(57)【要約】【課題】  高速応答が可能な電磁弁を用いつつも、この電磁弁の持つ欠点であるグリースが原因で起こる作動不良をなくし、かつ清浄度の高い圧縮空気をペットボトル内に供給する。【解決手段】  複数のペットボトル１を支持して所定円周上を搬送するメインロータ１０と、メインロータ１０に設置されペットボトル１の口部１ｍに係合して口部１ｍをシールするシール部材３１を有するとともに気体をペットボトル１内に供給する加圧ヘッド３５とを備えたペットボトルのリーク検査装置において、加圧ヘッド３５を圧縮空気の圧力で開閉するエアオペレートバルブ５０を介して内部にフィルタ４１を具備したマニホールド４０に接続し、マニホールド４０を連通路１２ａを介して圧縮空気源４４に接続し、エアオペレートバルブ５０と連通路１２ａとを電磁弁５１を介して接続した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のペットボトルを支持して所定円周上を搬送するメインロータと、該メインロータに設置されペットボトルの口部に係合して該口部をシールするシール部材を有するとともに気体をペットボトル内に供給する加圧ヘッドとを備えたペットボトルのリーク検査装置において、
前記加圧ヘッドを圧縮空気の圧力で開閉するエアオペレートバルブを介して内部にフィルタを具備したマニホールドに接続し、該マニホールドを連通路を介して圧縮空気源に接続し、前記エアオペレートバルブと前記連通路とを電磁弁を介して接続したことを特徴とするペットボトルのリーク検査装置。
【請求項２】
前記電磁弁はスプール型電磁弁からなることを特徴とする請求項１記載のペットボトルのリーク検査装置。
【請求項３】
前記フィルタはＨＥＰＡフィルタからなることを特徴とする請求項１または２記載のペットボトルのリーク検査装置。
【請求項４】
前記エアオペレートバルブは、圧縮空気によりダイアフラムの開閉動作を行わせるダイアフラム式バルブであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のペットボトルのリーク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペットボトルのリーク検査装置に係り、特に、ペットボトルに飲料等の液体を充填する前にペットボトルにピンホール等の欠陥がないかを検出する装置であって、ペットボトル内に圧縮空気を充填してペットボトルから圧縮空気がリークするか否かを検出するペットボトルのリーク検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、清涼飲料などを充填するために軽量のプラスチックボトルであるペットボトル（ＰＥＴボトル）が多用されている。ペットボトルに飲料等の液体を充填する前には、ペットボトルにピンホール等の欠陥がないかを検査する必要があり、従来からペットボトルのリーク検査装置が用いられている。このペットボトルのリーク検査装置においては、ペットボトルをスターホイールで移送してメインロータに供給し、ペットボトルをメインロータの容器台上に載置し、加圧ヘッドを下降させてペットボトルの口部に当接させ、加圧ヘッドのパッキンによりペットボトルの口部をシールし、この状態で圧縮空気源から圧縮空気を加圧ヘッドを介してペットボトル内に供給する。そして、ペットボトル内へ所定量の圧縮空気を供給した後に、ペットボトル内を密閉し、メインロータによりペットボトルを搬送しつつ、所定時間経過後に加圧ヘッドに接続された圧力センサによりペットボトル内の圧力を測定し、ペットボトルからのリーク（漏れ）を検出するようにしている。
【０００３】
従来、ペットボトル内に圧縮空気を送り込む配管系統の切替装置として、初期圧値を一定にするために高速応答を主目的として、スプール型電磁弁を使用していた。この場合、電磁弁内の摺動部に用いられるグリースが微量でも圧縮空気に混じってペットボトル内に導入される恐れがあることから、食品衛生に適合した食品用グリースを用いてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のスプール型電磁弁に食品用グリースを使用すると、このグリースが原因で電磁弁の作動不良を起こす場合があるという事実が判明した。
