JP2015024558A - シングルフェーサ及びその検査方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】第1の目的は、ロール間の平行度の検査を、精度よく、簡単かつ短時間に行えることであり、第2の目的は、実際の運転時におけるロール間の平行度を正確に把握することである。【解決手段】固定された軸の周りに回転する第1の段ロール1と、その段ロールに対して圧接するように移動可能な軸の周りに回転する第2の段ロール2と、第1の段ロールに対して接近するように移動可能な糊ロール3とを装置本体7に備え、波形段が形成された中芯紙の段頂部に裏ライナ紙を貼り合わせるシングルフェーサ100であって、第1の段ロール1に対向して配置された第2の段ロール2及び糊ロール3の少なくとも一方のロールには、軸方向両端を軸支する軸受け部23、25と、軸受け部を第1の段ロールに対してそれぞれ進退させる作動部5とを備え、作動部には、軸受け部から作動部に伝達される物理量をそれぞれ検出する検出部55を設けたことを特徴とする。【選択図】図1

Description

本発明は、シングルフェーサ及びその検査方法に関する。特に、段ロール間、段ロールと糊ロール間の内、少なくとも1つのロール間における平行度を検査する平行度検査装置を備えたシングルフェーサ及びその検査方法に関する。
シングルフェーサは、平坦な中芯用原紙から波形段を形成した中芯紙の段頂部に平坦な裏ライナ紙を貼り合わせた片面段ボールシートを製造する装置である。
例えば、図14に示すように、シングルフェーサ200には、それぞれの外周面に波形の段部を形成した上段ロール201と下段ロール202とが、段部で互いに噛合いながら回転可能に上下方向に配設されている。右側方から供給される中芯用原紙NRは、上段ロール201と下段ロール202との間を通過することによって、送り方向と直交する方向(軸方向)に波形段が連続して形成された中芯紙となる。
また、シングルフェーサ200には、上段ロール201の左斜め下方に隣接して糊ロール203が回転可能に配設され、上段ロール201の左斜め上方に隣接してプレスロール204が回転可能に配設されている。糊ロール203によって、中芯紙の段頂部に接着用の糊液が塗布され、プレスロール204によって、糊液が塗布された中芯紙の段頂部に、左側方から供給される裏ライナ紙URが貼り合わされることにより、片面段ボールシートDBが製造される。製造された片面段ボールシートDBは、巻き上げロール205を介して連続的に上方に移送される。
上記シングルフェーサ200では、製造する片面段ボールシートDBにおける貼り合わせ不良等を回避するため、上段ロール201と下段ロール202との間、上段ロール201とプレスロール204との間、上段ロール201と糊ロール203との間等の各種ロール間における平行度を、所定の範囲内におさめるように調整する必要がある。例えば、上下段ロール間の平行度が所定の範囲内にないと、両段ロールにおける段部同士の噛合いが不揃いになり、段部同士の間に挟まれて形成される中芯紙の段頂部の高さが不均一になりやすい。中芯紙の段頂部の高さが不均一になると、その後の裏ライナ紙URの貼り合わせにおいて、接着不良や、シワ、蛇行等が発生し、貼り合わせ不良を起こすおそれがあった。
そのため、シングルフェーサ200におけるロール間の平行度を検査する方法として、例えば、図14において、矢印Sの方向から段ロール間に感圧紙(カーボン紙)CBを通過させて、感圧紙CBに圧痕筋を形成させ、圧痕筋が等間隔に形成されているか否かを目視によって検査する感圧紙検査方法が知られている。図15は、感圧紙CBに形成された圧痕筋CJが段頂部と段底部で形成され、それぞれ等間隔Aからなる状態を示し、この場合は、上段ロール201と下段ロール202とが軸方向で平行に配設されていることが分かる。図16は、感圧紙CBに形成された圧痕筋CJが段傾斜面で形成され、それぞれ広い間隔Bと狭い間隔Cとからなる状態を示し、この場合は、上段ロール201と下段ロール202との軸方向における平行度(以下、単に「ロール間の平行度」という。)がズレて配設されていることが分かる。このように、ロール間の平行度がズレて配設されているときは、下段ロール202の軸受け部を支持する偏心ピンを回動して、段ロール同士の軸間距離を調節することによって、上下段ロール間の平行度を調整していた。
また、特許文献1には、上段ロールと下段ロール、下段ロールと加圧ロール等においてロール間の係合状態を可変する接触圧調整装置、及び下段ロールと糊付ロール、糊付ロールとドクターロール、下段ロールと加圧ロール等においてロール間の係合状態を可変する隙間調整装置を具備し、互いに係合する各ロール間の接触状態が可変設定でき得るよう構成したコルゲートマシンのシングルフェーサにおいて、条件設定用操作盤のキーボードを製造に供する原紙の仕様をもとに選択操作する事により、各調整装置を作動させて係合する各ロール間の接触状態を、予め入力されている所定の設定値通りに調整できるように構成したことを特徴とするシングルフェーサの自動設定装置の発明が開示されている。
特開平5−96668号公報
しかしながら、上述した感圧紙検査方法及び特許文献1の発明には、以下のような問題があった。
すなわち、上述した感圧紙検査方法では、シングルフェーサの運転を停止した状態で、感圧紙を例えば段ロール間に挿入し、その後運転を開始して感圧紙を段ロール間に通過させることで、感圧紙に形成された圧痕筋を目視によって確認して平行度を検査していた。
しかし、感圧紙に形成された圧痕筋は、必ずしも鮮明ではないので、目視で正確に検査するには熟練と繰り返しの検査が必要であった。また、感圧紙検査を行うためには、人が機械の中に入ることになり、煩わしい作業であった。また、感圧紙検査を行っている間は、シングルフェーサによる片面段ボールシートの製造ができないことになり、設備の稼働率が低下する問題があった。
そのため、ロール間の平行度の検査を、精度よく、簡単かつ短時間に行えるシングルフェーサ及びその検査方法が望まれていた。
この点、特許文献1の発明によれば、条件設定用操作盤のキーボードを製造に供する原紙の仕様をもとに選択操作する事により、各調整装置を作動させて係合する各ロール間の接触状態を、予め入力されている所定の設定値通りに自動的に調整できるので、シングルフェーサの運転をいちいち停止させる必要はない。
