JP5198298B2

JP5198298B2 - 突起付長尺体測定方法

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Publication number: JP5198298B2
Application number: JP2009009578A
Authority: JP
Inventors: 誠一福士
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2029-01-20
Also published as: JP2010169404A

Description

本発明は、突起付長尺体測定方法に関する。

従来、電線ケーブル等の横断面円形状長尺体を測定する方法は、特許文献１記載のように、投光器と受光器とを長尺体を挟んで対面状に配設して測定する方法があった。また、成形不良による突起等を測定する際は、特許文献２記載のように、突起付長尺体の外周を軸心廻りに囲むように、投光器と受光器を配設して測定する方法があった。

特開平６−２８８７２４号公報特開平９−１１５３５９号公報

しかし、低風圧電線等のように、意図的に多数の突起を全周に成形した長尺体では、投光器からの光が突起に当たり、多数の突起の頂部を包絡する仮想円の直径（以下、外径と呼ぶ）寸法は測定できるものの、非突起成形部（基本円周面部）の直径（以下、谷径と呼ぶ）寸法や、突起の高さ寸法は測定できず、完成品を薄くスライスして投影機によって測定していた。そのため、測定に、多大な時間と労力が費やされてしまうといった問題があった。さらに、測定結果を製造管理（生産ライン）に反映させるまで時間がかかってしまうという問題があった。

そこで、本発明は、突起付長尺体の外径寸法と谷径寸法及び突起高さ寸法を容易かつ迅速に測定可能な突起付長尺体測定方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の突起付長尺体測定方法は、多数の突起を有する突起付長尺体を軸心方向に走行させ、該長尺体の該軸心を含む一縦断面を挟んで反射型二次元変位第１センサと反射型二次元変位第２センサとを対面状に配設して、上記第１センサによって上記長尺体の上記一縦断面の一方側における第１狭小範囲内を測定すると共に上記第２センサによって上記長尺体の上記一縦断面の他方側における第２狭小範囲を測定して、上記長尺体の外径寸法と谷径寸法と突起高さ寸法とを演算手段により演算する方法である。

また、上記第１狭小範囲と上記第２狭小範囲を上記長尺体の上記軸心の振れに追随するように位置補正して測定する方法である。

また、上記第１センサによって上記第１狭小範囲内の上記突起の頂部までの第１半径寸法を測定すると共に、上記第２センサによって上記第２狭小範囲内の上記突起の頂部までの第２半径寸法を測定して、上記第１半径寸法と上記第２半径寸法との和を求めて上記外径寸法を演算し、上記第１センサによって上記第１狭小範囲内の非突起成形部までの第１谷半径寸法を測定すると共に、上記第２センサによって上記第２狭小範囲内の非突起成形部までの第２谷半径寸法を測定して、上記第１谷半径寸法と上記第２谷半径寸法との和を求めて、上記谷径寸法を演算し、さらに、上記第１半径寸法と上記第１谷半径寸法との差を求めて、又は／及び、上記第２半径寸法と上記第２谷半径寸法との差を求めて、上記突起高さ寸法を演算する方法である。

本発明の突起付長尺体測定方法によれば、突起付長尺体の外径寸法と谷径寸法と突起高さ寸法を迅速かつ高精度に測定できる。軸心方向に走行するような製造中の突起付長尺体を測定し、押出成形機や突起成形機の調整・制御が迅速におこなえ、製造管理を容易にすると共に品質を向上できる。

本発明の実施の一形態を示す要部斜視図である。本発明の実施の一形態を示す要部平面図である。本発明の実施の一形態を示す横断面図である。本発明の実施の一形態を示す横断面図である。突起付長尺体製造装置の簡略構成図である。

