JP2530376B2 - ガス漏れ検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス漏れ検査装置に関し、特に、生ビール
樽容器等の口部天面からのガス（炭酸ガス）漏れ検査に
好適に使用可能なガス漏れ検査装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、例えば、容器内に流体を充填後に気密性が要求
される生ビール樽容器等においては、その出荷段階で、
通常、綿密なガス漏れ検査が行われる。

ガス漏れ検査を行う装置としては、従来、例えば、第
８図に示されるようなビール樽容器９の漏れ検査装置が
提案されている。

この装置は、漏れ検査の要部である検査ヘッド部100
を備えており、この検査ヘッド部100は、シール部材101
と、このシール部材101を嵌入する筒状体102と、この筒
状体102の内部に垂下する導電率センサ132と、前記筒状
体102内に純水ｗを供給するための供給パイプ110を備え
ている。

すなわち、検査ヘッド部100の先端部には、図示のご
とくビール樽容器９の口部点面9aに直接に当接すること
のあるリング状のシール部材101が設けられ、このシー
ル部材101の後部は、筒状の支持体102に嵌着されてお
り、この支持体102と前記シール部材101とビール樽容器
９の口部天面9aとによっていわゆる容器を形成し、この
容器の中に、純水ｗを貯留できるようになっている。

前記筒状の支持体102の後端102bは、付勢バネ104を備
えた数本の案内シャフト103に連結されており、この案
内シャフト103の他端側は、枠体120の下面へと連結され
ている。この枠体120の下面には、導電率測定器130が固
定されており、導電率測定器130から導電率センサ132が
垂下している。

さらに、枠体120には純水ｗを供給するための供給パ
イプ110が固定されている（純水ｗの供給源は図示され
ていない）。一方、枠体120の上面には、シリンダロッ
ド140を介して図示しないエアーシリンダが取り付けら
れており、検査ヘッド部100全体が上下動できるように
なっている。

このような従来の装置によれば、ビール樽容器９の口
部天面9aに円筒形の検査ヘッド部100を当接せしめて、
容器を形成し、この中に純水ｗを貯留させて、その純水
ｗの導電率を測定することにより、ビールの漏れ（炭酸
ガスの漏れ）を検出するようにしている。なお、ビール
の漏れは、リング状のシールパッキン9bの箇所に不良が
ある場合に発生する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の検査装置では、純水ｗの中に導
電性不純物が混入したり、検査前後に通常、行われる口
部天面9aおよび検査ヘッド部100の洗浄が不十分である
場合には、正常な樽にもかかわれず、このものを誤って
漏れ樽として検出してしまうという問題が生じる。

また、ビール樽９の口部天面9aを洗浄するための図示
しない洗浄装置と、検査装置（検査ヘッド部）との間
は、ビールが漏れて溜まる時間が必要であるため、通
常、数メータ以上の間隔を設けなければならず、スペー
ス効率が悪いという問題もある。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、上記の問題点を解消し、漏れガスの検
出が確実におこなわれ、しかも構造自体がコンパクトで
メンテナンスの少ないガス漏れ検査装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明のガス漏れ検査装置
は、検査対象物となる容器を載置し搬送する搬送装置
と、該搬送装置の搬送路に隣接され、搬送される容器を
センタリングして所定位置に一時的に停止させるための
センタリングユニットと、該センタリングユニットによ
り位置合わせされた容器の上方に位置し、検査対象の検
査面に当接してガス漏れ検査をするガス漏れ検査ユニッ
トとを備えたガス漏れ検査装置であって、前記センタリ
ングユニットは、容器の側面と係合し、位置決めを行う
回動可能な回動アームと、この回動アームを回動するリ
ンク機構とを備え、前記ガス漏れ検査ユニットは、検査
対象物の検査面に当接する検査ヘッド部と、該ヘッド部
の先端に設けられた内腔部を連通する流出口および流入
口に、それぞれ循環パイプを連結し形成された循環路
と、該循環路の中の気体を強制的に循環させる循環装置
と、前記循環路に連結され、循環路中の漏れガス濃度を
検出するためのガス漏れ検出器と、該ガス漏れ検出器に
よって検出された漏れガス濃度を測定演算する演算部と
を備えるように構成した。

