(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック中空筒体を自転しないようにして公転させて、その側壁部の肉厚を検査する方法であって、プラスチック中空筒体の軸心に対して公転の中心の反対側にある側壁部を、位置固定変位計の弾性的に往復動可能な押圧子によって押圧し、押圧中に公転の中心に対するプラスチック中空筒体の公転角θを測定すると同時に押圧子の移動量ｄを測定し、押圧中の所定期間における初期公転角θ1および終期公転角θ2のそれぞれに対応する押圧子の移動量ｄ1および移動量ｄ2に基づいて検査を行なうことを特徴とするプラスチック中空筒体の肉厚検査方法。
【請求項２】
公転角θおよび移動量ｄを電気信号値に変換し、演算回路で押圧子の移動量ｄ1と移動量ｄ2の差Δｄを計算し、この計算値に基づいて検査を行なう、請求項１記載のプラスチック中空筒体の肉厚検査方法。
【請求項３】
プラスチック中空筒体を自転しないようにして公転させる装置；プラスチック中空筒体の軸心に対して公転の中心の反対側の側壁部の外側に配設された、該側壁部を押圧して弾性的に往復動可能な押圧子を有し、押圧子の移動量ｄを電気信号値に変換可能な位置固定変位計；公転角θを測定し、電気信号値に変換する装置；および押圧中の所定期間における初期公転角θ1および終期公転角θ2の電気信号値に基づいて、初期公転角θ1に対応する押圧子の移動量ｄ1と終期公転角θ2に対応する押圧子の移動量ｄ2の電気信号値の差を演算する演算回路、ならびに上記電気信号値の差の演算値を基準値と比較する比較回路を有する信号処理回路を備えることを特徴とするプラスチック中空筒体の側壁部の肉厚測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック中空筒体の側壁部の肉厚を測定する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックボトルの多くは、加熱されたプリフォームをブロ−成形や延伸ブロ−成形することによって形成されている。形成されたボトルの側壁部は、同じ高さの箇所では周方向に肉厚がほぼ一様であるが、プリフォームの高さ方向の温度分布が不均一になり、肉厚が高さ方向に不均一になることがある。そのため底部近傍の側壁部が規定範囲値より薄くなり、同時に肩部近傍の側壁部の肉厚が規定範囲値より厚くなる場合（プリフォームの底部近傍の温度が上部の温度より高い時）や、反対に底部近傍の側壁部が規定範囲値より厚くなり、同時に肩部近傍の側壁部の肉厚が規定範囲値より薄くなる場合（プリフォームの上部の温度が底部近傍の温度より高い時）がある。
このような場合、打栓の際に軸方向に加わる力によって肉厚が薄い箇所から側壁部が座屈し易い。また肩部近傍の肉厚が特に厚いと、白化溜りができて外観不良品となる。そのため側壁部の肉厚を検査することが好ましいのであるが、角形プラスチックボトルのような胴部の横断面が隅丸四角形状のプラスチック中空筒体等の側壁部の肉厚を検査する、特に自動的に検査する方法や装置については、本発明者の知る限り提案されたものが無かった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、プラスチック中空筒体の胴部の横断面が隅丸四角形状等の円形状でない場合であっても、側壁部の肉厚を検査することが可能なプラスチック中空筒体の肉厚検査方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、プラスチック中空筒体の胴部の横断面が隅丸四角形状等の円形状でない場合であっても、側壁部の肉厚を自動的に検査することが可能なプラスチック中空筒体の肉厚検査方法および装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラスチック中空筒体の肉厚検査方法は、プラスチック中空筒体を自転しないようにして公転させて、その側壁部の肉厚を検査する方法であって、プラスチック中空筒体の軸心に対して公転の中心の反対側にある側壁部を、位置固定変位計の弾性的に往復動可能な押圧子によって押圧し、押圧中に公転の中心に対するプラスチック中空筒体の公転角θを測定すると同時に押圧子の移動量ｄを測定し、押圧中の所定期間における初期公転角θ1および終期公転角θ2のそれぞれに対応する押圧子の移動量ｄ1および移動量ｄ2に基づいて検査を行なうことを特徴とする。
