JP6999171B2 - スリーブ式印刷機のマンドレル - Google Patents

Description

本発明はスリーブ式の印刷機に用いられるマンドレル、とくに刷版を取りつけたスリーブを装着して印刷するためのマンドレルに関する。

従来より印刷機の刷版の取付方式として、マンドレルの外周面に薄肉円筒状のスリーブを着脱自在に装着し、そのスリーブに刷版を取り付ける方式が採用されている。スリーブはプラスチックやＦＲＰ等で成形された円筒形状であり、マンドレルは、その両端が印刷機の軸受により回転自在に支持された円柱状の部材である。スリーブを交換するため印刷機の軸受けは一方が軸方向に移動自在で、他方が水平方向に旋回可能である。また、従来のマンドレルは表面に多数の空気噴出孔が形成されており、スリーブを装着するときは空気層でスリーブを弾力的に拡径し、空気を止めたときの収縮作用によりスリーブをマンドレルに固定する。

特許文献１の図７には、マンドレル（シリンダ）の、旋回する軸受け側の表面にピンを突設し、軸方向に挿入するスリーブ（スリーブ印刷版）の先端側の端縁にピンと係合する切り欠き部を形成し、スリーブとマンドレルの周方向位置および軸方向位置を位置決めすることが開示されている。

他方、本出願人の出願に関わる特許文献２には、円柱状の本体と、その本体の周囲に複数本配置される棒状の連結部材（支持棒）と、本体に対して連結部材を拡縮自在に連結し、スリーブを内面側から支える支持部（拡縮機構）とからなる印刷機構が開示されている。支持部は軸方向に複数配列されており、同調して開閉駆動される。

特許文献３には、マンドレルとスリーブに形成した基準線やレーザーポインタなどの表示手段に基づいてスリーブとマンドレルの位置決めを行う方法が開示されている。

特開２０１０－１３７５０５号公報 特開２０１５－８３３６１号公報 特開２０１５－１３９９０４号公報

特許文献１のマンドレルは直径を変更できないので、印刷長さを大きく変更する場合は、スリーブの厚さを厚くするか、大径のマンドレルに交換する必要がある。スリーブの厚さを厚くするにも限度がある。他方、マンドレルの交換作業は大がかりで、作業者の負担が大きい。そこで本出願人は実質的にマンドレルの径を拡縮できる印刷機構を提案している（特許文献２参照）。このものはマンドレルの径を拡張することでスリーブを内側から拡げ、任意の位置で固定することができるので、種々の内径のスリーブを装着することができる。

また、スリーブやマンドレルに形成した基準線などにより位置決めをすることができるものは（特許文献３参照）、とくに位置決めピンなどを設ける必要はない。しかし印刷のときに紙やシートを介して圧胴を押し当てながら回転させると、回転トルクによってスリーブが周方向にずれることがある。

本発明は、拡縮タイプのマンドレルを採用しながら、印刷時にスリーブがずれないようにすることを技術課題としている。さらに本発明は、短いスリーブや複数本のスリーブを容易に装着できるマンドレルを提供することを技術課題としている。

本発明のマンドレル１０は、スリーブ式の印刷機に用いられる、スリーブ１５を装着するマンドレルであって、印刷機に対して回転自在に取り付けられる円柱状の本体１１と、その本体を囲むように本体と平行に配置される複数本の支持棒１２と、それらの支持棒を本体に対して拡縮自在に連結する拡縮機構１３とを備えており、前記いずれかの支持棒１２に、スリーブ１５に形成される係合部１５ａと係合してスリーブ１５の回転を拘束するストッパ１４が設けられていることを特徴としている。

このようなマンドレル１０においては、前記ストッパ１４が支持棒１２に対して軸方向の位置を調節できるように設けられているものが好ましい。また、前記ストッパ１４が支持棒１２に対して着脱自在に設けられているものがさらに好ましい。さらに前記ストッパ１４が、支持棒１２の外周から側面にかけて跨って装着される断面Ｃ字状のホルダー３０と、そのホルダーの上板３０ｂから突出してスリーブ１５の係合部１５ａと係合する係合片３２とを備えているものが一層好ましい。その場合、前記ホルダーの一方の側板３０ａに、支持棒１２の内周側と係合する爪部３１ａが突設されており、その爪部の先端と、その先端と対向するホルダーの側板３０ｃの内面との間隔Ｓが支持棒１２の幅より大きく、他方の側板に支持棒１２を爪部３１ａと係合する位置に押しつける押し部材（押しネジ）３４が設けられているものが好ましい。

