(57)【要約】【課題】長尺状物のたるみ量検出装置において、長尺状物の表面を傷つけることなく、かつ安価で適用範囲の広い構成を提供する。【解決手段】フェスツーンＦを挟んだ両側の一方に配置され、複数の第一の投光器Ｓ１２および第一の受光器Ｒ１２を鉛直方向で交互に並べる第一のセンサーポール１２と、フェスツーンＦを挟んだ両側の他方に配置され、複数の第一の投光器Ｓ１２と対をなす複数の第二の受光器Ｓ１３および複数の第一の受光器Ｒ１２と対をなす複数の第二の投光器Ｒ１３を鉛直方向で交互に並べる第二のセンサーポール１３とを備え、各投光器Ｓ１２，Ｓ１３および各受光器Ｒ１２，Ｒ１３からなる複数の光センサー１５を全て非作動にした状態から順次個別に作動させ、このとき信号光を受光しない光センサー１５の高さからフェスツーンＦのたるみ量を検出する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェスツーンの平面視で長尺状物が通過する方向と交差する交差方向で前記フェスツーンの下端部を挟んだ両側の一方に配置され、複数の第一の光センサー構成機器を鉛直方向で並べて有する第一のセンサー部と、
前記交差方向で前記長尺状物を挟んだ両側の他方に配置され、前記複数の第一の光センサー構成機器のそれぞれと対をなして複数の光センサーを構成する複数の第二の光センサー構成機器を鉛直方向で並べて有する第二のセンサー部と、
前記第一のセンサー部および第二のセンサー部の作動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、鉛直方向で並ぶ複数の光センサーを全て非作動にした状態から、又は前記複数の光センサーの一部を作動させた状態から、非作動状態にある複数の光センサーをその一部ずつ順次個別に作動させ、このとき信号光を受光しない光センサーの高さから前記フェスツーンのたるみ量を検出することを特徴とする長尺状物のたるみ量検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の長尺状物のたるみ量検出装置であって、
前記第一の光センサー構成機器が投光器および受光器の一方からなり、前記第二の光センサー構成機器が前記第一の光センサー構成機器と対をなす投光器又は受光器からなることを特徴とする長尺状物のたるみ量検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の長尺状物のたるみ量検出装置であって、
前記制御部が、前記複数の光センサーを全て作動させた状態で、信号光を受光しない受光器がある場合に、該受光器が故障していると判定する受光器故障診断を行うことを特徴とする長尺状物のたるみ量検出装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の長尺状物のたるみ量検出装置であって、
前記制御部が、前記各投光器を全て非作動にするとともに各受光器を全て作動させた状態から前記各投光器を順次個別に作動させ、このとき作動した投光器の信号光を前記各受光器の何れも受光しない場合に、該作動した投光器が故障していると判定する投光器故障診断を行うことを特徴とする長尺状物のたるみ量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺ホース等の製造時に用いる長尺状物のたるみ量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、補強糸等により耐圧性能を強化された長尺ホースを連続的に生産するような場合、前後工程のライン速度を同調化させるために途中で長尺ホースをたるませ、そのたるみ具合の変化を計測して前後工程のライン速度を自動調節するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−６４０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
長尺ホースのたるみ具合の計測に使われるものには、ダンサーロールと呼ばれるものがある。ダンサーロールは、その変位量を電気信号として取り出し、前後工程のライン速度の自動調整に使用する。
このようなダンサーロールの使用は、長尺ホースが加硫されて充分な強度がある場合は問題ないが、長尺ホースが加硫される前の段階ではダンサーロールにより未加硫ホースの表面を傷つけるおそれがある。
