JPH02132348A - 硬さ測定装置 - 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］ 本発明は硬さ測定装置に関し、より詳細には、たばこ用
フィルタ、紙巻きたばこや葉巻きたばこ等の種々の非剛
性体の硬さを測定する上で有用な硬さ測定装置に関する
。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］従来、比
較的剛性が大きな剛性体の硬度は、般にビッカース硬度
計等の種々の硬度計で測定されている。しかしながら、
上記硬度計をたばこ用フィルタ等の非剛性体に適用する
と、荷重の変動により非剛性体が大きく変形し、測定値
が大きくばらつき、正確な硬さを測定するのか困難であ
る。

一方、たばこ用フィルタやシガレット等の生産量は膨大
である。またこれらの製造時や、製品の出荷及び受入に
際しては、たばこ用フィルタ等の硬さに関して厳しい品
質管理が要求されているものの、上記のように、従来の
硬度計では非剛性体の硬さを精度よく迅速に測定するの
か困難である。

上記の点に鑑み、硬さ測定装置として、例えば、たばこ
用フィルタ等の非剛性体か収容される測定台と、該測定
台の側方に立設された支柱と、該支柱から上記測定台の
上部側方に延出する下部保持板及び上部保持板と、上部
保持板上に配されたモータと、該モータの軸に連結され
、上部保持板から下部保持板の下部に延びる螺旋体と、
該螺旋体の先端部に形成された測定端子とを有し、下部
保持板と上部保持板との間に位置する螺旋体に荷重用の
分銅が取付られた装置が知られている。

上記の測定装置によると、モータの軸を回転させ、螺旋
体を上下方向に往復動させることにより、測定端子を非
剛性体に接触させて零点を測定し、分銅の荷重を掛けて
非剛性体を撓ませ、零点と撓み量から非剛性体の硬さを
測定することができる。

しかしながら、上記の測定装置によると、測定端子の上
下動がモータの回転速度に依存するだけでなく、螺旋体
により回転運動を直線運動に変換しているなめ、移動速
度が小さく、測定に要する時間が長くなり、迅速に硬さ
を測定することか困難である。一方、モータの回転数を
大きくして移動速度を大きくすると、測定端子を非剛性
体に接触させて零点を測定する際、測定端子の位置を制
御するのか困難であるため、零点、ひいては非剛性体の
硬さを精度よく測定することが困難である。

本発明の目的は、たばこ用フィルタ等の非剛性体の硬さ
を精度よく迅速に測定できる硬さ測定装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明は、測
定台の収容部に収容された非剛性体に、測定台の上部側
方で下部保持板と上部保持板とで上下方向に摺動自在に
保持されていると共に、保持部間に分銅が配されたロッ
ドにより、上記分銅による荷重を掛け、撓み量から非剛
性体の硬さを測定する装置であって、上記保持部間にロ
ッドと一体に取付られた」二下ストッパと、該ストッパ
間に摺動自在に配された分銅と、該分銅を上下動させる
回転可能な偏心カムと、上記下部保持板及び上部保持板
のいずれが一方の側にロッドと一体に取付られたターゲ
ット板と、下部保持板又は上部保持板とターゲット板と
の対向箇所に設けられ、ロッドの上下動に伴なう下部保
持板又は上部保持板とターゲット板との距離を検出する
センサとを有する硬さ測定装置により、上記課題を解決
するものである。

以下に、本発明の硬さ測定装置の作用を、第２図及び第
３図に基づいて説明する。第２図（Ａ）（Ｂ）ＦＣ）は
それぞれ本発明の一実施例における概略側面図、第３図
（＾）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施例におけ
る概略正面図である。

本発明の硬さ測定装置には、ストッパ間で摺動自在な分
銅を上下動させる回転可能な偏心カムが設けられている
。従って、第２図（Ａ）及び第３図（＾）に示されるよ
うに、測定前後において、回転に伴ないカム（２５）の
最大半径を示す周面が上方に移動すると、分銅（１７）
が上方へ大きな速度で押し上げられ、上記分銅（１７）
が上部ストッパ（ｉｅｂ）と接触し、上部ストッパ（１
６ｂ）を上方へ押し上ける。

