(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の測定子で被測定物の測定部位を挟み、このときの一対の測定子間の距離から被測定物の測定部位の寸法を求める測定装置であって、
前記一対の測定子の対向面には、球状に形成されて互いに点接触する一対の第１接触部と、円柱状に形成されて前記測定子の長手方向において互いに線接触する一対の第２接触部とを備え、
前記第２接触部は、前記第１接触部よりも前記測定子の先端側に配置されており、前記一対の第１接触部間の距離は、前記一対の第２接触部間の距離よりも小さく形成されていることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の測定装置において、前記測定子は、平行に配置された一対の板ばねを有する平行板ばね機構に支持されており、一対の測定子は、互いに平行な姿勢のまま接近、離間するように構成されていることを特徴とする測定装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の測定装置において、前記被測定物は缶体であり、この缶体を開口を下向きにした姿勢で保持する保持手段と、この保持手段に対して缶体の下方側から前記測定子を上昇させる昇降手段とを備えていることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定装置に係り、詳しくは、一対の測定子で被測定物の測定部位を挟み、このときの一対の測定子間の距離から被測定物の測定部位の寸法を求める測定装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
缶体の製造ラインでは、製造された缶体を測定、具体的には、各部寸法や形状等の複数種の検査項目について測定を行い、その測定結果に基づいて良否の評価を行うとともに、不良品であった場合、その情報を製造ラインにフィードバックして製造ラインの調整に利用している。
【０００３】
ところで、ビール等の内容物が注入される缶体と、この缶体に取り付けられる蓋部とからなる、いわゆる２ピース缶の缶体の製造ラインを大きく分けると２つの製造工程に分けられる。第１の製造工程では、打抜き加工および絞り加工等を経てアルミニウム製のロール板から缶体のおおまかな形状が成形されている。第１の製造工程を経た第１の缶体は、第２の製造工程でさらに絞り加工等を経て開口部フランジ等の細かい形状が成形されている。そして、このような第１および第２の製造工程を経た第２の缶体内に内容物が注入された後、第２の缶体に蓋部が取り付けられる。
【０００４】
このような第１および第２の缶体は、図１５に示すように、それぞれ板厚ａおよび開口部のフランジ幅ｄについて、マイクロメータやノギスを用いて測定されている。そして、この測定結果に基づいて良品、不良品の評価を行うとともに、不良品であった場合には、その情報を缶体の製造ラインへフィードバックして製造ラインの調整に利用している。
【０００５】
しかし、このような検査方法では、各測定が手作業によるものなので、各測定装置毎の段取りに手間がかかり、測定時間が長くなる。また、作業者による測定圧のばらつきや測定値の読取誤差等により、安定した測定値が得られないという問題がある。このような問題を解決するために、一対の測定子で被測定物の測定部位を挟み、このときの一対の測定子間の距離から被測定物の測定部位の寸法を求める機械化された測定装置を用いることで、手作業による測定をなくしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような測定装置を用いて、絞り加工等を経た第１の缶体の板厚測定を行おうとすると、通常測定子は棒状に形成されているため、缶体の板部の若干のゆがみ等の変形により、測定子と缶体の板部とを均一に当接させることができず、測定子と板部との間に隙間が生じ、正確な測定を行うことは難しい。一方、一対の測定子の対向面の各先端に球状の接触部を設け、これら接触部で缶体の測定部位を挟んで、そのときの測定子間の距離から測定部位の寸法を求めることが考えられるが、第２の缶体のフランジ部は曲面を有しているため、フランジ部の曲面の最大に膨らんだ部位に球状の接触部を正確に当接させるのは困難である。
【０００７】
従って、第１の缶体の板厚および第２の缶体のフランジ幅を測定する場合には、第１の缶体の板厚測定用の測定子と、第２の缶体のフランジ幅測定用の測定子との両方を揃え、測定する缶体の種類に合わせて測定子を交換する必要があるので、手間がかかるという問題がある。また、第１の缶体の板厚測定用の測定装置と、第２の缶体のフランジ幅測定用の測定装置とを揃え、それぞれ独立した測定装置で第１および第２の缶体の測定を行うことも考えられるが、缶体の種類の数に対応した数の測定装置を設けなければならず、コスト面で不経済になるばかりでなく、２種類の検査ラインを設置する大きな設置スペースが必要となる。
【０００８】
本発明の目的は、省力化でき、しかも経済的に構成できかつスペース効率を向上させることができる測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の測定装置は、上記目的を達成するために、以下の構成を備える。請求項１に記載の発明は、一対の測定子で被測定物の測定部位を挟み、このときの一対の測定子間の距離から被測定物の測定部位の寸法を求める測定装置であって、前記一対の測定子の対向面には、球状に形成されて互いに点接触する一対の第１接触部と、円柱状に形成されて前記測定子の長手方向において互いに線接触する一対の第２接触部とを備え、前記第２接触部は、前記第１接触部よりも前記測定子の先端側に配置されており、前記一対の第１接触部間の距離は、前記一対の第２接触部間の距離よりも小さく形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明によれば、たとえば、第１の缶体の板厚を測定する場合には互いに点接触する一対の第１接触部で、第２の缶体のフランジ幅を測定する場合には互いに線接触する一対の第２接触部で、各測定部位を挟み、このときの一対の測定子間の距離を検出することで被測定物の測定部位の寸法が求められる。