JPH09229848A - パージ装置及びその装置を備えた異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学面への汚れ付着が長期間に渡って防止可能
なパージ装置を提供すると共に、オンライン環境下でも
高感度に線状体の異常を検出可能な異常検出装置を提供
することを課題としている。 【解決手段】光学面Ｋを覆うようにしてハウジング１３
が配設される。このハウジング１３の対向壁部１４には
開口部１６が設けられる。支持台１２と対向壁部１４内
面との間の間隙が噴流口１７を構成する。支持台１２と
対向壁部１４内面との間の間隙である開口幅Ｗは、上記
開口部１６の直径をＤとした場合に、（Ｗ／Ｄ）が０．
２以上となるように設定される。上記開口部１６の内壁
面は、反射鏡３表面に直交する方向に延びる筒状の開口
壁部１６ａを構成する。開口壁部１６ａの長さＨは、
（Ｈ／Ｄ）が０．３以上となるように設定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、線状体の異常検出
装置等のセンサの発光部や受光部、反射鏡などの光学素
子の光学面を塵埃から保護するパージ装置及びそのパー
ジ装置を装備した異常検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光学素子が使用されている装置として
は、例えば、レーザ回折光を利用した線状体の異常検出
装置がある。

【０００３】この装置は、例えば、特開平５−１６３６
６６号公報や特願平７−１４１６２号に記載されている
ように、線状体である糸条の毛羽を検出するために、糸
条にレーザ光を照射するレーザ光源と、糸条に照射した
レーザ光の回折面に設置されて０次回折光と上記糸条方
向に略直交する方向へ広がる回折光とを除く回折光の照
射領域に広がる受光面を有する受光素子とを備えた毛羽
センサと、を備えて構成される。

【０００４】そして、毛羽センサが入力した回折像の変
化によって毛羽の有無を検査するものである。このと
き、上記のような波長の短いレーザ光を利用すること
で、十分な回折像の分解能を得る、即ち高い検出感度を
備えると共に検出対象が高速で走行する場合であっても
毛羽検出を可能となる。

【０００５】このように、レーザ回折光を利用した線状
体の異常検出装置は高感度で毛羽を検出できるものの、
そのまま、紡糸機や織機等に取り付けて使用すると、糸
条に含まれている油や水若しくは糸条自身の擦過粉等
（以下、油剤という）が毛羽センサの光学面等、異常検
出装置に使用される各種の光学素子の光学面に付着し当
該光学面が汚れる。光学面が汚れ易いと、短時間で毛羽
検出感度が低下し毛羽検出ができない状態になる。

【０００６】このように、一般に、光学素子の光学面は
油剤等の汚れに弱い。しかも、所望の検出感度を保証す
るためには、センサ等の光学面を検査対象（糸条）から
あまり離すこともできず非常に汚れ易い環境下で使用さ
れることが多い。

【０００７】これに対して、従来では、例えば、特公平
６−９２９４１号公報に記載されているようなパージ装
置が提案されている。このパージ装置は、対象とする光
学素子全体をハウジングで覆うことで光学面を塵埃から
保護する。ここで、上記ハウジングは、対象とする光学
素子の受光路や発光路等を確保するために、光学素子の
光学面前方に開口部が設けられる。

【０００８】さらに、上記ハウジング内を僅かな正圧と
することで、上記ハウジング外部からの塵埃の侵入の低
減を図っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなパージ装置においては、単にハウジングで覆うだ
けでは、開口部から油剤が侵入し光学素子の光学面に油
剤が付着して余り効果がない。

【００１０】また、ハウジング内を僅かな正圧にするだ
けでは、油剤を押し出す力が不十分であり、従来から、
上記のような従来のパージ装置を使用しても、光学面に
油剤が付着して短期間で感度が低下することが知られて
いる。

【００１１】即ち、上記のような従来のパージ装置で
は、光学面の汚れ防止手段としては不十分であり、この
ため、上記レーザ回折光を利用した線状体の異常検出装
置は、高い検出感度を有し検出原理的には優れているも
のの、紡糸工程等においてオンラインで使用することは
困難であった。

【００１２】ここで、汚れた光学面はクリーニングを行
えば感度は元に戻るが，紡糸工程や織工程は通常無人に
近く、作業員が逐次クリーニングを実施することは手間
が掛かる。更に、クリーニング中は紡糸操業等を停止す
る必要もあり、このことは生産性の低下にも繋がるため
短い時間間隔で光学面に対してクリーニングを実施する
ことはできない。

【００１３】上記の理由から、紡糸工程等では、検出感
度の低い異常検出装置を設定するか異常検出装置を装備
しない状態で操業されるため、紡糸工程で発生した毛羽
を把握できず、川下の工程において織機の停止や製品の
品質不良等の問題が生じるおそれがある。

