JP2010268753A - 充填装置用検知構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、上記従来の検知構造の欠点を改善すること、即ち、検知手段による検知をより正確に行うことができる充填装置のケーシング検知構造を提供すること。
【解決手段】原料吐出口を有する充填ノズルと、充填ノズルの外周に装着されたケーシングの終端を検知する光電センサを備えた充填装置用検知構造であって、光電センサは、透明部を有する保護ケース内に収納されているとともに、保護ケース内にエアを供給するエア供給手段が保護ケースに設けられている。更に、エア供給手段は、保護ケース内に設けられていて、透明部の内面に向けてエアを噴射するエアノズルを備えていてもよく、更に、透明部の外面に向けてエアを供給する第２のエア供給手段を設けていてもよく、更に、ケーシングに向けてエアを供給する第３のエア供給手段を設けていてもよい。
【選択図】図９

Description

本発明は、天然腸ケーシングまたは人工ケーシングを使用して連鎖状の充填物、例えば、ソーセージ等を製造する充填装置の検知構造、特に、ケーシングの検知構造に関する。

従来の連鎖状ソーセージ製品は、原料を羊腸、豚腸などの動物の腸のケーシングや、セルロースケーシング・コラーゲンケーシングなどの人工ケーシング内に充填することによって製造される。ところで、充填装置は自動運転されて１本のケーシングへの充填を終了させるので、ケーシングの終端を正確に検知して迅速に新しいケーシングを装着する必要がある。

図１２に従来の検知構造を示す。充填装置１は、肉等の原料をケーシング２に送る充填ノズル３、原料を充填ノズル３に送る充填ポンプ４、充填ノズル３を回転する充填ノズル回転手段５（図ではプーリのみを示す。）、ケーシング２と係合する制動部材６、及び原料が充填された充填ケーシング７を狭窄するピンチャー装置８等を有しており、充填ポンプ４から充填ノズル３内に原料を送り、充填ノズル３の外周に装着したケーシング２を充填ノズル３及び制動部材６とともに回転させることにより、充填ノズル３内の原料をケーシング２内に充填し、原料が充填されたケーシング７をピンチャー装置８により狭窄している。

また、充填ノズル３には、ケーシング押し部材９が移動可能に装着されており、このケーシング押し部材９は、ケーシング２の後端部２ａを前方側であるピンチャー装置８側に押している。符号１０は、ケーシング２の後端部２ａの終端を検知するための検知手段であり、この検知手段１０によりケーシング２の終端を検知すると充填ポンプ４、充填ノズル３及び制動部材６の回転等を停止する。その後、再度充填ノズル３に新たなケーシング２を装着し、運転を続行することになる（特許文献１参照）。

特許第３７２３６５６号公報

上記した検知構造は、検知手段によりケーシングの終端を検知し、充填装置の運転を良好にすることができるが、ケーシングの終端を検知するためには検知手段をケーシングの近傍に置く必要がある。ところで、上記した充填装置は、湯水で洗浄したり、充填装置を停止して新たなケーシングを装着したりするため、どうしても充填装置上には水及び原料等が飛び散ってあちこちに付着するが、そのような水等が検知手段に付着すると正確な検知ができなくなる。

そのような弊害をなくすため、検知手段を検知部を除いてカバーで覆うことが考えられるが、例え、検知手段をカバーで覆ったとしても飛び散る水等が検知部に付着する弊害を完全に防止することはできない。

充填装置の検知手段を完全に覆う保護ケースが考えられる。ところで、充填装置は汚れるため、充填作業が終了すると例えば、室温が１０度から１５度に設定された充填作業室において、約４０度以上の温水で洗浄されその後運転を再開している。すると洗浄時と洗浄後の温度差により洗浄後に保護ケースの内面に結露が生じ、洗浄後の運転時に正確な検知ができないという問題が発生する。

また、例え、保護ケースを設けたとしても、保護ケースの上面に水等が付着し、やはり、連続して正確な検知を行うことができないという恐れが生じる。

更に、上記した検知構造において検知手段の光電センサでケーシングの終端を検知する場合、充填ノズルの長手方向に収縮した状態のケーシング後端部が引き伸ばされないまま光電センサによる照射ポイントを通過してしまう場合があり、やはり、連続して正確な検知を行うことができないという問題が発生する。

本発明の目的は、上記従来の検知構造の欠点を改善すること、即ち、検知手段による検知をより正確に行うことができる充填装置のケーシング検知構造を提供することである。

本発明の特徴とするところは、以下の点にある。

請求項１に係る発明は、原料吐出口を有する充填ノズルと、前記充填ノズルの外周に装着されたケーシングの終端を検知する光電センサを備えた充填装置用検知構造であって、前記光電センサは、透明部を有する保護ケース内に収納され、前記保護ケース内にエアを供給するエア供給手段が、前記保護ケースに設けられている充填装置用検知構造である。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加え、前記エア供給手段は、前記保護ケース内に設けられていて、前記透明部の内面に向けてエアを噴射するエアノズルを備えていることである。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２の構成に加え、前記透明部の外面に向けてエアを供給する第２のエア供給手段を設けることである。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項の構成に加え、前記ケーシングに向けてエアを供給する第３のエア供給手段を設けることである。

請求項５に係る発明は、請求項４の構成に加え、前記第３のエア供給手段のエア供給方向は、前記充填ノズルの軸心より前記充填ノズルの回転方向側に偏心していることである。

請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５の構成に加え、前記ケーシングの後端部を押すケーシング押し部材を、前記光電センサの手前で停止させることである。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項の構成に加え、前記光電センサは、発光器及び受光器を有し、前記発光器は、光の三原色の各々を発する３個の発光素子を備え、前記受光器は、光の三原色の各色に各々感応して受光した光量に応じた電気信号を発生することである。

