JP3675596B2 - 偏心打栓量測定機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、瓶の口部に打栓された王冠のキャップ状態を測定し、良否を検査する偏心打栓量測定機に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ビールや清涼飲料水を充填した瓶の瓶口は、王冠で栓がなされて密封されている。瓶口への王冠の打栓は、通常、瓶詰打栓機により自動的に行われるが、王冠の打栓が適切でないと、充填されたビールや清涼飲料水が漏れたり、空気の侵入により酸化されて味が劣化する危険性がある。したがって、打栓状態が適切であるか否かを検査する必要がある。打栓状態が適切であるか否かの判断基準の一つとして、瓶口に対する王冠の偏心打栓量が挙げられる。偏打栓心量は、図8に示すように、王冠51の瓶50との係合部の最大寸法と最小寸法との差dで表される。
【0003】
従来、打栓状態を検査する装置としては、例えば、実開平5−59205号公報に開示されているものがある。
【0004】
この装置は、図9に示すように、水平面内で回転可能に設けられて瓶50が直立した状態で載置される回転板112を備えたベース110と、ベース110に支持されたダイヤルゲージ131と、回転板112上に載置された瓶50の側面を保持する一対の保持板113a,113bとを有する。ダイヤルゲージ131の測定子には、王冠51の係合部の下端に当接される爪132が取り付けられている。
【0005】
上記の測定装置で打栓状態を検査するには、王冠51が打栓された瓶50を回転板112上に載置し、爪132を王冠51の下端に当接させる。この状態で瓶50を回転させれば、王冠51の下端の位置に応じてダイヤルゲージ131の値が変化する。そして、この値の変化を利用して、王冠51の打栓状態の良否が検査される。また、この値の最大値と最小値との差をとることで、偏心打栓量が測定可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、瓶の寸法精度は一般的にあまり高くなく、瓶の底面や瓶口部の上端面は、瓶の中心軸に対して必ずしも垂直であるとは限らない。そのため、瓶を回転板上で回転させたとき、瓶の回転軸が傾き、瓶口部が僅かながら偏心してしまうことがある。瓶口部が偏心していると、偏心打栓量の測定時に瓶口部自体も上下に変位するため、正確な偏心打栓量が測定できない。また、瓶口部の上端面が瓶の回転面に対して傾いている場合も同様である。その結果、瓶口部の変位や傾きと王冠の係合部の下端面の測定値との関係によっては、本来は良品であるものが不良と判断されたり、その逆に、本来は不良であるものが良品と判断されることがあった。
【0007】
そこで本発明は、外的要因を排除して偏心打栓量を正確に測定できる偏心打栓量測定機を提供することを目的とする。
【0008】
【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の偏心打栓量測定機は、水平面内で回転可能に設けられ、その回転中心に瓶を直立した状態で保持する瓶保持手段と、前記保持手段に保持された瓶に打栓された王冠の天面の外周部の上下方向への変位量を検出する第1のセンサと、前記第1のセンサで変位量が検出される位置と前記王冠の周方向に同じ位置で前記王冠の下端の上下方向への変位量を検出する第2のセンサと、前記第1のセンサおよび第2のセンサでの検出結果に基づき、前記王冠の前記瓶との係合部の高さを求め、求められた高さの、前記瓶保持手段が1回転する間での最大値と最小値との差を求める演算手段とを有する。上記係合部の高さは、前記第1のセンサで得られた変位量と前記第2のセンサで得られた変位量との差を算出することによって求めることができる。
【0009】
また、前記第1のセンサおよび第2のセンサが、前記瓶保持手段の回転軸と平行な軸回りに旋回可能に支持された固定部材に固定され、前記固定部材には、さらに、前記第1のセンサおよび第2のセンサの測定子の下方で前記瓶の側面に当接するように付勢されたガイド棒が固定されているものであってもよい。
【0010】
