JPS6214793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は３つの光電装置を有し繊維ボビンの完
全に糸が巻かれた状態と空の状態とを検出または
弁別する光電ボビンセンサに関する。前述の光電
装置は、光源とその光源から放射されかつそれぞ
れボビンから鏡面反射および拡散反射された光を
受信する第１および第２の光センサとで構成さ
れ、走査面を形成する光軸を有する。また光電装
置を２つの交番してパルス的に作動される光源と
１つの光センサとで構成することもできる。 ボビンが空の状態であるかまたは糸が巻かれて
いない場合に応動して織機を停止するようにした
シヤツトル織機用の横糸ボビンセンサはずつと以
前から公知である。“ボビンが空の”状態を検出
する動作を改善するために、ボビンは反射層を有
するか、または“スコツチライト”テープのよう
なリトロリフレクタを有する。 斯様なボビンを織物工場で用いると、織機の作
動が複雑になりかつ製作費用は増加する。それ故
最近では通常の調整されてない横糸ボビンの場合
でも正確に作動されるボビンセンサが必要になつ
ている。また斯様なボビンセンサを例えば“スコ
ツチライト”テープを設けるなどして処理された
公知のボビンに用いることができるようにすると
有利である。 処理されていない横糸ボビンを走査するように
構成された光電ボビンセンサは米国特許第
3693671号明細書に記載されている。その場合直
流給電される光源と第１のホトセルとの光軸は鈍
角を形成するが、第２のホトセルの光軸は光源の
光軸に接近して設けられている。検出原理は、通
常の巻き糸では乱反射が行われるが糸が巻かれて
いないボビンの表面では拡散反射ではなく鏡面反
射が行われることを基礎としている。即ち通常の
横糸ボビンに、或る程度の鏡面反射を起こす保護
層として光沢のある上塗りをしている。横糸ボビ
ンが長期間使用されると、上塗りは摩滅しかつボ
ビンの表面の光沢は失われて、“ボビンが空の”
状態の検出は限界に達するかまたは不可能にもな
る。 前述の米国特許第3693671号明細書によつて公
知のボビンセンサは“スコツチライト”テープを
有するボビンの走査のためには使用できない。そ
れはその場合、第２のホトセルが光源に接近して
設けてあるので、リフレクタテープから反射され
た光によつて励起され、そのために本来の機能で
あるボビンから拡散反射された光を検出できない
からである。 またドイツ連邦共和国特許第2335794号明細書
（スイス国特許第559364号明細書、ベルギー国特
許第802542号明細書、米国特許第3892492号明細
書）に、交番してパルス的に作動される２つの指
向性の光源とその光源から放射されかつボビンか
ら反射された光を受信するセンサを有する光電横
糸ボビンセンサが記載されている。斯様なボビン
センサは光沢のないボビン巻心の識別性能が改善
され、更に周囲の光には応動しない。 ドイツ連邦共和国特許出願公告第1223320号公
報には、鏡面反射を行う金属スリーブを設けた横
糸ボビンと共働する光電ボビンセンサが記載され
ている。このボビンセンサは、それぞれポラロイ
ドスクリーンまたはフイルタと共働する単一の光
源と単一のホトセンサとを有する。一般に斯様な
ボビンセンサは鏡面反射を行うかまたは光沢のあ
る上塗りをした巻心を有するボビンには使用でき
るが、光沢のないまたはつや消しのボビン巻心に
は用いられない。 光沢のないまたはつや消しの巻心と光沢のある
巻き糸例えばガラス繊維とを有するボビンの走査
はかなり微妙である。この場合糸が巻取られたボ
ビンと空のボビンとの反射特性は近似し差を検出
するのが困難である。斯様な状態で“ボビンが空
の”状態が検出できるのは、光沢のないボビン巻
心から或る程度の鏡面反射が行われる、即ち反射
された光を角度に対して測定した曲線が顕著な最
