JP2006049217A

JP2006049217A - 除電器設置位置の自動調整装置および除電装置

Info

Publication number: JP2006049217A
Application number: JP2004231382A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Shimada; 圭介嶋田; Daiki Shinohe; 大希四戸
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-08-06
Also published as: JP4498849B2

Abstract

【課題】変位ローラと固定ローラとによって案内されるウェブにおける静電気を安定的に効率良く除電できるようにした除電器設置位置の自動調整装置と方法の提供。
【解決手段】
変位ローラと固定ローラにより走行案内されるウェブにおける静電気を除電するために変位ローラ近傍に設置する除電器と、除電器を所定角度の直線に沿って移動案内するリニアガイドと、除電器と一体化され当接点を有する当接点部材と、変位ローラと一体化され所定角度の当接辺を有する当接辺部材と、当接点が当接辺に常に接触するように押圧する押圧部材とを備え、変位ローラが変位したときに当接点が当接辺に接触するとともに直線に規制された移動を行うことでウェブと除電器との距離を一定に保持するように構成した除電器設置位置の自動調整装置および方法。
【選択図】図１

Description

本発明は静電気を除電する技術分野に属する。特に、状況に対応して位置を変化させる変位ローラと常に位置が固定されている固定ローラとによって案内されるウェブにおける静電気と、その静電気を変位ローラ近傍で除電する除電器との距離を変位ローラが変位したときにおいても一定に保持し、効率良く除電できるようにした除電器設置位置の自動調整装置と除電装置に関する。

除電対象物体の位置が一定でない産業機械が多数存在する。たとえは、輪転印刷機の圧胴部の除電においては、版胴径によりウェブ角度が変化するため除電対象物体としてのウェブの位置が一定ではない。また、輪転印刷機の給紙部、巻取部の除電においては、巻取体の巻径によりウェブ角度が変化するため除電対象物体としてのウェブの位置が一定ではない。輪転印刷機だけでなく、塗工装置、抄紙機、等のウェブを取扱う産業機械においては、静電気を除電したい多くの部位において除電対象物体としてのウェブの位置が一定でない。

そのような部位への除電器の設置は、従来は変位する対象物に除電器を固定設置する方法が一般的である。この方法は、固定したフレームに除電器を固定設置する場合と比較してよい結果が得られる。しかし、図４に一例を示すように、圧胴を支持するフレームに除電器を固定し、圧胴の変位とともに除電器が変位するように構成したとする。除電器は圧胴の変位と連動して変位するため圧胴との相対的な位置は変化しない。一方、圧胴とガイドローラ間のウェブは圧胴が変位すると圧胴との相対的な位置を変化させる。そのためウェブと除電器との間の距離が変化する。

ウェブが圧胴から離れるときに剥離を主因とする静電気帯電がウェブに起きる。この帯電電位が高いと印刷品質不良（静電気ひげ）や静電気災害（爆発・火災）に至る恐れがある。それを防ぐためにはウェブが変位する状況においても効率良く除電できるようにする必要性がある。ところが従来の設置方法では、上述のようにウェブと除電器との距離が変化する。除電器における除電効率は距離が大きくなると著しく悪化する。そのため従来の設置方法における除電効率は一定ではなく、除電効率が著しく悪化し印刷品質不良や静電気災害に至ることも有り得るという問題がある。

本発明は上記の問題を解決するために成されたものである。その目的は、変位ローラと固定ローラとによって案内されるウェブにおける静電気を安定的に効率良く除電できるようにした除電器設置位置の自動調整装置と除電装置を提供することにある。また、設置環境に適合する防爆仕様を簡易に達成することができる除電器設置位置の自動調整装置と除電装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る除電器設置位置の自動調整装置は、変位ローラと固定ローラにより走行案内されるウェブにおける静電気を除電するため前記変位ローラ近傍に設置する除電器を所定角度の直線に沿って移動案内するためのリニアガイドと、当接点を有し前記リニアガイドの移動ブロックと一体化された当接点部材と、所定角度の当接辺を有し前記変位ローラと一体化された当接辺部材と、前記当接点が前記当接辺に常に接触するように押圧する押圧部材とを備え、前記変位ローラが変位したときに前記当接点が前記当接辺に接触するとともに前記直線に規制された移動を行うことで前記ウェブと前記除電器との距離を一定に保持するように構成したものである。
また本発明の請求項２に係る設置位置自動調整機構付の除電装置は、変位ローラと固定ローラにより走行案内されるウェブにおける静電気を除電するため前記変位ローラ近傍に設置する除電器と、前記除電器を所定角度の直線に沿って移動案内するリニアガイドと、当接点を有し前記リニアガイドの移動ブロックと一体化された当接点部材と、所定角度の当接辺を有し前記変位ローラと一体化された当接辺部材と、前記当接点が前記当接辺に常に接触するように押圧する押圧部材とを備え、前記変位ローラが変位したときに前記当接点が前記当接辺に接触するとともに前記直線に規制された移動を行うことで前記ウェブと前記除電器との距離を一定に保持するように構成したものである。

