JP5673513B2 - 密封容器の密封検査方法、及び、その検査装置 - Google Patents
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Description
この技術は、シリンダ内でピストンを一定量移動させることにより被検体外部の加圧あるいは減圧を行ない、この状態を一定時間保持した後にピストンを元の位置に戻し、ピストンが元の位置に戻ったときの被検体外部の圧力を測定して漏洩を判別する。
この技術は、被検査容器の容器部と蓋との間のシール部分に、容器部の外周面及び蓋の外面に与えられる圧力より高い圧力を与える圧力印加カプセルと、この圧力印加カプセルによって上記シール部分に圧力を与えた状態で上記被検査容器の蓋または容器部が膨張変形することを検出するセンサと、を設けてある。
すなわち、特許文献1の技術は、検査精度を向上させたり、検査時間を短縮するといった要望に応えることができなかった。
図1は、本発明の第一実施形態にかかる密封容器の密封検査装置の要部の概略断面図を示している。
図1において、本実施形態の密封容器の密封検査装置1(適宜、密封検査装置1と略称する。)は、支持部材2、密閉部材3、加圧手段4、及び、漏洩判定手段6などを備えた構成としてあり、密封容器10を加圧方式により密封検査する。
本実施形態の密封容器10は、上述した密封カップとしてあり、ほぼ同一平面上にフランジ部111が形成された樹脂製の容器本体11、及び、フランジ部111に接合されるシート状の蓋部材12を有する構成としてある。また、容器本体11は、フランジ部111、胴部112及び底部113を有している。なお、フランジ部111の半径方向の長さは、密封する為に必要な接着力や溶着力の確保と無駄な材料の使用量削減の目的から、通常、約2mm〜10mmである。
この密封容器10は、コーヒー飲料などの内容物13が充填されており、容器本体11の上部に、気体からなるヘッドスペース14を有している。
ここで、容器本体11の上部は、フランジ部111と胴部112の上部1121である。また、胴部112の上部1121とは、胴部112の上端から下方に距離L(ここで、距離Lは、フランジ部111の半径方向の長さである。)の位置までの部分である(図1参照)。
なお、密封検査装置1が対応できる密封容器10は、コーヒー飲料用の密封カップに限定されるものではなく、たとえば、プリンやゼリーなどを充填する密封容器でもよい。また、密封検査装置1が対応できる密封容器10は、水平断面が円形に限定されるものではなく、角形やオーバル形等といった様々な形状であってもよい。
支持部材2は、ほぼ平板状の金属板であり、中央に容器本体11の胴部112が挿入される円形の開口部20を有している。また、支持部材2は、開口部20の周縁に(すなわち、開口部20の周縁であって、支持部材2の上面に)、フランジ部111と接触する密封容器用シール部材21が設けられており、フランジ部111が密封容器用シール部材21を押圧する状態で、フランジ部111を介して密封容器10を支持する。また、密封容器用シール部材21は、Oリングとしてあり、Oリング用の溝に収納されている。
さらに、支持部材2は、上記のOリング用の溝の外側に、もう一つのOリング用の溝が形成されており、後述する密閉部材用シール部材22としてのOリングが収納されている。
なお、密封容器用シール部材21や密閉部材用シール部材22としてOリングを使用しているが、これに限定されるものではなく、良品を検査する際にチャンバ32が検査可能な圧力状態を維持できるものであればよく、たとえば、パッキンなどを使用してもよい。また、溝に収納されることに限定されるものではなく、支持部材2に固定されていればよい。
さらに、密封容器用シール部材21は容器本体11の上部のフランジ部111の下面と接触する構成としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図3に示すように、密封容器用シール部材21がフランジ部111の外周方向の端部と接触する構成としてもよい。
また、支持部材2に密閉部材用シール部材22を取り付ける構成としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、密閉部材3に密閉部材用シール部材22を取り付ける構成としてもよい。