本発明のマンドレルは、複数本の支持棒を収縮させることにより、スリーブを支持棒の回りに容易に被せることができる。そして支持棒を拡張させることにより、支持棒でスリーブの内面を突っ張り、固定することができる。そのため、着脱作業が容易であり、種々の内径のスリーブをマンドレルに取り付けることができる。そして支持棒に設けたストッパとスリーブの係合部とを係合させることにより、印刷時におけるスリーブの周方向のずれを防止することができる。

ストッパにスリーブの係合部を係合させるとき、複数本の支持棒をスリーブの内径と同程度まで拡げ、その状態でスリーブを緩く装着すると、スリーブを支持棒の周りに回転させ、軸方向に移動させて容易にストッパに係合部を合わせることができる。そしてその後、支持棒を拡げてスリーブを突っ張れば、スリーブを周方向にずれない状態で固定することができる。また、支持棒の両端にストッパを設け、それらをスリーブの両端に設けた係合部に係合させて固定することもできる。

前記ストッパが支持軸に対して軸方向の位置を調節できるように設けられていれば、短いスリーブをマンドレルの中心近辺に装着するなど、種々の長さのスリーブを所望の位置に装着することができる。また、２本のスリーブを軸方向にずらせて装着することもできる。さらに先にスリーブを装着してからストッパの位置を合わせるなど、取り付け手順の自由度が高くなる。

前記ストッパが支持軸に対して着脱自在に設けられていれば、ストッパを外した状態でスリーブを緩く装着しておき、その後、ストッパを取り付け、最後に支持棒をさらに拡げることができる。そのため、たとえば２本あるいはそれ以上のスリーブをマンドレルの支持棒に緩く装着した後、それぞれのストッパを支持棒に固定するなど、種々の形態で、また種々の手順で装着することができる。

前記ストッパが、支持棒の外周から側面にかけて跨って装着される断面Ｃ字状のホルダーと、そのホルダーの上板から突出してスリーブの係合部と係合する係合片とを備えている場合は、ホルダーとスリーブの干渉を避けることが容易である。また、ホルダーを支持棒に対して取り付ける構造部と、スリーブの係合部に係合される係合片を別個に設計できるので、設計が容易である。

前記ホルダーの一方の側板に、支持棒の内周側と係合する爪部が突設されており、その爪部の先端と、その先端と対向するホルダーの側板の内面との間隔が支持棒の幅より大きく、他方の側板に支持棒を爪部と係合する位置に押しつける押し部材が設けられている場合は、押し部材を解除した状態ではホルダーの支持棒への着脱が容易であり、押し部材で支持棒を押しつけた状態では爪部が支持棒に係合しているので、ストッパが支持棒から脱落しにくく、位置をずらせる作業などが容易になる。

図１ａおよび図１ｂはそれぞれ本発明のマンドレルの一実施形態の拡径状態および縮径状態を示す正面図である。 図２ａおよび図２ｂはそれぞれ図１のマンドレルの拡径状態を示す要部拡大正面図および側面図である。 図３ａおよび図３ｂはそれぞれ図１のマンドレルの縮径状態を示す要部拡大正面図および側面図である。 図４ａ、図４ｂおよび図４ｃは本発明に関わるストッパの一実施形態を示す平面図、正面図および側面図である。 図４ａ～ｃのストッパの斜視図である。 図６ａは本発明に関わるストッパの他の実施形態を示す斜視図、図６ｂはさらに他の実施形態を示す平面図である。

図１、図２に示すマンドレル１０は、円筒状の本体１１と、その本体１１の周囲に配置される複数本の支持棒１２と、それらの支持棒１２を本体１１に対して拡縮自在に連結する拡縮機構１３と、いずれかの支持棒に取り付けられるストッパ１４とを備えている。このマンドレル１０は印刷機に用いられるものであり、刷版を取り付ける薄い円筒状のスリーブ１５を保持し、印刷する紙などのシートを挟んで円筒状の圧胴が当接され、刷版の文字や模様をシートに印刷することができる。

