定量注出装置
【課題】タンク内の飲料をその水頭圧により送出することでタンク内の飲料の量により飲料の流量が変化するとともに注出バルブを閉止させるのに僅かに遅れ時間があるときにも注出目標重量となるように正確に注出することができるディスペンサを提供する。
【解決手段】定量注出装置１０の制御装置２０は、重量センサ１５により計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配から注出目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段とを備え、判定手段により注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内と判定されると注出バルブ１３を閉止させるように制御する。
【解決手段】定量注出装置１０の制御装置２０は、重量センサ１５により計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配から注出目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段とを備え、判定手段により注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内と判定されると注出バルブ１３を閉止させるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に貯留した飲料等の液体をカップ等の飲用容器に目標重量となるように注出する定量注出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ビール樽等の飲料容器から炭酸ガスの圧力により供給されるビール等の飲料の送出経路に設けられた開閉バルブと、送出口の下方に設けられてカップやジョッキ等の飲用容器を載置する載置台と、載置台上に負荷する重量を検出する重量検出手段と、重量検出手段によって検出された重量に応じて開閉バルブを閉止させる制御手段を備えた飲料ディスペンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３４５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の飲料ディスペンサは、重量検出手段によって検出された飲料の重量がジョッキ等の飲用容器の容量に対応した目標重量となると開閉バルブを閉止させるように制御している。このような飲料ディスペンサにおいては、開閉バルブにモータバルブを用いたときには、開閉バルブを閉止させるのに僅かな遅れ時間が生じることがあり、重量検出手段により目標重量となることを検出してから開閉バルブを閉止させたのではこの僅かな遅れ時間に余分な量の飲料が注出されていた。これが、ジョッキのような比較的大きな飲用容器に余分な量の飲料を注出したときには目標重量に対して大きな誤差とならないが、小さなカップに注出したときには目標重量に対して大きな誤差となっていた。
【０００５】
そこで、このような飲料ディスペンサにおいては、開閉バルブを閉止させるのに要する僅かな遅れ時間により注出される余分な飲料の量を引いた重量を検出して開閉バルブを閉止させれば、飲用容器に目標重量となるように注出することができる。しかし、例えばタンク内に蓄えた飲料の水頭圧により飲料を送出するようにした飲料ディスペンサでは、タンク内の飲料の高さによって変化する水頭圧により飲料の流量が変化するので、僅かな遅れ時間により注出される飲料の量が一定とならず、飲料の目標重量に対する誤差を解消することができなかった。
【０００６】
このような飲料ディスペンサにおいては、例えば、開閉バルブの僅かな遅れ時間が０．５秒として、飲料の流量が水頭圧により１０ｇ〜５０ｇ／秒の範囲で変化するものでは、開閉バルブの僅かな遅れ時間に５ｇ〜２５ｇの範囲の飲料が注出されることになり、この僅かな遅れ時間により注出される量は水頭圧の違いにより２０ｇの違いが生じていた。この飲料ディスペンサにより、小さな紙コップ等で１００ｇを目標重量として注出するものでは、水頭圧の違いにより最大２割の注出量の違いが生じることになっていた。
【０００７】
そこで、飲料の送出路に流量センサを設けるようにして、この流量センサによって検出される飲料の流量により目標重量となる時間を算出すれば、開閉バルブの遅れ時間に対応した時間に開閉バルブを閉止させることができるが、飲料の送出経路に流量センサを設けるとその近傍に汚れが付着するおそれがあるので衛生上の理由から設けることができなかった。本発明は、このような問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するため、液体を貯留するタンクと、タンク内から送出される液体の送出路を開閉する注出バルブと、注出バルブの開閉により注出される液体の重量を検出する重量センサと、重量センサの検出重量に基づきタンクから送出される液体が所定の目標重量となるように注出バルブの開閉を制御する制御装置とを備えた定量注出装置において、制御装置は、重量センサにより計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配から目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、注出残り時間が注出バルブを閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて注出バルブの開閉を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする定量注出装置を提供するものである。
【０００９】
上記のように構成した定量注出装置においては、制御装置は重量センサにより計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配から目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、算出した注出残り時間が注出バルブを閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて注出バルブの開閉を制御する制御手段とを備えたので、タンク内から送出される液体の流量が変化する場合でも目標重量となる注出残り時間を算出することができ、算出した注出残り時間が注出バルブを閉止させるのに要する所定時間以内となると予め注出バルブを閉止させることができるので、たとえ液体の流量が変化する場合であっても目標重量となるように正確に注出することができるようになる。また、この定量注出装置は、重量センサにより計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出しているので、液体の送出路に流量センサのような障害物を設けることなく流量となる重量変化勾配を算出することができ、液体の送出路に障害物を設けることによる汚れの付着のおそれがない。
【００１０】
上記のように構成した定量注出装置においては、制御装置は注出バルブを開放したときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が増加しないことを検出すると、タンク内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えるのが好ましく、このようにすれば、水位センサ等の新たなセンサ等を設けることなくタンク内の液体が液切れ状態であることを検知することができるようになる。
【００１１】
上記のように構成した定量注出装置においては、制御装置は注出バルブを開放して液体を注出しているときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が所定値より低下したことを検出すると、タンク内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えるようにするのが好ましく、このようにしたときにも、水位センサ等の新たなセンサ等を設けることなくタンク内の液体が液切れ状態であることを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る定量注出装置の一実施形態であるディスペンサの概略図である。
【図２】制御装置による重量変化勾配を算出するプログラムを示すフローチャートである。
【図３】制御装置による注出制御のプログラム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】
