(57)【要約】  肉厚が相対的に大きい領域（平坦部Ｒｆ）と小さい領域（コーナー部Ｒｃ）とが周方向に沿って分布する容器１０Ａを検査対象とする容器の肉厚検査装置１であって、センサー部５を有し容器１０Ａの外周面の前記センサー部５が対向する部位の容器１０Ａの肉厚を測定する肉厚測定装置（静電容量検出器４）と、前記肉厚測定装置により容器１０Ａの肉厚を全周にわたって測定するために容器１０Ａを容器の中心軸の周りに軸回転させる回転駆動機構と、前記肉厚測定装置による肉厚の測定部位が前記容器１０Ａのいずれの領域であるかを検出する領域検出装置（光電センサー８）と、前記肉厚測定装置の出力より得た容器１０ａの全周にわたる肉厚の測定値から容器１０Ａの肉厚の良否を判定する判定装置とを備える。前記判定装置は、前記領域毎の肉厚の良否判定基準値を記憶する記憶部と、前記肉厚測定装置の出力より得た肉厚の測定値を前記領域検出装置により検出された領域の前記記憶部に記憶された良否判定基準値と比較する比較部とを備えている。
2016117244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
肉厚が相対的に大きい領域と小さい領域とが周方向に沿って分布する容器を検査対象とする容器の肉厚検査装置であって、
センサー部を有し前記容器の外周面の前記センサー部が対向する部位の容器の肉厚を測定する肉厚測定装置と、前記肉厚測定装置により容器の肉厚を全周にわたって測定するために前記容器を容器の中心軸の周りに軸回転させる回転駆動機構と、前記肉厚測定装置による肉厚の測定部位が前記容器のいずれの領域であるかを検出する領域検出装置と、前記肉厚測定装置の出力より得た容器の全周にわたる肉厚の測定値から前記容器の肉厚の良否を判定する判定装置とを備え、前記判定装置は、前記領域毎の肉厚の良否判定基準値を記憶する記憶部と、前記肉厚測定装置の出力より得た肉厚の測定値を前記領域検出装置により検出された領域の前記記憶部に記憶された良否判定基準値と比較する比較部とを備えて成る容器の肉厚検査装置。
【請求項２】
前記肉厚測定装置は、前記容器の外周面に接して容器の静電容量を測定するための電極パターンを有するセンサー部と、前記センサー部を容器の外周面に押し付ける弾性体とを備えたものであり、前記領域検出装置は、前記弾性体の拡縮動作に伴うセンサー部の往復動作時の決められた量の変位を検出することによって前記肉厚測定装置による肉厚の測定部位が前記容器のいずれの領域であるかを検出するものである請求項１に記載された容器の肉厚検査装置。
【請求項３】
前記肉厚測定装置は、前記容器の外周面に接して容器の静電容量を測定するための電極パターンを有するセンサー部と、前記センサー部を容器の外周面に押し付ける弾性体とを備え、前記領域検出装置は、前記弾性体を中間に位置させて対向させる光電センサーの投光部と受光部とを有し、前記光電センサーの投光部および受光部は、前記弾性体の拡縮動作に伴うセンサー部の往復動作時の決められた量の変位によって投光部と受光部との間の光路に遮断状態と透過状態とが形成されるように位置決めされており、前記領域検出装置は、前記投光部と受光部との間の光路に遮断状態と透過状態のいずれが形成されたかを検出することによって前記肉厚測定装置による肉厚の測定部位が前記容器のいずれの領域であるかを検出するものである請求項１に記載された容器の肉厚検査装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、びんなどの容器の肉厚を検査する肉厚検査装置に関する。この発明は、特に、肉厚が相対的に大きい領域と小さい領域とが周方向に沿って分布する容器を検査するのに適した容器の肉厚検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば製びん工場において、製びん機の複数のセクションでびんが次々に製造されると、各びんは最終の包装工程まで搬送される間に、検査ラインを通過して欠陥の有無などが検査される。この種の検査ラインに設置されるびん検査装置として、スターホイールの周囲に複数の検査ステーションを配置する構成のものがある。図１５に示すように、スターホイール１００の外周面には複数の凹部１０１が設けられており、各凹部１０１内へ導入されたびん１０は、スターホイール１００の間欠回転により各検査ステーションへ順送りされる。びん１０の肉厚を検査する検査ステーションでは、検査対象のびん１０は支持テーブルの上面に支持され、このびん１０を回転駆動機構によりびん１０の中心軸のまわりに軸回転させることにより、肉厚測定装置２００によりびん１０の肉厚が全周にわたって測定される。【０００３】
