JP4173067B2 - 金属線の線切れ検出方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数本の金属線が同期走行している場合にいずれかの金属線において線切れが生じたとき、該線切れを検出する検出方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平８−４３４７０号公報
【０００３】
従来の金属線の線切れ検出方法・装置としては、例えば前記特許文献１に記載されているようなものが知られている。このものは、駆動発生装置からの駆動を受けて線状体を走行させる駆動回転部と、線状体の走行によって回転する従動回転部とにそれぞれ取付けられ、各々の回転部の動作によりパルス信号を発生する２つのパルス発振器と、前記パルス発振器からの信号を同時に入力し、これら信号を比較演算して断線信号を出力する断線信号発生器とを備えたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の金属線の線切れ検出方法・装置を用いて、並べられた状態で同期走行している複数本の金属線における線切れを検出しようとすると、従動回転部および該従動回転部の動作によりパルス信号を発生するパルス発振器に関しては、金属線と同数だけ必要となり、この結果、構造が複雑になるとともに、高価となってしまうという問題点がある。
【０００５】
この発明は、構造が簡単で安価でありながら、同期走行している複数の金属線のうちいずれかが線切れとなったとき確実に検出することができる金属線の線切れ検出方法および装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、第１に、強磁性体からなる複数本の金属線を並べた状態で同期走行させている場合にいずれかの金属線において線切れが生じたとき、該線切れを検出する金属線の線切れ検出方法であって、前記走行途中の金属線を磁石により該金属線の近傍に設置された線切れ検出手段の検出部に近付くよう金属線の走行方向と直交する方向に吸引することで、線切れが生じて張力が低減した金属線を前記線切れ検出手段の検出部の検出位置まで引き寄せ、これにより、金属線の線切れを検出する金属線の線切れ検出方法により達成することができる。
第２に、強磁性体からなる複数本の金属線を並べた状態で同期走行させている場合にいずれかの金属線において線切れが生じたとき、該線切れを検出する金属線の線切れ検出装置であって、前記金属線の近傍に検出部が設置され、該検出部の検出位置まで線切れが生じた金属線が到達したとき、金属線の線切れを検出する線切れ検出手段と、走行途中の金属線を前記検出部に近付くよう金属線の走行方向と直交する方向に吸引することで、線切れが生じて張力が低減した金属線を検出位置まで引き寄せる磁石とを備えた金属線の線切れ検出装置により達成することができる。
【０００７】
複数本の金属線が並べられた状態で同期走行しているときには、これら金属線には一定の張力が付与されているが、いずれかの金属線において線切れが生じると、該線切れが生じた金属線の張力が低減する。このとき、走行途中の金属線は磁石によって常時線切れ検出手段の検出部に近付くよう金属線の走行方向と直交する方向に吸引されているので、線切れが生じた強磁性体からなる金属線は該磁石の磁力により検出部の検出位置まで引き寄せられ、これにより、いずれかの金属線に線切れが生じたことが確実に検出される。このように金属線が複数本存在しても、磁石、線切れ検出手段をそれぞれ１台設置するだけで線切れの検出を行うことができ、構造が簡単となり製作費も安価とすることができる。
【０００８】
また、請求項３に記載のように構成すれば、構造が簡単となり、しかも線切れの検出を確実とすることができる。
さらに、請求項４に記載のように構成すれば、金属線に線切れが生じているにも拘わらず張力が低減しない場合にも、該線切れを検出することが可能となる。
また、請求項５に記載のように構成すれば、変位手段を構造簡単で安価とすることができる。
さらに、請求項６に記載のように構成すれば、張力の変動回数を抑制しながら不良品発生を効果的に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は移動台車であり、この移動台車11には複数のボビン12が回転可能に支持され、各ボビン12には強磁性体からなる金属線13、例えばスチール製のコード、ワイヤー、モノフィラメント等が裸状態で巻き取られている。前記移動台車11の一側には支持フレーム14が設置され、この支持フレーム14には前記ボビン12からそれぞれ巻き出された複数本の金属線13の走行方向を規制するガイド15が取付けられている。
