定量吐出装置の制御方法
【課題】液体の吐出量が常に一定となるように高精度に制御すると共に、前記液体内にエアが混入した場合を検知して吐出精度の低下を防止する。
【解決手段】定量吐出装置１０は、液体が流通する第１及び第２通路１２、１６を有し、前記第１及び第２通路１２、１６の下部には、前記第１及び第２通路１２、１６内の液体の圧力を検出可能な一組の検出部２０ａ、２０ｂが設けられると共に、前記第１及び第２通路１２、１６の上部には、液体内に含まれるエアを排出可能なエア抜き通路４８ａ、４８ｂがそれぞれ設けられている。そして、第１ハウジング１４と第２ハウジング１８の間には、第１及び第２通路１２、１６に臨むように液体の流量を絞るための流量調整部２２が設けられている。
【解決手段】定量吐出装置１０は、液体が流通する第１及び第２通路１２、１６を有し、前記第１及び第２通路１２、１６の下部には、前記第１及び第２通路１２、１６内の液体の圧力を検出可能な一組の検出部２０ａ、２０ｂが設けられると共に、前記第１及び第２通路１２、１６の上部には、液体内に含まれるエアを排出可能なエア抜き通路４８ａ、４８ｂがそれぞれ設けられている。そして、第１ハウジング１４と第２ハウジング１８の間には、第１及び第２通路１２、１６に臨むように液体の流量を絞るための流量調整部２２が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常に所定量の流体を吐出可能な定量吐出装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体等の製造装置、塗装用装置、医療用機器等において薬液、塗料、洗浄液等を供給するための液体吐出装置が採用されている。
【０００３】
このような液体吐出装置は、例えば、充填液が充填された充填液タンクと、前記充填液タンクに配管を介して接続され、前記充填液を外部へと吐出する充填ノズルとを備え、前記充填液タンクと充填ノズルとの間には、前記充填液の流量を計測する流量計と、前記充填液のノズルへの供給状態を切り換えるストップ弁が配管を介して接続される。そして、充填液タンクから充填ノズルに向かって充填液が供給される際、流量計によって流量が計測されると共に、前記充填ノズルから充填液が吐出され、前記流量が制御装置に予め設定された設定値となった場合に前記制御装置からストップ弁へと信号を出力し、前記ストップ弁を弁閉させて前記配管内を流通する充填液の流通を遮断する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３９４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に係る従来技術においては、充填液の吐出制御をストップ弁の開閉作用下に行う構成としているが、制御装置からの信号によって前記ストップ弁が開閉動作し始め、実際に配管の連通状態が完全に切り換わるまでにタイムラグ（遅れ）が生じる。換言すると、ストップ弁は、信号が入力されてから実際に開閉動作し始めるまでに所定時間を要する。
【０００６】
そのため、例えば、流量計によって計測された流量が予め設定された充填ノズルからの吐出量となった際に、前記制御装置からの信号によってストップ弁が弁閉し始めてから完全に弁閉するまでの間に所定量の充填液が吐出されてしまうこととなる。その結果、予め設定された充填ノズルからの吐出量と、実際に吐出された吐出量との間にばらつきが生じることとなり、前記吐出量を高精度に制御することが困難である。
【０００７】
また、このような液体吐出装置では、何らかの原因で充填液内にエアが混入してしまうことがあり、前記エアを含有した充填液の吐出量（流量）を流量計で計測した場合に前記エアの影響により誤差が生じてしまい、前記吐出量の正確な計測ができず計測精度の低下を招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、液体の吐出量を高精度に制御することができると共に、前記液体内へのエアの混入を検知して前記吐出量の検出精度を維持することが可能な定量吐出装置の制御方法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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、流量制御弁に対して弁開指令を出力し、液体を通路内に流通させる工程と、
前記通路に沿って配設された一組の検出部を介して流量調整部の上流側及び下流側となる前記液体の第１圧力及び第２圧力をそれぞれ検出し、前記第１圧力と第２圧力との差圧に基づいた前記液体の流量を積算して吐出量を算出する工程と、
前記差圧が一定に維持された定常状態にあり、且つ、前記差圧が予め設定された定常圧に到達した場合に、前記弁開指令が出力されてから弁開作用下に前記定常圧に到達するまでの前記差圧の立ち上がり特性に基づいて補正量を算出する工程と、
予め設定された設定吐出量から前記補正量を減じた目標値と前記吐出量とを比較し、前記吐出量が前記目標値に達した場合に前記流量制御弁に対して弁閉指令を出力する工程と、
前記弁閉指令が出力されてから前記流量制御弁が弁閉するまでの吐出量を算出する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、流量制御弁に弁開指令が出力された後、検出部によって検出された第１及び第２圧力に基づいた差圧から吐出量を積算し、前記差圧が増大して設定された定常圧となり、且つ、前記定常圧が一定に維持されたことが確認された際に、前記差圧の立ち上がり特性に基づいて補正量を算出している。
【００１１】
そして、積算された吐出量が、予め設定された設定吐出量から補正量を減じた目標値に達した際に、前記流量制御弁に対して弁閉指令を出力して弁閉動作を開始させると共に、前記弁閉指令が出力されてから弁閉が完了するまでの吐出量を算出しておく。
【００１２】
従って、流量制御弁における弁閉指令から弁閉が完了するまでの動作遅れを考慮して補正量を設定し、該補正量に基づいて弁閉指令を前記流量制御弁に対して早めに出力するように制御することにより、前記流量制御弁の動作時間が加味されているため該流量制御弁の動作遅れ（タイムラグ）の影響を受けることなく、定量吐出装置を高精度に制御することができ、予め設定された設定吐出量を得られる。
【００１３】
また、弁閉指令から弁閉が完了するまでに吐出された吐出量に基づいて次回に吐出量を計測する際の補正量を算出して弁閉指令を出力するタイミングの補正を行うことにより、さらに高精度な吐出量の制御を行うことが可能となる。
【００１４】
さらに、第２圧力及び差圧における圧力変化をそれぞれ検知し、前記液体へのエアの混入を検知する工程と、
前記圧力変化に応じて前記通路内における前記エアの存在している部位を特定する工程とを有するとよい。
【００１５】
これにより、第２圧力及び差圧の圧力変化に基づいて液体内にエアが混入されていることを確認することができ、且つ、前記通路内における前記エアの存在部位を特定することができるため、前記エアの混入及び混入部位を警告し、それに伴って迅速且つ確実に対処することができる。そのため、エアの混入による吐出量の検出精度の低下を防止することができる。
【００１６】
さらにまた、予め記憶されている前記液体が前記通路内を正常に流通している場合の第１圧力及び差圧に対して、検出部によって検出された現在の第１圧力と差圧との間で生じる圧力変化を検知する工程と、
前記圧力変化に基づいて前記通路内における前記液体の圧力異常が生じている部位を特定する工程とを有するとよい。
【００１７】
これにより、検出部によって検出される第１圧力及び差圧の圧力変化を検知し、その検知結果に基づいて前記通路内における圧力異常を確認でき、且つ、前記通路内における圧力異常の発生部位を特定することができるため、例えば、配管内において目詰まり、漏れ等が発生した場合にも、迅速に発見し対処することができる。そのため、定量吐出装置における圧力異常を解消することにより液体の吐出量を計測した際のばらつきを防止し、前記吐出量を高精度に検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１９】
すなわち、流量制御弁における弁閉指令から弁閉するまでの動作遅れを考慮して補正量を設定し、該補正量に基づいて前記弁閉指令を前記流量制御弁に対して早めに出力するように制御すると共に、前記弁閉指令から弁閉するまでに吐出した吐出量を算出しておくことにより、前記流量制御弁の動作遅れの影響を受けることなく、定量吐出装置において吐出量の制御を高精度に行うことができると共に、弁閉指令後の吐出量に基づいて補正量を設定することにより、さらに高精度な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る定量吐出装置の全体縦断面図である。
【図２】図１の定量吐出装置を含む定量吐出システムの概略構成図である。
【図３】図１の定量吐出装置から封止プラグを脱抜させ、液体内のエアを外部に排出する場合を示す縦断面図である。
【図４】図１の定量吐出装置によって液体の吐出量制御を行う内容を示すフローチャートである。
【図５】定量吐出装置から吐出される液体の圧力と時間との関係を示す特性曲線図である。
【図６】定量吐出装置からの液体の吐出量、開閉弁の開閉動作、制御部からの弁開・弁閉指令との関係を示す特性曲線図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは、定量吐出システムにおいて目詰まり等が発生した場合の開閉弁への弁開・弁閉指令、圧力及び差圧との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る定量吐出装置の制御方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２２】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る定量吐出制御方法が適用される定量吐出装置を示す。
【００２３】