密閉部材3は、支持部材2の外形に対応する形状の金属板としてあり、蓋部材12の上方にチャンバ32を形成する形状(本実施形態では、凹部31)を有している。また、密閉部材3は、密閉部材用シール部材22と対応する外周縁部の下面が平坦であり、密閉部材用シール部材22を介して、支持部材2を覆う構成としてある。
なお、本実施形態では、支持部材2をほぼ平板状とし、密閉部材3に凹部31を形成してあるが、この構造に限定されるものではない。たとえば、図示してないが、密封容器用シール部材21と密閉部材用シール部材22との間に、密封容器用シール部材21を下方に位置させる段付き部を形成し、密閉部材3をほぼ平板状としてもよい。
さらに、製造ライン(図示せず)に組み込まれる密封検査装置1は、通常、複数の支持部材2及び密閉部材3がターレット(図示せず)に配設されている。
加圧手段4は、チャンバ32に加圧気体を供給し、チャンバ32の内部を加圧した状態に保持する手段である。本実施形態の加圧手段4は、コンプレッサー等による加圧されたエアの供給手段及び開閉弁5などを有しており、開閉弁5を介して、コンプレッサー等による加圧されたエアをチャンバ32に供給する。
なお、加圧手段4は、上記の構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、上述した特許文献2に記載されているシリンダ方式の加圧手段でもよい。
漏洩判定手段6は、圧力センサ、及び、プログラマブルロジックコントローラなどの情報処理装置等を有しており、加圧されたチャンバ32の内部の圧力を検出し、所定の時間が経過した後の圧力が降下する変化に応じて、密封容器10の漏洩の有無を判定する。
すなわち、密封検査装置1は、チャンバ32に加圧気体が供給され、一定圧に達したところで開閉弁5を閉じてチャンバ32を密閉し、チャンバ32の内部の圧力が安定したときの圧力を基準圧力とし、所定の時間が経過した後の圧力を測定し、基準圧力との圧力差(圧力降下)により、漏洩の有無を判定する。
本実施形態の密封検査方法は、密封検査装置1を用いて、密封容器10の密封検査を行う方法としてある。
密封検査装置1は、まず、たとえば、密閉部材3が上昇しており、密封容器10が支持部材2にセットされ、次に、密閉部材3が降下する。これにより、密封検査装置1は、密封容器10のフランジ部111が密封容器用シール部材21と接触し、密閉部材3が密閉部材用シール部材22を介して支持部材2を覆う状態となる。
すなわち、密封検査装置1は、機械的強度に優れたフランジ部111を支持し、蓋部材12の上方にチャンバ32を形成し、チャンバ32の内部を加圧した状態に保持して、漏洩の有無を判定する。
これに対し、密封検査装置1は、機械的強度に優れたフランジ部111を支持するので、フランジ部111や蓋部材12に高い圧力(たとえば、40kPa)を印加することができ、検査精度を向上させることができる。たとえば、従来技術(密封容器を加圧容器や減圧容器に入れて、圧力変化を検出する技術)では検出できなかった微小なピンホールを検出することができる。
さらに、密封容器10の全体を加圧する場合と比べると、チャンバ32の容積を小さくできるため、検査精度を向上させることができ、また、検査時間を短縮することができる。
さらに、密封検査装置1は、チャンバ32の加圧気体により、フランジ部111をシールする構成としてあるので、装置としての構造を単純化することができ、設備費のコストダウンを図ることができる。
さらに、レトルト工程を経た直後に検査するといった場合等において、密封容器10に水滴が付着いていることもある。かかる場合であっても、減圧方式のように密封容器10に付着した水滴の気化により、正確な圧力を得ることができず、検査精度が低下するといった不具合を回避することができる。
なお、良品と判定された密封容器10は、後工程に搬送され、また、不良品と判定された密封容器10は、回収手段(図示せず)により、工程外に回収される。
したがって、密封容器10の胴部112の変形の影響を受けないので、精度よく漏洩を判定できる。
また、高い圧力で密封検査が可能となるので、検査精度の向上、及び、検査時間の短縮を図ることができる。
図4は、本発明の第一応用例にかかる密封容器の密封検査装置の要部の概略拡大断面図を示している。
図4において、本応用例の密封検査装置(番号を付与せず。)は、上述した密封検査装置1と比べると、支持部材2が、開口部20の周縁に、容器本体の上部である胴部112の上部1121と接触する密封容器用シール部材21を有している点などが相違する。なお、本応用例の他の構成は、密封検査装置1とほぼ同様としてある。
