JP2007113688A

JP2007113688A - ロール

Info

Publication number: JP2007113688A
Application number: JP2005305632A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Sano; 孝義佐野
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2025-10-20
Also published as: KR100807457B1; TW200732569A; TWI300822B; KR20070043626A; JP4701067B2; US7850587B2; DE102006049290B4; DE102006049290A1; US20070090227A1

Abstract

【課題】従来に比して弱い力で所要のベンディング量を得ることができ、ベンディングの反力をロール内で受け持つようにし、スイング機構、巻太り追従機構の変更を要さないようにすること。
【解決手段】外筒部材２０と中心軸３０とを軸線方向中央部４０において互いに固定連結し、外筒部材２０の両側の外側ころがり軸受５１のインナレースと中心軸３０側の内側ころがり軸受５５のアウタレースとの間に画定される円環状空間の周方向の複数箇所に、各々、外側ころがり軸受５１のインナレースと内側ころがり軸受５５のアウタレースとの間の径方向距離を各々個別に可変設定する可変スペーサ機構６０を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、ウエブの巻取機等、シート・フィルムを取り扱う装置に用いられるコンタクトロール（接圧ロール）、ニップロール等のロールに関し、特に、ベンディング量可変型のロールに関するものである。

ウエブの巻取機等に用いられるコンタクトロールは、取り扱うウエブの広幅化の伴い長軸化し、ロール径に対する軸長比が１：１５〜１：３０程度の大きいものになる。このため、コンタクトロールは、高剛性化、軽量化を図られても、両端の軸受部間で、巻取機の巻取軸より離れる方向に弓なりに撓み、コンタクトロールの軸線方向中央部のニップ圧が軸端部のニップ圧に比して小さくなる。この現象は、ウエブの巻しわ、巻こぶ、巻ずれの原因になり、不良品を発生することになる。

このことに対して、コンタクトロールの両端軸部を支持するころがり軸受（ボールベアリング等）を、各々、軸線方向にダブル配置し、このころがり軸受を保持している可動フレームをシリンダ装置によって横方向に押すことにより、コンタクトロールの両端軸部に曲げ力を付与し、コンタクトロールに曲げ（ベンディング）を付けるベンディング量可変型のコンタクトロールが提案されている（例えば、特許文献１）。
特公平６−３９３００号公報

上述したような従来のベンディング量可変型のコンタクトロールは、ダブル配置のころがり軸受の軸線方向離間距離の設定に、機械構成上、限界があり、ロール軸長に比して小さいため、所要のベンディング量を得るために、強い力を必要とする。

このため、従来のベンディング量可変型のコンタクトロールでは、ベアリング寿命の短縮、回転損失の増加を避けられない。

また、従来のベンディング量可変型のコンタクトロールでは、コンタクトロールをベンディングさせた反力をロール軸受およびそれを保持する可動フレームが受け持たなければならない。一般に、コンタクトロールが設けられる部分は、巻太りに応じて後退移動する移動フレーム上にあり、スイング機構も有しているため、大きい力を受け難い構造になっている。この対策を講じると、スイング機構、巻太り追従機構が大がかりなものになる。

この発明が解決しようとする課題は、従来に比して弱い力で所要のベンディング量を得ることができ、ベンディングの反力をロール内で受け持つようにし、スイング機構、巻太り追従機構の変更を要さないようにすることである。

この発明によるロールは、円筒状の外筒部材と、前記外筒部材の筒内を軸線方向に貫通して配置された中心軸とを有し、前記外筒部材と前記中心軸とが軸線方向中央部において互いに固定連結され、前記外筒部材の両側の軸線方向端部に各々外側ころがり軸受のアウタレースが固定装着され、前記中心軸が前記外側ころがり軸受の配置位置と同じ軸線方向位置に内側ころがり軸受のインナレースが固定装着され、前記外筒部材の両側の前記外側ころがり軸受のインナレースと前記内側ころがり軸受のアウタレースとの間に画定される円環状空間の周方向の複数箇所に、各々、前記外側ころがり軸受のインナレースと前記内側ころがり軸受のアウタレースとの間の径方向距離を各々個別に可変設定する可変スペーサ機構が組み込まれ、前記可変スペーサ機構を回り止めする回り止めが設けられている。

