JP2018162991A - カップ状容器の漏れ検出ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】カップ状容器等の漏れ検出について、従来とは異なる新たな方法を開発し、当該方法を実現するユニット（装置）を開発する。【解決手段】上部に開口部と下部に糸尻部を有するカップ状容器に対して、開口部を密閉するとともに、糸尻部をカップ状容器の載置部と密閉した状態で、上部より気体を流入し、カップ内部及び糸尻部の密閉空間の圧力変動を検知することによって、検査対象のカップ状容器の漏れを検出する。また、当該検出ユニットにカップ状容器を供給するコンベアユニットと、検査後のカップ状容器を排出するコンベアユニットを備える構成とすることもできる。【選択図】図１

Description

本発明は、紙又は陶器等のカップ状容器の漏れの検出ユニットに関するものである。

紙カップのようなカップ状容器は食品を始め、種々の分野で広く用いられている。ここで、当該紙カップに水等を注いだ場合に漏れが発生することは大きな問題となる。このため、当該カップ状容器において漏れがないことを予めチェックしておくことは、極めて重要である。
例えば、以下の先行技術は、使用前の紙製のカップ状容器等の漏れを検出するための検出装置に関するものであり、カップ状容器胴部を、外部が密閉した空間に閉じ込めるタイプである。但し、装置が複雑化することも想定され、他の漏れ検出方法も考えらえるところである

実用新案登録第３０７２８６３号

そこで、本発明者らは、カップ状容器等の漏れ検出方法について、別の方法を検討し、当該方法を実現できる新たなユニット（装置）を開発することを課題とした。

本発明者らの鋭意研究の結果、カップ状容器の漏れを検出する方法として、上部に開口部と下部に糸尻部を有するカップ状容器に対して、開口部を密閉するとともに、当該カップ状容器の糸尻部を、載置部と密閉した状態で、上部より気体を流入し、カップ内部及び糸尻部の密閉空間の圧力変動を検知することによって、検査対象のカップ状容器の漏れを検出する方法が簡便に漏れを検出できることを見出して、本発明を完成させたのである。
すなわち、本願第一の発明は、
“上部に開口部と下部に糸尻部を有するカップ状容器の側面部又は底部の漏れを検出するためのカップ状容器の漏れ検出ユニットであって、
カップ状容器の上部開口部を密閉する上部蓋部と、
該上部蓋部に連通して装着され、カップ内部に気体を流入するための気体供給手段と、
前記カップ状容器のカップ内部の圧力降下を検知する圧力検知手段と、
前記カップ状容器が載置され、カップ下部の糸尻部を密閉する載置部と、
前記載置部に連通して装着され、前記密閉された糸尻部空間の圧力上昇を検知する圧力検知手段とを備えた、カップ状容器の漏れ検出ユニット。“である。

次に、本出願人は、上記のカップ状容器の漏れ検出ユニットを備え、当該検出ユニットにカップ状容器を供給するコンベアユニットと、検査後のカップ状容器を排出するコンベアユニットを備えたカップ状容器の漏れ検出装置も意図している。
すなわち、本願第二の発明は、
“前記カップ状容器の漏れ検出ユニットと、当該漏れ検出ユニットに対して、カップ状容器を供給するコンベアユニットと、漏れ検出試験終了後のカップ状容器を排出するコンベアユニットを備えた、カップ状容器の漏れ検出装置。”である。

また、本出願人は、請求項１に記載するカップ状容器の漏れ検出ユニットにおいて実現される、漏れ検出方法についても意図している
すなわち、本願第四の発明は、
“上部に開口部と下部に糸尻部を有するカップ状容器の側面部又は底部の漏れを検出するためのカップ状容器の漏れ検出方法であって、
１）カップ状容器を所定の載置部に自立載置し、当該カップ状容器の開口部を上部より押圧封鎖することによって、カップ状容器内部空間及び、前記載置部とカップ状容器の糸尻部により形成される空間を密閉するステップ、
２）前記密閉されたカップ状容器内部空間に気体を流入するステップ、
３）気体流入後における前記カップ状容器内部空間の圧力降下及び前記糸尻部により形成される空間の圧力上昇を検知するステップ、
を含む、カップ状容器の漏れ検出方法。“、である。

