JPH06213748A - 密封容器の内圧不良検出方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密封容器の内圧不良検出において、密封容器
の温度のバラツキや蓋に液滴が付着していることによる
誤判定を無くすると共に、満注缶や陽圧缶も確実に検出
する。 【構成】 打検を行なう前に、密封容器蓋を励振して密
封容器蓋に付着した液滴を払い落とすことによって、液
滴付着による誤判定を解消し、また打検時の密封容器の
温度を検出し、該検出温度と基準温度との差に見合った
音響周波数の変化分を周波数補正値として、打検結果か
ら得られた周波数に加えて、設定周波数と比較して内圧
の不良検出を行なう。また、マイクロフォンで検出した
音をフィルタに通し、そのアナログ信号を所定期間全波
整流して積分してＡ／Ｄ変換し、そのレベルが一定値よ
りも小さい場合は、満注密封容器として排斥信号を出
す。前記打検と共に変位検出器により蓋の変位量を検出
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、巻締後の飲料缶等密封
容器の内圧を打検により検出し、その判定する密封容器
の内圧不良検出方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、缶詰等の密封容器の真空度を検査
する方法として打検法が一般に採用されている。打検法
は、缶蓋に電磁的衝撃を与えると、固有の振動を多く含
む音を発生し、この音が容器の内圧と相関関係にあるこ
とを利用するもので、この音をマイクロフォンで拾い波
形処理を行なった後、周波数分析して判定値（音響レベ
ルが最も高い周波数）を求め、予めセットしてある上限
値（真空度では下限値）と比較してそれを越えると内圧
不良缶として検出する方法であり、周知である（例え
ば、特開昭４９−３４３７６号公報、特公昭６３−６７
８４５号公報）。

【０００３】缶詰製造ラインでは、巻締終了後又はレト
ルト等で処理後に１缶づつ全数検査を行なっているが、
同一条件で充填巻締又は加熱冷却処理を行なっても、個
々の缶詰に品温のバラツキが生じる。缶は真空度が高け
れば缶蓋部の緊張度が増し、電磁的衝撃を加えると周波
数の高い音を発生し、真空度が低いと周波数の低い音を
発する。しかしながら、温度にバラツキのある缶を打検
すると、真空度が同じであっても缶温の高い缶はあたか
も真空度が低下しているような低い周波数の音を発生す
るので、正しい判定ができない問題がある。それを避け
るためには、品温が一定になって（即ち、数時間以上経
過してから）から打検を行なえば良いが、もし装置の不
良やオペーレーションミス等で内圧不良缶が発生してい
る場合は、その間内圧不良缶が検出されず、大量の内圧
不良缶を発生することになり、現実的でない。

【０００４】そのため、従来は上記のように缶詰製造直
後に検査を行なうと共に、製造して少なくとも３〜４日
間倉庫に保管して、出荷時にカートンに詰められた状態
で再び打検装置により、真空度を検査して、製造直後の
検査不備を補うようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする問題点】

（イ）上記のように、従来の打検器による内圧検査は缶
詰の温度バラツキによる正確性に欠ける問題があると共
に、以下のような問題もある。 （ロ）一般に３ピース缶の場合、打検は缶底のスチール
蓋部に行なうので、打検器が設けられているコンベヤの
上流側にツイスタを設け、缶を反転させてから搬送して
いる。従って、ツイスタの前までは、打検する側が下に
なっているため、該部に内容液が完全に接触している状
態にあり、ツイスタで反転しても打検位置に達するまで
の時間は僅か２〜３秒たらずであるので、打検する缶底
蓋部から内溶液が完全に取れず、液滴となって付着した
ままになっている場合が多い。缶底に液滴が付着した状
態で打検を行なった場合と、付着していない状態で行な
った場合では、同じ内圧であってもその音の発生状態が
相違する。そのため、正確な検査ができず、誤判定を行
なう問題が発生している。 （ハ）従来の打検器は、缶が所定以上の真空度が得られ
ているか否か、即ち真空度が不足している缶の検出を目
的としているため、内圧の上限設定のみであった。従っ
て、従来の打検器では、真空度が高すぎる缶を検出する
ことはできず、缶の変形を起こしやすい高バキューム缶
を検出除去することはできなかった。 （ニ）一般に内容物が液体の缶詰の場合、ヘッドスペー
スができる程度に内溶液が充填されているが、充填装置
のトラブルにより発生するヘッドスペースがなく満杯に
充填された缶詰（満注缶という）は、蓋の変形等種々の
不都合があり、好ましくない。しかしながら、満注缶の
場合蓋内面に液が接触しているため、従来の打検器では
誤判定を起し易く、正確な検出が出来なかった。 （ホ）缶の内圧が陽圧になって、蓋がバックリングを起
して変位した場合、打検での振動音は通常の負圧缶の場
合と区別がつかなくなる場合があり、打検器ではこのよ
うな陽圧缶を排斥することはできなかった。

