JP4008869B2 - 包装体シール部の漏洩検査方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、食料品などを密封した包装体の既シール部分の空気漏洩検査を、耐圧チャンバーを用いて行う方法及び装置に関するものである。

被包装物を充填した包袋の開口縁を加熱シールした密封包装体は、僅かでも空気漏れがあると前記被包装物の品質変化などが起こるので、従来、密封シールした包装体を再度、耐圧チャンバー内に収容すると共に同チャンバー内を減圧し、前記包装体から前記チャンバーへ漏洩する微妙な空気圧を検出する検査方法を用いる。つまり既シール部分にピンホールが存在すると、前記耐圧チャンバーの圧力は空気漏れにより圧力が増大するので、この圧力の変化を測定することにより包装体の漏れを検出することができるのである。

前記の検査方法を図１２で説明する。密封包装体を収容した耐圧チヤンバー内の空気吸引を行うと共に、本来ならば同チャンバーの圧力値ａが完全真空値0. Mpsに達する設定時間tを見計って同チャンバー内の圧力を測定し、仮に到達圧力値ｂの誤差が発生しておれば、包装体からの空気もれによる仮想線ｃのような圧力上昇に遅れがあることを検出できる訳である。

しかし前記の誤差ｂは、ピンホールの大きさによっては図示のように際立って測定できるとは限らず、またチヤンバーの減圧値ａも、周囲温度または空気中の水分比率により、設定した時間tで完全真空0.Mpsに達するとは限らないから、かかる測定はやや不完全という問題があった。
特開昭５９−１３３４４５号公報

本発明は、特に極少のピンホールの検出効果を上げるため、包装体の袋口の周りに一対の小型チャンバーを気密に被せ且つ同チャンバー内の空気を強制吸引したあと、前記空気吸引を停止すると共に、前記挟持バーの開放と同時に、センサーでもって前記チヤンバー内の条件変化を検出するごとく構成する。

耐圧チヤンバーで包装体全体を取り囲むという従来の概念を破棄し、耐圧チャンバーの容積を小型化してピンホール検出の確実性と能率性との向上を可能にした。

図２は、ロータ１１の周縁に２本を１組みとする８組のアーム１２を、それぞれピン１５を枢支点として放射状に設けると共に、前記各アームの開放端にそれぞれクランプ１３を設置したロータリ式包装機１４の平面図である。前記一対のアーム１２間に設置した引きバネ１８のパワーにより、ピン１５に固定するレバー１６を全周カム１７に押し付けるので、前記ロータ１１が前記各クランプ１３を円軌道に沿って４５度角づつ断続移動させるとき、前記カム１７の形状に倣って、互いに噛み合う一対の扇形ギヤ１９は連動して一対のクランプ１３の間隔は変位する。

図３は、前記袋詰め包装機の側視断面図であり、機台２０上の軸受け２１に支持する縦軸２２の上端に、すでに説明したロータ１１を支持する。同ロータ１１の周面に設置する前記クランプアーム１２は、図４のごとくの内部の張りバネ(図示省略)が竿２３を矢印２４の方向に引きつけ、通常、クランプ１３を閉鎖する。ただし、図３におけるピン２５を軸とする揺動プッシヤー２６が、アーム１２から突き出るロールピン２７に押圧力を加えることにより、アーム内部の前記張りバネは圧縮してクランプ１３は開放するのである。

このように、図２における各クランプ１３は特定個所において開閉するものであり、従って積層箱内の包袋１０を吸着する真空カップ２８は、同包袋１０を、巡回する各クランプ１３に順次受け渡すことができるのである。そしてクランプに釣り下げられる包袋１０は、一対のクランプ１３間隔の変化により袋口を開口したり、緊張させたりするので、１のセクションでは朝顔型ホッパー２９を通して同包袋に被包装物の充填を、また２のセクションでは一対のシールバー３１により上部開口縁つまり袋口の溶着シールを、さらに３のセクションにおいては前記のごとく密封した包装体３０をクランプから解放することがそれぞれ可能になるのである。

図５は、前記の３のセクションに設置する漏洩検査機を図示するものであり、該機は、機台３２上の軸受け３３に垂直型主軸３４を回転自在に支持し、該垂直型主軸３４の上端に固定したギヤボックス３８A両側面から、水平放射方向に２本の放射軌条３５を突き出すと共に、これら各放射軌条３５に支持ブロック３６をスライド自在に配置する。

図６のごとく前記両放射軌条３５は、パイプ３７の内部に配置したネジ棒３８と、該ネジ棒３８に係合するスライド磁石３９とらなり、前記ギヤボックス３８Aの上に設けた操作モータ４０の軸と、前記ねじ棒３８とをベベル歯車４１を介して係合して構成するもので、前記操作モータ４０の動力によりネジ棒３８を正逆転することにより、スライド磁石３９は変位し、同磁石３９の磁気に引かれて支持ブロック３６もパイプ３７の外側に沿って変位する。

