JP5454750B2 - 缶詰の内圧検査方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、缶詰の内圧検査方法及びその装置に関し、充填直後のインライン上の缶詰に対しては内容物の性状に依存することなく、又、ケースに入った各缶詰に対しては、隣接する他の缶詰との密着状態、ケース底部内面へのめり込み状態、更には缶詰内容物の性状に依存することなく、缶詰の変位量に基づいて缶詰内圧の良否を正確に判定することが出来る缶詰の内圧検査方法及びその装置に関する。

内容物を充填・密封・レトルト殺菌された直後の缶詰は、生産ラインに設置されたインライン打検器によって漏洩検査が行われる。この漏洩検査は缶詰からの実リーク量を検査するのではなく、リーク量に応じた缶詰の内圧を検査することにより行われる。更に、この缶詰内圧検査も缶詰内部の圧力を直接に計測するのではなく、缶詰内圧に応じて発生する打検音のピーク周波数(共振周波数)を計測することにより行われる。結局のところ、缶詰の漏洩検査は缶詰の打検音を検査することにより行われる。しかし、欠陥がピンホールなどの微少なものは空気の流入が少ないために、生産直後では内圧の変化が少なく、その結果、その缶詰は打検音の検査では検出されずに良品として出荷される虞れがある。そこで、出荷状態で数日間保管した後に缶詰の打検音を検査するという方法がある。この方法だと、欠陥がピンホールであったとしても、外部から空気が侵入する時間が充分にあるため、缶詰内圧が十分に上昇して打検音の検査によって検出することができる。ところで、保管状態にある缶詰は、カートンケースに入った状態である。この状態の缶詰を打検するには、缶の列に合ったヘッド配列を有するケース打検器が用いられる。ケース打検器はピンホール欠陥を検出する手段として有用な検査器であるが、カートンケースに入った状態の缶詰を打検するため、隣接する他の缶詰との接触状態によっては缶詰内圧に応じたピーク周波数の打検音が発生しない場合がある。また、カートンケース底部内面に缶ボトム(3ピース缶ではスチール蓋に相当)が強く押しつけられた状態の場合も同様に、内圧に応じたピーク周波数の打検音が得らず、良品・不良品の判定がつかないことがある。このように、ケース打検器による漏洩検査ではカートンケース内の缶詰の状態によって正しい検査結果が得られないという問題がある。
更に、固形物が入った内容物や粘度が高い内容物の場合は、これらの内容物が缶詰のボトムに付着するため、缶詰内圧に応じたピーク周波数の打検音が得られない。また、付着量によっては打検音そのものが小さくなり判定できない。つまり、打検方式では缶詰内圧の良否を正確に判定することが出来ないという問題がある。

ケース打検器はカートンケースに入った状態の缶詰を打検するため、缶の列に応じた打検ヘッドを有し、複数列の缶詰を同時に打検出来る機能を持っている。検査のタイミングはコンベア上を流れてくるカートンケース端を光電スイッチで検出する。缶詰が打検ヘッド真下に来たことは、コンベアのローラ軸に取り付けたエンコーダの出力パルスをカウントすることで知ることができる。この時、打検ヘッドのコイル部にパルス状電流を流し、缶ボトムを吸引・解放して打検音を発生させている。打検音は打検ヘッド内のマイクで集音し、増幅・フィルタリングした後、A/D変換器でデジタル信号に変換される。このデジタル信号(波形データ)をマイクロコンピュータで高速フーリエ変換(FFT)し、打検音のピーク周波数を求めている。このピーク周波数が缶詰の内圧に応じて変化するため、周波数の上限・下限の各閾値を設けることによって、缶詰内圧の良品・不良品を判定している。一般的に、陰圧缶では缶詰内圧が低いほど打検音のピーク周波数は高くなる。このため、目標となる缶詰内圧に応じたピーク周波数を下限の閾値として定め、これより低いピーク周波数を発した缶詰を排斥すれば、缶詰内圧が上昇した、すなわち穴の空いた不良缶詰を排除することが可能となる。
缶詰にピンホールが空いている時、生産後の数日間で細菌などがそのピンホールを介して内部に浸入し、内容物が腐敗する事がある。腐敗するとガスが発生し缶詰内部に放出されるが、缶詰に空いたピンホールが極めて小さいか、或いはピンホールが腐敗した内容物で遮蔽される場合は、このガスは缶詰内部に蓄積することになる。そしてガスの放出が少ない場合は、缶詰内圧が上昇するため、打検音のピーク周波数の下限閾値で検出される。
ところが、缶詰が陽圧になった場合は、陰圧とは逆に缶詰内圧が高いほど打検音のピーク周波数は高くなる。従って、当初は陰圧であっても、腐敗が進みガスが大量に缶詰内に放出されると缶詰内圧は陰圧から陽圧に転じることになる。その結果、缶詰内圧の上昇に伴って打検音のピーク周波数も高い値を示すようになる。即ち、この陽圧に転じた状態では穴が空いた不良缶詰であるにも拘らず、缶詰内圧が高くなったために、打検音のピーク周波数は(下限閾値以上の)良品範囲に入り、その結果、穴が空いた不良品であるにも拘わらず良品と判定されてしまう。つまり、腐敗した内容物でピンホールが遮蔽されているような缶詰に対しては、ケース打検器は有効に機能せずに見逃してしまう虞れがある。
このような不都合を防ぐため、ケース打検器には缶ボトムの高さを測定する変位センサが備わり、直下に来た缶詰の缶ボトム(または缶蓋)までの距離を測定している。これは、腐敗ガスによって缶詰内圧が陽圧化した缶では、膨張によって缶蓋または缶ボトムが凸になるためである。従って、この変位センサで缶蓋または缶ボトムまでの距離を測定し、一定値より小さい値を示したもの(凸状態を示したもの)は打検音のピーク周波数が正常であっても膨張缶として排斥している。
上述した通り、打検中の缶詰が隣の缶詰から受ける押圧によって打検音のピーク周波数が変化することがある。また、保管中の積載により缶蓋または缶ボトムがカートンケース底部内面に強く押し当てられ、カートンケースに凹みが出た場合、打検時に缶詰から出てくる音量が不足する場合がある。また、このようにカートンケースが凹んだ場合は、正常な場合と比べると、缶詰と変位センサの相対位置がずれるため、膨張缶の検出機能が正しく働かない場合がある。その一方で、このような不都合を防ぐため、カートンケースの打検音に与える影響を軽減する発明が知られている(例えば、特許文献１を参照。）。この発明は、缶詰の入ったカートンケースにエアを吹込んで、缶蓋または缶ボトムからカートンケースを引離すアイディアである。カートンケースの打検音に与える影響を軽減するにはよい方法ではあるが、費用が嵩むことやエアを吹込む際にかかる時間が必要なため、検査処理速度が低下してしまうデメリットがある。
また、缶に充填する内容物としてコーンポタージュスープのように固形物が入っていたり、汁粉のように粘度が高い内容物が入っていたりする場合、これらが缶詰のボトムに付着してパネル部分の実効質量を増大させ、缶詰内圧に応じた打検音の周波数スペクトルが得られないことがある。これはカートンケースの凹みによる影響とは異なり、エアを吹き込むことにより軽減することは困難である。

