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技術 誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置

出願人 三菱製紙株式会社
発明者 井上浩朗
出願日 1999年2月24日 (21年11ヶ月経過) 出願番号 1999-046034
公開日 2000年9月12日 (20年5ヶ月経過) 公開番号 2000-248487
状態 未査定
技術分野 ロール及びその他の回転体 紙(4)
主要キーワード 高周波電源ユニット 間隔設定値 モーターシャフト カレンダースタック シート状物質 高周波ケーブル ネジ加工 広幅化
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年9月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔を一定に保持する機能を付加することで加熱効率を向上させた誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置を提供する。

解決手段

誘導加熱装置と、カレンダーロールと該誘導加熱部の間隔を計測する測距装置と、該誘導加熱装置を移動する移動装置と、カレンダーロールと該誘導加熱装置の間隔を制御する制御装置とを備える誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置。

概要

背景

紙やフィルムのようなシート状物質(以下ウェブという)の製造又は加工を連続的に行う際、ウェブの厚さは品質特性に大きく影響するため、その制御は非常に重要視されている。例えば、抄紙における紙厚は紙の坪量、水分等の紙質バラツキによりマイクロメータ単位の凹凸が発生する。その補正の一例として特公平1−60911号公報に示された、カレンダーロールを部分的に加熱し、カレンダーロール径を微少に変化させ、カレンダースタックニップ圧を部分的に変える方法が用いられている。

従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置は、図8および図9に示されるようなものである。ウェブ7は、カレンダーロール5とカレンダーロール6の間を通る時のニップ圧で厚さを補正される。カレンダーロール5の幅方向に複数設置された誘導加熱コイル1は、固定板2に固定部4で固定され、支柱3を用いてカレンダーロールの表面とわずかな隙間をあけ、対抗して設置されている。8は高周波電源ユニット複数個の誘導加熱コイル1にそれぞれ設けられており、11はその誘導加熱コイル1と高周波電源ユニット8をそれぞれ接続する高周波ケーブルである。また9は交流電源で高周波電源ユニット8に電力を供給し、10は紙厚測定装置12からの信号で、高周波電源ユニットを制御する。

従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置は、上記の構成で誘導加熱コイルを使用して、カレンダーロール表面の温度を制御し、これによりウェブの厚さを制御することが可能であった。近年ではウェブの広幅化に伴い、カレンダーロールが長くなる傾向がある。すなわち、図6に示したように、カレンダーロール5が自重でたわむという問題がある。図7は従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置とたわんだカレンダーロールの状態を示している。誘導加熱コイル1とカレンダーロール5との間隔が、誘導加熱コイルの上側では開き、下側では狭くなっている。

誘導加熱方式において、カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔が狭い方が、カレンダーロール表面に誘起されるパワーが大きくなり、効率的にカレンダーロールを加熱することができることから、カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔を極力少なくして設置することが望ましい。しかし、カレンダーロールのたわみによるカレンダーロール表面と誘導加熱コイルの接触をさけるため、カレンダーロールのたわみを考慮して誘導加熱コイルを離して設置する必要がある。カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔不均一および間隔の開きは、誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置を用いた加熱効率を低下させ、最悪の場合には誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置の故障を発生させる。

概要

カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔を一定に保持する機能を付加することで加熱効率を向上させた誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置を提供する。

誘導加熱装置と、カレンダーロールと該誘導加熱部の間隔を計測する測距装置と、該誘導加熱装置を移動する移動装置と、カレンダーロールと該誘導加熱装置の間隔を制御する制御装置とを備える誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置。

目的

本発明では、かかる問題点を解決するためになされたもので、カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔を一定に保持する機能を付加することで加熱効率を向上させた誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置において、誘導加熱装置と、カレンダーロールと該誘導加熱装置の間隔を計測する測距装置と、該誘導加熱装置を移動する移動装置と、該カレンダーロールと該誘導加熱装置の間隔を制御する制御装置とを備えることを特徴とする誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置。

請求項2

誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置において、カレンダーロールと誘導加熱装置の間隔を一定に保持するように、誘導加熱装置を移動する制御装置を備えることを特徴とする請求項1記載の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置。

技術分野

0001

本発明は、例えば抄紙機製造工程に用いられるカレンダーロール表面の温度を、誘導加熱を使用して制御する誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置に関する。

