JP4817644B2 - 交換ユニット着脱装置及びこれを用いた多機能ユニット装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば輪転印刷機のような、連続紙に対して印刷やミシン目加工等の各種の加工を行う印刷ユニットや加工機ユニットを複数備えた印刷加工ラインにおいて、これらのうちの１つ以上のユニットが交換可能になっている輪転印刷機での上記交換ユニットを交換するための交換ユニット着脱装置及びこれを用いた多機能ユニット装置に関するものである。

上記交換ユニットは印刷加工ラインの側方に備えた待機位置に向けて出し入れ可能になっており、使用時にはこの待機位置から印刷加工ライン内に引き入れてセットし、不使用時には待機位置へ引き出して待機させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１４８６５４号公報

上記した従来の装置にあっては、印刷加工ライン内における交換ユニットは、ベースフレームに対して複数のボルトにて固定されるようになっており、またこのボルトによる固定を解除した状態でハンドルを回動することにより、交換ユニットがフレームから離間してローラを介してレール上に支持された状態と、フレームに当接してボルトにて固定する状態とに切り換えられるようになっていて、この交換ユニットの出し入れのたびにこの複数本の固定ボルトの取り付け、取り外しを行うと共に、ハンドルを回動作動を行わなければならず、交換ユニットの交換作業がやっかいで時間も要して作業者の負担になっている。

本発明は上記のことに鑑みなされたもので、交換ユニットの交換作業を容易に、かつ短時間にて行うことができるようにした交換ユニット着脱装置及びこれを用いた多機能ユニット装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る交換ユニット着脱装置は、ベースフレーム上に設けた交換ユニット設置部の設置面に、交換ユニットをベースフレームの一側方の外側から移動して着脱可能に設置する交換ユニット着脱装置において、交換ユニットの下面の移動方向と直角方向の両側に、移動方向に転動するローラを交換ユニットの下面よりわずかに突出させて設けると共に、交換ユニットの移動方向の両端部に、上方へ向けた座部を有するクランプ用の切り欠きと、移動方向と直角方向に対向する位置決め面を有する位置決め用の切り欠きを設け、ベースフレームの交換ユニット設置部に、交換ユニットのローラが転動すると共に、交換ユニット設置面と略同一平面位置と、この平面位置よりも上記ローラの上記交換ユニット下面からの突出量を上回る程度に低い位置とにわたって昇降可能にした一対のレールと、交換ユニットの交換ユニット設置部方向への移動端の位置決めを行う位置決めストッパと、交換ユニットの位置決め用の切り欠きに係合する位置決め突起と、交換ユニットが交換ユニット設置部方向の移動端まで移動した状態で交換ユニットのクランプ用の切り欠きに係合してこのクランプ用の切り欠きの座部に上側から対向するあご部を有し、上動してあご部が交換ユニットのクランプ用の切り欠き内に位置した非クランプ状態から下動することにより、このあご部が上記クランプ用の切り欠きの座部に上側から当接してクランプ作動するようにしたクランプ部材とを設け、上記レールを駆動部材にてレールの昇降可能な範囲内で上下動するようにし、また上記クランプ部材を駆動部材にてこれの非クランプ状態からクランプ状態にわたって上下動するようにした構成になっている。

そして上記構成の交換ユニット着脱装置を用いた多機能ユニット装置は、交換ユニット設置部を長手方向に複数有するベースフレームと、ベースフレームと平行に離間し、長手方向に交換ユニットを複数載置可能にした待機用フレームと、ベースフレームと待機用フレームとの間に、両フレームと平行方向に移動可能にして設けられ、上面に上記フレームの交換ユニット設置部と、待機用フレームの交換ユニット載置部のそれぞれに載置した交換ユニットを移し換え可能にした交換ユニット載置部を設けた移動フレームとからなる構成になっている。そしてこの多機能ユニット装置において、交換ユニットに接続した給電ケーブルをカーテン状にたるませて移動自在に吊り下げ支持した。

上記構成の発明によれば、交換ユニットの交換作業を容易に、かつ短時間に行うことができる。そして特に交換ユニットのベースフレームに対しての着脱が駆動部材の操作により行うことができ、交換ユニットの着脱を工具を用いることなくワンタッチ操作で行うことができる。

そして交換ユニット設置装置を用いた多機能ユニット装置では、ベースフレームにおける交換ユニットと待機用フレーム上の交換ユニットとを容易に、かつ迅速に交換することができて、交換ユニットの交換時間が短縮できると共に、作業負担が軽減され生産効率を高めることができる。

