KR101582338B1 - 밀봉 용기의 내압 검사 장치 및 내압 검사 방법 - Google Patents

Abstract

몸체부의 상단부와 하단부의 적어도 어느 일방에 뚜껑부를 갖고, 내압에 의해 그 뚜껑부가 변형되는 밀봉 용기의 내압 검사 장치에 있어서, 상기 뚜껑부에 레이저 빔을 조사하여 상기 뚜껑부와의 사이의 거리를 측정하는 레이저식 변위 센서가, 상기 뚜껑부와 평행한 평면을 따르는 방향으로 상기 뚜껑부에 대하여 상대 이동 가능하게 배치되고, 상기 뚜껑부를 상기 몸체부에 대하여 일체화시켜져 있는 결합부보다도 상기 뚜껑부의 중심측인 부분의 복수 개소 중 상기 레이저식 변위 센서와의 거리가 짧은 소정의 기준 개소 및 긴 소정의 기준 개소 중 어느 일방의 기준 개소와 다른 개소와의 상대변위량의 적분값을 구하고, 그 적분값에 기초하여 상기 내압의 양부를 판정하도록 구성되어 있다.

Description

밀봉 용기의 내압 검사 장치 및 내압 검사 방법{SEALED CONTAINER INTERNAL PRESSURE INSPECTION DEVICE AND INTERNAL PRESSURE INSPECTION METHOD}

본 발명은 쓰리피스 캔(three-piece can)이나 보틀형 캔(bottle-shaped can) 등의 밀폐된 용기의 내압을 검사하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 금속 캔을 대상으로 하는 내압 검사 장치 및 내압 검사 방법에 관한 것이다.

식품이나 음료를 충전한 통조림 등의 용기는 내용물의 충전 후에 기밀 상태로 밀봉되는 것이 통상이며, 따라서 핀홀(pinhole)이나 권체(seaming) 불량 혹은 내용물의 변패 등의 이상이 있으면, 외기의 침입이나 가스의 발생 등에 의해 용기의 진공도가 저하되거나, 혹은 내부의 가스의 누설 등에 의해 내압이 저하되는 등의 사태가 발생한다. 그래서 종래, 내용물을 충전한 통조림 등의 밀봉 용기의 내압을 검사하여, 소위 불량품을 라인으로부터 배제하고 있다. 이 내압 검사 방법으로서, 예를 들면, 일본 특공 소63-67845호 공보나 일본 특개 평6-213748호 공보 혹은 일본 특개 2002-148133호 공보 등에 기재되어 있는 바와 같이, 밀봉 용기에 타격력을 주어 소리 혹은 진동을 생기게 하고, 그 소리 혹은 진동의 주파수를 해석하여 내압의 이상, 즉 밀봉 용기의 이상을 검출하는 방법이 알려져 있다.

한편, 최근에는, 고형분이 있는 내용물 혹은 콘 스프와 같이 점도가 높은 내용물을 충전한 통조림 제품도 다량으로 유통되어 가고 있다. 이 종류의 밀봉 용기에 있어서는, 타격력이 부여되는 캔 뚜껑(상부 뚜껑 혹은 바닥부 뚜껑)의 내면에 내용물이 부착되거나, 또는 그 성분인 고형분이 부착되며, 게다가 그 양이나 위치가 일정하지 않다. 그 때문에, 상기의 소위 타검(打檢)에 의해 발생하는 소리 혹은 진동의 진동수나 그 분포가 캔 뚜껑에 대한 내용물 혹은 이 고형분의 부착의 태양에 따라 달라져 버려, 내압이 정상임에도 불구하고, 불량의 판정을 행해 버리는 문제가 있었다.

이러한 문제를 해소할 수 있는 검사 방법 혹은 검사 장치로서 내압에 의한 용기의 변형을 검출하는 방법 혹은 장치가 제안되었다. 예를 들면, 일본 특개 평8-219915호 공보에는, 상자 포장되어 반송되고 있는 캔에 있어서의 캔 뚜껑의 중심부의 1점과, 그 캔 뚜껑의 권체부 위의 2점의 위치를, 이들 3점의 상방에 배치된 와전류식 거리 센서에 의해 계측하고, 그 계측값에 기초하여 캔 뚜껑의 중심부의 변형량을 산출하고, 그 변형량과 기준값을 비교하여 통 내압의 양부(良否)를 판정하는 장치가 기재되어 있다. 또한, 일본 특개 2009-210451호 공보에는, 카튼 케이스(carton case)에 넣어져서 컨베이어에 의해 반송되고 있는 통조림의 상단으로부터 개봉 탭까지의 거리인 상부 깊이(top depth)와, 하단으로부터 바닥부 패널까지의 거리인 바닥부 깊이(bottom depth)를, 와전류식의 변위 센서에 의해 계측하고, 그들 깊이의 합계값을 판정 기준값과 비교하여 내압의 양부를 판정하도록 구성된 장치가 기재되어 있다.

