JP2592015B2 - 容器の漏れ探知方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも部分的に弾
性的な壁を有する容器の漏れ探知方法およびその装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】少なくとも部分的に弾性
的な壁を有する容器の漏れの有無を調べるための方法に
ついては、すでに US-PS-4 901 558 号明細書に記載さ
れている。この方法では容器を真空室内に配置した後、
真空室を真空にし、そして壁の弾性的な部分の外側への
湾曲を所定の信号に変換することにより評価されてい
る。すなわち、この信号の変動によって容器に漏れが存
在する事が推定されるのである。上記の特許において
も、容器が漏れ部分を塞いでしまう充填物で充填されて
いる場合に発生する問題が取り上げられている。充填物
以外にも容器の壁の構造が自動的に気密に働く傾向を示
す場合がある。例えば、容器の壁がダンボールでできて
おり、内側にプラスチックコーティングが加工された場
合には、外側から中側に加わる圧力差により漏れ部分が
バルブのような働きをすることになる。しかしながら、
このような場合にも漏れ部分の存在により、充填物が腐
敗する等の問題が生じ、許容されないものである。

【０００３】しかし、前記の US-PS-4 901 558号明細書
で説明されている技術を用いて、このような充填物が充
填されている容器を調べる際には、容器の外側の空間を
真空するから圧力差がテスト中には内側から外側に向け
られるため上記問題を解決することは不可能である。本
発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、充填物が
充填された容器の漏れを調べる方法およびその装置の提
供を目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、密閉
され、かつ少なくとも部分的に弾性的な壁を有する容器
を、容器の内圧よりも大きな圧力の気体媒体雰囲気下に
配置し、容器の内容積を増大させる操作を行う際にパラ
メータを測定することにより容器の漏れの有無を探知す
る容器の漏れ探知方法、および容器の弾性的な壁の部分
に付着できる牽引装置と、弾性的な壁の牽引時に、容器
を固定する固定装置と、少なくとも一つの弾性的な壁の
牽引によって変化するパラメータを感知するセンサーと
を具備する少なくとも一つの弾性的な壁の部分を有する
密閉された容器の漏れ探知装置により上記目的を達成す
るようにした。

【０００５】

【作用】本発明は、基本的にこのような容器の漏れの有
無を調べることにおいて充填物、又は容器の壁の構造に
よる漏れの場所が自動的に気密に働く傾向に鑑み、テス
ト中には差圧は外から中へ向くようにして測定するよう
にしたものである。この傾向を、上述した特許明細書に
記載された発明のように、容器を全体加圧したガラスの
中に入れた場合は、容器の壁の弾性的な部分は内側へ湾
曲してしまう。その結果として容器の内圧がまもなく外
圧と等しくなり、上記の特徴を利用する事ができないこ
とになる。

【０００６】本発明は、前記の特許に記載された方法を
主にそのまま利用するものである。すなわち、容器の回
りの空気を真空にする事によって容器の壁が外側へ湾曲
することによって内容積を大きくする。本発明において
は、少なくとも壁の一部分にかかる外圧が容器の容量の
増大による内圧の最低圧より大きくされている。これに
よって、壁のこの部分で容量が増大している際に吸引ふ
いごのような作用で外から中へ向かう圧力差が生じる。
この圧力差によって漏れのある場所から充填物や容器の
壁の構造に妨げられず媒体は容器内へ流れ、漏れの箇所
むしろ拡大する。すなわち、このような漏れのバルブ的
な作用を利用するものである。

【０００７】本発明は、この方法の第一の実施例で容器
の容量の増大が初期の内圧に対して壁の少なくとも一部
分でより低い外圧とされている。これによって容器の壁
が、弾性的であるか否かに拘らず、この部分が外側へ湾
曲され、上記の効果が現れる。更に別の実施例では、請
求項３に記載されているように容量の増大が機械的にな
されている牽引装置で実現されている。このような牽引
装置が吸盤で容器の壁に取り付けられている。

【０００８】漏れの有無をある設定されている閾値との
比較で評価するために、測定パラメーターとして請求項
４で説明されているように、内側または外側への容器の
壁の湾曲する距離、あるいはその速度、またはその加速
度を測定することが提案されている。さらに、請求項５
による媒体の圧力、あるいは弾性的な壁の部分の張力を
膨張測定ストライプで測定する方法も提案されている。
媒体に接触されている壁の部分に漏れ部分がある場合、
前述のように吸引ふいご作用で媒体が容器の中へ流れ込
み、密閉されている媒体容量に測定信号として測れる圧
力差が生じる。さらに、本発明においては最大の漏損が
設定されているので漏損ゼロに達しない。従って、本発
明で提案されている方法においては、小さいな漏れの箇
所から媒体、特にガスの媒体が容器にはいることとな
る。食品のような取扱いに注意を要する充填物の場合に
は、テストによる容器の内容物が媒体に使われているガ
スでの汚染されないように請求項６に説明されている方
法を用いることも可能である。

