(57)【要約】【課題】液量検出装置のコストを低くすることができるようにする。【解決手段】液体食品が充填（てん）されたチューブ状の包材１２と、包材１２の外方における第１の位置に配設された検出部と、包材１２の外方における第２の位置に配設された磁石と、包材１２内に上下方向に延在させて配設されたガイドと、包材１２内の液体食品に浮かせて、かつ、ガイドに沿って上下方向に移動自在に配設されたフロート７３とを有する。そして、フロート７３は、検出部と対向させて配設された第１の永久磁石７４、及び磁石と異なる極同士を対向させて配設された第２の永久磁石７５を備える。フロート７３内に二つの第１、第２の永久磁石７４、７５を配設し、包材１２の外方に一つの磁石を配設するだけで、液面レベルを検出することができる。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）液体食品が充填されたチューブ状の包材と、
（ｂ）該包材の外方における第１の位置に配設された検出部と、
（ｃ）前記包材の外方における第２の位置に配設された磁石と、
（ｄ）前記包材内に上下方向に延在させて配設されたガイドと、
（ｅ）前記包材内の液体食品に浮かせて、かつ、前記ガイドに沿って上下方向に移動自在に配設されたフロートとを有するとともに、
（ｆ）該フロートは、前記検出部と対向させて配設された第１の永久磁石、及び前記磁石と異なる極同士を対向させて配設された第２の永久磁石を備えることを特徴とする液量検出装置。
【請求項２】
前記第１、第２の永久磁石は、実質的に１８０〔°〕の角度を置いて配設される請求項１に記載の液量検出装置。
【請求項３】
前記磁石より上方及び下方に、前記フロートの上下方向における位置を規制する磁石が配設される請求項１に記載の液量検出装置。
【請求項４】
前記各磁石は永久磁石である請求項１又は３に記載の液量検出装置。
【請求項５】
前記ガイドに、前記フロートの上下方向における位置を規制する規制部材が配設される請求項１に記載の液量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液量検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、牛乳、ジュース等の液体食品を収容する包装容器を製造する包装容器製造装置においては、包材製造機によって製造されたウェブ状の包材を、リールの状態で充填（てん）機の繰出部にセットし、該繰出部から前記包材を繰り出し、充填機内を液体食品の供給に同期させて搬送するようになっている。前記包材は、紙基材、及び該紙基材の両面にポリエチレン樹脂のフィルムが被覆された可撓（とう）性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔（はく）、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成される。
【０００３】
そして、前記包材は、繰出部から繰り出された後、縦方向にシールされてチューブ状にされ、供給パイプによってチューブ状の包材に液体食品が充填される。続いて、前記チューブ状の包材は、両側からシール手段としての誘導加熱体及び切断手段としてのカッタを備えたシール・切断装置によって挟まれ、所定の間隔ごとに横方向にシールされる。このとき、一対の成形フラップがチューブ状の包材を両側から挟み、包囲して変形させ枕（まくら）状の形状にする。その後、横方向にシールされた部分、すなわち、シール部分に沿って包材が切断され、一定量の液体食品を収容する複数の枕状の原型容器が形成され、該原型容器は、成形装置によってブリック状の包装容器に成形される。
【０００４】
ところで、チューブ状の包材内にレベルセンサを配設したり、チューブ状の包材に空気を吹き付け、包材の変形量を測定したりすることによって、液体食品が包材内に充填されているかどうかを検出することができるようにした充填機が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３３９４０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の充填機においては、包材内にレベルセンサを配設する場合、該レベルセンサと液体食品とが接触するかどうかによってレベルセンサの電気的な特性が変化するようになっているが、液体食品の種類、温度等によってレベルセンサのセンサ出力が変化してしまうので、液面レベルを精度良く検出することができず、液体食品の量を正確に検出することができない。
【０００７】
また、包材に空気を吹き付け、包材の変形量を測定する場合、空気を吹き付けた部分に液体が存在しているかどうかを判定することができるが、液体食品の量を検出することはできない。
【０００８】
そこで、包材内の液体食品にフロートを浮かせ、フロートの移動量に基づいて液面レベルを検出するようにした液量検出装置が考えられる。
【０００９】
図２は液量検出装置の例を示す斜視図、図３は液量検出装置の例を示す断面図である。
【００１０】
