JP5544551B2

JP5544551B2 - 乳量計

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Publication number: JP5544551B2
Application number: JP2009043856A
Authority: JP
Inventors: 利幸岡谷; 博行岩崎
Original assignee: Orion Machinery Co Ltd
Current assignee: Orion Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: JP2010193820A

Description

本発明は、搾乳機により搾乳した乳を送る送乳ラインの中途などに接続して乳量を測定する乳量計に関する。

従来、送乳ラインの中途に接続して乳量を測定する乳量計は知られており、この種の乳量計は、流れる乳を直接測定する非貯留タイプと、流れる乳を計量容器部に一時的に貯留して測定する貯留タイプに分類される。

非貯留タイプは、小型かつ簡易に構成できる利点を有するものの測定精度に難点があるため、高い測定精度を確保するには貯留タイプが必要となる。貯留タイプは、通常、送乳ラインの中途に接続し、流入口から流入する乳を一時的に貯留可能な計量容器部と、この計量容器部の内部に配し、かつ貯留される乳の低位置の液面を検知する低位置電極部及び貯留される乳の高位置の液面を検知する高位置電極部を有する液面検知部と、計量容器部の下部に設けた流出口を開閉可能な弁機構部と、低位置電極部の検知により流出口を閉じ、かつ高位置電極部の検知により流出口を開くように弁機構部を制御する制御系により構成されており、このような貯留タイプの乳量計としては、特許文献１で開示される乳量計（ミルクメーター）が知られている。

米国特許Ｎｏ．４，３９１，２２２

しかし、上述した特許文献１で開示される従来のミルクメーター（乳量計）は、次のような問題点があった。

第一に、乳量計は、計量容器部の内部における検出電極等のレイアウト構造が対称性を有していないなど、搾乳設備における固定された機器や柱等の固定物に対して水平に取付けて使用することを前提に設計されている。したがって、乳量計を傾斜させた場合には検出電極が傾斜した液面を検出することになり計量誤差が発生する。特に、実際の使用環境（設置環境）では少なからず傾斜してしまうため、使用段階における測定誤差が避けられない。

第二に、傾斜した乳量計は測定誤差が大きくなることから、使用環境（設置環境）が制限されるなど、汎用性及び利便性に劣る。例えば、実際の搾乳設備では搾乳機が使用されるため、この搾乳機における特に搾乳された乳が取込まれるティートカップ自動離脱装置に付設できれば、ミルクチューブ等の配管の引き回しも少なくなり、より望ましい取付態様となるが、ステーにフックを介して吊下げたティートカップ自動離脱装置では、搾乳中に大きく揺れることも多く、測定誤差を考慮した場合、事実上取付けが困難になる。

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した乳量計の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、送乳ラインＬｍの中途に接続し、流入口２ｉから流入する乳Ｍを一時的に貯留可能な計量容器部２と、この計量容器部２の内部に貯留される乳Ｍの液面Ｍｕを検出する液面検出部３と、計量容器部２の流出口２ｅを開閉可能な弁機構部４と、液面検出部３が液面Ｍｕを検出したなら弁機構部４を開閉制御する制御系５を備える乳量計１（１ｓ）を構成するに際して、円筒状の周面部２ｆを有し、かつ縦方向中間部の少なくとも一個所に括れ部２ｓを形成することにより最下部の括れ部２ｓよりも上側を気液分離室Ｒｓとし、かつ下側を計量室Ｒｍとするとともに、さらに、気液分離室Ｒｓの周面部２ｆの上端付近に流入口２ｉを設け、かつ気液分離室Ｒｓの上面部２ｕに下方へ所定長さにわたって垂下形成したカバー部２１を設けるとともに、計量室Ｒｍの上面部Ｒｍｕを周面部２ｆ側が下になる傾斜面に形成し、かつ計量室Ｒｍの下面部Ｒｍｄを周面部２ｆ側が上になる傾斜面に形成した計量容器部２と、計量室Ｒｍと気液分離室Ｒｓ間の中間口２ｍを開閉可能な第一バルブ４ｕと計量室Ｒｍの下部に設けた流出口２ｅを開閉可能な第二バルブ４ｄを有する弁機構部４と、液面検出部３（３ｓ）が液面Ｍｕを検出することにより弁機構部４を制御する制御系５を備えることを特徴とする。

この場合、発明の好適な態様により、弁機構部４は、流出口２ｅ及び中間口２ｍに挿通し、上端口１１ｕを気液分離室Ｒｓの上端に臨ませることにより気液分離室Ｒｓ内の空気Ａを抜くパイプシャフト１１と、このパイプシャフト１１の上端を支持し、かつパイプシャフト１１を昇降させる弁駆動部１２と、計量室Ｒｍ内に位置するパイプシャフト１１の外周面１１ｆ上側に設けた第一バルブ４ｕ及び外周面１１ｆ下側に設けた第二バルブ４ｄとを備えて構成できる。また、この弁駆動部１２は、パイプシャフト１１の上端を支持部材１３を介して支持し、かつ気液分離室Ｒｓを閉塞して上面部Ｒｓｕを形成するダイヤフラム部１４と、制御系５により制御されることにより真空圧又は大気圧に切換えられ、かつ気液分離室Ｒｓに対して反対側でダイヤフラム部１４に臨ませた切換室部Ｒｃとを備えて構成できる。他方、計量容器部２は、気液分離室Ｒｓに流入する乳Ｍが気液分離室Ｒｓの内壁面に沿って螺旋状に流れるように流入口２ｉを設けることができる。また、計量室Ｒｍ内の乳Ｍが所定時間Ｔｅ以内に排出されるように流出口２ｅの径を選定するとともに、この流出口２ｅから下方に流出口２ｅと同径となる乳受室１５を設けることができる。さらに、計量容器部２は、計量室Ｒｍにおける第一バルブ４ｕが当接しない上面部Ｒｍｕから上方に起立し、上端口１６ｕを気液分離室Ｒｓの上端に臨ませることにより計量室Ｒｍと気液分離室Ｒｓを連通させる給気筒部１６を設けることができる。この際、液面検出部３（３ｓ）は、給気筒部１６の内部に臨ませて、及び／又は気液分離室Ｒｓの周面部２ｆに付設することができる。また、液面検出部３（３ｓ）は、乳Ｍの抵抗により乳Ｍの存在を検出する離間した一対の検出電極３ｐ，３ｑ（３ｐｓ，３ｑｓ）を用いることができる。

