JP6855772B2 - ガラス繊維巻回体検出装置、ガラス繊維巻回体検出方法、及びガラス繊維巻回体搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体の有無を搬送中に検出するガラス繊維巻回体検出装置、ガラス繊維巻回体検出方法、及びガラス繊維巻回体搬送システムに関する。

ガラス繊維の製品形態の一つとして、ガラス繊維を芯材に巻回したガラス繊維巻回体がある。ガラス繊維巻回体は、ガラス繊維ストランドを回転コレット等の芯材に巻き取ることにより製造される。ガラス繊維巻回体は、そのまま出荷されるか、あるいはガラスチョップドストランド等の他の形態のガラス繊維製品に加工される。

ガラス繊維巻回体をコンベア等で搬送する場合、ガラス繊維巻回体をそのまま製品として出荷する際の出荷状況や、ガラス繊維巻回体を他の製品に加工する際の工程の進捗状況等に応じて、ガラス繊維巻回体の搬送量を適宜調整する必要が生じる。そのためには、コンベア上を移動するガラス繊維巻回体を検出し、その検出結果に応じて、コンベアの動作を制御する必要がある。一般に、ガラス繊維巻回体の検出は、光学式センサにより行われている。光学式センサは、投光部と受光部とを備えており、所定の位置に配置した投光部からガラス繊維巻回体に向けて光を投光し、その反射光や透過光を受光部で受光するものである。従来使用されていた光学式センサとしては、スポット型のレーザセンサが代表的である（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１のレーザセンサは、ガラス繊維巻回体を対象とするものではないが、検出対象物（この場合、二つ折りした連続用紙）に向けてレーザ光を投光し、その反射光の有無によって、検出対象物の良／不良を検出している。

特開２０１５−９９２０号公報

レーザセンサによる物体の検出精度を向上させるためには、従来、検出領域であるレーザ光のスポット径を小さくすることが有効であると考えられていた。すなわち、レーザ光のスポット径が小さければ、検出対象が小さい物体である場合であってもレーザ光が当たり易くなるため、検出対象物を見逃してしまう確率が低くなる。特許文献１のレーザセンサにおいても、レーザ光のスポット径を小さく設定できるため、シート等の薄い物体や、繊維等の細長い物体を検出する用途には適していると考えられる。しかしながら、検出対象物がガラス繊維巻回体である場合には、以下のような問題が起こり得る。

ガラス繊維巻回体は、芯材にガラス繊維をタイトに巻回したものであって、基本的には数十ｃｍ以上の大きさを有するバルク体であるが、稀にガラス繊維巻回体の表面から端糸が跳ねたり、垂れ下がることがある。この端糸がレーザセンサのスポット（光軸）に触れると、実際にはガラス繊維巻回体が所定の位置に存在していない場合であっても、当該所定の位置にあると誤検出されることがあった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、搬送中のガラス繊維巻回体の有無を正確に検出できるガラス繊維巻回体検出装置、ガラス繊維巻回体検出方法、及びガラス繊維巻回体搬送システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係るガラス繊維巻回体検出装置の特徴構成は、
ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体の有無を搬送中に検出するガラス繊維巻回体検出装置であって、
前記ガラス繊維巻回体の搬送方向と交差する方向で前記ガラス繊維巻回体に向けて検査光を出射する投光部と、
前記検査光を受光可能な受光部と、
前記ガラス繊維巻回体の有無を判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記受光部の全受光領域に対する前記検査光が受光されなかった未受光領域の割合、又は前記検査光が受光された受光領域の割合に基づいて、前記ガラス繊維巻回体の有無を判定することにある。

本構成のガラス繊維巻回体検出装置によれば、投光部から受光部に至る検査光の進行経路をガラス繊維巻回体が横切るとき、ガラス繊維巻回体とともに当該ガラス繊維巻回体の表面から出ている端糸が検査光に触れたとしても、受光部の全受光領域に対する検査光が受光されなかった未受光領域の割合、又は前記検査光が受光された受光領域の割合に基づいて、判定部がガラス繊維巻回体の有無を判定できるため、検出された物体がガラス繊維巻回体本体であるのか、あるいは端糸なのかを判別することができる。従って、搬送中のガラス繊維巻回体の誤検出を防止することが可能となる。

本発明に係るガラス繊維巻回体検出装置において、
前記投光部から出射される前記検査光は、前記検査光の出射方向に対して垂直な切断面が矩形であり、
前記切断面の長手方向のサイズは、前記ガラス繊維の繊維径以上であることが好ましい。

本構成のガラス繊維巻回体検出装置によれば、投光部から出射された検査光はガラス繊維の繊維径全体を照射できるため、検出された物体がガラス繊維巻回体本体であるのか、あるいは端糸なのかを確実に判別することができる。従って、ガラス繊維巻回体の検出精度をより向上させることができる。

