JP3087063B2 - 密閉エンドレスループ形ブランケットの寿命延長方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に製紙機械に
用いられるプレス、具体的に言えば裏当てロールと共に
ニップを形成するシューを利用したプレスに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】製紙機械の設計の技術は、この２０年間
に著しく進歩した。このような進展の方向は、ウェブを
形成する速度を上げることにより、またウェブの幅を広
げることにより、紙製造の効率を高めることに向けられ
てきた。機械の速度を上げる場合、紙がプレス・ニップ
を通過するのにかかる時間を早める必要がある（とりわ
け、製紙機械の圧搾部）。これは、裏当てロールに対向
する側に凹面を有するシューを利用すれば、もっとも効
果的に達成される。

【０００３】ウェブが摩擦抵抗なしにニップを通過する
ように、ブランケットをシューに沿って動かす。このブ
ランケットは、当該ブランケットとシューの間にオイル
または他の潤滑剤を押し込むことにより、潤滑および冷
却される。

【０００４】シューを利用する或る型式のプレスは、ウ
イスコンシン州ベロイトのベロイト・コーポレーション
で製造された型式のいわゆる開放形「エクステンディッ
ド・ニップ」（Ｒ）プレスである。この型式のプレスで
は、潤滑ブランケットを複数の支持ロール上に支えるこ
とにより、ブランケットは、従来のフェルトを方向づけ
るやり方と同様な方法で、裏当てロールとシューの間の
ニップを通るように方向づけられる。

【０００５】いくつかの場合には、開放形「エクステン
ディッド・ニップ」プレスは、ニップを通過する時に、
フェルトおよびウェブ上にオイルをもらすことになる。
他の場合には、裏当てロールの上にシューを配置するこ
とが望ましい。このような位置では、潤滑油は、圧搾さ
れるウェブ上に流れ落ちる傾向がある。このことから、
いわゆる密閉形の「エクステンディッド・ニップ」プレ
スが開発された。

【０００６】密閉形「エクステンディッド・ニップ」プ
レスはブランケットを備え、そのブランケットの両端は
ニップやシューを超えて延びて、円形ヘッドに封着され
る。ブランケットの両端を封止すると、潤滑剤の漏れの
問題が解決される。ブランケットがニップを通過する時
に、ブランケットは、シューと裏当てロールとの間で円
形ブランケットを変形させて、心臓形の形状を形成す
る。こうして、ブランケットは、ニップでの心臓形か
ら、潤滑剤が入っているヘッドへの取付けで求められる
円形に移行する。

【０００７】ブランケットがニップを通って回転する時
に、心臓形と円形の間のブランケットの移行区域が回転
する。何度もブランケットを曲げると、いつかは、ブラ
ンケットの素材が破壊されることになる。このようなブ
ランケットの破壊は、保守運転停止時間の重大な原因と
なりかねず、このことは、製紙機械への多額の資本投下
のために、紙生産のコストに大きくはねかえる。

【０００８】ブランケットが密閉形「エクステンディッ
ド・ニップ」プレスを通過すると、ブランケットは、ク
ロスマシン方向に次第に延びる。代表的な「エクステン
ディッド・ニップ」プレスでは、ブランケットの一方の
ヘッドまたは端部は固定状態に保たれているが、他方の
ヘッドまたは端部は遊動できる。従って、この自由端は
横向きに動いて、ブランケットの伸長を吸収することが
できる。ブランケットのうちで、ニップを通過する部分
は全体にわたって、ブランケットが次第に延びる。この
ようにして、ブランケットの、固定状態に保たれている
端部は、延びが殆んどないか、あるいは全くなく、円形
の端ヘッドと心臓形の間の移行で疲労したブランケット
の区域は、シューに対して一定位置のままである。

【０００９】密閉形ニップ・ブランケットの寿命を長く
する一手法は、例えばブランケットの固定側の位置を移
すことで、ブランケットの固定側を移動させることであ
る。公知の一手法は、固定止め子にスペーサを当てて取
り付け、このようにしてブランケットの固定端を動かし
て、疲労の加えられた区域を、当該固定端に対して移す
ようにすることである。スペーサを付加して動かすこと
は困難であるために、この手法は、完全に満足すべきも
のとは言えない。必要とされるものは、「エクステンデ
ィッド・ニップ」プレスでのブランケットの寿命を延ば
すための方法と装置である。