この発明によるロールは、前記可変スペーサ機構は、コッタブロックを含むコッタ式のものであり、前記コッタブロックにねじ係合している調整ねじのねじ込み量に応じて前記コッタブロックが前記外側ころがり軸受および前記内側ころがり軸受に対して軸線方向に変位することにより、前記外側ころがり軸受のインナレースと前記内側ころがり軸受のアウタレースとの間の径方向距離を変化させるものである。

この発明によるロールは、前記複数個の可変スペーサ機構の各々の前記調整ねじは押えリング部材に係合し、当該押えリング部材に回り止めが設けられている。

この発明によるロールは、ロール内部に配置された外側ころがり軸受と内側ころがり軸受との間の複数個の可変スペーサ機構の各々によって、外側ころがり軸受のインナレースと内側ころがり軸受のアウタレースとの間の径方向距離を可変設定することにより、ベンディングを付与される。

このロールのベンディングは、可変スペーサ機構の配置部、すなわち、ロールの軸線方向端部と、軸線方向中央部における外筒部材と中心軸との連結部との距離を曲げスパンとして行われるから、従来に比して弱い力で所要のベンディング量を得ることができる。これにより、ベアリング寿命（外側ころがり軸受、内側ころがり軸受の寿命）の短縮、回転損失の増加が軽減される。また、ベンディングの反力をロール内で受け持つから、スイング機構、巻太り追従機構の変更を要さない。

まず、この発明によるロールをコンタクトロールとして用いるウエブの巻取機の概要を、図６を参照して説明する。

巻取機は、巻取軸（ボビン）１０１を有し、押えロール１０２、テンションロール１０３に案内されてい送られて来るウエブＷを巻取軸１０１上に巻き取る。このウエブ巻き取りは、巻取軸１０１と平行に配置されているコンタクトロール１０４によってウエブＷを巻取軸１０１に対して押し付けながらニップ圧を与えた状態で行われる。

このため、コンタクトロール１０４は、枢軸１０５を揺動中心として回動可能なスイング部材１０６に回転可能に取り付けられている。スイング部材１０６は、空気圧シリンダ装置１０７によってコンタクトロール１０４のウエブ押し付け方向に付勢される。また、スイング部材１０６には振動吸収を行うダンパ１０８が接続されている。

なお、図示していないが、コンタクトロール１０４、枢軸１０５、スイング部材１０６、空気圧シリンダ装置１０７、ダンパ１０８は、巻太り追従機構の可動台上に設けられている。

この発明によるロールは、一つの使用例として、上述のコンタクトロール１０４に適用される。

この発明によるロールの一つの実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。この実施形態によるロールは、全体を符号１０によって示されている。

ロール１０は、外筒部材２０と、中心軸３０とを有する。

外筒部材２０は、両端開口の円筒状をなしており、薄肉構造の金属製弾性円筒体２１と、金属製弾性円筒体２１の外周面全体に貼り合わせられたゴムロール２２とにより構成されている。

中心軸３０は、金属製の円筒部材３１と、円筒部材３１の左右両端に各々固定連結された金属製の軸部材３２、３３とにより構成されている。中心軸３０は、外筒部材２０の筒内２３を軸線方向に貫通して配置されている。中心軸３０の軸部材３２、３３は、各々、円筒部材３１の開放端部より軸線方向外方に突出しており、スイング部材（図６のスイング部材１６０）に配置されたボールベアリング等による軸受部材（図示省略）より回転可能に支承される軸受軸部３５、３６を有する。

外筒部材２０と中心軸３０とは軸線方向中央部４０において互いに固定連結されている。この固定連結は、金属製弾性円筒体２１の内周面に固定装着されたリング部材４１と、中心軸３０の外周面に固定装着されたリング部材４２と、リング部材４１、４２を固定連結する複数個の締結ボルト４３、押えリング４４、４５によって行われ、外筒部材２０と中心軸３０とが同心配置されるように行われる。つまり、軸線方向中央部４０においては、外筒部材２０の軸心位置に中心軸３０が同心配置される。この軸線方向中央部４０の固定連結部によって中心軸３０の回転が外筒部材２０に伝達される。換言すると、中心軸３０と外筒部材２０とは一体回転する。

