JP2954953B2 - 織機の緯糸フィーラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、織機において、緯入れされる緯糸を適確
に検出することができる織機の緯糸フィーラに関する。

従来技術 織機には、緯入れが正常に行なわれたか否かを判別す
るために緯糸フィーラが使用されている。

緯糸フィーラは、古くから各種の形式のものが開発さ
れているが、中でも透過形の光学式緯糸フィーラは、た
とえばジェットルームのような高速織機に適用しても、
安定に作動することができる。

このものは、一般に、投光素子と受光素子とを対にし
て筬上の緯糸飛走路の近傍に設け、投光素子からの光が
緯糸飛走路が横切って受光素子に到達するように形成さ
れており、緯糸飛走路に緯入れされた緯糸が光を遮る
と、受光素子に入光する光量が減少し、これを電気信号
として取り出すことにより緯糸を検出することができ
る。投光素子は、一般的な白熱電球の他、発光ダイオー
ド・半導体レーザ素子等の各種の発光素子が使用され、
受光素子としては、フォトダイオード・フォトトランジ
スタ・光電池の光電気変換素子であって、十分な感度と
応答性とを有するものが選択される。

透過形の光学式緯糸フィーラは、筬上の緯糸飛走路を
上下から挾むようにして、一対の光反射部材を筬羽の間
に挿着するものも知られている（特開昭60−104560号公
報、同63−295743号公報）。すなわち、発光素子からの
光は、一方の光反射部材によって進路を曲げられ、緯糸
飛走路を横切った上、他方の光反射部材を経て受光素子
に到達し、緯糸飛走路内の緯糸を検出する。このもの
は、光反射部材と、発光素子、受光素子とを一体に組み
立てた上、光反射部材を筬羽の間に挿着するから、発光
素子からの光軸を緯糸飛走路や受光素子の受光面に正し
く維持することが容易であり、機械的に高い動作安定性
を得ることができる。

発明が解決しようとする課題 かかる従来技術によるときは、機械的に良好な動作安
定性を得ることができるとしても、電気的に必要十分な
S/N比を実現することが容易でないという問題があっ
た。

すなわち、光反射部材を含む光学系を筬羽に挿着する
とき、光源となる発光素子が大形であると、発光素子か
らの光束の一部のみしか筬羽の間に導入することができ
ず、光束の有効利用ができなくなるので、できるだけ小
形の発光素子を使用することが望ましい。一方、小形の
発光素子は、一般に、その全発光束量は大きくないか
ら、強力な集光レンズ付きのものを使用して鋭い指向特
性とし、出力信号のS/N比を高めることが必要である
が、このようにして発光光束を絞り込むと、その中心光
軸のまわりの狭い領域において良好なS/N比を実現する
ことができるが、それ以外の領域において光度が不足
し、安定な緯糸検知能力を実現することが困難である。
殊に広幅の高速エアジットルームは、緯糸の先端部分が
大きく振動するので、緯糸の許容飛走領域を広く設定す
る必要があり、従来の緯糸フィーラは、その全域におい
て十分なS/N比を実現することが極めて難しい。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に
鑑み、補助光学系を設けることによって、中心光軸を含
む高指向特性の発光素子からの光を縦長の矩形断面の平
行光線に変換して筬羽の間に導入し、緯糸の許容飛走領
域が広い場合であっても、その全領域内において必要十
分なS/N比を簡単に実現することができる織機の緯糸フ
ィーラを提供することにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、発光
素子と第１、第２の全反射プリズムと受光素子とを備
え、筬羽の間隙に挿着して筬羽の緯糸ガイド溝に緯糸検
出用の光学系を形成する織機の緯糸フィーラにおいて、
高指向特性の発光素子と第１の全反射プリズムとの間
に、中心光軸を含む発光素子からの光を縦方向に拡散し
て平行光線に変換し、縦長の矩形断面の平行光線として
第１の全反射プリズムに導く補助光学系を介装すること
をその要旨とする。

