JP5203276B2 - 容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置及びその角度測定方法 - Google Patents
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Description
この種の容器蓋は、通常、天面壁とその周縁部から垂下しているスカート壁とからなる容器を有し、スカート壁には周方向に延在する周方向破断ラインが形成され、スカート壁はこの周方向破断ラインよりも上方の主部と下方のタンパーエビデントバンドとに区画されている。周方向破断ラインには、容器蓋の開栓時の回転により破断可能なブリッジが主部とタンパーエビデントバンドを連結している。
開栓時において容器蓋が上昇すると、タンパーエビデントバンドは、その内周にある被係止部が容器口部に形成した係止突部(環状係止あご)に引っかかることによって上昇を阻止され、さらにキャップを上昇させるとキャップとタンパーエビデントバンド間のブリッジが破断する。こうして、一度容器口部に締結された後に開封されたキャップは、必ずタンパーエビデントバンドが破断されているため、開封履歴が明示される。
検査は、容器蓋の周方向破断ラインのブリッジについて、容器蓋が初期(閉止)状態から何度回転したら切断するかを検出するが、検査方法は人手によって視覚、聴覚あるいは指先の感触によって行われていた。人手によってそのような検査を行うと、個人の判断のバラつきなどや、その作業に手間がかかり、これらを軽減させるため、下記の特許文献1のようにブリッジが破断されるときの容器蓋の破断角が、機械にて検査できるトルク測定装置がある。
このトルク測定装置は、容器蓋の回転角度に応じたトルクの大きさを検知することができ、トルク測定装置によって、容器蓋の開栓時における回転角とトルクの大きさの変位、すなわちブリッジが破断するときのトルク変化によって、ブリッジの破断角度が分かる。
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、金属製及び樹脂製の容器蓋にかかわらず、ブリッジの破断時における容器蓋の回転角を検出する容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置及びその角度測定方法を提供することを目的とする。
上記容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置の前記容器蓋は合成樹脂製であって、前記ブリッジ破断判定部は、前記音圧レベルが所定の周波数の範囲内にて、前記ブリッジの破断測定時の音圧レベルが所定レベル以上であれば前記ブリッジが破断したと判定することができる。
上記容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置の前記ブリッジ破断判定部は、前記所定の周波数が8kHz以上で、前記ブリッジの破断測定時の音圧レベルが35dBを超えれば、前記ブリッジが破断されたと判定するようにすることが好ましい。
上記容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置の前記容器蓋は合成樹脂製であって、前記ブリッジ破断判定部は、前記音圧レベルが所定の周波数の範囲内にて、前記音圧レベル測定部が測定した測定すべき容器蓋のブリッジ破断時における測定音圧レベルと予め測定したブリッジが破断されていないときに発生する基準ノイズとの音圧レベル差によって、前記ブリッジの破断を判定することができる。
上記容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置の前記ブリッジ破断判定部は、前記所定の周波数が8kHz以上で、前記ブリッジ破断測定時の測定レベルと基準ノイズの音圧レベル差が15dB以上を超えれば、前記ブリッジが破断されたと判定することが好ましい。
