WO2013190920A1 - 缶体のピンホール検査装置 - Google Patents
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Abstract
Description
尚、特許文献2には、黒色シリコーン樹脂が塗布されたアルミニウムからなる周縁部及び内縁部が光源からの光を遮蔽することが、また特許文献3には、光源からの光を遮断して可動板と回転ディスクとの間に光が侵入することを防止できる光遮蔽部(カバー)が記載されているが、前述の各構成では外乱光が周縁部及び内縁部、及び光遮蔽部(カバー)を迂回して、可動板と回転ディスクとの間から光検出器側に到達するおそれがあり、未だ前述の問題を十分に解決するには至っていない。
1.前記一対の遮蔽部は、第1遮蔽部及び第2遮蔽部からなり、第1遮蔽部は回転する回転ターレットに、第2遮蔽部は回転ターレットの側面部と略対向する位置に固設される。
2.前記一対の遮蔽部は、第1遮蔽部及び第2遮蔽部からなり、前記各遮蔽部に設けられる遮蔽部材が、対向する前記各遮蔽部の筒部に向けて交互に突出するよう配列される。
3.前記遮蔽部材が、対向する前記各遮蔽部の筒部に向けて垂直に突出するように形成された遮蔽板である。
4.前記遮蔽部材と対峙する遮蔽部材との間隔が5mm以下である。
5.前記遮蔽部材と、対峙する遮蔽部材とのオーバーラップ量が9mm以上である。
6.前記可動板の表面に、該可動板の貫通孔と同心円状に複数の断面矩形状の環状溝を遮蔽機構として設ける。
7.缶体の外周面に光を照射する光源を備え、前記光源に白色LED光を用いる。
8.前記缶体保持部材は、ロッドを介してチャックの支持軸に固定される。
また、第1遮蔽部及び第2遮蔽部に設けられる遮蔽部材が、対向する前記各遮蔽部の筒部に向けて交互に突出するよう配列されることにより、外乱光の伝搬経路を長くとることができ、効果的に外乱光を減衰又は遮蔽することが可能となる。
また、前記遮蔽部材が、対向する前記各遮蔽部の筒部に向けて垂直に突出するように形成された遮蔽板であるので、対峙して設置される一対の遮蔽部の取り付け作業が容易、かつ前記遮蔽部同士の接触が防止される。また、遮蔽部材を薄い板状部材とすることで、各遮蔽部に形成可能な遮蔽部材の個数を増やし、限られた範囲内で迂回路をより入り組んだ構造とすることができ、外乱光の減衰又は遮蔽効果をより高めることが可能となる。
また、前記遮蔽部材と、対峙する遮蔽部材とのオーバーラップ量が9mm以上であることにより、外乱光の減衰又は遮蔽効果を更に高めることができる。
また、前記可動板の表面に、断面矩状の環状溝から成る遮蔽機構を形成することにより、高速回転する回転ターレットと可動板との間隙から侵入した外乱光が、前記環状溝の空間に到達する毎に減衰又は吸収されて、可動板に形成された貫通孔に至る光量を効果的に低減して、光検出器側に外乱光が到達することを有効に防止することができる。このため、前記した回転ターレットの全外周領域に設けた遮蔽機構と併設することにより、前記外乱光の減衰又は遮蔽効果を更により一層高めることができる。
また、本発明の缶体のピンホール検査装置によれば、高光度の光源を用いることが可能となったので、缶体の外周面に光を照射する光源を備え、前記光源に従来の蛍光灯に換え白色LED光を用いることにより、光検出器側に外乱光が入ることを有効に防止しつつ、更に小径(数μm程度)のピンホールの検出を可能となる。
さらに、チャックの支持軸に固定されたロッドに取付けられる缶体保持部材を用いることで、検査ターレット(スターホイール)が不要となって缶体に光を照射する光源(特に下部光源)の設置の自由度が広がるため、光源を増設して光量を増加させることが可能となる。また、回転ターレットに対して軸方向に移動する缶体の胴部が、検査ターレットのポケットの端面と摺動して生じる不具合、例えば缶体の胴部の傷、凹み等、を防止することができる。
2 供給ターレット
3 検査ターレット
3a ポケット
3r ロッド
4 送出ターレット
5 回転ターレット
6 チャック
9 支持軸
10 光源
10a,10b 上下光源
11 固定フレーム
12 ケーシング
13 光検出器(光電子増倍管)
20 可動板
21 貫通孔
22 ピストン部材
25 リング板
26 摺動部材
27a乃至g 環状溝
30 第1遮蔽部
31 筒部
32a,32b 遮蔽部材
40 第2遮蔽部
41 筒部
42a,42b 遮蔽部材
図1は、本発明の缶体のピンホール検査装置で、缶体の検査形態を説明する概略図であって、供給ターレット2によって検査ターレット3のポケット3aに供給された缶体1が、X方向に連続回転する検査ターレット3によって後述する光源10a,bが配置された検査ステーションAに搬送されて良否判定が行われた後、送出ターレット4によって次工程に送出される手順を示している。