このような構成を有する本発明に係る乳量計１（１ｓ）によれば、次のような顕著な効果を奏する。

（１）上面部Ｒｍｕを周面部２ｆ側が下になる傾斜面に形成し、かつ計量室Ｒｍの下面部Ｒｍｄを周面部２ｆ側が上になる傾斜面に形成した計量容器部２と、計量室Ｒｍと気液分離室Ｒｓ間の中間口２ｍを開閉可能な第一バルブ４ｕと計量室Ｒｍの下部に設けた流出口２ｅを開閉可能な第二バルブ４ｄを有する弁機構部４と、液面検出部３（３ｓ）が液面Ｍｕを検出することにより弁機構部４を制御する制御系５を備えるため、計量室Ｒｍの内部は、上下がテーパ面により囲まれる形状となる。したがって、実際の使用環境（設置環境）において、乳量計１（１ｓ）が傾斜する場合であっても傾斜により発生する測定誤差を排除することができ、精度の高い乳量測定を行うことができる。

（２）実際の使用環境（設置環境）における乳量計１（１ｓ）の傾斜による測定誤差が発生しないため、例えば、ステーにフックを介して吊下げることにより搾乳中に大きく揺れることも多いティートカップ自動離脱装置などにも付設可能になるなど、使用環境（設置環境）の範囲（用途）を飛躍的に拡大することができ、汎用性及び利便性を高めることができる。また、ミルクチューブ等の配管の引き回しを少なくできるとともに、可搬式（移動式）として使用することもできる。

（３）気液分離室Ｒｓの周面部２ｆの上端付近に流入口２ｉを設けるとともに、気液分離室Ｒｓの上面部２ｕに下方へ所定長さにわたって垂下形成したカバー部２１を設けたため、このカバー部２１の内側に配するパイプシャフト１１の上端口及び給気筒部１６の上端口１６ｕの周りを覆うことができ、これにより、乳Ｍが上端口１１ｕ及び１６ｕに侵入するのを防止することができる。

（４）好適な態様により、弁機構部４を、流出口２ｅ及び中間口２ｍに挿通し、上端口１１ｕを気液分離室Ｒｓの上端に臨ませることにより当該気液分離室Ｒｓ内の空気Ａを抜くパイプシャフト１１と、このパイプシャフト１１の上端を支持し、かつ当該パイプシャフト１１を昇降させる弁駆動部１２と、計量室Ｒｍ内に位置するパイプシャフト１１の外周面１１ｆ上側に設けた第一バルブ４ｕ及び外周面１１ｆ下側に設けた第二バルブ４ｄとを備えて構成すれば、パイプシャフト１１を、バルブ駆動用シャフトと空気抜き用パイプの双方に兼用できるとともに、さらに、第一バルブ４ｕと第二バルブ４ｄのバルブ駆動用シャフトにも兼用でき、構成の簡略化，低コスト化及び小型化に寄与できる。

（５）好適な態様により、弁駆動部１２を、パイプシャフト１１の上端を支持部材１３を介して支持し、かつ気液分離室Ｒｓを閉塞して当該気液分離室Ｒｓの上面部Ｒｓｕを形成するダイヤフラム部１４と、制御系５の制御により真空圧又は大気圧に切換えられ、かつ気液分離室Ｒｓに対して反対側でダイヤフラム部１４に臨ませた切換室部Ｒｃとを備えて構成すれば、搾乳機に使用される真空圧（真空ライン）を利用して弁駆動部１２を構成できるため、構成の簡略化による低コスト化及び小型化に寄与できる。

（６）好適な態様により、計量容器部２に対して流入口２ｉを、気液分離室Ｒｓに流入する乳Ｍが気液分離室Ｒｓの内壁面に沿って螺旋状に流れるように設ければ、気液分離室Ｒｓの内壁面を乳Ｍが流れ落ちる際に、流速が小さくなり、乳量測定の誤差要因となる泡Ｍｂの発生や液面Ｍｕの波立ちを大きく低減できるとともに、結果的に乳量計１（１ｓ）の小型コンパクト化にも寄与できる。

（７）好適な態様により、計量室Ｒｍ内の乳Ｍが所定時間Ｔｅ以内に排出されるように流出口２ｅの径を選定するとともに、この流出口２ｅから下方に当該流出口２ｅと同径となる乳受室１５を設ければ、計量室Ｒｍ内の乳Ｍを速やかに排出できるため、計量時間が短くなり効率的な計量を行うことができるとともに、計量室Ｒｍの小容量化にも寄与できる。

