JP2628516B2 - シート厚みの計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シート厚みの計測装置
に関するもので、詳しくは、フィルム状シートや硬質の
板状シート等のような完成品であるシート状物のサンプ
ル品の厚みを、オフラインにより計測するのに使用する
シート厚みの計測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、合成樹脂製の軟質のフィルム状
シートや硬質の板状シート等のシート状物のシート厚み
が、規格通りのものであるか否かを、ユーザ側において
そのサンプルシートを用いてオフラインで確認検査する
場合、シート厚みの計測装置を使用している。

【０００３】従来のシート厚みの計測装置は、図８の
（Ａ）に示すように、サンプルシート（１）の移送経路
中に、上下２段に配置した２組のピンチローラ（2a）
（2b）及び（2a'）（2b'）を、シート移送方向に所定寸
法離隔させて設置すると共に、ピンチローラ（2a）（2
b）と（2a'）（2b'）との間の中間位置に、先端に検出
ローラ（３）（３’）を取付けたリニアゲージ等の厚み
検出センサ（４）（４’）をシート（１）の両面に対向
させて配置し、上記検出センサ（４）（４’）により検
出した検出値に基づき、予め設定されているシートの基
準厚みを零点レベルにして、その正負で実測値を表示す
るようにしたものである。上記の各組のピンチローラ
（2a）（2b）及び（2a'）（2b'）は、サンプルシート
（１）の幅方向に延びるロール形状であって、夫々１本
の長い支軸（５）上に装着してある。

【０００４】図８の（Ｂ）は、従来のシート厚み計測装
置の別の例を示すもので、サンプルシート（１）の始端
を巻取ローラ（６）に巻取らせながら厚み検出センサ
（４）（４’）でサンプルシート（１）の厚みを計測さ
せるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の図８の（Ａ）に
示す装置によれば、サンプルシート（１）を同図左から
右へ移送させるものとすると、サンプルシート（１）の
始端が厚み検出センサ（４）（４’）に食えられても、
その後、サンプルシート（１）の始端の進行方向が定ま
らず不安定であるため、正確なシート厚みの計測ができ
ないのであり、該始端が同図の右側のピンチローラ（２
ａ’）（２ｂ’）に食えられた時点以後にならなけれ
ば、正確なシート厚みの計測ができないのである。した
がって、図８の（Ａ）の装置は、サンプルシート（１）
の始端側において、厚み検出センサ（４）（４’）と右
側のピンチローラ（２ａ’）（２ｂ’）との設置間距離
に相当する長さの範囲のシート厚みを計測することがで
きない欠点がある。同様な理由から、サンプルシート
（１）の終端側においても、厚み検出センサ（４）
（４’）と左側のピンチローラ（２ａ）（２ｂ）との設
置間距離に相当する長さの範囲のシート厚みを計測する
ことができない欠点がある。

【０００６】さらに、従来の図８の（Ａ）に示すシート
厚みの計測装置によれば、２組のピンチローラ（2a）
（2b）と（2a'）（2b'）とを厚み検出センサ（４）
（４’）に対し、シート移送方向の両側に所定寸法離隔
させて設置しているので、装置全体が大型で、複雑にな
り、製作コストが高くつくという問題点があった。

【０００７】また、従来の図８の（Ｂ）に示す装置の場
合は、サンプルシート（１）の始端を巻取ローラ（６）
に巻付けた後でなければ、正確な計測ができないため、
サンプルシート（１）の始端側では、少なくとも、厚み
検出センサ（４）（４’）と巻取ローラ（６）との設置
間距離に相当する長さ分は、シート厚みを計測すること
ができない欠点がある。同様な理由から、サンプルシー
ト（１）の終端側でも計測不可能な部分が発生する欠点
があった。

