JPH092584A

JPH092584A - 液体充填方法

Info

Publication number: JPH092584A
Application number: JP14848195A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Sugimoto; 信博杉本; Katsuaki Inagaki; 克晃稲垣; Toshio Takei; 俊夫武井
Original assignee: SHIZUKOU KK; Seiko Corp
Current assignee: SHIZUKOU KK; Seiko Corp
Priority date: 1995-06-15
Filing date: 1995-06-15
Publication date: 1997-01-07
Anticipated expiration: 2019-09-22
Also published as: JP3568277B2

Abstract

(57)【要約】【目的】運転中に、液面追従手段の速度が、所定の速度
より低下したり停止しても、充填ノズルからの液体の不
正吐出を抑えて、充填精度の向上を計り、ノズルへの液
体の付着による液だれや、雑菌の繁殖を防止することが
できる液体充填方法を提供することを目的としている。【構成】回転体６の回転速度とこれに見合う液体充填値
とをあらかじめ制御手段５へ入力し、回転体６の回転中
に、回転体６の実回転速度が設定値より低くなったとき
またはゼロとなったとき、設定値と回転体６の実回転移
動値とを制御手段５により演算して、この演算信号によ
り充填手段２による液体の吐出量を制御させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器への液体等の充填
包装業界において用いられる液体充填方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】容器への液体等の充填包装業界におい
て、機械化による大量かつ自動的な容器への液体の規定
量の充填にあっては、一般的に重量式充填機として、カ
ム操作によって充填ノズルが昇降する液面追従式の充填
機が知られている。

【０００３】このものは、液面追従を行なうことで、充
填中でのエアの巻き込みによる容量過多に起因する液吹
きを防止することが主な目的である。

【０００４】この追従充填は、充填ノズルの先端と液面
とのクリアランスをある間隔に保つことや、充填ノズル
の先端面を少し液面に触れさせること、あるいは、充填
ノズルを液中に入れて行なう液中充填等の手段が挙げら
れる。

【０００５】一方、液面追従させるために充填ノズルを
昇降させるカム形状は、対象となる容器や充填液、ある
いは、充填温度等の各条件をもとに、仕様充填能力を満
足させるための充填時間や充填条件を設定する構成とな
る。

【０００６】したがって、液体充填中に、これらの設定
条件が変化すると、容器内の液面の上昇速度と充填ノズ
ルの上昇速度との所定の関係を保持することができず、
回転式充填機の場合、実際の運転速度が、設定された回
転速度より変化すると、目的通りの液面追従ができなく
なる。

【０００７】特に、運転速度が設定速度より低くなった
場合、あるいは、充填中に本体の回転が停止した場合等
の非正常運転は、その最中であっても、充填ノズルから
の液体吐出は継続的に行なわれて、所定の液面追従パタ
ーンは全く得られず、液面は時間の経過と共に高くなっ
て所定の高さ以上となり、これにより様々な不都合を生
ずる。

【０００８】例えば、充填ノズルが液中に浸ってしま
い、重量精度が悪くなると共に、液中に触れた充填ノズ
ルの外壁にその液体が付着して、雑菌の付く原因となっ
て不衛生となる上、液だれを生ずる。

【０００９】前記した非正常運転は、充填開始の直後に
本体の回転が停止した場合は、充填ノズルは容器の底部
付近まで挿入されているもので、この状態で規定の重量
まで充填が行なわれると、容器内に挿入されている充填
ノズルの体積分が容器内において充填容積が過剰となる
ため、この分が容器の口から溢れ出てしまう。