【００１０】
18は支持フレーム14の一側面にブラケット19を介して取付けられ金属線13の走行方向に平行に延びる支持プレートであり、この支持プレート18の上端部でその中央部には矩形の切り欠き20が形成されている。前記切り欠き20より他側（移動台車11側）の支持プレート18には前後方向に延びる一対の整列ローラ21が回転可能に支持され、これらの整列ローラ21は上下に重なり合って配置されている。
【００１１】
そして、これら整列ローラ21間を金属線13が通過することで、複数本の金属線13は同一平面上に位置し互いに密接した状態で平行となるよう並べられる。22は切り欠き20より一側の支持プレート18に回転可能に支持されたガイドローラであり、このガイドローラ22は一側（下流側）に向かって同期走行する並べられた状態の金属線13の下側に転がり接触してガイドする。
【００１２】
25は支持プレート18より一側に設置されたカレンダー手段であり、このカレンダー手段25は金属線13の走行方向に離れ逆方向に回転する一対のカレンダーロール26を有し、これらカレンダーロール26間には金属線13の周囲に被着されるバンクゴム27が配置されている。なお、28はカレンダーロール26より他側（上流側）に設けられたインサータであり、前記金属線13はこのインサータ28内を通過した後、カレンダーロール26に導かれる。
【００１３】
そして、前記金属線13がこれらカレンダーロール26間を通過すると、バンクゴム27が金属線13の周囲にインシュレーションゴムとして被着され１枚の連続した帯状部材29が成形される。このようにして成形された帯状部材29は空気入りタイヤのベルトプライ、カーカスプライや、ベルトコンベア、金属線入りゴムホースなどに使用される。
【００１４】
31は前記カレンダー手段25より一側に設置され図示していない駆動モータにより駆動回転されるプルドラムであり、このプルドラム31はカレンダー手段25から導かれた成形済の帯状部材29を引き取って方向転換させた後、図示していない巻取りドラムに送り出す。このように駆動回転されるプルドラム31により帯状部材29を引き取るようにすると、プルドラム31より上流側の全ての金属線13には一定の張力が付与される。
【００１５】
34は切り欠き20より下側の支持プレート18の後側面に固定され、金属線13の走行方向に直交する方向、ここでは上下方向に延びる流体シリンダであり、この流体シリンダ34のピストンロッド35の先端（上端）には金属線13の走行方向に延びる水平な昇降ブロック36が固定されている。そして、この昇降ブロック36は前記流体シリンダ34が作動することで昇降する。37は前記流体シリンダ34の上面に立設された一対のガイドロッドであり、これらガイドロッド37は前記昇降ブロック36に摺動可能に挿入され、昇降ブロック36の昇降をガイドする。
【００１６】
前記昇降ブロック36の上面には２枚の絶縁材料からなる挟持プレート39、40が取付けられ、これら挟持プレート39、40間には導電性材料からなる検出部としての電極板41の後端部が他の部材から絶縁された状態で挟持されている。この電極板41は矩形板状を呈して切り欠き20内を前後方向に貫通するとともに、全ての金属線13を含む平面の直下近傍で該平面に平行に延びている。
【００１７】
42は一端が裸状態の金属線13に接触するインサータ28に接続され、他端が前記インサータ28より上流側に配置された電極板41に接続されたリード線であり、このリード線42の途中には金属線13（インサータ28）と電極板41との間に電圧を印加する直流式または交流式の電源43が介装されている。この結果、いずれかの金属線13が電極板41の検出位置、ここでは表面まで変位して該表面に接触すると、金属線13、インサータ28、電極板41、リード線42は閉回路となって通電状態となる。
【００１８】
44は前記リード線42の途中に介装された通電検出器、例えば電流計であり、この通電検出器44は通電状態となったとき、この通電を検知してプルドラム31、巻取りドラムの作動を停止させる。47は電極板41の下面に密着している磁石であり、この磁石47は永久磁石または電磁石から構成されている。48は磁石47の下面に密着するとともに、複数のボルト49により電極板41に連結された絶縁材料からなる保持プレートであり、この保持プレート48は電極板41と協働して前記磁石47を挟持し電極板41の下側に保持する。
【００１９】
このように磁石47を電極板41の下側に配置すると、該磁石47は磁力によって走行途中の金属線13を常時電極板41に近付くよう金属線13の走行方向と直交する方向、ここでは下方に吸引するが、通常状態においては、前述のように各金属線13に一定張力が掛かっているので、金属線13の走行経路が変化することは殆どない。