以下、実施の形態を示す図面に基づき本発明を詳説する。
図１は本発明の突起付長尺体測定方法の実施の一形態を示す要部斜視図であり、図２はその要部平面図である。
本発明の測定方法は、低風圧電線等の多数の突起11を有する突起付長尺体10を測定する方法である。突起付長尺体10（以下、長尺体10とも言う）のラジアル外方に、反射型二次元変位第１センサ１と反射型二次元変位第２センサ２とを配設している。第１センサ１と第２センサ２とを、長尺体10の軸心Ｌ₀を含む一縦断面Ｓを挟んで対面状に配設している。

第１・２センサ１，２は、帯状レーザー光を照射する投光部と、反射光を受ける受光部と、を有している。帯状のレーザー光の幅方向を、軸心Ｌ₀と直交させ、かつ、図２に示すように平面視でレーザー光が一縦断面Ｓに所定の角度をもって照射させている。
帯状のレーザー光が測定すべき対象物（長尺体10）に当り、拡散反射した反射光から対象物の位置や形状の変化を読みとって（検出して）変位や形状を、センサからの距離方向（Ｚ軸方向）と幅方向（Ｙ軸方向）の二次元で測定するセンサである。

以下、図３と図４に基づいて突起付長尺体10の各部の寸法の測定方法を説明すると、まず、外径寸法Ｄ、谷径寸法Ｄ_i、突起高さ寸法ｈ等の寸法及び形状が（理想的に）設定されたマスターワークＭを、予め準備して、このマスターワークＭを、図３に示す横断面図のように、第１センサ１の帯状のレーザー光が照射され測定が可能な（幅方向の）第１測定可能範囲Ｑ₁内、及び、第２センサ２の帯状のレーザー光が照射され、測定が可能な（幅方向の）第２測定可能範囲Ｑ₂内に、設置する。

第１センサ１によって一縦断面Ｓの一方側における第１測定可能範囲Ｑ₁内のレーザー光の幅方向で少なくとも１つの突起11の頂部を測定可能な範囲を、第１狭小範囲Ｅ₁とし、その第１狭小範囲Ｅ₁内に在るマスターワークＭの一部分（突起11及び／又は非突起成形部12）を測定する。
第２センサ２も同様に、他方側における第２測定可能範囲Ｑ₂内の第２狭小範囲Ｅ₂に在るマスターワークＭの一部分を測定する。

つまり、第１センサ１によって第１狭小範囲Ｅ₁内に在る突起11の頂部までの第１半径寸法Ｒ₁を測定すると共に、上記第２センサ２によって第２狭小範囲Ｅ₂内に在る突起11の頂部までの第２半径寸法Ｒ₂を測定する。

また、図４に示すように、第１センサ１によって第１狭小範囲Ｅ₁内の非突起成形部12までの第１谷半径寸法Ｒ_i1を測定すると共に、第２センサ２によって第２狭小範囲Ｅ₂内の非突起成形部12までの第２谷半径寸法Ｒ_i2を測定する。

ところで、マスターワークＭをＺ軸方向に動かせば、第１半径寸法Ｒ₁ 、第２半径寸法Ｒ₂ 、第１谷半径寸法Ｒi₁、第２谷半径寸法Ｒi₂、が変動する。その変動の補正方法は、次のように行なう。つまり、第１半径寸法をＲ₁ 、第２半径寸法をＲ₂ 、第１谷半径寸法をＲi₁、第２谷半径寸法をＲi₂、外径寸法をＤ、谷径寸法をＤi 、とすると、上述のようにマスターワークＭの外径寸法Ｄ及び谷径寸法Ｄi が既知であるので、Ｒ₁ ＋Ｒ₂ ＝Ｄ、Ｒi₁＋Ｒi₂＝Ｄi として、（後述の）制御部39（の演算手段37）に予め入力しておく。

次に（共用して示した）図３に於て、第１センサ１の帯状のレーザー光が照射されている第１測定可能範囲Ｑ₁内、及び、第２センサ２の帯状のレーザー光が照射されている第２測定可能範囲Ｑ₂内に、長尺体10を走行させる。

