JPH11349097A - 液体の定量充填方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一本の主管から分岐する複数の枝管を有する
複数系列の充填方法及び装置において、充填バルブの開
放・閉鎖動作の影響を受けないで各枝管から常に一定量
の流体を供給できるようにする。 【解決手段】 一本の主管１から分岐する複数本の枝管
３に流量計４と充填バルブ５がそれぞれ設けられ、各流
量計４で計測された一定量の液体を、充填バルブ５を所
定時間だけ開放することにより各枝管３から吐出させて
容器６にそれぞれ充填する場合において、複数本の枝管
３のうち、着目する当該枝管３ｉの他の枝管３ｊに設置
されている充填バルブ５ｊの開放又は閉鎖動作に伴う当
該枝管３ｉのヘッドの乱れΔｈｉｊを考慮して、当該枝
管３ｉの充填バルブ５ｉの閉鎖動作命令後に流出する流
体量Ｑ０ｉを予め予測しておき、容器６に対する充填量
が目標値に達する前に、予測した流体量Ｑ０ｉに基づい
て当該枝管３ｉの充填バルブ５ｉの閉鎖タイミングを設
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲料や調味料、医
薬品、化学薬品等の流動体を容器に充填する際に使用す
る液体の定量充填方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のような流体の充填装置において、
容器に液体を適量に充填することは歩留まり管理上重要
な要因であり、かかる定量充填のための方式として、従
来より、升計量充填方式、重量計量法式及び流量計によ
る計量充填方式などが知られている。

【０００３】このうち、升計量充填方式は、充填流体の
体積を管理した充填方式であるが、充填流体の温度が変
化した場合には充填流体の密度が変化するため、体積を
一定に管理していても結果として充填量が異なってしま
う。また、この方式の場合、充填する量を簡単に変更す
ることは困難である。他方、重量計量法式では、充填中
に充填された流体を容器ごと計量し、これにより充填完
了タイミングを計る方式である。この場合、確かに流体
を重量により管理しているが、計測時に充填流体の衝
突、波打ちなどの影響を受けるため、精度よく重量計測
することは困難である。

【０００４】そこで、これらの課題を補うため、近年、
定量充填を目的とする場合、流量計による計量充填方式
が用いられることが多くなってきた。これは、充填バル
ブと直列につながれた流量計を通過した流体の質量流量
または体積流量を測定し、これにより充填完了タイミン
グを計る方式である。しかるに、この方式の場合、充填
量の精度は充填バルブの閉鎖動作命令後に流出する流体
量の変動の影響を受けやすい。

【０００５】そこで、この変動の影響を減少させる方法
として、例えば、特開昭５６−１５１６９５号公報や特
開平２−１９１１９３号公報、特開平９−２５８５号公
報などが提案されている。このうち、特開昭５６−１５
１６９５号公報に記載された方法は、充填開始時は大流
量で流体の充填を行い、充填した量が規定量に近づいた
時に流量調整バルブにより小流量に変化させ、前記の充
填バルブの閉鎖動作命令後に流出する流体量を減少さ
せ、結果として変動を抑える方法である。

【０００６】他方、特開平２−１９１１９３号公報に記
載された方法は、充填バルブの閉鎖動作命令後に流出す
る流体量を毎回計測し、その傾向より次回充填時の充填
バルブの閉鎖動作命令後に流出する流体量を予測し、流
量計の流量が定量に達する前に充填バルブの閉鎖命令を
行う方法である。また、特開平９−２５８５号公報に記
載された方法は、充填中の流量と充填バルブの閉鎖動作
命令後に流出する流体量との関係を予め求めておき、こ
の関係と今回の充填中の流量から、充填バルブの閉鎖動
作命令後に流出する流体量予測し、流量計の流量が定量
に達する前に充填バルブの閉鎖命令を行う方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５６−１５１６９５号公報に記載された方法は、小流量
からの充填バルブの閉鎖動作命令後に流出する流体量は
依然として変動する可能性があり、この影響をさらに低
減させようとして小流量を小さくすればするほど充填時
間が長くなるという課題があある。

