JPH08240540A - 薬液容器の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透明容器内の薬液に混入した異物を検出する
装置に関し、検査を高精度でかつ高速度で行うことがで
きる上記装置を得ることである。 【構成】 ピッチ円１１上に一定間隔で薬液容器のホル
ダ１３を備えた検査テーブル３と、これに外接するよう
に配置されて仮想ピッチ円２９上で前記ピッチ円１１と
等しい周速で回転するブレーキホイール５とを備え、ホ
ルダ１３は各独立に自由回転可能で、ブレーキホイール
５は放射方向に付勢されたブレーキパッド２３をホルダ
間隔と等しい間隔で備えている。前記ピッチ円１１と仮
想ピッチ円２９とはその外接部において若干重なり合っ
ている。ブレーキホイール５の回転中心に追尾ミラー３
６を設けて、このミラーの反射光軸４２上にＣＣＤカメ
ラ４３を配置する。追尾ミラー３６は検査テーブル３の
回転駆動機構に機械的に連結したカム４０により、検査
対象となる容器１２を追尾するように揺動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アンプルやバイアル
瓶などの透明容器内の薬液に混入した異物を検出する検
査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アンプルやバイアル瓶などに封入した薬
液内の異物の有無を検出する装置として、容器内の薬液
を回転させて検出する装置が知られている。この種の装
置は、薬液を封入した容器を回転ホルダで保持して回転
させた後、容器を停止し、慣性で回転を続けている薬液
内の異物をＣＣＤカメラ等で検出する。このような手法
によれば、容器の傷や異物は静止画像として捉えられ、
薬液内の異物は移動画像として捉えられるので、異物が
薬液内にあるものかどうかが容易に判別できる。

【０００３】検査する容器をＣＣＤカメラの前で停止し
て検査するのであれば問題は生じないが、通常は流れ作
業で容器内への薬液の封入が行われるので、ＣＣＤカメ
ラの前を次々と移動してゆく容器を停止させないで検査
できるようにすることが望ましい。容器を移動させなが
ら検査を行うときは、移動する容器を検査期間中ＣＣＤ
カメラに対して一定の方向に向けておく工夫が必要であ
る。

【０００４】図８はこの種の検査装置の従来構造の一例
を示したものである。薬液を封入した容器１２は、円形
の検査テーブル３のピッチ円１１上に一定間隔で配置し
たホルダで保持されて、検査テーブル３の回転により、
定位置に置かれたＣＣＤカメラ４３の前を通過してい
く。容器１２を保持している各ホルダは、検査テーブル
３の中心軸８と平行な軸まわりにそれぞれが自由回転可
能に設けられ、各ホルダは円筒摩擦面１５（図２参照）
を備えている。

【０００５】検査テーブル３の円周の回転方向上流側に
は駆動ベルト４が設けられ、この駆動ベルトは図示しな
いモータで回転駆動されており、ホルダの円筒摩擦面１
５がこの駆動ベルト４に接触することにより、各ホルダ
従ってこれに保持された容器１２が回転する。

【０００６】検査テーブル３のＣＣＤカメラ４３に対向
する部分の外周には、ブレーキベルト５１が配置されて
いる。このブレーキベルト５１は、検査テーブル３の周
速より若干遅い速度で、検査テーブル３と同方向に図示
しないモータで回転駆動されている。駆動ベルト４で回
転駆動されて慣性で回転を続けるホルダは、その円筒摩
擦面１５がブレーキベルト５１に接触することにより停
止するが、検査テーブル３とブレーキベルト５１との速
度差により、各ホルダは図８で検査テーブル３の回転方
向と反対の方向に自転する。この自転により容器が図８
のＡ、Ｂ、Ｃと移動する間、容器の一定の方向が常にＣ
ＣＤカメラ４３の方向に向けられるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし検査テーブル３
の外側からＣＣＤカメラ４３で移動する容器１２を追尾
する場合、容器がＣＣＤカメラ４３の真正面の位置にあ
るときとそれからずれた位置にあるときとでは、容器の
一定方向をＣＣＤカメラ４３に向けるために必要な容器
の自転角速度が異なってくるため、検査期間中に容器の
方向に誤差が生ずるのを避け得ない。また検査テーブル
３とブレーキベルト５１の周速差が設定周速差からずれ
たときも容器の方向に誤差が生ずる。小さなゴミを高速
で検出できるようにするためには、このような誤差を最
小にする必要がある。従って図８の装置では、ＣＣＤカ
メラ４３に対する容器１２の方向誤差ができるだけ小さ
くなるようにブレーキベルト５１の駆動速度を調整して
やる必要があり、かつブレーキベルト５１の駆動モータ
として微小な速度制御が可能でかつ回転ムラのないモー
タを使用しなければならない。

