(57)【要約】【課題】  サーフェスリールにおいて、スプールにウエブを巻き取る際の巻取ウエブの振動や煽りを簡単な改造で解決する方法とその装置を提供する。【解決手段】  リールドラム２、セカンダリーアーム４、スプール移動用レール５を具備し、スプール７にウエブを巻き取りながら、スプール両側のハウジング部８をセカンダリーアームの先端に取り付けられたコロ６により押し付けることにより、巻取ウエブ９をリールドラム２に押し付け、ニップ圧を付与しつつ巻き取るサーフェスリール１において、  該セカンダリーアームのコロ６の形状を、スプール両側のハウジング部８と面接触する形状とする。【選択図】図１
2011121766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リールドラム、セカンダリーアーム、スプール移動用レールを具備し、
スプールにウエブを巻き取りながら、スプール両側のハウジング部をセカンダリーアームの先端に取り付けられたコロにより押し付けることにより、巻取ウエブをリールドラムに押し付け、ニップ圧を付与しつつ巻き取るサーフェスリールにおいて、
該セカンダリーアームのコロの形状が、スプール両側のハウジング部と面接触する形状とされていることを特長とするサーフェスリール。
【請求項２】
前記セカンダリーアーム先端に取り付けられた前記コロは、前記ハウジングとの接触部にライニング材が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のサーフェスリール。
【請求項３】
前記セカンダリーアーム先端に取り付けられた前記コロは、前記ハウジングとの接触面を４面有し、必要に応じて接触面の変更が可能であることを特徴とする請求項１または２に記載したサーフェスリール。
【請求項４】
前記セカンダリーアーム先端に取り付けられた前記コロは、下部にバランスウエイトを装着し、前記ハウジングとの接触前のコロの接触面の角度を一定に保つことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載したサーフェスリール。
【請求項５】
前記サーフェスリールは、更にプライマリーアームを具備し、抄紙機のリールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載したサーフェスリール。
【請求項６】
リールドラム、セカンダリーアーム、巻取紙移動用レールを具備し、スプールにウエブを巻き取りながら、スプール両側のハウジング部をセカンダリーアームの先端に取り付けられたコロにより押し付けることにより、スプールに巻き取られた巻取ウエブをリールドラムに押し付けて、ニップ圧を付与しつつ巻き取るサーフェスリールにおいて、
該セカンダリーアームのコロの形状を、スプール両側のハウジング部と面接触する形状とすることにより、巻取ウエブの振動と煽りを防止することを特徴とするサーフェスリールの煽り防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、抄紙機等におけるウエブの巻取装置として用いられるサーフェスリールに関し、さらに、サーフェスリールにおける巻取紙の煽りや振動の発生を防止する方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製紙産業では、抄紙機等におけるウエブ（紙匹）の巻取装置としてサーフェスリールが用いられている。サーフェスリールは、ウエブをスプール（巻芯）に巻き付け、所定の大きさの巻取ウエブ（紙の場合は巻取紙）として巻き取る装置であり、スプールをリールドラムに押し付け、リールドラムを駆動することによりスプールに回転力を与えて、ウエブを巻き取る機構である。
抄紙機のサーフェスリールは、主要な要素として、リールドラム、プライマリーアーム、セカンダリーアーム、レール及び紙切装置を具備して構成されており、スプールにウエブが所定長さ巻き取られると、抄紙機を停止することなく枠替えが行われ、次のスプールに巻き付けを開始することにより連続運転が行われる。このようなサーフェスリールの一般的な機構に関しては、本発明と同一の出願人により出願された特開平５−１３２２０９等に開示されている。
【０００３】
