JP4449146B2 - 板厚測定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば銅張積層板のごとき板材の搬送ライン上に配置されかつこの板材の板厚を測定する板厚測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅張積層板（板材の一例）の搬送ライン上においては、表面外観検査，銅箔厚み測定等の他に、銅張積層板の板厚測定が行われるが、銅張積層板の板厚を測定する板厚測定装置の態様として以下の２つのものである。
【０００３】
すなわち、従来の板厚測定装置の第１の態様にあっては、板厚測定装置は適宜のフレームを備えており、この適宜のフレームには上部ダイヤルゲージと下部ダイヤルゲージが上下に対向して設けてある。上部ダイヤルゲージにおける上部スピンドルには上部支持ローラが上部回転軸を介して回転自在に設けてあり、下部ダイヤルゲージにおける下部スピンドルには下部支持ローラが下部支持軸を介して回転自在に設けてある。ここで、上部支持ローラと下部支持ローラは、通常は接触してあって、上部支持ローラと下部支持ローラの間に銅張積層板が進入することにより上下に変位するように構成してある。また、上部ダイヤルゲージは上部支持ローラの上下の変位を検出するものであって、下部ダイヤルゲージは下部支持ローラの上下の変位を検出するものである。
【０００４】
したがって、搬送方向へ搬送される板材が、上部支持ローラと下部支持ローラの間に進入すると、上部ダイヤルゲージにより上部支持ローラの上下の変位が検出されるとともに、下部ダイヤルゲージにより下部支持ローラの上下の変位が検出され、ダイヤルゲージ（上部ダイヤルゲージ，下部ダイヤルゲージ）の検出値に基いて銅張積層板の板厚が求められる（測定される）。
【０００５】
板厚測定装置の第２の態様にあっては、板厚測定装置は適宜のフレームを備えており、この適宜のフレームには上部光計測器と下部光計測器が上下に対向して設けてある。ここで、上部光計測器は、測定光（例えば半導体レーザー光）を用いて下方を通る銅張積層板の上面までの距離を測定するものであって、下部光計測器は、測定光を用いて上方を通る銅張積層板の下面までの距離を測定するものである。
【０００６】
したがって、搬送方向へ搬送される銅張積層板が、上部光計測器と下部光計測器の間を通過すると、上部光計測器により銅張積層板の上面までの距離が検出されると共に、下部光計測器により銅張積層板の下面までの距離が検出され、光計測器（上部光計測器，下部光計測器）の検出値に基いて銅張積層板の厚さが求められる（測定される）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の板厚測定装置の第１の態様にあっては、ダイヤルゲージの検出値の直進性は高いものの、ダイヤルゲージの検出値の分解能が低いこと、および支持ローラの中心と回転軸の軸心との微少変位によって支持ローラに振れが生じることから、銅張積層板の板厚の測定精度が悪くなるという問題がある。
【０００８】
一方、板厚測定装置の第２の態様にあっては、光計測器の検出値の分解能は高いものの、光計測器の検出値の直進性が低いため、銅張積層板の板厚の測定精度が悪くなるという問題がある。
【０００９】
さらに、従来の板厚測定装置のいずれの態様にあっても、銅張積層板の搬送中に銅張積層板の板厚を測定しているため、搬送に伴う銅張積層板の振動等によって銅張積層板の板厚の測定精度が更に悪化するという問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、板材の搬送ライン上に配置されかつ板材の板厚を測定する板厚測定装置において、板材を下方向から支持する定盤を設け、この定盤の上方に上下方向へ移動可能な可動部を備えた測定用アクチュエータを設け、この可動部に押圧ベースを一体的に設け、この押圧ベースに板材を上方向から押圧する押圧部材を付勢部材を介して設け、上記定盤の上方に上下方向へ移動自在なプローブを備えたリニアスケールを設け、上記プローブが上記押圧ベースにより下方向から支持されるように構成し、上記押圧部材を板材の上面に接触させた後に上記押圧ベースを上記付勢部材の付勢力に抗しつつ上記押圧部材に対して下方向へ移動させると、上記プローブの先端が板材の上面に突当って押圧ベースによるプローブの支持状態が解除されるように構成し、板材を搬送方向へ移動可能に支持する搬送部材を設け、搬送部材を前記定盤の支持面に対して出没する上下方向へ相対的に移動可能に構成してなることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明特定事項によると、搬送部材を定盤の支持面に対して上方向へ突出させた状態のもとで、板材を搬送方向へ搬送させて、板材を押圧部材の下方の所定位置に位置せしめる。次に、搬送部材を定盤の支持面に対して没入する下方向へ相対的に移動させることにより、板材を搬送部材から定盤へ受け渡す。
【００１２】
板材を定盤へ受け渡した後に、測定用アクチュエータの作動により可動部を下方向へ移動させることにより、押圧ベースによるプローブの支持状態を保ちつつ、押圧ベースを一体的に下方向へ移動させて、押圧部材を板材の上面に接触させる。さらに、測定用アクチュエータの作動により可動部を下方向へ移動させることにより、押圧ベースを付勢部材の付勢力に抗ししつつ押圧部材に対して下方向へ移動させると、プローブの先端が板材の上面に突当って、押圧ベースによるプローブの支持状態が解除される。これによって、付勢部材の付勢力も相俟って、押圧部材により板材を上方向から押圧して定盤に対して固定することができ、板材を固定した状態のもとで、リニアスケールにより基準位置に対するプローブの変位を検出することができ、この検出値に基いて板材の板厚を求める（測定する）ことができる。ここで、基準位置とはプローブの先端を定盤の支持面に突き当てる時におけるプローブの位置のことをいう。
【００１３】
リニアスケールにより板材の板厚を測定した後に、測定用アクチュエータの作動により可動部を上方向へ移動させることにより、押圧ベースを押圧部材に対して上方向へ移動させて、押圧ベースによりプローブが再び支持されるようにする。更に、測定用アクチュエータの作動により可動部を上方向へ移動させることにより、押圧ベースによるプローブの支持状態を保ちつつ、押圧ベースを一体的に上方向へ移動させて、押圧部材およびプローブを板材から離反せしめる。そして、搬送部材を定盤の支持面に対して突出する上方向へ相対的に移動させることにより、板材を定盤から搬送部材へ受け渡す。
