JP2007047119A - スパウト付き袋のリーク検査方法及びリーク検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スパウト付き袋３の袋１内に所定圧の加圧気体を吹き込み、袋１内の圧力を検出し、その検出結果に基づいてリークの有無を検査する場合に、短時間、かつ高精度で実施でき、自動化にも有利なリーク検査方法を得る。
【解決手段】 加圧気体の吹き込み前に、袋５の非シール部位の一部を、開閉可能で対向配置された挟圧部材１９，２０により両面から挟圧し、この状態でリーク検査を行う。袋５の非シール部を複数箇所で挟圧することにより、加圧気体の吹き込みに伴う袋５の膨張が規制される。そのため膨張したときの袋の内容積が小さく、加圧気体の吹き込みが短時間で行え、かつリークがあった場合袋内の圧力の変動が大きく出るので、リーク検出が高精度で行える。挟圧部材１９，２０が大きく開いた状態で袋５を受け入れるので、袋５の検査位置への受け入れに失敗がない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、袋の周縁部にスパウトを溶着シールしたスパウト付き袋について、液状物の充填前にリークの有無を検査する方法及び装置に関する。

下記特許文献１には、空のスパウト付き袋の袋内に、スパウトを通して所定圧の加圧気体を吹き込み、続いて袋内の圧力を検出してリークの有無を判定する場合に、所定の隙間を置いて対向する板状の規制部材の前記隙間に袋を挿入した後、加圧気体を吹き込むようにしたリーク検査方法が記載されている。この方法によれば、加圧気体を吹き込んだとき規制部材により袋の膨張が規制されるため、規制部材がない場合に比べて袋の内容積が小さく、そのため加圧気体の吹き込みが短時間で行われ、かつリークがあった場合袋内の圧力の変動が大きく出て、リーク検出を高精度で行える利点がある。

このリーク検査方法によれば、対向配置された規制部材の隙間を狭く設定するほど、加圧気体吹き込みによる膨張が抑えられて袋の内容積が小さく、短時間に正確な検査が可能となる。しかし、規制部材の隙間を狭く設定すると、前記隙間への袋の挿入が難しくなるという問題がある。この挿入が常に確実に行えないようだと、挿入工程を自動化することは不可能である。
また、このリーク検査方法を、例えば下記特許文献２のようなロータリー式スパウト付き袋製造装置の最終工程として採用する場合、袋幅方向に水平移動する袋を前記隙間に横から挿入することになるが、このとき前記隙間は少なくともスパウトと袋がシールされたシール部位の厚みより広く設定する必要があり、さらに袋の反り等を考慮すれば、スパウト付き袋と規制部材の干渉を防止して前記隙間に確実に挿入するためには、それ以上に余裕をもたせて隙間を広く設定する必要がある。その結果、加圧気体により膨張する袋の内容積は大きくなり、加圧気体の吹き込みを含めて検査に時間がかかり、検査精度も向上しない。

特開２００１−１０８５６８号公報 特公平７−８８０６５号公報

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、リーク検査の自動化に有利であり、リーク検査を短時間、かつ高精度で行うことができるリーク検査方法及び装置を得ることを目的とする。

本発明に係るリーク検査方法は、スパウト付き袋の袋内に所定圧の加圧気体を吹き込み、袋内の圧力を検出し、その検出結果に基づいてリークの有無を判定するスパウト付き袋のリーク検査方法において、少なくとも加圧気体の吹き込み前から圧力の検出終了までの間、袋の非シール部位の一部を開閉可能で対向配置された挟圧部材により両面から挟圧することを特徴とする。非シール部位とは、スパウト付き袋のシール部（袋を構成するフィルム同士をシールした部位及び該フィルムとスパウトをシールした部位）を除く部位で、液状物を充填可能な領域である。前記挟圧部材は、非シール部位と共にシール部の一部を挟圧してもよい。
上記方法において、袋の両面を構成するフィルムは挟圧部材に挟まれ、当該部位において互いに密着する。従って、スパウト付き袋のスパウトがシール部の下に袋内に延在する延在部（導管や十字形断面のロッド等、袋内からスパウトの口部へ連通する液体の通路を構成する部材）を有している場合、挟圧部材は前記延在部を避けて前記非シール部位を挟圧する。