【００１４】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、光学素子の光学面への汚れ付着が長期
間に渡って防止可能なパージ装置を提供すると共に、オ
ンライン環境下でも高感度に線状体の異常を検出可能な
異常検出装置を提供することを課題としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のうち請求項１に記載されたパージ装置は、
光学素子の光学面を塵埃から保護するパージ装置であっ
て、上記光学面を覆い且つ当該光学面の前方に開口部を
有するハウジングと、そのハウジング内で上記光学面の
周方向に沿って設けられその周方向から光学面に沿って
加圧流体を供給する噴流口とを備え、上記噴流口におけ
る上記光学面に垂直方向の開口幅をＷとし且つ上記開口
部の開口断面積と等しい面積の円の直径をＤとした場合
に（Ｗ／Ｄ）が０．２以上となるように、上記開口部の
開口断面積及び上記噴流口の開口幅を設定することを特
徴としている。

【００１６】本願発明者は、線状体の異常検出装置にお
いて、上記説明した従来のパージ装置を装備しても光学
面が汚れる原因について検討した結果、種々の実験等か
ら、次の２つのことが原因であることを解明した。

【００１７】第１の原因は、検査する糸条等の線状体が
走行中に振動することで、線状体に付着した油剤が飛散
し、飛散した油剤の一部がハウジングの開口部を通過し
て光学面に付着するためである。

【００１８】第２の原因は、ハウジング内を正圧にする
ために該ハウジング内に供給される加圧流体が膨張する
ことで発生した渦流により、光学面近傍の雰囲気にある
油剤を巻き込み、その巻き込まれた油剤が光学面に付着
するためである。

【００１９】本願発明は、上記のようなことに鑑みてな
されたもので、光学面の周方向から光学面に沿って加圧
流体を供給することで、光学面の前方にいわば加圧流体
の壁を形成する。

【００２０】次いで、上記加圧流体は、ハウジングに設
けた開口部から外部に流出することで、光学面側から開
口部側への流れ、即ち、開口部を介して光学面に向けて
侵入しようとする油剤の流れとは反対方向の加圧流体の
流れを形成する。

【００２１】さらに、（Ｗ／Ｄ）を０．２以上に設定す
ることで、上記加圧流体は、乱れることなく開口部側に
流れて、油剤を巻き込む渦が光学面近傍で発生すること
を防止し、巻き込みによる付着を回避する。

【００２２】ここで、上記Ｗ及びＤを色々と変化させて
実験を行ったところ、（Ｗ／Ｄ）が約０．２となる値を
境として、上記（Ｗ／Ｄ）が０．２よりも小さくなると
急に光学面への油剤の付着が増加することを確認したた
め、本発明では、上記（Ｗ／Ｄ）を０．２以上とした。

【００２３】なお、上記実験等の結果から、（加圧流体
の流入面積）≧（加圧流体の出口面積）を満足すれば、
上記光学面近傍において油剤を巻き込むような渦流が発
生しないと推測される。

【００２４】次に、請求項２に記載した発明は、光学素
子の光学面を塵埃から保護するパージ装置であって、上
記光学面を覆い且つ当該光学面の前方に開口部を有する
ハウジングと、そのハウジング内で上記光学面の周方向
に沿って設けられその周方向から光学面に沿って加圧流
体を供給する噴流口と、上記開口部の出口から光学面に
向けて延びる筒状の開口壁部とを備え、上記筒状の開口
壁部の長さをＨとし且つ上記開口部の開口断面積と等し
い面積の円の直径をＤとした場合に（Ｈ／Ｄ）が０．３
以上となるように、上記開口部の開口断面積及び上記開
口壁部の長さを設定することを特徴としている。

【００２５】本発明においては、光学面の周方向から光
学面に沿って加圧流体を供給することで、光学面の前方
に加圧流体の壁を形成する。次いで、上記加圧流体は、
ハウジングに設けた開口部から外部に流出することで、
光学面側から開口部側への流れ、即ち、開口部を介して
光学面に向けて移動する油剤の流れとは反対方向の加圧
流体の流れを形成する。

【００２６】このとき、筒状の開口壁部によって開口部
に向かう加圧流体の流れを整流させると共に、（Ｈ／
Ｄ）を０．３以上に設定することで、加圧流体が瞬時に
大気解放されることを防止する。

【００２７】即ち、開口部から侵入しようとする油剤を
強制的に押し出す整流された加圧流体の流れを光学面の
前方に作り出すと同時に、常に光学面近傍の雰囲気を清
浄な加圧流体で満たした状態とする。

【００２８】ここで、上記Ｈ及びＤを変化させて色々と
実験を行ったところ、（Ｈ／Ｄ）が約０．３となる値を
境として、上記（Ｈ／Ｄ）が０．３よりも小さくなると
急に光学面への油剤の付着が増加することを確認したた
め、本発明では、上記（Ｈ／Ｄ）を０．３以上とした。

【００２９】次に、請求項３に記載した発明である異常
検出装置は、レーザ回折光を利用して線状体の異常を検
出する異常検出装置において、少なくとも上記線状体に
近接して配置される光学素子の光学面に対し、上記請求
項１及び請求項２の少なくとも一方に記載した構成を有
するパージ装置を装備することを特徴としている。

