(57)【要約】  版胴（４１０）が、長手方向軸線（４３２）と、胴の幾何学的中心（４１２）に配置された質量中心とを有する胴を含む。胴（４１０）は、刷版の両端部を受容するためのスロットをも有している。胴（４１０）は、胴において軸方向に延びておりかつ長手方向軸線（４３２）からずらされた釣り合い穴（４２０）を有しており、この釣り合い穴（４２０）が、胴において軸方向に延びており且つ長手方向軸線（４３２）からずらされた質量平衡穴（４２５）を有しており、質量平衡穴（４２５）が胴を平衡させている。胴（４１０）はさらに、版胴が回転するときの慣性乗積の変動を減じるために、胴において軸方向に延びており且つ胴の長手方向軸線（４３２）からずらされた少なくとも１つの穴（４４０）を有している。胴も提供される。方法も提供される。
2010526695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
版胴を設計するための方法において、
胴の長手方向軸線からずらされた少なくとも１つの軸方向に延びた穴のための少なくとも１つの位置を選択するステップと、
少なくとも１つの軸方向に延びた穴のための少なくとも１つの寸法を選択するステップとを含み、
少なくとも１つの位置と少なくとも１つの寸法とが、少なくとも１つの軸方向に延びた穴を備えない版胴と比較して、版胴が回転する時の慣性乗積の変動を低減するようになっていることを特徴とする、版胴を設計するための方法。
【請求項２】
版胴の回転角が変化させられる時の慣性乗積を図表化するステップを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
慣性乗積の変動が所定の基準に等しくなるか又は該基準よりも小さくなるまで少なくとも１つの位置を選択するステップと少なくとも１つの寸法を選択するステップとを繰り返すステップを含むことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
慣性乗積が一定であることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの位置における、少なくとも１つの寸法を有する、胴における少なくとも１つの軸方向に延びた穴、を有する版胴を製造するステップを含むことを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項６】
版胴において、
長手方向軸線を有しており且つ、胴の幾何学的中心に位置する質量中心を有する胴を含み、
該胴が、刷版の両端部を受容するためのスロットを有しており、
前記胴が、該胴において軸方向に延びていて且つ前記長手方向軸線からずらされた釣り合い穴を有しており、該釣り合い穴がスロットを釣り合わせており、
前記胴が、該胴において軸方向に延びていて且つ前記長手方向軸線からずらされた質量平衡穴を有しており、該質量平衡穴が版胴を平衡させており、
前記胴が、版胴が回転する時に慣性乗積の変動を減じるために、胴において軸方向に延びていて且つ胴の長手方向軸線からずらされた少なくとも１つの穴を有していることを特徴とする、版胴。
【請求項７】
前記スロットが、刷版の前端部及び後端部を受容するロックアップスロットであることを特徴とする、請求項６記載の版胴。
【請求項８】
ロックアップスロットが、質量中心を幾何学的中心からずらせていることを特徴とする、請求項６記載の版胴。
【請求項９】
質量平衡穴が、質量中心を幾何学的中心へ戻すように位置決めされていることを特徴とする、請求項８記載の版胴。
【請求項１０】
少なくとも１つの穴が、第１の穴と第２の穴とを含み、第１の穴が、胴の第１の端部から始まっており、第２の穴が、胴の第２の端部から始まっていることを特徴とする、請求項６記載の版胴。
【請求項１１】
第１の穴と第２の穴とが、長手方向軸線に沿って間隔を置いて配置されていることを特徴とすることを特徴とする、請求項１０記載の版胴。
【請求項１２】
第１の穴と第２の穴との間の長手方向軸線に沿った距離が、６．３５ｍｍ〜１２．７ｍｍである、請求項１１記載の版胴。
【請求項１３】
版胴が回転する時に曲げ剛性が平衡させられることを特徴とする、請求項６記載の版胴。
【請求項１４】
前記スロット内にロックアップバーが設けられていることを特徴とする、請求項６記載の版胴。
