(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶の巻締部の厚さを測定する缶寸法測定方法であって、
前記巻締部の周上の所定位置の変位を当該巻締部の外周側及び内周側からそれぞれ検出するように一対の変位センサを配置し、これら変位センサは非接触型であり、これら変位センサは前記所定箇所に対する測定方向を個別に変化させることができるようになされ、
前記缶と前記一対の変位センサとを前記缶の周方向に相対的に回転させ、その回転範囲内の複数の位置で各々の変位センサが検出する変位に基づいて前記巻締部の厚さを求めることを特徴とする缶寸法測定方法。
【請求項２】
前記変位センサはレーザー変位センサであることを特徴とする請求項１に記載の缶寸法測定方法。
【請求項３】
缶の巻締部の厚さを測定する缶寸法測定装置であって、
前記巻締部の周上の所定位置の変位を当該巻締部の外周側及び内周側からそれぞれ検出できるように、当該巻締部の外周側及び内周側に設けられ、検出した変位に対応した信号を出力する非接触型の一対の変位センサと、
前記外周側及び内周側に設けられた一対の変位センサをそれぞれ支持するとともに、前記それぞれの変位センサの前記所定位置に対する測定方向を個別に変化させうるセンサ支持機構と、
前記缶と前記一対の変位センサとを前記缶の周方向に相対的に回転させるための回転装置と、
前記一対の変位センサからそれぞれ出力される信号に基づいて、前記巻締部の厚さを算出するデータ処理装置と、
を備えたことを特徴とする缶寸法測定装置。
【請求項４】
前記変位センサはレーザー変位センサであることを特徴とする請求項３に記載の缶寸法測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶の各部の寸法を計測する測定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
麦酒等の飲料を缶に充填する工程では、飲料が充填された缶胴に缶蓋を巻締めて缶を密封する作業が行われるが、その巻締めに不良があると中身が漏れ出すおそれがある。缶蓋が正確に巻締められているか否かを簡便的に確認する方法として、缶の巻締め部分の厚さをマイクロメータ等の測定機器を用いて測定することが従来から行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の巻締厚さの測定では、通常、測定時間などを考慮し、一缶あたり３カ所程度しか測定できないので、選ばれた箇所の寸法が缶全体の巻締め状態を代表しているか否かが不明である。しかも、測定個所の選択や測定が作業者の手作業に委ねられており、人為的な誤差が排除できず、精度よく測定を行うには熟練を要する。さらに、缶の巻締め状態は、巻締め前の空缶の高さやフランジ部分の厚さ、缶蓋のカール部の厚さ等によって変化するため、これらの寸法も正確に管理することが求められている。
【０００４】
なお、マイクロメータまたはこれに類似する測定器具を利用して巻締厚さを測定する方法または装置としては、特開昭５８−６８６０９号公報、特開昭６０−２０３８０５号公報、特開昭６３−１０８９３５号公報、特開昭６４−１９５９号公報、及び特開平７−６０３８７号公報に記載されたものがある。しかし、これら技術は巻締部の厚さを周方向に関して一定の角度毎に測定するに過ぎない。また、巻締部の厚さを非接触で計測する技術としては、特開平２−２０８５４６号公報、特開平９−２１０６６２号公報に記載されたようにＸ線を利用して検査するものがある。これらの技術では、装置が大がかりで検査のコストが上昇する。また、缶の充填ラインで手軽に寸法を計測する用途には全く向いていない。
【０００５】
本発明は缶の巻締め状態の管理や評価に必要な各部の寸法を正確かつ迅速に測定できる測定方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００７】
本発明の第１の特徴は、缶の巻締部の厚さを測定する缶寸法測定方法であって、
前記巻締部の周上の所定位置の変位を当該巻締部の外周側及び内周側からそれぞれ検出するように一対の変位センサを配置し、これら変位センサは非接触型であり、これら変位センサは前記所定箇所に対する測定方向を個別に変化させることができるようになされ、前記缶と前記一対の変位センサとを前記缶の周方向に相対的に回転させ、その回転範囲内の複数の位置で各々の変位センサが検出する変位に基づいて前記巻締部の厚さを求めることである。
【０００８】
