自己診断機能付きピンホール検査機
【課題】搬送ラインに対し疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく且つ検査回数に依存せずに、ピンホール検査機自体のピンホール検出精度を適宜確認することが可能な自己診断機能を内蔵した自己診断機能付きピンホール検査機を提供する。
【解決手段】ボトル１の上流のエア供給ライン７または下流の圧力検出ライン８の途中を分岐し、その分岐したラインに自己診断バルブ４を介してオリフィス４１を取り付ける。なお、オリフィス４１は交換可能に取り付けられ、或いは自動的に孔径が可変な可変オリフィスであるとする。
【解決手段】ボトル１の上流のエア供給ライン７または下流の圧力検出ライン８の途中を分岐し、その分岐したラインに自己診断バルブ４を介してオリフィス４１を取り付ける。なお、オリフィス４１は交換可能に取り付けられ、或いは自動的に孔径が可変な可変オリフィスであるとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己診断機能付きピンホール検査機、特に搬送ラインに対し疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく且つ検査回数に依存せずに、ピンホール検査機自体のピンホール検出精度を適宜確認することが可能な自己診断機能を内蔵した自己診断機能付きピンホール検査機に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製ボトル、特にＰＥＴボトルは、軽量で取扱いが簡便であることなどを理由に、飲料、食品等の容器として近年大量に生産されている。
このＰＥＴボトルは、先ずプリフォームと呼ばれる一次成形品を射出成形等によって製造し、次いでこのプリフォームを所定の金型にセットし、そしてヒータ等の加熱手段によって配向延伸可能な温度まで加熱し、次いで高圧エアを噴射する延伸ロッドをプリフォームの内部に挿入し、延伸ロッドと高圧エアにより二軸に延伸する、いわゆる二軸延伸ブロー成形法により得られる。このように、二軸延伸ブロー成形法は加熱したプリフォームを延伸ロッドと加圧エアにより軸方向とそれと直交する方向の二軸に延伸するため、微妙な加工力（延伸力）の違いや樹脂材料中への極小の異物の混入などにより、製造されたＰＥＴボトルには、ピンホール等が生じる恐れがある。従って、ブロー成形後のＰＥＴボトルに対しては、ピンホール等の欠陥が生じているか否かの検査を実施する必要がある。その為の検査方法としては、メインロータの外周に沿って把持されたＰＥＴボトルに対して、加圧ヘッドをボトル口部に当接してボトルの内部にエアを充填・密封し、そのエア密封状態をある一定時間保持し、その一定時間経過後のボトル内圧の圧力低下量から、ピンホールが生じているか否かを判定するピンホール検査方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２を参照。）。
これらの検査機では、検査機自体の検査精度（ピンホール検出精度）を確認する機能（自己診断機能）はなく、検査機自体の検査精度の確認は使用者の任意の判断に委ねられていた。
使用者は擬似ピンホールを穿孔したテストピースを定期的にピンホール検査機に投入し、これらのテストピースが検査機で確実に排斥されることをもって、ピンホール検査機は所定のピンホール検出精度を維持していると判断していた。しかし、このような検査精度の確認では、精度の確認作業に多くの労力と時間を要するだけでなく、テストピースを複数回使用すると疑似ピンホールの孔径が拡がってしまうことから、厳密なピンホール検出精度の確認を行うためには、その都度、正確に穿孔したテストピースを製作するなどしなければならず合理的とは言い難かった。また、テストピースの投入自体も、連続的にＰＥＴボトルを高速搬送しているラインに対して行うことから難しかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０５４５３号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した通り、従来のピンホール検査機では、検査精度の確認の際、搬送ラインに対し疑似ピンホールが穿孔されたテストピースをセットする段取り（作業）が必要となる。また、そのためのテストピースも必要となる。また、テストピースは使用回数に比例して、疑似ピンホールの孔径が徐々に拡がり、終いには実際のピンホールよりもかなり大きくなり、その結果、ピンホール検査機のピンホール検出精度を確認することが難しいという問題があった。
そこで、本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、搬送ラインに対し疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく且つ検査回数に依存せずに、ピンホール検査機自体のピンホール検出精度を適宜確認することが可能な自己診断機能を内蔵した自己診断機能付きピンホール検査機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために請求項１に記載の自己診断機能付きピンホール検査機は、所定量のガスをボトルに封入しボトル口部を密封状態とし、一定時間経過後の該ボトル内圧の低下量を計測しその計測結果を基にピンホールの有無を判定するピンホール検査機であって、該ボトルのガス供給側ライン又は圧力検出側ラインの途中に分岐ラインを設け、該分岐ラインにバルブを介して疑似ピンホールとしてのオリフィスを接続したことを特徴とする。