【００１３】
以下に、本発明に係る定量注出装置の一実施形態である飲料を注出するディスペンサ１０の実施形態を図面を参照して説明する。本発明に係るディスペンサ１０は、飲料（液体）を貯留するタンク１１と、タンク１１の下部から延出されて同タンク１１内から送出される飲料の送出管（送出路）１２を開閉する注出バルブ１３と、送出管１２の送出口の下側に設けられて注出バルブ１３の開閉により注出される飲料を受けるカップＣを載置する載置台１４と、注出バルブ１３の開閉により注出される飲料の重量を検出する重量センサ１５と、注出目標重量（目標重量）を選択して注出を開始させるための操作スイッチ１６と、重量センサ１５の検出重量に基づきタンク１１から送出される飲料が所定の注出量となるように注出バルブ１３の開閉を制御する制御装置２０とを備えている。而してこのディスペンサ１０の制御装置２０は、重量センサ１５により計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配から注出目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて注出バルブ１３の開閉を制御する制御手段とを備えている。以下に、このディスペンサ１０について詳述する。
【００１４】
このディスペンサ１０は、タンク１１内に貯えた飲料をその水頭圧により送出するものであり、注出バルブ１３を開放するとタンク１１内の飲料がその水頭圧により送出管１２を通って載置台１４上に載置されたカップＣに注出する。このディスペンサ１０のタンク１１内に十分量の飲料が充填されている状態では、タンク１１内の飲料はその水頭圧により１５ｇ／秒〜５０ｇ／秒の流量で送出される。注出バルブ１３は、内蔵するモータを回転させることによりバルブの開閉をさせるモータバルブである。本実施形態のような飲料のディスペンサ１０は、飲料の送出経路にある部品等を必要に応じて分解して洗浄する必要があり、また、バルブの開閉を手動でも可能とする必要があるために、この注出バルブ１３は分解洗浄をしにくく手動で操作ができない電磁弁によるものでなく、分解洗浄を可能とするとともに手動でも操作可能なモータバルブを採用している。この注出バルブ１３は、モータバルブであるためにバルブを閉止させるのに０．５秒の所定時間を要するものである。操作スイッチ１６は、カップＣの大きさに応じた注出量を選択する注出量選択スイッチ１６ａと、注出バルブ１３を開放させて注出を開始させる注出スイッチ１６ｂとを備えている。
【００１５】
ディスペンサ１０は、注出バルブ１３、重量センサ１５及び操作スイッチ１６に接続された制御装置２０を備えている。制御装置２０はマイクロコンピュータを備えており、図３に示すフローチャートに対応するプログラムを実行して、重量センサ１５による検出重量に基づいて注出バルブ１３の作動を制御して、カップＣに飲料を所定の注出量となるように注出制御するものである。また、制御装置２０は、メモリ２１と２つのタイマ２２，２３とを備えており、メモリ２１には、注出量選択スイッチ１６ａにより選択されるカップＣの大きさに対応した注出量を定める注出量テーブルが予め記憶されている。また、メモリ２１には、注出バルブ１３を閉止させるのに要する時間が予め記憶されており、この注出バルブ１３を閉止させるのに要する時間は本実施形態においては０．５秒と設定されている。また、メモリ２１はタイマ２２による経過時間と重量センサ１５による検出重量を記録するための１〜３０のインデックスを付した第１のリングバッファ領域とを備えており、この第１のリングバッファ領域には、１秒間に２０回の間隔で検出されたタイマ２２の経過時間Ｘと、重量センサ１５の検出重量Ｙとがインデックス順に繰り返し記録される。また、メモリ２１には、後述する重量変化勾配と算出重量とを記録するための１〜３０のインデックスを付した第２のリングバッファ領域を備えており、第２のリングバッファ領域には、算出された重量変化勾配と算出重量とがインデックス順に繰り返し記録される。
【００１６】
また、制御装置２０は、重量センサ１５により計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配から注出目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間より短いか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて注出バルブ１３の開閉を制御する制御手段とを備えている。
【００１７】
重量変化勾配算出手段は、所定間隔として１秒間に２０回の間隔で検出するタイマ２２の経過時間と、重量センサ１５の検出重量とをメモリ２１の第１のリングバッファ領域にインデックスの順番に記録して、これらメモリ２１の第１のリングバッファ領域に記録した経過時間と検出重量とを基にしてｙ＝ａｘ＋ｂ（ｘ：時間、ｙ：重量）よりなる回帰直線を求める。この回帰直線の傾きａが重量変化勾配となり、切片ｂが回帰直線から算出される飲料の重量（以下、重量センサ１５により検出される検出重量と区別するために算出重量という）となる。この重量変化勾配と算出重量とを求めるプログラムを図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００１８】
図２に示すように、制御装置２０は、ステップ１００に示すプログラムを繰り返し実行する。ステップ１０１においては、制御装置２０は、重量センサ１５による検出重量を０にし、タイマ２２による検出時間を０にし、各リングバッファ領域のインデックスを０にして各設定値を初期設定値とする。次に、ステップ１０２において、制御装置２０は、第１のリングバッファ領域の１〜３０の全てのインデックスにタイマ２２の経過時間Ｘと重量センサ１５の検出重量Ｙが記録されるのを待機してからステップ１０３に進める。ステップ１０３において、制御装置２０は、メモリ２１の第１のリングバッファ領域で各インデックスに記録したタイマ２２の各経過時間Ｘと重量センサ１５による各検出重量Ｙを読み出し、制御装置２０は、ステップ１０４〜ステップ１１０による処理を実行してステップ１０３において読み出したタイマ２２の各経過時間Ｘと重量センサ１５による各検出重量Ｙから時間をｘとし重量をｙとしたｙ＝ａｘ＋ｂよりなる回帰直線を求める。
【００１９】
ステップ１０４において、制御装置２０は、ステップ１０３にて取得したタイマ２２の最も新しい経過時間をｘ０とする。また、制御装置２０は、ｘの総和であるΣｘ＝０、ｘｘの総和であるΣｘｘ＝０、ｘｙの総和であるΣｘｙ＝０、ｙの総和であるΣｙ＝０とする。また、制御装置２０は、次のステップ１０５の処理回数をカウントするための変数ｉ＝０、第１のリングバッファ領域のインデックスを特定するための変数ｊ＝最も新しい経過時間ｘ０が記録されたインデックス数として、タイマ２２をリセットする。
【００２０】
次に、制御装置２０は、ステップ１０５〜１０９による処理を２０回実行して回帰直線を求めるためのΣｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙを算出する。ステップ１０５において、制御装置２０は、ステップ１０３において取得したタイマ２２による経過時間Ｘ、重量センサ１５による検出重量Ｙを用いて、ｘ０からの経過時間ｘ（経過時間ｘは最も新しい経過時間ｘ０より前の経過時間を用いている）とこの経過時間ｘのときの検出重量ｙとを求め、これら経過時間ｘと検出重量ｙとを各々用いて算出するｘの総和であるΣｘ、ｘｘの総和であるΣｘｘ、ｘｙの総和であるΣｘｙ、ｙの総和であるΣｙを算出する。具体的にはｘ、ｙ、Σｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙは下式のように算出する。
ｘ＝ｘ０−インデックスｊに記録された経過時間Ｘ
ｙ＝インデックスｊの検出重量Ｙ
Σｘ＝Σｘ＋ｘ
Σｘｘ＝Σｘｘ＋ｘｘ
Σｘｙ＝Σｘｙ＋ｘｙ
Σｙ＝Σｙ＋ｙ
【００２１】
次に、ステップ１０６において、制御装置２０は、変数ｉに１を加算し、変数ｊに１を減算する。ステップ１０７において、制御装置２０は、ステップ１０６において減算された変数ｊが０以下となっているか否かを判定し、変数ｊが０以下でなければＮＯと判定してステップ１０９に進める。これに対し、変数ｊが０以下であれば第１のリングバッファ領域において該当するインデックスがないので、ステップ１０７においてＹＥＳと判定してステップ１０８に進め、ステップ１０８において、制御装置２０は変数ｊを３０としてからステップ１０９に進める。これにより、変数ｊが０となって該当する第１のリングバッファ領域のインデックスが無くなると、第１のリングバッファ領域のインデックスを３０に戻すようにしている。
