(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封容器の内圧を打検により検査する密封容器の内圧検査方法において、密封容器の弾性壁に電磁的衝撃を与えることにより発生する音をマイクロフォンで電気信号に変換して得られる打検波形を周波数変換して打検音スペクトルを得、得られたスペクトルの第１ピークと第２ピークを抽出し、該第２ピークと前記第１ピークの強度比が所定範囲以内のときは前記第１ピークの周波数を打検周波数とし、所定範囲外のときは次式により得られる補正周波数ｆｐを打検周波数として判定処理することを特徴とする密封容器の内圧検査方法。
ｆｐ＝（ｆ1×Ｍ1＋ｆ2×Ｍ2）／（Ｍ1＋Ｍ2）
但し、ｆ1：第１ピークの周波数
ｆ2：第２ピークの周波数
Ｍ1：第１ピークの強度
Ｍ2：第２ピークの強度である。
【請求項２】
前記第２ピークの強度Ｍ2と前記第１ピークの強度Ｍ1との比Ｍ2／Ｍ1の値が０．３〜０．４の範囲で任意に選択される値以下の場合は、前記第１ピークの周波数を打検周波数とし、前記値以上の場合には前記補正周波数ｆｐを打検周波数とすることを特徴とする請求項１記載の密封容器の内圧検査方法。
【請求項３】
前記密封容器が２ピース缶詰である請求項１又は２何れか記載の密封容器の内圧検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封容器の内圧検査方法、特に２ピース缶の内圧検査のための打検時の打検周波数判定処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、密封容器、特に腐敗が起きやすいミルク入り飲料缶詰等の缶内圧を非破壊的に検査する方法として打検法が広く採用されている。打検法は、缶詰の蓋（２ピース缶では缶底部）に電磁的衝撃を与えたときに発する打検音をマイクロフォンで電気信号に変換し、それにより缶内圧の良否を判定する検査法である。打検音は、一般的に特定周波数成分からなり、缶の内圧（陰圧缶の場合には真空度）が高い場合に高く、内圧が低い場合に低くなる特徴がある。そこで、打検器では取り込んだ打検信号をデジタル化し、高速フーリエ変換の手法で周波数分析を行っている。周波数分析の結果、強度が最も高い周波数を打検周波数として扱っている。つまり、缶内圧と周波数の関係から打検周波数で缶内圧を判定できるので、一定範囲内の打検周波数を発する缶のみを良品とすれば、内圧が規格外の製品を不良品として除去することが可能である。
【０００３】
３ピース缶の打検波形は、図７に示すように単一の正弦波からなる。このため周波数分析結果も、図８に示すように、単一ピークを有するスペクトルとなる。従って、そのピークを打検周波数として判定すれば良い。３ピース缶の場合、打検周波数と内圧とは、図９に示すように略連続的に変化しているので、打検周波数により缶内が分かり内圧の良否を判定することができる。ところが、２ピース缶の場合、打検波形は３ピース缶のそれと比べて複雑な波形が生じる。図１０は、２ピース缶における特定の内圧での打検波形であり、２つの振動波形が合成されたような形状となっている。このときの周波数分析結果を見ると、図１１に示すように、複数のピークを有するスペクトルが観測される。この例では、最大ピークを示す周波数は２３８２Hzであるので、これを打検周波数として処理するが、打検したときの状態によっては第２ピークの方が高く出る場合がある。つまり、同一の缶内圧であるにもかかわらず、大きく異なる２つの打検周波数が発生することになる。この第２ピークは常に観察される訳でなく、特定の内圧で発生することが多い。
【０００４】
本発明者は、２ピース缶における缶内圧と打検周波数との関係を調べるために、種々の缶種について打検を行い、缶内圧と打検周波数のグラフを作成した。同様な実験を３ピース缶についても行った。３ピース缶の場合は、図９に示すように、内圧と打検周波数の関係はなめらかで、不連続な点は見られなかった。しかしながら、２ピース缶の場合は、図１２に示すように、特定の内圧近傍で打検周波数と内圧の関係が不連続となる場合がある。図示の例では、０.０２MPa 付近でその現象が見られる。
【０００５】
打検器で良品と不良品を区別する際には、打検周波数の上限・下限設定で規定する。例えば、０.０２MPaが最低内圧の時に、打検周波数２０００Hzを下限値として設定したとする。このとき、図１２において枠右下で囲まれた範囲の製品は、０.２MPa 以上だから打検周波数が２０００Hz未満である。即ち、良品範囲にありながら不良品と判断されて排斥されてしまう。即ち、無駄排斥が起こる。一方、図中枠左上で囲まれた範囲の製品は、内圧が０.０２MPa以下だが打検周波数が２０００Hz以上の製品ある。これは、不良範囲だが良品として処理されてしまう。即ち、見逃してしまう。このような不具合は、内圧に対する周波数のバラツキが広い程多発する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、打検法は非破壊的に缶詰内圧を検査する方法して非常に有効であるが、２ピース缶の場合は、特定の内圧近傍で缶内圧との関係が不連続になる場合がある。そのため、無駄排斥又は見逃しが発生してしまうことがあり、従来打検法は主として３ピース缶の内圧検査に用いられており、２ピース缶の場合は、比較的内圧が高い缶体の場合にしか用いられていない。