【０００８】一方、特開平２−１９１１９３号公報や特
開平９−２５８５号公報に記載された方法は、充填タン
ク、流量計、充填バルブなどを１系列として構成された
充填装置の場合は有効である。しかし、例えば、図１に
示すような複数本の枝管を一本の主管に接続してなる複
数系列で構成された充填装置の場合、ある系（着目する
当該枝管）の充填中に他の系列（他の枝管）の充填バル
ブが開放又は閉鎖動作を行った場合には、その開放又は
閉鎖動作によって充填中の系列（着目する当該枝管）の
ヘッドが影響を受けて変化し、このため、充填中の系列
（着目する当該枝管）の流量が変化してしまうことがあ
る。

【０００９】そのため、例えば、特開平２−１９１１９
３号公報に記載されている方法では、予測した充填バル
ブの閉鎖動作命令後の流出流体量の精度を保つために
は、全系列の充填バルブの開放・閉鎖状態を前回と同じ
に設定しておく必要がある。ところが、現実的に全系列
の充填バルブの開放・閉鎖状態が毎回、全く同じという
ことはまず無いため、複数系列で構成された充填装置の
場合、特開平２−１９１１９３号公報に記載されている
方法では正確に充填を行う事が出来なくなるという課題
があった。

【００１０】また、特開平９−２５８５号公報に記載さ
れた方法においては、充填バルブの閉鎖動作命令後に流
出する流体量を予測するため、充填流量を測定した時の
ヘッドは、その後に他系列のバルブの開放・閉鎖動作が
あった場合または開放・閉鎖動作中に前記充填流量を測
定していた場合、実際のバルブ閉動作中のヘッドと異な
るため、結果として予測した閉鎖動作命令後に流出する
流体量の精度は落ち、正確に充填を行う事が出来なくな
るという課題があった。

【００１１】本発明は、このような実情に鑑み、一本の
主管から分岐する複数の枝管を有する複数系列の充填方
法及び装置において、充填バルブの開放・閉鎖動作の影
響を受けないで各枝管から常に一定量の流体を供給でき
るようにして、すべての系列について液体を正確かつ高
速に充填できるようにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、次のような技術的手段を講じた。すなわ
ち、本発明は、複数系列の充填方法及び装置において、
複数本の枝管のうち、着目する当該枝管の他の枝管に設
置されている充填バルブの開放又は閉鎖動作に伴う当該
枝管のヘッドの乱れを考慮して、当該枝管の充填バルブ
の閉鎖動作命令後に流出する流体量を予め予測してお
き、容器に対する充填量が目標値に達する前に、前記予
測した流体量に基づいて当該枝管の充填バルブの閉鎖タ
イミングを設定することを特徴とする。

【００１３】上記の本発明によれば、他の枝管の充填バ
ルブの開閉又は閉鎖動作に伴う当該枝管のヘッドの乱れ
を考慮して予測した流体量に基づいて当該枝管の充填バ
ルブの閉鎖タイミングを設定しているので、他の枝管の
充填バルブの開放又は閉鎖動作があった場合において
も、当該枝管におけるヘッドの値が常に実際のものとほ
ぼ一致することになる。

【００１４】上記の本発明において、当該枝管のヘッド
の乱れは、具体的には、他の枝管に設置されている充填
バルブの開放又は閉鎖動作が行われている間の時間を変
数とした多次関数に他の枝管の安定充填時におけるヘッ
ドの値を積算した値で近似することができる。また、他
の枝管の安定充填時におけるヘッドの値は、ベルヌイの
定理に基づき、その枝管の安定充填時における流量の二
乗に定数を積算することによって求めることができる。

【００１５】更に、各枝管にヘッド測定器を設ける場合
には、上記他の枝管の安定充填時におけるヘッドの測定
値は、その枝管に設けられたヘッド測定器で直接測定す
ることにしてもよい。また、本発明は、複数系列の充填
方法及び装置において、各枝管に流量調節器がそれぞれ
設けられ、複数本の枝管のうち、着目する当該枝管の充
填バルブの閉鎖動作中にはその他の枝管の充填バルブの
開放又は閉鎖動作が行われないよう、当該枝管又は他の
枝管の流量を前記流量調節器によって変化させることを
特徴とする。

【００１６】この場合、当該枝管の充填バルブの閉鎖動
作中にはその他の枝管の充填バルブの開放又は閉鎖動作
が行われないように各枝管の流量が調整されるので、当
該枝管におけるヘッドの測定値が他の枝管の充填バルブ
の開放又は閉鎖動作の影響を受けるのが未然に防止され
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照しなが
ら、各実施例に基づいて本発明を説明する。

