JP4115443B2 - 輪転機の折り装置 - Google Patents

Description

本発明は、新聞用輪転機等に使用して好適な輪転機の折り装置に関するものである。

新聞用オフセット輪転機は、給紙装置、印刷装置、図５に示す折機２および該折機２において加工形成された折帳６（図６参照）を外部へ搬出する排紙装置１６等によって構成されている。

図５において、印刷を終えたウェブ３は、前工程の印刷装置側より連続的に搬送され、ドラグローラ１７にて案内された後、折機２の入口部に設けた三角板１８により縦方向（シート走行方向）に沿って二つ折りされる。次に、下方に配設されたリードインローラ１９，１９やニッピングローラ２０，２０等によって狭持されて回転移送された後、鋸胴４と折胴５の間に送り込まれる。

図６に示すように、鋸胴４の外周面には、鋸台２１によって支持された鋸刃２２がその軸方向に沿って配設されている。また、折胴５には、上記鋸刃２２の受け部材としての機能を有する一対の鋸刃受２３がその軸方向に沿って取り付けられるとともに、ウェブ３の先行端に突き刺して該ウェブ３を搬送するための針２４および鋸刃２２で断裁されたウェブ３の中央近辺を折るための折ブレード２５が取り付けられている。

上記鋸胴４と折胴５は、同期回転し、かつ、鋸刃２２と鋸刃受２３が互いに噛み合うように互いの回転位相が設定されている。
針２４は、針軸２４ａに組み付けられた針アーム２４ｂの先端に取り付けてあり、折胴５の所定の回転位相位置において該折胴５の周面から出入りする。すなわち、この針２４は、ウェブ３が鋸刃２２と鋸刃受２３とで切断される直前の位置で折胴５の表面から飛び出してウェブ３の先端を刺し、該ウェブ３を折胴５の外周面に沿って回転移送する機能を持つ。

上記ウェブ３の回転移送によって該ウェブ３の先行端と次の断裁位置との中央部が折り込みローラ１，１の直上位置に近づくと、針２４が抜けるとともに、後述の折ブレード２５の作用によってウェブ３が折り込みローラ１，１の中間係合部へ押し込まれる。また、同時に次の断裁も実行される。
折ブレード２５は 折胴５に組み込まれた折軸２５ａに固設され、折胴５の所定の回転位相位置において該折胴５の周面から出入りする。これにより、折胴５の直下位置で該折胴５に巻きつけられたウェブ３は、この折ブレード２５によって一対の折り込みローラ１，１の間に押し込まれて、その中央から二つ折りにされる。

図６に示すように、折り込みローラ１，１は、それらの軸の端部に設けられた歯車１２，１２を互いに噛み合わせてある。歯車１２，１２のうちの一方と折胴５の駆動歯車１３との間には、中間歯車１０が介在されており、したがって、駆動歯車１３の回転に伴って折り込みローラ１，１が同期回転する。
折胴５の真下において折ブレード２５により押し込まれたウェブ３は、折り込みローラ１，１により狭持されて、該ウェブ３の流れ方向に対し直角に横折りされ、折帳６として図５に示す羽根車７に移送される。羽根車７は、折り込みローラ１，１を介して移送された折帳６を順次受け取り、それらを所定ピッチで排紙コンベア２６上へ並べる機能を有する。

ところで 上記したように、針２４によって刺された状態で搬送されるウェブ３の先行端は、一旦折り込みローラ１，１の上部を通過した後に針２４から解放される。したがって、その後に、ウェブ３の中央が折ブレード２５によって押し込まれると、該ウェブ３の先行端が折り込みローラ１，１側に引き戻されて、バタツキを発生する傾向を示す。ウェブ３の先行端にバタツキが発生すると、該ウェブ３に折れや皺が発生することがある。この場合、折れや皺を伴うウェブ３が折り込みローラ１，１に巻き込まれるので、該折り込みローラ１，１から端折れや皺が付いた折帳６が排出されることになる。
また、折り込みローラ１，１によるウェブ３の狭持の不確実性に起因してウェブ３の移送開始タイミングが遅れた場合には、折帳６の後部に次の折帳６が衝突して端折れが増大するとともに、折り姿勢に狂いを生じることになる。

新聞輪転機のみならず、その他の輪転機に使用する各種形式の折機においても、折胴と協動して折帳を形成する折り込みローラが使用され、この折り込みローラの部分において上記の問題が発生する。そこで、この問題に対処するため、各種形状の折り込みローラが提案されている。