【００２２】
次に、ステップ１０９において、制御装置２０は、ステップ１０５における処理が２０回繰り返されて各総和Σｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙが２０回の総和であるか否かを判定するために変数ｉが２０より小さいか否かを判定し、変数ｉが２０より小さいときには「ＮＯ」と判定してステップ１０５に戻す。
【００２３】
ステップ１０５〜１０９の処理を繰り返し実行して、１つずつ減算される変数ｊにより最も新しい経過時間ｘ０が記録されたインデックスより１つずつ前に戻されるインデックスに記録した検出時間Ｘと検出重量Ｙとを用いて経過時間ｘと検出重量ｙを求め、これら経過時間ｘと検出時間ｙとから各総和Σｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙを繰り返し算出しているなかで、各総和Σｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙが２０回の総和となってｉ＝２０となると、ステップ１０９において、制御装置２０は「ＹＥＳ」と判定して、ステップ１１０において、制御装置２０は、ｙ＝ａｘ＋ｂ（ｘ：時間、ｙ：重量）よりなる回帰直線の傾きａと切片ｂと算出する。具体的には、傾きａ＝（ｉ×Σｘｙ−Σｘ×Σｙ）／（ｉ×Σｘｘ−Σｘ×Σｙ）により求められ、切片ｂ＝（Σｘｘ×Σｙ−Σｘｙ×Σｘ）／（ｉ×Σｘｘ−Σｘ×Σｙ）により求められ、この傾きａは重量偏差勾配であり、切片ｂは算出重量となる。制御装置２０は、これら傾きａよりなる重量偏差勾配と切片ｂよりなる算出重量とを第２のリングバッファ領域にインデックスの順番に記録している。
【００２４】
ステップ１１１において、制御装置２０は、第２のリングバッファ領域のインデックスに１を加算してステップ１１２に進める。ステップ１１２において、制御装置２０は、第２のリングバッファ領域のインデックスがこのバッファ領域の大きさである３０より大きいか否かの判定をする。ステップ１１２において、制御装置２０は、第２のリングバッファ領域のインデックスが３０より小さければ「ＮＯ」と判定して、ステップ１０３に戻してステップ１０３から始まる処理を繰り返し実行する。これに対し、第２のリングバッファ領域のインデックスが３０以上となれば、制御装置２０は「ＹＥＳ」と判定してステップ１１３に進めてステップ１１３においてインデックスを０にしてからステップ１０２に戻してステップ１０２から始まる処理を繰り返し実行する。このようにして、制御装置２０は、上記の回帰直線から求められる傾きａにより重量変化勾配と、切片ｂにより算出重量を常時算出している。
【００２５】
注出残り時間算出手段は、注出目標重量から重量変化勾配算出手段により算出された算出重量を減算した値に重量変化勾配算出手段により算出した重量変化勾配を除算することにより注出残り時間を算出する。判定手段は、注出残り時間算出手段により算出された注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間として０．５秒以内であるか否かを判定するものである。判定手段は、上記の注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間より短いか否かの判定とともに、重量センサ１５による検出重量が注出目標重量に対して所定量として５０ｇ以内であるか否かを判定する。なお、検出重量が注出目標重量に対して５０ｇ以内となっているか否かの判定は、注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内となっていても、タンク１１内の飲料が途中で無くなる等して注出目標重量に対してまだ十分に注出されていないときに注出が完了したと判定されないようにするために行っている。制御手段は、上記の判定手段により注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間より短いとの判定と、重量偏差が所定の注出残量以下であるとの判定結果に基づいて注出バルブ１３の閉止させる。
【００２６】
制御装置２０は、注出バルブ１３を開放したときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が増加しないことを検出すると、タンク１１内の飲料が液切れ状態であることを検知する検知手段と、注出バルブ１３を開放して飲料を注出しているときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が所定値として１０ｇ／秒より低下したことを検出すると、タンク１１内の飲料が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えている。
【００２７】
次に、ディスペンサ１０の制御装置２０による注出制御のプログラムについて説明する。制御装置２０は、上述したステップ１００に示すプログラムを常時繰り返し実行して重量変化勾配と算出重量とを常時算出しているなかで、図３に示すように、ステップ２００のプログラムを繰り返し実行する。ステップ２０１において、制御装置２０は操作スイッチ１６の注出スイッチ１６ｂによる注出信号があるか否かを繰り返し判定して「ＮＯ」と判定するなかで、注出スイッチ１６ｂによる注出信号があれば「ＹＥＳ」と判定してステップ２０２に進める。ステップ２０２においては、制御装置２０は、ステップ２０１において注出スイッチ１６ｂとともに入力された注出量選択スイッチ１６ａによる注出量信号からメモリ２１の注出量テーブルに記憶された注出量を確定する。次に、制御装置２０は、ステップ２０３において、重量センサ１５により入力された検出重量に注出量を足した量を注出目標重量と決定し、注出制御用のタイマ２３をリセットし、注出バルブ１３を開放する。注出バルブ１３を開放すると、タンク１１内の飲料が送出管１２を通って載置台１４上に載置したカップＣに注入される。
【００２８】
ステップ２０３による処理後、制御装置２０は、ステップ２０４において、注出制御用のタイマ２３による計測時間が２秒以上経過したか否の判定と、ステップ１００にて算出された最新の重量変化勾配が１５ｇ／秒以上であるか否かの判定を繰り返し実行する。タンク１１内の飲料が無いときには重量変化勾配が０ｇ／秒であり重量変化勾配が増加しないので、制御装置２０は、ステップ２０４、２０５において各々「ＮＯ」と繰り返し判定しているなかで、所定時間として計測時間が２秒以上経過すればステップ２０４において「ＹＥＳ」と判定してステップ２１１に進める。ステップ２１１において、制御装置２０はタンク１１内の飲料が液切れ状態であると検知してステップ２１２に進め、ステップ１１２において制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。なお、制御装置２０は、タンク１１内の飲料が液切れ状態であると検知したときに、図示しないランプなどを点灯させて液切れ状態であることを報知させてもよい。
【００２９】
一方、タンク１１内の飲料が送出管１２を通って載置台１４上に載置したカップＣに正常に注入されていると、ステップ１００にて算出された最新の重量変化勾配が１５ｇ／秒以上となり、制御装置２０は、ステップ２０４における「ＮＯ」との判定の後に、ステップ２０５において「ＹＥＳ」と判定してステップ２０６に進める。
【００３０】