また、本発明の容器蓋のブリッジ切れ角度測定方法は上記目的を達成するために、天面壁と、該天面壁の周縁から垂下する筒状スカート壁とを具備し、該スカート壁は周方向破断ラインよりも上方の主部と下方のタンパーエビデントバンドとに区画され、前記主部の内周面には、容器の口部に設けられた雄螺条と係止する雌螺条が形成されており、前記タンパーエビデントバンドには、該雄螺条より下方に設けられた係止部と係止する被係止部が形成され、前記周方向破断ラインには、前記主部と前記タンパーエビデントバンドとを連結する破断可能なブリッジが前記周方向に間隔を空けて複数配設された容器蓋を、前記雌螺条を前記雄螺条に螺合せしめ、前記タンパーエビデントバンドの被係止部を係止部に係止することにより容器の口部に装着した状態から、容器蓋を開封方向に回転してブリッジが破断されるまでの回転角度を測定する容器蓋のブリッジ切れ角度測定方法において、周方向破断ラインの近傍に前記ブリッジが破断される音を集音マイクによって検知する集音工程と、該集音マイクで検知した音から音圧レベルを周波数帯域毎に分離して測定する音圧レベル測定工程と、前記ブリッジの破断測定音の音圧レベルによって前記ブリッジの破断を判定するようにしたブリッジ破断判定工程と、該ブリッジ破断測定工程によって前記ブリッジが破断されたと判定した時の前記容器蓋の破断回転角を検出する破断角検出工程とを含むようにした。
初めに、本発明のブリッジ切れ角度測定装置によって、ブリッジ切れが測定される容器蓋について図1及び図2を参照して説明する。なお、図1は、本発明に係る容器蓋の正面図であって、その中心線より左半分はその断面図であり、図2は容器蓋が容器に装着された状態の正面図であり中心線より左側がその断面図である。
容器蓋2は、例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどの合成樹脂などから形成されており、円板形状の天面壁5とこの天面壁5の周縁から垂下する略円筒形状のスカート壁6とを有する。
円形天面壁5は、全体が実質上水平に延在し、天面壁5の内面には2条の環状シール壁、即ち内側環状シール壁15及び外側環状シール壁16が形成されている。
主部8は、肉厚の等しい筒状の周壁部17と周壁部17から半径方向外側に僅かに突出する複数の突条18が形成されている。突条18はスカート壁6の上下方向に直線状に延びるリブ形状であって、主部8の全周に亘って多数形成される。主部8の内周面には、螺旋方向に雌螺条20が形成されている。
タンパーエビデントバンド10の内周面には被係止部21が形成されている。被係止部21は、周方向に間隔をおいてタンパーエビデントバンド10の内周面から上方に向かって半径方向内方に傾斜して突出するように形成し、隣接する被係止部21間には隙間が存在する。
容器23に容器蓋2を装着する際には、容器口部24に容器蓋2を被嵌し、容器蓋2を閉方向に回転させる。すると、容器口部24の雄螺条25に容器蓋2の雌螺条20が螺合され、容器蓋2は回転に応じて下降する。雌螺条20と雄螺条25とが充分に螺合されると、容器蓋2のタンパーエビデントバンド10に形成されている被係止部21は、弾性的に変形されて容器口部24の環状係止部26を通過し、しかる後に弾性的に復元して環状係止部26に係止される。容器蓋2の天面壁5の内面に形成されている内側環状シール壁15、外側環状シール壁16は、容器口部24の内周面、外周面及び頂面に密接され、これによって容器口部24が密封される。
角度測定装置30は、主として装置本体31、容器クランパ32、集音マイク33、制御部34及び出力部としてのモニター35を備えている。
装置本体31は、容器蓋2を保持する蓋チャック37を備え、蓋チャック37は容器蓋2の外周面を保持し、周方向破断ライン7よりも上側の部分を保持し、周方向破断ライン7の部分を蓋チャック37の外側に位置させる。蓋チャック37は、上下方向へ昇降可能であり、サーボモータ38の回転により容器蓋2を回転させることができる。サーボモータ38と蓋チャック37との間には、減速機39が連結されている。
集音マイク33は、図3に示す制御部34の破断検出部47に電気的に接続される。破断検出部47は音圧レベル測定部48と判定部49とを備えている。音圧レベル測定部48では、例えば、集音マイク33で検出された音声信号を任意の周波数帯域毎に分割して、該周波数帯域毎の音圧レベルを測定できる。
装置本体31の基準ノイズは、蓋チャック37の回転速度の変化によってノイズが変動するような場合は、計測時における蓋チャック37の回転速度は、基準ノイズの測定時における蓋チャック回転速度条件と同じにする。また、計測時においては、蓋付容器1の搬送など他の関連機器の稼動を必要最小限に留める。
