JPH03180548A - 織機の緯糸フィーラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、織機において、緯入れされる緯糸を適確に
検出するための織機の緯糸フィーラに関する。

従来技術 織機においては、緯入れが正常に行なわれたか否かを判
断するために、緯糸フィーラが使用される。

緯糸フィーラには、古くから各種の形式のものが開発さ
れているが、中でも、透過形の光学式緯糸フィーラは、
たとえばジェットルームのような高速織機に適用しても
、安定に作動することができる。

このものは、一般に、投光素子と受光素子とを対にして
液上の緯糸飛走路の近傍に設け、投光素子からの光が、
緯糸飛走路を横切って受光素子に到達するようにしたも
のであって、緯糸飛走路に緯入れされた緯糸が光を遮る
と、受光素子に入光する光量が減少するから、これを電
気信号とじて取り出すことにより緯糸を検出することが
できるものである。投光素子としては、一般的な白熱電
球の他、発光ダイオード・半導体レーザ素子等の各種の
発光素子が使用され、受光素子としては、フォトダイオ
ード・フォトトランジスタ・光電池等の光電気変換素子
であって、十分な感度と応答性とを有するものが選択さ
れる。

透過形の光学式緯糸フィーラには、成上の緯糸飛走路を
上下から挾み込むようにして、一対の光反射部材を筬羽
の間に挿着するようにしたものも知られている（特開昭
６０−１０４５６０号公報、同６３−２９５７４３号公
報）。発光素子からの光は、一方の光反射部材によって
進路を曲げられ、緯糸飛走路を横切った上、他方の光反
射部材を経て受光素子に到達するから、同様に作動する
ことができる。このものは、光反射部材と、発光素子と
受光素子とを一体に組み立てた上、光反射部材。

を筬羽の間に挿着することができるから、発光素子から
の光軸を、緯糸飛走路や受光素子の受光面に正しく維持
することが容易であり、したがって、機械的に高い動作
安定性を得ることができる。

発明が解決しようとする課題 而して、かかる従来技術によるときは、前述のように、
機械的に良好な安定性を得ることが容易であるとしても
、電気的に必要十分なＳ／Ｎ比を実現することが容易で
ないという問題があった。

すなわち、光反射部材を含む光学系を筬羽に挿着すると
きは、光源となる発光素子が大形であると、発光素子か
らの光束は、その一部のみしか筬羽の間に導入すること
ができず、光束の有効利用ができなくなるので、できる
だけ小形の発光素子を使用することが望ましい。一方、
小形の発光素子は、一般に、その全発光光束量が大きく
ないから、強力な集光レンズ付きのものを使用して鋭い
指向特性のものとし、出力信号のＳ／Ｎ比を高めること
が必要であるが、このようにして発光光束を絞り込むと
、その中心光軸のまわりの狭い領域においては良好なＳ
／Ｎ比を実現することができるとしても、それ以外の領
域においては、光度が不足するために、安定な緯糸検知
能力を実現することが困難である。

殊に１．広幅の高速エアジットルームでは、緯糸の先端
部分が大きく振動するので、緯糸の許容飛走領域を広く
設定する必要があり、従来のものでは、その全域におい
て十分なＳ／Ｎ比を実現することは極めて難しいという
事情があった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑
み、高指向特性の発光素子からの光を、その中心光軸を
含む断面矩形の平行光線に変換して筬羽の間に導入する
ことによって、緯糸の許容飛走領域が広い場合であって
も、その全領域内において、必要十分なＳ／Ｎ比を簡単
に実現することができる織機の緯糸フィーラを提供する
ことにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、筬羽の
間隙に挿着するとき、筬羽に形成した緯糸ガイド溝を介
し、緯糸検出用の光学系を形成する発光素子と第１、第
２の全反射プリズムと受光素子とを備え、高指向特性の
発光素子と第１の全反射プリズムとの間に、中心光軸を
含む発光素子からの光を断面矩形の平行光線として第１
の全反射プリズムに導く補助光学系を介装することをそ
の要旨とする。

