(57)【要約】  製造の間にかみそりの刃内の亀裂の存在を判定する方法が提供される。該方法には、例えば、複数のかみそりの刃を積み重ね体で準備する工程と、積み重ね体内に電流を誘導する工程と、かみそりの刃内の亀裂の有無を示す、電流に関連したパラメータを測定する工程とを含めることができる。
2008522753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
かみそりの刃の亀裂を検査する方法であって、
複数のかみそりの刃を積み重ね体で準備する工程と、
積み重ね体内に電流を誘導する工程と、
かみそりの刃内の亀裂の有無を示す、電流に関連したパラメータを測定する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記誘導工程は、誘導コイルを積み重ね体に隣接して設置することと、コイルに交流を供給することとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記誘導工程は、誘導コイルを積み重ね体の周りに設置することと、積み重ね体の長軸に平行な方向において誘導コイルと積み重ね体との相対運動を引き起こすこととを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記測定工程は、積み重ね体の少なくとも１つのかみそりの刃の温度を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
亀裂を示す、比較的温度の高い限定された範囲について、測定された温度を監視する工程をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
積み重ね体の丈に沿った、刃の一連の温度プロファイルを得る工程をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記測定工程は、積み重ね体の少なくとも１つの刃によって放射される赤外線を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記測定工程は、赤外線カメラを使用して、積み重ね体の丈に沿った、刃の一連の温度プロファイルを作成することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記測定工程の間に刃に送風を行う工程をさらに含む、請求項１又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記送風工程は、積み重ね体の表面にエアジェットを適用することを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記適用工程は、表面にエアナイフを向けることを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記エアナイフは、２重エアノズル組合せ体を包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
赤外線カメラを少なくとも２５０フレーム／秒のスピードで操作する工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記かみそりの刃は、均一な刃長及び刃厚のものであり、前記方法は、赤外線カメラを使用して、少なくとも刃長に等しい長さと少なくとも刃厚の２０倍に等しい幅とを有する赤外線画像を作成する工程をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
積み重ね体に沿った刃の一連の熱画像を記録する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記測定工程は、誘導電流を測定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記誘導電流は、第２のコイルを使用して測定される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
亀裂を示す、電流の減少した領域について、測定された電流を監視する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
誘導電流を集束させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記集束工程は、電流誘導コイルの両側に、逆回転する場相殺コイルを位置決めすることを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