上記発明の場合、公転角θおよび移動量ｄを電気信号値に変換し、演算回路で押圧子の移動量ｄ1と移動量ｄ2の差Δｄを計算し、この計算値に基づいて検査を行なうのが好ましい。
【０００５】
本発明のプラスチック中空筒体の側壁部の肉厚測定装置は、プラスチック中空筒体を自転しないようにして公転させる装置；プラスチック中空筒体の軸心に対して公転の中心の反対側の側壁部の外側に配設された、該側壁部を押圧して弾性的に往復動可能な押圧子を有し、押圧子の移動量ｄを電気信号値に変換可能な位置固定変位計；公転角θを測定し、電気信号値に変換する装置；および押圧中の所定期間における初期公転角θ1および終期公転角θ2の電気信号値に基づいて、初期公転角θ1に対応する押圧子の移動量ｄ1と終期公転角θ2に対応する押圧子の移動量ｄ2の電気信号値の差を演算する演算回路、ならびに上記電気信号値の差の演算値を基準値と比較する比較回路を有する信号処理回路を備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明に実施の形態】
図１は、横断面が隅丸四角形状の所謂角形プラスチックボトルを自転しないようにして公転させ、公転中に、プラスチックボトルの軸心に対して公転の中心の反対側にある側壁部を位置固定変位計の押圧子によって弾性的に押圧した時の、公転角θと押圧子の移動量ｄ（側壁部から離れる方向への移動距離）との関係の例を示した線図である。
押圧子が側壁部に接触して押圧が開始されると急速に、移動量ｄは側壁部の第１のコーナに接触する時点で第１のピークｐ1（移動量ｄ3）に達し、以後移動量ｄは減少して、ボトルの径が最小になる箇所に接触する時点で最低点ｑに達した後再び増加して、押圧子が側壁部の第２のコーナに接触する時点で第２のピークｐ2に達し、以降押圧子は元の位置に急速に戻る。
第１のピークｐ1と第２のピークｐ2間の曲線の形状は側壁部の肉厚によって異なる。すなわち肉厚が小さい程側壁部は押圧により凹み易いので、移動量ｄの公転角θに対する減少割合および増加割合が大きくなる。反対に肉厚が大きい程上記減少割合および増加割合が小さくなる。
図２は、側壁部の肉厚が異なる場合の、上記曲線の例を示したものであり、曲線１は肉厚が規定範囲値内にあって正常な場合、曲線２は肉厚が規定範囲値よりも小さい場合、曲線３は肉厚が規定範囲値より大きい場合を示す。
【０００７】
本発明は、押圧開始時点（第１のピークｐ1より若干前の時点）より押圧終了時点（第２のピークｐ2より若干後の時点）までの間の、つまり押圧中の所定の公転期間（例えば図１における、公転角θがｎ1とｎ2の間の期間：ｎ1は第１ののピークｐ1後公転角に対する移動量の傾斜が急になり始まる時点、ｎ2は図２における例えば曲線２のように曲線底部近傍のばらつきが始まる直前等の公転角の時点）における初期公転角θ1（図１の場合ｎ1）および終期公転角θ2（図１の場合ｎ2）のそれぞれに対応する押圧子の移動量ｄ1および移動量ｄ2に基づいて検査を行なう。
より好ましくは、押圧子の移動量ｄ1および移動量ｄ2の差Δｄ、すなわちその絶対値である｜ｄ1ーｄ2｜を求めて、この値に基づいて検査を行なうものである（図１）。
すなわち所定の公転期間、例えばｎ1とｎ2の間の期間における公転角の差Δθ、すなわち｜ｎ2ーｎ1｜に対する移動量の差Δｄの比（Δｄ／Δθ）を求めたことになる。ここでΔｄ／Δθは前記の減少割合あるいは増加割合に対応する。
例えば肉厚が規定範囲値よりも小さい場合である曲線２（図２）のように、多数のサンプルのテスト結果である各移動量曲線の底部近傍は曲線２’と曲線２”の範囲内でかなりばらつく。従って最低点ｑに基づいて満足な検査を行なうことはできない。