なお、補助光学系は、少なくとも縦方向に凸の第１反射
体と、少なくとも縦方向に凹の第２反射体とを備えるも
のとしてよい。

作用 而して、この構成によるときは、発光素子からの光は、
補助光学系を経ることにより、その中心光軸を含む断面
矩形の平行光線として第１の全反射プリズムに入射され
る。そこで、第１の全反射プリズムに入射する光の断面
が、筬羽の間隙と緯糸の許容飛走領域の最大幅とが形成
する最大断面に対応する矩形断面となるように、補助光
学系の特性を定めれば、第１の全反射プリズムにより、
緯糸ガイド溝内の緯糸の許容飛走領域に投射される光は
、発光素子からの光のうち、中心光軸のまわりの極く狭
い範囲内のもののみを有効に使用することができるから
、許容飛走領域の全域に亘り、均−で必要十分な光度を
簡単に実現することができる。したがって、第２の全反
射プリズムにより、緯糸の許容飛走領域を通過した光を
受光素子の受光面に集光すれば、受光素子の出力信号と
しては、許容飛走領域内のすべての緯糸に対し、良好な
Ｓ／Ｎ比を得ることができる。

第１反射体と第２反射体とによって補助光学系を形成し
、前者は、少なくとも縦方向に凸とし、後者は、少なく
とも縦方向に凹とすれば、中心光軸のまわりの狭い領域
内の光を前者によって縦方向に拡散し、その後、後者に
よって平行光線に変換することができるから、緯糸の許
容飛走領域が大きく、第１の全反射プリズムに対する光
の入射断面を縦方向に長くとらなければならない場合で
も、その全長に亘り、容易に光度を一定にすることが可
能である。高指向特性の発光素子からの光でも、その中
心光軸のまわりの狭い領域における光度分布は、はぼ均
一であるからである。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

織機の緯糸フィーラは、発光素子１１と、第１反射体２
１と第２反射体２２とからなる補助光学系と、第１の全
反射プリズム１２と、第２の全反射プリズム１３と、受
光素子１４とを備えてなる（第１図）。

第１、第２の全反射プリズム１２．１３は、図示しない
一対の薄板部材の間に挾み込むようにして一体に組み立
てられ、筬Ｒの液態Ｒ１、Ｒ１の間隙ｄに挿着可能に形
成されている。液態Ｒ（、Ｒ１の織前側には、緯糸ガイ
ド溝ＲＧが形成されている。

第１の全反射プリズム１２は、その斜辺部を頂角θζ４
５（度）の反射面１２ａに形成してなり、第２の全反射
プリズム１３は、斜辺部を適当な曲面からなる反射面１
３ａに形成してなる。反射面１２ａＮ　１３ａは、互い
に対向しており、したがって、第１、第２の全反射プリ
ズム１２．１３は、緯糸ガイド溝ＲＧを介して光学的に
結合されている。第１、第２の全反射プリズム１２．１
３は、光の通過路となる後端面１２ｂ、１３ｂと、緯糸
ガイド溝ＲＧに臨む端面１２　ｃ　ｓ　１３　ｃとに対
しては、増透膜として知られる反射防止コーティング処
理を施し、また、反射面１２ａ、、１３ａに対しては、
アルミニウム蒸着等の反射処理を施すのがよい。

第１、第２の全反射プリズム１２．１３は、端面１２ｃ
、１３ｃが、緯糸ガイド溝ＲＧの下辺と上辺とに一致す
るようにして、液態ＲＩ　ＳＲ１の間隙ｄに挿着するも
のとする。

第１、第２の全反射プリズム１２．１３の後部には、発
光素子１１、第１反射体２１、第２反射体２２、受光素
子１４を収納するケース体Ｃが配設されている。

発光素子１１は、第１反射体２１、第２反射体２２から
なる補助光学系を介し、第１の全反射プリズム１２と光
学的に結合されているものとし、また、受光素子１４は
、第２の全反射プリズム１３と光学的に結合されている
ものとする。したがって、発光素子１１、第１反射体２
１、第２反射体２２、第１の全反射プリズム１２、第２
の全反射プリズム１３、受光素子１４は、緯糸ガイド溝
ＲＧを介して、一連の光学系を形成している。

すなわち、発光素子１１からの光は、第１反射体２１、
第２反射体２２によって折り返された後、第１の全反射
プリズム１２の後端面１２ｂから、第１の全反射プリズ
ム１２内に投射され、反射面１２ａによって全反射され
た後、緯糸ガイド溝ＲＧを横切って第２の全反射プリズ
ム１３内に入射し、反射面１３ａによって再び全反射さ
れ、受光素子１４に入光する。

第１反射体２１は、縦方向（第１図の断面Ｘ−Ｘ方向を
いう、以下同じ）に凸で、しかも、横方向（同図の断面
Ｙ−Ｙ方向をいう、以下同じ）に凹の反射体であり、中
心光軸Ｌａを含む発光素子１１からの光を第２反射体２
２に向けて反射する。

