JPH07174534A - 金属線条体の形状不良検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 人手によらずスチールコード等の形状不良の
発生を連続的に略確実に検出する。 【構成】 定速で走行するスチールコード等の表面に走
行方向に略直交する方向に向けて光反射式変位センサ２
６から光ビームが照射されると、その反射光がセンサ２
６に受光され、センサ２６は受光量に応じたアナログ電
気信号を出力する。このアナログ信号がＡ／Ｄ変換器２
８でＡ／Ｄ変換され、このＡ／Ｄ変換後のパルス信号が
Ｆ／Ｖ変換器３０によりＦ／Ｖ変換されて電圧信号がウ
ィンドコンパレータ３２に入力する。ウィンドコンパレ
ータ３２では、入力された電圧信号のレベルが所定の正
常範囲内にあれば、異常検出信号を出力せず、所定範囲
外になれば異常検出信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属線条体の形状不良
検出装置に係り、更に詳しくは、複数本の金属素線が撚
り合わされて成るスチールコード，ワイヤーロープ等の
金属線条体の形状不良を連続的に検出するのに好適な金
属線条体の形状不良検出装置に関する。

【０００２】

【背景技術】スチールコード，ワイヤーロープ等の金属
線条体は、複数の金属素線が撚り合わされて構成され
る。

【０００３】スチールコード、例えば、素線の線形が
０．３８mmでオープンタイプの１×５構造のスチールコ
ードの場合、図８（イ）に示されるように、その断面構
造において素線の中心で形成される形状が略正五角形に
成るように配置されれば、その形状は正常である。

【０００４】素線が正常に配置されない場合、例えば図
８（ロ）に示されるように、素線の１本が内部に入り込
んでいわゆる１＋４構造に配置された場合や、図８
（ハ）に示されるように、素線の１本が略五角形の外部
に飛び出してコードとしての形態をなさないような場合
は、その形状は異常であり、かかる異常形状のスチール
コードは、引っ張り強度、疲労特性等の機械的特性が低
下する。ワイヤーロープの場合も、同様の問題がある。

【０００５】従って、スチールコード，ワイヤーロープ
等はその断面形態において素線が所定の位置に配置され
なければならないが、コードの撚り合わせ工程で個々の
素線の引き揃え張力が均一でない場合や、撚り合わせる
前の波型付けが均一でない場合等があり、１×５構造か
ら前述の１＋４構造等に変化する異常が部分的に発生す
る場合がある。このような撚り形状不良の発生は素線と
ガイドとの摩擦や、巻き取り装置の巻き取り張力の変化
等が原因となって起こると考えられるが、この撚り合わ
せ時の動的な撚り合わせ条件の変化は、通常突発的に発
生し、予測することができないため、このような不良を
完全に無くすことは現状では困難である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来、上述したような
撚り形状不良の検査は、スチールコード（又はワイヤー
ロープ）の側面形態を目で見て観察したり、または指で
触って触感で見分けたりして、人手によりなされてい
た。このような人手による判定には、高度な技量を必要
とし、熟練者でなければ、確実に不良を発見することが
困難であり、また、熟練者であっても見落としが生ずる
ことは避けられず、結果的にスチールコード等の形状不
良は慢性的に発生していた。

【０００７】また、関連する技術として従来よりいわゆ
る傷検出器が知られているが、これは光センサの採光量
の絶対値で傷の有無を判別するため、スチールコード等
が正常に撚られているか否かを連続的に検出することに
は、不向きである。

【０００８】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その目的は、人手によらずスチールコード等の形状
不良の発生を連続的に略確実に検出することができる金
属線条体の形状不良検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
定速で走行する複数本の素線が撚り合わされて成る金属
線条体の凹凸変化を認識することにより形状不良を検出
する金属線条体の形状不良検出装置であって、前記金属
線条体の近傍に配置され、当該金属線条体に向けて光ビ
ームを照射し該金属線条体表面で反射した光を受光して
光電変換し反射光量に応じたアナログ電気信号を連続的
に出力する反射光量検出手段と、前記反射光量検出手段
から連続的に出力されるアナログ電気信号をディジタル
変換したパルス信号を出力するアナログ−ディジタル変
換手段と、前記パルス信号を電圧信号に変換する周波数
−電圧変換手段と、この周波数−電圧変換手段から出力
される電圧信号を入力し、この電圧信号のレベルが所定
の正常範囲外となった時に、不良検出信号を出力する検
出手段と、を有することを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の金
属線条体の形状不良検出装置において、前記反射光量検
出手段が前記金属線条体を構成する素線の直径の略半分
のビーム径を有する光ビームを出力する光検出器を含ん
で構成されたことを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の金
属線条体の形状不良検出装置において、前記反射光量検
出手段が設置される基台に前記金属線条体に所定の張力
を付与しつつ走行方向へ案内するガイドローラが設けら
れていることを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、定速で走行する
金属線条体表面に当該金属線条体の走行方向に略直交す
る方向に向けて反射光量検出手段から光ビームが照射さ
れると、当該金属線条体表面でこの光ビームが反射され
反射光が連続的に反射光量検出手段に受光され、当該反
射光量検出手段は受光量に応じたアナログ電気信号を連
続的に出力する。アナログ−ディジタル変換手段では、
反射光量検出手段から連続的に出力されるアナログ電気
信号をディジタル変換してパルス信号を出力する。周波
数−電圧変換手段では、アナログ−ディジタル変換手段
から出力されるパルス信号を変換してパルスの周波数に
応じた電圧信号を出力する。検出手段では、周波数−電
圧変換手段からの電圧信号を入力し、この電圧信号のレ
ベルが所定の正常範囲内にあれば、異常検出信号を出力
せず、所定範囲外になれば異常検出信号を出力する。

