(57)【要約】      （修正有）【課題】高速搬送の場合であっても、缶体底面の変位量を精度良く測定する測定方法及びその装置、並びに当該缶体底面変位量の測定によって異常内圧の缶詰を精度良く検出することの可能な缶詰の内圧検査方法及びその装置を提供する。【解決手段】搬送経路上２０を搬送される缶体１２の底面の変位量を測定する缶底深さ測定方法であって、前記搬送経路上２０の所定位置において前記缶体の底面の変位量を測定する缶底変位量測定工程と、前記缶底変位量測定工程の測定対象となる前記缶体の搬送方向と直交する方向の位置を測定する缶位置ずれ測定工程と、前記缶位置ずれ測定工程により得られた数値に基づいて補正値を決定し、且つ前記缶底変位量測定工程により得られた数値に対して該補正値を加算あるいは減算し、前記缶体の底面中心部における変位量の数値を決定する缶底変位量補正工程とを備えることを特徴とする缶底深さ測定方法。【選択図】図４Ｂ
2013186068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路上を搬送される缶体の底面の変位量を測定する缶底深さ測定方法であって、
前記搬送経路上の所定位置において前記缶体の底面の変位量を測定する缶底変位量測定工程と、
前記缶底変位量測定工程の測定対象となる前記缶体の搬送方向と直交する方向の位置を測定する缶位置ずれ測定工程と、
前記缶位置ずれ測定工程により得られた数値に基づいて補正値を決定し、且つ前記缶底変位量測定工程により得られた数値に対して該補正値を加算あるいは減算し、前記缶体の底面中心部における変位量の数値を決定する缶底変位量補正工程と
を備えることを特徴とする缶底深さ測定方法。
【請求項２】
前記缶体が底面を上方に向けた状態で搬送され、
前記缶底変位量測定工程が、
前記搬送経路上の上方所定位置に設置された距離センサによって該距離センサ直下の缶体底面までの距離を測定し、
前記距離センサに対して側方の所定位置に設置された射光器と該射光器の対向側に固定して設置された受光器とによって該缶体の底面の最上部における缶高さを測定し、
前記距離センサ直下の缶体底面までの距離測定値と前記缶底面最上部の缶高さ測定値に基づいて前記缶体底面の変位量を決定することを特徴とする請求項１記載の缶底深さ測定方法。
【請求項３】
搬送経路上を搬送される缶詰の底面の変位量を測定することによって該缶詰の内圧の良否を判定する缶詰の内圧検査方法であって、
請求項１又は２に記載の前記缶底変位量測定工程と、前記缶位置ずれ測定工程と、前記缶底変位量補正工程とを備え、さらに
前記缶底変位量補正工程により得られた缶底中心部変位量の数値と、予め定められた設定値とを比較することによって缶詰の内圧の良否を判定する内圧良否判定工程
を備えることを特徴とする缶詰の内圧検査方法。
【請求項４】
缶体を載置して搬送する搬送手段と、
前記搬送手段における前記缶体の搬送経路上の所定位置において該缶体の底面の変位量を測定する缶底変位量測定手段と、
前記缶底変位量測定工程の測定対象となる前記缶体の搬送方向と直交する方向の位置を測定する缶位置ずれ測定手段と、
前記缶位置ずれ測定手段より出力された数値に基づいて補正値を決定し、且つ前記缶底変位量測定手段より出力された数値に対して該補正値を加算あるいは減算し、前記缶体の底面中心部における変位量の数値を決定する缶底変位量補正手段と
を備えることを特徴とする缶底深さ測定装置。
【請求項５】
前記搬送手段が、前記缶体の底面を上方に向けた状態で搬送する搬送手段であって、
前記缶底変位量測定手段が、
搬送経路上の上方所定位置に設置される距離センサであって、該距離センサ直下の缶体の底面までの距離を測定する距離センサと、
搬送経路上の前記距離センサに対する側方所定位置に互いに対向して設置され、缶体の底面の最上部における缶高さを測定する射光器及び受光器と、
前記距離センサより出力された前記距離センサ直下の缶体底面までの距離測定値と前記受光器より出力された缶底面最上部の缶高さ測定値とに基づいて前記缶体の底面の変位量を算出する缶底変位量演算手段と
