(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気が充填された容器からの空気の漏れを検出して容器の漏れを検出するために使用する圧縮空気充填装置であって、
中空のピストン軸を有する流体作動シリンダと、
前記ピストン軸の先端に設けた流体噴出ノズルと、
前記中空のピストン軸に容器に充填する空気又は容器口を洗浄する洗浄水を供給する供給管
とを備え、前記供給管から、洗浄水及び圧縮空気を切り換えて供給できるようにしたことを特徴とする圧縮空気供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の圧縮空気供給装置において、前記流体作動シリンダは、昇降可能に支持され、前記中空のピストン軸はシリンダ内に導入する流体により容器の口部のガスバルブに挿入されるように上下動可能とされていることを特徴とする圧縮空気供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器の漏れ検出方法及び漏れ容器検出装置に係り、特に、容器の漏れをオンラインで自動的に連続して検出するようにした漏れ検査装置において、前工程としての圧縮空気を容器に充填する加圧ステーションにおける圧縮空気充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体を充填する容器において、内部に加圧ガスが封入される容器にあっては、容器の気密性が確実であることが要求される。このような容器として、例えばビールを充填するステンレス製の樽容器がある。図７はビールを充填する樽容器の外観を、図８はその樽口近傍の内部構造を示す。
【０００３】
樽容器１００は、容器本体１０１に上部に口金部１０２が、また下部には容器本体１０１から延びる円筒状部１０３が設けられている。口金部１０２はビールを導入、排出するためのバルブと、内部に加圧ガスを封入するためのバルブ機構を具えている。
図８は、それらバルブ機構を示し、口金１０２にはフィッティング１０３がねじ込みにより固定されており、口金１０２とフィッティング１０３との接合部はシールリング１０４によりシールされている。フィッティング１０３は口金１０２の内部にねじ込まれるブッシュ１０５と、先端部が容器本体１０１の底部近傍まで延びるダウンチューブ１０６を有し、ブッシュ１０５とダウンチューブ１０６の間にガス流路室１０７が形成されている。
【０００４】
ダウンチューブ１０６はコイルばね１０８により上方に付勢されており、その上端に設けられた弾性シール部材がブッシュ１０５の内壁に当接してガスバルブ１０９を構成し、ダウンチューブ１０６が下方に押し下げられると樽容器内外が連通するようになっている。また、ダウンチューブ１０６のの上端部には圧縮コイルばね１１０により上方に付勢されるビールバルブ１１１が設けられており、このビールバルブ１１１が押し下げられると、ダウンチューブの上端と下端が連通し、ビールの樽容器内外への注入、排出を行うことができる構造となっている。
【０００５】
樽容器１００は、上述のように、口金部１０２とフィッティング１０３との接合部、ガスバルブ１０９、ビールバルブ１１１、シールリング１０４等により内部の充填ガスやビールが漏れないように密閉構造となっているが、使用に伴い、コイルばね等の弾性部材やシール部材が老朽化したり、衝撃等によりバルブ機構が変形したり、あるいは、溶接部等にひび割れが生じたりすると、完全な密封状態が保てず、内容物であるビールの品質にも影響する。このため、この種の樽容器は、内容物の充填前に漏れがないかどうか検査している。
【０００６】
樽容器の漏れの検査方法としては、目視による検査や、照明器具を使用して光の漏れを検出する方法、あるいは、ヘリウム等のガスを樽容器内に導入してそのガスの漏れの有無を検出して、容器の漏れを検出する方法等があるが、いずれも作業に手間や時間がかかったり、検出精度に難点がある。そこで、本出願人により、既に、超音波測定器を使用した容器の漏れ検出装置を開発し、提案している（特開平７−１０３８４４号）。
【０００７】
図９は、ここに開示されている漏れ検出装置の一例を示す。漏れ検出装置２００は、搬送コンベア１０１の搬送経路の途中に、設置され、検査位置に搬送されてきた樽容器１００を停止させるための検査用ストッパ１０５が搬送経路の検査位置に設けられている。漏れ検査装置２００の設置位置の上流には、樽容器１００を待機させるためのストッパ１０４が設けられている。なお、漏れ検出位置に搬送される樽容器１００は、予め、洗浄工程により容器口が洗浄水により洗浄され、また、樽容器１００には、予め、前記図８に示したフィッティング１０３のガスバルブ１０９を開いて圧縮空気が注入されている。
【０００８】
