JP2016125914A - 缶の検査装置、缶の検査ヘッド及び缶の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない光源であってもピンホール等の欠陥を高精度にかつ安定して検出することができ、検査時における缶への負荷を小さく抑えることができ、缶胴が損傷することを防止でき、かつ、検査装置の外形を小さく抑えて設置スペースを低減でき、設備費用やランニングコストを削減できること。【解決手段】缶胴１０１と缶底１０２を備える有底筒状の缶１００に対して、缶１００の外部から光を照射して、缶１００の内部に漏れる光を検出する缶の検査装置１であって、缶１００の外部から缶１００に光を照射する光源２と、缶胴１０１の開口端部１０１ａに缶軸Ｏ方向から当接して、開口端部１０１ａを閉塞するシール手段１１と、シール手段１１の内部を通して、缶１００の内部から外部に漏れ出る光を検出可能な検出手段１２と、缶底１０２を保持するとともに、光源２に対して缶１００を缶軸Ｏ回りに回転させる保持手段３と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、飲料等の内容物が充填・密封される２ピース缶やボトル缶等の缶体に用いられる、有底筒状の缶の検査に関するものであり、具体的には、缶の製造工程において缶に生じるピンホール等の欠陥の有無を、缶の外部から検査光を照射し缶の内部に漏出する光を検出することにより検査する缶の検査装置、缶の検査ヘッド及び缶の検査方法に関する。

飲料等の内容物が充填、密封される缶体として、缶胴（ウォール）と缶底（ボトム）を有する有底筒状の缶と、該缶の開口端部に巻締められる円板状の缶蓋と、を備えた２ピース缶が知られている。上記缶は、例えばＤＩ缶であり、「ＤＩ」とはＤｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｉｎｇの略称である。また、缶の開口端部にキャップが螺着されたボトル缶も周知である。

従来の缶の検査装置として、例えば下記特許文献１、２に記載されたものが知られている。
特許文献１の缶の検査装置は、検査する缶を投入部から投入し、該缶の缶胴をスターホイール（ターレット）の外周に配列するポケットで保持し、該缶の缶底をプッシャーで押圧することにより、缶胴の開口端部を、スターホイールと一体に回転する回転ディスクのシール部材に押し付けてシールする。

ポケットに保持された缶は、スターホイールの回転にともなって検査位置に搬送され、該検査位置において、回転ディスクの貫通孔と、該回転ディスクに摺動する可動板の貫通孔とが一致させられて、缶の内部に連通する光導入路が形成される。また、この検査位置において、スターホイールの径方向に沿うポケット外側の光源、及びポケット内側の光源から、缶の外部へ向けて光が照射される。
そして、缶の内部に漏れ出た光を、光導入路を通して光センサにより検出し、缶のピンホール等の欠陥の有無を検査するようにしている。

特開２００４−３１７３５６号公報 特開２００２−３６５２３０号公報

しかしながら、上記従来の缶の検査装置では、下記の課題を有していた。
従来の缶の検査装置では、缶が、スターホイールの外周のポケットに保持された状態で検査位置に搬送され、該缶に対して、スターホイールの径方向に沿うポケット外側とポケット内側から光を照射している。つまり、筒状をなす缶に対して、該缶の全周のうち概ね２方向からのみ光を照射しているため、光が当たりにくい箇所が生じて、検査精度を確保することが難しかった。

また、回転するスターホイール等と、光源との接触を防止するため、該スターホイールに保持された缶に対して、光源を例えば２００ｍｍ以上も離間させざるを得ず、缶を照射する光の照度（缶の表面における照度）を高めることが困難であった。
また、検査精度を高める目的で、光源をスターホイールの周方向に沿って広範囲に設置しており（複数の光源を配列しており）、設備費用やランニングコストが嵩んでいた。

また、スターホイールが、缶の缶胴を保持して搬送するため、検査時に缶胴に凹みや傷が付くおそれがあった。
また、外径の大きなスターホイールの回転にともなって缶が搬送されるので、缶の保持時間（缶底をプッシャーで押圧し続ける時間や、缶胴をポケットに保持し続ける時間）が長くなりがちであり、缶に負荷がかかりやすかった。
また、従来の缶の検査装置は検査専用の装置であるにも係わらず、スターホイール等を含む大掛かりな構成であり、装置の外形とともに設置スペースが大きくなっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、少ない光源であってもピンホール等の欠陥を高精度にかつ安定して検出することができ、検査時における缶への負荷を小さく抑えることができ、缶胴が損傷することを防止でき、かつ、検査装置の外形を小さく抑えて設置スペースを低減でき、設備費用やランニングコストを削減できる缶の検査装置、缶の検査ヘッド及び缶の検査方法を提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記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。
すなわち、本発明は、缶胴と缶底を備える有底筒状の缶に対して、前記缶の外部から光を照射して、前記缶の内部に漏れる光を検出する缶の検査装置であって、前記缶の外部から前記缶に光を照射する光源と、前記缶胴の開口端部に缶軸方向から当接して、前記開口端部を閉塞するシール手段と、前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部から外部に漏れ出る光を検出可能な検出手段と、前記缶底を保持するとともに、前記光源に対して前記缶を缶軸回りに回転させる保持手段と、を備えることを特徴とする。
また本発明は、缶胴と缶底を備える有底筒状の缶に対して、前記缶胴の開口端部に装着され、前記缶の内部に漏れる光を検出する缶の検査ヘッドであって、缶軸回りに回転させられる前記缶の前記開口端部に、缶軸方向から当接して前記開口端部を閉塞するとともに、前記缶と供回りするシール手段と、前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部から外部に漏れ出る光を検出可能な検出手段と、を備えることを特徴とする。
また本発明は、缶胴と缶底を備える有底筒状の缶に対して、前記缶の外部から光を照射して、前記缶の内部に漏れる光を検出する缶の検査方法であって、前記缶胴の開口端部に缶軸方向からシール手段を当接させて前記開口端部を閉塞し、前記缶の外部から前記缶に光源の光を照射し、前記光源に対して前記缶を缶軸回りに回転させつつ、前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部から外部に漏れ出る光を検出手段により検出することを特徴とする。

