、充填制御装
置９はノズル口３の弁を開弁し、充填を始める。充填中
もノズル口が液面１４ａに達しない程度に保ったまま充
填し、質量流量信号１１ａの積算値が、充填量設定器１
０の設定値に達したとき、ノズル口３を開弁する。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、充填容器内に液体を定量充填す
る充填装置に関し、より詳細には、充填中の充填液の飛
散、泡立ちを防止する機能を有する充填装置に関する。
る充填装置に関し、より詳細には、充填中の充填液の飛
散、泡立ちを防止する機能を有する充填装置に関する。
【０００２】
【従来技術】流体工業の最終工程においては、液体を搬
送するために充填容器に定量の流体を充填する充填工程
が含まれるケースが多い。充填液は、小は市販されてい
る各種ドリンク剤とか医薬品を初め、大は食料油、潤滑
油、燃料油等の油類あるいは化学薬品および化学液体が
ある。充填容器もこれらの充填液体の目的に応じた形状
のものが多種多様用意されている。従来、定量充填する
ための充填装置の計測方式はシリンダ方式と、はかり方
式とに大きく区分されている。シリンダ方式では、主に
複数のシリンダを用いて該シリンダ内に液位を表わすフ
ロートを設け、該フロートの位置を検知して定容積を定
めている。充填液の充填方式においては、液体の温度が
変化した場合、充填液体の体積が変化し、また、ブレン
ド（混合）比の変化により密度が変化するので正しい量
の充填を行うことができず、正確な計量を要しない充填
装置に用いられる。はかり方式では、充填容器が搬送さ
れる回転円盤の円周上、充填容器を載置する位置に、例
えばロードセルを配設して、該ロードセルにより充填容
器の重量を含めた充填液の重量を計測して、この量が一
定となるように充填ノズルの弁を開閉操作している。は
かり方式は、充填精度は高いが充填容器の重量は必ずし
も一定でなく、充填容器の重量のバラツキは充填精度を
左右した。
送するために充填容器に定量の流体を充填する充填工程
が含まれるケースが多い。充填液は、小は市販されてい
る各種ドリンク剤とか医薬品を初め、大は食料油、潤滑
油、燃料油等の油類あるいは化学薬品および化学液体が
ある。充填容器もこれらの充填液体の目的に応じた形状
のものが多種多様用意されている。従来、定量充填する
ための充填装置の計測方式はシリンダ方式と、はかり方
式とに大きく区分されている。シリンダ方式では、主に
複数のシリンダを用いて該シリンダ内に液位を表わすフ
ロートを設け、該フロートの位置を検知して定容積を定
めている。充填液の充填方式においては、液体の温度が
変化した場合、充填液体の体積が変化し、また、ブレン
ド（混合）比の変化により密度が変化するので正しい量
の充填を行うことができず、正確な計量を要しない充填
装置に用いられる。はかり方式では、充填容器が搬送さ
れる回転円盤の円周上、充填容器を載置する位置に、例
えばロードセルを配設して、該ロードセルにより充填容
器の重量を含めた充填液の重量を計測して、この量が一
定となるように充填ノズルの弁を開閉操作している。は
かり方式は、充填精度は高いが充填容器の重量は必ずし
も一定でなく、充填容器の重量のバラツキは充填精度を
左右した。
【０００３】これに対して、最近、流量計、特に質量流
量計を用いて定質量で充填するノズル充填方式の充填機
が開発された。流量計を用いた充填装置は、流量信号を
パルス信号として入力し、該パルス信号を定量積算して
充填を完了する。また、質量流量計を用いることによ
り、温度等環境状条件の影響を受けず、温度，圧力の補
正も不要であるから、高精度で応答性の優れた定量充填
が可能である。
量計を用いて定質量で充填するノズル充填方式の充填機
が開発された。流量計を用いた充填装置は、流量信号を
パルス信号として入力し、該パルス信号を定量積算して
充填を完了する。また、質量流量計を用いることによ
り、温度等環境状条件の影響を受けず、温度，圧力の補
正も不要であるから、高精度で応答性の優れた定量充填
が可能である。
【０００４】しかし、このような特徴を有する充填方式
を選んだとしても、充填システムとしては多くの問題を
