JPH026703A - 金属缶胴のフランジ部の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、炭酸飲料缶、ビール缶、コーヒ缶。

果汁缶等に用いられる金属缶胴のフランツ部における、
斜下方又は下方に曲った曲り部、および真円度を光学的
に検査する装置に関する。

（従来の技術） 炭酸飲料缶等の缶詰は、通常胴部と底部よりなる金属缶
（錫めっき鋼板やティンフリースチール等よりなり、胴
部のフランジ部に底部を２重巻締した２ピ一ス缶、もし
くは絞り加工又は絞り−しごき加工により形成された１
ピ一ス缶等の）に内容物を充填後、金属缶の開口部のフ
ランジ部に蓋部を２重巻締して密封することによって製
造される。なお、底部として、ゲルタブのついた所謂イ
ージオープンエンドを用いる場合が多いが、本明細書に
おいては、このようなエンドも、充填前に胴部に２重巻
締される場合は底部とよぶ。

このような金属缶の製造工場と、充填・巻締を行なう缶
詰工場は、互に比較的遠隔の地にある場合が多く、金属
缶は通常大型のパレットに積載されて缶詰工場にトラッ
ク、貨車又はフェリー等によって輸送される。この輸送
中の振動により、あるいは缶詰工場においてパレットよ
り積降すさいデパレタイザ−のガイドに当ったり等して
、フランジ部に曲り部が発生したり、あるいはその真円
度が損なわれたりし易い。同様の欠陥は工場内における
コンベア等による搬送のさいにも起シ易い。

第１図、第２図において、１は金属缶、２は胴部、３は
胴部に巻締められた底部、４はフランジ部であって、フ
ランツ部４は通常、第２図の左側の部分に示すように、
斜上方外側に向って延びているが、フランツ曲り部５は
下方に（第２図の場合）、もしくは図示は省略したが、
斜下方に曲っている。

第３図は、このようなフランツ曲り部５を有する金属缶
１に内容物６を充填後、蓋部７全巻締めた状態を示した
ものであって、正常なフランツ部分１１は正常な２重巻
締部８を形成するが、フランジ曲り部５は９に示すよう
な不良巻締部となって、密封性を確保することができな
い。そのため保存中に内容物６の変敗全招くという問題
を生ずる。

第４図の実線で示す４７ａは真円度が損なわｆ″Ｉ−た
フランジ部４′の外周線ヲ示したものであり、−点鎖線
で示す４ａは正常な、真円度を保っているフランジ部４
の外周線を示したものである。４′で示すフランジ部の
ように真円度が損われている場合は、巻締作業のさい蓋
部のカール部がフランジ部４′の上にピッタリと載置さ
れず、そのため２重巻締が不可能になったり、あるいは
可能であったとしても不良巻締部となり易く、前記と同
様の問題を生じ易い。通常外周線４’ａの最大直径Ｄ１
と最小直径Ｄ２の差が約３ｍｍ以上の場合に上記の問題
を生じ易い。

第５図は非常に大きな外力を受けて、局部的に甚るしい
、高さ方向の押潰し変形部１０を生じて、真円度が損な
われたフランジ部４〃ヲ示したものであって、このよう
なフランジ４〃は２重巻締が不可能であるのみならず、
商品制置の全くないものである。

なお真円度が損なわれているフランツ部４’、４／／に
は、フランジ曲り部５が形成されている場合（例えば第
５図参照）と、形成されていない場合とがある。さらに
真円度が損なわれているフランジ部４／　、　４“にお
いても、部分的には第４図、第５図の１１で示すように
、正常なフランジ部分１１が存することが多い。