〔作用〕

本発明の装置を使用したガス漏れ検査は、内腔部を有
する検査ヘッド部を、検査対象物の検査面に当接せしめ
て検査面の上に検査ヘッド部の内腔部を含む空間部を形
成せしめ、該空間部に連通して設けられた循環路の中の
気体を強制的に循環させるとともに、循環路中の漏れガ
ス濃度を測定、演算し、検査対象物のガス漏れの良否を
判断する。

これにより、漏れガスの検出が確実におこなわれ、し
かも口金洗浄後、漏れを溜めるための時間が不要であ
り、そのため洗浄装置と検査装置の間にあるスペースが
不要となるため構造自体もコンパクトになる。

また、この検査において、検査ヘッド部を検査対象物
の検査面に当接せしめる前に、雰囲気中の検査対象ガス
濃度を予め測定し、この測定値を基準点とし、この点か
らの検査対象ガス濃度の増加量により漏れを判定した
り、 または、検査ヘッド部を、検査対象の検査面に当接せ
しめて検査面の上に検査ヘッド部の内腔部を含む空間部
を形成し、該空間部および該空間部に連通して設けられ
た循環路の中の気体を外気またはそれと同程度の検査対
象ガス濃度を含む安定した空気で置換せしめ、しかる
後、該空間部に連通して設けられた循環路の中の気体を
強制的に循環させるとともに、循環路中の漏れガス濃度
を測定、演算し、検査対象物のガス漏れの良否を判断す
ることにより測定精度はさらに向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第７図に基づいて
具体的に説明する。本実施例では、ビール樽容器（以
下、樽容器９と称す）を漏れ検査の対象容器（検査対象
物）として説明する。

第１図は本発明のガス漏れ検査装置１の平面図、第２
図はその正面図を示している。

これらの図において、装置１は樽容器９を右方から左
方に搬送するためのチェーンベルト2,2,2を有する搬送
装置と、該搬送装置の搬送路に隣設され、搬送される樽
９を一時的に停止させる一対のアーム10,10を有するス
トッパユニットＳと、搬送路のほぼ中央の両脇に搬送路
を隔て対向して設けられる回動アーム30a,30a,30b,30b
を有するセンタリングユニットＣと、搬送路中央部上方
に位置し、センタリングされた樽容器９の口部天面9aと
当接しつつ、樽容器９のガス漏れ検査を行うガス漏れ検
査ユニットＬ（第１図、第３図）とを備えている。

前記搬送装置は、以下のように構成される。

すなわち、装置の搬送方向両端には、それぞれ駆動シ
ャフト4a、従動シャフト4bが軸受5a,5a,5b,5bによって
軸支されており、これらのシャフト4a,4bにはそれぞれ
スプロケット3a,3a,3a,3b,3b,3bが略等間隔に嵌着され
ており、搬送方向に対をなすスプロケット3a,3bにはそ
れぞれチェーン付ベルト２が無端状に懸架されている。
そして前記駆動シャフト4aの一方端には駆動スプロケッ
ト６が嵌着されており、この駆動スプロケット６は駆動
モータ７によって駆動するようになっている。

このような搬送装置の入口側には、通常、搬送されて
くる樽容器９を一時的に係止させておくためのストッパ
ユニットＳが設けられる。このユニットＳは搬送路を隔
てて対置される一対の回動アーム10,10を有しており、
これらが協働して樽容器９の係止・開放等の機能を発揮
するようになっている。この回動アーム10,10の先端７
部12,12の上方には当接ローラ13,13が回動自在に取付け
られており、一方、回動アーム10,10のアーム基部11,11
には垂直方向に回動シャフト14,14の一方端が嵌着され
ている。この回動シャフト14,14は軸受15,16によって軸
支され、回動シャフト14,14の他端にはプーリ17が嵌着
されており、このプーリ17には回動シャフト14,14を回
動させるための駆動ベルトが巻回されている。