【０００９】本発明において、容易に媒体の初期の圧力
は容器の内圧と同等となる。したがって、内圧が大気圧
であれば、媒体の圧力は大気圧、または大気圧よりやや
高めに設定する必要がある。前述したように、自動的に
気密となる傾向を有する容器の漏れの部分は、バルブの
ように作用する場合がある。この点に鑑みて、本発明に
おいては、請求項８に記載するように振動的な容量の変
化を起こすことにより対応している。この振動的な容量
の変化が、容量の増大、あるいは減少であるかが測定パ
ラメーターとして記録され、整流効果のように二つの異
なった半波を有する事になる。

【００１０】請求項９に記載されているように、特に容
器の漏損の発生しやすい箇所、例えば溶接の部分等が上
記の媒体に接触させられることになるが、容器全体の漏
損の有無を検査することも本発明の方法によれば容易に
可能となる。すなわち、請求項１０に記載されているよ
うに、壁の異なる部分を順次、若しくは容器の全ての壁
の部分を前記の媒体に接触させるようにすることにより
可能となるのである。本発明の実施例の詳細の説明は、
請求項１２から１７までに記載されている。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明をさらに具体的
に説明する。図１は、柔軟な主に非弾性的な材料、例え
ば紙等で形成された壁３を有する容器１を示すものであ
る。容器１内に充填物が充填され、さらに内圧ｐ₀が加
わっている。この柔軟な壁３を有する容器１は、本発明
に提案された方法で容量が増大するように負荷される。
柔軟性な壁３は、それに対立する台５に固定され、柔軟
な壁３が力Ｆで拡張してゆく。

【００１２】まず、密閉容器の例について説明する。容
器の容量の増大にともなって内圧が最初の値ｐ₀からｐ
_minまで低下する事が略図的に示されている。容器１の
壁のどこかに漏れ部分７があり、そして容器１の回りの
媒体、好ましくはガス体の圧力ｐ_Aが、容量増大の際に
発生する容器の最低の内圧ｐ_minより大きければ、容器
の内圧ｐが外圧ｐ_A以下に落ちる時点で媒体のガスが漏
れ部分７から容器の中に吸い込まれる。この場合は、図
に示されているように漏れ部分が弾性的か、あるいは非
可変的な壁の部分にあるかととは無関係なものである。

【００１３】略図的に示されている充填物の粒子９、あ
るいは壁に遊離している部分が破線で示され、流れにし
たがって容器の中に動くから媒体であるガス体が流入す
ることを妨げない。漏れ部分７にかかわらず、弾性的な
壁３はバネ部材と同様な作用をするため、図示略のセン
サーで弾性的な壁３の部分の湾曲の距離、あるいは所定
の距離、それに必要な力Ｆ、あるいは壁の移動速度、も
しくはその加速度が測定される。さらに別の測定信号と
して、壁３の部分に発生する張力を張力測定ストライブ
（ＤＭＳ）で測定する事も可能である。さらにまた、密
閉した検査室で容器の外側の圧ｐ_Aが漏れ部分７から容
器の中に流入することによってｐ_A が低下するので、こ
れを測定信号として記録することも可能である。

【００１４】図２には図１で示されている方法およびそ
の装置に基づく本発明の第１の実施例を示すものであ
る。ここに示されている立方体の容器１０は、例えば紙
で形成されているオレンジジュースあるいは牛乳のパッ
クである。対面する壁には、吸盤１２ａ及び１２ｂが接
触している。吸盤１２は円筒形状に形成され、その縁に
は、容器の何れかの壁の形に密着させるパッキング１４
ａ及び１４ｂが配設されている。吸盤１２を容器１０の
該当する壁の部分に取付けた後、真空ポンプ１５及び制
御弁１７により真空にされる。真空する事によって破線
で示されている吸盤１２に覆われている壁の部分が外側
へ湾曲する。

