JP2009204518A - シリンダーの回転振れ量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中空円筒状の印刷シリンダーの回転振れ量を、簡易かつ短時間で測定することのできる装置を提供する。
【解決手段】回転振れ量測定装置１は、印刷シリンダー２の上端面の取り付け穴２１に挿入するための上部テーパコーン１０と、下端面の取り付け穴２１に挿入するための下部テーパコーン１１と、加圧した状態で上部テーパコーン１０を挿着する上部テーパコーン挿着手段１２と、印刷シリンダー２を載せるステージ１３と、ステージ１３の上昇位置が下部テーパコーン１１の上面位置となるようにステージ１３を昇降させるステージ昇降手段１４と、下部テーパコーン１１を回転させ印刷シリンダー２を回転させるシリンダー回転手段１４と、印刷シリンダー２の周面の変位を測定し、測定値を出力する複数の変位測定手段１６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、グラビア印刷機の印刷シリンダーのように、中空円筒形状のシリンダーの加工精度に伴い発生する回転振れ量を測定するための技術に関する。

製造装置に装着される中空円筒形状のシリンダーの回転精度は、製造装置で製造される製造物の不良と密接し、例えば、中空円筒状の印刷シリンダーを装着して印刷するグラビア印刷機において、印刷シリンダーの加工精度が悪く、印刷シリンダーの回転振れ量が大きいと、様々な印刷不良の原因になる。

特に、グラビア印刷の刷版工程における印刷シリンダーの回転振れは、機械彫刻による刷版方式においては彫刻針の動作と版面との距離の変動につながり、レーザ描画・腐食による刷版方式においては版面に投射されるレーザビーム径の変動につながる。

大きくは数100μm 以上ともなる印刷シリンダーの回転振れは、印刷シリンダーの周面に加工されるセル体積のばらつきにつながり、これは印刷時には刷色のばらつきの原因となるため、グラビア印刷の刷版工程で印刷シリンダーを刷版する前に、印刷シリンダーの回転振れ量を測定できることが求められている。

中空円筒状の印刷シリンダーの回転振れ量を簡易的に測定する方法としては、ノギス等の手段を用いて、印刷シリンダーの外形形状、例えば、内外径や肉厚を手作業で測定し、印刷シリンダーの外形形状から回転振れ量を推測する方法があるが、手作業で測定すると、測定時間がかかるばかりか、測定誤差が大きくなってしまう問題がある。

高精度で印刷シリンダーの外形形状するためには、特許文献１、２などで開示されている真円度測定機を用いることも考えられるが、印刷シリンダーは重量が重く、真円度測定装置のテーブルの中心に精度よく印刷シリンダーを設置する作業は面倒かつ重労働であり、刷版するすべての印刷シリンダーを測定することは現実的に難しい。
特開平５−２３１８０４号公報 特開平１１−２３２５６号公報

そこで、本発明は、グラビア印刷機の印刷シリンダーのように、テーパ付きの取り付け穴が両端面に設けられた中空円筒状のシリンダーの回転振れ量を、簡易かつ短時間で測定することのできる装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する発明は、テーパ付きの取り付け穴が両端面に設けられた中空円筒状のシリンダーの回転振れ量を測定するときに利用される回転振れ量測定装置であって、前記シリンダーが幅方向を鉛直方向にして装着したとき、前記シリンダーの上端面の前記取り付け穴に挿入するための上部テーパコーンと、前記シリンダーの下端面の前記取り付け穴に挿入するための下部テーパコーンと、前記シリンダーの上端面の取り付け穴に、加圧した状態で前記上部テーパコーンを挿着する上部テーパコーン挿着手段と、前記下部テーパコーンが貫通する貫通穴が設けられたステージと、前記ステージの上昇位置が前記下部テーパコーンの上面位置となるように前記ステージを昇降させるステージ昇降手段と、オペレータの指示により、前記上部テーパーコーン或いは前記下部テーパコーンの少なくとも一方を回転させることで前記シリンダーを回転させるシリンダー回転手段と、前記シリンダーの周面の変位を測定し、測定値を出力する複数の変位測定手段とを備えたことを特徴とする。