【００１０】そのため、停止したときは、充填バルブを
閉じることにより液体充填を中止していたが、再スター
トして所定の運転速度になる間は充填ノズルが昇降しな
いため、設定された追従充填にはならず、充填された液
体の液面が上昇して充填ノズルがこの液面に触れる、あ
るいは、液中に入ってしまったりしまう。等の様々な問
題点を有するものであった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した問
題点を解決するためになされたもので、回転体の回転速
度とこれに見合う液体充填値とをあらかじめ制御手段へ
入力し、回転体の回転中に、回転体の実回転速度が設定
値より低くなったときまたはゼロとなったとき、設定値
と回転体の実回転移動値とを制御手段により演算して、
この演算信号により充填手段による液体の吐出量を制御
させることにより、運転中に、液面追従手段の速度が所
定の速度より低下したり停止しても、充填ノズルからの
液体の不正吐出を抑えて、充填精度の向上を計り、ノズ
ルへの液体の付着による液だれや、雑菌の繁殖を防止す
ることができる液体充填方法を提供することを目的とし
ている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、ロータリー式液体充填機にあっ
て、その運転中に、容器内の液面と充填ノズルとの液面
を一定に保持する液面追従手段の速度が所定速度より低
下した場合、あるいは、停止した場合、液面が充填手段
における充填ノズルの先端位置に対して、制御手段へ入
力されたあらかじめ定められた位置以上にならないよう
に、充填手段による液体充填を制御させる液体充填方法
にある。

【００１３】また、容器受台と、この容器受台に対応さ
せて液体の充填手段とを取り付けた回転体を有し、この
回転体の回転に伴って液面追従手段により、該充填手段
か容器受台かが昇降して、充填された容器内の液面と充
填手段の先端部とに、所定間隔を維持させつつ容器への
液体充填を行なうロータリー式液体充填機にあって、回
転体の回転速度とこの回転速度に見合う液体充填値とを
あらかじめ制御手段へ入力し、回転体の回転中に、回転
体の実回転速度が設定値より低くなったときまたはゼロ
となったとき、前記設定値と回転体の実回転移動値とを
制御手段により演算して、この演算信号により充填手段
による液体の吐出量を制御させる液体充填方法にある。

【００１４】更に、容器受台と、この容器受台に対応さ
せて液体の充填手段とを取り付けた回転体を有し、この
回転体の回転に伴って液面追従手段により、該充填手段
か容器受台かが昇降して、充填された容器内の液面と充
填手段の先端部とに、所定間隔を維持させつつ、回転の
充填区域内において、容器への液体充填を行なうロータ
リー式液体充填機にあって、充填区域を、所定の角度ご
とに細分割して、各角度ごとの回転体の回転移動値と、
この回転移動値に対応する液体重量とをあらかじめ制御
手段へ入力し、回転体の回転中に、回転体の実回転移動
値に応じて充填手段による液体の吐出量を制御させる液
体充填方法にある。

【００１５】

【作用】前記のように構成される本発明は以下に述べる
作用を奏する。

【００１６】回転体の回転速度とこの回転速度に見合う
液体充填値とをあらかじめ制御手段へ入力し、回転体の
回転中に、回転体の実回転速度が設定値より低くなった
ときまたはゼロとなったとき、前記設定値と回転体の実
回転移動値とを制御手段により演算して、この演算信号
により充填手段による液体の吐出量を制御させる。

【００１７】特に、回転体が回転する一定の充填区域
を、所定の回転角度ごとに複数に細分割して、各角度ご
とに対して、回転体の回転移動値と、この回転移動値に
対応する液体重量とをあらかじめ制御手段へ入力してお
く。

【００１８】そして、回転体の回転中に、回転体の実回
転移動値に応じて充填手段による液体の吐出量を制御さ
せる。

【００１９】

【実施例】次に本発明に関する液体充填方法の一実施例
を図面に基づいて説明する。

【００２０】図１，図３および図５，図６においてＡ
は、本発明の一実施例方法を採用したロータリー式の液
体充填機で、図１に示す装置Ａは、液面追従手段すなわ
ち昇降手段３による作動方式が容器ｂの昇降式で、図３
に示す装置Ａは充填ノズル１１の昇降式をそれぞれ示
す。

【００２１】そして、その構成は、容器ｂの受台１と、
充填手段２と、昇降手段３と、検出手段Ｓと、計量手段
４と、制御手段５とよりなる。

【００２２】図１に示す装置Ａにあって、受台１は、回
転体６へ昇降自在の取付体７を介して取り付けられてい
て、その上部に容器ｂが安定載置される受面１ａが形成
されている。