外筒部材２０の両側の軸線方向端部の内周面（金属製弾性円筒体２１の内周面）には、各々、取付リング部材５４によって外側ころがり軸受５１のアウタレース５２が固定装着されている。中心軸３０が外側ころがり軸受５１の配置位置と同じ軸線方向位置、この実施形態では、軸部材３２、３３の外周面には、各々、内側ころがり軸受５５のインナレース５６が固定装着されている。

外筒部材２０、中心軸３０の左右両端部に配置される外側ころがり軸受５１、内側ころがり軸受５５および以下に説明する可変スペーサ機構６０は、左右で同一であるので、本明細書の実施形態の説明では、左右で同一の部分は、同じ符号を付けて説明する。

外側ころがり軸受５１のインナレース５３と内側ころがり軸受５５のアウタレース５７との間に画定される円環状空間５８の周方向の複数箇所、この実施形態では９０度等間隔で４箇所に、各々、外側ころがり軸受５１のインナレース５３と内側ころがり軸受５５のアウタレース５７との間の径方向距離を各々個別に可変設定する可変スペーサ機構６０が組み込まれている。

可変スペーサ機構６０は、押えリング６２と協働して外側ころがり軸受５１のインナレース５３を両側から挟み込むようにして当該インナレース５３に固定された外側リング部材６１と、押えリング６４と協働して内側ころがり軸受５５のアウタレース５７を両側から挟み込むようにして当該アウタレース５７に固定された内側リング部材６３との間の９０度等間隔位置に、各々、コッタブロック６５を有する。コッタブロック６５は、９０度等間隔配置で、合計４個あり、左右、上下で、各々、対をなしている。

コッタブロック６５は、両面がテーパ面（傾斜面）６６、６７になっており、外側のテーパ面６６は外側リング部材６１の内周面に形成されたテーパ面（傾斜面）６８に係合し、内側のテーパ面６７は内側リング部材６３の外周面に形成されたテーパ面（傾斜面）６９に係合している。

外側リング部材６１と内側リング部材６３の軸線方向の一方の側（外側）には、これらの端面に当接する押えリング部材７０が配置されている。押えリング部材７０には、各コッタブロック６５毎に設けられている調整ねじ７１のボルト頭部７２が係合している。調整ねじ７１は、押えリング部材７０を軸線方向に貫通し、コッタブロック６５に形成されているねじ孔７３にねじ係合している。押えリング部材７０には、各調整ねじ７１のボルト頭部７２を回り止め押えするボルト押え７４が取り付けられている。

押えリング部材７０には、回り止めピン７５が固定装着されている。回り止めピン７５は、外筒部材２０の一方の開放端より外方に突出しており、その突出部分に回り止め機構８０が係合し、押えリング部材７０を固定側部材８１に対して回り止めしている。

これにより、回り止めされている外側リング部材６１、内側リング部材６３、押えリング６２、６４、コッタブロック６５、押えリング部材７０、調整ねじ７１、ボルト押え７４に対して、外筒部材２０は外側ころがり軸受５１によって回転自在で、中心軸３０は内側ころがり軸受５５によって回転自在である。

コッタブロック６５は、調整ねじ７１のねじ込み量に応じて、外側リング部材６１、内側リング部材６３に対して軸線方向（図２にて左右方向）に移動する。このコッタブロック６５の軸線方向により、コッタブロック６５と外側リング部材６１および内側リング部材６３のテーパ面６６、６８と、６７、６９同士の係合によって、外側リング部材６１と内側リング部材６３との径方向離間距離、つまり、外側ころがり軸受５１のインナレース５３と内側ころがり軸受５５のアウタレース５７との間の径方向距離が変化する。

ロール１０に対するベンディング付与は、対をなす左右のコッタブロック６５のうちの一方の側、例えば、図４にて右側のものを調整ねじ７１のねじ込みによって図２で見て左側に変位させ、これとは反対側の図４にて左側のものを調整ねじ７１のねじ緩めによって図２で見て右側に変位させることにより、外筒部材２０の端部が図４で見て中心軸３０に対して右側に偏倚する。

これにより、可変スペーサ機構６０の配置部、すなわち、ロール１０の軸線方向端部と、軸線方向中央部４０における外筒部材２０と中心軸３０との連結部との距離を曲げスパンとして、ロール１０にベンディングが付与される。このベンディング付与は、ロール１０の左右両端において、各々個別に行われ、外筒部材２０の端部の中心軸３０に対する偏倚量は、ベンディング量に相当し、調整ねじ７１のねじ込み量調整により、アジャストスクリュ式に、高精度に、微細に行うことができる。