含んでいる。すなわち、流量計測後、充填ノズルを経て
充填容器内に充填する充填液の流れに注目し、これを正
しく制御しないとシステム上大きな欠陥をまねく。例え
ば、充填ノズルの先端に配設された充填口を充填容器の
底面から数１０ミリメータを距てて固定し、この位置か
ら充填を開始すると、充填液は充填容器の底面に吹き付
けられて、流量をあげると泡立ち、更には充填容器から
吹きこぼれることがある。充填に伴って、充填液面が上
昇すると、特に高精度液体では充填ノズルに充填液が付
着し、逆に充填液面と充填ノズル口との距離を大きくす
ると、前記のような泡立ちや吹きこぼれが発生する等の
問題があった。
を選んだとしても、充填システムとしては多くの問題を
含んでいる。すなわち、流量計測後、充填ノズルを経て
充填容器内に充填する充填液の流れに注目し、これを正
しく制御しないとシステム上大きな欠陥をまねく。例え
ば、充填ノズルの先端に配設された充填口を充填容器の
底面から数１０ミリメータを距てて固定し、この位置か
ら充填を開始すると、充填液は充填容器の底面に吹き付
けられて、流量をあげると泡立ち、更には充填容器から
吹きこぼれることがある。充填に伴って、充填液面が上
昇すると、特に高精度液体では充填ノズルに充填液が付
着し、逆に充填液面と充填ノズル口との距離を大きくす
ると、前記のような泡立ちや吹きこぼれが発生する等の
問題があった。
【０００５】
【目的】本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたも
ので、高速充填を行った場合でも、充填容器内で充填液
の泡立ちや吹きこぼれが生ずることなく、高速高精度で
充填する充填装置を提供することを目的とするものであ
る。
ので、高速充填を行った場合でも、充填容器内で充填液
の泡立ちや吹きこぼれが生ずることなく、高速高精度で
充填する充填装置を提供することを目的とするものであ
る。
【０００６】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
充填液を計量する流量計と、該流量計と連通し、先端部
に弁機構を有するノズル口を取り付けた充填ノズルと、
前記ノズル口と対向する面との間の距離を検知する距離
センサと、該距離センサの信号を入力し、充填開始前は
前記ノズル口を閉止し、該ノズル口と充填容器底面との
距離を略零にするように前記充填ノズルを駆動し、充填
時は液面に接触しない程度の距離を隔てて液面に追従
し、前記充填ノズルを駆動する駆動制御装置と、前記ノ
ズル口を開閉し、設定した定量の充填液を前記充填容器
に充填する充填量制御装置とを有すること、更には、
（２）前記流量計を質量流量計としたことを特徴とする
ものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明す
る。
充填液を計量する流量計と、該流量計と連通し、先端部
に弁機構を有するノズル口を取り付けた充填ノズルと、
前記ノズル口と対向する面との間の距離を検知する距離
センサと、該距離センサの信号を入力し、充填開始前は
前記ノズル口を閉止し、該ノズル口と充填容器底面との
距離を略零にするように前記充填ノズルを駆動し、充填
時は液面に接触しない程度の距離を隔てて液面に追従
し、前記充填ノズルを駆動する駆動制御装置と、前記ノ
ズル口を開閉し、設定した定量の充填液を前記充填容器
に充填する充填量制御装置とを有すること、更には、
（２）前記流量計を質量流量計としたことを特徴とする
ものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明す
る。
【０００７】図１（ａ）,（ｂ）は、本発明における充
填装置を説明するための構成ブロックの一例を示すもの
で、（ａ）図は構成ブロック図、（ｂ）図は充填中のノ
ズル口の位置を示す図であり、図中、１は充填容器、２
は充填ノズル、３はノズル口、４は距離センサ、５は駆
動機構、６はサーボモータ、７は距離信号変換器、８は
駆動制御装置、９は充填制御装置、１０は充填量設定装
置、１１は質量流量計、１２は中継器、１３は充填コン