図１５に示す肉厚測定装置２００は静電容量検出器よりなるもので、表面に電極パターンが設けられたセンサー部２０１と、このセンサー部２０１をびん１０の外周面に押し付ける弾性体２０２とを備えている。センサー部２０１は、全長にわたって湾曲する帯板状の取付基板２０３の表面に、電極パターンが形成された合成樹脂製の電極シート２０４が貼り合わされたものである。このセンサー部２０１をびん１０の表面に当接させることにより、測定電極の電極パターンとアース電極の電極パターンとの間で、びん１０に当接した部位の静電容量が検出される。この静電容量の検出出力が図示しない演算制御装置に取り込まれて肉厚に換算される（例えば特許文献１参照）。【０００４】
前記演算制御装置は、換算した肉厚の測定値をあらかじめ定めた良否判定基準値と比較することによりびん１０の肉厚の良否を判定する。良否判定基準値は、びんの強度を保障するのに最低限必要な厚みを示すもので、びんの全周にわたる測定値のうちの１つでも良否判定基準値を下回った場合には、そのびんは不良と判定される。【０００５】
上記の構成の肉厚測定装置２００によれば、たとえ、びん１０が振動しても、その振動が弾性体２０２により吸収されるので、センサー部２０１とびん１０の表面との接触状態が安定し、精度の良い肉厚の測定を行うことができる。さらに、胴部の形状が図１６に示すような角形形状をなすびん（以下「角形びん」という。）１０Ａや図１８に示すような楕円形状をなすびん（以下「楕円形びん」という。）１０Ｂのように、胴部の周方向における湾曲の度合が均一でないびんを検査する場合にも、例えば特許文献２，３に記載されているような、センサー部のびん１０の外周部との当接位置が安定する構成の肉厚測定装置を用いることによって、精度の良い測定を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４１６０８４号公報
【特許文献２】特開２０１３−１９５１１０号公報
【特許文献３】国際公開２０１４／０５０７８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、角形びん１０Ａは、図１６および図１７に示すように、湾曲度合が小さくほぼフラットな領域（以下「平坦部」という。）Ｒｆと湾曲度合が大きい角の領域（以下「コーナー部」という。）Ｒｃとでは、コーナー部Ｒｃが平坦部Ｒｆより肉厚が薄くなっている。このような角型びん１０Ａについて、薄い肉厚のコーナー部Ｒｃを基準として良否判定基準値（最小値）を定めた場合、検査対象のびんの平坦部Ｒｆに局所的に肉厚が薄い部分があっても、その薄肉の部分の肉厚が基準値を上回ると、不良箇所が見逃されるおそれがある。一方、厚い肉厚の平坦部Ｒｆを基準として良否判定基準値を定めた場合、コーナー部Ｒｃの肉厚の許容範囲が狭くなり、不良判定される頻度が極端に多くなるという問題がある。【０００８】
図１８に示した楕円形びん１０Ｂにおいても、湾曲度合が小さい第１の領域Ｒａと湾曲度合が大きな第２の領域Ｒｂとでは、第２の領域Ｒｂが第１の領域Ｒａより肉厚が薄くなるため、上記した角形びん１０Ａと同様の問題が生じる。【０００９】
この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、角形びんや楕円形びんのように肉厚が相対的に大きい領域と小さい領域とが周方向に沿って分布する容器であっても、精度良く肉厚の検査を行うことができる容器の肉厚検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による容器の肉厚検査装置は、肉厚が相対的に大きい領域と小さい領域とが周方向に沿って分布する容器を検査対象とするものであって、センサー部を有し前記容器の外周面の前記センサー部が対向する部位の容器の肉厚を測定する肉厚測定装置と、前記肉厚測定装置により容器の肉厚を全周にわたって測定するために前記容器を容器の中心軸の周りに軸回転させる回転駆動機構と、前記肉厚測定装置による肉厚の測定部位が前記容器のいずれの領域であるかを検出する領域検出装置と、前記肉厚測定装置の出力より得た容器の全周にわたる肉厚の測定値から前記容器の肉厚の良否を判定する判定装置とを備えている。前記判定装置は、前記領域毎の肉厚の良否判定基準値を記憶する記憶部と、前記肉厚測定装置の出力より得た肉厚の測定値を前記領域検出装置により検出された領域の前記記憶部に記憶された良否判定基準値と比較する比較部と備えて成るものである。【００１１】
上記した構成の容器の肉厚検査装置により例えば角形びんの肉厚を検査する場合には、平坦部の肉厚を基準とした第１の良否判定基準値とコーナー部の肉厚を基準とした第２の良否判定基準値とをあらかじめ記憶部に記憶させる。検査において、肉厚測定装置により角形びんの全周にわたる肉厚が測定されるとき、領域検出装置によって測定部位が平坦部とコーナー部のいずれであるかが検出される。平坦部の肉厚の測定値は第１の良否判定基準値と比較される。コーナー部の肉厚の測定値は第２の良否判定基準値と比較される。このように、肉厚が相対的に大きい領域と小さい領域とについて、各領域に適した良否判定基準値が適用されて肉厚の検査が行われるので、検査の精度が高められる。【００１２】
