JP3674784B2

JP3674784B2 - ピンホール検査装置

Info

Publication number: JP3674784B2
Application number: JP2002221679A
Authority: JP
Inventors: 慶一井手
Original assignee: ニッカ電測株式会社
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: JP2004061363A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はピンホール検査装置に関するものであり、特に軸対象形状の製品を被検査物とするピンホール検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
食料品や薬液等を容器に封入した製品では、容器にピンホールが存在すると、そのピンホール部分から細菌などが侵入して、内容物の品質を変化させるおそれがある。そのため、導電性を有する内容物を、電気絶縁性を有する容器に封入した製品については、製造工程でピンホール検査が行われている。ピンホール検査は、ピンホール検査部分に高電圧印加電極を配置し、他の部分に検知電極を配置して行う。ピンホールが存在すると、当該ピンホール部分を通して各電極と内容物との間に火花放電が発生する。その際に流れる電流を検知電極が検知して、放電の発生を知ることにより、ピンホールの有無を判断している。
【０００３】
ところで、電気絶縁性を有する軸対称形状容器に、導電性を有する内容物が隙間なく充填された製品については、図７に示す装置によりピンホール検査を行なっている。図７（１）に示すように、このピンホール検査装置には、リング状の外枠１１２から、その中心部に向けて金属繊維等からなるブラシ１１４を配置した、高電圧印加電極１１０が設けられている。また、図７（２）に示すように、高電圧印加電極１１０の前後には、被検査物１０１を搬送するベルトコンベア１３２，１３４が設けられている。さらに入口側コンベア１３２および出口側コンベア１３４の上方には、導電性を有するブラシを備えた、入口側検知電極１２２および出口側検知電極１２４が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近時、ピンホール検査の処理能力の向上が求められている。その対策として、被検査物１０１の供給間隔を短くすることが考えられる。しかし、上記従来のピンホール検査装置で検査を行うには、被検査物１０１の軸方向をベルトコンベア１３２，１３４の搬送方向と一致させ、縦列配置して供給する必要があり、供給間隔を短くするには限界があった。なお、ベルトコンベア１３２，１３４の搬送速度を上げることにより、ピンホール検査の時間を短縮することも考えられる。しかし、上記従来のピンホール検査装置では、被検査物１の搬送速度を上げると、ブラシ１１４が被検査物１に対して十分に接触できずに、ピンホールの検出漏れが発生するおそれがある。従って、ピンホール検査時間を短縮するには限界があった。
【０００５】
そこで、図２に示すように、被検査物１を並列配置した状態でピンホール検査領域８ａに供給する方法が開発されている。すなわち、ローラコンベア等の周回手段３５に被検査物１を並列配置して、ピンホール検査領域８ａに供給するのである。ピンホール検査領域８ａでは、被検査物１をその対称軸回りに回転させて、被検査物１全周のピンホール検査を行う。なお、ワークの回転方向はいずれの方向でもよい。これにより、被検査物１の供給間隔を短くすることが可能となり、高い検査処理能力を発揮することができる。
【０００６】
ここで、ピンホール検査領域に配置する高電圧印加電極および検知電極として、従来と同様に金属繊維等からなるブラシ型電極を使用することも考えられる。しかし、ブラシ型電極を長期間にわたって使用すると、被検査物の形状に沿って金属繊維がへたり、被検査物との接触状態が変化するという問題がある。また、金属繊維がブラシ型電極から抜け落ちて、被検査物との接触状態が変化するほか、ピンホール検査装置の各部に入り込んで故障を引き起こすという問題がある。