【０００８】すなわち図８の装置では、検査テーブル３
を回転駆動するモータの他にブレーキベルト５１の駆動
モータが必要であり、かつその駆動系が高価とならざる
を得ない。また検査テーブル３とブレーキベルト５１の
駆動が同期していないため、検査テーブル３の回転ムラ
もＣＣＤカメラ４３に対する容器１２の角度誤差となっ
て表れるから、検査テーブル３の回転にも高い精度が要
求される。

【０００９】また図８の装置では、ブレーキベルト５１
が容器を保持するホルダに接触したときにブレーキベル
ト５１とホルダの間に滑りが生じ、ブレーキベルト５１
が摩耗する。そしてブレーキベルト５１の摩耗により、
ブレーキベルトの駆動速度が変化しなくても容器１２の
自転角速度が変化してくるので、ブレーキベルト５１の
駆動速度を定期的に再調整する必要がある。

【００１０】また図８の装置では、ＣＣＤカメラ４３の
方向が固定されており、容器１２の移動を追尾していな
いため、容器１２の画像自体がＣＣＤカメラ４３の受光
面上で移動する。そのためたとえばＡ点、Ｂ点およびＣ
点における容器１２の画像を重ね合わせるような信号変
換を行う必要があり、検出に時間がかかり、検出精度を
上げることが非常に困難であるという問題がある。

【００１１】この発明は上述のような従来装置の問題点
を解決するためになされたもので、駆動系の速度変動に
よる誤差を回避し、検査精度を上げるための微調整を必
要とせず、またカメラに対する容器の方向の誤差も小さ
くでき、かつＣＣＤカメラの信号処理も簡単で、従って
検査を高精度でかつ高速度で行うことができる薬液容器
の検査装置を得ることを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の薬液容器の検
査装置は、ピッチ円１１上に一定間隔で薬液容器１２を
保持するホルダ１３を備えた検査テーブル３と、これに
外接するように配置されたブレーキホイール５と、検査
テーブル３とブレーキホイール５とを機械的に連係して
同期回転させる回転伝達装置２７、２８とを備えてい
る。検査テーブル３のホルダ１３は、従来装置と同様、
検査テーブルの軸８と平行な軸まわりに各独立に自由回
転可能に支持され、ブレーキホイール５の上流側には、
ホルダ１３を回転駆動する従来と同様なホルダ駆動装置
１６（図８参照）を備えている。

【００１３】ブレーキホイール５は、放射方向に各独立
して進退可能でかつ外方に向けて付勢されたブレーキパ
ッド２３を備えており、各ブレーキパッド２３はそれぞ
れの進退方向（ブレーキホイールの半径方向）と直交す
るブレーキ面４４を備えている。ブレーキパッド２３
は、検査テーブル３のホルダ１３の間隔と対応する間隔
で、すなわち、検査テーブル３のピッチ円１１上におけ
る周速と等しい周速となる仮想ピッチ円２９をブレーキ
ホイール上に想定したとき、この仮想ピッチ円２９上に
おけるブレーキパッド２３の配置間隔が検査テーブルの
ピッチ円１１上におけるホルダ１３の配置間隔と等しい
間隔となるように、設けられている。

【００１４】前記回転伝達装置２７、２８によりブレー
キホイール５を検査テーブル３のＣ倍の速度で同期回転
するように連係したとすれば、仮想ピッチ円２９の半径
は、検査テーブルのピッチ円１１の半径Ｒの１／Ｃとな
る。検査テーブル３とブレーキホイール５とは、互いに
その回転中心軸を平行にしてかつそのピッチ円１１と仮
想ピッチ円２９とがその外接部において若干重なり合っ
て接するように配置される。

