JP3001820B2 - 容器の漏れ試験方法及び装置 - Google Patents

容器の漏れ試験方法及び装置

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    • B07C5/3404Sorting according to other particular properties according to properties of containers or receptacles, e.g. rigidity, leaks, fill-level
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    • G01M3/329Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators removably mounted in a test cell for verifying the internal pressure of closed containers

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも1つの
空容器の密封試験及び空容器の圧力荷重に応じた容積変
化を検出する方法と装置に関し、例えばコーヒー包装の
ような弾力的な空容器について試験する方法と装置に関
する。 【0002】 【従来の技術】例えばジュース、コーヒーのような特定
の飲食物又は例えば発泡錠剤のような薬品を包装する
際、包装された製品が大気中の湿気によって汚染される
のを防止するため、包装容器を周囲から密封することが
重要である。その際、容器は、缶や袋のような、一般に
定形又は弾力的な中空容器であり、蓋又は密閉部を備え
ている。これらの蓋又は密閉部は開放可能であるが、閉
じた状態では中空容器内部を密封して閉鎖する必要があ
る。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】この種の容器の製造に
は、例えば溶接方法等の種々の製造法が採用される。こ
のような中空容器の密封度の他に、定形の容器の場合
は、壁特に連結部の剛性が容器の耐久性の重要な基準と
なる。例えば中空容器に溶接継目のような堅い、又は弱
い箇所が存在すると、容器使用中に例えば剛性が異なる
部位が連結された領域で亀裂が生ずる場合がある。本発
明は、簡単な方法で、高い信頼性を以てこのような容器
の試験が可能である容器の漏れ試験方法及び装置を提供
することを課題としている。 【0004】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る容器の漏れ試験方法は、容器を試験室
に入れ、この容器を差圧に曝すことにより容器の漏れを
試験する方法であって、前記差圧の上昇を開始し、前記
差圧が上昇していく過程で差圧上昇開始時点から第1の
所定時間経過時に前記試験室の圧力を取り出し、取り出
した瞬間の圧力を基準圧力値として保持し、さらに差圧
上昇を継続して差圧上昇開始時点から第2の所定時間経
過時に前記差圧の上昇を停止し、前記差圧の上昇が停止
した後で差圧上昇開始時点から第3の所定時間経過時
に、前記試験室の圧力を取り出し、この取り出した圧力
を前記基準圧力値と比較して前記容器の漏れ状態を判定
することを特徴としている。 【0005】また、本発明に係る中空容器の試験装置
は、容器を入れるための試験室と、この試験室に接続さ
れて加圧または減圧するための圧力源と、前記試験室に
接続された圧力取り出しラインと、この圧力取り出しラ
インから作用を受ける保持手段および比較手段と、タイ
ミング手段とを具備し、前記保持手段の出力は前記比較
手段に作用するように構成されるとともに、前記タイミ
ング手段は、前記圧力源による加圧または減圧の間で加
圧または減圧の開始時点から第1の所定時間経過時に前
記試験室内の瞬間の圧力に相当する圧力を基準圧力とし
て前記保持手段に保持させた後、さらに加圧または減圧
を継続して前記開始時点から第2の所定時間経過時に前
