JP4896319B2 - 伝導歯車段およびこれを有するニス引きユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクを機械的に伝える、かみ合う２つの歯車を有し、歯が、伝導歯車段内に磁力を発生する環状の個々の磁石に対応して各歯車に配置されている伝導歯車段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の伝導歯車段は、ドイツ特許公開明細書第１９５４４０９９号により公知であり、この場合、伝導歯車段の互いに関連する歯車の少なくとも１つが磁化されており、歯車が磁力によって互いに引き合う。さらに、永久磁石材料または永久磁化材料が、磁化された歯車の前面に載って固定されている支持台に設けられている。この場合、支持台は、外周上で一定に揃えられた、軸方向の分極化がなされており、その結果、一方の極が歯車を向いて他方の極がその反対を向いている。さらに、支持台の、回転軸に垂直な断面は、歯車の外周縁部に対しわずかな間隔をおいた外側輪郭を有している。したがって、この従来技術によると、互いに噛み合う、負荷のかからない歯車、例えば固定の歯車および噛み合っていない歯車の歯面が、磁力によって常に引き付けられるようになっている。したがって、これらの歯面は、力の伝達が行われる接続状態か力の伝達が行われない非接続状態かにかかわらず、常に接している。この場合、この従来技術の欠点は、特に歯車もしくは伝導歯車段が大きな質量を有していてバランスが悪い場合に、歯面の入れ替わり（Zahnflankenwechsel）が不可避なことである。
【０００３】
さらに、印刷技術分野では、ニス引きユニットにおいて、例えばニス引きブランケット胴と圧胴との間で歯面の入れ替わりが起こることがあることが一般に知られている。歯面の入れ替わりの原因は、アンバランスなニス引きブランケットであることが多い。通常、このアンバランスは、例えば最大約６Ｎｍであることがある。歯面の入れ替わりによって、くわえは、枚葉紙ごとに、歯の遊びの範囲内において印刷速度以下で予測不能に移動し、同様に、印刷速度ごとに移動する。これは見当の不具合を招き、したがって印刷品質の低下を招く。歯面の入れ替わりをなくすために、胴の最大のアンバランストルクを補償しなければならない。例えば１０Ｎｍの制動トルクを有するモータ制動装置を取り付けることによって、前記した２つの作用は防止できる。しかしこの場合、不利なことに、伝導装置を駆動する、このトルクのモータを追加して取り付けなければならない。
【０００４】
刊行物「設計者（Der Konstrukteur）」別冊７−８／９３号の第２８〜２９頁によって、ゲルバー−プラシジオン社 グロスバルスタットD-63868
【０００５】
【外１】

の永久磁石輪が知られている。磁石を用いた平歯車伝導装置の場合、２つの磁石輪は、伝導装置出力軸とモータ軸にしっかりと接続された、外周が半径方向または横方向に磁化された、多極の２つの磁石リングを構成している。磁石材料としては、剛性を有する磁化された永久磁石リング（例えば希土類磁石またはフェライト磁石）が用いられる。２つの磁石リングは、直径と極数が異なっているが、できるだけ少量の永久磁石材料を用いる場合のトルク伝達を最適にするために、同じ高さを有している。これらの磁石リングは、空気隙間の最も狭い部分で反対の極性の極表面が向かい合うように配置されている。モータ軸にしっかりと接続された磁石輪が任意の回転方向に動くと、出力軸にしっかりと接続された磁石輪は、直接の磁気連結によって、変速比に相応して反対の回転方向にこの回転運動に続いて回転する。伝達可能な最大トルクは、磁極がそれぞれ他の磁石輪に対して極位置の半分だけ回転する際に生じる。伝導装置の過負荷が輪の破損を招くことはない。磁気を用いた伝導装置は、より正確に言うと滑りクラッチの機能を同時に有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、請求項１の前提項に記載したような伝導歯車段において、歯面の入れ替わりを防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、これは、請求項１の前提項に記載の伝導歯車段において、磁石輪の個々の磁石は、極性が回転方向に交互になるように配置され、伝導歯車段内に引張りトルク（Ｍｖ）を発生する磁石輪段は、伝導歯車段に平行に形成されることによって達成される。これによって、簡単な構成において、構造物の幅がより小さい場合に大きな引張りトルクを供給する、非接触で磨耗がなくコスト的に有利なシステムが提供される。特に、付加的なエネルギを必要としない自立したシステムも実現できる。
