特許 7484435 ローラーの多角形化現象の発生予測方法および搬送系の固有振動数変更方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-08

(45)【発行日】2024-05-16

(54)【発明の名称】ローラーの多角形化現象の発生予測方法および搬送系の固有振動数変更方法

(51)【国際特許分類】

   B65H 43/00 20060101AFI20240509BHJP

   F16C 13/00 20060101ALI20240509BHJP

【ＦＩ】

B65H43/00

F16C13/00 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020095967

(22)【出願日】2020-06-02

(65)【公開番号】P2021187642

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-02-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000003159

【氏名又は名称】東レ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】秋山 華人

(72)【発明者】

【氏名】松本 忠

【審査官】松林 芳輝

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－１７６９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２１９２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３９７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１５７６１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０８０２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２４７２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２９２３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３６１６８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｈ ５／０２

Ｂ６５Ｈ ５／０６

Ｂ６５Ｈ ５／２２

Ｂ６５Ｈ ７／００－７／２０

Ｂ６５Ｈ ２０／００

Ｂ６５Ｈ ２３／１８

Ｂ６５Ｈ ２６／００

Ｂ６５Ｈ ２７／００

Ｂ６５Ｈ ２９／１２－２９／２４

Ｂ６５Ｈ ４３／００－４３／０８

Ｇ０１Ｈ １／００－１７／００

Ｂ４１Ｆ ５／００－７／１８

Ｂ４１Ｆ ９／００－９／０４

Ｂ４１Ｆ １１／００

Ｂ４１Ｆ １３／００

Ｂ４１Ｆ １３／００４－１３／０１６

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ローラーの多角形化現象の発生を予測する方法であって、
ウェブを挟持しながら搬送している２本のローラーのそれぞれの表面の、長手方向中央の位置の振動を測定したそれぞれの振動データから、これら２本のローラーの振動モードを特定し、
前記２本のローラーがお互いに逆位相の振動モードであるときに、前記２本のローラーが多角形化すると予測する、
ローラーの多角形化現象の発生予測方法。

【請求項2】

ローラーの多角形化現象の発生を予測する方法であって、
ウェブを挟持しながら搬送している２本のローラーのそれぞれの表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２および３／４の位置の振動を測定したそれぞれの振動データから、これら２本のローラーの振動モードを特定し、
前記２本のローラーがお互いに逆位相の振動モードであるときに、これら２本のローラーが多角形化すると予測する、
ローラーの多角形化現象の発生予測方法。

【請求項3】

ローラーの多角形化現象の発生を予測する方法であって、
ウェブを挟持しながら搬送している２本のローラーのうちの一方のローラー、およびこの一方のローラーとウェブを挟持せずに接触しているローラーのそれぞれ表面の、長手方向中央の位置の振動を測定したそれぞれの振動データから、これらウェブを挟持せずに接触している２本のローラーの振動モードを特定し、
前記ウェブを挟持せずに接触している２本のローラーがお互いに逆位相の振動モードであるときに、これら２本のローラーが多角形化すると予測する、
ローラーの多角形化現象の発生予測方法。

【請求項4】

ローラーの多角形化現象の発生を予測する方法であって、
ウェブを挟持しながら搬送している２本のローラーのうちの一方のローラー、およびこの一方のローラーとウェブを挟持せずに接触しているローラーのそれぞれ表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２および３／４の位置の振動を測定したそれぞれの振動データから、これらウェブを挟持せずに接触している２本のローラーの振動モードを特定し、
前記ウェブを挟持せずに接触している２本のローラーがお互いに逆位相の振動モードであるときに、これら２本のローラーが多角形化すると予測する、
ローラーの多角形化現象の発生予測方法。

【請求項5】

前記ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーと、これら２本のローラーを回転可能に支持する支持体とで少なくとも構成された構成単位を搬送系とし、
請求項１～４のいずれかのローラーの多角形化現象の発生予測方法によりローラーが多角形化すると予測した際に、前記搬送系の全体の固有振動数を変更する、搬送系の固有振動数変更方法。

【請求項6】

前記搬送系の固有振動数をω／２［Ｈｚ］分変更する、請求項５の搬送系の固有振動数変更方法。
ただし、
ω＝Ｖ／（Ｄ・π）
ω：振動データを取得したいずれか１つのローラーの回転周波数［Ｈｚ］
Ｖ：ウェブの搬送速度［ｍ／ｓｅｃ］
Ｄ：振動データを取得したいずれか１つのローラーの直径［ｍ］

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はウェブの搬送装置、ローラーの振動モード特定方法、および搬送系の固有振動数変更方法に関する。

【背景技術】

【0002】

紙やプラスチックフィルムなどのウェブを搬送する装置の中には、上流側と下流側の張力を分断するテンションカットや、ウェブの厚み制御や、ウェブに表面処理を施す際の随伴流の遮断などを目的として、２本のローラーを用いてウェブを挟持しつつウェブを搬送する装置が多数存在する。製紙業界では抄紙機のプレスローラー、鉄鋼業界では圧延ローラー、フィルム製膜業界ではコロナ処理装置のニップローラーなどがある。

【0003】

上記のような２本のローラーを用いてウェブを挟持しながら搬送するウェブの搬送装置では、特定の条件下にてローラーの回転周波数と、装置を構成する搬送系の固有振動数が一致、もしくは近づいた際に共振が発生し、装置を構成するローラーが振動することが知られている。共振により振動が増大すると、ウェブの加工不良や機械の故障につながる。

【0004】

このような問題に対し、特許文献１では、ローラーの振れ速度を連続的に測定し、予め定めている基準値と比較して共振の発生有無を判断し、共振の検知後にローラーに被覆されている被覆の温度を変化させることで搬送装置の固有振動数を制御し、振動を抑制する技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平９－１７６９８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、長尺のローラーを有する搬送装置において特殊な共振現象が発生し、その影響で多角形化現象と呼ばれるローラーの表面が周期的に変形や摩耗する現象が生じており、この課題に対しては特許文献１の技術を適用しても解決できないことが分かった。

【0007】

長尺のローラーが回転すると、自身のアンバランスによって高調波と呼ばれる回転周波数の整数倍の振動成分が発生することが知られており、高調波が搬送系の固有振動数と共振する現象を高調波共振という。

