JP2008256647A - ねじ山形状検査方法及びねじ山形状検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】割れ易いねじ部の形状を発見するためのねじ山形状検査方法を提供する。
【解決手段】ねじ山32の輪郭を撮像した撮像データに基づいてねじ山32の輪郭線上における任意の一つの位置をねじ山32の仮の頂点位置に設定する。次いで、輪郭線上の仮頂点位置からねじ山32の幅方向両側に等距離、離れた一対の輪郭線上の位置を複数組決定し、各組の一対の輪郭線上の位置における輪郭線の高さの差を算出する。そして、この算出結果に基づいてねじ山32の断面形状の対称度に関する評価値を算出する。次いで、上述した仮頂点位置設定工程S3、高さ差算出工程S4及び評価値算出工程S5を、仮頂点位置設定工程S3で設定される仮頂点位置を毎回異なる位置に変更して複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値を得る。そして、複数の評価値のうち最良の評価値を選択する。次いで、最良の評価値に基づいてねじ山32の断面形状の対称度の良否を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボトル缶等に形成されたねじ山の形状を検査する方法及びその検査装置に関し、詳述すると、ねじ山の形状としてねじ山の断面形状の対称度を検査する方法、その検査装置、ボトル缶の製造方法及びボトル缶の製造装置に関する。

ねじ部を有する製品として例えば飲料用金属製ボトル缶の口金部には、キャップ被着用の雄ねじ部が形成されている。このようなボトル缶としては、一般的にはアルミニウム（その合金を含む。）製のＤＩ缶を基体として製造されている。このＤＩ缶は、アルミニウム板を出発材料として、絞り加工（Ｄｒａｗｉｎｇ）としごき加工（Ｉｒｏｎｉｎｇ）を施すことによって有底の円筒体を形成したのち、その開口側端部にネッキング加工、ねじ加工、カール加工等の複数の加工を施して、雄ねじ部を有する縮径状の口金部が形成される。

その後、口金部のねじ山形状について所定の検査を行い、この検査に合格したボトル缶について、内容物を充填し、次いで口金部にキャップを被せて密閉し、キャップ付きのボトル缶となされる。

口金部のねじ山の検査方法として、例えば、特開２００３−２５４７２０号公報には、ねじ山の高さ、ねじ山外径等を測定検査する方法が開示されており、また特開２００３−２６２５０７号公報及び特開２００３−２６２５１１号公報には、ねじ部のねじ始まり部を測定検査する方法が開示されている（特許文献１−３参照）。
特開２００３−２５４７２０号公報 特開２００３−２６２５０７号公報 特開２００３−２６２５１１号公報

而して、ボトル缶の口金部のねじ部について、ねじ山の高さ、ねじ山の外径及びねじ始まり部を検査した場合であっても、キャップの被着時又は被着後に、ねじ部に割れが生じて内容物が漏出する不具合が発生することがあった。

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、割れ易いねじ部の形状を発見するためのねじ山形状の検査方法及びその検査装置、並びにボトル缶の製造方法及びその製造装置を提供することにある。

本発明者らは、上述したようなねじ部の割れの発生原因について調査したところ、口金部にねじ部を形成する際に、ねじゴマの調節精度が不完全な場合には、ねじ山の断面形状がその頂点を通る軸心に関して左右非対称となってねじの板厚が不均一になることが原因で、キャップ被着時又は被着後にねじ部に割れが生じることを発見した。この知見に基づいて本発明者らは以下の発明を完成させた。

［１］ ねじ山の輪郭を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で得られた撮像データに基づいてねじ山の輪郭線を算出する輪郭線算出工程と、
前記輪郭線算出工程で算出された輪郭線上における任意の一つの位置をねじ山の仮の頂点位置に設定する仮頂点位置設定工程と、
前記仮頂点位置設定工程で設定された輪郭線上の仮頂点位置からねじ山の幅方向両側に等距離、離れた一対の輪郭線上の位置を複数組決定し、各組の一対の輪郭線上の位置における輪郭線の高さの差を算出する高さ差算出工程と、
前記高さ差算出工程の算出結果に基づいてねじ山の断面形状の対称度に関する評価値を算出する評価値算出工程と、
前記仮頂点位置設定工程、前記高さ差算出工程及び前記評価値算出工程を、前記仮頂点位置設定工程で設定される仮頂点位置を毎回異なる位置に変更して複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値を得る繰り返し工程と、
前記繰り返し工程で得られた複数の評価値のうち最良の評価値を選択する評価値選択工程と、
前記評価値選択工程で選択された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定する判定工程と、を備えている特徴とするねじ山形状検査方法。

