(57)【要約】      （修正有）【課題】輪転機の給紙装置におけるブレーキ装置において、ウエブを繰り出している巻取紙の直径が小さくなり、残紙が無くなる前に行なう自動紙継前におけるウエブ張力の増加変動障害や自動紙継後の残芯巻きほぐれを減らすためブレーキディスクの慣性を小さくする。【解決手段】ブレーキディスク材質を、鉄材質未満の比重７以下のものとするほか、アルミ合金、チタン合金、マグネシウム合金、炭素繊維、セラミック等の２種以上を複合材使用により慣性を小さくする。【選択図】      図１
2008014381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輪転機給紙装置におけるブレーキ装置のブレーキディスクの平均比重を７以下にしたことを特徴とするブレーキ装置。
【請求項２】
ブレーキディスクにアルミ合金、チタン合金、マグネシウム合金、炭素繊維、セラミック等の単独若しくは２種以上を複合使用した請求項１のブレーキ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、輪転機の給紙装置におけるブレーキ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における給紙装置におけるブレーキ装置について、図３ないし図９に基づいて説明する。図６は輪転印刷機の給紙装置におけるウエブ連続供給のための自動紙継過程の説明図で、図７ないし図９は巻取紙２の中心を支える部分の構造図である。
巻取紙２は巻取紙支持装置３により回転自由に支持されると共に巻取紙支持装置３は回動中心３ａの周りを回動できるようになっている。巻取紙中心の心棒２ｅは巻取紙支持装置３の回動自由の巻芯支持軸６の先端に設けられているチャッキング部６ａ、６ｂにより回転力が伝達できるように支持されており、一方の巻芯支持軸６の一端に設けられているブレーキ装置５により巻取紙２に対しブレーキをかけるようになっている。巻取紙２に巻かれているウエブ２ｗは印刷機の駆動ローラにより引き出されるが、上述のブレーキ装置５により巻取紙２に適正なブレーキを掛ける事によりウエブ２ｗは適正なテンションを付与されて走行する。
【０００３】
図６Ｂに示すように巻取紙２ａの直径Ｄが小さくなり、残ウエブが少なくなると適正な時期に図６Ｃに示すように自動紙継装置４により、走行ウエブ２ｗは待機巻取紙２ｂに接着され、巻取紙２ｂから繰り出されるようになると共に、巻取紙２ａから繰り出されていたウエブ２ｗは切断されるようになっている。これにより待機巻取紙２ｂは走行巻取紙２ａとなり、走行巻取紙であった２ａは残芯２ｄとなる。残芯２ｄはブレーキ装置５により回転が停止させられるが慣性により回転し、巻きほぐれウエブ２ｘが発生する。図示を省略しているが、この残芯２ｄは巻きほぐれウエブ２ｘを自動的に残芯２ｄに巻き取った後、巻取紙自動搬送車に移載され、搬送された新しい巻取紙２を巻取紙支持装置３に載荷するようになっている。
【０００４】
走行ウェブへの印刷は、変動や変化がない適正で安定したテンションを与えられていてはじめて安定した印刷品質を得ることが可能で、従来からそのテンションの制御性能、即ち速度や経時変化他の条件変化に対応したブレーキ制御性能が重要なことは知られており、安定したブレーキ摩擦力を得るべくさまざまな改善が行なわれてきた。
しかしながら近年印刷速度の高速化や効率化、印刷品質の更なるレベルアップの必要性等が叫ばれ、新たなる改善策が注目されていた。
【０００５】
上述ニーズに対応すべく検討の結果、テンション変動は上記自動紙継ぎ動作の前後が大きく非常に不安定であることが判明した。特に自動紙継ぎ直前においては、巻取紙２ａは小径となっており、一定の運転走行速度でウエブ２ｗが繰り出されるため急激にその直径Ｄが変化し減少する。従って、逆に巻取紙２ａの回転速度は図３の細線に示すように急激に加速上昇することになる。
即ち、巻取り紙２ａの回転速度の急激な加速上昇は、走行巻取紙２ａに固設されている被制動慣性体７が加速増大されることであり、加速時慣性抵抗力がウェブ２ｗにテンションとして付加されることになる。言い替えると、ウエブ２ｗから加速するための力を供給される必要がある。急激に増大する走行巻取紙２ａの該ウエブ２ｗに付加されるテンション（張力）、即ち、テンション変動量ΔＦを表現したのが図３の太線である。
通常印刷するために適正なウエブ張力Ｔｗに対し、被制動体７を加速するために必要なウエブ張力ΔＦが小さくその変動速度がゆるやかな場合は、ブレーキ装置５のブレーキ力制御により付加張力を加減しウエブ張力Ｔｗを適正値に調節可能であるが、加速するために必要なウエブ張力ｔが印刷するために適正なウエブ張力ΔＦが増大し急激に変化する場合、ブレーキ力の制御範囲が狭められる他制御速度が追いつかず、ウエブ２ｗの張力が上昇、或いはハンチング変動し、印刷品質に影響し不良印刷の増大を引き起こす他、自動紙継の失敗をも発生させることになる。
【０００６】
印刷効率の面で印刷損紙の増大に直結する要因としては、上述の紙継ぎ失敗の他に残芯２ｄの巻取紙自動搬送車への移載不具合により印刷運転を停止させる問題がある。