【0008】

高調波共振が発生すると、上記の通りローラーが１回転する間に複数回の振動が発生し、対面するもう一方のローラーと打ち付け合うことで、多角形化現象を引き起こす。ひとたび多角形化現象が発生するとローラーの表面起伏はより顕著化し、振動は増加の一途を辿る。従って多角形化現象を防止するためには高調波共振を早期発見し、回避することが重要となる。さらに、高調波共振の発生を検出するためには、振動モードと呼ばれるローラーの振動状態を特定する必要がある。

【0009】

しかしながら、特許文献１の技術は単にローラーの振れ速度を測定するのみであり、多角形化現象につながる振動モードの特定はできない。

【0010】

そこで本発明は、上記課題を解決し、高調波共振を早期に発見し、多角形化現象の発生を未然に防ぐことができる、ウェブの搬送装置およびローラーの振動モード特定方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0011】

［１］上記課題を解決する本発明のウェブの搬送装置は、
ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーと、
上記２本のローラーのそれぞれの表面の長手方向中央の位置を、それぞれ測定する振動測定器と、
上記振動測定器が測定する振動データから、上記２本のローラーの振動モードを特定する演算器と、を有する。

【0012】

［２］上記課題を解決する本発明の別態様のウェブの搬送装置は、ウェブを搬送する搬送装置であって、
ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーと、
上記２本のローラーのそれぞれ表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２および３／４の位置を、それぞれ測定する振動測定器と、
上記振動測定器が測定する振動データから、上記２本のローラーの振動モードを特定する演算器と、を有する。

【0013】

［３］上記課題を解決する本発明の別態様のウェブの搬送装置は、ウェブを搬送する搬送装置であって、ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラー、ならびにこれら２本のローラーのうちの一方のローラーとウェブの搬送中にウェブを挟持せずに接触するローラーと、
上記ウェブを挟持せずに接触する２本のローラーのそれぞれの表面の、長手方向中央の位置の振動を、それぞれ測定する振動測定器と、
上記振動測定器が測定する振動データから、上記ウェブを挟持せずに接触する２本のローラーの振動モードを特定する演算器と、を有する。

【0014】

［４］上記課題を解決する本発明の別態様のウェブの搬送装置は、ウェブを搬送する搬送装置であって、
ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラー、ならびにこれら２本のローラーのうちの一方のローラーとウェブの搬送中にウェブを挟持せずに接触するローラーと、
上記ウェブを挟持せずに接触する２本のローラーのそれぞれの表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２および３／４の位置の振動を、それぞれ測定する振動測定器と、
上記振動測定器が測定する振動データから、上記ウェブを挟持せずに接触する２本のローラーの振動モードを特定する演算器と、を有する。

【0015】

［５］本発明のウェブの搬送装置は、上記ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーと、これら２本のローラーを回転可能に支持する支持体とで少なくとも構成された構成単位を搬送系とし、上記搬送系全体の固有振動数を変更できる固有振動可変手段を有することが好ましい。

【0016】

［６］上記課題を解決する本発明のローラーの振動モードを特定する方法は、ウェブを挟持しながら搬送している２本のローラーのそれぞれの表面の、長手方向中央の位置の振動を測定したそれぞれの振動データから、これら２本のローラーの振動モードを特定する。

【0017】

［７］上記課題を解決する本発明のローラーの振動モードを特定する別の方法は、ウェブを挟持しながら搬送している２本のローラーのそれぞれの表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２および３／４の位置の振動を測定したそれぞれの振動データから、これら２本のローラーの振動モードを特定する。

【0018】

［８］上記課題を解決する本発明のローラーの振動モードを特定する別の方法は、ウェブを挟持しながら搬送している２本のローラーのうちの一方のローラー、およびこの一方のローラーとウェブを挟持せずに接触しているローラーのそれぞれ表面の、長手方向中央の位置の振動を測定したそれぞれの振動データから、これらウェブを挟持せずに接触している２本のローラーの振動モードを特定する。

【0019】

［９］上記課題を解決する本発明のローラーの振動モードを特定する別の方法は、ウェブを挟持しながら搬送している２本のローラーのうちの一方のローラー、およびこの一方のローラーとウェブを挟持せずに接触しているローラーのそれぞれ表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２および３／４の位置の振動を測定したそれぞれの振動データから、これらウェブを挟持せずに接触している２本のローラーの振動モードを特定する。

【0020】

［１０］上記課題を解決する本発明の搬送系の固有振動数変更方法は、上記ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーと、これら２本のローラーを回転可能に支持する支持体とで少なくとも構成された構成単位を搬送系とし、本発明のローラーの振動モード特定方法によりローラーが振動していることが判明した際に、上記搬送系の全体の固有振動数を変更する。

【0021】

［１１］本発明の搬送系の固有振動数変更方法は、上記搬送系の固有振動数をω／２［Ｈｚ］分変更することが好ましい。
ただし、
ω＝Ｖ／（Ｄ・π）
ω：振動データを取得したいずれか１つのローラーの回転周波数［Ｈｚ］
Ｖ：ウェブの搬送速度［ｍ／ｓｅｃ］
Ｄ：振動データを取得したいずれか１つのローラーの直径［ｍ］。

【0022】

［用語の説明］
次に、本発明における各用語の意味を説明する。
「ウェブ」とは、紙、布、プラスチックフィルム、金属箔、薄鋼板など、長尺な薄肉部材をいう。特に材質は問わない。
「搬送装置」とは、ウェブを長手方向の上流から下流へと送る装置をいう。本明細書では、特にウェブを挟持する少なくとも２本のローラーと、それらに接するローラー群までを１つの搬送装置とする。
「振動測定器」とは、本明細書では特にローラー表面のローラー半径方向の変位を測定する機器をいう。一般的にはレーザー変位計などをいう。
「振動モード」とは、振動の状態、形態であり、本明細書では特に、特定の周波数にて発生するローラーや搬送系の振動状態のことをいう。
「演算器」とは、振動の変位データを解析し、共振の発生有無や、振動モードを特定する機器をいう。
「搬送系」とは、ウェブを挟持する２本のローラーと、これら２本のローラーを回転可能に支持する支持体とで少なくとも構成された構成単位をいう。
「固有振動数」とは、物質や系に固有に存在する共振周波数をいう。固有振動数は物質や系に複数存在し、各固有振動数にて共振が発生し、振動する状態や形態を振動モードという。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、ウェブを挟持する２本のローラーのそれぞれの振動を測定し、またはウェブを挟持せずに接触する２本のローラーのそれぞれの振動を測定し、測定した振動データを演算し振動モードを特定することで、多角形化現象につながる高調波共振の発生を早期に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明のウェブの搬送装置の一実施形態を示す概略側面図である。

