JP2001213555A

JP2001213555A - エキスパンダロール

Info

Publication number: JP2001213555A
Application number: JP2000025094A
Authority: JP
Inventors: Tadao Oi; 忠男大井
Original assignee: OI TEKKOSHO KK
Current assignee: OI TEKKOSHO KK
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明はエキスパンダロールに関し、紙と接触
する外層をゴムの代わりに金属としつつかつ均一的曲線
を実現することを目的とする。【解決手段】ロール14は金属環体18を一連に連接するこ
とにより構成される。ロール14は金属環体18の連接部に
おいて軸受16により湾曲軸12に軸支される。ロール各金
属環体18は軸線方向に沿って離間して配置される多数の
細溝20を有しており、湾曲軸12の湾曲形状にスムースに
順応するフレキシビリティがロール14に付与される。ま
た、各金属環体の内周にシール用のゴム性スリーブ48が
配置される。金属環体の外周表面にセラミックが溶射さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は抄紙機などにおい
て紙の幅だしやスリッティング後の紙の分離のために使
用されるエキスパンダロールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】抄紙機においてカレンダ処理に入る前に
シートの幅方向における緊張の不均一による緩みがある
と、この緩みの部分はカレンダによってニップされると
き皺となりやすい。そこで、カレンダーの手前でシート
を幅方向に緊張させるためエキスパンダロールを使用す
る。エキスパンダロールは湾曲軸と、湾曲軸に対して回
転されるロールと、ロールを回転可能に軸支する軸受装
置とから構成される。ロールは湾曲軸の湾曲形状に追従
して回転せしめるべく、湾曲軸上に一連の金属環体を軸
受装置によって軸支し、かつ一連の筒体の外周をゴム製
のスリーブにて被覆して構成される。湾曲軸はその中央
部で最大の高さとなる湾曲形状をなしており、この湾曲
軸上でロールが回転するためロールに接触する紙は幅方
向に緊張を受け、紙を緩みのない状態でカレンダロール
に送ることができ、皺の発生を防止することができる。

【０００３】エキスパンダロールはスリッタによるスリ
ッティング後の紙の分離にも使用される。即ち、幅広の
紙を狭い幅に分割するため、巻から繰り出された紙は幅
方向に離間して配置されたカッタによってスリッティン
グされるが、その後エキスパンダロールを通されること
により幅方向に拡開される力を受け、スリッタにより細
分された紙の分離及びそれに引き続いた分巻を行うこと
ができる。

【０００４】金属ロールの外周面の形状を湾曲軸の湾曲
形状に追従させるためのに、ロールは長さの短い金属環
体に区分けし、区分けされた金属環体を湾曲軸に間隔を
おいて挿入している。金属環体は真直ぐな母線を有して
いることから、湾曲軸上の一連の金属環体は直線を多角
形状に連接してなる母線を形成する。従って、金属環体
を被覆する最外層のゴムスリーブの母線もこれに順じて
直線を多角形状に連接した形状となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来技術における湾曲
軸上に一連の金属環体を軸支してなるロールの構造では
紙と接触するロールの母線が直線を多角形状に連接して
なるものであり、所期のスムースな曲線から外れてい
る。そのため、小幅のスリッティングを行う場合にエキ
スパンダとしての所期の作動が得れらない問題点があっ
た。

【０００６】また、従来技術のエキスパンダロールにお
いては紙の接触は金属環体の外周に被覆したゴム製スリ
ーブにおいて行われる。紙との接触面はゴムとなるた
め、その耐久性を上げるため硬質のゴムを使用していた
おり、その結果紙のグリップが悪くなっていた。そのた
め、湾曲軸の弧高（＝湾曲軸の両端を接続したラインの
中点から湾曲軸までの距離）を大きくすることにより対
策していたが、メカニカルロスが大きくなり紙のテンシ
ョンも不安定となりがちであった。また、ゴムの部分に
静電気が発生しやすいため、トラブルの原因となりやす
く、静電気防止のためロールの金属部分を接地するとい
う工夫もされているが、充分な対策とはなりえなかっ
た。さらに、耐磨耗性のゴムを使用したといってもその
耐久性には限界があり、定期的な交換が必要となるた
め、ランニングコストの増加という問題点をも招いてい
た。