なお、このベンディング付与は、対をなす上下のコッタブロック６５によっても、同様に行われる。

このロール１０のベンディングは、可変スペーサ機構６０の配置部であるロール１０の軸線方向端部と、軸線方向中央部４０における外筒部材２０と中心軸３０との連結部との距離を曲げスパンとして行われるから、従来に比して弱い力で所要のベンディング量を得ることができる。

これにより、ベンディングに起因する外側ころがり５１、内側ころがり５５のベアリング寿命の短縮、回転損失の増加が軽減される。また、ベンディングの反力は、外側ころがり５１、内側ころがり５５により、すべてロール内で受け持つから、スイング機構、巻太り追従機構の変更を要さない。

なお、押えリング部材７０の回り止めピン７５の回り止め機構８０を、回り止め位置を回転方向に変更可能な構造にすることにより、内筒部材２０の端部の中心軸３０に対する偏倚方向を変更調整することができる。

可変スペーサ機構６０は、上述の如きコッタ式のものに限られることはなく、偏心カム式、油圧式、熱膨張式等でよい。また、可変スペーサ機構６０を外部よりの遠隔操作する動力源を設けることにより、相手ボビンのウエブ巻径、ウエブ厚さとうに応じてベンディング量、ベンディング方向を、自動制御によって自動変更することも可能である。

この発明によるロールは、ウエブの巻取機に用いられるコンタクトロールに限られることはなく、回転するロールをシート・フィルム等が通過する際に、シート・フィルムをロール面に押し付けるニップロール等にも適用できる。

この発明によるロールの一つの実施形態を示す断面図である。一つの実施形態によるロールの要部の拡大断面図である。図１のＺ矢視拡大図である。図１の線Ａ−Ａによる拡大断面図である。図１の線Ｂ−Ｂによる拡大断面図である。この発明によるロールをコンタクトロールとして用いるウエブの巻取機の概要を示す説明図である。

符号の説明

１０ロール
２０外筒部材
２１金属製弾性円筒体
２２ゴムロール
３０中心軸
３１円筒部材
３２、３３軸部材
３５、３６軸受軸部
４０軸線方向中央部４０
４１、４２リング部材
４３締結ボルト
４４、４５押えリング
５１外側ころがり軸受
５２アウタレース
５３インナレース
５４取付リング部材
５５内側ころがり軸受
５６インナレース
５７アウタレース
５８円環状空間
６０可変スペーサ機構
６１外側リング部材
６２押えリング
６３内側リング部材
６４押えリング
６５コッタブロック
６６、６７、６８、６９テーパ面
７０押えリング部材
７１調整ねじ
７２ボルト頭部
７３ねじ孔
７４ボルト押え
７５回り止めピン
８０回り止め機構
８１固定側部材

Claims

円筒状の外筒部材と、前記外筒部材の筒内を軸線方向に貫通して配置された中心軸とを有し、前記外筒部材と前記中心軸とが軸線方向中央部において互いに固定連結され、
前記外筒部材の両側の軸線方向端部に各々外側ころがり軸受のアウタレースが固定装着され、前記中心軸が前記外側ころがり軸受の配置位置と同じ軸線方向位置に内側ころがり軸受のインナレースが固定装着され、
前記外筒部材の両側の前記外側ころがり軸受のインナレースと前記内側ころがり軸受のアウタレースとの間に画定される円環状空間の周方向の複数箇所に、各々、前記外側ころがり軸受のインナレースと前記内側ころがり軸受のアウタレースとの間の径方向距離を各々個別に可変設定する可変スペーサ機構が組み込まれ、前記可変スペーサ機構を回り止めする回り止めが設けられているロール。
前記可変スペーサ機構は、コッタブロックを含むコッタ式のものであり、前記コッタブロックにねじ係合している調整ねじのねじ込み量に応じて前記コッタブロックが前記外側ころがり軸受および前記内側ころがり軸受に対して軸線方向に変位することにより、前記外側ころがり軸受のインナレースと前記内側ころがり軸受のアウタレースとの間の径方向距離を変化させるものである請求項１記載のロール。
前記複数個の可変スペーサ機構の各々の前記調整ねじは押えリング部材に係合し、当該押えリング部材に回り止めが設けられている請求項２記載のロール。