トローラ、１４は充填液、１５は架台である。
填装置を説明するための構成ブロックの一例を示すもの
で、（ａ）図は構成ブロック図、（ｂ）図は充填中のノ
ズル口の位置を示す図であり、図中、１は充填容器、２
は充填ノズル、３はノズル口、４は距離センサ、５は駆
動機構、６はサーボモータ、７は距離信号変換器、８は
駆動制御装置、９は充填制御装置、１０は充填量設定装
置、１１は質量流量計、１２は中継器、１３は充填コン
トローラ、１４は充填液、１５は架台である。
【０００８】充填装置は、主として充填ノズル２と充填
コントローラとから構成される。充填ノズル２は、架台
１５に上下移動可能に取り付けられ、先端にノズル口３
を配設している。ノズル口３は、内弁又は外弁方式何れ
でもよく、また、ノズル口３には、該ノズル口３を開閉
可能な弁機構（図示せず）と、充填完了したとき、ノズ
ル口３に付着した充填液を吸い込む等のあとだれ防止機
構（図示せず）等が配設されている。ノズル口３の開閉
は、後述する充填制御装置９の信号９ｂにより行われ
る。
コントローラとから構成される。充填ノズル２は、架台
１５に上下移動可能に取り付けられ、先端にノズル口３
を配設している。ノズル口３は、内弁又は外弁方式何れ
でもよく、また、ノズル口３には、該ノズル口３を開閉
可能な弁機構（図示せず）と、充填完了したとき、ノズ
ル口３に付着した充填液を吸い込む等のあとだれ防止機
構（図示せず）等が配設されている。ノズル口３の開閉
は、後述する充填制御装置９の信号９ｂにより行われ
る。
【０００９】ノズル口３の下部面には、充填容器１の底
面１ａ又は液面１４ａとの距離を検知する距離（液面）
センサ４が配設されている。距離センサ４は、例えば圧
電素子からなり、該圧電素子から発信する超音波の伝播
時間の時間差、又は圧電素子が底面１ａ又は液面に接触
することにより変化する圧電素子のインピーダンスの変
化、又は空気圧を底面１ａに噴射したときの動圧の変
化、又は光干渉に基づく光路長の変化等からノズル口３
と底面１ａ又は液面１４ａとの距離を検知するものでよ
いが、充填容器１の材質（プラスチック又は金属）等に
よっても選択され、これらの距離センサ４からのセンサ
信号３ａは中継器１２を介して距離信号変換器７から距
離信号７ａとして出力し、駆動制御装置８に入力する。
面１ａ又は液面１４ａとの距離を検知する距離（液面）
センサ４が配設されている。距離センサ４は、例えば圧
電素子からなり、該圧電素子から発信する超音波の伝播
時間の時間差、又は圧電素子が底面１ａ又は液面に接触
することにより変化する圧電素子のインピーダンスの変
化、又は空気圧を底面１ａに噴射したときの動圧の変
化、又は光干渉に基づく光路長の変化等からノズル口３
と底面１ａ又は液面１４ａとの距離を検知するものでよ
いが、充填容器１の材質（プラスチック又は金属）等に
よっても選択され、これらの距離センサ４からのセンサ
信号３ａは中継器１２を介して距離信号変換器７から距
離信号７ａとして出力し、駆動制御装置８に入力する。
【００１０】駆動制御装置８は、距離信号７ａを入力
し、出力信号８ａによりサーボモータ６を駆動し、駆動
機構５を介して距離信号７ａと予め設定された基準距離
信号とを比較し、ノズル口３と底面１ａとの距離が基準
距離となるように充填ノズル２を上下駆動する。
し、出力信号８ａによりサーボモータ６を駆動し、駆動
機構５を介して距離信号７ａと予め設定された基準距離
信号とを比較し、ノズル口３と底面１ａとの距離が基準
距離となるように充填ノズル２を上下駆動する。
【００１１】充填制御装置９は、充填容器１への充填量
を予め充填量設定器１０の設定信号１０ａで設定してお
き、充填開始の信号が入力されると、ノズル口３を開弁
し、充填を開始し、充填液量を質量流量計１１で計測
し、該質量流量計１１から出力される流量信号１１ａを
積算し、設定値に達したとき、閉弁信号９ｂを出力して
充填を完了させる機能を有している。また、充填の過程
において、充填流量が常に一定ではなく、初期充填期
間，充填中期閉弁前期間等において変化するように制御
され、これらのタイムチャートは充填速度や充填液の粘
度等、充填条件によって変更される。