상기의 일본 특개 평8-219915호 공보나 일본 특개 2009-210451호 공보에 기재된 장치는 밀봉 용기의 형상의 변화에 기초하여 내압의 양부를 판정하도록 구성되어 있으므로, 내용물의 성상이나 종류 등에 의한 영향을 거의 받지 않고 내압의 양부를 판정할 수 있다. 그렇지만, 일본 특개 평8-219915호 공보에 기재된 장치는 권체부의 평균 거리를 우선 구하고, 그 권체부의 평균 거리와 캔 뚜껑 중앙부의 거리와의 차를 변형량으로 하고 있으므로, 변형량의 계측정밀도가 반드시 높다고는 할 수 없고, 그 때문에 양부 판정의 임계값을 작게 하지 않을 수 없으므로, 내압이 정상임에도 불구하고, 불량의 판정을 행해 버릴 가능성이 있다. 즉, 캔 뚜껑의 형상 혹은 캔 뚜껑의 표면의 가공 상태 등이 요인이 되어 캔 뚜껑 중앙부 이외의 변형량이 커지면, 캔 뚜껑 중앙부의 변형량이 가장 커지지만, 정상 상태로부터의 변형량이 작아지므로, 양부 판정의 임계값을 작게 하지 않을 수 없게 된다.

또한 일본 특개 2009-210451호 공보에 기재된 장치에서는, 캔의 상단측과 하단측의 양쪽에 센서를 배치하여, 상기한 상단 깊이 및 하단 깊이를 계측할 필요가 있고, 그 때문에 설비 비용이 증가하는 문제가 있다. 특히, 캔을 컨베이어로 반송하고 있는 도중에 내압 검사를 행하는 경우, 하단 깊이를 계측하기 위한 센서를 그 컨베이어의 내부에 넣게 되므로, 설비 전체의 구성이 복잡하게 되는데다, 기존의 설비에 내압 검사 장치를 추가한다고 했을 경우, 컨베이어를 포함하는 라인 전체의 개조가 필요하게 되므로, 기존 설비에 포함시키는 것은 실용상, 곤란한 등의 과제가 있었다.

또한, 일본 특개 평8-219915호 공보에 기재된 장치 및 일본 특개 2009-210451호 공보에 기재된 장치의 모두 와전류식의 센서에 의해 거리를 측정하고 있으므로, 거리의 검출정밀도 혹은 내압의 양부 판정 정밀도를 향상시키는 것이 곤란했다. 예를 들면, 일본 특개 평8-219915호 공보에 기재된 장치는, 권체부의 상단의 위치를 계측하도록 구성되어 있지만, 그 상단은 폭이 좁고, 상측에서 본 경우의 투영 면적이 작은 부분이며, 이것에 대하여 와전류식의 센서는 어느 정도 넓은 면적의 부분에서 와전류를 생기게 하고, 그것에 따라 간격(거리)을 계측하는 것이기 때문에, 권체부의 위치 혹은 거리를 정확하게 계측하는 것이 곤란하며, 이것이 내압의 판정 정밀도에 영향을 미쳐, 그 판정 정밀도가 낮을 수밖에 없다. 또한, 일본 특개 평8-219915호 공보에는, 캔 뚜껑 패널의 중심부와 그 양측의 합계 3점의 위치 혹은 거리를 계측하여 캔 뚜껑 패널의 중심부의 변형량을 계측하는 것이 기재되어 있지만, 이러한 장치에서는, 캔 뚜껑 패널의 중앙부의 변형 방향과, 그 양측의 2점의 변형 방향이 동일하기 때문에, 정확한 계측이나 내압 판정을 행할 수 없다고 되어 있다.

