JP4230021B2 - 昇降装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、製本処理機構等に適用される昇降装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
製本処理においては、印刷された複数枚の用紙を丁合機を用いて頁順に丁合し1冊分の用紙束を形成して順次用紙集積部に搬送し、一定数の用紙束が用紙集積部に蓄積されるとこれらの用紙束は用紙集積部から綴じ処理等の次工程に運搬される場合がある。
【0003】
図9は、丁合機Aと用紙集積部Bの配置の一例を示す概略の側面図である。図において、丁合機Aは、縦方向に8段の給紙段aが設けられており、各給紙段毎に同一頁の用紙K1〜K8が所定枚数づつ収納されている。各給紙段の給紙側には給紙ロ−ラbが配置されており、各給紙段から給紙ロ−ラにより搬出された用紙は縦方向搬送ベルトcに給紙される。
【0004】
各給紙段から縦方向搬送ベルトcに給紙された用紙は、縦方向に搬送されながら順次重ねられて頁順に丁合されて1冊分の用紙束Pが形成され、横方向搬送ベルトdに供給される。用紙束は、横方向搬送ベルトdから案内部eを介して用紙集積部Bに搬送される。
【0005】
用紙集積部Bには用紙積載用のパレットDが配置されており、丁合機Aから搬送された用紙束Pを順次積載する。パレットDは、用紙束Pが積載されると図示しない昇降装置が動作して矢視Q1方向に降下し、案内部eとの位置合わせをして次に搬送される用紙束が先に搬入された用紙束Pの上に重なるようにする。
【0006】
以下、用紙束が搬送される毎にパレットDは矢視Q1方向に降下し、パレットDの位置が所定の高さに低下するとパレットDを停止して、積載された用紙束を次工程に運搬する。空になったパレットDは、昇降装置が動作して矢視Q2方向に上昇し、案内部eとの位置合わせがなされる。なお、用紙束が積載され昇降装置で一旦下降されたパレットDを用紙束が積載されたまま矢視Q2方向に上昇させて、次工程への運搬手段との位置合わせをして当該運搬手段に用紙束を移載する場合もある。
【0007】
用紙集積部Bに設けたパレットDには、上記のように順次用紙束が積載され、その都度所定の距離だけ降下させていくので、パレットDを昇降させる昇降装置は、低速で大きなトルクにより駆動することが必要となる。このように、パレットDは低速で降下させているが、パレットDから用紙束を次工程の運搬手段に移載して空となった後には、高速でパレットDを上昇させれば昇降装置は効率良く稼働する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、昇降装置の稼働率を改善するために空のパレットを高速で上昇させるためには、モ−タの速度制御装置が必要になり、コストが高くなるという問題があった。また、パレットDの上昇動作時には、空の状態の場合と用紙束が積載された状態の場合があり、昇降装置を駆動するモ−タの負荷が相違する。このため、モ−タの速度制御装置を設けても、パレットDの上昇動作時にはパレットDの積載状態に応じて、作業者がモ−タ速度を低速と高速に切り替える必要があり、操作が複雑になるという問題がある。
【0009】
特に、最近では丁合機の動作速度が高速になっているが、用紙集積部においては、用紙束を積載するパレットを低速で昇降動作させているので、製本処理の高速化が図れないという問題があった。
【0010】
本発明はこのような問題に鑑み、コストを上昇させることなく昇降装置の稼働率を改善すると共に作業者の作業負担を軽減し、また、製本処理の高速化を図る昇降装置の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項1に係る発明において、昇降装置を、物体の積載部と、該積載部を昇降する昇降手段と、前記昇降手段を昇降駆動するウオーム軸と、前記ウオーム軸に一方向の回転を伝達するそれぞれローラクラッチを介して連結された低速用および高速用のプーリと、モータと、前記モ−タの出力軸に固定された高速用および低速用のプーリと、前記ウオーム軸に連結