請求項１に係る発明においては、光電センサを透明部を有する保護ケース内に収納し、保護ケース内にエアを供給するエア供給手段を設けることにより、光電センサへの水等の直接の付着を防止することができるとともに、例え、保護ケースの透明部の外面に水等が付着したとしても透明部を流れ落ちたり、或いは布またはエア等の手段により容易に取り除くことができるようになり、光電センサによるケーシングの検知を正確に行うことができる。また、温度差により保護ケース内面に結露が生じる弊害を防止することができ、光電センサによるケーシングの検知をより正確に行うことができる。また、温度差により光電センサに結露が生じることを原因とした光電センサの早期故障を防止することができる。

請求項２に係る発明においては、透明部の内面に向けてエアを噴射するエアノズルを設けることにより、温度差により保護ケース内面に結露が生じたりする弊害を、少ないエアで効率的に防止することができる。また、温度差により光電センサに結露が生じることを原因とした光電センサの早期故障を防止することができる。

請求項３に係る発明においては、透明部の外面に向けてエアを供給する第２のエア供給手段を設けることにより、保護ケースの外面に付着する水及び原料等をエアにより自動且つ連続して取り除くことができ、光電センサによるケーシングの検知をより正確に行うことができる。

請求項４に係る発明においては、ケーシングに向けてエアを供給する第３のエア供給手段を設けることにより、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に係る発明の効果に加え、特に天然腸ケーシングの場合、ケーシングの後端部近傍から後端部の終端にかけての収縮状態をより確実に引き伸ばすことができ、その結果、光電センサによる引き伸ばされたケーシング終端の検知をより正確に行うことができる。また、ケーシング後端部が引き伸ばされることによりケーシング終端近傍まで原料を充填することができる。

請求項５に係る発明においては、第３のエア供給手段のエア供給方向を、充填ノズルの軸心より充填ノズルの回転方向側に偏心させることにより、請求項４に係る発明の効果に加え、特に天然腸ケーシングの場合、ケーシングが充填ノズルに巻き付く弊害をより確実に防止することができる。

請求項６に係る発明においては、ケーシングの後端部を押すケーシング押し部材を、光電センサの手前で停止させることにより、請求項４または請求項５に係る発明の効果に加え、特に天然腸ケーシングの場合、ケーシング押し部材が停止した以降ではケーシング後端部はフリーの状態になり、収縮状態のケーシングに作用する充填ノズルの軸心方向の押圧力が減少することにより、ケーシング後端部はより確実に引き伸ばされるようになり、充填ノズルへの巻き付きをより確実に防止することができるとともに、光電センサによる引き伸ばされたケーシング終端の検知をより正確に行うことができる。更に、ケーシング後端部が引き伸ばされることによりケーシング終端近傍にまで原料を充填することができる。

請求項７に係る発明においては、光電センサを、光の三原色の各々を発する３個の発光素子を備えた発光器と、光の三原色の各色に各々感応して受光した光量に応じた電気信号を発生する受光器とからなるものとすることにより、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に係る発明の効果に加え、特に天然腸ケーシングの場合、ケーシングの終端をより確実に検知することができる。即ち、収縮したケーシングから受光する光量と、引き伸ばされたケーシングから受光する光量と、充填ノズルから受光する光量とは異なるため、このように異なる光量を検知できる光電センサを用いて充填ノズルから受光する光量を検知することにより、ケーシング終端から充填ノズルへの移行時期を正確に検知することができるようになる。

本発明の充填装置用検知構造の正面図 本発明の充填装置用検知構造の平面図 図１のＡ−Ａ線方向から見た図 保護ケース近傍の拡大断面図 図４のＢ−Ｂ線方向から見た図 図６（Ａ）は、保護ケースの透明部の外面に向けてエアを供給するエアノズルの先端を横から見た図、図６（Ｂ）は、そのエアノズルの先端を下から見た図 保護ケース内にエアノズルを設ける例の拡大断面図 図７のＣ−Ｃ線方向から見た図 第３のエア供給手段（ケーシング用エアノズル）近傍の拡大断面図（但し、上面用エアノズルは省略） 残り少なくなったケーシングの終端部近傍の状態を示す図 図１０より更に残り少なくなったケーシングの終端近傍の状態を示す図 従来の充填装置用検知構造を示す図

以下、図を参照して本発明の実施例について説明する。なお、図１において充填ポンプ２２側を後方側とし、ピンチャー装置４５側を前方側とし、前後方向に直交する側を左右方向側と呼ぶ。充填装置２０は、充填ノズル２１、充填ポンプ２２、制動機構３４（図９）及びピンチャー装置４５等を有する。

そして、充填ノズル２１及び充填ポンプ２２等は、第１の架台２３上に載置され、制動機構３４及びピンチャー装置４５等は、第２の架台２４上に載置される。なお、第２の架台２４は、第１の架台２３に対してヒンジ軸２５を中心にして回動自在にされており、オペレータＨが充填ノズル２１に新しいケーシングを装着する際、第２の架台２４を回動して充填ノズル２１に新しいケーシングを装着することになる（図２）。

充填ノズル２１は、丸パイプ状の直管部材であり、水平に設けられ、その一端は前記充填ポンプ２２に連結され、その他端は開放状態にされて原料の吐出口２１ａを形成する。そして、充填ノズル２１の外周には収縮され複数のジャバラ状のしわを有するケーシング３５が装着される。このケーシング３５は、羊及び豚等の天然腸で作られたものである。また、前記第１の架台２３上には第１ブロック２６が設けられる。充填ノズル２１は、この第１ブロック２６内を貫通するとともに内部の軸受２７に回転自在に軸支される第１プーリ２１ｂに取り付けられている。