【００１４】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、前記定盤と前記測定用アクチュエータと前記リニアスケールを備えた測定フレームを設け、この測定フレームの下部に振動を吸収する振動吸収手段を設け前記搬送部材を備えた搬送フレームを上記測定フレームに対して非接触かつ独立して設け、搬送部材を前記定盤の支持面に対して出没する上下方向へ相対的に移動させるため、上記搬送フレームを上下方向へ移動させる搬送用アクチュエータを設けてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、搬送用アクチュエータの作動により搬送フレームを上方向へ移動させることにより、搬送部材を定盤の支持面に対して上方向へ突出させることができる。反対に、搬送用アクチュエータの作動により搬送フレームを下方向へ移動させることにより、搬送部材を定盤の支持面に対して下方向へ没入させることができる。
【００１６】
搬送フレームを測定フレームに対して非接触かつ独立して設けたことにより、搬送部材の搬送動作による振動、搬送フレームの上下方向の移動による振動等が測定フレームに直接伝達されることを回避することができる。また、測定フレームの下部に振動吸収手段を設けたことにより、搬送部材の搬送動作による振動、搬送フレームの上下方向の移動による振動等が床面を通じて測定フレームにおける振動吸収手段の上側へ伝達されることを抑制することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１または請求項２に記載の発明特定事項の他に、前記押圧部材を前記押圧ベースの切欠き（穴を含む）の下側に位置しかつリング形状に構成し、前記プローブが押圧ベースの切欠きを貫通しかつ押圧部材の穴に進入するように構成してなることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項１または請求項２に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００１９】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項１〜請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明特定事項の他に、前記搬送部材は搬送ローラであって、搬送ローラを複数備え、複数の搬送ローラを同期しつつ回転駆動させる搬送モータを設け、板材が前記押圧部材の下方の所定位置に位置したことを検出する位置検出センサを設け、この位置検出センサにより所定の検出すると、上記搬送モータの駆動を停止するように構成してなることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明特定事項によると、複数の搬送ローラを定盤の支持面に対して上方向へ突出させた状態のもとで、搬送モータの駆動により複数の搬送ローラを同期して回転駆動させることにより、板材を搬送方向へ搬送する。そして、板材が押圧部材の下方の所定位置に位置すると、位置センサにより所定の検出がなされ、搬送モータの駆動を停止して板材の搬送を中断する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１及び図２を参照するに、本発明の実施の形態に係わる板厚測定装置１は、銅張積層板（板材の一例）Ｗの搬送ライン上に配置され、かつ銅張積層板Ｗの板厚を測定する装置である。
【００２３】
上記板厚測定装置１は門型の測定フレーム３をベースとして備えており、この測定フレーム３は、上部フレーム５と、この上部フレーム５に上下（図１及び図２において上下）に対向した一対のビーム部材７と、ビーム部材７に設けられた複数の支柱９等からなる。ここで、一対のビーム部材７は前後（図１において紙面に向って表裏）に離隔してあって、各支柱９の下部には振動を吸収する防振ゴム（振動吸収手段の一例）１１がそれぞれ設けてある。
【００２４】
一対のビーム部材７には銅張積層板Ｗを下方向から支持する複数（本発明の実施の形態にあっては４個）の定盤１３が掛け渡すように設けてあり、各定盤１３は前後方向へ延伸してそれぞれ構成してある。ここで、銅張積層板Ｗと定盤１３の支持面との密着性をよくするために、定盤１３の支持面の表面粗さは１ミクロメートル以下に設定する事が望ましい。上部フレーム５における対応する定盤１３の上方には複数（本発明の実施の形態にあっては１２個）の測定用シリンダ１５がブラケット１７を介して設けてあり、各測定用シリンダ１５は上下方向へ移動可能なピストンロッド１９をそれぞれ備えている。
【００２５】
各測定用シリンダ１５におけるピストンロッド１９の先端部（下端部）には押圧ベース２１が一体的にそれぞれ設けてあり、各押圧ベース２１には穴２１ｈがそれぞれ形成してある。各押圧ベース２１における穴２１ｈの下側には銅張積層板Ｗを上方向から押圧する押圧パット２３がスプリング２５を介してそれぞれ設けてあり、各押圧パット２３はリング形状にそれぞれ構成してあって、穴２３ｈをそれぞれ有している。ここで、押圧パット２３の材質は油分が少ないフッ素系の材質が好ましい。
【００２６】
上部フレーム５における定盤１３の上方であって対応する測定用シリンダ１５に近接した位置には複数の（本発明の実施の形態にあっては１２個）のリニアスケール２７がブラケット２９を介して設けてあり、各リニアスケール２７は上下方向へ移動可能なプローブ３１をそれぞれ備えている。ここで、各リニアスケール２７におけるプローブ３１が対応する押圧ベース２１の穴２１ｈを貫通しかつ対応する押圧パット２３の穴２３ｈに進入するようにそれぞれ構成してあって、かつプローブ３１は対応する押圧ベース２１により下方向から支持される突起３１ａをそれぞれ有している。また、各押圧パット２３を銅張積層板Ｗの上面に接触させた後に対応する押圧ベース２１をスプリング２５の勢力に抗ししつつ押圧パット２３に対して下方向へ移動させると、対応するプローブ３１の先端が銅張積層板Ｗの上面（または定盤１３）に突き当たって押圧ベース２１によるプローブ３１の突起３１ａの支持状態が解除されるように構成してある。
【００２７】
