JPH07294495A - コイル状材料検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺小径管材や線材等のコイル状材料を真直
状にして搬送装置を通過させながら、その表面疵や内部
欠陥の有無を高精度で検査する。 【構成】 ピンチロールの軸１８に回転自在に設けられ
た大径のプーリー２０とピンチロールの軸１９に固定し
て設けられた小径のプーリー２１との間にベルト２２が
掛けられている。軸１８にはプーリー２０と摺動接触す
るクラッチ２３が固定して設けられている。コイル状材
料１を矢印の方向へ送ると、各ピンチロール（図示しな
い）の周速度が異なるために、回転自在なプーリー２０
とクラッチ２３とが摺動接触することでコイル状材料１
は張力が付加されて真直状で探傷器３内を送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コイル状に巻いた長尺
小径管材や線材等のコイル状材料を真直状にして搬送装
置を通過させながら、その表面疵や内部欠陥の有無を検
査するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コイル状材料を真直状にして搬送装置を
通過させながら探傷するための装置として、例えば、図
７に示す特公昭５８−４９８２２号公報及び「鉄鋼製品
の渦流探傷法」（日本鉄鋼協会、１９９０年１１月３０
日発行、１２０〜１２１頁）に記載された渦流探傷装置
が知られている。この装置は、伸線ラインに設置された
２つの穴ダイス２ａ、２ｂの間に渦流探傷器又は超音波
探傷器等の探傷器３を設け、ドラム４から矯正装置５を
介して送り込まれた線材等のコイル状材料１を２つの穴
ダイス２ａ、２ｂを通させて巻取機６に巻取る。このと
き、探傷器３を通過するコイル状材料１は２つの穴ダイ
ス２ａ、２ｂ間で張力を受けて真直状となることで探傷
することができる。特にこの装置では、伸線ライン工程
において探傷できるために、探傷用の専用ラインを必要
としない利点をもつものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の上記探
傷装置では２つの穴ダイスによって線材に張力を与える
ために、次のような問題点があった。

【０００４】探傷を２回以上行う場合は穴ダイスを交
換しなければ線材に張力を与えることができない（つま
り、同一サイズで再探傷できない）。 穴ダイスを通過する線材の表面を保護するために、予
め線材表面に酸化被膜を形成させるか、或いは潤滑用の
パウダーを付着させるため、この被膜やパウダーが超音
波探傷時に探触子との間に介在して探傷精度を阻害する
ことがある。 線材に長さ方向で径の変動があると引抜抵抗の変動に
よって線材の送り速度が変動し探傷むら（未探傷領域）
が発生し易い。 探傷器が水中超音波探傷器の場合は、水濡れ状態の線
材を穴ダイスに通すと潤滑効果を損ねてダイスの焼付き
が発生し易い。

【０００５】なお、上記探傷装置の問題を解決するため
には、例えば検出器の前後にピンチロールを設け、各ピ
ンチロールの回転数あるいはトルクを制御すればよい
が、この場合は複雑な制御装置を必要とする欠点があ
る。

【０００６】そこで、本発明はコイル状材料の表面疵や
内部欠陥の検査における前記従来装置の欠点を解決する
と共に、検査を簡単な装置によって高精度で行うことを
課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明のコイル状材料検査装置は、コイル状材料を真直状に
して搬送装置を通過させながら、該搬送装置内に設けら
れた探傷器によって検査する装置において、前記探傷器
の入側及び出側には一対のピンチロールが回転軸に固定
して設けられており、該各回転軸にはそれぞれ回転輪が
設けられて各回転輪のうちの一方は固定され他方は回転
自在であり、前記入側のピンチロールに設けられた回転
輪は出側のピンチロールに設けられた回転輪よりも大径
であり、前記各回転輪間にはエンドレス帯体が渡して設
けられており、前記回転軸のうち回転自在な回転輪が設
けられた回転軸には該回転輪と摺動接触する制動機構が
固定して設けられていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】コイル状材料の搬送装置に設けられた探傷器の
入側及び出側には、それぞれピンチロールが設けられて
いる。入側ピンチロールの軸には大径の入側プーリーが
ベアリングを介して回転自在に設けられており、また出
側ピンチロールの軸には小径の出側プーリーが固定して
設けられており、各プーリーの間にはベルトが渡して設
けられている。また入側ピンチロールの軸にはクラッチ
が固定して設けられており、クラッチは入側プーリーと
摺動接触することで、その摩擦力によって入側プーリー
はクラッチに回転力を伝達する。すなわち、入側プーリ
ーとクラッチとの間でスリップトルクが伝達される構造
になっている。

