(57)【要約】【課題】本発明は、被揺動物体の揺動動作を円滑に且つ自在に変化することが可能な揺動装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明の揺動装置は、被揺動物体を所定方向に沿って揺動する揺動装置であって、被揺動物体を支持する揺動軸と、この揺動軸と交差して揺動軸の一端側に配置される軸心が回転中心から偏芯している偏芯軸と、偏芯軸を定位置で旋回駆動するサーボモータと、サーボモータの動作を制御する動作制御装置とを備えており、揺動軸は、その揺動軸の一端に偏芯軸の外周に摺接可能に係合する係合部を有し、サーボモータの動作を制御することで被揺動物体の揺動動作を自在に変化することができる。例えば、グラビア印刷機のドクター揺動装置として好適である。【選択図】図１
2008073866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被揺動物体を所定方向に沿って揺動する揺動装置であって、
前記被揺動物体を支持する揺動軸と、
該揺動軸と交差して該揺動軸の一端側に配置される軸心が回転中心から偏芯している偏芯軸と、
該偏芯軸を定位置で旋回駆動するサーボモータと、
該サーボモータの動作を制御する動作制御装置とを備え、
前記揺動軸は、該揺動軸の一端に前記偏芯軸の外周に摺接可能に係合する係合部を有することを特徴とする揺動装置。
【請求項２】
前記サーボモータは、前記偏芯軸を１８０°の範囲以内で往復旋回する請求項１に記載の揺動装置。
【請求項３】
前記偏芯軸に係合する複数の前記被揺動軸を備える請求項１又は２に記載の揺動装置。
【請求項４】
前記偏芯軸の軸線に沿って前記揺動軸の配置位置を可変とする可変手段を備える請求項１〜３のいずれかに記載の揺動装置。
【請求項５】
前記可変手段は、前記偏芯軸に平行に配置されたレールと該レールに摺動自在に嵌着する前記揺動軸の軸受部とを有する請求項４に記載の揺動装置。
【請求項６】
前記被揺動物体は、版胴に沿って該版胴の軸線方向に揺動するドクターである請求項１〜５のいずれかに記載の揺動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被揺動物体を所定方向に沿って揺動する揺動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被揺動物体を所定方向に沿って揺動する揺動装置の一例として、グラビア印刷機やグラビアコーターなどに付設されているドクター揺動装置がある。ドクター揺動装置は、その揺動軸に版胴に付着した過剰なインキやコート液を掻き落とすドクターを備えており、版面およびドクターの局所的な摩耗を避けるために、ドクターを版胴に沿って往復動即ち揺動させる装置である。
【０００３】
ところが、版胴の絵柄によってはドクター刃先に局所的な摩耗を生じてドクター筋を発生することがあった。このため、ドクター揺動時の折り返し位置を変化させることで、ドクターが接触する版胴の軸線方向位置を変化させ、ドクターの局所的な摩耗発生を抑制してドクター筋の発生を防止するドクター揺動装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、上記の従来技術では揺動量や揺動速度を任意に変化させることができないために、満足のゆく効果が得られない場合があった。
【０００５】
また、一般に印刷ユニット毎に版胴を回転させるモータを備えたグラビア印刷機においては、ドクター揺動装置の動力も版胴駆動用のモータから分岐して得るようになっている。この駆動力の分岐には歯車が利用されているため、歯車の摩耗を防止するための大型のオイルバスが必要であり、また、歯車の噛合いによっては円滑なドクター揺動が実現できないといった問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２２５２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、被揺動物体の揺動動作を円滑に且つ自在に変化させることが可能な揺動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の揺動装置は、被揺動物体を所定方向に沿って揺動する揺動装置であって、被揺動物体を支持する揺動軸と、この揺動軸と交差して揺動軸の一端側に配置される軸心が回転中心から偏芯している偏芯軸と、該偏芯軸を定位置で旋回駆動するサーボモータと、該サーボモータの動作を制御する動作制御装置とを備え、前記揺動軸は、その揺動軸の一端に偏芯軸の外周に摺接可能に係合する係合部を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の揺動装置は、揺動軸に設けた係合部が揺動軸に交差するように配置された偏芯軸に摺接するように係合しているので、偏芯軸の旋回によって揺動軸をその軸線方向に揺動することができる。