【０００８】
好ましい実施態様によると、一方の歯車の永久磁石が、伝導歯車段の他方の歯車の永久磁石よりも軸方向に広く形成されており、２つの歯車もしくは磁石輪は一緒に軸方向に移動可能に支持されている。これによって、両歯車もしくは磁石輪は、各軸方向位置において、一定の所定の引張りトルクが互いに作用することが保証される。さらに、本発明によると、移動過程において、軸方向には力が作用しない。一方の磁石輪を移動経路の分だけ他方の磁石輪より広く形成することによって、他方の磁石輪は、移動しても磁界が常に不変であり、したがって、生じる引張りトルクは一定に保たれる。
【０００９】
あるいは付加的に、特に両磁石輪の幅が同じである場合に、両歯車もしくは磁石輪を軸方向に移動させることによって、磁石部材の重なりの程度を簡単に変えることも可能である。これによって、伝導歯車段における引張りトルクの大きさを運転条件に応じて問題なく調節でき、所定の引張りトルクで伝導歯車段を動かすことができる。
【００１０】
個々の磁石を、伝導歯車段の歯車または回転軸に回転不能に接続された磁石輪上にそれぞれ配置するのが有利である。これによって、素早く増設または交換が可能な、構造が簡単な解決策を提供できる。
【００１１】
できるだけ均一に作用する引張りトルクを発生するために、個々の磁石は、歯車もしくは磁石輪の外周上に等間隔に分散して配置されている。２つの磁石輪段の個々の磁石は、磁石ピッチの半分だけ互いにずらして配置されるのが有利である。したがって、所定の磁石部材寸法の場合、かつ磁石輪が互いに相対的に所定位置にある場合、伝導歯車段に最大の引張りトルクを実現できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１には、印刷機のニス引きユニットの例として、第１の歯車３と第２の歯車５とを有する伝導歯車段１が示されている。この場合、第１の歯車３は、駆動軸として示された圧胴７に回転不能に固定され、第２の歯車５は、被駆動軸として示されたニス引きブランケット胴９上に固定されている。伝導歯車段１は、さらに、第１の磁石輪１３と第２の磁石輪１５からなる磁石輪段１１を備えている。２つの磁石輪１３，１５は、圧胴７およびニス引きブランケット胴９に、回転不能に、かつ２つの歯車３，５のすぐ横に軸方向にずらして固定されている。例えばネオジウム−鉄−ホウ素−磁石のような永久磁石１７が、磁石輪１３，１５の外周上にピッチαで等間隔に分散して配置されている（図２、３参照）。
【００１４】
図３によると、永久磁石１７は、磁石輪１３，１５の表面に固定されており、歯車３，５がかみ合う領域内で互いの間に所定の空気隙間ｓがあけてある。この場合、磁石１７の極性は、磁石輪１３，１５の軸方向に一定である。磁石輪１３，１５の周囲において隣接する２つの磁石１７の極性は、それぞれ、２つの永久磁石１７の同じ極性が常に向かい合う（Ｎ／Ｓ−Ｓ／Ｎ−Ｎ／Ｓ−Ｓ／Ｎ−Ｎ／Ｓ）ように調整されている。同じ極性の磁石は反発し、反対の極性の磁石は引き寄せられるので、伝導歯車段１において磁石１７を両磁石輪１３，１５の上に配置することによって、引張りトルクＭｖが生じる。この引張りトルクＭｖは、ニス引きユニットの駆動機械に付加的な負荷をかけない、伝導歯車段１内のみに作用するトルクである。この場合、一段の２つの磁石輪１３，１５は、最大の引張りトルクＭｖを発生するために、好ましくは磁石ピッチαの半分だけ互いにずらして配置されている（図３参照）。磁石輪１３，１５の幅が例えばわずか１０ｍｍである場合に、例えば約１０Ｎｍの引張りトルクＭｖを殆ど実現することができ、したがって、ニス引きユニットの、すなわち伝導歯車段１の歯面の入れ替わりを防止するために十分なトルクを実現することができる。磁石輪１３，１５の幅を倍にすると、相応して引張りトルクＭｖが倍になる。
【００１５】
