JP3987635B2 - 電気リニアードライブを有する郵便室コンベアシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ウェッブ送り輪転印刷機等の生産ラインのあとに続く、郵便室内で折り畳まれた折丁を移送する電気リニアードライブを有する郵便室コンベアシステムに関する。特に、本発明はグリッパが電気リニアードライブにより個別に駆動されるコンベアシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
雑誌、新聞その他の定期刊行物等の高品質印刷物の製造工程では、切断され折り畳まれた折丁の流れが生産ラインの切断折畳部から製本機や丁合機等の郵便室部へさらに処理するために移送される。折畳部から郵便室への折丁の移送は、折丁が通常折畳部において走行するウェッブから折り畳まれ切断された後で、周知のスタッカー、バンドラー、ロガー、もしくはロール装置により実施される。折畳部カッターから出てくる折丁の移動速度は速すぎて直接後の処理をすることができないため、前述した貯蔵システムの１つへ入れる前に折丁の単一流れを形成するため折丁を減速させねばならない。
【０００３】
米国特許明細書第５，４５２，８８６号から、高速テープ上を移送される折丁の先縁を把持し、折丁を高速テープから持ち上げ、減速させて低速で走行するコンベアベルト上に単一流れとして配置する不連続回転グリッパーアームを有する減速ドラムを使用することが知られている。グリッパーアームの回転不連続動作のため、米国特許明細書第５，４５２，８８６号に記載された装置により減速された折丁は、折丁にさらに応力がかかる高い遠心力を受ける。
【０００４】
欧州公開特許明細書第０５７４７０３Ａ１号から、さらに折丁を減速させてファンブレードの下を低速で移動するコンベアベルト上へ単一流れとして折丁を配置するために、高速テープから直接折丁を送り込むポケットを有する一対の回転ファンブレードを使用することも知られている。ファンブレードポケット内へ送り込むことにより折丁を減速させる原理により、折丁の運動エネルギは折丁自体により少なくとも部分的に吸収されるため、折丁は高い応力を受ける。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術とそれに伴う欠点の概要を述べたので、本発明の目的は、折丁を印刷機の折畳部から、バインディング、スタッキング、ソーティング等の追加の処理を行う後続する郵便室部へ直接、かつ正確に転送できるようにする郵便室コンベアシステムを提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、印刷機の折畳部を出る折丁を円滑にかつ制御可能に減速させることができるコンベアシステムを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、郵便室において折丁の流れを移送して処理するグリッパーコンベアシステムは、複数のグリッパーと、複数のグリッパーを案内するレールシステムと、前記レールシステム内のグリッパーを個別に駆動する電気リニアードライブシステムと、電気リニアードライブシステムに接続されてレールシステム内の複数のグリッパーの動作を制御する制御システムを含んでいる。
【０００８】
本発明のもう一つの実施態様に従って、グリッパーコンベアシステムは折丁をグリッパーへ移送する一つ以上の高速テープを含み、高速テープは印刷機の折畳部の下流で互いに並行に配列されて実質的に印刷速度で駆動される。高速テープに対するレールシステムの配置は、グリッパーがレールシステムに沿って進められる時にグリッパーが高速テープ間に形成された間隙内へ突進するようなものとすることができる。
【０００９】
本発明の他の実施態様によれば、制御システムは高速テープ間の間隙内へ入った後のグリッパーの動作を、折丁の後縁がグリッパーにより把持されるまで各グリッパーの速度が増加するように制御する。
【００１０】
同様に、制御システムは高速テープ間の間隙内へ入った後のグリッパーの動作を、グリッパーが折丁の先縁を把持するまで各グリッパーの速度が減少するように制御することができる。さらに、第１のグリッパーが折丁の先縁を把持し、続くグリッパーが後縁を把持して、一方が折丁の先縁を保持し他方が後縁を保持しながら２個のグリッパーにより同時に折丁を移送することができる。
【００１１】