（８）好適な態様により、計量容器部２に、計量室Ｒｍにおける第一バルブ４ｕが当接しない上面部Ｒｍｕから上方に起立し、上端口１６ｕを気液分離室Ｒｓの上端に臨ませることにより計量室Ｒｍと気液分離室Ｒｓを連通させる給気筒部１６を設ければ、計量室Ｒｍの乳Ｍを流出口２ｅからスムースかつ迅速に排出させることができる。

（９）好適な態様により、液面検出部３を、給気筒部１６の内部に臨ませて付設すれば、無用な波立ちや泡立ち等の影響を回避した検出を行うことができる。また、気液分離室Ｒｓの周面部２ｆに付設した液面検出部３を追加すれば、泡Ｍｂの無い乳Ｍをより確実に計量室Ｒｍ内に貯留できるなど、より計量性能を高めることができる。

（１０）好適な態様により、液面検出部３に、乳Ｍの抵抗により乳Ｍの存在を検出する離間した一対の検出電極３ｐ，３ｑを用いれば、比較的な簡易な構造により低コストに実施できるとともに、乳Ｍの存在を確実に検出することができる。

本発明の好適実施形態に係る乳量計の側面断面図、同乳量計の流入口を含む平面断面図、同乳量計をティートカップ自動離脱装置の背面に取付けた状態を示す外観側面図、同乳量計における制御系の全体構成図、同乳量計の使用説明図、同乳量計の動作説明用のフローチャート、同乳量計の動作説明用の模式図、本発明の変更実施形態に係る乳量計の側面断面図、

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本実施形態に係る乳量計１の構成について、図１〜図５を参照して具体的に説明する。

図１は、乳量計１における乳量計本体１ｍを示す。２は計量容器部であり、透明又は半透明のプラスチック或いはガラス等の素材より全体を円筒状に形成するとともに、周面部２ｆにおける縦方向中間部の所定位置には括れ部２ｓを形成する。これにより、括れ部２ｓよりも上側が気液分離室Ｒｓになり、下側が計量室Ｒｍ（例えば、１５０〔ミリリットル〕程度）になるとともに、括れ部２ｓの内周面は気液分離室Ｒｓと計量室Ｒｍ間を連通する中間口２ｍになる。なお、気液分離室Ｒｓにおける周面部２ｆには、必要により追加的な一又は二以上の括れ部２ｓを形成しても良い。これにより、周面部２ｆにおける内周面の実質面積を拡大できるため、乳Ｍの流速を下げ、泡Ｍｂの発生をより低減することができる。

また、計量室Ｒｍは、上面部Ｒｍｕを周面部２ｆ側が下になる傾斜面に形成するとともに、下面部Ｒｍｄを周面部２ｆ側が上になる傾斜面に形成する。これにより、計量室Ｒｍの内部は上下がテーパ面に囲まれる形状となるため、計量室Ｒｍに乳Ｍが貯留される際に計量容器部２（乳量計本体１ｍ）が傾斜した状態であっても空気Ａの層が発生することがないとともに、計量室Ｒｍから乳Ｍが排出される際に計量容器部２（乳量計本体１ｍ）が傾斜した状態であっても乳Ｍが残留することがなくなる。したがって、この傾斜面の傾斜角度は、実際の使用環境に対応して任意に選定することができる。通常、乳量計１（乳量計本体１ｍ）の使用環境における傾斜角度は、大きくても１５〔゜〕程度となるため、傾斜面の水平面に対する角度は、３０〔゜〕程度に選定すれば、実用上は十分となる。なお、計量容器部２は、複数の分割体を組合わせた構造に構成すれば、括れ部２ｓを設けた場合でも、計量容器部２における製造の容易化を図れるとともに、メンテナンス（洗浄，交換等）を容易かつ確実に行うことができる。

一方、気液分離室Ｒｓにおける周面部２ｆの上端付近には流入口２ｉを設ける。この流入口２ｉは、図２に示すように、周面部２ｆの外面から接線方向に突出させる。これにより、流入口２ｉから気液分離室Ｒｓの内部に流入した乳Ｍは、気液分離室Ｒｓにおける周面部２ｆの内壁面に沿って螺旋状に流れるため、乳Ｍが気液分離室Ｒｓの内壁面を流れ落ちる際には、流速が小さくなり、乳量測定の誤差要因となる泡Ｍｂの発生や液面Ｍｕの波立ちを大きく低減できるとともに、結果的に乳量計１の小型コンパクト化にも寄与できる。また、２１は計量容器部２（気液分離室Ｒｓ）の上面部２ｕから下方に所定長さにわたって垂下形成したカバー部であり、図２に示すように、後述するパイプシャフト１１の上端口１１ｕ及び給気筒部１６の上端口１６ｕの周りを覆うことにより乳Ｍが上端口１１ｕ及び１６ｕに侵入するのを防止する。

