专利名称：振动辊的滚动轴承和辊子的振动方法
技术领域：
本发明涉及振动辊的滚动轴承和辊子的振动方法。更具体地说，本发明涉及安装在振动辊中的滚动轴承，该振动辊可用作印刷机中的成形橡胶辊和润湿橡胶辊。
背景技术：
辊子广泛地用作多个行业领域中的转动件。在某些情况下，用作转动件的辊子需要在它们旋转时轴向振动。具有这种功能性特征的辊子通称为振动辊。
尽管振动辊广泛地用于多种行业领域中，但是振动辊的典型用途包括印刷机的成形橡胶辊和润湿辊。
附图中的图18示意地示出成形橡胶辊的部分，该成形橡胶辊是印刷机的成形部分的最下游辊子，用于将油墨施加至印刷版。在图18中，参考标号1表示印版滚筒。总共四个印刷版2安装在印版滚筒1上以围绕后者，并设置成预定间隔。在图18中，参考标号3、3分别表示最下游的成形橡胶辊。在图18中，参考标号4是配墨辊。联接至供墨单元的转印辊和其它适当辊子设置在相对于成形橡胶辊3、3的下游，并保持接触。
在上述的印刷机中，成形橡胶辊3、3保持与围绕印版滚筒1安装的印刷版2、2……接触，从而被驱动转动。然后，因此使从供墨单元供给的墨转移至围绕印版滚筒的印刷版2、2……。
用在印刷机中的成形橡胶辊3保持与横向地(轴向地)往复运动的配墨辊4相接触，并连同配墨辊4一起轴向地往复运动。这种辊子称为振动辊。通过使用振动辊作为成形辊，可能引起成形辊随着横向往复运动的配墨辊而振动。然后，成形辊的外围面上的墨被均匀地分配和转移至安装在印版滚筒1上并围绕其的印刷版2。
因为成形辊3、3可能会被印版滚筒1的边缘损坏，所以驱动成形橡胶辊3、3以横向振动，从而避免这种损坏。此外，成形辊3、3会引起沿转动方向在对应于印刷版2的边缘处的环形摩擦区域进而引起油墨转移性缺陷，并且在后续印刷过程中的对应位置处可能发生油墨密度不均匀。成形橡胶辊需要横向振动从而避免这种问题。
当在色彩密度沿横向方向突然改变的情况下印刷图像时，可能发生重影。作为惯例，保持与成形橡胶辊子相接触的金属制辊子被驱动成轴向往复运动，从而避免这种重影。
已知的振动辊包括在日本专利申请公开第60-101049号中公开的振动辊。该公开的振动辊具有辊子轴，该辊子轴设置在辊子覆盖件的内侧并保持在位从而不能旋转。横向振动的成形橡胶辊的辊子覆盖件支承在辊子轴上，从而能够旋转和轴向移动。此外，辊子覆盖件的轴向行程由在两个相对侧的两个衬套22、24来限制，压力弹簧26设置在两个衬套之间的滚子的相应侧面处。然而，已知的振动辊构造复杂，并且伴随有制造成本高的问题。因此，非常需要一种结构简单且能够以低制造成本来生产的振动辊。
发明内容
考虑到上述的情况，因此本发明的一个目的是提供一种滚动轴承，其具有简单的结构并使辊子能轴向振动。
根据本发明，上述目的通过一种滚动轴承来实现，该滚动轴承包括在其内圈和外圈之间的作为滚动件的多个滚柱。面向滚柱的座圈表面的内圈表面或外圈表面中任一个或两个的横向距离大于滚柱的轴向长度。由于具有这种设置，滚动轴承的内圈或外圈中的任一个或两个可轴向移动。
一旦根据本发明的滚动轴承配装至辊子的一对轴支承段中的任一个或两个，辊子就可轴向振动。另一个的滚动轴承可配装至位于相对于前面的轴支承段的相反侧的辊子的另一轴支承段。当前面的滚动轴承的内圈或外圈被轴向移动且辊子被驱动以轴向移动时，后面的滚动轴承的内圈或外圈无论哪个合适均跟随辊子的轴向移动。
在本发明的另一方面，提供一种辊子的振动方法，根据该方法，滚动轴承配装至辊子的一对轴支承段中的一个。然后，其结果是，滚动轴承的内圈或外圈变得轴向可移动。另外类似的滚动轴承配装至位于相对于前面的轴支承段的相反侧的辊子的另一轴支承段，从而使辊子可轴向振动。
因此，根据本发明，仅仅通过改造配装至相应轴支承段的滚动轴承，就可将传统的不振动的固定辊变成振动辊。滚动轴承的改造包括改进滚动轴承，在每个滚动轴承中，多个滚柱设置成位于内圈和外圈之间的滚动件。这种改进包括使每个滚动轴承的内圈或外圈中的任一个或两个可轴向移动。因此，轴承可被改进成简单的形式，从而将辊子变成低成本的振动辊。
本发明的附加目的和优点将在后面的描述中阐述，从这些描述中，这些目的和优点将会部分地变得显而易见，或者可以通过实施本发明来得到这些目的和优点。本发明的目的和优点可借助于下文中具体指出的手段和组合来实现和获得。
附图结合入说明书并构成说明书的一部分，这些附图示出本发明的实施例，并且连同上面给出的大体描述和下面给出的实施例的详细描述，用来说明本发明的原理。
