(57)【要約】【課題】収容物をチューブ内に確実かつ均一した状態で密封し得ると共に、その作業性を向上させ得るチューブの密封方法及びその装置を提供する。【解決手段】チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封方法であって、前記チューブの密封部分の外周面側に加熱部材を配置し、該加熱部材を高周波誘導加熱を利用して加熱することにより前記密封部分を加熱し、その後、該加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とすることを特徴とする。前記チューブは、例えば捻り力と引張力の少なくとも一方の力の作用によって変形される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封方法であって、
前記チューブの密封部分の外周面側に加熱部材を配置し、該加熱部材を高周波誘導加熱を利用して加熱することにより前記密封部分を加熱し、その後、該加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とすることを特徴とするチューブの密封方法。
【請求項２】
チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封方法であって、
前記チューブの密封部分の外周面側に加熱部材を配置し、該加熱部材の自己発熱により前記密封部分を加熱し、その後、該加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とすることを特徴とするチューブの密封方法。
【請求項３】
前記チューブは、捻り力と引張力の少なくとも一方の力の作用によって変形されることを特徴とする請求項１または２に記載のチューブの密封方法。
【請求項４】
チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封装置であって、
前記チューブの密封部分の外周面側に配置された加熱コイルと、該加熱コイルとチューブの外周面との間に配置された加熱部材と、前記加熱コイルに高周波電流を供給して前記加熱部材を加熱する高周波発振器と、チューブの加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とする変形手段と、を備えることを特徴とするチューブの密封装置。
【請求項５】
前記加熱部材は、加熱コイルのチューブ側内面もしくはチューブの外周面に一体的に配設されていることを特徴とする請求項４に記載のチューブの密封装置。
【請求項６】
チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封装置であって、
前記チューブの密封部分の外周面側に配置された自己発熱作用を有する加熱手段と、該加熱部材に電流を供給して加熱部材を発熱させる電源手段と、前記チューブの加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とする変形手段と、を備えることを特徴とするチューブの密封装置。
【請求項７】
前記加熱手段がグラファイト等の導電部材で形成され、前記電源手段が商用電源であることを特徴とする請求項６に記載のチューブの密封方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガラスチューブ等のチューブ内に、例えば長期に亘り保存が必要な液体や気体等の密封必要な収容物を収納して密封させるためのチューブの密封方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、長期に亘り保管が必要であったり外部に漏れると危険な液体や気体等の収容物、あるいは衛生上の管理が要求される薬品等の収容物を保管する場合、内部の状態が視認できる透明のガラスチューブ内に密封状態で収納することが行われている。そして従来、この密封必要な収容物が収納されたガラスチューブの密封は、ガラスチューブの密封部分である一方の開口端部をガスバーナにより所定温度まで加熱しつつ、該加熱部分を金型で押し潰すことによって行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなガラスチューブの密封方法においては、ガスバーナによる密封部分の加熱温度を均一に維持することが難しく、収容物を熱破壊等させることなく確実かつ均一した密封状態を得ることが困難であるという問題点を有している。また、ガスバーナの場合、その火力の温度を所定温度まで短時間に上げることが困難であるため、ガラスチューブの密封部分を加熱するのに時間がかかると共に、火力を使用するため、作業自体の安全性が劣り、結果として密封作業の作業性が極めて悪いという問題点も有している。