(57)【要約】【課題】たわみ補償ロールのプロファイル能力を向上させるとともに、電力消費量を低減する。【解決手段】負荷部材３０が、ロールシャフト２に連結されたスピンドル３６を備える。スピンドル上に、ロールシェル３の内面と向い合う摺動面３８を備えた負荷シュー３７が設置される。負荷シューの摺動面に、少なくとも潤滑オイルチャンバ３２が１つ形成される。負荷シューに、スピンドルの上端部を受け入れる空間が形成され、この空間の底部とスピンドルの上端部の間に、負荷チャンバ３５が形成される。負荷チャンバからオイル流がスピンドルと受入れ空間の間に流出するのを防止するために、スピンドルの上部に、シール手段３９が配置される。小オイルポケット３３が、少なくともロールシェルの円周方向側のスピンドルの両サイドに対向して形成され、負荷シューの円周方向の傾斜に抵抗する機能を果たす。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止ロールシャフト（２）と、該ロールシャフトの周囲に軸受により回転可能に取り付けられるロールシェル（３）と、前記ロールシャフト（２）に配置された負荷部材（３０，４０，５０）と、を備える製紙機、製板機又は仕上機のたわみ補償ロールであって、
前記負荷部材は、前記ロールシェル（３）とバッキングロール（１０）とで形成されたニップ（Ｎ）に向って、前記ロールシェル（３）の内面に負荷を与え、
前記負荷部材（３０，４０，５０）は、前記ロールシャフト（２）に連結されたスピンドル（３６，４６，５６）を備え、
前記スピンドルに、前記ロールシェルの内面と向い合う摺動面（３８，４８，５８）を備える負荷シュー（３７，４７，５７）が設けられ、
前記摺動面に、潤滑オイルポケット（３２，４２，５２）が少なくとも１つ形成され、
前記負荷シュー（３７，４７，５７）に、前記スピンドル（３６，４６，５６）の上端部を受け入れる空間が形成され、
該空間の底部とスピンドルの上端部の間に、負荷チャンバ（３５，４５，５５）が形成され、
前記負荷チャンバ内に、潤滑オイル流が、前記スピンドル（３６，４６，５６）内のダクト（３４，４４，５４）を通って案内され、前記スピンドルの上部に、シール手段（３９，４９，５９）を配置して、前記負荷チャンバからのオイルがスピンドルと受入れ空間の間に流出するのを防止するたわみ補償ロールにおいて、
前記摺動面に、前記潤滑オイルポケット（３２，４２，５２）が１つだけ、前記ロールシェル（３）の円周方向に形成され、
前記スピンドルの外面および受入れ空間の内壁に、又は前記スピンドルの外面若しくは受入れ空間の内壁に、小オイルポケット（３３，４３）が、少なくとも前記ロールシェル（３）の円周方向側の両サイドに対向して形成され、前記小オイルポケットは、前記負荷シューの円周方向の傾斜に抵抗する機能を果たし、
前記小オイルポケットは、キャピラリ（９０）を通って、前記ダクト（３４）に連通していることを特徴とする、たわみ補償ロール。
【請求項２】
前記スピンドル（５６）は、断面形状が円形又は矩形で、関節構造（６０）で前記ロールシャフト（２）に連結され、前記ロールシャフトの縦方向に傾斜できることを特徴とする、請求項１記載のたわみ補償ロール。
【請求項３】
前記スピンドルの上端部は、球形で構成され、前記負荷シューと前記スピンドルの間で傾斜できることを特徴とする、請求項１記載のたわみ補償ロール。
【請求項４】
前記摺動面に潤滑オイルポケット（６２）が１つ設けられ、
小オイルポケット（７１，７２）が、前記ロールシェルの円周方向側および軸方向側のスピンドル（６６）の両サイドに対向して形成され、前記小オイルポケットは、円周方向および軸方向の両方向に傾斜する前記負荷シューに抵抗する機能を果たすことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のたわみ補償ロール。
【請求項５】
軸方向に連続する２つ以上の前記潤滑オイルポケット（３２，４２，５２）が、前記摺動面に設けられ、