次に、制御装置２０は、カップＣ内に注入される飲料が注出目標重量となるようにステップ２０６〜２１０の処理を繰り返し実行する。ステップ２０６において、制御装置２０は、重量センサ１５による検出重量が注出目標重量であるか否かの判定をし、検出重量が注出目標重量となっていなければ「ＮＯ」と判定してステップ２０７に進める。ステップ２０７において、制御装置２０は、ステップ１００にて算出された最新の重量偏差勾配と算出重量から注出残り時間算出手段により注出残り時間を算出してステップ２０８に進める。ステップ２０８において、制御装置２０は、重量センサ１５による検出重量が注出目標重量に対して５０ｇ以内となっているか否かと、ステップ２０７にて算出した注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間として０．５秒以内であるか否かとを判定する。検出重量が注出目標重量に対して５０ｇ以内となっていない、または注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間より長いときには、制御装置２０はステップ２０８において「ＮＯ」と判定して、ステップ２０９に進める。ステップ２０９において、制御装置２０は、ステップ１００にて算出された重量偏差勾配が１０ｇ／秒より小さい状態が連続しているか否かの判定をし、タンク１１内の飲料が載置台１４上のカップＣに注入されているときには重量偏差勾配が１０ｇ／秒以上であるので「ＮＯ」と判定してステップ２１０に進める。ステップ２１０において、制御装置２０は、注出制御用のタイマ２３により計測される注出バルブ１３の開放時間が所定の注出制限時間として２０秒以上経過したか否かを判定して、注出バルブ１３の開放時間が所定の注出制限時間内であれば「ＮＯ」と判定してステップ２０６に戻す。
【００３１】
上記ステップ２０６〜２１０のプログラムを繰り返し実行しているなかで、カップＣ内に注出目標重量の飲料が注入されると、重量センサ１５による検出重量が注出目標重量より大きくなり、ステップ２０６において、制御装置２０は「ＹＥＳ」と判定してステップ２１２に進め、ステップ２１２において、制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。
【００３２】
また、上記ステップ２０６〜２１０のプログラムを繰り返し実行しているなかで、カップＣ内に注入されている飲料が注出目標重量に対して５０ｇ以内となり、ステップ２０７において算出された注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内となっていれば、制御装置２０はステップ２０６における「ＮＯ」の判定と、ステップ２０７の処理後に、ステップ２０８において、「ＹＥＳ」と判定してステップ２１２に進め、ステップ２１２において、制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。
【００３３】
また、上記ステップ２０６〜２１０のプログラムを繰り返し実行しているなかで、タンク１１内の飲料が底部に僅かに残る程度となると、重量偏差勾配算出手段により算出された重量偏差勾配が１０ｇ／秒より小さくなり、制御装置２０はステップ２０６における「ＮＯ」の判定と、ステップ２０７の処理と、ステップ２０８における「ＮＯ」の判定後に、ステップ２０９において「ＹＥＳ」と判定してステップ２１１に進める。ステップ２１１において、制御装置２０はタンク１１内が液切れであると検知してステップ２１２に進め、ステップ２１２において制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。なお、制御装置２０は、タンク１１内の飲料が液切れ状態であると検知したときに、図示しないランプなどを点灯させて液切れ状態であることを報知させてもよい。
【００３４】
これに対し、タンク１１内の飲料が残り少なくステップ１００にて算出された最新の重量偏差勾配が１０ｇ／秒より大きいが少しずつしか注出されないために注出目標重量とならないときに、所定の注出制限時間として２０秒を経過すると、ステップ２１０において、制御装置２０は「ＹＥＳ」と判定してステップ２１２に進め、ステップ２１２において、制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。各ステップから進められたステップ２１２による処理により注出バルブ１３を閉止させると、制御装置２０はステップ２１３に進めて、ステップ２１３において、注出制御用のタイマ２３をリセットしてステップ２０１に戻して再び操作スイッチ１６の注出スイッチ１６ｂによる注出信号があるか否かを繰り返し判定する。
【００３５】
上記のように構成したディスペンサ１０においては、注出バルブ１３にモータバルブのようにバルブを閉止させるのに０．５秒の所定時間を要するものを採用し、タンク１１内の飲料をその水頭圧で送出するときのように飲料の流量が変化する場合でも、注出目標重量となる注出残り時間を算出し、算出した注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内となると予め注出バルブ１３を閉止させるようにしているので、たとえ注出バルブ１３を閉止させるのに所定時間を要するとともに水頭圧により飲料の流量が変化する場合であっても注出目標重量となるように正確に注出することができるようになる。なお、上記のようなディスペンサ１０においては、飲料を注出中に水頭圧が変化することで重量変化勾配が変化するが、注出中における重量変化勾配の変化は僅かな変化であるので飲料を所定の注出目標重量まで注出するときに大きな影響はないものである。また、このディスペンサ１０は、重量センサ１５により計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出しているので、飲料の送出管１２に流量センサのような障害物を設けることなく流量となる重量変化勾配を算出することができ、飲料の送出管１２に障害物を設けることによる汚れの付着のおそれがない。
【００３６】
また、ディスペンサ１０の制御装置２０は、注出バルブ１３を開放させたときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が増加しないことを検出すると、タンク１１内の飲料が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えたので、水位センサ等の新たなセンサ等を設けることなくタンク１１内の飲料が液切れ状態であることを検知することができるようになる。
【００３７】
また、ディスペンサ１０の制御装置２０は、注出バルブ１３を開放して飲料を注出しているときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が所定値として１０ｇ／秒より低下したことを検出すると、タンク１１内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えているので、水位センサ等の新たなセンサ等を設けることなくタンク１１内の液体が液切れ状態であることを検知することができる。
【００３８】
本実施形態においては、定量注出装置として飲料を注出するディスペンサに適用したもので説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、飲料でなく液体の薬品等を目標重量となるように注出するものにも適用されるものである。
【符号の説明】
【００３９】
１０…定量注出装置（ディスペンサ）、１１…タンク、１２…送出路（送出管）、１３…注出バルブ、１５…重量センサ、２０…制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク内に貯留した飲料等の液体をカップ等の飲用容器に目標重量となるように注出する定量注出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ビール樽等の飲料容器から炭酸ガスの圧力により供給されるビール等の飲料の送出経路に設けられた開閉バルブと、送出口の下方に設けられてカップやジョッキ等の飲用容器を載置する載置台と、載置台上に負荷する重量を検出する重量検出手段と、重量検出手段によって検出された重量に応じて開閉バルブを閉止させる制御手段を備えた飲料ディスペンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３４５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の飲料ディスペンサは、重量検出手段によって検出された飲料の重量がジョッキ等の飲用容器の容量に対応した目標重量となると開閉バルブを閉止させるように制御している。このような飲料ディスペンサにおいては、開閉バルブにモータバルブを用いたときには、開閉バルブを閉止させるのに僅かな遅れ時間が生じることがあり、重量検出手段により目標重量となることを検出してから開閉バルブを閉止させたのではこの僅かな遅れ時間に余分な量の飲料が注出されていた。これが、ジョッキのような比較的大きな飲用容器に余分な量の飲料を注出したときには目標重量に対して大きな誤差とならないが、小さなカップに注出したときには目標重量に対して大きな誤差となっていた。
【０００５】
