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【発明の名称】 異物検出装置
【発明者】 【氏名】松本 光謹
【住所又は居所】東京都千代田区大手町二丁目6番2号 三菱電機エンジニアリング株式会社内

【要約】 【課題】繊維材料中の異物を検出できる異物検出装置の提供。

【解決手段】適度な厚みに整えられた被検査繊維材料を移送させる移送体を有する繊維材料移送手段と、前記被検査繊維材料と平行移動させながら被検査繊維材料中に検査針を挿し抜き自在に挿し込ませる検査針挿込手段と、挿し込まれた前記検査針に引っ掛かって挿込方向へ押しやられる異物に絡んだ繊維材料部分が当該被検査繊維材料表面から隆起したことを検出する隆起検出手段とを備えている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】 適度な厚みに整えられた被検査繊維材料を移送させる移送体を有する繊維材料移送手段と、前記被検査繊維材料と平行移動させながら被検査繊維材料中に検査針を挿し抜き自在に挿し込ませる検査針挿込手段と、挿し込まれた前記検査針に引っ掛かって挿込方向へ押しやられる異物に絡んだ繊維材料部分が当該被検査繊維材料表面から隆起したことを検出する隆起検出手段とを備えたことを特徴とする異物検出装置。
【請求項2】 隆起検出手段は、移送される被検査繊維材料の表面上を光が通過するよう配置された投光器と受光器とから成る光センサであることを特徴とする請求項1に記載の異物検出装置。
【請求項3】 検査針挿込手段は、移送される被検査繊維材料の底面側から表面側に向けて挿し抜き自在な検査針を有し、当該検査針の針基板に設けた被案内部材を起伏が設けられた昇降用循環誘導路上を走らせて、検査針を挿し抜き動作させること特徴とする請求項1または請求項2に記載の異物検出装置。
【請求項4】 繊維材料移送手段の移送体は、幅方向に延在させたプレート部材を長手方向に多数連結して構成され、前記各プレート部材の裏面側に設けた昇降ガイド部材によって検査針の挿し抜き方向を案内させることを特徴とする請求項3に記載の異物検出装置。
【請求項5】 繊維材料移送手段の移送体は、多数のリンク部材が連結されて構成された一対の循環チェーンを幅方向に相対させて平行に有し、両循環チェーンの各リンク部材間毎に各々プレート部材を固定すると共に、前記各循環チェーンに沿って延在させたチェーンガイド部材に、前記リンク部材に軸受させた被案内部材を走行させて、前記循環チェーンを周回させることを特徴とする請求項4に記載の異物検出装置。
【請求項6】 隣合うプレート部材間にはプレート部材間隙を覆う防塵部材を介在させたことを特徴とする請求項4または請求項5に記載の異物検出装置。
【請求項7】 各プレート部材を支承する昇降ガイド部材の下端に設けた被案内部材を安定用誘導循環路上に走らせることを特徴とする請求項4から請求項6に記載の異物検出装置。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、開俵された原綿・羊毛等の繊維材料の中に混入している異物を除去するための異物検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】開俵機にて開俵されて取り出された繊維材料(以下、被検査繊維材料ともいう)の中には、織物片、バンド紐、箔片、木片、竹棒等(以下、異物ともいう)が混入しているため、紡績準備機械としての混打綿機においては異物の検出および除去が行われている。例えば、特開平10−96124号の「紡績準備装置における異物検出および評価装置並びに方法」によれば、前段の開俵機によって繊維俵から取出された繊維材料内の異物を検出するために、CCDカメラと画像処理装置とによって、開繊された繊維材料の明度、色、汚れ度等に基づいて異物を検出する技術が開示されている。
【0003】また、特開平5−25713号の「混打綿工程の異物検出装置」によれば、カラーセンサとCCDカメラおよび画像処理装置とを用いて異物を検出する技術が開示されている。さらに、特開平11−279846号の「紡績準備装置における、綿花の如き繊維材料を開繊する高速ローラで不純物を分離する装置」によれば、カラーカメラによって不純物の検出を行い、検出された不純物を送風空気流によって除去する技術が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技術は、何れも、光学的カメラを用いて異物を検出する装置であるため、被検査繊維材料の表面側にではなく、内部に、例えば被検査繊維材料の塊の置かれた底面側や中間層内に混入している異物の検出が難しい。また、被検査繊維材料の表面に不規則な凹凸面がある場合には、異物が表面側にあっても、異物と凹凸の区別ができず、光学的カメラを用いての異物の検出が困難となっていた。従って、従来の異物検出および除去においては、最終的には、目視による人為的な点検作業を行わざるを得なかった。しかし、目視点検では人為的ミスを避けることができず、後工程において、未検出の混入異物によって、機械や装置の損傷事故や製品品質の低下を招くなどの問題があった。
