JP6725809B2

JP6725809B2 - ピンホール検査装置

Info

Publication number: JP6725809B2
Application number: JP2016083169A
Authority: JP
Inventors: 健雨宮
Original assignee: 株式会社アスタック
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2020-07-22
Anticipated expiration: 2036-04-18
Also published as: JP2017194298A

Description

本発明は、少なくとも一部が可撓性を有する容器に内容物を充填して密封した製品におけるピンホール検査装置に関する。

ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂で構成されたチューブ状、袋状等の可撓性容器に、液状、ペースト状等の内容物を充填した後、シール部を形成して密封した製品は、食料品、化粧品、医薬品等の多くの分野で使用されている。このような製品は、内容物を容器に充填した後、熱融着、超音波溶着等により充填口をシールすることにより製造されるが、容器成型条件やシール条件の不良、充填口への内容物や水分の付着などの原因により、シール部の樹脂の厚みが不均一になり、厚みの極めて薄い部分や容器内外を貫通するピンホールが発生したり、密封強度が不十分になるといった不具合が発生する場合がある。また、カップ形状の容器に飲食料品等の内容物を充填した後、該容器の開口部をプラスチック、アルミニウム箔等で形成された可撓性を有するフィルム形状の蓋体で覆い、容器の口縁部と蓋体とを熱融着等によりシールすることにより製造された製品も広く普及しているが、やはり、蓋体にピンホールが存在する、容器と蓋体との接着性が不十分である等の理由により、製品の密封が不十分になる場合がある。そこで、このような少なくとも一部が可撓性を有する容器に内容物を充填した製品について、シール部を形成して密封した後、容器の可撓性部分をエアシリンダ等により所定圧力で押圧し、予め定められた時間経過後の製品の反力を予め定められた判定基準値と比較する密封性検査が提案されている。この密封性検査は、容器のパンク状態、すなわち、押圧によりシール部が破裂して内容物が漏出した状態の検知には適しているが、ピンホールの検出には適していない。押圧によりピンホールからわずかに内容物が漏出しても、一般に押圧力と反力とが釣り合った状態が保たれるため、密封性の良好な製品との区別がつきにくいからである。この傾向は、粘着性の高い内容物が充填された製品の検査において特に顕著である。

そこで、出願人は、特許文献１（特開２０１０−１９７０５４号公報）において、可撓性容器に内容物を充填してシール部を形成した製品を水平に載置して搬送する搬送手段と、該搬送手段の上方に配置され、搬送された上記製品の上面を押圧可能な押圧手段と、該押圧手段の押圧力に対する上記製品の反力を測定可能な荷重測定手段と、上記搬送手段により搬送された上記製品が上記押圧手段の下に到達したことを検知する製品検知手段と、上記製品検知手段の検知信号に従って上記荷重測定手段と上記製品を押圧した状態の上記押圧手段とを上記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、次いで、上記荷重測定手段と上記製品を押圧していない状態の上記押圧手段とを移動前の元の位置まで移送する移送手段と、上記押圧手段の押圧により上記シール部のピンホールから飛散した飛散物を検知する飛散物検知手段と、を備えたシール部の密封性検査装置を提案した。この文献には、飛散物検知手段として、投光器と受光器とからなる光電センサが具体的に開示されている。この装置によると、シール部の密封性の連続的な検査が可能であり、さらに、荷重測定手段の下流方向への移動開始から予め定められた時間経過後の荷重測定値が予め定められた判定基準値より小さいときに加えて、飛散物検知手段がシール部のピンホールからの飛散物を検知したときにも、シール部の密封性が不良であると判定される。

また、特許文献２（特公平４−２６３００号公報）には、内容物を充填したチューブを所定間隔をあけて搬送するコンベアと、上記コンベアと同期して循環するチェーンローラに所定間隔をあけて取り付けられたチューブ加圧用プッシャーを備えたエアシリンダと、エアシリンダによる押圧中にチューブのシール部より漏出した内容物が付着すると電気回路が短絡するように構成されたプリント基板を有するパンク検出プレートと、該パンク検出プレートの下流側に配置され、エアシリンダによる押圧解除後にシール部に直接接触することによりシール部の外部に付着した少量の漏出物を検出する検出板と、を備えた装置が開示されている。