図１は、拡大図示した前記支持ブロック３６に、それぞれ枢支ピン４３を介して開閉自在に支持した一対の小型チャンバー４４を示し、該図の真ん中の断面(矢印VII)を見ることができる図７で明らかであるように、２本の放射軌条３５に支える前記支持ブロック３６前後面の枢支ピン４３に、前記チャンバー４４の両端をそれぞれ懸垂腕４６を介して支持すると共に、両側一対の流体シリンダ７４のピストンロッド４８を前記両懸垂腕４６に係合して両チャンバー４４の開閉を司るのである。つまり図１におけるピン４３Aに、前記の流体シリンダ４７の動力を上下に作用させるこにより、両チャンバー４４は仮想線４４aのように開放するのである。

同じく図１の、前記支持ブロック３６は、その中心下方に円筒スリーブ４９を垂下すると共に、該スリーブ４９からさらに二股ブラケット５０、５０を垂下(図７をも参照)し、これらブラケットのそれぞれピン５１に、下端にそれぞれ挟持バー５２を連設した開閉リンク５３を枢支する一方、支持ブロック３６の上部メーン流体シリンダ５４のピストンロッド５５下端のピン５６を、前記両開閉リンクの長穴５７に係合する。要するにメーン流体シリンダ５４の操作によって一対の挟持バー５２は、それぞれピン５１を軸に開閉するのである。なお前記の円筒スリーブ４９に巻き付く２本のシールリング９８は、両チャンバー４４の内面境界の穴との気密シール用である。

したがって、図５のごとく開放する一対の挟持バー５２の間に、クランプアーム１２に支持した包装体３０が到達して停止すると、前記両挟持バー５２は、包装体の袋口つまり既シール部分を咥え、クランプ１３の開放と同時に放射軌条３５に沿って移動し、包装体３０を袋詰め包装機外に搬出するのである。つまり図４の矢印５８の方向に包装体３０を搬出するのである。なおこの場合、包装体３０の搬出行動に対して両クランプ１３が干渉する恐れがあので、下記の機構が両クランプ１３を矢印５９のごとく両側に向け待避させる。

すなわち、図３の軸受け２１の周囲に回転自在に支持した環体６０と、機台２０に支持する操作軸６１とを、クランク６２を介して連結する一方、前記環体６０に結合するカム６３を、すでに説明したレバー１６の端、滑車６４の通過エリアに配置する。図２において前記のカム６３は、３のセクションにおける包装体３０の搬出作業に対応して単独回転し、両クランプアーム１２を一時的に両側に開放するのである。

図３において一対の挟持バー５２が包装体３０をキャツチし且つ放射軌条３５に沿いクランプ１３から引き離すと、前記両挟持バー５２の外から一対のチャンバー４４が、包装体３０の袋口を気密に挟持する。

要するに、図１のごとく両チャンバー４４が両側から包装体３０の袋口６５に被さると、真空ジョイント６６を通して気密なチャンバー４４内の空気吸引を開始する。この場合の両挟持バー５２による袋口の挟圧は、既シール部におけるピンホールからの空気漏れを未然に防ぐ行為であり、タイマーの積算で、袋口６５内の残留空気の圧力値と、チャンバー４４内の真空値との間に所定の圧力差が生じたタイミングで、シリンダ５４の操作で包装体３０の既シール部から両挟持バー５２を離反すると、仮に、前記既シール部にピンホールが存在した場合は袋口６５内部の残留空気が同ピンホールからチヤンバー４４内に噴出し、同チャンバーに設置した真空ゲージ６７は前記チャンバー４４内の圧力の急激変化をキヤッチする。すなわち、図１０に示すように、放物線状に降下するチヤンバー圧力Aの急激変化Bをキヤッチし、制御器から警報信号を発信するのである。なお同図ではチャンバーの圧力変化測定を、0.Mpsの値の環境で行うように図示しているが、必ずしもそのような高真空環境でなくとも、条件変化をキヤッチできる環境での実施により、能率を上げることができる。

前記作用は図９の、ステップS1に示すように、先ず挟持バーが包装体を、袋詰め包装機の無端軌道から引き離す。次にステップS2のことく、前記包装体の袋口に被さるように外部から小型チャンバーを閉鎖する。次にステップS3では、前記チャンバー内の空気吸引を行う。ステップS4に示すように、設定時間後、前記の空気吸引を停止し、チャンバー内の空気の動きを止める。この場合チヤンバー内の圧力値をセンサーで検出して記憶する。同時にステップS5は、前記挟持バーを開放する。ステップS6はチャンバーの圧力測定を行う。すでに記憶する圧力値との間で、チャンバー内の検出圧力値に変化があると制御器は警報を発する。ステップS7ては、チャンバーは大気を導入して開放する。以上の工程を繰り返し行うのである。

