JP6351291B2

JP6351291B2 - 密封性検査装置

Info

Publication number: JP6351291B2
Application number: JP2014029019A
Authority: JP
Inventors: 健雨宮
Original assignee: 株式会社アスタック
Priority date: 2014-02-18
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2034-02-18
Also published as: JP2015152541A

Description

本発明は、可撓性を有するカップ状容器の開口部が可撓性を有するフィルム状蓋体により封止された製品における密封の良・不良を検査する密封性検査装置に関する。

プラスチック、アルミニウム箔等で形成された可撓性を有するカップ形状の容器に、飲食料品等の内容物を必要に応じてヘリウム等の気体と共に充填した後、該容器の開口部をプラスチック、アルミニウム箔等で形成された可撓性を有するフィルム形状の蓋体で覆い、容器の口縁部と蓋体とを熱融着等により接着させることにより製造された製品が広く普及しているが、蓋体や容器にピンホールが存在する、容器と蓋体との接着性が不十分である等の理由により、製品の密封が不十分になる場合がある。密封が不十分であると、内容物の腐敗、変質が生じるおそれがある。また、完成後の製品に注射針が刺し込まれて毒物が混入される等の危険もある。そのため、完成後の製品について密封の良・不良の検査が実施されている。

密封性検査装置として、気密室に製品を収容した後、気密室を減圧或いは加圧して、製品から漏洩したヘリウム等の気体を検出したり、製品の変形を検出したりする装置があるが、一般に装置が大型で高価である。そこで、容器の側面を押圧したときの製品形状の変化を利用して密封の良・不良を検査する装置が提案されている。このような装置は比較的安価であり、所定時間内に比較的多くの製品を検査することができるため、製品の全数検査に適している。

例えば、特許文献１（特開平８−４０４２３号公報）には、筒状有底容器（カップ状容器）に内容物を気体と共に装填した後天蓋（蓋体）で密封被覆した気体封入型包装体（製品）を正立状態で容器側面を挟持しつつ搬送し、この搬送過程で内圧で膨張した天蓋を１回以上軽圧下し、軽圧下した後の膨張量を検出することによりシール不良を検出する装置が提案されている。シール不良が発生していた場合には、軽圧下により包装体内の気体が漏出するため、天蓋が軽圧下前の膨張状態まで復元せず、一方シール不良が無い場合には、軽圧下しても包装体内の内圧で天蓋が軽圧下前の膨張状態まで復元するため、軽圧下後の膨張量の変化を検出することによりシール不良を検出することができる。この文献には、容器側面の押圧により天蓋が外方にドーム状に突出した包装体の漏洩をレベル検出装置により検出した例が説明されている（この文献の図２参照）。

また、特許文献２（特表２００９−５０７２３２号公報）には、可撓特性が異なる第１及び第２の可撓性領域を有する密閉容器の漏れテスト装置が開示されている。この文献には、細い口部を有するボトル形状の容器の漏れテストを行う例が説明されており、ボトルの胴部（第１の可撓性領域）を内側に向けて付勢する付勢部材と、非付勢状態のボトルの細い口部に接着されたフォイル状封止カバー（第２可撓性領域）から所定量離間した場所に配置された力検出器とを備えた漏れテスト装置が提案されている。力検出器は、ボトル胴部の付勢によってフォイル状封止カバーが外方に妨害されることなく撓む最大距離よりも実質的に小さい位置に配置される。細い口部を覆う封止カバーがボトル胴部の押圧に伴って外方にドーム状に突出し、突出した封止カバーが力検出器に力を加えるため、加えられた力の値によって漏れを検出することができる（この文献の図１、図２参照）。

特開平８−４０４２３号公報特表２００９−５０７２３２号公報

しかし、特許文献２に示された細く変形しにくい口部を有するボトルの場合はともかくとして、可撓性を有するカップ状容器の開口部が可撓性を有するフィルム状蓋体により封止された製品の容器の側面を押圧した場合には、押圧に伴って容器の開口部も歪むため、蓋体が外方にドーム状に突出することは希であり、一般には蓋体に皺が寄って蓋体が波状に撓む。そして、同じ種類の製品であっても蓋体の撓みは不均一である。したがって、特許文献１及び特許文献２の装置では製品の密封性検査を精度良く行なうことが難しい。また、これらの装置ではピンホールのように非常に小さい径の孔からの漏れを検出するのが困難である。さらに、蓋体を比較的均一に外方に突出させるには、容器の側面に強い力を加えて容器を大きく変形させる必要があるが、この大きな変形により、容器が損傷を受けて破損したり、プラスチック製の容器が白化したりするおそれがある。

