JPH09169394A

JPH09169394A - 重量式充填装置の制御装置

Info

Publication number: JPH09169394A
Application number: JP34867695A
Authority: JP
Inventors: Yoshiichi Miyashita; 芳一宮下
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 1995-12-19
Filing date: 1995-12-19
Publication date: 1997-06-30
Anticipated expiration: 2015-12-19
Also published as: JP3520644B2

Abstract

(57)【要約】【課題】重量式充填装置によって正確な充填重量を得
る。【解決手段】充填液タンクから送られた液体をびん台９
上の容器８内に充填する充填ノズル２１と、充填液通路
１８を開閉する液バルブ４０と、びん台９上の容器８の
重量を計測するロードセル４と、液バルブ４０の開閉を
制御する制御手段５０とを備えている。液バルブ４０を
閉じた時点の重量と、最終的な充填重量との差が落差量
であり、充填毎に、落差量とその充填中の流量を算出す
る。流量は一定時間内の増加重量から求める。次回の充
填中に流量Ｘを求め、上記前回の落差量Ａおよび流量Ｂ
と今回の流量Ｘとから今回の充填における予測落差量Ｙ
を算出する。予測落差量Ｙは以下の数式により算出され
る。Ｙ＝Ｋ×Ａ×Ｘ／Ｂ＋（１−Ｋ）×Ａ但し、落差量は流量に比例する部分と比例しない部分が
あり、流量制御係数Ｋは流量比例部分を示す。そして、
目標の充填重量から予測落差量Ｙを引いた重量になった
ときに液バルブ４０を閉じる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は重量式充填装置に係
り、特に、容器内に充填する液体の重量を正確に制御す
る重量式充填装置の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】重量式充填装置は、一般に、びん台上に
載せられている容器の重量を計測するロードセル等の重
量計と、充填液タンクから供給された充填液を上記びん
台上の容器内に投入する充填ノズルと、この充填ノズル
に供給される充填液の通路を開閉する液バルブとを備え
ており、この液バルブを開放して充填を開始した後、上
記重量計により計測した容器の重量（正確には液体が充
填された容器全体の重量から容器自体の重量を除いた正
味重量）が所定値になったときに上記液バルブを閉じて
充填を終了するようになっている。

【０００３】上記のような重量式充填装置では、液バル
ブを閉じた後も、この液バルブよりも下流側の液が充填
ノズルを介して容器内に落下しているため（この液バル
ブ閉鎖後の落下分を「落差量」と称している）、重量計
によって容器内の充填液が目標重量に達したことを検出
して液バルブを閉鎖したのでは、充填重量に上記「落差
量」分だけの誤差を生じてしまう。

【０００４】そこで重量式充填装置では、一般に、容器
内に充填された液体の重量が目標重量に達する前に液バ
ルブを閉じ、その後の落差量を加えた最終的な充填重量
が目標重量となるようにしている。そして、従来は、こ
の液バルブを閉じるタイミングを前回の充填結果に基づ
いて決定している。すなわち、以下の式落差量＝「液バルブを閉じてから所定時間経過後の重量」 −「液バルブを閉じたときの重量」……（１）式から落差量を求め、次回の充填の際には、重量計による
測定重量が、目標重量−落差量となったときに液バルブを閉じるこにより、最終的な充
填重量が上記目標重量となるようにしている。また、各
回の充填を行なう際に、それぞれの前回の落差量だけを
もとにして液バルブを閉じるようにすると充填重量にば
らつきを生じるおそれがあるので、各回の充填の以前に
行なわれた複数回の充填における落差量の平均をとりな
がら液バルブを閉じるタイミングを変更する方法等も行
なわれている。いずれにしても従来は、落差量だけを基
準にして液バルブを閉じるタイミングを補正するように
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように前回の落
差量または前数回の落差量だけを基準にして液バルブを
閉じるタイミングを補正するようにした構成では、給液
状態が急激に変化しないことが前提になっており、給液
状態を変化させず一定に維持することができればほぼ正
確な充填重量を得ることが可能である。しかしながら、
給液状態が変化して流速が変わると、液バルブを閉じた
後に容器内に落下する「落差量」が変動してしまうの
で、充填重量に大きい誤差を生じてしまう。