そこで、このような飲料ディスペンサにおいては、開閉バルブを閉止させるのに要する僅かな遅れ時間により注出される余分な飲料の量を引いた重量を検出して開閉バルブを閉止させれば、飲用容器に目標重量となるように注出することができる。しかし、例えばタンク内に蓄えた飲料の水頭圧により飲料を送出するようにした飲料ディスペンサでは、タンク内の飲料の高さによって変化する水頭圧により飲料の流量が変化するので、僅かな遅れ時間により注出される飲料の量が一定とならず、飲料の目標重量に対する誤差を解消することができなかった。
【０００６】
このような飲料ディスペンサにおいては、例えば、開閉バルブの僅かな遅れ時間が０．５秒として、飲料の流量が水頭圧により１０ｇ〜５０ｇ／秒の範囲で変化するものでは、開閉バルブの僅かな遅れ時間に５ｇ〜２５ｇの範囲の飲料が注出されることになり、この僅かな遅れ時間により注出される量は水頭圧の違いにより２０ｇの違いが生じていた。この飲料ディスペンサにより、小さな紙コップ等で１００ｇを目標重量として注出するものでは、水頭圧の違いにより最大２割の注出量の違いが生じることになっていた。
【０００７】
そこで、飲料の送出路に流量センサを設けるようにして、この流量センサによって検出される飲料の流量により目標重量となる時間を算出すれば、開閉バルブの遅れ時間に対応した時間に開閉バルブを閉止させることができるが、飲料の送出経路に流量センサを設けるとその近傍に汚れが付着するおそれがあるので衛生上の理由から設けることができなかった。本発明は、このような問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記課題を解決するため、液体を貯留するタンクと、タンク内から送出される液体の送出路を開閉する注出バルブと、注出バルブの開閉により注出される液体の重量を検出する重量センサと、重量センサの検出重量に基づきタンクから送出される液体が所定の目標重量となるように注出バルブの開閉を制御する制御装置とを備えた定量注出装置において、制御装置は、重量センサにより計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配から目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、注出残り時間が注出バルブを閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて注出バルブの開閉を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする定量注出装置を提供するものである。
【０００９】
上記のように構成した定量注出装置においては、制御装置は重量センサにより計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配から目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、算出した注出残り時間が注出バルブを閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて注出バルブの開閉を制御する制御手段とを備えたので、タンク内から送出される液体の流量が変化する場合でも目標重量となる注出残り時間を算出することができ、算出した注出残り時間が注出バルブを閉止させるのに要する所定時間以内となると予め注出バルブを閉止させることができるので、たとえ液体の流量が変化する場合であっても目標重量となるように正確に注出することができるようになる。また、この定量注出装置は、重量センサにより計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出しているので、液体の送出路に流量センサのような障害物を設けることなく流量となる重量変化勾配を算出することができ、液体の送出路に障害物を設けることによる汚れの付着のおそれがない。
【００１０】
上記のように構成した定量注出装置においては、制御装置は注出バルブを開放したときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が増加しないことを検出すると、タンク内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えるのが好ましく、このようにすれば、水位センサ等の新たなセンサ等を設けることなくタンク内の液体が液切れ状態であることを検知することができるようになる。
【００１１】
上記のように構成した定量注出装置においては、制御装置は注出バルブを開放して液体を注出しているときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が所定値より低下したことを検出すると、タンク内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えるようにするのが好ましく、このようにしたときにも、水位センサ等の新たなセンサ等を設けることなくタンク内の液体が液切れ状態であることを検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る定量注出装置の一実施形態であるディスペンサの概略図である。
【図２】制御装置による重量変化勾配を算出するプログラムを示すフローチャートである。
【図３】制御装置による注出制御のプログラム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】
【００１３】
以下に、本発明に係る定量注出装置の一実施形態である飲料を注出するディスペンサ１０の実施形態を図面を参照して説明する。本発明に係るディスペンサ１０は、飲料（液体）を貯留するタンク１１と、タンク１１の下部から延出されて同タンク１１内から送出される飲料の送出管（送出路）１２を開閉する注出バルブ１３と、送出管１２の送出口の下側に設けられて注出バルブ１３の開閉により注出される飲料を受けるカップＣを載置する載置台１４と、注出バルブ１３の開閉により注出される飲料の重量を検出する重量センサ１５と、注出目標重量（目標重量）を選択して注出を開始させるための操作スイッチ１６と、重量センサ１５の検出重量に基づきタンク１１から送出される飲料が所定の注出量となるように注出バルブ１３の開閉を制御する制御装置２０とを備えている。而してこのディスペンサ１０の制御装置２０は、重量センサ１５により計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配から注出目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて注出バルブ１３の開閉を制御する制御手段とを備えている。以下に、このディスペンサ１０について詳述する。
【００１４】
このディスペンサ１０は、タンク１１内に貯えた飲料をその水頭圧により送出するものであり、注出バルブ１３を開放するとタンク１１内の飲料がその水頭圧により送出管１２を通って載置台１４上に載置されたカップＣに注出する。このディスペンサ１０のタンク１１内に十分量の飲料が充填されている状態では、タンク１１内の飲料はその水頭圧により１５ｇ／秒〜５０ｇ／秒の流量で送出される。注出バルブ１３は、内蔵するモータを回転させることによりバルブの開閉をさせるモータバルブである。本実施形態のような飲料のディスペンサ１０は、飲料の送出経路にある部品等を必要に応じて分解して洗浄する必要があり、また、バルブの開閉を手動でも可能とする必要があるために、この注出バルブ１３は分解洗浄をしにくく手動で操作ができない電磁弁によるものでなく、分解洗浄を可能とするとともに手動でも操作可能なモータバルブを採用している。この注出バルブ１３は、モータバルブであるためにバルブを閉止させるのに０．５秒の所定時間を要するものである。操作スイッチ１６は、カップＣの大きさに応じた注出量を選択する注出量選択スイッチ１６ａと、注出バルブ１３を開放させて注出を開始させる注出スイッチ１６ｂとを備えている。
【００１５】
