JP2781184B2 - 合成樹脂製容器の肉厚検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は合成樹脂製容器の肉厚を測定する肉厚検査装
置にかかり、特にポリエチレンテレフタレート系合成樹
脂製容器（以下、PET容器と呼ぶ。）の肉厚を測定する
合成樹脂製容器の肉厚検査装置に関する。

〔従来の技術〕

第10図および第11図を参照して従来の肉厚検査装置に
ついて説明する。

第10図に従来の肉厚検査装置を示す。

肉厚検査装置310は、測定用赤外線308を発生する光源
部301と、PET容器307内に挿入してPET容器307の胴壁に
測定用赤外線308を投光する投光部302と、この投光部30
2に一定の間隔をおいてPET容器307外で対面して投光さ
れた測定用赤外線308を受光する受光部303と、受光部30
3の出力信号に基づいて肉厚を算出する演算装置304と、
測定時に回転させる回転装置311と、PET容器307内に投
光部を挿入するために昇降し、測定時に回転させる昇降
装置312よりなる。

次に動作について説明する。

PET容器307を回転装置311に載置すると、昇降装置312
により光源部301、投光部302、受光部303は下降し投光
部302がPET容器307内に挿入させると共に回転する。回
転が一定回転に達したならば、測定を開始し、光源によ
り発生された赤外線は、投光部302内を通り、PET容器30
7の胴壁を透過して、一部吸収された後、受光部303に到
達し、電気信号に変換され、演算装置304により肉厚を
算出して処理を終了し、光源部301、投光部302、受光部
303は昇降装置312により上昇し処理を終了する。

第11図に従来のPET容器の製造システムの概要を示
す。

PET容器の製造システムｍは合成樹脂原料を供給する
原料供給装置37、射出成形装置およびブロー成形装置よ
りなる成形装置38、成形装置の成形条件を制御する制御
装置39、成形されたPET容器を検査する検査装置40、検
査の結果に基づき、良品と不良品を選別する選別装置42
よりなり、さらに必要に応じて人手によるサンプリング
によってPET容器の肉厚を測定する肉厚検査装置310が別
に設けられていた。

原料供給装置37は成形装置38の射出成形機に合成樹脂
原料を供給し、成形装置38の射出成形装置はパリソンを
作製し、ブロー成形装置により延伸ブロー成形され、容
器形状に成形される。

なお、これらの成形装置は制御装置39により成形条件
を制御されている。

成形されたPET容器は検査装置40に送られ、選別装置4
2により良品と不良品を選別する。さらに必要に応じて
人手によるサンプリングによってPET容器は肉厚検査装
置310に持ち込まれ、肉厚を測定していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の合成樹脂製容器の肉厚検査装置において
は、人手を介しているため、時間を要し、また、製造ラ
インに組込む場合には装置が大掛りになるとともに容器
の移動が同一平面上でおこなわれないため搬送および検
査効率が悪く全品処理は不可能であるという問題点があ
った。

そこで、本発明は測定条件に短時間で達成し、製造ラ
インに組込む場合にも、装置が簡略化でき、搬送、検査
効率を良くし、全品検査の可能な合成樹脂製容器の肉厚
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〕

上記課題を解決するために、本発明は、合成樹脂製容
器の成形部と選別部の間に設けられた肉厚検査部に設け
られ、該成形部から供給された後、該肉厚検査部にて搬
送回転装置により直立状態で搬送されて回転される合成
樹脂製容器の容器内へ、検査光をガイドする挿入管を挿
入し、前記容器の胴壁に検査光を透過させ、その透過量
を測定することにより前記容器の肉厚を検査し、検査後
に前記挿入管を抜き出して前記容器を送出する合成樹脂
製容器の肉厚検査装置において、前記搬送から前記送出
までにおける前記合成樹脂製容器の前記直立方向位置
を、前記成形部及び前記選別部の前記容器の搬送面と略
同一平面上に保つと共に、前記直立方向姿勢を略一定に
保って支持する容器支持手段と、前記挿入管を、前記容
器内に挿入した検査位置と、抜き出した非検査位置とに
往動自在に支持する挿入管支持手段と、装置内の所定位
置に設けられた光源と、前記挿入管に前記光源からの検
査光を伝達する検査光伝達手段と、前記検査位置におけ
る前記挿入管から照射される検査光を受光する位置に設
けられた受光手段とを備えるように構成する。