一方、上記打検音に依らない缶詰の内圧検査方法としては、缶蓋が缶詰内圧に応じて凹凸状に変形することに着目して、缶蓋中心部の所定の基準位置からの変位量を(距離)センサによって計測し、その変位量に基づいて缶詰内圧の良否を判定する缶詰の内圧検査方法が知られている(例えば、下記特許文献２−４を参照。)。これらの発明では、変位検査ポイントとして缶蓋中央部を採用し、その変位の基準位置として、その中央部を通り搬送方向に平行した缶蓋両側の巻締め上端部(２点平均値)、または搬送方向に交差した缶蓋両側の巻締め上端部(２点平均値)、或いは缶蓋の巻締め上端部の内側(２点平均値)を採用している。なお、下記特許文献２において、変位の基準位置として搬送方向に交差した缶蓋両側の巻締め上端部が採用されているのは、変位センサが対象とする巻締め上端部の計測信号と共に対象としない隣接する缶詰の巻締め上端部の計測信号をも取り込み、対象とする巻締め上端部における計測精度が低下するという現象を防ぐためである。また、下記特許文献３では、缶蓋の中央部を通り搬送方向に平行した缶蓋両側の巻締め上端部を変位の基準位置として設定し、缶蓋中心部のその基準位置からの変位量を予め設定した閾値と比較することにより、缶詰内圧の良否を判定している。また、下記特許文献４では、変位センサによって計測される先頭缶および末尾缶の各変位量に対し所定の補正量を加えることにより、先頭缶および末尾缶の各変位量が過小計測され、良品が不良品と誤判別されて排斥されてしまう不都合を防止している。また、下記特許文献２−４において、缶詰はカートンケースに入った状態でコンベア等によって搬送されるため、変位センサが測定対象物に作用する計測信号はカートンケースに対し透過性を有することが必要となる。そのため、変位センサとしては、渦電流式変位センサが用いられている。
ところで、渦電流式変位センサの測定原理は、高周波の磁束(磁場)を測定対象物に作用し、測定対象物(導電体)の表面に渦電流を誘起させ、この渦電流が発生する磁束によって変位センサ(コイル)自身のインピーダンス(≒コイルの誘導リアクタンス)が変化するという相互誘導現象を利用したものである。すなわち、このインピーダンスの変化量は、変位センサから測定対象物に到る距離に強く依存する。従って、このインピーダンスの変化量を電気信号として取り出すことにより、センサから測定対象物に到る距離を求めることが可能となる。従って、測定対象物に対しては、センサとの間で電磁的に干渉し合う範囲に位置していることに加え、その磁束が十分に通過(透磁)するだけのある程度の(有効)面積が必要となる。従って、缶蓋の巻締め上端部等の径方向の厚みが小さい部位、すなわち径方向の断面積が小さい部位に対しては、センサが発する磁束が測定対象部位を十分に透磁することが出来ないため、センサからその部位に到る正確な距離を求めることは困難であると考えられる。また、下記特許文献２に見られるように、缶蓋の上部かつ径方向に渦電流式変位センサを並列に３個配置して、中心のセンサが缶蓋の中心部までの距離を、その両側のセンサが缶蓋の巻締め上端部までの距離を同時に計測する場合は、各センサの磁束が相互に干渉し合うため、同様に各センサから各測定対象部位までの正確な距離の測定は困難であると考えられる。