サーフェスリールにおけるスプールによる枠替えは、巻き取り中の巻取紙の大きさ（長さ）が所定値に達すると、プライマリーアームにセットした空のスプールを回転させながらリールドラムにタッチさせ、ジェットエア等（紙切装置）により巻き取り中のウエブを切断し、空スプールへの巻き取りを開始することにより行われる。次に、所定の大きさに巻き上がった巻取紙をリールドラムから分離するため、巻取紙を加圧していたセカンダリーアームを開放する。次に、新たに巻き始めたスプールは、プライマリーアームに保持された状態でウエブを巻き取りながらレールまで旋回下降し、セカンダリーアームに引き渡し、開放したセカンダリーアームが加圧状態に戻され、スプールの両側のハウジング部分を加圧することにより新しい巻取紙をリールドラムに押し付け、新しい巻取紙の巻き取りが継続される。この間にプライマリーアームは旋回上昇し、待機位置において次の空スプールがセットされる。以上のような動作により、サーフェスリールにおけるウエブの巻き取りとスプールの枠替えが実施され、抄紙機を停止することなく、ウエブは連続して巻き取られる。
【０００４】
また、特開平５−１３２２０９には、巻取紙の下巻きにおける横ずれやシワの発生防止対策として、巻取紙のリールドラムへの加圧力を一定に制御して、ウエブの巻取張力を巻取紙の径が大きくなるに従って弱めて行くというテーパーテンション制御に関する技術が開示されている。
さらに、特開平１０−２１２０５８には、抄紙機や塗工機のリール巻取装置において、巻取紙のロールが巻太って行く過程で発生する振動を、リールドラムの固有振動数と巻取紙の固有振動数との共振の問題として捉え、リールドラム表面にゴム板を巻き付ける技術が開示されている。しかしながら、巻取紙の振動や煽りには共振以外の原因も考えられるのみでなく、リールドラム表面のゴムの耐久性も問題になると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１３２２０９号公報
【特許文献２】特開平１０−２１２０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のサーフェスリールにおいては、スプールに巻き取られた巻取紙が巻き太って行く過程で、振動が発生し始め、更には巻取紙が真円から徐々に楕円形に近い形状に変形し、スプールが水平方向に反復移動して巻取紙の煽りが増幅されていくという問題が存在する。
先行文献においては、リールドラムの固有振動数とスプールに巻き取られた巻取紙の固有振動数との共振に関して記載されているが、振動発生の原因として、その他にもウエブを巻取るスプールの強度とスプールに加えられる荷重の関係も重要であり、スプールの撓みによる巻取紙自身の固有振動の大きさ等も原因として考えられる。
本発明は、上記のようなスプールに巻き取られた巻取紙の振動や煽りを簡単な改造で解決する方法とその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明の第１は、リールドラム、セカンダリーアーム、巻取紙移動用レールを具備し、スプールにウエブを巻き取りながら、スプール両側のハウジング部をセカンダリーアームの先端に取り付けられたコロにより押し付けることにより、スプールに巻き取られた巻取ウエブをリールドラムに押し付け、ニップ圧を付与しつつ巻き取るサーフェスリールにおいて、
該セカンダリーアームのコロの形状が、スプール両側のハウジング部と面接触する形状とされていることを特長とするサーフェスリールである。
尚、本発明においては、「ウエブ」は紙匹を意味し、パルプを原料とするもの以外に樹脂を原料とするフィルムも含むものである。また、「巻取ウエブ」は、ウエブをロール状に巻き取ったものであり、「巻取紙」は紙をロール状に巻き取ったものである。
【０００８】
本発明の第２は、前記セカンダリーアーム先端に取り付けられた前記コロは、前記ハウジングとの接触部にライニング材が取り付けられていることを特徴とする第１の発明に記載のサーフェスリールである。
【０００９】
本発明の第３は、前記セカンダリーアーム先端に取り付けられた前記コロは、前記ハウジングとの接触面を４面有し、必要に応じて接触面の変更が可能であることを特徴とする第１または第２の発明に記載したサーフェスリールである。
【００１０】
本発明の第４は、前記セカンダリーアーム先端に取り付けられた前記コロは、下部にバランスウエイトを装着し、前記ハウジングとの接触前のコロの接触面の角度を一定に保つことを特徴とする第１〜３の発明いずれか１に記載したサーフェスリールである。