【０００９】このような構成において、コイル状材料を
搬送装置に通して入側及び出側のピンチロールによって
押付け、またクラッチを入側プーリーに摺動接触させた
状態でコイル状材料を巻取機に巻取る。コイル状材料の
巻取りに伴って入側及び出側のピンチロール、入側及び
出側のプーリーが回転する。このとき、入側プーリーの
径が出側プーリーのそれよりも大きいために、入側ピン
チロールは出側ピンチロールよりも遅い周速度で回転す
ることになる。すなわち、入側ピンチロールと出側ピン
チロールの間でコイル状材料に周速度差分の張力が付加
されることになる。このとき、入側ピンチロールの軸に
固定して設けられているクラッチが入側ピンチロールの
軸に回転自在に設けられている入側プーリーと摺動接触
しているために、入側プーリーからクラッチにスリップ
トルクが伝達される。このスリップトルクの大きさを調
整することによってクラッチと入側プーリーの間で生じ
るスリップの大きさを調整することができる。従って前
記張力が過大な場合には、このスリップによって減少し
コイル状材料には安定して探傷するに必要な程度の張力
に調整されることで、コイル状材料は真直状で探傷器を
通過し、探傷器とコイル状材料の間隔が一定に保たれ
る。このためコイル状材料の欠陥を高精度で探傷するこ
とができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面により詳細に説
明する。図１は、本発明の検査装置全体構成の側面図、
図２は、図１のＡ−Ａ′部分の平面図、図３は、図２の
Ｂ−Ｂ′方向から見た側面図、図４、図５、図６は図２
のＣ−Ｃ′、Ｄ−Ｄ′、Ｅ−Ｅ′線の各断面図、図８は
図５の一部断面図を示している。

【００１１】図１において、図７と同じ符号は名称及び
機能が同じである。１は、例えば長尺小径管からなるコ
イル状材料であり、コイル状材料１の搬送装置は、コイ
ル状材料１を装着するドラム４、ドラム４から巻き解か
れたコイル状材料１を搬送ラインに送る送込装置７、コ
イル状材料１を真直状に矯正する矯正装置５、コイル状
材料１をコイル状に巻き取る巻取機６によって構成され
ている。

【００１２】ドラム４は非駆動であり、図示しないブレ
ーキが付設されている。送込装置７は、一対の駆動ロー
ル１４，１４がコイル状材料１を上下から挟むように設
けられている。矯正装置５はコイル状材料１を下から支
持する２個の下ロール１５，１５が間隔をおいて設置さ
れ、その中間位置にてコイル状材料１を上側から押圧す
る１個の上ロール１６が設けられている。なお、ドラム
４又は矯正装置５によってコイル状材料１を搬送ライン
に送る場合は、送込装置７を省略してもよい。

【００１３】入側ガイドロール８，８、入側ピンチロー
ル９，９、探傷器３、出側ピンチロール１０，１０及び
出側ガイドロール１１，１１は支持台１７に設置されて
おり、入側ピンチロール９，９及び出側ピンチロール１
０，１０は非駆動で、且つロール径は同一である。

【００１４】図３に示すように、下側の入側ピンチロー
ル及び出側ピンチロールの回転軸１８、１９には、回転
輪としての入側プーリー２０及び出側プーリー２１が取
付けられており、入側プーリー２０の径は出側プーリー
２１のそれよりも大きい。