前記小オイルポケット（３３，４３）が、前記ロールシェル（３）の円周方向側の前記スピンドル（３６，４６，５６）の両サイドにのみ対向して形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のたわみ補償ロール。
【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、製板機又は仕上機のたわみ補償ロールに関する。このたわみ補償ロールは、静止ロールシャフトと、ロールシャフトの周囲に軸受により回転可能に取り付けられたロールシェルと、ロールシャフトに配置された負荷部材と、を備える。負荷部材により、ロールシェルとバッキングロールとで形成されるニップに向って、ロールシェルの内面に負荷がかかる。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
たわみ補償ロールの負荷部材には、４チャンバ付きの負荷シューが、現在広く使用されている。負荷シューの各チャンバ内に、オイルが、シューの下にある負荷圧力空間から、シューの内部に形成されたキャピラリを通って供給される。シューは、各チャンバ間の圧力差によって、正確な位置に安定する。この圧力差は、シューとシェルの間のオイル膜の厚さが変化することによって生ずる。たわみ補償ロールのプロファイル能力（ｐｒｏｆｉｌａｂｉｌｉｔｙ）をさらに向上させることを目的とし、また、電力消費量を低減することも目的とする。プロファイル能力を向上させるには、負荷圧力を大きくするが、その場合には、シェル上に生ずる負荷が増大するので、シェルの厚さを厚くしなければならない。
【０００３】
したがって、本発明の目的の１つは、ロール使用装置の横方向（ロールの軸方向）におけるプロファイル能力を向上させることが可能な、たわみ補償ロールを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明のたわみ補償ロールは、負荷部材が、ロールシャフトに連結されたスピンドルを備え、スピンドル上に、ロールシェルの内面と向い合う摺動面を備えた負荷シューが設置され、負荷シューの摺動面に、少なくとも潤滑オイルチャンバが１つ形成され、負荷シューに、スピンドルの上端部を受け入れるための空間が形成され、この空間の底部とスピンドルの上端部の間に、負荷チャンバが形成され、負荷チャンバ内に、負荷オイル流がスピンドル内を通って案内され、スピンドルの上部に、シール手段を配置して、オイル流が負荷チャンバからスピンドルと受入れ空間の間に流出するのを防止することを特徴としている。また、本発明のたわみ補償ロールは、スピンドルの外面および（又は）受入れ空間の内壁に、小オイルポケットが、ロールシェルの円周方向側のスピンドルの両サイドに対向して形成され、負荷シューの円周方向の傾斜に抵抗する機能を果たすことも特徴としている。
【０００５】
本発明に基づいて、小オイルポケットが、ロールシェルの円周方向側のスピンドルの両サイドに対向して形成される場合、シェルの円周方向側のシューの長さを短くして、円周方向に使用するオイルチャンバを１つだけ設けてもよい。スピンドルに採用される解決手段にもよるが、シェルの軸方向に、１つ以上のオイルチャンバが用いられてもよい。
【０００６】
スピンドルは、横断面が円形状で形成されていることが好ましい。スピンドルは、関節構造でロールシャフトに連結されるので、ロールシャフトの縦方向に傾斜することができる。この場合、摺動面に設けられる潤滑オイルチャンバの個数は、シェルの軸方向に１つ以上とされる。
【０００７】
スピンドルは、横断面が円形状とは異なる形状で構成されていてもよい。例えば、矩形状であってもよく、その場合は、スピンドルの上端部が、負荷シューとスピンドルの間で傾斜するように、球形で構成される。この場合、軸方向に連続する少なくとも２つの潤滑オイルチャンバが、負荷シューの摺動面に設けられなければならず、これにより、軸方向に負荷シューを安定させることができる。シール手段は、球形の上端部に設置される。
【０００８】