他方、計量室Ｒｍの下部、即ち、下面部Ｒｍｄの中央には流出口２ｅを設ける。この場合、流出口２ｅの径は、流入口２ｉから流入する乳Ｍの単位時間当たりの流量を考慮し、計量室Ｒｍ内の乳Ｍが所定時間Ｔｅ以内に排出される径を選定する。また、この流出口２ｅから下方には、当該流出口２ｅと同径となる乳受室１５を設けるとともに、この乳受室１５の下端にミルクチューブを接続可能な乳Ｍの排出口２２を設ける。このような乳受室１５を設けることにより、計量室Ｒｍ内の乳Ｍを速やかに排出することができる。したがって、計量時間が短くなり効率的な計量を行うことができるとともに、計量室Ｒｍの小容量化にも寄与できる。

さらに、計量容器部２の内部には弁機構部４を配設する。この場合、弁機構部４は、流出口２ｅ及び中間口２ｍに挿通し、上端口１１ｕを気液分離室Ｒｓの上端に臨ませることにより当該気液分離室Ｒｓ内の空気Ａを抜くパイプシャフト１１と、このパイプシャフト１１の上端を支持し、かつ当該パイプシャフト１１を昇降させる弁駆動部１２と、計量室Ｒｍ内に位置するパイプシャフト１１の外周面１１ｆ上側に設けた第一バルブ４ｕ及び外周面１１ｆ下側に設けた第二バルブ４ｄとを備える。第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄは、いずれもゴム等の弾性素材により形成する。２３は第一バルブ４ｕと第二バルブ４ｄをパイプシャフト１１の外周面１１ｆに固定するための固定部材である。これにより、第一バルブ４ｕは計量室Ｒｍと気液分離室Ｒｓ間の中間口２ｍを開閉可能となり、第二バルブ４ｄは計量室Ｒｍの下部に設けた流出口２ｅを開閉可能となる。このような構成の弁機構部４を設ければ、パイプシャフト１１をバルブ駆動用シャフトと空気抜き用パイプの双方に兼用できるとともに、さらに、第一バルブ４ｕと第二バルブ４ｄの双方に対するバルブ駆動用シャフトにも兼用できるため、構成の簡略化，低コスト化及び小型化に寄与できる利点がある。

この場合、弁駆動部１２は、パイプシャフト１１の上端を支持部材１３を介して支持し、かつ気液分離室Ｒｓを閉塞、即ち、計量容器部２の上面部２ｕに設けた円形の開口部２ｕｈを閉塞して気液分離室Ｒｓの上面部Ｒｓｕを形成するダイヤフラム部１４と、気液分離室Ｒｓに対して反対側でダイヤフラム部１４に臨ませた切換室部Ｒｃを備える。この切換室部Ｒｃは、後述する制御系５（図４）の制御により真空圧又は大気圧に切換えられる。なお、２４は切換室部Ｒｃから突出する接続口を示す。また、ダイヤフラム部１４は、上下に離間した第一ダイヤフラム１４ｕと第二ダイヤフラム１４ｄにより構成し、安定した昇降変位を実現させているとともに、支持部材１３は、パイプシャフト１１の上端口１１ｕを閉塞しない形態で形成することにより、第二ダイヤフラム１４ｄの中央下面に結合する。このような構成の弁駆動部１２を設ければ、搾乳機６４（図５）に使用される真空圧（真空ライン）を利用できるため、構成の簡略化による低コスト化及び小型化に寄与できる利点がある。

また、計量容器部２には、計量室Ｒｍにおける第一バルブ４ｕが当接しない上面部Ｒｍｕから上方に起立し、上端口１６ｕを気液分離室Ｒｓの上端に臨ませることにより計量室Ｒｍと気液分離室Ｒｓを連通させる給気筒部１６を設ける。このような給気筒部１６を設けることにより、計量室Ｒｍの乳Ｍを流出口２ｅからスムースかつ迅速に排出させることができる。さらに、計量容器部２には、給気筒部１６の内部に臨ませる液面検出部３を付設する。この場合、液面検出部３には、乳Ｍの抵抗により乳Ｍの存在を検出する上下に離間した一対の検出電極３ｐ，３ｑを用いる。検出電極３ｐ，３ｑは、乳Ｍが計量室Ｒｍに貯留される際に、乳Ｍの液面Ｍｕ、特に乳Ｍの泡Ｍｂを除く液面Ｍｕが計量室Ｒｍの上方となる位置を選定、望ましくは、図１に示すように、気液分離室Ｒｓの下面部から所定高さまで貯留される位置を検出できるように選定する。このように、液面検出部３（検出電極３ｐ，３ｑ）を給気筒部１６の内部に臨ませれば、無用な波立ちや泡立ち等の影響を回避した検出を行うことができる。また、液面検出部３に、一対の検出電極３ｐ，３ｑを用いれば、比較的な簡易な構造により低コストに実施できるとともに、乳Ｍの存在を確実に検出できる利点がある。

他方、図４は、乳量計本体１ｍに接続する制御系５を示す。この制御系５は、液面検出部３である検出電極３ｐ，３ｑが液面Ｍｕを検出したなら弁機構部４を制御、即ち、第一バルブ４ｕを閉じ、かつ第二バルブ４ｄを開くとともに、所定の復帰条件に従って第一バルブ４ｕを開き、かつ第二バルブ４ｄを閉じる機能を備える。この制御系５は、各種制御処理及び演算処理等を行うコンピューティング機能を有するシステムコントローラ３１を備える。したがって、システムコントローラ３１に内蔵するシステムメモリには乳量測定に係わる一連のシーケンス制御を実行するための制御プログラム３１ｐを格納するとともに、後述する設定時間Ｔｓや判断値Ｓｘを含む各種設定データ３１ｄが設定される。