【０００７】更に、従来技術では軸受装置によって湾曲
軸に軸支される金属環体の外周にゴム製スリーブを被覆
し、外層のゴム製スリーブを紙と接触させる構造であっ
た。即ち、湾曲軸に軸受装置、その回りに金属環体、そ
の外周にゴム製スリーブという多重構造となっており、
外径自体には制限があるためいきおい中心の湾曲軸の外
径は小さくせざるをえなかった。そのため、軸受装置の
許容負荷を押えざるをえず、ロールの回転数の上限に大
きな制限があった。また、外周のゴム製スリーブはあま
り回転数を上げると、遠心力による変形によってバラン
スを崩しやすいためこの点でも回転数の増大に限界があ
った。

【０００８】この発明は以上の問題点に鑑みてなされた
ものであり、紙と接触する外層をゴムの代わりに金属と
しつつかつ均一的曲線を実現しうるエキスパンダロール
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明によれば、固
定の湾曲軸と、湾曲軸に対して回転されるロールと、ロ
ールを回転可能に軸支する軸受装置とから構成され、前
記ロールは湾曲軸に沿って配置される一連の金属環体
と、隣接する金属環体を連結する連結具とから構成さ
れ、各金属環体はフレキシブルに構成されることを特徴
とするエキスパンダロールが提供される。

【００１０】第２の発明によれば、固定の湾曲軸と、湾
曲軸に対して回転されるロールと、ロールを回転可能に
軸支する軸受装置とから構成され、前記ロールは湾曲軸
に沿って配置される一連の金属環体と、隣接する金属環
体を連結する連結具とから構成され、各金属環体は軸線
方向に沿って離間して配置される多数の細溝を有したこ
とを特徴とするエキスパンダロールが提供される。

【００１１】第３の発明によれば、固定の湾曲軸と、湾
曲軸に対して回転されるロールと、ロールを回転可能に
軸支する軸受装置とから構成され、前記ロールは湾曲軸
に沿って配置される一連の金属環体と、隣接する金属環
体を連結する連結具とから構成され、各金属環体は軸線
方向に沿って離間して配置される多数の細溝を有してお
り、各金属環体の内周に弾性体よりなる筒状シール部材
が配置され、かつ軸受装置は連結具の部位においてロー
ルを湾曲軸に対して軸支することを特徴とするエキスパ
ンダロールが提供される。

【００１２】第１又は第２又は第３の発明によれば金属
環体を紙と接触せしめると共に、金属環体をフレキシブ
ルに構成することにより紙との接触面を湾曲軸の湾曲形
状に順じたスムースな曲線とすることができ、また、紙
のグリップがよくなり低い弧高にかかわらずエキスパン
ダロールの所期の幅だし又はスリッティング作動を得る
ことができ、メカニカルロスの大幅な低減を実現するこ
とができる。また、外周にゴム層を持たず金属環体が直
接紙と接触する構造であるため、遠心力によるゴム層の
膨張による回転数の上限の制限を受けないためエキスパ
ンダロールの回転数の上限値を高めることができ、3,00
0 rpmといった高速回転を実現することができる。ま
た、紙と接触するゴム層を持たないためトラブルの発生
原因となる静電気を完全に排除することができる。ま
た、外周にゴム層を有しないため内部の湾曲軸の外径を
相対的に大きくすることができ、軸受に対する負荷を相
対的に低減することができ、高速回転作動に対する順応
性をより高めることができる。

【００１３】この発明において、各金属環体の内周に弾
性体よりなる筒状シール部材を配置することができる。
筒状シール部材の配置により軸受装置を配置したロール
の内部空間とロールの外周とのシールを確保することが
でき、軸受装置からの油漏れがあってもこれをロール内
部に閉じ込めることができ細溝から紙の側に漏洩するこ
とがないため紙の汚損のおそれを排除することができ
る。