この発明によれば、変位センサと缶とを相対回転させて測定箇所を変化させることができるので、巻締厚さを缶の周方向に関して多数の位置で迅速に測定することができ、連続的に測定を行うこともできる。従って、手作業により数点の測定箇所で測定を行う従来方法と比較して、巻締部の状態を正確かつ迅速に測定することができる。巻締部の変位を一対の変位センサによりその厚さ方向の内外から同時に測定するので、各変位センサが検出する変位に測定対象物の回転中の振れに起因する成分が含まれる場合も、それらの変位を加算すれば缶の回転の振れに起因する測定誤差を相殺して巻締厚さを正確に求めることができる。また、変位センサは非接触式であるから、測定対象物との接触による変位センサの摩耗で測定誤差が生じるおそれがない。なお、非接触型変位センサとしては、レーザ光、赤外光、電波、超音波等を利用するものが考えられる。
【０００９】
本発明の第２の特徴は、前記変位センサはレーザー変位センサであることである。
【００１０】
従って、細く絞られた検査光束を測定対象物に照射できるから測定箇所をより細かく選べて好都合である。
【００１５】
本発明の第３の特徴は、缶の巻締部の厚さを測定する缶寸法測定装置であって、前記巻締部の周上の所定位置の変位を当該巻締部の外周側及び内周側からそれぞれ検出できるように、当該巻締部の外周側及び内周側に設けられ、検出した変位に対応した信号を出力する非接触型の一対の変位センサと、前記外周側及び内周側に設けられた一対の変位センサをそれぞれ支持するとともに、前記それぞれの変位センサの前記所定位置に対する測定方向を個別に変化させうるセンサ支持機構と、前記缶と前記一対の変位センサとを前記缶の周方向に相対的に回転させるための回転装置と、前記一対の変位センサからそれぞれ出力される信号に基づいて、前記巻締部の厚さを算出するデータ処理装置と、を備えたことである。
【００１６】
この発明によれば、変位センサと缶とを相対回転させて測定箇所を変化させることができるので、巻締厚さを缶の周方向に関して多数の位置で迅速に測定することができ、連続的に測定を行うこともできる。従って、手作業により数点の測定箇所で測定を行う従来方法と比較して、巻締部の状態を正確かつ迅速に測定することができる。巻締部の変位を一対の変位センサによりその厚さ方向の内外から同時に測定するので、各変位センサが検出する変位に測定対象物の回転中の振れに起因する成分が含まれる場合も、それらの変位を加算すれば缶の回転の振れに起因する測定誤差を相殺して巻締厚さを正確に求めることができる。変位センサをセンサ支持機構にて支持しているので人為的誤差も生じにくく、測定に熟練を要しない。従って、缶やその構成部品の状態を正確かつ容易に把握することができる。また、変位センサは非接触式であるから、測定対象物との接触による変位センサの摩耗で測定誤差が生じるおそれがない。なお、非接触型変位センサとしては、レーザ光、赤外光、電波、超音波等を利用するものが考えられる。回転装置は、モータ等の駆動源を内蔵して缶または変位センサを回転駆動するものでもよいし、駆動源を内蔵せず、変位センサ等を回転可能に支持するだけの構成でもよい。
【００１７】
本発明の第４の特徴は、前記変位センサはレーザー変位センサであることである。
【００１８】
従って、細く絞られた検査光束を測定対象物に照射できるから測定箇所をより細かく選べて好都合である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明により測定される缶及びその構成部品の一例をそれぞれ示している。図１の缶１は、缶本体２と、缶蓋３とを組み合わせた２ピース構造である。組み合わせ前の缶本体２の開口端にはフランジ２ａが形成され、缶蓋３の外周にはカール部３ａが形成される（図２参照）。飲料の充填工程では、缶本体２に飲料が充填された後、その缶本体２の開口端に缶蓋３が重ね合わされてフランジ２ａとカール部３ａとが図１（ｂ）に示すように巻締められる。以下の説明では、缶蓋３が組み合わされる前の缶本体２を空缶と、組み合わせ後の缶１を実缶とそれぞれ表記することもある。
【００２８】
図１のような缶１では、巻締部１ａが正確に形成されていないと液漏れの原因となる。巻締部１ａの良否は巻締厚さＴを測定することにより容易に判別できるが、良好な巻締部１ａを形成するためには空缶高さＨ１、フランジ幅Ｗ、フランジ厚さｔ、カールハイトＣＨ等の寸法も管理する必要がある。また、巻締部１ａの良否を判断する要素としては、巻締厚さＴ以外にも、実缶高さＨ２やカウンターシンクデプスＣＳＤが存在する。以下に説明する測定装置は、これらの寸法を把握して巻締処理を管理するためのものである。
【００２９】
図３は本発明の第１の実施形態に係る測定装置の概略構成を示している。この測定装置Ａ１は、レーザ変位センサ１０，１０を利用して缶１の巻締部１ａの厚さＴ、カウンターシンクデプスＣＳＤ、空缶２のフランジ幅Ｗ等を測定する。レーザ変位センサ１０は、測定対象物に細く絞られたレーザ光を射出してその反射光を受け取り、そのときの受光量に比例した電圧信号を出力する。レーザ変位センサ１０からの出力はセンサコントローラ１１に導かれる。コントローラ１１は、レーザ変位センサ１０からの信号に所定の処理を施してパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと表記する。）１２に出力する。