しかし、各ロール間の接触状態は、運転中の振動や摩耗等によって経時的に変化したり、ロールの交換等によって変化する。そのため、特許文献1の発明のように、予め入力されている所定の設定値通りに調整しても、ロール間の平行度を所定の範囲内に常に保持することは困難であった。
また、シングルフェーサの段ロール等には、蒸気等によって加熱が行われている。そのため、シングルフェーサの運転中では、段ロール等や装置フレームにおける熱膨張係数が相違することの影響を受けて、ロール間の平行度が変化するおそれがあった。
したがって、シングルフェーサの運転を停止した状態で検査する感圧紙検査方法では、実際の運転時における段ロール等の平行度を正確に把握することが困難であるという問題があった。
また、特許文献1の発明でも、シングルフェーサの運転中、段ロール等や装置フレームにおける熱膨張に基づくロール間の平行度の変化には、対応することができない問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その第1の目的は、ロール間の平行度の検査を、精度よく、簡単かつ短時間に行えるシングルフェーサ及びその検査方法を提供することである。
また、第2の目的は、実際の運転時においてもロール間の平行度を正確に検査することができるシングルフェーサ及びその検査方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明のシングルフェーサ及びその検査方法は、次のような構成を有している。
(1)固定された軸の周りに回転する第1の段ロールと、その段ロールに対して圧接するように移動可能な軸の周りに回転する第2の段ロールと、前記第1の段ロールに対して接近するように移動可能な糊ロールとを装置本体に備え、波形段が形成された中芯紙の段頂部に裏ライナ紙を貼り合わせるシングルフェーサであって、
前記第1の段ロールに対向して配置された前記第2の段ロール及び前記糊ロールの少なくとも一方のロールには、軸方向両端を軸支する軸受け部と、前記軸受け部を前記第1の段ロールに対してそれぞれ進退させる作動部とを備え、
前記作動部には、前記軸受け部から前記作動部に伝達される物理量をそれぞれ検出する検出部を設けたことを特徴とする。
本発明においては、第1の段ロールに対向して配置された少なくとも一方のロールにおいて、軸方向両端を軸支する軸受け部を第1の段ロールに対して進退させる作動部には、軸受け部から伝達される物理量をそれぞれ検出する検出部を設けたので、検出部がそれぞれ検出した物理量を比較することによって、第1の段ロールと一方のロールとの平行度を、精度よく、簡単かつ短時間に検査することができる。
具体的には、ロール間の平行度がズレている場合、そのズレ量は、ロールの軸方向両端において最大となる。また、第1の段ロールに対向して配置された少なくとも一方のロールにおける軸方向両端において、例えば、段ロールの外周面に形成された波形の段部同士が噛合うことによって発生する衝撃荷重や変位量等の物理量は、ロールにおける軸方向両端を軸支する軸受け部を介して、それぞれの作動部に効果的に伝達される。
そのため、第1の段ロールと一方のロールとの平行度のズレ量は、各作動部に設けた検出部がそれぞれ検出した物理量間の差異として、最大かつ効果的に検出することができる。
その結果、各作動部に設けた検出部がそれぞれ検出した物理量を比較することによって、ロール間の平行度が正常な状態であるか、異常な状態であるかを、精度よく、簡単かつ短時間に検査することができる。
よって、本発明によれば、ロール間の平行度の検査を、熟練者でなくとも、精度よく、簡単かつ短時間に行うことができる。また、作業者がシングルフェーサ内に入ることなく、平行度の検査を行うことができるため、シングルフェーサの運転を停止する必要がなく、実際の運転時におけるロール間の平行度を正確に検査することができる。
(2)(1)に記載されたシングルフェーサにおいて、
前記検出部は、圧力計であること、
前記作動部は、圧力シリンダであることを特徴とする。
本発明においては、一方のロールの軸方向両端で段部の噛合い時等に発生する衝撃荷重を圧力計で検出することによって、ロール間の平行度の良否を、精度よく、簡単かつ短時間に検査することができる。
具体的には、検出部は、圧力計であるので、段部の噛合い時等に発生する衝撃荷重を、周期的に増加減少する荷重曲線として出力することができる。
また、圧力計は、圧力シリンダに設けたので、上記衝撃荷重を圧力シリンダにおける軸方向成分の荷重に分離して、検出することができる。
また、圧力シリンダは、一方のロールの軸受け部を第1の段ロールに対してそれぞれ進退させる作動部であるので、圧力シリンダにおける軸方向成分の荷重は、ロール同士の軸間距離に相関する。
したがって、ロール間の平行度のズレ量は、圧力計が検出する荷重曲線における周期的ズレ量(遅れ時間)として、感度良く現れる。
その結果、それぞれの荷重曲線における周期的ズレ量の大きさを比較すれば、ロール間の平行度の良否を、より精度よく、より簡単かつ短時間に検査することができる。
また、運転中の荷重曲線の変化から、実際の運転時におけるロール間の平行度を正確に検査することができる。
なお、荷重曲線における周期的ズレ量は、それぞれの荷重曲線のピーク値が発生する時間差として現れる場合がある。この場合には、荷重曲線の周期的ズレ量を正確に演算しなくても、ピーク値が発生する時間差を比較することによって、ロール間の平行度の良否を、より一層簡単かつ短時間に検査することができる。
また、ロール間の平行度が良い時は、ロールが軸方向で均等に当接するので、段部の噛合い時等に発生する衝撃荷重は分散されて、それぞれの荷重曲線における最大値が小さく、かつ均等になる場合がある。この場合には、それぞれの荷重曲線における最大値のみを比較することによって、ロール間の平行度の良否を、より一層簡単かつ短時間に検査することができる。
(3)(1)又は(2)に記載されたシングルフェーサにおいて、
前記一方のロールは、前記第2の段ロールであること、
前記装置本体には、前記第1の段ロールと前記第2の段ロールとを対向して配置した状態で移動可能に形成したカートリッジを設けたこと、
