JP2002536564A - ロール間の接触圧力を調整する磁気装置を備えたカレンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 磁気カレンダは、一対の回転可能で平行なロール（１，２）と、ロール（１，２）と平行に延びる２つの磁極片（６，７）を有する電磁石とを含む。この２つの磁極片は、カレンダの横中央平面と縦中央平面の両方に対して鏡面対称配置を有する複数の磁気コア（８）によって共通ベース（５）に接合されている。対応する磁極片（６，７）の隣に配置されたコイル（９）と制御ソレノイド（１０）は、前記コア（８）のそれぞれに巻きつけられ、コイル（９）内を循環する電流の強度は、調整ユニット（１１）によって制御され、調整ユニット（１１）は、制御ソレノイド（１０）によって行われる磁束読取り値を受け取り処理する制御ユニット（１２）によって制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、カレンダに関し、特に、ロール間の接触圧力を調整する装置を備え
た磁気カレンダに関する。

【０００２】 カレンダは、完成品として連続シートまたはテープの形の様々なタイプの材料
（紙、ゴム、織物など）に積層操作を行うために様々なタイプに製造された装置
であることが知られている。カレンダによって、一対の逆回転する平行なロール
の間を通る１枚または複数枚の材料を様々に平坦化、成形、結合、テーパ付け、
または表面仕上げすることができる。そのようなロールは、材料および行われる
処理のタイプによって変化する圧力で互いに押され、一般に、流体の内部循環に
よる加熱および／または冷却を可能にするために中空である。

【０００３】 従来技術のカレンダにおいて、ロール間の接触圧力は、回転ピボットと支持ピ
ボットにおいて動作する機械的または液圧的な装置によって互いに押されること
によって生成される。しかしながら、この従来の機構は、特にある程度長いロー
ルの場合、接触線全体に沿った圧力の均一性が保証されない。実際に、ピボット
にかかる推力は、支持部からの距離が遠くなるほど明らかに小さくなり、そのた
め、中心領域の小さい推力を補うため、ロールは一般に中心が凸状になっている
。

【０００４】 この従来の解決策には、装置の機能と製品の品質の両方に影響を及ぼす様々な
欠点がある。第１に、圧力が不均一なため、振動、それによる騒音、またその結
果としてロールの不均一な摩耗が生じる。さらに、いくつかの箇所で圧力が過度
になりかつ／または他の数箇所で圧力が不十分になることがあるため、接触圧力
の制御は、簡単でなくまた正確でもない。

【０００５】 製品に関して言うと、横方向の寸法に沿って異なる圧力によって押されている
材料は、完全に均一ではない。さらに、所定の箇所においても、不規則な摩耗や
沈下などによって、時間の経過とともに圧力が変化し、その結果、材料のロット
がその後のロットと少し違うように処理されることがある。

【０００６】 そのような欠点は、常磁性材料や強磁性材料からなるロールの長さ全体に一定
の磁束を生成する磁石によってロール間の接触圧力が得られる磁気カレンダによ
って部分的に克服される。この磁石は、ロール間の接触線に沿って圧力をほぼ一
定にできるように、ロールの長さ全体に延びる磁極片を備える。

【０００７】 しかしながら、この機構であっても、カレンダが様々な幅を有する材料を処理
するために使用され、ロールがその長さ全体ではなく材料と接触している長さの
みで作用する最も一般的なケースにおいて最良の働きをしない。。その結果、押
す材料がない端部では、ロール同士が接触する傾向があり、それにより圧力の不
均一が起こる。実際、ロールの接近により磁極片に対する隙間が減少し、磁気誘
導が増大し、それに伴って、磁気誘導の二乗に比例するロール間の引力が増大す
る。

【０００８】 実地においては、発生したこの現象はいわゆる「磁気の不安定性」というもの
であり、一定であるべき接触圧力を変化させて材料の処理を不均一にする。

【０００９】 カレンダを処理する材料の幅にある程度適応させるために、独立した複数の可
動部分に分割された磁石が考案された。しかしながら、そのような機構は、機械
的にきわめて複雑であり、かなり難しい調整手順を伴う。さらに、得られる結果
は、圧力の実際の均一性が制御できず、前述の磁気の不安定性の現象を防ぐこと
ができないという点できわめて満足できないものである。

【００１０】 したがって、本発明の目的は、前述の欠点を克服する接触圧力の調整装置を備
えた磁気カレンダを提供することである。

【００１１】 そのような目的は、ロールをけん引する電磁石が分割される各コアにおける磁
束変化を検出し、磁気の不安定性を防いでロール長さ全体に一定でかつ均一な磁
束を生成するために各コアの起磁力（ｍ．ｍ．ｆ．）の強度を調整する調整装置
によって達成される。