一方、上述した判定部49では、ブリッジ14が破断したときの時間を検出し、破断角検出部51に出力している。破断角検出部51では、ブリッジ14が破断されたときのタイミングに対応する蓋チャック37の回転角、すなわち容器蓋2のブリッジ14の破断角度を検出できる。破断角検出部51は、この情報をモニター35に出力する。
図3を参照にして、ブリッジ切れ角度を測定すべき蓋付容器1が図示しない搬送手段によって、測定装置本体31の直下に搬送される。測定装置本体31では、容器クランパ32のアーム41が後退位置から前進位置に移動し、蓋付容器1を固定する。次いで、上昇位置に待機していた蓋チャック37が下降し、容器蓋2を保持する。
集音マイク33が、容器蓋2の周方向破断ライン7の高さに位置付けられる。なお、当初から集音マイク33を固定して配置してもよい。
具体的には、蓋チャック37を回転させる速度は、3rpm程度の速さである。一般的な容器蓋2であれば、複数あるブリッジ14の1つが最初に破断するときの角度は、200〜240度±20〜30度程度となるように設定してある。したがって、最初のブリッジ14が破断されるまでは、約10秒程度かかる。
音圧レベル測定部48では、集音データの音をリアルタイムで音声フィルタによって周波数毎に分離し、周波数毎の音圧レベルを測定する。そして、そのデータを判定部49に送信する(音圧レベル測定工程)。
判定部49では、音圧レベル測定部48によって測定された周波数毎の音圧レベル(以下、これを測定音圧レベルという)が所定レベル以上(周波数が8kHz以上)で、ブリッジ破断測定時の音圧レベルが35dB以上を超えれば、ブリッジが破断されたと判定する。
図4は、装置本体31の蓋チャック37を回転させたときに発生するノイズを集音マイクで採取した基準ノイズの周波数毎の音圧レベルであり、縦軸に音圧レベルをdBで示し、横軸に周波数帯域を対数表示で示す。図に示すように、当初低音域から音圧レベルが上昇し、ほぼ800Hzで音圧レベルが最大となり、それ以後多少の上下はあるが高音域にかけて音圧レベルが下降するのが確認できる。
なお、この基準ノイズの測定は、蓋付容器1をセットした状態でタンパーエビデントバンドが形成されていない容器蓋を開栓したときのノイズを基準ノイズとしてもよい。または、蓋チャック37を空回りさせた状態で行い、装置本体31から発生する蓋チャック37の周辺の基準ノイズを測定してもよい。
ただし、装置本体31は、蓋チャック37の回転時におけるノイズができるだけ一定に近く、ほぼ一定レベル内に定まっていることが必要である。
したがって、試験結果から、容器蓋2が約5℃である場合は、周波数が8kHz以上よりも高い周波数領域で、測定音圧レベルが35dB以上になったことが確認できればブリッジ14が破断されたと判定することができる。そこで、判定部49に予め比較対象として35dBの数値を記憶させておけば、判定部49はブリッジ14の破断の有無を判定できる。
したがって、試験結果から、容器蓋2が約5℃である場合は、周波数が8kHz以上よりも高い領域で、測定音圧レベルが35dB以上になったことが確認できればブリッジ14が破断されたと判定することができる。そこで、判定部49に予め比較対象として35dBの数値を記憶させておけば、判定部49はブリッジ14の破断の有無を判定できる。
さらに容器蓋2の冷却時、常温時にかかわらず、12.5kHz周辺の周波数帯(10kHz〜15kHz)では基準ノイズの音圧レベルが小さくなるので、測定の確実さがより向上すると共に40dB以上の音圧レベル差があり、測定時において特に誤りが生じない周波数領域であると考えられる。
なお、ブリッジ14の破断を判定するときの手法として、例えば、棒グラフで示した1つの棒グラフの領域(例えば図5の12,5kHzで示す1つの棒グラフ領域c)のみをサンプルにとって判定することもできるし、複数の棒グラフの領域(例えば図5に示す4つの棒グラフa〜dを含む領域)をサンプルにとって、ブリッジ14の破断を判定することもできる。ただし、サンプルを多く採った方が測定精度が向上することは当然である。