その際、ストッパ（１６ｂ）がロッド（１５）と一体に
取付られているためロッド（１５）の先端部に形成され
た測定端子（１８）が上方へ移動する。

カム（２５）が更に回転すると、分銅（１７）が下方へ
大きな速度で移動した後、下方へ小さな速度で移動じ、
ロッド（１５）がフリーになった状態で、第２図（Ｂ）
及び第３図ＣＢ）に示されるように、ロッド（１５）の
先端部に形成された測定端子（１８）が非剛性体（１）
と接触する。その際、下部保持板（１２）のうち、ロッ
ド（１５）と一体に取付られたターゲット板（２７）と
対向する箇所には、下部保持板（１２）とターゲット板
（２７）との距離を検出するセンサ（２８）が設けられ
ているので、該センサ（２８）により、無荷重状態にお
ける下部保持板（１２）とターゲッ１・板（２７）との
距離ＸＯを測定ずることができる。

カム（２５）が更に回転すると、分Ｍ　（１７）が更に
下方へ移動し、第２図（Ｃ）及び第３図（Ｃ）に示され
るように、分銅（１７）の移動が下部ストッパ（１６ａ
）により停止し、分銅（１７）による荷重が非剛性体（
１）に作用し、非剛性体（１）か硬さに応じて撓む。従
つて、非剛性体（１）に分銅（１７）による荷重を所定
時間掛けたとき、前記センサ（２８）により、非剛性体
（１）が撓んだ状態、すなわち硬さ測定時における下部
保持板（１２）とターゲット板（２７）との距離Ｘ１を
測定することかでき、非開性体（１）の硬さＸ＝ＸＯｘ
１を測定することができる。

上記サイクルを繰返すことにより、ロッド（１５）の先
端部に形成された測定端子（１８）が非剛性体（１）と
接触するまでの間や測定後は下方又は上方へのロッド（
１５）の移動を大きくすることができ、測定端子（１８
）が非剛性体（１）の近傍に位置す．るときはロッド（
１５）の移動度を小さくすることができる。

［実施例］ 以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する
。

第１図は本発明の硬さ測定装置の一実施例を示す斜視図
であり、この例では非關性体としてたばこ用フィルタ（
以下、フィルタプラグと称する）が使用されている。フ
ィルタプラグ（１）を収容する収容部（２）が配置され
た測定台（３）の側方には、該測定台（３）に対して進
退動する硬さ測定装置が基台（４）上に配置されている
。すなわち、基台（４）の両側部には溝（５）が形成さ
れ、該消（５）内には、移動台（６）の側壁から内方へ
折曲された折曲端部が滑動自在に配されている。この移
動台（６）の端部には支持側板（力が立設されている。

支持側板（７）の両側には側板（８ａ）　（８ｂ）が設
けられ、支持側板（７）の上部には天板（９）が設けら
れている。また支持側板（７）には、回転駆動源として
のモータ（１０）の軸に連結され、前記測定台（３）の
方向に延びる螺旋体（１１）が螺着されている。従って
、上記モータ（１０）を回転させることにより螺旋体（
１１）により回転運動を直線運動に変換し、移動台（６
）を測定台（３）に対して進退動させることができる。

また移動台（６）の進退動Ｌこ伴ない、支持側板（７）
、側板（８ａ）（８ｂ）及び天板（９）で形成される収
容空間に、前記測定．台（３）か出入れされる。

なお、移動台の進退動は、回転運動を直線運動に変換す
る螺旋体と、移動台を案内する案内棒や基台に形成され
た蟻溝と該＠溝に適合し、移動台に形成された凸部等と
で構成された摺動又は滑動機構等により行なってもよい
。

なお、上記のような進退動機構によれば、第４図（Ａ）
（Ｂ）に示されるように、移動ホルダ（Ｈ）等により収
容部（２）にフィルタプラグ（１）を連続的に移送して
フィルタプラグ（１）の硬さを測定する場合、ホルダ（
旧等によるフィルタプラグ（１）の移送時には測定装置
を原位置に後退させ、フィルタプラグ（１）が収容部（
２）に収容された後、測定時には測定位置に前進させる
ことができる。従って、横方向、すなわち測定装置の進
退方向と直交する方向に移動するホルダ（Ｈ）等でフィ
ルタプラグ（１）を円滑に移送させ、連続的に硬さを測
定することができる。

