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JP4696230B2 - 容器検査装置 - Google Patents

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JP4696230B2
JP4696230B2 JP2001220252A JP2001220252A JP4696230B2 JP 4696230 B2 JP4696230 B2 JP 4696230B2 JP 2001220252 A JP2001220252 A JP 2001220252A JP 2001220252 A JP2001220252 A JP 2001220252A JP 4696230 B2 JP4696230 B2 JP 4696230B2
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泰彦 森崎
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペットボトルや壜等の容器に欠陥の有無等、所定項目の検査を行う容器検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、ペットボトル等の容器に飲料を充填する前工程として、周縁に複数の支持部を設けたローターで容器を搬送せしめ、搬送されている容器に対して所定の項目についての検査を行うことが行われている。かかる検査工程に使用される容器検査装置には複数のローターが設けられており、搬送されている容器に対してローター毎に異なる検査を行っていた。中でも、容器検査装置に二つローターを設け、検査対象となる容器の映像をカメラに取り込み取り込まれた映像から傷等の有無を検査する外観検査部と、容器の内部にエアを充填し、充填されたエアがリークしているか否かを検査するリーク検査部とがそれぞれ独立したローターに対して設けられた検査装置が主に使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような検査項目毎にローターを設けている容器検査装置では、装置が大型化してしまい、容器検査装置を設置するために広いスペースを確保しなければならない。また、容器検査装置の部品点数も多くなりコスト高になってしまう。さらに、検査項目毎に異なるローターで容器を搬送させる必要があったため、検査開始から検査終了までに検査項目に対応した時間が必要であった。検査の対象となる容器は莫大な数であるため、検査に費やされる総合時間は長時間に及んでいた。
【0004】
そこで、本発明では小型化及びコストの低廉化、並びに検査に費やす時間の短縮化を図ることができる容器検査装置を提供する。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するために、周縁に複数の支持部(31)を設けたローター(30)によって順次搬送される容器(B)について所定の検査を行う容器検査装置において、前記容器(B)の外観の映像をカメラ(70a,70b,70c)に取り込んで検査する外観検査手段、及び前記容器(B)にエアを吹き込んで、この容器(B)から吹き込まれた前記エアのリークを検出するリーク検査手段のいずれもが、同一のローター(30)によって搬送されている前記容器(B)を検査する容器検査装置の構成を採用した。
【0006】
本発明によれば、1つのローター(30)にて搬送されている容器(B)に対して外観検査及びリーク検査を行えるため、検査の工程数を減らし、検査時間を短縮化できる。また、ローター(30)の数を減らしたことにより、装置を小型化でき、狭いスペースでも容器検査装置を設置できる。また、ローター(30)の数を減らしたことに伴い、装置全体に使用される部品点数を少量化でき、コストダウンを図ることができる。
【0007】
また、本発明では上記容器検査装置において、前記支持部(31)は、検査対象である前記容器(B)をその軸を中心に回転可能に構成されている一方、前記リーク検査手段は、前記各支持部(31)にそれぞれ対応しているエア噴射部(91)を備え、このエア噴射部(91)は、本体部(92)と、この本体部(92)に対して前記支持部(110)の回転軸と同一軸を中心に回転自在に前記本体部(92)に保持されたエアノズル(93)とを備えていることを特徴としている。
【0008】