본 발명은 상기의 사정을 배경으로 하여 이루어진 것으로, 밀봉 용기의 변형을 이용한 내압의 판정을 용이하고 또한 정밀하게 행할 수 있는 밀봉 용기의 내압 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 몸체부의 상단부와 하단부의 적어도 어느 일방에 뚜껑부를 갖고, 내압에 의해 그 뚜껑부가 변형되는 밀봉 용기의 내압 검사 장치에 있어서, 상기 뚜껑부에 레이저 빔을 조사하여 상기 뚜껑부와의 사이의 거리를 측정하는 레이저식 변위 센서가, 상기 뚜껑부와 평행한 평면을 따르는 방향으로 상기 뚜껑부에 대하여 상대 이동 가능하게 배치되고, 상기 뚜껑부를 상기 몸체부에 대하여 일체화시키고 있는 결합부보다도 상기 뚜껑부의 중심측인 부분의 복수 개소 중 상기 레이저식 변위 센서와의 거리가 짧은 소정의 기준 개소 및 긴 소정의 기준 개소의 어느 일방의 기준 개소와 다른 개소와의 상대변위량의 적분값을 구하고, 그 적분값에 기초하여 상기 내압의 양부를 판정하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 본 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 복수 개소는 상기 뚜껑부의 중심 개소와, 그 중심 개소를 통과하고 상기 뚜껑부의 직경 방향으로 그은 직선상의 복수 개소인 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 장치이다.

본 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 뚜껑부는 상기 결합부의 내주측에 연속해서 형성되고 또한 상기 밀봉 용기의 내부로 움푹 들어가 있는 환상 홈부와, 그 환상 홈부의 내주측 경사벽에 있어서의 상기 밀봉 용기의 외측으로의 돌출단과, 그 돌출단보다 상기 뚜껑부의 중심측의 부분인 패널부를 갖고, 상기 기준 개소는 상기 돌출단을 포함하고, 상기 다른 개소는, 상기 패널부에서의 복수 개소를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 장치이다.

또한, 본 발명은, 상기 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 기준 개소와 상기 다른 개소의 합계수는 700 이상인 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 장치이다.

다른 한편, 본 발명은 몸체부의 상단부와 하단부의 적어도 어느 일방에 뚜껑부를 갖고, 내압에 의해 그 뚜껑부가 변형되는 밀봉 용기의 내압 검사 방법에 있어서, 상기 뚜껑부를 상기 몸체부에 대하여 일체화시키고 있는 결합부보다도 상기 뚜껑부의 중심측인 부분의 복수 개소의 상대변위량을 레이저식 변위 센서에 의해 측정함과 아울러, 그것들의 상대변위량의 적분값을 구하고, 그 적분값에 기초하여 상기 내압의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 방법이다.

본 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 복수 개소는 상기 뚜껑부의 중심 개소와, 그 중심 개소를 통과하고 상기 뚜껑부의 직경 방향으로 그은 직선상의 복수 개소인 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 방법이다.

본 발명은, 상기의 발명에 있어서, 상기 뚜껑부는 상기 결합부의 내주측에 연속되고 또한 상기 밀봉 용기의 내부로 움푹 들어가 았는 환상 홈부와, 그 환상 홈부의 내주측 경사벽에서의 상기 밀봉 용기의 외측으로의 돌출단과, 그 돌출단보다 상기 뚜껑부의 중심측의 부분인 패널부를 갖고, 상기 상대변위량은 상기 돌출단에 대한 상기 패널부에서의 복수 개소의 변위량을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 방법이다.

본 발명은, 상기 어느 하나의 발명에 있어서, 상기 상대변위량은 700개소 이상에서의 상대변위량인 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 방법이다.

본 발명에 따른 내압 검사 장치 혹은 내압 검사 방법에 의하면, 뚜껑부를 몸체부에 연결하고 있는 결합부보다 내주측인 부분에 있어서의 복수 개소의 변위량 혹은 상대변위량을 레이저식 변위 센서에 의해 계측하므로, 미소 개소의 변위량 혹은 상대변위량을 정확하게 구할 수 있고, 특히 상기의 결합부보다 내주측인 부분의 복수 개소에 대한 상대변위량을 구하므로, 레이저식 변위 센서에 대하여 밀봉 용기 혹은 그 뚜껑부가 기울어 상대 이동하는 경우이어도, 그 경사에 의한 상대변위량에 대한 영향을 억제할 수 있고, 이 점에서도 상대변위량을 정확하게 구하는 것이 가능하게 된다. 또한 상대변위량을 적분하므로, 그 상대변위량에 정상값으로부터의 벗어남이 있으면, 그 벗어남도 적산되므로, 각 개소에서의 정상 상태 혹은 정상 형상으로부터의 벗어남이 미미해도, 뚜껑부 전체로서의 형상의 변화를 확실하게 판정할 수 있다. 바꿔 말하면, 벗어남이 적산되므로, 판정을 위한 임계값을 크게 할 수 있고, 이렇게 함으로써 내압이 불량한 것의 오판정을 가급적으로 적게 할 수 있다. 특히 뚜껑부의 중심 부분에서의 변형이 작아, 그 주위에서의 변형에 의해 내압의 증대 혹은 감소가 흡수되고 있는 경우에도, 상대변위량의 계측이 당해 주위의 부분에도 미치고 있으므로, 확실하게 내압의 이상을 판정할 수 있다. 그리고, 본 발명에서는, 레이저식 변위 센서의 검출값을 연산 처리함으로써 내압의 양부를 판정할 수 있으므로, 장치의 구성을 간소화할 수 있고, 또한 기존 설비에 대한 추가가 용이하다.