つまり、直線で構成された測定部位（第１の缶体の板部等）には点接触する第１接触部を用い、曲線で構成された測定部位（第２の缶体のフランジ部等）には線接触する第２接触部を用いることで、測定部位に測定子を容易に点接触させることができる。従って、一対の測定子で直線で構成された測定部位および曲線で構成された測定部位を測定できるため、従来のように被測定物または測定部位の種類によって測定子を交換する必要がなく、省力化できる。また、被測定物または測定部位の種類毎に測定装置を設ける必要がなく、経済的であるうえ、１つの測定装置を設置するスペースがあればよいからスペース効率も向上させることができる。
【００１１】
また、この発明によれば、第１接触部は球状に形成されているから、形成を容易にできる。
【００１２】
また、この発明によれば、第２接触部は円柱状に形成されているから、形成を容易にできる。
【００１３】
また、この発明によれば、第１の缶体の板厚を測定する場合には、第１および第２接触部が缶体の板部を挟むように、測定子を缶体の開口内に挿入する。この後、測定子で缶体の板部を挟むと、第１接触部が缶体の板部に当接する。この際、一対の第２接触部間の距離は、第１接触部間の距離よりも広く形成されているから、第２接触部は缶体の板部に接していない状態にある。一方、第２の缶体のフランジ幅を測定する場合には、測定子の先端側に配置された第２接触部のみが缶体のフランジ部を挟むように、測定子を缶体の開口内に挿入する。この後、測定子で缶体のフランジ部を挟むと、第２接触部が缶体のフランジ部に当接する。この際、一対の第１接触部は缶体を挟んでいない状態にあり、また、第１接触部間の距離は、第２接触部間の距離よりも若干小さいだけなので、第１接触部同士も互いに接していない状態にある。従って、測定子の缶体への挿入位置を変えるだけで、第１の缶体の板厚および第２の缶体のフランジ幅を容易に測定できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測定装置において、前記測定子は、平行に配置された一対の板ばねを有する平行板ばね機構に支持されており、一対の測定子は、互いに平行な姿勢のまま接近、離間するように構成されていることを特徴とするものである。この発明によれば、測定子は平行に配置された一対の板ばねを有する平行板ばね機構に支持されているため、板ばねに対してその側面方向に沿った力をかけると、一対の板ばねはその平行を保った状態で弾性変形し、一対の測定子は、互いに平行な姿勢のまま接近、離間することができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の測定装置において、前記被測定物は缶体であり、この缶体を開口を下向きにした姿勢で保持する保持手段と、この保持手段に対して缶体の下方側から前記測定子を上昇させる昇降手段とを備えていることを特徴とするものである。この発明によれば、保持手段によって缶体を開口を下向きにした姿勢で保持し、昇降手段によって缶体の下方側から測定子を上昇させ、一対の測定子で缶体の板部またはフランジ部を挟むことで、缶体の板厚およびフランジ幅が測定できる。従って、保持手段により缶体を常に一定の姿勢で保持でき、一定の姿勢が保たれた缶体を測定するので安定した測定値を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
（全体構成）
図１は本発明の一実施形態に係る缶体の検査装置１を示す全体平面図である。検査装置１は、大きく分けて、缶体１Ａ，１Ｂについて予め設定された検査項目を順次測定する測定装置３と、この測定装置３へ缶体１Ａ，１Ｂを搬入する搬入装置２と、これら搬入装置２および測定装置３を遠隔制御しかつ測定装置３からの測定結果が送信されるコンピュータ４とを備えている。ここで、缶体１Ａ，１Ｂの検査項目としては、図１５に示すように、第１の缶体１Ａでは板厚ａ、底部窪み量ｂおよび全長ｃであり、第２の缶体１Ｂでは、開口部のフランジ幅ｄ、全長ｅ、開口部の内径ｆ、耐圧および耐荷重である。
搬入装置２は、複数の缶体１Ａ，１Ｂが載置されるパレット２Ａと、缶体１Ａ，１Ｂを立てた姿勢で測定装置３に搬入する搬入コンベア２Ｂと、パレット２Ａから缶体１Ａ，１Ｂを搬入コンベア２Ｂに移送する缶体移送装置２Ｃとを備えている。
【００１７】
測定装置３は、６０度ずつ回転して停止するロータリテーブル１０と、ロータリテーブル１０上に配置されかつ缶体１Ａ，１Ｂを開口を下向きにした姿勢で保持する保持手段２０と、ロータリテーブル１０の停止位置に割り振って設けられて予め設定された検査項目について測定する測定手段と、缶体１Ａ，１Ｂの種類を判別して保持手段２０に缶体１Ａ，１Ｂを振り分けて載置する判別載置手段４０とを備えている。
【００１８】
ロータリテーブル１０は、円板状に形成され、その円周の中心を回転中心としている。ロータリテーブル１０の６０度ずつ６分割した位置には、缶体１Ａ，１Ｂを保持する保持手段２０が設けられている。
【００１９】
保持手段２０は、図２に示すように、ロータリテーブル１０に回転駆動手段２１を介して水平方向へ回転可能に設けられたプレート２２と、プレート２２上に設けられかつ第１および第２の缶体１Ａ，１Ｂが載置される第１保持部２０Ａおよび第２保持部２０Ｂとを備えている。このうち、回転駆動手段２１は、モータによって構成されている。
【００２０】