図７（ａ）に示す折り込みローラ１，１は、この図７（ａ）のＢ−Ｂ断面図である図７（ｂ）に示すように、その外周面の一部を切り欠き、その切り欠き部１ａに折張６の後部自由端を係合させるようにしている。この折り込みローラ１，１によれば、上記後部自由端のバタツキによる反発を和らげて折張６の端折れを抑制することができる。

一方、図８（ａ）に示す折り込みローラ１，１は、この図８（ａ）のＤ−Ｄ断面図である図８（ｂ）に示すように、その外周面の一部に軸方向に沿った突起部１ｂ，１ｂを形成し、該突起部１ｂ，１ｂが折張６の横方向（水平方向）折り目部分を押圧狭持するよう回転駆動される。この折り込みローラ１，１によれば、ウェブ３の狭持力が増大する。

しかし、実際の運転では、建頁（ウェブ３の枚数）や運転速度、さらには紙の種類、剛性、折り込みローラ１，１の隙間等の運転時調整値等によりウェブ３の挙動が変化するので、折り込みローラ１，１による折帳６の移送タイミングも変化する。このため、上記折り込みローラ１，１の切り欠き１ａあるいは突起部１ｂの作用タイミングと折帳６の移送タイミングとにずれが生じて、上記切り欠き１ａあるいは突起部１ｂがその機能を十分に発揮できないことがある。

このような不都合を回避する対策として、上記折り込みローラ１，１の切り欠き１ａあるいは突起部１ｂの円周方向の範囲を広くして、上記タイミングずれをカバーする方法も考えられるが、そのようにすると、他側の円筒面（セレーション部）が減少するため、かえって折り込みローラ１，１の狭持力不足による移送遅れが増加する可能性がある。

従って、現状では、最も印刷頻度の高い条件で折り込みローラ１，１の切り欠き１ａあるいは突起部１ｂの作用タイミングを設定し、運転条件変化時には、点検チェックを行なって不良紙（折帳６）を選別する等の方法で対応している。しかし、この方法は、オペレータに負担を強いることになる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、特に高速運転時においても端折れ、皺等のある不良紙（折帳）の発生を抑制することができる折り装置を提供することを目的としている。

本発明は、折胴の回転運動に協動してウェブの折帳を押し出す折ブレードと、該折ブレードに押し出された前記折帳が押し込まれる一対の折り込みローラとを備え、建頁、運転速度、紙の種類、剛性、前記折り込みローラの隙間等の運転条件の変化により前記折帳の挙動が変動する輪転機の折り装置であって、前記輪転機の運転中に前記折帳の挙動が変化した際に、前記折り込みローラの回転位相を前記折胴の回転に応じて押し出される前記折ブレードの押し込むタイミングに対して調整する位相調整手段を設け、前記位相調整手段による前記折り込みローラの回転位相の調整によって前記折帳の狭持、移送タイミングに対する前記折り込みローラのずれを修正することを特徴としている。

前記位相調整手段は、前記折胴の回転に応じて押し出される前記折ブレードの押し込むタイミングに対する折り込みローラの回転位相が、前記運転条件に対応してプリセットされた目標回転位相になるように調整する構成をもたせることができる。
前記位相調整手段は、現運転条件における前記目標回転位相を調整する目標回転位相調整手段を備えることができる。また、前記位相調整手段は、前記目標回転位相を前記目標回転位相調整手段で調整された目標回転位相に更新する手段を備えることができる。

また、本発明は、折胴の回転運動に協動してウェブの折帳を押し出す折ブレードと、該折ブレードに押し出された前記折帳が押し込まれる一対の折り込みローラとを備え、運転速度に対する紙の種類、剛性、前記折り込みローラの隙間等の運転条件の変化によって前記折帳の挙動が変動する折り装置を備えた輪転機であって、前記運転条件の変化に対して前記折帳の挙動に対応する複数の目標回転位相値を予め設定する位相調整手段を設け、前記位相調整手段は、前記運転速度の増減に従って予め設定された前記目標回転位相値に沿って前記折ブレードの押し込むタイミングに対する前記折り込みローラの回転位相の遅れ量を調整することを特徴としている。

本発明に係る輪転機の折り装置によれば、折胴の回転に対する折り込みローラの回転位相を調整する位相調整手段を設けているので、折帳に対する折り込みローラの狭持、移送タイミングのずれを修正して、端折れ、皺等のない高品質の折帳を形成することができる。

