JP2006117284A - 中栓取付確認装置、中栓取付確認方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、検査状態や容器形状の変化に左右されることなく中栓の取付状態を精密に且つ安全に検知することができる中栓取付確認装置、中栓取付確認方法を提供することを課題とする。
【解決手段】 本発明の中栓取付確認装置１は、所定の台に載置され、容器Ｐを保持する容器ホルダー２と、容器Ｐの中栓と当接し、真空発生器の作動により、この中栓Ｑに真空圧を加える中栓ノッカー３と、中栓取付確認装置１全体の制御を行う制御装置４と、中栓ノッカー３を駆動させる駆動装置５と、中栓ノッカー３により加えられた真空圧力値を計測する計測装置６と、計測値に基づき中栓Ｑの取付状態を判断する判断部７とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、化粧料，薬品，飲料等が充填される容器における容器本体のキャップ受け口に設けられた開口を密閉するため、キャップとは別に使用される中栓の取り付け有無や取り付け状態の良否等を検査する中栓取付確認装置及びその中栓取付確認方法に関する。

一般に、液状の内容物が充填される容器は、内容物を充填する容器本体と、容器本体の開口を塞ぐキャップとを有している。さらに、このような容器の中には、内容物の漏れを確実に防ぐため、或いは内容物の流出料の調整を行うために、キャップより内側に位置し開口に取り付けられる中栓が設けられているものがある。中栓は、内容物が容器本体に充填された後に、容器の開口に位置させ、上部からプレスすることにより打栓される。

ところが、製造過程では、中栓の不十分な位置合わせや、プレス機側の不具合等により、中栓が所定の位置に打栓することができない場合がある。所定の位置に打栓出来ないことにより、中栓が破損してしまったり、開口が開放されたままとなったりすることがあった。このような工程を経た容器は、容器としての役割を十分に果たすことができない欠陥品となってしまう。

そのため、中栓付の容器は、中栓を開口に嵌めてキャップを取り付けた後、それぞれの容器のキャップの取付状態を測定し、そのキャップの取付状態が適当であるか否かを判定する中栓取付の検査が行われていた。

この中栓の取付検査には光電センサが用いられているものがある。従来から行われている中栓取付検査方法は、キャップを締める工程の後、コンベヤで搬送中の容器のキャップ上端面の高さを光電センサ等の検出器で検出する。これにより、コンベヤの上面を基準面として、容器のキャップ上端面までの高さを検出することができる。

一方、予めキャップ締めが良好に行われている容器の底面からキャップ上端面までの高さを測定し、これを基準値としてプラス・マイナス適当な値の許容誤差を加えて許容範囲を設定しておく。そして、予め設定された容器の基準値と上述のようにして測定された測定値とを比較する。

この比較の結果、容器のキャップ高さの測定値が基準値の許容範囲内にあるときは、中栓がキャップ受け口の開口に正常に嵌合されていて、これを覆うようにキャップ受け口に取り付けられたキャップも正常に締められていると判定する。

このように、キャップの締め込みが正常に行われていると判定された容器は、製品として次の製品包装工程に搬送されて所定の梱包作業に供される。

一方、キャップの高さの測定値が基準値の許容範囲内の値よりも小さい場合には、例えば、キャップのみが取り付けられていて中栓が嵌合されておらず、中栓の脱落に起因してキャップが所定位置より深くまで締め込まれていると判定される。

また、測定値が許容範囲内の値よりも大きい場合には、例えば、中栓が所定位置まで嵌合されておらず、キャップに締め込み不良が生じ所定位置まで締め込まれていないと判定される。これらの中栓取付不良の判定により、その判定の対象となった容器は製品として次の製品梱包包装工程に搬送されて所定の梱包作業に供される。
特開２０００−１１８５９４号公報

しかしながら、上述した従来の中栓取付検査方法においては、キャップが取り付けられた容器本体をコンベヤで搬送し、この搬送時にキャップ上端面の高さを検出して、その検出結果に基づき中栓取付状態の良否を判定し、実際の中栓の取付状態は確認（視認）しなかった。

そのため、コンベヤの上下変動によってコンベヤの変動量が大きくなると、測定面であるキャップ上端面が上下方向に移動してしまう。すると、キャップ上端面の高さを正確に測定することができず、中栓取付状態の良否判定に際して誤判定を生じてしまうという問題があった。

