JPH0157014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はウエブ材を縦方向に裁断し、これらの
裁断ウエブ部分を複数個のロールに巻きとり、そ
の間すべてのロールに対し同じ回転方向を利用す
ることによりウエブ材からロールを形成するため
の装置に係る。特に巻きとり時中心支持のみなら
ず外周支持をロールに付与する装置を有している
ロール形成装置に関する。

（従来技術） 裁断・巻取り装置は紙ウエブをその縦方向に切
断し同時に数個のロールに巻きあげるような巻取
り機である。従来の裁断・巻取り装置においては
全部のロールが同じ支持ドラムにより外周支持さ
れている。また、隣接するウエブ部分から隣接す
るロールを形成するのが不可能であり、その代り
一つ飛びにロールが支持ドラムの反対側に巻きあ
げられている。従つて、２つの異なつた位置に２
つのロールのグループが形成されることになる。
この２つのロールグループのそれぞれに導かれる
ウエブ部分は異なつた通路を通らなければならな
い。このため、この２つのロールグループでは巻
きとり工程が僅かに違うことになる。２個の支持
ドラムを例えば米国特許明細書第2460694号に記
載の如く並置して使用することにより上述の有害
な違いをなくすべくいろいろの試みがなされてい
る。この方法で巻きとり工程をロールの全部に対
し実際上均一、即ちウエブ部分と支持ドラム間に
等しく大きな接触角ならびに全部のロールに同じ
巻きとり方向を構成することが可能である。同じ
巻きとり方向はロールの取扱いの見地より重要な
事柄である。それはロールを包装する際に巻き取
り方向が考慮されなければならないからである。
巻取り機で違つた方向に巻かれたロールが作り出
されると、別々の２本の包装ラインを配置するか
もしくは１つのグループのロールを包装する前に
180゜向きを回わす必要がある。

巻取り機のもつとも重要な要因はロール形成の
コントロールである。大きな紙ロールの形成は技
術的に困難な作業である。ロールの張力分布を誤
ると巻きとりが全面的に失敗することがある。ロ
ールを使用不能にしたり又はその値打ちをかなり
低下するような事態が知られている。より大きな
ロールを作る際には巻きとり工程のコントロール
は更に困難である。所が、ロール購入者はできる
だけ大きなロールを要求している。例えば印刷機
の場合、ロールに取替えはかなりの生産阻害を引
き起こし印刷工程の能率を下げる。この理由で、
ロール巻きとりにおける目標はロール不良の増大
するリスクにも拘らずロールをできる限り大きく
することにある。例えば、ロールの直径を1mか
ら1.25mに増加できるものとすると、この巻きロ
ールには50％以上の長さのウエブが含まぜる。従
つて、ロールの大きさを最大にするのが可能なよ
うに巻きとり工程を巧みにコントロールすること
がきわめて肝要な事である。

ロール形成は、通常ロールの外周面支持に帰因
する力即ちロールとその支持ドラムとの間におけ
る接触力の調整により影響を受ける。

（発明の目的） 本発明の目的は、全部のロールの巻き方向が同
一であつて等しい巻き成果にすることができると
共にロールと支持ドラムとの間の接触力の調整が
ロール形成装置の構成の幾何学的結果として自動
的に行われ、該調整の為の外力を必要としないロ
ール形成装置を提供することである。

（発明の構成） 本発明によるロール形成装置は、ウエブ材料を
その長手方向に切断して、切断されたウエブ部分
を同時に同一方向に巻き取ることによつて複数の
ロールを形成するロール形成装置であつて、該ロ
ールが支持ドラムによつて提供される外周支持力
と、回動自在に装架された支持アームによつて提
供される中心支持力との両方を受けているロール
形成装置において、 ロールの間に回転自在に装架された第１及び第
２の支持ドラムと、回転自在に装架された１つの
補助ドラムとが設けられており、ロール形成装置
の上方から供給されたウエブ材料の切断されたウ
エブ部分の一方が直接前記第１の支持ドラムに案
内されており、他方が前記補助ドラムを介して前
記第２の支持ドラムに案内されており、前記一方
のウエブ部分と前記第１の支持ドラムとの接触角
度が前記他方のウエブ部分と前記補助ドラムとの
接触角度と前記他方のウエブ部分と前記第２の支
持ドラムとの接触角度との和とほぼ等しくされて
おり、 前記支持アームと支持ドラムとが、前記中心支
持力と外周支持力との比が外力の作用なしでロー
ル直径の増大のみによつて変化して、巻取りの最
終段階においては中心支持力が外周支持力よりか
なり大きくなつているように配置されていること
を特徴とするロール形成装置である。

