JP2015225019A - 糸監視装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】糸に混入するポリプロピレンの検出性能を向上させることができる糸監視装置を提供する。
【解決手段】第1糸監視装置1は、糸Yが走行する糸道Y1となる部分を含む糸通路13に対して光を投光する第1投光部21と、糸によって反射された光を受光する第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35と、を備える。この糸監視装置では、糸に光が入射するときの方向である入射方向A1と糸によって光が反射されたときの方向である反射方向A2,A3のなす角度α,βがそれぞれ鈍角となるように第1投光部及び第1反射光受光部及び第2反射光受光部とが配置されている。
【選択図】図1
【解決手段】第1糸監視装置1は、糸Yが走行する糸道Y1となる部分を含む糸通路13に対して光を投光する第1投光部21と、糸によって反射された光を受光する第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35と、を備える。この糸監視装置では、糸に光が入射するときの方向である入射方向A1と糸によって光が反射されたときの方向である反射方向A2,A3のなす角度α,βがそれぞれ鈍角となるように第1投光部及び第1反射光受光部及び第2反射光受光部とが配置されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、糸監視装置に関する。
例えば、糸に含まれる異物の有無及び/又は糸の太さといった糸の状態を検出する糸監視装置が知られている。そのような糸監視装置の一例として、走行する糸に光を照射するLED(Light Emitting Diode)などの発光素子と、当該糸に反射された光及び/又は当該糸を透過した光を検出するPD(Photodiode)などの受光素子と、を備える糸監視装置が知られている。
このような糸監視装置として、例えば、特許文献1には、特許文献1の図6に示すように、反射光受光素子が入射光軸に対して鋭角に配置されている糸監視装置が開示されている。また、例えば、特許文献2には、投光部と受光部とが90度の角度で交差するように配置された糸監視装置が開示されている。
糸を製造する工程においては、原綿の梱包材に用いるポリプロピレンが綿糸に混入する場合がある。そこで、上述したような糸監視装置を用いて、糸によって反射された反射光の増加を検出することにより、ポリプロピレンが混入していることを検出することが行われている。しかしながら、糸が太くなる場合にも反射光が増加するので、ポリプロピレンの混入と糸の太さの変化とを区別して検出することは困難であった。
そこで、本発明の目的は、糸に混入するポリプロピレンの検出性能を向上させることができる糸監視装置を提供することにある。
上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、本願発明者らは、「光が物質の平面に入射するとき、入射角が大きくなると反射率が飛躍的に高くなるという関係」と、「綿糸は太さ10数μmの綿繊維の集合体が撚られて丸い形状になっているのに対し、検出しようとしているポリプロピレンは概ね、平ら面を有する細長い形状を有しており、このような形状のポリプロピレンが綿糸に巻きつくように混入している点」と、に着目した。そして、本願発明者らは、糸に光が入射するときの方向である入射方向と糸によって光が反射されたときの方向である反射方向とのなす角度が大きくなるように投光部及び反射光受光部を配置すれば、糸に混入するポリプロピレンの検出性能を向上できることを見出した。
そこで、本発明の糸監視装置は、糸が走行する糸道となる部分を含む検出空間に対して光を投光する投光部と、糸によって反射された光を受光する反射光受光部と、を備え、糸に光が入射するときの方向である入射方向と糸によって光が反射されたときの方向である反射方向とのなす角度が鈍角となるように投光部及び反射光受光部とが配置されている。
ここでいう糸は、紡績糸及びスライバを延伸した繊維束など、繊維が細長く連なった状態(繊維条体)を含む概念である。検出対象のポリプロピレンを含む糸の場合、糸への光の入射角度が大きいほど反射率が高くなる。言い換えれば、ポリプロピレンを含む糸の場合、ある光の入射方向に対し、その入射方向とのなす角度が大きな方向(一般的に180度未満)ほど強い光が出射される。そこで、本発明の糸監視装置では、糸に光が入射するときの方向である入射方向と糸によって光が反射されたときの方向である反射方向とのなす角度が鈍角となるように投光部及び反射光受光部と配置している。これにより、検出対象のポリプロピレンを含む糸の場合には、入射方向と反射方向とのなす角度が鈍角に配置されていない反射光受光部に比べ、相対的に強い光を反射させることができる。この結果、反射光受光部における光の受光量が、ポリプロピレンを含む糸の場合と含まない糸の場合とで差が大きくなり、糸に混入するポリプロピレンの検出性能を向上させることができる。
本発明の糸監視装置では、入射方向と反射方向とのなす角度が100度以上となるように、投光部及び反射光受光部が配置されていてもよい。
この構成の糸監視装置では、入射方向と反射方向とのなす角度を100度以上としているので、ポリプロピレンの検出性能をより向上させることができる。
本発明の糸監視装置では、糸道となる部分と反射光受光部との間には、導光部材が配置されていてもよい。
ここでいう導光部材は、レンズ又はプリズムなどの光を導くための光学部品である。この構成の糸監視装置によれば、効率的に光を反射光受光部に導光することができる。また、反射光受光部の配置位置を調整できるので、コンパクトに投光部及び反射光受光部を配置することができる。
検出区間を形成する形成面は、少なくとも一部が暗色であってもよい。
ここでいう暗色とは、糸の色よりもはるかに暗い色であって、例えば、黒、濃灰及び濃紺などの色をいう。これにより、検出空間を形成する形成面に反射した光(散乱反射光・間接反射光)の反射光受光部への入射を低減できる。この結果、ポリプロピレンの検出性能をより向上させることができる。
本発明の糸監視装置は、糸によって第1反射方向に反射された光を受光する反射光受光部としての第1反射光受光部と、糸によって第2反射方向に反射された光を受光する反射光受光部としての第2反射光受光部と、を更に備えていてもよい。
この構成の糸監視装置によれば、2つの反射光受光部を備えているので、例えば、ポリプロピレンの一部が綿繊維に覆われている場合でも検出できる可能性が、反射光受光部を1つのみ備える場合よりも高くなる。これにより、ポリプロピレンの検出性能を向上させることができる。