［２］ 前記撮像工程は、ねじ山の複数箇所の輪郭を撮像するものであり、
さらに、前記撮像工程で得られた各撮像データについて、前記輪郭線算出工程、前記仮頂点位置設定工程、前記高さ差算出工程、前記評価値算出工程、前記繰り返し工程及び前記評価値選択工程を行うことにより、各撮像データ毎に最良の評価値を取得する評価値取得工程を備え、
前記判定工程は、前記評価値取得工程で各撮像データ毎に取得された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定するものである前項１記載のねじ山形状検査方法。

［３］ 前記評価値算出工程は、次式（１）により評価値Ａを算出するものであり、
前記評価値選択工程は、複数の評価値のうち最良の評価値として最小評価値を選択するものである前項１又は２記載のねじ山形状検査方法。

Ａ＝√｛Σⁿ _i=1（ΔＹ_i）²｝ …式（１）
ただし、
ｎ：組数
ΔＹ_i：ｉ番目の組の高さ差
［４］ 前記ねじ山は、ボトル缶の口金部に形成された前項１〜３のいずれかに記載のねじ山形状検査方法。

［５］ ねじ山の輪郭を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた撮像データに基づいてねじ山の輪郭線を算出する輪郭線算出手段と、
前記輪郭線算出手段により算出された輪郭線上における任意の一つの位置をねじ山の仮の頂点位置に設定する仮頂点位置設定手段と、
前記仮頂点位置設定手段により設定された輪郭線上の仮頂点位置からねじ山の幅方向両側に等距離、離れた一対の輪郭線上の位置を複数組決定し、各組の一対の輪郭線上の位置における輪郭線の高さの差を算出する高さ差算出手段と、
前記高さ差算出手段の算出結果に基づいてねじ山の断面形状の対称度に関する評価値を算出する評価値算出手段と、
前記仮頂点位置設定手段、前記高さ差算出手段及び前記評価値算出手段による処理を、前記仮頂点位置設定手段により設定される仮頂点位置を毎回異なる位置に変更して複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値を得る繰り返し手段と、
前記繰り返し手段により得られた複数の評価値のうち最良の評価値を選択する評価値選択手段と、
前記評価値選択手段により選択された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定する判定手段と、を備えている特徴とするねじ山形状検査装置。

［６］ 前記撮像手段は、ねじ山の複数箇所の輪郭を撮像するものであり、
さらに、前記撮像手段により得られた各撮像データについて、前記輪郭線算出手段、前記仮頂点位置設定手段、前記高さ差算出手段、前記評価値算出手段、前記繰り返し手段及び前記評価値選択手段による処理を行うことにより、各撮像データ毎に最良の評価値を取得する評価値取得手段を備え、
前記判定手段は、前記評価値取得手段により各撮像データ毎に取得された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定するものである請求項５記載のねじ山形状検査装置。

［７］ 前記評価値算出手段は、次式（１）により評価値Ａを算出するものであり、
前記評価値選択手段は、複数の評価値のうち最良の評価値として最小評価値を選択するものである前項５又は６記載のねじ山形状検査装置。

Ａ＝√｛Σⁿ _i=1（ΔＹ_i）²｝ …式（１）
ただし、
ｎ：組数
ΔＹ_i：ｉ番目の組の高さ差
［８］ 前記ねじ山は、ボトル缶の口金部に形成された前項５〜７のいずれかに記載のねじ山形状検査装置。

［９］ ボトル缶の口金部に形成されたねじ山を検査するねじ山検査工程を経てボトル缶を得るボトル缶の製造方法において、
前記ねじ山検査工程では、前項１〜４のいずれかに記載のねじ山形状検査方法により、ねじ山の検査としてねじ山の断面形状の対称度を検査することを特徴とするボトル缶の製造方法。

［１０］ ボトル缶の口金部に形成されたねじ山を検査するねじ山検査装置を備えたボトル缶の製造装置において、
前記ねじ山検査装置として、前項５〜８のいずれかに記載のねじ山形状検査装置を備えていることを特徴とするボトル缶の製造装置。

本発明は以下の効果を奏する。

［１］の発明によれば、撮像工程でねじ山の輪郭を撮像し、この撮像工程で得られた撮像データに基づいて、ねじ山の断面形状の対称度の検査のための様々な処理が行われるので、非接触でねじ山の断面形状の対称度を検査することができる。そのため、この検査を従来のねじ山検査ラインに容易に追加することができる。

さらに、繰り返し工程では、仮頂点位置設定工程、高さ差算出工程及び評価値算出工程を複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値を得、次いで、評価値選択工程では、この繰り返し工程で得られた複数の評価値のうち最良の評価値を選択する。そして、判定工程では、この評価値選択工程で選択された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定するので、ねじ山の断面形状の対称度について正確な良否判定を行うことができる。したがって、例えば、この判定工程で良品判定されたねじ山を有するねじ部に対してこれに対応するキャップを被着する場合において、キャップ被着時又は被着後に発生することのあるねじ部の割れを防止することができる。