上記自己診断機能付きピンホール検査機では、(孔のない)正常なボトルを介したガス回路に、所定量のガスをその回路に導入しガスの供給バルブを閉とすることにより、ボトルにガス密封状態を形成する。更にボトルの上流側のガス供給ラインまたはボトル内圧を検知する圧力検出ラインの途中が分岐し、その分岐ラインにバルブ（自己診断バルブ）を介して疑似ピンホールとしてのオリフィスが設けられている。そのため、その分岐ラインのバルブ（自己診断バルブ）を開とすることにより、あたかもボトルにピンホールが存在しそのピンホールを介してガスがリークしているかの疑似リーク状態を形成することが出来るようになる。つまり、上記ピンホール検査機は、(孔のない）正常なボトルをガス密封状態にした回路にオリフィスというテストピースを接続することにより、正常なボトルに擬似的ピンホールが形成されたように見せかけ、ピンホール検査機の検出精度の確認を行うものである。これにより、搬送ラインに正常なボトルに代えてわざわざ疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入する必要が無くなり、その結果、そのテストピースの作成を含めテストピースの投入に係る労力および時間が全て節約されることになる。また、オリフィスという金属部品が使用されるため、検査回数に比例して孔径が拡大するという事象は起きなくなる。
【０００６】
請求項２に記載の自己診断機能付きピンホール検査機では、前記オリフィスは孔径可変であることとした。
上記自己診断機能付きピンホール検査機では、オリフィスは検査の目的などに応じて孔径が可変となるように構成されているため、想定される種々のピンホールを疑似（模擬）することが出来るようになる。
【０００７】
請求項３に記載の自己診断機能付きピンホール検査機では、前記オリフィスは前記分岐ラインの流路の一部を成す部材が該分岐ラインに対し交換可能に設けられて成ることとした。
上記自己診断機能付きピンホール検査機では、流路を成す一の部材を孔径の異なる他の部材へ交換することにより、容易に想定される種々のピンホールを疑似することが出来るようになる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の自己診断機能付きピンホール検査機によれば、搬送ラインに(孔のない)正常なボトルに代えて疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく、検査機自体のピンホール検出精度を適宜確認することが出来るようになる。これにより、テストピースの作成を含めテストピースの投入に係る労力および時間が全て節約されることになる。また、ボトルのガス供給側ライン又は圧力検出側ラインに設けられた自己診断バルブのオリフィスによってボトルの疑似リーク状態が形成されるため、ピンホール検出精度の確認が検査回数に依存しなくなる。また、自己診断バルブのオリフィスによって、ボトルの疑似リーク状態を容易に形成することが出来るため、例えば自己診断バルブが開でボトルが排斥されない場合などのように、ボトル排出機構等の不具合の発見が容易となる。このように、検査機自体の検査精度(検査機能が劣化していないこと)を適宜確認することが出来るようになるため、ピンホール検査の品質が向上するようになる。また、検査回路中に擬似的ピンホールを確実に設けていることから、検査機の検査中にこの検査機に投入されるボトルは、ボトル自体のピンホールの有無にかかわらず、全数アウト品と判定されて検査機より排斥される。このとき、ボトルが良品と判定され検査機より排斥されない場合は、検査機のボトル排斥機構に生じた不具合を見つけ出すこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係るピンホール検査システム１００の要部を示す説明図である。
このピンホール検査システム１００は、ボトル１にエアを供給すると共にボトル内圧を出力（フィードバック）するエア噴射機１０と、ボトル１の首部を把持しながらボトル１の姿勢を安定させるグリッパ２と、エア噴射機１０に対するエアの供給を断続する供給バルブ３と、ボトル１の疑似リーク状態を形成する自己診断バルブ４と、ボトル１の一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する圧力検出部５と、一定圧に調圧されたエアを下流に安定供給するエア源６と、エアを移送するエア供給ライン７と、圧力を伝搬する圧力検出ライン８と、供給バルブ３および自己診断バルブ４を開閉すると共に、圧力検出部５からの信号を基に圧力低下量が閾値を超えている場合に被検査対象のボトル１をアウト品と判断しラインより排出するよう指示を出す制御装置９とを具備して構成されている。なお、自己診断バルブ４および圧力検出部５の詳細については図２から図６を参照しながら後述する。また、「ボトル１の基準内圧」とは、供給バルブ３を閉じた直後のボトル１の内圧である。
【００１１】
ボトル１は、ＰＥＴボトル等の合成樹脂製ボトルであり、プリフォームからブロー成形された後に、メインホイールの外周上に等間隔に配置されたグリッパ２によって首部を把持され正立状態でエア噴射機１０の真下に搬送されて来る。
【００１２】
供給バルブ３および自己診断バルブ４は、応答性の観点から電磁弁が好ましい。また、供給バルブ３および自己診断バルブ４は、制御装置９によって制御され所定のＯＮ時間だけ開き、それ以外は閉状態を保つ、いわゆるノーマルクローズバルブである。
【００１３】
自己診断バルブ４は出口部にオリフィス４１を備えている。このオリフィス４１はボトル１のピンホールを疑似している。詳細については、図２から図６を参照しながら後述するが、自己診断バルブ４が開となると、ボトル１に封入されたエアがそのオリフィス４１から外部に流出し、あたかもボトル１にピンホールが存在し、そのピンホールからエアがリークしているかの様な疑似リーク状態を形成する。この時、制御装置９は、ボトル１の圧力低下量に基づいてボトル１のピンホールからリークしているものと判断し、グリッパ２を駆動しそのボトル１を排斥する。このように、自己診断バルブ４を開とすることにより、ピンホール検査機自体の検査精度(検査機能が劣化していないこと)を確認する、いわゆる自己診断が出来るようになる。また、想定される種々のボトルのピンホールを正確に疑似することが出来るように、オリフィスは交換可能に取り付けられている。