前記軸受け部は、一端が前記カートリッジに軸ピンを介してそれぞれ軸支され、かつ他端が前記作動部にそれぞれ連結されたこと、
前記軸ピンの内、少なくとも1つは、偏心ピンとしたことを特徴とする。
本発明においては、一方のロールは、第2の段ロールであるので、第1の段ロールの段部と第2の段ロールの段部とが噛合うタイミングには、ロールの軸方向両端で、ロール間の平行度のズレ量に比例して、時間的遅れ(ズレ)が発生する。
また、装置本体には、第1の段ロールと第2の段ロールとを対向して配置した状態で移動可能に形成したカートリッジを設けたので、ロール間の平行度をカートリッジを介して検査、調整できる。カートリッジを介することで、装置本体に取付けた他のロール等からのノイズを低減することができる。
また、軸受け部は、一端がカートリッジに軸ピンを介してそれぞれ軸支され、かつ他端が作動部にそれぞれ連結されたので、第1の段ロールの段部と第2の段ロールの段部とが噛合う際に、軸受け部は、一端側を支点に他端側が揺動する。そのため、軸受け部の動きを、他端側の揺動動作によって増幅して、他端側に連結した作動部に伝達させることができる。
その結果、作動部に設けた検出部は、第1の段ロールの段部と第2の段ロールの段部とが噛合うタイミングの時間的遅れ(ズレ)に基づく物理量を、ノイズを低減しつつ増幅して検出でき、その物理量の差異から、ロール間の平行度の良否を、より一層精度よく、簡単かつ短時間に検査することができる。
なお、軸受け部の一端を軸支する軸ピンの内、少なくとも1つは、偏心ピンであるので、偏心ピンを回動することによって、ロールの軸間距離を調節して、ロール間の平行度を簡単に調整することができる。
(4)(1)乃至(3)のいずれか1つに記載されたシングルフェーサにおいて、
前記一方のロールは、前記糊ロールであること、
前記装置本体には、前記糊ロールと糊ダムを搭載した糊ユニットを設けたこと、
前記糊ユニットには、前記軸受け部が回動可能に装着されたこと、
前記軸受け部には、前記糊ロールの軸心から偏心した偏心カムを形成したこと、
前記装置本体には、前記偏心カムの外周面が当接するストッパーピンを装着したこと、
前記ストッパーピンの内、少なくとも1つは、偏心ピンとしたこと、
前記糊ユニットは、前記作動部と連結されたことを特徴とする。
本発明においては、一方のロールは、糊ロールであるので、第1の段ロールの段部と糊ロールの外周面とが中芯紙を挟んで圧接するタイミングには、ロールの軸方向両端で、ロール間の平行度のズレ量に比例して、時間的遅れ(ズレ)が発生する。
また、装置本体には、糊ロールと糊ダムを搭載した糊ユニットを設けたので、ロール間の平行度を糊ユニットを介して検査、調整できる。糊ユニットを介することで、装置本体に取付けた他のロール等からのノイズを低減することができる。
また、糊ユニットには、軸受け部が回動可能に装着され、糊ユニットは、作動部と連結されたので、軸受け部の動きを、糊ユニットに連結した作動部に伝達させることができる。
また、軸受け部には、糊ロールの軸心から偏心した偏心カムを形成したので、中芯紙の厚さに応じて、第1の段ロールと糊ロールとの軸間距離を、偏心カムを回動させて簡単に設定することができる。そのため、偏心カムによって、中芯紙の厚さ違いによる検出部が検出する物理量における誤差を低減することができる。
したがって、第1の段ロールの段部と糊ロールの外周面とが中芯紙を挟んで圧接するタイミングの時間的遅れ(ズレ)は、作動部に伝達される圧接力の時間的遅れとして現れる。
その結果、作動部に設けた検出部は、第1の段ロールの段部と糊ロールの外周面とが中芯紙を挟んで圧接するタイミングの時間的遅れ(ズレ)に基づく物理量を、ノイズを低減しつつ正確に検出でき、その物理量の差異から、ロール間の平行度の良否を、より一層精度よく、簡単かつ短時間に検査することができる。
なお、偏心カムの外周面が当接するストッパーピンの内、少なくとも1つは、偏心ピンであるので、偏心ピンを回動することによって、ロールの軸間距離を調節して、ロール間の平行度を簡単に調整することができる。
(5)(1)乃至(4)のいずれか1つに記載されたシングルフェーサにおいて、
前記検出部が検出した物理量を時間軸に対応して表示する表示装置を備えたことを特徴とする。
したがって、本発明においては、シングルフェーサの運転中に、表示装置に表示された物理量の時間的変化を監視することによって、実際の運転時におけるロール間の平行度を正確に把握することができる。
具体的には、運転開始後の温度上昇によって、段ロール等や装置フレームが熱膨張係数の差異の影響を受けて、ロール間の平行度が変化した場合に、表示装置に表示された物理量の時間的変化を監視することによって、ロール間の平行度の異常を速やかに検査することができる。また、ロール間の平行度が所定の基準値から逸脱する前に、平行度の調整を行うこともできる。
よって、本発明によれば、実際の運転時におけるロール間の平行度を正確に検査して、貼り合わせ不良を未然に防止することができる。
なお、物理量を時間軸に対応して表示する方法には、物理量を時間的連続曲線として表示する方法、物理量を一定の時間間隔で区切って間欠的に表示する方法、物理量のピーク値とその発生時間とを対応させて表示する方法などがある。
(6)(1)乃至(5)のいずれか1つに記載されたシングルフェーサにおいて、
前記検出部が検出した物理量に基づいて、前記第1の段ロールと前記一方のロールとの平行度のズレを自動的に調節することを特徴とする。
それにより、本発明においては、実際の運転時におけるロール間の平行度を正確に検査して、装置の運転を停止しなくても、ロール間の平行度を正常な状態に維持することができる。
具体的には、装置の運転中において、段ロール等や装置フレームにおける熱膨張係数が相違することの影響を受けてロール間の平行度が変化しても、その変化に追従してロール間の平行度を所定の基準値内に納めるように自動調節することができる。
よって、本発明によれば、装置の据付時や段ロールの交換時などに限らず、実際の運転時における段ロール等の平行度を正確に検査して、装置を停止しなくても平行度のズレを自動的に調節できるので、精度の高い片面段ボールシートの製造を、設備稼働率を高めた状態で実現することができる。
