JP2001133375A - 巻取ロールの表面硬度測定装置 - Google Patents

巻取ロールの表面硬度測定装置

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JP2001133375A
JP2001133375A JP31791399A JP31791399A JP2001133375A JP 2001133375 A JP2001133375 A JP 2001133375A JP 31791399 A JP31791399 A JP 31791399A JP 31791399 A JP31791399 A JP 31791399A JP 2001133375 A JP2001133375 A JP 2001133375A
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detection rod
roll
winding roll
surface hardness
winding
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JP31791399A
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English (en)
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Yukitsugu Aoyama
幸嗣 青山
Hideaki Adachi
英明 足立
Satoshi Yoshikawa
聡 吉川
Akihiro Kariya
昭浩 仮屋
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OJI ENGINEERING KK
New Oji Paper Co Ltd
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OJI ENGINEERING KK
Oji Paper Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 巻取ロールの硬度測定装置の提供である。 【解決手段】 検出棒1の下端に検出端が形成され、そ
の中間部分に錘2が取付けられ、更にその上端に加速度
センサー3が取付けられており、検出棒1は上下方向に
進退させるシリンダー5と水平方向に進退させるシリン
ダー8で所定の位置を保持でき、シリンダー8の可動に
より検出棒1が巻取ロールS表面に落下、衝突し、該衝
突時の加速度を加速度センサー3で検知し、その信号
が、増幅器9に入力され、該増幅器9に入力された信号
が、ピークホールド回路10に入力され、更にピークホ
ールド回路10に入力された信号(加速度のピーク値)
が、演算表示コントローラー11に入力され、表面硬度
の値が求められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シート状物をロー
ル状に巻いてできた巻取ロール(以下、巻取ロールと略
す)の表面硬度測定装置に関するものである。
【0002】一般に紙、プラスチックフィルム、プラス
チックシート等のシート状物はロール状に多層に巻き取
られた巻取ロール製品として出荷したり、巻取ロールの
形状で印刷機・カッター等で印刷、断裁加工されてい
る。殆どの場合、巻取ロールは幅方向、即ち巻取ロール
の中心軸に沿って巻き取り硬さのムラが生じる。これは
微小な厚さを有するシート製品が巻取られて数千〜数万
層積層される結果として巻取に硬さムラとなって現れる
ためである。
【0003】この硬い部分は、巻取ロールにおいて部分
的にシートが張られた状態で巻き取られており、その結
果シートが部分的に延ばされている。この巻取ロールの
シートを解きほどくと、巻取ロールの硬く巻かれた部分
は、張力が除かれて弛んだ状態、即ちぼこついた状態と
なる。
【0004】巻取ロールの幅方向の表面硬さムラが大き
いと、シート面のぼこつきによって、例えば紙、プラス
チックシート又はフィルムの場合、印刷工程、断裁工程
において供給不良や印刷不良の原因となり、作業性の低
下や操業上のトラブルを引き起こすため、巻取ロールの
品質は著しく低下し、甚だしい場合には不合格品となっ
てロット全体の出荷停止を引き起こす。以上の如く、巻
取製品の幅方向の表面硬さの変動状況を正確に把握する
ことは、巻取製品の品質をチェックし補償する上で重
要、かつ不可欠であるといえる。
【0005】従来、巻取ロールの幅方向の表面硬さの測
定方法としては、木製のハンマーによる叩音を熟練者の
経験的な勘により聞き分け、巻取ロールの表面硬さムラ
として製品の良否を判定する方法、或いは巻き取りの反
撥力を利用し、巻取の硬さを測定するシュミットハンマ
ー(スイス国、PROCEQ SA製)又はパロテスタ
ー(スイス国、プロセク社製)等が公知である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記シュミットハンマ
ーによる叩音での方法は、経験を積んだ熟練者であって
も、やはり個人差が出てしまうという欠点がある。ま
た、シュミットハンマーによる方法は人手により測定器
を巻取ロールに押し付けることにより硬さを測定するた
め、押し付け方の個人差(速度の違い又は押付角度の違
い)が出てしまうという欠点がある。
【0007】本発明者等は、巻取ロールの幅方向の表面
硬さを測定する方法について検討した結果、比較的簡単
な装置で精度良く、かつ迅速に巻取ロールの表面硬さの