本発明の請求項１に係る除電器設置位置の自動調整装置によれば、変位ローラが変位したときに当接点が当接辺に接触するとともに直線に規制された移動を行うことでウェブと除電器との距離が一定に保持される。しかも、電気制御、電気エネルギーを使用せず機械系だけで構成される。したがって、変位ローラと固定ローラとによって案内されるウェブにおける静電気を安定的に効率良く除電できるようにし、しかも設置環境に適合する防爆仕様を簡易に達成する除電器設置位置の自動調整装置が提供される。
本発明の請求項２に係る設置位置自動調整機構付の除電装置によれば、変位ローラが変位したときに当接点が当接辺に接触するとともに直線に規制された移動を行うことでウェブと除電器との距離が一定に保持される。しかも、電気制御、電気エネルギーを使用せず機械系だけで構成される。したがって、変位ローラと固定ローラとによって案内されるウェブにおける静電気を安定的に効率良く除電できるようにし、しかも設置環境に適合する防爆仕様を簡易に達成する設置位置自動調整機構付の除電装置が提供される。

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。最初に、変位ローラが変位したときにおいてもウェブと除電器との距離を一定に保持する基本構成について図１、図２を参照して説明する。図１は圧胴、ウェブ、除電器、部品１の各々が連動して変位する状態を示す説明図である。図２は部品１における斜面の角度αの計算式（数１）を得るために参照する図を示す図である。版胴径によって圧胴の高さが変化するグラビア印刷機のユニットを一例として説明する。この一例は判り易くするためであって、変位ローラと固定ローラとによってウェブを案内するユニットに対して一般的に適用することができる。

まず、機械図面等により版胴径に応じた圧胴の高さｙとそのときに設置すべき除電器の位置ｘを求める。圧胴は鉛直方向に動作するものとし、除電器位置ｘは鉛直方向より角度θの方向の直線上で変位するものとする。すなわち、ここではｙとｘはともにベクトルであって、ｙの方向は鉛直方向、ｘの方向はｙに対してθの角度を有する。高さｙ、位置ｘはそれぞれが適正な相対配置と成る任意の原点を定めたときのその原点からの変位に他ならない。図１に示すように、圧胴の高さｙが低くなると圧胴周面におけるウェブの巻き付け量が大きくなる。そのため除電器３の適正位置は圧胴の高さｙが低くなると圧胴から離れる方向に変位する。角度θはその離れる割合を決める。圧胴直後のガイドローラがフレームに固定され、圧胴だけが変位する機構であれば、一般的によく使用される版胴径の範囲（１４３〜２８６ｍｍφ）において設定すべき除電器位置は圧胴高さとほぼ直線相関がある。

圧胴の高さｙ（＝|ｙ|：絶対値）と除電器の位置ｘ（＝|ｘ|：絶対値）の関係はｙ＝ａｘとなるが、定数ａは必ずしも１ではない場合がほとんどである。そのため図１に示すような、ある角度αの斜面を有する部品１を圧胴とともに変位させる。部品１は鉛直方向より角度θの方向の直線２上で変位する除電器３と常に接触し、除電器３は部品１に押されることによって直線２上を変位する。除電器３が部品１の斜面と常に接触し滑りながら直線２上を変位するのでウェブ表面から除電器３までの距離をほぼ一定に保ったまま版胴径に応じた適正な除電器３の位置を保持することができる。