特開２００６−３８８２６号公報 特開平８−２１９９１５号公報 特公平５−３８８９１号公報 特開昭６３−３０２３３７号公報

上述した通り、インライン打検器またはケース打検器を用いた缶詰の内圧検査方法、すなわち缶詰の打検音のピーク周波数を基にする缶詰の内圧検査方法では、缶詰内容物が固形物や高粘性物の場合は缶詰内圧に応じたピーク周波数の打検音が得られないという問題、または缶詰がカートンケースに入った状態で搬送される場合は、隣接する缶詰との密着状態、缶詰のカートンケース底部内面へのめり込み状態(カートンケースの凹み状態)によっては、同様に缶詰内圧に応じたピーク周波数が得られず、缶詰内圧の良否、すなわち缶詰の漏洩の有無を正確に判定することが出来ないという問題がある。
また、缶詰の打検音ではなく、缶蓋中央部の巻締め上端部(基準位置)からの変位量に基づいて、缶詰内圧の良否を判定する内圧検査方法では、缶蓋の変位量は、缶詰内容物の性状、隣接する缶詰との密着状態、缶詰のカートンケース底部内面へのめり込み状態等に影響されることはないが、変位センサが電磁式の場合は、そもそも基準位置となる巻締め上端部までの距離を精度良く計測することが難しいという問題がある。
他方、変位の基準位置として、上記従来技術に見られるように、巻締め上端部ではなく、巻締め上端部より内側の点を採用することにより、缶蓋中央部の変位量を求めることは可能である。
しかし、この場合の缶蓋中央部の変位量は、基準位置を巻締め上端部とする場合に比べ極めて小さいため、その缶蓋の変位量から缶詰内圧の良否を正確に判定することは難しいものと考えられる。
そこで、本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は充填直後のインライン上の缶詰に対しては内容物の性状に依存することなく、又、ケースに入った各缶詰に対しては、隣接する他の缶詰との密着状態、ケース底部内面へのめり込み状態、更には缶詰内容物の性状に依存することなく、缶詰の変位量に基づいて缶詰内圧の良否を正確に判定することが出来る缶詰の内圧検査方法及びその装置を提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載の缶詰の内圧検査方法は、缶詰の上端からトップパネルまでの距離と該缶詰の下端からボトムパネルまでの距離とを加えたデプス合計(Ds)と、該缶詰内圧との相関関係に基づいて、良品の缶詰内圧に対応するデプス合計判定基準を予め設定しておき、各缶詰に対し、該缶詰のデプス合計を各々求め、前記デプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧の良否を判定することからなり、
前記缶詰の上端から下端に到る高さ(Hc)が既知の時、一対の変位計を前記缶詰の軸方向に一定の距離(Hp)を隔てて対向する形態で、且つ軸心を一致させて各々配設し、
一方の前記変位計から前記トップパネルに到る距離(Lt)と、他方の前記変位計から前記ボトムパネルに到る距離(Lb)とを前記変位計により各々計測し、前記デプス合計をDs＝(Lt+Lb)-(Hp-Hc)によって求め、前記デプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧の良否を判定することを特徴とする。
上述した通り、缶詰内圧が低下するに従って缶蓋(トップパネル)およびボトムパネルは内側に引き込まれるため、缶の上端からトップパネルに到るトップデプス(Dt)と缶詰内圧との関係、ならびに缶の下端からボトムパネルに到るボトムデプス(Db)と缶詰内圧との関係には、ある相関関係が各々有ることは広く知られている。しかし、本願発明者は、これらトップデプス(Dt)とボトムデプス(Db)とを加えたデプス合計(Ds)と缶詰内圧との間にもある一定の相関関係が有り、前２つのデプスに係る相関関係よりも更に強い相関関係を有することを見出した。
しかし、これらトップデプス(Dt)、ボトムデプス(Db)はそれぞれ缶詰の上端、下端(缶詰の巻締め上端部、同下端部)を変位の基準位置にしている。つまり、変位センサとして電磁式センサが用いられる場合、これらの部位は透磁面積(測定有効面積)としては極めて狭小であり、従って、これらの部位を電磁式変位センサによって直接かつ正確に計測することは極めて難しいと考えられる。
そこで、本願発明者は、詳細については後述するが、缶詰の上端および下端を直接に計測せずに、十分な測定有効面積を有するトップパネル及びボトムパネルまでの距離のみを、変位センサによって計測することにより、デプス合計(Ds)を正確に求める方法を考案した。
しかも、このデプス合計(Ds)は、もともと缶の上端および缶の下端を基準にしているため、例えば缶詰がカートンケース底部内面にめり込み缶の高さ方向(垂直方向)の位置が変動する場合であっても、このデプス合計は変動することはない。更に、このデプス合計は、いわゆる長さ(距離)であるから、打検音の周波数スペクトルのように隣接する缶詰同士の接触状態(密着状態)、ケース底部内面へのめり込み状態あるいは缶に充填された内容物に影響されることはない。
そこで、上記缶詰の内圧検査方法では、上記トップデプス(Dt)と上記ボトムデプス(Db)とを加えたデプス合計(Ds)と、缶詰内圧との相関関係に基づいて、良品の缶詰内圧に対応するデプス合計判定基準を予め設定しておき、搬送されて来る各缶詰のデプス合計を各々求め、そのデプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧を検査することにより、隣接する缶詰同士の接触状態、缶詰のカートンケースに対するめり込み状態、更には缶詰内容物の性状に依存することなく、缶詰の変位量に基づいて缶詰内圧の良否を正確に判定することが出来る。