この定量吐出装置１０は、図１に示されるように、液体（例えば、純水）が導入される第１通路（通路）１２を有する第１ハウジング１４と、該第１ハウジング１４と隣接配置され、前記第１通路１２と連通する第２通路（通路）１６を有する第２ハウジング１８と、前記第１及び第２ハウジング１４、１８の内部にそれぞれ設けられ、前記液体の圧力を検出する一組の検出部２０ａ、２０ｂと、前記第１通路１２と第２通路１６との間に設けられ、前記液体の流量を所定量に調整可能な流量調整部２２と、前記第１及び第２通路１２、１６に連通した開孔２４ａ、２４ｂを閉塞する一組の封止プラグ（封止部材）２６ａ、２６ｂと、前記第１及び第２通路１２、１６にそれぞれ接続される一組の継手２８ａ、２８ｂとを含む。なお、第１ハウジング１４と第２ハウジング１８とは略同一形状であるため、以下の説明では、前記第１ハウジング１４についての詳細な説明を行い、第２ハウジング１８についてはその詳細な説明を省略する。
【００２４】
第１ハウジング１４は、一方の継手２８ａを介してその内部に液体が導入される上流側に配置され、略水平方向に貫通した第１通路１２と、該第１通路１２の下部に形成され、一方の検出部２０ａが装着される装着孔３０ａと、前記第１通路１２の上部に形成され、一方の封止プラグ２６ａによって封止される開孔２４ａとを備える。
【００２５】
第１通路１２は、略同一直径で延在する主管部３２と、該主管部３２の一端部側に形成され、継手２８ａが接続される第１ポート３４と、前記主管部３２の他端部側に形成され、前記第１ポート３４から離間する方向に向かって徐々に縮径する第１テーパ部（傾斜部）３６とからなる。この第１ポート３４には、内周面に沿って刻設されたねじを介して前記継手２８ａが螺合され、前記継手２８ａは、図２に示されるように、第１配管３８ａによって液体が充填されたタンク４０と接続されている。そして、図１に示されるように、タンク４０内の液体が、第１配管３８ａ及び継手２８ａを通じて第１通路１２へと供給される。
【００２６】
なお、上述したタンク４０を含む定量吐出システムは、図２に示されるように、定量吐出装置１０と、該定量吐出装置１０とタンク４０とを接続する第１配管３８ａと、前記定量吐出装置１０と第２配管３８ｂを介して接続される開閉弁（流量制御弁）７２（後述する）と、前記定量吐出装置１０の検出部２０ａ、２０ｂにそれぞれ接続される制御部７０とを有する。
【００２７】
装着孔３０ａは、第１ハウジング１４の下面側に開口するように形成され、第１連通路４２を通じて第１通路１２と連通している。この第１連通路４２は、装着孔３０ａの内周径より小径に形成され、前記第１連通路４２は、該第１連通路４２から前記装着孔３０ａ側に向かって徐々に拡径するテーパ孔４４を介して該装着孔３０ａと連通している。すなわち、装着孔３０ａにエアが進入した場合に、該装着孔３０ａの上方に設けられたテーパ孔４４の傾斜した壁面に沿って前記エアが第１連通路４２側に向かって移動し、該第１連通路４２を通じて前記装着孔３０ａより排出させることができる。そのため、エアが装着孔３０ａ内に留まることが防止される。
【００２８】
また、装着孔３０ａの下端部には、その周面に沿ってねじが刻設され、前記装着孔３０ａに検出部２０ａが挿入された後に、一方の保持プラグ４６ａが螺合される。これにより、検出部２０ａが装着孔３０ａに対して保持される。
【００２９】
開孔２４ａは略同一直径からなり、その内周面に刻設されたねじを介して封止プラグ２６ａが螺合されている。そのため、開孔２４ａの外部との連通が封止プラグ２６ａによって遮断され、該開孔２４ａ内の気密が保持される。なお、封止プラグ２６ａの下面と開孔２４ａの底壁面との間には、所定容量の空間Ｓが形成される。
【００３０】
また、開孔２４ａには、第１通路１２に向かって延在するエア抜き通路（排出通路）４８ａが接続され、該エア抜き通路４８ａを介して前記開孔２４ａと第１通路１２とが連通している。詳細には、エア抜き通路４８ａは、第１通路１２における主管部３２と第１テーパ部３６との境界部位に略直交して接続されている。すなわち、液体中に含まれたエアは、該液体中で上方に移動して第１通路１２内の上面側に集まるため、前記エアが主管部３２の内周面に沿って移動した後、第１テーパ部３６へと到達する前に上方に向かって延在したエア抜き通路４８ａへと導かれる。
【００３１】
一方、第１テーパ部３６近傍に存在するエアは、主管部３２側に向かって拡径した内周面に沿って徐々に前記主管部３２側へと移動し、エア抜き通路４８ａへと導かれる。そして、エアが、エア抜き通路４８ａを通じて開孔２４ａの空間Ｓに導入される。
【００３２】
第１ハウジング１４には、第２ハウジング１８と対向する側面に所定長だけ突出した凸部５０が形成され、前記凸部５０の略中央部には第１通路１２が開口している。前記凸部５０には、第２ハウジング１８と対向する側面に環状溝を介してシール部材５２ａが装着され、前記シール部材５２ａが流量調整部２２のプレート７４（後述する）と当接することにより、前記第１ハウジング１４と流量調整部２２との間の気密が保持される。
【００３３】
第２ハウジング１８は、第１ハウジング１４を通じて液体が供給される下流側に配置され、第１ハウジング１４側となる側面に所定深さだけ窪んだ凹部５４が形成されている。そして、前記凹部５４に前記第１ハウジング１４の凸部５０が挿入されることにより、前記第２ハウジング１８が第１ハウジング１４に対して位置決めされた状態で連結される。この際、凹部５４と凸部５０との間には流量調整部２２が挟持され、前記凹部５４の端面に装着されたシール部材５２ｂが、前記プレート７４に当接することにより、前記第２ハウジング１８と前記流量調整部２２との間の気密が確実に保持される。
【００３４】
また、第２ハウジング１８には、略水平方向に貫通した第２通路１６と、該第２通路１６の下部に形成され、検出部２０ｂが装着される装着孔３０ｂと、前記第２通路１６の上部に形成され、封止プラグ２６ｂによって封止される開孔２４ｂとを含む。なお、第２通路１６は、第１ハウジング１４の第１通路１２と一直線上となるように形成される。
【００３５】
第２通路１６は、略同一直径で延在する主管部５６と、該主管部５６の一端部側に形成され、他方の継手２８ｂが接続される第２ポート５８と、前記主管部５６の他端部側に形成され、前記第２ポート５８から離間する方向に向かって徐々に縮径する第２テーパ部（傾斜部）６０とを含む。この第２ポート５８には継手２８ｂが螺合されている。そして、第２通路１６内の液体が継手２８ｂを通じて第２配管３８ｂ（図２参照）へと導出される。なお、第２通路１６は、第１通路１２と略同一形状となるようにその長さ、直径等が設定される。
【００３６】
また、第２ハウジング１８が第１ハウジング１４と連結された際、凹部５４に開口した第２テーパ部６０と第１テーパ部３６とが隣設する。
【００３７】
装着孔３０ｂは、第２ハウジング１８の下面側に形成され、第２連通路６２を通じて第２通路１６と連通し、その内部に検出部２０ｂが挿入されて他方の保持プラグ４６ｂによって保持される。
【００３８】
開孔２４ｂには他方の封止プラグ２６ｂが螺合され、該開孔２４ｂを閉塞することにより、前記開孔２４ｂ内の気密を保持する。また、開孔２４ｂには、第２通路１６と連通したエア抜き通路（排出通路）４８ｂが接続されている。このエア抜き通路４８ｂは、第２通路１６における主管部５６と第２テーパ部６０との境界部位に略直交して接続されるため、液体中に含まれたエアが、該液体中で上方に移動して第２テーパ部６０に沿って移動することにより、前記第２テーパ部６０から主管部５６へと到達した際に上方に向かって延在したエア抜き通路４８ｂへと導かれる。一方、第２テーパ部６０近傍に存在するエアは、主管部５６側に向かって拡径した内周面に沿って徐々に前記主管部５６側へと移動し、エア抜き通路４８ｂへと導かれる。
【００３９】
検出部２０ａ、２０ｂは、第１及び第２通路１２、１６を流通する液体の圧力を検出可能な圧力センサからなり、断面略Ｕ字状に形成されたボディ６４と、該ボディ６４の内部に配設され、第１連通路４２と対向配置されるセンサ本体６６と、前記ボディ６４の端面に装着されるシールリング６８とを含む。そして、ボディ６４が装着孔３０ａ、３０ｂにそれぞれ装着された際、シールリング６８が前記装着孔３０ａ、３０ｂの内壁面に当接することにより、前記ボディ６４と装着孔３０ａ、３０ｂとの間から液体が漏出することが防止される。
【００４０】
また、センサ本体６６は、第１及び第２連通路４２、６２、テーパ孔４４を介して第１及び第２連通路４２、６２と対向した位置に配置されるため、該第１及び第２連通路４２、６２を通じて第１及び第２通路１２、１６から装着孔３０ａ、３０ｂ内に導入された液体の圧力Ｐ１、Ｐ２が検出される。そして、図２に示されるように、検出部２０ａ、２０ｂは、それぞれ配線を介して制御部７０に接続され、該検出部２０ａ、２０ｂによって検出された圧力Ｐ１、Ｐ２が検出信号としてそれぞれ前記制御部７０へと出力される。
【００４１】
一方、第２ハウジング１８の下流側には、継手２８ｂ及び該継手２８ｂに接続された第２配管３８ｂを介して開閉弁７２が接続され、前記開閉弁７２は制御部７０からの制御信号によって開閉動作する。この開閉弁７２は、例えば、電流の通電作用下にソレノイドを励磁させることにより弁体の開閉動作を行い、第２配管３８ｂを流通する液体の流通状態を切換可能な電磁制御式が適用される。なお、開閉弁７２の下流側には第３配管３８ｃが接続され、該開閉弁７２の開閉作用下に第２配管３８ｂとの連通状態が切り換えられる。
【００４２】
流量調整部２２は、図１に示されるように、第１ハウジング１４と第２ハウジング１８との間に挟持されるプレート７４に形成されたオリフィス孔７６を含み、該オリフィス孔７６が第１通路１２と第２通路１６との間となるように配置される。このオリフィス孔７６は、第１及び第２通路１２、１６の直径より小径に形成されると共に、前記第１及び第２通路１２、１６と同軸上に形成されている。すなわち、第１通路１２から第２通路１６へと流通する液体が、前記オリフィス孔７６を通過することにより、その流量が所定量だけ絞られて第２通路１６へと流通することとなる。
【００４３】
本発明の実施の形態に係る定量吐出装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について定量吐出制御方法との関係で説明する。
【００４４】
このような定量吐出装置１０では、一般的に、該定量吐出装置１０に対して初めて液体を流通させる場合に、その流通開始時に液体と共にエアが導入されてしまい、前記エアが液体内に混入する可能性がある。このように、エアが混入した液体では、該液体の流量を正確に検出することができないという懸念が生じる。
【００４５】