本発明は上記問題点に着目し、耐久性に優れ、また確実にピンホール検査を実施することが可能な、ピンホール検査装置であって、特に、被検査物の検査表面全体に電極を接触させることが可能となり、確実にピンホール検査を実施できる検査装置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るピンホール検査装置は、概略軸対称形状の製品を被検査物とするピンホール検査装置であって、ピンホール検査領域を通過する周回手段を設け、前記周回手段の周回方向と交差する方向に配列された複数のローラにより前記被検査物の搭載部を形成して、前記被検査物を前記周回方向と交差する方向に配列した状態で前記ピンホール検査領域に搬送可能とし、前記ピンホール検査領域において、前記被検査物を搭載しているローラを強制回転させることにより、前記被検査物を前記対称軸回りに回転させるローラ回転手段を設けるとともに、前記ピンホール検査領域に、導電性を有する玉鎖を複数本垂下して構成された電極を設置して、前記被検査物の全周検査を可能とし、前記電極は高電圧印加電極および検知電極から構成するとともに、前記周回方向と交差する方向に沿って検知電極に対する高電圧印加電極の位置を調整可能に形成し被検査物の形状に対応して表面全体に隙間なく玉鎖が接触するように調整できる構成とした。
【０００８】
玉鎖は可撓性を有するため、いかなる形状の被検査物に対してもピンホール検査が可能となる。一方で、金属繊維のように長期間の使用により被検査物の形状に沿ってへたることがなく、被検査物に対する接触状態が変化することはない。また、金属繊維のように各電極から抜け落ちて、各電極の被検査物に対する接触状態を変化させることがなく、ピンホール検査装置の各部に入り込んで故障を引き起こすこともない。したがって、耐久性に優れたピンホール検査装置を提供することができる。なお、玉鎖は垂下した状態で電極として使用することになるが、本発明に係るピンホール検査装置では、被検査物を並列配置してピンホール検査領域に連続供給し、回転する被検査物の上から電極を接触させるので、垂下した玉鎖を電極として使用することができる。
【０００９】
また前記電極は、複数のスリットを形成したホルダを備え、複数本の前記玉鎖の鎖部を前記スリットに挿入し前記鎖部の直上の玉部を前記ホルダで支持して構成した。これにより、被検査物の形状に対応して、玉鎖の本数および長さを簡単に調整することが可能となる。したがって、被検査物の表面全体に電極を接触させることが可能となり、確実にピンホール検査を実施することができる。
【００１０】
また前記電極は、前記周回方向と交差する方向に沿って位置を調整可能に形成した。これにより、被検査物の形状に対応して、電極自体の位置を調整することができる。したがって、被検査物の表面全体に電極を接触させることが可能となり、確実にピンホール検査を実施することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係るピンホール検査装置の好ましい実施の形態を、添付図面を用いて詳細に説明する。なお以下に記載するのは本発明の実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
図２に、実施形態に係るピンホール検査装置およびその前後工程の説明図を示す。本実施形態に係るピンホール検査装置８は、ソーセージ等の軸対称形状製品を被検査物１とするピンホール検査装置である。概略的には、ピンホール検査領域８ａを通過する周回手段３５を設け、その周回方向の直交方向に配列した回転自在な複数のローラ３０により被検査物１の搭載部を形成して、被検査物をピンホール検査領域８ａに搬送可能としている。また、ピンホール検査領域８ａにおいて、被検査物１を搭載しているローラ３０を強制回転させることにより、被検査物１を対称軸回りに回転させるローラ回転手段４０を設けている（図３参照）。そして、ピンホール検査領域８ａに、導電性を有する玉鎖を複数本垂下して構成された電極１０，２０を設置して（図１参照）、被検査物の全周検査を可能としたものである。
【００１２】