なお製缶工場で搬送中のトラブル等により、底部全巻締
める前の胴部のフランジ部に前記のような欠陥を生ずる
ことがある。

（発明が解決しようとする課題） フランツ曲り部の検査装置は、特開昭５９−８７３０３
号公報や特公昭６３−１０３６２号公報に提案されてい
る。しかしながら従来の装置は、フランツ部が真円度を
有している場合における、フランツ曲り部の有無を検出
するためのものであった。従って、フランジ曲り部は無
いが、フランジ部の真円度が夫々われでいて、そのため
蓋部を２重巻締後の密封性が損なわるおそれのある金属
缶胴を検出、排除することができないという問題があっ
た。

本発明は、フランツ曲り部と真円度を同時に検査できる
、金属缶胴のフランジ部の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） 本発明の金属缶胴のフランジ部の検査装置は、真上から
投射光を、金属缶胴の正常なフランジ部の実質的な全周
に沿って同時に投射可能な、多数の環状に配列された冷
光光源を備える投光装置、該投光装置の内側に、正常な
フランツ部よりの反射光を受光可能に環状に配設された
、第１の光電変換素子群を有する第１の受光装置、およ
び該投光装置の外側に、フランジ曲り部よりの反射光の
みを受光可能に環状配設された、第２の光電変換素子群
を有する第２の受光装置を備えている。

本明細書において正常なフランジ部とは、実質的に真円
度が保持され、フランジ曲り部もなく、底部や蓋部等の
端部材を２重巻締した後の密封性を確保することが可能
な形状のフランジ部をいう。

また正常なフランジ部分１１とは、上記の形状を有する
部分をいう。

（作用） 本発明の検査装置は、真上から投射光を、正常なフラン
ジ部の実質的な全周に沿って同時に投射可能な、多数の
環状に配列された光源を備える投光装置の内側に、正常
なフランツ部よりの反射光全受光可能に環状に配設され
た、第１の光電変換素子群を有する第１の受光装置を備
えている。第１の受光装置の光電変換素子は、フランツ
部の真円度を欠いた部分よりの反射光を受光しないので
、第１の受光装置によってフランジ部の真円度を検査で
きる。

さらに投光装置の外側に、フランジ曲り部よりの反射光
のみを受光可能に環状に配設された、第２の光電変換素
子群を有する第２の受光装置を備えている。第２の受光
装置の光電変換素子は、フランツ曲り部よりの反射光を
受光するので、第２の受光装置によってフランツ曲り部
全検査することができる。

（実施例） １の胴部２のフランジ４の検査ヘッドを示したものであ
る。１３はフランジ部４に投射光を投射するだめの投光
光ファイバーであって、正常なフランジ部４の実質的な
全周に沿って投射光を、真上から同時に投射可能となる
ように、円環状に多数が、等間隔にヘッド本体１２ａ（
ｉ７鉛直方向に挿通している。ヘッド本体１２ａはアル
ミニウムよりなっている。

光ファイバー１３の数は、正常なフランジ部４上で照度
むらが生じないように、製作可能の範囲内でできるだけ
多い方が好ましい。本実施例の場合、光ファイバー１３
（直径０．５５ｍｍ）は９０本設けられている。光ファ
イバー１３は赤外線減衰率が大きい材料、例えばアクリ
ル系プラスチックファイバーより形成されている。光フ
ァイ・り一１３は、ヘッド１２より離隔して配設された
発光器１４に接続する。発光器１４は発光ダイオード又
は白熱ランプ等の発光体および反射鏡（赤外線の反射率
の小さいグイクロイックミラー）を備えており、検査作
業中、常時反射鏡を介して光が光ファイバー１３に入光
している。

第１０図に示すように、投射光５０は光ファイバー１３
の出口端、つ寸り下端より大気中に投射されるので、本
明細書においては、光ファイバー１３の出口端１３ａｉ
光源とよぶ。以上のように構成されているので、発光器
１４が発熱して、多少高温になっても、光ファイバー１
３の出口端つまり光源１３ａは、周囲環境温度すなわち
室温（約４０℃以下）である。従って光源１３ａは冷光
光源である。各光源１３ａの中心の軌跡円の直径、すな
わち各光源１３ａの光軸１５の軌跡円筒面１５ａの直径
は、胴部２の外径とほぼ等しいか、もしくはそれより僅
かに大きく（約１〜２圏大きい）定められるのが好まし
い。