【００１１】
本発明の第５は、前記サーフェスリールは、更にプライマリーアームを具備し、抄紙機のリールであることを特徴とする第１〜４の発明のいずれか１に記載したサーフェスリールである。
【００１２】
本発明の第６は、リールドラム、セカンダリーアーム、巻取紙移動用レールを具備し、スプールにウエブを巻き取りながら、スプール両側のハウジング部をセカンダリーアームの先端に取り付けられたコロにより押し付けることにより、スプールに巻き取られた巻取ウエブをリールドラムに押し付けて、ニップ圧を付与しつつ巻き取るサーフェスリールにおいて、
該セカンダリーアームのコロの形状を、スプール両側のハウジング部と面接触する形状とすることにより、巻取ウエブの振動と煽りを防止する方法である。さらに、巻取ウエブの振動と煽りを防止しつつウエブを巻き取る製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
サーフェスリールにおいては、スプールにウエブが巻き取られ巻き太りながらスプールがレール上を水平移動する。従来のサーフェスリールの全体構造を図４に、セカンダリーアームのコロの形状を図６に示すが、従来の装置においては、スプール両側のハウジング部を押し付けるセカンダリーアームのコロが、円筒状で回転可能であり、スプールのハウジングと線接触し、スプールがレール上を水平移動することによりハウジングが回転しコロが回転する構造であった。このような構造においては、スプールの水平移動により、ハウジングとコロが回転するため、スプールの移動に対してコロがブレーキとなることは殆どなく移動がスムーズに行われた。
ところが、発明が解決しようとする課題の項において記載したように、スプールに巻き取られた巻取紙が巻き太って行く過程で、振動が発生し始め、更には、図４に２点鎖線で示すように、巻取紙が真円から徐々に楕円形に近い形状に変形し、スプールが水平方向に反復移動して巻取紙の煽りが増幅されて行くという問題が発生する場合がある。このような場合には、スプールが水平方向に反復移動することを強制的に阻止することが問題解決に有効である。そして、スプールが水平方向に反復移動することを強制的に阻止するためには、スプール両側のハウジングの回転にブレーキを掛けることが有効であり、このためには、コロとハウジングを面接触させて、コロがハウジングと共に回転しないような構造にして、転がり摩擦をすべり摩擦に変え、ブレーキを掛けることが有効である。
本発明の第１の発明においては、このようにセカンダリーアーム先端に取り付けているコロの形状をハウジング部と面接触する構造とすることにより、スプールに巻き取られた巻取紙が巻き太って行く過程で発生する振動や煽りを防止することができる。これにより、楕円形状に変形した巻取ウエブ等の不良品の発生を防止することができる。
【００１４】
第２の発明においては、前記セカンダリーアーム先端に取り付けられたコロのハウジングとの接触部にライニング材が取り付けられているため、摩擦力が大きくブレーキが掛かり易いため、振動防止効果が大きい。また、磨耗し難く、磨耗した場合にはライニング材のみを取り替えればよいので、コロ本体を長期間使用できる。
【００１５】
第３の発明においては、前記セカンダリーアーム先端に取り付けられたコロは、前記ハウジングとの接触面を４面有し、必要に応じて接触面の変更が可能であるため、頻繁にライニング材を取り替える必要が無くなり、取替えのために装置を停止する頻度が減少する。
【００１６】
第４の発明においては、前記セカンダリーアーム先端に取り付けられたコロは、下部にバランスウエイトを装着し、ハウジングとの接触前のコロの接触面の角度を一定に保つことができるため、ハウジングと接触し始める際に、接触すべき面がスムーズに接触することができる。また、コロが４面を有する場合は、バランスウェートの位置を変えることにより、接触する面を自由に変更できる。
【００１７】
第５の発明においては、前記サーフェスリールは、抄紙機のリールに用いられるため、巻き取り中に振動が発生し易い抄紙機の振動や煽りを有効に防止することができる。
【００１８】
第６の発明においては、第１の発明と同様に、セカンダリーアーム先端に取り付けているコロの形状をハウジング部と面接触する構造とすることにより、スプールに巻き取られた巻取紙が巻き太って行く過程で発生する振動や煽りを防止することができる。これにより、紙等の製造において、巻取ウエブ（巻取紙）が楕円形状に変形することが防止できるため、損紙等の不良品の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のサーフェスリールのセカンダリーアーム加圧時の運転状態を示す図である。