上記方法は、例えば次のような具体的形態をとることができる。
（１）挟圧部材が前記非シール部位の１又は複数箇所を部分的に挟圧する。
（２）挟圧部材が前記非シール部位を幅方向全域にわたって挟圧する。
（３）挟圧部材が前記非シール部位を前記延在部を囲む略Ｖ字又はＵ字状に挟圧し、前記Ｖ字又はＵ字の上端は少なくとも袋の上縁シール部又は袋の両側縁シール部に達している。
（４）挟圧部材が前記非シール部位の前記延在部及びその近傍を除く全域を挟圧する。

本発明に係るリーク検査装置は、スパウト付き袋の袋内にスパウトの口を通して所定圧の加圧気体を吹き込む加圧気体吹き込み装置、袋内の圧力を検出する圧力検出装置、及び圧力検出装置からの信号に基づいてリークの有無を判定するリーク判定装置を備えたリーク検査部と、開閉可能に対向配置され、閉じたとき袋の非シール部位の一部を両面から挟圧する挟圧部材及び該挟圧部材を開閉させる駆動手段を備えた挟圧装置からなる。
上記リーク検査装置は、例えば次のような具体的形態をとることができる。
（１）対向配置された挟圧部材のうち一方側及び他方側の挟圧部材が共に駆動手段により挟圧位置と待避位置の間を進退し、これにより対向配置された挟圧部材が開閉する。
（２）対向配置された挟圧部材のうち一方側の挟圧部材が挟圧位置に固定され、他方側の挟圧部材が挟圧位置と待避位置の間を駆動手段により進退し、これにより対向配置された挟圧部材が開閉する。
（３）一方側又は／及び他方側の挟圧部材の挟圧面が球面である。
（４）一方側の挟圧部材の挟圧面が球面で、他方側の挟圧部材の挟圧面が平面である。
（５）一方側に挟圧部材が複数個配置され、他方側に前記複数個の挟圧部材に対応して同数の挟圧部材が配置されている。
（６）一方側に挟圧部材が複数個配置され、他方側に１つの板状の挟圧部材が配置されている。
（７）一方側又は／及び他方側の挟圧部材の挟圧面が弾性部材からなる。

本発明では、スパウト付き袋への加圧気体の吹き込み及び圧力検出に先立ち、開閉する挟圧部材により袋の非シール部を挟圧することにより、加圧気体の吹き込みに伴う袋の膨張が規制される。そのため膨張したときの袋の内容積が小さく、その結果、加圧気体の吹き込みが短時間で行われ、かつリークがあった場合袋内の圧力の変動が大きく出るので、リーク検出を高精度で行うことができる。そして、非シール部を挟圧する挟圧部材が開閉し、十分開いた状態で袋を挟圧部材間に受け入れることができるので、検査工程を失敗なく容易に遂行でき、検査工程の自動化も可能である。
また、特許文献１のようにスパウト付き袋が袋幅方向に垂直（上下方向）移動して検査工程位置にくる場合でも、特許文献２のようにスパウト付き袋が袋幅方向に水平移動して検査工程位置にくる場合でも、全く同じように検査工程を遂行することができ、検査工程の適用範囲が広がる利点がある。

以下、図１〜１１を参照して、本発明に係る袋詰め包装機について具体的に説明する。
図１及び図２の例は、間欠回転テーブル１の周囲に等間隔で設置されたフォーク状のスパウト保持部材２（例えば特開２００１−３５３７９３号公報参照）に保持されたスパウト付き袋３のリーク検査を行うものである。間欠回転テーブル１はロータリー式スパウト付き袋の製造装置（特許文献２参照）のものでもよいし、公知のロータリー式液状物充填装置のものでもよい。前者の場合、リーク検査工程はスパウトと袋のシール工程が終了した後の工程となり、後者の場合、リーク検査工程は液状物充填工程前の工程となる。

スパウト付き袋３のスパウト４は、周知の如く、袋から上に出たヘッド部４ａ、袋５の上縁とシールされるシール部４ｂ、及び袋内で液体通路を構成する延在部４ｃからなる。袋５は、上縁シール部（袋５の両面を構成するフィルムとスパウト４のシール部４ｂ、及び前記フィルム同士が溶着シールされている部位）５ａ、側縁シール部５ｂ，５ｃ及び下縁シール部５ｄからなるシール部５ａ〜５ｄと、該シール部に囲まれた非シール部位５ｅからなり、スパウト４のシール部４ｂは上縁シール部５ａの中央に溶着シールされている。
スパウト４のヘッド部４ａの口部の下には、複数個のフランジが形成されていて、そのフランジ間の溝がスパウト保持部材２の溝内に係止されている。スパウト付き袋３は、袋幅方向が間欠回転テーブル１の接線方向を向いて保持され、間欠回転テーブル１の回転に伴い所定角度ずつ搬送され、リーク検査工程位置に停止したスパウト付き袋３が所定のリーク検査を受ける。