第１ブロック２６内には、更に中間軸２８が回転自在に軸支され、充填ノズル２１と中間軸２８とは、第１プーリ２１ｂ、中間軸２８に取り付けられる第２プーリ２８ａ及び第１ベルト２９を介して連結される。また、中間軸２８は、充填ノズル回転手段である充填ノズル回転用モータ３０と第２ベルト３１を介して連結されており、充填ノズル回転用モータ３０は、第２ベルト３１、中間軸２８及び第１ベルト２９を介して充填ノズル２１を回転する（図２）。

前記中間軸２８は、更にクラッチ３２を介して第２の架台２４上の第２ブロック３３に設けられる制動機構３４と連結される。この制動機構３４は、図９に示すように、回転体プーリ３４ａ、制動部材３４ｂ及び制動部材押え３４ｃを有する。

そして、回転体プーリ３４ａは、前記中間軸２８に図示しないベルトを介して連結されており、中間軸２８に連動して回転する。また、制動部材３４ｂは、複数のリング状のゴム製のパッキンからなり、その内周端は先細り形状とされ、その先端で引き伸ばされたケーシング３５を充填ノズル２１上に押圧する。前記制動部材押え３４ｃは、その外周面が回転体プーリ３４ａの内周面に螺合され、その前方側の先端で前記制動部材３４ｂを押圧する部材であり、制動部材３４ｂとともに回転体プーリ３４ａにより回転される。この制動機構３４により、ケーシング３５を充填ノズル２１とともに回転し、充填ノズル２１の吐出口２１ａの前方側でケーシング３５に捻りを与える。

前記充填ポンプ２２は、図示しないモーターにより可変制御され、肉等の原料を充填ノズル２１の中空部に送り出し、後記の光電センサ６２からの信号を受ける図示しない制御装置によりその駆動が停止される。

符号４０は、ケーシング押し部材である。ケーシング押し部材４０は、円板部４０ａ及び円板部４０ａの中央から外方に直交する形態で突き出る柱体部４０ｂからなる一体の部材であり、柱体部４０ｂの中心には充填ノズル２１の外径より大きい内径の開口を有し、この開口を充填ノズル２１の外周に挿入することにより、ケーシング押し部材４０は、充填ノズル２１の外周上を前後方向に移動可能とされる。そして、柱体部４０ｂの先端でケーシング３５の後端部３５Ｅを前方側へ押圧し、充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に収縮した状態のケーシング３５Ａを前方側に押す。

符号４１は第５のエア供給手段である押し用エアノズルである。押し用エアノズル４１は、図１で示すように、第１ブロック２６に隣接して第１の架台２３の上方部位に取り付けられている。押し用エアノズル４１にはケーシング押し部材４０に向いた小径のエア噴射口４１ａが設けられている。

符号４２は第４のエア供給手段である戻し用エアノズルである。戻し用エアノズル４２は、図９で示すように、第２の架台２４に取り付けられたエアノズル支持板３６に取り付けられている。戻し用エアノズル４２にはケーシング押し部材４０に向いた小径のエア噴射口４２ａが設けられている。

符号４３はケーシング押し部材４０を後記の光電センサ６２の後方側で停止させるためのストッパーである。ストッパー４３は、図３と図９で示すように、第１の架台２３の上方部位に取り付けられたストッパー支持板４４に固着したねじ部材４４ａに、充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に位置調整可能に取り付けられている。

ケーシング押し部材４０は、押し用エアノズル４１（図１）からのエアにより前方側に押され、更に、後記保護ケース５５の近傍の上方に設けられる前記した戻し用エアノズル４２（図１、図３）により後方側に戻される。なお、このケーシング押し部材４０は、押し用エアノズル４１から１秒間供給されるエアにより前方側に押され、次いで、戻し用エアノズル４２から０．３秒間供給されるエアにより後方側に戻されるというように、それぞれのエアノズル４１、４２から順次間欠的にエアを供給し、ケーシング押し部材４０を前後方向に移動させながら前方側に移動されるようにしている。

このようにケーシング押し部材４０を前後方向に移動させながら前方側に移動することにより、ケーシング３５の後端部３５Ｅに常時かかる力を緩めることができ、ケーシング３５の後端部３５Ｅが充填ノズル２１に巻き付く弊害を低減することができる。更に、後記する様に、収縮状態のケーシング３５Ａが制動部材３４ｂから引き出されやすくなる。なお、ケーシング押し部材４０を連続的に前方側に移動するようにしてもよい。

そして、後記保護ケース５５より若干後方側には、前記したストッパー４３が設けられており、ケーシング押し部材４０がこのストッパー４３に当接するとそれ以上の前進、即ち、ケーシング３５の後端部３５Ｅを押す動作が阻止される。ケーシング押し部材４０に押されなくなって、フリーの状態となった収縮状態のケーシングの後端部３５Ｅを充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に引き伸ばされた一枚状態の後端部３５Ｅにするために、後記する第３のエア供給手段であるケーシング用エアノズル７０を設け、このケーシング用エアノズル７０により、後記するピンチャー装置４５によって引っ張られて前方側に移動する後端部３５Ｅに向けてエアを噴出するようになっている。このようにしてケーシングの後端部３５Ｅを確実に引き伸ばし、光電センサ６２によるケーシングの終端３５ＥＥをより確実に検知できるようにしている（図１１）。

符号４５はピンチャー装置であり、該ピンチャー装置４５は、原料が充填された充填ケーシング４６を狭窄して充填ノズル２１の前方へ搬送するものである。ピンチャー装置４５は、一対の巻掛伝動手段４７を平行に配置してなるもので、それぞれの巻掛伝動手段４７は、駆動軸４８と、従動軸４９と、駆動軸４８と従動軸４９との間に巻回されるチェーン５０を有するとともに、チェーン５０には複数個のラグ５１と複数個のピンチャー部材５２を有している。なお、前記ラグ５１は充填ケーシング４６の外周を挟み込む部材であり、前記ピンチャー部材５２は、充填ケーシング４６に端部を形成させるとともに、その端部に捻りを生じさせるための断面略Ｖ字状の部材である。

