JPH01148902A - 長さ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、棒状物体の長さを測定する装置に係わり、特
に、紙巻たばこ等の検査を行う品質測定装置において長
さ測定を行うのに適した長さ測定装置に関する。

〔従来の技術〕

第７図は紙巻たばこなどの長さ測定の従来例を示す図で
あり、図において、５１は検体を載置する受台、５２は
受台５１の縁に形成されたピン、５３は他端を軸支した
当て板、５４は受台５１に固定されるとともに、対向す
る当て板５３までの距離に応じた電圧を出力する非接触
変位計である。

長さ測定に先立って当て板５３をピン５２に当接させた
ときの非接触変位計５４の出力電圧ＥＯを測定し、次に
、紙巻たばこ等の検体Ａを受台５１に載置するとともに
検体Ａの一端を受台５１の固定端５１ａに当て、検体Ａ
の他端に当て板５３を当接させる。

そして、このときの非接触変位計５４の出力電圧Ｅ、ピ
ン５２と固定端５１ａとの距離！、前記出力電圧Ｅｏお
よび予め設定された定数ｋに基づいて、次式、 Ｌ＝ｋ　・（Ｅ−Ｅｏ　）　−１ｊ！ の計算を行って検体Ａの長さしを求める。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような従来の方法によると、当て
板５３および固定端５１ａが検体Ａの先端に圧接される
ため、特に紙巻たばこの長さ測定では先端の巻紙縁部に
歪を生じ、正確な測定が行われないという問題があった
。

また、種類の違いなどによって検体の標準の長さが異な
ると、そのつど受台を交換しなければならないという問
題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題を解決するためになした本発明の長さ測定装
置は、一定光量の光束を発生する投光部と、上記光束を
受光して受光量に応じた出力を行う受光部と、上記光束
と直角方向に移動可能にして所定の位置に固定されると
ともに検体を載置してその検体の先端を上記光束内に保
持する基台と、検体の先端が上記光束の一部を遮蔽した
ときの上記受光部の出力と予め設定された出力値とに基
づいて検体の長さを求める演算制御部とを備えたことを
特徴とする。

〔作　用〕

基台に載置された紙巻たばこ等の検体の先端が光束の一
部を遮蔽すると、受光部の出力は遮蔽量に応じて変化す
る。

したがって、長さが既知である基準ゲージ等が光束の一
部を遮蔽したときの出力と、検体についての受光部の出
力とに基づいて、基準ゲージ等からの検体の長さの変化
を求めることができ、この長さの変化と基準ゲージ等の
長さによって検体の長さを求めることができる。

また、基台を光束の光軸と直角方向に移動して固定する
と標準の長さが異なる検体について、同様に長さ測定を
行うことができる。

〔実施例〕

第１ａ図〜第１ｃ図は本発明の長さ測定装置の一実施例
を示す正面図、第２図は第１図の主要部を示す側面図で
あり、この装置は紙巻たばこの品質測定システムに用い
られる。なお、第１ａ図〜第１ｃ図は装置の各動作状態
を示し、第２図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ第１ａ図
および第１ｂ図と同じ動作状態を示す。

図において、１は長さ測定の前段で通気抵抗と空気流入
割合の測定を行うための通気抵抗・ベンチレーション測
定装置で、通気抵抗と空気流入割合の測定が終了した紙
巻たばこ（検体）は、ベンチレーション容器１１内の検
体ストッパー１２が解除されると自重によって下方の長
さ測定装置に排出される。

２１は一定光量の平行なレーザ光束を放射する投光部、
２２は投光部２１からのレーザ光束を受光する受光部で
、受光量に応じた電圧を出力する。

２３は検体を挿入する反転ホルダーで、第４図に示した
ように、検体の径より僅かに大きな内法で形成された筒
状部２３ａと、この筒状部２３ａを後述シリンダー軸に
取り付ける固定部２３ｂから形成され、筒状部２３ａの
円周側面には全長にわたって溝部２３ｃが形成されてい
る。

２４（第２図）はシリンダー軸２４ａを回動して反転ホ
ルダー２３を第１ａ図および第１ｂ図に示した垂直位置
と水平位置の９０度の範囲で回動する反転ホルダーシリ
ンダーで、軸受け２４ｂによって軸支されるシリンダー
軸２４ａの先端部には前記反転ホルダー２３の固定部２
３ｂがネジ止めされている。なお、この反転ホルダーシ
リンダー２４は図示しないエアヘッドからの圧搾空気に
よう駆動される。

２５は反転ホルダー２３の下部に配設されたマイクロゲ
ージで、前記通気抵抗・ベンチレーション測定装置１か
ら排出された検体Ａは反転ホルダー２３に挿入された状
態でマイクロヘッド２５ａ上に垂直に載置される。また
、このマイクロヘッド２５ａは後述説明するように基準
ゲージを用いて基準点を設定するときに調節ノブ２５ｂ
の操作によって上下方向に移動されて微調整される。

