内圧検査装置及び内圧検査方法
【課題】内容物が充填された缶の内圧検査を高精度に行う。
【解決手段】内容物が充填、密封された缶５０を複数梱包したカートンケース６０を搬送する搬送手段と、この搬送手段に沿って配設され、カートンケース６０内の缶５０を強制励振させるとともに、この際の当該缶５０からの反響音を捉える構成とされた打検機１０と、を備える内圧検査装置１であって、搬送方向における打検機１０の配設位置と略同一位置には、カートンケース６０の上蓋部６１を吸引して、上蓋部６１と缶５０とを非接触状態に維持する吸引器２０が設けられており、吸引器２０の前記搬送方向の同一位置又は上流側に、カートンケース６０の上蓋部６１の高さ位置を検知する上蓋検知部４０が配設されており、吸引器２０には、上蓋検知部４０による測定値に応じて、吸引器２０の高さ位置を調整する吸引器高さ調整機構３０が備えられている。
【解決手段】内容物が充填、密封された缶５０を複数梱包したカートンケース６０を搬送する搬送手段と、この搬送手段に沿って配設され、カートンケース６０内の缶５０を強制励振させるとともに、この際の当該缶５０からの反響音を捉える構成とされた打検機１０と、を備える内圧検査装置１であって、搬送方向における打検機１０の配設位置と略同一位置には、カートンケース６０の上蓋部６１を吸引して、上蓋部６１と缶５０とを非接触状態に維持する吸引器２０が設けられており、吸引器２０の前記搬送方向の同一位置又は上流側に、カートンケース６０の上蓋部６１の高さ位置を検知する上蓋検知部４０が配設されており、吸引器２０には、上蓋検知部４０による測定値に応じて、吸引器２０の高さ位置を調整する吸引器高さ調整機構３０が備えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートンケース内に収容された缶の内圧を検査するのに好適な内圧検査装置及び内圧検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ミルク入りコーヒー等の低酸性飲料は、アルミニウム製の陽圧缶（液体窒素充填）あるいはスチール製の負圧缶に充填、密封され、レトルト殺菌をした後に、段ボール紙からなるカートンケースに梱包されてパレットに積み込まれる。そして、ケース詰めされた缶は、７日程度放置した後、カートンケース毎にいわゆる打検による缶内圧検査を行い、漏れがないか確認が行われている。これは、万一、缶に微細なピンホールがある場合、スローリークするため充填直後に缶内圧を測定しても、缶内圧が充填前とさほど変わらず、リークの有無が分らないという問題があるからである。
【０００３】
ところで、前記打検により缶内圧を検査する手段としては、内容物が充填、密封された缶を、この缶の内部のうち底部側に空間が形成されるように逆立ち姿勢とさせた状態で、この缶の底部のうち平滑面とされた径方向中央部を電磁誘導作用によって強制励振させ、この際の缶からの反響音を捉えて算出された、例えばピーク周波数と、予め設定された缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいて缶の内圧を検査する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
そして、この検査方法の実施に当たっては、複数の缶を前記逆立ち姿勢とさせた状態でカートンケースに梱包し、このカートンケースの外側から、この缶の底部を強制励振させ、このときの反響音を捉えて内圧検査する方法が採られている。
【０００４】
ところで、前記打検は一般に、缶が前述のように複数梱包されたカートンケースを積み重ねた状態で数日（７日間程度）放置した後に実施されるので、缶の底部に形成された接地部にカートンケースの上蓋部がめり込み、缶底部の表面にカートンケースの内表面が当接する場合があった。この場合、缶底部の自由振動がカートンケースの上蓋部により阻害されることにより、高精度な内圧検査を実施することが困難となる場合があった。
この問題を解決するための手段として、前記打検をする際に予め、カートンケースの上蓋をバキュームパッドによって吸引して、前記めり込み状態を解除することにより、缶底部とカートンケースの内表面とを非接触状態にしておき、その後、前記打検を行う方法が知られている（例えば特許文献２および３参照）。
【０００５】
また、例えば特許文献４に示すように、キャップ付ボトル缶の内圧検査は、当該キャップ付ボトル缶を正立姿勢にしてカートンケース内に梱包し、このカートンケースの外側からキャップ付ボトル缶のキャップ天面部を強制励振させて、この際の反響音を捉えることで実施される。このようなキャップ付ボトル缶においても、キャップ天面部がカートンケースの上蓋部に接触することがあるため、カートンケースの上蓋部をバキュームパッドによって吸引してキャップ天面部から引き離す必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭４９−３４３７６号公報
【特許文献２】特開平１０−２４６６８１号公報
【特許文献３】特開平１１−９４６８５号公報
【特許文献４】特開２００６−３８８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、搬送されるカートンケースにおいては、その上蓋部の高さ位置が大きく変動することがあり、バキュームパッドによって上蓋部を吸引できないことがあった。この場合には、上蓋部と缶とが接触した状態で打検が実施されるため、内圧検査を精度良く実施することができなくなってしまうといった問題があった。
【０００８】
本発明は、前記状況に鑑みてなされたものであって、カートンケースに収容された缶の内圧を高精度に検査することができる内圧検査装置及び内圧検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る内圧検査装置は、内容物が充填、密封された缶を複数梱包したカートンケースを搬送する搬送手段と、この搬送手段に沿って配設され、前記カートンケース内の缶を強制励振させるとともに、この際の当該缶からの反響音を捉える構成とされた打検機と、を備える内圧検査装置であって、搬送方向における前記打検機の配設位置と略同一位置には、前記カートンケースの上蓋部を吸引して、前記上蓋部と前記缶とを非接触状態に維持する吸引器が設けられており、前記吸引器の前記搬送方向の同一位置又は上流側に、前記カートンケースの上蓋部の高さ位置を検知する上蓋検知部が配設されており、前記吸引器には、前記上蓋検知部による測定値に応じて、前記吸引器の高さ位置を調整する吸引器高さ調整機構が備えられていることを特徴とする。
【００１０】
この内圧検査装置では、吸引器の搬送方向の同一位置又は上流側に配置された上蓋検知部によってカートンケースの上蓋部の高さを検知し、この上蓋部の高さに応じて吸引器の高さ位置を調整できるので、上蓋部の高さ位置が大きく変化する場合であっても上蓋部を吸引器で確実に吸引することが可能となる。よって、内圧を検査する缶とカートンケースの上蓋部とを非接触状態として打検を実施することができ、缶の内圧検査を精度良く実施することができる。
【００１１】
ここで、前記吸引器は、前記打検機の搬送方向上流側及び下流側にそれぞれ配設されており、前記搬送方向上流側の吸引器と、前記搬送方向下流側の吸引器は、それぞれ別途独立して前記吸引器の高さ位置が調整されることが好ましい。
この場合、打検機の搬送方向上流側及び搬送方向下流側に、それぞれ吸引器が配設されているので、これらの吸引部によって上蓋部を吸引することで、打検機の位置において上蓋部と缶との接触を確実に防止することができる。また、前記搬送方向上流側の吸引器と、前記搬送方向下流側の吸引器は、それぞれ別途独立して前記吸引器の高さ位置が調整可能とされているので、それぞれの吸引器で上蓋部を確実に吸引することができる。また、搬送されるカートンケースの上蓋部が大きく上方に突出していた場合でも、打検機の搬送方向上流側に配置された吸引部によって上蓋部の高さ位置を調整することができ、打検機と上蓋部との衝突を防止できる。
【００１２】
また、前記打検機と前記カートンケースの上蓋部との間の高さ距離が所定範囲内となるように、前記上蓋部を吸引した状態において前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御する上蓋部高さ制御部を備えていることが好ましい。