記圧力源による加圧または減圧を停止し、その後、前記
開始時点から第3の所定時間経過時の前記試験室内の圧
力と前記比較手段により前記保持手段に蓄えられた前記
基準圧力とを比較させるように構成され、前記比較手段
の出力を容器の漏れを示す信号として評価することを特
徴とする。 【0006】前記課題は本発明に基づき、試験室内の空
容器に、空容器内圧と試験室内の圧力との正又は負の差
圧を加え、試験室内の圧力の状態から空容器の密封度及
び(又は)容積変化を判定することにより達成される。 【0007】場合によって、内容物が充填された中空容
器を試験室内に入れ、試験室内に中空容器の内圧との正
又は負の差圧を、好適には空気である試験用気体の形態
で加え、中空容器の密封度又は漏れ度に従って試験室の
圧力と中空容器の内圧との均圧が生じる過程を観察し、
その時間的経緯から、場合によって存在する漏れの程度
を評価する。更に、中空容器の体積の増加又は減少も試
験室内の圧力に影響を及ぼすので(増加は中空容器内部
から外部へと向かう差圧が加えられた場合、減少は試験
室から中空容器内部へと向かう差圧が加えられた場
合)、試験室内圧から、中空容器壁の弾性が判断でき
る。 【0008】そこで実施形態の一つにおいては、試験室
内の圧力を一定時間経過後に一定に調整し、そのために
導入された調整圧力値を評価する方法が提案される。試
験される中空容器に漏れがある場合、試験室内の圧力を
一定に維持するためには、試験室へ又は試験室から調整
圧力値として特定量の圧力媒体が時間単位毎に供給又は
排出されるため、この媒体流量が中空容器の漏れ又は弾
性の尺度となる。すなわち、試験室内へ流入する圧力媒
体量、又は中空容器内から外部に向かう差圧の場合に
は、試験室から流出する時間単位毎の圧力媒体量が測定
量として評価される。 【0009】本発明では、試験室に所定の圧力値を初期
値として付与し、試験室内の圧力の推移を前述の判定基
準に沿って判定するため、別個に設けられた基準室に所
定の圧力を加え、次に前記基準室と試験室とを連通させ
て、試験室内と中空容器内との間に差圧を誘発させるこ
とが提案される。試験室内の圧力は、2つの室が連結さ
れると、両方の室の圧力差および容積の差により決定さ
れる。測定信号を強めるために、試験室にはあらかじめ
大気圧に関する正又は負の圧力を加えておいてもよい。 【0010】試験室の圧力を評価するため、規定の基準
圧を生成し、次にこの基準圧を基準とした差圧測定に基
づいて評価を行うことが可能である。そのための手段と
して評価に先立ち、先ず試験室と基準圧力保持部とを連
結し、次に基準圧力保持部を試験室から遮断することに
より、基準圧力保持部内の圧力を試験室の圧力変化測定
のための基準圧として使用することが提案される。 【0011】基準圧力保持部を試験室と連結することに
より、基準圧力保持部内に試験室内と同一の圧力が生ず
る。次に基準圧力保持部を試験室から遮断すると、その
遮断時の試験室内にある圧力値が基準圧力保持部内に残
留され、評価する際の差圧測定用の基準圧となる。 【0012】試験室内の圧力の評価を、所定の時点でポ
イント方式で行うことによって、極めて簡易に中空容器
を評価することが可能である。所定の時点で、試験室の
内圧が、例えば密封された中空容器に関して予め検出さ
れた目標室内圧と対応するか否かが吟味される。現在の
試験室の内圧を2つ以上の時点で、これらの時点に対応
する目標圧力値と比較することにより、又は、圧力の連
続的な時間推移を目標圧の時間推移と比較することによ
って、特に極めて小さい漏れがある場合に、例えば比較
結果、又は目標値と現在値との差を積算することによ
り、評価の正確さが高まる。 【0013】更に好ましくは、一定目標力値又は目標圧
力推移が記憶手段により記憶され、前述の試験の際、比
較値として、記録される現在値と比較され、漏れが大き
すぎ、又は堅すぎるかたわみ過ぎる壁部に起因する中空
容器の欠陥が判定される。 【0014】 【発明の実施の形態】図1は、参考例として本発明に関
連する技術を示す概略図である。中空容器1は密封度、
漏れ、及び壁の弾性変形により、圧力荷重に応じて容積