品質チェックを可能ならしめる装置を達成することがで
きた。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、シー
ト状物をロール状に巻いた巻取ロールの上部に、該巻取
ロール表面から所定間隔を有して検出棒を設置し、該検
出棒を該巻取ロール表面に落下させて表面硬度を測定す
る装置であって、下端に検出端が形成され、上端に加速
度センサーが取付けられた検出棒と、該検出棒を上下方
向に移動可能にガイドするフレームと、該検出棒の自重
を支え又は支えを外すことにより、検出棒の落下を制御
する支持部材及び該支持部材を例えば水平方向に進退さ
せる移動装置と、落下した検出棒を、落下前の元位置に
上昇させる上下方向移動装置と、該検出棒が該巻取ロー
ル表面に落下した際に、検出棒に生じる加速度を、前記
加速度センサーで検知し、該加速度センサーの信号を入
力して表面硬度に変換する変換装置、とを具備している
ことを特徴とする巻取ロールの表面硬度測定装置であ
る。
【0009】請求項2の発明は、請求項1の発明におけ
る巻取ロールの表面硬度測定装置が、測定対象である巻
取ロールの幅方向複数点の測定ができるように、前記巻
取ロールの幅方向に移動可能ならしめる移動装置を具備
しているという構成のものである。
【0010】請求項3の発明は、請求項1又は請求項2
の発明における巻取ロールの表面硬度測定装置が、測定
対象である巻取ロールの幅方向複数点の測定ができるよ
うに、前記巻取ロールの幅方向に複数配置されていると
いう構成のものである。即ち、巻取ロールの幅方向に沿
って表面硬度測定装置を複数取付けた架台を有しでい
る。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明は、上記の如き構成のもの
からなり、巻取ロールの中心軸上の表面上部に、該表面
から所定の間隔を有して検出棒が設置され、該検出棒の
下端には検出端が形成され、その上端に加速度センサー
が取付けられている。検出棒は、その落下を制御する支
持部材及び該支持部材を例えば水平方向に進退させる移
動装置と、落下した検出棒を元位置まで上昇させる上下
方向移動装置によって、検出棒が、巻取ロール表面上を
上下に(落下、上昇の)移動可能とされている。
【0012】図1は、本発明の装置の一例を示したもの
である。即ち、検出棒1の下端に検出端が形成され、そ
の中間部分に錘2が取付けられ、更にその上端に加速度
センサー3が取付けられている。検出棒1は、中間部分
に取付けられている錘2の上下に取付けられたコ字状の
フレーム4で支持されており、該フレーム4は検出棒1
の上下動をガイドしている。
【0013】また、検出棒1は、上下方向移動装置であ
るシリンダー5のピストン6先端に取付けられている支
持部材7により、前記錘2の下端縁を支えている。ま
た、シリンダー5と支持部材7は、水平方向に進退する
シリンダー8(支持部材7の水平移動装置)によって、
水平方向に進退可能とされており、該シリンダー8を後
退させることにより、支持部材7が錘2の下部から外
れ、検出棒1が巻取ロールS上に落下する機構とされて
いる。
【0014】また、検出棒1落下時に、検出棒1に生じ
る加速度を加速度センサー3で検知し、加速度センサー
3の信号は、増幅器9に入力され、該増幅器9に入力さ
れた信号が、ピークホールド回路10に入力され、更に
ピークホールド回路10に入力された信号が、演算表示
コントローラー11に入力されている。本発明で使用す
る加速度センサーとしては、導電型、サーボ型、抵抗線
歪ゲージ型、圧電素子型等の一般に用いられているセン
サーが使用できる。
【0015】センサー信号の処理としては、該センサー
の一般的な増幅回路、電圧処理としては、衝撃信号の波
高値を容易に取り出すために、電圧ピーク保持回路を用
い、電圧値を数値変換する方法として、一般的なアナロ
グーデジタル変換回路と、一般的なコンピューター、或
いはシーケンサー等を用い、硬度数値表示を行うために
ソフト的演算処理を用いて表面硬度表示が可能である。
【0016】巻取ロールSの硬度を測定するには、検出
棒1を支える支持部材7の上下方向移動装置であるシリ
ンダー5を可動させ、一定の高さに位置させた後、水平
方向に進退するシリンダー8を可動させ、シリンダー5
のピストン6先端の支持部材7を錘2下端縁から外して
検出棒1を巻取ロールS表面に落下、衝突させる。検出
棒1が衝突したとき、検出棒1上端に取付けられている
加速度センサー3が、衝突時の瞬時の加速度を検知す
る。
【0017】次いで、加速度センサー3で検知した加速
度の信号が増幅器9に入力され、図2に示すような波形
を得る。次いで、該信号がピークホールド回路10に入
力され、一瞬の波形のピーク値Pを、図3に示すように
該ピーク値Pを保持し、演算表示コントローラー11
で、ピーク値を常に監視することなく任意の時間に取り
出して演算及びデジタル化することにより表面硬度が求
められる。
【0018】本発明においては、検出棒を巻取ロールの
表面上に落下させて、検出棒に生じる加速度を測定する
ので、精度良く硬度を測定するためには、検出棒落下前
の検出棒検出端と巻取ロールの表面との間隔が所定の一
定間隔に保たれる必要があり、この所定間隔は巻取ロー
ルの材質等によって決定されるが、一例として、20〜
100mm程度の数値を採用することができる。また、
本発明においては、検出棒落下前の検出棒検出端と巻取
ロール表面との間隔を所定の間隔に保つために、表面硬
度測定装置のフレーム4と巻取ロール表面との間隔を所