この場合、上蓋部を吸引した状態において前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御することで、前記打検機と前記カートンケースの上蓋部との間の高さ距離が所定範囲内となるように調整可能であることから、打検による音響信号を安定して得ることができ、内圧検査を精度良く実施することが可能となる。
【００１３】
さらに、前記上蓋部高さ制御部は、前記打検機の位置において前記カートンケースの上蓋部が水平方向を向くように、前記上蓋部を吸引した状態で前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御することが好ましい。
この場合、打検機によって反響音を効率良く集音することができ、缶の内圧検査を精度良く実施することができる。
【００１４】
本発明の内圧検査方法は、前述の内圧検査装置を用いた内圧検査方法であって、前記上蓋検知部によって測定された前記カートンケースの上蓋部の高さ位置に応じて、前記吸引器の高さ位置を調整し、前記吸引器によって前記上蓋部と前記缶とを非接触状態に維持した状態で、前記打検機により前記カートンケース内の缶を強制励振させるとともに、この際の当該缶からの反響音を捉えることを特徴としている。
この構成の内圧検査方法によれば、カートンケースの上蓋部の高さ位置が大きく変化する場合であっても上蓋部を吸引器で確実に吸引することができ、内圧を検査する缶とカートンケースの上蓋部とを非接触状態として打検を実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る内圧検査装置及び内圧検査方法によれば、カートンケースに収容された缶の内圧検査を精度良く実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態である内圧検査装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すカートンケースおよび缶の拡大断面図である。
【図３】図１に示す内圧検査装置の吸引部および打検機の周辺を示す拡大断面図である。
【図４】図１に示す内圧検査装置における打検機の下端と上蓋部との高さ距離と、打検時の音響信号の強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る内圧検査装置及び内圧検査方法の好適な実施の形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る内圧検査装置の一実施形態を示す概略構成図である。
この内圧検査装置１は、搬入路２と、内圧検査手段３と、排斥部４と、搬出路５と、排出路６と、制御手段７と、吸引器２０と、を備える概略構成とされている。
【００１８】
搬入路２、搬出路５、および排出路６はそれぞれ、例えば無端ベルト９を図示しない駆動モータにて周回させるコンベアによって形成される。図示の例で、搬入路２、および搬出路５は、無端ベルト９の上面が図中の左側から右側へと移動され、排出路６は、無端ベルト９の上面が図中の上側から下側へと移動される。
【００１９】
排斥部４は、カートンケース６０が配置搬送される搬送路と、図示しない排斥駆動部とを備えた概略構成とされており、前記排斥駆動部は例えばエアシリンダーにより構成され、前記搬送路に対して進退可能に支持された構成となっている。そして、カートンケース６０が前記搬送路上で搬送される過程において、カートンケース６０内の内圧値が後述するように適正範囲外にあると判定された場合には、前記排斥駆動部が前進駆動されることによって、カートンケース６０は排出路６に移動される。
【００２０】
搬入路２の搬送方向上流側には、例えば段ボール紙からなるカートンケース６０が載せられる。カートンケース６０には、例えばミルク入りコーヒー等の低酸性飲料の製品（内容物）を充填、密封したキャップ付ボトル缶５０が、図示の例では、搬送方向に６個、およびこの方向に交差する方向に４個、すなわち４行６列の合計２４個収容されている。なお、一般に、これらの缶が陽圧缶の場合は液体窒素が充填され、さらに内容物が低酸性飲料の場合は窒素ガスが充填される。
【００２１】
ここで、本実施形態における内圧検査対象としてのキャップ付ボトル缶５０を図２を用いて説明する。
このキャップ付ボトル缶５０は、図２に示すように、ボトル缶５１とキャップ５６とを備える概略構成とされ、これらボトル缶５１及びキャップ５６は、アルミニウム、アルミニウム合金、またはスチールにより形成されている。
なお、ボトル缶５１は、本実施形態では、前記金属からなる板状体に、絞り加工、しごき加工を施して有底筒状体を形成した後に、この有底筒状体の開口部にネックイン加工、ねじ切加工、およびカール部形成加工等を施して形成される。
【００２２】
ボトル缶５１は、大径の胴部５２と、この胴部５２の缶軸方向上端に、径方向外方へ凸とされた凸曲面状の連結部５３を介して連設されるとともに、缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部５４と、この肩部５４の缶軸方向上端部と連設されるとともに、缶軸方向上方へ延在した口金部５５とを有する概略構成とされている。この口金部５５には雄ねじ部５５ａが形成されるとともに、この缶軸方向上端部は径方向外方へ折返されたカール部５５ｂが形成されている。
【００２３】
キャップ５６は、平坦面とされたキャップ天面部５７（強制励振部）と、このキャップ天面部５７の外周縁部から略垂下してなる側面部５８と、キャップ天面部５７の内側に配設されたライナー５９とを有する概略構成とされている。なお、キャップ５６の側面部５８の外径は例えば２８ｍｍ以上４２ｍｍ以下に設定されている。
そして、キャップ５６は、ボトル缶５１の口金部５５の雄ねじ部５５ａに、このキャップ５６のライナー５９が口金部５５のカール部５５ｂの上端部と密接した状態で螺着されている。
【００２４】
以上のように構成されたキャップ付ボトル缶５０は全て、カートンケース６０内に、口金部５５側の内部に空間５１ａが形成されるように正立姿勢で収容されている。この正立姿勢において、キャップ付ボトル缶５０の内部には、前述した内容物が、ボトル缶５１の連結部５３より缶軸方向上方位置に至るまで、本実施形態では、肩部５４の缶軸方向上部に至るまで充填されている。
このとき、図２に示すように、キャップ付ボトル缶５０のキャップ天面部５７がカートンケース６０の上蓋部６１と対向するように位置することになる。
【００２５】
内圧検査手段３は、図１に示すように、搬入路２の下流側領域に配設されており、カートンケース６０が搬送されている状態で、このカートンケース６０内の全てのキャップ付ボトル缶５０の内圧を順次各別に検査できるようになっている。
この内圧検査手段３は、図３に示すように、キャップ天面部５７の径方向中央部を強制励振させる加振コイル１１、およびこの加振コイル１１によるキャップ天面部５７からの反響音を捉えるマイクロフォン１２を備える打検機１０を備えている。そして、打検機１０は、搬送方向に対して交差する方向に連続して４個配設されており、図１において、搬送方向上流側から下流側へ互いに位置をずらして配設されている。すなわち、打検機１０の連設方向（複数の打検機１０が配列された方向）と、搬送方向に直交する方向とは所定の角度を有しており、この角度は、マイクロフォン１２が、隣に位置するキャップ付ボトル缶５０のキャップ天面部５７からの反響音を拾わないような時間間隔となるように、例えばカートンケース６０の搬送速度や、キャップ５６の材質や大きさ等により決定される。
【００２６】
内圧検査手段３のマイクロフォン１２により得られたキャップ天面部５７の反響音は、図１に示す制御手段７に送信され、この制御手段７の演算部７ａによりキャップ付ボトル缶５０の内圧値を算出し、そして、この内圧値は合否判定部７ｂに送信され、この合否判定部７ｂでキャップ付ボトル缶５０の内圧値が適正か否かの判定を行う。そして、この判定結果は排斥制御部７ｃに送信され、ここで排斥部４に配設された図示しない排斥駆動部を制御するようになっている。すなわち、合否判定部７ｂによりカートンケース６０内のキャップ付ボトル缶５０全ての内圧値が適正であると判定した場合は、前記排斥駆動部は駆動せず、カートンケース６０は搬入路２により搬送され続け、その後、搬出路５上へ至り次工程へ搬送され、カートンケース６０内のキャップ付ボトル缶５０のうち１本でも内圧値が不適正であると判定した場合には、前記排斥駆動部を駆動させ、カートンケース６０を排出路６上に移動し排出するようになっている。
【００２７】