を備えることを特徴とする請求項４記載の缶底深さ測定装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の前記搬送手段と、前記缶底変位量測定手段と、前記缶位置ずれ測定手段と、前記変位量補正手段とを備え、さらに
前記缶底変位量補正手段より出力された缶底中心部変位量の数値と、予め定められた設定値とを比較することによって缶詰の内圧の良否を判定する内圧良否判定手段
を備えることを特徴とする缶詰の内圧検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶底深さ測定方法及びその装置に関し、特に高速搬送における異常内圧缶詰の検出精度の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、缶詰は食品や飲料等の内容物が密封された状態にあり、外界からの細菌や酸素等の侵入を防ぐことで、内容物の長期保存を可能としている。これに対し、缶の製造時に缶胴に微細な穴が生じていると内容物の漏れを生じたり、あるいは内容物の充填時や充填後に細菌や酸素等が侵入することで缶詰内部で内容物の変敗が生じてしまう場合がある。もし缶詰にこのような不良が生じていると、多くの場合、缶詰の内圧が変化することから、缶詰の製造時に内圧を検査することによって、予め不良缶詰を排除することが広く行われている。
【０００３】
このような缶詰の内圧の検査方法として、従来、搬送経路上を搬送される缶詰の底面の変位量を測定することによって内圧の良否を判定する方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。この方法は、例えば、図１に示すように、距離センサによって缶詰底面の最低部までの距離ｌを測定し、缶詰底面の最高部（縁部）の缶高さｈとの差分によって缶詰底面における変位量ｄを測定するものである。そして、缶詰底面の変位量の測定結果は、予め設定された正常な缶内圧の場合の缶詰底面変位量と比較される。すなわち、缶詰底面の最低部の缶高さは内圧に応じて変化し得るのに対し、缶底面の縁部等の最高部の缶高さは内圧の影響を受けることはない。このため、これらの差分を缶詰底面の変位量とし、正常内圧の場合の変位量の数値と比較することによって、内圧の良否を適切に判定することができる。
【０００４】
一方で、近年、缶詰製造の効率化から、高速搬送に対応可能な不良缶の検出方法が望まれている。しかしながら、高速搬送の場合には、搬送時の振動や曲線経路での重力加速度の影響等によって、例えば、図２に示すように、搬送方向に直交する方向の缶詰の位置のばらつきが大きくなってしまうという問題がある。なお、低速で搬送を行なう場合には、振動や重力加速度の影響も比較的少なく、また、必要に応じて缶詰を支持しながら搬送する等、位置のばらつきを小さく抑えることもできるものの、高速搬送の場合にはこのような措置を講じることも困難である。そして、例えば、特許文献１，２のような従来の缶詰底面変位量による内圧検査方法を高速搬送に適用したとしても、搬送経路上の缶詰の位置のばらつきが大きいため、缶詰底面の変位量を精度良く測定することが非常に難しく、結果として、正常内圧の缶詰が異常と判定される、あるいは異常内圧の缶詰が正常と判定されるといった誤判定が多くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１５６９９
