JP2002236114A

JP2002236114A - 積層ロールの内部層間剥離の探傷装置

Info

Publication number: JP2002236114A
Application number: JP2001030019A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Kobayashi; 宏征小林; Ryuichi Murakami; 隆一村上; Yuzo Ito; 勇藏伊藤; Hiromichi Oikawa; 弘道及川; Makoto Suzuki; 眞鈴木
Original assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd; Kanto Special Steel Works Ltd
Current assignee: Nippon Paper Industries Co Ltd; Jujo Paper Co Ltd; Kanto Special Steel Works Ltd
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】製紙工程で使用される積層ロールの内部にお
ける層間剥離を、高い検査精度で低コストかつ短時間で
探傷できる探傷装置を提供する【解決手段】回転自在に支持された積層ロール３の表
面から所定距離だけ離れて配置される超音波探触子２
と、超音波探触子２から入力される積層ロール３の内部
層間剥離に関する情報に基づいて積層ロール３の合否を
判定する制御装置６とを備える探傷装置１である。積層
ロール３を回転させるとともに超音波探触子２を積層ロ
ール３の軸方向へ移動させることにより、超音波探触子
２を積層ロール３の表面に対して螺旋状に走査しながら
積層ロール３の内部層間剥離を探査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、製紙工程で使用さ
れる積層ロールの内部における層間剥離を探傷するため
の探傷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、製紙工程では積層ロール
を用いて素材の圧延が行われる。この積層ロールは、金
属製の基材の外周面にゴム層又は樹脂層（以下、単に
「ゴム層」という）がライニングされた積層ロールであ
る。

【０００３】この積層ロールは、累積圧延量の増加によ
り、ゴム層と基材との界面の一部で部分的な剥離（本明
細書では「内部層間剥離」という）が発生する。この内
部層間剥離が発生すると、内部層間剥離が発生した部分
は、発生しない部分に比較してロール径が増加する。し
たがって、内部層間剥離が発生した積層ロールを用いて
圧延を行うと、得られる製品の厚さや表面性状等が部分
的に不均一となって、品質不良品が大量に生産されるお
それがある。

【０００４】このため、製紙工程で用いられる積層ロー
ルについては、定期的に探傷を行って、内部層間剥離が
発生した積層ロールは直ちに交換する必要がある。従
来、積層ロールの内部層間剥離の検出は、棒の先端に装
着した鉄製の球体により積層ロールを殴打してこの際の
打音を測定することや、例えば特開平２−１２９５４４
号公報に開示されるように、積層ロールの表面に配置し
た超音波探触子によりゴム層と基材との界面からの超音
波波形を検出すること、さらには、積層ロールに超音波
を入射して反射エコーを検出すること等によって、行わ
れていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、鉄製の球体に
よる打音を測定する手段は、検査に時間がかかるととも
に人が行うために非効率であり、さらにその検査精度も
低かった。

【０００６】また、超音波探傷を行う手段では、内部層
間剥離の有無の判定が、層の厚みの影響を受けるために
暖昧であり、測定精度が問題であった。また、超音波探
傷を行うためには、グリセリンやマシーン油等の接触媒
質を積層ロールの全面に塗布しておく必要があるが、内
部層間剥離の検査後にこの積層ロールを使用する際に
は、被圧延材である紙の品質を確保するためにこれらの
接触媒質を確実に除去する必要もあった。このため、超
音波探傷に伴って、作業工数が著しく増加していた。

【０００７】ここに、本発明の目的は、製紙工程で使用
される積層ロールの内部における層間剥離を、高い検査
精度で低コストかつ短時間で探傷することができる探傷
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、検査時間
の短縮及び検査精度の向上を図るためには、自動探傷化
することが不可欠であるとの前提にたって鋭意検討を重
ね、以下に列記する新規な知見（１）〜（５）を得た。

【０００９】（１）検査時、すなわち積層ロールの回転
時に超音波探触子と積層ロールとの隙間に接触媒質を保
持することが必要であるが、この隙間の間隔は通常０．
２〜０．４ｍｍ程度であるため、接触媒質の保持が難し
い。