本発明のカップ状容器の漏れ検出装置を利用することで、検査対象のカップ状容器の漏れを簡便に検出できる

本発明のカップ状容器漏れ検出ユニットの第一実施態様の正面図である。 本発明での検査の対象とするカップ状容器の断面図である。 本発明のカップ状容器漏れ検出装置の第一実施態様の漏れの検出の過程を示した正面模式図である。 本発明のカップ状容器漏れ検出装置の第一実施体態様を示した平面模式図である。

１ 支持棒
３ 水平バー
５ 上部蓋部
７ 上部蓋パッキン
９ ロッド
１１ エアーシリンダー
１３ 気体供給部
１４ 圧力減少の検出管
１５ カップ状容器内部の圧力減少検出部
２１ 支持基台
２３ 載置部
２４ 載置棒
２５ 載置部パッキン
２７ 支持スプリング
３１ 圧力増加の検出管（圧力管）
３３ 糸尻部の圧力増加検出部
３５ 位置調整部材
４１ 容器供給用コンベアユニット
４３ 容器排出用コンベアユニット
４５ カップ移載用プッシャー装置
４７ コンベアシャッター
８０ カップ状容器の漏れ検出ユニット
Ｃ カップ状容器
ＣＬ カップ状容器リップ部
ＣＢ カップ状容器糸尻部

以下に、本発明の実施態様について図面を参照しつつ説明する。但し、本発明はこれらの実施態様に限定されるものではない。
本発明における漏れの検査の対象となるカップ状容器とは、上部が開放されたカップ状容器である。特に、当該カップ状容器Ｃは、図２に示すように底面に糸尻部ＣＢが設けられたタイプを想定している。

当該カップ状容器の材質については、主として紙、プラスチックを始め、金属、陶器等も可能である。また、紙カップについては、その表面にポリエチレン、ポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートがドライラミネートや押出しラミネートによってラミネートされていてもよいことは勿論である。
次に、図１は、本発明の第一のカップ状容器の漏れ検出ユニット８０の第一の実施態様について示したものである。図１は、本発明の第一の実施態様のカップ状容器の漏れ検出ユニットの正面図である。

─カップ状容器の漏れ検出ユニット─
図１に示すように、本発明の第一の実施態様のカップ状容器漏れ検出ユニットは、カップ状容器について開口上部を上方に位置する正立状態で、当該上部よりカップ状容器Ｃの開口部を密封する上部蓋部３を有し、さらに上部蓋部３を連通する気体供給部１３を有するとともに、当該カップ容器内の圧力を検出できるよう検出部１５を備えている。

さらに、カップ糸尻部ＣＢと載置部２３の間に密閉された空間が生じるように構成されており、当該載置部２３に連通して当該空間の圧力を検出できるよう、検出部３３を備えている。そして、気流供給手段により気体を供給した後、カップ状容器内の空間と、糸尻部ＣＦと載置部２３間の空間の圧力の変化を検知することによって、対象となるカップ状容器に漏れがあるかを判断することが可能となっている。

以下に、具体的に図１に示すカップ状容器の漏れ検出ユニットの構成について説明する。
支持棒１から水平方向に伸びる、平面部を有する水平バー３に対して、当該平面部に設けられた2個所の挿通ナットと貫通するように設けられた孔部を介して、二本のロッド９が上下方向に移動可能となるようにエアーシリンダー１１が設けられている（ピストン部の図は省略）。

当該ロッド９の下方先端には、上部蓋部３が連結されており、ロッド９の上下方向の移動と同時に当該蓋部も上下方向に移動が可能となっている。上部蓋の下方面部には、パッキン部７が設けられており、図２に示すようなカップ状容器のリップ部ＣＬに密着した際に、カップ状容器の内部が密閉される状態を形成できるようになっている。
上部蓋部５には、上部蓋部５の下方部に気体を供給できるように気流管１２が連通しており、当該気流管１２に気体を所定の圧力となるように気体を供給可能な、コンプレッサー部と開閉切換弁を有する気体供給装置１３が別途設けられている。
さらに、上部蓋部５には、カップ状容器Ｃとの密閉状態を形成している際に、カップ状容器内部の圧力を検出できるように外部の圧力検出部と繋がるように検出管１４が上部蓋部５を連通して設けられている。