第１保持部２０Ａおよび第２保持部２０Ｂは、一端がプレート２２に固定された一対のシャフト２３Ａ，２３Ｂと、これらシャフト２３Ａ，２３Ｂに設けられて缶体１Ａ，１Ｂの開口部に対応した径を有する円筒状のガイド２４Ａ，２４Ｂと、各シャフト２３Ａ，２３Ｂの他端にベアリング等を介して回転自在に設けられかつ缶体１Ａ，１Ｂの底部を内側から受ける底受部２５Ａ，２５Ｂとを備えている。
ガイド２４Ａ，２４Ｂは、側面がプレートの上から若干突出した位置に配置されており、その突出部位には、ガイド２４Ａに代表して示されるように、長手方向に沿って溝２４１が形成されている。これにより、後述する第１寸法測定機３１の測定子５３が缶体１Ａ，２Ｂ内に挿入可能とされている。
また、底受部２５Ａ，２５Ｂは、缶体１Ａ，１Ｂの底部の凹部に対応した凹円錐面状の底受面２５１を有している。
【００２１】
保持手段２０は、缶体１Ａ，１Ｂが識別されると、回転駆動手段２１によってプレート２２を回転させ、識別された缶体１Ａ，１Ｂに対応する保持部２０Ａ，２０Ｂをロータリテーブル１０の外周側に移動させる。これにより、缶体１Ａ，１Ｂは、常に同じ位置（ロータリテーブル１０の外周側）で、保持手段２０の保持部２０Ａ，２０Ｂに載置されることとなる。
【００２２】
図１に戻って、判別載置手段４０は、搬入コンベア２Ｂの終着位置に設けられて缶体１Ａ，１Ｂの大きさおよび種類を判別する缶体判別装置４１と、この缶体判別装置４１で判別された缶体１Ａ，１Ｂを所定の保持部２０Ａ，２０Ｂに載置する缶体載置装置４２とを備えている。
缶体判別装置４１は、たとえば、カメラから得た画像の情報を元に缶体１Ａ，１Ｂを判別する装置によって構成されている。ここで、判別する缶体１Ａ，１Ｂの大きさには、２５０ｍｌと３５０ｍｌと５００ｍｌとがあり、判別する缶体１Ａ，１Ｂの種類には、前述した第１の製造工程を経て得られる第１の缶体１Ａと、第１、第２の製造工程を経て得られる第２の缶体１Ｂとがある。
缶体判別装置４１で得た缶体１Ａ，１Ｂの大きさの情報は後述する各測定機３１〜３６に送信され、缶体１Ａ，１Ｂの種類の情報は各測定機３１〜３６および保持手段２０に送信され、それぞれ測定機３１〜３６または保持手段２０の調整に利用されている。
缶体載置装置４２は、缶体１Ａ，１Ｂを缶体判別装置４１から保持手段２０のロータリテーブル１０の外周側に位置する保持部２０Ａ，２０Ｂに移送するものであり、その移送ストロークは一定となっている。
【００２３】
ロータリテーブル１０の各停止位置には、複数のステーションＳＴ１〜６が設けられている。このうち、第１ステーションＳＴ１では、缶体１Ａ，１Ｂが判別載置手段による缶体の種類の判別および保持手段２０への載置が行われている。また、第２から第６ステーションＳＴ２〜ＳＴ６には、缶体１Ａ，１Ｂの複数種の検査項目に付いて測定する測定手段がそれぞれ割り振られて設置されている。具体的には、第２ステーションＳＴ２には第１の缶体１Ａの板厚ａと第２の缶体１Ｂの開口部のフランジ幅ｄとを測定する第１寸法測定機３１および第１の缶体１Ａの底部窪み量ｂを測定する第２寸法測定機３２が、第３ステーションＳＴ３には第１および第２の缶体１Ａ，１Ｂの全長ｃ，ｅを測定する第３寸法測定機３３が、第４ステーションＳＴ４には第２の缶体１Ｂの開口部の内径ｆを測定する第４寸法測定機３４が、第５ステーションＳＴ５には第２の缶体１Ｂの耐圧を測定する耐圧測定機３５が、第６ステーションＳＴ６には第２の缶体１Ｂの耐荷重を測定する耐荷重測定機３６が、それぞれ割り振られて設置されている。
【００２４】
（第１寸法測定機３１）
第１寸法測定機３１（第２ステーションＳＴ２に設置された測定手段）は、図３に示すように、ベース３１１上に昇降手段３１２を介して垂直方向へ昇降可能に設けられた昇降体３１３と、この昇降体３１３に送り機構３１４を介して水平方向へ移動可能に設けられかつ缶体１Ａ，１Ｂの板厚ａまたは開口部のフランジ幅ｄを測定する接触式測定器５０とを備えている。このうち、昇降手段３１２および送り機構３１４は、それぞれボールねじ送り機構によって構成されている。
【００２５】
測定器５０は、図４にも示すように、昇降体３１３に送り機構３１４を介して水平方向へ移動可能に設けられたプレート５１と、このプレート５１に垂直に設けられかつ平行に配置された２組の一対の板ばね５２およびこれら一対の板ばね５２の上端に跨って固定された一対のブロック５４を有する平行板ばね機構と、この平行板ばね機構に支持（一対のブロック５４の上部にそれぞれ固定）された一対の測定子５３と、一対のブロック５４を互いに接近する方向へ常に付勢する一対の付勢手段５５と、一対のブロック５４を互いに離間させる離間手段５６と、測定子間に配置されて測定子５３（ブロック５４）間の距離を検出する変位検出手段５８と、測定子５３間の距離を微調整する測定子微調整手段５７（図３）とを備えている。このうち、板ばね５２の両側面には、補強板５２１が設けられ、これにより、板ばね５２の上端および下端のみが弾性変形可能、その他の部位が弾性変形不能となっている。
【００２６】
一対の測定子５３は、上下方向に延びてその上端の対向面には、図５に示すように、互いに点接触する一対の第１接触部５３Ａと、測定子５３の長手方向において互いに線接触する一対の第２接触部５３Ｂとを備えている。第１接触部５３Ａは球状に形成され、第２接触部５３Ｂは円柱状に形成されている。また、第２接触部５３Ｂは、第１接触部５３Ａよりも測定子５３の先端側に配置されており、一対の第１接触部５３Ａ間の距離は、一対の第２接触部５３Ｂ間の距離よりも若干小さく形成されている。ここで、第１接触部５３Ａ間の距離と、第２接触部５３Ｂ間の距離との差は、第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄよりも小さくされている。
【００２７】
図４に戻って、付勢手段５５は、プレート５１の一対の板ばね５２間に垂直に設けられたシャフト５５１と、ブロック５４の下部かつ内側の板ばね５２側に設けられた付勢板５５２と、これらシャフト５５１と付勢板５５２との間に介装された圧縮コイルばね５５３とを含んで構成されている。
