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JP7190154B2 - 超音波検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばシート部材を接合して形成された包装容器における接合箇所の剥離の有無を検査する超音波検査装置に関する。
従来から、レトル卜食品、飲料水などをパウチタイプの包装容器に密閉状態で収容することが行われている。この包装容器はシー卜部材(フィルム部材も含む)の周縁部分を溶着、接着などによって接合して袋状に形成されており、内部に収容物を収容したのちに、開口部が接合される。このような包装容器は、接合箇所に剥離が生じていたりすると、包装容器内に収容した収容物が漏れるおそれがあるため、製造の段階で接合箇所が検査される。
この検査においては、例えば超音波検査装置が用いられる。超音波検査装置は、検査対象である包装容器（ワーク）に超音波を送信し、包装容器を透過した超音波を受信して解析することにより接合箇所に剥離が生じているか否かを判定する。
ここで、包装容器の周縁部分の端に近い箇所の一方の面側に超音波を送信すると、送信した超音波が端の外側から回り込んでもう一方の面側に到達する回折波が生じる場合がある。超音波検査装置がこのような回折波を受信すると、剥離が生じているか否かを誤って判定してしまう一因となり得る。
この対策として、超音波検査において回折波を受信しないようにする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１においては、包装容器の端を覆うことで超音波を遮蔽するシールド部材が設けられる。これにより、包装容器の端に近い箇所に超音波が送信された場合に回折波が生じない。
米国特許第６８４０１０８号明細書
しかしながら、包装容器の端をシールド部材で覆う作業は手間や時間がかかる。また、周縁部分の形状が複雑な包装容器の場合、端を覆う作業自体が困難となる場合もあった。
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、その目的は、手間をかけることなく、検査対象物における端の検査を精度よく行うことができる超音波検査装置を提供することである。
また、本発明の実施形態は、包装容器を検査対象物として検査する超音波検査装置であって、互いに間隔をあけて配された送信部と受信部との間に前記検査対象物が配置され、前記送信部から送信された超音波を前記受信部により受信して前記検査対象物を検査する超音波検査装置において、互いに対向する前記送信部及び前記受信部の対向面の一部領域に対向するように前記送信部と前記受信部との間に配置される規制部と、前記検査対象物の周縁部のうち少なくとも前記検査対象物の端部を含む第一部位が、前記送信部及び前記受信部の配列方向から見て前記規制部に対して重なるように、前記検査対象物を案内するガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記送信部及び前記受信部の配列方向に対向する一対の案内面を有し、前記規制部に前記案内面が設けられることにより、前記規制部が前記ガイド部を兼ねる超音波検査装置である。
本発明の実施形態によれば、規制部が送信部から送信された超音波のうち検査対象物を透過せずに受信部に到達する超音波の伝搬経路を規制して、当該超音波が受信部に到達する時間を遅らせることができる。このため、手間をかけることなく、検査対象物における端の検査を精度よく行うことができる。
実施形態における超音波検査装置２０が適用される超音波検査システム１の構成例を示すブロック図である。 実施形態における送信部２６、規制部２７及び受信部２８を示す断面図である。 図２の受信部２８及び規制部２７を示す斜視図である。 図２の構成による作用効果を説明するための図である。 実施形態の第一変形例における送信部２６、規制部２７及び受信部２８を示す断面図である。 実施形態の第二変形例における送信部２６、規制部２７及び受信部２８を示す断面図である。 図６の受信部２８及び規制部２７を示す平面図である。 実施形態の第三変形例における送信部２６、規制部２７及び受信部２８を示す断面図である。 実施形態の第四変形例における送信部２６、規制部２７及び受信部２８を示す断面図である。 実施形態の第五変形例における送信部２６、規制部２７、受信部２８及びガイド部２９を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態）