大値を有する場合だけである。 それ故本発明の主な目的は前述の限界的な状況
のもとでもボビンにおける“ボビンが空の”状態
を確実に指示できるような改善された光電ボビン
センサを提供することである。 本発明のもう１つの目的は、“スコツチライ
ト”テープのようなフレクタ材料を有するボビン
と同時に光沢のないまたはつや消しされた巻心を
有するボビンにも使用できる光電横糸ボビンセン
サを提供することである。然るに斯様な“スコツ
チライト”テープは一般に横糸ボビンに用いられ
かつ光沢のある保護層を有する種類のものである
べきである。いずれにしても斯様な保護用の上塗
りを使用しないで光沢のない“スコツチライト”
テープをボビン巻心に装着することは不適当であ
る。 次に説明する本発明による光電ボビンセンサの
実施例は横糸ボビンの走査に関するが、本発明の
ボビンセンサを糸巻機械にボビンまたはコツプが
設けてあることを監視するような他の場合に利用
することもできる。 次に本発明を図示の実施例につき詳しく説明す
る。 第１図はボビンセンサのケーシング１を、前部
隔壁を除去して（図示されてない）織機の前方か
ら見て示す。ケーシング１は光源２と第１の光セ
ンサ３と第２の光センサ４と送信回路８と受信回
路９とを有する。光センサ２と光センサ３，４と
を半導体で構成すると有利である。巻心１０ａを
有する横糸ボビン１０は巻き糸１１を有する。光
源２と光センサ３，４とはそれぞれボビンの巻心
１０ａの表面上の点Ｓで交差する光軸Ｓ１，Ｓ
２，Ｓ３を有する。光軸Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３によつ
て決まる面は走査面と称される。光源２の光軸Ｓ
１と第１の光センサ３の光軸Ｓ２とによつて、例
えば120゜の鈍角αが形成される。またこの鈍角
の値は織機の幾何学的形態または構造に依存して
変化する。 光源２の光軸Ｓ１と第２の光センサ４の光軸Ｓ
３とによつて鋭角βが形成される。鋭角βの値
は、光沢のある“スコツチライト”テープのよう
なリトロリフレクタがボビン１０の巻心１０ａに
付着されている場合、リトロリフレクタから反射
された光が第２の光センサ４に当たるのを防止す
るために、30゜より大きくすると有利である。光
源２と第２の光センサ４との前方に、それぞれポ
ラロイドフイルタまたはスクリーン−５と６が設
けてある。これらのポラロイドスクリーンは走査
面Ｓ１Ｓ ２Ｓ３に垂直な面内で振動する光の成
分（即ち電界強度ベクトル）がポラロイドフイル
タを通過するように設けてある。また第１の光セ
ンサ３の前方には通常の、またはガラス製の窓７
が設けてあるが、その代りにこの個所に前述の場
合と類似して配設された他のポラロイドフイルタ
を設けることもできる。第１および第２の光セン
サ３および４と受信回路９との電気接続はそれぞ
れＫ１およびＫ２で示されている。 第１図において角度αの２等分線Ｗが示されて
いるが、この２等分線Ｗは次の第２図の説明と関
連して説明する。第２図において第１図の場合に
類似の構成部分を同じ番号で示す。 第２図において、第２の光センサ４はケーシン
グ１内で、第１図の実施例で示した個所とは別の
個所に設けてあり、その場合光軸Ｓ３は角度の２
等分線Ｗに一致している。更に第１図の窓７の個
所で第１の光センサ３の前方に、ポラロイドスク
リーン１２が設けてある。角度βの変動範囲の上
限は厳密には定められていないが、角度βを鈍角
αの半分より大きくしない方が有利である。第２
図に示すようにβ＝α／２とすれば、第２の光セ
ンサ４は光源２と第１の光センサ３との間の中心
面内に対称に置かれ第２の光センサ４の光軸Ｓ３
は角度の２等分線Ｗに一致している。更に角度β
を増加しても実質的な改善は得られない。 第３図は受信回路９の構成をブロツク図で示
す。第１図と第２図の光源２は公知のようにパル
ス状の光を放射するものとする。例えばパルス繰
