(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記瓶が一回転する間の、前記第一測定部が測定した前記王冠の天面の変位量と前記第二測定部が測定した前記王冠の下端の変位量との差分の最大値及び最小値を算出する演算部を更に備える、
請求項1に記載の変位量測定装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、瓶に打栓された王冠の変位量を高精度に測定するためには、王冠の下端の変位量を測定する下端測定位置と王冠の天面の変位量を測定する天面測定位置とを、瓶の回転軸を通る同一平面上に配置させることが望ましい。
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載された変位量測定装置では、第一測定子及び第二測定子が王冠に接触している位置が見難く、更には、第一測定子及び第二測定子が王冠に接触している位置を同時に見るのが難しいため、下端測定位置と天面測定位置とを瓶の回転軸に対して同一の半径方向に位置させることが難しいという問題がある。
【0006】
そこで、本発明は、簡易かつ高精度に王冠の変位量を測定することができる変位量測定装置及び変位量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】
本発明に係る変位量測定装置は、瓶に打栓された王冠の変位量を測定する変位量測定装置であって、瓶を回転可能に保持する回転保持部と、可視光線を照射することにより王冠の天面の変位量を測定する第一測定部と、可視光線を照射することにより王冠の下端の変位量を測定する第二測定部と、を備える。
【0008】
本発明に係る変位量測定装置によれば、第一測定部及び第二測定部から可視光線を照射することで、王冠の天面の変位量を測定する天面測定位置と王冠の下端の変位量を測定する下端測定位置とを容易に確認することができるため、簡易かつ高精度に王冠の変位量を測定することができる。なお、王冠の変位量は、第一測定部が測定した王冠の天面の変位量と第二測定部が測定した王冠の下端の変位量との差分の最大値及び最小値により求めることができる。
【0009】
この場合、瓶が一回転する間の、第一測定部が測定した王冠の天面の変位量と第二測定部が測定した王冠の下端の変位量との差分の最大値及び最小値を算出する演算部を更に備えるものとすることができる。このように、演算部により瓶が一回転する間の王冠の天面の変位量と王冠の下端の変位量との差分の最大値及び最小値を算出することで、より迅速に王冠の変位量を測定することができる。
【0010】
また、第一測定部は、王冠の天面に可視光線を照射するものとすることができる。このように、王冠の天面に直接可視光線を照射することで、王冠の天面の変位量を高精度に測定することができる。
【0011】
また、王冠の下端に接触する接触部材と、接触部材を王冠の下端側に付勢する付勢部材と、を更に備え、第二測定部は、接触部材に可視光線を照射するものとすることができる。王冠の下端は薄い波状に形成されているが、このように、王冠の下端に接触する接触部材に可視光線を照射することで、下端測定位置の確認容易性を更に向上させることができるとともに、王冠の下端の変位量を確実に測定することができる。しかも、付勢部材により接触部材を王冠の下端側に付勢することで、王冠の下端の変位量をより確実に測定することができる。
【0012】
また、接触部材の設置位置を調節する接触部材用設置位置調節機構を更に備えるものとすることができる。このように、接触部材用設置位置調節機構を備えることで、接触部材に対する王冠の接触位置を容易に調整することができるため、王冠の下端の変位量をより高精度に測定することができる。
【0013】
また、第一測定部の設置角度を調節する第一測定部用角度調節機構と、第二測定部の設置角度を調節する第二測定部用角度調節機構と、を更に備えるものとすることができる。このように、第一測定部用角度調節機構及び第二測定部用角度調節機構を備えることで、下端測定位置及び天面測定位置の位置を容易に調整することができる。
【0014】