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、収容物をチューブ内に確実かつ均一した状態で密封し得ると共に、その作業性を向上させ得るチューブの密封方法及びその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封方法であって、前記チューブの密封部分の外周面側に加熱部材を配置し、該加熱部材を高周波誘導加熱を利用して加熱することにより前記密封部分を加熱し、その後、該加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とすることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封方法であって、前記チューブの密封部分の外周面側に加熱部材を配置し、該加熱部材の自己発熱により前記密封部分を加熱し、その後、該加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とすることを特徴とする。そしてこれらの場合、前記チューブは、請求項３に記載の発明のように、捻り力と引張力の少なくとも一方の力の作用によって変形されることが好ましい。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封装置であって、前記チューブの密封部分の外周面側に配置された加熱コイルと、該加熱コイルとチューブの外周面との間に配置された加熱部材と、前記加熱コイルに高周波電流を供給して前記加熱部材を加熱する高周波発振器と、チューブの加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とする変形手段と、を備えることを特徴とする。そしてこの場合、前記加熱部材は、請求項４に記載の発明のように、加熱コイルのチューブ側内面もしくはチューブの外周面に一体的に配設されていることが好ましい。
【０００８】
さらに、請求項６に記載の発明は、チューブ内に密封必要な収容物を収納した状態で該チューブを密封するチューブの密封装置であって、前記チューブの密封部分の外周面側に配置された自己発熱作用を有する加熱手段と、該加熱部材に電流を供給して加熱部材を発熱させる電源手段と、前記チューブの加熱された密封部分を変形させてチューブを密封状態とする変形手段と、を備えることを特徴とする。そして、この場合、請求項７に記載の発明のように、前記加熱手段がグラファイト等の導電部材で形成され、前記電源手段が商用電源であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明に係わるチューブの密封装置の一実施例を示している。図において、密封装置１は、ガラスチューブ２の外周面側に配置された加熱コイル３と、この加熱コイル３に高周波電流を供給する高周波発振器４と、一対のチューブ変形部材５を所定方向に移動させる一対（もしくは１つ）の変形部材移動装置６と、マイコンやシーケンサー等を有し前記高周波発振器４及び変形部材移動装置６等を制御する制御装置７を備えている。
【００１０】
前記加熱コイル３は、例えば銅パイプをスパイラル状に巻回すると共に絶縁剤をコーティングすることにより略円筒形状に形成され、その内面側にはカーボン、セラミック、磁性金属あるいは各種磁性材料が混合された樹脂等からなり、渦電流が誘起され得る加熱部材８が一体的に配設されている。また、加熱コイル３の円周上の対向する直径位置には、中心方向に指向して一対の貫通孔３ａが形成され、この貫通孔３ａ内に前記チューブ変形部材５がそれぞれ嵌挿されている。
【００１１】
チューブ変形部材５は、例えば金属棒、金型等により形成され、その先端部形状が加熱されたガラスチューブ２を押し潰すことができるように設定されている。そして、シリンダやモータ等からなる変形部材移動装置６の作動で、一対のチューブ変形部材５が前進することにより、先端部同士の間隔が狭くなって、図２（ｂ）に示すように、最終的に加熱されたガラスチューブ２の変形部分２ａ（加熱部分）を押し潰して密封するようになっている。なお、チューブ変形部材５の数や形状はこの例に限定されず、例えばチューブ変形部材５を３つあるいは４つ以上設けて三方や四方から押し潰すこともできるし、先端部形状も幅狭や幅広の適宜形状に設定することができる。
【００１２】
前記高周波発振器４は、例えばＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ＳＩＴ等の半導体スイッチング素子を有するインバータ回路と出力変成器等で構成されたトランジスタインバータが使用され、所定周波数の高周波電流を出力し得るようになっている。なお、高周波発振器４には、加熱コイル３や半導体スイッチング素子を冷却するための冷却水を循環供給する図示しない冷却水供給装置が付帯して設けられている。
【００１３】
