JP4407997B2 - ペットボトルの寸法測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペットボトルの寸法測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ペットボトルの寸法測定装置としては、例えば、特開昭56−79205号公報に開示されているように、レーザ光をペットボトルに照射することにより、ペットボトルの外径を測定するものがある。この公報に開示の技術では、レーザ光を用いることにより、ペットボトルの外径を測定することができるが、ペットボトルの口部の内径は測定できない。
【0003】
特に、ペットボトルのキャップには、ペットボトルの密閉性を高めるために、ペットボトルの口部に嵌合する嵌合筒部をキャップの裏面に設けているものがあり、この場合、キャップの嵌合筒部とペットボトルの口部との嵌合性を確認するために、ペットボトルの口部の内径を測定することが必要になる。このため、ペットボトルの口部の内径は、測定者が、ノギス等を用いて測定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ノギスによる測定では、ノギスを口部の直径位置に当てるのが難しく、測定者毎に測定値の誤差が生じ易くなるので、ペットボトルの口部の内径を正確に測定することが困難であるという課題がある。
【0005】
そこで、本発明は、ペットボトルの口部の正確な内径を容易に計測できるペットボトルの寸法測定装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、レーザ光をペットボトルに照射し上下に移動することによりペットボトルの外径を測定する外径測定手段と、ペットボトルの口部の内径を測定する内径測定手段と、外径測定手段と内径測定手段とを支持する支柱とを備え、支柱にはねじが形成してあり、内径測定手段は支柱に上下に移動自在に挿通してあり且つ外径測定手段の上に設けられ、外径測定手段は支柱に螺合しており、外径測定手段が支柱の回転により下方に移動したときに内径測定手段は自重により下方に移動し、内径測定手段の本体の外周には、本体がペットボトルの口部に挿入されたときにペットボトルの口部の天面に当接するストッパ部材が設けられ、内径測定手段は、ペットボトルの口部に挿入される円筒状の本体と、ペットボトルの口部の内周面に当接する一対の移動可能な当接部材と、当接部材の移動量を検出する検出手段とを備え、当接部材は、本体の直径位置において本体の外周からそれぞれ突出しており、本体がペットボトルの口部に挿入されたとき、当接部材がペットボトルの口部の内周面に押されて移動し、検出手段がこの当接部材の移動量を検出することにより、ペットボトルの口部の内径を測定することを特徴とする。
【0007】
この請求項1に記載の発明では、外径測定手段が上下に移動してレーザ光をペットボトルに照射することにより、ペットボトルの胴部の外径や、口部の外径等を非接触で測定するとともに、内径測定手段の本体をペットボトルの口部に挿入することにより、ペットボトルの口部の内径を測定する。
【0008】
内径測定手段の本体を、ペットボトルの口部に挿入するだけで、ペットボトルの口部の内径を測定することができ、ペットボトルの口部の内径の測定が容易である。また、当接部材が、円筒状の本体の直径方向にそれぞれ突出していることにより、本体を口部内に挿入したときに、それぞれの当接部材が口部の内径方向に当接するので、ペットボトルの口部の内径を正確に測定することができる。
【0009】
【0010】
外径測定手段が下方に移動したとき、内径測定手段が、自重により下方に移動する。これにより内径測定手段の本体は下方に移動しながらペットボトルの口部内に挿入され、ストッパ部材が口部の天面に当接することにより内径測定手段の移動が止まる。そして、外径手段が上方に移動したとき、内径測定手段は、外径測定手段に押し上げられることにより、口部に挿入された本体が、口部から出てくる。
【0011】
外径測定手段を駆動するだけで、内径測定手段の本体をペットボトルの口部に挿入したり、出したりすることができるので、内径測定手段を上下に駆動するための装置を別途設ける必要がないので、構成が簡単である。
