(57)【要約】【課題】製紙機械のウェブ巻取装置に設けられるリールドラムに関し、リールドラムの溝深さや溝幅、即ち溝断面積を可変にすることで巻取ウェブロール内部のエアの巻き込み量を制御できるようにする。【解決手段】ウェブ３巻き取り中の巻取ウェブロール６に接触した状態で回転しながらウェブ３を巻取ウェブロール６に巻回していくリールドラム１であって、リールドラム１表面に、円周状に形成され、且つリールドラム１の幅方向に亘って複数設けられた溝部４と、この溝部４のリールドラム１幅方向における断面積を変更する断面積変更手段２５とをそなえて構成する。【選択図】　　　　図１
2004099250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ巻き取り中の巻取ウェブロールに接触した状態で回転しながら該ウェブを該巻取ウェブロールに巻回していくリールドラムであって、該リールドラム表面に、円周状に形成され、且つ該リールドラムの幅方向に亘って複数設けられた溝部と、
該溝部の該リールドラム幅方向における断面積を変更する断面積変更手段とをそなえている
ことを特徴とする、リールドラム。
【請求項２】
ウェブ巻き取り中の巻取ウェブロールに接触した状態で回転しながら該ウェブを該巻取ウェブロールに巻回していくリールドラムであって、
該リールドラム表面に、螺旋状に形成された溝部と、
該溝部の該リールドラム幅方向における断面積を変更する断面積変更手段とをそなえている
ことを特徴とする、リールドラム。
【請求項３】
該断面積変更手段は、該溝部の溝深さを変更する溝深さ変更手段である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のリールドラム。
【請求項４】
該溝深さ変更手段は、
該溝部内に、該溝部に沿って設けられた弾性チューブと、
該弾性チューブ上に設けられた円周状の弾性板と、
該弾性チューブ内部の流体圧を変化させて該弾性チューブを該リールドラムの半径方向へ伸縮させる制御手段とをそなえて構成されている
ことを特徴とする、請求項３記載のリールドラム。
【請求項５】
該断面積変更手段は、該溝部の溝幅を変更する溝幅変更手段である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載のリールドラム。
【請求項６】
該溝幅変更手段は、
該溝部内に、該溝部に沿って且つ該リールドラム幅方向に複数設けられた弾性チューブと、
該弾性チューブ内部の流体圧を変化させて該弾性チューブを該リールドラムの半径方向へ伸縮させる制御手段とをそなえて構成されている
ことを特徴とする、請求項５記載のリールドラム。
【請求項７】
該ウェブの紙種及び予め設定された運転条件のデータを蓄積するデータ蓄積手段をそなえ、
該制御手段は、該データ蓄積手段により蓄積された該データに基づいて該弾性チューブ内部の流体圧を変化させる
ことを特徴とする、請求項４又は６記載のリールドラム。
【請求項８】
該巻取ウェブロールの巻取状態を計測する巻取状態計測手段をそなえ、
該制御手段は、該巻取状態計測手段によりオンライン計測された該ウェブの巻取状態情報に基づいて該弾性チューブ内部の流体圧を変化させる
ことを特徴とする、請求項４又は６記載のリールドラム。
【請求項９】
該溝深さ変更手段は、
該リールドラム表面の幅方向における各溝部を複数のグループに分割し、該溝部の溝深さを該グループ毎に変更する
ことを特徴とする、請求項３記載のリールドラム。
【請求項１０】
該溝深さ変更手段は、
該リールドラム表面の幅方向における各溝部の溝深さを該溝部毎に変更する
ことを特徴とする、請求項３記載のリールドラム。
【請求項１１】
該溝幅変更手段は、
該リールドラム表面の幅方向における各溝部を複数のグループに分割し、該溝部の溝幅を該グループ毎に変更する
ことを特徴とする、請求項５記載のリールドラム。
【請求項１２】
該溝幅変更手段は、
該リールドラム表面の幅方向における各溝部の溝幅を該溝部毎に変更する
ことを特徴とする、請求項５記載のリールドラム。
【請求項１３】
ウェブ巻き取り中の巻取ウェブロールに接触した状態で回転しながら該ウェブを該巻取ウェブロールに巻回していくリールドラムであって、
該リールドラム表面に、円周状に且つ該リールドラムの幅方向に亘って複数設けられ、該巻取ウェブロールに対して圧力を発生する圧力発生手段と、
該圧力発生手段の該巻取ウェブロールに対する圧力を変更する圧力変更手段とをそなえている
