JP2011257352A

JP2011257352A - ベローズの耐久性試験装置

Info

Publication number: JP2011257352A
Application number: JP2010134046A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Uetsuki; 敏郎植月; Tetsuya Matsukawa; 徹也松川; Hiroshi Kitagawa; 博北川; Kazuharu Ueno; 一治上野
Original assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Current assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2011-12-22

Abstract

【課題】高温環境下にてベローズの耐久性試験を安定して実施可能なベローズの耐久性試験装置を提供する。
【解決手段】ベローズ２を伸縮動作可能に保持する保持部３と、ベローズ２を伸縮動作させるためのエアシリンダ４と、保持部３とエアシリンダ４とを連結してエアシリンダ４の動力を保持部３へ伝達するロッド５と、を有し、ベローズ２の耐久性を試験する耐久性試験装置１であって、保持部３を取り囲むように形成されたチャンバ９の周囲には、チャンバ９に蒸気を導入する導入路９ａ及びチャンバ９から蒸気を排出する排出路９ｂが設けられ、ロッド５には、チャンバ９からの熱を遮断する放熱板１１が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ベローズの使用環境を再現した状態でベローズの耐久性を試験する耐久性試験装置に関する。

ベローズの耐久性を試験する装置として、ベローズの使用環境を再現して耐久性を試験するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、真空開閉器用のベローズに対し、その使用環境を再現した真空状態で多数回伸縮させて耐久性を試験する。

特開平６−１８３７５号公報

飲料の製造工程において使用されるベローズはバルブ内に設置されてバルブの動作に応じて伸縮し、無菌の製品液から外気を遮断するために用いられる。また、蒸気滅菌（ＳｔｅｒｉｌｉｚｉｎｇＩｎＰｌａｃｅ）時にはベローズが高温環境に曝される。従って、高温環境も加味した状態でベローズの耐久性試験をする必要があるが、長期間の試験においてはベローズを伸縮させる駆動手段に熱が伝わることで駆動手段に不具合が生じるおそれがある。

そこで、本発明は高温環境下にてベローズの耐久性試験を安定して実施可能なベローズの耐久性試験装置を提供することを目的とする。

本発明のベローズの耐久性試験装置は、ベローズ（２）を伸縮動作可能に保持する保持手段（３）と、前記ベローズを伸縮動作させるための駆動手段（４）と、前記保持手段と前記駆動手段とを連結して前記駆動手段の動力を前記保持手段へ伝達する連結手段（５）と、を有し、前記ベローズの耐久性を試験する耐久性試験装置（１）であって、前記保持手段を取り囲むように形成されたチャンバ（９）の周囲には、前記チャンバに蒸気を導入する導入路（９ａ）及び前記チャンバから前記蒸気を排出する排出路（９ｂ）が設けられ、前記連結手段には、前記チャンバからの熱を遮断する熱遮断手段（１１）が設けられていることにより上記課題を解決する。

本発明の耐久性試験装置によれば、チャンバ内に蒸気が導入され、高温環境となると、保持手段から連結手段へと熱が伝わる。連結手段には熱遮断手段が設けられているため、チャンバからの熱を遮断して駆動手段へ伝わることを防止できる。従って、駆動手段が高温となることによる不具合発生を防止できる。よって、高温環境下でのベローズの耐久性試験を長期間安定して実施することができる。

本発明の耐久性試験装置の一形態において、前記熱遮断手段が、前記連結手段の動力伝達方向に沿って設けられ、前記連結手段から延びる複数の放熱板（１１）であってもよい。この形態によれば、複数の放熱板が連結手段を伝わるチャンバからの熱を拡散させる。駆動手段の駆動に伴って放熱板が設けられた連結手段も移動するので、放熱板による熱の拡散を静止状態に比べて促進させている。従って、簡易な構成で駆動手段への熱の伝達を効果的に防止できる。

本発明の耐久性試験装置の一形態において、前記駆動手段の動力が伝達される動力伝達方向に延びる延長線上に前記保持手段が位置していてもよい。この形態によれば、駆動手段と保持手段とが直線状に並んだ簡易な構成であり、このためチャンバからの熱が伝わりやすい構成となっても、熱遮断手段が設けられているので、駆動手段の不具合を防止することができる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上、説明したように、本発明のベローズの耐久性試験装置においては、連結手段には熱遮断手段が設けられているため、高温環境下にあるチャンバからの熱を遮断して駆動手段へ熱が伝わることを防止できる。従って、駆動手段が高温となることによる不具合発生を防止できる。よって、高温環境下でのベローズの耐久性試験を長期間安定して実施することができる。