またフィルタプラグ（１）の硬さを測定する位置がなば
この種類により異なっていても、測定装置を進退勤でき
るので、フィルタプラグ（１）の種類に拘らず、適正な
位置で硬さを測定することができる。

なお、フィルタプラグ（１）の種類に応じた適正位置で
硬さを測定する際、フィルタプラグ（１）の種類に応じ
た進退度を制御部のＲＯＭに格納し、該格納データとモ
ータ（１０）の回転速度とに基づいて制御器により測定
装置の進退動を制御ずれはよい。

なお、同一のフィルタプラグ（１）の硬さを測定する場
合、上記移動台の進退度は一定でよい。このような場合
、移動台の進退動は、クランクａ椙等により横成しても
よい。またフィルタプラグ（１）か上記移動ホルダ（Ｈ
）によらず転勤等により移送される場合、上記移動台は
固定されていてもよい。

天板（９）には前記測定台（３）の方向に延出する下部
保持板（１２）が取付られ、該下部保持板（１２）の端
部には支持板（１３）が立設され、該支持板（１３）の
上部には測定台（３）の方向に延出ずる上部保持板（１
４）が取付られている。

また上記下部保持板（１２）及び上部保持板（１４）の
延出端部には、上下方向に摺動自在なロッド（１５）が
挿通保持されており、このロッド（１５）のうち下部保
持板（１２）と上部保持板（１４）との間に対応する箇
所にはリング状の上下ストッパ（１６ａ）（１６ｂ）か
固着され、このストッパ（１６ａ）（１６ｂ）間には摺
動自在なリング状分銅（１７）か環装されている。また
上記ロッド（１５）のうち下部保持板（１２）から下方
に延びる先端部には前記収容部（２）に収容されたフィ
ルタプラグ（１）と接触する測定端子（１８）が形成さ
れている。なお、上下ストッパ（１６ａＨ１６ｂ）は凸
部等で形成されていてもよい。またフィルタプラグ（１
）の硬さを測定する場合、分銅（１７）として、通常３
００ｇのものが使用され、測定端子（１８）は、通常、
直径１２髄の円盤状に形成されている。上記分銅（１７
）の重さ及び形状や測定端子（１８）の形状及び大きさ
は、非団牲体の種類等により適宜選択できる。

またロッド（１５）の上端部には、アーム（１９）が回
動可能に取付られ、このアーム（１９）の途中部は、前
記上部保持板（１４）の両端部に立設された立設部材（
２０）に揺動自在に取付られた揺動部材（２１）に挿通
支持されており、アーム（１９）の端部には、前記分銅
（１７）の荷重をフィルタプラグ（１）に掛けるため、
ロッド（１５）の自重を相殺するおもり（２２）が取付
られている。従って、フィルタプラグ（１）に分銅（１
７）のみによる荷重を作用させることができる。

また支持板（１３）の外方側部にはモータ（２３）が配
設されていると共に、モータ（２３）の軸には、前記分
銅（１７）の下部に延び、先端部に鋼心カム（２５）が
取付られた回転軸（２４）か連結されている。この偏心
カム（２５）の周面は前記分＃Ｉ（１７）の下面と当接
している。従って、上記モータ（２３）で回転軸（２４
）を回転させることにより、カム（２５）を介して前記
ストッパ（１６ａ）（１６ｂ）間で摺動自在な分銅（１
７）を上下動させることができる。また前記のように、
前記測定端子（１８）がフィルタプラグ（１）と接触す
るまでの間や測定後は下方又は上方へのロッド（１５）
の移動を大きくすることができ、測定端子（１８）がフ
ィルタプラグ（１）の近傍に位置ずるときはロッド（１
５）の移動度を小さくすることができる。なお、上記支
持体（１３）の両側部のうち、偏心カム（２５）の基礎
円に対応する箇所と最大半径に対応する箇所には、偏心
カム（２５）の回転位置を検出する２個のリミットスイ
ッチ（２６）が配設されている。

