JPS582724A - 不良球体の検出方法および装置 - 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】 本発明は、実質的に透明な球体、例えば光が透過可能な
中実なガラスピーズ、あるいは球状の油脂カブ士ル内に
口腔清涼剤や薬などを封入した継ぎ目なし球形カプセル
などの中から、内部に気泡を含有するもの、変形してい
るもの、異物が付着あるいは封入されているものなどの
不良球体を自動的に検出する方法および装置に関するも
のである。

近年、口腔清涼剤や薬あるいは調味料などを封入した継
ぎ目無し球形カプセルが注目されているが、製造時に気
泡を含有したり変形するものがあり、これら球形カプセ
ルは不良球形カプセルとして選別除去するこきが必要で
あろう従来上記不良球形カプセルの選別除去作業は球形
カプセルの生産量が比較的少ないため専ら目視検査によ
り行なわれているが、将来多銘柄あるいは１１ｉ類の生
産量を増加させるためには不良球形カプセルの選別除去
作業を自動化することは是非とも必要である。

本発明者らは不良球体を自動的に検出する方法および装
置を提供するため種々検討した結果、透明球体へ光を投
射すると、その前方散乱光強度が球体の大きさにより変
化することに着目し、上記方法を不良球体の検出に適用
するため、更に鋭意検討した結果本発明に到達したもの
である。すなわち本発明の方法は球体収納容器に設けら
れた球体送り出し手段から、実質的に水平に移送する水
平移送板に一定間隔で設けられた少なくとも一列の球体
支持体上へ球体を送り出して載置するとともに、上記支
持体上化載置さし狛球体へ光を投射してその前方散乱光
を受光し、上記光強度の変化を電気信号に変換した後、
線信号を基準値と比咬することを特徴とする不良球体の
検出方法である。

さらに、本発明装置は、環状壁の円周上に等間隔で穿設
され゛た球体保持孔を有する定ピッチ割出し環に、球体
排出部を形成する切り欠きを有する外環を外挿し、該割
出し環に球体集積部を形成する切り欠きを有するセパレ
ータを内挿し、さらに割出し環の開放端に前面板を取着
して形成した垂直回転ドラムと、上記ドラムより送り出
された球体を支持する少なくとも１列の球体支持孔を同
心円上に等ピッチで穿設するとともに、骸支持孔がドラ
ムの球体保持孔と対向して回転するように、上記ドラム
の回転軸に直角に設けられた水平回転板と、球体支持孔
へ載置された球体へ光を投射する投光器と、球体へ投射
された光の前方散乱光強度を検出する受光器で構成した
ことを特徴とする不良球体の検出装置である。

本発明方法のｌ［１工程は、球体収納容器に設けられた
球体送り出じ手段で球体を送抄出すことにある。上記収
納容器は、球体製造装置から輸送さ　　　゛れた球体を
一旦収納する容器であり、その形状は円筒や角筒などの
種々の形状のものを使用することができる。上記容器に
収納された球体は容−近郊１と設けられた球体排出シ讐
−夕や排出管あるいはロータリーフィーダなどの公知の
球体送り出し手段で送り出される６球体収納容器がら送
り出された球体は次の工程化おいて、実質的に水平に移
送する水平移送板に一定間隔で設けられた少なくとも一
列の球体支持体上へ載置される。上記移送板とはｆｌｉ
１図に示す平ベルトコンベア１や第２図に示す回転円板
２などであり、球体を載置するための球体支持体１例え
ば少なくとも１列の円頗孔３などが一定間隔で設けられ
ている。また、上記移送板は水平あるいは支持体上に載
置された球体が落下しない程度に傾斜して設置されてい
る。平ベルトコンベア１の場合にはコンベア間に設けら
れたＩｌｌ後板４４′で形成される空間に球体収納容器
からシュータ−５により多数の球体が連続的に供給され
、上記コンベアに一定間隔で複数列穿設された球体支持
孔５上番ζ球体が載置される。また余分の球体は規制板
４により球体回収箱６に集められて球体収納容器に返送
される。一方、回転円板２の場合には多数の球体が収納
された容器７内を外縁部に球体を支持する支持孔が一定
間隔で穿設された円板の、゛上記支持孔を含む領域を通
過させて支持孔上へ球体を載置させることができる。上
記方法の他に球体を一定間隔で整列させることのできる
他の方法を用いてもよい。