前記一対のビーム部材７の間には左右方向（図１及び図２において左右方向）へ延伸した搬送フレーム３３が測定フレーム３に対して非接触かつ独立して設けてあり、この搬送フレーム３は複数の搬送用シリンダ３５の作動により上下方向へ移動するものである。なお、各搬送用シリンダ３５は測定フレーム３に対して非接触かつ独立してそれぞれ構成してある。
【００２８】
上記搬送フレーム３３には複数（本発明の実施の形態にあっては４個）の搬送ローラ３７が左右方向へ適宜間隔に設けてあり、搬送フレーム３３の適宜位置には複数の搬送ローラ３７を同期して回転駆動させる搬送モータ３９が設けてある。ここで、複数の搬送用シリンダ３５の作動により搬送フレームを上下方向へ移動させることにより、複数の搬送ローラ３７を定盤１３の支持面に対して出没するように構成してあり、隣接する搬送ローラ３７の間に対応する定盤１３が位置するように構成してある。
【００２９】
上記搬送フレーム３３の左側には上下方向へ移動可能な可動ロッド４１を備えたストッパ用アクチュエータ４３が支持アーム４５を介して設けてあり、可動ロッド４１には銅張積層板Ｗの端面が突き当たり可能なストッパ４７が設けてある。ここで、ストッパ４７はストッパ用アクチュエータ４３の作動により突き当て回避位置と突き当て位置との間で上下方向へ移動できるように構成してある。
【００３０】
搬送フレーム３３の左部適宜位置には例えばリミットスイッチのごとき位置検出センサ４９がブラケット（図示省略）を介して設けてあり、この位置検出センサ４９は、銅張積層板Ｗの端面がストッパ４７に突き当たったこと、換言すれば銅張積層板Ｗが複数の押圧パット２３の下方の所定位置に位置したことを検出するものである。そして、位置検出センサ４９により所定の検出がされると、搬送モータ３９の駆動を停止するように構成してある。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００３２】
各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を下方向へそれぞれ移動させることにより、押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態を保ちつつ、各押圧ベース２１を一体的に下方向へ移動させて、各押圧パット２３を対応する定盤１３の上面に接触させる。更に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を下方向へ移動させることにより、各押圧ベース２１をスプリング２５の付勢力に抗しつつ押圧パット２３に対して下方向へ移動させると、各リニアスケール２７におけるプローブ３１の先端が定盤１３の上面に突き当たって、押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態が解除される。これによって、各リニアスケール２７によりプローブ３１の先端を定盤１３の支持面に突き当たったときのプローブ３１の位置がそれぞれ検出され、この位置が後述の基準位置になる。
【００３３】
複数の搬送用シリンダ３５の作動により搬送フレーム３３を上方向へ移動させることにより、複数の搬送ローラ３７を定盤１３の支持面に対して上方向へ突出させる。また、ストッパ用アクチュエータ４３の作動によりストッパ４７を下方向へ移動させて突き当て位置に位置せしめる。次に、搬送モータ３９の駆動により複数の搬送ローラ３７を同期して回転駆動させることにより、銅張積層板Ｗを搬送方向（図４において左方向）へ搬送させる。そして、銅張積層板Ｗの端面がストッパ４７に突き当たると、換言すれば銅張積層板Ｗが複数の押圧パット２３の下方の所定位置に位置すると、位置検出センサ４９により所定の検出がなされ、搬送モータ３９の駆動を停止して銅張積層板Ｗの搬送を中断する（図４参照）。
【００３４】
銅張積層板Ｗの搬送を中断した後に、複数の搬送用シリンダ３５の作動により搬送フレーム３３を下方向へ移動させることにより、複数の搬送ローラ３７を定盤１３の支持面に対して没入する下方向へ移動させて、銅張積層板を複数の搬送ローラ３７から定盤１３へ受け渡すことができる。そして、ストッパ用アクチュエータ４３の作動によりストッパ４７を上方向へ移動させて突き当て回避位置に位置せしめる（図５参照）。
【００３５】
ストッパ４７を突き当て回避位置に位置せしめた後に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を下方向へ移動させることにより、押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態を保ちつつ、各押圧ベース２１を下方向へ一体的に移動させて、各押圧パット２３を銅張積層板Ｗの上面にそれぞれ接触させる。更に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を下方向へ移動させることにより、押圧ベース２１をスプリング２５の付勢力に抗ししつつ押圧パット２３に対して下方向へ移動させると、各プローブ３１の先端が銅張積層板Ｗの上面に突き当たって押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態が解除される。これによって、スプリング２５の付勢力も相俟って各押圧パット２３により銅張積層板Ｗを上方向から押圧して定盤１３に対して固定することができ、銅張積層板Ｗを固定した状態のもとで、各リニアスケール２７によって前記基準位置に対するプローブ３１の変位を検出することができ、この検出値に基いて銅張積層板Ｗの板厚を求める（測定する）ことができる（図６参照）。
【００３６】
ここで、押圧パット２３による押圧荷重は２．５Ｎ〜３Ｎになるように設定することが望ましい。これは、押圧パット２３の押圧荷重が小さすぎると定盤１３と銅張積層板Ｗの間に空間が発生測定誤差になる一方、押圧パット２３の荷重が大きすぎると銅張積層板Ｗの上面に押圧パット２３の痕跡が付くからである。また、リニアスケール２７におけるプローブ３１の銅張積層板Ｗに対するプローブ荷重は、通常は１Ｎ〜５Ｎであるが、３Ｎ〜４Ｎが望ましい。これは、プローブ荷重が大きすぎると銅張積層板Ｗに傷が発生しやすい一方、プローブ荷重が小さすぎると銅張積層板Ｗとプローブ３１の間に空間が発生し測定誤差の原因になるからである。更に、リニアスケール２７におけるプローブ３１の先端が銅張積層板Ｗの上面に接触した後に、少なくとも約０．５秒間この状態を保持する必要がある。これは、リニアスケール２７の検出値を安定させるためである。
