JPH02107842A - 電気モータによって駆動される機構におけるトルク変動を減少する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電気モータによって駆動され、しかも周期的
に生じる回転数に関連する負荷トルク変動を生じるよう
な機構におけるトルク変動を減少する方法及び装置に関
する。

従来の技術 ドイツ連邦共和国出願公開第３５４０６４５号明細書に
より公知の方法は、活動する機構を有する多重物質ねじ
ジ撮動体におけるねじり振動を減衰させることができる
装置を提供するという課題に基づいている。このねじり
摂動は、トルク変動が種々の負荷トルクに基づいて生ぜ
しめられる所で特に発生する。さらにこのトルク変動は
、機構内で、複数の種々の質量が運動される際に構成部
材の極めて高い動的な応力を招くような撮動を惹起する
。

特に印刷機は、種々の負荷トルクを生じる複数の装置を
有している。要するに、例えば刀ム円板、枚葉紙給紙装
置及び枚葉紙引渡し装置をブｒするグリッパ制御も、印
刷圧自体も、中央の駆動装置に全て作用する周期的に繰
り返される負荷トルクを生じる。負荷トルクは、力伝達
部材において、例えば駆動装（２の他に印刷装置の互い
の角度対応関係のためにも配慮される歯車駆動ベルトに
おいて、やはり周期的に負荷トルり変動に相応して生じ
る弾性的な変形を招く。

このことによって、個々の印刷装置の角度対応関係もし
くは同期は妨害されて、画像において見当合せエラーが
認められることになる。

公知の方法によれば、前記の負荷トルク変動によって生
ぜしめられるねじり揚動ｔ１対抗トルクによって補償す
るようにする。このような対抗トルクは調節部材を介し
てもたらされ、しかも駆動機構内の規定の個所で作用す
る。しかしこのような方法には、対抗トルクが駆動装置
の唯１つの個所で生ぜしめられ、このことによってこの
対抗トルク奮発生させるその個所では負荷トルクに反作
用しないという欠点がある。

このことによって、駆動装置ストランド内に、補償でき
ない内部応力が生じる。駆動装置内の内部応力は、伝動
装置の応力を減少せずに、場合によっては伝動−装置を
なお一層高く、大きく変形させることになる。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、負荷トルク変動を効果的に減少し、た
つ駆動装置の応力を著しく低下する方法及び装置を提供
することである。

課題に解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた方法の手段によれば
、負荷トルクの変化を、負荷トルりがほぼ一定の値上維
持されるように１駆動トルクの反対向きの変化によって
妨害するようにした。

さらに前述の課題全解決するために講じた構成の手段に
よれば、負荷トルク金検出する装置及び、駆動トルク？
調整する装置が設けられており、さらに駆動トルクのＡ
整が、負荷トルクが変化する際に、この負荷トルクがほ
ぼ一定の値に維持されるように鳴動トルクを反対向きに
変化するように行なわれるようになっている。

作用 負荷変動を受ける、及びモータによって駆動歯車ベルト
ラ介して駆動される機構において、個々の歯車の歯側面
に種々の周期的に又番される力を生せしめる。この力が
撮動全励起させることもできるし、印刷機をマイナスの
結果と結びつく荒い運転にすることもできる。

発明の効果 不発明の利点は、個々の歯の間の力がほぼ一定に維持さ
れることにある。要するに、このことは、歯側面の間の
高まる力を意味する負荷トルクの瞬間的な上昇において
駆動トルクが減少されることを意味する。このことによ
って、駆動トルクは負荷トルクに対して短期的にずらさ
れ、しかも歯側面の間の力が一定のままである間はずら
される。負荷トルクが減少されると、駆動トルクが増大
され、このことによってこの場合も歯車ベルトにおける
負荷変動は生じない。

本発明は従来−船釣な駆動調整器とは異なり、駆動回転
数は一定の値に保持するために、普通の形式で負荷トル
クを増大する際に駆動トルクも増大する必要がある。し
かし本発明の（４成は、所定の回転数全制限する要求に
は矛盾しない。