【図２】本発明のサーフェスリールのセカンダリーアーム先端に取り付けられたコロの形状を示す図である。
【図３】本発明のサーフェスリールにおいて使用されるスプールの断面図である。
【図４】従来のサーフェスリールのセカンダリーアーム加圧時の運転状態を示す図である。
【図５】従来のサーフェスリールのセカンダリーアーム先端のコロの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を実施するための装置の一例であり、抄紙機のリールの例であり、この図を参照して本発明を具体的に説明する。巻取紙９の巻き取りが完了に近づくと、空スプール７にウエブＷの巻き取りを切り替えるための準備に取り掛かる。プライマリーアーム３に空スプール７をセットしてスターター（図示せず）によって回転させ、ウエブＷの速度に加速する。紙切り装置（図示せず）によりウエブＷを切断すると共に、加速した空スプール７をリールドラム２に接触させ、ウエブＷの巻き取りを開始する。プライマリーアームによる巻取紙の加圧力の調整は、プライマリーアーム加圧シリンダ（図示せず）等により行われる。
【００２１】
次いで、空スプールに巻き取られた巻取紙９の径が所定の大きさに達すると、プライマリーアーム３がリールドラム２の円周に沿ってスプール移動用レール５側へ旋回し、レール５の上にリールスプール７のハウジング８を載せて、セカンダリーアーム４に巻取紙９が受け渡される。すなわち、プライマリーアーム３に代わり、セカンダリーアーム４が巻取紙９をリールドラム２に押し付けてニップ圧を発生させる。図１はこの状態を示している。この状態におけるセカンダリーアーム６のリールドラム３に対する加圧力は、加圧シリンダー１０によって与えられ、所定の巻取径になるまで巻き続けられ、所定の大きさの巻取紙９になると、セカンダリーアーム４により蹴りだし、レール５上を移動してレール端のストッパの位置まで移動して巻き取り完了する。
【００２２】
前記セカンダリーアーム４により巻取紙９を加圧して巻き取る工程においては、セカンダリーアーム先端のコロ６がスプール両側のハウジング部８を押し付けることにより行われる。本例では、コロ６はスプール７の一方の側のハウジング部８に２箇所、他方の側に２箇所配置され、夫々ハウジング部を押圧する構造とされているが、夫々一箇所配置することも可能であることは言うまでもない。スプールの図（図３）の黒く塗りつぶした部分１５が、セカンダリーアームのコロの押圧部分を示している。
【００２３】
セカンダリーアームの先端のコロ６の形状の一例を図２に示すが、図の右側に正面図を、左側にＡ−Ａ'断面図を示す。本例では、コロ６はスプール７のハウジング部８と面接触する曲面部分を４面有し、バランスウェート１２も有している。該面接触する曲面部分には、ライニング材１１が取り付けられており、曲面の形状は、スプール７のハウジング部８と面接触するように円弧状に曲がった面とされている。ライニング材１１は、磨耗防止のみでなく、スプール７のハウジング部８との接触部の摩擦力を大きくして、ハウジング部８が回転するのを防止する構造としている。このようにすることにより、巻取紙９の巻き取り中に振動が発生し始め、更に巻取紙が真円から徐々に楕円形に近い形状に変形し、スプールが水平方向に反復移動して巻取紙の煽りが発生するような場合には、スプールのハウジング部分８がコロ６との接触面の摩擦により回転を妨げられることにより、スプールが水平方向に反復移動しにくくなり、振動や煽りが防止される。
【００２４】
尚、図示を省略したが、コロ６は中央の円形穴部に軸が挿通され、この軸の周りに回転可能で、コロ６の角度が可変である。
また、バランスウェート１２を取り付けることにより、コロ６の接触面の角度を一定に保つことができるので、ハウジング部分８と接触し始める際に、接触がスムーズに行われると共に、使用する面を特定することができる。すなわち、図２に示すように、バランスウェート１２は、ボルトによりコロ６に取り付けられており、コロ６の４面の内の使用面に対応して、取り付け位置を変更することができる。
【００２５】
ライニング材１１は、図示を省略したが、コロ６に複数のボルト等を用いて取り付けることができる。