【０００８】また、従来、実開平４−１０２８６３号公
報に開示されているように、厚み検出センサに相当する
磁気検出センサの上に磁気印加ローラをブラケットを介
して後方の軸を中心として円弧状に移動変位可能に設置
し、これらの両側に下側ローラを定置し、その上側に上
側ローラをブラケットを介して後方の軸を中心として円
弧状に移動可能に配置した媒体厚検出機構が提案されて
いるが、この機構は、ブラケットを介して後方の軸を中
心として円弧状に移動可能に設置しているため、シート
の移送方向が一方に限定され、使い勝手が悪く、設置場
所の制約を受け易いと共に、直線変位ではないため、シ
ートの厚みの微小変位（ミクロンオーダー）を正確に計
測することができず、誤差の介入を避けられない欠点が
ある。また、上記ブラケットの回転半径を大きくして精
度を高めようとすると、シートの移送方向の長さが大き
くなり、装置が大型となる欠点がある。しかも、上記公
報のものは、シートに対する押圧力を独立して調整する
構成を具備していないため、シートの蛇行調整ができな
い欠点があるのみならず、シートの始端がローラに巻き
付く欠点がある。本発明は、従来技術の上記欠点に鑑み
提案されたもので、サンプルシートの始端から終端まで
正確に計測でき、シートの移送方向に制約がなく、シー
トの厚みの微小変位（ミクロンオーダー）を正確に計測
することができ、シートの蛇行調整を可能とし、シート
の始端がローラに巻き付くことを防止し、装置全体が小
型で、構造も簡単、かつ、安価なシート厚みの計測装置
を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、シートの幅方向に離隔して別々の支軸に
より同一速度で回転駆動可能に定置支持された２組の駆
動ローラと、上記２組の駆動ローラの上部に別々の支軸
を介して回転自在で、かつ、上下方向に直線移動可能に
支持され、スプリングを介して上記２組の駆動ローラに
押圧される２組のピンチローラと、上記２組の駆動ロー
ラ及び２組のピンチローラの間で、かつ、これら駆動ロ
ーラとピンチローラの軸線を含む平面上で上下方向に直
線変位可能に設置した厚み検出ヘッドとを具備し、上記
２組のピンチローラの押圧力を独立に調整可能にし、上
記厚み検出ヘッドの側方にシートから離間させてガイド
板を配設したものである。

【００１０】

【作用】サンプルシートの始端を駆動ローラとピンチロ
ーラとの間に食わえこませると、サンプルシートの始端
は、シート移送方向に対して、厚み検出点と同じ位置
で、しかもシートの幅方向両側の位置で駆動ローラとピ
ンチローラとによって挟持され、両側の駆動ローラの同
一速度の回転によってシートの始端は真直ぐに送出され
ることになる。従って、シートの厚みは、その始端から
終端まで正確に計測される。また、厚み検出ヘッドは、
２組の駆動ローラ及び２組のピンチローラの間で、か
つ、これら駆動ローラとピンチローラの軸線を含む平面
上で上下方向に直線変位可能に設置したからシートの微
小変位（ミクロンオーダー）を正確に計測させることが
できる。さらに、２組のピンチローラの押圧力を独立に
調整可能にしたから、シートの蛇行調整ができる。ま
た、上記厚み検出ヘッドの側方にシートから離間させて
ガイド板を配設したから、シートの始端がローラに巻き
付くことを防止することができる。また、２組のピンチ
ローラ及び厚み検出ヘッドは、同一平面内で上下動可能
に支持しているため、シートの移送方向の装置寸法を短
縮して装置全体の小型化が図れる。

【００１１】

【実施例】以下本発明に係るシート厚み計測装置の実施
例を図１乃至図７を参照しながら説明すると次の通りで
ある。

【００１２】図２において、（Ａ）は計測部、（Ｂ）は
コンピュータを内蔵したコントローラ、（Ｃ）はコント
ローラ（Ｂ）に接続されたＣＲＴディスプレイを示す。

【００１３】上記計測部（Ａ）の構成は、図１に示すよ
うに、サンプルシート（１）が載置移送される固定テー
ブル（11）を水平状態に配設すると共に、固定テーブル
（11）の上方位置に本体側の固定フレーム（12）を固定
テーブル（11）と平行に設ける。固定テーブル（11）の
上面はシートやフィルム等の密着を防ぐため、テフロン
コーティング等の摩擦の少ない表面処理をしている。

【００１４】上記サンプルシート（１）の幅方向両側等
距離位置に、図４に示すように、対をなす２組の駆動ロ
ーラ（16）（16'）及びピンチローラ（15）（15'）をシ
ート幅方向に離隔させて配設し、かつ、上記固定テーブ
ル（11）に形成した窓孔（17）（17'）を介して上下方
向に接離可能とすると共に、下部の駆動ローラ（16）
（16'）を固定テーブル（11）の上面（18）と同一高さ
にして支軸（19）（19'）を介し、固定フレーム（12）
と一体化された別の固定フレーム（図示省略）に回転可
能で、上下動しないように支持する。上記の固定テーブ
ル（11）の上面及びピンチローラ（15）及び（15'）の
表面は、サンプルシート（１）の付着を防止するためテ
フロンコーティングしてある。また、下部の駆動ローラ
（16）（16'）の表面には、ローレット加工等のスリッ
プ防止加工がしてある。上記の下部の駆動ローラ（16）
（16'）の支軸（19）（19'）には、従動プーリ（20）
（20'）を取付けると共に、減速機（21）付きの駆動モ
ータ（22）の出力軸（23）に上記従動プーリ（20）（2
0'）に対応させて伝達プーリ（24）（24'）を取付け
る。上記伝達プーリ（24）（24'）と従動プーリ（20）
（20'）とをタイミングベルト（25）（25'）により同速
連動可能に連結し、駆動モータ（22）の駆動力により回
転駆動される出力軸（23）の回転力を上記タイミングベ
ルト（25）（25'）を介して上記下部の駆動ローラ（1
6）（16'）に伝達する。一方の下部の駆動ローラ（1
6'）の支軸（19'）に軸継手（26）を介してパルスジェ
ネレータ（27）を連結し、下部の駆動ローラ（16）（1
6'）の回転変位に応じてパルス信号を規則的に出力し
て、コントローラ（Ｂ）にサンプルシート（１）の長さ
データを送る。