そして、この駆動ベルトを正方向ないしは逆方向に回
動することによって回動シャフト14,14を中心として回
動アーム10,10が所定角度の範囲で回動する。このアー
ム10,10がそれぞれ搬送路側に向けて最大に回動した
時、アームの先端部12,12は樽容器９の外周側面に当接
し、樽容器を一時的に係止するようになっている。そし
て、所定時間経過後、アーム10,10は搬送路外方に回動
し、樽容器９との係止は解除され、樽容器９は搬送装置
によって再び搬送されるようになっている。

このようなストッパユニットＳのさらに搬送方向には
搬送されてくる樽容器９をセンタリングしつつ一時的に
係止させるためのセンタリングユニットＣが設けられ
る。

このセンタリングユニットＣは搬送路の両側にそれぞ
れ一組の回動アーム30a,30bを有しており、これら一組
の回動アーム30a,30bはそれぞれ搬送路を隔てて対置さ
れる。

図示のごとく搬送路を隔てて対置される一組の回動ア
ーム30a,30bはその構成を同様にするものゆえ、搬送路
の片側に設置される一組についてのみ、以下に説明す
る。

すなわち、回動アーム30a,30bのアーム基部31a,31bに
は垂直方向に回動シャフト34a,34bが軸通され、その上
端部には歯車40a,40bが嵌着され、これら歯車40a,40bは
互いに噛合されている。なお、回動シャフト34a,34bは
それぞれ軸受35によって軸支されており、さらに回動シ
ャフト34a,34bはそれぞれ以下に説明するリンク機構を
構成する第一リンク82,第三リンク86に嵌着されてい
る。

第６図および第７図は、それぞれ、センタリングユニ
ットＣの平面図、正面図である。

第６図および第７図に示すように、このセンタリング
ユニットＣは、リンク機構を備え、このリンク機構は、
シリンダ80と、第一リンク82と、第二リンク84と、第三
リンク86とからなり、シリンダ80のシリンダヘッド80a
は、第一リンク82の一端に連結され、第一リンク82の他
端は第二リンク84の一端に連結され、第二リンク84の他
端は第三リンク86の一端に連結され、第三リンク86の他
端は回動シャフト34bに嵌着されている。なお、前記第
一リンク82の略中央には回動シャフト34aが嵌着されて
おり、しかもこの点が支点となっている。そして、回動
シャフト34a,34bの所定の回動に伴い回動する回動アー
ム30a,30bの先端部32a,32bはシャフト41a,41bが挿通さ
れ、その上下端にはそれぞれ当接ローラ33a,33bが回動
自在に取り付けられている。

そして、シリンダ80により第一リンク82が駆動される
と、これに連動して第二リンク84、第三リンク86が移動
し、第一リンク82の略中央に嵌着されている回動シャフ
ト34aおよび第三リンク86の一端に嵌着されている回動
シャフト34bが回動し、これにより歯車40a,40bを介して
回動アーム30a,30bがそれぞれ所定角度の範囲で回動
し、このアーム30a,30bの先端部32a,32bがそれぞれ搬送
路側に向けて回動した時に樽容器９の外周側面に当接
し、樽容器を挟持する。このような一組の回動アーム
は、上述のごとく搬送路を隔ててもう一組同様に設置さ
れているので、合計４本の回動アーム30a,30a,30b,30b
によって樽容器９の外周側面は４方から挟持され、これ
により、樽容器９は搬送路上で所定位置にセンタリング
されつつ後述するガス漏れ検査が完了するまで係止され
ている。

センタリングユニットＣを、このようなリンク機構を
用いた構成とすることにより、一つの駆動源（シリンダ
80）を用いて４つのアームを同時回動させることがで
き、しかもその構造は極めてシンプルである。

