(57)【要約】【課題】ガラスびん等の中空容器の充填適性を、充填工程に先立って検査する方法及び装置を提供する。【解決手段】上面が平滑な検査台の上に中空容器を倒立状態で載置し、口部周囲に試験液溜まりを形成し、中空容器を上方から所定の力で検査台に押圧した状態で、検査台に設けた空気出口から空気を中空容器内に送り込んで所定の圧力に加圧し、容器口部と検査台上面の間から空気が漏れて試験液の泡立ちを確認したときに不良品と判定し、泡立ちが確認できないときに良品と判定することで、入味過多となる中空容器を、高い確率で事前に検査することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が平滑な検査台の上に中空容器を倒立状態で載置し、口部周囲に試験液溜まりを形成し、
中空容器を上方から所定の力で検査台に押圧した状態で、検査台に設けた空気出口から空気を中空容器内に送り込んで所定の圧力に加圧し、
容器口部と検査台上面の間から空気が漏れて試験液の泡立ちを確認したときに不良品と判定し、泡立ちが確認できないときに良品と判定することを特徴とする中空容器の充填適性検査方法。
【請求項２】
上面が平滑な検査台の上に中空容器を倒立状態で載置し、口部周囲に試験液溜まりを形成し、
中空容器を上方から所定の力で検査台に押圧した状態で、検査台に設けた空気出口から空気を中空容器内に送り込んで中空容器内部の圧力を徐々に上昇させ、
容器口部と検査台上面の間から空気が漏れて試験液の泡立ちを確認したときの中空容器内部の圧力を測定し、
該圧力が所定の閾値よりも小さいときに不良品と判定し、大きいときに良品と判定することを特徴とする中空容器の充填適性検査方法。
【請求項３】
前記検査台の上面が、充填機のフィラーカップパッドと同じ材質で形成されている請求項１又は２に記載の中空容器の充填適性検査方法。
【請求項４】
倒立状態の中空容器を載置するための平滑な上面を有し、中空容器内に空気を送り込んで加圧するための空気出口が形成された検査台と、
該検査台に載置した中空容器を下方に押圧する押圧手段と、
前記空気出口から空気を送り出して中空容器内を任意の圧力に加圧できる加圧手段を有することを特徴とする中空容器の充填適性検査装置。
【請求項５】
前記中空容器内の圧力を検出する圧力計を有する請求項４に記載の中空容器の充填適性検査装置。
【請求項６】
前記検査台の上面が、充填機のフィラーカップパッドと同じ材質で形成されている請求項４又は５に記載の中空容器の充填適性検査装置。
【請求項７】
前記検査台上面に、中空容器周囲を囲むようにリング状堤が形成されている請求項４〜６のいずれかに記載の中空容器の充填適性検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスびんなどの平滑な口部を有する中空容器に内溶液を充填したときに、入味過多とならない充填適性を、充填工程に先立って検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３はガラスびんにない溶液を充填する充填装置７の断面説明図、図４は充填装置７の要部説明図である。充填装置７は、ガラスびんＢを支持する支持台７０、フィラーノズル７１、センタリングベル７２などを有する。ガラスびんＢが支持台７０上に運ばれると、センタリングベル７２が降下してガラスびんの口部に装着される。センタリングベル７２の天井面にはフィラーカップパッド７３，７４が貼着されていて、ガラスびんの天面はフィラーカップパッド７４に接触する。例えば、フィラーカップパッド７３はゴムシート、７４はテフロン（登録商標）樹脂シートである。支持台７０はガラスびんＢを所定の力（例えば４ｋｇ重）で上方に付勢する。
【０００３】
センタリングベル７２の中央部にはフィラーノズル７１が配置され、フィラーノズル７１の下端はガラスびん内部の所定の高さになっている。図４に示すように、フィラーノズル７１は内溶液通路７１ａ、と空気通路７１ｂの２重構造になっている。内溶液が内溶液通路７１ａからガラスびん内に供給されると共に、内部の空気が空気通路７１ｂを通って排出され、びん内の内溶液の液面が上昇して空気通路７１ｂを塞ぐと、びん内の圧力が上昇して内溶液の供給が停止し、内溶液の充填が完了する。
【０００４】
図５は、充填が完了したガラスびんＢの断面図で、口部はキャップＣで塞がれている。内溶液Ｓの入味はレベルチェッカーと呼ばれる検査機で、びん底部から入味線（内溶液の液面）までの高さＨ（＝入味）を検査し、Ｈが所定の範囲内にあれば合格、所定の範囲を外れると不合格になる。