各場相殺コイル内の電流と電流誘導コイル内の電流との比は、約１：５〜３：５である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記準備工程は、刃先が互いにほぼ平行に位置合わせされるように刃を積み重ねることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記刃は、それぞれ約８５ミクロン未満の厚さを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項２４】
前記エアジェットは、刃厚以下の幅を有する、請求項１１又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
かみそりの刃の亀裂を検査する方法であって、
複数のかみそりの刃を積み重ね体で準備する工程と、
積み重ね体内に電流を誘導する工程と、
積み重ね体の刃のうちの少なくとも一部によって放射される赤外線を測定して、かみそりの刃内の亀裂の有無を判定する工程とを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、かみそり製造プロセスの間にかみそりの刃内の亀裂を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かみそりの刃は、多くの場合、孔のあけられた刃鋼の連続ストリップを熱処理し、鋭利に研いでから、該ストリップを所望の刃長の断片に分けることを伴うプロセスによって形成される。得られる刃は、次いで、さらなる処理のために、例えば、耐久性及び／又は潤滑性を高めるために刃先をコーティング処理するために、紡錘状に積み重ねられる。
【０００３】
そのような紡錘は通常、刃の刃先が平行になり、且つ刃の隣接した幅広の面が互いに接触するように積み重ねられるために、非常に多くの刃、例えば最高４０００個までの刃を収容する。刃がこの方式で配置されるときには、刃の亀裂を検査するのが困難である。他の種類の欠陥は、一般にマシンビジョン又は人間の観察を用いて観察できるが、亀裂は、積み重ね体の重量が亀裂を閉じる傾向にあるので、検出困難となる傾向にある。亀裂の入った又は損傷した刃は、破断表面がそれらの元の位置に位置合わせされ、且つ空隙の存在なしに亀裂が閉じられているときには、視覚的に検出するのがきわめて困難な場合がある。他の産業では、染色浸透剤を用いてそのような亀裂を視認可能にすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、染料が刃の間に浸透して染みの原因となるので、染料を刃の積み重ね体の表面に適用することができない。隣接刃の間の境界面は、マシンビジョン、超音波探傷検査、又は渦電流探傷試験などの従来の非破壊試験システムを使用すると、一般に、標的とする亀裂と区別できないので、これらの境界面の存在が、亀裂の入った刃の検出の難しさを悪化させる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、かみそりの刃の積み重ね体における亀裂検出のための自動化された方法を提供する。
【０００６】
いくつかの方法では、エア「ナイフ」が刃に風を送りながら、高周波誘導コイルによって電流が誘導される。刃が電磁場にさらされている状態で、赤外線カメラによって熱画像が記録される。適正な電流密度及びタイミングに達したら、刃全体にわたる異常な温度勾配によって亀裂の存在が明らかとなる。
【０００７】
本発明の一態様では、かみそりの刃の亀裂を検査する方法は、複数のかみそりの刃を積み重ね体で準備する工程と、積み重ね体内に電流を誘導する工程と、かみそりの刃内の亀裂の有無を示す、電流に関連したパラメータを測定する工程とを含む。
【０００８】
本発明の他の態様では、かみそりの刃の亀裂を検査する方法は、複数のかみそりの刃を積み重ね体で準備する工程と、積み重ね体内に電流を誘導する工程と、積み重ね体によって放射される赤外線を測定して、かみそりの刃内の亀裂の有無を判定する工程とを含む。
【０００９】
該方法は、以下の特徴の１つ以上を包含することができる。
【００１０】
一部の実施形態では、誘導工程は、誘導コイルを積み重ね体に隣接して設置することと、コイルに交流を供給することとを含む。特定の実施形態では、誘導工程は、誘導コイルを積み重ね体の周りに設置することと、積み重ね体の長軸に平行な方向において誘導コイルと積み重ね体との相対運動を引き起こすこととを含む。
【００１１】
