(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の駆動モータにより回転する第１および第２の回転体の間の位相調整を行うために、前記駆動モータから前記第２の回転体への回転力伝達経路に位相調整用減速ユニットを介在させ、位相調整時にはこの位相調整用減速ユニットを位相調整用モータによって駆動するようになっている位相調整装置において、
前記位相調整用減速ユニットは、同軸状態で並列配置された第１および第２の撓み噛み合い式歯車装置を有しており、
前記第１の撓み噛み合い式歯車装置は、環状の第１の剛性内歯歯車と、この内側に配置されたカップ状の第１の可撓性外歯歯車と、この内側に配置されていると共に当該第１の可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記第１の剛性内歯歯車に対して部分的に噛み合わせている第１の波動発生器とを備え、この第１の波動発生器は前記位相調整用モータに連結されており、
前記第２の撓み噛み合い式歯車装置は、環状の第２の剛性内歯歯車と、この内側に配置されたカップ状の第２の可撓性外歯歯車と、この内側に配置されていると共に当該第２の可撓性外歯歯車を半径方向に撓めて前記第２の剛性内歯歯車に対して部分的に噛み合わせている第２の波動発生器とを備え、前記第２の可撓性外歯歯車は前記第１の可撓性外歯歯車とは背中合わせの状態で一体回転するように相互に固着され、前記第２の波動発生器は回転不可の状態となるように固定されており、
前記第１および第２の剛性内歯歯車の一方の歯車に前記駆動モータからの回転が入力されて他方の歯車から出力されるようになっていることを特徴とする位相調整装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第１および第２の可撓性外歯歯車は一体物として製造されていることを特徴とする位相調整ユニット。
【請求項３】
請求項１または２において、前記第１および第２の撓み噛み合い式歯車装置は、可撓性外歯歯車として、前記カップ状の可撓性外歯歯車の代わりに、ダイヤフラムの部分が外方に広がったシルクハット状の可撓性外歯歯車を備えていることを特徴とする位相調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は同一の駆動モータによって回転する回転体の間の位相調整を行うための位相調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
印刷ロール等の駆動系においては、同一の駆動モータにより回転する２個のロール間の位相調整が必要な場合がある。このために、従来においては、図４に示す構成の位相調整装置が使用されている。
【０００３】
この図に示す位相調整装置１は、印刷用ロール２および３の間の位相調整を行うためのものであり、これらのロール２、３は、同一の駆動モータ４によって回転する。ロール２は駆動モータ４によって直接に駆動される。ロール３の側は、歯車列および位相調整用減速機５から構成される回転力伝達経路を介して、駆動モータ４によって駆動される。位相調整用減速機５は位相調整用モータ６によって駆動される。
【０００４】
位相調整用減速機５は、差動歯車装置であり、ここでは撓み噛み合い式歯車装置が用いられている。この位相調整用減速機５は、同軸状態に並列配置した環状の剛性内歯歯車５１、５２と、これらの内側に配置された環状の可撓性外歯歯車５３と、この内側に嵌め込まれた波動発生器５４から構成されている。波動発生器５４は楕円状の輪郭形状をしており、この波動発生器によって、可撓性外歯歯車５３は楕円形状に撓められて、その長軸両端の部分が、剛性内歯歯車５１、５２に噛み合っている。波動発生器５４が回転すると、これらの噛み合い位置が周方向に移動する。
【０００５】