そして、フィルタプラグ（１）に測定端子（１８）を接
触させ、分銅（１７）の荷重を掛けた時のフィルタプラ
グ（１）の撓み量を測定するため、上記下部保持板（１
２）の上方にはターゲット板（２７）がロッド（１５）
と一体に取付られており、このターゲット板（２７）と
対向する下部保持板（１２）には、上記ロッド（１５）
の上下動に伴ない変動する下部保持板（１２）とターゲ
ット板（２７）との距離を検出する非接触式変位センサ
（２８）が設けられている。なお、符号（２９）は、ロ
ッド（１５）の上下動に随伴して上下動ずるターゲット
板（２７）を案内するピンである。またフィルタプラグ
の硬さは、通常、直径１２　ｎｍの測定端子（１８）を
介して３００ｇの分銅（１７）による荷重を１０秒間加
えたときの撓み量を１／１０ｍｍ単位で表わしている。

従って、フィルタプラグ（１）に測定端子（１８）を接
触させたときの下部保持板（１２）とターゲット板（２
７）との距ＮＸＯと、上記分銅（１７）による荷重をフ
ィルタプラグ（２）に所定時間作用させたときの下部支
持板（１２）とターゲット板（２７）との距離Ｘ１とを
センサ（２８）で検出し、センサ（２８）により検出さ
れた距離ＸＯ及びｘ１からフィルタプラグ（１）の硬さ
Ｘｘｏ−ｘｉを測定することができる。

その際、前記のように、偏心カム（２５）の回転位置、
すなわちカム（２５）のうち基礎円に対応ずる箇所や最
大半径に対応ずる箇所がリミットスイッチ（２６）によ
り検出されるので、このリミットスイッチ（２６）の検
出信号に基づいて、測定端子（１８）がフィルタプラグ
（１）に接触しているか否か、荷重を掛け所定時間経過
しているか否か、さらには測定終了前後か否かを判別で
き、センサ（２８）による検出時期を精度よく制御する
ことができる。

なお、上記の硬さ測定装置において、ターゲット板は、
上部保持板の下方にロッドと一体に取付られていてもよ
い。またセンサは、ターゲット板と下部保持板又は上部
保持板との対向箇所に受けられていればよい。さらには
、カムは上記形状のカムに限らす、回転運動を異なる速
度の直線運動に変換するものであればよい。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の硬さ測定装置によれば、ロッド
と一体に取付られた上下ストツパ間に摺動自在に配され
た分銅と、該分銅を上下動させる回転可能な偏心カムと
、下部保持板又は上部保持板とターゲット板と距離を検
出するセンサとを有するので、たばこ用フィルタ等の非
団性体の硬さを精度よく迅速に測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実施例における概略
側面図、 第３図（Ａ）　（Ｂ）　（Ｃ）はそれぞれ本発明の一実
施例における概略正面図、 第４図（＾）（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例である
進退動ｍｉを示す概略側面図である，（１）・・・フィ
ルタプラグ、（２）・・・収容部、（３）・・・測定台
、（６）・・・移動台、（１２）・・・下部保持板、（
１４）・・・上部保持板、（１７）・・・分銅、（１５
）・・・ロッド、（１６ａ）（１６ｂ）−・・ストッパ
、（２５）−１ｉＷ心カム、（２７）・・・ターゲット
板、（２８）・・・センサ特許出願人　　大阪フィルタ
ー工業株式会社（ほか１名） 代　理　人　　弁理士　鍬　　田　充　生フィルタプラ
グ 図 （Ｂ） 移動台６ 月

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定台の収容部に収容された非剛性体に、測定台の
   上部側方で下部保持板と上部保持板とで上下方向に摺動
   自在に保持されていると共に、保持部間に分銅が配され
   たロッドにより、上記分銅による荷重を掛け、撓み量か
   ら非剛性体の硬さを測定する装置であつて、上記保持部
   間にロッドと一体に取付られた上下ストッパと、該スト
   ッパ間に摺動自在に配された分銅と、該分銅を上下動さ
   せる回転可能な偏心カムと、上記下部保持板及び上部保
   持板のいずれか一方の側にロッドと一体に取付られたタ
   ーゲット板と、下部保持板又は上部保持板とターゲット
   板との対向箇所に設けられ、ロッドの上下動に伴なう下
   部保持板又は上部保持板とターゲット板との距離を検出
   するセンサとを有することを特徴とする硬さ測定装置。 ２、測定台に対して進退動可能である請求項１記載の硬
   さ測定装置。