图1是在轴承支承段安装了本发明的滚动轴承实施例的振动辊的示意侧视图；图2是本发明的滚动轴承的实施例的局部切去的示意立体图；图3是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图4是本发明的滚动轴承的实施例的座圈(内圈和外圈)和滚动件之间的关系的示意图；图5是传统滚动轴承的座圈(内圈和外圈)和滚动件之间的关系的示意图；图6是本发明的滚动轴承的另一实施例的内圈的示意立体图；图7是与根据本发明的滚动轴承安装在一起的振动辊的示意图，该振动辊适于由保持与振动辊相接触的摆动辊的往复运动来振动；图8是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图9是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图10是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图11是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图12是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图13是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图14是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图15是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；图16是本发明的滚动轴承的另一实施例的局部切去的示意立体图；
图17A1-17C1是通过使用本发明的滚动轴承的另一实施例来形成的振动辊的振动和滚动轴承的内圈滑动之间的关系的示意图；图18是已知印刷机的用于将油墨施加至印版滚筒的成形橡胶辊和摆动辊之间的关系的示意图；图19是作为本发明实施例的振动辊的成形橡胶辊的照片，示出其使用六个月后的表面状况；以及图20是没有振动的成形橡胶辊的照片，示出其使用一周后的表面状况。
具体实施例方式
图1是安装有根据本发明实施例的滚动轴承的振动辊的示意侧视图。参见图1，参考标号10表示辊子主体，而参考标号11表示配装至辊子主体的轴支承段的滚动轴承。图2是滚动轴承11中的一个的局部切去的示意立体图。在图2中，参考标号11表示滚动轴承，参考标号12表示外圈，而参考标号13表示内圈，参考标号14表示作为滚动件的滚柱。在图2中，参考标号15表示滚柱14的保持架。
在滚动轴承11中，外圈12或内圈13比滚柱14的轴向长度要长。在图2中，如同沿轴向方向所示，面向滚柱14的座圈表面的内圈13表面的横向距离比滚柱14的轴向距离要长。
在图2的例子中，内圈13示出U形横截面(以形成有角的凹槽或槽)，从而形成凹陷16。凹陷16的横向距离或面向滚柱的座圈表面的表面的宽度比滚柱14的轴向长度要大。图3示出滚柱设置成两行情况下的布局。
图4是沿线A-A所剖取的并沿箭头方向所示的图2的轴承的放大剖视示意图。在图4中，内圈13的外宽度与外圈12的外宽度相等。然而，可使内圈的外宽度更大以增大凹陷16的宽度，并增大内圈的U形部分的侧壁的厚度进而增加其强度。
图5是为了比较而显示的已知滚动轴承的视图。在图4和5中，参考标号12表示外圈，参考标号13表示内圈，而参考标号14表示滚柱。
从图2和4中可以清楚地看出，因为宽凹陷16的横向距离大于滚柱14的轴向距离，所以内圈13可横向移动的距离是凹陷16的横向距离和滚柱14的轴向距离之间的差值。
应该意识到，假如内圈凹陷的横向长度和外圈凹陷的横向长度在严格的字面意义上与滚柱的轴向长度相等，则在内圈外圈和滚柱之间就没有间隙，从而使滚柱根本不能转动。因此，在通常的滚动轴承中，内圈凹陷的横向长度和外圈凹陷的横向长度稍稍大于滚柱的轴向长度，从而提供适当的间隙。
然而，内圈13的凹陷的横向长度比滚柱14的轴向长度要大，根据本发明这超出了间隙的通常范围。由于具有这种设置，内圈或外圈可移动，因此装备有这种轴承的辊子可轴向移动。
根据本发明，内圈或外圈的凹陷的横向距离和滚柱14的轴承长度之间的差值为2-20mm，较佳地为3-5mm。就比例而言，滚柱的轴向长度较佳地为内圈或外圈的凹陷的横向长度的50-85％。尽管在图2和3中内圈13一体地形成有一个或两个环，但是环18较佳地与内圈13可分开，如图6所示。
