JP2002505992A - ロールスタンドに関連する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、入力シャフト（３４）と、少なくとも１つの出力シャフト（２２）と、前記入力シャフトに接続され該シャフトを駆動する少なくとも１つのモータ（２６）とから構成される駆動アセンブリに関する。本発明は、モータの回転方向に応じて、同一回転方向のままで、出力シャフト上に２つのギヤ変速を行わせることに特徴がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は、入力シャフト、少なくとも１以上の出力シャフト、前記入力シャフ
トを駆動するために前記入力シャフトに接続されたモータからなるドライブアセ
ンブリに関する。

【０００２】 背景技術 たとえば回転印刷機の如きウェブタイプの材料を取り扱う機械においては、印
刷用紙はロールスタンドに装着されたペーパロールから連続的に巻き戻される。
ロールスタンドは少なくとも２つのペーパロールを保持する何らかの装置をもつ
。 ロールスタンドには、ロールの交換に関連して、新しいロールの回転速度を、
静止状態から現在巻き戻されているペーパロールウェブのウェブ速度に対応する
所要の周速度まで、急速に増加させるために、ほとんどの場合何らかのタイプの
ドライブアセンブリが装着されている。ロールスタンドにはさらにウェブ速度と
ウェブの張力を制御するための制動機構が装着される。ペーパウェブのウェブ張
力を調節するために、振り子ローラの如き他の装置も装着される。

【０００３】 大型のペーパロールに対しては所要の回転速度に到達させるため、特に短時間
で立ち上げることが要請されるが故に、大きいトルクが必要となる。あるロール
スタンドではペーパロールの周辺部にこれを駆動するローラまたは駆動ベルトが
装着されている。この場合にはペーパロールの一番外側の用紙が破損される危険
を伴うという問題がある。ペーパロールの一番外側の用紙には、さらに、新しい
ロールのペーパウェブの先導端を先行ロールのペーパウェブ末端に接続するため
の帯状の接着テープが施されている。駆動ローラまたは駆動ベルトが用いられて
いる場合、ペーパウェブの全幅に跨って接着テープを展張することは不可能であ
るが、このことはペーパウェブ間の接着性を弱めるおそれがあることを示してい
る。

【０００４】 ペーパロールがほとんど巻き戻された時点で、別の問題が起こる。ウェブの速
度、従って、ロールの周辺における速度が一定のため、直径が減少してくると回
転速度が劇的に増加する。保持装置とこれに接続した動力伝達装置の慣性モーメ
ント、ならびにこれらの回転速度の増加は、より大きいトルクを必要とさせる。
このトルクの必要量は、一部はプリセットしてあるウェブに張力を与える、制動
モーメントからも加えられる。他から力が付け加えられない限り、ウェブの張力
はトルクの必要量が増すと増大する。これに加えて、最近の印刷機械はよい印刷
の品質を維持し用紙の破損や類似の現象を防ぐために、ウェブの張力を低くかつ
一定の水準に保持しようとする一般的傾向がある。この問題は、現今のウェブ速
度増加の要請によっても強調される。この問題に対処するためにはペーパロール
に対してさらにトルクを付加していく必要がある。このような事情におけるトル
クの必要量は新しいロールの立ち上げの場合ほどではないが、逆に、立ち上げよ
りもかなり多くの技術革新を必要とする部分である。

【０００５】 ロールスタンド以外にも、異なる操業条件下で、同一回転方向のままで２つの
異なるギヤ変速を必要とする装置もある。

【０００６】 発明の開示 本発明の目的は、上記の一連の問題を解決することにある。本発明によれば、
上述の装置、すなわちモータの回転方向に応じて、同一回転方向のままで、出力
シャフト上に２つのギヤ変速を行わせることを特徴とする動力伝達装置によって
達成される。

【０００７】 本発明はまた一方では、動力伝達装置がモータの回転を保持機構へ伝えるのに
２つの動力伝達経路を持っていて、回転方向を変えるための異なる数の素子を持
ち、それぞれの動力伝達経路ごとにフリーホイル・ハブを組み込んでおり、この
フリーホイル・ハブは出力シャフトの回転方向が対応する動力伝達経路のトラン
スミッションの回転方向と一致するときはロックされて回転を伝え、出力シャフ
トの回転方向とトランスミッションの回転方向が一致しない場合には切り離すよ
うに設計されていることを特徴としている。

【０００８】 本発明の構造によりいくつかの利点が得られる。作業の条件に従って、比較的
大きいトルク、たとえば、出力シャフトに大きい慣性モーメントがかかるが回転
速度はあまり大きくないという装置の立ち上げ時点にも、比較的早い回転速度、
たとえば連続作業中とかロールがかなり巻き戻された状態でロールスタンドから
用紙を巻き戻す時に必要となる出力の増加時点にも、モータから出力シャフトに
動力を伝えることが出来る。さらに本装置はモータが入力シャフトを駆動してい
ない場合に出力シャフトの自由な回転を許容する。