【０００７】
そこで、本発明は、低圧の２ピース缶であっても、良品の無駄排斥や不良品の見過ごしがなく、正確に打検検査ができ、且つ従来の打検装置に容易に適用できる密封容器の内圧検査方法を提供することを目的している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記問題点を解決するための研究過程で、２ピース缶詰について、缶内圧を０.０１８〜０.０２６MPaまで変化させたときの周波数分析結果を調べてみた。その結果、缶内圧が０.０１８MPa、０.０２２MPa、０.０２６MPaのときのそれぞれの周波数と強度の関係は、図４〜図６のようになった。これらの図からみると、０.０１８MPaから０.０２２MPaに内圧変化しても、第１ピークの周波数はあまり変化してない。しかし、０.２２MPaでは、２.１kHz付近に２つ目のピークが発生していることが分かる。つまり、０.２２MPaの内圧の缶詰は、１.８kHz近傍と２.１kHz近傍の２つの打検周波数をもっている。従って、第１ピークの周波数をそのまま打検周波数とすると、内圧の変化が読み取れないことになる。これが打検周波数バラツキの大きな原因である。また、内圧の０.０２６MPaの缶詰は、図６に示すように、第１ピークが２.２kHz近傍で起り、第２ピークは１.９kHz近傍で起っている。つまり、第１ピークと第２ピークの強度の順番は常に一定でなく、僅かな条件で逆転することがある。
【０００９】
本発明は、上記事実に着眼してさらに研究した結果、上記周波数分析結果における第１のピークの周波数と第２の周波数とをある一定の数式に基いて補正することにより、不連続点がなくなり、無駄排斥や見逃しを少なく抑えることができることを知見し、本発明に到達したものである。
【００１０】
即ち、本発明の密封容器の内圧検査方法は、密封容器の内圧を打検により検査する密封容器の内圧検査方法において、密封容器の弾性壁に電磁的衝撃を与えることにより発生する音をマイクロフォンで電気信号に変換して得られる打検波形を周波数変換して打検音スペクトルを得、得られたスペクトルの第１ピークと第２ピークを抽出し、該第２ピークと前記第１ピークの強度比が所定範囲以内のときは前記第１ピークの周波数を打検周波数とし、所定範囲外のときは前記第１ピークと第２ピークから得られる補正周波数を打検周波数として判定処理することを特徴とするものである。
【００１１】
前記補正周波数ｆｐは、次式を用いて算出する。
ｆｐ＝（ｆ1×Ｍ1＋ｆ2×Ｍ2）／（Ｍ1＋Ｍ2）
但し、ｆ1：第１ピークの周波数
ｆ2：第２ピークの周波数
Ｍ1：第１ピークの強度
Ｍ2：第２ピークの強度
である。
そして、前記第２ピークの強度Ｍ2と前記第１ピークの強度Ｍ1との比Ｍ2／Ｍ1の値が０．３〜０．４の範囲で任意に選択される値以下の場合は、前記第１ピークの周波数を打検周波数とし、前記値以上の場合に前記補正周波数ｆｐを打検周波数とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の密封容器内圧検査を実施する内圧検査装置の一実施形態を示している。
図１の内圧検査装置において、コイル１とマイクロフォン２を有する打検ヘッド３を缶詰ｃが通過する経路の上方に設置してあり、缶が打検ヘッドの下に到ると光電スイッチ１０で缶を検出し、パルス発生器５からコイル１にパルス状の電流を流して電磁衝撃を与える。それにより、蓋（２ピース缶では缶底部）が振動して音を発するので、その音をマイクロフォン２で電気信号に変換して打検信号を得る。該打検信号を増幅器・フィルター６を介してＡ／Ｄ変換器７でデジタル化し、波形メモリ８で記憶した打検波形をマイクロコンピュータ９に入力し、高速フーリエ変換の手法で周波数分析を行う。該周波数分析の結果を、マイクロコンピューターで以下に詳述するような条件で処理して打検周波数として扱う。決定された打検周波数と予め設定されている設定値と比較して、打検周波数が許容範囲であるならば合格と判定し、許容範囲外であると排斥装置１２に信号を発して当該缶詰を内圧不良缶詰として排斥する。
【００１３】