が変化する態様を試験する必要がある。中空容器1は、
例えば蓋5によって密閉可能な入口を通して試験室3内
に入れられる。その際、中空容器1の内部には通常周囲
圧Puと対応する内圧Pi1がかかっている。試験室3を
気密に閉鎖した後、試験室3には圧力媒体源7と接続さ
れることにより圧力が加えられる。圧力媒体としては、
気体、好適には空気が採用される。それによって試験室
3内には中空容器1内の内圧Pi1に対する正又は負の差
圧が生ずる。 【0015】試験室3内の圧力は図1ではP3 の記号で
示されている。試験室3と試験されるべき中空容器1か
ら成る系は、例えば遮断弁9によって圧力媒体源7から
遮断され、放置される。中空容器1が使用される気体に
対して気密であり、その壁が、P3 とPi1との差圧から
生ずる力により壁に顕著な変形が起きないような剛さで
ある場合は、図1で概略的に符号11で示した圧力検出
器、例えば圧電圧力検出器のような機械/電気変換器に
よって、図2で定性的に示した出力信号S(P3)が記
録される。 【0016】図2,図3には時間tの経過に応じて、信
号S(P3) に対応する試験室3内の圧力並びに中空容
器1内の内圧Pi1が定性的に記載されている。時点
1、即ち、中空容器1が試験室3内に入れられた時点
では、P3とPi1は周囲圧Puと等しい。t1 の時点
で、試験室3に圧力源7により圧力がかかり始め、試験
室3内の圧力が上昇する。上記の場合は、中空容器の壁
が堅く気密であるので、内圧Pi1は試験室3内の圧力変
化によって影響は受けない。t2 の時点で圧力源7は試
験室3から遮断され、本例の場合は試験室の圧力P
3(a) は少なくとも略一定を保ち、又、中空容器1内
の内圧Pi1(a)も同様である。 【0017】中空容器1の壁が前述の意味に於いて完全
に堅くなく、少なくとも特定の箇所で、加えられた差圧
ΔP及びその偏差に従って内外にたわむ時には、中空容
器内部に差圧が向かう場合には鎖線で記入した定性的曲
線P3(b)ないしPi1(b)が生ずる。試験室3の方
法に差圧が向かう場合にも同様の状態が生ずる。このよ
うな定性的な特性曲線からわかるように、両方の圧力は
短時間又は長時間の後に、漸近的に異なる一定の限界値
へと接近する傾向を有する。 【0018】図3には図2と同様なグラフで、中空容器
1に種々の漏れがある場合の状態が示してある。漏れが
比較的小さい場合は、中空容器1の内圧と、試験室3と
中空容器1の間の圧力は定性曲線P(c)に基づきゆっ
くりと均圧され、漏れが大きくなると例えば曲線P
(d)で示すように均圧の速度が増す。一般に、無傷の
気密中空容器1の場合に、差圧荷重による中空容器1の
場合により生ずる容量変化を考慮しつつ、例えばP
3(b)に示す目標推移P3が知られれば、検出器11の
出力側では、現在推移と目標推移とを比較することによ
って試験中の中空容器の密封度ないし欠陥品として評価
すべきか否かが判定される。 【0019】そのため、図1に基づき、圧力P3が例え
ば大気圧Puと対比して測定され、そこで後述する通
り、一定基準圧に対する圧力P3 の差圧測定が行われ
る。しかし図4に示す別の参考例においては、試験室3
内の圧力が一定に調整され、更に試験室3に流入又は試
験室3から流出する圧力媒体量又は気体量が一定時間毎
に、又は所定時間連続的に測定値として検出される。 【0020】図4の参考例では、試験すべき中空容器1
を試験室3内に密閉した後、試験室3に圧力媒体源7で
空気を供給あるいは排気し、正圧又は負圧を印加する。
試験室3の内圧の測定値Wは、差圧比較器13によって
基準圧Xあるいは基準圧と対応する信号と比較され、差
圧比較器13は比較結果に対応して標準差圧Δを出力
し、この標準差圧Δは圧力供給源7の制御入力S7 に伝
達される。これにより、比較結果である標準差圧Δに基
づき、試験室3内の圧力は常に、自動制御装置15が発
生する目標値Xに自動調整される。試験室3に供給され
る時間単位毎の媒体容量は流量計17によって計測さ
れ、この流量計17は、例えば所定の時間間隔毎に流量
を積算した信号S(Δv/Δt)を出力する。この信号
