JPH0627663B2 - 容器を装填する方法及び容器装填設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、製造ライン装填設備に連続的に従事する容器
への装填を監視し制御する方法および装置に関する。

発明の背景 食品工業、化学工業、石油化学工業、製薬工業の如き多
くの工業において、後の分配用の多少とも流体である物
質を包装する必要が生じる。利益を得るためには、その
包装作業は迅速かつ正確でなければならない。近代的な
設備では速いが、正確さにはなお改善の余地が残つてい
る。理想的には、各容器が、物質の所望量を正確に装填
することである。しかしながら、このような正確さを達
成するには、特に装填設備によつて要求される迅速生産
のために、また包装される物質の物理特性のために、い
くつかの問題に遭遇する。高速生産では、各容器へ有効
に装入される物質の量を立証するのが困難であり、他
方、装填物質の重要な物理特性は、その物質が均質であ
る時でさえ、密度および粘性であつて、それらの両者
は、温度で変化しやすく、実際に施与する量に影響す
る。製造ライン装填設備に沿つて動く容器に正確に装填
しようとすれば、装填物質の正確な量を施与するだけで
なく、容器が（個々にもまた統計上も）所望の正確な量
のみを収容していることを確認し、要すれば、次に続く
容器への物質装填量を補正する必要がある。

容器へ物質を装填する既知の方法の１つは、例えば、装
填物質のタンクからのオリフィスの開閉を制御するタイ
マー手段を含むタイプ、またはピストンのストロークが
装填物質の量を決めるピストンとシリンダから成る装置
のタイプの容積測定デイスペンサを使用することであ
る。上記デイスペンサは、設定温度で設定物質量を施与
するように調節される。装入物質の温度が運転時間にわ
たりまたは数日にわたり変化すれば、容器へ実際に施与
される物質量も変化する。容器に装入される物質量を確
認するとともに、要すれば入れ不足または入れすぎを補
正するようにデイスペンサの調節を変更するためには、
はかりを用いることが知られている。はかりの唯一の特
徴である重量計測は、温度とは無関係に物質量を正確に
決定することができる。

米国特許第２９２５８３５号明細書には、製造ライン装
填設備に連続的に従事する容器への装填を監視し制御す
る方法および装置が記載されている。この米国特許明細
書中に記載されている実施例では、容器は移動ベルトに
よつて唯一つの装填位置へ搬送され、その位置で容器
は、タイマー内臓の容積測定デイスペンサによつて施与
される物質量で一つずつ装填される。装填されると、容
器は、ある場所に到達するまで移動ベルトに沿う経路で
続いて流れ、上記場所で容器は、移動ベルトからかわる
がわる機械的に取り除かれるとともに、移動ベルトに隣
接して配置された固定はかり上に載置される。容器はそ
こで計量されるとともに、その後、機械的に移動ベルト
に戻される。充満容器の重量は設定値と比較され、要す
れば、容積測定デイスペンサの調節が変更される。上記
システムは理論的には遭遇した問題を解決できるけれど
も、実際にはいくつかの欠点にわずらわされる。第１
に、容器を移動ベルトからはかりへ移送し、はかりが落
ち着く適当な時間を待ち、その後に容器を移動ベルトへ
戻すことは、可能な処理量をかなり低い値に制限する。
第２に、例えばガラス製の大量生産した容器はしばしば
それらの空または風袋重量がかなり変動しているにもか
かわらず、上記システムは容器の風袋重量が異なること
を全く斟酌していない。したがつて上記システムは、装
填物質の重量を充分正確に測定することができない。