〔作用〕

合成樹脂製容器の肉厚検査装置はPET容器内に挿入す
る挿入管を単独可動とすることにより、可動部を少なく
し、安定した測定条件に短時間で達することができ、製
造ラインに組込む場合でも装置を簡略化し搬送、検査効
率を向上させることができる。

〔実施例〕

本発明の実施例について第１図乃至第12図を参照して
説明する。

第１実施例 肉厚検査装置１は第１図に示すように、全体の制御と
データの演算処理をおこなう制御演算部２と肉厚を検査
する検査部３よりなっている。

制御演算部２は装置全体の制御を行う主制御部４、検
査部３等とのデータのやりとりを制御するインタフェー
ス制御部（IF制御部）５、チョッパを駆動するチョッパ
駆動部６、チョッパ出力信号と後述するセンサ受光部か
らの出力信号を直流波形に変換する信号処理部７、後述
する連続自動容器回転搬送部50の回転位置を検出するロ
ータリーエンコーダ８およびデータの演算処理を行う演
算処理部９よりなっている。

チョッパ駆動部６はモータの回転数を回転制御信号15
により制御することによりチョッパ板11を一定回転数で
回転させ、それと同時にチョッピング周期に対応するタ
イミング信号12を信号処理部７に出力する。

信号処理部７はタイミング信号12に基づきセンサ受光
部13からのセンサ出力信号14を直流波形（ピークホール
ド波形）に変換し、IF制御部５を介して、主制御部４に
出力する。

ロータリーエンコーダ８は連続自動容器回転搬送部50
の回転位置を検出し、電気信号に変換して、IF制御部５
を介して、主制御部４に出力する。

検査部３はPET容器16内に挿入される挿入管17、挿入
管17のPET容器内への挿入およびPET容器からの取出しを
行う挿入管昇降制御部18、測定用赤外線21を発生する光
源部19、測定用赤外線を挿入管17に投光する投光部20お
よび挿入管17を通り、PET容器16胴壁を透過した透過赤
外線量をセンサにより電気信号に変換するセンサ受光部
13よりなる。

第２図に挿入管17および挿入管昇降制御部18の概要を
示す。なお、挿入管17は説明のため部分断面図となって
いる。

挿入管17は円筒形状をしており、その上下端部に側面
に開口部ＯU,ＯLを有し、その内部には赤外線を反射
し、導くための反射鏡が設けられている。測定用赤外線
21は例えば上部開口部ＯUから挿入管17内に導かれ反射
鏡500により下部開口部ＯLからPET容器胴壁に投光され
る。

なお、必要に応じて、挿入管17内にはレンズ群を構成
しても良いし、反射鏡500の代わりにプリズムを用いて
も良い。

挿入管昇降制御部18はメインフレーム501、挿入管17
の上下動を行うエアシリンダ部502、挿入管を固定する
挿入管込部503、エアシリンダをガイドするガイド棒50
4、上下の停止位置を調整する停止位置調整部505a、505
b、停止時の衝撃を吸収する衝撃吸収部材506a、506b、
復帰用スプリング固定ピンＰ、Ｐよりなっている。

