JP4383932B2 - 密封体の漏れ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、密閉体の漏れを検出する検査装置に関するものである。

従来より、食品、医薬、化粧品等の各種分野においては、製品の劣化防止や安全性の確保等のために、製品を包装体によって密封し、外気から遮断することが行われている。このような密封包装体にあっては、ピンホールや亀裂等があると密封機能が損なわれるため、包装体に漏れがないかどうかの検査を行い、信頼性を確保している。この検査に用いられる検査装置としては、特許文献１の装置が知られている。この検査装置は、被検体の密封包装体の内部に予め少量のＨｅ等の特定ガスを封入しておき、コンベア上に搭載した被検体にフードを被せ、フード内で被検体をバネ付きプレートで押圧し、フード内の気体を吸引して検出する。これにより特定ガスが検出された場合には漏れがあると判定するものである。
特開平４−２１６４３０号公報

実際の製造ラインにおいて生産効率を向上させるためには、包装体にＨｅを充填しシールする工程と、漏れ検査工程とを同一の建屋内でベルトコンベアで製品を流しながら順に行うことが望まれる。しかしながら、Ｈｅの充填工程と検出工程を同一建屋で行うと、充填工程で漏れ出たHeが室内の大気にも含まれる。特許文献１の検査装置は吸気が室内大気であるため、感度を上げると常に大気中のＨｅが検出され、精度の良い検査が行えない。

また、特許文献１の検査装置は、被検体にフードを被せる構造であるため、ベルトコンベアで移動中の被検体の検査はできない。このため、フードの下で一旦被検体を停止させる必要があり、製造効率が悪くなる。また、ベルトコンベアで移動中の被検体を検査するために、被検体と共にフードを移動させることも考えられるが、フードとともにフード内の押圧装置や吸引管等をすべて移動させる必要があり、しかも検査一回ごとにこれらをコンベアの下流から上流へ戻すという動作も行わなければならない。このため、複雑な機構が必要となる。

本発明の目的は、ベルトコンベアで移動中の被検体について、感度よく漏れ検出することのできる検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の漏れ検査装置では、トンネル内に被検体を通過させ、トンネル内に配置された検出手段によって漏れの検出を行う。検出手段は、トンネル内を通過している被検体を停止させることなく圧迫し、被検体から漏れ出た特定ガスを検出するものである。また、トンネル内には、特定ガスの含まれない気体（例えば不活性ガス）、または、特定ガス濃度が所定濃度の気体（例えば自然界の清浄な空気）を導入する。

被検体を押圧するための構成としては、被検体の厚さまたは幅よりも小さい間隔を開けて配置された一対の弾性体を用いることができる。被検体は、弾性体の間を通過することにより圧迫される。

弾性体の対は、搬送方向に沿って二対配置することができ、検出部は、二対の弾性体の間に配置することができる。

また、検出部は、発泡部材と、発泡部材を繰り返し被検体に押しつけることにより圧縮伸張させる駆動機構と、発泡部材の圧縮伸張により発泡部材の内部に取り込まれた特定ガスを吸引して検出する検出器とを含む構成にすることができる。

搬送手段としては、トンネル内でベルトが対向するように配置された一対のベルトコンベアを用いる。ベルトは、厚さ方向に前記特定ガスが通り抜けることができる材質によって構成し、被検体は、対向する前記ベルトの間に挟まれて前記トンネル内を搬送されるようにする。

本発明の一実施の形態によるインライン型漏れ検査装置について図面を用いて説明する。

なお、本実施の形態において被検体１は、製品を包装体で密封した包装体のほか、タンクや密閉部品等のように、製品そのものが密封構造になっている密封体を含む。

本実施の形態のインライン型漏れ検査装置は、その全体構造を図１に示したように、搬送入り口１１から出口１２までの搬送区間において上下に対向するように配置された一対のベルト１０と、そのガイドローラ１３と、駆動ローラ１４ａと、駆動部１４ｂとを有している。上下一対のベルト１０は、特定ガスが厚さ方向に通り抜けることができるように通気性が良い素材であって、かつ、上下のベルト１０の間に被検体１を挟んで搬送することができるように、摩擦の少ない滑りの良い素材で形成されている。搬送区間にはトンネル１５が配置され、対向する一対のベルト１０はトンネル１５内を通過している。