上記のとおり構成された本発明では、瓶回転手段に瓶を保持して瓶回転手段を1回転させると、王冠の瓶との係合部の高さ、すなわち、天面から下端までの距離が王冠の全周にわたって求められる。そして、その係合部の高さの最大値と最小値との差を求めることで、王冠の偏心打栓量が測定される。
【0011】
また、各センサおよびガイド棒を固定部材に固定したものでは、固定部材は瓶回転手段の回転軸と平行な軸回りに旋回可能に支持され、しかも、ガイド棒が瓶の側面に当接するように付勢されているので、瓶保持手段の回転軸に対して瓶口部が偏心している場合には、瓶が回転する際の、偏心に伴う瓶口部の位置ずれに追従して固定部材が旋回する。従って、王冠に対する各センサの測定子の位置がほぼ一定に保たれる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【0013】
図1は、本発明の偏心打栓量測定機の一実施形態の正面図である。図1に示すように、この偏心打栓量測定機は、瓶50が直立した状態で載置されるベース部10と、ベース部10に載置された瓶50に打栓された王冠51の所定の部位の変位量を測定するための測定ヘッド部30と、測定ヘッド部30をベース部10上に支持するためのスタンド部20と、測定ヘッド部30で測定された結果に対して所定の演算を行い、その演算結果を表示するカウンタ40とで構成される。
【0014】
ベース部10には、瓶50の底部を保持する回転カップ12が、水平面内で回転可能に設けられている。回転カップ12には、スピードコントロールモータ11の回転が伝達歯車機構を介して伝達され、スピードコントロールモータ11を駆動することによって、回転カップ12が回転される。回転カップ12の内側上端部には、図2に示すような3つの板ばね13が円周方向に等間隔に設けられており、これら板ばね13によって瓶50の側面が3方向から押圧され、瓶50は回転カップ12の回転中心に位置決めされて保持される。
【0015】
スタンド部20は、ベース部10に取り付けられたスクリュ軸21と、スクリュ軸21に螺合されたスクリュナット22とを有する。スクリュ軸21は、その軸方向を回転カップの回転軸と平行として取り付けられている。また、スクリュナット22は、その回転によって上下方向の位置を変えることができ、後述する測定ヘッド部30の上下方向に位置を調整するためのものである。
【0016】
測定ヘッド部30は、回転カップ12に保持された瓶50の王冠51の天面の変位量を測定するリニアセンサ31と、この王冠51の、瓶50との係合部の下端の変位量を測定するレバー型リニアセンサ32とを有する。
【0017】
以下に、これら各リニアセンサ31,32の、スタンド部20への取り付け構造について説明する。スクリュ軸21には、スリーブ34が回転自在および上下方向に移動自在にはめ込まれ、スクリュナット22上に支持されている。スリーブ34のスクリュ軸21に対する位置は、スリーブ固定用ハンドル34aにより固定することが可能である。スリーブ34の側面にはヘッド支持部材35が一体的に設けられている。ヘッド支持部材35には、センサ固定部材36が、回転カップ12の回転軸と平行な軸37回りに旋回可能に取り付けられている。そして、このセンサ固定部材36に、レバー型リニアセンサ32が固定され、さらに、アーム38を介してリニアセンサ31が上下方向に位置調整可能に固定されている。リニアセンサ31は、測定子31aを下に向けて固定され、測定子31aの上下方向の変位量に応じた電気信号を出力する。また、レバー型リニアセンサ32は測定子32aを水平に向けて固定され、測定子32aの上下方向の変位量に応じた電気信号を出力する。
【0018】
図3に、各リニアセンサ31,32の測定子31a,32aの位置関係を示す。瓶50が回転カップ12に保持された状態では、リニアセンサ31の測定子31aは、王冠51の天面の外周部に当接するように配置される。一方、レバー型リニアセンサ32の測定子32aは上面に平坦部を有し、この平坦部が王冠51の瓶50との係合部の下端に当接するように配置される。しかも、レバー型リニアセンサ32の測定子32aが王冠51と当接する部位は、リニアセンサ31の測定子31aが当接する部位と、王冠51の円周方向について実質的に同じ位置である。
【0019】