또한 본 발명에서는, 그 중심부를 통과하는 직선상의 복수 개소에 대하여 상대변위량을 구하도록 구성하면, 내압에 의한 변형이 가장 큰 중심부의 변형을 포함하여 내압의 양부를 판정하게 되므로, 확실하고 또한 정확하게 내압의 양부를 판정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 내압 검사 장치의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명에서 구해지는 적분값 혹은 면적을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3(a)는 본 발명에 의한 면적 데이터와 내압과의 계측 결과를 나타내는 도면이며, (b)는 레이저식 센서로 계측한 변위 데이터와 내압과의 관계를 나타내는 도면이다.

우선, 본 발명에 따른 내압 검사 장치를 구체적으로 설명하면, 본 발명에서 대상으로 하는 밀봉 용기는 내용물을 충전하는 몸체부를 뚜껑부에 의해 기밀 상태로 밀봉한 용기이며, 몸체부의 상단부에 상부 뚜껑을 부착함과 아울러 하단부에 바닥부 뚜껑을 부착한 소위 쓰리피스 타입의 용기, 바닥부를 일체로 형성한 몸체부의 상단부에 상부 뚜껑을 부착한 소위 투피스 타입의 용기, 몸체부의 하단부에 바닥부 뚜껑을 부착하고, 또한 상단부에 나사부를 갖는 구경(口頸)부를 일체로 형성함과 아울러 그 구경부에 캡을 나사결합시킨 보틀형의 용기 등이어도 된다. 또한 용기의 소재는 특별히 한정되지 않지만, 본 발명은 알루미늄이나 그 합금, 혹은 스틸 등의 금속을 소재로 한 금속 캔을 대상으로 하는 내압 검사에 적용할 수 있다. 또한 밀봉 용기는 내압이 대기압보다 낮은 부압 용기이어도 되고, 혹은 대기압보다 높은 정압 용기이어도 된다.

도 1에는, 보틀형 캔(1)의 내압을 검사하도록 구성한 예를 도시하고 있고, 여기에 나타내는 예에서는, 내용물을 충전한 보틀형 캔(1)을, 그 캡(2)이 하측이 되는 도립 상태로 컨베이어(3) 위에 설치하고, 그 상태에서 반송하면서 내압 검사를 행하도록 구성되어 있다. 그 보틀형 캔(1)에 대하여 더욱 구체적으로 설명하면 금속제의 몸체부(4)의 일방의 단부(도 1에서는 상단부)에 바닥부 뚜껑(5)이 부착되어 있다. 그 바닥부 뚜껑(5)은 거의 원판 형상으로 형성되고, 그 외주부의 플랜지부(6)를 몸체부(4)의 개구단에 권체하여 몸체부(4)에 부착되어 있다. 이 권체 부분이 본 발명에 있어서의 결합부에 상당하고 있다. 바닥부 뚜껑(5)에 있어서의 상기의 플랜지부(6)의 내주측에는 카운터 씽크(counter sink)라고 불리는 환상 홈부(7)가 형성되어 있고, 그 환상 홈부(7)의 내주 가장자리 즉 환상 홈부(7)에 있어서의 내주측 경사벽(8)의 돌출단(보틀형 캔(1)의 바닥부측으로의 돌출단)(9)으로부터 내주측으로 계속해서 패널부(10)가 형성되어 있다. 도 1에 도시하는 예에서는, 이 패널부(10)는 상기 돌출단(9)을 기점으로 하여 보틀형 캔(1)의 내부를 향하여 돔 형상으로 휘어 있다. 즉, 도 1에 도시하는 예에 있어서의 보틀형 캔(1)은 내압이 대기압보다 저압인 부압 용기로서 구성되어 있다. 또한 몸체부(4)의 타방의 단부(도 1에서는 하단부)에는, 나사부를 외주면에 설치한 구경부(11)가 형성되고, 그 구경부(11)에 캡(2)이 나사결합되어 있다.

