JP4450895B2 - 印刷機用駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータが永久磁石を備え、印刷機の少なくとも１つの胴に駆動装置として付属しており、ステータが巻線を含み印刷機の側壁に固定して結合されている、アウターロータ型モータをもつ少なくとも１つの駆動装置を備えた印刷機用駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の印刷機用駆動装置は、中間歯車とベルト伝動装置を用いて駆動モータで駆動される駆動側のひとまとまりの歯車列で構成されている。この場合、入力歯車を介して高いトルクが伝達されなければならず、きわめて堅牢な歯車のために相応のコストが必要となる。さらに、駆動モータの設置スペースが大きくなるうえに、ベルトの大きい張力を軸受で受けなければならない。ベルトの外乱はトルク品質の劣化につながり、それがひいては印刷品質を低下させるおそれがある。中央歯車を介して力を導入するため、印刷機のすべての駆動トルクをこの中央歯車が受けなければならない。大きな力は特に印刷ユニットの多い印刷機の場合には、特に、特別の色を扱ねばならないときに必要となる６台から８台または９台以上の印刷ユニットを備えた印刷機の場合に問題となる。
【０００３】
こうした問題を解決するため、ドイツ特許出願公開明細書１９５３０２８３によって冒頭に述べた種類の駆動装置が提案されており、この駆動装置においては歯車列の代わりに複数の個別の駆動装置が用いられる。ここで提案されている個別駆動装置の１つは、ステータが印刷機の側壁の内側に固定されているアウターロータ型モータを意図している。このステータは胴の内部空間に位置しており、ロータは胴の内壁と連結されている。このようにして歯車列と中央駆動モータが不用となり、したがってこれに伴う上述の問題もなくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この解決策の欠点は、胴の角度割当てが電子制御によってしか行えなくなる点である。たとえば電流の遮断などに起因する故障が起こると、角度割当てが消えてしまう場合があり、くわえづめブリッジ同士が衝突する危険がある。この解決策のもう一つの欠点は、印刷機の駆動側に、胴の自由軸端が存在しなくなることである。そのため、上述した衝突危険性を回避するための補助歯車を設けることが不可能であるとともに、発信器、タコメータ、あるいはブレーキを設置することも不可能である。また、個別の駆動装置を始めとして他の胴やローラを同時に駆動することも不可能である。したがって、駆動装置がもっと少なければ、つまり多くの場合１つの印刷ユニットにつき駆動装置が１つだけならば、理想的な解決策となるはずであるが、個別の駆動装置が多数必要となるのである。さらに付け加わる問題は、胴の内部に置かれたモータの廃熱である。この種の廃熱は、たとえば版胴、ゴム胴、圧胴といった多くの胴において印刷プロセスに悪影響を及ぼす。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、従来の駆動装置の欠点および上記の提案に係る個別の駆動装置の欠点を解消し、特に大きいトルクを下げ、スペースと材料を節約した簡単で経済的かつ機能の信頼性の高い印刷機用駆動装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的は、冒頭に記載した種類の印刷機用駆動装置において、
ステータが印刷機の側壁の外側に固定され、
ロータが胴軸と連結され、かつステータを外側から包囲し、固定可能なリングギヤをその円周に備えたカップ形状を有し、
リングギヤが歯車列に直接、組み込まれ、
ロータが付属する少なくとも１つの胴以外の胴の少なくとも一部が歯車列によって駆動される、
ことによって達成される。
【０００７】
本発明により、従来の駆動装置の欠点も、ドイツ特許出願公開明細書１９５３０２８３で提案された個別駆動装置の欠点も解消される。
【０００８】