離間手段５６は、プレート５１の側面に固定されたＬ字状のブラケット５６１と、このブラケット５６１の水平部位に昇降手段５６２を介して垂直方向へ昇降可能に設けられかつ側面台形状に形成された昇降ブロック５６３と、ブロック５４に水平方向に突出して設けられたガイド５６４と、このガイド５６４の下端に設けられかつ昇降ブロック５６３の側面に当接する摺動部材５６５とを含んで構成されている。
【００２８】
図３に戻って、一対のブロック５４のうちの一方のブロック５４（図３中右側のブロック５４）は、一対の板ばね５２の上端に跨って固定された固定ブロック５４Ａと、この固定ブロック５４Ａに一対の測定子５３が互いに接近する方向へ移動可能に設けられた可動ブロック５４Ｂとを含んで構成されている。
ここにおいて、測定子微調整手段５７は、固定ブロック５４Ａに立設されたプレート５７１と、このプレート５７１に送り機構５７２を介して設けられた可動ブロック５４Ａと、送り機構５７２を作動させるステッピングモータ５７３とを含んで構成されている。このうち、送り機構５７２は、ボールねじ送り機構によって構成されている。
【００２９】
第２ステーションＳＴ２に缶体１Ａ，１Ｂが搬入されると、昇降ブロック５６３が昇降手段５６２によって上昇され、昇降ブロック５６３の側面がガイド５６４の摺動部材５６５に当接する（図６（ａ）参照）。昇降ブロック５６３がさらに上昇されると、ブロック５４は、圧縮コイルばね５５３および板ばね５２に抗して互いに離間する方向へ変位し、一対の測定子５３が所定間隔に開く（図６（ｂ）参照）。この際、測定子５３は平行板ばね機構に支持されているため、昇降ブロック５６３の上昇によって板ばね５２に水平方向に沿った力をかけると、一対の板ばね５２はその平行を保った状態で弾性変形し、一対の測定子５３は互いに平行な姿勢のまま離間する。この状態で、昇降手段３１２および送り機構３１４により、測定器５０が移動されて一対の測定子５３が、第１の缶体１Ａの板部または第２の缶体１Ｂのフランジ部を挟んだ内側と外側とに位置される。このとき、缶体１Ａ，１Ｂの内側に位置する測定子５３は、前述したガイド２４Ａ，２４Ｂの溝２４１に挿入されている。この状態で、昇降ブロック５６３が昇降手段５６２によって下降されると、付勢手段５５の圧縮コイルばね５５３によって一対のブロック５４が互いに接近する方向へ付勢される。この際も、測定子５３が互いに離間したときと同様に、平行板ばね機構によって一対の測定子５３は互いに平行な姿勢のまま接近する。すると、測定子５３間の間隔が狭くなり、接触部５３Ａ，５３Ｂが第１の缶体１Ａの板または第２の缶体１Ｂのフランジ部に内側と外側とから当接する。
【００３０】
ここにおいて、第１の缶体１Ａの板厚ａを測定する際には、図７（ａ）に示すように、第１接触部５３Ａが用いられ、第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄを測定する際には、図７（ｂ）に示すように、第２接触部５３Ｂが用いられている。
具体的には、第１の缶体１Ａの板厚ａ測定において、測定子５３は、昇降手段３１２によって第１接触部５３Ａが缶体１Ａの板部を挟んで位置する位置まで上昇される。すると、昇降ブロック５６３が下降されて、付勢手段５５によって測定子５３間の間隔が狭くなり、第１接触部５３Ａが缶体１Ａの板部に点接触する。このとき、一対の第２接触部５３Ｂ間の距離は、一対の第１接触部５３Ａ間の距離よりも広く形成されているから、第２接触部５３Ｂは缶体１Ａに接していない状態にある。
【００３１】
また、第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄ測定において、測定子５３は、昇降手段３１２によってその先端側に配置された第２接触部５３Ｂのみが缶体１Ｂのフランジを挟んで位置する位置まで上昇される。すると、昇降ブロック５６３が下降されて、付勢手段５５によって測定子５３間の間隔が狭くなり、第２接触部５３Ｂが缶体１Ｂのフランジ部に点接触する。ここで、第１接触部５３Ａ間の距離と、第２接触部５３Ｂ間の距離との差が、第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄよりも小さくされているから、第１接触部５３Ａ同士は、互いに接していない状態にある。そして、一対の測定子５３間の距離が変位検出手段５８により検出されることで、第１の缶体１Ａの板厚ａまたは第２の缶体１Ｂの開口部のフランジ幅ｄが測定される。なお、測定子微調整手段５７によって測定子５３間の距離を微調整する際には、測定子微調整手段５７のステッピングモータ５７３を作動させることで、一方の測定子５３（図３中右側の測定子５３）を、送り機構５７２および可動ブロック５４Ｂを介して、一対の測定子５３が互いに接近する方向へ移動させることができ、測定子５３間の距離を微調整できる。測定子５３間の距離を調整することで、一対の測定子５３で測定部位を挟んだ際の測定圧力を一定にすることができて、第１の缶体１Ａの板部および第２の缶体１Ｂのフランジ部の変形を一定とすることができるので、測定精度が安定した信頼性の高い測定が可能となる。
【００３２】
（第２寸法測定機３２）
第２寸法測定機３２（第２ステーションＳＴ２に設置された測定手段）は、図８に示すように、第１の缶体１Ａの姿勢を所定の姿勢にする芯出し機構３２１と、第１の缶体１Ａの底部窪み量ｂを測定する測定器３２２と、この測定器３２２の零点設定に用いられる零点設定手段３２３とを備えている。
【００３３】
