JP2001165914A - キャップの締付検査方法およびその装置 - Google Patents

キャップの締付検査方法およびその装置

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JP2001165914A
JP2001165914A JP35000999A JP35000999A JP2001165914A JP 2001165914 A JP2001165914 A JP 2001165914A JP 35000999 A JP35000999 A JP 35000999A JP 35000999 A JP35000999 A JP 35000999A JP 2001165914 A JP2001165914 A JP 2001165914A
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JP
Japan
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cap
container
ultrasonic
tightening
mouth
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Withdrawn
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JP35000999A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Naganuma
沼 辰 雄 長
Minoru Yonebayashi
林 実 米
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Kirin Beverage Corp
Kirin Brewery Co Ltd
Original Assignee
Kirin Beverage Corp
Kirin Brewery Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器のキャップの締付け状態を非破壊的かつ
連続的に検査することを可能とする。 【解決手段】 容器2を転倒させる転倒手段5と、転倒
した容器2の少なくとも口部2aが浸漬し得る水槽6
と、該水槽6内の水中に位置するキャップ1の天面また
は側面に超音波パルスを照射する探傷子(超音波発振
器)7とを具有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は容器に対するキャッ
プの締付状態を検査するキャップの締付検査方法および
その装置に係り、特に超音波探傷子を用いてキャップの
締付状態を検査するキャップの締付検査方法およびその
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】飲料用容器のキャップには従来一般にア
ルミキャップが用いられてきたが、リサイクル処理への
対応や開栓時における安全性向上のうえから所謂PPキ
ャップ(開封が分かる形状であるピルファープルーフに
由来)が急速に普及してきている。
【0003】上記PPキャップによる密封メカニズムや
キャッピングの条件はアルミキャップとは異なってお
り、さらに充填システムや殺菌方法によってもボトル仕
様が微妙に異なるため、これらを考慮すると密封状態の
或る程度の精度を維持してその締付状態を検査するシス
テムが必要になりつつある。
【0004】従来、一般的には生産現場でのPETボト
ルとPPキャップとの締付状態の工程管理において、ボ
トルを経時的に抜きとり、キャップの締付角度やトルク
メータによる開栓トルクを計測することにより管理して
いる。この検査は開栓を伴うので破壊検査となり、製品
ロスにも繋がるため好ましいものではない。また、より
完全な品質保証を実施するためには全数検査が可能な方
式が必要となる。
【0005】かかることから製品ロスを防ぐための非破
壊検査の手段としてX線を用いた透過画像の撮影を行っ
て測定するキャップの締付検査機(実用新案登録第30
58761号公報)が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるにX線による締
付装置では、X線による透過が一方向に限定されるこ
と、および透過画像の撮影の際に線源から拡散するX線
が透過することにより画像を得るものであるため検査精
度が低いことが問題点として存在する。またX線を可視
光に変換するシンチレータに対しX線が透過してしまう
という構造的な問題があり、画像にノイズが混在してし
まう原因となっている。
【0007】このように現状におけるX線を用いた計測
手段によるものでは解像度が低く、ライン中での検査で
は隙間部が150μm以上ないと安定した判別をするこ
とができない。また水滴がキャップに付着しているとX
線の透過が阻害されて測定が不可となってしまう。また
コンベアが振動することによっても撮影エラーが生じて
しまうなどの種々の問題点がある。さらにはCCDカメ
ラの集積度について単位面積当りで限界があるなどの制
約もあり、デメリットが数多く存在する。
【0008】上記各種の問題点の存在により、処理速度
を高めようとすると相対的に測定精度が低くなり、求め
る管理精度が得られないことや、検査システム自体が著
しく高価であるなど、現場への適用には幾多の難点があ
って未だ普及するには至っていない現状にある。
【0009】本発明は上記従来の技術が有する問題点を
解消することを課題としてなされたもので、キャップの
締付状態を正確に検査することができ、生産速度に対応
した速さで計測可能としたことにある。
【0010】すなわち超音波を用い、超音波が伝達する
物質の疎密により変化するエコーを検出することでキャ