前記のセンサー６７は、既に説明したような圧力変化を測定するもの以外に、蛍光分析用のセンサー、つまり空気分子またはガス分子を蛍光により反応させて残留ガス濃度を測定するものであってもよく、包装体からの発生ガス検知にも応用可能である。

図５における主軸３４は、下方のベベルギヤ７０を介してモータ７１と連結する。前記モータ７１は前記主軸３４を１８０度角づつ断続回転し、包装体３０の断続移送に一致するように、２組の小型チャンバー４４を前記包装体３０に接近させる。図６における支持ブロック３６が矢印７２の方向に変位し包装体を包装機から引き離すと、図５の右手のチャンバー４４bは放射軌条３５の端に向けて変位し、そのまま主軸３４の回転で包装機における後続の包装体３０の上に到達する。

前図における軸受け３３の上に設置したロータリバルブ７３は、チューブ７５を介しての、真空ポンプ７４と２組の小型チャンバー４４a、４４bとの繋がりを交互に切り替える。すなわち前記ロータリバルブ７３の下側の盤は軸受け３３に固定し、同上側の盤は主軸３４と一体に回転する。このため図８に示す下盤７３Aの面で、上盤に形成した仮想線ポート７６は時計方向に巡回し、同ポート７６が、盤７３Aに形成した円弧溝７７と繋がる間だけ同ポート７６に真空が作用し、そのあとエリア９９を通過する間は空気の動きを止め、空気穴７８に繋がることにより同ポート７６に大気圧が作用する。要するに前記ポート７６は、図１のチューブ７５を介してチャンバー４４と繋がるから、同チャンバー４４には規定のタイミングで真空圧が作用したり、また大気圧が作用するのである。

また図８の盤７３Aに形成する３本のエンドレス溝７９は、集合溝８０を介して真空ポンプと連結する、このため前記エンドレス溝７９に沿って移動する３個の補助ポート８１には常に真空圧が作用する。この３個の補助ポート８１は、図５におけるロータリバルブの上盤に設置した電磁弁８２、８３を介し、図７の３本の流体シリンダ４７、５７と接続し、これらシリンダの運動を、前記の各電磁弁８２、８３の操作によってコントロールするのである。

図１１に示すように、袋口にねじ込みキヤップ８５を備える包装体１０が市販されているが、このように包装体は空包袋のとき、袋底８６を開放しこの部分から被包装物を充填する場合があるため、このような包装体では前記の袋底８６は実質的な袋口に当たるので、前記袋口の既シール部８７を挟持バー５２で挟持し、既に説明した方法で漏洩検査を行うことになる。

センサー６７は、既に説明したような圧力変化を測定するもの以外に、傾向分析用のセンサー、つまり空気分子またはガス分子を蛍光により反応させて気体の残留量を測定するものであってもよい。

請求項に記載した「警報を発する手段」とは、小型チャンバーにピンホールから気体漏れが検知された場合、かかる条件変化を知らせる機器類であり、ピンホール不良包装体を自動的に排除する装置をも含むものである。

図１０において繰り返し行う小型チャンバーの圧力ダウンＡは、設定時間tが常に一定であれば降下値Ａも大きな変動がないから、設定時間tの経過直後チャンバー内の圧力値を記憶して条件変化Ｂを検出してもよいが、前記の圧力値の記憶作用を行うことなく設定時間t後の条件変化Ｂは比較的正確に検出可能と考える。

検査対象の包装体は柔軟な包袋以外にも適用可能性がある。また包装体からの発生ガス検知にも応用可能である。

小型チャンバーの正面断面図 袋詰め包装機の平面図 前図の側面図 クランプアームに支持する包装体の斜視図 漏洩検査装置の側面図 前図の部分的断面図 小型チャンバーの説明図 ロータリバルブの説明図 作用説明図 検査作用の説明図 従来構成の説明図 第２実施例の説明図

符号の説明

１０…包袋
１１…ロータ
１２…クランプアーム
１３…クランプ
１４…袋詰め包装機
３４…主軸
３５…放射軌条
３６…支持ブロック
３７…ねじ棒−運動機構
３９…スライド磁石−運動機構
４４…小型チャンバー
５２…挟持バー
５４…流体シリンダ−挟持バーの開放機構
６７…センサー
７１…モータ−主軸を断続回転させる機構
７３…ロータリバルブ−空気吸引及び停止機構
７４…真空ポンプ−空気吸引機構