【００１５】ＣＣＤカメラ４３はブレーキホイール５の
回転中心に配置される。より好ましくは、ブレーキホイ
ール５の回転中心に追尾ミラー３６を設けて、このミラ
ーの反射光軸４２上にＣＣＤカメラ４３を配置する。追
尾ミラー３６はブレーキホイール５の回転中心軸まわり
に揺動可能に設け、検査テーブル３の回転駆動機構に機
械的に連結したカム４０により、検査対象となる容器１
２を追尾するように揺動させる。

【００１６】

【作用】検査テーブル３とブレーキホイール５とは回転
伝達装置２７、２８により連係されて同期回転してい
る。ブレーキホイール５の回転方向上流側に設けたホル
ダ駆動装置１６で回転駆動されたホルダ１３は、検査テ
ーブル３の回転によりブレーキホイール５の外接部へと
進入し、その進入途中にブレーキパッド２３がホルダ１
３に押し付けられて、ホルダ１３従ってこれに保持され
た容器１２の回転を止める。ブレーキパッド２３は常に
ブレーキホイール５の半径方向に向いているため、この
ブレーキパッド２３によって方向を規制された容器１２
は、ブレーキホイール５の中心に同一方向を向けるよう
に自転する。

【００１７】しかしブレーキパッド２３によって規制さ
れる容器１２の方向には、ブレーキパッド２３の半径方
向の進退に伴う誤差が生ずる。ブレーキパッドのブレー
キ面４４の接線方向の移動速度は半径×角速度で与えら
れるから、ブレーキパッドが進出したとき（半径が大き
くなる）には容器は速く自転させられ、縮退したときに
は遅く自転させられるからである。もし検査テーブルの
ピッチ円１１とブレーキホイールの仮想ピッチ円２９と
を丁度外接するように両者を配置したとすると、その接
点でのみ容器が適正速度で自転させられ、その両側でず
れが拡大し、容器の角度誤差が大きくなる。

【００１８】本発明のようにピッチ円１１と仮想ピッチ
円２９との外接部に重なり部４５を設けたときは、ピッ
チ円１１と仮想ピッチ円２９とが外接中心４６の前後の
２点４７、４７で交叉することとなり、この交叉点４
７、４７において適正自転速度が与えられ、それより内
側では遅くなり、それより外側では速くなる。すなわち
外接中心（検査テーブルの中心８とブレーキホイールの
中心１８とを結ぶ線上の位置）４６で向いた方向が一旦
内側に振られ、次に外側へ振られるから、ブレーキホイ
ールの回転角（横軸）と、容器１２の自転速度のずれａ
およびブレーキホイール中心方向から見たときの角度誤
差ｂは、図７のグラフで示すような曲線になる。交叉点
４７では自転速度のずれがゼロになり、その前後で自転
速度のずれの方向が反転するから、外接中心４６と交叉
点４７、４７より外側の点４８、４８において、容器１
２は同一方向を正確にブレーキホイール５の中心に向く
ことになり、誤差が両側に振り分けられる関係で、方向
誤差の絶対値も小さくすることができる。

【００１９】ブレーキホイール５の中心を向く容器の方
向が、外接中心４６と同一の方向となる点４８、４８
は、次のようにして求めることができる。

【００２０】図６において、ホルダ１３（従って容器１
２）の方向に角度αの誤差が生じているときは、ホルダ
の円筒摩擦面１５の半径をｒとして、円筒摩擦面１５は
ｒαだけブレーキ面４４を転動している。このときの検
査テーブル３の外接中心４６からの回転角をθ、ピッチ
円の半径をＲ、ホルダ中心Ｐからブレーキホイールの中
心Ｑまでの距離をａ、線分ＰＱの振れ角をφ、ピッチ円
１１と仮想ピッチ円２９が外接中心４６において重なり
合う量をＷとする。回転伝達装置２７、２８の速度比に
より、ブレーキホイール５が検査テーブル３のＣ倍の角
速度で回転するとすれば、仮想ピッチ円２９の半径はＲ
／Ｃであり、ブレーキ面４４の中心の振れ角はＣθであ
る。