特に、歯車で発生したトルクが著しく減るので、歯車も軸受も寸法を小さくすることが可能となり、このことは材料、コスト、所要スペースの節約につながる。格別な利点は、大きなトルクが必要なところに駆動装置を配置することがてきる点である。このことは、高トルクが必要な胴に直接配置することか、または大きなトルクが必要な複数の胴の付近に直接配置することのいずれかを意味する。したがって、こうした配置により、多数の伝達部位をもつ多数の歯車を介して大きなトルクを伝達するのを回避することも可能となる。例えば、圧胴への有利な中央からの力の導入であろう。この利点は、印刷機が１つの印刷ユニットだけで構成されていて本発明の形式の駆動装置が１つしか設けられていない場合にさえ発揮される。それによりトルクの伝達がもはや歯車列全体を通過しなくてもよくなり、１つまたは複数の中央部位から全方向にトルク伝達を行うことができる。たとえばトルクを、圧胴の駆動装置から一方ではゴム胴と版胴の歯車に、ならびにインキ装置と湿し装置の各ローラの歯車に伝え、他方では搬送胴に、もしくは給紙装置と排紙装置に伝えることが可能である。
【０００９】
本発明の利点は、このような印刷機ではたった１つの駆動装置が格別大きなトルクにつながるので、当然のことながらながら特に多数の印刷ユニットをもつ印刷機の場合に発揮される。本発明の解決策によれば、ドイツ特許出願明細書１９５３０２８３の場合のように胴、搬送胴、ローラ、くわえづめ操作部、その他の被駆動部材に一つ一つ別個の駆動装置を付属させる必要がない。歯車列の歯車を介して別々の駆動が行われるが、従来の歯車列とくらべると分散的な配置によって力の供給が最適化されている。歯車列が存在していることにより、胴の角度割当て、この場合には搬送胴と圧胴の角度割当てが、歯車を介して機械的に保証されているのである、くわえづめブリッジ同士の衝突が起こることもない。こうした保証は当然ながら衝突の危険性がある場所、例えば、くわえづめなどの前記部材を円周に備えた搬送胴を含む、すべての胴にだけ必要である。
【００１０】
本発明により、発信器、タコメータ、あるいはブレーキを配置できるようにするために自由軸端を利用することも可能である。巻線を側壁の外側に配置することは、この巻線という廃熱を生む部材を印刷プロセスから分離するので、印刷プロセスが妨げられず、廃熱を容易に処分することができ、その上胴の内部空間を別の部材のために利用することができる。内部に位置するステータが屈曲部を含むように電動モータを構成することで、永久磁石を有するロータを比較的薄い円筒形リングとして構成することができる。それによって電動モータのエアギャップと、リングギヤを介する力の伝達との間の距離が小さくなり、その結果、巻線を外部に配置した場合と同様、より大きな伝達レバーは電磁力を利用できる。この電磁力は直接リングギヤに伝達されるので、当該駆動装置の軸受も負荷が軽減される。駆動装置は同期モータとしても非同期モータとしても構成することが可能である。
【００１１】
本発明の合目的的な発展態様は、駆動装置のロータを胴に固定結合することを意図している。このようにして電動モータの力は胴へ直接伝達される。このことは、歯車を大きなトルクの伝達用として設計する必要がなくなるので、特に大きなトルクの場合に有利である。しかしながら、駆動装置を胴の外側に配置することも当然可能であり、この場合その配置を、力の供給によって複数の歯車を介した大きなトルクの伝達が回避される印刷ユニットの部位部位で行うのが目的にかなっている。
【００１２】
目的にかなった実施態様では、それぞれの印刷ユニットに、アウターロータ型モータを備えた少なくとも１つの駆動装置を付属されることが想定されている。このようにして各印刷ユニットがその駆動力供給装置とともに１つの単位を構成し、この単位を並列させることで任意の数の印刷ユニットをもつ印刷機を構成することが可能である。このとき印刷ユニットの数は、生じるトルクをもはや上昇させず、そのため印刷ユニットの数に関係なく歯車の寸法を決めることができる。
【００１３】
合目的的には、少なくとも１つの駆動装置が上述のような胴に配置されていて、この駆動装置と最大のエネルギー所要量をもつ胴とが、できるだけ少ない動力伝達部位で隔てられることが意図されている。このことは、駆動装置が、最大のエネルギー要求をもつ胴に直接配置されているか、または少なくとも伝達部位１箇所だけで隔てられていることを意味している。
【００１４】
簡単に組立てられる堅固な構成としては、ステータを印刷機の側壁の外側に直接固定することが考えられている。ロータはこのステータを包囲していて、リングギヤとともに歯車列の駆動歯車として作用する。この場合ロータは胴軸に直接連結されていてよく、ステータを外側から包囲するカップ形状をもつ。この場合、嵌合と簡単なネジ結合による簡単な組立が可能である。
【００１５】
電磁力は、高エネルギーの磁性材料を用いることでさらに大きくすることができる。これにより、さらに大きなトルクを生成してリングギヤへ直接伝達することができる。
【００１６】
