JPS6363869B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 連続フイラメント状物質をその走行方向にそ
つてガイドする部材と、光源と光検知器とを有す
る光学センサーとからなる連続フイラメント状物
質の検出装置において、該ガイド部材は、フイラ
メント状物質のその走行方向に対し横方向の動き
を拘束する開口部を有し、該センサーは、焦点領
域を有し、かつ、該センサーは、フイラメント状
物質に隣接して設けられ、該センサーの焦点領域
は、フイラメント状物質の横方向への移動範囲内
であつてかつガイド部材の開口部の内面に近接し
た位置に位置付けられ、該光検知器は、フイラメ
ント状物質がその横方向に動きながら焦点領域に
入つた場合に、フイラメント状物質から反射され
た光を検知するものであり、この焦点外において
は、該センサーが、反射光に実質的に影響されな
いものである検知装置。

２ 前記開口部の周囲部に近接して、前記センサ
ーの焦点がある請求の範囲第１項の装置。

３ 前記センサーの感度が、前記焦点において最
大であり、前記焦点外で最小であり、該センサー
は、フイラメント状物質が該センサーの焦点内に
ある場合にのみフイラメント状物質を検知するも
のである請求の範囲第２項の装置。

４ 前記開口部は、前記フイラメント状物質の大
きさよりも実質的に大きいものである請求の範囲
第２項又は３項の装置。

５ 前記センサーの光源が、固体光源である請求
の範囲第４項の装置。

６ 前記光源が、発光ダイオードである請求の範
囲第５項の装置。

７ 前記センサーは、狭い端部と広い端部を有す
る本体を有し、前記ガイド部材は、前記開口部の
内面側に狭い部分を有し、かつ該内面側から離れ
た位置に広い部分を有して、該センサーを収容で
きるようにした溝部を備えた請求の範囲第６項の
装置。

８ 前記センサーの感度は、焦点において最大で
あり、焦点外で最小であり、該センサーは、フイ
ラメント状物質がセンサーの焦点内部にあるとき
のみ、フイラメント状物質を検知するものである
請求の範囲第７項の装置。

技術分野 本発明は、フイラメント状物質の検知技術に関
し、詳しくは、光源と光検知器を用いた、フイラ
メント状物質の検知に関する。

技術的背景 フイラメント又はストランド検知に関する多く
の改良例が、先行技術に示されている。これらの
多くの先行技術の装置は、光源と、ストランドか
らの反射光を用いて光検知器を作動させ、ストラ
ンドの存在の信号を発生させている。

米国特許第4010908号記載のこの種の先行技術
の装置は、フイラメント又はストランドのための
ガイドと、ガイドに光を当て、ストランドから反
射された光を受ける光学繊維システムについて開
示している。ストランドの存在を検知するために
反射光を用いる他の例は、米国特許第4010908号
に示した先行技術に加えるに、英国特許第
1124590号及び同第779548号に記載されている。

しかしながら、これらの先行技術特許において
は、フイラメント検知領域を光で満すか、又は、
検知領域中にフイラメントを強制的に送り込み、
装置を低Ｓ／Ｎ比にするか、若しくはフイラメン
ト自体を摩擦させるかしてフイラメントをフイラ
メント検知領域に押し込む必要があつた。加うる
に、これらの先行技術装置は、本発明に用いる固
体光源よりも強力な光源を用いることが要求され
ている。

発明の開示 本発明は、固体光源と光検知器とを有する光学
センサーユニツトを用いるものである。光検知器
と光源とは、光学センサーの焦点をセンサー本体
からずらしてセンサー本体に取り付ける。光学セ
ンサーの感度、すなわち反応は、焦点の領域で最
大であり、焦点外の領域で実質的に零である。ガ
イド本体には、ガイド開口部を設け、この開口部
にフイラメント又は、ストランドを通すものであ
る。この光学センサーは、その焦点が実質的にガ
イド本体の内面に近接して位置するように、ガイ
ド本体に対して設けられる。ガイド本体を通るフ
イラメント又はストランドが、ガイド本体の面内
のいずれかの方向に移動し、光線をさえぎつて光
学センサーの光検知器に、この光線を反射させる
と、光学センサーに信号を生じさせる。

光学センサーの出力は、その焦点領域をフイラ
メント又はストランドが通る動きに応じて、断続
的に生じるパルスである。

制御器を設け、光センサーのパルス出力を適当
なクロツク入力と共に制御器に送る。所定時間内
に光学センサーから信号が来ない場合、ストラン
ドが存在しないことを示す出力信号をクロツクに
より制御器に生じさせる。もし、光学センサーの
信号が所定時間内に来れば、光学センサーの出力
信号は、制御器をリセツトして、新たな所定時間
を開始する。