このように巻取り機を構成することにより所望
の自己調整が得られるも、たまたま必要な場合外
力を利用して巻きとり工程を調整する可能性が除
外されるものではない。本発明の要旨とする所
は、最適の巻き成果が得られるよう外周支持力と
中心支持力との比率を自動的に調整するような装
置の幾何学的配列により好適な荷重分布が得られ
る点にある。

本発明は主として被覆を施せる印刷用紙の巻き
とりに利用される。かかる紙の密度は約１から
1.25Kg／ｄm³である。かかる用紙の巻きとりには
きわめて良好な巻きとり成果がロール径1.25mま
でのものに対して得られる。もしより大きな密度
の紙ウエブを巻きとるとすると、ロール重量の内
より多くの部分をロールの中心支持力で吸収する
よう巻取り機の幾何学的構成配列を変えねばなら
ない。より低い密度の紙ウエブを巻く場合には、
外周支持力の割合いが増加するよう巻取り機の幾
何学的構成配列を変えねばならぬ。実際上、巻取
り機の幾何学的構造を変えることがわずらわしい
ので外力を補助的に加え修正荷重分布を得ること
がより実際的である。

本発明の好適実施例においては、巻きとりの最
終段階においてロールの中心支持力が外周支持力
を少なくとも150％になるよう幾何学的構成が使
用されている。この結果は、ロールの支持ドラム
の中心とロールの中心支持力を提供する回動支持
アームの枢着点が同一の水平レベルにおかれ、そ
の枢着点と支持ドラムの中心間のへだたりが仕上
がりロールの直径の70％で、支持ドラム径がロー
ル径の60％、回動支持アーム長さが70％の場合に
得られるものである。

最適の巻き成果をあげるためには、巻取り機全
体が良好な巻き成果を得るのを可能ならしめるよ
うに設計されている点が肝要である。重要な一つ
の特徴とする所は、それぞれのウエブ部分とその
走行するドラムとの間の接触角が全部のロール形
成ウエブ部分に対して等しい点にある。これを達
成する最も容易な方法は同じ方向に回転する２個
の支持ドラムと、ウエブ部分が支持ドラムに達す
る前に巻取り機の片側で張架走行する補助ドラム
を使用することである。このように、巻取り機の
一側では支持ドラムに直接ウエブが送られ反対側
ではウエブが先づ補助ドラムに張架され次に支持
ドラムに送られる。この巻取り機の一方の側にお
けるウエブと支持ドラム間の接触角と、反対側に
おけるウエブと補助ドラム及び支持ドラムとの間
の接触角の和は少なくともほぼ等しければなら
ぬ。この意味する所は巻取り機で同時に形成され
るすべてのロールで均等な巻き成果が得られる。

本発明実施の際装置の重量部分のすべてを床レ
ベルに軸支承するのが好都合である。従つて、例
えば支持アーム、支持ドラムおよび補助ドラムは
全部同じレベルに軸支承できる。経験上、印刷紙
巻きとりの場合最適のドラム径は約750から800mm
であることが判明している。補助ドラムはその製
造コストを安く保つため支持ドラムより小さく作
つても良いが、ただ回転速度が余りにも大きくな
るように小さく作つてはならぬ。どのドラムの回
転速度もその固有振動数の75％を超えてはなら
ぬ。

巻取り機の上方からウエブを送り込む方が巻き
とり工程中のウエブの観察ならびに巻きとり開始
時のウエブの処理がウエブを下方より送り込む場
合よりかなり容易なので上方からの導入が望まし
い。

巻きとり工程は又外部装置によつても調整がで
きる。既述の如く、中心支持力と外周支持力の比
率は例えば中心支持力を形成する支持アームに働
く動力シリンダにより調整ができる。これは外力
をロールの重量に抗して、もしくはこれと同じ方
向に働かせることにより行われる。巻きとり工程
は又ロール中心に曲げモーメントをかけることに
よつても左右できる。更に、ライダーロール又は
この組合せを使用して縦長ロールの中間部分に負
荷をかけ、それにより特に初めの巻きとり段階中
発生する有害なロールのたわみが除かれる。曲げ
モーメントならびにライダーロールの使用はそれ
自体周知の方法である。