【請求項１５】
前記釣り合い穴内に釣合重りバーが設けられていることを特徴とする、請求項６記載の版胴。
【請求項１６】
胴において、
長手方向軸線と、胴の幾何学的中心に配置された質量中心とを有する胴を含み、
胴が、胴において軸方向に延びておりかつ長手方向軸線からずらされた質量平衡穴を有しており、
胴が、胴が回転する時の慣性乗積の変動を減じるために、胴において軸方向に延びておりかつ胴の長手方向軸線からずらされた少なくとも１つの穴を有することを特徴とする、胴。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの穴が、第１の穴と、第２の穴とを含み、第１の穴が胴の第１の端部から始まっており、第２の穴が胴の第２の端部から始まっていることを特徴とする、請求項１６記載の胴。
【請求項１８】
前記第１の穴と前記第２の穴とが、長手方向軸線に沿って間隔を置いて配置されていることを特徴とする、請求項１７記載の胴。
【請求項１９】
前記第１の穴と前記第２の穴との間の長手方向軸線に沿った距離が、６．３５ｍｍ〜１２．７ｍｍであることを特徴とする、請求項１８記載の胴。
【請求項２０】
胴が回転する時に曲げ剛性が平衡させられるようになっていることを特徴とする、請求項１６記載の胴。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷産業、特に、不均衡な断面二次モーメントを受けやすい印刷機における胴に関する。
【０００２】
米国特許第６１３１５１３号明細書は、刷版スロットを有する版胴を開示している。刷版の前縁及び後縁は刷版スロットに配置される。偏心軸が版胴の孔に配置されており、好適には刷版スロットの近傍に配置されている。
【０００３】
米国特許第５４８５７８４号明細書は、１対の向き合ったスロット壁部を備えた細長い取付けスロットを有する版胴を開示している。刷版の互いに反対側の縁部をスロットの向き合ったスロット壁部のうちの１つに対して解放可能に保持するために、ユニバーサルロックアップ装置が版胴の細長い取付けスロット内に配置されている。
【０００４】
発明の概要
本発明は、長手方向軸線と、胴の幾何学的中心に配置された質量中心とを有する胴を含む版胴を提供し、
胴が、刷版の両端部を受容するためのスロットを有しており、
胴が、胴において軸方向に延びており且つ長手方向軸線からずらされた釣り合い穴を有しており、釣り合い穴がスロットを平衡させており、
胴が、胴において軸方向に延びており且つ長手方向軸線からずらされた質量平衡穴を有しており、質量平衡穴が版胴を平衡させており、
胴が、版胴が回転する時の慣性乗積の変動を低減するための、胴において軸方向に延びており且つ胴の長手方向軸線からずらされた少なくとも１つの穴を有している。
【０００５】
本発明は、版胴を設計するための方法をも提供し、この方法は、
版胴の長手方向軸線からずらされた少なくとも１つの軸方向に延びた穴のための少なくとも１つの位置を選択するステップと、
少なくとも１つの軸方向に延びた穴のための少なくとも１つの寸法を選択するステップとを含み、
少なくとも１つの位置と少なくとも１つの寸法とが、少なくとも１つの軸方向に延びた穴を備えない版胴と比較して、版胴が回転する時の慣性乗積の変動を低減するようになっている。
【０００６】
本発明はさらに、胴を提供し、この胴が、長手方向軸線と、胴の幾何学的中心に配置された質量中心とを有する胴を含み、
胴が、胴において軸方向に延びており且つ長手方向軸線からずらされた質量平衡穴を有しており、質量平衡穴が胴を平衡させており、
胴が、胴が回転する時の慣性乗積の変動を低減するための、胴において軸方向に延びておりかつ胴の長手方向軸線からずらされた少なくとも１つの穴を有している。
【０００７】
本発明の好適な実施形態が図面を参照にして説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の版胴の断面図を示している。
【図２】図１に示された版胴が回転する時の断面二次モーメントの変動を示す図表である。
【図３】版胴を研削するためのプロセスを概略的に示している。
【図４】本発明の実施形態による版胴の図を示している。