返し周波数を10KHzとすることができる。 第１の光センサ３に接続された第１のチヤネル
Ｋ１に制御可能なまたは可変な利得を有する増幅
器１３と復調器１５との直列接続が接続されてい
る。また第２の光センサ４に接続された第２のチ
ヤネルＫ２に可変利得増幅器１４と復調器１６と
が接続されている。前述の復調器１５と１６は公
知の形式のパルス繰返し周波数を除去する整流回
路と平滑回路とを有する。 復調器１５，１６の出力側はそれぞれ比較器１
７のプラスおよびマイナスの入力側に接続されて
いる。比較器１７のマイナスの入力側は端子C⁺
で例えば0.3Vのプラスの小さな直流電圧によつ
てバイアスをかけられており、そのために比較器
１７はそのプラスの入力側に加わる明白なプラス
の電圧だけに応動する。端子ＡとＢは検査および
平衡のために用いられ、下記の検査に関連して説
明するように受信回路９を検査かつ平衡できるよ
うにする。 斯様な検査によつて、特殊な場合即ちガラス繊
維が巻かれたつや消しのまたは光沢のないボビン
巻心の場合、第１図に示したボビンセンサについ
て少くとも１つのポラロイドスクリーンの作用を
試験した。その結果を下記の表においてで示
す。それぞれの測定に先立つて、表ので示した
ようにフイルタを有するかまたは有しない構造で
糸を巻付けたボビンを有するボビンセンサを、可
変利得増幅器１３，１４を用いて、それらの増幅
器の端子ＡおよびＢにおける出力電圧が表のに
示すように4Vの同じ値に設定されるように、調
節した。その後で可変利得増幅器１３，１４の状
態を変化させずに、実際に表のに示すようにボ
ビンが空の状態で測定した。

【表】 場合
前述の第３図についての説明から端子Ａおよび
Ｂ間の電圧差が端子C⁺のバイアス電圧である
0.3Vより大きな場合“ボビンが空の”状態が検
出されることがわかつた。 ポラロイドフイルタを設けない測定．(1)にお
いて、0.6Vの小さな信号差でも比較器１７を応
動するのに十分であることが示されている。測定
．(2)で１つのポラロイドスクリーンを光源２の
前方に設けると電圧差は2.25Vになり、また測定
．(3)で２つのポラロイドスクリーンを設ける
と、電圧差は2.75Vと更に増加する。フイルタを
設けた測定．(2)および．(3)とフイルタを設け
ない測定．(1)とを比較することによつて、ポラ
ロイドフイルタ装置を用いた場合、差信号は約４
倍に増加することがわかる。このようにして、
“ボビンが空の”状態の検出性能は相応して増加
する。 第４図に示す本発明によるボビンセンサのもう
１つの実施例は、第１および第２の光源１８，２
０と１つの光センサ１９とを有している。個々の
ポラロイドスクリーン２２，２３はそれぞれ光セ
ンサ１９と第２の光源２０との前方に設けてあ
る。第４図の装置は第２図に示した実施例のよう
に対称に構成されている、即ち第２の光源２０の
光軸Ｓ２は、第１の光源１８の光軸Ｓ１と光セン
サ１９の光軸Ｓ３とによつて形成される鈍角αの
２等分線に一致する。 例えば送信回路２４と受信回路２５とを作動す
る電子回路は前述のドイツ連邦共和国特許第
2335794号および相応する他の国の特許明細書に
よつて公知である。 第１図のように単一の光源を有する場合、前記
の表の測定．(2)からわかるように１つのポラロ
イドスクリーンを用いるだけでも実質的に装置の
特性は改善される。第１図の実施例において、光
軸Ｓ２に沿つて鏡面反射光と光軸Ｓ３に沿つて拡
散反射される光とを走査面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に直
角な方向で偏光するために、単一の光源の前方に
単一のポラロイドスクリーンを設けるようにす
る。同じ表の測定．(3)からわかるように、第２
の光センサの前方に第２のポラロイドスクリーン
を設けると、装置の特性は非常に改善される。 第４図の実施例の場合は光源１８および２０か
ら放射された光を偏光する必要はない。測定に影