【００３０】
測定装置Ａ１には、実缶１または空缶２を搭載する回転ステージ１３も設けられている。回転ステージ１３はモータ等の回転駆動源を内蔵し、その駆動源の回転の起動、停止及び回転速度はステージコントローラ１４にて制御される。ステージコントローラ１４は回転ステージ１３の回転角度に対応した信号をＰＣ１２に出力する。ＰＣ１２の補助記憶装置（例えばハードディスク装置）には所定のデータ処理用のプログラムが予め記録されている。そのプログラムを実行することにより、ＰＣ１２はコントローラ１１，１４から送られる信号に基づいて所望の寸法を演算し、その演算結果を表示するデータ処理装置として機能する。
【００３１】
図４は、測定装置Ａ１により各部の寸法を測定する際の測定箇所とレーザ光との関係を示しており、（ａ）は巻締厚さＴ、（ｂ）はフランジ厚さｔ、（ｃ）はカウンターシンクデプスＣＳＤをそれぞれ測定する場合に相当する。以下、測定手順を説明する。
【００３２】
巻締厚さＴを測定する場合には、レーザ光により巻締部１ａがその厚さ方向に挟み込まれるようにレーザ変位センサ１０，１０を缶１の内外に配置する。コントローラ１１に対しては巻締厚さＴに関して基準厚さＴｒｅｆを設定し、その基準厚さＴｒｅｆのときに各レーザ変位センサ１０が検出する距離（実際には距離に対応した電圧値等の物理量）Ｌｏｕｔ、Ｌｉｎを検出してそれらの値を基準距離として記憶させる。そして、それらの基準距離Ｌｏｕｔ、Ｌｉｎとレーザ変位センサ１０が実際に検出した距離との差分値△ｏｕｔ、△ｉｎとがコントローラ１１からＰＣ１２に入力されるように、コントローラ１１とＰＣ１２との関係を設定する。なお、この段階で缶１の軸線は回転ステージ１３の回転中心からずれていてもよい。
【００３３】
レーザ変位センサ１０及びコントローラ１１のセットが完了したならば、回転ステージ１３を起動して測定に移る。測定開始後は、センサコントローラ１１から出力される各レーザ変位センサ１０の測定値と基準距離との差分値△ｏｕｔ、△ｉｎを回転ステージ１３の回転角度θに対応付けてＰＣ１２で記録する。缶１が一周以上回転するまで測定を続け、その後、ステージ１３を停止させて記録を終了する。ＰＣ１２では、得られたデータに基づいて次式の演算を行うことにより、所定の回転角度θにおける巻締部１ａの巻締厚さＴ（θ）を演算する。
【００３４】
【数１】
Ｔ（θ）＝Ｔｒｅｆ＋△ｏｕｔ（θ）＋△ｉｎ（θ）
【００３５】
但し、△ｏｕｔ（θ）、△ｉｎ（θ）はそれぞれ回転ステージ１３の回転角度がθのときに得られた差分値△ｏｕｔ、△ｉｎを示す。
【００３６】
以上のようにして巻締厚さＴを求める場合には、缶１が回転ステージ１３に対して偏心した状態で回転して差分値△ｏｕｔ、△ｉｎに缶１の偏心による振れ量が含まれても、それら振れ量は正負のみ異なって絶対値が等しいために差分値の加算によって相殺される。従って、演算される巻締厚さＴ（θ）には偏心の影響が現れない。演算された巻締厚さＴを例えば図５に示すように角度θに対応付けてグラフ化してＰＣ１２のモニタに表示させたり、印刷することにより、缶巻締厚さＴの連続的な変化を表示できる。なお、図５の点は、マイクロメータで手作業により測定した結果を示している。本発明によれば、それらの手作業による測定点を補完するように多数の測定点を設定し、手作業では測定していない個所のゆるみや締め付け状態を極めて正確に把握することができる。
【００３７】
フランジ厚さｔの測定は巻締厚さＴと同様にして行うことができる。すなわち、レーザ光によりフランジ部２ａがその厚さ方向に挟み込まれるようにレーザ変位センサ１０，１０を空缶２の上下に配置する（図４（ｂ）参照）。そして、フランジ厚さｔに基準厚さを設定し、そのときに各レーザ変位センサ１０が検出する距離を基準距離としてコントローラ１１に設定する。その後、回転ステージ１３を回転させつつ基準距離と実際に測定された距離との差分値を回転ステージ１３の回転角度とともにＰＣ１２に入力し、入力されたデータに基づいて空缶２の全周のフランジ厚さｔを求めればよい。なお、レーザ変位センサ１０からのレーザ光の光軸はフランジ２ａに対して直交する方向に一致させることが望ましいが、斜めに傾いていてもよい。レーザ光の光軸に傾きがある場合には、フランジ２ａと直交する方向に対する傾斜角度に応じて差分値を修正することにより、正確なデータが得られる。
【００３８】
さらに、カウンターシンクデプスＣＳＤを求める場合には、図４（ｃ）に示したように、実缶１の巻締部１ａの内側に形成されるシンク部１ｂの最も深い位置及び巻締部１ａの上端にレーザ光がほぼ鉛直に入射するようにレーザ変位センサ１０，１０を配置する。そして、回転ステージ１３により、缶１を回転させつつ各変位センサ１０，１０にて検出される距離の差を検出すれば、缶１の周方向の各位置におけるカウンターシンクデプスＣＳＤを測定できる。なお、この場合には、缶１をその軸線が回転ステージ１３の回転中心線と一致するように位置決めする必要がある。