上記第１狭小範囲Ｅ₁を通過する長尺体10の一部分を第１センサ１によって測定する。第２センサ２も同様に、他方側における第２測定可能範囲Ｑ₂内の第２狭小範囲Ｅ₂を、通過する長尺体10の一部分を測定する。

このように、走行中の長尺体10について、第１センサ１によって第１狭小範囲Ｅ₁内を通過する突起11の頂部までの第１半径寸法Ｒ₁を測定すると共に、上記第２センサ２によって第２狭小範囲Ｅ₂内を通過する突起11の頂部までの第２半径寸法Ｒ₂を測定する。その際に、長尺体10が、Ｚ軸方向にα動いたとすると、（Ｒ₁＋α）＋（Ｒ₂−α）＝Ｒ₁＋Ｒ₂となり、Ｚ軸方向の移動があったとしても、Ｒ₁、Ｒ₂単独の値と違い、その和であるＲ₁＋Ｒ₂の値を正確に外径寸法Ｄとして測定できる。

また、（共用して示した）図４に於て、第１センサ１によって第１狭小範囲Ｅ₁内の非突起成形部12までの第１谷半径寸法Ｒ_i1を測定すると共に、第２センサ２によって第２狭小範囲Ｅ₂内の非突起成形部12までの第２谷半径寸法Ｒ_i2を測定する。その際に、長尺体10が、Ｚ軸方向にα動いたとすると、（Ｒ_i1＋α）＋（Ｒ_i2−α）＝Ｒ_i1＋Ｒ_i2となり、Ｚ軸方向の移動があったとしても、Ｒ_i1、Ｒ_i2単独の値と違い、その和であるＲ_i1＋Ｒ_i2の値を正確に谷径寸法Ｄ_iとして測定できる。

つまり、第１半径寸法Ｒ₁と第２半径寸法Ｒ₂との和を求めて外径寸法Ｄを演算する。第１谷半径寸法Ｒ_i1と第２谷半径寸法Ｒ_i2との和を求めて、谷径寸法Ｄ_iを演算（測定）する。第１半径寸法Ｒ₁と第１谷半径寸法Ｒ_i1との差を求めて、又は／及び、第２半径寸法Ｒ₂と第２谷半径寸法Ｒ_i2との差を求めて、突起高さ寸法ｈを演算（測定）する。

なお、本発明に於て、外径寸法Ｄとは、多数の突起11の頂部を包絡する仮想円の直径寸法と定義する。谷径寸法Ｄ_iとは、非突起成形部（ベースの外周面部）12の直径と定義する。

また、第１狭小範囲Ｅ₁と第２狭小範囲Ｅ₂を、上記一縦断面Ｓに沿った方向の長尺体10の軸心Ｌ₀の振れに、対応して、追随するように設定している。
第１・２センサ１，２のレーザー光の幅方向と平行な（一致する）長尺体10の一端側の半径位置を基準位置Ｐとして検出し、基準位置Ｐから第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂の幅方向中心位置が、常に所定の第１・２幅方向寸法Ｙ₁，Ｙ₂となるように追随させ測定している。

例えば、第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂の幅方向の中心位置が、突起付長尺体10の軸心Ｌ₀の幅方向の位置と対応（一致）するように追随させ測定する。
なお、レーザー光の幅方向の外径寸法Ｄを測定して、軸心Ｌ₀（中心）の幅方向の位置を求め、第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂の幅方向の中心位置を、その求めた軸心Ｌ₀の幅方向位置に追随させても良い。また、測定開始前に、正規の形状（設計仕様）に形成されたマスターワークＭを用いて、第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂の幅方向中心位置が、（マスターワークＭの）基準位置Ｐから所定の第１・２幅方向寸法Ｙ₁，Ｙ₂となるように設定し、その後測定を開始するのが望ましい。