また、第２反射体２２は、縦方向にも横方向にも凹の反
射体であって、第１反射体２１によって反射された中心
光軸Ｌａを含む光を平行光線に変換して、第１の全反射
プリズム１２に向けて反射する。

緯糸ガイド溝ＲＧ内には、図示しない緯糸が緯入れされ
るとき、その存在が許容される領域として、許容飛走領
域Ｋａが定義される。その形状は、一般に、緯糸ガイド
溝ＲＧ内の上奥例の扇形領域となる。そこで、発光素子
１１からの光は、第１反射体２１、第２反射体２２を経
て第１の全反射プリズム１２に入射した後、その反射面
１２ａによって反射され、許容飛走領域Ｋａを横切るが
、このとき、第１反射体２１、第２反射体２２からなる
補助光学系の特性は、次のように定めるものとする。

まず、筬羽Ｒ１、Ｒ１の間隙ｄと許容飛走領域Ｋａの最
大幅りとが形成する最大断面３１　＝ｄＸＬを考える。

ただし、最大幅りは、許容飛走領域Ｋａを横切る光に対
し直角方向にとるものとする。また、第１の全反射プリ
ズム１２に入射する光の中心光軸Ｌａに直角に任意の仮
想平面Ｐをとり、反射面１２ａを介して、仮想平面Ｐ上
に最大断面Ｓ１を投影し、これを入射断面３２　＝ｄ２
ＸＬ２と定義する。

そこで、発光素子１１からの光は、入射断面Ｓ２を通過
するとき、中心光軸Ｌａを含む矩形断面Ｓ３　＝ｄ３　
ＸＬ３の平行光線となっており、しかも、入射断面Ｓ２
内における光度分布がほぼ均一となるように、補助光学
系の特性を定める。すなわち、発光素子１１の指向特性
が第２図のように鋭いものであるときは、その中心光軸
Ｌａを含み、微少な相対光度差δに対応する小さい角度
範囲Ｏｏを定め、θｌ≦θｏ１θ２≦θ０の角度範囲θ
１、θ２内の光を断面矩形の平行光線に変換して、入射
断面Ｓ２に到達させるように、第１反射体２１、第２反
射体２２の曲面形状を選定すればよい（第３図）。ただ
し、矩形断面３３　＝ｄ３ＸＬ３は、ｄａ　′、ｄ２　
、Ｌ３″、Ｌ２で、しかもｄ３≧ｄ２、Ｌ３≧Ｌ２とし
て、矩形断面Ｓ３は、筬羽Ｒ１、Ｒ１の間隙ｄと許容飛
走領域Ｋａの最大幅りとが形成する最大断面Ｓｌにほぼ
対応させるものとする。

ここで、第３図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、第１図の
Ｘ−Ｘ方向、Ｙ−Ｙ方向の断面を模式的に示すものとし
、したがって、角度範囲θ１、θ２は、それぞれ、補助
光学系によって反射される光の幅の縦方向、横方向の角
度範囲を示す。なお、ケース体Ｃの前面には、矩形断面
Ｓ３の大きさに適合する開口部ＣＩを有する適当な遮蔽
体Ｃ２を設けるのがよく、また、ケース体Ｃの前面は、
第１図、第３図に拘らず、第１、第２の全反射プリズム
１２．１３の後端面１２ｂ、１３ｂに密着させ、ケース
体Ｃと第１、第２の全反射プリズム１２．１３とは、一
体に組み立てれば足る。

ただし、第１の全反射プリズム１２は、その後端面１２
ｂの大きさが入射断面Ｓ２より小さくなく、また、反射
面１２ａは、最大断面Ｓ１の全範囲を仮想平面Ｐに投影
し得るものとする。

このようにして第１の全反射プリズム１２に入射する光
は、緯糸ガイド溝ＲＧを横切るようにして許容飛走領域
Ｋａ内を通過するが、そのとき、許容飛走領域Ｋａを横
切る光は、中心光軸Ｌａを含み、はぼ均一の光度の平行
光線となる。したがって、許容飛走領域Ｋａの最大断面
Ｓ１を通過する全光束が受光素子１４に集光されるよう
に、第２の全反射プリズム１３の反射面１３ａの曲面形
状を定めれば、受光素子１４からの出力信号としては、
許容飛走領域Ｋａ内の任意の位置における緯糸の存否に
対し、はぼ一定の十分大きなＳ／Ｎ比を実現することが
できる。