そして、平行に配置される一対の巻掛伝動手段４７が回転すると、それぞれの巻掛伝動手段４７の複数個のラグ５１は、充填ケーシング４６を挟み込む形態で前方側に送り、それぞれの巻掛伝動手段４７の複数個のピンチャー部材５２は、充填ケーシング４６を絞り、端部を形成する。その結果、充填ノズル２１の回転によりその絞り箇所に捻り部が形成される。

充填装置の作用について簡単に説明する。第２の架台２４を開き、充填ノズル２１にケーシング３５を装着し、その先端を手で充填ノズル２１の前方に引き出して充填ノズル２１の先端である吐出口２１ａから所定長さ垂下させる。装置の運転が開始されると、吐出口２１ａから垂下したケーシング３５に連続的に定量の原料が吐出され、形成された充填ケーシング４６は充填圧力によって、充填ノズル２１上のケーシング３５を引き出しながらピンチャー装置４５へ向かって移動する。

ピンチャー装置４５のピンチャー部材５２が充填ノズル２１上のケーシング３５の外周に近接して、吐出口２１ａの後方から前方に向かって移動してゆき、吐出口２１ａに近い位置にて充填ケーシング４６の狭窄を開始する。ピンチャー部材５２は駆動軸４８を中心にした移動を続けて充填ケーシング４６の狭窄を完了させた後、狭窄状態を保持したまま充填ケーシング４６を充填ノズル２１の軸心Ｘに沿って引っ張り前方へ搬送する。充填ケーシング４６をピンチャー部材５２で引っ張り搬送するので、充填ノズル２１上のケーシング３５は、制動機構３４の作用をも受け充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に前方側に引き伸ばされつつ移動して、充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に収縮したケーシング３５Ａを引っ張り、該収縮したケーシング３５Ａは引き伸ばされつつ、その径を縮小させられて、一枚状態のケーシング３５Ｂとなる。

充填ノズル２１上で、充填ノズル２１の軸心Ｘに沿って形成されている一枚状態のケーシング３５Ｂは常に引っ張られているので、充填ノズル２１の外周への接触程度を強め充填ノズル２１と共に回転しながら、吐出口２１ａから引き出されてゆく。充填ケーシング４６は充填ノズル２１と共に連続回転する一枚状態のケーシング３５Ｂによって狭窄箇所に連続した捻りが与えられる。

後続するピンチャー部材５２による次なる狭窄が終了するまで、上記ケーシング３５の捻りは続けられる。ピンチャー部材５２は一定速度で連続移動を継続し、充填ポンプ２２は吐出口２１ａから引っ張り出された一枚状態のケーシング３５Ｂ内に原料を連続的に吐出し、複数の充填ケーシング４６が連続して形成されてゆく。

そして、充填中、ケーシング３５の後端部３５Ｅは間欠駆動するケーシング押し部材４０により、前方側に押されて制動部材３４ｂに押し付けられるとともに（図１）、ケーシング３５には、後記する第３のエア供給手段であるケーシング用エアノズル７０からエアが噴射され、ケーシング３５の収縮部３５Ａに後記するようなケーシング割れ７１を形成する（図９）。

その後、ケーシング押し部材４０はストッパー４３に当接し、ケーシング３５の後端部３５Ｅを押さなくなる。するとそれ以後、ケーシング用エアノズル７０からのエアは、引き続きケーシング割れ７１を形成し続ける（図９）。ケーシング割れ７１より後方側に形成されている収縮状態のケーシング後端部３５Ｅは、ケーシング割れ７１より前方側のケーシング３５によって引っ張られながら前方側に引き伸ばされてゆく（図９と図１０）。そして、ケーシング３５の終端３５ＥＥが現れると光電センサ６２が終端３５ＥＥに引き続いて現れる充填ノズル２１の反射光量を検知し（図１１）、制御装置はその信号を受けて充填ポンプ２２等の全ての運転を停止させる。

続いて本発明の特徴の一つである保護ケース５５について説明する。保護ケース５５は、キャップ部５６、胴部５７及び底部５８を有する断面円形の筒状部材である。前記キャップ部５６は、保護ケース５５の上端部を形成する透明なアクリル製の蓋状部材であり、少なくともその上面部を透明部５６ａとしている。また、その内周面には雌ねじが形成される。

前記胴部５７は、上下が開口した筒状のナイロン樹脂製の部材であり、その上端外周面には雄ねじが形成され、その下端内周面には雌ねじが形成され、その上部にキャップ部５６がパッキン６２ｄを介して螺合されることにより上端ねじ部５６ｂを形成している。

前記底部５８は、金属製の部材であり、その外周面には雄ねじを有するとともに、上下方向に貫通した小径開口５８ａ及び大径開口５８ｂを有する。そして、その外周面の雄ネジに前記胴部５７の雌ねじがパッキン６２ｄを介して螺合されることにより下端ねじ部５７ａを形成している。また、小径開口５８ａには、図４に示すように、コンプレッサ５９及びフィルター６０が連結されており、コンプレッサ５９からのエアでありフィルター６０で水分やゴミを濾過されたエアを矢印（１）、（２）で示すように小径開口５８ａを介して保護ケース５５内に導入し、矢印（３）で示すように流すことにより透明部５６ａ内面５６ａ１の結露の発生を防止する。前記大径開口５８ｂは、光電センサ６２のリード線６２ｃを外部に引き出すためのものであり、且つ小径開口５８ａを介して保護ケース５５内に導入したエアを矢印（４）、（５）で示すようにこの大径開口５８ｂより保護ケース５５の外部へ排出する。

