JP2002337803A - 連続製袋充填機及び連続製袋充填機の充填液量制御方法 - Google Patents

連続製袋充填機及び連続製袋充填機の充填液量制御方法

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filling
film
sealing
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澄 佐々木
Hiroyuki Matsui
弘之 松井
Tsugio Kaneoka
継雄 兼岡
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Fujimori Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続製袋充填機を用いた袋体内への液体の充
填に際し、常に一定量の液体を自動的に充填する。 【解決手段】 本発明の連続製袋充填機は、長手方向に
沿って下方に移送される、重ね合わせられたフィルム1
を上記長手方向に沿ってシールする縦シール手段4と、
縦シール手段4の下方に設けられ、フィルム1を左右に
横断するようシールする横シール手段5と、縦シール手
段4と横シール手段5との間にて、フィルム1で囲まれ
た空間S1内に液体を充填する充填手段6と、充填手段
6に液体を送液する送液手段と、充填手段6により充填
された液体の空間S1内における液面を検知する検知手
段と、検知手段の検知結果に基づき、空間S1内におけ
る液面が所定の位置に一致するよう、送液手段による液
体の送液量を自動的に制御する制御手段とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は連続製袋充填機及び
それを用いた充填液量制御方法に係り、特に、重ね合わ
せられたフィルムから連続的に製袋しつつ、個々の袋体
内に液体を充填する際に、個々の袋体内に対する液体の
充填量を一定とするための、連続製袋充填機及び充填液
量制御方法の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】熱融着性を有する樹脂製のフィルム、あ
るいは、これに紙層やアルミニウム層等を積層したフィ
ルムを用いて連続的に製袋しつつ、個々の袋体内に液体
を充填する場合、従来より、例えば図1に示すような連
続製袋充填機が使用される。
【0003】図1において、符号1はフィルムで、フィ
ルム1は、その長手方向に沿った側端部同士が対向する
ように、長手方向に沿って2つ折りされるとともに、上
方から製袋充填機に供給される。また、符号2は、2つ
折りされたフィルム1を前後から挟み、2つ折りされた
状態を維持したまま下方に案内するための製袋ガイド、
符号3は、2つ折りされたフィルム1の稜線部近傍に上
方内側から挿入され、上記稜線部を内側から支持すると
ともに、2つ折りされたフィルム1を下方に案内するた
めのガイドロッドである。
【0004】符号4は、製袋ガイド2の下方に配置され
た縦シール装置(縦シール手段)である。縦シール装置
4は、フィルム1の前後(表側及び裏側)に、フィルム
1の表面と平行かつ水平に延設された一対の軸4aと、
個々の軸4aに同軸をなすよう支持され、その外周面に
て、2つ折りされたフィルム1の上記側端部を前後から
挟持する、円盤状をなす前後一対の縦シールロール4b
とを備えている。軸4aは更に、図示しないモータによ
り、図に矢印R1で示すように、フィルム1を下方に搬
送させる方向に、互いに等速で逆回転可能とされてい
る。また、個々の縦シールロール4bには、それぞれヒ
ータが内蔵されている。
【0005】符号5は、縦シール装置4の下方に配置さ
れた横シール装置(横シール手段)である。横シール装
置5は、フィルム1の前後に、軸4aと平行に延設され
た一対の軸5aと、個々の軸5aに同軸をなすよう支持
された、円柱状をなす前後一対の横シールロール5b
と、横シールロール5bの外周面から突出し、横シール
ロール5bの軸線方向に沿って延びる複数(図では3
本)のシールバー5cとを備えている。軸5aは更に、
図示しないモータにより、図に矢印R2で示すように、
フィルム1を下方に搬送させる方向に、互いに等速で逆
回転可能とされている。また、シールバー5cは、横シ
ールロール5bの周方向に沿って等間隔で形成され、か