［２］の発明によれば、撮像工程ではねじ山の複数箇所の輪郭を撮像し、評価値取得工程では、この撮像工程で得られた各撮像データ毎に最良の評価値を取得する。そして、判定工程では、この評価値取得工程で各撮像データ毎に取得された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定するので、ねじ山の断面形状の対称度についてより正確な良否判定を行うことができる。したがって、キャップ被着時又は被着後に発生することのあるねじ部の割れを確実に防止することができる。

［３］の発明によれば、ねじ山の断面形状の対称度に関する適切な評価値を算出することができる。そのため、判定工程において、ねじ山の断面形状の対称度について更に一層正確な良否判定を行うことができる。

［４］の発明によれば、ボトル缶の口金部に形成されたねじ山の断面形状の対称度について正確な良否判定を行うことができる。したがって、ボトル缶の口金部にキャップを被着する時又は被着した後で発生することのあるねじ部の割れを防止することができる。

［５］〜［８］の発明によれば、それぞれ上記［１］〜［４］の発明に係るねじ山形状検査方法を遂行し得るねじ山形状検査装置を提供できる。

［９］の発明によれば、上記［１］〜［４］のいずれかの発明と同様の効果を奏するボトル缶の製造方法を提供できる。

［１０］の発明によれば、上記［１］〜［４］のいずれかの発明と同様の効果を奏するボトル缶の製造装置を提供できる。

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。

図１において、（２０）は、本発明の一実施形態に係るねじ山形状検査装置である。この検査装置（２０）は、ボトル缶（３０）の円筒状の口金部（３１）の外周面に形成されたねじ山（３２）の形状として、ねじ山（３２）の断面形状の対称度、すなわちねじ山（３２）の断面形状におけるその頂点を通る軸心に関する対称度について検査するための装置である。

ボトル缶（３０）は、金属製のものであり、詳述すると主としてアルミニウム（その合金を含む。）製のＤＩ缶を基体とするものである。このボトル缶（３０）には、内容物として例えば飲料（コーヒー、茶、炭酸飲料、ビール等）が収容される。このボトル缶（３０）の口金部（３１）の外周面に形成されたねじ山（３２）の巻き数は、複数であり、例えば２〜３つである。

図１に示すように、本実施形態のねじ山形状検査装置（２０）は、回転保持手段（２１）、撮像手段（１）、照明手段（１２）、演算手段（１０）及び表示手段（１１）を基本的な構成要素として備えている。

回転保持手段（２１）は、ボトル缶（３０）をその軸心（Ｐ）が水平状になるように且つ軸心（Ｐ）を中心に回転駆動可能に保持するものである。

撮像手段（１）は、ボトル缶（３０）の口金部（３１）の外周面に形成された複数巻きのねじ山（３２）のうち、口金部（３１）の天面に一番近いねじ山（３２）についてその輪郭をねじ山（３２）のシルエットとして撮像するものである。この撮像手段（１）は、例えばエリアカメラからなり、詳述すると所定の画素数を有するＣＣＤエリアカメラからなる。

照明手段（１２）は、ねじ山（３２）を連続的に照明し、これにより、撮像手段（１）によるねじ山（３２）の輪郭の撮像時にねじ山（３２）の輪郭を分かり易くするためのものである。この照明手段（１２）は、例えばＬＥＤ照明からなるものである。

撮像手段（１）と照明手段（１２）は、回転保持手段（２１）により水平状に保持されたボトル缶（３０）の口金部（３１）の撮像対象のねじ山（３２）を挟んだ相互反対側に配置されており、本実施形態では、撮像手段（１）及び照明手段（１２）はそれぞれ口金部（３１）の下側及び上側に固定状態に配置されている。さらに、撮像手段（１）は、その撮像エリアにおける画素が互いに直交して並んだ二つの方向（即ちＸ方向及びＹ方向）のうち、一方向（Ｘ方向）がねじ山（３２）の幅方向に沿うように、他方向（Ｙ方向）がねじ山（３２）の高さ方向に沿うように配置されている。

そして、この撮像手段（１）は、回転保持手段（２１）により所定の一定回転速度で回転しているボトル缶（３０）の口金部（３１）のねじ山（３２）の複数箇所の輪郭を撮像するものとなされている。詳述すると、本実施形態では、ボトル缶（３０）は回転保持手段（２１）によってその軸心（Ｐ）を中心に例えば約１０００ｒｐｍの回転速度で回転しており、撮像手段（１）は、ねじ山（３２）の輪郭を時間的に連続して撮像するとともに、この撮像手段（１）により撮像されたねじ山（３２）の輪郭線に関する撮像データが、例えば約２４ｍｓおき（即ち約１４４°毎）に後述する演算手段（１０）の輪郭線算出手段（２）に８回繰り返し取り込まれて所定の処理が行われるものとなされている。したがって、図２に示すように、本実施形態では、撮像手段（１）によってねじ山（３２）の輪郭を該ねじ山（３２）の延びる方向（即ち口金部（３１）の周方向）に７２°の間隔で合計８箇所撮像するとともに、その各撮像データが演算手段（１０）の輪郭線算出手段（２）に取り込まれるものとなされている。図２において丸付き数字は撮像順番を示している。ただし、ねじ山（３２）の８箇所の撮像箇所のうち１箇所目と６箇所、２箇所目と７箇所目、３箇所目と８箇所目は、互いにほぼ重複しており、したがって実際には撮像手段（１）はねじ山（３２）のほぼ５箇所の輪郭を撮像していることとなる。また、これらの撮像箇所は、ねじ山（３２）のねじ始まり部の位置に対してランダムな箇所となる。