ピンホール検査装置８に対する被検査物１の搬送・供給は、主に、回転整列機７０、縦列搬送手段７８、分離搬送手段５０、および並列搬送手段６０によって行う。回転整列機７０は、投入された被検査物１を縦列配置して、縦列搬送手段７８に連続供給する。縦列搬送手段７８はその被検査物１を分離搬送手段５０に搬送する。ベルトコンベア等で構成される分離搬送手段５０は、縦列供給される被検査物１を並列方向に分離して配置し、並列搬送手段６０に受け渡す。そして、ローラコンベア等で構成される並列搬送手段６０は、並列配置された被検査物１をスターホイル６８まで搬送する。なお、図３に示すように、スターホイル６８の外周上には、ピンホール検査装置８の周回手段３５における隣接するローラ３０の間隔に対応して、被検査物１の保持部６９が複数設けてある。そして、その保持部６９から、ピンホール検査装置８の周回手段３５におけるローラ３０の間に、被検査物１を１個ずつ供給する。
【００１３】
図３に、ピンホール検査装置の側面断面図を示す。ピンホール検査装置８として、まずピンホール検査領域８ａを通過する周回手段３５を設置する。周回手段３５は、図示しないモータ等の回転駆動手段に接続したスプロケット３６と、複数のスプロケット３６の間に渡し掛けられたチェーン３７とによって構成する。そして、複数のローラ３０を一定間隔で並列配置し、チェーン３７のセグメントに対し回転可能に取り付ける。ローラ３０は軽量かつ電気絶縁性を有する樹脂材料等で構成する。隣接するローラ３０の隙間は被検査物１の直径より小さくして、隣接するローラ間の上方に被検査物１の搭載部を形成する。この周回手段３５により、連続供給される被検査物１をピンホール検査領域８ａに搬送可能となる。
【００１４】
また、ピンホール検査領域８ａに位置するローラ３０を回転させる、ローラ回転手段４０を設置する。ローラ回転手段４０は、図示しないモータ等の回転駆動手段に接続したプーリ４４と、複数のプーリ４４の間に渡し掛けられた、ゴム材料等からなる駆動ベルト４２とによって構成する。そして、この駆動ベルト４２の表面を、ピンホール検査領域８ａに位置するローラ３０の下端に当接させる。これにより、ピンホール検査領域８ａに搬送された被検査物１が、その対称軸回りに回転可能となる。
【００１５】
さらに、ピンホール検査領域８ａの上方には、被検査物１に対する高電圧印加電極１０および検知電極２０を設置する。図１に、ピンホール検査領域の上方からの斜視図を示す。なお図１は、図２のＡ部における拡大図である。高電圧印加電極１０および検知電極２０として、導電性を有する玉鎖１３を複数本垂下したものを使用する。玉鎖１３は、導電性を有する金属材料等によりアレイ状に形成した鎖部と、同じく金属材料等により中空球状に形成した玉部とを、交互に組み合わせて構成する。このように形成した玉鎖１３は、可撓性を有するものとなる。
【００１６】
図４に、各電極の製造方法の説明図を示す。まず、同図（１）に示すように、適当な長さに切断した玉鎖１３を複数本用意する。一方、鋼板に複数のスリット１２ａを設けたホルダ１２を形成する。そして、各玉鎖１３の上端の鎖部を、ホルダ１２のスリット１２ａに挿入し、スリット１２ａの端部を封止する。これにより、挿入した鎖部の直上の玉部がホルダ１２によって支持される。なお、被検査物の形状に応じて、その表面全体に隙間なく玉鎖１３が接触するように、玉鎖１３を挿入するスリット１２ａの数を選択し、また各スリット１２ａに挿入する玉鎖１３の数を選択することができる。また、玉鎖１３の上端以外の鎖部をスリット１２ａに挿入することにより、玉鎖１３の垂下長さを調整することができる。次に、図４（２）に示すように、ホルダ１２をブラケット１１に固定する。以上により、図４（３）に示すように、高電圧印加電極１０および検知電極２０が完成する。
【００１７】
そして、高電圧印加電極１０および検知電極２０のブラケット１１における貫通孔１１ｂを、図１に示すように、ピンホール検査領域８ａのスライドバー８ｂに嵌合させる。ここで、図３に示すように、各電極１０，２０における玉鎖部１４，２４の先端が、被検査物１に接触可能となる高さに、スライドバー８ｂを配置する。なお、被検査物１の上端部がローラ３０の上端部より上方に位置するように、ローラ３０の直径および隣接するローラ３０の間隔を設定すれば、被検査物１に対して確実に電極を接触させることができる。
