JP3911181B2 - びんの不良検査装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は、製びん機で製造されたびんに欠陥があるかどうかを検査するための検査装置に関し、特に、この発明は、「天傾斜」と呼ばれるびん口の天面の傾斜状態の不良を検査するびんの不良検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に製びん機で製造されたびんは、図7に示すようなびん検査装置1に導かれ、複数の項目についてびんの欠陥の有無が検査される。図示のびん検査装置1は、周面の複数箇所に凹部2が設けられたスターホイール3を有し、このスターホイール3を間欠的に回転させ、各凹部2に取り込んだびん10を所定の角度位置の検査ステーションに導く。各検査ステーションには種々の不良検査装置が設置され、不良検査装置毎に少なくとも1種類の項目について欠陥の有無が検査される。なお、所定の欠陥をもつびんは、不良品としてリジェクトされる。
【0003】
ところで、びんの製造時には、びんの全体またはびん口が変形することによる不良が発生することがある。この不良品は、図8に示すように、びん口10aの天面10bがびん底10cに対して傾いており、この傾斜状態を判別することによりびんの不良が検出される。びん口10aの天面10bに不良が存在すると、内容物の充填時、またはキャップのキャッピング時にトラブルを発生させることがある。また、近年、充填、キャッピングラインの高速化によりびん口10aの天面10bの傾斜状態について、より高い品質レベルが要求されている。
【0004】
びん口10aの天面10bの傾斜不良を検査する装置として、特開昭64−49906号公報に記載の天傾斜測定装置や特開平8−114435号公報に記載の口部不良検査装置などがある。
特開昭64−49906号公報に記載の天傾斜測定装置は、固定台上に支持されたびんのびん口の天面に測定板を当て、その測定板の上面の少なくとも3箇所にリニアゲージの測定子をそれぞれ当接することにより、固定台と測定板との平行度を測定し、「天傾斜」を求めるものである。
また、特開平8−114435号公報に記載の口部不良検査装置は、びん口の天面に平板を当て、その平板の外周縁上にカップ状ケースの開口縁に設けた複数の電極を対向位置させ、平板と各電極との距離を求めることにより平板の傾きを検出するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記したいずれの装置も、びん口の天面に板材を当接させ、その板材の傾きを板材上の複数の点と測定子や電極との距離から検出するものであるが、そのような検出方法では、びん口の天面の傾斜が小さいとき、板材上の各点と測定子や電極との距離の差は微差となるため、傾きの計測が容易でなく、計測精度に欠けるという問題がある。また、いずれの装置も、板材上の複数の点について距離を測定する必要があるため、複数個のセンサが必要となり、装置がコスト高となる。
【0006】
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、びん口の天面に当てられる当接板の傾きを当接板に垂直な軸の変位に変えることにより、傾きの計測精度を高めることができる安価なびんの不良検出装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この発明によるびんの不良検査装置は、びん口の天面の傾斜状態の不良を検査するびんの不良検査装置であって、びん口の天面の傾きを検出する傾き検出器と、びんを支持する水平な検査テーブルと、検査テーブルの上方位置で前記傾き検出器を昇降可能に支持する昇降支持機構とから成る。前記傾き検出器は、昇降支持機構の下降動作によってびん口の天面に当てられる当接板と、この当接板を傾動自由な状態で水平に支持する支持体と、当接板をびん口の天面に当てたときの当接板の水平面に対する傾きを当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変える変換機構と、前記変位を検出してびん口の天面の傾きを計測する変位センサとを備えている。前記揺動軸は先端部に球体を有し、球体と対向する位置に中心線が鉛直線と一致するように前記変位センサが下方に向けて固定されている。前記球体は、揺動軸の軸芯が変位センサの中心線上に位置するとき、変位センサと球体との前記中心線に沿う距離が最小となり、揺動軸が下端部を支点として任意の方向へ振れるとき、前記距離が次第に大きくなるように、揺動軸の先端部に設けられている。
【0008】