そこで、本発明の目的は、可撓性を有するカップ状容器の開口部が可撓性を有するフィルム状蓋体により封止された製品における密封の良・不良を検査するための装置であって、容器に損傷を与えることなく密封性検査を迅速に精度良く行うことが可能な装置、特にピンホールによる密封不良を精度良く検出することが可能な装置を提供することである。

上記課題を達成する、可撓性を有するカップ状容器の開口部が可撓性を有するフィルム状蓋体により封止された製品における密封の良・不良を検査するための本発明の密封性検査装置は、上記蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧可能な蓋体押圧手段と、上記蓋体押圧手段が上記蓋体を押圧している状態で上記容器の側面を内側に向けて押圧可能な容器押圧手段と、上記蓋体押圧手段が上記蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧しているが上記容器押圧手段が上記容器の側面を押圧していない状態及び上記蓋体押圧手段が上記蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧しており且つ上記容器押圧手段が上記容器の側面を押圧している状態で上記蓋体押圧手段の押圧力に対する上記製品の反力を測定する荷重測定手段と、上記蓋体押圧手段が上記蓋体を押圧した後で且つ上記容器押圧手段が上記容器の側面を押圧する前の上記荷重測定手段による荷重測定値Ｆ１と、上記容器押圧手段が上記容器の側面を押圧した後の上記荷重測定手段による荷重測定値Ｆ２とを比較し、Ｆ２＞Ｆ１であるときに密封が良であると判定し、Ｆ２＜Ｆ１であるときに密封が不良であると判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする。

蓋体押圧手段が製品の蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧すると、荷重測定手段が蓋体押圧手段の押圧力に対する製品の反力Ｆ１（Ｆ１＞０）を測定する。蓋体に蓋体押圧手段を当接させて容器の底面側に押していくと、蓋体に緩みがあるうちは荷重測定手段による荷重測定値はあまり変化しないが、蓋体に緩みが無くなって緊張状態に至ると荷重測定手段による荷重測定値が明らかに増加するため、蓋体が緊張状態に至ったか否かを容易に判別することができる。当然のことながら、蓋体が伸長したり蓋体や容器が損傷したりするような過度の押圧は回避される。蓋体が容器から部分的に剥離している場合のように製品の密封性が顕著に悪い場合には、蓋体押圧手段による押圧だけでも、製品の反力が蓋体押圧手段の押圧力より顕著に小さくなるため、反力の大小により密封不良を判定することが可能であるが、密封不良の原因がピンホールのように非常に小さい径の孔である場合には、蓋体押圧手段による押圧だけでは、製品の反力が蓋体押圧手段の押圧力と近似した値となり、密封の良好な製品の反力と同等の値となるため、密封の良・不良の判定が困難であることがわかっている。

しかし、蓋体押圧手段が蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧している状態で容器押圧手段が容器の側面を押圧すると、荷重測定手段の荷重測定値が即座に変化するため、このことを利用して密封の良・不良を確実に判定することができる。密封が良好であると、容器押圧手段による押圧により製品の内圧が増加するため、荷重測定手段の荷重測定値Ｆ２はＦ１より増加する。容器と蓋体との接着性不良部分やピンホールが存在するため密封が不良であると、容器押圧手段による押圧により、容器に充填された内容物或いは内容物と共に充填された気体が、接着性不良部分やピンホールから外部に漏洩するため、荷重測定手段の荷重測定値Ｆ２はＦ１より減少する。蓋体押圧手段が蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧している状態で容器押圧手段が容器の側面を押圧するため、容器押圧手段が容器を大きく変形させるような強い力を容器に加えなくても、ピンホールのように非常に小さい径の孔からでも、内容物或いは内容物と共に充填された気体が迅速且つ確実に漏洩し、これに伴って荷重測定手段の荷重測定値Ｆ２が容器押圧手段による押圧前の荷重測定値Ｆ１から迅速且つ確実に減少する。したがって、容器に損傷を与えることなく密封性検査を迅速に精度良く行うことができる。

上記判定手段は、上記蓋体押圧手段が上記蓋体を押圧した後で且つ上記容器押圧手段が上記容器の側面を押圧する前の上記荷重測定手段による荷重測定値Ｆ１を０にリセットし、上記容器押圧手段が上記容器の側面を押圧した後に、上記荷重測定手段による荷重測定値が正にシフトした場合に密封が良であると判定し、荷重測定値が負にシフトした場合に密封が不良であると判定することもできる。この装置によると、荷重測定値の正負を確認するだけで密封の良・不良を容易に判断することができる。

