JPH0716622B2 - ローラギャップの制御方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非磁性ペースト用のローリングミルに関し、
さらに詳しくは該ローリングミルのギャップの正確な制
御に関するものである。

〔従来の技術〕

工業用ペーストの製造において、未加工ペーストを硬質
鋼製のローラ（ロール）間で伸ばして前記ペースト中に
含まれるであろう全ての塊を滑らかにする工程がしばし
ば用いられていた。特に、この工程は、充分に滑らかな
ペーストが得られるまで、ローラ間のギャップを減少さ
せながら数回繰り返される。ある種のペーストにおい
て、例えば、銅、金または銀を含有する導電性ペースト
において、その中に含有されている展延性のある塊は、
例えば0.0001インチまたはそれ以下のごく小さな寸法に
破砕しなければならない。したがって、ローラ間のギャ
ップをごく正確に制御することが必要である。

前記ギャップが、ローリング（展延破砕）工程中に、過
度に小さく、過度にすばやく調整されると、大きな塊が
好ましくない薄片状物になってしまう。過度にギャップ
を大きくすると、効果のない分散的なペースト製造工程
となってしまう。

従来、一般にローリングミルを通過する細長い一片の物
質の寸法を制御するために用いられた方法の一つは、前
記物質がミルを通過した後、この物質の厚みを測定し、
その後、この測定に基づいてローラ間の圧力を調節する
というものであった。この“ローリング後の”方法の例
は、1974年５月７日にジョン・Ｊ・コナーズらに与えら
れた米国特許第3,808,858号中に記載されている。

従来採用されている他の方法は、ローラ間のギャップ寸
法を表示するためのもので、ローラに内蔵された超音波
変換器の使用を含んだものである。この方法は、処理中
の物質の音響特性が実行中の測定にかなり影響すること
にある程度制限される。この方法は、1968年９月17日に
アーノルド・Ｍ・ハルらに与えられた米国特許第3,401,
547号中に説明されている。

同様に、従来用いられたものとして、物質の厚みのモニ
ターを行う空気圧計があった。これらの計器は有用であ
ったが、高精度なものではなかった。空気圧計制御によ
るギャップ保持装置の例は、1971年８月24日にジョン・
Ｒ・マッカーティに与えられた米国特許第3,600,747号
と、1970年５月５日にアンソニー・Ｍ・ルロイドに与え
られた米国特許第3,509,815号中に含まれている。

上記引用関連技術のすべては、ここに参考文献によって
まとめられる。

また、上記引用のルロイドの特許には、“静電容量型ま
たは他の型の近接変換器”を空気圧装置の代りに使用で
きるとの言及がある。静電容量型の変換器には、異なる
誘電率を有する様々なペーストとの接触によって悪影響
を受けるという大きな欠点がある。これらの変換器の静
電容量は、幾何学的構造の関数であるばかりでなく、誘
電率に直接的に関連している。例えば、平行板畜電器
は、Ｃ＋Kc・Eo・A/dで与えられる静電容量値を有す
る。ここで、Ａは板面積、ｄは板−板間距離、Eoは自由
空間の誘電率であり、Kcは板間の物質の相対誘電率であ
る。互いに化学的に異なった物質は、互いにたいへん異
なった誘電率値を持つ。例えば、モータオイルのKcは4.
7であり、水のKcは81である。すなわち、もし、静電容
量型の変換器が、それぞれ化学的に異なり、組成が異な
るペーストに埋め込まれ、もし、この変換器が、ロール
されるペーストの各タイプ用に再調整されなければ、静
電容量型変換器は正確なギャップ測定を与えられない。
一般に、このような埋め込みは通常の操作で生じる。

〔発明が解決しようとする課題〕

したがって、本発明の目的は、上記従来の装置より以上
に精度を改良するとともに、ペーストの化学的および組
成上の変動に対応して再調整しなくても有用であるロー
ラギャップの制御装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、従来に比べてローラ間ギャ
ップの正確な調節を行うための方法および装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、ローリングミルのローラ間ギャップを直
接的に測定する磁気誘導変位センサーを使用すると、ロ
ールされる非磁性ペーストであれば、高精度で繰り返し
測定可能なギャップ測定が可能であることを知るに至っ
た。上述のように、ペーストが化学的に多様であること
により、静電容量センサーには誘電率値が大きく変化す
ることによる顕著な影響があるのに対し、このような困
難性によっては磁気誘導センサーはほとんど影響されな
い。誘導係数（インダクタンス）は、誘導体の構造によ
って、さらに誘導体の内部および周りの物質の透磁率に
よって、決定される。非磁性物質のほとんどにおいて、
それらの相対透磁率値はほぼ1.0であるのに対し、磁性
物質では100から10,000の範囲にある。したがって、そ
の中に磁気誘導センサーを設置しておこうとするペース
トが非磁性である限りは、ギャップ測定はペーストの化
学特性によってほとんど影響されないであろう。それゆ
え、一度調整すれば、磁気センサーは多様な範囲のペー
スト対して正確なギャップ測定に用いることができる。

