JPS6355438A - 懸垂配置されたガラス容器の応力を検査する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、容器底にプラスチックによって衝撃を負荷す
ることによって、懸垂配置されたガラス容器の応力を検
査する方法並びに、容器口の近くでガラス容器を掴む懸
垂工具と、該ガラス容器に対してプランジャを進入・進
出させる装置とを備えた形式の、前記方法を実施するた
めの装置に関する。

従来の技術 ガラス容器は、無定形ガラス組織に基づいて、封入物に
基づいて、あるいは又、製造時のガラス容器の処理に基
づいて内部応力を決して免れることができない。充填ま
たは再充填時にガラス容器は、負荷を受け、該負荷によ
って前記内部応力が解放され、ひいては破損が惹起され
ることになる。充填時におけるガラス容器の破損は特に
不愉快なことであるので、通常はすでにガラス工場にお
いて、あるいは、１回又は数回使用済みのガラス容器に
再充填する場合に、この再充填前にガラス容器には応力
検査、いわゆるストレス・テストが施される。

ガラス工場において、プレス−プロー法又はブロー−ブ
ロー法に基づいて新たなガラス原料から又は再溶融され
た古ガラス破砕片から大量生産品として製造されるガラ
ス容器は内部応力を決して免れない。それというのは、
ガラス容器壁の肉厚が不均一になるのは避けられないし
、また古ガラス破砕片からガラス容器を再生する場合に
は特に、封入物が存在するからである。また冷却による
歪みも避けることができない。ガラス容器内に応力巣が
形成され、該応力巣は即座には解放されず、むしろ振動
や充填負荷を受けて始めてガラス容器を破損させること
になる。同等の効果はガラス中の微細なひびによっても
惹起される。ガラス工場では、このような微細なひびを
検知するために探傷検査器が使用されてはいるが、この
探傷検査によってはすべての微細なひびを検知できると
は限らない。

それというのは探傷検査器は、通常ひびが発生する箇所
にしか、要するにガラス容器の頚部にしか装着されない
からである。

ガラス容器製造に古ガラス破砕片を使用した場合には、
しばしば、ガラス容器中に一緒に溶融されたセラミック
及びその他の異物粒子が封入されていることがある。こ
のような封入物又は所謂「石」は特に応力「巣」を形成
することが多く、これらはガラス容器が例えば内容物充
填のさいに振動せしめられた場合にガラス容器の破壊の
原因となる。

使捨てのガラス容器は破壊の危険の問題を生じ易い。そ
れというのはこのような使捨てのガラス容器は、ガラス
製造工場で製造された後そこで実施される応力検査に耐
えた場合、ただ１回だけ内容物を充填され、その後は、
再溶融のために古ガラスとしてガラス工場へ戻されるか
らである。通常２０回まで再充填可能である、再使用可
能なガラス容器の場合には事情が異なる。しかしこのよ
うなガラス容器は、ガラス工場で最初の応力検査に耐え
かつ１回又は数回の再充填に耐えた場合でも、該ガラス
容器中の内部応力によって破壊することがある。このよ
うな破壊はガラス製造機械で生じた場合には、ガラス容
器への内容物充填機械で生じた場合程著しい問題とはな
らない。ガラス成形機は毎時３００〜４００個のガラス
容器生産速度で稼動する。ガラス容器の３％までは製造
後続いて行なわれる応力検査のさいに破壊されるが、こ
れらは簡単に再度溶融されるから、このことは実際上問
題とはならない。これに反して、内容物充填機械の生産
速度は高く、毎時６０，０００〜７０，０００個の充填
ガラス容器を生産する。従ってこの場合には、千分の１
パーセント又は千分の０．５パーセントのガラス破壊率
でも既に著しく生産性を低下させる。それというのはこ
の工程でのガラス容器の破壊ではガラス容器内容物が充
填機械を汚し、広い範囲に亙るクリーニング作業を必要
とするからである。ガラスの破壊が内容物充填後にはじ
めて発生する場合、例えば内容物を充填されたガラス容
器が既にパレット上で著しく高い位置に積まれていて既
に包装されており、その一番上の段の充填されたガラス
容器が破壊したような場合には特に問題が大きい。