第３図にセンサ受光部13の概要を示す。

センサ受光部13はケーシング22、特定周波数領域以外
の赤外線をカットする干渉フィルタ23、入射した赤外線
量に応じた電気信号に変換するPbS（硫化鉛）赤外線セ
ンサ24、PbS赤外線センサ24には内部温度を一定に保つ
電子冷却素子25を内蔵しており、PbS赤外線センサ24の
出力信号を増幅する増幅アンプ26、PbS赤外線センサ24
および増幅アンプ26に電源を供給するための電源コネク
タ27、増幅アンプ26により増幅されたセンサ出力信号14
を出力するための出力コネクタ28、および電子冷却素子
25を制御するための冷却制御用コネクタ29よりなってい
る。

干渉フィルタ23は中心透過波長は約2.6μｍのもので
あり、干渉フィルタ23を透過した赤外線の光量はPbS赤
外線センサ24により電気信号に変換され、増幅アンプ26
により増幅されて、IF制御部５を介し、主制御部４に出
力される。

なお、この時PbS赤外線センサ24を安定に動作させる
ため、ペルチェ効果を利用した電子冷却素子25によりPb
S赤外線センサ24付近の温度を約10℃に保っている。

第４図に光源部19、投光部20および恒温槽404の概要
を示す。

光源部19はケーシング30、フィラメントからなる光源
31、光源31の上方に位置する凹面鏡32、光源31の下方に
位置するチョッパ33およびケーシング30の側板に取付け
られた循環用ファンｆよりなっており、光源部19の下部
に投光部20が位置している。光源31には、例えばニクロ
ム線等の赤外線を発行するものを用いる。赤外線は波長
２〜５μｍのものを用いるのが望ましい。

凹面鏡32は光源からの赤外線を集光させるためのもの
である。

チョッパ33はチョッパ板11および回転用モータ10で構
成されており、凹面鏡32により集光された赤外光をチョ
ッピングすることにより断続的な光に（交播波形）とす
るためのものである。チョッピングを行う理由は、前述
のPbS赤外線センサ24の特性上ドリフトおよびオフセッ
トが生じるので、一旦交播波形に変換して、ドリフトお
よびオフセットなどの変動要因を除去して高精度な測定
を行うためである。チョッパの形式としては、本実施例
のような機械式のものや、電気的に光源をチョッピング
する電気式のもの等が考えられる。

投光部20は反射鏡35およびレンズ群36から構成されて
おり、光源31で発生された赤外線を平行光として挿入管
17に伝達する。

恒温槽404の全面または数面には面状発熱体34が設け
られており恒温槽404内の温度を温度センサ405で測定
し、恒温槽内の温度を約40℃に保っている。恒温槽内の
一定温度の空気は光源部の循環用ファンｆにより光源部
のケーシング30内に導入されてケーシング30内の温度を
一定に保ち、光源31のゆらぎ等を押え、測定の安定性を
保っている。

第５図に本発明の合成樹脂製容器の肉厚検査装置を合
成樹脂製容器の製造システムに組込んだん場合の原理説
明図を示す。

合成樹脂製容器製造システムＭは合成樹脂原料を供給
する原料供給装置37、射出成形装置およびブロー成形装
置よりなる成形装置38、成形装置の成形条件を制御する
制御装置39、成形されたPET容器を検査する検査装置4
0、PET容器の肉厚を測定する肉厚検査装置１、自動的に
連続してPET容器を測定位置まで搬送するとともに測定
時にPET容器を回転する連続自動容器搬送回転装置41、P
ET容器の良品、不良品を選別する選別装置42よりなって
いる。

第14図の従来例と異なる点は、検査装置と選別装置の
間にインライン型の肉厚検査装置１および連続自動容器
搬送回転装置41を有している点であり、これにより成形
後直ちに連続して自動的に肉厚測定を行い、データをフ
ィードバックできるので、成形工程への対処が素早く出
来ることになる。

原料供給装置37は主樹脂としてのポリエチレンテレフ
タレート系合成樹脂を成形装置38に供給する。

成形装置38は射出成形装置およびブロー成形装置より
なり、射出成形装置は原料供給装置37より供給された樹
脂をブロー成形用パリソンを作製し、ブロー成形装置に
送る。ブロー成形装置に送られたパリソンは延伸ブロー
成形され、容器の形状に加工される。なお、これらの成
形装置は制御装置39により成形条件が制御されている。