(7)(1)乃至(6)のいずれか1つに記載されたシングルフェーサの検査方法であって、
前記検出部が検出した物理量における周期的ズレ量を演算し、前記周期的ズレ量が所定の基準値内にあるか否かによって、ロール間の平行度の良否を判定することを特徴とする。
本発明においては、検出部が検出した物理量における周期的ズレ量が所定の基準値内にあるか否かによって、ロール間の平行度の良否を判定するので、ロール間の平行度が正常な状態であるか、異常な状態であるかを、定量的に判定することができ、精度よく、簡単かつ短時間に検査できる。
具体的には、作動部に設けた検出部が検出した物理量における周期的ズレ量を演算した結果が、所定の基準値より大きければ、ロール間の平行度が異常な状態であり、所定の基準値より小さければ、ロール間の平行度が正常な状態であることを、即座に判定できる。
よって、本発明によれば、ロール間の平行度の検査を、熟練を要することなく、簡単かつ短時間に行うことができる。また、感圧紙検査法のように、装置の運転を停止することも、作業者が同装置の中に入ることも要しない。さらに、実際の運転時におけるロール間の平行度を連続的にモニタリングする検査にも適用することができる。
本発明によれば、ロール間の平行度の検査を、精度よく、簡単かつ短時間に行えるシングルフェーサ及びその検査方法を提供することができる。また、本発明によれば、実際の運転時におけるロール間の平行度を正確に検査することもできるシングルフェーサ及びその検査方法を提供することができる。
本実施形態に係るシングルフェーサの正面図である。 図1に示す第1の段ロール及び第2の段ロールの正面図である。 図1に示す第1の段ロール及び第2の段ロールの背面図である。 図1に示す第2の段ロールの軸方向断面図である。 図1に示す第2の段ロールにおける偏心ピン調整機構(第2実施例)における正面図である。 図5に示す偏心ピン調整機構の断面図である。 図1に示す糊ユニットの背面図である。 図1に示す糊ロールの部分断面図である。 図1に示す第1の段ロール及び第2の段ロールの側面図である。 図9に示す糊ユニットのストッパーピン取付け断面図である。 図10に示すストッパーピンの調整機構の正面図である。 図1に示す第2の段ロールの圧力シリンダに設けた圧力計の荷重曲線(平行度調整前)を表す図面である。 図1に示す第2の段ロールの圧力シリンダに設けた圧力計の荷重曲線(平行度調整後)を表す図面である。 従来のシングルフェーサにおける各種ロールの配置図である。 図14に示すシングルフェーサの段ロールに対する感圧紙検査結果(平行度調整後)の説明図である。 図14に示すシングルフェーサの段ロールに対する感圧紙検査結果(平行度調整前)の説明図である。
以下、本発明に係る実施形態のシングルフェーサについて、図面を参照して詳細に説明する。
はじめに、本実施形態のシングルフェーサにおける全体構成について説明する。次に、ロール間の平行度を検査する平行度検査装置及びその検査方法について、段ロールについて平行度調整前と平行度調整後に検査した荷重曲線を具体例にして、説明する。
<シングルフェーサの全体構成>
まず、本実施形態に係るシングルフェーサの全体構成について、図1〜図11を用いて説明する。図1に、本実施形態に係るシングルフェーサの正面図を示す。図2に、図1に示す第1の段ロール及び第2の段ロールの正面図を示す。図3に、図1に示す第1の段ロール及び第2の段ロールの背面図を示す。図4は、図1に示す第2の段ロールの軸方向断面を示す。図5に、図1に示す第2の段ロールにおける偏心ピン調整機構(第2実施例)における正面図を示す。図6に、図5に示す偏心ピン調整機構の断面図を示す。図7に、図1に示す糊ユニットの背面図を示す。図8に、図1に示す糊ロールの部分断面図を示す。図9に、図1に示す第1の段ロール及び第2の段ロールの側面図を示す。図10に、図9に示す糊ユニットのストッパーピン取付け断面図を示す。図11に、図10に示すストッパーピンの調整機構の正面図を示す。なお、図1及び図2は、シングルフェーサの操作側から見た図で、図3は、シングルフェーサの駆動側から見た図である。
図1に示すように、本実施形態に係るシングルフェーサ100は、第1の段ロール1と、第2の段ロール2と、糊ロール3と、プレスロール4と、段ロール用の作動部5と、糊ロール用の作動部34と、プレスロール用の作動部6と、装置本体7と、演算装置8と、表示装置9とを備えている。
(第1の段ロール及び第2の段ロール)
図2、図3に示すように、第1の段ロール1は、筒状体からなる段ロール本体11と、その軸方向両端に突出する軸部12とを有する金属製ロール部材である。上記段ロール本体11の外周面には、波形の段部111が、軸方向に形成されている。軸部12は、装置本体7に対して移動可能に設けられたカートリッジ26に、回転可能に固定されている。
第1の段ロールの下方には、第2の段ロール2が対向して配設されている。第2の段ロール2は、第1の段ロール1と同様に、段ロール本体21と、軸部22、24とを有する金属製ロール部材である。上記段ロール本体21の外周面には、第1の段ロール1の段部111と噛合う段部211が形成されている。第2の段ロール2の軸部22、24は、軸受け部23、25に回転可能に固定されている。軸受け部23、25は、カートリッジ26に、揺動可能に係止されている。
第1の段ロール1と第2の段ロール2は、上下方向で両者の回転軸が平行に配列した状態でカートリッジ26に取り付けられている。カートリッジ26の下端には、軸方向に延伸するレール部材261、262が締結されている。レール部材261、262は、装置本体7の台板71に延設された案内部材711、712と摺接している。
第1の段ロール1と第2の段ロール2は、互いの段部111、211が噛合いながら、それぞれ矢印R1、R2の方向に回転する。本実施形態では、駆動側に配置した駆動装置(図示せず)に第1の段ロール1の軸部12を連結し、第1の段ロール1の回転に追従して、第2の段ロール2が回転する構造を採用している。第2の段ロール2における軸受け部23は、シングルフェーサ100の操作側に配設され、軸受け部25は、シングルフェーサ100の駆動側に配設されている。