本発明における好適な密封性検査装置は、上記製品を正立状態で搬送する搬送手段をさらに備え、上記蓋体押圧手段が上記搬送手段の上方に配置されており、上記搬送手段により搬送された上記製品が上記蓋体押圧手段の下に到達したことを検知する製品検知手段と、上記製品検知手段の検知信号に従って上記荷重測定手段と上記蓋体を押圧した状態の上記蓋体押圧手段とを上記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、次いで、上記荷重測定手段と上記蓋体を押圧していない状態の上記蓋体押圧手段とを移動前の元の位置まで移送する第１移送手段と、上記容器の側面を押圧した状態の上記容器押圧手段を上記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、次いで、上記容器の側面を押圧していない状態の上記容器押圧手段を移動前の元の位置まで移送する第２移送手段とをさらに備えている。「正立状態」とは蓋体が上位に位置する状態を意味する。上記第１移送手段及び上記第２移送手段に代えて、上記荷重測定手段と上記蓋体押圧手段と上記容器押圧手段とを一体的に移送する移送機構を備え、上記移送機構が上記製品検知手段の検知信号に従って上記荷重測定手段と上記蓋体を押圧した状態の上記蓋体押圧手段と上記容器押圧手段とを上記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、上記容器押圧手段が上記移送機構により下流に移送されている間に上記容器の側面を押圧し、次いで、上記移送機構が上記荷重測定手段と上記蓋体を押圧していない状態の上記蓋体押圧手段と上記容器の側面を押圧していない状態の上記容器押圧手段とを移動前の元の位置まで移送するようにしても良い。これらの好ましい形態の装置により、多数の製品の密封の良・不良を連続的に検査することが可能になる。

本発明の密封性検査装置は、上記荷重測定手段による荷重測定値Ｆ１，Ｆ２及び上記判定手段による判定結果の少なくとも１つを記憶する記憶手段をさらに備えているのが好ましい。荷重測定手段による荷重測定値及び／又は密封の良・不良を製品毎に記録することが可能であり、保存された記録を製品管理に役立てることができる。

本発明の密封性検査装置によると、蓋体押圧手段が蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧している状態で容器押圧手段が容器の側面を押圧するため、容器押圧手段が容器を大きく変形させるような強い力を容器に加えなくても密封不良を迅速に精度良く検出することができ、ピンホールのように非常に小さい径の孔による密封不良も精度良く検出することができる。

本発明の一実施形態の密封性検査装置の概略的な正面図である。図１の密封性検査装置における容器押圧手段を示す概略的な平面図である。図１の密封性検査装置における蓋体押圧手段及び容器押圧手段の動作を示す説明図である。本発明の別の実施形態の密封性検査装置の概略的な正面図である。図２の密封性検査装置における容器押圧手段を示す概略的な平面図である。さらに別の容器押圧手段を示す概略的な平面図である。

第１実施形態
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態の密封性検査装置１についての概略的な正面図を示している。この装置１は、静止している製品の密封性検査を行なう装置である。

密封性検査装置１により検査される製品Ｐは、底面と円筒状の側面Ｈａとが一体的に形成されたプラスチック製の可撓性を有するカップ状容器Ｈと、容器側面Ｈａの上端に熱融着されたプラスチック製の可撓性を有するフィルム状蓋体Ｃとを有している。密封性の検査時には、製品Ｐが基台１１に取り付けられた載置台１２の上に作業員により又は供給装置を介して正立状態で配置される。

基台１１には載置台１２の上方に配置されたロードセル（荷重測定手段）２０を支持する支柱１３が取り付けられており、ロードセル２０の下面にはエアシリンダ（蓋体押圧手段）３０が取り付けられている。エアシリンダ３０は、シリンダチューブ３０ｂ内に空気が供給されると空気圧によりピストンロッド３０ａが押し下げられ、空気の供給が停止されるとエアシリンダ３０のシリンダチューブ３０ｂ内のスプリング（図示せず）によりピストンロッド３０ａが上昇するようになっている。エアシリンダ３０のピストンロッド３０ａの先端には蓋体プッシャー３０ｃが取り付けられており、ピストンロッド３０ａが押し下げられたときに蓋体プッシャー３０ｃにより製品Ｐの蓋体Ｃが押圧されるようになっている。そして、蓋体プッシャー３０ｃが製品Ｐの蓋体Ｃを押圧している間は、ロードセル２０によりエアシリンダ３０の押圧力に対する製品Ｐの反力が測定され、荷重測定値が後述するデータ処理部（判定手段）５３及びデータ記憶部（記憶手段）５４に入力されるようになっている。エアシリンダ３０の製品Ｐに対する押圧力は、エアシリンダ３０に供給する空気圧を調整することにより調整することができる。この押圧力は製品Ｐの種類に応じて蓋体Ｃが緊張状態を保つように選択され、特に限定がないが、一般的には２〜５ｋｇｆの値である。