この発明の好ましい実施態様においては、前記肉厚測定装置は、前記容器の外周面に接して容器の静電容量を測定するための電極パターンを有するセンサー部と、前記センサー部を容器の外周面に押し付ける弾性体とを備えたものである。前記領域検出装置は、前記弾性体の拡縮動作に伴うセンサー部の往復動作時の決められた量の変位を検出することによって前記肉厚測定装置による肉厚の測定部位が前記容器のいずれの領域であるかを検出する。【００１３】
例えば、角形びんが検査対象である場合、平坦部に対してコーナー部の方がびんの中心からの距離が大きいので、コーナー部にセンサー部が接するときには、平坦部にセンサー部が接するときより弾性体の収縮度合が大きくなり、センサー部が後退する。このセンサー部の決められた量の変位を領域検出装置により検出することによって、測定部位が平坦部とコーナー部のいずれであるかを判別する。【００１４】
この発明のさらに好ましい実施態様においては、前記肉厚測定装置は、前記容器の外周面に接して容器の静電容量を測定するための電極パターンを有するセンサー部と、前記センサー部を容器の外周面に押し付ける弾性体とを備え、前記領域検出装置は、前記弾性体を中間に位置させて対向させる光電センサーの投光部と受光部とを有している。前記光電センサーの投光部および受光部は、前記弾性体の拡縮動作に伴うセンサー部の往復動作時の決められた量の変位によって投光部と受光部との間の光路に遮断状態と透過状態とが形成されるように位置決めされている。前記領域検出装置は、前記投光部と受光部との間の光路に遮断状態と透過状態のいずれが形成されたかを検出することによって前記肉厚測定装置による肉厚の測定部位が前記容器のいずれの領域であるかを検出する。【００１５】
上記の実施態様によれば、例えば、角形びんの平坦部にセンサー部が接するときは投光部と受光部との間の光路がセンサー部により光が遮断された遮断状態となる。一方、コーナー部にセンサー部が接するときは弾性体の収縮によりセンサー部が決められた量を変位して前記光路が光の透過する透過状態になる。投光部と受光部との間の光路に遮断状態と透過状態のいずれが形成されたかを検出することにより肉厚の測定部位が角形びんの平坦部であるかコーナー部であるかが判別される。  
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、角形びんや楕円形びんのように、肉厚が領域によって相対的に大小異なる容器であっても、測定部位の肉厚の測定値を領域毎の良否判定基準値と比較するので、全周にわたり精度の良い肉厚検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の一実施例である容器の肉厚検査装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】静電容量検出器の構成を示す正面図である。
【図３】静電容量検出器のセンサー部の構成を拡大して示す断面図である。
【図４】電極シートに表された電極パターンを示す平面図である。
【図５】取付基板に電極シートが貼着された状態を拡大して示す斜視図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】肉厚測定部位の領域を検出する方法を示す平面図である。
【図８】演算制御装置の主要構成を示すブロック図である。
【図９】静電容量検出器により検出された静電容量を肉厚データに変換するための肉厚変換曲線を示すグラフである。
【図１０】肉厚データの変化をコーナー検出信号およびゲート信号とともに示すタイムチャートである。
【図１１】コーナー検出信号のオン時間を補正する方法を示す説明図である。
【図１２】角形びんの肉厚を検査する手順を示すフローチャートである。
【図１３】図１２のＳＴ７の詳細な手順を示すフローチャートである。
【図１４】静電容量検出器の他の実施例の構成とその実施例における肉厚測定部位の領域検出方法とを示す説明図である。
【図１５】従来のびんの肉厚検査装置に用いられる静電容量検出器の構成例を示す平面図である。
【図１６】角形びんの一例を示す斜視図である。
【図１７】図１６の角形びんの肉厚を表す水平方向の断面図である。
【図１８】楕円形びんの一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、この発明の一実施例である肉厚検査装置１の全体の構成を示している。図示の肉厚検査装置１は、ガラス製のびんの肉厚を検査するのに用いているが、これに限らず、合成樹脂製のびんの肉厚を検査することも可能であり、また、びんに限らず、各種の容器の肉厚を検査することもできる。
【００１９】
図示の肉厚検査装置１は、図１６に示した角形びん１０Ａを検査しており、スターホイール（図示せず）の周囲に設けられた複数の検査ステーションのうちのいずれかの検査ステーションに設置されている。なお、図示例の肉厚検査装置１は、角形びん１０Ａのみならず、図１８に示した楕円形びん１０Ｂの肉厚を検査するのにも適している。また、角形びん１０Ａは、平面視した胴部の形状が四角形のものに限らず、五角形のもの、六角形のものなどであってもよい。スターホイールの外周面には複数の凹部が設けられている。各凹部内へ導入された角形びん（以下、単に「びん」という。）１０Ａは、凹部内に拘束された状態で、スターホイールの間欠回転によって各検査ステーションへ順送りされる。