特開２０１０−１９７０５４号公報特公平４−２６３００号公報

特許文献１に開示された装置によると、多数の製品のシール部の密封性を連続的に検査することが可能であり、パンク状態の検知ばかりでなくピンホールの検知も可能である。しかし、出願人がさらに検討したところ、粘着性の高い内容物が充填された製品の検査では、押圧によりピンホールから漏出した内容物が飛散せずに容器外面に付着して留まる場合があり、したがって飛散物検知手段によるピンホールの検出が困難な場合があることが分かった。

一方、特許文献２に開示された装置によると、シール部の外部に直接接触する検出板によりシール部の外部に付着した少量の漏出物を検知可能であるが、エアシリンダによる押圧時と押圧解除後の２段階で密封性を検査することが煩雑である上に、チューブの大きさや形状が変化すればこれに伴って検出板の位置を調整しなければならず、またカップ形状の容器の開口部を蓋体でシールした製品にこの装置を適用した場合には、シール部が容器開口部の全周に及ぶため、漏出物に検出板を接触させること自体が困難である。

そこで、本発明の課題は、可撓性部分を有する容器に内容物を充填して密封することにより製造された多数の製品におけるピンホールの有無を連続的且つ簡便に検査ことが可能な装置であって、内容物の性質や容器形状によって検査精度が影響されにくい装置を提供することである。

発明者は、容器の可撓性部分をエアシリンダ等の押圧手段により所定圧力で押圧し、製品の反力を測定する検査において、製品に対する押圧の位置が予め設定された高さから下がらないように維持しながら押圧を継続すれば、密封性の良好な製品の検査においては製品の反力が略一定に保たれるものの、押圧によりピンホールから容器内部のガスや内容物が漏出すると反力が減少することに着目した。この方法では、製品押圧状態における製品の反力の減少を検出すれば、内容物の性質や容器形状に影響されずにピンホールの有無を精度よく検出することができる。

したがって、本発明は、可撓性部分を有する容器にペースト状の内容物を充填して密封した製品におけるピンホール検査装置であって、
上記製品を、上記容器の可撓性部分を上側に位置させて搬送する搬送手段と、
該搬送手段の上方に配置され、降下することにより上記可撓性部分を所定の押圧力で押圧可能な押圧部を有する押圧手段と、
該押圧手段の押圧力に対する上記製品の反力を測定可能な荷重測定手段と、
上記搬送手段により搬送された上記製品が上記押圧手段の下に到達したことを検知する製品検知手段と、
上記製品検知手段の検知信号に従って上記荷重測定手段と上記製品を押圧した状態の上記押圧手段とを上記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、次いで、上記荷重測定手段と上記製品を押圧していない状態の上記押圧手段とを移送前の元の位置まで移送する移送手段と、
上記移送手段による下流側への移送の間の上記押圧手段の押圧部の上記製品の下端からの高さを、密封性の良好な製品の反力が上記押圧手段の押圧力と略等しい値になるように予め定められた基準高さに維持する高さ調節手段と、
上記移送手段による下流側への移送の間の上記荷重測定手段の測定値が、上記押圧手段の押圧部が降下して上記基準高さに到達した時点における値から一旦減少して再び回復したときに、ピンホールが存在すると判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするピンホール検査装置を提供する。

容器に液状、ペースト状等の内容物を充填して密封した製品の製造過程において、容器に内容物を充填する作業は、容器の開口部を上に向けて配置した上で、開口部から内容物を充填することによって行われる。そのため、充填作業終了後の容器内には、充填された内容物の上にさらに周囲雰囲気のガス（一般的には空気）が存在する。この状態で開口部をシールして製品を完成させると、容器の内部のシール部近傍の位置に、周囲雰囲気のガスが残留することになる。そして、ピンホールは一般にシール部或いはその近傍に発生する。

このピンホール検査装置では、下流側への移送の間は、押圧手段の押圧部の製品の下端からの高さが基準高さに維持される。基準高さは、密封性が良好な製品を用いた予備実験において、製品の反力が上記押圧手段の押圧力と略等しい値になるように定められる。基準高さに維持された押圧手段の押圧部により押圧された状態で下流に移送された製品の反力は、密封性の良好な製品においては略一定に保たれるものの、ピンホールが存在すると、押圧手段の押圧部が降下して基準高さに到達した時点で押圧手段の押圧力と略等しい反力値が測定された後、容器内のシール部近傍に残留していた充填作業における周囲雰囲気のガスがまずピンホールから抜けるため反力値が急峻に減少し、次いで、ピンホールが内容物で塞がれるため反力が回復する。したがって、押圧手段の押圧部が降下して基準高さに到達した時点における反力値から一旦減少して再び回復する現象を捉えることにより、ピンホールが存在すると判定することができる。しかも、この現象は押圧開始から短時間の間に発生するため、製品１個あたりの検査時間を短く設定することができる。また、上記移送手段が押圧解除後の荷重測定手段と押圧手段とを移動前の元の位置まで移送するため、連続的な検査が可能である。