【００１３】このようにして、本発明では、定速で走行
する金属線条体の異常を連続的に検出する。

【００１４】請求項２記載の発明によれば、反射光量検
出手段を構成する光検出器から巻き取られて定速で走行
する金属線条体表面に素線の直径の略半分のビーム径を
有する光ビームが出力され、この反射光が当該光検出器
で受光される。このため、反射光量検出手段から分解能
の高い信号が出力され、最終的な異常検出の信頼性が十
分なものとなる。

【００１５】請求項３記載の発明によれば、ガイドロー
ラにより定速で走行する金属線条体の上下動が防止され
る。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図７に
基づいて説明する。

【００１７】図２には、一実施例に係る形状不良検出装
置１０が示されている。この形状不良検出装置１０は、
基台１２上に配置されたセンサヘッド部１４と、このセ
ンサヘッド部１４にケーブル１６を介して接続された制
御アンプ部１８とを有している。

【００１８】図２において、符号２０は不良検出の対象
となる金属線条体としてのスチールコードを示し、この
スチールコード２０は、基台１２に所定間隔で設けられ
たガイドローラ２２，２４によって案内され、且つ図示
しない巻き取り装置により一定速度（例えば、４５ｍ／
min ）で巻き取られている。このスチールコード２０
は、巻き取り装置により高い張力が付与されているので
走行時に上下に振れることはない。このスチールコード
２０としては、素線径が０．３８mmで撚りピッチが１２
mmでオープンタイプの１×５構造のスチールコードが使
用されている。

【００１９】前記センサヘッド部１４は、図１に示され
るように、スチールコード２０に向けて光ビームを照射
しスチールコード２０表面で反射した光を受光して光電
変換し受光量に応じたアナログ電気信号を出力する反射
光量検出手段としての光反射式変位センサ２６と、この
光反射式変位センサ２６から連続的に出力されるアナロ
グ電圧信号をディジタル変換したパルス信号を出力する
アナログ−ディジタル変換手段としてのアナログ−ディ
ジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」という）２８と
を含んで構成されている。ここで、光反射式変位センサ
２６としては、図示しない発光素子，例えばＬＥＤと、
受光量に応じた電流を出力する図示しない光電変換素
子，例えばフォトトランジスタと、このフォトトランジ
スタの出力を電圧に変換し増幅する差動アンプ等からな
る光検出器等が使用できる。光反射式変位センサ２６か
ら図２に示されるセンサヘッド１４の外ケースに穿設さ
れた開口部１４Ａを介してスチールコード２０表面に光
ビームが出射され、反射光が当該開口部１４Ａを介して
受光されるようになっている。このセンサヘッド部１４
は、スチールコードからの距離が４．３５mmを中心に
４．２０mmから４．７５mmの範囲の位置に配置されてい
る。

【００２０】前記制御アンプ部１８は、センサヘッド部
１４から連続的に出力されるパルス信号を電圧信号に変
換してスチールコード２０のピッチに相当するアナログ
電圧信号として出力する周波数−電圧変換手段としての
周波数−電圧変換器（以下、「Ｆ／Ｖ変換器」という）
３０と、このＦ／Ｖ変換器３０から出力される電圧信号
を入力し、この電圧信号のレベルが所定の正常範囲外と
なった時，即ち所定の上限下限領域外を逸脱した時に、
不良検出信号を出力する検出手段としてのウィンドコン
パレータ３２とを含んで構成されている。

【００２１】ウィンドコンパレータ３２の出力は図示し
ない巻き取り装置（撚り線器の一部を構成する）を制御
する制御装置に入力されるようになっている。

【００２２】次に、上記のようにして構成された形状不
良検出装置１０の全体的な作用を簡単に説明する。

【００２３】巻き取られて定速で走行するスチールコー
ド２０の表面に当該スチールコード２０の走行方向に略
直交する方向に向けて光反射式変位センサ２６を構成す
る図示しない発光素子から光ビームが照射されると、ス
チールコード２０の表面でこの光ビームが反射され反射
光が光反射式変位センサ２６を構成する図示しない光電
変換素子に受光され、光反射式変位センサ２６は受光量
に応じたアナログ電圧信号を出力する。