リーク検査位置には、加圧気体吹き込み用ノズル６（図３参照）と挟圧装置７が配置されている。
加圧気体吹き込み用ノズル６は、検査工程位置に停止したスパウト４の真上に配置され、図示しない昇降手段により昇降可能で、上昇したとき検査工程位置に入ってくる又は検査工程位置から出ていくスパウト４との干渉が起きない待避位置にあり、下降したときその先端がスパウトの口部に密着して加圧気体を吹き込めるようになっている。
加圧気体吹き込み用ノズル６はリーク検査部８の一部をなし、該リーク検査部８は前記加圧気体吹き込み用ノズル６のほか、圧力気体供給源９、圧力調整弁１０、開閉弁１１，１２、差圧センサ１３及びリーク判定手段を兼ねる制御装置１４等からなる。圧力気体供給源９乃至加圧気体吹き込み用ノズル６は気体管路１５で連結され、このうち開閉弁１１，１２は圧力調整弁１０に並列に連結され、気体管路１５ａの先は加圧気体吹き込み用ノズル６につながり、開閉弁１２から出た気体管路１５ｂの先は閉じられている。差圧センサ１３は気体管路１５ａ，１５ｂに連結され、その検出信号は通信線１６により制御装置１４に送られる。なお、前記加圧気体吹き込み用ノズル６、圧力気体供給源９、圧力調整弁１０、開閉弁１１，１２及び気体管路１５が本発明の加圧気体吹き込み装置に相当し、差圧センサ１３が本発明の圧力検出装置に相当し、制御装置１４が本発明のリーク判定装置に相当する。

挟圧装置７は、図１，２に示すように、スパウト付き袋３の停止位置の両側に配置された一対の挟圧板１７，１８と、挟圧板１７の内側に固定された複数個の挟圧部材１９と、挟圧板１８の内側に固定された複数個の挟圧部材２０と、挟圧板１７，１８を進退させるエアシリンダ２１，２２を備える。エアシリンダ２１，２２の作動により、挟圧部材１９，２０は図１に示す待避位置（仮想線位置）と挟圧位置（実線位置）の間で開閉する。挟圧部材１９，２０は同数（この例では４個ずつ）で、挟圧板１７，１８の内側で互いに対向配置され、挟圧面側にゴム材１９ａ，２０ａが取り付けられ、その先端は球形とされている。

次に、挟圧装置７及びリーク検査部８の作動を説明する。
（１）間欠回転テーブル１が移動中は、挟圧部材１９，２０はスパウト付き袋３と干渉しない待避位置に後退し、加圧気体吹き込み用ノズル６も待避位置に上昇している。
（２）間欠回転テーブル１が停止すると、エアシリンダ２１，２２が作動して挟圧部材１９，２０が前進して閉じ、袋５の非シール部位５ｅの複数箇所を部分的に両面から挟圧する。同時に加圧気体吹き込み用ノズル６が下降し、その先端がスパウト４の上端の口部に密着する。

（３）閉じていた開閉弁１１，１２が開き、圧力調整弁１０により所定圧に調整された加圧気体が、加圧気体吹き込み用ノズル６及びスパウト４を介してスパウト付き袋３の袋５内に吹き込まれる。このとき袋５は加圧気体により膨張するが、挟圧部材１９，２０が袋５の非シール部位５ｅの複数箇所を部分的に両面から挟圧しているため、袋５の膨張は規制され、その内容積は大きくならない。
（４）次いで開閉弁１１，１２が閉じられる。ここでスパウト付き袋３にリークがなければ、気体管路１５ａと１５ｂに差圧が発生しないが、もしスパウト付き袋３にリークがあると、気体管路１５ａと１５ｂに差圧が発生する。差圧の有無又はその大きさが差圧センサ１３により検出され、その検出信号が制御装置１４に送られ、制御装置１４はその検出信号を受けてリークの有無を判定する。
（５）判定後、エアシリンダ２１，２２が作動し挟圧部材１９，２０が開いて待避位置に後退し、加圧気体吹き込み用ノズル６も待避位置に上昇する。続いて間欠回転テーブル１が回転を始める。

