充填装置
【課題】容器を計量しつつ充填を行う充填装置において、計量手段（ロードセル）等を含むヘッドの動作を制御する中央制御装置（コントローラ）の負荷を軽減する。
【解決手段】容器２を支持する容器支持部及び該容器支持部にかかる荷重を計量するデジタルロードセル等を含む複数のヘッド３１〜３２４は、所定の回転位置として、容器２を支持していない状態を計量する零計測の位置Ｐ１に到達したことを近接スイッチによって検出すると、その検出した当該ヘッド、例えば、第１のヘッド３１は、零計測を行なう一方、最終の計量値を中央制御装置へ送信する位置Ｐ２にある第６のヘッド３６に対して送信の動作指令を与えると共に、空の容器２を計量する位置Ｐ３にある第２１のヘッド３２１に対して風袋計測の動作指令を与えるようにし、中央制御装置からの動作指令を不要としている。
【解決手段】容器２を支持する容器支持部及び該容器支持部にかかる荷重を計量するデジタルロードセル等を含む複数のヘッド３１〜３２４は、所定の回転位置として、容器２を支持していない状態を計量する零計測の位置Ｐ１に到達したことを近接スイッチによって検出すると、その検出した当該ヘッド、例えば、第１のヘッド３１は、零計測を行なう一方、最終の計量値を中央制御装置へ送信する位置Ｐ２にある第６のヘッド３６に対して送信の動作指令を与えると共に、空の容器２を計量する位置Ｐ３にある第２１のヘッド３２１に対して風袋計測の動作指令を与えるようにし、中央制御装置からの動作指令を不要としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を計量しつつ該容器内に充填物を充填する充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の充填装置として、回転体の外周部に円周方向に沿って等間隔に配置された複数の容器支持部と、各容器支持部にそれぞれ連結されて該容器支持部にセットされた容器をそれぞれ計量する複数のロードセルとを、前記回転体と共に回転させ、この回転中に、容器支持部にセットされた容器をロードセルで計量しつつ、ノズル等の充填手段から前記容器に飲料等の充填物を一定量充填する回転式の充填装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる回転式の充填装置では、前記回転体が１回転する間に、所定の回転位置で、容器が容器支持部にセットされる前の計量（零計測）や容器支持部にセットされた空の容器の計量（風袋計測）などの各動作を行なう必要がある。このため、充填装置を制御する中央制御装置（コントローラ）では、ロータリエンコーダ等の回転位相検出器によって検出される回転位相に基づいて、所定の回転位置で上記各動作を行なうように動作指令を与えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８９２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような充填装置において、容器１個に対応する、容器支持部、ロードセルおよびノズル等の充填手段からなるヘッド（ユニット）の数が多くなると、上記中央制御装置への負荷が増大することになり、信頼性を確保しながら、負荷の増大に対応しようとすると、中央制御装置として高価な装置を使用せざるを得ないという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、中央制御装置への負荷を軽減できる充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。
【０００８】
（１）本発明の充填装置は、複数の容器をそれぞれ計量する複数の計量手段を備え、前記複数の容器および前記複数の計量手段を移動させながら、かつ前記計量手段によって前記容器を計量しつつ該容器に充填物を充填する装置であって、前記計量手段が所定の位置にあることを検出する位置センサを備え、前記計量手段は、該計量手段が前記所定の位置にあることを示す前記位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の動作および当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令の少なくともいずれか一方を行うものである。
【０００９】
容器とは、充填物を入れる器をいい、袋、ボトル、箱などをいう。
【００１０】
充填物とは、容器に充填する物をいい、液体が好ましいが、粉体や粒体などであってもよい。
【００１１】
前記複数の容器および前記複数の計量手段の移動は、回転方向に沿う回転移動が好ましいが、直線方向に沿う移動などであってもよい。
【００１２】
所定の位置は、一箇所であってもよいし、複数箇所であってもよい。この所定の位置は、計量手段の動作、例えば、空の容器(風袋)を計量する動作や計量結果である計量値を、例えば中央制御装置へ送信する動作などの各動作を行う位置、あるいは、それら位置の基準となる位置であるのが好ましい。
【００１３】
位置センサは、一つであってもよいし、複数であってもよい。この位置センサは、固定位置に設けてもよいし、計量手段と共に移動するようにしてもよい。
【００１４】
動作指令は、計量手段の動作、例えば、計量動作や計量結果の送信動作などの各種の動作の指令である。
【００１５】
少なくともいずれか一方を行うとは、計量手段が前記所定の位置にあることを示す前記位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の動作のみを行なってもよいし、当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令のみを行なってもよいし、当該計量手段自身の動作及び他の計量手段に対する動作指令の両者を行なってもよい。
【００１６】
本発明の充填装置によると、計量手段が所定の位置にあることを検出する位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の計量動作などを行ったり、当該計量手段以外の他の計量手段に対して計量動作などの動作指令を行ったりするので、従来例のように、中央制御装置が、各計量手段に対して動作指令を与える必要がなくなり、その分、中央制御装置の負荷が軽減される。
【００１７】
（２）本発明の充填装置の好ましい実施態様では、前記複数の容器をそれぞれ支持する複数の容器支持部を備えると共に、前記位置センサを複数備え、前記複数の計量手段は、前記複数の容器支持部にそれぞれ連結されて各容器支持部に加わる荷重を計量するものであり、前記複数の容器支持部および前記複数の計量手段は、回転体の円周方向に沿って配置されて該回転体と一体に回転移動し、前記各位置センサが、各計量手段とそれぞれ一体に回転移動して所定の回転位置を検出するものである。
【００１８】
容器支持部は、容器を支持するものであればよく、例えば、容器を把持するものであってもよいし、容器を載せて支持してもよい。
【００１９】
計量手段は、容器支持部に連結されて容器支持部に加わる荷重を計量するので、容器支持部に容器が支持されていない状態の荷重の計量、いわゆる、零計測が可能である。
【００２０】
各位置センサは、各計量手段とそれぞれ一体に回転移動するので、各計量手段が所定の回転位置に到達したことを検出することができる。
【００２１】
この実施態様によると、各計量手段が所定の回転位置にあることを検出する各位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の計量動作などを行ったり、当該計量手段以外の他の計量手段に対して計量動作などの動作指令を行ったりするので、従来例のように、中央制御装置が、ロータリエンコーダ等の回転位相検出器からの出力に基づいて、各計量手段に対して動作指令を与える必要がなくなり、その分、中央制御装置の負荷を軽減することができるようになる。
【００２２】
（３）本発明の充填装置の別の実施態様では、各計量手段は、前記他の計量手段を指定する情報および該他の計量手段に指令すべき動作内容を指定する情報を含む指定情報が予め記憶される指定情報記憶部を備え、各計量手段は、前記指定情報に基づいて、前記他の計量手段に対して動作指令を行うものである。
【００２３】
この実施態様によると、計量手段は、所定の位置にあることが位置センサによって検出されると、前記記憶部に予め記憶されている指定情報に基づいて、指定された他の計量手段に対して指定された内容の動作指令を行うことができる。したがって、指定情報によって複数の他の計量手段およびその動作内容を指定することによって、複数の他の制御手段の動作を制御できることになる。
【００２４】
（４）上記（３）の実施態様では、前記指定情報は、前記位置センサの検出出力である検出信号の立ち上がりまたは立ち下りを指定する情報を含み、前記計量手段は、前記指定情報で指定される前記検出信号の立ち上がりまたは立ち下りに応答して、当該計量手段自身の動作および当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令の少なくともいずれか一方を行うようにしてもよい。
【００２５】
この実施態様によると、各計量手段による計量動作などの動作のタイミングをきめ細かく設定することが可能となる。
【００２６】