上記判定手段が、上述した判定に代えて又は上述した判定に加えて、上記移送手段による下流側への移送の間に上記荷重測定手段により測定された、上記押圧手段の押圧部が降下して上記基準高さに到達した時点における測定値ｆ１と、最下流位置に到達した時点における測定値ｆ２と、に基づき、上記押圧手段の押圧力と上記測定値ｆ１とが略等しく、且つ、上記測定値ｆ１から上記測定値ｆ２を減算した値Δｆがピンホールの有無を判定するために予め定められた判定基準値より大きいときに、ピンホールが存在すると判定するようにしても良い。容器内に残留していた充填作業における周囲雰囲気のガスが極めて少ない製品あるは実質的に存在しない製品においてピンホールが存在すると、押圧により上述した反力が一旦減少して再び回復する現象は出現しないが、押圧を継続するとピンホールから内容物が徐々に漏出するため、反力も徐々に減少する。したがって、上記押圧手段の押圧力と上記測定値ｆ１とが略等しく、且つ、上記測定値ｆ１から上記測定値ｆ２を減算した値Δｆがピンホールの有無を判定するために予め定められた判定基準値より大きいときにピンホールが存在すると判断することにより、ピンホールの存在を検出することができる。そして、この２つの判定を併用すると、ピンホールの存在をより高精度に検出することができる。

好ましい構成では、上記ピンホール検査装置は、上記荷重測定手段の測定値と上記判定手段の判定結果とを記憶する記憶手段をさらに備える。この構成によると、記憶手段が製品ごとに荷重測定手段の測定値と判定手段の判定結果とを記憶するため、製品管理のために記録を役立てることができる。

好ましい構成では、上記荷重測定手段がロードセルであり、上記押圧手段が上記ロードセルの下面に取り付けられたエアシリンダであり、該エアシリンダのピストンロッドの先端に上記押圧部が設けられており、上記高さ調節手段が、上記移送手段に取り付けられ且つ上記ロードセルの上面に取り付けられた昇降機である。この構成によると、上記昇降機が、上記ロードセルの上記製品の下端からの高さを調節することを介して、上記押圧手段の押圧部の上記製品の下端からの高さを調節し、上記移送手段が、上記昇降機を移送することにより、上記昇降機と上記ロードセルと上記エアシリンダとを一体として移送するため、本発明のピンホール検査装置を簡易に構成することができる。

本発明のピンホール検査装置によると、多数の製品のピンホールの有無を連続的に検査ことが可能であり、しかも、内容物の性質や容器形状によって検査精度が影響されにくい。

本発明の実施の形態のピンホール検査装置の概略的な平面図である。図１に示すピンホール検査装置の概略的な正面図である。図１に示すピンホール検査装置の計測部の概略図である。図１に示すピンホール検査装置における製品の反力の測定方法を示す説明図である。図１に示すピンホール検査装置における製品の反力の時間変化を示す図である。本発明の別の実施の形態のピンホール検査装置における製品の反力の時間変化を示す図である。

第１実施形態
以下、本発明の第１の実施の形態について、図１〜５を参照しながら説明する。図１及び図２は、それぞれ、本実施の形態のピンホール検査装置１についての概略的な平面図及び正面図を示している。

本実施の形態の装置１で検査される製品２は、樹脂で構成された可撓性のチューブ状容器３に粘着性の内容物を充填した製品であり、チューブ状容器３の口頚部をキャップ４により密閉したのち、開口部（底部３ａ）を上に向けて配置し、底部３ａから内容物を充填し、次いで底部３ａ近傍を熱融着、超音波溶着等により密封してシール部３ｂを形成する工程により製造された製品である。充填作業終了後の容器３の内部には、充填された内容物の上にさらに周囲雰囲気のガスが存在するため、密封作業後の容器３の内部のシール部３ｂ近傍の位置に、周囲雰囲気のガスが残留している。ピンホールは、一般にシール部３ｂ或いはその近傍に発生する。

本実施の形態のピンホール検査装置１の基台１１には、コンベアベルト（搬送手段）１２が取り付けられており、コンベアベルト１２上の製品２が矢印Ａ方向に搬送されるようになっている。