基台１１にはさらに、平行開閉形のエアチャック（容器押圧手段）４０が取り付けられている。図２は、エアチャック４０の構造及び動作を説明するための平面図である。エアチャック４０は、エアチャック本体４０ｂと、一対のフィンガ４０ａと、各フィンガ４０ａに１個ずつ取り付けられた一対の容器プッシャー４０ｃとを有している。エアチャック本体４０ｂ内に形成された空気導入路（図示せず）に空気が導入されると、仮想線で示すように、一対のフィンガ４０ａの間隔、従ってまた一対の容器プッシャー４０ｃの間隔が狭まり（閉状態）、空気の供給が停止されると、一対のフィンガ４０ａの間隔、従ってまた一対の容器プッシャー４０ｃの間隔が開く（開状態）ようになっている。製品Ｐは一対の容器プッシャー４０ｃに挟まれうる位置に配置される。エアチャック４０の閉状態における一対の容器プッシャー４０ｃの間隔Ｗａは、製品Ｐの容器Ｈの直径Ｗｂより小さくなるように設定されており、エアチャック４０が閉状態にあるときに容器側面Ｈａが一対の容器プッシャー４０ｃにより押圧されるようになっている。製品Ｐに対する押圧力は、エアチャック４０に供給する空気圧を調整することにより調整することができる。この押圧力は製品の種類に応じて密封の良好な製品Ｐがエアチャック４０に押圧されたときの製品Ｐの内圧の変化がロードセル２０によって検出されるのに十分なように選択され、特に限定がないが、一般的には５〜２０ｋｇｆの値である。

本実施の形態の密封性検査装置１では、まずエアシリンダ３０に空気が供給されてエアシリンダ３０が製品Ｐの蓋体Ｃを押圧し、この押圧開始から所定時間経過後にエアチャック４０に空気が供給されてエアチャック４０が容器側面Ｈａを押圧し、さらに所定時間経過後にエアシリンダ３０及びエアチャック４０への空気の供給が停止されてエアシリンダ３０による蓋体Ｃの押圧とエアチャック４０による容器側面Ｈａの押圧の両方が解除されるように構成されている。エアシリンダ３０及びエアチャック４０への空気の供給・停止のタイミングはタイマーにより設定される。

記号５０は、操作パネル５１、ロードセル荷重表示部５２、データ処理部５３、データ記録部５４、電源スイッチ５５、検査開始スイッチ５６を含む制御盤を示している。

操作パネル５１はタッチパネルで構成されており、検査日、製品名称、ロット番号、製品番号等の製品管理情報の他、検査条件が作業員により入力可能なように構成されている。ロードセル荷重表示部５２には、ロードセル２０から伝達された荷重測定値が表示されるようになっている。

データ処理部５３は、エアシリンダ３０による蓋体Ｃの押圧開始から所定時間経過後で且つエアチャック４０が容器側面Ｈａを押圧する前のロードセル２０による荷重測定値Ｆ１と、エアチャック４０による容器側面Ｈａの押圧開始後で且つエアシリンダ３０による蓋体Ｃの押圧解除前のロードセル２０による荷重測定値Ｆ２とが比較して、Ｆ２＞Ｆ１であるときに密封が良であると判定し、Ｆ２＜Ｆ１であるときに密封が不良であると判定するように構成されている。エアシリンダ３０による蓋体Ｃの押圧開始から荷重測定値Ｆ１を取得するまでの時間ｔ１及びエアチャック４０による容器側面Ｈａの押圧開始から荷重測定値Ｆ２を取得するまでの時間ｔ２は、製品Ｐの種類に応じ、製品Ｐの密封性の良・不良を判定するのに十分なように選択され、製品Ｐの良品サンプルと不良品サンプルとを使用した簡単な予備実験より定められる。データ記憶部５４には、操作パネル５１から入力された製品管理情報の他、ロードセル２０の荷重測定値及びデータ処理部５３の判定結果が記憶されるように構成されている。

次に、本実施の形態の密封性検査装置１の動作について説明する。まず、作業員により、検査装置１の制御盤５０の電源スイッチ５５が投入され、操作パネル５１から、製品管理情報の他、エアシリンダ３０の押圧力、エアチャック４０の押圧力、荷重測定値Ｆ１，Ｆ２の取得時間ｔ１，ｔ２が入力される。

次いで、検査開始スイッチ５６が投入されると、エアシリンダ３０に空気が送られ、図３の左に示すように、ピストンロッド３０ａが押し下げられ、図３の中央に示すように、ピストンロッド３０ａに取り付けられた蓋体プッシャー３０ｃにより、下に位置する製品Ｐの蓋体Ｃが押圧される。そして、ロードセル２０によりエアシリンダ３０の押圧力に対する製品Ｐの反力が測定される。エアシリンダ３０による蓋体Ｃの押圧開始からｔ１（例えば１秒）経過後の荷重測定値Ｆ１が、データ処理部５３及びデータ記憶部５４に伝達される。