操作側及び駆動側の軸受け部23、25には、それぞれ左右方向に突設したアーム部231R、231L、251R、251Lが形成されている。操作側に配設された軸受け部23において、一端側のアーム部231Lは、カートリッジ26に軸ピン(偏心ピン)234を介して軸支され、他端側のアーム部231Rは、軸受け部23を矢印Q方向(第1の段ロール1の方向)に進退させる作動部材である油圧式の圧力シリンダ5Aに連結されている。一方、駆動側に配設された軸受け部25において、一端側のアーム部251Lは、カートリッジ26に軸ピン(同心ピン)254を介して軸支され、他端側のアーム部251Rは、軸受け部25を矢印Q方向(第1の段ロール1の方向)に進退させる作動部材である油圧式の圧力シリンダ5Bに連結されている。
各圧力シリンダ5(5A、5B)は、連結ピン51A、51Bと、連結ブロック52A、52Bと、シリンダロッド53A、53Bと、シリンダケース54A、54Bとを備えている。連結ブロック52A、52Bは、アーム部231R、251Rの連結板233、253に連結されている。
圧力シリンダ5(5A、5B)の圧力を制御して、第1の段ロール1と第2の段ロール2の段部111、211における噛合い圧力(ニップ圧)を適正範囲に調節する。段部111、211の噛合い圧力が低いと、中芯紙の波形段(フルート)を適正な高さに形成することができず、一方、段部111、211の噛合い圧力が高いと、中芯紙を破断するおそれがあるからである。
カートリッジ6を軸方向に移動するときには、連結ブロック52A、52Bと連結板233、253との連結を解除する。カートリッジ6には、連結解除されたアーム部231R、251Rを支持する止めピン265が突設されている。
また、シリンダケース54A、54Bの下端には、検出部である圧力計55(55A、55B)がそれぞれ接続されている。圧力計55(55A、55B)は、円筒状のロードセルであって、装置本体7の台板71に締結されている。圧力計55A、55Bの荷重検出方向は、シリンダロッド53A、53Bの作動方向と一致している。圧力計55A、55Bの出力端子は、後述する演算装置8に接続されている。
図2、図4に示すように、操作側の軸ピン234には、手動式の偏心ピン調節機構27(第1実施例)を設けている。手動式の偏心ピン調節機構27は、軸ピン234に係止された箱状の調節腕271と、カートリッジ26に立設された止めピン272とを備えている。止めピン272を挟んで対向する調節腕27の箱壁には、止めピン272の両側面に当接する調節ねじ273が螺合されている。調節ねじ273を回動することによって、調節腕271が矢印P方向に回動して、軸ピン234の偏心量を調節する。これによって、第1の段ロール1と第2の段ロール2との平行度を調節する。
図5、図6に示すように、手動式の偏心ピン調節機構27(第1実施例)は、自動式の偏心ピン調節機構28(第2実施例)に変更しても良い。自動式の偏心ピン調節機構28は、軸ピン234に係止された第1平歯車283と、一端側のアーム部231Lに取付板284を介して取付けた駆動モータ281と、モータ軸に係止された第2平歯車282とを備えている。第1平歯車283は、第2平歯車282と噛合している。駆動モータ281が回動することによって、第1平歯車283及び第2平歯車282が回動して、軸ピン234の偏心量を調節する。
図4に示すように、第2の段ロール2において、軸部22、24の外周面221、241には、ロールベアリング235、255が嵌合されている。ロールベアリング235、255は、止め金223、243によって軸部22、24に係止され、蓋部材232、252によって軸受け部23、25に固定されている。
また、段ロール本体21及び軸部22、24には、それぞれの内周面に中空部212、222が形成され、操作側の軸部22先端にシール部材236を介して連結されたキャップ部材237から加熱蒸気が供給され、冷却した蒸気(水)がドレイン配管237hを経由して排出される。加熱蒸気によって、運転中の段ロール本体21は、所定の温度に加熱される。キャップ部材237は、ねじ部材238によって軸受け部23に固定されている。
なお、第1の段ロール1も、同様の構成で、加熱蒸気が供給され、運転中の段ロール本体11は、所定の温度に加熱される。
(糊ロール)
図1に示すように、糊ロール3は、第1の段ロール1の斜め左下方に配置され、第1の段ロール1と第2の段ロール2における段部111、211同士の噛合いによって形成される中芯紙の段頂部に、糊ダム37に貯留された糊液を塗布するロール部材である。
糊ロール3の外周面には、第1の段ロール1と反対方向にドクターロール38が当接している。ドクターロール38によって、糊ロール3による中芯紙への糊液塗布量を調節する。
糊ロール3は、糊ユニット32に回動自在に軸支されている。糊ユニット32には、糊ロール3を第1の段ロール1に進退させる作動部材である圧力シリンダ34が連結されている。圧力シリンダ34のシリンダロッド342は、連結ブロック341を介して糊ユニット32の側壁に締結されている。圧力シリンダ34のシリンダケース343は、圧力計(ロードセル)35に締結されている。圧力計35は、連結ブラケット323を介して装置本体7の側壁71に連結されている。圧力計35の荷重検出方向は、シリンダロッド342の作動方向と一致している。圧力計35の出力端子は、後述する演算装置8に接続されている。
図7、図8に示すように、糊ロール3は、筒状体からなる糊ロール本体31と、その軸方向両端に突出する軸部311とを有している。軸部311は、軸受け部33を介して糊ユニット32に回動可能に取り付けられている。軸部311と軸受け部33との間には、ベアリング14が嵌装され、軸受け部33と糊ユニット32との間には、第1摺動メタル321が嵌装されている。軸部311の先端には、駆動プーリ312が締結されている。駆動プーリ312の外周面には、駆動ベルト313が巻回されて駆動力が伝達される構成となっている。
軸受け部33は、偏心カム331と、偏心カム331と軸方向で締結されて同軸回転する第3平歯車332とを備えている。糊ユニット32のフレームを挟んで、偏心カム331は外方に位置し、第3平歯車332は内方に位置する。偏心カム331の外周は、軸部311の軸心と偏心した円環状に形成されている。偏心量は、1〜2mm程度である。