【００３９】
次に、図６〜図１２を参照して測定装置Ａ１の具体例を説明する。図６は測定装置Ａ１にて巻締厚さＴを測定する場合を、図７はフランジ厚さｔを測定する場合をそれぞれ示している。また、図８は装置Ａ１の平面図である。これらの図から明らかなように、測定装置Ａ１は、工場の床面Ｆ等に水平に設置される基台１５と、その基台１５上に取り付けられる一対のセンサ支持機構２０Ａ，２０Ｂと、それら支持機構２０Ａ，２０Ｂの間に設置されて回転ステージ１３を支持するステージ支持機構３０と、そのステージ支持機構３０の側方に配置される振れ止め機構４０とを有している。
【００４０】
センサ支持機構２０Ａ，２０Ｂはそれぞれレーザ変位センサ１０，１０を回転ステージ１３上の実缶１または空缶２に対して位置調整可能に支持するものである。なお、両機構２０Ａ，２０Ｂはその形状や寸法が異なるが基本的な構成は同一である。従って、以下では、両機構を参照符号２０で代表して説明する。
【００４１】
センサ支持機構２０は、基台１５の上面に固定されるベース２１と、そのベース２１に対して上下方向（矢印Ｖ方向）に位置調整可能に設けられた昇降ステージ２２と、その昇降ステージ２２に対して上下方向の軸線回りに回転可能かつ基台１５の左右方向（矢印Ｌ方向）に移動可能に設けられたセンサ取付板２３と、センサ取付板２３に取り付けられる旋回テーブル２４と、４つの駆動装置２５〜２８とを有している。そして、旋回テーブル２４上にレーザ変位センサ１０が取り付けられる。
【００４２】
駆動装置２５〜２８は回転操作可能なノブ２５ａ〜２８ａを有している。駆動装置２５のノブ２５ａが回転操作されると、その回転方向に応じて昇降ステージ２２が上昇または下降する。駆動装置２６のノブ２６ａが回転操作されると、センサ取付板２３が水平面に沿ってノブ２６ａの操作方向に応じた方向へ回転する。駆動装置２７のノブ２７ａが回転操作されると、その操作方向に応じてセンサ取付板２３が回転ステージ１３に向かって前進し、又は回転ステージ１３から後退する。これらの動作を組み合わせることにより、缶１に対するレーザ変位センサ１０の位置を３次元的に変化させることができる。
【００４３】
さらに、駆動装置２８の操作ノブ２８ａが回転操作されると、図中に矢印Ｓで示したように、旋回テーブル２４がレーザ変位センサ１０を伴ってセンサ取付板２３と平行な鉛直面内で回転する。これにより、缶１に対するレーザ光の照射角度が変化する。なお、駆動装置２５〜２８には例えばマイクロメータが利用できる。すなわち、マイクローメータを駆動装置２５〜２８として設置し、そのスピンドルの直進動作を昇降ステージ２２の昇降動作等に変換する運動変換機構を支持機構２０に内蔵させることができる。
【００４４】
図６及び図７から明らかなように、センサ支持機構２０Ｂのセンサ取付板２３には、旋回テーブル２４を取り付けるための４つのねじ穴２３ａ…２３ａが、位置を変えて二組設けられている。これにより、レーザ変位センサ１０を巻締厚さＴの測定に適した図６の位置と、フランジ厚さｔの測定に適した図７の位置との間で切り換えることができる。
【００４５】
図６，図７及び図１０に示したように、ステージ支持機構３０は、基台１５上に固定されるベース３１と、そのベース３１に対して上下方向に位置調整可能に設けられた昇降台３２とを有している。昇降台３２に回転ステージ１３が取り付けられる。ベース３１には、センサ支持機構２０と同様の駆動装置３３が取り付けられている。駆動装置３３のノブ３３ａを回転操作すると昇降台３２が回転ステージ１３を伴って上下に移動する。これにより、実缶１または空缶２の高さに応じて回転ステージ１３の高さを変更できる。
【００４６】
図１１及び図１２に示したように、振れ止め機構４０は、実缶１または空缶２の外周上の３点をローラ４１Ａ…４１Ｃにて受け止めることにより、回転中の缶１，２の振れを防止するものである。２個のローラ４１Ａ，４１Ｂはローラ受け４２の両端に回転自在に取り付けられている。ローラ受け４２は、基台１５に取り付けられたサポート４３の上端に固定されている。なお、ローラ受け４２には段取り用の治具４４が取り付けられるが、この治具４４は測定時にサポート４３から取り外される。残りの１つのローラ４１Ｃは押え機構４５を介して基台１５に取り付けられる。押え機構４５は、基台１５に固定されるサポート４６と、そのサポート４６の上端に取り付けられたガイドブッシュ４７と、ガイドブッシュ４７に挿通された押え軸４８とを有している。押え軸４８の一端にはノブ４９が固定され、他端にはローラブラケット５０が取り付けられている。ローラブラケット５０には支持軸５１及びベアリング５２を介してローラ４１Ｃが回転自在に取り付けられている。