【００１２】 したがって、本発明による装置の主な利点は、調整装置によって提供される「
調整（trimming）」能力により、カレンダ・ロール間に完全に均一で一定の接触
圧力を生成することである。この方法によると、振動、騒音および製造不良が大
幅に削減され、摩耗も均一になる。さらに、高い加工再現性が得られ、その結果
、生産条件が一定になるため材料の連続するバッチがより均質になる。

【００１３】 このカレンダの第２の利点は、ロールに対して回転する磁界の影響によりロー
ルの表面に生成される渦電流（いわゆるフーコー電流）によって、ロールが完全
に均一に加熱されることである。そのような加熱は、接触線に沿って均一なため
、作用状態を均一にするはたらきもする。

【００１４】 さらに、この調整装置は、機械的な装置よりもずっと簡単かつ安価に製造する
ことができ、また、処理の調整や動作パラメータの記録のための自動システムを
簡単に実現することができる。

【００１５】 本発明によるカレンダの上述およびその他の利点および特徴は、添付図面を参
照する本発明の実施形態についての以下の詳細な説明によって当業者には明らか
であろう。

【００１６】 図１は、カレンダの概要断面図である。図２は、処理した材料の出口側におけ
る前記カレンダの概略図である。図３は、対応する調整装置を備えた電磁石の概
略側面図である。 上述した図面を参照し、本発明によるカレンダ、特に段ボールの生産用に意図
されたカレンダの動作を説明する。以下の開示は、適切な修正により前述のよう
な他のタイプのカレンダにも適用することができるため、制限のない単なる例で
あることは明らかである。他の応用例には、エンボス加工、様々なシートの結合
（ゴム引布、プラスチック紙など）、延伸、表面仕上げなどがある。

【００１７】 これらの図に示したカレンダは、長さ方向の噛み合わせを有し、対応する矢印
でそれぞれ示したように時計回りと反時計回りに回転する上側ロール１と下側ロ
ール２を含む。２つのロール１，２は、一対の歯車として互いに噛み合わされ、
それによりその間を通る厚紙３が波形になる。これを達成するために、接触線４
に沿ったロール間の圧力は、約２０〜４０ｋＮ／ｍであり、それらの温度は、約
１３０℃〜２００℃の範囲である。

【００１８】 接触圧力は、材料の出口側に磁極片６（Ｎ極）が位置し入口側に磁極片７（Ｓ
極）が位置するように下側ロール２の下に対称位置に配置された実質的にＵ字型
の電磁石によって発生される。等しく一定の断面を有する２つの磁極片６、７は
、ロール１、２と平行にその長さＬの全体に延び、複数の磁気コア８によって共
通ベース５に接合される。

【００１９】 図２にはっきりと示したように、コア８は、横中央平面に対して鏡面対称配置
を有し、中央のコアが前記平面を横切って配置される。実際に、コア８は、奇数
（３、５、７、またはそれ以上）で存在し、長さは、中央のコアから端のコアに
なるほど短くなることが好ましく、それに対しその幅と高さは一定である。この
ように、磁極片６と７の対称性のため、カレンダは、前述の横中央平面と縦中央
平面に関して二重の鏡面反射対称性を有する。

【００２０】 各磁極片６、７は、両方のロール１、２の表面に対して垂直な磁気引力を及ぼ
し、そのような力をそれぞれ矢印Ｆａ１、Ｆａ２、Ｆｂ１およびＦｂ２で示す。

【００２１】 装置の構造的対称性のため、ロール１、２に水平方向にはたらく引力成分は互
いに打ち消しあい、それに対し垂直方向にはたらく引力成分は互いに加えられて
引力Ｆ１、Ｆ２になる。したがって、接触線４に沿った圧力は、Ｆ１＋Ｆ２にな
り、そのような圧力は、ロール１、２の長さＬ全体に均一である。

【００２２】 ロール１、２の一方が非磁性体からなる場合でも、接触圧力が生成されること
に注意されたい。そのようなケースでは、非磁性ロールがその支持ピボットと回
転ピボットの反力だけを提供するため、接触圧力はＦ１またはＦ２だけになる。

【００２３】 ロール１、２が異なる長さを有しかつ／または処理する材料３の幅がロールの
長さよりも小さい場合は、実際に作用するロールの長さである作用接触長さＬ′
（Ｌより小さい）の全体にわたって圧力が均一であることが重要である。以下に
説明する調整装置は、この目的に使用される。

【００２４】 ｍ．ｍ．ｆ．を生成するコイル９と対応する磁極片６、７の隣に配置された制
御ソレノイド１０は、各コア８のまわりに巻かれる。コイル９に循環する電流（
したがって、それにより発生されるｍ．ｍ．ｆ．）の強さは、対応する調整ユニ
ット１１によって制御され、調整ユニット１１は、ソレノイド１０によって行わ
れた磁束読取り値を受け取って処理する制御ユニット１２によって制御される。