ことを特徴とする、リールドラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製紙機械のウェブ巻取装置に設けられるリールドラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙機は、その最上流において紙繊維のスラリーと水とをスクリーン上に流すことにより紙繊維マットを形成し、形成した繊維マットをプレスロールや真空吸引装置を通して脱水処理し、さらにローラ群においてプレス処理及び乾燥処理することによりウェブを形成するようになっている。そして、形成されたウェブをさらにカレンダを通してロール間で圧縮することにより、表面仕上げを行なうとともに厚みを均一にするようになっている。上記の処理は全て一連の工程になっており、その最終工程において連続生成されるウェブをリールスプールに巻き取って巻取ウェブロールを形成するとともに抄紙機から取り外すための装置が、ウェブ巻取装置である。
【０００３】
図７に示すように、従来のウェブ巻取装置では、リールスプール２にリールドラム１００と呼ばれるロールを押し当ててウェブ３をリールスプール２に巻き取るようになっている。また、このとき、リールドラム１００のみを駆動させたり、リールドラム１００とともにリールスプール２も駆動させたりして、ウェブ３に適度な張力を与えるようになっている。
【０００４】
図８に示すように、従来のウェブ巻取装置にかかるリールドラム１００は、通常その表面に、幅が狭くて深い溝（ベンタ溝と呼ばれる）５と、ベンタ溝５よりも幅が広くて浅い溝（シャロー溝と呼ばれる）４０とが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
ベンタ溝５は、主にウェブ３のライン速度を定義するリールドラム１００とウェブ３とのすべりを防止する目的で設けられている。つまり、図７に示すように、ウェブ３とリールドラム１００との間に流れ込む伴流空気がベンタ溝５を通して排除されると同時に、ウェブ３とリールドラム１００との間に確実な摩擦力が確保されるようになっている。このベンダ溝５は、特にリールドラム１００のみを駆動させてウェブ３を巻き取る場合であって、且つ、ウェブ３の巻き取りの高速化を行なう場合においては必要不可欠となる。
【０００５】
一方、シャロー溝４０は、巻き取るウェブ３の種類や構造によって異なるが、例えばリールドラム１００表面でのウェブ３のしわ伸ばし効果を目的として、あるいは図９に示すように、一度巻取ウェブロール６内部に巻き込まれたエア７が再度ニップ部に突入した際にニップ部手前で滞留しないようにする目的で設けられている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２９２４７号公報（第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したシャロー溝４０の溝深さが浅すぎるとシャロー溝４０におけるニップ圧が増加するため、図９に示すように、巻取ウェブロール６に巻き込まれたエア７は逃げ場を失ってニップ部手前で滞留してしまい、巻取ウェブロール６表面側のウェブ３が膨らむというバルーニング現象が発生する。この現象は、特に巻取ウェブロール６が小径の時に起こり易く、これに起因してウェブ３にしわが発生するおそれがある。
【０００８】
また、シャロー溝４０の溝深さが深すぎるとシャロー溝４０におけるニップ圧が低下するため、巻取ウェブロール６内部へのエア７の巻き込みが助長されて巻取ウェブロール６の巻固さが不安定になってしまう。この巻固さの不安定は、特に巻取ウェブロール６が大径の時に起こり易く、これに起因して、上記と同様にウェブ３にしわが発生したり、ウェブ３の破断、あるいは図１０に示すような巻取ウェブロール６のウェブ３幅方向への巻きずれが生じたりするおそれがある。
【０００９】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、リールドラムの溝深さや溝幅、即ち溝断面積を可変にすることで巻取ウェブロール内部のエアの巻き込み量を制御できるようにした、リールドラムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のリールドラム（請求項１）は、ウェブ巻き取り中の巻取ウェブロールに接触した状態で回転しながら該ウェブを該巻取ウェブロールに巻回していくリールドラムであって、該リールドラム表面に、円周状に形成され、且つ該リールドラムの幅方向に亘って複数設けられた溝部と、該溝部の該リールドラム幅方向における断面積を変更する断面積変更手段とをそなえていることを特徴としている。
【００１１】
本発明のリールドラム（請求項２）は、ウェブ巻き取り中の巻取ウェブロールに接触した状態で回転しながら該ウェブを該巻取ウェブロールに巻回していくリールドラムであって、該リールドラム表面に、螺旋状に形成された溝部と、該溝部の該リールドラム幅方向における断面積を変更する断面積変更手段とをそなえていることを特徴としている。
【００１２】