【００２１】図６から次の式が導かれる。 (1) 式 Ｒｓｉｎθ＝ａｓｉｎφ (2) 式 Ｒｃｏｓθ＋ａｃｏｓφ＝Ｒ＋Ｒ／Ｃ−Ｗ (3) 式 （ａ−ｒ）ｓｉｎ（Ｃθ−φ）＝ｒα

【００２２】容器１２が外接中心４６と同一の方向を向
く点４８、４８では、α＝０であるから、(3) 式よりφ
＝Ｃθ、これを(1) 式に代入すれば、ａ＝Ｒｓｉｎθ／
ｓｉｎｃθ、これらの関係を使って(2) 式よりφおよび
ａを消去することにより、Ｗとθとの関係は次式のよう
になる。 Ｒ（ｃｏｓθ＋ｓｉｎθｃｏｓＣθ／ｓｉｎＣθ）＝Ｒ
（１＋１／Ｃ）−Ｗ

【００２３】例えばＣ＝２に設定したとすれば、上式
は、 ２Ｒｃｏｓθ−Ｒ／２ｃｏｓθ＝３Ｒ／２−Ｗ となる。

【００２４】容器１２の移動速度および検査に必要なサ
ンプリング時間によって上記θは概ね決定されるから、
上式によって検査テーブルのピッチ円とブレーキホイー
ルの仮想ピッチ円の重なり量Ｗを求めてやればよい。

【００２５】以上のようにして容器１２の同一方向が検
査ホイールの中心を向く点４６、４８、４８が求められ
るが、ＣＣＤカメラ４３のサンプリング位置をこの位置
に限定しなければならない訳ではない。サンプリング点
は５点以上設けられる場合もあり、その場合にはサンプ
リング点を点４６、４８、４８の前後に設定してやるこ
ともできる。またサンプリング点が必ずしも点４８、４
８の間になければならない訳でもない。要求される検出
精度が達成できる誤差範囲内にある点でサンプリングを
行ってやればよい。

【００２６】以上のようにこの発明の装置では、検査中
の容器の方向を高い精度で維持することができ、かつ検
査テーブル３とブレーキホイール５とが機械的に連結さ
れて同期駆動されるので、従来装置のようなブレーキベ
ルトの速度調整という問題がなくなり、検査テーブル３
に回転ムラが生じても、それが容器１２の方向誤差に影
響を与えず、高い検査精度を維持することができる。ま
たブレーキパッド２３が摩耗しても、ブレーキパッドが
ホルダの円筒摩擦面に接触する位置は変わらないから、
ブレーキパッドの摩耗による誤差の発生もない。

【００２７】さらにブレーキホイール５の中心に追尾ミ
ラー３６を設け、この追尾ミラーを検査テーブル３の駆
動系に機械的に連結したカム４０で追尾揺動させる構造
によれば、ＣＣＤカメラ４３に検査中の容器を静止画像
として与えることができ、かつ検査テーブル３と追尾ミ
ラー３６とが同期駆動されるから、検査テーブル３に速
度変化や速度ムラが生じても、静止画像の位置にズレを
生ずることがなく、信号処理も簡単になり、高速かつ高
精度の検査を行うことが可能になる。

【００２８】さらにこの発明では、検査ライン上におけ
る容器１２の移動速度が容器の種類や或いは何らかの事
故等によって変化した場合でも何ら調整を必要とせず、
検査精度にも影響を生じない。

【００２９】

【実施例】図１ないし図５はこの発明の実施例を示す図
である。図５はバイアル容器の検査ラインの模式的な平
面図で、コンベア１によって送られてくるバイアル瓶が
第１スターホイール２によって回転する検査テーブル３
の円周上に配置したホルダ１３に引き渡され、駆動ベル
ト４によって各ホルダ１３に回転が与えられ、その後ブ
レーキホイール５の後述するブレーキパッド２３によっ
て回転が止められた状態で異物の検査が行われ、第２ス
ターホイール６により検査テーブル３から搬送ライン７
へと戻される。図には示してないが、この第２スターホ
イールから搬送ラインに戻す部分に不合格容器の取出装
置が配置される。