【図2】本発明のウェブの搬送装置の一実施形態で、ニップが開いている状態を示す概略側面図である。

【図3】一般的なウェブの搬送装置に発生する高調波の概念図である。

【図4】一般的なウェブの搬送装置にてニップローラー単体１次の振動モードで共振が発生した概念図である。

【図5】一般的なウェブの搬送装置にて受けローラー単体の１次の振動モードで共振が発生した概念図である。

【図6】一般的なウェブの搬送装置にてニップ系同位相１次の振動モードで共振が発生した概念図である。

【図7】一般的なウェブの搬送装置にてニップ系逆位相１次の振動モードで共振が発生した概念図である。

【図8】一般的なウェブの搬送装置にてニップローラー単体２次の振動モードで共振が発生した概念図である。

【図9】一般的なウェブの搬送装置にてニップローラー単体３次の振動モードで共振が発生した概念図である。

【図10】一般的なウェブの搬送装置に発生する加振源とウェブの搬送装置の固有振動数の関係を示す概念図である。

【図11】本発明のローラーの振動モードの特定方法の一実施形態を示すフローチャートである。

【図12】一般的なウェブの搬送装置の振動を測定した結果の概念図である。

【図13】図１２に示したウェブの搬送装置のニップローラーの振動データを周波数解析した概念図である。

【図14】図１２に示したウェブの搬送装置の受けローラーの振動データを周波数解析した概念図である。

【図15】図１３と図１４の周波数解析結果を合わせて示した概念図である。

【図16】図１５に示す周波数成分の内、同一または近傍の周波数成分を抽出して示した概念図である。

【図17】図１６にて抽出した周波数成分に対して逆フーリエ変換を行った概念図の一例である。

【図18】図１６にて抽出した周波数成分に対して逆フーリエ変換を行った概念図の別の一例である。

【図19】従来技術のウェブの搬送装置の一実施形態を示す概略側面図である。

【図20】従来技術のウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図である。

【図21】従来技術のウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図の別の形態である。

【図22】一般的なウェブの搬送装置に発生する高調波の概念図の別の形態である。

【図23】本発明のウェブの搬送装置の一実施形態を示す概略側面図である。

【図24】本発明のウェブの搬送装置の一実施形態を示す概略俯瞰図である。

【図25】一般的なウェブの搬送装置にてニップ系逆位相２次の振動モードで共振が発生した概念図である。

【図26】本発明のウェブの搬送装置の別の一実施形態を示す概略俯瞰図である。

【図27】本発明のウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図である。

【図28】本発明のウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図の別の形態である。

【図29】本発明のウェブの搬送装置の別の一実施形態を示す概略側面図である。

【図30】本発明のウェブの搬送装置の別の一実施形態を示す概略側面図である。

【図31】本発明のウェブの搬送装置の別の一実施形態を示す概略側面図である。

【図32】一般的なウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図である。

【図33】実施例１のウェブの搬送装置を示す概略側面図である。

【図34】比較例１のウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図である。

【図35】実施例１のウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図である。

【図36】比較例２のウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図である

【図37】実施例２のウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を、速度と周波数との関係で示す概念図である

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明のウェブの搬送装置、ローラーの振動モード特定方法、ならびに搬送系の固有振動数変更方法について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明はこれに限定して解釈されるものではない。

【0026】

図１に本発明のウェブの搬送装置の一実施形態の概略側面図を示す。なお、図１では主要部のみを示し、ローラーやシリンダー４などを固定するフレームは省略している。
図１のウェブの搬送装置はニップローラー１と受けローラー２から構成されている。受けローラー２は軸受け７がフレームに回転可能な状態で固定されており、ニップローラー１は軸部が回転可能なアーム５で支持されている。また、振動測定器１３が両ローラーの長手方向中央に設置されており、測定データを演算し、振動モードを特定する演算器２０が設置されている。また、図２に示すようにニップローラー１のアーム５に取り付けられているシリンダー４の切り替えによってニップの開閉が可能となっている。

【0027】

ニップローラー１や受けローラー２の芯金の材質は特に限定されないが、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属材料や、強化材に炭素繊維、母材に樹脂を用いた炭素繊維複合材料などを適宜用いることができる。

【0028】

ニップローラー１や受けローラー２の被覆の材質も特に限定されないが、ウェブ６の厚みムラやローラー表面の製作精度の影響を抑制するため、ゴム３で被覆されていても良い。ゴム３の種類は特に限定されないが、例えば天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、およびこれらの混合物より使用目的、使用環境により適宜用いることが出来る。さらに、ローラー同士のたわみの差の影響を低減するため、ゴム３の外径を中央部から端部に向かって漸減させる、いわゆるクラウン形状としても良い。また、単層であっても、２層や３層といった多層であってもよい。

【0029】

ニップローラー１や受けローラー２の構造も特に限定されないが、中実の円柱形や、中空の円筒形の芯金を有する単軸構造、また、外側に円筒形の芯金、内側に中実の円柱形や中空の円筒形の芯金を有する二重管構造などを適宜用いることができる。また、芯金は一体成型でできていても良いし、複数の芯金を繋げた、いわゆるつなぎ構造であってもよい。また、内部に熱媒を流通させる流路を有し、表面温度を制御することができる構造のものを用いてもよい。

【0030】

ニップローラー１の作動機構は特に限定されないが、例えば作動流体に空気を用いるエアーシリンダーや、油を用いるオイルシリンダー、１次側と２次側にそれぞれ空気と油を用いるエアハイドロシリンダー、電磁石を用いたリニアモーターシステムなどを適宜用いることができる。この内、空気圧の簡便性と、油圧の減衰能力を利用するエアハイドロシリンダーを好ましく用いることができる。

