(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
びん口の天面の傾斜状態の不良を検査するびんの不良検査装置であって、びん口の天面の傾きを検出する傾き検出器と、びんを支持する水平な検査テーブルと、検査テーブルの上方位置で前記傾き検出器を昇降可能に支持する昇降支持機構とから成り、
前記傾き検出器は、昇降支持機構の下降動作によってびん口の天面に当てられる当接板と、この当接板を傾動自由な状態で水平に支持する支持体と、当接板をびん口の天面に当てたときの当接板の水平面に対する傾きを当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変える変換機構と、前記変位を検出してびん口の天面の傾きを計測する変位センサとを備えており、前記揺動軸は先端部に球体を有し、球体と対向する位置に中心線が鉛直線と一致するように前記変位センサが下方に向けて固定されており、
前記球体は、揺動軸の軸芯が変位センサの中心線上に位置するとき、変位センサと球体との前記中心線に沿う距離が最小となり、揺動軸が下端部を支点として任意の方向へ振れるとき、前記距離が次第に大きくなるように、揺動軸の先端部に設けられて成るびんの不良検査装置。
【請求項２】
前記球体は、近接センサが電磁的に感応する金属球である請求項１に記載されたびんの不良検査装置。
【請求項３】
前記変位センサは、びん口の天面の傾き状態を判別する機能を有している請求項１または２に記載されたびんの不良検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、製びん機で製造されたびんに欠陥があるかどうかを検査するための検査装置に関し、特に、この発明は、「天傾斜」と呼ばれるびん口の天面の傾斜状態の不良を検査するびんの不良検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に製びん機で製造されたびんは、図７に示すようなびん検査装置１に導かれ、複数の項目についてびんの欠陥の有無が検査される。図示のびん検査装置１は、周面の複数箇所に凹部２が設けられたスターホイール３を有し、このスターホイール３を間欠的に回転させ、各凹部２に取り込んだびん１０を所定の角度位置の検査ステーションに導く。各検査ステーションには種々の不良検査装置が設置され、不良検査装置毎に少なくとも１種類の項目について欠陥の有無が検査される。なお、所定の欠陥をもつびんは、不良品としてリジェクトされる。
【０００３】
ところで、びんの製造時には、びんの全体またはびん口が変形することによる不良が発生することがある。この不良品は、図８に示すように、びん口１０ａの天面１０ｂがびん底１０ｃに対して傾いており、この傾斜状態を判別することによりびんの不良が検出される。びん口１０ａの天面１０ｂに不良が存在すると、内容物の充填時、またはキャップのキャッピング時にトラブルを発生させることがある。また、近年、充填、キャッピングラインの高速化によりびん口１０ａの天面１０ｂの傾斜状態について、より高い品質レベルが要求されている。
【０００４】
びん口１０ａの天面１０ｂの傾斜不良を検査する装置として、特開昭６４−４９９０６号公報に記載の天傾斜測定装置や特開平８−１１４４３５号公報に記載の口部不良検査装置などがある。
特開昭６４−４９９０６号公報に記載の天傾斜測定装置は、固定台上に支持されたびんのびん口の天面に測定板を当て、その測定板の上面の少なくとも３箇所にリニアゲージの測定子をそれぞれ当接することにより、固定台と測定板との平行度を測定し、「天傾斜」を求めるものである。
また、特開平８−１１４４３５号公報に記載の口部不良検査装置は、びん口の天面に平板を当て、その平板の外周縁上にカップ状ケースの開口縁に設けた複数の電極を対向位置させ、平板と各電極との距離を求めることにより平板の傾きを検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記したいずれの装置も、びん口の天面に板材を当接させ、その板材の傾きを板材上の複数の点と測定子や電極との距離から検出するものであるが、そのような検出方法では、びん口の天面の傾斜が小さいとき、板材上の各点と測定子や電極との距離の差は微差となるため、傾きの計測が容易でなく、計測精度に欠けるという問題がある。また、いずれの装置も、板材上の複数の点について距離を測定する必要があるため、複数個のセンサが必要となり、装置がコスト高となる。
【０００６】