【０００６】このように給液状態が変化する原因には種
々のものが考えられる。例えば、重量式充填装置の運転
中に容器の供給が停止した場合、あるいは充填装置の運
転を停止した場合等があげられる。重量式充填装置は、
通常は複数本同時に液バルブを開放して容器内への充填
を行なっているが、上記のように容器が送られて来なく
なる場合または装置が停止する場合には、同時に開放し
て充填を行なう規定の本数のうち１本ずつ液バルブが閉
じられて充填が終了していき、最終的には、１本だけの
充填になった後、充填運転が終了する。このように液バ
ルブの開いている充填ノズルの数が少なくなり、充填装
置全体での流量が減少すると、この流量の減少に比例し
て、充填液タンクからの給液配管内における圧力損失が
低減するため、液バルブが開放して充填を継続している
個々の充填ノズルからの吐出圧力が増大し、これらの充
填ノズルの流量が増加してしまう。

【０００７】また、ロータリ式の充填装置において運転
速度が変化すると、同時に開放して充填を行なっている
液バルブの本数が変わるため、液バルブが開放して充填
を行なっている個々の充填ノズルからの吐出圧力が上昇
または下降し、これらの充填ノズルの流量が増加または
減少してしまう。例えば、運転速度が低下した場合に
は、同時に開放して充填を行なっている液バルブの数が
少なくなり、上記と同様に個々の充填ノズルからの吐出
圧力が上昇してこの充填ノズルからの流量が増加してし
まう。

【０００８】さらに、液質が変化することによっても給
液状態が変動する。例えば、前日の充填の終了時と翌日
の充填開始時、あるいは、休憩時間を挟んだ前後等で
は、液温が変化して充填液の粘性が変わってしまう。こ
の場合にも流量が変動して「落差量」に誤差を生じてし
まう。また、充填中は充填液を加圧しているが、この充
填液に対する加圧力が変化すれば流量が変動してしま
う。このような充填液に対する加圧力が変化しないよう
にするためには、精密な機器を使用して高度な制御を行
なうことが必要である。

【０００９】以上のような種々の場合に、給液状態が変
わるために流量が変動し「落差量」が変化してしまう。
従って、前回または前数回の充填時の「落差量」だけを
もとにして液バルブを閉じるタイミングを補正している
と、充填重量の誤差が大きくなり、ばらつきが生じてし
まうという問題があった。

【００１０】本発明は上記問題点を除くためになされた
もので、充填液の流量に対応して液バルブを閉じるタイ
ミングを制御することにより正確な充填重量を得ること
ができる重量式充填装置の制御装置を提供することを目
的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、重量式充填装
置における「落差量」が充填時の流量（単位時間当りの
液量）に応じて変動することに着目してなされたもの
で、第１の発明に係る充填装置の制御装置は、充填液タ
ンクから送られた液体をびん台上の容器内に充填する充
填ノズルと、容器内に充填される充填液の重量を計測す
る重量計と、充填ノズルへの液体通路の開閉をを行なう
液バルブと、液バルブの開閉を行なうバルブ開閉手段と
を備えた重量式充填装置において、充填中における一定
時間内の増加重量から充填液の流量を検出する検出手段
と、充填液の流量に対応した液バルブの閉鎖タイミング
を記憶した記憶手段と、前記検出手段により検出された
充填液の流量に対応した液バルブ閉鎖タイミングを前記
記憶手段により読み出して液バルブの開閉を制御するバ
ルブ開閉指令手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００１２】また、第２の発明に係る重量式充填装置の
制御装置は、充填液タンクから送られた液体をびん台上
の容器内に充填する充填ノズルと、容器内に充填される
充填液の重量を計測する重量計と、充填ノズルへの液体
通路の開閉をを行なう液バルブと、液バルブの開閉を行
なうバルブ開閉手段とを備えた重量式充填装置におい
て、充填中における一定時間内の増加重量から充填液の
流量を検出する検出手段と、充填液の流量に対応した液
バルブの閉鎖タイミングを演算する演算手段と、前記検
出手段により検出された充填液の流量に対応した液バル
ブ閉鎖タイミングを前記演算手段により演算して液バル
ブの開閉を制御するバルブ開閉指令手段とを備えたこと
を特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。図は本発明の制御装置によ
って制御される重量式充填装置の一例を示すもので、こ
の重量式充填装置は、図示しない主軸に取付けられて一
方向に回転駆動される円筒状の回転体１を備えており、
この回転体１の内部に、円周方向等間隔で複数の重量計
２が設けられている。

