JP2002148133A

JP2002148133A - 密封容器の内圧検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2002148133A
Application number: JP2000339366A
Authority: JP
Inventors: Nagafumi Suzuki; 修文鈴木; Hironori Kobayashi; 寛典小林
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】不良品の見過ごしを低減し、信頼性の高い検
査を実現することができる技術の提供。【解決手段】密封容器の内圧を打検により検査する密
封容器の内圧検査装置であって、缶Ｃに電磁衝撃を与え
て打検音を発生させる打検ヘッド３と、打検音を電気信
号に変換するマイクロフォン２と、打検音量を求める音
量処理部８と、打検音の打検周波数が規定周波数範囲内
に含まれ、かつ、打検音量が規定強度範囲内に含まれる
密封容器を、規定内の内圧を有するものと判定するマイ
クロコンピュータ９とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密封容器の内圧
を、打検時における打検音の周波数と音量との組み合せ
に基づいて検査する密封容器の内圧検査方法及び装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、密封容器、特に腐敗が起きやすい
飲料物を充填してある缶詰等の缶内圧を非破壊的に検査
する方法として打検法が広く採用されている。打検法
は、缶詰の蓋（２ピース缶では缶底部）に電磁的衝撃を
与えたときに発生する打検音をマイクロフォンで電気信
号に変換し、それにより缶内圧の良否を判定する検査法
である。

【０００３】従来の打検法では、取り込んだ打検信号を
デジタル化し、高速フーリエ変換の手法で周波数分析を
行っている。ここで、図６のグラフに、打検音の周波数
分析結果の一例を示す。図６のグラフの横軸は周波数
（×１０Ｈｚ）を表し、縦軸はスペクトルの強度を表し
ている。グラフ中のドットは、各周波数に対応するスペ
クトル強度値を示し、グラフ中の曲線Ｉは、各ドットに
基づいて求めた周波数スペクトルを表している。

【０００４】曲線Ｉで示すように、打検音のスペクトル
は、一般的に単独の顕著なピークを示す。すなわち、打
検音は、一般的に特定周波数からなっている。そして、
この特定周波数は、缶の内圧（陰圧缶の場合には真空
度）が高い場合に高く、低い場合に低くなる特徴があ
る。このため、周波数分析の結果、強度が最も高い周波
数を打検周波数として抽出すれば、缶内圧と打検周波数
との関係から打検周波数で缶内圧を判定できる。したが
って、一定範囲内の打検周波数を発生する缶のみを良品
とすれば、内圧が規格外の製品を不良品として除去する
ことが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、周波数
分析の結果、強度の最も高い周波数を打検周波数として
抽出する上記方法にあっては、次のような現象を生じる
ことがあった。例えば、巻締め工程において巻締め不良
缶が発生したとすると、缶の密封性を保つことができ
ず、レトルト工程で冷却水を吸い込んでしまうことがあ
る。このような缶は、満注缶（ヘッドスペースがない
か、少ない缶）になってしまい、缶内圧が低くなる。こ
のため、満注缶の打検周波数は、一般的に正常な缶より
も低くなる。ところが、このような満注缶であっても、
正常な缶と同程度の高い打検周波数が抽出されてしまう
ことがある。

【０００６】ここで、図７のグラフに、缶内圧と打検周
波数との関係を示す。図７のグラフの横軸は内圧（ＭＰ
ａ）を表し、縦軸は周波数（×１０Ｈｚ）を表してい
る。このグラフには、複数の内圧のサンプル群について
の測定値を示している。すなわち、内圧０．１１ＭＰａ
付近のサンプル群Ｓ１、内圧０．０７ＭＰａ付近のサン
プル群Ｓ２、内圧０．４ＭＰａ付近のサンプル群Ｓ３、
内圧０ＭＰａ付近のサンプル群Ｓ４及びＳｆ、内圧が−
０．０２ＭＰａ付近（陰圧）のサンプル群Ｓ５、及び、
内圧が−０．０４ＭＰａ付近（陰圧）のサンプル群Ｓ６
が示されている。なお、内圧０付近のサンプル群Ｓｆ
は、満注缶の測定結果である。