本発明の測定方法は、例えば、図５に示す簡略構成図のような突起付長尺体10の製造装置（生産ライン）に用いられる。なお、図５に於て、突起11は図示省略する。
製造装置は、溶融樹脂を押出して長尺物を成形する押出成形機30と、長尺物の外周面に押圧して突起付長尺体10を形成する複数のエンボス加工用のロール32を有する突起成形機と、突起付長尺体（長尺体）10を巻き取る巻取機31と、上述の第１センサ１及び第２センサ２を具備する測定部38と、を備えている。

39は、演算手段37を有する制御部を示す。また、押出成形機30の電動モータ等の駆動機Ｍ₁と、巻取機31の電動モータ等の駆動機Ｍ₂と、ロール32の押圧力及び位置を調整するエアシリンダー等のアクチュエータ33（突起成形機）と、は演算処理（測定処理）及び指令出力処理可能な制御部39に電気的に接続されている。
また、制御部39は、第１・２センサ１，２と、第１・２センサ１，２の測定結果を表示する映像モニタ等の表示部35と、第１・２センサ１，２の設定操作が可能な操作ボタンを有する操作手段34と、が電気的に接続されている。
なお、長尺体10の形状を安定硬化させる冷却手段は、走行方向で、測定部38の上流（手前）側及び下流（後方）側のいずれに設けるも自由である。

ここで、長尺体10は、図１乃至図４に示したように、軸心Ｌ₀と平行方向に列設した多数の円錐台状の突起11から成る突起列が、複数本円周方向に等間隔に形成され、さらに、隣り合う突起列の突起11が千鳥状と成るように形成されるものである。

測定部38（第１センサ１と第２センサ２との間）を長尺体10が走行すると、軸心Ｌ₀がレーザー光の幅方向（Ｙ軸方向）に振れる場合があるが、第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂の中心が第１・２幅方向寸法Ｙ₁，Ｙ₂を維持するように位置補正し、その補正された第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂内を通過する突起11や非突起成形部12を対象として測定する。言い換えると、第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂を、第１長尺体10の所定の突起列について追随させ、その所定の突起列の突起11の頂部や突起11と突起11の間の非突起成形部12を測定する。

第１センサ１によって第１半径寸法Ｒ₁及び第１谷半径寸法Ｒ_i1と突起高さ寸法ｈを測定する。第２センサ２によって第２半径寸法Ｒ₂及び第２谷半径寸法Ｒ_i2と突起高さ寸法を測定する。そして、第１センサ１及び第２センサ２の共働きによって外径寸法Ｄ、谷径寸法Ｄ_iを測定（演算）する。

つまり、第１センサ１が検出したデータ信号をもとに制御部39が第１半径寸法Ｒ₁及び第１谷半径寸法Ｒ_i1を演算（測定）すると共に、第２センサ１が検出したデータ信号をもとに制御部39が第２半径寸法Ｒ₂及び第２谷半径寸法Ｒ_i2を演算（測定）する。
さらに、制御部39は、第１半径寸法Ｒ₁と第２半径寸法Ｒ₂との和を求めて外径寸法Ｄを演算（測定）すると共に、第１谷半径寸法Ｒ_i1と第２谷半径寸法Ｒ_i2との和を求めて谷径寸法Ｄ_iを演算（測定）する。また、第１半径寸法Ｒ₁と第１谷半径寸法Ｒ_i1との差を求めて、又は／及び、第２半径寸法Ｒ₂と第２谷半径寸法Ｒ_i2との差を求めて、突起高さ寸法ｈを演算する。

また、制御部39は、第１・２センサ部1 ，２による測定結果（第１半径寸法Ｒ₁、第１谷半径寸法Ｒ_i1、第２半径寸法Ｒ₂、第２谷半径寸法Ｒ_i2）にもとづいて、演算手段37にて外径寸法Ｄ、谷径寸法Ｄ_i、突起高さ寸法ｈを、演算して求め、さらに、その演算した各寸法Ｄ，Ｄ_i，ｈをもとに制御指令信号を出力して、即座に、駆動機Ｍ₁と駆動機Ｍ₂とアクチュエータ33とを制御する。