さらに、図4に示すように、センサ固定部材36には、センサガイド棒33が固定されている。センサガイド棒33は水平方向に延びた部材であり、その先端部は図3に示すように、レバー型リニアセンサ32が王冠51と当接する位置の下方において瓶50のかぶら下部に当接するように、クランク形状に曲げられている。また、センサガイド棒33は、その後端部においてヘッド支持部材35との間に引っ張りばねが設けられており、センサガイド棒33の後端部はヘッド支持部材35に向けて付勢されている。これによりセンサ固定部材36は、軸37を中心に矢印A方向に付勢される。この方向は、図1に示した状態において、センサガイド棒33が瓶50に当接する方向である。
【0020】
リニアセンサ31およびレバー型リニアセンサ32からの電気信号はそれぞれカウンタ40に出力される。カウンタ40は、各リニアセンサ31,32からの電気信号を測定子31a,32aの変位量としてカウントするもので、レバー型リニアセンサ32から得られた変位量とリニアセンサ31から得られた変位量との差である減算値を算出し、その減算値の最大値と最小値との差すなわち振れ値を求める演算部42と、演算部42での演算結果(振れ値)を測定値として表示する表示部41とを有する。ここで、上記変位量は、測定子31a,32aの下方への移動が+(プラス)としてカウントされ、上方への移動が−(マイナス)としてカウントされる。
【0021】
さらに、図1および図4に示すように、スリーブ34の上方において、スクリュ軸21にはヘッド位置決め部材39が、その位置を調整可能に固定される。ヘッド位置決め部材39には下方に延びたストッパ39aが一体的に設けられており、このストッパ39aにより、ヘッド支持部材35の回転方向の位置が規制される。
【0022】
次に、上述した偏心打栓量測定機を用いた、偏心打栓量の測定手順について説明する。
【0023】
まず、瓶50を回転カップ12に装着する。このとき、スリーブ固定用ハンドル34aを緩め、測定ヘッド部30が瓶50に対して退避した状態としておく。
【0024】
次いで、測定ヘッド部30の、上下方向および水平方向の位置決めを行う。上下方向の位置決めは、レバー型リニアセンサ32の測定子32aの移動範囲のほぼ中央で測定子32aが王冠51の下端と当接するように、スクリュナット22の位置を調整することによって行う。さらにその後、リニアセンサ31の位置も、測定子31aがその移動範囲のほぼ中央で王冠51の天面に当接するように、上下方向の位置を調整する。水平方向へは、センサガイド棒33が瓶50に当接する位置に位置決めされるが、このとき、引っ張りばね35aのばね力により瓶50にセンサガイド棒33の押圧力が加わるようにする。このようにして位置決めを行ったら、スリーブ固定用ハンドル34aを締めてスリーブ34をスクリュ軸21に固定する。スリーブ34をスクリュ軸21に固定したら、ヘッド位置決め部材39のストッパ39aをヘッド支持部材35に当接させ、その状態でヘッド位置決め部材39をスクリュ軸21に固定する。
【0025】
以上で測定前の準備が完了する。準備が完了したら、表示部41の表示をゼロにリセットする。その後、スピードコントロールモータ11を駆動して瓶50を1回転させる。瓶50の回転によって、測定開始点を基準とした王冠51の天面および下端の変位量が王冠51の全周にわたって測定され、瓶50が1回転する間の王冠51の下端の変位量と天面の変位量との差の振れ値が表示部41に表示される。
【0026】
例えば、図5に示すように、王冠51の天面および下端が回転面に対して傾いて打栓された瓶50を測定対象とし、C点を測定開始点とした場合、測定開始時点では、いずれのリニアセンサ31,32で測定された変位量はゼロであるので、表示部41にはゼロが表示される。そして、瓶50の回転によりD点の位置が測定されると、リニアセンサ31で測定された変位量は+0.1mm、レバー型リニアセンサ32で測定された変位量は+0.2mmとなる。従って、演算部42での減算処理により0.2mm−0.1mm=0.1mmが得られ、表示部41には、この時点での最大値0.1mmと最小値0(ゼロ)mmとの差である0.1mmが表示される。さらに瓶50が回転し、E点の位置が測定されると、リニアセンサ31で測定された変位量は−0.1mm、レバー型リニアセンサ32で測定された変位量は−0.2mmとなる。従って、演算部42での減算処理により−0.2mm−(−0.1mm)=−0.1mmが得られ、最小値は−0.1mmに更新されるため、表示部41には0.2mmが表示される。瓶50が1回転してC点に戻ると、各リニアセンサ31,32で測定された変位量はいずれも0(ゼロ)mmで、両者の差も0(ゼロ)mmとなるので、最大値も最小値も更新されない。従って、表示部41には0.2mmが表示されたままとなる。