そこで、最初に、定量吐出装置１０において液体内に混入されたエアを除去する方法について説明する。
【００４６】
先ず、図１に示されるように、第１及び第２ハウジング１４、１８の開孔２４ａ、２４ｂが封止プラグ２６ａ、２６ｂによって閉塞された状態で第１及び第２通路１２、１６内にタンク４０から液体を供給する。なお、この場合、第２配管３８ｂの端部を閉塞して液体の流通を遮断した状態で作業を行う。そして、第１及び第２通路１２、１６、第１配管３８ａ内において液体に混入されたエアは、該液体との比重差により上方へと移動し、該第１及び第２通路１２、１６の上方に集まり、前記第１及び第２通路１２、１６の内周面に沿って移動して上方に向かって延在したエア抜き通路４８ａ、４８ｂへとそれぞれ導かれる。
【００４７】
また、流量調整部２２の近傍には、該オリフィス孔７６から離間する方向に向かって徐々に拡径する第１及び第２テーパ部３６、６０が隣接しているため、前記オリフィス孔７６近傍のエアが前記第１及び第２テーパ部３６、６０の内周面に沿ってエア抜き通路４８ａ、４８ｂ側へと導かれる。
【００４８】
そして、エアは、エア抜き通路４８ａ、４８ｂを介して開孔２４ａ、２４ｂと封止プラグ２６ａ、２６ｂとの間の空間Ｓに溜まる。なお、この空間Ｓ内には、エア抜き通路４８ａ、４８ｂを通じて液体の一部も流入している。
【００４９】
次に、図３に示されるように、封止プラグ２６ａ、２６ｂを螺回させて開孔２４ａ、２４ｂからそれぞれ脱抜させることにより、前記開孔２４ａ、２４ｂが外部と連通した大気開放状態となり、第１及び第２通路１２、１６から前記開孔２４ａ、２４ｂへ導入されたエアが、該開孔２４ａ、２４ｂより外部へと排出される。これにより、定量吐出装置１０内において前記液体に混入していたエアが確実且つ好適に除去される。
【００５０】
最後に、開孔２４ａ、２４ｂに液体が満たされた状態で、該開孔２４ａ、２４ｂにエアが入らないように再び封止プラグ２６ａ、２６ｂを螺合することにより前記開孔２４ａ、２４ｂが再び閉塞され、前記液体にエアが混入されていない定量吐出装置１０の最適な使用条件が得られる。
【００５１】
次に、このように液体内のエア抜きが行われた定量吐出装置１０の動作並びに作用効果について説明する。なお、開閉弁７２（図２参照）が弁閉状態であり、前記定量吐出装置１０からの液体の吐出が停止した場合を初期状態とする。
【００５２】
先ず、図４のフローチャートに基づいて、ステップＳ１で制御部７０から弁開指令となる制御信号を開閉弁７２に対して出力し、上述した初期状態から該開閉弁７２を弁開させる。これにより、開閉弁７２によって遮断されていた液体の流通が解除され、第１配管３８ａ、第１及び第２通路１２、１６内を前記液体が流通して第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃを通じて吐出可能な状態となる。
【００５３】
次に、ステップＳ２において、一方の検出部２０ａによって第１通路１２内における液体の圧力Ｐ１を検出すると共に、他方の検出部２０ｂによって第２通路１６内における液体の圧力Ｐ２を検出し、前記圧力Ｐ１、Ｐ２を検出信号として制御部７０に出力する（図２参照）。これにより、前記圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧ΔＰに基づいて前記第１及び第２通路１２、１６を流通する液体の流量（吐出量）が算出され、前記流量を積算することにより吐出量Ｑａが算出される。
【００５４】
そして、図５に示されるように前記差圧ΔＰが立ち上がり、制御部７０に予め設定された定常圧Ｐｃに到達したか否かがステップＳ３において判断される。
【００５５】
例えば、開閉弁７２に弁開指令が出力された直後には、第１通路１２の圧力Ｐ１と第２通路１６の圧力Ｐ２との差圧ΔＰが０から徐々に増大するように変化する。この場合、定常圧Ｐｃとなるまでに所定時間を要するため、この場合にステップＳ３では前記定常圧Ｐｃに至らずステップＳ４へと進む。
【００５６】
次に、ステップＳ４において、差圧ΔＰが定常圧Ｐｃとなり、且つ、略一定に維持された圧力定常状態であるか否かが判断され、液体の圧力が定常状態に到達するまで繰り返し前記判断が行われる。詳細には、圧力定常状態に到達していない場合には、ステップＳ５に移り、開閉弁７２に対して弁開指令が出力されてから実際に該開閉弁７２が完全に弁開するまでの動作時間Ｔ１と、制御部７０に予め設定された弁開設定時間Ｔｓｔとの比較が行われる。そして、前記弁開設定時間Ｔｓｔと動作時間Ｔ１とが異なる場合（Ｔ１≠Ｔｓｔ）には、第２配管３８ｂ内において液体にエアが混入しているか、若しくは、前記第２配管３８ｂ内における圧力に異常が生じている可能性が考えられるため、ステップＳ６において第２配管３８ｂ内へのエアの混入若しくは圧力異常の警告を図示しない表示部に出力する。
【００５７】
この第２配管３８ｂ内において液体にエア（例えば、気泡）が混入している場合には、圧力Ｐ２及び差圧ΔＰの立ち上がりに要する時間、立ち下がりに要する時間が正常時と比較して長くなるため、前記エアが第２配管３８ｂ内に存在していることが確認される。
【００５８】
一方、動作時間Ｔ１が弁開設定時間Ｔｓｔと略同等の場合（Ｔ１≒Ｔｓｔ）には、再びステップＳ２において定常圧Ｐｃに到達するまで流量の積算に基づいた吐出量Ｑａの算出が繰り返し行われる。
【００５９】
一般的に、このような定量吐出装置１０では、図６に示されるように、制御部７０から開閉弁７２に対して弁閉指令が出力されてから実際に該開閉弁７２が動作して弁閉状態となるまでに遅れがあるため、液体が予め設定された所望量より多く吐出されてしまうこととなる。換言すれば、開閉弁７２は、弁閉動作を行う制御信号（弁閉指令）が入力されてから完全に弁閉動作が完了するまでに所定時間を要する。そのため、開閉弁７２における弁開動作の遅れに伴って吐出された吐出量を推定して補正を行う必要がある。
【００６０】
次に、ステップＳ４で圧力定常状態が確認された場合には、ステップＳ７において前記圧力定常状態となるまでに流量が積算された吐出量Ｑａ（図５参照）に基づいて補正量Ｋの算出が行われる。
【００６１】
この補正量Ｋは、定量吐出装置１０に液体を初めて流通させた初回時には、図５に示されるように、弁開時における差圧ΔＰの立ち上がり特性領域Ｖａが、開閉弁７２に弁閉指令が入力されてから完全に弁閉するまでに吐出される液体の吐出量Ｖｂと略同等（Ｖａ≒Ｖｂ）になると推定して設定される（Ｋ＝Ｖａ≒Ｖｂ）。この弁開時における差圧ΔＰの立ち上がり特性領域Ｖａは、圧力定常状態となった場合の流量Ｑｃと前記圧力定常状態となるまでに要した時間Ｔとを乗した値に対して弁開指令から定常状態となるまで積算された吐出量Ｑａを減ずることにより算出される（Ｖａ＝Ｑｃ×Ｔ−Ｑａ）。
【００６２】
また、定量吐出装置１０に液体を流通させた２回目以降となる場合の補正量Ｋは、制御部７０に記憶された前回までの立ち上がり特性領域Ｖａ´と、弁閉指令から弁閉するまでに吐出される液体の吐出量Ｖｂ´との比を、今回の立ち上がり特性領域Ｖａに対して乗じることにより算出される（Ｋ＝Ｖａ×Ｖｂ´/Ｖａ´）。なお、立ち上がり特性領域Ｖａ´、吐出量Ｖｂ´は、過去数回の平均値を用いて算出される。
【００６３】
そして、ステップＳ８で定常圧Ｐｃの検知が確認された後に、ステップＳ９において前記定常圧Ｐｃが設定圧に対して異常であるか否かが判断される。なお、この設定圧は、予め制御部７０に設定されている。そして、定常圧Ｐｃが設定圧と比較して異常と認められる場合には、ステップＳ１０において圧力異常を図示しない表示部に出力すると共に、前記定常圧Ｐｃが設定圧と略同等であり正常であると判断された場合には、再びステップＳ２に戻り液体の流量積算を行って吐出量Ｑａの算出が繰り返し行われる。
【００６４】
一方、ステップＳ３で定常圧Ｐｃの検知が完了した場合には、ステップＳ１１において、制御部７０から開閉弁７２に対して弁閉指令となる制御信号を出力するか否かが判断される。そして、まだ弁閉指令を出力するタイミングでないと判断された場合には、ステップＳ１２に移り、実際に吐出されて積算された吐出量Ｑａと、制御部７０において予め設定された吐出量の設定値Ｑｂ（図６参照）から前記補正量Ｋを減じた目標値Ｑｓ（Ｑｓ＝Ｑｂ−Ｋ）との比較を行い、前記吐出量Ｑａが目標値Ｑｓに対して多いか否かが判断される。この積算された吐出量Ｑａが目標値Ｑｓを上回っている場合（Ｑａ＞Ｑｓ）には、ステップＳ１３で前記開閉弁７２に対して弁閉指令となる制御信号が出力され、前記開閉弁７２が弁閉動作を開始する。そして、再びステップＳ２に戻り、開閉弁７２が完全に弁閉状態となり、第１及び第２通路１２、１６を流通する液体の流量が０となるまで前記流量の積算が行われ、吐出量Ｑａの算出が繰り返し続けられる。
【００６５】
また、吐出量Ｑａが未だ目標値Ｑｓに至っていない場合（Ｑａ＜Ｑｓ）には、定常圧Ｐｃが予め設定された設定圧に対して異常か否かがステップＳ１４で判断され、前記定常圧Ｐｃが設定圧と相違した際に、流量調整部２２における液体に混入されたエアの通過、若しくは、前記エアの吐出を警告として図示しない表示部へと出力して表示する（ステップＳ１５）。
【００６６】
この流量調整部２２を液体に混入されたエア（例えば、気泡）が通過した場合には、予め設定された定常圧Ｐｃ、若しくは、過去に検出された定常圧に対して急激な圧力Ｐ２の上昇又は差圧ΔＰの低下が生じるため、前記エアが流量調整部２２を通過したことが確認される。
【００６７】
また、前記定常圧Ｐｃが設定圧と略同等であり正常である場合には、ステップＳ１４から再びステップＳ２に戻り液体の吐出量Ｑａの算出を引き続き行う。
【００６８】
そして、弁閉指令に基づいて開閉弁７２が弁閉動作を開始した後、ステップＳ１６において開閉弁７２が実際に弁閉したか否かが確認される。前記開閉弁７２が未だ弁閉していない場合には、完全に弁閉状態となるまでステップＳ２に戻り、繰り返し吐出量Ｑａの算出が行われると共に、弁閉が確認された場合には、ステップＳ１７へと移り、弁閉指令後から実際に弁閉するまでの吐出量Ｑａが前記制御部７０に記憶される（ステップＳ１７）。
【００６９】
最後に、ステップＳ１８において、制御部７０からの弁閉指令から実際に開閉弁７２が弁閉するまでの動作時間Ｔ２が、前記制御部７０に予め設定された弁閉設定時間Ｔｓｐと比較され、前記弁閉設定時間Ｔｓｐ未満又は超過して相違している場合には、第２配管３８ｂ内における液体内へのエアの混入、若しくは、前記第２配管３８ｂ内の圧力異常が考えられるため、ステップＳ１９で前記液体内へのエアの混入、又は、前記液体の圧力異常を警告として表示し、図４に示すフローチャートにおける今回の処理を終了する。