컨베이어(3)는 상기의 보틀형 캔(1)을 도립 상태에서 연속적으로 반송하는 것으로, 예를 들면, 벨트 컨베이어를 채용할 수 있다. 그 반송 속도는, 적당하게 설정할 수 있고, 예를 들면, 70m/min 정도이면 된다. 이 컨베이어(3)에 있어서의 구동측 혹은 종동측의 롤러 혹은 구동 모터 축에는 로터리 인코더(각각 도시하지 않음)가 부착되고, 이 로터리 인코더에 의해 컨베이어(3)의 주행 속도나 주행 위치를 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 컨베이어(3) 상의 보틀형 캔(1)을 그 주행 위치 정보에 기초하여 특정할 수 있도록 구성되어 있다.

컨베이어(3)의 상방에서, 그 컨베이어(3)에 도립 상태로 실려 반송되는 보틀형 캔(1)에 있어서의 바닥부 뚜껑(5)의 패스 라인(통과 위치)보다 상측, 보다 구체적으로는 뚜껑부(5)와 평행한 평면 위에, 레이저식 변위 센서(이하, 단지 변위 센서라고 기재함)(13)가 배치되어 있다. 이 변위 센서(13)는 컨베이어(3)에 의해 반송되고 있는 보틀형 캔(1)의 바닥부 뚜껑(5)을 향하여 레이저 빔을 조사하고, 그 반사광을 포착하여 거리를 계측하도록 구성된 공지의 구성의 것이며, 그 레이저 빔의 조사면에서의 직경 즉 스폿 직경은 30㎛ 혹은 이것에 가까운 직경인 것이 바람직하다. 또한 그 레이저 빔은 고속으로 반복 조사되고, 따라서 바닥부 뚜껑(5)에 있어서의 다수의 개소(다수의 점)의 위치 혹은 그 거리를 연속적으로 계측하도록 구성되어 있다. 즉, 상기의 변위 센서(13)는 레이저 펄스를 출력하도록 구성되고, 그 반복 속도(펄스 간격)는 바닥부 뚜껑(5)이 변위 센서(13)의 하방을 통과하는 동안에 700회 혹은 그 이상, 바닥부 뚜껑(5)에 대하여 레이저 빔을 조사할 수 있는 속도로 설정되어 있다. 또한, 변위 센서(13)는 그 하방을 보틀형 캔(1)이 통과함으로써, 그 바닥부 뚜껑(5)의 중심을 통과하는 직선을 따라, 즉 바닥부 뚜껑(5)의 직경 방향을 따르는 직선을 따라 레이저 빔을 조사하는 위치에 배치되어 있다.

상기의 컨베이어(3)의 상방에는 보틀형 캔(1)이 내압의 검사 개시 위치에 도달한 것을 검출하는 센서가 배치되어 있다. 도 1에 도시하는 예에서는, 비접촉으로 보틀형 캔(1)을 검출하는 광전 센서(14)가 상기의 몸체부(4)가 통과하는 영역의 측방에 배치되고, 조사한 광을 보틀형 캔(1)이 가로막음으로써, 보틀형 캔(1)이 내압 검사 개시 위치에 도달한 것을 검출하고, 그 검출 신호를 출력하도록 구성되어 있다. 이 광전 센서(14)와 상기한 변위 센서(13)의 상대위치는 몸체부(4)가 광전 센서(14)의 조사광을 최초로 가로막은 위치에서, 보틀형 캔(1)에 있어서의 권체부의 반송 방향에서의 전단부 혹은 그것보다 약간 외측에 레이저 빔이 조사되는 위치로 설정되어 있다. 즉, 광전 센서(14)가 보틀형 캔(1)을 검출함과 동시에 보틀형 캔(1)의 반송 방향에서의 전단측의 부분의 위치, 혹은 변위 센서(13)로부터의 거리를 계측하기 시작하도록 구성되어 있다. 또한, 이 광전 센서(14)의 검출 신호와, 상기 로터리 인코더의 검출 신호에 의하여, 컨베이어(3) 상의 보틀형 캔(1)을 특정할 수 있다.