ディスペンサ１０は、注出バルブ１３、重量センサ１５及び操作スイッチ１６に接続された制御装置２０を備えている。制御装置２０はマイクロコンピュータを備えており、図３に示すフローチャートに対応するプログラムを実行して、重量センサ１５による検出重量に基づいて注出バルブ１３の作動を制御して、カップＣに飲料を所定の注出量となるように注出制御するものである。また、制御装置２０は、メモリ２１と２つのタイマ２２，２３とを備えており、メモリ２１には、注出量選択スイッチ１６ａにより選択されるカップＣの大きさに対応した注出量を定める注出量テーブルが予め記憶されている。また、メモリ２１には、注出バルブ１３を閉止させるのに要する時間が予め記憶されており、この注出バルブ１３を閉止させるのに要する時間は本実施形態においては０．５秒と設定されている。また、メモリ２１はタイマ２２による経過時間と重量センサ１５による検出重量を記録するための１〜３０のインデックスを付した第１のリングバッファ領域とを備えており、この第１のリングバッファ領域には、１秒間に２０回の間隔で検出されたタイマ２２の経過時間Ｘと、重量センサ１５の検出重量Ｙとがインデックス順に繰り返し記録される。また、メモリ２１には、後述する重量変化勾配と算出重量とを記録するための１〜３０のインデックスを付した第２のリングバッファ領域を備えており、第２のリングバッファ領域には、算出された重量変化勾配と算出重量とがインデックス順に繰り返し記録される。
【００１６】
また、制御装置２０は、重量センサ１５により計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配から注出目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間より短いか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて注出バルブ１３の開閉を制御する制御手段とを備えている。
【００１７】
重量変化勾配算出手段は、所定間隔として１秒間に２０回の間隔で検出するタイマ２２の経過時間と、重量センサ１５の検出重量とをメモリ２１の第１のリングバッファ領域にインデックスの順番に記録して、これらメモリ２１の第１のリングバッファ領域に記録した経過時間と検出重量とを基にしてｙ＝ａｘ＋ｂ（ｘ：時間、ｙ：重量）よりなる回帰直線を求める。この回帰直線の傾きａが重量変化勾配となり、切片ｂが回帰直線から算出される飲料の重量（以下、重量センサ１５により検出される検出重量と区別するために算出重量という）となる。この重量変化勾配と算出重量とを求めるプログラムを図２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００１８】
図２に示すように、制御装置２０は、ステップ１００に示すプログラムを繰り返し実行する。ステップ１０１においては、制御装置２０は、重量センサ１５による検出重量を０にし、タイマ２２による検出時間を０にし、各リングバッファ領域のインデックスを０にして各設定値を初期設定値とする。次に、ステップ１０２において、制御装置２０は、第１のリングバッファ領域の１〜３０の全てのインデックスにタイマ２２の経過時間Ｘと重量センサ１５の検出重量Ｙが記録されるのを待機してからステップ１０３に進める。ステップ１０３において、制御装置２０は、メモリ２１の第１のリングバッファ領域で各インデックスに記録したタイマ２２の各経過時間Ｘと重量センサ１５による各検出重量Ｙを読み出し、制御装置２０は、ステップ１０４〜ステップ１１０による処理を実行してステップ１０３において読み出したタイマ２２の各経過時間Ｘと重量センサ１５による各検出重量Ｙから時間をｘとし重量をｙとしたｙ＝ａｘ＋ｂよりなる回帰直線を求める。
【００１９】
ステップ１０４において、制御装置２０は、ステップ１０３にて取得したタイマ２２の最も新しい経過時間をｘ０とする。また、制御装置２０は、ｘの総和であるΣｘ＝０、ｘｘの総和であるΣｘｘ＝０、ｘｙの総和であるΣｘｙ＝０、ｙの総和であるΣｙ＝０とする。また、制御装置２０は、次のステップ１０５の処理回数をカウントするための変数ｉ＝０、第１のリングバッファ領域のインデックスを特定するための変数ｊ＝最も新しい経過時間ｘ０が記録されたインデックス数として、タイマ２２をリセットする。
【００２０】
次に、制御装置２０は、ステップ１０５〜１０９による処理を２０回実行して回帰直線を求めるためのΣｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙを算出する。ステップ１０５において、制御装置２０は、ステップ１０３において取得したタイマ２２による経過時間Ｘ、重量センサ１５による検出重量Ｙを用いて、ｘ０からの経過時間ｘ（経過時間ｘは最も新しい経過時間ｘ０より前の経過時間を用いている）とこの経過時間ｘのときの検出重量ｙとを求め、これら経過時間ｘと検出重量ｙとを各々用いて算出するｘの総和であるΣｘ、ｘｘの総和であるΣｘｘ、ｘｙの総和であるΣｘｙ、ｙの総和であるΣｙを算出する。具体的にはｘ、ｙ、Σｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙは下式のように算出する。
ｘ＝ｘ０−インデックスｊに記録された経過時間Ｘ
ｙ＝インデックスｊの検出重量Ｙ
Σｘ＝Σｘ＋ｘ
Σｘｘ＝Σｘｘ＋ｘｘ
Σｘｙ＝Σｘｙ＋ｘｙ
Σｙ＝Σｙ＋ｙ
【００２１】
次に、ステップ１０６において、制御装置２０は、変数ｉに１を加算し、変数ｊに１を減算する。ステップ１０７において、制御装置２０は、ステップ１０６において減算された変数ｊが０以下となっているか否かを判定し、変数ｊが０以下でなければＮＯと判定してステップ１０９に進める。これに対し、変数ｊが０以下であれば第１のリングバッファ領域において該当するインデックスがないので、ステップ１０７においてＹＥＳと判定してステップ１０８に進め、ステップ１０８において、制御装置２０は変数ｊを３０としてからステップ１０９に進める。これにより、変数ｊが０となって該当する第１のリングバッファ領域のインデックスが無くなると、第１のリングバッファ領域のインデックスを３０に戻すようにしている。
【００２２】
次に、ステップ１０９において、制御装置２０は、ステップ１０５における処理が２０回繰り返されて各総和Σｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙが２０回の総和であるか否かを判定するために変数ｉが２０より小さいか否かを判定し、変数ｉが２０より小さいときには「ＮＯ」と判定してステップ１０５に戻す。
【００２３】
ステップ１０５〜１０９の処理を繰り返し実行して、１つずつ減算される変数ｊにより最も新しい経過時間ｘ０が記録されたインデックスより１つずつ前に戻されるインデックスに記録した検出時間Ｘと検出重量Ｙとを用いて経過時間ｘと検出重量ｙを求め、これら経過時間ｘと検出時間ｙとから各総和Σｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙを繰り返し算出しているなかで、各総和Σｘ、Σｘｘ、Σｘｙ、Σｙが２０回の総和となってｉ＝２０となると、ステップ１０９において、制御装置２０は「ＹＥＳ」と判定して、ステップ１１０において、制御装置２０は、ｙ＝ａｘ＋ｂ（ｘ：時間、ｙ：重量）よりなる回帰直線の傾きａと切片ｂと算出する。具体的には、傾きａ＝（ｉ×Σｘｙ−Σｘ×Σｙ）／（ｉ×Σｘｘ−Σｘ×Σｙ）により求められ、切片ｂ＝（Σｘｘ×Σｙ−Σｘｙ×Σｘ）／（ｉ×Σｘｘ−Σｘ×Σｙ）により求められ、この傾きａは重量偏差勾配であり、切片ｂは算出重量となる。制御装置２０は、これら傾きａよりなる重量偏差勾配と切片ｂよりなる算出重量とを第２のリングバッファ領域にインデックスの順番に記録している。
【００２４】
ステップ１１１において、制御装置２０は、第２のリングバッファ領域のインデックスに１を加算してステップ１１２に進める。ステップ１１２において、制御装置２０は、第２のリングバッファ領域のインデックスがこのバッファ領域の大きさである３０より大きいか否かの判定をする。ステップ１１２において、制御装置２０は、第２のリングバッファ領域のインデックスが３０より小さければ「ＮＯ」と判定して、ステップ１０３に戻してステップ１０３から始まる処理を繰り返し実行する。これに対し、第２のリングバッファ領域のインデックスが３０以上となれば、制御装置２０は「ＹＥＳ」と判定してステップ１１３に進めてステップ１１３においてインデックスを０にしてからステップ１０２に戻してステップ１０２から始まる処理を繰り返し実行する。このようにして、制御装置２０は、上記の回帰直線から求められる傾きａにより重量変化勾配と、切片ｂにより算出重量を常時算出している。
【００２５】