演算手段（１０）は、撮像手段（１）により撮像されたねじ山（３２）の輪郭線に関する撮像データに基づいて様々な処理を行うことによって最終的にねじ山（３２）の断面形状の対称度（詳述すると、ねじ山（３２）の横断面の輪郭の対称度）について良否判定を行うものである。この演算手段（１０）は、ＣＰＵ、記憶部（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなど）等を有するコンピュータにより構成されている。記憶部には、処理を行うために必要なプラグラム、閾値などが予め記憶されており、また処理の途中において処理に必要なデータなどが随時記憶される。

表示手段（１１）は、演算手段（１０）で処理された結果（撮像画像、評価値、ねじ山（３２）の断面形状の対称度の良否判定結果など）を表示するものであり、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、ＣＲＴ等からなる。

演算手段（１０）の構成について以下に詳述する。

図３に示すように、演算手段（１０）は、輪郭線算出手段（２）、仮頂点位置設定手段（３）、高さ差算出手段（４）、評価値算出手段（５）、繰り返し手段（６）、評価値選択手段（７）、評価値取得手段（８）及び判定手段（９）を備えている。

輪郭線算出手段（２）は、撮像手段（１）により得られた各撮像データ（詳述すると、撮像手段（１）により撮像されたねじ山（３２）の各撮像箇所の輪郭に関する撮像データ）を撮像データ記憶部（図示せず）に取り込んで記憶し、記憶した撮像データに基づいてねじ山（３２）の輪郭線を算出するものである。

仮頂点位置設定手段（３）は、輪郭線算出手段（２）により算出された輪郭線上における任意の一つの位置をねじ山（３２）の仮の頂点位置に設定するものである。

高さ差算出手段（４）は、仮頂点位置設定手段（３）により設定された輪郭線上の仮頂点位置からねじ山（３２）の幅方向両側に等距離、離れた一対の輪郭線上の位置を、ねじ山（３２）の幅方向の所定範囲内で複数組決定し、各組の一対の輪郭線上の位置における輪郭線の高さの差を算出するものである。

評価値算出手段（５）は、高さ差算出手段（４）の算出結果に基づいてねじ山（３２）の断面形状の対称度に関する評価値を算出するものである。

繰り返し手段（６）は、仮頂点位置設定手段（３）、高さ差算出手段（４）及び評価値算出手段（５）による処理を、仮頂点位置設定手段（３）により設定される仮頂点位置を毎回異なる位置に変更して複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値を得るものである。

評価値選択手段（７）は、繰り返し手段（６）により得られた複数個の評価値のうち最良の評価値を選択するものである。

評価値取得手段（８）は、撮像手段（１）により得られた各撮像データについて、仮頂点位置設定手段（３）、高さ差算出手段（４）、評価値算出手段（５）、繰り返し手段（６）及び評価値選択手段（７）による処理を行うことにより、各撮像データ毎に最良の評価値を取得するものである。

判定手段（９）は、評価値取得手段（８）により各撮像データ毎に取得された最良の評価値に基づいてねじ山（３２）の断面形状の対称度の良否を判定するものである。

次に、本実施形態のねじ山形状検査装置（２０）を用いたねじ山形状検査方法について、図５に示したフローチャートに基づいて以下に説明する。

ステップＳ１では、回転保持手段（２１）により水平状に保持されて回転しているボトル缶（３０）の口金部（３１）の複数巻きのねじ山（３２）を照明手段（１２）により照明した状態で、複数巻きのねじ山（３２）のうち口金部（３１）の天面に一番近いねじ山（３２）についてその複数箇所の輪郭を撮像手段（１）によって撮像する。このステップＳ１を「撮像工程」という。詳述すると、この撮像工程（Ｓ１）では、上述したように、撮像手段（１）によってねじ山（３２）の輪郭をねじ山（３２）の延びる方向（即ち口金部（３１）の周方向）に７２°の間隔で合計８箇所撮像する。次いで、ステップＳ２へ進む。