상기의 로터리 인코더, 변위 센서(13) 및 광전 센서(14)는 컨트롤러(15)에 접속되어 있다. 이 컨트롤러(15)는 마이크로컴퓨터를 주체로 하여 구성되어 있고, 이들 로터리 인코더, 변위 센서(13) 및 광전 센서(14)에 제어 신호를 출력함과 아울러, 검출 신호를 수신하고, 그 검출 신호에 기초하여 소정의 연산을 행하여, 각 보틀형 캔(1)의 내압의 양부의 판정이나, 내압 불량이라고 판정된 보틀형 캔(1)의 특정 등의 제어를 행하도록 구성되어 있다. 그 제어의 내용 즉 본 발명에 따른 내압 검사 방법을 이하에 설명한다.

검사의 대상인 보틀형 캔(1)은 도 1에 도시하는 도립 상태에서 컨베이어(3) 위에 연속하여 실리고, 각 보틀형 캔(1)끼리의 사이에 소정의 간격을 두고 컨베이어(3)에 의해 반송된다. 소정의 보틀형 캔(1)이 전술한 광전 센서(14)의 설치 위치까지 진행하면, 변위 센서(13)에서 검출된 바닥부 뚜껑(5)까지의 거리가 컨트롤러(15)에 취입된다. 이후, 보틀형 캔(1)이 일정 속도로 반송됨과 아울러, 변위 센서(13)가 단속적으로 레이저 펄스를 출력하여 거리의 계측을 행하여 바닥부 뚜껑(5)에서의 다수 개소(700개소 이상)의 거리가 계측된다. 그리고, 이들 계측값 중, 소정의 기준 개소와 다른 개소와의 거리의 편차(상대변위량)가 연산되고, 또한 그 연산값이 적분 혹은 적산된다. 이들 연산이나 적분 혹은 적산은 컨트롤러(15)에 의해 실행된다. 따라서, 컨트롤러(15)가 본 발명에서의 상대변위량 적분 수단에 상당하고, 혹은 컨트롤러(15)에 있어서의 적분 기능 혹은 적산 기능이 본 발명에 있어서의 상대변위량 적분 수단에 상당한다.

그 기준 개소는, 본 발명에서는, 전술한 패널부(10)의 변형의 기점이 되는 상기 돌출단(9)으로 되어 있고, 그 돌출단(9)의 계측값과 그것보다도 중심측의 각 점의 계측값과의 편차가 적분 혹은 적산된다. 이러한 기준 개소는, 예를 들면, 상기 광전 센서(14)를 감응시키는 몸체부(4)에 있어서의 반송 방향에서의 전진단과 돌출단(9)의 반송 방향에서의 거리(몸체부(3)의 반경방향으로 계측한 간격)를 미리 구해 두고, 광전 센서(14)가 검출 신호를 출력한 시점부터, 돌출단(9)이 변위 센서(13)에 의해 계측되는 위치에 이를 때까지의 시간을 구하고, 그 시간이 경과한 시점의 계측값을 생기게 하는 개소로 하면 된다. 또는, 전술한 환상 홈부(7)에 대한 계측값이 극대가 되고, 그 후, 계측값이 작아져 돌출단(9)에서 극소가 되기 때문에, 이렇게 하여 극소값을 생기게 하는 개소를 기준 개소로 해도 된다.

또한, 계측의 종료는 패널부(10)의 직경과 컨베이어(3)에 의한 반송 속도로부터 구해지는 시간의 경과에 의해 결정해도 되고, 또는 상기의 돌출단(9)에서의 데이터가 극소값으로서 나타나므로, 이 극소값을 검출함으로써 계측 혹은 데이터의 취입을 종료하는 것으로 해도 된다.

전술한 바와 같이, 변위 센서(13)에 의한 거리의 계측 개소는 바닥부 뚜껑(5)의 중심을 통과하는 직선을 따르는 다수 개소이며, 따라서 그 계측값의 편차의 적분값 혹은 적산값은 상기 돌출단(9) 중 직경 상에서 대향하는 2점을 이은 직선과, 보틀형 캔(1)의 내측으로 움푹 들어가 있는 패널부(10)의 표면의 모선(표면의 오목한 형상을 따르는 원호 형상의 윤곽선)에 의해 둘러싸인 부분의 면적(A)을 실질적으로 의미하게 된다. 이것을 도 2에 모식적으로 나타내고 있다. 이렇게 하여 구해지는 면적(A)의 값은, 보틀형 캔(1)의 내압이 정상 범위 내에 있으면, 내압에 따른 소정의 범위 내에 들어간다. 이것에 대하여, 핀홀이나 내용물의 변패에 의한 가스의 발생 등에 의해 내압이 높아져 있으면(부압이 부족하면), 패널부(10)의 변형량이 적어지므로, 계측된 면적(A)의 값이 정상 범위를 규정하고 있는 하한값보다 작아진다. 또한 반대로 보틀형 캔(1)의 내압이 과도하게 저압이면, 패널부(10)의 변형량이 커져 계측된 면적(A)의 값이 정상 범위를 규정하고 있는 상한값보다 커진다.

