JP3705359B2

JP3705359B2 - 断線検知装置

Info

Publication number: JP3705359B2
Application number: JP2001393922A
Authority: JP
Inventors: 信之竹本; 康介竹本
Original assignee: 信之竹本; 有限会社エフ・エー電子
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP2003192233A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は線材や帯材やシート材等の移動動作と断線を同時に検知できる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から糸やワイヤー等の線材、または、帯や紙やフィルム等のシート材を巻いた一方のボビンから、他方のボビンに巻き替えたり、製造された、または、製造する線材又はシート材をボビンに巻き取ったり、巻き戻したりする時に、線材又はシート材の送りを監視するために、センサーがその搬送経路途中に配置されている。
この移動される線材等の断線を検知する最も単純なものとして、リミットスイッチがあり、このリミットスイッチは線材を押圧している時にＯＮとなり、線材が切断してなくなるとＯＦＦとなるものである。
また、線材のガイドローラの回転部に回転数センサーを配置して、回転数が一定値以下、つまり、送り速度が異常に低くなると断線したと判断するようにしていた。例えば実開平２−４５４８７の技術である。その他、線材の移動経路途中に近接センサーを配置して、線材の有無を検知する技術もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の技術で断線を検知する構成では、リミットスイッチを用いる場合には、巻き付いたり押圧されていると確実な断線が検知できない。また、回転ローラ型の技術では、その動作周期にのみ着目する装置であったために慣性等による応答の遅れがあった。つまり、線材の場合において、断線等の異常が発生すると、線材の回転を検知する回転ローラとの間の接触圧がなくなるが、回転ローラはしばらくの間それ自身が有する慣性によって回転を続ける。このことは摩擦抵抗の小さい良好な回転ローラほど回転を続ける時間は長くなり、回転速度の低下も小さい。更に、撚合装置や巻取装置等では、張力変動が発生しているために回転数にも多少変化が生じているため、断線してから回転数センサーにより断線と判断するまでに応答遅れが発生する。この応答遅れの間、繰り出し装置や巻取り装置は駆動され続けることになり、その線材が散乱したり、絡んだりする原因となって、不具合が生じていた。また、電線等の撚合装置においては断線した線が不足したまま撚合装置に巻き込まれるので、修正が煩雑となっていた。
さらに、標準的に利用されているリミットスイッチ等での断線検知では、接点不良や正常な状態を保持したまま断線する可能性があるため確実な断線検知ができない。撚合装置等においては撚るべき線のうち１本でも欠損すれば製品としては不良品となるため、断線を検知できずに生産を継続したことによる損害は莫大なものになる。
そこで、本発明は線材の移動を検知するとともに、断線が生じると応答遅れが極小となるような検知装置を提供しようとする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の手段を説明する。即ち、請求項１の如く、線材等の移動材の搬送経路途中に、回転ローラが前記線材等の移動とともに回転するように接触付勢して配置し、該回転ローラの回転を検知する手段と、その回転ローラの位置変位を検知する手段を同一部材で構成し、前記線材等の移動と断線を検知可能としたものである。
【０００５】
また、請求項２の如く、前記回転ローラの支持部をバネ材で構成し、前記回転ローラに線材等の移動に伴う圧力がバネ材に生じているときのみ回転信号を検知するようにしたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の第一実施例の断線検知装置の正面図、図２は第二実施例の断線検知装置の正面図、図３は第三実施例の断線検知装置の側面図、図４は同じく正面図、図５は第四実施例の断線検知装置の正面図、図６は同じく側面図である。
【０００７】
図１において被検知物として線材の場合について説明する。本発明の断線検知装置は、一方、例えば繰出ボビンから、他方、例えば巻取りボビンへ搬送される線材１の搬送経路途中にガイドプーリー２とガイドプーリー３が配設されて、該ガイドプーリー２とガイドプーリー３の間に回転ローラ４が配置されて、このガイドプーリー２・３と回転ローラー４によって線材１がガイドされる。
【０００８】
該回転ローラ４はウエイトダンサの一部を構成しており、この回転ローラ４はアーム５の先端に回転自在に枢支され、該アーム５の中途部は枢支軸６によってフレーム７に回転自在に枢支され、アーム５の他端にはウエイト９が挿入されて、ナット１０・１０によって位置調整可能に固定できるようにしている。但し、前記ウエイトの代わりにバネ１５で引っ張り、該バネ１５の他端を位置調整するように構成することもできる。そして、前記枢支軸６に角度センサー１１を設けて、アーム５の角度を検出し、その検出値をコントローラ１２に入力している。従って、前記ウエイト９の位置を調節することによって、テコの原理によって、線材１の搬送時の張力を調整でき、また、線材１を搬送する時に張力変動があると上下動するが、その上下動を角度センサー１１によって検知して、コントローラ１２によって回転ローラ４の位置が一定となるように、巻取り用のモーター１９を駆動して、張力が一定となるように制御してる。