S(Δv/Δt)が中空容器1の評価に用いられる。 【0021】図5は、図1の参考例を改良した本発明の
一実施形態を示す図である。前記各参考例と共通する構
成要素には同一符号を伏して説明を簡略化する。試験室
3は、第1導管(圧力取り出しライン)19を介して例
えば圧電検出器のような差圧検出器(比較手段)21の
第1入力E19と連結される。また、試験室3は、遮断弁
25を備えた第2導管(圧力取り出しライン)23を介
して、差圧検出器21の第2入力E23と連結されてい
る。このような構成によれば、図3に示すtR の時点で
遮断弁25を閉じると、遮断弁25と入力E23の間の導
管部分23a内が基準圧力保持部(保持手段)になり、
この導管部分(保持手段)23aに前記遮断時における
試験室3内の圧力と等しい圧力が留まる。 【0022】導管部分23a内の前記圧力は基準圧とし
て差圧検出器21に作用する一方、導管19は遮断後も
開いた状態に留まるので、差圧検出器21により、好ま
しくは試験室3内の圧力が上昇する過程における予め決
められた時点tR での試験室3内の圧力PR (基準圧力
値)と、圧力が下降過程にあるときの実際の試験室3内
の圧力との差圧が測定される。図3を参照すると明らか
であるように、遮断を行うtR の時点は場合に応じてt
R’,tR”へ変更してもよく、その時点で生ずる基準圧
はそれぞれPR’,PR”となる。 【0023】図6は、図5の実施形態に、試験室3に圧
力を印加するための好適な構成を加えた本発明に係る中
空容器の試験装置の別の実施形態を示している。この実
施形態では、例えばポンプ等の試験用圧力気体源7a
が、遮断弁27を介して基準室29内の基準容積と連結
されている。基準室29は、別の遮断弁31を介して試
験室3と連結されている。 【0024】試験を行うには、先ず弁27を開き、弁3
1を閉じた状態で圧力気体源7aから基準室29に試験
用の気体を充填する。基準室29の内部では圧力検出器
33を用いて圧力が測定される。圧力検出器33により
測定された圧力が、基準信号源35で調整された基準圧
に達すると、弁27が閉じられる。次に、遮断弁31が
開かれ、試験室3と基準室29が連通され、基準室29
内と試験室3内の容積に応じて試験用気体の圧力が平衡
する。この平衡段階の後に、図3中の時点t1〜t2
間、図5について前述したように、差圧検出器21によ
って差圧の推移が測定される。あるいは、図3に示す所
定の測定時点tm において、目標差圧と現在差圧との差
が記録される。 【0025】図6に示されている通り、差圧検出器21
の出力は差圧比較器37の第2入力へ伝達される。差圧
比較器37の第1入力には、コンピュータのような記憶
装置39の出力が接続されており、この記憶出力装置3
9からは、その中に予め記憶されている圧力目標値の推
移に対応した信号(標準曲線)が伝達される。これによ
り、差圧比較器37からは、任意の時点での目標値と実
測値との偏差が出力される。この偏差に基づいて、中空
容器1の完璧さ又は欠陥の有無を判定可能である。勿
論、前述したように、連続的な変化を比較する代わり
に、tmに対応する所定の時点で、差圧検出器21が出力
する現在差圧値と記憶装置39に記憶された目標値とを
準ポイント方式で比較することも可能である。クロック
制御装置(タイミング手段)41は、基準室29内が一
定圧力に達すると解除され、その後、入力される時間間
隔Tに基づいて遮断弁31,25並びに、場合によって
は目標値制御装置S39を制御する。 【0026】本発明に係る容器の漏れ試験方法及び装置
によれば、中空容器に生じた広い範囲の漏れを確実且つ
迅速に検知することが可能である。更にそれによって、
図2に基づいて説明したように、例えば壁部が許容し得
ない程堅い、又は過剰に弾力的である場合のように、期
待される状態とは異なる中空容器の形状変化状態も検知
可能である。
【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明に関連した容器の漏れ試験装置の参考
例を示す概略図である。 【図2】 試験室圧力が中空容器内圧よりも高く、かつ