本発明に係る変位量測定方法は、瓶に打栓された王冠の変位量を測定する変位量測定方法であって、瓶を直立させた状態で回転させながら、可視光線を照射することにより王冠の天面の変位量を測定するとともに、可視光線を照射することにより王冠の下端の変位量を測定する。
【0015】
本発明に係る変位量測定方法によれば、可視光線を照射することで、王冠の天面の変位量を測定する天面測定位置と王冠の下端の変位量を測定する下端測定位置とを容易に確認することができるため、簡易かつ高精度に王冠の変位量を測定することができる。なお、王冠の変位量は、王冠の天面の変位量と王冠の下端の変位量との差分の最大値及び最小値により求めることができる。
【0016】
この場合、瓶が一回転する間の、王冠の天面の変位量と王冠の下端の変位量との差分の最大値及び最小値を算出する方法とすることができる。このように、瓶が一回転する間の王冠の天面の変位量と王冠の下端の変位量との差分の最大値及び最小値を算出することで、より迅速に王冠の変位量を測定することができる。
【0017】
また、王冠の天面に可視光線を照射することにより王冠の天面の変位量を測定する方法とすることができる。このように、王冠の天面に直接可視光線を照射することで、王冠の天面の変位量を高精度に測定することができる。
【0018】
また、王冠の下端に接触させるとともに王冠の下端側に付勢した接触部材に可視光線を照射することにより王冠の下端の変位量を測定する方法とすることができる。王冠の下端は薄い波状に形成されているが、このように、王冠の下端に接触させた接触部材に可視光線を照射することで、下端測定位置の確認容易性を更に向上させることができるとともに、王冠の下端の変位量を確実に測定することができる。しかも、接触部材を王冠の下端側に付勢することで、王冠の下端の変位量をより確実に測定することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、簡易かつ高精度に王冠の変位量を測定することができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、図面を参照して、本発明に係る変位量測定装置及び変位量測定方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は相当部分には同一符号を付すこととする。
【0022】
図1は、実施形態に係る変位量測定装置の概略構成を示す図である。
図1に示すように、本実施形態に係る変位量測定装置1は、ビール瓶等の瓶2に打栓された王冠3の変位量を測定して、王冠3の偏芯打栓の有無及び偏芯打栓量を検出するものである。
【0023】
ここで、変位量測定装置1の構成を説明する前に、瓶2及び瓶2に打栓された王冠3について説明する。瓶2は、有底の略円筒状容器であり、その上部に開口された円形の口部(不図示)が形成されている。王冠3は、薄い金属板により瓶2の口部を封止するものであり、口部の開口を塞ぐ王冠天面部3aと、王冠天面部3aの全周縁から瓶2の底面側に延びて口部の周囲を覆う王冠外周部3bと、を備えている。王冠天面部3aは、薄い金属板により円形に形成されている。王冠外周部3bは、薄い金属板によりひだ状に屈曲された略円筒状に形成されている。このため、王冠外周部3bの下端は、薄い波状に形成されている。そして、瓶2に対して王冠3が偏芯して打栓されると、王冠外周部3bの周回り方向において王冠外周部3bの長さ(直立された瓶2の高さ方向における長さ)が異なる。そこで、変位量測定装置1は、王冠外周部3bの周回り方向における王冠外周部3bの長さの変位量を測定することで、王冠3の偏芯打栓の有無及び偏芯打栓量を検出する。
【0024】
変位量測定装置1は、ベース部10と、スタンド部20と、アーム部30と、センサ部40と、制御部50と、を備えている。
【0025】