（実施例） 図面上、参照番号１はロールに巻きとるべきウ
エブを示している。ウエブは上方から供給され数
個の案内ローラ２を通りスリツタ装置３に入り、
そこで回転するスリツタナイフがウエブを数片部
分に切断しその内の２片の隣接部分１ａと１ｂが
第１図に示されている。ウエブ部分１ａは補助ド
ラム４を介し右側の支持ドラム５ａに送られ他方
ウエブ部分１ｂは直接左側の支持ドラム５ｂに送
られる。支持ドラム５ａと５ｂは矢印６に示す同
一方向に回転する。巻かれたロールには支持ドラ
ムからの外周支持力ならびにロールの中心軸を保
持する支持アーム８からの中心支持力が付加され
る。それぞれのロールはその両端の２本の回動自
在に装架された支持アーム８により保持されてい
る。ロールが完全に巻き上がると、動力シリンダ
１０が支持アーム８をロールの支持ドラムから遠
ざかるように回動してロールを床９上に置く。支
持アーム８はその軸支承点１１を中心として回動
する。それぞれの支持アーム８はロールの軸方向
に移動のできるそり部材１２に取付けられてい
る。ロールの２本の支持アーム間の距離はそり部
材を動かすことによりロールの所望の軸方向長さ
に等しくなるよう調整される。ロールの通常の軸
方向長さは約1mなるもしばしばロールは僅か40
cmの軸方向長さに巻かれ他方最大の軸方向ロール
長さは実際上260cmを僅かに超える。この長さの
フルサイズのロールの重量は約４トンである。

支持ドラム５ａと５ｂは同型で、補助ドラム４
と共に支持アーム８と同じレベル即ち装置の床レ
ベル９に軸承支持されている。各ドラムの完全な
軸承支持は示されてなく、ただベヤリング１３で
示している。ウエブ部分１ｂと支持ドラム５ｂと
の間の接触角度はａである。ウエブ部分１ａには
２つの接触角、一つは補助ドラム４に対するｂと
支持ドラム５ａに対するｃがある。両方のロール
７に同じ巻き成果を得るためにはウエブ部分の接
触角はａ＝ｂ＋ｃになるように構成される。

第２図にある補助装置が示され、この装置によ
り周知の要領で巻き成果が左右できる。周知の如
く、ロールの中心軸に伝わる曲げモーメントは巻
き成果に対して良好な効果を有するものである。
普通、その目的は全体の巻きとり中一定のモーメ
ントを維持することである。加えるモーメントは
通常ロールの軸方向長さが大きい程大きい。ロー
ル軸にモーメントを伝達するためモータ１４が支
持アームの１本のそり部材１２に取付けられ、こ
のモータによりトランスミツシヨンベルト１５と
ベルトプーリ１６，１７を介して曲げモーメント
がロール７の中心軸に伝わる。ロールの中心軸は
普通金属の端部インサート部材をもつた堅い板よ
り成る筒であるが、貫通型の鋼製軸も同様に使用
ができる。

初めの巻きとり段階では、ロール７は小さく特
に軸方向長さがかなりのものの場合低い剛性をも
つ。その場合、ロールに働く力による荷重の結果
としてロールがたわむことがある。このたわみは
支持ドラムより遠ざかる向きに向けられ両端支持
のロール巻きにおける共通の問題となつている。
このロールのたわみはロール両端の中間に支持ド
ラムの方向にロール７に荷重をかけるライダーロ
ール又はその組合せ体１８を設けることにより補
正される。十分なロール強度に達したらライダー
ロール荷重およびライダーロールを除く。図示実
施例の場合、ライダーロール組合せ体１８はリニ
ヤガイド１９にそつて移動し、揺動アーム２０に
より全体のガイド構造体はロール７から遠ざかる
ように揺動ができるように構成されている。