なお図４は、撮像工程（Ｓ１）において、撮像手段（１）により撮像されたねじ山（３２）の拡大画像（詳述するとねじ山（３２）のシルエット）であり、この拡大画像は演算手段（１０）を介して表示手段（１１）に表示される。

ステップＳ２では、撮像工程（Ｓ１）で得られた８個の撮像データのうち１個の撮像データに基づいてねじ山（３２）の撮像箇所の輪郭線を輪郭線算出手段（２）によって算出する。このステップＳ２を「輪郭線算出工程」という。具体的には、この輪郭線算出工程（Ｓ２）では、撮像工程（Ｓ１）で得られた撮像データを２値化し、この２値化データに基づいてねじ山（３２）の撮像箇所の輪郭線を輪郭線算出手段（２）によって算出（抽出）する。次いで、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、輪郭線算出工程（Ｓ２）で算出された輪郭線上における任意の一つの位置を、仮頂点位置設定手段（３）によってねじ山（３２）の仮の頂点位置に設定する。このステップＳ３を「仮頂点位置設定工程」という。

ここで本実施形態では、説明の便宜上、図４に示すように、撮像エリアにおいて、ねじ山（３２）の幅方向に沿って画素が並んだ方向をＸ方向、ねじ山（３２）の高さ方向に沿って画素が並んだ方向をＹ方向とするとき、ねじ山（３２）の輪郭線の画素座標（Ｘ，Ｙ）のうち仮頂点位置の座標を（０，Ｙ₀）とする。なお、Ｙ_jとは、Ｘ＝ｊ（ただし、ｊ：整数）のときのＹの値、即ちＸ＝ｊの位置でのねじ山（３２）の輪郭線の高さである。したがって、Ｙ₀とは、Ｘ＝０のときのＹの値、即ち仮頂点位置でのねじ山（３２）の輪郭線の高さである。なお、Ｘ及びＹの単位は画素である。仮頂点位置の設定方法の一例を具体的に示すと、撮像エリアにおいてねじ山（３２）の輪郭線における最も高い位置を、仮頂点位置に設定する。次いで、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）で設定された輪郭線上の仮頂点位置からねじ山（３２）の幅方向両側（即ち−Ｘ方向及び＋Ｘ方向）に等距離、離れた一対の輪郭線上の位置を、ねじ山（３２）の幅方向の所定範囲内で複数組決定し、各組の一対の輪郭線上の位置における輪郭線の高さの差を高さ差算出手段（４）によって算出する。このステップＳ４を「高さ差算出工程」という。ここで本実施形態では、ねじ山（３２）の幅方向の所定範囲を、Ｘ＝−６４〜＋６３の範囲とする。この範囲は、ねじ山（３２）の全幅の約１／２倍から約４／５倍に相当している。

また本実施形態では、高さ差算出工程（Ｓ４）において決定される組数ｎは、６４組であり、具体的に示すと、Ｙ₀とＹ_-1の組、Ｙ₊₁とＹ_-2の組、Ｙ₊₂とＹ_-3の組、…、Ｙ₊₆₃とＹ_-64の組の合計６４組である。そして、高さ差算出手段（４）によって、Ｙ₀−Ｙ_-1の値、Ｙ₊₁−Ｙ_-2の値、Ｙ₊₂−Ｙ_-3の値、…、Ｙ₊₆₃−Ｙ_-64の値がそれぞれ算出される。次いで、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、高さ差算出工程（Ｓ４）の算出結果に基づいてねじ山（３２）の断面形状の対称度に関する評価値Ａを評価値算出手段（５）によって次式（１）に従って算出する。このステップＳ５を「評価値算出工程」という。

ただし式（１）において、ｎは組数であり、ΔＹ_iはｉ番目の組の高さ差である。なお、２≦ｎである。

本実施形態では、上述したようにｎ＝６４であることから、評価値算出工程（Ｓ５）では、評価値Ａは次式（２）により評価値算出手段（５）によって算出されることとなる。次いで、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６では、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）、高さ差算出工程（Ｓ４）及び評価値算出工程（Ｓ５）を、繰り返し手段（６）によって、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）で設定される仮頂点位置をねじ山（３２）の幅方向の所定範囲内で毎回異なる位置に変更して複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値Ａを得る。このステップＳ６を「繰り返し工程」という。

本実施形態では、この繰り返し工程（Ｓ６）は、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）、高さ差算出工程（Ｓ４）及び評価値算出工程（Ｓ５）を、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）で設定される仮頂点位置を最初に設定される仮頂点位置Ｘ＝０からＸ＝−２０〜＋１９の範囲内で１つずつずらして順次繰り返すことにより、合計４０個の評価値を得る。したがって、この繰り返し工程（Ｓ６）における繰り返し回数は４０回である。ここで、Ｘ＝−２０〜＋１９の範囲は、ねじ山（３２）の全幅の約１／６倍から約１／４倍に相当している。また、この繰り返し工程（Ｓ６）では、組数ｎが一定（即ちｎ＝６４）の条件でこれらの工程（Ｓ３〜Ｓ５）が繰り返される。