【００１８】
一方、被検査物１の搬送方向における玉鎖部１４，２４の長さは、チェーン３７に対するローラ３０の取り付けピッチより短くするのが好ましい。これにより、各電極１０，２０に対して複数の被検査物１が同時に接触することがなくなり、放電を検知した場合にピンホールが存在する被検査物を特定することができる。
【００１９】
図５に、図３のＢ−Ｂ線における正面断面図を示す。一般にピンホールは、被検査物１の端部に発生しやすいことから、高電圧印加電極１０，１０を被検査物１の両端部に配置するとともに、検知電極２０を被検査物１の中央部に配置する。また、検知電極２０の玉鎖部２４は、高電圧印加電極１０の玉鎖部１４の端部と一定間隔をおいて配置し、高電圧印加電極１０からの直接放電を防止する。そして、高電圧印加電極１０は高圧電源１６に接続する。また、検知電極２０は接地するが、その途中に電流計測手段２６を接続して、放電電流を検知できるようにする。これにより、被検査物１の先端部２に対して同時にピンホール検査を行うことができる。
【００２０】
なお、図１に示すように、各電極１０，２０のブラケット１１を、スライドバー８ｂに沿ってスライドさせることにより、被検査物の搬送方向と直交する方向に各電極１０，２０の位置を調整することができる。これにより、被検査物の形状に対応して、その表面全体に隙間なく玉鎖１３が接触するように調整することができる。また、高電圧印加電極１０から検知電極２０への直接放電を防止すべく調整することができる。
【００２１】
なお、図１に示すように、被検査物の搬送方向に沿って複数のピンホール検査領域８ａ，９ａを設定し、各検査領域につき高電圧印加電極１０および検知電極２０を設置してもよい。この場合、第１検査領域８ａでは、上述したように、被検査物１の端部に高電圧印加電極１０を配置し、中央部に検知電極２０を配置する。一方、第２検査領域９ａでは、中央部と一方端部との間に高電圧印加電極１０を配置し、中央部と他方端部との間に検知電極２０を配置する。このように、複数のピンホール検査領域８ａ，９ａについて、異なる位置に高電圧印加電極１０および検知電極２０を設置することにより、被検査物１の軸方向全域にわたってピンホール検査を実施することができる。なお、第１検査領域および第２検査領域とも、被検査物の端部に高電圧印加電極を配置すれば、一方の検査領域の電極に故障が発生した場合でも、被検査物の端部におけるピンホールの検出漏れを回避することができる。
【００２２】
次に、上述した本実施形態に係るピンホール検査装置の使用方法について説明する。
なお、導電性を有する内容物を封入した電気絶縁性を有する概略軸対称形状の容器であれば、本実施形態に係るピンホール検査装置の被検査物となし得る。例えば、食料品を封入したビニル容器やフィルム容器等を被検査物とすることができる。なお、内容物が隙間なく充填された被検査物の場合には、火花放電を発生させ得る火花電圧が被検査物の各部において同等となるので、検知電極の位置においてもピンホール検査を行うことができる。一方、被検査物は単純軸対称形状の容器に限られず、ローラ対によって回転可能でありなおかつ電極ブラシを連続的に接触させ得るような、概略軸対称形状の容器であればよい。
【００２３】
その被検査物を、図２に示す回転整列機７０に投入する。回転整列機７０は、投入された被検査物１を縦列配置して、縦列搬送手段７８に連続供給する。縦列搬送手段７８は、その被検査物１を分離搬送手段５０に搬送する。分離搬送手段５０は、縦列供給される被検査物１を並列方向に分離して配置し、並列搬送手段６０に受け渡す。並列搬送手段６０は、並列配置された被検査物１をスターホイル６８まで搬送する。ここで、図３に示すように、ピンホール検査装置８の周回手段３５における隣接するローラ３０の間に、被検査物１を１個ずつ供給する必要がある。そこで、周回手段３５に同期させてスターホイル６８を回転させ、隣接するローラ３０の間に被検査物１を１個ずつ供給する。
【００２４】