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、びん口の天面に当てられる当接板の傾きを当接板に垂直な軸の変位に変えることにより、傾きの計測精度を高めることができる安価なびんの不良検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明によるびんの不良検査装置は、びん口の天面の傾斜状態の不良を検査するびんの不良検査装置であって、びん口の天面の傾きを検出する傾き検出器と、びんを支持する水平な検査テーブルと、検査テーブルの上方位置で前記傾き検出器を昇降可能に支持する昇降支持機構とから成る。前記傾き検出器は、昇降支持機構の下降動作によってびん口の天面に当てられる当接板と、この当接板を傾動自由な状態で水平に支持する支持体と、当接板をびん口の天面に当てたときの当接板の水平面に対する傾きを当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変える変換機構と、前記変位を検出してびん口の天面の傾きを計測する変位センサとを備えている。前記揺動軸は先端部に球体を有し、球体と対向する位置に中心線が鉛直線と一致するように前記変位センサが下方に向けて固定されている。前記球体は、揺動軸の軸芯が変位センサの中心線上に位置するとき、変位センサと球体との前記中心線に沿う距離が最小となり、揺動軸が下端部を支点として任意の方向へ振れるとき、前記距離が次第に大きくなるように、揺動軸の先端部に設けられている。
【０００８】
上記したびんの不良検査装置において、検査すべきびんはその下面が検査テーブル上に支持されている。びんの上方から傾き検出器が下降し、当接板がびん口の天面に当てられる。びん口の天面が傾いていると、その傾きの方向および大きさに応じて当接板が傾く。この当接板の水平面に対する傾きは変換機構によって当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変えられる。前記揺動軸の先端部の変位は変位センサにより検出され、びん口の天面の傾きが計測される。
【０００９】
この発明によると、当接板の水平面に対する傾きが当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変えられるので、傾きの計測および増幅が容易となり、計測精度を高めることができる。また、当接板上の複数の点について距離を測定する必要がなくなり、変位センサの数が少なくて済み、装置のコストを低減できる。さらに、揺動軸の長さを長くすることにより、揺動軸の変位を大きくとれ、測定精度が高められる。
【００１１】
この発明の好ましい実施態様では、前記球体として近接センサが電磁的に感応する金属球が用いられる。
【００１２】
好ましい実施態様では、変位センサは、びん口の天面の傾き状態を判別する機能を有しており、例えば、計測値を所定のしきい値と比較することにより、びん口の天面の傾き状態について良否判定の結果を出力する。
なお、変位センサには近接センサのような非接触式のものに限らず、リニアゲージのような接触式のものも使用できる。
【００１３】
【実施例】
図１は、この発明の一実施例であるびんの不良検査装置の構成を示している。
この不良検査装置は、ガラスびんのびん口について天面の傾斜状態の不良を検査するもので、前記したスターホイールの各凹部が停止する複数の検査ステーションのうちのいずれかに設置されている。
【００１４】
図示例の不良検査装置は、びん口１０ａの天面の傾きを検出する傾き検出器２０と、検査すべきびん１０の下面を支持する水平な検査テーブル６０と、検査テーブル６０の上方位置で前記傾き検出器２０を昇降可能に支持する昇降支持機構７０とから成る。
【００１５】
前記傾き検出器２０は、図２に示すように、昇降支持機構７０の下降動作によって検査すべきびん１０のびん口１０ａの天面に当てられる当接板２１と、この当接板２１を傾動自由な状態で水平に支持する支持体３０と、当接板２１をびん口１０ａの天面に当てたときの当接板２１の水平面に対する傾きを当接板２１に垂直な軸の変位に変える変換機構４０と、変換された変位を検出してびん口１０ａの天面の傾きを計測する変位センサ５０とを備えている。
【００１６】
前記当接板２１は、ベース部材２２の下面に支持リング２３によって保持されている。ベース部材２２の外周面にはねじ部２２ａが形成され、そのねじ部２２ａに固定ナット２８をねじ込むことにより当接板２１がベース部材２２に一体に保持される。前記当接板２１の下面はびん口１０ａの天面に当てられる当接面２１ａとなっている。この当接面２１ａは少なくともびん口の外径より大きな径に設定されている。
【００１７】