【００１８】

【実施例１】図１は、本発明の第一実施例に用いられた
流体の定量充填装置の一例を示す図である。図１に示す
ように、この充填装置は、液体を貯溜する貯溜タンク１
と、このタンク１に接続された一本の主管２と、この主
管２から分岐するｎ本の枝管３と、この各枝管３にそれ
ぞれ設けられた流量計４及び充填バルブ５と、各流量計
４で計測された一定量の液体を各枝管３から吐出させる
べく充填バルブ５を所定時間だけ開放させるためのマイ
コン又はプロコン等よりなる制御装置７と、を備えてい
る。

【００１９】しかして、貯溜タンク１内の液体は、同タ
ンク１から主管２を介して各系列の枝管３ｉ（ｉ＝１〜
ｎ）に分岐し、各々の系列において流量計４ｉ（ｉ＝１
〜ｎ）を介して充填バルブ５ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を通じて
各容器６ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に供給される。制御装置７
は、内部に演算手段７Ａと設定手段７Ｂを有し、演算手
段７Ａにおいて充填バルブ５ｉの閉鎖動作命令後に流出
する流体量Ｑ０ｉを予測し、設定手段７Ｂにおいてその
予測した流体量Ｑ０ｉに基づいて各枝管３ｉの開閉タイ
ミングを設定して充填バルブ５ｉを制御する。

【００２０】図８は上記制御装置７の演算手段７Ａにお
ける制御フローを示し、図９は設定手段７Ｂにおける制
御フローを示している。以下、このフローに沿いつつ、
本実施形態における各充填バルブ５ｉの制御方法につい
て説明する。すなわち、本実施例では、制御装置７の演
算手段７Ａに、各系列の枝管３ｉ内のヘッドｈｉ（ｉ＝
１，２，…，ｎ）（ｍ）と液体の流量ｑｉ（ｉ＝１，
２，…，ｎ）（ｇ／秒）の関係式と、ヘッドｈｉ（ｍ）
の枝管３ｉから充填バルブ５ｉの閉鎖動作命令後に流出
してしまう流体量Ｑ０ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）（ｇ）
を求めるための計算式と、がインプットされている。

【００２１】また、演算手段７Ａには、他の系列の充填
バルブ５ｊが閉鎖又は開放状態にあるときの当該系列の
枝管３ｊのヘッドｈｉｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ、ｊ＝
１，２，…，ｎ、ｉ≠ｊ）（ｍ）と、他の系列の充填バ
ルブ５ｊが閉鎖又は開放動作した瞬間の当該系列の枝管
３ｊのヘッドの乱れΔｈｉｊ（ｉ＝１，２，…，ｎ、ｊ
＝１，２，…，ｎ、ｉ≠ｊ）（ｍ）の計算式がインプッ
トされている。

【００２２】そして、液体充填時における各系列の流量
ｑｉ（ｇ／秒）は、図１に示す各系列の流量計４ｉによ
りリアルタイムで測定されており、上記した関係に基づ
いて他系列の充填バルブ５ｊの開放又は閉鎖動作による
当該系列のヘッドの変化Δｈｉｊの影響を考慮して、当
該系列において充填バルブ５ｉの閉鎖動作命令後に流出
してしまう流体量Ｑ０ｉが予測される。

【００２３】その後、制御装置７の設定手段７Ｂによ
り、上記の予測した流体量Ｑ０ｉを加味して、容器６ｉ
に対する充填量が目標値に達する前に、各充填バルブ５
ｉの閉鎖信号を出力し動作させるようにしている。そこ
で、以下、他系列の枝管５ｊのヘッドが変化したときに
当該系列の枝管３ｉから流出する流体量Ｑ０ｉの予測方
法について説明する。

【００２４】まず、液体の流量ｑｉと各系列のヘッドｈ
ｉとの関係は、ヘッド測定部からノズル先端までの管路
抵抗が無視できると仮定すると、ベルヌイの定理より、
次の式（１）のように表される。なお、式（１）におい
てｋｉは流体の密度、ノズルの管路面積及び重力によっ
て定まる定数である。

【００２５】

【数１】

【００２６】本実施例では、流路抵抗の影響が少ない枝
管３及び液体を使用したので、液体の流量ｑｉとヘッド
ｈｉの関係は上記ベルヌイ式（１）の関係を用いること
ができ、これらの関係は概ね図２のようになる。次に、
他のｊ系列によるｉ系列のヘッドの乱れがない定常状態
において、着目するｉ系列のヘッドｈｉと、そのヘッド
ｈｉのときに充填バルブ５ｉの閉鎖動作命令出力後に流
出してしまう流体量Ｑ０ｉとの関係を求めると次のよう
になる。