従って、再使用可能なガラス容器は充填機械において新
たに充填する前にその都度、上記のような問題を生じる
可能性を排除するために、応力検査を行なうのが有利で
ある。

上記の応力検査のためにガラス工場においては、ガラス
成形機及び充填機の後方で、応力検査機が使用される。

本発明者によって既に製作されているこのような応力検
査機ではメリーゴーランド型検査スタンドが設けられて
おり、該検査スタンドに、コンベヤベルトで搬送されて
来たガラス容器が順次に走入し、それぞれ鉗子形グリッ
パによって容器頚部を掴まれる。グリッパに自由な状態
で懸垂されたガラス容器は水平に上記検査スタンドを通
過する。ガラス容器の軌道に対して平行に上記検査スタ
ンド内には曲線軌道が設けられており、該曲線軌道上を
台架が走行する。この場合各鉗子状グリッパに１つの台
架が所属している。各台架は垂直に配置されたプランジ
ャをガラス容器内へ運動させ、また、プランジャの下端
が容器底上の所定の高さ位置に達すると、解放機構を操
作する。解放されたプランジャは容器底上に自由落下し
、該容器底に、落下高さ及びプランジャ重量に関連した
衝撃力を与える。続いてプランジャは各架台にプランジ
ャの出し入れのために設けられている装置によって再び
掴まれ、台架が曲線軌道上を再び上昇するさいに、ガラ
ス容器から引上げられ、その結果ガラス容器は検査スタ
ンドから円滑に出ることができる。プランジャの重量及
び落下高さは可変であり、従って、種々異なるガラス容
器（薄壁、厚壁、細径、長頚、その他のガラス容器）に
対してその都度異なる、適当な検査負荷を生せしめる力
をうろことができる。上記のパラメータを調整すること
により、後の充填機械における破壊を少なくし、また充
填機械が検査機と協働する場合に、後の充填工程で破壊
を生じないように、ガラス容器の品質を改善することが
できる。

ガラス容器底上に落下するプランジャによる上記の応力
検査は、ガラス容器に振動を生じさせ、この振動によっ
て、ガラス破壊を生じさせる内部応力を解放させるとい
う思想に基づいている。要するにこのような衝撃試験で
は、ガラス容器の内容物充填及び搬送のさいに発生する
ような条件又は振動が再現されるのである。ガラス容器
中の細かい亀裂、封入物、不均一な壁厚（容器頚部は通
常容器底よりも著しく薄壁である）に基づくガラス容器
の不均一な冷却によって発生するガラス容器の全内部応
力は、この応力検査において、解放されガラス容器の破
壊を生じるか、又は解放されず、この場合ガラス容器は
完全にそのままの状態にとどまる。この後者の場合には
、当該ガラス容器は内容物の充填又は再充填のさい及び
搬送のさいにも応力に耐えるものと仮定される。