図において、１２はチューブ状の包材、５２は該包材１２内に図示されない液体食品を充填するための供給パイプであり、該供給パイプ５２は、包材１２内において下端を液体食品内に浸漬（せき）させた状態で配設される。また、１３は液体食品に浮かせて、かつ、前記供給パイプ５２に沿って上下方向に移動自在に配設された筒状のフロートである。そして、該フロート１３は、供給パイプ５２に対して安定した状態で移動することができるように、中空に形成されたステンレス製の筒状体から成り、かつ、所定の長さを有し、液体食品内において浮いた状態で、上端の近傍の所定の部分が液体食品の液面より上方に突出し、残りの部分が液体食品内に浸漬するように浮力が設定される。また、フロート１３が供給パイプ５２に対して円滑に移動することができるように、フロート１３の内周面と供給パイプ５２の外周面との間に所定の隙（すき）間が形成される。なお、前記供給パイプ５２はガイドとして機能する。
【００１１】
そして、前記包材１２内の液体食品の液面レベルが過剰に低くなったときに、供給パイプ５２からフロート１３が外れないように、供給パイプ５２の下端の近傍の所定の箇所に下ストッパ１５が、前記包材１２内の液体食品の液面レベルが過剰に高くなったときに、フロート１３を所定の箇所で停止させるために、前記下ストッパ１５より所定の距離だけ上方に上ストッパ１６が取り付けられる。
【００１２】
ところで、前記フロート１３内の高さ方向における中央には、フロート１３の円周方向における１０箇所にＮ極を径方向外方に、Ｓ極を径方向内方に向けて被検出部としてのコバルト製の永久磁石１７が等ピッチで配設される。また、前記包材１２の外方に、フロート１３の移動方向に沿って所定の長さを有する検出部としてのセンサ１８が配設される。したがって、該センサ１８と最も近接して配設された永久磁石１７によって発生させられた磁束が、センサ１８の長さ方向における所定の箇所を鎖交することにより、永久磁石１７の位置を検出し、該永久磁石１７の位置に対応する液面レベルを検出することができる。
【００１３】
なお、前記永久磁石１７はフロート１３の円周方向における複数の箇所に配設されるので、液体食品の流れ等によってフロート１３が回転させられても、いずれかの永久磁石１７がセンサ１８と近接させられることになる。その結果、液面レベルを検出することができる。
【００１４】
ところが、前記永久磁石１７は材料の価格が高いので、液量検出装置のコストが高くなってしまう。
【００１５】
本発明は、前記従来の液量検出装置の問題点を解決して、コストを低くすることができる液量検出装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の液量検出装置においては、液体食品が充填されたチューブ状の包材と、該包材の外方における第１の位置に配設された検出部と、前記包材の外方における第２の位置に配設された磁石と、前記包材内に上下方向に延在させて配設されたガイドと、前記包材内の液体食品に浮かせて、かつ、前記ガイドに沿って上下方向に移動自在に配設されたフロートとを有する。
【００１７】
そして、該フロートは、前記検出部と対向させて配設された第１の永久磁石、及び前記磁石と異なる極同士を対向させて配設された第２の永久磁石を備える。
【００１８】
本発明の他の液量検出装置においては、さらに、前記第１、第２の永久磁石は、実質的に１８０〔°〕の角度を置いて配設される。
【００１９】
本発明の更に他の液量検出装置においては、さらに、前記磁石より上方及び下方に、前記フロートの上下方向における位置を規制する磁石が配設される。
【００２０】
本発明の更に他の液量検出装置においては、さらに、前記各磁石は永久磁石である。
【００２１】
本発明の更に他の液量検出装置においては、さらに、前記ガイドに、前記フロートの上下方向における位置を規制する規制部材が配設される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
図４は本発明の実施の形態における充填機の概略図である。
【００２４】
図に示されるように、ウェブ状の包材１１は、リール３１の状態でカセット３２に収容され、該カセット３２を介して充填機の図示されない繰出部にセットされる。前記包材１１は、紙基材、及び該紙基材の両面に樹脂としてのポリエチレン樹脂のフィルムが被覆された可撓性の積層体から成り、必要に応じて紙基材とフィルムとの間にアルミニウム箔、ガスバリヤ性樹脂等から成るバリヤ層が形成され、包装容器３３の表面に相当する部分にあらかじめ外装用の印刷が施される。
【００２５】
前記繰出部から繰り出された包材１１は、送り装置によって間欠的に搬送され、ガイドローラ３４、フィードローラ３５、テンションローラ３６、曲げローラ３７等を介して印字ユニット３８に送られ、該印字ユニット３８において、包材１１の一括表示欄に包装容器３３の製造日等が印字される。そして、製造日等が印字された包材１１は、ストリップアプリケータ３９に送られ、該ストリップアプリケータ３９によって図示されないストリップテープが貼（ちょう）着される。
【００２６】