そして請求項１に記載の缶詰の内圧検査方法では、デプス合計をDs＝(Lt+Lb)-(Hp-Hc)により求めることにより、十分な測定有効面積を有するトップパネル及びボトムパネルまでの距離データのみを用いて、缶詰の上端および下端を変位の基準位置とするデプス合計を正確に求めることが出来るようになる。従って、変位計(変位センサ)が電磁式の場合であってもデプス合計を正確に求めることが可能となる。
また、缶詰が倒立した状態でケース底部内面にt[mm]めり込み、上記LbがLb→Lb＋ｔと変動する場合は、逆に上記LtはLt→Lt−tと変動する。つまり、デプス合計DsをDs＝(Lt+Lb)-(Hp-Hc)によって求めることにより、デプス合計が缶詰の高さ方向の位置変動に影響されないようになる(変動値tが自動的に相殺されることになる。)。従って、求めたデプス合計を上記デプス合計判定基準に適用することによって、缶詰が高さ方向に変動する場合であっても缶詰内圧の良否を正確に判定することが出来るようになる。

さらに請求項１に記載の缶詰の内圧検査方法では、一対の変位計を上記形態で配設することにより、同一のタイミングで缶蓋(開栓タブ)までの距離(Lt)およびボトルパネルまでの距離(Lb)を各々計測することが可能となる。

請求項２に記載の缶詰の内圧検査方法では、前記一対の変位計の軸芯(中心)と前記缶詰の軸芯(中心)とが一致するタイミングで該変位計の各計測データを取り込むこととした。
上記缶詰の内圧検査方法では、缶蓋およびボトルパネルの最も変位した部位までの距離を同一のタイミングで各々計測することが可能となる。その結果、搬送されて来る缶詰のデプス合計を精度良く求め、各缶詰の内圧の良否を正確に判定することが可能となる。

請求項３に記載の缶詰の内圧検査方法では、前記缶詰の缶蓋と缶底において互いに異金属から成る場合、前記変位計に対する感度が相対的に低い金属から成る部位が下側に位置するようにして前記缶詰を配設することとした。
上記缶詰の内圧検査方法では、缶詰を上記形態で配設することにより、例えば缶詰がケースに入れられて搬送される場合、缶詰の重さでケース底部へめり込み、その結果、変位計に対する感度が低い部位が変位計により近接し、より正確な距離データ(Lt, Lb)を得ることが出来るようになる。

前記目的を達成するために請求項４に記載の缶詰の内圧検査装置は、缶詰の上端からトップパネルまでの距離と該缶詰の下端からボトムパネルまでの距離とを加えたデプス合計(Ds)を計測する計測手段と、該デプス合計と該缶詰内圧との相関関係に基づいて定められたデプス合計判定基準とを備え、各缶詰のデプス合計を各々求め、前記デプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧の良否を判定することからなり、
前記缶詰の軸方向に一定の距離(Hp)を隔てて対向する形態で配設され軸芯が一致するように配設されている一対の変位計を備え、
前記缶詰の上端から下端に到る高さ(Hc)が既知の時、一方の変位計から前記トップパネルに到る距離(Lt)と、他方の変位計から前記ボトルパネルに到る距離(Lb)とを各々計測し、前記デプス合計(Ds)をDs＝(Lt+Lb)-(Hp-Hc)によって求め、前記デプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧の良否を判定することを特徴とする。
上記缶詰の内圧検査装置では、上記請求項１に記載の缶詰の内圧検査方法を好適に実施することが出来る。

請求項５に記載の缶詰の内圧検査装置では、前記一対の変位計の軸芯(中心)と前記缶詰の軸芯(中心)とが一致するように、搬送されて来る前記缶詰を案内するガイドレールを備えることとした。
上記缶詰の内圧検査装置では、上記請求項２に記載の缶詰の内圧検査方法を好適に実施することが出来る。