２６（第１図）は　　　　゛ パ円弧 面２６ｂを有する検体ガイドである。

２７は長さ測定の終了した検体Ａを反転ホルダー２３か
ら排出するためのプッシャー、２８はプッシャー２７を
第１図の左右方向に移動するプシャーシリンダーで、こ
のプッシャーシリンダー２８は図示しないエアヘッドか
らの圧搾空気によっ駆動される。なお、反転ホルダー２
３から検体Ａを排出する際、プッシャー２７を保持する
腕部２７ａは反転ホルダー２３の前記溝部２３ｃを通し
て移動される。

３１はプッシャー２７によって排出された検体を載置す
るステージ、３２はステージ３１の所定の位置で検体の
先端部を検出する検体位置決めセンサーで、検体Ａの先
端部がこの検体位置決めセンサー３２によって検出され
るとプッシャー２７が停止される。なお、このステージ
３１上に載置された検体は図示しない装置によって硬さ
が測定される。

第３図は実施例の長さ測定装置における長さ測定の原理
を説明する図である。

マイクロヘッド２５ａ上に検体が載置されていないとき
は受光部２２は一定の電圧を出力するが、図に示したよ
うに、マイクロヘッド２５ａ上に検体Ａが載置されると
投光部２１からのレーザ光束Ｂは検体Ａの先端部によっ
て一部が遮蔽され、受光部２２からの出力電圧が低下す
る。

したがって、予め長さの分かっている標準ゲージの先端
部が光束の一部を遮蔽するようにマイクロヘッド２５ａ
の基準点Ｏを設定しておけば、標準ゲージが遮光したと
きの出力電圧と検体Ａが遮光したときの出力電圧との差
に基づいて標準ゲージに対する検体Ａの長さの変位が求
められ、これによって検体Ａの長さしを測定することが
できる。

なお、投光部２１および受光部２２は上記測定用の他に
、マイクロヘッド２５ａ上の検体の有無を検出するセン
サとして用いられる。

この実施例の投光部２１および受光部２２としては、例
えばキーエンス社製のレーザ式判別センサ（ＬＸ−１３
０）を用いることができる。この場合、レーザ光束の直
径ｄは１０ｍｍで、無遮光のとき出力電圧は５ｖ、完全
遮光のときＩＶになる。また、紙巻たばこの先端が光束
の中心を通って遮光するとき、出力電圧ｌ■当たりに対
する先端の移動量には２．１８１２　ｔｒｍ／　Ｖにな
る。

標準ゲージによる基準点の調節は次のように行われる。

例えば、規格寸法が８５．０ｍｍの検体の長さ測定を行
う場合、長さ８５ｍｍ（Ｌｏ）の標準ゲージを反転ホル
ダー２３に挿入してマイクロヘッド２．５ａ上に垂直に
載置し、標準ゲージの先端が光束の中心になるように、
すなわち、受光部２２の出力電圧が３ｖになるようにマ
イクロゲージ２５を調節する。

そして、長さ測定のときには反転ホルダー２３を介して
検体をマイクロヘッド２５ａ上に垂直に載置し、そのと
きの受光部２２の出力電圧Ｅを読み取り、次式、 Ｌ＝Ｌｏ　＋　（Ｅ−３，ＯＯ）　ＸＫ　　”＝・・・
（１）により検体の長さしを求める。

また、この状態から規格寸法１２０ｍｍの検体の長さ測
定を行う場合は、マイクロゲージの目盛に基づいてマイ
クロヘッドを３５ｍｍだけ下げ、（１）式のｔ、ｏの値
を１２０に設定すれば、上記同様に長さの測定を行うこ
とができる。

第５図は実施例のブロック図である。

図において、２９はマイクロプロセッサ等を搭載した制
御部で、出力ポート０から各種制御信号を出力するとと
もに検出信号、検出データを入力ポート■から入力して
検体の長さ測定と検体の供給および排出を制御する。

２４ｃはエアヘッド４０からの圧搾空気を反転ホルダー
シリンダー２４に供給する電磁弁で、制御部２９からの
制御信号に基づいて圧搾空気の供給方向を変えて反転ホ
ルダーシリンダー２４を“ＯＮ”または“ＯＦＦ”の状
態にして反転ホルダー２３を往復回動させる。なお、反
転ホルダーシリンダー２４は“ＯＮ”のとき反転ホルダ
ー２３を垂直位置から水平位置に移動させ、“ＯＦ　Ｆ
　”のとき水平位置から垂直位置に移動させる。