ベース部材２２の上面の中央部には円形の取付穴２２ｂが形成されている。この取付穴２２ｂには滑り部材２４が嵌め込まれる。滑り部材２４は上面が凸曲面をなす滑り面２４ａとなっている。滑り部材２４の内部には上下方向に貫通する軸止め孔２４ｂが形成されている。この軸止め孔２４ｂには揺動軸４１の基端部が係合される。揺動軸４１の基端面にはねじ穴４１ａが形成されており、このねじ孔４１ａにベース部材２２の下面より挿入されたボルト２５がねじ込まれ、滑り部材２４と揺動軸４１とがベース部材２２に一体に固定されている。揺動軸４１の軸芯は、当接板２１の当接面２１ａに対して垂直である。揺動軸４１は滑り部材２４の滑り面２４ａ上へ突出し、当接板２１の中心軸ｃ沿いに延びている。
【００１８】
前記ベース部材２２は上面の外周部に筒状壁２２ｃを備えている。前記筒状壁２２ｃの内周面にはねじ部２２ｄが形成され、このねじ部２２ｄにばね受け部材２５の外周面のねじ部２５ａがねじ込まれている。前記ばね受け部材２５は前記支持体３０の下端部に圧縮ばね３４を介して傾動自由な状態で水平に支持されるものである。
【００１９】
前記支持体３０は、上端に連結フランジ３１ａを有する第１の支持筒３１と、第１の支持筒３１の下端に連結された第２の支持筒３２とを含んでいる。第２の支持筒３２の下端部の外周には前記圧縮ばね３４の下端を支持する支持フランジ３２ａが形成されている。また、第２の支持筒３２の下端部の内孔には中空の軸受部材３３が嵌め込まれている。この軸受部材３３の下面には、前記滑り部材２４の滑り面２４ａを摺動自由に支持する凹曲面をなす軸受面３３ａが形成されている。前記圧縮ばね３４のばね力によって前記滑り部材２４の滑り面２４ａは軸受部材３３の軸受面３３ａへ押し付けられる。
【００２０】
前記変換機構４０は、この実施例では、当接板２１の上面に当接面２１ａと垂直に設けられた揺動軸４１により構成されている。この揺動軸４１は軸受部材３３および第２の支持筒３２の内孔を貫通して第１の支持筒３１の内孔へ突出している。当接板２１をびん口１０ａの天面に当てたときの当接板２１の水平面に対する傾き（変位）は、揺動軸４１の先端部の変位に変えられ、揺動軸４１の軸長さを当接板２１の直径より大きく設定することにより、揺動軸４１の先端部の変位は、当接板２１の傾きに相当する変位より大きくなるように増幅されることになる。
【００２１】
前記揺動軸４１の先端部には、変位センサ５０としての近接センサが電磁的に感応する金属球より成る球体４２が設けられている。従って、揺動軸４１の先端は前記球体４２によって球面となっている。変位センサ５０は、第１の支持筒３１の内部に固定部材５１によって固定されている。変位センサ５０の先端のヘッド部５０ａは第１の支持筒３１の径中心に下方を向いて位置し、揺動軸４１の上端の球体４２に対向している。
【００２２】
揺動軸４１の軸芯が変位センサ５０の中心線ｃ上に位置するとき、図４に示すように、前記ヘッド部５０ａと球体４２との前記中心線ｃに沿う距離ｄは最小となる。これに対して、図３に示すように、揺動軸４１が下端部を支点として任意の方向へ振れるとき、中心線ｃに対して球体４２が変位し、前記距離ｄは次第に大きくなる。
なお、変位センサ５０のヘッド部５０ａは中心線ｃに沿って感度が最大であり、変位センサ５０の中心線ｃが鉛直線と一致するように変位センサ５０の位置および向きが予め調節される。
【００２３】
この実施例の変位センサ５０は高周波発振型の近接センサであり、図５に示すように、検出コイルＬとコンデンサＣから成る共振回路５２と、この共振回路５２に接続されて発振動作する発振回路５３と、発振回路５３の発振出力を検波する検波回路５４と、検波回路５４の検波出力をびん口１０ａの天面の傾きに換算して傾きの計測値をアナログ量で出力する計測データ出力回路５７と、前記検波出力を所定のしきい値と比較する比較回路５５と、比較回路５５での比較結果に応じてびん口の天面が所定の傾き以上であるかどうかの良否判定結果を出力する良否データ出力回路５６とで構成されている。前記計測データ出力回路５７には表示器５８が接続され、この表示器５８によって傾きの計測値が確認できるようになっている。
【００２４】
びん口１０ａの天面が傾斜しておらず、揺動軸４１がいずれの方向にも振れていないとき（図２に示す状態のとき）、球体４２は中心線ｃ上に位置し、ヘッド部５０ａと球体４２との中心線ｃに沿う距離ｄは最小であり、発振回路５３の発振出力は所定の振幅となる。
これに対して、びん口１０ａの天面が傾斜し、揺動軸４１がいずれかの方向へ振れているとき（図３に示す状態のとき）、球体４２は中心線ｃから位置ずれし、ヘッド部５０ａと球体４２との中心線ｃに沿う距離ｄが大きくなるので、検出コイルＬの損失が減少して発振状態が変化し、それに伴って発振出力の振幅が小さくなる。前記比較回路５５ではこの振幅としきい値とを比較し、もし、振幅がしきい値以下であれば、良否データ出力回路５６は、びん口１０ａの天面が所定の傾き以上の不良であることを示す良否データを出力する。
【００２５】