【００４７】
押え軸４８の外周のガイドブッシュ４７とローラブラケット５０との間にはコイルばね５２が取り付けられている。コイルばね５２の力でローラブラケット５０が缶１，２に向かって付勢され、それにより三つのローラ４１Ａ〜４１Ｃが缶１，２に密着する。ノブ４９を図１２の左方に操作するとコイルばね５２を圧縮しつつローラブラケット５０が缶１，２から後退してローラ４１Ｃが缶１，２から離間する。これにより、缶１，２を回転ステージ１３に対して着脱できる。
【００４８】
以上の構成の測定装置Ａ１によれば、回転ステージ１３上に実缶１を設置してローラ４１Ａ〜４１Ｃの間に挟み込み、レーザ変位センサ１０を図６の位置に設定することにより、図４（ａ）のように実缶１の巻締部１ａにレーザ光を照射して実缶１の巻締厚さＴを測定できる。レーザ変位センサ１０を図７の位置に設定すれば空缶２のフランジ厚さｔを測定できる。
【００４９】
図１３は本発明の第２の実施形態に係る測定装置Ａ２の概略構成を示している。測定装置Ａ２は、接触型変位センサ６０を利用して実缶１の巻締厚さＴや空缶２のフランジ幅Ｗ等を測定するものである。変位センサ６０は、測定対象物の測定箇所に押し付けられる接触子６０ａを具備し、その接触子６０ａの変位に対応した信号を出力する。変位センサ６０の出力はセンサアンプ６１にて増幅された上でＰＣ１２に入力される。接触子６０ａはローラ６０ｂを利用するものを示したが、これに限らず種々の接触子を使用できる。
【００５０】
測定装置Ａ２には、実缶１または空缶２を回転させる回転装置６２も設けられている。回転装置６２は回転駆動源としてのモータ６３を含んでいる。モータ６３の回転の起動、停止及び回転速度はコントローラ６４にて制御される。コントローラ６４は缶１，２の回転角度に対応した信号をＰＣ１２に出力する。ＰＣ１２の補助記憶装置（例えばハードディスク装置）には所定のデータ処理用のプログラムが予め記録されている。そのプログラムを実行することにより、ＰＣ１２はアンプ６１及びコントローラ６４から送られる信号に基づいて所望の寸法を演算し、その演算結果を表示するデータ処理装置として機能する。
【００５１】
図１４は測定装置Ａ２の詳細を示している。測定装置Ａ２は、ベース６５と、そのベース６５に取り付けられたセンサ支持機構７０と、回転装置支持機構９０とを有している。図１５にも示したように、センサ支持機構７０は、ベース６５に固定されるブラケット７１と、そのブラケット７１に取り付けられた旋回テーブル７２と、旋回テーブル７２に取り付けられたブラケット７３とを有している。ブラケット７３の上面にはレール７４が取り付けられ、そのレール７４にはスライドテーブル７５がレール７４の長手方向に移動可能に取り付けられる。スライドテーブル７５の上面にはクランパ７６を介して変位センサ６０が取り付けられる。変位センサ６０の検出方向（接触子６０ａの動作方向）とスライドテーブル７５の運動方向とは互いに一致する。
【００５２】
スライドテーブル７５はフック７７を介してスライド軸７８と連結される。スライド軸７８はブラケット７３の後端に設けられたガイドブロック７９によりスライドテーブル７５と同方向に移動可能に支持されている。フック７７とガイドブロック７９との間にはコイルばね８０が設けられる。スライド軸７８の後端には、コイルばね８０に抗してスライド軸７８を後方（図１４の右方）に移動させるためのノブ８１が取り付けられている。ブラケット７３の先端にはサポート８２が取り付けられ、その上端にはローラ８３が回転自在に取り付けられている。ローラ８３は接触子６０ａのローラ６０ｂと対向するように配置される。サポート８２はベース６５の切欠６５ａに挿入される。この切欠６５ａを介してローラ８３はベース６５の上面よりも上方に突出可能である。
【００５３】
旋回テーブル７２にはマイクロメータ等を利用した駆動装置８４が付設される。駆動装置８４のノブ８４ａを回転操作すると旋回テーブル７２が図１４に矢印Ｓで示したように水平方向の中心線の周りに旋回し、それにより水平方向に対する変位センサ６０の検出方向の傾きが変化する。
【００５４】
図１４及び図１６に示したように、回転装置支持機構９０は、ベース６５に固定されたフレーム９１を有している。フレーム９１の上面にはレール９２が取り付けられ、そのレール９２にはスライドテーブル９３がレール９２の長手方向に移動可能に取り付けられる。スライドテーブル９３の上面にはプレート９４が取り付けられ、そのプレート９４はスライド軸９５と連結される。スライド軸９５はフレーム９１の後端に設けられたガイドブロック９６によりスライドテーブル９３と同方向に移動可能に支持されている。プレート９４とガイドブロック９６との間にはコイルばね９７が設けられる。スライド軸９５の後端には、コイルばね９７に抗してスライド軸９５を後方（図１４の右方）に移動させるためのノブ９８が取り付けられている。プレート９４の上面にはモータベース９９を介して回転装置６２のモータ６３が取り付けられる。