【特許文献２】特開２０００−２６６６２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記従来技術の課題に鑑みて行なわれたものであり、その解決すべき課題は、高速搬送の場合であっても、缶体底面の変位量を精度良く測定する測定方法及びその装置、並びに当該缶体底面変位量の測定によって異常内圧の缶詰を精度良く検出することの可能な缶詰の内圧検査方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来技術の課題に鑑み、本発明者らが鋭意検討を行なった結果、缶体底面の変位量の測定と同時に当該缶体位置のずれ量を測定し、この缶位置ずれ量の数値に基づいた補正値を用いて缶体底面変位量の測定値を補正することによって、高速搬送の場合であっても正確に缶体底面の変位量を決定することができ、この結果、異常内圧の缶詰を精度良く検出することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明にかかる缶底深さ測定方法は、搬送経路上を搬送される缶体の底面の変位量を測定する缶底深さ測定方法であって、前記搬送経路上の所定位置において前記缶体の底面の変位量を測定する缶底変位量測定工程と、前記缶底変位量測定工程の測定対象となる前記缶体の搬送方向と直交する方向の位置を測定する缶位置ずれ測定工程と、前記缶位置ずれ測定工程により得られた数値に基づいて補正値を決定し、且つ前記缶底変位量測定工程により得られた数値に対して該補正値を加算あるいは減算し、前記缶体の底面中心部における変位量の数値を決定する缶底変位量補正工程とを備えることを特徴とするものである。なお、本発明の缶底深さ測定方法の測定対象である缶体には、内容物が充填される前の空缶及び内容物が充填され蓋が巻き締められて密封された缶詰が含まれる。
【０００９】
また、前記方法において、前記缶体が底面を上方に向けた状態で搬送され、前記缶底変位量測定工程が、前記搬送経路上の上方所定位置に設置された距離センサによって該距離センサ直下の缶体底面までの距離を測定し、前記距離センサに対して側方の所定位置に設置された射光器と該射光器の対向側に固定して設置された受光器とによって該缶体の底面の最上部における缶高さを測定し、前記距離センサ直下の缶体底面までの距離測定値と前記缶底面最上部の缶高さ測定値に基づいて前記缶体底面の変位量を決定することが好適である。
【００１０】
また、本発明にかかる缶詰の内圧検査方法は、搬送経路上を搬送される缶詰の底面の変位量を測定することによって該缶詰の内圧の良否を判定する缶詰の内圧検査方法であって、前記缶底変位量測定工程と、前記缶位置ずれ測定工程と、前記缶底変位量補正工程とを備え、さらに前記缶底変位量補正工程により得られた缶底中心部変位量の数値と、予め定められた設定値とを比較することによって缶詰の内圧の良否を判定する内圧良否判定工程を備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明にかかる缶底深さ測定装置は、缶体を載置して搬送する搬送手段と、前記搬送手段における前記缶体の搬送経路上の所定位置において該缶体の底面の変位量を測定する缶底変位量測定手段と、前記缶底変位量測定工程の測定対象となる前記缶体の搬送方向と直交する方向の位置を測定する缶位置ずれ測定手段と、前記缶位置ずれ測定手段より出力された数値に基づいて補正値を決定し、且つ前記缶底変位量測定手段より出力された数値に対して該補正値を加算あるいは減算し、前記缶体の底面中心部における変位量の数値を決定する缶底変位量補正手段とを備えることを特徴とするものである。なお、本発明の缶底深さ測定装置の測定対象である缶体には、内容物が充填される前の空缶及び内容物が充填されて蓋が巻き締められて密封された缶詰が含まれる。
【００１２】
また、前記装置において、前記搬送手段が、前記缶体の底面を上方に向けた状態で搬送する搬送手段であって、前記缶底変位量測定手段が、搬送経路上の上方所定位置に設置され、その直下の缶体底面までの距離を測定する距離センサと、搬送経路上の前記距離センサに対する側方所定位置に互いに対向して設置され、缶体の底面の最上部における缶高さを測定する射光器及び受光器と、前記距離センサより出力された該距離センサ直下の缶体底面までの距離測定値と前記受光器より出力された缶底面最上部の缶高さ測定値とに基づいて前記缶体の底面の変位量を算出する缶底変位量演算手段とを備えることが好適である。
【００１３】