なお、変位センサ５０は近接センサに限らず、図６に示すようなリニアゲージを用いることもできる。図示のリニアゲージでは、棒状の測定子９０がばね９１により球体４２の方向へ付勢した状態で保持されている。球体４２が中心線ｃから位置ずれするに従って、測定子９０が下方へ変位する結果、指針９２がスケール９３に沿って下方へ移動する。この指針９２の移動量が所定のしきい値を越えたとき、びん口１０ａの天面が所定の傾き以上であると判断される。なお、前記揺動軸４１の先端部は、球面のように平面形状が円形でありかつ中心から外周方向へ低く傾斜する凸曲面形状に形成することもできる。
【００２６】
図１に戻って、上記した構成の傾き検出器２０は昇降支持機構７０によって昇降可能に支持されている。昇降支持機構７０は、下端が駆動機構（図示せず。）に連繋されて所定のストロークだけ昇降動作する駆動軸７１と、駆動軸７１の所定の高さ位置に固定された支持アーム７２によって支持される中空のスリーブ７３と、スリーブ７３の内孔に上下動自由に支持された支え軸７４とを有している。前記支え軸７４の下端には連結部材７９が取り付けられ、この連結部材７９と前記の第１の支持筒３１の連結フランジ３１ａとを連結することにより支え軸７４の下端に第１の支持筒３１が一体に支持される。
【００２７】
前記スリーブ７３の内孔の上端部には第１のブッシュ７５が、前記支え軸７４の下端部には第２のブッシュ７６が、それぞれ一体に装着されている。第１、第２の両ブッシュ７５，７６間に引っ張りばね７７が取り付けられ、前記支え軸７４はこのばね７７によって吊持されている。
図中、８０はスリーブ７３の昇降動作を案内するガイド部材であり、前記駆動軸７１と平行に縦設された支柱８１の上端部に固定されている。
【００２８】
前記支え軸７４は、ばね７７により吊り下げられた状態のとき、上端部と下端部との所定長さがスリーブ７３の上下端より突出する。支え軸７４の上端部にストッパ７８が、ガイド部材８０の上面にはストッパ７８が突き当たるゴムリング８２が、それぞれ取り付けてあり、これにより支え軸７４が下降し得る下限位置が定められる。なお、支え軸７４が上昇し得る上限位置は前記連結部材７９とスリーブ７３の下端とによって定められる。
【００２９】
上記したびんの不良検査装置において、検査すべきびん１０はその下面が検査テーブル６０上に支持される。昇降支持機構７０の下降動作によって傾き検出器２０が下降し、当接板２１がびん口１０ａの天面に当てられる。もし、びん口１０ａの天面が傾いていなければ、当接板２１は水平状態であって揺動軸４１は鉛直線上に位置し、球体４２は変位しない。
【００３０】
びん口１０ａの天面が傾いていると、傾き検出器２０の下降により当接板２１がびん口１０ａの天面に当ったとき、びん口１０ａの天面の傾きの方向および大きさに応じて当接板２１が傾く。当接板２１が傾くと、揺動軸４１が振れ、中心線ｃに対して揺動軸４１の先端の球体４２が変位するので、その変位が変位センサ５０によって検出され、びん口１０ａの天面の傾きが計測されるとともに、傾きが所定の傾き以上のとき、変位センサ５０は傾き不良である旨の良否データを出力する。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によると、当接板の水平面に対する傾きが当接板に垂直に設けられた揺動軸の先端部の変位に変えられるので、びん口の天面の傾きの計測および増幅が容易となり、計測精度を高めることができる。また、当接板上の複数の点について距離の測定を行う必要がなくなり、変位センサの数が少なくて済み、装置のコストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例にかかるびんの不良検査装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】傾き検出器の構成を示す断面図である。
【図３】傾斜しているびん口の天面を検査している状態を示す傾き検出器の断面図である。
【図４】変位センサに対する球体の変位を示す説明図である。
【図５】近接センサの構成を示すブロック図である。
【図６】変位センサの他の実施例を示す説明図である。
【図７】  従来のびん検査装置を示す平面図である。
【図８】不良品の外観を示す正面図である。
【符号の説明】
２０  傾き検出器
２１  当接板
３０  支持体
４０  変換機構
４１  揺動軸
４２  球体
６０  検査テーブル
７０  昇降支持機構
【図１】
0003911181.tif 000002
【図２】
0003911181.tif 000003
【図３】
0003911181.tif 000004
【図４】
0003911181.tif 000005
【図５】
0003911181.tif 000006
【図６】
0003911181.tif 000007
【図７】
0003911181.tif 000008
【図８】
0003911181.tif 000009