在上面参照图4给出的描述中，面向滚柱14的座圈表面的内圈13的表面的横向长度要比滚柱14的轴向长度大。然而，上面关于内圈13的描述可以转换至外圈12。更具体地说，尽管未显示，但是设置在外圈12内侧的凹陷17的表面的横向长度、或者面向滚柱14的座圈表面的外圈12的表面的横向长度要比滚柱14的轴向长度大。对于这种替换的设置，外圈12可横向移动的距离是加宽的凹陷的横向距离和滚柱14的轴向距离之间的差值。
图7是振动辊的示意图，该振动辊在辊子相反的两端处的轴支承段安装有滚动轴承，且适于由与振动辊保持接触的摆动辊来振动。在图7中，参考标号20表示振动辊，参考标号21表示滚动轴承，而参考标号22表示摆动辊。摆动辊22被未示出的机构驱动转动，并适于借助凸轮机构23轴向摆动。振动辊20与摆动辊22保持接触，从而当它由于与摆动辊22的摩擦而转动时，会横向摆动。
图7的振动辊20安装有滚动轴承21，这两个滚动轴承分别在辊子相反的两端处的轴支承段是相同和等同的。然而，本发明并不限于此，可选择地，振动辊20可在辊子相反的两端处的轴支承段中的一个上安装有滚动轴承，而在另一轴承支承段上安装有不同的滚动轴承，如图8-16所示。在图8-16中，与图2所示的部件相同的部件分别由相同的参考标号来表示。
图8所示的滚动轴承与图2所示的滚动轴承基本相同，而内圈13没有设置环。由于具有这种设置，内圈13轴向移动。图9所示的滚动轴承与图8所示的滚动轴承基本相同，但内圈13在其相反的两边中的一边上设置有环。由于具有这种设置，内圈13沿两相反方向中的一个方向(沿环的方向)轴向移动。
图10所示的滚动轴承在其内圈13设置有环，且环圈30借助于间隔件13s配装至相反边，该间隔件具有与内圈基本相同的直径。由于具有这种设置，内圈13可与间隔件13s一起沿两相反方向中的一个(沿环的方向)轴向移动。
图11所示的滚动轴承与图9所示的滚动轴承基本相同，且在其内圈13设置有环，L形的环圈30借助于间隔件13s配装至相反边，该间隔件具有与内圈基本相同的直径。由于具有这种设置，内圈13可与间隔件13s一起沿两相反方向中的一个(沿环的方向)轴向移动。
图12所示的滚动轴承与图8所示的滚动轴承基本相同，且其外圈12没有设置环并可轴向移动。图13所示的滚动轴承与图9所示的滚动轴承基本相同，但内圈13设置有一对环且外圈12设置有一个环，从而使外圈12可沿两相反方向中的一个轴向移动。
图14所示的滚动轴承设置有排列成两行的滚柱33、34，且外圈40设置有一对环，而内圈41没有设置环，从而使内圈可轴向移动。
图15所示的滚动轴承与图14所示的滚动轴承基本相同，其中，滚柱33、34设置成两行，且外圈40没有设置环，但内圈41设置有一对分别在两相反边的环。由于具有这种设置，外圈12可轴向移动。图16所示的滚动轴承是整体式针状滚动轴承，且没有内圈，但其外圈12设置有一对环。由于具有这种设置，辊子的轴支承段由这种类型的滚柱直接接纳。
图17A-17C是辊子的振动和滚动轴承内圈的滑动之间关系的示意图。图17A1示出振动辊20位于中心，因此它转动而不横向摆动。在这种情况下，配装至振动辊20的轴支承段的滚动轴承的内圈13位于相对于滚柱14而言的中心，如图17A1所示。相等的横向缝隙17a、17b形成于内圈13的凹陷16和滚柱的侧壁之间。
当图7的摆动辊22横向摆动时，保持与摆动辊22接触并转动的振动辊20沿箭头方向(向左)摆动，如图17B1所示。在这种情况下，滚动轴承的内圈13相对于滚柱14沿箭头方向(向左)移动，如图17B1所示。然后，振动辊因此平滑地横向移动。
当摆动辊22沿相反方向(向右)横向摆动时，保持与摆动辊22接触并转动的振动辊20沿与箭头方向相反的方向(向右)摆动，如图17C1所示。在这种情况下，滚动轴承的内圈13相对于滚柱14沿与箭头方向相反的方向(向右)移动，如图17C1所示。然后，振动辊20因此跟随摆动辊22的横向摆动而平滑地沿箭头方向移动。
尽管在上面的描述中外圈固定而内圈移动，但是相反地内圈可以是固定的而外圈可以是移动的。然后，振动辊可跟随摆动辊的横向摆动而振动。
如上所述的滚动轴承21配装至振动辊20的轴支承段中的每一个或任一个。当把滚动轴承21配装至振动辊20的轴支承段中的任一个时，如图8-16所示的具有大范围变化的外圈或内圈的不同滚动轴承配装至其它轴支承段。由于具有这种设置，辊子在轴承21的凹陷15的范围内振动。