本発明の典型的な実施態様では、グリッパーにより折丁が移送されるデリバリーステーションが高速テープの下流に配置されており、第１の移送部が高速テープとデリバリーステーションとの間に画定されている。この実施態様では、制御システムは第１の移送部に沿って移動している間グリッパーの速度を減少させて、低速で作動しいているデリバリーステーション内の別のコンベアベルトへ折丁が渡される時に重畳する折丁の単一流れが形成されるようにする。
【００１２】
本発明のさらにもう一つの実施態様に従って、第１の移送部の下流に第２の移送部が画定され、この第２の移送部においてレールシステムは上向きに延び、グリッパーは減速された速度で動き、互いに短い間隔をとっている。
【００１３】
したがって、第２の移送部の端部と高速テープとの間に第３の移送部を画定することができ、第３の移送部においてレールシステムはグリッパーの移動方向に見て下向きに傾斜しており、グリッパーは外部の駆動力を加えることなく自重だけで駆動されて第３の移送部を自由に駆け降りることができる。
【００１４】
本発明のもう一つの典型的な実施態様に従って、リニアードライブシステムはレールシステムに沿って配列されたさまざまな電磁コイルを含み、これらの電磁コイルはデジタル−アナログコンバータおよびホイートストンブリッジを含む電気回路を介して組とされたマイクロコントローラに接続され、特に転送部と第１の移送部において、各コイルの電磁界は制御システムにより個別に制御できるようにされている。ホイートストンブリッジはさらに直流電源およびデジタル−アナログコンバータに電気的に接続されたトランジスタ対を含むことができる。マイクロコントローラはマスタコントローラに接続して制御することができる。
【００１５】
本発明のもう一つの典型的な実施態様に従って、制御システムはレールシステム内のグリッパーの動作を感知する第１のセンサと、グリッパーによりレールシステムに沿って移送される時の折丁の動作を感知する第２のセンサを含むことができる。第２のセンサは好ましくは高速テープの近くに配置され、光検出器およびそこへ光を向けるべく組合わせた光源を含み、光検出器および光源は折丁が光源と光検出器の間を移送されるように配置される。制御システムはさらに第１および／もしくは第２のセンサの信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタルコンバータを含むことができ、このデジタル信号はマスタコントローラへ供給することができる。次に、マスタコントローラはマイクロコントローラを介して電磁コイルを調整制御しレールシステム内のグリッパーを加減速する。
【００１６】
電気リニアードライブシステムは、例えば、同期ドライブシステムや非同期ドライブシステムを含む周知の任意のタイプの電気リニアードライブシステムの原理に基づくことができる。
【００１７】
本発明の別の典型的な実施例に従って、グリッパーは磁石を備えたり少なくとも部分的に磁性材料で形成することができ、減速時にグリッパーの運動エネルギを回生する回生ブレーキシステムの一部とすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、ウェッブ送り輪転印刷機等の図示せぬ印刷機で印刷され、図示せぬ折畳装置で切断され、折り畳まれている折丁２の流れを移送して処理するグリッパーコンベアシステム１は、複数のグリッパー６を案内するレールシステム４を含んでいる。グリッパー６はコイル１０により略示する従来の電気リニアドライブシステム８により、レールシステム４において独立に駆動される。
【００１９】
レールシステム４の転送部１２において、例えば、印刷機の上流折畳部から転送部１２へ折丁を移送する１組の高速テープ１４からグリッパー６が折丁２を受け継ぐ。図１に示すように、グリッパー６により折丁２が移送されるデリバリーステーション１６が高速テープ１４の下流に配置され、第１の移送部１８が高速テープ１４とデリバリーステーション１６との間に画定されている。デリバリーステーション１６は、図１に点線で略示するように、従来技術の移送テープもしくはベルト１６ａとすることができる。別の移送テープ１６ａは高速テープ１４よりもかなり低速で駆動して、折丁２が第１の移送部１８で減速され、別の移送テープ１６ａ上へ引き渡された後で重畳する折丁の単一流れ２０を形成するようにすることができる。
【００２０】
本発明のこの実施例では、別の移送テープ１６ａ上で折丁２を単一構成として配列するために、コンベアシステム１は高速テープ１４を出る折丁２を減速するように構成することができる。同様に、本発明のグリッパーコンベアシステム１は図示せぬ丁合機、スタッカー、ソータ、製本機等の、後続する郵便室部へ折丁２を直接移送するように構成することもでき、前記した実施例や図示する実施例に限定されることはない。