【００２０】
肉厚検査装置１が設置されている検査ステーションにおいては、検査対象のびん１０Ａは、回転自由で水平な支持テーブル２０の回転中心上に支持される。このびん１０Ａを回転駆動機構２がびん１０Ａの中心軸Ｃのまわりに軸回転させることにより、びん１０Ａの肉厚が全周にわたって検査される。図示例の回転駆動機構２は、前記支持テーブル２０と、びん１０Ａの口部の外周面に接して回転時の摩擦力によりびん１０Ａを回転駆動する駆動ローラ２１と、駆動ローラ２１との間でびん１０Ａの口部を支持する左右一対の自在ローラ２２，２３と、駆動ローラ２１を回転駆動する図示しない駆動装置とで構成されている。なお、回転駆動機構２は、支持テーブル２０を回転駆動する方式のものであってもよい。
【００２１】
この実施例の肉厚検査装置１は、肉厚測定装置を構成する一対の静電容量検出器４，４により、びん１０Ａの肉厚を胴部の上部位置と下部位置との２か所で同時に測定して検査している。各静電容量検出器４，４は、取付スタンド２５に沿って昇降可能に配備された固定台２６，２７上にそれぞれ取付け固定されており、コード線４５，４５を介して演算制御装置３０（図８参照）が組み込まれた装置本体３に電気接続されている。なお、肉厚の測定箇所は２箇所に限らず、１か所であってもよく、３か所以上であってもよい。
【００２２】
装置本体３の前面には、検査結果などの各種のデータを表示するためのモニター部３７や複数個のキースイッチ３８などが設けられている。前記演算制御装置３０には、検査条件を設定したり検査結果を確認したりするためのパーソナルコンピュータ３００（図８参照）が接続されている。
【００２３】
この実施例の静電容量検出器４は、支持テーブル２０上で軸回転するびん１０Ａに当接した部位の静電容量を検出するもので、図２および図３に示すように、びん１０Ａの表面に当接させるセンサー部５と、センサー部５をびん１０Ａの表面に向けて付勢して押し付ける弾性体６と、検出器本体４０とで構成されている。検出器本体４０は静電容量検出回路を内蔵する。静電容量検出回路はセンサー部５を構成している合成樹脂製の電極シートの電極パターン（詳細は後述する。）にプリント配線基板４１および３本のコネクターピン４２ａ〜４２ｃを介して電気接続される。
【００２４】
センサー部５は、所定の曲率半径Ｒに設定された湾曲面５０を有するものである。センサー部５の湾曲面５０上には電極シート７を保護するための保護フィルム５４が被せられている。前記湾曲面５０は、帯板状の取付基板５１の一端に形成された湾曲部５２の表面に、後述する測定電極の電極パターン７１が位置するように、可撓性を有する電極シート７を円弧状に撓ませて貼着することにより構成されている。なお、角形びん１０Ａに対する肉厚測定の精度を高めるには、湾曲部５２に対するびん１０Ａの外周面の接触位置のばらつきをできるだけ小さくする必要がある。そのために、湾曲面５０の曲率半径Ｒは２ｍｍ≦Ｒ≦１０ｍｍの範囲内で設定される。電極シート７は、図４に示すように、帯状をなし、ほぼ全長にわたって一定幅に形成されており、取付基板５１の湾曲部５２および平面部５３の表裏にわたって貼着されている。
【００２５】
前記弾性体６は、扇形状をなす一定肉厚のスポンジまたは連続気泡の発泡体により構成されている。センサー部５の湾曲面５０に対して押圧力が作用すると、扇形状のかなめに当たる部分を支点６０とし、この支点６０を中心として両側端面６１，６２がなす角度θが小さくなるように弾性体６の全体が収縮する。この弾性体６の第１の側端面６１には前記取付基板５１がセンサー部５を外向きにして貼着されている。弾性体６の第２の側端面６２は帯板状のプリント配線基板４１の上面に貼着されている。このプリント配線基板４１は検出器本体４０を構成するケース体４３の開口部上に取り付けられている。
【００２６】
前記電極シート７には、図４に示すように、測定電極の電極パターン（以下「測定電極パターン」という。）７１とアース電極の電極パターン（以下「アース電極パターン」という。）７２ａ，７２ｂとが表されている。また、この実施例では、びん１０Ａ以外の静電容量の影響を抑えるためのガード電極の電極パターン（以下「ガード電極パターン」という。）７３ａ，７３ｂがさらに表されている。
【００２７】