このように保護ケース５５内に導入したエアを保護ケース５５外部へ排出して、保護ケース５５内のエアの入れ替えを順次行うので、保護ケース５５内の結露の発生を防止できるとともに、光電センサ６２に生じ得る結露も防止できる。なお、外部へのエア排出のための孔とリード線６２ｃ取り出しのための孔とを大径開口５８ｂで兼用させたので、底部５８、すなわち保護ケース５５のコンパクト化が可能となり、充填ノズル２１の吐出口２１ａに対する光電センサ６２の配置位置の調整範囲を大きくとることができる。

保護ケース５５の３部材が組み立てられた後では、小径開口５８ａ及び大径開口５８ｂを除いてパッキン６２ｄにより密閉され、上方から保護ケース５５内への水等の浸入を防止する。なお、保護ケース５５は、３分轄のものとして説明したが、内部に光電センサ６２を収納することができれば１体のもの、２分轄のもの或いは４分轄以上のものでもよいし、更にその形状も楕円或いは矩形状等であってもよい。特に、左右方向側に細長い、矩形状とすると、保護ケース５５をより制動機構３４側に近接して設けることができるようになり、保護ケース５５をコンパクトにすることができるとともに、その配置を容易にし且つ配置の自由度を高めることができる。

そして、この保護ケース５５は、図３及び図９に示すようにその透明部５６ａが充填ノズル２１に対向するように充填ノズル２１の斜め下方に設けられており、保護ケース５５内に設けられる光電センサ６２によりケーシング３５の下方を検知する。また、前記底部５８には、ブラケット６１が取り付けられ、このブラケット６１は前記第２の架台２４にビス６１ａにより取り付けられている。

なお、保護ケース５５を斜め下方に設けることにより、オペレータＨ（図２）による透明部５６ａの上面５６ａ２の汚れの確認が容易になるとともに、上面５６ａ２が上側にあることにより汚れが流れやすくなる。また、保護ケース５５にキャップ部５６を設けることにより、透明部５６ａに傷が付いたり色あせたりした場合、その部品のみの交換で済むため費用を抑えることができる。更に、外形を円形にすることにより部品構成が少なくすみ、更にＯリングが使用できる等、シール構造が容易になり、且つ外面に水が溜まりにくくなる。

保護ケース５５内には光電センサ６２が設けられる。光電センサ６２は、発光器６２ａ及び受光器６２ｂを有する反射型のものであり、底部５８から立設する支持板６４にビス６４ａで取り付けられる。前記発光器６２ａは、光の三原色の各々を発する３個の発光素子を備えており、前記受光器６２ｂは、光の三原色の各色に各々感応して受光した光量に応じた電気信号を発生することができるもので、例えば、キーエンス社製の光電センサ（ＣＺ−Ｈ３５Ｓ）を用いることができる。

そして、光電センサ６２の発光器６２ａ及び受光器６２ｂは、保護ケース５５の透明部５６ａに対向して設けられる。保護ケース５５は、上記したようにその透明部５６ａが充填ノズル２１に対向するように充填ノズル２１の斜め下方に設けられており（図３）、図３及び図９に示すように発光器６２ａの光Ｆをケーシング３５の下方に当て、その反射光を受光器６２ｂにより検知することになる。

上記構成により照射ポイントＰが充填ノズル２１の下方側に位置するので、照射ポイントＰが充填作業室の照明の影響を受けにくくなり、光電センサ６２によるケーシング３５の検出誤差が生じにくくなる。なお、光電センサ６２に接続されるリード線６２ｃは大径開口５８ｂから外部に引き出されている。、また、大径開口５８ｂは、リード線６２ｃが余裕を持って引き出される大きさであり、エアの排出を可能にしている。

ところで、光電センサ６２の検出精度は透明部５６ａの透明度や平面度の影響を受ける。このことを考慮して、光電センサ６２の上面６２Ａと透明部５６aの内面５６ａ１との対面間隔Ｄを可変とする調整機構を設けるとよい。調整機構は、例えば支持板６４への光電センサ６２の取り付け高さを調整可能としたり、或いは、胴部５７への透明部５６ａの取り付け高さを調整可能とする構成にしてもよい。

光電センサとして、発光器６２ａから光の三原色を発し、受光器６２ｂで光の三原色を受光するものを用いることができるが、ケーシング３５の色により検出したり検出しなかったりが生じる。しかし、充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に収縮した状態のケーシング３５と充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に引き伸ばされた状態のケーシング３５と充填ノズル２１とは反射する光量がそれぞれ異なるとともに、上記した光電センサ６２は、充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に収縮した状態のケーシング３５と充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に引き伸ばされた状態のケーシング３５と充填ノズル２１との異なる光量をそれぞれ検知することができるため、前記光電センサ６２を用いることにより、ケーシング３５の後端部３５Ｅの終端３５ＥＥをより確実に検知することができる。

なお、光電センサ６２は透過型のものでもよく、また、レーザーセンサをはじめとする公知な他の光電センサであってもよい。更にエアは常時供給されているが、結露を生じる時間帯のみに、エアを限定供給するようにしてもよい。

光電センサ６２の照射ポイントＰ（光電センサ６２の一点鎖線で示す軸心の線と充填ノズル２１の交点であって、小丸で示す点）を図９に示す。照射ポイントＰは、ケーシング押し部材４０がストッパー４３に当接する位置から前方側の位置であって、第３のエア供給手段であるケーシング用エアノズル７０の噴射口７０ａより噴射されたエアがケーシング３５に当たる後記する衝突部Ｔより前方側に設けられている。しかし、照射ポイントＰは、衝突部Ｔと充填ノズル２１の軸心Ｘ方向で同じ位置、もしくは、検知誤差を生じさせない範囲で若干後方側に設けられてもよい。いずれにしても照射ポイントＰは、原料の停止信号を受信した充填ポンプ２２が原料の停止を完了させる前に、照射ポイントＰを通過したケーシング３５の後端部３５Ｅが充填ノズル２１の吐出口２１ａに到達しないような位置に設けられる。