なお、前記回転振れ量測定装置のシリンダー回転手段を、手動で前記シリンダーを回転させる手段とすると、全体を軽量化できるし、装置価格も安価になる。

上述した回転振れ量測定装置でシリンダーの回転振れ量を測定するときは、シリンダーの幅方向が鉛直方向になるようにステージ上にシリンダーを載せ、ステージの貫通穴とシリンダーの下端面がほぼ一致するまで移動させた後、上部テーパコーン挿着手段を操作して、シリンダーの上端面の取付け穴に上部テーパコーンを加圧した状態で挿着させた後、ステージを下降させると、下部テーパコーンがシリンダーの下端面の取付け穴に挿入されて、回転振れ量測定装置にシリンダーは装着される。

なお、上部テーパコーンは上部テーパコーン挿着手段によって加圧されて挿着されるため、シリンダーは回転振れ量測定装置から脱落することはない。

回転振れ量測定装置に装着されたシリンダーの回転振れ量を測定するときは、シリンダー回転手段を作動させて、下部テーパコーンを回転させることで、回転振れ量測定装置に装着されたシリンダーを回転させ、シリンダーの変位を測定するために設けられた複数の変位測定手段の最大値／最小値を読取ることで、シリンダーの複数点における回転振れ量を測定できる。

このように、本発明に係る回転振れ量測定装置を用いれば、印刷シリンダーを刷版工程に投入する前に簡易かつ短時間で回転振れ量を測定することが可能である。また、テーパコーンによってシリンダーは固定されるため、高い位置決め精度が得られ、ノギス等を用いる従来の簡略的な方法に比べ、個人差および繰返し誤差も低減される。

よって、上述した本発明によれば、グラビア印刷機の印刷シリンダーのように、テーパ付きの取り付け穴が両端面に設けられた中空円筒状のシリンダーの回転振れ量を、簡易かつ短時間で測定することのできる装置を提供できる。

なお、本発明に係る回転振れ量測定装置の測定対象とする中空円筒状のシリンダーは、グラビア印刷用の印刷シリンダーをメインターゲットに考えているが、印刷シリンダーと同様の中空円筒状であれば、グラビア印刷用の印刷シリンダー以外のシリンダーも、回転振れ量測定装置の測定対象となり得る。

ここから、中空円筒状のシリンダーとし、グラビア印刷用の印刷シリンダー２の回転振れ量を測定する回転振れ量測定装置１について、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る回転振れ量測定装置１のブロック図で、図２は、中空円筒状のシリンダーであるグラビア印刷用の印刷シリンダー２を説明する図である。

図１で図示した回転振れ量測定装置１は、図２で図示した印刷シリンダー２のような、中空円筒状のシリンダーの回転振れ量を、簡単かつ短時間に測定するために考案された装置で、回転振れ量測定装置１の測定対象となるシリンダーは、図２に図示したグラビア印刷用の印刷シリンダー２のように、テーパ付きの取り付け穴２０が両端面に設けられた中空円筒状のシリンダーで、回転振れ量測定装置１の上部に設けられた上部テーパコーン１０と、回転振れ量測定装置１の下部に設けられた下部テーパコーン１１が、それぞれ印刷シリンダー２の取り付け穴２０に挿入されることで、印刷シリンダー２は回転振れ量測定装置１に装着される。

印刷シリンダー２の両端面に設けられた取り付け穴２０にテーパを付けているのは、印刷シリンダー２の作業負荷を軽減するためと、印刷シリンダー２の装着精度を向上するためである。