次に、成形装置38により成形された合成樹脂容器は検
査装置40に送られる。

第６図に連続自動容器搬送回転部50の概要を示す。

連続自動容器搬送回転装置50はターンテーブル51、タ
ーンテーブル51上に90度毎に設けられ、PET容器を把
持、開放するための４つの把持部52、PET容器の導入、
排出時に把持部を押圧して把持部を開放させる押圧部53
および押圧部53を作動するための押圧用シリンダ部54よ
りなる。

さらに前記ターンテーブル51にはその直径方向にPET
容器の搬入用および搬出用コンベア55、56が接続されて
いる。

把持部52は開閉動作によりPET容器を把持、開放する
ための１対の３つのアーム部分からなる把持体150を備
え、この把持体150はクランプアーム部57と、押圧部53
により押圧されてクランプアーム部57を開閉するための
開閉用アーム部58と、クランプアーム部57を閉じるため
の付勢力を与える復帰用スプリング62が取付けられる復
帰アーム部59とからなり、この復帰アーム部59は復帰時
に復帰位置調整ネジ63に当接する。また、１対の把持体
150間には測定時にPET容器を回転する駆動回転ローラ60
が設けられ、前記クランプアーム部57の先端部には付け
られ駆動回転ローラ60と協働してPET容器を回転する２
個の従動回転ローラ61が取付けられている。

次に動作について第７図のフローチャートを参照して
説明する。

検査準備 まず最初に測定の安定性を確保するため光源29よびセ
ンサ受光部13の予備運転をしておく。

（ステップS1） PET容器の搬入 搬入用コンベア55でPET容器16が導入位置91に搬入さ
れこの導入が位置検出センサ（図示せず）により確認さ
れると（ステップS2）、押圧部53が押圧用シリンダ部54
により作動し自動連続肉厚検査手段のPET容器導入位置9
1にある把持体150の開閉用アーム部58は押圧部53によっ
て押圧され、これによりクランプアーム部57は復帰用ス
プリング62の付勢力に抗してピン100を軸として押し広
げられ、それとともに復帰用アーム部59は復帰位置調整
用ネジ63から離れる。

次に押し広げられた状態を維持したままでPET容器16
を搬入用コンベア55により１対の把持体150内に導入
し、PET容器16が駆動回転ローラ60に接触する位置まで
導入されたことが位置検出センサ（図示せず）により確
認されると、押圧部53は押圧するのをやめ、復帰用スプ
リング62の付勢力により復帰用アーム部59は復帰位置調
整用ネジ位置63に当接するとともに、PET容器16は駆動
回転ローラ60および従動回転ローラ61、61により、確実
に把持される（ステップS3）。

次にターンテーブル51が図面上時計回りに回転し、PE
T容器16を把持したまま検査位置92まで搬送しターンテ
ーブル51は回転を停止する（ステップS4）。

肉厚測定 駆動回転ローラ60が回転し、それにともないPET容器1
6および２個の従動回転ローラ61が回転し（ステップS
5）、同時に挿入管昇降制御部18のエアシリンダ502が作
動し、エアシリンダ502は復帰用スプリングの付勢力に
抗してガイド棒504に沿って下降し、それと共に挿入管
固定部503に取付けられた挿入管17が下降してPET容器16
内に挿入される。その後エアシリンダ502の下部に設け
られた衝撃吸収部材（防振ゴム）506が下方停止位置調
整部505aに当接するまで下降し、当接するとエアシリン
ダはその位置に保持される。この時に発生する振動は衝
撃吸収部材506aによって吸収され、素早く安定な状態と
なる（ステップS6）。PET容器の回転数が一定回転数に
達したことがロータリーエンコーダ８の出力信号により
確認されると、主制御部４は肉厚測定を開始するように
命令する（ステップS7）。