【0012】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、外径測定手段は、支柱に螺合する外径測定用支持部材と、外径測定用支持部材の下面に取り付けられペットボトルの胴部よりも幅の広い帯状のレーザ光の照射によりペットボトルの胴部の外径を測定する胴部用レーザ測定部と、外径測定用支持部材の上面に取り付けられペットボトルの口部よりも幅が広く且つペットボトルの胴部よりも幅の狭い帯状のレーザ光の照射によりペットボトルの口部の外径を測定する口部用レーザ測定部とを備えることを特徴とする。
【0013】
この請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、外径測定手段の上下の移動により、胴部用レーザ測定部がペットボトルの胴部の外径を非接触で測定し、口部用レーザ測定部がペットボトルの口部の外径を非接触で測定する。
【0014】
一般に、レーザ光の幅が広いと、測定の精度が低下するが、本請求項では、口部用レーザ測定部は、胴部用レーザ測定部のレーザ光よりも幅の狭いレーザ光を用いて口部の外径を測定しているので、口部の外径を高い精度で測定することができる。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、ペットボトルを移動自在に載置する載置台を備えることを特徴とする。
【0020】
この請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明と同様な作用効果を奏するとともに、載置台上にペットボトルを移動自在に載置していることにより、内径測定手段の本体の中心とペットボトルの口部の中心とがずれていた場合であっても、本体を口部に挿入すると、口部が本体に沿って移動する。従って、ペットボトルを載置台に精度良く位置決めする必要がないので、ペットボトルを載置台に容易に載置することができる。
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。先ず、図1乃至図9に基づいて、第1実施の形態について説明する。図1乃至図3に示すように、ペットボトルの寸法測定装置1は、ペットボトル2を載置する回転台(載置台)3と、ペットボトル2の外径を測定する外径測定装置(外径測定手段)5と、ペットボトル2の内径を測定する内径測定装置(内径測定手段)7とを有しており、内径測定装置7は、外径測定装置5の上方に配置されている。
【0025】
ここで、本実施の形態では、ペットボトル2は、胴部2bの断面が略矩形のものを用いており、ペットボトル2の品質管理、即ち、製造ラインの適合性や容量を確認するため、製造されたペットボトルのうち、任意のペットボトル2を選び、寸法測定装置1の外径測定装置5により、ペットボトル2の全高、胴部2bの外径、口部2aの外径を測定している。
【0026】
また、ペットボトル2のキャップ37には、図8に示すように、ペットボトル2の密閉性を高めるために、ペットボトル2の口部2aに嵌合する嵌合筒部39が形成されている。即ち、キャップ37により口部2aを閉めたとき、嵌合筒部39の外周面39a及び口部2aの内周面2cと、キャップ37の裏面37a及び口部2aの天面2dと、キャップ37の内周面37b及び口部2aの外周面2eとがそれぞれ密着することにより、ペットボトル2の密閉性を高めている。このペットボトル2の口部2aとキャップ37との嵌合性をも確認するため、寸法測定装置1の内径測定装置7により、ペットボトル2の口部2aの内径をも同時に測定している。
【0027】
回転台3は、寸法測定装置1の装置本体9に取り付けられており、装置本体9に設けられたモータ等の駆動部(図示せず)により、回転するようになっている。この回転台3の載置面3aに、ペットボトル2が移動自在に載置されている。
【0028】
また、回転台3が取り付けられた装置本体9には、上述の駆動部により回転する支柱11が取り付けられており、支柱11の外周面には、雄ねじ11aが形成されている。この支柱11は、後述する外径測定用支持部材17と、内径測定用支持部材26とを移動可能に支持している。
【0029】
