JPH0755718A - 押出樹脂中の異物検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検出感度が高く、装置の小型化が可能であ
り、電力ケーブルの押出モールド型直線接続部の品質保
証に適用するのに好適の押出樹脂中の異物検出方法を提
供する。 【構成】 押出機と押出金型との間の樹脂流路の一部又
は全部を光透過性部材（例えば、ガラス１１）で構成
し、水銀ランプ等から出力された光を樹脂に照射する。
一方、出力光の光路から外れた位置に撮像管又はＣＣＤ
カメラ等の受光器１３を配設し、樹脂中に混入した異物
１５による散乱光をこの受光器１３により検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出機から押出金型内
に注入される樹脂中に混入した異物を検出する押出樹脂
中の異物検出方法に関し、特に電力ケーブルの押出モー
ルド型直線接続部（ＥＭＪ）の品質保証に適用するのに
好適の押出樹脂中の異物検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブル接続部の補強絶縁方法とし
て、ＥＭＪ（Extusion Molded Joint）法がある。この
ＥＭＪ法においては、ケーブル接続部に押出金型を取り
付け、この金型内にケーブル絶縁層と同質の樹脂を注入
し、この樹脂を架橋硬化させて補強絶縁層を形成する。
この補強絶縁層に異物が含まれると所定の絶縁特性を維
持できなくなるため、異物検査を実施して品質保証を行
なう必要がある。従来、補強絶縁層の品質保証法とし
て、Ｘ線による検査法及びレーザー光による検査法があ
る。

【０００３】Ｘ線による検査法は、例えば補強絶縁層形
成後又は架橋終了後にＸ線により異物検査を行なうもの
で、異物の密度が補強絶縁層を形成する樹脂の密度（約
１．０ｇ／ｃｍ³ ）と大きく異なる場合は、検出感度が
良好である。しかし、このＸ線による検査法において
は、アルミニウム及び繊維等のようにその密度が樹脂の
密度に近い異物の場合は、検出感度が大幅に低下すると
いう欠点がある。また、例えば、５００ｋＶ級の超高圧
ケーブルの場合は異物の最大許容サイズが約７０μｍと
小さく、Ｘ線による検査法ではこのように小さいサイズ
の異物を検出することはできないという欠点もある。

【０００４】図９は、レーザー光による検査法を示す模
式図である。

【０００５】押出機と押出金型との間の樹脂流路の一部
に光透過性のパイプ５１等を設け、このパイプ５１を挟
んでレーザー発振器５２及び受光器５３を配置する。そ
して、レーザー発振器５２からレーザー光を出力し、樹
脂流路を通過した光を受光器５３で受光する。樹脂注入
時に光透過性パイプ５１を通る樹脂中に異物５５が混入
していると、この異物５５によりレーザー光の一部が遮
光されるため受光器５３に入力される光の光量が減少す
る。従って、受光器５３に入力される光量の変化により
異物を検出することができる。このレーザー光による検
査法においては、レーザー光のスポットサイズ（焦点
径、約１００μｍ）の５０％程度の大きさの異物も検出
することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
レーザー光による検査法においては、繊維等のように光
を透過しやすい異物の検出が困難であるという欠点があ
る。また、レーザー発振器及び受光器等の装置が比較的
大きいため、電力ケーブル用人孔及び洞道等のようなＥ
ＭＪ製造現場にこれらの装置を設置することが困難であ
るという問題点もある。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、サイズ及び密度が小さい異物も検出可能で
あると共に、電力ケーブル用人孔及び洞道においても容
易に適用することができる押出樹脂中の異物検出方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る押出樹脂中
の異物検出方法は、押出機と押出金型との間の樹脂流路
の少なくとも一部を光透過性部材で構成し、この光透過
性部材を介して前記樹脂流路を通る樹脂に光を照射し
て、樹脂中に混入した異物により散乱された光を受光器
により検出することを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、押出機と押出金型との間の
樹脂流路の一部（又は、全部）を光透過性部材で構成
し、この光透過性部材の内側を通る樹脂に光を照射す
る。樹脂中に異物がない場合は、光透過性部材及び樹脂
との界面で屈折及び反射等があるものの、光源から出力
された光は一定の光路を進む。しかし、樹脂中に異物が
含まれていると、光は異物により前記一定の光路から外
れた方向に散乱される。この散乱光を例えば撮像管及び
ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラ等の受光器により受光す
ることにより異物を検出することができる。

【００１０】本発明方法においては、光源として例えば
水銀ランプを使用することができる。従って、レーザー
発振器等のような大掛りな装置を使用する必要がなく、
人孔及び洞道等のように狭い場所においても異物の検査
が可能である。また、異物がない場合は受光器には実質
的に光が入力されず、異物があるときのみ受光器に光
（異物による散乱光）が入力されるため、ノイズ成分が
少なく、異物検出感度が高い。更に、本発明方法におい
ては、従来のＸ線による検査法と異なって、異物の密度
により検出感度が変化することもない。