上記したびんの不良検査装置において、検査すべきびんはその下面が検査テーブル上に支持されている。びんの上方から傾き検出器が下降し、当接板がびん口の天面に当てられる。びん口の天面が傾いていると、その傾きの方向および大きさに応じて当接板が傾く。この当接板の水平面に対する傾きは変換機構によって当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変えられる。前記揺動軸の先端部の変位は変位センサにより検出され、びん口の天面の傾きが計測される。
【0009】
この発明によると、当接板の水平面に対する傾きが当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変えられるので、傾きの計測および増幅が容易となり、計測精度を高めることができる。また、当接板上の複数の点について距離を測定する必要がなくなり、変位センサの数が少なくて済み、装置のコストを低減できる。さらに、揺動軸の長さを長くすることにより、揺動軸の変位を大きくとれ、測定精度が高められる。
【0011】
この発明の好ましい実施態様では、前記球体として近接センサが電磁的に感応する金属球が用いられる。
【0012】
好ましい実施態様では、変位センサは、びん口の天面の傾き状態を判別する機能を有しており、例えば、計測値を所定のしきい値と比較することにより、びん口の天面の傾き状態について良否判定の結果を出力する。
なお、変位センサには近接センサのような非接触式のものに限らず、リニアゲージのような接触式のものも使用できる。
【0013】
【実施例】
図1は、この発明の一実施例であるびんの不良検査装置の構成を示している。
この不良検査装置は、ガラスびんのびん口について天面の傾斜状態の不良を検査するもので、前記したスターホイールの各凹部が停止する複数の検査ステーションのうちのいずれかに設置されている。
【0014】
図示例の不良検査装置は、びん口10aの天面の傾きを検出する傾き検出器20と、検査すべきびん10の下面を支持する水平な検査テーブル60と、検査テーブル60の上方位置で前記傾き検出器20を昇降可能に支持する昇降支持機構70とから成る。
【0015】
前記傾き検出器20は、図2に示すように、昇降支持機構70の下降動作によって検査すべきびん10のびん口10aの天面に当てられる当接板21と、この当接板21を傾動自由な状態で水平に支持する支持体30と、当接板21をびん口10aの天面に当てたときの当接板21の水平面に対する傾きを当接板21に垂直な軸の変位に変える変換機構40と、変換された変位を検出してびん口10aの天面の傾きを計測する変位センサ50とを備えている。
【0016】
前記当接板21は、ベース部材22の下面に支持リング23によって保持されている。ベース部材22の外周面にはねじ部22aが形成され、そのねじ部22aに固定ナット28をねじ込むことにより当接板21がベース部材22に一体に保持される。前記当接板21の下面はびん口10aの天面に当てられる当接面21aとなっている。この当接面21aは少なくともびん口の外径より大きな径に設定されている。
【0017】
ベース部材22の上面の中央部には円形の取付穴22bが形成されている。この取付穴22bには滑り部材24が嵌め込まれる。滑り部材24は上面が凸曲面をなす滑り面24aとなっている。滑り部材24の内部には上下方向に貫通する軸止め孔24bが形成されている。この軸止め孔24bには揺動軸41の基端部が係合される。揺動軸41の基端面にはねじ穴41aが形成されており、このねじ孔41aにベース部材22の下面より挿入されたボルト25がねじ込まれ、滑り部材24と揺動軸41とがベース部材22に一体に固定されている。揺動軸41の軸芯は、当接板21の当接面21aに対して垂直である。揺動軸41は滑り部材24の滑り面24a上へ突出し、当接板21の中心軸c沿いに延びている。
【0018】
前記ベース部材22は上面の外周部に筒状壁22cを備えている。前記筒状壁22cの内周面にはねじ部22dが形成され、このねじ部22dにばね受け部材25の外周面のねじ部25aがねじ込まれている。前記ばね受け部材25は前記支持体30の下端部に圧縮ばね34を介して傾動自由な状態で水平に支持されるものである。
【0019】
前記支持体30は、上端に連結フランジ31aを有する第1の支持筒31と、第1の支持筒31の下端に連結された第2の支持筒32とを含んでいる。第2の支持筒32の下端部の外周には前記圧縮ばね34の下端を支持する支持フランジ32aが形成されている。また、第2の支持筒32の下端部の内孔には中空の軸受部材33が嵌め込まれている。この軸受部材33の下面には、前記滑り部材24の滑り面24aを摺動自由に支持する凹曲面をなす軸受面33aが形成されている。前記圧縮ばね34のばね力によって前記滑り部材24の滑り面24aは軸受部材33の軸受面33aへ押し付けられる。
