JP2004294416A

JP2004294416A - 包装体シール部の漏洩検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2004294416A
Application number: JP2003126098A
Authority: JP
Inventors: Eitaro Kusuho; 榮太郎九十歩; Hiroshi Yoshimoto; 浩吉本
Original assignee: Furukawa Mfg Co Ltd; Furukawa Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Furukawa Mfg Co Ltd; Furukawa Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-05-01
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-05-01
Also published as: JP4072455B2

Abstract

【課題】食料品などを密封した包装体既シール部分の空気漏洩の検査を、耐圧チャンバーを用いて行い、ピホールの存在を確率高く検出する。
【解決手段】蓋材１２が定盤１０に接触すると、真空ボンプ２０が耐圧チャンバー１３内の空気吸引を開始する。予めシールがなされた真空包装体１４は膨張し、同時に開閉弁２５の切り替えでダイヤフラム２６の下室の空気を真空ポンプ２０で吸引して、真空包装体１４の既シール部を挟圧する。圧力の降下値が設定値に達すると、耐圧チャンバー１３内を密封状態に保つ一方、開閉弁２５を開放ポジションに切り替え、包装体１４に対するシール材１７の挟圧作用を緩める。真空包装体１４の既シール部にピンホールがあると、同ピンホールから包装体１４内の空気が瞬間的に漏出して、チャンバー１３内の圧力を急激変化する。かかる圧力変化Ｂをセンサー３０で検出して制御機３１に警報信号を送信する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食料品などを密封した包装体既シール部分の空気漏洩の検査を、耐圧チャンバーを用いて行う方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
被包装物を充填した包袋内部の空気を強制吸引したあと、前記包袋の開口縁を加熱シールした密封包装体は、僅かでも空気漏れがあると前記被包装物の腐敗が進むので、従来、特開昭６９−１３３４４５号公報に示すように、密封シールした包装体を再度、耐圧チャンバー内に収容すると共に同チャンバーを減圧して漏洩検査を行っている。例えば真空包装体の内部の見かけ数値が真空値に達していても、被包装物が含み持つ酸素或いは水分により包袋内は完全真空にはなり得ないので、既シール部分にピンホールが存在すると、前記耐圧チャンバーの圧力は空気漏れにより圧力変化を来すことになり、この圧力の変化を測定することにより包装体の漏れを検出することができるのである。
【０００３】
前記の検査方法を図１１で説明すると、耐圧チヤンバー内の空気を吸引し、本来ならば同チャンバーの圧力値ａが完全真空値（０Ｍｐａ）付近に達する時間ｔを見計らい、同チャンバー内の圧力を測定し、仮に到達圧力値ｂなる誤差が発生しておれば、包装体からの空気もれによる仮想線ｃのような圧力降下に遅れがあることを検出できる訳である。
【０００４】
しかし前記の誤差ｂは、ピンホールの大きさによっては図示のように際立って測定できるとは限らず、またチヤンバーの減圧値ａも、周囲温度または空気の水分比率により、設定した時間ｔで完全真空（０Ｍｐａ）付近に達するとは限らないから、かかる測定はやや不完全という問題があった。
【０００５】
【その解決手段】