該ストリップテープが貼着された包材１１は、曲げローラ４０、４１を介して殺菌槽４２に送られ、該殺菌槽４２において過酸化水素等の殺菌液によって殺菌される。なお、４３は殺菌槽４２の底部トレイである。続いて、包材１１は、カレンダローラ４４を介してエヤナイフ４５に送られ、該エヤナイフ４５によって乾燥させられた後、上部成形リング４８、可動成形リング４９、分割成形リング５０及び下部成形リング５１によって徐々に変形させられてチューブ状にされ、その間に、包材１１は縦シール装置５５によって縦方向にシールされ、供給パイプ５２を介して供給された内容物として、牛乳、ジュース等の液体食品がチューブ状の包材１２内に充填される。
【００２７】
そして、前記液体食品が充填された前記包材１２は、チューブ支持リング５７によって案内され、横シール装置及び切断装置としての図示されないシール・切断装置に送られ、該シール・切断装置によって挟まれ、所定の間隔ごとに横方向にシールされ、切断されて枕状の原型容器２３が形成される。
【００２８】
続いて、該原型容器２３は、最終成形搬送装置５８によって搬送されるとともに、所定の形状に成形され、一定量の液体食品を収容する包装容器３３が完成する。
【００２９】
ところで、前記包材１２の搬送方向における縦シール装置５５及び下部成形リング５１より下流側に、液量検出装置６１が配設され、該液量検出装置６１によって、包材１２に充填された液体食品の量を検出することができる。
【００３０】
次に、液量検出装置６１について説明する。
【００３１】
図１は本発明の実施の形態における液量検出装置を示す断面図、図５は本発明の実施の形態における液量検出装置の斜視図である。
【００３２】
図において、１２はチューブ状の包材、５２は該包材１２内に図示されない液体食品を充填するための供給パイプであり、該供給パイプ５２は、包材１２内において下端を液体食品内に浸漬させた状態で上下方向に延在させて配設される。また、７３は液体食品に浮かせて、かつ、前記供給パイプ５２に沿って上下方向に移動自在に配設された筒状のフロートである。この場合、供給パイプ５２はフロート７３を案内するガイドとして機能する。なお、本実施の形態において、供給パイプ５２はガイドとして機能し、フロート７３を案内するようになっているが、供給パイプ５２とは別にガイドを配設することもできる。
【００３３】
そして、前記フロート７３は、供給パイプ５２に対して安定した状態で移動することができるように、中実又は中空に形成された樹脂製の筒状体から成り、かつ、所定の長さを有し、液体食品内において浮いた状態で、上端の近傍の所定の部分が液体食品の液面より上方に突出し、残りの部分が液体食品内に浸漬するように浮力が設定される。また、フロート７３が供給パイプ５２に対して円滑に移動することができるように、フロート７３の内周面と供給パイプ５２の外周面との間に所定の隙間が形成される。
【００３４】
そして、前記包材１２内の液体食品の液面レベルが過剰に低くなったときに、供給パイプ５２からフロート７３が外れないように、供給パイプ５２の下端の近傍の所定の箇所に、フロート７３の上下方向における位置を規制する第１の規制部材としての下ストッパ１５が、前記包材１２内の液体食品の液面レベルが過剰に高くなったときに、フロート７３を所定の箇所で停止させるために、前記下ストッパ１５より所定の距離だけ上方に、フロート７３の上下方向における位置を規制する第２の規制部材としての上ストッパ１６が取り付けられる。
【００３５】
ところで、前記フロート７３内の所定の箇所、本実施の形態においては、高さ方向における中央に、フロート７３の円周方向における少なくとも２箇所（本実施の形態においては２箇所）に、それぞれ第１の極としてのＮ極を径方向外方に、第２の極としてのＳ極を径方向内方に向けて被検出部としてのコバルト製の第１、第２の永久磁石７４、７５が実質的に１８０〔°〕の角度を置いて配設される。また、前記包材１２の外方における第１の位置には、フロート７３の移動方向に沿って所定の長さを有する検出部としてのセンサ１８が、前記第１の永久磁石７４と対向させて配設される。
【００３６】
そして、前記包材１２の外方における第２の位置、本実施の形態においてはセンサ１８と反対側に、しかも、フロート７３の高さ方向におけるセンサ１８のほぼ中央、また、下ストッパ１５と上ストッパ１６との間のほぼ中央に、フロート７３の円周方向における位置を規制する円周方向位置規制部材及び磁石としての永久磁石７６が配設される。該永久磁石７６は、前記第２の永久磁石７５と対向させて、かつ、第１の極としてのＮ極を径方向外方に、第２の極としてのＳ極を径方向内方に向けて配設される。
【００３７】
したがって、第２の永久磁石７５及び永久磁石７６の異なる極同士が対向させられることになり、第２の永久磁石７５と永久磁石７６とが吸引し合うので、液体食品の流れ等によってフロート７３が回転させられることはなく、第１の永久磁石７４とセンサ１８とを常に対向させることができる。
【００３８】
なお、前記センサ１８と第２の永久磁石７５とを対向させて配設し、永久磁石７６を第１の永久磁石７４と対向させて配設することもできる。また、必要に応じて、第２の永久磁石７５の付近、又は永久磁石７６の付近に補助の永久磁石を配設することもできる。
