JP4364497B2 - 印刷機の横振りローラ用の横振り機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1の前提項に記載の、外歯のウォームとウォームホイールを有するウォーム伝動装置を含む、印刷機の横振りローラ用の横振り機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような横振り機構は、印刷インキ薄膜または湿し水薄膜のコントラストを和らげるために横振りローラをその軸方向に往復運動させる働きをする。
【0003】
冒頭で述べたような種類に相当する横振り機構が、例えば欧州特許第0462490号補正明細書に記載されている。この横振り機構では、ウォームは外歯となっており、ウォーム伝動装置は横振りローラに並んで配置されている。
【0004】
【特許文献1】
欧州特許第0462490号補正明細書
【特許文献2】
独国特許第69212056T2号明細書(欧州特許第0510962号明細書)
【特許文献3】
米国特許第2,040,331号明細書
【特許文献4】
米国特許第4,509,426号明細書
【特許文献5】
特許第2946234号明細書
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この横振り機構のコンパクト性はある利用分野においては不充分である。
【0006】
独国特許第69212056T2号明細書(欧州特許第0510962号明細書の翻訳)には、内歯のウォームを有する、横振りローラ内に配置されたウォーム伝動装置を含む、冒頭で述べたような横振り機構に相当しない、印刷機の横振りローラ用の横振り機構が記載されている。ウォームを内歯にするのには製造コストが比較的多くかかる。
【0007】
他の従来技術は、米国特許第2,040,331号明細書、米国特許第4,509,426号明細書、日本国特許第2946234号明細書に記載されている。
【0008】
本発明の目的は、製造するのに有利であるのに加えて、場所をとらない、冒頭に述べたような横振り機構を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、請求項1の特徴を有する横振り機構によって達成される。
【0010】
本発明による横振り機構では、ウォーム伝動装置を横振りローラの内部に配置することによって最大限に場所をとらないようにしている。
【0011】
したがって、ウォームを配置するのにもはや必要ない、横振りローラに並ぶ設置スペースを他の目的に使うことができる。ウォーム伝動装置を横振りローラ内に組み込むことによって、印刷機の外部で行われる、横振りローラのメンテナンスについても有利になる。横振りローラは、その内部に配置されたウォーム伝動装置と一緒に印刷機から取り外すことができ、メンテナンスを行った後に再び印刷機に取り付けることができる。この際、横振りローラをウォーム伝動装置から分離する必要がないので、このメンテナンスに伴う取り外しと取り付けのコストは比較的わずかである。
【0012】
この説明した利点が得られるにも拘らず、ウォームを外歯にすることによってウォームの製造条件が有利になる。
【0013】
従属請求項には、より詳細に以下に説明する、本発明による横振り機構の有利な他の実施態様が示されている。
【0014】
横振りローラの直径が小さいことに関して、また、直径が小さいこの横振りローラ内にウォームを組み込むことに関して有利な他の実施態様では、ウォーム伝動装置のウォームは、このウォームが周りを回転する車軸線(幾何学的な中心軸線)が、横振りローラが周りを回転する幾何学的な中心軸線に平行になるように配置されている。ウォームの、横振りローラの中心からずらしたこの配置によって、ウォームホイールを中心の近くに配置することが可能になる。最後に説明した実施態様では、両方の歯車(ウォーム,ウォームホイール)を、横振りローラの少なくとも1つの軸の周りを一緒に回転できるように支持することができる。
【0015】
上述のように、偏心して配置されたウォームの回転駆動に関して有利な他の実施態様では、同様に横振りローラ内に遊星歯車伝動装置、特に、1段の平歯車式の遊星歯車伝動装置が配置されている。
【0016】
簡単で少数の部品からなることが要求される横振り機構の構成に関して有利な他の実施態様では、ウォーム伝動装置のウォームホイールはウォームの周りを回転するように支持されている。この実施態様によれば、ウォームホイールは、これによって2つの互いに直角な幾何学的な中心軸線の周りを同時に回転し、すなわち、自身の中心軸の周りに回転すると同時に、横振りローラと一緒にウォームの中心軸線、すなわち車軸線の周りを回転する。