【０００５】
他方、ダンサーロールによらない光学的な手段として、レーザーセンサー等を用いたたるみ検出器もあるが、これはたるみの検出範囲が３００ｍｍ程度までと狭く、またレーザー光の届く距離も１ｍ程度までと短いため、長尺ホースの生産ラインによっては使用できなかった。また、レーザー式のものは、分解能が１〜１０μｍと、長尺ホースのたるみ量検出には不必要に高精度であって、その分高価であり、かつ回転鏡などを内蔵しているために温度変化や衝撃等に弱く、さらに粉塵などがある環境下や１００℃を越えるような高温雰囲気下では使えないなど、課題が多いのが実情である。
【０００６】
そこで本発明は、長尺状物のたるみ量検出装置において、長尺状物の表面を傷つけることなく、かつ安価で適用範囲の広い構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の解決手段として、本発明は、フェスツーンの平面視で長尺状物が通過する方向と交差する交差方向で前記フェスツーンの下端部を挟んだ両側の一方に配置され、複数の第一の光センサー構成機器を鉛直方向で並べて有する第一のセンサー部と、前記交差方向で前記長尺状物を挟んだ両側の他方に配置され、前記複数の第一の光センサー構成機器のそれぞれと対をなして複数の光センサーを構成する複数の第二の光センサー構成機器を鉛直方向で並べて有する第二のセンサー部と、前記第一のセンサー部および第二のセンサー部の作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、鉛直方向で並ぶ複数の光センサーを全て非作動にした状態から、又は前記複数の光センサーの一部のみを作動させた状態から、非作動状態にある複数の光センサーをその一部ずつ順次個別に作動させ、このとき信号光を受光しない光センサーの高さから前記フェスツーンのたるみ量を検出することを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前記第一の光センサー構成機器が投光器および受光器の一方からなり、前記第二の光センサー構成機器が前記第一の光センサー構成機器と対をなす投光器又は受光器からなる構成が考えられる。
本発明は、前記制御部が、前記複数の光センサーを全て作動させた状態で、信号光を受光しない受光器がある場合に、該受光器が故障していると判定する受光器故障診断を行うものであってもよい。
また、本発明は、前記制御部が、前記各投光器を全て非作動にするとともに各受光器を全て作動させた状態から前記各投光器を順次個別に作動させ、このとき作動した投光器の信号光を前記各受光器の何れも受光しない場合に、該作動した投光器が故障していると判定する投光器故障診断を行うものであってもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光センサーでフェスツーンの下端部の高さを検出することで、ダンサーロールを用いるような場合と比べて、長尺状物の表面を傷つけることなくそのたるみ量を計測できる。
そして、複数の光センサーを順次個別にＯＮ・ＯＦＦ作動させることで、一光センサーがその上下の光センサーの信号光の拡散分を受光してしまうことを防止し、長尺状物のたるみ量をより確実に計測できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における長尺状物であるワイヤーブレードホースを示す斜視図である。
【図２】上記ワイヤーブレードホースの製造工程におけるたるみ量検出装置を示す斜視図である。
【図３】上記たるみ量検出装置の一対のセンサーポールの作動を示すタイムチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のワイヤーブレードホースＨを、一部を破断除去して示した斜視図である。図中符号１は内面ゴム層を、符号２は内面ゴム層１の外周側に配設した内側補強層を、符号３は内側補強層２の外周に配設した接着ゴム層を、符号４は接着ゴム層３のさらに外周側に配設した外側補強層を、符号５は外側補強層４のさらに外周側に配設した外被ゴム層をそれぞれ示す。内側補強層２および外側補強層４は、それぞれ天然繊維、合成繊維、鋼線などを編組み成形してなる。ワイヤーブレードホースＨは、可撓性を有する補強ホースであり、例えば燃料ホース、液体ホース、潤滑ホースおよび作動油ホース等に用いられる。