まず、実施形態について説明する。
図１は、実施形態における超音波検査システム１の構成例を示すブロック図である。超音波検査システム１は、超音波を用いて検査対象物４０を検査する。図１に示す例において、超音波検査システム１は、表示装置１０、超音波検査装置２０及び搬送装置３０を備える。
表示装置１０は、超音波検査装置２０の制御部２２から出力される超音波検査に関する各種情報を表示する。この超音波検査に関する各種情報とは、例えば検査対象物４０に関する情報、送信する超音波の波長や強度、検査対象物４０を搬送する速度、受信された超音波の解析結果、及び剥離の有無を判定した判定結果等の情報である。
搬送装置３０は、例えば、ベルトコンベヤである。搬送装置３０では、ベルト３２に検査対象物４０が載置される。搬送装置３０では、ローラ３１（ローラ３１ａ、３１ｂ）を回転させることにより送信部２６と受信部２８との間にある所定の検査位置に検査対象物４０を搬送する。ローラ３１の回転は、例えば、超音波検査装置２０の図示しない駆動制御部により制御される。
検査対象物４０は、超音波検査装置２０が検査する対象とする物体である。検査対象物４０は、例えばシー卜部材における周縁部分を接合して形成された包装容器である。検査対象物４０において、剥離の有無の検査において検査対象となる箇所は、例えば、包装容器を構成する二つのシート部材を接合した接合箇所となる周縁部４１である。
なお、図１の例は、検査対象物４０の搬送方向を限定するものではない、搬送方向は検査対象物４０における検査対象とする箇所に応じて任意に決定されてよい。
超音波検査装置２０は、超音波を送信し、検査対象物４０を透過した超音波に基づいて検査対象物４０を検査するコンピュータである。超音波検査装置２０は、例えば、操作部２１、制御部２２、信号制御部２３、送信制御部２４、受信処理部２５、送信部２６、規制部２７及び受信部２８を備える。
操作部２１は、キーボード、マウスなどで構成され、超音波検査に関する各種情報を入力したり設定したりするために用いられる。操作部２１は、入力された各種情報を制御部２２に出力する。
制御部２２は、超音波検査装置２０を統括的に制御する。制御部２２は、例えば、操作部２１から入力された各種情報、及び、後述する信号制御部２３からの解析結果や剥離の有無を判定した結果を、表示装置１０に送信する。
信号制御部２３は、送信する超音波を制御するための信号を生成する。送信する超音波は、例えば、バースト信号である。信号制御部２３は、例えば、送信する超音波の送信タイミングと強度に応じたバースト信号を生成する。信号制御部２３は、生成した信号を送信制御部２４に出力する。
また、信号制御部２３は、受信部２８により受信された超音波の信号を、受信処理部２５を介して取得する。信号制御部２３は、取得した超音波の信号の強度や位相を解析し、解析結果を制御部２２に出力する。また、信号制御部２３は、解析した結果に基づいて剥離の有無（周縁部の不良の有無）を判定した結果を制御部２２に出力する。
信号制御部２３は、取得した超音波の信号の強度や位相を解析する場合に、所定の時間区間の信号を抽出し、抽出した信号を用いて強度や位相を解析するようにしてよい。超音波の状態が時系列にみて変化する場合、精度よく解析することができる時間区間の超音波を用いることで、判定の精度を向上させることが可能である。例えば、信号制御部２３は、受信部２８に受信された超音波のうち、受信が検出されてから所定の時間区間（例えば、送信された超音波の１波長に相当する時間区間）の超音波に相当する信号を抽出して波長や強度を解析する。
また、信号制御部２３は、取得した超音波の信号に対して位相検波などの信号処理を行ってもよい。超音波に、互いに位相が異なる超音波が混在している場合、各々を分離することで、判定の精度を向上させることが可能である。
送信制御部２４は、信号制御部２３からのバースト信号に応じて、図示しない発振器から出力される所定の周波数のバースト波を生成する。送信制御部２４は、生成したバースト波を送信部２６に出力する。
受信処理部２５は、受信部２８により受信された超音波を取得し、取得した超音波を解析し易くするための処理を行う。例えば、受信処理部２５は、取得した超音波の振幅をアンプにより増幅させる。また、受信処理部２５は、取得した超音波から、送信した超音波の波長とは異なる波長をフィルタにより除去するようにしてもよい。
送信部２６は、送信制御部２４により生成されたバースト波（超音波）を送信する。