本発明に係る缶の検査装置、缶の検査ヘッド及び缶の検査方法では、缶胴の開口端部がシール手段により閉塞された状態で、缶の外部から該缶に光源の光（検査光）が照射される。詳しくは、保持手段に保持された缶は、該保持手段により缶軸回りに回転させられ、つまり自転させられており、該缶の全周に対して、光源の光が均等に照射されるようになっている。そして検出手段は、シール手段の内部を通して、缶の内部から外部に漏れ出る光を検出する。

すなわち本発明によれば、光源に対して缶が自転するので、該缶に対して、缶軸回りの全周から安定して十分な照度の光を照射することができる。つまり、缶に対して光が当たりにくい箇所が存在しないようにされているとともに、缶全体に均等に光を照射することができる。これにより、缶のピンホール等の欠陥を、高精度にかつ安定して検出することができる。

また本発明では、従来のように缶をスターホイールのポケットで保持するわけではないので、缶に対して光源を接近配置することが可能である。具体的には、缶に対して、例えば数ｍｍから数十ｍｍ程度にまで光源を接近させて配置することができる。
これにより、光源の照度を小さく抑えることができる。また缶が自転しているため、光源が少なくとも１つ設けられていれば、缶の全周を照射することが可能である。従って、光源の数や出力を少なく抑えることが可能になり、設備費用やランニングコスト（消費電力）が大幅に削減される。また、光源の照度を小さくすることで、該光源の寿命を延ばす効果も期待できる。

なお、光源を缶の缶軸回りに複数箇所設けることとしてもよく、この場合、光源の数に応じて缶を自転させる回転量を小さく設定したり、検査精度をさらに向上させることができる。
具体的に、例えば、光源が缶軸回りに等間隔をあけて２箇所設けられた場合には、缶を自転させる回転量を１／２に抑えることができるとともに、検査時間を半減させることが可能になる。或いは、缶を自転させる回転量はそのまま（光源が１箇所の場合と同じ）にして、理論上の検査精度を２倍に高めることができる。

また、検査を行うにあたり、シール手段や保持手段が缶を押圧する時間は、この缶が自転して該缶の全周に光が照射される間の短い時間で済むので、検査時における缶への負荷を抑制することができる。
また、缶を自転させるにあたり、缶胴を保持する必要はなく、保持手段により缶底を保持して缶軸回りに回転させることができる。従って、検査時において、缶胴を凹ませたり傷つけたりするようなことを防止できる。

また本発明によれば、缶が自転できる程度のスペース等を確保して装置を構成できるので、装置の外形が小さく抑えられてコンパクトなものとなり、設置スペースを低減できる。
さらに、例えばこの缶のピンホール検査装置を、缶の外面検査装置等に組み込むことも可能であり、この場合、缶の製造ライン全体としての省スペース化を図ることができ、かつ、生産性を向上できる。

また本発明は、従来のようにスターホイールと一体に回転する回転ディスクと、可動板とを摺動させるような構成が必要ない。つまり本発明では、部材同士を摺動させる構成が必須となってはいない。
具体的に、従来の検査装置では、回転ディスクと可動板とを摺動させる構成が必須であり、このため、摺動する部材同士が摩耗したり損傷したりして、部品の再研磨や交換などのメンテナンスが煩雑なものとなっていた。
一方、本発明によれば、部材同士の摺動による摩耗や損傷が生じないため、メンテナンスの回数を抑えることができ、装置の取り扱いが容易であるとともに、検査精度も長期にわたり安定して高められることとなる。

以上より本発明によれば、少ない光源であってもピンホール等の欠陥を高精度にかつ安定して検出することができ、検査時における缶への負荷を小さく抑えることができ、缶胴が損傷することを防止でき、かつ、検査装置の外形を小さく抑えて設置スペースを低減でき、設備費用やランニングコストを削減できるのである。

また、本発明に係る缶の検査装置において、前記シール手段は、前記開口端部に対して缶軸方向に進退移動することとしてもよい。
また、本発明に係る缶の検査ヘッドにおいて、前記シール手段は、前記開口端部に対して缶軸方向に進退移動することとしてもよい。
また、本発明に係る缶の検査方法において、前記シール手段を、前記開口端部に対して缶軸方向に進退移動させることとしてもよい。

上記構成によれば、検査時においては、シール手段を缶胴の開口端部に対して前進移動（接近移動）させるとともに確実に密着させて、検査精度を安定的に高めることができる。また、検査前及び検査後には、シール手段を開口端部に対して後退移動（離間移動）させることにより、缶を検査位置に導入しやすくしたり、導出しやすくすることができる。

また、本発明に係る缶の検査装置において、前記シール手段は、前記開口端部に当接して、缶軸回りに回転する前記缶と供回りするように軸受に支持され、前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部と前記検出手段とを連通する光導入路が形成され、前記光導入路の内部と外部との間に、光減衰路が形成されており、缶軸方向に沿う縦断面視で、前記光減衰路は、缶軸方向に延びる缶軸方向減衰路部分と、前記缶軸方向減衰路部分に連結され、缶軸に直交する径方向に延びる径方向減衰路部分と、を備えることとしてもよい。
また、本発明に係る缶の検査ヘッドにおいて、前記シール手段は、前記開口端部に当接して、缶軸回りに回転する前記缶と供回りするように軸受に支持され、前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部と前記検出手段とを連通する光導入路が形成され、前記光導入路の内部と外部との間に、光減衰路が形成されており、缶軸方向に沿う縦断面視で、前記光減衰路は、缶軸方向に延びる缶軸方向減衰路部分と、前記缶軸方向減衰路部分に連結され、缶軸に直交する径方向に延びる径方向減衰路部分と、を備えることとしてもよい。
また、本発明に係る缶の検査方法において、前記シール手段は軸受に支持されており、前記シール手段を前記開口端部に当接させて、缶軸回りに回転する前記缶と供回りさせ、前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部と前記検出手段とを連通する光導入路を形成し、前記光導入路の内部と外部との間に、光減衰路を形成し、缶軸方向に沿う縦断面視で、前記光減衰路に、缶軸方向に延びる缶軸方向減衰路部分と、前記缶軸方向減衰路部分に連結され、缶軸に直交する径方向に延びる径方向減衰路部分と、を設けることとしてもよい。

