内容物を充填・密封・レトルト殺菌された� ��後の缶詰は、生産ラインに設置されたイン� ��イン打検器によって漏洩検査が行われる。� ��の漏洩検査は缶詰からの実リーク量を検査� ��るのではなく、リーク量に応じた缶詰の内� ��を検査することにより行われる。更に、こ� ��缶詰内圧検査も缶詰内部の圧力を直接に計� ��するのではなく、缶詰内圧に応じて発生す� ��打検音のピーク周波数(共振周波数)を計測� �ることにより行われる。結局のところ、缶� �の漏洩検査は缶詰の打検音を検査すること� �より行われる。しかし、欠陥がピンホール� �どの微少なものは空気の流入が少ないため� �、生産直後では内圧の変化が少なく、その� �果、その缶詰は打検音の検査では検出され� �に良品として出荷される虞れがある。そこ� �、出荷状態で数日間保管した後に缶詰の打� �音を検査するという方法がある。この方法� �と、欠陥がピンホールであったとしても、� �部から空気が侵入する時間が充分にあるた� �、缶詰内圧が十分に上昇して打検音の検査� �よって検出することができる。ところで、� �管状態にある缶詰は、カートンケースに入� �た状態である。この状態の缶詰を打検する� �は、缶の列に合ったヘッド配列を有するケ� �ス打検器が用いられる。ケース打検器はピ� �ホール欠陥を検出する手段として有用な検� �器であるが、カートンケースに入った状態� �缶詰を打検するため、隣接する他の缶詰と� �接触状態によっては缶詰内圧に応じたピー� �周波数の打検音が発生しない場合がある。� �た、カートンケース底部内面に缶ボトム(3ピ ース缶ではスチール蓋に相当)が強く押しつ� �られた状態の場合も同様に、内圧に応じた� �ーク周波数の打検音が得らず、良品・不良� �の判定がつかないことがある。このように� �ケース打検器による漏洩検査ではカートン� �ース内の缶詰の状態によって正しい検査結� �が得られないという問題がある。
 更に、固形物が入った内容物や粘度が高い� ��容物の場合は、これらの内容物が缶詰のボ� ��ムに付着するため、缶詰内圧に応じたピー� ��周波数の打検音が得られない。また、付着� ��によっては打検音そのものが小さくなり判� ��できない。つまり、打検方式では缶詰内圧� ��良否を正確に判定することが出来ないとい� ��問題がある。

 ケース打検器はカートンケースに入った状� ��の缶詰を打検するため、缶の列に応じた打� ��ヘッドを有し、複数列の缶詰を同時に打検� ��来る機能を持っている。検査のタイミング� ��コンベア上を流れてくるカートンケース端� ��光電スイッチで検出する。缶詰が打検ヘッ� ��真下に来たことは、コンベアのローラ軸に� ��り付けたエンコーダの出力パルスをカウン� ��することで知ることができる。この時、打� ��ヘッドのコイル部にパルス状電流を流し、� ��ボトムを吸引・解放して打検音を発生させ� ��いる。打検音は打検ヘッド内のマイクで集� ��し、増幅・フィルタリングした後、A/D変換� ��でデジタル信号に変換される。このデジタ� ��信号(波形データ)をマイクロコンピュータ� �高速フーリエ変換(FFT)し、打検音のピーク周 波数を求めている。このピーク周波数が缶詰 の内圧に応じて変化するため、周波数の上限 ・下限の各閾値を設けることによって、缶詰 内圧の良品・不良品を判定している。一般的 に、陰圧缶では缶詰内圧が低いほど打検音の ピーク周波数は高くなる。このため、目標と なる缶詰内圧に応じたピーク周波数を下限の 閾値として定め、これより低いピーク周波数 を発した缶詰を排斥すれば、缶詰内圧が上昇 した、すなわち穴の空いた不良缶詰を排除す ることが可能となる。
 缶詰にピンホールが空いている時、生産後� ��数日間で細菌などがそのピンホールを介し� ��内部に浸入し、内容物が腐敗する事がある� ��腐敗するとガスが発生し缶詰内部に放出さ� ��るが、缶詰に空いたピンホールが極めて小� ��いか、或いはピンホールが腐敗した内容物� ��遮蔽される場合は、このガスは缶詰内部に� ��積することになる。そしてガスの放出が少� ��い場合は、缶詰内圧が上昇するため、打検� ��のピーク周波数の下限閾値で検出される。
 ところが、缶詰が陽圧になった場合は、陰� ��とは逆に缶詰内圧が高いほど打検音のピー� ��周波数は高くなる。従って、当初は陰圧で� ��っても、腐敗が進みガスが大量に缶詰内に� ��出されると缶詰内圧は陰圧から陽圧に転じ� ��ことになる。その結果、缶詰内圧の上昇に� ��って打検音のピーク周波数も高い値を示す� ��うになる。即ち、この陽圧に転じた状態で� ��穴が空いた不良缶詰であるにも拘らず、缶� ��内圧が高くなったために、打検音のピーク� ��波数は(下限閾値以上の)良品範囲に入り、� �の結果、穴が空いた不良品であるにも拘わ� �ず良品と判定されてしまう。つまり、腐敗� �た内容物でピンホールが遮蔽されているよ� �な缶詰に対しては、ケース打検器は有効に� �能せずに見逃してしまう虞れがある。
 このような不都合を防ぐため、ケース打検� ��には缶ボトムの高さを測定する変位センサ� ��備わり、直下に来た缶詰の缶ボトム(または 缶蓋)までの距離を測定している。これは、� �敗ガスによって缶詰内圧が陽圧化した缶で� �、膨張によって缶蓋または缶ボトムが凸に� �るためである。従って、この変位センサで� �蓋または缶ボトムまでの距離を測定し、一� �値より小さい値を示したもの(凸状態を示し� ��もの)は打検音のピーク周波数が正常であっ ても膨張缶として排斥している。
 上述した通り、打検中の缶詰が隣の缶詰か� ��受ける押圧によって打検音のピーク周波数� ��変化することがある。また、保管中の積載� ��より缶蓋または缶ボトムがカートンケース� ��部内面に強く押し当てられ、カートンケー� ��に凹みが出た場合、打検時に缶詰から出て� ��る音量が不足する場合がある。また、この� ��うにカートンケースが凹んだ場合は、正常� ��場合と比べると、缶詰と変位センサの相対� ��置がずれるため、膨張缶の検出機能が正し� ��働かない場合がある。その一方で、このよ� ��な不都合を防ぐため、カートンケースの打� ��音に与える影響を軽減する発明が知られて� ��る(例えば、特許文献1を参照。)。この発明� ��、缶詰の入ったカートンケースにエアを吹� ��んで、缶蓋または缶ボトムからカートンケ� ��スを引離すアイディアである。カートンケ� ��スの打検音に与える影響を軽減するにはよ� ��方法ではあるが、費用が嵩むことやエアを� ��込む際にかかる時間が必要なため、検査処� ��速度が低下してしまうデメリットがある。
 また、缶に充填する内容物としてコーンポ� ��ージュスープのように固形物が入っていた� ��、汁粉のように粘度が高い内容物が入って� ��たりする場合、これらが缶詰のボトムに付� ��してパネル部分の実効質量を増大させ、缶� ��内圧に応じた打検音の周波数スペクトルが� ��られないことがある。これはカートンケー� ��の凹みによる影響とは異なり、エアを吹き� ��むことにより軽減することは困難である。

