(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動中のウェブ端部を検出するために使用される位置検出機構であって、
該位置検出機構が、
前記被測定対象に向けて可視光線を放出する発光手段と、
該発光手段が放出した可視光線を、前記ウェブが通過する位置において、円形断面の光線となるように調整する調整手段とを備えており、
前記ウェブには、前記光線の一部が照射されており、
前記ウェブの端部を検出するための基準位置が、該ウェブが通過する位置における前記光線の断面中心を通る位置であり、
該ウェブが通過する位置における前記光線の断面は、
前記基準位置から前記ウェブ端部がズレると、このズレに起因する該ウェブに写されている可視光線像の形状の変化を作業者が視認できる形状、かつ、該可視光線像の形状の変化に基づいて前記基準位置に対する前記ウェブ端部のズレを作業者が視認しうる大きさに調整されている
ことを特徴とする位置検出機構。
【請求項２】
前記発光手段が、発光ダイオードである
ことを特徴とする請求項１記載の位置検出機構。
【請求項３】
移動中のウェブ端部に向けて信号を放出する発信手段と、該発信手段から放出された信号を受信する受信手段とを備え、前記発信手段から放出された信号のうち、前記受信手段が受信する信号の量によってウェブ端部の位置を検出するセンサであり、
該センサが、
請求項１または２記載の位置検出機構を備えている
ことを特徴とする位置検出センサ。
【請求項４】
前記発信手段が、前記位置検出機構として機能するものである
ことを特徴とする請求項３記載の位置検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、位置検出機構および位置検出センサに関する。紙、不織布、フィルム、鋼板等の帯状とされた素材（以下、ウエブという）の製造ラインや所要の加工ラインにおいて、ウエブの走行時には、ローラの不釣り合いや、リールの芯ずれなどに起因してウエブが蛇行を生じる場合があり、かかるウエブの蛇行は、生産速度の低下や不良品の発生などを生じさせる原因となる。このため、かかるウエブの走行時における蛇行を適正に修正する装置として、ウエブガイド装置が知られており、かかるウエブガイド装置では、搬送されるウエブ幅方向の端部の位置を検出して、検出された位置の基準位置からのズレに応じてウエブの走行を調整している。したがって、ウエブ幅方向の端部の位置を正確に検出することが、ウエブの蛇行の調整に重要である。
本発明は、かかるウエブ幅方向の端部の位置検出に使用される位置検出機構および位置検出センサに関する。
【背景技術】
ウエブの幅方向の端部を検出する装置として、赤外線等の光線をウエブに照射する光源と、ウエブを透過した光やウエブで発射した光を検出する光検出センサを備えた位置検出装置が開示されている（特許文献１，２：従来例１，２）。従来例１，２の装置では、光源から照射された光のうち、光検出センサによって検出される光量を検出し、その光量の変化によってウエブ幅方向の端部の移動を判断している。
かかる装置では、ウエブ幅方向の端部の移動を判断する基準は、ウエブが基準位置に配置されている状態における光検出センサが検出する光量であるから、作業開始前に、基準となる光量を設定するセンサ較正作業が必要である。具体的には、ウエをが基準位置を合わせた状態で、光検出センサの基準位置、例えば、光検出センサの中心をウエブの幅方向の端部に合わせ、その状態で光検出センサに光量を測定させることによって、基準となる光量を設定する。
しかるに、従来は、光検出センサの中心をウエブ基準位置に合わせる作業は、作業者が光検出センサに差しを当てて、差しの目盛りに基づいて光検出センサの中心とウエブの幅方向の端部とが一致するように調整していたため、差しを当てる位置のズレによる誤差が大きく、また、作業者による個人差が大きくなっており、作業の正確性に問題があった。
また、一つのウエブが搬送される製造ラインであっても、位置検出装置はウエブの両側にウエブの搬送方向に沿って複数個設けられているが、全ての位置検出装置についてセンサ較正作業を行わなければならないため、センサ較正作業にかかる手間と時間が大きく、作業能率が低下するという問題があった。
さらに、ウエブ搬送作業中において、振動等によって光検出センサが移動して、光検出センサの中心とウエブ基準位置におけるウエブの幅方向の端部との相対的な位置にズレが生じる場合があるが、このズレは作業者が目視にて確認しなければならない。この場合も、センサ較正作業と同様に光検出センサに差しを当ててズレの有無を確認しなければならず、ウエブを搬送させたまま作業を行うため、センサ較正作業よりもさらに手間と時間がかかっていた。