【００５５】
回転装置６２は、駆動源としてのモータ６３の他に、プレート９４により鉛直方向の軸線を中心として回転自在に支持された一対のローラ６６，６６と、モータ６３の出力軸６３ａの回転をそれらローラ６６，６６に伝達する伝達機構６７とを有している。伝達機構６７は、出力軸６３ａ及びローラ６６，６６の駆動軸６６ａ，６６ａにそれぞれ取り付けられたプーリ６７ａ…６７ａと、それらプーリ６７ａの間に巻き掛けられたベルト６７ｂと、ベルト６７ｂを缶１，２の外周に接触しないように缶１，２から離間させるためのアイドラー６７ｃとを有している。
【００５６】
以上の測定装置Ａ２にて実缶１の巻締厚さＴを測定する場合には、ベース６５上に実缶１を倒立状態で載置する。このとき、ノブ８１を図１４の右方に引いて変位センサ６０のローラ６０ｂとローラ８３との隙間を拡大させ、その間に実缶１の巻締部１ａを配置する。ノブ８１を解放すれば、コイルばね８０の力で変位センサ６０が缶１側に付勢され、それにより接触子６０ａとローラ８３との間に巻締部１ａが挟み込まれる。また、駆動装置８４を操作してブラケット７１の傾きを調整することにより、図１７（ａ）に示すように、巻締部１ａの厚さ方向と変位センサ６０の検出方向とを略一致させる。
【００５７】
ここまでの準備が完了した後、モータ６３を起動してローラ６６を回転させる。ローラ６６はコイルばね９７の力で缶１の外周に押し付けられているので、ローラ６６の回転によって缶１が回転を開始する。回転中に変位センサ６０からアンプ６１を介してＰＣ１２に出力される接触子６０ａの変位をコントローラ６４からＰＣ１２に入力される回転角度に対応付けて記録する。缶１の回転角度は、モータ６３の回転角度と、モータ６３の回転速度に対する缶１の回転速度の比とに基づいて割り出すことができる。
【００５８】
缶１が一周以上回転するまで測定を続け、その後にモータ６３を停止させて記録を終了する。ＰＣ１２では、得られたデータに基づいて巻締厚さＴを角度毎に演算する。演算結果は図５の例と同様に表示または印刷される。なお、変位センサ６０にて検出された変位を巻締厚さＴに変換するためには、接触子６０ａとローラ８３との間隔に適当な基準値（０でもよい）を設定し、そのときの変位センサ６０の出力と測定中の実際の出力との差を基準値からの変位量に換算し、得られた変位量を基準値に加算すればよい。
【００５９】
また、測定装置Ａ２にて空缶２のフランジ幅Ｗを測定する場合には、図１７（ｂ）に示すように空缶２のフランジ２ａを接触子６０ａとローラ８３との間に挟み込めばよい。このときもフランジ２ａの幅方向と変位センサ６０の検出方向とが略一致するようにブラケット７１の傾きを調整する。そして、巻締厚さＴの測定時と同様に空缶２を回転装置６２によって１周以上回転させ、その間のセンサアンプ６１からの出力をコントローラ６４から出力される回転角度に対応付けてＰＣ１２で記録すればよい。
【００６０】
なお、第２の実施形態ではベース６５とブラケット７１との間に旋回テーブル７２を設けて変位センサ６０の傾きを調整可能としたが、これを省略してブラケット７３を一定の位置に固定してもよい。図１８及び図１９の例では、ブラケット７１Ａによりブラケット７３をベース６５に固定して、変位センサ６０を水平、すなわちフランジ幅Ｗの測定に適した状態に固定している。変位センサ６０が巻締厚さＴの測定に適した位置に固定されるようにブラケット７３とベース６５とを連結してもよい。
【００６１】
図２０は本発明の第３の実施形態に係る測定装置Ａ３の概略構成を示している。測定装置Ａ３は、接触型変位センサ６０を利用して実缶１または空缶２の高さＨ１，Ｈ２や缶蓋３のカールハイトＣＨ等を測定するものである。変位センサ６０の出力はセンサアンプ６１にて増幅された上でＰＣ１２に入力される。また、缶１，２や缶蓋３は第１の実施形態と同様に回転ステージ１３に搭載されて回転駆動される。回転ステージ１３の回転の起動、停止及び回転速度はステージコントローラ１４にて制御される。コントローラ１４は缶１，２の回転角度に対応した信号をＰＣ１２に出力する。ＰＣ１２の補助記憶装置（例えばハードディスク装置）には所定のデータ処理用のプログラムが予め記録されている。そのプログラムを実行することにより、ＰＣ１２はアンプ６１及びコントローラ１４から送られる信号に基づいて所望の寸法を演算し、その演算結果を表示するデータ処理装置として機能する。
【００６２】