負荷トルク変動は常に短期的にだけ生じて、周期的に繰
り返され、ひいては負荷トルクの増大の後に再び負荷ト
ルクの低下が行なわれるので、長時間にわたって測定さ
れる平均回転数ンユ一定のままである。このことによっ
て本発明は、機構の駆動装置に作用する負荷トルクが一
定の値で維持されるという利点を有する。このことによ
って、ねじり振動及び交番的に作用する弾性的な変形は
最初は全く生じない。それ故に、このような振動の補償
は無用である。

本発明の構成は、負荷トルク経過を機構の回転角度位置
に関連して検出して、貯蔵装置に貯蔵するようになって
いる。この場合、この負荷トルク経過に基づいて駆動ト
ルクの調整を行なう。貯蔵は、規準回転数において行な
われるが、振動する機構に基づいて回転数に関連する負
荷トルクが生じる場合には規定の回転数範囲内で行なわ
れる。

機構の回転角度位置は有利には角度発生装置によって検
出され、この角度発生装置ｉｔ全増分センサとして形成
することもできる。

さらに有利には、駆動装置又は機構全体の慣性モーメン
トが大きい場合には、負荷トルクが増大する際に、回転
数が減少されるだけでなく、モータによって積極的な制
動をも行なう。この制動は、負荷トルクに反作用して負
荷トルク全一定に維持する九めに、純粋な回転数減少が
もはや充分でない場合に必要である。特に印刷機におい
ては、駆動モータのロータは、駆動トルクの即座の減少
に反作用する極めて高い慣性モーメン）を有している。

しかし、モータの制動は大体においてモータにだけ作用
する。これは、モータに後置された駆動装置が、ここに
存在するわず：り為な慣性モーメントに基づいて、制動
トルクをこの駆動範囲に波及することなしに遅延される
からである。要するに、このことは負荷交番もしくは負
荷方向逆転がこの駆動範囲の歯車伝動装置では行なわれ
ないことを意味する。

モータは、後置の駆動装置の慣性モーメントが負荷トル
クの増大の原因にならないような強さで及び機敏さで制
動することもできる。

平均回転数の調整のために、有利には増分センサが設け
られておジ、この増分センサはＪａ構の回転数を検出し
て、この回転敷金ロー・パス−フィルタに送り、さらに
このロー・パス・フィルタが平均値を形成する。平均値
は回転数−目標値と比較され、回転数装置に平均値と回
転数−目標値との偏差を人力値として用いる。この場合
この回転数偏差が回転数を変化させ、従つて実際−回転
数の平均値が回転数−目標値に適合される。

実施例 第１図による印刷機１の概略図は、枚葉紙給紙装置２．
２つの印刷装置３，４及び枚葉紙排紙装置７を備えた枚
葉紙オフセット印刷機を示す。勿論、印刷機は唯１つの
印刷装置又は複数の印刷装置を備えることができる。印
刷機全体の駆動装置８は電気モータ９から成っており、
この際駆動トルクはベルト、駆動装置１０茫介して駆動
歯車ベルト１１において、駆動すべきそれぞれの部材に
分配される。印刷機は、例えばグリッパ、枚葉紙給紙装
置及び分配ローラのようなカム制御される運動部材の数
に基づいて周期的に変動する負荷トルクを有している。

この負荷トルクは駆動歯車ベルトにおける］々の個所に
作用して１．駆動される部材の弾性的な変形を生じるこ
とができる。弾性的な変形は、−面では装置全体の振動
発生を生じ、他面では個々の印刷装置の角度位置の間で
少しのずれを生じ、従って事情によっては見当合せエラ
ー金発生することになる。

普通は、モータの回転数は、所足の印刷速度に基づいて
調節され、さらに調整装置を介して一定に保持される。

しかも、モータを一定の回転数に調整することにより、
負荷トルクが増加する際に駆動トルクも増加し、ひいて
は駆動歯車ベルトに作用する力が同様に増大される。同
様に、負荷トルクの減少が駆動トルクを減少させ、この
ことによって駆動歯車ベルトにおける力が低下する。駆
動される部材の高い摩耗も、見当合せエラーによる画像
における大きな不正確さも生じる負荷トルクのこのよう
な周期的な変動は、駆動モータの調整が一定の回転数で
行なわれるのではなく、駆動モータの調整が一定の負荷
トルク金得るために行なわれることによって著しく減少
される。