【００１２】
ワイヤーブレードホースＨを製造する際には、まず、補強用繊維又は鋼線よりなる補強部材を所定パターンで編組みすることで、円筒状の内側補強層２を形成するとともに、この内側補強層２の内表面に、内面ゴム層１を押出成形する。
次いで、内面ゴム層１を有する内側補強層２の外表面に接着ゴム層３を形成し、併せて別途補強部材を編組みして成形した円筒状の外側補強層４の内表面に接着ゴム層３ひいては内側補強層２を接合する。
【００１３】
外側補強層４の内表面に内側補強層２を接合する際、内側補強層２、接着ゴム層３および外側補強層４を含む複合体は、外側補強層４の編組み成形速度より速い速度で引っ張られる。すると、外側補強層４が内側補強層２とともに長さ方向で伸張するとともに、両補強層２，４が径方向で収縮し、外側補強層４が接着ゴム層３を介して内側補強層２に圧着する。
【００１４】
図２に示すように、内側補強層編上機および外側補強層編上機（何れも不図示）の間には、内面ゴム層１および内側補強層２からなる二層構造の長尺ホースＨ’（長尺状物）のフェスツーン（festoon、たるみ）Ｆが形成される。このフェスツーンＦにより、前記内側補強層編上機および外側補強層編上機のホース送り速度を厳密に一致させることなく、ワイヤーブレードホースＨを製造することが可能となる。
【００１５】
前記内側補強層編上機および外側補強層編上機の間には、長尺ホースＨ’のたるみ量を検出するためのたるみ量検出センサー１１が配設される。たるみ量検出センサー１１は、ホース製造装置全体の運転を制御するシーケンサー（sequencer、制御部）９と協働して長尺ホースＨ’のたるみ量を検出する。シーケンサー９は、たるみ量検出センサー１１の検出情報に基づき、長尺ホースＨ’のたるみ量を略一定にするべく、前記内側補強層編上機および外側補強層編上機のホース送り速度を適宜調整する。
【００１６】
フェスツーンＦは、たるみ量検出工程の前後の搬送ロール８間で長尺ホースＨ’を自重により弛ませることで形成される。前記前後の搬送ロール８間の中央部には、フェスツーンＦの下端部（頂部）が位置し、この下端部をフェスツーンＦの平面視で長尺ホースＨ’の搬送方向と直交する方向（搬送直交方向）で挟み込むように、たるみ量検出センサー１１における一対のセンサーポール１２，１３が配置される。本出願では、図中左側のセンサーポール１２を第一のセンサーポール（第一のセンサー部）、図中右側のセンサーポール１３を第二のセンサーポール（第二のセンサー部）という。長尺ホースＨ’のたるみ量は、搬送ロール８で支持された部位とフェスツーンＦの下端部との間の鉛直方向の距離に相当する。
【００１７】
第一のセンサーポール１２には、第一の投光器Ｓ１２および第一の受光器Ｒ１２が鉛直方向に沿って所定ピッチで交互に並ぶように配置される。第二のセンサーポール１３には、第二の投光器Ｓ１３および第二の受光器１３Ｒが鉛直方向に沿って所定ピッチで交互に並ぶように配置される。
【００１８】
図２では、例えば第一のセンサーポール１２の最上段に第一の投光器Ｓ１２が配置され、この第一の投光器Ｓ１２と対をなす第二の受光器Ｒ１３が第二のセンサーポール１３の最上段に配置される。以下同様に、各センサーポール１２，１３間で対をなす投受光器が互い違いに配置される。各センサーポール１２，１３の投受光器は、対をなすもの同士で単一の光センサー１５を構成する。図中符号Ｊは各光センサー１５における投光器が発する信号光の水平な照射方向に沿う光軸を示す。第一の投光器Ｓ１２と第二の投光器Ｓ１３とは互いに同一構成であり、第一の受光器Ｒ１２と第二の受光器Ｒ１３とは互いに同一構成である。
【００１９】
各センサーポール１２，１３の投受光器の作動はシーケンサー９により制御される。各受光器Ｒ１２，Ｒ１３の受光検出信号はシーケンサー９に入力され、フェスツーンＦのたるみ量の検出に供される。複数の光センサー１５の何れかの光軸ＪをフェスツーンＦの中央部（下端部）が横断すると、この光センサー１５の投光器の信号光が同光センサー１５の受光器に受光されなくなる。シーケンサー９は、信号光の受光が遮断された光センサー１５の位置から、フェスツーンＦの下端部を検知し、もって長尺ホースＨ’のたるみ量を計測する。シーケンサー９は、長尺ホースＨ’のたるみ量の検出結果に基づき、前記内側補強層編上機および外側補強層編上機のホース送り速度を調整する。