【０００５】
充填工程において、びん内の内溶液の液面が上昇して空気通路７１ｂを塞ぐと、びん内の圧力が上昇して内溶液の供給が停止する。びん口部から外部に空気漏れがなければ、びん内の圧力が正常に上昇し所定の入味で内溶液の供給が停止するから、びん口部から外部に空気漏れがあると、びん内の圧力の上昇が遅れ、入味過多となる。
したがって、入味過多とならないためには、ガラスびん口部天面とフィラーカップパッド７４の間が密封状態になければならない。
【０００６】
ガラスびん口部天面の傾斜（いわゆる天傾斜）の欠点を検査する装置は下記特許文献１等に開示されている。また、ガラスびん口部天面の各種欠点を検査する装置は下記特許文献２等に開示されている。
【０００７】
これらの検査装置による検査で良品と判定されたガラスびんが、内溶液の充填で入味過多となることがあり、入味過多とならない充填適性を充填工程の前に知ることは非常に困難であった。
【０００８】
入味が適性であったガラスびんと、入味過多となったガラスびんを多数用意し、これらガラスびんの天傾斜を測定したところ、天傾斜が大きいものでも入味が適性のものがあり、天傾斜が小さいものでも入味過多となるものがあり、結局、天傾斜の大きさは入味適性とは直接関係がなかった。また、これらガラスびんについて、口部天面の平滑性（ガラスびんを定盤の上に倒立させて置き、口部と定盤の間に何ｍｍ厚の隙間ゲージが入るか）を測定したところ、平滑性も入味適性とは直接関係ないことが分かった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４８７６２０１号公報
【特許文献２】特許第４６６７４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ガラスびん等の中空容器の充填適性を、充填工程に先立って検査する方法及び装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔請求項１〕
本発明は、上面が平滑な検査台の上に中空容器を倒立状態で載置し、口部周囲に試験液溜まりを形成し、
中空容器を上方から所定の力で検査台に押圧した状態で、検査台に設けた空気出口から空気を中空容器内に送り込んで所定の圧力に加圧し、
容器口部と検査台上面の間から空気が漏れて試験液の泡立ちを確認したときに不良品と判定し、泡立ちが確認できないときに良品と判定することを特徴とする中空容器の充填適性検査方法である。
【００１２】
本発明者は、上記の検査によって、容器口部と検査台上面の間から空気漏れが発生するときの容器内の圧力が、入味過多とならない充填適性と密接に関係していることを発見した。
【００１３】
空気漏れが発生すると、試験液が泡立つので、容易に確認することができる。試験液は、例えば水道水を使用できる。
【００１４】
容器内を加圧する圧力は、事前に入味が適性であった容器（良品）と、入味過多となった容器（不良品）を多数用意し、これら容器について上記のように容器内を加圧する検査を行い、空気漏れが発生したときの良品の圧力と、不良品の圧力の間の適宜の圧力に設定する。
【００１５】
〔請求項２〕
また本発明は、上面が平滑な検査台の上に中空容器を倒立状態で載置し、口部周囲に試験液溜まりを形成し、
中空容器を上方から所定の力で検査台に押圧した状態で、検査台に設けた空気出口から空気を中空容器内に送り込んで中空容器内部の圧力を徐々に上昇させ、
容器口部と検査台上面の間から空気が漏れて試験液の泡立ちを確認したときの中空容器内部の圧力を測定し、
該圧力が所定の閾値よりも小さいときに不良品と判定し、大きいときに良品と判定することを特徴とする中空容器の充填適性検査方法である。
【００１６】
良品と不良品を判定する閾値は、事前に入味が適性であった容器（良品）と、入味過多となった容器（不良品）を多数用意し、これら容器について上記のように容器内を加圧する検査を行い、空気漏れが発生したときの良品の圧力と、不良品の圧力の間の適宜の圧力に設定する。
【００１７】
〔請求項３〕
また本発明は、前記検査台の上面が、充填機のフィラーカップパッドと同じ材質で形成されている請求項１又は２に記載の中空容器の充填適性検査方法である。
【００１８】