プロファイル能力を向上させることに加えて、本発明の解決手段の有利な点は、ロールの回転に必要な電力を低減することと、従来のものより薄いシェルを使用可能にすることである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照しながら、説明する。
【００１０】
図１には、参照符号１で表示された従来技術のたわみ補償ロールが示されている。ロール１は、静止シャフト２を備える。静止シャフトの周囲に、前記ロール１のロールシェル３が回転可能なように取り付けられる。ロールシェル３は、流体圧負荷部材２０によってシャフト２上に支持される。負荷部材は、シャフト２の長手方向に配置される。負荷部材の負荷方向は、外部負荷Ｆと反対である。当該実施例では、外部負荷Ｆは、バッキングロール１０によって発生する。バッキングロール１０は、ロール１とニップＮを形成する。
【００１１】
図１の実施例では、ロールには、すべり軸受が取り付けられている。すなわち、シェル３は、負荷方向に対して横方向に作用する流体圧すべり軸受又はサイド軸受６によって支持されるとともに、シャフト２の両端部に配置され、ロール１の軸方向に働く流体圧すべり軸受又は軸方向軸受７によって支持されている。図１とは異なり、ロールには、ころ軸受が取り付けられてもよい。
【００１２】
図２，３は、従来技術の流体圧負荷部材２０の基本的構造を概略的に示した図である。負荷部材２０は、シャフトに連結された負荷部材スピンドル（不図示）を備える。このスピンドルに、オイルチャンバ２２を備える負荷シュー２３が動作可能なように配置され、当該オイルチャンバに圧力媒体が供給ダクトＰｓを通って供給される。圧力媒体は、スピンドルと負荷シュー２３の間にある圧力空間２４内に供給される。圧力空間２４から、圧力媒体は、キャピラリ孔２１を通って負荷シューのオイルチャンバ２２にさらに供給される。チャンバ２２においては、圧力媒体は、負荷シュー２３とロールシャフト２のロールシェル３の内面との間に完全なオイル膜を形成する。全部で４つのチャンバが設けられ、各チャンバ間の圧力差により、負荷シューを正確な位置に安定させる。
【００１３】
図４，５は、本発明によるたわみ補償ロールの負荷部材の実施例を示した断面図と平面図である。負荷部材３０は、ロールシャフトに配置されたスピンドル３６を備える。このスピンドルに、ロールシェル３の内面と向い合う摺動面３８を備えた負荷シュー３７が設置される。摺動面に、潤滑オイルチャンバ３２が２つ形成される。負荷シュー３７に、スピンドル３６の上端部を受け入れる空間が形成される。この空間の底部とスピンドルの上端部の間に、負荷チャンバ３５が形成される。負荷チャンバ内に、負荷オイル流が、スピンドル３６のダクト３４を通って案内される。潤滑オイルチャンバ３２に、オイルが、負荷チャンバ３５からキャピラリ３１を通って案内される。スピンドル３６の上部に、シール手段３９を配置して、スピンドルと受入れ空間の間にオイル流が負荷チャンバ３５から流出するのを防止する。スピンドル３６の外面には、小オイルポケット３３が、ロールシェル３の円周方向側のスピンドルの両サイドに対向して設けられる。オイルは、ダクト３４からキャピラリ９０を通って、この小オイルポケットに案内される。回転に負荷がかかったシェルは、シューを傾斜させようとするため、シューとシェルとの間の隙間が、片側で広がる。片側のキャピラリに生ずる圧力差が増大することになるので、さらに多くのオイル流がポケット３３を通ってシューとスピンドルの間にある空間に案内される。これにより、シューの回転又は傾斜に抵抗する回転力が作り出される。同時に、シェルと接触することがないように、シューの上端面と下端面の間で力の均衡が完全に保たれなければならない。この解決手段では、実際にオイル膜の厚さをほとんど一定に維持しようとするが、同じ圧力が隣接するチャンバ３２に広がり、プロファイリング頻度が増加することはない。
【００１４】