また、スプール型電磁弁においては、いかなる種類のグリースを使用した場合でも、摺動部から発生するわずかな発塵を防止することができず、ペットボトル内には、何よりもよりクリーンな空気を導入したいという要請に応えることができないという問題点がある。
【０００５】
さらに、従来のリーク検査装置においては、空気取り込み（上流）部分にフィルタ（マイクロミストセパレータ）を設けているだけなので、その後空気が通過する元圧の電磁弁、ロータリージョイント、軸内を貫通する穴、空気を分配するマニホールド、切替の電磁弁、といった様々な装置が、空気の汚染源となる可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、高速応答が可能な電磁弁を用いつつも、この電磁弁の持つ欠点であるグリースが原因で起こる作動不良をなくし、かつ清浄度の高い圧縮空気をペットボトル内に供給することができるペットボトルのリーク検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明のペットボトルのリーク検査装置は、複数のペットボトルを支持して所定円周上を搬送するメインロータと、該メインロータに設置されペットボトルの口部に係合して該口部をシールするシール部材を有するとともに気体をペットボトル内に供給する加圧ヘッドとを備えたペットボトルのリーク検査装置において、前記加圧ヘッドを圧縮空気の圧力で開閉するエアオペレートバルブを介して内部にフィルタを具備したマニホールドに接続し、該マニホールドを連通路を介して圧縮空気源に接続し、前記エアオペレートバルブと前記連通路とを電磁弁を介して接続したことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、電磁弁を開くことにより、圧縮空気源より圧縮空気がエアオペレートバルブに供給され、エアオペレートバルブが開く。これにより、圧縮空気源からマニホールドに圧縮空気が供給され、圧縮空気がマニホールド内のフィルタを通過して清浄となり、清浄な圧縮空気は開状態のエアオペレートバルブを通ってペットボトル内に供給される。したがって、ペットボトル内は所定圧力を有した圧縮空気が充たされる。そして、この所定時間経過後のペットボトル内の圧力が当初の圧力と同一であればペットボトルからのリーク（漏れ）はなく、ペットボトルにピンホール等の欠陥がないと判定される。
【０００９】
本発明の１態様によれば、前記電磁弁はスプール型電磁弁からなることを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記フィルタはＨＥＰＡフィルタからなることを特徴とする。
本発明によれば、フィルタにＨＥＰＡフィルタを用いることにより、清浄度の高い圧縮空気をペットボトルに供給することができる。
本発明の１態様によれば、前記エアオペレートバルブは、圧縮空気によりダイアフラムの開閉動作を行わせるダイアフラム式バルブであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は以下に列挙する効果を奏する。
１）電磁弁に食品用グリースを使用する必要がないので、食品用グリースが原因で起こる電磁弁の作動不良がない。
２）摺動部を有した電磁弁を介することなくペットボトルに圧縮空気を供給できるので、摺動部からの発塵がペットボトルに入り込む恐れがなく、ペットボトル内に、よりクリーンな空気を導入することができる。
３）ペットボトルへの注入の直近で空気の清浄化を行うので、清浄化された空気を、様々な装置を通過させることなく、清浄度の高いままペットボトル内に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るペットボトルのリーク検査装置の一実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。