測定結果を反映させて、押圧成形機30による樹脂材料の供給、ロール32の押圧力、巻取機31の回転数、突起付長尺体10の走行速度、等を調整して、突起付長尺体10を所定の寸法（外径寸法Ｄ、谷径寸法Ｄ_i、突起高さ寸法ｈ）に高精度に制御しつつ製造する。

なお、本発明は、設計変更可能であって、突起11の大きさに比較して第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂の幅寸法を比較的大きくすることにより、同一横断面で、第１・２狭小範囲Ｅ₁，Ｅ₂内にある突起11の頂部と非突起成形部12を測定対象とし、第１半径寸法Ｒ₁、第１谷半径寸法Ｒ_i1、第２半径寸法Ｒ₂、第２谷半径寸法Ｒ_i2、外径寸法Ｄ、谷径寸法Ｄ_i、突起高さ寸法ｈを（同一横断面に於て）測定しても良い。
また、製造ライン内で用いず、オフライン（生産ライン外）で用いても良い。
また、図示省略するが、円錘状、多角形錐状、多角形錐台状、楕（長）円錘状、楕（長）円錘台状、直線状等の突起を有する電線等の長尺体を測定するも自由である。
また、上述した第１・第２センサ１，２に対して長尺体10の軸心Ｌ₀廻りの位相角度を90度ずらした位置に、別の第１センサ及び別の第２センサを設けて、上述の第１・第２センサ１，２で測定すると共に、上述の第１・第２センサ１，２で測定した以外の（位相角度が90度異なる位置の）長尺体10の外径寸法Ｄ、谷径寸法Ｄ_i、突起高さ寸法ｈを測定するも良い。

以上のように、本発明は、多数の突起11を有する突起付長尺体10を軸心Ｌ₀方向に走行させ、長尺体10の軸心Ｌ₀を含む一縦断面Ｓを挟んで反射型二次元変位第１センサ１と反射型二次元変位第２センサ２とを対面状に配設して、第１センサ１によって長尺体10の一縦断面Ｓの一方側における第１狭小範囲Ｅ₁内を測定すると共に第２センサ２によって長尺体10の一縦断面Ｓの他方側における第２狭小範囲Ｅ₂を測定して、長尺体10の外径寸法Ｄと谷径寸法Ｄ_iと突起高さ寸法ｈとを演算手段37により演算するので、突起付長尺体10の外径寸法Ｄと谷径寸法Ｄ_iと突起高さ寸法ｈを迅速かつ容易に測定できる。軸心Ｌ₀方向に走行するような製造中の長尺体10を測定し、押出成形機30や突起成形機等の生産ラインの調整が迅速におこなえ、製造管理を容易にすると共に品質を向上できる。センサを多数設けず測定部38（測定装置）を小型・簡略化できる。必要以上の測定対象位置を測定せず、測定結果が迅速に得られると共に、過剰なデータの蓄積を軽減できる。

また、第１狭小範囲Ｅ₁と第２狭小範囲Ｅ₂を長尺体10の軸心Ｌ₀の振れに追随するように位置補正して測定するので、長尺体10が成形や巻取りによって振れても確実に高精度に測定できる。