本発明に係るガラス繊維巻回体検出装置において、
前記切断面の長手方向のサイズは、前記ガラス繊維巻回体の巻回厚み以下であることが好ましい。

本構成のガラス繊維巻回体検出装置によれば、投光部から出射された検査光はガラス繊維巻回体の巻回厚みからはみ出すことがないため、検出された物体がガラス繊維巻回体本体であるのか、あるいは端糸なのかを容易に判別することができる。従って、ガラス繊維巻回体の検出精度をより向上させることができる。

本発明に係るガラス繊維巻回体検出装置において、
前記投光部は、前記ガラス繊維巻回体の下方から当該ガラス繊維巻回体に前記検査光が照射されるように構成されていることが好ましい。

本構成のガラス繊維巻回体検出装置によれば、ガラス繊維巻回体の下方から当該ガラス繊維巻回体に検査光を照射することで、ガラス繊維巻回体の搬送方向の側方にスペースを空けることができるため、ガラス繊維巻回体の搬送方向の側方のスペースを利用して、ガラス繊維巻回体の搬送状況の確認や装置のメンテナンス等の作業を容易に行うことができる。

上記課題を解決するための本発明に係るガラス繊維巻回体検出方法の特徴構成は、
ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体の有無を搬送中に検出するガラス繊維巻回体検出方法であって、
前記ガラス繊維巻回体の搬送方向と交差する方向で前記ガラス繊維巻回体に向けて検査光を出射する投光工程と、
前記検査光を受光可能な受光部により前記検査光を受光する受光工程と、
前記ガラス繊維巻回体の有無を判定する判定工程と、
を包含し、
前記判定工程において、前記受光部の全受光領域に対する前記検査光が受光されなかった未受光領域の割合、又は前記検査光が受光された受光領域の割合に基づいて、前記ガラス繊維巻回体の有無を判定することにある。

本構成のガラス繊維巻回体検出方法によれば、上述したガラス繊維巻回体検出装置と同様の優れた作用効果を奏する。すなわち、搬送中のガラス繊維巻回体の誤検出を防止することが可能となる。

上記課題を解決するための本発明に係るガラス繊維巻回体検出方法の特徴構成は、
ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体の有無を搬送中に検出するガラス繊維巻回体検出方法であって、
前記ガラス繊維巻回体の搬送方向と交差する方向で前記ガラス繊維巻回体に向けて検査光を出射する投光工程と、
前記検査光を受光可能な受光部により前記検査光を受光する受光工程と、
前記ガラス繊維巻回体の有無を判定する判定工程と、
を包含し、
前記判定工程において、前記投光工程において出射された検査光の光量に対する、前記受光工程において前記受光部が受光した前記検査光の光量の割合に基づいて、前記ガラス繊維巻回体の有無を判定することにある。

本構成のガラス繊維巻回体検出方法によれば、投光工程において出射された検査光の光量に対する、受光工程において受光部が受光した検査光の光量の割合からも、ガラス繊維巻回体の有無を判定することができるため、搬送中のガラス繊維巻回体の誤検出を防止することが可能となる。

上記課題を解決するための本発明に係るガラス繊維巻回体搬送システムの特徴構成は、
ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体を搬送するガラス繊維巻回体搬送システムであって、
搬送面に載置されたガラス繊維巻回体を搬送する搬送部と、
請求項１〜４の何れか一項に記載のガラス繊維巻回体検出装置と、
搬送中のガラス繊維巻回体を前記搬送面から上昇させる昇降部と、
を備え、
前記昇降部は、前記搬送面より下のスタンバイ位置と前記搬送面より上の保持位置との間で移動可能であり、前記ガラス繊維巻回体検出装置がガラス繊維巻回体を検出しているときに前記保持位置に移動して当該ガラス繊維巻回体を前記搬送面から離間させ、前記ガラス繊維巻回体検出装置がガラス繊維巻回体を検出していないときに前記スタンバイ位置に戻るように構成されていることにある。

本構成のガラス繊維巻回体搬送システムによれば、上述したガラス繊維巻回体検出装置と同様の優れた作用効果に加えて、所定位置まで搬送したガラス繊維巻回体を搬送部から連続的に搬出することが可能となる。すなわち、ガラス繊維巻回体検出装置がガラス繊維巻回体を検出しているときに昇降部が保持位置に移動して当該ガラス繊維巻回体を搬送部の搬送面から離間させ、ガラス繊維巻回体検出装置がガラス繊維巻回体を検出していないときに昇降部がスタンバイ位置に戻ることで、ガラス繊維巻回体の搬送部による搬送及び昇降部による搬出を連続的に行うことができる。この一連の動作を繰り返し行うことで、ガラス繊維巻回体の工業的生産や出荷に対応することが可能となる。