【００１４】
オリフィス４１は、例えば絞り機構を備え、孔径が連続して変化する可変オリフィスとしても良い。または前記分岐ラインに対して付け替え可能な複数の部材で、該部材それぞれに孔径を変えて設けてもよい。さらに、オリフィスの孔径の可変手段はこれらに限らず適宜公知の手段を用いることが出来る。
【００１５】
圧力検出部５は、ボトル１の内圧を計測する圧力センサと、一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する差圧センサとを備える。
【００１６】
エア源６は、調圧弁または減圧弁により例えば２０〜２５[kPa］の範囲に一定圧に調圧されたエアを下流に安定供給する。
【００１７】
エア供給ライン７は、供給バルブ３から出発してその途中で継手部を介して二方向に分岐し、一端を供給ポート１３に連結し、他端を自己診断バルブ４に連結している。
【００１８】
圧力検出ライン８は、圧力ポート１４と圧力検出部５を連結する。また、圧力検出ライン８は、途中に分岐ラインを接続する継手部を有している。従って、この継手部に対して、エア供給ライン７に設けた継手部と同様に自己診断バルブ４を接続して、ピンホール検査前にシステムの検査精度の確認を実施することが可能である。
【００１９】
制御装置９は、供給バルブ３および自己診断バルブ４等の開閉を制御する。また、圧力検出部５からの圧力信号を基に、一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量が予め設定した閾値を超える場合は、ボトル１にピンホールが存在するものと判断し、そのボトル１を排斥する。
【００２０】
エア噴射機１０は、ボトル口部にエアタイトに当接する加圧ヘッド１１と、内部にエア供給流路１２aと圧力検出流路１２bの２チャンネルの流路が形成されている本体１２と、エアの導入口となる加圧ポート１３と、ボトル１の内圧を出力する圧力ポート１４と、加圧ヘッド１１がボトル口部に当接する際の衝撃を吸収するバネ機構１５とを具備して構成されている。
【００２１】
エア噴射機１０は、昇降装置（図示せず）によって上下に移動することが可能である。また、従って、この昇降装置はボトル１にエアを供給する際は、加圧ヘッド１１を下降させボトル口部に当接させる一方、ボトル１からエアを排気する（エア密封状態を解除する）際は、加圧ヘッド１１を上昇させボトル口部から分離させる。また、加圧ヘッド１１は、ボトル口部との密封性（シール性）を確保するため、合成ゴム等の弾性体によって構成しても良い。また、エア噴射機１０には、バネ機構１５と共に或いはそれに代えて、加圧ヘッド１１の軸芯とボトル１の軸芯とのズレを補正するアライメント調節機構を具備させても良い。
【００２２】
図２は、自己診断バルブ４および圧力検出部５の要部を示す説明図である。
【００２３】
この自己診断バルブ４は、出口部にオリフィス４１を備えている。この自己診断バルブ４は通常は閉状態で供給バルブ３と共にボトル１の密封性を保持している。また、オリフィス４１は、種々のボトルのピンホールを正確に疑似することが出来るように、孔径の異なるオリフィスを取付け・取外し可能に構成されている。従って、自己診断バルブ４が開となると、ボトル１のエアはオリフィス４１を通して外部に流出し、その結果、あたかもボトル１のピンホールを介してエアがリークしているかの様な疑似リーク状態が形成されるようになる。従って、リーク検査システム自体が正常であれば、エア流出に伴う圧力低下量から、ボトル１にはピンホールが存在するものと判定し、その結果、ボトル１は排斥されることになる。
【００２４】
このように、自己診断バルブ４によって、疑似ピンホールが穿孔されたテストピースをボトル１に代えて搬送ラインにセットする必要がなくなると共に、種々のボトルのピンホールが正確に疑似された疑似リーク状態での自己診断を行うことが出来る。これにより、ピンホール検査システムの検査精度の確認が適切に成される。
【００２５】
この圧力検出部５は、ボトル１の内圧を常時計測する圧力センサ５１と、ボトル１の一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する差圧センサ５２と、差圧センサ５２の２つのチャンバを連通／非連通状態にする差圧バルブ５３とから成る。また、後述するように、差圧バルブ５３の開閉の動作は、供給バルブ３の開閉動作に同期しており、供給バルブ３が開(ON)の時は差圧バルブ５３も同時に開(ON)となり、供給バルブ３が閉(OFF)の時は差圧バルブ５３も同時に閉(OFF)となる。
【００２６】
差圧センサ５２は、常時ボトル１に連通した第１チャンバ５２aと、差圧バルブ５３がＯＮの時のみボトル１に連通する第２チャンバ５２bという２つのチャンバを有する。従って第１チャンバ５２aの圧力は、ボトル１の内圧を常時モニタしている。また、第２チャンバ５２bは、差圧バルブ５３がＯＦＦ（供給バルブ３がＯＦＦ）となる時に、ボトル１および第２チャンバ５２bと非連通状態となるため、差圧バルブ５３がＯＦＦの間の第２チャンバ５２bの圧力は、供給バルブ３がＯＦＦとなった直後のボトル１の内圧を示していることになる。従って、この第２チャンバ５２bの圧力は、ボトル１の一定時間経過後の圧力低下量を計測する際の基準内圧となる。従って、差圧センサ５２は、（供給バルブ３がＯＦＦとなった直後のボトル１の内圧）−（リアルタイムのボトル１の内圧）＝時間経過後のボトル１の圧力低下量をモニタしていることになる。
【００２７】