記号２０は、製品２のシール部３ｂがコンベアベルト１２の一側縁１２ａに沿うように並べるための配置機構を示している。配置機構２０は、ガイド２１ａ，２１ｂ、光ファイバセンサ２２、アーム部２６に収容されたサーボモータ２３、サーボモータ２３のシャフト２３ａに取り付けられた放射状に伸びる４枚の羽根部材２４、及び位置決めガイド２５により構成されている。隣接する羽根部材２４の成す角度は９０°に設定されており、サーボモータ２３の回転シャフト２３ａの回転が停止している間に光ファイバセンサ２２から信号が発信されると、発信信号に従ってサーボモータ２３の回転シャフト２３ａが矢印Ｂ方向に９０°だけ回転して停止するように構成されている。

記号３０は、製品２に所定の押圧力を付加して製品の反力を測定するための計測部を示している。計測部３０は、ロードセル（荷重測定手段）３１と、エアシリンダ（押圧手段）３２と、昇降機（高さ調節手段）３５と、昇降機移送機構（移送手段）４０と、光ファイバセンサ（製品検知手段）４５と、を主要な構成要素として有している。図３及び図４は、計測部３０近傍を示す概略的な正面図であるが、理解の容易のため、後述する制御盤５０の前面パネル及び回収トレー５６が省略されている。

昇降機移送機構４０は、基台１１に取り付けられた固定板１３に固定されたモータ４１、固定板１３に支持され、モータ４１の回転シャフト４１ａとベルト４２を介して連結されたボールネジ４３、及びボールネジ４３と螺合したスライドベース４４から構成されている。スライドベース４４の下面には、昇降機３５が取り付けられており、昇降機３５の下面には、ロードセル３１が取り付けられており、ロードセル３１の下面には、エアシリンダ３２が取り付けられている。

したがって、モータ４１の回転シャフト４１ａの回転により、ベルト４２、ボールネジ４３及びスライドベース４４を介して、昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２とが一体として図３及び図４の左右方向に移動することができる。そして、本実施の形態では、スライドベース４４の下流方向（矢印Ｃ方向）への移動速度、したがって昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２の下流方向への移動速度が、コンベアベルト１２による製品２の搬送速度と同一になるように調整されている。

昇降機３５は、スライドベース４４に固定されている上側支持板３６と、上側支持板３６の下に平行に配置されている下側支持板３７と、下側支持板３７に取り付けられており且つ上方に延びて上側支持板３６に設けられた孔３６ｂを通過している支持棒３８と、下側支持板３７の下面に取り付けられている調節機３９とから構成されている。調節機３９は、下側支持板３７の孔３７ａを通過し且つ上側支持板３６のねじ孔３６ａに螺合しているねじ軸３９ｂと、ねじ軸３９ｂの回転を制御するハンドル３９ａとを有しており、ハンドル３９ａの回転によって上側支持板３６と下側支持板３７との間隔Ｌが調節されるようになっている。

エアシリンダ３２は、空気が供給されると空気圧によりピストンロッド３２ａが押し下げられ、押圧解除時はエアシリンダ３２のシリンダチューブ３２ｂ内のスプリング（図示せず）によりピストンロッド３２ａが上昇するようになっている。エアシリンダ３２のピストンロッド３２ａの先端には、押圧時に製品２に傷が付くのを防止するために、押圧ラバー（押圧部）３２ｃが取り付けられており、ピストンロッド３２ａが押し下げられた際に押圧ラバー３２ｃが製品２の上面を押圧するように構成されている。製品２に対する押圧力は、エアシリンダ３２に供給する空気圧を調整することにより調整することができる。また、調節機３９のハンドル３９ａの回転による上側支持板３６と下側支持板３７との間隔Ｌを調節することを介して、ピストンロッド３２ａが押し下げられたときの押圧ラバー３２ｃの下端の製品２の下端からの高さＨ（図４参照）を調節することができる。

本実施の形態では、光ファイバセンサ４５の発信信号に従って、エアシリンダ３２に空気が送られ、ピストンロッド３２ａが押し下げられ、同時にモータ４１の回転シャフト４１ａが回転し、昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２とが一体として下流方向（図３，４の矢印Ｃ方向）に移送され、タイマーにより設定した時間が経過した後は、エアシリンダ３２のピストンロッド３２ａが上昇し、同時にモータ４１の回転シャフト４１ａが反転し、昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２とが一体として元の位置まで移送されるように構成されている。押圧ラバー３２ｃが製品２を押圧している間は、ロードセル３１により製品２の反力が測定され、測定値が後述するデータ処理部（判定手段）５３及びデータ記憶部（記憶手段）５４に入力されるようになっている。