【0031】

搬送するウェブ６の種類は特に限定されないが、例えば、紙、布、プラスチックフィルム、金属箔、薄鋼板などが対象となる。特にプラスチックフィルムでは、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、アラミド、ポリエチレンなどに用いることができる。また、これらの共重合体やポリマーアロイにも用いることができる。ここでいうポリマーアロイとは高分子多成分系のことで、共重合によるブロックコポリマーや、混合などによるポリマーブレンドである。

【0032】

振動の測定方法は特に限定されないが、変位を直接測定する方法では、接触式ではトランス方式、スケール方式の振動測定器などを適宜用いることができ、非接触式では光学式、渦電流式、超音波式、レーザーフォーカス式の振動測定器などを適宜用いることができる。また、圧電式の加速度センサを用いて測定した加速度から変位を演算する方法も適宜用いることができる。この内、ローラーやウェブへの傷の発生の無い非接触式であり、かつ焦点距離が長く、精度の高いレーザーフォーカス式の変位計を好ましく用いることができる。

【0033】

ここで、ローラーが回転した際に発生する高調波について説明する。長尺のローラーが回転すると、ローラーを構成する芯金、被覆、軸などの加工精度や組立精度からなるアンバランス成分や、軸受け、アーム、シリンダーなどのローラーを支持する部品やモーター、べルト、カップリングなどのローラーを駆動する機器から伝達される振動によって、ローラーが１回転する間にその整数倍の周波数の振動が発生することが知られており、この整数倍の振動成分を高調波と呼ぶ。図３に一般的なウェブの搬送装置に発生する高調波の概念図を示す。図３に示すように、振動成分は回転周波数の強度が最も強く、高調波は次数が上がるほど強度が弱まる特徴がある。

【0034】

ここで、多角形化現象について説明する。搬送系に高調波共振が発生することで、ゴムローラーや金属ローラー、糸玉などの回転体の表面に正弦的に一定周期で変形や摩耗が発生する多角形化現象が発生することが知られている。製紙業界では抄紙工程のプレスローラー、製鉄業界では圧延工程のプレートの形状不良を矯正するホットレベラローラー、製糸業界では巻取工程で巻き取った糸玉、フィルム製膜業界ではコロナ処理工程のニップローラーなどが知られている。多角形化現象で発生する表面起伏の数を本発明では便宜上角数と呼ぶ。また、多角形化現象の角数は搬送系によって異なり、例えば、製紙業界の抄紙工程のプレスローラーは６～９角形、製鉄業界の圧延工程のホットレベラローラーは３５～６０角形、製糸業界の糸玉では２～３角形、フィルム製膜業界のニップローラーは６～１３角形化が報告されている。これら多角形化現象の角数は、加振源となった回転体の高調波の次数と一致する。

【0035】

ここで、一般的な２本のローラーからなるウェブの搬送装置に発生する振動モードと次数について説明する。ニップローラーと受けローラーからなるウェブの搬送装置では大きく４つの振動モードが発現する。
１つ目は、図４に示すように、ニップローラー単体に振動が発生する振動モードである。
２つ目は、図５に示すように、受けローラー単体に振動が発生する振動モードである。
３つ目は、図６に示すように、２本のローラー両方が同時に振動し、かつ同じ方向に振動する、ニップ系同位相の振動モードである。
４つ目は、図７に示すように、２本のローラー両方が同時に振動し、かつ互いに反対方向に振動する、ニップ系逆位相の振動モードである。

【0036】

さらに、各振動モードには次数が存在する。振動モードの次数とは、両端固定端の場合は両端を節とした振動を１次とし、節が１つ増える毎に１つずつ上昇する振動の状態を示す。なお、図４～図７の次数は１次に該当する。また、参考として図８、図９にニップローラー１単体に２次、３次の振動モードが発生した際の概念図をそれぞれ示す。

【0037】

ここで、一般的なウェブの搬送装置に発生し得る共振について説明する。一般に共振とは、振動の発生源である加振源と、物体の固有振動数が一致、もしくは近づいた際に振動が増大する現象のことをいう。ニップローラーと受けローラーを有するウェブの搬送系の場合、図１０に示すように、加振源はニップローラーの回転周波数とその高調波や、受けローラーの回転周波数とその高調波が該当する。また固有振動数は、ニップローラー単体の各次数の振動モードの固有振動数、受けローラー単体の各次数の振動モードの固有振動数、ニップ系同位相の各次数の振動モードの固有振動数、ニップ系逆位相の各次数の振動モードの固有振動数が該当する。これら各加振源と各固有振動数のいずれかが一致、もしくは近づいた際に共振現象が発生する。従って、複数のローラーを有するウェブの搬送装置では加振源、固有振動数がそれぞれ複数存在するため共振が発生する可能性が高い。

【0038】

振動モードの判定方法は特に限定されないが、例えばニップローラーと受けローラーの２本のローラーからなる搬送系の場合、各測定位置でのローラーの振れの測定結果の情報を用い、図１１に示すフローチャートを用いて判定することができる。なお、図１１では４種類の振動モードについてそれぞれ２次の次数までの振動モードの判定フローを示す。

【0039】

ニップ系同位相の振動モードとニップ系逆位相の振動モードの判定方法は特に限定されないが、例えば以下の方法を用いることができる。まず、図１２のように測定した各ローラーの振動データを図１３、図１４に示すようにフーリエ変換を行い、周波数解析を行う。次に、図１５に示すように得られた周波数解析結果を比較し、各解析結果にて同一または近傍の周波数成分の存在有無を確認する。同一または近傍の周波数成分が無ければニップ系同位相もしくはニップ系逆位相の振動モードの共振の発生は無いと判断する。また、同一または近傍の周波数成分が存在した場合はニップ系同位相もしくはニップ系逆位相の振動モードの共振が発生したと判断し、図１６に示すように同一または近傍の各周波数成分のみ抽出し、逆フーリエ変換により振動データに再変換する。この時、ニップローラーと受けローラー両方に同一または近傍の周波数成分が複数存在した場合は、ニップローラーと受けローラーの周波数成分の差が最も小さいものを解析対象とする。得られた各ローラーの波形を比較し、図１７に示すようにニップローラーと受けローラーの波形の位相が同じであればニップ系同位相の振動モード、図１８に示すようにニップローラーと受けローラーの波形の位相が反対であればニップ系逆位相の振動モードと判定する。