図３から図５は、自己診断バルブ４および圧力検出部５の動作を示す説明図である。
先ず、図３に示すように、制御装置９が供給バルブ３を開(ON)とすると、同時に差圧バルブ５３も開(ON)となり、ボトル１、差圧センサ５２の第１チャンバ５２aおよび第２チャンバ５２bに対しエアが供給される。このエア導入直後のボトル内部は、エアの分子同士が激しく衝突する過度状態にあり、そのためエアの温度は上昇する。しかし、時間の経過と共にボトル内部は定常状態に近づき、なお且つボトルの胴部が外方に膨らみ、その結果、ボトル１の内圧は徐々に低下し一定圧に収束する。また、この時、自己診断バルブ４は閉(OFF)の状態である。
【００２８】
図４に示すように、供給バルブ３の一定ＯＮ時間の後、すなわち所定量のエアが供給された後、制御装置９は供給バルブ３と差圧バルブ５３をＯＦＦとする。その結果、第１チャンバ５２aと第２チャンバ５２bは非連通状態になる。この時の圧力センサ５１の指示値が圧力低下量計測の基準内圧となり、この基準内圧が予め定めた閾値を超えているか否かを検査し、ピンホールの有無を判定する工程で使用される。また、この時、第１チャンバ５２aの圧力と第２チャンバ５２bの圧力は互いに等しく、その結果、差圧センサ５２はゼロを指示している。また、この時、自己診断バルブ４は閉(OFF)の状態である。
【００２９】
図５に示すように、一定時間経過後、ボトル１の内部は定常状態になる。もし、ボトル１にピンホール等のボトルの気密性を阻害する欠陥等がなければ、主として温度低下に起因する若干の圧力低下が発生するのみである。従って、差圧センサ５２の第１チャンバ５２aと第２チャンバ５２bとの間に、これらの圧力低下に対応した若干の圧力差が発生する。また、この時、自己診断バルブ４は閉(OFF)の状態である。
【００３０】
図６に示すように、差圧センサ５２の指示値(基準内圧からの圧力低下量)が予め規定した閾値を超えない場合（ボトル１にピンホールが存在しない場合）、制御装置９は、自己診断バルブ４を開(ON)とする。その結果、ボトル１のエアがオリフィス４１を通して外部に徐々に流出し、あたかもボトル１のピンホールからエアがリークしているかの様な疑似リーク状態が形成される。
【００３１】
以上の通り、ピンホール検査システム１００によれば、搬送ラインに対しボトル１に代えて疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく、検査システム自体のピンホール検出精度を適宜確認することが出来るようになる。これにより、テストピースの作成を含めテストピースの投入に係る労力および時間が全て節約されることになる。また、ボトル１のエア供給ライン７に設けられた自己診断バルブ４のオリフィス４１によってボトル１の疑似リーク状態が形成されるため、ピンホール検出精度の確認が検査回数に依存しなくなる。また、自己診断バルブ４のオリフィス４１によって、ボトル１の疑似リーク状態を容易に形成することが出来るため、例えば自己診断バルブ４が開(ON)でボトル１が排斥されない場合などのように、ボトル排出機構等の不具合の発見が容易となる。このように、検査システム自体の検査精度(検査機能が劣化していないこと)を適宜確認することが出来るようになるため、ピンホール検査の品質が向上するようになる。
【００３２】
なお、上記実施の形態においては、ボトルピンホール検査用ガスとしてエアが使用されているが、これに限らずヘリウムおよび窒素等の不活性ガス又はこれらとエアとの混合ガスを使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のピンホール検査システムは、搬送ラインのボトルに対しガスを密封し一定時間経過後のボトル内圧の低下量を計測することによりボトルのピンホールの有無を判定するボトルのピンホール検査機に好適に適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るピンホール検査システムの要部を示す説明図である。
【図２】自己診断バルブおよび圧力検出部の要部を示す説明図である。
【図３】供給バルブが開となった直後の自己診断バルブおよび圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図４】供給バルブが閉となった直後の自己診断バルブおよび圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図５】供給バルブが閉となり一定時間経過後の自己診断バルブおよび圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図６】自己診断バルブが開となった直後の圧力検出部の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ ボトル
２ グリッパ
３ 供給バルブ
４ 自己診断バルブ
５ 圧力検出部
６ エア源
７ エア供給ライン
８ 圧力検出ライン
９ 制御装置
１０ エア噴射機
１１ 加圧ヘッド
１２ 本体
１３ 供給ポート
１４ 圧力ポート
１５ バネ機構
１００ ピンホール検査システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己診断機能付きピンホール検査機、特に搬送ラインに対し疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく且つ検査回数に依存せずに、ピンホール検査機自体のピンホール検出精度を適宜確認することが可能な自己診断機能を内蔵した自己診断機能付きピンホール検査機に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製ボトル、特にＰＥＴボトルは、軽量で取扱いが簡便であることなどを理由に、飲料、食品等の容器として近年大量に生産されている。