かかる構成によれば、支持部(31)が検査対象である容器(B)を回転させているので、容器(B)すべての方向の映像をカメラ(70a,70b,70c)に取り込んで検査を行うことができる。その一方で、リーク検査手段のエア噴射部(91)に設けられたエアノズル(93)が検査の対象となる容器(B)の回転に伴って回転するため容器(B)の回転を維持させつつ容器(B)内部にエアを供給できる。このため、容器(B)の全周についての検外観査と、リーク検査を同時に行うことができる。
【0009】
また、本発明では上記容器検査装置において、前記リーク検査手段は、各エア噴射部(91)を各容器(B)に対して接近及び離間させるエア噴射部移動手段(100)を備え、このエア噴射部移動手段(100)は、エアの供給される前記容器(B)の口部を前記エアノズル(93)で密閉する位置まで前記エア噴射部(91)をそれぞれ接近させている。
【0010】
かかる構成を採用することにより、検査対象となる容器(B)がローター(30)に搬送されてくるまでは、リーク検査手段のエア噴射部(91)を容器(B)の口部から離間した位置に待機させ、ローター(30)に容器(B)が搬送されてきた時点で順次エア噴射部(91)を接近させて、容器(B)の口部を密閉することができる。容器(B)がローター(30)から搬出される場合には、この逆の動作が行われる。かかるエア噴射部(91)の動作によって、容器(B)の搬入・搬出が円滑に行われる。また、ローター(30)で搬送される容器(B)の口部をエアノズル(93)が密閉するので、簡便な機構により確実に所定圧のエアを各容器(B)に充填できる。
【0011】
さらに、本発明では上記容器検査装置において、前記各エア噴射部(91)からエアを噴射するタイミング、並びに前記各エア噴射部(91)から噴射され、前記容器(B)内部に充填されたエアの圧力を制御可能な制御手段(120、121)を備え、この制御手段(120、121)は、前記各エア噴射部(91)のエアノズル(93)がエアを吹き込むそれぞれの容器(B)の口部を密閉している状態においてのみ、所定の時間又は前記容器(B)の内圧が所定の圧力に達するまでエアを噴射するように制御していることを特徴とする。
【0012】
この発明によれば、容器(B)にエアを充填するに当たり、容器(B)の密閉状態でのみエアを充填するので、エアノズル(93)と容器(B)口部との間からエア漏れを起こすことなくエアを充填できる。また、リーク検査を行うのに適した圧力に容器(B)の内圧を設定できる。このため、リーク検査を正確に行える。なお、容器(B)の内圧を所定の圧に設定するには、内圧自体を検出してフィードバック制御する構成に限らず、所定の時間だけ所定圧のエアを噴射して行う構成のものであってもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0014】
図1は、本発明の1実施形態にかかる容器検査装置の平面図を示している。この容器検査装置は、容器の外観検査及び内容物のリーク検査のいずれをも、検査対象である容器が同一のローターで搬送されている間に行うものである。以下、検査の対象である容器としてPETボトルBを例に説明する。
【0015】
この容器検査装置の主要構成部は装置の基部をなすベース部1の上に配置されており、これら主要構成部は、ベース部1の上に配された矩形状のケーシング2により覆われている。ケーシング2は内部の様子を外から確認することができるように透明な樹脂により形成されており、ケーシング2の側壁面には、適宜、樹脂製の扉3…3が設けられている。各扉3…3はその根元がケーシング2の支柱部4…4にヒンジ5…5により枢動可能に取り付けられている一方、これら扉3…3の先端には、外側に突出する取手6…6がそれぞれ取り付けられている。
【0016】
ベース部1上には、ベース部1の中央部に配置され、その周縁に複数の支持部31…31を設けた円盤状のローター30と、検査の対象となる複数のPETボトルBを連続的に搬入する搬入部10と、搬入部10から搬入されたPETボトルBをローター30に受け渡すための入口スターホイール20と、検査を終えたPETボトルBをこの容器検査装置から搬出する搬出部50と、ローター30により順次搬送される検査終了後のPETボトルBを当該ローター30から搬出部50に受け渡す小型の出口スターホイール40とを備えている。
【0017】
また、搬送されているPETボトルBの外観を検査する外観検査手段を構成する検査カメラ60,70a,70b,70c,80がベース部1上に複数配置されている。これら複数の検査カメラ60,70a,70b,70c,80は、搬送されているPETボトルBの口部外周部、口部内周部、肩部、胴部、底面部等のPETボトルBの主要部分の画像をそれぞれ取り込んで、傷の有無、ラベルの印刷不良などを検査している。