【００１４】各重量計２は、半径方向の内方端４ａが回
転体１の内部の支持部材５に固定された水平なビーム４
を備えている。このビーム４の半径方向外方側の自由端
４ｂに連結部材６が取付られており、この連結部材６を
上記回転体１の外周壁３に形成した貫通穴７内に遊嵌さ
せて、その先端を回転体１の外部に突出させている。そ
して、この連結部材６の突出端に、容器８を支持するび
ん台９が取付られている。この重量計２は、従来公知の
ように、基本的には上記ビーム４に設けた図示しないス
トレインゲージによってそのビーム４に加えられた重量
を検出するものである。なお、本実施例の重量計２で
は、上記ビーム４の下方に同一構造で小型の重量計２´
を配設し、そのビーム４´の自由端に設けた調整ボルト
１２を上記ビーム４の自由端４ｂに連動させている。そ
して、上記ビーム４の自由端４ｂが下方に偏倚された際
には、上記調整ボルト１２を介して小型の重量計２´の
ビーム４´を下方へ偏倚させ、そのビーム４´に設けた
図示しないストレインゲージによって上記ビーム４の自
由端４ｂに加えられた重量を検出できるようにしてい
る。

【００１５】上記各びん台９の上方には、これらのびん
台９上に供給される容器８内に液体を充填する充填機構
１５がそれぞれ設けられている。各充填機構１５は、上
記回転体１に設けられた昇降機構に取付けられて昇降で
きるようになっている。各充填機構１５のハウジング１
７内の下部には充填液通路１８が形成されており、この
充填液通路１８の上部が、ハウジング１７に穿設した半
径方向孔１９およびこれに接続した可撓性を有する導管
２０を介して図示しない充填液タンクに接続されてい
る。また、その充填液通路１８の下部が、ハウジング１
７に取付けられた充填ノズル２１に連通している。

【００１６】上記ハウジング１７の充填液通路１８内に
は、有底筒状のベローズから成る弁体２５が収容されて
おり、この弁体２５がシリンダ装置２６のピストンロッ
ド２７に連結されて昇降するようになっている。ハウジ
ング１７内の充填液通路１８の底部側には、上記弁体２
５が着座可能な弁座１７ａが形成されており、これら弁
体２５と弁座１７ａとによって充填液通路１８の開閉を
行なう液バルブ４０が構成されている。すなわち、上記
シリンダ装置２６のピストンロッド２７によって弁体２
５が下降してこの弁座１７ａに着座すると、充填液タン
クと充填ノズル２１との間の充填液通路１８が遮断さ
れ、弁体２５が上昇して弁座１７ａから離座すると、充
填液通路１８が連通して充填液タンクから供給された充
填液が上記充填ノズル２１を介してびん台９上の容器８
内に充填される。

【００１７】上記ハウジング１７内の上部にはシリンダ
室４２が形成されており、上記ピストンロッド２７の上
端に設けられたピストン（第１ピストン）２８によっ
て、このシリンダ室４２は、上部の第１圧力室２９と下
部の第２圧力室３０とに区画されている。第１圧力室２
９および第２圧力３０室は、それぞれ第１供給通路３１
および第２供給通路３２を介して、圧縮エアを導入でき
るようになっており、上方の第１圧力室２９にエアを導
入して上記第１ピストン２８およびピストンロッド２７
を下降させた際には、上記弁体２５が弁座１７ａに着座
して充填液通路１８を閉鎖し、下方の第２圧力室３０に
エアを導入して第１ピストン２８およびピストンロッド
２９を上昇させた際には、弁体２５が弁座１７ａから離
座して充填液通路１８が開放する。

【００１８】上記シリンダ室４２内の第１ピストン２８
が昇降する部分より下部は大径になっており、この大径
部内に上記第１ピストン２８よりも大径の第２ピストン
３３が昇降自在に嵌合している。また、この第２ピスト
ン３３の中心部には上下に貫通する孔が形成され、この
孔内を上記ピストンロッド２７が気密を保持して昇降自
在に貫通している。この第２ピストン３３の上部には、
上記第２圧力室３０が形成され、その第２ピストン３３
の下部には、第３圧力室３４が形成されている。この第
３圧力室３４にも、第３の供給通路３５を介して圧縮エ
アが導入できるようになっている。