【００３０】図２において、装置に立設したパイプ軸８
に軸受９、９により検査テーブル３が回転自在に軸支さ
れている。検査テーブル３の下部にはテーブル歯車２６
が固定されている。検査テーブル３の所定のピッチ円１
１上には、一定間隔で容器１２を保持するホルダ１３が
配置されている。各ホルダ１３は検査テーブルのピッチ
円１１上に配置したベアリング１４、１４によりパイプ
軸８と平行な軸まわりに自由回転可能に保持されてい
る。各ホルダ１３はその基端側の部分に円筒摩擦面１５
を有しており、ホルダ駆動装置１６の駆動ベルト面およ
びブレーキパッド２３のブレーキ面４４がこの円筒摩擦
面１５に接触することにより、ホルダ１３の回転駆動お
よび停止を行う。

【００３１】フレーム１７には検査テーブル３の外側に
隣接して第２のパイプ軸１８が立設されており、このパ
イプ軸１８にベアリング１９、１９を介してブレーキ歯
車２０が軸支されており、このブレーキ歯車にブレーキ
ホイール５が固定されている。ブレーキホイール５の外
周部には、パッド支持杆２２が放射方向に摺動自在に装
着されており、このパッド支持杆の先端にブレーキパッ
ド２３が設けられている。ブレーキパッド２３のブレー
キ面４４はパッド支持杆２２すなわちブレーキホイール
５の半径方向と直交する面となっている。ブレーキパッ
ド２３は、ブレーキホイール５の外周とブレーキパッド
の台座２４部分に挿入された圧縮コイルバネにより、外
方に付勢されており、その進出端はパッド支持杆の内側
端のストッパ（ナット）２５により規制されている。

【００３２】ブレーキホイールのブレーキ歯車２０と検
査テーブルのテーブル歯車２６とは図４に示す二つの中
間歯車２７、２８を介して連結されている。図示実施例
のものでは、ブレーキ歯車２０と２番目の中間歯車２８
とのＰＣＤ（ピッチサークルダイヤメータ）は１５０ｍ
ｍであり、テーブル歯車２６と第１の中間歯車２７との
ＰＣＤは３００ｍｍで、従ってブレーキホイール５は検
査テーブル３の２倍の速さで逆方向に回転する。テーブ
ル歯車２６にはモータ３０の歯車が噛合している。

【００３３】検査テーブル３には４８個のホルダが設け
られており、これに対応するブレーキパッド２３の数は
２４個である。バイアル瓶のサンプリング点は検査テー
ブルのホルダの１ピッチ分である７．５゜の２／３に当
たる５゜とした。また検査テーブルのピッチ円（ホルダ
１３の中心を通る円）１１の半径（図６のＲ）は３００
ｍｍであり、従ってブレーキホイールの仮想ピッチ円２
９の半径（図６参照）は１５０ｍｍである。検査テーブ
ル３とブレーキホイール５との軸間距離は４４９ｍｍに
設定しており、従ってピッチ円と仮想ピッチ円の重なり
寸法Ｗ（図６参照）は１ｍｍとなる。以上は具体的な適
用を示す数値の一例を示したもので、これらの数値は検
査する容器の大きさや容器搬送速度等により適宜変更さ
れることはもちろんである。

【００３４】ブレーキホイールを軸支するパイプ軸１８
には、ベアリング３３、３３で回転自在に支持されたミ
ラー軸３４が貫通している。ミラー軸３４の上端には反
射面３５が軸中心と一致するようにして追尾ミラー３６
が固定されている。ミラー軸３４の下端には、先端にカ
ムフォロワ３７を設けたレバー３８が固定されている。

【００３５】ブレーキ歯車２０にはカム駆動用の回転伝
達歯車３２が噛合しており、歯車３２は、低速の入力軸
と高速の出力軸３９を持つ変速機３１の低速入力軸側に
設けられている。高速側の出力軸３９にはカム４０が固
定されており、このカム４０に前記カムフォロワ３７が
スプリング４１によって弾圧されている。

【００３６】歯車３２のＰＣＤは６２．５ｍｍであり、
変速機３１は１０倍の加速機である。従って、変速機３
１の出力軸３９は、検査テーブル３が１回転する間に４
８回転することになる。従って、カム４０は検査テーブ
ルがホルダ１ピッチ分動く間に、１回転する。