【0005】この発明は、上記課題の解消を目的として、被検査繊維材料の表面側だけでなく、内部に混入する異物をも容易に検出する異物検出装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、適度な厚みに整えられた被検査繊維材料を移送させる移送体を有する繊維材料移送手段と、前記被検査繊維材料と平行移動させながら被検査繊維材料中に検査針を挿し抜き自在に挿し込ませる検査針挿込手段と、挿し込まれた前記検査針に引っ掛かって挿込方向へ押しやられる異物に絡んだ繊維材料部分が当該被検査繊維材料表面から隆起したことを検出する隆起検出手段とを備えた構成である。
【0007】第2の発明は、第1の発明において、隆起検出手段は、移送される被検査繊維材料の表面上を光が通過するよう配置された投光器と受光器とから成る光センサである。
【0008】第3の発明は、第1または第2の発明において、検査針挿込手段は、移送される被検査繊維材料の底面側から表面側に向けて挿し抜き自在な検査針を有し、当該検査針の針基板に設けた被案内部材を起伏が設けられた昇降用循環誘導路上を走らせて、検査針を挿し抜き動作させる構成である。
【0009】第4の発明は、第3の発明において、繊維材料移送手段の移送体は、幅方向に延在させたプレート部材を長手方向に多数連結して構成され、前記各プレート部材の裏面側に設けた昇降ガイド部材によって検査針の挿し抜き方向を案内させる構成である。
【0010】第5の発明は、第4の発明において、繊維材料移送手段の移送体は、多数のリンク部材が連結されて構成された一対の循環チェーンを幅方向に相対させて平行に有し、両循環チェーンの各リンク部材間毎に各々プレート部材を固定すると共に、前記各循環チェーンに沿って延在させたチェーンガイド部材に、前記リンク部材に軸受させた被案内部材を走行させて、前記循環チェーンを周回させる構成である。
【0011】第6の発明は、第4または第5の発明において、隣合うプレート部材間にはプレート部材間隙を覆う防塵部材を介在させた構成である。
【0012】第7の発明は、第4から第6の発明において、各プレート部材を支承する昇降ガイド部材の下端に設けた被案内部材を安定用誘導循環路上に走らせる構成である。
【0013】
【発明の実施の形態】実施の形態1.実施の形態1の異物検出装置は、被検査繊維材料に混入している異物を検出するため、被検査繊維材料中に検査針を挿し抜き自在に挿し込んで、検査針に引っ掛かった異物をそのまま挿込方向へ押しやって、押しやられる異物に絡んだ繊維材料部分を被検査繊維材料の表面から隆起させることによって、異物の存在と所在部位とを検出する装置である。
【0014】以下、この実施の形態1を図1から図7に基づいて説明する。図1は、装置全体を示す側面図、図2は図1のA−A断面図、図3は繊維材料移送手段の側面図、図4は図3の一部拡大図、図5は検査針の配設状態を示す斜視図、図6は図5の検査針の配設状態を示す正面図、図7は図6の一部拡大図である。
【0015】図1において、1、2は被検査繊維材料3の搬送路を構成する搬送手段としてのコンベアであって、例えば、開俵機(図示せず)で開俵された被検査繊維材料3を、適度な厚み(例えば150mm程度)の帯状に整えた状態で、この帯の長手方向(この図ではX方向)に連続的に搬送して、混打綿機(図示せず)へと送りこむ。異物検出装置4は、このような開俵機(図示せず)と混打綿機(図示せず)との搬送路の途中に介在させて用いられる装置であり、この例では、搬送路を構成するコンベア1とコンベア2との間に配置されている。
【0016】図示の異物検出装置4は、適度の厚みの帯状に整えられた被検査繊維材料3を水平移送する移送体を有する繊維材料移送手段50と、この繊維材料移送手段50によって移送中の被検査繊維材料3に対して等速度にて平行移動しながら、所要数(多数)の検査針61を挿し抜き自在に挿し込む検査針挿込手段60と、検査針61に引っ掛かって挿込方向へ押しやられる異物31に絡んだ繊維材料部分32が被検査繊維材料3の表面から隆起したのを検出する隆起検出手段70とで構成されている。