ベース部10は、王冠3が打栓された瓶2が載置される土台部である。ベース部10には、瓶2の底部を保持する回転保持部11と、回転保持部11を回転駆動する回転駆動部12と、が取り付けられている。回転保持部11は、瓶2を直立させた状態で保持するものであり、ベース部10に対して脱着可能に取り付けられている。回転駆動部12は、王冠3が打栓された瓶2を保持する回転保持部11をベース部10に取り付けた際に、王冠天面部3aの中心を通る中心軸線周りに瓶2が回転するように、回転保持部11を回転駆動する。なお、回転駆動部12は、例えば、モーターと、モーターの回転出力を回転保持部11に伝達する歯車などの伝達機構と、を備えている。
【0026】
スタンド部20は、ベース部10に立設されて、アーム部30及びセンサ部40を保持するものである。スタンド部20は、ベース部10に立設されたスクリュー軸21と、スクリュー軸21に螺合されたスクリューナット22と、を備えている。スクリュー軸21は、その軸方向が回転保持部11の回転軸と平行になるように配置されている。スクリューナット22は、その回転によって上下方向の位置を変えることが可能となっている。
【0027】
アーム部30は、回転保持部11に保持された瓶2に打栓された王冠3の王冠外周部3bの下端に接触させるものである。アーム部30は、スクリュー軸21に対して回転自在かつ上下方向に移動自在に挿入されてスクリューナット22上に支持されるスリーブ31と、スクリュー軸21に対してスリーブ31を固定するスリーブ固定用ハンドル32と、スリーブ31の側面に固定された支持部33と、支持部33に対して回転保持部11の回転軸と平行な軸線周りに回転可能に取り付けられた回転部34と、王冠外周部3bの下端に接触させる接触部材35と、回転部34に固定されて接触部材35を保持するアーム保持部36と、回転保持部11に保持された瓶2に接触部材35を押し付ける方向に回転部34を付勢する付勢機構37と、を備えている。
【0028】
図2は、接触部材周りの拡大斜視図である。
図1及び
図2に示すように、接触部材35は、細長い棒状に形成されている。接触部材35の基端部は、アーム保持部36に保持されており、接触部材35の先端部には、王冠外周部3bの下端に接触させる接触面35aが形成されている。接触面35aは、平面状に形成されており、接触面35aの全面が王冠外周部3bの下端位置と同じ高さとなるように、回転保持部11の回転軸と垂直な面、つまり、水平面となっている。
【0029】
図3は、アーム保持部の模式図である。
図3に示すように、アーム保持部36には、接触部材35の設置位置を調節する接触部材用設置位置調節機構38と、接触部材35を付勢する付勢部材39と、が設けられている。
【0030】
接触部材用設置位置調節機構38は、接触部材35の基端部を保持するとともに、接触部材35の基端部の保持位置を上下に調節できるものである。接触部材用設置位置調節機構38の具体的な構成は、特に限定されるものではなく、例えば、上下方向に延びる溝に、接触部材35の基端部に連結される連結部を嵌め込むことにより構成することができる。
【0031】
付勢部材39は、接触部材用設置位置調節機構38よりも接触部材35の先端部側において接触部材35を上方に付勢するものである。付勢部材39の具体的な構成は、特に限定されるものではなく、例えば、バネ等の弾性部材により構成することができる。
【0032】
このため、接触部材35は、付勢部材39により王冠外周部3bの下端に付勢されている。また、接触部材用設置位置調節機構38により接触部材35の基端部の保持位置を上下に調節することで、王冠外周部3bの下端に対する接触面35aの接触角度を調節することが可能となっている。
【0033】
図4は、センサ部の模式図である。
図1及び
図4に示すように、センサ部40は、スクリュー軸21に固定される棒状の第一アーム部41と、第一アーム部41に対して第一アーム部41の長手方向に移動可能な第二アーム部42と、第二アーム部42に取り付けられた第一レーザ測定部43及び第二レーザ測定部44と、を備えている。
【0034】