【0040】

振動モードを特定する演算器２０は特に限定されないが、前述した通り測定した振動データに対して周波数解析を行い、得られた解析データを比較し、予め設定していた判定フローを基に振動モードを特定する機能を有する物を好ましく用いることができる。演算器２０のハードウェアは特に限定されないが、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、および各種のインターフェースを備える情報処理装置、または専用のハードウェアを用いることにより実現される。また、ローラーに設置した振動測定器１３から振動データの伝達ライン２１の通信の形態は、有線通信であっても無線通信であってもよい。

【0041】

ここで、特許文献１の技術を想定し、従来技術の振動検出技術で分かることを説明する。図１９に、従来技術の一実施形態として、ニップローラー１と受けローラー２を有するウェブの搬送装置に対してニップローラー１の長手方向中央に振動測定器１３を設置した概略側面図を示す。図１９では、振動の測定箇所であるニップローラー１の中央が振れる奇数次の振動モードでの共振を検出可能である。具体的には、ニップローラー１単体１次、３次、受けニップ系同位相１次、３次、ニップ系逆位相1次、３次などの振動モードである。また、受けローラー２単体１次や３次の振動モードにて共振が発生した際も、受けローラー２の振動がニップローラー１へ伝わり、ニップローラー１に設置した変位計にて共振を検出可能な場合もある。

【0042】

一方で図１９の場合、ニップローラー１の長手方向中央に変位が生じない偶数次の振動モードの共振は検出できない場合がある。具体的には、ニップローラー１単体２次、４次、受けローラー２単体２次、４次、ニップ系同位相２次、４次、ニップ系逆位相２次、４次などの振動モードである。これら偶数次の振動モードで共振が発生した際も多角形化現象は発生するため、奇数次の振動モードと同様に検出することが好ましい。

【0043】

ここで、図２０に、従来技術の一実施形態として図１９のウェブの搬送装置にてウェブの搬送速度がＡｍ／分の際にニップローラーの６倍高調波を加振源とし、いずれか１つの振動モードの固有振動数と共振し、その後ウェブの搬送速度をＡｍ／分からＢｍ／分へ変更することで共振の回避を図った概念図を示す。図２０に示すように、ニップローラーと受けローラーの回転周波数とその高調波はウェブの搬送速度に比例して大きくなるが、固有振動数はウェブの搬送速度に依存性が無く一定値である。ニップローラーのみ長手方向中央の変位を測定した場合、共振１０１にて奇数次の振動モードで共振が発生したことは分かるが、どの振動モードで共振が発生したかは判別不能である。また、共振を検知し、ウェブの搬送速度をＡｍ／分からＢｍ／分へ変更することで共振１０１の回避を行う場合、回避先のＢｍ／分の条件でも共振１０２を回避する必要がある。仮にウェブの搬送速度がＢｍ／分にてニップ系逆位相２次の振動モードの共振が発生した場合、変位の測定箇所であるローラーの中央部は振れないため、共振の発生を検出できず、多角形化現象の発生へつながってしまう。

【0044】

また、図２１では、従来技術の別の一実施形態として図１９のウェブの搬送装置にてウェブの搬送速度がＡｍ／分の際にニップローラーの６倍高調波を加振源とし、いずれか１つの振動モードの固有振動数と共振し、その後搬送系の固有振動数を制御することで共振１０１を回避しようとした概念図を示す。こちらの場合も共振１０１の回避先の条件でも再度共振が発生する可能性がある。ここで、固有振動数を制御後、ニップローラーの８倍高調波を加振源とし、奇数次の振動モードの共振１０３を検知したとする。この場合、仮に共振１０３がニップ系同位相の振動モードであった場合は振動が増大してもローラーの多角形化現象には至らないため、共振１０３を回避する必要は無い。一方で、従来技術のようにニップローラーのみ長手方向中央の変位を測定した場合、振動モードの判別が不能であり、回避すべきか否かの判断ができない。さらに、固有振動数や速度の変更で共振１０３を回避した場合も回避先の条件にて新たに共振が発生する可能性がある。

【0045】

また、従来技術のように単にローラー中央部の振動を測定するだけで振動モードを特定しない場合、特にローラーの表層や被覆の研磨、巻き替え直後などで使用日数が浅い場合、奇数次の振動モードで共振が発生したとしても振動が小さく、共振を検知できない可能性がある。図２２に巻き替え直後のゴムが被覆されたニップローラーを有する一般的なウェブの搬送装置において、ニップローラーの６倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相１次の振動モードの高調波共振が発生している状態で、ニップローラーの長手方向中央の振動を測定し周波数解析を行った概念図を示す。図２２に示すように、ニップ系逆位相の振動モードの共振が発生していたとしても、使用日数が浅い場合は加振源の高調波の周波数の強度は他の高調波の強度と比較して突出していなく、高調波共振の発生を検知できない場合がある。

【0046】

高調波共振が長期間に渡り発生し、ローラーの多角形化現象が発生した後は振動が増大するため共振の検知が容易となるが、ひとたびローラーの多角形化現象が発生した後は、ローラー表層の表面起伏が不可逆に顕著化の一途を辿るため、多角形化現象の発生につながる振動モードでの共振現象の発生を早期に発見する必要がある。

【0047】

本発明者らは、前述した４種の振動モード、各次数の内、ニップ系逆位相１次の振動モードにて高調波共振が発生した際、最も早期に多角形化現象が発生することを見出した。

【0048】

ニップ系逆位相１次の振動モードは、図７に示すように２本のローラーが軸の支持位置を変位の無い節として、ローラーの面長部が互いに反対方向に弓なりに振動する振動モードである。４種の振動モード、各次数の振動モードからニップ系逆位相１次の振動モードを特定するためには、最も変位の大きくなる、各ローラーの長手方向中央の振動を少なくとも測定すれば良い。