図１はペットボトルのリーク検査装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、ペットボトルのリーク検査装置は、検査すべきペットボトル１をメインロータ１０に搬入する入口スターホイール２と、検査後のペットボトル１をメインロータ１０から搬出する出口スターホイール３とを備えている。入口スターホイール２の上流側には、入口スターホイール２にペットボトル１を搬入するためのガイドレール５，５が設置されている。また、出口スターホイール３の下流側には、出口スターホイール３からペットボトル１を搬出するためのガイドレール６，６が設置されている。これら入口側ガイドレール５，５および出口側ガイドレール６，６は、進行方向に下り勾配になっている。入口スターホイール２の外周側、メインロータ１０の外周側及び出口スターホイール３の外周側には、それぞれスターホイール用ガイド７，８，９が設けられている。
【００１２】
図２はメインロータの詳細構造を示す図であり、メインロータの断面図である。図２に示すように、メインロータ１０は、図示しない駆動源により回転駆動されるとともにカップリング１１により一体に連結された上下の回転軸１２と、回転軸１２に固定されて回転軸１２と一体的に回転するベースプレート１３と、回転軸１２の上端部に固定され回転軸１２と一体的に回転する支持プレート１４と、上下動してリーク検査時にペットボトル１の口部１ｍに係合する複数の加圧ヘッド３５とを備えている。回転軸１２の下部は、軸受１７Ａが内設された軸受ハウジング１８を介して支持フレーム１９により支持され、回転軸１２の上方には回転軸１２と同軸上に回転軸２０が配置されている。回転軸２０は中空軸２１内に支持されており、中空軸２１は軸受１７Ｂを保持するとともに支持プレート１４に固定された軸受ハウジング２２内に挿入されている。回転軸２０内には貫通孔２０ａが形成されており、外部電源と接続される電源ケーブル１００が貫通孔２０ａ内を通され、スプール型電磁弁５１および圧力センサ４５に電力が供給される。
【００１３】
メインロータ１０は、ペットボトル１のネックリング１ａを支持するネックリングスターホイール２５と、ペットボトル１の肩部を支持する肩押さえスターホイール２６とを備えており、ネックリングスターホイール２５および肩押さえスターホイール２６は、ベースプレート１３にサポート２７を介して固定されている。ネックリングスターホイール２５の外周部には、ペットボトル１のネックリング１ａに係合するとともにネックリング１ａを支持する円弧状のポケット２６ａが複数形成されている（図１参照）。肩押さえスターホイール２６の外周部には、ペットボトル１の肩部に係合する円弧状のポケット（図示せず）が複数形成されている。また、ネックリングスターホイール２５の外周側には、ペットボトル１の飛び出し防止とペットボトルの位置決めのために、前記スターホイール用ガイド８が設けられている。なお、スターホイール用ガイド８はプーリに支持されて回転可能なベルトに替えることもできる。ネックリングスターホイール２５、入口スターホイール２および出口スターホイール３とは同一平面に配置されている。
【００１４】
前記支持プレート１４には複数のガイドバー２８が立設されており、これらガイドバー２８は所定の円周上に所定の間隔で配置されている。そして、各ガイドバー２８には、カムフォロワ２９を有したスライド部材３０が上下動可能に取り付けられている。各スライド部材３０には加圧ヘッド３５が固定されており、加圧ヘッド３５とスライド部材３０とは一体的に上下動するようになっている。
【００１５】
一方、回転軸２０の外周側に設けられた中空軸２１には、固定プレート３２が固定されており、固定プレート３２にはサポート３３を介して円筒体３４が固定されている。円筒体３４の上端面はカム面３４ａを構成しており、カム面３４ａは円筒体３４の上端面の全周に亘って高低差を設けて形成されている。そして、メインロータ１０の回転に伴って支持プレート１４が回転すると、各スライド部材３０のカムフォロワ２９がカム面３４ａに追従して上下動し、これにより、スライド部材３０及び加圧ヘッド３５がガイドバー２８に沿って上下動するようになっている。
【００１６】
図３は、加圧ヘッド３５に圧縮空気を供給するための配管系統を示す概略図である。図３に示すように、加圧ヘッド３５にはエアオペレートバルブ５０が固定されている。加圧ヘッド３５およびエアオペレートバルブ５０は、スライド部材３０に固定された支持棒３６に支持されている。加圧ヘッド３５は、加圧ヘッド３５の下端面に貼着されシール部材を構成するパッキン３１と、加圧ヘッド３５から下方に突出した略半球状のノズル３８とを備えている。
【００１７】