ここに、可撓性外歯歯車５３の歯数と一方の剛性内歯歯車５１の歯数は同一であり、これに対して、他方の剛性内歯歯車５２の歯数はそれよりも２枚多くしてある。このため、波動発生器５４を回転して、可撓性外歯歯車５３と、剛性内歯歯車５１、５２との噛み合い位置を周方向に移動させると、同一歯数の可撓性外歯歯車５３と剛性内歯歯車５１には相対回転を生じないが、他方の剛性内歯歯車５２には、これらに対して相対回転が発生する。このように、波動発生器５４に入力された高速回転を、剛性内歯歯車５１あるいは５２から大幅に減速して出力できる。この形式の減速機の原理は公知であるので、ここではこれ以上の説明は省略する。
【０００６】
この構成の位相調整用減速機５においては、その波動発生器５４は位相調整用モータ６により駆動される。また、剛性内歯歯車５１の外周には歯車７が固着されており、この歯車７は、ロール２の回転軸２ａに取り付けた歯車８に噛み合っている。他方の剛性内歯歯車５２の外周にも歯車９が固着されており、この歯車９は、ロール３の回転軸３ａに取り付けた歯車１１に噛み合っている。
【０００７】
位相調整装置１において、通常の動作時には、位相調整用モータ６は駆動されず、ブレーキをかけておく。この場合、駆動モータ４によりロール２が駆動される。また、駆動モータ４から、ロール２の回転軸２ａ、歯車列８、７、位相調整用減速機５、歯車列９、１１を介して、ロール３の回転軸３ａに至る伝達経路を介して、ロール３が駆動される。次に、ロール３のロール２に対する位相を調整する必要が生じた場合には、位相調整用モータ６を駆動する。
【０００８】
このように、従来においては撓み噛み合い式歯車装置を位相調整用減速機として利用して、位相調整時には、減速機を駆動して、駆動モータの回転を僅かに増速あるいは減速してロール３の側に伝達させることにより、ロール２、３の間の位相調整を行うようにしている。また、位相調整が不要の場合には、減速機を介して駆動モータの回転力をそのままロール３の側に伝達するようにしている。
【０００９】
ここで、通常の動作時にも減速機５が作動して減速動作が行われている。従って、入力側の歯車列８、７および出力側の歯車列９、１１等の歯数を適切な値に設定することにより、減速機５の入力回転数と出力回転数が１：１となるように設定されている。このような歯車列を省略して動力伝達経路を単純化するためには、上記構成の減速機５を同軸状態に２組配置して、相互に隣接しているそれぞれの減速機における剛性内歯歯車を共通のものとすればよい。このようにすれば、一方の減速機から入力されて減速あるいは増速された回転は、他方の減速機において逆に増速あるいは減速させることができ、従って、変速作用を２組の減速機５によって打ち消して入出力回転数を１：１にすることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の減速機５を２組配列した場合には、１組の減速機において剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車との噛み合い位置が２箇所あるので、剛性４ヵ所の噛み合い位置が発生するので、回転力伝達精度が悪化するおそれがある。また、上記構成の減速機５は一般に高価であるので、２組の減速機５を用いた場合には製造価格が高騰してしまう。
【００１１】
本発明の課題は、これらの問題点を解決可能な位相調整装置を提案することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の位相調整装置においては、位相調整用の減速機として、剛性内歯歯車と可撓性外歯歯車の噛み合い位置が１箇所であるカップ型およびシルクハット型の撓み噛み合い式歯車装置を２組備えた構成のものを用いることにより、入力回転数と出力回転数が１：１となるようにしている。
【００１３】
すなわち、本発明の位相調整装置は、同一の駆動モータにより回転する第１および第２の回転体の間の位相調整を行うために、前記駆動モータから前記第２の回転体への回転力伝達経路に位相調整用減速ユニットを介在させ、位相調整時にはこの位相調整用減速ユニットを位相調整用モータによって駆動するようになっている位相調整装置において、前記位相調整用減速ユニットは、同軸状態で並列配置されたカップ型の第１および第２の撓み噛み合い式歯車装置を有した構成を採用している。または、シルクハット型の第１および第２の撓み噛み合い式歯車装置を有した構成を採用している。
