JP3875898B2 - 抄紙機のシュープレス装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シューとベルトの間に発生する摩擦を低減させることができる抄紙機のシュープレス装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
抄紙工程のプレスパートやカレンダパートでは、紙材料を圧搾したり平滑にするために、一対のプレスロールで構成された加圧部で紙材料を加圧することが行なわれている。
しかし、一対のプレスロールからなる加圧部によると、紙材料は線状にしか加圧されなかった。よって、プレスパートにおいては搾水量の増加を望むことが困難であった。一方、カレンダパートにおいては、一度に紙材料が扁平化されてしまうため、完成された紙に好ましくない影響を与える場合があった。
そこで、それぞれの工程に特有の問題を解決するため、プレスロールと、プレスロールの周面に対応する形状のシューによって面状の加圧部を構成したシュープレス装置が近年増加している。
【０００３】
図７から図９は、プレスパートに使用される従来の典型的なシュープレス装置、図１０は、カレンダパートに使用される従来の典型的なシュープレス装置をそれぞれ示す。
図７及び図８のシュープレス装置１００ａ，１００ｂは、プレスロールＲとシューＳとで構成された加圧部Ｐを具えており、加圧部Ｐには、湿紙Ｗ、湿紙Ｗを挟持する一対のフェルトＦ，Ｆ、及びベルトＢが配置され、プレスロールＲの回転によって湿紙Ｗ、フェルトＦ，Ｆ及びベルトＢが走行して加圧部Ｐを通過するようにされている。
なお、図中の矢印ＭＤは、プレスロールＲの回転方向を示す。
【０００４】
ベルトＢは、強度を発現させるための織布等からなる基体に、樹脂を固着させたものであることが多い。
このベルトＢとしては、シュープレス装置の形態により、比較的長尺のもの（図７参照。）や、比較的短尺のもの（図８参照。）を適宜採用することができる。
【０００５】
図１０に示すカレンダパートに使用されるシュープレス装置１００ｄは、図８の構成において、プレスロールＲをカレンダロールＲ’に変更したものであり、カレンダロールＲ’とシューＳとにより構成された加圧部Ｐに、カレンダ用ベルトＢＣと、紙材料である粗面紙Ｗ’とが挟持され、カレンダロールＲ’の回転に伴って、ベルトＢＣ、及び紙材料Ｗ’が加圧部Ｐを通過するようにされている。
なお、カレンダ用ベルトＢＣは、詳細にはプレスパート用ベルトＢと異なるものであるが、基体と樹脂とにより構成されるという基本構成は同一である。
【０００６】
次に、図９のシュープレス装置１００ｃは、プレスロールを使用せずに一対のシューＳａ，Ｓｂで加圧部Ｐを構成したものである。
このようなシュープレス装置１００ｃとしては、例えば、特開昭１０−１３１０７５号に開示されたものがある。
このシュープレス装置１００ｃでは、一対のシューＳａ，Ｓｂで構成された加圧部Ｐに、湿紙（図示せず。）、湿紙を挟持する一対のフェルトＦ，Ｆ、及び一対のベルトＢａ，Ｂｂが配置され、一方のベルトＢａが回転駆動されることによって、湿紙、フェルトＦ，Ｆ及び他方のベルトＢｂが走行して加圧部Ｐを通過するようになっている。
【０００７】
これらのシュープレス装置では、走行時に、シューＳとベルトＢの間に発生する摩擦を低減させることが重要である。
図７、８及び図１０のシュープレス装置１００ａ，１００ｂ，１００ｄでは、プレスロールＲ、又はカレンダロールＲ’の回転に伴ってベルトＢ，ＢＣが連れ回りするようになっている。
また、図９のシュープレス装置１００ｃでは、駆動側のベルトＢａの走行に伴って、他方のベルトＢｂが連れ回りするようになっている。
従って、ベルトＢ，ＢＣとシューＳの間に発生する摩擦力を低減させればさせるほどプレスロールＲ、カレンダロールＲ’、又は駆動側ベルトＢａを駆動させるためのエネルギーを低減させることができる。
【０００８】
そこで、従来のシュープレス装置において、ベルトとシューの間に潤滑剤を供給し、両者の間に発生する摩擦を低減させようとするものがある。
なお、潤滑剤として通常はオイルが使用されるが、水やその他の流体であってもよい。
【０００９】
図１１から図１４は、潤滑剤供給構造を具えた従来のシュープレス装置を示している。
図１１は、特表平９−５０３５６１号公報に開示されたシュープレス装置１００ｅの部分断面図である。