したがって、図4において、図1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
本応用例の支持部材2は、開口部20の周縁に(すなわち、開口部20の周縁であって、支持部材2の内側の側面に)、容器本体11の上部である胴部112の上部1121と接触する密封容器用シール部材21が設けられている。加圧手段4がチャンバ32に加圧気体を供給すると、上部1121は、密封容器用シール部材21を外側方向に押圧するように、密封容器用シール部材21と接触し、上部1121と支持部材2は、密封容器用シール部材21によってシールされる。
ここで、上述したように、胴部112の上部1121は、胴部112の高さ方向の中央付近より機械的強度が向上しているので、上部1121と支持部材2は、密封容器用シール部材21によって好適にシールされる。
また、その他の構成や動作などは、上述した第一実施形態の密封容器の密封検査方法及び密封検査装置1とほぼ同様としてある。
したがって、密封容器10の胴部112(すなわち、上部1121より下方の部分)の変形の影響を受けないので、精度よく漏洩を判定できる。
また、高い圧力で密封検査が可能となるので、検査精度の向上、及び、検査時間の短縮を図ることができる。
図5は、本発明の第二応用例にかかる密封容器の密封検査装置の要部の概略拡大断面図を示している。
図5において、本応用例の密封検査装置(番号を付与せず。)は、上述した第一応用例の密封検査装置と比べると、密封容器用シール部材21が、容器本体11の上部である胴部112の上部1121に成形された段差1122と接触する点などが相違する。なお、本応用例の他の構成は、第一応用例の密封検査装置とほぼ同様としてある。
したがって、図5において、図4と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
なお、他の構成は、密封容器10とほぼ同様としてある。
本応用例の支持部材2は、開口部20の周縁に(すなわち、開口部20の周縁であって、支持部材2の内側の側面に)、胴部112の上部1121に成形された段差1122と接触する密封容器用シール部材21が設けられている。加圧手段4がチャンバ32に加圧気体を供給すると、段差1122の外周方向の端部は、密封容器用シール部材21を下方向、外側方向又は外側斜め下方向に押圧するように、密封容器用シール部材21と接触し、段差1122と支持部材2は、密封容器用シール部材21によってシールされる。
ここで、上述したように、段差1122は、胴部112の高さ方向の中央付近より機械的強度が向上しているので、段差1122と支持部材2は、密封容器用シール部材21によって好適にシールされる。
また、本応用例では、密封容器用シール部材21が段差1122と接触する構成としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、段差1122の近傍(すなわち、段差1122の上方又は下方に数mm離れた部分)と接触する構成としてもよい。
また、その他の構成や動作などは、上述した第一応用例の密封容器の密封検査方法及び密封検査装置1とほぼ同様としてある。
したがって、密封容器10の胴部112(すなわち、段差1122より下方の部分)の変形の影響を受けないので、精度よく漏洩を判定できる。
また、高い圧力で密封検査が可能となるので、検査精度の向上、及び、検査時間の短縮を図ることができる。
なお、上記の変更例や応用例は、加圧方式の場合に限定されるものではなく、後述する減圧方式の場合にも適用することができる。
図6は、本発明の第二実施形態にかかる密封容器の密封検査装置の要部の概略断面図を示している。
図6において、本実施形態の密封検査装置1aは、支持容器2a、密閉部材3、第一減圧手段41、第二減圧手段42、漏洩判定手段6、及び、胴部漏洩判定手段61などを備えた構成としてあり、密封容器10を減圧方式により密封検査する。
なお、図6において、図1と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
