JP4544916B2 - 物品の表面深さ測定装置と測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、物品の表面深さ測定装置と測定方法、特にボトル等の容器口部に巻締された金属製キャップに形成されたネジ深さを測定するのに好適な物品の表面深さ測定装置と測定方法に関する。

金属製やガラス製ボトルの容器口部に形成されたネジへの金属製キャップの巻締密封は、通常アルミニウム薄板で形成されたネジ未加工のシェルを巻締成形することにより行なっているため、容器を正確に密封するためには、キャップのネジが容器口部に形成されているネジに正確に螺合するように所定深さに巻締成形されていることが必要である。そのため、このような巻締成形によるキャッピング容器への充填密封ラインにおいては、サンプリング検査により、巻締されたキャップのネジ深さの測定を行なって、品質管理を行なっている。従来、そのネジ深さの測定は、ダイヤルゲージを使用して手作業により行なっており、ダイヤルゲージを片手で持ち、他方の手で測定物であるキャップが巻締された容器を把持して、キャップのネジ溝をダイヤルゲージの測定子に押し付けることにより行なっている（例えば特許文献１の図９参照）。その場合、ダイヤルゲージも被測定物である容器も所定位置に固定されてなく、手で把持しているため、測定ブレや測定子の接触角度が一定せずに測定誤差が発生し易く、測定精度に測定者の熟練度による個人差が大きいという問題点がある。そのため、前記特許文献１では、金属製のＰＰキャップで巻締密封した飲料ボトルのネジ深さの寸法測定を、手作業による測定を廃して自動的に測定できるようにした飲料ボトル製品の自動検査装置を提案している。

前記提案の自動検査装置は、コンベヤで搬送中の飲料ボトルを検査ステージに導入コンベヤで供給して、検査ステージに設置された昇降移動するターンテーブル上にボトルを１本づつ載せ、レーザ光路と直交するように移動させ、キャップの周面上の２箇所に予め設定した測定点を、レーザー寸法測定器により、非接触式に寸法を連続式に検出して、検出値とキャップの移動量とを演算処理することにより、キャップのネジ深さを測定するものである。
また、従来容器口部に形成されたネジの深さを容器製造ラインで自動的に測定する装置も種々提案されており、例えば、容器製造ラインに複数のカメラを設置して、カメラで撮影した容器口部のネジ部の撮像データを画像処理部で処理することによって、ネジ山の形状等を測定している（特許文献２参照）。
しかしながら、このような自動検査装置は高価であり、且つ任意の測定場所に移動する等の自在な取り扱いができず、簡易な抜き取り検査には適していないなどの問題点がある。
特開平１０−３８５２７号公報 特開２００３−２６２５１１号公報

前記のように容器に巻締されたキャップのネジ深さや容器口部のネジ深さを光学的に自動的に測定できる装置は従来種々提供されているが、簡易に且つ測定者の個人差による測定値のバラツキが少なく、精度良く測定でき、且つ自在に移動できる簡易で安価な満足のいく測定装置は未だ提供されてない。また、ダイヤルゲージで被測定物を正確に測定するには、被測定物に対応してゲージの零点設定を正確に設定しなければならないが、従来の装置では被測定物に対応して簡単に且つ正確に零点設定を行なうのが困難であった。また、同様な問題点は、その他の物品の表面深さの測定装置や測定方法においても発生している。なお、物品の表面深さの測定とは、上記ネジ山の深さ等のほかに、物品の基準表面から所定深さに形成された溝や凹み等の測定をいう。

本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、容器への充填密封ラインでの容器への金属キャップの巻締密封検査のための抜き取り検査におけるキャップのネジの深さ測定等、物品の表面深さを簡易に測定でき、且つ測定者の個人差による測定値のバラツキが少なく、精度良く測定でき、しかも比較的安価であり、取り扱いが容易である物品の表面深さ測定装置、及び表面深さ測定装置の零点設定が簡単に且つ正確に行なうことができる零点設定方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る物品の表面深さ測定装置は、一定形状を有する被測定物の所定表面深さをダイヤルゲージにより測定する物品の表面深さ測定装置であって、ベース、該ベース上に配置されたリニアガイドに沿って摺動するスライドブロック、該スライドブロック上に形成された被測定物を載置する被測定物載置台、前記ベース上に設けられたダイヤルゲージを保持するゲージホルダーからなり、前記スライドブロックは、前記被測定物載置台に載置される被測定物の測定面が前記ゲージホルダーに保持されたダイヤルゲージの測定子に対して対向して変位するように摺動可能に配置されていることを特徴とするものである。