【００２０】
たるみ量検出センサー１１およびシーケンサー９を含むたるみ量検出装置１０において、長尺ホースＨ’のたるみ量を検出する際には、まず、複数の光センサー１５を上から順に一つずつＯＮ・ＯＦＦ作動させ、何れの光センサー１５の信号光が遮断されるかに応じて、該光センサー１５の位置からフェスツーンＦの下端位置（ひいては長尺ホースＨ’のたるみ量）を検出する。
【００２１】
シーケンサー９による各センサーポール１２，１３の作動は、図３に示すタイムチャートのようになされる。すなわち、各光センサー１５の投光器を上から順にＳ１，Ｓ２，Ｓ３…ＳＮとすると、投光器Ｓ１はタイミングｔ１で発光（ＯＮ）し、タイミングｔ１’で消灯（ＯＦＦ）する。その後、投光器Ｓ２がタイミングｔ２で発光し、タイミングｔ２’で消灯する。以下同様に、投光器ＳＮの発光および消灯までが順次行われる。図３の投光器Ｓ１，Ｓ３はそれぞれ前記第一の投光器Ｓ１２に相当し、投光器Ｓ２は前記第二の投光器Ｓ１３に相当する。
【００２２】
このとき、発光した投光器と対になる受光器が信号光を受光したか否かに基づき、該投光器および受光器を含む光センサー１５の高さに長尺ホースＨ’の下端部があるか否かが判定される。
全光センサー１５の前記ＯＮ・ＯＦＦ作動は、例えば１００ｍｓｅｃ毎に繰り返し行われ、現在の長尺ホースＨ’の下端位置をリアルタイムで検出する。
【００２３】
光センサー１５の投光器の信号光は、光軸Ｊに対して５〜１０度の角度で拡散するため、特に複数の投光器が狭ピッチで並んで配置されるような場合には、長尺ホースＨ’の下端部を検出することが困難である。すなわち、一光センサー１５の光軸Ｊを長尺ホースＨ’の下端部が横断した場合、該光センサー１５の投光器の光はこれと対になる受光器には届かないが、該光センサー１５の上方又は下方に位置する光センサー１５の投光器の光の拡散分が届いてしまう。
【００２４】
この誤受光対策として、各センサーポール１２，１３では、投受光器を鉛直方向で交互に並ぶように配置しており、一光センサー１５の投光器の信号光をその一段上方または一段下方の光センサー１５の受光器が受光することを防止する。
【００２５】
しかし、複数の光センサー１５間の上下ピッチや両センサーポール１２，１３間の距離にもよるが、本実施形態では、投光器の信号光の拡散範囲で、一光センサー１５の投光器の信号光をその二段上方または二段下方の光センサー１５の受光器が受光してしまう。このため、単に全ての投受光器をＯＮ状態にしても、複数の光センサー１５の何れもフェスツーンＦの下端位置を検出できない。
【００２６】
そこで、本実施形態では、鉛直方向で並ぶ複数の光センサー１５を全てＯＦＦにした状態から順次個別にＯＮとし、このとき信号光を受光しない受光器を有する光センサー１５の高さからフェスツーンＦのたるみ量を検出する。このとき、複数の光センサー１５を上から順に一つずつＯＮ・ＯＦＦ作動させることで、一光センサー１５の受光器が対をなす投光器以外の投光器の信号光を受光しないようにしている。このような全光センサー１５を順次作動させる制御（一スキャン）を繰り返し行い、その検出結果をシーケンサー９に情報として蓄積することで、長尺ホースＨ’の現在の下端位置をリニアに検出可能となる。
【００２７】
本実施形態の構成によれば、フェスツーンＦの下端部の高さを検出することで、長尺ホースＨ’のたるみ量を計測できるとともに、各センサーポール１２，１３の投受光器を鉛直方向で交互に並べて配置することで、一光センサー１５の受光器が、該光センサー１５の一段上方または一段下方の光センサー１５の投光器の信号光の拡散分を受光してしまうことを防止できる。
そして、複数の光センサー１５を順次個別にＯＮ・ＯＦＦ作動させることで、一光センサー１５の受光器が、該光センサー１５の二段上方または二段下方の光センサー１５の投光器の信号光の拡散分を受光してしまうことも防止でき、長尺ホースＨ’のたるみ量を確実に計測できる。
【００２８】
また、本実施形態の構成によれば、たるみ量の検出範囲を光センサー１５の数の増減により自由に設定することができる。
さらに、信号光の届く距離は最大数十ｍまでと長いため、大型の生産ラインにも使用することができる。