上部テーパコーン１０および下部テーパコーン１１が印刷シリンダー２の取り付け穴２０に挿入された時、印刷シリンダー２の取り付け穴２０に設けられたテーパと、上部テーパコーン１０および下部テーパコーン１１に設けられたテーパが噛み合うことで、印刷シリンダー２の取り付け精度は向上する。

更に、印刷シリンダー２の取り付け穴２０のテーパは、案内ガイドの役割も果たし、上部テーパコーン１０或いは下部テーパコーン１１が取り付け穴２０に挿入開始されたとき、取り付け穴２０との軸心がずれていても、印刷シリンダー２が取り付け穴２０のテーパに沿って動き、上部テーパコーン１０或いは下部テーパコーン１１と取り付け穴２０の軸心が一致するようになるため、上部テーパコーン１０および下部テーパコーン１１の印刷シリンダー２との相対位置はシビアではなく、オペレータの作業性は向上する。

図１に図示したように、回転振れ量測定装置１は、上部テーパコーン１０および下部テーパコーン１１に加え、上部テーパコーン１０を加圧した状態で、印刷シリンダー２の取り付け穴２０に挿着する上部テーパコーン挿着手段１２と、回転振れ量測定装置１に印刷シリンダー２を載せるときに利用するステージ１３と、ステージ１３を昇降させるステージ昇降手段１４と、印刷シリンダー２を回転させるシリンダー回転手段１５と、印刷シリンダー２の周面の変位を連続的に測定する複数（ここでは、２個）の変位測定手段１６とを備えている。

ここから、回転振れ量測定装置１の正面図および部分断面図を参照しながら、回転振れ量測定装置１の構成要素について詳細に説明をする。図３は回転振れ量測定装置１の正面図で、図４は回転振れ量測定装置１の部分断面図である。

回転振れ量測定装置１の上部には上部テーパコーン１０と、印刷シリンダー２の上端面の取り付け穴に、加圧した状態で上部テーパコーン１０を挿着させる上部テーパコーン挿着手段１２が設けられ、図３において、回転振れ量測定装置１の上部テーパコーン挿着手段１２は、挿着用レバー１２０と、挿着用シリンダー１２１と、連結部材１２２と、レール１２３と、固定ネジ１２４、支持部材１２５などから少なくとも構成されている。挿着用シリンダー１２１は、外側シリンダー１２１ａと内側シリンダー１２１ｂの２重構造になっており、挿着用シリンダー１２１の外側シリンダー１２１ａと挿着用レバー１２０の中央部とが連結部材１２２によって連結され、更に装置支柱部材１７に固定された支持部材１２５に挿着用レバー１２０の一端近傍が回動自在に支持されており、挿着用レバー１２０の操作によって、連結部材１２２はレール１２３上を上下し、固定ネジ１２４によって挿着用レバー１２０の位置は固定される。

挿着用シリンダー１２１の外側シリンダー１２１ａにはバネ１２１ｃが内蔵され、挿着用レバー１２０によって、挿着用シリンダー１２１全体が下降し、内側シリンダー１２１ｂの先端にベアリングを介して設けられ、回転自在の上部テーパコーン１０が取り付け穴２０に挿入してから、更に、挿着用シリンダー１２１が押し込まれると、外側シリンダー１２１ａに内蔵されたバネ１２１ｃが縮み、内側シリンダー１２１ｂを下方向に加圧する力が働き、加圧された状態で、上部テーパコーン１０は印刷シリンダー２の上端面の取り付け穴２０に挿着される。

回転振れ量測定装置１に印刷シリンダー２を容易に搭載できるようにするために、回転振れ量測定装置１の下部に、ステージ１３と、ステージ１３を昇降させるステージ昇降手段１４として、油圧式の手動ジャッキ１４０を備えている。この昇降手段は、油圧式手動ジャッキに限らず、ステージ１３を昇降させられれば、機械式、電動式など方式を問わない。