なお、演算部７ａは、マイクロフォン１２により得られた反響音から例えばピーク周波数を算出し、このピーク周波数と、予め設定された缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいてキャップ付ボトル缶５０の内圧値を算出するようになっている。
また、合否判定部７ｂは、演算部７ａにより算出された内圧値と、予め設定された適正内圧値とを比較し、算出された内圧値が適正内圧値の範囲内にない場合に不合格と判定し、この範囲内にある場合に合格と判定するようになっている。
【００２８】
吸引器２０は、図１に示すように、搬入路２の表面の上方に、搬送方向における打検機１０の配設位置と略同一位置に配設されている。本実施形態では、打検機１０の配設位置を基準に搬送方向上流側に配設された吸引器２０ａと搬送方向下流側に配設された吸引器２０ｂとを備えている。すなわち、搬送方向に対して交差する方向に並べられた４つの打検機１０のそれぞれに、打検機１０の搬送方向上流側及び下流側に吸引器２０が配設されており、全体で８つの吸引器２０が配設されているのである。
【００２９】
吸引器２０は、図３に示すように、上下に延在する軸線Ｏに沿って延びるシャフト部２１と、シャフト部２１の下端に設けられたバキュームパッド２３と、シャフト部２１の上端部分を支持する上端支持部材２６と、これらシャフト部２１、バキュームパッド２３及び上端支持部材２６の高さ位置を調整する高さ調整機構３０と、を有している。
【００３０】
シャフト部２１には、軸線Ｏ方向に沿って延在する吸引通路部２２が設けられており、この吸引通路部２２の上端が図示しない真空排気手段に接続されている。
また、このシャフト部２１には、架台２９に固定されたスリーブ２７が外嵌されており、シャフト部２１は、スリーブ２７に対して上下方向に移動可能とされている。
さらに、シャフト部２１の上端を支持する上端支持部材２６は、シャフト部２１に対して軸線Ｏ方向に相対移動しないようにシャフト部２１を支持しており、その外周面に雄ネジが形成されている。
【００３１】
シャフト部２１の下端に設けられたバキュームパッド２３の先端面２４には吸引口２５が設けられており、この先端面２４がカートンケース６０の上蓋部６１の保持面とされている。
各バキュームパッド２３は、比較的硬度が高く、かつ摩擦係数の小さい樹脂材料として、例えばポリ４フッ化エチレンを重合した合成樹脂により、円板状に形成されており、このバキュームパッド２３の先端面２４には、大径の孔が形成されるとともに、この孔の底面における径方向中央部に吸引口２５が配設された構成となっている。また、バキュームパッド２３の先端部２４の外周面は、この先端面２４に向うに従い漸次縮径されたテーパ形状とされている。
【００３２】
高さ調整機構３０は、スリーブ２７の外周側に配設されたインナーシャフト３１と、このインナーシャフト３１及び上端支持部材２６の外周側に配設された回転部材３２と、この回転部材３２の外周面に配設された第１タイミングプーリ３３と、ステッピングモータ３４と、ステッピングモータ３４の回転軸に配設された第２タイミングプーリ３５と、第１タイミングプーリ３３と第２タイミングプーリ３５とに掛け渡されたタイミングベルト３６と、ステッピングモータ３４の動作を制御するモータ制御部３８と、を備えている。
回転部材３２の内周面には雌ネジが形成されており、上端支持部材２６の外周面に形成された雄ネジと螺合する構成とされている。
インナーシャフト３１は、ピン部材によってスリーブ２７に固定されている。また、インナーシャフト３１の外周面と回転部材３２の内周面の間には、軸受部材３７が配設されている。
【００３３】
ここで、ステッピングモータ３４の回転軸を回転させると、第２タイミングプーリ３５の回転がタイミングベルト３６を通じて第１タイミングプーリ３３へと伝達され、回転部材３２が軸線Ｏ回りに回転することになる。
回転部材３２は、軸線Ｏ方向への移動が規制されており、回転部材３２が回転することで、上端支持部材２６が軸線Ｏ方向に移動することになる。これにより、上端支持部材２６に支持されたシャフト部２１及びバキュームパッド２３が軸線Ｏ方向に移動する。
なお、このステッピングモータ３４の動作は、モータ制御部３８によって制御されており、バキュームパッド２３の高さ位置が調整されることになる。
【００３４】
ここで、打検機１０の搬送方向上流側に位置する吸引器２０ａのさらに上流側には、搬送されてくるカートンケース６０の上蓋部６１の高さ位置を検知するレーザ変位計４０が配設されている。なお、本実施形態においては、レーザ変位計４０は、各打検機１０にそれぞれ対応するように複数（４つ）並列されている。このレーザ変位計４０の測定値は、モータ制御部３８へ伝送される。
さらに、本実施形態においては、モータ制御部３８は、打検機１０とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈが所定範囲となるようにステッピングモータ３４へ指令を与え、上蓋部６１を吸引した状態において搬送方向上流側の吸引器２０ａ及び搬送方向下流側の吸引器２０ｂのバキュームパッド２３の先端面２４の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御する。
【００３５】
以上のように構成された内圧検査装置１により、キャップ付ボトル缶５０の内圧を検査する方法について説明する。
まず、搬入路２によりカートンケース６０を搬送し、このカートンケース６０を搬入路２に沿って配設された内圧検査手段３の配設位置に至らせる。この際、カートンケース６０内に収容されたキャップ付ボトル缶５０の全てが、図２に示すように、これらのキャップ付ボトル缶５０の口金部５５側の内部に空間５１ａが形成されるように正立姿勢となっている。
【００３６】
カートンケース６０が搬送され、図３に示すように、カートンケース６０がレーザ変位計４０の下側を通過する。このとき、レーザ変位計４０によってカートンケース６０の上蓋部６１の高さ位置が測定され、測定値がモータ制御部３８へと伝送される。このモータ制御部３８からステッピングモータ３４へ指令が与えられ、バキュームパッド２３の高さ位置が調整される。
ここで、バキュームパッド２３の先端面２４の全面がカートンケース６０の上蓋部６１の外表面と当接すると、吸引通路部２２を介してバキュームパッド２３の吸引口２５からエアを吸引することによって、上蓋部６１は吸引口２５から吸い上げられるエアとともに吸い上げられ、バキュームパッド２３の先端面２４に吸着される。これにより、上蓋部６１が上方へ移動され、キャップ付ボトル缶５０のキャップ天面部５７と上蓋部６１とが非接触状態となる。
【００３７】
次に、前記非接触状態を維持した状態で、カートンケース６０を搬送する。このとき、カートンケース６０の上蓋部６１は、打検機１０の搬送方向下流側に配設された吸引器２０によって吸引されることになる。
本実施形態では、打検機１０とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈが所定範囲内となるように、モータ制御部３８からの指令によって搬送方向上流側の吸引器２０ａ及び搬送方向下流側の吸引器２０ｂのバキュームパッド２３の高さ位置がそれぞれ別途独立に制御される。
【００３８】
ここで、打検機１０とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈと、音響信号の強度との関係を、図４及び表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
図４及び表１を参照すると、加振コイル１１とカートンケース６０の上蓋部６１との高さ距離ｈが４．０ｍｍと離れた場合あるいは０．５ｍｍ以下と近接した場合には、音響信号が小さくなり、マイクロフォンによって音響信号を得ることができず、内圧検査が精度良く行うことができないおそれがある。一方、加振コイル１１とカートンケース６０の上蓋部６１との高さ距離ｈを１．０ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲内とした場合には、音響信号の強度が十分に高く、内圧検査を確実に実施することができる。さらに、加振コイル１１とカートンケース６０の上蓋部６１との高さ距離ｈを１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内とした場合には、さらに音響信号の強度が高くなるので好ましい。
なお、本実施形態では、打検機１０（加振コイル１１）とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈを、１．０ｍｍ≦ｈ≦３．５ｍｍの範囲内とした。