本発明は、特に極少のピンホールの検出効果を上げるための方法として、気密な耐圧チャンバー内において密封包装体の既シール個所をシール材で挟圧しながら同耐圧チャンバー内の空気を強制吸引し、その後、前記の空気吸引停止のあと、前記シール材の開放と同時に、センサーでもって前記耐圧チヤンバー内の圧力変化を測定するように構成する。
【０００６】
耐圧チャンバー内において密封包装体の既シール個所をシール材で挟圧してピンホールからの空気漏洩を阻止しながら、該耐圧チャンバー内の空気を強制吸引し、その後、前記の空気吸引を停止して耐圧チャンバー内での空気の流れを止め、かかる状態でシール材を開放するので、包装体の既シール個所にピンホールがあると、シール材の開放と同時に空気もれが瞬間的に起こり、耐圧チヤンバー内の圧力変化が際立つので、小さなピンホールからの空気漏れでも異常を発見できるのである。
【０００７】
【発明の実施形態】
図１は、ケーシング上の定盤１０と、前記定盤にピン１１を介して開閉自在に支持する蓋材１２とにより耐圧チャンバー１３を構成し、前記定盤１０は、被包装物を充填する包袋１４の袋口を支えるシール台１５を、また前記の蓋材１２は、ダイアフラム式アクチュエータ１６により操作されるシール材１７をそれぞれ備え、また前記の蓋材１２に一端を結合する可撓性チューブ１８の多端を、電磁式の３位置方向制御弁１９を介して真空ポンプ２０に連結して真空ライン２１を形成する。
【０００８】
操作に当っては先ず、前記ピン１１を軸に蓋材１２を定盤１０に接触させると、スイッチ２２が閉鎖して制御弁１９は第１ポジション１９ａに切り替わり、真空ボンプ２０は気密な耐圧チャンバー１３内の空気吸引を開始する結果、耐圧チャンバー１３内の真空値は図２におけるカーブ線Ａのように変化する。この場合、予めシールがなされた真空包装体１４は、その内外の圧力差（内部の残留空気）により膨張しようとするが、蓋材内に設けた押さえ板２３は真空包装体１４の無制限な膨張を阻止し、一方、シーケンサーは耐圧チャンバー内の真空値を計測しながら開閉弁２５を切り替え、ダイヤフラム２６の下室の空気を真空ポンプ２０で吸引してシール材１７をシール台１５に向けて押し出し、真空包装体１４の既シール部を挟圧する。
【０００９】
なお、袋口をシールしていない開口状の包袋１４の場合は、耐圧チャンバー１３内の真空値が一定値に達するのを見計らい、シール材１７の下面に配置した電熱フイラメント２４をインパルス電流で瞬間加熱して前記袋口を溶着し、続いて同シール材１７により真空包装体１４の既シール部を挟圧保持する。
【００１０】
図２における真空吸引カーブＡが到達限界に達するか、または設定時間ｔに達すると、シーケンサーは図１の制御弁１９をセンターポジション１９ｂに切り替えて耐圧チャンバー１３内を密封状態に保つ一方、開閉弁２５を開放ポジションに切り替え、包装体１４に対するシール材１７の挟圧作用を緩める。この結果、真空包装体１４の既シール部に仮にピンホールがあると同ピンホールから包装体１４内の空気が瞬間的に漏出してチャンバー１３内の圧力を、図２のように急激変化Ｂさせるが、かかる圧力変化Ｂを感知する圧力センサー３０から制御機３１に警報信号を送信するもので、その後、制御弁のポジション１９ｃの選択によりチャンバー１３に大気が還元させることができる。
【００１１】
前記のセンサー３０は、既に説明したような圧力変化を測定するもの以外に、蛍光分析用のセンサーであってもよく、つまり該センサーは、空気分子またはガス分子を蛍光により反応させて残留ガス濃度を測定するのであり、包装体からの発生ガス検知にも応用可能である。
【００１２】
以下の説明は、本発明を能率的なロータリ式の検査機器に適用した実施形態である。すわち図３は、２軸配置する大小２個の歯車３５、３６の周りにエンドレスチェン３７を張設すると共に、前記チェン３７に多数の定盤３８を等間隔に取り付け、前記の少歯車３６の軸３９に固定したギヤ４０と、モータ軸に固定するピニオン４１とを動力伝達帯４２で結び、前記各定盤３８を無端軌道に沿って運搬する構成である。一方前記各定盤３８の回転軌道上域に設置するベルトコンベヤ４４は、各包袋７６の間隔をコントロールして定盤３８上に搬入する。