【００２９】
また、本実施形態の構成によれば、光センサー１５をＯＮ・ＯＦＦ作動させる制御を行うのみでよく、フェスツーンＦを形成する環境が粉塵などがある環境下や１００℃を越えるような高温雰囲気下であっても、粉塵や熱の影響を受け難い数ｍ離れた位置に光センサー１５の投受光器を設置することができる。また、回転鏡のような機構が不要であり、温度変化や衝撃、振動等の影響を受け易い場所にも設置することができる。
【００３０】
ここで、たるみ量検出装置１０において、上下に並ぶ投受光器の何れかが故障した場合、長尺ホースＨ’によって信号光が遮られたものとシーケンサー９が誤認定をするおそれがある。そこで、たるみ量検出装置１０では、一スキャン毎もしくは数スキャン毎に自己故障診断を実行する。
【００３１】
自己故障診断の流れは、まず、全光センサー１５の投受光器を一旦同時にＯＮ状態とする。この状態では、仮に長尺ホースＨ’が一光センサー１５の光軸Ｊと重なる位置にあっても、二段上方または二段下方の光センサー１５の信号光の拡散により、これらの信号光を前記一光センサー１５の受光器が受光する。すなわち、全光センサー１５の受光器が全て信号光を受光する。このとき、信号光を受光しない受光器がある場合には、この受光器が故障していると判定できる。
【００３２】
次に、全光センサー１５の投光器を一旦ＯＦＦとした後、全光センサー１５の投光器を順次個別にＯＮ・ＯＦＦ作動させていく。このとき、全光センサー１５の受光器はＯＮとし、これらの内の何れかで前記ＯＮ・ＯＦＦ作動した投光器の信号光を受光可能としておく。すると、何れかの光センサー１５の信号光の光軸Ｊと重なる位置に長尺ホースＨ’があっても、この信号光の拡散により該信号光を他の光センサー１５の受光器が受光する。したがって、前記投光器のＯＮ・ＯＦＦ作動時に何れの受光器も信号光を受光しない場合には、このときの投光器が故障していると判定できる。
【００３３】
このような自己故障診断により、全光センサー１５が長尺ホースＨ’のたるみ量を正常に検出できるか否かを確認できる。また、投受光器の故障が検出された場合には、両センサーポール１２，１３のどちらの何番目のものが故障しているかを、シーケンサー９等を経由して外部に表示等により告知できる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、両センサーポール１２，１３が搬送方向との直交方向ではない所定角度の交差方向でフェスツーンＦを挟み込むように配置されてもよい。各センサーポール１２，１３に配置される投受光器の並びは交互に限らない。各センサーポール１２，１３の一方に投受光器の一方のみ、他方に投受光器の他方のみが配置されてもよい。
【００３５】
フェスツーンＦのたるみ量を検出する際、複数の光センサー１５を全て非作動にした状態から一つずつ順次個別に作動させる制御に限らず、例えば複数の光センサー１５のうちの最上段や最下段等の一部を独立して作動させた状態とし、これらを除く複数の光センサー１５を順次作動させる制御としたり、複数の光センサー１５を上から順にではなく順不同で順次作動させる制御としたり、誤受光しない程度に離れた複数の光センサー１５の組を一組ずつ順次個別に作動させる制御としてもよい。
【００３６】
たるみ量検出装置１０を適用する長尺状物は、二層構造の長尺ホースＨ’に限らず、さらに補強層の外表面を外層チューブで被覆した三層構造のホース等、種々の構成であってもよい。また、ホースに限らず例えば同軸ケーブル等の長尺状物であってもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｆ  フェスツーン
Ｈ’  長尺ホース（長尺状物）
Ｓ１２  第一の投光器（第一の光センサー構成機器）
Ｓ１３  第二の投光器（第二の光センサー構成機器）
Ｒ１２  第一の受光器（第一の光センサー構成機器）
Ｒ１３  第二の受光器（第二の光センサー構成機器）
９  シーケンサー（制御部）
１２  第一のセンサーポール（第一のセンサー部）
１３  第二のセンサーポール（第二のセンサー部）
１５  光センサー
【図１】
2013231690.tif 000003
【図２】
2013231690.tif 000004
【図３】
2013231690.tif 000005