【0018】
さらに、ローター30の上方には、このローター30により搬送されている各PETボトルBに、その口部からエアを注入してリーク検査を行うリーク検査部90がローター30と対向するようにして設けられている。
【0019】
この容器検査装置に設けられたこれらの装置は、本容器検査装置の外部に別途設けられたコントローラ120、及びリーク検査部90に設けられた後述するコントローラ121により種々の制御が行われている。
【0020】
搬入部10は、直立状態で搬送される複数のPETボトルBを当該容器検査装置に順次搬入させる部分であり、搬入されるPETボトルBの両側方において上下に平行をなすように配された搬送スクリュー11…11と、この搬送スクリュー11…11を回転駆動させる駆動部12とから主に構成されている。搬送スクリュー11…11は、入口スターホイール20の周縁の接線方向に延びるように配されていて、その前端部が入口スターホイール20の周縁部まで延びている。各搬送スクリュー11…11の外周面には螺旋状の山がそれぞれ設けられていて、PETボトルBは、搬送スクリュー11…11の谷部に挟み込まれるようにして搬送される。なお、上段の搬送スクリュー11…11と下段の搬送スクリュー11…11とでは、PETボトルBを直立状態のまま搬送できるように、外周面に形成された螺旋状の山が、半ピッチ分だけ位相がずれて配されている。また、これら搬送スクリュー11…11は、PETボトルBの表面を傷つけることのないように、樹脂製のものが使用されている。
【0021】
入口スターホイール20は、搬入部10から送り込まれたPETボトルBをローター30に順次受け渡す装置であり、円盤状の部材の周縁に支持部21…21が複数形成されたものである。この入口スターホイール20は、ベース部1上で、その中心部を軸として水平に回転されており、PETボトルBは、搬入部10の搬送スクリュー11…11から周縁に形成された支持部21…21に順次導入される。周縁部の支持部21…21はそれぞれ円弧状に形成されており、支持部21…21へのPETボトルBの導入及び排出が円滑に行われるようなっている。
【0022】
この入口スターホイール20は、図1において、反時計回りに回転しており、搬入部10から搬入された容器がローター30に受け渡されるまでの途中部分に2台のカメラ60,60が設置されている。これらのカメラ60,60は、搬送されるPETボトルBの上方から口部の天面、並びに底面部の映像をそれぞれ取り込んでおり、取り込まれた映像から各部に傷などがあるか否かを判断して検査を行っている。なお、これらのカメラ60,60が映像を取り込むタイミング及び映像を取り込む時間等は、コントローラ120により適切に制御されている。
【0023】
この入口スターホイール20により、PETボトルBはメインの検査を行うローター30に受け渡される。ローター30も、ベース部1上で、その中心部を軸に水平に回転されるように構成されている。また、ローター30の周縁には複数の支持部31…31が設けられており、PETボトルBはこれら支持部31…31に順次載置される。
【0024】
また、図2に示すように、各支持部31…31には、PETボトルBの上からその口部に向けて延びるエア噴射部91が各支持部31…31に対応するように設けられている。このエア噴射部91は、リーク検査部90が備えるカム機構100によりPETボトルBの口部に先端が当接する位置まで降下され、PETボトルBを上から支持部31に押さえつけている。
【0025】
ローター30の周縁に設けられた支持部31…31は、ローター30に対してそれぞれ回転可能な回転台110を有しており、この上に載置されたPETボトルBをその軸を中心にそれぞれ回転させている。これら支持部31…31は、この円盤状の回転台110と、その下面から下方に向けて延びる回転軸111と、回転軸111の下端に取り付けられ、回転軸111と一体に回転するプーリ112とを備えている。回転軸111は、ローター30の周縁にて回転自在となるように支持されている。また、回転軸の下端の設けられたプーリ112は、ローター30の外周部に設けられたベルト116と噛み合っており、当該ベルト116によりプーリ112は回転されている。このようにプーリ112がベルト116に回転されることで、回転軸111を介して連結されている回転台110が水平に回転され、回転台110に支持されたPETボトルBはその中心部を軸にして回転される。