つ上記一対のシールロール5bを軸5aを中心に等速回
転させた際に、対向するシールバー5c間にフィルム1
が間欠的に挟持されるよう、フィルム1を挟んで対称に
配置されている。更に、横シールロール5b及びシール
バー5cの全長は、いずれもフィルム1の左右方向の幅
以上とされ、かつ個々のシールバー5cには、それぞれ
ヒータが内蔵されている。
【0006】符号6は液体充填用のノズル(充填手段)
で、ノズル6は、2つ折りされたフィルム1間に上方か
ら挿入され、その先端は、縦シール装置4の設置位置と
横シール装置5の設置位置との間に開口している。ま
た、ノズル6には、図示しないモータにより駆動される
送液ポンプ(送液手段)が接続されている。
【0007】上記構成を有する連続製袋充填機を用いた
製袋及び袋体内への液体の充填工程を以下に示す。フィ
ルム1は、上記側端部同士が対向するように2つ折りさ
れた状態で上方から製袋充填機に供給され、製袋ガイド
2及びガイドロッド3により案内されて、縦シール装置
4の、R1方向に等速回転する縦シールロール4a間に
上方から挿通される。その結果、上記側端部同士が縦シ
ールロール4a間に挟持されるとともに、縦シールロー
ル4aから印加された熱により融着され、上記側端部
に、フィルム1を長手方向に沿ってシール(縦シール)
してなる縦シール部1aが形成される。
【0008】縦シール部1a形成後のフィルム1は、横
シール装置5の、R2方向に縦シールロール4aと等速
で回転する横シールロール5b間に上方から挿通され
る。その結果、図1に示すように、フィルム1の対向面
同士がシールバー5c間に間欠的に挟持されるととも
に、シールバー5cから印加された熱により融着され、
フィルム1に、フィルム1を左右に横断するようシール
(横シール)してなる横シール部1bが形成される。
【0009】また、横シール部1bの形成に伴い、縦シ
ール装置4と横シール装置5との間に位置する、2つ折
りされたフィルム1間には、フィルム1の側端部及び下
部をそれぞれ縦シール1a及び横シール1bにより閉鎖
してなる空間S1が形成される。この空間S1には、図2
に示すように、液体Lが、送液ポンプを駆動するモータ
の回転に応じた一定の流量で、ノズル6を介して充填さ
れる。
【0010】そして、図1に示す位置から、横シールロ
ール5bをそれぞれ所定角度だけ回転(図では1/3回
転)させることにより、フィルム1が下方に移動すると
ともに、液体Lが充填された空間S1の上部が、上方に
隣在するシールバー5c間に挟持される。その結果、液
体Lが充填された空間S1の上部が、これらシールバー
5cに挟持された位置においても横シールされ、2つ折
りされたフィルム1間に充填された液体Lが、フィルム
1の側端部及び上下をそれぞれ縦シール1a及び横シー
ル1bにより閉鎖してなる空間S2内に密閉される。更
に、図示しないカッターにより横シール部1bの中央を
水平に切断することにより、液体Lが密閉された袋体7
が完成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この連続製袋充填機で
は、製袋後の空間S2内に気体を残留させる場合と、空
間S2内に気体を残留させず、空間S2内に液体Lを充満
させる場合の2種類の充填方法が可能である。この場
合、充填された液体Lの液面の位置を、横シール部1b
の形成時における液面が、前者では、例えば図2に符号
1で示すように、横シール部1bの形成位置より下方
に位置し、後者では、例えば図2に符号L2で示すよう
に、横シール部1bの形成位置より上方に位置するよ
う、それぞれ調節する。
【0012】ところで、前者では、完成後の袋体7を適
宜サンプリングし、サンプリングした袋体内7における
液体Lの充填量を検査することにより、袋体7内におけ
る液体Lの充填量を確認している。しかしながら、送液
ポンプを駆動するモータの回転ムラに起因する充填量の
差異については、サンプリングでは充分に対応できな
い。透明なフィルム1を使用した場合には、袋体7内に
充填された液体Lの量を逐一目視確認することも可能で
あるが、この方法は、作業が煩雑であるばかりではな
く、充填量の微小な差異を正しく判別しにくいという問
題を有している。また、液体Lが充填された袋体7の重
量を逐一測定することも可能であるが、この方法は、上
記目視の場合と同様、作業が煩雑で、かつ重量測定用に