された低速用のプーリと前記モ−タの出力軸に固定された低速用のプーリとに掛け渡された低速用ベルトと、前記ウオーム軸に連結された高速用のプーリと前記モ−タの出力軸に固定された高速用のプーリとに掛け渡された高速用ベルトと、前記高速用ベルトをバネ力により張架するテンショナーとを備え、前記モータの出力軸の回転で前記ウオーム軸に連結された低速用および高速用のプーリが前記一方向と同方向に回転する場合で前記積載部の積載重量が大きいとき、前記テンショナーの位置変更による前記高速用ベルトの緩みにより前記ウオーム軸に連結された高速用のプーリの回転による前記ウオーム軸への伝達を無効にし、前記ウオーム軸に連結された低速用のプーリの回転による前記ウオーム軸への伝達を有効とする構成とすることにより達成される。
【0012】
また、請求項2に係る発明は請求項1に記載の昇降装置において、前記物体の積載部は、丁合機から搬送される用紙束を積載するパレットである構成としている。
【0013】
請求項1に係る発明においては、モ−タの駆動力を、高速で動作するウオーム軸に連結された高速用のプーリとモ−タの出力軸に固定された高速用のプーリとに掛け渡された高速用ベルトとからなる第1の動力伝達手段および低速で動作するウオーム軸に連結された低速用のプーリとモ−タの出力軸に固定された低速用のプーリとに掛け渡された低速用ベルトとからなる第2の動力伝達手段を介して昇降手段に伝達し、積載重量に応じて第1の動力伝達手段の動力伝達経路を形成または遮断する高速用ベルトをバネ力により張架するテンショナーからなる調整手段を設け、積載部を一方向、例えば上昇させる方向に駆動する際には、積載重量に応じて低速または高速に前記調整手段で自動的に速度を切り替えているので、高価な速度制御装置を用いることなく昇降装置の稼働率を向上させることができる。また、昇降装置の速度切り替えに作業者の操作は不要であり、作業負担を軽減できる。
【0014】
また、請求項2に係る発明においては、丁合機から排出される用紙束を積載するパレットが空の場合には、高速でパレットを上昇させるので、製本処理の高速化が図れる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る装置の実施の形態について図を参照して説明する。図2は、昇降装置1の概略の正面図、図3は図2の矢視S方向からみた概略の側面図である。図2、図3において、昇降装置1には、用紙束Pが積載されるパレット2、パレット2を昇降するフォ−ク3が設けられている。フォ−ク3は、係合部4a、4bによりチェ−ン5a、5bと係合されている。
【0016】
チェ−ン5aは回転ロ−ラ6a、6cに掛け渡されており、チェ−ン5bは回転ロ−ラ6b、6dに掛け渡されている。回転ロ−ラ6a、6bは回転軸10に固定され、回転ロ−ラ6c、6dはウオ−ムホイ−ル軸7aに固定されている。8はウオ−ム、8aはウオ−ム軸で、モ−タ9の駆動力が後述する動力伝達機構を介してウオ−ム軸8aに伝達される。ウオ−ム軸8aの回転によりウオ−ム8と噛み合っているウオ−ムホイ−ル7が回転し、ウオ−ムホイ−ル軸7aが回転する。ウオ−ムホイ−ル軸7aの回転により、チェ−ン5a、5bは同方向に回動される。
【0017】
チェ−ン5a、5bの回動により、チェ−ン5a、5bと係合されている係合部4a、4bがモ−タ9の回転方向に応じて上昇または下降し、係合部4a、4bの動作と連動してフォ−ク3、パレット2も上昇または下降する。
【0018】
図1は、ウオ−ム8とモ−タ9との間に設けられている動力伝達機構の構成を示す側面図である。図1において、モ−タ9の出力軸9aには平プ−リ14、タイミングプ−リ16が固定される。13は平プ−リ、15はタイミングプ−リで、平プ−リ13と平プ−リ14間には平ベルト17が張架されており、また、タイミングプ−リ15とタイミングプ−リ16との間にはタイミングベルト18が張架されている。
【0019】
平プ−リ13はタイミングプ−リ15よりも直径が小さく、平プ−リ13と平プ−リ14からなる動力伝達系の減速比と、タイミングプ−リ15とタイミングプ−リ16からなる動力伝達系の減速比は相違している。