【００３７】
各リニアスケール２７により銅張積層板Ｗの板厚を測定した後に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を上方向へ移動させることにより、各押圧ベース２１を押圧パット２３に対して上方向へ移動させて、押圧ベース２１によりプローブ３１が再び支持されるようにする。更に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を上方向へ移動させることにより、押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態を保ちつつ、各押圧ベース２１を一体的に上方向へ移動させて、各押圧パット２３および各プローブ３１を銅張積層板Ｗから離反せしめる。そして、複数の搬送用シリンダ３５の作動により搬送フレーム３３を下方向へ移動させて、複数の搬送ローラ３７を定盤１３の支持面に対して突出する上方向へ移動させて、銅張積層板Ｗを定盤１３から複数の搬送ローラ３７へ受け渡す。
【００３８】
上述の作用の他に、搬送フレーム３３を測定フレーム３に対して非接触かつ独立して設けたことにより、複数の搬送ローラ３７の搬送動作による振動、搬送フレーム３３の上下方向の移動による振動等が、測定フレーム３に直接伝達することを回避することができる。また、測定フレーム３における各支柱９の下部に防振ゴム１１をそれぞれ設けたことにより、複数の搬送ローラ３７の搬送動作による振動、搬送フレーム３３の上下方向の移動による振動等が床面を通じて測定フレーム３における防振ゴム１１の上側へ伝達することを抑制する事ができる。
【００３９】
以上のごとき、本発明の実施の形態によれば、リニアスケール２７の検出値の直進性および分解能が高いこと、銅張積層板Ｗの板厚の測定時に銅張積層板Ｗをスプリング２５の付勢力も相俟って押圧パット２３により押圧して定盤１３に対して固定していることから、銅張積層板Ｗの板厚の測定精度が向上する。
【００４０】
特に、また、複数の搬送ローラ３７の搬送動作に振動、搬送フレーム３３の上下方向の移動による振動等が測定フレーム３に直接伝達することを回避されると共に、これらの振動等が床面を通じて測定フレーム３における防振ゴム１１の上側へ伝達することを抑制されることができるため、銅張積層板Ｗの板厚の測定精度は更に向上するものである。
【００４１】
【実施例】
寸法３４０×５１０ｍｍの銅張積層板Ｗの板厚を１２個のリニアスケール２７により測定し、この測定値の平均を求める。一方、比較例として前記従来の板厚測定装置における第１の態様により同じ銅張積層板Ｗの板厚を測定し、その測定値の平均を求める。ここで、基準値として、マイクロメータによる測定値０．１６５ｍｍを用いる。
【００４２】
以上の結果を表１にまとめると以下のようになる。
【００４３】
【表１】
表１によると、実施例の装置による測定値と比較例の装置による測定値を比較した結果、比較例の装置による測定値と基準値との差が０．０１７ｍｍであって、比較例の装置による測定値の基準値に対する精度が＋１０．３％であるのに対して、実施例の装置による測定値と基準値の差が０．０３ｍｍであって、実施例の装置による測定値の基準値に対する精度が＋１．８％になった。従って、実施例の装置による測定値は比較例の装置による測定値に比較して基準値に近くなり、基準値を基準とした場合において実施例の装置の測定精度が比較例の装置の測定精度よりも向上したことがわかる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、リニアスケールの検出値の直進性および分解能が高いこと、板材の板厚測定時に付勢部材の勢力も相俟って押圧部材により板材を押圧して定盤の支持面に対して固定しているため、板材の板厚の測定精度が向上する。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、搬送部材の搬送動作による振動、搬送フレームの上下方向の移動による振動等が測定フレームに直接伝達することを回避されるとともに、上記振動等が床面を通じて測定フレームにおける振動吸収手段の上側へ伝達することを抑制されることができるため、請求項１に記載の発明の効果を更に向上させる事ができる。
【００４６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明の効果と同様の効果を奏する。
【００４７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明の効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に関わる板厚測定装置の正面図であって、一部を断面している。
【図２】図１における矢視部IIの拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態の作用を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態の作用を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態の作用を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態の作用を説明する図である。
【符号の説明】
Ｗ 銅張積層板
１ 板厚測定装置
３ 測定フレーム
１１ 防振ゴム
１３ 定盤
１５ 測定用シリンダ
１９ ピストンロッド
２１ 押圧ベース
２３ 押圧パット
２５ スプリング
２７ リニアスケール
３１ プローブ
３３ 搬送フレーム
３５ 搬送用シリンダ
３７ 搬送ローラ
３９ 搬送モータ
４９ 位置検出センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば銅張積層板のごとき板材の搬送ライン上に配置されかつこの板材の板厚を測定する板厚測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
銅張積層板（板材の一例）の搬送ライン上においては、表面外観検査，銅箔厚み測定等の他に、銅張積層板の板厚測定が行われるが、銅張積層板の板厚を測定する板厚測定装置の態様として以下の２つのものである。
【０００３】