そして、周回手段３５は、被検査物１をピンホール検査領域８ａに搬送する。具体的には、図示しないモータ等によりスプロケット３６を回転させ、スプロケット３６に渡し掛けられたチェーン３７を移動させることにより、チェーン３７に取り付けられたローラ３０が周回移動して、ローラ３０に搭載された被検査物１がピンホール検査領域８ａに供給される。
【００２５】
次に、被検査物１を回転させ、ピンホール検査を行う。具体的には、被検査物１を搭載したローラ３０がピンホール検査領域８ａまで移動すると、ローラ３０の下端が駆動ベルト４２に接触する。そして、図示しないモータ等によりプーリ４４を回転させ、プーリ４４に掛け渡された駆動ベルト４２を水平方向に移動させる。これにより、駆動ベルト４２に当接したローラ３０が回転し、さらにローラ３０に搭載された被検査物１も回転する。
【００２６】
一方、ピンホール検査領域８ａに供給された被検査物１は、高電圧印加電極１０および検知電極２０に接触する。被検査物は電気絶縁性を有する材料から構成されているので、ピンホールがない部分において火花放電を発生させ得る最小電圧（火花電圧）Ｖｓａは、ピンホールがある部分における火花電圧Ｖｓｂより大きくなる。そこで、ＶｓａとＶｓｂとの間の電圧Ｖｓを被検査物に印加することにより、ピンホールが存在する部分のみで火花放電を発生させることができる。これにより、ピンホールを検出することが可能となる。なお、放電を発生させなくても、ピンホールが存在する部分におけるインピーダンスの低下により、ピンホールを検知することも可能である。
【００２７】
ここで、各電極１０，２０の玉鎖部１４，２４は、可撓性を有するので、被検査物１の形状に沿って自在に変形し、被検査物１の表面全体に接触する。そして、被検査物１を回転させるので、被検査物１の全周にわたってピンホール検査を行うことができる。なお、図６に示すように、先端部２が折れ曲がった被検査物１について、ピンホール検査を行う場合がある。ところが、図７に示す従来のピンホール検査装置では、被検査物１の肩部３にブラシ１１４を接触させることができずに、当該部分のピンホール検査を行うことができなかった。この点、本実施形態に係るピンホール検査装置では、被検査物１を並列配置してピンホール検査を行うので、電極１０の玉鎖部１４を肩部３の表面に接触させることが可能となる。したがって、先端部が折れ曲がった被検査物１についても、確実にピンホール検査を行うことができる。
【００２８】
なお、被検査物１の全周検査を可能とするには、被検査物１が高電圧印加電極１０に接触してから通過するまでの間に少なくとも１回転することが必要である。もっとも、周回手段３５によるローラ３０の移動速度は、工程能力との関係で低減することが困難である。そこで、ローラ回転手段４０によるローラ３０の回転速度を調整することにより、被検査物１の全周検査を可能とするのが望ましい。
【００２９】
そして、ピンホールの存在が確認された被検査物１については、図２に示すように、検査領域８ａの下流側に設置したエアノズルから空気を吹き出して、周回手段３５の上から排除する。以上により、被検査物１のピンホール検査が完了する。
【００３０】
以上に詳述した、本実施形態に係るピンホール検査装置は、高電圧印加電極および検知電極として、導電性を有する玉鎖を複数本垂下して構成したものを使用するので、耐久性に優れたピンホール検査装置を提供することができる。すなわち、玉鎖は可撓性を有するため、いかなる形状の被検査物に対してもピンホール検査が可能となる。一方で、金属繊維のように長期間の使用により被検査物の形状に沿ってへたることがなく、被検査物に対する接触状態が変化することはない。また、金属繊維のように各電極から抜け落ちて、各電極の被検査物に対する接触状態を変化させることがなく、ピンホール検査装置の各部に入り込んで故障を引き起こすこともない。したがって、耐久性に優れたピンホール検査装置を提供することができる。
【００３１】