【００２０】
しかしながら、いずれかの金属線13において線切れが生じ、例えば中途で断線したり、ボビン12からの巻き出しが終了して、該金属線13における張力が低減すると、線切れの生じた金属線13は磁石47の磁力により吸引されて電極板41に引き寄せられ、該電極板41（検出部）の表面（検出位置）に接近し接触（到達）する。
【００２１】
前述の線切れが生じた金属線13が検出位置（電極板41の表面）まで引き寄せられたとき接触する検出部としての電極板41と、各金属線13と電極板41との間に電圧を印加する電源43と、線切れが生じた金属線13が電極板41に接触したとき、通電を検知することで金属線13の線切れを検出する通電検出器44と、リード線42とは全体として、金属線13の近傍に検出部（電極板41）が設置され、該検出部（電極板41）の検出位置（上面）まで線切れが生じた金属線13が到達したとき、金属線13の線切れを検出する線切れ検出手段52を構成する。
【００２２】
このように線切れ検出手段52を電極板41、リード線42、電源43、通電検出器44から構成するようにすれば、線切れ検出手段52の構造が簡単となり、しかも金属線13の線切れ検出を確実とすることができる。なお、この実施形態においては、電極板41、磁石47を金属線13の下側に配置したが、これら電極板41、磁石47を金属線13の上側に配置するようにしてもよい。この場合には、線切れの生じた金属線13は磁石47の磁力によって引き上げられ電極板41に接触することになる。
【００２３】
ここで、この電極板41の表面と前記金属線13との間の上下方向距離Ｌは4〜7mmの範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記距離Ｌが 4mm未満であると、金属線13に何らかの外力が付与されて該金属線13が整列ローラ21、ガイドローラ22間で振動したとき、該金属線13が電極板41に接触して線切れと誤検出するおそれがあるからであり、一方、 7mmを超えると、磁石47が大型化して高価となってしまうからである。
【００２４】
前記挟持プレート40の上面に取付けられた支持ブロック55には電極板41に平行な支持ロッド56の後端部が固定され、この支持ロッド56は金属線13の直上で電極板41と同様に切り欠き20内を前後方向に貫通している。前記支持プレート18より前方の支持ロッド56の外側には図示していない軸受を介して円筒状のローラ57が回転可能に支持され、このローラ57は前記金属線13の上側に転がり接触することができる。
【００２５】
そして、前記流体シリンダ34が作動してピストンロッド35が引っ込むと、前記ローラ57および電極板41、磁石47は金属線13の走行方向と直交する方向、ここでは下方に一体的に移動（変位）するが、この移動の途中でローラ57は金属線13に接触するため、整列ローラ21、ガイドローラ22間に位置する全ての金属線13はローラ57に押され電極板41に向かって変位し、下側に向かってくの字形に屈曲する。ここで、前述した金属線13の変位量Ｍは、通常走行時における金属線13と検出位置（電極板41の表面）との間の距離Ｌより大きくしなければならない。
【００２６】
前述した回転可能で金属線13に転がり接触することができるローラ57と、該ローラ57および検出部（電極板41）を金属線13の走行方向と直交する方向に一体的に移動させる流体シリンダ34とは全体として、全ての金属線13を検出部（電極板41）に向かって該検出部（電極板41）と共に金属線13と検出位置（電極板41の表面）との間の距離Ｌより大きく変位させ、該全ての金属線13をくの字形に屈曲させて弛ませる変位手段60を構成する。
【００２７】
そして、このような変位手段60を設けるようにすれば、金属線13に線切れが生じているにも拘わらず張力が低下しない場合にも、該線切れを検出することが可能となる。また、前述のようにローラ57と流体シリンダ34とから変位手段60を構成するようにすれば、変位手段60を構造簡単で安価とすることができる。
【００２８】
ここで、前述の変位手段60、詳しくは流体シリンダ34を金属線13が 5〜20ｍ走行する毎に間欠的に作動させ、全ての金属線13のくの字形への変位と、通常の直線状態への復帰とを繰り返すことが好ましい。その理由は、 5ｍ未満であると、頻繁に金属線13の張力が変動してしまい、一方、20ｍを超えると、金属線13の線切れ検出が遅くなって不良品の発生を招くことがあるが、前述の数値範囲内であると、金属線13の張力の変動回数を抑制しながら不良品発生を効果的に防止することができるからである。なお、前記効果をより確実とするためには、変位手段60を金属線13が 7〜10ｍ走行する毎に作動させることがさらに好ましい。