専用の機材やスペースを要するという問題を有してい
る。更に、いずれの場合でも、上記確認に基づく、ノズ
ル6からの液体Lの供給量の調整は、手作業で行われ
る。
【0013】一方、後者では、空間S2全体に液体Lが
充満されるため、袋体7内に充填された液体Lの量を逐
一確認する必要はない。しかしながら、ノズル6からの
液体Lの供給量が規定量から僅かでもズレていると、充
填作業を繰り返すうちに、空間S1内における液体Lの
液面が徐々に上昇または下降し、その結果、上記液面が
縦シール装置4による縦シール部1aの形成部位まで上
昇して空間S1から液体Lが溢れたり、逆に、横シール
部1bの形成部位より下方まで下降して、密閉後の空間
2内に気体が残留してしまう場合があった。
【0014】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、連続製袋充填機を用いた袋体7内への液体Lの充填
に際し、ノズル6からの液体Lの供給量を自動的に調整
し、常に一定量の液体Lを自動的に充填することをその
目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の連続製袋充填機
は、長手方向に沿って下方に移送される、重ね合わせら
れたフィルムを上記長手方向に沿ってシールする縦シー
ル手段と、この縦シール手段の下方に設けられ、上記フ
ィルムを左右に横断するようシールする横シール手段
と、上記縦シール手段と横シール手段との間にて、上記
フィルムで囲まれた空間内に液体を充填する充填手段
と、この充填手段に上記液体を送液する送液手段と、上
記充填手段により充填された上記液体の上記空間内にお
ける液面を検知する検知手段と、この検知手段の検知結
果に基づき、上記液面の位置が上記空間内の所定範囲内
に維持されるよう、上記送液手段による上記液体の送液
量を自動的に制御する制御手段とを備えることを特徴と
している。
【0016】また、本発明は、上記縦シール手段及び横
シール手段と、上記送液手段とを備える連続製袋充填機
の充填液量制御方法にも関し、特に、上記充填手段によ
り充填された上記液体の上記空間内における液面を検知
し、この検知結果に基づき、上記液面の位置が上記空間
内の所定範囲内に維持されもよう、上記送液手段による
上記液体の送液量を自動的に制御することを特徴として
いる。
【0017】上記連続製袋充填機及び充填液量制御方法
においては、上記送液手段をサーボモータにより駆動
し、このサーボモータの回転量を上記検知手段の検知結
果に基づき制御することにより、上記送液手段による上
記液体の送液量を制御することが望ましい。
【0018】更に、上記連続製袋充填機及び充填液量制
御方法において、上記横シール手段が、上記フィルムを
挟んで対向するシールバー間に上記フィルムを間欠的に
挟持することにより上記横シールを行うとともに、上記
シールバーによる上記フィルムの挟持間隔が一定になる
よう、上記挟持間隔を自動的に制御する構成としてもよ
い。
【0019】この場合、上記横シール手段が、上記フィ
ルムを挟んで対向し、側面に上記シールバーがそれぞれ
設けられた2本一対の横シールロールと、これら横シー
ルロールを互いに逆方向に回転させるサーボモータとを
備え、このサーボモータの回転量を制御することによ
り、上記挟持間隔を制御することが望ましい。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施形態について説明する。なお、本発明は、例えば上記
図1及び図2に示すような連続製袋充填機の改良に関す
るものであるため、上記図1または図2に開示されたも
のと同様の構成を有する部材については、上記図1また
は図2と同一の符号を付して、その説明を省略する。
【0021】本発明に係る連続製袋充填機は、図3に示
すように(縦シール装置4と横シール装置5との間に形
成された)空間S1内に充填された液体Lの液面を検知
するセンサ(検知手段)8a,8bを備えている。セン
サ8a,8bは、上記液面が検知可能で、特に、充填
中、空間S1の最も高位置に到達した際における液面の
位置(例えば図3中符号L3に示す位置)が検知可能な
位置に設置される。
【0022】ここで、フィルム1が透明である場合に
は、空間S1の側方に、レーザセンサや光電管センサの
ような、非接触型のセンサ8aを設置する。一方、フィ