【００１５】上記固定フレーム（12）のシート幅方向の
両側対称位置に、可動体（31）（31'）を上下方向に移
動可能に貫通保持させる。上記可動体（31）（31'）
は、図３に示すように、上部板（32）の下面に垂直杆
（33）（33）を垂設し、垂直杆（33）（33）の下端に支
持アーム（34）を取付けたもので、各支持アーム（34）
に支軸（35）を介して上記の上部ピンチローラ（15）
（15'）を夫々回転可能に取付ける。上記支持アーム（3
4）と固定フレーム（12）との間の各垂直杆（33）（3
3）に圧縮スプリング（37）を夫々巻装し、上記圧縮ス
プリング（37）の弾性力により上部ピンチローラ（15）
（15'）を上下動可能に、かつ、弾性的に下部の駆動ロ
ーラ（16）（16'）に圧接させる。上記固定フレーム（1
2）の上面に可動体（31）（31'）に対応させて断面Ｌ字
形状の取付ブラケット（38）（38'）を取付ける。上記
取付ブラケット（38）（38'）の水平方向に突出した突
出片（38a）（38a'）に調整ネジ（39）（39'）を上下動
可能に貫通螺挿する。上記可動体（31）（31'）の上部
板（32）の上面に調整スプリング（40）（40'）を介し
て調整板（41）（41'）を取付け、上記調整ネジ（39）
（39'）で調整板（41）（41'）を適宜押圧して調整スプ
リング（40）（40'）を圧縮解放することにより、可動
体（31）（31'）を介して上部ピンチローラ（15）（1
5'）に作用する押圧力を調整し、左右の押圧力の違いに
よるワークの蛇行を調整する。

【００１６】上記の対をなす２組の駆動ローラ（16）
（16'）及びピンチローラ（15）（15'）の間の中心位置
に、図１及び図４に示すように、固定テーブル（11）上
のサンプルシート（１）の両面に上下に対向して厚み検
出ヘッド（46）（47）を配設する。上下の厚み検出ヘッ
ド（46）（47）は、リニアゲージ（48）（49）の先端に
取付ブラケット（50）（51）を介して検出ローラ（52）
（53）を回転自在に装着したもので、上記検出ローラ
（52）（53）を、固定テーブル（11）の窓孔（17）（1
7'）間の中心位置に形成した開口部（54）を介して上下
方向に接離可能に配置すると共に、上記駆動ローラ（1
6）（16'）及びピンチローラ（15）（15'）の回転動作
により固定テーブル（11）上を移送されるサンプルシー
ト（１）の上下両面（1a）（1b）に沿って転動するよう
にしてある。そして、硬質な板状シート（１）の厚みを
計測する場合は、上下の厚み検出ヘッド（46）（47）を
上下動可能とし、軟質のフィルム状シートの厚みを計測
する場合は、上部の厚み検出ヘッド（46）は上下動可能
とし、下部の厚み検出ヘッド（47）は固定して計測す
る。この場合、下部の厚み検出ヘッド（47）はセンサで
なくてもよい

【００１７】上記可動体（31）（31'）の各支持アーム
（34）の上端部に、支持ブラケット（56）（56'）を介
してサンプルシートの巻付け防止用のガイド板（57）
（57'）を取付ける。上記ガイド板（57）（57'）は、特
に、フィルム状シートが上部の厚み検出ヘッド（46）の
検出ローラ（52）に巻き付くのを防止するためのもの
で、図５に示すような舟形形状であって、検出ローラ
（52）の内側位置に垂直姿勢で、かつ、平行に、しか
も、固定テーブル（11）の上面（18）と所定寸法の隙間
を隔てて設けてあり、サンプルシート（１）の進入側の
後端面（58）（58'）を曲面に形成してある。また、上
記厚み検出ヘッド（46）（47）の検出ローラ（52）（5
3）を取付けた取付ブラケット（50）（51）の一部に、
検出ローラ（52）（53）に付着したゴミ等を除去するた
め除去ブラシ（59）（60）を装着してもよい。