また、本発明にかかる缶詰の内圧検査装置は、前記搬送手段と、前記缶底変位量測定手段と、前記缶位置ずれ測定手段と、前記変位量補正手段とを備え、さらに前記缶底変位量補正手段より出力された缶底中心部変位量の数値と、予め定められた設定値とを比較することによって缶詰の内圧の良否を判定する内圧良否判定手段とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、缶体底面の変位量の測定と同時に当該缶体位置のずれ量を測定し、この缶位置ずれ量の数値に基づいて決定した補正値を用いて缶底変位量の測定値を補正することによって、高速搬送の場合であっても正確に缶体底面の変位量を決定することができ、この結果、異常内圧の缶詰を精度良く検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の缶詰内圧判定方法における缶詰底面の変位量測定の説明図である。
【図２】高速搬送時におけるコンベア上の缶の位置ずれを示す説明図である。
【図３】半球型に凹んだ底面を有する缶体における底面変位量測定位置のずれと、測定される変位量の数値との関係を示す説明図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態にかかる缶底深さ測定装置１０の概略図（正面図）である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態にかかる缶底深さ測定装置１０の概略図（平面図）である。
【図５】本発明の一実施形態にかかる缶体の内圧検査方法のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態にかかる缶位置ずれ測定工程を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかる缶底変位量測定工程を示す説明図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかる缶位置ずれ量と缶底面の変位量測定値との関係を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる缶詰内圧検査装置を使用し、正常内圧の缶詰のみを連続的に高速搬送させた場合の、（１）缶詰底面の変位量測定値（補正前）ｄ１，及び（２）缶詰底面中心部における変位量（補正後）ｄ２を取得し、プロットした図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
従来の缶詰の内圧検査装置においては、前述したように、搬送経路上を搬送される缶詰の底面の変位量を測定することによって内圧の良否を判定する方法が知られている。しかしながら、缶詰を高速搬送する場合、例えば、図２に示すように、搬送方向に直交する方向の缶詰の位置のばらつきが大きくなってしまうため、缶詰底面上の変位量の測定位置が一定せず、測定誤差が生じる恐れがある。また、例えば、図３に示すように、半球型に凹んだ底面を有する缶詰（例えば、清涼飲料水等を収容する陽圧缶詰）の場合、底面上での測定位置が少しでもずれると変位量が大きく異なるため、測定時の位置のばらつきによる誤判定が非常に多くなってしまい、現実的な製缶ラインでの使用は事実上不可能であった。
【００１７】
これに対して、本発明にかかる缶底深さ測定方法及び缶詰の内圧検査方法は、缶底面の変位量の測定と同時に当該缶位置のずれ量を測定し、この缶位置ずれ量の数値に基づいて決定した補正値を用いて缶底変位量の測定値を補正することによって、高速搬送の場合であっても正確に缶底面の変位量を決定することができ、また、これによって異常内圧の缶詰を精度良く検出することを可能としたものである。
【００１８】
以下、本発明にかかる缶底深さ測定方法及び缶詰の内圧検査方法について、図面を用いて説明する。
図４に、本発明の一実施形態にかかる缶底深さ測定装置１０を示す（Ａ：正面図，Ｂ：平面図）。また、図５に、本発明の一実施形態にかかる缶詰の内圧検査方法のフローチャートを示す。