また、発明者による試験結果では、ライニング材１１の材質としては、一般的なゴムや皮は耐久性が不足しており、これ等よりも硬質の硬質ライニング材が好ましく、従来から所謂ブレーキライニング材として用いられている材料が好ましいことが解った。このブレーキライニング材は、船舶、自動車、クレーン等においてブレーキの摩擦材として使用されているものである。
【００２６】
ライニング材１１は、耐磨耗性が高いと共に、発生する摩擦力が大きく、高温にも耐えられる材質であることが好ましく、従来から所謂ブレーキライニング材として用いられている材料が好適に使用できる。ブレーキライニング材は、基材繊維を混紡したり、基材をバインダー樹脂を用いて一体化したりして製造されている。更に、必要に応じて摩擦及び磨耗を調整する材料も含有されている。また、ブレーキライニング材としてアスベストを基材とするものが知られているが、近年、アスベストの人体への影響が懸念されており、安全衛生上の観点からアスベストを使用しないアスベストフリーの材料を使用することが好ましい。
ライニング材１１の具体的材料としては、一例として、エフビー工業株式会社製のアスベストフリーブレーキライニング材（♯１３５０−ＷＳ）等を使用することが出来る。この材料は特殊繊維の素材を特殊技術を用いた工程により混紡して仕上げたものであるが、勿論この材料に限定されるものではない。
【００２７】
図３に、スプール７とその両側のハウジング部８の構造を示すが、ハウジング部８には、軸受け１８が組み込まれており、ロールシェル１７部分がリールドラム２により巻取紙９を介して回転する構造とされ、ハウジング部８は、巻取紙９が巻き太ると共にレール５の上を水平移動する。この際、セカンダリーアーム４のコロ６の接触面とハウジングの接触部１５との摩擦力によりハウジング部８の回転が妨げられるため、ハウジング部８とレール５との接触部の摩擦はすべり摩擦となり、移動しにくく、煽りの防止効果を奏する。従来のコロのようにコロの形状が円筒形の場合は、ハウジング部８とコロ１６との接触部の摩擦が回転摩擦となるため、ハウジング部８はレール５の上を回転しながら移動するので移動しやすく、煽りの防止効果は得られない。
【００２８】
<実験結果>
出願人の工場において、１台の抄紙機のサーフェスリールのセカンダリーアームのコロの部分を、円筒状の線接触のコロから面接触のコロに取り替え、本発明のサーフェスリールの構造に改造した。改造前は図４に示す構造であり、改造後は図１に示す構造である。そして、改造前と改造後について、サーフェスリールにおいて発生した巻取紙の煽りトラブルを調査し、巻取紙の煽りトラブルによって発生した不良品（損紙）の量を算出した。改造前は８ヶ月間、改造後は３ヶ月間の不良品の量を算出した。その結果、不良品の量は、下記の通りであった。
改造前                不良品の平均発生量  １７５ｔｏｎ／月
改造後（本発明）      不良品の発生無し
このように、不良品の量が大幅に減少し、本発明により大きな利益が得られることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のサーフェスリールおよびサーフェスリールの煽り防止方法は、抄紙機や紙の塗工機におけるウエブの巻取装置において好適に利用可能である。
また、パルプを原料とする紙の巻取装置に限らず、樹脂を原料とするフィルムの成形機やフィルムに塗工する塗工機における巻取装置においても利用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１：サーフェスリール
２：リールドラム
３：プライマリーアーム
４：セカンダリーアーム
５：スプール移動用レール
６：セカンダリーアームのコロ
７：スプール
８：スプールのハウジング
９：巻取ウエブ
１０：セカンダリーアーム加圧シリンダー
１１：ライニング材
１２：バランスウェート
１３：バランスウェート取付ボルト
１４：バランスウェート取付ネジ穴
１５：セカンダリーアームのコロが加圧する部分
１６：セカンダリーアームのコロ（従来の構造）
１７：スプールのロールシェル
１８：スプールの軸受け
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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