【００３０】上記請求項１や請求項２に記載したパージ
装置を装備することで、異常検出装置で使用される光学
素子の光学面は汚れ付着から確実に保護され、検出感度
のよいレーザ回折光を利用した異常検出装置を、紡糸工
程等でオンラインにて使用できるようになる。

【００３１】特に、線状体の近傍に配置されるセンサの
光学面は汚れ易い。このため、当該光学面に対して上記
請求項１や請求項２に記載したパージ装置を装備するだ
けでも、異常検出装置の感度を長期間に渡って維持可能
となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本実施の形態は、レーザ回折光を
利用した線状体の異常検出装置Ｓに本願発明に基づくパ
ージ装置Ｐを設けたものである。

【００３３】図１は、本実施の形態の概略構成図であ
り、図中、１は検査対象となる線状体としての糸条であ
る。この糸条１は、例えば、多数の合成繊維製の細線を
縒り合わせて形成され、図外の走行装置により例えば４
０００〜６０００ｍ／分程度の高速で走行する。図１で
は、上記糸条１は紙面に直交する方向へ走行する。な
お、紡糸装置では、上記のような糸条が５０〜１００mm
程度のピッチで１０〜３０本近く平行に配置され高速走
行するように構成される。

【００３４】そして、上記走行する糸条１を挟んで、異
常検出装置Ｓを構成する毛羽センサ本体２と反射鏡３と
が配置される。上記毛羽センサ本体２は、発光素子と受
光素子とを兼ねるものであって、センサハウジング４内
に発光素子本体（レーザ光源）である半導体レーザ５や
受光素子本体である光センサ６等が収納されている。上
記センサハウジング４は、上記糸条１の走行方向と直交
する方向に軸を向けて配置され、走行する糸条１と対向
する部分に毛羽センサ本体２の光学面を構成する硝子板
７が設けられている。

【００３５】また、上記センサハウジング４内に配設さ
れる半導体レーザ５も、糸条１の走行方向と直交する方
向に軸を向け、且つ、その出力光軸８を上記糸条１の中
心に一致させて配設されている。この半導体レーザ５と
しては、例えばレーザ光の波長が６３０〜９００ｎｍで
出力が３〜５ｍＷのものが選定される。その半導体レー
ザ５から出射されたレーザ光９は、図示しない非球面レ
ンズ等の光学レンズ系によってビーム径が短軸１mmで長
軸３mmの楕円ビームの平行レーザ光９となり、且つ、そ
の長軸が糸条１の走行方向に対し直交する方向となるよ
うして当該糸条１に照射可能となっている。

【００３６】また、上記硝子板７と半導体レーザ５との
間には、糸条１の回折光を受光する光センサ６が配設さ
れている。この光センサ６は、基板６ａと、その基板６
ａの硝子板７側の面に形成された受光部６ｂとから構成
される。上記基板６ａは、上記硝子板７と平行に配置さ
れ、その中央部には上記レーザ光９が通過可能な透孔６
ｃが開口している。

【００３７】ここで、１０は、糸条１からの正常回折光
を遮断するマスクである。また、１１は、回折光を、上
記光センサ６の設置位置に集めるための光学レンズ系で
ある。

【００３８】一方、走行する糸条１を挟んで毛羽センサ
本体２と対向する回折面位置には、光学素子を構成する
平面状の反射鏡３が配設されている。ここで、この反射
鏡３と糸条１とは出来るだけ接近している方が糸条１の
毛羽センサ本体２側のレーザ光９の回折光をより多く反
射することができる。１２は、上記反射鏡３を支持する
支持台である。

【００３９】上記構成の異常検出装置Ｓでは、半導体レ
ーザ５から出射されたレーザ光９は硝子板７を透過し
て、走行する糸条１の毛羽センサ本体２側の側面に照射
され、その照射により糸条１で回折された回折光が反射
鏡３で反射されて再び毛羽センサ本体２側に向かうと共
に、その反射鏡３で反射された反射光が糸条１の反射鏡
３側の側面に照射され、その照射によって生じる回折光
も毛羽センサ本体２側に向かう。

【００４０】上記両回折光は、毛羽センサ本体２の光学
面を構成する硝子板７を透過し、光学系レンズ系１１に
より集光され光センサ６で受光される。このとき、マス
ク１０により正常回折光が遮断されて異常回折光だけが
受光部６ｂに受光され、その受光に応じた電圧値により
毛羽の有無を検出する。

【００４１】さらに、本実施の形態では、上記異常検出
装置Ｓで使用される光学素子の光学面Ｋを構成する硝子
板７の表面及び反射鏡３の表面を保護すべく、本願発明
に基づくパージ装置Ｐがそれぞれ設けられている。

【００４２】次に、そのパージ装置Ｐの構成を、主に上
記図１に基づき説明する。ここで、硝子板７の表面を保
護するパージ装置Ｐと反射鏡３の表面を保護するパージ
装置Ｐとは同様な構成であるので、以下の説明では、反
射鏡３の表面を保護するパージ装置Ｐについてのみ説明
し、硝子板７側のパージ装置Ｐについては、反射鏡３の
表面を保護するパージ装置Ｐと同一の符号を付して説明
を省略する。