【００１１】なお、外部の光によるノイズ又は検出感度
の低下等の影響を回避するために、前記樹脂流路には、
前記光透過性部材により構成された樹脂流路部分を収納
する暗箱を取り付けることが好ましい。また、この暗箱
を光トラップが設けられたミラーボックスにより構成す
ると、例えば光透過性部材の表面での反射又は屈折等に
より発生するノイズ成分の光を吸収することができて、
異物の検出感度をより一層向上させることができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【００１３】図１は本発明の第１の実施例に係る押出樹
脂中の異物検出方法を示す破砕断面図である。なお、本
実施例は本発明を電力ケーブル接続部の品質保証に適用
した場合の例である。

【００１４】押出機のシリンダー１からスクリュー２に
より押出された樹脂（ポリエチレン）は、スクリーン３
により異物が除去された後、押出ノズル５及び検出部６
を通って押出金型７内に注入される。

【００１５】検出部６には、図２に示すように、隣り合
う２つの面にサイトガラス１１が設けられている。一方
のサイトガラスの側には光源として水銀ランプ１２が配
設されている。また、他方のサイトガラスの側には、受
光器１３として撮像管又はＣＣＤカメラが配設されてい
る。

【００１６】図３は本実施例の動作原理を示す模式図で
ある。水銀ランプから出力された光はサイトガラス１１
の表面及び樹脂とサイトガラス１１との界面で反射及び
屈折されるが、一定の光路を通る。受光器１３はこの光
路から外れた位置に配置する。従って、樹脂に異物が混
入していなければ、受光器１３には光が入力されない。
一方、樹脂中に異物１５が混入していると、この異物１
５により光は散乱され、この散乱光が受光器１３に入力
される。従って、受光器１３である撮像管又はＣＣＤカ
メラには、異物が輝点として検出される。

【００１７】本実施例においては、異物による散乱光を
検出する方式であるため、遮光性の異物は勿論、木綿繊
維等のようにある程度光を透過する異物であっても検出
可能である。例えば、本実施例によれば、大きさが約２
０μｍの木綿繊維異物を検出することができる。また、
樹脂中に異物が混入していない場合には受光器に光が入
力されないため、従来のレーザー光による検査法と異な
り、常時出力信号（即ち、オフセット）がない。従っ
て、受光器から出力される信号のＳ／Ｎ比（信号とノイ
ズとの比）が高い。更に、光源として水銀ランプを使用
するため、Ｘ線による検査法及びレーザー光による検査
法に比して安全性が高いという利点もある。更にまた、
光源及び受光器等の装置の小型化が容易であり、これら
の装置の可搬性も優れている。

【００１８】図４は本発明の第２の実施例に係る押出樹
脂中の異物検出方法を示す模式図である。

【００１９】押出機と押出金型との間の樹脂流路には暗
箱２０が取り付けられており、この暗箱２０内の樹脂流
路の一部はガラス製の筒２１により構成されている。こ
の筒２１は、例えば図５に示すように、ガラス板を組み
合わせて構成されたものであってもよいし、図６に示す
ように肉厚が厚いガラス管であってもよい。但し、この
筒２１は、光透過性が良好であると共に、樹脂押出時の
圧力に耐える強度を有している必要がある。

【００２０】暗箱２０内には、光源としての水銀ランプ
２２及び受光器２３としての撮像管又はＣＣＤカメラが
配設されている。なお、受光器２３は、水銀ランプ２２
から出力された光が直接入力されない位置に配設されて
いる。

【００２１】次に、本実施例における動作について説明
する。

【００２２】押出機のシリンダーから押出されたポリエ
チレン等の樹脂は、暗箱２０内の樹脂流路を通って押出
金型内に注入される。水銀ランプ２２から出力された光
は筒２１の表面及び樹脂と筒２１との界面で反射及び屈
折されるが、一定の光路を通る。受光器２３はこの光路
から外れた位置に配置されているため、樹脂に異物が混
入していなければ、受光器２３には光が入力されない。
しかし、水銀ランプ２２の照射域内の樹脂中に異物２５
が混入していると、この異物２５により光は散乱され、
この散乱光が受光器２３に入力される。従って、受光器
２３である撮像管又はＣＣＤカメラには、異物が輝点と
して検出される。

【００２３】本実施例においては、第１の実施例と同様
の効果を得ることができるのに加えて、受光器２３が暗
箱２０内に収納されているために外部の光の影響を受け
ず、受光器２３から出力される信号のＳ／Ｎ比がより一
層良好であるという効果を得ることができる。

【００２４】図７は本発明の第３の実施例に係る押出樹
脂中の異物検出方法を示す模式図である。

【００２５】押出機と金型との間の樹脂流路には暗箱
（図示せず）が取り付けられており、この暗箱内の樹脂
流路の一部がガラス管３１により構成されている。この
ガラス管３１は、樹脂押出時の圧力に耐えられるように
その肉厚が厚く形成されている。光源である水銀ランプ
３２はボックス３４内に配設されており、この水銀ラン
プ３２から出力された光を光ファイバ３６により暗箱内
に導入し、光ファイバ３６からの出力光によりガラス管
３１内の樹脂を照射するようになっている。受光器３３
（撮像管又はＣＣＤカメラ）は、光ファイバ３６から出
力される光の光路から外れる位置に配設されている。光
ファイバ３６から出力された光は、樹脂中に混入した異
物３５により散乱され、受光器３３はこの散乱光を受光
することにより異物を検出する。