図１は、本発明のガラス繊維巻回体検出装置の概略構成図である。 図２は、本発明の第一実施形態にかかるガラス繊維巻回体検出装置の説明図である。 図３は、本発明の第二実施形態にかかるガラス繊維巻回体検出装置の説明図である。 図４は、本発明の第三実施形態にかかるガラス繊維巻回体検出装置の説明図である。 図５は、本発明のガラス繊維巻回体検出方法のフローチャートである。 図６は、本発明のガラス繊維巻回体搬送システムの説明図である。

以下、本発明のガラス繊維巻回体検出装置、ガラス繊維巻回体検出方法、及びガラス繊維巻回体搬送システムについて、図１〜図６を参照して説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることを意図しない。

＜ガラス繊維巻回体検出装置＞
図１は、本発明のガラス繊維巻回体検出装置１００の概略構成図である。なお、図１は、ガラス繊維巻回体検出装置１００の各構成の相関を説明するための図であり、各構成の実際のスケールや位置関係などを反映したものではない。

ガラス繊維巻回体Ｇは、搬送部であるコンベア５０の上に載置されている。ガラス繊維巻回体Ｇは、例えば、ガラス繊維ケーキ、ガラス繊維ロービング、ガラス繊維ヤーン等である。コンベア５０は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２との間に２つのベルト５３が巻かれており、駆動ローラ５１に連結された駆動モータ５４が駆動すると、駆動ローラ５１が回転し、コンベア５０上のガラス繊維巻回体Ｇは、矢印で示した搬送方向Ｘに搬送される。このような状況において、ガラス繊維巻回体検出装置１００は、コンベア５０上のガラス繊維巻回体Ｇの有無を搬送中に検出することができる。なお、図１に例示されるガラス繊維巻回体検出装置１００では、ガラス繊維巻回体Ｇはコンベア５０の上に横向きに載置した状態で搬送されているが、縦向きに載置した状態で搬送されても構わない。ガラス繊維巻回体検出装置１００は、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送方向Ｘと交差する方向で、ガラス繊維巻回体Ｇに検査光Ａを出射する投光部１０と、検査光Ａを受光可能な全受光領域２１を有する受光部２０と、ガラス繊維巻回体Ｇの有無を判定する判定部３０とを備えている。ガラス繊維巻回体検出装置１００の各部の動作は、汎用コンピュータ等で構成される制御部４０によって制御される。以下、本発明のガラス繊維巻回体検出装置１００の代表的な実施形態について説明する。

〔第一実施形態〕
図２は、本発明の第一実施形態にかかるガラス繊維巻回体検出装置１０１（１００）の説明図である。図２（ａ）は、コンベア５０で搬送されているガラス繊維巻回体Ｇを図１に示した搬送方向Ｘの下流側から見たものである。図２（ｂ）は、コンベア５０で搬送されているガラス繊維巻回体Ｇを図１に示したガラス繊維巻回体検出装置１００側から見たものであり、ガラス繊維巻回体Ｇと、ガラス繊維巻回体検出装置１０１の受光部２０の全受光領域２１で受光した検査光Ａとの位置関係を表したものである。第一実施形態のガラス繊維巻回体検出装置１０１は、図２（ａ）に示すように、ガラス繊維巻回体Ｇに対して同一側となる側方に投光部１０と受光部２０とを配置した一体型の検出装置として構成される。

