JP2006329650A - 包装リーク検査装置 - Google Patents

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泰寛 井上
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Abstract

【課題】 表面に凹凸があるような被検査物でも適度な押圧力で以て押さえることにより、膨張を防止して特定ガスの漏出を促進させる。
【解決手段】 被検査物Sを収容する減圧容器2の内部に、ゴム等の柔軟性を有する膜体20bで区画された区画空間23を形成する押圧部材20を設置し、区画空間23と大気とを電磁弁22を設けた空気流通管21で連通する。粗真空引きにより減圧容器2内を減圧した後、電磁弁22を開くと、容器2内外の差圧によって空気流通管21を通して区画空間23に空気が入り込み、被検査物Sの上面を適度に押さえつけるように膨張する。これにより、被検査物Sの膨張が抑制され、密封不良がある場合に特定ガスが漏出し易くなる。
【選択図】 図3

Description

本発明は、食品、医薬品等の包装のシール(密封)不良や微小なピンホールの有無を検査するための包装リーク検査装置に関する。
食品、医薬品等の商品を密封した包装材に微小なピンホール等による密封不良が無いかどうかを検査する装置として、特許文献1、2などに記載の包装リーク検査装置が従来より知られている。このような包装リーク検査装置は、被検査物の包装内に検出可能な特定ガスを予め封入しておき、それを容器内に収容した後に該容器内を減圧(真空引き)し、その後に該容器内のガス中の特定ガスの濃度を測定してその結果により包装の良否の判定を行う。
こうした装置においては、包装材のピンポールが非常に小さい場合、減圧容器に収容された被検査物は包装材の内部ガス圧が相対的に高くなることによりそれ自体が膨張してしまい、ピンホールを通しての特定ガスの漏出に時間を要することがある。このような被検査物の膨張を防止するために、例えば特許文献3に記載の装置では、減圧容器内の上部空間にモータにより上下に可動する膨張規制部材が設けられている。この装置では、被検査物が減圧容器内に収容されるとモータが作動して膨張規制部材が下降し、被検査物の上面を押さえ付けることで被検査物が膨張することを防止する。これにより、包装材にピンホールや密封不良箇所があるとき、そこからの特定ガスの漏出が促進されるため、時間をかけずに包装の良否を判断することができる。
しかしながら、上記文献に記載の構成では、被検査物の上面がほぼ平坦であるような場合には適切にその全面を押さえ付けることができるが、被検査物の上面が凹凸形状である場合には一部しか押さえ付けることができず、十分な膨張防止効果を得ることができない。
また、減圧容器内に漏れ出してくる微量の特定ガスを検出するには、容器内の余分な空間の容積はできるだけ小さいほうが好ましいが、上記構成では、容器内の膨張規制部材の背後に無駄な空間が形成されてしまい、この空間に特定ガスが広がることで希釈されてしまって特定ガス濃度が下がる。そのため、特定ガスの検出感度・精度を高める上で不利であった。
また特許文献4に記載の装置では、被検査物を載置する載置台をゲル状物で構成し、上から下降する押板が被検査物を押圧したときに載置台が被検査物の内容物の形状に追従変形するようにしている。これによれば、内容物の形状の影響を受けずに包装材を押して、ピンホール等の密封不良が有る場合の特定ガスの漏出を促進させることができる。
しかしながら、一般にこうした構成では被検査物にかかる押圧力が大きくなりがちであり、包装材に密封不良が無い場合に外からの押圧力に耐えられずに包装材が破裂するおそれがある。
特開2003−106924号公報 特許第2922091号公報 特許第3564588号公報 特許第3388696号公報
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、被検査物の表面形状に拘わらずほぼ均一に押圧することにより、被検査物の包装材にピンホールや密着不良がある場合に包装材内部からのガス漏出を促進させることができ、包装の良否を迅速且つ正確に判定することができる包装リーク検査装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、減圧容器内の空間の容積を実質的に減らすことにより、特定ガスの漏出が微量であっても相対的に高い濃度として包装の良否を正確に判定することができる包装リーク検査装置を提供することにある。
上記課題を解決するために成された本発明は、特定ガスが封入されて包装された被検査物を減圧容器の内部に収容し、該減圧容器内を減圧した後に該減圧容器内の空間のガスを採取して該ガス中の前記特定ガスの濃度を測定することにより前記被検査物の包装の良否を判別する包装リーク検査装置において、