【００７０】
一方、前記動作時間Ｔ２が弁閉設定時間Ｔｓｐと略同等（Ｔ２≒Ｔｓｐ）である場合にも、図４に示すフローチャートにおける今回の処理を終了する。
【００７１】
なお、第３配管３８ｃ内において液体にエア（例えば、気泡）が混入している場合には、予め設定された定常圧Ｐｃ、若しくは、過去に検出された定常圧に対して圧力Ｐ２の低下又は差圧ΔＰの上昇が生じるため、前記第３配管３８ｃ内にエアが存在していることが確認される。
【００７２】
そして、次回、定量吐出装置１０において吐出量の制御を行う場合には、このように算出された補正量Ｋに基づいて、図６に示されるように、開閉弁７２に対する制御部７０からの弁閉指令を予め設定された吐出量の設定値Ｑｂから補正量Ｋを減じた目標値Ｑｓに達した時点で弁閉指令を前記開閉弁７２へと出力する。すなわち、前記開閉弁７２を弁閉させる本来のタイミングＤより所定時間Ｅだけ早めに弁閉動作の開始させ、前記開閉弁７２の動作時間を加味して制御することにより、前記開閉弁７２の動作遅れ（タイムラグ）の影響を受けることなく、定量吐出装置１０において予め設定されている所望の吐出量（設定値Ｑｂ）を高精度に得ることができる。
【００７３】
次に、定量吐出システムにおける第１〜第３配管３８ａ〜３８ｃ、定量吐出装置１０の圧力変化に基づいて目詰まり、漏れ等の発生を検知する場合について説明する。なお、図７Ａ〜図７Ｄは、制御部７０から開閉弁７２に出力される弁開・弁閉指令、検出部２０ａ、２０ｂによって検出される圧力Ｐ１、Ｐ２及び前記制御部７０で算出される差圧ΔＰとの関係を示した特性図である。
【００７４】
先ず、図７Ａは、第１〜第３配管３８ａ〜３８ｃ、定量吐出装置１０内において目詰まり等の発生がなく、液体が第１配管３８ａから定量吐出装置１０を通じて第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃへと正常に流通している場合を示す特性図である。この場合には、弁開・弁閉指令に関わらず第１通路１２の圧力Ｐ１が略一定に維持されると共に、第２通路１６の圧力Ｐ２が前記弁開・弁閉指令に応じて増減していることが諒解される。詳細には、弁開時には、圧力Ｐ２が低下して差圧ΔＰが増大すると共に、反対に弁閉時には前記圧力Ｐ２が増大して前記差圧ΔＰが低下することとなる。
【００７５】
次に、図７Ｂは、流量調整部２２において目詰まりや漏れが発生した場合の特性を示しており、前記流量調整部２２は、第１通路１２内の圧力を検出可能な一方の検出部２０ａの下流側に配置されているため、前記検出部２０ａで検出される圧力Ｐ１が図７Ａと同様に略一定に維持される。一方、流量調整部２２の下流側となる第２通路１６では、目詰まりや漏れが生じた時点Ｈから圧力Ｐ２が低下して略一定状態となると共に、差圧ΔＰがそれに伴って増大した状態で変化することなく略一定となっていることが諒解される。
【００７６】
このように、弁開時においても圧力Ｐ２が低下したままで推移し、且つ、差圧ΔＰが増大したままで推移している場合には、流量調整部２２において目詰まりや漏れが発生していることを確認することができる。
【００７７】
次に、図７Ｃは、流量調整部２２の下流側となる第２通路１６、第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃにおいて目詰まりが発生した場合の特性を示しており、前記第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃは、一方の検出部２０ａが設けられた第１通路１２より下流側となるため、第１通路１２内の圧力Ｐ１は図７Ａと同様に略一定に維持され、第２通路１６内の圧力Ｐ２が目詰まりが生じた時点Ｈから増大して略一定状態となると共に、同時に差圧ΔＰが低下した状態で略一定となっていることが諒解される。
【００７８】
このように、弁閉時においても圧力Ｐ２が増大したままで推移し、且つ、差圧ΔＰが低下したままで推移している場合には、流量調整部２２の下流側となる第２通路１６、第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃのうちの少なくともいずれか１箇所で目詰まりが発生していることが確認される。
【００７９】
一方、第２通路１６、第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃから液体の漏れが生じた場合には、前記第２通路１６内の圧力Ｐ２が低下すると共に、差圧ΔＰが上昇するため、前記液体の漏れを確認することができる。
【００８０】
最後に、図７Ｄは、流量調整部２２の上流側となる第１配管３８ａ及び第１通路１２で目詰まりや漏れが発生した場合の特性を示し、目詰まりや漏れが生じた時点Ｈから第１通路１２内の圧力Ｐ１が低下して略一定状態となると共に、それに伴って、第２通路１６内の圧力Ｐ２及び差圧ΔＰも同様に低下して略一定になっていることが諒解される。
【００８１】
このように、弁閉時においても圧力Ｐ１、Ｐ２及び差圧ΔＰのいずれもが低下したままで推移している場合には、流量調整部２２の上流側となる第１通路１２及び第１配管３８ａのうちの少なくともいずれか１箇所で目詰まりや漏れが発生していることが確認される。
【００８２】
すなわち、定量吐出装置１０における一組の検出部２０ａ、２０ｂによって検出される圧力Ｐ１、Ｐ２及び差圧ΔＰの圧力変化を検知し、正常時における液体の圧力変化と比較することにより、前記定量吐出装置１０の流量調整部２２、第１〜第３配管３８ａ〜３８ｃ、第１及び第２通路１２、１６内において生じた目詰まり、漏れ等を迅速且つ確実に確認することができる。そのため、例えば、目詰まり、漏れ等が発生している部位を表示部（図示しない）に表示することによって警告し、前記目詰まり等を解消することにより液体の吐出量を計測した際のばらつきを防止し、前記吐出量を高精度に検出することが可能となる。
【００８３】
以上のように、本実施の形態では、第１及び第２ハウジング１４、１８に第１及び第２通路１２、１６と連通して上方へと延在するエア抜き通路４８ａ、４８ｂを設け、液体内に混入されたエアを前記エア抜き通路４８ａ、４８ｂに導くことにより、封止プラグ２６ａ、２６ｂが脱抜された開孔２４ａ、２４ｂから前記エアを外部へと導くことができるため、液体内に混入されたエアを確実且つ好適に排出することができ、前記エアの液体への混入によって生じる前記液体の吐出精度の低下を防止することができる。
【００８４】
また、一組の検出部２０ａ、２０ｂを、第１及び第２通路１２、１６の下部側となり、且つ、エア抜き通路４８ａ、４８ｂと略対向した位置に配置することにより、前記液体に含まれるエアが前記検出部２０ａ、２０ｂ近傍に溜まることが回避され、前記検出部２０ａ、２０ｂによって検出を行う際に前記エアの影響を受けることがない。その結果、前記検出部２０ａ、２０ｂによって液体の圧力Ｐ１、Ｐ２を確実に検出することができる。
【００８５】
さらに、検出部２０ａ、２０ｂが装着される装着孔３０ａ、３０ｂは、第１及び第２通路１２、１６側にエアが排出されやすい構造としているため、前記装着孔３０ａ、３０ｂ内に前記エアが溜まることを防止することが可能となる。
【００８６】
また、上述したように液体内のエアを排出した後に、何らかの原因で再びエアが混入していた場合にも、検出部２０ａ、２０ｂによって検出される圧力Ｐ１、Ｐ２、前記圧力Ｐ１、Ｐ２からなる差圧ΔＰの変化を検知することにより、流量調整部２２、第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃのうちのいずれの部位にエアが存在しているかを特定することができるため、前記エアを確実に除去することが可能となる。
【００８７】
なお、本発明に係る定量吐出装置の制御方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８８】
１０…定量吐出装置 １２…第１通路
１４…第１ハウジング １６…第２通路
１８…第２ハウジング ２０ａ、２０ｂ…検出部
２２…流量調整部 ２４ａ、２４ｂ…開孔
２６ａ、２６ｂ…封止プラグ ２８ａ、２８ｂ…継手
３４…第１ポート ３６…第１テーパ部
３８ａ…第１配管 ３８ｂ…第２配管
３８ｃ…第３配管 ４０…タンク
４６ａ、４６ｂ…保持プラグ ４８ａ、４８ｂ…エア抜き通路
５８…第２ポート ６０…第２テーパ部
６６…センサ本体 ７０…制御部
７２…開閉弁 ７６…オリフィス孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常に所定量の流体を吐出可能な定量吐出装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体等の製造装置、塗装用装置、医療用機器等において薬液、塗料、洗浄液等を供給するための液体吐出装置が採用されている。
【０００３】
このような液体吐出装置は、例えば、充填液が充填された充填液タンクと、前記充填液タンクに配管を介して接続され、前記充填液を外部へと吐出する充填ノズルとを備え、前記充填液タンクと充填ノズルとの間には、前記充填液の流量を計測する流量計と、前記充填液のノズルへの供給状態を切り換えるストップ弁が配管を介して接続される。そして、充填液タンクから充填ノズルに向かって充填液が供給される際、流量計によって流量が計測されると共に、前記充填ノズルから充填液が吐出され、前記流量が制御装置に予め設定された設定値となった場合に前記制御装置からストップ弁へと信号を出力し、前記ストップ弁を弁閉させて前記配管内を流通する充填液の流通を遮断する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３９４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に係る従来技術においては、充填液の吐出制御をストップ弁の開閉作用下に行う構成としているが、制御装置からの信号によって前記ストップ弁が開閉動作し始め、実際に配管の連通状態が完全に切り換わるまでにタイムラグ（遅れ）が生じる。換言すると、ストップ弁は、信号が入力されてから実際に開閉動作し始めるまでに所定時間を要する。
【０００６】