【００４１】
この状態で、打検機１０においては、加振コイル１１によりキャップ天面部５７を電磁誘導作用によって強制励振させる。そして、この際のキャップ天面部５７からの反響音をマイクロフォン１２により捉える。その後、この反響音を制御手段７の演算部７ａに送信し、この演算部７ａにより、例えばピーク周波数を算出する。そして、このピーク周波数と、予め設定されていた缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいてキャップ付ボトル缶５０の内圧値を算出し、その後、この内圧値を合否判定部７ｂに送信し、この合否判定部７ｂにより、送信された缶内圧値と予め設定された適正内圧値とを比較し、缶内圧値が適正内圧値の範囲内にあるか否かを判定する。
【００４２】
以上の前記強制励振から缶内圧値の判定までを、カートンケース６０を前記非接触状態で搬送しながら、カートンケース６０に収容された全てのキャップ付ボトル缶５０について実施する。
ここで、カートンケース６０を前記非接触状態で搬送する際、カートンケース６０は、バキュームパッド２３の先端面２４を上蓋部６１の外表面が滑りながら搬送される。これにより、カートンケース６０を搬送した状態で上蓋部６１とキャップ天面部５７との非接触状態が実現される。
【００４３】
そして、キャップ付ボトル缶５０のうち１つでも缶内圧値が適正内圧値の範囲外にあると判定した場合には、排斥部４の排斥駆動部を駆動し、このカートンケース６０を排出路６に移動させ、この排出路６よりカートンケース６０を排出する。
カートンケース６０に収容された全てのキャップ付ボトル缶５０の内圧値が適正範囲内にあると判定した場合には、排斥部４の排斥駆動部を駆動させず、このカートンケース６０を搬出路５に至らせ、次工程に搬出する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態による内圧検査装置１及び内圧検査方法によれば、吸引器２０の搬送方向上流側に配置されたレーザ変位計４０によってカートンケース６０の上蓋部６１の高さを検知し、この上蓋部６１の高さに応じて吸引器２０のバキュームパッド２３の高さ位置を調整できるので、上蓋部６１の高さ位置が大きく変化する場合であっても上蓋部６１を吸引器２０で確実に吸引することが可能となる。よって、内圧を検査するキャップ付ボトル缶５０とカートンケース６０の上蓋部６１とを非接触状態として打検を実施することができ、缶の内圧検査を精度良く実施することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、打検機１０の搬送方向上流側及び搬送方向下流側に、それぞれ吸引器２０ａ，２０ｂが配設されているので、これらの吸引部２０ａ，２０ｂによって上蓋部６１を吸引することで、打検機１０の位置において上蓋部６１とキャップ付ボトル缶５０との接触を確実に防止することができる。また、搬送方向上流側の吸引器２０ａと、搬送方向下流側の吸引器２０ｂは、それぞれ別途独立してそのバキュームパッド２３の高さ位置が調整可能とされているので、それぞれ上蓋部６１を確実に吸引することができる。また、上蓋部６１が大きく上方に突出していた場合でも、打検機１０の搬送方向上流側に配置された吸引部２０ａによって上蓋部６１の高さ位置を調整することができ、打検機１０と上蓋部６１との衝突を防止できる。
【００４６】
さらに、本実施形態では、打検機１０（加振コイル１１）とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈが所定範囲内となるように、モータ制御部３８からの指令によって搬送方向上流側の吸引器２０ａ及び搬送方向下流側の吸引器２０ｂのバキュームパッド２３の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御するので、打検による音響信号を安定して得ることができ、内圧検査を精度良く実施することが可能となる。特に、本実施形態では、打検機１０（加振コイル１１）とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈが、１．０ｍｍ≦ｈ≦３．５ｍｍの範囲内とされているので、音響信号の強度が十分高く、打検による内圧検査を精度良く実施することができる。
【００４７】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、測定対象のキャップ付ボトル缶として、胴部と一体に形成されてなる底部を有する缶を示したが、底蓋を巻締めた構成の缶であっても適用可能である。また、キャップ付ボトル缶でなく、通常缶であってもよい。
また、内圧検査装置は、キャップ天面部を強制励振させて内圧を検査するものとして説明したが、これに限定されることはなく、いわゆる缶の底部を強制励振させて内圧を検査する場合にも適用可能である。
しかしながら、キャップ付ボトル缶のキャップ天面部は平坦面とされるとともに、缶軸方向における最も高所に位置しているので、カートンケースの上蓋部の内表面と特に接触し易く、このキャップ天面部を強制励振させるときに、このキャップ天面部の自由振動を阻害する可能性が極めて高いため特に著しい効果を奏することになる。
【００４８】
また、本実施形態では、カートンケースに、搬送方向に６個、およびこの方向に交差する方向に４個、すなわち４行６列の合計２４個の缶が収容されたものを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、例えば５行６列の合計３０個の缶が収容されたカートンケースを対象としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
内容物が充填された缶の内圧を高精度にかつ高効率に検査することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 内圧検査装置
２ 搬入路（搬送手段）
１０ 打検機
２０ 吸引器
３０ 高さ調整機構（吸引器高さ調整機構）
３８ モータ制御部（上蓋部高さ制御部）
４０ レーザ変位計（上蓋検知部）
５０ キャップ付ボトル缶（缶）
６０ カートンケース
６１ 上蓋部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートンケース内に収容された缶の内圧を検査するのに好適な内圧検査装置及び内圧検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ミルク入りコーヒー等の低酸性飲料は、アルミニウム製の陽圧缶（液体窒素充填）あるいはスチール製の負圧缶に充填、密封され、レトルト殺菌をした後に、段ボール紙からなるカートンケースに梱包されてパレットに積み込まれる。そして、ケース詰めされた缶は、７日程度放置した後、カートンケース毎にいわゆる打検による缶内圧検査を行い、漏れがないか確認が行われている。これは、万一、缶に微細なピンホールがある場合、スローリークするため充填直後に缶内圧を測定しても、缶内圧が充填前とさほど変わらず、リークの有無が分らないという問題があるからである。
【０００３】
ところで、前記打検により缶内圧を検査する手段としては、内容物が充填、密封された缶を、この缶の内部のうち底部側に空間が形成されるように逆立ち姿勢とさせた状態で、この缶の底部のうち平滑面とされた径方向中央部を電磁誘導作用によって強制励振させ、この際の缶からの反響音を捉えて算出された、例えばピーク周波数と、予め設定された缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいて缶の内圧を検査する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
そして、この検査方法の実施に当たっては、複数の缶を前記逆立ち姿勢とさせた状態でカートンケースに梱包し、このカートンケースの外側から、この缶の底部を強制励振させ、このときの反響音を捉えて内圧検査する方法が採られている。
【０００４】
ところで、前記打検は一般に、缶が前述のように複数梱包されたカートンケースを積み重ねた状態で数日（７日間程度）放置した後に実施されるので、缶の底部に形成された接地部にカートンケースの上蓋部がめり込み、缶底部の表面にカートンケースの内表面が当接する場合があった。この場合、缶底部の自由振動がカートンケースの上蓋部により阻害されることにより、高精度な内圧検査を実施することが困難となる場合があった。