投光部１０から出射された検査光Ａは、ガラス繊維巻回体Ｇの側面に当たると、少なくともその一部が反射光となって受光部２０に到達する。投光部１０から出射される検査光Ａは、図２（ｂ）に示すように、検査光Ａの出射方向に対して垂直な切断面が矩形（ａ×ｂ、ａ＞ｂ）になっており、その矩形断面の長手方向ａのサイズは、ガラス繊維巻回体Ｇの巻回厚みＤ以下となっている。なお、検査光Ａの切断面の形状に関して、ａ＝ｂの正方形の場合でも検出自体は可能であるが、ｂの数値が大きくなるとガラス繊維巻回体Ｇの検出精度が低下するため、ｂの数値はａの数値に対して小さく設定することが好ましい。このことは、後述の第二実施形態、及び第三実施形態においても同様である。受光部２０には、ガラス繊維巻回体Ｇの側面で反射した検査光（反射光）Ａを受光可能な全受光領域２１が設けられ、当該全受光領域２１には、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送位置（Ｐ１〜Ｐ４）に応じて、検査光Ａが受光される受光領域Ａ１と、検査光Ａが受光されない未受光領域Ａ２とが形成され得る。例えば、ガラス繊維巻回体Ｇと、受光部２０の全受光領域２１で受光した検査光Ａとの位置関係がＰ１にあるとき、投光部１０から出射された検査光Ａはガラス繊維巻回体Ｇの巻回厚みよりも小さいため、ガラス繊維巻回体Ｇが検査光Ａを横切ると、受光部２０の全受光領域２１の中にガラス繊維巻回体Ｇからの反射光に相当する検査光Ａが受光された受光領域Ａ１が全体に形成される。前記位置関係がＰ２にあるとき、全受光領域２１には受光領域Ａ１と未受光領域Ａ２とが同時に形成される。前記位置関係がＰ３にあるとき、全受光領域２１の全体に未受光領域Ａ２が形成される。従って、前記位置関係がＰ１又はＰ２にあるとき、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合が一定以下となり、言い換えると、全受光領域２１に対する受光領域Ａ１の割合が一定以上となり、判定部３０はガラス繊維巻回体検出装置１０１の前（コンベア５０の上）にガラス繊維巻回体Ｇが有ると判定する。なお、投光部１０から出射された検査光Ａが、ガラス繊維巻回体Ｇの巻回厚みよりも大きい場合、Ｐ１の位置にあったとしても、未受光領域Ａ２が形成されるため、Ｐ２との区別が付き難くなる。一方、前記位置関係がＰ３にあるとき、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合が一定以上となり、言い換えると、全受光領域２１に対する受光領域Ａ１の割合が一定以下となり、判定部３０はガラス繊維巻回体検出装置１０１の前（コンベア５０の上）にガラス繊維巻回体Ｇが無いと判定する。

判定部３０が判定に使用するガラス繊維巻回体Ｇの有無の判定基準（閾値）は、ガラス繊維巻回体Ｇの検出精度に応じて、制御部４０により変更することができる。例えば、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合を小さく設定すれば、ガラス繊維巻回体Ｇが検出される幅が狭くなるため、ガラス繊維巻回体Ｇの検出精度が向上し、コンベア５０上のより正確な位置でガラス繊維巻回体Ｇを検出する場合には有効となる。検出対象が通常のガラス繊維巻回体（外径：３００〜３５０ｍｍ、内径：２００ｍｍ、長さ：３００ｍｍ、ストランド径：２〜３ｍｍ）である場合、判定部３０が判定するガラス繊維巻回体Ｇの有無の判定基準（閾値）は、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合を２０％以下に設定することが好ましく、１０％以下がより好ましい。

検出対象のガラス繊維巻回体Ｇには、前述したように、当該ガラス繊維巻回体Ｇを構成するガラス繊維の端糸（ストランドｇ）がガラス繊維巻回体Ｇの表面から跳ねたり、垂れ下がっている場合がある。ガラス繊維巻回体Ｇにおける端糸の存在は、従来では誤検出の原因となっていた。しかし、本実施形態のガラス繊維巻回体検出装置１０１は、上述のとおり、受光部２０の全受光領域２１に対する検査光Ａが受光されなかった未受光領域Ａ２の割合に基づいて、ガラス繊維巻回体Ｇの有無を判定しているため、投光部１０から出射される検査光Ａの矩形断面の長手方向ａのサイズを、ガラス繊維巻回体Ｇを構成するストランドｇの繊維径以上に設定しておけば、ガラス繊維巻回体Ｇと端糸（ストランドｇ）とを区別することが可能となり、従来のような誤検出の可能性は非常に低いものとなる。例えば、ガラス繊維巻回体Ｇと、受光部２０の全受光領域２１で受光した検査光Ａとの位置関係がＰ４にあるとき、ストランドｇが検査光Ａを横切ることになるが、検査光Ａはストランドｇの繊維径全体を照射できるため、受光部２０の全受光領域２１の中にストランドｇからの反射光に相当する検査光Ａが受光された受光領域Ａ１が僅かに現れるのみであり（図２（ｂ）では、未受光領域Ａ２の割合が約９９％）、その結果、検出された物体がガラス繊維巻回体Ｇ本体であるのか、あるいは端糸なのかを確実に判別することができる。従って、ガラス繊維巻回体Ｇの検出精度をより向上させることができる。

なお、本実施形態では、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合に基づいて、ガラス繊維巻回体Ｇの有無を検知するようにしたが、全受光領域２１に対する受光領域Ａ１の割合に基づいて、ガラス繊維巻回体Ｇの有無を検知してもよい。また、判定部３０は、未受光領域Ａ２の割合、又は受光領域Ａ１の割合を求める代わりに、投光部１０から出射された検査光Ａの光量に対する受光部２０で受光した検査光Ａの光量の割合に基づいて、ガラス繊維巻回体Ｇの有無を検知してもよい。これは、全受光領域２１に対する受光領域Ａ１の割合と、投光部１０から出射された検査光Ａの光量に対する受光部２０で受光した検査光Ａの光量の割合とは、ほぼ同じ関係となるためである。