この密封装置１によれば、先ず、制御装置７により各変形部材移動装置６を作動させてチューブ変形部材５をそれぞれ後退位置（先端部が加熱部材８の孔８ａ内面側に突出しない位置）に設定し、ガラスチューブ２内に所定の収容物Ｗを収納した状態で、このガラスチューブ２の密封部分２ａを加熱コイル３の加熱部材８の孔８ａ内に嵌挿させる。
【００１４】
なお、ガラスチューブ２内への収容物Ｗの収納は、一端側が密封された所定長さのガラスチューブ２内にその開口している他端側から収納させることで自動的に行われ、また、この収容物Ｗが収納されたガラスチューブ２の加熱コイル３へのセットは、収容物Ｗが収納されたガラスチューブ２が垂直状態で加熱コイル３の下部まで自動的に搬送し、該位置で所定距離上昇させて自動的にセットすることにより行われる。
【００１５】
加熱コイル３内にガラスチューブ２がセットされたら、制御装置７の制御信号で高周波発振器４を作動させ、加熱コイル３に所定周波数で所定電力の高周波電流を供給する。この加熱コイル３への高周波電流の供給により、加熱コイル３から発生する磁束が加熱部材８に作用して渦電流を誘起させ、加熱部材８を所定温度まで急速加熱する。この加熱部材８の急速加熱により、加熱部材８の孔８ａ内面に近接配置されているガラスチューブ２の外周面が所定温度まで加熱される。
【００１６】
このガラスチューブ２の加熱温度を後述する赤外線放射温度計等で検知して、ガラスチューブ２の少なくとも密封部分２ａの外表面が所定温度となった際に、制御装置７の制御信号で変形部材移動装置６を作動させて各チューブ変形部材５を前進させ、加熱されているガラスチューブ２をその外周面側から押し潰す。なお、チューブ変形部材５の前進動作と加熱コイル３への通電停止は、略同時に行っても良いし、例えば完全に押し潰すまで通電状態を維持して押し潰しの容易化と確実化を図ることもできる。
【００１７】
そして、チューブ変形部材５で密封部分２ａを押し潰すことにより、収容物Ｗが密封状態とされたガラスチューブ２は、所定距離下降することにより、加熱コイル２内から退去され、例えば搬送途中に自然冷却（もしくは空冷等による強制冷却）された後に、製品箱に収容される。
【００１８】
これにより、内部に収容物Ｗが密封状態で収納されたガラスチューブ２が得られ、この時、収容物Ｗが収納されたガラスチューブ２の密封が、加熱部材８の誘導加熱による加熱で行われると共に、誘導加熱の利用で加熱温度の制御がガスバーナ等に比較して正確に行えること等から、ガラスチューブ２の内部に収納されている収容物Ｗを熱破壊等しない適正な温度に高精度に制御できる。その結果、収容物Ｗの種類に係わらず確実かつ均一な密封状態を容易に得ることができると共に、密封作業の自動化や作業環境の改善を図ることができて、その作業性を向上させることができる。
【００１９】
なお、この例においては、加熱コイル３にチューブ変形部材５が進退し得る貫通孔３ａを形成したが、例えば図３に示すように、加熱コイル３をコイル移動装置９によって移動可能に配置しても良い。この場合は、ガラスチューブ２が加熱コイル３で所定温度まで加熱された際に、制御装置７の制御信号でコイル移動装置９を作動させて、加熱コイル３を例えば二点鎖線で示す如く上昇させて密封部分２ａから退去させる。
【００２０】
そして、この加熱コイル３の退去状態で、チューブ変形部材５を変形部材移動装置６の作動でそれぞれ前進させ、ガラスチューブ２の密封部分２ａを押し潰して変形させて密封する。この例の場合、チューブ変形部材５が加熱コイル３を貫通しないことから、加熱コイル３の形状の簡略化が図れると共に、チューブ変形部材５の先端部形状を適宜に設定できて、所定の押し潰し状態（押し潰し形状）が容易に得られることになる。また、この例の場合は、加熱コイル３の代わりにガラスチューブ２自体を移動可能に配置しても同様の作用効果を得ることができる。ところで、実験によれば、加熱部材８を１３００℃に設定し外径５〜３０ｍｍのガラスチューブ２を数秒加熱したところ、ガラスチューブ２を極めて簡単に押し潰す（変形）ことができた。
【００２１】
図４及び図５、図６、図７、図８及び図９は、本発明のそれぞれ他の実施例を示している。以下、上記実施例と同一部位には同一符号を付して説明する。先ず、図４及び図５に示す実施例の特徴は、加熱部材８を加熱コイル３の内周面ではなく、ガラスチューブ２の密封部分２ａの外周面に例えば塗布することで配置した点にある。
【００２２】
この時、加熱部材８は、例えばカーボン等の磁性材料が混入されたパウダー、塗料等が使用され、これをガラスチューブ２の密封部分２ａに薄く（所定厚さ）塗布し、この加熱部材８を加熱コイル３への高周波電流の供給により誘導加熱してガラスチューブ２を所定温度まで加熱する。この実施例の場合は、加熱部材８がガラスチューブ２の密封部分２ａに直接塗布等されるため、加熱効率が向上して所定温度までの加熱時間を短くすることができると共に、例えば収容物Ｗに応じて色の異なる塗料を使用することにより、密封されている内部の収容物Ｗを容易に識別できる等の作用効果が得られる。