このシュープレス装置１００ｅは、シューＳの上流側に、制御装置からの命令によってシューＳの外側からシューＳとベルトＢの間へ潤滑剤を噴出させる潤滑剤供給装置ＯＳを具えている。
【００１０】
このシュープレス装置１００ｅでは、シューＳとプレスロールＲの間に隙間ができるよう、シューＳがロールＲの周面よりも窪んだ形状に形成されており、シューＳの外側から供給された潤滑剤がシューＳとベルトＢの間に蓄積されるようになっている。
【００１１】
図１２は、ＰＣＴ公開００／２４９６５号に開示されたシュープレス装置１００ｆの部分断面図である。
このシュープレス装置１００ｆのシューＳは、上面に凹部６０が設けられ、シューＳの内部には凹部６０に潤滑剤を供給するための供給路６２が穿設されている。
従って、このシュープレス装置１００ｆは、シューＳの外側からではなく内部から、ベルトＢとシューＳの間に潤滑剤を供給するものである。
なお、図１２では、シューＳが２つの部材Ｓ’，Ｓ”からなるものを示したが、一体に形成したものであってもよい。
【００１２】
また、シュー内部からシューとベルトの間に潤滑剤を供給するものの他の例として、図１３に示すシュープレス装置１００ｇがある。
このシュープレス装置１００ｇは、特開平２−４１４８６号に開示されたもので、シューＳの上面に２つの凹部６０ａ，６０ｂを形成し、シューＳ内部に設けた供給路６２ａ，６２ｂから２つの凹部６０ａ，６０ｂに潤滑剤をそれぞれ供給するものである。
なお、このシュープレス装置１００ｇでは、シューＳの中央部に設けられた凹部６０ａに供給された潤滑剤はベルトＢを押圧する目的も果たしている。
【００１３】
さらに、図１４は特開昭６４−３３２９３号公報に開示されたシュープレス装置１００ｈで、このシュープレス装置１００ｈは、シューＳに軸動可能な案内部材ＳＡを設け、案内部材ＳＡの上流側に潤滑剤供給装置ＯＳを設けたものである。
このシュープレス装置１００ｈでは、案内部材ＳＡはプレスロールＲに押圧されないが、シューＳへの導入部分に相当するため、シューＳの一部を構成する部材と見ることができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のシュープレス装置では、図１１に示すもののようにシューＳの外側から潤滑剤を供給するものと、図１２から図１４に示すもののようにシューＳの内部から潤滑剤を供給するものがあるが、それぞれの場合において、以下のような問題を有している。
【００１５】
すなわち、シューＳの外側から潤滑剤を供給するものは、シューＳとベルトＢの接触箇所から潤滑剤が入り込むものであるが、シューＳとベルトＢとは密接されており両者の隙間は非常に狭いため、シューＳとベルトＢの間に潤滑剤を供給することがもともと困難であるという問題を有している。
そのため、より多くの潤滑剤をシューＳとベルトＢの間に供給すべく、間断なく潤滑剤を噴射しつづける必要があるが、シューＳ端部の形状等の要因により、噴射された潤滑剤は、シューＳとベルトＢの間に至る前に落下してしまい、所望の効果を達成することは困難である。
【００１６】
一方、シューＳの内部から潤滑剤を供給するものでは、供給位置よりも下流側では潤滑剤が円滑に供給されるが、供給位置より上流側には潤滑剤が殆ど供給されないという問題を有する。
また、図１３に示す装置のように、シュー内の２箇所から潤滑剤を供給すればこの問題は軽減されるが、このような装置はシューの内部構造等が複雑になるため、装置の製造コストが増大する問題がある。
【００１７】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、シューと押圧部材とで加圧部が構成され、前記加圧部にベルトが挟持されるシュープレス装置であって、前記ベルトの駆動方向上流側において、前記シューと前記ベルトの接触部分に前記シューの外側から潤滑剤を供給する手段を具え、前記シューの上流側端部表面に、潤滑剤保持部が設けられていることを特徴とする抄紙機のシュープレス装置によって、前記の課題を解決した。
【００１８】
【作用】
本発明によれば、シュープレス装置のシューに設けられた潤滑剤保持部には、シューの外側から供給された潤滑剤が保持される。
シューの潤滑剤保持部に保持された潤滑剤は、ベルトの走行に伴って加圧部内（シューとベルトの間）に確実に供給され、摩擦の低減に寄与する。
【００１９】
【発明の実施の態様】
図１は、本発明の抄紙機のシュープレス装置１０を示し、図１（ａ）は加圧部の拡大図、図１（ｂ）はこのシュープレス装置１０に使用されるシューの上流側部分拡大斜視図である。