そして、システムコントローラ３１の入力ポートには検出処理部３２を接続するとともに、システムコントローラ３１の制御出力ポートには電磁三方弁３３を接続する。また、検出処理部３２の入力部には、所定の接続ケーブル３４を介して検出電極３ｐ，３ｑを接続する。この検出処理部３２は、検出電極３ｐと３ｑ間に所定の電圧を付与し、抵抗値変化を検出することにより、貯留される乳Ｍの液面Ｍｕを検出する機能を有する。したがって、検出処理部３２からは液面検出信号Ｓｄが出力し、システムコントローラ３１に付与される。この場合、システムコントローラ３１は、液面検出信号Ｓｄの大きさを判別することにより泡Ｍｂの検出をキャンセルする検出キャンセル機能Ｆｃを備える。システムコントローラ３１には、検出電極３ｐと３ｑ間に乳Ｍの液体部分が存在するときの第一抵抗値と、検出電極３ｐと３ｑ間に乳Ｍの泡Ｍｂ部分が存在するときの第二抵抗値を判別するための判断値Ｓｘが設定されており、検出キャンセル機能Ｆｃは、判断値Ｓｘよりも大きい抵抗値の場合には乳Ｍの泡Ｍｂと判断して検出を無効にする。このような検出キャンセル機能Ｆｃを設けることにより、泡Ｍｂによる誤差要因を排除し、より正確で安定した乳量測定を行うことができる。

また、切換室部Ｒｃから突出する接続口２４は、真空チューブ３５を介して電磁三方弁３３のコモンポート３３ｏに接続し、さらに、電磁三方弁３３の一方の分岐ポート３３ａは真空チューブ（真空ポンプ）４１に接続するとともに、電磁三方弁３３の他方の分岐ポート３３ｂは大気に開放する。これにより、電磁三方弁３３を切換制御することにより、上述した切換室部Ｒｃを真空状態又は大気状態に切換えることができる。

一方、第一バルブ４ｕを閉じ、かつ第二バルブ４ｄを開いた後、第一バルブ４ｕを開き、かつ第二バルブ４ｄを閉じるための所定の復帰条件には、予め設定した設定時間Ｔｓが経過すること，又は流出口２ｅからの乳Ｍの排出終了を検出すること，を用いることができる。本実施形態では、予め設定した設定時間Ｔｓが経過することを復帰条件として設定した。この場合、設定時間Ｔｓは、前述した所定時間Ｔｅよりも長くなるように設定する。このように、所定の復帰条件として、予め設定した設定時間Ｔｓが経過することにより、第一バルブ４ｕを開き、かつ第二バルブ４ｄを閉じる制御を採用すれば、部品点数が少なくなり制御の容易化を図れるため、低コストに実施できる。他方、所定の復帰条件として、流出口２ｅからの乳Ｍの排出終了を検出することにより、第一バルブ４ｕを開き、かつ第二バルブ４ｄを閉じる制御を行うこともできる。この場合、例えば、排出口２２に前述した検出電極３ｐ，３ｑからなる液面検出部３と同様の検出部を付設すればよい。このように、所定の復帰条件として、流出口２ｅからの乳Ｍの排出終了を検出することにより、第一バルブ４ｕを開き、かつ第二バルブ４ｄを閉じる制御を用いれば、速やかに復帰できるため、計量時間が短くなり効率的な計量を行うことができるとともに、計量室Ｒｍの小容量化にも寄与できる。

次に、本実施形態に係る乳量計１の使用方法及び動作（機能）について、図１〜図７を参照して説明する。

乳量計１における乳量計本体１ｍは、図３に示すように、ティートカップ自動離脱装置５１の背面に取付けることができる。この場合、ティートカップ自動離脱装置５１は、前述した制御系５におけるコントローラ３１，検出処理部３２及び電磁三方弁３３を内蔵する。なお、ティートカップ自動離脱装置５１は、外部ケーシングを有する装置本体５２と、この装置本体５２の上面から上方に突出したフック５３と、装置本体５２の下面から突出したワイヤガイドパイプ５４を有し、このワイヤガイドパイプ５４の下端から離脱ワイヤ５５（図５）が繰り出される。この離脱ワイヤ５５の先端は、四つのティートカップ６１ｃ…を有するミルククロー６１に接続する。したがって、装置本体５２の内部には離脱ワイヤ５５を巻取る巻上機構を備えている。

他方、図５は、乳量計１を使用する搾乳システムＷの一例を示す。この搾乳システムＷは、レール６２に沿って移動する搬送機６３を備えており、この搬送機６３に搾乳機６４を搭載する。また、搬送機６３に有するアームステー６５にはフック５３を引掛けることによりティートカップ自動離脱装置５１を吊下げる。図５は、乳牛Ｃに対して搾乳機６４により搾乳している状態を示し、乳牛Ｃには四つのティートカップ６１ｃ…が装着されている。搾乳システムＷでは、搾乳時に、ティートカップ６１ｃ…により搾乳された生乳（乳Ｍ）がミルククロー６１からミルクチューブ６６を介して乳量計本体１ｍの流入口２ｉに供給される。そして、乳量計本体１ｍを通過した乳Ｍは排出口２２からミルクチューブ６７を介してミルクパイプ６８に送られる。したがって、このミルクチューブ６６と６７が乳量計１を接続する送乳ラインＬｍとなる。なお、７０は真空パイプ、４１は真空パイプ７０側とティートカップ自動離脱装置５１を接続する真空チューブ（図４）、７２はティートカップ自動離脱装置５１とティートカップユニット６１を接続する真空チューブをそれぞれ示す。また、前述したように、検出電極３ｐ，３ｑは接続ケーブル３４（図４）を介してティートカップ自動離脱装置５１（検出処理部３２）側に接続するとともに、切換室部Ｒｃ（接続口２４）は、真空チューブ３５（図４）を介してティートカップ自動離脱装置５１（電磁三方弁３３の分岐ポート３３ａ）側に接続する。