【００２３】
また、図６に示す実施例の特徴は、ガラスチューブ２の密封部分２ａに捻り力を作用させて密封する点にある。すなわち、ガラスチューブ２の初期状態において密封されている一端部を固定部材１０で固定保持し、このガラスチューブ２の他端側を捻り装置１２に連結された保持部材１１で保持する。
【００２４】
そして、制御装置７の制御信号で、捻り装置１２を作動させることにより、保持部材１１を図の矢印イの如く回転させてガラスチューブ２の密封部分２ａを捻って変形させる。この捻れにより、ガラスチューブ２の密封部分２ａが密封され、この時、保持部材１１を捻り完了後に矢印ロの如く上方に移動させる（引っ張る）ことにより、図６（ｂ）に示すように、ガラスチューブ２を捻れ部分（密封部分２ａ）で切断することができる。
【００２５】
この実施例の場合は、捻り力によってガラスチューブ２を変形させるため、一層確実かつ均一な密封状態を得ることができる。また、例えば捻れと引っ張力でガラスチューブ２を密封部分２ａを切断するようにすれば、所望長さの密封状態のガラスチューブ２が得られて、その保管の容易化や工程の簡略化等が図れる。
【００２６】
さらに、図７に示す実施例の特徴は、加熱コイル３に赤外線放射温度計１３を一体的に組み込み、この温度計１３の温度に基づいて高周波発振器４を制御すると共に、図６に示す固定部材１０や保持部材１１をチャック及びアンチャック可能に構成した点にある。
【００２７】
この実施例においても、図６と同様の作用効果を得ることができる他に、赤外線放射温度計１３が加熱コイル３に一体化されているため、密封部分２ａの温度を高精度に検知できるという作用効果が得られる。また、固定部材１０や保持部材１１がチャック及びアンチャック可能であるため、例えば収容物Ｗの収納装置等と機能的に結び付けることにより、連続して搬送されてくるガラスチューブ２内に収容物Ｗを収納しつつ、密封・切断できて、一環した密封作業が自動的に行え、その作業性の大幅な向上を図ることができる等の作用効果が得られる。
【００２８】
また、図８及び図９に示す実施例の特徴は、加熱部材２０（加熱手段）としてグラファィト（カーボン）、ステンレス材等の所定の抵抗を有する略リング状の導電部材を使用し、この加熱部材２０に商用電源を供給し、加熱部材２０のジュール熱（自己発熱）によって加熱部材２０の孔内に配置されたガラスチューブ２を所定温度まで加熱するようにした点にある。すなわち、加熱部材２０は、中央部にガラスチューブ２が挿通される孔を有する略リング状の加熱部２０ａと、この加熱部２０ａの両端部で略直径方向外側に突出した一対の電源供給部２０ｂとを有し、電源供給部２０ｂに電源ケーブル２２を介して電源手段としての電源装置２１を接続する。
【００２９】
電源装置２１は、例えば単相ＡＣ１００Ｖ、三相２００Ｖ等の商用電源２１ａと、該商用電源２１ａに電源スイッチ２１ｃを介して接続された電源トランス２１ｂ等を有している。そして、商用電源２１ａの例えば電圧を電源トランス２１ｂにより所定電圧まで昇圧等させ、電源ケーブル２２を介して所定電圧を加熱部材２０に供給するように構成されている。
【００３０】
なお、この実施例における変形手段としては、上記各実施例のチューブ変形部材５や、引っ張り力を付与する各種機構、捻り力を付与する前記捻り装置１２等の適宜の変形手段を採用することができるし、自己発熱もジュール熱に限らず他の適宜の自己発熱を採用できる。また、電源装置２１として商用電源２１ａの使用に限らず専用の電源を使用したり、、電源装置２１に適宜の安全装置を設けることもできるし、加熱部材２０の加熱部２０ａの形状もガラスチューブ２の外形形状に応じて適宜変更できる。
【００３１】
この実施例によれば、上記実施例と同様の作用効果が得られる他に、上記実施例に比較して低電圧の商用電源２１ａを使用できることから、作業の安全性を高めることができると共に、加熱部材２０のジュール熱によってチューブ２を加熱できるため、上記実施例のような加熱コイル３等を必要とせず、密封装置１自体の構成を簡略化して一層安価に形成できるという作用効果が得られる。ところで、この実施例においても、加熱部材２０の板厚ｔを５ｍｍ程度で幅ｗを２０ｍｍ程度に設定し、この加熱部材２０の表面温度を１３００℃として、外径５〜３０ｍｍのガラスチューブ２を数秒加熱したところ、ガラスチューブ２を極めて簡単に押し潰す（変形）ことができることが実験的に確認されている。
【００３２】