中空容器が圧力で弾性変形する場合における、中空容器
内圧と試験室内圧の経時変化を示すグラフである。 【図3】 中空容器内に種々の漏れがある場合におけ
る、中空容器内圧と試験室内圧の経時変化を示すグラフ
である。 【図4】 本発明に関連した容器の漏れ試験装置の別の
参考例を示す概略図である。 【図5】 本発明に係る容器の漏れ試験方法の一実施形
態に使用する装置を示す概略図である。 【図6】 本発明に係る別の実施形態を示す概略図であ
る。 【符号の説明】 1 容器 3 試験室 7,7a 圧力源 19,23 圧力取り出しライン 21 差圧検出器(比較手段) 23a 基準圧力保持部(保持手段) 25,27,31 遮断弁 29 基準室 33 圧力検出器 35 基準信号源 37 差圧比較器 39 記憶装置 41 制御装置(タイミング手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 3/26 G01M 3/32

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.容器を試験室に入れ、この容器を差圧に曝すことに
    より容器の漏れを試験する方法であって、 前記差圧の上昇を開始し、 前記差圧が上昇していく過程で差圧上昇開始時点から第
    1の所定時間経過時に前記試験室の圧力を取り出し、取
    り出した瞬間の圧力を基準圧力値として保持し、さらに差圧上昇を継続して差圧上昇開始時点から第2の
    所定時間経過時に 前記差圧の上昇を停止し、 前記差圧の上昇が停止した後で差圧上昇開始時点から第
    3の所定時間経過時に、前記試験室の圧力を取り出し、
    この取り出した圧力を前記基準圧力値と比較して前記容
    器の漏れ状態を判定することを特徴とする容器の漏れ試
    験方法。 2.前記差圧の上昇が停止した後での前記試験室からの
    圧力の取り出しは、前記差圧が減少したときに行うこと
    を特徴とする請求項1記載の容器の漏れ試験方法。 3.容器を入れるための試験室と、この試験室に接続さ
    れて加圧または減圧するための圧力源と、前記試験室に
    接続された圧力取り出しラインと、この圧力取り出しラ
    インから作用を受ける保持手段および比較手段と、タイ
    ミング手段とを具備し、前記保持手段の出力は前記比較
    手段に作用するように構成されるとともに、前記タイミ
    ング手段は、前記圧力源による加圧または減圧の間で加
    圧または減圧の開始時点から第1の所定時間経過時に
    記試験室内の瞬間の圧力に相当する圧力を基準圧力とし
    前記保持手段に保持させた後、さらに加圧または減圧
    を継続して前記開始時点から第2の所定時間経過時に
    記圧力源による加圧または減圧を停止し、その後、前記
    開始時点から第3の所定時間経過時の前記試験室内の圧
    力と前記比較手段により前記保持手段に蓄えられた前記
    基準圧力とを比較させるように構成され、前記比較手段
    の出力を容器の漏れを示す信号として評価することを特
    徴とする容器の漏れ試験装置。
JP8331184A 1987-10-28 1996-12-11 容器の漏れ試験方法及び装置 Expired - Lifetime JP3001820B2 (ja)

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US07/551,792 US5170660A (en) 1987-10-28 1990-07-12 Process and apparatus for volume-testing a hollow body
US07/599,424 US5029464A (en) 1987-10-28 1990-10-18 Method and apparatus for leak testing a hollow body
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