【特許文献１】
特開平７−１０３３４号
【特許文献２】
特開平１１−２８２１４３号
【発明の開示】
【発明の目的】
本発明は上記事情に鑑み、センサ較正作業が容易にでき、しかも、センサの基準位置と非測定対象のズレを容易に確認できる位置検出機構および位置検出センサを提供することを目的とする。
【発明の構成】
第１発明の位置検出機構は、移動中のウェブ端部を検出するために使用される位置検出機構であって、該位置検出機構が、前記被測定対象に向けて可視光線を放出する発光手段と、該発光手段が放出した可視光線を、前記ウェブが通過する位置において、円形断面の光線となるように調整する調整手段とを備えており、前記ウェブには、前記光線の一部が照射されており、前記ウェブの端部を検出するための基準位置が、該ウェブが通過する位置における前記光線の断面中心を通る位置であり、該ウェブが通過する位置における前記光線の断面は、前記基準位置から前記ウェブ端部がズレると、このズレに起因する該ウェブに写されている可視光線像の形状の変化を作業者が視認できる形状、かつ、該可視光線像の形状の変化に基づいて前記基準位置に対する前記ウェブ端部のズレを作業者が視認しうる大きさに調整されていることを特徴とする。
第２発明の位置検出機構は、第１発明において、前記発光手段が、発光ダイオードであることを特徴とする。
第３発明の位置検出センサは、移動中のウェブ端部に向けて信号を放出する発信手段と、該発信手段から放出された信号を受信する受信手段とを備え、前記発信手段から放出された信号のうち、前記受信手段が受信する信号の量によってウェブ端部の位置を検出するセンサであり、該センサが、第１または第２記発明の位置検出機構を備えていることを特徴とする。
第４発明の位置検出機構は、第３発明において、前記発信手段が、前記位置検出機構として機能するものであることを特徴とする。
【発明の効果】
第１発明によれば、発光手段から照射される光が可視光線であるから、ウェブ上に照射された光の形状を作業者が視認することができる。すると、ウェブ上における光線の位置によって、作業者がウェブ端部の位置を確認することができる。しかも、調整手段によって、光線が、その断面形状が円形であって、かつ、その一部が被測定対象に照射された状態において基準位置からウェブ端部がズレると、可視光線像の形状の変化を作業者が視認しうる形状、大きさに形成されているから、その形状の変化に基づいて作業者がウェブ端部の位置のズレを確認することができる。このため、人が目視だけ、つまり、差し等の器具を用いなくてもウェブ端部の位置のズレを確認することができるから、位置確認が容易になるし、ウェブ端部が移動している場合においても位置確認を容易かつ安全に行うことができる。そして、位置検出センサ等に使用し、位置検出センサの基準位置をウェブが通過する位置における光線の断面の中心を通る位置とすれば、光線の断面形状が円形であるから、この基準位置とウェブ端部との相対的な位置のズレを、作業者がウエブ上の可視光線像を目視するだけで確認することができる。よって、位置検出センサとウェブ端部の位置合わせや位置検出センサの較正作業を容易かつ正確に行うことができる。
第２発明によれば、発光手段として発光ダイオードを使用するから、発光手段の寿命を長くすることができ、メンテナンスやランニング費用を抑えることができる。
第３発明によれば、位置検出センサの基準位置とウェブ端部との相対的な位置のズレを、作業者が目視だけで確認することができるから、位置検出センサとウェブ端部の位置合わせや位置検出センサの較正作業を容易かつ正確に行うことができる。
第４発明によれば、発信手段を位置検出機構として利用できるので、位置検出機構を特別に設ける必要がなく、装置の構造を簡単かつコンパクトにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
本発明の位置検出センサは、被測定対象の位置を検出するものであって、位置検出センサの基準位置に対する被測定対象のズレを容易に確認することができる位置検出機構を備えたことに特徴を有するものである。
被測定対象は、例えば、紙、不織布、フィルム、鋼板等が帯状になったウエブ等であるが、とくに、本実施形態の位置検出センサは、連続して搬送されるウエブにおけるその幅方向の端部の位置検出に適したものである。
以下では、本実施形態の位置検出センサを、ウエブの製造ライン等においてウエブの蛇行を防ぐウエブガイド装置に適用した例を、代表として説明する。
まず、本実施形態の位置検出センサを説明する前に、位置検出センサが取り付けられるウエブガイド装置を説明する。