この問題を解決するための手段として、前記打検をする際に予め、カートンケースの上蓋をバキュームパッドによって吸引して、前記めり込み状態を解除することにより、缶底部とカートンケースの内表面とを非接触状態にしておき、その後、前記打検を行う方法が知られている（例えば特許文献２および３参照）。
【０００５】
また、例えば特許文献４に示すように、キャップ付ボトル缶の内圧検査は、当該キャップ付ボトル缶を正立姿勢にしてカートンケース内に梱包し、このカートンケースの外側からキャップ付ボトル缶のキャップ天面部を強制励振させて、この際の反響音を捉えることで実施される。このようなキャップ付ボトル缶においても、キャップ天面部がカートンケースの上蓋部に接触することがあるため、カートンケースの上蓋部をバキュームパッドによって吸引してキャップ天面部から引き離す必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭４９−３４３７６号公報
【特許文献２】特開平１０−２４６６８１号公報
【特許文献３】特開平１１−９４６８５号公報
【特許文献４】特開２００６−３８８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、搬送されるカートンケースにおいては、その上蓋部の高さ位置が大きく変動することがあり、バキュームパッドによって上蓋部を吸引できないことがあった。この場合には、上蓋部と缶とが接触した状態で打検が実施されるため、内圧検査を精度良く実施することができなくなってしまうといった問題があった。
【０００８】
本発明は、前記状況に鑑みてなされたものであって、カートンケースに収容された缶の内圧を高精度に検査することができる内圧検査装置及び内圧検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る内圧検査装置は、内容物が充填、密封された缶を複数梱包したカートンケースを搬送する搬送手段と、この搬送手段に沿って配設され、前記カートンケース内の缶を強制励振させるとともに、この際の当該缶からの反響音を捉える構成とされた打検機と、を備える内圧検査装置であって、搬送方向における前記打検機の配設位置と略同一位置には、前記カートンケースの上蓋部を吸引して、前記上蓋部と前記缶とを非接触状態に維持する吸引器が設けられており、前記吸引器の前記搬送方向の同一位置又は上流側に、前記カートンケースの上蓋部の高さ位置を検知する上蓋検知部が配設されており、前記吸引器には、前記上蓋検知部による測定値に応じて、前記吸引器の高さ位置を調整する吸引器高さ調整機構が備えられていることを特徴とする。
【００１０】
この内圧検査装置では、吸引器の搬送方向の同一位置又は上流側に配置された上蓋検知部によってカートンケースの上蓋部の高さを検知し、この上蓋部の高さに応じて吸引器の高さ位置を調整できるので、上蓋部の高さ位置が大きく変化する場合であっても上蓋部を吸引器で確実に吸引することが可能となる。よって、内圧を検査する缶とカートンケースの上蓋部とを非接触状態として打検を実施することができ、缶の内圧検査を精度良く実施することができる。
【００１１】
ここで、前記吸引器は、前記打検機の搬送方向上流側及び下流側にそれぞれ配設されており、前記搬送方向上流側の吸引器と、前記搬送方向下流側の吸引器は、それぞれ別途独立して前記吸引器の高さ位置が調整されることが好ましい。
この場合、打検機の搬送方向上流側及び搬送方向下流側に、それぞれ吸引器が配設されているので、これらの吸引部によって上蓋部を吸引することで、打検機の位置において上蓋部と缶との接触を確実に防止することができる。また、前記搬送方向上流側の吸引器と、前記搬送方向下流側の吸引器は、それぞれ別途独立して前記吸引器の高さ位置が調整可能とされているので、それぞれの吸引器で上蓋部を確実に吸引することができる。また、搬送されるカートンケースの上蓋部が大きく上方に突出していた場合でも、打検機の搬送方向上流側に配置された吸引部によって上蓋部の高さ位置を調整することができ、打検機と上蓋部との衝突を防止できる。
【００１２】
また、前記打検機と前記カートンケースの上蓋部との間の高さ距離が所定範囲内となるように、前記上蓋部を吸引した状態において前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御する上蓋部高さ制御部を備えていることが好ましい。
この場合、上蓋部を吸引した状態において前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御することで、前記打検機と前記カートンケースの上蓋部との間の高さ距離が所定範囲内となるように調整可能であることから、打検による音響信号を安定して得ることができ、内圧検査を精度良く実施することが可能となる。
【００１３】
さらに、前記上蓋部高さ制御部は、前記打検機の位置において前記カートンケースの上蓋部が水平方向を向くように、前記上蓋部を吸引した状態で前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御することが好ましい。
この場合、打検機によって反響音を効率良く集音することができ、缶の内圧検査を精度良く実施することができる。
【００１４】
本発明の内圧検査方法は、前述の内圧検査装置を用いた内圧検査方法であって、前記上蓋検知部によって測定された前記カートンケースの上蓋部の高さ位置に応じて、前記吸引器の高さ位置を調整し、前記吸引器によって前記上蓋部と前記缶とを非接触状態に維持した状態で、前記打検機により前記カートンケース内の缶を強制励振させるとともに、この際の当該缶からの反響音を捉えることを特徴としている。
この構成の内圧検査方法によれば、カートンケースの上蓋部の高さ位置が大きく変化する場合であっても上蓋部を吸引器で確実に吸引することができ、内圧を検査する缶とカートンケースの上蓋部とを非接触状態として打検を実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係る内圧検査装置及び内圧検査方法によれば、カートンケースに収容された缶の内圧検査を精度良く実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態である内圧検査装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すカートンケースおよび缶の拡大断面図である。
【図３】図１に示す内圧検査装置の吸引部および打検機の周辺を示す拡大断面図である。
【図４】図１に示す内圧検査装置における打検機の下端と上蓋部との高さ距離と、打検時の音響信号の強度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る内圧検査装置及び内圧検査方法の好適な実施の形態を、添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る内圧検査装置の一実施形態を示す概略構成図である。
この内圧検査装置１は、搬入路２と、内圧検査手段３と、排斥部４と、搬出路５と、排出路６と、制御手段７と、吸引器２０と、を備える概略構成とされている。
【００１８】
搬入路２、搬出路５、および排出路６はそれぞれ、例えば無端ベルト９を図示しない駆動モータにて周回させるコンベアによって形成される。図示の例で、搬入路２、および搬出路５は、無端ベルト９の上面が図中の左側から右側へと移動され、排出路６は、無端ベルト９の上面が図中の上側から下側へと移動される。
【００１９】
排斥部４は、カートンケース６０が配置搬送される搬送路と、図示しない排斥駆動部とを備えた概略構成とされており、前記排斥駆動部は例えばエアシリンダーにより構成され、前記搬送路に対して進退可能に支持された構成となっている。そして、カートンケース６０が前記搬送路上で搬送される過程において、カートンケース６０内の内圧値が後述するように適正範囲外にあると判定された場合には、前記排斥駆動部が前進駆動されることによって、カートンケース６０は排出路６に移動される。
【００２０】
搬入路２の搬送方向上流側には、例えば段ボール紙からなるカートンケース６０が載せられる。カートンケース６０には、例えばミルク入りコーヒー等の低酸性飲料の製品（内容物）を充填、密封したキャップ付ボトル缶５０が、図示の例では、搬送方向に６個、およびこの方向に交差する方向に４個、すなわち４行６列の合計２４個収容されている。なお、一般に、これらの缶が陽圧缶の場合は液体窒素が充填され、さらに内容物が低酸性飲料の場合は窒素ガスが充填される。