【００１０】（２）積層ロールの回転中に超音波探触子
と積層ロールとの隙間が変化すると、検出能力が変化し
て探傷感度が安定しなくなり再現性が低下するため、こ
の隙間をできるだけ均一に保持することが望ましい。

【００１１】（３）接触媒質には、使用後の除去が極め
て簡単な浄水又は工業用水を用い、その供給流量を一定
に制御することが望ましい。（４）測定した剥離箇所を正確に表示できることが望ま
しい。

【００１２】（５）超音波探触子は、自動探傷時におけ
る積層ロールとの干渉を防止することができる機能を有
することが望ましい。本発明は、回転自在に支持された
被検体である積層ロールの表面から所定距離だけ離れて
配置される超音波探触子と、この超音波探触子から入力
される積層ロールの内部層間剥離に関する情報に基づい
て積層ロールの合否を判定する制御装置とを備え、積層
ロールを回転させるとともに超音波探触子を積層ロール
の軸方向へ移動させることにより、超音波探触子を積層
ロールの表面に対して螺旋状に走査しながら積層ロール
の内部層間剥離を探査することを特徴とする積層ロール
の内部層間剥離の探傷装置である。

【００１３】この本発明にかかる積層ロールの内部層間
剥離の探傷装置では、制御装置が、積層ロールの回転を検知する回転検知手段からの信号
に基づいて、積層ロールの内部層間剥離の状態を演算す
ること、積層ロールの合否の判定の結果を表示する表
示部を有すること、積層ロールの合否の判定の判断基
準とこの判定の判定結果とを記憶する記憶部を有するこ
と、超音波探触子から積層ロールに入射された超音波
の底面反射エコーの減衰状態から剥離箇所を検出するこ
とと、この剥離箇所からの反射エコーを直接検出するこ
ととを併用することによって、内部層間剥離を検出する
ことが、それぞれ望ましい。

【００１４】また、これらの本発明にかかる積層ロール
の内部層間剥離の探傷装置では、超音波探触子と積層ロ
ールとの間に接触媒質を供給するための接触媒質供給手
段を有することが例示され、この場合に、接触媒質が浄
水又は工業用水であることが望ましい。さらに、この接
触媒質供給手段が、接触媒質を定量供給する機能を有す
ることが望ましい。

【００１５】また、これらの本発明にかかる積層ロール
の内部層間剥離の探傷装置では、超音波探触子が、積
層ロールの軸方向へ移動自在に設置された移動部材に搭
載されること、移動部材に対して昇降自在かつ旋回自
在に配置されることが望ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる積層ロール
の内部層間剥離の探傷装置の実施の形態を、添付図面を
参照しながら詳細に説明する。

【００１７】図１は、本実施の形態の探傷装置１の構成
を、一部簡略化又は省略して示す斜視図である。また、
図２は、この探傷装置１のシステム構成を模式的に示す
説明図である。さらに、図３は、この探傷装置１に用い
られる超音波探触子２の構成を示す説明図である。

【００１８】図１〜図３に示すように、本実施の形態の
探傷装置１では、製紙工程で用いられる積層ロール３が
研削盤４に回転可能に支持される。この積層ロール３
は、金属製の基材の外周面にゴム層がライニングされた
ロールである。

【００１９】図２に示すように、積層ロール３の一回転
毎に信号が研削盤４の端子T1から信号線５を介して、制
御装置６に送出されるように構成されている。研削盤４
の往復台4aは、ベッド4bにより図２における左右方向へ
移動可能に配置される。往復台4aの左右動の状態は、ト
ラバース信号として、研削盤４の端子T2から信号線７を
介して、制御装置６に送出されるように構成されてい
る。