そして偏芯軸はサーボモータによって旋回されるので、サーボモータの動作を動作制御装置で制御することでその揺動動作を円滑に且つ自在に変化させることができる。
【０００９】
このような揺動装置において、サーボモータは偏芯軸を１８０°の範囲内で往復旋回するようにするとよい。偏芯軸を１８０°の範囲内で往復旋回することで、揺動軸の揺動量や揺動速度などを自在に変化させることができ、多様な揺動パターンを実現することができる。
【００１０】
本発明の揺動装置においては、偏芯軸に係合する複数の被揺動軸を備えることができる。単一のサーボモータで同一の偏芯軸に係合された複数の揺動軸を揺動することができるので、複数の被揺動物体を同時に揺動することができる。
【００１１】
また、本発明の揺動装置では、偏芯軸の軸線に沿って揺動軸の配置位置を可変とする可変手段を備えることができる。そして、可変手段は、偏芯軸に平行に配置されたレールとこのレールに摺動自在に嵌着する揺動軸の軸受部とを有することが望ましい。このような揺動軸の可変手段を有することで、例えば、グラビヤ印刷機におけるドクターの外径の異なる版胴への段取り換えにも迅速に対応することができる。
【００１２】
以上のような揺動装置において、被揺動物体は、版胴に沿ってその軸線方向に揺動するドクターであることが望ましい。上記のように揺動動作を円滑に且つ自在に変化することができる揺動装置をグラビア印刷機のドクター揺動装置に適用することで、その先端縁に設けられているドクター刃先の局部的な摩耗を防止するとともに高印刷品質を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の揺動装置の各実施の形態について、図を参照しながら詳しく説明する。なお、全図を通して同一、又は、相当部分には同一符号を付して以後の説明を省略する。
【００１４】
（実施形態１）
図１は本発明の第１の実施形態である揺動装置を示す概略図であり、（ａ）は部分断面平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ視部分断面を示す。
【００１５】
本実施形態の揺動装置１は、被揺動物体Ｍを支持する揺動軸１１と、この揺動軸１１と交差して揺動軸１１の一端側に配置される軸心Ｏ２が回転中心Ｏ１から偏芯している偏芯軸１２と、偏芯軸１２を定位置で旋回駆動するサーボモータ１４と、このサーボモータ１４の動作を制御する動作制御装置１５とを備えている。
【００１６】
偏芯軸１２は断面円形の棒体であり、揺動軸１１の一端側に設けられている係合部１３で揺動軸１１と係合している。係合部１３は、揺動軸１１に直交して偏芯軸１２の外径分だけ隔てて平行に配置された板体であり、偏芯軸１２の外周に摺接可能に揺動軸１１の両側に突出するように形成されている。サーボモータ１４はその回転軸を偏芯軸１２の回転軸線Ｌ１と一致するようにジョイント部１８で偏芯軸１２に接続され、所定の基台１６（例えば、印刷機のフレームなど）に固着された支持部材１７に固定されている。なお、揺動軸１１は基台１６に設けられた軸受１９により軸線Ｌ２方向に摺動自在に支持されている。
【００１７】
次に、上記の構成を有する揺動装置１の動作を説明する。
【００１８】
上述のように、偏芯軸１２は揺動軸１１に係合部１３で交差するように係合されており、偏芯軸１２の軸中心Ｏ２は回転中心Ｏ１からｄだけ偏芯している。従って、偏芯軸１２がサーボモータ１４によって回転軸線Ｌ１周りに旋回すると、係合部１３に摺接する偏芯軸１２上の点Ｐは、半径がｒ＋ｄ（ただし、ｒは偏芯軸の半径である。）で回転中心Ｏ１を中心とする円Ｄの軌跡を描いて旋回する。
【００１９】