ルム1が半透明または不透明で、非接触型のセンサ8a
が使用できない場合には、空間S1内に、液面計のよう
な、接触型のセンサ8bを設置する。接触型のセンサ8
bを設置する場合、センサ8bをガイドロッド3に設置
してもよい。
【0023】また、ノズル6に液体を供給する送液ポン
プの駆動源にはサーボモータが使用されるとともに、セ
ンサ8a,8bと上記サーボモータとは、図示しない制
御手段により連結されている。すなわち、上記制御手段
は、センサ8a,8bの検知結果に基づき、上記サーボ
モータの回転を制御する。同様に、横シール装置5の横
シールロール5b(より正確には軸5a)の回転駆動源
にもサーボモータが使用され、上記制御手段は、このサ
ーボモータの回転を、常に一定となるよう制御する。
【0024】上記構成を有する連続製袋充填機を用いた
製袋工程は、基本的には上記従来の製袋工程と同様であ
る。すなわち、側端部同士が対向するように2つ折りさ
れたフィルム1は、製袋ガイド2及びガイドロッド3を
経て縦シール装置4に挿通され、縦シール部1aが形成
された後、横シール装置5に挿通され、横シール部1b
が形成される。
【0025】一方、袋体7内への液体Lの充填に際して
も、上記従来の工程と同様、縦シール装置4と横シール
装置5との間に形成された空間S1に、図3に示すよう
に、液体Lが、送液ポンプを駆動するモータの回転に応
じた一定の流量で、ノズル6を介して充填される。ま
た、液体Lの充填に際しては、センサ8a,8bの検知
結果に基づき、上記制御手段にて、送液ポンプを駆動す
るサーボモータの回転数を制御することにより、空間S
1内における液面L3の位置が予め設定された所定の範囲
内に維持されるよう、送液ポンプによる液体Lの送液量
を自動的に制御する。
【0026】特に、製袋後の空間S2内に気体を残留さ
せる場合には、空間S1内における液面L3の位置を上記
所定範囲内における特定の位置(横シール部1bの形成
時に、密閉後の空間S2内における液体Lの液面の位置
が、横シール部1bより所定距離だけ下方となるような
位置)と正確に一致させることにより、常に一定量の液
体Lを、袋体7内に正確かつ自動的に充填可能となる。
【0027】一方、空間S2内に気体を残留させず、空
間S2内に液体Lを充満させる場合には、横シール部1
bの形成時における液面L3の位置が、横シール部1b
より上方に位置するセンサ8a,8bの検知範囲内に維
持されるよう、送液ポンプによる液体Lの送液量を制御
すればよい。その結果、常に一定量の液体Lを、袋体7
内に正確かつ自動的に充填可能となり、空間S1からの
液体Lの漏洩や、空間S2への気体の混入等も防止され
る。
【0028】液体Lの充填後は、上記従来の工程と同
様、横シールロール5bを回転させて再度横シールを行
い、液体Lを空間S2内に密閉する。更に、横シール部
1bの中央を水平に切断することにより、一定量の液体
Lが密封された袋体7が完成する。
【0029】ところで、横シールロール5bに回転ムラ
があると、横シール部1b形成のタイミングにズレが生
じ、その結果、センサ8a,8bにより液面L3の位置
を検知していても、袋体7の全長及び袋体7内への液体
Lの充填完了時における液面から空間S2の底面までの
距離(図3中矢印Hで示す距離)が微妙に変化する(横
シール部1b形成のタイミングが遅くなるほど、この距
離Hが長くなる)。この場合、距離Hが長くなると、袋
体7内への液体Lの充填量が増加するため、液体Lの重
量も増加する。その結果、液体Lから袋体7にかかる面
圧が上昇して空間S1,S2の厚み(図3中矢印Wで示す
距離)が拡大し、袋体7内への液体Lの充填量が更に増
加する。一方、距離Hが短くなると、袋体7内への液体
Lの充填量が減少するため、液体Lの重量も減少する。
その結果、液体Lから袋体7にかかる面圧が低下して空
間S1,S2の厚みが縮小し、袋体7内への液体Lの充填
量が更に減少する。
【0030】これに対し、本実施形態では、横シールロ
ール5bの回転駆動源をサーボモータとし、上記制御手
段が、このサーボモータの回転を常に一定となるよう制
御しているため、横シールロール5bの回転ムラが解消
され、その結果、横シール部1b形成のタイミングが常
に一定となって、距離Hも常に一定となる。従って、本
実施形態によれば、液面L3をセンサ8a,8bで検知
し、その結果に基づき液体Lの供給量を制御することに