【００２０】往復台4aに搭載された砥石部4bは、内部に
積層ロール３の表面に対向して設けられた砥石部を備え
る。砥石部4bは、図示しない機構により、積層ロール３
に接近及び離反する前後方向へ移動自在に配置されてい
る。また、砥石部4bは、積層ロール３の軸方向と平行な
左右方向へ、同じく図示しない機構により移動自在に構
成されている。これら、左右方向及び前後方向それぞれ
の移動は、研削盤４に内蔵された図示しない制御装置か
らの制御信号により、制御される。

【００２１】往復台4aには、棒状のベース部材８が垂直
に固定されて配置される。このベース部材８の上部に
は、旋回アーム９が水平面内で旋回自在となるように配
置される。この旋回アーム９は、ベース部材８の上部に
旋回自在に支持される第１のアーム9aと、この第１のア
ーム9aに摺動自在に設けられた第２のアーム9bとにより
構成される。このため、旋回アーム９は、第１のアーム
9aに対して第２のアーム9bを動作させることにより、伸
縮自在に構成されている。

【００２２】第２のアーム9bの先端には、下方へ向けて
保持アーム10が固定されている。そして、この保持アー
ム10には、この保持アーム10により上下方向へ案内され
て走行する保持部材11が装着される。そして、保持部材
11の下端には、積層ロール３の内部層間剥離を探傷する
ための超音波探触子２が固定される。保持部材11が上下
方向へ走行することにより、超音波探触子２も、積層ロ
ール３の表面に接近及び離反する方向に移動する。

【００２３】この超音波探触子２は、通常は、積層ロー
ル３の表面から離間して配置されているが、制御装置６
から信号線12を介しての電気信号によって、探傷時には
その接触面は所定の圧力で積層ロール３の表面に押圧さ
れる。この超音波探触子２の内部には、超音波送受信部
13a が設けられる。この超音波送受信部13a は、発信さ
れた超音波の反射波を受信することにより、積層ロール
３の内部剥離の有無を検出する。この超音波送受信部13
a の受信信号は、信号線13を介して制御装置６に送出さ
れるように構成されている。

【００２４】本実施の形態では、超音波探触子２から積
層ロール３に入射された超音波の底面反射エコーの減衰
状態から剥離箇所を検出することと、この剥離箇所から
の反射エコーを直接検出することとを併用することによ
って、内部層間剥離を検出する。

【００２５】また、この超音波探触子２には、ロール端
検出部13b が設けられ、このロール端検出部13b が積層
ロール３上にあるか否かを検出する。ロール端検出部13
b からの電気信号は、信号線14を介して制御装置６に送
出されるように構成されている。信号線15は、後述する
ように超音波探触子２が正常な動作を行うことを、セッ
ト完了信号として制御装置６から研削盤４に送出するた
めのものである。

【００２６】このように、本実施の形態の積層ロールの
内部層間剥離の探傷装置１では、超音波探触子２が、積
層ロール３の軸方向へ移動自在に設置された移動部材で
ある往復台4aに搭載されるとともに、往復台4aに対して
昇降自在かつ旋回自在に配置されている。

【００２７】なお、図１における符号16はランプを、符
号17は積層ロール３の合否の判定の結果を表示する表示
部であり、符号18はテンキーであり、符号19はダミー画
面であり、符号20はフロッピー（登録商標）ディスク挿
入口であり、さらに符号21はプリンタ本体である。

【００２８】また、制御装置６には、図示していない
が、積層ロール３の合否の判定の判断基準と、この判定
結果とを記憶する記憶部が設けられている。本実施の形
態では、図３に示すように、超音波探触子２と積層ロー
ル３との間の隙間を一定に保つため、超音波探触子２の
側面に、片側２個ずつ合計４個の車輪22を取付けてあ
る。このため、本実施の形態では、積層ロール３に車輪
22が接触しても、超音波探触子２と積層ロール３との間
の隙間が一定に確保される。

【００２９】さらに、本実施の形態では、超音波探触子
２と積層ロール３との間に接触媒質を供給するための接
触媒質供給手段23が設けられている。本実施の形態で
は、接触媒質として、浄水又は工業用水を用いた。本実
施の形態の接触媒質供給手段23は、接触媒質供給源23a
と接触媒質供給ホース23b とにより構成されている。こ
れにより、積層ロール３の回転方向に接触媒質を流すこ
とができ、超音波探触子２と積層ロール３との間の隙間
に安定して接触媒質を供給できる。