受信部２８は、送信部２６により送信された超音波を受信する。受信部２８は、受信した超音波を受信処理部２５に出力する。
ここで、送信部２６と受信部２８と検査対象物４０との位置関係について説明する。
まず、送信部２６と受信部２８とは、互いに間隔をあけて配置される。そして、送信部２６と受信部２８との間に検査対象物４０が配置される。すなわち、送信部２６により送信された超音波は、検査対象物４０に到達し、検査対象物４０を透過した超音波（以下、目的波という）が受信部２８に到達して受信される。
一方、検査対象物４０の周縁部４１に超音波が送信された場合、超音波が周縁部４１の外側から回り込む回折波が発生することがある。このような回折波は、検査対象物４０を透過せずに、直接、受信部２８に到達すると考えられる。この場合、検査対象物４０を透過していない超音波（以下、非目的波という）が受信部２８に受信されてしまう。この場合、非目的波を含む超音波を用いて検査が行わることになり、検査の精度を低下させる要因となり得る。
規制部２７は、このような非目的波が受信部２８に受信されに難くなるように、非目的波の伝搬経路を規制する。或いは、規制部２７は、非目的波が目的波と共に受信された場合であっても、後段の信号処理等により分離することができるように、非目的波の伝搬経路を規制する。すなわち、規制部２７は、送信部２６から受信部２８に至る超音波の伝搬経路のうち、検査対象物４０を透過して受信部２８に到達する目的波の伝搬経路とは異なる非目的波の伝搬経路を規制する。ここで、目的波の伝搬経路は「第一伝搬経路」の一例であり、非目的波の伝搬経路は「第二伝搬経路」の一例である。
具体的に、規制部２７は、非目的波が受信部２８に到達するまでの伝搬経路が長くなるようにする。規制部２７は、非目的波が受信部２８に到達する経路を長くすることで、非目的波が受信部２８に到達する時間を、目的波が受信部２８に到達する時間よりも遅らせる。以下、規制部２７が非目的波を規制するための、規制部２７における送信部２６と受信部２８と検査対象物４０との位置関係について図２及び図３を用いて説明する。
図２は、実施形態における超音波検査装置２０が有する送信部２６及び受信部２８を示す断面図である。図３は、図２の斜視図である。
図２に示すように、送信部２６及び受信部２８は、一方向（Ｚ軸方向）に間隔をあけて配列される。送信部２６及び受信部２８は、超音波検査装置２０における不図示のベース部に固定される。これにより、送信部２６と受信部２８との間隔が保持される。送信部２６は、受信部２８に対向する送信部２６の送信面２６０から、超音波を受信部２８に向けて送信する。受信部２８は、送信部２６に対向する受信部２８の受信面２８０において、送信部２６から送信された超音波を受信する。
また、図２において、搬送装置３０による検査対象物４０の搬送方向はＸ軸方向であり、送信部２６及び受信部２８の配列方向（Ｚ軸方向）に対して直交する方向である。
また、検査対象物４０の端部４１０は、送信部２６及び受信部２８の配列方向から見て線状に延びる検査対象物４０の縁に相当する。
図３に示すように、本実施形態の受信部２８は、送信部２６及び受信部２８の配列方向から見て円形状に形成されている。図２に示すように、本実施形態の送信部２６は、受信部２８と同様の円形状に形成されてよい。この送信部２６の送信面２６０が、円形の周縁部分から中心部分に向かう凹部を形成することにより、送信部２６から送信された超音波は、所定の範囲に収束（フォーカス）される（図２の超音波Ｗ）。なお、送信部２６及び受信部２８の形状は円形状に限定されることはなく、任意の形状に形成されてよい。
図２に示すように、規制部２７は、送信部２６と受信部２８との間に配置される。規制部２７は受信面２８０に対向し、送信部２６及び受信部２８の配列方向において、受信面２８０の一部の領域を覆う。すなわち、規制部２７を送信部２６と受信部２８との間に配置した状態では、受信面２８０の領域Ｓ１の一部の領域（領域Ｓ２、Ｓ４）の間に規制部２７が介在し、受信面２８０の残りの領域Ｓ３の間には規制部２７が介在しない。
規制部２７は、送信部２６及び受信部２８の配列方向から見て、検査対象物４０の周縁部４１のうち少なくとも検査対象物４０の端部４１０を含む部位に対して重なるように配置されればよい。この部位は、図２の拡大図における周縁部４１の一部の部位４１１である。ここで、部位４１１は「第一部位」の一例である。
周縁部４１の部位４１１と規制部２７とが重なる範囲は、検査対象物４０の搬送方向（Ｘ軸方向）及び送信部２６及び受信部２８の配列方向（Ｚ軸方向）に直交する直交方向（Ｙ軸方向）において、検査対象物４０の端部４１０から規制部２７の端に至る範囲である。