図４において、Ｓ１は前記取付基板５１の湾曲部５２の表面に位置決め固定される領域である。この領域Ｓ１には測定電極パターン７１のみが存在する。Ｓ２は湾曲部５２の裏面に沿って位置決め固定される領域である。この領域Ｓ２にはガード電極パターン７３ｂとそれを挟むようにアース電極パターン７２ｂ，７２ｂが存在する。Ｓ３は取付基板５１の平面部５３の表面に沿って位置決め固定される領域である。この領域Ｓ３には測定電極パターン７１とガード電極パターン７３ａとアース電極パターン７２ａとが存在する。Ｓ４は取付基板５１の平面部５３の裏面およびプリント配線基板４１の表面に沿って固定される領域である。この領域Ｓ４にはガード電極パターン７３ｂとそれを挟むようにアース電極パターン７２ｂ，７２ｂが存在する。また、領域Ｓ４の端部には、３本のコネクターピン４２ａ〜４２ｃと導通させる接続パターン７４〜７６が形成されている。
【００２８】
センサー部５の湾曲面５０では、図５に示すように、測定電極パターン７１が幅中央部に位置している。また、アース電極パターン７２ｂは、湾曲面５０の裏側、すなわち、取付基板５１の湾曲部５２の裏面の両側縁に位置している。この構成によると、図６に点線で示すように、測定電極パターン７１からアース電極パターン７２ｂに向けて電気力線が生じ、測定電極パターン７１が接触しているガラス部分の厚みに応じた量の電荷が蓄えられる。
【００２９】
取付基板５１の平面部５３上に位置する電極シート７の測定電極パターン７１とガード電極パターン７３ａにはリード線５５ａ，５５ｂが接続されている。この２本のリード線５５ａ，５５ｂは１本のリード線５５に束ねられて前記プリント配線基板４１の裏面まで導かれ、プリント配線基板４１の裏面に印刷された導電パターン（図示せず）に電気接続されている。また、取付基板５１の平面部５３上のアース電極パターン７２ａは裏面の両側のアース電極パターン７２ｂ，７２ｂに導線５６，５６によって導通させてある。プリント配線基板４１の裏面の前記導電パターンと電極シート７の前記接続パターン７４〜７６とはコネクターピン４２ａ〜４２ｃに導通させている。各コネクターピン４２ａ〜４２ｃは検出器本体４０の内部に組み込まれたコネクタ（図示せず）に接続され、これにより電極シート７の測定電極パターン７１、アース電極パターン７２ａ，７２ｂ、およびガード電極パターン７３ａ，７３ｂと検出器本体４０に組み込まれた静電容量検出回路とが電気接続されている。
【００３０】
検出器本体４０内の静電容量検出回路は、肉厚検査の対象部位、すなわち、センサー部５を当接させた部位の静電容量に相応する電圧値Ｖを出力する。この検出出力は装置本体３に組み込まれた演算制御装置３０に取り込まれ、図９に示すような肉厚変換曲線Ａを用いて肉厚データに換算される。なお、静電容量検出回路の構成や静電容量を肉厚に換算する処理は、前記した特許文献１（特許第３４１６０８４号公報）に開示された公知のものであるから、ここでは詳細な説明を省略する。
【００３１】
図１に示した上下の静電容量検出器４，４のうち、上位置の静電容量検出器４の近傍には透過型の光電センサー８が配備されている。この光電センサー８の投光部８ａと受光部８ｂとは上下に対向しており、その中間に静電容量検出器４の弾性体６を位置させている。投光部８ａと受光部８ｂとの間には光路８Ｌが形成される。この光路８Ｌは弾性体６の拡縮に応じて図７（２）に示す透過状態または図７（１）に示す遮断状態となる。光電センサー８は、静電容量検出器４による肉厚の測定部位がびん１０Ａのいずれの領域であるか、すなわち、びん１０Ａの平坦部Ｒｆであるのか、コーナー部Ｒｃであるのかを検出する領域検出装置を構成するものである。
この実施例の光電センサー８は光ファイバーセンサーを用いて構成されている。図示していないが、ＬＥＤなどの投光素子からの光は第１の光ファイバーで導かれて端面の投光部８ａより投射される。投射された光は第２の光ファイバーの端面の受光部８ｂで受光され、受光された光はフォトダイオードなどの受光素子に導かれる。なお、光電センサーは透過型の光ファイバーセンサーに限らず、他のタイプの光電センサーを用いることもできる。
【００３２】
この実施例においては、上記の光電センサー８は、びん１０Ａの外周面に当接するセンサー部５が往復動作するときの決められた量の変位を、光路の遮断状態と透過状態との変化によって検出するもので、これにより静電容量検出器４による肉厚の測定部位がびん１０Ａの平坦部Ｒｆであるのかコーナー部Ｒｃであるのかを検出する。具体的には、びん１０Ａの中心からの距離が短い平坦部Ｒｆにセンサー部５が接して弾性体６が拡張するとき、図７（１）に示すように、センサー部５および弾性体６が光電センサー８の光路８Ｌを遮って光路８Ｌが遮断状態となり、一方、びん１０Ａの中心から距離が遠いコーナー部Ｒｃにセンサー部５が接して弾性体６が収縮するとき、図７（２）に示すように、センサー部５および弾性体５が光電センサー８の光路８Ｌを開放して光路８Ｌが透過状態となるように、投光部８ａおよび受光部８ｂとが位置決めされている。これにより光電センサー８からは、静電容量検出器４により平坦部Ｒｆの肉厚が測定されているときオフ状態となり、コーナー部Ｒｃの肉厚が測定されているときオン状態となる２値の検出信号が出力される。以下、この光電センサー８の出力信号を「コーナー検出信号」と呼ぶ。
【００３３】