該断面積変更手段は、該溝部の溝深さを変更する溝深さ変更手段であることが好ましい（請求項３）。この場合、該溝深さ変更手段は、該溝部内に、該溝部に沿って設けられた弾性チューブと、該弾性チューブ上に設けられた円周状の弾性板と、該弾性チューブ内部の流体圧を変化させて該弾性チューブを該リールドラムの半径方向へ伸縮させる制御手段とをそなえて構成されていることが好ましい（請求項４）。
【００１３】
該断面積変更手段は、該溝部の溝幅を変更する溝幅変更手段であることが好ましい（請求項５）。この場合、該溝幅変更手段は、該溝部内に、該溝部に沿って且つ該リールドラム幅方向に複数設けられた弾性チューブと、該弾性チューブ内部の流体圧を変化させて該弾性チューブを該リールドラムの半径方向へ伸縮させる制御手段とをそなえて構成されていることが好ましい（請求項６）。
【００１４】
該ウェブの紙種及び予め設定された運転条件のデータを蓄積するデータ蓄積手段をそなえ、該制御手段は、該データ蓄積手段により蓄積された該データに基づいて該弾性チューブ内部の流体圧を変化させることが好ましい（請求項７）。あるいは、該巻取ウェブロールの巻取状態を計測する巻取状態計測手段をそなえ、該制御手段は、該巻取状態計測手段によりオンライン計測された該ウェブの巻取状態情報に基づいて該弾性チューブ内部の流体圧を変化させることが好ましい（請求項８）。
【００１５】
該溝深さ変更手段は、該リールドラム表面の幅方向における各溝部を複数のグループに分割し、該溝部の溝深さを該グループ毎に変更することが好ましい（請求項９）。あるいは、該溝深さ変更手段が、該リールドラム表面の幅方向における各溝部の溝深さを該溝部毎に変更することが好ましい（請求項１０）。
該溝幅変更手段は、該リールドラム表面の幅方向における各溝部を複数のグループに分割し、該溝部の溝幅を該グループ毎に変更することが好ましい（請求項１１）。あるいは、該溝幅変更手段が、該リールドラム表面の幅方向における各溝部の溝幅を該溝部毎に変更することが好ましい（請求項１２）。
【００１６】
本発明のリールドラム（請求項１３）は、ウェブ巻き取り中の巻取ウェブロールに接触した状態で回転しながら該ウェブを該巻取ウェブロールに巻回していくリールドラムであって、該リールドラム表面に、円周状に且つ該リールドラムの幅方向に亘って複数設けられ、該巻取ウェブロールに対して圧力を発生する圧力発生手段と、該圧力発生手段の該巻取ウェブロールに対する圧力を変更する圧力変更手段とをそなえていることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
〔１〕第１実施形態
図１〜図３は、本発明の第１実施形態としてのリールドラムを説明するためもので、図１（ａ）はその幅方向断面を拡大して示す断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すシャロー溝の溝深さに対するニップ圧プロファイルを示すグラフ、図２はウェブ巻取装置の全体を示す概略構成図、図３はその溝深さ制御を説明するための断面図である。なお、図１〜図３において、前述した従来例のリールドラムと同一の部位については同一の符号を用いて示している。
【００１８】
本実施形態にかかるリールドラムは、図２に示すような抄紙機等の製紙機械のウェブ巻取装置に設けられるもので、この巻取装置に送られてくるウェブ３を、リールドラム１の駆動によりウェブ３に走行張力を与えながらリールスプール（巻取コア）２に巻回させていき、リールスプール２に巻取ウェブロール６を形成するようになっている。
【００１９】
図１（ａ）に示すように、リールドラム１の表面には、シャロー溝（溝部）４及びベンタ溝５が円周状に形成されている。なお、ベンタ溝５は例えば溝幅１ｍｍ，深さ２．５ｍｍで形成され、１０ｍｍ間隔でリールドラム１の幅方向に複数設けられている。また、シャロー溝４は例えば溝幅３０ｍｍで所定間隔をおいて、ベンタ溝５と同様にリールドラム１の幅方向に複数設けられている。
【００２０】
前述したように、ベンタ溝５は、リールドラム１とウェブ３とのすべりを防止するために設けられるもので、このベンタ溝５により、ウェブ３とリールドラム１との間に流れ込む伴流空気が排除されると同時に、ウェブ３とリールドラム１との間に確実な摩擦力が発生するようになっている。このベンダ溝５は、特にリールドラム１のみを駆動させてウェブ３を巻き取る場合であって、且つ、ウェブ３の巻き取りの高速化を行なう場合においては必要不可欠な構成要素である。
【００２１】
また、シャロー溝４は、例えばリールドラム１表面においてウェブ３のしわを伸ばすように、あるいは図２に示すように、一度巻取ウェブロール６内部に巻き込まれたエアが、再度巻取ウェブロール６とリールドラム１とのニップ部に突入した際にニップ部手前で滞留しないように機能するものである。
【００２２】
本リールドラム１では、シャロー溝４の溝深さを変更する溝深さ変更手段２５が設けられていることが特徴の１つである。