【図５】図１の従来の版胴の断面相乗モーメントの変動を、本発明による図４における版胴の慣性乗積の変動と比較する図表である。
【図６】図４に示された版胴の図である。
【０００９】
詳細な説明
版胴の製造プロセスは産業においてよく知られている。一般的に、プロセスは、所望の公差内に胴が研削されることを必要とする。より長い幅の版胴、例えば幅が６６インチ（１．６７６４ｍ）を超える版胴が要求されているので、許容可能な公差範囲内での製造は、ますます困難になっている。
【００１０】
特に、製造者は、二次的な特殊研削作業を行うことなく最終研削プロセスの間に例えば０．０００２インチ（０．００５０８ｍｍ）の許容可能な振れ規格を満たすことはできない。これらの付加的な作業は、胴を製造するための費用及び時間を増大させる。特殊研削作業を行ったとしても、胴の横断面の半径は例えば約０．０００５インチ（０．０１３４６２ｍｍ）だけ変化する場合があり、だ円形の胴を生ぜしめる。０．０００５インチの変動は、版胴とブランケットとの不十分な接触を生じ、ひいては、版胴の振動を増大させ、印刷の品質を低下させる。理想的には、版胴は一定の横断面半径を有している、つまり、版胴は、だ円形ではなく円形である。
【００１１】
研削プロセスの間の版胴の不均一な撓みは、横断面半径の変動及びその後のだ円形の胴を生じる。不均一な撓みに関する問題は、より長い幅の版胴を製造する場合に一層顕著になる。なぜならば、版胴の長さ及び重量の増大が、撓みを増大させるからである。製造プロセスの間の不均一な撓みを相殺するために、版胴を研削する場合に版胴の一定の横断面半径が達成され且つ胴が回転する時に与えられた平面において均一な撓みが測定されるように、慣性平衡が改善されることが望まれている。
【００１２】
図１は、従来の版胴１０を示している。概して、図１は、版胴１０の横断面を示しており、版胴は、ロックアップバースロット１５と、ロックアップバースロットと釣り合うための穴２０と、版胴の質量平衡のための穴２５とを有している。回転角θと共に版胴１０の表面に対して垂直なＸ軸３０も示されている。
【００１３】
版胴１０はロックアップバースロット１５を有しており、このロックアップバースロットには、研削プロセスの後にロックアップバーが版胴１０に付加される。ロックアップバーは、版胴１０の外周面の周囲に巻き付けられた刷版の前縁及び後縁を引っ張り且つロックする。版胴１０は、ロックアップバースロット１５と釣り合うための穴２０を有している。穴２０が設けられていないと、版胴１０はＺ軸３２に関して不均衡となる。釣合重りバーが、穴２０の内部に配置され、ロックアップバースロット１５内のロックアップバーに結合されてよい。釣合重りバーを付加することにより、極めて大きくかつ危険である場合がある、ロックアップバーの遠心荷重成分が低減される。さらに、穴２０及び釣合重りバーは、版胴１０をＺ軸３２に関して平衡させることを助ける。
【００１４】
版胴１０は、Ｚ軸３２に関して質量を釣り合わせるための付加的な穴２５を有している。穴２０と同様に、穴２５は、ロックアップバースロット１５及び穴２０を形成するために除去された版胴１０の部分を相殺する。なぜならば、ロックアップバースロット１５及び穴２０を形成するために除去された質量が、版胴１０の質量中心を幾何学的中心１２からずらせるからである。質量中心が幾何学的中心１２と異なる位置にある場合、版胴１０は回転中に振動する。したがって、質量中心を幾何学的中心１２へ移動させる適切に配置された穴２５は、動的な平衡を改善する。しかしながら、この従来の構成は、版胴１０が回転している時の版胴１０の慣性平衡及び曲げ剛性を改善しない。その結果、不十分な慣性平衡及び不均一な曲げ剛性が、研削プロセスの間に版胴１０に欠陥を生ぜしめる。このような欠陥は、例えば、だ円形の胴につながる横断面半径の変動を含むことがある。
【００１５】
穴２０及び２５は、版胴１０の動的平衡を改善するが、胴１０の慣性モーメントの変動が依然として生じる。図２は、版胴１０の角度位置シータに対する断面二次モーメントを示す図表である。特に、この図表は、版胴１０が角度シータだけ回転した時の、Ｘ軸３０に関する版胴１０の断面二次モーメントを示している。図表の正弦波形状から明らかなように、断面二次モーメントは著しく変化する。
【００１６】