【００４３】上記光学面Ｋを構成する反射鏡３の表面を
覆うようにしてハウジング１３が配設される。このハウ
ジング１３は、上記光学面Ｋと所定間隔を開けて平行に
対向する対向壁部１４と、その対向壁部１４の外周に連
続し上記支持台１２外周を覆う側壁部１５とから構成さ
れる。

【００４４】上記対向壁部１４には、レーザ光９やその
レーザ光９による回折光を入光及び反射可能な開口部１
６が、光学面Ｋの前方、つまり光学面Ｋと対向する部分
に設けられている。この開口部１６は、糸条１側からみ
た正面図である図２に示すように、円形の開口であって
反射鏡３の光学面Ｋと同程度の開口断面積を有する。

【００４５】また、上記開口部１６を設けることで、支
持台１２と対向壁部１４内面との間の間隙が、反射鏡３
の外周部を囲むように該周方向に沿って形成され、もっ
て当該間隙により噴流口１７が構成される。この噴流口
１７を構成する間隙は、光学面Ｋを構成する反射鏡３表
面と平行に形成されているので、噴流口１７から吹き出
された加圧流体Ｒは、上記噴流口１７から反射鏡３表面
に沿って平行に吹き出すようになる。

【００４６】その噴流口１７を構成する支持台１２と対
向壁部１４内面との間の間隙には、支持台１２と側壁部
１５との間隙を介して加圧流体Ｒが供給可能となってい
る。ここで、上記加圧流体Ｒは、図外のコンプレッサや
ガスタンク等の加圧流体供給装置によって上記間隙に供
給可能となっている。また、加圧流体Ｒとしては、例え
ば圧縮空気が使用され、図外のフィルタ等によって所定
の清浄度と乾燥度を持つ。

【００４７】また、本実施の形態では、上記支持台１２
と対向壁部１４内面との間の間隙である開口幅Ｗは、上
記開口部１６の直径をＤとした場合に、（Ｗ／Ｄ）が
０．２以上となるように設定されている。例えば、開口
部１６の直径Ｄを１０mmに設定した場合には、上記開口
幅Ｗを２mm以上に設定する。

【００４８】また、上記開口部１６の内壁面は、反射鏡
３表面に直交する方向に当該開口部１６の出口１６ｃ側
に延びる筒状の開口壁部１６ａを構成する。そして、本
実施の形態では、その開口壁部１６ａの長さＨ、即ち、
開口部１６位置での対向壁部１４の肉厚を、（Ｈ／Ｄ）
が０．３以上となるように設定してある。例えば、上記
開口部１６の直径Ｄを１０mmとした場合には、上記その
開口壁部１６ａの長さＨを３mm以上に設定する。

【００４９】ここで、上記開口幅Ｗ及び開口壁部１６ａ
の長さＨの値は、センサの形状や特性等によって決定さ
れる光学面Ｋと糸条１との間の距離Ｌに制限される。即
ち、光学面Ｋと糸条１との間の距離Ｌより大きくとるこ
とは出来ない。

【００５０】また、上記開口幅Ｗ及び開口壁部１６ａの
長さＨの値をむやみに大きな値に設定することは好まし
くない。その分だけハウジング１３の開口部１６の出口
１６ｃが糸条１に接近するため、工程によっては加圧流
体Ｒの吹出しにより糸条１が許容以上に振動し毛羽検出
の妨げとなったり、走行により振動する糸条１がハウジ
ング１３に接触して毛羽を発生させたりする等の弊害が
生じるためである。

【００５１】次に、上記パージ装置Ｐの効果等について
説明する。上記構成のパージ装置Ｐでは、噴流口１７を
介して、光学面Ｋの外周部から光学面Ｋに沿って均一な
加圧流体Ｒが供給されることで、光学面Ｋの前面に油剤
を阻止する，いわば加圧流体Ｒの壁が形成される。

【００５２】さらに、その壁を形成した加圧流体Ｒは、
開口壁部１６ａに誘導されて糸条１側に流れ、開口部１
６の出口１６ｃから外部に解放される。このとき、上記
のように（Ｗ／Ｄ）を０．２以上に設定することで、光
学面Ｋ近傍での渦の発生が防止され、渦発生による油剤
の巻き込み付着を回避する。

【００５３】さらに、上記加圧流体Ｒは上記開口壁部１
６ａに誘導されて糸条１側に向かうことで整流した流れ
となり、開口部１６の出口１６ｃ側から侵入しようとす
る油剤を確実に押し出すので、上記光学面Ｋ近傍で多少
の渦が生じても油剤の巻き込みが回避される。

【００５４】さらに、上記のように（Ｈ／Ｄ）を０．３
以上に設定することで、開口部１６から吐き出された加
圧流体Ｒが瞬時に大気解放されることが防止される。以
上のことから、糸条１から飛散した油剤が光学面Ｋであ
る反射鏡３の表面や硝子板７の表面に付着することが防
止され、光学面Ｋを長期に渡って清浄な状態とすること
が可能となる。