そのため、例えば、流量計によって計測された流量が予め設定された充填ノズルからの吐出量となった際に、前記制御装置からの信号によってストップ弁が弁閉し始めてから完全に弁閉するまでの間に所定量の充填液が吐出されてしまうこととなる。その結果、予め設定された充填ノズルからの吐出量と、実際に吐出された吐出量との間にばらつきが生じることとなり、前記吐出量を高精度に制御することが困難である。
【０００７】
また、このような液体吐出装置では、何らかの原因で充填液内にエアが混入してしまうことがあり、前記エアを含有した充填液の吐出量（流量）を流量計で計測した場合に前記エアの影響により誤差が生じてしまい、前記吐出量の正確な計測ができず計測精度の低下を招くという問題がある。
【０００８】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、液体の吐出量を高精度に制御することができると共に、前記液体内へのエアの混入を検知して前記吐出量の検出精度を維持することが可能な定量吐出装置の制御方法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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、流量制御弁に対して弁開指令を出力し、液体を通路内に流通させる工程と、
前記通路に沿って配設された一組の検出部を介して流量調整部の上流側及び下流側となる前記液体の第１圧力及び第２圧力をそれぞれ検出し、前記第１圧力と第２圧力との差圧に基づいた前記液体の流量を積算して吐出量を算出する工程と、
前記差圧が一定に維持された定常状態にあり、且つ、前記差圧が予め設定された定常圧に到達した場合に、前記弁開指令が出力されてから弁開作用下に前記定常圧に到達するまでの前記差圧の立ち上がり特性に基づいて補正量を算出する工程と、
予め設定された設定吐出量から前記補正量を減じた目標値と前記吐出量とを比較し、前記吐出量が前記目標値に達した場合に前記流量制御弁に対して弁閉指令を出力する工程と、
前記弁閉指令が出力されてから前記流量制御弁が弁閉するまでの吐出量を算出する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、流量制御弁に弁開指令が出力された後、検出部によって検出された第１及び第２圧力に基づいた差圧から吐出量を積算し、前記差圧が増大して設定された定常圧となり、且つ、前記定常圧が一定に維持されたことが確認された際に、前記差圧の立ち上がり特性に基づいて補正量を算出している。
【００１１】
そして、積算された吐出量が、予め設定された設定吐出量から補正量を減じた目標値に達した際に、前記流量制御弁に対して弁閉指令を出力して弁閉動作を開始させると共に、前記弁閉指令が出力されてから弁閉が完了するまでの吐出量を算出しておく。
【００１２】
従って、流量制御弁における弁閉指令から弁閉が完了するまでの動作遅れを考慮して補正量を設定し、該補正量に基づいて弁閉指令を前記流量制御弁に対して早めに出力するように制御することにより、前記流量制御弁の動作時間が加味されているため該流量制御弁の動作遅れ（タイムラグ）の影響を受けることなく、定量吐出装置を高精度に制御することができ、予め設定された設定吐出量を得られる。
【００１３】
また、弁閉指令から弁閉が完了するまでに吐出された吐出量に基づいて次回に吐出量を計測する際の補正量を算出して弁閉指令を出力するタイミングの補正を行うことにより、さらに高精度な吐出量の制御を行うことが可能となる。
【００１４】
さらに、第２圧力及び差圧における圧力変化をそれぞれ検知し、前記液体へのエアの混入を検知する工程と、
前記圧力変化に応じて前記通路内における前記エアの存在している部位を特定する工程とを有するとよい。
【００１５】
これにより、第２圧力及び差圧の圧力変化に基づいて液体内にエアが混入されていることを確認することができ、且つ、前記通路内における前記エアの存在部位を特定することができるため、前記エアの混入及び混入部位を警告し、それに伴って迅速且つ確実に対処することができる。そのため、エアの混入による吐出量の検出精度の低下を防止することができる。
【００１６】
さらにまた、予め記憶されている前記液体が前記通路内を正常に流通している場合の第１圧力及び差圧に対して、検出部によって検出された現在の第１圧力と差圧との間で生じる圧力変化を検知する工程と、
前記圧力変化に基づいて前記通路内における前記液体の圧力異常が生じている部位を特定する工程とを有するとよい。
【００１７】
これにより、検出部によって検出される第１圧力及び差圧の圧力変化を検知し、その検知結果に基づいて前記通路内における圧力異常を確認でき、且つ、前記通路内における圧力異常の発生部位を特定することができるため、例えば、配管内において目詰まり、漏れ等が発生した場合にも、迅速に発見し対処することができる。そのため、定量吐出装置における圧力異常を解消することにより液体の吐出量を計測した際のばらつきを防止し、前記吐出量を高精度に検出することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１９】
すなわち、流量制御弁における弁閉指令から弁閉するまでの動作遅れを考慮して補正量を設定し、該補正量に基づいて前記弁閉指令を前記流量制御弁に対して早めに出力するように制御すると共に、前記弁閉指令から弁閉するまでに吐出した吐出量を算出しておくことにより、前記流量制御弁の動作遅れの影響を受けることなく、定量吐出装置において吐出量の制御を高精度に行うことができると共に、弁閉指令後の吐出量に基づいて補正量を設定することにより、さらに高精度な制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る定量吐出装置の全体縦断面図である。
【図２】図１の定量吐出装置を含む定量吐出システムの概略構成図である。
【図３】図１の定量吐出装置から封止プラグを脱抜させ、液体内のエアを外部に排出する場合を示す縦断面図である。
【図４】図１の定量吐出装置によって液体の吐出量制御を行う内容を示すフローチャートである。
【図５】定量吐出装置から吐出される液体の圧力と時間との関係を示す特性曲線図である。
【図６】定量吐出装置からの液体の吐出量、開閉弁の開閉動作、制御部からの弁開・弁閉指令との関係を示す特性曲線図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは、定量吐出システムにおいて目詰まり等が発生した場合の開閉弁への弁開・弁閉指令、圧力及び差圧との関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る定量吐出装置の制御方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２２】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る定量吐出制御方法が適用される定量吐出装置を示す。
【００２３】
この定量吐出装置１０は、図１に示されるように、液体（例えば、純水）が導入される第１通路（通路）１２を有する第１ハウジング１４と、該第１ハウジング１４と隣接配置され、前記第１通路１２と連通する第２通路（通路）１６を有する第２ハウジング１８と、前記第１及び第２ハウジング１４、１８の内部にそれぞれ設けられ、前記液体の圧力を検出する一組の検出部２０ａ、２０ｂと、前記第１通路１２と第２通路１６との間に設けられ、前記液体の流量を所定量に調整可能な流量調整部２２と、前記第１及び第２通路１２、１６に連通した開孔２４ａ、２４ｂを閉塞する一組の封止プラグ（封止部材）２６ａ、２６ｂと、前記第１及び第２通路１２、１６にそれぞれ接続される一組の継手２８ａ、２８ｂとを含む。なお、第１ハウジング１４と第２ハウジング１８とは略同一形状であるため、以下の説明では、前記第１ハウジング１４についての詳細な説明を行い、第２ハウジング１８についてはその詳細な説明を省略する。
【００２４】
第１ハウジング１４は、一方の継手２８ａを介してその内部に液体が導入される上流側に配置され、略水平方向に貫通した第１通路１２と、該第１通路１２の下部に形成され、一方の検出部２０ａが装着される装着孔３０ａと、前記第１通路１２の上部に形成され、一方の封止プラグ２６ａによって封止される開孔２４ａとを備える。
【００２５】
第１通路１２は、略同一直径で延在する主管部３２と、該主管部３２の一端部側に形成され、継手２８ａが接続される第１ポート３４と、前記主管部３２の他端部側に形成され、前記第１ポート３４から離間する方向に向かって徐々に縮径する第１テーパ部（傾斜部）３６とからなる。この第１ポート３４には、内周面に沿って刻設されたねじを介して前記継手２８ａが螺合され、前記継手２８ａは、図２に示されるように、第１配管３８ａによって液体が充填されたタンク４０と接続されている。そして、図１に示されるように、タンク４０内の液体が、第１配管３８ａ及び継手２８ａを通じて第１通路１２へと供給される。
【００２６】
なお、上述したタンク４０を含む定量吐出システムは、図２に示されるように、定量吐出装置１０と、該定量吐出装置１０とタンク４０とを接続する第１配管３８ａと、前記定量吐出装置１０と第２配管３８ｂを介して接続される開閉弁（流量制御弁）７２（後述する）と、前記定量吐出装置１０の検出部２０ａ、２０ｂにそれぞれ接続される制御部７０とを有する。
【００２７】
装着孔３０ａは、第１ハウジング１４の下面側に開口するように形成され、第１連通路４２を通じて第１通路１２と連通している。この第１連通路４２は、装着孔３０ａの内周径より小径に形成され、前記第１連通路４２は、該第１連通路４２から前記装着孔３０ａ側に向かって徐々に拡径するテーパ孔４４を介して該装着孔３０ａと連通している。すなわち、装着孔３０ａにエアが進入した場合に、該装着孔３０ａの上方に設けられたテーパ孔４４の傾斜した壁面に沿って前記エアが第１連通路４２側に向かって移動し、該第１連通路４２を通じて前記装着孔３０ａより排出させることができる。そのため、エアが装着孔３０ａ内に留まることが防止される。
【００２８】
また、装着孔３０ａの下端部には、その周面に沿ってねじが刻設され、前記装着孔３０ａに検出部２０ａが挿入された後に、一方の保持プラグ４６ａが螺合される。これにより、検出部２０ａが装着孔３０ａに対して保持される。
【００２９】