このＰＥＴボトルは、先ずプリフォームと呼ばれる一次成形品を射出成形等によって製造し、次いでこのプリフォームを所定の金型にセットし、そしてヒータ等の加熱手段によって配向延伸可能な温度まで加熱し、次いで高圧エアを噴射する延伸ロッドをプリフォームの内部に挿入し、延伸ロッドと高圧エアにより二軸に延伸する、いわゆる二軸延伸ブロー成形法により得られる。このように、二軸延伸ブロー成形法は加熱したプリフォームを延伸ロッドと加圧エアにより軸方向とそれと直交する方向の二軸に延伸するため、微妙な加工力（延伸力）の違いや樹脂材料中への極小の異物の混入などにより、製造されたＰＥＴボトルには、ピンホール等が生じる恐れがある。従って、ブロー成形後のＰＥＴボトルに対しては、ピンホール等の欠陥が生じているか否かの検査を実施する必要がある。その為の検査方法としては、メインロータの外周に沿って把持されたＰＥＴボトルに対して、加圧ヘッドをボトル口部に当接してボトルの内部にエアを充填・密封し、そのエア密封状態をある一定時間保持し、その一定時間経過後のボトル内圧の圧力低下量から、ピンホールが生じているか否かを判定するピンホール検査方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２を参照。）。
これらの検査機では、検査機自体の検査精度（ピンホール検出精度）を確認する機能（自己診断機能）はなく、検査機自体の検査精度の確認は使用者の任意の判断に委ねられていた。
使用者は擬似ピンホールを穿孔したテストピースを定期的にピンホール検査機に投入し、これらのテストピースが検査機で確実に排斥されることをもって、ピンホール検査機は所定のピンホール検出精度を維持していると判断していた。しかし、このような検査精度の確認では、精度の確認作業に多くの労力と時間を要するだけでなく、テストピースを複数回使用すると疑似ピンホールの孔径が拡がってしまうことから、厳密なピンホール検出精度の確認を行うためには、その都度、正確に穿孔したテストピースを製作するなどしなければならず合理的とは言い難かった。また、テストピースの投入自体も、連続的にＰＥＴボトルを高速搬送しているラインに対して行うことから難しかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０５４５３号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した通り、従来のピンホール検査機では、検査精度の確認の際、搬送ラインに対し疑似ピンホールが穿孔されたテストピースをセットする段取り（作業）が必要となる。また、そのためのテストピースも必要となる。また、テストピースは使用回数に比例して、疑似ピンホールの孔径が徐々に拡がり、終いには実際のピンホールよりもかなり大きくなり、その結果、ピンホール検査機のピンホール検出精度を確認することが難しいという問題があった。
そこで、本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、搬送ラインに対し疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく且つ検査回数に依存せずに、ピンホール検査機自体のピンホール検出精度を適宜確認することが可能な自己診断機能を内蔵した自己診断機能付きピンホール検査機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために請求項１に記載の自己診断機能付きピンホール検査機は、所定量のガスをボトルに封入しボトル口部を密封状態とし、一定時間経過後の該ボトル内圧の低下量を計測しその計測結果を基にピンホールの有無を判定するピンホール検査機であって、該ボトルのガス供給側ライン又は圧力検出側ラインの途中に分岐ラインを設け、該分岐ラインにバルブを介して疑似ピンホールとしてのオリフィスを接続したことを特徴とする。
上記自己診断機能付きピンホール検査機では、(孔のない)正常なボトルを介したガス回路に、所定量のガスをその回路に導入しガスの供給バルブを閉とすることにより、ボトルにガス密封状態を形成する。更にボトルの上流側のガス供給ラインまたはボトル内圧を検知する圧力検出ラインの途中が分岐し、その分岐ラインにバルブ（自己診断バルブ）を介して疑似ピンホールとしてのオリフィスが設けられている。そのため、その分岐ラインのバルブ（自己診断バルブ）を開とすることにより、あたかもボトルにピンホールが存在しそのピンホールを介してガスがリークしているかの疑似リーク状態を形成することが出来るようになる。つまり、上記ピンホール検査機は、(孔のない）正常なボトルをガス密封状態にした回路にオリフィスというテストピースを接続することにより、正常なボトルに擬似的ピンホールが形成されたように見せかけ、ピンホール検査機の検出精度の確認を行うものである。これにより、搬送ラインに正常なボトルに代えてわざわざ疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入する必要が無くなり、その結果、そのテストピースの作成を含めテストピースの投入に係る労力および時間が全て節約されることになる。また、オリフィスという金属部品が使用されるため、検査回数に比例して孔径が拡大するという事象は起きなくなる。
【０００６】
請求項２に記載の自己診断機能付きピンホール検査機では、前記オリフィスは孔径可変であることとした。
上記自己診断機能付きピンホール検査機では、オリフィスは検査の目的などに応じて孔径が可変となるように構成されているため、想定される種々のピンホールを疑似（模擬）することが出来るようになる。
【０００７】
請求項３に記載の自己診断機能付きピンホール検査機では、前記オリフィスは前記分岐ラインの流路の一部を成す部材が該分岐ラインに対し交換可能に設けられて成ることとした。