【０００９】 ２つの伝達経路をもつ動力伝達装置の構造により、単一のモータによって低回
転数大トルクも高回転数小トルクも扱うことが可能である。

【００１０】 その上、回転方向を変えるための異なる数の素子とフリーホイル・ハブを用い
ることによって、２系列の動力伝達経路を介しての動力伝達が、単にモータの回
転方向を変えるだけで容易に達成される。

【００１１】 本発明の上述の特徴およびその他の特徴ならびに利点は実施例の詳細な記述お
よび特許請求の範囲から明らかとなろう。

【００１２】 発明を実施するための最良の形態 本発明が使われているロールスタンドは、図１において参照番号１０で表示さ
れている。このロールスタンドは、図示した具体例では、片方が図１に図示され
た２つの側板１４のベアリングで水平シャフト１５の周りに回転できるように軸
受けされた、フレーム１２で構成されている。２つのロール保持アーム１６がフ
レームの両側に設置されている。これらはフレーム上で水平方向に移動出来るこ
とが好ましい。ペーパロール１８はそれぞれ一対のロール保持アームの間に取り
付けられる。ロール保持アーム１６は、ベアリング２４で回転できるように軸受
けされたシャフト２２、以下保持装置用シャフトと記す、の上に設置された保持
装置２０を備えている。保持装置は、図示した具体例では、ペーパロールが巻き
付けられたコアの端部と噛み合うようなチャックとなっている。モータ２６がそ
れぞれ一対のロール保持アームの片側に取り付けられている（図２）。

【００１３】 ロールスタンドには、モータから保持装置用シャフトへの動力伝達機構２７が
装着されている。動力伝達機構の構成素子を以下に示す。ベルト・ホイール２８
およびこれに嵌合する歯付ベルト３０が出力モータ軸上に装着される。歯付ベル
トはシャフト３４、以下入力シャフトと称する、の端部に取り付けられた第２の
ベルト・ホイール３２の周りを走行するが、この入力シャフトは保持装置のシャ
フト２２に隣接してこれと平行に設置されている。入力シャフト３４は、ベアリ
ング３６で回転できるように軸受けされている。

【００１４】 第１の歯車３８はシャフトのベルト・ホイールと一緒に端部に近接して、第 ２の歯車４０はシャフトの端部から離れたところで入力シャフト３４に装着され
る。第１の歯車３８は第３の歯車４２と噛み合っている（図４）。第３の歯車４
２は保持装置用シャフト２２にベアリング４４によって回転出来るように装着さ
れている。第３の歯車と保持装置用シャフトの間にフリーホイル・ハブ４６があ
り、このフリーホイル・ハブは正規の巻き戻しの時点で、保持装置用シャフトの
回転方向と歯車が同一方向に回転しているときは、第３の歯車を保持装置用シャ
フト２２にロックし、第３の歯車が反対方向に回転しているか静止の状態の場合
には切り離す。第１の歯車３８は第３の歯車４２の径よりかなり小さい径となっ
ていて、低速ギヤ変換が得られるようになっている。

【００１５】 入力シャフト３４に装着されている第２の歯車４０は、第４の歯車４８（図３
および図５）と噛み合っていて、この第４の歯車はベアリング５０によって回転
出来るようにシャフト５２、以下中間シャフトと称する、に装着されている。第
４の歯車４８は、順に、第５の歯車５４と噛み合っている。第５の歯車５４はベ
アリング５６によって回転出来るように保持装置用シャフト２２に装着されてい
る。フリーホイル・ハブ５８は、第５の歯車と保持装置用シャフトの間に装着さ
れていて、このフリーホイル・ハブは用紙がペーパロールから巻き戻されていて
、保持装置用シャフトの回転方向と歯車が同一方向に回転しているときは、第５
の歯車を保持装置用シャフト２２にロックし、第５の歯車が反対方向に回転して
いるか静止の状態の場合には切り離す。第２の歯車４０は第４の歯車４８の径よ
りもかなり大きい径を持ち、第４および第５の歯車はほぼ同じ径なので、より高
速のギヤ変換が得られるようになっている。動力伝達機構全体は保護ケーシング
の中に組み込まれていることが好ましい。

【００１６】 一般の型のブレーキ６０については細かい記載はしないが、保持装置２０の反
対側の端部の保持装置用シャフト２２の上に装着されている。装置には操作およ
び制御用機器、およびモータ、ブレーキ、ペーパロールの回転数、ウェブ張力等
の操作および制御用のトランスミッタ等も設置されているが図示していない。