本発明の缶詰の内圧検査方法によれば、充填直後のインライン上の缶詰に対しては内容物の性状に依存することなく、又、ケースに入った各缶詰に対しては、隣接する他の缶詰との密着状態、ケース底部内面へのめり込み状態、更には缶詰内容物の性状に依存することなく、缶詰の変位量に基づいて缶詰内圧の良否を正確に判定することが出来る。すなわち、缶詰内圧の検査は、缶詰の上端からトップパネルまでの距離と該缶詰の下端からボトムパネルまでの距離とを加えたデプス合計(Ds)を、缶詰内圧とデプス合計(Ds)との相関関係に基づいて定められたデプス合計判定基準に当てはめることにより行われる。
また、本発明に係る上記デプス合計(Ds)を求める方法は、缶詰の高さ方向が変動する場合であっても、その高さ方向の変動分を相殺するように構成されている。
更に、缶詰の上端からトップパネルまでの距離と同下端からボトムパネルまでの距離は、従来の変位量を基にする缶詰内圧検査方法と同様に、それぞれ缶詰の巻締め部(上端、下端)を変位量の基準位置とする。しかし、本発明では、変位計(センサ)が実際に計測するのは有効面積の大きいトップパネルに到る距離(Lt)と、同じく有効面積の大きいボトムパネルに到る距離(Lb)であり、これらの距離のみでデプス合計(Ds)を求めることが出来るように構成されている。加えて、従来の変位量を基にする缶詰内圧検査方法では、計測される変位量は、缶詰上端からトップパネルまでの距離であるが、本発明はこれに缶詰下端からボトムパネルまでの距離(Db)を加えた値を缶詰内圧に応じた変位量(＝デプス合計(Ds))としている。従って、従来の変位量を基にする缶詰内圧検査方法に比べ、計測される変位量が大きく、その結果、缶詰内圧に応じた変位量(＝デプス合計(Ds))を精度良く求めことが出来る。
その結果、本発明は、従来の打検音(ピーク周波数)を基にした缶詰内圧検査方法の問題点であるところの、缶詰内容物が固形物や高粘性物の場合は缶詰内圧に応じたピーク周波数の打検音が得られないという問題点、または缶詰がカートンケースに入った状態で搬送される場合は、隣接する缶詰との密着状態、缶詰のカートンケース底部内面へのめり込み状態(カートンケースの凹み状態)によっては、同様に缶詰内圧に応じたピーク周波数が得られないとする問題点を好適に解決することが出来る。また、従来の変位量を基にする缶詰内圧検査方法の問題点であるところの、変位センサが電磁式の場合は基準位置となる巻締め上端部までの距離を精度良く計測することが難しいという問題点を好適に解決することが出来る。従って、本発明の缶詰の内圧検査方法は、缶詰がケースに入っているか否かに拘わらず、並びに缶詰内容物の性状に拘わらず各缶詰の内圧の良否を正確に判定することが出来る。
また、本発明の内圧検査装置は、本発明の缶詰の内圧検査方法を好適に実施することができ、更に打検装置に比べ機構が簡素であるため、低コストで製作することが可能である。

以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。

図１は、本発明のケース入り缶詰の内圧検査装置１００を示す説明図である。なお、説明の都合上、カートンケースＣおよびローラコンベア１については、内部を透視して図示されている。
このケース入り缶詰の内圧検査装置１００は、カートンケースＣを所定の位置へ搬送するローラコンベア１と、缶詰Ｋのボトルパネルまでの距離を計測する第１変位センサ２と、缶詰Ｋのタブまでの距離を計測する第２変位センサ３と、複数の変位センサを固定する変位センサ取付けブラケット４と、カートンケース端を検出する光電スイッチ５と、ローラの回転角に応じたパルス信号を出力するロータリエンコーダ６と、第１変位センサ２および第２変位センサ３の計測データを取り込み所定の処理を実行するデータ処理装置７とを具備して構成されている。なお、詳細については、図３から図８を参照しながら後述するが、このケース入り缶詰の内圧検査装置１００は、カートンケースＣ内の各缶詰Ｋの中心が一対の変位センサ２,３の中心を通過するタイミングで、第１変位センサ２および第２変位センサ３の各計測データを取り込み、そして各缶詰Ｋのデプス合計(Ds)(缶詰Ｋの上端からタブに到るトップデプス(Dt)と同下端からボトムパネルに到るボトムデプス(Db)とを加えた値)を各々算出し、そして各算出結果を缶詰内圧とデプス合計値(Ds)との相関データ(缶詰内圧とデプス合計との相関関係を示すデータ)の内で、良品の缶詰内圧に対応する良品判定基準(デプス合計判定基準)に当てはめ、ケース内の各缶詰Ｋの缶詰内圧を精度良く検査し、各缶詰内圧の良否を正確に判定する。