【0017】
ウォームの回転運動を横振りローラの直線的な振動に変換することに関して有利な他の実施態様では、ウォーム伝動装置に連結されたクランク伝動装置、例えばスコッチヨーク式の伝動装置のクランクが横振りローラの内部に配置されている。このクランクは、ウォームホイールとは別体だがウォームホイールに回転しないように接続された部品とするか、または、クランクピンをウォームホイールに直接配置する場合、このウォームホイールによって構成することができる。
【0018】
横振りローラを、力を伝達して回転駆動することに関連して有利な他の実施態様では、横振りローラは、回転しないように支持された単一の軸か、または一直線上に配置された、回転しないように支持されたジャーナル状の2つの軸に、回転可能に支持されている。このように支持された横振りローラは、その外周面と、横振りローラにころがり接触した外周面、例えば版またはインキ着けローラの外周面の間の摩擦だけによって回転駆動できる。
【0019】
横振り機構と横振りローラから構成される練り装置は、横振りローラがインキ用の横振りローラである、印刷機のインキユニットの構成要素であってよい。この代わりに、練り装置が印刷機の湿し装置の構成要素である場合、横振りローラは水振りローラである。
【0020】
【発明の実施の形態】
次に、好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【0021】
図1〜3には、印刷機100の断面図が示されている。この断面図には、横振りローラ101の駆動ローラとして働くインキ着けローラ(図示せず)と練り装置を含む、印刷機100のインキユニットが示されている。この練り装置は、横振りローラ101の他に、この横振りローラ101を平行移動するように駆動する横振り機構を含んでいる。回転運動が、横振りローラ101の外周面に接する、回転する駆動ローラの外周面を介して摩擦だけによって横振りローラ101に伝えられる。
【0022】
この横振り機構は、横振りローラ101の中空部内に配置されたウォーム伝動装置と、このウォーム伝動装置によって駆動されるクランク伝動装置を含んでいる。ウォーム伝動装置は、外歯のウォーム102と、このウォーム102と互いに噛み合っているウォームホイール103から構成されている。
【0023】
車軸線112,113、すなわち、ウォーム102が周りを回転する幾何学的な中心軸線と、ウォームホイール103が周りを回転する幾何学的な中心軸線は交差している。
【0024】
横振りローラ101は、ウォーム102が、回転しないように、かつ軸方向にスライドしないように、すなわち軸104の周りに回転しないように、かつ軸104に沿ってスライドしないように固定された軸104上に、スライド式の軸受によって回転可能に、かつスライド可能に支持されている。軸104の2つの軸端部は、各ロック部105で支持されており、このロック部105にねじによって回転しないように固定されている。
【0025】
ウォーム102の周りを回るキャリヤ106が、ころ軸受によって軸104上に軸104の周りを回転できるように支持されており、また、止めリング(図示せず)によって軸104に沿ってスライドしないように止められており、この結果、ウォームホイール103も軸104に対してその長手方向に移動しないように止められている。
【0026】
「キャリヤ(Steg)」という概念は、本発明の説明の枠内において、このように称する部材の伝動に関する技術的な特性の特徴を示すためだけに用いており、それ自体は、伝動装置技術の分野において、例えば遊星歯車伝動装置に関してより一般的に用いられている概念である。
【0027】
キャリヤ106が横振りローラ101に回転しないように連結され、同時に、横振りローラ101がキャリヤ106に対して軸104に沿ってスライド可能であるのが、伝動部材107と、この伝動部材107によってキャリヤ106にブッシュと一緒に構成されたスライドリンク108によって保証されている。スライドリンク108は軸104と軸平行である。伝動部材107はピンであり、嵌め込み固定部(プレスばめ部)によって横振りローラ101に対して動かないように横振りローラ101に結合されている。スライドリンク108とこの嵌め込み固定部を交換した他の構成とすることができるのはもちろんである。
【0028】