（５）本発明の充填装置の更に別の実施態様では、前記他の計量手段は、動作指令に従って行なった動作の結果を通知するものである。
【００２７】
動作の結果は、動作が正しく行なわれたか否かといった動作の良否であってもよいし、例えば、計量動作であれば計量値などであってもよい。
【００２８】
動作の結果を通知する先は、中央制御装置であってもよいし、他の計量手段であってもよい。
【００２９】
この実施態様によると、動作の結果、例えば、充填物を充填した後の容器の計量動作の結果である計量値を通知先、例えば、中央制御装置に通知することにより、中央制御装置では、計量値の良否を判別し、不良と判別された充填後の容器を、当該充填装置の下流側で取り除くといったことが可能となる。
【００３０】
（６）上記（５）の実施態様では、前記他の計量手段は、前記動作の結果の通知先情報が予め記憶される通知先情報記憶部を備え、前記通知先情報に基づいて、動作の結果を通知するものである。
【００３１】
この実施態様によると、他の計量手段は、動作指令に従って動作を行なった後に、前記記憶部に予め記憶されている通知先情報に基づいて、その通知先に対応する中央制御装置や特定の計量手段などに動作結果を通知することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によると、計量手段が所定の位置にあることを検出する位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の計量動作などを行ったり、当該計量手段以外の他の計量手段に対して計量動作などの動作指令を行ったりすることができるので、従来例のように、中央制御装置が、各計量手段に対して動作指令を与える必要がなくなり、その分、中央制御装置の負荷を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る充填装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は図１の要部の側面図である。
【図３】図３は図１の回転状態における第１のヘッドの側面図である。
【図４】図４は図２の各ヘッドのデジタルロードセルと中央制御装置との接続構成を示す図である。
【図５】図５はデジタルロードセルの構成を示すブロック図である。
【図６】図６はデジタルロードセルの記憶部に格納されている指示設定テーブルの例を示す図である。
【図７】図７はデジタルロードセルの記憶部に格納されている通知先設定テーブルの例を示す図である。
【図８】図８は指示設定テーブルに基づく動作指令の発行処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は通知先設定テーブルに基づく動作結果の通知処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係る充填装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、図１の要部の側面図である。
【００３６】
この実施形態の充填装置１は、図１に示すように、一定の速度で回転する円形の回転台８を備えており、この回転台８の外周寄りには、ビン等の容器２に液体、例えば飲料を一定量ずつ充填するための複数、この例では２４台の第１〜第２４のヘッド３１〜３２４が、円周方向に沿って等間隔に配置されている。
【００３７】
各ヘッド３１〜３２４は、図２に示すように、容器２の首部を把持して支持する容器支持部４と、この容器支持部４に連結されて該容器支持部４に加わる荷重を計量する計量手段としてのデジタルロードセル（以下「ＤＬＣ」ともいう）５と、容器支持部４の上方に配置されて、容器２内に飲料を充填するための充填手段としてのノズル６及び電磁式の充填バルブ７とを備えている。充填バルブ７には、図示しない配管を介して飲料が供給されると共に、その開閉が、デジタルロードセル５によって制御される。
【００３８】
各ヘッド３１〜３２４は、回転台８に立設された周壁８ａに取付けられており、図１の矢符９方向（時計方向）に該回転台８と一体に回転移動する。
【００３９】
この充填装置１では、図中、白抜きで空であることを示す容器２，２，…が、搬入用コンベヤ１０によって搬送され、反時計方向に回転する搬入用スターホイール１１によって一定のタイミングで１個ずつ回転台８に搬入されて、各ヘッド３１〜３２４の容器支持部４に順次にセットされる。容器２，２，…の回転台８への搬入の有無は、搬入用スターホイール１１に搬入用コンベヤ１０を介して対向配置された光電センサ２４によって検出される。
【００４０】
各ヘッド３１〜３２４の容器支持部４に順次にセットされた容器２は、該ヘッド３１〜３２４と共に矢符９方向に回転し、この回転中に、各ヘッド３１〜３２４は、容器支持部４に支持された容器２に飲料を充填する。ハッチングで充填が終了したことを示す容器２，２，…は、反時計方向に回転する搬出用スターホイール１３によって、各ヘッド３１〜３２４から取り除かれて、搬出用コンベヤ１４によって搬出される。
【００４１】
なお、回転台８、搬入用コンベヤ１０及び搬出用コンベヤ１４等の駆動制御は、後述の中央制御装置（コントローラ）によって行われ、この中央制御装置は、例えば、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）などで構成される。
【００４２】
この実施形態では、各ヘッド３１〜３２４は、当該ヘッド３１〜３２４が所定の回転位置にあることを検出するために、図２に示すように、位置センサ、例えば、近接スイッチ１５を各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５の下部に備えている。
【００４３】
一方、この近接スイッチ１５の検出対象となる金属片１６が、所定の回転位置、この実施形態では、図１に示すように、容器２の搬入位置と搬出位置との略中間の位置、図１に示される回転状態では、第１のヘッド３１の下方位置に固定的に配置されている。この図１の回転状態では、図３に示すように、第１のヘッド３１のデジタルロードセル５に備えられている近接スイッチ１５が、金属片１６に対向し、デジタルロードセル５には、近接スイッチ１５からの検出信号が入力される。なお、回転台８には、金属片１６に対応して、円周方向に沿って貫通溝が形成されており、この貫通溝から金属片１６が上方に突出して近接スイッチ１５に対向できるように構成されている。
【００４４】
この実施形態では、所定の回転位置は、容器支持部４に容器２がセットされていない位置であって、そのときの荷重を計測する、いわゆる零計測の位置Ｐ１である。また、この図１の回転状態では、所定の回転位置にある第１のヘッド３１を基準として、反時計回りに５個ずれた第６のヘッド３６の位置が、充填後の容器２の最終の計量値を後述のように送信する送信動作の位置Ｐ２であり、また、第１のヘッド３１を基準として、時計回りに４個ずれた第２１のヘッド３２１の位置が、容器支持部４にセットされた空の容器２を計量する、いわゆる風袋計測の位置Ｐ３である。
【００４５】
各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル（ＤＬＣ）５は、図４に示すように、通信回線２５で相互に接続されると共に、上位の中央制御装置２６に接続されて通信可能となっている。また、各デジタルロードセル５は、上述の近接スイッチ１５が接続されると共に、デジタルロードセル５によって開閉が制御される電磁式の上述の充填バルブ７が接続される。
【００４６】
図５は、各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５の構成を示すブロック図である。
【００４７】
このデジタルロードセル５は、起歪体に貼着されたストレインゲージがブリッジ接続されたロードセル部１７と、このロードセル部１７からの荷重信号をＡ／Ｄ変換して重量を検出する重量検出部１８と、後述の各テーブルが予め記憶される記憶部１９と、他のヘッドのデジタルロードセル５や中央制御装置２６と通信するための通信インターフェイス部２０と、上述の位置センサである近接スイッチ１５からの検出信号が入力される一方、充填バルブ７への開閉信号を出力する入出力制御部２１と、各部を制御する演算処理部２２と、電源２３とを備えている。重量検出部１８及び演算処理部２２は、例えば、ＣＰＵによって構成される。
【００４８】
この実施形態では、近接スイッチ１５が所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１の金属片１６を検出し、対応するヘッドのデジタルロードセル５に検出信号が入力されると、該デジタルロードセル５は、予め記憶部１９に記憶されている指示設定テーブルに従って、他のヘッドのデジタルロードセル５に対して動作指令を与える。
【００４９】
また、動作指令が与えられる他のヘッドのデジタルロードセル５は、その指令に従って動作すると共に、予め記憶部１９に記憶されている通知先設定テーブルに従って、その動作結果を通知する。
【００５０】
この指示設定テーブル及び通知先設定テーブルの情報は、例えば、上述の通信回線２５を介して中央制御装置２６から予め設定入力することができる。
【００５１】