糊ロール3の軸方向両端において、同期して偏心カム331の偏心量を自動調節するため、同期軸335が糊ロール本体31と平行して糊ユニット32に配設されている。同期軸335と糊ユニット32との間には、第2摺動メタル322が嵌装されている。同期軸335の軸方向両端には、第4平歯車333が嵌合されている。第4平歯車333は、第3平歯車332と噛合する。
同期軸335の一端側には、第5平歯車334が締結され、糊ユニット32の一端側に固定された駆動モータ337の軸歯車336と噛合する。
駆動モータ337は、中芯紙の種類に応じて予め設定した偏心カム331の偏心量に対応して回動させる。
図1に示すように、圧力シリンダ34のシリンダロッド342が短縮する方向に作動した時、糊ユニット32は、第1の段ロール1に近接する。このとき、図7、図9に示すように、偏心カム331の外周面は、カートリッジ26の操作側と駆動側にそれぞれ突設したストッパーピン36、36Bに当接する。カートリッジ26の駆動側に突設したストッパーピン36は偏心ピンであり、カートリッジ26の操作側に突設したストッパーピン36Bは同心ピンである。偏心ピンを回動することによって、第1の段ロール1と糊ロール3との平行度を調節する。
図10に示すように、ストッパーピン(偏心ピン)36の一端には、偏心カム331と当接する偏心部365が軸心と偏心して形成されている。ストッパーピン36の他端には、ウォームホイール361が締結されている。
図11に示すように、ウォームホイール361は、ねじ台364にて直交する方向に配置されたウォームねじ362と噛合し、ねじ端部363を矢印Nの方向に回動して、ストッパーピン6の偏心量を調節する。
(プレスロール)
図1に示すように、プレスロール4は、第1の段ロール1の斜め左上方に配置され、糊ロール3によって糊液を塗布された中芯紙の段頂部に、裏ライナ紙を貼り合わせるロール部材である。なお、本実施形態では、ロール部材を用いたが、ベルト部材を用いることもできる。
プレスロール4は、装置本体7の操作側及び駆動側に立設する側壁72に回動自在に軸支されている。プレスロール4の軸方向両端には、軸部42を有し、軸部42が軸受け部43(45)に回動可能に軸支されている。軸受け部43(45)には、上方(一端)に突出する第1アーム部431Lと、横方(他端)に突出する第2アーム部431Rとが形成されている。第1アーム部431Lは、軸ピン343(454)にて側壁72に軸支されている。操作側の軸ピン343は、偏心ピンであり、駆動側の軸ピン454は、同心ピンである。
操作側の軸ピン343には、偏心ピン調節機構47を設けている。偏心ピン調節機構47は、軸ピン343に係止された二股状の調節腕471と、側壁72に立設された止めピン472とを備えている。調節腕471の二股部には、止めピン472の両側面に当接する調節ねじ473が螺合されている。調節ねじ473を回動することによって、軸ピン343の偏心量を調節する。
第2アーム部431Rは、プレスロール4を第1の段ロール1に進退させる作動部材である圧力シリンダ6が連結されている。圧力シリンダ6は、連結ピン61と、連結ブロック62と、シリンダロッド63と、シリンダケース64とを備えている。圧力シリンダ6の圧力を制御して、第1の段ロール1とプレスロール4とのニップ圧を適正範囲に調節する。
また、シリンダケース64の上端には、検出部である圧力計(ロードセル)65がそれぞれ接続されている。圧力計65は、装置本体7の側壁72に取付ブラケット722を介して締結されている。圧力計65の荷重検出方向は、シリンダロッド63の作動方向と一致している。圧力計65の出力端子は、後述する演算装置8に接続されている。
(本体装置)
図1に示すように、装置本体7は、正面視で略矩形状の箱体をなし、装置本体7の側壁72に形成した窓孔721を貫通して、第1の段ロール1及び第2の段ロール2を対向して配設した状態で、軸方向に出し入れすることができる。また、軸方向に取出したカートリッジ26を、第1の段ロール1と第2の段ロール2ごと他のカートリッジ26と交換することができる。カートリッジ26は、側壁72に設けたシリンダ部材731、734と位置決め機構732、735によって、台板71に固定される。カートリッジ26が台板71に固定された状態では、位置決め機構732、735が左右両肩部263、264(図2、図3を参照)を押圧している。
装置本体7の右下側方には、中芯用原紙NRの投入口を備えている。投入口には、ガイドロール76とプレヒータロール75とが隣接して配設されている。プレヒータロール75は、上述した第2の段ロール2と同様の構造で蒸気加熱される。中芯用原紙NRは、プレヒータロール75によって予め加熱された上で、第1の段ロール1と第2の段ロール2との間に挿入される。
本体装置7の左上側方には、裏ライナ紙URの投入口を備えている。投入口には、ガイドロール78とプレヒータロール77とが隣接して配設されている。プレヒータロール77は、上述した第2の段ロール2と同様の構造で蒸気加熱される。裏ライナ紙URは、プレヒータロール77によって予め加熱された上で、プレスロール4に送られる。
第1の段ロール1の右側方には、プレスロール4と対向する位置に巻き上げロール74が配設されている。プレスロール4と第1の段ロール1とで挟圧され、中芯紙の段頂部で裏ライナ紙が貼り合わされた片面段ボールシートDBを、次の工程に搬送するため、巻き上げロール74にて装置本体7の上方に移送する。
<平行度検査装置及びその検査方法>
次に、ロール間の平行度を検査する平行度検査装置及びその検査方法について、図12、図13を用いて説明する。図12に、図1に示す第2の段ロールの圧力シリンダに設けた圧力計の荷重曲線(平行度調整前)を表す図面を示す。図13に、図1に示す第2の段ロールの圧力シリンダに設けた圧力計の荷重曲線(平行度調整後)を表す図面を示す。
本実施形態では、段ロールの平行度検査装置と、糊ロールの平行度検査装置と、プレスロールの平行度検査装置とを備えているが、基本構成は共通しているので、段ロールの平行度検査装置の例で詳細に説明する。
(段ロールの平行度検査装置及びその検査方法)
本実施形態における段ロールの平行度検査装置10は、上述した第2の段ロール2における軸受け部23、25の他端側に連結した圧力シリンダ5(5A、5B)にそれぞれ設けた圧力計55(55A、55B)と、両圧力計55(55A、55B)の電気的出力信号(電圧)を演算処理する演算装置8と、演算装置8が演算処理した荷重出力データを表示するモニター画面を有する表示装置9とを備えている。