支持容器2aは、金属製の有底筒状部及びフランジ部(有底筒状部の上部に突設された環状の周縁部)を有し、有底筒状部に容器本体11の胴部112と底部113が囲われている。また、支持容器2aは、有底筒状部の上部の周縁に(すなわち、フランジ部の上面に)、容器本体11の上部のフランジ部111と接触する密封容器用シール部材21が設けられており、フランジ部111が密封容器用シール部材21を押圧する状態で、フランジ部111を介して密封容器10を支持する。また、密封容器用シール部材21は、Oリングとしてあり、Oリング用の溝に収納されている。
さらに、支持容器2aは、上記のOリング用の溝の外側に、もう一つのOリング用の溝が形成されており、後述する密閉部材用シール部材22としてのOリングが収納されている。
密閉部材3は、第一実施形態とほぼ同様な構造としてある。ただし、蓋部材12の上方に形成されるチャンバは、上チャンバ32aと呼ばれる。
また、第一実施形態とほぼ同様に、支持容器2a及び/又は密閉部材3には、密封容器10をセットしたり取り外すために、支持部材2及び/又は密閉部材3を移動(昇降や回動)させる移動手段などが取り付けられている。
第一減圧手段41は、真空発生装置及び開閉弁51などを有しており、開閉弁51を介して、支持容器2aと容器本体11との間に形成された下チャンバ24を第一圧力まで減圧し、下チャンバ24の内部を減圧した状態に保持する。また、下チャンバ24は、容器本体11の胴部112と底部113を囲っている。
第二減圧手段42は、真空発生装置及び開閉弁5などを有しており、開閉弁5を介して、上チャンバ32aを、上記の第一圧力より高い第二圧力まで減圧し、上チャンバ32aの内部を減圧した状態に保持する。
なお、第一減圧手段41や第二減圧手段42は、上記の構成に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、上述した特許文献2に記載されているようなシリンダ方式を利用した減圧手段でもよい。
漏洩判定手段6は、圧力センサ、及び、プログラマブルロジックコントローラなどの情報処理装置等を有しており、減圧された上チャンバ32aの内部の圧力を検出し、所定の時間が経過した後の圧力の上昇する変化に応じて、密封容器10の漏洩の有無を判定する。
すなわち、密封検査装置1aは、上チャンバ32aが第二圧力まで減圧され、第二圧力に達したところで開閉弁5を閉じて上チャンバ32aを密閉し、上チャンバ32aの内部の圧力が安定したときの圧力を基準圧力とし、所定の時間が経過した後の圧力を測定し、基準圧力との圧力差(圧力上昇)により、漏洩の有無を判定する。
また、本実施形態の密封検査装置1aは、胴部漏洩判定手段61を備えている。
胴部漏洩判定手段61は、圧力センサ、及び、プログラマブルロジックコントローラなどの情報処理装置等を有しており、減圧された下チャンバ24の内部の圧力を検出し、所定の時間が経過した後の圧力の上昇する変化に応じて、密封容器10の胴部(底部を含む)112の漏洩の有無を判定する。
なお、本実施形態では、胴部漏洩判定手段61を設けているが、これに限定されるものではなく、たとえば、密封容器10の胴部112の漏洩の有無を判定しない場合には、胴部漏洩判定手段61の代わりに、圧力センサだけを設けてもよい。
本実施形態の密封検査方法は、密封検査装置1aを用いて、密封容器10の密封検査を行う方法としてある。
密封検査装置1aは、まず、たとえば、密閉部材3が上昇しており、密封容器10が支持容器2aにセットされ、次に、密閉部材3が降下する。これにより、密封検査装置1aは、容器本体11の上部のフランジ部111が密封容器用シール部材21と接触し、密閉部材3が密閉部材用シール部材22を介して支持部材2を覆う状態となる。
すなわち、密封検査装置1aは、機械的強度に優れたフランジ部111を支持し、蓋部材12の上方に上チャンバ32aを形成し、上チャンバ32aの内部を減圧した状態に保持して、漏洩の有無を判定する。
さらに、密封容器10を一つのチャンバ(減圧容器)に収め、全体的に減圧する場合と比べると、上チャンバ32aの容積を小さくできるため、検査精度を向上させることができ、また、検査時間を短縮することができる。
さらに、密封検査装置1aは、第二圧力と第一圧力との差圧により、フランジ部111をシールする構成としてあるので、装置としての構造を単純化することができ、設備費のコストダウンを図ることができる。
なお、本実施形態の密封容器10は、ヘッドスペース14を有している必要がある。
なお、良品と判定された密封容器10は、後工程に搬送され、また、不良品と判定された密封容器10は、回収手段(図示せず)により、工程外に回収される。