前記公知の応力検査方法は種々異なる観点から改善の余
地がある。第１には変化可能性がプランジャ重量（通常
は例えば０．５からＩ　ＫＰ）と落下高度（通常は例え
ば８０から１００　ｍｍ）とに関し少なすぎるという問
題がある。検査しようとする１００個の異種のガラス容
器に対し、相応の種数のプランジャ重量を準備しておく
ことはできない。さらに落下高度も任意に変化させるこ
とはできない。何故ならばメリーゴーランド型検査スタ
ンドにおいては掛は吊されたプランジャを外すためには
時間的にかつ空間的に限された範囲しか与えられないか
らである。第２には落下高度とプランジャ重量の選択が
経験的に行なわれ、検査機を新しい種類のガラス容器に
合わせて調整するときに多大の時間を要するという問題
がある。選ばれたプランジャ重量及び（又は）落下高度
が低すぎると、後で充填するときにガラス容器が破損す
る危険が増大する。これに対して選ばれたプランジャ重
量及び（又は）落下高度が高すぎると、すでに応力検査
の段階で破損するガラス容器の数が大きくなりすぎ、ト
ングに懸垂されたガラス容器が頚部のところで裂断する
ことにもなる。もっと不都合であることはプランジャ重
量及び（又は）落下高度が大きすぎてもガラス容器が破
損されず、応力検査によってガラス容器に付加的に応力
が蓄積され、この応力がガラス容器の充填に際してガラ
ス容器が破損する危険を増大させることである。第３に
はガラス成形機は今日では１分間あたり３００〜４００
個のガラス容器を生産する生産速度で作業するのに対し
、応力検査機の単位時間あたりの検査処理量が１分間あ
たり１００から１２０個のガラス容器しか検査できない
ほど小さいという問題がある。この問題を前述の応力検
査機において除くことはできない。何故ならば一方では
プランジャを落下させるためには限られた空間的及び時
間的な範囲しか与えられず、他方ではメリーゴーランド
型検査スタンドを任意に大きく構成することは、スペー
スの関係からも費用の関係からもできない（メリーゴー
ランド型検査スタンドにおいてトングを１つ加えること
は多大の構成費用を意味する）からである。

発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、懸垂されたガラス
容器をプランジャで容器底に衝撃負荷を加えることによ
って応力検査する方法を改良して、衝撃負荷を簡単な形
式で付加的なスペースと時間を要することなしに変化さ
せ、検査しようとするガラス容器の単位時間あたりの検
査処理量をガラス成形機の生産速度に適合させることか
できるようにし、かつ前記方法を実施する装置を提供す
ることである。

問題点を解決するための手段 本発明が解決しようとする問題点は、まずプランジャを
容器底に接触させ、次いで衝撃負荷を容器底に載着させ
られているプランジャに調節可能な力を作用させること
によって解決された。

又、前記方法を実施するために装置に本発明により与え
られた特徴は、プランジャを容器底に載着させる装置と
、プランジャの、容器底とは反対側の端部の範囲に配置
された力源とを有し、この力源の作用が調節できるよう
になっていることである。

発明の効果 本発明の方法によっては、従来の応力検査方法に存在し
ていた、限られた程度でしか変化させることのできない
パラメータ、プランジャ重量及び落下高さに基づく衝撃
負荷の空間的及び時間的な制約がなくなる。何故ならば
本発明によれば衝撃負荷はプランジャが容器底の上に載
着された後で行われるからである。メリーゴーランド型
の検査スタンドにおいてはプランジャを容器底に載着さ
せることは衝撃負荷の行なわれる時点のはるか前に行な
うことができるので、衝撃負荷自体のためには十分な空
間と時間が与えられ、プランジャで場合？こよっては多
数回の衝撃負荷を与えることができるようになる。

本発明の方法では既に容器底に載着させられているプラ
ンジャに衝撃負荷が加えられるので、特許請求の範囲第
２項から第７項に記載されているように種々異なる方法
で衝撃力を生ぜしめることができる。又、本発明の方法
では衝撃周期及び（又は）衝撃周波は機械的、電気的又
はそれに類似した方法で変化させ、ガラス容器をできる
だけ適正な衝撃力で負荷することができる。従来の応力
検査では容器底にプランジャを一度だけ落とすことによ
ってガラス容器に次第に弱まる振動を一回しか生せしめ
ることができないが、本発明の方法では衝撃負荷によっ
てガラス容器に生ぜしめられた振動の形状と継続時間を
任意に変化させ、適正な応力検査を行なうことができる
。又、従来の応力検査では前もって落下高さが調節され
ていることに基づき一度しか衝撃を加えることができな
いが、本発明の方法ではプランジャと容器底との間にガ
ラス容器においてきわめて小さい振動が生ぜしめられる
ような跳ね上がり高さが得られるように衝撃負荷を変化
させることができる。さらに本発明の方法では衝撃負荷
を必要に応じて任意の回数で繰返すために既に述べたよ
うに十分な空間と時間とが与えられるようになる。又、
本発明の方法では応力検査を行なうときの単位時間あた
りのガラス容器の検査処理量を簡単にガラス成形機の生
産速度に有った値に高めることができるので、時間、ス
ペース、費用に関して顕著な利点が得られる。