このようにセンタリング・係止された樽容器９の上方
にはガス漏れ検査ユニットＬが設置される。

当該ガス漏れ検査ユニットＬについて第３図乃至第５
図を参照しつつ説明する。

第３図は第２図の側面図、第４図および第５図はユニ
ットＬの検査ヘッド部60の拡大断面図であって、さらに
この検査ヘッド部60に配管系、検出、演算部等を組み込
んだ概略図である。

第３図において搬送路の両側から立設されたフレーム
F1,F1に連設・架設されたフレームF2の略中央部には第
１シリンダ50がシリンダブラケット51を介して垂直方向
に固定されている。

このシリンダ50のシリンダヘッドには、円筒状の検査
ヘッド部60が連結されている。

このヘッド部60の先端内部、すなわち、検査対象物の
樽容器９の口部の天面9a（漏れの可能性を有する摺動シ
ール面を備える）と当接するヘッド部60の先端内部の形
状は、第４図に示されるように２つの部材62,68の組み
合わせによって形づくられている。

すなわち、ヘッド基台68の先端凹部Ｅの内部には、リ
ング状の凸部61が設けられ、この凸部61の外周面と、凹
部先端凹部Ｅの内周面との間に裾部62aを有するリング
状の嵌入部材62が組み込まれて形成されている。

そして、検査対象の樽容器９の口部の天面9aが当接す
る部分は、図中に示されるｌラインのところである。従
って、樽容器９の天面9aが当接した場合に、ヘッド部60
の内部には内腔部64が形成される。

この内腔部64に連通して、２つの連通孔66a,66bが穿
設されており、この連通孔66a,66bの端部には、それぞ
れ出口孔67aおよび流入口67bが形成され、さらにこれら
には、循環パイプ69a,69bが連結される。この循環パイ
プ69a,69bの他端は、それぞれ、例えば赤外線吸収等の
炭酸ガス検出器70に連結されており、結果として循環パ
イプ67a,67bにより密閉系の一連の循環路が形成され
る。このような循環路中には、循環路中の空気を強制的
に循環させるための循環装置としての空気ポンプ74が設
置され、さらに、前記炭酸ガス検出器70には測定演算部
75が接続されている。なお、前記ヘッド部60と樽容器９
の口部天面9aとが当接する部分には、通常、図示しない
口金パッキン等のシール部材が設けられる。

このようなガス漏れ検査ユニットＬの動作について以
下、簡単に説明する。

前記位置決ユニットにより固定された樽容器９の上部
に位置する検査ヘッド60が下降し、樽容器９の口部天面
9aと当接することによって、樽口部天面9aの上に小さな
密閉空間としての内腔部64を含む空間部が形成される。

しかる後、空気ポンプ74を作動させることにより、内
腔部64を含む循環路中の気体を強制的に循環させるとと
もに、循環路中の漏れガス濃度を測定、演算し、検査対
象のリークの良否を判断する。なお、炭酸ガスの漏れ
は、第４図に示される樽容器の口部に設けられたリング
状のシールパッキン9bの箇所に不良がある場合に発生す
る。

このような測定方法の中においては、特に、以下に示
されるような方法によることが好ましい。

（１）自動零調節法 検査ヘッド部60が下降する前又は途中の雰囲気の炭酸
ガス濃度を測定し、この測定値を基準点とし、その基準
点から炭酸ガスの増加量により漏れを判断する。すなわ
ち、樽容器の周囲雰囲気の炭酸ガス濃度をキャンセルす
る方法である。

（２）空気置換法 検査ヘッド部60を降下させてビール樽９の口部天面9a
と当接せしめ、循環路を形成させた後、循環路の一部を
開けて排気系にし、循環路中の空気を外気またはこれと
同程度の炭酸ガス濃度の気体に置換した後、漏れガスの
検査を行う方法。