【０００６】本発明は、従来の打検器の上記の問題点を
解決しようとするものであり、その目的は、温度のバラ
ツキがあっても正確な内圧の検査ができ、残留液滴によ
る影響がなく、真空度が高い缶と満注缶及び蓋が変位し
た不良缶も正確に検出できる密封容器の内圧不良検出方
法及びその装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】上記問題点解決するた
めに、本発明者は鋭意研究した結果、上記（イ）の問題
点は、打検時の缶温度を非接触型の温度計で測定し、打
検結果の周波数に密封容器の温度に見合った周波数補正
値を加えて、缶温度が常温（２０℃）の場合の周波数に
換算して、それを基に判定するという手段を見出し解決
することができた。 また、上記（ロ）の問題点は、打
検器の上流側に密封容器蓋を励振する液滴除去手段を設
け、打検器で内圧を検査する前に、密封容器蓋を励振し
て蓋に付着した小さな液滴を払い落とすことによって解
決した。上記（ハ）の問題点は、上限設定器、下限設定
器を設けることによってその範囲から外れるものを検出
することによって解決した。上記（ニ）の問題点は、電
磁的衝撃を与えた場合、満注密封容器の波形が急激に減
少することに着目し、フィルタを通ったアナログ信号を
一定時間後の減衰期間を整流して積分し、これをＡ／Ｄ
変換し、その値が一定値よりも小さい場合は満注密封容
器として判定するという技術手段を採用することによっ
て解決した。さらに、（ホ）の問題点は、打検器の他に
密封容器の変位を検出する変位センサを組み合わせるこ
とによって解決した。

【０００８】

【作用】通常、密封容器内の真空度を表すには、２０℃
での１気圧からの差圧をもって表す。例えば、内圧が４
６ｃｍＨｇである缶は、真空度（バキューム）が３０ｃ
ｍＨｇと呼ばれる。打検器では、打検したときの蓋から
の音をサンプリングし、８００〜２５００Ｈｚの範囲で
最も音響レベルの高い音をその缶の打検周波数としてい
る。しかし、缶の温度変化によって見掛けの内圧変化が
起るため、打検したときに発生する蓋の固有振動の周波
数も変わってしまう。従って、真空度を正しく知るため
には常温（２０℃）での値を調べ、高い温度の場合に
は、打検周波数にその変化分を補正値として加えて、判
定値とすれば、密封容器の温度に影響されず一定の判定
を下すことができる。

【０００９】本発明者は、密封容器内圧と温度との関係
を調べるため、２０℃で測定した真空度が、１５ｃｍＨ
ｇ、２０ｃｍＨｇ、２５ｃｍＨｇ、３０ｃｍＨｇ、４０
ｃｍＨｇの５種類の缶について、２０℃から４５℃まで
５℃刻みに缶温度を変えて、その時の内圧（真空度）を
測定した所、図３に示すような結果が得られ、どの缶も
高温になるにつれて真空度が低下し、４０℃になると２
０℃の場合よりもほぼ１０ｃｍＨｇ程度低下している。
また、これらの缶について、温度と打検周波数との関係
でみると第４図に示すようになつた。従って、真空度の
判定を常温（２０℃）を基準に判定するためには、図５
に示すように、各温度での周波数との差を補正値とし
て、打検により求めた周波数に加えれば良い。そこで、
本発明では通常流れてくる缶の温度範囲（２０〜４０
℃）を複数に区分し、該当する温度毎に補正値を持た
せ、打検周波数に加算して判定値とした。

