JP2014190810A

JP2014190810A - 容器の胴径不良検査装置

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Publication number: JP2014190810A
Application number: JP2013066150A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Mihashi; 圭介三橋
Original assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Current assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2014-10-06
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP5802232B2

Abstract

【課題】補強部分以外の部分で他の容器と接触する容器を胴径不良として検出する。
【解決手段】強度が補強された補強部分１１が一周形成されているガラスびん１の胴径不良を検査するもので、ガラスびん１をその中心軸ｃの回りに回転させる回転駆動機構２と、ガラスびん１の胴部１０の補強部分１１の位置にローラ接触子３０を当接させてその当接部位の胴径Ｒ_１を全周にわたって検出する第１の胴径検出センサ３と、ガラスびん１の胴部１０の非補強部分１３の位置であって第１の胴径検出センサ３のローラ接触子３０と同じ角度位置にローラ接触子４０を当接させてその当接部位の胴径Ｒ_２を全周にわたって検出する第２の胴径検出センサ４と、いずれかの角度位置において第２の胴径検出センサ４による検出出力が第１の胴径検出センサ３による検出出力より大きいときに胴径不良信号を出力する比較回路部とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、ガラスびんなどの容器の胴径不良を検査するのに用いられる胴径不良検査装置に関し、この発明は特に、胴部の所定の高さ位置に強度が補強された部分が一周形成されている容器を検査対象とする容器の胴径不良検査装置に関する。

従来、ガラスびんのような容器の胴径不良を検査する胴径不良検査装置として、検査テーブル上に支持された検査対象の容器を、検査テーブルを回転させることにより容器の中心軸の回りに回転させるとともに、その容器の胴部の外周面に胴径検出センサのローラ接触子を当接させて、その当接部位の胴径を全周にわたって検査する構成のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。この胴径不良検査装置は、ガラスびんの胴部のへこみや楕円形状の変形がないかどうかを検査するものであり、胴径検出センサにより検出された胴径の最大値と最小値との差を演算により求め、その差が設定値を超えた場合に胴部にへこみや楕円形状の変形があると判断するものである。

特開平８−１１４４４１号公報

近年、ガラスびんの軽量化がはかられており、特にその種のガラスびんには、胴部の上端部と下端部との少なくとも一方または両方に同じガラスびん同士の接触に備えて強度補強がなされた厚肉状の部分（以下「補強部分」という。）が一周形成されている。一般にこの補強部分は、強度補強がなされていない部分（以下「非補強部分」という。）よりわずかに突出しており、同じガラスびんが隣接したとき、突出する補強部分同士が接触することから、その補強部分のことを「コンタクトポイント」と呼んでいる。コンタクトポイントを有するガラスびんは、コンタクトポイントにおいてガラスびん同士が接触するので、たとえガラスびん同士が接触しても、ガラスびんが損傷するおそれはない。

特に軽量化されたガラスびんでは、コンタクトポイント以外の部分は肉厚が薄く、強度補強がなされていないので、もし、そのような非補強部分でガラスびん同士が接触すると、ガラスびんが破損するおそれがある。また、コンタクトポイント以外の部分が突出するガラスびんの場合、そのガラスびんをロボットアームで把持してキャップを装着するとき、ガラスびんとキャップとの軸心がずれ、キャップの装着に支障をきたすおそれもある。さらに、補強部分以外の部分にラベル、フィルム（以下「ラベル等」という。）を貼付する場合に、上記の突出によりラベル等の貼付不良を招くおそれもある。したがって、コンタクトポイント以外の非補強部分で他のガラスびんと接触するおそれのあるガラスびんは胴径不良として除去する必要があるところ、従来、その種の胴径不良検査は実施されておらず、また、その種の胴径不良を検査し得る胴径不良検査装置は提案されていない。

この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、コンタクトポイントと呼ばれる補強部分以外の部分で他の容器と接触するおそれのある容器を胴径不良として検出することのできる容器の胴径不良検査装置を提供することを目的とする。