また所定期間を経過時間のｔ1とｔ2として、｜ｔ2ーｔ1｜に対する移動量の差Δｄ”を求め、この値に基づいて検査を行なう場合は、回転むらや公転速度の変化によるばらつきの影響を受けて、やはり満足な検査を行なうことができない。本発明の場合は、回転むらや公転速度の変化によるばらつきの影響を受けることがない。
【０００８】
本発明の実施の１形態である測定装置１０を示す図３、図４において、１１ａは上ターレット板、１１ｂは中ターレット板、１１ｃは下ターレット板であり、駆動機構（図示されない）によって駆動され基盤２６に着設された回転軸１２によって、何れも矢印Ｒ方向に同時に回転する。
中ターレット板１１ｂおよび下ターレット板１１ｃには、横断面が隅丸四角形の角形ボトル１３を収容して矢印Ｒ方向に公転させるためのコ字状のポケット１４が複数個（図では４個）周方向等間隔に設けられている。各ポケット１４の両側には、収容されたボトル１３の自転防止のための、半径方向に若干突出した、合成樹脂板等よりなる押え板１４ａが着設されている。上ターレット板１１ａには、各ポケット１４の上部にボトル１３の首部１３ｃを保持するための、半円形の保持部を有する保持体１１ａ1が螺着されている。
１５はボトル１３の送入ステーションＡと送出ステーションＤの間において、下ターレット板１１ｃの外側に設けられた案内板であって、案内面１５ａが公転中のボトル１３の外側側壁部１３ａに軽く接触して、ボトル１３が遠心力によって外方にずれるのを防止する。１６はボトル１３の公転角θを検出するためのロータリエンコーダであって、回転軸１２に同期してベルト１７を介して回転する。ロータリエンコーダ１６の出力は後記の第１の信号処理回路２７に入力する（図６）。
【０００９】
第１の測定ステーションＢには、ボトル１３の外側側壁部１３ａの上部コーナ部１３ａ1（補強のためのエンボス１８が無く、全周に亘り平坦部となっている）に接触可能のローラ型押圧子１９ａを先端に有する変位計１９が架台２０に固設されている。架台２０は基盤２６に固着されている。変位計１９は、その軸心の延長線が回転軸１２の中心線、すなわち公転中心線を通るように水平に配設されている。ローラよりなる押圧子１９ａも水平面上にある。
変位計１９の内部構造を示す図５において、押圧子１９ａは、往復動可能のシャフト２１の先端部に軸着されている。シャフト２１は、変位計本体２２の端面２２ａに固着された有底筒体２３の底部２３ａに形成された透孔２４を挿通している。シャフト２１の中間の筒体２３の内部に鍔部２１ａが設けられており、鍔部２１ａと本体の端面２２ａの間のシャフト２１の部分をコイル・スプリング２５が包囲しており、常時はコイル・スプリング２５によって鍔部２１ａが筒体の底部２３ａの方に押されて、鍔部２１ａと底部２３ａが係合している。
本体２２は、シャフト２１の移動量ｄを電気信号に変換するトランスジューサ２２ｂ（例えばポテンシオメータ方式の）を内蔵しており、その出力は第１の信号処理回路２７に接続する（図６）。押圧子１９ａは常時は、公転中のボトルの外側側壁部１３ａの上部コーナ部１３ａ1の両端部１３ｂ（隅丸部の端部）と接触可能の位置にある。
【００１０】
第１の測定ステーションＢと送出ステーションＤの中間にあるステーションＣに、ボトル１３の外側側壁部１３ａの下部コーナ部１３ａ2（補強のためのエンボス１８が無く、全周に亘り平坦部となっている）に接触するローラ型押圧子２９ａを先端に有する変位計２９が架台３０に固設されている。変位計２９の構造や配置は配置高さを除いて、変位計１９のそれ等と同じであり、その出力は信号処理回路２７と同じ構成の第２の信号処理回路（図示されない）に接続する。
【００１１】
図６に示す信号処理回路２７において、３１は変位計１９の入力端子であり、入力端子３１は演算増幅器３２、Ａ／Ｄ変換器３３を経て中央処理装置（ＣＰＵ）３４に接続する。入力端子３１は、押圧区間検出器３５を経てゲート３６にも接続する。押圧区間検出器３５は、電圧設定器３５ａによって設定される一定電圧Ｖｇ（図１の最低点ｑより小さい移動量ｄ4に対応する電圧：例えば１．２ボルト）を入力電圧が越え、公転角がｓ（図１）になると、ゲート３６を開け、後記のＮ2の読み込みでゲート３６を閉じるようになっている。入力電圧が一定電圧Ｖｇより低くなり、公転角がｔ（図１）になると押圧区間検出器３５がリセットされる。