部品１の斜面角度αは図２に示す図から導出することができる。図２における三角形ＡＢＣ（＝Ａ'Ｂ'Ｃ'）は図１の部品１、直線ＤＥは除電器が移動する経路とする。三角形ＡＢＣと直線ＤＥの交点Ｆに除電器があり、三角形ＡＢＣが鉛直方向にｙ変位し三角形Ａ'Ｂ'Ｃ'に移動すると、除電器３は直線ＤＥおよび直線ＢＣに沿って変位し、直線ＤＥと三角形Ａ'Ｂ'Ｃ'の交点Ｇまで変位する。このとき除電器３が直線ＤＥ上で変位した距離ＦＧをｘとする。このｘとｙの関係式を求めるために、Ｇから鉛直線上方に補助線を足し斜面ＢＣとの交点をＨとする。また、Ｆから水平線を足しＨＧとの交点をＩとする。

∠ＦＨＩ＝α、∠ＦＧＩ＝θ、∠ＦＩＧ＝９０度、ＦＧ＝ｘ、ＨＧ＝ｙであるので、三角関数等の関係式からｘとｙの関係は以下の数１のように計算することができる（具体的な計算例を後述する）。
（数１）
ｙ＝｛（sinαcosθ＋sinθcosα）／sinα｝ｘ

数１における圧胴の高さｙと除電器位置ｘの関係はｙ＝ａｘにおける定数係数ａ、および除電器３の変位する角度θ、の２つは事前に機械図面等により分かる。したがって、数１に基づいて部品１の斜面角度αを計算することができる。

次に、より具体的な構成について図３を参照して説明する。図３は本発明の除電装置における構成と、各々の構成要素が連動して変位する状態を示す説明図である。図３において、１は部品、２はリニアガイド、３は移動ブロック、４は圧縮バネ、１０は除電器、１００ｈｑウェブ、１０１は圧胴、１０２はガイドローラ、１０３は版胴である。
図３において、除電器１０は紙面を垂直に貫通する方向に延びる棒状の除電器である。除電器１０は圧胴１０３とガイドローラ１０２により走行案内されるウェブ１００における静電気を除電するためにのものである。したがって、図３に示すようにウェブ１００が圧胴１０３から離れる圧胴１００の近傍に除電器１０は設置されている。その除電器１０はリニアガイド２の移動ブロック３に固定支持されている。リニアガイド２は除電器１０を所定角度（鉛直線に対して角度θ）の直線に沿って移動案内する。リニアガイド２は変位しないフレームによって固定支持されている。

移動ブロック３には当接点を有する当接点部材が設けられる。移動ブロックによって当接点部材と除電器１０とは一体化される。図３においては、当接点部材は棒状の除電器１０においてその棒を延長した部分として図示されている。このように当接部材は除電器１０の一部（フレームの一部等）であってもよい。また別途設けた適正な形状の部材、たとえば小型のボールベアリングであってもよい。当接点部材は圧胴の変位に対応する適正な変位を除電器１０がするように変位を伝達する部材である。

その変位の伝達は、当接点部材に当接辺部材が常に接触し押すことによって行われる。図３においては、部品１が当接辺部材である。部品１は、前述の計算によって求めた角度αの斜面（辺）を有する部材である。部品１の材料としては樹脂、炭素鋼、ステンレス、真鍮、他を適用することができ、環境、摩耗耐久性に応じて選択し、機械加工、等により製作する。当接点部材と常に接触し摩擦を受ける斜面の表面には摩耗対策として低摩擦プレート（平面状ドライベアリン等）や表面硬化処理を施してもよい。

図３に示す圧縮バネ４は、当接点部材の当接点が当接辺部材の当接辺に常に接触するように押圧する押圧部材である。圧縮バネ４は移動ブロック３またはそれに固定支持される除電器１０または当接点部材に対して力を作用させる。力の方向はリニアガイドの案内方向で当接点が当接辺に常に接触する方向である。したがって、除電器１０は当接点が当接辺に常に接触しながらリニアガイドに規制された変位を行う。