図６は、デジタルロードセル５の記憶部１９に予め記憶されている指示設定テーブルの一例を示す図であり、この図６では、第１のヘッド３１の指示設定テーブルを示している。
【００５２】
この記憶部１９に予め記憶される指示設定テーブルの項目には、位置センサを指定するセンサ番号（Ｎｏ．）、動作指令のトリガとなる位置センサからの検出信号の立ち上がりや立下りといった事象、動作指令の発行先である他のヘッドの番号、及び、指令する動作内容がある。第１〜第２４のヘッド３１〜３２４のヘッドの番号は、それぞれ、１〜２４である。
【００５３】
この実施形態では、位置センサは、近接スイッチ１５だけであり、センサ番号は近接スイッチ１５を示す「１」である。第１のヘッド３１のデジタルロードセル５は、上述の図１の回転状態になると、近接スイッチ１５が所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１の金属片１６に対向し、該近接スイッチ１５から検出信号が入力され、その検出信号の立ち上がりに応答して、発行先である第６のヘッド３６のデジタルロードセル５に対して充填後の最終の計量値の送信動作を指令し、更に、発行先が第１のヘッド３１である自分自身は、容器２がセットされていない状態を計量する零計測を行なう。また、近接スイッチ１５からの検出信号の立ち下がりに応答して、発行先である第２１のヘッド３２１のデジタルロードセル５に対して風袋計測の動作を指令する。
【００５４】
すなわち、金属片１６が設置されている所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１を基準として、最終の計量値の送信指令、及び、風袋計測の動作指令を、それぞれ対応する位置Ｐ２，Ｐ３にある第６，第２１のヘッド３６，３２１に対して行う一方、当該第１のヘッド３１自身は、零計測を行う。
【００５５】
このように各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５は、近接スイッチ１５が所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１の金属片１６を検出すると、その検出信号の立ち上がりに応答して、反時計回りに５個ずれた位置のヘッドのデジタルロードセル５に対して最終の計量値の送信動作を指令し、検出信号の立ち下がりに応答して、時計回りに４個ずれた位置のヘッドのデジタルロードセル５に対して風袋計測の動作を指令する。また、近接スイッチ１５から検出信号が入力された当該ヘッド自身は、零計測を行う。
【００５６】
したがって、各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５の記憶部１９に予め記憶されている指示設定テーブルでは、発行先のヘッドの番号がヘッド毎にそれぞれ異なっている。例えば、第２のヘッド３２の指示設定テーブルでは、図６の第１のヘッド３１の指示設定テーブルにおける発行先が、１ヘッド分ずれることになり、第６のヘッド３６が第７のヘッド３７に、第１のヘッド３１が第２のヘッド３２に、第２１のヘッド３２１が第２２のヘッド３２２になる。
【００５７】
図７は、デジタルロードセル５の記憶部１９に予め記憶されている通知先設定テーブルの一例を示す図であり、この図７では、第１のヘッド３１の通知先設定テーブルを示している。
【００５８】
この記憶部１９に予め記憶される通知先設定テーブルの項目には、複数の動作内容（零計測、風袋計測、計量値送信）、及び、各動作内容に従った動作を行なった動作結果を通知する各通知先がある。
【００５９】
この実施形態では、基本的には、他のヘッドからの動作指令に従って動作を行い、その動作結果を当該ヘッド自身に記憶し、充填後の容器２の最終の計量結果である計量値を、上述の中央制御装置２６に送信するようにしている。
【００６０】
すなわち、この実施形態では、全てのヘッド３１〜３２４の通知先設定テーブルの３つの動作内容それぞれに対応する各通知先において、零計測、風袋計測に関しては設定通知先が当該ヘッド自身であって当該ヘッド自身に通知、すなわち、当該ヘッド自身に記憶し、充填後の容器２の最終の計量値に関しては、設定通知先が中央制御装置２６であり、該中央制御装置２６に送信する。
【００６１】
中央制御装置２６は、充填後の容器２の最終的な計量値に基づいて、充填の良否を判別し、不良品については、搬出用コンベヤ１４の下流側の選別機（図示せず）を制御して生産ラインから排除するようにしている。
【００６２】
なお、本発明の他の実施形態として、動作結果を当該ヘッド自身に記憶したり、中央制御装置２６に送信したりするのではなく、他のヘッドに送信するようにしてもよい。例えば、特定のヘッドに動作結果を送信し、該特定のヘッドに計量値などの動作結果を収集するようにしてもよく、更に、収集した動作結果の統計処理を行なうようにしてもよい。
【００６３】
図８及び図９は、各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５の動作説明に供するフローチャートであり、図８は、他のヘッドのデジタルロードセル５に対する動作指令の発行処理を示し、図９は、指令に従った動作の結果を通知する処理を示している。
【００６４】
動作指令の発行処理では、図８に示すように、位置センサの番号Ｓの初期値を設定し(ステップＳ１０１)、位置センサの番号Ｓが位置センサの数、この実施形態では、上述のように「１」以下であるか否かを判断し(ステップＳ１０２)、位置センサの数以下であるときには、位置センサの信号状態が変化したか否かを判断し(ステップＳ１０３)、変化したときには、指示設定テーブルの行番号Ｒの初期値を設定し(ステップＳ１０４)、指示設定テーブルの行番号Ｒが指示設定テーブルの行数、この実施形態では図６に示すように「３」以下であるか否かを判断する(ステップＳ１０５)。
【００６５】
指示設定テーブルの行番号Ｒが指示設定テーブルの行数以下であるときには、指示設定テーブルの行番号Ｒの行における位置センサのＮｏ．が、位置センサの番号Ｓであるか否かを判断し(ステップＳ１０６)、位置センサの番号Ｓであるときには、指示設定テーブルの行番号Ｒの行における事象が一致したか否かを判断し(ステップＳ１０７)、事象が一致したときには、指示設定テーブルの行番号Ｒの行における指示を実行する、すなわち、指示設定テーブルの行番号Ｒの行における発行先のヘッドのデジタルロードセル５に対して対応する動作指令を送信し(ステップＳ１０８)、指示設定テーブルの行番号ＲをインクリメントしてステップＳ１０５に戻る(ステップＳ１０９)。
【００６６】
また、ステップＳ１０５において、指示設定テーブルの行番号Ｒが指示設定テーブルの行数以下でない、すなわち、指示設定テーブルの行番号Ｒが指示設定テーブルの行数を超えると、位置センサの番号ＳをインクリメントしてステップＳ１０２に戻り(ステップＳ１１０)、ステップＳ１０２において、位置センサの番号Ｓが、位置センサの数以下でない、すなわち、位置センサの数を超えると、終了する。
【００６７】
他のヘッドのデジタルロードセル５からの指令に従った動作の結果を通知する処理では、図９に示すように、指令に従った動作が完了したか否かを判断し(ステップＳ２０１)、動作が完了したときには、通知先設定テーブルの行番号Ｒを初期値に設定し(ステップＳ２０２)、通知先設定テーブルの行番号Ｒが、通知先設定テーブルの行数、この実施形態では図７に示すように「３」以下であるか否かを判断し(ステップＳ２０３)、通知先設定テーブルの行数以下であるときには、通知先設定テーブルの行番号Ｒの行における指示内容と完了した動作とが一致したか否かを判断し(ステップＳ２０４)、一致したときには、通知先設定テーブルの行番号Ｒの行における通知先に対して、動作の結果を通知し(ステップＳ２０５)、通知先設定テーブルの行番号ＲをインクリメントしてステップＳ２０３に戻る(ステップＳ２０６)。また、ステップＳ２０３において、通知先設定テーブルの行番号Ｒが、通知先設定テーブルの行数以下でない、すなわち、通知先設定テーブルの行番号Ｒが、通知先設定テーブルの行数を超えるときには、終了する。
【００６８】
次に、上記構成を有する充填装置１による飲料の容器２への充填処理を説明する。
先ず、回転台８が、図１の矢符９で示されるように時計方向に、一定の速度で回転し、この回転に伴って、各ヘッド３１〜３２４も回転する。さらに、回転台８の回転に合わせて、搬入用コンベヤ１０、搬入用スターホイール１１、搬出用スターホイール１３、搬出用コンベヤ１４も回転する。なお、回転台８の回転数は、容器２などに応じて定められ、例えば数秒間（約３秒間〜５秒間）に１回転程度とされる。
【００６９】
次に、空の容器２，２，…が、搬入用コンベヤ１０、搬入用スターホイール１１によって、一定のタイミングで１個ずつ回転台８に搬入され、各容器２，２，…は、各ヘッド３１〜３２４の容器支持部４にセットされ、回転台８と共に回転する。この回転中に、各ヘッド３１〜３２４は、自身にセットされた容器２に飲料をそれぞれ充填する。
【００７０】