すなわち、従来の板厚測定装置の第１の態様にあっては、板厚測定装置は適宜のフレームを備えており、この適宜のフレームには上部ダイヤルゲージと下部ダイヤルゲージが上下に対向して設けてある。上部ダイヤルゲージにおける上部スピンドルには上部支持ローラが上部回転軸を介して回転自在に設けてあり、下部ダイヤルゲージにおける下部スピンドルには下部支持ローラが下部支持軸を介して回転自在に設けてある。ここで、上部支持ローラと下部支持ローラは、通常は接触してあって、上部支持ローラと下部支持ローラの間に銅張積層板が進入することにより上下に変位するように構成してある。また、上部ダイヤルゲージは上部支持ローラの上下の変位を検出するものであって、下部ダイヤルゲージは下部支持ローラの上下の変位を検出するものである。
【０００４】
したがって、搬送方向へ搬送される板材が、上部支持ローラと下部支持ローラの間に進入すると、上部ダイヤルゲージにより上部支持ローラの上下の変位が検出されるとともに、下部ダイヤルゲージにより下部支持ローラの上下の変位が検出され、ダイヤルゲージ（上部ダイヤルゲージ，下部ダイヤルゲージ）の検出値に基いて銅張積層板の板厚が求められる（測定される）。
【０００５】
板厚測定装置の第２の態様にあっては、板厚測定装置は適宜のフレームを備えており、この適宜のフレームには上部光計測器と下部光計測器が上下に対向して設けてある。ここで、上部光計測器は、測定光（例えば半導体レーザー光）を用いて下方を通る銅張積層板の上面までの距離を測定するものであって、下部光計測器は、測定光を用いて上方を通る銅張積層板の下面までの距離を測定するものである。
【０００６】
したがって、搬送方向へ搬送される銅張積層板が、上部光計測器と下部光計測器の間を通過すると、上部光計測器により銅張積層板の上面までの距離が検出されると共に、下部光計測器により銅張積層板の下面までの距離が検出され、光計測器（上部光計測器，下部光計測器）の検出値に基いて銅張積層板の厚さが求められる（測定される）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の板厚測定装置の第１の態様にあっては、ダイヤルゲージの検出値の直進性は高いものの、ダイヤルゲージの検出値の分解能が低いこと、および支持ローラの中心と回転軸の軸心との微少変位によって支持ローラに振れが生じることから、銅張積層板の板厚の測定精度が悪くなるという問題がある。
【０００８】
一方、板厚測定装置の第２の態様にあっては、光計測器の検出値の分解能は高いものの、光計測器の検出値の直進性が低いため、銅張積層板の板厚の測定精度が悪くなるという問題がある。
【０００９】
さらに、従来の板厚測定装置のいずれの態様にあっても、銅張積層板の搬送中に銅張積層板の板厚を測定しているため、搬送に伴う銅張積層板の振動等によって銅張積層板の板厚の測定精度が更に悪化するという問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明にあっては、板材の搬送ライン上に配置されかつ板材の板厚を測定する板厚測定装置において、板材を下方向から支持する定盤を設け、この定盤の上方に上下方向へ移動可能な可動部を備えた測定用アクチュエータを設け、この可動部に押圧ベースを一体的に設け、この押圧ベースに板材を上方向から押圧する押圧部材を付勢部材を介して設け、上記定盤の上方に上下方向へ移動自在なプローブを備えたリニアスケールを設け、上記プローブが上記押圧ベースにより下方向から支持されるように構成し、上記押圧部材を板材の上面に接触させた後に上記押圧ベースを上記付勢部材の付勢力に抗しつつ上記押圧部材に対して下方向へ移動させると、上記プローブの先端が板材の上面に突当って押圧ベースによるプローブの支持状態が解除されるように構成し、板材を搬送方向へ移動可能に支持する搬送部材を設け、搬送部材を前記定盤の支持面に対して出没する上下方向へ相対的に移動可能に構成してなることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明特定事項によると、搬送部材を定盤の支持面に対して上方向へ突出させた状態のもとで、板材を搬送方向へ搬送させて、板材を押圧部材の下方の所定位置に位置せしめる。次に、搬送部材を定盤の支持面に対して没入する下方向へ相対的に移動させることにより、板材を搬送部材から定盤へ受け渡す。
【００１２】
板材を定盤へ受け渡した後に、測定用アクチュエータの作動により可動部を下方向へ移動させることにより、押圧ベースによるプローブの支持状態を保ちつつ、押圧ベースを一体的に下方向へ移動させて、押圧部材を板材の上面に接触させる。さらに、測定用アクチュエータの作動により可動部を下方向へ移動させることにより、押圧ベースを付勢部材の付勢力に抗ししつつ押圧部材に対して下方向へ移動させると、プローブの先端が板材の上面に突当って、押圧ベースによるプローブの支持状態が解除される。これによって、付勢部材の付勢力も相俟って、押圧部材により板材を上方向から押圧して定盤に対して固定することができ、板材を固定した状態のもとで、リニアスケールにより基準位置に対するプローブの変位を検出することができ、この検出値に基いて板材の板厚を求める（測定する）ことができる。ここで、基準位置とはプローブの先端を定盤の支持面に突き当てる時におけるプローブの位置のことをいう。
【００１３】
リニアスケールにより板材の板厚を測定した後に、測定用アクチュエータの作動により可動部を上方向へ移動させることにより、押圧ベースを押圧部材に対して上方向へ移動させて、押圧ベースによりプローブが再び支持されるようにする。更に、測定用アクチュエータの作動により可動部を上方向へ移動させることにより、押圧ベースによるプローブの支持状態を保ちつつ、押圧ベースを一体的に上方向へ移動させて、押圧部材およびプローブを板材から離反せしめる。そして、搬送部材を定盤の支持面に対して突出する上方向へ相対的に移動させることにより、板材を定盤から搬送部材へ受け渡す。
【００１４】
請求項２に記載の発明にあっては、請求項１に記載の発明特定事項の他に、前記定盤と前記測定用アクチュエータと前記リニアスケールを備えた測定フレームを設け、この測定フレームの下部に振動を吸収する振動吸収手段を設け前記搬送部材を備えた搬送フレームを上記測定フレームに対して非接触かつ独立して設け、搬送部材を前記定盤の支持面に対して出没する上下方向へ相対的に移動させるため、上記搬送フレームを上下方向へ移動させる搬送用アクチュエータを設けてなることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明特定事項によると、請求項１に記載の発明特定事項による作用の他に、搬送用アクチュエータの作動により搬送フレームを上方向へ移動させることにより、搬送部材を定盤の支持面に対して上方向へ突出させることができる。反対に、搬送用アクチュエータの作動により搬送フレームを下方向へ移動させることにより、搬送部材を定盤の支持面に対して下方向へ没入させることができる。