第１変位センサ２と第２変位センサ３はある一定の距離を隔てて対向する形態で対を成し、第１変位センサ２は変位センサ取付けブラケット４に等間隔に取り付けられ、第２変位センサ３はローラコンベア１のローラ間1a,1aに等間隔に取り付けられている。また、図示の都合上、一対のみ描かれているが、実際は、図２に示すように例えば搬送方向に直交する方向に等間隔に５対（＝{(2k,3k)|k=1,・・・,5}）配置されている。

また、第１変位センサ２と第２変位センサ３は同芯に配置され、且つ搬送されて来る缶詰Ｋの中心とこれら一対の変位センサ２,３の中心が一致することが出来るように各々配置されている。また、第１変位センサ２はカートンケースＣに接触しないように、カートンケースＣの上面から例えば1.0[mm]程度離されて変位センサ取付けブラケット４に配置されている。従って、これら変位センサの間隔はカートンケースＣの厚みに応じて所定の間隔に調整される。

また、第１変位センサ２と第２変位センサ３は、測定対象物がアルミから成る場合は、その較正はアルミで行い、一方、スチールから成る場合は、その較正はスチールで行う。本実施例では、缶詰Ｋの蓋部はアルミから成るため、第２変位センサ３はアルミで較正され、一方、缶詰の底部はスチールから成るため、第１変位センサ２はスチールで較正され、測定対象物に応じて十分な感度が得られるよう調整されている。

また、変位センサが渦電流式の場合、アルミはスチールに比べ磁化率が小さい。従って、アルミはスチールに比べ変位センサに対する感度が若干小さいため、測定対象部位がアルミから成る場合は、変位センサに近接する形態で、缶詰Ｋの姿勢を決めることが好ましい。本実施の形態では、缶詰Ｋの蓋部がアルミから成るため、缶詰Ｋの蓋部が下側(底部が上側）になるようにカートンケースＣがローラコンベア１に置かれ搬入される。

データ処理装置７が、これら一対の変位センサ２,３からの計測データを取り込む(検査)タイミングは、これら変位センサ２,３の中心と缶詰Ｋの中心とが一致するタイミングであり、そのタイミングは、例えばローラコンベア１の駆動軸に配設されたロータリエンコーダ６が出力する(回転角に応じた)パルス信号を、(データ処理装置７が)カウントすることにより、缶詰毎の検査タイミングを得ることが出来る。なお、検査開始のタイミングについては、光電スイッチ５によってカートンケース端が検出され、その検出信号をトリガとしてロータリエンコーダ６が出力するパルス信号をカウントすることにより得ることが出来る。より詳細には、ローラコンベア１にカートンケースＣが入れられ、カートンケースＣが光電スイッチ５を遮光した時に、データ処理装置７がロータリエンコーダ６のパルス信号をカウントし始める。カートンケース内各列の缶詰が一対の変位センサ直下に来るタイミングで、データ処理装置７は全ての変位センサの信号を取り込む。データ処理装置７にはA/D変換器が備わり、変位センサの信号をデジタルデータに変換する。上述した通り、各変位センサは測定対象物の材質に応じて較正されているため、データから距離に変換することは容易である。

図３は、缶詰の側面を示す説明図である。
缶の上側にはアルミ蓋が巻き締められている。缶の上端から蓋面までの深さをDt(トップデプス)とする。飲料缶の場合、アルミ蓋にはタブが付けられているので、この場合のトップデプスはトップパネル上端からタブまでの距離となる。一方、缶の下端からボトムパネルまでの深さをDb(ボトムデプス)とする。缶が３ピース缶の場合、ボトム側にスチール蓋が巻き閉められているため、蓋のパネルまでの深さとなる。

内圧が異なる缶詰のDt、Dbを測定すると、図４に示すグラフ(缶詰内圧とボトムデプス・トップデプスの相関関係)が得られる。缶詰内圧が低下するに従って、缶蓋やボトムパネルは内側に引き込まれるため、Dt、Dbの値は大きくなっていく。ボトム側はスチールのため、変化量は少ないが内圧に応じて値が上昇していくのがわかる。

このトップデプスDtまたはボトムデプスDbを測定することによって、缶詰の缶詰内圧を求め得ると考えられる。しかし、缶詰がカートンケースに収納された状態では、カートンケース内の位置(ケースの中央部か端部かによって)やダンボールの凹み具合で缶の垂直位置が変わるため、測定結果に大きなばらつきが出る。
一方、トップデプスDtとボトムデプスDbの和(＝デプス合計Ds)を考えてみる。図４のグラフから内圧による深さの値はデプス合計Dsの方がトップデプスDt、ボトムデプスDb単体より大きく変化しており、缶詰内圧検査に向いた値といえる。従って、本実施の形態ではこのデプス合計Dsを測定することによって缶詰の缶詰内圧を検査し漏洩の有無の判定(良品か否かの判定)を行う。