第1反射方向と第2反射方向とのなす角度が鈍角となるように投光部、第1反射光受光部及び第2反射光受光部が配置されていてもよい。
入射方向と第1反射方向とのなす角度と、反射方向と第2反射方向とのなす角度と、が互いに等しくなるように、投光部、第1反射光受光部及び第2反射光受光部が配置されていてもよい。
この構成の糸監視装置によれば、2つの反射光受光部において等しい条件でポリプロピレンを検出することができるので、検出性能を安定させることができる。
本発明の糸監視装置は、第1反射光受光部と第2反射光受光部との間には、糸を透過する光である透過光を受光する透過光受光部を更に備えていてもよい。なお、ここでいう透過光受光部によって受光される透過光とは、投光部から投光された光が糸の存在によって一部遮断されながら透過光受光部に到達した光である。
この構成の糸監視装置によれば、糸太さ変化による反射光の増減を補正できるので、ポリプロピレンの検出性能を向上させることができる。
検出空間は、平面視において一端が開口すると共に一方向に延在していてもよい。このとき、糸へ入射する光が一端の反対側から一端側に向かうと共に一方向に対して斜め方向に入射するように投光部が配置されていてもよい。
このように投光部を配置することにより、入射方向と反射方向とのなす角度が鈍角となる位置に2つの反射光受光部を配置したときの検出空間の延在方向の長さを短くすることができる。これにより、糸監視装置全体のサイズをコンパクトにできる。
検出空間は、平面視において一端が開口すると共に一方向に延在していてもよい。このとき、糸へ入射する光が、一方向に直交するように、投光部が配置されていてもよい。
このように投光部を配置することにより、2つの反射光受光部を入射方向と反射方向とのなす角度が鈍角となる位置に配置することができる。また、このように投光部を配置する場合には、投光部の組み付けが容易となる。
検出空間は、平面視において一端が開口すると共に一方向に延在していてもよい。このとき、糸へ入射する光が、一端側から一端の反対側に向かうと共に一方向に対して斜め方向に入射するように、投光部が配置されていてもよい。
このように投光部を配置することにより、2つの反射光受光部を入射方向と反射方向とのなす角度が鈍角となる位置に配置することができる。
検出空間は、平面視において一端が開口すると共に一方向に延在していてもよい。このとき、糸へ入射する光が、一端の反対側から一端側に向かうと共に一方向に対して平行に入射するように、投光部が配置されていてもよい。
このように投光部を配置することにより、2つの反射光受光部を入射方向と反射方向とのなす角度が鈍角となる位置に配置することができる。また、このように投光部を配置する場合には、投光部の位置決めが容易となる。
本発明の糸監視装置は、投光部としての第1投光部及び第2投光部を有していてもよい。このとき、第1投光部及び第2投光部は、第1投光部及び第2投光部のそれぞれからの入射方向が互いに鋭角に交わるように配置され、第1反射光受光部は、糸道となる部分を挟んで第2投光部と対向する位置に配置されると共に、糸に反射された第1投光部からの光を受光可能に配置され、第2反射光受光部は、糸道となる部分を挟んで第1投光部と対向する位置に配置されると共に、糸に反射された第2投光部からの光を受光可能に配置されていてもよい。
この構成の糸監視装置によれば、2つの投光部(第1投光部及び第2投光部)を備えるので、糸を多角的に測定することができる。これにより、断面形状が扁平な糸に混入したポリプロピレンの検出精度を向上させることができる。
本発明の糸監視装置は、主に糸の糸太さ変化を検出する第2糸監視装置が、糸道に沿った上流側又は下流側に重ね合わせた状態で配置されていてもよい。
この構成の糸監視装置によれば、ポリプロピレンの混入の検出に加え、例えば糸の糸太さ変化を検出することが可能になる。
本発明によれば、糸に混入するポリプロピレンの検出性能を向上させることができる。
以下、図面を参照して一実施形態の糸監視装置1〜1Dについて説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。なお、本明細書において「上流」及び「下流」とは、糸Yの走行方向における上流及び下流を意味する。糸監視装置1〜1Dは、主に自動ワインダや紡績機に搭載される。
(第1実施形態)
第1実施形態に係る糸監視装置100は、図1に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1と、図3に示すような、主に糸Yの糸太さ変化(以下、「太さムラ」と称する。)や色糸などの異物(ポリプロピレンを除く)を検出する第2糸監視装置101と、を備えている。第1実施形態の糸監視装置100では、糸Yの走行方向に沿って上下に重ね合わせた状態(2段構成)に設けられており、第1糸監視装置1が、第2糸監視装置101の上流側に設けられている。なお、第2糸監視装置101が、第1糸監視装置1の上流側に設けられていてもよい。
第1実施形態に係る糸監視装置100は、図1に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1と、図3に示すような、主に糸Yの糸太さ変化(以下、「太さムラ」と称する。)や色糸などの異物(ポリプロピレンを除く)を検出する第2糸監視装置101と、を備えている。第1実施形態の糸監視装置100では、糸Yの走行方向に沿って上下に重ね合わせた状態(2段構成)に設けられており、第1糸監視装置1が、第2糸監視装置101の上流側に設けられている。なお、第2糸監視装置101が、第1糸監視装置1の上流側に設けられていてもよい。
第1糸監視装置1においてポリプロピレンを検出するために用いる光源の光の色と、第2糸監視装置101において太さムラを検出するために用いる光源の光の色とは、補色の関係となるように構成されている。第1実施形態では、第1糸監視装置1において青色系(青色、青紫色及び紫外線なども含む。)の光源を配置し、第2糸監視装置101において黄色系の光源を配置する。
第1糸監視装置1について、図1及び図2を用いて説明する。図1では、後述する拡散部材及び導光部材による光の屈折の様子は図示を省略している。第1糸監視装置1は、図1及び図2に示すように、ホルダ11、第1投光部(投光部)21、拡散部(拡散部材)22、第1反射光受光部(反射光受光部)31、第1導光部(導光部材)32、第2反射光受光部(反射光受光部)35、第2導光部(導光部材)36、透過光受光部41、第3導光部42及び第1検出制御部51を備えている。