【００１０】本発明の「エクステンディッド・ニップ」
型のプレスは、裏当てロールに押し当てられるシューに
沿って動くブランケットを使用して、プレス・ニップを
形成する。このブランケットは、シューとブランケット
を冷却し潤滑する潤滑剤の薄膜で潤滑される。ブランケ
ットの両端は円形の後部ヘッドと前部ヘッドに取り付け
られ、またそれらのヘッドは、支持ビームの両端または
ジャーナル上で回転するように装着されている。支持ビ
ームはシューと、このシューを裏当てロールに押し当て
る油圧ピストンとを支持している。

【００１１】ブランケットはクロスマシン方向にシュー
の両端を超えて延びている。ブランケットの、シューを
超えて延びた先が円形ヘッドに取り付けられる。ブラン
ケットは、ニップを通過する時に心臓形を呈する。ニッ
プに加えられる心臓形から、これらのヘッドで保たれる
円形への移行により、ブランケットの一区域が疲労を受
ける。これらのヘッドは、上記ジャーナル上に装着され
て、クロスマシン方向に約４インチの間隔を置いた内側
止め子と外側止め子の間で移動する。

【００１２】ジャーナル上のヘッドの位置は、支持ビー
ムと各ヘッドとの間に搭載された４つの油圧ピストンに
より制御される。これらの油圧ピストンは、油圧制御シ
ステムに連絡されており、ヘッドを止め子に押し当てて
固定するシステムと、自由に動くヘッド上に選定された
張力を保ちながら、ヘッドをジャーナルに沿って自由に
動かすことのできる油圧システムとの間で切り換え可能
である。

【００１３】ブランケットが、シューと裏当てロールで
形成されたニップを通過する時に、ブランケットは、何
度もニップの中で圧縮される。このような圧縮の結果、
ブランケットのマシン方向の長さが伸びる。ジャーナル
上でのヘッドの動きから、ブランケットの長さが約８イ
ンチだけ伸びる余地が与えられる。ブランケットのうち
の疲労を受ける区域は、シューの両端から一定距離の所
にある。

【００１４】ブランケットの寿命は、後部ヘッドを固定
状態に保ち、前部ヘッドを遊動させておくこと、前部ヘ
ッドを固定し、後部ヘッドを遊動させておくことを交互
に行うことにより、最大にされる。ブランケットは、前
部の内側止め子から後部の内側止め子までの長さからス
タートする。これらのヘッドの一方は内側止め子に押し
当てておき、また他方のヘッドは遊動できるようにして
いる。

【００１５】前部ヘッドと後部ヘッドに連絡された油圧
システムを定期的に逆にして、内側止め子に固定したヘ
ッドを自由に移動できるようにし、次に、前に自由であ
ったヘッドを、内側止め子に固定しておくようにしてい
る。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】内側止め子から外側止
め子までの距離（例えば４インチ）にほぼ等しい量だけ
ブランケットが伸びた時には、固定状態に保たれている
ヘッドは、内側止め子と外側止め子の間にある中間止め
子に保持される。この中間止め子が必要である理由とし
て、ブランケットを一方の内側止め子から外側止め子ま
での距離いっぱいに伸ばせるようにしておくと、自由ヘ
ッドが自由端の外側止め子に突き当ったときに、ブラン
ケットが、所要のクロスマシン方向の張力を失う恐れが
あるからである。

【００１７】同じやり方で、ブランケットが、少なくと
も４インチ（すなわち内側止め子から外側止め子までの
距離）伸びていない時に、固定ヘッドが外側止め子に当
たるまで移動されると、クロスマシン方向に過度の張力
がブランケットに加えられる。ブランケットをクロスマ
シン方向に４インチ以上伸ばせるようにするには、８イ
ンチの伸長距離を全部使い果たすまで外側止め子に押し
当てて固定するヘッドを、油圧システムを用いて交替さ
せることができる。ここで、ブランケットは、８インチ
までの部分だけ切り取って、再び前記操作を開始する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、凹面形
のシューと裏当てロールを用いる密閉形プレスにおい
て、ブランケットの寿命を延ばす手段を提供することに
ある。

【００１９】本発明の別の特徴は、裏当てロールに押し
当てる凹面形のシューを採用して保守の要求を減らすタ
イプの製紙機械向けプレスを提供することにある。

【００２０】本発明のさらに別の特徴は、裏当てロール
に押し当てる凹面形のシューを採用し、かつ封止された
ブランケットを用いる型式の製紙機械向けのプレスを動
作させるとともに、当該ブランケットの寿命を延ばす方
法を提供することにある。