前記減圧容器の内部に設けられた、柔軟であって膨張・収縮自在の押圧手段と、
前記減圧容器内に被検査物が収容された後に前記押圧手段を膨張させる膨張手段と、
を備え、前記押圧手段を前記被検査物に接触するまで膨張させた状態で前記減圧容器内のガスを採取して特定ガス濃度の測定を行うことを特徴としている。
本発明に係る包装リーク検査装置では、被検査物が減圧容器内に収容されると、膨張手段が押圧手段を徐々に膨張させる。膨張した押圧手段は被検査物との間の空間に広がり、やがて被検査物に接触してこれを適度に押圧する。押圧手段は柔軟性を有しているため、被検査物の表面形状が凹凸状であっても、その表面形状に沿って密着してほぼ均一に押圧力を与える。これにより、減圧容器内が減圧されたときにも被検査物自体の膨張が抑制され、包装材に密封不良箇所やピンホールが有った場合には、そうした箇所を通して内部に封入された特定ガスが迅速に漏れ出す。特に、被検査物の表面がほぼ均一に押圧されることによって特定ガスが包装内で逃げる場所が形成されにくいので、包装外部への特定ガスの漏出を効果的に促進することができる。
このようにして本発明に係る包装リーク検査装置によれば、被検査物の表面形状に拘わらず包装内からの特定ガスの漏出を促進させて、包装の良否の判断を迅速に且つ正確に行うことができる。
また、押圧手段が膨張するとその分だけ減圧容器の内容積が狭くなるため、被検査物からの特定ガスの漏出量が同じであっても容器内空間の特定ガス濃度は相対的に高くなる。これにより、特定ガスの検出精度が向上するから、包装の良否の判断をより正確に行うことができるようになる。
さらにまた、例えば、特定ガスが封入されて成る個別包装物が多数収納された段ボール箱が被検査物であるような場合に、押圧手段で段ボール箱の上面(又は他の面)を適度に押圧して内側にへこませることにより、段ボール箱内の無駄空間の容積も減らすことができる。これにより、検出対象である特定ガスの濃度をさらに相対的に高め、包装の良否の判断の正確性を高めることができる。
本発明の具体的な一態様として、前記押圧手段は伸縮自在の材料から成る袋状部材又は所定の空間を区画する区画部材であり、前記膨張手段は、前記袋状部材の内部又は前記区画部材で区画される空間に外部より所定のガスを導入するガス導入手段を含む構成とすることができる。
この構成によれば、膨張手段は例えば所定のガス圧で以て供給されているガスの流路を開閉する開閉弁や所定のガスを送給するポンプなどとすることができ、簡単な構成で以て迅速に押圧手段を膨張させることができる。
上記構成において、好ましくは、前記ガス導入手段は、前記袋状部材の内部又は前記区画部材で区画される部分と前記減圧容器の外側とを連通する連通流路とするとよい。
この構成によれば、被検査物が収容された減圧容器内が減圧されると、その容器内のガス圧より外側の大気圧が大きくなるので、連通流路を通して袋状部材の内部又は区画部材で区画される空間内に自発的に空気が流入して膨張する。したがって、ポンプ等の強制的なガス送給手段を必要とせず、例えば連通流路に設けた開閉弁を開放することで押圧体を膨張させることができるから、構成が非常に簡単になる。さらにまた、被検査物に接触した押圧手段の押圧力はほぼ大気圧となるので、必要以上に大きな押圧力がかかることがなく適度に被検査物を押圧することができる。それによって、包装物を直接押圧する場合でも、過度な押圧による破裂や密封不良箇所の形成を防止することができる。
但し、被検査物の表面と膨張した押圧手段とが密着して隙間が殆ど無くなると、被検査物内部から特定ガスが漏出しにくくなるおそれがある。そこで、本発明に係る包装リーク検査装置において、前記押圧手段は被検査物と接触する面に溝を有する構成とすることが好ましい。
この構成によれば、膨張した押圧手段が被検査物に密着した場合でも、押圧手段の表面に形成されている溝が一種の通気路となって、被検査物の内部から漏出した特定ガスを減圧容器内空間に円滑に導く。それにより、漏出した特定ガスを迅速に検出することができ、包袋の良否の判定を迅速に行うことができる。
本発明の一実施例である包装リーク検査装置について説明する前に、この装置の検査対象である被検査物について説明する。
図6は被検査物の包装工程を示す概略図である。図6(a)に示すように、プラスチック製袋体等の包装材31に菓子等の製品34を収容するとともに、ガス供給管35を通して包装材31中に特定ガス(例えばヘリウムガス、二酸化炭素ガス等)を充填し包装材31を密封する。次に図6(b)に示すように、先に個別包装された商品を段ボール箱32内に所定個数収納する。そして図6(c)に示すように、段ボール箱32の上面を例えばガムテープ等の粘着テープで封着する。この例では、段ボール箱32内には商品が一杯に詰まっている場合ではないので、段ボール箱32内には上部空間33が形成されている。これが工場から出荷される形態であり、本装置が検査する被検査物Sである。このように商品が工場から出荷される最終的な形態で各個別包装の密封不良を検査できることが、本装置の特徴でもある。
