JPH0781927B2 - 中空容器の密封度試験方法と装置 - Google Patents

中空容器の密封度試験方法と装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも１つの空容器の密封試験及び空容
器の壁の圧力荷重に応じた容積変化を検出する方法と装
置に関し、例えばコーヒー包装のような弾力的な空容器
に該方法ないし装置を利用する方法に関する。
［従来の技術］ 例えばジュース、コーヒーのような特定の飲食物又は例
えば発泡錠剤のような薬品を包装する際、包装された製
品が大気中の湿気によって汚染されるのを防止するた
め、包装容器を周囲から密封することが重要である。
その際、容器は、缶や袋のような、一般に定形又は弾力
的な中空体であり、蓋又は密封部を備えている。これら
の蓋又は密閉部は開放可能であるが、閉じた状態では中
空体内部を密封して閉鎖する必要がある。
［発明が解決しようとする課題］ この種の容器の製造には、例えば溶接方法等の種々の製
造法が採用される。このような中空体の密封度の他に、
定形の容器の場合は、壁特に連結部の剛性が容器の耐久
性の重要な基準となる。例えば中空容器に溶接継目のよ
うな堅い、又は弱い箇所が存在すると、容器使用中に例
えば剛性が異なる部位が連結された領域で亀裂が生ずる
場合がある。
本発明は、簡単な方法で、高い信頼性を以てこのような
容器の試験が可能である中空容器試験方法及び装置を提
供することを課題としている。
［課題を解決するための手段］ 上記課題を達成するため、本発明に係る中空容器の密封
度試験方法は、試験室（３）内に中空容器（１）を配置
し、前記試験室（３）に差圧検出器（21）の第１入力
（E19）を第１通路（19）を介して接続するとともに、
前記差圧検出器（21）の第２入力（E23）を、第２通路
（23）を介して試験室（３）に接続された基準圧力保持
部（23a）に接続し、前記試験室（３）と前記基準圧力
保持部（23a）とを連通させて両者の圧力を同一とした
後、前記基準圧力保持部（23a）と前記試験室（３）と
の連通を遮断することにより、前記基準圧力保持部（23
a）内の圧力を連通遮断時点での前記試験室（３）内の
圧力に維持し、この状態で前記試験室（３）内の圧力に
前記中空容器（１）を曝し、前記差圧検出器（21）によ
り前記基準圧力保持部（23a）と前記試験室（３）との
間の圧力差を測定することにより、前記中空容器（１）
の密封度を評価することを特徴とする。
また、本発明に係る中空容器の密封度試験装置は、その
内部圧力が調整可能とされた、中空容器（１）を収容す
るための試験室（３）と、第１の入力（E19）が第１通
路（19）を介して前記試験室（３）に接続されるととも
に、第２の入力（E23）も第２通路（23）を介して前記
試験室（３）に接続された差圧検出器（21）と、前記第
２通路（23）の一部に設けられた基準圧力保持部（23
a）と、前記基準圧力保持部（23a）と前記試験室（３）
との間に設けられ両者間の連通を断接するための遮断機
構（25）とを具備したことを特徴とする。
前記目的は本発明に基づき、試験室内の空容器に、空容
器内圧と試験室内の圧力との正又は負の差圧を加え、試
験室内の圧力の状態から空容器の密封度及び（又は）容
器変化を判定することにより達成される。
場合によって、内容物が充填された中空容器を試験室内
に入れ、試験室内に中空容器の内圧との正又は負の差圧
を、好適には空気である試験用気体の形態で加え、中空
容器の密封度又は漏れ度に従って試験室の圧力と中空容
器の内圧との均圧が生じる過程を観察し、その時間的経
緯から、場合によって存在する漏れの程度を評価する。
更に、中空容器の体積の増加又は減少も試験室内の圧力
に影響を及ぼすので（増加は中空容器内部から外部へと
向かう差圧が加えられた場合、減少は試験室から中空容
器内部へと向かう差圧が加えられた場合）、試験室内圧
から、中空容器壁の弾性が判断できる。
そこで第１の実施形態においては、試験室内の圧力を一
定時間経過後に一定に調整し、そのために導入された調
整圧力値を評価する方法が提案される。試験される中空
容器に漏れがある場合、試験室内の圧力を一定に維持す
るためには、試験室へ又は試験室から調整圧力値として
特定量の圧力媒体が時間単位毎に供給又は排出されるた
め、この媒体流量が中空容器の漏れ又は弾性の尺度とな