【００１９】
図４に示す缶底深さ測定装置１０は、検査対象となる缶体１２を底面を上方に向けた状態で搬送するコンベア２０と、コンベア２０の側方所定位置に設けられ、缶体１２の搬送方向に直交する方向において缶体外表面までの距離を測定する第一距離センサ３０と、コンベア２０の上方所定位置に設けられ、その直下の缶体１２の底面までの距離を測定する第二距離センサ３２と、コンベア２０の側方所定位置に設けられ、缶体１２の底面の最上部の高さを測定する射光器３４及び受光器３６と、を備えている。
【００２０】
〈缶位置ずれ測定工程〉
本実施形態にかかる缶底深さ測定装置１０において、缶体１２は底面を上方に向けた状態でコンベア２０上に載置され、搬送される。搬送された缶体１２が第一距離センサ３０の側方位置に達すると、図６に示すように、第一距離センサ３０によって、缶体１２の外表面（距離センサ３０と最も近い外表面）までの距離ｍ１が測定される（Ｓ１−１）。測定された距離の数値は、ＣＰＵ４０へと出力され、予め設定された缶体１２が所定位置にある場合（缶体１２の底面の中心部が第二距離センサ３２の直下に位置する場合）の距離の数値と比較して缶位置ずれ量ｎ１が算出され、メモリ４２へと記録される（Ｓ１−２）。
【００２１】
〈缶底変位量測定工程〉
つづいて、ほとんど間をおくことなく、搬送された缶体１２が第二距離センサの下方位置に達すると、図７に示すように、第二距離センサ３２によって、缶体１２の第二距離センサ３２直下の底面までの距離ｌ１が測定される（Ｓ２−１）。また。これと同時に、缶体１２は、射光器３４及び受光器３６の側方に達し、缶体１２の底面の最上部の高さｈ１が測定される（Ｓ２−２）。射光器３４及び受光器３６は、互いに対向し、且つ第二距離センサの下側方に位置するように設けられている。なお、図７に示すように、射光器３４から射出された光は、缶体１２の外表面によって遮られるため、受光器３６によって受光できない範囲が、缶体１２の底面の最上部の高さｈ１に相当する。以上のようにして測定されたそれぞれの数値ｌ１，ｈ１は、ＣＰＵ４０へと出力され、数値ｌ１，ｈ１に基づいて缶体底面の変位量ｄ１が算出され、メモリ４２へと記録される（Ｓ２−３）。
【００２２】
ここで、先に説明したように、高速搬送の場合、搬送方向に直交する方向の缶体１２の位置のばらつきが大きくなってしまい、缶体底面上の変位量の測定位置が一定しないため、以上のようにして測定された缶体底面の変位量ｄ１は、測定位置の違いによって著しい誤差が生じる。図８に示すように、正常な内圧の缶詰であっても、例えば、第二距離センサによる測定位置が中心から１ｍｍずれると変位量の測定値は０．０１０５ｍｍ異なっており、測定位置のずれによって正常な内圧の缶詰を異常な内圧の缶詰と判定する誤判定を引き起こしてしまうことになる。
【００２３】
〈缶底変位量補正工程〉
このため、本発明にかかる缶底深さ測定方法では、ＣＰＵ４０において、先に測定、算出した缶位置ずれ量ｎ１の数値に基づいて補正値ｘ１を決定する（Ｓ３−１）とともに、以上で得られた缶体底面の変位量ｄ１に対して該補正値ｘ１を加算あるいは減算することによって、測定位置のずれを補正し、缶体の底面中心部における変位量の数値ｄ２を決定する（Ｓ３−４）。なお、この缶体の底面中心部における変位量の数値ｄ２は、測定位置のずれによる誤差が補正されており、缶体の底面の中心部における変位量となるように補正換算されたものである。
【００２４】
例えば、本発明の一実施形態において、缶体底面の変位量測定値（補正前）ｄ１が１０．７５８ｍｍ，缶位置ずれ量ｎ１が２．０ｍｍであったとする。図８より、缶位置ずれ量ｎ１が２．０ｍｍであった場合の変位量の変化は０．０４２ｍｍであることから、補正値ｘ１は０．０４２ｍｍとなる。したがって、以下のように、缶体底面の変位量測定値（補正前）ｄ１に補正値ｘ１を加算して、缶体の底面中心部における変位量（補正後）ｄ２を決定する。
缶体底面の変位量測定値（補正前）ｄ１＝１０．７５８ｍｍ