以下、本発明の一実施例であるリーク包装検査について図1〜図4を参照して説明する。図1〜図3は本実施例の包装リーク検査装置の概略構成図である。
上記被検査物Sは搬送ローラ1により1箱ずつ搬送されてくる。検査位置には、搬送ローラ1の下方に減圧容器2の底面を形成する底面板2aが固定的に配置され、上方には減圧容器2の他の5面を形成する容器部2bがエアシリンダ9により上下動可能に設置されている。
底面板2aには、大気開放弁8が設けられた連通管7と、粗引弁5及び粗引真空ポンプ6が設けられた排気管4とが配置され、容器部2bの天面にはガス採取管10が設置され、ガス採取管10は採取弁11及び採取ポンプ12を介してガス検出器13に接続されている。ガス検出器13は導入されるガス中の特定ガス濃度を測定するものであり、その測定結果はリーク判定部14に入力される。さらにまた、ガス検出器13、リーク判定部14等の動作を制御する制御部15が設けられている。
さらに本装置に特徴的な構成として、減圧容器2の容器部2bの天面下部には、例えばゴムなどの伸縮性を有する膜体20bが額縁状のホルダ20aに固定されて成る押圧部材20が取り付けられており、容器部2b内にあって押圧部材20で区画される区画空間23内と容器部2bの天面外側とを連通する空気流通管21が設けられ、空気流通管21上には電磁弁22が配置されている。押圧部材20の膜体20bの下面(被検査物Sに対向する面)は図4に断面形状を示すように多数の溝20cが形成されている。
上記構成の包装リーク検査装置の動作について図1〜図3により説明する。図1に示すように、容器部2bが完全に上昇した状態であるときに被検査物Sが検査位置に到達すると、例えば図示しない位置検知スイッチ等によりそれを検知して制御部15がエアシリンダ9を作動させ、容器部2bを底面板2aに当接する位置まで下降させる。これにより、図2に示すように、略密閉状態の減圧容器2の内部に被検査物Sが収容された状態となる。
その後、制御部15は電磁弁22を閉鎖した状態で、粗引弁5を開放して粗引真空ポンプ6を作動させる。それにより減圧容器2内が真空引きされ、特定ガスが封入されている包装材31内外のガス圧の差は大きくなる。その結果、包装材31にピンホール等の密封不良がある場合には、包装材31内部に封入されている特定ガスが密封不良箇所を通して外側に流出し易くなる。
制御部15は、大気圧の半分程度になるまで真空引きを行った後、粗引弁5を閉じる一方、電磁弁22を開放する。このとき空気流通管21の両端のガス圧には差が生じているから、図3に示すように、その差圧によって空気流通管21を通して減圧容器2の外側、つまり大気側から区画空間23内に空気が流入して区画空間23が膨張するように膜体20bは伸張する。そして、膜体20bが被検査物Sの上面に密着し、さらに段ボール箱32の上面を内方に押し込む。これによって、減圧容器2内の空間のみならず、段ボール箱32内の上部空間33の容積も小さくなる。
段ボール箱32内の個別包装された商品の包装材31にピンホール等の密封不良がある場合、その密封不良箇所を通して特定ガスが段ボール箱32内に漏出し、段ボール箱32内に広がる。減圧容器2内が真空引きされていることにより、段ボール箱32の内側よりも外側の方がガス圧が低く、さらに上述したように押圧部材20によって段ボール箱32自体の膨張が抑えられており、場合によってはさらに内方に押し込まれた状態にある。そのため、段ボール箱32内に漏出した特定ガスは段ボール箱32の隙間から迅速に外側に漏出する。
その後、制御部15は採取弁11を開放して採取ポンプ12を作動させ、減圧容器2内の空間のガスを吸引してガス検出器13に導入する。例えばガス検出器13では所定時間毎に特定ガス濃度を検出してその結果をリーク判定部14に送る。リーク判定部14は1個の被検査物Sに対して特定ガス濃度の検出開始の時点から所定時間が経過するまでの特定ガス濃度の変化量を所定の閾値と比較し、変化量が閾値以下である場合に良品(リーク無し)と判断する。逆に、変化量が閾値を超えている場合には不良品(リーク有り)と判断する。