【０００７】図７のグラフに示すように、これらのサン
プル群の分布は、内圧が陽圧の場合には、内圧が高くな
るにつれて打検周波数が上昇する傾向を示し、一方、内
圧が陰圧の場合には、内圧が低くなるにつれて打検周波
数が上昇する傾向を示す。

【０００８】そこで、例えば、内圧０．０２〜０．０５
ＭＰａの範囲内の製品を規格内の良品とし、この良品レ
ンジＲに該当するサンプル群Ｓ３の打検周波数帯である
１９００〜２７００Ｈｚの範囲内の打検周波数を発生す
る缶のみを良品とすれば、打検周波数に基づいて、サン
プル群Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５及びＳ６を不良品として
除外することができる。

【０００９】ところが、サンプル群Ｓｆについては、内
圧が０ＭＰａ程度であるにもかかわらず、内圧が０．０
４ＭＰａ程度のサンプル群Ｓ３と同程度の高い打検周波
数を示している。このため、打検周波数に基づく検査の
みでは、サンプル群Ｓ３だけでなく、不良品であるサン
プル群Ｓｆの満注缶まで良品として判定してしまうこと
になる。

【００１０】ここで、図８のグラフに、サンプル群Ｓｆ
に属する満注缶の打検音を周波数分析した結果の一例を
示す。図８のグラフの横軸は周波数（×１０Ｈｚ）を表
し、縦軸はスペクトルの強度を表している。グラフ中の
ドットは、各周波数に対応するスペクトル強度値を示
し、グラフ中の曲線IIは、各ドットに基づいて求めた周
波数スペクトルを表している。

【００１１】曲線IIで示すように、満注缶の打検音のス
ペクトルは、正常な缶のものと異なり、複数の顕著なピ
ークを示す。そして、三つの顕著なピークＰ１、Ｐ２及
びＰ３のうち、ピークＰ１の波長は、図６に曲線Ｉで示
したスペクトルの波長とほぼ同じ２２００Ｈｚ付近とな
っている。

【００１２】このため、ピークＰ１〜Ｐ３のうちから強
度の最も高い打検周波数としてピークＰ１が抽出される
と、内圧が０の満注缶であっても、良品範囲における打
検周波数を示すことになる。図７のグラフ中のサンプル
群Ｓｆは、まさにこのような場合に該当する。このよう
に、従来の打検法は、非破壊的に缶内圧を検査する方法
として非常に有効であるが、サンプル群Ｓｆのような満
注缶を見逃してしまうおそれがあり、技術的に改良する
余地があった。

【００１３】本発明は、上記の事情にかんがみてなされ
たものであり、不良品の見過ごしを一層低減し、信頼性
の高い検査を実現することができる密封容器の内圧検査
方法及び装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、本発明の請求項１に係る密封容器の内圧検査方法に
よれば、密封容器の内圧を打検により検査する密封容器
の内圧検査方法において、打検音の周波数スペクトルの
最高ピーク周波数を打検周波数として抽出するととも
に、打検音量を求め、打検周波数が規定周波数範囲内に
含まれ、かつ、打検音量が規定強度範囲内に含まれる密
封容器を、規定内の内圧を有するものと判定する方法と
してある。

【００１５】また、本発明の請求項２記載の密封容器の
内圧検査装置によれば、密封容器の内圧を打検により検
査する密封容器の内圧検査装置であって、密封容器の弾
性壁に衝撃を与えて打検音を発生させる打検手段と、打
検音を電気信号に変換するマイクロフォンと、電気信号
の打検波形を周波数分析して周波数スペクトルを求め、
その周波数スペクトルの最高ピーク周波数を打検周波数
として抽出する周波数分析部と、打検音量を求める音量
処理部と、打検周波数が規定周波数範囲内に含まれ、か
つ、打検音量が規定強度範囲内に含まれる密封容器を、
規定内の内圧を有するものと判定する判定部とを備える
構成としてある。