なお、上記のように耐久性に優れた玉鎖は、垂下した状態で電極として使用することになるので、図７に示す従来技術に係るピンホール検査装置の高電圧印加電極１１０において、ブラシ１１４の代わりに玉鎖を使用することはできない。この点、本実施形態に係るピンホール検査装置では、被検査物を並列配置してピンホール検査領域に連続供給し、回転する被検査物の上から各電極を接触させるので、垂下した玉鎖を電極として使用することができる。したがって、上記効果を有効に発揮させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
被検査物に電極を接触させて、前記被検査物のピンホール検査を行う装置であって、前記電極は、前記ピンホール検査領域に、導電性を有する玉鎖を複数本垂下して構成された電極を設置して、前記被検査物の全周検査を可能とし、前記電極は高電圧印加電極および検知電極から構成するとともに、前記周回方向と交差する方向に沿って検知電極に対する高電圧印加電極の位置を調整可能に形成し被検査物の形状に対応して表面全体に隙間なく玉鎖が接触するように調整でき、高電圧印加電極から検知電極への直接放電を防止すべく調整することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ピンホール検査領域の上方からの斜視図であって、図２のＡ部における拡大図である。
【図２】実施形態に係るピンホール検査装置を含む、装置全体の斜視図である。
【図３】実施形態に係るピンホール検査装置の側面断面図である。
【図４】各電極の製造方法の説明図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線における正面断面図である。
【図６】先端部が折れ曲がった被検査物に対するピンホール検査の説明図である。
【図７】従来のピンホール検査装置の説明図であり、（１）は高電圧印加電極の斜視図であり、（２）はピンホール検査装置全体の側面断面図である。
【符号の説明】
１………被検査物、２………先端部、３………肩部、８………ピンホール検査装置、８ａ，９ａ………ピンホール検査領域、８ｂ………スライドバー、１０………高電圧印加電極、１１………ブラケット、１１ｂ………貫通孔、１２………ホルダ、１２ａ………スリット、１３………玉鎖、１４………玉鎖部、１６………高圧電源、２０………検知電極、２４………玉鎖部、２６………電流計測手段、３０………ローラ、３５………周回手段、３６………スプロケット、３７………チェーン、４０………ローラ回転手段、４２………駆動ベルト、４４………プーリ、５０………分離搬送手段、６０………並列搬送手段、６８………スターホイル、６９………保持部、７０………回転整列機、７８………縦列搬送手段、１０１………被検査物、１１０………高電圧印加電極、１１２………外枠、１１４………ブラシ、１２２………入口側検知電極、１２４………出口側検知電極、１３２………入口側コンベア、１３４………出口側コンベア。

Claims

概略軸対称形状の製品を被検査物とするピンホール検査装置であって、
ピンホール検査領域を通過する周回手段を設け、前記周回手段の周回方向と交差する方向に配列された複数のローラにより前記被検査物の搭載部を形成して、前記被検査物を前記周回方向と交差する方向に配列した状態で前記ピンホール検査領域に搬送可能とし、
前記ピンホール検査領域において、前記被検査物を搭載しているローラを強制回転させることにより、前記被検査物を前記対称軸回りに回転させるローラ回転手段を設けるとともに、
前記ピンホール検査領域に、導電性を有する玉鎖を複数本垂下して構成された電極を配置して、前記被検査物の全周検査を可能とし、
前記電極は高電圧印加電極および検知電極から構成するとともに、前記周回方向と交差する方向に沿って検知電極に対する高電圧印加電極の位置を調整可能に形成し被検査物の形状に対応して表面全体に隙間なく玉鎖が接触するように調整できるようにしたことを特徴とするピンホール検査装置。
請求項１に記載のピンホール検査装置において、
前記電極は、複数のスリットを形成したホルダを備え、複数本の前記玉鎖の鎖部を前記スリットに挿入し前記鎖部の直上の玉部を前記ホルダで支持して構成したことを特徴とするピンホール検査装置。
請求項１に記載のピンホール検査装置において、被検査物の搬送方向における玉鎖部の長さは、チェーンに対するローラの取り付けピッチより短くすることを特徴とするピンホール検査装置。