【００１５】図８に示すように回転軸１８にはハブ２６
が固定されており、ハブ２６にベアリング２７を介して
入側プーリー２０が回転自在に取付けられている。また
図３に示す出側プーリー２１は回転軸１９に直接固定さ
れており、入側プーリー２０と出側プーリー２１の間に
はエンドレス帯体としてのベルト２２が渡して設けられ
ていることで、入側ピンチロール９と出側ピンチロール
１０は連結されている。入側ピンチロール９の回転軸１
８に固定されたハブ２６には制動機構としてのクラッチ
２３が固定して設けられており、クラッチ２３はブレー
キライニング２８を介して入側プーリー２０に摺動接触
し、その摩擦力によって入側プーリー２０からスリップ
トルクを受けるように構成されている。スリップトルク
はトルク調整ナット２９を調節することによりクラッチ
２３が入側ピンチロールの回転軸１８の方向を移動する
ことで設定可能である。マーキング装置１２は探傷器３
により欠陥が検出された場合、コイル状材料１の欠陥部
分に塗料を吹き付けてマーキングするものである。

【００１６】ドラム４に巻かれたコイル状材料１は、送
込装置７によって搬送ラインを矢印１３方向に送られて
矯正装置５を通過することで真直状に矯正された後、入
側ガイドロール８，８、入側ピンチロール９，９、探傷
器３、出側ピンチロール１０，１０、出側ガイドロール
１１，１１、を通過して巻取機６に巻取られる。コイル
状材料１が巻取機６に巻取られた後は送込装置７の駆動
ロール１４、１４を開く。

【００１７】次に、図５及び図６に示すハンドル２４、
２５を回してコイル状材料１を各ピンチロール９、９及
び１０、１０で挟み付け、またクラッチ２３を入側プー
リー２０に摺動接触させる。この状態で巻取機６を駆動
させてコイル状材料１を巻取機６に巻取ると、巻取りに
伴って入側及び出側のピンチロール９、９及び１０、１
０、入側及び出側のプーリー２０、及び２１が回転す
る。このとき、入側プーリー２０の径が出側プーリー２
１のそれよりも大きいために、入側ピンチロール９、９
は出側ピンチロール１０、１０よりも遅い周速度で回転
することになる。すなわち、入側ピンチロール９、９と
出側ピンチロール１０、１０の間でコイル状材料１に周
速度差分の張力が付加されることになる。

【００１８】このとき、入側ピンチロールの回転軸１８
に固定して設けられているクラッチ２３が入側ピンチロ
ールの回転軸１８に回転自在に設けられている入側プー
リー２０と摺動接触しているために、入側プーリー２０
からクラッチ２３にスリップトルクが伝達される。この
スリップトルクの大きさをトルク調整ナット２９によっ
て調整することでクラッチ２３と入側プーリー２０の間
で生じるスリップの大きさを調整することができる。従
って前記張力が過大な場合には、このスリップによって
減少しコイル状材料１には安定して探傷するに必要な程
度の張力に調整されることで、コイル状材料１は真直状
で探傷器３を通過し、探傷器３とコイル状材料１の間隔
が一定に保たれる。このためコイル状材料１の欠陥を高
精度で探傷することができる。

【００１９】また、コイル状材料１の径が長さ方向で変
動していても、クラッチ２３と入側プーリー２０の間の
スリップによって径変動による張力変動を減少させるこ
とができる。また、入側ガイドロール８、８及び出側ガ
イドロール１１、１１はコイル状材料１の左右振動を抑
制し、入側ピンチロール９、９及び出側ピンチロール１
０、１０はコイル状材料１の上下振動を抑制することが
できる。

【００２０】なお、以上の実施例ではクラッチを入側プ
ーリーの回転軸に設けたが、これに代えてクラッチを出
側プーリーの回転軸に設け、出側プーリーを回転軸に回
転自在に設け入側プーリーを回転軸に固定して設けても
よい。また入側と出側とでプーリーの径を変えたが、こ
れに代えてピンチロールの径を変えてもよい。またプー
リーを下側の回転軸のみに設けたが上下両方の軸に設け
てもよい。また回転輪としてはプーリーに代えてスプロ
ケットでもよく、エンドレス帯体としてはベルトに代え
てチェーンでもよい。また制動機構としては、クラッチ
２３の例を示したが、これに代えてドラム式やディスク
式のブレーキ又はトルクキーパー（（株）椿本エマソン
の商標）でもよい。