【0020】
このため、モ−タ9を駆動すると同一の出力軸9aから平プ−リ13とタイミングプ−リ15に駆動力が伝達されるが、平プ−リ13と平プ−リ14からなる動力伝達系に張架されている平ベルト17は高速で、また、タイミングプ−リ15とタイミングプ−リ16からなる動力伝達系に張架されているタイミングベルト18は低速で回動される。
【0021】
すなわち、平プ−リ13と平プ−リ14からなる動力伝達系に張架されている平ベルト17は高速の動力伝達手段、また、タイミングプ−リ15とタイミングプ−リ16からなる動力伝達系に張架されているタイミングベルト18は低速の動力伝達手段として機能している。
【0022】
11はウオ−ム軸8aと平プ−リ13との間に配置されているロ−ラクラッチ、12はウオ−ム軸8aとタイミングプ−リ15との間に配置されているロ−ラクラッチで、各ロ−ラクラッチ11、12は平プ−リ13とタイミングプ−リ15の回転方向に応じて、モ−タ9からウオ−ム軸8aへの駆動力の伝達がオン、オフされる。
【0023】
タイミングプ−リ15の一方側面にはフランジ15aが形成されており、このフランジ15aに磁性板15bが固定されている。ウオ−ム軸8aにキ−8cにより固定されているフランジ8bが磁性板15bと対向して配置されている。19は電磁クラッチである。電磁クラッチ19をオンにすると、磁力線が発生して磁性板15bは矢視U1方向に吸引され、フランジ8bに吸着する。このため、タイミングプ−リ15の駆動力が磁性板15bとフランジ8bとの連結部を通してウオ−ム軸8aに伝達され、ウオ−ム軸8aが回転する。
【0024】
電磁クラッチ19をオフにすると磁性板15bに作用していた磁力線は消滅し、磁性板15bは矢視U2方向に落下して、磁性板15bとフランジ8bとの連結が解消され、タイミングプ−リ15の駆動力はウオ−ム軸8aには伝達されない。このように、電磁クラッチ19をオン、オフすることにより、タイミングプ−リ15を介してモ−タ9からウオ−ム軸8aへの駆動力が伝達、または遮断される。20は平ベルト17に荷重を掛けるテンショナ−、21はテンショナ−20のア−ムである。
【0025】
次に、図1に示した動力伝達機構の動作について図4〜図8により説明する。図4は、パレット2に用紙束Pを積載して下降させる状態を示す動力伝達機構の側面図である。図4において、モ−タ9が矢視R1方向に回転すると、平ベルト17は矢視H1方向に回動し、タイミングベルト18は矢視L1方向に回動する。この際には、平プ−リ13は矢視Y1方向に、またタイミングプ−リ15は矢視X1方向に回転し、ロ−ラクラッチ11とロ−ラクラッチ12は空転し、平プ−リ13とタイミングプ−リ15からはモ−タ9の駆動力は伝達されない。
【0026】
電磁クラッチ19がオフの状態では、磁性板15bとフランジ8bとの間には空隙が形成されており、タイミングプ−リ15とフランジ8bとの間にはモ−タ9の駆動力の伝達経路は形成されない状態となっている。電磁クラッチ19をオンにすると、前記のように磁性板15bがフランジ8bに吸着し、タイミングプ−リ15の駆動力がフランジ8bに伝達され、ウオ−ム軸8aが矢視W1方向に回転する。
【0027】
この際のモ−タ9の駆動力は、タイミングプ−リ15とタイミングプ−リ16に張架されているタイミングベルト18により低速で伝達されるので、ウオ−ム軸8aは低速で回転する。ウオ−ム軸8aの回転により、ウオ−ム8、ウオ−ムホイ−ル7、ウオ−ムホイ−ル軸7a、チェ−ン5a、5bを介してフォ−ク3にモ−タ9の駆動力が伝達され、用紙束Pを積載したパレット2は低速で下降する。
【0028】
次に、用紙束を搬出して空となったパレット2を上昇させる動作について、図5、図6により説明する。図5は動力伝達機構の平面図、図6は動力伝達機構の側面図である。図5において、テンショナ−20のア−ム21の先端にはバネ22を係止し、バネ22の他端は固定部23により固定する。空となったパレット2を上昇させる場合には、電磁クラッチ19をオフの状態として、フランジ8bにタイミングプ−リ15から駆動力が伝達されないようにしておく。