響を与えるすべての光は単一の光センサ１９の前
方に設けられたポラロイドスクリーン２２によつ
てろ波され、かつ走査面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に垂直
な方向で偏光される。 いずれの場合でも単に１つのポラロイドスクリ
ーンを設けるだけで、“ボビンが空の”状態を検
出する性能を高めることができる。第１図および
第２図において単一の光源を有する場合、ポラロ
イドスクリーンはこの光源の前方に設けるように
するが、第４図のように単一の光センサを用いた
場合はポラロイドスクリーンをこの光センサの前
方に設ける。換言すれば、測定のために用いられ
かつ測定に影響を与えるすべての光が偏光された
場合、最良の結果が得られる。 第１図および第２図の実施例において、光源２
は公知のように交流と同様に直流でも給電するこ
とができる。然るにパルス状の光は周囲の光の影
響を除去するために有利である。第４図の実施例
において、光源１８と２０は如何なる周波数でも
交番するパルス光を発生するようにすべきであ
る。そうでない場合は受信回路で、２つの光源か
ら生ずる信号を分離かつ比較することができない
からである。 一般に前述のボビンセンサを、鏡面反射または
リフレクタ装置を有するボビンのような、任意の
形式の糸巻きまたはボビンに用いることができ
る。然るに前述のボビンセンサを、光沢のある繊
維またはガラス繊維のような光沢のある巻線を有
する未処理の、例えばつや消しされたボビンに利
用すると、非常に有利である。 本発明は図示の実施例に限定されない、本発明
の範囲を逸脱することなく種々に変形できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１つの光源と２つの光セ
ンサとを有するボビンセンサの第１の実施例を示
す略線図、第２図は本発明による第１図とは異る
角度関係を有する第２の実施例を示す略線図、第
３図は第１図および第２図に示した受信回路のブ
ロツク図、第４図は本発明による２つの光源と１
つの光センサとを有するボビンセンサのもう１つ
の実施例を示す略線図である。 １…ケーシング、２，１８，２０…光源、３，
４，１９…光センサ、５，６，１２，２２，２３
…ポラロイドスクリーン、７，２１…窓、８，２
４…送信回路、９，２５…受信回路、１０…ボビ
ン、１０ａ…巻心、１１…巻き糸、１３，１４…
可変利得増幅器、１５，１６…復調器、１７…比
較器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源と前記光源から放射されかつそれぞれボ
   ビンから鏡面的に反射ないし拡散反射された光を
   受信する第１および第２の光センサとを有し、そ
   の場合光源と光センサとは走査面を形成する光軸
   を有し、前記光源と第１の光センサとの光軸は鈍
   角（α）を形成し、前記光源と第２の光センサと
   の光軸は少くとも30゜の角度（β）を形成し、前
   記走査面に垂直な面内で振動する光の成分を通過
   するポラロイドスクリーンを前記光源の前方に設
   けたことを特徴とする、繊維ボビンの巻取状態を
   監視する光電ボビンセンサ。 ２ 角度βは鈍角αの半分より大きくない鋭角で
   ある特許請求の範囲第１項記載のボビンセンサ。 ３ 交番してパルス的に作動される第１および第
   ２の光源と前記光源から放射されかつそれぞれボ
   ビンから鏡面反射および拡散反射された光を受信
   する光センサとを有し、その場合前記光源と光セ
   ンサは走査面を形成する光軸を有し、第１の光源
   と光センサとの光軸は鈍角（α）を形成し、かつ
   前記走査面に垂直な面内で振動する光の成分を通
   過するポラロイドスクリーンを前記光センサの前
   方に設けたことを特徴とする、繊維ボビンの巻取
   状態を監視する光電ボビンセンサ。