いま、図１（ｂ）において揺動軸が最も左にある場合を状態１とする。この状態１では、偏芯軸中心Ｏ２が回転中心Ｏ１の左側にあり、かつ回転中心Ｏ１と偏芯軸中心Ｏ２とを結ぶ旋回線Ｑ（円Ｄの半径）が揺動軸１１の軸線Ｌ２方向に平行であり、係合部１３は図１（ｂ）の実線で示す位置である。この状態１からサーボモータ１４を時計回りに１８０°回転して摺接点Ｐを軌跡Ｄに沿ってＰ´点まで旋回させと、サーボモータ１４は支持部材１７を介して基台１６に固定されているので、係合部１３は偏芯軸１２の旋回に伴って図１（ｂ）の矢印Ｂ方向へ移動して鎖線１３´で示す最も右にある状態２となる。そして、この状態２からサーボモータ１４をさらに時計回りに回転させるか、あるいは、反時計回りに１８０°反転させることで、係合部１３は矢印Ｃ方向へ移動して実線で示す元の状態１に戻る。以上のようにして、揺動軸１１をその軸線Ｌ２に沿って矢印Ｂ方向と矢印Ｃ方向とに揺動することができるので、揺動軸１１に支持されている被揺動物体Ｍを軸線Ｌ２に沿って揺動することができる。
【００２０】
ここで、一般には偏芯軸の１旋回、あるいは１往復が揺動の１周期となり、偏芯量ｄの２倍（２ｄ）が揺動量（揺動ストローク）となる。ところが本実施形態の揺動装置では、偏芯軸の旋回にサーボモータを使用しているので、サーボモータの時計回り、反時計回りの角度や回転速度を制御することでこの揺動周期や揺動ストローク、あるいは揺動速度を自在に変化させることができる。本実施形態の揺動装置の動作制御装置１５はパソコン１５ｐを備えており、この記憶部に予め搭載されているプログラム又はデータなどによってサーボモータ１４の動作を制御するようになっている。サーボモータ１４は、動作制御装置１５に信号線Ｓで接続されているので、その指令によって、揺動軸の揺動速度、振幅、揺動軌跡など変化させることができる。
【００２１】
本実施形態における揺動軸の揺動動作を図５〜図７を例にして説明する。
【００２２】
図５は偏芯軸を一定速度で一方向に旋回した場合の揺動軸の１周期の軌跡を示すグラフ（以後、揺動パターンともいう）である。横軸は偏芯軸の旋回角度、縦軸は揺動軸の変位である。なお、旋回線が揺動軸の軸線と直交している状態を旋回角度の基点０とする（以下、同様）。この場合には、揺動軸は偏芯軸の旋回に伴って±ｄの範囲でサインカーブを描いて変位する。
【００２３】
図６は、偏芯軸を１８０°の範囲内で往復旋回させた場合の揺動軸の１周期の揺動パターンを示すグラフであり、旋回角度を３水準で変化させたパターンを重ねて例示したものである。横軸は１周期の旋回角度に対する旋回した角度の相対値（比率）であり、縦軸は揺動軸の変位である。
【００２４】
パターンａは、一定の角速度でまず時計回りに９０°、次に反転して反時計回りに１８０°、続いて反転して時計回りに９０°旋回して得られた揺動パターンである。この場合の揺動軸の変位は±ｄの範囲であり、揺動ストロークは２ｄとなる。
【００２５】
また、パターンｂは、基点０で旋回線を±４５°の範囲で往復旋回させた場合の揺動パターンである。旋回角度がパターンａの半分になっているので、揺動ストロークもパターンａの半分のｄとなる。
【００２６】
パターンｃは、基点０で旋回線を±２２．５°の範囲で往復旋回させた場合であり、揺動ストロークはｄ／２である。
【００２７】
図７は、偏芯軸を短周期で往復旋回すると同時にタイマなどで回転旋回するように制御した場合の揺動パターンの一例である。被揺動物体は、実線ｆで示す短周期の微振幅を繰り返しながら、破線Ｆで示す偏芯軸の回転旋回によるサインカーブに沿って移動する。このような複合した揺動パターンをグラビヤ印刷機のドクター揺動装置に適用すると、ドクターが微振幅を繰り返しながら接触する版胴の軸線方向位置を±ｄの範囲で徐々に変化させることができるので、ドクターの局所的な摩耗発生をより効果的に抑制することができる。
【００２８】
以上のように本発明の揺動装置によれば、その目的に応じて被揺動物体の揺動パターンを自在に変化させることができる。
【００２９】
（実施形態２）
図２は本発明の揺動装置の第２の実施形態を示す概要図である。
【００３０】
揺動装置２は、複数の揺動軸を単一のサーボモータ１４で旋回可能としたものであり、図２では２本の揺動軸１１ａ、１１ｂが一本の偏芯軸１２に係合されている。偏芯軸１２はその回転軸の軸受を設けた支持部材１７ａ、１７ｂで基台１６に回転自在に固定されている。偏芯軸１２は、第１の揺動軸１１ａと第２の揺動軸１１ｂとにそれぞれ係合部１３ａと１３ｂとで摺接可能に係合している。従って、サーボモータ１４を動作させることで偏芯軸１２が所定の動作で旋回して、第１の揺動軸１１ａと第２の揺動軸１１ｂを同時に揺動させることができる。