外径測定装置5は、ペットボトル2の口部2aの外径を非接触で測定する口部用レーザ測定部13と、ペットボトル2の胴部2bの外径を非接触で測定する胴部用レーザ測定部15と、略コ字状の外径測定用支持部材17とを有しており、口部用レーザ測定部13は、外径測定用支持部材17の上面に取り付けられ、胴部用レーザ測定部15は、外径測定用支持部材17の下面に取り付けられている。
【0030】
略コ字状の外径測定用支持部材17の一側部17aと、他側部17bとの間には、回転台3に載置されたペットボトル2が位置している。また、外径測定用支持部材17には、支柱11の雄ねじ11aと螺合するねじ孔17cが形成されており、本実施の形態では、外径測定用支持部材17は、支柱11の正回転により下方に移動し、逆回転により上方に移動するようになっている。
【0031】
口部用レーザ測定部13は、口部用受光器21に向けて帯状のレーザ光を照射する口部用投光器19と、口部用投光器19からのレーザ光を受光する口部用受光器21とで構成されており、口部用投光器19は、外径測定用支持部材17の一側部17aに取り付けられ、口部用受光器21は、外径測定用支持部材17の他側部17bに取り付けられている。
【0032】
また、口部用レーザ測定部13は、図示しないコンピュータに接続されており、コンピュータには、口部用投光器19のレーザ光の幅W1が予め入力されている。図4に示すように、口部用受光器21は、口部用投光器19から胴部用受光器21に向けて照射されたレーザ光のうち、ペットボトル2の口部2aに遮られずに、口部用受光器21に到達したレーザ光の幅を示す信号をコンピュータに出力することにより、コンピュータは、予め入力されたレーザ光の幅W1を用いて口部2aの外径を算出する。
【0033】
即ち、図5に示すように、ペットボトル2の口部2aのねじ山径Cを測定するときにおいて、コンピュータは、下記の式(1)に示す演算を行う。本実施の形態では、外径測定用支持部材17の上下の移動により、所定の範囲内の口部2aにレーザ光を照射し口部用受光器21が受けたレーザ光の幅の最大値を、口部用受光器21が受光したレーザ光の幅(A+B)としている。
【0034】
【数1】
W1−(A+B)=C・・・(1)
【0035】
また、ペットボトル2の口部2aのねじ谷径Fを測定するときにおいて、コンピュータは、下記の式(2)に示す演算を行う。本実施の形態では、外径測定用支持部材17の上下の移動により、所定の範囲内の口部2aにレーザ光を照射し口部用受光器21が受けたレーザ光の幅の最小値を、口部用受光器21が受光したレーザ光の幅(D+E)としている。
【0036】
【数2】
W1−(D+E)=F・・・(2)
【0037】
本実施の形態では、口部用投光器19のレーザ光の幅W1は、胴部用投光器23のレーザ光の幅W2(図6参照)よりも狭くなっており(W1<W2)、その幅W1が略40mmであり、精度が±2μm以下のものを用いている。一般に、レーザ光の幅が広いと測定の精度が低下するが、口部用投光器19は、胴部用投光器23のレーザ光よりも幅の狭いレーザ光を用いて、口部2aの外径を測定するので、口部2aの外径を高い精度で測定することができる。
【0038】
尚、本実施の形態では、口部用投光器19からのレーザ光の幅W1は、40mmであり、精度が±2μm以下のものを用いているが、これに限定されず、測定するペットボトル2の口部2aの外径の大きさにより適宜変更可能である。
【0039】
胴部用レーザ測定部15は、口部用レーザ測定部13と同様に、胴部用受光器25に向けて帯状のレーザ光を照射する胴部用投光器23と、胴部用投光器23からのレーザ光を受光する胴部用受光器25とで構成されており、胴部用投光器23は、外径測定用支持部材17の一側部17aに取り付けられ、胴部用受光器25は、外径測定用支持部材17の他側部17bに取り付けられている。
【0040】
また、胴部用レーザ測定部15も、図示しないコンピュータに接続されており、図6に示すように、コンピュータは予め入力されたレーザ光の幅W2と、胴部用受光器25から出力されたレーザ光の幅G、Hを示す信号とにより、ペットボトル2の胴部2bの外径Mを演算する。尚、本実施の形態では、胴部用投光器23からのレーザ光の幅W2は、120mmであり、精度が±8μm以下のものを用いているが、これに限定されず、測定するペットボトル2の胴部2bの外径の大きさにより適宜変更可能である。
【0041】