この発明による容器の胴径不良検査装置は、胴部の所定の高さ位置に強度が補強された補強部分が一周形成されている容器について胴径の不良を検査するためのものであって、検査対象の容器を支持してその容器の中心軸の回りに回転させる回転駆動機構と、前記容器の胴部の前記補強部分の位置にローラ接触子を当接させてその当接部位の胴径を全周にわたって検出する第１の胴径検出センサと、前記容器の胴部の前記補強部分でない部分であって第１の胴径検出センサのローラ接触子と同じ角度位置にローラ接触子を当接させてその当接部位の胴径を全周にわたって検出する第２の胴径検出センサと、第１の胴径検出センサによる検出出力と第２の胴径検出センサによる検出出力とを全周にわたって比較しいずれかの角度位置において第２の胴径検出センサによる検出出力が第１の胴径検出センサによる検出出力より大きいときに胴径が不良であることを示す信号を出力する比較回路部とを備えている。

上記した構成の胴径不良検査装置により容器の胴径不良を検査するには、検査対象の容器を検査位置に導入して支持し、胴部の外周面の補強部分の位置に第１の胴径検出センサのローラ接触子を当接させ、さらに、胴部の外周面の前記補強部分でない部分であって第１の胴径検出センサのローラ接触子と同じ角度位置に第２の胴径検出センサのローラ接触子を当接させる。つぎに、回転駆動機構により検査対象の容器をその容器の中心軸の回りに少なくとも１回転させた場合、容器の外周面のいずれかの角度位置において補強部分以外の部分が補強部分より胴径が大きければ、第２の胴径検出センサによる検出出力が第１の胴径検出センサによる検出出力より大きくなり、比較回路部は胴径が不良であることを示す信号を出力する。

この発明の好ましい実施態様においては、前記第１、第２の各胴径検出センサは、先端部に前記ローラ接触子を備えた往復動自由なアームと、前記ローラ接触子を検査対象の容器の外周面に向けて付勢するバネと、前記ローラ接触子の動きに追随する前記アームの変位を容器の胴径に対応する電気信号に変換して出力する変位センサとで構成されている。
この実施態様の胴径検出センサにおいては、ローラ接触子は、バネにより押されて容器の外周面に当接されているので、胴径の変化に伴って動き、その動きにアームが追随して変位するもので、その変位が容器の胴径に対応する電気信号に変換されて出力される。

この発明によれば、コンタクトポイントと呼ばれる補強部分以外の部分で他の容器と接触するおそれのある容器を胴径不良として検出することができるので、その種の胴径不良の容器を除去でき、特に破損し易い軽量化されたガラスびんであっても、ガラスびん同士の接触による破損を防止することができる。また、補強部分以外の部分が突出する胴径不良の容器を除去できるので、ガラスびんなどの容器をロボットアームで把持してキャップを装着するとき、胴径不良に起因して容器とキャップとの軸心がずれることがなくなり、キャップの装着に支障をきたすおそれはない。さらに、補強部分以外の部分にラベルを貼付するのに、ラベル等の貼付不良を招くおそれもない。

この発明の一実施例である胴径不良検査装置の概略構成とガラスびんの胴径不良を検査している状況を示す正面図である。ガラスびんの胴径不良を検査している状況を示す平面図である。他の実施例に係る胴径検出センサの構成を示す説明図である。この発明の一実施例である胴径不良検査装置のブロック図である。図４の比較回路部の比較動作を示すタイムチャートである。制御装置による胴径不良検査の制御の流れを示すフローチャートである。

図１および図２は、この発明の一実施例である胴径不良検査装置の概略構成を示している。同図は、ガラスびん１を検査対象として胴径不良を検査している状況を示すが、検査対象は必ずしもガラスびんに限らず、びん以外の容器であってもよく、また、ペットボトルのような合成樹脂製の容器であってもよい。

この実施例における検査対象のガラスびん１は、ほぼ円筒状をなす胴部１０の上端部と下端部とに同じガラスびん同士の接触に備えて強度補強がなされた厚肉状の補強部分１１，１２がそれぞれ一周形成されている。これらの補強部分１１，１２は一般に「コンタクトポイント」と呼ばれている。これに対して、上下の補強部分１１，１２間は強度補強がなされておらず、この非補強部分１３は一般に「リセス面」と呼ばれ、ラベルなどが貼設される。各補強部分１１，１２は、非補強部分１３よりわずかに突出しているので、同じガラスびん１，１が隣接したとき、突出する補強部分同士が接触することになる。