入力端子３１は、ピーク検出器３７およびゲート３６を経てカウンタ回路３８にも接続される。カウンタ回路３８には、ロータリエンコーダ１６の入力端子３９も接続する。４０は、測定開始時の公転角であるｎ1に対応する、ロータリエンコーダ１６の出力パルスのカウント数Ｎ1（図１参照）を設定する測定開始時点設定器であり、４１は、測定終了時の公転角であるｎ2に対応する、ロータリエンコーダ１６の出力パルスのカウント数Ｎ2（図１参照）を設定する測定終了時点設定器である。４２は比較回路であり、カウンタ回路３８および測定開始時点設定器４０に接続する。４３も比較回路であり、カウンタ回路３８、測定終了時点設定器４１およびゲート３６に接続する。比較回路４２および４３よりそれぞれ、スタート信号４４およびエンド信号４５が中央処理装置３４に入力する。
【００１２】
中央処理装置３４は、Ｄ／Ａ変換器４６およびラッチ回路５２に接続する。中央処理装置３４よりスタート信号４７がＡ／Ｄ変換器３３に入力する。また中央処理装置３４より、変位計１９の出力の差の演算結果であるデジタル値をアナログ値に変換させるトリガ信号４８がＤ／Ａ変換器４６に入力する。Ｄ／Ａ変換器４６は、比較器４９および５０ならびにモニター５１に接続する。
比較器４９は、設定器４９ａにより設定された設定値Ｖｍａｘ（規定範囲値の上限の肉厚に対応する電圧）と入力信号を比較し、設定値より大きな信号が入力すると信号をラッチ回路５２に出力する。一方比較器５０は、設定器５０ａにより設定された設定値Ｖｍｉｎ（規定範囲値の下限の肉厚に対応する電圧）と入力信号を比較し、設定値より小さな信号が入力すると信号をラッチ回路５２に出力する。ラッチ回路５２は、比較器４９、５０より信号が入力した時、リジェクト信号５３を出力する。リジェクト信号５３が出力された場合、当該ボトル１３は送出ステーションＤの下流にあるリジェクト装置（図示されない）によって排出される。
【００１３】
以上の測定装置１０および信号処理回路２７により、検査は次のよにして行なわれる。ボトル１３が基盤２６の上面を滑りながら公転してＢステーションに達し、外側側壁部１３ａが押圧子１９ａに接触開始すると、押圧子１９ａが図３の右方へ向って移動し始める。移動量がｄ4になり、変位計入力端子３１への入力電圧がＶｇになると、押圧区間検出器３５が動作して、ゲート３６が開く。更に公転が進んで押圧子１９ａが最右方に移動して、移動量が最大値ｄ3に達した時点（図１のｐ1に対応する公転角ｐ）に達して、上記入力電圧がＶｐに達すると、ピーク検出器３７が動作し、ロータリエンコーダ入力端子３９より入力されるパルス３９ａのカウントをカウンタ回路３８で開始する。カウント数がＮ1になると比較回路４２よりスタート信号４４が中央処理装置３４に入力し、Ｎ1値が読み込まれる。
同時に中央処理装置３４よりスタート信号４７がＡ／Ｄ変換器３３に入力して、カウント数がＮ1に対応する公転角ｎ1の時の押圧子２９ａの移動量ｄ1（図１）に対応する電圧のデジタル値ｄ’1が中央処理装置３４に読み込まれる。更に公転が進んで、カウント数がＮ2になると比較回路４３よりエンド信号４５が中央処理装置３４に入力し、Ｎ2値が読みこまれる。同時に中央処理装置３４よりスタート信号４７がＡ／Ｄ変換器３３に入力して、カウント数がＮ2に対応する公転角ｎ2の時の押圧子２９ａの移動量ｄ2に対応する電圧のデジタル値ｄ’2が中央処理装置３４に読み込まれる。この時点でゲート３６は閉じる。
【００１４】