このシュープレス装置１０の加圧部Ｐは、従来のものと同様に、押圧部材であるプレス用、又はカレンダ用のロールＲと、ロールＲの外周面に沿った形状のシューＳ１とで構成されており、加圧部Ｐには、紙材料や、紙材料を挟持する一対のフェルト等の帯状体、及びプレス用、又はカレンダ用のベルトＢが挟持され、ロールＲが図の矢印ＭＤ方向に回転すると、紙材料、フェルト及びベルトＢが連れ回りして加圧部Ｐを通過するようにされている（図１（ａ）参照）。
なお、図１（ａ）では、紙材料、及び一対のフェルトの図示を省略した。
【００２０】
このシュープレス装置１０の駆動方向上流側には、ベルトＢとシューＳ１の間に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置ＯＳが設けられている。
この潤滑剤供給装置ＯＳとして、具体的には、図１１に示したものと同一のものを使用することができる。
【００２１】
なお、ロールＲとしては、従来のプレスロール、又はカレンダロールと同一のものが使用される。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、シューＳ１の駆動方向上流側端部（以下、「上流側端部」と呼ぶ。）には、この部分に潤滑剤を保持するための潤滑剤保持部２０が設けられている。
この図に示すように、シューＳ１の上流側端部には、潤滑剤保持部２０として、底部３２、側部３４、前面開口３６、後部壁３８からなる複数の溝３０，３０が、ベルトＢの進行方向に沿って設けられている。
複数の溝３０，３０間には、ランド部４０が構成されている。
また、溝３０，３０を構成する全てのエッジ部分には面取りが施されている。
【００２３】
図１に示す本発明のシュープレス装置１０では、ベルトＢとシューＳ１の間に供給された潤滑剤は、ベルトＢとランド部４０の接触部分だけでなく、溝３０，３０とベルトＢの間にも保持される。
そして、ベルトＢとランド部４０の間、及び溝３０，３０とベルトＢの間に保持された潤滑剤は、ベルトＢの走行に伴って加圧部Ｐ内（ベルトＢとシューＳ１の間）に引き込まれる。
ベルトＢとランド部４０に供給された潤滑剤の一部は、従来のものと同様に落下してしまうことがあるが、溝３０，３０とベルトＢの間に供給された潤滑剤は、ベルトＢの走行によって確実に加圧部Ｐ内に引き込まれるため、従来のものよりも多くの潤滑剤を加圧部Ｐ内に供給することができる。
従って、本発明のシュープレス装置１０によると、ベルトＢとシューＳの間に発生する摩擦を低減させることができるため、ベルトＢを駆動させるためのエネルギーが低減される。
その結果、ロールＲの回転駆動エネルギーを低減させることができる。
【００２４】
次に、図１（ａ）によって、シューＳ１に潤滑剤保持部２０を設ける範囲について説明する。
なお、図１（ａ）において、Ｌ１はシューＳ１とベルトＢが接触する接触開始線、Ｌ２はシューＳとロールＲで構成される加圧部Ｐの開始線を示す。
潤滑剤保持部２０は、図１に示すように、「ベルトＢが接触しない部分から接触開始線Ｌ１に至る範囲ａ」、「ベルトＢが接触しない部分から接触開始線Ｌ１を越える範囲ｂ」、「ベルトＢが接触しない部分から加圧開始線Ｌ２を越えた範囲ｃ」の３通りの部分に設けることが考えられる。
【００２５】
図２は、図１における部分断面拡大図であり、図２（ａ）は、潤滑油保持部２０を上記範囲ａに設けた場合、図２（ｂ）は、潤滑油保持部２０を上記範囲ｃに設けた場合を示す。
図２（ａ）に示すように、上記の範囲ａに潤滑剤保持部２０を設けると、ベルトＢとシューＳ１’とが接触する直前で、シューＳ１’に必ず潤滑剤が保持されることになり、加圧部Ｐ内へ確実に潤滑剤を供給することができるようになる。
一方、図２（ｂ）に示すように、上記の範囲ｃに潤滑剤保持部２０を設けた場合には、ベルトＢとシューＳ１”とが接触する直前だけでなく、ベルトＢとシューＳ１”の接触している部分の内部にまで潤滑剤が保持されるようになる。
また、潤滑油保持部２０を上記範囲ｂに設けた場合も、上記範囲ｃに設けた場合と同様に、ベルトＢとシューＳ１”の接触している部分の内部まで潤滑剤が保持される。
そのため、これらの場合には、加圧部Ｐ内への潤滑剤の供給がより確実に行なわれる。