図８は、上記した肉厚検査装置１の電気的構成を示すブロック図である。この実施例の演算制御装置３０には、一対の静電容量検出器４，４に対応する一対の検査ユニット３１，３１が設けられている。各検査ユニット３１は、Ａ／Ｄ変換回路３３、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）より成る信号処理回路３４、判定装置を構成するＣＰＵ３５、および所定のデータを記憶させる第１，第２の記憶部３６，３７を備えている。
なお、上記の判定装置を構成する比較部などの構成は、この実施例のように、プログラムされたコンピュータのＣＰＵ３５によって実現することができるが、専用のハードウェア回路によって実現することも可能である。
【００３４】
また、演算制御装置３０に組み込まれる検査ユニット３１は２個に限らず、３個以上であってもよい。静電容量検出器４の配置数が検査ユニット３１の数より少ない場合には、静電容量検出器４が接続されている検査ユニット３１のみが有効化される。さらに、演算制御装置３０は、図８には示していないが、図１に示したモニター部３７やキースイッチ３８に対する入出力用の回路も備えている。
【００３５】
各静電容量検出器４により検出された静電容量を表す電圧の値は、対応する検査ユニット３１のＡ／Ｄ変換回路３３に入力され、所定の時間間隔でサンプリングされてデジタル量に変換される。信号処理回路３４は、Ａ／Ｄ変換回路３３より静電容量のサンプルデータを取り込み、図９に示す肉厚変換曲線Ａを表すルックアップテーブルを用いて、上記のサンプルデータを肉厚を表す数値（以下「肉厚データ」という。）に換算する。
【００３６】
信号処理回路３４には、静電容量のサンプルデータのほか、前記光電センサー８からのコーナー検出信号や各種検査ステーションを統括制御する上位制御装置（図示せず）からのゲート信号が入力される。この実施例のゲート信号は、図１に示した回転駆動機構２がびん１０Ａを約一周半回転させるのに要する時間長さだけオン状態となる。
【００３７】
なお、この実施例では、光電センサー８は図１に示すように、一方の静電容量検出器４の近傍にのみ設けられており、この光電センサー８によるコーナー検出信号が各検査ユニット３１，３１に共通の信号として入力されるが、これに限らず、光電センサー８を静電容量検出器４毎に配備し、各光電センサー８からのコーナー検出信号を対応する検査ユニット３１にそれぞれ入力するようにしてもよい。
【００３８】
図１０は、前記肉厚データの時系列の変化を前記コーナー検出信号およびゲート信号と対応させて示したものである。信号処理回路３４は、ゲート信号がオンの期間中に得られた肉厚データにコーナー検出信号のオン、オフ状態を表す１ビットのフラグデータを付加して第１の記憶部３６に蓄積する。前記フラグデータはコーナー検出信号がオンの場合は「１」となり、オフの場合は「０」となる。ゲート信号がオン状態からオフ状態に切り替わると、判定装置を構成するＣＰＵ３５によって第１の記憶部３６に蓄積されたデータが処理されて肉厚の良否が判定される。いずれかの検査ユニット３１のＣＰＵ３５により肉厚に異常があると判定された場合には、その異常判定をしたＣＰＵ３５から上位制御装置へ異常信号が出力される。
【００３９】
各検査ユニット３１のＣＰＵ３５による判定結果は装置本体３のモニター部３７に表示され、またパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３００に出力される。パーソナルコンピュータ３００は、各検査ユニット３１から出力された判定結果の確認などに用いられるほか、検査に先立ち、各検査ユニット３１のＣＰＵ３５に検査に用いる良否判定基準値や後述するコーナー検出信号のオン期間の補正に関する条件を設定するのに用いられる。
【００４０】
良否判定基準値の設定作業では、検査担当者は、検査対象のびん１０Ａの規格に基づき、びん１０Ａに最低限度必要な肉厚を表す数値（以下「最小基準値」という。）と許容し得る最大の肉厚を表す数値（以下「最大基準値」という。）とを良否判定基準値としてパーソナルコンピュータ３００に入力する。入力された各基準値は、パーソナルコンピュータ３００から各検査ユニット３１へ送信され、ＣＰＵ３５を介して図示しない第２の記憶部３７に記憶される。この実施例では、１つの最大基準値と、平坦部Ｒｆの肉厚の規格に基づく第１の最小基準値と、コーナー部Ｆｃの肉厚の規格に基づく第２の最小基準値とが第２の記憶部３７に記憶される。なお、図示例では、第１、第２の各記憶部３６，３７を別個に設けているが、これに限らず、記憶部はひとつであってもよい。
【００４１】
また、検査担当者は、検査対象のびん１０Ａのサンプルを用いて肉厚測定を行い、このときの光電センサー８によるコーナー検出信号のオン期間の長さを確認し、必要に応じてオン期間の長短を調整する作業を行う。