る。すなわち、試験室内へ流入する圧力媒体量、又は中
空容器内から外部に向かう差圧の場合には、試験室から
流出する時間単位毎の圧力媒体量が測定量として評価さ
れる。
試験室に所定の圧力値を初期値として付与し、次に試験
室と中空容器との間を遮断した後に、試験室内の圧力の
推移又は前述の判定基準に沿って判定するため、別個に
設けられた１つの室に所定の圧力を加え、次に前記もう
１つの室と試験室とを連結して、差圧を誘発させること
が提案される。試験室内の圧力は、２つの室が連結され
ると、一方では両方の室の吸込圧から、又、両方の室の
容積状態から明らかになる。その際、更に、測定信号を
強めるために、試験室にはあらかじめ大気圧に関する正
又は負の圧力を加えることが提案される。
試験室の圧力を評価するため、規定の基準圧を生成し、
次にこの基準圧を基準とした差圧測定に基づいて評価を
行うことが可能である。そのための手段として評価に先
立ち、先ず試験室と基準圧力保持部とを連結し、次に基
準圧力保持部を試験室から遮断することにより、基準圧
力保持部内の圧力を試験室の圧力変化測定のための基準
圧として使用することが提案される。
基準圧力保持部を試験室と連結することにより、基準圧
力保持部内に試験室内と同一の圧力が生ずる。次に基準
圧力保持部を試験室から遮断すると、その遮断時の試験
室内にある圧力値が基準圧力保持部内に残留され、評価
する際の差圧測定用の基準圧となる。
試験室内の圧力の評価を、所定の時点でポイント方式で
行うことによって、極めて簡易に中空容器を評価するこ
とが可能である。所定の時点で、試験室の内圧が、例え
ば密封された中空容器に関して予め検出された目標室内
圧と対応するか否かが吟味される。現在の試験室の内圧
を２つ以上の時点で、これらの時点に対応する目標圧力
値と比較することにより、又は、圧力の連続的な時間推
移を目標圧の時間推移と比較することによって、特に極
めて小さい漏れがある場合に、例えば比較結果、又は目
標値と現在値との差を積算することにより、評価の正確
さが高まる。
更に好ましくは、一定目標力値又は目標圧力推移が記憶
手段により記憶され、前述の試験の際、比較値として、
記録される現在値と比較され、漏れが大きすぎ、又は堅
すぎるかたわみ過ぎる壁部に起因する中空容器の欠陥が
判定される。
［実施例］ 第１図は、参考例として本発明に関連する技術を示す概
略図である。中空容器１は密封度、漏れ、及び壁の弾性
変形により、圧力荷重に応じて容積が変化する態様を試
験する必要がある。中空容器１は、例えば蓋５によって
密閉可能な入口を通して試験室３内に入れられる。その
際、中空容器１の内部には通常周囲圧Puと対応する内圧
P11がかかっている。試験室３を気密に閉鎖した後、試
験室３には圧力媒体源７と接続されることにより圧力が
加えられる。圧力媒体としては、気体、好適には空気が
採用される。それによって試験室３内には中空容器１内
の内圧Pi1に対する正又は負の差圧が生ずる。
試験室３内の圧力は第１図ではP3の記号で示されてい
る。試験室３と試験されるべき中空容器１から成る系
は、例えば遮断弁９によって圧力媒体源７から遮断さ
れ、放置される。中空容器１が使用される気体に対して
気密であり、その壁が、P3とPi1との差圧から生ずる力
により壁に顕著な変形が起きないような剛さである場合
は、第１図で概略的に符号11で示した圧力検出器、例え
ば圧電圧力検出器のような機械／電気変換器によって、
第２図ａで定性的に示した出力信号Ｓ（P3）が記録され
る。
第２図a,第２図ｂには時間ｔの経過に応じて、信号Ｓ
（P3）に対応する試験室３内の圧力並びに中空容器１内
の内圧Pi1が定性的に記載されている。時点t1、即ち、
中空容器１が試験室３内に入れられた時点では、P3とP
i1は周囲圧Puと等しい。t1の時点で、試験室３に圧力源
７により圧力がかかり始め、試験室３内の圧力が上昇す
る。上記の場合は、中空容器の壁が堅く気密であるの
で、内圧Pi1は試験室３内の圧力変化によって影響は受
けない。t2の時点で圧力源７は試験室３から遮断され、
本例の場合は試験室の圧力P3（ａ）は少なくとも略一定
を保ち、又、中空容器１内の内圧Pi1（ａ）も同様であ
る。
中空容器１の壁が前述の意味に於いて完全に堅くなり、
少なくとも特定の箇所で、加えられた差圧ΔＰ及びその
偏差に従って内外にたわむ時には、中空容器内部に差圧