本発明には、二つの画期的な利点がある。

センサーに極めて近接したガイドの内側に焦点
の狭い領域が来るようにセンサーを設けるによつ
て、フイラメントがこの焦点領域内に入り反射し
た光信号パルスを光検知器により作り出すときの
み信号が生じることになる。このことは、焦点領
域が、ガイド中の全領域の僅か一部のみであるた
め、センサーにより作り出すパルスの総数を減じ
るのに有効な手段となる。作り出される信号の数
が少くなればなるほど、高いSN比が得られると
いう利点がある。これは、パルスに対する平均信
レベルが低くなるためである。

加うるに、焦点の領域を小さくすることによつ
て、白熱光のごとき大光源を領域の全てに照射し
なければならなかつた先行技術とは異なり、小光
源で済む。本発明では、焦点の領域を小さくして
あるので、固体光源、たとえばLEDを用いうる。
これは、装置に必要となるエネルギを減少させる
ものであり、さらに、SN比を向上させるもので
ある。

好ましい実施例に示したガイドは、本発明の実
施にあたつて不可欠なものではない。本発明によ
る光学センサーを取り付るために用いたものであ
る。他の適当な取り付け器具を利用し、ストラン
ドの通路に隣接して本発明の光学センサーを取り
付けても良い。

好ましい実施例に示されたガイド手段は、本発
明の効果を達成させる上で、二つの機能をはたす
ものである。その一つは、光学センサーの取り付
け器具としてであり、他は、ストランド又はフイ
ラメントの走行方向に対して横方向への動きを制
限することである。ストランド又はフイラメント
は、その長手方向に走行し、次いで、光学センサ
ーの焦点領域内及び外で長手方向に対しほぼ横方
向に走行する。

しかしながら、本発明は、図示した特定の形態
のガイドでなくても、又、ガイド中にセンサー本
体を取り付けなくても、上述の原理に従つて実施
しうることを認識すべきである。

たとえば、ストランド又はフイラメントの横方
向の動きが、作業工程の性質上制限される場合に
は、光学センサーの焦点が、ストランド又はフイ
ラメントの横方向の走行通路中であつて、制限さ
れた横方向の動きの外側限界における領域中に位
置するように、適当な取り付け器具に光学センサ
ーを取り付けても良い。

ガイド手段は、巻き取り及び供給リールの末端
であつてもよく、又は、ストランド又はフイラメ
ントの方向を変えるロール又はピンのごとき、セ
ンサーから離れたガイドであつてもよく、又は、
静電式若しくは、気体式ガイド手段であつても良
い。しかしながら、どんなガイド手段を用いて
も、フイラメント又はストランドは、その主方向
に走行しながら、センサーの焦点も少なくともラ
ンダムかつ断続的に通過する。本発明の実施にお
いて、ストランド又はフイラメントは、それが、
切断時に適切に応答できる充分高い断続周期で光
学センサーの焦点をランダムに通る限り、焦点内
に連続して位置する必要はない。

本発明は、フイラメントが長手方向及びその横
方向に動きながら、光学センサーの焦点をさえぎ
るように、光学センサーを設けるものである。横
方向の動きの限界の外に置かれ、かつ光学センサ
ーの焦点が横方向の動きの範囲内にあるようにし
た光学センサーを用いることによつて、焦点領域
の内外における、フイラメントのランダムな断続
的動きより信号を作り出す。この信号により、光
を横方向の動きの領域に満たすのに、又は、スト
ランドを横切る光を制御し、ストランドと接触さ
せ、若しくはストランドを電界に入れるのに要す
るエネルギーを追加することなく、ストランドの
存在を指示できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、センサーユニツトをガイドに挿入す
る態様を示した、ガイドの分解図である。

第２図は、第１図の線２−２から見た組立て後
のガイドの底面図である。

第３図は、第１図の線３−３から見た完全に組
立て後のガイドの部分側面図である。

第４図は、本発明に用いうる制御器のブロツク
図である。

第５図は、複数の光学センサーを設けた実施例
の概要図を示すものである。

第６図は、本発明に用いうる特定の制御器の概
要図である。

好ましい実施例の説明 ガイド本体を、第１図に分解図で概略的に示
す。ガイド部材１は、センサー５を収容するへこ
み部分、すなわち溝部３を有する。溝部３は、狭
い端部７と、次第に広がつていく広い端部９とを
形成したセンサーを収容できるように形成され
る。発光ダイオード１１と反射光検知器１３とを
有するセンサー作動ユニツト群を、焦点領域であ
る最大感度部１５を、この狭い端部７から僅かに
ずらしたまま、この狭い端部に設ける。端子２１
と端子対２３とを、光源と反射光検知器に接続
し、光源１７に通電し反射光検知器１３から信号
を受け取るようにする。光学センサー本体５は、
溝部３に矢印２５の方向へ挿入し、ネジ等の適当
な固定具で適所に固定する。