ホルダ11は、樹脂製のハウジングとして構成され、第1投光部21、拡散部22、第1反射光受光部31、第1導光部32、第2反射光受光部35、第2導光部36、透過光受光部41及び第3導光部42が装着される。ホルダ11には、糸Yが走行する糸道となる部分を含む検出空間としての糸通路(検出空間)13が、当該糸Yの走行方向に沿って形成されている。なお、この糸通路13は、糸監視装置100の装置正面側に向けて開放された形状となっている。すなわち、糸通路13は、糸Yの走行方向に垂直な平面視において、装置正面(一端)が開口すると共に、装置奥行方向(一方向)に延在している。
糸通路13は、第1面13A、第2面13B及び第3面13Cを有している。第1面13A及び第3面13Cは、糸通路13の左右の側壁面である。第2面13Bは、糸通路13の奥の壁面である。糸通路13を形成する面13A,13B,13Cは、光が面13A,13B,13Cに衝突して散乱し、その散乱光(間接光)を受光することを抑制できる暗色となっていることが好ましい。糸通路13を形成する面13A,13B,13Cは、糸Yの色よりもはるかに暗い色であって、例えば、黒、濃灰及び濃紺などの色が好ましい。
第1投光部21は、糸通路13に対して光を投光する。第1投光部21は、例えば、外面を構成する樹脂の形状が砲弾型に形成された砲弾型の青色LEDである。したがって、第1投光部21から出射される光は、光軸方向A11として一方向に出射される。第1投光部21は、第1検出制御部51によって発光制御がなされている。
拡散部22は、第1投光部21と糸道Y1となる部分との間に配置されている。拡散部22は、拡散異方性を有する楕円状の拡散シートである。拡散部22は、糸Yの走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いに比べて、走行方向に直交する平面内で光を拡散させる度合いの方が大きくなるように構成されている。すなわち、拡散部22は、光軸方向A11に出射された光の指向性を規制しつつ入射方向A1で糸Yに光を入射させる。
第1反射光受光部31は、糸Yによって反射された第1投光部21からの光を受光する。第1反射光受光部31は、受光面に対して垂直方向A21に入射する光を受光する。第1反射光受光部31は、フォトダイオードであり、受光した光の強度を電気信号に変換して、その電気信号を第1検出制御部51に送出する。
第1導光部32は、糸道Y1となる部分と第1反射光受光部31との間に配置されている樹脂製の透明部材である。第1導光部32は、糸Yによって反射方向(第1反射方向)A2に反射された反射光を、第1反射光受光部31の受光面に垂直な垂直方向A21に導光する。すなわち、糸Yによって反射方向A2に反射された反射光が第1導光部32によって屈折して第1反射光受光部31に受光される場合の当該反射光の光軸が、反射方向A2から垂直方向A21に屈曲されている。
第2反射光受光部35は、糸Yによって反射された第1投光部21からの光を受光する。第2反射光受光部35は、受光面に対して垂直方向A31に入射する光を受光する。第2反射光受光部35は、フォトダイオードであり、受光した光の強度を電気信号に変換して、その電気信号を第1検出制御部51に送出する。
第2導光部36は、糸道Y1となる部分と第2反射光受光部35との間に配置されている樹脂製の透明部材である。第2導光部36は、糸Yによって反射方向(第2反射方向)A3に反射された反射光を、第2反射光受光部35の受光面に垂直な垂直方向A31に導光する。すなわち、糸Yによって反射方向A3に反射された反射光が第2導光部36によって屈折して第2反射光受光部35に受光される場合の当該反射光の光軸が、反射方向A3から垂直方向A31に屈曲されている。
第1実施形態に係る第1糸監視装置1では、第1投光部21は、糸Yへ入射する光が糸通路13の第2面13B側(一端の反対側)から開口端側に向かうと共に、糸通路13の延在方向に対して斜め方向に入射するように配置されている。第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35は、糸Yに光が入射するときの方向である入射方向A1と糸Yによって光が反射されたときの方向である反射方向A2,A3とのなす角度α,βがそれぞれ鈍角となるように配置されている。換言すれば、拡散部22、第1導光部32及び第2導光部36による光の屈折を考慮した上での糸Yに対する入射光軸と反射光軸とのなす角度(拡散部22により屈折した後に糸Yに入射する入射光の入射光軸と第1導光部32・第2導光部36により屈折される前の糸Yに反射した反射光の反射光軸とのなす角度)が鈍角になる位置に、第1投光部21、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35が配置されている。
入射方向A1と反射方向A2,A3とのなす角度α,βのそれぞれは、90度よりも大きく180度よりも小さい角度(鈍角)の範囲で、できるだけ大きい方が望ましい。ただし、角度α,βを大きくすると、第1反射光受光部31又は第2反射光受光部35において糸Yによって反射されない光、すなわち、第1投光部21からの直接光を受光するようになる。したがって、入射方向A1と反射方向A2,A3とのなす角度α,βのそれぞれは、100度以上170度以下、110度以上160度以下など、反射率の上昇と直接光受光の回避とのバランスを考慮して適宜設定されることが好ましい。第1実施形態の第1糸監視装置1では、例えば、入射方向A1と反射方向A2とのなす角度αを110度に設定すると共に、入射方向A1と反射方向A3とのなす角度βを103度に設定している。
透過光受光部41は、糸Yを透過した第1投光部21からの光を受光する。透過光受光部41は、フォトダイオードであり、受光した光の強度を電気信号に変換して、その電気信号を第1検出制御部51に送出する。
第3導光部42は、糸道Y1となる部分と透過光受光部41との間に配置されている樹脂製の透明部材である。第3導光部42は、糸Yを透過した第1投光部21からの光を、透過光受光部41に導光する。
図1に示す第1検出制御部51は、第1糸監視装置1における各種制御処理を実行する部分であり、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read OnlyMemory)、RAM(Random Access Memory)などで構成される。第1検出制御部51における各種制御処理は、例えばROMに格納されているプログラムがRAM上にロードされてCPUで実行されるソフトウェアとして構成される。なお、第1検出制御部51における各種制御処理を行う部分は、ハードウェアとして構成されてもよい。