【００５５】これにより、検出感度の高いレーザ回折光
を利用した上記のような異常検出装置Ｓを、オンライン
環境下においても長期間連続して使用することが可能と
なる。

【００５６】ここで、上記実施の形態では、（Ｗ／Ｄ）
を０．２以上に設定すると同時に（Ｈ／Ｄ）を０．３以
上に設定しているが、これに限定されるものではない。
例えば、（Ｗ／Ｄ）を０．２以上に設定し且つ（Ｈ／
Ｄ）を０．３未満に設定したり、（Ｈ／Ｄ）を０．３以
上に設定し且つ（Ｗ／Ｄ）を０．２未満に設定してもよ
い。この場合であっても、パージ効果が若干落ちるが、
光学面Ｋを長期に渡って清浄な状態とすることは可能で
ある。

【００５７】また、上記実施の形態では、開口部１６の
断面形状を円形として説明しているが、開口部１６の断
面形状は円形に限定されず、楕円形状、矩形、三角形状
などの任意の開口断面形状であってもよい。この場合に
は、その開口断面の面積と等しい面積の円に換算したと
きの直径をＤとして、上記数値限定（（Ｗ／Ｄ）≧０．
２、（Ｈ／Ｄ）≧０．３）となるように、上記開口部１
６の面積、開口幅Ｗ、開口壁部１６ａの長さＨの設定を
それぞれ行う。

【００５８】また、加圧流体Ｒとしては、コスト面を考
慮すると空気を使用することが望ましいが、空気に限定
されない。光学面Ｋに付着しないような乾燥し且つ清浄
な流体であれば他の加圧流体を使用してもよい。

【００５９】また、上記実施の形態では、本願発明に基
づくパージ装置Ｐをレーザ回折光を利用した異常検出装
置Ｓに装備した例で説明しているが、レーザ回折光を利
用しないような他の装置構成からなる異常検出装置の光
学素子の光学面を保護するために使用しても良い。さら
には、他の装置における塵埃の付きやすい光学面を保護
するために使用してもよい。

【００６０】また、加圧流体Ｒの圧気圧を高める方が、
上記汚れ付着の防止効果は向上すると考えられるが、圧
気圧の上昇は、圧気消費流量の増加によりランニングコ
ストの上昇に繋がるなどの弊害がある。このため、０．
５〜２kg/cm²Ｇの範囲で使用することが好ましい。

【００６１】また、パージ装置Ｐのハウジング１３を、
毛羽センサ本体２等の光学素子のハウジングと兼用する
ことで、コンパクトにパージ装置Ｐを設けることが可能
となる。

【００６２】また、加圧流体Ｒは、光学面Ｋに沿って流
れるので光学素子を空冷する効果も期待できる。また、
光学面Ｋと糸条１との距離は、大きくとるほど、油剤飛
散による光学面Ｋへの付着量が減少するが、毛羽検出の
感度が低下する。実験した結果では、５mm〜２０mmの範
囲が望ましい。

【００６３】また、上記実施の形態では、図３（ａ）に
示すように、開口部１６の開口断面と光学面Ｋの正面視
の面積とが略同一に設定した場合で説明しているが、こ
れに限定されるものではない。光学素子の光学面Ｋへの
受光等の光路の幅によっては、図３（ｂ）に示すよう
に、開口部１６の開口断面を光学面Ｋの正面視の面積よ
りも小さく設定しても良いし、図３（ｃ）に示すよう
に、開口部１６の開口断面を光学面Ｋの正面視の面積よ
りも大きく設定してもよい。この場合には、破線Ａで示
した位置が噴流口１７の先端位置となる。つまり、図３
（ｂ）の状態では、光学面Ｋの外周部が噴流口１７の一
部を構成することになる。また、開口部１６の開口断面
の周長と噴流口１７の周長とは等しくなる。

【００６４】また、上記図３（ｃ）のように開口部１６
の開口断面を光学面Ｋの正面視の面積よりも大きく設定
した場合には、支持台１２が小さく図４に示すような状
態となる場合も想定されるが、この場合には、光学面Ｋ
に沿って加圧流体Ｒが流れないなどの理由によって、図
３（ｃ）の場合に比べ、パージ効果は劣化する。

【００６５】また、図５に示すように、ハウジング１３
の内壁側に段１６ｂを形成することで、開口部１６の開
口断面の周長と、光学面Ｋを囲む噴流口１７の周長及び
形状とを相違させることが可能である。例えば、開口部
１６の開口断面の形状を１０mmφの円形状とし、また噴
流口１７を一辺が１４mmの正方形に沿って設けることが
可能となる。但し、上記ハウジング１３に段１６ｂを形
成する分だけハウジング１３の肉厚が厚く設定する必要
がある。なお、図５中、Ａは噴流口１７の先端位置を示
す。