【００２４】Ａ／Ｄ変換器２８では、光反射式変位セン
サ２６から連続的に出力されるアナログ電圧信号をディ
ジタル変換してパルス信号を出力する。

【００２５】Ｆ／Ｖ変換器３０では、Ａ／Ｄ変換器２８
から出力されるパルス信号を変換してパルスの周波数に
応じた電圧信号を出力する。

【００２６】ウィンドコンパレータ３２では、Ｆ／Ｖ変
換器３０からの電圧信号を入力し、この電圧信号のレベ
ルが所定の正常範囲（図５に示される２本の点線の間の
領域範囲，即ち上側１００Hz，下側１００Hzの範囲内）
にあれば、異常検出信号を出力せず、この範囲外になれ
ば異常検出信号を出力する。

【００２７】そして、この異常検出信号が出力される
と、図示しない制御装置により巻き取り装置の巻き取り
が停止される。

【００２８】次に、上記形状不良検出装置１０を用いて
行なった実験結果について説明する。

【００２９】実験に当たっての各種条件は次の通りであ
る。 センサヘッド１４の先端面からスチールコード２０ま
での距離が４．３５mmのとき、スチールコード２０に照
射される光ビームの径は０．１８mmになるように設定し
た。このビーム径０．１８mmの光ビームを出力する光検
出器としては、複写器等に使用される用紙センサ等があ
る。 走行するスチールコード２０に光ビームを照射したと
きに得られるアナログ信号の応答速度は１０μsec 以下
である。 Ａ／Ｄ変換器２８はスレッシュホールドレベルを０．
７Ｖとし、入力電圧がこれ以上のとき「１」を、これ未
満のとき「０」を出力する。 Ｆ／Ｖ変換器３０の入力応答は最大１MHz まで可能で
あるが、上限を６００Hzにしてそのときの出力電圧が６
Ｖに、また下限を１００Hzにしてそのときの出力電圧が
１Ｖになるように設定した。 ウィンドコンパレータ３２では、ウィンドセンサに対
して１００Hz高い周波数を上限とし、１００Hz低い周波
数を下限となるように設定した。これは、撚り形状は正
常ではあるが、線径、撚りピッチ等の製造上の変動に起
因して発生する撚りピッチの変動幅を上限領域，下限領
域として設定したものである。

【００３０】例えば、形状の正常なスチールコード２０
を長手方向側面から見た場合、図７（イ）に示されるよ
うに綺麗な（規則正しい）波形形状をしており、このス
チールコード２０の表面に光ビームを照射した場合、光
反射式変位センサ２６から図３に示されるようなアナロ
グ電圧信号が出力される。この規則的な波形のアナログ
電圧信号がＡ／Ｄ変換器２８に入力されると、Ａ／Ｄ変
換器２８では図４に示されるような規則的なパルス信号
を出力する。次に、この等間隔のパルス幅を有するパル
ス信号がＦ／Ｖ変換器３０に入力されると、当該Ｆ／Ｖ
変換器３０から図５に示されるような水平方向の略一直
線の電圧信号が出力され、ウィンドコンパレータ３２で
は、電圧信号のレベルは２本の点線で示す所定の正常範
囲内にあるので異常検出信号を出力しない。

【００３１】この一方、スチールコード２０に撚り不良
が発生したとき上述の外観形態も変化する、例えば１＋
４構造に変化した場合、図７（ロ）に示されるように、
スチールコード２０の波形の形状に乱れを生じ、この場
合光反射式変位センサ２６から図６（イ）に示されるよ
うな波形形状に乱れが生じた波形のアナログ電圧信号が
出力される。即ち、この図６（イ）の場合は、正弦曲線
に近似した規則正しい連続して繰り返す波形曲線（図３
参照）から不規則な波形曲線に変化したものであり、こ
の波形曲線は波高の変化が大きくないが、波長は４ピッ
チごとに大きく変化している。

【００３２】次に、このアナログ電圧信号がＡ／Ｄ変換
器２８でディジタル変換されて図６（ロ）で示されるよ
うなパルス幅が等間隔でないパルス信号が出力され、こ
のパルス信号がＦ／Ｖ変換器３０に入力されると、当該
Ｆ／Ｖ変換器３０から図６（ハ）に示されるような一部
が極端にレベルの低下した電圧信号が出力される。この
場合、ウィンドコンパレータ３２では、図６（ハ）から
明らかなように入力された電圧信号のレベルは所定の正
常範囲外となるので異常検出信号を出力し、この異常検
出信号の入力により、図示しない制御装置が巻き取り装
置を停止する。