操作側の圧力計55Aと駆動側の圧力計55Bは、それぞれ演算装置8を経由して表示装置9(図1参照)に電気的に接続されている。各圧力計55A、55Bの電気的出力信号(電圧)は、演算装置8においてそれぞれ増幅、変調され、表示装置9のモニター画面に別々の荷重曲線として表示される。
表示装置9のモニター画面に表示された荷重曲線は、横軸が測定開始からの時間(秒)に相当し、縦軸が圧力計55A、55Bの出力電圧(V)に相当する。
図12は、段ロール間の平行度を調整する前に測定した操作側の荷重曲線OS1(破線)と、駆動側の荷重曲線DS1(実線)を表す。図13は、段ロール間の平行度を調整した後に測定した操作側の荷重曲線OS2(破線)と、駆動側の荷重曲線DS2(実線)を表す。
図12に示すように、操作側の荷重曲線OS1と、駆動側の荷重曲線DS1は、それぞれ略同一の振幅Y1、Y2で増減する略同一周期の繰り返し波形であって、両荷重曲線OS1、DS1は、時間X1、X2程度周期的にズレている。
また、図13に示すように、操作側の荷重曲線OS2と、駆動側の荷重曲線DS2は、それぞれ略同一の振幅Y3、Y4で増減する略同一周期の繰り返し波形であって、両荷重曲線OS2、DS2は、時間X3、X4程度周期的にズレている。
図12に示す荷重曲線OS1、荷重曲線DS1の周期的ズレ量X1、X2と、図13に示す荷重曲線OS2、荷重曲線DS2の周期的ズレ量X3、X4とを比較すると、段ロール間の平行度を調整する前の周期的ズレ量X1、X2が、段ロール間の平行度を調整した後の周期的ズレ量X3、X4より、明らかに大きいことが分かる。
駆動側の荷重曲線DS1と操作側の荷重曲線OS1との間で、周期的なズレ(X1、X2)が大きく発生する理由は、第1の段ロール1と第2の段ロール2との間で平行度にズレがあり、駆動側における第1の段ロール1の段部111と第2の段ロール2の段部211との噛合いタイミングと、操作側における第1の段ロール1の段部111と第2の段ロール2の段部211との噛合いタイミングとの間で、周期的ズレ量だけ食い違っていることに基づくと考えられる。
したがって、本実施形態の検査方法においては、圧力計55A、55Bが検出した荷重曲線における周期的ズレ量が所定の基準値内にあるか否かによって、ロール間の平行度の良否を判定する。そのため、ロール間の平行度が正常な状態であるか、異常な状態であるかを、定量的に判定することができ、精度よく、簡単かつ短時間に検査できる。
具体的には、圧力シリンダ5A、5Bに設けた圧力計55A、55Bが検出した荷重曲線OS1、DS1における周期的ズレ量を演算した結果が、所定の基準値より大きければ、ロール間の平行度が異常な状態であり、所定の基準値より小さければ、ロール間の平行度が正常な状態であることを、即座に判定できる。
よって、本実施形態によれば、ロール間の平行度の検査を、熟練を要することなく、簡単かつ短時間に行うことができる。また、感圧紙検査法のように、装置の運転を停止することも、作業者が同装置の中に入ることも要しない。さらに、実際の運転時におけるロール間の平行度を連続的にモニタリングする検査にも適用することができる。
また、図12に示す荷重曲線OS1、荷重曲線DS1の振幅値Y1、Y2と、図13に示す荷重曲線OS2、荷重曲線DS2の振幅値Y3、Y4とを比較すると、段ロール間の平行度を調整した後の振幅値Y3、Y4が、段ロール間の平行度を調整する前の振幅値Y1、Y2より、小さいことが分かる。
段ロール間の平行度を調整した後の振幅値Y3、Y4が、段ロール間の平行度を調整する前の振幅値Y1、Y2より、小さい理由は、第1の段ロール1の段部111と第2の段ロール2の段部211との噛合いタイミングが、駆動側と操作側とにおいて、略一致することによって、噛合い時に発生する衝撃荷重が段部全体で分散され、小さくなることに基づくと考えられる。
この場合には、表示装置9のモニター画面に表示された操作側の荷重曲線と駆動側の荷重曲線における振幅の大きさを比較することによって、ロール間の平行度の良否を、精度よく、簡単かつ短時間に判定することができる。
ここで、装置本体7には、第1の段ロール1と第2の段ロール2とを対向して配置した状態で移動可能に形成したカートリッジ26を設けたので、ロール間の平行度をカートリッジ26を介して検査、調整できる。カートリッジ26を介することで、装置本体7に取付けた他のロール(糊ロール3、プレスロール4、プレヒータロール75、77等)からのノイズを低減することができる。
また、軸受け部23、25は、一端(231L、251L)がカートリッジ6に軸ピン234、254を介してそれぞれ軸支され、かつ他端(231R、251R)が作動部である圧力シリンダ5A、5Bにそれぞれ連結されたので、第1の段ロール1の段部111と第2の段ロール2の段部211とが噛合う際に、軸受け部23、25は、一端側の軸ピン234、254を支点に他端側が揺動する。そのため、軸受け部23、25の動きを、他端側の揺動動作によって増幅して、他端側に連結した作動部である圧力シリンダ5A、5Bに伝達させることができる。
その結果、圧力シリンダ5A、5Bに設けた検出部である圧力計55A、55Bは、第1の段ロール1の段部111と第2の段ロール2の段部211とが噛合うタイミングの時間的遅れ(ズレ)に基づく荷重を、ノイズを低減しつつ増幅して検出でき、その荷重の差異から、ロール間の平行度の良否を、より一層精度よく、簡単かつ短時間に検査することができる。
なお、段ロール間の平行度調整を、上記平行度検査結果に基づいて、自動的に調整することもできる。この場合、上述した自動式の偏心ピン調節機構28(第2実施例)において、上述した平行度検査結果の周期的ズレ量に基づいたモータ制御信号を演算装置8から出力して、駆動モータ281の回転を制御することによって、軸ピン(偏心ピン)234を所定の角度だけ回動する。これによって、操作側における第1の段ロール1と第2の段ロール2との軸間距離が自動的に変更される。一方、駆動側における第1の段ロール1と第2の段ロール2との軸間距離は変更されない。