本発明の缶体のピンホール検査装置は、検査ターレット3、回転ターレット5、チャック6、光源10(10a,10b)を備えている。検査ターレット3は、一般的にスターホイールと称され、缶体1を戴置する缶体保持部材であり、その外周縁部には缶体1の胴部を戴置可能な凹部であるポケット3aが複数形成されている。回転ターレット5は、その両面間を貫通する透孔8を複数有し、一端が開放した缶体1の開口端が押しつけられるスポンジ質の開口部受け部7が、透孔8の一方の周縁に取付リング7aを介して取り付けられている。チャック6は、缶体1の底部をバキューム吸引によって支持する部材であり、支持軸9に固定して回転ターレット5に対向するように設けられる。また、図示しないカム及びカムフォロワーにより、回転ターレット5の開口受け部7に缶体1の開口端が密着するよう、チャック6及び支持軸9は回転ターレット5に対して軸方向に移動可能となっている。
さらに、固定フレーム11はケーシング12で覆われ、その内部には、回転ターレット5と対向し、缶体1の内部に漏れ出た光を検出する高感度の光電子増倍管(フォトマル)等の光検出器13が、透孔8及び後述する可動板20の貫通孔21と同軸上に設けられている。
この種のピンホール検査の光源としては、紫外線から赤外線までの全領域波長を有する白色光が好ましく、本実施形態では高光度の光源として白色LEDライトを採用し、それを複数個配列させている。これにより、後述の遮蔽機構によって光検出器13側に外乱光が入ることを有効に防止しつつ、検査精度を上げてより小さなピンホールの検出を可能としている。
尚、本実施形態のように、摺動部材26はピストン部材22の頂面板24に固定されるリング板25に接着させることが望ましいが、ピストン部材22の頂面板24に直接摺動部材26を接着することも可能である。
そして、第1遮蔽部30及び第2遮蔽部40、すなわち、筒部31, 41、各々の遮蔽部材32a,32b及び遮蔽部材42a,42b(以下遮蔽部材32,42と称す)は、各々が所定の間隔を有して非接触かつ対峙するように配置されており、回転ターレット5の回転に干渉しない構造となっている。また、本遮蔽機構はアルミニウム、スチール等の金属部材からなり、外乱光を吸収し反射率が低くなるように非光沢の黒色に表面処理がなされている。
本実施形態では、第1遮蔽部30に遮蔽部材32が2箇所(32a,32b)、第2遮蔽部40に遮蔽部材42が2箇所(42a,42b)に取り付けられ、一方の遮蔽部材と対峙する他方の遮蔽部材との間隔l1を有するとともに、対向する前記各遮蔽部の筒部に向けて交互に突出するよう配列されている。このような構成とすることで、外乱光の伝搬経路を長くとることができ、効果的に外乱光を減衰又は遮蔽することが可能となる。
本実施形態では、間隔l1が5mm以下、また、間隔l1を5mmと設定した場合にオーバーラップ量l3を9mm以上とすることで、回転ターレット5の回転に起因する第1遮蔽部30及び第2遮蔽部40の接触を防止するとともに、迂回路の伝搬経路を幅狭とすることができ、より効果的に外乱光を減衰又は遮蔽することができる。間隔l1が5mmを越えると、迂回路の伝搬経路が大きくなり、またオーバーラップ量l3が9mm未満であると、迂回路の伝搬経路の長さが短くなり、効果的に外乱光を減衰又は遮蔽することが難しくなるおそれがある。
尚、遮蔽部材32,42は、回転ターレット5の回転を阻害しない範囲に於いて、適宜の長さ、間隔、及び角度で設定することができる。
また、光線Bは、遮蔽部材32aの表面にやや高い角度で入射し、前述と同様に、第2遮蔽部40の筒部41の内面及び遮蔽部材32aの端面間を複数回反射した後、遮蔽部材42bを経由して第二領域内を複数回反射する。すなわち、この光線Bも第二領域を越えることができず、例えば10回の反射時点で光量は入射光の光量の(1/n)10となり、十分に低い光量となる。
例えば、図4に示すように、遮蔽部材42aの長さ寸法を、第1遮蔽部30を取り付けるボルト近傍まで延長させることで、外乱光の伝搬経路を長くとることができ、効果的に外乱光を減衰又は遮蔽することが可能となる。
また、図5(A)に示すように、遮蔽部30,40を回転ターレット5の軸方向に沿って取り付け、それぞれの遮蔽部材を間隔l1を有して形成することも可能である。
また、図5(B)に示すように、第1遮蔽部30及び第2遮蔽部40の各々の筒部及び遮蔽部材は、回転ターレット5の回転を阻害しない範囲に於いて、適宜の厚みの部材を用いて構成することも可能であり、例えば、第1遮蔽部30を環状ブロック体32cとして、第2遮蔽部40の遮蔽部材42a,42b間に間隔l1を有するように配置することもできる。また、図5(C)に示すように、逆に第2遮蔽部40を環状ブロック体42cとして構成してもよい。