芯出し機構３２１は、ベース３２４に固定された支柱３２１Ａと、この支柱３２１Ａに昇降手段３２１Ｂを介して上下方向へ昇降可能に設けられた昇降体３２１Ｃと、この昇降体３２１Ｃに固定されたＬ字状のブラケット３２１Ｄと、このブラケット３２１Ｄの垂直部位に垂直方向へ昇降可能に挿通された中空筒３２１Ｅと、この中空筒３２１Ｅの下端に固定されかつ第１の缶体１Ａの底部上端に当接する押さえ板３２１Ｆとを備えている。このうち、昇降手段３２１Ｂは、エアシリンダによって構成されている。
ここで、中空筒３２１Ｅおよび押さえ板３２１Ｆは、押さえ板３２１Ｆとブラケット３２１Ｄとの間に介装された圧縮コイルばね３２１Ｇにより、常に下方へ付勢されている。
【００３４】
測定器３２２は、中空筒３２１Ｅ内に上下方向へ移動可能に収納されかつ第１の缶体１Ａの底部中央に当接する第１測定子３２２Ａと、この第１測定子３２２Ａに当接する第２測定子３２２Ｂとを有する変位検出手段３２２Ｃを備えている。
【００３５】
零点設定手段３２３は、ベース３２４に駆動手段３２３Ａを介して水平方向へ移動可能に設けられたゲージプレート３２３Ｂを備えている。このうち、駆動手段３２３Ａは、エアシリンダによって構成されている。
このような零点設定手段３２３を用いて、測定器３２２の零点設定を行う場合には、図９に示すように、第２ステーションＳＴ２に缶体１Ｂが搬入されていない状態で行う。まず、昇降手段３２１Ｂによって芯出し機構３２１の押さえ板３２１Ｆおよび測定器３２２を零点設定手段３２３のゲージプレート３２３Ｂよりも上方に上昇させる。次に、駆動手段３２３Ａによってゲージプレート３２３Ｂを押さえ板３２１Ｆの直下まで移動させる。この状態において、昇降手段３２１Ｂによって押さえ板３２１Ｆおよび測定器３２２を下降させて、押さえ板３２１Ｆの下面をゲージプレート３２３Ｂの上面に当接させる。すると、押さえ板３２１Ｆの下面と、第１測定子３２２Ａの下端とが水平方向に同一位置となる。このときの第２測定子３２２Ｂの位置を基点として、零点設定を行う。
【００３６】
図８に戻って、まず、第２ステーションＳＴ２に缶体１Ａが搬入されると、芯出し機構３２１の押さえ板３２１Ｆが昇降手段３２１Ｂによって下降していく。やがて、押さえ板３２１Ｆの下面が缶体１Ａの底部上端に当接した後、さらに、押さえ板３２１Ｆを下降させると、缶体１Ａが保持部２０Ｂ側に押圧され、缶体１Ａの底部が底受部２５Ａの底受面２５１にならい、缶体１Ａが所定の姿勢をとる。この状態において、変位検出手段３２２Ｃにより第２測定子３２２Ｂの基点からの変位が検出されて、缶体１Ａの底部窪み量ｂが求められる。
【００３７】
（第３寸法測定機３３）
第３寸法測定機３３（第３ステーションＳＴ３に設置された測定手段）は、図１０に示すように、缶体１Ａ，１Ｂの姿勢を所定の姿勢にする芯出し機構６０と、ベース３３１に駆動手段３３２を介して水平方向へ移動可能に設けられたプレート３３３と、このプレート３３３に垂直に立設された支柱３３４と、この支柱３３４に昇降手段３３５を介して上下方向へ昇降可能に設けられた昇降体３３６と、この昇降体３３６に固定されて缶体１Ａ，１Ｂの全長ｃ，ｅを測定する測定器３３７とを備えている。
【００３８】
芯出し機構６０は、ベース３３１に固定された支柱６１と、この支柱６１に昇降手段６２を介して上下方向へ昇降可能に設けられたＬ字状のブラケット６３と、このブラケット６３の水平部位に設けられた円筒状の第１ホルダ６８Ａと、この第１ホルダ６８Ａにベアリング６９を介して回転自在に設けられた円筒状の第２ホルダ６８Ｂと、この第２ホルダ６８Ｂに垂直方向へ変位可能かつ回転不能にに挿通された軸６４と、この軸６４の下端に固定されかつ缶体１Ａ，１Ｂの底部上端に当接する押さえ板６５と、この押さえ板６５と第２ホルダ６８Ｂとの間に介装された圧縮コイルばね６７と、第２ホルダ６８Ｂ（軸６４および押さえ板６５）を回転させる回転駆動機構６６とを備えている。このうち、昇降手段６２は、エアシリンダによって構成されている。
回転駆動機構６６は、ブラケット６３の垂直部位に固定されたモータ６６Ａと、このモータ６６Ａの出力軸および第２ホルダ６８Ｂにそれぞれ固定されたタイミングギア６６Ｂ，６６Ｃと、これらタイミングギア６６Ｂ，６６Ｃ間に掛け回されたタイミングベルト６６Ｄとから構成されている。
【００３９】
測定器３３７は、昇降体３３６の上部に設けられかつ押さえ板６５の上面に当接するアーム３３７Ａと、このアーム３３７Ａに対して上下方向へ昇降可能に設けられかつレーザ光を缶体１Ａ，１Ｂに照射してその下端の位置を検出するエッジ検出器３３７Ｂと、このエッジ検出器３３７Ｂを上下方向へ昇降させる送り機構３３７Ｃと、エッジ検出器３３７Ｂの変位を検出する変位検出手段３３７Ｄとを備えている。このうち、送り機構３３７Ｃは、ボールねじ送り機構によって構成されている。
【００４０】
まず、缶体１Ａ，１Ｂが第３ステーションＳＴ３に搬入されると、芯出し機構６０の押さえ板６５が昇降手段６２によって下降される。やがて、押さえ板６５の下面が缶体１Ａ，１Ｂの底部上端に当接した後、さらに、押さえ板６５が下降されると、缶体１Ａ，１Ｂが保持部２０Ａ，２０Ｂ側に押圧され、缶体１Ａ，１Ｂの底部が底受部２５Ａ，２５Ｂの底受面２５１にならい、缶体１Ａ，１Ｂが所定の姿勢をとる。次に、測定器３３７のアーム３３７Ａが駆動手段３３２および昇降手段３３５によって移動されて、やがて、アーム３３７Ａの下面が押さえ板６５の上面に当接する。この後、測定器３３７のエッジ検出器３３７Ｂが送り機構３３７Ｃによって缶体１Ａ，１Ｂの下端付近の位置まで下降されて缶体１Ａ，１Ｂに向けてレーザ光を照射する。この状態において、芯出し機構６０の押さえ板６５が回転駆動機構６６によって回転される。これにより、押さえ板６５と回転自在に設けられた底受部２５Ａ，２５Ｂとの間に底部が挟持された缶体１Ａ，１Ｂが回転される。すると、エッジ検出器３３７Ｂが送り機構３３７Ｃによって上下動し、缶体１Ａ，１Ｂからの反射光の有無で缶体１Ａ，１Ｂの下端の位置が検出される。このときのエッジ検出器３３７Ｂのアーム３３７Ａ下面からの変位が変位検出手段３３７Ｄによって検出され、第１または第２の缶体１Ａ，１Ｂの全長ｃ，ｅが求められる。