【００２１】
図２に詳細に示すように、高速テープ１４は互いに平行に配列され、したがって２つの隣接するテープ１４間に間隙すなわち空間２２を画定することができる。転送部１２において、レールシステム４は高速テープ１４に対して、グリッパー６がレールシステム４の転送部１２に沿って前進させられる時、グリッパー６が隣接するテープ１４間の間隙すなわち空間２２内へ突進するように形成され配置される。グリッパー６が間隙２２へ入った後で、折丁２の先縁がグリッパー６により把持できるようになるまで、後述する制御システム５０により各グリッパー６の速度が減少される。次に、軸およびカムフォロアー、電磁石もしくは他の周知のアクチュエータ（図示せず）等の周知の作動機構によりグリッパー６が始動されて折丁２の先縁を把持する。
【００２２】
同様に、本発明のもう一つの実施例に従って、グリッパー６は移動方向に対して異なる位置を占め、折丁の後縁を把持することができる。この実施例では、グリッパー６が間隙２２へ入った後で、前述したようにグリッパー６を始動させて折丁２の後縁を把持できるようになるまで、各グリッパー６の速度が制御システム５０により増加される。
【００２３】
したがって、第１のグリッパー６は折丁２の先縁を把持することができそれに続くグリッパー６が同じ折丁２の後縁を把持することができ、折丁２は一方がその先縁を保持し他方が同じ折丁の後縁を保持する２個のグリッパーにより同時に移送することができる。
【００２４】
グリッパー６が折丁２の先縁を把持した後で、折丁２が高速テープ１４から完全に解放されるまで、制御システム５０はグリッパー６が高速テープ１４と実質的に同じ速度で移動するように、レールシステム４の転送部１２におけるグリッパー６の動きを制御する。
【００２５】
第１の移送部１８へ入ると、グリッパー６は図１および図３の２個の引き続くグリッパー６間の減少する距離で示すように、制御システム５０により減速することができる。
【００２６】
グリッパー６が折丁２を落としたりデリバリーステーション１６において別の移送テープ１６ａへ折丁を引き渡した後で、グリッパーはグリッパー６の移動方向に見てデリバリーステーション１６の下流に位置する第２の移送部２４へ入る。第２の移送部２４において、レールシステム４は実質的に上向きに延びグリッパー６は減速された速度で移動しており、互いに短い間隔とすることができ接触することもできる。したがって、グリッパー６と係合してそれらを第２の移送部２４においてレールシステム４に沿って上向きに動かす、周知のチェーンドライブ等の、補助ドライブシステムを第２の移送部２４内に設けることができる。本発明のこの実施例では、電気リニアドライブシステム８の電磁コイル１０は省いたり、少なくとも一部は低廉な補助ドライブシステムと置換することができる。
【００２７】
さらに図１からお判りのように、第２の移送部２４の端部と転送部１２との間に第３の移送部２６を画定することができる。第３の移送部２６において、レールシステム４はグリッパー６の移動方向に見て実質的に下向きに傾斜しており、グリッパー６は外部駆動力を加えずに重力だけで駆動されるようにされる。したがって、付加電磁コイル１０を使用するのが有利ではあるが、第３の移送部２６に沿ってグリッパー６を前進させるのに、第３の移送部２６においてレールシステム４に沿ってコイル１０を配置する必要はない。
【００２８】
本発明の典型的な実施形態では、リニアドライブシステム８はさまざまな電磁コイル１０を含んでおり、それは判り易くするために、各部１２，１８，２４において１個の電磁コイル１０だけで略示されている。図４に詳細に示すように、各コイル１０はデジタル−アナログコンバータ３２およびホイートストンブリッジを含む電気回路３４を介して関連するマイクロコントローラ３０に接続されている。ホイートストンブリッジはさらに直流電源３６および各デジタル−アナログコンバータ３２に電気的に接続されるトランジスタ対を含むことができる。
【００２９】
図４に示すように、各マイクロコントローラ３０は並列データインターフェイスおよび並列バスを介してマスターコントローラ４０に接続することができる。マスターコントローラ４０は第１のセンサ４２からグリッパー位置信号を受信することができ、かつ／もしくは第２のセンサ４４から折丁位置信号を受信することができる。第１および／もしくは第２のセンサ４２および４４は、マスターコントローラ４０によりさらに処理するために、センサ４２，４４のアナログ信号をデジタル信号へ変換する周知のアナログ−デジタルコンバータ４６を介してマスターコントローラ４０に接続することができる。
【００３０】