図６、７は、別の加圧潤滑オイル流が、ダクト４１を通って、負荷部材４０の負荷シュー４７の摺動面４８に配置された潤滑オイルチャンバ４２に案内される解決手段を示している。この場合、異なる大きさの圧力がシューの各チャンバ４２内に生じるため、プロファイル範囲が狭くなる。参照符号４６は、シャフト２に設置されるスピンドルを示し、参照符号４４は、負荷空間４５にオイルを案内するためにスピンドル内に形成されたオイルダクトを示している。シール手段は、参照符号４９で示され、スピンドルのオイルポケットは参照符号４３で示されている。
【００１５】
図８は、負荷部材５０のスピンドル５６の断面形状が、円形状で形成されている解決手段を示している。摺動面５８に、２つの潤滑オイルポケット５２が形成される。オイルポケット内に、潤滑オイル流が、負荷チャンバ５５からキャピラリ５１を通って案内される。シュー５７は、シール手段５９を用いてスピンドル５６にシールされる。この解決手段によれば、スピンドルの小オイルポケット（不図示）が、ロールシェル３の円周方向側のスピンドル５６の両サイドにのみ対向して配置される。
【００１６】
図４〜８の解決手段において、潤滑オイルポケットが１つだけ摺動面に形成される場合、軸方向のシューの回転に抵抗するために、スピンドルオイルポケットが、軸方向側の対向する両サイドにも必要とされる。図９は、図８の解決手段を改良したものを示している。スピンドル６６は、ロールシャフト２に関節構造６０にて取り付けられ、ロールシャフトの縦方向に傾斜することができる。この点が、ロールシャフトのたわみ補償において有利となる。負荷部材７０の摺動面６８に、潤滑オイルポケット６２が１つだけ形成される。潤滑オイルポケット内に、潤滑オイル流が負荷チャンバ６５からキャピラリ６１を通って案内される。シュー６７は、シール手段６９を用いてスピンドル６６にシールされる。小オイルポケットが、ロールシェルの軸方向側および円周方向側のスピンドル６６の両サイドに対向して形成される。図１０は、ポケットが設けられている位置でのスピンドル６６の横断面である。参照符号７１は、軸方向側のポケットを示している。参照符号７２は、円周方向側のポケットを示している。オイルが、スピンドルの中央ダクト６４からポケット７１，７２内に、キャピラリ９０を通って供給される。
【００１７】
本発明の解決手段によれば、負荷シューがシール位置でスピンドルに対し傾斜しやすいため、圧力が比較的低くても、比較的高速に回動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のたわみ補償ロールの概略図である。
【図２】従来技術の負荷シューの構造を示した断面図である。
【図３】従来技術の負荷シューの構造を示した平面図である。
【図４】本発明によるロールの負荷部材の実施例を示した断面図である。
【図５】本発明によるロールの負荷部材の実施例を示した平面図である。
【図６】本発明によるロールの負荷部材の別の実施例を示した断面図である。
【図７】本発明によるロールの負荷部材の別の実施例を示した平面図である。
【図８】スピンドルが円形状である場合の本発明によるロールの別の実施例を示したものである。
【図９】図８の実施例の変形例を示したものである。
【図１０】図９のスピンドルの小ポケットにおける断面形状を示したものである。
【符号の説明】
１　ロール
２　静止シャフト
３　ロールシェル
６，７　流体圧すべり軸受
１０　バッキングロール
２０，３０，４０，５０，７０　負荷部材
２１，３１，４１，５１，６１，９０　キャピラリ
２２，３２，４２，５２，６２　潤滑オイルチャンバ
２３，３７，４７，５７，６７　負荷シュー
２４　圧力空間
３３，４３，７１，７２　小オイルポケット
３４　ダクト
３５，４５，５５，６５　負荷チャンバ
３６，４６，５６，６６　スピンドル
３８，４８，５８，６８　摺動面
３９，４９，５９，６９　シール手段
【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】
2004003642.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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