溝深さ変更手段２５は、例えば、図１（ａ）に示すように、アクチュエータとして機能する弾性チューブ２０，弾性板２１，制御手段９とをそなえて構成されている。
弾性チューブ２０は、例えばゴム等の弾性体で形成されており、内部空間２０ａを有し、円周状のシャロー溝４底部に沿ってシャロー溝４内に嵌装されている。
【００２３】
また、弾性板２１も弾性チューブ２０と同様にゴム等の弾性体で形成されており、弾性チューブ２０を取り巻くようにシャロー溝４内に嵌装されている。そして、この弾性板２１の上面がシャロー溝４の底部として機能するようになっている。
制御手段９は、弾性チューブ２０に形成された孔（図示省略）を介して、弾性チューブ２０の内部空間２０ａに空気あるいは水などの液体を導入したり排出したりして、弾性チューブ２０の容積を制御するようになっている。
【００２４】
つまり、制御手段９により弾性チューブ２０内に流体が導入されると、弾性チューブ２０が膨張するので、弾性板２１がリールドラム１の半径方向外側へ伸長し、シャロー溝４の溝深さが浅く（即ち、リールドラム１幅方向におけるシャロー溝４の断面積が小さく）なるようになっている。また、制御手段９により弾性チューブ２０内の流体が排出されると、弾性チューブ２０が収縮するので、弾性板２１がリールドラム１の半径方向内側へ縮み、シャロー溝４の溝深さが深く（即ち、リールドラム１幅方向におけるシャロー溝４の断面積が大きく）なるようになっている。
【００２５】
ところで、弾性チューブ２０が膨張又は収縮した時の、巻取ウェブロール６とリールドラム１とのニップ圧の変化について図１（ｂ）を用いて説明すると、まず、弾性板２１上面がランド面（リールドラム１表面）を越えた場合であって、且つ弾性チューブ２０や弾性板２１の弾性率が高い場合は（ｂ−１）に示すニップ圧プロファイルとなり、シャロー溝４におけるニップ圧がランド面におけるニップ圧よりも大きくなることがわかる。
【００２６】
また、（ｂ−１）の場合よりも弾性板２１を低く（即ち、溝深さを深く）、あるいは弾性チューブ２０や弾性板２１の弾性率を低くした場合は（ｂ−２）に示すニップ圧プロファイルとなり、シャロー溝４におけるニップ圧がランド面におけるニップ圧に近づき、略等しくなる。
そして、（ｂ−２）の場合よりもさらに弾性板２１を低く、あるいは弾性チューブ２０や弾性板２１の弾性率を低くした場合は（ｂ−３）に示すニップ圧プロファイルとなり、シャロー溝４におけるニップ圧がランド面におけるニップ圧よりも小さくなる。
【００２７】
また、（ｂ−３）よりもさらに弾性板２１を十分に低くした場合は（ｂ−４）に示すニップ圧プロファイルとなり、シャロー溝４におけるニップ圧が零となり、ランド面におけるニップ圧との差が最大となる。
なお、ベンタ溝５の底部は十分に低く（溝深さが十分に深く）、巻取ウェブロール６とはニップが形成されないので、図１（ｂ）のニップ圧プロファイル（ｂ−１）〜（ｂ−４）に示すように、ベンタ溝５におけるニップ圧は零となっている。
【００２８】
これらのニップ圧プロファイル（ｂ−１）〜（ｂ−４）から、シャロー溝４の溝深さを変化させると、シャロー溝４の溝深さに応じてランド面のニップ圧も変化していることがわかる。すなわち、シャロー溝４の溝深さが深くなり弾性板２１と巻取ウェブロール６との接触面積が減少していくにつれて、シャロー溝４におけるニップ圧が小さくなっていく。これにより、リールドラム１と巻取ウェブロール６とのニップ圧は次第にランド面に集中することとなり、溝深さが十分に深くなった時にはランド面に全ニップ圧がかかることになる。
【００２９】
このように、シャロー溝４の溝深さが深すぎると、シャロー溝４におけるニップ圧が極端に低下して巻取ウェブロール６内部への伴流空気の巻き込みが強く生じるため、制御手段９によりシャロー溝４の溝深さを適宜変化させることが好ましい。
そこで、図２に示すように、本リールドラムでは、上記の構成に加えて、リールスプール２に巻き取られたウェブ３（即ち、巻取ウェブロール６）の巻取状態をオンライン計測する巻取状態計測手段をそなえ、制御手段９は、この巻取状態計測手段によりオンライン計測された巻取ウェブロール６の巻取状態情報に基づいて、弾性チューブ２０への流体供給を制御してシャロー溝４の溝深さをリアルタイムに変更（調整）するように構成されている。
【００３０】
また、ウェブ３の巻取状態は例えばウェブ３の巻固さから判断することができるため、本リールドラムでは、巻取状態計測手段として、巻取ウェブロール６の巻固さを計測する巻固さ計測手段（例えば公知のデンシティアナライザ）８を用いている。従って、この巻固さ計測手段８により、所望の巻固さに対応するウェブ３密度よりも大きい値が計測された場合（即ち、巻きが強い場合）には、巻取ウェブロール６内部に巻き込まれたエアがニップ部手前で滞留してバルーニング現象を生じるおそれがあるので、この場合、制御手段９が、シャロー溝４の溝深さを深くして巻取ウェブロール６内部のエアを逃がし、巻取ウェブロール６内部のウェブ３間のエアを整流するようになっている。これにより、特に巻取ウェブロール６が小径の時に生じ易いバルーニングを防止できるようになっている。