なお、補助光学系は、少なくとも縦方向に凸の第１反
射体と、少なくとも縦方向に凹の第２反射体とを備える
ことができる。

作 用 かかる発明の構成によるときは、発光素子からの光
は、補助光学系を経ることにより、中心光軸を含む縦長
の矩形断面の平行光線として第１の全反射プリズムに入
射される。そこで、第１の全反射プリズムに入射する光
の断面が、筬羽の間隙と緯糸の許容飛走領域の最大幅と
が形成する最大断面に対応する矩形断面となるように補
助光学系の特性を定めれば、第１の全反射プリズムによ
り緯糸ガイド溝内の緯糸の許容飛走領域に投射される光
は、発光素子からの光のうち、中心光軸のまわりの極く
狭い範囲内の強力な部分のみを有効に利用することがで
き、許容飛走領域の全域に亘り、均一で必要十分な光度
を簡単に実現することができる。

すなわち、緯糸の許容飛走領域が大きく、第１の全反
射プリズムに対する光の入射断面を縦方向に長くとらな
ければならない場合であっても、補助光学系は、中心光
軸を含む高指向特性の発光素子からの光を縦方向に拡散
し、中心光軸のまわりの狭い領域における均一な光度分
布の光を抽出することにより、入射断面の全長に亘り、
容易に一定光度を実現することが可能である。したがっ
て、第２の全反射プリズムにより、緯糸の許容飛走領域
を通過した光を受光素子の受光面に集光すれば、受光素
子からの出力信号は、許容飛走領域内のすべての緯糸に
対し、良好なS/N比を得ることができる。

第１反射体と第２反射体とによって補助光学系を形成
し、前者を少なくとも縦方向に凸とし、後者を少なくと
も縦方向に凹とすれば、前者によって中心光軸のまわり
の狭い領域内の光を縦方向に拡散し、後者によって平行
光線に変換することができる。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

織機の緯糸フィーラは、発光素子11と、第１反射体2
1、第２反射体22からなる補助光学系と、第１の全反射
プリズム12と、第２の全反射プリズム13と、受光素子14
とを備えてなる（第１図）。

第１、第２の全反射プリズム12、13は、図示しない一
対の薄板部材の間に挾み込むようにして一体に組み立て
られ、筬Ｒの筬羽R1、R1の間隙ｄに挿着可能に形成され
ている。筬羽R1、R1の織前側には、緯糸ガイド溝RGが形
成されている。

第１の全反射プリズム12は、斜辺部が頂角θ≒45
（度）の反射面12aに形成されている。また、第２の全
反射プリズム13は、斜辺部が適当な曲面からなる反射面
13aに形成されている。反射面12a、13aは、互いに対向
しており、したがって、第１、第２の全反射プリズム1
2、13は、緯糸ガイド溝RGを介して光学的に結合されて
いる。第１、第２の全反射プリズム12、13は、光の通過
路となる後端面12b、13bと、緯糸ガイド溝RGに臨む端面
12c、13cとに対し、増透膜として知られる反射防止コー
ティング処理を施し、また、反射面12a、13aに対し、ア
ルミニウム蒸着等の反射処理を施すのがよい。

第１、第２の全反射プリズム12、13は、端面12c、13c
がそれぞれ緯糸ガイド溝RGの下辺、上辺に一致するよう
にして、筬羽R1、R1の間隙ｄに挿着する。なお、第１、
第２の全反射プリズム12、13の後部には、発光素子11、
第１反射体21、第２反射体22、受光素子14を収納するケ
ース体Ｃが配設されている。

発光素子11は、第１反射体21、第２反射体22からなる
補助光学系を介し、第１の全反射プリズム12に光学的に
結合されている。また、受光素子14は、第２の全反射プ
リズム13に光学的に結合されている。したがって、発光
素子11、第１、第２反射体21、22、第１、第２の全反射
プリズム12、13、受光素子14は、緯糸ガイド溝RGを介し
て一連の光学系を形成している。すなわち、発光素子11
からの光は、第１反射体21、第２反射体22によって折り
返された後、第１の全反射プリズム12の後端面12bから
第１の全反射プリズム12内に投射され、反射面12aによ
って全反射された後、緯糸ガイド溝RGを横切って第２の
全反射プリズム13に入射し、反射面13aによって再び全
反射され、光学素子14に入光する。