【００１９】従って、上記第２圧力室３０内に圧縮エア
を導入すると、上述のように第１ピストン２８が上昇す
るとともに、第２ピストン３３が下降端まで降下する。
これに対し、上記第３供給通路３５を介して第３圧力室
３４に圧縮エアを導入すると、第２ピストン３３は上昇
し、シリンダ室４０の内面の段部に当って停止する。ま
た第３圧力室３４に圧縮エアを導入すると同時に、上方
の第１圧力室２９に圧縮エアを導入して第１ピストン２
８を下降させると、第１ピストン２８は上記のように上
昇している第２ピストン３３によって下降が規制され、
それにより、上記ピストンロッド２７に設けられた弁体
２５が弁座１７ａに対して所定の距離離座して、液バル
ブ４０が所定の小開度で開放する。なお、上記ハウジン
グ１７には、上記第１ないし第３の供給通路３１，３
２，３５の他に、上記液バルブ４０側に形成した大気圧
室３６の容積変動を許容するために、その大気圧室３６
を大気に開放させる大気通路３７が形成されている。

【００２０】以上の構成に係る重量式充填装置では、充
填の前半では、上記シリンダ装置２６の第２圧力室３０
に圧縮エアを導入して第１ピストン２８を上昇させ、ピ
ストンロッド２７に設けられた弁体２５を弁座１７ａか
ら大きく離座させることにより液バルブ４０を大開度で
開放して大流量の投入を行なう。そしてこの大流量の投
入により所定量の充填を行なった後、上記シリンダ装置
２６の第３圧力室３４に圧縮エアを導入して第２ピスト
ン３３を上昇させるとともに、上方の第１圧力室２９に
圧縮エアを導入して、第１ピストン２８が上昇している
第２ピストン３３に当って停止する位置まで下降させ
る。この時には、ピストンロッド２７に設けられた弁体
２５は弁座１７ａから所定の小さい距離だけ上昇し、液
バルブ４０が小開度で開放することにより、小流量の投
入を行なうようになっている。なお、必ずしも、大流量
の投入と小流量の投入の２段階の充填を行なわなければ
ならないものではなく、大流量の投入だけによる１段階
の充填を行なうことも可能である。

【００２１】さらに、本実施例装置には、上記シリンダ
装置２６を作動させて液バルブ４０の開閉を行なうこと
により充填重量を制御する制御手段（制御部）５０が設
けられている。この制御部５０は、流量検出部（検出手
段）５１、比較演算部（演算手段）５２およびバルブ開
閉指令部５３とを備えている。流量検出部５１には、上
記重量計２から、びん台９上の容器８の重量を計測した
重量信号が送られており、一定時間の間における増加重
量から流量を算出する。この算出された充填時の流量は
比較演算部５２に送られて記憶される。

【００２２】また、比較演算部５２にも、上記重量計２
から重量信号が入力されており、上記液バルブ４０を閉
じた時点の重量と、その後の所定時間（この時間は、液
バルブ４０閉鎖後にこの液バルブ４０よりも下流側にあ
る液がすべて容器８内に落下するために必要な時間）経
過後の重量（すなわち最終的な充填重量の実測値）とか
ら、上記（１）式により落差量を算出し記憶する。

【００２３】さらに、上記比較演算部５２では、記憶さ
れている前回充填時の落差量およびこの落差量が得られ
た前回充填時の流量と、今回の充填において、一定時間
内の増加重量から算出された今回の流量とにより、以下
の算式に基づいて今回の充填時における予測落差量Ｙ
（ｇ）を算出する。Ｙ＝Ｋ×Ａ×Ｘ／Ｂ＋（１−Ｋ）×Ａ＝Ａ＋Ｋ×Ａ×（Ｘ−Ｂ）／Ｂ ……（２）式但し、前回の落差量＝Ａ（ｇ）前回の流量＝Ｂ（ｇ／Ｓ）今回の流量＝Ｘ（ｇ／Ｓ）なお、実際の充填における落差量には、流量に比例する
部分と、流量に影響されない部分があると考えられるの
で、流量に比例する部分の制御係数をＫ、流量に影響さ
れない部分を（１−Ｋ）としている。また、Ｋ＝１の場
合は、落差量全体が流量に比例する部分となり、以下の
式により落差量Ｙが得られる。Ｙ＝Ａ×Ｘ／Ｂ ……（３）式

【００２４】そして、重量計２が計測した重量が、目標
重量（容器８内に最終的に充填される重量として予め設
定された重量）から、上記予測された今回の落差量Ｙを
マイナスした重量に達した時点で、上記バルブ開閉指令
部５３から液バルブ４０の閉信号を出力し、上記シリン
ダ装置２６を作動させて液バルブ４０を閉じるようにし
ている。