【００２９】
次に、この発明の一実施形態の作用について説明する。
今、プルドラム31が図１に矢印で示す方向に駆動回転されることでボビン12から複数本の金属線13が巻き出されているとする。このようにしてボビン12から巻き出された金属線13は、ガイド15を通過した後、整列ローラ21によって整列されるとともに一側に向かって同期走行する。ここで、前述のように駆動回転されるプルドラム31により帯状部材29を引き取るようにすると、プルドラム31より上流側の全ての金属線13には一定の張力が付与される。
【００３０】
次に、前記金属線13はカレンダー手段25のインサータ28内を通過した後、カレンダーロール26間を通過するが、このとき、バンクゴム27が金属線13の周囲に被着され連続した帯状部材29が成形される。このようにして成形された帯状部材29はプルドラム31の周囲に巻き付いた後、巻取りドラムに送り出され次々と巻き取られる。
【００３１】
ここで、前述のように複数本の金属線13が並べられた状態で同期走行しているときに、いずれかの金属線13において線切れ（中途断線、巻き出し終了）が生じると、該線切れが生じた金属線13の張力が低減し変位可能となる。このとき、整列ローラ21、ガイドローラ22間を走行している全ての金属線13は、磁石47によって常時電極板41に近付くよう金属線13の走行方向と直交する方向、ここでは下方に吸引されているので、線切れにより張力の低減した金属線13は該磁石47の磁力により変位し電極板41の表面まで引き寄せられる。
【００３２】
そして、線切れが生じた金属線13が検出部としての電極板41の検出位置に到達、ここでは表面に接触すると、金属線13、インサータ28、電極板41、リード線42は閉回路となって通電状態となるが、この通電を通電検出器44が検知し、いずれかの金属線13に線切れが生じたことが検出される。このように、この実施形態においては、金属線13が複数本存在しても、磁石47、線切れ検出手段52をそれぞれ１台設置するだけで線切れの検出を行うことができ、構造が簡単となり製作費も安価とすることができる。
【００３３】
ここで、前記金属線13は互いに密接した状態で並べられているため、いずれかの金属線13において線切れが生じたとき、該線切れが生じた金属線13の切断端部、終端部が隣接する金属線13上に乗り上げることがあるが、このような場合にも前記磁石47が線切れが生じた金属線13を磁力により電極板41側に引き寄せるので、該金属線13は電極板41に確実に接触し、線切れを確実に検出することができる。
【００３４】
また、前述した金属線13の線切れには、金属線13に設けられた溶接部等がインサータ28の孔に引っ掛かることで中途断線する場合もあるが、この場合には線切れが生じているにも拘わらず断線位置より上流側の金属線13には張力が残存したままで低減しないため、前述のように磁石47によって金属線13を電極板41側に吸引しても、該線切れの生じた金属線13は電極板41側に引き寄せられず、線切れを検出することができない。
【００３５】
そこで、この実施形態においては、前述のように張力が残存したままで線切れが生じた場合の該線切れを検出するために、流体シリンダ34のピストンロッド35を繰り返し突出させたり引っ込めたりすることで、ローラ57および電極板41、磁石47を間欠的に上昇、下降させるようにしている。
【００３６】
即ち、流体シリンダ34のピストンロッド35が引っ込んでローラ57が、図２に仮想線で示す位置まで下降すると、ボビン12から金属線13が若干量余分に引き出されるとともに、整列ローラ21、ガイドローラ22間に位置する全ての金属線13は該ローラ57に押されて電極板41側に距離Ｌより大きい変位量Ｍだけ変位し、これにより、全ての金属線13は下側に向かってくの字形に屈曲する。
【００３７】
その後、流体シリンダ34のピストンロッド35が突出してローラ57が上昇すると、全ての金属線13は弛んで張力が低減するが、線切れの生じていない金属線13はプルドラム31の回転により下流側に引き取られて通常の直線状態に復帰するとともに、張力も復帰する。
【００３８】
これに対し、線切れが生じている金属線13はプルドラム31による引き取りが行われないため、下側に向かってくの字形に屈曲した状態を維持するが、この最大変位点における変位量Ｍは距離Ｌより大であるため、電極板41が初期位置に向かって上昇している途中で、線切れが生じている金属線13の最大変位点が電極板41の表面に接触する。
【００３９】