より、袋体7内に充填される液体Lの量が一定となる。
一方、横シール装置5に、横シール部1b形成のタイミ
ングにズレが生じないような装置を採用している場合に
は、上記のような、制御装置による横シール部1b形成
のタイミング調整は不要となる。
【0031】なお、本発明の技術は、図1に示すよう
な、側端部の1ヵ所に縦シール部1aが形成された袋体
7用の連続製袋充填機の他、左右両端部に縦シール部1
aが形成された袋体や中央部に縦シール部1aが形成さ
れた袋体、更にはガゼット袋等、他の形状を有する袋体
用の連続製袋充填機にも適用可能である。また、フィル
ム1についても、図1に示すような、1枚のフィルムを
折り重ねたものの他、複数枚のフィルムを重ね合わせた
ものが使用可能である。
【0032】更に、シールバー5cの数にも特に限定は
なく、横シールロール5bに少なくとも1つのシールバ
ー5cがあればよい。また、上記の各実施形態では、縦
シール部1a及び横シール部1bの形成方法として、縦
シール装置4及び横シール装置5が備えるヒータにより
フィルム1を加熱するヒートシールが採用されている
が、フィルム1のシール方法にも限定はなく、フィルム
1に超音波振動を印加してシール部を形成する超音波シ
ール等も適宜採用できる。
【0033】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、袋
体内への液体の充填に際し、充填手段を介して袋体内に
充填された液面の位置を検知手段にて検知し、この検知
結果に基づき、上記液面の位置が上記空間内の所定範囲
内に維持されるよう、送液手段による充填手段への液体
の送液量を自動的に制御することにより、常に一定量の
液体が、袋体内に正確かつ自動的に充填される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用可能な連続製袋充填機の構造の
例を示す上方斜視図である。
【図2】 図1に示す連続製袋充填機におけるフィルム
ヘの液体の充填状況の例を示す、横シール装置近傍の断
面図である。
【図3】 本発明に係る連続製袋充填機におけるフィル
ムヘの液体の充填状況の例を示す、横シール装置近傍の
断面図である。
【符号の説明】
1 フィルム 4 縦シール装置(縦シール手段) 5 横シール装置(横シール手段) 5b 横シールロール 5C シールバー 6 ノズル(充填手段) 8a,8b センサ(検知手段) S1 空間 L3 液面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兼岡 継雄 東京都中央区日本橋馬喰町1丁目4番16号 藤森工業株式会社内 Fターム(参考) 3E050 AA02 AA08 AB02 BA01 CB03 DB03 DD04 DF02 FA10 FB01 FB07 FC07 HA02 HA03 HB01 HB09 3E094 AA12 BA01 CA08 CA10 DA07 DA08 EA01 FA11 GA30 HA03 3E118 AA07 AB14 BA03 BA10 BB21 DA02 DA06 EA03 FA04 FA07

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 長手方向に沿って下方に移送される、重
    ね合わせられたフィルムを上記長手方向に沿ってシール
    する縦シール手段と、この縦シール手段の下方に設けら
    れ、上記フィルムを左右に横断するようシールする横シ
    ール手段と、上記縦シール手段と横シール手段との間に
    て、上記フィルムで囲まれた空間内に液体を充填する充
    填手段と、この充填手段に上記液体を送液する送液手段
    と、上記充填手段により充填された上記液体の上記空間
    内における液面を検知する検知手段と、この検知手段の
    検知結果に基づき、上記液面の位置が上記空間内の所定
    範囲内に維持されるよう、上記送液手段による上記液体
    の送液量を自動的に制御する制御手段とを備えることを
    特徴とする連続製袋充填機。
  2. 【請求項2】 上記送液手段がサーボモータにより駆動
    され、上記制御手段が、このサーボモータの回転量を上
    記検知手段の検知結果に基づき制御することにより、上
    記送液手段による上記液体の送液量を制御することを特