或る商品の包装材31にごく小さなピンホールがある場合でも、上述したように真空引きと押圧部材20の押圧とにより、その包装材31内部に封入されている特定ガスの段ボール箱32外部への漏出は促進される。したがって、密封不良がある場合には、上記のように特定ガス濃度の検出を始めた時点から比較的短時間の間に特定ガス濃度の上昇が現れ、迅速に包装の良否の判定を行うことができる。また、上述したように特定ガスが減圧容器2内に漏出する時点で押圧部材20の区画空間23の容積が広がることによって、逆に減圧容器2内で特定ガスが拡散し得る空間の容積は小さくなっているので、漏出する特定ガスの量が同一であっても特定ガス濃度は相対的に高くなる。それによって、ガス検出器13での検出精度が高まり、包装の良否の判定をより正確に行うことができる。
上記のように或る1個の被検査物Sの検査を終了したならば、採取弁11を閉じ、大気開放弁8を開放して連通管7を通して減圧容器2内に空気を送り込み、減圧容器2内を大気圧に戻す。それからエアシリンダ9により容器部2bを上昇させて被検査物Sを搬送する。
なお、上記実施例では押圧部材20が接触するのは段ボール箱32の上面であり、特定ガスは主として段ボール箱32の隅から漏出するため押圧部材20が段ボール箱32の上面に密着しても被検査物Sからの特定ガスの漏出には殆ど問題がない。しかしながら、例えば被検査物Sの上面から特定ガスが漏出するような場合には、被検査物Sの上面が膜体20bで被覆されてしまうと特定ガスが漏れ出しにくくなる。そこで、この実施例の包装リーク検査装置では、押圧部材20の膜体20bの下面に上述したように多数の溝20cを設けている。この溝20cがあることによって、被検査物Sから漏出した特定ガスが溝20cを通って減圧容器2内で滞りなく流れ、ガス採取管10の入口に達して吸引される。
また、上記実施例の包装リーク検査装置では、押圧部材20の膜体20bは柔軟性が高いので、例えば図5に示すように異なる高さの被検査物S1、S2を並べて同時に検査する際でも、両被検査物S1、S2の上面を適切に、つまりほぼ均等の押圧力で以て押さえ付けることができる。もちろん、他の形状であっても同様に適切に押さえ付けることができる。
さらにまた上記実施例では、容器部2bの天面下部にのみ押圧部材20を設けていたが、容器部2bの側面内側にも同様の構造の押圧部材を設置し、側面側からも被検査物Sを押さえ付ける構成としてもよい。
また、それ以外の点についても、本発明の趣旨の範囲で適宜、変形、修正、追加を行っても本願発明に包含されることは当然である。
本発明の一実施例による包装リーク検査装置の概略構成図(非検査時)。 本実施例の包装リーク検査装置の概略構成図(粗真空引き時)。 本実施例の包装リーク検査装置の概略構成図(検査時)。 本実施例の包装リーク検査装置における押圧体の膜体の断面図。 本実施例の包装リーク検査装置における検査時の他の形態を示す図。 本実施例の包装リーク検査装置の検査対象である被検査物の包装工程を示す概略図。
符号の説明
1…搬送ローラ
2…減圧容器
2a…底面板
2b…容器部
4…排気管
5…粗引弁
6…粗引真空ポンプ
7…連通管
8…大気開放弁
9…エアシリンダ
10…ガス採取管
11…採取弁
12…採取ポンプ
13…ガス検出器
14…リーク判定部
15…制御部
20…押圧部材
20a…ホルダ
20b…膜体
20c…溝
21…空気流通管
22…電磁弁
23…区画空間
31…包装材
32…段ボール箱
33…上部空間
S、S1、S2…被検査物

Claims (4)

  1. 特定ガスが封入されて包装された被検査物を減圧容器の内部に収容し、該減圧容器内を減圧した後に該減圧容器内の空間のガスを採取して該ガス中の前記特定ガスの濃度を測定することにより前記被検査物の包装の良否を判別する包装リーク検査装置において、
    前記減圧容器の内部に設けられた、柔軟であって膨張・収縮自在の押圧手段と、
    前記減圧容器内に被検査物が収容された後に前記押圧手段を膨張させる膨張手段と、
    を備え、前記押圧手段を前記被検査物に接触するまで膨張させた状態で前記減圧容器内のガスを採取して特定ガス濃度の測定を行うことを特徴とする包装リーク検査装置。
  2. 前記押圧手段は伸縮自在の材料から成る袋状部材又は所定の空間を区画する区画部材であり、前記膨張手段は、前記袋状部材の内部又は前記区画部材で区画される空間に外部より所定のガスを導入するガス導入手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の包装リーク検査装置。
  3. 前記ガス導入手段は、前記袋状部材の内部又は前記区画部材で区画される空間と前記減圧容器の外側とを連通する連通流路であることを特徴とする請求項2に記載の包装リーク検査装置。
  4. 前記押圧手段は膨張時に被検査物と接触する面に溝を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の包装リーク検査装置。
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