第３図にはロール７に働く静荷重を示してい
る。ロール重量Ｐは２つの重量成分Ｐ１とＰ２に
分けられその内のＰ１はロールの外周支持力に等
しくＰ２はロールの中心支持力に対応している。
第３図より明かな如く、力Ｐ１とＰ２の比率は支
持アーム８の傾き角度ｄに依存する。図示例の場
合、力Ｐ２は巻きとりの最終段階で力Ｐ１よりか
なり大きい。力Ｐ２は少なくとも力Ｐ１の150％
が望ましい。支持アームの軸支承点１１と支持ア
ーム５の軸支承点１３が同じレベル９ａにあり、
支持ドラムの直径Ｅが完全なロールの径Ｄの60％
で、支持アーム８の長さＬがロール径の70％、軸
支承点１１と１３の距離Ｆがロール径Ｄの70％の
場合最良の結果が得られる。この幾何学的構成に
より既述の印刷用紙グレードのものの巻きとりの
際良好な結果が得られる。この結果はたとえばＰ
２とＰ１の比率が上述の寸法を用いて得られる結
果から約10％外れても良好な状態に保たれるが、
いかなる外れも５％を超えないことが望ましい。

支持アーム８をロール７の最初の段階に相当す
る位置に描くことにより最初の巻き段階において
外周支持力Ｐ１が中心支持力Ｐ２を約２倍である
ことが第３図より容易にわかる。

（発明の効果） 本発明によれば支持アームがロール直径の増
大、すなわちロール重量の増加に伴つて立ち上が
つていくので、ロールと支持ドラムとの間の外周
支持力がロール重量の増大にも拘わらずほぼ一定
となるように自動的に制御される。その結果、ロ
ール形成が良好に行われる。さらにその制御が何
等外力を必要とする事なく、支持アームと支持ド
ラムとの幾何学的関係によつて行われるから制御
の為の装置を必要としない。

また、各ロールは同一方向に巻き取られるの
で、巻き方向を同一にする為の装置を必要としな
い。

さらに各ロールに巻き取られるウエブ部分は補
助ドラムを含めた支持ドラムとの間の接触角度が
ほぼ同一であるので、ほぼ等しい摩擦力を受け
る。従つて、各ロールの巻き成果を同一とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロール形成装置の概略側
面図、第２図は第１図のロール形成装置の右側の
ロール形成部分の修正例を示す概略図、第３図は
本発明によるロール形成装置に作用する静的力を
概略的に示した概略図。 １…ウエブ、１ａ，１ｂ…切断したウエブ部
分、２…案内ローラ、３…スリツタ装置、４…補
助ドラム、５ａ，５ｂ…支持ドラム、８…支持ア
ーム、９…床、１０…動力シリンダ、ａ，ｂ，ｃ
…ウエブ接触角度。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ウエブ材料をその長手方向に切断して、切断
   されたウエブ部分を同時に同一方向に巻き取るこ
   とによつて複数のロールを形成するロール形成装
   置であつて、該ロールが支持ドラムによつて提供
   される外周支持力と、回動自在に装架された支持
   アームによつて提供される中心支持力との両方を
   受けているロール形成装置において、 ロールの間に回転自在に床に装架された第１及
   び第２の支持ドラムと、床に回転自在に装架され
   た１つの補助ドラムとが設けられており、ロール
   形成装置の上方から供給されたウエブ材料の切断
   されたウエブ部分の一方が直接前記第１の支持ド
   ラムに案内されており、他方が前記補助ドラムを
   介して前記第２の支持ドラムに案内されており、
   前記一方のウエブ部分と前記第１の支持ドラムと
   の接触角度が前記他方のウエブ部分と前記補助ド
   ラムとの接触角度と前記他方のウエブ部分と前記
   第２の支持ドラムとの接触角度との和とほぼ等し
   くされており、 前記支持アームと支持ドラムとが、前記中心支
   持力と外周支持力との比が外力の作用なしでロー
   ル直径の増大のみによつて変化して、巻取りの最
   終段階においては中心支持力が外周支持力よりか
   なり大きくなつているように配置されていること
   を特徴とするロール形成装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のロール形成装
   置において、 前記補助ドラムは前記第１及び第２の支持ドラ
   ムの間に位置しており、前記第１及び第２支持ド
   ラムとほぼ同一の高さに設置されているロール形
   成装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のロ
   ール形成装置において、前記補助ドラムは前記支
   持ドラムより僅かに小さい直径を有しているロー
   ル形成装置。