【００３１】
また、例えば、巻固さ計測手段８により、所望の巻固さに対応するウェブ３密度よりも小さい値が計測された場合（即ち、巻きが弱い場合）には、巻取ウェブロール６の巻ずれが生じるおそれがあるので、この場合、制御手段９が、シャロー溝４の溝深さを浅くして伴流空気の巻取ウェブロール６内部への巻き込みを抑制するとともに、巻取ウェブロール６内部のウェブ３間のエアを整流するようになっている。これにより、特に巻取ウェブロール６が大径になった時に起こり易い巻きずれを防止できるようになっている。
【００３２】
また、前述したように、溝深さ変更手段２５は、リールドラム１の幅方向に設けられた各シャロー溝４にそなえらえているので、巻固さ計測手段８からの計測情報に基づいて制御手段９により各シャロー溝４の溝深さを制御すれば、巻取ウェブロール６内部のエアの巻き込み量をリールドラム１幅方向に亘ってより細かく制御することが可能となる。さらに、例えば図３に示すように、シャロー溝４の溝深さを変更する場合、リールドラム１の幅方向中央からリールドラム１の両端側へいくにしたがって溝深さが深くなるように変更すれば、巻取ウェブロール６内部に巻き込まれたエアが、リールドラム１の幅方向中央からリールドラム１の両端側へ向かって流れ易くなる。つまり、巻取ウェブロール６内部のエアが巻取ウェブロール６の幅方向中央付近で滞留するのを防止できるので、バルーニングを抑制し易いという利点もある。
【００３３】
また、多数のシャロー溝４を複数のグループ（ゾーン）に分割し、各グループにおけるシャロー溝４の溝深さを他のグループとは別個に制御するようにしても良い。このようにグループ毎に制御しても、巻取ウェブロール６内部のエアの巻き込み量をリールドラム１幅方向に亘って十分細かく制御することが可能となる。
【００３４】
本発明の第１実施形態としてのリールドラムは、上述のごとく構成されているので、溝深さ変更手段（断面積変更手段）２５によりシャロー溝４の溝深さを変更でき、巻取ウェブロール６内部のエアの巻き込み量を適宜制御することができる。従って、例えば巻取ウェブロール６が小径の時にはシャロー溝４の溝深さを深くして巻取ウェブロール６のバルーニングを防止したり、また、巻取ウェブロール６が大径になった時にはシャロー溝４の溝深さを浅くして巻取ウェブロール６の巻きずれを防止したりできるので、ウェブ３の破損を大幅に低減でき、生産効率を向上できる。
【００３５】
なお、本実施形態では、巻固さ計測手段８からの巻取ウェブロール６の巻固さ情報に基づいてリアルタイムに溝深さを変更する構成としたが、本実施形態の変形例として、図２中点線の枠で示すように、巻固さ計測手段８を設ける代わりに、ウェブ３の紙種（例えば坪量，ウェブ３幅など）、及び、予め設定されたウェブ３巻取時の運転条件（例えば巻取速度，ニップ圧など）のデータを蓄積するデータ蓄積手段３０と、このデータ蓄積手段３０に蓄積されたデータに基づいて最適な溝深さを算出して設定する溝深さ設定手段３１とを設け、制御手段９が、この溝深さ設定手段３１により設定された設定値になるようにウェブ３巻取前に溝深さをプリセットしておくように構成しても良い。これにより、ウェブ３の紙種及びウェブ３巻取時の運転条件に応じて最適な溝深さをウェブ３巻取前に自動で変更できる。また、この設定値は、操業経験に基づいて逐次調整可能であるため、本実施形態と同様に、巻取ウェブロール６のバルーニング現象や巻きずれを防止でき、ウェブの破損を大幅に低減することが可能である。
【００３６】
なお、ウェブ３巻取前に溝深さをプリセットした後、ウェブ３がリールスプール２に巻き取られていく過程で、例えば、巻取ウェブロール６の巻取径が１０００ｍｍ，２０００ｍｍ，３０００ｍｍになったときに、溝深さが０．５ｍｍ，０．３ｍｍ，０．１ｍｍとなるように、巻取ウェブロール６の巻取径の大きさに応じて溝深さを変化させるようにしても良い。
【００３７】
また、弾性チューブ２０と弾性板２１とを別体として構成したが、弾性チューブ２０と弾性板２１とを一体として構成しても良い。あるいは、図４（ａ）に示すように、弾性板２１を設けずに、単に弾性チューブ２０だけを設け、弾性チューブ２０の上面をシャロー溝４の底部として扱うように構成しても良い。
【００３８】
また、本実施形態では、弾性板２１を上下に移動させるアクチュエータとして機能する弾性チューブ２０を設ける構成としたが、例えば、弾性チューブ２０の代わりに図４（ｂ）に示すようなピストン３３を設け、このピストン３３を流体圧により駆動することにより、弾性板２１を上下するように（溝深さを変更するように）構成しても良い。あるいは、図示しないが、弾性チューブ２０の代わりに、シャロー溝４の底部に所定間隔をおいて複数の螺合孔を形成し、この螺合孔に螺合し、一端部が弾性板２１下面に当接するネジを設けるとともに、このネジを回転駆動してネジを上下動するモータを設ける構成とし、前記モータにより各ネジを回転駆動することで弾性板２１を上下方向に移動させるようにしても良い。