本発明による前記方法を実施するための装置と従来の装
置との相違は、本発明の装置においてはプランジャを容
器底に落下させる代わりにプランジャを容器底に載着さ
せる装置が設けられ、容器底に載着させられたプランジ
ャの、容器底とは反対側の端部の範囲に調節可能な力源
が配置されており、この力源が調節可能な衝撃力発生器
を成していることである。

実施態様 特許請求の範囲第２項に記載した実施態様においては力
の作用は無段階に調節できるように構成されている。こ
れは磁気的又は電磁的な力源の場合にはポテンシオメー
タで行なうことができる。

特許請求の範囲第３項と第９項に記載された実施例にお
いては容器底に載着させられたプランジャの、容器底と
は反対側の端部に衝撃が有利には偏心率が調節可能であ
る回転可能な偏心盤で与えられるようになっている。

特許請求の範囲第４項と第１０項に記載された実施例に
おいては、衝撃負荷は超音波作用によって、有利には超
音波送出器によって行なわれる。この場合にはガラス容
器は連続的に超音波送出器を通過し、超音波送出器は容
器底に載着させられたプランジャに１度又は２度以上に
亙って超音波を作用させる。プランジャにはこれによっ
て衝撃波状に超音波振動が与えられ、この超音波振動は
プランジャにより容器底に、ひいては容器底を介してガ
ラス容器全体に伝達される。

特許請求の範囲第５項と第１１項とに記載された実施態
様においては、力源は磁力によりプランジャに作用する
磁気的な調節駆動装置から構成されている。この磁気的
な調節駆動装置は不動のコアを有する電磁コイルとして
構成し、この電磁コイルでプランジャを最小高さだけ持
上げかつ再び下方の駆進させるか又は可動子を直接的に
プランジャ上端に機械的に作用させるように構成するこ
ともできる。

特許請求の範囲第６項と第１２項とに記載された実施態
様においては、プランジャの衝撃負荷は純機械的に、例
えばプランジャの、容器底とは反対側の端部に直接的に
作用しかつ振動テ−プルの場合と同じように振動装置で
振動が与えられるシューを用いて、生ぜしめることがで
きる。

特許請求の範囲第７項と第１３項と第１４項とに記載さ
れた実施態様においては、重量の小さいプランジャ、有
利には中空円筒の形をしたプランジャ又は補強されたプ
ラスチックから成るプランジャが使用されている。この
ような重量の小さいプランジャは高周波数で振動させる
ことができるので、簡単な形式で重い中実のプランジャ
を避けることができる。さらにガラス容器における振動
は従来の応力検査方法の場合のように大きな重量で低周
波数で発生させるよりも、小さな重量で高周波数で発生
させる方が著しく効果的である。

図面を参照しながら本発明の構成を具体的に説明すると
、第１図は懸垂状態のガラス容器１０の応力検査装置の
１実施例の重要な部分を示す。この装置は環状の応力検
査装置部分を１平面に展開させたものであるが、本発明
によれば図示のようにプランジャ１２の下端部１６を容
器底１４にやわらかく当て付けて、プランジャ１２の上
端部１８に調整可能な力を作用させるのであって、プラ
ンジャ１２を容器底１４上に自由落下させるのではない
。ガラス容器１０は図示されていないコンベヤから矢印
Ａの方向で装置内に入り、グリッパ２０によって上端部
をつかまれて、懸垂される。グリッパ２０の軌道に隣接
して曲線軌道２２が配置されており、この曲線軌道には
、グリッパ２０に懸垂されているガラス容器１０の一定
の中心間隔に等しい間隔で移動する台架２４が配置され
ている。第１図の曲線軌道２２に沿って右に向かって動
く台架２４は曲線軌道２２の降下区分２２ａでは下方に
動き、プランジャ１２がガラス容器の口内に導入され、
プランジャ１２の下端部１６が容器底１４に接近する。