前記ノズル３８は、加圧ヘッド３５内の連通路３５ａ（図５に図示）、エアオペレートバルブ５０および配管３９を介してマニホールド４０に連通されている。マニホールド４０は、図２に示すように、支持プレート１４に固定されている。マニホールド４０内にはＨＥＰＡフィルタ４１が収納されており、ＨＥＰＡフィルタ４１によってペットボトル１内に供給される圧縮空気が清浄化されるようになっている。
【００１８】
前記マニホールド４０は、減圧弁４７および配管４２を介して回転軸１２の連通路１２ａに連通されている。回転軸１２の連通路１２ａは、ロータリージョイント４３を介して圧縮空気源４４に連通されている。なお、圧縮空気源４４とロータリージョイント４３との間には、元圧の電磁弁等が配置されているが、図２ではこれらを省略している。
一方、回転軸１２の連通路１２ａは配管４９および電磁弁用マニホールド４０ｂを介してスプール型電磁弁５１に連通され、スプール型電磁弁５１は、配管５２を介して前記エアオペレートバルブ５０に接続されている。スプール型電磁弁５１には、高速作動を確保するため、高い圧力２９４〜３９２ｋＰａ（３〜４ｋｇｆ／ｃｍ２）の圧縮空気が供給され、ＨＥＰＡフィルタ４１には、減圧弁４７によって減圧された圧力１９６ｋＰａ（約２ｋｇｆ／ｃｍ２）が供給されるようになっている。
【００１９】
また、図２に示すように、加圧ヘッド３５内の連通路３５ａ（図５に図示）はセンサ用チューブ４８を介して圧力センサ４５に接続されている。圧力センサ４５は各加圧ヘッド３５に対応して設置されており、本実施形態では３６個設置されている。
【００２０】
図４は、エアオペレートバルブの詳細構造を示す図である。
図４に示すように、エアオペレートバルブ５０は、バルブ本体５４内にダイアフラム５２およびピストン５３が収納されており、スプール型電磁弁５１が開いてスプール型電磁弁５１より圧縮空気がエアオペレートバルブ５０に供給されると、ピストン５３が作動して、ダイアフラム５２の開閉動作が行われるようになっている。ダイアフラム５２が開くと、マニホールド４０より配管３９を介してエアオペレートバルブ５０に圧縮空気が供給され、エアオペレートバルブ５０より加圧ヘッド３５に圧縮空気が供給されるようになっている。すなわち、エアオペレートバルブ５０は、圧縮空気の作用でピストン５３を作動させてダイアフラム５２の開閉動作を行わせるものであり、ダイアフラム式バルブの一種である。
【００２１】
次に、前述のように構成されたペットボトルのリーク検査装置の作用を説明する。
図５は、加圧ヘッド３５の動作を示す模式図である。図１に示すように、ペットボトル１は入口側ガイドレール５,５から入口スターホイール２に供給される。入口スターホイール２により移送されたペットボトル１は、メインロータ１０に受け渡される。このとき、ペットボトル１はメインロータ１０のネックリングスターホイール２５によりネックリング１ａが支持されるとともに、肩押さえスターホイール２６により肩部が支持される。図５（ａ）はこの状態を示す模式図である。図５（ａ）に示す状態で、メインロータ１０の回転に伴って、ペットボトル１はメインロータ１０のピッチ円に沿う搬送が開始される。
【００２２】
ペットボトル１がメインロータ１０に移送されると、カムフォロワ２９の作用により加圧ヘッド３５が下降し、加圧ヘッド３５がペットボトル１の口部１ｍに当接する。このとき、図５（ｂ）に示すように、加圧ヘッド３５の下端面にはパッキン３１が設けられているため、パッキン３１はペットボトル１の口部１ｍの天面に密接する。パッキン３１とペットボトル１の口部１ｍの天面との間のシールを確実に行うために、加圧ヘッド３５はパッキン３１をペットボトル１の口部１ｍに対して所定の荷重で押圧するが、この荷重はペットボトル１のネックリング１ａを支持するネックリングスターホイール２５によって受けられる。ペットボトル１におけるネックリング１ａ及び口部１ｍは、キャップを取りつける等の目的のため、胴部より肉厚で強度が高く作られている。したがって、パッキン３１のシール機能を充分に働かせるために加圧ヘッド３５がペットボトル１の口部１ｍ及びネックリング１ａに比較的高い荷重を加えたとしても、ペットボトルの口部１ｍ及びネックリング１ａは変形することはない。
【００２３】