【００１６】
搬送フレームを測定フレームに対して非接触かつ独立して設けたことにより、搬送部材の搬送動作による振動、搬送フレームの上下方向の移動による振動等が測定フレームに直接伝達されることを回避することができる。また、測定フレームの下部に振動吸収手段を設けたことにより、搬送部材の搬送動作による振動、搬送フレームの上下方向の移動による振動等が床面を通じて測定フレームにおける振動吸収手段の上側へ伝達されることを抑制することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明にあっては、請求項１または請求項２に記載の発明特定事項の他に、前記押圧部材を前記押圧ベースの切欠き（穴を含む）の下側に位置しかつリング形状に構成し、前記プローブが押圧ベースの切欠きを貫通しかつ押圧部材の穴に進入するように構成してなることを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明特定事項によると、請求項１または請求項２に記載の発明特定事項による作用と同様の作用を奏する。
【００１９】
請求項４に記載の発明にあっては、請求項１〜請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明特定事項の他に、前記搬送部材は搬送ローラであって、搬送ローラを複数備え、複数の搬送ローラを同期しつつ回転駆動させる搬送モータを設け、板材が前記押圧部材の下方の所定位置に位置したことを検出する位置検出センサを設け、この位置検出センサにより所定の検出すると、上記搬送モータの駆動を停止するように構成してなることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明特定事項によると、複数の搬送ローラを定盤の支持面に対して上方向へ突出させた状態のもとで、搬送モータの駆動により複数の搬送ローラを同期して回転駆動させることにより、板材を搬送方向へ搬送する。そして、板材が押圧部材の下方の所定位置に位置すると、位置センサにより所定の検出がなされ、搬送モータの駆動を停止して板材の搬送を中断する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１及び図２を参照するに、本発明の実施の形態に係わる板厚測定装置１は、銅張積層板（板材の一例）Ｗの搬送ライン上に配置され、かつ銅張積層板Ｗの板厚を測定する装置である。
【００２３】
上記板厚測定装置１は門型の測定フレーム３をベースとして備えており、この測定フレーム３は、上部フレーム５と、この上部フレーム５に上下（図１及び図２において上下）に対向した一対のビーム部材７と、ビーム部材７に設けられた複数の支柱９等からなる。ここで、一対のビーム部材７は前後（図１において紙面に向って表裏）に離隔してあって、各支柱９の下部には振動を吸収する防振ゴム（振動吸収手段の一例）１１がそれぞれ設けてある。
【００２４】
一対のビーム部材７には銅張積層板Ｗを下方向から支持する複数（本発明の実施の形態にあっては４個）の定盤１３が掛け渡すように設けてあり、各定盤１３は前後方向へ延伸してそれぞれ構成してある。ここで、銅張積層板Ｗと定盤１３の支持面との密着性をよくするために、定盤１３の支持面の表面粗さは１ミクロメートル以下に設定する事が望ましい。上部フレーム５における対応する定盤１３の上方には複数（本発明の実施の形態にあっては１２個）の測定用シリンダ１５がブラケット１７を介して設けてあり、各測定用シリンダ１５は上下方向へ移動可能なピストンロッド１９をそれぞれ備えている。
【００２５】
各測定用シリンダ１５におけるピストンロッド１９の先端部（下端部）には押圧ベース２１が一体的にそれぞれ設けてあり、各押圧ベース２１には穴２１ｈがそれぞれ形成してある。各押圧ベース２１における穴２１ｈの下側には銅張積層板Ｗを上方向から押圧する押圧パット２３がスプリング２５を介してそれぞれ設けてあり、各押圧パット２３はリング形状にそれぞれ構成してあって、穴２３ｈをそれぞれ有している。ここで、押圧パット２３の材質は油分が少ないフッ素系の材質が好ましい。
【００２６】
上部フレーム５における定盤１３の上方であって対応する測定用シリンダ１５に近接した位置には複数の（本発明の実施の形態にあっては１２個）のリニアスケール２７がブラケット２９を介して設けてあり、各リニアスケール２７は上下方向へ移動可能なプローブ３１をそれぞれ備えている。ここで、各リニアスケール２７におけるプローブ３１が対応する押圧ベース２１の穴２１ｈを貫通しかつ対応する押圧パット２３の穴２３ｈに進入するようにそれぞれ構成してあって、かつプローブ３１は対応する押圧ベース２１により下方向から支持される突起３１ａをそれぞれ有している。また、各押圧パット２３を銅張積層板Ｗの上面に接触させた後に対応する押圧ベース２１をスプリング２５の勢力に抗ししつつ押圧パット２３に対して下方向へ移動させると、対応するプローブ３１の先端が銅張積層板Ｗの上面（または定盤１３）に突き当たって押圧ベース２１によるプローブ３１の突起３１ａの支持状態が解除されるように構成してある。
【００２７】
前記一対のビーム部材７の間には左右方向（図１及び図２において左右方向）へ延伸した搬送フレーム３３が測定フレーム３に対して非接触かつ独立して設けてあり、この搬送フレーム３は複数の搬送用シリンダ３５の作動により上下方向へ移動するものである。なお、各搬送用シリンダ３５は測定フレーム３に対して非接触かつ独立してそれぞれ構成してある。
【００２８】
上記搬送フレーム３３には複数（本発明の実施の形態にあっては４個）の搬送ローラ３７が左右方向へ適宜間隔に設けてあり、搬送フレーム３３の適宜位置には複数の搬送ローラ３７を同期して回転駆動させる搬送モータ３９が設けてある。ここで、複数の搬送用シリンダ３５の作動により搬送フレームを上下方向へ移動させることにより、複数の搬送ローラ３７を定盤１３の支持面に対して出没するように構成してあり、隣接する搬送ローラ３７の間に対応する定盤１３が位置するように構成してある。