荷重測定値Ｆ１が測定された後、エアチャック４０に空気が送られ、図３の中央に示すように、一対の容器プッシャー４０ｃが互いに接近し、図３の右に示すように、一対の容器プッシャー４０ｃにより製品Ｐの容器側面Ｈａが挟まれて押圧される。エアシリンダ３０が蓋体Ｃを押圧したままであるので、ロードセル２０によりエアシリンダ３０の押圧力に対する製品Ｐの反力が測定される。そして、エアチャック４０による容器側面Ｈａの押圧開始からｔ２（例えば１秒）経過後の荷重測定値Ｆ２が、データ処理部５３及びデータ記憶部５４に伝達される。その後、エアシリンダ３０及びエアチャック４０への空気供給が停止され、ピストンロッド３０ａが上昇し、蓋体プッシャー３０ｃが蓋体Ｃから離れ、同時にエアチャック４０が開状態へと移行し、一対の容器プッシャー４０ｃが容器側面Ｈａから離れる。

データ処理部５３は、ロードセル２０から送られた荷重測定値Ｆ１とＦ２とを比較し、Ｆ２＞Ｆ１であるときに密封が良であると判定し、Ｆ２＜Ｆ１であるときに密封が不良であると判定する。次いで、データ処理部５３は、密封の良・不良の判定結果をデータ記憶部５４に伝達する他、不良信号を警報装置（図示せず）に伝達して、作業員に不良品の発生を知らせる。

そして、データ記憶部５４は、作業員により操作パネル５１から入力された製品管理情報の他、ロードセル２０から伝達された荷重測定値Ｆ１，Ｆ２、データ処理部５３から伝達された判定結果を記憶する。データ記憶部５４に記憶された各データは、必要に応じてプリンター等により出力される。

本実施の形態の密封性検査装置１によると、エアシリンダ３０が蓋体Ｃを蓋体Ｃが緊張状態を保つように押圧している状態で、エアチャック４０が容器側面Ｈａを押圧するため、エアチャック４０が容器Ｈを大きく変形させるような強い力を容器Ｈに加えなくても、ピンホールのように非常に小さい径の孔の存在によっても、ロードセル２０の荷重測定値Ｆ２がエアチャック４０による押圧前の荷重測定値Ｆ１から迅速且つ確実に減少する。したがって、密封性検査を迅速に精度良く行うことができる。

第２実施形態
次に、本発明の第２の実施の形態について、図４、図５を参照しながら説明する。第１実施形態における部品と同じ部品には同じ符号を付して説明を省略し、異なる点を中心に説明する。図４は、本実施の形態の密封性検査装置１についての概略的な正面図を示している。この装置１は、製品Ｐを搬送しながら密封性検査を連続的に行なう装置である。

密封性検査装置１の基台１４には、コンベアベルト（搬送手段）１０が取り付けられており、複数の製品Ｐが正立状態で所定の間隔をあけてコンベアベルト１０上に載置されて矢印Ａ方向に搬送されるようになっている。

コンベアベルト１０の一側縁には、光ファイバセンサ（製品検知手段）６０が設けられており、光ファイバセンサ６０の上方には、ロードセル２０とエアシリンダ３０とを一体的に移送し、エアチャック４０をも同時に移送する移送機構（第１移送手段と第２移送手段とを兼ねる機構）７０が設けられている。

移送機構７０は、基台１４に取り付けられた固定板１５に固定されたモータ７１、固定板１５に支持され、モータ７１の回転シャフト７１ａとベルト７２を介して連結されたボールネジ７３、及びボールネジ７３と螺合したスライドベース７４から構成されている。スライドベース７４の下面には、ロードセル２０が取り付けられており、ロードセル２０の下面にはエアシリンダ３０が取り付けられている。スライドベース７４の下面のロードセル２０取り付け部より下流側の位置にはさらに、エアチャック４０を支持するための支持体７５が取り付けられており、支持体７５の下端には平行開閉形のエアチャック４０が取り付けられている。

したがって、モータ７１の回転シャフト７１ａの回転により、ベルト７２、ボールネジ７３及びスライドベース７４を介して、ロードセル２０とエアシリンダ３０とが一体となってエアチャック４０と共に図４の左右方向に移動することができる。そして、本実施の形態では、スライドベース７４の下流方向（矢印Ｂ方向）への移動速度、したがってロードセル２０とエアシリンダ３０の下流方向への移動速度及びエアチャック４０の下流方向への移動速度が、コンベアベルト１０による製品Ｐの搬送速度と同一になるように調整されている。

