JP2009025130A - 缶体検査装置および缶体検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】缶体の外面に光を照射して、その光が缶体内に漏れたことを検出して缶体に発生したピンホールを検査する缶体検査装置において、支持部に支持された部分の缶体に発生するピンホールを、簡単な構成により確実に検出すること。
【解決手段】缶体５０に沿う周面が形成されたポケット部１１ａに前記缶体５０の外面を支持する支持部１１と、前記缶体５０の外側から光を照射する光源１２と、前記缶体５０の内側に漏れ出た光を検出する検出部Ｓとを備え、前記ポケット部１１ａに支持された前記缶体５０に前記周面１１ａから前記光を照射する缶体検査装置１０であって、前記支持部１１は、入射された光が蛍光に変換される蛍光性光透過材料により形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、缶体の製造工程において、缶体の内側に漏れ出る光を検出することにより缶体に生じたピンホール等の欠陥を検出する缶体検査装置および缶体検査方法に関するものである。

この種の缶体検査装置としては、例えば特許文献１に示されるように、缶体の外面を支持する支持部と、前記缶体の外面に光を照射する光源と、前記缶体の内側に漏れ出た光を検出する検出部とが備えられ、前記支持部は、板状の光透過性材料（例えば、透明アクリル、ポリカーボネート若しくはガラス等）により形成されている。
また、支持部は、外縁部に前記缶体の外面に沿った周面を有するとともに外縁および両端面に開口するポケット部が形成され、ポケット部の周面により缶軸が当該支持部の両端面に直交する方向に延びるように缶体の外面側を支持するように構成されている。

このような缶体検査装置では、支持部に形成された凹部に反射面を設け、光源から照射した光をポケット部に支持された部分の缶体に照射して当該部分に生じるピンホールを検出するようになっているが、光源の光量増大や検出部の感度を上げると、光源のコストやエネルギー費が増大するとともに誤検出が増加するため、例えば特許文献２に示されるように、支持部に反射面を設けて支持部の外側から入射した光をポケット部の周面に向けて反射させる技術が開示されている。
特開２０００−６５７５７号公報 特開２００６−３０８３６２号公報

しかしながら、特許文献２に示された缶体検査装置の場合、光源の光量増大や検出部の感度向上をすることなく、支持部に支持された部分の缶体に発生したピンホールを検出することはできるものの、反射面や、この反射面を設けるための凹部を形成する必要があるために構造が複雑化して製作コストが増大するという問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、支持部に支持された部分の缶体に発生するピンホールを、簡単な構成により確実に検出することが可能な缶体検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、缶体に沿う周面が形成されたポケット部に前記缶体の外面を支持する支持部と、前記缶体の外側から光を照射する光源と、前記缶体の内側に漏れ出た光を検出する検出部とを備え、前記ポケット部に支持された前記缶体に前記周面から前記光を照射する缶体検査装置であって、前記支持部は、入射された光が蛍光に変換される蛍光性光透過材料により形成されていることを特徴とする。

この発明に係る缶体検査装置によれば、支持部の内側に向けて入射された光が、蛍光性光透過材料の内部で蛍光に変換され、蛍光性光透過材料内の全方向に蛍光が照射されるので、支持部に入射される光の入射方向に関係なく支持部の内方からポケット部の周面に向けて蛍光が照射される。
このポケット部に向かって照射された蛍光は、ポケット部に支持された缶体の胴部の外面を照射する。
したがって、缶体の支持部により支持された部分に対して充分な量の光が照射されて、該部分に発生していたピンホールを光源の光量を増大させることなく確実に検出することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の缶体検査装置であって、前記支持部は円板状とされ、前記ポケット部は前記支持部の外周縁部にその周方向に所定の間隔をあけて複数形成されていることを特徴とする缶体検査装置。

この発明に係る缶体検査装置によれば、ポケット部が円板状に形成された支持部の外周縁部にその周方向に所定の間隔をあけて複数形成されているので、支持部内の全方向に照射された蛍光の多くがいずれかのポケット部の周面から缶体に向かって照射可能とされ、蛍光性光透過材料内で発せられた蛍光を効率的にピンホール検査に用いることができる。