この結果、金属線13、インサータ28、電極板41、リード線42が閉回路となって通電状態となるが、この通電を通電検出器44が検知することで、線切れが生じているにも拘わらず張力が低減しない金属線13が発生した場合にも、該線切れを迅速かつ確実に検出することができる。
【００４０】
なお、前述の実施形態においては、検出部として電極板41を用い、線切れが生じた金属線13が該電極板41の表面（検出位置）に接触（到達）して通電したことを検知することで、線切れを検出するようにしたが、この発明においては、検出部として光電センサを用い、線切れが生じた金属線が光電センサの光路（検出位置）を横切る（到達）することを検知することで、線切れを検出したり、あるいは、検出部として近接スイッチ、リミットスイッチ等を用い、線切れが生じた金属線が近接スイッチの検出位置に到達したり、リミットスイッチに接触したことを検知することで、線切れを検出するようにしてもよい。
【００４１】
また、前述の実施形態においては、一方の電極としてインサータ28を、他方の電極として電極板41を用い、これらの間の通電を検知することで線切れを検出するようにしたが、この発明においては、電極板を絶縁材料から構成するとともに、該電極板の表面に互いに離れた正、負電極を付着し、金属線が該電極板の表面に接触して正、負電極をショートさせたときの通電を検知することで線切れを検出するようにしてもよい。
【００４２】
さらに、前述の実施形態においては、一方の電極としてインサータ28を用いたが、この発明においては、一方の電極としてガイド15を用いたり、あるいは、金属線13に摺接するブラシを用いるようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、構造が簡単で安価でありながら、同期走行している複数の金属線のうちいずれかが線切れとなったとき、これを確実に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す概略正面図である。
【図２】検出手段の検出部（電極板）近傍の正面図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ矢視断面図である。
【符号の説明】
13…金属線 34…流体シリンダ
41…検出部 43…電源
44…通電検出器 47…磁石
52…線切れ検出手段 57…ローラ
60…変位手段

Claims (6)

1. 強磁性体からなる複数本の金属線を並べた状態で同期走行させている場合にいずれかの金属線において線切れが生じたとき、該線切れを検出する金属線の線切れ検出方法であって、前記走行途中の金属線を磁石により該金属線の近傍に設置された線切れ検出手段の検出部に近付くよう金属線の走行方向と直交する方向に吸引することで、線切れが生じて張力が低減した金属線を前記線切れ検出手段の検出部の検出位置まで引き寄せ、これにより、金属線の線切れを検出するようにしたことを特徴とする金属線の線切れ検出方法。
2. 強磁性体からなる複数本の金属線を並べた状態で同期走行させている場合にいずれかの金属線において線切れが生じたとき、該線切れを検出する金属線の線切れ検出装置であって、前記金属線の近傍に検出部が設置され、該検出部の検出位置まで線切れが生じた金属線が到達したとき、金属線の線切れを検出する線切れ検出手段と、走行途中の金属線を前記検出部に近付くよう金属線の走行方向と直交する方向に吸引することで、線切れが生じて張力が低減した金属線を検出位置まで引き寄せる磁石とを備えたことを特徴とする金属線の線切れ検出装置。
3. 前記線切れ検出手段は、線切れが生じた金属線が検出位置まで引き寄せられたとき接触する検出部としての電極板と、各金属線と電極板との間に電圧を印加する電源と、線切れが生じた金属線が電極板に接触したとき、通電を検知することで金属線の線切れを検出する通電検出器とを有する請求項２記載の金属線の線切れ検出装置。
4. 全ての金属線を検出部に向かって該検出部と共に金属線と検出位置との間の距離Ｌより大きく変位させ、該全ての金属線をくの字形に屈曲させて弛ませる変位手段をさらに設けた請求項２または３記載の金属線の線切れ検出装置。
5. 前記変位手段は、回転可能で金属線に転がり接触することができるローラと、該ローラおよび検出部を金属線の走行方向と直交する方向に一体的に移動させる流体シリンダとを有する請求項４記載の金属線の線切れ検出装置。
6. 前記金属線が 5〜20ｍ走行する毎に変位手段によって全ての金属線、検出部を変位させるようにした請求項４記載の金属線の線切れ検出装置。

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