本発明の一形態に係るベローズの耐久性試験装置の概略図。

本発明の一形態に係るベローズの耐久性試験装置の概略図を図１に示す。耐久性試験装置１は、樹脂製のベローズ２の耐久性を試験する装置である。ベローズ２は、飲料の製造工程において使用される充填バルブ内に取り付けられて使用される。この使用環境において、充填バルブ内は定期的に蒸気滅菌（ＳｔｅｒｉｌｉｚｉｎｇＩｎＰｌａｃｅ）されるため、ベローズ２の使用の際には高温環境に曝されることにもなる。耐久性試験装置１は、このようなベローズ２の使用環境を再現した状態で耐久性を試験する装置である。

耐久性試験装置１は、ベローズ２を保持する保持手段としての保持部３と、ベローズ２を伸縮動作させる駆動手段としてのエアシリンダ４と、保持部３及びエアシリンダ４を連結する連結手段としてのロッド５と、保持部３の周囲を覆うハウジング６とを備える。保持部３は、試験対象となるベローズ２を伸縮動作可能に保持する。保持部３はロッド５の下端に固定され、そのロッド５の上端がエアシリンダ４のシリンダロッド４ａと連結されている。これにより、エアシリンダ４の駆動に伴って保持部３が上下方向に往復運動する。ベローズ２の下端は保持部３に固定され、ベローズ２の上端は後述するハウジング６の上部６ａに固定される。ベローズ２の固定の際には、ベローズ２の上下端をＯリング７ａ、７ｂ、７ｃで密閉する。エアシリンダ４として、各種周知技術を適用してよい。エアシリンダ４と、保持部３とはエアシリンダ４の動力を伝達する動力伝達方向に並んで設置されている。エアシリンダ４は、設置部８にその上部を支持され、吊り下げ支持された状態で下方に位置する保持部３を往復運動させる。

ハウジング６が保持部３の周囲を覆うことにより、チャンバ９が形成される。ハウジング６には、チャンバ９内に蒸気を導入する導入路９ａと、蒸気を排出する排出路９ｂとが設けられ、チャンバ９内に蒸気滅菌環境が再現可能である。また、チャンバ９内の温度を測定する測温抵抗体１０がハウジング６に取り付けられている。チャンバ９内では、蒸気滅菌環境が再現され、長時間の試験が行われる。このため、チャンバ９は高温となり、ハウジング６からエアシリンダ４へロッド５を介して熱が伝達されると、エアシリンダ４内で使用されるＯリングが破損するおそれがある。これを防止するために、ロッド５には、熱遮断手段としての複数の放熱板１１が設けられている。放熱板１１は、ロッド５の軸線方向、つまりエアシリンダ４からの動力伝達方向に沿って所定間隔に並んだ、ロッド５の軸線方向に対して直交する方向に延びる円板状の部材である。チャンバ９から伝わる熱が各放熱板１１により拡散してロッド５の温度が下がるので、エアシリンダ４への熱の伝達を防ぐことができる。エアシリンダ４の駆動に伴って放熱板１１を備えたロッド５が軸線方向に往復運動するので、放熱板１１による熱の拡散をロッド５の静止状態に比べて促進できる。ロッド５及び各放熱板１１は一例としてステンレスで構成され、各放熱板１１は、ステンレスを削り出して形成される。これに限られず、他の金属等で形成されていてもよい。

耐久性試験装置１は、制御部２０を備えている。制御部２０は、マイクロプロセッシングユニットを備えたコンピュータユニットの一種として構成される。制御部２０は、エアシリンダ４と接続され、エアシリンダ４の動作を制御する。また、制御部２０は、エアシリンダ４の動作回数、つまりベローズ２の伸縮回数をカウンタ２１に計数させる。