請求項３に係る発明は、缶体検査方法であって、請求項１又は請求項２に記載の缶体検査装置を用いて、缶体を検査することを特徴とする。

この発明に係る缶体検査装置及び缶体検査方法によれば、簡単な構成の支持部を用いてポケット部に支持された缶体の胴部にポケット部の周面から検査光を照射することができるので、支持部に支持された部分の缶体に発生しているピンホールを確実に検出することができる。

以下、図1 から図３に基づいて本発明の一実施形態について説明する。
この実施形態の缶体検査装置１０は、図１、図２に示すように、缶体５０の胴部５１の外面を支持する支持部１１と、缶体５０にその外側から光を照射する光源１２と、缶体５０の内側に漏れ出た光を検出する検出部Ｓとを備えている。

また、本実施形態の缶体検査装置１０は、缶体５０の底部５４を保持する保持テーブル１３と、缶体５０の開口端面を閉塞するようにして缶体５０を支持する支持盤１４と、支持部１１に缶体５０を供給する供給手段１５と、支持部１１から缶体５０を取り出す取り出し手段１６と、ピンホールが検出された缶体５０を排出する排出路１７とを備えている。
なお、本実施形態において、缶体５０はいわゆるボトル缶である。

支持部１１は、蛍光性光透過材料により円形平板状に形成され、支持部１１の外周縁部に、缶体５０の胴部の外面に沿う周面を有し、かつ支持部１１の外縁および両端面１１ｇ、１１ｈに開口するポケット部１１ａが支持部１１の周方向に一定の間隔をあけて複数形成されている。
そして、ポケット部１１ａは、支持部１１の両端面１１ｇ、１１ｈに直交する方向に缶体５０の缶軸が延びるように、缶体５０がその外面側を支持するようになっている。
この実施形態において、支持部１１は、缶体５０の缶軸方向に所定の間隔をあけて２つ設けられ、缶体５０であるボトル缶の胴部５１の缶軸方向上部と下部とが、それぞれポケット部１１ａの周面に支持されるようになっている。また、これらの支持部１１、１１は、軸線回りに回転可能に支持されている。

支持部１１を構成する蛍光性光透過材料は、例えば、透明なアクリル樹脂に蛍光材料を含有させた蛍光アクリル樹脂であって、波長４７０ｎｍ以下の光を透過させずに波長５２０ｎｍ以上の光を９０％以上透過させる材料であって、外部の青色発光ダイオード（以下、青色ＬＥＤ）光源（波長４２０ｎｍ〜５２０ｎｍ）から入射された光により樹脂内の蛍光材料が励起されて、波長４７０ｎｍ〜６００ｎｍの蛍光を発生させるような樹脂をいう。
この蛍光性光透過材料内において発生する蛍光は、図３の概念図に示すように、入射される光の入射方向に関係なく蛍光性光透過材料内の全方向に分散して発光（照射）されるようになっている。
なお、蛍光性光透過材料は、蛍光アクリル樹脂に限られず、透明な樹脂内に蛍光材料を含有して蛍光を発生するものであればよく、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂等の基材に、無機蛍光材料、有機蛍光材料のいずれの蛍光材料が含有されていればよく、蛍光材料の含有に関しては、染色、練り込み等、有効な任意の製法によることが可能である。

光源１２は、例えば、青色ＬＥＤにより構成されており、缶体５０の外面に、支持部１１の径方向内側から光を照射する第１、第２光源１２ａ、１２ｂと、支持部１１の径方向外方から光を照射する第３光源１２ｃとを備えている。第１、第２光源１２ａ、１２ｂと、第３光源１２ｃとは、支持部１１のポケット部１１ａを挟んだ位置に配置されており、この実施の形態おいて、第３光源は、第２光源１２ａ、１２ｂからの照射光を反射して、その反射光を缶体５０に照射する反射板により構成されている。

第１光源１２ａは、図１に示すように、２つ設けられた支持部１１、１１の間に設けられて、缶体５０の胴部５１に光を照射する構成とされ、第２光源１２ｂは、胴部５１の缶軸方向上方に形成され缶軸方向上方側が漸次縮径された肩部５２と、肩部５２の缶軸方向上方に形成され缶軸方向に延在する口金部５３とに光を照射する構成とされている。