発明の要約 本発明はその第１の局面において、所望の設定重量の物
質を装填するために容器を受ける複数の装填位置を有す
る回転式カルーセル（円形コンベヤ）型部材を備える装
填設備における連続して置かれる容器への装填を監視し
制御する方法において、 各装填位置で、当該する容器に、制御装置によつて設定
される物質の量を収容する； 容器の少なくともいくつかを、装填位置での容器と共に
動くはかりによつて装填中に計量する； 容器に装入された物質の重量を、測定するとともに、所
望の設定重量と比較する；および 測定重量と設定重量との差異を、制御装置を作動して装
填設備で次に到達する容器へ装入する物質の量を変更す
るために利用する； の各工程から成ることを特徴とする、容器への装填の監
視制御方法を提供する。

装填位置の１つに関連したはかりに置かれる容器の装填
設備を通る全路は、容器を空で計量する段階と、容器に
装填するとともに計量して、容器へ装入された物質の正
確な量を計算手段が判定する段階とを、連続的に含むの
が好ましい。

容器に装入される物質の量は、タイミング手段によつ
て、また施与ピストンのストロークを変えるカムによつ
て制御することができる。

本発明はその第２の局面において、所望の設定重量の物
質を装填するために容器を受ける複数の装填位置を有す
る回転式カルーセル型部材を備える装填設備における連
続して置かれる容器への装填を監視し制御する装置にお
いて、 各装填位置は、一定量の物質を容器へ装入する手段を備
え、 装填位置の少なくともいくつかは、その位置といつしよ
に動くとともに、装填前、装填中および装填後に連続的
に容器を計量するはかりを備え、 装填設備は、各装填位置によつて容器へ装入される物質
の量を制御する制御装置を備え、および 装填装置は、各はかりによつて付与される容器の空重量
と充満時重量とを記憶する計算記憶手段を備え、 上記計算記憶手段は、容器へ装入される物質の重量を計
算するとともに、何らかの変更が必要とされる場合に装
填位置で次に到達する容器へ装入される物質の量を変更
するように制御装置を作動できることを特徴とする、容
器への装填の監視制御装置を提供する。

制御装置は、各装填位置で容器へ物質を装入する時間を
決めるタイマーであつてもよいし、または、デイスペン
サのシリンダ内でピストンのストロークに作用するとと
もに、ピストンのストローク、したがつてデイスペンサ
によつて施与される容積を変更するように少なくとも１
部が動くことのできるカムであつてもよい。

実施例 本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は、回転式カルーセル（円形コンベヤ）３を含む
製造ライン装填設備のはかりを備えた装填位置の１つに
置かれる容器の経路の種々の段階を示す。容器はコンベ
ヤ１に到達して分配スター２の作用を受けて、カルーセ
ル３の各装填位置に挿入される。この実施例では問題の
容器ははかりを有する装填位置へ挿入される。装填位置
の全てが個々にはかりを備えることは基本的なことでは
ない。容器は点６に挿入される。カルーセル３は回転し
ている。点６と次に印を付された点７との間で、空容器
は目方を量られるとともに、その空または風袋重量が記
憶される。空容器の重量が計量されると同時に、関連す
る容積測定デイスペンサの装填が終結する。この装填は
点４０で始まる。点７と点８の間および点８と点９の間
で、容積測定デイスペンサから容器の方へ物質が施与さ
れる。容器装填路の第１部（７−８）では装填は急速に
行ない、第２部（８−９）では装填はゆつくりと行なわ
れる。容器は、カルーセルへの到達からそこからの退去
まで連続的に計量される。点９と点１０の間ではかりは
安定しており、充満容器の重量が測定される。計算およ
び制御装置、例えばマイクロプロセツサは、最終重量お
よび記憶された風袋重量に基づいて容器に施与された正
確な物質重量を計算するとともに、その結果の物質重量
を設定値と比較する。要すれば、その後、カルーセルに
到達する容器に施与される量を変更することができる。
カルーセルと共に動くはかりを備える有益性は、容器に
装填する速度を減速することなく、計量操作を正確にす
る（すなわち、はかりを安定にする）ために充分な時間
が得られることにある。充満した容器は、上記点１０で
カルーセルに接線方向に走行するコンベヤ路２５に沿つ
て、または点４０で第２分配スター４によつてカルーセ
ル３を離れる。第２分配スター４は、好ましい方向、例
えば入力コンベヤ１に平行な方向に走行する出力コンベ
ヤ５に沿つて容器を離すことができる。