上記構成によれば、シール手段が、缶胴の開口端部に当接して、自転する缶とともに缶軸回りに供回りするので、シール手段と開口端部との密着性を安定して確保できる。具体的に、このシール手段は、軸受に支持されていて回転自在であり、缶の自転に同期して回転（従動回転）させられるようになっている。
また、シール手段と、該シール手段が当接する缶胴の開口端部とが、缶軸回りに相対回転することなく、同期して回転するので、検査時における前記開口端部の擦れ痕や損傷が防止される。

ただし、このようにシール手段を回転自在に構成した場合には、光導入路の内部と外部との間に軸受が介装されることとなり、該軸受近傍を通して、外部の光が光導入路に進入するおそれがある。光導入路への外部の光の進入は、検査精度に影響するため好ましくない。

そこで上記構成では、光導入路の内部と外部との間に、光減衰路を形成している。光減衰路は、缶軸方向に延びる缶軸方向減衰路部分と、缶軸に直交する径方向に延びる径方向減衰路部分と、を連結して形成されている。つまり、光減衰路は、互いに直交する向きに延びる２つの減衰路部分同士が連結されることで、曲折した形状を有している。

このように、光減衰路が曲折した形状であることにより、該光減衰路内に進入した外部の光は、路内で複数回壁面に反射させられることとなり、これに応じて減衰させられて、光導入路の内部に到達することなく消滅する。つまり、光導入路の内部への外部の光の進入が防止される。

従って、上述のようにシール手段を缶胴の開口端部に密着させて、これらを同期回転させることにより得られる効果と、光導入路への外部の光の進入を防いで検査精度を高精度に維持できるという効果を、両方ともに奏功することが可能になる。

また、本発明に係る缶の検査装置において、前記保持手段は、光透過性材料で形成されていることとしてもよい。

上記構成によれば、缶底を保持する保持手段が、例えばアクリル樹脂等の光透過性材料で形成されているので、該保持手段によって光が遮断されることはなく、保持手段を光が通過して、缶底のピンホール等の欠陥を精度よく検出することが可能になる。
従って、缶の検査精度をさらに向上できる。
なお、この場合、保持手段の内部に反射板（鏡）を配置したり、保持手段にレーザ加工を施したりすることで、該保持手段に反射部（乱反射部）を設け、光を缶底へ向けてより導きやすくしてもよい。

本発明に係る缶の検査装置、缶の検査ヘッド及び缶の検査方法によれば、少ない光源であってもピンホール等の欠陥を高精度にかつ安定して検出することができ、検査時における缶への負荷を小さく抑えることができ、缶胴が損傷することを防止でき、かつ、検査装置の外形を小さく抑えて設置スペースを低減でき、設備費用やランニングコストを削減できる。

本発明の一実施形態に係る缶の検査装置を示す縦断面図である。 缶の検査装置を示す上面図である。 缶の検査装置が備える缶の検査ヘッドと、その動作を説明する縦断面図であり、缶胴の開口端部に対してシール手段が上方に離間した状態を表している。 缶の検査装置が備える缶の検査ヘッドと、その動作を説明する縦断面図であり、缶胴の開口端部に対してシール手段が当接した状態を表している。 （ａ）図３のＡ部の拡大図、（ｂ）図４のＢ部の拡大図、である。 図４のＣ部の拡大図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る缶の検査装置１、缶の検査ヘッド１０及び缶の検査方法について説明する。
図１に示されるように、本実施形態の缶の検査装置１により検査される缶１００は、飲料等の内容物が充填・密封される缶体（ボトル缶）に用いられるものである。缶体は、有底筒状の缶１００と、該缶１００の開口端部１０１ａに螺着されるキャップ（不図示）と、を備えている。この缶１００は、具体的にはＤＩ缶であり、「ＤＩ」とはＤｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｉｎｇの略称である。

缶１００は、筒状をなす缶胴（ウォール）１０１と、概ね円板状をなす缶底（ボトム）１０２と、を備えている。缶胴１０１及び缶底１０２は、互いに同軸に配置されており、本明細書では、これらの共通軸を缶軸Ｏという。
本実施形態の缶の検査装置１は、缶胴１０１と缶底１０２を備える有底筒状の缶１００に対して、缶１００の外部から光（検査光）を照射して、缶１００の内部に漏れる光を検出することにより、該缶１００のピンホール等の欠陥（孔欠陥）の有無を検査するものである。

図１及び図２において、缶の検査装置１は、缶１００の外部から該缶１００に光を照射する光源２と、缶１００に対して、缶胴１０１の開口端部１０１ａに装着され、缶１００の内部に漏れる光を検出する缶の検査ヘッド１０と、缶底１０２を保持する保持手段３と、を備えている。また、缶の検査装置１は、光源２及び保持手段３が設けられる台座７と、台座７上に立設されて缶の検査ヘッド１０を支持する支持部材８と、を備えている。
また、缶の検査ヘッド１０は、缶１００の開口端部１０１ａに缶軸Ｏ方向から当接して、該開口端部１０１ａを閉塞するシール手段１１と、シール手段１１の内部を通して、缶１００の内部から外部に漏れ出る光を検出可能な検出手段１２と、を備えている。