注出残り時間算出手段は、注出目標重量から重量変化勾配算出手段により算出された算出重量を減算した値に重量変化勾配算出手段により算出した重量変化勾配を除算することにより注出残り時間を算出する。判定手段は、注出残り時間算出手段により算出された注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間として０．５秒以内であるか否かを判定するものである。判定手段は、上記の注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間より短いか否かの判定とともに、重量センサ１５による検出重量が注出目標重量に対して所定量として５０ｇ以内であるか否かを判定する。なお、検出重量が注出目標重量に対して５０ｇ以内となっているか否かの判定は、注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内となっていても、タンク１１内の飲料が途中で無くなる等して注出目標重量に対してまだ十分に注出されていないときに注出が完了したと判定されないようにするために行っている。制御手段は、上記の判定手段により注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間より短いとの判定と、重量偏差が所定の注出残量以下であるとの判定結果に基づいて注出バルブ１３の閉止させる。
【００２６】
制御装置２０は、注出バルブ１３を開放したときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が増加しないことを検出すると、タンク１１内の飲料が液切れ状態であることを検知する検知手段と、注出バルブ１３を開放して飲料を注出しているときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が所定値として１０ｇ／秒より低下したことを検出すると、タンク１１内の飲料が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えている。
【００２７】
次に、ディスペンサ１０の制御装置２０による注出制御のプログラムについて説明する。制御装置２０は、上述したステップ１００に示すプログラムを常時繰り返し実行して重量変化勾配と算出重量とを常時算出しているなかで、図３に示すように、ステップ２００のプログラムを繰り返し実行する。ステップ２０１において、制御装置２０は操作スイッチ１６の注出スイッチ１６ｂによる注出信号があるか否かを繰り返し判定して「ＮＯ」と判定するなかで、注出スイッチ１６ｂによる注出信号があれば「ＹＥＳ」と判定してステップ２０２に進める。ステップ２０２においては、制御装置２０は、ステップ２０１において注出スイッチ１６ｂとともに入力された注出量選択スイッチ１６ａによる注出量信号からメモリ２１の注出量テーブルに記憶された注出量を確定する。次に、制御装置２０は、ステップ２０３において、重量センサ１５により入力された検出重量に注出量を足した量を注出目標重量と決定し、注出制御用のタイマ２３をリセットし、注出バルブ１３を開放する。注出バルブ１３を開放すると、タンク１１内の飲料が送出管１２を通って載置台１４上に載置したカップＣに注入される。
【００２８】
ステップ２０３による処理後、制御装置２０は、ステップ２０４において、注出制御用のタイマ２３による計測時間が２秒以上経過したか否の判定と、ステップ１００にて算出された最新の重量変化勾配が１５ｇ／秒以上であるか否かの判定を繰り返し実行する。タンク１１内の飲料が無いときには重量変化勾配が０ｇ／秒であり重量変化勾配が増加しないので、制御装置２０は、ステップ２０４、２０５において各々「ＮＯ」と繰り返し判定しているなかで、所定時間として計測時間が２秒以上経過すればステップ２０４において「ＹＥＳ」と判定してステップ２１１に進める。ステップ２１１において、制御装置２０はタンク１１内の飲料が液切れ状態であると検知してステップ２１２に進め、ステップ１１２において制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。なお、制御装置２０は、タンク１１内の飲料が液切れ状態であると検知したときに、図示しないランプなどを点灯させて液切れ状態であることを報知させてもよい。
【００２９】
一方、タンク１１内の飲料が送出管１２を通って載置台１４上に載置したカップＣに正常に注入されていると、ステップ１００にて算出された最新の重量変化勾配が１５ｇ／秒以上となり、制御装置２０は、ステップ２０４における「ＮＯ」との判定の後に、ステップ２０５において「ＹＥＳ」と判定してステップ２０６に進める。
【００３０】
次に、制御装置２０は、カップＣ内に注入される飲料が注出目標重量となるようにステップ２０６〜２１０の処理を繰り返し実行する。ステップ２０６において、制御装置２０は、重量センサ１５による検出重量が注出目標重量であるか否かの判定をし、検出重量が注出目標重量となっていなければ「ＮＯ」と判定してステップ２０７に進める。ステップ２０７において、制御装置２０は、ステップ１００にて算出された最新の重量偏差勾配と算出重量から注出残り時間算出手段により注出残り時間を算出してステップ２０８に進める。ステップ２０８において、制御装置２０は、重量センサ１５による検出重量が注出目標重量に対して５０ｇ以内となっているか否かと、ステップ２０７にて算出した注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間として０．５秒以内であるか否かとを判定する。検出重量が注出目標重量に対して５０ｇ以内となっていない、または注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間より長いときには、制御装置２０はステップ２０８において「ＮＯ」と判定して、ステップ２０９に進める。ステップ２０９において、制御装置２０は、ステップ１００にて算出された重量偏差勾配が１０ｇ／秒より小さい状態が連続しているか否かの判定をし、タンク１１内の飲料が載置台１４上のカップＣに注入されているときには重量偏差勾配が１０ｇ／秒以上であるので「ＮＯ」と判定してステップ２１０に進める。ステップ２１０において、制御装置２０は、注出制御用のタイマ２３により計測される注出バルブ１３の開放時間が所定の注出制限時間として２０秒以上経過したか否かを判定して、注出バルブ１３の開放時間が所定の注出制限時間内であれば「ＮＯ」と判定してステップ２０６に戻す。
【００３１】
上記ステップ２０６〜２１０のプログラムを繰り返し実行しているなかで、カップＣ内に注出目標重量の飲料が注入されると、重量センサ１５による検出重量が注出目標重量より大きくなり、ステップ２０６において、制御装置２０は「ＹＥＳ」と判定してステップ２１２に進め、ステップ２１２において、制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。
【００３２】
また、上記ステップ２０６〜２１０のプログラムを繰り返し実行しているなかで、カップＣ内に注入されている飲料が注出目標重量に対して５０ｇ以内となり、ステップ２０７において算出された注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内となっていれば、制御装置２０はステップ２０６における「ＮＯ」の判定と、ステップ２０７の処理後に、ステップ２０８において、「ＹＥＳ」と判定してステップ２１２に進め、ステップ２１２において、制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。
【００３３】
また、上記ステップ２０６〜２１０のプログラムを繰り返し実行しているなかで、タンク１１内の飲料が底部に僅かに残る程度となると、重量偏差勾配算出手段により算出された重量偏差勾配が１０ｇ／秒より小さくなり、制御装置２０はステップ２０６における「ＮＯ」の判定と、ステップ２０７の処理と、ステップ２０８における「ＮＯ」の判定後に、ステップ２０９において「ＹＥＳ」と判定してステップ２１１に進める。ステップ２１１において、制御装置２０はタンク１１内が液切れであると検知してステップ２１２に進め、ステップ２１２において制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。なお、制御装置２０は、タンク１１内の飲料が液切れ状態であると検知したときに、図示しないランプなどを点灯させて液切れ状態であることを報知させてもよい。
【００３４】