横振りローラ101内には、一端が第1の回転リンクによって横振りローラ101に連結され、他端が、同様に横振りローラ101内に配置されたクランク110に第2の回転リンクによって連結された連結ロッド(押し引きするロッド)109が配置されている。横振りローラ101、連結ロッド109、およびクランク110は、クランク伝動装置、正確に言うとスライダクランク式の伝動装置を一緒に構成している。このクランク伝動装置のクランクピン111がウォームホイール103に偏心して嵌め込まれており、それによって、クランク110は、複数の働きをするように構成されている。
【0029】
ウォーム102は、キャリヤ106の、ころ軸受が取り付けられた2つの脚部の間に配置されている。
【0030】
図1〜3に示された第1の練り装置と、これに付属する横振り機構の働きを以下に説明する。横振りローラ101のトルクは伝動部材107によってキャリヤ106に伝えられ、この結果、キャリヤ106とウォームホイール103は、静止したウォーム102の周りを横振りローラ101と一緒に回転する。この際、ウォームホイール103の歯がウォーム102の噛み合せ位置に次々に噛み合い、この結果、ウォームホイール103はその中心軸線の周りに回転する。
【0031】
この結果、クランクピン111もウォームホイール103の中心軸線の周りを動き、ウォームホイール103の回転が連結ロッド109によって横振りローラ101の、軸104に沿った直線的な振動に変換される。この際、連結ロッド109は、連結ロッド109をクランクピン111とは反対側の端部で横振りローラ101に連結している第1の回転リンクの周りに揺動する。連結ロッド109がこのように動く結果、ウォームホイール103の中心軸線と第1の回転リンクの間の間隔が周期的に変化する。すなわち、横振りローラ101は、クランク伝動装置がウォーム102の周りを回転している間に連結ロッド109によって交互にキャリヤ106に引き寄せられ、またキャリヤ106から押し離され、これによって横振りローラ101は軸104に沿って交互にウォーム102へと移動し、ウォーム102から離れる方向に移動する。
【0032】
ウォーム102とウォームホイール103から構成されたウォーム伝動装置は、円柱形のウォームの伝動装置として構成されており、すなわちウォーム102は円柱形のウォームであり、ウォームホイール103は鼓形のウォームホイールである。
【0033】
ここで、第2の練り装置(図4〜6)と第3の練り装置(図7〜10)のウォーム伝動装置もこのような円柱形のウォームの伝動装置であることを前もって言及しておく。
【0034】
図1〜3に示した第1の練り装置の、図示しないが考え得る変形例では、伝動部材107とスライドリンクは省略してよい。この場合、横振りローラ101の回転は、連結ロッド109とクランクピン111とウォームホイール103を介してキャリヤ106に伝えられる。
【0035】
しかしながら、図1〜3に示した実施形態は、最後に述べた変形例に比べて、ねじれ剛性が高く、連結ロッド109の回転リンクの安定性に関する要求が小さいという利点を有している。
【0036】
図4〜6には、横振りローラ401と、この横振りローラ401を平行移動するように駆動する横振り機構を含む第2の練り装置を有する印刷機400が示されている。回転運動が、横振りローラ401の外周面に接する少なくとも1つの外周面(図示せず)を介して摩擦だけによって横振りローラ401に伝えられる。
【0037】
この横振り機構は、横振りローラ401の中空部内に配置されたウォーム伝動装置と、このウォーム伝動装置によって駆動されるクランク伝動装置を含んでいる。ウォーム伝動装置は、外歯のウォーム402と、ウォーム402と互いに噛み合っているウォームホイール403から構成されている。
【0038】
ウォーム402が周りを回転する車軸線412(幾何学的な中心軸線)と、ウォームホイール403が周りを回転する車軸線413は、平行ではなく互いに直角な方向を向いている。
【0039】
横振りローラ401は、ウォーム402が、回転しないように、かつ軸方向に移動しないように取り付けられた軸404上に、スライド式の軸受によって回転可能に、かつスライド可能に支持されている。軸404は、各ロック部405で支持された両方の軸端部をねじによって回転しないように固定されている。ウォーム402の周りを回る、実質的にU字形状のキャリヤ406が、ころ軸受によって回転可能に、かつ止めリング(図示せず)によって軸方向に移動しないように軸404上に支持されており、この結果、ウォームホイール403も軸404に沿って移動しないように止められている。