開孔２４ａは略同一直径からなり、その内周面に刻設されたねじを介して封止プラグ２６ａが螺合されている。そのため、開孔２４ａの外部との連通が封止プラグ２６ａによって遮断され、該開孔２４ａ内の気密が保持される。なお、封止プラグ２６ａの下面と開孔２４ａの底壁面との間には、所定容量の空間Ｓが形成される。
【００３０】
また、開孔２４ａには、第１通路１２に向かって延在するエア抜き通路（排出通路）４８ａが接続され、該エア抜き通路４８ａを介して前記開孔２４ａと第１通路１２とが連通している。詳細には、エア抜き通路４８ａは、第１通路１２における主管部３２と第１テーパ部３６との境界部位に略直交して接続されている。すなわち、液体中に含まれたエアは、該液体中で上方に移動して第１通路１２内の上面側に集まるため、前記エアが主管部３２の内周面に沿って移動した後、第１テーパ部３６へと到達する前に上方に向かって延在したエア抜き通路４８ａへと導かれる。
【００３１】
一方、第１テーパ部３６近傍に存在するエアは、主管部３２側に向かって拡径した内周面に沿って徐々に前記主管部３２側へと移動し、エア抜き通路４８ａへと導かれる。そして、エアが、エア抜き通路４８ａを通じて開孔２４ａの空間Ｓに導入される。
【００３２】
第１ハウジング１４には、第２ハウジング１８と対向する側面に所定長だけ突出した凸部５０が形成され、前記凸部５０の略中央部には第１通路１２が開口している。前記凸部５０には、第２ハウジング１８と対向する側面に環状溝を介してシール部材５２ａが装着され、前記シール部材５２ａが流量調整部２２のプレート７４（後述する）と当接することにより、前記第１ハウジング１４と流量調整部２２との間の気密が保持される。
【００３３】
第２ハウジング１８は、第１ハウジング１４を通じて液体が供給される下流側に配置され、第１ハウジング１４側となる側面に所定深さだけ窪んだ凹部５４が形成されている。そして、前記凹部５４に前記第１ハウジング１４の凸部５０が挿入されることにより、前記第２ハウジング１８が第１ハウジング１４に対して位置決めされた状態で連結される。この際、凹部５４と凸部５０との間には流量調整部２２が挟持され、前記凹部５４の端面に装着されたシール部材５２ｂが、前記プレート７４に当接することにより、前記第２ハウジング１８と前記流量調整部２２との間の気密が確実に保持される。
【００３４】
また、第２ハウジング１８には、略水平方向に貫通した第２通路１６と、該第２通路１６の下部に形成され、検出部２０ｂが装着される装着孔３０ｂと、前記第２通路１６の上部に形成され、封止プラグ２６ｂによって封止される開孔２４ｂとを含む。なお、第２通路１６は、第１ハウジング１４の第１通路１２と一直線上となるように形成される。
【００３５】
第２通路１６は、略同一直径で延在する主管部５６と、該主管部５６の一端部側に形成され、他方の継手２８ｂが接続される第２ポート５８と、前記主管部５６の他端部側に形成され、前記第２ポート５８から離間する方向に向かって徐々に縮径する第２テーパ部（傾斜部）６０とを含む。この第２ポート５８には継手２８ｂが螺合されている。そして、第２通路１６内の液体が継手２８ｂを通じて第２配管３８ｂ（図２参照）へと導出される。なお、第２通路１６は、第１通路１２と略同一形状となるようにその長さ、直径等が設定される。
【００３６】
また、第２ハウジング１８が第１ハウジング１４と連結された際、凹部５４に開口した第２テーパ部６０と第１テーパ部３６とが隣設する。
【００３７】
装着孔３０ｂは、第２ハウジング１８の下面側に形成され、第２連通路６２を通じて第２通路１６と連通し、その内部に検出部２０ｂが挿入されて他方の保持プラグ４６ｂによって保持される。
【００３８】
開孔２４ｂには他方の封止プラグ２６ｂが螺合され、該開孔２４ｂを閉塞することにより、前記開孔２４ｂ内の気密を保持する。また、開孔２４ｂには、第２通路１６と連通したエア抜き通路（排出通路）４８ｂが接続されている。このエア抜き通路４８ｂは、第２通路１６における主管部５６と第２テーパ部６０との境界部位に略直交して接続されるため、液体中に含まれたエアが、該液体中で上方に移動して第２テーパ部６０に沿って移動することにより、前記第２テーパ部６０から主管部５６へと到達した際に上方に向かって延在したエア抜き通路４８ｂへと導かれる。一方、第２テーパ部６０近傍に存在するエアは、主管部５６側に向かって拡径した内周面に沿って徐々に前記主管部５６側へと移動し、エア抜き通路４８ｂへと導かれる。
【００３９】
検出部２０ａ、２０ｂは、第１及び第２通路１２、１６を流通する液体の圧力を検出可能な圧力センサからなり、断面略Ｕ字状に形成されたボディ６４と、該ボディ６４の内部に配設され、第１連通路４２と対向配置されるセンサ本体６６と、前記ボディ６４の端面に装着されるシールリング６８とを含む。そして、ボディ６４が装着孔３０ａ、３０ｂにそれぞれ装着された際、シールリング６８が前記装着孔３０ａ、３０ｂの内壁面に当接することにより、前記ボディ６４と装着孔３０ａ、３０ｂとの間から液体が漏出することが防止される。
【００４０】
また、センサ本体６６は、第１及び第２連通路４２、６２、テーパ孔４４を介して第１及び第２連通路４２、６２と対向した位置に配置されるため、該第１及び第２連通路４２、６２を通じて第１及び第２通路１２、１６から装着孔３０ａ、３０ｂ内に導入された液体の圧力Ｐ１、Ｐ２が検出される。そして、図２に示されるように、検出部２０ａ、２０ｂは、それぞれ配線を介して制御部７０に接続され、該検出部２０ａ、２０ｂによって検出された圧力Ｐ１、Ｐ２が検出信号としてそれぞれ前記制御部７０へと出力される。
【００４１】
一方、第２ハウジング１８の下流側には、継手２８ｂ及び該継手２８ｂに接続された第２配管３８ｂを介して開閉弁７２が接続され、前記開閉弁７２は制御部７０からの制御信号によって開閉動作する。この開閉弁７２は、例えば、電流の通電作用下にソレノイドを励磁させることにより弁体の開閉動作を行い、第２配管３８ｂを流通する液体の流通状態を切換可能な電磁制御式が適用される。なお、開閉弁７２の下流側には第３配管３８ｃが接続され、該開閉弁７２の開閉作用下に第２配管３８ｂとの連通状態が切り換えられる。
【００４２】
流量調整部２２は、図１に示されるように、第１ハウジング１４と第２ハウジング１８との間に挟持されるプレート７４に形成されたオリフィス孔７６を含み、該オリフィス孔７６が第１通路１２と第２通路１６との間となるように配置される。このオリフィス孔７６は、第１及び第２通路１２、１６の直径より小径に形成されると共に、前記第１及び第２通路１２、１６と同軸上に形成されている。すなわち、第１通路１２から第２通路１６へと流通する液体が、前記オリフィス孔７６を通過することにより、その流量が所定量だけ絞られて第２通路１６へと流通することとなる。
【００４３】
本発明の実施の形態に係る定量吐出装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について定量吐出制御方法との関係で説明する。
【００４４】
このような定量吐出装置１０では、一般的に、該定量吐出装置１０に対して初めて液体を流通させる場合に、その流通開始時に液体と共にエアが導入されてしまい、前記エアが液体内に混入する可能性がある。このように、エアが混入した液体では、該液体の流量を正確に検出することができないという懸念が生じる。
【００４５】
そこで、最初に、定量吐出装置１０において液体内に混入されたエアを除去する方法について説明する。
【００４６】
先ず、図１に示されるように、第１及び第２ハウジング１４、１８の開孔２４ａ、２４ｂが封止プラグ２６ａ、２６ｂによって閉塞された状態で第１及び第２通路１２、１６内にタンク４０から液体を供給する。なお、この場合、第２配管３８ｂの端部を閉塞して液体の流通を遮断した状態で作業を行う。そして、第１及び第２通路１２、１６、第１配管３８ａ内において液体に混入されたエアは、該液体との比重差により上方へと移動し、該第１及び第２通路１２、１６の上方に集まり、前記第１及び第２通路１２、１６の内周面に沿って移動して上方に向かって延在したエア抜き通路４８ａ、４８ｂへとそれぞれ導かれる。
【００４７】
また、流量調整部２２の近傍には、該オリフィス孔７６から離間する方向に向かって徐々に拡径する第１及び第２テーパ部３６、６０が隣接しているため、前記オリフィス孔７６近傍のエアが前記第１及び第２テーパ部３６、６０の内周面に沿ってエア抜き通路４８ａ、４８ｂ側へと導かれる。
【００４８】
そして、エアは、エア抜き通路４８ａ、４８ｂを介して開孔２４ａ、２４ｂと封止プラグ２６ａ、２６ｂとの間の空間Ｓに溜まる。なお、この空間Ｓ内には、エア抜き通路４８ａ、４８ｂを通じて液体の一部も流入している。
【００４９】
次に、図３に示されるように、封止プラグ２６ａ、２６ｂを螺回させて開孔２４ａ、２４ｂからそれぞれ脱抜させることにより、前記開孔２４ａ、２４ｂが外部と連通した大気開放状態となり、第１及び第２通路１２、１６から前記開孔２４ａ、２４ｂへ導入されたエアが、該開孔２４ａ、２４ｂより外部へと排出される。これにより、定量吐出装置１０内において前記液体に混入していたエアが確実且つ好適に除去される。
【００５０】
最後に、開孔２４ａ、２４ｂに液体が満たされた状態で、該開孔２４ａ、２４ｂにエアが入らないように再び封止プラグ２６ａ、２６ｂを螺合することにより前記開孔２４ａ、２４ｂが再び閉塞され、前記液体にエアが混入されていない定量吐出装置１０の最適な使用条件が得られる。
【００５１】
次に、このように液体内のエア抜きが行われた定量吐出装置１０の動作並びに作用効果について説明する。なお、開閉弁７２（図２参照）が弁閉状態であり、前記定量吐出装置１０からの液体の吐出が停止した場合を初期状態とする。
【００５２】
先ず、図４のフローチャートに基づいて、ステップＳ１で制御部７０から弁開指令となる制御信号を開閉弁７２に対して出力し、上述した初期状態から該開閉弁７２を弁開させる。これにより、開閉弁７２によって遮断されていた液体の流通が解除され、第１配管３８ａ、第１及び第２通路１２、１６内を前記液体が流通して第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃを通じて吐出可能な状態となる。
【００５３】