フィラーカップパッドは、充填装置のセンタリングベルの天井に設けられた、充填時に容器口部天面が接触する部材である。検査台の上面を、充填装置のフィラーカップパッドと同じ材質にすることで、内容液充填時により近い状態で容器口部の密封性を検査できるので、検査精度が向上する。
【００１９】
〔請求項４〕
また本発明は、倒立状態の中空容器を載置するための平滑な上面を有し、中空容器内に空気を送り込んで加圧するための空気出口が形成された検査台と、
該検査台に載置した中空容器を下方に押圧する押圧手段と、
前記空気出口から空気を送り出して中空容器内を任意の圧力に加圧できる加圧手段を有することを特徴とする中空容器の充填適性検査装置である。
【００２０】
この検査装置によって、請求項１に記載の検査方法を容易に実施することができる。
【００２１】
〔請求項５〕
また本発明は、前記中空容器内の圧力を検出する圧力計を有する請求項４に記載の中空容器の充填適性検査装置である。
【００２２】
この検査装置によって、請求項２に記載の検査方法を容易に実施することができる。
【００２３】
〔請求項６〕
また本発明は、前記検査台の上面が、充填機のフィラーカップパッドと同じ材質で形成されている請求項４又は５に記載の中空容器の充填適性検査装置である。
【００２４】
この検査装置によって、請求項３に記載の検査方法を容易に実施することができる。
【００２５】
〔請求項７〕
また本発明は、前記検査台上面に、中空容器周囲を囲むようにリング状堤が形成されている請求項４〜６のいずれかに記載の中空容器の充填適性検査装置である。
【００２６】
リング状堤によって、試験液が検査台上に拡散するのを防止し、安定して検査を行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明中空容器の充填適性検査方法は、充填装置による内容液充填時に近い状態で容器口部の密封性を検査できるので、入味過多となる中空容器を、高い確率で事前に検査することができる。
本発明中空容器の充填適性検査装置によれば、本発明中空容器の充填適性検査方法を容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】充填適性検査装置の断面説明図である。
【図２】充填適性検査装置の断面説明図である。
【図３】充填装置の断面説明図である。
【図４】充填装置の要部説明図である。
【図５】内溶液を充填したガラスびんの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、本発明実施形態の充填適性検査装置の断面説明図である。この検査装置は、検査台１、加圧手段２、圧力計３、錘４などを有する。
検査台は金属製で、上面にはゴムシート１０及びテフロン樹脂シート１１が貼付され、平滑面となっている。ゴムシート１０及びテフロン樹脂シート１１は、被検体のガラスびんの内容液充填に使用される充填装置のセンタリングベル天井に設けられるフィラーカップパッド７３、７４（図３，４）と同じ材質の２重構造となっている。検査台１には、空気出口２１と圧力測定用開口３１が設けられ、空気出口２１はパイプ２０によって加圧手段２に接続され、圧力測定用開口３１はパイプ３０によって圧力計３に接続されている。加圧手段は、レギュレータなどの圧力調整機構を有するコンプレッサ、高圧タンクなどで、空気出口２１からガラスびん内に空気を送り出してガラスびん内を所望の圧力にすることができる。びん内の圧力は、圧力計によって測定される。
【００３０】
検査台１の上面は、ガラスびんの全周を取り囲んで、リング状堤１２が設けられている。これは、試験液１３が検査台上に広がるのを防止するためである。リング状堤の高さは１〜数ｍｍ程度の僅かなものでよい。
【００３１】
被検体のガラスびんＧは、図１に示すように、検査台１の上に倒立状態で載置される。ガラスびんＧは、上から偏荷重防止球（低反発性樹脂のクッション材）を介して錘４で下方に押圧される。このときの押圧荷重は適宜でよいが、例えば２〜５ｋｇ重程度にすることができる。錘４は、ガイド（図示せず）に沿って上下するものである。
【００３２】
ガラスびんＧの口部周囲には試験液１３溜まりが形成される。試験液溜まりの深さは１〜数ｍｍ程度でよい。試験液は、空気漏れが発生したときに泡が出るものであれば何でもよく、例えば水道水を使用できる。
【００３３】