リングギヤは合目的的にはロータに回転可能かつ、固定可能に支持される。これによって、角度割当てとこれに伴う胴の見当合せ精度を調整するために、調節作業を行うことが可能となる。
【００１７】
リングギヤには、モータとこれに属する胴の角度検出のための標識として歯が作用するセンサを配置してもよい。これによって、一方ではモータの制御を実現することができ、他方では、標識やその調節を必要とすることなく胴の位置を直接検出することができる。
【００１８】
さらに、ロータにブレーキ受けを配置してこれにブレーキを付属させることも可能である。これは、ロータの円周のみならず、一種のディスクブレーキとして端面に備えてもよい。
【００１９】
本発明の駆動装置のリングギヤは、歯車列に直接組み込まれている。この場合には外部への負荷分散によって規定される値まで、歯車の負荷が減少する。さらに、このリングギヤが、胴を駆動する小型伝動装置の駆動部の役目をすることも可能である。この小型伝動装置は平歯車装置、遊星歯車装置、サイクロ減速機、ハーモニックドライブ減速機などであってよく、あるいはその他の小型伝動装置であってもよい。遊星歯車装置の場合、ロータのリングギヤをたとえば太陽歯車として使うことができる。
【００２０】
モータの巻線は最も多くの廃熱を生成する。巻線がステータ内に配置されているので、ステータに供給されてステータから排出される流動媒体を用いた冷却を使用することが可能である。
【００２１】
上述した利点に加えて、この駆動装置は直接作用するとともに剛性が高いので、断続的なエネルギー消費による振動発生が抑制されるように、少なくとも１つの駆動装置が制御装置で断続的なエネルギー供給を受けるようにすることが、簡単なやり方で可能である。こうした断続的なエネルギー消費は、たとえば、カムディスクを用いて作動されるくわえづめブリッジに生じる。カムディスクによる断続的なエネルギー受容は、このようにして振動が生成されるので、印刷機の不安定な運転につながる。供給されるエネルギーが、相応に断続的に変化すれば、上述した振動生成への補償が得られ、この補償は、受け取ったエネルギーが利用できる伝達レバーが大きいほど、より有効である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１はモータをもつ駆動装置１によって駆動される第１の胴４を備えている本発明の一実施形態を示している。この駆動装置は巻線６を備え、印刷機の側壁７に固定されているステータ５から構成されている。このステータ５を貫通して胴４の胴軸１６が延びており、胴軸１６はその端部において、ステータ５を包囲するカップ状のロータ２と連結している。ロータ２の円筒状の外壁には永久磁石３が組み込まれていて、この場合特に高エネルギーの磁性材料を使用することにより、ロータ２の円周領域１７を比較的小さな厚さ１８で形成することができる。それによって電磁力の作用範囲が大幅に外側へ移動しており、電磁力は力伝達のために大きな伝達レバーアームを利用することができる。生成された力は胴軸１６によって胴４へ直接伝達される。それによって胴４が駆動される。付加的に、ロータ２は動力伝達部位１１において力を１つまたは複数の駆動歯車９に伝達する、リングギヤ８を円周に有しており、このようにしてさらに別の胴４’を駆動することができる。駆動されるべき胴４，４’は当然ながらドラムやローラであってもよい。このようにして、歯車列内部で最大の力要求がある部位に、モータをもつ駆動装置１を配置することができ、しかもアウターロータ型モータをもつこの駆動装置１に、モータのない歯車駆動装置１’を付属させることができる。したがって、印刷機の歯車列は従前のままに維持され、力の供給が力の所要量の最大の部位へと移るにすぎず、このことは上述した利点につながる。
【００２４】
リングギヤ８には、送信器として胴４の角度を検出するセンサ１９が追加的に設けられており、この場合歯が標識として用いられる。さらに、ロータ２は、ブレーキ２１が当接するブレーキ受け２０を備えている。
【００２５】
図２は、印刷ユニット１０への駆動配置１および１’の構成の概略図である。この場合、印刷機は１つの印刷ユニット１０または多数の印刷ユニット１０を備えることができ、搬送胴１３は、枚葉紙を１つの印刷ユニットから別の印刷ユニットへ搬送するのに用いられる。図２には搬送胴１３、圧胴１２、ゴム胴１４、および版胴１５、ならびにインキ装置２２の配置が概略的に示されている。図示した実施形態では、アウターロータ型モータをもつ駆動装置１が圧胴１２の歯車に設けられており、それによって圧胴１２は直接駆動される。この駆動装置１のリングギヤ８からは、部位１１において、搬送胴１３の歯車とゴム胴１４の歯車への力の伝達が行われる。一方、ゴム胴１４からは歯車を用いて版胴１５への力の伝達が行われ、また場合によってはインキ装置２２や図示しない湿し装置への動力伝達が行われる。駆動装置１が中央に配置されていることにより、トルクは、圧胴１２に関して胴に直接作用するか、または短い伝達距離を通って別の胴１３，１４および１５へと伝達されるかのいずれかとなる。