また、容器は、内容物の種類等により形や大きさが異なる。そのため、容器の高さのバラツキにより誤判定を生じてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、検査状態や容器形状の変化に左右されることなく中栓の取付状態を精密に且つ安全に検知することができる中栓取付確認装置、中栓取付確認方法を提供することを課題とする。

本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、すなわち本発明は、容器の開口に嵌入された中栓の取付状態を確認する装置であって、容器の中栓を覆いこの中栓に圧力を加える加圧手段と、その圧力を計測する計測手段と、計測値に基づき中栓の取付状態を判断する判断手段とを備えることを特徴とする。

中栓が正常に取り付けられているときの圧力の大きさを基準値とし、加圧手段により中栓に加えられた圧力の大きさと基準値とを比較し、中栓の取付状態を判断する。例えば、加圧手段により加えられた圧力の大きさが基準値よりも小さい場合、中栓が正常な位置に取り付けられていないと判断する。

このように、本発明は、容器の高さから中栓の取付状態を検知するのではなく、中栓に加えた圧力の値で中栓の取付状態を検知するため、容器の形状や高さの変化に左右されることなく中栓の取付状態をより正確に検出することができる。

これに加えて、本発明は容器の高さの変化に対応することができるので、コンベヤ等により搬送されてきた容器の揺れにも有効に対応することができる。これにより、容器を静止した状態でなく、コンベヤ等により搬送されている状態で、中栓の取付状態を検知することができるため、製造効率を高めることが可能となる。

また、容器を静止させた状態でなくとも中栓の取付状態を検出することができることにより、容器を固定するためのステイを排除することができる。これにより、ステイに容器を取り付けるという作業工程を省略することができるため、作業性の向上につながる。

さらに、本発明によれば、中栓の取付状態を検出するためだけの、大きな測定器や判定機を用いることもないため、低コストで容器の製造から検査までを行うことが出来る。

また、本発明に係る加圧手段は、中栓に真空圧を加えることを特徴とする。つまり、本発明にかかる加圧手段は、中栓を真空圧により吸引し、このときの真空圧力値の変化によ
り中栓の取付状態を検出する。このように、本発明の中栓取付確認装置は、真空圧の変化により中栓の取付状態を検出するため、レーザやＸ線等の人体に有害なものを用いずに中栓の取付状態の検査を行うことができる。

また、本発明に係る加圧手段は、中栓に設けられた容器内に充填された内容物を出すための取出口を除く箇所で中栓と当接し、その当接箇所に圧力を加えることを特徴とする。

つまり、加圧手段は、取出口を除いた、例えば、取出口の周縁や、中栓の輪郭部分のみに当接する。このような構成により、中栓の取り付け状態を確認するために圧力を加えても、容器内部に充填された内容物に衝撃や振動等の影響を与えることがなくなる。

また、本発明は、容器の開口に嵌入された中栓の取付状態を確認する方法であって、容器の中栓を覆うステップと、中栓に圧力を加えるステップと、その圧力を計測するステップと、計測値に基づき中栓の取付状態を判断するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、検査状態や容器形状の変化に左右されることなく中栓の取付状態を精密に検知することができる栓取付確認装置、栓取付確認方法を提供することができる。

以下、本実施形態の中栓取付確認装置及び中栓取付確認方法について図面を参照し説明する。尚、本実施形態では、加圧手段により加えられる圧力は真空圧力であるとして説明する。

＜装置の概要について＞
図１に示すように、本実施形態の中栓取付確認装置１は、所定の台に載置され、容器Ｐを保持する容器ホルダー２と、容器Ｐの中栓と当接し、真空発生器（不図示）の作動により、この中栓Ｑに真空圧（圧力）を加える中栓ノッカー（加圧手段）３と、中栓取付確認装置１全体の制御を行う制御装置４とを備えている。

また、制御装置４は、中栓ノッカー３を駆動させる駆動装置５と、中栓ノッカー３により加えられた真空圧力値を計測する計測装置（計測手段）６と、計測値に基づき中栓Ｑの取付状態を判断する判断部（判断手段）７とを有している。尚、中栓ノッカー３は、駆動装置５からの駆動力を中栓ノッカー３に伝達するエアシリンダ８を有している。つまり、エアシリンダ８の作動により中栓ノッカー３も作動する。そのため、中栓ノッカー３は、中栓ノッカー３が容器ホルダー２側となるように取り付けられているとする。