ここで、缶体５０の底部５４を保持する保持テーブル１３と支持盤１４とは、互いの表面が対向するように配置され、保持テーブル１３は、支持盤１４の表面に向けて進退可能に支持されている。また、支持盤１４の表面には、保持テーブル１３の表面に向けて開口する孔１４ａが形成され、孔１４ａの開口部に例えばゴム等からなる弾性部材シート１４ｂが配設されている。この弾性部材シート１４ｂはリング状とされて、内径が口金部５３の内径よりも小さく、外径が口金部５３の外径よりも大きくされている。

保持テーブル１３は、前記表面を有するパッド部１３ａと、該パッド部１３ａの前記表面と反対側の裏面に設けられた反射板１３ｂとを備えている。パッド部１３ａは、例えば支持部１１と同一の材質により形成され、反射板１３ｂは、例えば鏡面仕上げされたステンレス鋼により形成されている。そして、パッド部１３ａおよび反射板１３ｂをこれらの厚さ方向に貫通するとともに、図示されないバキュームエア供給手段と連通されたバキュームエア供給孔１３ｃが形成されている。

保持テーブル１３の上記構成により、缶体検査装置１０により缶体５０を検査するに際し、缶体５０の内側と、支持盤１４の内部とが連通された状態で、保持テーブル１３の表面と、支持盤１４の弾性部材シート１４ｂの表面とによって、缶体５０を缶軸方向に挟み込み、かつ支持部１１のポケット部１１ａの周面により缶体５０の外面が支持された状態で、この缶体５０が保持されるようになっている。なお、この際、口金部５３の開口端面は弾性部材シート１４ｂの表面に圧接される。また、バキュームエア供給孔１３ｃを介して、缶体５０の底部５４が保持テーブル１３のパッド部１３ａの表面に吸着されるようになっている。

ここで、この缶体検査装置１０の構成要素のうち、少なくとも保持テーブル１３の表面、弾性部材シート１４ｂの表面を除く支持盤１４の表面、支持部１１を図示されないフレームに保持するブラケット１１ｆの表面、およびその他、缶体５０と対向する図示されない部材の表面は、例えば一般構造用鋼材により形成され、メッキ処理若しくはバフ研磨が施され、光源１２からの光を反射できるようになっている。また、保持テーブル１３、支持盤１４、および支持部１１は、同期して同一の軸線回りに回転可能に支持されている。

検出部Ｓは、検出部保持部材１８に形成された収納部１８ａに検出面を缶体５０の開口部に対向可能に収納されており、支持盤１４が検出部保持部材１８と摺動して回転し、収納部１８ａと孔１４ａが一致した場合に、缶体５０の開口部を通じて、缶体５０の内部に漏れ出た光を検出可能とされている。また、収納部１８ａは、その開口部を除く部分が気密に形成されている。

支持盤１４の内部には、圧力流体供給手段が設けられ、この缶体検査装置１０により缶体５０を検査するに際し、支持盤１４と検出部保持部材１８が密着した際に、収納部１８ａと支持盤１４と缶体５０により気密に形成される空間に内圧をかけた状態で、光源１２により缶体５０の外面に向けて照射された光が、缶体５０の内側に漏れ出た場合に、この光を缶体５０の開口部、および弾性部材シート１４ｂの内径部分を介して、支持盤１４の内部に設けられた検出部Ｓによって検出できるようになっている。つまり、缶体５０にピンホールが生じている場合に、内圧により、このピンホールを押し広げた状態で検査をすることができるようになっている。

また、支持部１１をなす円形平板におけるポケット部１１ａの内周側は、端面１１ｇ、１１ｈの双方が、光源１２からの照射光が入射可能な入射部とされている。
支持部１１は、缶体５０の缶軸方向に所定の間隔をあけて配置され、図１に示すように、端面１１ｈ、１１ｈが互いに対向するように２つ設けられている。