【0029】
図6において、モ−タ9は図4のパレット2を下降する回転方向とは反対方向の矢視R2方向に回転させる。この際に、平ベルト17は矢視H2方向に回動し、タイミングベルト18は矢視L2方向に回動する。このため、平プ−リ13はロ−ラクラッチ11をロックする方向の矢視Y2方向に回転し、またタイミングプ−リ15はロ−ラクラッチ12をロックする方向の矢視X2方向に回転する。
【0030】
このため、平プ−リ13とタイミングプ−リ15の双方からウオ−ム軸8aへモ−タ9の駆動力が伝達されようとする。しかしがら、平プ−リ13と平プ−リ14からなる動力伝達系の減速比と、タイミングプ−リ15とタイミングプ−リ16からなる動力伝達系の減速比は、前記のように相違しており、平プ−リ13とタイミングプ−リ15の回転数が異なっている。
【0031】
このため、ウオ−ム軸8aは高速側の平プ−リ13により駆動力が伝達され、低速側のタイミングプ−リ15は相対的には空転することになり、タイミングプ−リ15からはウオ−ム軸8aには駆動力は伝達されない。ウオ−ム軸8aは、図5、図6に示すように矢視W2方向に高速で回転し、パレット2を高速で上昇させる。
【0032】
次に、用紙束Pを積載した状態でパレット2を上昇させる動作について、図7、図8により説明する。図7は動力伝達機構の平面図、図8は動力伝達機構の側面図である。モ−タ9は、図6の場合と同様に矢視R2方向に回転させる。また、この場合にも、電磁クラッチ19をオフの状態として、フランジ8bにタイミングプ−リ15から駆動力が伝達されないようにしておく。
【0033】
平ベルト17は矢視H2方向に回動し、タイミングベルト18は矢視L2方向に回動する。このため、平プ−リ13は矢視Y2方向に、またタイミングプ−リ15は矢視X2方向に回転するので、平プ−リ13はロ−ラクラッチ11をロックする方向の矢視Y2方向に回転し、またタイミングプ−リ15はロ−ラクラッチ12をロックする方向の矢視X2方向に回転する。上記図5、図6の例で説明したように、当初はタイミングベルト18とロ−ラクラッチ12は相対的に空転し、平プ−リ13から駆動力を伝達され、ウオ−ム軸8aは矢視W2方向に回転する。
【0034】
ところが、この場合にはパレット2に用紙束Pが積載されているので、パレットが空の場合に比較して、ウオ−ム軸8aが矢視W2方向に回転する際の負荷トルクが増大する。このため、図5の場合と比較して平ベルト17のテンションが増大し、テンショナ−20は矢視T方向に押し戻される。したがって、平ベルト17の平プ−リ13と平プ−リ14との張架位置は、破線17aの位置から実線の位置に変更される。
【0035】
このように、平ベルト17は平プ−リ13と平プ−リ14との間で緩められた状態で張架されるので、平ベルト17と平プ−リ13との間でスリップが生じる。その結果、高速側の平プ−リ13からの駆動力が低下して、ウオ−ム軸8aを回転させるに必要なトルクが得られなくなる。すなわち、テンショナ−20は、パレット2を上昇させる際の積載重量に応じて、モ−タ9とウオ−ム軸8aとの間に形成される高速側の駆動力伝達経路を、自動的に形成または遮断を行なう調整手段として機能し、一種のトルクコンバ−タとして作用していることになる。
【0036】
上記のように平ベルト17と平プ−リ13との間でスリップが生じるので、平プ−リ13からウオ−ム軸8aにモ−タ9の駆動力を伝達することができなくなるが、相対的に空転していたロ−ラクラッチ12はタイミングプ−リ15とロックすることになって、タイミングプ−リ15からウオ−ム軸8aにモ−タ9の駆動力を伝達する。このため、ウオ−ム軸8aは低速で回転し、用紙束Pが積載されたパレット2は低速で上昇する。
【0037】
上記のように本発明においては、モ−タ9の駆動力をウオ−ム軸8aに伝達する駆動力伝達機構に、高速と低速で動作する異なる2つの駆動力伝達手段と、パレット2を上昇させる際の積載重量に応じて高速側の駆動力伝達経路を、自動的に形成または遮断を行なう調整手段としてのテンシヨナ−と、高速と低速で動作する異なる2つの駆動力伝達手段を切り替える電磁クラッチおよびロ−ラクラッチを設ける構成としている。このような構成とすることにより、モ−タの速度制御装置が不要で、また、作業者の操作を要することなく、負荷トルクが異なる昇降装置の可変速制御を行なうことができる。