【００３０】この接触媒質供給ホース23b の前側及び後
側のそれぞれには、ばね24a 、24bにより積層ロール３
の表面に向けて付勢される可動板25a 、25b が配置され
ており、探傷領域にゴミや異物が侵入することが防止さ
れる。

【００３１】本実施の形態では、この接触媒質供給手段
23が、接触媒質を定量供給する機能を有する。すなわ
ち、この接触媒質供給手段23は、予めタンク内に供給さ
れている水を、周知慣用の手段で自動流量制御すること
により一定量だけ、超音波探触子２と積層ロール３との
間に供給する。このため、本実施の形態によれば、積層
ロール３が回転しても、超音波探触子２と積層ロール３
との間の隙間に安定して接触媒質（浄水又は工業用水）
を供給することができ、自動探傷時の感度が安定する。

【００３２】本実施の形態の積層ロールの内部層間剥離
の探傷装置１は、以上のように構成される。次に、この
探傷装置１の動作を説明する。本実施の形態の積層ロー
ルの内部層間剥離の探傷装置１は、超音波を送受信する
超音波探触子２を、積層ロール３の表面に接触させ、積
層ロール３を回転させるとともに超音波探触子２を積層
ロール３の軸方向と略平行な方向に所定量だけ移動させ
る。これにより、超音波探触子２を積層ロール３に対し
て螺旋状に走査して探傷する。

【００３３】そして、制御装置６により、積層ロール３
の表面を走査して積層ロール３の表面の情報を得るとと
もに積層ロール３の回転情報を入手し、これらの情報に
基づいて制御装置６により探傷情報を演算する。そし
て、制御装置６により、この演算結果を、例えば磁気記
憶手段により構成される記憶部に記憶する。

【００３４】また、制御装置６は、積層ロール３の表面
を超音波探触子２により長手方向に往復走査した際の往
路における情報と復路における情報とを比較して、ロー
ル回転検出センサからの情報と、１回転のピッチさらに
は積層ロール３の幅により検出される積層ロール３の位
置情報を得るとともに、積層ロール３の回転情報を入手
し、これらの情報に基づいて、積層ロール３の内部層間
剥離を探傷する。

【００３５】なお、本実施の形態とは異なり、積層ロー
ル３の表面を走査する超音波探触子２を積層ロール３の
長手方向に往復走査し、その片方ずつのデータ同士を比
較して表面情報を得て、得られた表面情報と積層ロール
３の回転検知手段の情報とにより制御装置６によって演
算処理し、これによって得られた探傷情報を制御装置６
の記憶部に記憶するようにしてもよい。

【００３６】また、積層ロール３の表面の初期の走査に
より得られる情報は、走査手段が正常に動作しているこ
とを確認した後に、本格的な探傷走査を行うように構成
すると好ましい。また、ロール端検出部13b により積層
ロール３を常時監視し、超音波探触子２が積層ロール３
の表面から外れる直前に、超音波探触子２を積層ロール
３の上方に退避させるようにすると好ましい。なお、積
層ロール３の表面を走査する走査手段の初期走査による
事前情報を予め得ておき、走査手段の正常動作を確認し
た後探傷走査を行うようにしてもよい。

【００３７】さらに、制御装置６が積層ロール３の内部
剥離を判定し、判定結果が不合格である場合には、自動
的に超音波探触子２を退避させ、積層ロール３を、品質
管理工程に搬送して、その面積やロール径さらには使用
径等を正確に測定することによって、内部層間剥離の位
置をより正確に特定することが、より好ましい。

【００３８】このように、本実施の形態によれば、積層
ロール３の表面を走査して表面情報を得るとともに積層
ロール３の回転情報を入手し、これらの情報に基づいて
制御装置６により演算された探傷結果をその記憶部に記
憶するため、いつでも記憶した探傷情報を再生して使用
することができる。

