JPH0522809Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、エナメル線その他の線材の製造工程
において、線材表面の凹凸を検出するための検出
器に係り、更に詳細には、レーザ光の散乱光によ
り凹凸を検出する線材表面凹凸検出器に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、この種の検出器としては、第３図及び第
４図に示すものが知られている。

第３図Ａ，Ｂに示される検出器３０において、
不良箇所を検出されるべき線材１は、検出ダイス
３２の検出孔３２ａに矢印方向に連続的に挿通さ
れる。この検出孔３２ａの出口側の内径d₁は、線
材１の外径d₂の基準設計値よりも若干大きくなつ
ている。図示の例では、上記内径d₁は線材１の外
径D₂の最大許容値に設定されているものとする。

今、検出孔３２ａ内を通過する線材１の表面に
図示しない突起（凸部）が存在し、検出孔３２ａ
内の線材１の外径d₂が検出孔３２ａの内径d₁を越
える場合、この突起と検出孔３２ａ内面とが接触
し、検出ダイス３２が線材１の進行とともに矢印
方向に移動する。その際、検出ダイス３２に連結
させたダイホルダー３３の端部３３ａがマイクロ
スイツチ３４を押す。このマイクロスイツチ３４
の接地により突起の存在が検出されるようになつ
ている。

また、第４図に示される検出器４０において
は、線材１の進行方向に対して、レーザ外径測定
器４１が所定間隔をもつて二台設置されている。
この二台のレーザ外径測定器４１の測定外径の差
を電圧計４２で電圧出力することにより、凹凸部
の有無が検出されるようになつている。

［考案が解決しようとする課題］ ここで、上記従来技術の検出器３０，４０の問
題点について検討する。

先ず検出器３０にあつては、その構造上、検出
可能な不良箇所は凸部に限られ、凹部は検出し得
ないという不都合がある。しかも凸部の検出にし
ても、線材１の軸芯と検出孔３２ａの中心軸との
偏り具合によつて検出感度が変わるため、誤感知
や無感知が多く精度が劣るという欠点がある。

一方、検出器４０において、線材１の全周の凹
凸を検知するには、レーザ外径測定器４１を線材
１の進行方向に角度を少しずつ変えて数台設置し
なければならず、しかもこの構成を採つた場合、
同一の凹凸を二回以上検出する恐れもある。これ
を防止するには、タイマーを設置して各々のレー
ザ外径測定器４１の測定に時間差を与えることも
考えられるが、この場合は、線材１の周面に沿つ
て連続的に形成された凹凸を検出出来ないという
不都合がある。更に、線材１の線振れ等により線
材１に対するレーザ光の照射方向が変化し、誤感
知が多いという欠点もある。

この考案は上記従来技術の有する問題点に鑑み
て成されたものであり、その目的とするところ
は、線材表面全周の凹凸を高精度で検出可能な線
材表面凹凸検出器を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この考案は、上記目的を達成するために、表面
の凹凸を検出されるべき線材が連続的に内部に挿
通されるとともに、この挿通された線材の外周面
に対して間隙をもつて同心状に対向する内周面が
反射鏡面をなす中空の反射手段と；この反射手段
に前記線材の挿通方向に対して垂直に設けられた
入射孔より、前記反射手段内部の線材の表面に対
して前記垂直方向からレーザ光を照射するレーザ
光照射手段と；前記反射手段内の線材表面に対
し、前記レーザ光照射手段から照射されたレーザ
光に基いて、前記線材表面の凹凸部で発生する散
乱光を前記反射手段の外部で受けて所望の径に集
光する集光手段と；この集光された散乱光を光電
変換する光電変換手段と；この光電変換手段の出
力電圧の大小に基いて前記線材表面の凹凸部の存
在の有無を判別する判別手段と；この判別手段の
前記凹凸部の存在の検出に基き凹凸部検出信号を
発生する信号発生手段とを備えたものである。

なお、本考案の実施例によれば、前記判別手段
は、光電変換手段の出力電圧が予め設定された電
圧を越えた場合に、凹凸部が存在すると判断する
ものである。

［作用］ この考案の線材表面凹凸検出器によれば、線材
が連続的に挿通される中空の反射手段には、前記
線材の挿通方向に対して垂直をなすようにレーザ
光の入射孔が設けられている。

レーザ光照射手段から出力されたレーザ光は、
前記入射孔から反射手段内部に入射し、挿通方向
に対して垂直に線材表面を照射し、ここで反射す
る。次に、この反射光は反射手段の内周面の反射
鏡面で反射して再び線材表面を照射し、以後、こ
れら反射・照射を繰り返す。この場合、前記反射
鏡面は、線材の外周面に対して間隙をもつて同心
状に対向するように配置されているため、レーザ
光は線材の全円周面に照射されることになる。

また、線材に照射されるレーザ光は、レーザ光
照射手段からの直接照射光も反射鏡面からの反射
光も線材に対して垂直に照射されるため、線材の
線振れによる影響は受けにくい。

この照射の際、線材表面に凹凸部があると、凹
凸部でレーザ光が乱反射を起こし、線材の挿通方
向前後に光が散乱する。この散乱光は、集光手段
により反射手段の外部で受けられて、所望の径に
集光された後、光電変換手段で散乱光の強度に応
じた電圧出力に光電変換される。

この出力電圧の大きさは凹凸部の大小に比例す
るので、出力電圧の大小に基いて有無を凹凸部を
判別できる。この判別は判別手段により行われ
る。ここで、判別手段により凹凸部の存在が検出
されたときは、信号発生手段が凹凸部検出信号を
発生する。