次に、搾乳時における乳量計１の動作について、図７を参照しつつ図６に示すフローチャートに従って説明する。

搾乳時（測定時）には、送乳ラインＬｍにおけるミルクチューブ６７に搾乳された乳Ｍが間欠的に送られるため、乳Ｍは流入口２ｉから計量容器部２の内部に流入する（ステップＳ１）。なお、流入初期では第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄは下降位置にあり、中間口２ｍは開き、かつ流出口２ｅは閉じている。そして、流入した乳Ｍは、図７（ａ）に実線矢印で示すように、気液分離室Ｒｓにおける周面部２ｆの内壁面に沿って螺旋状に流れる。これにより、良好な気液分離（遠心分離）が行われるとともに、気液分離室Ｒｓの内壁面を乳Ｍが流れ落ちる際に、流速が小さくなり、乳量測定の誤差要因となる泡Ｍｂの発生や液面Ｍｕの波立ちが大きく低減される。この際、分離された空気Ａは点線矢印で示すように、パイプシャフト１１の内部を通って流出口２ｅの下方に抜けるとともに、空気Ａの分離された乳Ｍは、中間口２ｍを通って計量室Ｒｍに貯留される（ステップＳ２）。図７（ａ）はこの状態を示している。

乳Ｍの流入が進むに従って貯留される乳Ｍの液面Ｍｕは上昇する。そして、検出電極３ｐ，３ｑの位置まで上昇し、検出電極３ｐと３ｑ間に乳Ｍが満たされれば、検出電極３ｐと３ｑ間がＯＮ状態となる。ところで、液面Ｍｕの上には、通常、少なからず泡Ｍｂが存在する。このため、図７（ｂ）に示すように、液面Ｍｕが検出電極３ｐと３ｑ間に位置し、検出電極３ｑは乳Ｍの中に浸かるも、検出電極３ｐは液面Ｍｕよりも上に位置して泡Ｍｂに浸かる状態も存在する。この場合、検出電極３ｐと３ｑ間の抵抗値を示す液面検出信号Ｓｄはシステムコントローラ３１に設定されている判断値Ｓｘよりも大きくなるため、検出電極３ｐと３ｑ間はＯＮ状態とは見做されず、検出は無効となり検出がキャンセルされる。

これに対して、さらに液面Ｍｕが上昇し、図７（ｃ）に示すように、検出電極３ｐが乳Ｍに浸かる位置まで液面Ｍｕが上昇すれば、検出電極３ｐと３ｑの双方が乳Ｍに浸かり、液面検出信号Ｓｄ（検出電極３ｐと３ｑ間の抵抗値）が判断値Ｓｘよりも小さくなるため、検出電極３ｐと３ｑ間は正式にＯＮ状態と見做し、システムコントローラ３１はバルブ切換信号Ｓｃを電磁三方弁３３に付与する。これにより、電磁三方弁３３が切換えられ、切換室部Ｒｃに真空圧（負圧）が付与される（ステップＳ３，Ｓ４）。この結果、ダイヤフラム部１４は上方へ変位し、図７（ｃ）に示すように、第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄも上昇位置へ変位する。そして、中間口２ｍは閉じ、かつ流出口２ｅは開くため、計量室Ｒｍ内の乳Ｍは流出口２ｅを通って乳受室１５に全て排出される（ステップＳ５）。この際、計量室Ｒｍ内の乳Ｍが所定時間Ｔｅ以内に排出されるように流出口２ｅの径が選定され、かつ流出口２ｅから下方に当該流出口２ｅと同径となる乳受室１５が設けられるため、計量室Ｒｍ内の乳Ｍは速やかに排出される。また、排出時には、図７（ｃ）に点線矢印で示すように、気液分離室Ｒｓ内の空気Ａは、給気筒部１６を通って計量室Ｒｍ内に供給される。

一方、バルブ切換信号Ｓｃが出力した後、予め設定した設定時間Ｔｓが経過すれば、システムコントローラ３１は、バルブ復帰信号Ｓｒを電磁三方弁３３に付与する。これにより、電磁三方弁３３が切換えられ、切換室部Ｒｃに付与する真空圧が解除されるため、切換室部Ｒｃは大気圧に復帰する（ステップＳ６，Ｓ７）。この結果、ダイヤフラム部１４は下方へ変位し、図７（ｄ）に示すように、第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄも下降位置に復帰する。そして、中間口２ｍは開き、かつ流出口２ｅは閉じるため、気液分離室Ｒｓ内の乳Ｍは、中間口２ｍを通って計量室Ｒｍ内に流入する（ステップＳ８）。この後、搾乳が終了するまで、以上の動作（処理）が繰り返される（ステップＳ９，Ｓ１…）。なお、システムコントローラ３１では、計量室Ｒｍにより計量した回数をカウントすることにより全乳量、更には流量（速度）等を演算処理により求める。