内径測定装置7は、図7に示すように、内径測定用支持部材26と、内径測定用支持部材26に取り付けられ且つペットボトル2の口部2aに挿入される円筒状のプラグボディ(本体)27と、口部2aの内周面2cに当接する移動可能な一対のコンタクトポイント(当接部材)29、29と、コンタクトポイント29、29の移動量を検出するインジケータ(検出手段)31とを有しており、内径測定装置7はインジケータ31を介して上述のコンピュータに接続されている。
【0042】
内径測定用支持部材26には、支柱11が挿通する挿通孔26a(図3参照)が形成されており、内径測定用支持部材26は、挿通孔26aにより支柱11に沿って上下に移動可能である。本実施の形態では、内径測定用支持部材26は、支柱11の回転により上方に移動する外径測定用支持部材17に押し上げられて上方に移動し、外径測定用支持部材17の下方への移動により、自重で下方に移動する。
【0043】
プラグボディ27の外周には、ペットボトル2の口部2aの天面2dに当接するストッパ部材28が設けられており、ストッパ部材28が口部2aの天面2dに当接することにより、プラグボディ27の下方への移動が止まるようになっている。
【0044】
コンタクトポイント29、29は、円筒状のプラグボディ27の直径位置においてプラグボディ27からそれぞれ突出しており、プラグボディ27内に設けられたスプリットプローブ35のスプリット部35a、35bに取り付けられている。
【0045】
これらコンタクトポイント29、29が、口部2aの内周面2cに押されて移動することにより、スプリット部35a、35bがニードル33のテーパ部33aを押圧し、ニードル33が移動する。このニードル33の移動により、コンタクトポイント29、29の移動量がホルダ37に固定されたインジケータ31に伝えられることにより、インジケータ33は口部2aの内径を検出し、この検出値をコンピュータに出力する。
【0046】
内径測定装置7のプラグボディ27を、ペットボトル2の口部2aに挿入するだけで、ペットボトル2の口部2aの内径を測定することができ、ペットボトル2の口部2aの内径の測定が容易である。また、コンタクトポイント29、29が、円筒状のプラグボディ27の直径方向に突出していることにより、プラグボディ27が口部2a内に挿入されたときに、各コンタクトポイント29、29が、口部2aの内径方向に当接するので、ペットボトル2の口部2aの内径を正確に測定することができる。
【0047】
次に、上述した構成に基づき、本実施の形態の作用を説明する。寸法測定装置1によりペットボトル2の寸法を測定するときには、先ず、回転台3の載置面3aにペットボトル2を置く。装置本体9の駆動部の駆動で支柱11が回転することにより、外径測定用支持部材17が下方に移動する。
【0048】
外径測定用支持部材17の下方への移動により、図9に示すように、内径測定装置7が、自重により下方に移動して内径測定装置7のプラグボディ27が口部2aに入り、ストッパ部材28が口部2aの天面2dに当接することにより、内径測定装置7の下方への移動が止まる。
【0049】
このとき、ペットボトル2の口部2aの中心と、プラグボディ27の中心とがずれていても、ペットボトル2が回転台3の載置面3aに移動自在に載置されていることにより、口部2aにプラグボディ27が挿入されると、口部2aがプラグボディ27に沿って移動する。従って、ペットボトル2の載置位置がずれていても、プラグボディ27が口部2aに挿入できるので、ペットボトル2を載置台3に精度良く位置決めする必要がなく、ペットボトル2を載置台3に容易に載置することができる。
【0050】
プラグボディ27が口部2aに挿入されることにより、インジケータ31からコンピュータにペットボトル2の口部2aの内径が出力され、コンピュータは、そのモニター等にペットボトル2の口部2aの内径を表示する。
【0051】
一方、下方に移動している外径測定用支持部材17がペットボトル2の口部2aに到達し、口部用レーザ測定部13が口部2aの外径を非接触で測定することにより、コンピュータは、口部2aのねじ山径C及びねじ谷径Fを演算し、コンピュータのモニター等に口部2aのねじ山径C及びねじ谷径Fを表示する。その後、外径測定用支持部材17が、ペットボトル2の胴部2bに到達し、胴部用レーザ測定部15が胴部の外径を非接触で測定することにより、コンピュータは、所定高さにおけるペットボトル2の胴部2bの外径Mを演算し、コンピュータのモニター等にペットボトル2の胴部2bの外径Mを表示する。