本実施形態の缶の検査装置１において、保持手段３、シール手段１１及び検出手段１２の各中心軸は、いずれも共通軸上に位置しており、これらの中心軸は、缶軸Ｏに同軸に配置されている。本明細書では、この共通軸を缶軸Ｏという。
また、缶軸Ｏに沿う方向（缶軸Ｏ方向）のうち、図１において缶１００からシール手段１１へ向かう方向（缶底１０２から開口端部１０１ａへ向かう方向と同じ）を上方といい、缶１００から保持手段３へ向かう方向（開口端部１０１ａから缶底１０２へ向かう方向と同じ）を下方という。
また、缶軸Ｏに直交する方向を径方向といい、径方向のうち、缶軸Ｏに接近する向きを径方向の内側といい、缶軸Ｏから離間する向きを径方向の外側という。
また、缶軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

まず図１において、検査対象である缶（ワーク）１００について説明する。
缶１００の缶胴１０１における上端部は、缶１００の外部に開口する開口端部１０１ａとなっている。本実施形態の缶１００は、ボトル缶に用いられるものであり、缶胴１０１の開口端部１０１ａが、該開口端部１０１ａ以外の部位よりも小径とされている。具体的に、缶胴１０１は、開口端部１０１ａ以外の部位から開口端部１０１ａへ向かうに従い漸次縮径されたテーパ面を有しており、異径円筒状をなしている。

飲料等の内容物は、缶胴１０１の開口端部１０１ａを通して缶１００内に充填される。また、缶胴１０１における下端部は、缶底１０２により閉じられている。缶胴１０１の外径は、例えば６５〜６７ｍｍである。
また、缶胴１０１の下端部は、缶底１０２の後述するヒール部１０２ｃの上端部に対して、滑らかに連なっている。

缶底１０２は、缶軸Ｏ上に位置するとともに、上方（缶胴１０１の内部）に向けて膨出するように形成されたドーム部１０２ａと、該ドーム部１０２ａの外周縁部と缶胴１０１の下端部とを接続するヒール部１０２ｃと、を備えている。

ヒール部１０２ｃは、缶胴１０１の下端部から下方に向かうに従い漸次径方向の内側へ向けて傾斜している。また、缶底１０２におけるドーム部１０２ａとヒール部１０２ｃとの接続部分は、この缶１００が正立姿勢（図１に示される、缶胴１０１の開口端部１０１ａが上方を向く姿勢）とされて接地面（平らな載置面）上に載置されたときに、接地面に接する接地部１０２ｂとなっている。接地部１０２ｂは、缶底１０２において最も下方に向けて突出しているとともに、周方向に沿って延びる環状をなしている。

次に、缶の検査装置１及び缶の検査ヘッド１０について説明する。
図１及び図２において、光源２は、台座７上に配設されている。光源２は、缶１００の缶胴１０１及び缶底１０２に、これら缶胴１０１及び缶底１０２の径方向外側から、所定の間隔をあけて対向配置されている。前記所定の間隔とは、具体的には、径方向に沿う数ｍｍ〜数十ｍｍ程度の距離であり、本実施形態では、例えば７０ｍｍ程度に設定される。

図示の例では、光源２が複数設けられている。具体的には、光源２として、缶軸Ｏ方向に沿う缶胴１０１及び缶底１０２の全域にわたって対向配置される光源２Ａと、主として缶胴１０１の開口端部１０１ａ近傍に対向配置される光源２Ｂと、が設けられている。
また、光源２Ａは、周方向に間隔をあけて複数設けられており、光源２Ｂも、周方向に間隔をあけて複数設けられている。詳しくは、一対の光源２Ａが、互いに周方向に１８０°間隔をあけて配設されており、該光源２Ａとは周方向に位相をずらされた光源２Ｂが、互いに周方向に１８０°間隔をあけて一対配設されている。また、光源２Ａ同士、光源２Ｂ同士は、周方向に等間隔をあけて配設されることが好ましい。光源２Ａ、２Ｂは、それぞれ３つ以上設けられていてもよい。光源２は、缶１００の形状に応じて、缶軸Ｏに対して傾斜して延在するように設けられていてもよい。

なお、これら光源２Ａ、２Ｂのうち、光源２Ｂについては設けられていなくてもよい。ただし、缶胴１０１の開口端部１０１ａ近傍は、雄ネジ加工やネック加工が施されて形状が複雑になっており、ピンホール等の欠陥を検出しにくいことから、本実施形態のように光源２Ｂを設けることが、より好ましい。
また光源２は、少なくとも１つ以上設けられていればよく、本実施形態のように複数設けられていなくてもよい。つまり光源２は、１つのみ設けられていてもよい。

本実施形態では、光源２として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いている。発光ダイオードを用いることにより、消費電力を削減できる。詳しくは、この発光ダイオードとして、例えば波長が４７０ｎｍ程度とされた青色（可視光線）の発光ダイオードを採用している。ただし、光源２は青色の発光ダイオードに限定されるものではなく、例えば赤色や緑色の発光ダイオードや、これらの複合色とされた発光ダイオードであってもよい。また光源２として、発光ダイオード以外の例えば電球や蛍光灯等の光を照射する部材を用いてもよい。

図１において、保持手段３は、台座７上に缶軸Ｏ回りに回転可能に設けられている。保持手段３は、アクリル樹脂等の光透過性材料で形成されている。つまり、保持手段３は透明であり、本明細書でいう前記「透明」とは、例えば光線透過率が９０％以上であることを指す。光線透過率が９０％以上であれば、検査精度を安定して確保できる。
保持手段３は円板状をなしており、該保持手段３の上面は、缶１００の缶底１０２形状に対応して凹状に形成されている。具体的に、保持手段３の上面は、缶底１０２のヒール部１０２ｃ及び接地部１０２ｂに密着するように当接可能とされて、窪んで形成されている。