図５から図７に、本発明のケース入り缶詰の内圧検査方法に係る測定系を示す。なお、この測定系は、図１の一対の変位センサ２,３に特化した部分である。カートンケースＣに入った缶詰が通る部分に上下一対の(例えば渦電流式)変位センサ２,３を置く。ここで流す缶詰Ｋの上下方向を予め定めておき、材質(アルミ蓋、またはスチールボトム)によって、相対する位置に各材質に応じた一対の変位センサ２,３を配置する。これら一対の変位センサ２,３の中心は缶詰Ｋの中心と一致しており、缶詰Ｋの中心がこれら一対の変位センサの中心を通過するタイミングで、変位センサの計測データを読み込めばそれぞれの距離Lt,Lbを読み取ることができる。なお、一対の変位センサ２,３の間隔Hpは、缶型によって一定の値とする。
図５から図７の各部寸法の内容は下記のとおりである。
Hp：一対の変位センサ２,３の間隔
Hc：缶詰Ｋの高さ
Lt：タブＫtから第２変位センサ３までの距離
Lb：ボトムパネルＫbから第１変位センサ２までの距離

この状態で測定を行うと、トップデプスDtとボトムデプスDbの合計であるデプス合計Dsは、Ds＝Dt＋Db
＝(Lt+Lb)−(Hp-Hc)
となる。
カートンケースＣの状態(凹み具合)が変わり、缶詰Ｋがt[mm]だけカートンケース底部にめり込んだとする(下方向にt[mm]だけ移動したとする)。この時のデプス合計Dstの値は、
Dst＝((Lt-ｔ)＋(Lb+t))−(Hp-Hc)＝(Lt+Lb)−(Hp-Hc)＝Ds
と求められる。
このように、カートンケースＣの影響などで缶の高さ方向の位置が変わったとしても、原理的にデプス合計Dsの値は変わらないので、正確なデプス合計の測定が行える。
また、実際の変位センサの計測ポイントは十分な測定面積を有するトップパネル及びボトムパネルであるため、変位センサが渦電流式の場合であっても正確なデプス合計の測定が行える。

図８は、ケース入り缶詰の良品判定基準の一例を示すグラフである。
今、良品の缶詰内圧範囲を-10[kPa]から-40[kPa]とすると、それに対応するデプス合計Dsの範囲(良品判定基準)は、図８のグラフから7.6(下限)から8.8(上限)[mm]となる。検査装置の上下限設定にこの値を入力し、この範囲を超えたもの(デプス合計がこの範囲を超える缶詰)を排斥すれば、不良品を排除することができる。
このケース入り缶詰の良品判定基準の上限値および下限値は、データとしてデータ処理装置７に内蔵される一方、データ処理装置７は、缶詰Ｋの中心が一対の変位センサ２,３の中心と一致するタイミングでこれら変位センサ２,３からの計測データを取り込み、そしてこれら計測データを基に各缶詰Ｋについてのデプス合計Dsを算出する。そして算出したデプス合計Dsをこの良品判定基準に当てはめて、ケース入り缶詰の缶詰内圧を検査し漏洩の有無の判定を行う。

また、この方法は打検のように音を判定対象としていない。このため、缶詰ＫとカートンケースＣの当たり具合や内容物の粘度・固形物の有無にかかわらず正確にケース入り缶詰Ｋの漏洩の有無を判定することができる。

実施形態１

図９は、実施形態１に係るケース入り缶詰の内圧検査装置２００を示す説明図である。
このケース入り缶詰の内圧検査装置２００は、搬送されて来るケース入り缶詰のデプス合計Dsを一対の変位センサ２,３によって求め、そのデプス合計Dsを図８に示す良品判定基準(缶詰内圧とデプス合計との相関関係）に適用し、ケースに入った各缶詰の缶詰内圧を検査し、缶詰内圧の良否を正確に判定する点においては上記ケース入り缶詰の内圧検査装置１００と共通する。
しかし、このケース入り缶詰の内圧検査装置２００では、カートンケースＣを入れる部分(ローラコンベア)にはサイドガイド８,９(ガイドレール)がついており、投入時の横方向のずれを規制して一対の変位センサの中心に缶詰Ｋの中心が確実に来るように構成されている。検査後のカートンケースＣはさらに左方向に送られる。ここで不良品が入ったケースは、エアシリンダ１１により駆動される排斥プッシャ１２によって排斥シュート１０ヘ送られ、良品と区別される。良品はローラコンベアでそのまま後工程に搬送される。

実施形態２

図１０は、実施形態２に係る缶詰内圧検査装置３００を示す要部説明図である。なお、図１０(a)は正面図であり、同(b)は右側面図である。
この缶詰内圧検査装置３００は、缶詰Ｋの外径より小さい距離を隔てて２台のチェーンコンベア１３,１３を並列に配設し、これらのコンベア間に一対の変位センサ２,３を配設した構成である(なお、一対の変位センサ２,３以外の他のセンサ、データ処理装置、及び変位センサ固定手段等については省略してある。)。また、缶詰内圧の良否を判定する方法については、上記ケース入り缶詰の内圧検査装置１００,２００と同様に、缶詰Ｋのデプス合計Dsを一対の変位センサ２,３によって求め、そして求めたデプス合計Dsを図８に示す良品判定基準に当てはめることにより行われる。従って、この缶詰内圧検査装置３００は、缶詰単体の内圧検査、例えば内容物を充填・密封しレトルト殺菌した直後の缶詰内圧を検査するインライン缶詰検査装置として使用することが可能である。