エアシリンダ３２の製品２に対する押圧力は、製品の種類に応じ、製品２の密封性の良否を判定するのに十分なように選択され、密封性の良好な良品サンプルと密封性が不十分な不良品サンプルとを使用した簡単な予備実験より定められる。また、ピストンロッド３２ａが押し下げられたときの押圧ラバー３２ｃの下端の製品２の下端からの高さＨは、密封性の良好な良品サンプルを用いた簡単な予備実験により定めた基準高さに固定される。この予備実験では、エアシリンダ３２をピストンロッド３２ａを押し下げた状態で良品サンプルの直上に配置し、昇降機３５の調節機３９のハンドル３９ａを回転させて上側支持板３６と下側支持板３７の間の間隔Ｌを徐々に広げながらロードセル３１により良品サンプルの反力を測定する。良品サンプルの反力がエアシリンダ３２の押圧力と略等しい値になった時点でハンドル３９ａの回転を停止すれば、ピストンロッド３２ａが押し下げられたときの押圧ラバー３２ｃの下端の製品２の下端からの高さＨが基準高さに固定されることになる。複数の良品サンプルについて予備実験を繰り返し、各良品サンプルの反力がエアシリンダ３２の押圧力と略等しい値になったときの高さＨの平均値を基準高さとしても良い。また、昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２の下流方向への移送時間は、ピンホールを有する不良品サンプルを使用した簡単な予備実験により定められ、エアシリンダ３２の製品２に対する押圧力によりピンホールから内容物４（図４参照）が漏出するのに十分な時間に設定される。

図２において、記号５０は、操作パネル５１、ロードセル荷重表示部５２、データ処理部５３、データ記録部５４、電源スイッチ等の各種スイッチ５５を含む制御盤を示している。記号５６は、製品２から漏出した内容物を回収する回収トレーを示している。本実施の形態では、操作パネル５１はタッチパネルで構成されており、検査日、製品名称、ロット番号、製品番号等の製品管理情報の他、エアシリンダ３２の押圧力が作業員により入力可能なように構成されている。

本実施の形態のピンホール検査装置１では、データ処理部５３は、ロードセル３１から入力された荷重測定値（製品２の反力）を基礎として、エアシリンダ３２の押圧ラバー３２ｃが降下して基準高さに到達した時点（時間ｔ_１）から最下流位置に到達する時点（時間ｔ_２）までの、単位時間、例えば１／１００秒ごとの荷重測定値の増減を算出し、時間ｔ_１後反力が一旦減少して再び回復した場合に、ピンホールが存在すると判定するように構成されており、データ処理部５３の判定結果がデータ記憶部５４に入力されるようになっている。データ記憶部５４には、製品２毎に、操作パネル５１から入力された製品管理情報の他、ロードセル３１の時間ｔ_１における測定値及びデータ処理部５３の判定結果が記憶されるように構成されている。

図５は、図４において、昇降機移送機構４０により昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２とが一体として下流側への移送される間の、ロードセル３１による製品２の反力値と移送時間との関係を示している。ラインＡは、密封性の良好な良品の検査における反力値と移送時間との関係を示している。良品は、移送開始後、エアシリンダ３２の押圧ラバー３２ｃが降下して基準高さに到達した時点（時間ｔ_１：図４ではこの時点における昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２と製品２とスライドベース４４とを実線で示している。）において反力値Ｆを示し、最下流位置に到達する時点（時間ｔ_２：図４ではこの時点における昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２と製品２とスライドベース４４とを一点鎖線で示している。）まで、反力値Ｆを維持する。反力値Ｆはエアシリンダ３２の押圧力と略等しい値になる。また、移送開始からエアシリンダ３２の押圧ラバー３２ｃが降下して基準高さに到達するまでの時間ｔ_１は、エアシリンダ３２のピストンロッド３２ａの降下時間に相当する。