図５は、回転振れ量測定装置１に備えられたステージ１３を説明する図である。回転振れ量測定装置１に備えられたステージ１３には、ステージ１３が下降したときに、下部テーパコーン１１がステージ１３を貫通するための貫通穴１３０が設けられ、この貫通穴１３０の直径は、下部テーパコーン１１のテーパ部の最大径より２〜３ｍｍ程度大きくしている。

図６は、印刷シリンダー２が装着されるときのステージ１３の動作を説明する図である。オペレータがステージ昇降手段１４（ここでは、油圧式の手動ジャッキ１４０）を操作し、ステージを上昇させると、ステージ１３は、ステージ１３の表面と下部テーパコーン１１の上面と同一になる位置に止まる（図６（ａ））。

印刷シリンダー２を回転振れ量測定装置１に装着するときは、ステージ１３が上昇している時に、ステージ１３の貫通穴１３０と印刷シリンダー２の取り付け穴２０がほぼ重なるように、ステージ１３上に印刷シリンダー２をセットし、挿着用レバー１２０を操作して、上部テーパコーン１０を印刷シリンダー２の上端面の取り付け穴２０に挿着させた後、ステージ昇降手段１４を操作してステージ１３を下降させると、印刷シリンダー２の下端面がステージと共に下降し、回転振れ量測定装置１の下部テーパコーン１１は、印刷シリンダー２の下端面の取り付け穴２０に挿入される（図６（ｂ））。

なお、ステージ１３を下降させると、印刷シリンダー２の位置も下降するが、上部テーパコーン挿着手段１２の機能（ここでは、外側シリンダー１２１ａに内蔵されたバネ１２１ｃ）によって、上部テーパコーン１０は下方向に加圧されているため、上部テーパコーン１０が印刷シリンダー２から外れることはない。

回転振れ量測定装置１において、印刷シリンダー２を回転させるために回転駆動するテーパコーンは下部テーパコーン１１で、下部テーパコーン１１は、シリンダー回転手段１５と機械的に連動しており、シリンダー回転手段１５が作動すると、シリンダー回転手段１５と連動して下部テーパコーン１１が回転し、印刷シリンダー２が回転する仕組みになっている。

図３および図４では、回転振れ量測定装置１のシリンダー回転手段１５は、装置支柱部材１７に設けられた回転ハンドル１５０と、回転振れ量測定装置１の下部に設けられたベルト１５２、１５５、プーリー１５１、１５８，１５９およびギア１５３、１５４、１５６，１５７などから構成され、回転ハンドル１５０の回転が、ベルト１５２、１５５、プーリー１５１、１５８，１５９およびギア１５３、１５４、１５６，１５７を介してして下部テーパコーン１１に伝達され、回転ハンドル１５０の回転に従動して下部テーパコーン１１が回転することで、回転振れ量測定装置１に装着された印刷シリンダー２は回転する。

なお、本実施形態においては、回転振れ量測定装置１のシリンダー回転手段１５は、回転振れ量測定装置１の軽量化、および、装置価格の安価化を目的とし、手動で印刷シリンダー２を回転させる機構としているが、電動モータ等によって印刷シリンダー２を回転させる手段であっても構わない。また、本実施形態においては、シリンダー回転手段１５により下部テーパコーン１１のみを回転させるようにしたが、上部テーパコーン１０のみを回転させてようにしても良いし、更に上部テーパコーン１０と下部テーパコーン１１の両方を回転させるようにしても良い。

回転振れ量測定装置１の装置支柱部材１７には、印刷シリンダー２の回転振れ量を検出するために、印刷シリンダー２の回転振れ量を検出する変位測定手段１６として、ダイヤルゲージ１６０が上下の２箇所に設けられている。当然のことながら、なお、変位検出手段１６については接触式や非接触式などの各種変位センサを用いることができるが、接触式の場合は印刷シリンダー２の周面に沿った摺動を伴うため、印刷シリンダー２の周面を損傷しないような先端形状、材質で、押付力も先端が跳ねずにかつ必要最小限に留めることが必要である。