図１１は、この調整方法の具体例を示している。ｓ１は光電センサー８によるコーナー検出信号を示し、ｓ２は短いオン時間Ｔに補正された信号を、ｓ３は長いオン時間Ｔに補正された信号を、それぞれ示している。この実施例では、コーナー検出信号ｓ１の立ち上がりから所定の時間ｔの経過後を中心位置と定め、その中心位置を基準としてオン時間Ｔを定めている。上記した時間ｔおよびオン時間Ｔは補正パラメータとしてパーソナルコンピュータ３００より入力されるとともに、パーソナルコンピュータ３００から各検査ユニット３１へ送信され、ＣＰＵ３５を介して第２の記憶部３７に記憶される。
【００４２】
図１２は、演算制御装置３０による角形びん１０Ａの検査処理の流れを示している。図中、「ＳＴ」は「ＳＴＥＰ」の略であり、検査処理の流れにおける各手順を示している。同図に示した検査処理の各手順は１つの検査ユニット３１により実施されるもので、複数の検査ユニット３１が有効に設定されている場合には、各検査ユニット３１がそれぞれ図１２に示す各手順を並列状態で実施する。
【００４３】
図１２において、ＳＴ１〜ＳＴ４は検査ユニット３１の信号処理回路３４により実施される手順である。ＳＴ５以降はＣＰＵ３５により実施される手順である。ゲート信号がオン状態になると（ＳＴ１が「ＹＥＳ」）、静電容量のサンプルデータやコーナー検出信号が信号処理回路３４に取り込まれる。サンプルデータは肉厚データに換算される（ＳＴ２）。その肉厚データに、サンプルデータと同じタイミングで取り込まれたコーナー検出信号を表すフラグデータ（「１」または「０」を表すデータ）が付加され、第１の記憶部３６に記憶される（ＳＴ３）。この処理はゲート信号がオフになるまで、すなわち、ＳＴ４が「ＹＥＳ」になるまで繰り返し実行される。
【００４４】
ゲート信号がオフになると、ＳＴ４が「ＹＥＳ」であり、コーナー検出信号のオン期間を補正するようにあらかじめ設定されている場合には、ＳＴ５も「ＹＥＳ」となり、ＳＴ６へ進む。ＳＴ６では、ＳＴ７の肉厚判定処理に先立ち、コーナー検出信号のオン時間を補正する処理、具体的にはコーナー検出信号を表すフラグデータを補正する処理が行われる。この実施例では、サンプルデータに付加されて第１の記憶部３６に蓄積されたフラグデータについて、図１１に示すように、コーナー検出信号ｓ１の立ち上がりから所定の時間ｔが経過した時点を中心とする一定の時間が、補正された信号ｓ２，ｓ３のオン時間Ｔとなるようにデータ補正を行っている。なお、コーナー検出信号ｓ１は信号の立ち上がりを基準としており、補正を行う場合、信号の立ち上がり以前は補正ができないので、オン時間Ｔは中心をｔ秒後として、Ｔ≦２ｔとなる。
【００４５】
図１３は、図１２のＳＴ７の肉厚判定処理の詳細を示している。この処理では、まず処理対象の肉厚データを特定するためのカウンタｎ（ＣＰＵ３５内部に有するレジスタ）に初期値の１を設定し（ＳＴ７０）、ｎ番目（この場合、ｎ＝１）の肉厚データを対象にＳＴ７１〜ＳＴ７７を実行する。
【００４６】
ＳＴ７１において、ＣＰＵ３５は、フラグデータが付加されたｎ番目の肉厚データを第１の記憶部３６より読み出す（ＳＴ７１）。つぎに、ＣＰＵ３５の比較部（ＣＰＵ３５が有する機能の一部）は、読み出された肉厚データを第２の記憶部３７に記憶された最大基準値と比較する（ＳＴ７２）。肉厚データが最大基準値以下であると判定された場合、ＳＴ７２が「ＮＯ」となり、ＣＰＵ３５はｎ番目の肉厚データに付加されたフラグデータの値をチェックする（ＳＴ７３）。
【００４７】
フラグデータが「１」、すなわちｎ番目の肉厚データがコーナー部Ｒｃの肉厚の測定値である場合、ＳＴ７３は「ＹＥＳ」であり、ＣＰＵ３５はコーナー部Ｒｃについての最小基準値を第２の記憶部３７より選択する（ＳＴ７４）。一方、フラグデータが「０」、すなわちｎ番目の肉厚データが平坦部Ｒｆの肉厚の測定値である場合、ＳＴ７５は「ＮＯ」であり、ＣＰＵ３５は、平坦部Ｒｆについての最小基準値を第２の記憶部３７より選択する（ＳＴ７５）。
【００４８】
つぎに、ＣＰＵ３５の比較部は、ｎ番目の肉厚データを選択された最小基準値と比較し、肉厚データが最小基準値を下回ると判定された場合、ＳＴ７６が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ３５はｎ番目の肉厚データは異常値であると判定する（ＳＴ７７）。
【００４９】
前記のＳＴ７２において、ｎ番目の肉厚データが最大基準値を上回ると判定された場合は、Ｓ７３〜ＳＴ７６はスキップされ、ＣＰＵ３５はＳＴ７７の異常判定処理を行う。ｎ番目の肉厚データが最小基準値以上、最大基準値以下の範囲に入った場合は、肉厚は正常と判定され、ＳＴ７７はスキップされる。
【００５０】
以下、ＣＰＵ３５は、カウンタｎの値を１ずつ加算しながら（ＳＴ７９）、ｎ番目の肉厚データに対して上記と同様の手順を実行する。第１の記憶部３６に蓄積された全てのデータに対する処理が終了したとき、ＳＴ７８が「ＹＥＳ」となり、肉厚判定処理を終了する。
【００５１】
上記のとおり、この実施例の肉厚判定処理では、ゲート信号のオン期間内に得られた全ての肉厚データに対する良否の判定処理が行われ、最大基準値を上回る肉厚データ、または測定部位毎の最小基準値を下回る肉厚データが異常値として判断される。