本考案の特徴と利点を一層明確にするために、
好ましい実施例について添付図面とともに説明す
れば以下の通りである。

［実施例］ 第１図には本考案の一実施例に係る線材表面凹
凸検出器の構成図が示されている。

先ず、線材１の搬送経路に沿つた装置の構成に
ついて説明する。

図において、黒色体で作られたカバー２は、そ
の両側に入側小孔２ａと出側小孔２ｂとを有し、
このカバー２内には、内周面が反射鏡面Reをな
す中空の円筒（反射手段）３が配置されている。

搬送手段（図示せず）により矢印方向（線材挿
通方向）に連続的に搬送される線材１は、上記入
側小孔２ａ〜円筒３〜出側小孔２ｂを挿通してカ
バー２を通過した後、巻取手段（図示せず）によ
り巻取られるようになつている。

次に、レーザ光の光路に沿つた装置の構成につ
いて、検出動作とともに説明する。

レーザ発振管（レーザ光照射手段）４から出力
されたレーザ光（例えばHe−Neレーザとする）
は、円筒３の入射孔３ａから円筒３内に入射す
る。この入射孔３ａは線材挿通方向に対して直角
に開孔しており、その開孔径はレーザ光のビーム
径に応じて適宜に調整されている。また、入射孔
３ａの位置はレーザ発振管４と光軸合せされてい
るものとする。

入射孔３ａから入射したレーザ光は、円筒３内
の線材１の表面を照射し、ここで垂直に反射され
る。この反射光は反射鏡面Reで反射して再び線
材表面を照射する。以後、これら反射・照射を繰
り返すことにより線材１の全円周面にレーザ光が
照射される。ここで、線材１表面に凹凸部があつ
た場合、レーザ光は凹凸部で乱反射を起こし、線
材１の挿通方向前後に散乱光を生じる。この散乱
光は、円筒３の前後に設けられたドーナツ状の光
フアイバーアレイ（集光手段）５により集光され
る。この集光された光は、凸レンズ６（集光手
段）と凹レンズ７（集光手段）とを透過すること
により、更に集光率が上げられる。なお、ここで
外乱光の影響を除去するために、図の如くHe−
Neレーザ用のオプテイカルフイルター８を配置
することが望ましい。オプテイカルフイルター８
を透過した光は、光電変換素子（光電変換手段）
９で増幅電圧変換され、電圧検出器（判別手段）
１０に電圧出力される。電圧検出器１０は、予め
設定した電圧以上の出力があると、線材表面に凹
凸部が存在すると判断し、警報機（信号発生手
段）１１を作動させる。警報機１１は、例えばブ
ザーによる音響或はランプの点灯等の信号を発
し、凹凸部の検出を告げる。なお、この警報機１
１は電圧検出器１０に組み込む構成としてもよ
い。

ところで上記実施例では、レーザ光が線材１に
対して垂直に照射されるため、線振れの影響を受
けにくく精度の高い検出を行えるが、下記の構成
を採ると一層効果的である。

円筒３の内面形状、すなわち反射鏡面Reの形
状を、第２図に示す如く半径ｒの球の線材挿通方
向に対する前後方向を切取つた樽形形状とする。
この場合、線振れ等で若干前後に散乱したレーザ
光は再び中央に集光できるので、より高精度の検
出を行うことが可能になる。

［考案の効果］ 以上に述べたように、この考案の線材表面凹凸
検出器によれば、レーザ光が線材の不良部分から
発生する散乱光の強度を検出パラメータとしてい
るため、不良部分は凹部、凸部ともに検出するこ
とが可能である。また、このレーザ光は線材表面
の全周面に対して、しかも垂直に照射されるた
め、線材表面の全周面に渡つて凹凸部の検出が可
能であり、線材の線振れの影響も受けにくい。従
つて、誤動作が少なく、精度の高い検出ができる
という効果がある。更に、レーザ発振器（レーザ
光照射手段）は一台で足りるため、複数台のレー
ザ外径測定器を用いる従来の検出器に比して装置
構成が安価になるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案の一実施例に係る線
材表面凹凸検出器を示す図であり、第１図は構成
図、第２図は円筒の内部形状の一例を示す横断面
図、第３図及び第４図は従来の検出器を示す図で
あり、第３図Ａは検出ダイスを使用した検出器を
示す構成図、第３図Ｂは前図の部分拡大図、第４
図はレーザ外径測定器を使用した検出器を示す構
成図である。 主要部分の符号の説明、１……線材、３……円
筒（反射手段）、４……レーザ発振管（レーザ光
照射手段）、５……光フアイバーアレイ（集光手
段）、６……凸レンズ（集光手段）、７……凹レン
ズ７（集光手段）、９……光電変換素子（光電変
換手段）、１０……電圧検出器（判別手段）、１１
……警報機（信号発生手段）、Re……反射鏡面。
なお、各図中、同一符号は同一または相当部を示
す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 表面の凹凸を検出されるべき線材が連続的に内
   部に挿通されるとともに、この挿通された線材の
   外周面に対して間隙をもつて同心状に対向する内
   周面が反射鏡面をなす中空の反射手段と、 この反射手段に前記線材の挿通方向に対して垂
   直に設けられた入射孔より、前記反射手段内部の
   線材の表面に対して前記垂直方向からレーザ光を
   照射するレーザ光照射手段と、 前記反射手段内の線材表面に対し、前記レーザ
   光照射手段から照射されたレーザ光に基いて、前
   記線材表面の凹凸部で発生する散乱光を前記反射
   手段の外部で受けて所望の径に集光する集光手段
   と、 この集光された散乱光を光電変換する光電変換
   手段と、 この光電変換手段の出力電圧の大小に基いて前
   記線材表面の凹凸部の存在の有無を判別する判別
   手段と、 この判別手段の前記凹凸部の存在の検出に基き
   凹凸部検出信号を発生する信号発生手段とを備え
   たことを特徴とする線材表面凹凸検出器。