【００６６】

【実施例】まず第１実施例について説明する。この実施
例は請求項１及び請求項２に記載の発明に基づくパージ
装置Ｐを使用したものである。

【００６７】即ち、パージ装置Ｐとして上記実施の形態
で説明したものと同様な構成のものを採用し、５０デニ
ール／２４フィラメント、油剤吐出量０．３ｇ／分、糸
条１の走行速度５０００ｍ／分でのナイロンの紡糸工程
と同様な条件において、上記パージ装置Ｐを装備した異
常検出装置Ｓによる毛羽検出を実施してみたところ、下
記表１に示すような結果を得た。

【００６８】ここで、下記表１に示すように、ハウジン
グ１３に設けた開口部１６の直径Ｄを１０mmφとして開
口幅Ｗを２．５mmとし、また、開口壁部１６ａの長さＨ
を３．０mmに設定することで、請求項１及び請求項２の
両方を満足する（Ｗ／Ｄ）＝０．２５、（Ｈ／Ｄ）＝
０．３とした。

【００６９】

【表１】

【００７０】また、上記表１において、条件３が、本願
発明に基づくものであり、条件１及び条件２は比較のた
めに示したもので本願発明と異なる場合である。その比
較例である条件１は、パージ装置Ｐを設けなかった場合
である。条件２は、装置構成を本実施の形態の同様な構
成とし且つ（Ｗ／Ｄ）を０．０５に、（Ｈ／Ｄ）を０．
０５に設定したものである。そして、加圧空気として清
浄な乾燥空気を使用し、オンラインでのライフを測定し
たものである。

【００７１】上記ライフとは、異常検出装置Ｓが光学面
Ｋの汚れにより、毛羽を検出できなくなるまでオンライ
ンでのランニング時間をいう。ここで、同一の毛羽状態
を再現させるように、図６に示すような糸条走行装置を
使用して測定している。この糸条走行装置は回転可能な
ガラス円板２０を備え、そのガラス円板２０上に上記ナ
イロン製の糸条１を貼り付けると共に長さ２mmで上記糸
条１から４５度方向に延びる単糸毛羽２１を貼り付け、
糸条１の移動速度が１００ｍ／分となるように上記ガラ
ス円板２０を回転して測定を行ったものである。

【００７２】上記表１から分かるように、二つの比較例
に比べて本願発明に基づくパージ装置Ｐを適用すること
で、大幅にライフ時間が長くなり、２４０時間も連続し
て異常検出装置Ｓを使用可能となる。この結果、本願発
明に基づくパージ装置Ｐを装備した異常検出装置Ｓをオ
ンラインで使用することが可能となる。

【００７３】特に、同じ構成のパージ装置Ｐを使用した
条件２と比較しても、本願発明に基づいて（Ｗ／Ｄ）や
（Ｈ／Ｄ）を設定することで、格段とライフ時間が延長
されることが分かる。

【００７４】ここで、上記条件１及び条件２でライフ時
間が短い理由は、パージ装置がない条件１では、上述し
たように、糸条１から飛散する油剤に対して光学面Ｋを
保護するものが無いためであり、また、光学面Ｋ上に単
に加圧流体Ｒを流しただけの条件２では、糸条１から飛
散する油剤に対して若干のバリア効果はあるものの渦流
による油剤巻き込みによる当該光学面Ｋへの油剤の付着
があることに起因すると推定される。

【００７５】次に、第２実施例について説明する。この
第２実施例は、請求項１に記載した発明の有効性を説明
するものである。この第２実施例の構成は、上記実施例
と同様であるが、開口部１６の直径Ｄを１０mmφと設定
し且つ開口壁部１６ａの長さＨを０．５mmに設定するこ
とで、（Ｈ／Ｄ）を０．０５として０．３よりも小さな
値に設定したものである。そして、噴流口１７の開口幅
Ｗを変えてライフ時間を測定したところ、図７に示す結
果が得られた。

【００７６】この図７から分かるように、（Ｗ／Ｄ）が
０．２を境として、それ以上となると急にライフ時間が
延びることが分かる。これは、（Ｗ／Ｄ）＜０．２とな
るように設定すると、渦流発生による油剤の巻き込み付
着が発生するために光学面Ｋが汚れライフ時間の低下と
なるためである。

【００７７】流れの可視化及びシュミレーション結果に
よると、図８に示す如く、（Ｗ／Ｄ）＜０．２の場合
（図８（ａ）参照）には、加圧流体Ｒが大気へ膨張する
過程で光学面Ｋ近傍で渦が発生し、油剤２３を含んだ雰
囲気空気を巻き込んで、油剤２３が光学面Ｋに付着する
現象が認められた。

【００７８】一方、（Ｗ／Ｄ）≧０．２の場合（図８
（ｂ）参照）には、加圧流体Ｒによる渦流はハウジング
１３の外部で発生し、渦発生による光学面Ｋへの油剤２
３付着は回避されていることが認められた。

【００７９】このように、本発明に基づき（Ｗ／Ｄ）≧
０．２となるように設定することで、圧気圧に関係な
く、光学面Ｋ近傍での渦流発生が防止され、光学面Ｋの
汚れ防止として有効であることが分かる。即ち、請求項
１に記載された発明だけに基づくパージ装置Ｐであって
も、十分汚れ防止効果があることが分かる。