が向かう場合には鎖線で記入した定性的曲線P3（ｂ）な
いしPi1（ｂ）が生ずる。試験室３の方法に差圧が向か
う場合にも同様の状態が生ずる。
このような定性的な特性曲線からわかるように、両方の
圧力は短時間又は長時間の後に、漸近的に異なる一定の
限界値へと接近する傾向を有する。
第２図ｂには第２図ａと同様なグラフで、中空容器１に
種々の漏れがある場合の状態が示してある。漏れが比較
的小さい場合は、中空容器１の内圧と、試験室３と中空
容器１の間の圧力は定性曲線Ｐ（ｃ）に基づきゆっくり
と均圧され、漏れが大きくなると例えば曲線Ｐ（ｄ）で
示すように均圧の速度が増す。一般に、無傷の気密中空
容器１の場合に、差圧荷重による中空容器１の場合によ
り生ずる容量変化を考慮しつつ、例えばP3（ｂ）に示す
目標推移P3が知られれば、検出器11の出力側では、現在
推移と目標推移とを比較することによって試験中の中空
容器の密封度ないし欠陥品として評価すべきか否かが判
定される。
そのため、第１図に基づき、圧力P3が例えば大気圧Puと
対比して測定され、そこで後述する通り、一定基準圧に
対する圧力P3の差圧測定が行われる。しかし第３図に示
す別の参考例においては、試験室３内の圧力が一定に調
整され、更に試験室３に流入又は試験室３から流出する
圧力媒体量又は気体量が一定時間毎に、又は所定時間連
続的に測定値として検出される。
第３図の参考例では、試験すべき中空容器１を試験室３
内に密閉した後、試験室３に圧力媒体源７で空気を供給
あるいは排気し、正圧又は負圧を印加する。試験室３の
内圧の測定値Ｗは、差圧比較器13によって基準圧Ｘある
いは基準圧と対応する信号と比較され、差圧比較器13は
比較結果に対応して標準差圧Δを出力し、この標準差圧
Δは圧力供給源７の制御入力S7に伝達される。これによ
り、比較結果である標準差圧Δに基づき、試験室３内の
圧力は常に、自動制御装置15が発生する目標値Ｘに自動
調整される。試験室３に供給される時間単位毎の媒体容
量は流量計17によって計測され、この流量計17は、例え
ば所定の時間間隔毎に流量を積算した信号Ｓ（Δv/Δ
ｔ）を出力する。この信号Ｓ（Δv/Δｔ）が中空容器１
の評価に用いられる。
次に本発明の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に説明
する。
第４図は、第１図の参考例を改良した、本発明に係る中
空容器の密封度試験装置の第１実施例を示す図である。
前記各参考例と共通する構成要素には同一符号を伏して
説明を簡略化する。
試験室３は、第１導管19を介して例えば圧電検出器のよ
うな差圧検出器21の第１入力E19と連結される。また、
試験室３は、遮断弁25を備えた第２導管23を介して、差
圧検出器21の第２入力E23と連結されている。このよう
な構成によれば、第２図ｂに示すtRの時点で遮断弁25を
閉じると、遮断弁25と入力E23の間の導管部分23a内が基
準圧力保持部になり、この導管部分23aに前記遮断時に
おける試験室３内の圧力と等しい圧力が留まる。
導管部分23a内の前記圧力は基準圧として差圧検出器21
に作用する一方、導管19は遮断後も開いた状態に留まる
ので、差圧検出器21により、tRの時点での試験室３内の
圧力PR（基準圧）と実際の試験室３内の圧力との差圧が
測定される。第２図ｂを参照すると明らかであるよう
に、遮断を行うtRの時点は場合に応じてtR′，tR″へ変
更してもよく、その時点で生ずる基準圧はそれぞれ
PR′，PR″となる。
第５図は、第４図の実施例に、試験室３に圧力を印加す
るための好適な実施形態を加えた他の実施例を示してい
る。この実施例では、例えばポンプ等の試験用圧力気体
源7aが、遮断弁27を介して基準室29内の基準容積と連結
されている。基準室29は、別の遮断弁31を介して試験室
３と連結されている。
試験を行うには、先ず弁27を開き、弁31を閉じた状態で
圧力気体源7aから基準室29に試験用の気体を充填する。
基準室29の内部では圧力検出器33を用いて圧力が測定さ
れる。圧力検出器33により測定された圧力が、基準信号
源35で調整された基準圧に達すると、弁27が閉じられ
る。次に、遮断弁31が開かれ、試験室３と基準室29が連
通され、基準室29内と試験室３内の容積に応じて試験用
気体の圧力が平衡する。この平衡段階の後に、第２図ｂ