この空気置換法は前記第４図に示される配管系ではな
しえず、例えば、第５図に示されるように、内腔部64に
連通する連通孔66cをさらに付加して設ける必要があ
る。この連通孔66cには循環パイプ69cの一端が連結さ
れ、この循環パイプ69cの他端は大気解放、あるいは一
定濃度の気体ボンベ等に接続される。そして、循環パイ
プ69cの途中にはソレノイドバルブSV1が設けられてお
り、このソレノイドバルブSV1の切換えにより、適宜、
外気等を系内（循環路）に導入することができるように
なっている。

また、循環パイプ69a,69bにより形成される一連の密
閉系の循環路途中には、ソレノイドバルブSV2が設けら
れ、このソレノイドバルブSV2の切換えにより、循環路
が密閉系と排気系に切替わるようになっている。この空
気置換法は、検査ヘッド部60が樽容器９の口部天面9aが
接した後、まずソレノイドバルブSV1を開にし、ソレノ
イドバルブSV2を排気側にすることにより、一定時間循
環路内の気体を外気と置換する。その後、ソレノイドバ
ルブSV1を閉とし、ソレノイドバルブSV2を循環側にして
ポンプ74を作動しつつ検査を行う。

以上のごとく、自動零調節法ないしは空気置換法を用
いることにより周囲雰囲気の炭酸ガス濃度の変化に対し
て有効に働き、微小の漏れに対しても極めて精度良くし
かも確実に漏れを検出することができる。

なお、上述してきた本発明装置の各ユニットの各動作
を規制するため、第１図に示されるように搬送方向にそ
って検出センサ95,96,97,98が、それぞれ、所定位置に
配置されている。

次に上述してきた本発明の装置の動作について上記検
出センサ95,96,97,98の検出内容をも含めて説明する。

第１図に示されるように矢印（イ）方向に動く無端状
のベルト2,2,2により形成される搬送路に、樽容器９が
搬入される。この時、ストッパユニットＳの回動アーム
10,10は搬送路の側に突出しており、この回動アーム10,
10によって樽容器９は一旦、係止される。そして検出セ
ンサ95によって搬送路上に処理されるべき樽容器９が
存在するか否かの検出が行われる。この検出に加えて
装置（システム）全体が稼働可能な状態に有ることの確
認（例えば、ガス供給、シリンダ駆動エアー源のエアー
圧力等）が行われ、これらの条件が共に満たされれば、
回動アーム10,10はそれぞれ搬送路外方に回動し（矢印
（ロ）方向）、樽方向９との係合が解除され、樽容器９
は再び搬送される。そして、検出センサ96によって樽容
器９の通過完了が検出されると同時に、前記回動アーム
10,10はそれぞれ搬送路側に回動し（矢印（ハ）方
向）、接続の樽容器を係止するようにしている。

センタリングユニットＣのエリア内に搬送されてくる
樽容器９は、その存在が検出センサ97によって確認され
る。すると、４つの回動アーム30a,30a,30b,30bがそれ
ぞれ搬送路側（矢印（ニ）方向）に向かって回動し、樽
容器の側面が４箇所で挟持・位置決めされる。なお、こ
の場合、容器の形態が樽状形状であるならば、容器に外
形を問わず、係止される容器の中心位置は同一になる。

次いで、リークガス検査ユニットＬに設置された第１
シリンダ50のストロークが前進する。これにより、上述
したように樽容器９の上部に位置する検査ヘッド60が下
降し、樽容器９の口部天面9aと当接することによって、
樽口部天面9aの上に小さな密閉空間としての内腔部64を
含む空間部が形成される。

しかる後、空気ポンプＰを作動させることにより、内
腔部64を含む循環路中の気体を強制的に循環させるとと
もに、循環路中の漏れガス濃度を測定、演算し、検査対
象のリークの良否を判断する。この場合、上述した
（１）自動零調節法、ないしは、（２）空気置換法いず
れをも採択できる。