【００１６】このように、本発明の密封容器の内圧検査
方法及び装置によれば、打検周波数と打検音量とを組み
合せて内圧を判定するので、不良品の見過ごしを一層低
減し、信頼性の高い検査を実現することができる。特
に、打検周波数だけでは判定が困難なことのあった満注
缶についても、缶内圧をより正確に判定することができ
る。

【００１７】また、請求項３記載の発明によれば、請求
項２記載の発明において、音量処理部は、打検波形を増
幅して増幅波形を生成する増幅回路と、打検波形を整流
して整流波形を生成する全波整流部と、整流波形を平滑
化して平滑波形を生成する平滑回路と、平滑波形の面積
を求める積分回路と、積分回路で求めた面積をサンプル
データとしていったん保持するサンプルホールド部と、
サンプルデータをデジタルデータに変換するアナログ／
デジタル変換器とにより構成してある。このように音量
処理部を構成すれば、打検音量を容易に求めることがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、
実施形態における密封容器の内圧検査装置の構成例につ
いて説明する。図１に示すように、この実施形態の密封
容器の内圧検査装置においては、コイル１とマイクロフ
ォン２とを有する打検ヘッド３が、缶Ｃが通過する経路
の上方に設置されている。そして、光電スイッチ１０
が、打検ヘッド３の直下に缶Ｃが至ったことを検出する
と、パルス発生器５がコイル１へパルス電流を印加す
る。その結果、缶Ｃの上底に電磁衝撃が与えられ、上底
が振動して打検音を発生する。

【００１９】マイクロフォン２は、打検音を電気信号に
変換して打検信号を生成する。打検信号は、増幅器・フ
ィルタ６で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７においてデジ
タル信号に変換される。デジタル信号は、周波数分析部
を兼ねるマイクロコンピュータ８において、高速フーリ
エ変換（ＦＦＴ）の手法で周波数分析される。さらに、
マイクロコンピュータにより、周波数分析により求めた
周波数スペクトルの最高ピーク周波数を打検周波数とし
て抽出する。

【００２０】また、打検周波数を抽出する一方で、本発
明では、音量処理部８において打検音の音量（打検音
量）を求める。音量処理部８は、図２に示すように、増
幅回路８１、全波整流回路８２、平滑回路８３、積分回
路８４、サンプルホールド部８５及びＡ／Ｄ変換器８６
により構成されている。

【００２１】増幅回路８１では、打検音の打検波形を増
幅して増幅波形を生成する。続いて、増幅された打検波
形を全波整流器８２で整流し、さらに平滑回路８３で平
滑化する。そして、積分回路８４で、平滑回路８３から
出力された平滑波形の面積を求める。そして、サンプル
ホールド部８５では、積分回路８４で求めた面積をサン
プルデータとしていったん保持する。サンプルホールド
部８５は、マイクロコンピュータ９からホールド（Ｈ）
信号が入力されると、サンプルデータを保持し、リセッ
ト（Ｒ）信号が入力されると、保持していたサンプルデ
ータを消去する。さらに、サンプルデータは、アナログ
／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器８６でデジタルデータに変
換され、マイクロコンピュータ９へ送られる。

【００２２】ここで、図３及び図４に、マイクロフォン
２で捉えた、規定内圧の正常缶と、満注缶それぞれの打
検波形の一例を示す。図３及び図４の横軸は経過時間
（ｍｓ）（横軸全長が１４０ｍｓに相当する。）を表
し、縦軸はマイクロフォン２における入力電圧（ｍＶ）
を表す。そして、図３のグラフ中の曲線IIIは、正常缶
の打検波形を表し、図４のグラフ中の曲線IVは、満注缶
の打検波形を表す。なお、図６に曲線Ｉで示した波長ス
ペクトルは、図３に曲線IIIで示した打検波形を周波数
分析したものに相当する。また、図８に曲線ＩＩで示し
た打検波形は、図４に曲線IVで示した打検波形を周波数
分析したものに相当する。