【００１４】
すなわち、従来における図４における減速機５に代えて、同軸状態で並列配置されたカップ型の第１および第２の撓み噛み合い式歯車装置を備えた位相調整用減速ユニットを採用している。
【００１５】
図１を参照して、本発明においてカップ型の第１および第２の撓み噛み合い式歯車装置を有した位相調整用減速ユニットの構成を説明する。この図に示すように、位相調整用減速ユニット２０は、カップ型の第１の撓み噛み合い式歯車装置３０と、カップ型の第２の撓み噛み合い式歯車装置４０とを有している。
【００１６】
第１の撓み噛み合い式歯車装置３０は、環状の第１の剛性内歯歯車３１と、この内側に配置されたカップ状の第１の可撓性外歯歯車３２と、この内側に配置されていると共に当該第１の可撓性外歯歯車３２を半径方向に撓めて第１の剛性内歯歯車３１に対して部分的に噛み合わせている第１の波動発生器３３とを備えている。この第１の波動発生器３３が、図４に示す位相調整用モータ６に連結される。
【００１７】
また、第２の撓み噛み合い式歯車装置４０も同様に、環状の第２の剛性内歯歯車４１と、この内側に配置されたカップ状の第２の可撓性外歯歯車４２と、この内側に配置されていると共に当該第２の可撓性外歯歯車４２を半径方向に撓めて第２の剛性内歯歯車４１に対して部分的に噛み合わせている第２の波動発生器４３とを備えている。
【００１８】
第１の可撓性外歯歯車３２は、円筒状の胴部３２１と、この胴部３２１の一方の端を封鎖している環状のダイヤフラム３２２と、このダイヤフラム３２２の中心に一体形成したボス３２３と、胴部３２１の開口端の側の外周面に形成した外歯３２４とを備えたカップ形状をしている。同様に、第２の可撓性外歯歯車４２も、円筒状の胴部４２１と、この胴部４２１の一方の端を封鎖している環状のダイヤフラム４２２と、このダイヤフラム４２２の中心に一体形成したボス４２３と、胴部４２１の開口端の側の外周面に形成した外歯４２４とを備えたカップ形状をしている。
【００１９】
ここで、第１の可撓性外歯歯車３２と第２の可撓性外歯歯車４２は背中合わせの状態で一体回転するように相互に固着されている。すなわち、双方のボス４２３、４２３の部分が複数本の締結用ボルト６０で固着されている。
【００２０】
また、第２の撓み噛み合い式歯車装置４０における第２の波動発生器４３は回転不可の状態となるように固定されている。
【００２１】
さらに、この構成の位相調整用減速ユニット２０においては、第１の撓み噛み合い式歯車装置３０の第１の剛性内歯歯車３１が図４における歯車列７、８を介してロール２の側に繋がっている。すなわち、駆動モータ４からの回転が入力される。これに対して、第２の撓み噛み合い式歯車装置４０の剛性内歯歯車４１が図４における歯車列９、１１を介して他方のロール３の側に繋がっている。すなわち、回転出力側となっている。この回転入力側および回転出力側の関係は逆となるように設定してもよい。
【００２２】
この構成の位相調整装用減速ユニット２０を備えた位相調整装置の動作を説明する。通常の動力伝達状態においては、位相調整用モータにはブレーキングが掛けられるので、第１の撓み噛み合い式歯車装置２０の波動発生器３３は固定されている。また、上記のように第２の撓み噛み合い式歯車装置３０の波動発生器４３は常に固定された状態にある。従って、双方の歯車装置の減速比を同一に設定しておけば、最も単純な形態では同一の歯車装置を背中合わせに連結しておけば、第１の剛性内歯歯車３１から入力した回転は、第１の可撓性外歯歯車３２、第２の可撓性外歯歯車４２を介して第２の剛性内歯歯車４１に伝達され、当該第２の剛性内歯歯車４１から入力回転数と同一回転数の回転が出力される。従って、通常の状態では、位相調整用減速ユニット２０は単なる回転力伝達経路として機能する。
【００２３】