図１に示すように、検査台１の上にガラスびんＧを倒立状態で載置し、錘４で押圧状態とし、試験液１３溜まりを形成した後、加圧手段２によってガラスびん内を所定の圧力に加圧する。ガラスびんが良品である場合は空気漏れが発生しないが、ガラスびんが不良品である場合はびん口部と検査台上面の間から空気が漏れて試験液１３が泡立つ。この泡１３ａは、図１に模式的に示すように、かなり大きなものになるので、容易に確認することができる。
【００３４】
次に、ガラスびん内を加圧する所定の圧力の決め方について説明する。
例えば、入味が適性であったガラスびん（良品）No.１〜No.８の８本と、入味過多となったガラスびん（不良品）No.９〜No.１１の３本を用意し、これらガラスびんについて上記のようにガラスびん内を加圧する検査を行う。但し、このときはガラスびん内の圧力を徐々に上げていき、空気漏れが発生したときの圧力を測定する。
表１にその測定結果を示す。表１において、「入味過多発生」の「○」印は良品、「×」印は不良品である。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
表１において、良品の空気漏れ発生圧力はいずれも２ｋＰＡ以上、不良品はいずれも１ｋＰａ未満であるので、ガラスびん内部を加圧する圧力を１ｋＰａとし、空気漏れが発生すれば不良品、発生しなければ良品と判定することができる。
【００３７】
なお、本発明の検査方法は、ガラスびん内を加圧するものであり、減圧することによってはガラスびんの充填適性を検査することはできない。
図１の装置の加圧手段に代えて減圧手段を接続し、上記と同じNo.１〜１１のガラスびんについて、最大−１８ｋＰａの負圧でガラスびん内の空気を吸い込み、そのときのバキューム圧を測定した。その結果を表２に示す。表２に示されるように、良品と不良品ではバキューム圧に差がなく、びん口部と検査台上面の間からの空気漏れを確認できない。
【００３８】
【表２】
2013217722.tif 000004
【００３９】
本発明のガラスびんの充填適性検査方法は、所定の圧力でガラスびん内を加圧することに代えて、ガラスびん内の圧力を徐々に上昇させて行うことができる。
すなわち、図１の状態から、加圧手段２によってガラスびん内の圧力を徐々に上昇していき、空気漏れが発生したときの内部圧力を圧力計３で測定する。その圧力が所定の閾値よりも小さい場合は、不良品であり、大きい場合は良品と判定する。
このときの閾値は、例えば、前記表１の結果から、１ｋＰａとすることができる。
【００４０】
図２は、本発明ガラスびんの充填適性検査を自動化した装置の説明図である。検査台１の上部には、試験液１３を撮像するカメラ５が２台設置されている。加圧手段２、圧力計３及びカメラ５はパーソナルコンピュータなどの処理手段６に接続されている。処理手段６は、加圧手段２の加圧開始、加圧する圧力、加圧停止を制御し、必要なときに圧力計の示す圧力を読み取り、カメラ５の画像を処理して泡の発生を検知する。
【００４１】
検査スタート信号を受け取ると、処理手段６は加圧手段を作動させて所定圧の加圧を行う。カメラ５の撮像画像処理を行い、泡の発生が検知されれば不良品、検知されないときは良品と判定する。
【００４２】
また、他の検査方法においては、処理手段６は検査スタート信号を受け取ると、加圧手段を作動させてガラスびん内部の圧力を徐々に上昇させる。このとき同時にカメラ５の撮像画像処理を行い、泡の発生を検知したときの圧力計の圧力を読み取り、所定の閾値と比較し、読み取った圧力が閾値よりも小さければ不良品、大きければ良品と判定する。
【００４３】
以上の実施形態は、ガラスびんを例にとって説明したが、本発明は、ペットボトルなど、同様の充填装置で充填を行う全ての中空容器に適用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  検査台
１０  ゴムシート
１１  テフロン樹脂シート
１２  リング状堤
１３  試験液
１３ａ  泡
２  加圧手段
２０  パイプ
２１  空気出口
３  圧力計
３０パイプ
３１  圧力測定用開口
４  錘
４０  偏荷重防止球
５  カメラ
６  処理手段
７  充填装置
７０  支持台
７１  フィラーノズル
７２  センタリングベル
７３  フィラーカップパッド
７４  フィラーカップパッド
【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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