そして、ブリッジ14の最初の1つが破断され、音圧レベルが35dBを越えると、判定部49はブリッジ14が破断されたと判定し、破断角検出部51に破断信号を出力する。破断角検出部51では、破断信号を入力したときの容器蓋2の初期位置から周方向へ回転した回転角を、サーボモータドライバ50から信号として受け取り容器蓋2の破断角を検出する(破断角検出工程)。
このように、本実施形態における容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置は、周方向破断ライン7のブリッジ14について、最も先に破断されたときの容器蓋2の破断回転角を、自動的に測定できる。
なお、最も先に破断されたブリッジの破断角の他、全てのブリッジが破断されるときの破断角を、引き続き測定してもよい。この場合は、音圧レベルが、測定周波数領域で最後に35dB以下となったときに、全てのブリッジが破断された判定できる。
この場合、判定部49では、音圧レベル測定部48によって測定された周波数毎の音圧レベル(以下、これを測定音圧レベルという)と、予め判定部49に記憶している基準ノイズの音圧レベルと比較する。容器蓋2はブリッジ14が破断されていないときには、容器蓋2の開栓動作における音のみが発生し、ブリッジ14が破断されたときには、開栓動作の音と破断音が生じる。
この試験結果から、容器蓋2が約5℃である場合は、測定音圧レベルと基準ノイズの音圧レベル差が8kHzよりも高音域で、かつ音圧レベル差が15dB以上あれば、ブリッジ14が破断されたと判定できる。
図6の試験結果から周波数帯領域の2kHz未満の周波数領域では、測定音圧レベルと基準ノイズのdB差が10dB以下であるのに対し、3.15kHzを越える領域では20dB以上の差があることが確認できた。
試験結果から、容器蓋2が常温である場合は、測定音圧レベルと基準ノイズの音圧レベル差が3.15kHzよりも高音領域で音圧レベル差が20dB以上あれば、ブリッジ14が破断されたと判定できる。
そこで、容器蓋2が約5℃である場合は、判定部49に予め比較対象として基準ノイズと測定音圧レベルとの音圧レベル差が判定できる周波数が8kHz以上で、15dBの数値を記憶させておけば、判定部49はブリッジ14の破断の有無を判定できる。また、容器蓋2が常温(23℃)である場合は、判定部49に予め比較対象として基準ノイズと測定音圧レベルとの音圧レベル差が判定できる周波数が3.15kHz以上で、20dBの数値を記憶させておけば、判定部49はブリッジ14の破断の有無を判定できる。
さらに、容器蓋2の冷却時、常温時にかかわらず、12.5kHz周辺の周波数帯(12.5kHz〜16kHz)では基準ノイズの音圧レベルが小さくなり、かつ測定音圧レベルが大きく測定の確実さがより向上するし測定時において特に誤りが生じない周波数領域であると考えられる。
なお、最も先に破断されたブリッジの破断角の他、全てのブリッジが破断されるときの破断角を、引き続き測定してもよい。この場合は、基準ノイズと測定ノイズの差が、8kHz以上の周波数領域で15dB以下となったときに、全てのブリッジが破断された判定できる。
例えば、上記実施形態では、合成樹脂製の容器蓋2を例にあげたが、周方向破断ラインにブリッジがあれば、金属性の容器蓋でも、本発明は実施できる。
基準ノイズの周波数帯域毎の音圧レベルは、予め判定部49に記憶されているが、装置本体31の基準ノイズの測定は、測定する毎に計測してもよい。すなわち、蓋チャック37を空回りさせた状態で行い、装置本体31から発生する蓋チャック37の周辺の基準ノイズを測定する。
2 容器蓋
7 周方向破断ライン
10 タンパーエビデントバンド
12 スリット
14 ブリッジ
21 被係止部
23 容器
30 ブリッジ角度測定装置
31 装置本体
32 容器クランパ
33 集音マイク
34 制御部
37 蓋チャック
38 サーボモータ
47 破断検出部
48 音圧レベル測定部
49 判定部
50 サーボモータドライバ
51 破断角検出部
Claims (6)
- 天面壁と、該天面壁の周縁から垂下する筒状スカート壁とを具備し、該スカート壁は周方向破断ラインよりも上方の主部と下方のタンパーエビデントバンドとに区画され、
前記主部の内周面には、容器の口部に設けられた雄螺条と係止する雌螺条が形成されており、前記タンパーエビデントバンドには、該雄螺条より下方に設けられた係止部と係止する被係止部が形成され、