【００２９】
上記搬送フレーム３３の左側には上下方向へ移動可能な可動ロッド４１を備えたストッパ用アクチュエータ４３が支持アーム４５を介して設けてあり、可動ロッド４１には銅張積層板Ｗの端面が突き当たり可能なストッパ４７が設けてある。ここで、ストッパ４７はストッパ用アクチュエータ４３の作動により突き当て回避位置と突き当て位置との間で上下方向へ移動できるように構成してある。
【００３０】
搬送フレーム３３の左部適宜位置には例えばリミットスイッチのごとき位置検出センサ４９がブラケット（図示省略）を介して設けてあり、この位置検出センサ４９は、銅張積層板Ｗの端面がストッパ４７に突き当たったこと、換言すれば銅張積層板Ｗが複数の押圧パット２３の下方の所定位置に位置したことを検出するものである。そして、位置検出センサ４９により所定の検出がされると、搬送モータ３９の駆動を停止するように構成してある。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態の作用について説明する。
【００３２】
各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を下方向へそれぞれ移動させることにより、押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態を保ちつつ、各押圧ベース２１を一体的に下方向へ移動させて、各押圧パット２３を対応する定盤１３の上面に接触させる。更に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を下方向へ移動させることにより、各押圧ベース２１をスプリング２５の付勢力に抗しつつ押圧パット２３に対して下方向へ移動させると、各リニアスケール２７におけるプローブ３１の先端が定盤１３の上面に突き当たって、押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態が解除される。これによって、各リニアスケール２７によりプローブ３１の先端を定盤１３の支持面に突き当たったときのプローブ３１の位置がそれぞれ検出され、この位置が後述の基準位置になる。
【００３３】
複数の搬送用シリンダ３５の作動により搬送フレーム３３を上方向へ移動させることにより、複数の搬送ローラ３７を定盤１３の支持面に対して上方向へ突出させる。また、ストッパ用アクチュエータ４３の作動によりストッパ４７を下方向へ移動させて突き当て位置に位置せしめる。次に、搬送モータ３９の駆動により複数の搬送ローラ３７を同期して回転駆動させることにより、銅張積層板Ｗを搬送方向（図４において左方向）へ搬送させる。そして、銅張積層板Ｗの端面がストッパ４７に突き当たると、換言すれば銅張積層板Ｗが複数の押圧パット２３の下方の所定位置に位置すると、位置検出センサ４９により所定の検出がなされ、搬送モータ３９の駆動を停止して銅張積層板Ｗの搬送を中断する（図４参照）。
【００３４】
銅張積層板Ｗの搬送を中断した後に、複数の搬送用シリンダ３５の作動により搬送フレーム３３を下方向へ移動させることにより、複数の搬送ローラ３７を定盤１３の支持面に対して没入する下方向へ移動させて、銅張積層板を複数の搬送ローラ３７から定盤１３へ受け渡すことができる。そして、ストッパ用アクチュエータ４３の作動によりストッパ４７を上方向へ移動させて突き当て回避位置に位置せしめる（図５参照）。
【００３５】
ストッパ４７を突き当て回避位置に位置せしめた後に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を下方向へ移動させることにより、押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態を保ちつつ、各押圧ベース２１を下方向へ一体的に移動させて、各押圧パット２３を銅張積層板Ｗの上面にそれぞれ接触させる。更に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を下方向へ移動させることにより、押圧ベース２１をスプリング２５の付勢力に抗ししつつ押圧パット２３に対して下方向へ移動させると、各プローブ３１の先端が銅張積層板Ｗの上面に突き当たって押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態が解除される。これによって、スプリング２５の付勢力も相俟って各押圧パット２３により銅張積層板Ｗを上方向から押圧して定盤１３に対して固定することができ、銅張積層板Ｗを固定した状態のもとで、各リニアスケール２７によって前記基準位置に対するプローブ３１の変位を検出することができ、この検出値に基いて銅張積層板Ｗの板厚を求める（測定する）ことができる（図６参照）。
【００３６】
ここで、押圧パット２３による押圧荷重は２．５Ｎ〜３Ｎになるように設定することが望ましい。これは、押圧パット２３の押圧荷重が小さすぎると定盤１３と銅張積層板Ｗの間に空間が発生測定誤差になる一方、押圧パット２３の荷重が大きすぎると銅張積層板Ｗの上面に押圧パット２３の痕跡が付くからである。また、リニアスケール２７におけるプローブ３１の銅張積層板Ｗに対するプローブ荷重は、通常は１Ｎ〜５Ｎであるが、３Ｎ〜４Ｎが望ましい。これは、プローブ荷重が大きすぎると銅張積層板Ｗに傷が発生しやすい一方、プローブ荷重が小さすぎると銅張積層板Ｗとプローブ３１の間に空間が発生し測定誤差の原因になるからである。更に、リニアスケール２７におけるプローブ３１の先端が銅張積層板Ｗの上面に接触した後に、少なくとも約０．５秒間この状態を保持する必要がある。これは、リニアスケール２７の検出値を安定させるためである。
【００３７】
各リニアスケール２７により銅張積層板Ｗの板厚を測定した後に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を上方向へ移動させることにより、各押圧ベース２１を押圧パット２３に対して上方向へ移動させて、押圧ベース２１によりプローブ３１が再び支持されるようにする。更に、各測定用シリンダ１５の作動によりピストンロッド１９を上方向へ移動させることにより、押圧ベース２１によるプローブ３１の支持状態を保ちつつ、各押圧ベース２１を一体的に上方向へ移動させて、各押圧パット２３および各プローブ３１を銅張積層板Ｗから離反せしめる。そして、複数の搬送用シリンダ３５の作動により搬送フレーム３３を下方向へ移動させて、複数の搬送ローラ３７を定盤１３の支持面に対して突出する上方向へ移動させて、銅張積層板Ｗを定盤１３から複数の搬送ローラ３７へ受け渡す。