上記自己診断機能付きピンホール検査機では、流路を成す一の部材を孔径の異なる他の部材へ交換することにより、容易に想定される種々のピンホールを疑似することが出来るようになる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の自己診断機能付きピンホール検査機によれば、搬送ラインに(孔のない)正常なボトルに代えて疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく、検査機自体のピンホール検出精度を適宜確認することが出来るようになる。これにより、テストピースの作成を含めテストピースの投入に係る労力および時間が全て節約されることになる。また、ボトルのガス供給側ライン又は圧力検出側ラインに設けられた自己診断バルブのオリフィスによってボトルの疑似リーク状態が形成されるため、ピンホール検出精度の確認が検査回数に依存しなくなる。また、自己診断バルブのオリフィスによって、ボトルの疑似リーク状態を容易に形成することが出来るため、例えば自己診断バルブが開でボトルが排斥されない場合などのように、ボトル排出機構等の不具合の発見が容易となる。このように、検査機自体の検査精度(検査機能が劣化していないこと)を適宜確認することが出来るようになるため、ピンホール検査の品質が向上するようになる。また、検査回路中に擬似的ピンホールを確実に設けていることから、検査機の検査中にこの検査機に投入されるボトルは、ボトル自体のピンホールの有無にかかわらず、全数アウト品と判定されて検査機より排斥される。このとき、ボトルが良品と判定され検査機より排斥されない場合は、検査機のボトル排斥機構に生じた不具合を見つけ出すこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係るピンホール検査システム１００の要部を示す説明図である。
このピンホール検査システム１００は、ボトル１にエアを供給すると共にボトル内圧を出力（フィードバック）するエア噴射機１０と、ボトル１の首部を把持しながらボトル１の姿勢を安定させるグリッパ２と、エア噴射機１０に対するエアの供給を断続する供給バルブ３と、ボトル１の疑似リーク状態を形成する自己診断バルブ４と、ボトル１の一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する圧力検出部５と、一定圧に調圧されたエアを下流に安定供給するエア源６と、エアを移送するエア供給ライン７と、圧力を伝搬する圧力検出ライン８と、供給バルブ３および自己診断バルブ４を開閉すると共に、圧力検出部５からの信号を基に圧力低下量が閾値を超えている場合に被検査対象のボトル１をアウト品と判断しラインより排出するよう指示を出す制御装置９とを具備して構成されている。なお、自己診断バルブ４および圧力検出部５の詳細については図２から図６を参照しながら後述する。また、「ボトル１の基準内圧」とは、供給バルブ３を閉じた直後のボトル１の内圧である。
【００１１】
ボトル１は、ＰＥＴボトル等の合成樹脂製ボトルであり、プリフォームからブロー成形された後に、メインホイールの外周上に等間隔に配置されたグリッパ２によって首部を把持され正立状態でエア噴射機１０の真下に搬送されて来る。
【００１２】
供給バルブ３および自己診断バルブ４は、応答性の観点から電磁弁が好ましい。また、供給バルブ３および自己診断バルブ４は、制御装置９によって制御され所定のＯＮ時間だけ開き、それ以外は閉状態を保つ、いわゆるノーマルクローズバルブである。
【００１３】
自己診断バルブ４は出口部にオリフィス４１を備えている。このオリフィス４１はボトル１のピンホールを疑似している。詳細については、図２から図６を参照しながら後述するが、自己診断バルブ４が開となると、ボトル１に封入されたエアがそのオリフィス４１から外部に流出し、あたかもボトル１にピンホールが存在し、そのピンホールからエアがリークしているかの様な疑似リーク状態を形成する。この時、制御装置９は、ボトル１の圧力低下量に基づいてボトル１のピンホールからリークしているものと判断し、グリッパ２を駆動しそのボトル１を排斥する。このように、自己診断バルブ４を開とすることにより、ピンホール検査機自体の検査精度(検査機能が劣化していないこと)を確認する、いわゆる自己診断が出来るようになる。また、想定される種々のボトルのピンホールを正確に疑似することが出来るように、オリフィスは交換可能に取り付けられている。
【００１４】
オリフィス４１は、例えば絞り機構を備え、孔径が連続して変化する可変オリフィスとしても良い。または前記分岐ラインに対して付け替え可能な複数の部材で、該部材それぞれに孔径を変えて設けてもよい。さらに、オリフィスの孔径の可変手段はこれらに限らず適宜公知の手段を用いることが出来る。
【００１５】
圧力検出部５は、ボトル１の内圧を計測する圧力センサと、一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する差圧センサとを備える。
【００１６】
エア源６は、調圧弁または減圧弁により例えば２０〜２５[kPa］の範囲に一定圧に調圧されたエアを下流に安定供給する。
【００１７】
エア供給ライン７は、供給バルブ３から出発してその途中で継手部を介して二方向に分岐し、一端を供給ポート１３に連結し、他端を自己診断バルブ４に連結している。
【００１８】
圧力検出ライン８は、圧力ポート１４と圧力検出部５を連結する。また、圧力検出ライン８は、途中に分岐ラインを接続する継手部を有している。従って、この継手部に対して、エア供給ライン７に設けた継手部と同様に自己診断バルブ４を接続して、ピンホール検査前にシステムの検査精度の確認を実施することが可能である。
【００１９】