ニス引きブランケット胴９は軸方向に移動可能である。ニス引きブランケット胴９の軸方向の各位置において、例えば１０Ｎｍの引張りトルクが作用するようになっている。さらに、移動の過程で、軸方向には力が作用しないようになっている。磁石輪１３，１５のうちの一方を移動経路の分だけ他方の磁石輪よりも広く形成することによって、他方の磁石輪は、移動しても磁界が常に一定のままになる。したがって、引張りトルクＭｖも一定のままである。さらに、永久磁石１７が上述のように配置されている場合、移動過程においては、この移動の動きを制動する力が軸方向には作用しない。永久磁石１７は非接触に作動するので、両歯車３，５がかみ合う状態から半径方向に離れても問題ない。２つの磁石輪１３，１５が互いに遠く離れれば離れるほど、引張りトルクＭｖは小さくなる。伝導歯車段１を新たに動かす場合、例えば、図示しない取付補助部材によって、好適なα／２の位置が保証されなければならない。
【００１６】
場合によっては、ニス引きユニットの電気部品の故障を防止するために、伝導歯車段内に磁気シールド部材が備えられる。
【００１７】
他の実施形態では、両歯車３，５は斜めにかみ合って互いに接続されている。この実施形態では、両歯車３，５の相対運動が、磁石輪１３，１５の相対回転を生じる。これによって、磁石輪１３，１５は、この磁石輪１３，１５がピッチαの半分だけ互いにずれて配置された好適な位置を互いに離れる。したがって、歯車３，５が軸方向にずれて斜めにかみ合う場合、引張りトルクは小さくなる。本発明の作用のためには引張りトルクが最小であることが必要であり、したがって、斜めにかみ合う場合には、両歯車３，５の軸方向の最大移動経路を制限することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】平行に配置された磁石輪段を有する伝導歯車段を簡略化して示す図である。
【図２】図１を右側からみた磁石輪段の概略図である。
【図３】永久磁石の配置と、生じた引張りトルクを示す、図２の磁石輪段のIII部分の拡大図である。
【符号の説明】
１ 伝導歯車段
３ 第１の歯車
５ 第２の歯車
７ 圧胴（駆動軸）
９ ニス引きブランケット胴（被駆動軸）
１１ 磁石輪段
１３ 第１の磁石輪
１５ 第２の磁石輪
１７ 永久磁石
α ピッチ
ｓ 空気隙間
Ｍｖ 引張りトルク

Claims (8)

1. トルクを機械的に伝える、かみ合う２つの歯車（３，５）を有し、歯が、伝導歯車段（１）内に磁力を発生する環状の個々の磁石（１７）に対応して前記各歯車（３，５）に配置されている伝導歯車段（１）において、
   磁石輪（１３，１５）の前記個々の磁石（１７）は、極性が回転方向に交互になるように配置されており、
   前記伝導歯車段（１）内に引張りトルク（Ｍｖ）を発生する磁石輪段（１１）が、前記伝導歯車段（１）に平行に形成されていることを特徴とする伝導歯車段。
2. ２つの前記歯車（３，５）は軸方向に互いに移動可能に支持されている、請求項１に記載の伝導歯車段。
3. 一方の前記歯車の永久磁石が、前記伝導歯車段の他方の歯車の永久磁石よりも軸方向に広く形成されており、２つの前記歯車（３，５）は一緒に軸方向に移動可能に支持されている、請求項１または２に記載の伝導歯車段。
4. 前記個々の磁石（１７）は、前記歯車（３，５）に回転不能に接続された前記磁石輪（１３，１５）上にそれぞれ設けられている、請求項１または２に記載の伝導歯車段。
5. 前記個々の磁石（１７）は、前記歯車（３，５）の外周上にピッチ（α）で等間隔に分散して配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の伝導歯車段。
6. ２つの前記磁石輪（１３，１５）の前記個々の磁石（１７）は、所定値だけ、好ましくは前記磁石のピッチ（α）の半分だけ、互いにずらして配置されている、請求項５に記載の伝導歯車段。
7. 前記歯車（３，５）は斜めにかみ合うように配置されており、軸方向の移動経路が最大値に制限されている、請求項２〜６のいずれか１項に記載の伝導歯車段。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の伝導歯車段を有するニス引きユニット。

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