前述したように、特に、２ピース缶の場合は、打検音スペクトルでの強度ピークが複数生じ、特に、特定の内圧範囲では強度差が少ない強度ピークが２つの周波数に生じ、単に両者のうち強度が大きい周波数を打検周波数として認定した場合、前述したように良缶の無駄排斥や不良缶の見逃しが生じる。その問題点を解決する方策として、本実施形態では複数の強度ピークが発生した場合、図２に示すように、そのうちピークの大きい２つを選択して、その強度比が０.３あるいは０.４以上である場合、打検周波数を第１ピークの周波数とせずに、次式のように第２ピークの周波数と強度により補正して得られた周波数を打検周波数として採用するようにした。
【００１４】
ｆｐ＝（ｆ1×Ｍ1＋ｆ2×Ｍ2）／（Ｍ1＋Ｍ2）  ・・・・（１）
但し、ｆ1：第１ピークの周波数
ｆ2：第２ピークの周波数
Ｍ1：第１ピークの強度
Ｍ2：第２ピークの強度
である。
【００１５】
上記式中、Ｍ2／Ｍ1が略０.３〜０.４の範囲で任意に選択される値以下の場合は、第１ピークと第２ピークの差が大きため、第１ピークの周波数をそのまま打検周波数として採用しても、内圧−打検周波数との間に不連続部は殆ど生じないことが確認された。そのため、その場合は上記式による補正を行わなくて、第１ピークをそのまま打検周波数として採用する。強度比Ｍ2／Ｍ1が上記の選定した値以上であると式（１）で補正した周波数ｆｐを打検周波数とする。打検周波数として、補正した周波数ｆｐを採用するか第１ピークの周波数ｆ1を採用するか、その判定基準値は、本発明者の実験によれば、常に一定値でなく密封容器の種類によって若干ずれがあるが、Ｍ2／Ｍ1の値が０.３〜０.４の範囲の任意に選択される特定の値を基準にして、上記のように判定すれば、全ての缶種について正確に内圧の良否を判定できることができることが確認された。
【００１６】
上記補正式をマイクロコンピュータ９に演算式として組み込んで上記条件により打検周波数を補正しながら、缶内圧が０.０１MPaから０.０９MPaの範囲の２ピース缶について、図１に示す装置により打検した。その結果、内圧と打検周波数の結果は、図３に示すような結果が得られた。該図は、前述した図１２に対応するものであり、図のように、不連続点がなくなり、内圧に対する周波数は連続的に変化している。その結果、不良缶と良缶が特定周波数で存在することがなくなり、無駄排斥や見逃しを防止することができた。
【００１７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限るものではない。例えば、本発明の内圧検査方法は、特に２ピース缶体の打検方法に有効であるが、２ピース缶に限らず、３ピース缶での打検において複数の強度ピークが生じる場合は本発明を採用することによって良好に打検することができる。また、その他の密封容器の内圧検査方法にも適用可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、打検検査による強度ピークが複数発生する２ピース缶であっても、内圧に対する周波数が連続に変化する関係を創出することができるので、良品の無駄排斥や不良品の見過ごしをすることがなく、打検法により正確に缶内圧を検査することができる。また、従来の打検装置に簡単に適用することができるので、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の密封容器の内圧検査方法を実施するための打検装置の実施例の模式図である。
【図２】本発明の原理説明図である。
【図３】本発明の実施形態における２ピース缶の内圧と打検周波数との関係を示すグラフである。
【図４】内圧が０.０１８MPaの２ピース缶打検音スペクトルである。
【図５】内圧が０.０２２MPaの２ピース缶打検音スペクトルである。
【図６】内圧が０.０２６MPaの２ピース缶打検音スペクトルである。
【図７】３ピース缶の打検波形線図である。
【図８】図７の打検線図を周波数分析した打検音スペクトルである。
【図９】３ピースの内圧と打検周波数との関係を示すグラフである。
【図１０】２ピース缶の打検波形図である。
【図１１】図１０の打検波形図を周波数分析した打検音スペクトルである。
【図１２】２ピースの内圧と打検周波数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
３  打検ヘッド                  ５  パルス発生器
６  増幅器・フイルタ            ７  Ａ／Ｄ変換器
８  波形メモリ                  ９  マイクロコンピュータ
１０  光電スイッチ              １１  設定器・表示器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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