搬送区間の中央部には、トンネル１５の内側に検出装置２０が上下にそれぞれ配置されている。検出装置２０は、その拡大図を図２に、図２のＡ−Ａ断面図を図３に示したように、ベルト１０の流れの上流寄りに配置された圧縮用弾性体２１と、下流寄りに配置された圧縮用弾性体２２とを含んでいる。上側の圧縮用弾性体２１、２２と下側の圧縮用弾性体２１、２２の上下方向の間隔は、被検体１の厚さよりも小さく設定されており、この間を通過する被検体１を上下方向から圧縮する作用をする。圧縮用弾性体２１、２２としては、内部に特定ガス（本実施の形態ではＨｅガス）を吸収しないようにするために、外周面を樹脂シートで覆ったスポンジ部材を用いている。圧縮用弾性体２１、２２の幅は、ベルト１０の幅とほぼ同じに設定されている。圧縮用弾性体２１の上流側ならびに圧縮用弾性体２２の下流側にはそれぞれ、ベルト１０を圧縮用弾性体２１，２２の上下の間隙に導くためのガイドローラ２５が配置されている。

圧縮用弾性体２１と圧縮用弾性体２２との間には、検出用スポンジ部材２４と、検出用スポンジ部材２４の内部に取り込まれたガスおよびその周囲のガスを吸引するためのガス収集ヘッド２３が配置されている。ガス収集ヘッド２３には、収集したガスの流路が形成された軸２６が連結されている。軸２６の流路には、チューブ１２３の一端が接続されている。チューブ１２３の他端は、トンネル１５の外部に配置された特定ガス検出器１２６に接続されている。特定ガス検出器１２６は、ポンプ機構と、ガス分析管とを有している。ポンプ機構の減圧動作により、ガス収集ヘッド２３、軸２３内の流路およびチューブ１２３を介して、検出用スポンジ部材２４内部に取り込まれたガスおよびその周囲のガスを吸引し、ガス分析管によって、吸引したガスに所定の濃度以上の特定ガス（Ｈｅガス）が含まれているかどうかを検出する。

また、軸２６にはモータ２８の回転を上下動に変換して軸２６に伝えるカム機構２７が接続されている。ガス収集ヘッド２３は、モータ２８の回転により１秒間に数回の速度で上下動し、これに伴って、先端の検出用スポンジ部材２４が被検体１とガス収集ヘッド２３との間に挟まれて１秒間に数回の割合で圧縮伸張を繰り返す。この圧縮伸張の動作によって、検出用スポンジ部材２４は、被検体１から漏れ出たガスを内部に取り込むポンプの作用をする。検出用スポンジ部材２４内のガスは、ガス収集ヘッド２３から吸引され、特定ガス検出器１２６によって検出される。よって、被検体１から漏れ出たガスを効果的にガス検出器１２６へ送り込むことができる。なお、検出装置２０の圧縮用弾性体２１、２２、ならびに、モータ２８は、支持部２９によって支持されている。