Claims (5)

1. 無端軌道に等間隔に配置した一対を一組する多数組みのクランプがそれぞれ挟持して吊り下げる包袋を、前記各クランプと一体に前記無端軌道に沿って断続移動させ、同無端軌道の、１のセクションで前記各包袋に被包装物の充填を、前記充填セクション後方の所定のセクションで前記包袋の上部開口縁の溶着シールを、前記溶着シールセクション後方の所定のセクションで前記クランプからの包装体の解放を順次行う袋詰め包装機において、前記の包装体解放セクションにおけるクランプからの包装体の解放タイミングに合わせて、同包装体袋口の既シール部分全体を一対の挟持バーにより挟圧して同包装体を前記無端軌道外に搬出したあと、前記挟持バーを取り囲むように前記挟持バー下側の、前記包装体の袋口の周りに一対の小型チャンバーを気密に被せ且つ同チャンバー内の空気を強制吸引したあと、前記空気吸引を停止すると共に、前記挟持バーの開放と同時に、センサーでもって前記チヤンバー内の、真空値の変化或いは気体の残留量を検出する漏洩検査方法。
2. 無端軌道に等間隔に配置した一対を一組する多数組みのクランプがそれぞれ挟持して吊り下げる包袋を、前記各クランプと一体に前記無端軌道に沿って断続移動させ、同無端軌道の、１のセクションで前記各包袋に被包装物の充填を、前記溶着シールセクション後方の所定のセクションで前記包袋の上部開口縁の溶着シールを、前記溶着シールセクション後方の所定のセクションで前記クランプからの包装体の解放を順次行う、袋詰め包装機における前記の包装体解放セクションに配置する装置であって、同装置は、前記クランプの包装体解放タイミングに合わせて同包装体袋口の既シール部分全体を一対の挟持バーにより挟圧して同包装体を前記無端軌道外に搬出する機構と、前記挟持バーを取り囲むように前記挟持バー下側の、前記包装体の袋口の周りに一対の小型チャンバーを気密に被せ且つ同チャンバー内の空気を強制吸引する機構と、前記の空気吸引後、同空気吸引を停止する機構及び、前記の空気吸引停止に対応して前記挟持バーによる袋口の解放を行う機構と、前記挟持バーの解放と同時に耐圧チャンバー内の真空値の変化を検出するセンサーと、前記の真空値の変化或いは気体の残留量に応じて警報を発する機構とにより構成する漏洩検査装置。
3. 無端軌道に等間隔に配置した一対を一組する多数組みのクランプがそれぞれ挟持して吊り下げる包袋を、前記各クランプと一体に前記無端軌道に沿って断続移動させ、同無端軌道の、１のセクションで前記各包袋に被包装物の充填を、前記溶着シールセクション後方の所定のセクションで前記包袋の上部開口縁の溶着シールを、前記溶着シールセクション後方の所定のセクションで前記クランプからの包装体の解放を順次行う、袋詰め包装機における前記の包装体解放セクションに配置する装置であって、同装置は、垂直配置する主軸の周りに水平放射状に配置した少なくとも２本以上の放射軌条を備え、前記各放射軌条に沿ってスライド自在に配置した支持ブロックは、それぞれ垂下状に配置した一対の挟持バーと、前記クランプの包装体解放タイミングに合わせて前記挟持バーにより前記包装体の既シール部全体を挟持して前記無端軌道外に搬出するために、前記支持ブロックを放射軌条に沿って変位させる運動機構と、前記挟持バーで支持して無端軌道外に搬出した前記包装体袋口の周り気密室を形成するために、前記支持ブロックにそれぞれ開閉自在に支持した一対の小型チャンバーと、前記小型チャンバーの閉鎖に合わせて同チャンバー内の空気を強制吸引する機構と、前記の空気吸引後、同空気吸引を停止する機構及び、前記の空気吸引停止に対応して前記挟持バーによる袋口の解放を行う機構と、前記挟持バーの解放と同時に耐圧チャンバー内の真空値の変化或いは気体の残留量を検出するセンサーと、前記包装機のクランプの断続移動に合わせて前記各支持ブロックを対応させるため、前記主軸を断続回転させる機構とにより構成する漏洩検査装置。
4. チヤンバー内の条件変化を検出するセンサーを真空ゲージにより形成し、チャンバー内の真空値の変化に対応して警報を発するように構成した請求項２又は３に記載の装置。
5. チヤンバー内の条件変化を検出するセンサーを空気分子の測定ゲージにより形成し、チャンバー内の空気分子の変化に対応して警報を発するように構成した請求項２又は３に記載の装置。