次に、本発明の変更実施形態に係る乳量計１ｓの構成及び作用（機能）について、図８を参照して説明する。

図８に示す乳量計１ｓは、気液分離室Ｒｓの周面部２ｆに第二の液面検出部３ｓを追加したものである。この液面検出部３ｓも構成は前述した液面検出部３と同じであり、乳Ｍの抵抗により乳Ｍの存在を検出する上下に離間した一対の検出電極３ｐｓ，３ｑｓにより構成する。したがって、異なる点は、液面検出部３の上方であって所定高さだけ離間させるという取付位置（取付場所）のみである。

変更実施形態に係る乳量計１ｓの場合には、図１に示した乳量計１とは異なる動作を行わせることができる。まず、乳量計１ｓへ乳Ｍが流入する流入初期は、前述した乳量計１の場合、第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄを下降位置に変位させたが、乳量計１ｓの場合には、第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄを上昇位置に変位させておく。これにより、乳Ｍを計量室Ｒｍに流入させる前に、気液分離室Ｒｓにおける第二の液面検出部３ｓの位置（Ｍｕｓ）まで貯留させることにより、泡Ｍの無い乳Ｍのみを計量室Ｒｍへ供給できるようにした。即ち、この場合、第二の液面検出部３ｓが乳Ｍを検出したなら、第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄを下降位置に変位させる。これにより、乳Ｍが計量室Ｒｍに流入するとともに、流入時には、下側に配した液面検出部３により計量室Ｒｍに乳Ｍが満たされたことを検出できるため、液面検出部３により乳Ｍを検出したなら、第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄを上昇位置に変位させ、計量室Ｒｍ内の乳Ｍを流出口２ｅから排出させる。この後、上側に配した液面検出部３ｓが乳Ｍを検出するまで、この状態を維持し、液面検出部３ｓが乳Ｍを検出したなら第一バルブ４ｕ及び第二バルブ４ｄを下降位置に変位させる動作を繰り返す。この際、液面検出部３と３ｓ間の間隔を適度に設定すれば、前述した設定時間Ｔｓの経過による制御は不要となる。

このような変更実施形態に係る乳量計１ｓを用いれば、泡Ｍｂの無い乳Ｍを確実に計量室Ｒｍ内に貯留できるなど、より計量性能を高めることができる。なお、図８の変更実施形態において、液面検出部３ｓ（検出電極３ｐｓ，３ｑｓ）のみを用いて前述した液面検出部３（検出電極３ｐ，３ｑ）のみを用いる場合と同様の制御を行ってもよい。したがって、この場合には、図８における液面検出部３（検出電極３ｐ，３ｑ）は不要となる。また、必要により、図８の乳量計１ｓにおいて、液面検出部３又は３ｓのいずれかを泡Ｍｂの量等に応じて選択使用し、前述した液面検出部３（検出電極３ｐ，３ｑ）のみを用いる場合と同様の制御を行ってもよい。さらに、必要により、液面検出部３，３ｓの位置（高さ）調節手段を設けることも可能である。その他、図８において、図１と同一部分には同一符号を付してその構成を明確にするとともに、その詳細な説明は省略する。

よって、このような好適実施形態及び変更実施形態に係る乳量計１，１ｓによれば、上面部Ｒｍｕを周面部２ｆ側が下になる傾斜面に形成し、かつ計量室Ｒｍの下面部Ｒｍｄを周面部２ｆ側が上になる傾斜面に形成した計量容器部２と、計量室Ｒｍと気液分離室Ｒｓ間の中間口２ｍを開閉可能な第一バルブ４ｕと計量室Ｒｍの下部に設けた流出口２ｅを開閉可能な第二バルブ４ｄを有する弁機構部４と、液面検出部３，３ｓが液面Ｍｕを検出することにより弁機構部４を制御する制御系５を設けたため、実際の使用環境（設置環境）において、乳量計１，１ｓが傾斜する場合であっても傾斜により発生する測定誤差を排除することができる。この結果、精度の高い乳量測定を行うことができ、例示の形態（図１）では、計量精度を概ね±５〔％〕程度以内にすることができる。また、実際の使用環境（設置環境）における乳量計１，１ｓの傾斜による測定誤差が発生しないため、ステー６５にフック５３を介して吊下げることにより搾乳中に大きく揺れることも多いティートカップ自動離脱装置５１などにも付設可能になるなど、使用環境（設置環境）の範囲（用途）を飛躍的に拡大することができ、汎用性及び利便性を高めることができる。また、ミルクチューブ６７…等の配管の引き回しを少なくできるとともに、可搬式（移動式）として使用することもできる。