【００２５】上記制御部５０の流量検出部５１により取
込まれる流量は、「一定時間の間に増加した重量」とし
て求められるが、この取得される流量としては、液バル
ブ４０を閉とする直前の流量が望ましい。例えば、大流
量の投入（大投）だけを行なう１段充填の場合には、図
２に示すように、液バルブ４０を閉じる時点（Ｔ₁ ）の
直前のＡの範囲で流量を取得する。また、大流量の投入
（大投）と小流量の投入（小投）の２段充填を行なう場
合には、液バルブ４０を閉じる時点（Ｔ₂ ）の直前の小
投時に流量を取得することが望ましい（図３のＢの範囲
参照）。但し、小投時間が短いため小投時の流量が安定
して取得できない場合には、大投時の流量の最後、すな
わち大投から小投へ液バルブ４０を切換える時点（Ｔ
₃ ）の直前に行なっても良い（図３のＣの範囲参照）。

【００２６】次に、上記構成に係る重量式充填装置の制
御装置の作用について説明する。先ず、前回の流量およ
び落差量のデータがない第１回目の充填時には、落差量
については、前回の落差量Ａとして仮の値を大きめに設
定し、流量については、前回の流量Ｂが、この第１回目
の充填中に上記流量検出部５１によって取り込んだデー
タすなわち今回の流量Ｘと同じ値であると考える。そし
て、比較演算部５２において、これらの数値Ａ，Ｂ，Ｘ
を上記第（２）式に代入して、今回の充填における落差
量の予測値Ｙを算出する。そして、重量計２が計測する
重量が、最終的な充填重量として設定された目標重量か
ら、この予測した落差量Ｙをマイナスした重量になった
ときに、上記バルブ開閉指令部５３から液バルブ４０の
閉鎖信号を出力して液バルブ４０を閉じる。

【００２７】この第１回目の充填が完了した時点、すな
わち、液バルブ４０を閉鎖して所定時間経過した後、重
量計２が計測して比較演算部５２に送られてきた重量信
号から、「液バルブ４０を閉じた時点の重量」と、「液
バルブ４０を閉じてから所定時間経過後の重量」との差
により、その充填時における実際の落差量が算出されて
（上記（１）式参照）この比較演算部５２に記憶され
る。また、上記のように流量検出部５１でも、上記重量
計２から送られた重量信号により、タイマーにより計測
された一定時間内の増加重量から流量（今回の流量Ｘ）
が演算されており、この算出された流量が比較演算部５
２に送られて記憶される。この第１回目の充填における
上記実際の落差量と流量が、次回の充填時の予測落差量
Ｙを算出する際の「前回の落差量Ａ」および「前回の流
量Ｂ」となる。

【００２８】第２回目の充填時には、流量演算部５１で
は、重量計２から送られてくる重量信号により、一定時
間内の増加重量から今回の充填中における流量Ｘを算出
し、上記比較演算部５２に送る。比較演算部５２では、
記憶されている前回の落差量Ａおよび前回の流量Ｂと、
今回の充填中の流量Ｘとから、上記（２）式により今回
の予測落差量Ｙを算出する。そして、重量計２から送ら
れてくる重量が、目標重量からこの落差量Ｙを引いた重
量に達したときに、バルブ開閉指令部５３がバルブ閉信
号を出力して液バルブ４０を閉じる。

【００２９】その後、上記液バルブ４０を閉じた時点の
重量と、液バルブ４０を閉じた後所定時間経過したとき
の重量の実測値とにより、上記（１）式から今回の充填
時の実際の落差量が求められる。この実際の落差量が次
回の充填時には、上記「前回の落差量Ａ」となり、上記
流量Ｘが、同様にして「前回の流量Ｂ」となる。このよ
うにして、充填毎に書き換えられる前回の落差量Ａおよ
び前回の流量Ｂと、今回の充填中に取得された流量Ｘと
から今回の予測落差量Ｙを算出し、液バルブ４０を閉じ
るタイミングを補正することを繰返して充填を継続す
る。

【００３０】このように、前回の充填時の流量Ｂおよび
前回の充填時の落差量Ａと、今回の充填時の流量Ｘとに
より、今回の充填時の落差量の予測値Ｙを算出して、液
バルブ４０を閉じるタイミングを補正しているので、運
転の開始時および停止時、あるいは運転中に容器８の供
給が停止した場合等のように充填流量が変化した際に
も、常に正確な充填重量を得ることができる。