を予め充填量設定器１０の設定信号１０ａで設定してお
き、充填開始の信号が入力されると、ノズル口３を開弁
し、充填を開始し、充填液量を質量流量計１１で計測
し、該質量流量計１１から出力される流量信号１１ａを
積算し、設定値に達したとき、閉弁信号９ｂを出力して
充填を完了させる機能を有している。また、充填の過程
において、充填流量が常に一定ではなく、初期充填期
間，充填中期閉弁前期間等において変化するように制御
され、これらのタイムチャートは充填速度や充填液の粘
度等、充填条件によって変更される。
【００１２】次に、以上の構成になる充填装置の動作を
説明する。充填容器１は、ベルトコンベア等の搬送手段
（図示せず）により、或いは入手で所定位置に設置され
る。次に、充填ノズル２は、駆動機構５により駆動され
る。駆動機構５は、駆動制御信号８ａに従って駆動され
るサーボモータ６の回転により駆動され、ノイズ口３の
位置が充填容器底面１ａと接触する寸前の距離ｄ（図に
おいては拡大して示している）になったときに停止し、
停止信号９ｃを発信する。
説明する。充填容器１は、ベルトコンベア等の搬送手段
（図示せず）により、或いは入手で所定位置に設置され
る。次に、充填ノズル２は、駆動機構５により駆動され
る。駆動機構５は、駆動制御信号８ａに従って駆動され
るサーボモータ６の回転により駆動され、ノイズ口３の
位置が充填容器底面１ａと接触する寸前の距離ｄ（図に
おいては拡大して示している）になったときに停止し、
停止信号９ｃを発信する。
【００１３】充填制御装置９は、停止信号９ｃを受信す
ると、ノズル口３の弁を開弁し、充填を開始する。前述
の如く、充填量は質量流量計１１で計測され、流量信号
１１ａを充填制御装置９に入力し、積算する。この時点
では、流量も小さく制御され、ノズル口３から流出する
充填液は泡立ちや吹きこぼれを生ずることがなく充填さ
れる。充填開始とともに液面が徐上に上昇するが、ノズ
ル口３の距離センサ４は液面を検知し、ノズル口３が液
面と接触しない程度の距離ｅを保ったまま液面の上昇に
従って充填ノズル２を上方に移動する。図（ｂ）におい
て、液面を水平面として図示しているが、実際はノズル
口３の下部は動圧を受けて凹面を付している。図では、
概念的に示している。高粘度の充填液では、液面の変動
も小さいので、充填流量を増加することも可能である。
ると、ノズル口３の弁を開弁し、充填を開始する。前述
の如く、充填量は質量流量計１１で計測され、流量信号
１１ａを充填制御装置９に入力し、積算する。この時点
では、流量も小さく制御され、ノズル口３から流出する
充填液は泡立ちや吹きこぼれを生ずることがなく充填さ
れる。充填開始とともに液面が徐上に上昇するが、ノズ
ル口３の距離センサ４は液面を検知し、ノズル口３が液
面と接触しない程度の距離ｅを保ったまま液面の上昇に
従って充填ノズル２を上方に移動する。図（ｂ）におい
て、液面を水平面として図示しているが、実際はノズル
口３の下部は動圧を受けて凹面を付している。図では、
概念的に示している。高粘度の充填液では、液面の変動
も小さいので、充填流量を増加することも可能である。
【００１４】充填量が設定値の所定範囲に近づくと、充
填制御装置９は流量を制限し、充填量が設定値より行き
過ぎることを防止する。流量信号１１ａの積算値が設定
値に達すると、信号９ｂが発信され、ノズル口３は閉弁
される。閉弁時ノズル口３に付着した充填液は、後だれ
防止装置の作動により除去されるので、ノズル口３を汚
すことはない。充填が完了すると、充填制御装置９から
信号９ａが駆動制御装置８に入力し、駆動制御装置８は
信号８ａを出力してサーボモータ６，駆動機構５を介し
て充填ノズル２を充填容器１の上部までに駆動され、充
填液が充填された充填器１は、充填ノズル２と接触する
ことなく搬送される。１回の充填動作は完了する。
填制御装置９は流量を制限し、充填量が設定値より行き
過ぎることを防止する。流量信号１１ａの積算値が設定
値に達すると、信号９ｂが発信され、ノズル口３は閉弁
される。閉弁時ノズル口３に付着した充填液は、後だれ
防止装置の作動により除去されるので、ノズル口３を汚