本体１１は、中心部に空洞１６を有する円筒状であり（図３ｂ参照）、両端に印刷機の軸受けＪ１、Ｊ２に取付けるための軸１７、１８を有する。なお、一方の軸受けＪ１は軸方向に移動自在で、他方の軸受けＪ２は水平方向に旋回可能である。それにより円筒状のスリーブ１５の交換が可能である。印刷機にマンドレル１０を取り付けると、軸１７、１８は印刷機の回転駆動源に連結される。そして印刷時に本体１１が回転駆動され、その周囲に配置されるスリーブ１５も一体に回転する。そしてマンドレル１０と対向して配置される圧胴との間に印刷しようとするシート材（紙や合成樹脂シート）が通され、スリーブ１５に装着した刷版の凹凸に応じて印刷が行われる。

本体１１の周囲には中央から左側に４個のリング２１Ｌが、右側に他の４個のリング２１Ｒがそれぞれ軸方向摺動自在に、かつ、軸回りに回転しないように設けられている。左側のリング２１Ｌ同士を左側の連結バー２２Ｌによって連結し、右側のリング２１Ｒ同士を右側の連結バー２２Ｒによって連結しておくと、同調動作が一層確実になるので好ましい。連結バー２２Ｌ、２２Ｒはそれぞれ３本ずつ、周方向等間隔に設けるのが好ましい（図２ａ、図２ｂ参照）。

また、それぞれの連結バー２２Ｌ、２２Ｒは、たとえば本体１１の周囲に互いに間隔を開けて配置したリニア・ボール・ベアリング２３などを介して本体１１の周囲に配置することができる。その場合、レール２３ａを本体１１に固定し、スライダ２３ｂを連結バー２２Ｌ、２２Ｒに固定する。逆にすることもでき、その場合はレールに固定バーを兼ねさせることができる。レール２３ａは３本程度、周方向等間隔に設けるのが好ましい（図２ａ、図２ｂ参照）。

左側の４個のリング２１Ｌおよび右側の４個のリング２１Ｒには、それぞれ複数本（ここでは６本）の腕２４の基端が、半径方向に外側に行くに従ってそれぞれ軸端側に向かうように、いわば半分閉じた傘の骨のように傾斜している。右側のグループのリング２１Ｒの腕２４と左側のグループのリング２１Ｌの腕２４は互いに逆向きに傾斜している。４個のリングに代えて、１個の筒状部材を採用することもできる。

各腕２２の自由端は、本体１１の軸と平行に延びる前述の支持棒１２に回動自在に連結されている。そして中央の２個のリング２１Ｌ１、２１Ｒ１は、駆動軸２５によって中心側に向かって互いに接近し、外側に向かって互いに離隔するように移動できるようにしている。他のリング２１Ｌ、２１Ｒは、連結バー２２Ｌ、２２Ｒあるいは支持棒１２を介して同調して接近、離隔する。中心のリングを接近、離隔させる機構としては、たとえば、駆動軸２５の一端に右ネジと左ネジを設けておき、リング２１Ｌ１、２１Ｒ１に形成した右ネジおよび左ネジとそれぞれ螺合させればよい。それにより駆動軸２６を一方に回転させるとリング２１Ｌ１、２１Ｒ１同士が接近し、他方に回転させると離隔する構造が得られる（図２ａの想像線参照）。駆動軸２６は３本程度設けることにより、リング２１Ｌ１、２１Ｒ１を均一にスライドさせることができる。

駆動軸２５の他端には駆動軸２５を回転駆動するモータなどの駆動機構Ｍが設けられている。手動操作で駆動してもよい。３本の駆動軸２５を同調回転させるため、駆動軸２５にピニオンを固定し、それらのピニオンを１個の内歯歯車や大径の歯車などで回転させるようにしてもよい。内歯歯車などはモータまたは手動で回転させる。

上記のごとく構成されるマンドレル１０は、駆動軸２５を一方向に回転させると中央よりのリング２１Ｌ１、２１Ｒ１同士が接近するようにスライドする。それにより腕２４が傘を窄めるように一斉に本体１１に向かって回動する（図１ｂ参照）。そしてさらに駆動軸２５を回転させると、リング２１Ｌ１、２１Ｒ１接近して腕２４の先端が本体１１近くまで縮径し、複数本の支持棒１２が平行を維持しながら中央に集まる（図３ａ、ｂ参照）。

駆動軸２５を逆方向に回転させると、中央のリング２１Ｌ１、２１Ｒ１同士が互いに離隔し、腕２４が広がる。それにより支持棒１２が広がり、スリーブ１５を内側から突っ張り、外力を受けることができる状態となる（図１ａ参照）。前記一連のリング２１Ｌ、２１Ｒおよび駆動軸２５は、支持棒１２を本体１１に対して拡縮自在に連結する拡縮機構１３を形成している。そしてこのように複数本の支持棒１２を拡縮できるので、種々の内径のスリーブを装着することができる。支持棒１２の拡縮のストロークが大きいが、マンドレル１０からスリーブ１５を外すときは、支持棒１２を少しだけ縮めればよく、スリーブ１５を装着するときも支持棒１２は縮径した分だけ拡張すればよい。