図２は本実施形態の位置検出センサ１０が設けられたウエブガイド装置１の概略平面図である。図３は本実施形態の位置検出センサ１０が設けられたウエブガイド装置１の概略側面図である。図２および図３において、符号１は、ウエブの製造ライン等に設けられたウエブガイド装置を示しており、符号２は、ウエブガイド装置１のベースを示している。このベースの上面には、互いに平行な一対のローラ５，５が取り付けられた揺動フレーム４が揺動軸３を介して取り付けられている。そして、ベース２と揺動フレーム４との間には、揺動フレーム４を揺動軸３を支点として揺動させる揺動手段２０が設けられている。
また、図２および図３において、符号Ｗは、前記一対のローラ５，５に巻き掛けられたウエブを示している。このウエブＷは、その幅方向の中心が一対のローラ５，５の軸方向の中心と一致する位置（以下、ウエブ基準位置ＢＬという）に配置されるように、一対のローラ５，５に巻き掛けられている。このウエブＷの幅方向の両端部には、ウエブＷと接触しないように、本実施形態の位置検出センサ１０がそれぞれ設けられている。この位置検出センサ１０は、後述する光線ＢＭの軸がウエブＷの法線を含む面内に位置しかつその面内に光線ＢＭの軸を配置したまま移動できるように、センサ保持機構６によってベース２に対して取付けられている。
このため、ウエブＷが搬送中に幅方向（図４では左右方向）に移動すると、位置検出センサ１０がウエブＷの移動を検出し、図示しない制御装置によって揺動手段２０が作動される。すると、揺動フレーム４が揺動しウエブＷと一対のローラ５，５との間にはウエブＷの幅方向に沿った力が発生するので、ウエブＷをその幅方向に移動させることができ、ウエブＷをもとの位置、つまり、ウエブ基準位置ＢＬに戻すことができるのである。
つぎに、位置検出センサ１０を説明する。
図１は本実施形態の位置検出センサの概略説明図である。同図に示すように、本実施形態の位置検出センサ１０は、略コの字形のフレーム１１を備えており、このフレーム１１の先端部11a，11bの間に、前記ウエブＷを通過させるウエブ通路が形成されている。
このフレーム１１の先端部11a，11bには、ウエブ通路を挟むように、言い換えれば、ウエブ通路を通過するウエブＷを挟むように、それぞれ発信手段１２および受信手段１５が設けられている。
発信手段１２は、ウエブＷに向けて光を放出する発光手段１３と、発光手段１３から放出された光をウエブＷが通過する位置において所定の断面形状の光線ＢＭに調整する調整手段１４とから構成されている。
前記発光手段１３は、例えば、発光ダイオード等の可視光線を放出することができる発光体である。なお、発光手段１３は、可視光線を放出することができるものであればとくに限定はないが、発光ダイオードを使用すれば、消費電力を少なくすることができ発光手段の寿命も長くすることができるから、メンテナンス費用やランニングコストを抑えることができる。
調整手段１４は、発光手段１３から放出された光を集光して断面略円形の光線ＢＭとするレンズ等である。なお、調整手段１４はレンズに限られず、発光手段１３から放出された光を、ウエブＷが通過する位置において所定の断面形状を有する光線ＢＭに調整することができるものであればよく、単なるガラス等の光透過性を有するプレートでもよいが、レンズとすれば、光線ＢＭがウエブＷに照射されたときに、ウエブＷで反射する光の強度を強くすることができるので、好適である。
さらになお、ウエブＷが通過する位置における光線ＢＭの断面積も特に限定されないが、ウエブＷに光線ＢＭが照射されたときにウエブＷ上に形成される光線ＢＭの可視光線像ＬＡ（以下、単に可視光線像ＬＡという）によって光線ＢＭの断面形状が視認でき、かつ、光線ＢＭの一部のみがウエブＷに照射された場合において、ウエブＷ上に照射されている光線ＢＭの一部の形状を視認できる程度の断面積が好適である。
例えば、図１（Ｂ）に示すように、光線ＢＭの断面形状が円形である場合には、ウエブＷの幅方向の端部ＷＥが光線ＢＭの断面中心に位置するときには、可視光線像ＬＡが半円形であることが視認でき、ウエブＷの幅方向の端部ＷＥが光線ＢＭの断面中心からずれたときには、可視光線像ＬＡが半円形よりも大きくなっているまたは小さくなっていることを視認できる程度の断面積が好適である。
一方、受信手段１５は、前記発光手段１３から放出された光線ＢＭを透過する、例えばレンズや光透過性プレートなどの受光部材１６と、この受光部材１６を透過した光線ＢＭの光量を検出する、例えば、光電管等の光検出器１７から構成されている。