前記ゲージホルダーは、被測定物の測定面に対向する筒状先端部に直角度基準面が形成され、且つ該直角度基準面から筒状凸部が突出し、該筒状凸部先端面が零点基準面を形成し、該零点基準面の中央部に測定子が変位自在に突出している構造を採用することによって、零点設定が容易となり望ましい。前記物品の表面深さ測定装置は、口部外周にネジが形成された容器に巻締成形したキャップのネジ深さ測定装置として好適であり、その場合、前記被測定物が口部外周にネジが形成された容器にキャップを巻締したキャップ巻締容器であり、被測定物の所定表面深さが、前記容器口部外周に形成されたネジに螺合するように巻締により形成されたキャップのネジ深さである。そして、零点をより容易に設定するために、前記キャップが巻締された容器（キャップ巻締容器という）と少なくとも胴部と口部外周がほぼ同径に形成され、該口部外周面に前記ゲージホルダーの筒状凸部が嵌合する穴が形成されてなる零点設定用のダミー容器を備えることが望ましい。なお、巻締容器の口部外周径は、容器のネジ山外径にキャップの板厚相当寸法を加算した寸法を採用するのが望ましい。

また、上記問題点を解決する本発明の物品の表面深さ測定方法は、一定形状を有する被測定物の所定表面深さをダイヤルゲージにより測定する物品の表面深さ測定方法であって、ベース上に配置されたリニアガイドに沿って摺動するスライドブロックの被測定物載置台に被測定物を載置し、前記ベース上に固定配置されたゲージホルダーに固定されたダイヤルゲージの測定子に対して、前記スライドブロックをスライドさせて、前記スライドブロックの被測定物載置台に載置された被測定物の測定面を前記測定子に押し付けることにより、物品の表面深さを測定することを特徴とするものである。

そして、上記測定方法において、測定開始前のダイヤルゲージの零点設定を簡単に且つ正確に行なうために、前記ゲージホルダーを、被測定物の測定面に対向する筒状先端部に直角度基準面が形成され、且つ該直角度基準面から筒状凸部が突出し、該筒状凸部先端面が零点基準面を形成し、該零点基準面の中央部に測定子が変位自在に突出するように構成し、且つ零点設定用部材として、被測定物に模した形状に形成され、その表面深さ測定相当面の一部に前記ゲージホルダーの筒状凸部が嵌合する穴が形成されてなるダミー容器を備え、前記スライドブロックに前記ダミー測定物を載置して、ゲージホルダー側に移動させて前記穴にゲージホルダーの前記筒状凸部を嵌合させて、前記直角度基準面がダミー測定物の前記穴周囲の測定相当表面に当接するように、前記ゲージホルダーの直角度を調節して設定し、その後前記筒状凸部の零点基準面を前記ダミー測定物の測定相当表面に当接させてダイヤルゲージの零点設定を行なうことにより、零点設定を容易に且つ正確に行なうことが出来る。

請求項１及び請求項５の本発明によれば、被測定物を被測定物載置台に載せ、手で軽く押えてゲージホルダーに保持されているダイヤルゲージの測定子に対して移動させるだけで、簡単に所定の表面深さを正確に測定でき、且つ常に測定子を測定表面に垂直状態で測定できるので、測定者による測定値のバラツキがなく精度良く測定できる。また、ダイヤルゲージを移動して測定する場合、ゲージのバネ圧により被測定物が動いてしまうので、正確な測定のためにはその都度被測定物を動かないように固定しなければならず、面倒で効率悪いが、本発明によれば、ゲージホルダーを固定してゲージに対して被測定物を移動させて表面深さを測定しているので、ゲージを移動して測定を行なう場合のように被測定物を測定の都度固定する必要がなく、効率的に測定できる。また、構造が簡単で比較的安価に製作でき、単体として自在に持ち運びが可能で取り扱いが容易である。