【００８０】ここで、上記図７から分かるように、（Ｗ
／Ｄ）が０．３以上となるとパージ効果が飽和している
ので、開口部１６の直径Ｄを１０mmとした場合に、開口
幅Ｗは３mm程度で十分なパージ効果が得られ、これ以上
必ずしも大きくとる必要はない。

【００８１】なお、（Ｗ／Ｄ）＝０の状態とは、図９に
示すような開口部１６の直径Ｄが無限大の状態、即ち、
一方向から加圧流体Ｒが噴射してエアカーテンを構成す
るパージ装置と同様であり、この場合には、油剤を含む
大気Ｂが加圧流体Ｒに巻き込まれて光学面Ｋが汚れるた
め、この状態では汚れ防止効果は薄いことを確認してい
る。

【００８２】次に、第３実施例について説明する。この
第３実施例は、請求項２に記載した発明の有効性を説明
するものである。この第３実施例の構成は、上記実施例
と同様であるが、開口部１６の直径Ｄを１０mmφと設定
し且つ噴流口１７の開口幅Ｗを１mmに設定することで、
（Ｗ／Ｄ）＝０・１として０．２よりも小さな値とした
ものである。そして、上記開口壁部１６ａの長さＨを変
えてライフ時間を測定したところ図１０に示す結果が得
られた。

【００８３】ここで、本実施例では、１５０デニール／
７２フィラメント、油剤吐出量０．６ｇ／分、糸条１速
度４５００ｍ／分でのナイロンの紡糸工程を想定したも
のである。

【００８４】この図１０から分かるように、（Ｈ／Ｄ）
が約０．３を境とし、それ以上となると急にライフ時間
が延びることが分かる。上記条件で加圧流体Ｒの流れの
可視化及びシュミレーション結果によると、本発明に基
づく（Ｈ／Ｄ）≧０．３（図１１（ｂ）を参照）の場合
には、光学面Ｋから糸条１方向の流れが、開口壁部１６
ａによって十分に整流され、糸条１から飛散した油剤２
３の侵入方向とは逆方向の整った流れとなり、ハウジン
グ１３内，特に光学面Ｋ近傍への油剤２３の侵入が防止
され、光学面Ｋに油剤２３が付き難いことが確認出来
た。

【００８５】一方、本発明に基づかない（Ｈ／Ｄ）＜
０．３の場合（図１１（ａ）を参照）には、糸条１に向
かう流れが十分に発達する前に大気解放となるため、一
部の油剤２３の侵入を許し光学面Ｋに油剤２３が付着し
易いことを確認した。更には、光学面Ｋ近傍の雰囲気下
に油剤２３があるため、渦発生による巻き込みによる付
着も発生することが確認された。

【００８６】このように、本発明に基づき（Ｈ／Ｄ）≧
０．３となるように設定すると、圧気圧に関係なく、光
学面Ｋ近傍での渦流発生が防止され、光学面Ｋの汚れ防
止として有効であることが分かる。即ち、請求項２に記
載された発明だけに基づくパージ装置Ｐであっても、十
分汚れ防止効果があることが分かる。

【００８７】ここで、上記図１０から分かるように、
（Ｈ／Ｄ）が０．４以上となるとパージ効果が飽和して
いるので、開口部１６の直径Ｄを１０mmとした場合に、
開口壁部１６ａの長さＨは４mm程度で十分な効果が得ら
れ、これ以上必ずしも長くする必要はない。

【００８８】また、第１実施例のように請求項１及び請
求項２の記載の両方の発明に基づくと、上記表１から分
かるようにライフ時間が約２４０時間も確保され、上記
第２実施例及び第３実施例に比べてライフ時間が長くな
る。即ち、請求項１に記載の発明又は請求項２に記載の
発明を単独で採用するよりも、両発明を併用した方が光
学面Ｋの汚れ防止効果が良いことが分かる。また、同一
ライフで比較した場合に、両発明を併用した方が低圧気
圧即ち圧気消費量を少なくできるので、ランニングコス
トの低減上有利である。

【００８９】次に、第３実施例について説明する。な
お、上記実施例と同様な部材には同一の符号を付して説
明を省略する。この実施例は、図１２に示すように赤外
線放射温度計３０に対して本願発明に基づくパージ装置
Ｐを取り付けたものである。なお、上記実施の形態と同
様な部材には同一の符号を付して説明を省略する。

【００９０】ここで、３２が、温度計３０の光学面Ｋを
構成する硝子板である。また、３１は検出対象である糸
条である。そして、上記第１実施例と同様な条件によっ
て、ライフを測定すると、下記表２のような結果が得ら
れた。

【００９１】ここでのライフは、糸条１の実際の温度と
温度計３０による測定温度との差が１０度以上となるま
でのランニング時間である。

【００９２】

【表２】

【００９３】ここで、条件５は、本願発明に基づくパー
ジ装置Ｐを装着したものであり、条件４は、比較のため
にパージ装置Ｐを設けなかった場合を示している。この
表２から分かるように、本願発明に基づくパージ装置Ｐ
を付加することで、赤外線放射温度計３０のライフ時間
が大幅に延びることが分かる。