第一レーザ測定部43は、可視光線であるレーザ光を照射することにより王冠天面部3の天面の変位量を測定するものである。具体的に説明すると、第一レーザ測定部43は、王冠天面部3aの天面に可視光線であるレーザ光L1を照射し、王冠天面部3aの天面から反射した反射光の受光位置を検出することで、王冠天面部3aの天面の変位量を測定する。この場合、王冠天面部3aの天面におけるレーザ光L1が当たる照射点が、王冠天面部3aの天面の変位量を測定する天面測定位置P1となり、この天面測定位置P1は、王冠天面部3aの天面における周縁に近い位置(周縁部)であることが好ましい。第一レーザ測定部43としては、例えば、KEYENCE社製の「高精度2次元レーザ変位計 LJ−Gシリーズ」、「ダブルスキャン高精度レーザ測定器 LT−900シリーズ」、「マイクロヘッド型 分光干渉レーザ変位計 SI−Fシリーズ」を用いることができる。
【0035】
そして、第一レーザ測定部43には、第二アーム部42に対する第一レーザ測定部43の設置角度を調節する第一レーザ測定部用角度調節機構45が取り付けられている。このため、第一レーザ測定部用角度調節機構45を調節することで、天面測定位置P1を王冠天面部3aの天面における所望の位置に移動させることができる。第一レーザ測定部用角度調節機構45の具体的な構成は、特に限定されるものではなく、例えば、第一レーザ測定部43に固定板を固定し、固定板と第二アーム部42とを2つのボルトで固定し、一方のボルト穴を上下方向に延ばす構成とすることができる。この場合、上下方向に延びたボルト穴に挿入されたボルトを緩めることで、第二アーム部42に対して第一レーザ測定部43を回転させることができ、緩めたボルトを締めることで、第二アーム部42に対して第一レーザ測定部43を所望の回転位置で固定することができる。
【0036】
第二レーザ測定部44は、可視光線を照射することにより王冠外周部3bの下端の変位量を測定するものである。具体的に説明すると、第二レーザ測定部44は、王冠外周部3bの下端に接触された接触部材35の接触面35aに可視光線であるレーザ光を照射し、接触面35aから反射した反射光の受光位置を検出することで、王冠外周部3bの下端の変位量を測定する。つまり、接触面35aの高さは王冠外周部3bの高さと同一であることから、第二レーザ測定部44は、接触面35aの変位量を測定することで、王冠外周部3bの下端の変位量を測定する。この場合、接触面35aにおけるレーザ光が当たる照射点が、王冠外周部3bの下端の変位量を測定する下端測定位置P2となり、この下端測定位置P2は、接触面35aの任意の位置とすることができる。第二レーザ測定部44としては、第一レーザ測定部43と同様に、例えば、KEYENCE社製の「高精度2次元レーザ変位計 LJ−Gシリーズ」、「ダブルスキャン高精度レーザ測定器 LT−900シリーズ」、「マイクロヘッド型 分光干渉レーザ変位計 SI−Fシリーズ」を用いることができる。
【0037】
そして、第二レーザ測定部44には、第二アーム部42に対する第二レーザ測定部44の設置角度を調節する第二レーザ測定部用角度調節機構46が取り付けられている。このため、第二レーザ測定部用角度調節機構46を調節することで、下端測定位置P2を接触面35aにおける所望の位置に移動させることができる。第二レーザ測定部用角度調節機構46の具体的な構成は、特に限定されるものではなく、例えば、第一レーザ測定部用角度調節機構45と同様に、第二レーザ測定部44に固定板を固定し、固定板と第二アーム部42とを2つのボルトで固定し、一方のボルト穴を上下方向に延ばす構成とすることができる。この場合、上下方向に延びたボルト穴に挿入されたボルトを緩めることで、第二アーム部42に対して第二レーザ測定部44を回転させることができ、緩めたボルトを締めることで、第二アーム部42に対して第二レーザ測定部44を所望の回転位置で固定することができる。
【0038】
制御部50は、第一レーザ測定部43の測定結果と第二レーザ測定部44の測定結果とに基づいて王冠3の変位量を演算する演算部51と、演算部51の演算結果をディスプレイ等に表示する表示装置52と、を備えている。演算部51は、第一レーザ測定部43が測定した王冠天面部3aの天面の変位量と、第二レーザ測定部44が測定した王冠外周部3bの下端の変位量と、を取得する。そして、演算部51は、王冠3の変位量として、瓶2が一回転する間の、王冠天面部3aの天面の変位量と王冠外周部3bの下端の変位量との差分の最大値及び最小値を算出する。また、演算部51は、この算出結果を表示装置52に表示させる。