【００５２】
図１２に戻って、ＳＴ７の肉厚判定処理において異常判定処理（図１３のＳＴ７７）が行われた場合には、ＳＴ８が「ＹＥＳ」となり、ＣＰＵ３５は上位制御装置に異常信号を出力し（ＳＴ９）、さらに、検査結果データを作成してパーソナルコンピュータ３００へ出力した後（ＳＴ１０）、ＳＴ１に戻ってつぎのびん１０Ａに対する検査処理が開始される。
【００５３】
なお、上記した図１３の手順では、処理の途中で異常判定が行われた場合でも、全ての肉厚データに対する処理が終了するまでＳＴ７１〜ＳＴ７９のループを繰り返しているが、異常判定がなされた時点でこのループを終了して、直ちに上位制御装置に異常信号を出力してもよい。
【００５４】
図１２および図１３に示した検査処理の手順を実行して角びん１０Ａを検査するが、図１８に示すような楕円形びん１０Ｂを検査する場合も、同様の手順で検査を行うことができる。
また、コーナー検出信号を細分化すると、びん外周面の部位の特定が可能となり、したがって、３個以上の最小基準値にて肉厚判定することも可能である。
【００５５】
上記の実施例では、光電センサー８を用いて弾性体６の拡縮動作に伴うセンサー部５の往復動作時の決められた量の変位を検出することによって、静電容量検出器４による測定部位がコーナー部Ｒｃおよび平坦部Ｒｆのいずれであるかを検出しているが、測定部位の検出方法はこれに限定されるものではない。例えば、図７（１）（２）において、点線の三角印で示すように、静電容量検出器４による測定部位に対して９０度離れた部位に向けて変位センサー８１を配置してもよい。
【００５６】
この配置によれば、変位センサー８１は、静電容量検出器４による測定対象部位と同じ種類の領域に対向する。すなわち、平坦部Ｒｆの肉厚が測定されているときは、変位センサー８１も平坦部Ｒｆに対向して距離を計測し（図７（１））、コーナー部Ｒｃの肉厚が測定されているときは、変位センサー８１もコーナー部Ｒｃに対向して距離を計測する（図７（２））。変位センサー８１によりびん１０Ａの表面までの距離が計測され、その計測値がしきい値を上回るとオフ状態となり、しきい値以下になるとオン状態となる２値のコーナー検出信号が得られる。
【００５７】
なお、静電容量検出器４は図２〜図７に示した構成のものに限られず、例えば、図１４に示す構成の静電容量検出器４を使用してもよい。同図において、５Ａはセンサー部、６６はセンサー部５Ａが取り付けられる取付基板、６７はヒンジ機構、６Ａは弾性体、９０は押圧機構であり、取付基板６６はヒンジ機構６７を支点として往復動可能である。取付基板６６との対向位置には取付基板６６までの距離を測定するための変位センサー８０が設けられている。
【００５８】
上記の静電容量検出器４により肉厚の測定が行われるとともに、変位センサー８０により取付基板６６との距離が計測される。上記の実施例と同様、計測距離が所定のしきい値を上回る場合（図１４（１）の状態に対応）はオフ状態となり、計測距離がしきい値以下となる場合（図１４（２）の状態に対応）はオン状態となる２値のコーナー検出信号が出力される。
【符号の説明】
【００５９】
１    肉厚検査装置
２    回転駆動機構
３    装置本体
４    静電容量検出器
５    センサー部
６    弾性体
７    電極シート
８    光電センサ
８ａ  投光部
８ｂ  受光部
８Ｌ  光路
１０Ａ  角形びん
１０Ｂ  楕円形びん
３０  演算制御装置
３１  検査ユニット
３５  ＣＰＵ
３６，３７  記憶部
７１  測定電極パターン
８０，８１  変位センサー
【図１】
2016117244.tif 000003
【図２】
2016117244.tif 000004
【図３】
2016117244.tif 000005
【図４】
2016117244.tif 000006
【図５】
2016117244.tif 000007
【図６】
2016117244.tif 000008
【図７】
2016117244.tif 000009
【図８】
2016117244.tif 000010
【図９】
2016117244.tif 000011
【図１０】
2016117244.tif 000012
【図１１】
2016117244.tif 000013
【図１２】
2016117244.tif 000014
【図１３】
2016117244.tif 000015
【図１４】
2016117244.tif 000016
【図１５】
2016117244.tif 000017
【図１６】
2016117244.tif 000018
【図１７】
2016117244.tif 000019
【図１８】
2016117244.tif 000020
【国際調査報告】
2016117244.tif 000021
2016117244.tif 000022
2016117244.tif 000023
2016117244.tif 000024