具体的には、例えば第１のヘッド３１が、金属片１６が設置された所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１に到達すると、該ヘッド３１のデジタルロードセル５には、近接スイッチ１５から検出信号が入力されるので、上述のように、指示設定テーブルに従って当該ヘッド３１は、零計測を行うと共に、第６のヘッド３６のデジタルロードセル５に対して最終の計量値の送信動作を指令し、更に、第２１のヘッド３２１のデジタルロードセル５に対して風袋計測の動作を指令する。第１のヘッド３１のデジタルロードセル５は、容器２がセットされていない状態の荷重を計量する、いわゆる零計測を行なってその計量値を記憶する。
【００７１】
この零計測が行われた後、搬入用スターホイール１１によって第１のヘッド３１の容器支持部４に容器２がセットされる。その後、容器２がセットされた第１のヘッド３１が、図１に示される風袋計測の位置Ｐ３に到達すると、そのときに金属片１６が設置された所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１にあるヘッド、具体的には第５のヘッド３５のデジタルロードセル５から当該第１のヘッド３１のデジタルロードセル５に対して風袋計測の動作指令が与えられる。
【００７２】
これによって、第１のヘッド３１のデジタルロードセル５は、動作指令に応答して空の容器２を計量する、いわゆる風袋計測を行う。風袋計測の結果である風袋の計量値は、その通知先が、上述の通知先設定テーブルに示されるように、第１のヘッド３１自身であるので、該第１のヘッド３１のデジタルロードセル５に記憶する。
【００７３】
この風袋計測が終了した後、第１のヘッド３１のデジタルロードセル５は、自身の充填バルブ７を開いて飲料の充填を開始する。そして、飲料が充填される容器２の計量値が予め定めた停止すべき計量値に達したときに、充填バルブ７を閉じて充填を停止する。
【００７４】
飲料の供給が完全に停止され、デジタルロードセル５の計量値が安定するまでの時間が経過した後、充填後の容器２の最終的な計量を開始し、最終的な計量値を得る。
【００７５】
かかる最終計量の終了後、第１のヘッド３１が、充填後の容器２の最終の計量値を送信する位置Ｐ２に到達すると、そのときに金属片１６が設置された所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１にあるヘッド、具体的には第２０のヘッド３２０のデジタルロードセル５から当該第１のヘッド３１のデジタルロードセル５に対して最終計量値の送信の動作指令が与えられる。第１のヘッド３１は、この動作指令を受けて上述の通知先設定テーブルに従って通知先である中央制御装置２６へ最終の計量値を送信する。
【００７６】
そして、この最終計量値を送信する位置Ｐ２を通過してから暫くすると、第１のヘッド３１にセットされている充填後の容器２は、搬出用スターホイール１３によって、搬出用コンベア１４へ搬出される。
【００７７】
他のヘッド３２〜３２４も第１のヘッド３１と同様にして充填処理が行なわれる。
【００７８】
最終の計量値が与えられる中央制御装置２６は、規定通りの定量充填が行われたか否かを判断し、不良品と判断された容器２については、生産ラインから排除されるように、選別機に指示を与える。
【００７９】
以上のように各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５は、図１に示される所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１では、近接スイッチ１５の検出信号に基づいて自ら零計測を行ない、最終の計量値を中央制御装置２６へ送信する位置Ｐ２及び風袋計測の位置Ｐ３では、他のヘッドのデジタルロードセル５からの動作指令に従って最終の計量値の送信及び風袋計測をそれぞれ行なうので、従来例のように、中央制御装置は、ロータリエンコーダ等の回転位相検出器によって検出される回転位相に基づいて、上記各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応する各ヘッドのデジタルロードセルに対して上記各動作の動作指令を与える必要がなくなり、特に、ヘッド数が多い場合の中央制御装置への負荷を軽減することが可能となる。
【００８０】
上述の実施形態では、充填後の容器２の最終の計量値を、中央制御装置２６に送信したけれども、本発明の他の実施形態として、充填後の容器２の最終の計量値や充填後の良否の判別結果を、下流側の選別機などに送信して不良品と判断された容器２については、生産ラインから排除するようにしてもよい。
【００８１】
上述のように各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５は、充填後の容器２の最終の計量値を送信する位置Ｐ２及び風袋計測の位置Ｐ３では、他のヘッドのデジタルロードセル５からの各動作指令に従って最終の計量値の送信及び風袋計測をそれぞれ行なうので、例えば、予め定めた期間が経過しても計量値送信の動作指令や風袋計測の動作指令が与えられないときには、それら指令を与えるべきヘッドに異常が生じていると判定することができる。
【００８２】
そこで、本発明の他の実施形態として、各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５は、動作指令の入力の有無に基づいて、該動作指令を与えるべきヘッドの異常の有無を検出するようにしてもよい。この場合、異常が検出されたヘッドを、中央制御装置２６などに送信して、例えば、異常が検出されたヘッドに対応する容器２及び動作指令が与えられなかったヘッドに対応する容器２を、下流側の選別機によって生産ラインから排除するようにしてもよい。
【００８３】
上述の実施形態では、所定の回転位置を、零計測の位置Ｐ１としたけれども、所定の回転位置は、零計測の位置Ｐ１に限らないのは勿論であり、例えば、最終の計量値の送信位置Ｐ２、風袋計測の位置Ｐ３やその他の位置であってもよい。
【００８４】
また、上述の実施の形態では、近接スイッチ１５によって、所定の回転位置として、零計測の位置Ｐ１の一箇所を検出したけれども、本発明の他の実施形態として、所定の回転位置を複数個所とし、位置センサを追加して複数個所を検出するようにしてもよい。
【００８５】
上述の実施形態では、近接スイッチ１５の検出信号に基づいて、零計測、最終の計量値の送信及び風袋計測の３つの動作を行なうようにしたけれども、本発明の動作は、３つに限らず、単一の動作であってもよく、また、上記動作以外の動作、例えば、充填開始、充填終了、あるいは、容器２に対する飲料の充填中において、その供給量を変更する動作などであってもよい。
【００８６】
上述の実施形態では、位置センサとして近接スイッチを用いたけれども、位置センサは、近接スイッチに限らず、光電スイッチやその他のセンサであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、容器に充填物を充填する充填装置として有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 充填装置
２ 容器
３１〜３２４ ヘッド
４ 容器支持部
５ デジタルロードセル
６ ノズル
７ 充填バルブ
８ 回転台
１５ 近接スイッチ（位置センサ）
１６ 金属片
１７ ロードセル部
１８ 重量検出部
１９ 記憶部
２０ 通信インターフェイス部
２１ 入出力制御部
２２ 演算処理部
２３ 電源
２６ 中央制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を計量しつつ該容器内に充填物を充填する充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の充填装置として、回転体の外周部に円周方向に沿って等間隔に配置された複数の容器支持部と、各容器支持部にそれぞれ連結されて該容器支持部にセットされた容器をそれぞれ計量する複数のロードセルとを、前記回転体と共に回転させ、この回転中に、容器支持部にセットされた容器をロードセルで計量しつつ、ノズル等の充填手段から前記容器に飲料等の充填物を一定量充填する回転式の充填装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
かかる回転式の充填装置では、前記回転体が１回転する間に、所定の回転位置で、容器が容器支持部にセットされる前の計量（零計測）や容器支持部にセットされた空の容器の計量（風袋計測）などの各動作を行なう必要がある。このため、充填装置を制御する中央制御装置（コントローラ）では、ロータリエンコーダ等の回転位相検出器によって検出される回転位相に基づいて、所定の回転位置で上記各動作を行なうように動作指令を与えるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８９２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような充填装置において、容器１個に対応する、容器支持部、ロードセルおよびノズル等の充填手段からなるヘッド（ユニット）の数が多くなると、上記中央制御装置への負荷が増大することになり、信頼性を確保しながら、負荷の増大に対応しようとすると、中央制御装置として高価な装置を使用せざるを得ないという課題がある。
【０００６】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、中央制御装置への負荷を軽減できる充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明では、次のように構成している。
