(57)【要約】【課題】  より精度よくネジ部を測定することができるボトル缶の測定方法を提供すること。【解決手段】  外周面にネジ部１４が形成された口金部１３を有し、前記ネジ部１４が山部１７を介して形成された第１及び第２谷部１８、１９を有する金属製のボトル缶の測定方法において、前記口金部１３の輪郭線を取得し、該輪郭線上で前記山部１７の頂点Ｐ３と前記第１谷部１７の底点Ｐ１との間に設けられた２点間を結ぶ直線Ｌ５と、前記輪郭線上で前記頂点Ｐ３と前記第２谷部１９の底点Ｐ２との間に設けられた２点間を結ぶ直線Ｌ６とを設定し、前記直線Ｌ５と前記直線Ｌ６とがなす角度を測定する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にネジ部が形成された口金部を有し、前記ネジ部が山部を介して形成された２つの谷部を有する金属製のボトル缶の測定方法において、
前記口金部の輪郭線を取得し、
該輪郭線上で前記山部の頂点と前記一方の谷部の底点との間に設けられた２点間を結ぶ第１直線と、前記輪郭線上で前記頂点と前記他方の谷部の底点との間に設けられた２点間を結ぶ第２直線とを設定し、
前記第１直線と前記第２直線とがなす角度を測定することを特徴とするボトル缶の測定方法。
【請求項２】
前記輪郭線から前記口金部の上端面の輪郭を基準測定線として取得し、
該基準測定線と前記第１直線とがなす第１角度と、前記基準測定線と前記第２直線とがなす第２角度との差を測定することを特徴とする請求項１に記載のボトル缶の測定方法。
【請求項３】
前記輪郭線から前記口金部の上端を基準測定線として取得し、
該基準測定線に対する垂直線と前記谷部との接点を該谷部の底点として検出することを特徴とする請求項１または２に記載のボトル缶の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップが被着、ネジ成形される口金部に形成されたネジ部を測定するボトル缶の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製のボトル缶は、アルミニウムやアルミニウム合金からなる金属板を絞加工（Drawing）と、続いて行われるしごき加工（Ironing）とによって形成されるため、一般にＤＩ缶と呼ばれている。このようなボトル缶は、飲料用の缶として広く使用されており、金属板から有底筒状の缶胴を形成した後、その上部がネックイン加工によって縮径されることによって缶胴より小径の口金部が形成され、この口金部にネジ部が形成されている。そして、このボトル缶の口金部にキャップが被着、ネジ成形されることで、キャップ付ボトル缶となる。
【０００３】
一般に、ネジ部はネジ成形装置を用いて形成されている（例えば、特許文献１参照）。このネジ成形装置は、ボトル缶の口金部の外周面に当接する外子と口金部の内周面に当接する中子とを備えている。そして、外子と中子とが互いに口金部を挟持しながらボトル缶の缶軸回りに回転することで口金部にネジ部を形成する。
しかし、口金部に対する外子の当接位置と中子の当接位置との間にズレが生じた場合には、外子と中子とで挟持したときに外子と中子との間隙の幅が一定でなくなるので、形成されたネジ部の肉厚が一定でなくなる。これにより、ネジ部のネジ角にズレが生じる。以上より、ネジ部における座屈強度の低下やボトル缶内部の耐圧強度の変化などが発生する。
【０００４】
そこで、成形されたネジ部の外形を測定することで、ネジ部を評価することが行われている。ネジ部の外形の測定方法としては、口金部の側面を撮像して得られた画像からネジ部の輪郭線を取得し、この輪郭線から評価を行う方法がある。これは、取得した輪郭線から、ネジ部の山部の頂点及びこの山部に隣接する２つの谷部の底点の位置を検出し、頂点と各底点とのボトル缶の缶軸方向での距離を算出する。そして、頂点と各底点との缶軸方向における距離を比較することでネジ部の評価を行う。ここで、山部の輪郭線において缶軸に対して最も径方向外方の点を頂点として検出し、谷部の輪郭線において缶軸に対して最も径方向内方の点を底点として検出している。