第1検出制御部51は、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35から送出されてくる電気信号に基づいて、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35が受光する光の強弱を監視している。第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35によって受光される光は、糸Yによって反射された光であるから、糸Yにおけるポリプロピレンの混入の有無に応じて強度が変動する。第1検出制御部51は、この光の強度変化に基づいて、糸Yへのポリプロピレンの混入を検出している。具体的には、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35において受光する光が相対的に強くなった場合、糸Yにポリプロピレンが混入していると判定する。
また、第1検出制御部51は、透過光受光部41から送出されてくる電気信号に基づいて、透過光受光部41に受光する光の強弱を監視している。透過光受光部41によって受光される光(透過光)は、糸Yによって一部遮断されながら透過光受光部41に到達した光であるから、糸Yの太さに応じて強度が変動する。第1検出制御部51は、この透過光の強度変化に基づいて、糸Yの糸太さ変化(太さムラ)を検出している。具体的には、透過光受光部41において受光する光が弱くなった場合、糸Yの太さが相対的に太くなったと判定し、透過光受光部41において受光する光が強くなった場合、糸Yの太さが相対的に細くなったと判定する。
次に、第2糸監視装置101について、図3を用いて説明する。第2糸監視装置101は、図3に示すように、ホルダ111、第3投光部121、第4投光部123、第1受光部131、第2受光部135及び第2検出制御部151を備えている。なお、第1糸監視装置1と同様に、第3投光部121と糸道Y1との間、及び第4投光部123と糸道Y1との間には、拡散部材が配置されていてもよい。また、糸道Y1と第1受光部131との間、及び糸道Y1と第2受光部135との間には、導光部材が配置されていてもよい。
ホルダ111は、樹脂製のハウジングとして構成され、第3投光部121、第4投光部123、第1受光部131及び第2受光部135が装着される。ホルダ111には、糸Yが走行する糸道となる部分を含む検出空間としての糸通路113が、当該糸Yの走行方向に沿って形成されている。なお、この糸通路113は、糸監視装置100の装置正面側に向けて開放された形状となっている。この糸通路113は、第1糸監視装置1を上下方向に重ね合わせて配置したときに、第1糸監視装置1の糸通路13と同じ形状となるように(平面視において同じ寸法形状となるように)形成されてもよい。
糸通路113は、第1面113A、第2面113B及び第3面113Cを有している。第1面113A及び第3面113Cは、糸通路113の左右の側壁面である。第2面113Bは、糸通路113の奥の壁面である。
第3投光部121及び第4投光部123は、糸通路113に対して光を投光する。第3投光部121及び第4投光部123は、例えば、外面を構成する樹脂の形状が砲弾型に形成された砲弾型の黄色LEDである。したがって、第3投光部121及び第4投光部123から出射される光は、光軸方向A11,A15として一方向に出射される。第3投光部121及び第4投光部123は、後述するように第2検出制御部151によって発光制御がなされている。
第1受光部131及び第2受光部135は、第3投光部121及び第4投光部123からの光を受光する。第1受光部131及び第2受光部135は、フォトダイオードであり、受光した光の強度を電気信号に変換して、その電気信号を第2検出制御部151に送出する。
第3投光部121及び第4投光部123は、糸通路113を走行する糸Yに対して、異なる角度から光を照射するように配置されている。また、第3投光部121及び第4投光部123は、交互に何れか一方が発光するように、第2検出制御部151によって制御されている。これにより、糸Yに対して2つの異なる方向から光を当てることができる。このような2つの投光部を有する第2糸監視装置101では、糸Yを多角的に測定することができるので、例えば、図3の断面における断面形状が扁平な糸Yであっても、異物及び糸太さの検出精度を向上させることができる。
第1受光部131は、糸Yの糸道Y1を挟んで第4投光部123の反対側に配置されている。したがって、第1受光部131は、第4投光部123から糸Yに照射された光の透過光を受光する。他方の第2受光部135は、糸Yの糸道Y1を挟んで第3投光部121の反対側に配置されている。従って、第2受光部135は、第3投光部121から糸Yに照射された光の透過光を受光する。
第1受光部131は、第3投光部121からの光が直接当たらないように配置されていると共に、当該第3投光部121から糸Yに照射された光の反射光を受光できるように配置されている。また、第2受光部135は、第4投光部123からの光が直接当たらないように配置されていると共に、当該第4投光部123から糸Yに照射された光の反射光を受光できるように配置されている。
以上の構成で、第3投光部121が発光しているときには、第1受光部131は反射光を、第2受光部135は透過光を、それぞれ受光する。第4投光部123が発光しているときには、第1受光部131が透過光を、第2受光部135が反射光を、それぞれ受光する。
上記透過光は、糸Yによって遮断されながら第1受光部131及び第2受光部135に受光された光であるから、糸Yの太さが変動すれば、透過光の強度も変動する。従って、第2検出制御部151において第1受光部131及び第2受光部135が受光した透過光の変動を監視することにより、糸Yの太さムラを検出することができる。
上記反射光は、糸Yの表面で反射して第1受光部131及び第2受光部135に受光された光であるから、糸Yの表面の色に応じて、上記反射光の強度も変動する。従って、第2検出制御部151において第1受光部131及び第2受光部135が受光した反射光の変動を検出することにより、糸Yに含まれる色糸などの異物を検出することができる。