【0027】
ここでは、レバー型リニアセンサ32で測定された変位量からリニアセンサ31で測定された変位量を減算しているが、その逆であってもよい。逆の場合であっても、減算処理で得られる値の正負が逆になるだけで、最終的に求められる振れ値の大きさは変わらない。
【0028】
表示部41に表示された値を測定値とし、測定値を予め決められた基準値と比較する。比較の結果、測定値が基準値よりも大きい場合には、不良と判断する。
【0029】
このように、王冠51の天面の変位量と下端の変位量とを測定し、両者の差を算出することで、王冠51の天面から下端までの高さが求められることになる。従って、本発明の偏心打栓量測定機では、この高さの最大値と最小値との差を求めていることになり、瓶50自体の傾きや瓶口部の傾き等により王冠51の天面が傾いていても偏心量を正確に測定することができる。
【0030】
ところで、瓶自50体が傾いている場合には、瓶口部は回転カップ12の回転軸に対して偏心していることになる。瓶口部が偏心していると、瓶50の回転に伴って瓶口部の位置が変わり、各リニアセンサ31,32が王冠51から外れたり、その逆にレバー型リニアセンサ32が瓶に衝突したりするといった不具合が生じることがある。そこで本実施形態では、センサガイド棒33により、瓶口部の位置変化に各リニアセンサ31,32を追従させ、上記の不具合を防止している。以下に、センサガイド棒33の機能について図6を参照して説明する。
【0031】
瓶口部50aの中心が回転カップ12(図1参照)の回転軸と一致している状態を図6(a)に示す。この状態では引っ張りばね35aにはセンサガイド棒33による引っ張り荷重が加わり、引っ張りばね35aはある程度伸びている。
【0032】
ここで、瓶口部50aの中心が回転カップ12の回転軸に対して偏心しているとき、回転カップ12を回転させると、瓶口部50aは円を描いてその位置が変化する。その過程において、図6(b)に示すように、瓶口部50aがセンサガイド棒33から離れる向きに移動したときには、センサガイド棒33は、引っ張りばね35aのばね力により軸37を中心に図示時計回りに回動し、瓶口部50aに当接したままの状態を保つ。各リニアセンサ31,32はセンサガイド棒33とともにセンサ固定部材36に固定されているので、センサガイド棒33の回動に追従して各リニアセンサ31,32も回動する。逆に、図6(c)に示すように、瓶口部50aがセンサガイド棒33を押圧する向きに移動したときには、センサガイド棒33は、瓶口部50aの押圧力により、引っ張りばね35aのばね力に抗して軸37を中心に図示反時計回りに回動し、それに追従して各リニアセンサ31,32も回動する。従って、瓶口部50aが回転カップ12の回転軸に対して偏心していても、王冠51に対する各リニアセンサ31,32の位置は、ほぼ一定に保たれる。
【0033】
以上のようにして1本の瓶50について測定が終了したら、スリーブ固定用ハンドル34aを緩めて測定ヘッド部30を瓶50から退避させ、次の瓶50を回転カップ12にセットする。そして、再び各リニアセンサ31,32が王冠51の所定の部位に当接するように測定ヘッド部30を位置決めして次の測定を行う。このとき、測定ヘッド部30の水平方向の位置はストッパ39aで規制され、上下方向の位置はスクリュナット22で規制されるので、測定ヘッド部30の位置決めは容易に行える。
【0034】
なお、瓶50の大きさや形状は1種類だけではなく、様々な種類がある。例えばビール瓶には、代表的には大瓶、中瓶および小瓶の3種類がある。これらについても王冠の偏心打栓量を測定できるようにするために、図7に示すような、回転カップ12に着脱可能なカートリッジカップ15を用い、このカートリッジカップ15に中瓶53を保持させてもよい。図7に示したカートリッジカップ15は中瓶用のカップであるが、測定対象となる瓶50の外径に合わせて内径を設定すれば、種々の瓶50に対応することができる。瓶50の種類を変更したときには、ベース部10から王冠51までの高さや王冠51の直径等に応じて、測定ヘッド部30の位置や、各リニアセンサ31,32の位置関係を設定し直す。