【特許文献１】特開２００２−６６６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の測定方法には以下の課題がある。すなわち、上記従来の測定方法では、山部の輪郭線において缶軸に対して最も径方向外方の点を頂点として検出しているのが、山部における輪郭線に歪みが生じている場合には頂点を精度よく検出することが困難である。このように、頂点の位置を精度よく検出できないことで、頂点と一方の底点との缶軸に沿った距離と、頂点と他方の底点との缶軸に沿った距離との測定誤差が大きくなり、ネジ部の形状を精度よく測定することが困難となる。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、より精度よくネジ部を測定することができるボトル缶の測定方法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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるボトル缶の測定方法は、外周面にネジ部が形成された口金部を有し、前記ネジ部が山部を介して形成された２つの谷部を有する金属製のボトル缶の測定方法において、前記口金部の輪郭線を取得し、該輪郭線上で前記山部の頂点と前記一方の谷部の底点との間に設けられた２点間を結ぶ第１直線と、前記輪郭線上で前記頂点と前記他方の谷部の底点との間に設けられた２点間を結ぶ第２直線とを設定し、前記第１直線と前記第２直線とがなす角度を測定することを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、山部の頂点と缶軸方向両方で隣接する谷部の底点との間に設けられた２点を結ぶ直線それぞれ設定し、この２直線がなす角度を測定することでネジ部の形状を測定するので、山部の頂点を基準としてネジ部の形状を測定することと比較して、精度のよい測定を行うことができる。すなわち、頂点と底点との間の２点を基準として測定しているので、山部の輪郭線に凹凸が生じている場合であっても、凹凸の影響を小さくすることができる。また、頂点や底点の検出位置がずれた場合であっても、２直線がなす角度でネジ部の形状を測定しているので、検出位置のズレによる影響を小さくすることができる。したがって、精度のよいネジ部の測定を行うことができる。
【０００９】
また、本発明のボトル缶の測定方法は、前記輪郭線から前記口金部の上端面の輪郭を基準測定線として取得し、該基準測定線と前記第１直線とがなす第１角度と、前記基準測定線と前記第２直線とがなす第２角度との差を測定することが好ましい。
この発明によれば、口金部の上端面の輪郭を基準測定線とすることで、各ボトル缶における測定基準をそろえることができる。ここで、測定した第１及び第２角度の差が小さいほど２つの谷部が山部の頂点を基準として対称に形成されていると判断することができる。
【００１０】
また、本発明のボトル缶の測定方法は、前記輪郭線から前記口金部の上端を基準測定線として取得し、該基準測定線に対する垂直線と前記谷部との接点を該谷部の底点として検出することが好ましい。
この発明によれば、変形の少ない谷部の谷点を測定基準とすることで、各ボトル缶における測定基準を一定にすることができ、ボトル缶の測定をより安定して行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のボトル缶の測定方法によれば、山部の頂点と缶軸方向両方で隣接する谷部の底点との間に設けられた２点を結ぶ直線それぞれ取得し、この２直線がなす角度を測定することでネジ部の形状を測定するので、山部の頂点を基準としてネジ部の形状を測定することと比較して、山部の凹凸の影響を受けにくくなり、精度のよい測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明によるボトル缶の測定方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態において測定されるボトル缶１０は、図１に示すように、大径の胴部１１と、この胴部１１の上端から上方に向かうにしたがって漸次縮径する肩部１２と、この肩部１２の上端に形成されて胴部１１よりも小径の口金部１３とを備えている。
口金部１３には、ネジ部１４と、このネジ部１４の缶軸方向下端に連設されて径方向外方に膨出した膨出部１５と、ネジ部１４の缶軸方向上端に連設されてボトル缶１０の上端縁部を折り返したカール部１６とが形成されている。
ネジ部１４は、山部１７と山部１７を介して形成された２つの谷部である第１及び第２谷部１８、１９を有している。また、ネジ部１４は、山部１７がネジ始まり位置からネジ終わり位置までを確実に口金部１３の外周面に沿って一周するだけ形成することができるように、口金部１３に対して２巻程度形成されている。
【００１３】
このボトル缶１０を測定する測定装置２０は、図２に示すように、ボトル缶１０を載置するステージ２１と、ボトル缶１０を撮像するカメラ２２と、カメラ２２と対応して設けられてステージ２１上に載置されたボトル缶１０を照射する照明装置２３と、これらを制御する制御部２４とを備えている。
ステージ２１は、載置されたボトル缶１０を缶軸Ｏの軸回りで回転可能となっている。
カメラ２２は、ボトル缶１０の口金部１３を撮像するように配置されており、照明装置２３とステージ２１上に載置されたボトル缶１０を挟んで対向配置されている。