図１は、本発明にかかる輪転機の折機の実施の形態を示す要部概念図であり、図２は、図１のＺ−Ｚ断面図である。なお、これらの図において、図５〜図８に示した要素と同一の要素には、同一の符号を付してある。

図１および図２において、折り込みローラ１，１の回転軸１４には、互いに噛合する歯車１２,１２が取り付けられ、また、これらの歯車１２の一方と折胴５に付設された折胴歯車１３との間には、中間歯車１０−１〜１０−４が介在されている。したがって、折胴歯車１３の回転に伴って折り込みローラ１，１が異なる方向に等速で回転する。

折り込みローラ１,１の回転数は、折胴５の回転数と所定の関係を持つように設定される。つまり、折胴５が後述の折帳６の長さの２倍の周長を有する倍胴構成の場合には、通常、折り込みローラ１,１の回転数が（折胴５の回転数）×（２または４）に設定され、また、折胴５が３倍胴構成の場合には、同回転数が（折胴５の回転数）×（３または６）に設定される。
これにより 連続して形成される折帳と折り込みローラ１，１の円周方向位置との関係を常に同一状態にすることができる。

図３に示すように、中間歯車１０−１〜１０−４および歯車１２は、いずれもはすば歯車である。中間歯車１０−２，１０−３は一体結合され、かつ、それぞれの歯のねじれ角を相違させてある。ここで、歯車１０−２，１０−３のねじれ角をβ_10-2，−β_10-3、軸方向移動調整量をｘ、モジュールをｍとし、歯車１０−２，１０−３，１０−４，１２の歯数をそれぞれＺ_10-2，Ｚ_10-3，Ｚ_10-4，Ｚ₁₂とすると、歯車１０−２，１０−３を軸方向にｘだけ移動させた場合の該歯車１０−２，１０−３の円周回転距離Ｐ_10-2，Ｐ_10-3は、それぞれ
Ｐ_10-2＝ｘｔａｎβ_10-2（１）
Ｐ_10-3＝ｘｔａｎβ_10-3（２）
と表わされ、また、折り込みローラ１,１の位相変化（回転角（ラジアン））は、（２Ｐ_10-2／ｍＺ_10-2）（Ｚ_10-3／Ｚ₁₂）＋（２Ｐ_10-3／ｍＺ₁₂） （３）
と表わされる。

中間歯車１０−２，１０−３は、可動軸受２７のベアリングを介して支持軸２８に回転自在に支持されている。可動軸受２７の一端部には、軸受３０内のベアリングによって軸支されたねじ軸２９の一端部が螺合している。ねじ軸２９には、傘歯車３１を介して減速モータ３２の動力が伝達されるので、このモータ３２を駆動してねじ軸２９を回動させれば、支持軸２８が中間歯車１０−２，１０−３と共に軸方向に移動される。それゆえ、図３に示す軸方向移動調整量ｘは、上記モータ３２の駆動によって変化することができる。
ポテンショメータ３３は、ねじ軸２９の回転位置、すなわち折り込みローラ１，１の回転位相を電気的に検知するために設けたものである。

以下、この実施形態に係る折り装置の作用について説明する。
上記鋸胴４と折胴５によって切断された図６に示すウェブ３は、折り込みローラ１，１によって折り畳まれながら移送され、折帳６として図５に示す羽根車７に投入される。
ところで、建頁（ウェブ３の枚数）や運転速度、さらには紙の種類、剛性、折り込みローラ１，１の隙間等の運転条件が変化すると、ウェブ３の挙動が変化するために、折り込みローラ１，１による折帳６の狭持、移送タイミングも変化する。そして、このタイミングの変化は、前記折り込みローラ１，１の切り欠き１ａあるいは突起部１ｂ（図７、図８参照）の機能を低下させることになる。

しかし、上記実施の形態によれば、図２に示すモータ３２を駆動して中間歯車１０−２，１０−３をスラスト方向に移動することによって、折り込みローラ１,１の円周方向位相を変化することができるので、上記切り欠き１ａあるいは突起部１ｂ（図７、図８参照）の作用タイミングを折帳６の移送タイミングに適合させることができる。

すなわち、上記運転条件の変化によって上記折張６の狭持、移送タイミングにずれが生じた場合に、このずれに対応して折り込みローラ１，１の回転位相を調整することが可能であるから、上記タイミングのずれによる折帳６の端折れ、皺、折品質の不良等を解消することができる。このため、印刷速度を下げることなく高品質の折帳６を生産排出することが可能になる。
また、折り込みローラ１，１の回転位相を最適に調整して、折帳６の狭持、移送の確実化および安定化を図ることができるので、高速運転時でも紙詰りや排紙乱れを防止して、生産性を大幅に向上することが可能になる。