【００１０】一方、打検時に缶蓋に液滴が付着している
場合の影響を知るために、次のような実験を行なった。
缶を静止状態で放置して缶蓋から液滴が完全に除去され
ている缶５缶について、打検を行なってその周波数を測
定し、同じ缶を一旦反転させて缶蓋に内溶液を接触させ
て後に戻し、２秒後に前記と同様にして打検を行なった
場合と、反転後液滴装置を通して蓋に電磁振動を与えた
直後に打検を行なった場合について、夫々の周波数を比
べてみた。その結果を図６及び図７に示す。図７におい
て、左側のプロットは液滴除去装置を用いず打検した場
合の打検周波数を示し、右側は液滴除去装置で励振を行
なってから、打検した場合の打検周波数を示している。
図から明らかなように、直接打検した場合の周波数は、
液滴が付着していない場合に比べて、かなり低い値を示
しているが、缶蓋に振動を与えて液滴を除去してから打
検を行なった場合は、前記の正確な周波数付近まで打検
周波数が戻っていることが判る。このことから、液滴除
去装置を設けることによって、誤差の少ない打検を行な
うことが出来る。上限設定器を設けることによって、真
空度が高い缶を検出することができ、缶の変形を起しや
すい高バキューム缶を排除することが出来、缶の薄肉化
に対応できる。

【００１１】満注缶の検出は次のようにして行なわれ
る。ヘッドスペースのある缶を打検した場合、その音響
周波数波形は図８（ｄ）に示すように電磁パルスを与え
てから後約１０ｍｓ時間で減衰する。一方、満注缶の場
合は本発明の実験によれば、同図ｆに示すように、パル
ス印加後５ｍｓ後ぐらいから急激に減衰していることが
判った。本発明では、その現象を捉え、同図ｅ、ｇに示
すように、フィルタを通過したアナログ信号を５ｍｓ後
から１０ｍｓの期間を全波整流して積分し、これをＡ／
Ｄ変換して得られる値が、予め入力されている基準値と
比較して小さい場合は満注密封容器であると判定するこ
とにより、満注缶を確実に検出できる。変位センサを設
けることによって、蓋の変位を検出することができ、そ
れにより打検では検出が困難である陽圧缶でも確実に排
斥することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。本実施例に係わる内圧検査装置は、図２に
示すように、缶３０が搬送されるコンベヤ１に沿って、
缶蓋に電磁的衝撃を与える励振コイル２とそれにより発
生する音を検出するマイクロフォン３からなる打検ヘッ
ド４と、打検する缶の温度を検出する赤外放射温度計５
を配置すると共に、その上流側に液滴除去装置６を配置
し、下流側に変位センサ７を配置してある。そして、そ
れらの各位置に缶が到達したことを検知したことを検知
し、それらを作動させるタイミングをとるための、液滴
除去タイミングセンサ８、打検タイミングセンサ９及び
変位測定タイミングセンサ１０が設けられている。な
お、打検と変位検出を近い位置で行なう場合は、打検タ
イミングセンサと変位測定タイミングセンサを同一のタ
イミングセンサで兼用しても良い。前記液滴除去装置
は、エキサイタ２３と励振コイル２４とから構成されて
いる。それらの検知部材及び作動部材の制御、及びそれ
らの検知部材からの検知信号の処理は、図１にブロック
線図で示す制御ユニットで行なわれる。