【００１４】この発明において金属環体の外周表面に溶
射処理を施すことにより耐磨耗性、耐酸化性を高めるこ
とができる効果がある。

【００１５】この発明において、金属環体の前記細溝は
円周方向に延設することができ、円形カッタなどにより
金属環体に容易に形成することができる。また、この場
合において、円周方向に延びる細溝は同一軸上位置で直
径対立した１８０度に少し満たない周長のものを一対と
し、これら対は軸線方向に沿って略９０度交互に位相を
転じせしめることにより軸方向全体にわたって均等なフ
レキシビリティを付与することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図面
によって説明すると、図１及び図２においてその全体を
番号１０によって示すエキスパンダロールは湾曲軸１２
と、ロール１４と、ロール１４を湾曲軸１２に対して回
転自在に軸支する軸受１６（図２）とから構成される。

【００１７】図３に中空の湾曲軸の単品を示しており、
Ｌ１は湾曲軸の中心線を示し、Ｌ２は湾曲軸の両端を接
続する直線を示す。そして、直線L２からの偏倚は湾曲
軸の中点で最大量δ（＝弧高）となるようにされてい
る。湾曲軸１２の上面には図４に示すように後述の軸受
取付用スリーブを固定するための止めねじの先端を受け
止めるための溝12-1が形成されている。

【００１８】図１及び図２に示すようにロール１４は区
分された多数の金属環体１８を軸方向に連接することに
よって構成される。各金属環体１８は軸線方向に離間し
た多数の細溝を形成していることによりフレキシブルに
構成される。即ち、図２及び図５において金属環体１８
はそれぞれが円周方向に延び軸方向に離間した多数の細
溝２０を形成している。各細溝２０は金属環体をその半
径方向（肉厚方向）に貫通していると共に円周方向に１
８０度に少し満たない角度範囲にわたって延びている。
そして、１８０度に少し満たない角度延びる細溝２０は
図５及び図６に示すように同一軸位置では直径対立位置
したものが一つの対（ペアー）をなし、従って、この一
つの対の細溝間に細溝の途切れた部分Ａ（この実施形態
では細溝２０は円形カッタで切削されるため図６に示す
ように円周方向両端がＲ状に残っている）があり、この
部分Ａは図６に示すように直径対立して位置している。
そして、軸方向に隣接した細溝２０のペアー間において
はその位相は９０度ずれている。従って、１８０度対向
した細溝の途切れた部分Ａは隣接細溝間では９０度づつ
位置を転じながら長手方向に分布している。個々の細溝
２０はその幅としては例えば１ｍｍ、細溝間の間隔は例
えば４ミリメートルである。直径対立した１８０度にや
や足りない円弧長の細溝対を９０度づつ位相を転じなが
ら適当な間隔おいて軸線方向に分布させることにより、
金属環体１８に湾曲軸１２の湾曲形状にスムースに追従
せしめる長さ方向に均等なフレキシビリティを付与する
ことができ、一連の金属環体１８の連接であるロール１
４の母線は均一な曲線状を呈するようにすることができ
るため、紙との理想的な接触状態を確保することができ
る。ロール１４を構成する金属環体の表面は無垢の金属
面のままでもよいが溶射処理を施すことにより耐磨耗
性、耐金属性を高めるようにすることができる。ロール
表面の高摩擦係数はロール１４の均一に変化する母線形
状とあいまって紙に加わるテンションをいつも安定化す
ることができ、エキスパンダロールの理想的な作動を確
保することができる効果がある。また、エキスパンダロ
ールの表面をゴムとした従来技術の場合における磨耗に
よるゴム層の交換の必要がないためランニングコストの
低減を図ることができる。

【００１９】次に、ロール１４を構成するための金属環
体１８を連接しつつ軸受１６によって湾曲軸１２に軸支
するための構造について説明すると、図２に示すように
金属環体１８は両端において半径内方に突出したフラン
ジ部１８Ａを備えており、隣接する金属環体１８の対向
したフランジ部１８Ａはシールリング２２を介して突き
当てられる。突き当てられたフランジ部１８Ａは内周側
でホルダリング24, 26間に保持される。即ち、図７に示
すようにホルダリング２４はリング状をなし、周面上に
１２０度づつ離間した６０度にわたって延びる突起部24
-1を形成している。ホルダリング２６の構造はホルダリ
ング２４と同様であり、１２０度づつ離間した同様な突
起部26-1（図２参照）を有している。ホルダリング２６
の突起部26-1は金属環体１８のフランジ部１８Ａの内周
に沿って１２０度の間隔で６０度強の角度範囲で延びる
凹部18-1（図６）を挿通され、その後ホルダリング２６
を６０度回すことによりホルダリング２６の突起部26-1
はフランジ部１８Ａの突起18-2（図６参照）に軸方向に
正対せしめられる。そして、ホルダリング２４の突起24
-1もフランジ部１８Ａの突起18-2に軸方向に正対せしめ
られている。そして、この状態でホルダリング２６の側
のボルト孔より導入されたボルト３０がホルダリング２
４の側のねじ孔２８（図７参照）に締結される。これに
より、端面同士が正対するように隣接した金属環体１８
のフランジ部１８Ａはホルダリング24, 26間に強固に保
持される。