定間隔に保持する表面硬度測定装置の位置決め装置が用
いられる。この位置決め装置としては、表面硬度測定装
置のフレーム4を人手により上下に動かし、フレーム4
に取付けた基準ゲージが巻取ロールS表面に接した時
を、検出棒1の測定開始基準位置になるようにする方
法、または表面硬度測定装置のフレーム4をモーター駆
動、エアー駆動により、自動的に下方移動させ、センサ
ー等により所定(任意の)の高さにて停止させ、位置決
めする等様々な方法が考えられる。
【0019】本発明は、巻取ロールの硬度測定に当た
り、検出棒が巻取ロールの表面に落下、衝突した際の加
速度を検知するものであって、従来のシュミットハンマ
ーが、錘を巻取ロール表面に落下させた際の反撥の高
さ、即ち巻取ロール表面の反撥度の影響による反撥の高
さから巻取ロールの硬度を判断し、また、パロテスター
の如く巻取ロール表面での衝突速度及び反撥速度の比、
即ち、前述と同じく巻取ロール表面の反撥度の影響によ
る反撥速度の変化から巻取ロールの硬度を判断している
のと異なり、検出棒1が巻取ロール表面に衝突した瞬時
の加速度を加速度センサー3で直接検知しているため、
反撥度の影響を受けず、巻取ロール表面の硬度測定とし
て精度は高い。そればかりでなく、検出棒1の衝突時の
加速度を加速度センサー3で直接検知しているため、従
来の速度を測定する場合に使用している可動磁石、コイ
ル等の電気回路を必要とせず装置が極めて簡単であると
いう利点もある。
【0020】また、本発明は、前述の如く、測定におけ
る処理がすべて機械的に処理できるため、従来の如き作
業員が木製ハンマーで叩く叩音による作業員の個人差は
全くない。また、本発明は、巻取ロールの幅方向一点の
みの測定が可能であるが、測定部分毎に、複数の測定装
置を設置し適宜架台に取付けて各部分の複数の測定も可
能であるが、必要に応じて巻取ロールの幅方向と平行に
スライドさせる機構を設け、一般的なモーター駆動によ
り、巻取ロールの幅方向へ、例えば、20〜50mmピ
ッチ等で移動させ、1個の測定装置により多数の位置で
の測定も勿論可能である。
【0021】測定が終了したときは、シリンダー5のピ
ストン6と支持部材7を降下させ、次に、シリンダー8
を可動させてシリンダー5とピストン6先端の支持部材
7を、検出棒1側に突出させて検出棒1の錘2下端縁を
支えた後、シリンダー5を作動させ、検出棒1を所定の
高さに上昇させて次の測定に待機させればよいから、機
械的に繰り返し測定することが容易である。
【0022】
【発明の効果】以上の如く本発明は、巻取ロールの硬度
を測定するに当たり、検出棒先端が、巻取ロールの表面
に衝突した際の加速度を直接検知するものであるから、
従来の装置に比較して測定精度が高く、かつ迅速に品質
をチェックでき、しかも公知の加速度センサーが使用で
き、従来の装置に比べて装置が簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の装置の一実施例である。
【図2】 加速度信号のチャートの一例である。
【図3】 ピークホールド回路で変換したチャートの一
例である。
【符号の説明】
1 検出棒 2 錘 3 加速度センサー 4 フレーム 5 上下方向に進退させるシリンダー 6 ピストン6 7 支持部材7 8 水平方向に進退させるシリンダー 9 増幅器 10ピークホールド回路 11演算表示コントローラー S 巻取ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 英明 愛知県春日井市王子町1番地 王子製紙株 式会社春日井工場内 (72)発明者 吉川 聡 宮崎県日南市大字戸高1850番地 王子工営 株式会社内 (72)発明者 仮屋 昭浩 宮崎県日南市大字戸高1850番地 王子工営 株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シート状物をロール状に巻いた巻取ロー
    ルの上部に、該巻取ロール表面から所定間隔を有して検
    出棒を設置し、該検出棒を該巻取ロール表面に落下させ
    て表面硬度を測定する装置であって、 下端に検出端が形成され、上端に加速度センサーが取付
    けられた検出棒と、 該検出棒を上下方向に移動可能にガイドするフレーム
    と、 該検出棒の自重を支え又は支えを外すことにより、検出
    棒の落下を制御する支持部材及び該支持部材を進退させ
    る移動装置と、 落下した検出棒を、落下前の元位置に上昇させる上下方
    向移動装置と、 該検出棒が該巻取ロール表面に落下した際に、検出棒に
    生じる加速度を、前記加速度センサーで検知し、該加速
    度センサーの信号を入力して表面硬度に変換する変換装
    置、とを具備していることを特徴とする巻取ロールの表
    面硬度測定装置。
  2. 【請求項2】 前記表面硬度測定装置が、測定対象であ
    る巻取ロールの幅方向複数点の測定ができるように、前
    記巻取ロールの幅方向に移動可能ならしめる移動装置を
    具備していることを特徴とする請求項1記載の巻取ロー
    ルの表面硬度測定装置。
  3. 【請求項3】 前記表面硬度測定装置が、測定対象であ
    る巻取ロールの幅方向複数点の測定ができるように、前
    記巻取ロールの幅方向に前記表面硬度測定装置を複数配
    置した架台を具備していることを特徴とする請求項1又
    は請求項2記載の巻取ロールの表面硬度測定装置。
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