【0035】
本実施形態では、カウンタ40は、各リニアセンサ31,32の出力に対する演算機能と、その演算結果の表示機能とを有するが、その他の機能を付加してもよい。例えば、良否判定の基準値を設定できるようにしておき、測定値と基準値との比較機能をもたせ、不良の場合にはランプを点灯させたりブザー等で警告させることもできる。さらに、測定値をプリンタで印字させ、記録として残すこともできる。この場合にも上記比較機能をもたせ、不良の場合には良品の場合と色を変えて印字させるようにしてもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、それぞれ周方向に同じ位置での王冠の天面および下端の上下方向の変位量を検出する2つのセンサを用いて王冠の係合部の高さを王冠の全周にわたって求め、その最大値と最小値との差から偏心打栓量を測定するので、瓶自体の傾きや瓶口部の傾きによって王冠の天面が傾いている場合でも、偏心打栓量を正確に測定することができる。
【0037】
また、各センサを瓶保持手段の回転軸と平行な軸回りに旋回可能に支持された固定部材に固定し、この固定部材にさらに、各センサの測定子の下方で瓶の側面に当接するように付勢されたガイド棒を固定することで、瓶口部が瓶保持手段の回転軸に対して偏心している場合でも、センサの測定子が王冠から外れたりすることなく、偏心打栓量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の偏心打栓量測定機の一実施形態の正面図である。
【図2】図1に示した回転カップの斜視図である。
【図3】図1に示した各リニアセンサの測定子の位置関係を説明する斜視図である。
【図4】図1に示した測定ヘッド部を背面側から見た斜視図である。
【図5】王冠の天面が傾斜した瓶の瓶口部の拡大図である。
【図6】図1に示したセンサガイド棒の動作を説明するための要部平面図である。
【図7】直径が異なる瓶について偏心打栓量を測定する場合に用いられるカートリッジカップの斜視図である。
【図8】瓶口に対する王冠の偏心を説明するための、瓶口部の拡大図である。
【図9】従来の打栓状態検査装置の正面図である。
【符号の説明】
10 ベース部
11 スピードコントロールモータ
12 回転カップ
20 スタンド部
21 スクリュ軸
22 スクリュナット
30 測定ヘッド部
31 リニアセンサ
31a,32a 測定子
32 レバー型リニアセンサ
33 センサガイド棒
34 スリーブ
35 ヘッド支持部材
35a 引っ張りばね
36 センサ固定部材
37 軸
38 アーム
39 ヘッド位置決め部材
39a ストッパ
40 カウンタ
41 表示部
42 演算部
50 瓶
51 王冠
Claims (3)
- 水平面内で回転可能に設けられ、その回転中心に瓶を直立した状態で保持する瓶保持手段と、
前記保持手段に保持された瓶に打栓された王冠の天面の外周部の上下方向への変位量を検出する第1のセンサと、
前記第1のセンサで変位量が検出される位置と前記王冠の周方向に同じ位置で前記王冠の下端の上下方向への変位量を検出する第2のセンサと、
前記第1のセンサおよび第2のセンサでの検出結果に基づき、前記王冠の前記瓶との係合部の高さを求め、求められた高さの、前記瓶保持手段が1回転する間での最大値と最小値との差を求める演算手段とを有する偏心打栓量測定機。 - 前記演算手段は、前記第1のセンサで得られた変位量と前記第2のセンサで得られた変位量との差を算出して前記係合部の高さを求める、請求項1に記載の偏心打栓量測定機。
- 前記第1のセンサおよび第2のセンサは、前記瓶保持手段の回転軸と平行な軸回りに旋回可能に支持された固定部材に固定され、
前記固定部材には、さらに、前記第1のセンサおよび第2のセンサの測定子の下方で前記瓶の側面に当接するように付勢されたガイド棒が固定されている請求項1または2に記載の偏心打栓量測定機。
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