なお、潤滑剤保持部２０をシューの上記範囲ａ，ｂ，ｃのいずれに設けるかは、シューＳ１端部の丸みの角度、ベルトＢとシューＳ１の接触位置、ベルトＢとシューＳ１の接触角度、接触開始線Ｌ１と加圧開始線Ｌ２との距離等に応じて、適宜選定することができる。
【００２６】
本発明のシュープレス装置１０において、シューに設ける潤滑剤保持部を構成する溝は、均一深さで後部壁を具えていなければならないわけでなはない。
図３から図５は、シューの上流側端部を示す図であり、これらによって潤滑剤保持部の他の実施形態について説明する。
図３は、第２実施形態のシューＳ２を示す斜視図である。
この実施形態のシューＳ２の上流側端部には、ベルトＢの進行方向に沿って、底部３２ａ、側部３４ａ、前面開口３６ａ、後部３８ａからなる溝３０ａ、及びランド部４０ａで構成された潤滑剤保持部２２が設けられており、この溝３０ａの深さは、前面開口３６ａから後部３８ａにかけて次第に浅くなっている。
この実施形態のシューＳ２によると、ベルトＢとシューＳ２の接触部分における段差が少なくなるため、より安定した走行状態を保つことが可能となる。
【００２７】
図４は、第３実施形態のシューＳ３の上面図である。
この実施形態の潤滑剤保持部２４は、底部３２ｂ、側部３４ｂ、前面開口３６ｂ、後部３８ｂからなる溝３０ｂ、及びランド部４０ｂで構成され、前面開口３６ｂから後部３８ｂにかけて溝３０ｂの深さが次第に浅くなっているとともに、後部３８ｂにおける溝幅を前面開口部３６ｂにおける溝幅よりも広くしたものである。
このような潤滑剤保持部２４によると、ベルトＢとシューＳ３の接触部分により多くの潤滑剤が保持されるため、さらに多くの潤滑油を加圧部Ｐ内に引き込むことができる。
一方、図４のものと同様に、底部３２ｂ、側部３４ｂ、前面開口３６ｂ、後部３８ｂからなる溝３０ｂ、及びランド部４０ｂで構成され、前面開口３６ｂから後部３８ｂにかけて溝３０ｂの深さが次第に浅くなっている潤滑剤保持部２４において、後部３８ｂにおける溝幅を前面開口部３６ｂにおける溝幅よりも狭くしてもよい（図示せず）。
この場合には、ベルトＢとシューの接触部分に発生する摩擦を低減させることができる。
【００２８】
次に、図５は、第４実施形態のシューＳ４を示し、図５（ａ）は部分斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
この実施形態は、図３に示すシューＳ２において、潤滑剤保持部２２を構成する溝３０ａの前面開口３６ａに相当する部分に壁部５０を設けた溝３０ｃからなる潤滑剤保持部２６を具えたものものである。
この構成によると、潤滑剤は上流側の壁部５０によって塞止められ閉じた構成になるため、溝３０ｃ内から落下することがなく、溝３０ｃには常に潤滑剤が保持されるので、ベルトＢとシューＳ４の間に継続してより多くの潤滑剤を供給することができる。
【００２９】
以上、シューに溝状の潤滑剤保持部を形成したものについて説明したが、潤滑剤保持部としては、溝以外の形状のものであってもよい。
図６は、溝以外の潤滑剤保持部を形成したシューＳ５の部分斜視図である。
図６に示す第５実施形態のシューＳ５は、潤滑剤保持部２８として上流側端部に多数の微細凹部（機械加工において、通常、「梨地仕上げ」と呼ばれる。）３０ｄを設けたものである。
この場合も、外部からシューＳ５に供給された潤滑剤が多数の微細凹部３０ｄ内に保持されるため、ベルトＢとシューＳ５の間に継続してより多くの潤滑剤を供給することができる。
【００３０】
本発明のシュープレス装置１０において、様々な形状のシューに上記の潤滑剤保持部２０，２２，２４，２６，２８を設けることができる。
この場合、シューの外部から供給される潤滑剤を最も効果的に保持できるような潤滑剤保持部２０，２２，２４，２６，２８の構成、及び潤滑剤保持部２０，２２，２４，２６，２８を設ける場所は、シューの形状によって異なる。
従って、シューの形状に適した場所に、適した構成の潤滑剤保持部２０，２２，２４，２６，２８を設けることが必要である。
例えば、図１２に示す従来のシュープレス装置のように、シューが複数の部材からなる場合には、装置の駆動方向上流側にあるシュー部材に潤滑剤保持部を設ければよい。
また、図１４に示す従来のシュープレス装置のように、シューの駆動方向上流側に別部材ＳＡが設けられている場合には、この別部材ＳＡに潤滑油保持部を設ければよい。
【００３１】
なお、本発明の抄紙機のシュープレス装置として、押圧部材としてプレス用、及びカレンダ用のロールを使用したものについて説明したが、図９に示す従来のシュープレス装置１００ｃのように、一対のシューＳａ，Ｓｂで加圧部Ｐを構成したものについても本発明を適用することができる。