トンネル１５の中央部側面には、図３に示されるように、検出装置２０が配置されている位置にフレッシュエアー供給部３０が備えられている。フレッシュエアー供給部３０は、ガスボンベから導入したＨｅガスを含まないガス（例えば不活性ガス等）、または、屋外から導入した清浄な空気（一般にＨｅ濃度５ｐｐｍ）を噴出するものである。これにより、トンネル１５の中央部の空間は常にＨｅを含まない気体、もしくは、Ｈｅ濃度が５ｐｐｍで一定な気体が導入され、充填工程で漏れ出た充填用Ｈｅを含む空気がトンネル１５中央部に流れ込むことを防ぐことができる。特定ガス検出器１２６は、フレッシュエアー供給部３０がＨｅガスを含まないガスを噴出している場合、ガス収集ヘッド２３が収集したガスにわずかでもＨｅが含まれていることを検出したときには、その被検体１に漏れがあると判定する。また、フレッシュエアー供給部３０が清浄空気（Ｈｅ濃度５ｐｐｍで一定）を噴出している場合、特定ガス検出器１２６は、ガス収集ヘッド２３が収集したガスに５ｐｐｍを超えるＨｅが含まれていることを検出したときには、その被検体１に漏れがあると判定するように設定する。このようにフレッシュエアー供給部３０から、不活性ガス等または清浄空気を噴出することにより、被検体１から漏れ出たＨｅガスを高感度に検出することができる。

つぎに、本実施の形態のインライン型漏れ検査装置を用いて、被検体１の検査を行う動作について説明する。

インライン型漏れ検査装置は、被検体１の内部に特定ガスとしてＨｅガスを入れて密封する密封工程の次工程として、密封工程の搬送ライン（不図示）の終点に連結される。漏れ検査装置のベルト１０は、連続的に移動しており、ガス収集ヘッド２３も１秒間に数回の速度で連続的に上下動している。また、フレッシュエアー供給部３０からは常に不活性ガス、または、清浄な空気（Ｈｅ濃度５ｐｐｍ）が噴出している。

前工程である密封工程により密封された被検体１は、本実施の形態の漏れ検査装置のベルト１０の搬送区間入り口１１まで到達すると、上下のベルト１０の間に入り、上下からベルト１０に挟まれた状態で搬送される。被検体１は、トンネル入り口１５ａからトンネル１５の内部に入り、中央部の検出装置２０に達すると、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したように検査装置を通り抜け、この間に漏れの検査が行われる。

まず、被検体１が検出装置２０に到達すると、図４（ａ）のように、被検体１の前部が圧縮用弾性体２１によって上下から挟まれて圧縮され、漏れがある場合には内部のＨｅガスが押し出される。このガスは、１秒間に数回の速度で上下動することにより圧縮伸張を繰り返している検査用スポンジ部材２４のポンプ作用により、検査用スポンジ部材２４内に吸引される。検査用スポンジ部材２４内のガスおよびその周囲のガスは、ガス収集ヘッド２３からガス検出器１２６へ吸引される。ガス検出器１２６により被検体１の前部の漏れが検出される。なお、ベルト１０は、通気性のよい材料により形成されているので、被検体１から漏れたガスはベルト１０によって妨げられることなく検査用スポンジ部材２４に到達する。また、フレッシュエアー供給部３０から常に不活性ガスまたは清浄空気が供給されているため、屋内に漏れ出た充填用Ｈｅガスをガス検出器１２６が検出することはない。

被検体１の中央部が、検出用スポンジ部材２４の位置に差し掛かる検査中期には、図４（ｂ）のように、被検体１の前部と後部が圧縮用弾性体２１、２２によって圧縮され、被検体１の中央部の漏れが検出される。また、被検体１の後部が、検出用スポンジ部材２４に差し掛かる検査後期には、図４（ｃ）のように、被検体１の後部が圧縮用弾性体２２により圧縮され、被検体１の後部の漏れが検出される。

検出装置２０を通り抜けた被検体１は、上下のベルト１０に挟まれてさらに搬送され、トンネル１５の出口１５ｂから外に出て、搬送区間の出口１２に到達する。

以上の漏れ検査工程は、連続的に行われ、コンベアベルト１０は停止することはない。よって、製造ラインと同じ速度でベルト１０を搬送させながら、漏れ検査を行うことができる。

また、圧縮用弾性体２１，２２による押圧は、被検体１の流れに沿って前部から後部へ局所的に、かつ連続的に行われ、漏れ出たＨｅガスは、圧縮用弾性体２１，２２の間の狭い空間に留まる。これを、検出用スポンジ部材２４でポンプのように取り込み、ガス収集ヘッド２３によって吸引して検出することができるため、わずかなＨｅガスであってもこれを薄めることなく検出できる。しかも、トンネル外のＨｅがトンネル内に流入することもない。よって、高感度に漏れを検出することができる。