図７及び図８に保護ケース５５内にエアを供給するための異なる例を示す。図４及び図５のものはエアを小径開口５８ａから噴出させて保護ケース５５内に供給するものであるが、この図７及び図８に示すものは内部にエアノズルを設けるものである。即ち、図に示すように、小径開口５８ａには、エアノズル６３が設けられる。

このエアノズル６３は小径開口５８ａに立設する形態で設けられており、その先端は透明部５６ａの近傍に開口している。そして、図４に示すものと同様に、コンプレッサ５９及びフィルター６０が連結されており、コンプレッサ５９からのエアでありフィルター６０で水分やゴミを濾過されたエアを矢印（１）、（２）で示すように小径開口５８ａ及びエアノズル６３を介して保護ケース５５内に導入し、矢印（３）で示すように透明部５６ａの内面５６ａ１に直接当てることにより透明部５６ａ内面５６ａ１の結露を防止する。

このようにエアノズル６３からのエアは、透明部５６ａの内面５６ａ１に直接当てられており、該内面５６ａ１の結露を少ないエアでより確実に防止することができ、結果的に光電センサ６２の検知精度を高めることができる。また、温度差により光電センサ６２に結露が生じることを原因とした、光電センサ６２の早期故障を防止することができる。なお、前記エアノズル６３からのエアは常時供給されるが、結露を生じる時間帯のみに、エアを限定供給するようにしてもよい。

小径開口５８ａには、エアを保護ケース５５に供給するためのチェーブ５８ａ１が継手５８ａ２を介して接続されており、大径開口５８ｂには、エアを保護ケース５５から排出するためのチェーブ５８ｂ１が継手５８ｂ２を介して接続されており、チェーブ５８ｂ１は所望な場所まで延びていて、その場所でエアをチェーブ５８ｂ１から外部に排気する。なお、チェーブ５８ｂ１内には光電センサ６２のリード線６２ｃが通っており、リード線６２ｃはチェーブ５８ｂ１によって保護されている。

また、保護ケース５５を取り付けているブラケット６１には、第２のエア供給手段である上面用エアノズル６５が設けられる。この上面用エアノズル６５は、その先端に略直角に折り曲げられた先端部６６を有し、上面用エアノズル６５がブラケット６１に取り付けられると、先端部６６は保護ケース５５の上面５６ａ２内に若干入り込み、且つその軸線６６Ａは上面５６ａ２に交叉する方向に伸びた状態になる。

前記先端部６６の下方には、図６に示すように横長で矩形状のノズル開口６６ａが上面５６ａ２に略平行な状態で上面５６ａ２に対面するように設けられており、このノズル開口６６ａからエアを保護ケース５５の上面５６ａ２に噴射する。保護ケース５５の上面５６ａ２にエアが噴射されると、エアは、上面５６ａ２に衝突しつつ上面５６ａ２に沿って流れ、上面５６ａ２の水及び原料等を取り除く。

このように上面５６ａ２近傍から上面５６ａ２に直接エアを吹き付けることにより、少ないエアで上面５６ａ２の水及び原料等を効率的に取り除くことができる。なお、上面用エアノズル６５からのエアは、０．３秒間噴射し、１秒休止するというように間欠的に噴射している。しかし、連続的に噴射するようにしてもよい。

ノズル開口６６ａは光電センサ６２の発光器６２ａと受光器６２ｂから偏心して配置されており（図５）、更に、ノズル開口６６ａの大きさは発光器６２ａと受光器６２ｂの上面面積よりも小さく設定されているが、エアノズル６３から噴射されるエアによって、発光器６２ａと受光器６２ｂの光を遮る原料等を上面５６ａ２から確実に吹き飛ばすことができる。なお、このノズル開口６６ａの大きさは必要に応じて可変可能であり、例えば、保護ケース５５の全上面をカバーできる大きさであってもよい。

符号７０は、第３のエア供給手段であるケーシング用エアノズルである。このケーシング用エアノズル７０は、図９に示すように第２の架台２４に取り付けられたエアノズル支持板３６に、小径の噴射口７０ａを下にするとともに、若干後方側に傾斜する形態で取り付けられる。

前記噴射口７０ａはケーシング３５の近傍に位置しており、噴射口７０ａからエアをケーシング３５に向けて噴射すると、エアが当たる衝突部Ｔ（ケーシング用エアノズル７０の一点鎖線で示す軸心の線と充填ノズル２１の交点であって、小丸で示す点）のケーシング３５を充填ノズル２１上に押しつける。するとエアは軸心の線を中心に拡がってケーシング３５に衝突するので、その箇所にケーシング割れ７１が発生する。

ところで、ケーシング３５はケーシング押し部材４０で押しすぎると、制動部材３４ｂとケーシング押し部材４０との間に挟まれて押圧されている収縮状態のケーシング３５Ａ（図１）が制動部材３４ｂから引き出されにくくなって、収縮状態にあるしわが伸びにくくなるため、上記したようにケーシング押し部材４０を間欠的に押すことにより収縮状態にあるしわを伸びやすくしている。

上記したように、ケーシング用エアノズル７０によりケーシング割れ７１を生じさせると、そのケーシング割れ７１から前方側（制動部材３４ｂ側）のケーシング３５Ａはケーシング押し部材４０からの押される力が弱まり、しわが伸びやすくなる。そのため、間欠的に動作するケーシング押し部材４０との併用により、薄い天然腸ケーシングであっても破れる危険性を大幅に減少させて使用することができるようになる。

次に、収縮状態のケーシングの後端部３５Ｅが引き伸ばされる作用について説明する。

ケーシング割れ７１より前方側の収縮状態のケーシング３５Ａは一枚状態のケーシング３５Ｂによって引っ張られて、制動部材３４ｂから順次、前方側に引き出されてゆく（図１）。収縮状態のケーシング３５Ａが制動部材３４ｂから引き出されるにつれて、制動部材３４ｂからケーシング割れ７１へ向かって一枚状態のケーシング３５Ｂが延びて増加して行き（図９）、遂には、ケーシング割れ７１が消滅して、制動部材３４ｂと衝突部Ｔとの間には充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に引き伸ばされた一枚状態のケーシング３５Ｂが形成される（図１０）。