【００１３】制御ユニットは、主として設定・表示ユニ
ット１１、Ａ／Ｄコンバータ１２、デジタルシグナルプ
ロセッサ１３、演算回路及び比較回路を有するマイクロ
コンピュータ１４、信号処理回路１５、満注缶判定回路
１６、入出力制御回路１７、シフトレジスタ１８、及び
打検ヘッドの励振コイルにパルスを印加するエキサイタ
２１を備えている。設定・表示ユニット１１は、表示器
１９、設定器２０のデータをマイクロコンピュータとや
りとりするためのインターフェース回路を構成するもの
であり、該ユニツトに、デジタルスイッチ群で構成され
た設定器２０から、温度補正値、周波数補正値、上限設
定値、下限設定値を入力して夫々設定することによっ
て、それらの設定値はマイクロコンピュータ１４に送ら
れる。また、測定温度等のデータがマイクロコンピュー
タ１４から送られて表示器１９に表示される。赤外線放
射温度計５からの信号及びセンサ７からの信号は、増幅
されてＡ／Ｄコンバータ１２でデジタル信号に変換さ
れ、デジタルシグナルプロセッサ１３に送られる。デジ
タルシグナルプロセッサ１３は、デジタル信号を取り込
みＦＦＴ（高速フーリェ変換）を行なって周波数分析を
実行する演算回路であり、その演算値がマイクロコンピ
ュータ１４に送られる。

【００１４】信号処理回路１５は、マイクロフォン３か
ら入ってきた音のうち、打検に必要な８００〜２５００
Ｈｚの信号のみを通過させるバンドパス・フィルタと段
階的に利得を変える可変利得回路からなり、その出力は
Ａ／Ｄコンバータ１２でデジタル信号に変換されると共
に、満注缶判定回路１６に送られる。

【００１５】満注缶判定回路１６は、規格値より多い内
溶液が入っていたときに、打検音がすぐに減衰すること
を利用して内溶液の状態を判定する回路であり、前記信
号処理回路のフィルタを通ったアナログ信号を第８図に
示すように、５〜１０ｍの期間全波整流して積分する。
これをＡ／Ｄ変換し、一定値よりも小さい場合は満注缶
として排斥信号を入出力制御回路１７に送るようになっ
ている。入出力制御回路１７は各機器からの信号レベル
を変換する回路であり、液滴除去タイミングセンサ８、
打検タイミングセンサ９、変位検知タイミングセンサ１
０等からの信号取り込みと、警報装置等に警報信号を出
力する。

【００１６】前記温度補正値としては次のようなデータ
を設定器２０に設定する。高速で移動する缶の温度を赤
外線放射温度計で測定すると、温度に見合った赤外線を
取り込む前に缶が温度計の前を通りすぎて行くため、実
際の温度より低い温度が出力される。これは、缶を搬送
するコンベヤの速度にも依存するため、実際の実験に基
づいてその温度差を求め、そのデータを基に温度値を設
定する。例えば、缶温が３５℃の缶をコンベヤで搬送
し、打検器の温度表示が３１℃であれば、その差４℃を
温度補正値とする。また、前記周波数補正は、通常流れ
てくる缶の温度範囲（２０〜４０℃）を複数範囲に区分
し、該当する温度毎に補正値を持たせ、打件周波数に加
算して判定値としている。実施例では、例えば、第９図
に示すように、２０℃から４０℃までを６段階に分け、
２０℃を基準として４℃毎に各段階での補正値を前記デ
ジタルスイッチによって指示するようにしてある。第９
図は第４図において示す。２０℃での内圧が３５ｃｍＨ
ｇの缶の場合を示している。

【００１７】本実施例の装置は以上のように構成され、
次のような手順で内圧検査を行なう。 コンベヤ１によ
って搬送される缶は、液滴除去装置６に達すると液滴除
去タイミングセンサ８が感知し、入出力制御回路１７か
ら液滴除去装置６に信号が送られ、エキサイタ２３によ
り励振コイル２４が作動して缶蓋に電磁衝撃を与え、缶
蓋の裏に付着した内溶液がふるい落とされる。打検ヘッ
ドの位置に缶３０が到達すると、打検タイミングセンサ
９の検知検知信号により、入出力制御回路を介してエキ
サイタ２１に信号が送られ、励振コイル２が作動して缶
蓋を励振し、打検音を発生する。その打検音をマイクロ
フォン３で検出し、信号処理回路１５のバンドパス・フ
ィルタにより必要帯域に制限した後、可変利得変換回路
によって、音のレベルを均一化する。次いで、Ａ／Ｄコ
ンバータ１２でデジタル信号に変換誤デジタル・シグナ
ルプロセッサ１３でＦＦＴが行なわれ、１０Ｋｚ毎に、
打検音の周波数スペクトルが計算され、この中で、最も
音響レベルが高い音を打検周波数とする。