【0040】
横振りローラ401がキャリヤ406に対して軸404に沿ってスライド可能にされつつ、横振りローラ401がキャリヤ406に回転しないように連結されるのが、伝動部材407と、この伝動部材407によってブッシュと一緒に構成された、軸404に軸平行に延びるスライドリンク408によって保証されている。伝動部材407はピンであり、横振りローラ401に対して動かないように嵌め込み固定部によって横振りローラ401に結合されている。
【0041】
スライドリンク408と嵌め込み固定部を交換した他の構成が可能であるのはもちろんである。
【0042】
クランクピン411が、クランク伝動装置、特にスコッチヨーク式の伝動装置の、横振りローラ401内に配置されたクランク410を構成するウォームホイール403に偏心して取り付けられている。このスコッチヨーク式の伝動装置は、クランク410、クランクピン411、連結リンク415、クランクピン411に回転可能に支持され、連結リンク415内に嵌り込んでいるローラ414、横振りローラ401、および、横振りローラ401をそれが往復運動する際に案内する、自身は静止した軸404から構成されている。横振りローラ401は、軸404に沿ってスライド可能に支持された、スコッチヨーク式の伝動装置の第1のスライダを構成しており、また、ローラ414は、連結リンク415に沿ってスライド可能に支持された、スコッチヨーク式の伝動装置の第2のスライダを構成している。ローラ414、したがってクランクピン411は、連結リンク415の、互いに向き合った2つの案内路によって、軸404と角度αで交差する案内方向に沿って直線的に案内される。正確に言うと、角度α=90°であり、したがって、この案内方向は軸404に直角である。連結リンク415は、横振りローラ401をウォームホイール403に伝動装置技術によって連結する回転−スライド伝動装置をローラ414と一緒に構成している。
【0043】
ローラ414の代わりに、実質的に直方体形状のスライド部材、例えばT字形の溝付き部材、または燕尾形状のスライド部材をスコッチヨーク式の伝動装置の第2のスライダとして用いることができるのはもちろんである。この場合、横振りローラ401はスライドリンク(連結リンク415とスライド部材の組み合わせ)と、少なくとも1つの回転リンク(スライド部材とクランクピン411の組み合わせ、および/または、クランクピン411とクランク410の組み合わせ)により、伝動装置技術によってウォームホイール403に連結されており、伝動部材407は場合によっては省略できる。
【0044】
図4〜6に示した第2の練り装置の横振り機構が図1〜3に示した第1の練り装置の横振り機構と働きが異なっている点は、横振りローラ401の軸方向の往復運動が、リンク接続された連結ロッドを介してではなく、横振りローラ401の側壁に配置された、中空部内に突出する連結リンク415を介してクランクピン411の、ウォームホイール403の中心軸の周りの運動によって生じさせられることだけである。
【0045】
図7〜10には、横振りローラ701と、横振りローラ701をその軸方向に往復運動させる横振り機構を含む第3の練り装置を備えた他の印刷機700が示されている。回転運動が、横振りローラ701の外周面に接する外周面(図示せず)を介して摩擦だけによって横振りローラ701に伝えられる。
【0046】
この横振り機構は、横振りローラ701の中空部内に配置された、遊星歯車伝動装置とウォーム伝動装置を含んでおり、また、ウォーム伝動装置によって駆動されるクランク伝動装置を含んでいる。このウォーム伝動装置は、外歯のウォーム702と、このウォーム702と互いに噛み合っているウォームホイール703から構成されている。
【0047】
ウォーム702の車軸線712と、ウォームホイール703の車軸線713は交差する向きに向けられている。
【0048】
横振りローラ701は、互いに一直線上に並んだジャーナル状の2つの軸704.1,704.2上にスライド式の軸受によって回転可能に、かつスライド可能に支持されている。各軸704.1,704.2は、ロック部705に回転しないようにそれぞれ保持された外側の端部と、ころ軸受を介してキャリヤ706に連結されている、軸方向に細くなった部分を備える内側の端部を有している。キャリヤ706と、したがってウォームホイール703は、(ころ軸受のために)軸704.1,704.2の周りを回転できるが、(軸方向に細くなった部分のために)軸方向に移動しないように軸704.1,704.2上に支持されている。