【００２１】
ここで、本実施形態における内圧検査対象としてのキャップ付ボトル缶５０を図２を用いて説明する。
このキャップ付ボトル缶５０は、図２に示すように、ボトル缶５１とキャップ５６とを備える概略構成とされ、これらボトル缶５１及びキャップ５６は、アルミニウム、アルミニウム合金、またはスチールにより形成されている。
なお、ボトル缶５１は、本実施形態では、前記金属からなる板状体に、絞り加工、しごき加工を施して有底筒状体を形成した後に、この有底筒状体の開口部にネックイン加工、ねじ切加工、およびカール部形成加工等を施して形成される。
【００２２】
ボトル缶５１は、大径の胴部５２と、この胴部５２の缶軸方向上端に、径方向外方へ凸とされた凸曲面状の連結部５３を介して連設されるとともに、缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部５４と、この肩部５４の缶軸方向上端部と連設されるとともに、缶軸方向上方へ延在した口金部５５とを有する概略構成とされている。この口金部５５には雄ねじ部５５ａが形成されるとともに、この缶軸方向上端部は径方向外方へ折返されたカール部５５ｂが形成されている。
【００２３】
キャップ５６は、平坦面とされたキャップ天面部５７（強制励振部）と、このキャップ天面部５７の外周縁部から略垂下してなる側面部５８と、キャップ天面部５７の内側に配設されたライナー５９とを有する概略構成とされている。なお、キャップ５６の側面部５８の外径は例えば２８ｍｍ以上４２ｍｍ以下に設定されている。
そして、キャップ５６は、ボトル缶５１の口金部５５の雄ねじ部５５ａに、このキャップ５６のライナー５９が口金部５５のカール部５５ｂの上端部と密接した状態で螺着されている。
【００２４】
以上のように構成されたキャップ付ボトル缶５０は全て、カートンケース６０内に、口金部５５側の内部に空間５１ａが形成されるように正立姿勢で収容されている。この正立姿勢において、キャップ付ボトル缶５０の内部には、前述した内容物が、ボトル缶５１の連結部５３より缶軸方向上方位置に至るまで、本実施形態では、肩部５４の缶軸方向上部に至るまで充填されている。
このとき、図２に示すように、キャップ付ボトル缶５０のキャップ天面部５７がカートンケース６０の上蓋部６１と対向するように位置することになる。
【００２５】
内圧検査手段３は、図１に示すように、搬入路２の下流側領域に配設されており、カートンケース６０が搬送されている状態で、このカートンケース６０内の全てのキャップ付ボトル缶５０の内圧を順次各別に検査できるようになっている。
この内圧検査手段３は、図３に示すように、キャップ天面部５７の径方向中央部を強制励振させる加振コイル１１、およびこの加振コイル１１によるキャップ天面部５７からの反響音を捉えるマイクロフォン１２を備える打検機１０を備えている。そして、打検機１０は、搬送方向に対して交差する方向に連続して４個配設されており、図１において、搬送方向上流側から下流側へ互いに位置をずらして配設されている。すなわち、打検機１０の連設方向（複数の打検機１０が配列された方向）と、搬送方向に直交する方向とは所定の角度を有しており、この角度は、マイクロフォン１２が、隣に位置するキャップ付ボトル缶５０のキャップ天面部５７からの反響音を拾わないような時間間隔となるように、例えばカートンケース６０の搬送速度や、キャップ５６の材質や大きさ等により決定される。
【００２６】
内圧検査手段３のマイクロフォン１２により得られたキャップ天面部５７の反響音は、図１に示す制御手段７に送信され、この制御手段７の演算部７ａによりキャップ付ボトル缶５０の内圧値を算出し、そして、この内圧値は合否判定部７ｂに送信され、この合否判定部７ｂでキャップ付ボトル缶５０の内圧値が適正か否かの判定を行う。そして、この判定結果は排斥制御部７ｃに送信され、ここで排斥部４に配設された図示しない排斥駆動部を制御するようになっている。すなわち、合否判定部７ｂによりカートンケース６０内のキャップ付ボトル缶５０全ての内圧値が適正であると判定した場合は、前記排斥駆動部は駆動せず、カートンケース６０は搬入路２により搬送され続け、その後、搬出路５上へ至り次工程へ搬送され、カートンケース６０内のキャップ付ボトル缶５０のうち１本でも内圧値が不適正であると判定した場合には、前記排斥駆動部を駆動させ、カートンケース６０を排出路６上に移動し排出するようになっている。
【００２７】
なお、演算部７ａは、マイクロフォン１２により得られた反響音から例えばピーク周波数を算出し、このピーク周波数と、予め設定された缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいてキャップ付ボトル缶５０の内圧値を算出するようになっている。
また、合否判定部７ｂは、演算部７ａにより算出された内圧値と、予め設定された適正内圧値とを比較し、算出された内圧値が適正内圧値の範囲内にない場合に不合格と判定し、この範囲内にある場合に合格と判定するようになっている。
【００２８】
吸引器２０は、図１に示すように、搬入路２の表面の上方に、搬送方向における打検機１０の配設位置と略同一位置に配設されている。本実施形態では、打検機１０の配設位置を基準に搬送方向上流側に配設された吸引器２０ａと搬送方向下流側に配設された吸引器２０ｂとを備えている。すなわち、搬送方向に対して交差する方向に並べられた４つの打検機１０のそれぞれに、打検機１０の搬送方向上流側及び下流側に吸引器２０が配設されており、全体で８つの吸引器２０が配設されているのである。
【００２９】
吸引器２０は、図３に示すように、上下に延在する軸線Ｏに沿って延びるシャフト部２１と、シャフト部２１の下端に設けられたバキュームパッド２３と、シャフト部２１の上端部分を支持する上端支持部材２６と、これらシャフト部２１、バキュームパッド２３及び上端支持部材２６の高さ位置を調整する高さ調整機構３０と、を有している。
【００３０】
シャフト部２１には、軸線Ｏ方向に沿って延在する吸引通路部２２が設けられており、この吸引通路部２２の上端が図示しない真空排気手段に接続されている。
また、このシャフト部２１には、架台２９に固定されたスリーブ２７が外嵌されており、シャフト部２１は、スリーブ２７に対して上下方向に移動可能とされている。
さらに、シャフト部２１の上端を支持する上端支持部材２６は、シャフト部２１に対して軸線Ｏ方向に相対移動しないようにシャフト部２１を支持しており、その外周面に雄ネジが形成されている。
【００３１】
シャフト部２１の下端に設けられたバキュームパッド２３の先端面２４には吸引口２５が設けられており、この先端面２４がカートンケース６０の上蓋部６１の保持面とされている。
各バキュームパッド２３は、比較的硬度が高く、かつ摩擦係数の小さい樹脂材料として、例えばポリ４フッ化エチレンを重合した合成樹脂により、円板状に形成されており、このバキュームパッド２３の先端面２４には、大径の孔が形成されるとともに、この孔の底面における径方向中央部に吸引口２５が配設された構成となっている。また、バキュームパッド２３の先端部２４の外周面は、この先端面２４に向うに従い漸次縮径されたテーパ形状とされている。
【００３２】
高さ調整機構３０は、スリーブ２７の外周側に配設されたインナーシャフト３１と、このインナーシャフト３１及び上端支持部材２６の外周側に配設された回転部材３２と、この回転部材３２の外周面に配設された第１タイミングプーリ３３と、ステッピングモータ３４と、ステッピングモータ３４の回転軸に配設された第２タイミングプーリ３５と、第１タイミングプーリ３３と第２タイミングプーリ３５とに掛け渡されたタイミングベルト３６と、ステッピングモータ３４の動作を制御するモータ制御部３８と、を備えている。
回転部材３２の内周面には雌ネジが形成されており、上端支持部材２６の外周面に形成された雄ネジと螺合する構成とされている。
インナーシャフト３１は、ピン部材によってスリーブ２７に固定されている。また、インナーシャフト３１の外周面と回転部材３２の内周面の間には、軸受部材３７が配設されている。
【００３３】
ここで、ステッピングモータ３４の回転軸を回転させると、第２タイミングプーリ３５の回転がタイミングベルト３６を通じて第１タイミングプーリ３３へと伝達され、回転部材３２が軸線Ｏ回りに回転することになる。