第１のセンサ４２は、図２に略示するように、レールシステム４へ直接搭載することができる周知の誘導もしくは近接センサとすることができる。
【００３１】
しかしながら、第２のセンサ４４は光検出器４４ａおよびそこへ光を向ける組の光源４４ｂを含むことができる。図２からお判りのように、光検出器４４ａおよび光源４４ｂは折丁２が光源と光検出器との間を移送されるように配置されている。本発明のこの実施形態では、光検出器４４ａの出力信号の振幅は検出器４４ａに対する折丁の先縁の位置を示し、したがって折丁２の速度は信号の第１の偏差すなわち信号の時間的増減に比例する。
【００３２】
第１および／もしくは第２のセンサ４２，４４の信号にしたがって、マスターコントローラ４０は各マイクロコントローラ３０へ供給される制御信号を発生し、次に折丁２およびグリッパー６の位置および／もしくは速度にしたがって各電磁コイル１０へ供給される電圧もしくは電流の極性および／もしくは振幅および／もしくは交流位相角を制御調整する。
【００３３】
中央マスターコントローラ４０および各コイル１０に接続された２個以上の独立したマイクロコントローラ３０を使用することにより、各グリッパー６は折丁２の先縁および／もしくは後縁を把持する時に、グリッパーを適切に見当合わせする可変加速力を受けることができる。さらに、独立したマイクロコントローラ３０を使用することにより、マスターコントローラ４０はシステム管理タスクおよび外部データ取得タスクしか実施しないように解放されて、コイル１０、マイクロコントローラ３０、デジタル−アナログコンバータ３２、電気回路３４、マスターコントローラ４０および第１および／もしくは第２のセンサ４２および４４を含む制御システム５０の応答時間をスピードアップすることができる。
【００３４】
本発明の電気リニアドライブシステム８は同期ドライブシステムや非同期ドライブシステム等の、従来技術の任意のタイプの電気リニアドライブシステムとすることができる。
【００３５】
本発明のもう一つの典型的な実施例に従って、グリッパー６は磁石４８を含むことができ、あるいは少なくとも部分的に磁性材料で形成することができる。さらに、本発明のこの実施例では、グリッパーを減速する時にその運動エネルギを回生する回生ブレーキシステムを設けることができ、それは磁石４８付きグリッパー６がコイル１０を通過する時に電磁コイル１０内に誘起される誘導電流とそれによるブレーキ力の周知の原理に基づいている。
【００３６】
当業者ならば、本発明をその精神や本質的特徴を逸脱することなく他の特定の形式で実施できることを理解できるであろう。したがって、ここに開示した実施例はあらゆる点において説明用であってこれに制約されるものではない。発明の範囲は前記説明ではなく添付した特許請求の範囲によって示され、その意味および範囲およびそれに相当するものに含まれる変更は全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の典型的な実施例に従ったコンベアシステムの全体略図である。
【図２】折丁が高速テープからグリッパーへ引き渡される、本発明の典型的な実施例に従ったコンベアシステムの転送部の詳細図である。
【図３】折丁を運ぶグリッパーが減速される、本発明の典型的な実施例に従ったコンベアシステムの第１の移送部の詳細図である。
【図４】レールシステム内のグリッパーの動作を制御する本発明の典型的な実施例に従った制御システムの電気回路図である。
【符号の説明】
１ グリッパーコンベアシステム
２ 折丁
４ レールシステム
６ グリッパー
８ 電気リニアドライブシステム
１０ コイル
１２ 転送部
１４ 高速テープ
１６ デリバリーステーション
１６ａ 移送テープもしくはベルト
１８ 第１の移送部
２０ 単一流れ
２２ 間隙
２４ 第２の移送部
２６ 第３の移送部
３０ マイクロコントローラ
３２ デジタル−アナログコンバータ
３４ 電気回路
３６ 直流電源
４０ マイクロコントローラ
４２ 第１のセンサ
４４ 第２のセンサ
４４ａ 光検出器
４４ｂ 光源
４６ アナログ−デジタルコンバータ
４８ 磁石
５０ 制御システム

Claims (25)

1. 郵便室内で折丁の流れを移送し処理する郵便室コンベアシステムであって、
   複数のグリッパーと、
   前記複数のグリッパーを案内するレールシステムと、
   前記レールシステム内の前記複数のグリッパーを個別に駆動する電気リニアドライブシステムと、
   前記電気リニアドライブシステムに接続されて前記レールシステム内の前記複数のグリッパーの動作を個別に制御する制御システムと、