【0049】

上記知見を基に鋭意検討した結果、図２３や図２４に示すように、ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーのそれぞれ表面の長手方向中央の位置を測定する振動測定器１３を備え、測定した振動データを演算することでニップ系逆位相１次の振動モードの早期発見が可能となることが判明した。

【0050】

また、２本のローラーのそれぞれ長手方向中央の位置にのみ振動測定器１３を備える場合、ニップ系逆位相３次の振動モード、ニップ系逆位相５次の振動モードなど、ニップ系逆位相の奇数次の振動モードの共振も区別なく検出してしまうが、最も多角形化現象に影響するニップ系逆位相１次の振動モードを漏らすことなく検出できるため大きな効果が期待できる。また、振動測定器１３の設置数には特に制限はないため、ローラーの長手方向に振動測定器１３を別途追加することで３次以上の振動モードも正確に特定可能となる。

【0051】

また、本発明者らは、ニップ系逆位相２次の振動モードでの高調波共振が２番目に発生しやすいことも見出した。

【0052】

ニップ系逆位相２次の振動モードは、図２５に示すように２本のローラーが軸の支持位置と各ローラーの長手方向中央を変位の無い節として、ローラーが互いに反対方向に振動する振動モードである。ニップ系逆位相２次の振動モードは、ローラーの端部から長手方向の長さに対して１／４、３／４の位置近傍の変位が最大となり、かつ長手方向中央は変位しないことから、各ローラーにおいて少なくとも一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２、３／４の位置を測定すれば良い。

【0053】

上記知見を基に鋭意検討した結果、図２６に示すように、ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーの、それぞれ表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２、３／４の位置を測定する振動測定器１３を備え、測定した振動データを演算することでニップ系逆位相２次の振動モードの早期発見も可能となることが判明した。なお、図２６に示すように、本願において「ローラーの端部」とは、ローラー軸の端部のことである。

【0054】

また、ニップ系逆位相２次の振動モードの以降に高調波共振の発生しやすい振動モードはニップ系逆位相３次、ニップ系逆位相４次、ニップ系逆位相５次と順番に続く。前述のとおり、振動測定器１３の設置数に制限は無く、ニップ系逆位相３次以上の振動モードを検出するために、より多くの振動測定器１３を備えていてもよい。

【0055】

ここで、図２６に示すニップローラー１と受けローラー２を有するウェブの搬送装置に対して本発明の技術を適用した場合を考える。図２７に、本発明の一実施形態として、図２６のウェブの搬送装置にてウェブの搬送速度がＡｍ／分の際にニップローラー１の６倍高調波を加振源としてニップ系逆位相１次の振動モードの共振が発生し、その後ウェブの搬送速度をＡｍ／分からＢｍ／分へ変更することで共振１０１の回避を図った概念図を示す。本技術を適用することで共振発生時の振動モードの特定が可能となり、ウェブの搬送速度Ａｍ／分にて多角形化現象へつながるニップ系逆位相１次の振動モードの共振１０１が発生したことが分かる。また、共振１０１の回避先である、ウェブの搬送速度Ｂｍ／分にて新たにニップ系逆位相２次の振動モードの共振１０２が発生することも検出可能となり、共振１０２も回避する必要があると判断することができる。

【0056】

また、図２８に、本発明の一実施形態として、図２６のウェブの搬送装置にてウェブの搬送速度がＡｍ／分の際にニップローラー１の６倍高調波を加振源とし、いずれか１つの振動モードの固有振動数と共振し、その後搬送系の固有振動数を制御することで共振１０１の回避を図った概念図を示す。本技術を適用することで、固有振動数の制御前はニップ系逆位相１次の振動モードの共振１０１が発生したことが分かる。また、固有振動数の制御後は、共振１０３は発生しているものの、振動モードはニップ系同位相１次であり、多角形化につながらない振動モードであることが分かるようになる。

【0057】

さらに、振動モードを特定することで、ローラーの表面や被覆が、新品状態や研磨、巻き替え直後など使用日数が浅く、加振源となるローラーの高調波の振動成分が微弱な場合でも高調波共振の検出が可能となる。

【0058】

また、図２９に示すように、１本の受けローラー２に対して２本以上のニップローラー１を用いてウェブを挟持し搬送するウェブの搬送装置の場合は、受けローラー２とニップローラー１、受けローラー１と２本目のニップローラー１５との間でそれぞれ高調波共振が発生する。従って、２本以上のニップローラー１を用いてウェブを挟持し搬送するウェブの搬送装置の場合も同様に、ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーのそれぞれ表面の長手方向中央の位置を測定する振動測定器１３を備え、測定した振動データを演算することでニップ系逆位相１次の振動モードの早期発見が可能となる。また、ニップ系逆位相３次の振動モード、ニップ系逆位相５次の振動モードなど、ニップ系逆位相の奇数次の振動モードの共振も区別なく検出してしまうが、最も多角形化現象に影響するニップ系逆位相１次の振動モードを漏らすことなく検出できるため大きな効果が期待できる。また、振動測定器１３の設置数には特に制限はないため、ローラーの長手方向に振動測定器１３を別途追加することで３次以上の振動モードも正確に特定可能となる。

【0059】

また、２本以上のニップローラーを用いる場合、ウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーのそれぞれ表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２、３／４の位置を測定する振動測定器１３を備え、測定した振動データを演算することでニップ系逆位相２次の振動モードの早期発見も可能となる。なお、ニップ系逆位相２次の振動モードの以降に高調波共振の発生しやすい振動モードはニップ系逆位相３次、ニップ系逆位相４次、ニップ系逆位相５次と順番に続く。前述のとおり、振動測定器１３の設置数に制限は無く、ニップ系逆位相３次以上の振動モードを検出するために、より多くの振動測定器１３を備えていてもよい。