このため、ウエブＷがウエブ基準位置ＢＬに配置された状態において、受信手段１５によって受信される光線ＢＭの一部がウエブＷによって遮られるように、位置検出センサ１０を配置すれば、ウエブＷがその幅方向に移動したときに、受信手段１５によって受信される光線ＢＭの光量を変化させることができる。すると、位置検出センサ１０が、受信する光量の増減によって、ウエブＷの幅方向のいずれの方向に移動したかを検出することができ、また、受信する光量の変化量によってどの位の長さだけウエブＷが移動したかを検出することができるのである。
ここで、位置検出センサ１０によるウエブＷの幅方向の移動は、ウエブＷの中心がウエブ基準位置ＢＬに配置されたときにおける受信手段１５が受信する光線ＢＭの光量（以下、基準光量という）に対する増減として認識されるため、ウエブＷの搬送を開始する前に、基準光量を設定するセンサ較正作業が必要である。
センサ較正作業において、基準光量を設定するときには、位置検出センサ１０の基準位置と、ウエブＷがウエブ基準位置ＢＬに配置されたときにおけるウエブＷの幅方向の端部ＷＥの位置を合わせる必要がある。そして、この位置合わせが基準光量の設定の精度、言い換えれば、位置検出センサ１０によるウエブＷのウエブ基準位置ＢＬからのズレを検出する検出精度に影響を与えるため重要である。
以下に、本実施形態の位置検出センサ１０によるセンサ較正作業を説明する。
なお、位置検出センサ１０の基準位置を、発信手段１２の中心と受信手段１５の中心を結ぶ中心線ＣＬとして説明する。
まず、位置検出センサ１０は、発信手段１２から断面が円形の光線ＢＭをウエブＷに向けて放出すると、ウエブＷ上には光線ＢＭの可視光線像ＬＡが形成される。発信手段１２から照射される光は可視光線であるから、ウエブＷ上の可視光線像ＬＡを作業者が視認することができる。そして、ウエブＷの幅方向の端部ＷＥが中心線ＣＬ上に位置する場合には、可視光線像ＬＡの形状は半円形となるから、ウエブＷの幅方向の端部ＷＥが位置検出センサ１０の基準位置と一致していることが確認できる。
一方、可視光線像ＬＡが半円形となっていない場合には、センサ保持機構６によって位置検出センサ１０を移動させて、可視光線像ＬＡの形状が半円形となるように調整すれば、ウエブＷの幅方向の端部ＷＥを位置検出センサ１０の基準位置と一致させることができる。
したがって、本実施形態の位置検出センサ１０によれば、発信手段１２の発光手段１３から放出される光線ＢＭが可視光線であり、ウエブＷ上に形成される光線ＢＭの可視光線像ＬＡの形状を作業者が視認することができるから、光線ＢＭの断面形状に対する可視光線像ＬＡの形状との相違を目視するだけで、位置検出センサ１０の基準位置とウエブＷの幅方向の端部ＷＥとの相対的な位置のズレを確認することができる。よって、位置検出センサ１０の基準位置とウエブＷの幅方向の端部ＷＥの位置合わせを簡単に行うことができるから、位置検出センサ１０の較正作業を容易かつ正確に行うことができる。
また、可視光線像ＬＡの形状を作業者が目視するだけで、ウエブＷの幅方向の端部ＷＥと位置検出センサ１０の基準位置との相対的な位置を確認することができるから、ウエブＷが移動している場合であっても、ウエブ基準位置ＢＬにおけるウエブＷの幅方向の端部ＷＥに対して、位置検出センサ１０の基準位置のズレの有無を容易かつ安全に確認することができる。
上記の発信手段１２が特許請求の範囲にいう位置検出機構に該当し、位置検出センサ１０の発信手段１２が位置検出機構として機能するから、位置検出機構を特別に設ける必要がなく、位置検出センサ１０の構造を簡単かつコンパクトにすることができる。
なお、位置検出センサが、ウエブＷの位置を可視光線以外の信号を利用して検出するセンサである場合、例えば、位置検出センサが音響センサやエアセンサ等の場合には、上記の発信手段１２と同様の構成を有する位置検出機構を上記センサに設ければ、ウエブＷの幅方向の端部ＷＥとセンサの基準位置との位置合わせを簡単にできるし、また、ウエブＷの幅方向の端部ＷＥとセンサの基準位置のズレを容易かつ安全に確認することができる。
【産業上の利用可能性】
本発明の位置検出機構および位置検出センサは、ウエブガイド装置に使用するウエブ幅方向の端部の位置検出に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の位置検出センサ１０の概略説明図である。
【図２】本実施形態の位置検出センサ１０が設けられたウエブガイド装置１の概略平面図である。
【図３】本実施形態の位置検出センサ１０が設けられたウエブガイド装置１の概略側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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