一部の実施形態では、測定工程は、積み重ね体のかみそりの刃のうちの少なくとも１つの温度を測定することを含む。特定の実施形態では、該方法は、亀裂を示す、比較的温度の高い限定された範囲について、測定された温度を監視する工程をさらに含む。一部の実施形態では、該方法は、温度マップ（例えば、積み重ね体の丈に沿った刃の一連の温度プロファイル）を得る工程をさらに含む。
【００１２】
特定の実施形態では、測定工程は、積み重ね体の刃のうちの少なくとも１つによって放射される赤外線を測定することを含む。一部の実施形態では、測定工程は、赤外線カメラを使用して、温度マップ（例えば、積み重ね体の丈に沿った刃の一連の温度プロファイル）を作成することを含む。特定の実施形態では、該方法は、赤外線カメラを少なくとも２５０フレーム／秒のスピードで操作する工程を含む。一部の実施形態では、かみそりの刃は、均一な刃長及び刃厚のものであり、該方法は、赤外線カメラを使用して、少なくとも刃長に等しい長さと少なくとも刃厚の２０倍に等しい幅とを有する赤外線画像を作成する工程をさらに含む。
【００１３】
特定の実施形態では、該方法は、測定工程の間に刃に送風を行う工程をさらに含む。一部の実施形態では、送風工程は、積み重ね体の表面にエアジェットを適用することを含む。特定の実施形態では、適用工程は、表面にエアナイフを向けることを含む。一部の実施形態では、エアナイフは、２重エアノズル組合せ体を包含する。
【００１４】
一部の実施形態では、該方法は、積み重ね体に沿った刃の一連の熱画像を記録する工程をさらに含む。特定の実施形態では、個々の刃が少なくとも１つの画像上に現れるように、画像取得速度が積み重ね体の相対運動によって調節される。
【００１５】
特定の実施形態では、測定工程は、誘導電流を測定することを含む。一部の実施形態では、誘導電流は、第２のコイルを使用して測定される。特定の実施形態では、該方法は、亀裂を示す、電流の減少した領域について、測定された電流を監視する工程をさらに含む。
【００１６】
一部の実施形態では、該方法は、誘導電流を集束させる工程をさらに含む。特定の実施形態では、集束工程は、電流誘導コイルの両側に逆回転する場相殺コイル（field cancellation coils）を位置決めすることを含む。一部の実施形態では、各場相殺コイル内の電流と電流誘導コイル内の電流との比は、約１：５〜３：５である。
【００１７】
特定の実施形態では、準備工程は、刃先が平行に位置合わせされるように刃を積み重ねることを含む。
【００１８】
一部の実施形態では、刃は、それぞれ約８５ミクロン未満の厚さを有する。特定の実施形態では、エアジェットは、刃厚以下の幅を有する。
【００１９】
本明細書に記載される方法のいくつかは、以下の利点の１つ以上を提供する。
【００２０】
自動化された技術を使用して亀裂検査を実施できるので、品質管理に必要な時間及び労働力が最小限に抑えられ、したがって刃のコストが削減される。亀裂の存在を確実に判定できるので、刃の亀裂が原因で完成かみそりが不合格となる可能性が低減される。
【００２１】
刃の積み重ね体に配置された刃内の亀裂を検出するには、いくつかの手法を使用することができる。例えば、電磁エネルギーを刃の積み重ね体に適用することができ、また、赤外線カメラなどのセンサが、刃の積み重ね体内の１つ以上の刃に沿った温度を検出することができる。刃が亀裂又は類似の欠陥を含むときには、赤外線カメラは、刃内に大きな温度勾配を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１を参照すると、亀裂検出システム１０は、刃の積み重ね体１２と、誘導コイル１４と、逆回転する誘導コイル２４、２６と、赤外線（ＩＲ）カメラ１６と、エアナイフ１８とを含む。刃の積み重ね体１２の１つ以上の刃２０内に電流を生み出す誘導コイル１４内に、刃の積み重ね体１２を運ぶことができる。刃内の電流の結果、影響を受けた刃の温度は、一般に上昇する。エアナイフ１８は、刃の１つを隣接刃から引き離すために、刃の積み重ね体１２の刃の間に空気の流れを押し込む。次いで、赤外線カメラ１６が、引き離された刃全体にわたる温度を検出する。赤外線カメラ１６によって検出される局部的な温度スパイクは、刃内の亀裂の存在を示す可能性がある。エンコーダが、プロセス全体を通じて積み重ね体の位置（例えば、積み重ね体内の刃の位置）を測定する。亀裂が検出されたときには、欠陥刃の位置が記録され、プロセスの後の方の段階で、記録された位置を使用してその刃を見つけ出し、除去することができる。
【００２３】
