JPS5924283B2 - シングルフエ−サの圧力ロ−ル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 近年ライナー紙質の低級化に伴い、第１図に示すような
シングルフエーサによる芯紙１とライナー２の貼合時に
段割れ（ライナー、芯紙共に切れる現象）、貼合不良等
が発生するトラブルが生じている。

段割れと貼合不良は裏腹の関係にある。即ち、段割れが
発生する場合には振動振幅が大きいため、圧カロール３
の変位規制を行なうことがある（ストッパにより）。そ
して規制を行なうと段割れは発生しないが、ロールは撓
み振動をしているので、紙の両端付近で貼合不良が生ず
る。又段割れ及び貼合不良は機械の共振時に起ることが
多く、振動面からの対策が望まれていた。第２図は従来
の一般的な圧カロール３ａの構造を示し、ロール肉厚４
ａは均一に形成され、又外径部５ａにはニップ圧及び自
重による撓みを考慮して、ロール外径にクラウニングが
施されていることが多いが、このクラウニングは撓みの
矯正を目的としており、以下に詳述する本発明（ロール
の肉厚を変化させること）とは技術的思想を異にするも
のである。

さて前述の段割れ及び貼合不良対策としては次の点が考
えられる。

（ａ）共振時に於ける振動振幅及び振動加速度を下げる
。

（ｂ）共振速度を下げる。

（ｃ）共振時の衝撃荷重をロール幅全長に分布させる。

ところで従来の圧カロールの構造をもつて前記（ａ）（
ｂ）（ｃ）に対する全ての対策を満すことは次に示す理
由によつて困難であつた。

即ち、圧カロールを均一肉厚として肉厚を増大すると、
前記（ａ）（ｂ）の条件は満すが（ｃ）の条件は満さな
い。又圧カロールを均一肉厚として肉厚を減少すると、
前記（ｃ）の条件は満さないためである。本発明は前記
従来の欠点を解消するために提案されたもので、中空ロ
ールの肉厚を中央部が最も薄く、両端部が最も厚くなる
ようにして、段割れ及び貼合不良を防止したシングルフ
エーサの圧力ロールを提供せんとするものである。

以下図面の実施例について本発明を説明すると、本発明
の実施例を示す圧カロール３ｂは第Ｔ図に示す如く、中
空ロールの中央部肉厚６ｂが最も薄く、両端部肉厚Ｔｂ
が最も厚くなるようにしたもので、第１図の一般的なシ
ングルフエーサの圧力ロール３の位置に用いられる。

なお、第□図に於ける５ｂはロール外径部、１４ｂはロ
ール内径部、１５は軸受である。次に一般的なシングル
フエーサである第１図について説明すると、共振時に於
ける下段ロール８と圧カロール３は相対的に振動し、同
両ロール８、３は芯紙１及びライナー２を介して衝突す
るが、ロールは撓み振動をしているため最初はロール中
央部が強く当る。

しかし本発明の圧力ロール３ｂを用いると、その中央部
肉厚６ｂは最も薄いので、口ールは断面変形をし、下段
ロール８との衝突当り面の長さは漸次増加して衝撃荷重
はロール全長に分布し、単位長さ当りの芯紙１及びライ
ナー２にかかる衝撃荷重を減少させることができる。又
圧力ロール３ｂの肉厚は両端部肉厚７ｂが最も厚くなる
ようにしたので、ロール中央部の肉厚と等しい均一肉厚
とした圧力ロールに比べ、質量が増し、ロールの曲げば
ね定数も大きくなるが、質量効呆の方が大きく、共振速
度は下る。なお、第１図の９は上段ロール、１０は糊付
ロール、１１，１２はガイドロール、１３は貼合された
片面段ボールである。ここで芯紙１は上下段ロール９，
８の噛合せにより段成形され、糊付ロール１０によつて
糊付けされ圧力ロール３でライナー２に押付け貼合され
る。第３図は圧力ロール肉厚と共振周波数の関係（面長
２２００ｍｍ１外径３００φ 圧力ロール、外径３００
φ×６０ｔ上段ロール、外径３００φ×４０ｔ下段ロー
ルの場合）を示す線図でφる。

第４図、第５図及び第６図は芯紙とライナーの貼合状態
に於ける圧力ロールの凹み状態のモデル図を示し、第４
図は圧力ロール３ａの肉厚（均一）が厚い場合、第５図
は圧力ロール３ａの肉厚（均一）が薄い場合、第６図は
本発明による肉厚の場合であり、１６は紙（芯紙とライ
ナー）、δ１，δ２及びδ３は夫々第４図、第５図及び
第６図に於ける圧力ロール表面の凹み状態を示すもので
ある。第８図はラインスピードと振動振幅の関係（第３
図と同様の条件、圧力ロール寸法は以下の通り）を示す
線図である。Ａは圧力ロールの均一肉厚２０ｔの場合の
実測値Ｂは圧力ロールの均一肉厚６０ｔの場合の実測値
Ｃは本発明による圧力ロールの場合の実測値第９図はラ
インスピードと振動加速度の関係（第３図と同様の条件
、圧力ロールの寸法は以下の通り）を示す線図である。