【００２３】また、前記した充填手段２は、充填すべき
液体の所定量を収容した液タンク８と、この液タンク８
と配管９により接続されて送液と液停止とを行なうと共
に、液体の充填中において、液体の大流量および小流量
との切換可能な充填バルブ１０と、この充填バルブ１０
に連接して垂下させた充填ノズル１１とにより構成され
るものであって、該充填ノズル１１の下縁部から液タン
ク８の液体が吐出される。

【００２４】前記した昇降手段すなわち液面追従手段３
は、受台１における取付体７へ連係させて、受台１すな
わち容器ｂを所定のタイミングにより昇降させるもので
あって、カム式を採用するものであり、取付体７に付設
したコロ１２をフレーム（図示せず）に取り付けたカム
１３に係合させてある。

【００２５】このカム１３は、図２に示すような充填区
域ｘに対して、少なくともその全工程において設けられ
ているもので、受台１は、図１に示すように、最降下位
置から最上昇位置までの移動距離ｙが得られるようにし
てあり、液体の充填作業は前記した充填区域ｘにおいて
完了するように設定されている。

【００２６】そして、この充填区域ｘは、回転体６の回
転移動において、例えば、約２７０°前後の範囲が設定
されるもので、更には、該充填区域ｘを所定の角度ご
と、例えば、２〜２０°ごとに分割して、各角度におけ
る部位の液体充填重量が後記する制御手段５にあらかじ
め記憶させてある。

【００２７】この記憶させるパターンは、例えば、図４
において線グラフで表わされる内容のものが用いられる
もので、例えば、回転体６の回転基点０°から進んで５
０°回転したとき充填が開始され、１００°回転時は容
器ｂ内に１５％が充填され、１５０°回転時は３０％
が、２００°回転時は６０％が充填されるとのように設
定される。

【００２８】この充填区域ｘの設定角度および細分化し
た部位の角度値は、前記した例に限定されるものではな
く、任意に設定し得ることはもちろんであり、特にこの
部位は、回転体６に取り付けた充填手段２のヘッド数や
単一ヘッドにおける移動時間に比例して増減する設定も
考えられる。

【００２９】前記した計量手段４は、受台１へ付設して
該受台１上に載置された容器ｂの充填液重量を計測する
もので、慣用のひずみ計（ロードセル）等が用いられる
もので、この検出信号は制御手段５へ送られる。

【００３０】前記した制御手段５は、昇降手段３と充填
手段２および計量手段４とに連係させてあって、入力部
や出力部，表示部，記憶部，演算部，制御部等を備えた
コンピュータを用いる。

【００３１】前記した検出手段Ｓは、充填区域ｘが分割
された各部を検出してその検出信号を制御手段５へ送る
ものであって、光電管や近接スイッチ，リミットスイッ
チ，回転体６の回転角を検出する例えばロータリーエン
コーダー，パルスカウンター等の慣用の検出器が用いら
れる。

【００３２】したがって、前記した実施例によれば、図
１に示すように、充填ノズル１１先端の容器底からの距
離（位置）は、容器受台１に連係させて昇降手段３にお
けるの昇降用カム１３への対応位置によって決まる。

【００３３】また、充填区域ｘにおいて各角度の部位で
は、図４に示すようなパターンにより、その部位ごとに
充填重量が設定され制御手段５に記憶されている。

【００３４】この状態でロータリー式充填機Ａを運転さ
せると、回転体６は、図２において矢印ｐに示す方向に
回転を始め、かつ、移送手段１５から受渡手段１６を介
して連続して容器が充填機Ａに送り込まれる。

【００３５】そして、充填区域ｘ内において容器内に所
定容量（重量）の液体が充填され、充填区域ｘを過ぎた
位置において接続させた取出手段１７を介して搬出手段
１８へ次々と取り出される。