保持手段３の上面には、缶底１０２のドーム部１０２ａに向けて開口する吸気孔が形成されている。吸気孔は不図示の吸気手段に連通しており、該吸気手段によりエア吸引することで、保持手段３が、缶底１０２を吸引保持することが可能とされている。
また、特に図示していないが、保持手段３の内部には、反射板（鏡）を設けたりレーザ加工を施すことにより、光源２の光を缶底１０２へ導くための反射部（乱反射部）を配設してもよい。

そして、保持手段３は、光源２に対して、保持した缶１００を缶軸Ｏ回りに回転させる（自転させる）ようになっている。
図１及び図２に示される例では、保持手段３が、軸受に（間接的に）支持されて缶軸Ｏ回りに回転可能であり、また保持手段３に固定されたプーリ４が、ベルト５を介して駆動モータのプーリ６に連結されている。そして、駆動モータ等によってプーリ４が回転させられることで、保持手段３が、缶軸Ｏ回りに回転するようになっている。

また、特に図示していないが、本実施形態の缶の検査装置１は、保持手段３上に缶１００を導入（搬入）する供給手段と、保持手段３上から缶１００を導出（搬出）する排出手段と、を備えている。

図１及び図２に示されるように、缶の検査ヘッド１０は、複数の支持部材８によって支持されている。複数の支持部材８は、台座７上において保持手段３及び缶１００を囲むように、周方向に互いに間隔をあけて配列している。缶の検査ヘッド１０は、保持手段３上に載置された缶１００の開口端部１０１ａの上方に位置するように、配設されている。

図１、図３及び図４において、缶の検査ヘッド１０は、缶軸Ｏ回りに回転させられる缶１００の開口端部１０１ａに缶軸Ｏ方向から当接して、該開口端部１０１ａを閉塞するとともに、缶軸Ｏ回りに回転する缶１００と供回りするシール手段１１と、検出手段１２と、シール手段１１が固定された回転体１３と、回転体１３及びシール手段１１を缶軸Ｏ回りに回転自在に支持する軸受１４と、検出手段１２を支持する固定プレート１５と、固定プレート１５に対して缶軸Ｏ方向に移動可能とされ、回転体１３、シール手段１１及び軸受１４を支持するスライド部１６と、スライド部１６に連結される駆動手段１７と、を備えている。

シール手段１１は、円板状をなしており、該シール手段１１の径方向の中央（缶軸Ｏ上）には、貫通孔が形成されている。シール手段１１は、ゴム等の弾性材料からなり、缶１００の開口端部１０１ａに密着して当接可能である。
シール手段１１は、後述する駆動手段１７によって缶軸Ｏ方向に往復移動させられ、これにより缶１００の開口端部１０１ａに対して、缶軸Ｏ方向に進退移動する。

回転体１３は、筒状をなしており、該回転体１３の下端部には、シール手段１１が同軸に配設される。また、回転体１３の径方向外側には、該回転体１３に同軸とされて軸受１４が嵌合している。

スライド部１６は、板状部と、該板状部の内周縁から立設される筒状部と、を有している。スライド部１６の筒状部は、軸受１４の径方向外側に嵌合しており、該スライド部１６によって、軸受１４、回転体１３及びシール手段１１が支持されている。

固定プレート１５は、検出手段１２を支持する板状部と、該板状部の外周縁から垂下設される筒状部と、を有している。固定プレート１５の筒状部の径方向内側には、スライド部１６の筒状部が挿入されている。支持部材８は、固定プレート１５の筒状部を支持している。
検出手段１２は、光を検出可能な構成を有しており、本実施形態の検出手段１２は、例えば光電子倍増管（所謂「フォトマル」、「ＰＭＴ」）である。検出手段１２は、カバー部材により覆われている。

駆動手段１７は、例えばシリンダやカム機構等からなり、固定プレート１５に対してスライド部１６を缶軸Ｏ方向に往復移動させる。図示の例では、駆動手段１７としてシリンダが用いられている。

図４に示されるように、缶の検査ヘッド１０には、シール手段１１の内部（貫通孔）を通して、缶１００の内部と検出手段１２とを連通する光導入路１８が形成されている。すなわち、光導入路１８は、シール手段１１が缶１００の開口端部１０１ａに当接したときに、缶１００の内部と検出手段１２とを連通するように形成される。
本実施形態では、光導入路１８が、シール手段１１の貫通孔と、回転体１３の内部と、回転体１３、軸受１４及びスライド部１６の筒状部と固定プレート１５との間に画成される室１９と、を有している。

また、光導入路１８の内部と外部との間には、光減衰路２０が形成されている。光減衰路２０は、周方向に沿って延びる環状をなしている。
図４〜図６に示される缶軸Ｏ方向に沿う縦断面視（缶の検査装置１の縦断面視）で、光減衰路２０は、缶軸Ｏ方向に延びる缶軸方向減衰路部分２０ａと、該缶軸方向減衰路部分２０ａに連結され、径方向に延びる径方向減衰路部分２０ｂと、を備えている。

図４に示されるように、本実施形態では、光減衰路２０として、スライド部１６の筒状部と固定プレート１５の筒状部との間に配置されて室１９に連通する第１の光減衰路２１と、軸受１４と室１９との間に配置される第２の光減衰路２２と、が設けられる。

図５（ａ）は、図３に示されるように、駆動手段１７によりスライド部１６が、固定プレート１５に対して最上端位置まで移動させられた状態（スライド部１６の板状部が固定プレート１５の筒状部にその下方から当接している状態）を表している。また、図５（ｂ）は、図４に示されるように、駆動手段１７によりスライド部１６が、固定プレート１５に対して最下端位置まで移動させられた状態を表している。