図２１〜図２３は測定装置Ａ３の詳細を示している。測定装置Ａ３は、回転ステージ１３が取り付けられる台座１００と、その台座１００上に設置されるセンサ支持機構１０１とを有している。センサ支持機構１０１は、台座１００の上面にスタンド１０２を介して取り付けられた鉛直方向に延びるガイド軸１０３と、そのガイド軸１０３に沿って上下に移動可能なスライドブッシュ１０４と、スライドブッシュ１０４上に取り付けられるセンサホルダ１０５と、センサホルダ１０５の下面側に固定されるクランプブロック１０６とを有している。センサホルダ１０５の先端には変位センサ６０がその接触子６０ｃを下にして取り付けられている。変位センサ６０の検出方向は上下方向に合わせてある。接触子６０ｃは半球面状の接触面を有するタイプであるが、これに代えてローラ６０ｂを有する接触子６０ａ等も装着可能である。
【００６３】
クランプブロック１０６にはクランプレバー１０７が取付ねじ１０８を介して回転操作可能に取り付けられている。クランプレバー１０７を所定の位置まで回転させると、クランプブロック１０６がガイド軸１０３の外周を締め付けるように弾性変形してセンサホルダ１０５が上下方向に関して移動不可能になる。これにより変位センサ６０を上下方向に関して所望の位置に固定できる。
【００６４】
以上の測定装置Ａ３により空缶２の高さＨ１を測定する場合には、回転ステージ１３のテーブル１３ａに設けられた凹部１３ｂに空缶２の底部を設置し、フランジ部２ａの上面に変位センサ６０の接触子６０ｃを接触させる（図２３（ａ）参照）。なお、この段取り作業を容易に行えるようにするため、回転ステージ１３には、そのテーブル１３ａを缶１の半径方向に変位させてフランジ２ａと接触子６０ｃとを位置合わせする位置調整機構が設けられている。
【００６５】
接触子６０ｃをフランジ２ａに接触させた後、回転ステージ１３のテーブル１３ａを回転させる。そして、回転中に変位センサ６０からアンプ６１を介してＰＣ１２に出力される接触子６０ｃの変位をコントローラ１４からＰＣ１２に入力される回転ステージ１３の回転角度に対応付けて記録する。
【００６６】
缶１が一周以上回転するまで測定を続け、その後に回転ステージ１３を停止させて記録を終了する。ＰＣ１２では、得られたデータに基づいて空缶２の高さＨ１を角度毎に演算する。演算結果は図５の例と同様に角度に対応付けて表示または印刷される。なお、変位センサ６０にて検出された変位を高さＨ１に変換するためには、缶２の底部からフランジ２ａまでの距離に基準値を設定し、その基準値に対応する変位センサ６０の出力と測定中の実際の出力との差を、基準値からの缶高さＨ１の変位量に換算し、得られた変位量を基準値に加算すればよい。
【００６７】
以上では空缶２の高さＨ１について説明したが、実缶１の高さＨ２についても接触子６０ｃを実缶１の巻締部１ａの上端に接触させることにより、同様に測定できる。
【００６８】
図２４は測定装置Ａ３を、缶蓋３のカールハイトＣＨの測定用に一部仕様変更した例を示している。すなわち、図２１の仕様と比較して、スタンド１０２には短いガイド軸１０３Ａが装着され、センサホルダ１０５Ａがスライドブッシュ１０４を介することなくガイド軸１０３Ａに直接取り付けられ、変位センサ６０にはローラ６０ｂを有する接触子６０ａが取り付けられている。また、回転ステージ１３のテーブル１３ａは凹部１３ｂの浅いものに変更されている。凹部１３ｂの深さはカールハイトＣＨよりも小さい。また、缶蓋３の浮き上がりを防止するため、テーブル１３ａの凹部１３ｂに収容された缶蓋３の上面にはウエイト１３ｃが搭載される。この例では、図２３（ｂ）に示すように変位センサ６０の接触子６０ａをカール部３ａに接触させ、その状態で回転ステージ１３のテーブル１３を回転させることにより、缶高さＨ１，Ｈ２等と同様の手順でカールハイトＣＨを缶蓋３の全周に亘って測定できる。
【００６９】
本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の形態にて実施できる。例えば測定に使用するセンサ類はレーザ変位センサや接触型変位センサに限定されず、検出した変位に対応する信号が出力できるものであれば使用可能である。本発明では缶の全周の寸法が測定できるので、平均値、標準偏差、最大値、最小値等をさらに求めてもよい。測定装置Ａ１ではレーザ変位センサ１０に代えて変位センサ６０を使用してもよく、測定装置Ａ２，Ａ３では変位センサ６０に代えてレーザ変位センサ１０を使用してもよい。本発明は、缶寸法を缶の全周に亘って連続的に測定する場合に限らず、一定の角度毎に測定する場合や缶の周上の特定範囲を部分的に測定する場合も含む。
【００７０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、変位センサと缶やその構成部品とを相対的に回転させながら、その回転範囲内の複数の位置で缶の巻締部の厚さ等を測定するようにしたので、缶等の各部の寸法を缶の周方向に関して多数の位置で容易に測定でき、連続的に測定を行うこともできる。従って、３点測定等の従来方法と比較して缶やその構成部品の状態を正確に把握することができる。特に巻締部等を厚さ方向に挟み込むように一対の変位センサを配置して測定を行う場合には、缶等の回転時の振れによる誤差を排除して正確な寸法を測定できる。非接触型の変位センサを使用すれば摩耗による測定誤差を排除でき、その一方、接触型の変位センサを使用すれば安価かつコンパクトな装置で測定を行える。また、変位センサをセンサ支持機構で支持しながら測定を行う場合にはセンサの当て方等が安定して測定値から人的誤差が排除され、より正確な測定が容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測定対象物としての缶を示す図。