【００２０】ホルダリング24, 26は軸受１６のアウタレ
ース16-1の保持も行う。即ち、ホルダリング24, 26は内
周側に環状突起部24-2, 26-2（図２）を有しており、こ
の環状突起部間に軸受１６のアウタレース16-1を配置し
た状態でホルダリング24, 26の前述した如きボルト止め
が行われ、軸受１６のアウタレース16-1はロール１４の
側に固定される。

【００２１】軸受１６はインナレース16-2の側では湾曲
軸１２上に挿入された止環３２に肩部32-1に当たるとこ
ろまで挿入されている。そして、スナップリング３４が
止環３２上に形成される円周方向溝に嵌着されており、
これにより軸受１６のインナレース16-2はスナップリン
グ３４と肩部32-1との間に保持される。そして、止環３
２のねじ孔にセットねじ３３がその先端が湾曲軸１２の
上面における係止溝12-1に係合するようにねじ込まれて
おり、これにより止環３２は湾曲軸１２上に非回転的に
固定される。このようにして金属環体同士（ホルダリン
グ24, 26）の連接が順次行われる。

【００２２】ロール１４の一方の軸端側にはプーリ３６
が配置され、シールリング３７を介してロール１４の一
方の軸端側における金属環体の端部のフランジ部１８Ａ
に軸方向に突き当てられ、プーリ３６の外側よりボルト
４０を挿入し、ホルダリング３８のねじ孔にねじ込むこ
とによりプーリ３６はロール１４の一方の軸端に取り付
けられると同時に軸受１６のアウタレース16-1が保持さ
れると同時にインナレース16-2が止環３２により止めら
れる。

【００２３】ロール１４の他方の軸端側においてはホル
ダ板４２が外側より当てられ、外側よりボルト４６がホ
ルダリング４４のねじ孔にねじ込まれ、同時に軸受１６
のアウタレース16-1が保持されかつ止環３２の締結が行
われる。

【００２４】ロール１４の軸端における軸受のインナレ
ースの取り付けについてはロールの中間側（金属環体の
連接部位）における止環３２による止着構造と同一であ
る。

【００２５】図２において、ロール１４を構成する各金
属環体の内周側にはこの発明の弾性体よりなる筒状シー
ル部材としてのゴム製スリーブ４８が挿入されており、
ゴム製スリーブ４８の外周は金属環体の内周に密接する
と共に両端はフランジ部１８Ａに突き当たるべく延びて
いる。これによりロール１４の外周の細溝２０の部分は
ロールの内部空間Ｓ（ロール１４内における軸受間の空
間）に対して完全にシールされている。軸受１６は潤滑
のためのオイルを封入しており、封入オイルのためのシ
ールを備えてはいるがどうしても少量の潤滑オイルは空
間Ｓに漏洩してくる。この潤滑オイルが細溝２０を介し
てロール１４の外周まで漏れてくるとロール１４に接触
する紙が汚染を受ける恐れがあるが、ゴム製スリーブ４
８は細溝２０を内部空間Ｓに対して完全に遮断している
ため、ロール表面への潤滑油の漏洩を防止することがで
きる。