前記支持棒１２は、外面が角形の棒材ないし板材であり、上面１２ａは断面円弧状に形成されている（図４ｃ参照）。図２ｂに示すように支持棒１２の左右の側面から左右に支持ピン１２ｂが突出しており、腕２４の端部からは、それらの支持ピン１２ｂに回動自在に連結される一対の連結片２４ａが突出している。支持棒１２はそれらの連結片２４ａの間に配置され、支持ピン１２ｂで回動自在に連結されている。また、支持棒１２の上面１２ａには、従来のマンドレルの表面と同様に、軸方向の位置を容易に認識できるように軸方向に目盛りを設けるのが好ましい。

つぎに支持棒１２に取り付けられるストッパ１４について説明する。図４ａ～ｃに示すストッパ１４は、支持棒１２に跨るように配置される断面Ｃ字状のホルダー３０と、そのホルダーの一方の側板３０ａの下面に固定され、支持棒１２の裏面と係合する爪部３１ａを有する爪部材３１と、ホルダー３０の上板３０ｂの側面から支持棒１２と平行に突出する係合片３２と、ホルダー３０の他方の側板３０ｃに形成したネジ穴３３と螺合する押しネジ（押し部材）３４とからなる。爪部材３１はホルダー３０に対し、下側からキャップボルトで固定している。押しネジ３４としては通常はボルトが採用されるが、蝶ネジなどで工具なしで操作できるようにしてもよい。符号３４ａは緩み止めのロックナットである。

係合片３２は、スリーブ１５に形成されている係合部１５ａの幅を小さくすると共に、ホルダー３０の上板３０ｂに取り付ける基部３２ａを大きくするため、また、スリーブ１５の端部の位置決めのため、途中に段部３２ｂを形成している。係合片３２は厚肉の板などから構成され、支持棒１２の上を滑るスリーブ１５が係合片３２を乗り越えないように、支持棒１２より充分に厚くする（図４ｂ参照）。この実施形態ではホルダー３０の上板３０ｂの側面に浅い切り込み３４を形成し、その切り込みに係合片３２の基部３２ａを嵌合させ、本体の上板３０ｂを貫通するボルト穴に背面側から通した２本のボルトでホルダー３０に固定している。

この実施形態では係合片３２の平面形状として、先端を半円状に形成した矩形を採用している（図４ａ参照）。そしてスリーブ１５の端縁には、係合片３２と嵌合するＵ字状の切り欠き１５ａを係合部として設けている。ただしスリーブ１５側に係合部として突出片を設け、係合片にその突出片と係合する切り欠きないし凹所を形成してもよい。

スリーブ１５としては、単層または複層の合成樹脂、あるいはガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチックなど、従来公知のものを採用することができる。スリーブ１５の長さはマンドレル１０と同程度の長さでもよく、図１に示すように、短いスリーブを２本、あるいはそれ以上設けてもよい。ストッパ１４の数はスリーブ１５の数に合わせるのが好ましい。スリーブ１５の厚さは、たとえば２～５０ｍｍ程度、とくに５～１５ｍｍ程度のものが用いられる。スリーブ１５には、フレキソ版などの刷版を接合した透明な合成樹脂フィルムを貼り付けて印刷する。

上記のように構成されるストッパ１４は、押しネジ３４を後退させて爪部材３１の爪部３１ａの先端とこれと向き合うホルダー２０の側板３０ｃの内面との隙間Ｓを充分に開放し、その隙間に支持棒１２を通すようにして支持棒１２に取り付ける（図４ｃの矢印参照）。なおこの支持棒１２の動きは相対的な動きを示し、実際にはストッパ１４側を支持棒１２に対して移動させる。そして支持棒１２を爪部３１ａの上側に挿入し、押しネジ３４を緩く前進させてストッパ１４を支持棒１２の適切な位置に緩く取り付ける。この状態でストッパ１４を支持棒１２の上で滑らせ、軸方向の位置を正確に合わせる。ついで押しネジ３４を螺進させて支持棒１２を強圧し、ストッパ１４を支持棒に固定する。