次は、移送板に一定間隔で載置された球体へんを投射し
て、投射された光の前方散乱光強度を検出する工程であ
り、上記散乱光強度は、例えば次式のＲａｙｌｅｉｇｈ
の法則、すなわち前方散乱と後方散乱が同じ強度分布を
示すＲａｙｌｅｉｇｈ散乱（ｍ３図）ただしＶ二粒子１
個の体積 Ｎｏ：単位体積中の粒子数 Ｒ：散乱体から観測点までの距離 λ：先の波長 ＩＯ＝入射光強度 ■―：入射光の進む方向と角０をなす方向への散乱光の
強さム：散乱体の屈折率に関する定数 あるいは粒子が大になるにつれて散乱光強度１１が、前
方散乱が後方散乱よりますます太番ζなるというＭｉｅ
散乱（第４図）などの前方散乱光強度を検出することに
より球体に含まれている異物や気泡及びその大きさを検
出することが可能である。また投射する光は従来の目視
検査による検出精度（例えば０．１瓢の気泡の検出）で
あれば白色光や低出力のルビーレーザなどの可視光域の
光を使用することができる。さらに精度を向上させる場
合には可視光より低周波領域の光を使用することが出来
る。上記光の波長は測定精度により遍宜遍択することが
できる。投受光器は一定間隔で設けられた球体支持体の
列に１台設けることが必要である。

従って上記支持体が複数列の場合には複数個′の投受光
器が必要である。また受光器は球体に近接して設ける仁
とが好ましく１例えば球体支持体が円錐孔の場合旧よ孔
０下部＆近接腎設置することができる。上記受光器は散
乱強度変化の大きな位置、例えばθ−０の透過光に対し
て角度を有するように設置することが好ましい。また、
前方散乱光のうち透過光は強度変化が少ないため透過光
を検出する仁とは好ましくない。

次の工程は前方散乱光を受光し上記光強度の変化を電気
信号譬ζ変換した後この信号を設定値と比較する工程で
あり、予め不良球体に投射した光の前方散乱光強度に相
当する電圧値を基革値として設定しておき１球体に対す
る前方散乱光強度を九電変換票子を介して電圧信号に変
換させ、この電圧信号の値を上記基準電圧値と比較する
ことにより不良球体を検出することができる。

次に不良球体検出信号が出ると、上記球体を不良球体除
去手段で除去する。かかる手段は従来公知の方法を使用
することができるが、例えば不良球体検出信号と連動し
て球体の通過数をカウントして不良球体の位置を確認し
、所定位置で球体支持孔の下方からエアを噴出させて、
不良球体を不良球体同収容器に回収管を介して吹き飛ば
して水平移送板より除去したり、あるいは所定位置で吸
引パイプを降下さ讐不良球体を直接吸引パイプで吸引除
去したりすることができる。

一方電圧信号が基準電圧値内の良品は所定位置までくる
と常時下方から噴出しているエアで移送板上方へ吹き上
げられ、その上部に設けた良品回収容器へ収容される。

上記工程において極めて重要な工程は球体を一定間隔で
一列させた後、上記球体へ光を投射する工程である。球
体の欠点を検出する場合１球体をランダムに移送しなが
ら検査することは目視検査は可能であっても機械的に検
査することは不可能である。従って球体を一列、に一定
間隔で整列さ曽ることは重要で、かかる工程を自動化す
る仁とにより初めて全球体へ光を投射することができ自
動的に不良球体を検出することが可能となったのである
。

次に本発明方法を実施するに適した装置の一実施例を図
面にて説明する。

第５図は、本発明装置の構造を示す全体構造図であり、
かかる装置は球体を収納した容器から球体を１１Ｉずつ
送り出す垂直回転ドラム１０６と上記ドラムより送外出
された球体を一定間隔で設けられた支持体上に載置して
移送する水平−転板１しと球体支持体上へ載置された球
体へ光を投射する投光器１２．および球体へ投射された
光の前方散乱光強度を検出す−る受光器１５．を主要部
としている。