第２図には、このような調整機構のブロック回路図が示
されている。ブロック回路図の中心部は、ブロック１２
で概略的に示された印刷機１を駆動するための電気モー
タ９である。印刷機には、角度発生装置１３及び回転数
発生装置１４が配置されている。前記の両発生装置は回
転数もしくは印刷速度音検出する。もちろん、そのシグ
ナル形状から回転角度及び回転数を導出することのでき
る、例えば増分センサのような唯１つの回転数調整器を
用いることもできる。

回転数発生装置１４のシグナルはロー・パス・フィルタ
ー５に供給され、このロー・パス・フィルター５はこの
シグナルｎηλら平均値を形成する。平均値ｎ工は、印
刷速度入力装置１６から形成される回転数−目標値ｎ　
に重ねられる。１ねられたシグナル、すなわち差シグナ
ルは回転数調整器１７に送られるが、この回転数調整器
は回転数−実際値の平均値と回転数−目標値とが異なる
際に出力シグナルをトルク調整器１９を介して生ぜしめ
、この出力シグナルが駆動電気モータ９の回転数で相応
して制御する。

このことによって、回転数の平均１面は駆動トルクの変
動とは無関係に一定に保持される。

印刷機の、角度発生装置１３から構成される装置 この貯蔵装置内に駆動装置の角度位置に関する印刷機の
負荷トルクの分配が貯蔵されている。

有利には、０度から６６０度の角度位置の負荷トルクが
貯蔵されており、しかもこの角度範囲は印刷装置を通る
印刷枚葉紙の通過に相応する。

負荷トルクの貯蔵は例ええは試験運転で行なうことがで
き、さらに規定の回転数範囲内の貯蔵を行なうことがで
きる。このことは特に、印刷機が７重々の回転数で運転
され、かつこの種々の回転数において負荷トルクが、加
速される質量に基づいて変化される場合に有利である。

しかも、貯蔵すべき負荷トルクは、印刷機のそれぞれの
運転に応じて負荷トルク受信装置全弁して新らたに形成
されかつ貯蔵される。この形式で、貯蔵すべき負荷トル
クは、両面印刷、規定された色数の印刷、ｊ々の厚さの
紙の印刷のような印刷機の鍾々の運転形式に適合される
。

印刷機の、角度発生装置１３によって検出される角度位
置に同期して、貯蔵された負荷トルクのアウトプットが
貯蔵装置１８によって行なわれる。アウトプットされる
このような負荷トルクは、回転数調整器１７の出力シグ
ナルに影響’に一７ｊえ、駆動トルク入力としてトルク
調整器１９に送られる。トルク調整器１９は駆動トルク
をモータ電流を介して調整する。このことによって、ト
ルク調整器１９の出力シグナルとして駆動電気モータ９
を制御するモータ電流は、その平均直に基づく平均回転
数のための量を、刀・つ貯蔵される負荷トルクへの同期
的な適合に基づり，：駆動トルクの変化を含んでいる。

要するに、モータに、互いに無関係に作動する２つの調
整回路が作用し、しかも内側の′Ａ整回路は駆動トルク
を負荷トルクに関連して変化し、かつ外側の調整回路は
モータの平均回転数全回転数目標直に関連して調整する
。

第６ａ図及び第６ｂ図による）腺１には、種々異なるト
ルクと回転数との間の関係が示されている。第６ａ図の
線図ほ０度から６６０度までの角度位置範囲にわたる負
荷トルク分配を示す。

負荷トルク分配ＭＬは規定の回転数（ｎよ）の場合であ
る。この線図はさらに、負荷トルクの貯蔵が］々の回転
数において行なうことができるということも示している
。この場合、それぞれの回転数に配属された負荷トルク
Ｍｒ、　（ｎρが与えられ、該負荷トルクは印刷機の運
転中に前述の印刷機回転数に応じて駆動トルク調整に影
響を与える。第３ｂ図の線図は、貯蔵される負荷トルク
に関連してトルク調整器１９によって生ぜしめられるモ
ータ電流ｉを示す。この線図から判るように、電流は貯
蔵される負荷トルクに反比例する。線図は、回転数ｎ１
において得られる電流を示す。この電流経過とモータに
作用する負荷トルクとに基づいて、モータの回転数ｎ１
　ｉｄ第６ｃ図の線図のようになる。