一方、ケーシング押し部材４０がストッパー４３に当接した以降において、ケーシング押し部材４０がストッパー４３に対して矢印で示すように前進と後退とを繰り返すように（図１０）、エアノズル４１、４２から順次エアを間欠的にケーシング押し部材４０に供給する。ケーシング押し部材４０がストッパー４３から後方側に離反すると、回転する収縮状態のケーシング後端部３５Ｅ自身が有する後方側へのしわ伸長力によって、収縮状態のケーシング後端部３５Ｅが後方側に引き伸ばされてその収縮程度が軽減し（図１０）、その結果、ケーシング後端部３５Ｅの充填ノズル２１への巻き付きの弊害を減少できる。なお、後方側に引き伸ばされるケーシング後端部３５Ｅからケーシング押し部材４０が離反するように、戻し用エアノズル４２からのケーシング押し部材４０へエア供給量を増やしてもよい。

衝突部Ｔより後方側に形成されている収縮状態の後端部３５Ｅは、一枚状態のケーシング３５Ｂによって前方側に引っ張られて移動する際に、衝突部Ｔ上でケーシング用エアノズル７０からのエアによって充填ノズル２１に押し付けられる。その結果、収縮状態のケーシング後端部３５Ｅは、前方側に移動しながら終端３５ＥＥまで充填ノズル２１の軸心Ｘ方向に確実に引き伸ばされる（図１１）。

図９に示すように、衝突部Ｔは光電センサ６２の照射ポイントＰより後方側に設けられている。そのため、前記引き伸ばされたケーシング３５の終端３５ＥＥを光電センサ６２により正確に検知することができるようになる（図１１）。結果的に、ケーシング３５が収縮した状態で光電センサ６２を通過し、大量にケーシング３５が残った状態で充填作業が終了するという弊害をなくすことができる。

符号７２はストッパー４３に当接して停止したケーシング押し部材４０を検出するためのケーシング押し部材センサである。ケーシング押し部材センサ７２は、後記する第２のエア噴射態様のためのみに使用されるものであり、図３及び図９で示されるように、ストッパー４３の後方側に固着したセンサブラケット７３に取り付けられている。センサ７２は、検出部７２ａがケーシング押し部材４０を検出する様に、センサブラケット７３から斜め下方に延びている。

次に、ケーシング用エアノズル７０からのエア噴射の態様について説明する。

第１の態様では、充填開始から充填終了までの間、押し用エアノズル４１のエア供給と同期させて、ケーシング用エアノズル７０からエアを１秒間噴射し、０．３秒休止するというように間欠噴射するようになっている。こうすることによって、充填開始からケーシング押し部材４０がストッパー４３に当接するまでの間、ケーシング割れ７１を収縮状態のケーシング３５Ａに間欠的に形成させることができる（図１）。

第２の態様として、ケーシング押し部材センサー７２からの検出信号によって、ケーシング用エアノズル７０からのエアの噴射を開始させて、ケーシング３５の後端部３５Ｅ近傍のみにエアを噴射させるようにしてもよい。このようにすると、ケーシング押し部材４０がストッパー４３に当接する迄は、ケーシング割れ７１を収縮状態のケーシング３５Ａに形成しないので、収縮状態のケーシング３５Ａにかかるケーシング押し部材４０の押圧力が減少しない。このような態様により、一枚状態となって充填ノズル２１上を摺動するケーシング３５の移動距離が少なくなるので、充填ノズル２１との滑りが悪いケーシング３５の使用に適する。なお、ケーシング用エアノズル７０からのエアは、連続的に噴射されてもよい。

また、ケーシング用エアノズル７０の噴射口７０ａからのエアの噴射方向は、図３に示すように、充填ノズル２１の軸心Ｘより充填ノズル２１の回転方向Ｒ側に距離Ｓずらしている。このような位置に噴射口７０ａを設けることにより、ケーシング３５が必要以上に充填ノズル２１に押圧されることなく回転方向Ｒのエアを受けるので、ケーシング３５が充填ノズル２１に巻き付く弊害をより低減することができる。

上述したように、本実施例にはケーシング用エアノズル７０が設けられているので、制動部材３４ｂへの収縮状態のケーシング３５Ａ押圧の制限と、収縮状態のケーシング後端部３５Ｅの前方側への移動の制動とがなされ、その結果、制動部材３４ｂからのケーシング３５引き出しが容易となり、且つ収縮状態のケーシング後端部３５Ｅを前方側に確実に引き伸ばすことができる。

本実施例にはストッパー４３が設けられているので、制動部材３４ｂへの収縮状態のケーシング３５Ａ押圧の制限と、衝突部Ｔへの収縮状態のケーシング後端部３５Ｅの押圧の制限（充填ノズル２１の軸心Ｘ方向）とがなされ、その結果、制動部材３４ｂからのケーシング３５引き出しが容易となり、且つ収縮状態のケーシング後端部３５Ｅの充填ノズル２１への巻き付きが低減し、且つ収縮状態のケーシング後端部３５Ｅを前方側に確実に引き伸ばすことができる。

本実施例では、ケーシング３５の充填ノズル２１への押し付けをケーシング用エアノズル７０からのエアで行い、且つケーシング押し部材４０を押し用エアノズル４１からのエアで押すようにしたので、制動部材３４ｂからのケーシング３５引き出しが容易となり、且つ収縮状態のケーシング後端部３５Ｅの充填ノズル２１への巻き付きが低減し、且つ収縮状態のケーシング後端部３５Ｅを前方側に確実に引き伸ばすことができる。