中の時点t2〜t1の間、第４図について前述したように、
差圧検出器21によって差圧の推移が測定される。あるい
は、第２図ｂに示す所定の測定時点tmにおいて、目標差
圧と現在差圧との差が記録される。
第５図に示されている通り、差圧検出器21の出力は差圧
比較器37の第２入力へ伝達される。差圧比較器37の第１
入力には、コンピュータのような記憶装置39の出力が接
続されており、この記憶出力装置39からは、その中に予
め記憶されている圧力目標値の推移に対応した信号（標
準曲線）が伝達される。これにより、差圧比較器37から
は、任意の時点での目標値と実測値との偏差が出力され
る。この偏差に基づいて、中空容器１の完璧さ又は欠陥
の有無を判定可能である。勿論、前述したように、連続
的な変化を比較する代わりに、tmに対応する所定の時点
で、差圧検出器21が出力する現在差圧値と記憶装置39に
記憶された目標値とを準ポイント方式で比較することも
可能である。クロック制御装置41は、基準室29内が一定
圧力に達すると解除され、その後、入力される時間間隔
Ｔに基づいて遮断弁31,25並びに、場合によっては目標
値制御装置S39を制御する。
本発明に係る中空容器の密封度試験方法及び装置によれ
ば、中空容器に生じた広い範囲の漏れを確実且つ迅速に
検知することが可能である。更にそれによって、第２図
ａに基づいて説明したように、例えば壁部が許容し得な
い程堅い、又は過剰に弾力的である場合のように、期待
される状態とは異なる中空容器の形状変化状態も検知可
能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に関連した中空容器試験装置の参考例
を示す概略図である。 第２図ａは、試験室圧力が中空容器内圧よりも高く、か
つ中空容器が圧力で弾性変形する場合における、中空容
器内圧と試験室内圧の経時変化を示すグラフである。 第２図ｂは、中空容器内に種々の漏れがある場合におけ
る、中空容器内圧と試験室内圧の経時変化を示すグラフ
である。 第３図は、本発明に関連した中空容器試験装置の別の参
考例を示す概略図である。 第４図は、本発明に係る中空容器の密封度試験装置の一
実施例を示す概略図である。 第５図は、本発明に係る装置の他の実施例を示す概略図
である。 １……中空容器、３……試験室、７……圧力媒体源、1
9,23……導管（通路）、21……差圧検出器、23a……基
準圧力保持部、25,27,31……遮断弁、29……基準室、33
……圧力検出器、35……基準信号源、37……差圧比較
器、39……記憶装置、41……制御装置。

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】試験室（３）内に中空容器（１）を配置
    し、前記試験室（３）に差圧検出器（21）の第１入力
    （E19）を第１通路（19）を介して接続するとともに、
    前記差圧検出器（21）の第２入力（E23）を、第２通路
    （23）を介して試験室（３）に接続された基準圧力保持
    部（23a）に接続し、前記試験室（３）と前記基準圧力
    保持部（23a）とを連通させて両者の圧力を同一とした
    後、前記基準圧力保持部（23a）と前記試験室（３）と
    の連通を遮断することにより、前記基準圧力保持部（23
    a）内の圧力を連通遮断時点での前記試験室（３）内の
    圧力に維持し、この状態で前記試験室（３）内の圧力に
    前記中空容器（１）を曝し、前記差圧検出器（21）によ
    り前記基準圧力保持部（23a）と前記試験室（３）との
    間の圧力差を測定することにより、前記中空容器（１）
    の密封度を評価することを特徴とする中空容器の密封度
    試験方法。
  2. 【請求項２】前記第２通路（23）の一部を前記基準圧力
    保持部（23a）として利用し、この一部（23a）と前記試
    験室（３）との連通を遮断することにより、前記一部
    （23a）内の圧力を連通遮断時点での前記試験室（３）
    内の圧力に維持することを特徴とする特許請求の範囲第
    １項記載の中空容器の密封度試験方法。
  3. 【請求項３】前記試験室（３）内の圧力を、予め設定さ
    れている時間関数に基づいて調整すると共に、調整終了
    時点での調整に要した変数Ｓ（ΔV/Δｔ）を測定して中