実施形態３

また、以上の実施の形態では、缶詰Ｋの缶としては陰圧缶であるが、これに限らず、図４に示すように、缶詰内圧とデプス合計との間にある一定の相関関係を有する缶詰に対して好適に適用することが出来る。

実施形態４

また、以上の実施の形態では、缶詰ＫはカートンケースＣに入れられてローラコンベア１によって搬送され、そして一対の変位センサ２,３によってトップデプスDt及びボトムデプスDbが各々計測されるという形態である。しかし、これに限らず、缶詰Ｋのままローラコンベア１によって搬送される形態であっても良い。この形態での変位センサとしては、電磁式、光学式、音響式等の非接触式タイプを用いることが可能である。

本発明の缶詰の内圧検査方法及びその装置は、缶詰内圧を精度良く検査する工程に対し好適に適用することが可能である。

本発明のケース入り缶詰の内圧検査装置を示す説明図である。 本発明のケース入り缶詰の内圧検査装置を示す説明図である。 缶詰の側面を示す説明図である。 缶詰内圧とデプス(トップデプス,ボトムデプス,デプス合計)との相関関係を示すグラフである。 本発明のケース入り缶詰の内圧検査方法に係る測定原理を示す説明図である。 図５のＡ部を示す説明図である。 図５のＢ部を示す説明図である。 ケース入り缶詰の良品判定基準の一例を示すグラフである。 実施形態１に係るケース入り缶詰の内圧検査装置を示す説明図である。 実施形態２に係る缶詰内圧検査装置を示す説明図である。

符号の説明

１ ローラコンベア
２ 第１変位センサ
３ 第２変位センサ
４ 変位センサ取付けブラケット
５ 光電スイッチ
６ ロータリエンコーダ
７ データ処理装置
８ サイドガイド(右)
９ サイドガイド(左)
１０ 排斥シュート
１１ エアシリンダ
１２ 排斥プッシャ
１００,２００ ケース入り缶詰の内圧検査装置
３００ 缶詰内圧検査装置

Claims (5)

1. 缶詰の上端からトップパネルまでの距離と該缶詰の下端からボトムパネルまでの距離とを加えたデプス合計(Ds)と、該缶詰内圧との相関関係に基づいて、良品の缶詰内圧に対応するデプス合計判定基準を予め設定しておき、各缶詰に対し、該缶詰のデプス合計を各々求め、前記デプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧の良否を判定することからなり、
   前記缶詰の上端から下端に到る高さ(Hc)が既知の時、一対の変位計を前記缶詰の軸方向に一定の距離(Hp)を隔てて対向する形態で、且つ軸心を一致させて各々配設し、
   一方の前記変位計から前記トップパネルに到る距離(Lt)と、他方の前記変位計から前記ボトムパネルに到る距離(Lb)とを前記変位計により各々計測し、前記デプス合計をDs＝(Lt+Lb)-(Hp-Hc)によって求め、前記デプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧の良否を判定することを特徴とする缶詰の内圧検査方法。
2. 前記一対の変位計の軸芯と前記缶詰の軸芯とが一致するタイミングで該変位計の各計測データを取り込む請求項１に記載の缶詰の内圧検査方法。
3. 前記缶詰の缶蓋と缶底において互いに異金属から成る場合、前記変位計に対する感度が相対的に低い金属から成る部位が下側に位置するようにして前記缶詰を配設する請求項１又は２に記載の缶詰の内圧検査方法。
4. 缶詰の上端からトップパネルまでの距離と該缶詰の下端からボトムパネルまでの距離とを加えたデプス合計(Ds)を計測する計測手段と、該デプス合計と該缶詰内圧との相関関係に基づいて定められたデプス合計判定基準とを備え、各缶詰のデプス合計を各々求め、前記デプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧の良否を判定することからなり、
   前記缶詰の軸方向に一定の距離(Hp)を隔てて対向する形態で配設され軸芯が一致するように配設されている一対の変位計を備え、
   前記缶詰の上端から下端に到る高さ(Hc)が既知の時、一方の変位計から前記トップパネルに到る距離(Lt)と、他方の変位計から前記ボトルパネルに到る距離(Lb)とを各々計測し、前記デプス合計(Ds)をDs＝(Lt+Lb)-(Hp-Hc)によって求め、前記デプス合計判定基準に基づいて各缶詰の内圧の良否を判定することを特徴とする缶詰の内圧検査装置。
5. 前記一対の変位計の軸芯(中心)と前記缶詰の軸芯(中心)とが一致するように、搬送されて来る前記缶詰を案内するガイドレールを備えた請求項４に記載の缶詰の内圧検査装置。

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