【００３１】
なお、図２では揺動軸１１ａと１１ｂとは全く同一の揺動動作となるが、例えば、偏芯軸１２を同軸の偏芯軸１２ａと１２ｂとで形成し、偏芯軸１２ａと１２ｂとの間に鎖線で示すデファレンシャルギア３２を設けこのデファレンシャルギア３２を位相制御用モータ３４で制御することで、第１の揺動軸１１ａと第２の揺動軸１１ｂとを偏芯の位相や偏芯量を異ならせて揺動させるようにしてもよい。
【００３２】
（実施形態３）
図３は本発明の揺動装置の第３の実施形態を示す概要図であり、揺動装置３は、必要に応じて揺動軸１１を偏芯軸１２に沿う所望の位置に配置可能としたものである。このため揺動軸１１の位置を可変とする可変手段２０として偏芯軸１２と平行に基台１６にレール２１を設け、このレール２１に摺接する軸受ブロック２２内に揺動軸１１の軸受１９が設けられている。従って、偏芯軸１２に摺接する係合部１３と軸受ブロック２２との位置を同時に移動可能であるので、揺動軸１１は基台１６に設けた移動空隙１６ａの範囲で、例えば実線で示す位置から鎖線Ｅで示す位置へ移動することができる。
【００３３】
例えば、印刷機のドクター揺動装置に上記の可変手段を適用することで、版胴径の異なる段取り換えにおいて、ドクター揺動軸１１の位置を版胴の径方向に容易に変更することができる。
【００３４】
なお、本発明の揺動装置は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することができる。
【００３５】
例えば、図１〜３にはサーボモータ１４と偏芯軸１２とをジョイント部１８を介して直結した揺動装置を例示したが、サーボモータと偏芯軸との間に減速手段を介装してもよい。減速手段は特に限定されるものではなく所望に応じて適宜選択すればよい。例えば、図４（ａ）に示す平歯車（２５ａ、ｂ）による方法や、サーボモータ１４に直結する直交型の減速機２５（図４（ｂ））などを挙げることができる。かかる減速手段２５を備えることで、小型のサーボモータの採用が可能となり、設備コストの低減と同時に継続的に発生するランニングコストをも低減することができる。
【００３６】
以上のように本発明の揺動装置は、揺動軸に取り付ける被揺動物を選択することで、印刷機のドクター揺動装置やその他の類似する揺動装置に効果的に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の揺動装置は、特に、グラビヤ印刷機やグラビアコーターなどに設けるドクターの揺動装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１のドクター揺動装置を示す概要図である。（ａ）は平面部分断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ視部分断面を示す。
【図２】実施例２のドクター揺動装置を示す概要図である。
【図３】実施例３のドクター揺動装置を示す概要図である。
【図４】減速機を介装したドクター揺動装置を例示する概要図である。
【図５】揺動軸の動作を軌跡で示したグラフの一例である。
【図６】偏芯軸の旋回動作を軌跡で示したグラフの一例である。
【図７】揺動軸の動作を軌跡で示したグラフの他の例である。
【符号の説明】
【００３９】
１０：揺動装置  １１：揺動軸  １２：偏芯軸  １３：係合部  １４：サーボモータ  １５：動作制御装置  １６：基台  １７：支持部材  １９：軸受  ２０：可変手段  ２１：レール  ２２：軸受ブロック  ２５：減速手段  Ｍ：被揺動物体
【図１】
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【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】
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【図７】
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