なお、特許文献１の方法では、袋の非シール部位がほぼ全面的に規制部材に接触するため、仮にフィルム面にピンホールができていても、該ピンホールが規制部材により塞がれてリークが抑えられ、差圧センサによりリークが検出されず、リーク無しと判定される可能性がある。しかし、本発明の上記方法の場合、挟圧部材１９，２０は非シール部位５ｅをごく部分的に挟圧するのみであるので、挟圧部材１９，２０がフィルム面にできたピンホールを塞ぐ確率は低く、上記のような検出ミスを低減できる。さらに、異なる検査工程位置でリーク検出工程を１回ずつ（計２回）行い、１回目と２回目の挟圧部位の位置をずらすようにすれば、検出ミスを完全に防止できる。
なお、挟圧部材１９，２０の挟圧面をゴム材１９ａ，２０ａで構成することにより、挟圧した袋面に傷が付くのを防止し、挟圧面を球面とすることにより、袋面に挟圧痕が残るのを防止し製品の見栄えが悪くなるのを防止できる。

図４及び図５に別の挟圧装置２５を示す。
挟圧装置２５は、一方側（図４において左側）に挟圧板２６に固定された複数個（この例では４個）の挟圧部材２７が配置され、これがエアシリンダ２８により進退させられる点では、図１，２に示す挟圧装置７と同じであるが、他方側に板状の挟圧部材２９が１つ対向配置され、かつこの挟圧部材２９が挟圧位置に固定配置されている点で異なる。挟圧部材２９は、スパウト４の延在部４ｃを避けて袋５の非シール部５ｅを挟圧できるように略Ｕ字形に形成され（図５）、挟圧面側にゴム材２９ａが取り付けられ、かつ挟圧面は平面とされている。

この挟圧装置２５では、挟圧部材２７はエアシリンダ２８の作動により待避位置（図４の仮想線参照）と挟圧位置（図４の実線参照）の間を進退するが、挟圧部材２９は挟圧位置に固定され、挟圧位置に前進してきた挟圧部材２７の全数を受け止める。挟圧部材２９が１つであり、かつ所定位置に固定されていることにより、挟圧装置の構造が簡素化される。また、挟圧部材２９が平面で袋５の非シール部に広く当接するため、袋５の膨張を挟圧装置７以上に規制できる。

図６及び図７に別の挟圧装置３１を示す。
挟圧装置３１は、一対の挟圧板３２，３３と、挟圧板３２の内側に固定された挟圧部材３４と、挟圧板３３の内側に固定された挟圧部材３５と、挟圧板３２，３３を進退させるエアシリンダ３６，３７を備える。
挟圧部材３４，３５は対向配置され、それぞれエアシリンダ３６，３７の作動により待避位置（図６の仮想線参照）と挟圧位置（図６の実線参照）の間で開閉する。また、挟圧部材３４，３５は、スパウト４のシール部４ｂと延在部４ｃを取り囲むように同じ略Ｕ字形に形成され、Ｕ字状の先端部はシール部５ａの上端まで達し、これにより袋５の非シール部５ｅを挟圧し、かつシール部５ａも一部挟圧するようになっている。挟圧板３４，３５の挟圧面側にゴム材３４ａ，３５ａが取り付けられ、かつその断面（図示せず）をみたとき挟圧面はそれぞれ面取りされて半円形をなしている（後述する挟圧部材５４の挟圧面側の形状参照）。
この挟圧装置３１は、スパウト付き袋３の全体についてリークの有無を検出する必要がなく、スパウト４と袋５のシール部のみについてリークの有無を検出すればよい場合に適用でき、袋５の膨張を極めて小さく抑え、リーク検査を短時間でかつ高精度で行うことができる利点がある。

図８及び図９は別の挟圧装置４１を示す。
挟圧装置４１は、一対の挟圧板４２，４３と、挟圧板４２の内側に固定された挟圧部材４４と、挟圧板４３の内側に固定された挟圧部材４５と、挟圧板４２，４３を図８に仮想線で示す待避位置と実線で示す挟圧位置の間で開閉させるエアシリンダ４６，４７を備える。
挟圧部材４４，４５は、図６及び図７に示す挟圧装置３１の挟圧部材３４，３５と同様、スパウト４のシール部４ｂと延在部４ｃを取り囲むように同じ略Ｕ字形をなすが、袋面の残り全部を挟圧可能なように、挟圧面の面積が広くなっている点で異なる。
作用効果としては、図５及び図６に示す挟圧装置３１と同様である。