この場合、上側のシューＳａが押圧部材に相当するため、潤滑剤保持部は下側のシューＳｂの適した位置に設けることになる。
この際、上側のシューＳａにも潤滑剤保持部を設けても良いことは言うまでもない。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の抄紙機のシュープレス装置によると、比較的簡単な構成によって、シューの外側から供給された潤滑剤を加圧部内に確実に供給することができる。
そのため、シューとベルトの間に発生する摩擦を低減させることができ、その結果、ベルトを駆動させるためのエネルギーを低減させることができる。
【００３３】
また、構造が比較的簡単であるので、どのような構成のシュープレス装置にも適用することができ、製造コストが著しく増大することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の抄紙機のシュープレス装置を示し、図１（ａ）は加圧部の拡大図、図１（ｂ）はシューの上流側部分拡大斜視図。
【図２】 図１における部分断面拡大図で、図２（ａ）は、潤滑油保持部を範囲ａに設けた場合、図２（ｂ）は、潤滑油保持部を範囲ｃに設けた場合。
【図３】 第２実施形態のシューの斜視図。
【図４】 第３実施形態のシューの上面図。
【図５】 第４実施形態のシューを示し、図５（ａ）は部分斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ線断面図。
【図６】 溝以外の潤滑剤保持部を形成したシューの部分斜視図。
【図７】 プレスパートに使用される従来のシュープレス装置の概要図。
【図８】 プレスパートに使用される従来の他のシュープレス装置の概要図。
【図９】 プレスパートに使用される従来の他のシュープレス装置の概要図。
【図１０】 カレンダパートに使用される従来のシュープレス装置の概要図。
【図１１】 潤滑剤供給構造を具えた従来のシュープレス装置の部分断面図。
【図１２】 潤滑剤供給構造を具えた他の従来のシュープレス装置の部分拡大断面図。
【図１３】 潤滑剤供給構造を具えた他の従来のシュープレス装置の部分拡大断面図。
【図１４】 潤滑剤供給構造を具えた他の従来のシュープレス装置の部分拡大断面図。
【符号の説明】
１０：抄紙機のシュープレス装置
Ｓ１，Ｓ１’，Ｓ１”，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５：シュー
２０，２２，２４，２６，２８：潤滑剤保持部
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ：溝
３０ｄ：微細凹部
Ｒ：ロール（加圧部材）
Ｂ：ベルト
ＯＳ：潤滑剤供給装置（潤滑剤供給手段）
Ｐ：加圧部

Claims (9)

1. シューと押圧部材とで加圧部が構成され、前記加圧部にベルトが挟持される抄紙機のシュープレス装置であって、
   前記ベルトの駆動方向上流側において、前記シューと前記ベルトの接触部分に前記シューの外側から潤滑剤を供給する手段を具え、
   前記シューの上流側端部表面に、潤滑剤保持部が設けられていることを特徴とする、
   抄紙機のシュープレス装置。
2. 前記潤滑剤保持部が前記ベルトと接触しない部分に設けられている、請求項１の抄紙機のシュープレス装置。
3. 前記潤滑剤保持部が、前記ベルトと接触しない部分から前記ベルトに接触する部分に亘って設けられている、請求項１の抄紙機のシュープレス装置。
4. 前記潤滑剤保持部が溝からなる、請求項１から３のいずれかの抄紙機のシュープレス装置。
5. 前記溝の深さが前記ベルトの走行方向下流側に向かって浅くなっている、請求項４の抄紙機のシュープレス装置。
6. 前記溝の幅が上流側から下流側に向かって広くなっている、請求項４又は５の抄紙機のシュープレス装置。
7. 前記溝の上流側端部が開口している、請求項４から６のいずれかの抄紙機のシュープレス装置。
8. 前記溝の上流側端部が閉じている、請求項４から６のいずれかの抄紙機のシュープレス装置。
9. 前記潤滑剤保持部が多数の微細凹部からなる、請求項１から３のいずれかの抄紙機のシュープレス装置。

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