製びん工程で型成形されたガラスびん１は、冷却後に検査工程へ導かれて種々の検査が行われる。図２において、９は検査ラインに設置されているスターホイールであり、このスターホイール９の外周の凹部９０が停止する各位置に個別の検査を行うための検査ステーションが設定されている。スターホイール９の各凹部９０には検査対象のガラスびん１が導入され、ガラスびん１はスターホイール９が間欠回転するのに伴って、各検査ステーションへ順次送られる。

図示例の胴径不良検査装置は、検査ステーションのいずれかに配置されており、検査対象のガラスびん１を支持してそのガラスびん１の中心軸ｃの回りに少なくとも１回転させる回転駆動機構２と、ガラスびん１の胴部１０の外周面の決められた位置に押圧状態で当接させるローラ接触子３０，４０をそれぞれ有する第１、第２の胴径検出センサ３，４とを備えている。なお、図中、８は第１、第２の各胴径検出センサ３，４を個別に昇降可能に支持する円筒状の支柱である。

回転駆動機構２は、検査対象のガラスびん１の底を上面で支持するための回動自由な検査テーブル２０と、ガラスびん１をその中心軸ｃが検査テーブル２０の回転中心に位置するようにガラスびん１を位置決めする上下の回動自在な支持ローラ２１，２２と、ガラスびん１をガラスびん１の中心軸ｃの回りに少なくとも１回転させる駆動ローラ２３とを備えている。上側の支持ローラ２１はガラスびん１の首部１４を、下側の支持ローラ２２はガラスびん１の胴部１０の下部位置を、それぞれ回動自由に支持する。駆動ローラ２３は図示しないモータにより回転駆動され、ガラスびん１の胴部１０の外周面の下部位置に当接している。ガラスびん１は、支持ローラ２１，２２と駆動ローラ２３とで挟まれた状態にあり、駆動ローラ２３とガラスびん１の外周面との摩擦力によって中心軸ｃの周りに回転する。

第１の胴径検出センサ３は、ローラ接触子３０がガラスびん１の胴部１０の上端側の補強部分１１の位置（コンタクトポイント）に当接し、その当接部位の胴部１０の半径Ｒ_１（以下「胴径Ｒ_１」という。）を全周にわたって検出する。第２の胴径検出センサ４は、ローラ接触子４０がガラスびん１の胴部１０の非補強部分１３（リセス面）における所定の高さ位置であって第１の胴径検出センサ３のローラ接触子３０と同じ角度位置に当接し、その当接部位の胴部１０の半径Ｒ_２（以下「胴径Ｒ_２」という。）を全周にわたって検出する。

第１の胴径検出センサ３は、先端部にローラ接触子３０を備え本体ブラケット３１に往復動自由に支持されたアーム３２と、ローラ接触子３０を検査対象のガラスびん１の外周面に向けて付勢するために本体ブラケット３１とローラ接触子３０との間に設けられた圧縮バネよりなるバネ３３と、ガラスびん１の外周面に当接したローラ接触子３０の動きに追随するアーム３２の変位をガラスびん１の胴径Ｒ_１に対応する電気信号に変換して出力する変位センサ３４とで構成されている。

また、第２の胴径検出センサ４も第１の胴径検出センサ３と同様の構成のものであり、先端部にローラ接触子４０を備え本体ブラケット４１に往復動自由に支持されたアーム４２と、ローラ接触子４０を検査対象のガラスびん１の外周面に向けて付勢するために本体ブラケット４１とローラ接触子４０との間に介装されたバネ４３と、ガラスびん１の外周面に当接したローラ接触子４０の動きに追随するアーム４２の変位をガラスびん１の胴径Ｒ_２に対応する電気信号に変換して出力する変位センサ４４とで構成されている。