【００３７】カム４０は、その円周のおよそ３分の２の
範囲で追尾ミラー３６が検査テーブル上の容器１２を１
／２の角速度で追尾し、残り３分の１の範囲で復帰する
カム曲線を備えている。そして追尾ミラー３６の反射光
軸４２上にＣＣＤカメラ４３が配置される。検査テーブ
ル３の回転によって移動する容器１２の映像は、追尾ミ
ラー３６の回動により、静止画像としてＣＣＤカメラ４
３に与えられる。

【００３８】上記構造を有する実施例装置の動作につい
ては、上述した実施例の構造および前記作用の説明より
明らかであるから省略する。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したこの発明によれば、検査テ
ーブルとブレーキホイール、さらに追尾ミラーが１個の
モータによって同期駆動されるので、これらの部材相互
の速度調整を必要とせず、また速度変動があっても、そ
れによって検査精度が低下することがない。

【００４０】また検査テーブルのピッチ円とブレーキホ
イールの仮想ピッチ円とをその外接部においてわずかに
重ね合わせることにより、検査部における容器の方向誤
差を非常に小さくすることができ、前記速度変動による
誤差を皆無とできることとも相まって、非常に高精度な
異物検出が可能となる。

【００４１】さらに検査テーブルおよびブレーキホイー
ルと同期して揺動するカム駆動の追尾ミラーを設けるこ
とにより、円弧移動する容器の映像を正確な静止画像と
してＣＣＤカメラに与えることができ、これによって検
査精度のさらなる向上が図れるとともに、信号処理を速
やかに行うことができ、従って検査速度を速くすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の要部の平面図

【図２】実施例の断面側面図

【図３】図２のＡ矢視図

【図４】駆動系を示す模式的な平面図

【図５】検査ラインの要部の平面図

【図６】容器の角度誤差の説明図

【図７】ホルダの回転角に対する角度誤差を示す図

【図８】従来構造の一例を示す模式的な平面図

【符号の説明】

３ 検査テーブル ５ ブレーキホイール ８ 軸 11 ピッチ円 12 容器 13 ホルダ 16 ホルダ駆動装置 23 ブレーキパッド 27,28 回転伝達装置 29 仮想ピッチ円 36 追尾ミラー 40 カム 42 反射光軸 43 ＣＣＤカメラ 44 ブレーキ面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピッチ円(11)上に一定間隔で容器(12)を
   保持するホルダ(13)を備えた検査テーブル(3) と、これ
   に外接するように配置されたブレーキホイール(5) と、
   検査テーブル(3) とブレーキホイール(5) とを機械的に
   連係して同期回転させる回転伝達装置(27,28) とを備
   え、上記ホルダ(13)は検査テーブルの軸(8) と平行な軸
   まわりに各独立に自由回転可能に支持されており、ブレ
   ーキホイール(5) は、放射方向に各独立して進退可能で
   かつ外方に向けて付勢されたブレーキパッド(23)を備
   え、各ブレーキパッド(23)はそれぞれの進退方向と直交
   するブレーキ面(44)を備え、ブレーキパッド(23)は、検
   査テーブル(3) のピッチ円(11)の周速と等しい周速とな
   るブレーキホイール上の仮想ピッチ円(29)上に検査テー
   ブルのピッチ円(11)上におけるホルダ(13)の間隔と同一
   の間隔で配置されており、検査テーブル(3) とブレーキ
   ホイール(5) とは、互いにその回転中心軸を平行にして
   かつそのピッチ円(11)と仮想ピッチ円(29)とがその外接
   部において若干重なり合うように配置されている、薬液
   容器の検査装置。
2. 【請求項２】 ブレーキホイール(5) の回転中心軸回り
   に回動自在に装着された追尾ミラー(36)と、この追尾ミ
   ラーの反射光軸(42)上に配置されたＣＣＤカメラ(43)
   と、検査テーブル(3) の回転駆動機構に機械的に連結し
   たカム(40)と、このカムで駆動されて追尾ミラー(36)を
   揺動駆動するカムフォロワ(37)とを備えた、請求項１記
   載の薬液容器の検査装置。