【００２７】すなわち、充填バルブ５ｉの閉鎖動作命令
出力後に流出する流体量Ｑ０ｉは、図３に示すように、
充填バルブ５ｉの閉鎖動作命令出力時ｔ0 からバルブ閉
鎖動作を開始する時ｔ1 までに流出する流量Ｑ１ｉと、
バルブ閉鎖動作の開始ｔ1 から閉鎖動作完了ｔ2 までに
流出する流量Ｑ２ｉとを加えたものである。そこで、Ｔ
= ｔ−ｔ0 （0 ≦Ｔ≦ｔ2-ｔ0 ）とすると、前者の流量
Ｑ１ｉは、次の式（２）のようにｈi の関数として表す
ことが出来る。

【００２８】

【数２】

【００２９】ここで、ｔ0 からｔ1 の間にｉ系列に与え
られるヘッドｈi が一定であれば、上記式（２）は次の
式（３）のようになる。

【００３０】

【数３】

【００３１】次に、後者の流量Ｑ２ｉを考えるに当た
り、このバルブ閉鎖動作を開始ｔ1 から閉鎖動作完了ｔ
2 の間の流量ｑｉの変化を考える。この流量ｑｉはバル
ブの断面積変化やバルブの断面積変化による管路抵抗な
どの影響を受けて変化するが、Ｔ= ｔ−ｔ1 （0 ≦Ｔ≦
ｔ2 −ｔ1 ）とすると、ｔ1 からｔ2 の間の流量ｑｉは
次の式（４）のようにｈi とＴの関数として表すことが
出来る。

【００３２】

【数４】

【００３３】従って、上記式（４）より、流量Ｑ２ｉ
は、次の式（５）のように表される。

【００３４】

【数５】

【００３５】一方、種々の実験の結果、本実施例の管路
では、ｆ（ｈi 、Ｔ）は以下の関係がある。

【００３６】

【数６】

【００３７】ここで、ｔ1 からｔ2 の間にｉ系列に与え
られるヘッドｈｉが一定であれば、上記式（５）は、次
の式（７）の様に表される。

【００３８】

【数７】

【００３９】以上から、流量Ｑ１ｉと流量Ｑ２ｉとが判
れば、Ｑ０ｉ＝Ｑ１ｉ＋Ｑ２ｉにより、着目する当該系
列ｉの枝管３ｉにおいて充填バルブ５ｉの閉鎖動作命令
後に流出してしまう流体量Ｑ０１を算出することができ
る。しかるに、この場合の流体量Ｑ０１は、あくまでも
他のｊ系列の枝管３ｊによるｉ系列のヘッドの乱れがな
い定常状態を仮定して求めたもので、その他系列の枝管
３ｊに充填バルブ５ｊの開閉に伴うヘッドの乱れが発生
すると、図３に仮想線で示すように、着目する当該系列
ｉの枝管３ｉの流量Ｑ１ｉ又は流量Ｑ２ｉも瞬間的に変
化するため、上記（３）式や（７）式を全く補正せずに
用いると、正確な充填量で液体を供給できない。

【００４０】そこで、次に、他のｊ系列の充填バルブ５
ｊの開放又は閉鎖動作に伴う当該ｉ系列でのヘッドの乱
れΔｈｉｊの計算式を導出する。まず、経験的に、他の
ｊ系列の充填バルブ５ｊが「開放」動作を行った場合の
着目する当該ｉ系列でのヘッドｈｉの変化は、図４のよ
うになり、他のｊ系列の充填バルブ５ｊが「閉鎖」動作
を行った場合の着目する当該ｉ系列でのヘッドｈｉの変
化は、図５のようになる。

【００４１】そこで、着目する当該ｉ系列及び他のｊ系
列の流量を段階的に変化させて、他のｊ系列の充填バル
ブ５ｊが「開放」動作を行った場合に実際に当該ｉ系列
に発生するヘッドｈｉの変化を実際に測定したところ、
当該ヘッドｈｉの変化Δｈｉｊは、流量が変化してもそ
の振幅が変化するだけで形状はほぼ相似形になることが
実験により判明した。