【００４１】
（第４寸法測定機３４）
第４寸法測定機３４（第４ステーションＳＴ４に設置された測定手段）は、図１１および図１２に示すように、缶体１Ａ，１Ｂの姿勢を所定の姿勢にする芯出し機構３４１と、缶体１Ｂを保持部２０Ｂから取り外して上方へ移動させる缶体上下動機構３４２と、ベース３４３上に駆動手段３４４を介して水平方向へ移動可能に設けられたプレート３４５と、このプレート３４５に固定されかつ第２の缶体１Ｂの開口部の内径ｆを測定する測定器７０とを備えている。芯出し機構３４１は、前述した第２寸法測定機３２の芯出し機構３２１と同様な構成であるから、同一符号を付してそれらの説明は省略する。なお、芯出し機構３４１の昇降手段３２１Ｂは、ボールねじ送り機構によって構成されている。また、駆動手段３４４は、エアシリンダによって構成されている。
【００４２】
缶体上下動機構３４２は、中空筒３２１Ｅ内に上下方向へ移動可能に収納されて下端にバキュームリップ３４２Ａを有する中空筒状のバキューム軸３４２Ｂと、このバキューム軸３４２Ｂを垂直方向へ昇降させる昇降手段３４２Ｃとを含んで構成されている。このうち、昇降手段３４２Ｃは、エアシリンダによって構成されている。
【００４３】
測定器７０は、缶体１Ｂ内に挿入されかつ回転して缶体１Ｂの内周にレーザ光を照射して缶体１Ｂからの反射光を受光する測定子７１と、この測定子７１を回転させる回転駆動機構７２と、測定子７１が受光した缶体１Ｂからの反射光をもとに缶体１Ｂの開口部の内径ｆを演算する演算手段（図示せず）とを備えている。
回転駆動機構７２は、プレート３４５に固定されかつロータリエンコーダ（図示せず）を備えたモータ７２Ａと、このモータ７２Ａの出力軸および測定子７１の回転軸にそれぞれ固定されたタイミングギア７２Ｂ，７２Ｃと、これらタイミングギア７２Ｂ，７２Ｃ間に掛け回されたタイミングベルト７２Ｄとから構成されている。
【００４４】
まず、第４ステーションＳＴ４に缶体１Ｂが搬入されると、芯出し機構３４１の押さえ板３２１Ｆが昇降手段３２１Ｂによって下降される。やがて、押さえ板３２１Ｆの下面が缶体１Ｂの底部上端に当接した後、さらに、押さえ板３２１Ｆが下降されると、缶体１Ｂが保持部２０Ｂ側に押圧され、缶体１Ｂの底部が底受部２５Ｂの底受面２５１にならい、缶体１Ｂが所定の姿勢をとる。次に、缶体上下動機構３４２のバキューム軸３４２Ｂが昇降手段３４２Ｃによって下降される。バキュームリップ３４２Ａが缶体１Ｂの底面に接すると、缶体１Ｂがバキュームリップ３４２Ａに吸着保持される。すると、バキューム昇降手段３４２Ｃによってバキュームリップ３４２Ａが缶体１Ｂを吸着保持した状態で上昇されて、缶体１Ｂの底部上端が押さえ板３２１Ｆに押し当てられる。これにより、バキュームリップ３４２Ａで缶体１Ｂを吸着保持してもぐらつくことなく保持できるようになる。
次に、昇降手段３２１Ｂによって昇降体３２１Ｃが上昇される。すると、ブラケット３２１Ｄを介して中空筒３２１Ｅおよびバキューム軸３４２Ｂが上昇される。これにより、缶体１Ｂが上昇され、缶体１Ｂが測定器７０の測定子７１よりも上方に達したときに停止される。この後、測定器７０の測定子７１が駆動手段３４４によって缶体１Ｂの直下まで移動される。この状態において、バキュームリップ３４２Ａに吸着保持された缶体１Ｂが昇降手段３２１Ｂによって下降され、測定子７１が缶体１Ｂの開口内に挿入されたところで停止する（図１２参照）。測定子７１が缶体１Ｂの開口内に挿入された状態で、測定子７１が回転駆動機構７２によって回転しながらレーザ光を缶体１Ｂの開口部内側に向けて照射して反射光を受光する。そして、この反射光をもとに缶体１Ｂの開口部の内径ｆが求められる。
【００４５】
（耐圧測定機３５）
耐圧測定機３５（第５ステーションＳＴ５に設置された測定手段）は、図１３に示すように、第１ベース３５１に駆動手段３５２を介して水平方向へ移動可能に設けられかつ缶体１Ｂの開口部の外側面に当接して缶体１Ｂを挟持する一対のホルダ３５３と、第１ベース３５１よりも下方に位置したベース３５４に昇降手段３５５を介して垂直方向へ昇降可能に設けられた中空状の支持筒３５６と、支持筒３５６の上端に設けられかつ缶体１Ｂ内に挿入されて空気を注入する空気注入部３５７と、この空気注入部３５７の下方で支持筒３５６の外周に設けられかつ缶体１Ｂの開口部内周に当接して開口部を塞ぐストッパ３５８と、缶体１Ｂ内に空気が注入されたときの缶体１Ｂの底部の膨らみを検出する非接触式検出器３５９とを備えている。このうち、駆動手段３５２および昇降手段３５５は、エアシリンダによって構成されている。ここにおいて、耐圧測定機３５は、万一測定中に缶体１Ｂが破裂した場合に他の測定機との干渉を避けるために、ロータリテーブル１０から所定間隔離れて配置されている。このため、ロータリテーブル１０から耐圧測定機３５まで缶体１Ｂを移送する缶体移送機構３７が設けられている（図１参照）。
【００４６】
各ホルダ３５３の缶体１Ｂに当接する面は、半円筒状に形成されており、一対のホルダ３５３で缶体１Ｂを挟持することにより、缶体１Ｂの開口部をストッパ３５８側に押さえつけて缶体１Ｂの開口部の隙間を塞いでいる。
検出器３５９は、缶体１Ｂを挟んだ一方側に配置されレーザ光を缶体１Ｂへ向けてかつ径方向へ照射する光照射ユニット３５９Ａと、缶体１Ｂを挟んだ他方側に配置され光照射ユニット３５９Ａからのレーザ光を受光する受光ユニット３５９Ｂと、この受光ユニット３５９Ｂで受光されたレーザ光の遮断から缶体１Ｂの底部の膨らみを検出する検出手段（図示せず）とを含んで構成されている。
【００４７】