第２図ははかりを備えた装填位置の１実施例の概略断面
説明図である。各装填位置は、回転カルーセル上にある
とともに、電子式はかり３６と、容器３９を中心決めす
る手段３８と、被包装物質２２を供給するホツパ１２
と、容積測定デイスペンサ３７と、タツプ１４とを設け
ている。容積測定デイスペンサ３７には、シール２９で
密着するピストン２８と、ピストン２８が自由に滑動で
きるシリンダ１３と、ピストン２８に動力を伝えるロツ
ド３３とが備えられている。タツプ１４は管体１９を備
え、管体１９には管体１９に対して回転できる円筒状プ
ラグ１８が取り付けられている。

管体１９には、水平軸２７と、ホツパ１２から下方向へ
物質を受けるために管体１９の上方壁を通るように配置
された垂直ダクト２４と、容積測定デイスペンサ３７の
真下に配置されるとともに管体１９の上方壁を通る垂直
ダクト２６と、デイスペンサシリンダ１３を受けるため
に垂直ダクト２６へ穴をあけて埋めた上方部と、管体１
９の下方壁を通るとともに垂直ダクト２６と同軸になる
ように設けられた垂直ダクト３０とが設けられている。
垂直ダクト３０はその下方に配置した容器３９に通じて
いる。

円筒状プラグ１８は、管体１９の穴に装着されるととも
に、水平軸２７のまわりに自由に回転することができ
る。円筒状プラグ１８は、中空放出部１５と、分配ダク
ト１７と、制御レバー２０とを設けている。中空放出部
１５は、管体１９に対する円筒状プラグ１８の予め設定
された位置においてホツパダクト２４がデイスペンサダ
クト２６と連通するのに役立つ。分配ダクト１７は、中
空放出部１５に連通していないとともに、管体１９に対
する円筒状プラグ１８の異なる予め設定された位置にお
いて容積測定デイスペンサ３７が管体１９を通り下方の
垂直ダクト３０と連通するのに役立つ。制御レバー２０
によつて、円筒状プラグ１８は管体１９に対して回転す
ることができる。電気的、圧搾空気作用的等に動くこと
のできる適当な駆動手段（図示せず）が、計算制御装置
からの指図に基づいて制御レバー２０に作用する。

装填位置が第１図に示した点１０と点７の間にある時、
円筒状プラグ１８は、中空放出部１５がホツパ１２を
（第２図に示したように）デイスペンサ３７に連通する
ように、第２図に示したように配置される。装填位置
が、点７と、装填の停止する点８と点９間のいずれかの
点との間にある時、円筒状プラグ１８は、分配ダクト１
７がダクト26およびダクト３０と整列して容積測定デイ
スペンサが容器３９に連通するように、配置される。

第４図は２つの装填位置を有するカム制御運転を示すカ
ムの進展概略説明図である。実際には、このカムは図示
したように進展するのではなく、カルーセルと同軸のシ
リンダの周辺に巻きついている。さらに、好都合な、実
際には通常２つ以上の多くの装填位置で制御できる。

第４図に示したカム３４は、２つの連続する勾配、すな
わち点４０から点６までの傾斜路３４０と点６から点７
までの調節可能な傾斜路３４１とを有する上昇傾斜路を
備えている。また２つの異なる勾配、すなわち点７から
点８までの傾斜路３４２と点８から点９までの傾斜路３
４３とを有する下降傾斜路を備えている。さらに点９と
点40間には水平部３４４が設けられている。点７と点９
間には、カム３４の下降傾斜路に平行に、平行カム３５
が設けられている。上記の点は第１図に示したものと同
じ符号を付している。上昇路は容積測定デイスペンサ３
７が満たされるのに相当している。下降路は、装填物質
が、容積測定デイスペンサ３７から容器３９へ２つの異
なる速度で移送されるのに相当している。