【００２５】 そのような機構により、ソレノイド１０は、連結されコイル９によって発生さ
れた磁束に起こりうる変化を検出することができ、前記磁束は、コア８から磁極
片まで通り、ロール１と２の間の引力を決定する磁束である。この磁束の変化は
、制御ユニット１２によって、振幅と符号の両方が測定され、調整ユニット１１
を制御して前記変化をコイル９の電流の対応する変化で補正するために使用され
る。換言すると、 ユニット１２は、ｍ．ｍ．ｆ．を変化させないように、対応
するコア８の事前に設定された磁束値を復元することを可能にする。

【００２６】 調整ユニット１１ごとに制御ユニット１２を有するのではなく、すべてのソレ
ノイド１０によって行なわれる読取りの値を受け取ってすべての調整ユニット１
１を制御することができる単一の中央制御ユニットを使用できることは明らかで
ある。

【００２７】 ロール１、２は、その回転の効果によって、ロールを数十度加熱するのに十分
な渦電流をそれらの表面に生成する回転磁界内にあることに注意されたい。実際
、ロールの周囲速度が約４〜５．５ｍ／秒とすると、約２５〜３５Ｈｚの正弦波
電磁気変動の周波数となり、全体の磁束は０．８〜１．２Ｗｂ／ｍ²で、明らか
に長さ全体にわたって一定に材料に作用する。

【００２８】 この効果により、蒸気やその他の流体によってロールを内部から加熱するため
のエネルギーの消費を削減することが可能となり、さらに加熱が一層均一になる
。渦電流による寄与は、磁界変化の周波数および強さの前述したパラメータと、
ロールの材料の導電率とに依存する。

【００２９】 本明細書で示し説明した本発明によるカレンダの実施形態は、多くの変形を行
うことができる単なる例であることは明らかである。特に、ロール１、２および
電磁石を構成するその他の部材（５、６、７、８、９、１０、１１、１２）の形
状、サイズおよび位置は、固有の必要性によりある程度変更することができる。
同様に、カレンダは、より多くのロールと磁石を含むことができ、ロールは、垂
直でなく水平に並んで並べることもでき、あるいは水平軸ではなく垂直軸または
傾斜軸で配置されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 カレンダの概要断面図である。

【図２】 処理した材料の出口側における前記カレンダの概略図である。

【図３】 関連する調整装置を備えた電磁石の概略側面図である。

【符号の説明】

１，２ ロール ５ 共通ベース ６，７ 磁極片 ８ 磁気コア ９ コイル １０ 制御ソレノイド １１ 調整ユニット １２ 制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B154 BA35 BB47 BC04 BC22 BC42 CA08 CA13 CA38 CA43 DA30 3J103 AA02 AA42 BA04 BA31 FA02 GA26 HA03 HA16 4L055 CF41 CF44 CH02 DA09 DA16 DA17 FA30

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一対の回転可能な平行なロール（１，２）と、前
   記ロール（１，２）と平行に少なくとも有効な接触長（Ｌ′）に沿って延びる２
   つの磁極片（６，７）を備えた少なくとも１つの電磁石とを含む磁気カレンダで
   あって、 前記磁極片（６，７）が、カレンダの横中央平面と縦中央平面の両方に対して
   鏡面対称な配置を有する複数の磁気コア（８）によって共通ベース（５）に接合
   され、 対応する前記磁極片（６，７）の隣に配置されたコイル（９）と制御ソレノイ
   ド（１０）が、前記コア（８）のぞれぞれに巻かれ、 前記コイル（９）内を循環する電流の強度が、調整ユニット（１１）によって
   制御され、 前記調整ユニット（１１）が、前記制御ソレノイド（１０）によって行われる
   磁束読取り値を受け取り処理する制御ユニット（１２）によって制御されること
   を特徴とする磁気カレンダ。
2. 【請求項２】 前記各磁極片（６，７）は、奇数の磁気コア（８）によって
   前記ベース（５）に接合されていることを特徴とする請求項１に記載のカレンダ
   。
3. 【請求項３】 前記各磁気コア（８）は、異なる長さを有することを特徴と
   する請求項１または２に記載のカレンダ。
4. 【請求項４】 前記磁気コア（８）は、中央のコアから端のコアになるにし
   たがって短い長さであることを特徴とする請求項２または３に記載のカレンダ。
5. 【請求項５】 前記各調整ユニット（１１）は、対応する制御ユニット（１
   ２）によって制御されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカ
   レンダ。
6. 【請求項６】 前記各調整ユニット（１１）は、すべて、単一の制御ユニッ
   ト（１２）によって制御されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記
   載のカレンダ。
7. 【請求項７】 前記ロール（１，２）は、縦方向の噛み合いを有し、一対の
   歯車として互いに噛み合わされたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに
   記載のカレンダ。