次に、第1糸監視装置1を備えた糸監視装置100による作用効果について説明する。第1実施形態の第1糸監視装置1では、図1に示すように、糸Yに光が入射するときの方向である入射方向A1と糸Yによって光が反射されたときの方向である反射方向A2とのなす角度α、及び、糸Yに光が入射するときの方向である入射方向A1と糸Yによって光が反射されたときの方向である反射方向A3とのなす角度βがそれぞれ鈍角となるように第1投光部21、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35が配置されている。これにより、検出対象のポリプロピレンを含む糸Yの場合には、入射方向と反射方向とのなす角度がそれぞれ鈍角に配置されていない第1反射光受光部及び第2反射光受光部に比べ、第1実施形態の第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35に相対的に強い光を入射させることができる。この結果、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35における光の受光量が、ポリプロピレンを含む糸Yの場合と含まない糸Yの場合とで差が大きくなり、糸Yに混入するポリプロピレンの検出性能を向上させることができる。
第1実施形態の第1糸監視装置1では、糸通路13を形成する面13A〜13Cは、少なくとも糸Yの色よりもはるかに暗い色で形成されている。これにより、糸通路13を形成する面13A〜13Cに反射した光(散乱反射光・間接反射光)の第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35への入射(ノイズ)を低減できる。この結果、ポリプロピレンの検出性能をより向上させることができる。
第1実施形態の第1糸監視装置1では、第1投光部21は、糸Yへ入射する光が糸通路13の第2面13B側から開口端側に向かうと共に、糸通路13の延在方向に対して斜め方向に入射するように配置されている。このように第1投光部21を配置することにより、入射方向A1と反射方向A2,A3とのなす角度α,βがそれぞれ鈍角となる位置に第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35を配置したときの糸通路13の延在方向の長さを短くすることができる。具体的には、図1に示す糸通路13の延在方向長さd1を、後述する第2実施形態に係る第1糸監視装置1Aの糸通路13の延在方向長さd2(図4参照)、及び第3実施形態に係る第1糸監視装置1Bの糸通路13の延在方向長さd3(図5参照)と比べて短くすることができる。これにより、第1糸監視装置1全体のサイズをコンパクトにできる。
また、第1実施形態の第1糸監視装置1では、透過光受光部41によって受光される光に基づいて、糸Yの太さムラを検出している。第2糸監視装置101では、第1投光部21とは互いに補色の関係にある第3投光部121及び第4投光部123からの光の透過光によって糸Yの太さムラを検出している。第1糸監視装置1及び第2糸監視装置101の両方により糸Yの太さムラが検出されるので、糸Yの太さムラの検出精度を高めることができる。また、第1糸監視装置1と第2糸監視装置101とにより、糸走行方向にずれた2箇所で糸Yの太さムラが検出されるので、太さムラの位相差に基づいて糸Yの速度を測定することができる。
(第2実施形態)
第2実施形態に係る糸監視装置100Aは、図4に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1Aを備える点で、図1に示すような第1糸監視装置1を備える糸監視装置100とは異なっている。その他(例えば、第2糸監視装置101など)は、第1実施形態に係る糸監視装置100と同じである。ここでは、第1糸監視装置1と異なる構成の第1糸監視装置1Aについて詳細に説明する。
第2実施形態に係る糸監視装置100Aは、図4に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1Aを備える点で、図1に示すような第1糸監視装置1を備える糸監視装置100とは異なっている。その他(例えば、第2糸監視装置101など)は、第1実施形態に係る糸監視装置100と同じである。ここでは、第1糸監視装置1と異なる構成の第1糸監視装置1Aについて詳細に説明する。
第1糸監視装置1Aは、図4に示すように、ホルダ11、第1投光部(投光部)21、第1反射光受光部(反射光受光部)31、第2反射光受光部(反射光受光部)35、透過光受光部41及び第1検出制御部51を備えている点では、第1糸監視装置1と同じである。第1糸監視装置1Aが、第1糸監視装置1と異なるのは、ホルダ11における第1投光部21、第1反射光受光部31、第2反射光受光部35、及び透過光受光部41の配置位置(ホルダ11に対する装着位置)である。
なお、第1糸監視装置1と同様に、第1投光部21と糸道Y1との間には、拡散部材が配置されていると好ましい。また、糸道Y1と第1反射光受光部31との間、及び糸道Y1と第2反射光受光部35との間には、それぞれ導光部材が配置されていると好ましい。
具体的には、第1糸監視装置1Aでは、第1投光部21は、糸Yへ入射する光が糸通路13の延在方向に対して直角に入射するように配置されている。第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35は、糸Yに光が入射するときの方向である入射方向A1と糸Yによって光が反射されたときの方向である反射方向A2,A3とのなす角度α,βがそれぞれ鈍角となるように配置されている。入射方向A1と反射方向A2,A3とのなす角度α,βのそれぞれが、第1投光部21からの直接光の受光を避けるように適宜設定されることが好ましいことは上述したとおりである。
第2実施形態の第1糸監視装置1Aでは、第1投光部21を、糸Yへ入射する光が糸通路13の延在方向に対して直角に入射するように配置するので、ホルダ11への組み付けが容易となる。
(第3実施形態)
第3実施形態に係る糸監視装置100Bは、図5に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1Bを備える点で、図1に示すような第1糸監視装置1を備える糸監視装置100とは異なっている。その他(例えば、第2糸監視装置101など)は、第1実施形態に係る糸監視装置100と同じである。ここでは、第1糸監視装置1と異なる構成の第1糸監視装置1Bについて詳細に説明する。
第3実施形態に係る糸監視装置100Bは、図5に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1Bを備える点で、図1に示すような第1糸監視装置1を備える糸監視装置100とは異なっている。その他(例えば、第2糸監視装置101など)は、第1実施形態に係る糸監視装置100と同じである。ここでは、第1糸監視装置1と異なる構成の第1糸監視装置1Bについて詳細に説明する。