    徴とする請求項1に記載の連続製袋充填機。
  3. 【請求項3】 上記横シール手段が、上記フィルムを挟
    んで対向するシールバー間に上記フィルムを間欠的に挟
    持することにより上記横シールを行うとともに、上記制
    御手段が、上記シールバーによる上記フィルムの挟持間
    隔が一定になるよう、上記挟持間隔を自動的に制御する
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の連続製袋充
    填機。
  4. 【請求項4】 上記横シール手段が、上記フィルムを挟
    んで対向し、側面に上記シールバーがそれぞれ設けられ
    た2本一対の横シールロールと、これら横シールロール
    を互いに逆方向に等速回転させるサーボモータとを備
    え、上記制御手段が、上記サーボモータの回転量を制御
    することにより、上記挟持間隔を制御することを特徴と
    する請求項3に記載の連続製袋充填機。
  5. 【請求項5】 長手方向に沿って下方に移送される、重
    ね合わせられたフィルムを上記長手方向に沿ってシール
    する縦シール手段と、この縦シール手段の下方に設けら
    れ、上記フィルムを左右に横断するようシールする横シ
    ール手段と、上記縦シール手段と横シール手段との間に
    て、上記フィルムで囲まれた空間内に液体を充填する充
    填手段と、この充填手段に上記液体を送液する送液手段
    とを備える連続製袋充填機の充填液量制御方法であっ
    て、上記充填手段により充填された上記液体の上記空間
    内における液面を検知し、この検知結果に基づき、上記
    液面の位置が上記空間内の所定範囲内に維持されるよ
    う、上記送液手段による上記液体の送液量を自動的に制
    御することを特徴とする連続製袋充填機の充填液量制御
    方法。
  6. 【請求項6】 上記送液手段がサーボモータにより駆動
    され、このサーボモータの回転量を上記検知結果に基づ
    き制御することにより、上記送液手段による上記液体の
    送液量を制御することを特徴とする請求項5に記載の連
    続製袋充填機の充填液量制御方法。
  7. 【請求項7】 上記横シール手段が、上記フィルムを挟
    んで対向するシールバー間に上記フィルムを間欠的に挟
    持することにより上記横シールを行うとともに、上記シ
    ールバーによる上記フィルムの挟持間隔が一定になるよ
    う、上記挟持間隔を自動的に制御することを特徴とする
    請求項5または6に記載の連続製袋充填機の充填液量制
    御方法。
  8. 【請求項8】 上記横シール手段が、上記フィルムを挟
    んで対向し、側面に上記シールバーがそれぞれ設けられ
    た2本一対の横シールロールと、これら横シールロール
    を互いに逆方向に等速回転させるサーボモータとを備
    え、このサーボモータの回転量を制御することにより、
    上記挟持間隔を制御することを特徴とする請求項7に記
    載の連続製袋充填機の充填液量制御方法。
JP2001143814A 2001-05-14 2001-05-14 連続製袋充填機及び連続製袋充填機の充填液量制御方法 Pending JP2002337803A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006248578A (ja) * 2005-03-11 2006-09-21 Nippon Seiki Co Ltd 充填包装機の制御方法および充填包装機
JP2009502671A (ja) * 2005-07-29 2009-01-29 アツィオナーリア コンストルツィオーニ マッキネ アウトマティケ ア チ エッメ ア ソチエタ ペル アチオニ 連続するチューブストリップを超音波シールするための組立体
JP2010095314A (ja) * 2008-08-24 2010-04-30 Nihon Tetra Pak Kk 包装充填装置
JP2010126243A (ja) * 2008-11-30 2010-06-10 Nihon Tetra Pak Kk 液面レベル調整装置

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