ップの締付状態を知るようにしたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する手段
として本発明は、容器の口部に螺着されるキャップの締
付状態を検査する検査方法において、容器を転倒させて
少なくともその口部を水中に位置させ、該容器の口部に
螺着されているキャップの天面または側面に超音波パル
スを照射し、その反射波を検出することによりキャップ
の締付状態を検査することを特徴とする。
【0012】上記検査を行なう装置として、容器を転倒
させる転倒手段と、転倒した容器の少なくとも口部が浸
漬し得る水槽と、該水槽内の水中に位置するキャップの
天面または側面に超音波パルスを照射する超音波探傷子
とを具有する構成としたことにある。
【0013】上記装置に、前記超音波探傷子によりキャ
ップへ向けて照射した超音波の反射波を検出する超音波
探傷子と、この探傷子により検出した反射波を基にした
データの数値処理手段とを付設すれば、検査結果を把握
することができ、また前記数値処理手段により得たデー
タを画像処理する画像処理手段を付設すれば、締付状態
を画像としてとらえることができ、これらの手段から管
理をより容易にすることができる。
【0014】なお本発明は、PETボトルのキャップの
締付状態の検査に適用して最適である。
【0015】このように本発明において容器を転倒させ
ることは、超音波パルスを照射する部位に気泡が存在す
ると正確なデータを得る際の障害になる可能性があるこ
とを想定したためであり、被測定部位の気泡を排除する
のに容器を転倒させてキャップの被冠部位の容器内を液
体で充実させることが望ましい故である。この場合、容
器の転倒角度は180°にわたって反転させることが最
も望ましいが、被測定部位の容器内に気泡が存在しなけ
れば必ずしも180°にわたって反転させずともそれ以
下の角度であってよい。また気泡を排除するために超音
波照射による振動付与等の事前処理を行ってもよい。
【0016】また転倒した容器の被測定部位を水中に浸
漬させることは、超音波の特性により非接触で測定を行
うとき超音波パルスの減衰が少ないためである。
【0017】なお超音波探傷子は、一つの探傷子を1箇
所のキャップ締付部位にそって回転させることによりス
キャニングするようにしてもよいが、探傷子を2箇所に
設置し、容器を直線的に移動させることで4箇所以上の
各部位の測定をするようにしてもよい。
【0018】測定部位はキャップの天面から容器の開口
縁に向けての照射のほか、当該部位の側面から容器を回
転させてスキャニングするようにしてもよい。
【0019】前記超音波探傷子とキャップとの間の距離
は20mm程度とするのがよく、また水の温度は0〜65
℃程度の範囲で一定に保つことが望ましい。
【0020】上記のようにしてキャップに超音波パルス
を照射し、その反射波を検出してその数値による測定デ
ータを得て締付状態を検査することになる。
【0021】さらに必要があれば、上記反射数値に基づ
いて画像処理を行ない、映像データとして締付状態を精
密に検査することができる。キャップの締付角度は通常
のネジ式のボトルで130°(+360°)、エクステ
ンドネジ式のボトルで220°(+360°)以上が基
本とされており、この範囲の条件下での検出数値のデー
タを入力しておき、これ以外のデータが得られた場合は
生産ライン上では不良として排除することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するうえで使
用するキャップ締付検査装置の一実施形態を図面を参照
して説明する。
【0023】図1は生産ライン中に本発明によるキャッ
プの締付検査装置を設置した場合の構成例を示すもの
で、内部に内容液が充填されてキャップ1が締着された
容器2の搬送コンベア3と4との間で、上流側の搬送コ
ンベア3の末端から下流側の搬送コンベア4の始端にか
けて容器2を180°反転させたのち再び直立姿勢に戻
すための転倒手段5が配設され、この転倒手段5による
容器2の反転領域に容器2の口部から肩部近傍まで水没
する水深を有する水槽6が設置されている。
【0024】前記転倒手段5は、容器2の搬送方向両側
にそって配設される左右のフレーム5a、5aが上流側
の搬送コンベア3の末端近くから撚転されて容器2を1
80°反転させ、下流側の搬送コンベア4の始端近傍に
かけて元に戻るよう撚転されたもので、容器2が反転し
た位置の水槽6の下部にキャップ1の天面1aから容器
2の口部2aの開口縁に向けて超音波パルスを発振する
探傷子7が上向き設置されている。
【0025】前記超音波探傷子7と対応する上方位置に
は、図2に示すように容器2の底面に当接してこれを回
転させるための回転盤8が設けられ、この回転盤8をモ
ータ9により伝動機構10を通じて回転させることによ
り容器2に回転を与え、図3、図4に示すように容器2
の口部2aの開口縁の全周にわたって超音波パルスが照
射されるように構成される。
【0026】上記超音波パルスの照射については、図3
に鎖線で示す側部位置に設置し、キャップ1と容器2の
口部2aの開口縁との圧接部位に向けて照射するように
してもよい。
【0027】また図5および図6のように2個の超音波
探傷子7、7を容器2の進行方向に対しキャップ1の中
央にオフセットした両サイドに対応して配設し、容器2
を矢印方向に直進させてその間に前記2箇所でタイミン
グを変えて2回スキャニングするようにし、図6の符号
11で示すように都合4箇所を計測、検査してもよい。
【0028】このほか図7に示すように容器2を180
°以下の角度に転倒させ、その傾斜角に一致させて水槽
6の側部に超音波探傷子7を設置するようにしてもよ
い。
【0029】上記の装置を用いて締着後のキャップ1に
超音波探傷子7から超音波パルスを照射すると、キャッ