【図２】図１の缶を構成する缶本体および缶蓋の組立前の状態を示す図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る測定装置の概略構成を示す図。
【図４】図３の装置により巻締厚さ、フランジ厚さ、及びカウンターシンクデプスをそれぞれ測定する様子を示す図。
【図５】巻締厚さの測定結果の一例を示す図。
【図６】第１の実施形態に係る測定装置にて巻締厚さを測定するときの状態を示す図。
【図７】第１の実施形態に係る測定装置にてフランジ厚さを測定するときの状態を示す図。
【図８】第１の実施形態の測定装置の平面図。
【図９】図８のＩＸ部を拡大して示す図。
【図１０】図６のＸ−Ｘ線よりも下方を示す図。
【図１１】図６の装置に設けられた振れ止め機構の平面図。
【図１２】図１１の振れ止め機構の正面図。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る測定装置の概略構成を示す図。
【図１４】第２の実施形態に係る測定装置の正面図。
【図１５】図１４の装置に設けられたセンサ支持機構の平面図。
【図１６】図１４の装置に設けられた回転装置支持機構の平面図。
【図１７】第２の実施形態の装置にて巻締厚さ及びフランジ幅をそれぞれ測定するときの缶または缶本体と変位センサとの位置関係を示す図。
【図１８】第２の実施形態に係る測定装置をフランジ幅の測定専用に変更した例を示す図。
【図１９】図１８の装置に設けられたセンサ支持機構の平面図。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る測定装置の概略構成を示す図。
【図２１】第３の実施形態に係る測定装置の正面図。
【図２２】図２１の装置の平面図。
【図２３】第３の実施形態の装置にて缶高さ及び缶蓋のカールハイトをそれぞれ測定するときの缶または缶蓋と変位センサとの位置関係を示す図。
【図２４】図２１の装置をカールハイトの測定用に変更した例を示す図。
【符号の説明】
１  缶（実缶）
１ａ  巻締部
１ｂ  シンク部
２  缶本体（空缶）
２ａ  フランジ部
３  缶蓋
３ａ  カール部
１０  レーザ変位センサ（非接触型の変位センサ）
１１  センサコントローラ
１２  パーソナルコンピュータ（データ処理装置）
１３  回転ステージ（回転装置）
１４  ステージコントローラ
２０Ａ，２０Ｂ  センサ支持機構
３０  ステージ支持機構
４０  振れ止め機構
６０  接触型変位センサ
６０ａ，６０ｃ  接触子
６０ｂ  ローラ
６１  センサアンプ
６２  回転装置
６４  コントローラ
７０  センサ支持機構
９０  回転装置支持機構
１００  台座
１０１  センサ支持機構
Ａ１，Ａ２，Ａ３  缶寸法測定装置
【図１】
0003620994.tif 000002
【図２】
0003620994.tif 000003
【図３】
0003620994.tif 000004
【図４】
0003620994.tif 000005
【図５】
0003620994.tif 000006
【図６】
0003620994.tif 000007
【図７】
0003620994.tif 000008
【図８】
0003620994.tif 000009
【図９】
0003620994.tif 000010
【図１０】
0003620994.tif 000011
【図１１】
0003620994.tif 000012
【図１２】
0003620994.tif 000013
【図１３】
0003620994.tif 000014
【図１４】
0003620994.tif 000015
【図１５】
0003620994.tif 000016
【図１６】
0003620994.tif 000017
【図１７】
0003620994.tif 000018
【図１８】
0003620994.tif 000019
【図１９】
0003620994.tif 000020
【図２０】
0003620994.tif 000021
【図２１】
0003620994.tif 000022
【図２２】
0003620994.tif 000023
【図２３】
0003620994.tif 000024
【図２４】
0003620994.tif 000025