【００４２】また、上記ヘッドｈｉの変化Δｈｉｊは、
他系列ｊの充填バルブ５ｊの開放又は閉鎖動作が行われ
ている間の時間ｔｉを変数とした五次関数の二乗に他系
列ｊの枝管３ｊの安定充填時におけるヘッドの測定値ｈ
ｊｓを積算した値で近似できることが、実験により明ら
かになった。すなわち、他系列ｊのバルブ５ｊが「開
放」動作を開始した瞬間をｔosj としてｔｉ＝ｔ−ｔos
j とおくと、着目する当該ｉ系列でのヘッドの乱れΔｈ
ｉｊの計算式は次の式（８）のようになる。

【００４３】ただし、これらの式において、ｈｊｓは他
系列ｊの安定充填時におけるヘッドの測定値であり、開
放の場合は、ｈｊｓは、例えばｈｊｓ＝Ｈｉｊ×ｈｉ
（Ｈｉｊは線形定数）として、ｈｉより近似して算出し
た値を使用できる。

【００４４】

【数８】

【００４５】

【数９】

【００４６】なお、上記した式（８）及び式（９）にお
いて、ｔoej 、Ａoij 、Ｂoij 、Ｃoij 、Ｄoij 、Ｅoi
j 、Ｆoij 、Ｇoij は各系列ごとに流体により定まる定
数である。また、他系列ｊのバルブ５ｊが「閉鎖」動作
を開始した瞬間をｔcsj としてｔｉ＝ｔ−ｔcsj とおく
と、着目する当該ｉ系列でのヘッドの乱れΔｈｉｊの計
算式は次の式（１０）及び式（１１）のようになる。た
だし、これらの式においても、ｈｊｓは他系列ｊの安定
充填時におけるヘッドの測定値である。

【００４７】

【数１０】

【００４８】

【数１１】

【００４９】なお、上記した式（１０）及び式（１１）
において、ｔcej 、Ａcij 、Ｂcij、Ｃcij 、Ｄcij 、
Ｅcij 、Ｆcij 、Ｇcij は各系列ごとに流体により定ま
る定数である。本実施例では、各系列の流量ｑｉが流量
計４によりリアルタイムで測定されているので、この測
定値ｑｉから前記ベルヌイ式（１）により各系列のヘッ
ドｈｉが演算手段７Ａにより算出される。また、この演
算手段７Ａは、着目するｉ系列における充填量が所望の
一定量に成るように充填バルブ５ｉの閉鎖動作出力タイ
ミングをリアルタイムで算出する。

【００５０】そして、本実施例では、上記式（１）〜
（１１）がすべて制御装置７の演算手段７Ａにインプッ
トされており、これらの式（１）〜（１１）に基づい
て、着目する当該系列ｉの枝管３ｉにおいて充填バルブ
５ｉの閉鎖動作命令後に流出してしまう流体量Ｑ０１を
リアルタイムで算出する。その後、制御装置７Ａの設定
手段７Ｂが、その流体量Ｑ０１を加味して、容器６ｉに
対する充填量が目標値に達する前に当該充填バルブ５ｉ
に閉鎖信号を出力し動作させる。

【００５１】すなわち、他系列ｊの充填バルブ５ｊが開
閉動作されておらず、同他系列ｊの枝管ｊがすべて定常
状態にある場合には、演算手段７Ａは、前記式（３）及
び式（７）を用いて流体量Ｑ０ｉを算出し、この流体量
Ｑ０ｉを加味して当該充填バルブ５ｉの閉鎖タイミング
が設定される。他方、他系列ｊの充填バルブ５ｊが開又
は閉動作されることにより、当該系列ｉの枝管ｉにヘッ
ドの乱れΔｈｉｊが発生する場合には、演算手段７Ａ
は、前記式（８）（９）又は（１０）（１１）により計
算されるヘッドの乱れΔｈｉｊを考慮して、当該系列ｉ
の枝管ｉのヘッドを（ｈｉ＋Δｈｉｊ）に補正し、この
補正されたヘッド（ｈｉ＋Δｈｉｊ）を前記式（２）及
び（５）に代入し積分して流体量Ｑ０ｉを算出し、この
流体量Ｑ０１を加味して当該充填バルブ５ｉの閉鎖タイ
ミングが設定される。