【0026】
なお、プーリ112を回転させるためのベルト116は、図1に示すようにローター30の片側にのみ設けられている。この部分は、後に詳説するように、外観検査検査用のカメラ70a,70b,70cが配された部分であり、この部分を搬送されている間にPETボトルBが自転されるようにしたものである。
【0027】
一方、PETボトルBの上方に設けられたエア噴射部91は、搬送されているPETボトルBにエアを注入し、注入されたエア圧力低下をチェックすることで内容物のリークがあるか否かを検査するリーク検査部90を構成するものである。
【0028】
このエア噴射部91は、ローター30の上方に設けられたカム機構100と連結棒101で連結されており、PETボトルBの上方で上下に往復動するように構成されている。また、カム機構100が設けられた部分は、PETボトルBを搬送しているローター30と一体的に回転するように構成されており、このカム機構100から垂下するように設けられたエア噴射部91が常に搬送されているPETボトルBと対応している。このエア噴射部91は、カム機構100により降下されたときに、その先端に設けられたエアノズル93が、搬送されているPETボトルBの口部と当接し、PETボトルBの口部を密閉するように構成されている。
【0029】
さらに、このエア噴射部91にはエアホース103が接続されており、図示しない空気エア圧縮機から所定圧のエアが送られている。エアホース103の途中部分にはソレノイドバルブ104が設けられており、エア噴射部91へのエア供給を許可するON状態と、供給をストップするOFF状態との切り換えが行われている。このソレノイドバルブ104は、リーク検査部に設けられたコントローラ121に接続されていて、コントローラ121からの信号に対応して作動している。
【0030】
PETボトルBにエアを注入するエア噴射部91は、連結棒101の下端部にボルト101aにて連結された筒状の本体部92と、この本体部92の下端にベアリング94を介して保持されたエアノズル93とから構成されている。また、本体部92とエアノズル93とは、これらの中心部でエア通路95,96a,96bにより連通されている。エアノズル93にはその上面に円筒状のシール部材96が設けられており、このシール部材96が本体部92の中心に形成されたエア通路95に挿入されている。このシール部材96の内部には、本体部92に形成されたエア通路95と連通するエア通路96aが形成されている。
【0031】
本体部92側のエア通路95の上端は半径方向外側に延びる連通路95aによって外周面と連通されている。この連通路95aにはニップル105が取り付けられており、上記エアホース103がこのニップル105と接続されている。また、エアノズル93と本体部92との接続部にてエアが外部に漏れ出すことのないように、本体部92に形成されたエア通路95の内部には、Oリング97が設けられている。このOリング97は、本体部92のエア通路95の上部に挿入されたスプリング98によりエアノズル93側に押しつけられて、位置決めされており、エア通路95とシール部材96との間からエアが漏れ出すことを防止している。
【0032】
一方、当該本体部92にベアリング94を介して保持されたエアノズル93は、エア噴射部91の軸を中心にして、本体部92に対して自在に回転できるように構成されている。その先端部93aが搬送されているPETボトルBの口部の向けて延びる先細り上に形成されていて、シール部材96の内部に形成されているエア通路96aと先端部93aに形成されたエア通路96bとが連通している。そして、エア噴射部91が降下されたときに、エアノズル93の先端部93aがPETボトルBの口部の内部に挿入され、その周囲がPETボトルBの口部上端と当接して、口部を完全に密閉するように構成されている。本体部92から導入されたエアは、このエアノズル93の先端部93aからPETボトルBの内部に注入される。
【0033】
このように、エア噴射部91はエアノズル93が本体部92に対して回転自在であり、且つ、エアノズル93に形成されたエア通路96a,96bと本体部92のエア通路95とが連通しているので、回転台110により自転されながらローター30により搬送されているPETボトルBに対して、エアノズル93をPETボトルBの回転軸と同軸上で回転させながらPETボトルBの内部にエアを注入させることができる。
【0034】