【００１４】
制御部２４は、ステージ２１の回転を制御するステージ制御部２５と、カメラ２２による撮像を制御する撮像制御部２６と、カメラ２２で撮像された画像データから口金部１３の輪郭画像を抽出する輪郭画像抽出部２７と、輪郭画像からネジ部１４を測定する測定部２８とを備えている。
ステージ制御部２５は、ステージ２１上に載置されたボトル缶１０を缶軸回りで１２０°ずつ３回間欠的に回転させる。
撮像制御部２６は、ボトル缶１０が１２０°ずつ間欠的に回転して停止しているときに照明装置２３でボトル缶１０の口金部１３を照明してカメラ２２で口金部１３を撮像させる。
輪郭画像抽出部２７は、画像データから信号強度である輝度の変化部分を検出することで画像データから口金部１３の輪郭画像を抽出する。
測定部２８は、輪郭画像からネジ部１４の形状を測定するが、この測定方法については後述する。
【００１５】
次に、以上のように構成された測定装置２０を用いたボトル缶１０の測定方法について説明する。
最初に、ボトル缶１０をステージ２１上に載置する（図３に示すステップＳＴ１１）。このとき、ステージ２１の回転軸とボトル缶１０の缶軸とが一致するように載置する。
そして、撮像制御部２６が、カメラ２２及び照明装置２３を用いてボトル缶１０の口金部１３の撮像を行う（図３に示すステップＳＴ１２）。これは、照明光をボトル缶１０の口金部１３に照射してカメラ２２で口金部１３を撮像し、撮像した口金部１３の画像データを輪郭画像抽出部２７に送信する。
【００１６】
そして、輪郭画像抽出部２７が、画像データから口金部１３の輪郭線を抽出する（図３に示すステップＳＴ１３）。上述したように、ボトル缶１０を挟んでカメラ２２と照明装置２３とが対向配置されているので、カメラ２２で取得した画像データは光の中にボトル缶１０のシルエットが現れた画像となっている。そこで、この画像データの信号強度である輝度の変化部分を検出することで、画像データから口金部１３の輪郭線を抽出する。これにより、図４に示すような輪郭画像が得られる。
【００１７】
次に、測定部２８が基準測定線Ｌ１を設定する（図３に示すステップＳＴ１４）。これは、図４及び図５に示すように、抽出した輪郭画像のうち口金部１３の上端に相当する部分を検出して、該当部分の輪郭線を直線近似し、この直線を基準測定線Ｌ１と設定する。  そして、設定した基準測定線Ｌ１と直交する垂直線Ｌ２を設定する（図３に示すステップＳＴ１５）。
その後、輪郭画像からネジ部１４の第１及び第２谷部１８、１９のそれぞれの底点Ｐ１、Ｐ２を検出する（図３に示すステップＳＴ１６）。これは、図５に示すように、輪郭画像において、基準測定線Ｌ１と直交する垂直線Ｌ２と第１谷部１８との接点を検出することで、この接点を第１谷部１８の底点Ｐ１と設定する。同様に、垂直線Ｌ２と第２谷部１９との接点を検出して、第２谷部１９の底点Ｐ２を設定する。
なお、本実施形態において、垂直線Ｌ２は、第１及び第２谷部１８、１９両方の接線となっている。
また、図４及び図５において、ネジ部１４は山部１７がほぼ２重となるように形成されているが、胴部１１側のものを測定対象としている。これは、ボトル缶１０は、口金部１３にネジ部１４を形成した後でカール部１６の形成することによって製造されている。このため、カール部１６側のネジ部１４はカール部１６の形成時にその加重によって変形することがある。したがって、ネジ部１４の胴部１１側のものを測定対象とすることで、各ボトル缶１０における測定バラツキを抑制することができる。
【００１８】
次に、輪郭画像から検出した底点Ｐ１と山部１７の頂点Ｐ３との間と、底点Ｐ２と頂点Ｐ３との間とにそれぞれ２点ずつ設定する（図３に示すステップＳＴ１７）。これは、各底点Ｐ１、Ｐ２を通る垂直線Ｌ２と平行であって垂直線Ｌ２より山部１７の頂点Ｐ３方向に０．２ｍｍだけ離間した垂直線Ｌ３と、０．５ｍｍだけ離間した垂直線Ｌ４と輪郭線との交点Ｐ４、Ｐ５とを求める。同様に、垂直線Ｌ３及び垂直線Ｌ４と輪郭線との交点Ｐ６、Ｐ７を求める。
そして、輪郭画像から検出した底点Ｐ１、Ｐ２と山部１７の頂点Ｐ３との間における２直線を設定する（図３に示すステップＳＴ１８）。これは、交点Ｐ４、Ｐ５を結ぶ直線Ｌ５と、交点Ｐ６、Ｐ７を結ぶ直線Ｌ６を設定する。
【００１９】
そして、基準測定線Ｌ１と直線Ｌ５とがなす角度と、基準測定線Ｌ１と直線Ｌ６とがなす角度とを測定する（図３に示すステップＳＴ１９）。基準測定線Ｌ１と直線Ｌ５とがなす角度は、基準測定線Ｌ１と平行であって直線Ｌ５と直線Ｌ６との交点Ｐ８を通る直線Ｌ７と、直線Ｌ５とがなす第１角度θ１と等しい。また、基準測定線Ｌ１と直線Ｌ６とがなす角度は、直線Ｌ７と直線Ｌ６とがなす第２角度θ２と等しい。そこで、第１角度θ１及び第２角度θ２を測定する。また、第１角度θ１と第２角度θ２との差を算出する。