負荷トルクと回転数との関係によって、回転数減少が負
荷トルクの低下を招く。この場合、回転数変化の大きさ
は、印刷機によって形成される負荷トルクをはン゛ヨ一
定に維持するように選ばれている。要するにモータ回転
数と負荷トルクとの間の相互関係は、回転数の低下もし
くは上昇が負荷トルクに直接作用し、しかも負荷トに行
なわれる。第３Ｃ図の線図は平均回転数百。

を示す。この平均回転数は回転数−目標・値に相応して
いてかつ一定である。

トルク応力を減少するだめの、すなわち負荷トルクの一
定維持のだめの前述の方法は、生産過程に影響を及ぼす
ことはないことが明らかである。要するに、平均印刷速
度は変化されることはなく、しかし要求に応じて与えら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は印刷機械の概略図、第２図は駆動トルクの調整
機構のブロック回路図、第３ａ図、第３ｂ図及び第３Ｃ
図は駆動トルクもしくは負荷トルクと回転数との関係を
示す線図である。 １・・・印刷機、２・・・枚葉紙給紙装置、３・４・・
・印刷装置、７・・・枚葉紙排紙装置、８・・・駆動装
置、９・・・電気モータ、１０・・・ベルト駆動装置、
１１・・・駆動歯車ベルト、１２・・・ブロック、１３
・・・角度発生装置、１４・・・回転数発生装置、１５
・・・ロー・・ξス・フィルタ、１６川印刷速度入方装
置１７・・・回転数調整器、１８・・・貯蔵装置、１９
・・・トルク調整器 仕理人 弁理乎 牛　　野 講 ７剣巳 ニＷＺ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気モータによつて駆動される機構におけるトルク
   変動を減少する方法であつて、前記機構が、周期的に生
   じる回転数に関連する負荷トルク変動を生じる形式のも
   のにおいて、負荷トルクの変化を、負荷トルクがほぼ一
   定の値を維持されるように駆動トルクの反対向きの変化
   によつて妨害することを特徴とする、電気モータによつ
   て駆動される機構におけるトルク変動を減少する方法。 ２、電気モータによつて駆動され、しかも周期的に生じ
   る回転数に関連する負荷トルク変動を生じるような機構
   におけるトルク変動を減少する装置であつて、電気モー
   タの回転数の平均値をほぼ一定の予め選ばれた値に調整
   する回転数調整器を有している形式のものにおいて、負
   荷トルクを検出する装置及び駆動トルクを調整する装置
   が設けられており、さらに駆動トルクの調整が、負荷ト
   ルクが変化する際に、この負荷トルクがほぼ一定の値に
   維持されるように駆動トルクを反対向きに変化するよう
   に行なわれるようになつていることを特徴とする、電気
   モータによつて駆動される機構におけるトルク変動を減
   少する装置。 ３、機構の回転角度位置に関連して負荷トルク経過を貯
   蔵するような貯蔵装置（１８）が設けられている請求項
   ２記載の装置。 ４、機構の回転角度位置を検出する角度発生装置（１３
   ）が設けられている請求項３記載の装置。 ５、駆動トルクを減少するための装置が、ロータの周期
   的な制動を行なうようになつている請求項２から４まで
   のいずれか１項記載の装置。 ６、機構の実際−回転数を検出する回転数発生器（１４
   ）とロー・パス・フィルタ（１５）とが設けられており
   、該ロー・パス・フィルタが、回転数発生器（１４）に
   よつて形成されるシグナルを供給され、かつ回転数の平
   均値を形成して、この平均値を回転数−目標値に重ね、
   しかも平均回転数を目標−回転数に調整するために前記
   両方の値の偏差が回転数調整器に供給されるようになつ
   ている請求項２から５までのいずれか１項記載の装置。