カム３４および３５は固定され、カルーセル３が回転
し、カルーセル３上に装填位置は配置されている。カム
３４は、ピストンロツド３３に取り付けられたカム従動
車３２を誘導することによつて、各装填位置の運転を制
御する。点４０と点７の間では、カム従動車３２を制御
するのは、カム３４のみである。これとは逆に、点７と
点９の間（すなわち、下降傾斜路用）では、カム従動車
32は、カム３４とカム３５の両者によつて制御される。

カム３４は上昇する調節可能な傾斜路３４１を備えてお
り、その傾斜路３４１の勾配は、無端ねじ１６を駆動す
るモータおよび減速装置２５′によつて調節できる。計
算制御装置が、容器に実際に挿入された物質の重量と設
定重量間に何らかの差異を検出すると、設定重量からの
偏差を打ち消すような方向へ傾斜路３４１の勾配が変更
される。明らかにこの作用は、カルーセルへ次に到達す
る容器のためにのみ有効である。

一般論として、全ての設定カルーセル中の装填位置の一
部のみがはかりと適合して、どの場合も、正しい作用
は、装填エラーが最初に検出される容器よりもいくつか
の容器の後に、カルーセルに到達する容器のみに適用で
きる。それでこの装置の有益性は統計量にある。すなわ
ち、装填重量が設定重量から外れようとするどのような
傾向も、その原因とは無関係に比較的短時間に修正され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ははかりを備えた装填位置に容器が受けられる場
合に容器の経路の種々の段階に印を付けた回転式カルー
セル型装置から構成される装填設備の概略平面図、第２
図は装填位置の一例の概略断面説明図、第３図は第２図
のII−II線に沿つた断面図であるが、供給ホツパおよび
容積測定デイスペンサは省略している図、第４図はカム
の進展および２つの装填位置を示す概略説明図であつ
て、左手側の装填位置はカムの上昇傾斜路に従事し、右
手側の装填位置はカムの下降傾斜路に従事していること
を示す図である。 １……入力コンベヤ、２，４……分配スター、３……回
転式カルーセル、５……出力コンベヤ、６，７，８，
９，１０，４０……点、１２……ホツパ、１３……シリ
ンダ、１４……タツプ、１５……中空放出部、16……無
端ねじ、１７……分配ダクト、１８……円筒状プラグ、
１９……管体、２０……制御レバー、２２……供給物
質、２４，２６，３０……垂直ダクト、２５……コンベ
ヤ路、２５′……減速装置、２７……水平軸、28……ピ
ストン、２９……シール、３２……カム従動車、３３…
…ロツド、３４……カム、３５……平行カム、36……電
子式はかり、３７……容積測定デイスペンサ、３８……
中心決め手段、３９……容器、340，341，342，343……
傾斜路、３４４……水平部 本発明の実施態様は以下の通りである。 １．所望の設定重量の物質を装填するために容器を受け
る複数の装填位置を有する回転式カルーセル型部材を備
える装填設備における連続して置かれる容器への装填を
監視し制御する方法において、 各装填位置で、当該する容器に、制御装置によって設定
される物質の量を収容する； 容器の少なくともいくつかを、装填位置での容器と共に
動くはかりによつて装填中に計量する； 容器に装入された物質の重量を、測定するとともに、所
望の設定重量と比較する；および 測定重量と設定重量との差異を、制御装置を作動して装
填設備で次に到達する容器へ装入する物質の量を変更す
るために利用する； の各工程から成ることを特徴とする、容器への装填の監
視制御方法。 ２．装填位置の１つに関連したはかりに置かれる容器の
装填設備を通る全路は、容器を空で計量する段階と、容
器に装填するとともに計量して、容器へ装入された物質
の正確な量を計算手段が判定する段階とを、連続的に含
む第１項記載の方法。 ３．容器に装入される物質の量はタイミング手段によつ
て制御する第２項記載の方法。 ４．容器に装入される物質の量はカムによって制御する
第２項記載の方法。 ５．所望の設定重量の物質を装填するために容器を受け