【0060】

また、図３０のようにニップローラー１の後方からニップローラー１を支持するバックアップローラー１６を用いてウェブを挟持し搬送するウェブの搬送装置の場合は、ニップローラー１とバックアップローラー１６との間でも高調波共振が発生する。従って、ウェブを挟持せずに接触する２本のローラーの、それぞれの表面の、長手方向中央の位置を測定する振動測定器１３を備え、測定した振動データを演算することでニップ系逆位相１次の振動モードの早期発見が可能となる。また、ニップ系逆位相３次の振動モード、ニップ系逆位相５次の振動モードなど、ニップ系逆位相の奇数次の振動モードの共振も区別なく検出してしまうが、いずれの次数においても多角形化現象は発生するため検出による不都合は特にない。また、振動測定器１３の設置数には特に制限はないため、ローラーの長手方向に振動測定器１３を別途追加することで３次以上の振動モードも正確に特定可能となる。

【0061】

また、バックアップローラーを用いる場合、ウェブを挟持せずに接触する２本のローラーのそれぞれの表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２、３／４の位置を測定する振動測定器１３を備え、測定した振動データを演算することでニップ系逆位相２次の振動モードの早期発見が可能となる。なお、ニップ系逆位相２次の振動モードの以降に高調波共振の発生しやすい振動モードはニップ系逆位相３次、ニップ系逆位相４次、ニップ系逆位相５次と順番に続く。前述のとおり、振動測定器１３の設置数に制限は無く、ニップ系逆位相３次以上の振動モードを検出するために、より多くの振動測定器１３を備えていてもよい。

【0062】

また、図３１のようにニップローラー１やバックアップローラーが組み合わされている場合も、上記手法を用いてウェブを挟持しながら搬送する２本のローラーや、ウェブを挟持せずに接触する２本のローラーの、ニップ系逆位相１次、ニップ系逆位相２次の振動モードの早期発見が可能である。

【0063】

また、上記手法を用いて振動モードを特定した後、搬送系の固有振動数を変化させることで高調波共振の回避が可能となり、さらに好ましい。搬送系の固有振動数の変化手段としては、ローラーを通水構造として液体の供給量を変えてローラーの重量を変化させる方法、ローラーの温度を変える方法、ローラーの軸部へ錘の取り付け、取り外しをすることでローラーの重量を変える方法、アームやフレームの剛性を調整可能な機構にして支持剛性を変える方法、ローラーの支持位置を変更して支点間距離を変える方法、ニップローラーの押圧力を調整しゴムのつぶれ量を制御する方法などを好ましく用いることができる。この内、大がかりな設備変更が無く、かつ運転中に容易に調整可能である、ニップローラーの押圧力の調整でゴムのつぶれ量を制御する方法を好ましく用いることができる。さらに、面圧の調整による面圧分布の悪化を防ぐため、二重管構造を有し中央で押圧する構造のローラーを好ましく用いることができる。

【0064】

また、搬送系の固有振動数の変化量には少し注意が必要となる。図３２に一般的なウェブの搬送装置に発生する回転周波数と高調波を速度と周波数との関係で示す概念図を示す。 図３２に示すように、ウェブの搬送速度が一定である場合、搬送装置を構成するいずれか１本のローラーの高調波は一定の間隔で存在する。仮に搬送系の固有振動数をω_ＥＱＨｚ、搬送装置を構成するいずれか１本のローラーの回転周波数をωＨｚとすると、ω_ＥＱ／ω＝Ｎ（Ｎは自然数）となる条件で高調波共振現象が発生する。高調波共振の発生後、搬送系の固有振動数を変化させて共振を回避する場合、ローラーの回転周波数ωＨｚと同じ周波数だけ上昇させると（ω_ＥＱ＋ω）／ω＝Ｎ＋１＝自然数となり、回避先でも高調波共振が発生してしまう。また同様に、高調波共振の発生後、搬送系の固有振動数をローラーの回転周波数ωＨｚ下げても（ω_ＥＱ－ω）／ω＝Ｎ－１＝自然数となり、やはり高調波共振が発生する。そこで、搬送系の固有振動数を制御し共振を回避するためには、搬送系の固有振動数を、高調波の間隔ωに一致しない回転周波数の分だけずらす必要がある。その際、搬送系の固有振動数がω_ＥＱ－ω、ω_ＥＱ、ω_ＥＱ＋ωからできるだけ離れた値になることが好ましいので、ωの半分の値であるω／２Ｈｚずらすことが好ましい。この時、搬送系の固有振動数をω／２Ｈｚ上げても良いし、ω／２Ｈｚ下げても良い。

【実施例】

【0065】

以下、実施例を示して具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら制限されるものではない。また、各測定方法、評価方法を以下に示す。

【0066】

［振動の測定方法］
株式会社キーエンスのマルチカラーレーザ同軸変位計ＣＬ－３０５０を用い、ローラー表面の振動を常時測定した。サンプリング周波数は１ｍｓｅｃとした。測定データの内、最新１分間分のデータを解析対象とし、波形の最大値から最小値を引いたものを振幅とした。

【0067】

［共振の発生有無、同位相、逆位相の判定方法］
受けローラーとニップローラーの２本のローラーからなる搬送系を例に説明する。まず、図１２のように測定した各ローラーの振動データを図１３、図１４に示すように周波数解析を行う。次に、図１５に示すように得られた周波数解析結果を比較し、各解析結果にて０．５Ｈｚ以内の周波数成分の存在有無を確認する。ここで、０．５Ｈｚ以内の周波数成分が無ければ共振の発生は無いと判断した。また、０．５Ｈｚ以内の周波数成分が存在した場合は共振が発生したと判断し、図１６に示すように０．５Ｈｚ以内の各周波数成分のみ抽出し、逆フーリエ変換により振動データに再変換する。ここで、得られた各ローラーの波形を比較し、図１７に示すようにニップローラーと受けローラーの波形の位相が同じであれば同位相の振動モード、図１８ニップローラーと受けローラーの波形の位相が反対であれば逆位相の振動モードと判定した。

【0068】

［振動モードの判定方法］
図１１に示すフローチャートを基に振動モードを判定した。

【0069】

［テスト終了の判断］
上記振動の振幅の測定にて、いずれかのレーザー変位計の振幅が２００μｍ以上となるか、３６５日経過するまで搬送テストを行った。

【0070】

［表面形状測定方法］
まず、株式会社キーエンスのレーザー変位計ＬＫ－５００を用い、ローラーを１ｍ／分の速度にて回転させた状態でローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２および３／４の位置の表面形状を測定した。