刃の積み重ね体１２には、支持フォーク２２によって支持された多数のかみそりの刃２０が含まれる。刃２０は、積み重ね体１個当たり刃約４０００個の束に配置することができる。刃の積み重ね体１２は、例えば、約３０ｃｍの長さを有することができる。刃２０は、マルテンサイト系ステンレス鋼及び／又は他の種類の刃鋼など、様々な材料のいずれから形成することもできる。刃２０が支持フォーク２２の長手軸に沿って大きく移動するのを防ぐために、支持フォーク２２の一端又は両端に係止機構を含めることができる。係止機構は、例えば、刃２０がフォーク２２の一端又は両端から滑り落ちるのを防ぐことができる。係止機構の一例は、刃の積み重ね体の端部に制御された圧力を加えるように配置された、ばね付勢されたピストンである。
【００２４】
図２に示したように、刃２０は、支持フォーク２２のプロング２３をその中に挿通できる、開口２１を画定する。開口は、本明細書に記載のプロセスの間プロング周りでの刃２０の回転が実質的に妨げられるように、フォーク２２のプロング２３の周りにしっかりと嵌合するようにサイズ及び形状設定することができる。この刃の積み重ね体の配置は、コーティング作業などの様々な製造作業の間、並びに刃２０の輸送の間、刃２０を安定させるのに役立つことができる。さらに、この刃の積み重ね体の配置は、画像化プロセス全体を通じて刃２０が適正な向きにあることを保証するのに役立つこともできる。隣接した刃は、通常、刃の積み重ね体１２内で互いに接触しているが、例えば、ばり及び／又は塵粒子の存在に起因した小さな隙間によって隔てられていることもある。同様に、１つ以上の隣接刃の平坦性の欠如が原因で、小さな隙間が生じることがある。各刃２０には、４つの縁部（例えば、１つの鋭利な縁部と、３つのあまり鋭利ではない縁部）が含まれる。刃２０には、また、２つの幅広の面も含まれる。１つの刃の幅広の面は、積み重ね体１２において隣接した刃の幅広の面に当接することができる。刃２０の鋭利な縁部が刃の積み重ね体１２の１つの側部に沿って位置決めされるように、刃２０を配置することができる。この構成では、赤外線カメラ１６は、刃２０内の亀裂（例えば、刃の内部領域内の亀裂、刃の鋭利な縁部内の亀裂、及び／又は刃の開口と鋭利な縁部との間に伝播する亀裂）を検出するために、刃の積み重ね体１２が運ばれるときに刃２０全体にわたって温度を検出することができる。
【００２５】
刃２０内の亀裂及び／又は他の欠陥を識別するために、刃の積み重ね体１２を検出システム１０内で運ぶことができ、これについて以下でより詳細に説明する。刃の積み重ね体は、例えば、位置エンコーダを含むコンピュータ制御式のリニアモータ駆動ステージを利用して運ぶことができる。刃の積み重ね体は、サーマルカメラが各刃を画像化できるような速度で直線的に変位させることができる。検出システム１０は、従来の方法（例えば、目視検査）に比べて比較的速い速度で刃の亀裂を検査することができる。例えば、刃の積み重ね体１２を約０．４ｃｍ／秒以上（例えば、約２ｃｍ／秒以上、約５ｃｍ／秒以上）の速度で運んで検査することができる。特定の実施形態では、刃の積み重ね体１２は、刃約１００個／秒以上（例えば、刃約２５０個／秒以上、刃約５００個／秒以上、刃約６５０個／秒以上）の速度で検査される。
【００２６】
再び図１を参照すると、誘導コイル１４は、刃の積み重ね体１２を包囲する。誘導コイル１４は、銅及び／又はアルミニウムなど、様々な導電材料のいずれから形成することもできる。誘導コイル１４は、高周波交流を発生するエネルギー源に接続することができる。エネルギー源を作動させると、誘導コイル１４は、約３０アンペア〜約４００アンペア（例えば、約１５０アンペア〜約２５０アンペア）の電流を伝導することができる。誘導コイル１４がそれに接続されたエネルギー源を作動させると、誘導コイル１４は、刃の積み重ね体１２に電磁エネルギーを印加して、刃の積み重ね体１２内に循環電流を誘導する。抵抗損失の結果、電流は、（１つ若しくは複数の）刃２０の温度を上昇させることができる。刃の温度は、通常、固有抵抗が増大するにつれて上昇する。刃内の亀裂は、抵抗の増大をもたらし、したがって、電流が刃の亀裂の入った領域を通過するときに局部的な温度勾配を生み出すと考えられている。刃２０の亀裂の入った領域と亀裂のない領域との温度差は、刃２０内の電流の作用である。例えば、刃内の電流が増大するにつれて、一般に温度差が増大し、その逆もまた同様である。
【００２７】
刃の積み重ね体１２の（１つ若しくは複数の）刃内に誘導された電流は、一般に、磁場に垂直な方向で、誘導コイル１４と同一の平面内を循環する。例えば、電流は、影響を受けた刃の幅広の面が位置する平面内を循環することができる。ゆえに、電流は、一般に、積み重ね体に沿って刃と刃の境界面をまたいでは流れない。このことは、刃と刃の境界面によって生み出される干渉が低減される（例えば、なくなる）ので、刃２０内の亀裂を検出する際に有益となり得る。
【００２８】