【００２６】この発明の実施形態のエキスパンダロール
１０はスリッティング又は幅等に通常のようにスリッテ
ィング又は幅だしに使用することができる。例えば、ス
リッティングの場合はエキスパンダロール１０はスリッ
タの下流に配置され、プーリ３６には回転駆動装置（図
示しない）からの回転運動が付与され、ロール１４は湾
曲軸１２の回りを回転される。スリッタにより幅方向に
分割された紙はロール１４の湾曲した母線と接触しなが
ら送られ、母線の湾曲形状ゆえに分割された紙は軸方向
の両外側に向かう分力を受け、分割された紙の幅方向の
分離が惹起され、巻取りが行われる。そして、ロール１
４を構成する個々の金属環体１８は長手方向に間隔をお
いて多数設けられた細溝２０により付されたフレキシビ
リティにより湾曲軸の湾曲形状に順じて変形し、紙と接
触する母線はスムースな曲線形状を呈する。そのため、
スリッタによる紙のスリッティングが細かくても紙の良
好な分離を行うことができる。そして、紙と接触する金
属環体１８の表面は適当な金属材料等の溶射処理を受け
ているため表面が粗化されているため、紙のグリップが
良好となり低い弧高δにかかわらずエキスパンダロール
の所期の作動を確保することができメカニカルロスを押
えることができるとともに紙のテンションの安定化を図
ることができる。

【００２７】更に、この発明では紙はロール１８、即ち
金属面と接触しており、換言すると紙との接触面はゴム
層を有していないため静電気の問題がない。また、ゴム
層がないことは湾曲軸の弧高δが低いここととあいまっ
て湾曲軸１２を相対的に太くできるため軸受１６を相対
的に重荷重のものを採用することができ回転数の上限を
従来の2,000 rpmから3,000 rpm程度まで高めることがで
き、高速化に対する順応性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明のエキスパンダロールの全体側
面図である。

【図２】図２はエキスパンダロールの部分拡大断面図で
ある。

【図３】図３は湾曲軸の側面図である。

【図４】図４は図３のIV方向より表す湾曲軸の端面図で
ある。

【図５】図５は金属環体の単品側面図である。

【図６】図６は図５のVI−VI線に沿って表される金属環
体の横断面図である。

【図７】図７はホルダリングの側面図である。

【符号の説明】

１０…エキスパンダロール１２…湾曲軸１４…ロール１６…軸受１８…各金属環体２０…細溝 24, 26…ホルダリング３２…止環３４…スナップリング３６…プーリ４８…ゴム製スリーブＳ…ロール内部空間 δ…弧高

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定の湾曲軸と、湾曲軸に対して回転さ
れるロールと、ロールを回転可能に軸支する軸受装置と
から構成され、前記ロールは湾曲軸に沿って配置される
一連の金属環体と、隣接する金属環体を連結する連結具
とから構成され、各金属環体はフレキシブルに構成され
ることを特徴とするエキスパンダロール。
【請求項２】固定の湾曲軸と、湾曲軸に対して回転さ
れるロールと、ロールを回転可能に軸支する軸受装置と
から構成され、前記ロールは湾曲軸に沿って配置される
一連の金属環体と、隣接する金属環体を連結する連結具
とから構成され、各金属環体は軸線方向に沿って離間し
て配置される多数の細溝を有したことを特徴とするエキ
スパンダロール。
【請求項３】請求項２に記載の発明において、各金属
環体の内周に弾性体よりなる筒状シール部材が配置され
たことを特徴とするエキスパンダロール。
【請求項４】固定の湾曲軸と、湾曲軸に対して回転さ
れるロールと、ロールを回転可能に軸支する軸受装置と
から構成され、前記ロールは湾曲軸に沿って配置される
一連の金属環体と、隣接する金属環体を連結する連結具
とから構成され、各金属環体は軸線方向に沿って離間し
て配置される多数の細溝を有しており、各金属環体の内
周に弾性体よりなる筒状シール部材が配置され、かつ軸
受装置は連結具の部位においてロールを湾曲軸に対して
軸支することを特徴とするエキスパンダロール。
【請求項５】請求項１から４のいずれかに記載の発明
において、金属環体の外周表面に溶射処理がされている
ことを特徴とするエキスパンダロール。
【請求項６】請求項２から５のいずれかに記載の発明
において、金属環体の前記各細溝は円周方向に延びてい
ることを特徴とするエキスパンダロール。
【請求項７】請求項６に記載の発明において円周方向
に延びる細溝は同一軸上位置で直径対立した１８０度に
少し満たない周長のものが一対になり、該対は軸線方向
に沿って略９０度交互に位相を転じていることを特徴と
するエキスパンダロール。