なお、印刷シリンダー２の装着時あるいは取外し時には、印刷シリンダー２と変位測定手段１６が衝突するのを防止するため、変位測定手段１６を退避位置まで引込める機構１６１を、回転振れ量測定装置１は備えている。印刷シリンダー２を装着後、各変位測定手段を適切な位置まで印刷シリンダー２の周面方向に引出して固定し、印刷シリンダー２を取り外す時は、所定位置まで退避させる。

印刷シリンダー２の回転振れ量を測定するときは、上述した内容で、印刷シリンダー２を回転振れ量測定装置１に装着させた後、印刷シリンダー２の表面の変位を測定できる位置に各々の変位測定手段１６を調整し、シリンダー回転手段１５によって印刷シリンダー２を回転させ、印刷シリンダー２の１回転間における各々の変位測定手段１６の最大値および最小値から、印刷シリンダー２に発生する回転振れ量を測定する。

このように、回転振れ量測定装置１のオペレータは、印刷シリンダー２の回転振れ量を測定するとき、印刷シリンダー２をステージ１３に載せるだけでよく、回転振れ量測定装置１に印刷シリンダー２を容易に装着できるようにすることで、印刷シリンダー２一本あたりの回転振れ量測定時間の短縮が図れる。

また、回転振れ量測定装置１の設計時に、ステージ１３が上昇した時の高さ、すなわち、下部テーパコーン１１の上面の高さを、印刷シリンダー２を運搬するパレットの高さ（例えば、床面から１４４ｍｍ）にすると、パレットからステージ１３への印刷シリンダー２の移動を容易に行うことができ、より、印刷シリンダー２の回転振れ量を測定する作業負荷を軽減することができる。加えて、図３に図示しているように、移動用の車輪１８を回転振れ量測定装置１が備えていると、回転振れ量測定装置１を容易に移動できて便利である。

本発明に係る回転振れ量測定装置のブロック図。 グラビア印刷用の印刷シリンダーを説明する図。 回転振れ量測定装置の正面図。 回転振れ量測定装置の部分断面図。 ステージを説明する図。 印刷シリンダーが装着されるときのステージの動作を説明する図。

符号の説明

１ 回転振れ量測定装置
１０ 上部テーパコーン
１１ 下部テーパコーン
１２ 上部テーパコーン挿着手段
１３ ステージ
１４ ステージ昇降手段
１５ シリンダー回転手段
１６ 変位測定手段
２ 印刷シリンダー
２０ 取り付け穴

Claims (2)

1. テーパ付きの取り付け穴が両端面に設けられた中空円筒状のシリンダーの回転振れ量を測定するときに利用される回転振れ量測定装置であって、
   前記シリンダーが幅方向を鉛直方向にして装着したとき、前記シリンダーの上端面の前記取り付け穴に挿入するための上部テーパコーンと、
   前記シリンダーの下端面の前記取り付け穴に挿入するための下部テーパコーンと、
   前記シリンダーの上端面の取り付け穴に、加圧した状態で前記上部テーパコーンを挿着する上部テーパコーン挿着手段と、
   前記下部テーパコーンが貫通する貫通穴が設けられたステージと、
   前記ステージの上昇位置が前記下部テーパコーンの上面位置となるように前記ステージを昇降させるステージ昇降手段と、
   前記上部テーパコーン或いは前記下部テーパコーンの少なくとも一方を回転させることで前記シリンダーを回転させるシリンダー回転手段と、
   前記シリンダーの周面の変位を測定し、測定値を出力する複数の変位測定手段と、
   を備えたことを特徴とする回転振れ量測定装置。
2. 請求項１に記載の回転振れ量測定装置であって、前記回転振れ量測定装置に備えられた前記シリンダー回転手段は、オペレータが手動で前記シリンダーを回転させる手段であることを特徴とする回転振れ量測定装置。