プ1と容器2の口部2aの開口縁との圧接による高密度
化された部位は波形(図8〜図12の各(b))が表わ
れ、この波形の高さにより適正な締付(シール)がなさ
れているか否かを判断することができる。
【0030】図8〜図12は超音波反射波のデータの一
例を示すもので、探傷子の周波数25MHz、同、焦点
距離20mm、スポットサイズ200μmを使用し、通常
ネジのPETボトルとPPキャップを対象としたもので
ある。このグラフにおいて、(a)はキャップの天面か
らの反射波を水平方向へ走査したものであり、(b)は
同じく反射波についてキャップ1と容器2の口部2aの
開口縁との密着部分について限定し、得られた波形のピ
ークから各締込み角度における密着度合いを示してい
る。(c)については、前記(b)で得られたピーク波
形について画像処理を行ない、水平面で表わしたもので
あり、図中S部分の濃淡が図8〜図12の各(B)に示
すように密着度合いにしたがって濃い表示から薄い表示
に変化して行くものである。
【0031】以上の(a)、(b)、(c)の各データ
において、(a)の場合はキャップがPETボトルに締
付けられるに従ってキャップの天面の形状が凹面から平
面を経て凸面に至る様子を示している。このデータの場
合、まず図8の360°+120°ではキャップが締込
み不足の状態であり、図12の360°+160°の締
込み時が最も好ましい締付状態であることを示し、さら
に図12の360°+230°ではキャップが締込み過
ぎの状態となり、キャップがかなり変形していることが
分る。
【0032】次に(b)、(c)の場合は、図9を起点
として、好ましい密着状態は図10であり、さらに好ま
しい密着状態(締付状態)は図11、図12の締込み角
度の状態であることが分る。
【0033】したがって(a)、(b)、(c)から総
合判断すると、設計の最適条件である360°+160
°の締込み角度が測定データから最も好ましい密着状態
であることを表わしていることが分る。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、容
器を転倒させて少なくともその口部を水中に位置させ、
該容器の口部に螺着されているキャップの天面または側
面に超音波パルスを照射し、その反射波を検出すること
によりキャップの締付状態を検査するようにしたので、
容器内の気泡に妨げられることなく超音波照射による反
射波を得ることができ、キャップの締付具合いを正確に
キャッチすることが可能となってより高精度の検査を行
うことができる。
【0035】また反射波を基にした数値処理手段および
画像処理手段を付設すれば、キャップの締付状態をボト
ル口部とキャップ内面とのシール部分全周にわたってよ
り精度よく明確に把握することができ、生産ライン中に
おいても容易に検査することが可能とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を生産ライン中に実施する場合の一実施
形態を示す正面図。
【図2】キャップの締付検査部位の拡大側面図。
【図3】1個の超音波発振器を用いてキャップの全周を
スキャニングするようにした場合の正面よりみた説明
図。
【図4】同、平面よりみた説明図。
【図5】2個の探傷子(超音波発振器)を用い、容器を
直進させてスキャニングするようにした場合の正面より
みた説明図。
【図6】同、平面よりみた説明図。
【図7】他の実施形態を示す略示説明図。
【図8】(A)、(B)はキャップを360°+120
°締込んだ際の計測データを示す説明図。
【図9】(A)、(B)は同、360°+130°の場
合の説明図。
【図10】(A)、(B)は同、360°+140°の
場合の説明図。
【図11】(A)、(B)は同、360°+160°の
場合の説明図。
【図12】(A)、(B)は同、360°+230°の
場合の説明図。
【符号の説明】
1 キャップ 2 容器 3、4 搬送コンベア 5 転倒手段 6 水槽 7 探傷子(超音波発振器) 8 回転盤 9 モータ 10 伝動機構 11 測定エリア

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容器の口部に螺着されるキャップの締付状
    態を検査する検査方法において、容器を転倒させて少な
    くともその口部を水中に位置させ、該容器の口部に螺着
    されているキャップの天面または側面に超音波パルスを
    照射し、その反射波を検出することによりキャップの締
    付状態を検査することを特徴とするキャップの締付検査
    方法。
  2. 【請求項2】前記容器がPETボトルである請求項1記
    載のキャップの締付検査方法。
  3. 【請求項3】容器の口部に螺着されるキャップの締付状
    態を検査する装置であって、容器を転倒させる転倒手段
    と、転倒した容器の少なくとも口部が浸漬し得る水槽
    と、該水槽内の水中に位置するキャップの天面または側
    面に超音波パルスを照射する超音波探傷子とを具有する
    ことを特徴とするキャップの締付検査装置。
  4. 【請求項4】前記超音波探傷子によりキャップへ向けて
    照射した超音波の反射波を検出する超音波探傷子と、こ
    の探傷子により検出した反射波を基にしたデータの数値
    処理手段とを備えている請求項3記載のキャップの締付
    検査装置。
  5. 【請求項5】前記数値処理手段により得たデータを画像
    処理する画像処理手段を有している請求項4記載のキャ
    ップの締付検査装置。
  6. 【請求項6】前記容器がPETボトルである請求項3〜
    5のいずれか1項記載のキャップの締付検査装置。
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