以上の構成を有するローター30により搬送されているPETボトルBは、胴部、底部のR及び口部の側面について検査用カメラ70a,70b,70cにより映像がそれぞれ取り込まれて外観の検査が行われると共に、リーク検査部90によって内部にエアが注入されて、リーク検査が行われる。
【0035】
外観検査については、ローター30の周縁内部に設置された照明部75により搬送されているPETボトルBの側方から照明が照射され適切な明度が維持される。照明が照射されているPETボトルBに対して、胴部検査カメラ70a、底部R形状検査カメラ70b及び口部側面検査カメラ70cが映像を取り込むことで、表面に存在する傷などの検査が行われる。この際、搬送されているPETボトルBは回転台110によって自転されているので、外周面の周方向のすべての映像をカメラ70a,70b,70cに取り込むことができる。なお、ローター30により移動されている被写体の映像を各カメラ70a,70b,70cは取り込む必要がある。このため、各カメラ70a,70b,70cの先方には回転ミラー72…72がそれぞれ設けられており、この回転ミラー72…72がPETボトルBの移動に伴い回転し、この回転ミラー72…72に映し出された映像を各カメラ70a,70b,70cは取り込むように構成されている。
【0036】
ローター30によって搬送されている各PETボトルBは、かかる外観検査が行われている一方で、ローター30の上方に設けられたエア噴射部91によりその口部が閉鎖され、エア噴射部91から内部にエアが注入されてリーク検査が行われている。リーク検査は、所定圧のエアが一定時間各PETボトルBに注入されることで、所定圧のエアで内部を満され、圧力センサー(不図示)を用いて内圧の低下が測定されることにより行われている。すなわち、PETボトルBの内外を連通する孔が存在する場合、内部に注入されたエアは、この孔からPETボトルBの外部に排出される。そうすると、PETボトルBの内部は当初の内圧を維持することができず、ただちに、圧力が低下する。このようにしてリーク検査は行われている。
【0037】
この場合において、カム機構100が各エア噴射部91を降下させ、PETボトルBも口部を密閉している時間等は、注入されるエアの圧力などに応じて適宜決めればよい。またエアの注入については、予め設定された圧力のエアを所定時間注入する、時間による制御方法を用いてもよいし、圧力センサーにより所定圧に達するまでエアを注入する圧力による制御を行ってもよい。
【0038】
なお、外観検査における回転ミラー72…72の回転角や回転速度、各カメラ70a,70b,70cが映像を取り込むタイミング及びその時間等は、コントローラ120により制御されている。また、リーク検査部90におけるエア噴射部91からPETボトルBにエアを噴射せしめるタイミングや噴射時間等についても、コントローラ121が上記ソレノイドバルブ104の作動を制御することで適切に行われている。なお、このソレノイドバルブの作動制御を行っているコントローラ121は外部に設けられたコントローラ120に接続されており、その基本動作が制御されている。
【0039】
以上の検査がなされ、ローター30により搬送されたPETボトルBは、図1の左上部に配置された出口スターホイール40に受け渡される。この出口スターホイール40は、入口スターホイール20と同形状に形成されたものであり、ベース部1にてその中心部を軸に水平方向に回転している。ローター30で搬送されてきたPETボトルBは、この出口スターホイール40の周縁に形成された複数の支持部41…41に順次受け渡され、搬出部50にまで搬送している。
【0040】
この出口スターホイール40により搬送されているPETボトルBは、その口部の内部の映像が検査カメラ80により取り込まれ、傷の有無などが検査されている。検査カメラ80は、搬送されているPETボトルBの軌跡の上方に設置されていて、口部の内方に向けられている。この検査についても、検査カメラ80が映像を取り込むタイミング及び取り込む時間はコントローラ120によって制御されている。
【0041】
そして搬出部50は、出口スターホイール40の周縁部にて、検査の終了したPETボトルBを容器検査装置の外部へ順次搬出している。この搬出部50には、出口スターホイール40の周縁部において、搬送用の2本の案内レール51,51が平行をなして、接線方向に延びるようにして配置されており、PETボトルBはこの案内レール51,51に沿って搬送される。
【0042】