【００３１】なお、上記構成では、前回の充填１回分の
落差量Ａおよび流量Ｂおよび今回の流量Ｘに基づいて今
回の予測落差量Ｙを求めるようにしているが、前回のデ
ータ１回分だけでは、実測充填重量のばらつきが大きく
なるおそれがある場合には、今回の充填以前の複数回分
の充填時のデータの平均を取って、以前のデータとして
の落差量Ａおよび流量Ｂを少しずつ変化させるようにし
ても良い。

【００３２】

【実施例】次に、上記制御装置５０の作用について実施
例により説明する。先ず、従来の流量および落差量のデ
ータのない新たな品種について、充填を開始する場合か
ら順次説明する。例えば、目標重量（設定された充填重
量）を３００ｇとする。また、このように前回のデータ
がない場合には、流量および落差量は不明であるから、
最初に落差量Ａだけを多めに設定し（例えば５０ｇ）、
流量については、この第１回目の充填中に取得する流量
と同一と考える。なお、流量制御係数は、Ｋ＝０．７と
する。以上の条件で第１回目の充填を行なう。

【００３３】充填を開始すると、重量計２によって計測
された重量信号が流量検出部５１に送られ、タイマーに
より測定した一定時間内の増加重量からこの充填中にお
ける流量Ｘが算出される。このときの流量Ｘが３０ｇ／
Ｓであった場合には、データのない前回の流量Ｂも同じ
３０ｇ／Ｓであったと考えて、これらの数値を上記第
（２）式に代入して今回の予測落差量Ｙを算出する。Ｙ＝Ｋ×Ａ×Ｘ／Ｂ＋（１−Ｋ）×Ａ＝０．７×５０×３０／３０＋（１−０．７）×５０＝５０今回の予測される落差量Ｙが５０ｇであるから、上記重
量計２の計測した重量（実際に計測した容器重量から空
の容器の重量を除いた正味重量）が２５０ｇ（３００ｇ
−５０ｇ＝２５０ｇ）になったときに、バルブ開閉指令
部５３からバルブ閉信号を出力して上記シリンダ装置２
６を作動させ、液バルブ４０を閉じて充填を停止させ
る。

【００３４】液バルブ４０が閉じた後、所定時間（この
液バルブ４０の下流側の充填ノズル２１内の液体が容器
８内に落下するために必要な時間）が経過した後の重量
信号（すなわち、最終的に容器内に充填された液体の全
重量）が比較演算部５２に送られる。この最終的な充填
重量の実測値が２６０ｇであったとする。すると、この
第１回目の充填における実際の落差量は１０ｇ（２６０
ｇ−２５０ｇ＝１０ｇ）である。また、上述のように、
この第１回目の充填時に取得された流量は３０ｇ／Ｓで
あり、この落差量１０ｇおよび流量３０ｇ／Ｓは比較演
算部５２にデータとして記憶され、次の第２回目の充填
においては、それぞれ、「前回の落差量Ａ」および「前
回の流量Ｂ」となる。

【００３５】続いて第２回目の充填を行なう際には、液
バルブ４０の開放により充填を開始した後、重量計２か
ら流量検出部５１に送られてくる重量信号により、一定
時間内における増加重量からこの第２回目の充填中にお
ける流量を演算し、比較演算部５２に送って記憶させ
る。この充填中の取得流量Ｘが４０ｇ／Ｓであったとす
る。比較演算部５２では、上記前回の落差量Ａおよび前
回の流量Ｂと、今回の流量Ｘとを上記第（２）式に代入
することにより、今回の充填における予測落差量Ｙを算
出する。Ｙ＝Ｋ×Ａ×Ｘ／Ｂ＋（１−Ｋ）×Ａ＝０．７×１０×４０／３０＋（１−０．７）×１０＝１２．３その結果、予測落差量Ｙ＝１２．３ｇが得られる。

【００３６】比較演算部５２が、今回の充填における上
記予測落差量Ｙを算出した後、上記重量計２が計測する
重量が、上記目標重量からこの予測落差量Ｙをマイナス
した重量に達したときに、バルブ開閉指令部５３から液
バルブ４０の閉信号を出力してシリンダ装置２６を作動
させ、液バルブ４０を閉じて充填を終了する。この例の
場合には、計測重量が、３００ｇ−１２．３ｇ＝２８
７．７ｇになった時点で液バルブ４０を閉じる。