【００３９】
また、図示しないが、弾性チューブ２０を設けずに、シャロー溝４底部に噴出孔を設けて、この噴出孔から弾性板２１底面に向かって空気を噴出することにより、弾性板２１の高さを変更するように構成しても良く、アクチュエータの具体的な構成は限定されない。
【００４０】
〔２〕第２実施形態
図５（ａ），（ｂ）は、本発明の第２実施形態としてのリールドラムを説明するための断面図である。なお、図５（ａ），（ｂ）において、前述した従来例及び第１実施形態のリールドラムと同一の部位については同一の符号を用いて示している。
【００４１】
本実施形態にかかるリールドラム１は、第１実施形態とは、シャロー溝４の断面積を変更する断面積変更手段の構成が異なる。すなわち、第１実施形態では、断面積を変更する手段として溝深さ変更手段２５を設け、シャロー溝４の溝深さを変更することにより断面積を変更するようにしたが、本実施形態では、シャロー溝４の溝幅を変更することにより断面積を変更する溝幅変更手段３５を設けた点が特徴である。
【００４２】
図５（ａ）に示すように、本リールドラム１では、シャロー溝４がリールドラム表面に円周状に形成され、且つリールドラム１幅方向に複数設けられている。また、本実施形態にかかる溝幅変更手段３５は、シャロー溝４内に、シャロー溝４に沿って、且つリールドラム１幅方向に複数設けられた弾性チューブ３６と、弾性チューブ３６内部の流体圧を変化させて弾性チューブ３６をリールドラム１の半径方向へ伸縮させる制御手段９とをそなえて構成されている。
【００４３】
したがって、例えば、制御手段９により、弾性チューブ３６ｃ内の流体圧を小さくし、且つ、弾性チューブ３６ａ，３６ｂ内の流体圧を一定の流体圧に保持しておけば、弾性チューブ３６ｃのみがリールドラム１の半径方向内側へ縮み、溝幅Ｗ１のシャロー溝４が形成されるようになっている。
また、図５（ｂ）に示すように、例えば、制御手段９により、弾性チューブ３６ｂ，３６ｃ内の流体圧を小さくし、且つ、弾性チューブ３６ａ内の流体圧を一定の流体圧に保持しておけば、弾性チューブ３６ｂ，３６ｃがリールドラム１の半径方向内側へ縮み、溝幅Ｗ２のシャロー溝４が形成されるようになっている。
【００４４】
さらに、第１実施形態と同様に巻固さ計測手段８〔図５（ａ），（ｂ）では図示省略〕を設け、この巻固さ計測手段８からの計測情報に基づいて各弾性チューブ３６の流体圧を変化させ、シャロー溝４の溝幅を変更するように構成しても良い。あるいは、図５（ａ），（ｂ）では図示しないが、第１実施形態の変形例と同様に、ウェブ３の紙種及びウェブ３巻取時の運転条件のデータを蓄積するデータ蓄積手段３０と、このデータ蓄積手段に蓄積されたデータに基づいて最適な溝幅を算出して設定する溝幅設定手段とを設け、制御手段９が、この溝幅設定手段により設定された設定値になるようにウェブ３巻取前に溝幅をプリセットするように構成しても良い。
【００４５】
本発明の第２実施形態としてのリールドラムは、上述のごとく構成されているので、溝幅変更手段（断面積変更手段）３５によりリールドラム１幅方向におけるシャロー溝４の溝幅を変更でき、第１実施形態と同様に、巻取ウェブロール６内部のエアの巻き込み量を適宜制御することができる。従って、例えば巻取ウェブロール６が小径の時にはシャロー溝４の溝幅を大きくして巻取ウェブロール６のバルーニングを防止したり、また、巻取ウェブロール６が大径になった時にはシャロー溝４の溝幅を小さくして巻取ウェブロール６の巻きずれを防止したりできるので、ウェブ３の破損を大幅に低減でき、生産効率を向上できる。
【００４６】
また、本実施形態にかかる溝幅変更手段３５は、リールドラム１の幅方向に設けられた各シャロー溝４にそなえらえているので、上述した巻固さ計測手段８からの計測情報に基づいて制御手段９により各シャロー溝４の溝幅を制御すれば、第１実施形態と同様に、巻取ウェブロール６内部のエアの巻き込み量をリールドラム１幅方向に亘ってより細かく制御することが可能である。また、リールドラム１表面の多数のシャロー溝４を複数のグループ（ゾーン）に分割し、各グループにおけるシャロー溝４の溝幅を他のグループにおけるシャロー溝４の溝幅とは別個に制御するようにしても良い。このようにグループ毎に制御しても、巻取ウェブロール６内部のエアの巻き込み量をリールドラム１幅方向に亘って十分細かく制御することが可能となる。
【００４７】
〔３〕その他