さらに、中栓ノッカー３及びエアシリンダ８は、取付具９により支持されており、この取付具９も容器ホルダー２が載置されている所定の台に載置する。

この中栓ノッカー３は、容器ホルダー２に設置された容器Ｐの上端（即ち容器Ｐの上部に設けられた開口に嵌入された中栓Ｑ）に対して上下方向に移動する（図１中矢印Ｘ，Ｙ方向）。

また、図２に示すように、中栓ノッカー３は、容器Ｐの中栓Ｑと当接するヘッド１０を有している。このヘッド１０の内部には空間１１が設けられており、さらに、中栓Ｑの上部と当接するヘッド１０の先端には、空間１１内を真空状態にしたときに中栓Ｑを吸引する吸引口１２が設けられている。本実施形態での中栓Ｑは、容器Ｐ内に充填された内容物を出す取出口１３が設けられており、ヘッド１０の吸引口１２は、この取出口１３を覆ったり、当接したりすることはない。つまり、吸引口１２は、取出口１３を除く中栓Ｑの上
部と当接する。このような構成により、真空発生器を作動させ中栓ノッカー３により真空引きを行っても、中栓のみを吸着し、内容物まで吸引してしまうことがない。

そして、中栓Ｑの取り付けを確認するためには、空間１１中の気体を吸引し真空状態を作る。すると、ヘッド１０の吸引口１２によって中栓Ｑが吸着される。

また、このときの真空圧力の大きさ（真空圧力値）を計測装置６にて計測する。そして、計測値に基づき判断部７にて、中栓Ｑが正常に取り付けられているか否かを判断する。

以上が、本実施形態の中栓取付確認装置１の装置概要である。

＜中栓取付確認工程＞
次に、本実施形態の中栓取付確認装置１による中栓取付確認工程（方法）について図３に示すフローチャートに基づき説明する。

まず、内容物を充填され中栓Ｑが取り付けられた容器Ｐが、容器ホルダー２に装着された状態でベルトコンベヤ等の搬送装置により中栓取付確認装置１まで搬送される。

すると、図３に示すように、中栓取付確認装置１を作動させる作動ボタン（不図示）がＯＮとなり、この作動開始信号が制御装置４に伝達される（Ｓ０１）。制御装置４は、作動開始信号を受けると、エアシリンダ８を作動させる制御を実行する（Ｓ０２）。すると、図４に示すように、待機位置にあった中栓ノッカー３が容器ホルダー２にセットされた容器Ｐの方向（図４中矢印Ｙ方向）に移動する。中栓ノッカー３のヘッド１０は、図５に示すように、中栓Ｑに当接した位置でストップする。

ヘッド１０が中栓Ｑに当接すると、制御装置４は、真空発生器をＯＮにし、真空引き制御を実行する（Ｓ０３）。真空発生器により中栓ノッカー３の内部空間１１が真空状態となり、中栓Ｑがヘッド１０に吸着される状態となる。

このようにして中栓Ｑを吸着し、そのときに中栓Ｑに加わっていた真空圧力値を計測装置６６により計測する（Ｓ０４）。すると、制御装置４は、計測装置６により計測された真空圧力値を、予め記録された取付状態が良好な中栓の取付状態を確認したときの真空圧力値（以下、基準値と称す）と比較し、取付状態の良／不良を判断する制御を判断部７にて実行する制御を実行する（Ｓ０５）。尚、本実施形態では、基準値を−５０ｃｍＨｇとする。これは、中栓が正常に取り付けられている良品の場合の真空圧力値は−７０ｃｍＨｇであるということ、且つ中栓の微細な嵌合不良でも−２０ｃｍＨｇ以下になることはないということに基づいて設定した場合の値である。つまり、基準値を−５０ｃｍＨｇとすることにより、微細な嵌合不良も確実に判別することができる。

図５に示すように、中栓Ｑが正常に取り付けられている場合は、中栓Ｑは容器Ｐの開口にしっかり固定されているため真空圧力値は、例えば−７０ｃｍＨｇとなる。判断部７は、この計測値と基準値とを比較処理を実行し、計測値が基準値−５０ｃｍＨｇに対して下回っている場合、中栓Ｑの取付状態は正常であると判断する（Ｓ０６）。