【００１５】吸盤１２に覆われていない壁の部分１６
は、ここに示されている実施例では大気圧の下に、ある
いはそのために設計されている専用室の中で減菌空気か
窒素等の不活性気体雰囲気下に置かれている。この壁面
１６に、略図的に示されているセンサー１８で漏れ部分
が検出される。測定信号を得られるためには多種のセン
サーが好適に用いられる。例えば、距離、力、速度、加
速或いは圧及び張力のセンサー、またはこのような容量
的或いは誘導的なセンサー、光−電気的なセンサー等が
用いられる。当業者であればこのようなセンサーをどの
部分に取り付けるべきであるか、もしくは信号の測定方
法等については自明であるため、この技術についてはこ
こでは説明を省略する。

【００１６】図２に示されている実施例においては、連
続操作の場合に取り扱われている容器１０が吸盤１２か
らその容器が置かれている配列の位置からも、吸盤１２
のみに固定される。したがって、例えばベルトコンベヤ
で移動の際にも検査されることが可能である。容器を真
空する前にもクリップの間に押さえるために吸盤１２が
付勢的に応力を加える場合もある。

【００１７】図３には図２に基づく実施例の変形例が示
されている。この実施例では探知すべき立方体の容器１
０が元に配列された場所にとどまるものである。図２に
示されている部材と同様な部材には同じ番号を付け説明
を省略する。本実施例は、図２に示されている実施例と
異なり容器１０が吸盤１２で設置台２０に押さえられて
いる。しかし、底面２１の検査も可能にするために設置
台２０に凹部２３が形成されている。これは、図中にお
いて破線で描かれている穴２５で外気と通じている。凹
部２３が優先的に外界と通じるので、その中の圧力は同
様の状況となる。

【００１８】図３に示されている実施例にも容量的、あ
るいは誘導的な構造を持つ接触センサー１８が配置され
ている。これで検査されている容器の容量増大の特徴、
例えば、どのような減圧で壁の湾曲が破線で示されてい
る程度に達するか、若しくは大気圧下にある他の壁の部
分の湾曲が記録される。上記のセンサー１８の代わりに
光−電気的なセンサー、圧力センサーあるいは張力測定
ストライプを用いても良い。さらに、図３に示されてい
る実施例では漏れを表す測定値、又はその尺度として穴
２５から吸入されている空気の量を用いることも可能で
ある。

【００１９】図４に示されている参考例では、立方体の
容器の例として、本発明により容量を増大させて検査す
る容器１０が示され、これに対して吸引手段２７で矢印
Ｆで示されている方向に壁が機械的に引力が負荷され
る。図中に示す固定部２９のところで引力の負荷を受け
る壁面の縁が固定される。漏損を示す測定値としては例
えば距離／力曲線Ｆ（Ｓ）、あるいは外側への湾曲の速
度、あるいはその湾曲の速度が使われている。

【００２０】さらに、好ましくは図４の左側に示されて
いるように、吸引手段２７が接触しない壁面に図２およ
び図３に示されている吸盤１２と同様に測定手段３１が
配置される。それで引力負荷Ｆおよび湾曲する壁面によ
って容器の中の減圧の程度が測定される。圧力センサー
および位置センサーは、図式的に示されている値を記録
する。好ましくは、ここにも湾曲する容器の壁のために
容量的、あるいは誘導的なセンサー１８が配置される。

【００２１】図５は、図２および図３による測定位置を
示しているが、この場合は大気圧よりも過剰な圧力で負
荷されている。図２および図３に示されているセンサー
１８を有する吸盤１２以外に引力で負荷されていない容
器の壁の部分がクリップ３６および底面３７に形成され
ている室３５が形成されている。この室３５は加圧媒体
のソース３９からバルブ４１を通して加圧され、吸盤１
２は前述と同じ方法で真空ポンプ１５およびバルブ１７
で真空にされている。引力が負荷されていない容器の壁
の部分を気圧より大きい圧力で加圧する事により、この
測定の感度が向上される。要するに加圧された容器の壁
の部分にある漏れの箇所を開き、流入する媒体である
「加圧されたガス」により検出にはより小さい容量の増
大ですむ。

【００２２】この場合も、センサー１８において示され
ているように、位置センサーの代わりに室３５の中に加
圧媒体が漏損の場所に室３５から容器１０の中に吸引さ
れる事によって発生する減圧を検出する圧センサーが配
置されても良い。図２から図３までに示されている実施
例では、許容範囲内の漏損の場合にも空気が容器１０の
中に吸引されるので、容器の充填物が空気に影響される
可能性がある。図５に示されている実施例では過剰圧力
は室３５を滅菌されているガス、例えば滅菌されている
空気、或いは窒素で充満し、容器を加圧する。これによ
って容器に吸引されている微量の加圧媒体が充填物に影
響を与える事が避けられる。図２から図３までに示され
ている実施例においても、不活性気体の下で処理する場
合には、空気に接触する様に示されている壁の部分が適
切に形成されている室で不活性気体に負荷された上で検
査される。もしくは、この配置全体が不活性気体の中で
処理されるものであってもよい。