【００１８】尚、上記厚み検出ヘッド（46）（47）の検
出ローラ（52）（53）の代わりに、図６に示すように、
上下に対向する対向面（66）（67）を球面に形成した検
出チップ（68）（69）を使用してもよい。この場合、一
方又は双方の接触面を平坦面（70）としておくことによ
って、上下の厚み検出ヘッド（46）（47）の位置ずれに
よる計測誤差の発生を防止することができる。

【００１９】また、上記厚み検出ヘッド（46）（47）に
は、リニアゲージの外に、非接触式センサを使用しても
よい。非接触式センサとしては、例えば、反射型レーザ
変位計、超音波センサ、静電容量型センサ、赤外線セン
サ等を使用することができる。このような非接触式セン
サを使用すると、サンプルシートが軟質であっても、サ
ンプルシートに皺が発生することがない。

【００２０】上記コントローラ（Ｂ）は、計測部（Ａ）
の厚み検出ヘッド（46）（47）のリニアゲージ（48）
（49）により検出されて電気信号として入力されたサン
プルシート（１）の厚みの実測値に基づき、予め設定さ
れているサンプルシート（１）の基準厚みを零点レベル
にして、その正負で実測値やその集計データをＣＲＴデ
ィスプレイ（Ｃ）に表示するようにしたものである。上
記コントローラ（Ｂ）は、リニアゲージ（48）（49）を
リセットするためのリセットボタン（71）、サンプルシ
ート（１）をインチング送りするためのジョグボタン
（72）、シート厚みの計測を開始するための計測開始ボ
タン（73）、及び速度設定部（74a）を介して上記駆動
モータ（22）の回転速度を切替調整可能な速度調整ツマ
ミ（74）を具備していると共に、サンプルシートの基準
厚み設定部（75）、サンプルシートの計測開始終了厚み
設定部（76）、サンプルシートの計測長さ設定部（77）
を設けてある。そして、上記基準厚み設定部（75）でサ
ンプルシート（１）の基準厚みをＴ０と設定したとき、
計測開始終了厚み設定部（76）には、上記基準厚みＴ０
より僅かに小さい厚みＴ１を設定し、サンプルシート
（１）のリニアゲージ（48）（49）の検出ローラ（52）
（53）間への進入時、あるいは検出ローラ（52）（53）
間からの退出時に、リニアゲージ（48）（49）が上下方
向に変位し、その変位量が、予め設定された計測開始終
了厚みＴ１になれば、シート厚みの計測を開始もしくは
終了するように構成されている。このように上記シート
厚みの計測の開始点及び終了点は、サンプルシート
（１）の先端及び後端の厚みを計測することにより設定
されるが、これ以外に、計測長さ設定部（77）にサンプ
ルシート（１）中のシート厚みを計測したい計測長さを
予め設定し、この計測長さに基づいて、シート厚みの計
測開始点及び終了点を設定するようにしてもよい。

【００２１】次に本発明装置に係るシート厚み計測装置
よるサンプルシートの厚みの計測動作を説明する。

【００２２】シート厚みの計測に先立って、サンプルシ
ート（１）の種類に応じて基準厚みＴ０を、コントロー
ラ（Ｂ）の基準厚み設定部（75）に設定すると共に、計
測開始終了厚み設定部（76）に、サンプルシート（１）
の基準厚みＴ０より僅かに小さい厚みＴ１を設定する。
また、速度調整ツマミ（74）を適宜切換えることによ
り、サンプルシート（１）に応じて駆動モータ（22）の
回転速度を設定する。