【００１８】また、同時に赤外線温度計５で缶の温度を
取り込み、増幅器２５で増幅後Ａ／Ｄ変換した後、マイ
クロコンピュータ１４で設定器・表示ユニット１１から
の温度補正データに基づき温度補正をかける。そして、
補正後の温度に対応する周波数補正値を設定器・表示ユ
ニット１１から読みと打検周波数に補正値を加えた値を
判定値を加えた値を判定値とする。上限設定器及び下限
設定器で設定された設定値を比較し、その範囲から外れ
ていると、内圧不良缶として排斥信号を出力する。ま
た、信号処理回路１５のフィルタを通過したアナログ信
号を、満注缶判定回路１６で５ｍｓ後から１０ｍｓの期
間全波整流して積分し、これをＡ／Ｄ変換して得られる
値が、基準値として予め入力してある正常缶（ヘッドス
ペースがある缶）の場合と比較して、小さい場合は満注
缶であると判定し、排斥信号を出力する。

【００１９】一方、缶蓋の変位センサ１７で測定され、
その測定データは、増幅器２６で増幅してＡ／Ｄ変換
後、マイクロコンピュータに取り込まれる。マイクロコ
ンピュータ１４で該測定データと予め設定した設定値と
を比較し、設定値よりも大きければ、缶蓋が膨張してい
るとしてして排斥信号を出力する。これらの排斥信号は
シフトレジスタ１８に送られ、適切な遅延が行なわれた
後、缶がリジエクタの位置に到達するとリジェクタが作
用し、缶がコンベヤから排除される。また、内圧不良缶
が所定数連続して検出された場合は、警報信号を送出
し、警報装置を作用させると共に、ラインを停止せる。
以上密封容器が缶である場合の本発明の実施例を示した
が、本発明は缶に限るものではなく、またその具体的構
成も種々設計変更が可能であり、上記実施例に限るもの
ではない。

【００２０】

【効果】本発明は、以上のような構成からなり、次のよ
うな格別の効果を奏する。打検時に密封容器の温度を検
出して、それにより打検周波数を補正するようにしたか
ら、密封容器温度に影響されずに正確な内圧の良否を判
定することができる。打検を行なう前に密封容器蓋に付
着した液滴除去を行なうので、液滴付着による周波数の
低下による誤判定を無くし、誤差の少ない正確な良否判
定ができる。上限設定器を設けることによって、真空度
が高い密封容器を検出することができ、密封容器の変形
を起しやすい高バキューム密封容器を確実に排除するこ
とができる。満注密封容器検出回路を有しているので、
満注密封容器も確実に検出することができる。変位セン
サを設けてあるので、蓋の変位を検出することができ、
それにより打検では検出が困難である陽圧密封容器でも
確実に排斥することができる。以上のように、本発明に
よれば、従来と比べて密封容器の内圧不良の検出精度を
格段に向上させることができ、スローリーク等によって
僅かに密封不良になった密封容器でも正確に検出するこ
とができる。それにより、従来行なわれている出荷時に
おける検査を省くことが可能となり、品質管理の合理化
に寄与するところ大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る密封容器の内圧不良検出
装置のブロック線図である。