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、第１実施形態では、シャロー溝４を、リールドラム１表面に円周状に且つリールドラム１幅方向に複数設ける構成としたが、リールドラム１表面に螺旋状に設ける構成としても良い。この場合、溝深さ変更手段２５の弾性チューブ２０及び弾性板２１を、シャロー溝４内に（即ち、リールドラム１表面に螺旋状に）設ける必要がある。なお、第１実施形態と同様にリールドラム１幅方向に亘って細かく制御したい場合には、弾性チューブの内部空間を所定長さで区切り、この所定長さで区切られた内部空間の流体圧を別個に制御するように構成すれば良い。
【００４８】
また、第２実施形態にかかるリールドラム１のシャロー溝４も、リールドラム１の表面に螺旋状に設ける構成としても良い。この場合、溝幅変更手段３５の複数の弾性チューブ３６〔例えば図５（ａ），（ｂ）に示す弾性チューブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃ〕を、シャロー溝４内に（即ち、リールドラム１表面に螺旋状に）設ける必要がある。なお、第１，２実施形態と同様にリールドラム１の幅方向に亘って細かく制御したい場合には、各弾性チューブの内部空間を所定長さで区切り、この所定長さで区切られた内部空間の流体圧を別個に制御するように構成すれば良い。
【００４９】
さらに、上記の螺旋状のシャロー溝４を、図６（ａ）に示すようにリールドラム１の一端側から他端側へ向かうように形成しても、図６（ｂ）に示すようにリールドラム１の幅方向中央から一端側及び他端側へ向かうように形成しても、どちらでも良い。なお、図６（ａ），（ｂ）では、ベンタ溝５を図示省略しているが、このベンタ溝５も上記のシャロー溝４のように、リールドラム１の一端側から他端側へ向かうように形成したり、リールドラム１の幅方向中央から一端側及び他端側へ向かうように形成したりしても良い。
【００５０】
また、巻取状態計測手段として、巻固さ計測手段８の代わりに、例えばレーザ変位計を設け、このレーザ変位計から巻取ウェブロール６表面までの距離を計測し、この計測情報に基づいて巻取ウェブロール６の表面形状を仮想することで、バルーニングが生じているか否か（表面形状が膨らんでいるか否か）、また、バルーニングが生じている場合にはどのくらいのエアが含まれているか（バルーニング量）を推定し、このバルーニング量に応じて弾性チューブ２０内部の流体圧を変化させるように構成してももちろん良い。
【００５１】
また、シャロー溝４の底部の高さ、即ち、第１実施形態における弾性板２１の高さは、ランド面よりも高くなっても良い。
さらに、シャロー溝４の溝形状は矩形状のみに限定されず、円弧状でも三角形状でも良い。
【００５２】
また、第１実施形態において図１（ｂ）を用いて説明したように、シャロー溝４の溝深さと、シャロー溝４における巻取ウェブロール６に対するニップ圧との間には相関性がある。例えば、ニップ圧プロファイル（ｂ−３）及び（ｂ−４）の場合では、ランド面におけるニップ圧よりもシャロー溝４におけるニップ圧の方が小さく、この場合には、よりニップ圧の低いシャロー溝４部分から巻取ウェブロール内部のエアが抜ける。また、ニップ圧プロファイル（ｂ−１）の場合では、シャロー溝４におけるニップ圧よりもランド面におけるニップ圧の方が小さく、この場合には、よりニップ圧の低いランド面部分から巻取ウェブロール６内部のエアが抜ける。
【００５３】
つまり、第１，２実施形態では、断面積（溝深さ，溝幅）を変更することにより、巻取ウェブロール６内部のエアの巻き込み量を制御するように構成したが、断面積を変更する代わりに、巻取ウェブロール６に対する圧力を変更する構成としても良い。例えば、シャロー溝４の底面又は壁面から空気を噴出することで巻取ウェブロール６に対して圧力を発生する圧力発生手段（例えば、第１実施形態における弾性チューブ２０及び弾性体２１に相当する手段）を、リールドラム１表面に、円周状に且つリールドラム１の幅方向に亘って複数設け、上記の空気噴出量を変更する圧力変更手段（例えば、第１実施形態における制御手段に相当する手段）により、巻取ウェブロール６に対する圧力を変更するように構成すれば良い。このように構成しても、巻取ウェブロール６内部のエアの巻き込み量を制御することができる。これにより、巻取ウェブロール６のバルーニング現象や巻きずれを防止でき、ウェブの破損を大幅に低減できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１，２記載の本発明のリールドラムによれば、断面積変更手段によりリールドラム幅方向における溝部の断面積を変更できるので、巻取ウェブロール内部のエアの巻き込み量を制御することができる。これにより、巻取ウェブロールのバルーニング現象や巻きずれを防止でき、ウェブの破損を大幅に低減できる。
【００５５】
請求項３記載の本発明のリールドラムによれば、溝深さ変更手段により溝部の溝深さを変更することで、巻取ウェブロール内部のエアの巻き込み量を制御することができる。