漏れ検出装置２００は、架台２１０と、搬送コンベア１０１の下方に位置し、検査位置にある樽容器を上方に押し上げるリフトシリンダ２０６と、架台２１０の上部に設けられた箱状の固定遮音装置２０７、固定遮音装置２０７に取り付けられた音波センサ２０８とを具えている。そして、この漏れ検出装置２００においては、検査位置に搬送された樽容器１００は、リフトシリンダ２０６により固定遮音装置２０７内にその口部が入るように持ち上げられる。
【０００９】
音波センサ２０８は、例えば、マイクロホンあるいはピエゾ素子等の音響変換器が用いられる。発生した超音波は、図１０に示すように、音波センサ２０８によりピックアップされて電気信号に変換され、プレアンプ２１２により増幅された後、バンドパスフィルタ２１３により所定の周波数帯域、すなわち、樽容器の漏れ情報が分布する周波数帯域は、例えば、３６ＫＨｚ〜４５ＫＨｚのみを通過するように選択される。バンドパスフィルタ２１３を経た漏れ情報は波形整形器２１４を経て、周波数カウンタ２１５によりカウントされ、周波数表示手段２１６に送るとともに、レベル検知手段２１７に出力し、漏れの有無を表示手段２１８に表示するようにしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記超音波測定による漏れ検出装置を使用した漏れ容器の検出装置にあっては、準備段階として、樽容器内に加圧ガスを注入する工程と、検査位置において、樽容器を音波センサを具える遮音装置内に導入する工程を具え、漏れの有無は超音波センサからの検出信号により得ることができるため、樽容器の搬送手段を用いるて樽容器の移動を制御することにより、オンラインで自動的に検査を行うのに適している。
【００１１】
一方、ビール等の樽容器への充填工程においては、多量の樽容器を扱うが、その前段階としての漏れの検査も、多量の樽容器を扱うこととなり、その検査を効率良く、かつ検出精度を高くすることが求められている。そこで、漏れの検査に入り前の容器の口部の洗浄や容器内の圧縮ガスの充填工程においても迅速に作業が行われなければならない。本発明、このような問題点に鑑み、超音波測定による漏れ検出装置を使用する漏れ容器の検出装置において、その前工程としての加圧ステーションにおいて、圧縮空気の充填と容器口の洗浄を同時の行うようにして前工程の効率を高めるようにすることのできる圧縮空気供給装置を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、本発明による以下の構成により解決される。
請求項１の発明は、圧縮空気が充填された容器からの空気の漏れを検出して容器の漏れを検出するために使用する圧縮空気充填装置であって、
中空のピストン軸を有する流体作動シリンダと、
前記ピストン軸の先端に設けた流体噴出ノズルと、
前記中空のピストン軸に容器に充填する空気又は容器口を洗浄する洗浄水を供給する供給管
とを備え、前記供給管から、洗浄水及び圧縮空気を切り換えて供給できるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の圧縮空気供給装置において、前記流体作動シリンダは、昇降可能に支持され、前記中空のピストン軸はシリンダ内に導入する流体により容器の口部のガスバルブに挿入されるように上下動可能とされていることを特徴とする。
請求項１、請求項２の発明においては、上下動可能な流体噴出ノズルに洗浄水と圧縮空気を切り換えて供給できるようにしているため、一箇所のステーションで容器口の洗浄と容器内への圧縮空気の充填を行うことが可能となり、漏れ検査の前工程に要する時間を短縮することが可能となる。また、漏れ容器検査装置としての全体の工程ラインを短くすることが可能となり、装置の規模を縮小することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は、本発明の圧縮空気供給装置が組み込まれた漏れ容器検出装置を示す。図１（ａ）は、平面図、（ｂ）は正面図である。本実施例の漏れ容器検出装置は、４つに区分されるステーションからなり、樽容器１００の搬入側から順に、待機ステーション１、加圧ステーション２、検査ステーション３及び排斥ステーション４から構成されている。
【００１５】
待機ステーション１は、次の加圧ステーション２における加圧工程に入るために待機するためのものであり、加圧ステーションの加圧装置２１〜２３に空きが生じるまで樽容器を待機させておく場所である。なお、待機ステーション１と次工程の加圧ステーションには共通のコンベア１０が設けられおり、待機ステーションのコンベア近傍にはストッパ１１が設置され、このストッパ１１を作動させることにより、コンベア１０上を搬送される樽容器１００を適宜必要の時間停めておくことができるようにしている。
【００１６】