背景技術

0002

紙やフィルムのようなシート状物質(以下ウェブという)の製造又は加工を連続的に行う際、ウェブの厚さは品質特性に大きく影響するため、その制御は非常に重要視されている。例えば、抄紙における紙厚は紙の坪量、水分等の紙質バラツキによりマイクロメータ単位の凹凸が発生する。その補正の一例として特公平1−60911号公報に示された、カレンダーロールを部分的に加熱し、カレンダーロール径を微少に変化させ、カレンダースタックニップ圧を部分的に変える方法が用いられている。

0003

従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置は、図8および図9に示されるようなものである。ウェブ7は、カレンダーロール5とカレンダーロール6の間を通る時のニップ圧で厚さを補正される。カレンダーロール5の幅方向に複数設置された誘導加熱コイル1は、固定板2に固定部4で固定され、支柱3を用いてカレンダーロールの表面とわずかな隙間をあけ、対抗して設置されている。8は高周波電源ユニット複数個の誘導加熱コイル1にそれぞれ設けられており、11はその誘導加熱コイル1と高周波電源ユニット8をそれぞれ接続する高周波ケーブルである。また9は交流電源で高周波電源ユニット8に電力を供給し、10は紙厚測定装置12からの信号で、高周波電源ユニットを制御する。

0004

従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置は、上記の構成で誘導加熱コイルを使用して、カレンダーロール表面の温度を制御し、これによりウェブの厚さを制御することが可能であった。近年ではウェブの広幅化に伴い、カレンダーロールが長くなる傾向がある。すなわち、図6に示したように、カレンダーロール5が自重でたわむという問題がある。図7は従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置とたわんだカレンダーロールの状態を示している。誘導加熱コイル1とカレンダーロール5との間隔が、誘導加熱コイルの上側では開き、下側では狭くなっている。

0005

誘導加熱方式において、カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔が狭い方が、カレンダーロール表面に誘起されるパワーが大きくなり、効率的にカレンダーロールを加熱することができることから、カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔を極力少なくして設置することが望ましい。しかし、カレンダーロールのたわみによるカレンダーロール表面と誘導加熱コイルの接触をさけるため、カレンダーロールのたわみを考慮して誘導加熱コイルを離して設置する必要がある。カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔不均一および間隔の開きは、誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置を用いた加熱効率を低下させ、最悪の場合には誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置の故障を発生させる。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明では、かかる問題点を解決するためになされたもので、カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの間隔を一定に保持する機能を付加することで加熱効率を向上させた誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置は、誘導加熱装置と、カレンダーロールと該誘導加熱装置の間隔を計測する測距装置と、該誘導加熱装置を移動する移動装置と、カレンダーロールと該誘導加熱装置の間隔を制御する制御装置とを備えることを特徴とするものである。

0008

また、本発明の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置は、カレンダーロールと誘導加熱装置の間隔を一定に保持するように誘導加熱装置を移動する制御装置を備えることを特徴とするものである。

発明を実施するための最良の形態

0009

図面を使って、本発明の実施の形態を説明する。図1は、本発明のカレンダーロール加熱装置の基本構成図である。

0010

図1において、誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置は、誘導加熱コイル1のロール上端部に測距装置15と、ロール側下端部に測距装置16と、後上部に移動装置17と、後下部に移動装置18と、背板21と、制御装置19および20とで構成される。図2は、図1の背面図である。

0011

外部に設けられた高周波電源ユニットから誘導加熱コイルに高周波電力が供給されると、カレンダーロールの表面が発熱する。

0012

制御装置19は、測距装置15と移動装置17に信号線24で接続されている。制御装置20も同じ構成であり、制御装置20は、測距装置16と移動装置18に信号線24で接続されている。

0013

測距装置15は、カレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔を測定し距離信号を出力する。制御装置19は、距離信号が入力されると、予め設定されているカレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔設定値と距離信号を比較して差分を求め、その差分をゼロにするように移動信号を移動装置17に出力し制御する。

0014

測距装置16は、カレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔を測定し距離信号を出力する。制御装置20は、距離信号が入力されると、予め設定されているカレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔設定値と距離信号を比較して差分を求め、その差分をゼロにするように移動信号を移動装置18に出力し制御する。