上記折り込みローラ１，１の回転位相は、可動軸受２７を手動で軸方向に変位させることによって調整することができるが、この調整を自動化することも可能である。
この場合、図２に示すコントローラ４０に建頁、運転速度、紙種、折り込みローラ１，１の隙間等の運転条件が図示していない上位コンピュータ等から入力される。コントローラ４０は、例えば、上記各運転条件とそれに対応する折り込みローラ１，１の目標回転位相との関係をメモリにプリセットし、該運転条件情報に対応する目標回転位相値を上記メモリから読み出して、折り込みローラ１，１の回転位相がこの読み出した目標回転位相値になるように前記モータ３２を制御する。なお、この制御に際しては、前記ポテンショメータ３３で検出される折り込みローラ１，１の実際の回転位相値がコントローラ４０にフィードバックされる。

上記メモリに記憶させる運転条件と目標位相値（遅れ量）との関係は、シミュレーションや実験等によって予め得ることができ、図４にはこの関係の一例が示されている。

このように、折り込みローラ１，１の位相調整を自動化すれば、上記各種運転条件が時々刻々変化する場合でも、その変化に対応した折り込みローラ１，１の位相調整が自動的に実行される。したがって、オペレータの作業負荷が大幅に軽減されるとともに、印刷物の品質および生産性が一層向上する。

ところで、折帳の品質チェックの結果、現状の運転条件における目標回転位相値を変更した方が良いと判断されることもあり得る。そこで、上記コントローラ４０には、現状の運転条件における目標回転位相値を微調整するための手段を設けてある。この目標回転位相値の微調整手段を設ければ、現状の運転条件における目標回転位相値をより適正な値に設定して、折帳の品質をさらに向上することが可能になる。
なお、上記コントローラ４０は、上記微調整後の回転位相値によって当初プリセットされた目標回転位相値を更新する手段も備えている。この更新手段によって当初プリセットされた目標回転位相値を更新すれば、より適正な目標回転位相値による運転が可能となるので、折帳の品質がさらに向上する。

本発明に係る輪転機の折機における折り込みローラの動力伝達系を示す概念図である。 図１のＺ−Ｚ断面図である。 折り込みローラの動力伝達系を構成する中間歯車の軸方向移動量と円周回転距離との関係を示す概念図である。 運転条件と折り込みローラの位相補正値との関係を例示したグラフである。 輪転機の折機の基本構成を例示した概念図である。 折胴、鋸胴および折り込みローラの作用を示す拡大図である。 切り欠きを備えた折り込みローラを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断断面である。 突起部を備えた折り込みローラを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断断面である。

符号の説明

１ 折り込みローラ
１ａ 切り欠き
１ｂ 突起部
２ 折機
３ ウェブ
４ 鋸胴
５ 折胴
６ 折帳
７ 羽根車
１０−１〜１０−４ 中間歯車
１２ 折り込みローラの歯車
１３ 折胴の歯車
１６ 排紙装置
１７ ドラグローラ
１８ 三角板
１９ リードインローラ
２０ ニッピングローラ
２１ 鋸台
２２ 鋸刃
２３ 鋸刃受
２４ 針
２５ 折ブレード
２６ 排紙コンベア
２７ 可動軸受
２８ 支持軸
２９ ねじ軸
３０ 軸受
３１ 傘歯車
３２ 減速モータ
３３ ポテンショメータ
４０ コントローラ

Claims (4)