まず、第５ステーションＳＴ５に缶体１Ｂが搬入されて、缶体移送機構３７によって耐圧測定機３５まで移送されると、一対のホルダ３５３が駆動手段３５２によって移動され缶体１Ｂの開口部外周を把持する。次に、昇降手段３５５によって支持筒３５６が上昇される。これにより、空気注入部３５７およびストッパ３５８が上昇され、空気注入部３５７が缶体１Ｂ内に挿入され、ストッパ３５８が缶体１Ｂの開口部内周に当接して開口部を塞ぐ。この状態において、空気注入部３５７から缶体１Ｂ内に空気が注入される。すると、注入された空気の圧力で缶体１Ｂの底部が上方へ膨らむ。缶体１Ｂの底部がある程度膨らむと、検出器３５９の光が遮断される。光が遮断されたときの缶体１Ｂ内の圧力が検出されることで、缶体１Ｂの耐圧が求められる。
なお、耐圧が測定された缶体１Ｂには、金属疲労等が生じているため、そのまま搬出シュート等で検査装置１から外部へ搬出される。
【００４８】
（耐荷重測定機３６）
耐荷重測定機３６（第６ステーションＳＴ６に設置された測定手段）は、図１４に示すように、缶体１Ｂが載置される載置台３６１と、上方から缶体１Ｂに荷重をかける荷重ブロック３６２と、缶体１Ｂがクラッシュしたときの荷重ブロック３６２の荷重を検出する荷重検出器（図示せず）とを備えている。ここにおいて、耐荷重測定機３６は、万一測定中に缶体１Ｂが破裂した場合に他の測定機との干渉を避けるために、ロータリテーブル１０から所定間隔離れて配置されている。このため、ロータリテーブル１０から耐荷重測定機３６まで缶体１Ｂを移送する缶体移送機構３８が設けられている（図１参照）。
【００４９】
まず、第６ステーションＳＴ６に缶体１Ｂが搬入されて、缶体移送機構３８によって耐荷重測定機３６の載置台３６１に載置される。すると、上方から荷重ブロック３６２が下降され缶体１Ｂが押しつぶされる。缶体１Ｂがクラッシュしたときの荷重ブロック３６２の荷重が検出されることで、缶体１Ｂの耐圧が求められる。
【００５０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
製造ラインから搬入装置２のパレット２Ａに移送されてきた缶体１Ａ，１Ｂは、缶体移送装置２Ｃによって搬入コンベア２Ｂに移送され、搬入コンベア２Ｂによって測定装置３に搬入される。次に、搬入コンベア２Ｂの終着位置において、缶体判別装置４１により缶体１Ａ，１Ｂの大きさおよび種類が判別され、缶体１Ａ，１Ｂが缶体載置装置４２によって保持手段２０の保持部２０Ａ，２０Ｂに載置される（第１ステーションＳＴ１）。保持部２０Ａ，２０Ｂに載置された缶体１Ａ，１Ｂは、ロータリテーブル１０によって所定角度（６０度）ずつ回転されながら、第２ステーションＳＴ２から第６ステーションＳＴ６まで順次搬送されてそれぞれの検査項目について測定される。
具体的には、第２ステーションＳＴ２において、第１の缶体１Ａは板厚ａおよび底部窪み量ｂ、第２の缶体１Ｂは開口部のフランジ幅ｄについて測定される。第３ステーションＳＴ３において、第１および第２の缶体１Ａ，１Ｂは全長ｃ，ｅについて測定される。第４ステーションＳＴ４において、第２の缶体１Ｂは開口部の内径ｆについて測定される。第５ステーションＳＴ５において第２の缶体１Ｂは耐圧について測定される。第６ステーションＳＴ６において第２の缶体１Ｂは耐荷重について測定される。
そして、各ステーションＳＴ２〜ＳＴ６での測定結果がコンピュータ４に送信され、その情報を元に缶体１Ａ，１Ｂの良否の評価が行われ、不良品があった場合には、その情報が製造ラインにフィードバックされて製造ラインの調整が行われる。
【００５１】
上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、本実施形態では、第１寸法測定機３１において、第１の缶体１Ａの板厚ａを測定する場合には互いに点接触する一対の第１接触部５３Ａで、第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄを測定する場合には互いに線接触する一対の第２接触部５３Ｂで、各測定部位を挟み、このときの一対の測定子５３間の距離を検出することで缶体１Ａ，１Ｂの板厚ａおよびフランジ幅ｄが求められる。つまり、直線で構成された第１の缶体１Ａの板部には点接触する第１接触部５３Ａを用い、曲線で構成された第２の缶体１Ｂのフランジ部には線接触する第２接触部５３Ｂを用いることで、第１の缶体１Ａの板部および第２の缶体１Ｂのフランジ部に測定子５３を容易に点接触させることができる。従って、一対の測定子５３で測定できるため、従来のように第１の缶体１Ａの板厚ａ測定時と、第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄ測定時とによって測定子５３を交換する必要がなく、省力化できる。また、第１の缶体１Ａの板厚ａ用測定装置および第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄ用測定装置の２種類の測定装置を設ける必要がなく、経済的であるうえ、１つの測定装置３（第１寸法測定機３１）を設置するスペースがあればよいからスペース効率も向上させることができる。
【００５２】
第１寸法測定機３１において、第１接触部５３Ａは球状に形成され、第２接触部５３Ｂは円柱状に形成されているから、形成を容易にできる。
【００５３】
第１寸法測定機３１において、第１の缶体１Ａの板厚ａを測定する場合には、第１および第２接触部５３Ａ，５３Ｂが缶体１Ａの板部を挟むように、測定子５３を缶体１Ａの開口内に挿入する。この後、測定子５３で缶体１Ａの板部を挟むと、第１接触部５３Ａが缶体１Ａの板部に当接する。この際、一対の第２接触部５３Ｂ間の距離は、第１接触部５３Ａ間の距離よりも広く形成されているから、第２接触部５３Ｂは缶体１Ａの板部に接していない状態にある。