図５は、エアチャック４０の構造及び動作を説明するための平面図である。エアチャック４０は、エアチャック本体４０ｂの下端の位置が製品Ｐの蓋体Ｃより高い位置になるように配置されており（図４参照）、一対のフィンガ４０ａには容器プッシャー４０ｃが１個ずつ取り付けられている。容器プッシャー４０ｃは、フィンガ４０ａから下方に伸びた後上流側に向けて伸びるＬ字形に形成されている（図４参照）。エアチャック本体４０ｂ内に形成された空気導入路（図示せず）に空気が導入されると、仮想線で示すように、一対のフィンガ４０ａの間隔、従ってまた一対の容器プッシャー４０ｃの間隔が狭まり（閉状態）、空気の供給が停止されると、一対のフィンガ４０ａの間隔、従ってまた一対の容器プッシャー４０ｃの間隔が開く（開状態）ようになっている。エアチャック４０の開状態における一対の容器プッシャーの間隔Ｗｃは製品Ｐの最大直径より大きくなるように設定されており、エアチャック４０が開状態にあるときには製品Ｐがエアチャック本体４０ｂの下方を通過できるようになっている。一方、エアチャック４０の閉状態における一対の容器プッシャー４０ｃの間隔Ｗａは製品Ｐの容器Ｈの直径Ｗｂより小さくなるように設定されており、エアチャック４０が閉状態にあるときに一対の容器プッシャー４０ｃの間に存在する製品Ｐの容器側面Ｈａが一対の容器プッシャー４０ｃにより押圧されるようになっている。なお、本実施の形態では、エアチャック４０がロードセル２０及びエアシリンダ３０より下流側に取り付けられているため、容器プッシャー４０ｃがフィンガ４０ａから下方に伸びた後上流側に向けて伸びているが、エアチャック４０をロードセル２０及びエアシリンダ３０より上流側に取り付けることも可能であり、この場合には容器プッシャー４０ｃはフィンガ４０ａから下方に伸びた後下流側に向けて伸びるように形成される。

本実施の形態の密封性検査装置１では、光ファイバセンサ６０の発信信号に従って、エアシリンダ３０に空気が供給されてエアシリンダ３０が製品Ｐの蓋体Ｃを押圧し、同時にモータ７１の回転シャフト７１ａが回転し、ロードセル２０とエアシリンダ３０とが一体となってエアチャック４０と共に下流方向（矢印Ｂ方向）に移送され、光ファイバセンサ６０からの信号発信から所定時間経過後に、エアチャック４０に空気が供給されてエアチャック４０が容器側面Ｈａを押圧し、さらに所定時間経過後にエアシリンダ３０及びエアチャック４０への空気の供給が停止されてエアシリンダ３０による蓋体Ｃの押圧とエアチャック４０による容器側面Ｈａの押圧の両方が解除され、同時にモータ７１の回転シャフト７１ａが反転し、ロードセル２０とエアシリンダ３０とが一体となってエアチャック４０と共に元の位置まで移送されるように構成されている。エアシリンダ３０及びエアチャック４０への空気の供給・停止のタイミング、モータ７１の回転シャフト７１ａの反転のタイミングはタイマーにより設定される。

本実施の形態では、データ処理部５３は、エアシリンダ３０による蓋体Ｃの押圧開始から所定時間経過後で且つエアチャック４０が容器側面Ｈａを押圧する前のロードセル２０による荷重測定値Ｆ１を０にリセットし、エアチャック４０が容器側面Ｈａを押圧した後に、ロードセル２０による荷重測定値が正にシフトした場合に密封が良であると判定し、荷重測定値が負にシフトした場合に密封が不良であると判定するように構成されている。そして、ロードセル荷重表示部５２には、データ処理部５３から伝達された、荷重測定値Ｆ１を０にリセットした後の荷重測定値（Ｆ２からＦ１を引いた値）が表示され、データ記憶部５４には、データ処理部５３から伝達された、荷重測定値Ｆ１を０にリセットした後の荷重測定値が記憶されるようになっている。

次に、本実施の形態の密封性検査装置１の動作について説明する。まず、作業員により、検査装置１の制御盤５０の電源スイッチ５５が投入され、操作パネル５１から、製品Ｐ毎に、製品管理情報の他、エアシリンダ３０の押圧力、エアチャック４０の押圧力、荷重測定値Ｆ１，Ｆ２の取得時間ｔ１，ｔ２が入力される。

作業員による操作パネル５１での入力の終了後、製品Ｐがコンベアベルト１０上に供給される。コンベアベルト１０上の製品Ｐは矢印Ａ方向に搬送され、光ファイバセンサ６０の方に導かれる。製品Ｐが光ファイバセンサ６０の前を通過すると、光ファイバセンサ６０が検知信号を発信し、この信号に従って、エアシリンダ３０に空気が送られてピストンロッド３０ａが押し下げられ、同時にモータ７１の回転シャフト７１ａが回転し、ベルト７２、ボールネジ７３及びスライドベース７４を介して、ロードセル２０とエアシリンダ３０とが一体となってエアチャック４０と共に下流方向（矢印Ｂ方向）に移動する。この間は、ピストンロッド３０ａに取り付けられた蓋体プッシャー３０ｃが下に位置する製品Ｐの蓋体Ｃを押圧しているため、ロードセル２０によりエアシリンダ３０の押圧力に対する製品Ｐの反力が測定される。光ファイバセンサ６０による信号発信からｔ１（例えば１秒）経過後の荷重測定値Ｆ１が、データ処理部５３に伝達される。