磁気ギャップセンサーの使用から最大限の効果を得よう
とすると、ギャップの微調整を行えることが必要であ
る。最新の産業機械的な、もしくは油圧式のギャップ位
置決め装置は、ほぼ2/10000インチまでのギャップ調整
を可能にする。本発明の方法および装置によれば、ロー
ラの温度は、内部的にロールへ冷却媒体を流すように構
成することにより制御する。ローラの直径はそれらの操
作温度を変えることによりかなり変更することができ
る。この方法を用いることによりギャップの微調整が可
能となり、それにより予め達成可能な許容誤差内に内挿
することができる。磁気誘導センサーの出力をモニター
するとともに、初期設定値にローラギャップを確実に保
持するように油圧または冷却媒体系を制御するようにコ
ンピュータはプログラムされる。

〔実施例〕

本発明の好適な実施例を第１図に示す。ここに示したの
は、３ローラ型のペーストローリングミルである。中央
のローラ11は固定されている。隣接ローラ12および13
は、中央ローラ11に正確に平行に、かつ各ローラ間の小
さなギャップにおいてペーストに高せん断変形が生じる
ように回転速度を違えて、回転される。このギャップの
速度は、ローラショルダー50〜55にごく隣接して設けら
れている２つもしくはそれ以上の磁気誘導非接触変位セ
ンサーによってモニターされ、それらの読み取り値は、
それぞれ接続線16および17を介してコンピュータ18に送
られる。前記磁気誘導センサー14および15としては、ベ
ントレーネバダ社（Bently Nevada Corporation）の302
型、もしくは同等の製品が好ましい。前記コンピュータ
18としては、ギッディング＆ルイス社（Gidd-ings ＆ L
ewis Corporat-ion）のモデルPIC−409、もしくは同等
の製品である。その機能を実施に移すためには、デジタ
ルまたはアナログのどちらのコンピュータでも使用でき
る。各ローラ間のギャップは油圧式アクチュエータ19〜
22によって制御される。これら油圧式アクチュエータは
スプリング23〜26の付勢力に抗して働く。これらアクチ
ュエータは油圧ライン27〜30を介して油圧制御弁31およ
び32によって制御される。アクチュエータ20および21は
同様に図示しない同じような装置によって制御される。
制御弁はコンピュータ18からの制御信号を受けるソレノ
イド33および34によって開閉動作される。また、コンピ
ュータ18はモータ35と油圧ポンプ36を制御する。油圧流
体リザーバ37は油圧流体を管38および39を介して全油圧
系に供給する。また、コンピュータ18は冷却水制御弁41
を駆動するソレノイド40を制御する。加圧下の冷却水は
制御弁41を通過し、管42から管43〜45およびローラ11〜
13の内側へと流れる。帰路管46〜48は冷却水をローラ11
〜13を通過させ、管49から流し出す。

上述の装置を使用して、操作者は、コンピュータ18に所
望のギャップを得るための適切な入力データを入力する
ことによって、ローラギャップを所望の値に設定するこ
とができる。そして、所望の冷却水の流速値と同様に、
油圧制御状態はコンピュータによって自動的に設定され
る。磁気センサー14および15はコンピュータに実際のギ
ャップ値の連続した読みを提供して、コンピュータに、
ギャップの微調節のために冷却水制御弁41を制御すると
同様に、ギャップをより大きく変更するために油圧制御
弁31および32を自動的に調節させる。

ある状況で有用な他の方法では、油圧系を止め、この油
圧系を簡単なクランプ装置で置き換えて使用しない状態
にし、その間にギャップを調節用くさびによって微調節
する。どちらの場合でも、コンピュータは、連続形式も
しくは採取データ形式で、測定および調節の繰り返しを
数多く実行するようにプログラムされ、その間、装置を
所望の安定状態に誘導する。この機能を実行するために
多くの多様なコンピュータアルゴリズムを記述すること
が可能であるが、ここに本発明者作成のフローダイヤグ
ラムは前記目的に好適なアルゴリズムの実際的な実行の
例として含まれる。コンピュータのモデルに特有なプロ
グラムコードに対応して、機能的に比較に値するアルゴ
リズムを作製することは、コンピュータプログラミング
技術における熟練者の能力の範囲内に充分ある事柄であ
る。本発明の本質的な観点は、特別なコンピュータを使
うものにあるではなく、もしくは特有なプログラムを採
用することにあるのでもなく、むしろペーストの化学特
性の多様な範囲に対応してギャップ寸法をごく正確に、
かつ繰り返し可能に測定する磁気誘導型のセンサーを新
たに使用することにあり、さらに加えるに、ロールへの
冷却水の流れを自動的に制御することによってロールギ
ャップを微調節する新しい方法を合わせ持つことにあ
る。ローラギャップの油圧制御および冷却流体制御の両
方のための特有なコンピュータプログラムの流れ図の例
は、第２図（ａ）〜（ｇ）に含有されている。