【0020】
前記変換機構40は、この実施例では、当接板21の上面に当接面21aと垂直に設けられた揺動軸41により構成されている。この揺動軸41は軸受部材33および第2の支持筒32の内孔を貫通して第1の支持筒31の内孔へ突出している。当接板21をびん口10aの天面に当てたときの当接板21の水平面に対する傾き(変位)は、揺動軸41の先端部の変位に変えられ、揺動軸41の軸長さを当接板21の直径より大きく設定することにより、揺動軸41の先端部の変位は、当接板21の傾きに相当する変位より大きくなるように増幅されることになる。
【0021】
前記揺動軸41の先端部には、変位センサ50としての近接センサが電磁的に感応する金属球より成る球体42が設けられている。従って、揺動軸41の先端は前記球体42によって球面となっている。変位センサ50は、第1の支持筒31の内部に固定部材51によって固定されている。変位センサ50の先端のヘッド部50aは第1の支持筒31の径中心に下方を向いて位置し、揺動軸41の上端の球体42に対向している。
【0022】
揺動軸41の軸芯が変位センサ50の中心線c上に位置するとき、図4に示すように、前記ヘッド部50aと球体42との前記中心線cに沿う距離dは最小となる。これに対して、図3に示すように、揺動軸41が下端部を支点として任意の方向へ振れるとき、中心線cに対して球体42が変位し、前記距離dは次第に大きくなる。
なお、変位センサ50のヘッド部50aは中心線cに沿って感度が最大であり、変位センサ50の中心線cが鉛直線と一致するように変位センサ50の位置および向きが予め調節される。
【0023】
この実施例の変位センサ50は高周波発振型の近接センサであり、図5に示すように、検出コイルLとコンデンサCから成る共振回路52と、この共振回路52に接続されて発振動作する発振回路53と、発振回路53の発振出力を検波する検波回路54と、検波回路54の検波出力をびん口10aの天面の傾きに換算して傾きの計測値をアナログ量で出力する計測データ出力回路57と、前記検波出力を所定のしきい値と比較する比較回路55と、比較回路55での比較結果に応じてびん口の天面が所定の傾き以上であるかどうかの良否判定結果を出力する良否データ出力回路56とで構成されている。前記計測データ出力回路57には表示器58が接続され、この表示器58によって傾きの計測値が確認できるようになっている。
【0024】
びん口10aの天面が傾斜しておらず、揺動軸41がいずれの方向にも振れていないとき(図2に示す状態のとき)、球体42は中心線c上に位置し、ヘッド部50aと球体42との中心線cに沿う距離dは最小であり、発振回路53の発振出力は所定の振幅となる。
これに対して、びん口10aの天面が傾斜し、揺動軸41がいずれかの方向へ振れているとき(図3に示す状態のとき)、球体42は中心線cから位置ずれし、ヘッド部50aと球体42との中心線cに沿う距離dが大きくなるので、検出コイルLの損失が減少して発振状態が変化し、それに伴って発振出力の振幅が小さくなる。前記比較回路55ではこの振幅としきい値とを比較し、もし、振幅がしきい値以下であれば、良否データ出力回路56は、びん口10aの天面が所定の傾き以上の不良であることを示す良否データを出力する。
【0025】
なお、変位センサ50は近接センサに限らず、図6に示すようなリニアゲージを用いることもできる。図示のリニアゲージでは、棒状の測定子90がばね91により球体42の方向へ付勢した状態で保持されている。球体42が中心線cから位置ずれするに従って、測定子90が下方へ変位する結果、指針92がスケール93に沿って下方へ移動する。この指針92の移動量が所定のしきい値を越えたとき、びん口10aの天面が所定の傾き以上であると判断される。なお、前記揺動軸41の先端部は、球面のように平面形状が円形でありかつ中心から外周方向へ低く傾斜する凸曲面形状に形成することもできる。
【0026】
図1に戻って、上記した構成の傾き検出器20は昇降支持機構70によって昇降可能に支持されている。昇降支持機構70は、下端が駆動機構(図示せず。)に連繋されて所定のストロークだけ昇降動作する駆動軸71と、駆動軸71の所定の高さ位置に固定された支持アーム72によって支持される中空のスリーブ73と、スリーブ73の内孔に上下動自由に支持された支え軸74とを有している。前記支え軸74の下端には連結部材79が取り付けられ、この連結部材79と前記の第1の支持筒31の連結フランジ31aとを連結することにより支え軸74の下端に第1の支持筒31が一体に支持される。