部位４１１と規制部２７とが重なる範囲は、任意であってよいが、本実施形態では、送信部２６により送信される超音波の波長に応じた範囲である。当該範囲は、例えば、端部４１０から超音波の１波長に対応する長さだけ、検査対象物４０の内側（Ｙ軸正方向）に入った範囲であってよい。
規制部２７は、送信部２６及び受信部２８の配列方向において、検査対象物４０に対して所定の距離Ｌをあけて配置されている。距離Ｌは、任意であってよいが、本実施形態では、送信部２６により送信される超音波の波長により決定される長さである。当該距離は、例えば、超音波の１波長に対応する長さであってよい。距離Ｌが短いほど、規制部２７が非目的波を規制する効果が高くなる。
規制部２７は、例えば、検査対象物４０の周縁部４１のうち部位４１１のみに対して重なるように配置されてよい。すなわち、規制部２７は、例えば周縁部４１のうち直交方向において部位４１１よりも、検査対象物４０の内側（Ｙ軸正方向）に位置する部位に対して重ならなくてもよい。本実施形態の規制部２７は、周縁部４１のうち、部位４１１に対して検査対象物４０の内側に間隔をあけて位置する部位に対しても重なるように配置される。この部位は、図２の拡大図における周縁部４１の部位４１２である。ここで、部位４１２は「第二部位」の一例である。
規制部２７は、少なくとも送信部２６及び受信部２８に対して所定の位置に保持されればよい。本実施形態の規制部２７は、送信部２６及び受信部２８の配列方向において検査対象物４０と受信部２８との間に配置される。また、規制部２７は、受信部２８に固定される。規制部２７は、例えば、受信部２８から所定の距離をおいて配され、何らかの部材を介して受信部２８に固定されてよい。本実施形態の規制部２７は、受信部２８に直接固定される。規制部２７は、受信部２８に対して着脱不能あるいは着脱可能に固定されてよい。
なお、規制部２７の具体的な形状は、任意であってよい。本実施形態の規制部２７は、図２及び図３に示すように、検査対象物４０から送信部２６及び受信部２８の配列方向に離れるにしたがって径寸法が大きくなるコーン型（曲面に傾斜がついた筒状）に形成されている。規制部２７は、例えば角錐型に形成されてもよい。
本実施形態の規制部２７は、検査対象物４０と受信部２８との間に配置されているため、コーン型の規制部２７は、送信部２６及び受信部２８の配列方向において受信部２８に近づくにしたがって径寸法が大きくなるように配置されている。そして、コーン型の規制部２７は、規制部２７の受信部２８側の開口端が受信部２８の受信面２８０の周縁に直接接触するように、受信部２８に固定されている。
以上のように設けられる本実施形態の規制部２７は、図３に示すように、受信部２８の受信面２８０の周縁を含む円環状の領域Ｓ５に対向する。すなわち、送信部２６及び受信部２８の配列方向において、送信面２６０及び受信面２８０の間の周囲領域に規制部２７が介在し、この周囲領域の内側に位置する中央の領域Ｓ６には規制部２７が介在しない。領域Ｓ６は、フォーカスされた超音波を受信するのに適した領域である。領域Ｓ６に示す送信部２６から受信部２８に向かう直線的な空間は、目的波が受信部２８に到達する伝搬経路に相当する。
つまり、規制部２７は、目的波の伝搬経路に介在しないため目的波の伝搬経路を規制しない。そして、規制部２７は、非目的波の伝搬経路に介在するように設けられることで非目的波の伝搬経路を規制する。
なお、図３における領域Ｓ５は図２の領域Ｓ２、Ｓ４に相当する。また、図３における領域Ｓ６は図２の領域Ｓ３に相当する。
以上説明したように、実施形態の超音波検査装置２０は、互いに間隔をあけて配された送信部２６と受信部２８との間に検査対象物４０が配置され、送信部２６から送信された超音波を受信部２８により受信して検査対象物４０を検査する超音波検査装置２０において、送信部２６から受信部２８に至る超音波の伝搬経路のうち、検査対象物４０を透過して受信部２８に到達する目的波の伝搬経路（第一伝搬経路）とは異なる非目的波の伝搬経路（第二伝搬経路）を規制する規制部２７を有する。
これにより、実施形態の超音波検査装置２０では、非目的波が受信部２８に到達する時間を、目的波が受信部２８に到達する時間よりも遅らせることができ、非目的波が含まれない超音波を受信できる。このため、非目的波が含まれない状態の受信波、つまり目的波を用いて精度よく剥離の有無を判定することが可能である。