ラインＢは、ピンホールを有する不良品の検査における反力値と移送時間との関係を示している。この不良品の検査では、移送開始後、エアシリンダ３２の押圧ラバー３２ｃが降下して基準高さに到達した時点（時間ｔ_１）において反力値Ｆが測定された後、容器内のシール部３ｂ近傍に残留していた内容物充填作業における周囲雰囲気のガスがまずピンホールから抜けるため反力値が急峻に減少し（Ｂ１）、次いで、ピンホールが粘着性の内容物で塞がれるため反力が回復する。したがって、時間ｔ_１後反力が一旦減少して再び回復した場合に、ピンホールが存在すると判定することができる。仮に製品２に対して押圧を継続すると、図５において仮想線で示すように、良品においては反力値Ｆが維持されるが、不良品においてはピンホールから内容物４（図４参照）が漏出し続け、これに伴い反力値が徐々に減少し続けるため、反力値が所定の値を超えて減少したときにピンホールが存在すると判定することもできるが、反力が一旦減少して再び回復する現象は時間ｔ_１後短時間の間に発生するため、この現象の利用により製品２の１個あたりの検査時間を短く設定することができ、言い換えると、製品２の単位時間当たりの検査個数を増加させることができる。

次に、本実施の形態のピンホール検査装置１の動作について説明する。

作業員により、検査装置１の制御盤５０の電源スイッチ５５が投入され、操作パネル５１から、製品管理情報の他、エアシリンダ３２の押圧力が入力される。作業員による操作パネル５１での入力の終了後、図１に示すように、製品供給ライン６０からシール部３ｂを有する製品２がコンベアベルト１２上に供給される。コンベアベルト１２上の製品２は、ガイド２１ａ，２１ｂ間を通過して、矢印Ａ方向に搬送され、光ファイバセンサ２２の方に導かれる。

光ファイバセンサ２２の下を製品２が通過すると、光ファイバセンサ２２から検知信号が発信され、この信号に従ってサーボモータ２３の回転シャフト２３ａが矢印Ｂ方向に９０°だけ回転して停止する。この回転により、製品２が羽根部材２４により押されて回転するが、製品２のキャップ４が位置決めガイド２５に当接するため、サーボモータ２３の回転シャフト２３ａの回転が停止した後には、製品２のシール部３ｂとコンベアベルト１２の一側縁１２ａとの距離は一定の値に調整される。そして、光ファイバセンサ２２の下を次の製品２が通過すると、光ファイバセンサ２２からの検知信号に従ってサーボモータ２３の回転シャフト２３ａが矢印Ｂ方向に再び９０°だけ回転して停止する。したがって、コンベアベルト１２上に載置されて搬送される多数の製品２は、隣接する製品２と間隔を開けて、且つシール部３ｂがコンベアベルト１２の一側縁１２ａに沿うように並べられて搬送されることになる。このため、シール部３ｂ或いはその近傍に発生しやすいピンホールの存在を多数の製品２について検査する際に、ピストンロッド３２ａに取り付けられた押圧ラバー３２ｃによる製品２の押圧位置が均一化する。

コンベアベルト１２により搬送されて矢印Ａ方向に搬送された製品２が光ファイバセンサ４５の前を通過すると、光ファイバセンサ４５が検知信号を発信し、この信号に従って、エアシリンダ３２に空気が送られてピストンロッド３２ａが押し下げられ、同時にモータ４１の回転シャフト４１ａが回転し、ベルト４２、ボールネジ４３及びスライドベース４４を介して、昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２とが一体として下流方向（矢印Ｃ方向）に移動する（図３，４参照）。この間は、昇降機３５により予め定められた基準高さに維持されているエアシリンダ３２の押圧ラバー３２ｃが下に位置する製品２の上面を押圧しているため、ロードセル３１により製品２の反力が測定される。ロードセル３１の下流方向への移動開始から時間ｔ_１経過時、すなわち、エアシリンダ３２の押圧ラバー３２ｃが降下して基準高さに到達した時点における荷重測定値が測定され、以降タイマーにより設定された時間ｔ_２経過時、すなわち、最下流位置に到るまでの荷重測定値が測定される。そして、時間ｔ_１の時点から時間ｔ_２の時点おける荷重測定値がデータ処理部５３に伝達され、時間ｔ_１における荷重測定値がデータ記憶部５４に伝達される。

時間ｔ_２経過後、エアシリンダ３２への空気供給が停止され、ピストンロッド３２ａが上昇し、同時にモータ４１の回転シャフト４１ａが反対方向に回転し、ベルト４２、ボールネジ４３及びスライドベース４４を介して、昇降機３５とロードセル３１とエアシリンダ３２とが一体として元の位置まで移送される。そして、コンベアベルト１２により搬送されている次の製品２が光ファイバセンサ４５の前を通過すると、再び上述の動作が繰り返される。したがって、コンベアベルト１２により間隔をあけて搬送された多数の製品２のピンホール検査が連続的に行われる。