따라서, 본 발명에서는, 상기의 컨트롤러(15)에 의해, 전술한 바와 같이 하여 구해진 면적(A)을 미리 정한 상하한의 각 값과 비교하고, 정상 범위를 초과한 경우에는, 내압이 불량인 것의 판정을 행한다. 전술한 바와 같이, 컨베이어(3) 상의 보틀형 캔(1)은 로터리 인코더의 검출값과 광전 센서(14)의 검출 신호에 의해 특정되기 때문에, 상기한 바와 같이 하여 내압 불량이라고 판정된 보틀형 캔(1)을 특정할 수 있고, 따라서 내압 불량의 보틀형 캔(1)은 컨베이어(3)에서의 반송 방향에서의 하류측에서, 소정의 배척 기구(도시하지 않음)에 의해 반송 라인으로부터 제거된다. 따라서, 컨트롤러(15)가 본 발명에서의 판정 수단에 상당하거나, 혹은 컨트롤러(15)에서의 상기한 바와 같은 판정 기능이 본 발명에서의 판정 수단에 상당한다.

여기에서, 상기의 면적(A)과 내압과의 상관관계를 측정한 결과를 나타낸다. 도 3의 (a)는 전술한 보틀형 캔(1)에서의 바닥부 뚜껑(5)의 내압에 따른 변형에 의한 면적(A)을 내압을 0kPa로부터 10kPa씩 내려 각 내압마다 복수, 계측한 결과를 나타내고 있다. 이 측정 결과로부터, 내압과 상기의 면적(A) 사이에 강한 상관관계가 있는 것이 확인되었다. 또한, 도 3의 (a) 중 「R²」는 확률 분포이다.

한편, 도 3의 (b)는 레이저식 변위 센서를 사용하고, 권체부를 기준 개소로 하여, 그 기준 개소로부터 패널부(10)의 복수점까지의 거리를, 복수의 내압마다 측정한 결과를 나타내고 있다. 또한, 그 계측의 대상은 상기한 도 3의 (a)에서 계측한 보틀형 캔(1)이다. 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 변위 데이터가 큰 값으로 벗어나는 빈도가 높고, 확률분포(R²)의 값이 나타내는 바와 같이 데이터의 편차가, 도 3의 (a)에 나타내는 경우보다도 커졌다. 즉, 변위 데이터와 내압과의 상관관계가 약해, 변위 데이터에 기초하는 내압의 양부의 판정의 정확도가 부족할 가능성이 있다.

본 발명에 의하면, 상기한 바와 같이, 뚜껑부의 변형량의 적분값 혹은 적산값과 내압이 강한 상관관계를 나타내므로, 그 적분값 혹은 적산값을 미리 준비한 기준값과 비교함으로써, 내압의 양부를 정확하게 판정할 수 있다. 특히, 다수 개소의 변위량을 적분 혹은 적산하므로, 각 계측 개소에서의 정상값으로부터의 벗어남이 미미해도, 적분 혹은 적산한 경우의 벗어남량이 커지므로, 정확한 벗어남량의 계측 혹은 정확한 내압의 판정이 가능하게 된다. 또한 본 발명에서는, 스폿 직경이 작은 레이저 빔을 사용하여 변위량을 계측하기 때문에, 뚜껑부의 다수의 개소의 변위량을 정확하게 측정할 수 있고, 이 점에서도 정확한 내압 판정을 행할 수 있다. 또한, 변위량의 측정 기준 개소를 전술한 돌출단(9)으로 하고 있으므로, 반송 중의 보틀형 캔(1)이 기우는 등, 그 자세에 벗어남이 생겨도, 내압으로 변형하는 패널부(10) 중 피계측점과 기준 개소가 접근해 있음으로써, 자세의 벗어남에 의한 계측 오차가 작아진다. 그리고, 본 발명에서는, 레이저식 변위 센서에서 얻어진 계측 데이터를 연산 처리함으로써 내압의 양부를 판정할 수 있으므로, 장치의 구성을 간소화할 수 있고, 또한 기존의 설비에 추가 설치하는 것이 용이하다.