【００２３】打検音量は、これら曲線III及び曲線IV
と、マイク入力電圧が０ｍＶの横軸とによりそれぞれ囲
まれる領域の面積に相当する。図３及び図４では、この
領域に斜線を付して示している。図４中の斜線部分の面
積は、図３中の斜線部分の面積よりも狭くなっている。
すなわち、満注缶の打検音量は、正常缶の打検音量より
も小さくなっている。これら斜線部分の面積は、図２に
示した音量処理部８において、上述したように、整流、
平滑及び積分処理により容易に求められる。

【００２４】ここで、再び、缶内圧と打検周波数との関
係を示す図７のグラフを参照する。前述のように、図７
のグラフの横軸は内圧（ＭＰａ）を表し、縦軸は周波数
（×１０Ｈｚ）を表している。このグラフには、複数の
内圧のサンプル群についての測定値を示している。すな
わち、内圧０．１１ＭＰａ付近のサンプル群Ｓ１、内圧
０．０７ＭＰａ付近のサンプル群Ｓ２、内圧０．４ＭＰ
ａ付近のサンプル群Ｓ３、内圧０ＭＰａ付近のサンプル
群Ｓ４及びＳｆ、内圧が−０．０２ＭＰａ付近（陰圧）
のサンプル群Ｓ５、及び、内圧が−０．０４ＭＰａ付近
（陰圧）のサンプル群Ｓ６が示されている。なお、内圧
０付近のサンプル群Ｓｆは、満注缶の測定結果である。

【００２５】ここで、例えば、内圧０．０２〜０．０５
ＭＰａの範囲内の製品を規格内の良品とし、この良品レ
ンジＲに該当するサンプル群Ｓ３の打検周波数帯である
１９００〜２７００Ｈｚの範囲内の打検周波数を発生す
る缶のみを良品とすれば、打検周波数に基づいて、サン
プル群Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５及びＳ６を不良品として
除外することができる。しかし、サンプル群Ｓｆについ
ては、不良品であるにも拘わらず、打検周波数が良品範
囲に入るため、これを不良品として除外することができ
ない。

【００２６】次に、図５のグラフに、缶内圧と打検音量
との関係を示す。図５のグラフの横軸は内圧（ＭＰａ）
を表し、縦軸は音量（ｄｉｇｉｔ）を表している。この
グラフには、複数の内圧のサンプル群についての測定値
を示している。すなわち、内圧０．１１ＭＰａ付近のサ
ンプル群Ｓ１、内圧０．０７ＭＰａ付近のサンプル群Ｓ
２、内圧０．４ＭＰａ付近のサンプル群Ｓ３、内圧０Ｍ
Ｐａ付近のサンプル群Ｓ４及びＳｆ、内圧が−０．０２
ＭＰａ付近（陰圧）のサンプル群Ｓ５、及び、内圧が−
０．０４ＭＰａ付近（陰圧）のサンプル群Ｓ６が示され
ている。なお、内圧０付近のサンプル群Ｓｆは、満注缶
の測定結果である。

【００２７】図５のグラフに示すように、これらのサン
プル群の分布は、内圧が陽圧の場合には、内圧が高くな
るにつれて打検音量が低下する傾向を示している。

【００２８】そこで、前述の通り、内圧０．０２〜０．
０５ＭＰａの範囲内の製品を規格内の良品とし、この良
品レンジＲ内のサンプル群Ｓ３の打検音量帯である３０
〜８０ｄｉｇｉｔの規格強度範囲内の打検音量を発生す
る缶のみを良品とすれば、打検音量に基づいて、サンプ
ル群Ｓｆ、Ｓ５及びＳ６を不良品として除外することが
できる。

【００２９】すなわち、サンプル群Ｓｆについては、打
検周波数だけでは不良品として除外することができない
が、打検音量によって不良品として除外することができ
る。したがって、判定部を兼ねるマイクロコンピュータ
９によって、打検周波数が規定周波数範囲（１９００〜
２７００Ｈｚ）内に含まれ、かつ、打検音量が規定強度
範囲（３０〜８０ｄｉｇｉｔ）内に含まれる密封容器の
みを、規定内の内圧を有するものと判定すれば、精度良
く内圧を判定することができる。