１６は、正常なフランジ部４よりの反射光を受光可能に
、光ファイバー１３の内側に、その下端１６ａが環状に
、かつ等間隔に配設された内側受光光ファイバー（＠径
０．５５ｍｍ）である。光ファイバー１６はヘッド本体
１２ａｉ、その光軸１８が軌跡円筒面１５ａの半径平面
２２に沿うように、かつ科内側上方に向って挿通してお
り、その上端は光電変換素子１７（例えばフォトトラン
・ゾスタ）に接続する。光ファイバー１６の光軸１８が
、光ファイバー１３の光軸１５の軌跡円筒ｉ　１５　ａ
となす好ましい角度θは、正常なフランジ部４の湾曲部
４Ｘの内面側曲率半径、フランジ部４と光源１３ＥＬ間
の距離、および軌跡円筒面１５ａとフランジ部４上面の
交線の湾曲部４Ｘ上の半径方向位置等によって幾何学的
に定められる（つまり後述の円周線１５ｂ上の対応する
点Ｐにおける法線と光軸１８とのなす角は１／２°θと
なる）が、通常２５〜５０度、より好ましくは３０〜４
０度である。本実施例ではθは３５度である。光ファイ
バー１６の数は、２０２号缶の場合好ましくは１０〜２
０本である。本実施例では１０本である。

１９は、フランジ曲り部５よりの反射光のみを受光可能
に、光ファイバー１３の外側に、その下端１９ａが環状
に、かつ等間隔に配設された外側受光光ファイバー（直
径０．５５　ｍｍ　）である。光ファイバー１９はヘッ
ド本体１２　ａ　１，１、その光軸２１が軌跡円筒面１
５ａの半径平面の延長部２３に沿うように、かつ斜外側
上方に向って挿通しており、その上端は光電変換素子２
０（例えばフォトトランジスタ）に接続する。

光ファイバー１９の光軸２１と、光軸１５の軌跡円筒面
１５ａのなす角度δは好捷しくは５０〜７０度に定めら
れる。本実施例の場合６０度である。光ファイバー１９
の数は少なく１とも、隣り合う下端１９ａからみる視野
（視野角は通常約６０度）が正常なフランジ部４上で重
役する直でなければならない。本実施例の場合、光ファ
イバー１９は６０本である。

さらに光ファイバー１６および光ファイバー１９は、そ
れぞれの光軸１８および２１が、軌跡円筒面１５ａのベ
ンド１２下面より所定高さｈ下方の円周線１５ｂに交わ
るように配設されている。

本実施例の場合、高さｈの標準匝は８＋＋１＋＋＋であ
る。

金属缶１は、その中心軸が軌跡円筒面１５ａの中心軸１
５ｃと実質的に一致し、かつフランジ部４がヘッド１２
の下面よりほぼ高さｈだけ下方にあって、光ファイバー
１６が正常なフランジ部４よりの反射光５１を受光可能
な位置におかれた状態において検査される。

検査装置２４は、検査ヘッド１２を収納する検査ボック
ス２５９発光器１４．金属缶１を所定間隔（例えば約１
０　ａｍ　）　ｋあけて載置（磁気吸着した状態で）し
て、連続的に矢印入方向に、金属缶１の中心軸が検査ヘ
ッド１２の中心軸（軌跡円筒面１５ａの中心軸１５ｃ）
のほぼ真下（横方向のズンは±１ｎａ＋＋以下）を通る
ように移送する（移送速度は例えば毎分１２００缶）マ
グネット型ベルトコンベア２６．金属缶１が検査ヘッド
１２の下方を通過した時点を検出するための、発光器２
７ａおよび受光器２７ｂｉ備える光電センサ２７．検査
ヘッド１２よりの信号にもとづいて、フランジ部４の良
否を判別する判別回路２８．および判別回路２８で不良
と判定された金属缶１をベルトコンベア２６の側方に排
出するためのりジェクター２９を備えている。