【0017】図1および図2において、10は異物検出装置4全体が載置される機台、11は機台10の端部に配置された制御盤、12は電動機、13は機台10の上部に固定された表示灯で、電動機12の正常運転と異物検出に伴う異常停止等を表示する。また、14,14は機台10の上部に固定された側板であり、被検査繊維材料3はこの側板14,14間を幅方向として移送されて行く。
【0018】繊維材料移送手段50は、適宜間隔を置いて配置された一対のホイール51、52と、両ホイール51、52に掛けまわされた無端の移送体53とで構成され、無端の移送体53の上辺側がコンベア1とコンベア2との間に位置するよう異物検出装置4が設置されて、被検査繊維材料3の搬送路を構成している。無端の移送体53についてはさらに後述する。
【0019】検査針挿込手段60は、上記移送体53に対して所定間隔で設けられた循環移動体62、この例では、上記の繊維材料移送手段50を構成する一対のホイール51、52としてのスプロケットホイールに掛けまわされた循環移動体62と、この循環移動体62の外周面側に相互に適宜の間隔をあけて所要数(多数)植設された検査針61と、当該循環移動体62に伴って周回する検査針61を挿し抜き自在に挿し込み動作させる昇降用循環誘導路としての昇降規制軌道63とで構成されている。
【0020】昇降規制軌道63は、循環移動体62の針基板621(図5参照)に植設されている複数の検査針61(図示の例では4本)が、移送体53の裏面側から表面側に貫通して、移送体53に載せられて移動中の被検査繊維材料3の少なくとも表面側に針の先端が達するよう(以下、挿込動作という)、循環移動体62を移送体53の内周面側に次第に接近させて行く挿込軌道63aと、被検査繊維材料3の表面側に針の先端が達した状態(以下、挿込状態ともいう)を維持させるよう、循環移動体62を無端の移送体53の内周面側に次第に接近させた状態で当該移送体53と平行に延在させた維持軌道63bと、挿し込まれた検査針61を被検査繊維材料3から引き離すよう循環移動体62を移送体53の内周面側に次第に離間させ引抜動作させる引抜軌道63cとで構成されている。
【0021】このように、一対のホイール51、52の外径側に繊維材料移送手段50の無端の移送体53を、また、その内径側に検査針挿込手段60の循環移動体62を設けているので、移送体53と循環移動体62とは、同方向に略平行間隔を保って等速度にて周回(移送)する。なお、上記の昇降規制軌道63の区間では、移送体53に対してより正確には、挿込軌道63aでは次第に両者の間隔が縮まって行き、維持軌道63bでは接近した状態で平行移動するものの、再び、引抜軌道63cでは次第に両者の間隔が拡がって行く。
【0022】検査針61は、循環移動体62の外周表面に移送体53の内周面側へ向けて多数配設されている。検査針61相互の間隔は、検出したい異物31のサイズや形態に応じて適宜決定される。また、検査針61の長さは、被検査繊維材料3に挿し込こまれた際に、その先端(針先)が少なくとも被検査繊維材料3の表面に達する長さが必要である。従って、移送体53と循環移動体62との間隔は、上記の昇降規制軌道63a,63b,63c区間を除き、少なくとも、移送体53の表面から針先を露出させない間隔としてある。図2に示すように、この形態1では、帯状で移送される被検査繊維材料3の幅方向に検査針61が4本並んだ状態で、循環移動体62の外周面側に多数設けられている。
【0023】上記の移送体53や循環移動体62は、何れも、幅広の単なる帯状部材、例えばコンベアベルトを用いて構成してもよいが、この形態1では図3から図7に示すように構成されている。以下、これを説明する。先ず図3において、移送体53は、搬送路の幅方向に延在させた短冊状のプレート部材531を周回方向に多数並べ、各プレート部材531の両端側を各々循環チェーン532、532で連結し、さらに、各プレート部材531間には、間隙から塵埃が落下しないように防塵部材としての弾性防塵シート533で接続した構成としてある。
【0024】図4,図5において、移送体53は、その両縁側、すなわちその幅方向に相対して平行に設けられた一対の循環チェーン532、532が、ホイール52(51)としてのスプロケットホイールの歯部に係合して駆動される。繊維材料移送手段50の移送体53を構成する上記の循環チェーン532は、多数のリンク部材537が連結されて構成されており、両循環チェーン532間の対応する各リンク部材537,537間毎に各々プレート部材531が固定されている。