【００３７】液バルブ４０を閉じた後、所定時間経過後
の重量（最終的な充填重量）が計測されて、比較演算部
５２に送られると、この充填重量と上記液バルブ４０の
閉鎖時の重量とから、上記（１）式により実際の落差量
を算出する。この実際の落差量は、上記前回の落差量Ａ
＝１０ｇに置きかえられて、次回の充填時には、「前回
の落差量Ａ」となる。例えば、最終的な充填重量が３０
５ｇであったとすると、実際の落差量は、３０５ｇ−２
８７．７ｇ＝１７．３ｇとなり、この値が、次回の充填
時における「前回の落差量Ａ」となる。また、この充填
中に取得された流量Ｘ＝４０ｇ／Ｓが、次回の充填時に
おける「前回の流量Ｂ」となる。

【００３８】従って、次回（第３回目）の充填時には、
上記「前回の落差量Ａ＝１７．３ｇ」および「前回の流
量Ｂ＝４０ｇ／Ｓ」と、その第３回目の充填中に取得さ
れる流量Ｘとにより、上記（２）式からこの第３回目充
填における予測落差量Ｙを算出し、液バルブ４０を閉じ
るタイミングを補正する。例えば、今回取得された流量
Ｘが３５ｇ／Ｓであると、予測落差量Ｙは、Ｙ＝Ｋ×Ａ×Ｘ／Ｂ＋（１−Ｋ）×Ａ＝０．７×１７．３×３５／４０＋（１−０．７）×１７．３＝１５．８その結果、予測落差量Ｙ＝１５．８ｇが得られる。以上
のように、前回の充填時の落差量（実際の落差量）およ
び流量Ｂと、今回の充填中の流量Ｘとから、今回の充填
時おける予測落差量Ｙを算出し、この予測落差量に基い
て液バルブ４０を閉じるタイミングを補正し、さらに、
充填終了後に、最終的な充填重量の実測値から実際の落
差量を算出する。そして、今回の充填終了時の実測値か
ら得た落差量と今回の充填時の流量とを、順次前回の充
填時の落差量Ｂおよび流量Ａのデータと置換えつつ充填
を継続する。

【００３９】上記実施例では、前回または前数回の充填
時における流量および落差量と今回の充填中に取込んだ
流量とから今回の落差量の予測値を演算し、この落差量
に従って、液バルブの閉鎖タイミングを決定していた
が、このように充填中に各データから演算して液バルブ
閉鎖タイミングを設定する場合に限らず、予め取得して
おいたサンプリングデータから選択することにより液バ
ルブの閉鎖タイミングを決定することも可能である。

【００４０】次に、予め取得しておいたサンプリングデ
ータに基づいて液バルブの閉鎖タイミングを決定する場
合の一例について説明する。例えば、６０本の充填液バ
ルブを備えたロータリタイプの重量式充填装置が１分間
に５回転（すなわち１２秒間に１回転）し、充填能力が
３００ｂｐｍであるとする。充填液体は水（比重１）で
あり、容器内に充填される目標重量が５００ｇであると
する。また、充填時間は、大投が６秒、小投が２秒で全
体で８秒であるとする。以上の条件で充填を行ない、充
填中に、検出手段（上記実施例の流量検出部５１）によ
り一定時間内の増加重量から流量を算出する。この流量
が例えば２５ｍｌ／ｓｅｃであった場合には、記憶手段
に予め記憶されているデータから、この流量の場合の落
差量を読み出す。読み出された落差量が５ｇであった場
合には、上記設定された目標重量からこの落差量をマイ
ナスした４９５ｇの充填重量となったときに、バルブ開
閉指令部によって液バルブの閉鎖信号を出力して液バル
ブを閉じる。上記バルブ閉鎖信号が入力されて０．２秒
後に充填が終了する。

【００４１】別の充填時に流量が増減した場合には、バ
ルブ閉鎖信号の入力から充填の終了までの時間（０．２
秒）は変わらないが、流量に応じて落差量は変動する。
例えば、次の充填中に取得した流量が２８ｍｌ／ｓｅｃ
であった場合には、上記記憶手段に予め記憶されている
データから、この流量の場合の落差量を読み出す。流量
が多い場合には、落差量も多くなり、その落差量が５．
６ｇであれば、５００ｇ−５．６ｇ＝４９４．４ｇとな
った時点で液バルブ閉鎖信号を出力して液バルブを閉じ
る。同様にして各回の充填中に、一定時間内の増加重量
から流量を検出し、予めサンプリングされて蓄積されて
いるデータから、この流量に対応する落差量に従って液
バルブ閉鎖のタイミングを決定し、液バルブを閉じるこ
とにより、上記目標重量に近い正確な充填重量を得るこ
とができる。