次に、位相調整が必要な場合には、位相調整用モータ６が駆動される。この結果、第１の撓み噛み合い式歯車装置３０の波動発生器３３が回転して、第１および第２の剛性内歯歯車３１、４１の回転位相が変わる。すなわち、ロール２、３の間の位相が変わる。従って、この位相調整用モータ６の回転量、回転方向を制御することにより、ロール２、３の間の位相状態を最適な状態に調整できる。
【００２４】
なお、相互に連結されている第１および第２の可撓性外歯歯車３２、４２は一体物として製造してもよい。図２には一体物として製造された第１および第２の可撓性外歯歯車３２、４２に対応する部分３２Ａ、４２Ａを備えた一体形可撓性外歯歯車７０の半断面を示してある。
【００２５】
一方、上記の説明は、本発明をカップ型の撓み噛み合い式歯車装置を用いて実現した場合である。本発明をシルクハット型の撓み噛み合い式歯車装置を用いて実現することもできる。シルクハット型の撓み噛み合い式歯車装置は、その可撓性外歯歯車がシルクハット形状をしているので、一般にこのように呼ばれている。
【００２６】
図３には、シルクハット型の撓み噛み合い式歯車装置におけるシルクハット形の可撓性外歯歯車を背中合わせの状態で連結した場合の半断面を示してある。この図に示すように、第１の可撓性外歯歯車３２Ｂは、円筒状の胴部円筒状の胴部３２１ａと、この胴部３２１ａの一方の開口縁から半径方向の外側に広がっている環状のダイヤフラム３２２ａと、このダイヤフラム３２２ａの外周縁に連続して一体形成した環状のボス３２３ａと、胴部３２１ａの他方の開口端の側の外周面に形成した外歯３２４ａとを備えたシルクハット形状をしている。同様に、第２の可撓性外歯歯車４２Ａも、円筒状の胴部４２１ａと、この胴部４２１ａの一方の開口縁から半径方向の外側に広がっている環状のダイヤフラム４２２ａと、このダイヤフラム４２２ａの外周縁に連続して一体形成した環状のボス４２３ａと、胴部４２１ａの他方の開口端の側の外周面に形成した外歯４２４ａとを備えたシルクハット形状をしている。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の位相調整装置においてはカップ型あるいはシルクハット型の撓み噛み合い式歯車装置を背中合わせの状態で２組用いて入出力回転数が１：１の位相調整用減速ユニットを構成している。従って、本発明によれば、従来における構成の入出力回転数が１：１の位相調整用ユニットに比べて、歯車の噛み合い箇所が少ないので、その分、回転伝達精度を高めることができる。また、従来の位相調整用減速ユニットに比べて廉価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した位相調整用減速ユニットの概略構成を示す半断面図である。
【図２】図１のユニットにおける可撓性外歯歯車の変形例を示す半断面図である。
【図３】図１の位相調整用減速ユニットに適用可能なシルクハット型の撓み噛み合い式歯車装置の可撓性外歯歯車を示す半断面図である。
【図４】従来の位相調整装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１    位相調整装置
２、３    ロール
２ａ、３ａ    ロール回転軸
４    駆動モータ
５    位相調整用減速機
５１、５２    剛性内歯歯車
５３    可撓性外歯歯車
５４    波動発生器
６    位相調整用モータ
７、８、９、１１    歯車
２０  位相調整用減速ユニット
３０  第１の撓み噛み合い式歯車装置
３１  第１の剛性内歯歯車
３２、３２Ａ  カップ状の第１の可撓性外歯歯車
３２Ｂ  シルクハット状の第１の可撓性外歯歯車
３３  第１の波動発生器
４０  第２の撓み噛み合い式歯車装置
４１  第２の剛性内歯歯車
４２、４２Ａ  カップ状の第２の可撓性外歯歯車
４２Ｂ  シルクハット状の第２の可撓性外歯歯車
４３  第２の波動発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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