Ａは圧力ロールの均一肉厚２０ｔの場合の実測値Ｂは圧
力ロールの均一肉厚６０ｔの場合の実測値Ｃは本発明に
よる圧力ロールの場合の実測値ここで第８図及び第９図
に於けるＡ（均一肉厚２０ｔ）、Ｂ（均一肉厚６０ｔ）
の比較から、前述の（４）の対策を行なうためには、明
らかに肉厚は厚いものほど良いことが分る。

又前述の（ｂ）に対しても第３図に示すように肉厚は厚
いものが良いことが分る。次に（ｃ）の効果を狙うため
には、第４図及び第５図のモデルに示されている如く、
肉厚の厚いロールは剛体に近いため、共振時の衝撃荷重
を断面変形で分布化する働きが少なく、中央付近に衝撃
荷重が集中し、段割れの最も大きな原因となる（第４図
）。

第５図の肉厚の薄いロールでは、断面変形がし易く、均
等な荷重分布となるため、単位長さ当りの紙にかかる衝
撃荷重は減少し、段割れ防止対策となる。このように圧
力ロールの肉厚の大小には対策上、一長一短がある。本
発明は最も局部荷重がかかり易いロール中央部は肉厚が
最も薄いものとして荷重を周辺に分布させ、一方振動振
幅、振動加速度を小さくし、共振速度を下げるため両端
部の肉厚が最も厚くなるようにしたものである。

この本発明の圧力ロールによると、第６図のように局部
荷重は生ぜず、第８図及び第９図のＣに示す如く振動振
幅、振動加速度の大きさは、Ｂ（肉厚６０ｔ）のものと
余り変らない。Ｃの加速ロール寸法は中央部２０ｔ、ロ
ール端部６０ｔ（面長２０００ｍｍ）で、１２，５２０
Ｒとしたものである。肉厚の設計はテーパ状、円形状等
のものが考えられるが、何れにしても同様の効果が得ら
れると予想される。

一例として円形状とする場合には、幾可学的に以下の式
で半径Ｒが求められる。但しｘ：ロール中央部の肉厚ｙ
：ロール端部の肉厚 ｌ：面長 なお、加圧ロールの実用上の肉厚は１５ｔ〜８０ｔ程度
であるが、局部荷重がかかると考えられるのは４５ｔ以
上であり、それ以下では漸次ロール中央周辺に分布が進
み、２５ｔ以下では分布荷重となる。

以上説明した如く本発明の圧力ロールは、中空ロールの
肉厚を中央部が最も薄くしたので、口ールは断面変形し
て下段ロールとの衝撃当り面の長さは漸次増加し、衝撃
荷重はロール全長に分布し、単位長さ当りの紙にかかる
衝撃荷重を減少させることができる。

従つて圧力ロールの均一肉厚が厚い場合に生ずるような
、衝撃荷重が中央部に集中化することを避けることがで
きるため、共振時の段割れ、貼合不良等を防止できる。
又本発明は中空ロールの肉厚を両端部が最も厚くなるよ
うにしたので、ロール中央部の肉厚と等しい薄い均一肉
厚とした圧力ロールに比べ、質量が増し、ロールの曲げ
ばね定数も大きくなるが、質量効果の方が大きく、共振
速度は下る。

共振速度が下ると、ロールの慣性力が小さくなるので、
振動振幅、振動加速度の絶対値が減少し、貼合時の衝撃
力、衝撃エネルギーを小さくすることができる。従つて
前記の中央部の肉厚を最も薄くした場合の効果と合せて
、共振時の段割れ及び貼合不良を回避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なシングルフエーサの側面図、第２図は
従来のシングルフエーサに於ける圧力ロールの１部断面
正面図、第３図は圧力ロール肉厚と共振周波数の関係を
示す線図、第４図、第５図及び第６図は夫々従来及び本
発明による場合の芯紙とライナーの貼合状態に於ける圧
力ロールの凹み状態のモデル図、第７図は本発明の実施
例を示す圧力ロールの１部断面正面図、第８図はライン
スピードと振動振幅の関係を示す線図、第９図はライン
スピードと振動加速度の関係を示す線図である。 図の主要部分の説明、３ｂ・・・・・・圧力ロール、６
ｂ・・・・・・中央部、７ｂ・・・・・・両端部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空ロールの肉厚を中央部に最も薄く、両端部が最
   も厚くなるようにしたことを特徴とするシングルフエー
   サの圧力ロール。