データ処理部５３は、ロードセル３１から伝達された荷重測定値を基礎として、時間ｔ_１から時間ｔ_２までの、単位時間、例えば１／１００秒ごとの荷重測定値の増減を算出し、時間ｔ_１後に反力が一旦減少して再び回復した場合に、ピンホールが存在すると判定し、不良信号を発生する。不良信号はデータ記憶部５４に伝達される他、警報装置（図示せず）に伝達され、作業員に不良品の発生を知らせる。

そして、データ記憶部５４は、製品２毎に、作業員により操作パネル５１から入力された製品管理情報の他、ロードセル３１から伝達された時間ｔ_１における荷重測定値、データ処理部５３から伝達された判定結果を記憶する。データ記憶部５４に記憶された各データは、必要に応じてプリンター等により出力される。

したがって、本実施の形態のピンホール検査装置１によると、多数の製品２のピンホールの有無を連続的に検査ことができ、測定結果を製品２毎にデータ記憶部５４に記録することができる。

第２実施形態
次いで、本発明の第２の実施の形態のピンホール検査装置について説明するが、この実施形態の検査装置と第１の実施の形態のピンホール検査装置とは、データ処理部（判定手段）の判定方法を除いて異なるところがないため、相違部分のみを説明する。第２の実施の形態のピンホール検査装置は、カップ形状の容器の開口部を蓋体でシールした製品のような、容器内に残留しているガスが極めて少ない製品あるは実質的に存在しない製品に対する検査に適している。

この実施の形態のピンホール検査装置では、データ処理部が、エアシリンダの押圧ラバーが降下して基準高さに到達した時点（時間ｔ_１）における荷重測定値と最下流位置に到達した時点（時間ｔ_２）における荷重測定値との差と、作業員により操作パネルから入力されたピンホールの有無を判定するための判定基準値（図６におけるΔＦ）とを比較し、時間ｔ１における荷重測定値と時間ｔ_２における荷重測定値との差が判定基準値ΔＦより大きいときに、ピンホールが存在すると判定するように構成されている。判定基準値ΔＦも、製品の種類に応じ、ピンホールを有する不良品サンプルを使用した使用した簡単な予備実験より定めることができる。

図６は、昇降機移送機構により昇降機とロードセルとエアシリンダとが一体として下流側への移送される間の、ロードセルによる製品の反力値と移送時間との関係を示している。ラインＣは、密封性の良好な良品の検査における反力値と移送時間との関係を示している。良品は、移送開始後、エアシリンダの押圧ラバーが降下して基準高さに到達した時点（時間ｔ_１）において反力値Ｆを示し、最下流位置に到達する時点（時間ｔ_２）まで、反力値Ｆを維持する。反力値Ｆはエアシリンダの押圧力と略等しい値になる。また、移送開始からエアシリンダの押圧ラバーが降下して基準高さに到達するまでの時間ｔ_１は、エアシリンダのピストンロッドの降下時間に相当する。

ラインＤは、ピンホールを有する不良品の検査における反力値と移送時間との関係を示している。この場合には、時間ｔ_１後に反力が一旦減少して再び回復する現象が全く認められないか或いはほとんど認められないが、この不良品に対して押圧を継続すると、ピンホールから内容物が漏出し続けるため、最下流位置に到達する時点（時間ｔ_２）まで反力値が徐々に減少し続ける。したがって、時間ｔ_１における荷重測定値と時間ｔ_２における荷重測定値との差と、作業員により操作パネルから入力されたピンホールの有無を判定するための判定基準値ΔＦとを比較することにより、ピンホールが存在すると判定することができる。ラインＥは、エアシリンダの押圧ラバーが基準高さに到達するより前にパンク状態に至った不良品における反力値と移送時間との関係を示している。このような不良品の反力は、エアシリンダの押圧力より著しく小さな最大値を示した後急速に減少するため、例えば、エアシリンダの押圧力より明らかに小さい反力値Ｆｐと製品の反力値とを比較する追加の判定工程を設けることにより、ピンホールのみでなくパンク状態の検査も可能になる。