【００２１】前記実施例に示した装置を用い、探傷器と
して、プローブコイル型回転渦流探傷器を用いて、０．
０５mm深さのノッチを基準欠陥とし、周波数３０００kH
z 、プローブ数４チャンネル、プローブ回転数９０００
rpm のものを用い、探傷速度１２０m/分で探傷し検出能
を評価した。コイル状材料としては、鋼種ＳＵＳ３０
４、外径７．０mmφの線材に割れ等の各種欠陥を故意に
設けたものを用いた。入側ピンチロールと出側ピンチロ
ールとの距離は１０００mm、各ピンチロールの径は１２
０mm、入側ピンチロールと出側ピンチロールの周速比を
１：１．２とし、クラッチが入側プーリーから３．５kg
fmのスリップトルクを受けるように調整した。

【００２２】その結果、深さ０．０５mm以下の割れ及び
ヘゲ疵をＳＮ比１０dB以上の高精度で検出できた。な
お、探傷後ルーペを用いて線材を全長目視検査した結
果、マーキングされた箇所以外の部分では欠陥は皆無で
あった。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、コイル状材料の表面疵
や内部欠陥の検査において、２つの穴ダイスによって線
材に張力を与える従来装置の問題点であった、 探傷を２回以上行う場合は穴ダイスを交換しなければ
ならない。しかも、この場合はコイル状材料の径が小さ
くなる。 線材の表面を保護するための被膜やパウダーが探触子
との間に介在して探傷精度を害する。 コイル状材料に長さ方向での径変動によって線材の送
り速度が変動し探傷むら（未探傷領域）が発生する。 探傷器が水中超音波探傷器の場合は、潤滑効果を損ね
てダイスの焼付きが発生する。 という多くの問題を解決することができ、しかもピンチ
ロールが非駆動でよいため装置が簡単で済むという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の探傷装置全体構成を示す側面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ′部分の平面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ′方向から見た側面図である。

【図４】図２のＣ−Ｃ′線断面図である。

【図５】図２のＤ−Ｄ′線断面図である。

【図６】図２のＥ−Ｅ′線断面図である。

【図７】従来のコイル状材料探傷装置を示す図である。

【図８】図５の一部断面図である。

【符号の説明】

１ コイル状材料 ２ａ、２ｂ 穴ダイス ３ 探傷器 ４ ドラム ５ 矯正装置 ６ 巻取機 ７ 送込装置 ８ 入側ガイドロール ９ 入側ピンチロール １０ 出側ピンチロール １１ 出側ガイドロール １２ マーキング装置 １３ 矢印（コイル状材料の搬送方向） １４ 駆動ロール １５ 下ロール １６ 上ロール １７ 支持台 １８ 入側ピンチロールの回転軸 １９ 出側ピンチロールの回転軸 ２０ 入側プーリー（回転輪） ２１ 出側プーリー（回転輪） ２２ ベルト（エンドレス帯体） ２３ クラッチ（制動機構） ２４、２５ ハンドル ２６ ハブ ２７ ベアリング ２８ ブレーキライニング ２９ トルク調整ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 規介 山口県光市大字島田3434番地 新日本製鐵 株式会社光製鐵所内 (72)発明者 山本 繁夫 大阪府八尾市萱振町７丁目73番２号 日本 フェルスター株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コイル状材料を真直状にして搬送装置を
   通過させながら、該搬送装置内に設けられた探傷器によ
   って検査する装置において、前記探傷器の入側及び出側
   には一対のピンチロールが回転軸に固定して設けられて
   おり、該各回転軸にはそれぞれ回転輪が設けられて各回
   転輪のうちの一方は固定され他方は回転自在であり、前
   記入側のピンチロールに設けられた回転輪は出側のピン
   チロールに設けられた回転輪よりも大径であり、前記各
   回転輪間にはエンドレス帯体が渡して設けられており、
   前記回転軸のうち回転自在な回転輪が設けられた回転軸
   には該回転輪と摺動接触する制動機構が固定して設けら
   れていることを特徴とするコイル状材料検査装置。