自動紙継後の残芯２ｄは、巻きほぐれウエブ２ｘを巻き取った後、巻取紙自動搬送車に移載されるが、巻きほぐれウエブ２ｘがある程度を越えて長くなると巻きほぐれたウェブが乱れ、残芯２ｄでの自動巻取りが困難になり、自動移載処理ができなくなり人手により巻取り移載補助が必要になる頻度が増大する。また、その看視も必要で余分な人手が必要となる。巻きほぐれウエブ２ｘの量（長さ）は運転条件やブレーキ性能、さらには制御応答作動遅れの程度によりバラツキがあるも、例えば１ｍ前後に収まるものも有り、また２ｍを超える長さになることもある。
巻きほぐれウエブ２ｘが長くなっても乱れず巻取り出来るようにするには、エアー噴射ガイドなど余分な装置が必要になるが大幅なコスト増を招く他運転操作性を低下させる上、非常に難しく未だ完全に解消出来る手段には至っていない。
【０００７】
従来の印刷機においては、ブレーキの性能向上により上述の問題は顕在化していなかったが、上述のように、印刷の高速化に伴い検討の結果、ウエブ２ｗの張力変動の他、残芯２ｄの巻きほぐれウエブ２ｘの量の増長についても、被制動慣性体７の質量が重大な影響を及ぼす点が明確になった。
一般車両関連のブレーキ装置においては、例えば特開２００１−２８０３８１に開示されているように、車両重量の軽減及びブレーキ性能向上のニーズからさまざまな構成の軽量ブレーキディスクが提言されているが、輪転印刷機の給紙装置においては摩擦力及び熱伝導放散等のブレーキ性能向上とコストの面から一般に鉄系の鋳物等によって作製されていた。比重は約８近辺である。
尚、巻きほぐれに対する処置として、巻きほぐれウエブ２ｘを伸ばすものが特開平９−２７２６４６に提示提示されているが、発生長さを短くするものが見当たらない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２８０３８１公報
【特許文献２】特開平９−２７２６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
輪転機の給紙装置におけるブレーキ装置のブレーキディスク５０の外径Ｄは、大型化する巻取紙２が最大径の時でも印刷に適正な張力をウエブ２ｗに付与制御可能とする他、断紙時の急停止に必要なブレーキトルクをも発生させるため、適正な大きさにする必要が有るが、適正なブレーキパッド５３を配置するスペース上からもあまり小さくすることはできない。
しかしながら、前述したようにブレーキディスクの慣性モーメントは、自動紙継時直前における供給ウエブ２ｗの張力増大変動および、自動紙継後の残芯２ｄの停止遅れによる巻きほぐれウエブ２ｗの増大を引き起こす主要要因であり、そのために、自動紙継時前後におけるウエブ張力制御が不安定になり、品質不良印刷の増大、自動紙継失敗による緊急運転停止の可能性もある。又、残芯２ｄの巻きほぐれウエブ２ｗの増大により、自動移載処理失敗又はその予防のための看視要員増大或いは予防手段の設置が必要となるなどの課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、輪転機給紙装置におけるブレーキ装置のブレーキディスクの平均比重を７以下にしたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、請求項２に記載の本発明は、請求項１のブレーキディスクにアルミ合金、チタン合金、マグネシウム合金、炭素繊維、セラミック等の単独若しくは２種以上を複合使用し慣性モーメントを小さくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に記載の給紙装置におけるブレーキ装置５の第１の実施形態によれば、前述したように輪転機の給紙装置は自動紙継時前後におけるウエブ張力変動を抑えることができ、また、自動紙継後の残芯２ｄの回転停止時間を短くできることにより、次の効果を奏する。
ａウエブ張力変動が小さくなるので自動紙継失敗確率が小さくなる。
ｂウエブ張力変動が小さくなるので印刷品質が安定し、不良品が減少する。
ｃ残芯の巻きほぐれウエブ２ｘが短くなり、手作業が減少し、残芯自動処理率が向上するので、生産性が向上する。
ｄ残芯の巻きほぐれウエブ２ｘの巻取り失敗を予防する装置の必要がなくなり設備費の削減、設置スペースの削減による作業スペース確保容易になる。
また、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、第１の実施形態のものに耐磨耗性、熱伝導放散性などを向上させることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１に示すように、輪転機給紙装置におけるブレーキ装置のブレーキディスク５０を軽合金で製作するもので、軽合金はアルミ合金、チタン合金、或いはマグネシウム合金などで作製し、ブレーキディスク５０の比重を７以下にしたものである。