【００２３】そして、上記固定テーブル（11）上に硬質
な板状のサンプルシート（１）を載置して、サンプルシ
ート（１）の先端を上部のピンチローラ（15）（15'）
と下部の駆動ローラ（16）（16'）との間に進入させ
る。しかる後、コントローラ（Ｂ）の計測開始ボタン
（73）をＯＮにすると、駆動モータ（22）が回転駆動す
ると共に、その回転駆動力が、出力軸（23）と支軸（1
9）（19'）の各プーリ（24）（24'）及び（20）（20'）
を同速連動可能に連結したタイミングベルト（25）（2
5'）を介して下部の駆動ローラ（16）（16'）に伝達さ
れる。この下部の駆動ローラ（16）（16'）の回転によ
り、下部の駆動ローラ（16）（16'）に弾性的に圧接し
ている上部ピンチローラ（15）（15'）が従動回転す
る。これにより、サンプルシート（１）は、上部ピンチ
ローラ（15）（15'）と下部の駆動ローラ（16）（16'）
間に挾み込まれて長手方向に送られる。するとサンプル
シート（１）の先端の幅方向中心部分が、図７の１点鎖
線で示すように、上部のピンチローラ（15）（15'）と
下部の駆動ローラ（16）（16'）との間の中心位置に配
置された厚み検出ヘッド（46）（47）の検出ローラ（5
2）（53）間に徐々に進入する。このサンプルシート
（１）の進入により、上記検出ローラ（52）（53）が上
下方向に押し拡げられて、リニアゲージ（48）（49）が
上下方向に変位し、その変位量が、コントローラ（Ｂ）
の計測開始終了厚み設定部（76）に予め設定された計測
開始終了厚みＴ１になれば、サンプルシート（１）の厚
みの計測が開始される。

【００２４】そして、サンプルシート（１）の長手方向
への移送により、厚み検出ヘッド（46）（47）の検出ロ
ーラ（52）（53）がサンプルシート（１）の上下面（1
a）（1b）に沿って転動し、サンプルシート（１）の厚
みの実測値Ｔが、電気信号としてコントローラ（Ｂ）に
逐次送られ、このコントローラ（Ｂ）により、予め設定
されているサンプルシート（１）の基準厚みＴ０と比較
演算される。この演算結果は、サンプルシート（１）の
基準厚みを零点レベルにして、その正負で実測値が、パ
ルスジェネレータ（27）からコントローラ（Ｂ）に送ら
れたサンプルシート（１）の長さデータに基づいて所定
ピッチ毎にＣＲＴディスプレイ（Ｃ）に表示される。

【００２５】上記サンプルシート（１）が上記ピンチロ
ーラ（15）（15'）及び駆動ローラ（16）（16'）に送ら
れ、その後端が、図７の２点鎖線で示すように、厚み検
出ヘッド（46）（47）の検出ローラ（52）（53）を通過
して、検出ローラ（52）（53）が徐々に閉じて、リニア
ゲージ（48）（49）が上下方向に変位し、その変位が上
記計測開始終了厚み設定部（76）に設定されている設定
値Ｔ１になると、サンプルシート（１）の厚みの計測が
終了する。

【００２６】尚、上記実施例では、硬質な板状シートの
厚みを計測する場合について説明したが、軟質のフィル
ム状シートの厚みを計測する場合は、厚み検出ヘッドの
うち、上部の厚み検出ヘッドは可動とし、下部の厚み検
出ヘッドは固定する。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、サンプルシートの始端
から終端まで正確に計測でき、シートの移送方向に制約
がなく、シートの厚みの微小変位（ミクロンオーダー）
を正確に計測することができ、シートの蛇行調整を可能
とし、シートの始端がローラに巻き付くことを防止し、
装置全体が小型で、構造も簡単、かつ、安価なシート厚
みの計測装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート厚みの計測装置の実施例を
示す一部断面概略説明図。

【図２】本発明装置の全体説明図。

【図３】図１の要部側面図

【図４】ピンチローラと検出ローラの配置状態を示す斜
視図。

【図５】サンプルシートの巻付け防止用のガイド板の斜
視図。

【図６】厚み検出ヘッドの検出ローラの他の具体例を示
す説明図。

【図７】シート厚みの計測要領を説明するための説明
図。

【図８】（Ａ）はシート厚みの計測装置の第１の従来例
を示す説明図、（Ｂ）はシート厚み装置の第２の従来例
を示す説明図。

【符号の説明】

１ シート 15、15' ピンチローラ 16、16' 駆動ローラ 46、47 厚み検出ヘッド

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートの幅方向に離隔して別々の支軸に
   より同一速度で回転駆動可能に定置支持された２組の駆
   動ローラと、上記２組の駆動ローラの上部に別々の支軸
   を介して回転自在で、かつ、上下方向に直線移動可能に
   支持され、スプリングを介して上記２組の駆動ローラに
   押圧される２組のピンチローラと、上記２組の駆動ロー
   ラ及び２組のピンチローラの間で、かつ、これら駆動ロ
   ーラとピンチローラの軸線を含む平面上で上下方向に直
   線変位可能に設置した厚み検出ヘッドとを具備し、上記
   ２組のピンチローラの押圧力を独立に調整可能にし、上
   記厚み検出ヘッドの側方にシートから離間させてガイド
   板を配設したことを特徴とするシート厚みの計測装置。