また、ゲージホルダーを請求項２のように構成することによって、ダイヤルゲージの測定子を被測定物の測定面に対して容易に直角に設定することができ、且つゲージの零点設定が容易にできる。そして、被測定物に模した形状のダミー測定物を構成し、該ダミー測定物を使用して請求項６記載のように零点設定を行なうことによって容易に且つ正確に零点設定を行なうことが出来、正確に被測定物の表面深さを測定することができる。本発明は、特に、ボトル缶等のネジ付き容器口部に巻締成形されたキャップのネジ深さを測定する装置及び方法として好適であり、その場合、ダミー測定物として、キャップが巻締された被測定容器と胴部とキャップ巻締外周部が同じ大きさのダミー容器を構成し、該ダミー容器により零点設定を行なうことによって容易に且つ正確に零点設定を行なうことが出来、以後は単に容器をゲージ側に動かすのみで正確にネジ深さを測定することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を基に詳細に説明する。
図１及び図２は本発明に係る表面深さ測定装置の実施形態を示している。本実施形態は、図５に示すような容器３１の口部に形成されたネジ３２にキャップ３５を巻締成形して、キャップに容器のネジ３２と螺合するキャップネジ３６を形成して容器口部を密封したキャップ巻締容器３０のキャップネジ深さ測定装置に適用した場合を示している。なお、図５において、３７はキャップ３５のタンパーエビデントバンド、３８は密封ライナーである。

本実施形態の容器のキャップネジ深さ測定装置は、ベース１にリニアガイド（リニアレール）２を設け、該リニアガイド上を図において左右動可能にスライドブロック３を配置し、該スライドブロックに容器を横倒し状に載置して保持するテーパー状の容器受け部４を有する一対の容器載置台５が一体に設けられている。なお、図中８、８は、該装置を持ち運びや移動が容易なようにベース１の両側に設けられた取っ手であり、９は容器の位置決め点表示針であり、測定時に容器載置台５に載置された容器に巻締成形されたキャップ中央部先端が位置決め点表示針９の位置になるように設定されている。

ベース１には、ダイヤルゲージ１０を支持するゲージホルダー支柱６が調整ネジ７により角度調整可能に立設され、ゲージホルダー支柱６にスライドブロック３上の容器載置台５に載置された容器に巻締成形されたキャップに形成されたネジに、ダイヤルゲージ１０の測定子１１が対向するように配置されている。ダイヤルゲージ１０を支持するゲージホルダー１２は、図３〜５に拡大して明示するように、ダイヤルゲージ本体１６から変位可能に突出している測定子１１が嵌合している円柱状に形成され、その先端壁面が平坦面となっており、後述するようにゲージの測定子を被測定物品の測定面に対して直角に位置するように設定するための直角度基準面１３となっている。また、該直角度基準面１３の中央部にダイヤルゲージの測定子１１の先端部が貫通する筒状凸部１４が形成されている。該筒状凸部１４の先端面は、ゲージホルダー１２の直角度基準面１３と平行になっており、ネジ深さ測定時に該先端面がネジ山頂部に接して零点基準面１５となる。従って、ネジ深さを安定して測定するためには、零点基準面１５の大きさは、ネジ山間に跨る大きさにすることが望ましいが、本実施形態では、ダイヤルゲージは固定され、且つ容器（キャップ）はダイヤルゲージに対して常に直角を保った状態で測定されるので、少なくとも１山の頂面に確実に接触する大きさであればよい。