【0049】
横振りローラ701内に配置された遊星歯車伝動装置は、互いに噛み合っている、外歯の2つの歯車(平歯車)、すなわち太陽歯車716と遊星歯車717から構成された単一の伝動装置段を有している。太陽歯車716は、回転しないように、かつ軸方向に移動しないように軸704.2上に固定されており、遊星歯車717よりも大きいピッチ円直径を有している。遊星歯車717とウォーム702は、ころ軸受によってキャリヤ706に回転可能に支持されたシャフト718に取り付けられている。遊星歯車717をウォーム702に回転しないように結合しているシャフト718は、軸704.1,704.2に対して軸平行に延びている。ウォーム702は、ころ軸受が取り付けられた、実質的に二又に構成されたキャリヤ706の2つの脚部の間に配置されている。
【0050】
キャリヤ706は、ピン状の伝動部材707とスライドリンク708によって横振りローラ701の壁に回転しないように連結されている。伝動部材707は、横振りローラ701の内部に配置されたクランク伝動装置、特にスライダクランク式の伝動装置の連結ロッド709の負荷を軽減する働きをする。連結ロッド709は、一端が横振りローラ701に、他端がクランクピン711によってクランク伝動装置のクランク710にリンク接続されている。クランク710とウォームホイール703は互いに同軸であり、キャリヤ706に回転可能に支持されている。さらに、クランク710とウォームホイール703は互いに回転しないように結合されている。
【0051】
図示しない変形例では、伝動部材707を省略でき、トルクが横振りローラ701から連結ロッド709によってキャリヤ706に伝えられる。
【0052】
図7〜10に図示した横振り機構の働きを以下に説明する。トルクが、横振りローラ701から伝動部材707によってキャリヤ706に伝えられ、その結果、キャリヤ706は横振りローラ701と一緒に軸704.1,704.2の周りを回転する。キャリヤ706がこのように回転する結果、シャフト718は軸704.2の周りを回転し、それによって、遊星歯車717は中心の太陽歯車716の周りを回転する。
【0053】
これによって、シャフト718は、キャリヤ706が太陽歯車716の周りをこの太陽歯車716に噛み合う遊星歯車717と一緒に回る際に自身の周りに自動的に回転させられ、すなわち、ウォーム伝動装置を遊星歯車伝動装置によって駆動するために、遊星歯車717のトルクがシャフト718によってウォーム702に伝えられる。さらに、ウォームホイール703は、ウォーム702によって回転駆動される。
【0054】
クランクピン711は、クランクピン711がウォームホイール703と一緒に回転するように、クランク710を介してウォームホイール703に連結されている。ウォームホイール703とクランク710の共通の中心軸線の周りでのクランクピン711の回転は、連結ロッド709によって、キャリヤ706とウォーム伝動装置に対する、軸704.1,704.2に沿った、横振りローラ701の直線的な振動に変換される。
【0055】
ウォーム702も、ウォーム702によって回転駆動されるウォームホイール703も軸704.1,704.2の間の部分に配置されている。ウォーム702、ウォームホイール703を軸704.1,704.2の間にこのように構成することによって、横振りローラ701内に組み込まれる横振り機構の構成部品を非常にコンパクトにでき、したがって、この構成は、機能上、外径が非常に小さくなった横振りローラ701に特に適している。
【0056】
この遊星歯車伝動装置は、遊星歯車717が、静止した太陽歯車716の周りを1回転する毎に遊星歯車717が自身の中心軸線の周りに1回転よりも多く回転する加速伝動装置であるが、ウォーム伝動装置は、横振りローラ701がその軸方向に振動する各周期の間にその中心軸線の周りに1回転するよりも多く回転するほどに減速(低速への減速)を行うように選択されている。例えば、横振り機構(全伝動装置)の部分伝動装置(遊星歯車伝動装置、ウォーム伝動装置、クランク伝動装置)は、横振りローラ701がその中心軸線の周りに2と1/2回転する際に軸方向に正確に1回の振動を行うように構成され、この結果、総減速比は2.5(すなわち2.5:1)となる。総減速比は、各構成形態に応じて2〜20(特に3〜18)の範囲内とすることができる。
【0057】
したがって、これらの部分伝動装置から構成される全伝動装置は減速伝動装置である。
【0058】