図５（ｂ）に示される縦断面視において、第１の光減衰路２１は、缶軸方向減衰路部分２０ａと、缶軸方向減衰路部分２０ａの缶軸Ｏ方向の両端から径方向に延びる一対の径方向減衰路部分２０ｂと、を有している。具体的に、第１の光減衰路２１は、缶軸方向減衰路部分２０ａの上端から径方向内側に向けて延びる一方の径方向減衰路部分２０ｂと、缶軸方向減衰路部分２０ａの下端から径方向外側に向けて延びる他方の径方向減衰路部分２０ｂと、を備える。

つまり第１の光減衰路２１は、３つの減衰路部分２０ａ、２０ｂ同士が曲折するように連結し形成されている。
図５（ｂ）に示される縦断面視で、例えば、各減衰路部分２０ａ、２０ｂの長さは、１〜１０ｍｍであり、幅は、０．５〜４ｍｍである。本実施形態の例では、各減衰路部分２０ａ、２０ｂの前記長さが２〜９ｍｍ程度であり、前記幅が１ｍｍ程度である。

図６に示される縦断面視において、第２の光減衰路２２は、一対の缶軸方向減衰路部分２０ａと、一対の径方向減衰路部分２０ｂと、を有している。具体的には、これらの缶軸方向減衰路部分２０ａと径方向減衰路部分２０ｂとが、交互に連なっている。すなわち、第２の光減衰路２２は、室１９に開口する一方の缶軸方向減衰路部分２０ａと、一方の缶軸方向減衰路部分２０ａの下端から径方向内側に向けて延びる一方の径方向減衰路部分２０ｂと、一方の径方向減衰路部分２０ｂの径方向内端から下方に向けて延びる他方の缶軸方向減衰路部分２０ａと、他方の缶軸方向減衰路部分２０ａの下端から径方向外側に向けて延びるとともに、軸受１４に開口する他方の径方向減衰路部分２０ｂと、を備える。

つまり第２の光減衰路２２は、４つの減衰路部分２０ａ、２０ｂ同士が曲折するように連結し形成されている。
図６に示される縦断面視で、例えば、各減衰路部分２０ａ、２０ｂの長さは、１〜１０ｍｍであり、幅は、０．５〜４ｍｍである。本実施形態の例では、各減衰路部分２０ａ、２０ｂの前記長さが１．５〜４ｍｍ程度であり、前記幅が０．５〜１ｍｍ程度である。

なお、本実施形態では、光減衰路２０が、缶軸方向減衰路部分２０ａ及び径方向減衰路部分２０ｂが計３つ以上連結し形成されている例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、光減衰路２０は、少なくとも缶軸方向減衰路部分２０ａ及び径方向減衰路部分２０ｂを１つずつ備えていて、互いに延在方向の異なるこれら減衰路部分２０ａ、２０ｂ同士が連結されていればよい。

より詳しくは、光減衰路２０は、該光減衰路２０内に進入した外部の光が、この光減衰路２０内で複数回壁面に反射させられることにより減衰して、光導入路１８の内部に到達することなく消滅するように構成されていればよい。
なお、光減衰路２０は、路内が黒色塗装されているか、或いは黒色の材料により形成されていることが好ましい。

このように構成された缶の検査装置１を用いた缶の検査方法では、缶胴１０１の開口端部１０１ａに缶軸Ｏ方向からシール手段１１を当接させて該開口端部１０１ａを閉塞し、缶１００の外部から缶１００に光源２の光を照射し、光源２に対して缶１００を缶軸Ｏ回りに回転させつつ、シール手段１１の内部を通して、缶１００の内部から外部に漏れ出る光を検出手段１２により検出する。
なお、シール手段１１により缶胴１０１の開口端部１０１ａを閉塞する工程と、缶１００に光源２の光を照射する工程とは、上述とは逆の順序であってもよい。
また、検査前と検査後には、シール手段１１を、缶胴１０１の開口端部１０１ａに対して缶軸Ｏ方向に進退移動させる。

以上説明した本実施形態に係る缶の検査装置１、缶の検査ヘッド１０及び缶の検査方法では、缶胴１０１の開口端部１０１ａがシール手段１１により閉塞された状態で、缶１００の外部から該缶１００に光源２の光が照射される。詳しくは、保持手段３に保持された缶１００は、該保持手段３により缶軸Ｏ回りに回転させられ、つまり自転させられており、該缶１００の全周に対して、光源２の光が均等に照射されるようになっている。そして検出手段１２は、シール手段１１の内部を通して、缶１００の内部から外部に漏れ出る光を検出する。

すなわち本実施形態によれば、光源２に対して缶１００が自転するので、該缶１００に対して、缶軸Ｏ回りの全周から安定して十分な照度の光を照射することができる。つまり、缶１００に対して光が当たりにくい箇所が存在しないようにされているとともに、缶１００全体に均等に光を照射することができる。これにより、缶１００のピンホール等の欠陥を、高精度にかつ安定して検出することができる。

また本実施形態では、従来のように缶１００をスターホイールのポケットで保持するわけではないので、缶１００に対して光源２を接近配置することが可能である。具体的には、缶１００に対して、例えば数ｍｍから数十ｍｍ程度にまで光源２を接近させて配置することができる。
これにより、光源２の照度を小さく抑えることができる。また缶１００が自転しているため、光源２が少なくとも１つ設けられていれば、缶１００の全周を照射することが可能である。従って、光源２の数や出力を少なく抑えることが可能になり、設備費用やランニングコスト（消費電力）が大幅に削減される。また、光源２の照度を小さくすることで、該光源２の寿命を延ばす効果も期待できる。