〔第二実施形態〕
図３は、本発明の第二実施形態にかかるガラス繊維巻回体検出装置１０２（１００）の説明図である。図３（ａ）は、コンベア５０で搬送されているガラス繊維巻回体Ｇを図１に示した搬送方向Ｘの下流側から見たものである。図３（ｂ）は、コンベア５０で搬送されているガラス繊維巻回体Ｇを図１に示したガラス繊維巻回体検出装置１００側から見たものであり、ガラス繊維巻回体Ｇと、ガラス繊維巻回体検出装置１０２の受光部２０の全受光領域２１で受光した検査光Ａとの位置関係を表したものである。第二実施形態のガラス繊維巻回体検出装置１０２は、図３（ａ）に示すように、ガラス繊維巻回体Ｇに対して両側に投光部１０と受光部２０とを対向配置した分離型の検出装置として構成される。

投光部１０から出射された検査光Ａは、ガラス繊維巻回体Ｇの側面に当たると、少なくともその一部が遮光されるため受光部２０に到達しない。投光部１０から出射される検査光Ａは、図３（ｂ）に示すように、検査光Ａの出射方向に対して垂直な切断面が矩形断面（ａ×ｂ、ａ＞ｂ）になっており、その矩形断面の長手方向ａのサイズは、ガラス繊維巻回体Ｇの巻回厚みＤ以下に設定されている。受光部２０には、ガラス繊維巻回体Ｇの側面に当たらずに透過した検査光（透過光）Ａを受光可能な全受光領域２１が設けられ、当該全受光領域２１には、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送位置（Ｐ１〜Ｐ４）に応じて、検査光Ａが受光される受光領域Ａ１と、検査光Ａが受光されない未受光領域Ａ２とが形成され得る。例えば、ガラス繊維巻回体Ｇと、受光部２０の全受光領域２１で受光した検査光Ａとの位置関係がＰ１にあるとき、投光部１０から出射された検査光Ａはガラス繊維巻回体Ｇの巻回厚みからはみ出すことがないため、ガラス繊維巻回体Ｇが検査光Ａを横切ると、受光部２０の全受光領域２１の中にガラス繊維巻回体Ｇの影に相当する検査光Ａが受光されなかった未受光領域Ａ２が全体に現れる。前記位置関係がＰ２にあるとき、全受光領域２１には受光領域Ａ１と未受光領域Ａ２とが同時に形成される。前記位置関係がＰ３にあるとき、全受光領域２１の全体に受光領域Ａ１が形成される。従って、前記位置関係がＰ１又はＰ２にあるとき、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合が一定以上となり、言い換えると、全受光領域２１に対する受光領域Ａ１の割合が一定以下となり、判定部３０はガラス繊維巻回体検出装置１０２の前（コンベア５０の上）にガラス繊維巻回体Ｇが有ると判定する。一方、前記位置関係がＰ３にあるとき、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合が一定以下となり、言い換えると、全受光領域２１に対する受光領域Ａ１の割合が一定以上となり、判定部３０はガラス繊維巻回体検出装置１０２の前（コンベア５０の上）にガラス繊維巻回体Ｇが無いと判定する。

判定部３０が判定に使用するガラス繊維巻回体Ｇの有無の判定基準（閾値）は、ガラス繊維巻回体Ｇの検出精度に応じて、制御部４０により変更することができる。例えば、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合を大きく設定すれば、ガラス繊維巻回体Ｇが検出される幅が狭くなるため、ガラス繊維巻回体Ｇの検出精度が向上し、コンベア５０上のより正確な位置でガラス繊維巻回体Ｇを検出する場合には有効となる。検出対象が通常のガラス繊維巻回体（外径：３００〜３５０ｍｍ、内径：２００ｍｍ、長さ：３００ｍｍ、ストランド径：２〜３ｍｍ）である場合、判定部３０が判定するガラス繊維巻回体Ｇの有無の判定基準（閾値）は、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合を８０％以上に設定することが好ましく、９０％以上がより好ましい。

本実施形態においても、投光部１０から出射される検査光Ａの矩形断面の長手方向ａのサイズを、ガラス繊維巻回体Ｇを構成するストランドｇの繊維径以上に設定しておけば、ガラス繊維巻回体Ｇと端糸（ストランドｇ）とを区別することが可能となり、従来のような誤検出の可能性は非常に低いものとなる。例えば、ガラス繊維巻回体Ｇと、受光部２０の全受光領域２１で受光した検査光Ａとの位置関係がＰ４にあるとき、ストランドｇが検査光Ａを横切ることになるが、検査光Ａはストランドｇの繊維径全体を照射できるため、受光部２０の全受光領域２１の中にストランドｇの影に相当する検査光Ａが受光されない未受光領域Ａ２が僅かに現れるのみであり（図３（ｂ）では、未受光領域Ａ２の割合が約１％）、その結果、検出された物体がガラス繊維巻回体Ｇ本体であるのか、あるいは端糸なのかを確実に判別することができる。従って、ガラス繊維巻回体Ｇの検出精度をより向上させることができる。