【００２６】
図３は代替的な構成を示すもので、この場合アウターロータ型モータをもつ駆動装置１は胴に直接付属しているのでなく、トルクを搬送胴１３の歯車に伝達するために別個に側壁７へ取付けられていて、この歯車はトルクをさらに他の胴１２，１４，１５へと伝達する。したがって駆動装置１は、平歯車装置の一部である。
【００２７】
上述した各構成は当然ながら一例にすぎず、モータをもつ複数の駆動装置１を印刷ユニット１０に設けたり、印刷ユニットの一部だけに同様の駆動装置を備えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す図である。
【図２】印刷ユニットへの駆動装置の配置を示す概略図である。
【図３】その代替的な配置を示す図である。
【符号の説明】
１ 駆動装置（モータあり）
１’ 駆動装置（モータなし）
２ ロータ
３ 永久磁石
４，４’，１２，１３，１４，１５ 胴（ドラムまたはローラでもよい）
５ ステータ
６ 巻線
７ 側壁
８ リングギヤ
９ 駆動歯車
１０ 印刷ユニット
１１ 動力伝達部位
１２ 圧胴
１３ 搬送胴
１４ ゴム胴
１５ 版胴
１６ 胴軸
１７ ロータの円周領域
１８ 円周領域におけるロータの厚さ
１９ センサ
２０ ブレーキ受け
２１ ブレーキ
２２ インキ装置

Claims (9)

1. ロータ（２）が永久磁石（３）を備え、かつ印刷機の少なくとも１つの胴（４）に駆動装置（１）として付属しており、ステータ（５）が巻線（６）を含み印刷機の側壁（７）に固定して結合されている、アウターロータ型モータをもつ少なくとも１つの駆動装置（１）を備えた印刷機用駆動装置において、
   前記ステータ（５）が印刷機の前記側壁（７）の外側に固定され、
   前記ロータ（２）が胴軸（１６）と連結され、かつ前記ステータ（５）を外側から包囲し、固定可能なリングギヤ（８）をその円周に備えたカップ形状を有し、
   前記リングギヤ（８）が歯車列（８，９）に直接、組み込まれ、
   前記ロータ（２）が付属する前記の少なくとも１つの胴（４）以外の胴（４'，１２，１３，１４，１５）の少なくとも一部が前記歯車列（８，９）によって駆動される、
   ことを特徴とする印刷機用駆動装置。
2. 前記ロータ（２）が、前記ロータ（２）が付属する前記の少なくとも１つの胴（４）に固定して結合されている、請求項１記載の印刷機用駆動装置。
3. 各印刷ユニット（１０）に、アウターロータ型モータをもつ少なくとも１つの駆動装置（１）が付属している、請求項１または２記載の印刷機用駆動装置。
4. 前記の少なくとも１つの駆動装置（１）が、該駆動装置が最大のエネルギー要求をもつ胴(１２)に直接配置されているか、少なくとも伝達部位１箇所だけで隔てられているように該胴(１２)に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の印刷機用駆動装置。
5. 前記ロータ（２）が、高エネルギー磁性材料の使用によって円周領域（１７）においてできるだけ小さい厚さ（１８）を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の印刷機用駆動装置。
6. 前記リングギヤ（８）に、歯が、前記ロータ（２）が付属する前記の少なくとも１つの胴（４）の角度を検出するための標識として作用するセンサ（１９）が付属している、請求項１から５までのいずれか１項記載の印刷機用駆動装置。
7. 前記ロータ（２）にブレーキ受け（２０）が設けられブレーキ（２１）が付属している、請求項１から６までのいずれか１項記載の印刷機用駆動装置。
8. 前記ステータ（５）が流動媒体によって冷却される、請求項１から７までのいずれか１項記載の印刷機用駆動装置。
9. 前記少なくとも１つの駆動装置（１）が制御装置によって、断続的なエネルギー消費による振動発生が抑制されるような断続的なエネルギー供給を受ける、請求項１から８までのいずれか１項記載の印刷機用駆動装置。

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