第1糸監視装置1Bは、図5に示すように、ホルダ11、第1投光部(投光部)21、第1反射光受光部(反射光受光部)31、第2反射光受光部(反射光受光部)35、透過光受光部41及び第1検出制御部51を備えている点では、第1糸監視装置1と同じである。第1糸監視装置1Bが、第1糸監視装置1と異なるのは、ホルダ11における第1投光部21、第1反射光受光部31、第2反射光受光部35及び透過光受光部41の配置位置(ホルダ11に対する装着位置)である。
なお、第1糸監視装置1と同様に、第1投光部21と糸道Y1との間には、拡散部材が配置されていると好ましい。また、糸道Y1と第1反射光受光部31との間、及び糸道Y1と第2反射光受光部35との間には、それぞれ導光部材が配置されていると好ましい。
第1糸監視装置1Bでは、第1投光部21は、糸Yへ入射する光が糸通路13の開口端側から第2面13B側(一端の反対側)に向かうと共に、糸通路13の延在方向に対して斜め方向に入射するように配置されている。第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35は、糸Yに光が入射するときの方向である入射方向A1と糸Yによって光が反射されたときの方向である反射方向A2,A3とのなす角度α,βがそれぞれ鈍角となるように配置されている。入射方向A1と反射方向A2,A3とのなす角度α,βのそれぞれが、第1投光部21からの直接光の受光を避けるように適宜設定されることが好ましいことは上述したとおりである。
(第4実施形態)
第4実施形態に係る糸監視装置100Cは、図6に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1Cを備える点で、図1に示すような第1糸監視装置1を備える糸監視装置100とは異なっている。その他(例えば、第2糸監視装置101など)は、第1実施形態に係る糸監視装置100と同じである。ここでは、第1糸監視装置1と異なる構成の第1糸監視装置1Cについて詳細に説明する。
第4実施形態に係る糸監視装置100Cは、図6に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1Cを備える点で、図1に示すような第1糸監視装置1を備える糸監視装置100とは異なっている。その他(例えば、第2糸監視装置101など)は、第1実施形態に係る糸監視装置100と同じである。ここでは、第1糸監視装置1と異なる構成の第1糸監視装置1Cについて詳細に説明する。
第1糸監視装置1Cは、図6に示すように、ホルダ11、第1投光部(投光部)21、第1反射光受光部(反射光受光部)31、第2反射光受光部(反射光受光部)35及び第1検出制御部51を備えている点で、糸監視装置100と同じである。第1糸監視装置1Cが、第1糸監視装置1と異なるのは、透過光受光部41を備えていない点と、ホルダ11における第1投光部21、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35の配置位置(ホルダ11に対する装着位置)が異なる点である。
なお、第1糸監視装置1と同様に、第1投光部21と糸道Y1との間には、拡散部材が配置されていると好ましい。また、糸道Y1と第1反射光受光部31との間、及び糸道Y1と第2反射光受光部35との間には、それぞれ導光部材が配置されていると好ましい。
第1糸監視装置1Cでは、第1投光部21は、糸Yへ入射する光が糸通路13の第2面13B側(一端の反対側)から開口端側に向かうと共に、糸通路13の延在方向に対して平行に入射するように配置されている。第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35は、糸Yに光が入射するときの方向である入射方向A1と糸Yによって光が反射されたときの方向である反射方向A2,A3とのなす角度α,βがそれぞれ鈍角となるように配置されている。入射方向A1と反射方向A2,A3とのなす角度α,βのそれぞれが、第1投光部21からの直接光の受光を避けるように適宜設定されることが好ましいことは上述したとおりである。
第4実施形態の第1糸監視装置1Cでは、第1投光部21を、糸Yへ入射する光が糸通路13の延在方向に対して平行に入射するように配置するので、ホルダ11への位置決めが容易となる。
第4実施形態の第1糸監視装置1Cでは、透過光受光部を配置しない分、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35を配置するスペースに余裕が生まれる。このため、第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35について、入射方向A1と反射方向A2,A3とのなす角度α,βのそれぞれが、検出性能の観点からよりベストとなる位置に配置することができるようになる。この結果、良好な検出性能を確保しやすくなる。
(第5実施形態)
第5実施形態に係る糸監視装置100Dは、図7に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1Dを備える点で、図1に示すような第1糸監視装置1を備える糸監視装置100とは異なっている。その他(例えば、第2糸監視装置101など)は、第1実施形態に係る糸監視装置100と同じである。ここでは、第1糸監視装置1と異なる構成の第1糸監視装置1Dについて詳細に説明する。
第5実施形態に係る糸監視装置100Dは、図7に示すような、主に糸Yに含まれるポリプロピレンを検出する第1糸監視装置(糸監視装置)1Dを備える点で、図1に示すような第1糸監視装置1を備える糸監視装置100とは異なっている。その他(例えば、第2糸監視装置101など)は、第1実施形態に係る糸監視装置100と同じである。ここでは、第1糸監視装置1と異なる構成の第1糸監視装置1Dについて詳細に説明する。
第1糸監視装置1Dは、図7に示すように、ホルダ11、第1投光部21、第2投光部23、第1受光部31A、第2受光部35A及び第1検出制御部51を備えている。なお、第1糸監視装置1と同様に、第1投光部21と糸道Y1との間、及び第2投光部23と糸道Y1との間には、拡散部材が配置されていると好ましい。また、糸道Y1と第1受光部31Aとの間、及び糸道Y1と第2受光部35Aとの間には、導光部材が配置されていると好ましい。