慣性モーメントは、横撓みに関する。概して、版胴の慣性及び横撓みは、慣用の数学的モデリング技術を用いて計算されてよい。特に、版胴の回転軸線に関する版胴の横撓みは、以下の方程式（１）及び（２）に示されているような二次導関数として表されることができる：
方程式１：
【数１】
2010526695.tif 000003
方程式２：
【数２】
2010526695.tif 000004
【００１７】
この場合、
ｗ＝Ｘ方向での横撓み；
ｖ＝Ｙ方向での横撓み；
Ｍｘ＝Ｘ軸における曲げモーメント；
Ｍｙ＝Ｙ軸における曲げモーメント；
Ｉｘｙ＝組み合わされた慣性乗積；
Ｉｘｘ＝Ｘ方向での慣性乗積；
Ｉｙｙ＝Ｙ方向での慣性乗積；
Ｅ＝材料の弾性係数。
【００１８】
方程式（１）及び（２）は、断面二次モーメントと、Ｘ軸及びＹ軸における横撓みと、加えられたモーメントとの間の関係を示している。図３を参照すると、版胴の製造中、重力３１５による力がＹ軸３４において版胴３１０に加えられ、Ｘ軸３０に沿った力が、研削砥石３００から版胴３１０に加えられる。主慣性モーメントは、対象となる軸線が回転させられた時に得られる最大値及び最小値である。主モーメントが生じる軸線は、主軸線として知られる。理想的には、慣性乗積Ｉｘｙ（組み合わされた慣性とも呼ばれる）は、主軸線に関してゼロである。研削プロセスの間の胴の横撓みを考慮する場合、Ｙ方向での変位（図３に示されており且つ方程式（２）においてｖとして示されている）と、Ｘ方向での変位（方程式（１）においてｗとして示されている）とは、重力と研削砥石とのそれぞれに対する胴の撓みを示している。変位は、重力及び／又は版胴に作用する研削砥石の力と、関連する断面二次モーメントの変動とによって生ぜしめられる。
【００１９】
理論的には、平衡した剛性の胴は、慣性の不均衡又は曲げ剛性の不均衡を有することなく回転し、一定の横断面半径を有しており、版胴は円形である。版胴１０の質量が非対称である場合、例えば、胴１０がロックアップスロット１５を有している場合、質量中心がシフトし、不均衡を生ぜしめる。胴１０における切欠を相殺するために、穴２０，２５が版胴に加えられているが、穴２０，２５は動つりあいだけを改善する。穴２０，２５は、図２に示されているように、版胴１０の断面二次モーメントの変動を改善しない。さらに、上述のように、断面二次モーメントの変動は、胴が回転する時の版胴１０における不均一な撓みに関連し、版胴１０の製造において欠陥を生ぜしめる。
【００２０】
図３に示されているように、版胴３１０の製造中、研削砥石３００が、版胴３１０の表面に対して当接させられ、Ｚ軸３２によって規定された長手方向で、版胴３１０に対して移動させられ、これにより、版胴３１０の研削を行う。版胴３１０が回転しながら、研削砥石３００はＺ軸３２に沿って移動し、版胴３１０を所望の直径又は公差まで研削する。重力３１５による力は、垂直なＹ軸３４に沿って胴３１０に対して下向きに作用し、水平なＸ軸線３０に関して曲げモーメントを加え、ゼロではない慣性乗積を備える断面を生ぜしめ、版胴３１０の横撓みを生じる。このプロセスの間に横撓みが生じると、所望の公差が満たされない場合があり、胴がだ円形に製造される。
【００２１】
上述の従来の改良及び調整、例えば穴２０及び２５は、版胴１０の慣性平衡又は曲げ剛性を改善しない。その結果、版胴は、研削プロセスの間に不均一に撓み、だ円形の胴を含む欠陥を生じる。本発明の実施形態によれば、版胴は、版胴が回転するときのより小さな慣性乗積の変動と、改善された曲げ剛性と、回転中の低減された振動とを生じ、ひいてはより小さな横方向変位を生じる。したがって、製造された版胴は、より望ましい振れ公差に研削され、印刷中により小さな回転妨害を有する。
【００２２】
図４は、版胴４１０の横断面を示している。胴４１０は、本発明の実施形態による慣性平衡穴４４０及び４４５を有している。図１と同様に、図４は、ロックアップバースロット４１５と、ロックアップバースロット釣り合いための穴４２０と、版胴４１０の質量を釣り合わせる穴４２５と、版胴の表面に対して垂直なＸ軸４３０と、回転角θとを示している。
【００２３】
版胴４１０は、版胴４１０の外周面の周囲に巻き付けられた刷版の前縁及び後縁を引っ張り且つロックするためのロックアップバースロット４１５を有している。版胴４１０は、ロックアップバースロット４１５と釣り合い且つ胴４１０の質量中心を図１と同様の幾何学的中心４１２へシフトさせる穴４２０，４２５を有している。