判断部７により、中栓Ｑの取付状態が正常であると判断されると、制御装置４は、中栓ノッカー３を元の位置（図５中矢印Ｘ方向）に戻す制御を実行し、本工程は終了する。

一方、図６に示すように中栓Ｑが正常な位置に取り付けられていない状態の場合は、中栓Ｑが中栓ノッカー３により吸着されると容器Ｐの開口から抵抗無く抜けてしまったり、そのときの真空圧力値が、例えば、−２０ｃｍＨｇというように計測値が基準値よりも高
くなったりする。その他にも、中栓が曲がって取り付けられていると、ヘッド１０と中栓Ｑとの間に隙間が生じエアの通り道が出来てしまい、中栓ノッカー３の内部空間１１が真空状態とならず、真空圧力値が０となったりする。

判断部７は、この計測値と基準値とを比較する処理を実行し、計測値が基準値に対して上回っている場合、中栓Ｑの取付状態は異常であると判断し、異常信号を制御装置４に発信する（Ｓ０７）。尚、図７に示すように、中栓Ｑが取り付けられていない状態の場合は真空とならないため計測値が基準値とはかけ離れた値となり、判断部７は、中栓の取付状態が異常であると判断する。

すると、制御装置４は、中栓Ｑの取付が異常であることを、作業者等に知らせるために、異常ブザーを作動させる制御を実行する（Ｓ０８）。

以上のように、本実施形態の中栓取付確認装置１によれば、従来のように容器の高さから中栓の取付状態を検知するのではなく、中栓に加えた真空圧力の値を基準値と比較することにより中栓の取付状態を検知するため、容器・中栓の形状や容器の高さの変化又は搬送装置による搬送過程における揺れや振動に左右されることなく中栓の取付状態をより正確に検出することができる。

また、容器が静止した状態でなく、コンベヤ等により搬送されている状態で中栓の取付状態を検知することができるため、本実施形態の中栓取付確認装置１によれば、容器の製造効率自体を高めることが可能となる。

それに加えて、本中栓取付確認装置１によれば、従来の取付確認装置のように、容器の高さを検知するための位置センサを用いる必要がなくなる。センサは振動や揺れに弱く、使用する環境に精度が左右されやすかったが、本実施形態の中栓取付確認装置１は、センサを用いないため安定した精度で中栓の取付状態を確認することができる。

さらに、本中栓取付確認装置１によれば、中栓の取付状態を検出するためだけの、大きな測定器や判定機を用いることもないため、低コストで容器の製造から検査までを行うことが出来る。

また、本実施形態の中栓取付確認装置１は、中栓を真空引きし、このときの真空圧力値の変化により中栓の取付状態を検出する。つまり、本実施形態の中栓取付確認装置１は、従来の中栓取付確認装置のようにレーザやＸ線等の人体に有害なものを用いないため、安全に中栓の取付状態の検査を行うことができる。

本実施形態の中栓取付確認装置の全体図である。 本実施形態に係る中栓ノズルの要部拡大断面図である。 本実施形態の中栓取付確認工程のフローチャートである。 中栓取付確認待機状態を示す図である。 正常な位置に取り付けられた中栓の取付状態を確認している状態を示す図である。 中栓の取付状態が異常であるときに、本実施形態の中栓取付確認装置が中栓の取付状態を確認している状態を示す図である。 中栓が取り付けられていないときに、本実施形態の中栓取付確認装置が中栓の取付状態を確認している状態を示す図である。

符号の説明

１ 中栓取付確認装置
２ 容器ホルダー
３ 中栓ノッカー（加圧手段）
４ 制御装置
５ 駆動装置
６ 計測装置（計測手段）
７ 判断部（判断手段）
８ エアシリンダ
９ 取付具
１０ ヘッド
１１ 空間
１２ 吸引口
１３ 取出口
Ｐ 容器
Ｑ 中栓

Claims (4)

1. 容器の開口に嵌入された中栓の取付状態を確認する装置であって、
   前記容器の中栓に圧力を加える加圧手段と、
   その圧力を計測する計測手段と、
   計測値に基づき中栓の取付状態を判断する判断手段と、
   を備えることを特徴とする中栓取付確認装置。
2. 前記加圧手段は、前記中栓に設けられた前記容器内に充填された内容物を出すための取出口を除く箇所で前記中栓と当接し、その当接箇所に圧力を加えることを特徴とする請求項１に記載の中栓取付確認装置。
3. 前記加圧手段は、前記中栓に真空圧を加えることを特徴とする請求項１又は２に記載の中栓取付確認装置。
4. 容器の開口に嵌入された中栓の取付状態を確認する方法であって、
   前記中栓に圧力を加えるステップと、
   その圧力を計測するステップと、
   計測値に基づき中栓の取付状態を判断するステップとを含むことを特徴とする中栓取付確認方法。

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