この繰り返し工程（Ｓ６）で行われる評価値算出処理を具体的に示すと、次のとおりである。ただし、以下の式では、説明の便宜上、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）で設定される最初の仮頂点位置のＸ座標を０に設定している。

例えば、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）で設定される仮頂点位置Ｘが−２０の場合（つまりＸ＝−２０の場合）、評価値Ａ_-20は次式（３）により算出される。

例えば、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）で設定される仮頂点位置Ｘが−１９の場合（つまりＸ＝−１９の場合）、評価値Ａ_-19は次式（４）により算出される。

例えば、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）で設定される仮頂点位置Ｘが＋１９の場合（つまりＸ＝＋１９の場合）、評価値Ａ₊₁₉は次式（５）により算出される。

すなわち、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）で設定される仮頂点位置Ｘがｋ（ｋ：整数）の場合（つまりＸ＝ｋの場合）、評価値Ａ_kは次式（６）により算出される。ただし、式（６）において、ｋ＝−２０、−１９、−１８、…、＋１９である。

そして、繰り返し回数が４０回未満の場合、ステップＳ３（仮頂点位置設定工程）に戻る。一方、繰り返し回数が４０回の場合、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、繰り返し工程（Ｓ６）で得られた４０個の評価値のうち最良の評価値として最小評価値を評価値選択手段（７）によって選択する。このステップＳ７を「評価値選択工程」という。次いで、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８では、撮像工程（Ｓ１）で得られた各撮像データについて、輪郭線算出工程（Ｓ２）、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）、高さ差算出工程（Ｓ４）、評価値算出工程（Ｓ５）、繰り返し工程（Ｓ６）及び評価値選択工程（Ｓ７）を順次行うことにより、各撮像データ毎に最良の評価値として最小評価値を評価値取得手段（８）によって取得する。このステップＳ８を「評価値取得工程」という。

本実施形態では、上述したように撮像工程（Ｓ１）ではねじ山（３２）の８箇所の輪郭が撮像されることから、この評価値取得工程（Ｓ８）は、ねじ山（３２）の８箇所の輪郭に関する撮像データについて、各撮像データ毎に最良の評価値として最小評価値を取得することとなる。

そして、各撮像データ毎に最良の評価値を取得していない場合、ステップＳ２（輪郭線算出工程）に戻る。一方、各撮像データ毎に最良の評価値を取得している場合、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、評価値取得工程（Ｓ８）で各撮像データ毎に最良の評価値として取得された最小評価値に基づいて、ねじ山（３２）の断面形状の対称度の良否を判定する。このステップＳ９を「判定工程」という。

本実施形態では、判定工程（Ｓ９）は、評価値取得工程（Ｓ８）で各撮像データ毎に最良の評価値として取得された合計８個の最小評価値のうち最大評価値又は最小評価値を選択し、あるいはこれら８個の最小評価値を平均した平均評価値を算出し、当該評価値が所定の閾値未満の場合に、ねじ山（３２）の断面形状の対称度について良品（合格）判定をし、一方、当該評価値が所定の閾値以上の場合に、ねじ山（３２）の断面形状の対称度について不良品（不合格）判定をする。

以上の工程を経てねじ山形状の検査が終了する。その後、この検査によって良品判定されたボトル缶（３０）は、ボトル缶の製造ラインに搬送されてボトル缶（３０）の製造のための所定の処理が施される。

而して、本実施形態のねじ山形状検査方法によれば、撮像工程（Ｓ１）でねじ山（３２）の輪郭を撮像し、この撮像工程（Ｓ１）で得られた撮像データに基づいてねじ山（３２）の断面形状の対称度の検査のための様々な処理が行われるので、非接触でねじ山（３２）の断面形状の対称度を検査することができる。そのため、この検査を従来のねじ山検査ラインに容易に追加することができる。

さらに、繰り返し工程（Ｓ６）では、仮頂点位置設定工程（Ｓ３）、高さ差算出工程（Ｓ４）及び評価値算出工程（Ｓ５）を複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値を得、次いで、評価値選択工程（Ｓ７）では、この繰り返し工程（Ｓ６）で得られた複数の評価値のうち最良の評価値を選択する。そして、判定工程（Ｓ９）では、この評価値選択工程（Ｓ７）で選択された最良の評価値に基づいてねじ山（３２）の断面形状の対称度の良否を判定するので、ねじ山（３２）の断面形状の対称度について正確な良否判定を行うことができる。したがって、この判定工程（Ｓ９）で良品判定されたねじ山（３２）が形成された口金部（３１）にキャップ（図示せず）を被着する場合において、キャップ被着時又は被着後に発生することのあるねじ部の割れを防止することができる。