以上、好適実施形態（変更実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、計量室Ｒｍの上面部Ｒｍｕにおける周面部２ｆ側が下になる傾斜面及び計量室Ｒｍの下面部Ｒｍｄにおける周面部２ｆ側が上になる傾斜面は、テーパ状に形成した場合を示したが曲面であってもよい。したがって、正面断面が偏平な楕円形になるように形成してもよく、傾斜面の形態は例示に限定されるものではない。また、弁機構部４は、パイプシャフト１１をバルブ駆動用シャフトと空気抜き用パイプの双方に兼用する場合を示したが、バルブ駆動用シャフトを棒材により形成し、別途、空気抜き用パイプを他の位置に設けてもよい。さらに、弁駆動部１２は、ダイヤフラム部１４と真空圧又は大気圧に切換えられる切換室部Ｒｃにより構成する場合を例示したが、ダイヤフラム部１４を電磁ソレノイド又はエアシリンダ等のアクチュエータにより直接変位させてもよい。一方、液面検出部３，３ｓとして一対の検出電極３ｐ，３ｑ，３ｐｓ，３ｑｓを用いた場合を例示したが、液面Ｍｕの位置を検出できるものであれば、フロート等を用いた機械式，光センサ等を用いた光学式，静電変化を検出する静電式，電磁変化を検出する電磁式など、他の各種原理に基づく液面検出部を利用可能である。また、制御系５は、制御ボックス等により別途構成することにより、乳量計本体１ｍなどに付設してもよい。

本発明に係る乳量計１，１ｓは、例示した搾乳システムＷのみならず、各種形式の搾乳システムをはじめ、搾乳以外の用途や各種動物の乳量測定等に係わる各種設置対象部に設置して利用することができる。

１：乳量計，１ｓ：乳量計，２：計量容器部，２ｉ：流入口，２ｅ：流出口，２ｍ：中間口，２ｆ：周面部，２ｓ：括れ部，３：液面検出部，３ｓ：液面検出部，３ｐ：検出電極，３ｑ：検出電極，３ｐｓ：検出電極，３ｑｓ：検出電極，４：弁機構部，４ｕ：第一バルブ，４ｄ：第二バルブ，５：制御系，１１：パイプシャフト，１１ｕ：パイプシャフトの上端口，１１ｆ：パイプシャフトの外周面，１２：弁駆動部，１３：支持部材，１４：ダイヤフラム部，１５：乳受室，１６：給気筒部，１６ｕ：給気筒部の上端口，Ｌｍ：送乳ライン，Ｍ：乳，Ｍｕ：液面，Ｍｂ：泡，Ｒｓ：気液分離室，Ｒｍ：計量室，Ｒｍｕ：計量室の上面部，Ｒｍｄ：計量室の下面部，Ｒｃ：切換室部，Ｒｓｕ：気液分離室の上面部，Ａ：空気，Ｓｄ：液面検出信号，Ｆｃ：検出キャンセル機能

Claims

送乳ラインの中途に接続し、流入口から流入する乳を一時的に貯留可能な計量容器部と、この計量容器部の内部に貯留される乳の液面を検出する液面検出部と、前記計量容器部の流出口を開閉可能な弁機構部と、前記液面検出部が前記液面を検出したなら前記弁機構部を開閉制御する制御系を備える乳量計において、円筒状の周面部を有し、かつ縦方向中間部の少なくとも一個所に括れ部を形成することにより最下部の括れ部よりも上側を気液分離室とし、かつ下側を計量室とするとともに、さらに、前記気液分離室の周面部の上端付近に前記流入口を設け、かつ前記気液分離室の上面部に下方へ所定長さにわたって垂下形成したカバー部を設けるとともに、前記計量室の上面部を周面部側が下になる傾斜面に形成し、かつ当該計量室の下面部を周面部側が上になる傾斜面に形成した計量容器部と、前記計量室と前記気液分離室間の中間口を開閉可能な第一バルブと前記計量室の下部に設けた流出口を開閉可能な第二バルブを有する弁機構部と、前記液面検出部が前記液面を検出することにより前記弁機構部を制御する制御系を備えることを特徴とする乳量計。
前記弁機構部は、前記流出口及び前記中間口に挿通し、上端口を前記気液分離室の上端に臨ませることにより当該気液分離室内の空気を抜くパイプシャフトと、このパイプシャフトの上端を支持し、かつ当該パイプシャフトを昇降させる弁駆動部と、前記計量室内に位置する前記パイプシャフトの外周面上側に設けた前記第一バルブ及び外周面下側に設けた前記第二バルブとを備えることを特徴とする請求項１記載の乳量計。
前記弁駆動部は、前記パイプシャフトの上端を支持部材を介して支持し、かつ前記気液分離室を閉塞して当該気液分離室の上面部を形成するダイヤフラム部と、前記制御系の制御により真空圧又は大気圧に切換えられ、かつ前記気液分離室に対して反対側でダイヤフラム部に臨ませた切換室部とを備えることを特徴とする請求項２記載の乳量計。
前記計量容器部は、前記気液分離室に流入する乳が当該気液分離室の内壁面に沿って螺旋状に流れるように前記流入口を設けることを特徴とする請求項１記載の乳量計。
前記計量室内の乳が所定時間以内に排出されるように前記流出口の径を選定するとともに、この流出口から下方に当該流出口と同径となる乳受室を形成してなることを特徴とする請求項１記載の乳量計。
前記計量容器部は、前記計量室における前記第一バルブが当接しない上面部から上方に起立し、上端口を前記気液分離室の上端に臨ませることにより前記計量室と前記気液分離室を連通させる給気筒部を有することを特徴とする請求項１，４又は５記載の乳量計。
前記液面検出部は、前記給気筒部の内部に臨ませて、及び／又は前記気液分離室の周面部に付設することを特徴とする請求項１又は６記載の乳量計。
前記液面検出部は、乳の抵抗により乳の存在を検出する離間した一対の検出電極を用いることを特徴とする請求項１記載の乳量計。