【００１３】
なお前記大歯車３５の中心に設置するロータリバルブ４５は、円軌道を回転する耐圧チヤンバーの、構成体である８個の蓋材４６それぞれを空気流通用のホース４７を介して連結しており、当該部分の、部分的断面は図４に拡大図示している。
【００１４】
すなわち、土台としてのテーブル型の機台４８が存在し、該機台に立設した心棒４９の周りに、前記ロータリバルブの下側の構成材であるドーナツ型固定盤５１を、前記機台４８にビス５２で固定する一方、前記固定盤５１の上に同じくドーナツ型の可動盤５２をスライド自在に配置する。さらに前記可動盤５２と一体の間座５３に、既に説明した大歯車３５及び円筒型のガイド５４をボルト５５で固定する。大歯車３５がチェン３７の動力により心棒４９の周りで回転すると、その回転には可動盤５２、間座５３、ガイド５４を一体的に伴う。各蓋材４６は昇降棒５６に係合する吊竿５７の先端にそれぞれ吊り下げて支持しており、各吊り竿５７の基端に設ける滑車５８は、前記ガイド５４の外側面縦方向に形成するスリット５９に係合する。
【００１５】
大歯車３５が回転するとき、昇降棒５６の下端に設けるコロ６０は、心棒４９と同心のリング型レール６１の上を転がり、該レール６１の上面上り勾配で上昇して、滑車５８をストツパー６２に衝突させる結果、蓋材４６は定盤３８から離れ、これとは対象的に前記昇降棒５６の下降に伴い、蓋材４６は定盤３８に気密に被さり包装体を隔離する。
【００１６】
図５は、前記ロータリバルブの下側固定盤５１のスライド面を示し、該面に開口する２個の穴６４、６５はそれぞれ別個の真空ラインに繋がる。一方仮想線ポート６６ａは、図４における可動盤５２においてホース４７を介し蓋材４６と繋がるラインの開口を示し、矢印方向に移動しながら順次前後２個の穴６４、６５と係合する間だけ、蓋材６４の内部つまり耐圧チャンバー内に、前後２段階で真空を作用させるのである。かかる真空２段階作用は、各耐圧チヤンバーを高速で移動させる目的のためである。
【００１７】
図６は、前記耐圧チヤンバーの断面を示すものであり、ロータリバルブが行う作用を、個々に図示する電磁式の切り替え弁７０、７１でもって説明する。この場合真空回路に設置した切り替え弁７０は、図１の制御弁１９と同じ機能を果たす構造である。
【００１８】
まず歯車３６の回転でもってチェン３７を移動することにより、該チェンに連結する耐圧チャンバーは移動し、定盤３８と蓋材４６とが密着する領域に達すると、第１切り替え弁７０を通し、真空ポンプ７２は前記チャンバー内の真空値を設定値まで降下させる。この場合センサー７９は圧力の変化値を継続的に測定し、続いて第２切り替え弁７１の操作でダイヤフラム７３の下室７４を圧力降下させ、シール材７５により包装体７６の既シール部を挟圧する。つまり図５における仮想線ポート６６ａの衛星的存在の小さなポート６６ｂは、図６におけるダイヤフラム下室７４の圧力コントロール用の穴であり、図５において前記ポート６６ｂが溝７７に繋がることにより、図６のシール材７５は、包袋７６の開口部を挟圧し且つフイラメント８０にインパルス電流を印加して溶着する。そして前記ポート６６ｂが大気圏に抜ける穴７８に繋がることにより、図６のシール材７５による包袋の挟圧が緩み、その瞬間センサー７９は、蓋材４６内部の圧力測定を行ない、シール材７５を開放する直前の圧力値との変化値を検出する。
【００１９】
包袋の既シール部にピンホールがあると、包袋内の空気は差圧により耐圧チヤンバーの方向に逃げ、同チヤンバーの圧力を急速変化させる。このためセンサー７９は、等間隔で運搬される各包装体からピンホールのあるものを順次検出し、仮想線ポート６６ａの大気吸入穴８０への開口で各蓋材４６は定盤３８から順次離れるのである。なお前記センサー７９によりキヤッチされた不良品は、警報対象物となり、機械的にライン外に排除する。
【００２０】