このように、加圧ヘッド３５の下端面に設けられたパッキン３１とペットボトル１の口部１ｍとの間のシールが完了すると、圧縮空気源４４よりロータリージョイント４３、回転軸１２の連通路１２ａ、配管４９および電磁弁用マニホールド４０ｂを介してスプール型電磁弁５１に圧縮空気が供給され、スプール型電磁弁５１が開く。スプール型電磁弁５１が開くと、スプール型電磁弁５１から配管５２を介してエアオペレートバルブ５０に圧縮空気が供給され、エアオペレートバルブ５０が開き、圧縮空気がマニホールド４０より配管３９および加圧ヘッド３５内の連通路３５ａを介してノズル３８に供給される。このとき、マニホールド４０からノズル３８に供給される圧縮空気は、ＨＥＰＡフィルタ４１により清浄化されるため、この圧縮空気は高い清浄度を有する。こうして、ノズル３８からペットボトル１内に所定量の清浄な圧縮空気が供給され、ペットボトル１内は所定圧力１９６ｋＰａ（約２ｋｇｆ／ｃｍ２）を有した清浄な圧縮空気が充たされる。
【００２４】
この状態で、ペットボトル１はメインロータ１０のピッチ円に沿って搬送され、この搬送中の所定時間経過後に、図５（ｃ）に示すように、圧力センサ４５によりペットボトル１内の圧力が測定される。そして、この所定時間経過後のペットボトル内の圧力が当初の圧力と同一であればペットボトルからのリーク（漏れ）はなく、ペットボトル１にピンホール等の欠陥がないと判定される。
【００２５】
リーク検査終了後に、ペットボトル１はメインロータ１０から出口スターホイール３に受け渡され、正常なペットボトル１は出口スターホイール３によって移送され、出口側ガイドレール６，６を介して次工程に移送される。一方、不良品と判断されたペットボトル１は、不良品排出シュート４６の位置で出口スターホイール３による支持が解除され、ペットボトル１は不良品排出シュート４６に排出される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係るペットボトルのリーク検査装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係るメインロータの詳細構造を示す図であり、メインロータの断面図である。
【図３】本発明に係る加圧ヘッドに圧縮空気を供給するための配管系統を示す概略図である。
【図４】本発明に係るエアオペレートバルブの詳細構造を示す図である。
【図５】本発明に係る加圧ヘッドの動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    ペットボトル
１ａ    ネックリング
１ｍ    口部
２    入口スターホイール
３    出口スターホイール
５，６    ガイドレール
７，８，９    スターホイール用ガイド
１０    メインロータ
１１    カップリング
１２，２０    回転軸
１２ａ，３５ａ    連通路
１３    ベースプレート
１４    支持プレート
１７Ａ，１７Ｂ    軸受
１８，２２    軸受ハウジング
１９    支持フレーム
２０ａ    貫通孔
２１    中空軸
２５    ネックリングスターホイール
２６    肩押さえスターホイール
２６ａ    ポケット
２７，３３    サポート
２８    ガイドバー
２９    カムフォロワ
３０    スライド部材
３１    パッキン
３２    固定プレート
３４    円筒体
３４ａ    カム面
３５    加圧ヘッド
３６    支持棒
３８    ノズル
３９，４２，４９，５２    配管
４０    マニホールド
４０ｂ  電磁弁用マニホールド
４１    ＨＥＰＡフィルタ
４３    ロータリージョイント
４４    圧縮空気源
４５    圧力センサ
４６    不良品排出シュート
４７    減圧弁
４８    センサ用チューブ
５０    エアオペレートバルブ
５１    スプール型電磁弁
５２    ダイアフラム
５３    ピストン
５４    バルブ本体
１００    電源ケーブル
【図１】
2006343241.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006343241.tif 000006
【図５】
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