以上、本発明を、本発明の好適な実施例により説明した
が、本発明の多様な変形は、本発明の趣旨および範囲か
ら逸脱しない限り当業者には全く明白であろう。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明では、ローリングミルのギ
ャップは高感度磁気誘導型非接触変位センサーを用いて
制御される。ロールにより展延破砕される非磁性ペース
トは高精度な測定にわずかな影響しか与えない。コンピ
ュータはセンサーの出力をモニターし、ギャップを初期
設定値に調節する油圧系を自動的に制御する。ローラの
冷却流体を流量を自動的に制御することによりギャップ
の微調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の一実施例を説明するた
めのもので、 第１図は、磁気誘導ギャップ測定センサーを使用すると
ともに油圧および温度ギャップ調節装置を組み合わせた
ローリングミル制御装置を示すものであり、 第２図（ａ）〜（ｇ）は、油圧制御および冷却流体制御
されたローラギャップ調節装置用の測定パラメータ、仮
定事項、およびコンピュータプログラムの流れ図を示す
ものである。 11……中央ローラ、12、13……隣接ローラ、14、15……
磁気誘導センサー、16、17……接続線、18……コンピュ
ータ、19〜22……油圧式アクチュエータ、23〜26……ス
プリング、27〜30……油圧ライン、31、32……油圧制御
弁、33、34、40……ソレノイド、35……モータ、36……
油圧ポンプ、37……油圧流体リザーバ、38、39、42〜4
5、49……管、41……冷却水制御弁、46〜48……帰路
管、50〜55……ローラショルダー、。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−258073（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−227146（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性ペースト用のローリングミルにおけ
   るローラ間のギャップ寸法の制御方法であって、 （ａ）磁気誘導変位センサーによりギャップ寸法をモニ
   ターする工程と、 （ｂ）前記ギャップ寸法を初期設定値と比較する工程
   と、 （ｃ）前記ギャップ寸法を、このギャップ寸法が前記初
   期設定値にほぼ一致するまで、油圧により調節する工程
   と、 （ｄ）前記ローリングミルのローラへ流す冷却流体の流
   量を調節することによって前記ギャップ寸法を微調整す
   る工程と、 を具備してなるローラギャップの制御方法。
2. 【請求項２】前記工程（ｂ），（ｃ）および（ｄ）がコ
   ンピュータにより自動的に制御されることを特徴とする
   請求の範囲第１項に記載のローラギャップの制御方法。
3. 【請求項３】非磁性ペーストを処理するためのローリン
   グミルにおいて、このミルのローラ間のギャップを自動
   的に制御するための装置であって、 前記ローラに隣接して設けられ、前記ギャップの大きさ
   をモニターするための磁気誘導センサー手段と、 前記ギャップの大きさを調節するための電気的に制御可
   能な油圧式調節手段と、 前記センサー手段の出力に反応して、前記電気的に制御
   可能な油圧式調節手段へ制御入力を与えるためのもので
   あり、予め設定した値に前記ギャップを保持するコンピ
   ュータ手段と、 前記ローラの温度を調節するための手段であって、前記
   コンピュータ手段の制御出力に反応して、前記ギャップ
   の大きさを微調節するローラ冷却流体制御手段と、 を有してなるローラギャップの制御装置。
4. 【請求項４】非磁性ペーストを処理するためのローリン
   グミルにおいて、このミルのローラ間のギャップの寸法
   を自動的に微調節するための装置であって、 前記ローラに隣接して設けられ、前記ギャップの大きさ
   をモニターするための磁気誘導センサーと、 電気的に制御可能なローラ冷却流体流量制御手段と、 前記磁気誘導センサー手段の出力に反応して、前記電気
   的に制御可能なローラ冷却流体流量制御手段へ制御入力
   を与えるためのコンピュータ手段と、 を有してなるローラギャップの制御装置。
5. 【請求項５】非磁性ペースト用のローリングミルのロー
   ラギャップ寸法の制御方法であって、 （ａ）調整用くさびによって前記ギャップ寸法を機械的
   に設定する工程と、 （ｂ）磁気誘導型センサーによって前記ギャップ寸法を
   モニターする工程と、 （ｃ）前記ギャップ寸法を初期設定値と比較する工程
   と、 （ｄ）前記ローリングミルのローラの内部へ流す冷却流
   体の流量を調節することによって前記ギャップ寸法を微
   調節する工程と、 を有してなるローラギャップの制御方法。
6. 【請求項６】前記工程（ｃ）と（ｄ）がコンピュータに
   より自動的に制御されることを特徴とする請求の範囲第
   ５項に記載のローラギャップの制御方法。