【0052】
このとき、回転台3を回転させることにより、所定高さにおけるペットボトル2の外径の測定位置の微調整を行い、その回転角度における胴部2bの外径を測定する。また、外径測定用支持部材17の下方への移動が終了したとき、コンピュータは、ペットボトル2の外径の測定を開始してからの外径測定用支持部材17の移動距離によりペットボトル2の全高を演算してモニター等に表示する。
【0053】
そして、外径測定用支持部材17が上方に向けて移動し、内径測定用支持部材26を押し上げることにより、ペットボトル2の口部2aに挿入されたプラグボディ27が、口部2aから出てくる。
【0054】
外径測定用支持部材17を上下に移動させるだけで、口部2aにプラグボディ27を挿入したり、出したりすることができるので、口部2aの内径の測定が容易であり、しかも、ペットボトル2の外径の測定と、口部2aの内径の測定とを同時に行うことが容易にできる。また、内径測定装置7を上下に移動させるための装置が別途必要ないので、構成が簡単である。
【0055】
次に、他の実施の形態を説明するが、その説明にあたり、上述した部分と同様な部分には、同一の符号を付することにより、その説明を省略する。
【0056】
図10は、第2実施の形態に係るペットボトルの口部の内径測定装置の一部を断面で示す正面図である。図10に示すように、第2実施の形態では、ペットボトルの口部の内径測定装置50は、インジケータ31がコンピュータに接続されておらず、インジケータ31にペットボトル2の口部2aの内径を表示する表示部41が設けられている。
【0057】
この第2実施の形態では、ペットボトル2を製造した後ペットボトル2の口部2aの内径のみを測定する場合、或いは、ブロー成形前にペットボトル2の口部2aの内径を測定する場合には、測定者が、プラグボディ27を口部2aに挿入することにより、表示部41のメータが動いて口部2aの内径を表示する。
【0058】
プラグボディ27を口部2aに挿入するだけで、口部2aの内径が表示部41に表示されることにより、測定者の熟練度が要求されないとともに、測定者毎に測定値がばらつかないので、口部2aの正確な内径を容易に測定することができる。
【0059】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、胴部の断面が略矩形状のペットボトルの外径を測定したが、胴部の断面が略円形状のペットボトルの外径を測定しても、同様な作用効果を得る。
【0060】
本実施の形態では、雄ねじ11aが形成された支柱11の回転により外径測定装置5を上下に移動させているが、例えば、外径測定装置5をレールに沿って上下に移動させるようにしても良い。
【0061】
本実施の形態では、内径測定装置7は、自重により下方に移動していたが、別途内径測定装置7を駆動する駆動装置を設け、この駆動装置により内径測定装置7を上下に移動させるようにしてもよい。
【0062】
口部2aの外径測定は、口部用レーザ測定部13により測定することに限らず、例えば、CCD(電荷結合素子)により口部2aの画像を取り込み、その画像から口部2aの外径を測定する口部外径測定部(口部外径測定手段)によるものであっても良く、胴部外径測定手段としては、上述の胴部用レーザ測定部15を用いることができる。この場合、口部外径測定部を上下に移動させる必要がないので、構成が簡単である。
【0063】
本実施の形態では、略円盤状のストッパ部材28を用いたが、これに限定されず、例えば、プラグボディ27の外周から放射線状に形成されたストッパ部材を用いても良い。
【0064】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明では、外径測定手段とともに、内径測定手段を設けることにより、ペットボトルの外径と、ペットボトルの口部の内径とを同時に測定することができる。また、内径測定手段の本体を、ペットボトルの口部に挿入するだけで、ペットボトルの口部の内径を測定することができ、ペットボトルの口部の内径の測定が容易であるとともに、ペットボトルの口部の内径を正確に測定することができる。