【００３９】また、本実施の形態によれば、検出する痕
の程度の再設定も容易に行うことができるとともに、測
定したデータの保存や管理も、省スペースで行うことが
できる。

【００４０】また、本実施の形態によれば、積層ロール
３の表面を長手方向に往復走査して得た、その片方ずつ
のデータと比較して得た表面情報と、積層ロール３の回
転情報から得た探傷情報とを得ているため、片方の走査
のみによるデータと比較して、研削カスの混入による偽
傷データが往復走査した同じ位置に現れる可能性はなく
なり、正確な探傷を行って測定データに対する信頼性を
高めることができる。

【００４１】また、本実施の形態によれば、積層ロール
３の初期の走査による情報で走査手段が正常に動作して
いることを確認した後に、本格的な探傷走査を行うよう
にしているため、走査手段が接触媒質注入不充分等によ
る不正常の状態のまま走査を続けることが防止され、無
駄な探傷を行うことがなく効率的に探傷を行うことがで
きる。

【００４２】また、本実施の形態によれば、積層ロール
３を監視する監視手段により超音波探触子２が積層ロー
ル３の表面を外れる直前を検知して、超音波探触子２を
積層ロール３の上方に退避させることができるため、探
傷を突然中断することにより超音波探触子２が積層ロー
ル３の端部から勢いよく外れ、走査時に超音波探触子２
と積層ロール３の表面との干渉により、超音波探触子２
が損傷することが防止される。

【００４３】また、本実施の形態によれば、積層ロール
３の内部剥離の判定が不合格の場合は、自動的に超音波
探触子２の退避と測定工程とに移行されるため、手動に
より超音波探触子２及び積層ロール３の駆動を指令する
手間が省かれ、人間による誤動作が防止され、省力化と
正確化とがともに図られる。

【００４４】ここで、従来は、積層ロールの研磨を行っ
た後に積層ロールを研磨機から降ろして超音波探傷を行
う必要があった。しかし、通常、積層ロールの研磨はそ
の開始から終了までに３日間程度を必要とするため、こ
れまでは、研磨後に剥離が検出された場合にはその間の
研磨作業が全て無駄になっていた。これに対し、本実施
の形態によれば、研磨機に積層ロールをセットしたまま
で探傷を行うことができるため、荒研磨後の１パスを終
了した時点で探傷を行うことができる。このように、本
実施の形態では、研磨の終了を待たずに探傷を行うこと
ができるため、上記の３日間の研磨作業の無駄を解消す
ることができる。

【００４５】このように、本実施の形態にかかる探傷装
置１によれば、製紙工程で使用される積層ロール３の内
部における層間剥離を、高い検査精度で低コストかつ短
時間で探傷することができる。

【００４６】（変形形態）実施形態及び実施例では、ベ
ース部材が横断面が矩形の棒材により構成された場合を
例にとった。しかし、本発明はかかる形態に限定される
ものではない。ベース部材は丸棒材により構成されてい
てもよい。また、ベース部材を例えばエアシリンダ等の
流体シリンダにより構成することにより、探触子を直接
昇降動作させるようにしてもよい。

【００４７】また、実施形態及び実施例では、旋回アー
ムに隙間を有して厳合する第１のアーム、保持アームに
隙間を有して厳合する第２のアームが、ともに、溝型の
横断面形状を有する場合を例にとった。しかし、本発明
はかかる形態には限定されず、第１のアームは旋回アー
ムに隙間を有して厳合するものであればよく、一方第２
のアームは第１のアームに隙間を有して厳合するもので
あればよい。

【００４８】また、実施形態及び実施例では、旋回アー
ムがベース部材に旋回自在に支持される場合を例にとっ
た。しかし、本発明はかかる形態に限定されるものでは
ない。旋回アームはベース部材に固定されていてもよ
い。