前記周方向破断ラインには、前記主部と前記タンパーエビデントバンドとを連結する破断可能なブリッジが前記周方向に間隔を空けて複数配設された容器蓋を、
前記雌螺条を前記雄螺条に螺合せしめ、前記タンパーエビデントバンドの被係止部を係止部に係止することにより容器の口部に装着した状態から、
前記容器蓋を開封方向に回転してブリッジが破断されるまでの回転角度を測定する容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置において、
前記容器蓋を装着した容器を所定位置にて支持する容器クランパと、
前記容器蓋を把持し該容器蓋を開封方向に回転させる蓋チャックと、
前記容器蓋の周方向破断ラインのブリッジが破断される音を検知する集音マイクと、
該集音マイクの音から周波数帯域毎の音圧レベルを測定する音圧レベル測定部と、
該音圧レベル測定部が測定した容器蓋のブリッジ破断時に発生する音圧レベルによって、前記ブリッジの破断を判定するブリッジ破断判定部と、
該ブリッジ破断判定部が前記ブリッジの破断を検出した時の前記容器蓋の回転角を検出する破断角検出部とを備えたことを特徴とする容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置。 - 前記容器蓋は合成樹脂製であって、前記ブリッジ破断判定部は、前記音圧レベルが所定の周波数の範囲内にて、前記ブリッジの破断測定時の音圧レベルが所定レベル以上であれば前記ブリッジが破断したと判定するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置。
- 前記ブリッジ破断判定部は、前記所定の周波数が8kHz以上で、前記ブリッジ破断測定時の音圧レベルが35dBを超えれば、前記ブリッジが破断されたと判定するようにしたことを特徴とする請求項2に記載の容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置。
- 前記容器蓋は合成樹脂製であって、前記ブリッジ破断判定部は、前記音圧レベルが所定の周波数の範囲内にて、前記音圧レベル測定部が測定した容器蓋のブリッジ破断時における測定音圧レベルと予め測定したブリッジが破断されていないときに発生する基準ノイズとの音圧レベル差によって、前記ブリッジの破断を判定するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置。
- 前記ブリッジ破断判定部は、前記所定の周波数が8kHz以上で、前記ブリッジ破断測定時の音圧レベルと基準ノイズの音圧レベル差が15dBを超えれば、前記ブリッジが破断されたと判定するようにしたことを特徴とする請求項4に記載の容器蓋のブリッジ切れ角度測定装置。
- 天面壁と、該天面壁の周縁から垂下する筒状スカート壁とを具備し、該スカート壁は周方向破断ラインよりも上方の主部と下方のタンパーエビデントバンドとに区画され、
前記主部の内周面には、容器の口部に設けられた雄螺条と係止する雌螺条が形成されており、前記タンパーエビデントバンドには、該雄螺条より下方に設けられた係止部と係止する被係止部が形成され、
前記周方向破断ラインには、前記主部と前記タンパーエビデントバンドとを連結する破断可能なブリッジが前記周方向に間隔を空けて複数配設された容器蓋を、
前記雌螺条を前記雄螺条に螺合せしめ、前記タンパーエビデントバンドの被係止部を係止部に係止することにより容器の口部に装着した状態から、
容器蓋を開封方向に回転してブリッジが破断されるまでの回転角度を測定する容器蓋のブリッジ切れ角度測定方法において、
周方向破断ラインの近傍に前記ブリッジが破断される音を集音マイクによって検知する集音工程と、
該集音マイクで検知した音から音圧レベルを周波数帯域毎に分離して測定する音圧レベル測定工程と、
前記ブリッジの破断測定音の音圧レベルによって前記ブリッジの破断を判定するようにしたブリッジ破断判定工程と、
該ブリッジ破断測定工程によって前記ブリッジが破断されたと判定した時の前記容器蓋の破断回転角を検出する破断角検出工程とを含む容器蓋のブリッジ切れ角度測定方法。
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