この実施例では、各胴径検出センサ３，４の変位センサ３４，４４として、差動トランス方式のものを用いているが、光学式のものなど、種々の方式のものを用いることができる。各変位センサ３４，４４は、図示しない１次、２次の各コイルと可動鉄心とを含み、前記アーム３２，４２の変位が可動鉄心と一体の検出子３５，４５に伝達される。
この実施例のアーム３２，４２は真っ直ぐな形状であって、長さ方向に往復動するもので、アーム３２，４２の後端面に各変位センサ３４，４４の検出子３５，４５が当接しているが、図３に示すように、アーム３２，４２が屈曲した形状のものであって、その屈曲部を支点として揺動するものである場合は、アーム３２，４２の後端部の周面に変位センサ３４，４４の検出子３５，４５を当接させるとともに、バネ３３，４３によるバネ力を作用させる。

第１の胴径検出センサ３は、ガラスびん１の上端側の補強部分１１において胴径Ｒ_１を全周にわたって検出する。一方、第２の胴径検出センサ４は、ガラスびん１の非補強部分１３の所定の高さ位置において胴径Ｒ_２を全周にわたって検出する。第１、第２の各胴径検出センサ３，４の変位センサ３４，４４は、図４に示すように、上側の補強部分１１における胴径Ｒ_１と非補強部分１３の所定の高さ位置における胴径Ｒ_２とに対応する電気信号として、胴径Ｒ_１，Ｒ_２の大きさと比例する検出電圧Ｖ_１，Ｖ_２をそれぞれ出力する。

第１の胴径検出センサ３による検出電圧Ｖ_１と第２の胴径検出センサ４による検出電圧Ｖ_２とはコンパレータなどを含む比較回路部５に入力される。比較回路部５は、検出電圧Ｖ_１，Ｖ_２をガラスびん１の全周にわたって比較するもので、図５に示すように、いずれかの角度位置θにおいて第２の胴径検出センサ４による検出電圧Ｖ_２が第１の胴径検出センサ３による検出電圧Ｖ_１より大きくなったとき、比較出力Ｖ_ｏｕｔが立ち上がり、胴径が不良であることを示す胴径不良信号ｉが制御装置６へ出力される。

前記制御装置６は、コンピュータにより構成されるもので、演算、制御の主体であるＣＰＵ、プログラムやデータを記憶させるメモリなどを含んでおり、回転駆動機構２の駆動ローラ２３の駆動源であるモータを駆動して検査対象のガラスびん１を少なくとも１回転させる。また、比較回路部５より胴径不良信号ｉを受けてリジェクト機構７へリジェクト信号ｊを出力する。リジェクト機構７は、図示していないが、検査済のガラスびん１が導出されるコンベヤに沿って配置されており、制御装置６よりリジェクト信号ｊを受けたとき、該当するガラスびん１を不良品としてコンベヤよりリジェクトテーブルへ排出させる。

図６は、制御装置６による胴径不良検査の制御の流れを示している。なお、図中、「ＳＴ」は「ＳＴＥＰ」の略であり、制御の流れにおける各手順を示す。
同図のＳＴ１では、検査テーブル２０上に検査対象のガラスびん１が導入されて支持されたかどうかを判断しており、その判定が「ＹＥＳ」のとき、検査対象のガラスびん１に回転する駆動ローラ２３が接することにより、ガラスびん１は検査テーブル２０とともにガラスびん１の中心軸ｃの回りに回転する。ガラスびん１が回転するとき、ガラスびん１の胴部１０の外周面の補強部分１１の位置に第１の胴径検出センサ３のローラ接触子３０が当接するとともに、胴部１０の非補強部分１３の所定の高さ位置であって第１の胴径検出センサ３のローラ接触子３０と同じ角度位置に第２の胴径検出センサ４のローラ接触子４０が当接している。そして、ガラスびん１が少なくとも１回転する間、ガラスびん１の胴部１０に胴径不良がないかどうか、すなわち、ガラスびん１の外周面のどの角度位置においても補強部分１１の胴径Ｒ_１が非補強部分１３の胴径Ｒ_２より大きいかどうかが比較回路部５において検出される。

つぎのＳＴ２では、制御装置６は、ガラスびん１の導入後、設定時間が経過したかどうか、すなわち、ガラスびん１が中心軸ｃの回りに少なくとも１回転するのに要する時間が経過したかどうかを判定しており、もし、胴径不良が検出されないまま設定時間が経過すると、ＳＴ２の判定が「ＹＥＳ」となってＳＴ１に戻り、制御装置６はつぎのガラスびん１の導入に待機する。