【００１７】 装置は以下に従って運転することを意図している。ペーパロール１８は、保持
機構２０がロールの中心部に組み込まれた状態で、ロール保持アーム１６の間に
装着される。ペーパウェブ８０は巻き戻されているロール、すなわち図１の右側
のロールでは、別のガイドと張力制御ローラ８２を経由して次の処理工程に導か
れ、この際ロールは図において反時計回りに回転している。ロールは初めは重く
従って大きい慣性モーメントを持っているので、第１勤務番が装置を立ち上げる
時に所要のウェブ速度まで急速に加速したり、また特にロールの交換時に新しい
ロールをウェブ速度と同一の周辺速度まで急速に到達させるためには、補助動力
が必要である。図７は本発明に関わる装置がペーパロールの加速に関連してどの
ように機能するかを示している。

【００１８】 モータ２６は一定の方向に、すなわち図７では時計回りに回転するように、電
力が供給されている。回転はベルト動力伝達装置２８−３２によって入力シャフ
ト３４に伝えられるが、ここではギヤ変換によって入力シャフトはモータよりも
ゆっくり回転するようになっている。入力シャフトの回転は、第１に３８の、第
２に４０の歯車を回転させる。第１の歯車３８の回転は、保持装置用シャフト２
２上の第３の歯車４２に伝達される。 第３の歯車４２が保持装置用シャフトの 巻き戻し方向と同一の回転方向に回転する事によってフリーホイル・ハブがロッ
クし確実な連結が確立される。第２の歯車４０の回転は、第４の歯車４８を介し
て第５の歯車５４に伝達されるが、これは保持装置用シャフト２２と反対方向に
回転するのでこの際このフリーホイル・ハブ５８は切り離され、その結果保持装
置用シャフトの回転に影響を与えない。

【００１９】 その結果、モータからのトルクは保持装置用シャフトへ矢印VIIで示された経 路に沿って伝達される。第１の歯車３８の径が第３の歯車４２の径よりかなり小
さい径であるために、回転速度が低速ギヤ側に変換され、保持装置用シャフト２
２と同時にペーパロールに対してもモータ対比でトルクを増加させる。ロールの
慣性モーメントに打ち勝ちロールの回転を急速に増大させるためには大きいトル
クが必要となる。同時にこの時点では、回転速度は、ある特定のウェブ速度に対
して特に高い必要がない。

【００２０】 新しいロールがモータおよび動力伝達装置によって適正な回転速度まで加速さ
れ、ロールの先導端が巻き戻されているペーパ・ウェブに接着されると、ロール
の交換が行われる。引き続く巻き戻しは、新しいロールの保持装置から引き出さ
れるペーパ・ウェブ、およびブレーキによって制御されるウェブ張力が担う。こ
こでモータのスイッチが切られる（図８）。この状態においては保持装置用シャ
フトが歯車より早く回転し、保持装置用シャフト２２が自由回転しているので両
方のフリーホイル・ハブ４６、５８は切り離されている。ロールの回転速度とウ
ェブ張力はブレーキ６０を通して引き続き制御され調整される。

【００２１】 ロールの直径が減少するとトルクの付加が必要になる場合がある。ペーパロー
ル巻き戻しの最終段階ではウェブ速度、従ってロールの周辺速度が一定のままで
、ロールの直径が大きく減少するのでかなりの速度の増加が起こる。この加速は
保持装置、動力伝達装置およびブレーキの慣性モーメントと併せて、実用上無限
大に出来ないウェブの張力を、過大にせずに巻き戻すための必要な動力を増大さ
せる。このような状況においては、モータ２６にロールの加速と反対の方向、す
なわち図９では反時計回りに回転させる電力が供給される。前述と同様、回転は
入力シャフト２２から第１の歯車３８、第２の歯車４０に伝えられる。第３の歯
車４２と保持装置用シャフト２２の間にあるフリーホイル・ハブ４６は、回転の
方向が逆のために切り離されるが、第５の歯車５４と保持装置用シャフト２２の
間にあるフリーホイル・ハブ５８は連結される。その結果動力はモータから矢印
IXで示された伝達経路に沿って伝達される。第２の歯車４０が第４の歯車４８の
径よりもかなり大きい径を持ち、第４および第５の歯車がほぼ同じ径なので、回
転速度に対して低速へのギヤ変換が得られるようになっている。

【００２２】 ロールの直径は比較的小さくウェブ速度は一定なので、この状況下では高回転
速度が必要である。モータから伝達されるトルクはこのようなギア変換では相対
的に小さくなる。しかし、このような状況ではトルクはそれほど大きくなくても
良いのである。