【００４２】また、上記のように、流量と充填重量とを
対応させるものに限らず、流量と時間とを対応させて液
バルブを閉じるタイミングを決定することも可能であ
る。すなわち、ある流量のときは、充填開始から何秒後
に液バルブを閉鎖すると充填重量が目標重量に一致する
かというデータをとっておいて、充填中に取得した流量
に応じて液バルブの閉鎖時間を設定する。例えば、充填
中に取得した流量が２８ｍｌ／ｓｅｃであり、この流量
に対応する液バルブ閉鎖時間のデータが充填開始から
７．５秒であった場合には、この時間経過後に液バルブ
の閉鎖信号を出力して液バルブを閉じるというものであ
る。

【００４３】なお、上記実施例では、ロータリ式の重量
式充填装置について説明したが、ロータリ式に限らず、
ライン式の充填装置でも同様に充填重量を正確に制御す
ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、充
填液タンクから送られた液体をびん台上の容器内に充填
する充填ノズルと、容器内に充填される充填液の重量を
計測する重量計と、充填ノズルへの液体通路の開閉をを
行なう液バルブと、液バルブの開閉を行なうバルブ開閉
手段とを備えた重量式充填装置において、充填中におけ
る一定時間内の増加重量から充填液の流量を検出する検
出手段と、充填液の流量に対応した液バルブの閉鎖タイ
ミングを記憶した記憶手段と、前記検出手段により検出
された充填液の流量に対応した液バルブ閉鎖タイミング
を前記記憶手段により読み出して液バルブの開閉を制御
するバルブ開閉指令手段とを備えたことにより、充填装
置の運転開始時、停止時、または運転中に容器の供給が
停止した場合、あるいは、充填液の液温の変動による粘
性の変化や充填液に対する加圧力の変化等の種々の原因
で、流量が変化した場合にも、常に正確な充填流量を得
ることができる。

【００４５】また、第２の発明によれば、充填中におけ
る一定時間内の増加重量から充填液の流量を検出する検
出手段と、充填液の流量に対応した液バルブの閉鎖タイ
ミングを演算する演算手段と、前記検出手段により検出
された充填液の流量に対応した液バルブ閉鎖タイミング
を前記演算手段により演算して液バルブの開閉を制御す
るバルブ開閉指令手段とを備えたことにより、上記第１
の発明と同様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る重量式充填装置の制御
装置を示す縦断面図である。

【図２】上記重量式充填装置の制御装置において、流量
を取得する時期を説明する図である。

【図３】上記重量式充填装置の制御装置において、流量
を取得する時期を説明する図である。

【符号の説明】

２重量計８容器９びん台２１充填ノズル２６バルブ開閉手段（シリンダ装置）４０液バルブ５０制御手段（制御部）５１検出手段（流量検出部）５２演算手段（比較演算部）５３バルブ開閉指令手段（バルブ開閉指令部）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充填液タンクから送られた液体をびん台
上の容器内に充填する充填ノズルと、容器内に充填され
る充填液の重量を計測する重量計と、充填ノズルへの液
体通路の開閉をを行なう液バルブと、液バルブの開閉を
行なうバルブ開閉手段とを備えた重量式充填装置におい
て、充填中における一定時間内の増加重量から充填液の
流量を検出する検出手段と、充填液の流量に対応した液
バルブの閉鎖タイミングを記憶した記憶手段と、前記検
出手段により検出された充填液の流量に対応した液バル
ブ閉鎖タイミングを前記記憶手段により読み出して液バ
ルブの開閉を制御するバルブ開閉指令手段とを備えたこ
とを特徴とする重量式充填装置の制御装置。
【請求項２】充填液タンクから送られた液体をびん台
上の容器内に充填する充填ノズルと、容器内に充填され
る充填液の重量を計測する重量計と、充填ノズルへの液
体通路の開閉をを行なう液バルブと、液バルブの開閉を
行なうバルブ開閉手段とを備えた重量式充填装置におい
て、充填中における一定時間内の増加重量から充填液の
流量を検出する検出手段と、充填液の流量に対応した液
バルブの閉鎖タイミングを演算する演算手段と、前記検
出手段により検出された充填液の流量に対応した液バル
ブ閉鎖タイミングを前記演算手段により演算して液バル
ブの開閉を制御するバルブ開閉指令手段とを備えたこと
を特徴とする重量式充填装置の制御装置。