ガラスびん１の導入後、設定時間が経過するまでの間に、ガラスびん１の胴部１０に胴径不良が検出されたとき、すなわち、ガラスびん１の外周面のいずれかの角度位置において非補強部分１３の胴径Ｒ_２が補強部分１１の胴径Ｒ_１より大きくなったことが比較回路部５において検出されたとき、比較回路部５は胴径不良信号ｉを制御装置６へ出力する。これによりＳＴ２の判定が「ＮＯ」、続くＳＴ３の判定が「ＹＥＳ」となり、制御装置６は、リジェクト信号ｊを生成する。つぎに制御装置６は、ＳＴ４でガラスびん１が導出されたのを確認し、ガラスびん１がリジェクト機構７の位置に到達するまでリジェクト信号ｊを保持した後、リジェクト機構７へ出力する（ＳＴ５）。

なお、上記の実施例では、第１の胴径検出センサ３は、ガラスびん１の上端側の補強部分１１の胴径Ｒ_１を全周にわたって検出し、また、第２の胴径検出センサ４は、ガラスびん１の非補強部分１３の所定の高さ位置の胴径Ｒ_２を全周にわたって検出し、いずれかの角度位置において第２の胴径検出センサ４による検出出力が第１の胴径検出センサ３による検出出力より大きいときに比較回路部５が胴径不良信号ｉを出力するように構成しているが、第１の胴径検出センサ３は、ガラスびん１の下端側の補強部分１２の胴径を全周にわたって検出するようにし、いずれかの角度位置において第２の胴径検出センサ４による検出出力が第１の胴径検出センサ３による検出出力より大きいときに比較回路部５が胴径不良信号ｉを出力するように構成してもよい。
また、ガラスびん１の上端側の補強部分１１の胴径Ｒ_１を全周にわたって検出する第１の胴径検出センサ３に加えて、ガラスびん１の下端側の補強部分１２の胴径を全周にわたって検出する第３の胴径検出センサをさらに設け、いずれかの角度位置において第２の胴径検出センサ４による検出出力が第１の胴径検出センサ３による検出出力または第３の胴径検出センサによる検出出力より大きいときに比較回路部５が胴径不良信号を出力するように構成してもよい。
なお、上端側あるいは下端側にのみ補強部分が一周形成されたガラスびんにおいては、その補強部分に上記第１の胴径検出センサ３を当接させて、同様の検査を行うことはいうまでもない。

１ガラスびん
２回転駆動機構
３第１の胴径検出センサ
４第２の胴径検出センサ
５比較回路部
１０胴部
１１，１２補強部分
１３非補強部分
３０，４０ローラ接触子
３２，４２アーム
３３，４３バネ
３４，４４変位センサ

Claims

胴部の所定の高さ位置に強度が補強された補強部分が一周形成されている容器について胴径の不良を検査するための胴径不良検査装置であって、
検査対象の容器を支持してその容器の中心軸の回りに回転させる回転駆動機構と、前記容器の胴部の前記補強部分の位置にローラ接触子を当接させてその当接部位の胴径を全周にわたって検出する第１の胴径検出センサと、前記容器の胴部の前記補強部分でない部分であって第１の胴径検出センサのローラ接触子と同じ角度位置にローラ接触子を当接させてその当接部位の胴径を全周にわたって検出する第２の胴径検出センサと、第１の胴径検出センサによる検出出力と第２の胴径検出センサによる検出出力とを全周にわたって比較しいずれかの角度位置において第２の胴径検出センサによる検出出力が第１の胴径検出センサによる検出出力より大きいときに胴径が不良であることを示す信号を出力する比較回路部とを備えて成る容器の胴径不良検査装置。
前記第１、第２の各胴径検出センサは、先端部に前記ローラ接触子を備えた往復動自由なアームと、前記ローラ接触子を検査対象の容器の外周面に向けて付勢するバネと、前記ローラ接触子の動きに追随する前記アームの変位を容器の胴径に対応する電気信号に変換して出力する変位センサとで構成されている請求項１に記載された容器の胴径不良検査装置。