【０００９】
そして、本発明の要部である線材１の断線と移動を検知するために前記回転ローラ４が検知装置の一部として利用されている。つまり、回転ローラ４の外周または外周の側面には磁石１３・１３・・・が一定間隔をおいて設けられ、または一つ設けられ、該回転ローラ４の側方又は下方のアーム５の回転に邪魔にならない位置に、前記磁石１３と対向するようにホール素子または磁気抵抗素子等からなる磁気検出センサー１４を配置して、磁石１３の回転を検知して、線材が断線したときには磁石１３の偏位を検知するようにしている。但し、前記角度センサー１１を廃止してウエイトダンサを構成せず、張力制御を行わず、単に、移動と断線を検知するのみに使用する構成とすることもできる。
【００１０】
このような構成において、線材１が搬送されていると、ウエイト９の重量（又はバネ１５の付勢力）によって押さえつけられた回転ローラ４が回転して、磁気検出センサー１４が磁石１３の通過を検知して、パルス状の入力がコントローラ１２に入力され、線材１が移動していることを検知する。そして、このパルス数をカウントすることによりコントローラ１２で移動速度が演算される。そして、断線が生じると、回転ローラ４は押さえるものがなくなってウエイト９の自重によってアーム５が回動して、回転ローラ４が上方へ移動し、磁気検出センサー１４と対向する位置から磁石１３が離れてコントローラ１２への入力がなくなり、断線として検知する。このとき、前記回転ローラ４のアーム５の支持部の角度を角度センサー１１で検知しているので、前記回転ローラ４に線材１等の移動に伴う圧力がバネ材に生じているときのみ回転信号を検知してコントローラ１２に入力しおり、断線するとアーム５はウエイト９の重さ（またはバネ１５のバネ力）で上方に回動して、その角度は設定角度以上となり断線として検知して警報を発し、または、モーター１９を停止させるのである。なお、回転ローラ４は慣性で回転するが磁気検出センサー１４はその回転を検知できないので、速やかに断線であると検知できる。従って両センサーの値により確実に断線であることが判る。
【００１１】
また、移動と断線を検知するために磁石１３と磁気検出センサー１４を用いる代わりに光センサーを用いることも可能であり、例えば、反射型の場合には回転ローラ４の外周又は側面に一定間隔をおいて同じ大きさの反射板を設け、該反射板に対向して発光素子と受光素子を配置して、反射板で反射された光を検知して、移動と断線を検知するようにできる。また、透過型の場合には、回転ローラ４の側面に一つまたは一定間隔をあけて同じ大きさの開口部を設け、その両側に発光素子と受光素子を配置して、開口部を透過した光を検知することで、移動と断線を検知するように構成できる。
【００１２】
また、回転ローラ４の材質と異なる材質の部材を等間隔で外周に配置して、その異なる部材を検知することで移動と断線を検知するように構成することもでき、例えば、合成樹脂等の絶縁体で回転ローラ４を構成し、その回転ローラ４に同じ大きさの金属を一定間隔をおいて埋め込んで、この金属を容量型または高周波型のセンサーで金属を検知するように構成することもできる。また、回転ローラの形状を変更して、例えば、歯車状に構成して、その突起を近接センサーで検知して移動と断線を検知するようにも構成できる。
【００１３】
また、断線と移動の検知センサーは二つのセンサーを組み合わせても構成でき、例えば、図２に示す第二実施例の断線検知装置は、回転ローラ４をフレーム７によって回転自在に支持し、該フレーム７をバネ１６によって付勢して、回転ローラ４が線材１に押し付けるように構成し、該フレーム７とバネ１６の間には圧力センサー１７を配置して、線材１への押し付け圧力を検知し、コントローラ１２にその圧力を入力して、巻取り用のモーター１９を駆動して、張力が一定となるように制御してる。また、該回転ローラ４の回転は磁気検出センサー１４または近接センサー等を用いて磁石１３をカウントして移動を検知できるようにし、断線が生じると押し付ける圧力が開放されて、圧力センサー１７の値が極端に小さくなり、断線を検知するようにしている。
【００１４】
こうして、前記回転ローラ４の支持部となるフレーム７をバネ１６で付勢し、前記回転ローラ４に線材等の移動に伴う圧力がに生じているときのみ回転信号を検知するようにし、圧力が減少し圧力センサー１７からの信号が小さくなり、磁気検出センサー１４からの信号もなくなると、断線と判断するのである。尚、回転数を検知するために回転軸にロータリエンコーダを配置する構成としてもよく、また、圧力センサーの代わりに、断線したときに回転ローラが上昇する位置に位置センサーを設けるように構成することもできる。
【００１５】
また、図３、図４の如く構成することもできる。
即ち、第三実施例の断線検知装置は、回転ローラ４が支持軸２５に回転自在に支持され、該支持軸２５はバネ２４によって上方に引っ張られるように付勢している。前記回転ローラ４の外周側面には磁石２２が付設されて、線材１が移動しているときに回転ローラ４が下降した位置の磁石２２側方に磁気検出センサー１４が配置されている。