また、被検体１を上下からベルト１０で挟んで搬送することにより、検査装置２０の圧縮用弾性体２１，２２の間を通り抜ける際にも、被検体１を停止させることなく搬送することができる。これにより、一定の速度で搬送しながら、漏れの検出をすることが可能であり、効率よく検査を行うことができる。

このように、本実施の形態のインライン型漏れ検査装置を用いることにより、Ｈｅガスを含む建屋内でも検査が可能であり、密封工程と検査工程とを同じ建屋内の連続したラインとして行うことができる。したがって、設備全体をコンパクトにすることができ、効率よく低コストで漏れのない密封体を製造および検査することができる。

なお、上述の実施の形態では、ベルト１０を上下方向に対向させた構成であったが、左右方向に対向させた配置にすることもできる。この場合、圧縮用弾性体２１、２２は、左右に対向配置し、その間隙は被検体１の幅よりも狭くなるように配置する。また、対向配置したベルト１０に限らず、被検体１を圧縮用弾性体２１、２２間を通過させることができる搬送手段であればそれを用いることができる。

本発明の一実施の形態のインライン型漏れ検査装置の全体構成を示す断面図である。 図１の漏れ検査装置の検出装置２０の拡大断面図である。 図２の漏れ検査装置のＡ−Ａ断面図である。 図１の漏れ検査装置において、被検体１が検出装置２０を通り抜けながら検査が行われる際の（ａ）検査初期、（ｂ）検査中期、（ｃ）検査後期の被検体１の状態を示す説明図である。

符号の説明

１…被検体、１０…ベルト、１１…搬送入り口、１２…搬送出口、１３…ガイドローラ、１４ａ…駆動ローラ、１４ｂ…駆動部、１５…トンネル、２０…検出装置、２１、２２…圧縮用弾性体、２３…ガス収集ヘッド、２４…検出用スポンジ部材、２５…ガイドローラ、２６…軸、２７…カム機構、２８…モータ、２９…支持部、３０…フレッシュエアー供給部、１２３…チューブ、１２６…ガス検出器。

Claims (4)

1. トンネルと、該トンネル内に被検体を通過させる搬送手段と、前記トンネル内に配置された検出手段とを有し、
   前記検出手段は、前記トンネル内を通過している前記被検体を停止させることなく圧迫する押圧部と、前記被検体から漏れ出た特定ガスを検出する検出部と、前記トンネル内に、前記特定ガスが含まれない気体、または、前記特定ガスの含有濃度が所定濃度の気体を導入する気体供給部とを含み、
   前記搬送手段は、前記トンネル内でベルトが対向するように配置された一対のベルトコンベアを有し、前記ベルトは、厚さ方向に前記特定ガスが通り抜けることができる材質によって構成され、前記被検体は、対向する前記ベルトの間に挟まれて前記トンネル内を搬送されることを特徴とする漏れ検査装置。
2. 請求項１に記載の漏れ検査装置において、前記押圧部は、前記被検体の厚さまたは幅よりも小さい間隔を開けて配置された一対の弾性体を有し、前記被検体は、前記弾性体の間を通過することにより圧迫されることを特徴とする漏れ検査装置。
3. 請求項２に記載の漏れ検査装置において、前記弾性体の対は、前記搬送手段の搬送方向に沿って二対配置され、前記検出部は、前記二対の弾性体の間に配置されていることを特徴とする漏れ検査装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の漏れ検査装置において、前記検出部は、発泡部材と、前記発泡部材を繰り返し前記被検体に押しつけることにより圧縮伸張させる駆動機構と、前記発泡部材の前記圧縮伸張により該発泡部材の内部に取り込まれた特定ガスを吸引して検出する検出器とを有することを特徴とする漏れ検査装置。

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