【００３６】また、充填区域ｘにおける各角度の部位に
おいて、検出手段Ｓによる検出信号は、常にリアルタイ
ムで送信され続け、この信号に基づいて、制御手段５は
各部位ごと演算して、この演算信号を、充填手段２にお
ける充填バルブ１０へ送られている。

【００３７】このとき、充填機Ａにおける回転体６が充
填区域ｘの途中において停止したときは、検出手段Ｓが
回転体６の停止位置を検出して、その信号を制御手段５
へ送る。

【００３８】すると、制御手段５では、この停止位置の
検出信号に相応するあらかじめ記憶させた設定重量と、
計量手段４による実充填重量とを演算して、この演算値
における容器ｂ内の液体重量が規定重量に達しないとき
は、充填手段による液体の充填を続行し、該充填値が規
定重量に達していれば、直ちに、制御手段５から信号を
発し、充填手段４の充填バルブ１０を操作してこれを閉
塞し、液体充填を停止させる。

【００３９】また、回転体６を運転して、液体充填を再
スタートさせるときは、該回転体６が回転を始めたと同
時に、充填区域ｘに設定した各角度ごとの部位における
通過信号を検出手段Ｓが検出し、これを制御手段５へそ
の都度送信して、その設定値内に演算値が納まっている
かどうかを確認して充填終了まで進行する。

【００４０】したがつて、この充填区域ｘ内において容
器ｂには、設定重量を超過する異常充填は全く起こるこ
とがなく、これに起因する液吹きや重量精度の低下、あ
るいは、充填ノズル１１の液中接触等のトラブルの発生
がない。

【００４１】また、充填機Ａにおける回転体６が充填区
域ｘの途中において、回転体６の回転速度が低下に変化
したときは、充填手段２からは事態の変化にかかわら
ず、同一の充填条件で充填を続けようとするが、検出手
段Ｓは絶えず充填区域ｘにおける各角度の部位の位置を
検出し続けているので、低速となった部位の検出手段Ｓ
による信号が制御手段５へ送られているため、制御手段
５は検出信号と設定値との演算がリアルタイムで行なわ
れ、この演算信号に基づいて、実充填重量と検出した部
位における設定重量とを一致させるための充填手段２に
よる吐出量を、その充填バルブ１０の操作により調節す
る。

【００４２】この回転体６の回転速度が速くなったとき
であっても、前記した演算に基づく同様の作動がなされ
る。

【００４３】次に、図３においてＡは、昇降手段３によ
る充填ノズル１１の昇降式の例を示す液体充填装置で、
容器ｂの受台１は取付体７を介して回転体６へ固着され
ており、また、受台１へ連係させた計量手段４，検出手
段５，制御手段５の構成は、前記した受台昇降式の例と
ほぼ同様の構成によるので、その詳細な説明は省略す
る。

【００４４】この例における前記した昇降手段すなわち
液面追従手段３は、充填手段２へ連係させて、該昇降手
段３の充填ノズル１１を所定のタイミングにより昇降さ
せるものであって、カム式を採用するものであり、取付
体７に付設したコロ２０をフレーム（図示せず）に取り
付けたカム２１に係合させてある。

【００４５】このカム２１は、図２に示すような充填区
域ｘに対して、少なくともその全工程において設けられ
ているもので、充填手段２は、図３に示すように、最降
下位置から最上昇位置までの移動距離ｙが得られるよう
にしてあり、液体の充填作業は前記した充填区域ｘにお
いて完了するように設定されている。

【００４６】したがって、この例の装置Ａも、前記した
例と同様の作用効果が得られるもので、詳細は前記した
作用を援用する。

【００４７】本発明における液体の吐出量の制御とは、
図１および図３に基づいて前記のように詳述したよう
に、計量手段４における容器ｂ内のすでに充填された液
体重量を計測して、この信号に基づいて充填手段２を制
御する場合と、図５に示すように、検知手段における容
器ｂ内のすでに充填された液体容量を計測して、この信
号に基づいて充填手段２を制御する場合と、図示してな
いが、単一容器当たりの液体充填量を収容したタンク内
の液面と充填ノズル先端までの高さ、すなわち、液圧
と、充填バルブの開閉時間とにより制御する場合とが挙
げられる。