なお、発光素子１１、第１反射体２１、第２反射体２２
、受光素子１４は、ケース体Ｃ内において所定の相対位
置関係を維持するために、ケース体Ｃの内部全体を透明
な樹脂等によって充填するのがよい。

第１反射体２１は、一般に、狭い角度範囲θ０内の発光
素子１１の光を縦方向に長い矩形断面Ｓ３に拡散させる
ため、縦方向に凸のものとする必要がある。また、第２
反射体２２は、このように拡散された光を平行光線に変
換するために、縦方向に凹のものとすればよい。ただし
、第１反射体２１をさらに横方向にも凹とすれば、横方
向の角度範囲θ１≦００を大きくとり、入射断面Ｓ２、
最大断面３１における光度を一段と高めることができて
有利である。逆に、発光素子１１の最大光度が十分大き
いときは、第１反射体２１は、必ずしも横方向に凹とす
る必要はない。また、この場合の第２反射体２２は、角
度範囲θｌ内の光がほぼ平行光線とみなせるときは、同
様に、必ずしも横方向に凹とする必要はない。

以上の説明において、第１反射体２１、第２反射体２２
からなる補助光学系は、高指向特性の発光素子１１から
の光の一部を利用して、所定の矩形断面Ｓ３の均一な光
度の平行光線を作ることができれば、レンズ系、ミラー
系、プリズム系等の任意の光学系に変更することが可能
である。

発光素子１１、受光素子１４と、それに付帯する第１、
第２の全反射プリズム１２．１３は、その取付位置を上
下逆にしてもよいことは勿論であるが、一般に、第１図
のように、緯糸ガイド溝ＲＧ内を光が下から上に通過す
るようにすれば、受光用の端面１３ｃが下向きとなるの
で、天井照明等による外乱の影響を少なくすることがで
きる。

なお、発光素子１１は、その指向特性と、許容飛走領域
Ｋａの大きさとに応じ、２以上の任意の個数を使用して
もよく、このときは、縦方向に長い矩形断面Ｓ３に対応
するために、複数の発光素子１１．１１・・・を縦方向
に十分近接して配列し、補助光学系を介して第１の全反
射プリズム１２に対向させるのがよい。また、第１の全
反射プリズム１２に入射する光、第２の全反射プリズム
エ３から出る光は、有害な反射が生じない限り、それぞ
れの後端面１２ｂ、１３ｂに対し、必ずしも直角でなく
てもよいことは勿論である。

また、この発明における発光素子１１としては、白熱電
球・発光ダイオード・半導体レーザ素子等の任意の光源
を、単独で、または集光用レンズ等と組み合わせて使用
することができる。

発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、発光素子と第１
の全反射プリズムとの間に補助光学系を介装し、この補
助光学系が、中心光軸を含む発光素子からの光を、断面
矩形の平行光線に変換して第１の全反射プリズムに導く
ようにすることによって、第１の全反射プリズムを介し
て緯糸ガイド溝内の緯糸の許容飛走領域に投射される光
は、その最大断面の全範囲について、十分大きく、しか
も、均一の光度とすることができるから、許容飛走領域
が広く設定される高速エアジェツトルームに対しても、
良好なＳ／Ｎ比の出力信号を得ることができ、何ら支障
なく適用することができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は実施例を示し、第１図は全体分解
斜視説明図、第２図は発光素子の指向特性図、第３図（
Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ、第１図のｘ−Ｘ線、Ｙ−Ｙ
線矢視断面相当の模式説明図である。 Ｒ１・・・筬羽　　ｄ・・・間隙 ＲＧ・・・緯糸ガイド溝 Ｌａ・・・中心光軸 １１・・・発光素子 １２・・・第１の全反射プリズム １３・・・第２の全反射プリズム ｔ４・・・受光素子 ２１・・・第１反射体 ２２・・・第２反射体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）筬羽の間隙に挿着するとき、筬羽に形成した緯糸ガ
   イド溝を介し、緯糸検出用の光学系を形成する発光素子
   と第１、第２の全反射プリズムと受光素子とを備える織
   機の緯糸フィーラにおいて、高指向特性の前記発光素子
   と前記第１の全反射プリズムとの間に、中心光軸を含む
   前記発光素子からの光を断面矩形の平行光線として前記
   第１の全反射プリズムに導く補助光学系を介装すること
   を特徴とする織機の緯糸フィーラ。 ２）前記補助光学系は、少なくとも縦方向に凸の第１反
   射体と、少なくとも縦方向に凹の第２反射体とを備える
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の織機の緯
   糸フィーラ。