制御装置９は、供給バルブ３および自己診断バルブ４等の開閉を制御する。また、圧力検出部５からの圧力信号を基に、一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量が予め設定した閾値を超える場合は、ボトル１にピンホールが存在するものと判断し、そのボトル１を排斥する。
【００２０】
エア噴射機１０は、ボトル口部にエアタイトに当接する加圧ヘッド１１と、内部にエア供給流路１２aと圧力検出流路１２bの２チャンネルの流路が形成されている本体１２と、エアの導入口となる加圧ポート１３と、ボトル１の内圧を出力する圧力ポート１４と、加圧ヘッド１１がボトル口部に当接する際の衝撃を吸収するバネ機構１５とを具備して構成されている。
【００２１】
エア噴射機１０は、昇降装置（図示せず）によって上下に移動することが可能である。また、従って、この昇降装置はボトル１にエアを供給する際は、加圧ヘッド１１を下降させボトル口部に当接させる一方、ボトル１からエアを排気する（エア密封状態を解除する）際は、加圧ヘッド１１を上昇させボトル口部から分離させる。また、加圧ヘッド１１は、ボトル口部との密封性（シール性）を確保するため、合成ゴム等の弾性体によって構成しても良い。また、エア噴射機１０には、バネ機構１５と共に或いはそれに代えて、加圧ヘッド１１の軸芯とボトル１の軸芯とのズレを補正するアライメント調節機構を具備させても良い。
【００２２】
図２は、自己診断バルブ４および圧力検出部５の要部を示す説明図である。
【００２３】
この自己診断バルブ４は、出口部にオリフィス４１を備えている。この自己診断バルブ４は通常は閉状態で供給バルブ３と共にボトル１の密封性を保持している。また、オリフィス４１は、種々のボトルのピンホールを正確に疑似することが出来るように、孔径の異なるオリフィスを取付け・取外し可能に構成されている。従って、自己診断バルブ４が開となると、ボトル１のエアはオリフィス４１を通して外部に流出し、その結果、あたかもボトル１のピンホールを介してエアがリークしているかの様な疑似リーク状態が形成されるようになる。従って、リーク検査システム自体が正常であれば、エア流出に伴う圧力低下量から、ボトル１にはピンホールが存在するものと判定し、その結果、ボトル１は排斥されることになる。
【００２４】
このように、自己診断バルブ４によって、疑似ピンホールが穿孔されたテストピースをボトル１に代えて搬送ラインにセットする必要がなくなると共に、種々のボトルのピンホールが正確に疑似された疑似リーク状態での自己診断を行うことが出来る。これにより、ピンホール検査システムの検査精度の確認が適切に成される。
【００２５】
この圧力検出部５は、ボトル１の内圧を常時計測する圧力センサ５１と、ボトル１の一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する差圧センサ５２と、差圧センサ５２の２つのチャンバを連通／非連通状態にする差圧バルブ５３とから成る。また、後述するように、差圧バルブ５３の開閉の動作は、供給バルブ３の開閉動作に同期しており、供給バルブ３が開(ON)の時は差圧バルブ５３も同時に開(ON)となり、供給バルブ３が閉(OFF)の時は差圧バルブ５３も同時に閉(OFF)となる。
【００２６】
差圧センサ５２は、常時ボトル１に連通した第１チャンバ５２aと、差圧バルブ５３がＯＮの時のみボトル１に連通する第２チャンバ５２bという２つのチャンバを有する。従って第１チャンバ５２aの圧力は、ボトル１の内圧を常時モニタしている。また、第２チャンバ５２bは、差圧バルブ５３がＯＦＦ（供給バルブ３がＯＦＦ）となる時に、ボトル１および第２チャンバ５２bと非連通状態となるため、差圧バルブ５３がＯＦＦの間の第２チャンバ５２bの圧力は、供給バルブ３がＯＦＦとなった直後のボトル１の内圧を示していることになる。従って、この第２チャンバ５２bの圧力は、ボトル１の一定時間経過後の圧力低下量を計測する際の基準内圧となる。従って、差圧センサ５２は、（供給バルブ３がＯＦＦとなった直後のボトル１の内圧）−（リアルタイムのボトル１の内圧）＝時間経過後のボトル１の圧力低下量をモニタしていることになる。
【００２７】
図３から図５は、自己診断バルブ４および圧力検出部５の動作を示す説明図である。
先ず、図３に示すように、制御装置９が供給バルブ３を開(ON)とすると、同時に差圧バルブ５３も開(ON)となり、ボトル１、差圧センサ５２の第１チャンバ５２aおよび第２チャンバ５２bに対しエアが供給される。このエア導入直後のボトル内部は、エアの分子同士が激しく衝突する過度状態にあり、そのためエアの温度は上昇する。しかし、時間の経過と共にボトル内部は定常状態に近づき、なお且つボトルの胴部が外方に膨らみ、その結果、ボトル１の内圧は徐々に低下し一定圧に収束する。また、この時、自己診断バルブ４は閉(OFF)の状態である。
【００２８】
図４に示すように、供給バルブ３の一定ＯＮ時間の後、すなわち所定量のエアが供給された後、制御装置９は供給バルブ３と差圧バルブ５３をＯＦＦとする。その結果、第１チャンバ５２aと第２チャンバ５２bは非連通状態になる。この時の圧力センサ５１の指示値が圧力低下量計測の基準内圧となり、この基準内圧が予め定めた閾値を超えているか否かを検査し、ピンホールの有無を判定する工程で使用される。また、この時、第１チャンバ５２aの圧力と第２チャンバ５２bの圧力は互いに等しく、その結果、差圧センサ５２はゼロを指示している。また、この時、自己診断バルブ４は閉(OFF)の状態である。
【００２９】
図５に示すように、一定時間経過後、ボトル１の内部は定常状態になる。もし、ボトル１にピンホール等のボトルの気密性を阻害する欠陥等がなければ、主として温度低下に起因する若干の圧力低下が発生するのみである。従って、差圧センサ５２の第１チャンバ５２aと第２チャンバ５２bとの間に、これらの圧力低下に対応した若干の圧力差が発生する。また、この時、自己診断バルブ４は閉(OFF)の状態である。