根据本发明的振动辊可适合地用作印刷机的成形辊。根据本发明的振动辊也可具有其它用途，且振动辊的应用范围并不特别限制。与使用压缩弹簧的传统振动辊相比，根据本发明的振动辊具有显著简单的结构。
例子1引入一对JIS B1513 NUP型滚动轴承，其具有设置成单行的滚柱、设置有一对环的外圈、以及设置有一个环和一个环圈的内圈。滚动轴承具有下面的尺寸——外径72mm，内径30mm和宽度19mm。每个滚动轴承以下面的方式工作，即面向滚柱的内圈表面的横向距离变得比滚柱的轴承长度要长4mm。因此，准备了一对其内圈可轴向移动的滚动轴承。
然后，将滚动轴承分别配装至在用于将墨转移至印刷机的成形橡胶辊3的两相反侧处的支承段，如图18所示。因此，成形辊能够轴向摆动。成形辊能将油墨转移至安装在印版滚筒上并设置成规则间隔的印刷版。
成形辊适于借助摆动辊22(金属辊)而轴向振动，如图7所示。摆动辊22被驱动成作出90-130个来回行程/分钟，且摆动宽度为30mm。
振动辊具有110mm的芯部直径、130mm的外径和1620mm的表面长度。它被驱动从而以2600转/分的速率转动。辊隙宽度为7mm。橡胶是硬度为30的丁腈橡胶(NBR)。
操作印刷机连续印刷六个月，每天10小时。在成形橡胶辊的表面上对应于印刷版边缘的位置处没有观察到磨损。图19是在印刷版边缘撞击之处的成形橡胶辊的表面的照片。
(比较例)引入一对具有设置成单行的滚柱的不可分开型JIS深凹槽滚珠轴承作为滚动轴承。滚动轴承具有下面的尺寸——外径72mm，内径30mm和宽度19mm。然后，滚动轴承分别配装至在用于将墨转移至印刷机的成形橡胶辊3的两相反侧处的支承段，如图18所示。深凹槽滚珠轴承是标准的类型，其中，对于其结构而言，内圈或外圈都不振动。如同例子中一样，成形橡胶辊用来转移墨。尺寸、每分钟转动次数、辊隙宽度、橡胶和橡胶的硬度与上述的例子1中的相同。
操作印刷机连续印刷一周(七天)，每天10小时，然后观察成形橡胶辊的表面。在成形橡胶辊的表面上对应于印刷版边缘的位置处清楚地观察到磨损。图20是在印刷版边缘撞击之处的成形橡胶辊的表面的照片。如图20所示，在中央区域的上部和下部观察到带状磨损区域。
熟悉本领域的技术人员会容易地想到附加的优点和修改。因此，本发明在其较宽的方面并不限于在此显示和描述的特定细节和代表性实施例。因此，可作出多种修改，而不脱离由所附的权利要求书及其等同物限定的总体发明原理的精神和范围。
权利要求
1.一种配装至辊子的轴支承段中的任一个或两个从而使所述辊子能振动的滚动轴承，其特征在于，包括(1)带环的内圈和带环的外圈；(2)多个滚柱，设置在所述内圈和所述外圈之间作为滚动件；以及(3)所述滚柱的保持架，其中(a)面向所述滚柱的座圈表面的所述内圈表面和/或所述外圈表面的横向长度大于所述滚柱的轴向长度；(b)所述滚动轴承的所述内圈和/或所述外圈无论哪个均适于轴向移动，从而使所述辊子能振动。
2.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，(1)多个滚柱在所述带环内圈和所述带环外圈之间设置成多行，以作为多个滚动件。
3.一种辊子的振动方法，其特征在于，包括(1)使面向设置于滚动轴承的带环内圈和带环外圈之间的滚柱的座圈表面的所述内圈表面和/或所述外圈表面的横向距离大于所述滚柱的轴向长度，从而使得所述内圈和/或所述外圈无论哪个均适于轴向移动，并将所述滚动轴承分别配装至在辊子的相反侧处的轴支承段；以及(2)作为上面(1)的结果，使所述辊子能够跟随轴向往复的摆动辊而轴向振动。
4.一种辊子的振动方法，其特征在于，包括(1)使面向设置于滚动轴承的带环内圈和带环外圈之间的滚柱的座圈表面的所述内圈表面和/或所述外圈表面的横向距离大于所述滚柱的轴向长度，从而使得所述内圈和/或所述外圈无论哪个均适于轴向移动，并将所述滚动轴承配装至在辊子的相反侧处的轴支承段中的一个；(2)将具有可轴向移动的内圈或可轴向移动的外圈的滚动轴承配装至所述辊子的另一个轴支承段；以及(3)作为上面(1)和(2)的结果，使所述辊子能够跟随轴向往复的摆动辊而轴向振动。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)带环内圈、带环外圈、以及在所述内圈和所述外圈之间设置成多行的多个滚柱，面向所述滚柱的座圈表面的所述内圈表面和/或所述外圈表面的所述横向距离大于设置成多行的所述滚柱的所述轴向长度。