したがって、容器本体11の胴部112の水滴付着などによる影響を受けないので、精度よく漏洩を判定できる。
また、上チャンバ32aの容積を小さくできるため、検査精度を向上させることができ、また、検査時間を短縮することができる。
図7は、本発明の第三応用例にかかる密封容器の密封検査装置の要部の概略断面図を示している。
図7において、本応用例の密封検査装置1bは、上述した密封検査装置1aと比べると、第一減圧手段41及び第二減圧手段42の代わりに、共用化された減圧手段40を備えた点などが相違する。なお、本応用例の他の構成は、密封検査装置1aとほぼ同様としてある。
したがって、図7において、図6と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
減圧手段40は、真空発生装置、第一開閉弁52及び第二開閉弁53などを有している。第一開閉弁52と第二開閉弁53の一方の接続口は、分岐管などを介して減圧手段40と並列に接続されており、また、第一開閉弁52の他方の接続口は、チューブなどを介して下チャンバ24と連通し、第二開閉弁53の他方の接続口は、チューブなどを介して上チャンバ32aと連通している。
第一開閉弁52は、減圧手段40により下チャンバ24が第一圧力まで減圧されると閉じて、下チャンバ24の内部を第一圧力まで減圧した状態に保持する。また、第二開閉弁53は、減圧手段40により上チャンバ32aが第二圧力まで減圧されると閉じて、上チャンバ32aの内部を第二圧力まで減圧した状態に保持する。
また、その他の構成や動作などは、上述した第二実施形態の密封容器の密封検査方法及び密封検査装置1aとほぼ同様としてある。
例えば、図示してないが、上述した実施形態の密封検査方法及び密封検査装置は、チャンバを加圧したり減圧すると、蓋部材が凹状や凸状に湾曲するので、漏洩判定手段の代わりに、蓋部材の湾曲量を検出する変位計を使用して、漏洩の有無を判定する構成としてもよい。
2 支持部材
2a 支持容器
3 密閉部材
4 加圧手段
5 開閉弁
6 漏洩判定手段
10 密封容器
11 容器本体
12 蓋部材
13 内容物
14 ヘッドスペース
20 開口部
21 密封容器用シール部材
22 密閉部材用シール部材
23 カバー部
24 下チャンバ
31 凹部
32 チャンバ
32a 上チャンバ
40 減圧手段
41 第一減圧手段
42 第二減圧手段
51 開閉弁
52 第一開閉弁
53 第二開閉弁
61 胴部漏洩判定手段
111 フランジ部
112 胴部
113 底部
210 共用シール部材
1121 上部
1122 段差
Claims (4)
- フランジ部が形成された容器本体、及び、前記フランジ部に接合される蓋部材を有する密封容器の密封検査方法において、
前記容器本体の胴部を加圧することなく、前記蓋部材を囲うチャンバに加圧気体を供給し、前記チャンバの加圧気体により前記容器本体の上部をシールして該チャンバ内を加圧状態に保持し、加圧された前記チャンバ内の圧力を検出し、所定の時間が経過した後の圧力の降下に基づいて前記密封容器の漏洩の有無を判定することを特徴とする密封容器の密封検査方法。 - フランジ部が形成された容器本体、及び、前記フランジ部に接合される蓋部材を有する密封容器の密封検査装置において、
前記容器本体の胴部が挿入される開口部を有し、前記密封容器を支持する支持部材と、
前記蓋部材の上方にチャンバを形成する形状を有し、前記支持部材を覆う密閉部材と、
前記チャンバに加圧気体を供給し、前記チャンバの加圧気体により前記容器本体の上部と前記支持部材をシールして、該チャンバ内を加圧した状態に保持する加圧手段と、
加圧された前記チャンバ内の圧力を検出し、所定の時間が経過した後の圧力の降下に基づいて、前記密封容器の漏洩の有無を判定する漏洩判定手段とを備え、
前記支持部材が前記容器本体の上部と接触する密封容器用シール部材を有し、前記支持部材と前記密閉部材とが、密閉部材用シール部材を介してシールされることを特徴とする密封容器の密封検査装置。 - 前記支持部材が、前記容器本体を保護する筒状部を有することを特徴とする請求項2に記載の密封容器の密封検査装置。
- 前記容器本体の上部が、当該容器本体のフランジ部、胴部の上部、或いは該胴部の上部に成形された段差であることを特徴とする請求項2又は3に記載の密封容器の密封検査装置。
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