【００４９】さらに、実施の形態において記載される構
成部品の寸法、材質、形状さらにはその相対配置等は、
あくまでも本発明の例示であって、本発明が、これらに
より限定されるものではない。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、製
紙工程で使用される積層ロールの内部における層間剥離
を、高い検査精度で低コストかつ短時間で自動探傷する
ことができる。このため、検出感度の向上及び再現性の
向上と、自動探傷での剥離有無判定精度の向上とにより
検出精度が向上するとともに、検査時間の短縮により効
率が向上する。

【００５１】かかる効果を有する本発明の意義は、極め
て著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態の探傷装置の構成を一部簡略化又は
省略して示す斜視図である。

【図２】実施の形態の探傷装置のシステム構成を模式的
に示す説明図である。

【図３】実施の形態の探傷装置に用いられる超音波探触
子の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

２超音波探触子３積層ロール６制御装置１６探傷装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村上隆一神奈川県藤沢市辻堂神台１丁目３番１号関東特殊製鋼株式会社内 (72)発明者伊藤勇藏宮城県石巻市南光町２丁目２番１号日本製紙株式会社石巻工場内 (72)発明者及川弘道宮城県石巻市南光町２丁目２番１号日本製紙株式会社石巻工場内 (72)発明者鈴木眞宮城県石巻市南光町２丁目２番１号日本製紙株式会社石巻工場内Ｆターム(参考） 2G047 AA05 AA07 AB01 AB05 AB07 BC03 BC07 EA09 EA10 EA16 GA06 GB04 GE02 GE04 GG19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転自在に支持された被検体である積層
ロールの表面から所定距離だけ離れて配置される超音波
探触子と、該超音波探触子から入力される前記積層ロー
ルの内部層間剥離に関する情報に基づいて前記積層ロー
ルの合否を判定する制御装置とを備え、前記積層ロール
を回転させるとともに前記超音波探触子を前記積層ロー
ルの軸方向へ移動させることにより、前記超音波探触子
を前記積層ロールの表面に対して螺旋状に走査しながら
前記積層ロールの内部層間剥離を探査することを特徴と
する積層ロールの内部層間剥離の探傷装置。
【請求項２】前記制御装置は、前記積層ロールの回転
を検知する回転検知手段からの信号に基づいて、前記積
層ロールの内部層間剥離の状態を演算する請求項１に記
載された積層ロールの内部層間剥離の探傷装置。
【請求項３】前記制御装置は、前記積層ロールの合否
の判定の結果を表示する表示部を有する請求項１又は請
求項２に記載された積層ロールの内部層間剥離の探傷装
置。
【請求項４】前記制御装置は、前記積層ロールの合否
の判定の判断基準と該判定の判定結果とを記憶する記憶
部を有する請求項１から請求項３までのいずれか１項に
記載された積層ロールの内部層間剥離の探傷装置。
【請求項５】前記制御装置は、前記超音波探触子から
前記積層ロールに入射された超音波の底面反射エコーの
減衰状態から剥離箇所を検出することと、該剥離箇所か
らの反射エコーを直接検出することとを併用することに
よって、前記内部層間剥離を検出する請求項１から請求
項４までのいずれか１項に記載された積層ロールの内部
層間剥離の探傷装置。
【請求項６】前記超音波探触子と前記積層ロールとの
間に接触媒質を供給するための接触媒質供給手段を有す
る請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載され
た積層ロールの内部層間剥離の探傷装置。
【請求項７】前記接触媒質は、浄水又は工業用水であ
る請求項６に記載された積層ロールの内部層間剥離の探
傷装置。
【請求項８】前記接触媒質供給手段は、前記接触媒質
を定量供給する機能を有する請求項６又は請求項７に記
載された積層ロールの内部層間剥離の探傷装置。
【請求項９】前記超音波探触子は、前記積層ロールの
軸方向へ移動自在に設置された移動部材に搭載される請
求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された積
層ロールの内部層間剥離の探傷装置。
【請求項１０】前記超音波探触子は、前記移動部材に
対して昇降自在かつ旋回自在に配置される請求項９に記
載された積層ロールの内部層間剥離の探傷装置。