る複数の装填位置を有する回転式カルーセル型部材を備
える装填設備における連続して置かれる容器への装填を
監視し制御する装置において、 各装填位置は、一定量の物質を容器へ装入する手段を備
え、 装填位置の少なくともいくつかは、その位置といっしょ
に動くとともに、装填前、装填中および装填後に連続的
に容器を計量するはかりを備え、 装填設備は、各装填位置によって容器へ装入される物質
の量を制御する制御装置を備え、および 装置設備は、各はかりによって付与される容器の空重量
と充満時重量とを記憶する計算記憶手段を備え、 上記計算記憶手段は、容器へ装入される物質の重量を計
算するとともに、何らかの変更が必要とされる場合に装
填位置で次に到達する容器へ装入される物質の量を変更
するように制御装置を作動できることを特徴とする、容
器への装填の監視制御装置。 ６．制御装置は、各装填位置で容器へ物質を装入する時
間を決めるタイマーである第５項記載の装置。 ７．制御装置は、ディスペンサのシリンダ内でピストン
のストロークに作用するとともに、ピストンのストロー
ク、したがってディスペンサによって施与される容積を
変更するように少なくとも１部が動くことのできるカム
である第５項記載の装置。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々がシリンダー内を移動しうるピストン
   を有する容積測定ディスペンサを含む、複数の装置位置
   を有する回転式カルーセルを含む装填設備における容器
   を装填する方法において、 (a) 装填位置に容器を連続的且つ個々に導入すること
   及び該容器がまだ空の間にコントロール装填位置に置か
   れた少くとも一つの容器を重量測定すること。 (b) (a)段階と同時に、共通の調節可能容量コントロー
   ル部材に連続したそのピストンを有する対応容積測定デ
   ィスペンサを装填すること、 (c) 該対応容積測定ディスペンサを該容器に空けるこ
   とにより各容器に装填すること、 (d) (c)段階と同時に、該コントロール装填位置で該容
   器を連続的に重量測定すること、及び該コントロール装
   填位置で該容器における生成物の真の正味重量を参照値
   重量と比較すること、 (e) 該容積測定ディスペンサが該コントロール位置で
   空になると直ちに生成物の該真の正味重量と該参照値重
   量の差に従って該容量コントロール部材を設定すること の段階を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】回転式カルーセル、各々がシリンダー内を
   移動しうるピストンを含む容積測定ディスペンサを含む
   該カルーセル上の複数の装置位置、並びに該容積測定デ
   ィスペンサを生成物で装填するための、及びその後で該
   容積測定ディスペンサを、容器を満たすために容器にあ
   けるための手段を含む容器装填設備であって、各ディス
   ペンサの該ピストンは作動している部材により共通コン
   トロール部材と連結し、調節できる容積測定部分を含む
   該コントロール部材は、部材を設定することにより測定
   された位置を有し、少くとも一つの装填位置は結合位置
   と共に働き、重量測定はかりが該容器の装置の間に次第
   に安定化する容器重量測定空はかりを含み、該設備はさ
   らに重量測定はかり上に導入され、該重量測定はかりで
   該容器における生成物正味重量を測定するとき空の容器
   の重量を貯えるためのインプットとして該重量測定はか
   りのアウトプットを受けるコントロール単位を含み、該
   コントロール単位は、該重量測定はかりに関係する容積
   測定ディスペンサが空のとき、重量測定はかりからのイ
   ンプット信号と参照値との間の差信号に反応して該容量
   測定部分の位置を調節するための該設定部材に連結する
   アウトプットを有することを特徴とする設備。
3. 【請求項３】該容量測定部分が調節できる勾配を有する
   カム傾斜路を含む請求項２の設備。