本発明では、上記キャップネジ深さ測定装置でキャップのネジ深さを測定するに際して、ダイヤルゲージの零点設定を簡単に行なえるように、測定するキャップが巻締された容器形状を模した適宜の材質で形成されたダミー測定物としてのダミー容器２０を附属品として備えている。ダミー容器２０は、図３に示され、その胴部２１の外径及び口部２２の外径を測定するキャップ巻締容器の胴部径及びキャップ外径とほぼ同径に形成されている。ダミー容器の口部２２は外周面が円柱状（又は円筒状）に形成され、その外径寸法を、測定する容器の口部に形成されたネジ山外径寸法にキャップの板厚相当寸法を加算した寸法とすることによって、キャップを巻締した容器の基準キャップ外径としている。その結果、該口部外周面が被測定容器のキャップネジ深さ測定相当面となり、そこに前記ゲージホルダー１２の筒状凸部１４が測定子１１と共に嵌合し、且つ直角度基準面１３より小径の円形状の穴２３が形成されている。

本実施形態のキャップ巻締容器のキャップネジ深さ測定装置は、以上のように構成され、キャップ巻締容器のキャップネジ深さ測定に先立ってダイヤルゲージの零点設定を前記ダミー容器２０を使用して図３及び図４に示すように、次のようにして行なう。
ダイヤルゲージ１０をダイヤルゲージホルダー１２に支持してゲージホルダー支柱６を調整ネジ７により仮固定しておく。そして、スライドブロック３の容器載置台５にダミー容器２０をその穴２３がゲージホルダーの筒状凸部１４に対向するように載置して、図１の状態からスライドブロック３をリニアガイド２に沿って、ダミー容器２０の口部に形成された穴２３に、筒状凸部１４の直角度基準面１３がダミー容器口部外周面のネジ深さ測定相当面部と密着するまでスライドさせる。もし、接触した状態で直角度基準面１３とダミーのネジ深さ測定相当面が平行でなく隙間がある場合、調整ネジ７を緩めてダイヤルゲージホルダーの角度を調整して、平行で隙間がない状態にセットし、その状態で調整ネジを締めてダイヤルゲージホルダーを固定する。この状態で、ダイヤルゲージは測定するキャップネジ部に対して、測定子が直角に設定されたことになる。次に、ダミー容器２０の穴のない部分の表面深さ測定相当面をゲージホルダーの筒状凸部１４の先端面である零点基準面１５に軽く当て、測定子１１の先端縁が筒状凸部１４の先端面と同一位置になったときにダイヤルゲージの零点を設定する。これで、ダイヤルゲージの零点設定が完了し、所定容器のキャップネジ深さの測定が可能となる。

キャップ巻締容器のキャップネジ深さの測定は、被測定容器であるキャップ巻締容器３０を容器載置台５に載せて、手で軽く押えた状態でスライドブロック３を軽く移動してキャップに形成されたネジ３６の頂部が筒状凸部１４の零点基準面１５に当るまで測定子１１を押し付けて、ダイヤルゲージ本体に表示された数値を読むことによって、キャップネジ深さが測定されたことになる。測定に際して、キャップ巻締容器３０のキャップ先端が位置決め点表示針９の先端と一致する位置に容器をセットすることによって、常に容器に巻締されたキャップの先端部から所定位置のキャップネジ深さを測定することができる。

以上のように本実施形態では、ダイヤルゲージが固定され、被測定物であるキャップ巻締容器３０容器が載置台に載った状態でリニアガイド上を移動するので、容器載置台の容器受け部４に容器を載せ、片手で容器を保持した状態でスライドブロックごと移動させるだけで簡単にキャップネジ深さを測定することができ、且つ測定時のブレや角度の変化がなく、測定者の技量に依存することなく、ネジ深さを正確に測定できる。

本発明は、簡易な装置で物品の表面深さを測定者による測定バラツキがなく、精度良く測定でき、しかも比較的安価であり、取り扱いが容易であるので、容器の製造現場や容器への充填密封ラインにおける抜き取り検査での容器ネジ深さあるいはキャップネジ深さ等の測定に効果的に利用できるほか、種々の物品の表面に形成された凹部の深さを測定する装置として利用可能である。