次に、載置部２３の側については、載置部２３から下方向に伸びる垂直な載置棒２４が４本設けられており、支持基台２１に設けられた対応する複数の孔部に挿入するように構成されている。また、当該垂直な載置棒２４に設けられた支持スプリング２７が、カップ状容器Ｃが下方に押圧された場合に縮み、上部方向に付勢するように設けられている。

また、載置部２３には、カップ状容器Ｃの糸尻部ＣＢが密着できるようにパッキン部２５が設けられており、カップ状容器の糸尻部ＣＢと載置部２３との間で密閉された空間を形成できるように構成されている。
さらに、上記の密閉状態を形成している際に、その内部の圧力を検出できるように外部の圧力検出部と繋がるように検出管３１が載置部２３を連通して設けられている。
次に実際の漏れの検出手順について以下の図３に説明する。
図３（１）に示すように、まず、カップ状容器を載置部２３の所定位置に載置する。当該載置方法は、コンベア等によって移送させて行う方法等種々の方法を採用することができる。また、手動によってもよいことは勿論である。
尚、図１に示すように載置部２３に設けられた位置調整部材３５に接触した状態で所定の位置となるようにしておくことが有効である。また、当該載置状態において、カップ状容器Ｃの糸尻部ＣＢが載置部に設けられたパッキン部に位置しているようにしておく。

次に、上部より上部蓋５を下降させる。上部蓋５はカップ状容器Ｃの開口部（リップ部）ＣＬに接触するが、上部蓋５のパッキン部分７が当該開口部ＣＬに密着するようにしてカップ状容器Ｃを押圧し、ずなわち、開口部を押圧封鎖することによってカップ状容器内が密閉された状態が形成される。
また、上部蓋部５がカップ状容器Ｃを上から押圧するために、同時にカップ状容器Ｃの糸尻部ＣＢが載置部２３のパッキン部２５との間で密閉された空間を形成する。
この状態で図３（２）に示すように、上部蓋部５内に気流管１２を通じて、気体を内部が所定の圧力となるまで供給する。尚、供給する気体の圧力は対象とするカップ状容器の材質等によって適宜、調整し設定できる。

ここで、もし、所定の圧力に達しない場合があると、カップ状容器Ｃの側面部又は底面部から気体が流出する比較的大きな漏れ部分が発生していることが推定され、当該不良カップを除外することが可能となる。
また、気流の供給から所定の圧力に達した状態となると、気体の供給を止めるか、又は、これと共に気流供給管１２の弁を切り替えてカップ状容器の内部を密閉状態とする。
続いてこの状態において、図３（３）に示すように上部蓋５に連通された圧力検出部１５によって、カップ容器Ｃの内部の圧力の変化を調べる。ここで、当該圧力検知において圧力の低下が起こった場合には、カップ状容器Ｃの胴部又は底部から気体の漏れが起こっていることが推定されるため、当該不良カップを除外することができる。

また、これと同時に、カップ状容器Ｃの糸尻部ＣＢと前記載置部２３の密閉された空間についても圧力の変化を調べる。載置部２３に検出管３１を介して連通された圧力検出部３３によって、当該密閉された糸尻部空間の圧力上昇が検知された場合、カップ状容器の底面部において気体の漏れが起こっていることが推定されるため、当該不良カップを除外することができる。
尚、気体供給後のカップ状容器Ｃの内部の圧力の検出、及びカップ状容器Ｃの糸尻部ＣＢ空間の圧力の検出のタイミングは、気体供給から同時に行う場合の他、いずれかを前後させてもよいことは勿論である。
上記のように、本発明を利用することでカップ状容器Ｃの側面部又は底面部の漏れを検出することができるため、不良カップを除外することが可能となる。

─カップ状容器の漏れ検出装置─
次に、図４は、本発明のカップ状容器の漏れ検出ユニット８０を含む検査装置全体についての一実施態様の概略平面図を示している。
本発明のカップ状容器の漏れ検出ユニット８０は、カップ状容器の漏れを検出することが可能な検出ユニットである。当該検出ユニット８０とコンベアユニットを組み合わせることで、図４に示すように、当該漏れ検出ユニットを含めたカップ状容器漏れ検出装置とすることができる。