【０００８】
（１）本発明の充填装置は、複数の容器をそれぞれ計量する複数の計量手段を備え、前記複数の容器および前記複数の計量手段を移動させながら、かつ前記計量手段によって前記容器を計量しつつ該容器に充填物を充填する装置であって、前記計量手段が所定の位置にあることを検出する位置センサを備え、前記計量手段は、該計量手段が前記所定の位置にあることを示す前記位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の動作および当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令の少なくともいずれか一方を行うものである。
【０００９】
容器とは、充填物を入れる器をいい、袋、ボトル、箱などをいう。
【００１０】
充填物とは、容器に充填する物をいい、液体が好ましいが、粉体や粒体などであってもよい。
【００１１】
前記複数の容器および前記複数の計量手段の移動は、回転方向に沿う回転移動が好ましいが、直線方向に沿う移動などであってもよい。
【００１２】
所定の位置は、一箇所であってもよいし、複数箇所であってもよい。この所定の位置は、計量手段の動作、例えば、空の容器(風袋)を計量する動作や計量結果である計量値を、例えば中央制御装置へ送信する動作などの各動作を行う位置、あるいは、それら位置の基準となる位置であるのが好ましい。
【００１３】
位置センサは、一つであってもよいし、複数であってもよい。この位置センサは、固定位置に設けてもよいし、計量手段と共に移動するようにしてもよい。
【００１４】
動作指令は、計量手段の動作、例えば、計量動作や計量結果の送信動作などの各種の動作の指令である。
【００１５】
少なくともいずれか一方を行うとは、計量手段が前記所定の位置にあることを示す前記位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の動作のみを行なってもよいし、当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令のみを行なってもよいし、当該計量手段自身の動作及び他の計量手段に対する動作指令の両者を行なってもよい。
【００１６】
本発明の充填装置によると、計量手段が所定の位置にあることを検出する位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の計量動作などを行ったり、当該計量手段以外の他の計量手段に対して計量動作などの動作指令を行ったりするので、従来例のように、中央制御装置が、各計量手段に対して動作指令を与える必要がなくなり、その分、中央制御装置の負荷が軽減される。
【００１７】
（２）本発明の充填装置の好ましい実施態様では、前記複数の容器をそれぞれ支持する複数の容器支持部を備えると共に、前記位置センサを複数備え、前記複数の計量手段は、前記複数の容器支持部にそれぞれ連結されて各容器支持部に加わる荷重を計量するものであり、前記複数の容器支持部および前記複数の計量手段は、回転体の円周方向に沿って配置されて該回転体と一体に回転移動し、前記各位置センサが、各計量手段とそれぞれ一体に回転移動して所定の回転位置を検出するものである。
【００１８】
容器支持部は、容器を支持するものであればよく、例えば、容器を把持するものであってもよいし、容器を載せて支持してもよい。
【００１９】
計量手段は、容器支持部に連結されて容器支持部に加わる荷重を計量するので、容器支持部に容器が支持されていない状態の荷重の計量、いわゆる、零計測が可能である。
【００２０】
各位置センサは、各計量手段とそれぞれ一体に回転移動するので、各計量手段が所定の回転位置に到達したことを検出することができる。
【００２１】
この実施態様によると、各計量手段が所定の回転位置にあることを検出する各位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の計量動作などを行ったり、当該計量手段以外の他の計量手段に対して計量動作などの動作指令を行ったりするので、従来例のように、中央制御装置が、ロータリエンコーダ等の回転位相検出器からの出力に基づいて、各計量手段に対して動作指令を与える必要がなくなり、その分、中央制御装置の負荷を軽減することができるようになる。
【００２２】
（３）本発明の充填装置の別の実施態様では、各計量手段は、前記他の計量手段を指定する情報および該他の計量手段に指令すべき動作内容を指定する情報を含む指定情報が予め記憶される指定情報記憶部を備え、各計量手段は、前記指定情報に基づいて、前記他の計量手段に対して動作指令を行うものである。
【００２３】
この実施態様によると、計量手段は、所定の位置にあることが位置センサによって検出されると、前記記憶部に予め記憶されている指定情報に基づいて、指定された他の計量手段に対して指定された内容の動作指令を行うことができる。したがって、指定情報によって複数の他の計量手段およびその動作内容を指定することによって、複数の他の制御手段の動作を制御できることになる。
【００２４】
（４）上記（３）の実施態様では、前記指定情報は、前記位置センサの検出出力である検出信号の立ち上がりまたは立ち下りを指定する情報を含み、前記計量手段は、前記指定情報で指定される前記検出信号の立ち上がりまたは立ち下りに応答して、当該計量手段自身の動作および当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令の少なくともいずれか一方を行うようにしてもよい。
【００２５】
この実施態様によると、各計量手段による計量動作などの動作のタイミングをきめ細かく設定することが可能となる。
【００２６】
（５）本発明の充填装置の更に別の実施態様では、前記他の計量手段は、動作指令に従って行なった動作の結果を通知するものである。
【００２７】
動作の結果は、動作が正しく行なわれたか否かといった動作の良否であってもよいし、例えば、計量動作であれば計量値などであってもよい。
【００２８】
動作の結果を通知する先は、中央制御装置であってもよいし、他の計量手段であってもよい。
【００２９】
この実施態様によると、動作の結果、例えば、充填物を充填した後の容器の計量動作の結果である計量値を通知先、例えば、中央制御装置に通知することにより、中央制御装置では、計量値の良否を判別し、不良と判別された充填後の容器を、当該充填装置の下流側で取り除くといったことが可能となる。
【００３０】
（６）上記（５）の実施態様では、前記他の計量手段は、前記動作の結果の通知先情報が予め記憶される通知先情報記憶部を備え、前記通知先情報に基づいて、動作の結果を通知するものである。
【００３１】
この実施態様によると、他の計量手段は、動作指令に従って動作を行なった後に、前記記憶部に予め記憶されている通知先情報に基づいて、その通知先に対応する中央制御装置や特定の計量手段などに動作結果を通知することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によると、計量手段が所定の位置にあることを検出する位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の計量動作などを行ったり、当該計量手段以外の他の計量手段に対して計量動作などの動作指令を行ったりすることができるので、従来例のように、中央制御装置が、各計量手段に対して動作指令を与える必要がなくなり、その分、中央制御装置の負荷を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る充填装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は図１の要部の側面図である。
【図３】図３は図１の回転状態における第１のヘッドの側面図である。
【図４】図４は図２の各ヘッドのデジタルロードセルと中央制御装置との接続構成を示す図である。
【図５】図５はデジタルロードセルの構成を示すブロック図である。
【図６】図６はデジタルロードセルの記憶部に格納されている指示設定テーブルの例を示す図である。
【図７】図７はデジタルロードセルの記憶部に格納されている通知先設定テーブルの例を示す図である。
【図８】図８は指示設定テーブルに基づく動作指令の発行処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は通知先設定テーブルに基づく動作結果の通知処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係る充填装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、図１の要部の側面図である。
【００３６】
この実施形態の充填装置１は、図１に示すように、一定の速度で回転する円形の回転台８を備えており、この回転台８の外周寄りには、ビン等の容器２に液体、例えば飲料を一定量ずつ充填するための複数、この例では２４台の第１〜第２４のヘッド３１〜３２４が、円周方向に沿って等間隔に配置されている。
【００３７】