図３において記載されている具体的な数値にしたがって実施例を説明する。図３には１６０ｍｍφの圧胴１０１が垂直に下降し版胴１０３（１４３〜２８６ｍｍφ）に加圧するグラビア印刷機の加圧部において、圧胴１０１、ガイドローラ１０２、版胴１０３の位置関係が示されている。
除電器１０を圧胴１０１にできるだけ接近させ、ウェブとの距離２．５ｍｍで設置する条件で各版胴径（１４３〜２８６ｍｍφ）に対応する位置を機械図面から求めた。除電器１０の移動する経路は鉛直方向と角度７．７４度の直線上となった。

最大版胴径である２８６ｍｍφ（周長９００ｍｍ）における圧胴位置（版胴と圧胴が接するときの圧胴位置）を０（原点）、このときの除電器位置を０（原点）とすると、図面より版胴径１９１ｍｍφ（周長６００ｍｍ）においては圧胴位置４７．７ｍｍ、除電器位置３４．７１ｍｍ、版胴径１４３ｍｍφ（周長４５０）においては圧胴位置７１．６ｍｍ、除電器位置５２．１７ｍｍとなった。

圧胴位置と除電器位置は直線相関関係にあり、圧胴位置（ｙ）＝１．３７２７（ａ）×除電器位置（ｘ）、すなわちａ＝１．３７２７となった。また、除電器３の変位する角度θは７．７４度である。下記の数１（前述した数１と同一）から直ちに下記の数２が得られ、その数２と三角関数の公式である下記の数３から部品１（当接辺部材）における斜面（当接辺）の角度αが１９．４度と計算される。
（数１）
ｙ＝｛（sinαcosθ＋sinθcosα）／sinα｝ｘ
（数２）
ａ＝（sinαcosθ＋sinθcosα）／sinα＝１．３７２７
（数３）
sin²α＋cos²α＝１

当接点が当接辺に接触するとともに直線に規制された移動を行う機構において、上述の実施例においては当接辺の角度αを１９．４度とすることにより、変位ローラが変位したときにウェブと除電器との距離が一定に保持された。その結果、変位ローラと固定ローラとによって案内されるウェブにおける静電気を安定的に効率良く除電できた。
なお、上述においては棒状の除電器を１つの移動ブロックで片側から支持するかのように説明した。勿論、そのように支持することが可能である場合はあるが、一般的に除電器は全長が大きく撓み易い。したがって通常は棒状の除電器の両端において支持する構成とする。すなわち、圧胴の両側に上述した自動調整装置を対称構造として設ける。これにより除電器設置位置の自動調整を高い精度で行うことができる。

圧胴、ウェブ、除電器、部品１の各々が連動して変位する状態を示す説明図である。部品１における斜面の角度αの計算式を得るために参照する図を示す図である。本発明の除電装置における構成と、各々の構成要素が連動して変位する状態を示す説明図である変位する対象物に除電器を固定設置する従来方法の説明図である。

符号の説明

１部品（接触辺部材）
２リニアガイド
３移動ブロック
４圧縮バネ
１０除電器
１００ウェブ
１０１圧胴
１０２ガイドローラ
１０３版胴

Claims

変位ローラと固定ローラにより走行案内されるウェブにおける静電気を除電するため前記変位ローラ近傍に設置する除電器を所定角度の直線に沿って移動案内するためのリニアガイドと、当接点を有し前記リニアガイドの移動ブロックと一体化された当接点部材と、所定角度の当接辺を有し前記変位ローラと一体化された当接辺部材と、前記当接点が前記当接辺に常に接触するように押圧する押圧部材とを備え、前記変位ローラが変位したときに前記当接点が前記当接辺に接触するとともに前記直線に規制された移動を行うことで前記ウェブと前記除電器との距離を一定に保持するように構成したことを特徴とする除電器設置位置の自動調整装置。
変位ローラと固定ローラにより走行案内されるウェブにおける静電気を除電するため前記変位ローラ近傍に設置する除電器と、前記除電器を所定角度の直線に沿って移動案内するリニアガイドと、当接点を有し前記リニアガイドの移動ブロックと一体化された当接点部材と、所定角度の当接辺を有し前記変位ローラと一体化された当接辺部材と、前記当接点が前記当接辺に常に接触するように押圧する押圧部材とを備え、前記変位ローラが変位したときに前記当接点が前記当接辺に接触するとともに前記直線に規制された移動を行うことで前記ウェブと前記除電器との距離を一定に保持するように構成したことを特徴とする設置位置自動調整機構付の除電装置。