【００３０】そして、マイクロコンピュータ９が内圧が
規定範囲内でないと判定した缶Ｃは、排斥装置１２によ
り不良品として排除される。したがって、本実施形態で
は、打検周波数と打検音量とに基づいて、サンプル群Ｓ
３の缶だけが良品と判定され、それ以外のサンプル群Ｓ
１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５及びＳ６の缶と満注缶Ｓｆとが、
不良品として排除される。

【００３１】なお、規定周波数範囲及び打検音量の規定
強度範囲は、缶種及び内容物によって異なる。そして、
これら規定範囲は、設定器・表示器１１により任意好適
な範囲を設定することができる。

【００３２】上述した実施の形態においては、本発明を
特定の条件で構成した例について説明したが、本発明
は、種々の変更を行うことができる。例えば、上述した
実施の形態においては、缶の内圧を検査する例について
説明したが、本発明では、検査対象の密封容器は缶に限
定されない。本発明は、弾性壁を有する任意の密封容器
の内圧検査に利用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、打検周波数と打検音量とを組み合せて内圧を判
定するので、不良品の見過ごしを一層低減し、信頼性の
高い検査を実現することができる。特に、打検周波数だ
けでは判定が困難なことのあった満注缶についても、缶
内圧をより正確に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態の密封容器の内圧検査装置の構成を説
明するためのブロック図である。

【図２】実施形態における音量処理部の構成説明するた
めのブロック図である。

【図３】正常缶の打検波形を示すグラフである。

【図４】満注缶の打検波形を示すグラフである。

【図５】缶内圧別の打検音量の分布を示すグラフであ
る。

【図６】正常缶の周波数スペクトルを示すグラフであ
る。

【図７】缶内圧別の打検周波数の測定値の分布を示すグ
ラフである。

【図８】満注缶の周波数スペクトルを示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１コイル２マイクロフォン３打検ヘッド５パルス発生器６増幅器・フィルタ７Ａ／Ｄ変換器８音声処理部９マイクロコンピュータ１０光電スイッチ１１設定器・表示器１２排斥装置８１増幅器８２全波整流器８３平滑回路８４積分回路８５サンプルホールド部８６Ａ／Ｄ変換器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】密封容器の内圧を打検により検査する密
封容器の内圧検査方法において、打検音の周波数スペクトルの最高ピーク周波数を打検周
波数として抽出するとともに、打検音量を求め、前記打検周波数が規定周波数範囲内に含まれ、かつ、前
記打検音量が規定強度範囲内に含まれる密封容器を、規
定内の内圧を有するものと判定することを特徴とする密
封容器の内圧検査方法。
【請求項２】密封容器の内圧を打検により検査する密
封容器の内圧検査装置であって、密封容器の弾性壁に衝撃を与えて打検音を発生させる打
検手段と、前記打検音を電気信号に変換するマイクロフォンと、前記電気信号の打検波形を周波数分析して周波数スペク
トルを求め、その周波数スペクトルの最高ピーク周波数
を打検周波数として抽出する周波数分析部と、前記打検音量を求める音量処理部と、前記打検周波数が規定周波数範囲内に含まれ、かつ、前
記打検音量が規定強度範囲内に含まれる密封容器を、規
定内の内圧を有するものと判定する判定部とを備えるこ
とを特徴とする密封容器の内圧検査装置。
【請求項３】前記音量処理部は、前記打検波形を増幅して増幅波形を生成する増幅回路
と、前記打検波形を整流して整流波形を生成する全波整流部
と前記整流波形を平滑化して平滑波形を生成する平滑回路
と、平滑波形の面積を求める積分回路と、前記積分回路で求めた面積をサンプルデータとしていっ
たん保持するサンプルホールド部と、前記サンプルデータをデジタルデータに変換するアナロ
グ／デジタル変換器とにより構成してあることを特徴と
する請求項２記載の密封容器の内圧検査装置。