第１反射体21は、縦方向（第１図の断面Ｘ−Ｘ方向を
いう、以下に同じ）に凸で、しかも、横方向（同図の断
面Ｙ−Ｙ方向をいう、以下同じ）に凹の反射体であり、
中心光軸Laを含む発光素子11からの光を第２反射体22に
向けて反射する。また、第２反射体22は、縦方向にも横
方向にも凹の反射体であって、第１反射体21によって反
射された中心光軸Laを含む光を平行光線に変換し、第１
の全反射プリズム12に向けて反射する。

緯糸ガイド溝RG内には、図示しない緯糸が緯入される
とき、その存在が許容される領域として許容飛走領域Ka
が定義されている。許容飛走領域Kaは、一般に、緯糸ガ
イド溝RG内の上奥側の扇形領域となる。そこで、発光素
子11からの光は、第１反射体21、第２反射体22を経て第
１の全反射プリズム12に入射した後、その反射面12aに
よって反射され、許容飛走領域Kaを下から上に横切る
が、このとき、第１反射体21、第２反射体22からなる補
助光学系の特性は、次のように定めるものとする。

まず、筬羽R1、R1の間隙ｄと許容飛走領域Kaの最大幅
Ｌとが形成する最大断面S1＝ｄ×Ｌを考える。ただし、
最大幅Ｌは、許容飛走領域Kaを横切る光に対して直角方
向にとるものとする。また、第１の全反射プリズム12に
入射する光の中心光軸Laに直角に任意の仮想平面Ｐをと
り、反射面12aを介して仮想平面Ｐ上に最大断面S1を投
影し、これを入射断面S2＝d2×L2を定義する。

そこで、発光素子11からの光が入射断面S2を通過する
とき、中心光軸Laを含む縦長の矩形断面S3＝d3×L3の平
行光線となっており、しかも、入射断面S2内における光
度分布がほぼ均一となるように、補助光学系を特性を定
める。すなわち、発光素子11が第２図のように高指向特
性であるとき、その中心光軸Laを含み、微少な相対光度
差δに対応する小さい角度範囲θｏを定め、θ１≦θ
ｏ、θ２≦θｏの角度範囲θ１、θ２内の光を矩形断面
S3の平行光線に変換して入射断面S2に到達させるよう
に、第１反射体21、第２反射体22の曲面形状を選定すれ
ばよい（第３図）。ただし、矩形断面S3＝d3×L3は、d3
≒d2、L3≒L2であり、しかもd3≧d2、L3≧L2である。す
なわち、矩形断面S3は、筬羽R1、R1の間隙ｄと許容飛走
領域Kaの最大幅Ｌとが形成する最大断面S1にほぼ対応す
るものとする。

ここで、第３図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第１図の
Ｘ−Ｘ方向、Ｙ−Ｙ方向の断面を模式的に示すものと
し、したがって、角度範囲θ１、θ２は、それぞれ補助
光学系によって反射される発光素子11からの光の幅の横
方向、縦方向の角度範囲を示す。ただし、第３図
（Ａ）、（Ｂ）において、発光素子11は、単なる説明の
ために図示されており、物理的に必ずしも正しい位置に
図示されている訳ではない。なお、ケース体Ｃの前面に
は、矩形断面S3の大きさに適合する開口部C1を有する適
当な遮蔽体C2を設けることが好ましい。また、ケース体
Ｃの前面は、第１図、第３図に拘らず、第１、第２の全
反射プリズム12、13の後端面12b、13bに密着させ、ケー
ス体Ｃと、第１、第２の全反射プリズム12、13は、これ
らを一体に組み立てればよい。ただし、第１の全反射プ
リズム12は、後端面12bが入射断面S2より小さくなく、
反射面12aは、最大断面S1の全範囲を仮想平面Ｐに投影
し得るものとする。

このようにして第１の全反射プリズム12に入射する光
は、緯糸ガイド溝RGを横切るようにして許容飛走領域Ka
内を下から上に通過するが、そのとき、許容飛走領域Ka
を横切る光は、中心光軸Laを含み、ほぼ均一の光度の平
行光線となる。したがって、許容飛走領域Kaの最大断面
S1を通過する全光束が受光素子14に集光されるように、
第２の全反射プリズム13の反射面13aの曲面形状を定め
れば、受光素子14からの出力信号は、許容飛走領域Ka内
の任意の位置における緯糸の存否に対し、ほぼ一定の十
分大きなS/N比を実現することができる。