本発明の実施形態に係るキャップ巻締容器のキャップネジ深さ測定装置の平面図である。 本発明の実施形態に係るキャップ巻締容器のキャップネジ深さ測定装置の正面図である。 ダミー容器を使用しての零点設定方法を示す図１の要部拡大図である。 図３のＡ−Ａ矢視図である。 ボトル缶のキャップネジ深さの測定状態を要部拡大断面である。

符号の説明

１ ベース ２ リニアガイド
３ スライドブロック ４ 容器受け部
５ 容器載置台 ６ ゲージホルダー支柱
７ 調整ネジ ８ 取っ手
９ 位置決め点表示針 １０ ダイヤルゲージ
１１ 測定子 １２ ゲージホルダー
１３ 直角度基準面 １４ 筒状凸部
１５ 零点基準面 １６ ダイヤルゲージ本体
２０ ダミー容器 ２３ 穴
３０ キャップ巻締容器 ３２ ネジ
３５ キャップ ３６ キャップネジ

Claims (4)

1. 一定形状を有する被測定物の所定表面深さをダイヤルゲージにより測定する物品の表面深さ測定装置であって、ベース、該ベース上に配置されたリニアガイドに沿って摺動するスライドブロック、該スライドブロック上に形成された被測定物を載置する被測定物載置台、前記ベース上に設けられたダイヤルゲージを保持するゲージホルダーからなり、該ゲージホルダーは、被測定物の測定面に対向する筒状先端部に直角度基準面が形成され、且つ該直角度基準面から筒状凸部が突出し、該筒状凸部先端面が零点基準面を形成し、該零点基準面の中央部に測定子が変位自在に突出してなり、前記スライドブロックは、前記被測定物載置台に載置される被測定物の測定面が前記ゲージホルダーに保持されたダイヤルゲージの測定子に対して対向して変位するように摺動可能に配置されていることを特徴とする物品の表面深さ測定装置。
2. 前記被測定物が口部外周にネジが形成された容器にキャップを巻締したキャップ巻締容器であり、前記物品の表面深さ測定装置が、前記口部外周にネジが形成された容器の口部外周に巻締されたキャップに形成されたネジ深さを測定するキャップ巻締容器のキャップネジ深さ測定装置である請求項１に記載の物品の表面深さ測定装置。
3. 前記キャップ巻締容器の胴部の外径及びキャップの外径とそれぞれ同径に形成された胴部外径及び口部外周を有し、該口部外周に前記ゲージホルダーの筒状凸部が嵌合する穴が形成されてなる零点設定用のダミー容器との組合せからなる請求項２に記載の物品の表面深さ測定装置。
4. 一定形状を有する被測定物の所定表面深さをダイヤルゲージにより測定する物品の表面深さ測定方法であって、ベース上に配置されたリニアガイドに沿って摺動するスライドブロックの被測定物載置台に被測定物を載置し、
   前記ベース上に固定配置されたゲージホルダーは、被測定物の測定面に対向する筒状先端部に直角度基準面が形成され、且つ該直角度基準面から筒状凸部が突出し、該筒状凸部先端面が零点基準面を形成し、該零点基準面の中央部に測定子が変位自在に突出して構成され、
   且つ被測定物に模した形状に形成され、その表面深さ測定相当面の一部に前記ゲージホルダーの筒状凸部が嵌合する穴が形成されてなる零点設定用のダミー容器を備え、
   前記スライドブロックに前記ダミー測定物を載置して、前記ゲージホルダー側に移動させて前記穴にゲージホルダーの前記筒状凸部を嵌合させて、前記直角度基準面がダミー測定物の前記穴周囲の測定相当表面に当接するように、前記ゲージホルダーの直角度を調節して設定し、その後前記筒状凸部の零点基準面を前記ダミー測定物の測定相当表面に当接させてダイヤルゲージの零点設定を行ない、
   前記ゲージホルダーに固定されたダイヤルゲージの測定子に対して、前記スライドブロックをスライドさせて、前記スライドブロックの被測定物載置台に載置された被測定物の測定面を前記測定子に押し付けることにより、物品の表面深さを測定することを特徴とする物品の表面深さ測定方法。

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