次に、ステップＳ２において、一方の検出部２０ａによって第１通路１２内における液体の圧力Ｐ１を検出すると共に、他方の検出部２０ｂによって第２通路１６内における液体の圧力Ｐ２を検出し、前記圧力Ｐ１、Ｐ２を検出信号として制御部７０に出力する（図２参照）。これにより、前記圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差圧ΔＰに基づいて前記第１及び第２通路１２、１６を流通する液体の流量（吐出量）が算出され、前記流量を積算することにより吐出量Ｑａが算出される。
【００５４】
そして、図５に示されるように前記差圧ΔＰが立ち上がり、制御部７０に予め設定された定常圧Ｐｃに到達したか否かがステップＳ３において判断される。
【００５５】
例えば、開閉弁７２に弁開指令が出力された直後には、第１通路１２の圧力Ｐ１と第２通路１６の圧力Ｐ２との差圧ΔＰが０から徐々に増大するように変化する。この場合、定常圧Ｐｃとなるまでに所定時間を要するため、この場合にステップＳ３では前記定常圧Ｐｃに至らずステップＳ４へと進む。
【００５６】
次に、ステップＳ４において、差圧ΔＰが定常圧Ｐｃとなり、且つ、略一定に維持された圧力定常状態であるか否かが判断され、液体の圧力が定常状態に到達するまで繰り返し前記判断が行われる。詳細には、圧力定常状態に到達していない場合には、ステップＳ５に移り、開閉弁７２に対して弁開指令が出力されてから実際に該開閉弁７２が完全に弁開するまでの動作時間Ｔ１と、制御部７０に予め設定された弁開設定時間Ｔｓｔとの比較が行われる。そして、前記弁開設定時間Ｔｓｔと動作時間Ｔ１とが異なる場合（Ｔ１≠Ｔｓｔ）には、第２配管３８ｂ内において液体にエアが混入しているか、若しくは、前記第２配管３８ｂ内における圧力に異常が生じている可能性が考えられるため、ステップＳ６において第２配管３８ｂ内へのエアの混入若しくは圧力異常の警告を図示しない表示部に出力する。
【００５７】
この第２配管３８ｂ内において液体にエア（例えば、気泡）が混入している場合には、圧力Ｐ２及び差圧ΔＰの立ち上がりに要する時間、立ち下がりに要する時間が正常時と比較して長くなるため、前記エアが第２配管３８ｂ内に存在していることが確認される。
【００５８】
一方、動作時間Ｔ１が弁開設定時間Ｔｓｔと略同等の場合（Ｔ１≒Ｔｓｔ）には、再びステップＳ２において定常圧Ｐｃに到達するまで流量の積算に基づいた吐出量Ｑａの算出が繰り返し行われる。
【００５９】
一般的に、このような定量吐出装置１０では、図６に示されるように、制御部７０から開閉弁７２に対して弁閉指令が出力されてから実際に該開閉弁７２が動作して弁閉状態となるまでに遅れがあるため、液体が予め設定された所望量より多く吐出されてしまうこととなる。換言すれば、開閉弁７２は、弁閉動作を行う制御信号（弁閉指令）が入力されてから完全に弁閉動作が完了するまでに所定時間を要する。そのため、開閉弁７２における弁開動作の遅れに伴って吐出された吐出量を推定して補正を行う必要がある。
【００６０】
次に、ステップＳ４で圧力定常状態が確認された場合には、ステップＳ７において前記圧力定常状態となるまでに流量が積算された吐出量Ｑａ（図５参照）に基づいて補正量Ｋの算出が行われる。
【００６１】
この補正量Ｋは、定量吐出装置１０に液体を初めて流通させた初回時には、図５に示されるように、弁開時における差圧ΔＰの立ち上がり特性領域Ｖａが、開閉弁７２に弁閉指令が入力されてから完全に弁閉するまでに吐出される液体の吐出量Ｖｂと略同等（Ｖａ≒Ｖｂ）になると推定して設定される（Ｋ＝Ｖａ≒Ｖｂ）。この弁開時における差圧ΔＰの立ち上がり特性領域Ｖａは、圧力定常状態となった場合の流量Ｑｃと前記圧力定常状態となるまでに要した時間Ｔとを乗した値に対して弁開指令から定常状態となるまで積算された吐出量Ｑａを減ずることにより算出される（Ｖａ＝Ｑｃ×Ｔ−Ｑａ）。
【００６２】
また、定量吐出装置１０に液体を流通させた２回目以降となる場合の補正量Ｋは、制御部７０に記憶された前回までの立ち上がり特性領域Ｖａ´と、弁閉指令から弁閉するまでに吐出される液体の吐出量Ｖｂ´との比を、今回の立ち上がり特性領域Ｖａに対して乗じることにより算出される（Ｋ＝Ｖａ×Ｖｂ´/Ｖａ´）。なお、立ち上がり特性領域Ｖａ´、吐出量Ｖｂ´は、過去数回の平均値を用いて算出される。
【００６３】
そして、ステップＳ８で定常圧Ｐｃの検知が確認された後に、ステップＳ９において前記定常圧Ｐｃが設定圧に対して異常であるか否かが判断される。なお、この設定圧は、予め制御部７０に設定されている。そして、定常圧Ｐｃが設定圧と比較して異常と認められる場合には、ステップＳ１０において圧力異常を図示しない表示部に出力すると共に、前記定常圧Ｐｃが設定圧と略同等であり正常であると判断された場合には、再びステップＳ２に戻り液体の流量積算を行って吐出量Ｑａの算出が繰り返し行われる。
【００６４】
一方、ステップＳ３で定常圧Ｐｃの検知が完了した場合には、ステップＳ１１において、制御部７０から開閉弁７２に対して弁閉指令となる制御信号を出力するか否かが判断される。そして、まだ弁閉指令を出力するタイミングでないと判断された場合には、ステップＳ１２に移り、実際に吐出されて積算された吐出量Ｑａと、制御部７０において予め設定された吐出量の設定値Ｑｂ（図６参照）から前記補正量Ｋを減じた目標値Ｑｓ（Ｑｓ＝Ｑｂ−Ｋ）との比較を行い、前記吐出量Ｑａが目標値Ｑｓに対して多いか否かが判断される。この積算された吐出量Ｑａが目標値Ｑｓを上回っている場合（Ｑａ＞Ｑｓ）には、ステップＳ１３で前記開閉弁７２に対して弁閉指令となる制御信号が出力され、前記開閉弁７２が弁閉動作を開始する。そして、再びステップＳ２に戻り、開閉弁７２が完全に弁閉状態となり、第１及び第２通路１２、１６を流通する液体の流量が０となるまで前記流量の積算が行われ、吐出量Ｑａの算出が繰り返し続けられる。
【００６５】
また、吐出量Ｑａが未だ目標値Ｑｓに至っていない場合（Ｑａ＜Ｑｓ）には、定常圧Ｐｃが予め設定された設定圧に対して異常か否かがステップＳ１４で判断され、前記定常圧Ｐｃが設定圧と相違した際に、流量調整部２２における液体に混入されたエアの通過、若しくは、前記エアの吐出を警告として図示しない表示部へと出力して表示する（ステップＳ１５）。
【００６６】
この流量調整部２２を液体に混入されたエア（例えば、気泡）が通過した場合には、予め設定された定常圧Ｐｃ、若しくは、過去に検出された定常圧に対して急激な圧力Ｐ２の上昇又は差圧ΔＰの低下が生じるため、前記エアが流量調整部２２を通過したことが確認される。
【００６７】
また、前記定常圧Ｐｃが設定圧と略同等であり正常である場合には、ステップＳ１４から再びステップＳ２に戻り液体の吐出量Ｑａの算出を引き続き行う。
【００６８】
そして、弁閉指令に基づいて開閉弁７２が弁閉動作を開始した後、ステップＳ１６において開閉弁７２が実際に弁閉したか否かが確認される。前記開閉弁７２が未だ弁閉していない場合には、完全に弁閉状態となるまでステップＳ２に戻り、繰り返し吐出量Ｑａの算出が行われると共に、弁閉が確認された場合には、ステップＳ１７へと移り、弁閉指令後から実際に弁閉するまでの吐出量Ｑａが前記制御部７０に記憶される（ステップＳ１７）。
【００６９】
最後に、ステップＳ１８において、制御部７０からの弁閉指令から実際に開閉弁７２が弁閉するまでの動作時間Ｔ２が、前記制御部７０に予め設定された弁閉設定時間Ｔｓｐと比較され、前記弁閉設定時間Ｔｓｐ未満又は超過して相違している場合には、第２配管３８ｂ内における液体内へのエアの混入、若しくは、前記第２配管３８ｂ内の圧力異常が考えられるため、ステップＳ１９で前記液体内へのエアの混入、又は、前記液体の圧力異常を警告として表示し、図４に示すフローチャートにおける今回の処理を終了する。
【００７０】
一方、前記動作時間Ｔ２が弁閉設定時間Ｔｓｐと略同等（Ｔ２≒Ｔｓｐ）である場合にも、図４に示すフローチャートにおける今回の処理を終了する。
【００７１】
なお、第３配管３８ｃ内において液体にエア（例えば、気泡）が混入している場合には、予め設定された定常圧Ｐｃ、若しくは、過去に検出された定常圧に対して圧力Ｐ２の低下又は差圧ΔＰの上昇が生じるため、前記第３配管３８ｃ内にエアが存在していることが確認される。
【００７２】
そして、次回、定量吐出装置１０において吐出量の制御を行う場合には、このように算出された補正量Ｋに基づいて、図６に示されるように、開閉弁７２に対する制御部７０からの弁閉指令を予め設定された吐出量の設定値Ｑｂから補正量Ｋを減じた目標値Ｑｓに達した時点で弁閉指令を前記開閉弁７２へと出力する。すなわち、前記開閉弁７２を弁閉させる本来のタイミングＤより所定時間Ｅだけ早めに弁閉動作の開始させ、前記開閉弁７２の動作時間を加味して制御することにより、前記開閉弁７２の動作遅れ（タイムラグ）の影響を受けることなく、定量吐出装置１０において予め設定されている所望の吐出量（設定値Ｑｂ）を高精度に得ることができる。
【００７３】
次に、定量吐出システムにおける第１〜第３配管３８ａ〜３８ｃ、定量吐出装置１０の圧力変化に基づいて目詰まり、漏れ等の発生を検知する場合について説明する。なお、図７Ａ〜図７Ｄは、制御部７０から開閉弁７２に出力される弁開・弁閉指令、検出部２０ａ、２０ｂによって検出される圧力Ｐ１、Ｐ２及び前記制御部７０で算出される差圧ΔＰとの関係を示した特性図である。
【００７４】
先ず、図７Ａは、第１〜第３配管３８ａ〜３８ｃ、定量吐出装置１０内において目詰まり等の発生がなく、液体が第１配管３８ａから定量吐出装置１０を通じて第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃへと正常に流通している場合を示す特性図である。この場合には、弁開・弁閉指令に関わらず第１通路１２の圧力Ｐ１が略一定に維持されると共に、第２通路１６の圧力Ｐ２が前記弁開・弁閉指令に応じて増減していることが諒解される。詳細には、弁開時には、圧力Ｐ２が低下して差圧ΔＰが増大すると共に、反対に弁閉時には前記圧力Ｐ２が増大して前記差圧ΔＰが低下することとなる。
【００７５】
次に、図７Ｂは、流量調整部２２において目詰まりや漏れが発生した場合の特性を示しており、前記流量調整部２２は、第１通路１２内の圧力を検出可能な一方の検出部２０ａの下流側に配置されているため、前記検出部２０ａで検出される圧力Ｐ１が図７Ａと同様に略一定に維持される。一方、流量調整部２２の下流側となる第２通路１６では、目詰まりや漏れが生じた時点Ｈから圧力Ｐ２が低下して略一定状態となると共に、差圧ΔＰがそれに伴って増大した状態で変化することなく略一定となっていることが諒解される。