   を含む、郵便室コンベアシステム。
2. 折丁を前記グリッパーへ移送する高速テープをさらに含む、請求項１記載の装置。
3. 高速テープに対する前記レールシステムの配置は、前記グリッパーが前記レールシステムに沿って前進させられる時に、前記グリッパーが前記高速テープ同士間に形成された間隙内へ押し込まれるようになっている、請求項２記載の装置。
4. 前記制御システムは、前記グリッパーが前記高速テープ同士間の前記間隙へ入った後、折丁の後縁が前記グリッパーにより把持されるまで、各グリッパーの速度が増加するように前記グリッパーの動作を制御する、請求項３記載の装置。
5. 前記制御システムは、前記グリッパーの速度を、前記グリッパーが該折丁の後縁を把持した後に減少させる、請求項４記載の装置。
6. 前記制御システムは、前記グリッパーが前記高速テープ同士間の前記間隙へ入った後、折丁の先縁が前記グリッパーにより把持されるまで、各グリッパーの速度が減少するように前記グリッパーの動作を制御する、請求項３記載の装置。
7. 前記グリッパーの速度は前記グリッパーが折丁の先縁を把持した後、前記高速テープの速度よりも低く減少させられる、請求項６記載の装置。
8. 前記グリッパーによって折丁が移送されるデリバリーステーションが前記高速テープの下流に配置されており、第１の移送部が前記高速テープと前記デリバリーステーションとの間に画定されている、請求項２記載の装置。
9. 前記制御システムは、前記グリッパーが前記第１の移送部に沿って前進する間、前記グリッパーの速度を減少させる、請求項８記載の装置。
10. 第２の移送部が前記第１の移送部の下流に画定されており、前記第２の移送部内の前記レールシステムは、前記グリッパーが前記第２の移送部に沿って前進する時に前記グリッパーが上向きに動かされるように配置されている、請求項９記載の装置。
11. 第３の移送部が前記第２の移送部と前記高速テープとの間に画定されており、前記第３の移送部内の前記レールシステムは、グリッパーが重力により前記第３の移送部に沿って前進するように、グリッパーの進行方向に見て下向きに傾斜している、請求項１０記載の装置。
12. 前記リニアドライブシステムはさまざまな電磁コイルを含み、前記コイルは前記レールシステムに沿って配置され、前記制御システムによって個別に制御される、請求項１記載の装置。
13. 前記グリッパーは該グリッパーを駆動する前記電磁コイルによって発生される電磁界と相互作用する磁石を含む、請求項１２記載の装置。
14. 前記制御システムはさまざまなマイクロコントローラを含み、各マイクロコントローラが前記電磁コイルの各一つと組になっており、かつ前記さまざまなマイクロコントローラを制御するマスターコントローラに接続されている、請求項１２記載の装置。
15. 前記マイクロコントローラのそれぞれがデジタル−アナログコンバータと、ホイートストンブリッジを含む電気回路を介して前記電磁コイルに接続されている、請求項１４記載の装置。
16. 前記ホイートストンブリッジは直流電源および前記デジタル−アナログコンバータに電気的に接続されたトランジスタ対を含む、請求項１５記載の装置。
17. 前記制御システムは前記レールシステム内の前記グリッパーの動作を感知する第１のセンサを含む、請求項１記載の装置。
18. 前記制御システムは前記折丁の動作を感知する第２のセンサを含む、請求項１記載の装置。
19. 前記制御システムは前記第２のセンサの出力から折丁位置信号を発生する、請求項１８記載の装置。
20. 前記制御システムは前記第２のセンサの出力から折丁の速度を表す速度信号を発生する、請求項１９記載の装置。
21. 前記第２のセンサは光検出器とその上に光を向ける、これと組になった光源を含み、前記光検出器と前記光源の配置は前記光源と前記光検出器の間を折丁が移送されるようになっている、請求項２０記載の装置。
22. 前記制御システムは前記第２のセンサから出力された信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタルコンバータを含む、請求項２１記載の装置。
23. 電気リニアドライブシステムは同期ドライブシステムである、請求項１記載の装置。
24. 電気リニアドライブシステムは非同期ドライブシステムである、請求項１記載の装置。
25. 前記制御システムは、前記グリッパーを減速させる時に前記磁石によって前記さまざまなコイルに誘起される電気エネルギを回生する回生ブレーキシステムを含む、請求項１３記載の装置。

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