このように樽容器９のガス漏れ検査が完了すると、検
査ユニットＬに設置される第１シリンダ50が後退し、検
査ヘッド部60は樽口部点面9aから離れる。

同時に樽容器９の側面を挟持していた４つの回動アー
ム30a,30a,30b,30bはそれぞれ搬送路の外方に回動し、
開放された樽容器９は再び搬送され、検出センサ98によ
って樽容器の後端部が検出される。この検出信号を受け
るとともに、前記検出センサ95によって搬送路上に処
理されるべき接続の樽容器９が存在するか否かの検出が
行われ、さらに装置（システム）全体が稼働可能な状
態に有ることの確認（例えば、ガス供給、シリンダ駆動
エアー源のエアー圧力等）が行われ、これらの条件が共
に満たされれば、回動アーム10,10はそれぞれ搬送路外
方に回動する（矢印（ロ）方向）。これにより後続の樽
容器９との係合が解除され、後続の樽容器９は再びセン
タリングユニットＣのエリアまで搬送され、上記と同様
な動作が繰り返される。

〔発明の効果〕 本発明のガス漏れ検査装置は、内腔部を有する検査ヘ
ッド部を、検査対象物の検査面に当接せしめて検査面の
上に検査ヘッド部の内腔部を含む空間部を形成せしめ、
該空間部に連通して設けられた循環路の中の気体を強制
的に循環させるとともに、循環路中の漏れガス濃度を測
定、演算し、検査対象の漏れの良否を判断するように構
成されているので、漏れガスの検出が確実におこなわ
れ、しかも口金洗浄後、漏れをためるための時間が不要
であり、そのため洗浄装置と検査装置との間にあるスペ
ースが不要となるため構造自体もコンパクトである。特
に、センタリングユニットをリンク機構を用いた構成と
したので、構造がシンプルであり、信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、それぞれ、本発明のガス漏れ検査
装置の平面図、正面図、側面図、第４図および第５図
は、それぞれ、ユニットＬの検査ヘッド部の拡大断面図
であって、さらにこの検査ヘッド部に配管系、検出、演
算部等を組み込んだ概略図、第６図および第７図は、そ
れぞれ、センタリングユニットＣの平面図および正面
図、第８図は従来のビール樽容器９の漏れ検査装置の正
面図である。 １……ガス漏れ検査装置 ２……チェーン付ベルト 3a,3b……スプロケット 4a……駆動シャフト、4b……従動シャフト 5a,5b……軸受 ６……駆動スプロケット ７……駆動モータ ９……樽容器 10……回動アーム 13……当接ローラ 14……回動シャフト 15,16……軸受 17……プーリ 30a,30b……回動アーム 33a,33b……当接ローラ 35……軸受 40a,40b……歯車 50……第１シリンダ 60……検査ヘッド部 64……内腔部 67a……流出口 67b……流入口 69a,69b……循環パイプ 70……ガス漏れ検出器 75……演算部、 95,96,97,98……検出センサ Ｓ……ストッパユニット Ｃ……センタリングユニット Ｌ……ガス漏れ検査ユニット

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査対象物となる容器を載置し搬送する搬
   送装置と、該搬送装置の搬送路に隣設され、搬送される
   容器をセンタリングして所定位置に一時的に停止させる
   ためのセンタリングユニットと、該センタリングユニッ
   トにより位置合わせされた容器の上方に位置し、検査対
   象の検査面に当接してガス漏れ検査をするガス漏れ検査
   ユニットとを備えたガス漏れ検査装置であって、 前記センタリングユニットは、容器の側面と係合し、位
   置決めを行う回動可能な回動アームと、この回動アーム
   を回動するリンク機構とを備え、 前記ガス漏れ検査ユニットは、検査対象物の検査面に当
   接する検査ヘッド部と、該ヘッド部の先端に設けられた
   内腔部と連通する流出口および流入口に、それぞれ循環
   パイプを連結し形成された循環路と、該循環路の中の気
   体を強制的に循環させる循環装置と、前記循環路に連結
   され、循環路中の漏れガス濃度を検出するためのガス漏
   れ検出器と、該ガス漏れ検出器によって検出された漏れ
   ガス濃度を測定演算する演算部とを備えることを特徴と
   するガス漏れ検査装置。