加圧ステーション２は、漏れ検査の準備段階として、樽容器内に加圧ガスを注入するためのステーションであり、コンベア１０の搬送経路上に直列に３つの加圧装置２１、２２、２３を備えている。各加圧装置２１＊（＊は２１〜２３を代表するものとして記す）は、図１（ｂ）に示すように、コンベア１０の上方に容器押さえ装置２４を、コンベア１０の下方には加圧ガス充填装置２５を備えている。容器押さえ装置２４は、口部を下方にして導入された樽容器１００をシリンダ２４ａにより駆動される押さえ板２４ｂにより押さえて保持するものである。また、ガス充填装置２５は、樽容器１００内に加圧ガスを充填するためのものであり、後述するように、下向きに位置する容器口に向けて上昇できるノズルとガス源を備えている。なお、この加圧ステーション２は、容器口に洗浄水を噴出するノズルを備えており（図示せず）、樽容器１００に加圧ガスを充填する前に、容器口を洗浄するようにしている。
【００１７】
加圧ステーションの下流側の検査ステーション３は、直列に配列された３つの漏れ検査装置３１、３２、３３を備えている。各漏れ検出装置３１＊は、本発明の容器の漏れ検出装置に相当するものであり、図９及び図１０で説明した漏れ検出装置と原理的の同じもであり、音波センサを備える遮音装置を有するものである。各漏れ検出装置３１＊は、上方に遮音装置３５を備えている。遮音装置３５は架台２４に支持され、駆動手段３５ａにより、上下動できるようにされている。遮音装置３５は、図２に示すように、箱形の構造をなし、内外のステンレス製の箱体と内部の遮音材により構成され、壁部には複数の音波センサ３６が取り付けられている。なお、この遮音装置３５の構造については後に詳述する。
【００１８】
各漏れ検出装置３１＊は、また、コンベアを備えた遮音テーブル３７を備えており、搬入されてきた樽容器１００を内部に収容して遮音装置３５と遮音テーブル３７により遮音空間を形成するようにしている。
検査ステーション３の下流に位置する排斥ステーション４は、検査ステーション３における検査結果により、正常の樽容器と漏れが検出された樽容器を正規搬送経路４２と不良品搬送経路４３に振り分ける振分け装置４１を有している。
【００１９】
図３及び図４は図１における加圧ステーション２に設けられる各加圧装置２５に設けられるストッパ組立体５０を示す。図３はコンベアの移動方向から見た正面図、図４は平面視図である。
加圧ステーション２にはコンベア１０により検査される容器が移送されてくるが、この各加圧装置において容器はストッパ組立体５０により停止させられ、下方に設置される加圧装置２５により容器内部に圧縮空気が充填される。なお、ベルトコンベア１０は、２本のベルト１０ａ，１０ｂを有し、加圧装置２５は、この２本のベルト１０ａ，１０ｂの間より口部を下にして移送される容器に接近できるようにしている。
【００２０】
ストッパ組立体５０は、コンベア１０の両側に左右に一対となるように設けられおり、シリンダ取付台５１、シリンダ５２、ストッパ取付金具５３、容器把持具５４によりなる。シリンダ取付台５１にに取り付けられたシリンダ５２にはストッパ取付金具５３が取り付けられており、これにより、コンベア１０の方向に進退可能とされている。ストッパ取付金具５３には軸５３により回動自在に容器把持具５４が取り付けられており、左右の容器把持具５４により把持した容器１００が上方に移動できるようにしている。なお、図３は容器１００と共に容器１００’を示しており、異なるサイズの容器にも対応できるようにしている。
【００２１】
上記ストッパ組立体５０は、コンベア１０により移送されてきた容器１００が、加圧ステーションの所定の加圧装置に搬入されると制御装置（図示せず）はシリンダ５２を作動させて容器把持具５４を容器１００を把持する方向、即ち、コンベア１０の方向に移動させる。これにより、容器１００は左右の把持具５４により把持され、コンベア１０と摺接した状態で停止状態となる。この状態において、コンベア１０の下方に設置されている加圧装置を構成する後述の圧縮空気供給装置が２本のベルト１０ａ，１０ｂの間より押上げられ、コンベア１０と離間した状態となる。このとき、容器把持具５４は、軸５３ａを中心として回動するため、引続き容器１００を把持する。上昇した容器１００は、前述のように、上方に位置する容器押さえ装置２４の押さえ板２４ｂに当接して停止する。
【００２２】
次に、図５及び図６により、加圧装置を構成する圧縮空気供給装置６０について説明する。図５に示すように、圧縮空気供給装置６０は、支持台６１、シリンダ固定部６２、シリンダ６３、口金当接部６５からなり、支持台６１は図示しない昇降装置により上下に昇降可能とされている。支持台６１にシリンダ固定部６２を介して取り付けられたシリンダ６３はピストン６６に連結された中空ピストン軸６７とを有する。ピストン軸６７の先端は流体噴出ノズル６７ａが取り付けられている。
【００２３】