【0027】
前記スリーブ73の内孔の上端部には第1のブッシュ75が、前記支え軸74の下端部には第2のブッシュ76が、それぞれ一体に装着されている。第1、第2の両ブッシュ75,76間に引っ張りばね77が取り付けられ、前記支え軸74はこのばね77によって吊持されている。
図中、80はスリーブ73の昇降動作を案内するガイド部材であり、前記駆動軸71と平行に縦設された支柱81の上端部に固定されている。
【0028】
前記支え軸74は、ばね77により吊り下げられた状態のとき、上端部と下端部との所定長さがスリーブ73の上下端より突出する。支え軸74の上端部にストッパ78が、ガイド部材80の上面にはストッパ78が突き当たるゴムリング82が、それぞれ取り付けてあり、これにより支え軸74が下降し得る下限位置が定められる。なお、支え軸74が上昇し得る上限位置は前記連結部材79とスリーブ73の下端とによって定められる。
【0029】
上記したびんの不良検査装置において、検査すべきびん10はその下面が検査テーブル60上に支持される。昇降支持機構70の下降動作によって傾き検出器20が下降し、当接板21がびん口10aの天面に当てられる。もし、びん口10aの天面が傾いていなければ、当接板21は水平状態であって揺動軸41は鉛直線上に位置し、球体42は変位しない。
【0030】
びん口10aの天面が傾いていると、傾き検出器20の下降により当接板21がびん口10aの天面に当ったとき、びん口10aの天面の傾きの方向および大きさに応じて当接板21が傾く。当接板21が傾くと、揺動軸41が振れ、中心線cに対して揺動軸41の先端の球体42が変位するので、その変位が変位センサ50によって検出され、びん口10aの天面の傾きが計測されるとともに、傾きが所定の傾き以上のとき、変位センサ50は傾き不良である旨の良否データを出力する。
【0031】
【発明の効果】
この発明によると、当接板の水平面に対する傾きが当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変えられるので、びん口の天面の傾きの計測および増幅が容易となり、計測精度を高めることができる。また、当接板上の複数の点について距離の測定を行う必要がなくなり、変位センサの数が少なくて済み、装置のコストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかるびんの不良検査装置の全体構成を示す断面図である。
【図2】傾き検出器の構成を示す断面図である。
【図3】傾斜しているびん口の天面を検査している状態を示す傾き検出器の断面図である。
【図4】変位センサに対する球体の変位を示す説明図である。
【図5】近接センサの構成を示すブロック図である。
【図6】変位センサの他の実施例を示す説明図である。
【図7】 従来のびん検査装置を示す平面図である。
【図8】不良品の外観を示す正面図である。
【符号の説明】
20 傾き検出器
21 当接板
30 支持体
40 変換機構
41 揺動軸
42 球体
60 検査テーブル
70 昇降支持機構
Claims (3)
- びん口の天面の傾斜状態の不良を検査するびんの不良検査装置であって、びん口の天面の傾きを検出する傾き検出器と、びんを支持する水平な検査テーブルと、検査テーブルの上方位置で前記傾き検出器を昇降可能に支持する昇降支持機構とから成り、
前記傾き検出器は、昇降支持機構の下降動作によってびん口の天面に当てられる当接板と、この当接板を傾動自由な状態で水平に支持する支持体と、当接板をびん口の天面に当てたときの当接板の水平面に対する傾きを当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変える変換機構と、前記変位を検出してびん口の天面の傾きを計測する変位センサとを備えており、前記揺動軸は先端部に球体を有し、球体と対向する位置に中心線が鉛直線と一致するように前記変位センサが下方に向けて固定されており、
前記球体は、揺動軸の軸芯が変位センサの中心線上に位置するとき、変位センサと球体との前記中心線に沿う距離が最小となり、揺動軸が下端部を支点として任意の方向へ振れるとき、前記距離が次第に大きくなるように、揺動軸の先端部に設けられて成るびんの不良検査装置。 - 前記球体は、近接センサが電磁的に感応する金属球である請求項1に記載されたびんの不良検査装置。
- 前記変位センサは、びん口の天面の傾き状態を判別する機能を有している請求項1または2に記載されたびんの不良検査装置。
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