【００２１】本発明の他の目的、特徴、効果は、添付図
面と共に、以下の詳細な説明を読めば、明らかになるで
あろう。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１〜図４（同じ番号は同様な部
分をさす）を参照してさらに詳しく説明すると、シュー
２２と裏当てロール２４で形成されるプレス２０が、図
１に示されている。シュー２２は、シュー２２を裏当て
ロール２４に押し当てる１つ以上の油圧ピストン２８に
より、クロスビーム２６上に支持されている。ブランケ
ット３０とシュー２２の間にオイルまたは潤滑液の薄膜
を補給して、ブランケット３０を、小さな摩擦でシュー
に沿って動かせるようにする。

【００２３】プレス２０は後端３２と前端３４を有す
る。ブランケット３０の前端３６は前部ヘッド３８に取
り付けられ、またブランケットの後端４０は、後部ヘッ
ド４２に取り付けられている。前部ヘッド３８は前部回
転部分４４と前部摺動部分４６に分けられ、それらの部
分は軸受４８で連接されている。

【００２４】前部ヘッド３８は、前部摺動部分４６を経
て、クロスビーム２６から突出している前部ジャーナル
１６に搭載されている。同様に、後部ヘッド４２は回転
部分５０と後部摺動部分５２に分けられ、それらの部分
は軸受５４で連接されている。後部ヘッド４２の摺動部
分５２は、クロスビーム２６から突出している後部ジャ
ーナル１８上を移動する。

【００２５】運転の際、ブランケット３０は、軸受４
８、５４を中心に回転して、ブランケット３０が、裏当
てロール２４とシュー２２との間に形成されたニップ５
６を通過するようにしている。ブランケット３０は、ブ
ランケット３０が接触しているロール２４の速度に一致
した速度で動く。ブランケット３０は、可撓性のシート
であって、一つの面内で、ゆがみなく容易に曲げること
ができる。換言すると、可撓性のシートは、円錐曲線ま
たは一連の円錐曲線の形状に容易に曲げることができ
る。このような形状はまた、可展面（developable surf
ace ）としても知られている。

【００２６】ブランケット３０がニップを通る時のブラ
ンケット３０の形状は、やや心臓形であって、これは展
開可能である。ブランケット３０の円筒形の前端と後端
３６、４０は、円環嚢体５７を経てヘッド３８、４２に
固定される。しかしながら、心臓形と、ブランケット３
０の固定された円筒形の両端３６、４２の間では、同時
に２つの面で曲げられることになる。これらの２面曲げ
部位または区域５８、５９は、かなりのゆがみを受け、
その結果、ブランケット疲労の集中する区域となる。ニ
ップ５６の両側で非常に疲労した部位が２つあり、これ
らは前部区域５８と後部区域５９である。これらの区域
５８、５９は、ブランケット３０の破壊が生じる部分で
ある。

【００２７】ブランケット３０は、疲労すると同時に、
ニップ５６を通る時に圧搾も受ける。このような圧搾ま
たは圧縮により、ブランケット３０は、マシン方向に長
さが伸びる。ブランケット３０が役目を果たすために
は、ブランケット３０に対して張力をマシン方向にかけ
ておかなければならない。ブランケット３０の張力は、
ゼロから２ｐｓｉまでの空気圧（一般には１ｐｓｉの空
気圧）でブランケット３０を膨張させることで達成され
る。さらに、図２に示される通り、ブランケット３０に
は、定置クロスビーム２６と前部ヘッド３８との間に４
つの油圧ピストン６０を搭載して張力がかけられる。同
様なピストン６２が、クロスビーム２６と後部ヘッド４
２との間に搭載される。

【００２８】現用の機械では、一方の端（一般には後
端）を固定しておき、前端は自由に遊動できるようにし
て、ブランケットの長さがマシン方向に伸びてもブラン
ケットの張力が一定にとどめられるようにしている。現
用機械の後部ヘッドは、４つの油圧ピストンにより、２
つの位置の１つに保たれる。後部ヘッドは内側止め子６
４に当てておいているか、あるいは、ブランケット３０
が伸びて前端ヘッド３８が前部外側止め子６６に近づい
た時には、後部ヘッド４２は後部ヘッド外側止め子６８
に当てておいている。