【0025】また、前記各循環チェーン532に沿って延在させたチェーンガイド部材534に、前記リンク部材537に被案内部材として軸受させたローラ542を走行させて、前記循環チェーン532を安定に周回運動させている。チェーンガイド部材534は、循環チェーン532を周回方向に案内するよう、2つのホイール51,52間に配設されている。また、539は、上記循環チェーン532よりも内径側に当該循環チェーン532と一定間隔を維持するように設けられた安定用循環誘導路であり、昇降ガイド部材535の下端側に設けられた被案内部材としてのコロ538を介して安定に周回するように支持しつつ誘導する。
【0026】他方、循環移動体62は、その幅方向に延在させた短冊状すなわちプレート状の針基板621を、上記移送体53の各プレート部材531と平行に相対するよう周回方向に並べると共に、当該プレート部材531に対して平行状態を保って接近あるいは離隔可能なように、プレート部材531の両端側からそれぞれ延在させた昇降ガイド部材535に、それぞれ被案内部材としてのコロ540を介して、周回方向には転動不可能であるが昇降ガイド部材535に沿っては昇降自在に組み合わされている。従って、上記の循環移動体62は、移送体53に従って周回動する。
【0027】循環移動体62を構成する各針基板621には、この例では4本の検査針61が、移送体53のプレート部材531の相応個所に設けられた針穴536に、針先が挿入された状態で保持されている。これらの検査針61は針基板621の動作に応じて昇降し、被検査繊維材料3に対する挿し抜き動作が行なわれる。
【0028】この検査針61は、図5および図6に示すように、循環移動体62の各針基板621の裏面側に設けられた被案内部材としてのコロ622を介して、昇降規制軌道63の軌道によって、既述のように、針穴536を貫通して被検査繊維材料3を抜き挿しする。検査針61が抜き挿し動作しない場合には、針先が移送体53の針穴536に嵌合された状態に保持されている。すなわち、検査針61は、針穴536(図7参照)によって、移送体53を貫通すると共に、挿込方向が規制されてかつ、待機状態においては、針先がぶれないように保持されている。
【0029】上記のように、循環移動体62は、被検査繊維材料3を載せて移送する領域の上記移送体53の内周面(裏面)に向けて、循環移動体62の外周面側の一部を接近させる軌道を描くよう周回させることによって、検査針61が針穴536を貫通して被検査繊維材料3の底面側から上面側へと、等速度にて平行移動しながら挿し込ませる。その後、循環移動体62が移送体53から引き離されて行くことによって、検査針61は被検査繊維材料3から引き抜かれて元の待機状態に戻る(図5)。
【0030】図1および図2において、挿し込まれた検査針61の針先に引っ掛かって挿込方向へ押しやられる異物31には、繊維が絡んでいたり繊維が絡んだりするため、異物31は絡み付いた一群の繊維材料部分32を伴って挿込方向へ、すなわち、被検査繊維材料3の表面側に隆起する。この隆起によって、隆起された被検査繊維材料3の繊維材料部分32に異物31が存在することが目視できる。
【0031】この形態1では、隆起した繊維材料部分32を検出するための隆起検出手段70(71,72)を被検査繊維材料3の搬送路の両側に配設している。図示の隆起検出手段70(71,72)は、被検査繊維材料3の表面上を通過する光を搬送路の両側に相対に配置された投光器71と受光器72とから成る光センサで構成されている。もちろん、検出器はこれに限らず、適宜なものを用いればよい。
【0032】次に、実施の形態1の動作を説明する。電動機12(図2)によってホイール52が駆動されると、循環チェーン532が周回駆動される。これにより、循環チェーン532を構成するリンク部材537に固定されたプレート部材531も周回動作を行うが、プレート部材531には昇降ガイド部材535が固定され、この昇降ガイド部材535の下端に設けられたローラ538が安定用誘導循環路539(図3・図4)に沿って誘導されるので、プレート部材531は正確な平面を保ちながら被検査繊維材料3をX軸方向に移送する。
【0033】一方、針基板621(図5・図6)に基部が固定された複数の、この例では4本の検査針61は、昇降規制軌道63(図1・図5・図6)によって昇降すなわち挿し抜き動作するが、検査針61の抜き挿し方向は、昇降ガイド部材535のガイドレール541によっても、針基板621に対して直交昇降動作を行うようになっている。