シリンダ固定部６２には中空ピストン軸６７の中空部に通ずる流体導入部７１が形成されており、この流体導入部７１には供給管７２が接続されている。そして、この供給管７２には、弁７３を介して洗浄水源７４に接続する管路７５が、また、圧縮空気源７７に弁７６を介して接続する管路７８が分岐接続されている。また、口金当接部６５を取り付ける取付部６４に形成された環状通路７９には排出管８０が連結されている。なお、シリンダ６３の室と中空ピストン軸７６との間にはシール６９が施されている。
【００２４】
図６は、圧縮空気供給装置６０の作動状態を説明する図である。加圧ステーションに搬入された容器は前述のようにストッパ組立体５０の容器把持具により把持されている。この状態において、加圧空気充填装置６０は、昇降装置（図示せず）により上昇させられ、図６のように口金当接部６５が容器１００の口金１０２に当接する。この状態において、先ず、弁７４を開として洗浄水源７４より管路７５及び供給管７２、流体導入部７１を通じてシリンダ６３の中空ピストン軸６７内に加圧された洗浄水を導入する。導入された洗浄水は中空軸６７の先端の流体噴出ノズル６７ａより噴出し、容器１００の口部１０２の内部を洗浄する。洗浄水は環状通路７９より排出管８０を通じて排出される。なお、この洗浄はこの後に説明する圧縮空気の供給後に行ってもよい。その理由は、圧縮空気の供給中に容器の口金部にあるガスバルブから容器内残留していたビールが排出されて検査装置を汚したり、また、ガスバルブから漏れて口金部に泡が発生し、その泡が漏れ検査中に破裂し、その破裂音を漏れと誤ってしまう虞があり、事前に洗浄して除去することが有効である。また、圧縮空気の注入前後で洗浄を行ってもよい。
【００２５】
容器１００の口金部１０２の内部の洗浄が終わると、次に、シリンダ６３のピストン６６を駆動源（図示せず）を作動させて上昇させる。これにより、中空ピストン軸６７は上昇し、その先端のノズル部６７ａが容器１００の口部１０２内のビールバルブ１１１に当接し、さらに上昇してビールバルブ１１１を開弁する。この状態で、弁７６を開にして圧縮空気源７７より、管路７８、供給管７２、流体導入部７１、中空ピストン軸６７の内部通路を通じてノズル７６ａより容器１００内に圧縮空気を導入する。所定の圧力の空気が容器内に導入された段階で弁７６を閉じ、ピストン６６を下げるとともに図示しない昇降装置を作動させて圧縮空気供給装置６０を下降させて、一連の容器口部の洗浄及び圧縮空気の充填を終了する。
【００２６】
以上のように、本実施例に示した圧縮空気供給装置によれば、容器口の洗浄と容器内への圧縮空気の充填の２工程を一つの装置で行うことができ、前処理工程に要する時間を短縮することができる。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、上下動可能な流体噴出ノズルに洗浄水と圧縮ガスを切り換えて供給できるようにしているため、一箇所のステーションで容器口の洗浄と容器内への圧縮空気の充填を行うことが可能となり、漏れ検査の前工程に要する時間を短縮することが可能となる。また、漏れ容器検査装置としての全体の工程ラインを短くすることが可能となり、装置の規模を縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る圧縮空気供給装置が使用される漏れ容器検出装置を示す図である。（ａ）は平面図を、（ｂ）は正面図を示す。
【図２】漏れ検出装置の遮音装置を示す図である。
【図３】加圧ステーションのストッパ組立体の正面図を示す図である。
【図４】ストッパ組立体の平面図を示す図である。
【図５】加圧空気充填装置を示す図である。
【図６】加圧空気充填装置の作動を説明する図である。
【図７】検査対象おしてのビール用樽容器を示す図である。
【図８】樽容器の口部の詳細を示す図である。
【図９】  従来の超音波センサを使用する漏れ検出装置を示す図である。
【図１０】音波センサからの検出された信号の処理を行う従来のブロック構成図である。
【符号の説明】
１  待機ステーション
２  加圧ステーション
１０  コンベア
１０ａ  ベルト
２１〜２３  加圧装置
３  検査ステーション
３１〜３３  漏れ検出装置
３５  遮音装置
３６  音波センサ
４  排斥ステーション
４１  振分け装置
５０  ストッパ組立体
５１  シリンダ取付け台
５２  シリンダ
５３  ストッパ取付け金具
５４  容器把持具
【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】
0003778469.tif 000009
【図９】
0003778469.tif 000010
【図１０】
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