本実施態様においては、前記カップ状容器の漏れ検出ユニット８０がコンベア４１の進行方向に沿って連続的に複数（１０ユニット）配置されている。
また、前記コンベア４１の各検出ユニット８０の位置から分岐するようにして、紙面左方向に複数（１０レーン）のコンベアユニット４３が並列で設置されている。検出ユニット８０における漏れ検出試験終了後において、正常であった各カップ状容器Ｃを分岐したコンベア４３の側に排出して搬送することができるように構成されており、当該排出のために各検出ユニット８０には、カップ移載用プッシャー装置４５が設けられている。具体的には、図４に示す態様においては、コンベアユニット４１よってカップ状容器Ｃの供給が連続的に行われており、矢印方向にカップ状容器Ｃがコンベア上で順次、搬送されている。そして、コンベアシャッター４７が降りて、カップ状容器Ｃの搬送を止めながら検査部であるそれぞれのカップ状容器Ｃの漏れ検出ユニット８０の載置部２３に順次配置される。

全ての載置部２３にカップＣが載置された状態でコンベアユニット４１が停止し、各載置部に配置されたカップ状容器Ｃの上部から上部蓋部５が下降し、カップ状容器の開口部を押圧封鎖し、漏れ検出を実施する。
漏れ検出については各検出ユニット８０ごとに個別に検査がされ、検査終了後、漏れが無い正常なカップについては、プッシャー装置４５が作動してカップを押圧し、排出用コンベアユニット４３に移載され搬送される。
一方、漏れが検出された不良カップについては、プッシャー装置４５は作動せず、沿載置部にとどまった状態となり、コンベアシャッター４７が解除され、コンベアユニット４１が再搬送を開始する際に、コンベアユニット４１の進行方向にそのまま搬送され、廃棄等される。

尚、検出ユニット８０の載置部２３へのカップ容器Ｃの供給・載置については、適宜、位置調整機構等を補助的な装置を設けてもよい。
また、図４においては、便宜のため気体供給部１３、上部側及び下部側の圧力検出部（１５、３３）及び気流供給のためのチューブ１２、各種動力部等については省略している。
さらに、図４においては、検出ユニット８０から排出コンベア４３への移載については、プッシャー装置４５による押圧の例を示しているが、これに限定されずパルスエアー機等によっても可能である。その他、カップ状容器Ｃの供給のための方法としては、種々の態様が可能である。これらは適宜変更できることは勿論である。

Claims (3)

1. 上部に開口部と下部に糸尻部を有するカップ状容器の側面部又は底部の漏れを検出するためのカップ状容器の漏れ検出ユニットであって、
   カップ状容器の上部開口部を密閉する上部蓋部と、
   該上部蓋部に連通して装着され、カップ内部に気体を流入するための気体供給手段と、
   前記カップ状容器のカップ内部の圧力降下を検知する圧力検知手段と、
   前記カップ状容器が載置され、カップ下部の糸尻部を密閉する載置部と、
   前記載置部に連通して装着され、前記密閉された糸尻部空間の圧力上昇を検知する圧力検知手段とを備えた、カップ状容器の漏れ検出ユニット。
   
2. 前記カップ状容器の漏れ検出ユニットと、当該漏れ検出ユニットに対して、カップ状容器を供給するコンベアユニットと、漏れ検出試験終了後のカップ状容器を排出するコンベアユニットを備えた、カップ状容器の漏れ検出装置。
   
3. 上部に開口部と下部に糸尻部を有するカップ状容器の側面部又は底部の漏れを検出するためのカップ状容器の漏れ検出方法であって、
   １）カップ状容器を所定の載置部に自立載置し、当該カップ状容器の開口部を上部より押圧封鎖することによって、カップ状容器内部空間及び、前記載置部とカップ状容器の糸尻部により形成される空間を密閉するステップ、
   ２）前記密閉されたカップ状容器内部空間に気体を流入するステップ、
   ３）気体流入後における前記カップ状容器内部空間の圧力降下及び前記糸尻部により形成される空間の圧力上昇を検知するステップ、
   を含む、カップ状容器の漏れ検出方法。

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