【００３９】
この場合、センサ１８と第１の永久磁石７４とが対向させられ、該第１の永久磁石７４によって発生させられた磁束がセンサ１８の長さ方向における所定の箇所を鎖交することによって、第１の永久磁石７４の位置を検出し、該第１の永久磁石７４の位置に対応する液面レベルを検出することができる。
【００４０】
また、第１の永久磁石７４とセンサ１８とを常に対向させることができるので、液体食品の量を確実に検出することができる。
【００４１】
このように、フロート７３内に二つの第１、第２の永久磁石７４、７５を配設し、包材１２の外方に一つの永久磁石７６を配設するだけで、液面レベルを検出することができるので、液量検出装置のコストを低くすることができる。
【００４２】
また、前記包材１２の外方には、センサ１８の長さ方向における永久磁石７６より下方、本実施の形態においては、センサ１８のほぼ下端に、上下方向におけるフロート７３の位置を規制する第１の上下方向位置規制部材及び磁石としての永久磁石７７が、センサ１８の長さ方向における永久磁石７６より上方、本実施の形態においては、センサ１８のほぼ上端に、上下方向におけるフロート７３の位置を規制する第２の上下方向位置規制部材及び磁石としての永久磁石７８が配設される。この場合、各永久磁石７７、７８は、いずれも、フロート７３と対向させて、かつ、第１の極としてのＮ極を径方向内方に、第２の極としてのＳ極を径方向外方に向けて配設される。
【００４３】
したがって、第２の永久磁石７５及び永久磁石７７、７８の同じ極同士が対向させられることになり、第２の永久磁石７５と永久磁石７７、７８とが反発し合うので、液体食品の流れ等の変動に伴って、フロート７３が下ストッパ１５及び上ストッパ１６に当たるのを防止することができる。また、仮にフロート７３が下ストッパ１５及び上ストッパ１６に当たるとしても、大きい衝撃力で当たることがない。その結果、フロート７３、下ストッパ１５、上ストッパ１６等に損傷を与えることがなくなり、液量検出装置の耐久性を向上させることができる。また、フロート７３の移動に伴って、フロート７３が包材１２の内周面に当たるのを防止することができるので、包材１２にピンホール等の損傷を与えることがなくなる。
【００４４】
本実施の形態においては、包材１２の外方に磁石として永久磁石７６〜７８が配設されるようになっているが、必要に応じて包材１２の外方に磁石として電磁石を配設することもできる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、第１の極がＮ極であり、第２の極がＳ極であるが、第１の極をＳ極とし、第２の極をＮ極とすることもできる。
【００４６】
そして、本実施の形態においては、第１、第２の永久磁石７４、７５が互いに実質的に１８０〔°〕の角度を置いて配設されるようになっているが、センサ１８と第１の永久磁石７４とを対向させ、永久磁石７６と第２の永久磁石７５とを対向させることができれば、第１、第２の永久磁石７４、７５を円周方向のいずれの位置に配設することもできる。
【００４７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、液量検出装置においては、液体食品が充填されたチューブ状の包材と、該包材の外方における第１の位置に配設された検出部と、前記包材の外方における第２の位置に配設された磁石と、前記包材内に上下方向に延在させて配設されたガイドと、前記包材内の液体食品に浮かせて、かつ、前記ガイドに沿って上下方向に移動自在に配設されたフロートとを有する。
【００４９】
そして、該フロートは、前記検出部と対向させて配設された第１の永久磁石、及び前記磁石と異なる極同士を対向させて配設された第２の永久磁石を備える。
【００５０】
この場合、前記フロート内に二つの第１、第２の永久磁石を配設し、包材の外方に一つの磁石を配設するだけで、液面レベルを検出することができるので、液量検出装置のコストを低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における液量検出装置を示す断面図である。
【図２】液量検出装置の例を示す斜視図である。
【図３】液量検出装置の例を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態における充填機の概略図である。
【図５】本発明の実施の形態における液量検出装置の斜視図である。
【符号の説明】
１２    包材
１５    下ストッパ
１６    上ストッパ
１８    センサ
５２    供給パイプ
７３    フロート
７４、７５    第１、第２の永久磁石
７６〜７８    永久磁石
【図１】
2004271487.tif 000003
【図２】
2004271487.tif 000004
【図３】
2004271487.tif 000005
【図４】
2004271487.tif 000006
【図５】
2004271487.tif 000007