各ヘッド３１〜３２４は、図２に示すように、容器２の首部を把持して支持する容器支持部４と、この容器支持部４に連結されて該容器支持部４に加わる荷重を計量する計量手段としてのデジタルロードセル（以下「ＤＬＣ」ともいう）５と、容器支持部４の上方に配置されて、容器２内に飲料を充填するための充填手段としてのノズル６及び電磁式の充填バルブ７とを備えている。充填バルブ７には、図示しない配管を介して飲料が供給されると共に、その開閉が、デジタルロードセル５によって制御される。
【００３８】
各ヘッド３１〜３２４は、回転台８に立設された周壁８ａに取付けられており、図１の矢符９方向（時計方向）に該回転台８と一体に回転移動する。
【００３９】
この充填装置１では、図中、白抜きで空であることを示す容器２，２，…が、搬入用コンベヤ１０によって搬送され、反時計方向に回転する搬入用スターホイール１１によって一定のタイミングで１個ずつ回転台８に搬入されて、各ヘッド３１〜３２４の容器支持部４に順次にセットされる。容器２，２，…の回転台８への搬入の有無は、搬入用スターホイール１１に搬入用コンベヤ１０を介して対向配置された光電センサ２４によって検出される。
【００４０】
各ヘッド３１〜３２４の容器支持部４に順次にセットされた容器２は、該ヘッド３１〜３２４と共に矢符９方向に回転し、この回転中に、各ヘッド３１〜３２４は、容器支持部４に支持された容器２に飲料を充填する。ハッチングで充填が終了したことを示す容器２，２，…は、反時計方向に回転する搬出用スターホイール１３によって、各ヘッド３１〜３２４から取り除かれて、搬出用コンベヤ１４によって搬出される。
【００４１】
なお、回転台８、搬入用コンベヤ１０及び搬出用コンベヤ１４等の駆動制御は、後述の中央制御装置（コントローラ）によって行われ、この中央制御装置は、例えば、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）などで構成される。
【００４２】
この実施形態では、各ヘッド３１〜３２４は、当該ヘッド３１〜３２４が所定の回転位置にあることを検出するために、図２に示すように、位置センサ、例えば、近接スイッチ１５を各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５の下部に備えている。
【００４３】
一方、この近接スイッチ１５の検出対象となる金属片１６が、所定の回転位置、この実施形態では、図１に示すように、容器２の搬入位置と搬出位置との略中間の位置、図１に示される回転状態では、第１のヘッド３１の下方位置に固定的に配置されている。この図１の回転状態では、図３に示すように、第１のヘッド３１のデジタルロードセル５に備えられている近接スイッチ１５が、金属片１６に対向し、デジタルロードセル５には、近接スイッチ１５からの検出信号が入力される。なお、回転台８には、金属片１６に対応して、円周方向に沿って貫通溝が形成されており、この貫通溝から金属片１６が上方に突出して近接スイッチ１５に対向できるように構成されている。
【００４４】
この実施形態では、所定の回転位置は、容器支持部４に容器２がセットされていない位置であって、そのときの荷重を計測する、いわゆる零計測の位置Ｐ１である。また、この図１の回転状態では、所定の回転位置にある第１のヘッド３１を基準として、反時計回りに５個ずれた第６のヘッド３６の位置が、充填後の容器２の最終の計量値を後述のように送信する送信動作の位置Ｐ２であり、また、第１のヘッド３１を基準として、時計回りに４個ずれた第２１のヘッド３２１の位置が、容器支持部４にセットされた空の容器２を計量する、いわゆる風袋計測の位置Ｐ３である。
【００４５】
各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル（ＤＬＣ）５は、図４に示すように、通信回線２５で相互に接続されると共に、上位の中央制御装置２６に接続されて通信可能となっている。また、各デジタルロードセル５は、上述の近接スイッチ１５が接続されると共に、デジタルロードセル５によって開閉が制御される電磁式の上述の充填バルブ７が接続される。
【００４６】
図５は、各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５の構成を示すブロック図である。
【００４７】
このデジタルロードセル５は、起歪体に貼着されたストレインゲージがブリッジ接続されたロードセル部１７と、このロードセル部１７からの荷重信号をＡ／Ｄ変換して重量を検出する重量検出部１８と、後述の各テーブルが予め記憶される記憶部１９と、他のヘッドのデジタルロードセル５や中央制御装置２６と通信するための通信インターフェイス部２０と、上述の位置センサである近接スイッチ１５からの検出信号が入力される一方、充填バルブ７への開閉信号を出力する入出力制御部２１と、各部を制御する演算処理部２２と、電源２３とを備えている。重量検出部１８及び演算処理部２２は、例えば、ＣＰＵによって構成される。
【００４８】
この実施形態では、近接スイッチ１５が所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１の金属片１６を検出し、対応するヘッドのデジタルロードセル５に検出信号が入力されると、該デジタルロードセル５は、予め記憶部１９に記憶されている指示設定テーブルに従って、他のヘッドのデジタルロードセル５に対して動作指令を与える。
【００４９】
また、動作指令が与えられる他のヘッドのデジタルロードセル５は、その指令に従って動作すると共に、予め記憶部１９に記憶されている通知先設定テーブルに従って、その動作結果を通知する。
【００５０】
この指示設定テーブル及び通知先設定テーブルの情報は、例えば、上述の通信回線２５を介して中央制御装置２６から予め設定入力することができる。
【００５１】
図６は、デジタルロードセル５の記憶部１９に予め記憶されている指示設定テーブルの一例を示す図であり、この図６では、第１のヘッド３１の指示設定テーブルを示している。
【００５２】
この記憶部１９に予め記憶される指示設定テーブルの項目には、位置センサを指定するセンサ番号（Ｎｏ．）、動作指令のトリガとなる位置センサからの検出信号の立ち上がりや立下りといった事象、動作指令の発行先である他のヘッドの番号、及び、指令する動作内容がある。第１〜第２４のヘッド３１〜３２４のヘッドの番号は、それぞれ、１〜２４である。
【００５３】
この実施形態では、位置センサは、近接スイッチ１５だけであり、センサ番号は近接スイッチ１５を示す「１」である。第１のヘッド３１のデジタルロードセル５は、上述の図１の回転状態になると、近接スイッチ１５が所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１の金属片１６に対向し、該近接スイッチ１５から検出信号が入力され、その検出信号の立ち上がりに応答して、発行先である第６のヘッド３６のデジタルロードセル５に対して充填後の最終の計量値の送信動作を指令し、更に、発行先が第１のヘッド３１である自分自身は、容器２がセットされていない状態を計量する零計測を行なう。また、近接スイッチ１５からの検出信号の立ち下がりに応答して、発行先である第２１のヘッド３２１のデジタルロードセル５に対して風袋計測の動作を指令する。
【００５４】
すなわち、金属片１６が設置されている所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１を基準として、最終の計量値の送信指令、及び、風袋計測の動作指令を、それぞれ対応する位置Ｐ２，Ｐ３にある第６，第２１のヘッド３６，３２１に対して行う一方、当該第１のヘッド３１自身は、零計測を行う。
【００５５】
このように各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５は、近接スイッチ１５が所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１の金属片１６を検出すると、その検出信号の立ち上がりに応答して、反時計回りに５個ずれた位置のヘッドのデジタルロードセル５に対して最終の計量値の送信動作を指令し、検出信号の立ち下がりに応答して、時計回りに４個ずれた位置のヘッドのデジタルロードセル５に対して風袋計測の動作を指令する。また、近接スイッチ１５から検出信号が入力された当該ヘッド自身は、零計測を行う。
【００５６】
したがって、各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５の記憶部１９に予め記憶されている指示設定テーブルでは、発行先のヘッドの番号がヘッド毎にそれぞれ異なっている。例えば、第２のヘッド３２の指示設定テーブルでは、図６の第１のヘッド３１の指示設定テーブルにおける発行先が、１ヘッド分ずれることになり、第６のヘッド３６が第７のヘッド３７に、第１のヘッド３１が第２のヘッド３２に、第２１のヘッド３２１が第２２のヘッド３２２になる。
【００５７】
図７は、デジタルロードセル５の記憶部１９に予め記憶されている通知先設定テーブルの一例を示す図であり、この図７では、第１のヘッド３１の通知先設定テーブルを示している。
【００５８】
この記憶部１９に予め記憶される通知先設定テーブルの項目には、複数の動作内容（零計測、風袋計測、計量値送信）、及び、各動作内容に従った動作を行なった動作結果を通知する各通知先がある。