【0034】検査針61は、上述のように、昇降規制軌道63の挿込軌道63aで徐々に上昇を開始して被検査繊維材料3に挿入し始め、平行な領域の維持軌道63bでは、被検査繊維材料3を貫通し、やがて引抜軌道63cで徐々に抜針が開始され、最終的に抜針が完了する。しかし、被検査繊維材料3内に検査針61が貫通しない異物31が混入していると、検査針61によって異物31が持ち上げられるので、持ち上げによって隆起した被検査繊維材料3の繊維材料部分32が投光器71から受光器72に至る通過光を遮断し、異物31が検出される。
【0035】異物31が検出されると、例えば、電動機12を停止し、表示灯13によって異物31の取出し操作と電動機12の再起動を促す警報点滅表示等が行われる。
【0036】実施の形態2.上記実施の形態1では、循環移動体62としてリンク部材537を用いた循環チェーン532が使用されているが、これに代わって、検査針61が多数植設可能な帯、例えば可撓性ベルト等を用いることができる。
【0037】実施の形態3.上記実施の形態では、安定用誘導循環路539に沿って循環動作するローラ538や昇降規制軌道63に沿って昇降・循環動作するローラ622等の被案内部材としては、負荷抵抗を軽減するために転動ローラを用いることが望ましいが、摩擦抵抗の小さな接触子を代替として用いてもよい。
【0038】実施の形態4.上記実施の形態1から3において、従来の手法を取りいれてCCDカメラを併用したり、除去可能な異物を自動除去するような装置を併用・付加することもできる。
【0039】
【発明の効果】第1から第7の発明によれば、何れも、従来の目視や光学的手段では検出できなかった被検査繊維材料の下部や内部に埋没した異物を、機構的に検出することができる。また、検査針を密に配列することによって比較的小形の異物でも検出可能となるので、X線透視装置などに比べて安価・実用的な異物検出装置を提供することができる。
【0040】第2の発明によれば、上記異物が検査針によって持ち上げられた時に投光器/受光器間の横断通過光が遮光されたことを検出する光センサを備えているので、被検査繊維材料が原綿・羊毛等の繊維材料であって、被検査繊維材料が持ち上げられたことを機械的に検出することが困難な場合でも、確実に非接触にて検出することができる。
【0041】第3の発明によれば、上記検査針は、昇降用循環誘導路に沿って摺動する被案内部材(ローラ)で昇降動作し、被検査繊維材料と等速移送しながら挿抜動作を行ない、櫛掛け動作を起さないので、被検査繊維材料の移送動作を邪魔することなく、円滑に処理することができる。
【0042】第4の発明によれば、上記昇降用追従ローラは一対の循環移動体間を連結する針基板に直交設置されてガイド部材に沿って昇降するようになっている。従って、針基板が安定的に移動すると共に、上記検査針がコンベアの移送面に対して正確・安定的に直交動作する効果がある。
【0043】第5の発明によれば、循環チェーンを構成するリンク部材にプレート部材が固定され、リンク部材に軸受させた被案内部材を、循環チェーンのチェーンガイド部材に案内させているので、多数連結されたプレート部材で構成された移動体が安定的に周回すると共に、移送抵抗を軽減することができる。
【0044】第6の発明によれば、移動体を構成する多数のプレート部材が相互に防塵部材で連結されているので、プレート部材間からの繊維材料粉等の装置内への侵入を防止することができ、耐久性に優れた異物検出装置を提供することができる。
【0045】第7の発明によれば、プレート部材に固定されたガイド部材が被案内部材を介して安定用誘導循環路に沿って従動するので、柔軟連結された多数のプレート部材を安定的に周回させることができる。
【出願人】 【識別番号】591036457
【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社
【住所又は居所】東京都千代田区大手町2丁目6番2号
【出願日】 平成13年8月28日(2001.8.28)
【代理人】 【識別番号】100057874
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照 (外7名)
【公開番号】 特開2003−64536(P2003−64536A)
【公開日】 平成15年3月5日(2003.3.5)
【出願番号】 特願2001−257739(P2001−257739)