中央処理装置３４で、（ｄ’1ーｄ’2）の絶対値、すなわち｜ｄ’1ーｄ’2｜の演算処理が行なわれる。演算値ｈ（ｈ＝｜ｄ’1ーｄ’2｜）はＤ／Ａ変換器４６に入力してアナログ信号値（電圧値）ｈ’に変換される。信号値ｈ’は比較器４９に入力し、設定値Ｖｍａｘと比較され、設定値Ｖｍａｘより大きい場合は、信号をラッチ回路５２に出力する。同時に信号値ｈ’は比較器５０に入力し、設定値Ｖｍｉｎと比較され、設定値Ｖｍｉｎより小さい場合は、信号をラッチ回路５２に出力する。ラッチ回路５２は上記の入力があった時はリジエクト信号５３を出力する。上記の入力が無い時は合格信号５４を出力する。エンド信号４５の出力時点と次のスタート信号４４の出力時点の間に、例えば図１の公転角ｔに対応する時点でリセット信号５５が中央処理装置３４からラッチ回路５２に出力されて、ラッチ回路５２はリセットされる。
第２の測定ステーションＣに配設された変位計２９および変位計２９に接続する第２の信号処理回路も同様に動作して、プラスチックボトルの外側側壁部１３ａの下部コーナ１３ａ2を同様の方法で検査する。
【００１５】
本発明は、以上の実施例によって制約されるものでなく、例えば中央処理装置で（｜ｄ’1ーｄ’2｜）／（｜Ｎ2ーＮ1｜）の演算処理を行ない、その演算値に基づいて検査を行なってもよい。また変位計の軸心の延長線が回転軸１２の中心線より若干ずれていてもよい。また変位計は水平位置から若干ずれていてもよい。第１のピークｐ1と第２のピークｐ2の高さは（移動量ｄ）は若干異なってもよい。所定期間として実施例では、移動量がピーク値ｐ1から僅かに低下した時点ｄ1（ｎ1）と、時点ｄ1（ｎ1）からほぼ直線的に急勾配での低下が終わった時点ｄ2（ｎ2）｛時点ｄ2（ｎ2）は底部のばらつきがはじまる（図２参照）時点とほぼ一致する｝の間の期間を選んだが、所定期間はそれ以外の適宜の期間でもよい。例えば所定期間の始まりは、ピーク値ｐ1の時点ｐであってもよい。また移動量曲線がほぼ直線的に急勾配で立ち上がる時点から、第２のピーク値ｐ2の時点、もしくはその僅か手前の急勾配で立ち上がりが終わる時点までの間の期間であってもよい。
プラスチック中空筒体の胴部の横断面形状も制約されるものでなく、角隅が鋭い四角形状、円形状、楕円形状その他の形状であってもよい。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に係る発明は、プラスチック中空筒体の胴部の横断面が隅丸四角形状等の円形状でない場合であっても、側壁部の肉厚を検査することができるという効果を奏する。
請求項２および請求項３に係る発明は、プラスチック中空筒体の胴部の横断面が隅丸四角形状等の円形状でない場合であっても、側壁部の肉厚を自動的に検査することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ボトルの公転角と押圧子の移動量の関係の例に基づいて、本発明の原理を示す線図である。
【図２】ボトルの側壁部の肉厚が正常の場合、規定範囲値より大きい場合および規定範囲値より小さい場合の、図１と同様の関係を示す線図である。
【図３】本発明の実施例である装置の説明用平面図である。
【図４】図３の装置の、ＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断面図である。
【図５】図３の変位計の内部構造を示す一部切断説明用平面図である。
【図６】図３の装置に接続する信号処理回路の例を示す回路図である。
【符号の説明】
１１ａ  上ターレット板（公転させる装置）
１１ｂ  中ターレット板（公転させる装置）
１１ｃ  下ターレット板（公転させる装置）
１２    回転軸（公転させる装置）
１３    プラスチック角形ボトル（プラスチック中空筒体）
１６    ロータリ・エンコーダ（公転角を電気信号に変換する装置）
１９    変位計
１９ａ  押圧子
２７    第１の信号処理回路
３４    中央処理装置（演算回路）
４９    比較器（比較回路）
５０    比較器（比較回路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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