誘導コイルは、刃の積み重ね体１２内に約１００ワット〜約１０００ワットの電力を誘導することができる。各刃２０内の電流は、例えば、約１アンペア〜約１５アンペア（例えば、約１アンペア〜約１０アンペア、約５アンペア）にわたることがある。その結果、刃２０の亀裂の入った領域と亀裂のない領域との温度差は、約１℃〜約４０℃（例えば、約１０℃〜２０℃）にわたることがある。刃の全体的な温度上昇を、約５０℃以下に制限することができる。刃２０の温度上昇を約５０℃以下に制限することによって、例えば、刃２０の実質的な損傷を一般に防ぐことができる。
【００２９】
一部の実施形態では、図１に示したように、誘導コイルは、刃の積み重ね体１２の長手軸Ａにほぼ垂直に延びる平面Ｂに対して角度αに向けられる。角度αは、例えば、約０度〜約３０度（例えば、約１０度〜約２０度）とすることができる。刃の積み重ね体１２が誘導コイル１４内を運ばれるときには、エアナイフ１６からの空気圧が、刃２０のいくつかを、それらの刃が送風されると誘導コイル１４にほぼ平行（例えば、刃の積み重ね体の長手軸Ａにほぼ垂直に延びる平面Ｂに対して約０度〜約３０度）になるように傾斜させることができる。誘導コイル１４の平面が刃の幅広の表面にほぼ平行になるように角度αを調節すると、電流誘導プロセスの効率を高める（例えば、最適化する）ことができる。さらに、刃２０の幅広の側部と赤外線カメラの視線（図１の点線矢印）との間の角度が９０度に近づくにつれて、刃内の亀裂の熱画像は、一般に、より明らかになる。ゆえに、刃２０が誘導コイル１４を通過するときにそれらの刃２０を傾斜させることによって、赤外線カメラ１６は、場合によっては、亀裂検出を目的として刃２０の幅広の面のより良好な視野を達成することができる。
【００３０】
誘導コイル１４など、非接触誘導を生み出すことのできるデバイスを使用することは、接触誘導に比べ、誘導コイル１４と刃２０との間に物理的接触が欠如していることでほぼ一貫した電気的接続を提供できるので、有利な場合がある。高電流では、接触誘導デバイスの物理的接触点がアーク放電を引き起こすことがあり、その結果、一貫しない電気的接触となる虞がある。しかし、非接触誘導を用いることによって、アーク放電を大幅に低減する、又はなくすことができる。
【００３１】
逆回転する誘導コイル２４、２６は、誘導コイル１４の両側に位置決めされる。逆回転する誘導コイル２４、２６は、銅及び／又はアルミニウムなど、様々な導電材料のいずれから形成することもできる。誘導コイル１４と同様に、逆回転する誘導コイル２４、２６を電源に接続することができる。
【００３２】
逆回転する誘導コイル２４、２６は、誘導コイル１４と同時に刃の積み重ね体１２にエネルギーを供給する。逆回転する誘導コイル２４、２６は、誘導コイル１４によって伝導される電流の一部を伝導し、逆回転する誘導コイル２４、２６によって伝導される電流は、誘導コイル１４内の電流の流れに対して反対の方向に流れる。逆回転する誘導コイル２４、２６は、例えば、主要な中央のコイルによって伝導される電流の約１／５〜約３／５の逆回転電流を伝導することができる。逆回転する誘導コイル２４、２６が誘導コイル１４の両側に位置決めされるので、逆回転する誘導コイル２４、２６によって生み出される誘導は、誘導コイル１４によって生み出される誘導の一部分を実質的に相殺する。このことは、非接触誘導デバイス（例えば、誘導コイル１４）によって伝達されるエネルギーがわずかに外に向かって広がる傾向にあるので、非接触誘導に特に有利な可能性がある。例えば、誘導コイル１４によって刃の積み重ね体１２に伝達されるエネルギーは、一般に、該誘導コイル１４がそれらの上に位置決めされた刃内にも、また隣接したいくつかの刃内にも電流を誘導する。誘導コイル１４によって誘導される電流は、例えば、約５ｍｍの距離に及ぶことができ、その距離には約６０〜約１００個の刃が含まれる可能性がある。逆回転する誘導コイル２４、２６は、有利には、誘導コイル１４によって生み出される誘導の少なくとも一部分を打ち消すことができ、その結果、刃の積み重ね体のより小さい面積（例えば、より少数の刃）が誘導の実質的な増大を経る。このことは、後述するように、赤外線カメラ１６が刃の積み重ね体１２内の温度勾配をより容易に識別するのに、したがって刃２０内の亀裂をより容易に識別するのに役立つことができる。
【００３３】