また、第１センサ１によって第１狭小範囲Ｅ₁内の突起11の頂部までの第１半径寸法Ｒ₁を測定すると共に、第２センサ２によって第２狭小範囲Ｅ₂内の突起11の頂部までの第２半径寸法Ｒ₂を測定して、第１半径寸法Ｒ₁と第２半径寸法Ｒ₂との和を求めて外径寸法Ｄを演算し、第１センサ１によって第１狭小範囲Ｅ₁内の非突起成形部12までの第１谷半径寸法Ｒ_i1を測定すると共に、第２センサ２によって第２狭小範囲Ｅ₂内の非突起成形部12までの第２谷半径寸法Ｒ_i2を測定して、第１谷半径寸法Ｒ_i1と第２谷半径寸法Ｒ_i2との和を求めて、谷径寸法Ｄ_iを演算し、さらに、第１半径寸法Ｒ₁と第１谷半径寸法Ｒ_i1との差を求めて、又は／及び、第２半径寸法Ｒ₂と第２谷半径寸法Ｒ_i2との差を求めて、突起高さ寸法ｈを演算するので、突起付長尺体10の第１半径寸法Ｒ₁、第１谷半径寸法Ｒ_i1、第２半径寸法Ｒ₂、第２谷半径寸法Ｒ_i2、外径寸法Ｄ、谷径寸法Ｄ_i、突起高さ寸法ｈを迅速かつ容易に測定できる。狭い（僅かな）対象位置を測定するだけで、外径寸法Ｄ、谷径寸法Ｄ_i、突起高さ寸法ｈを得ることができる。

１第１センサ
２第２センサ
10 長尺体
11 突起
12 非突起成形部
Ｄ外径寸法
Ｄ_i谷径寸法
Ｅ₁ 第１狭小範囲
Ｅ₂ 第２狭小範囲
ｈ突起高さ寸法
Ｌ₀ 軸心
Ｒ₁ 第１半径寸法
Ｒ₂ 第２半径寸法
Ｒ_i1 第１谷半径寸法
Ｒ_i2 第２谷半径寸法
Ｓ一縦断面

Claims

多数の突起（11）を有する突起付長尺体（10）を軸心（Ｌ₀）方向に走行させ、該長尺体（10）の該軸心（Ｌ₀）を含む一縦断面（Ｓ）を挟んで反射型二次元変位第１センサ（１）と反射型二次元変位第２センサ（２）とを対面状に配設して、
上記第１センサ（１）によって上記長尺体（10）の上記一縦断面（Ｓ）の一方側における第１狭小範囲（Ｅ₁）内を測定すると共に上記第２センサ（２）によって上記長尺体（10）の上記一縦断面（Ｓ）の他方側における第２狭小範囲（Ｅ₂）を測定して、上記長尺体（10）の外径寸法（Ｄ）と谷径寸法（Ｄ_i）と突起高さ寸法（ｈ）とを演算手段（37）により演算することを特徴とする突起付長尺体測定方法。
上記第１狭小範囲（Ｅ₁）と上記第２狭小範囲（Ｅ₂）を上記長尺体（10）の上記軸心（Ｌ₀）の振れに追随するように位置補正して測定する請求項１記載の突起付長尺体測定方法。
上記第１センサ（１）によって上記第１狭小範囲（Ｅ₁）内の上記突起（11）の頂部までの第１半径寸法（Ｒ₁）を測定すると共に、上記第２センサ（２）によって上記第２狭小範囲（Ｅ₂）内の上記突起（11）の頂部までの第２半径寸法（Ｒ₂）を測定して、上記第１半径寸法（Ｒ₁）と上記第２半径寸法（Ｒ₂）との和を求めて上記外径寸法（Ｄ）を演算し、
上記第１センサ（１）によって上記第１狭小範囲（Ｅ₁）内の非突起成形部（12）までの第１谷半径寸法（Ｒ_i1) を測定すると共に、上記第２センサ（２）によって上記第２狭小範囲（Ｅ₂）内の非突起成形部（12）までの第２谷半径寸法（Ｒ_i2）を測定して、上記第１谷半径寸法（Ｒ_i1) と上記第２谷半径寸法（Ｒ_i2）との和を求めて、上記谷径寸法（Ｄ_i）を演算し、
さらに、上記第１半径寸法（Ｒ₁）と上記第１谷半径寸法（Ｒ_i1) との差を求めて、又は／及び、上記第２半径寸法（Ｒ₂）と上記第２谷半径寸法（Ｒ_i2）との差を求めて、上記突起高さ寸法（ｈ）を演算する請求項１又は２記載の突起付長尺体測定方法。