〔第三実施形態〕
図４は、本発明の第三実施形態にかかるガラス繊維巻回体検出装置１０３（１００）の説明図である。第三実施形態のガラス繊維巻回体検出装置１０３は、第一実施形態のガラス繊維巻回体検出装置１０１と同様の一体型の検出装置であるが、投光部１０から出射される検査光Ａが拡散するタイプの検出装置として構成される。

ガラス繊維巻回体検出装置１０３における投光部１０は、ガラス繊維巻回体Ｇの下方から当該ガラス繊維巻回体Ｇに検査光Ａが照射されるように構成されている。投光部１０から出射された検査光Ａは、ガラス繊維巻回体Ｇ側に近づくにつれて拡大する。すなわち、検査光Ａの出射方向に対して垂直な切断面の断面積は、ガラス繊維巻回体Ｇ側に近づくにつれて大きくなる。そして、断面積が拡大した検査光Ａは、ガラス繊維巻回体Ｇの側面に当たり、少なくともその一部が反射光となって、さらに透光部１０に近づくにつれて検査光Ａの断面積が拡大しながら受光部２０に到達する。なお、ガラス繊維巻回体Ｇと、ガラス繊維巻回体検出装置１０３の受光部２０の全受光領域２１で受光される検査光Ａとの位置関係、及び判定部３０によるガラス繊維巻回体Ｇの有無の判定基準は第一実施形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

第三実施形態の検査光Ａとして拡散光を利用したガラス繊維巻回体検出装置１０３の利点としては、投光部１０等の光学系をガラス繊維巻回体Ｇの下方に設置できるため、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送方向Ｘの側方にスペースを空けることが可能となり、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送方向Ｘの側方のスペースを利用して、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送状況の確認や装置のメンテナンス等の作業を容易に行うことができる。また、ガラス繊維巻回体Ｇを後述するピックアップ装置で取り上げる際に光学系が邪魔にならないため、取り回しが良好なものとなる。さらには、検査光Ａとして拡散光を使用すると、検査光Ａの光路長を短くすることができるため、装置全体をコンパクトにできる。

＜ガラス繊維巻回体検出方法＞
図５は、本発明のガラス繊維巻回体検出方法のフローチャートである。コンベア５０で搬送中のガラス繊維巻回体Ｇは、図１〜４に示したガラス繊維巻回体検出装置１００を使用し、以下の投光工程（Ｓ１）、受光工程（Ｓ２）、及び判定工程（Ｓ３）によって検出される。

投光工程（Ｓ１）では、図１に例示したように、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送方向Ｘと交差する方向でガラス繊維巻回体Ｇに向けて検査光Ａを出射する。検査光Ａは、投光部１０によって生成される。検査光Ａの光源としては、レーザ発振器、ＬＥＤ、赤外線照射装置等を使用することができる。

受光工程（Ｓ２）では、図１に例示したように、検査光Ａを受光可能な全受光領域２１を有する受光部２０により検査光Ａを受光する。ここで、受光部２０が受光する検査光Ａには、投光工程（Ｓ１）において投光部１０から出射された検査光Ａそのものの他に、検査光Ａがガラス繊維巻回体Ｇに当たって反射した反射光や、検査光Ａがガラス繊維巻回体Ｇの表面で散乱した散乱光も検査光Ａに含まれる。また、検査光Ａは、上述の第三実施形態で説明したように拡散光であってもよい。受光部２０としては、光電子増倍管、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等を使用することができる。全受光領域２１は、受光部２０の少なくとも一部に形成されていればよい。

判定工程（Ｓ３）では、受光部２０の全受光領域２１に対する検査光Ａが受光されなかった未受光領域の割合に基づいて、ガラス繊維巻回体Ｇの有無が判定される。ここで、判定工程におけるガラス繊維巻回体Ｇの有無の判定基準（閾値）は、検出装置の型式や検出対象のガラス繊維巻回体Ｇに応じて変更可能である。例えば、第一実施形態に示したように、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合が閾値以下の場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、ガラス繊維巻回体Ｇが「有」と判定され（Ｓ４）、当該ガラス繊維巻回体Ｇは次の処理に回される。そして、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送を継続するか否かを判定し（Ｓ５）、ガラス繊維巻回体Ｇの搬送を継続する場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、投光工程（Ｓ１）に戻り、受光工程（Ｓ２）及び判定工程（Ｓ３）が繰り返される。ガラス繊維巻回体Ｇの搬送を終了する場合（Ｓ５：Ｎｏ）、ガラス繊維巻回体検出方法は終了する。判定工程（Ｓ３）において、全受光領域２１に対する未受光領域Ａ２の割合が閾値を超える場合（Ｓ３：Ｎｏ）、ガラス繊維巻回体Ｇが「無」と判定され（Ｓ６）、投光工程（Ｓ１）に戻り、受光工程（Ｓ２）及び判定工程（Ｓ３）が繰り返される。