検査ボックス２５における２５ａは、光電変換素子１７
．２０および後述のプリアンプ３１゜４１、ならびに受
光器２７ｂに接続する後述の光電変換素子２７ｂ、の収
納部、２５ｂは光ファイバー１３，１９の検査ヘッド１
２より上方にある部分の収納部である。

光電センサ２７は、金属缶１が、その中心軸が検査ヘッ
ド１２の中心軸より上流側約１咽の地点に達したとき、
その光路２７ｃが遮断されるように配設されている。

第９図は判別回路２８を含むブロック図を示したもので
あって、判別回路２８は、真円度判別回路２８ａおよび
フランジ曲ｐ部判別回路２８ｂを備えている。真円度判
別回路２８ａ側の、１７ａ。

１７ｂは各内側受光光ファイバー１６に接続する光電変
換素子（例えばフォトトランジスタ）であって、図示は
省略したが、本実施例の場合、１７ａ。

１７ｂの他に８個、計１０個設けられている。３１ａ。

３１ｂはプリアンプ、３２ａ、３２ｂは比較回路である
。３３は基準値設定回路であって、プリアンプ３１ａ（
又は３１ｂ）よりの出力が基準直より小さい場合に、比
較回路３２ａ（又は３２ｂ）はＮＧ信号（不良信号）を
対応する記憶回路３４ａ（又は３４ｂ）に出力する。な
お正確な図示は省略したが、記憶回路群３４は、本実施
例の場合１（ｌ］の記憶回路３４ａｔ３４ｂ、・・・よ
りなっている。

２７ｂ１は、前述のように光電センサ２７の受光器２７
ｂに接続する光電変換素子であり、３８はタイミング回
路であって、遅延時間０．５〜２．０ｍ５ｅｃ　　の遅
延回路を内蔵している。すなわち金属缶１の中心軸が検
査ヘッド１２の中心軸の手前約１ｍｍの地点を通過して
、投光器２７ａよりの投射光が遮断されて、光電変換素
子２７ｂｌがＯＦＦ信号を出力すると、タイミング回路
３８は、上記遅延回路を介して、金属缶１の中心軸と検
査ヘッド１２の中心軸が移送方向において一致した時点
において、記憶回路群３４に記憶命令を出力する。

上記両中心軸が一致した時点の正確なタイミングをとる
ための調整は、上記遅延回路の遅延時間の＆ｌＪ、−ム
（図示されない）による微調整によって行なう。

記憶回路群３４ば、各光電変換素子１７ａ。

１７ｂ、・・・に基づ（ＮＧ信号の入力がある場合、こ
れを対応する記憶回路３４ａ、３４ｂ、・・・において
記憶する。３５は加算回路であって、記憶回路群３４に
記憶されたＮＧ信号の数ｎを加算する。

３６は艮、不良判定回路であり、３７は良、不良判定基
準１直設定回路である。すなわち艮、不良判定基準直が
ｎ。（例えばｎ。＝２）の場合、ＮＧ信号の数ｎがｎ　
より大きい場合、判定回路３６より信号がＯＲダート３
９に出力される。

フランジ曲り部判別回路２８ｂ側において、２０ａ　、
２０ｂは各外側受光光ファイバー１９に接続する光電変
換素子であって、この場合も図示を省略したが、本実施
例の場合、２０ａ　ｔ　２０ｂの他に５８個、計６０個
設けられている。４１ａ。