図３は、誘導コイル１４及び逆回転する誘導コイル２４、２６によってエネルギー供給された刃の積み重ね体１２の一部分の中で生み出された電流２８、３０、３２を示す。電流２８は、誘導コイル１４によって生み出され、電流３０、３２は、それぞれ、逆回転する誘導コイル２４、２６によって生み出される。電流２８は、主に、刃の積み重ね体部分の中央の領域にある（１つ若しくは複数の）刃内で生み出される。電流３０、３２は、主に、中央の領域の（１つ若しくは複数の）刃の両側にある（１つ若しくは複数の）刃内で生み出される。ここに示したように、電流３０、３２は、刃の積み重ね体部分の中央の領域にある刃に隣接した刃で生み出される電流２８を実質的に打ち消す。図４を参照すると、刃の積み重ね体部分の中央の領域に隣接した刃で生み出される電流２８を打ち消すことによって、得られる電流３４は、実質的に、刃の積み重ね体部分の中央の領域にある刃２０だけに存在する。場合によっては、例えば、実質的に誘導コイル１４によって覆われた刃の積み重ね体１２の領域だけが電流３４を伝導する。刃の積み重ね体１２のより小さい領域が電流３４を伝導するので、各刃が電流を伝導する全体的な時間を短縮することができる。ゆえに、刃２０内の温度を比較的低い温度で維持することができ、そのことが、隣接した刃によって生み出されるバックグラウンドノイズを低減することができ、刃２０の熱損傷を防ぐのに役立つことができる。
【００３４】
再び図１を参照すると、エアナイフ１８は、加圧空気源と、それを通じて加圧空気を排出できる開口とを含む。エアナイフ１８の開口は、約０．０２５ｍｍ〜約０．０７５ｍｍの直径又は幅を有することができる。開口の面積は、例えば、約０．９ｍｍ２〜約２．７ｍｍ２にわたることができる。エアナイフ１８は、約５５０ｋＰａ以上（例えば、約１００ｋＰａ〜約１０００ｋＰａ、約５００ｋＰａ〜約７５０ｋＰａ）の圧力と、比較的速い速度（例えば、約２５ｍ／ｓ〜約１００ｍ／ｓ）とを有する空気の流れを生み出すことができる。エアナイフ１８は、刃２０が電磁エネルギーにさらされる刃の積み重ね体１２の領域において刃の積み重ね体１２から約０．５ｃｍ〜約２．５ｃｍ離れたところに位置決めすることができる。一部の実施形態では、エアナイフ１８は、空気の流れが刃の積み重ね体１２の長手軸Ａに対して約９０度の角度で流れるように位置決めされる。
【００３５】
集中的な空気の流れを刃の積み重ね体１２に吹き付けることによって、エアナイフ１８は、隣接した刃２０を予め定められた距離だけ引き離すことができる。例えば、刃の積み重ね体１２が運ばれているときに、エアナイフ１８が積み重ね体１２に空気の流れを供給し、その空気の流れが個々の刃を空気の流れの一方の側から他方の側へとシステマティックにはじく。したがって、空気の流れの一方の側から他方の側へとはじかれた刃は、ある期間にわたって、両方の隣接刃から引き離される。はじかれている刃は、隣接刃から約２ｍｍ以上（例えば、約３ｍｍ以上、約５ｍｍ以上）の距離だけ引き離すことができる。１つの刃を隣接刃から引き離すことによって、エアナイフ１８は赤外線カメラ１６に、より良好な視野をもたらすことができる。例えば、隣接刃間の距離を増大させることによって、赤外線カメラは、隣接刃によって実質的に遮られていない、又はあまり遮られていない刃の視野を得ることができる。
【００３６】
代替的に、又は追加的に、エアナイフ１８は、誘導コイル１４からのエネルギーをより少数の刃に集束させるのに役立つことができる。例えば、刃の間の分離距離が増大するにつれて、細く集束された電磁エネルギーの影響を受ける刃の数を削減することができる。一部の実施形態では、エネルギーは、実質的に、エアナイフ１８によって隣接刃から引き離された刃だけに影響を及ぼすことができる。その結果、引き離された刃内の亀裂に起因した温度勾配の検出に悪影響を与える虞のある、隣接刃からの干渉を低減する（例えば、実質的になくす）ことができる。
【００３７】
赤外線カメラ１６は、約１０μｍ〜約１００μｍ（例えば、約２０μｍ〜約４０μｍ）の空間分解能、約０．０１℃〜約０．５℃（例えば、約０．０５℃〜約０．２℃）の温度分解能、及び約６０フレーム／秒〜約１５００フレーム／秒（例えば、約５００フレーム／秒〜約１０００フレーム／秒）のフレームレートを有することができる。赤外線カメラ１６は、刃の積み重ね体の長手軸に垂直に延びる平面Ｃに対して角度βで、刃の積み重ね体１２から約３ｃｍ〜約３０ｃｍの距離のところに配置することができる。角度βは、例えば、約１５度〜約６０度とすることができる。サーマルカメラの視界が１つの刃の幅全体を覆わない場合、一連のスタッガード走査で測定を達成することができる。赤外線カメラ１６の配置及び仕様は、例えば、刃２０が刃の積み重ね体１２内で運ばれるときに、刃２０の鮮明な熱画像を提供するように選択することができる。
【００３８】