すことはない。充填が完了すると、充填制御装置９から
信号９ａが駆動制御装置８に入力し、駆動制御装置８は
信号８ａを出力してサーボモータ６，駆動機構５を介し
て充填ノズル２を充填容器１の上部までに駆動され、充
填液が充填された充填器１は、充填ノズル２と接触する
ことなく搬送される。１回の充填動作は完了する。
【００１５】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明にれ
ば、充填ノズル充填方式において、充填ノズルのノズル
口は、充填開始前には充填容器の底面に略接触する程度
に近接しているので、充填時には泡立ちや吹きこぼれが
なく、充填を始めてからもノズル口を液面との間の距離
が液面と接触する寸前までに制御するので、同様に安定
した充填が可能となり、充填作業が効率化される。
ば、充填ノズル充填方式において、充填ノズルのノズル
口は、充填開始前には充填容器の底面に略接触する程度
に近接しているので、充填時には泡立ちや吹きこぼれが
なく、充填を始めてからもノズル口を液面との間の距離
が液面と接触する寸前までに制御するので、同様に安定
した充填が可能となり、充填作業が効率化される。
【図１】 本発明における充填装置を説明するための構
成ブロックの一例を示す図である。
成ブロックの一例を示す図である。
１…充填容器、２…充填ノズル、３…ノズル口、４…距
離センサ、５…駆動機構、６…サーボモータ、７…距離
信号変換器、８…駆動制御装置、９…充填制御装置、１
０…充填量設定装置、１１…質量流量計、１２…中継
器、１３…充填コントローラ、１４…充填液、１５…架
台。
離センサ、５…駆動機構、６…サーボモータ、７…距離
信号変換器、８…駆動制御装置、９…充填制御装置、１
０…充填量設定装置、１１…質量流量計、１２…中継
器、１３…充填コントローラ、１４…充填液、１５…架
台。
Claims (2)
- 【請求項１】 充填液を計量する流量計と、該流量計と
連通し、先端部に弁機構を有するノズル口を取り付けた
充填ノズルと、前記ノズル口と対向する面との間の距離
を検知する距離センサと、該距離センサの信号を入力
し、充填開始前は前記ノズル口を閉止し、該ノズル口と
充填容器底面との距離を略零にするように前記充填ノズ
ルを駆動し、充填時は液面に接触しない程度の距離を隔
てて液面に追従し、前記充填ノズルを駆動する駆動制御
装置と、前記ノズル口を開閉し、設定した定量の充填液
を前記充填容器に充填する充填量制御装置とを有するこ
とを特徴とする充填装置。 - 【請求項２】 前記流量計を質量流量計としたことを特
徴とする請求項１に記載の充填装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35124592A JPH06191501A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 充填装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35124592A JPH06191501A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 充填装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06191501A true JPH06191501A (ja) | 1994-07-12 |
Family
ID=18416031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35124592A Pending JPH06191501A (ja) | 1992-12-07 | 1992-12-07 | 充填装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06191501A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1992
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