【0038】
上記の例では、用紙束を積載したパレットを昇降する昇降装置の動作について説明した。本発明は、このような昇降装置のみならず、物体を積載した積載部を昇降する昇降装置に一般的に適用できるものである。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1に係る発明においては、モ−タの駆動力を、高速で動作するウオーム軸に連結された高速用のプーリとモ−タの出力軸に固定された高速用のプーリとに掛け渡された高速用ベルトとからなる第1の動力伝達手段および低速で動作するウオーム軸に連結された低速用のプーリとモ−タの出力軸に固定された低速用のプーリとに掛け渡された低速用ベルトとからなる第2の動力伝達手段を介して昇降手段に伝達し、積載重量に応じて第1の動力伝達手段の動力伝達経路を形成または遮断する高速用ベルトをバネ力により張架するテンショナーからなる調整手段を設け、積載部を一方向、例えば上昇させる方向に駆動する際には、積載重量に応じて低速または高速に前記調整手段で自動的に速度を切り替えているので、高価な速度制御装置を用いることなく昇降装置の稼働率を向上させることができる。また、昇降装置の速度切り替えに作業者の操作は不要であり、作業負担を軽減できる。
【0040】
また、請求項2に係る発明においては、丁合機から排出される用紙束を積載するパレットが空の場合には、高速でパレットを上昇させるので、製本処理の高速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の昇降装置に適用される動力伝達機構の一例を示す側面図である。
【図2】昇降装置の正面図である。
【図3】昇降装置の側面図である。
【図4】動力伝達機構の動作例を示す側面図である。
【図5】動力伝達機構の動作例を示す平面図である。
【図6】動力伝達機構の動作例を示す側面図である。
【図7】動力伝達機構の動作例を示す平面図である。
【図8】動力伝達機構の動作例を示す側面図である。
【図9】丁合機と用紙集積部との配置関係を示す側面図である。
【符号の説明】
1 昇降装置
2 パレット
3 フォ−ク
5a、5b チェ−ン
7 ウオ−ムホイ−ル
7a ウオ−ムホイ−ル軸
8 ウオ−ム
8a ウオ−ム軸
8b フランジ
9 モ−タ
11、12 ロ−ラクラッチ
13、14 平プ−リ
15、16 タイミングプ−リ
15b 磁性板
17 平ベルト
18 タイミングベルト
19 電磁クラッチ
20 テンショナ−
Claims (2)
- 物体の積載部と、該積載部を昇降する昇降手段と、前記昇降手段を昇降駆動するウオーム軸と、前記ウオーム軸に一方向の回転を伝達するそれぞれローラクラッチを介して連結された低速用および高速用のプーリと、モータと、前記モ−タの出力軸に固定された高速用および低速用のプーリと、前記ウオーム軸に連結された低速用のプーリと前記モ−タの出力軸に固定された低速用のプーリとに掛け渡された低速用ベルトと、前記ウオーム軸に連結された高速用のプーリと前記モ−タの出力軸に固定された高速用のプーリとに掛け渡された高速用ベルトと、前記高速用ベルトをバネ力により張架するテンショナーとを備え、前記モータの出力軸の回転で前記ウオーム軸に連結された低速用および高速用のプーリが前記一方向と同方向に回転する場合で前記積載部の積載重量が大きいとき、前記テンショナーの位置変更による前記高速用ベルトの緩みにより前記ウオーム軸に連結された高速用のプーリの回転による前記ウオーム軸への伝達を無効にし、前記ウオーム軸に連結された低速用のプーリの回転による前記ウオーム軸への伝達を有効としてなることを特徴とする昇降装置。
- 前記物体の積載部は、丁合機から搬送される用紙束を積載するパレットであることを特徴とする請求項1に記載の昇降装置。
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