また、実施形態の超音波検査装置２０では、検査対象物４０の周縁部４１を挟み込んで支持する必要がない。このため、検査対象物４０を検査するための準備に要する時間がさほどかからず、効率よく検査することが可能である。また、周縁部４１を覆う必要がないため、包装容器の周縁部分の形状が複雑な容器である場合であっても容易に検査することができる。
ここで図２の超音波検査装置２０による作用効果を、図４を用いて更に説明する。
図４に示すように、送信部２６により検査対象物４０に対して送信された超音波のうち、一部の超音波Ｗ１が、周縁部４１を透過して受信部２８に到達する。この場合、超音波Ｗ１は目的波である。一方、検査対象物４０に対して送信された超音波のうち、他の超音波Ｗ２～Ｗ５は、検査対象物４０を透過しない。この例では、超音波Ｗ２は、端部４１０の外側から回り込んで規制部２７に到達した回折波（非目的波の一例）である。また、超音波Ｗ３は、検査対象物４０の外側から直接に規制部２７に到達した直接波（非目的波の一例）である。超音波Ｗ４、Ｗ５は、規制部２７に反射した超音波Ｗ２、Ｗ３である。
超音波Ｗ２及びＷ３のような非目的波が規制部２７に到達すると、規制部２７により反射されたり屈折したりする。この際、非目的波の一部が、反射や屈折を繰り返して受信部２８に到達する場合があるが、その場合には、受信部２８に到達するまでの伝搬経路が超音波Ｗ１（目的波）の伝搬経路よりも長くなる。例えば、超音波Ｗ２からＷ６に至る回折波の伝搬経路は、超音波Ｗ１の伝搬経路より長くなる。このため、非目的波が受信部２８に到達する場合、目的波よりも遅れて受信部２８に到達する。
このように、規制部２７は、非目的波が受信部２８に到達する経路を長くすることで、非目的波が受信部２８に到達する時間を、目的波が受信部２８に到達する時間よりも遅らせることができる。
非目的波が、目的波よりも遅れて受信部２８に到達する場合、受信部２８には、まず目的波が受信される。このため、受信部２８に受信された超音波のうち、受信が検出されてから所定の時間区間の超音波には、目的波のみが含まれ、非目的波が含まれていない。この非目的波が含まれていない超音波を解析することにより剥離の有無を判定すれば、判定の精度が向上する。
また、受信部２８に目的波が受信された後、遅れて非目的波が受信部２８に到達した場合、受信部２８には目的波と非目的波とが混在した超音波が受信される。この場合における目的波と非目的波とが混在した超音波は、目的波に遅れて非目的波が到達していることから、目的波と非目的波との各々の位相が互いにずれた状態である。この場合、位相検波を行うことにより、目的波と非目的波とを分離することが可能である。つまり、本実施形態の超音波検査装置２０では、目的波と非目的波とが混在した状態で受信された場合であっても、目的波と非目的波とを分離することができ、非目的波が含まれていない超音波を用いて剥離の有無を判定することができ、判定の精度を向上させられる。
また、比較例として、送信部２６と受信部２８との間に、規制部２７が介在しない場合を考える。
ここで、一般に、超音波検査に用いられる超音波は、１００ｋＨｚから３ＭＨｚ程度までの周波数のものが、検査対象物４０の材質等に応じて用いられる場合が多い。例えば、包装容器の剥離検査であれば、４００ｋＨｚ、又は８００ｋＨｚの超音波が用いられる。
超音波は、周波数が大きい（波長が短い）ほど、収束しやすい傾向にある。比較例においては、周波数４００ｋＨｚの超音波では端部４１０から周縁部４１の幅方向に見て検査対象物４０の内側に１５ｍｍ、周波数８００ｋＨｚの超音波では端部４１０から周縁部４１の幅方向に見て検査対象物４０の内側に５ｍｍ程度の箇所に超音波を送信した場合において、端部４１０から回り込んで受信部２８に到達する非目的波（回折波）が発生することが確認されている。
また、比較例において、目的波は約－６０ｄＢの強度、非目的波は約－４０ｄＢの強度で受信部２８に到達することが確認されている。目的波が－６０ｄＢまで減衰してしまう要因は、送信部２６から送信された超音波のうち、フォーカスされて検査対象物４０に到達した超音波が検査対象物４０を透過する際に減衰するためである。また、非目的波の信号強度が目的波と比較して大きい要因として、フォーカスされなかった超音波（たとえば図４の超音波Ｗ３）が検査対象物４０を透過することなく、つまり減衰することなく受信部２８に到達したことが考えられる。