【００２９】この結果、ブランケット後端に対して、２
つの位置のいずれかを取る後部ヘッドの近くの区域に大
きな疲労が発生する。疲労区域を変える公知の１手法
は、後部ヘッドにスペーサを付加して、後部ヘッドに隣
接する疲労の大きい区域の位置を変えることである。し
かしながら、スペーサを付加するには、運転停止時間が
必要となる。

【００３０】一般に、後部ヘッドの位置決めのための二
位置システムが用いられる場合には、１個の半インチ・
スペーサを外側止め子６８に当てて定置して、ブランケ
ット３０が内側止め子６４と外側止め子６８の間の全長
を伸びる前に後部ヘッド４２が、内側止め子６４から外
側止め子６８まで移動されるようにしている。代表的な
機械における内側止め子から外側止め子までの距離は４
インチである。

【００３１】本発明の改良プレス２０は、図１に示され
る通り、後部ヘッド４２、前部ヘッド３８のうち、固定
しておくヘッドと、遊動できるようにしているヘッドと
を切り換えることにより、ブランケット３０の寿命を大
幅に延ばす。

【００３２】図４に示される通り、第１の油圧システム
７０は、油圧ピストン６０または６２を動作させて、ヘ
ッド４２または３８を止め子に押し当てておき、それに
より、一定の位置を保つように設計されている。第２の
油圧システム７２は、自由遊動ヘッドに押し当てること
により、ブランケット３０に一定レベルの張力を供給す
るように設計されている。この第２の油圧システム７２
は一定荷重を加える。ソレノイド７６で起動される油圧
スイッチ７４は、作動油を供給してピストン６０、６２
を起動する供給ライン７８に位置づけられている。

【００３３】運転の際は、先ず最初に新品のブランケッ
ト３０を機械２０に取り付ける時に後部ヘッド４２を固
定しておく。後部ヘッド４２は、図３に示される通り、
１４日間、内側止め子６４に当てておき、その状態は、
ブランケット３０がほぼ半インチ伸びるまで続く。１４
日目に、油圧システム７０、７２を切り換えて、今度は
前部ヘッド３８を、前部内側止め子８０に押し当てたま
まで固定しておく。

【００３４】この操作は、固定ヘッドと自由遊動ヘッド
を１４日ごとに逆にして、ブランケット３０がほぼ４イ
ンチ伸びるまで続けられる。ここで、後部ヘッド４２
は、一時外側止め子８２に当たるまで動かされる。この
外側止め子８２は、ブランケット３０の過度の伸張を防
止するために必要である。ブランケット３０は、４イン
チいっぱいに伸ばすことができず、さもなければ、ブラ
ンケット３０は張力を失って、すぐにだめになる。

【００３５】従って、後部ヘッド４２が、後部内側止め
子６４から後部外側止め子６８までの４インチいっぱい
に動くとすれば、ブランケット３０には過度に張力が加
えられることになる。こうして、一時外側止め子８２
は、後部ヘッド４２が外側止め子６８に完全に突き当た
らないようにしている。図３に示されているように、一
時外側止め子８２は、後部ヘッド４２の位置を、外側止
め子６８から約半インチのところに決めている。同様
に、前部ヘッド３８を前部外側止め子６６から半インチ
のところに保つように、位置に決めている一時止め子
（図には示されていない）もある。

【００３６】図１に示される通り、後部ヘッド４２には
プランジャ８４を装着し、またクロスビーム２６のジャ
ーナル１８にはブラケット８６を装着している。プラン
ジャ８４と係合して一時止め子８２を形成するブラケッ
ト８６には、摺動アーム８８が挿し込まれている。摺動
アーム８８は、ピン９０で所定の位置に固定されてい
る。

【００３７】図３に示される通り、ブランケット３０
が、７インチよりもわずかに小さい長さ伸びたら、ピン
９０は取り外されて、アーム８８がシューから離され、
それにより、プランジャ８４の進路からアーム８８を取
り除いて、後部ヘッドと前部ヘッド３８、４２を外側止
め子６６、６８まで動かせるようにする。クロスマシン
方向へのブランケットの伸びがほぼ８インチとなった後
では、機械２０を停止し、８インチよりもわずかに小さ
い部分だけブランケットから切り取って前記した工程を
繰り返す。