さらに、第1遮蔽部30及び第2遮蔽部40の各々の筒部及び遮蔽板の表面に凹凸形状(例えば凹溝)を形成することで、遮蔽機構内に侵入してきた外乱光を更に散乱させることが可能となり、より一層の光遮蔽効果を発揮することができる。
このように、本発明の遮蔽機構は、装置構成及び所望の光遮蔽効果に応じて、光遮蔽効果が高い多様な形態を採用することができる。
1.検査1
遮蔽機構の各構成は、黒色非光沢の表面処理がなされた厚さ2mmのアルミニウム金属板からなり、寸法は以下のように設定した。
<第1遮蔽部30>
筒部31の長さ=15mm
遮蔽部材32a,32bの長さ=12mm
<第2遮蔽部40>
筒部41の長さ=30mm
遮蔽部材42aの長さ=17mm
遮蔽部材42bの長さ=12mm
<その他>
間隔l1:5mm
距離l2:15mm
オーバーラップ量l3:9mm
ピンホール検査装置の検査ターレット3の任意のポケット3aに缶体1を一缶保持させ、缶体1の開口端を開口受け部7に接触状態とし、回転ターレット5を徐々に回転させて、回転ターレット5の透孔8と可動板20に形成された貫通孔21が同軸上で一致するように位置決めし、回転を止めてピンホール検査を行った。
そして、遮蔽機構の遮蔽効果を確認するため、敢えて可動板20を付勢するエアーシリンダを作動させず、前記可動板20と回転ターレット5の間に0.08mmの間隙を設け、遮蔽機構の有無による遮蔽効果を光検出器13の光検出値により確認した。
その結果、遮蔽機構を設けた場合は光検出値が125mVであり、最高瞬時値が220mVであったのに対し、遮蔽機構を設けない場合は光検出値が4900mV以上(光検出器の測定上限)であった。
尚、前記した光検出値の値は、検出した光量を電圧(mV)に変換した値である。
そして、この可動板20の遮蔽機構を、前述した回転ターレットの全外周領域に設けた遮蔽機構と併設して設けることにより、外乱光の減衰又は遮蔽効果を更により一層高めることができる。
尚、回転ターレット5と可動板20の摺接部材26表面に平行な角度から入射した外来光は、反射回数も少なく光量を減衰させることは本来難しい。しかしながら、環状溝27aは反射を繰り返してきた間隙と比較して広い空間となっているため、光線A乃至Cは環状溝27aの空間に到達すると拡散して減衰される。すなわち、平行な角度から入射した外来光においても、前述の減衰効果によって、十分に低い光量とすることができる。
さらに、前述したように回転ターレット5と、摺接部材26の表面は黒色非光沢に表面処理されているので、反射光は散乱光となり、実際の反射は回転ターレット5と摺接部材26の表面で四方に散乱されながら、この散乱を繰り返されるものと理解するのが相当である。従って、光の伝搬量は環状溝27a、環状溝27b、・・・と順次進むに連れて減衰してゆくことになる。
2.検査2
可動板20の弗素樹脂系軟質プラスチックから成る黒色非光沢表面の摺接部材26の各寸法を以下のように設定した。
摺接部材26 直径:φ192mm
貫通孔21 直径:φ71mm
環状溝27a 中心位置の径:φ153mm
環状溝27b 中心位置の径:φ143mm
環状溝27c 中心位置の径:φ133mm
環状溝27d 中心位置の径:φ123mm
環状溝27e 中心位置の径:φ113mm
環状溝27f 中心位置の径:φ103mm
環状溝27g 中心位置の径:φ93mm
環状溝27a乃至g 幅:各7.3mm、深さ:各1.5mm
<測定位置>
缶体1の軸芯位置と光検出器13の軸心が一致する角度を0°とし、回転ターレット5の回転位置が時計方向に進んだ角度を+とし、反時計方向に遅れた角度を-で表示し、-12°、-6°、0°、6°、12°位置で光検出器13により検出光量を測定した。ここで、「-12°」及び「12°」の位置は、回転ターレット5の透孔8の周縁部と、可動板20の貫通孔21の周縁部が重なる始点及び終点の位置を示している。この時のデータを表1に示す。なお、本発明のピンホール検査装置において測定が行われるタイミングは-3°~3°の範囲内である。
<測定方法>
ピンホール検査装置の検査ターレット3の任意のポケット3aに缶体1を一缶保持させ、
缶体1の開口端を開口受け部7に接触状態とし、回転ターレット5を徐々に回転させて、回転ターレット5の透孔8と可動板20に形成された貫通孔21が同軸上で一致するように位置決めし、回転を止めてピンホール検査を行った。
そして、遮蔽機構の遮光効果を確認するため、敢えて可動板20を付勢するエアーシリンダを作動させず、可動板20と回転ターレット5の間に0.12mmの間隙(シム量)を設け、遮蔽機構の有無による遮蔽効果を光検出器13の光検出値により確認した。