1. 印刷を終えて前工程の印刷装置側より連続的に搬送されてくるウェブをその走行方向に沿って二つ折りにする三角板と、
   前記三角板の下方に配置され、前記ウェブを挟持し回転移送するリードインローラと、
   前記リードインローラの下方に配置され、前記ウェブを挟持し回転移送するニッピングローラと、
   外周面に鋸刃が軸方向に沿って配置されている鋸胴と、
   前記鋸刃の受け部材としての機能を有する一対の鋸刃受が軸方向に沿って取り付けられるとともに、前記ウェブの先行端を突き刺して前記ウェブを搬送するための出入り可能な針および回転動作によって出入りして前記鋸刃で断裁された前記ウェブの中央近辺を折るように作用する折ブレードを有してなる折胴と、を備え、
   前記リードインローラと前記ニッピングローラとによって前記ウェブが前記鋸胴と折胴との間に送り込まれ、
   前記鋸胴と前記折胴は、同期回転し、それらの間に送り込まれて搬送される前記ウェブを前記鋸刃と前記鋸刃受の噛み合いにより断裁して折帳を形成し、
   前記折胴による回転移送によって前記折帳の中央部が一対の折り込みローラの上位置に近づくと、前記折ブレードによって前記折帳が前記各折り込みローラの中間係合部へ押し込まれて、中央から二つ折りされるように構成されており、
   前記各折り込みローラは、１回転中のある期間において折り込み動作するように構成され、
   さらに、前記輪転機の運転中において、建頁、運転速度、紙の種類、前記各折り込みローラの隙間を含む運転条件の変化により前記折帳の挙動が変化した際に、前記折り込みローラの回転位相を前記折胴の回転に応じて押し出される前記折ブレードの押し込みタイミングに対して調整する位相調整手段が設けられ、
   前記位相調整手段は、前記折ブレードの押し込みタイミングに対する折り込みローラの回転位相が、前記運転条件に対応してプリセットされた目標位相値になるように調整する構成を有し、
   前記位相調整手段による前記折り込みローラの回転位相の調整によって前記折帳の狭持、移送タイミングに対する前記折り込みローラのずれを修正するように構成されており、
   前記折胴の下方において前記折ブレードにより押し込まれた前記折帳は、前記折り込みローラにより狭持されてその流れ方向に対し直角に横折りされた後、羽根車に移送され、
   前記羽根車は、前記移送された前記折帳を順次受け取り、この折長を所定ピッチで排紙コンベア上へ並べる機能を有していることを特徴とする輪転機の折り装置。
2. 前記位相調整手段は、現運転条件における前記目標回転位相を調整する目標回転位相調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の輪転機の折り装置。
3. 前記位相調整手段は、前記目標回転位相を前記目標回転位相調整手段で調整された目標回転位相に更新する手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の輪転機の折り装置。
4. 印刷装置および折り装置を有する輪転機であって、前記折り装置が、
   印刷を終えて前記印刷装置側より連続的に搬送されてくるウェブをその走行方向に沿って二つ折りにする三角板と、
   前記三角板の下方に配置され、前記ウェブを挟持し回転移送するリードインローラと、
   前記リードインローラの下方に配置され、前記ウェブを挟持し回転移送するニッピングローラと、
   外周面に鋸刃が軸方向に沿って配置されている鋸胴と、
   前記鋸刃の受け部材としての機能を有する一対の鋸刃受が軸方向に沿って取り付けられるとともに、前記ウェブの先行端を突き刺して前記ウェブを搬送するための出入り可能な針および回転動作によって出入りして前記鋸刃で断裁された前記ウェブの中央近辺を折るように作用する折ブレードを有してなる折胴と、を備え、
   前記リードインローラと前記ニッピングローラとによって前記ウェブが前記鋸胴と折胴との間に送り込まれ、
   前記鋸胴と前記折胴は、同期回転し、それらの間に送り込まれて搬送される前記ウェブを前記鋸刃と前記鋸刃受の噛み合いにより断裁して折帳を形成し、
   前記折胴による回転移送によって前記折帳の中央部が一対の折り込みローラの上位置に近づくと、前記折ブレードによって前記折帳が前記各折り込みローラの中間係合部へ押し込まれて、中央から二つ折りされるように構成されており、
   前記各折り込みローラは、１回転中のある期間において折り込み動作するように構成され、
   さらに、運転速度に対する紙の種類、前記各折り込みローラの隙間を含む運転条件の変化に基づいた前記折り装置での前記折帳の挙動変化に対応するため、前記運転条件の変化に対して前記折帳の挙動に対応する複数の目標回転位相値を予め設定する位相調整手段が設けられ、
   前記位相調整手段は、前記運転速度の増減に従って予め設定された前記目標回転位相値に沿って前記折ブレードの押し込むタイミングに対する前記折り込みローラの回転位相の遅れ量を調整するように構成されており、
   前記折胴の下方において前記折ブレードにより押し込まれた前記折帳は、前記折り込みローラにより狭持されてその流れ方向に対し直角に横折りされた後、羽根車に移送され、
   前記羽根車は、前記移送された前記折帳を順次受け取り、この折長を所定ピッチで排紙コンベア上へ並べる機能を有していることを特徴とする輪転機。

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