このように、比較例においては、端部４１０に近い箇所に超音波を送信すると、非目的波が目的波と比較して信号強度が大きい状態で受信部２８に到達してしまう。このため、受信部２８には、小さな目的波に大きな非目的波が含まれた状態の超音波が受信されてしまい、後段の信号処理等を用いたとしても目的波を抽出することが困難となる。すなわち、比較例においては、精度のよい適切な判定をすることができない。
これに対し、本実施形態の超音波検査装置２０では、送信部２６及び受信部２８の配列方向から見て、規制部２７を検査対象物４０と受信部２８との間に介在させる。この時、配列方向から見て検査対象物４０の端部４１０側の一部と規制部２７とが重なるように配置する。これにより、非目的波が受信部２８に到達するまでの伝搬経路が延長される。このため、目的波が到達する時間よりも遅れて非目的波を受信部２８へ到達させることが可能である。
例えば、規制部２７を、図２において部位４１１の幅が１ｍｍ、距離Ｌが１ｍｍとなるように配置する。この場合、目的波が到達する時間よりも２．５μｓ程度、非目的波の到達が遅れることが確認されている。つまり、送信する超音波の周波数が４００ｋＨｚである場合、非目的波の伝搬経路を約１波長分（０．８６ｍｍ）程度延長させる。非目的波の伝搬経路を延長させ、非目的波が受信部２８に到達する時間が、目的波よりも約１波長分遅らせることができれば、目的波と非目的波とを分離することが十分可能である。
（実施形態に係る第一変形例）
次に、実施形態に係る第一変形例について図５を用いて説明する。
図５に例示する規制部２７Ａは、脚部２７０を介して受信部２８に取り付けられた平面形状であり、その厚さ方向に貫通する貫通孔２７１が形成されている。貫通孔２７１は、配列方向から見て円形や多角形に形成されてよい。図５において、規制部２７Ａの貫通孔２７１は、送信部２６及び受信部２８の配列方向において、送信面２６０及び受信面２８０の中央領域、つまり超音波がフォーカスされる領域と重なるように形成されている。すなわち、図５に例示する規制部２７Ａは、上記実施形態で例示したコーン型の規制部２７と同様に、送信部２６及び受信部２８の配列方向において送信面２６０及び受信面２８０の周囲領域に対向するように配置される。図５に例示した超音波検査装置２０によれば、上記実施形態と同様の効果を奏する。
（実施形態に係る第二変形例）
次に、実施形態に係る第二変形例について図６及び図７を用いて説明する。
図６及び図７に例示する規制部２７Ｂには、その厚さ方向に貫通すると共に、厚さ方向に直交する方向に延びる長孔２７２が形成されている。長孔２７２の長手方向の一端は、規制部２７の端に開口している。具体的に、長孔２７２の長手方向は、検査対象物４０の搬送方向（Ｘ軸方向）及び送信部２６及び受信部２８の配列方向（Ｚ軸方向）に直交する直交方向（Ｙ軸方向）に延びている。より具体的に、長孔２７２は、検査対象物４０の端部４１０よりも検査対象物の内側（Ｙ軸正方向）の位置から始まり、直交方向に延びて、規制部２７Ｂの端に開口している。
図６及び図７において、規制部２７Ｂの長孔２７２は、送信部２６及び受信部２８の配列方向において、受信面２８０の中央から周縁まで延びる帯状の領域Ｓ７（帯状領域）と重なるように形成されている。すなわち、図６及び図７に例示する規制部２７Ｂは、送信部２６及び受信部２８の配列方向において受信面２８０のうち帯状の領域Ｓ７を除く領域に対向するように配置される。領域Ｓ７は超音波がフォーカスされる領域を含むため、規制部２７Ｂは目的波を遮ることなく、非目的波のみを規制する。したがって、図６及び図７に例示した超音波検査装置２０によれば、上記実施形態と同様の効果を奏する。
（実施形態に係る第三変形例）
次に、実施形態に係る第三変形例について図８を用いて説明する。
本発明の超音波検査装置２０は、図８に例示するように、コーン型に形成された規制部２７（コーン型規制部２７）、及び、平板に長孔２７２を形成した規制部２７Ｂ（平板型規制部２７Ｂ）の両方を備えてよい。この場合、径寸法の小さい開口を有するコーン型規制部２７の先端が、平板型規制部２７Ｂの長孔２７２に挿入されてよい。なお、平板型規制部２７Ｂに代えて、図５で示した、平板型規制部２７Ａ（平板に貫通孔２７１を形成したもの）を備えてもよい。つまり、本発明の超音波検査装置２０は、コーン型規制部２７と平板型規制部２７Ａの両方を備えてもよい。
（実施形態に係る第四変形例）
次に、実施形態に係る第四変形例について図９を用いて説明する。