ホルダ11は、樹脂製のハウジングとして構成され、第1投光部21、第2投光部23、第1受光部31A及び第2受光部35Aが装着される。ホルダ11には、糸Yが走行する糸道となる部分を含む検出空間としての糸通路13が、当該糸Yの走行方向に沿って形成されている。なお、この糸通路13は、糸監視装置100Dの装置正面側に向けて開放された形状となっている。
糸通路13は、第1面13A、第2面13B及び第3面13Cを有している。糸通路13を形成する面13A,13B,13Cは、光の散乱を抑制できる暗色となっていることが好ましい。糸通路13を形成する面13A,13B,13Cは、糸Yの色よりもはるかに暗い色であって、例えば、黒、濃灰及び濃紺などの色が好ましい。
第1投光部21及び第2投光部23は、糸通路13に対して光を投光する。第1投光部21及び第2投光部23は、例えば、外面を構成する樹脂の形状が砲弾型に形成された砲弾型の青色LEDである。したがって、第1投光部21及び第2投光部23から出射される光は、光軸方向として一方向に出射される。第1投光部21及び第2投光部23は、第1投光部21及び第2投光部23のそれぞれからの入射方向が互いに鋭角に交わるように配置されている。第1投光部21及び第2投光部23は、後述するように第1検出制御部51によって発光制御がなされている。
第1受光部31A及び第2受光部35Aは、第1投光部21及び第2投光部23からの光を受光する。第1受光部31A及び第2受光部35Aは、フォトダイオードであり、受光した光の強度を電気信号に変換して、その電気信号を第1検出制御部51に送出する。
第1投光部21及び第2投光部23は、糸通路13を走行する糸Yに対して、異なる角度から光を照射するように配置されている。また、第1投光部21及び第2投光部23は、交互に何れか一方が発光するように、第1検出制御部51によって制御されている。これにより、糸Yに対して2つの異なる方向から光を当てることができる。
第1受光部31Aは、糸Yの糸道Y1を挟んで第2投光部23の反対側に配置されている。したがって、第1受光部31Aは、第2投光部23から糸Yに照射された光の透過光を受光する。他方の第2受光部35Aは、糸Yの糸道Y1を挟んで第1投光部21の反対側に配置されている。従って、第2受光部35Aは、第1投光部21から糸Yに照射された光の透過光を受光する。
第1受光部31Aは、第1投光部21からの光が直接当たらないように配置されていると共に、当該第1投光部21から糸Yに照射された光の反射光を受光できるように配置されている。また、第2受光部35Aは、第2投光部23からの光が直接当たらないように配置されていると共に、当該第2投光部23から糸Yに照射された光の反射光を受光できるように配置されている。
第5実施形態に係る第1糸監視装置1Dでは、第1投光部21及び第2投光部23は、糸Yへ入射する光が糸通路13の第2面13B側(一端の反対側)から開口端側に向かうと共に、糸通路13の延在方向に対して斜め方向に入射するように配置されている。第1受光部31Aは、糸Yに光が入射するときの方向である入射方向A1と糸Yによって光が反射されたときの方向である反射方向A2とのなす角度αが鈍角となるように配置されている。第2受光部35Aは、糸Yに光が入射するときの方向である入射方向A5と糸Yによって光が反射されたときの方向である反射方向A6とのなす角度αが鈍角となるように配置されている。
入射方向A1と反射方向A2とのなす角度α及び入射方向A5と反射方向A6とのなす角度αは、90度よりも大きく180度よりも小さい角度(鈍角)の範囲で、できるだけ大きい方が望ましい。第5実施形態の第1糸監視装置1Dでは、例えば、入射方向A1と反射方向A2とのなす角度α及び入射方向A5と反射方向A6とのなす角度αを110度に設定に設定している。
以上の構成で、第1投光部21が発光しているときには、第1受光部31Aは反射光を、第2受光部35Aは透過光を、それぞれ受光する。第2投光部23が発光しているときには、第1受光部31Aが透過光を、第2受光部35Aが反射光を、それぞれ受光する。
第1検出制御部51は、第1受光部31A及び第2受光部35Aから送出されてくる電気信号に基づいて、第1受光部31A及び第2受光部35Aに反射光として受光する光の強弱を監視している。第1受光部31A及び第2受光部35Aによって受光される光は、糸Yによって反射された光であるから、糸Yへのポリプロピレンの混入の有無に応じて強度が変動する。第1検出制御部51は、この光の強度変化に基づいて、糸Yへのポリプロピレンの混入を検出している。具体的には、第1受光部31A及び第2受光部35Aにおいて受光する光が相対的に強くなった場合、糸Yにポリプロピレンが混入していると判定する。
また、第1検出制御部51は、第1受光部31A及び第2受光部35Aから送出されてくる電気信号に基づいて、第1受光部31A及び第2受光部35Aに透過光として受光する光の強弱を監視している。第1受光部31A及び第2受光部35Aによって受光される光は、糸Yによって遮断されながら第1受光部31A及び第2受光部35Aに到達した光であるから、糸Yにおける太さに応じて強度が変動する。第1検出制御部51は、この光の強度変化に基づいて、糸Yの糸太さ変化(太さムラ)を検出している。具体的には、第1受光部31A及び第2受光部35Aにおいて受光する光が弱くなった場合、糸Yの太さが相対的に太くなったと判定し、第1受光部31A及び第2受光部35Aにおいて受光する光が強くなった場合、糸Yの太さが相対的に細くなったと判定する。
第5実施形態の第1糸監視装置1Dでは2つの投光部(第1投光部21及び第2投光部23)を備えるので、糸Yを多角的に測定することができる。これにより、例えば図7の断面における断面形状が扁平な糸Yに混入したポリプロピレンの検出精度を向上させることができる。
第5実施形態の第1糸監視装置1Dは、概ね偏平な形状(楕円形状)の糸が走行する紡績機への適用が特に有効である。偏平形状の糸を対象とする場合、投光部が1つだけでは、投光部に対する糸の傾き具合によっては、投光部から見て背面部分に光を入射させることができず、当該背面部分に混入したポリプロピレンを検出できないおそれがある。第5実施形態の第1糸監視装置1Dでは、投光部を2つ設けることにより光が当たる領域が拡大されるので、このような問題に対しても対処が可能となる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記第1〜第5実施形態の糸監視装置100〜100Dでは、図3に示す第2糸監視装置101が糸道Y1に沿って下流側に配置されている例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図3に示す第2糸監視装置101が糸道Y1に沿って上流側に配置される構成の糸監視装置としてもよい。また、図3に示す第2糸監視装置101を備えないで、主に糸Yへのポリプロピレンの混入を検出するポリプロピレン検出装置として糸監視装置を構成してもよい。