【0039】
次に、変位量測定装置1を用いて王冠3の変位量を測定する方法について説明する。
【0040】
まず、王冠3を打栓した瓶2を回転保持部11に保持させ、回転保持部11をベース部10に取り付ける。
【0041】
次に、スクリューナット22を回転させて接触部材35の接触面35aの高さを王冠外周部3bの下端の高さに合わせて、スリーブ固定用ハンドル32によりスリーブ31を固定する。
【0042】
次に、接触部材35を押し下げて回転部34を支持部33に対して回転させ、接触面35aを王冠外周部3bの下方に配置する。このとき、付勢機構37により接触部材35が瓶2に付勢された状態とする。そして、接触部材35の押し下げを解除して接触面35aを王冠外周部3bの下端に接触させる。
【0043】
次に、第一レーザ測定部43及び第二レーザ測定部44の設定を行う。第一レーザ測定部43及び第二レーザ測定部44の設定は、まず、第一レーザ測定部43及び第二レーザ測定部44からレーザ光L1及びレーザ光L2を照射させる。このとき、レーザ光L1及びレーザ光L2は可視光線であることから、レーザ光L1及びレーザ光L2の照射点を目視することができる。そこで、
図5に示すように、レーザ光L1及びレーザ光L2の照射点を目視により確認しながら、天面測定位置P1が王冠天面部3aの天面に配置され、下端測定位置P2が接触面35aに配置され、更に、天面測定位置P1と下端測定位置P2とが瓶2の回転軸Oを通る同一平面上に配置されるように、第一アーム部41に対して第二アーム部42を移動させるとともに、第一レーザ測定部用角度調節機構45及び第二レーザ測定部用角度調節機構46を調節する。このとき、天面測定位置P1を、王冠天面部3aの天面における周縁に近い位置(周縁部)に配置する。
【0044】
このとき、瓶2の回転軸O、天面測定位置P1及び下端測定位置P2が通る平面上において、接触面35aと王冠外周部3bの下端とが接触していない場合がある。そこで、このような場合は、レーザ光L1及びレーザ光L2の照射点を目視により確認しながら、接触部材用設置位置調節機構38により王冠外周部3bの下端に対する接触面35aの接触角度を調節して、当該平面上において接触面35aと王冠外周部3bの下端とを接触させる。
【0045】
次に、回転駆動部12により回転保持部11を回転駆動し、瓶2を直立させた状態で回転させながら、第一レーザ測定部43からレーザ光L1を照射することにより王冠天面部3aの天面の変位量を測定するとともに、第二レーザ測定部44からレーザ光L2を照射することにより王冠外周部3bの下端の変位量を測定する。このとき、レーザ光L1及びレーザ光L2の照射点を観察することで、天面測定位置P1及び下端測定位置P2がずれていないかを確認することができる。
【0046】
このようにして第一レーザ測定部43及び第二レーザ測定部44からレーザ光L1及びレーザ光L2を照射して瓶2を回転させると、演算部51は、第一レーザ測定部43が測定した王冠天面部3aの天面の変位量と、第二レーザ測定部44が測定した王冠外周部3bの下端の変位量と、を取得する。そして、演算部51は、王冠3の変位量として、瓶2が一回転する間の、王冠天面部3aの天面の変位量と王冠外周部3bの下端の変位量との差分の最大値及び最小値を算出する。また、演算部51は、この算出結果を表示装置52に表示させる。これにより、王冠3の変位量を確認することができるため、王冠3の偏芯打栓の有無及び偏芯打栓量を判断することができる。この場合、演算部51において、王冠3の偏芯打栓の有無及び偏芯打栓量を検出(算出)するものとしてもよい。
【0047】
このように、本実施形態によれば、第一レーザ測定部43及び第二レーザ測定部44から可視光線であるレーザ光L1及びレーザ光L2を照射することで、王冠天面部3aの天面の変位量を測定する天面測定位置P1と王冠外周部3bの下端の変位量を測定する下端測定位置P2とを容易に確認することができるため、簡易かつ高精度に王冠3の変位量を測定することができる。
【0048】