【００３３】以上説明した本実施例の形状異常の検出に
ついて要約すると、スチールコード２０の撚り形状の変
化を光反射式変位センサ２６の出力の波長の変化として
検出し、この光反射式変位センサ２６で得られる信号中
の外来ノイズをカットして光反射式変位センサ２６で得
られる信号から波長の変化成分のみを抽出するため、連
続した波形曲線信号をＡ／Ｄ変換器２８でパルス信号に
変換した後、得られたパルス信号をＦ／Ｖ変換器３０に
てアナログ信号に変換することで横軸がコードの長さ方
向に対応する時間軸に、縦軸が波長に対応する電圧軸で
示される信号を得るようにしたものである。そして、こ
のＦ／Ｖ変換器３０で得られた信号をウィンドコンパレ
ーター３２に送り、この信号が予め設定された上限下限
領域を逸脱したときにウィンドコンパレーター３２が異
常検出信号を出力するようにすることで、撚り形状の不
良の発生を検出するものである。

【００３４】従って、本実施例によると、スチールコー
ド２０の形状不良を連続的に精度よく検出することがで
き、従来人により行われてきた検出作業を省略すること
ができると同時に、従来突発的に発生するため完全に予
防することができなかった、撚り形状の不良の検出の見
落としを略完全に無くすことが可能となる。

【００３５】また、本実施例によると、上述した１＋４
構造の形状不良のみでなく、異物付着，変色等反射光量
がスチールコード２０の走行に伴い変化するような異常
であればどのような種類の形状不良であっても検出する
ことができる。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
人手によらずスチールコード等の形状不良の発生を連続
的に略確実に検出することができるという従来にない優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る形状不良検出装置の概
略構成を示すブロック図である。

【図２】図１の装置を概略的に示す外観斜視図である。

【図３】正常形状のスチールコードに光ビームを照射し
た時に得られる反射式変位センサの出力の一例を示す線
図である。

【図４】図３の光反射式変位センサの出力をディジタル
変換したＡ／Ｄ変換器の出力の一例を示す線図である。

【図５】図４のＡ／Ｄ変換器の出力をＦ／Ｖ変換したＦ
／Ｖ変換器の出力の一例をウインドコンパレータの上限
下限値と共に示す線図である。

【図６】スチールコードに形状不良が発生した場合の各
部の出力の一例を示す図であって、（イ）は光反射式変
位センサの出力信号を示す線図、（ロ）はＡ／Ｄ変換器
の出力信号を示す線図、（ハ）はＦ／Ｖ変換器の出力信
号をそれぞれ示す線図である。

【図７】（イ）は正常な形状のスチールコードを側面か
ら観察した状態を示す図、（ロ）は形状不良のスチール
コードを側面から観察した状態を示す図である。

【図８】（イ）は正常な形状のスチールコードの断面形
状を示す図、（ロ）及び（ハ）は形状不良のスチールコ
ードの断面形状を示す図である。

【符号の説明】

１０ 形状不良検出装置 ２０ スチールコード（金属線条体） ２６ 光反射式変位センサ（反射光量検出手段） ２８ Ａ／Ｄ変換器（アナログ−ディジタル変換手段） ３０ Ｆ／Ｖ変換器（周波数−電圧変換手段） ３２ ウィンドコンパレータ（検出手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定速で走行する複数本の素線が撚り合わ
   されて成る金属線条体の凹凸変化を認識することにより
   形状不良を検出する金属線条体の形状不良検出装置であ
   って、 前記金属線条体の近傍に配置され、当該金属線条体に向
   けて光ビームを照射し該金属線条体表面で反射した光を
   受光して光電変換し反射光量に応じたアナログ電気信号
   を連続的に出力する反射光量検出手段と、 前記反射光量検出手段から連続的に出力されるアナログ
   電気信号をディジタル変換したパルス信号を出力するア
   ナログ−ディジタル変換手段と、 前記パルス信号を電圧信号に変換する周波数−電圧変換
   手段と、 この周波数−電圧変換手段から出力される電圧信号を入
   力し、この電圧信号のレベルが所定の正常範囲外となっ
   た時に、不良検出信号を出力する検出手段と、 を有することを特徴とした金属線条体の形状不良検出装
   置。
2. 【請求項２】 前記反射光量検出手段が前記金属線条体
   を構成する素線の直径の略半分のビーム径を有する光ビ
   ームを出力する光検出器を含んで構成されたことを特徴
   とする請求項１記載の金属線条体の形状不良検出装置。
3. 【請求項３】 前記反射光量検出手段が設置される基台
   に前記金属線条体に所定の張力を付与しつつ走行方向へ
   案内するガイドローラが設けられていることを特徴とし
   た請求項１記載の金属線条体の形状不良検出装置。