図１０及び図１１は別の挟圧装置５１を示す。
挟圧装置５１は、一対の挟圧部材５４，５５と、これらを図１０に仮想線で示す待避位置と実線で示す挟圧位置の間で開閉させるエアシリンダ５６，５７を備える。挟圧部材５４は、スパウト４の延在部４ｃの下の位置に袋幅方向（水平）に配置され、その断面は挟圧面が面取りされて半円形をなしている。挟圧部材５５も袋幅方向に挟圧部材５４に対向配置され、挟圧面側にゴム材５５ａが取り付けられ、挟圧面は平面である。挟圧部材５４，５５は、スパウト付き袋３の袋５の中ほどにおいて、非シール部位５ｅを両側のシール部５ｂ，５ｃを含め袋幅方向に挟圧するようになっている。
この挟圧装置５１は、スパウト付き袋３の全体についてリークの有無を検出する必要がなく、主としてスパウト４と袋５のシール部についてリークの有無を検出すればよい場合に適用でき、袋５の膨張を小さく抑え（スパウト４の延在部４ｃがないか、短い場合は袋５のより上方位置を挟圧できるので特に）、リーク検査を短時間でかつ高精度で行える利点がある。

本発明に係る挟圧装置の正面図（間欠回転テーブルの接線方向にみた図）である。 その側面図である。 本発明に係るリーク検査装置の回路図である。 本発明に係る別の挟圧装置の正面図である。 その側面図である。 本発明に係るさらに別の挟圧装置の正面図である。 その側面図である。 本発明に係るさらに別の挟圧装置の正面図である。 その側面図である。 本発明に係るさらに別の挟圧装置の正面図である。 その側面図である。

符号の説明

１ 間欠回転テーブル
２ スパウト保持部材
３ スパウト付き袋
４ スパウト
５ 袋
６ 圧力気体吹き込み用ノズル
７，２５，３１，４１，５１ 挟圧装置
８ リーク検査部
１９，２０，２７，２９，３４，３５，４４，４５，５４，５５ 挟圧部材

Claims (10)

1. スパウト付き袋の袋内に所定圧の加圧気体を吹き込み、袋内の圧力を検出し、その検出結果に基づいてリークの有無を判定するスパウト付き袋のリーク検査方法において、少なくとも加圧気体の吹き込み前から圧力の検出終了までの間、袋の非シール部位の一部を開閉可能で対向配置された挟圧部材により両面から挟圧することを特徴とするスパウト付き袋のリーク検査方法。
2. スパウト付き袋のスパウトが袋とのシール部の下に袋内に延在する延在部を有し、挟圧部材が前記延在部を避けて前記非シール部位を挟圧することを特徴とする請求項１に記載されたスパウト付き袋のリーク検査方法。
3. 挟圧部材が前記非シール部位の１又は複数箇所を部分的に挟圧することを特徴とする請求項１又は２に記載されたスパウト付き袋のリーク検査方法。
4. 挟圧部材が前記非シール部位を幅方向全域にわたって挟圧することを特徴とする請求項１又は２に記載されたスパウト付き袋のリーク検査方法。
5. 挟圧部材が前記非シール部位を前記延在部を囲む略Ｖ字又はＵ字状に挟圧し、前記Ｖ字又はＵ字の上端は少なくとも袋の上縁シール部又は袋の両側縁シール部に達していることを特徴とする請求項２に記載されたスパウト付き袋のリーク検査方法。
6. 挟圧部材が前記非シール部位の前記延在部及びその近傍を除く全域を挟圧することを特徴とする請求項２に記載されたスパウト付き袋のリーク検査方法。
7. スパウト付き袋の袋内にスパウトの口を通して所定圧の加圧気体を吹き込む加圧気体吹き込み装置、袋内の圧力を検出する圧力検出装置、及び圧力検出装置からの信号に基づいてリークの有無を判定するリーク判定装置を備えたリーク検査部と、開閉可能に対向配置され、閉じたとき袋の非シール部位の一部を両面から挟圧する挟圧部材及び該挟圧部材を開閉させる駆動手段を備えた挟圧装置からなることを特徴とするスパウト付き袋のリーク検査装置。
8. 対向配置された挟圧部材のうち一方側の挟圧部材が挟圧位置に固定され、他方側の挟圧部材が前記駆動手段により挟圧位置と待避位置の間を進退することを特徴とする請求項７に記載されたスパウト付き袋のリーク検査装置。
9. 一方側又は／及び他方側の挟圧部材の挟圧面が球面であることを特徴とする請求項７又は８に記載されたスパウト付き袋のリーク検査装置。
10. 一方側又は／及び他方側の挟圧部材の挟圧面が弾性部材からなることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載されたスパウト付き袋のリーク検査装置。

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