 一方、上記打検音に依らない缶詰の内圧検� ��方法としては、缶蓋が缶詰内圧に応じて凹� ��状に変形することに着目して、缶蓋中心部� ��所定の基準位置からの変位量を(距離)セン� �によって計測し、その変位量に基づいて缶� �内圧の良否を判定する缶詰の内圧検査方法� �知られている(例えば、下記特許文献2-4を参� ��。)。これらの発明では、変位検査ポイント として缶蓋中央部を採用し、その変位の基準 位置として、その中央部を通り搬送方向に平 行した缶蓋両側の巻締め上端部(2点平均値)、 または搬送方向に交差した缶蓋両側の巻締め 上端部(2点平均値)、或いは缶蓋の巻締め上端 部の内側(2点平均値)を採用している。なお、 下記特許文献2において、変位の基準位置と� �て搬送方向に交差した缶蓋両側の巻締め上� �部が採用されているのは、変位センサが対� �とする巻締め上端部の計測信号と共に対象� �しない隣接する缶詰の巻締め上端部の計測� �号をも取り込み、対象とする巻締め上端部� �おける計測精度が低下するという現象を防� �ためである。また、下記特許文献3では、缶� ��の中央部を通り搬送方向に平行した缶蓋両� ��の巻締め上端部を変位の基準位置として設� ��し、缶蓋中心部のその基準位置からの変位� ��を予め設定した閾値と比較することにより� ��缶詰内圧の良否を判定している。また、下� ��特許文献4では、変位センサによって計測さ れる先頭缶および末尾缶の各変位量に対し所 定の補正量を加えることにより、先頭缶およ び末尾缶の各変位量が過小計測され、良品が 不良品と誤判別されて排斥されてしまう不都 合を防止している。また、下記特許文献2-4に おいて、缶詰はカートンケースに入った状態 でコンベア等によって搬送されるため、変位 センサが測定対象物に作用する計測信号はカ ートンケースに対し透過性を有することが必 要となる。そのため、変位センサとしては、 渦電流式変位センサが用いられている。
 ところで、渦電流式変位センサの測定原理� ��、高周波の磁束(磁場)を測定対象物に作用� �、測定対象物(導電体)の表面に渦電流を誘起 させ、この渦電流が発生する磁束によって変 位センサ(コイル)自身のインピーダンス(≒コ イルの誘導リアクタンス)が変化するという� �互誘導現象を利用したものである。すなわ� �、このインピーダンスの変化量は、変位セ� �サから測定対象物に到る距離に強く依存す� �。従って、このインピーダンスの変化量を� �気信号として取り出すことにより、センサ� �ら測定対象物に到る距離を求めることが可� �となる。従って、測定対象物に対しては、� �ンサとの間で電磁的に干渉し合う範囲に位� �していることに加え、その磁束が十分に通� �(透磁)するだけのある程度の(有効)面積が必� ��となる。従って、缶蓋の巻締め上端部等の� ��方向の厚みが小さい部位、すなわち径方向� ��断面積が小さい部位に対しては、センサが� ��する磁束が測定対象部位を十分に透磁する� ��とが出来ないため、センサからその部位に� ��る正確な距離を求めることは困難であると� ��えられる。また、下記特許文献2に見られる ように、缶蓋の上部かつ径方向に渦電流式変 位センサを並列に3個配置して、中心のセン� �が缶蓋の中心部までの距離を、その両側の� �ンサが缶蓋の巻締め上端部までの距離を同� �に計測する場合は、各センサの磁束が相互� �干渉し合うため、同様に各センサから各測� �対象部位までの正確な距離の測定は困難で� �ると考えられる。

特開2006-38826号公報

特開平8-219915号公報

特公平5-38891号公報

特開昭63-302337号公報