なお、発光素子11、第１、第２反射体21、22、受光素
子14は、ケース体Ｃ内において所定の相対位置関係を維
持するために、ケース体Ｃの内部全体に透明な樹脂等を
充填するのがよい。

一般に、第１反射体21は、狭い角度範囲θｏ内の発光
素子11からの光を縦長の矩形断面S3に拡散させるため、
縦方向に凸に形成する必要がある。また、第２反射体22
は、このように拡散された光を平行光線に変換するため
に、縦方向に凹に形成すればよい。ただし、第１図、第
３図のように第１反射体21をさらに横方向にも凹とすれ
ば、横方向の角度範囲θ１≦θｏを大きくとり、入射断
面S2、最大断面S1における光度を一段と高めることがで
きる。逆に、発光素子11の最大光度が十分大きいとき、
第１反射体21は、必ずしも横方向に凹とする必要はな
い。また、この場合の第２反射体22は、角度範囲θ１内
の光がほぼ平行光線とみなせる限り、同様に必ずしも横
方向に凹とする必要はない。

以上の説明において、第１反射体21、第２反射体22か
らなる補助光学系は、高指向特性の発光素子11からの光
の一部を利用して、所定の矩形断面S3の均一な光度の平
行光線を作ることができればよく、レンズ系、ミラー
系、プリズム系等の任意の光学系を使用することができ
る。

発光素子11、受光素子14と、それに付帯する第１、第
２の全反射プリズム12、13は、取付位置に上下逆にして
もよいが、一般に、第１図のように、緯糸ガイド溝RG内
を光が下から上に通過するようにすれば、受光用の端面
13cが下向きとなり、天井照明等による外乱の影響を少
なくすることができる。

なお、発光素子11は、その指向特性と、許容飛走領域
Kaの大きさとに応じ、２以上の任意の個数を使用しても
よく、そのときは、縦長の矩形断面S3に対応させるため
に、複数の発光素子11、11…を縦方向に十分近接して配
列し、補助発光系を介して第１の全反射プリズム12に対
向させればよい。また、第１の全反射プリズム12に入射
する光、第２の全反射プリズム13から出る光は、有害な
反射が生じない限り、それぞれの後端面12b、13bに対
し、必ずしも直角でなくてもよい。

また、この発明において、発光素子11は、白熱電球・
発光ダイオード・半導体レーザ素子等の任意を光源を単
独または集光用レンズ等と組み合わせて使用することが
できる。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、発光素子と
第１の全反射プリズムとの間に補助光学系を介装するこ
とによって、補助光学系は、中心光軸を含む発光素子か
らの光を縦長の矩形断面を平行光線に変換して第１の全
反射プリズムに導くことができるから、第１の全反射プ
リズムを介して緯糸ガイド溝内の緯糸の許容飛走領域に
投射される光は、その最大断面の全範囲について十分均
一な大きな光度となり、許容飛走領域が広く設定される
高速エアジェットルームに適用しても、良好なS/N比の
出力信号を得ることができ、好適に使用することができ
るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は実施例を示し、第１図は全体分解
斜視説明図、第２図は発光素子の指向特性図、第３図
（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第１図のＸ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ
線矢視断面相当の模式説明図である。 R1……筬羽 ｄ……間隙 RG……緯糸ガイド溝 La……中心光軸 S3……矩形断面 11……発光素子 12……第１の全反射プリズム 13……第２の全反射プリズム 14……受光素子 21……第１反射体 22……第２反射体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光素子と第１、第２の全反射プリズムと
   受光素子とを備え、筬羽の間隙に挿着して筬羽の緯糸ガ
   イド溝に緯糸検出用の光学系を形成する織機の緯糸フィ
   ーラにおいて、高指向特性の前記発光素子と前記第１の
   全反射プリズムとの間に、中心光軸を含む前記発光素子
   からの光を縦方向に拡散して平行光線に変換し、縦長の
   矩形断面の平行光線として前記第１の全反射プリズムに
   導く補助光学系を介装することを特徴とする織機の緯糸
   フィーラ。
2. 【請求項２】前記補助光学系は、少なくとも縦方向に凸
   の第１反射体と、少なくとも縦方向に凹の第２反射体と
   を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   織機の緯糸フィーラ。