さらに、このねじ山形状検査方法によれば、撮像工程（Ｓ１）ではねじ山（３２）の複数箇所の輪郭を撮像し、評価値取得工程（Ｓ８）ではこの撮像工程（Ｓ１）で得られた各撮像データ毎に最良の評価値を取得する。そして、判定工程（Ｓ９）では、この評価値取得工程（Ｓ８）で各撮像データ毎に取得された最良の評価値に基づいてねじ山（３２）の断面形状の対称度の良否を判定するので、ねじ山（３２）の断面形状の対称度についてより正確な良否判定を行うことができる。したがって、キャップ被着時又は被着後に発生することのあるねじ部の割れを確実に防止することができる。

さらに、評価値算出工程（Ｓ５）は上記式（１）により評価値Ａを算出するものであり、評価値選択工程（Ｓ７）は複数の評価値のうち最良の評価値として最小評価値を選択するものであるから、ねじ山（３２）の断面形状の対称度に関する適切な評価値を算出することができる。そのため、判定工程（Ｓ９）において、ねじ山（３２）の断面形状の対称度について更に一層正確な良否判定を行うことができる。

また、本実施形態のねじ山形状検査装置（２０）によれば、本実施形態のねじ山形状検査方法を確実に遂行することができる。

また、本発明の一実施形態に係るボトル缶の製造方法は、ボトル缶（３０）の口金部（３１）に形成されたねじ山（３２）を検査するねじ山検査工程を経てボトル缶（３０）を得る方法であって、ねじ山検査工程では、本実施形態のねじ山形状検査方法により、ねじ山（３２）の検査として、ねじ山（３２）の断面形状の対称度を検査するものである。したがって、本実施形態のボトル缶の製造方法は、本実施形態のねじ山形状検査方法と同様の効果を奏する。

また、本発明の一実施形態に係るボトル缶の製造装置は、ボトル缶（３０）の口金部（３１）に形成されたねじ山（３２）を検査するねじ山検査装置を備えた装置であって、ねじ山検査装置として、本実施形態のねじ山形状検査装置（２０）を備えている。したがって、本実施形態のボトル缶の製造装置は、本実施形態のねじ山形状検査装置（２０）と同様の効果を奏する。

以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に示したものに限定されるものではなく、様々に変更可能である。

例えば、上記実施形態では、撮像工程（Ｓ１）で撮像するねじ山（３２）の輪郭の撮像箇所数は、８箇所であるが、本発明では、これに限定されず、その他に、例えば１箇所であっても良いし、２箇所以上であっても良い。

また、上記実施形態では、高さ差算出工程（Ｓ４）において決定される組数ｎは６４組であるが、本発明では、これに限定されず、その他に、例えば、８組以上、１６組以上又は３２組以上であっても良いし、他の組数であっても良い。

また、上記実施形態では、繰り返し工程（Ｓ６）で繰り返される繰り返し回数は４０回であるが、本発明では、これに限定されず、その他に、例えば１０回以上又は２０回以上であっても良いし、他の回数であっても良い。

また、上記実施形態では、ねじ山形状検査方法及び検査装置（２０）は、ボトル缶（３０）の口金部（３１）に形成されたねじ山（３２）の形状を検査するものであるが、本発明では、これに限定されず、ボトル缶以外の、ねじ山が形成された製品について、ねじ山（３２）の形状を検査するものであっても良い。

本発明は、ボトル缶等に形成されたねじ山の形状を検査する方法及びその検査装置に利用可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るねじ山形状検査装置を示す概略図である。 図２は、同検査装置の撮像手段により撮像されるボトル缶の口金部のねじ山の撮像箇所を示す図である。 図３は、同検査装置の構成ブロック図である。 図４は、同検査装置の高さ差算出手段により算出されるねじ山の輪郭線の高さ差を説明する図である。 図５は、同検査装置により遂行される工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１…撮像手段
２…輪郭線算出手段
３…仮頂点位置設定手段
４…高さ差算出手段
５…評価値算出手段
６…繰り返し手段
７…評価値選択手段
８…評価値取得手段
９…判定手段
１０…演算手段
１１…表示手段
１２…照明手段
２０…ねじ山形状検査装置
３０…ボトル缶
３１…口金部
３２…ねじ山

Claims (10)