次に、以上のように構成された缶体検査装置１０により缶体５０を検査する方法について説明する。
まず、供給手段１５により支持部１１のポケット部１１ａに供給された缶体５０は、保持テーブル１３が支持盤１４に向けて前進移動することにより、その口金部５３の開口端面が、弾性部材シート１４ｂの表面に圧接された状態で、保持テーブル１３の表面と弾性部材シート１４ｂの表面とにより、缶軸方向に挟み込まれ、かつ缶体５０の外面が支持部１１のポケット部１１ａの周面により支持された状態で保持される。この際、バキュームエア供給孔１３ｃを介して、缶体５０の底部５４を保持テーブル１３のパッド部１３ａの表面に吸着させる。

そして、支持部１１と、保持テーブル１３および支持盤１４とが、支持部１１の回転軸廻りにともに回転することにより、この缶体５０は、光源１２の配設位置に到達する。この際、支持盤１４の内部に配設された前記圧力流体供給手段により、弾性部材シート１４ｂの内径部分を介して缶体５０に内圧をかけた状態で、光源１２からの光が缶体５０の内側に漏れているか否かを、検出部Ｓにより検査する。

検出部Ｓによるピンホールの検査は、図１に示すように、光源１２ａからの照射光Ｌ１が、光源１２ａの左右に配置された支持部１１、１１の端面１１ｈ、１１ｈとの間の範囲に照射され、一部は支持部１１と支持部１１の間に位置する缶体５０の胴部５１に直接照射され、それぞれの支持部１１側に向かった照射光Ｌ１は、それぞれの端面１１ｈから支持部１１に入射する。
この支持部１１に入射した光は、支持部１１内の蛍光材料によって蛍光に変換され、光の入射方向に関係なく支持部１１内の全方向に発光され、ポケット部１１ａの周面を介して缶体５０の外面に照射される。

また、光源１２ｂからの照射光Ｌ２は、支持盤１４と支持部１１の端面１１ｇとの間の範囲に照射され、一部は缶体５０の肩部５２に直接照射され、支持盤１４側に向かった照射光Ｌ２は、支持盤１４の表面で反射され、反射による照射光Ｌ２Ａの一部は支持部１１の端面１１ｇに向かって支持部１１に入射する。また、端面１１ｇ側に向かった照射光Ｌ１の一部は、端面１１ｇから支持部１１に入射する。
この支持部１１に入射した光は、光源１２ａの場合と同様、支持部１１への光の入射方向に関係なく、ポケット部１１ａの周面を介して缶体５０の外面に照射される。

また、第３の光源１２ｃの表面で反射された照射光Ｌ３は、図２に示すように、支持部１１の外方から缶体５０の外面に照射され、光源１２からの照射光Ｌ１、Ｌ２が直接届かない部分の缶体５０の外面を照射する。
また、光源１２から保持テーブル１３の反射板１３ｂに照射された照射光Ｌ４は、缶体５０の底部５４（中央に形成されたドーム部も含む）を照射する。

缶体５０の外面にピンホールが発生している場合には、缶体５０に照射された照射光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４が、缶体５０内部に漏れ出て検出部Ｓにより検出され、ピンホールがない場合には、缶体５０内部への光の漏出がないため、検出部Ｓが光を検出することはない。

次いで、支持部１１を保持テーブル１３および支持盤１４とともに回転させる。そして、この缶体５０が、排出路１７の開口部に到達したときに、検出部Ｓにより前記光が検出されていた場合には、バキュームエア供給孔１３ｃを介した缶体５０の底部５４の、パッド部１３ａの表面への吸着を維持した状態で、保持テーブル１３を後退移動させた後に、バキュームエア供給孔１３ｃによる前記吸着を解除して、缶体５０を、支持部１１によりこの缶体５０に作用していた遠心力および自重によって落下させて、この検査ラインから排出させる。

一方、検出部Ｓにより光が検出されていなかった場合には、缶体５０は、支持部１１を保持テーブル１３等とともに回転させて取り出し手段１６の配設位置に到達させる。そして、この際に、保持テーブル１３を後退移動させた後に、バキュームエア供給孔１３ｃによる前記吸着を解除して、この缶体５０を取り出し手段１６に引渡し、この取り出し手段１６により缶体５０を例えば梱包工程に向けて搬送させる。