回転部材３２は、軸線Ｏ方向への移動が規制されており、回転部材３２が回転することで、上端支持部材２６が軸線Ｏ方向に移動することになる。これにより、上端支持部材２６に支持されたシャフト部２１及びバキュームパッド２３が軸線Ｏ方向に移動する。
なお、このステッピングモータ３４の動作は、モータ制御部３８によって制御されており、バキュームパッド２３の高さ位置が調整されることになる。
【００３４】
ここで、打検機１０の搬送方向上流側に位置する吸引器２０ａのさらに上流側には、搬送されてくるカートンケース６０の上蓋部６１の高さ位置を検知するレーザ変位計４０が配設されている。なお、本実施形態においては、レーザ変位計４０は、各打検機１０にそれぞれ対応するように複数（４つ）並列されている。このレーザ変位計４０の測定値は、モータ制御部３８へ伝送される。
さらに、本実施形態においては、モータ制御部３８は、打検機１０とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈが所定範囲となるようにステッピングモータ３４へ指令を与え、上蓋部６１を吸引した状態において搬送方向上流側の吸引器２０ａ及び搬送方向下流側の吸引器２０ｂのバキュームパッド２３の先端面２４の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御する。
【００３５】
以上のように構成された内圧検査装置１により、キャップ付ボトル缶５０の内圧を検査する方法について説明する。
まず、搬入路２によりカートンケース６０を搬送し、このカートンケース６０を搬入路２に沿って配設された内圧検査手段３の配設位置に至らせる。この際、カートンケース６０内に収容されたキャップ付ボトル缶５０の全てが、図２に示すように、これらのキャップ付ボトル缶５０の口金部５５側の内部に空間５１ａが形成されるように正立姿勢となっている。
【００３６】
カートンケース６０が搬送され、図３に示すように、カートンケース６０がレーザ変位計４０の下側を通過する。このとき、レーザ変位計４０によってカートンケース６０の上蓋部６１の高さ位置が測定され、測定値がモータ制御部３８へと伝送される。このモータ制御部３８からステッピングモータ３４へ指令が与えられ、バキュームパッド２３の高さ位置が調整される。
ここで、バキュームパッド２３の先端面２４の全面がカートンケース６０の上蓋部６１の外表面と当接すると、吸引通路部２２を介してバキュームパッド２３の吸引口２５からエアを吸引することによって、上蓋部６１は吸引口２５から吸い上げられるエアとともに吸い上げられ、バキュームパッド２３の先端面２４に吸着される。これにより、上蓋部６１が上方へ移動され、キャップ付ボトル缶５０のキャップ天面部５７と上蓋部６１とが非接触状態となる。
【００３７】
次に、前記非接触状態を維持した状態で、カートンケース６０を搬送する。このとき、カートンケース６０の上蓋部６１は、打検機１０の搬送方向下流側に配設された吸引器２０によって吸引されることになる。
本実施形態では、打検機１０とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈが所定範囲内となるように、モータ制御部３８からの指令によって搬送方向上流側の吸引器２０ａ及び搬送方向下流側の吸引器２０ｂのバキュームパッド２３の高さ位置がそれぞれ別途独立に制御される。
【００３８】
ここで、打検機１０とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈと、音響信号の強度との関係を、図４及び表１に示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
図４及び表１を参照すると、加振コイル１１とカートンケース６０の上蓋部６１との高さ距離ｈが４．０ｍｍと離れた場合あるいは０．５ｍｍ以下と近接した場合には、音響信号が小さくなり、マイクロフォンによって音響信号を得ることができず、内圧検査が精度良く行うことができないおそれがある。一方、加振コイル１１とカートンケース６０の上蓋部６１との高さ距離ｈを１．０ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の範囲内とした場合には、音響信号の強度が十分に高く、内圧検査を確実に実施することができる。さらに、加振コイル１１とカートンケース６０の上蓋部６１との高さ距離ｈを１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下の範囲内とした場合には、さらに音響信号の強度が高くなるので好ましい。
なお、本実施形態では、打検機１０（加振コイル１１）とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈを、１．０ｍｍ≦ｈ≦３．５ｍｍの範囲内とした。
【００４１】
この状態で、打検機１０においては、加振コイル１１によりキャップ天面部５７を電磁誘導作用によって強制励振させる。そして、この際のキャップ天面部５７からの反響音をマイクロフォン１２により捉える。その後、この反響音を制御手段７の演算部７ａに送信し、この演算部７ａにより、例えばピーク周波数を算出する。そして、このピーク周波数と、予め設定されていた缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいてキャップ付ボトル缶５０の内圧値を算出し、その後、この内圧値を合否判定部７ｂに送信し、この合否判定部７ｂにより、送信された缶内圧値と予め設定された適正内圧値とを比較し、缶内圧値が適正内圧値の範囲内にあるか否かを判定する。
【００４２】
以上の前記強制励振から缶内圧値の判定までを、カートンケース６０を前記非接触状態で搬送しながら、カートンケース６０に収容された全てのキャップ付ボトル缶５０について実施する。
ここで、カートンケース６０を前記非接触状態で搬送する際、カートンケース６０は、バキュームパッド２３の先端面２４を上蓋部６１の外表面が滑りながら搬送される。これにより、カートンケース６０を搬送した状態で上蓋部６１とキャップ天面部５７との非接触状態が実現される。
【００４３】
そして、キャップ付ボトル缶５０のうち１つでも缶内圧値が適正内圧値の範囲外にあると判定した場合には、排斥部４の排斥駆動部を駆動し、このカートンケース６０を排出路６に移動させ、この排出路６よりカートンケース６０を排出する。
カートンケース６０に収容された全てのキャップ付ボトル缶５０の内圧値が適正範囲内にあると判定した場合には、排斥部４の排斥駆動部を駆動させず、このカートンケース６０を搬出路５に至らせ、次工程に搬出する。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態による内圧検査装置１及び内圧検査方法によれば、吸引器２０の搬送方向上流側に配置されたレーザ変位計４０によってカートンケース６０の上蓋部６１の高さを検知し、この上蓋部６１の高さに応じて吸引器２０のバキュームパッド２３の高さ位置を調整できるので、上蓋部６１の高さ位置が大きく変化する場合であっても上蓋部６１を吸引器２０で確実に吸引することが可能となる。よって、内圧を検査するキャップ付ボトル缶５０とカートンケース６０の上蓋部６１とを非接触状態として打検を実施することができ、缶の内圧検査を精度良く実施することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、打検機１０の搬送方向上流側及び搬送方向下流側に、それぞれ吸引器２０ａ，２０ｂが配設されているので、これらの吸引部２０ａ，２０ｂによって上蓋部６１を吸引することで、打検機１０の位置において上蓋部６１とキャップ付ボトル缶５０との接触を確実に防止することができる。また、搬送方向上流側の吸引器２０ａと、搬送方向下流側の吸引器２０ｂは、それぞれ別途独立してそのバキュームパッド２３の高さ位置が調整可能とされているので、それぞれ上蓋部６１を確実に吸引することができる。また、上蓋部６１が大きく上方に突出していた場合でも、打検機１０の搬送方向上流側に配置された吸引部２０ａによって上蓋部６１の高さ位置を調整することができ、打検機１０と上蓋部６１との衝突を防止できる。
【００４６】