投光部14より投光された赤外線（波長２〜５μｍ）は挿
入管17内を通り、PET容器16の胴壁で一部吸収されてセ
ンサ受光部13に到達し、センサ受光部13により電気信号
に変換され信号処理部７に出力される。信号処理部７は
チョッパ駆動部６のチョッピング周期に対応するタイミ
ング信号12に基づき、センサ受光部からの入力信号を直
流波形に（ピークホールド波形）に変換し、IF制御部５
を介して、主制御部４に出力する（ステップS8）。

これと同時にロータリーエンコーダ８は連続自動容器
回転搬送部50の回転位置を検出し、回転位置に応じた電
気信号に変換して、IF制御部５を介して主制御部４に出
力する。

演算処理 主制御部４は演算処理部９に出力信号データを転送
し、出力信号データを肉厚データに変換するように命令
する。演算処理部９は第８図に示すような関係より、測
定赤外線量に対応する出力信号データを肉厚データに変
換し、主制御部４に出力する（ステップS9）。主制御部
４はIF制御手段５を介して成形手段２の制御手段３に肉
厚データを出力する（ステップS10）。

挿入管の引出し その後挿入管昇降制御部18はエアシリンダ502の動作
を停止し、復帰用スプリングの付勢力により上昇し、上
部停止位置調整部505bに衝撃吸収部材506bが当接して停
止する。これにより、挿入管17はPET容器から引出され
る（ステップS11）。それと同時に駆動回転ローラは回
転を停止し、PET容器16は回転を停止する（ステップS1
2）。

PET容器の搬出 次に再びターンテーブル51はPET容器16を把持したま
ま回転し、排出位置93に把持体150が到達すると回転を
停止する（ステップS13）。押圧用シリンダ部54が作動
し、押圧部53によって把持体150の開閉用アーム部58が
押圧されることにより、クランプアーム部57は復帰用ス
プリング62の付勢力に抗してピン100を軸として押し広
げられ、容器は開放される（ステップS14）。それとと
もに復帰用アーム部59は復帰位置調整用ネジ63から離れ
る。

次に押し広げられた状態を維持したままでPET容器を
搬出用コンベア56によりクランプアーム部57外に搬出す
る（ステップS15）。

PET容器16が所定位置まで排出されたことが位置検出
センサ（図示せず）により確認されると、押圧用シリン
ダ部54は作動を停止し、押圧部53は押圧するのをやめ、
復帰用スプリング62の付勢力により復帰用アーム部59は
復帰位置調整用ネジ63に当接し、クランプアーム部57は
閉じられる。その後、ターンテーブル51は再び回転し
て、以上の動作を繰返す。

なお、PET容器16は搬出用コンベア42により次の工程
へ搬送される。

フィードバック制御 一方、肉厚データを受取った成形手段２の制御手段３
はそのデータをもとに成形条件の制御を行う。

次に他の実施例について説明する。

第２実施例 肉厚測定装置79は第９図に示すように、全体の制御と
データの演算処理を行う制御演算部２と肉厚を検査する
検査部80よりなっている。

制御演算部２は上記第１実施例と同様の構成である。

検査部80は測定用赤外線を発生する光源部19、測定用
赤外線21を導くとともにPET容器内へ挿入される導入挿
入管81、導入挿入管81部のPET容器16内への挿入およびP
ET容器16内からの取出しを行う導入挿入管昇降制御部82
および導入挿入管81を通り、PET容器16胴壁を透過した
透過赤外線量をセンサにより電気信号に変換するセンサ
受光部13よりなる。

導入挿入管81は円筒形状をしており、その内部には屈
曲自在な赤外線用ファイバ83（例えば、TlBr−TlIファ
イバ等）が納められ、その一端は光源部19に接続されて
いる。導入挿入管昇降制御部82により測定するPET容器1
6内へ挿入され、光源部19で発生された測定用赤外線21
はファイバ83内を伝わってPET容器16内へ導入される。