このことは、図1〜6に示した横振り機構(全伝動装置)においても同様であり、その総減速比は5〜20(特に5〜18)の範囲内とすることができる。
【0059】
図7〜10に示した横振り機構における、スライダクランク式の伝動装置の代わりにスコッチヨーク式の伝動装置も用いることができるのはもちろんである。このためには、連結ロッド709を、クランクピン711を案内する連結リンクで置き換えるだけでよい。このような置き換えは、第1および第2の練り装置(図1〜6)の例において既に理解できるように示しており、したがって第3の練り装置(図7〜10)に関して再度説明する必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の練り装置を示す図である。
【図2】図1のII−II線に沿って切断した断面図である。
【図3】図1に対して90°回転した第1の練り装置を示す図である。
【図4】第2の練り装置を示す図である。
【図5】図4のV−V線に沿って切断した断面図である。
【図6】図4に対して90°回転した第2の練り装置を示す図である。
【図7】第3の練り装置を示す図である。
【図8】図7のVIII−VIII線に沿って切断した断面図である。
【図9】図7のIX−IX線に沿って切断した断面図である。
【図10】図7に対して90°回転した第3の練り装置を示す図である。
【符号の説明】
100,400,700 印刷機
101,401,701 横振りローラ
102,402,702 ウォーム
103,403,703 ウォームホイール
104,404,704.1,704.2 軸
105,405,705 ロック部
106,406,706 キャリヤ
107,407,707 伝動部材
108,408,708 スライドリンク
109,709 連結ロッド
110,410,710 クランク
111,411,711 クランクピン
112,113,412,413,712,713 車軸線
414 ローラ
415 連結リンク
716 太陽歯車
717 遊星歯車
718 シャフト
Claims (10)
- 外歯のウォーム(102;402;702)とウォームホイール(103;403;703)を備えたウォーム伝動装置を含む、印刷機(100;400または700)の横振りローラ(101;401または701)用の横振り機構において、
前記ウォーム伝動装置は前記横振りローラ(101;401または701)内に配置されており、前記ウォームホイール(103;403)は前記ウォーム(102;402)の周りを回転できるように支持されていることを特徴とする横振り機構。 - クランク伝動装置のクランク(110;410または710)が前記横振りローラ(101;401または701)内に配置されている、請求項1に記載の横振り機構。
- 前記クランク伝動装置はスコッチヨーク式の伝動装置である、請求項2に記載の横振り機構。
- スコッチヨーク式の伝動装置が前記ウォーム伝動装置に伝動装置技術によって連結されている、請求項1に記載の横振り機構。
- 前記横振りローラ(101;401または701)は静止した少なくとも1つの軸(104;404または704.1,704.2)上に回転可能に支持されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の横振り機構。
- 前記横振りローラ(101;401;701)は、外周面の摩擦によって回転駆動される、請求項1から5のいずれか1項に記載の横振り機構。
- 外歯のウォーム(102;402;702)とウォームホイール(103;403;703)を備えたウォーム伝動装置を含む、印刷機(100;400または700)の横振りローラ(101;401または701)用の横振り機構において、
前記ウォーム伝動装置は前記横振りローラ(101;401または701)内に配置されており、前記ウォーム(702)と前記ウォームホイール(703)は前記横振りローラ(701)の少なくとも1つの軸(704.1,704.2)の周りを一緒に回転できるように支持されていることを特徴とする横振り機構。 - 前記ウォーム(702)は前記横振りローラ(701)と軸平行に配置されている、請求項7に記載の横振り機構。
- 請求項1から8のいずれか1項に記載の構成を有する横振り機構を備えており、前記横振りローラ(101;401または701)はインキ用の横振りローラである、印刷機のインキユニット。
- 横振り機構が請求項1から8のいずれか1項に記載の構成を有している印刷機。
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