【００５２】このようにして、他系列ｊの開閉動作の有
無によって着目する当該ｉ系列での充填量を定量にする
ための流体量Ｑ０ｉが常に設定し直され、制御装置７に
より当該充填バルブ５ｉの閉鎖動作タイミングが出力さ
れる。なお、この命令の出力時には、着目する当該系列
ｉの容器６ｉは未だ所定の充填量には達していないが、
充填バルブ５ｉが閉鎖動作を開始するまでの間および閉
鎖動作中に前記流体量Ｑ０ｉが更に容器６ｉに充填され
る。

【００５３】そして、この時に充填される量が予め予測
した量であるため、最終的には当該容器６ｉには所定の
適正な充填量の流体が正確に充填されることになる。

【００５４】

【実施例２】図６は、本発明の第二実施例に用いられた
流体の定量充填装置の一例を示す図であり、この場合の
充填装置には、図１の充填装置の各系列の枝管３に、流
量調整器８が加えれらたものである。なお、この流量調
節器８は各系統の流量を変化させるものであり、分岐よ
り下流であればその設置位置については限定されるもの
ではない。

【００５５】そして、本実施例が前記第一実施例と異な
る点は、制御装置７の設定手段７Ｃが、ｎ本の枝管３の
うち、着目する当該枝管３ｉの充填バルブ５ｉの閉鎖動
作中にはその他の枝管３ｊの充填バルブ５ｊの開放又は
閉鎖動作が行われないよう、当該枝管３ｉ又は他の枝管
３ｊの流量を前記流量調節器８によって変化させる点に
ある。

【００５６】すなわち、本実施例においても、演算手段
７Ａには、各系列のヘッドｈｉと流量ｑｉの関係式（前
記式（１））、各系列のヘッドｈｉと充填バルブ５ｉの
閉鎖動作命令後に前記充填バルブから流出する流体量ｑ
０ｉの計算式（前記式（３）及び式（７））がインプッ
トされているが、他系列ｊの開閉動作に伴うヘッドの乱
れΔｈｉｊの計算式（前記式（８）〜（１１））は、イ
ンプットされていない。

【００５７】その代わりに、演算手段７Ａは、着目する
当該系列ｉの充填バルブ５ｉが閉鎖動作を行っていると
きには、他系列ｊの充填バルブ５ｊが開放又は閉鎖動作
をしないように当該系列ｉの流量ｑｉ又は他系列ｊの流
量ｑｊを算出し直し、設定手段７Ｂは、その算出し直さ
れた流量ｑｉ又はｑｊになるように各系列のいずれかの
流量調節器８ｉ（８ｊ）の開度を変更し、当該系列ｉと
他系列ｊにおける充填バルブ５の開閉タイミングを相互
にずらす。

【００５８】従って、本実施例では、着目する当該枝管
３ｉの充填バルブ５ｉの閉鎖動作中には、その他の枝管
３ｊの充填バルブ５ｊの開放又は閉鎖動作が行われるこ
とがなく、当該枝管３ｉにおけるヘッドの測定値ｈｉが
他の枝管３ｊの充填バルブ５ｊの開放又は閉鎖動作の影
響を受けることが未然に防止される。なお、演算手段７
Ａは、前記式（３）及び式（７）を用いて流体量Ｑ０ｉ
を算出し、この流体量Ｑ０１を加味して当該充填バルブ
５ｉの閉鎖タイミングが設定される点は、第一実施例の
場合と同様である。

【００５９】

【実施例３】図７は、本発明の第三実施例に用いられた
流体の定量充填装置の一例を示す図であり、この場合の
充填装置は、図１の充填装置の各系列の枝管３に、更に
ヘッド測定器９が加えれらたもので、制御装置７による
充填バルブ５の制御方法は前記第一実施例の場合と同様
である。

【００６０】なお、ヘッド測定器９は各系統のヘッドｈ
ｉを直接測定するものであり、分岐より下流であればそ
の設置位置については限定されるものではない。また、
本実施例では、ヘッド測定器９として液体の圧力を電気
的信号に変換できるものを採用している。本実施例で
は、ヘッド測定器９を使用してヘッドｈｉを直接計測す
るようにしているので、ヘッドｈｉと流量ｑｉの関係が
第一実施例の式（１）のように簡潔な式で表されない場
合には特に有効である。