これに対し、タンク１１内の飲料が残り少なくステップ１００にて算出された最新の重量偏差勾配が１０ｇ／秒より大きいが少しずつしか注出されないために注出目標重量とならないときに、所定の注出制限時間として２０秒を経過すると、ステップ２１０において、制御装置２０は「ＹＥＳ」と判定してステップ２１２に進め、ステップ２１２において、制御装置２０は注出バルブ１３を閉止させる。各ステップから進められたステップ２１２による処理により注出バルブ１３を閉止させると、制御装置２０はステップ２１３に進めて、ステップ２１３において、注出制御用のタイマ２３をリセットしてステップ２０１に戻して再び操作スイッチ１６の注出スイッチ１６ｂによる注出信号があるか否かを繰り返し判定する。
【００３５】
上記のように構成したディスペンサ１０においては、注出バルブ１３にモータバルブのようにバルブを閉止させるのに０．５秒の所定時間を要するものを採用し、タンク１１内の飲料をその水頭圧で送出するときのように飲料の流量が変化する場合でも、注出目標重量となる注出残り時間を算出し、算出した注出残り時間が注出バルブ１３を閉止させるのに要する所定時間以内となると予め注出バルブ１３を閉止させるようにしているので、たとえ注出バルブ１３を閉止させるのに所定時間を要するとともに水頭圧により飲料の流量が変化する場合であっても注出目標重量となるように正確に注出することができるようになる。なお、上記のようなディスペンサ１０においては、飲料を注出中に水頭圧が変化することで重量変化勾配が変化するが、注出中における重量変化勾配の変化は僅かな変化であるので飲料を所定の注出目標重量まで注出するときに大きな影響はないものである。また、このディスペンサ１０は、重量センサ１５により計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出しているので、飲料の送出管１２に流量センサのような障害物を設けることなく流量となる重量変化勾配を算出することができ、飲料の送出管１２に障害物を設けることによる汚れの付着のおそれがない。
【００３６】
また、ディスペンサ１０の制御装置２０は、注出バルブ１３を開放させたときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が増加しないことを検出すると、タンク１１内の飲料が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えたので、水位センサ等の新たなセンサ等を設けることなくタンク１１内の飲料が液切れ状態であることを検知することができるようになる。
【００３７】
また、ディスペンサ１０の制御装置２０は、注出バルブ１３を開放して飲料を注出しているときに重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が所定値として１０ｇ／秒より低下したことを検出すると、タンク１１内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えているので、水位センサ等の新たなセンサ等を設けることなくタンク１１内の液体が液切れ状態であることを検知することができる。
【００３８】
本実施形態においては、定量注出装置として飲料を注出するディスペンサに適用したもので説明したが、本発明はこれに限られるものでなく、飲料でなく液体の薬品等を目標重量となるように注出するものにも適用されるものである。
【符号の説明】
【００３９】
１０…定量注出装置（ディスペンサ）、１１…タンク、１２…送出路（送出管）、１３…注出バルブ、１５…重量センサ、２０…制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留するタンクと、
前記タンク内から送出される液体の送出路を開閉する注出バルブと、
前記注出バルブの開閉により注出される液体の重量を検出する重量センサと、
前記重量センサの検出重量に基づき前記タンクから送出される液体が所定の目標重量となるように前記注出バルブの開閉を制御する制御装置とを備えた定量注出装置において、
前記制御装置は、前記重量センサにより計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、
前記重量変化勾配から前記目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、
前記注出残り時間が前記注出バルブを閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて前記注出バルブの開閉を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする定量注出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定量注出装置において、
制御装置は前記注出バルブを開放したときに前記重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が増加しないことを検出すると、前記タンク内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えたことを特徴とする定量注出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の定量注出装置において、
前記制御装置は前記注出バルブを開放して前記液体を注出しているときに前記重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が所定値より低下したことを検出すると、
前記タンク内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えたことを特徴とする定量注出装置。
【請求項１】
液体を貯留するタンクと、
前記タンク内から送出される液体の送出路を開閉する注出バルブと、
前記注出バルブの開閉により注出される液体の重量を検出する重量センサと、
前記重量センサの検出重量に基づき前記タンクから送出される液体が所定の目標重量となるように前記注出バルブの開閉を制御する制御装置とを備えた定量注出装置において、
前記制御装置は、前記重量センサにより計時的に検出される検出重量から重量変化勾配を算出する重量変化勾配算出手段と、
前記重量変化勾配から前記目標重量となる注出残り時間を算出する注出残り時間算出手段と、
前記注出残り時間が前記注出バルブを閉止させるのに要する所定時間以内であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて前記注出バルブの開閉を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする定量注出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定量注出装置において、
制御装置は前記注出バルブを開放したときに前記重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が増加しないことを検出すると、前記タンク内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えたことを特徴とする定量注出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の定量注出装置において、
前記制御装置は前記注出バルブを開放して前記液体を注出しているときに前記重量変化勾配算出手段により算出された重量変化勾配が所定値より低下したことを検出すると、
前記タンク内の液体が液切れ状態であることを検知する検知手段を備えたことを特徴とする定量注出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２３５１７５（Ｐ２０１０−２３５１７５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８６７６５（Ｐ２００９−８６７６５）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１９４８９３）ホシザキ電機株式会社 (989)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１９４８９３）ホシザキ電機株式会社 (989)
【Ｆターム（参考）】
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