このストッパ１４は、Ｃ字状のホルダー３０を採用するので支持棒１２の上を容易に滑らせることができる。そして押しネジ３４を採用しているので、ストッパ１４を支持棒１２に対して任意の位置で固定できる。そのため、連続的に位置を調節することができる。ただし段階的に位置を調節できるものであってもよい。

一旦、ストッパ１４を取り付けると、拡縮機構１３を作動して複数本の支持棒１２を縮小させ、その状態でスリーブ１５をマンドレル１０に装着し、ついで支持棒１２を拡張する。この場合、ストッパ１４は外す必要がない。そしてスリーブ１６を内側から突っ張るようにして支持棒でスリーブを支持することができ、ストッパ１４により回転方向の位置が定められる。それにより、印刷時にスリーブ１５が受けるトルクでマンドレル１０の周囲を廻り、印刷柄がずれるといった問題が防止される。さらに上記のストッパ１４はスリーブ１５の軸方向の滑りも拘束することができるので、安定した印刷作業を行うことができ、スリーブの交換も容易である。

上記の例は発明の実施形態を示すものであり、これらに限定されるものではない。たとえば図４ａの実施形態では、スリーブ１２に形成する係合部としてＵ字状の切り欠き３１ａを採用しているが、図６ａに示すように、スリーブの係合部として貫通孔あるいは内面側に開口する有底の穴３５を採用することができる。この場合ストッパの係合片３２には、穴３５と嵌合する突起３６を設ける。ここでは穴３５を円形とし、突起３６を円柱状としている。支持棒が開閉することから、このような構成を採用することができ、それにより１カ所の係合部でスリーブを軸方向のいずれの向きに対しても固定することができる。穴３５または突起３６には嵌合のガイド作用をするテーパ面３６ａを形成する。係合片３２にスリーブ１２の端縁と当接するガイド壁３７を形成してもよい。また、図６ｂに示すようなＴ字状の切り欠き３８を係合部として形成することもできる。

前記実施形態では拡縮機構として揺動リンク（腕）を採用しているが、特許文献２のような傾斜カムなど、他の機構を採用することができる。

１０ マンドレル
１１ 本体
１２ 支持棒
１２ａ 上面
１２ｂ 支持ピン
１３ 拡縮機構
１４ ストッパ
１５ スリーブ
１５ａ 切り欠き（係合部）
１６ 空洞
１７、１８ 軸
２１Ｌ 左側のリング
２１Ｌ１ 左の中心近辺のリング
２１Ｒ 右側のリング
２２Ｌ 左側の連結バー
２２Ｒ 右側の連結バー
２３ リニア・ボール・ベアリング
２３ａ レール
２３ｂ スライダ
２４ 腕
２４ａ 連結片
２５ 駆動軸
３０ ホルダー
３０ａ、３０ｃ 側板
３０ｂ 上板
３１ 爪部材
３１ａ 爪部
Ｓ 隙間
３２ 係合片
３２ａ 基部
３２ｂ 段部
３３ ネジ穴
３４ 押しネジ
３５ 穴
３６ 突起
３６ａ テーパ面
３７ ガイド壁
３８ 切り欠き

Claims (5)

1. スリーブ式の印刷機に用いられる、スリーブを装着するマンドレルであって、
   印刷機に対して回転自在に取り付けられる円柱状の本体と、
   その本体を囲むように本体と平行に配置される複数本の支持棒と、
   それらの支持棒を本体に対して拡縮自在に連結する拡縮機構とを備えており、
   前記いずれかの支持棒に、スリーブに形成される係合部と係合してスリーブの回転を拘束するストッパが設けられている、
   マンドレル。
2. 前記ストッパが支持棒に対して軸方向の位置を調節できるように設けられている請求項１記載のマンドレル。
3. 前記ストッパが支持棒に対して着脱自在に設けられている請求項１または２記載のマンドレル。
4. 前記ストッパが、支持棒の外周から側面にかけて跨って装着される断面Ｃ字状のホルダーと、そのホルダーの上板から突出してスリーブの係合部と係合する係合片とを備えている請求項１～３のいずれかに記載のマンドレル。
5. 前記ホルダーの一方の側板に、支持棒の内周側と係合する爪部が突設されており、
   その爪部の先端と、その先端と対向するホルダーの側板の内面との間隔が支持棒の幅より大きく、
   他方の側板に支持棒を爪部と係合する位置に押しつける押し部材が設けられている請求項４記載のマンドレル。

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