なお、本実施形態で説明したように、光源２を缶１００の缶軸Ｏ回りに複数箇所設けることとしてもよく、この場合、光源２の数に応じて缶１００を自転させる回転量を小さく設定したり、検査精度をさらに向上させることができる。
具体的に、本実施形態では、光源２Ａ（２Ｂ）が缶軸Ｏ回りに等間隔をあけて２箇所設けられており、缶１００を自転させる回転量を１／２に抑えることができるとともに、検査時間を半減させることが可能になる。或いは、缶１００を自転させる回転量はそのまま（光源２が１箇所の場合と同じ）にして、理論上の検査精度を２倍に高めることができる。

また、検査を行うにあたり、シール手段１１や保持手段３が缶１００を押圧する時間は、この缶１００が自転して該缶１００の全周に光が照射される間の短い時間で済むので、検査時における缶１００への負荷を抑制することができる。
また、缶１００を自転させるにあたり、缶胴１０１を保持する必要はなく、保持手段３により缶底１０２を保持して缶軸Ｏ回りに回転させることができる。従って、検査時において、缶胴１０１を凹ませたり傷つけたりするようなことを防止できる。

また本実施形態によれば、缶１００が自転できる程度のスペース等を確保して装置を構成できるので、装置の外形が小さく抑えられてコンパクトなものとなり、設置スペースを低減できる。
さらに、例えばこの缶１００のピンホール検査装置（缶の検査装置）１を、不図示の缶１００の外面検査装置等に組み込むことも可能であり、この場合、缶１００の製造ライン全体としての省スペース化を図ることができ、かつ、生産性を向上できる。

また本実施形態は、従来のようにスターホイールと一体に回転する回転ディスクと、可動板とを摺動させるような構成が必要ない。つまり本実施形態では、部材同士を摺動させる構成が必須となってはいない。
具体的に、従来の検査装置では、回転ディスクと可動板とを摺動させる構成が必須であり、このため、摺動する部材同士が摩耗したり損傷したりして、部品の再研磨や交換などのメンテナンスが煩雑なものとなっていた。
一方、本実施形態によれば、部材同士の摺動による摩耗や損傷が生じないため、メンテナンスの回数を抑えることができ、装置の取り扱いが容易であるとともに、検査精度も長期にわたり安定して高められることとなる。

以上より本実施形態によれば、少ない光源２であってもピンホール等の欠陥を高精度にかつ安定して検出することができ、検査時における缶１００への負荷を小さく抑えることができ、缶胴１０１が損傷することを防止でき、かつ、検査装置１の外形を小さく抑えて設置スペースを低減でき、設備費用やランニングコストを削減できるのである。

また本実施形態では、シール手段１１が、缶胴１０１の開口端部１０１ａに対して缶軸Ｏ方向に進退移動するので、下記の作用効果を奏する。
すなわち上記構成によれば、検査時においては、シール手段１１を缶胴１０１の開口端部１０１ａに対して前進移動（接近移動）させるとともに確実に密着させて、検査精度を安定的に高めることができる。また、検査前及び検査後には、シール手段１１を開口端部１０１ａに対して後退移動（離間移動）させることにより、缶１００を検査位置に導入しやすくしたり、導出しやすくすることができる。

また本実施形態では、シール手段１１が、缶胴１０１の開口端部１０１ａに当接して、缶軸Ｏ回りに回転する缶１００と供回りするように軸受１４に支持されている。また、光導入路１８の内部と外部との間に、光減衰路２０が形成されており、缶軸Ｏ方向に沿う縦断面視で、光減衰路２０が、缶軸方向減衰路部分２０ａと、缶軸方向減衰路部分２０ａに連結され、缶軸Ｏに直交する径方向に延びる径方向減衰路部分２０ｂと、を備えている。従って、下記の作用効果を奏する。

すなわち上記構成によれば、シール手段１１が、缶胴１０１の開口端部１０１ａに当接して、自転する缶１００とともに缶軸Ｏ回りに供回りするので、シール手段１１と開口端部１０１ａとの密着性を安定して確保できる。具体的に、このシール手段１１は、軸受１４に支持されていて回転自在であり、缶１００の自転に同期して回転（従動回転）させられるようになっている。
また、シール手段１１と、該シール手段１１が当接する缶胴１０１の開口端部１０１ａとが、缶軸Ｏ回りに相対回転することなく、同期して回転するので、検査時における開口端部１０１ａの擦れ痕や損傷が防止される。

ただし、このようにシール手段１１を回転自在に構成した場合には、光導入路１８の内部と外部との間に軸受１４が介装されることとなり、該軸受１４近傍を通して、外部の光が光導入路１８に進入するおそれがある。光導入路１８への外部の光の進入は、検査精度に影響するため好ましくない。

そこで上記構成では、光導入路１８の内部と外部との間に、光減衰路２０を形成している。光減衰路２０は、缶軸Ｏ方向に延びる缶軸方向減衰路部分２０ａと、径方向に延びる径方向減衰路部分２０ｂと、を連結して形成されている。つまり、光減衰路２０は、互いに直交する向きに延びる２つの減衰路部分２０ａ、２０ｂ同士が連結されることで、曲折した形状を有している。

このように、光減衰路２０が曲折した形状であることにより、該光減衰路２０内に進入した外部の光は、路内で複数回壁面に反射させられることとなり、これに応じて減衰させられて、光導入路１８の内部に到達することなく消滅する。つまり、光導入路１８の内部への外部の光の進入が防止される。

従って、上述のようにシール手段１１を缶胴１０１の開口端部１０１ａに密着させて、これらを同期回転させることにより得られる効果と、光導入路１８への外部の光の進入を防いで検査精度を高精度に維持できるという効果を、両方ともに奏功することが可能になる。

また本実施形態では、缶底１０２を保持する保持手段３が、例えばアクリル樹脂等の光透過性材料で形成されているので、該保持手段３によって光が遮断されることはなく、保持手段３を光が通過して、缶底１０２のピンホール等の欠陥を精度よく検出することが可能になる。
従って、缶１００の検査精度をさらに向上できる。
なお、この場合、保持手段３の内部に反射板（鏡）を配置したり、保持手段３にレーザ加工を施したりすることで、該保持手段３に反射部（乱反射部）を設け、光を缶底１０２へ向けてより導きやすくしてもよい。