【００２３】同様の配置は図６にも採用されている。図
４に示されている配置の改良型として、ここに検査され
る容器１０の対向する壁に引力Ｆ_aあるいはＦ_bで容器１
０を拡張する吸盤２７ａ及び２７ｂが配置されている。
図４にすでに示されように吸盤２７が真空ポンプ１５及
びバルブ１７で真空にされている。この場合に配置全体
が、図示されているように不活性気体室４３に置かれ、
減菌空気か窒素のような不活性気体で加圧媒体ソース３
９及びバルプ４１で大気圧より大きい圧力で負荷され
る。図７に再び図式的に検査する弾性的な壁３の部分お
よび漏れ部分７を有する容器１０が示されている。ここ
は漏れ部分７がバルブの様に作用しているので蓋７ａと
して示されている。負荷力Ｆで弾性的な壁の部分３が容
量を増大するように拡張されたら、媒体が周囲から容器
１０の中に流入することによって漏損の蓋７ａが実線で
示されている位置に開かれる。負荷力Ｆは逆に中に向い
ている場合内圧の増加によって漏損の蓋７ａが破線で示
されている位置まで戻される。

【００２４】この特徴は図８に示されている新たな測定
技術に利用する事ができる。ここに均等な振幅で振動す
る力Ｆ_(t)が図７に示されている様に加えられている。
容器１０が密閉であれば、弾性的な壁の部分３の移動Ｓ
_dは主に力の変動に従う。図７に示されているように漏
れ部分７があれば、その漏れ部分のバルブ効果によって
それぞれの負荷力波にｓ_iで示されている異なる移動が
生ずる。同一の振幅では全般的に壁３部分の移動距離が
容量減少（コンポレッシオン）よりも増大の場合に大き
い。好ましくは、このような漏れによる信号の特徴が上
述した測定器で評価される。ここで紹介した測定技術及
び測定装置は特に弾性的な、非変形的な壁を有する容
器、例えば 「テトラパック(Tetrapak)」として知られ
ている飲料の容器及び真空パック、ラップ袋等に適して
いる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、密閉され、かつ少なくとも部
分的に弾性的な壁を有する容器を、容器の内圧よりも大
きな圧力の気体媒体雰囲気下に配置し、容器の内容積を
増大させる操作を行う際にパラメータを測定することに
より容器の漏れの有無を探知する容器の漏れ探知方法、
および容器の弾性的な壁の部分に付着できる牽引装置
と、弾性的な壁の牽引時に、容器を固定する固定装置
と、少なくとも一つの弾性的な壁の牽引によって変化す
るパラメータを関知するセンサーとを具備する少なくと
も一つの弾性的な壁の部分を有する密閉された容器の漏
れ探知装置であるので、漏れ部分を塞いでしまう充填物
で充填されている容器や、容器の壁の構造が自動的に気
密に働く傾向を示す容器の場合でも確実に容器の漏れを
探知することができるという効果を有するものである。
加えて、対口している弾性壁を互いに引き離すことによ
り、牽引された面の変位置が、牽引そのものに基づくも
のなのか、あるいは 漏れ部分に起因するものなのかを
区別して漏れ部分の有無を確実に判別することができ、
正確な漏れ探知を行い得るという効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法および装置を説明するための説明
図である。

【図２】本発明の実施例を、四角い容器、例えばオレン
ジジュースあるいは牛乳のパックに応用した状態を示す
概略断面図である。

【図３】図２に示す例と異なる実施例を示す概略断面図
である。

【図４】本発明の参考例を示す概略断面図である。

【図５】本発明の第４の実施例を示す概略断面図であ
る。

【図６】本発明の第５の実施例を、図２と同様にオレン
ジジュースあるいは牛乳のパックの検査に応用した状態
を示す説明図である。

【図７】本発明の作動状態を説明するための説明図であ
る。

【図８】牽引負荷を変動させた状態で得られた測定値を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ 容器 ３ 壁 ７ 漏れ部分 １２ 吸盤