上記実施形態に係る缶体検査装置１０および検査方法によれば、光源１２から照射された光が支持部１１の端面１１ｇ、１１ｈの入射部から入射し、支持部１１の端面１１ｇ、１１ｈから入射した照射光Ｌ１、Ｌ２の一部が蛍光に変換され、その蛍光が支持部１１内の全方向に照射されて支持部１１の内方からポケット部１１ａの周面に照射され、缶体５０の外面を照射することができる。
その結果、蛍光が支持部１１で支持された部分の缶体を確実に照射して、ピンホールを検出することができる。

また、上記実施形態に係る缶体検査装置および検査方法によれば、缶体５０の支持部１１により支持された部分に、光源１２の光量を増大させることなく充分な量の光を到達させることが可能になり、缶体５０の支持部１１と当接する部分に発生しているピンホールを確実に検出することができる。

また、支持部１１が円形平板状とされているので、支持部１１の内部で発生して全方向に照射された蛍光の多くをいずれかのポケット部１１ａに照射させるとともにポケット部１１ａの周面を介して缶体５０の外面を照射させることが可能となり、その結果、発生した蛍光を効率的に検査に用いることができ、省エネルギーを実現することができる。

また、支持部１１、１１が、缶体５０の缶軸方向に所定の間隔をあけて、前記他方の端面１１ｈ、１１ｈ同士が互いに対向配置された状態で２つ設けられているので、缶体５０の缶軸方向上方から下方に向かう照射光Ｌ１、および缶体５０の缶軸方向下方から上方に向かう照射光Ｌ２をそれぞれ、入射部から入射させて缶体５０の外面のうち、前記２つの支持部１１、１１により支持されている部分に蛍光として案内して照射させることが可能になる。

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。
また、前記実施形態では、缶体５０としていわゆるボトル缶を示したが、開口部に缶蓋が巻き締められるいわゆる缶についても適用可能である。

また、上記実施の形態においては、支持部１１を構成する蛍光性光透過材料が、波長４７０ｎｍ以下の光を透過させずに波長５２０ｎｍ以上の光を９０％以上透過させる材料とされ、光源１２として青色ＬＥＤを用いる場合について説明したが、蛍光性光透過材料が発光する蛍光の波長、光源１２の波長は上記以外のものを用いてもよいし、光源１２の種類として、例えば、ハロゲンランプ等やレーザによる光源等、自在に選択可能である。

また、前記実施形態では、支持部１１が円形平板状とされ、その外周縁部に、ポケット部１１ａが当該支持部１１の周方向に所定の間隔をあけて複数形成された場合について説明したが、支持部１１が円形平板状の本体にポケット部１１ａが周方向に複数形成された構成に限られるものではない。

また、上記実施形態に係る缶体検査装置１０および検査方法においては、入射した光をポケット部１１ａの周面に向けて照射する構成の場合について説明したが、例えば、ポケット部が、例えば、図４に符号１１ｂで示したような缶体５０の胴部５１を取り囲むような構成とされていてもよい。

支持部により支持された部分に発生しているピンホールに、簡単な構成により検査光を照射してピンホールを確実に検出することができる缶体検査装置および缶体検査方法を提供する。

本発明の一実施形態として示した缶体検査装置の要部拡大断面図である。 本発明の一実施形態として示した缶体検査装置の要部概略構成図である。 本発明を構成する蛍光性光透過材料の作用を説明する概念図である。 本発明の他の実施形態に係るポケット部を示す図である。

符号の説明

１０ 缶体検査装置
１１ 支持部
１１ａ ポケット部
１２ 光源
５０ 缶体
Ｓ 検出部

Claims (3)

1. 缶体に沿う周面が形成されたポケット部に前記缶体の外面を支持する支持部と、前記缶体の外側から光を照射する光源と、前記缶体の内側に漏れ出た光を検出する検出部とを備え、
   前記ポケット部に支持された前記缶体に前記周面から前記光を照射する缶体検査装置であって、
   前記支持部は、入射された光が蛍光に変換される蛍光性光透過材料により形成されていることを特徴とする缶体検査装置。
2. 請求項１に記載の缶体検査装置であって、前記支持部は円板状とされ、前記ポケット部は前記支持部の外周縁部にその周方向に所定の間隔をあけて複数形成されていることを特徴とする缶体検査装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の缶体検査装置を用いて、缶体を検査することを特徴とする缶体検査方法。

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