【００２３】 本発明はこれまで記述した内容および図に示した実施例に限定されず、以下の
特許請求の範囲に示された範囲の中で変形が可能であることを理解されたい。

【００２４】 従って、動力伝達装置として駆動ベルトおよびこれに類似する他の装置を使う
ことが可能である。また上に記載したもの以外の保持装置も使用可能であること
をも理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ロール保持アームを有するロールスタンドの、一部断面で表した側面図であっ
て、このロール保持アーム上に本発明が具備されている。

【図２】 ロール保持アームの図であり図１に対して９０゜回転されている。

【図３】 図２のIII−III線に沿った詳細図である。

【図４】 図２のIV−IV線に沿った詳細図である。

【図５】 図３のV−V線に沿った断面の詳細図である。

【図６】 図４のVI−VI線に沿った断面の詳細図である。

【図７】 本発明の装置について新しいペーパロールの立ち上げ時点での機能を図解した
図である。

【図８】 本発明の装置についてペーパロールを巻き戻し中の時点での機能を図解した図
である。

【図９】 本発明の装置についてペーパロールの直径が小さくなり回転速度が早くなった
時点での機能を図解した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレーム（１２）と、フレームに設置された少なくとも１以
   上のロール保持アーム（１６）と、フレームに設置された保持装置用シャフト（
   ２２）と、保持装置用シャフト（２２）の一方の端部に設置された保持装置（２
   ０）と、モータ（２６）およびモータ（２６）と保持装置用シャフト（２２）の
   間に設置された動力伝達装置（２７）とから成るロールスタンドにおいて、 該動力伝達装置（２７）が、 前記モータ（２６）により駆動される入力シャフト（３４）に固定されている
   第１歯車（３８）および第２歯車（４０）と、 前記保持装置用シャフト（２２）に装着された第３歯車（４２）および第５歯
   車（５４）と、 該第３歯車および第５歯車と、各歯車が１つの回転方向においてのみロックす
   ることの出来る、保持装置用シャフトとの間で保持装置用シャフト（２２）上に
   装着されたフリーホイル・ハブ（４６，５８）と、 中間シャフト（５２）に装着された第４歯車（４８）とから成っていて、 第１歯車（３８）が第３歯車（４２）と直接噛み合って第１の動力伝達経路（
   VII）を構成し、第２歯車（４０）が第４歯車（４８）を介して第５歯車（５４ ）と噛み合って第２の動力伝達経路（IX）を構成し、これによって動力伝達装置
   が出力シャフト側で回転方向を同一のまま、モータの回転方向に従って２つのギ
   ヤ変速を達成する事が出来ることを特徴とするロールスタンド。
2. 【請求項２】 請求項１のロールスタンドにおいて、モータからの回転運動
   を入力シャフト（３４）に伝えるのに際して、動力伝達装置（２７）を構成する
   伝達素子（２８，３０，３２，３４）が、好ましくはベルト式であることを特徴
   とするロールスタンド。
3. 【請求項３】 上記いずれかの請求項のロールスタンドにおいて、 第１歯車と第３歯車の径がモータの回転数を低速ギヤ側に落とすように、第２
   、第４および第５歯車の径がモータの回転数を高速ギヤ側に上げるように選ばれ
   、 モータがある特定の方向に回転している場合に、モータの回転は第１動力伝達
   経路（VII）を通じて伝えられ、この時この動力伝達経路のフリーホイル・ハブ （４６）はロックして保持装置用シャフトに回転を伝え、第２動力伝達経路（IX
   ）のフリーホイル・ハブ（５８）は切り離され、また、 モータが反対の方向に回転している場合には、モータの回転は第２動力伝達経
   路（IX）を通じて伝えられ、この時この動力伝達経路のフリーホイル・ハブ（５
   ８）はロックして出力シャフトに回転を伝え、第１動力伝達経路（VII）のフリ ーホイル・ハブ（４６）は切り離されることを特徴とするロールスタンド。
4. 【請求項４】 上記いずれかの請求項の動力伝達装置において、第２歯車（
   ４０）が第４歯車（４８）よりもかなり大きい径を持つことを特徴とする動力伝
   達装置。
5. 【請求項５】 請求項４の動力伝達装置において、第４および第５歯車がお
   およそ同じ径を持ち、より高速なギヤ変換が得られることを特徴とする動力伝達
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１の動力伝達装置において、保護ケーシングの中に組
   み込まれていることを特徴とする動力伝達装置。
7. 【請求項７】 上記いずれかの請求項の動力伝達装置において、フリーホイ
   ル・ハブ（４６，５８）が保持装置用シャフト（２２）に互いに隣接して、好ま
   しくは保持装置用シャフトの中央部近傍に、装着されていることを特徴とする動
   力伝達装置。