【００６１】すなわち、本実施例によれば、ベルヌイ式
（１）に基づいてヘッドｈｉを推定するのが妥当でない
場合でも、前記制御装置７による制御が可能となるとと
もに、演算手段７Ａにおける演算精度が向上しかつ充填
量の精度を向上することができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
他の枝管の充填バルブの開放又は閉鎖動作があった場合
においても、当該枝管におけるヘッドの測定値が常に実
際のヘッドと一致するので、他系列の充填バルブの開放
及び閉鎖動作の影響を受けることなく、一定量の流体を
常に正確かつ高速に充填することができる。

【００６３】また、本発明によれば、当該枝管の充填バ
ルブの閉鎖動作中にはその他の枝管の充填バルブの開放
又は閉鎖動作が行われることがなく、当該枝管における
ヘッドの測定値が他系列の充填バルブの開放又は閉鎖動
作の影響を受けるのが未然に防止されるので、一定量の
流体を常に正確かつ高速に充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施例に係る流体の定量充填装置の全体構
成図である。

【図２】液体の流量とヘッドとの関係を示すグラフであ
る。

【図３】充填バルブの閉鎖動作命令後に枝管から流出す
る液体の時間的変化を示すグラフである。

【図４】他系列の充填バルブが「開放」動作を行った場
合における当該系列のヘッドの時間的変化を示すグラフ
である。

【図５】他系列の充填バルブが「閉鎖」動作を行った場
合における当該系列のヘッドの時間的変化を示すグラフ
である。

【図６】第二実施例に係る流体の定量充填装置の全体構
成図である。

【図７】第三実施例に係る流体の定量充填装置の全体構
成図である。

【図８】制御装置の演算手段の制御フローである。

【図９】制御装置の設定手段の制御フローである。

【符号の説明】

１ 貯溜タンク ２ 主管 ３ 枝管 ４ 流量計 ５ 充填バルブ ６ 容器 ７ 制御装置 ７Ａ 演算手段 ７Ｂ 設定手段 ８ 流量調整器 ９ ヘッド測定器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一本の主管（１）から分岐する複数本の
   枝管（３）に流量計（４）と充填バルブ（５）がそれぞ
   れ設けられ、前記各流量計（４）で計測された一定量の
   液体を、前記充填バルブ（５）を開放することにより前
   記各枝管（３）から吐出させて容器（６）にそれぞれ充
   填するようにした液体の定量充填方法において、 前記複数本の枝管（３）のうち、着目する当該枝管（３
   ｉ）の他の枝管（３ｊ）に設置されている前記充填バル
   ブ（５ｊ）の開放又は閉鎖動作に伴う当該枝管（３ｉ）
   のヘッドの乱れ（Δｈｉｊ）を考慮して、当該枝管（３
   ｉ）の充填バルブ（５ｉ）の閉鎖動作命令後に流出する
   流体量（Ｑ０ｉ）を予め予測しておき、 前記容器（６）に対する充填量が目標値に達する前に、
   前記予測した流体量（Ｑ０ｉ）に基づいて当該枝管（３
   ｉ）の充填バルブ（５ｉ）の閉鎖タイミングを設定する
   ことを特徴とする液体の定量充填方法。
2. 【請求項２】 当該枝管（３ｉ）のヘッドの乱れ（Δｈ
   ｉｊ）は、他の枝管（３ｊ）に設置されている充填バル
   ブ（５ｊ）の開放又は閉鎖動作が行われている間の時間
   （ｔｉ）を変数とした多次関数に他の枝管（３ｊ）の安
   定充填時におけるヘッドの値（ｈｊｓ）を積算した値で
   近似することによって求められる請求項１に記載の液体
   の定量充填方法。
3. 【請求項３】 他の枝管（３ｊ）の安定充填時における
   ヘッドの値（ｈｊｓ）は、その枝管（３ｊ）の安定充填
   時における流量（ｑｊ）の二乗に定数（ｋｊ）を積算す
   ることによって求められる請求項２に記載の液体の定量
   充填方法。
4. 【請求項４】 他の枝管（３ｊ）の安定充填時における
   ヘッドの値（ｈｊｓ）は、その枝管（３ｊ）に設けられ
   たヘッド測定器（９）で直接測定することによって求め