センサー本体の間隔が次第に広がつてゆく壁５
ａは、センサー本体を収容しこれを嵌め込めるよ
うに形成した溝部の同じく間隔が次第に広がつて
ゆく壁２７に収容される。

ガイド部材１は、開口部２９を有し、ここにフ
イラメント又はストランド３１を通す。フイラメ
ントは、主に開口部２９の軸線方向にそつた方向
３１に動くが、矢印３３で示した横方向にも動き
うる。光学センサーの焦点１５は、図示のように
ガイド部材の開口部２９の内面に近接して位置す
る。

第２図は、第１図の線２−２から見た、組み立
てたガイドユニツトの底面図を示すものである。
センサーユニツト５は、図示のように、ガイド部
材の開口部２９の内面の方に向けられた光源１１
と反射光検知器１３を備え、その焦点領域は、ガ
イド部材の開口部２９の内面に近接して位置す
る。

第３図は、第１図の線３−３から見た部分側面
図であつて、ガイドユニツトを組み立てた状態に
ある。焦点領域１５は、図示のように、ガイド部
材の開口部２９の内面に近接して位置する。フイ
ラメント３５は、その主に移動する方向に対して
矢印３３で示す横方向に動くと、焦点領域１５中
で光源をさえぎり、反射光を反射光検知器１３に
送つて、適当な信号を発生する。

この信号を検知して装置を制御するに適した制
御器を、第４図に示してある。制御器は、図示の
ように、パルス信号を反射光検知器１３から受信
する入力部２３′を有する。クロツク３７は、制
御器に入力信号を送る。制御器は、クロツク３７
に応答して所定の時間内に端子対２３′に信号が
受信されない場合は、ストランドが存在しないこ
とを示す出力信号を送出する。

このために、各種の公知の装置を用いうる。た
とえば、制御器にカウンタを組み込み、このカウ
ンタを端子２３′の信号によつて所定のカウント
にリセツトし、次いでクロツク３７によりゼロま
でカウントし、ライン２３′に新しい信号が生じ
ることによつて、この所定の時間内にリセツトさ
れなければ、ライン３９に出力信号を送り出す。

第６図は、本発明に用いうる特定の制御器を示
すものである。点線内のユニツトは、LED（発光
ダイオード）と反射光センサーとからなる光学セ
ンサーである。82オームの抵抗を、図示のように
電源と直列に接続して、LEDに対して40ミリア
ンペアの定電流源となるようにしている。ストラ
ンドによる光の反射によつて、この光学センサー
に信号を発生せしめ、パルスをQ₁に与えて、Q₁
を点弧させ、Ｃを放電する。光学センサーからの
信号がないと、Q₁はOFF状態となるので、Ｃは
充電される。充電時定数RCによつて定まる時間
後に、Ｃは、シユミツト トリガーのしきい電圧
に達して、ストランドの存在信号からストランド
の不存在信号にその出力を切換えるものである。

本装置に用いうる適当なセンサーとしては、市
販されており、たとえばOptron OPB−125Aが
ある。

第５図は、本発明に用いうる、複数個の検知器
と複数個のLEDを定電流源に直列に接続した例
を示すものである。図示のように、電流源４１
は、点線内に設けられる。出力４３は、括弧４５
でくくつて示したように、複数の発光ダイオード
が、端子４３と４７の間に直列に接続されてい
る。発光ダイオード（各発光ダイオードは、１個
のセンサー５内の１個の光源１７を表わす）に直
列に接続された定電流源により、光学センサーの
全てから実質的に等しい光出力が出され、複数の
ガイド部材から実質的に均一な反応の維持をもた
らす。

定電流源４１は、例示として示したものであつ
て、本発明は、これに限定されるものではない。
当業界において公知ないかなる定電流源も用いう
る。使用の際35−50オーム可変抵抗を短絡状態で
40ミリアンペアに調節することにより、12個の発
光ダイオードを40ミリアンペアの電流で24ボルト
直流電源から直列に通電しうる。増幅器は、市販
のCA−3085Aを用いる。