台架２４が曲線軌道２２の水平区分２２ｂに達すると、
プランジャ１２が容器底１４に当て付けられる。曲線軌
道２２の水平区分２２ｂの全範囲においてプランジャ１
２の上端部１８に力を作用させることが可能である。曲
線軌道２２の水平区分２２ｂに続いて、台架２４は曲線
軌道２２の上昇区分２２ｃに沿って再び上昇し、プラン
ジャ１２をガラス容器ＩＯから引き出す。曲線軌道２２
の水平区分２２ｂの中心Ｂには、プランジャ１２の上端
部１８に対し作用を調整可能な力源２６が配置されてお
り、この力源２６は、第１図の実施例では偏心盤２６ａ
を有し、第２図の実施例では超音波送出器２６ｂを有し
、第３図の実施例では磁気的な調節駆動装置２６ｃを有
している。

以下においてはこれらの力源２６について説明する。

第１図の実施例では偏心盤２６ａに可とう性のアーム２
６８′が設けられているが、このアーム２６ａ′の右端
部は不動に締め込まれているのに対し、アーム２６ａ′
の左端部には球２６ａ＃が取り付けられており、球２６
ａ＃は偏心盤２６ａが１回転するとプランジャ１２の上
端部１８を１回打撃する。すべての実施例においてプラ
ンジャ１２の上端部１８は円板状に構成されているが、
上端部１８の形状はこれに限定されるものではない。偏
心盤２６ａの回転数及び（又は）偏心率によって、プラ
ンジャ１２に対する力作用を無段階に調整することがで
きる。偏心盤２６ａの代わりにカム円板を使用して、プ
ランジャ１２の上端部１８に直接に作用させてもよい。

第１図の実施例ではプランジャ１２は管として構成され
ていて、下端部１６に例えばプラスチックから成る押圧
片を備えている。このようにする代わりにプランジャ１
２を強化プラスチックから成るロッドとして構成するこ
ともできる。いずれにせよプランジャ１２の質量は公知
の応力検査装置のプランジャの質量よりも著しくわずか
にすることができる。それは、従来はプランジャの落下
加速度を利用していたのに対し、本発明によれば容器底
１４に乗っているプランジ゛ヤ１２に調整可能な力を作
用させるに過ぎないからである。別のガラス容器１０を
検査する場合には、プランジャ１２を変える必要はなく
、プランジャ１２に対する力を変えるだけでよい。

第２図に示した実施例では力源２６は超音波送出器２６
ｂを有している。その他の点は第１図の実施例と同じで
ある。超音波送出器２６ｂはプランジャ１２を超音波振
動させ、プランジャ１２はこの超音波振動を容器底１４
に伝達する。超音波送出器２６ｂは、振動振幅及び（又
は）振動周波数を調整可能である普通の圧電式％式％ 第３図に示した実施例では力源２６は磁気的な調節駆動
装置２６ｃを有している。この調節駆動装置２６ｃは不
動の鉄心を有する磁気コイルとして構成されていて、プ
ランジャ１２の鉄又は類似物から成る上端部１８を磁石
の励磁電圧ることができる。プランジャ１２は全体とし
て鉄又は類似物から製作することができる。磁気的調節
駆動装置に可動の接極子を設け、接極子の振動運動を直
接にプランジャ１２に伝達することもできる。この場合
にはプランジャ１２を強化プラスチックから製作するこ
とができる。

すべての実施例において、曲線軌道２２の水平区分２２
ｂは任意の長さに構成することができ、また、力源２６
は水平区分２２ｂの一部分にわたって、容器底１４に乗
っているプランジャ１２と一緒に動かすこともできる。