以上、本発明の２つの実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能である。例えば、データ処理部が、第１の実施の形態における判定に加えて、第２の実施の形態における判定も行うようにすることもできる。この構成により、ピンホールの検査の精度がさらに向上し、内容物の性質や容器形状による検査精度への影響がさらに低減する。また、上記実施の形態ではロードセルの下面にエアシリンダが取り付けられていたが、ロードセルをコンベアベルトの下方に配置し、ロードセルとコンベアベルトの上方に配置したエアシリンダとを同調して移動可能なように構成しても良い。この場合には、昇降機によりエアシリンダの押圧ラバーの基準高さが直接規定され、押圧ラバーに押された製品の下面がコンベアベルトを介してロードセルを押す。このロードセルの測定値は、押圧ラバーに押された製品の反力と製品の質量とを合算した値に相当するため、結果的に製品の反力を測定することができる。

本発明のピンホール検査装置は、多数の製品のピンホールの有無を連続的に検査する装置として好適に利用することができ、データ処理部の発生する不良信号を受けて不良品を排出する機構（例えば、不良品を搬送方向と垂直な方向に押し出す機構）と連動させることにより、不良品自動排出装置を構成することもできる。

１ピンホール検査装置
２製品
３容器
４ピンホールから漏出した内容物
１２コンベアベルト（搬送手段）
３１ロードセル（荷重測定手段）
３２エアシリンダ（押圧手段）
３２ｃ押圧レバー（押圧部）
３５昇降機（高さ調節手段）
４０昇降機移送機構（移送手段）
４５光ファイバセンサ（製品検知手段）
５３データ処理部（判定手段）
５４データ記憶部（記憶手段）

Claims

可撓性部分を有する容器にペースト状の内容物を充填して密封した製品におけるピンホール検査装置であって、
前記製品を、前記容器の可撓性部分を上側に位置させて搬送する搬送手段と、
該搬送手段の上方に配置され、降下することにより前記可撓性部分を所定の押圧力で押圧可能な押圧部を有する押圧手段と、
該押圧手段の押圧力に対する前記製品の反力を測定可能な荷重測定手段と、
前記搬送手段により搬送された前記製品が前記押圧手段の下に到達したことを検知する製品検知手段と、
前記製品検知手段の検知信号に従って前記荷重測定手段と前記製品を押圧した状態の前記押圧手段とを前記製品の搬送速度と同じ速度で下流側に移送し、次いで、前記荷重測定手段と前記製品を押圧していない状態の前記押圧手段とを移送前の元の位置まで移送する移送手段と、
前記移送手段による下流側への移送の間の前記押圧手段の押圧部の前記製品の下端からの高さを、密封性の良好な製品の反力が前記押圧手段の押圧力と略等しい値になるように予め定められた基準高さに維持する高さ調節手段と、
前記移送手段による下流側への移送の間の前記荷重測定手段の測定値が、前記押圧手段の押圧部が降下して前記基準高さに到達した時点における値から一旦減少して再び回復したときに、ピンホールが存在すると判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするピンホール検査装置。
前記判定手段が、前記移送手段による下流側への移送の間の前記荷重測定手段の測定値が、前記押圧手段の押圧部が降下して前記基準高さに到達した時点における値から一旦減少して再び回復したときに、ピンホールが存在すると判定する判定に代えて、又は該判定に加えて、前記移送手段による下流側への移送の間に前記荷重測定手段により測定された、前記押圧手段の押圧部が降下して前記基準高さに到達した時点における測定値ｆ１と、最下流位置に到達した時点における測定値ｆ２と、に基づき、前記押圧手段の押圧力と前記測定値ｆ１とが略等しく、且つ、前記測定値ｆ１から前記測定値ｆ２を減算した値Δｆがピンホールの有無を判定するために予め定められた判定基準値より大きいときに、ピンホールが存在すると判定する、請求項１に記載のピンホール検査装置。
前記荷重測定手段の測定値と前記判定手段の判定結果とを記憶する記憶手段をさらに備えた、請求項１又は２に記載のピンホール検査装置。
前記荷重測定手段が、ロードセルであり、
前記押圧手段が、前記ロードセルの下面に取り付けられたエアシリンダであり、該エアシリンダのピストンロッドの先端に前記押圧部が設けられており、
前記高さ調節手段が、前記移送手段に取り付けられ且つ前記ロードセルの上面に取り付けられた昇降機であり、
該昇降機が、前記ロードセルの前記製品の下端からの高さを調節することを介して、前記押圧手段の押圧部の前記製品の下端からの高さを調節し、
前記移送手段が、前記昇降機を移送することにより、前記昇降機と前記ロードセルと前記エアシリンダとを一体として移送する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のピンホール検査装置。