    空容器（１）の密封度を評価することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項又は第２項記載の中空容器の密封度試
    験方法。
  4. 【請求項４】前記密封度の評価は、前記連通遮断から一
    定時間後に、あるいは一定時間毎に複数回に亙って、あ
    るいは連続的に行うことを特徴とする特許請求の範囲第
    １項〜第３項のいずれかに記載の中空容器の密封度試験
    方法。
  5. 【請求項５】前記測定値及び評価値を得た後、これら測
    定値及び評価値を、予め記憶されている目標値と比較
    し、この比較結果から、中空容器（１）が欠陥であるか
    否かを判定することを特徴とする特許請求の範囲第１項
    〜第４項のいずれかに記載の中空容器の密封度試験方
    法。
  6. 【請求項６】前記中空容器（１）は、コーヒーを収容す
    るための弾力性を有する容器であることを特徴とする特
    許請求の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の中空容
    器の密封度試験方法。
  7. 【請求項７】前記中空容器（１）には、少なくとも部分
    的に内容物が充填されていることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項〜第５項のいずれかに記載の中空容器の密
    封度試験方法。
  8. 【請求項８】その内部圧力が調整可能とされた、中空容
    器（１）を収容するための試験室（３）と、 第１の入力（E19）が第１通路（19）を介して前記試験
    室（３）に接続されるとともに、第２の入力（E23）も
    第２通路（23）を介して前記試験室（３）に接続された
    差圧検出器（21）と、 前記第２通路（23）の一部に設けられた基準圧力保持部
    （23a）と、 前記基準圧力保持部（23a）と前記試験室（３）との間
    に設けられ両者間の連通を断接するための遮断機構（2
    5）とを具備することを特徴とする中空容器の密封度試
    験装置。
  9. 【請求項９】前記第２通路（23）の、前記第２入力（E
    23）と前記遮断機構（25）との間の部分（23a）が、前
    記基準圧力保持部にされていることを特徴とする特許請
    求の範囲第８項記載の中空容器の密封度試験装置。
  10. 【請求項１０】前記試験室（３）内の圧力が一定値に達
    したときに前記遮断機構（25）を閉じて、前記基準圧力
    保持部（23a）内の圧力を前記一定値に保つための制御
    装置（41）を具備することを特徴とする特許請求の範囲
    第８項又は第９項記載の中空容器の密封度試験装置。
  11. 【請求項１１】前記差圧検出器（21）は、試験室（３）
    内の圧力を制御する圧力制御装置内の測定素子として接
    続され、前記圧力制御装置の制御信号Ｓ（ΔV/Δｔ）が
    評価されることを特徴とする特許請求の範囲第８項〜第
    10項のいずれかに記載の中空容器の密封度試験装置。
  12. 【請求項１２】前記試験室（３）のための圧力手段（7
    a）は少なくとも一つの遮断機構（27）を介して基準室
    （29）に接続され、この基準室（29）は遮断機構（31）
    を介して試験室（３）に接続されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第８項〜第11項のいずれかに記載の中
    空容器の密封度試験装置。
  13. 【請求項１３】前記差圧検出器（21）が出力する評価信
    号についての、少なくとも一つの所望のデータ又は所望
    の特性を記憶するための記憶手段（39）、及び差圧比較
    機構が設けられ、この差圧比較機構の一方の入力に前記
    評価信号が接続され、前記差圧比較機構の他方の入力に
    は、前記記憶手段（39）からの出力が接続されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第８項〜第12項のいずれ
    かに記載の中空容器の密封度試験装置。
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