２４ｄは反転ホルダー２３の状態を検出する反転ホルダ
ー検出スイッチで、反転ホルダー２３が垂直位置にある
ときに“ＯＮ”になる。

２８ａはエアヘッド４０からの圧搾空気をプッシャーシ
リンダー２８に供給する電磁弁で、制御部２９からの制
御信号に基づいて圧搾空気の供給方向を変えてプッシャ
ーシリンダー２８を“ＯＮ°′または“ＯＦＦ”の状態
にしてプッシャー２７の状態から第１Ｃ図の状態に移動
させ、“ＯＦＦ”のとき逆の方向に移動させる。

２８ｂはプッシャーシリンダー２８の状態を検出するブ
ツシャ−検出スイッチで、プッシャー２７が第１ａ図あ
るいは第１ｂ図に示したように右端に戻された状態で“
ＯＮ”になり、ブツシャ−２７が駆動されているときは
ＯＦＦ”になる。

第６図は制御部２９の制御を示すフローチャートであり
、検体Ａの長さ測定と排出の過程を説明する。

長さ測定の前に制御部２９は、プッシャー検出スイッチ
２８ｂと反転ホルダー検出スイッチ２４ｄが共に“”Ｏ
Ｎ”になっていると、前記通気抵抗・ベンチレーション
測定装置１の検体ストッパー１２を制御し、反転ホルダ
ー２３を介して検体Ａをマイクロヘッド２５ａ状に載置
する。

そして受光部２２の出力に基づいて検体Ａが検出される
と、受光部２２の出力電圧を読み取り、読み取ったデー
タをメモリに格納する。

次に、検体位置決めセンサー３２が“ＯＦ　Ｆ　”であ
ることを検出してステージ３１上に他の検体がないこと
を検知すると、反転ホルダーシリンダー２４を“ＯＮ°
゛にして反転ホルダー２３を水平位置に回動させる。こ
のとき検体Ａは下端を検体ガイド２６の円弧面２６濫上
で摺動されて反転ホルダー２３とともに水平位置に回動
される。

反転ホルダー２３が水平位置になると（第１ｂ図）ブツ
シャ−シリンダー２８を“ＯＮ″にし、検体位置決めセ
ンサ３２で検体Ａの先端が検出されるまでプッシャー２
７を移動させる（第１Ｃ図）。

検体Ａの先端が検出されるとプッシャーシリンダー２８
を“ＯＦＦ″にしてブツシャー検出スイフチ２８喝が“
ＯＮ”になるまでプッシャー２７を移動させる。

プッシャー２７が初期の位置に戻されてブツシャ−検出
スイッチ２８星が“ＯＮ”になると、反転ホルダーシリ
ンダー２４を“ＯＦ　Ｆ　”にし、反転ホルダー２３を
垂直位置に回動する。

そして、データをメモリから読み出し、予め設定された
基準の長さおよび前式（１）等により長さの計算を行い
、計算結果を図示しないプリンタにプリントアウトする
。

以上のように、検体の長さが非接触で測定できるため、
紙巻たばこ等においては特に歪をなくして正確な長さ測
定を行うことができる。

また、上記実施例のように検体を載置する基台としてマ
イクロゲージ等を使用することにより、標準の長さが異
なる検体についても、基準点の設定を容易に行うことが
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の長さ測定装置によれば、紙
巻たばこ等の円柱状検体を基台に載置するとともに検体
の先端部によって一部が遮蔽されたレーザ光等の光束を
受光部で受光し、この受光部の出力の変化に基づいて検
体の長さの変化を求めるようにしたので、検体の長さを
非接触で測定することができ、検体の歪等をなくして正
確な測定を行うことができる。　　　　　□ また、基台を光束と直角方向に移動可能にして所定の位
置に固定できるようにしたので、検体の標準の長さ等が
異なるものについても容易に測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図〜第１Ｃ図は本発明の長さ測定装置の一実施例
を示す正面図、 第２図は第１ａ図および第１ｂ図の側面図、第３図は実
施例における長さ測定の原理を説明する図、 第４図は実施例における反転ホルダーを示す図、第５図
は実施例のブロック図、 第６図は実施例における制御部の制御を示すフローチャ
ート、 第７図は紙巻たばこの長さ測定の従来例を示す図である
。 ２１・・・投光部、２２・・・受光部、２３・・・反転
ホルダー、２４・・・反転ホルダーシリンダー、２５・
・・マイクロゲージ、２７・・・プッシャー、２８・・
・プッシャーシリンダー、２９・・・制御部。 特許出願人　　　日本たばこ産業株式会社第２図 （ｂ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一定光量の光束を発生する投光部と、 上記光束を受光して受光量に応じた出力を行う受光部と
   、 上記光束と直角方向に移動可能にして所定の位置に固定
   されるとともに検体を載置してその検体の先端を上記光
   束内に保持する基台と、 検体の先端が上記光束の一部を遮蔽したときの上記受光
   部の出力と予め設定された出力値とに基づいて、検体の
   長さを求める演算制御部と、を備えたことを特徴とする
   長さ測定装置。