一部の実施形態では、赤外線カメラ１６には、焦点面に配置されたソリッドステート冷却検出器が含まれる。ただし、非冷却マイクロボロメータも使用することができる。様々な赤外線カメラのいずれを使用することもできる。赤外線カメラの例としては、フリアー・システムズ（Flir Systems）（マサチューセッツ州Ｎ．ビルリカ（N. Billerica））製のフェニックスミッド・イメージャー（Phoenix−Mid imager）、イルコン（Ircon）製のスキャンＩＲ  ＩＩ（Scan IR II）、マイクロン（Mikron）製のマイクロライン２７００（Mikroline 2700）、及びサンタバーバラ・フォーカル・プレーン（Santa−Barbara Focal Plane）（カリフォルニア州ゴレタ（Goleta））製のＳＢＦ１８４焦点面アレイが挙げられる。
【００３９】
赤外線カメラ１６は、刃２０が空気の流れの一方の側から他方の側へとはじかれるときの刃２０の温度を測定することができる。赤外線カメラ１６は、例えば、刃２０内の温度勾配を検出することができる。ほぼ欠陥のない刃（例えば、亀裂のない刃）は、一般に、刃に沿ってほぼ均一な温度勾配を有する。しかし、前述のように、刃内の亀裂は、刃の特定の領域で抵抗及び温度を増大させることがある。ゆえに、１つ以上の亀裂を有する刃の温度勾配は、一般に、均一ではない。例えば、そのような温度勾配には、刃の亀裂の入った領域における温度スパイク（例えば、温度の大幅な上昇）を含めることができる。一部の実施形態では、赤外線カメラ１６は、約１ｃｍ／ｓ以上（例えば、約４ｃｍ／ｓ以上、約８ｃｍ／ｓ以上）の速度で刃の積み重ね体１２を走査することができる。
【００４０】
特定の実施形態では、赤外線カメラによって記録された温度測定値をディスプレイに送信することができる。例えば、ユーザーが刃の亀裂の入った領域をより容易に識別するのに役立つように、データ（すなわち、温度測定値）をグラフ上にプロットすることができる。代替的に、又は追加的に、異常に高い温度勾配の存在を自動的に検出し、位置エンコーダの読み値から積み重ね体内の亀裂の入った刃の位置を記録するように、ソフトウェアを構成することもできる。
【００４１】
亀裂の入った刃を検出したら、積み重ね体に沿った位置が位置エンコーダから読み取られ、記録され、オペレータに表示される。これで、オペレータは、プロセスの後の方の段階で積み重ね体から欠陥のある刃を抜き出すことができる。
【００４２】
以上でいくつかの実施形態を論じたが、他の実施形態も可能である。
【００４３】
一部の実施形態では、誘導コイル１４及び／又は逆回転する誘導コイル２４、２６は、それらの動作温度を低減するために水冷される。例えば、コイル内で目標温度レベルを維持するために、水又は他の種類の冷却液をコイル内の中空の通路に循環させることができる。
【００４４】
一部の実施形態では、エアナイフ１６には、２重ノズル設計が含まれる。例えば、一方のノズルが空気を刃の積み重ね体１２の上部に向けることができ、他方のノズルが空気を刃の積み重ね体１２の下部に向けることができる。その結果、空気をより細い流れで刃の積み重ね体１２に供給することができる。このことは、例えば、空気の流れによって多数の刃が同時にはじかれるのを防ぐのに役立つことができる。
【００４５】
特定の実施形態では、検出システム１０は、エアナイフ１８の代替手段として、又はエアナイフ１８に加えて、磁気セパレータを含む。磁気セパレータには、刃の積み重ね体１２に隣接して位置決めされた磁石を含めることができる。その結果、刃の積み重ね体１２内で磁化を生み出すことができる。磁石は、刃２０を互いに反発させるように配置することができる。磁気セパレータは、刃２０が誘導コイル１４内を運ばれるときにそれらの刃２０が引き離されるように、誘導コイル１４の近くに位置決めすることができる。
【００４６】
前述の実施形態は、誘導コイル１４によって刃の積み重ね体１２に電磁エネルギーを伝達するものであるが、刃２０内に電流を誘導するために他のデバイスを代替的又は追加的に使用することもできる。一部の実施形態では、例えば、刃２０内に電流を誘導するために、表面コイル（時に「パンケーキコイル」とも呼ばれる）が使用される。表面コイルは、扁平な巻線を有し、刃の積み重ね体１２の側部に平行に位置決めすることができる。例えば、方形の表面コイルを、刃２０の鋭利な縁部がそれに沿って方向付けられた刃の積み重ね体１２の側部に平行に位置決めすることができる。刃の表面の温度を画像化するために、コイルの中心にある開口を通じて、又は巻線の間隔を通じて、サーマルカメラを刃に向けることができる。刃２０内の誘導電流は、概ね、表面コイルに平行な平面内にあり、概ね、表面コイル内の電流の方向とは反対の方向に循環する。
【００４７】