【００２６】本実施例においては、水銀ランプ３２から
出力された光が光ファイバ３６を通る間に平行光線とな
りむらのない均一な照明となる。また、樹脂に照射され
る光が平行光線であるため、回折及び屈折の影響による
ノイズを抑制することができて、第２の実施例に比して
より一層Ｓ／Ｎ比が向上する。

【００２７】図８は本発明の第４の実施例に係る押出樹
脂中の異物検出方法を示す模式図である。

【００２８】押出機と押出金型との間の樹脂流路にはミ
ラーボックス４０が取り付けられている。また、ミラー
ボックス４０内の樹脂流路の一部はガラス管４１により
構成されている。光源は、例えば、第３の実施例と同様
にボックス内に配設されており、この光源から出力され
た光は光ファイバを介してミラーボックス４０内に導入
される。ミラーボックス４０には光トラップ４７が設け
られており、光ファイバから出力されガラス管４１内の
樹脂中を通過した光は、この光トラップ４７に吸収され
るようになっている。受光器である光電子増倍管４８
は、光ファイバから出力された光の光路から外れた位置
に配設されている。

【００２９】本実施例においては、暗箱として光トラッ
プを備えたミラーボックスを使用するため、樹脂中に異
物がない場合に受光器（光電子増倍管）に入力される光
が極めて少ない。また、受光器として光電子増倍管を用
いるため、極めて微弱な光を検出することができる。こ
れにより、本実施例においては、検出感度が極めて高い
という効果を奏する。

【００３０】なお、上述の実施例は、いずれも本発明を
電力ケーブルの補強絶縁層の品質保証に適用した場合に
ついて説明したが、これにより本発明の適用範囲が電力
ケーブルの補強絶縁層に限定されるものではなく、押出
時に光透過性がある樹脂であれば、本発明は、例えばＣ
Ｖケーブルの製造ライン及び一般的な射出成形装置にも
適用できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、押
出機と押出金型との間の樹脂流路を通る樹脂に光を照射
し、樹脂中に混入した異物による散乱光を受光部で検出
するから、検出感度が高く、Ｓ／Ｎ比が良好であり、遮
光性の異物は勿論、木綿繊維等のようにある程度光を透
過する異物も検出することができる。例えば、本発明方
法によれば、樹脂中に混入した約２０μｍの大きさの木
綿繊維を検出することができる。また、前記光源とし
て、例えば水銀ランプを使用することができるため、従
来のレーザー光による検査法及びＸ線による検査法に比
して安全性が高いと共に、光源及び受光器等の装置の小
型化が可能であり、これらの装置の可搬性が優れてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る押出樹脂中の異物
検出方法を示す破砕断面図である。

【図２】同じくその検出部を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例における動作原理を示す模式図
である。

【図４】本発明の第２の実施例に係る押出樹脂中の異物
検出方法を示す模式図である。

【図５】ガラス製の筒（光透過性部材）の一例を示す斜
視図である。

【図６】ガラス製の筒（光透過性部材）の他の例を示す
斜視図である。

【図７】本発明の第３の実施例に係る押出樹脂中の異物
検出方法を示す模式図である。

【図８】本発明の第４の実施例に係る押出樹脂中の異物
検出方法を示す模式図である。

【図９】従来のレーザー光による樹脂中の異物検査法を
示す模式図である。

【符号の説明】

１；シリンダー ２；スクリュー ３；スクリーン ５；押出ノズル ６；検出部 ７；押出金型 １１；サイトガラス １２，２２，３２；水銀ランプ １３，２３，３３，５３；受光器 １５，２５，３５，５５；異物 ２０；暗箱 ３１，４１；ガラス管 ３４；ボックス ３６；光ファイバ ４０；ミラーボックス ４７；光トラップ ４８；光電子増倍管 ５２；レーザー発振器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 芳久 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出機と押出金型との間の樹脂流路の少
   なくとも一部を光透過性部材で構成し、この光透過性部
   材を介して前記樹脂流路を通る樹脂に光を照射して、樹
   脂中に混入した異物により散乱された光を受光器により
   検出することを特徴とする押出樹脂中の異物検出方法。
2. 【請求項２】 前記樹脂流路には、前記光透過性部材に
   より構成された樹脂流路部分を収納する暗箱が取り付け
   られていることを特徴とする請求項１に記載の押出樹脂
   中の異物検出方法。
3. 【請求項３】 前記暗箱は光トラップが設けられたミラ
   ーボックスであることを特徴とする請求項２に記載の押
   出樹脂中の異物検出方法。