重置１転ドラム１０．は第６図に断面図および第７因に
第６図のＡ−入断面図で示すように１環状檗の円周上に
等間隔で穿設された１列の球体保持孔１６を有する、回
転軸１４．に連結された定ピッチ割出し環１５．と、上
記割出し環に外挿し１機台９、に連結された球体、排出
部を形成する切り欠き１７゜を有する外環１８．と、上
記割出し環に内挿した球体集積部８．を形成する切り欠
き１９．を有するセパレーター２０．および割出し環の
開放端に取着され、上記セパレーター２０．および外環
１８．とを接続する前ｊ［２１，で構成されている。上
記セパレーター２０．の球体送り出し部にはさらに定ピ
ッチ割出し環１５．に穿設された球体保持孔１６．を点
検清掃するための点検部を形成する切欠ｈ２２．が設け
られている。また前面板２１．および竜パレータ−２０
゜にはホッパー２４．から球体集積部８．へ球体を供給
する供給菅２５．の挿通孔２５．が穿たれている。上記
構成により定ピッチ割出し環１５．は外環１８．とセパ
レーター２０．で形成される環状の隙関内で環状壁が回
転する量定ピッチ割出し環１５．とセパレーター２０．
に設けられた切り欠き１９．および前面板２１．で形成
される球体集積部８．で環状壁の円周上に定ピツチで穿
設された保持孔１６．に挿入された球体を保持すること
ができる。したがってセパレーターと外環で形成される
隙間は球体が保持孔から飛び出さない間隔にする必要が
ある。また定ピッチ割出し環に穿設した保持孔は球体集
積部で容易に球体が孔醤こ挿入されるとともに孔に挿入
された球体が移動しないよう孔との隙間は少ないことが
必要である。通常球体保持孔は球体の直径の１．２〜１
．５倍であるうまた、孔の両端函は球体を傷付けないよ
う円滑にすることが必要で通常１％以上の面取りをする
ことが好ましい。球体の送り出し量は保持孔の個数を１
個とし、定ピッチ割出し環の回転数をＮｒ、ｐｌｍとす
れば毎分送り出し量はＰＪＮ個となるうさらに大きな能
力が必要な場合には１割出し環の直径を大きくするか、
回転数を上げるξとで解決できるが１割出し環の環状１
１に複数列の保持孔を穿設することにより簡単に処理能
力を向上させることができ好ましい。

水平回転板１１．には第７図に示すように同心円上に割
出しドラム１５．に穿設された球体保持孔１６゜と同一
ピッチで球体支持孔２６．が穿設されている。

上記支持孔は球体が載置されるよう円錐孔を用いること
が好ましい。その場合の円錐角度は球体の安定保持の点
で６０〜９００の範囲が好ましく、また球体が１／２以
上沈む深さとすることが好ましい。

球体を１／２以上沈めた場合１球体へ光を投射するため
の球径の直径の１／２〜１／３の溝をラジアル方向に設
ける必要があるうかかる水平回転板１１．は定ピッチ割
出し＠　１５．の同転軸１４．に直角に設けられており
、その取り付は関係は定ピッチ割出し一、□ Ｒ１５，の球体保持孔１６．番と保持された球体が水平
回転板の球体支持孔２６．上へ落下供給されるよう水平
回転板と定ピッチ割出し環との間に球体受渡し用の間隔
が設けられている。この間隔は通常球体の直径の１．２
〜１．５倍である１、上記回転板１１゜と垂直回転ドラ
ム１０．は１台の駆動機により同調回転させることが好
ましい。例えば第５図に示すように機台９．に取着した
駆動機３９．をカップリングを介して水平回転板１１．
の駆動軸２７．と連結し、上記駆動軸２７．にプーリ２
８．を設け、方向変換プーリ２９を介して垂直回転ドラ
ム１０６の駆動軸１４゜に設けられたプーリ５０．を駆
動ベルト３１．で連結することができる。したがって駆
動機３９．の駆動により水平回転板１１．と垂直回転ド
ラム１０．は同調回転し、定ピッチ割出し環１５．に穿
設した球体保持孔１６．と水平回転板１０．憂ζ穿設し
た球体支持孔２６．とが１対１に対応して球体の受渡し
が円滑に行われる。上記駆動ベルト５１．はプーリ部で
のスリップが許されないので、タイミングベルトのよう
なノンスリップベルトを使用することが好ましいう 水平回転板１１．の球体支持孔２６．へ載置された球体
へ光を投射する投光器１２．は白色光ないしレーザ光な
どを光源としており、上記水平回転板に穿設された球体
支持孔の一点に投射している。また水平回転板の下部に
は投射された光の前方散乱光を受光して散乱光強度の変
化を電気信号に変換する光電変換棄子のような受光器Ｉ
　Ｓ、が設けられている。したがって水平回転板の同一
円上に載置された球体が回転移動することにより投光器
より投射された光は回転移動するすべての球体へ投射さ
れ、その光の前方□散乱光強度を検出することにより全
球体を検査することが可能である。