本発明の超音波検査装置２０は、図９に示すように、規制部２７（規制部２７、２７Ｃ）が、検査対象物４０と受信部２８との間、及び、検査対象物４０と送信部２６との間の両方に配置されてよい。すなわち、送信部２６及び受信部２８の配列方向において検査対象物４０の両側に規制部２７、２７Ｃが配置されてよい。図９に例示する構成において、コーン型の二つの規制部２７、２７Ｃは、径寸法の小さい開口が互いに向かい合うように配置されている。また、これら二つの規制部２７、２７Ｃは、送信部２６及び受信部２８の配列方向において送信面２６０及び受信面２８０の中央領域Ｓ８の間に介在しないように配置される。
検査対象物４０と受信部２８との間、及び、検査対象物４０と送信部２６との間の両方に規制部２７を配置する構成には、コーン型の規制部２７、２７Ｃに限らず、例えば図５～図７に例示した規制部２７Ａ、２７Ｂが適用されてもよい。
検査対象物４０と受信部２８との間、及び、検査対象物４０と送信部２６との間の両方に規制部２７、２７Ｃを配置する構成では、送信部２６から送信された超音波が検査対象物４０の端部４１０に到達することを規制することができるため、回折波の発生そのものを抑制でき、非目的波が受信部２８に到達することを抑止することができる。
（実施形態に係る第五変形例）
次に、実施形態に係る第五変形例について図１０を用いて説明する。
本発明の超音波検査装置２０は、図１０に示すように、検査対象物４０の周縁部４１を送信部２６及び受信部２８の配列方向に案内する一対のガイド部２９を備えてもよい。
ガイド部２９は、検査対象物４０の周縁部４１のうち検査対象物４０の端部４１０を含む部位４１１（図２参照）が、送信部２６及び受信部２８の配列方向（Ｚ軸方向）から見て規制部２７に対して重なるように、検査対象物４０を案内（ガイド）する。すなわち、ガイド部２９は、少なくとも送信部２６及び受信部２８の配列方向（Ｚ軸方向）と直交する直交方向（ＸＹ平面方向）において、検査対象物４０を送信部２６、受信部２８及び規制部２７に対して位置決めする。また、ガイド部２９は、送信部２６及び受信部２８の配列方向（Ｚ軸方向）において、検査対象物４０を送信部２６、受信部２８及び規制部２７に対して位置決めしてもよい。
一対のガイド部２９は、規制部２７に対して検査対象物４０の搬送方向（Ｘ軸正方向）の手前側、すなわち、規制部２７よりもＸ軸負方向に配される。一対のガイド部２９は、送信部２６及び受信部２８の配列方向に間隔をあけて配される。一対のガイド部２９は、送信部２６及び受信部２８の配列方向に対向する案内面を有する。一対のガイド部２９の案内面同士の間隔は、検査対象物４０の搬送方向（Ｘ軸正方向）に向かうにしたがって小さくなる。
この構成では、検査対象物４０が搬送方向（Ｘ軸正方向）に搬送される際に、検査対象物４０の周縁部４１が配列方向において規制部２７に対してずれて位置していても、検査対象物４０の周縁部４１を一対のガイド部２９の案内面によって適正な位置に案内（位置決め）することができる。
また、この構成において、規制部２７は、ガイド部２９と一体に形成されてもよい。規制部２７にガイド部２９の案内面のような機構を設けることで、規制部２７がガイド部２９を兼ねるようにしてもよい。この場合、例えば、規制部２７の一部が図１０に例示したガイド部２９と同じ形状に形成される。
上述した実施形態における規制部２７の材質として、加工のし易さからＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）樹脂を用いてよいが、これに限定されない。規制部２７は、非目的波の伝搬経路を規制できる材質であればよく、例えば、紙やフィルムのような薄く柔軟な材質であってもよいし、木材や金属等の硬い材質であってもよい。本実施形態では、規制部２７が少なくとも非目的波の伝搬経路を規制できればよく、非目的波を完全に遮断する必要はない。このため、規制部２７の材質は金属など剛性の高いものに限られない。また、規制部２７を検査対象物４０に密着させる必要もない。
また、上述した実施形態において、送信部２６及び受信部２８は、送信素子と受信素子を直線状に配置したラインフォーカスセンサであってもよい。シングルポイントの送受信部である場合と比較して、超音波を広範囲に送受信することができるため、検査の高速化が可能である。
また、上述した実施形態において、送信部２６と受信部２８の配列方向に見て、規制部２７は、検査対象物４０から受信部２８側に離間して配置される場合を例示したが、これに限定されない。規制部２７は、検査対象物４０に接していてもよい。
また、上述した実施形態において、搬送方向がＸ軸方向である場合を例示して説明したが、搬送方向はＹ軸方向であってもよいし、ＸＹ平面上の任意の方向であってもよい。