【0071】

［多角形化の角数の特定方法］
表面形状測定にて得られたデータを周波数解析し、ローラーの回転周波数を除いて存在するピークの周波数を、ローラーの回転周波数で割った値に対して最も近い自然数を多角形化の角数とした。

【0072】

［実施例１］
図３３に示すようなニップローラー、受けローラーを有する搬送装置を用いた。ニップローラーは二重管構造であり、直径はφ３３０ｍｍ、面長は７０００ｍｍである。また、ニップローラーは表層に硬度５０ＨｓＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１－１９９５）のＥＰＤＭのゴム層を有する。また、受けローラーの直径はφ４００ｍｍ、面長は７０００ｍｍである。受けローラーは表層に硬度７０ＨｓＪＩＳ Ａ（ＪＩＳ Ｋ ６３０１－１９９５）のＥＰＤＭのゴム層を有する。上記ウェブの搬送装置を用いて、平均厚み５μｍ、幅６０００ｍｍのポリプロピレンフィルムを挟持し、抱き角１８０度にて２００ｍ／分の速度で搬送した。フィルムを挟持する面圧は４００Ｎ／ｍとした。また、ニップ系逆位相１次、２次の振動モード検出用に、各ローラーのそれぞれ表面の、ローラーの一方の端部から長手方向長さに対して１／４、１／２および３／４の位置に振動測定器を配置した。

【0073】

［実施例２］
二重管構造であり、直径φ３４５ｍｍ、面長７０００ｍｍのニップローラーを用いた以外は、実施例１と同様にしてウェブを搬送した。ローラーが変わることにより、搬送系の各固有振動数が実施例１から変化する。

【0074】

［比較例１］
ニップローラーの長手方向長さに対して１／２の位置にのみ振動測定器を配置した以外は、実施例１と同様にしてウェブを搬送した。

【0075】

［比較例２］
ニップローラーの長手方向長さに対して１／２の位置にのみ振動測定器を配置した以外は、実施例２と同様にしてウェブを搬送した。

【0076】

実施例、比較例の結果を表１に示す。

【0077】

【表1】

【0078】

比較例１の速度と周波数の関係図を図３４に示す。比較例１では、テスト開始から１８０日後にニップローラー長手方向中央の振幅が１００μｍを超え、振動モードは不明であるが、ニップローラーの６倍高調波を加振源とする共振１０４の発生が示唆された。そこで、共振１０４を回避すべく、ウェブの搬送速度を２００ｍ／分から２５０ｍ／分へと変更した。しかし、条件変更後も振動は低減されず、テスト開始から２００日後にニップローラー長手方向中央の振幅は２００μｍを超え、テストを中断した。ニップローラーの表面形状を測定した結果、６角形化していた。

【0079】

実施例１の速度と周波数の関係図を図３５に示す。実施例１では、テスト開始直後から、搬送系がニップローラーの６倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相１次の振動モードで共振１０４が発生していることが分かった。そこで、共振１０４を回避すべく、ウェブの搬送速度を２００ｍ／分から２５０ｍ／分へと変更した。しかし、ウェブの搬送速度２５０ｍ／分では新たにニップローラーの７倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相２次の振動モードで共振１０５が発生したことが分かった。そこで、共振１０５も回避すべく、ウェブの搬送速度を２５０ｍ／分から２７０ｍ／分へと変更した。ウェブの搬送速度２７０ｍ／分では共振が観測されず、テスト開始から３６５日経過してもどの振動測定器の振幅も２００μｍを超えなかった。テスト終了後、ニップローラーの表面形状を測定したが、多角形化現象は発生していなかった。

【0080】

比較例２の速度と周波数の関係図を図３６に示す。比較例２では、テスト開始から２５０日を経過してもニップローラー長手方向中央の振幅が１００μｍを超えなかったが、搬送装置から異音が発生し、テストを急遽停止した。ニップローラーの表面形状を測定した結果７角形化しており、共振していたことが発覚した。

【0081】

実施例２の速度と周波数の関係図を図３７に示す。実施例２では、テスト開始直後から、搬送系がニップローラーの７倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相２次の振動モードで共振１０６が発生していることが分かった。そこで、共振１０６を回避すべく、フィルムを挟持する面圧を４００Ｎ／ｍから４５０Ｎ／ｍへと変更した。条件変更後は新たにニップ系同位相１次の振動モードで共振１０７が発生していることが分かったが、多角形化現象へ発展しない振動モードであり、そのまま運転を続けた。テスト開始から３６５日経過してもどの振動測定器の振幅も２００μｍを超えなかった。テスト終了後、ニップローラーの表面形状を測定したが、多角形化現象は発生していなかった。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明は、フィルム製膜装置のニップローラーに限らず、製紙装置のプレスローラーや製鉄装置の圧延ローラーなどにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。

【符号の説明】

【0083】

１ ：ニップローラー
２ ：受けローラー
３ ：ローラーのゴム層
４ ：シリンダー
５ ：アーム
６ ：ウェブ
７ ：軸受け
１０ ：ウェブやゴム層などの弾性体をバネと見立て、ローラー同士を接続するバネ
１１ ：ニップローラー１の変位
１１´：ニップローラー１の変位１１に対して半周期後の変位
１２ ：受けローラー２の変位
１２´：受けローラー２の変位１２に対して半周期後の変位
１３ ：振動測定器
１４ ：レーザー光
１５ ：２つ目のニップローラー
１６ ：バックアップローラー
２０ ：演算器
２１ ：振動データの伝達ライン
１０１：ニップローラーの６倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相１次の振動モードで振動する共振
１０２：受けローラーの１０倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相２次の振動モードで振動する共振
１０３：ニップローラーの８倍高調波を加振源とし、ニップ系同位相１次の振動モードで振動する共振
１０４：ニップローラーの６倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相１次の振動モードで振動する共振
１０５：ニップローラーの７倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相２次の振動モードで振動する共振
１０６：ニップローラーの７倍高調波を加振源とし、ニップ系逆位相２次の振動モードで振動する共振
１０７：ニップローラーの９倍高調波を加振源とし、ニップ系同位相１次の振動モードで振動する共振

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】