上記第1〜第4実施形態の第1糸監視装置1〜1Cでは、入射方向と反射方向とのなす角度α,βが互いに異なっている例を挙げて説明したが、互いに同じであってもよい。
上記第1〜第4実施形態の第1糸監視装置1〜1Cでは、入射方向と反射方向とのなす角度α,βが共に鈍角となっている例を挙げて説明したが、一方のみが鈍角であってもよい。
上記第1〜第4実施形態の第1糸監視装置1〜1Cでは、2つの反射光受光部(第1反射光受光部31及び第2反射光受光部35)が設けられた例を挙げて説明した。本発明はこれに限定されない。例えば、反射光受光部が1つだけ設けられる構成の糸監視装置であってもよい。この場合も、入射方向と反射方向とのなす角度が鈍角となるように、投光部及び反射光受光部を配置すれば、糸Yに混入するポリプロピレンの検出性能を高めることができる。
上記第1〜第5実施形態の糸監視装置100〜100Dでは、第2糸監視装置101として光学式の装置が配置された例を挙げて説明したが、静電容量式の装置が配置されていてもよい。
上記第1〜第5実施形態の第2糸監視装置101では、糸通路13を形成する全ての面である第1面13A、第2面13B及び第3面13Cを暗色とした例を挙げて説明した。本発明はこれに限定されない。糸通路13は、少なくとも、受光部に散乱反射光(間接反射光)が入射することが抑制できる範囲の面を暗色とする構成であってもよい。
上記第1〜第5実施形態の糸監視装置100〜100Dでは、投光部の前方に拡散部材を配置することが好ましいが、拡散部材を配置しなくてもよい。この場合、投光部から出射された光は、その指向性を規制されず、且つ拡散部材を通過することで屈折することなく、糸Yに入射する。また、上記第1〜第5実施形態の糸監視装置100〜100Dでは、受光部の前方に導光部材を配置することが好ましいが、導光部材を配置しなくても良い。
1,1A,1B,1C,1D…第1糸監視装置(糸監視装置)、100,100A,100B,100C,100D…糸監視装置、11…ホルダ、13…糸通路(検出空間)、21…第1投光部(投光部)、22…拡散部、23…第2投光部(投光部)、31…第1反射光受光部(反射光受光部)、31A…第1受光部(反射光受光部)、32…第1導光部(導光部材)、35…第2反射光受光部、35A…第2受光部(反射光受光部)、36…第2導光部(導光部材)、41…透過光受光部、42…第3導光部、51…第1検出制御部、101…第2糸監視装置、Y…糸、Y1…糸道、A1,A5…入射方向、A2,A3,A6…反射方向。
Claims (14)
- 糸が走行する糸道となる部分を含む検出空間に対して光を投光する投光部と、
前記糸によって反射された前記光を受光する反射光受光部と、
を備え、
前記糸に前記光が入射するときの方向である入射方向と前記糸によって前記光が反射されたときの方向である反射方向とのなす角度が鈍角となるように前記投光部及び前記反射光受光部とが配置されている、糸監視装置。 - 前記入射方向と前記反射方向とのなす角度が100度以上となるように、前記投光部及び前記反射光受光部が配置されている、請求項1に記載の糸監視装置。
- 前記糸道となる部分と前記反射光受光部との間には、導光部材が配置されている、請求項1又は2に記載の糸監視装置。
- 前記検出空間を形成する形成面は、少なくとも一部が暗色である、請求項1〜3の何れか一項に記載の糸監視装置。
- 前記糸によって第1反射方向に反射された前記光を受光する前記反射光受光部としての第1反射光受光部と、
前記糸によって第2反射方向に反射された前記光を受光する前記反射光受光部としての第2反射光受光部と、
を更に備えている、請求項1〜4の何れか一項に記載の糸監視装置。 - 前記第1反射方向と前記第2反射方向とのなす角度が鈍角となるように前記投光部、前記第1反射光受光部及び前記第2反射光受光部が配置されている、請求項5に記載の糸監視装置。
- 前記入射方向と第1反射方向とのなす角度と、前記入射方向と前記第2反射方向とのなす角度と、が互いに等しくなるように、前記投光部、前記第1反射光受光部及び前記第2反射光受光部が配置されている、請求項6に記載の糸監視装置。
- 前記第1反射光受光部と前記第2反射光受光部との間には、前記糸を透過する前記光である透過光を受光する透過光受光部を更に備えている、請求項5〜7の何れか一項に記載の糸監視装置。
- 前記検出空間は、平面視において一端が開口すると共に一方向に延在しており、
前記糸へ入射する前記光が、前記一端の反対側から前記一端側に向かうと共に前記一方向に対して斜め方向に入射するように、前記投光部が配置されている、請求項1〜8の何れか一項に記載の糸監視装置。 - 前記検出空間は、平面視において一端が開口すると共に一方向に延在しており、
前記糸へ入射する前記光が、前記一方向に直交するように、前記投光部が配置されている、請求項1〜8の何れか一項に記載の糸監視装置。 - 前記検出空間は、平面視において一端が開口すると共に一方向に延在しており、
前記糸へ入射する前記光が、前記一端側から前記一端の反対側に向かうと共に前記一方向に対して斜め方向に入射するように、前記投光部が配置されている、請求項1〜8の何れか一項に記載の糸監視装置。 - 前記検出空間は、平面視において一端が開口すると共に一方向に延在しており、
前記糸へ入射する前記光が、前記一端の反対側から前記一端側に向かうと共に前記一方向に対して平行に入射するように、前記投光部が配置されている、請求項1〜8の何れか一項に記載の糸監視装置。 - 前記投光部としての第1投光部及び第2投光部を有しており、
前記第1投光部及び前記第2投光部は、前記第1投光部及び前記第2投光部のそれぞれからの前記入射方向が互いに鋭角に交わるように配置され、
前記第1反射光受光部は、前記糸道となる部分を挟んで前記第2投光部と対向する位置に配置されると共に、前記糸に反射された前記第1投光部からの前記光を受光可能に配置され、
前記第2反射光受光部は、前記糸道となる部分を挟んで前記第1投光部と対向する位置に配置されると共に、前記糸に反射された前記第2投光部からの前記光を受光可能に配置されている、請求項5〜8の何れか一項に記載の糸監視装置。 - 主に前記糸の糸太さ変化を検出する第2糸監視装置が、前記糸道に沿った上流側又は下流側に重ね合わせた状態で配置されている、請求項1〜13の何れか一項に記載の糸監視装置。
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