【００３８】
上述の作用の他に、搬送フレーム３３を測定フレーム３に対して非接触かつ独立して設けたことにより、複数の搬送ローラ３７の搬送動作による振動、搬送フレーム３３の上下方向の移動による振動等が、測定フレーム３に直接伝達することを回避することができる。また、測定フレーム３における各支柱９の下部に防振ゴム１１をそれぞれ設けたことにより、複数の搬送ローラ３７の搬送動作による振動、搬送フレーム３３の上下方向の移動による振動等が床面を通じて測定フレーム３における防振ゴム１１の上側へ伝達することを抑制する事ができる。
【００３９】
以上のごとき、本発明の実施の形態によれば、リニアスケール２７の検出値の直進性および分解能が高いこと、銅張積層板Ｗの板厚の測定時に銅張積層板Ｗをスプリング２５の付勢力も相俟って押圧パット２３により押圧して定盤１３に対して固定していることから、銅張積層板Ｗの板厚の測定精度が向上する。
【００４０】
特に、また、複数の搬送ローラ３７の搬送動作に振動、搬送フレーム３３の上下方向の移動による振動等が測定フレーム３に直接伝達することを回避されると共に、これらの振動等が床面を通じて測定フレーム３における防振ゴム１１の上側へ伝達することを抑制されることができるため、銅張積層板Ｗの板厚の測定精度は更に向上するものである。
【００４１】
【実施例】
寸法３４０×５１０ｍｍの銅張積層板Ｗの板厚を１２個のリニアスケール２７により測定し、この測定値の平均を求める。一方、比較例として前記従来の板厚測定装置における第１の態様により同じ銅張積層板Ｗの板厚を測定し、その測定値の平均を求める。ここで、基準値として、マイクロメータによる測定値０．１６５ｍｍを用いる。
【００４２】
以上の結果を表１にまとめると以下のようになる。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、リニアスケールの検出値の直進性および分解能が高いこと、板材の板厚測定時に付勢部材の勢力も相俟って押圧部材により板材を押圧して定盤の支持面に対して固定しているため、板材の板厚の測定精度が向上する。
【００４５】
請求項２に記載の発明によれば、搬送部材の搬送動作による振動、搬送フレームの上下方向の移動による振動等が測定フレームに直接伝達することを回避されるとともに、上記振動等が床面を通じて測定フレームにおける振動吸収手段の上側へ伝達することを抑制されることができるため、請求項１に記載の発明の効果を更に向上させる事ができる。
【００４６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明の効果と同様の効果を奏する。
【００４７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の発明の効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に関わる板厚測定装置の正面図であって、一部を断面している。
【図２】図１における矢視部IIの拡大図である。
【図３】本発明の実施の形態の作用を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態の作用を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態の作用を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態の作用を説明する図である。
【符号の説明】
Ｗ 銅張積層板
１ 板厚測定装置
３ 測定フレーム
１１ 防振ゴム
１３ 定盤
１５ 測定用シリンダ
１９ ピストンロッド
２１ 押圧ベース
２３ 押圧パット
２５ スプリング
２７ リニアスケール
３１ プローブ
３３ 搬送フレーム
３５ 搬送用シリンダ
３７ 搬送ローラ
３９ 搬送モータ
４９ 位置検出センサ
Claims (4)
- 板材の搬送ライン上に配置されかつ板材の板厚を測定する板厚測定装置において、
板材を下方向から支持する定盤を設け、この定盤の上方に上下方向へ移動可能な可動部を備えた測定用アクチュエータを設け、この可動部に押圧ベースを一体的に設け、この押圧ベースに板材を上方向から押圧する押圧部材を付勢部材を介して設け、上記定盤の上方に上下方向へ移動自在なプローブを備えたリニアスケールを設け、上記プローブが上記押圧ベースにより下方向から支持されるように構成し、上記押圧部材を板材の上面に接触させた後に上記押圧ベースを上記付勢部材の付勢力に抗しつつ上記押圧部材に対して下方向へ移動させると、上記プローブの先端が板材の上面に突当って押圧ベースによるプローブの支持状態が解除されるように構成し、
板材を搬送方向へ移動可能に支持する搬送部材を設け、搬送部材を前記定盤の支持面に対して出没する上下方向へ相対的に移動可能に構成してなることを特徴とする板厚測定装置。 - 前記定盤と前記測定用アクチュエータと前記リニアスケールを備えた測定フレームを設け、この測定フレームの下部に振動を吸収する振動吸収手段を設け、前記搬送部材を備えた搬送フレームを上記測定フレームに対して非接触かつ独立して設け、搬送部材を前記定盤の支持面に対して出没する上下方向へ相対的に移動させるため、上記搬送フレームを上下方向へ移動させる搬送用アクチュエータを設けてなることを特徴とする請求項１に記載の板厚測定装置。
- 前記押圧部材を前記押圧ベースの切欠きの下側に位置しかつリング形状に構成し、前記プローブが押圧ベースの切欠きを貫通しかつ押圧部材の穴に進入するように構成してなることを特徴とする請求項２に記載の板厚測定装置。
- 前記搬送部材は搬送ローラであって、搬送ローラを複数備え、複数の搬送ローラを同期しつつ回転駆動させる搬送モータを設け、板材が前記押圧部材の下方の所定位置に位置したことを検出する位置検出センサを設け、この位置検出センサにより所定の検出すると、上記搬送モータの駆動を停止するように構成してなることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の板厚測定装置。
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