さらに、本実施形態では、打検機１０（加振コイル１１）とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈが所定範囲内となるように、モータ制御部３８からの指令によって搬送方向上流側の吸引器２０ａ及び搬送方向下流側の吸引器２０ｂのバキュームパッド２３の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御するので、打検による音響信号を安定して得ることができ、内圧検査を精度良く実施することが可能となる。特に、本実施形態では、打検機１０（加振コイル１１）とカートンケース６０の上蓋部６１との間の高さ距離ｈが、１．０ｍｍ≦ｈ≦３．５ｍｍの範囲内とされているので、音響信号の強度が十分高く、打検による内圧検査を精度良く実施することができる。
【００４７】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、測定対象のキャップ付ボトル缶として、胴部と一体に形成されてなる底部を有する缶を示したが、底蓋を巻締めた構成の缶であっても適用可能である。また、キャップ付ボトル缶でなく、通常缶であってもよい。
また、内圧検査装置は、キャップ天面部を強制励振させて内圧を検査するものとして説明したが、これに限定されることはなく、いわゆる缶の底部を強制励振させて内圧を検査する場合にも適用可能である。
しかしながら、キャップ付ボトル缶のキャップ天面部は平坦面とされるとともに、缶軸方向における最も高所に位置しているので、カートンケースの上蓋部の内表面と特に接触し易く、このキャップ天面部を強制励振させるときに、このキャップ天面部の自由振動を阻害する可能性が極めて高いため特に著しい効果を奏することになる。
【００４８】
また、本実施形態では、カートンケースに、搬送方向に６個、およびこの方向に交差する方向に４個、すなわち４行６列の合計２４個の缶が収容されたものを例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、例えば５行６列の合計３０個の缶が収容されたカートンケースを対象としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
内容物が充填された缶の内圧を高精度にかつ高効率に検査することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 内圧検査装置
２ 搬入路（搬送手段）
１０ 打検機
２０ 吸引器
３０ 高さ調整機構（吸引器高さ調整機構）
３８ モータ制御部（上蓋部高さ制御部）
４０ レーザ変位計（上蓋検知部）
５０ キャップ付ボトル缶（缶）
６０ カートンケース
６１ 上蓋部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内容物が充填、密封された缶を複数梱包したカートンケースを搬送する搬送手段と、この搬送手段に沿って配設され、前記カートンケース内の缶を強制励振させるとともに、この際の当該缶からの反響音を捉える構成とされた打検機と、を備える内圧検査装置であって、
搬送方向における前記打検機の配設位置と略同一位置には、前記カートンケースの上蓋部を吸引して、前記上蓋部と前記缶とを非接触状態に維持する吸引器が設けられており、
前記吸引器の前記搬送方向の同一位置又は上流側に、前記カートンケースの上蓋部の高さ位置を検知する上蓋検知部が配設されており、
前記吸引器には、前記上蓋検知部による測定値に応じて、前記吸引器の高さ位置を調整する吸引器高さ調整機構が備えられていることを特徴とする内圧検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内圧検査装置において、
前記吸引器は、前記打検機の搬送方向上流側及び下流側にそれぞれ配設されており、前記搬送方向上流側の吸引器と、前記搬送方向下流側の吸引器は、それぞれ別途独立して前記吸引器の高さ位置が調整されることを特徴とする内圧検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内圧検査装置において、
前記打検機と前記カートンケースの上蓋部との間の高さ距離が所定範囲内となるように、前記上蓋部を吸引した状態において前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御する上蓋部高さ制御部を備えていることを特徴とする内圧検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内圧検査装置において、
前記上蓋部高さ制御部は、前記打検機の位置において前記カートンケースの上蓋部が水平方向を向くように、前記上蓋部を吸引した状態で前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御することを特徴とする内圧検査装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内圧検査装置を用いた内圧検査方法であって、
前記上蓋検知部によって測定された前記カートンケースの上蓋部の高さ位置に応じて、前記吸引器の高さ位置を調整し、前記吸引器によって前記上蓋部と前記缶とを非接触状態に維持した状態で、前記打検機により、前記カートンケース内の缶を強制励振させるとともに、この際の当該缶からの反響音を捉えることを特徴とする内圧検査方法。
【請求項１】
内容物が充填、密封された缶を複数梱包したカートンケースを搬送する搬送手段と、この搬送手段に沿って配設され、前記カートンケース内の缶を強制励振させるとともに、この際の当該缶からの反響音を捉える構成とされた打検機と、を備える内圧検査装置であって、
搬送方向における前記打検機の配設位置と略同一位置には、前記カートンケースの上蓋部を吸引して、前記上蓋部と前記缶とを非接触状態に維持する吸引器が設けられており、
前記吸引器の前記搬送方向の同一位置又は上流側に、前記カートンケースの上蓋部の高さ位置を検知する上蓋検知部が配設されており、
前記吸引器には、前記上蓋検知部による測定値に応じて、前記吸引器の高さ位置を調整する吸引器高さ調整機構が備えられていることを特徴とする内圧検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内圧検査装置において、
前記吸引器は、前記打検機の搬送方向上流側及び下流側にそれぞれ配設されており、前記搬送方向上流側の吸引器と、前記搬送方向下流側の吸引器は、それぞれ別途独立して前記吸引器の高さ位置が調整されることを特徴とする内圧検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内圧検査装置において、
前記打検機と前記カートンケースの上蓋部との間の高さ距離が所定範囲内となるように、前記上蓋部を吸引した状態において前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御する上蓋部高さ制御部を備えていることを特徴とする内圧検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内圧検査装置において、
前記上蓋部高さ制御部は、前記打検機の位置において前記カートンケースの上蓋部が水平方向を向くように、前記上蓋部を吸引した状態で前記搬送方向上流側の吸引器及び前記搬送方向下流側の吸引器の高さ位置をそれぞれ別途独立に制御することを特徴とする内圧検査装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の内圧検査装置を用いた内圧検査方法であって、
前記上蓋検知部によって測定された前記カートンケースの上蓋部の高さ位置に応じて、前記吸引器の高さ位置を調整し、前記吸引器によって前記上蓋部と前記缶とを非接触状態に維持した状態で、前記打検機により、前記カートンケース内の缶を強制励振させるとともに、この際の当該缶からの反響音を捉えることを特徴とする内圧検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２５５７２６（Ｐ２０１２−２５５７２６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２９２４５（Ｐ２０１１−１２９２４５）
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（３０５０６０１５４）ユニバーサル製缶株式会社 (219)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（３０５０６０１５４）ユニバーサル製缶株式会社 (219)
【Ｆターム（参考）】
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