【００３８】

【発明の効果】遊動できるようにしているブランケット
の端は、内部空気圧によって、あるいは自由ヘッドに作
用する油圧ピストンにより、張力が掛けられた状態に維
持できるが、好ましくは、空気圧と、自由ヘッドに荷重
を掛けるピストン内の油圧の双方の組合せが利用される
ものとする。

【００３９】固定しておくヘッドと、遊動できるように
しているヘッドを制御する油圧システムを逆にする日数
は、マシン方向にブランケットが伸びる割合、および他
の要因によって決まり、図３に示されている１４日のサ
イクルとは著しく異なりかねないものである。

【００４０】さらに、内側止め子と外側止め子がジャー
ナル上に装着されているものとして図示されているが、
ヘッドの内向き、外向き移動を制限する他の手段、例え
ば、これらの止め子を油圧ピストンと一体にした手段、
が利用できる。

【００４１】本発明は、ここに図示され説明された部分
の特定の配置構成には限定されず、クレームの範囲内に
存在するその変形例も含めるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】凹面形のシューを取り巻く密閉形ブランケット
を用いて、裏当てロールとシューの間に形成されたプレ
スを有する本発明の装置の概略立面断面図。

【図２】図１のプレスの斜視図。

【図３】図１のプレスを動作させる方法により、時間に
関する図１のプレス・ブランケットの両端の位置のグラ
フ図。

【図４】図１のプレス・ブランケットの位置調節に使用
される油圧システムの構成図。

【符号の説明】

１６ 前部ジャーナル １８ 後部ジャーナル ２０ プレス ２２ シュー ２４ 裏当てロール ２６ 定置クロスビーム ２８ 油圧ピストン ３０ ブランケット ３６ 前端 ３８ 前部ヘッド ４０ 後端 ４２ 後部ヘッド ５６ ニップ ６０ 油圧ピストン ６２ 油圧ピストン ６４ 内側止め子 ６６ 外側止め子 ６８ 外側止め子 ７０ 第１の油圧システム ７２ 第２の油圧システム ７４ 油圧スイッチ ７６ ソレノイド ８０ 内側止め子 ８２ 一時止め子 ８４ プランジャ ８８ 摺動アーム

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−60792（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−507130（ＪＰ，Ａ) 米国特許5643416（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D21F 3/00 - 3/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 裏当てロールと、同裏当てロールに押し
   当てる凹面付きのシューとを有し、製紙機械用の広幅プ
   レスニップで用いられる密閉エンドレスループ形ブラン
   ケットの寿命を延ばす方法であって、前記ブランケット
   の第１および第２の端が、第１および第２のヘッドに封
   着され、またプレスが、前記第１のヘッドの位置を決め
   るために第１の内側止め子と第１の外側止め子を有し、
   さらに前記第２のヘッドの位置を決めるために第２の内
   側止め子と第２の外側止め子を有し、 前記第１の内側止め子に前記第１のヘッドを当てて位置
   づけて、第１の選択された機械運転期間の間、前記第２
   のヘッドを前記第２の内側止め子又は外側止め子に対す
   る押圧から自由にして遊動させて自由に動かすととも
   に、前記ブランケットに定レベルの張力を維持する定荷
   重を与えるようにする工程と、 前記第１の選択された機械運転期間の後で、前記第２の
   内側止め子に前記第２のヘッドを当てて位置づけて、第
   ２の選択された機械運転期間の間、前記第１のヘッドを
   前記第１の内側止め子又は外側止め子に対する押圧から
   自由にして遊動させて自由に動かすとともに前記ブラン
   ケットに定レベルの張力を維持する定荷重を与えるよう
   にする工程と、 前記２つの工程を少なくとも１回、繰り返す工程と、 を含むことを特徴とする密閉エンドレスループ形ブラン
   ケットの寿命延長方法。
2. 【請求項２】 前記内側止め子と前記外側止め子との間
   に位置づけた中間止め子に前記第１のヘッドを当てて位
   置づけて、ある選択された機械運転期間の間、前記第２
   のヘッドを前記止め子と係合させずに自由に遊動させる
   ようにする工程をさらに含むことを特徴とする請求項１
   記載の方法。
3. 【請求項３】 前記２つの工程を少なくとも１回、繰り
   返した後で、前記第１の外側止め子に前記第１のヘッド
   を位置づけて、第３の選択された機械運転期間の間、前
   記第２のヘッドを前記止め子と係合させずに自由に遊動
   させるようにする工程をさらに含むことを特徴とする請
   求項１記載の方法。