なお図６において、耐圧チヤンバーに配置する包袋７６の袋口が既にシールされているもの、つまり密封包装体の場合は、耐圧チヤンバーの空気吸引前に、シール材７５は包装体７６の既シール部を挟圧するのが望ましい。従ってこの場合のロータリバルブの構造は、図５における溝７７を仮想線７７ａの位置に形成する。
【００２１】
以下の説明は、本発明をまた別個の縦形ロータリ式の検査機器に適用した実施形態である。図７の装置は、回転式の袋詰機８１と、基本的には回転式の真空包装機８２とにより構成するが、より詳しくは袋詰め機８１の構造を図８に、真空包装機８２を図９に示している。
【００２２】
すなわち図８においてロータ８５は、その周縁に、２本を１組みとする多数組のアーム８４を備え、各アーム先端のクランパー８５は、前記ロータ８５と一体に矢印方向８６に断続移動し、一対１組みのクランパー８５が載積箱８７との対向セクションに停止すると、機械的にこれらクランパー８５に包袋８８が供給される。前記ロータ８５が１回転する間に、包袋８８の口が開かれ内部に被包装物の充填を行った後、最終セクションにおいて前記の開口包装体を矢印８９に沿って解放する。つまり図７において袋詰機８２から包装体を次々と、真空包装機８３の耐圧チヤンバー９０に搬入する手段を備えるのである。
【００２３】
なお図７における真空包装機は、円盤９１の周縁に１０個の耐圧チヤンバー８３を等間隔に配置し、中心部のロータリバルブ９２と前記各耐圧チヤンバー８３とを可撓性ホース９３を介して連結する構成で、その部分的断面は図９に拡大図示する。
【００２４】
すなわちテーブル型の機台９５の上に設置した軸受け９６に、既に説明した円盤９１の筒型主軸９７を支持すると共に、該円盤９１に固定したブラケット９８に、耐圧チヤンバーの構成部材である本体９９を固定する一方、前記ブラケットにピン１００を介して蓋材１０１を支持する。前記主軸９７の下端に固定する歯車１０２を、原動軸１０３からの入力で回転することにより、円盤９１は各耐圧チヤンバー８３を円軌道にそって連続移動させるのである。
【００２５】
また前記筒型主軸９７の中空部に配置した同じ筒型の真空吸引管１０４の下端を、連結具１０５を介して機台９５に固定する一方、同真空吸引管１０４の上端に、固定盤１０６と可動盤１０７とからなる既に説明したロータリバルブ９２を設置し、該バルブ９２と各蓋材１０１とを、既に説明したようにホース９３を介して連結する。
【００２６】
図１０に示すように、耐圧チヤンバーの構成部材である本体９９は、内部両側に回転自在に軸棒１０７をそれぞれ設置し、これら軸棒１０７は、上端にそれぞれ挟持爪１０８を備え、下域のレバー１０９の操作で前記挟持爪１０８を、本体壁から突き出る支え座１２０に押し付けて包装体１２１を支持する構成で、かかる挟持爪１０８による包装体１２１の支持は、図９において回転移動する本体９９の前記レバー１０９が、環状カム１２２の抵抗を受けることにより行われるのである。
【００２７】
図９における蓋材１０１にはシール材１２４を操作するダイヤフラム式アクチュエータ１２５が備わり、該図のロータリバルブ９２の構成は図５に示すバルブと同じであって、既に図６で説明したように、密封した耐圧チヤンバー８３内においてクランパー１０８で吊り下げた包装体１２１の既シール部をシール材で挟圧し、ロータリバルブ９２により耐圧チヤンバーの空気吸引を停止すると同時に、シール材１２４による既シール部の挟圧を緩めてセンサーにより耐圧チャンバー内の圧力を測定し、ピンホールのある包装体を能率よく検出するのである。
【００２８】
図３及び図９に示す各耐圧チヤンバーの圧力コントロール及び、シール材による密封包装体の既シール個所の挟圧、解放の各タイミングのコントロールを、各耐圧チャンバーと一体に回転するロータリバルブにより行うように説明したが、図１示した電磁式の制御弁１９、２５を各耐圧チヤンバーに設置すると共に、これら制御弁の切り替えのタイミングを制御機によりコントロールすることも可能である。
【００２９】