また、線材１移動時における線材１の位置（有無）を検出するセンサー２６がバネ２４による付勢方向と反対方向（または側方）に配置されている。該センサー２６及び前記磁気検出センサー１４はＡＮＤ回路２７（またはコントローラ１２）に接続されている。
【００１６】
このような構成において、通常の巻取り等の作業においては、線材１は回転ローラ４をバネ２４に抗して下方に引っ張り、回転ローラ４の回転は磁気検出センサー１４により検知され、線材１の搬送速度も検知している。そして、線材１の有無をセンサー２６により検知している。線材１が断線すると、回転ローラ４はバネ２４の付勢力により上昇し、磁気検出センサー１４は磁石２２を検出することができず、センサー２６も線材１を検出することができず、断線であることが判る。また、例えば、線材１の張力が変動して回転数が変化しても、センサー２６により線材１を検知していると断線でないことが判る。また、断線してセンサー２６上に線材１が位置しても、回転ローラ４はバネ２４により持ち上げられるので、磁気検出センサー１４は検知できないので、ＡＮＤ回路２７より断線であることを出力する。また、回転ローラ４が引っ掛かり、慣性で回転していても、センサー２６は線材１を検知しないので断線であることが判る。よって、二重に線材１を検知しているので、確実に、かつ、迅速に断線を検知することができるのである。
【００１７】
次に、第四実施例の断線検知装置を図５、図６より説明する。
側面視略三角形状の基台３０の一つの斜面３０ａに、斜面３０ａよりも一段低く形成した段差斜面３０ｂが形成され、該斜面３０ａに板バネ３１の一端が固定されて、他端を斜面３０ａに沿って上方へ延出して、撓むことを可能としている。該板バネ３１の中途部にはバネ圧調整用のボルト３３が貫通されて基台３０に螺装さている。該ボルト３３の頭部が板バネ３１に当接して回動量が規制されている。該板バネ３１の他端には凹部３１ａを形成し、該凹部３１ａに支持軸３２を横架し、回転ローラ４を回転自在に支持し、該回転ローラ４を前記凹部３１ａ内に収納している。該回転ローラ４の外周側面には磁石１３が貼設されている。一方、基台３０の上側部より斜め上方に支持ステー３４が突設され、該支持ステー３４の先端に磁気検知センサー１４が配置され、コントローラ１２と接続されている。
【００１８】
このように構成することにより、線材１を移動させているときには、その移動に伴う圧力により板バネ３１が曲げられて回転ローラ４は下方に付勢され、磁石１３の回転軌跡が磁気検知センサー１４の側方に位置し、回転数が検知されて線材の移動速度が検出される。そして、断線すると回転ローラ４を押さえる力がなくなるので、板バネ３１の付勢力により回転ローラ１４は上方へ回動して、磁石１３の回転軌跡が磁気検知センサー１４の側方位置から離れ、磁気検知センサー１４は磁石を検知することができなくなり、断線であることが判るのである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏するのである。即ち、請求項１野如く、線材等の移動材の搬送経路途中に、回転ローラが前記線材等の移動とともに回転するように接触付勢して配置し、該回転ローラの回転を検知する手段と、その回転ローラの位置変位を検知する手段を同一部材で構成し、前記線材等の移動と断線を検知可能としたので、構成が簡単となり、安価に断線検知装置を構成できる。また、線材またはシート材を搬送する経路に本発明の断線検知装置を配設するだけで、線材又はシート材の移動と断線が検出できるようになり、その断線は瞬時に検知できるようになり、応答遅れが短く、送りの停止等の処置が速やかに行えるようになる。そして、断線検知装置はウエイトダンサと共用できるので、付加価値を増すことができる。
【００２０】
また、請求項２の如く、前記回転ローラの支持部をバネ材で構成し、前記回転ローラに線材等の移動に伴う圧力がバネ材に生じているときのみ回転信号を検知するようにしたので、線材ガ切断するとバネ材のバネ力で回転ローラは元の位置に戻り、回転信号が得られなくなり、線材の移動と切断が同時に検知できるとともに、支持材がバネで構成されているため、支持構成を簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例の断線検知装置の正面図である。
【図２】第二実施例の断線検知装置の正面図である。
【図３】第三実施例の断線検知装置の側面図である。
【図４】同じく正面図である。
【図５】第四実施例の断線検知装置の正面図である。
【図６】同じく側面図である。
【符号の説明】
１線材
４回転ローラ
１２コントローラ
１３磁石
１４磁気検出センサー

Claims

線材等の移動材の搬送経路途中に、回転ローラが前記線材等の移動とともに回転するように接触付勢して配置し、該回転ローラの回転を検知する手段と、その回転ローラの位置変位を検知する手段を同一部材で構成し、前記線材等の移動と断線を検知可能としたことを特徴とする断線検知装置。
前記回転ローラの支持部をバネ材で構成し、前記回転ローラに線材等の移動に伴う圧力がバネ材に生じているときのみ回転信号を検知するようにしたことを特徴とする請求項１記載の断線検知装置。