また、上述した実施形態において、送信部２６と受信部２８との間には、例えば図５～図７に示すように、送信部２６及び受信部２８の配列方向（Ｚ軸方向）を厚さ方向とする平板状に形成された規制部２７（規制部２７Ａ、２７Ｂ）が配置されてもよい。図５～図７に例示する規制部２７は、規制部２７から受信部２８まで配列方向に延びる脚部２７０を介して受信部２８に固定されるが、これに限ることはない。
また、上述した実施形態において、規制部２７が検査対象物４０の内側（図２の部位４１２）に対しても設けられる例を示したが、規制部２７は端部４１０側から受信部２８に到達する非目的波を規制できればよいため、内側は省略可能である。
なお、上述した実施形態において、検査対象物４０がガイド部２９の案内板によって物理的に適正な位置に案内される例を示したが、これに限定されない。ガイド部２９は、例えば、搬送装置３０に載置された検査対象物４０を俯瞰して撮像するカメラから得られる検査対象物４０の画像データから検査対象物４０の位置を認識し、コンピュータ制御により検査対象物４０の検査位置を適切な位置に案内するものであってもよい。
また、上述した実施形態では、超音波検査システム１が、検査対象物４０の周縁部４１における剥離の有無を検出する例を示したが、これに限定されない。超音波検査システム１は、各種の検査対象物に対して、内部に異物や気泡が含まれていないかを検査する場合にも応用できる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１…超音波検査システム
２０…超音波検査装置
２６…送信部
２７…規制部
２８…受信部
２９…ガイド部
４０…検査対象物
４１…周縁部
４１０…端部

Claims (9)

  1. 包装容器を検査対象物として検査する超音波検査装置であって、
    互いに間隔をあけて配された送信部と受信部との間に前記検査対象物が配置され、前記送信部から送信された超音波を前記受信部により受信して前記検査対象物を検査する超音波検査装置において、
    互いに対向する前記送信部及び前記受信部の対向面の一部領域に対向するように前記送信部と前記受信部との間に配置される規制部と、
    前記検査対象物の周縁部のうち少なくとも前記検査対象物の端部を含む第一部位が、前記送信部及び前記受信部の配列方向から見て前記規制部に対して重なるように、前記検査対象物を案内するガイド部と、
    を有し、
    前記ガイド部は、前記送信部及び前記受信部の配列方向に対向する一対の案内面を有し、前記規制部に前記案内面が設けられることにより、前記規制部が前記ガイド部を兼ねる、
    超音波検査装置。
  2. 前記受信部により超音波の受信が検出されてから所定の時間区間の超音波に相当する信号を用いて前記検査対象物における周縁部の不良の有無を判定する信号制御部
    を更に備える請求項１の超音波検査装置。
  3. 前記規制部は、前記送信部及び前記受信部の配列方向から見て、前記送信部から送信される超音波がフォーカスされる所定の範囲に対して重ならないように配置される
    請求項１又は請求項２に記載の超音波検査装置。
  4. 前記配列方向から見て前記規制部と前記検査対象物とが重なる範囲は、前記送信部により送信される超音波の波長に応じた範囲である
    請求項１から請求項３の何れか一項に記載の超音波検査装置。
  5. 前記規制部は、前記検査対象物から前記送信部及び前記受信部の配列方向に離れるにしたがって径寸法が大きくなるコーン型に形成されている
    請求項１から請求項４の何れか一項に記載の超音波検査装置。
  6. 前記規制部には、前記送信部及び前記受信部の配列方向に貫通すると共に、前記配列方向に直交する方向に延びる長孔が形成され、
    前記長孔の長手方向の一端は、前記規制部の端に開口している
    請求項１から請求項４の何れか一項に記載の超音波検査装置。
  7. 前記規制部は、前記送信部及び前記受信部の配列方向において前記検査対象物と前記受信部との間に配置される
    請求項１から請求項６の何れか一項に記載の超音波検査装置。
  8. 前記規制部は、前記送信部及び前記受信部の配列方向において、前記検査対象物に対し、前記送信部により送信される超音波の波長に応じた距離をあけて配置される
    請求項５に記載の超音波検査装置。
  9. 前記規制部は、前記受信部に固定される
    請求項７又は請求項８に記載の超音波検査装置。
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