上記受光器で電気信号に変換された信号は増巾器で増巾
された後、増巾信号のレベルと基準値とを比較して基準
値を越えたときに不良球体として信号を出す不良球体検
出回路に送られる。かかる回路は増巾器と比較器及び波
形整形器などで構成されている。したがって第８図に信
号波形で示すように球体へ投射した光の前方散乱光強度
は予め設定された基準電圧レベルｖｏと比較され、散乱
光強度に比例する電圧のレベルＶが上記基準電圧レベル
ｖＯより高い状態を、欠点を有する球体として判定する
ことが出来る。上記電圧レベル■は気泡を含む球体＜ａ
＞では波形が著しく高く、球体が変形したものや員物を
含むもの（ｂ）はそれより波形が低く、かつ正常な球体
（０）の波形より高いためそれらを区別する仁とが容易
である。したがって設定値を変更することにより不良球
体の中でも気泡を含む球体と他の球体とを容易に区分す
ることができる。また気泡を含む球体の場合でも、気泡
の大きさにより散乱光強度が異なるため不良球体を更に
気泡の大きさで区分し等級を付けることもできる。

不良球体検出信号が出ると不良球体が不良球体検出部（
光投射位置）から不良球体除去部に到達するまでの孔の
通過数を孔位置検知フォトスイッチで検出し、その出力
パルスをカウントすることにより不良球体の移動位置を
決定する。したがって出力パルス数により不良球体が不
良球体検出部迄移動したことを検出すると水平回転円板
の下部に設けた、上部に開口するエア配管に接続された
ソレノイドバルブ３２．を開いてエアを噴出させ不良球
体を球体支持孔より吹き上げその上部に設けられた真空
ポンプ３８．に連結された吸引口３３．に球体を吸引さ
せて不良球体検出部１１１５４．に収容することができ
る。しかしながら空圧系の場合作動時間遅れがあるため
ソレノイドバルブ３２．の開閉のタイミングはこの遅れ
を見込んで不良球体の１つ前の球体からバルブ開の信号
を送り、また孔位置検知フォトスイッチの出力パルスの
１カウント後にバルブの閉信号を出すようにすることが
好ましい。したがって、不良球体の前後各１ヶの球体が
不良球体と同時に除去されることがある。−万、良品は
常時移動回転板下部よりエアが吹き出されている吹き出
し口５４．で支持孔より吹き上げられ、回転板に近接し
て設けられた良品回収管３５．に収納されエアの流れに
よって良品回収袋３６．に収容される。