本発明は、上記実施例の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能であり、たとえば、以下のような発明も含んでいる。

１．光電センサは、透明部を有する保護ケース内に収納され、前記保護ケース内にエアを供給するエア供給手段が、前記保護ケースに設けられていることを特徴とする保護ケース。
２．前記エア供給手段は、前記保護ケース内に設けられていて、前記透明部の内面に向けてエアを噴射するエアノズルを備えていることを特徴とする上記１に記載の保護ケース。
３．前記透明部の外面に向けてエアを供給する第２のエア供給手段を設けることを特徴とする上記１または上記２に記載の保護ケース。
４．その他保護ケースの構造に関する発明。
というように、単なる保護ケースに関する発明（なお、その場合、目的は、検知手段による検知をより正確に行うことができる保護ケース構造を提供することになる。）。

５．原料吐出口を有する充填ノズルと、前記充填ノズルの外周に装着されたケーシングの終端を検知する光電センサを備えた充填装置用検知構造であって、前記ケーシングに向けてエアを供給する第３のエア供給手段を設けることを特徴とする充填装置用検知構造。
６．前記第３のエア供給手段のエア供給方向は、前記充填ノズルの軸心より前記充填ノズルの回転方向側に偏心していることを特徴とする上記５に記載の充填装置用検知構造。
７．その他第３のエア供給手段の構造に関する発明。
８．前記ケーシング押し部材に向けてエアを供給する第５のエア供給手段を設けることを特徴とする上記５乃至上記７に記載の充填装置用検知構造。
というように、保護ケースを除いたケーシング押し部材或いは／及び第３のエア供給手段或いは／及び第５のエア供給手段に関する発明（なお、その場合、目的は、実施例として記載した本発明と同じである。）。

２０…充填装置 ２１…充填ノズル
２１ａ…吐出口 ２１ｂ…第１プーリ
２２…充填ポンプ ２３…第１の架台
２４…第２の架台 ２５…ヒンジ軸
２６…第１ブロック ２７…軸受
２８…中間軸 ２８ａ…第２プーリ
２９…第１ベルト ３０…充填ノズル回転用モータ
３１…第２ベルト ３２…クラッチ
３３…第２ブロック ３４…制動機構
３４ａ…回転体プーリ ３４ｂ…制動部材
３４ｃ…制動部材押さえ ３５…ケーシング
３５Ａ…収縮状態のケーシング ３５Ｂ…一枚状態のケーシング
３５Ｅ…ケーシング後端部 ３５ＥＥ…ケーシング終端
３６…エアノズル支持板 ４０…ケーシング押し部材
４０ａ…円板部 ４０ｂ…柱体部
４１…押し用エアノズル ４１ａ…エア噴射口
４２…戻し用エアノズル ４２ａ…エア噴射口
４３…ストッパー ４４…ストッパー支持板
４４ａ…ねじ部材 ４５…ピンチャー装置
４６…充填ケーシング ４７…巻掛伝動手段
４８…駆動軸 ４９…従動軸
５０…チェーン ５１…ラグ
５２…ピンチャー部材 ５５…保護ケース
５６…キャップ部 ５６ａ…透明部
５６ａ１…透明部内面 ５６ａ２…透明部上面
５６ｂ…上端ねじ部 ５７…胴部
５７ａ…下端ねじ部 ５８…底部
５８ａ…小径開口 ５８ａ１…チューブ
５８ａ２…継手 ５８ｂ…大径開口
５８ｂ１…チューブ ５８ｂ２…継手
５９…コンプレッサ ６０…フィルター
６１…ブラケット ６１ａ…ビス
６２…光電センサ ６２Ａ…光電センサ上面
６２ａ…発光器 ６２ｂ…受光器
６２ｃ…リード線 ６２ｄ…パッキン
６３…エアノズル ６４…支持板
６４ａ…ビス ６５…上面用エアノズル
６６…ノズル先端部 ６６ａ…ノズル開口
６６Ａ…ノズル軸線 ７０…ケーシング用エアノズル
７０ａ…噴射口 ７１…ケーシング割れ
７２…ケーシング押し部材センサ ７２ａ…検出部
７３…センサブラケット Ｄ…対面間隔
Ｆ…光 Ｈ…オペレータ
Ｐ…照射ポイント Ｒ…回転方向
Ｓ…距離 Ｔ…衝突部
Ｘ…充填ノズルの軸心

Claims (7)

1. 原料吐出口を有する充填ノズルと、前記充填ノズルの外周に装着されたケーシングの終端を検知する光電センサを備えた充填装置用検知構造であって、
   前記光電センサは、透明部を有する保護ケース内に収納され、
   前記保護ケース内にエアを供給するエア供給手段が、前記保護ケースに設けられていることを特徴とする充填装置用検知構造。
2. 前記エア供給手段は、前記保護ケース内に設けられていて、前記透明部の内面に向けてエアを噴射するエアノズルを備えていることを特徴とする請求項１に記載の充填装置用検知構造。
3. 前記透明部の外面に向けてエアを供給する第２のエア供給手段を設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充填装置用検知構造。
4. 前記ケーシングに向けてエアを供給する第３のエア供給手段を設けることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の充填装置用検知構造。
5. 前記第３のエア供給手段のエア供給方向は、前記充填ノズルの軸心より前記充填ノズルの回転方向側に偏心していることを特徴とする請求項４に記載の充填装置用検知構造。
6. 前記ケーシングの後端部を押すケーシング押し部材を、前記光電センサの手前で停止させることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の充填装置用検知構造。
7. 前記光電センサは、発光器及び受光器を有し、前記発光器は、光の三原色の各々を発する３個の発光素子を備え、前記受光器は、光の三原色の各色に各々感応して受光した光量に応じた電気信号を発生することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の充填装置用検知構造。

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