또한, 본 발명은 상기한 구체예에 한정되지 않는 것이며, 검사 대상인 밀봉 용기는 보틀형 캔 이외의 캔 용기나 합성 수지 용기이어도 되고, 또한 내압에 의해 오목한 변형이 생기는 부압 용기에 한하지 않고, 내압에 의해 팽창 변형이 발생하는 정압(양압)용기 이어도 된다. 정압 용기를 대상으로 하는 경우, 뚜껑부의 중심부가 가장 팽출하고, 그 팽출에 수반되는 변위량을 구하게 되므로, 기준 개소는 뚜껑부 중 변위 센서로부터 가장 먼 개소가 되게 된다. 또한, 변위 센서와 검사 대상인 밀봉 용기는 변위의 계측 시에 상대적으로 이동하면 되므로, 밀봉 용기를 고정하고, 변위 센서를 이동시키는 것으로 해도 된다. 그리고, 본 발명에 있어서의 상대변위량을 측정 혹은 산출하기 위한 기준 개소는, 상기의 돌출단(9)에 한정되지 않고, 상기 패널부(10) 내의 적당한 개소이어도 된다.

Claims (8)

1. 몸체부의 상단부와 하단부의 적어도 어느 일방에 뚜껑부를 갖고, 내압에 의해 그 뚜껑부가 변형되는 밀봉 용기의 내압 검사 장치에 있어서,
   상기 뚜껑부와 평행한 평면을 따르는 방향으로 상기 뚜껑부에 대하여 상대 이동 가능하게 배치되고, 또한 상기 뚜껑부에 레이저 빔을 조사하여 상기 뚜껑부와의 사이의 거리를 상기 뚜껑부의 직경 방향을 따르는 직선상에서 연속하여 측정하는 레이저식 변위 센서와,
   상기 뚜껑부를 상기 몸체부에 대하여 일체화시키고 있는 결합부보다도 상기 뚜껑부의 중심측인 부분에 대한 상기 레이저식 변위 센서에 의한 연속한 측정값 중 상기 레이저식 변위 센서와의 거리가 짧은 소정의 기준 개소 및 긴 소정의 기준 개소 중 어느 일방의 기준 개소와 다른 개소와의 상대변위량의 적분값을 구하는 상대변위량 적분 수단과,
   그 상대변위량 적분 수단에서 구해진 적분값에 기초하여 상기 내압의 양부를 판정하는 판정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 뚜껑부는 상기 결합부의 내주측에 연속되고 또한 상기 밀봉 용기의 내부로 움푹 들어가 있는 환상 홈부와, 그 환상 홈부의 내주측 경사벽에서의 상기 밀봉 용기의 외측으로의 돌출단과, 그 돌출단보다 상기 뚜껑부의 중심측 부분인 패널부를 갖고,
   상기 기준 개소는 상기 돌출단을 포함하고,
   상기 다른 개소는 상기 패널부에서의 연속된 측정값을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기준 개소와 상기 다른 개소와의 합계수는 700 이상인 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 장치.
4. 몸체부의 상단부와 하단부의 적어도 어느 일방에 뚜껑부를 갖고, 내압에 의해 그 뚜껑부가 변형되는 밀봉 용기의 내압 검사 방법에 있어서,
   상기 뚜껑부를 상기 몸체부에 대하여 일체화시키고 있는 결합부보다도 상기 뚜껑부의 중심측인 부분의 상기 뚜껑부의 직경 방향을 따르는 직선상에서 연속된 측정값의 상대변위량을 레이저식 변위 센서에 의해 측정함과 아울러,
   그것들의 상대변위량의 적분값을 구하고,
   그 적분값에 기초하여 상기 내압의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 뚜껑부는 상기 결합부의 내주측에 연속되고 또한 상기 밀봉 용기의 내부로 움푹 들어가 있는 환상 홈부와, 그 환상 홈부의 내주측 경사벽에서의 상기 밀봉 용기의 외측으로의 돌출단과, 그 돌출단보다 상기 뚜껑부의 중심측 부분인 패널부를 갖고,
   상기 상대변위량은 상기 돌출단에 대한 상기 패널부에 있어서의 연속된 측정값의 변위량을 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 상대변위량은 700 개소 이상에서의 상대변위량인 것을 특징으로 하는 밀봉 용기의 내압 검사 방법.
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