【００９４】即ち、適用するセンサ等の装置の種類に関
係なく、光学面Ｋへの汚れ付着が十分に防止されて、本
願発明に基づくパージ装置Ｐを装備することで、その装
置の連続使用時間を大幅に延ばすことが可能となる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１や請
求項２に記載した本発明のパージ装置においては、油剤
等の塵埃を含む環境下で使用される光学素子の光学面を
保護するために使用しても、長時間，光学面の汚れを防
止する効果を持つ。この結果、本パージ装置を使用する
ことで、当該光学素子を持つセンサ等の装置を長期間安
定して連続使用できるという効果がある。

【００９６】また、請求項３に記載された異常検出装置
を使用すると、高い検出感度を持つレーザ回折光を利用
した異常検出装置を、連続且つ安定した状態で長時間，
使用できるという効果がある。このため、比較的無人状
態で操業が行われる紡糸工程などで、高い検出感度を持
つレーザ回折光を利用した異常検出装置が使用可能とな
り、これによって、紡糸工程では誤検出の減少によるウ
エスト糸の減少、及び異常工程の早期発見ができ、ま
た、織工程では、織機停台の減少及び線状体の品質向上
などが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る異常検出装置及びパ
ージ装置を示す概略構成図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るパージ装置のハウジ
ングを糸条側からみた正面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係る光学面と開口部との
関係を説明する図であり、（ａ）は光学面と開口部の開
口断面積が等しい場合を、（ｂ）は開口部の開口断面積
の方が小さい場合を、（ｃ）は開口部の開口断面積の方
が大きい場合をそれぞれ示している。

【図４】本発明の実施の形態に係るパージ効果の薄い光
学面と開口部との関係を説明する図である。

【図５】本発明の実施の形態に係る噴流口の構成の別の
例を説明するための図である。

【図６】本発明の実施例で使用される糸条走行装置等を
示す図である。

【図７】本発明の第２実施例でのライフと（Ｗ／Ｄ）と
の関係を示す図である。

【図８】本発明の第２実施例での（Ｗ／Ｄ）と加圧流体
の流れとの関係を示す図であり、（ａ）は（Ｗ／Ｄ）＜
０．２の状態を、（ｂ）は（Ｗ／Ｄ）≧０．２の状態を
示している。

【図９】開口部の直径を無限大とした場合を説明するた
めの図である。

【図１０】本発明の第３実施例でのライフと（Ｈ／Ｄ）
との関係を示す図である。

【図１１】本発明の第２実施例での（Ｈ／Ｄ）と加圧流
体の流れとの関係を示す図であり、（ａ）は（Ｈ／Ｄ）
＜０．３の状態を、（ｂ）は（Ｈ／Ｄ）≧０．３の状態
を示している。

【図１２】本発明の第４実施例を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

Ｐ パージ装置 Ｓ 異常検出装置 Ｒ 加圧流体 Ｗ 開口幅 Ｈ 開口壁部の長さ Ｄ 開口部の直径 Ｋ 光学面 １ 糸条 ２ 毛羽センサ本体 ３ 反射鏡 ５ 半導体レーザ ７ 硝子板 １３ ハウジング １４ 対向壁部 １６ 開口部 １６ａ 開口壁部 １６ｃ 出口 １７ 噴流口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学素子の光学面を塵埃から保護するパ
   ージ装置であって、上記光学面を覆い且つ当該光学面の
   前方に開口部を有するハウジングと、そのハウジング内
   で上記光学面の周方向に沿って設けられその周方向から
   光学面に沿って加圧流体を供給する噴流口とを備え、上
   記噴流口における上記光学面に垂直方向の開口幅をＷと
   し且つ上記開口部の開口断面積と等しい面積の円の直径
   をＤとした場合に（Ｗ／Ｄ）が０．２以上となるよう
   に、上記開口部の開口断面積及び上記噴流口の開口幅を
   設定することを特徴とするパージ装置。
2. 【請求項２】 光学素子の光学面を塵埃から保護するパ
   ージ装置であって、上記光学面を覆い且つ当該光学面の
   前方に開口部を有するハウジングと、そのハウジング内
   で上記光学面の周方向に沿って設けられその周方向から
   光学面に沿って加圧流体を供給する噴流口と、上記開口
   部の出口から光学面に向けて延びる筒状の開口壁部とを
   備え、上記筒状の開口壁部の長さをＨとし且つ上記開口
   部の開口断面積と等しい面積の円の直径をＤとした場合
   に（Ｈ／Ｄ）が０．３以上となるように、上記開口部の
   開口断面積及び上記開口壁部の長さを設定することを特
   徴とするパージ装置。
3. 【請求項３】 レーザ回折光を利用して線状体の異常を
   検出する異常検出装置において、少なくとも上記線状体
   に近接して配置される光学素子の光学面に対し、上記請
   求項１及び請求項２の少なくとも一方に記載した構成を
   有するパージ装置を装備することを特徴とする異常検出
   装置。