請求項４記載の本発明のリールドラムによれば、制御手段が弾性チューブ内部の流体圧を変化させて弾性チューブをリールドラムの半径方向へ伸縮させると弾性板が溝内で上下するので、溝深さを変更することができる。
【００５６】
請求項５記載の本発明のリールドラムによれば、溝幅変更手段により溝部の溝幅を変更することで、巻取ウェブロール内部のエアの巻き込み量を制御することができる。
請求項６記載の本発明のリールドラムによれば、制御手段が弾性チューブ内部の流体圧を変化させて弾性チューブをリールドラムの半径方向へ伸縮させることで溝幅を変更することができる。
【００５７】
請求項７記載の本発明のリールドラムによれば、制御手段が、データ蓄積手段により蓄積されたウェブの紙種及び予め設定された運転条件のデータに基づいて弾性チューブ内部の流体圧を変化させるので、溝部の溝断面積を、ウェブの紙種及び運転条件に応じた最適な溝断面積（溝深さ，溝幅）に自動でプリセットすることができる。従って、巻取ウェブロールのバルーニング現象や巻きずれを防止でき、ウェブの破損を大幅に低減できる。
【００５８】
請求項８記載の本発明のリールドラムによれば、制御手段が、巻取状態計測手段によりオンライン計測されたウェブの巻取状態情報に基づいて弾性チューブ内部の流体圧を変化させるので、溝部の溝断面積を、ウェブの巻取状態に応じた最適な溝断面積（溝深さ，溝幅）に自動で且つリアルタイムに変更することができる。従って、巻取ウェブロールのバルーニング現象や巻きずれを防止でき、ウェブの破損を大幅に低減できる。
【００５９】
請求項９〜１２記載の本発明のリールドラムによれば、巻取ウェブロール内部のエアの巻き込み量を細かく制御することができる。
請求項１３記載の本発明のリールドラムによれば、圧力変更手段が、リールドラム表面に設けられた圧力発生手段の巻取ウェブロールに対する圧力を変更するので、ニップ部において圧力差を発生し、巻取ウェブロール内部のエアをよりニップ圧の低い部分から逃がすことができる。このように、巻取ウェブロール内部のエアの巻き込み量を制御することができるので、巻取ウェブロールのバルーニング現象や巻きずれを防止でき、ウェブの破損を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としてのリールドラムを説明するためのもので、（ａ）はその幅方向断面を模式的に示す断面図、（ｂ）は（ａ）に示すシャロー溝の溝深さに対するニップ圧プロファイルを示すグラフである。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるウェブ巻取装置を模式的に示す概略構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態としてのリールドラムのシャロー溝の溝深さ制御を説明するための断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる溝深さ変更手段の変形例を説明するためのもので、（ａ）は図１（ａ）に示す弾性板を用いない場合の断面図、（ｂ）は図１（ａ）に示す弾性チューブの代わりにピストンを用いた場合の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態としてのリールドラムを説明するためのもので、（ａ）及び（ｂ）はシャロー溝の溝幅をそれぞれＷ１，Ｗ２にした場合の断面図である。
【図６】本発明の第１，第２実施形態としてのリールドラムの変形例を示すもので、（ａ）はシャロー溝をリールドラムの一端側から他端側へ向かって形成した場合の模式的な平面図、（ｂ）はシャロー溝をリールドラムの幅方向中央から一端側及び他端側へ向かって形成した場合の模式的な平面図である。
【図７】従来のウェブ巻取装置を示す概略構成図である。
【図８】従来のリールドラムの幅方向断面を示す断面図である。
【図９】従来のウェブ巻取装置を示す概略構成図である。
【図１０】従来のウェブ巻取装置の巻取ウェブロールを示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１００　リールドラム
２　リールスプール
３　ウェブ
４，４０　シャロー溝
５　ベンタ溝
６　巻取ウェブロール
７　エア
８　巻固さ計測手段（巻取状態計測手段）
９　制御手段
２０，３６，３６ａ〜３６ｃ　弾性チューブ
２０ａ　内部空間
２１　弾性板
２５　溝深さ変更手段（断面積変更手段）
３０　データ蓄積手段
３１　溝深さ設定手段
３３　ピストン
３５　溝幅変更手段（断面積変更手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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