特定の実施形態では、電流は、導電性ローラを使用して刃２０内で誘導される。例えば、検出システム１０には、電源に電気的に接続された１対の導電性ローラを含めることができる。ローラは、銅、黄銅、銅−タングステン（７５％）、及び／又は銀−グラファイトなど、様々な導電材料のいずれから形成することもできる。ローラは、約５ｍｍ〜約３０ｍｍにわたる直径を有することができる。ローラは、予め定められた力で刃の積み重ね体１２と接触するように、ばね付勢することができる。刃の積み重ね体１２が運ばれるときに、ローラは、刃２０のうちの１つ以上と接触し、それによってそれら１つ以上の刃２０にエネルギーを伝達することができる。例えば、刃の積み重ね体１２が運ばれるときに、ローラは、刃の積み重ね体１２の両側部に沿って転動することができる。一部の実施形態では、ローラは、一度に約１０個以下の刃（例えば、約５個以下の刃、約１個の刃）と接触するように、サイズ及び形状設定される。ゆえに、所与の時点で、刃の積み重ね体に沿った限られた数の刃において、電流を誘導することができる。所与の時点で電流誘導される刃の数を制限することによって、赤外線走査を実施するときの隣接刃に起因した干渉を大幅に低減する、又はなくすことができる。同様に、刃を加熱する時間を短縮し、それによって熱に関連した損傷の危険を低減することができる。
【００４８】
一部の実施形態では、赤外線カメラ１６の代わりに、又は赤外線カメラ１６に加えて、電流検出器が使用される。電流検出器は、刃の積み重ね体１２を包囲するように構成されたコイルの一部とすることができる。包囲するコイルには、例えば、２つの連続巻線を含めることができる。第１の連続巻線は、刃２０内に渦電流を誘導するために、交流電源に接続することができる。第２の連続巻線は、第１の連続巻線よりも刃の近くに位置決めすることができ、刃２０内の渦電流を検出することができる。一般に、電流検出器によって検出される電流信号の振幅は、亀裂の入った刃の領域では減少する。ゆえに、電流信号の振幅の減少は、走査されている刃に亀裂が入っていることを示す可能性がある。
【００４９】
特定の実施形態では、電流検出器には、代替的に、又は追加的に、刃の積み重ね体１２に比較的近接して配置された電流センサの平面アレイが含まれる。前述した第２の連続巻線と同様に、センサの平面アレイは、刃２０内の渦電流を検出することができ、電流の振幅減少を監視することによって刃内の亀裂を検出することができる。
【００５０】
前述の実施形態は、刃の積み重ね体１２内に電流を誘導するために誘導コイル及び／又は転動する電極を使用するものであるが、刃の積み重ね体１２にエネルギーを付与するために他の種類のエネルギー源（例えば、熱源）を使用することもできる。そのような実施形態では、赤外線カメラを使用して、刃全体にわたる温度を測定することができる。前述のように、刃内の局部的な温度勾配は、亀裂の存在を示すことが出来る。例えば、刃内の亀裂は、低温の点として現れることがある。刃の積み重ね体１２にエネルギーを付与するために使用できる熱源の例としては、フラッシュランプ、レーザビーム、マイクロ波発生器、電源、誘導加熱器、及び超音波発生器が挙げられる。これらの熱源からの熱エネルギーは、パルス供給、ステップ供給、及びロックイン供給など、様々な技術のいずれかを使用して刃の積み重ね体１２に供給することができる。パルス供給の場合、熱エネルギーは、短時間で一気に供給され、熱測定は、刃２０を冷却しながら実施される。ステップ供給の場合、刃の積み重ね体１２に供給される熱エネルギーは、急激に増加されて維持され、その間に刃２０の温度が測定される。ロックイン供給の場合、一連の熱エネルギーパルスが供給される。一連のパルスは、ノイズの影響を実質的になくすために、ロックイン増幅器を使用して温度検出機器とのタイミングを合わせることができる。
【００５１】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に示す。本発明の他の特徴及び利点は、説明及び図面、並びに請求項から明らかになるであろう。
【００５２】
類似の参照番号は、類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】亀裂検出システムの部分断面上面図。
【図２】図１の線２−２に沿った、刃の積み重ね体の断面図。
【図３】図１の亀裂検出システムの誘導コイル及び逆回転する誘導コイルによって刃の積み重ね体に伝達される電流のグラフィック表示。
【図４】誘導コイル及び逆回転する誘導コイルの結果として生じる刃の積み重ね体内の電流のグラフィック表示。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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