Claims (17)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気流が容器の内部から外部へと漏れ部
   分を通って流れたときには、容器の充填物が前記漏れ部
   分を塞いでしまうことになったり、あるいは壁自身の構
   造が気密に働いてしまったりする壁の漏れを探知するた
   めの方法であって、 対向している弾性的な２つの前記容器壁を互いに離間す
   る向きに機械的に引き離すことにより、前記容器の内容
   積を増大させかつ前記容器の内部圧力を減少させる工程
   と、 探知されるべき前記容器壁を、内容積が増大された前記
   容器において減少された前記内部圧力よりも大きな圧力
   を有する外部環境に配置する工程とを具備していること
   を特徴とする容器の漏れ探知方法。
2. 【請求項２】 前記機械的な引き離しは、前記対向する
   ２つの壁の近傍の外部圧力を低減させることにより達成
   され、 前記容器の前記低減された外部圧力が適用されていない
   壁を探知対象とすることを特徴とする請求項１記載の漏
   れ探知方法。
3. 【請求項３】 前記機械的な引き離しは、前記対向する
   ２つの壁に機械的牽引装置を装着させることにより達成
   され、 該牽引装置が装着された前記２つの壁を外向きに牽引す
   ることを特徴とする請求項１記載の漏れ探知方法。
4. 【請求項４】 漏れがあるかどうかを、前記容器の弾性
   的な壁の移動距離、速度もしくは加速度を測定すること
   により探知することを特徴とする請求項１、２または３
   のいずれかに記載の漏れ探知方法。
5. 【請求項５】 漏れがあるかどうかを、前記容器の弾性
   的な壁の近傍の外部圧力、あるいは前記弾性的な壁の張
   力を測定することにより探知することを特徴とする請求
   項１、２または３のいずれかに記載の漏れ探知方法。
6. 【請求項６】 さらに、探知されるべき前記壁を、無菌
   空気雰囲気下あるいは窒素雰囲気下のような無菌ガス雰
   囲気下に配置することを特徴とする請求項１ないし５の
   いずれかに記載の漏れ探知方法。
7. 【請求項７】 探知されるべき前記壁が、前記容器の初
   期内容積時の内部圧力に等しいか、あるいは、より大き
   い外部圧力に曝されることを特徴とする請求項１ないし
   ６のいずれかに記載された漏れ探知方法。
8. 【請求項８】 前記機械的な引き離しが、振動的に印加
   されることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに
   記載の漏れ探知方法。
9. 【請求項９】 前記容器の漏れの発生しやすい壁が、探
   知されるべき前記壁として選択されていることを特徴と
   する請求項１ないし８のいずれかに記載の漏れ探知方
   法。
10. 【請求項１０】 前記容器の弾性的な前記壁の異なる部
    分が、その後、探知されることを特徴とする請求項１な
    いし９のいずれかに記載の漏れ探知方法。
11. 【請求項１１】 密閉されかつ弾性的な容器の漏れを探
    知する装置であって前記容器の対向する２つの壁を機械
    的に互いに引き離すために設けられた機械的牽引装置
    と、 前記容器の前記壁が機械的に互いに引き離されたときに
    変化する物理量を感知するための少なくとも１つの測定
    用センサーとを具備することを特徴とする漏れ探知装
    置。
12. 【請求項１２】 前記機械的牽引装置が、前記２つの壁
    に対して吸引により装着される吸盤を有して構成されて
    いることを特徴とする請求項１１記載の漏れ探知装置。
13. 【請求項１３】 前記機械的牽引装置が、機械的牽引駆
    動装置に連結されている吸盤を有して構成されているこ
    とを特徴とする請求項１１または１２記載の漏れ探知装
    置。
14. 【請求項１４】 前記容器の壁に密着状態で装着される
    とともに、無菌空気供給源または窒素供給源に接続され
    ている室が形成され、 前記機械的牽引装置は、前記室が密着状態に装着されて
    いる前記壁とは異なる前記容器の壁に作用するように設
    けられていることを特徴とする請求項１１ないし１３の
    いずれかに記載の漏れ探知装置。
15. 【請求項１５】 前記機械的牽引装置は、弾性的な前記
    少なくとも一方の壁に対して、時間依存性の引き離し力
    を及ぼすことを特徴とする請求項１１ないし１４のいず
    れかに記載の漏れ探知装置。
16. 【請求項１６】 前記機械的牽引装置は、弾性的な前記
    少なくとも一方の壁に対して、振動的な引き離し力を及
    ぼすことを特徴とする請求項１５記載の漏れ探知装置。
17. 【請求項１７】 前記センサーが、前記壁のための位置
    センサー、光−電気的なセンサー、あるいは、抵抗式張
    力歪計であることを特徴とする請求項１１ないし１６の
    いずれかに記載の漏れ探知装置。