荷重測定値Ｆ１が測定された後、エアチャック４０に空気が送られ、一対の容器プッシャー４０ｃが互いに接近し、一対の容器プッシャー４０ｃにより製品Ｐの容器側面Ｈａが挟まれて押圧される。エアシリンダ３０が蓋体Ｃを押圧したままであるので、ロードセル２０によりエアシリンダ３０の押圧力に対する製品Ｐの反力が測定される。光ファイバセンサ６０による信号発信からｔ２（例えば２秒）経過後の荷重測定値Ｆ２が、データ処理部５３に伝達される。

光ファイバセンサ６０による信号発信からタイマーにより設定した時間（例えば３秒）が経過した後、エアシリンダ３０及びエアチャック４０への空気供給が停止され、ピストンロッド３０ａが上昇し、蓋体プッシャー３０ｃが蓋体Ｃから離れ、同時にエアチャック４０が開状態へと移行し、一対の容器プッシャー４０ｃが容器側面Ｈａから離れる。同時に、モータ７１の回転シャフト７１ａが反転し、ロードセル２０とエアシリンダ３０とが一体となってエアチャック４０と共に元の位置まで移動する。

データ処理部５３は、ロードセル２０から送られた荷重測定値Ｆ１を０にリセットし、エアチャック４０が容器側面Ｈａを押圧した後に、ロードセル２０による荷重測定値が正にシフトした場合には密封が良であると判定し、荷重測定値が負にシフトした場合には密封が不良であると判定して不良信号を発生する。次いで、データ処理部５３は、密封の良・不良の判定結果を、荷重測定値Ｆ１を０にリセットした後の荷重測定値（Ｆ２からＦ１を引いた値）と共にデータ記憶部５４に伝達する他、不良信号を警報装置（図示せず）に伝達して、作業員に不良品の発生を知らせる。また、ロードセル荷重表示部５２には、データ処理部５３から伝達された荷重測定値Ｆ１を０にリセットした後の荷重測定値が表示されるため、作業員が表示値の正負を確認するだけで不良品の発生を容易に認識することができる。

そして、データ記憶部５４は、作業員により操作パネル５１から入力された製品管理情報の他、データ処理部５３から伝達された判定結果及び荷重測定値Ｆ１を０にリセットした後の荷重測定値を記憶する。データ記憶部５４に記憶された各データは、必要に応じてプリンター等により出力される。

本実施の形態の密封性検査装置１によると、エアシリンダ３０が蓋体Ｃを蓋体Ｃが緊張状態を保つように押圧している状態で、エアチャック４０が容器側面Ｈａを押圧するため、エアチャック４０が容器Ｈを大きく変形させるような強い力を容器Ｈに加えなくても、ピンホールのように非常に小さい径の孔の存在によっても、ロードセル２０の荷重測定値Ｆ２がエアチャック４０による押圧前の荷重測定値Ｆ１から迅速且つ確実に減少する。したがって、多数の製品Ｐに対する密封性検査を連続的に精度良く行うことができる。また、荷重測定値Ｆ１を０にリセットした後の荷重測定値の正負を確認するだけで不良品の発生を容易に認識することができる。

以上、本発明の２つの実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能である。例えば、エアシリンダ３０の移送機構（第１移送手段）とエアチャック４０の移送機構（第２移送手段）とを別々に設けても良い。しかし、第２実施形態に示すように一つの移送機構７０によりエアシリンダ３０とエアチャック４０とを移送するようにすると、装置の構造を簡易にすることができる上に、エアシリンダ３０とエアチャック４０の移送のずれを回避することができるため好ましい。また、第２実施形態の変形として、容器押圧手段は、製品Ｐの搬送を妨害せず、ロードセル２０とエアシリンダ３０の動作及び移送をも妨害しないで、容器側壁Ｈａを押圧可能なものであれば良い。例えば、エアチャック４０に代えて、コンベアベルト１０の両側にエアシリンダを１個ずつ設け、エアシリンダのシリンダチューブをコンベアベルト１０側に突出させて容器側面Ｈａを押圧するようにしても良い。さらに、図６に示すようなコンベアベルト１０の両側に設けられた一対の押圧ベルト４６を用いて容器押圧手段を構成しても良い。一対の押圧ベルト４６は、それぞれ、コンベアベルト１０の上方で、駆動プーリ４４と従動プーリ４５により矢印Ｃ方向にコンベアベルト１０の搬送速度と同一速度で移動し続けるように構成される。押圧ベルト４６の対向する面の間隔Ｗａは、製品Ｐの容器Ｈの直径Ｗｂより小さくなるように設定される。製品Ｐは容器側面Ｈａが押圧ベルト４６に挟まれた状態で下流側（矢印Ａ方向）に搬送されるが、この形態において、容器押圧手段として機能するのは、押圧ベルト４６のうちの容器側面Ｈａと接触している部分である。