【００２４】
版胴４１０は、付加的な慣性平衡穴４４０，４４５を有している。慣性平衡及び曲げ剛性を改善するために、版胴４１０に加えられる付加的な穴４４０，４４５の配置及び寸法を決定するために、方程式（１）及び（２）が、慣用の数学的モデリング技術と共に使用されることができる。慣性平衡穴４４０，４４５の位置及び寸法は、版胴の断面二次モーメントに関連する。モデリング技術及び方程式（１）及び（２）を使用して、版胴４１０における穴の寸法及び位置が選択されることができる。好適な実施形態において、穴４４０，４４５は、図６に示されているように版胴４１０内に軸方向に延びている。したがって、穴４４０，４４５は、版胴４１０の長手方向軸線４３２（図６におけるＺ軸）からずらされており、図５の図表５０５に示されているように、慣性乗積が所望の基準内で測定されるまで、寸法及び位置が変化させられる。
【００２５】
穴４４０及び４４５は、版胴４１０の慣性乗積の変動を最小限に抑制し、回転中の版胴４１０の曲げ剛性を改善する。慣性乗積の変動を減じることにより、胴４１０の研削段階の間の変位の変動が、方程式（１）及び（２）によって示されているように、同様に減じられる。
【００２６】
図６に示された好適な実施形態において、穴４４０，４４０′及び４４５，４４５′は、版胴４１０の個々の端部４５０，４５２から、軸方向内方へ穿孔されてよい。図６に示されているように、胴４１０を完全に貫通するように穴４４０，４４０′及び４４５，４４５′を穿孔しないことが望ましい。したがって、穴４４０及び４４０′は、接続されていても、接続されていなくてもよい。例えば、穴４４０及び４４０′は、製造の制限を提供するために、好適には０．２５インチ（６．３５ｍｍ）〜０．５インチ（１２．７ｍｍ）の幅だけ間隔を置いて配置されていてよい。
【００２７】
図５は、回転角θが変化した時の、慣性乗積の変動を示している。従来の版胴の図表５１０は、慣性乗積の大きな変動を示している。本発明によれば、版胴の図表５０５は、版胴４１０が２つの慣性平衡穴４４０及び４４５（図４）を有する場合には慣性乗積の小さな変動を示している。図表５０５に示されているように、３６０゜の回転の間の慣性乗積は、２つの慣性平衡穴４４０，４４５（図４）を有する版胴４１０の場合に著しく改善されている。慣性乗積の変動が減少するに従って、曲げ剛性の均一性が改善し、より均一な横撓みを生ぜしめる。図４に示されているように、版胴４１０に付加的な慣性平衡穴４４０，４４５を設けることにより、一次質量平衡を維持しながら回転中の慣性乗積の変動が減じられる。したがって、より厳密な公差内で胴を製造することができる。
【００２８】
前記説明は、発明の原理を説明している。当業者は、発明の原理を具体化し且つ発明の精神及び範囲に含まれる多くのその他の構成に想到することができるであろう。
【００２９】
例えば、上記開示に基づいて、発明の原理は、様々な胴の形式に容易に対応することができ、発明の利益を達成するために版胴に限定されない。
【００３０】
さらに、開示に基づいて、発明の原理は、２つの慣性平衡穴に限定されず、胴の構成に応じてより多くの又はより少ない穴を容易に提供することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  版胴、  １２  幾何学的中心、  １５  ロックアップバースロット、  ２０  穴、  ２５  穴、  ３０  Ｘ軸、  ３２  Ｚ軸、  ３４  Ｙ軸、  ３００  研削砥石、  ３１０  版胴、  ４１０  版胴、  ４１５  ロックアップバースロット、  ４２０  穴、  ４２５  穴、  ４３０  Ｘ軸、  ４３２  長手方向軸線（Ｚ軸）、  ４４０，４４５  慣性平衡穴
【図１】
2010526695.tif 000005
【図２】
2010526695.tif 000006
【図３】
2010526695.tif 000007
【図４】
2010526695.tif 000008
【図５】
2010526695.tif 000009
2010526695.tif 000010
【図６】
2010526695.tif 000011
【国際調査報告】
2010526695.tif 000012