４１ｂはプリアンプ、４２ａ、４２ｂは比較回路、４３
は基準頁設定回路、４４は記憶回路群（４４ａ。

４４ｂ等の６０個の記憶回路よりなる）、４５は加算回
路、４６は艮、不良判定回路、４７は艮。

不良判定基準１設定回路であって、各々は真円度判別回
路２８ａの、それぞれの対応する回路と同様に機能する
。ただし比較回路４２ａ（又は４２ｂ）は、プリアンプ
４１ａ（又は４２ｂ）よりの出力が、基準頁設定回路４
３にもとづく基準１直より大きい場合に、比較回路４２
ａ（又は４２ｂ）にＮＧ信号を出力する。

４８はリジェクタ−駆動回路であって、遅延回路が内蔵
されていて、艮、不良判定回路３６および４６の何れか
、又は両方から信号がＯＲゲート３９に入力すると、当
該金属缶１がリジェクタ−２９の正面に達したとき、リ
ジェクタ−２９を駆動して、当該金属缶１をベルトコン
ベア２６より排除するように構成されている。４９は排
除された不良金属缶数を計数するカウンタ、４０は検査
ヘッド１２の下を通過した金属缶１の数を計数するカウ
ンタである。

以上の装置によりフランジ部の検査は次のようにして行
なわれる。検査に先立って、検査ヘッド１２と金属缶１
の中心軸が一致したとき、正常なフランツ部４よりの反
射光が光ファイバー１６に正しく入光するように、検査
ヘッド１２を上下して、高さｈの微調整を行なった後、
検査をスタートする。

金属缶１をベルトコンベア２６によって移送すると、そ
の中心軸が検査へノド１２の中心軸と実質的に一致する
位置を通過する瞬間に、１０本の内側受光光ファイバー
１６を通過した反射光は、それぞれの対応する光電変換
素子１７によって、また６０本の外側受光光ファイバー
１９を通過した反射光は、それぞれの対応する光電変換
素子２０によって受光されて、電圧直に変換される。

光源１３ａからの投射光５０は、第１０図（ａ）に示す
ように、投射角αが約６０度の円錐体状の光束を形成し
て投射され、光源１３ａと点Ｐ、すなわちフランジ部４
の上面間の高さが約８ｍｍの場合、点Ｐを洩る光束の直
径ｄは約１０朧となる。正常なフランジ部４の幅Ｗは通
常約３咽である故、フランジ部４の真円度が可成り大き
く失なわれたり、あるいはフランジ部４に可成り太き々
曲り部５が形成されたりした場合でも、フランジ部４に
投射光５０が当らなくなることはない。

第１０図（ａ）に示すように、正常なフランジ部分１１
からの反射光５１は、対応する内側受光光ファイバー１
６ｘに比較的大きな光量で入光する。

しかし何れの投射光５０にもとづく反射光も、対応する
外側受光光ファイバー１９ｘ［は入光しない。

従ってこの場合は、対応する記憶回路３２ｘおよび４２
ｘの何れにもＮＧ信号は入力しない。

第１０図（ｂ）に示すように、真円度は損なわれている
が、フランジ部自体の形状は正常な部分１１′に当った
投射光５０にもとづく反射光５１は、対応する内側受光
光ファイバー１６ｘおよび外側受光光ファイバー１９ｘ
の何れにも入光しないか、入光したとしてもその光量は
僅少である。この場合は、対応する記憶回路３２ｘにＮ
Ｇ信号が入力する。

第１０図（ｃ）に示すように、真円度が損なわれていな
い、フランジ曲り部５に当った投射光５０にもとづく反
射光５１は、内側受光光ファイバー１６ｘおよび外側受
光ファイバー１９ｘの両方に比較的大きな光量で入光す
る。この場合は対応する記憶回路４２ｘＫＮＧ信号が入
力する。

第１０図（ｄ）に示すように、真円度が損なわれたフラ
ンツ曲り部５に当った投射光５０にもとづく反射光５１
は、内側受光光ファイバー１６ｘには入光しないか、入
力したとしてもその光計は僅少である。しかし外側受光
光ファイバー１９ｘには比較的大きな光量で入光する。