   られる請求項２に記載の液体の定量充填方法。
5. 【請求項５】 一本の主管（１）から分岐する複数本の
   枝管（３）に流量計（４）と充填バルブ（５）がそれぞ
   れ設けられ、前記各流量計（４）で計測された一定量の
   液体を、前記充填バルブ（５）を所定時間だけ開放する
   ことにより前記各枝管（３）から吐出させて容器（６）
   にそれぞれ充填するようにした液体の定量充填方法にお
   いて、 前記各枝管（３）に流量調節器（８）がそれぞれ設けら
   れ、 前記複数本の枝管（３）のうち、着目する当該枝管（３
   ｉ）の充填バルブ（５ｉ）の閉鎖動作中にはその他の枝
   管（３ｊ）の充填バルブ（５ｊ）の開放又は閉鎖動作が
   行われないよう、当該枝管（３ｉ）又は他の枝管（３
   ｊ）の流量を前記流量調節器（８）によって変化させる
   ことを特徴とする液体の定量充填方法。
6. 【請求項６】 一本の主管（１）から分岐する複数本の
   枝管（３）と、この各枝管（３）にそれぞれ設けられた
   流量計（４）及び充填バルブ（５）と、前記各流量計
   （４）で計測された一定量の液体を前記各枝管（３）か
   ら吐出させるべく前記充填バルブ（５）を所定時間だけ
   開放させる制御装置（７）と、を備えている液体の定量
   充填装置において、 前記制御装置（７）は、前記複数本の枝管（３）のう
   ち、着目する当該枝管（３ｉ）の他の枝管（３ｊ）に設
   置されている前記充填バルブ（５ｊ）の開放又は閉鎖動
   作に伴う当該枝管（３ｉ）のヘッドの乱れ（Δｈｉｊ）
   を考慮して、当該枝管（３ｉ）の充填バルブ（５ｉ）の
   閉鎖動作命令後に流出する流体量（Ｑ０ｉ）を予め予測
   する演算手段（７Ａ）と、 前記容器（６）に対する充填量が目標値に達する前に、
   前記予測した流体量（Ｑ０ｉ）に基づいて当該枝管（３
   ｉ）の充填バルブ（５ｉ）の閉鎖タイミングを設定する
   設定手段（７Ｂ）と、を備えていることを特徴とする液
   体の定量充填装置。
7. 【請求項７】 演算手段（７Ａ）は、当該枝管（３ｉ）
   のヘッドの乱れ（Δｈｉｊ）を、他の枝管（３ｊ）に設
   置されている充填バルブ（５ｊ）の開放又は閉鎖動作が
   行われている間の時間（Ｔ）を変数とした多次関数に他
   の枝管（３ｊ）の安定充填時におけるヘッドの値（ｈｊ
   ｓ）を積算した値として算出する機能を有する請求項６
   に記載の液体の定量充填装置。
8. 【請求項８】 演算手段（７Ａ）は、他の枝管（３ｊ）
   の安定充填時におけるヘッドの値（ｈｊｓ）を、その枝
   管（３ｊ）の安定充填時における流量（ｑｊ）の二乗に
   定数（ｋｊ）を積算して算出する機能を有する請求項７
   に記載の液体の定量充填装置。
9. 【請求項９】 各枝管（３）にヘッド測定器（９）が設
   けられ、演算手段（７Ａ）は、他の枝管（３ｊ）の安定
   充填時におけるヘッドの測定値（ｈｊｓ）を、その枝管
   （３ｊ）に設けられたヘッド測定器（９）で直接測定さ
   れた値を用いる機能を有する請求項７に記載の液体の定
   量充填装置。
10. 【請求項１０】 一本の主管（１）から分岐する複数本
    の枝管（３）と、この各枝管（３）にそれぞれ設けられ
    た流量計（４）及び充填バルブ（５）と、前記各流量計
    （４）で計測された一定量の液体を前記各枝管（３）か
    ら吐出させるべく前記充填バルブ（５）を所定時間だけ
    開放させる制御装置（７）と、を備えている液体の定量
    充填装置において、 前記各枝管（３）に流量調節器（８）がそれぞれ設けら
    れ、 前記制御装置（７）は、複数本の枝管（３）のうち、着
    目する当該枝管（３ｉ）の充填バルブ（５ｉ）の閉鎖動
    作中には他の枝管（３ｊ）の充填バルブ（５ｊ）の開放
    又は閉鎖動作が行われないよう、当該枝管（３ｉ）又は
    他の枝管（３ｊ）の充填バルブ（５ｉ）（５ｊ）の流量
    を前記流量調整器（８）で設定する設定手段（７Ｃ）を
    備えていることを特徴とする液体の定量充填装置。