【図２】コンベヤラインに本装置を配置した要部の模式
図である。

【図３】温度と内圧との関係を示す線図である。

【図４】温度と周波数の関係を示す線図である。

【図５】周波数補正方法を示す線図である。

【図６】実施例の缶の複数回測定した場合の測定周波数
の変化を示す線図である。

【図７】液滴除去装置の効果を示す線図である。

【図８】満注缶の検出方法を示す線図である。

【図９】実施例における周波数補正方法を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１ コンベヤ ２、２４ 励振コイル ３ マイクロフォン ４ 打検ヘッド ５ 赤外線放射温度計 ６ 液滴除去装置 ７ 変位センサ ８ 液滴除去タイミングセンサ ９ 打検タイミングセンサ １０ 変位測定タイミングセンサ １１ 設定・表示ユニット １２ Ａ／Ｄコンバータ １３ デジタルシグナルプロセッサ １４ マイクロコンピュータ １５ 信号処理回路 １６ 満注缶判定回路 １７ 入出力制御回路 １８ シフトレジスタ １９ 設定器 ２１、２３ エキサイタ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密封容器に電磁的衝撃を与えて蓋を強制
   振動させ、その振動音をマイクロフォンで拾い、フィル
   タにより必要帯域に制限し、音響周波数のレベルによる
   密封容器の内圧不良を検出する打検法による密封容器の
   内圧不良検出方法において、打検時の密封容器の温度を
   検出し、該検出温度と基準温度との差に見合った音響周
   波数の変化分を周波数補正値として、打検結果から得ら
   れた周波数に加えて、設定周波数と比較して内圧の不良
   検出を行なうようにしたことを特徴とする密封容器の内
   圧不良検出方法。
2. 【請求項２】 打検を行なう前に、密封容器蓋を励振し
   て密封容器蓋に付着した液滴を払い落とす段階を含む請
   求項１の密封容器の内圧不良検出方法。
3. 【請求項３】 前記設定周波数は、上限値と下限値が設
   定されている請求項１又は２の密封容器の内圧不良検出
   方法。
4. 【請求項４】 前記マイクロフォンで検出した音をフィ
   ルタに通し、そのアナログ信号を所定期間全波整流して
   積分してＡ／Ｄ変換し、そのレベルが一定値よりも小さ
   い場合は、満注密封容器として排斥信号を出すようにし
   た請求項１、２又は３記載の密封容器の内圧不良検出方
   法。
5. 【請求項５】 前記打検と共に変位検出器により蓋の変
   位量を検出する段階を含む請求項１、２、３又は４記載
   の密封容器の内圧不良検出方法。
6. 【請求項６】 密封容器の蓋に電磁的衝撃を与える励振
   コイル、 該励振コイルによる密封容器蓋の強制振動で生じる音を
   検出するマイクロフォン、 密封容器の温度を検出する非接触型温度計、 温度補正値、周波数補正値、基準周波数を設定するデジ
   タルスイッチ群からなる設定器、 密封容器の到達を検出するタイミングセンサ、 前記マイクロフォンで検出した音の内打検に必要な周波
   数の信号のみを通過させるバンドパスフィルタを含む信
   号処理回路、 前記非接触型温度計、前記信号処理回路からのアナログ
   信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ、 該Ａ／Ｄコンバータからのデジタル信号を取り込み周波
   数分析を実行するデジタルシグナルプロセッサ、 該デジタルシグナルプロセッサで周波数分析された音響
   周波数を、前記温度計での温度計測データ、前記設定器
   で設定された温度補正値及び周波数補正値に基づいて、
   補正する演算回路、 該演算回路で補正された音響周波数と前記設定器で設定
   された周波数設定値と比較し、該音響周波数がその範囲
   外であると不良密封容器検出信号を送出する比較回路と
   からなることを特徴とする密封容器の内圧不良検出装
   置。
7. 【請求項７】 打検を行なう前に、密封容器蓋を励振し
   て密封容器蓋に付着した液滴を払い落とす液滴除去装置
   が設けられている請求項６の密封容器の内圧不良検出装
   置。
8. 【請求項８】 前記信号処理回路で処理された音響アナ
   ログ信号を、所定時間経過後の所定期間全波整流して積
   分し、Ａ／Ｄ変換してそのレベルが一定値よりも小さい
   場合、満注密封容器として排斥信号を出すようにした満
   注密封容器判定回路を設けた請求項６又は７記載の密封
   容器の内圧不良検出装置。
9. 【請求項９】 蓋の変位量を検出する変位センサを有す
   る請求項６、７又は８記載の密封容器の内圧不良検出装
   置。