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)沿其相反的边缘带有环的外圈、设置于所述环之间的滚柱、以及适于轴向移动的没有环的内圈。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)沿其相反的边缘带有环的外圈、设置于所述环之间的滚柱、以及沿其相反边缘中的一个带有环并适于轴向移动的内圈。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)沿其相反的边缘带有环的外圈、设置于所述环之间的滚柱、以及沿其相反边缘中的一个带有环并设置有借助间隔件配装至另一个边缘的环圈的内圈，所述间隔件具有与所述内圈基本相同的直径，从而使所述内圈可朝向所述环圈轴向移动。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)沿其相反的边缘带有环的外圈、设置于所述环之间的滚柱、以及沿其相反边缘中的一个带有环并设置有借助间隔件配装至另一个边缘的L形环圈的内圈，所述间隔件具有与所述内圈基本相同的直径，从而使所述内圈可朝向所述L形环圈轴向移动。
10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)没有环的外圈、沿其相反的边缘带有环的内圈、以及设置于所述环之间的滚柱，所述外圈适于轴向移动。
11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)沿其相反的边缘中的一个带有环的外圈、沿其相反的边缘带有环的内圈、以及设置于所述环之间的滚柱，所述外圈适于轴向移动。
12.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)沿其相反的边缘带有环的外圈、在所述环之间设置成多行的滚柱、以及没有环的内圈，所述内圈适于轴向移动。
13.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)沿其相反的边缘带有环的内圈、在所述环之间设置成多行的滚柱、以及没有环的外圈，所述外圈适于轴向移动。
14.如权利要求4所述的方法，其特征在于，配装至所述另一个轴支承段的所述滚动轴承包括(1)沿其相反的边缘带有环的外圈、以及设置于所述环之间的滚柱，所述滚柱适于接纳所述辊子的所述轴支承段，而没有内圈。
15.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承适于配装至印刷机的成形橡胶辊的轴支承段。
16.如权利要求1所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承适于配装至印刷机的润湿橡胶辊的轴支承段。
17.如权利要求2所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承适于配装至印刷机的成形橡胶辊的轴支承段。
18.如权利要求2所述的滚动轴承，其特征在于，所述滚动轴承适于配装至印刷机的润湿橡胶辊的轴支承段。
19.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述辊子是印刷机的成形橡胶辊。
20.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述辊子是印刷机的成形橡胶辊。
全文摘要
本发明改进了配装至辊子(10)的轴支承段的滚动轴承，以实现具有简单结构的振动辊。配装至辊子(10)的轴支承段中的一个的滚动轴承包括带环内圈(13)、带环外圈(12)、以及设置于内圈(13)和外圈(12)之间的作为滚动件的多个滚柱(14)，面向滚柱(14)的座圈表面的内圈(13)表面和/或外圈(12)表面的横向距离大于滚柱(14)的轴向长度，从而使滚动轴承的内圈(13)和/或外圈(12)无论哪个均适于轴向移动，从而使辊子能振动。当辊子(10)轴向移动时，内圈、外圈或滚柱轴向移动，从而使装备有滚动轴承的辊子可振动。
文档编号F16C19/22GK101058252SQ200710101349
公开日2007年10月24日 申请日期2007年4月19日 优先权日2006年4月20日
发明者吉川洋治, 山胁正行 申请人:株式会社金阳社