【００５９】
この実施形態では、基本的には、他のヘッドからの動作指令に従って動作を行い、その動作結果を当該ヘッド自身に記憶し、充填後の容器２の最終の計量結果である計量値を、上述の中央制御装置２６に送信するようにしている。
【００６０】
すなわち、この実施形態では、全てのヘッド３１〜３２４の通知先設定テーブルの３つの動作内容それぞれに対応する各通知先において、零計測、風袋計測に関しては設定通知先が当該ヘッド自身であって当該ヘッド自身に通知、すなわち、当該ヘッド自身に記憶し、充填後の容器２の最終の計量値に関しては、設定通知先が中央制御装置２６であり、該中央制御装置２６に送信する。
【００６１】
中央制御装置２６は、充填後の容器２の最終的な計量値に基づいて、充填の良否を判別し、不良品については、搬出用コンベヤ１４の下流側の選別機（図示せず）を制御して生産ラインから排除するようにしている。
【００６２】
なお、本発明の他の実施形態として、動作結果を当該ヘッド自身に記憶したり、中央制御装置２６に送信したりするのではなく、他のヘッドに送信するようにしてもよい。例えば、特定のヘッドに動作結果を送信し、該特定のヘッドに計量値などの動作結果を収集するようにしてもよく、更に、収集した動作結果の統計処理を行なうようにしてもよい。
【００６３】
図８及び図９は、各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５の動作説明に供するフローチャートであり、図８は、他のヘッドのデジタルロードセル５に対する動作指令の発行処理を示し、図９は、指令に従った動作の結果を通知する処理を示している。
【００６４】
動作指令の発行処理では、図８に示すように、位置センサの番号Ｓの初期値を設定し(ステップＳ１０１)、位置センサの番号Ｓが位置センサの数、この実施形態では、上述のように「１」以下であるか否かを判断し(ステップＳ１０２)、位置センサの数以下であるときには、位置センサの信号状態が変化したか否かを判断し(ステップＳ１０３)、変化したときには、指示設定テーブルの行番号Ｒの初期値を設定し(ステップＳ１０４)、指示設定テーブルの行番号Ｒが指示設定テーブルの行数、この実施形態では図６に示すように「３」以下であるか否かを判断する(ステップＳ１０５)。
【００６５】
指示設定テーブルの行番号Ｒが指示設定テーブルの行数以下であるときには、指示設定テーブルの行番号Ｒの行における位置センサのＮｏ．が、位置センサの番号Ｓであるか否かを判断し(ステップＳ１０６)、位置センサの番号Ｓであるときには、指示設定テーブルの行番号Ｒの行における事象が一致したか否かを判断し(ステップＳ１０７)、事象が一致したときには、指示設定テーブルの行番号Ｒの行における指示を実行する、すなわち、指示設定テーブルの行番号Ｒの行における発行先のヘッドのデジタルロードセル５に対して対応する動作指令を送信し(ステップＳ１０８)、指示設定テーブルの行番号ＲをインクリメントしてステップＳ１０５に戻る(ステップＳ１０９)。
【００６６】
また、ステップＳ１０５において、指示設定テーブルの行番号Ｒが指示設定テーブルの行数以下でない、すなわち、指示設定テーブルの行番号Ｒが指示設定テーブルの行数を超えると、位置センサの番号ＳをインクリメントしてステップＳ１０２に戻り(ステップＳ１１０)、ステップＳ１０２において、位置センサの番号Ｓが、位置センサの数以下でない、すなわち、位置センサの数を超えると、終了する。
【００６７】
他のヘッドのデジタルロードセル５からの指令に従った動作の結果を通知する処理では、図９に示すように、指令に従った動作が完了したか否かを判断し(ステップＳ２０１)、動作が完了したときには、通知先設定テーブルの行番号Ｒを初期値に設定し(ステップＳ２０２)、通知先設定テーブルの行番号Ｒが、通知先設定テーブルの行数、この実施形態では図７に示すように「３」以下であるか否かを判断し(ステップＳ２０３)、通知先設定テーブルの行数以下であるときには、通知先設定テーブルの行番号Ｒの行における指示内容と完了した動作とが一致したか否かを判断し(ステップＳ２０４)、一致したときには、通知先設定テーブルの行番号Ｒの行における通知先に対して、動作の結果を通知し(ステップＳ２０５)、通知先設定テーブルの行番号ＲをインクリメントしてステップＳ２０３に戻る(ステップＳ２０６)。また、ステップＳ２０３において、通知先設定テーブルの行番号Ｒが、通知先設定テーブルの行数以下でない、すなわち、通知先設定テーブルの行番号Ｒが、通知先設定テーブルの行数を超えるときには、終了する。
【００６８】
次に、上記構成を有する充填装置１による飲料の容器２への充填処理を説明する。
先ず、回転台８が、図１の矢符９で示されるように時計方向に、一定の速度で回転し、この回転に伴って、各ヘッド３１〜３２４も回転する。さらに、回転台８の回転に合わせて、搬入用コンベヤ１０、搬入用スターホイール１１、搬出用スターホイール１３、搬出用コンベヤ１４も回転する。なお、回転台８の回転数は、容器２などに応じて定められ、例えば数秒間（約３秒間〜５秒間）に１回転程度とされる。
【００６９】
次に、空の容器２，２，…が、搬入用コンベヤ１０、搬入用スターホイール１１によって、一定のタイミングで１個ずつ回転台８に搬入され、各容器２，２，…は、各ヘッド３１〜３２４の容器支持部４にセットされ、回転台８と共に回転する。この回転中に、各ヘッド３１〜３２４は、自身にセットされた容器２に飲料をそれぞれ充填する。
【００７０】
具体的には、例えば第１のヘッド３１が、金属片１６が設置された所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１に到達すると、該ヘッド３１のデジタルロードセル５には、近接スイッチ１５から検出信号が入力されるので、上述のように、指示設定テーブルに従って当該ヘッド３１は、零計測を行うと共に、第６のヘッド３６のデジタルロードセル５に対して最終の計量値の送信動作を指令し、更に、第２１のヘッド３２１のデジタルロードセル５に対して風袋計測の動作を指令する。第１のヘッド３１のデジタルロードセル５は、容器２がセットされていない状態の荷重を計量する、いわゆる零計測を行なってその計量値を記憶する。
【００７１】
この零計測が行われた後、搬入用スターホイール１１によって第１のヘッド３１の容器支持部４に容器２がセットされる。その後、容器２がセットされた第１のヘッド３１が、図１に示される風袋計測の位置Ｐ３に到達すると、そのときに金属片１６が設置された所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１にあるヘッド、具体的には第５のヘッド３５のデジタルロードセル５から当該第１のヘッド３１のデジタルロードセル５に対して風袋計測の動作指令が与えられる。
【００７２】
これによって、第１のヘッド３１のデジタルロードセル５は、動作指令に応答して空の容器２を計量する、いわゆる風袋計測を行う。風袋計測の結果である風袋の計量値は、その通知先が、上述の通知先設定テーブルに示されるように、第１のヘッド３１自身であるので、該第１のヘッド３１のデジタルロードセル５に記憶する。
【００７３】
この風袋計測が終了した後、第１のヘッド３１のデジタルロードセル５は、自身の充填バルブ７を開いて飲料の充填を開始する。そして、飲料が充填される容器２の計量値が予め定めた停止すべき計量値に達したときに、充填バルブ７を閉じて充填を停止する。
【００７４】
飲料の供給が完全に停止され、デジタルロードセル５の計量値が安定するまでの時間が経過した後、充填後の容器２の最終的な計量を開始し、最終的な計量値を得る。
【００７５】
かかる最終計量の終了後、第１のヘッド３１が、充填後の容器２の最終の計量値を送信する位置Ｐ２に到達すると、そのときに金属片１６が設置された所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１にあるヘッド、具体的には第２０のヘッド３２０のデジタルロードセル５から当該第１のヘッド３１のデジタルロードセル５に対して最終計量値の送信の動作指令が与えられる。第１のヘッド３１は、この動作指令を受けて上述の通知先設定テーブルに従って通知先である中央制御装置２６へ最終の計量値を送信する。
【００７６】
そして、この最終計量値を送信する位置Ｐ２を通過してから暫くすると、第１のヘッド３１にセットされている充填後の容器２は、搬出用スターホイール１３によって、搬出用コンベア１４へ搬出される。
【００７７】
他のヘッド３２〜３２４も第１のヘッド３１と同様にして充填処理が行なわれる。
【００７８】
最終の計量値が与えられる中央制御装置２６は、規定通りの定量充填が行われたか否かを判断し、不良品と判断された容器２については、生産ラインから排除されるように、選別機に指示を与える。
【００７９】