なお、本発明は前述の実施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、前述の実施形態では、ボトル缶（缶体）に用いられる缶１００により本発明を説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、缶１００は、２ピース缶（缶体）に用いられるものであってもよい。この場合、缶体は、有底円筒状の缶１００と、該缶１００の開口端部１０１ａに巻締められる円板状の缶蓋と、を備える。

また、前述の実施形態では、光減衰路２０として、第１の光減衰路２１と、第２の光減衰路２２と、が設けられることとしたが、光減衰路２０の配置、数、形状（減衰路部分２０ａ、２０ｂの組み合わせ）等は、種々に設定し得るものであり、前述の実施形態で説明したものに限定されない。

また、前述の実施形態では、保持手段３が、例えばアクリル樹脂等の光透過性材料で形成されているとしたが、それ以外の光透過性材料であってもよい。また保持手段３は、光透過性材料で形成されていなくてもよい。ただし本実施形態のように、保持手段３が光透過性材料で形成されていると、缶底１０２のピンホール等の欠陥を精度よく検出できることから、より好ましい。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１ 缶の検査装置
２（２Ａ、２Ｂ） 光源
３ 保持手段
１０ 缶の検査ヘッド
１１ シール手段
１２ 検出手段
１４ 軸受
１８ 光導入路
２０ 光減衰路
２０ａ 缶軸方向減衰路部分
２０ｂ 径方向減衰路部分
１００ 缶
１０１ 缶胴
１０１ａ 開口端部
１０２ 缶底
Ｏ 缶軸

Claims (10)

1. 缶胴と缶底を備える有底筒状の缶に対して、前記缶の外部から光を照射して、前記缶の内部に漏れる光を検出する缶の検査装置であって、
   前記缶の外部から前記缶に光を照射する光源と、
   前記缶胴の開口端部に缶軸方向から当接して、前記開口端部を閉塞するシール手段と、
   前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部から外部に漏れ出る光を検出可能な検出手段と、
   前記缶底を保持するとともに、前記光源に対して前記缶を缶軸回りに回転させる保持手段と、を備えることを特徴とする缶の検査装置。
2. 請求項１に記載の缶の検査装置であって、
   前記シール手段は、前記開口端部に対して缶軸方向に進退移動することを特徴とする缶の検査装置。
3. 請求項１又は２に記載の缶の検査装置であって、
   前記シール手段は、前記開口端部に当接して、缶軸回りに回転する前記缶と供回りするように軸受に支持され、
   前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部と前記検出手段とを連通する光導入路が形成され、
   前記光導入路の内部と外部との間に、光減衰路が形成されており、
   缶軸方向に沿う縦断面視で、前記光減衰路は、
   缶軸方向に延びる缶軸方向減衰路部分と、
   前記缶軸方向減衰路部分に連結され、缶軸に直交する径方向に延びる径方向減衰路部分と、を備えることを特徴とする缶の検査装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の缶の検査装置であって、
   前記保持手段は、光透過性材料で形成されていることを特徴とする缶の検査装置。
5. 缶胴と缶底を備える有底筒状の缶に対して、前記缶胴の開口端部に装着され、前記缶の内部に漏れる光を検出する缶の検査ヘッドであって、
   缶軸回りに回転させられる前記缶の前記開口端部に、缶軸方向から当接して前記開口端部を閉塞するとともに、前記缶と供回りするシール手段と、
   前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部から外部に漏れ出る光を検出可能な検出手段と、を備えることを特徴とする缶の検査ヘッド。
6. 請求項５に記載の缶の検査ヘッドであって、
   前記シール手段は、前記開口端部に対して缶軸方向に進退移動することを特徴とする缶の検査ヘッド。
7. 請求項５又は６に記載の缶の検査ヘッドであって、
   前記シール手段は、前記開口端部に当接して、缶軸回りに回転する前記缶と供回りするように軸受に支持され、
   前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部と前記検出手段とを連通する光導入路が形成され、
   前記光導入路の内部と外部との間に、光減衰路が形成されており、
   缶軸方向に沿う縦断面視で、前記光減衰路は、
   缶軸方向に延びる缶軸方向減衰路部分と、
   前記缶軸方向減衰路部分に連結され、缶軸に直交する径方向に延びる径方向減衰路部分と、を備えることを特徴とする缶の検査ヘッド。
8. 缶胴と缶底を備える有底筒状の缶に対して、前記缶の外部から光を照射して、前記缶の内部に漏れる光を検出する缶の検査方法であって、
   前記缶胴の開口端部に缶軸方向からシール手段を当接させて前記開口端部を閉塞し、
   前記缶の外部から前記缶に光源の光を照射し、
   前記光源に対して前記缶を缶軸回りに回転させつつ、前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部から外部に漏れ出る光を検出手段により検出することを特徴とする缶の検査方法。
9. 請求項８に記載の缶の検査方法であって、
   前記シール手段を、前記開口端部に対して缶軸方向に進退移動させることを特徴とする缶の検査方法。
10. 請求項８又は９に記載の缶の検査方法であって、
    前記シール手段は軸受に支持されており、前記シール手段を前記開口端部に当接させて、缶軸回りに回転する前記缶と供回りさせ、
    前記シール手段の内部を通して、前記缶の内部と前記検出手段とを連通する光導入路を形成し、
    前記光導入路の内部と外部との間に、光減衰路を形成し、
    缶軸方向に沿う縦断面視で、前記光減衰路に、
    缶軸方向に延びる缶軸方向減衰路部分と、
    前記缶軸方向減衰路部分に連結され、缶軸に直交する径方向に延びる径方向減衰路部分と、を設けることを特徴とする缶の検査方法。

Images