また、搬出部50には、容器検査装置にて欠陥の認められたPETボトルBをラインから取り除くための排出装置53が設けられている。容器検査装置によっていずれかの欠陥の認められたPETボトルBは、その時点で、この容器検査装置が備えるコントローラ120により記憶される。そして、欠陥の認められたPETボトルBが、この排出装置53に搬送されると、コントローラ120からの指令によりそのPETボトルBが搬出部50から排出されるように構成されている。一方、欠陥の認められない正常なPETボトルBは、当該搬出部50の先方に設けられたエアフローコンベヤにより次工程に搬送される。
【0043】
以上の構成を備えた容器検査装置では、自転しながら搬送されているPETボトルBに対してエアを注入し、その後所定の時間、内圧を保持できるため、外観検査を行うためにローター30にて搬送されているPETボトルBについて、同時にリーク検査をも行うことができる。
【0044】
なお、容器検査装置の検査の対象としてPETボトルBを例に説明したが、壜等、その他の容器の検査を行うことができることはいうまでもない。
【0045】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、外観検査とリーク検査とを、同一のローターにより搬送されている容器について行うことができるため、装置をコンパクトに形成することができるだけでなく、装置を構成する部品点数を大幅に削減できコストダウンを図ることができる。また、外観検査とリーク検査とを、同時に行うこともできるため、検査に要する時間を短縮化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施形態にかかる容器検査装置の平面図。
【図2】図1の容器検査装置を構成するローターにより搬送されている一つのPETボトルの状態を示す側面図。
【図3】リーク検査部を構成するエア噴射部の縦断面図。
【符号の説明】
1 ベース部
2 ケーシング
10 搬入部
20 入口スターホイール
30 ローター
31 支持部
40 出口スターホイール
50 搬出部
53 排出装置
60,70a,70b,70c,80 検査カメラ
72 回転ミラー
91 エア噴射部
92 本体部
93 エアノズル
100 カム機構(エア噴射部移動手段)
104 ソレノイドバルブ
110 回転台

Claims (3)

  1. 周縁に複数の指示部を設けたローターによって順次搬送される口部を有するペットボトルについて所定の検査を行う容器検査装置において、
    前記ペットボトルの外観の映像をカメラに取り込んで検査する外観検査手段、及び前記ペットボトルにエアを吹き込んで、このペットボトルから吹き込まれた前記エアのリークを検出するリーク検査手段のいずれもが、同一のローターによって搬送されている前記ペットボトルを検査し、
    各支持部はペットボトルを載置する回転台と、回転台の下方に延びる回転軸と、回転軸に取付けられたプーリとを備え、各プーリはロータの外周部に設けられたベルトと噛み合って回転台上のペットボトルを自転させ、
    前記リーク検査手段は、前記各支持部に対応するとともにペットボトル上方に位置するエア噴射部を備え、このエア噴射部は、エア噴射部本体と、このエア噴射部本体に対して前記支持部の回転軸と同一軸を中心に回転自在に前記エア噴射部本体にベアリングを介して保持されたエアノズルとを備え、
    エアノズルの先端部をペットボトルの口部に当接させることにより、自転するペットボトルの回転に合わせてエアノズルを回転させることを特徴とする容器検査装置。
  2. 前記リーク検査手段は、各エア噴射部を各ペットボトルに対して接近及び離間させるエア噴射部移動手段を備え、
    このエア噴射部移動手段は、エアの供給される前記ペットボトルの口部を前記エアノズルで密閉する位置まで前記エア噴射部をそれぞれ接近させていることを特徴とする請求項記載の容器検査装置。
  3. 前記各エア噴射部からエアを噴射するタイミング、並びに前記各エア噴射部から噴射され、前記ペットボトル内部に充填されたエアの圧力を制御する制御手段を備え、
    この制御手段は、前記各エア噴射部のエアノズルがエアを吹き込むそれぞれのペットボトルの口部を密閉している状態においてのみ、所定の時間又は前記ペットボトルの内圧が所定の圧力に達するまでエアを噴射するように制御していることを特徴とする制御することを特徴とする請求項記載の容器検査装置。
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