0015

上記の制御を同時に行うことにより、カレンダーロールにたわみが発生した場合においても、カレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔は常に一定に保持することができる。

0016

以下、本発明の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置の詳細について、図面を使用して説明する。

0017

図4および図5は、本発明の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置をカレンダーに適用した場合のシステム構成図である。ウェブ7は、カレンダーロール5とカレンダーロール6の間を通る時のニップ圧で厚さを補正される。カレンダーロール5の幅方向に複数設置された誘導加熱コイル1は固定板22で固定され、支柱23を用いてカレンダーロールの表面とわずかな隙間をあけ、対抗して設置されている。8は高周波電源ユニットで複数個の誘導加熱コイルにそれぞれ設けられており、11はその誘導加熱コイル1と高周波電源ユニット8をそれぞれ接続する高周波ケーブルである。また9は交流電源で高周波電源ユニット8に電力を供給し、10は紙厚測定装置12からの信号で、高周波電源ユニットを制御する。19は制御装置で、測距装置15と移動装置17に信号線24で接続されており、測距装置15からの距離信号で、移動装置17を制御する。制御装置20も同じ構成であり、制御装置20は、測距装置16と移動装置18に信号線24で接続されており、測距装置16からの距離信号で、移動装置18を制御する。

0018

測距装置として、レーザー変位計等の非接触のセンサー使用可能である。測距装置は、カレンダーロールとレーザー変位計の距離を常に測定し、距離信号に変換して制御装置に入力する。

0019

移動装置の構造と動作について図面を使用して示す。図3は、図2の移動装置17のX−Y断面図である。移動装置17は、誘導加熱コイル1に固定されているブラケット17aと、アーム17bと、シャフト17cと、ピン17dと、背板21に固定されているベアリング17eと、背板21に固定されているステッピングモーター17fとで構成される。ステッピングモーター17fは、先端部がネジ加工されているシャフト17cの後側にモーターシャフトを挿入し固定される。ステッピングモーター17fが回転すると、ベアリング17eに固定されているシャフト17cも同期して回転する。アーム17bはシャフト17cの先端部とかみ合っており、シャフト17cの回転により前後に移動する。アーム17bは誘導加熱コイル1に設置されているブラケット18にピン21で止められている。すなわち、ステッピングモーターの回転方向回転数により、移動方向と移動量が決まる。

0020

制御装置は、測距装置より距離信号が入力されると、予め設定されているカレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔設定値と距離信号を比較して差分を求め、その差分をゼロにするように移動信号をステッピングモーターに出力し制御する。この時、カレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔設定値は2ミリメートルに設定したが、可能な限り小さくすることが望ましい。

0021

この制御には、距離信号を常に監視することにより、一般的に利用されているPI制御を利用したが、この制御に限られるわけではない。

0022

制御装置を使用して、カレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔を設定値に保持することにより、カレンダーロールにたわみが発生しても、カレンダーロール加熱装置の加熱効率は維持される。また、カレンダーロールと誘導加熱コイルの間隔設定値を小さくすることで、誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置の加熱効率は向上する。

0023

以上、本発明は上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

発明の効果

0024

上述したとおり、本発明により、カレンダーロール表面と誘導加熱コイルの設置間隔を一定に保持する機能を付加することで加熱効率を向上させた誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置が提供される。

図面の簡単な説明

0025

図1本発明による誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置の基本構成図。
図2本発明による誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置の基本構成背面図。
図3本発明による誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置の移動装置断面図。
図4本発明による誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置のシステム構成図。
図5本発明による誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置のシステム構成背面図。
図6たわんだカレンダーロールの状態図。
図7従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置とたわんだカレンダーロールの状態図。
図8従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置のシステム構成図。
図9従来の誘導加熱方式によるカレンダーロール加熱装置のシステム背面図。

--

0026

1誘導加熱コイル
2、22固定板
3、23支柱
4 結合部
5、6カレンダーロール
7ウェブ
8高周波電源ユニット
9交流電源
10紙厚測定信号
11高周波ケーブル
12紙厚測定装置
15、16測距装置
17、18移動装置
19、20制御装置
21背板
24信号線
17aブラケット
17bアーム
17cシャフト
17dピン
17eベアリング
17f ステッピングモーター

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