一方、第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄを測定する場合には、測定子５３の先端側に配置された第２接触部５３Ｂのみが缶体１Ｂのフランジ部を挟むように、測定子５３を缶体１Ｂの開口内に挿入する。この後、測定子５３で缶体１Ｂのフランジ部を挟むと、第２接触部５３Ｂが缶体１Ｂのフランジ部に当接する。この際、一対の第１接触部５３Ａは缶体１Ｂを挟んでいない状態にあり、また、第１接触部５３Ａ間の距離は、第２接触部５３Ｂ間の距離よりも若干狭いだけなので、第１接触部５３Ａ同士も互いに接していない状態にある。従って、測定子５３の缶体１Ａ，１Ｂへの挿入位置を変えるだけで、第１の缶体１Ａの板厚ａおよび第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄを容易に測定できる。
【００５４】
第１寸法測定機３１において、測定子５３は平行に配置された一対の板ばね５２を有する平行板ばね機構に支持されているため、板ばね５２に対してその側面方向に沿った力をかけると、一対の板ばね５２はその平行を保った状態で弾性変形し、一対の測定子５３は、互いに平行な姿勢のまま接近、離間することができる。
【００５５】
保持手段２０によって缶体１Ａ，１Ｂを開口を下向きにした姿勢で保持し、第１寸法測定機３１において、昇降手段３１２によって缶体１Ａ，１Ｂの下方側から測定子５３を上昇させ、一対の測定子５３で缶体１Ａ，１Ｂの板部またはフランジ部を挟むことで、第１の缶体１Ａの板厚ａおよび第２の缶体１Ｂのフランジ幅ｄを測定できる。従って、保持手段２０により缶体１Ａ，１Ｂを常に一定の姿勢で保持でき、一定の姿勢が保たれた缶体１Ａ，１Ｂを測定するので安定した測定値を得ることができる。
【００５６】
第１寸法測定機３１において、板ばね５２の両側面には補強板５２１が設けられているため、板ばね５２の上端および下端のみが弾性変形可能、その他の部位が弾性変形不能となっている。これにより、平行配置された一対の板ばね５２は力がかけられてもその平行をより良好に保持できる。
【００５７】
第１寸法測定機３１には、測定子５３間の距離を微調整する測定子微調整手段５７が設けられているから、測定子５３間の距離を微調整できる。測定子５３間の距離を調整することで、一対の測定子５３で測定部位を挟んだ際の測定圧力を一定にすることができて、第１の缶体１Ａの板部および第２の缶体１Ｂのフランジ部の変形を一定とすることができるので、測定精度が安定した信頼性の高い測定が可能となる。
【００５８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は、本発明に含まれるものである。
【００５９】
前記実施形態において、第１寸法測定機３１には、第２寸法測定機３２または第３寸法測定機３３のような芯出し機構３２１，６０が設けられていないが、第１寸法測定機に第２寸法測定機３２または第３寸法測定機３３のような芯出し機構を設けてもよい。このような場合、缶体の底部を、保持手段の底受部および芯出し機構の押さえ板で挟み込むことで、缶体の姿勢をより所定の状態に保持できるから、測定精度をより向上させることができる。
【００６０】
前記実施形態では、第１の缶体１Ａの板厚ａ、底部窪み量ｂおよび全長ｃと、第２の缶体１Ｂの開口部のフランジ幅ｄ、全長ｅ、開口部の内径ｆ、耐圧および耐荷重とを測定するようにしたが、必ずしもこれら全ての検査項目について測定を行わなくてもよい。また、これらの検査項目に限られるものではなく、他の検査項目を測定するものであってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
本発明の測定装置によれば、省力化でき、しかも経済的に構成できかつスペース効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査装置を示す全体平面図である。
【図２】前記実施形態の保持手段を示す拡大斜視図である。
【図３】前記実施形態の第１寸法測定機を一部破断して示す側面図である。
【図４】前記実施形態の第１寸法測定機の測定器を示す斜視図である。
【図５】前記実施形態の第１寸法測定機の測定器の第１接触部および第２接触部を示す拡大斜視図である。
【図６】前記実施形態の第１寸法測定機の測定器の作用を示す模式図である。
【図７】前記実施形態の第１寸法測定機の測定子で測定部位を挟んでいる様子を示す拡大側面図である。
【図８】前記実施形態の第２寸法測定機を示す断面図である。
【図９】前記実施形態の第２寸法測定機の零点設定手段の作用を示す断面図である。
【図１０】前記実施形態の第３寸法測定機を示す断面図である。
【図１１】前記実施形態の第４寸法測定機を示す断面図である。
【図１２】前記実施形態の第４寸法測定機の作用を示す断面図である。
【図１３】前記実施形態の耐圧測定機を示す断面図である。
【図１４】前記実施形態の耐荷重測定機を模式的に示す側面図である。
【図１５】缶体の検査項目を示す図である。
【符号の説明】
３  測定装置
５３  測定子
５３Ａ  第１接触部
５３Ｂ  第２接触部
５２  板ばね
１Ａ，１Ｂ  缶体
２０  保持手段
３１２  昇降手段
【図１】
0004695241.tif 000002
【図２】
0004695241.tif 000003
【図３】
0004695241.tif 000004
【図４】
0004695241.tif 000005
【図５】
0004695241.tif 000006
【図６】
0004695241.tif 000007
【図７】
0004695241.tif 000008
【図８】
0004695241.tif 000009
【図９】
0004695241.tif 000010
【図１０】
0004695241.tif 000011
【図１１】
0004695241.tif 000012
【図１２】
0004695241.tif 000013
【図１３】
0004695241.tif 000014
【図１４】
0004695241.tif 000015
【図１５】
0004695241.tif 000016