＜ガラス繊維巻回体搬送システム＞
図６は、本発明のガラス繊維巻回体搬送システム２００の説明図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、ガラス繊維巻回体搬送システム２００によるガラス繊維巻回体Ｇの昇降動作を順に示してある。

ガラス繊維巻回体搬送システム２００は、ガラス繊維検出装置１００に、搬送部であるコンベア５０と、昇降部であるリフト６０とを組み合わせて構成されたものである。ここでは、例として、第一実施形態と同様の一体型のガラス繊維検出装置１００を使用し、ガラス繊維巻回体Ｇを搬送するコンベア５０の下方にガラス繊維巻回体Ｇを昇降させるリフト６０を配置したガラス繊維巻回体搬送システム２００について説明する。

ガラス繊維巻回体Ｇを載置するコンベア５０は、図１に示したものと同様に、駆動ローラ５１と従動ローラ５２との間に２つのベルト５３が幅方向に離間して巻回されており、二つのベルト５３の間にガラス繊維巻回体Ｇを昇降させるリフト６０が昇降可能に設置されている。リフト６０は、ガラス繊維巻回体Ｇを保持する保持板６１と、保持板６１を昇降させる昇降機構６２とを備えている。リフト６０の保持板６１は、昇降機構６２の動作により、コンベア５０によるガラス繊維巻回体Ｇの搬送面であるベルト５３の高さＨより下の位置（スタンバイ位置）と、ガラス繊維巻回体Ｇを保持可能なベルト５３の高さＨより上の位置（保持位置）との間で移動可能である。

図６（ａ）に示すように、ガラス繊維巻回体Ｇがコンベア５０に搬送されて所定位置（例えば、ピックアップ位置）に到達し、ガラス繊維検出装置１００から出射されている検査光Ａがガラス繊維巻回体Ｇの側面に当たって当該ガラス繊維巻回体Ｇがガラス繊維検出装置１００に検出されると、ガラス繊維検出装置１００の判定部３０から「有」との判定結果を受けた制御部４０は、リフト６０に上昇指令を送信する。

リフト６０が保持位置まで上昇した後、図６（ｂ）に示すように、ガラス繊維巻回体Ｇは、例えば、図示しないガラス繊維巻回体Ｇのピックアップ装置により、保持板６１上から別の位置に移動される。このとき、ガラス繊維検出装置１００から出射されている検査光Ａは、保持板６１上にガラス繊維巻回体Ｇが存在しなくなることにより、ガラス繊維検出装置１００に戻ることなくそのまま直進する。従って、ガラス繊維巻回体Ｇが検出されないことでガラス繊維検出装置１００の判定部３０から「無」との判定結果を受けた制御部４０は、リフト６０に下降指令を送信し、これより、リフト６０は元のスタンバイ位置に戻る。

本発明のガラス繊維巻回体検出装置、ガラス繊維巻回体検出方法、及びガラス繊維巻回体搬送システムは、搬送中のガラス繊維巻回体の検出に利用されるものである。

１０ 投光部
２０ 受光部
２１ 全受光領域
３０ 判定部
４０ 制御部
５０ コンベア（搬送部）
６０ リフト（昇降部）
１００ ガラス繊維巻回体検出装置
２００ ガラス繊維巻回体搬送システム
Ａ 検査光
Ｇ ガラス繊維巻回体
ｇ ガラス繊維（ストランド）

Claims (5)

1. ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体の有無を搬送中に検出するガラス繊維巻回体検出装置であって、
   前記ガラス繊維巻回体の搬送方向と交差する方向で前記ガラス繊維巻回体に向けて検査光を出射する投光部と、
   前記ガラス繊維巻回体で反射した前記検査光、又は前記ガラス繊維巻回体に当たらずに透過した前記検査光を受光可能な受光部と、
   前記ガラス繊維巻回体の有無を判定する判定部と、
   を備え、
   前記投光部から出射される前記検査光は、前記検査光の出射方向に対して垂直な切断面が矩形であり、
   前記切断面の長手方向のサイズは、前記ガラス繊維の繊維径以上で、且つ前記ガラス繊維巻回体の巻回厚み以下であり、
   前記受光部には、前記ガラス繊維巻回体で反射した前記検査光、又は前記ガラス繊維巻回体に当たらずに透過した前記検査光を受光可能な全受光領域が設けられ、当該全受光領域には、前記ガラス繊維巻回体の搬送位置に応じて、前記検査光が受光される受光領域と、前記検査光が受光されない未受光領域とが形成され、
   前記判定部は、前記受光部の全受光領域に対する前記検査光が受光されなかった未受光領域の割合、又は前記検査光が受光された受光領域の割合に基づいて、前記ガラス繊維巻回体の有無を判定するガラス繊維巻回体検出装置。
2. 前記投光部は、前記ガラス繊維巻回体の下方から当該ガラス繊維巻回体に前記検査光が照射されるように構成されている請求項１に記載のガラス繊維巻回体検出装置。
3. ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体の有無を搬送中に検出するガラス繊維巻回体検出方法であって、
   前記ガラス繊維巻回体の搬送方向と交差する方向で前記ガラス繊維巻回体に向けて検査光を出射する投光工程と、
   前記ガラス繊維巻回体で反射した前記検査光、又は前記ガラス繊維巻回体に当たらずに透過した前記検査光を受光可能な受光部により前記検査光を受光する受光工程と、
   前記ガラス繊維巻回体の有無を判定する判定工程と、
   を包含し、
   前記投光工程において出射される前記検査光は、前記検査光の出射方向に対して垂直な切断面が矩形であり、
   前記切断面の長手方向のサイズは、前記ガラス繊維の繊維径以上で、且つ前記ガラス繊維巻回体の巻回厚み以下であり、
   前記受光部には、前記ガラス繊維巻回体で反射した前記検査光、又は前記ガラス繊維巻回体に当たらずに透過した前記検査光を受光可能な全受光領域が設けられ、当該全受光領域には、前記ガラス繊維巻回体の搬送位置に応じて、前記検査光が受光される受光領域と、前記検査光が受光されない未受光領域とが形成され、
   前記判定工程において、前記受光部の全受光領域に対する前記検査光が受光されなかった未受光領域の割合、又は前記検査光が受光された受光領域の割合に基づいて、前記ガラス繊維巻回体の有無を判定するガラス繊維巻回体検出方法。
4. ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体の有無を搬送中に検出するガラス繊維巻回体検出方法であって、
   前記ガラス繊維巻回体の搬送方向と交差する方向で前記ガラス繊維巻回体に向けて検査光を出射する投光工程と、
   前記ガラス繊維巻回体で反射した前記検査光、又は前記ガラス繊維巻回体に当たらずに透過した前記検査光を受光可能な受光部により前記検査光を受光する受光工程と、
   前記ガラス繊維巻回体の有無を判定する判定工程と、
   を包含し、
   前記投光工程において出射される前記検査光は、前記検査光の出射方向に対して垂直な切断面が矩形であり、
   前記切断面の長手方向のサイズは、前記ガラス繊維の繊維径以上で、且つ前記ガラス繊維巻回体の巻回厚み以下であり、
   前記受光部には、前記ガラス繊維巻回体で反射した前記検査光、又は前記ガラス繊維巻回体に当たらずに透過した前記検査光を受光可能な全受光領域が設けられ、当該全受光領域には、前記ガラス繊維巻回体の搬送位置に応じて、前記検査光が受光される受光領域と、前記検査光が受光されない未受光領域とが形成され、
   前記判定工程において、前記受光部の全受光領域に対する前記検査光が受光された受光領域の割合と同じ関係にある、前記投光工程において出射された検査光の光量に対する、前記受光工程において前記受光部が受光した前記検査光の光量の割合に基づいて、前記ガラス繊維巻回体の有無を判定するガラス繊維巻回体検出方法。
5. ガラス繊維を巻回してなるガラス繊維巻回体を搬送するガラス繊維巻回体搬送システムであって、
   搬送面に載置されたガラス繊維巻回体を搬送する搬送部と、
   請求項１又は２に記載のガラス繊維巻回体検出装置と、
   搬送中のガラス繊維巻回体を前記搬送面から上昇させる昇降部と、
   を備え、
   前記昇降部は、前記搬送面より下のスタンバイ位置と前記搬送面より上の保持位置との間で移動可能であり、前記ガラス繊維巻回体検出装置がガラス繊維巻回体を検出しているときに前記保持位置に移動して当該ガラス繊維巻回体を前記搬送面から離間させ、前記ガラス繊維巻回体検出装置がガラス繊維巻回体を検出していないときに前記スタンバイ位置に戻るように構成されているガラス繊維巻回体搬送システム。

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