1. ねじ山の輪郭を撮像する撮像工程と、
   前記撮像工程で得られた撮像データに基づいてねじ山の輪郭線を算出する輪郭線算出工程と、
   前記輪郭線算出工程で算出された輪郭線上における任意の一つの位置をねじ山の仮の頂点位置に設定する仮頂点位置設定工程と、
   前記仮頂点位置設定工程で設定された輪郭線上の仮頂点位置からねじ山の幅方向両側に等距離、離れた一対の輪郭線上の位置を複数組決定し、各組の一対の輪郭線上の位置における輪郭線の高さの差を算出する高さ差算出工程と、
   前記高さ差算出工程の算出結果に基づいてねじ山の断面形状の対称度に関する評価値を算出する評価値算出工程と、
   前記仮頂点位置設定工程、前記高さ差算出工程及び前記評価値算出工程を、前記仮頂点位置設定工程で設定される仮頂点位置を毎回異なる位置に変更して複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値を得る繰り返し工程と、
   前記繰り返し工程で得られた複数の評価値のうち最良の評価値を選択する評価値選択工程と、
   前記評価値選択工程で選択された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定する判定工程と、を備えていることを特徴とするねじ山形状検査方法。
2. 前記撮像工程は、ねじ山の複数箇所の輪郭を撮像するものであり、
   さらに、前記撮像工程で得られた各撮像データについて、前記輪郭線算出工程、前記仮頂点位置設定工程、前記高さ差算出工程、前記評価値算出工程、前記繰り返し工程及び前記評価値選択工程を行うことにより、各撮像データ毎に最良の評価値を取得する評価値取得工程を備え、
   前記判定工程は、前記評価値取得工程で各撮像データ毎に取得された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定するものである請求項１記載のねじ山形状検査方法。
3. 前記評価値算出工程は、次式（１）により評価値Ａを算出するものであり、
   前記評価値選択工程は、複数の評価値のうち最良の評価値として最小評価値を選択するものである請求項１又は２記載のねじ山形状検査方法。
   Ａ＝√｛Σⁿ _i=1（ΔＹ_i）²｝ …式（１）
   ただし、
   ｎ：組数
   ΔＹ_i：ｉ番目の組の高さ差
4. 前記ねじ山は、ボトル缶の口金部に形成された請求項１〜３のいずれかに記載のねじ山形状検査方法。
5. ねじ山の輪郭を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により得られた撮像データに基づいてねじ山の輪郭線を算出する輪郭線算出手段と、
   前記輪郭線算出手段により算出された輪郭線上における任意の一つの位置をねじ山の仮の頂点位置に設定する仮頂点位置設定手段と、
   前記仮頂点位置設定手段により設定された輪郭線上の仮頂点位置からねじ山の幅方向両側に等距離、離れた一対の輪郭線上の位置を複数組決定し、各組の一対の輪郭線上の位置における輪郭線の高さの差を算出する高さ差算出手段と、
   前記高さ差算出手段の算出結果に基づいてねじ山の断面形状の対称度に関する評価値を算出する評価値算出手段と、
   前記仮頂点位置設定手段、前記高さ差算出手段及び前記評価値算出手段による処理を、前記仮頂点位置設定手段により設定される仮頂点位置を毎回異なる位置に変更して複数回順次繰り返すことにより、複数の評価値を得る繰り返し手段と、
   前記繰り返し手段により得られた複数の評価値のうち最良の評価値を選択する評価値選択手段と、
   前記評価値選択手段により選択された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定する判定手段と、を備えていることを特徴とするねじ山形状検査装置。
6. 前記撮像手段は、ねじ山の複数箇所の輪郭を撮像するものであり、
   さらに、前記撮像手段により得られた各撮像データについて、前記輪郭線算出手段、前記仮頂点位置設定手段、前記高さ差算出手段、前記評価値算出手段、前記繰り返し手段及び前記評価値選択手段による処理を行うことにより、各撮像データ毎に最良の評価値を取得する評価値取得手段を備え、
   前記判定手段は、前記評価値取得手段により各撮像データ毎に取得された最良の評価値に基づいてねじ山の断面形状の対称度の良否を判定するものである請求項５記載のねじ山形状検査装置。
7. 前記評価値算出手段は、次式（１）により評価値Ａを算出するものであり、
   前記評価値選択手段は、複数の評価値のうち最良の評価値として最小評価値を選択するものである請求項５又は６記載のねじ山形状検査装置。
   Ａ＝√｛Σⁿ _i=1（ΔＹ_i）²｝ …式（１）
   ただし、
   ｎ：組数
   ΔＹ_i：ｉ番目の組の高さ差
8. 前記ねじ山は、ボトル缶の口金部に形成された請求項５〜７のいずれかに記載のねじ山形状検査装置。
9. ボトル缶の口金部に形成されたねじ山を検査するねじ山検査工程を経てボトル缶を得るボトル缶の製造方法において、
   前記ねじ山検査工程では、請求項１〜４のいずれかに記載のねじ山形状検査方法により、ねじ山の検査としてねじ山の断面形状の対称度を検査することを特徴とするボトル缶の製造方法。
10. ボトル缶の口金部に形成されたねじ山を検査するねじ山検査装置を備えたボトル缶の製造装置において、
    前記ねじ山検査装置として、請求項５〜８のいずれかに記載のねじ山形状検査装置を備えていることを特徴とするボトル缶の製造装置。

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