その結果、装置の運転中において、段ロール等や装置フレームにおける熱膨張係数が相違することの影響を受けてロール間の平行度が変化しても、その変化に追従してロール間の平行度を所定の基準値内に納めるように自動調節することができる。
よって、本実施形態によれば、装置の据付時や段ロールの交換時などに限らず、実際の運転時における段ロール等の平行度を正確に検査して、装置を停止しなくても平行度のズレを自動的に調節できるので、精度の高い片面段ボールシートの製造を、設備稼働率を高めた状態で実現することができる。
(他のロールの平行度検査装置及びその検査方法)
本実施形態においては、糊ロール3及びプレスロール4もロール間の平行度検査装置を備えている。
糊ロール3の平行度検査装置10Bは、糊ユニット32に連結された圧力シリンダ34のシリンダケース343に締結された圧力計(ロードセル)35と、圧力計35の電気的出力信号(電圧)を演算処理する演算装置8と、演算装置8が演算処理した荷重出力データを表示するモニター画面を有する表示装置9とを備えている。
また、プレスロール4の平行度検査装置10Cは、軸受け部43(45)の他端(431R)に連結された圧力シリンダ6のシリンダケース64に締結された圧力計(ロードセル)65と、圧力計65の電気的出力信号(電圧)を演算処理する演算装置8と、演算装置8が演算処理した荷重出力データを表示するモニター画面を有する表示装置9とを備えている。
糊ロール3の平行度検査装置10B及びプレスロール4の平行度検査装置10Cにおいても、上述した段ロールの平行度検査装置10と基本構成を共通とするので、圧力シリンダに設けた検出部である圧力計は、第1の段ロール1の段部111と糊ロール3の外周面又はプレスロール4の外周面とが当接するタイミングの時間的遅れ(ズレ)に基づく荷重を、ノイズを低減しつつ検出でき、その荷重の差異から、ロール間の平行度の良否を、より一層精度よく、簡単かつ短時間に検査することができる。
本発明は、特に、段ロール間、段ロールと糊ロール間の内、少なくとも1つのロール間における平行度を検査する平行度検査装置を備えたシングルフェーサ及びその検査方法として利用できる。
1 第1の段ロール
2 第2の段ロール
3 糊ロール
4 プレスロール
5 圧力シリンダ(作動部)
6 圧力シリンダ(作動部)
7 装置本体
8 演算装置
9 表示装置
10 平行度検査装置
11、21 段ロール本体
12 軸部
22、24 軸部
23、25 軸受け部
26 カートリッジ
27、28 偏心ピン調節機構
32 糊ロールユニット
33 軸受け部
34 圧力シリンダ(作動部)
35 圧力計(検出部)
36 ストッパーピン(偏心ピン)
37 糊ダム
55 圧力計(検出部)
234 軸ピン(偏心ピン)
254 軸ピン(同心ピン)
331 偏心カム

Claims (7)

  1. 固定された軸の周りに回転する第1の段ロールと、その段ロールに対して圧接するように移動可能な軸の周りに回転する第2の段ロールと、前記第1の段ロールに対して接近するように移動可能な糊ロールとを装置本体に備え、波形段が形成された中芯紙の段頂部に裏ライナ紙を貼り合わせるシングルフェーサであって、
    前記第1の段ロールに対向して配置された前記第2の段ロール及び前記糊ロールの少なくとも一方のロールには、軸方向両端を軸支する軸受け部と、前記軸受け部を前記第1の段ロールに対してそれぞれ進退させる作動部とを備え、
    前記作動部には、前記軸受け部から前記作動部に伝達される物理量をそれぞれ検出する検出部を設けたことを特徴とするシングルフェーサ。
  2. 請求項1に記載されたシングルフェーサにおいて、
    前記検出部は、圧力計であること、
    前記作動部は、圧力シリンダであることを特徴とするシングルフェーサ。
  3. 請求項1又は請求項2に記載されたシングルフェーサにおいて、
    前記一方のロールは、前記第2の段ロールであること、
    前記装置本体には、前記第1の段ロールと前記第2の段ロールとを対向して配置した状態で移動可能に形成したカートリッジを設けたこと、
    前記軸受け部は、一端が前記カートリッジに軸ピンを介してそれぞれ軸支され、かつ他端が前記作動部にそれぞれ連結されたこと、
    前記軸ピンの内、少なくとも1つは、偏心ピンとしたことを特徴とするシングルフェーサ。
  4. 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載されたシングルフェーサにおいて、
    前記一方のロールは、前記糊ロールであること、
    前記装置本体には、前記糊ロールと糊ダムを搭載した糊ユニットを設けたこと、
    前記糊ユニットには、前記軸受け部が回動可能に装着されたこと、
    前記軸受け部には、前記糊ロールの軸心から偏心した偏心カムを形成したこと、
    前記装置本体には、前記偏心カムの外周面が当接するストッパーピンを装着したこと、
    前記ストッパーピンの内、少なくとも1つは、偏心ピンとしたこと、
    前記糊ユニットは、前記作動部と連結されたことを特徴とするシングルフェーサ。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載されたシングルフェーサにおいて、
    前記検出部が検出した物理量を時間軸に対応して表示する表示装置を備えたことを特徴とするシングルフェーサ。
  6. 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載されたシングルフェーサにおいて、
    前記検出部が検出した物理量に基づいて、前記第1の段ロールと前記一方のロールとの平行度のズレを自動的に調節することを特徴とするシングルフェーサ。
  7. 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載されたシングルフェーサの検査方法であって、
    前記検出部が検出した物理量における周期的ズレ量を演算し、前記周期的ズレ量が所定の基準値内にあるか否かによって、前記第1の段ロールと前記一方のロールとの平行度の良否を判定することを特徴とするシングルフェーサの検査方法。
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