以上のように各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５は、図１に示される所定の回転位置である零計測の位置Ｐ１では、近接スイッチ１５の検出信号に基づいて自ら零計測を行ない、最終の計量値を中央制御装置２６へ送信する位置Ｐ２及び風袋計測の位置Ｐ３では、他のヘッドのデジタルロードセル５からの動作指令に従って最終の計量値の送信及び風袋計測をそれぞれ行なうので、従来例のように、中央制御装置は、ロータリエンコーダ等の回転位相検出器によって検出される回転位相に基づいて、上記各位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３に対応する各ヘッドのデジタルロードセルに対して上記各動作の動作指令を与える必要がなくなり、特に、ヘッド数が多い場合の中央制御装置への負荷を軽減することが可能となる。
【００８０】
上述の実施形態では、充填後の容器２の最終の計量値を、中央制御装置２６に送信したけれども、本発明の他の実施形態として、充填後の容器２の最終の計量値や充填後の良否の判別結果を、下流側の選別機などに送信して不良品と判断された容器２については、生産ラインから排除するようにしてもよい。
【００８１】
上述のように各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５は、充填後の容器２の最終の計量値を送信する位置Ｐ２及び風袋計測の位置Ｐ３では、他のヘッドのデジタルロードセル５からの各動作指令に従って最終の計量値の送信及び風袋計測をそれぞれ行なうので、例えば、予め定めた期間が経過しても計量値送信の動作指令や風袋計測の動作指令が与えられないときには、それら指令を与えるべきヘッドに異常が生じていると判定することができる。
【００８２】
そこで、本発明の他の実施形態として、各ヘッド３１〜３２４のデジタルロードセル５は、動作指令の入力の有無に基づいて、該動作指令を与えるべきヘッドの異常の有無を検出するようにしてもよい。この場合、異常が検出されたヘッドを、中央制御装置２６などに送信して、例えば、異常が検出されたヘッドに対応する容器２及び動作指令が与えられなかったヘッドに対応する容器２を、下流側の選別機によって生産ラインから排除するようにしてもよい。
【００８３】
上述の実施形態では、所定の回転位置を、零計測の位置Ｐ１としたけれども、所定の回転位置は、零計測の位置Ｐ１に限らないのは勿論であり、例えば、最終の計量値の送信位置Ｐ２、風袋計測の位置Ｐ３やその他の位置であってもよい。
【００８４】
また、上述の実施の形態では、近接スイッチ１５によって、所定の回転位置として、零計測の位置Ｐ１の一箇所を検出したけれども、本発明の他の実施形態として、所定の回転位置を複数個所とし、位置センサを追加して複数個所を検出するようにしてもよい。
【００８５】
上述の実施形態では、近接スイッチ１５の検出信号に基づいて、零計測、最終の計量値の送信及び風袋計測の３つの動作を行なうようにしたけれども、本発明の動作は、３つに限らず、単一の動作であってもよく、また、上記動作以外の動作、例えば、充填開始、充填終了、あるいは、容器２に対する飲料の充填中において、その供給量を変更する動作などであってもよい。
【００８６】
上述の実施形態では、位置センサとして近接スイッチを用いたけれども、位置センサは、近接スイッチに限らず、光電スイッチやその他のセンサであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、容器に充填物を充填する充填装置として有用である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 充填装置
２ 容器
３１〜３２４ ヘッド
４ 容器支持部
５ デジタルロードセル
６ ノズル
７ 充填バルブ
８ 回転台
１５ 近接スイッチ（位置センサ）
１６ 金属片
１７ ロードセル部
１８ 重量検出部
１９ 記憶部
２０ 通信インターフェイス部
２１ 入出力制御部
２２ 演算処理部
２３ 電源
２６ 中央制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の容器をそれぞれ計量する複数の計量手段を備え、前記複数の容器および前記複数の計量手段を移動させながら、かつ前記計量手段によって前記容器を計量しつつ該容器に充填物を充填する装置であって、
前記計量手段が所定の位置にあることを検出する位置センサを備え、
前記計量手段は、該計量手段が前記所定の位置にあることを示す前記位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の動作および当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令の少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記複数の容器をそれぞれ支持する複数の容器支持部を備えると共に、前記位置センサを複数備え、
前記複数の計量手段は、前記複数の容器支持部にそれぞれ連結されて各容器支持部に加わる荷重を計量するものであり、
前記複数の容器支持部および前記複数の計量手段は、回転体の円周方向に沿って配置されて該回転体と一体に回転移動し、
前記各位置センサが、各計量手段とそれぞれ一体に回転移動して所定の回転位置を検出する、
請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
各計量手段は、前記他の計量手段を指定する情報および該他の計量手段に指令すべき動作内容を指定する情報を含む指定情報が予め記憶される指定情報記憶部を備え、各計量手段は、前記指定情報に基づいて、前記他の計量手段に対して動作指令を行う請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項４】
前記指定情報は、前記位置センサの検出出力である検出信号の立ち上がりまたは立ち下りを指定する情報を含み、
前記計量手段は、前記指定情報で指定される前記検出信号の立ち上がりまたは立ち下りに応答して、当該計量手段自身の動作および当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令の少なくともいずれか一方を行うものである請求項３に記載の充填装置。
【請求項５】
前記他の計量手段は、動作指令に従って行なった動作の結果を通知する請求項１ないし４のいずれかに記載の充填装置。
【請求項６】
前記他の計量手段は、前記動作の結果の通知先情報が予め記憶される通知先情報記憶部を備え、前記通知先情報に基づいて、動作の結果を通知する請求項５に記載の充填装置。
【請求項１】
複数の容器をそれぞれ計量する複数の計量手段を備え、前記複数の容器および前記複数の計量手段を移動させながら、かつ前記計量手段によって前記容器を計量しつつ該容器に充填物を充填する装置であって、
前記計量手段が所定の位置にあることを検出する位置センサを備え、
前記計量手段は、該計量手段が前記所定の位置にあることを示す前記位置センサの検出出力に基づいて、当該計量手段自身の動作および当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令の少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
前記複数の容器をそれぞれ支持する複数の容器支持部を備えると共に、前記位置センサを複数備え、
前記複数の計量手段は、前記複数の容器支持部にそれぞれ連結されて各容器支持部に加わる荷重を計量するものであり、
前記複数の容器支持部および前記複数の計量手段は、回転体の円周方向に沿って配置されて該回転体と一体に回転移動し、
前記各位置センサが、各計量手段とそれぞれ一体に回転移動して所定の回転位置を検出する、
請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
各計量手段は、前記他の計量手段を指定する情報および該他の計量手段に指令すべき動作内容を指定する情報を含む指定情報が予め記憶される指定情報記憶部を備え、各計量手段は、前記指定情報に基づいて、前記他の計量手段に対して動作指令を行う請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項４】
前記指定情報は、前記位置センサの検出出力である検出信号の立ち上がりまたは立ち下りを指定する情報を含み、
前記計量手段は、前記指定情報で指定される前記検出信号の立ち上がりまたは立ち下りに応答して、当該計量手段自身の動作および当該計量手段以外の他の計量手段に対する動作指令の少なくともいずれか一方を行うものである請求項３に記載の充填装置。
【請求項５】
前記他の計量手段は、動作指令に従って行なった動作の結果を通知する請求項１ないし４のいずれかに記載の充填装置。
【請求項６】
前記他の計量手段は、前記動作の結果の通知先情報が予め記憶される通知先情報記憶部を備え、前記通知先情報に基づいて、動作の結果を通知する請求項５に記載の充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１６２２２４（Ｐ２０１１−１６２２２４Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６１０４（Ｐ２０１０−２６１０４）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００２０８４４４）大和製衡株式会社 (535)
【Ｆターム（参考）】
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