なお、本発明は上記した各実施例のそれぞれに限定されるものでもなく、例えば赤外線放射温度計１３を各実施例において使用する等、各実施例の全部もしくは一部を適宜に組み合わせることもできる。また、上記各実施例においては、チューブがガラスチューブ２である場合について説明したが、本発明は、例えばプラスチックチューブ等の熱変形可能な他の適宜のチューブの密封作業にも適用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、チューブの密封部分の外周面側に加熱部材を配置し、この加熱部材を高周波誘導加熱して密封部分を加熱し、その後密封部分を変形させてチューブを密封状態とするため、温度制御が容易な誘導加熱を利用できて、収容物の種類に係わらずその適正な温度で加熱して確実かつ均一な密封状態を得ることができると共に、加熱時間の短縮等により密封作業の作業性の向上を図り、かつ火力を使用する必要がなくなり、作業の安全性向上や作業環境の悪化防止等も同時に図ることができる。
【００３４】
また、請求項２に記載の発明によれば、チューブの密封部分の外周面側に加熱部材を配置し、この加熱部材の自己発熱により密封部分を加熱し、その後密封部分を変形させてチューブを密封状態とするため、加熱部材のジュール熱等の自己発熱を利用できて、収容物の種類に係わらずその適正な温度で加熱して確実かつ均一な密封状態を得ることができると共に、加熱時間の短縮等により密封作業の作業性の向上を図り、かつ火力を使用する必要がなくなり、作業の安全性向上や作業環境の悪化防止等も同時に図ることができる。
【００３５】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明の効果に加え、チューブが捻り力と引張力の少なくとも一方の力の作用によって変形されるため、チューブの一層確実かつ均一な密封状態を容易に得ることができる。
【００３６】
また、請求項４に記載の発明によれば、チューブの密封部分の外周面側に配置された加熱コイルに高周波発振器から高周波電流を供給し、加熱コイルとチューブの外周面間に配置された加熱部材を誘導加熱してチューブの加熱部分を加熱し、この加熱された密封部分を変形手段によって変形密封させるため、適正な温度に制御可能な誘導加熱を利用できて、収容物の種類に係わらず確実かつ均一な密封状態を得ることができると共に、加熱時間の短縮等により密封作業の作業性の向上を図り、かつ火力を使用する必要がなくなり、作業の安全性向上や作業環境の悪化防止等も同時に図ることができる。
【００３７】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、加熱部材が加熱コイルのチューブ側内面もしくはチューブ外周面に一体的に配設されているため、加熱部材によるチューブの加熱効率を向上させることができると共に、装置の使い勝手の向上等を図ることができる。
【００３８】
また、請求項６に記載の発明によれば、チューブの密封部分の外周面側に配置された加熱手段に電源手段から電流を供給し、加熱手段の自己発熱によりチューブの加熱部分を加熱し、この加熱された密封部分を変形手段によって変形密封させるため、商用電源等の低電圧を使用して加熱温度を適正な温度に制御でき、収容物の種類に係わらず確実かつ均一な密封状態を得ることができると共に、加熱時間の短縮等により密封作業の作業性の向上を図り、かつ火力を使用する必要がなくなり、作業の安全性向上や作業環境の悪化防止等も同時に図ることができる。
【００３９】
また、請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加え、加熱手段がグラファイト等の導電部材で形成され電源手段が商用電源であるため、導電部材としてグラファイト等を使用することにより、加熱部材を所定温度まで短時間かつ効率的に加熱でき、作業の一層の作業性向上を図ることができると共に、商用電源の使用により加熱部材を低電圧で加熱できて、作業の安全性を一層高めることができ、かつ構成を簡略化して装置自体を安価に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる密封装置の一実施例を示す構成図
【図２】同その動作を示す概略側面図
【図３】同変形例を示す構成図
【図４】本発明に係わる密封装置の他の実施例を示す平面図
【図５】同その概略側面図
【図６】本発明に係わる密封装置のさらに他の実施例を示す構成図
【図７】本発明に係わる密封装置のさらに他の実施例を示す構成図
【図８】本発明に係わる密封装置のさらに他の実施例を示す構成図
【図９】同その平面図
【符号の説明】
１　密封装置
２　ガラスチューブ
２ａ　密封部分
３　加熱コイル
３ａ　貫通孔
４　高周波発振器
５　チューブ変形部材
６　変形部材移動装置
７　制御装置
８　加熱部材
８ａ　孔
９　コイル移動装置
１０　固定部材
１１　保持部材
１２　捻り装置
１３　赤外線放射温度計
２０　加熱部材
２０ａ　加熱部
２０ｂ　電源供給部
２１　電源装置
２１ａ　商用電源
２１ｂ　電源トランス
２１ｃ　電源スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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