この場合は、対応する記憶回路３２ｘおよび４２ｘの両
方にＮＧ信号が入力する。

以上のようにして各金属缶１について、１０個の記憶回
路３４ａ＋　３４ｂｌ・・・、および６０個の記憶回路
４４　ａ　ｅ　４４　ｂ　ｙ・・・に入力したＮＧ信号
の数が、それぞれの加算回路３５および４５において加
算され、本実施例の場合、何れかの加算１直が２を越え
る場合、および両加算［直が共に２を越える場合に、リ
ジェクタ−駆動回路４８よシリジェット信号が、リジェ
クタ−２９に出力して、当該金属缶１は排出される。ま
たカウンター４９の計数直とカウンター４０の計数直の
比から不良率が算出される。

本発明は以上の実施例によって制約されるものでなく、
例えば底部３が巻締められる前の胴部２に対しても適用
されるものである。さらに冷光光源は、回転反射鏡によ
って円環状に走査するＶ　−ザ光にもとづくもの等であ
ってもよい。寸だ金属缶胴が停止した状態において検査
を行なってもよい。１だフランツ部の欠陥と投射光、反
射光の関係は゛第１０図の例によって制約されるもので
ない。

金属缶１はアルミニウムよりなるものであってもよい。

この場合はマグネットベルト２６でなく、真空吸着ベル
ト等の適当な吸着ベルトラ用いることが好ましい。

（発明の効果） 本発明の金属缶胴のフランジ部の検査装置は、フランジ
曲り部と真円度を同時に検査できるので、本発明の検査
装置で合格した金属缶胴は、フランジ部と蓋部又は底部
間の２重巻締部が密封性が優れているという効果を奏す
る。

さらに投光装置の光源は冷光光源であるので、受光装置
の光電変換素子が、光源よりの熱にもとづいて温度が上
昇して、その特性が変動するおそれがなく、そのため検
査精度が高いというメリットを有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフランジ曲り部を有する金属缶の例の斜視図、
第２図は第１図のＩＩ−ＩＩ線に沿う縦断面図、第３図
は、第１図の金属缶に内容物を充填後、蓋部を巻締めた
状態を示す要部縦断面図、第４図は真円度が損なわれた
フランツ部の第１の例の平面図、第５図は真円度が損な
われた第２の例のフランジ部を有する金属缶胴の要部正
面図、第６図は本発明の実施例である検査装置の検査ヘ
ッドの縦断面図、第７図は第６図の検査ヘッドの底面図
、第８図は第６図の検査ヘッドを有する本発明の実施例
である検査装置の説明用斜視図、第９図は第８図の装置
の判別回路を示すブロック図、第１０図（ａ）　＊　（
ｂ）　、　（ｃ）、および（ｄ）はそれぞれ、第６図の
検査ヘッドで検査する場合の、投射光とフランツ部より
の反射光の関係の、第１．第２．第３および第４の例を
示す説明用図面である。 ２・・・胴部（金属缶胴）、４・・・フランジ部、５・
・・フランジ曲り部、１３ａ・・・光源、１６・・・内
側受光光ファイバー（第１受光装置の一部）、１７・・
・（第１の）光電変換素子、１９・・・外側受光光ファ
イバー（第２の受光装置の一部）、２０・・・（第２の
）光電変換素子、２４・・・検査装置、５０・・・投射
光、５１・・・反射光。 ′ｌこ１甲 代理人　弁理士　周　藤　悦　部１１・“第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真上から投射光を、金属缶胴の正常なフランジ部
   の実質的な全周に沿って同時に投射可能な、多数の環状
   に配列された冷光光源を備える投光装置、該投光装置の
   内側に、正常なフランジ部よりの反射光を受光可能に環
   状に配設された、第１の光電変換素子群を有する第１の
   受光装置、および該投光装置の外側に、フランジ曲り部
   よりの反射光のみを受光可能に環状に配設された、第２
   の光電変換素子群を有する第２の受光装置を備えること
   を特徴とする金属缶胴のフランジ部の検査装置。