本発明の密封性検査装置は、密封の良・不良を迅速且つ精度良く検査する装置として好適に利用することができ、データ処理部の発生する不良信号を受けて不良品を排出する機構（例えば、不良品を搬送方向と垂直な方向に押し出す機構）と連動させることにより、不良品自動排出装置を構成することもできる。

１密封性検査装置
１０コンベアベルト（搬送手段）
２０ロードセル（荷重測定手段）
３０エアシリンダ（蓋体押圧手段）
４０エアチャック（容器押圧手段）
４６押圧ベルト（容器押圧手段）
５３データ処理部（判定手段）
５４データ記憶部（記憶手段）
６０光ファイバセンサ（製品検知手段）
７０移送機構（第１移送手段、第２移送手段）
Ｐ製品
Ｈカップ状容器
Ｈａ容器側面
Ｃフィルム状蓋体

Claims

可撓性を有するカップ状容器の開口部が可撓性を有するフィルム状蓋体により封止された製品における密封の良・不良を検査する密封性検査装置であって、
前記蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧可能な蓋体押圧手段と、
前記蓋体押圧手段が前記蓋体を押圧している状態で、前記容器の側面を内側に向けて押圧可能な容器押圧手段と、
前記蓋体押圧手段が前記蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧しているが前記容器押圧手段が前記容器の側面を押圧していない状態、及び、前記蓋体押圧手段が前記蓋体を該蓋体が緊張状態を保つように押圧しており且つ前記容器押圧手段が前記容器の側面を押圧している状態で、前記蓋体押圧手段の押圧力に対する前記製品の反力を測定する荷重測定手段と、
前記蓋体押圧手段が前記蓋体を押圧した後で且つ前記容器押圧手段が前記容器の側面を押圧する前の前記荷重測定手段による荷重測定値Ｆ１と、前記容器押圧手段が前記容器の側面を押圧した後の前記荷重測定手段による荷重測定値Ｆ２とを比較し、Ｆ２＞Ｆ１であるときに密封が良であると判定し、Ｆ２＜Ｆ１であるときに密封が不良であると判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする密封性検査装置。
前記判定手段が、前記蓋体押圧手段が前記蓋体を押圧した後で且つ前記容器押圧手段が前記容器の側面を押圧する前の前記荷重測定手段による荷重測定値を０にリセットし、前記容器押圧手段が前記容器の側面を押圧した後に、前記荷重測定手段による荷重測定値が正にシフトした場合に密封が良であると判定し、荷重測定値が負にシフトした場合に密封が不良であると判定する、請求項１に記載の密封性検査装置。
前記製品を正立状態で搬送する搬送手段をさらに備え、
前記蓋体押圧手段が前記搬送手段の上方に配置されており、
前記搬送手段により搬送された前記製品が前記蓋体押圧手段の下に到達したことを検知する製品検知手段と、
前記製品検知手段の検知信号に従って前記荷重測定手段と前記蓋体を押圧した状態の前記蓋体押圧手段とを前記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、次いで、前記荷重測定手段と前記蓋体を押圧していない状態の前記蓋体押圧手段とを移動前の元の位置まで移送する第１移送手段と、
前記容器の側面を押圧した状態の前記容器押圧手段を前記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、次いで、前記容器の側面を押圧していない状態の前記容器押圧手段を移動前の元の位置まで移送する第２移送手段と、
前記荷重測定手段による荷重測定値Ｆ１，Ｆ２及び前記判定手段による判定結果の少なくとも１つを記憶する記憶手段と
をさらに備えた、請求項１又は２に記載の密封性検査装置。
前記第１移送手段及び前記第２移送手段に代えて、前記荷重測定手段と前記蓋体押圧手段と前記容器押圧手段とを一体的に移送する移送機構を備え、
該移送機構が前記製品検知手段の検知信号に従って前記荷重測定手段と前記蓋体を押圧した状態の前記蓋体押圧手段と前記容器押圧手段とを前記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、前記容器押圧手段が前記移送機構により下流に移送されている間に前記容器の側面を押圧し、次いで、前記移送機構が前記荷重測定手段と前記蓋体を押圧していない状態の前記蓋体押圧手段と前記容器の側面を押圧していない状態の前記容器押圧手段とを移動前の元の位置まで移送する、請求項３に記載の密封性検査装置。