ここで、頂点Ｐ３及び底点Ｐ１と頂点Ｐ３及び底点Ｐ２との缶軸Ｏに沿ったそれぞれの距離の差が小さくなるほど、第１角度θ１と第２角度θ２との差が小さくなる。これにより、ネジ部１４が設計値どおりに精度よく成形されていると判定することができる。
【００２０】
その後、ステージ２１の回転回数が２回未満であるか否かを判断する（図３に示すステップＳＴ２０）。すなわち、ボトル缶１０を０°、１２０°、２４０°の位置で３回測定しているか否かを判断する。
ステップＳＴ２０において、ステージ２１の回転回数が２回未満であれば、ステージ２１を１２０°回転させて（図３に示すステップＳＴ２１）ステップＳＴ１２に戻り、再度ネジ部１４の測定を行う。
一方、ステップＳＴ２０において、ステージ２１の回転回数が２回となっていれば、ボトル缶１０を０°、１２０°、２４０°の位置で３回測定したと判断し、ボトル缶１０をステージ２１から搬出して（ステップＳＴ２２）、終了する。
以上のようにして、ボトル缶１０のネジ部１４の形状を測定した後、この測定結果からボトル缶１０の合否判定を行う。
【００２１】
このように構成されたボトル缶１０の測定方法によれば、山部１７の頂点と缶軸方向両方で隣接する第１及び第２谷部１８、１９の底点Ｐ１、Ｐ２との間に設けられた２点を結ぶ直線Ｌ５、Ｌ６をそれぞれ取得し、この２直線がなす角度を測定することでネジ部１４の形状を測定するので、山部１７の頂点Ｐ３を基準としてネジ部１４の形状を測定することと比較して、精度のよい測定を行うことができる。
また、口金部１３の上端を基準測定線Ｌ１として測定しているので、各ボトル缶１０における測定基準を一定にして、より安定した測定を行うことが可能になる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、口金部１３をカメラ２２で撮像し、撮像した画像データから口金部１３の輪郭画像を取得しているが、口金部１３に例えばレーザ光などを照射して、口金部１３の投影像を得ることで口金部１３の輪郭画像を取得する構成など、他の構成としてもよい。また、口金部１３の投影像を取得する構成に限らず、ＣＣＤなどで口金部１３を撮像した画像を基に輪郭画像を取得する構成や、照明光を照射せずに輪郭画像を取得する構成としてもよい。また、非接触で口金部１３の輪郭線を取得する構成に限らず、口金部１３に接触子を当ててトレースするなど、口金部に接触して輪郭線を取得する構成としてもよい。
また、輪郭画像において口金部１３の上端を基準測定線Ｌ１としているが、基準測定線Ｌ１を設定しないでネジ部１４の測定を行ってもよい。このとき、底点Ｐ１、Ｐ２は、第１及び第２谷部１８、１９において最もボトル缶１０の径方向内方に位置する点として測定を行う。
また、底点Ｐ１から缶軸Ｏに対して垂直な方向で頂点Ｐ３に向けて０．２ｍｍ移動した点Ｐ４と０．５ｍｍ移動した点Ｐ５とを結ぶ直線を直線Ｌ５として設定しているが、点Ｐ４、Ｐ５の位置は底点Ｐ１と頂点Ｐ３との間であればよい。ここで、直線Ｌ６の設定方法においても、同様である。
また、第１及び第２谷部１８、１９共に底点Ｐ１、Ｐ２を垂直線Ｌ２が通るようにボトル缶１０の径方向での位置が一致しているが、一致していなくてもよい。
また、第１及び第２角度θ１、θ２の測定後にボトル缶１０を回転しているが、ボトル缶１０の口金部１３を各回転角度で撮像してから、それぞれの画像データを基に各回転角度での第１及び第２角度θ１、θ２の測定を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
この発明によれば、ボトル缶の測定方法において、より精度よくネジ部を測定することができるので、産業上の利用可能性が認められる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態におけるボトル缶を示す部分断面図である。
【図２】一実施形態における測定装置を示す該略図である。
【図３】一実施形態における測定方法を示すフローチャートである。
【図４】口金部の輪郭画像である。
【図５】図４の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  ボトル缶
１３  口金部
１４  ネジ部
１７  山部
１８  第１谷部（一方の谷部）
１９  第２谷部（他方の谷部）
Ｌ１  基準測定線
Ｌ５  直線（第１直線）
Ｌ６  直線（第２直線）
Ｐ１、Ｐ２  底点
Ｐ３  頂点
θ１  第１角度
θ２  第２角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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