尚、前記した光検出値の値は、検出した光量を電圧(mV)に変換した値である。
缶体保持部材3hはプレート状の部材であって、その上部に缶体1を戴置可能な凹部が形成されており、ロッド3rを介して缶体の底部を支持するチャック6の支持軸9に固定されている。また、缶体1の胴部上端及び下端近傍を支持するため、缶体保持部材3hは複数のロッド3rに所定の間隔を有して取付けられている。そして、缶体保持部材3h及びチャック6は、図示しないカム及びカムフォロワーにより、回転ターレット5の開口部受け部7に缶体1の開口端が密着するよう、回転ターレット5に対して軸方向に移動可能となっている。
前記構成によれば、検査ターレット3が不要となり、缶体1に光を照射する光源10(特に下部光源10b)の設置の自由度が広がるため、光源を増設して光量を増加させることが可能となる。また、回転ターレット5に対して軸方向に移動する缶体1の胴部が、検査ターレット3のポケット3aの缶体の載置部と摺動して生じる不具合、例えば缶体1の胴部の傷、凹み等、を防止することができる。
また、本発明の缶体のピンホール検査装置において、可動板の遮蔽機構を併設することにより、外乱光の減衰又は遮蔽効果を更により一層高めることができる。
さらに、本発明の缶体のピンホール検査装置は光遮蔽効果が大きいため、高光度の光源を用いることが可能となって、より小径(数μm程度)のピンホールを検出することが可能となり、検査精度がより一層向上した缶体のピンホール検査装置を提供することができる。
Claims (12)
- 貫通する透孔を有する回転ターレットと、
前記回転ターレットに対向して固定フレーム側に設けられる可動板と、
缶体の胴部を支持する缶体保持部材と、
缶体の内部に漏れ出た光を検出する光検出器と、
前記缶体の外周面に光を照射する光源と、
を備える缶体のピンホール検査装置であって、
前記回転ターレットの全外周領域に、所定の間隔を有して対峙して設置される一対の遮蔽部から形成される迂回路を遮蔽機構として設けたことを特徴とする缶体のピンホール検査装置。 - 前記一対の遮蔽部は、第1遮蔽部及び第2遮蔽部からなり、第1遮蔽部は回転する回転ターレットに、第2遮蔽部は回転ターレットの側面部と略対向する位置に固設される請求項1に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記一対の遮蔽部は、第1遮蔽部及び第2遮蔽部からなり、前記各遮蔽部に設けられる遮蔽部材が、対向する前記各遮蔽部の筒部に向けて交互に突出するよう配列される請求項1に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記一対の遮蔽部は、第1遮蔽部及び第2遮蔽部からなり、前記各遮蔽部に設けられる遮蔽部材が、対向する前記各遮蔽部の筒部に向けて交互に突出するよう配列される請求項2に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記遮蔽部材が、対向する前記各遮蔽部の筒部に向けて垂直に突出するように形成された遮蔽板である請求項3記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記遮蔽部材と対峙する遮蔽部材との間隔が5mm以下である請求項3に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記遮蔽部材と、対峙する遮蔽部材とのオーバーラップ量が9mm以上である請求項6に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記可動板の表面に、該可動板の貫通孔と同心円状に複数の断面矩形状の環状溝を遮蔽機構として設けたことを特徴とする請求項1に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記光源に白色LED光を用いたことを特徴とする請求項1に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記光源に白色LED光を用いたことを特徴とする請求項8に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記缶体保持部材は、ロッドを介してチャックの支持軸に固定される請求項1に記載の缶体のピンホール検査装置。
- 前記缶体保持部材は、ロッドを介してチャックの支持軸に固定される請求項8に記載の缶体のピンホール検査装置。
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