【００７６】
このように、弁開時においても圧力Ｐ２が低下したままで推移し、且つ、差圧ΔＰが増大したままで推移している場合には、流量調整部２２において目詰まりや漏れが発生していることを確認することができる。
【００７７】
次に、図７Ｃは、流量調整部２２の下流側となる第２通路１６、第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃにおいて目詰まりが発生した場合の特性を示しており、前記第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃは、一方の検出部２０ａが設けられた第１通路１２より下流側となるため、第１通路１２内の圧力Ｐ１は図７Ａと同様に略一定に維持され、第２通路１６内の圧力Ｐ２が目詰まりが生じた時点Ｈから増大して略一定状態となると共に、同時に差圧ΔＰが低下した状態で略一定となっていることが諒解される。
【００７８】
このように、弁閉時においても圧力Ｐ２が増大したままで推移し、且つ、差圧ΔＰが低下したままで推移している場合には、流量調整部２２の下流側となる第２通路１６、第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃのうちの少なくともいずれか１箇所で目詰まりが発生していることが確認される。
【００７９】
一方、第２通路１６、第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃから液体の漏れが生じた場合には、前記第２通路１６内の圧力Ｐ２が低下すると共に、差圧ΔＰが上昇するため、前記液体の漏れを確認することができる。
【００８０】
最後に、図７Ｄは、流量調整部２２の上流側となる第１配管３８ａ及び第１通路１２で目詰まりや漏れが発生した場合の特性を示し、目詰まりや漏れが生じた時点Ｈから第１通路１２内の圧力Ｐ１が低下して略一定状態となると共に、それに伴って、第２通路１６内の圧力Ｐ２及び差圧ΔＰも同様に低下して略一定になっていることが諒解される。
【００８１】
このように、弁閉時においても圧力Ｐ１、Ｐ２及び差圧ΔＰのいずれもが低下したままで推移している場合には、流量調整部２２の上流側となる第１通路１２及び第１配管３８ａのうちの少なくともいずれか１箇所で目詰まりや漏れが発生していることが確認される。
【００８２】
すなわち、定量吐出装置１０における一組の検出部２０ａ、２０ｂによって検出される圧力Ｐ１、Ｐ２及び差圧ΔＰの圧力変化を検知し、正常時における液体の圧力変化と比較することにより、前記定量吐出装置１０の流量調整部２２、第１〜第３配管３８ａ〜３８ｃ、第１及び第２通路１２、１６内において生じた目詰まり、漏れ等を迅速且つ確実に確認することができる。そのため、例えば、目詰まり、漏れ等が発生している部位を表示部（図示しない）に表示することによって警告し、前記目詰まり等を解消することにより液体の吐出量を計測した際のばらつきを防止し、前記吐出量を高精度に検出することが可能となる。
【００８３】
以上のように、本実施の形態では、第１及び第２ハウジング１４、１８に第１及び第２通路１２、１６と連通して上方へと延在するエア抜き通路４８ａ、４８ｂを設け、液体内に混入されたエアを前記エア抜き通路４８ａ、４８ｂに導くことにより、封止プラグ２６ａ、２６ｂが脱抜された開孔２４ａ、２４ｂから前記エアを外部へと導くことができるため、液体内に混入されたエアを確実且つ好適に排出することができ、前記エアの液体への混入によって生じる前記液体の吐出精度の低下を防止することができる。
【００８４】
また、一組の検出部２０ａ、２０ｂを、第１及び第２通路１２、１６の下部側となり、且つ、エア抜き通路４８ａ、４８ｂと略対向した位置に配置することにより、前記液体に含まれるエアが前記検出部２０ａ、２０ｂ近傍に溜まることが回避され、前記検出部２０ａ、２０ｂによって検出を行う際に前記エアの影響を受けることがない。その結果、前記検出部２０ａ、２０ｂによって液体の圧力Ｐ１、Ｐ２を確実に検出することができる。
【００８５】
さらに、検出部２０ａ、２０ｂが装着される装着孔３０ａ、３０ｂは、第１及び第２通路１２、１６側にエアが排出されやすい構造としているため、前記装着孔３０ａ、３０ｂ内に前記エアが溜まることを防止することが可能となる。
【００８６】
また、上述したように液体内のエアを排出した後に、何らかの原因で再びエアが混入していた場合にも、検出部２０ａ、２０ｂによって検出される圧力Ｐ１、Ｐ２、前記圧力Ｐ１、Ｐ２からなる差圧ΔＰの変化を検知することにより、流量調整部２２、第２及び第３配管３８ｂ、３８ｃのうちのいずれの部位にエアが存在しているかを特定することができるため、前記エアを確実に除去することが可能となる。
【００８７】
なお、本発明に係る定量吐出装置の制御方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００８８】
１０…定量吐出装置 １２…第１通路
１４…第１ハウジング １６…第２通路
１８…第２ハウジング ２０ａ、２０ｂ…検出部
２２…流量調整部 ２４ａ、２４ｂ…開孔
２６ａ、２６ｂ…封止プラグ ２８ａ、２８ｂ…継手
３４…第１ポート ３６…第１テーパ部
３８ａ…第１配管 ３８ｂ…第２配管
３８ｃ…第３配管 ４０…タンク
４６ａ、４６ｂ…保持プラグ ４８ａ、４８ｂ…エア抜き通路
５８…第２ポート ６０…第２テーパ部
６６…センサ本体 ７０…制御部
７２…開閉弁 ７６…オリフィス孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量制御弁に対して弁開指令を出力し、液体を通路内に流通させる工程と、
前記通路に沿って配設された一組の検出部を介して流量調整部の上流側及び下流側となる前記液体の第１圧力及び第２圧力をそれぞれ検出し、前記第１圧力と第２圧力との差圧に基づいた前記液体の流量を積算して吐出量を算出する工程と、
前記差圧が一定に維持された定常状態にあり、且つ、前記差圧が予め設定された定常圧に到達した場合に、前記弁開指令から出力されて弁開作用下に前記定常圧に到達するまでの前記差圧の立ち上がり特性に基づいて補正量を算出する工程と、
予め設定された設定吐出量から前記補正量を減じた目標値と前記吐出量とを比較し、前記吐出量が前記目標値に達した場合に前記流量制御弁に対して弁閉指令を出力する工程と、
前記弁閉指令が出力されてから前記流量制御弁が弁閉するまでの吐出量を算出する工程と、
を有することを特徴とする定量吐出装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の制御方法において、
前記第２圧力及び差圧における圧力変化をそれぞれ検知し、前記液体へのエアの混入を検知する工程と、
前記圧力変化に応じて前記通路内における前記エアの存在している部位を特定する工程と、
を有することを特徴とする定量吐出装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の制御方法において、
予め記憶されている前記液体が前記通路内を正常に流通している場合の第１圧力及び差圧に対して、検出部によって検出された現在の第１圧力と差圧との間で生じる圧力変化を検知する工程と、
前記圧力変化に基づいて前記通路内における前記液体の圧力異常が生じている部位を特定する工程と、
を有することを定量吐出装置の制御方法。
【請求項１】
流量制御弁に対して弁開指令を出力し、液体を通路内に流通させる工程と、
前記通路に沿って配設された一組の検出部を介して流量調整部の上流側及び下流側となる前記液体の第１圧力及び第２圧力をそれぞれ検出し、前記第１圧力と第２圧力との差圧に基づいた前記液体の流量を積算して吐出量を算出する工程と、
前記差圧が一定に維持された定常状態にあり、且つ、前記差圧が予め設定された定常圧に到達した場合に、前記弁開指令から出力されて弁開作用下に前記定常圧に到達するまでの前記差圧の立ち上がり特性に基づいて補正量を算出する工程と、
予め設定された設定吐出量から前記補正量を減じた目標値と前記吐出量とを比較し、前記吐出量が前記目標値に達した場合に前記流量制御弁に対して弁閉指令を出力する工程と、
前記弁閉指令が出力されてから前記流量制御弁が弁閉するまでの吐出量を算出する工程と、
を有することを特徴とする定量吐出装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の制御方法において、
前記第２圧力及び差圧における圧力変化をそれぞれ検知し、前記液体へのエアの混入を検知する工程と、
前記圧力変化に応じて前記通路内における前記エアの存在している部位を特定する工程と、
を有することを特徴とする定量吐出装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の制御方法において、
予め記憶されている前記液体が前記通路内を正常に流通している場合の第１圧力及び差圧に対して、検出部によって検出された現在の第１圧力と差圧との間で生じる圧力変化を検知する工程と、
前記圧力変化に基づいて前記通路内における前記液体の圧力異常が生じている部位を特定する工程と、
を有することを定量吐出装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−６３３６２（Ｐ２０１２−６３３６２Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５６９３（Ｐ２０１１−２５５６９３）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【分割の表示】特願２００５−３４３６８０（Ｐ２００５−３４３６８０）の分割
【原出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（０００１０２５１１）ＳＭＣ株式会社 (344)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【分割の表示】特願２００５−３４３６８０（Ｐ２００５−３４３６８０）の分割
【原出願日】平成１７年１１月２９日（２００５．１１．２９）
【出願人】（０００１０２５１１）ＳＭＣ株式会社 (344)
【Ｆターム（参考）】
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