次に、ベローズ２の耐久性試験装置１の動作を説明する。試験対象となるベローズ２は保持部３に保持され、その下部を保持部３に固定されつつ上部はハウジング６の上部６ａと固定される。エアシリンダ４が駆動するとロッド５を介して保持部３が上下方向に往復運動し、ベローズ２は伸縮動作することができる。その動作回数はカウンタ２１で計数される。ベローズ２が設置されるチャンバ９には、導入路９ａ及び排出路９ｂを介して蒸気の導入及び排出がされ、耐久性試験中のチャンバ９において蒸気が導入路９ａから導入されつつ排出路９ｂから排出される。一例として、チャンバ９内の環境は、１００〜１４５［℃］程度の温度に保たれ、圧力についても０．２〜０．４［Ｍｐａ］程度に保たれる。また、耐久性試験装置１は、ベローズ２の伸縮動作はエアシリンダ４の性能に依存し、ストローク幅１０［ｍｍ］で実際の使用環境よりも早いストロークとなる動作周期が１分間に１５０回以上の往復動作を付与することができる。チャンバ９内の環境はベローズ２の実際の使用環境と同等に保たれればよい。なお、実際の使用環境よりも条件がより厳しい環境で試験してもよい。チャンバ９内の環境や、ベローズ２に付与する動作環境は、使用状態や負荷に応じて定めてよい。

例えば、実際の使用環境で１年間使用したベローズ２の動作回数は、飲料製造工程の年間稼働時間５０００時間で充填バルブの動作回数が１分間に８回程度とすると、２４０万回程度と想定され、累積の蒸気滅菌時間は、１日３０分の滅菌時間で３３０日の稼働時間とすると、１６５時間程度と想定される。これに対し、耐久性試験装置１では、チャンバ９内に設置したベローズ２に対し、実際の使用環境よりも早いストロークで伸縮動作を付与し続ける。試験結果に基づいて実際の使用条件から耐用年数を割り出すことができる。なお、ベローズ２が破損した場合には蒸気が外部に漏れ出すので、ベローズ２の破損は容易に認識することができる。

耐久性試験装置１においては、ベローズ２の耐用年数を調べるのでチャンバ９内の高温・高圧状態を維持しつつ長期間稼働させることが必要となる。従って、ハウジング６からエアシリンダ４へ熱が伝わることによるエアシリンダ４の破損を防ぐため、ロッド５に複数の放熱板１１を設けることにより、熱を拡散させ、エアシリンダ４への熱の伝達を阻止できる。エアシリンダ４とチャンバ９内でベローズ２を保持する保持部３とを連結するロッド５に対して複数の放熱板１１を設ける構成なので、エアシリンダ４の駆動に伴って放熱板１１を備えたロッド５が軸線方向に往復運動するので、静止状態に比べて放熱板１１による熱の拡散効果が高く、簡易な構成でエアシリンダ４への熱の伝達を効果的に防止できる。よって、高温環境下においてもベローズ２の耐久性試験を長期間安定して実施することができる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本形態では、ロッド５と保持部３とが別個の部材として説明したが、一体的な構成としてもよい。このような場合でも、保持部３とエアシリンダ４との間に放熱板１１を適宜設けることができる。また、ロッド５の長さや、放熱板１１の大きさや個数、間隔についても適宜変更してよい。ロッド５の外表面に対する放熱板１１を設ける角度についても適宜の変更が可能である。放熱板１１は、円板状に限らず、例えば、四角形状の板でもよいし、あるいは複数の棒状の部材をロッド５に対して適宜の方向、長さ、大きさで設けてもよい。放熱板１１に限られず、断熱材等を適用してもよい。例えば、ロッド５の間に断熱材を設けるようにしてもよい。

１耐久性試験装置
２ベローズ
３保持部（保持手段）
４エアシリンダ（駆動手段）
５ロッド（連結手段）
６ハウジング
９チャンバ
１１放熱板
２０制御部

Claims

ベローズを伸縮動作可能に保持する保持手段と、前記ベローズを伸縮動作させるための駆動手段と、前記保持手段と前記駆動手段とを連結して前記駆動手段の動力を前記保持手段へ伝達する連結手段と、を有し、前記ベローズの耐久性を試験する耐久性試験装置であって、
前記保持手段を取り囲むように形成されたチャンバの周囲には、前記チャンバに蒸気を導入する導入路及び前記チャンバから前記蒸気を排出する排出路が設けられ、
前記連結手段には、前記チャンバからの熱を遮断する熱遮断手段が設けられているベローズの耐久性試験装置。
前記熱遮断手段が、前記連結手段の動力伝達方向に沿って設けられ、前記連結手段から延びる複数の放熱板である請求項１に記載の耐久性試験装置。
前記駆動手段の動力が伝達される動力伝達方向に延びる延長線上に前記保持手段が位置している請求項１又は２に記載の耐久性試験装置。