ピンホール検査を行う対象包装体は、真空包装体であっても、含気包装体であってもよく、従って、シール材による既シール部の挟圧を解放するときの耐圧チヤンバーの圧力降下値は、必ずしも完全真空（０Ｍｐａ）付近であるとは限らない。またシール材が加熱用のインパルスフイラメントを備えているか、どうかは、検査対象包装体に既に説明したように、既にシールを施しているか、どうかにより決定されるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】漏洩検査装置を部分断面した側面図
【図２】検査原理の説明図
【図３】ロータリ式検査装置の平面図
【図４】前図の部分的断面図
【図５】ロータリバルブの説明図
【図６】耐圧チヤンバーの断面図
【図７】ロータリ式検査装置の平面図
【図８】袋詰め包装機の斜視図
【図９】ロータリ式検査装置の部分的断面図
【図１０】耐圧チヤンバーの正面図
【図１１】従来構成の説明図
【符号の説明】
１０、３８…定盤
１２、４６、１０１…蓋材
１３、８３…耐圧チヤンバー
１４、７６、８８、１２１…包装体（包袋）
１７、７５…シール材
１８、４７、９３…可撓性のホース（真空ライン）
１９、２５、７０、７１…電磁式の切り替え弁
２４、８０…加熱用フイラメント
３０、７９…センサー
３１…制御機
３５、３６…歯車
３７…エンドレスチェン
５１、９２…ロータリバルブ
５２…固定盤
５３…可動盤
６４、６４…真空ポート
８１…袋詰め包装機
８２…真空機器
８５…挟持爪
９９…本体

Claims

気密な耐圧チャンバー内において密封包装体の既シール個所をシール材で挟圧しながら、同耐圧チャンバー内の空気を強制吸引し、前記の空気吸引を停止のあと、前記シール材の開放と同時にセンサーでもって前記耐圧チヤンバー内の圧力変化を測定する検査方法。
開閉自在な耐圧チヤンバーと、閉鎖した前記耐圧チャンバー内において密封包装体の既シール個所を挟圧するシール材と、前記シール材で密封包装体の既シール個所を挟圧しながら耐圧チャンバー内の空気を強制吸引する真空ラインと、その後前記真空ラインを閉鎖し、前記シール材の開放と同時に耐圧チャンバー内の圧力測定を行うセンサーと、前記センサーによって検出する圧力変化値に応じて警報を発する手段とからなる装置。
無端軌道を等間隔で移動する多数の定盤と、円軌道の規定の領域で移動中の前記各定盤に気密に被る蓋材と、前記定盤と蓋材とにより構成する耐圧チャンバー内の圧力を順次降下させるバルブ機構と、圧力降下した前記各耐圧チャンバー内において密封包装体の既シール個所を挟圧するシール材と、その後、前記圧力降下作用のあと前記シール材による既シール部の挟圧の解放を行う手段と、既シール部の挟圧解放時のチャンバー圧力を測定するセンサーと、前記センサーによって検出する圧力変化値に応じて警報を発する手段とからなる装置。
各クランパーに吊り下げだ包袋を無端軌道に沿って運搬し且つ同運搬中に前記各包袋内に被包装物を順次充填する袋詰め包装機と、前記袋詰め包装機と隣接し且つ多数の開閉自在な耐圧チヤンバーを無端軌道ら沿って等間隔で運搬するロータリ式真空機器と、前記袋詰め包装機により形成する包装体を順次前記各耐圧チャンバーの挟持爪に移送する手段と、前記包装体を隔離する各耐圧チャンバー内の圧力を順次降下させるバルブ機構と、圧力降下した前記各耐圧チャンバー内において密封包装体の既シール個所を挟圧するシール材と、その後、前記圧力降下作用のあと前記シール材による既シール部の挟圧の解放を行う手段と、既シール部の挟圧解放時のチャンバー圧力を測定するセンサーと、前記センサーによって検出する圧力変化値に応じて警報を発する手段とからなる装置。
耐圧チャンバーの圧力降下及び、シール材による密封包装体の既シール個所の挟圧、同個所の解放の各タイミングのコントロールを、前記耐圧チャンバーと一体に回転するロータリバルブにより行う請求項３及び４それぞれに記載の装置。
耐圧チャンバーの圧力降下及び、シール材による密封包装体の既シール個所の挟圧、同個所の解放の各タイミングのコントロールを、前記耐圧チャンバーと一体に回転する電磁切り替え制御弁により行う請求項３及び４それぞれに記載の装置。