【００３０】
図６に示すように、差圧センサ５２の指示値(基準内圧からの圧力低下量)が予め規定した閾値を超えない場合（ボトル１にピンホールが存在しない場合）、制御装置９は、自己診断バルブ４を開(ON)とする。その結果、ボトル１のエアがオリフィス４１を通して外部に徐々に流出し、あたかもボトル１のピンホールからエアがリークしているかの様な疑似リーク状態が形成される。
【００３１】
以上の通り、ピンホール検査システム１００によれば、搬送ラインに対しボトル１に代えて疑似ピンホールが穿孔されたテストピースを投入することなく、検査システム自体のピンホール検出精度を適宜確認することが出来るようになる。これにより、テストピースの作成を含めテストピースの投入に係る労力および時間が全て節約されることになる。また、ボトル１のエア供給ライン７に設けられた自己診断バルブ４のオリフィス４１によってボトル１の疑似リーク状態が形成されるため、ピンホール検出精度の確認が検査回数に依存しなくなる。また、自己診断バルブ４のオリフィス４１によって、ボトル１の疑似リーク状態を容易に形成することが出来るため、例えば自己診断バルブ４が開(ON)でボトル１が排斥されない場合などのように、ボトル排出機構等の不具合の発見が容易となる。このように、検査システム自体の検査精度(検査機能が劣化していないこと)を適宜確認することが出来るようになるため、ピンホール検査の品質が向上するようになる。
【００３２】
なお、上記実施の形態においては、ボトルピンホール検査用ガスとしてエアが使用されているが、これに限らずヘリウムおよび窒素等の不活性ガス又はこれらとエアとの混合ガスを使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のピンホール検査システムは、搬送ラインのボトルに対しガスを密封し一定時間経過後のボトル内圧の低下量を計測することによりボトルのピンホールの有無を判定するボトルのピンホール検査機に好適に適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係るピンホール検査システムの要部を示す説明図である。
【図２】自己診断バルブおよび圧力検出部の要部を示す説明図である。
【図３】供給バルブが開となった直後の自己診断バルブおよび圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図４】供給バルブが閉となった直後の自己診断バルブおよび圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図５】供給バルブが閉となり一定時間経過後の自己診断バルブおよび圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図６】自己診断バルブが開となった直後の圧力検出部の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１ ボトル
２ グリッパ
３ 供給バルブ
４ 自己診断バルブ
５ 圧力検出部
６ エア源
７ エア供給ライン
８ 圧力検出ライン
９ 制御装置
１０ エア噴射機
１１ 加圧ヘッド
１２ 本体
１３ 供給ポート
１４ 圧力ポート
１５ バネ機構
１００ ピンホール検査システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量のガスをボトルに封入しボトル口部を密封状態とし、一定時間経過後の該ボトル内圧の低下量を計測しその計測結果を基にピンホールの有無を判定するピンホール検査機であって、該ボトルのガス供給側ライン又は圧力検出側ラインの途中に分岐ラインを設け、該分岐ラインにバルブを介して疑似ピンホールとしてのオリフィスを接続したことを特徴とする自己診断機能付きピンホール検査機。
【請求項２】
前記オリフィスは孔径可変に設けられている請求項１に記載の自己診断機能付きピンホール検査機。
【請求項３】
前記オリフィスは前記分岐ラインの流路の一部を成す部材が該分岐ラインに対し交換可能に設けられて成る請求項１又は２に記載の自己診断機能付きピンホール検査機。
【請求項１】
所定量のガスをボトルに封入しボトル口部を密封状態とし、一定時間経過後の該ボトル内圧の低下量を計測しその計測結果を基にピンホールの有無を判定するピンホール検査機であって、該ボトルのガス供給側ライン又は圧力検出側ラインの途中に分岐ラインを設け、該分岐ラインにバルブを介して疑似ピンホールとしてのオリフィスを接続したことを特徴とする自己診断機能付きピンホール検査機。
【請求項２】
前記オリフィスは孔径可変に設けられている請求項１に記載の自己診断機能付きピンホール検査機。
【請求項３】
前記オリフィスは前記分岐ラインの流路の一部を成す部材が該分岐ラインに対し交換可能に設けられて成る請求項１又は２に記載の自己診断機能付きピンホール検査機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１２１８９６（Ｐ２００９−１２１８９６Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９５０３３（Ｐ２００７−２９５０３３）
【出願日】平成１９年１１月１４日（２００７．１１．１４）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１４日（２００７．１１．１４）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【Ｆターム（参考）】
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