【0065】
外径測定手段を駆動するだけであり、内径測定手段を上下に駆動するための装置を別途設ける必要がないので、構成が簡単である。
【0066】
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、胴部用レーザ測定部のレーザ光よりも幅の狭いレーザ光を用いて、口部の外径を測定するので、口部の外径を高い精度で測定することができる。
【0067】
【0068】
請求項3に記載の発明では、請求項1又は2に記載の発明と同様な効果を奏するとともに、ペットボトルを載置台に精度良く位置決めする必要がないので、ペットボトルを載置台に容易に載置することができる。
【0069】
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施の形態に係るペットボトルの寸法測定装置を示す正面図である。
【図2】 図1に示すペットボトルの寸法測定装置の側面図である。
【図3】 図1に示すペットボトルの寸法測定装置の平面図である。
【図4】 口部用投光器から口部用受光器に向けてレーザ光が照射されている状態を示す図である。
【図5】 ペットボトルの口部を拡大して示す正面図である。
【図6】 胴部用投光器から胴部用受光器に向けてレーザ光が照射されている状態を示す図である。
【図7】 内径測定装置の一部を断面で示す正面図である。
【図8】 キャップによりペットボトルが密閉されている状態を示す断面図である。
【図9】 プラグボディを口部に挿入する状態を示す図である。
【図10】 第2実施の形態に係るペットボトルの口部の内径測定装置の一部を断面で示す正面図である。
【符号の説明】
1 ペットボトルの寸法測定装置
2 ペットボトル
2a ペットボトルの口部
2b ペットボトルの胴部
2c ペットボトルの口部の内周面
2d ペットボトルの口部の天面
3 回転台(載置台)
5 外径測定装置(外径測定手段)
7 内径測定装置(内径測定手段)
13 口部用レーザ測定部
15 胴部用レーザ測定部
27 プラグボディ(本体)
28 ストッパ部材
29 コンタクトポイント(当接部材)
31 インジケータ(検出手段)
41 表示部
50 ペットボトルの口部の内径測定装置
Claims (3)
- レーザ光をペットボトルに照射し上下に移動することによりペットボトルの外径を測定する外径測定手段と、ペットボトルの口部の内径を測定する内径測定手段と、外径測定手段と内径測定手段とを支持する支柱とを備え、支柱にはねじが形成してあり、内径測定手段は支柱に上下に移動自在に挿通してあり且つ外径測定手段の上に設けられ、外径測定手段は支柱に螺合しており、外径測定手段が支柱の回転により下方に移動したときに内径測定手段は自重により下方に移動し、内径測定手段の本体の外周には、本体がペットボトルの口部に挿入されたときにペットボトルの口部の天面に当接するストッパ部材が設けられ、内径測定手段は、ペットボトルの口部に挿入される円筒状の本体と、ペットボトルの口部の内周面に当接する一対の移動可能な当接部材と、当接部材の移動量を検出する検出手段とを備え、当接部材は、本体の直径位置において本体の外周からそれぞれ突出しており、本体がペットボトルの口部に挿入されたとき、当接部材がペットボトルの口部の内周面に押されて移動し、検出手段がこの当接部材の移動量を検出することにより、ペットボトルの口部の内径を測定することを特徴とするペットボトルの寸法測定装置。
- 外径測定手段は、支柱に螺合する外径測定用支持部材と、外径測定用支持部材の下面に取り付けられペットボトルの胴部よりも幅の広い帯状のレーザ光の照射によりペットボトルの胴部の外径を測定する胴部用レーザ測定部と、外径測定用支持部材の上面に取り付けられペットボトルの口部よりも幅が広く且つペットボトルの胴部よりも幅の狭い帯状のレーザ光の照射によりペットボトルの口部の外径を測定する口部用レーザ測定部とを備えることを特徴とする請求項1に記載のペットボトルの寸法測定装置。
- ペットボトルを移動自在に載置する載置台を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のペットボトルの寸法測定装置。
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