図１Ａはブレーキディスク５０ａが円盤状の例で、図１Ｂは空気冷却フィン５１を設けたディスク５０ｂの例、図１Ｃはブレーキディスク５０とボス５２を同一材料で製造したディスク５０ｃの例を示す。比重の軽いアルミ合金で作製したものがより慣性モーメントを小さく出来るので効果が大きく好ましい。
【００１４】
図１Ｂは形状は異なるが軽量化思想は同一であり、ブレーキ性能確保の目的でブレーキディスク５０の形状が異なる一例を示したものである。図１Ｃはブレーキディスク５０とボス５２を同一材料で製造したもので、より慣性モーメントを小さくできる例を示したものである。
図１Ａ乃至図１Ｃの円板部には、その慣性を減らす目的の他、放熱効果を上げる意味で左右摺動摩擦面を貫通する穴や凹部を設けることも可能である。
【００１５】
ブレーキディスクをアルミ合金とし、慣性モーメントを減少した場合の計算上のテンション変動量ΔＦは、一例として図４のグラフに示す。従来の図３と図４の紙継ぎ直前でのテンション変動量ΔＦの比較を、時間の横軸を拡大した図５にしめす。いずれも紙継ぎ直前数秒で急激に増大しているが、その絶対値の差の他に、変動開始のタイミング及び変動時間が異なり、現実のウェブのテンション異常及び運転不安定の頻度が大きく変わってくる。
計算式は、次のとおり。
ΔＦ（ｔ）＝２×Ｔ（ｔ）／Ｄ（ｔ）
Ｔ（ｔ）＝Ｊ（ｔ）×ｎ（ｔ）／９．５５×ｔ  
ΔＦ（ｔ）［Ｎ］             ：回転系の慣性力による走行紙のテンション変動量
Ｔ（ｔ）［Ｎ・ｍ］         ：回転系の慣性力により発生するトルク
Ｄ（ｔ）［ｍ］                ：巻取紙の直径
Ｊ（ｔ）［Ｎ・ｍ２］       ：全慣性モーメント（巻取紙＋ブレーキディスク＋シャフト）
ｎ（ｔ）［ｒｐｍ］         ：巻取紙の回転数
ｔ［ｓｅｃ］                  ：時間
【００１６】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施の形態がブレーキディスク５０を同一材料で製造したものを示したが、材料を複合化した例を図２で説明する。本実施形態におけるブレーキディスク５０は、ブレーキパッド５３と接触する部分をその状況に適合した材質の複合材５４を設けるようにしたものである。ブレーキディスク５０がブレーキパッド５３と接触する部分は適度の摩擦係数を有し、耐磨耗が有り、耐熱性があり、伝導放熱効果が大きい部材が望まれ、本体部材に不足する機能を補強する材料にするものである。これらはブレーキの性能をさらに向上させるものであるが、且つ第1の実施形態の効果を有するものである。
【００１７】
複合材５４は例えばセラミック短繊維とセラミック粒子を含有するもの、アルミナ短繊維とセラミック粒子など各種適用可能である。
図２に示す例は図１と同様、図２Ａはブレーキディスク５０ｄが円盤状の例で、図２Ｂは空気冷却フィン５１を設けたディスク５０ｅの例、図２Ｃはブレーキディスク５０とボス５２を同一材料で製造したディスク５０ｆの例を示す。
【００１８】
上述の第１及び第２の実施形態におけるブレーキディスク５０は、図７及び図８において巻芯支持軸６の片方６ａ側のみに取付けられたシングルディスク構成になっているが、６ａ、６ｂ両側に取付けたダブルディスク構成にすることも可能で、同様の効果を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】Ａは本発明の第１の実施形態に係るブレーキディスクの第一例説明図。            Ｂは本発明の第１の実施形態に係るブレーキディスクの第二例説明図。Ｃは本発明の第１の実施形態に係るブレーキディスクの第三例説明図。
【図２】Ａは本発明の第２の実施形態に係るブレーキディスクの第一例説明図。Ｂは本発明の第２の実施形態に係るブレーキディスクの第二例説明図。            Ｃは本発明の第２の実施形態に係るブレーキディスクの第三例説明図。
【図３】鉄材質例の時間経過（巻取紙の直径減少）と巻取紙回転数他のグラフ。
【図４】アルミ合金材質例の時間経過（巻取紙の直径減少）と巻取紙回転数他のグラフ。
【図５】図４及び図５の紙継ぎ直前部の巻取紙回転数、テンション変動量の比較グラフ。
【図６】輪転機の給紙装置における自動紙継のＡからＤ過程説明図。
【図７】巻取紙支持機構説明図。
【図８】紙継後における巻取紙支持機構説明図
【図９】巻取紙支持機構ブレーキ部説明図。
【符号の説明】
【００２０】
１  給紙装置
２  巻取紙
３  巻取紙支持装置
４  自動紙継装置
５  ブレーキ装置
５０  ブレーキディスク
６  巻芯支持軸
Ｄ  巻取紙直径
Ｄ０  紙継時巻取紙直径
Ｄｂ  ブレーキディスク外径      
ΔＦ  ブレーキディスク加速による増加ウエブ張力
Ｔｗ  通常運転時ウエブ張力
【図１】
2008014381.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008014381.tif 000008
【図７】
2008014381.tif 000009
【図８】
2008014381.tif 000010
【図９】
2008014381.tif 000011