次に本発明装置の作動について説明する。機台９、上部
に設けられた供給ホッパ２４．に集積された球体はホッ
パ下部に設けられた球体供給管２３．よ１ り球体を定ピツチで水平回転板１１．へ整列供給するた
めの垂直回転ドラム１０．の球体収積部８．へ供給され
る。球体の性状によりブリッジを組み易いものはホッパ
２４．あるいは供給管２３．に振動を与えるなどしてブ
リッジを組まないようにする必要がある。供給管を通じ
てドラム１０．の集積部８．に球体が供給されるが、集
積部での球体供給層の高さによりドラムへの球体の充填
率が変化するため供給層の高さを集積部有効高さの６０
９６以上に保持することがよい。上記供給層の高さは集
積部に突出する供給管２５．の先端位置を調整すること
により簡単に調整できる。上記ドラムに供給された球体
はドラムを構成する定ピッチ割出し環１５．に設けられ
た球体保持孔１６．に挿入されて一定関隔に整列された
後、外＄１１８．の切り欠き１７．を遥して水平回転板
１１．に穿設された球体支持孔２６．上に落下供給され
る。水平回転板の支持孔↓に定ピツチで供給された球体
は移送中に連続的に投光器１２、から光を投射される。

球体へ投射された光は移＃に回転板の下部に設けた受光
器１５．でその前方散乱光が受光され散乱光強度変化を
電気信号に変換し、上記信号を不良球体検出回路で基準
値と比較して基準値を超えるものを不良球体として検出
する０次に不良球体は所定位置迄移動すると下部より噴
出するエアにより不良球体収容＠５７．に収容される。

一方良品はエアで吹き上げられて良品袋３６．Ｉζ収容
される。上記作動を連続的に行うことにより不良球体を
連続的暑こ検出することが出来る。例えば外径２４　ｓ
ｓｗ＋の定ピッチ割出し環にピッチ７．７園で１００個
の１列の球体保持孔を穿設し、上記割出し環を毎分３０
回転で作動させた場合毎分３，０００個の球体を処理す
ることが出来た。さらに上記保持孔を複数列設けること
により処理能力を向上させることが出来た。また光源と
して白色光を使用した場合不良球体をすべて検出するこ
とが出来た。

以上のように本発明は従来目視検査で行っていた不良球
体の検出を自動化することにより、検査作業を大巾に合
理化出来るとともに、検査精度が高く、また光の波長に
より目視検査では検出不可能であった欠点などを検出す
ることが可能であり、実用上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２ｓは移送板の１例を示す斜視図であり、
第５図及び＃Ｉ４図は散乱光強度を模式的に描いた図で
あり、第５図は本発明装置の一例を示す全体説明図であ
り、第６図は垂直回転ドラムの断面図であり、第７＠は
第６図のム〜ム断画図であり、第８図は信号波形図であ
る。 １０・−・垂直回転ドラム　　　１１・・・水平回転板
１５・・・定ピッチ割出し卑１６−・球体保持孔１７・
・・切り欠き　　　　　１８・・・外環１９・・・切り
欠４　　　　　　２Ｇ・・・セパレータ２１・・・前面
板　　　　　　２６−・・球体支持孔特許出願人　　森
下仁丹株式会社（ほか１名）代理人　弁理士本多　竪 第１図 第３面 第４図 棒５図 第す図 ｖｐ７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、球体収納容器に設けられた球体送り出し手段から、
   実質的に水平に移送する水平移送板に一定間隔で設けら
   れた少なくとも一列の球体支持体上へ球体を送り出して
   載置するとともに、上記支持体上に載置された球体へ光
   を投射して。 その前方散乱光を受光し、上記光強度の変化を電気信号
   に変換した後、該信号を基準値と比較することを特徴と
   する不良球体の検出方法。 ２［状壁の円周上に等間隔で穿設された球体保持孔を有
   する定ピッチ割出し環に球体排出部を形成する切り欠番
   を有する外環を外−し、ＩＩｌ′劇出し環に球体集積部
   を形成する切り欠きを有するセパレーターを内挿し、さ
   らに、割出し環の開放端に前画板を取着して形成した垂
   直回転ドラムと、上記ドラムより送り出された球体を支
   持する少なくとも一列の球体支持孔を同心円上に等ピッ
   チで穿設するとともに、該支持孔がドラムの球体保持孔
   と対向して回転するように、上記ドラムの回転軸に直角
   に設けられた水平回転板と、球体支持孔へ載置された球
   体へ光を投射する投光器と、球体へ投射された光の前方
   散乱光強度を検出する受光器で構成したことを特徴とす
   る不良球体の検出装置つ