そして、演算部51により瓶2が一回転する間の王冠天面部3aの天面の変位量と王冠外周部3bの下端の変位量との差分の最大値及び最小値を算出することで、より迅速に王冠3の変位量を測定することができる。
【0049】
また、王冠天面部3aの天面に直接レーザ光L1を照射することで、王冠天面部3aの天面の変位量を高精度に測定することができる。
【0050】
また、王冠の下端は薄い波状に形成されているが、このように、王冠外周部3bの下端に接触する接触部材35の接触面35aにレーザ光L2を照射することで、下端測定位置P2の確認容易性を更に向上させることができるとともに、王冠外周部3bの下端の変位量を確実に測定することができる。しかも、付勢部材39により接触部材35を王冠外周部3bの下端側に付勢するため、王冠外周部3bの下端の変位量をより確実に測定することができる。
【0051】
また、接触部材用設置位置調節機構38を備えることで、接触部材35に対する王冠の接触位置を容易に調整することができるため、王冠外周部3bの下端の変位量をより高精度に測定することができる。
【0052】
また、第一レーザ測定部用角度調節機構45及び第二レーザ測定部用角度調節機構46を備えることで、天面測定位置P1及び下端測定位置P2の位置を容易に調整することができる。
【0053】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【0054】
例えば、上記実施形態では、王冠外周部の下端に接触させた接触部材の接触面にレーザ光を照射することで王冠外周部の下端の変位量を測定するもとして説明したが、王冠外周部の下端にレーザ光を直接照射することで王冠外周部の下端の変位量を測定するもとしてもよい。
【0055】
また、上記実施形態では、王冠天面部の天面にレーザ光を直接照射することで王冠天面部の天面の変位量を測定するものとして説明したが、王冠天面部の天面に接触させた部材にレーザ光を照射することで王冠天面部の天面の変位量を測定するもとしてもよい。
【0056】
また、上記実施形態では、レーザの照射により王冠の天面の変位量を測定するものとして説明したが、第一測定部及び第二測定部は、レーザ以外の手段を用いて王冠の天面の変位量を測定してもよい。例えば、可視光線を照射する照準器で変位量の測定位置を照射し、この照射した位置の変位量を、接触センサや非接触センサ等の公知の様々なセンサにより測定したり、画像処理により測定したりするものとしてもよい。
【0057】
また、上記実施形態では、回転保持部が瓶を直立した状態で回転可能に保持するものとして説明したが、瓶の姿勢は必ずしも直立した状態である必要はなく、瓶を傾斜した状態や横に向けた状態等で回転可能に保持するものとしてもよい。
【実施例】
【0058】
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【0059】
(実施例)
実施例では、上記実施形態に係る変位量測定装置を用いて、繰り返し精度の検証を行った。具体的に説明すると、ビールの製造ラインからビール瓶(中瓶)のサンプルをランダムに5本サンプリングして、王冠の変位量の測定を1サンプルにつき10回行い、測定結果の標準偏差を繰り返し精度として算出した。王冠の変位量の測定結果及び繰り返し精度の算出結果を表1に示す。なお、表1に示した測定値の単位は[mm]である。
【0060】
(比較例)
比較例では、特許文献1に記載された変位量測定装置を用いて、実施例と同様に、繰り返し精度の検証を行った。具体的に説明すると、実施例においてサンプリングしたものと同一の5本のビール瓶をサンプルとして、王冠の変位量の測定を1サンプルにつき10回行い、測定結果の標準偏差を繰り返し精度として算出した。王冠の変位量の測定結果及び繰り返し精度の算出結果を表1に示す。
【表1】
表1に示すように、5サンプルの全てにおいて、比較例よりも実施例の方が10回測定値の標準偏差が小さく繰り返し精度が高い結果となった。なお、実施例では、比較例よりも平均値が概ねやや低い傾向であるが、再現性が高いことから問題ないと考えられる。このような結果から、実施例は、比較例と比較して測定精度の観点から優れていることが分かった。