補正値（缶位置ずれ量２ｍｍ）ｘ１＝０．０４２ｍｍ
缶体底面中心部における変位量（補正後）ｄ２
＝１０．７５８＋０．０４２＝１０．８００ｍｍ
【００２５】
〈内圧良否判定工程〉
本発明にかかる缶詰の内圧検査方法おいて、以上のようにして算出された缶詰の底面中心部における変位量ｄ２は、ＣＰＵ４０において、予め設定された正常内圧の缶詰底面変位量の許容範囲と照合される（Ｓ４−１）。そして、変位量ｄ２が許容範囲内であれば、検査対象の缶詰は正常内圧（良品）と判定される。他方、変位量ｄ２が許容範囲外であった場合、検査対象の缶詰は異常内圧（不良品）と判定され、不良品検出信号が図示しない排出手段へと出力される。排出手段においては、例えば、アームあるいはエアブロー等によって、異常内圧（不良品）と判定された缶詰をコンベア２０上から排出する（Ｓ４−２）。
【００２６】
以上のように、本発明にかかる缶詰の内圧検査方法においては、缶詰の底面中心部における変位量ｄ２は、測定位置のずれによる誤差が補正されているため、例えば、缶詰の測定位置が大きくばらついてしまうような高速搬送の場合であっても、予め設定された正常内圧の場合の缶詰底面変位量に対して適切に比較することができ、誤判定を生じる可能性が著しく低減される。
【００２７】
本発明の一実施形態にかかる缶詰内圧検査装置を使用し、正常内圧の缶詰のみを連続的に高速搬送させた場合の、（１）缶詰底面の変位量測定値（補正前）ｄ１，及び（２）缶詰底面中心部における変位量（補正後）ｄ２を取得し、プロットしたものを図９に示す。試験条件は以下のとおりである。
缶詰：直径６６．１ｍｍ，高さ１２３．７ｍｍ，缶詰底面中心部変位量：平均１０．８０ｍｍ
搬送速度：８００本／秒
第一距離センサ：ＩＬ−Ｓ０６５，ＩＬ−１０００（キーエンス社製）；３ｍｍ／Ｖ，０．３３ｍｓ
第二距離センサ：ＩＬ−０３０，ＩＬ−１０００（キーエンス社製）；３ｍｍ／Ｖ，０．３３ｍｓ
射光器及び受光器：ＩＧ−０２８，ＩＧ−１０００（キーエンス社製）；１ｍｍ／Ｖ，０．９８ｍｓ
【００２８】
図９に示すように、（１）補正前の缶詰底面の変位量測定値ｄ１は、約１０．００ｍｍ〜１１．００ｍｍの間で幅広く分布してしまっている。また、使用した缶詰の底面中心部変位量は平均１０．８０ｍｍであることから、かなり多くの割合で変位量を短く測定してしまっていることがわかる。これは、缶詰の形状上、底面中心部の変位量が最も長いため、測定位置がずれることで変位量の測定値が短い側にシフトしてしまうことによる。これに対して、（２）補正後の缶詰底面中心部における変位量ｄ２は、約１０．６０ｍｍ〜１１．００ｍｍの間で分布しており、（１）ｄ２と比較して分布が狭くなっており、また、１０．６０ｍｍ未満の値はまったく見られなかった。以上の結果からすると、上記試験条件において、正常内圧の缶詰底面変位量の許容範囲を、例えば、１０．８０ｍｍ±０．２ｍｍ程度へと設定することで、高速搬送の場合であっても、異常内圧の缶詰を精度良く検出することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０        缶底深さ測定装置
１２        缶体
２０        コンベア
３０        第一距離センサ
３２        第二距離センサ
３４        射光部
３６        受光部
４０        ＣＰＵ
４２        メモリ
【図１】
2013186068.tif 000003
【図２】
2013186068.tif 000004
【図３】
2013186068.tif 000005
【図４Ａ】
2013186068.tif 000006
【図４Ｂ】
2013186068.tif 000007
【図５】
2013186068.tif 000008
【図６】
2013186068.tif 000009
【図７】
2013186068.tif 000010
【図８】
2013186068.tif 000011
【図９】
2013186068.tif 000012