【００４８】そして、前記した容量式の場合は、図５に
示すように、可透性容器ｂ内の充填済液体面を、光電管
やカメラセンサー等による検知手段２５により検出し
て、この信号を制御手段５へ送り、充填区域ｘにおける
各部位ごとのあらかじめ定めた充填容量と実充填容量と
を演算させて吐出量を制御する。

【００４９】また、図６に示すように、ピストン式充填
手段２において、数値制御される送出手段２６の液体の
送出容量（充填容量）を、充填区域ｘにおける各部位ご
とあらかじめ定めて、計量手段４による実充填重量か、
あるいは、検知手段２５による実充填容量とを演算させ
て吐出量を制御する。

【００５０】

【発明の効果】前述のように構成される本発明は、運転
中に回転体の速度が所定速度より低下したり、あるい
は、回転体が停止したりした場合であっても、充填手段
と容器内の液面との間隔は常に定められた設定値に維持
され、過充填による液吹き，発泡等や、充填手段への充
填液の付着が防止され、これに起因する雑菌の繁殖や液
だれ、更には容器または充填付近の液体による汚染が可
及的に抑えられて、重量、容量いずれでも正確な液体充
填が行なわれる格別な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する液体充填方法を実施した装置の
受台昇降式を概略的に示す要部の正面図である。

【図２】本発明に関する液体充填方法を実施した装置に
おける充填区域を示す説明図である。

【図３】本発明に関する液体充填方法を実施した装置の
充填手段昇降式を概略的に示す要部の正面図である。

【図４】本発明に関する液体充填方法を実施するための
充填パターンを示すグラフ図である。

【図５】本発明に関する液体充填方法を実施した装置の
充填容量式を概略的に示す要部の説明図である。

【図６】図５における他の例を示す正面図である。

【符号の説明】

Ａロータリー式液体充填機ｂ容器１受台２充填手段３液面追従手段（昇降手段）４計量手段Ｓ検出手段５制御手段６回転体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータリー式液体充填機にあって、その
運転中に、容器内の液面と充填ノズルとの液面を一定に
保持する液面追従手段の速度が、所定速度より低下した
場合、あるいは停止した場合、液面が充填手段における
充填ノズルの先端位置に対して、制御手段へ入力された
あらかじめ定められた位置以上にならないように、充填
手段による液体充填を制御させることを特徴とする液体
充填方法。
【請求項２】容器受台と、この容器受台に対応させて
液体の充填手段とを取り付けた回転体を有し、この回転
体の回転に伴って液面追従手段により、該充填手段か容
器受台かが昇降して、充填された容器内の液面と充填手
段の先端部とに、所定間隔を維持させつつ容器への液体
充填を行なうロータリー式液体充填機にあって、回転体
の回転速度とこの回転速度に見合う液体充填値とをあら
かじめ制御手段へ入力し、回転体の回転中に、回転体の
実回転速度が設定値より低くなったときまたはゼロとな
ったとき、前記設定値と回転体の実回転移動値とを制御
手段により演算して、この演算信号により充填手段によ
る液体の吐出量を制御させることを特徴とする液体充填
方法。
【請求項３】容器受台と、この容器受台に対応させ
て、液体の充填手段とを取り付けた回転体を有し、この
回転体の回転に伴って液面追従手段により、該充填手段
か容器受台かが昇降して、充填された容器内の液面と充
填手段の先端部とに、所定間隔を維持させつつ、回転の
充填区域内において、容器への液体充填を行なうロータ
リー式液体充填機にあって、充填区域を所定の角度ごと
に細分割して、各角度ごとの回転体の回転移動値と、こ
の回転移動値に対応する液体重量とを、あらかじめ制御
手段へ入力し、回転体の回転中に、回転体の実回転移動
値に応じて充填手段による液体の吐出量を制御させるこ
とを特徴とする液体充填方法。