なお、測定方法については、上記第１従来例と同様で
ある。

これにより光伝達時の外乱を少なくすることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明は、検査用挿入管を単独に上下動可能とするよ
うに構成したので、合成樹脂製容器の肉厚検査装置にお
いて、PET容器製造ラインに組込む場合でも、装置を簡
略化でき、短時間で安定した測定条件に達することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の肉厚検査装置の概要図、第２図は挿入
管および挿入管昇降制御部の概要図、第３図はセンサ受
光部の概要図、第４図は光源部および投光部の概要図、
第５図はPET容器製造システムの概要図、第６図は容器
回転搬送装置の概要図、第７図は処理フローチャート、
第８図はセンサ受光部の出力電圧とPET容器の肉厚の関
係図、第９図は本発明の他の肉厚検査装置の説明図、第
10図は従来の肉厚検査装置の概要図、第11図は従来の合
成樹脂製容器の製造システム概要図である。 １……肉厚検査装置、２……制御演算部、３……検査
部、４……主制御部、５……インタフェース制御部、６
……チョッパ駆動部、７……信号処理部、８……ロータ
リーエンコーダ、９……演算処理部、10……回転モー
タ、11……チョッパ板、12……タイミング信号、13……
センサ受光部、14……センサ出力信号、15……回転制御
信号、16……PET容器、17……挿入管、、18……挿入管
昇降制御部、19……光源部、20……投光部、21……測定
用赤外線、22……ケーシング、23……干渉フィルタ、24
……PbS赤外線センサ、25……電子冷却素子、26……増
幅アンプ、27……電源コネクタ、28……出力コネクタ、
29……冷却制御用コネクタ、30……ケーシング、31……
光源、32……凹面鏡、33……チョッパ、34……面状発熱
体、35……反射鏡、36……レンズ群、37……原料供給装
置、38……成形装置、39……制御装置、40……検査装
置、41……連続自動容器回転搬送装置、42……選別装
置、50……連続自動容器搬送装置、51……ターンテーブ
ル、52……把持部、53……押圧部、54……押圧用シリン
ダ、55……搬入用コンベア、56……搬出用コンベア、57
……クランプアーム部、58……開閉用アーム部、59……
復帰アーム部、60……駆動回転ローラ、61……従動回転
ローラ、62……復帰用スプリング、63……復帰位置調整
ネジ、91……導入位置、92……検査位置、93……排出位
置、100……ピン、150……把持体、500……反射鏡、502
……エアシリンダ部、503……挿入管固定部、504……ガ
イド棒、505a,505b……停止位置調整部、506a,506b……
衝撃吸収部材。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合成樹脂製容器の成形部と選別部の間に設
   けられた肉厚検査部に設けられ、該成形部から供給され
   た後、該肉厚検査部にて搬送回転装置により直立状態で
   搬送されて回転される合成樹脂製容器の容器内へ、検査
   光をガイドする挿入管を挿入し、前記容器の胴壁に検査
   光を透過させ、その透過量を測定することにより前記容
   器の肉厚を検査し、検査後に前記挿入管を抜き出して前
   記容器を送出する合成樹脂製容器の肉厚検査装置におい
   て、 前記搬送から前記送出までにおける前記合成樹脂製容器
   の前記直立方向位置を、前記成形部及び前記選別部の前
   記容器の搬送面と略同一平面上に保つと共に、前記直立
   方向姿勢を略一定に保って支持する容器支持手段と、 前記挿入管を、前記容器内に挿入した検査位置と、抜き
   出した非検査位置とに往動自在に支持する挿入管支持手
   段と、 装置内の所定位置に設けられた光源と、 前記挿入管に前記光源からの検査光を伝達する検査光伝
   達手段と、 前記検査位置における前記挿入管から照射される検査光
   を受光する位置に設けられた受光手段と、 を備えたことを特徴する合成樹脂製容器の肉厚検査装
   置。