JP2006343241A - Leak inspection device of plastic bottle - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a PET bottle leak inspection apparatus, and more particularly to an apparatus for detecting whether a PET bottle has a defect such as a pinhole before filling the PET bottle with a liquid such as a beverage. The present invention relates to a PET bottle leak inspection apparatus that detects whether compressed air leaks from a PET bottle by filling with compressed air.
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。 Conventionally, PET bottles (PET bottles), which are lightweight plastic bottles, are frequently used for filling soft drinks and the like. Before filling a PET bottle with a liquid such as a beverage, it is necessary to inspect the PET bottle for defects such as pinholes. Conventionally, a PET bottle leak inspection apparatus has been used. In this PET bottle leak inspection device, the PET bottle is transferred by a star wheel and supplied to the main rotor, the PET bottle is placed on the container table of the main rotor, and the pressure head is lowered to open the PET bottle mouth. The mouth of the PET bottle is sealed with the packing of the pressure head, and in this state, compressed air is supplied from the compressed air source into the PET bottle via the pressure head. Then, after supplying a predetermined amount of compressed air into the PET bottle, the inside of the PET bottle is sealed, and the PET bottle is transported by the main rotor while the PET bottle is transported by the pressure sensor connected to the pressure head after a predetermined time has passed. The pressure is measured and leaks from the plastic bottle are detected.
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。 Conventionally, as a switching device for a piping system that sends compressed air into a PET bottle, a spool type solenoid valve has been used mainly for high-speed response in order to keep the initial pressure value constant. In this case, since the grease used for the sliding portion in the electromagnetic valve may be mixed with the compressed air and introduced into the PET bottle even in a small amount, the grease for food suitable for food hygiene has been used.
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。
However, it has been found that when food-grade grease is used for the spool type solenoid valve described above, the grease may cause malfunction of the solenoid valve.
In addition, the spool type solenoid valve cannot prevent slight dust generation from the sliding part, no matter what kind of grease is used. There is a problem that it cannot respond to the request to introduce.
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。 Furthermore, in the conventional leak inspection apparatus, since only a filter (micro mist separator) is provided in the air intake (upstream) portion, the original pressure solenoid valve through which air passes, a rotary joint, and a hole penetrating the shaft Various devices such as air distribution manifolds and switching solenoid valves can be sources of air contamination.
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。 The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and while using a solenoid valve capable of high-speed response, it eliminates malfunction caused by grease, which is a drawback of this solenoid valve, and is highly compressed. It is an object of the present invention to provide a PET bottle leak inspection apparatus capable of supplying air into a PET bottle.
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。 In order to achieve the above object, a PET bottle leak inspection apparatus according to the present invention supports a plurality of PET bottles and conveys them on a predetermined circumference, and is installed in the main rotor at the mouth of the PET bottle. In a PET bottle leak inspection apparatus having a sealing member that engages and seals the mouth portion, and that includes a pressurizing head that supplies gas into the PET bottle, the pressurizing head is opened and closed by the pressure of compressed air Connected to a manifold having a filter inside through an air operated valve, connected the manifold to a compressed air source through a communication path, and connected the air operated valve and the communication path through a solenoid valve. It is characterized by.
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。 According to the present invention, by opening the electromagnetic valve, compressed air is supplied from the compressed air source to the air operated valve, and the air operated valve is opened. As a result, compressed air is supplied from the compressed air source to the manifold, the compressed air passes through the filter in the manifold to be purified, and the clean compressed air is supplied into the PET bottle through the open air operated valve. . Therefore, the inside of the PET bottle is filled with compressed air having a predetermined pressure. If the pressure in the PET bottle after the lapse of the predetermined time is the same as the initial pressure, it is determined that there is no leak from the PET bottle and there is no defect such as a pinhole in the PET bottle.
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。
According to one aspect of the present invention, the electromagnetic valve is a spool type electromagnetic valve.
According to one aspect of the invention, the filter comprises a HEPA filter.
According to the present invention, by using a HEPA filter as a filter, compressed air with high cleanliness can be supplied to a PET bottle.
According to one aspect of the present invention, the air operated valve is a diaphragm valve that opens and closes the diaphragm with compressed air.
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。
The present invention has the following effects.
1) Since there is no need to use food grease for the solenoid valve, there is no malfunction of the solenoid valve caused by food grease.
2) Compressed air can be supplied to the PET bottle without going through a solenoid valve with a sliding part, so there is no risk of dust from the sliding part entering the PET bottle, and cleaner air is supplied into the PET bottle. Can be introduced.
3) Since air is cleaned immediately after injection into the PET bottle, the cleaned air can be supplied into the PET bottle with a high degree of cleanness without passing through various devices.
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。
Hereinafter, an embodiment of a PET bottle leak inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a PET bottle leak inspection apparatus. As shown in FIG. 1, the PET bottle leak inspection apparatus includes an
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。
FIG. 2 is a diagram showing a detailed structure of the main rotor, and is a cross-sectional view of the main rotor. As shown in FIG. 2, the
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。
The
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。
A plurality of
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。
On the other hand, a
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。
FIG. 3 is a schematic view showing a piping system for supplying compressed air to the
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。
The
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。
The manifold 40 is communicated with the
On the other hand, the
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。
As shown in FIG. 2, the
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。
FIG. 4 is a diagram showing a detailed structure of the air operated valve.
As shown in FIG. 4, in the air operated
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。
Next, the operation of the PET bottle leak inspection apparatus configured as described above will be described.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the operation of the
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。
When the
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。
Thus, when the seal between the packing 31 provided on the lower end surface of the
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。
In this state, the
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。
After completion of the leak inspection, the
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
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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。 A main rotor that supports a plurality of plastic bottles and conveys them on a predetermined circumference, a seal member that is installed in the main rotor and that engages with a mouth part of the plastic bottle to seal the mouth part, and gas is sent to the plastic bottle In a PET bottle leak inspection apparatus equipped with a pressure head to be supplied inside,
The pressurizing head is connected to a manifold having a filter inside through an air operated valve that opens and closes by the pressure of compressed air, the manifold is connected to a compressed air source through a communication path, and the air operated valve and the A PET bottle leak inspection apparatus, wherein the communication path is connected via an electromagnetic valve.
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