第１図〜第３図に示した３つの力源の代わりに、シュー
　（図示せず）を使用し、このシューの一端部を、容器
底１４上のプランジャ１２の上端部に直接に作用させ、
シューの他端部を駆動装置によって振動させることもで
きる。この場合作用せしめられる衝撃力の長さは、プラ
ンジャ上端部と接触するシュー区分の長さ又はシューの
振動持続時間によって調整することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転可能な偏心盤を有する実施例の概略図、第
２図は超音波送出器を有する実施例の概略図、第３図は
磁気的な調節駆動装置を有する実施例の概略図である。 １０・・・ガラス容器、１２・・・プランジャ、１４・
・・容器底、１６・・・下端部、１８・・・上端部、２
０・・・グリッパ、２２・・・曲線軌道、２２ａ・・・
降下区分、２２ｂ・・・水平区分、２２ｃ・・・上昇区
分、２４・・・台架、２６・・・力源、２６ａ・・・偏
心盤、２６３′・・・アーム、２６ａ“・・・球、２６
ｂ・・・調整、２６Ｃ・・・調節駆動装置 図面の浄書（内容に変更なし） 手続補正書（方式） 昭和６２年９　月２２−日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、容器底にプランジャによって衝撃を負荷することに
   よって、懸垂配置されたガラス容器の応力を検査する方
   法において、プランジャを容器底上にプランジャをおろ
   し、次いで、容器底上に載っているプランジャに、設定
   可能な力作用によって衝撃負荷を行うことを特徴とする
   、懸垂配置されたガラス容器の応力検査方法。 ２、力作用を大きさ及び／又は持続時間に応じて無段調
   整する、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、容器底から離反した方のプランジャ端部を１回又は
   複数回打撃することによって力作用を発生させる、特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ４、容器底から離反した方のプランジャ端部に超音波を
   作用させることによって力作用を発生させる、特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ５、容器底から離反した方のプランジャ端部に磁力を作
   用させることによって力作用を発生させる、特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の方法。 ６、容器底から離反した方のプランジャ端部に直接作用
   し、しかも振動テーブルにおいて発生せしめられるよう
   な、機械的振動によって力作用を発生させる、特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の方法。 ７、僅少質量のプランジャを使用する、特許請求の範囲
   第１項から第６項までのいずれか１項記載の方法。 ８、懸垂配置されたガラス容器の応力検査法を実施する
   装置であって、容器口の近くでガラス容器を掴む懸垂工
   具と、該ガラス容器に対してプランジャを進入・進出さ
   せる装置とを備えた形式のものにおいて、容器底（１４
   ）の上にプランジャ（１２）をおろす装置（２２、２４
   ）が設けられており、かつ、容器底から離反した方の、
   プランジャ（１２）の端部（１８）の範囲に、力作用を
   設定可能な力源（２６）が配置されていることを特徴と
   する、懸垂配置されたガラス容器の応力検査装置。 ９、力源が、容器底（１４）から離反した方の、プラン
   ジャ（１２）の端部（１８）に作用する回転可能な、か
   つ偏心距離を設定可能な偏心盤（２６ａ）を有している
   、特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０、力源（２６）が超音波送出器（２６ｂ）を有して
   いる、特許請求の範囲第８項記載の装置。 １１、力源（２６）が電磁式の調整駆動装置（２６ｃ）
   を有している、特許請求の範囲第８項記載の装置。 １２、力源（２６）が、振動テーブル原理に基づいて構
   成された装置である、特許請求の範囲第８項記載の装置
   。 １３、プランジャ（１２）が管のような中空円筒体であ
   り、該中空円筒体が、容器底（１４）に隣接した端部（
   １６）に加圧片を有している、特許請求の範囲第８項か
   ら第１２項までのいずれか１項記載の装置。 １４、プランジャ（１２）が少なくとも部分的に強化プ
   ラスチックから成る、特許請求の範囲第８項から第１３
   項までのいずれか１項記載の装置。