図１、図２において、１は例えば輪転印刷機のベースフレームで、このベースフレーム１は原動機側のサイドフレーム１ａと操作側のサイドフレーム１ｂとからなり、このベースフレーム１には複数の交換ユニット設置部２，２，…が長手方向に複数設けてあり、この各交換ユニット設置部２に輪転印刷機を構成する交換ユニット３が係脱可能に載置固定されるようになっている。４はベースフレーム１に対して一方へ離間して平行に設けた待機用フレームであり、この待機用フレーム４には上記交換ユニット３が待機状態で複数載置可能になっている。また６はベースフレーム１と待機用フレーム４の間に位置する移動フレームで、この移動フレーム６はレール７ａ，７ｂに案内されて両フレーム１，４に沿って移動自在になっている。そしてこの移動フレーム６には、ベースフレーム１と待機用フレーム４の相互から交換ユニット３が乗り移り可能になっており、この移動フレーム６を介してベースフレーム１と待機用フレーム４の相互間で交換ユニット３が交換可能になっている。

ベースフレーム１の各交換ユニット設置部２に設置する交換ユニット３は、印刷ユニット、ミシン目加工機等種々のものがあるが、ベース部分は共通になっており、その形状を図３に示す。

図中８は幅Ｗ、長さＬの四角形状のベースであり、このベース８は長さＬ方向に各フレーム間を移動するようになっており、以下の説明ではこの長さ方向を移動方向という。そして幅方向両側で、かつ移動方向に離間する位置に移動方向に向けて転動するローラ９が設けてある。ローラ９は、これの外側面がベース８の外側面よりわずかに内側に位置するように、及びベース８の下端面よりわずかに下側へ突出するようになっている。

また、ベース８の移動方向両端にはアリ溝状に形成されたクランプ用切り欠き１０，１０と、位置決め用切り欠き１１ａ，１１ｂとが設けてある。

次に上記した交換ユニット３を交換可能に設置するベースフレーム１の構成を説明する。

図４において、ベースフレーム１の原動機側と操作側の両サイドフレーム１ａ，１ｂの間隔は、上記交換ユニット３のベース８の長さＬと同一となっていて、この両サイドフレーム１ａ，１ｂ上に設置時のベース８の両端部が載置されるようになっている。

ベースフレーム１の各交換ユニット設置部２の構成は同一となっているので、以下にその１つについて図４から図１０に基づいて説明する。

１２はベース８の幅より広い間隔で両サイドフレーム１ａ，１ｂに複数固着されたステー部材である。そして各隣接する一対のステー部材１２，１２の間に各交換ユニット設置部２が構成されている。

図４において、一対のステー部材１２，１２の対向方向内側に一対のレール１３，１３が、これの基端側が操作側のサイドフレーム１ｂの外側に延設したブラケット１４に設けた枢支軸１５を支点として上下方向に回動可能に支持され、先端側が原動機側のサイドフレーム１ａの内側に位置する長さで設けてある。この両レール１３，１３の間隔は交換ユニット３のベース８の幅方向両側のローラ９が転動する間隔になっている。また、この両レール１３，１３は、これの枢支側が操作側のサイドフレーム１ｂの切り欠け内に入り込んでいて、水平状態での上面がサイドフレーム１ａ，１ｂの上面と略同一平面になるようにしてある。そしてこのレール１３，１３の枢支軸１５が操作側のサイドフレーム１ｂの外側に突出されていることにより、この枢支軸１５を支点として下方へ回動したときに、この両レール１３，１３のサイドフレーム１ａ，１ｂ間での上面がサイドフレーム１ａ，１ｂの上面より下側となるようにしてある。

上記した一対のレール１３，１３のそれぞれの先端部にはリンク１６の一端が回転自在に連結されている。また、レール１３，１３の先端部の下側に両端部をフレーム１ａに設けたブラケット１７，１７に回動自在に支持した回動軸１８が設けてあり、この回動軸１８に固定した一対の各テコ杆１９，１９の先端に上記リンク１６，１６の他端が回動自在に連結されていて、回動軸１８を回動することによりテコ杆１９、リンク１６を介してレール１３，１３が枢支軸１５を支点にして回動し、レール１３，１３の上面がサイドフレーム１ａ，１ｂの上面と一致する水平位置から下方へ傾動する位置にわたって昇降するようになっている。

上記回動軸１８の回動は、この回動軸１８に一端部を固定したレバー２０をエアーシリンダ２１にて回動することにより行われるようにしてある。なお２２，２２はレール１３，１３を昇降するためのレバー２０の回動の限界を決めるストッパである。

ステー部材１２，１２の上面には、水平状態にした一対のレール１３，１３上に乗って原動機側へ移動する交換ユニット３のベース８の側面に転接してこれを案内する複数の案内ローラ２３が設けてある。なおこの案内ローラ２３はステー部材１２の両側の交換ユニット設置部２の交換ユニット３に対応するものが別々にそれぞれ位置をずらせて設けてある。また各ステー部材１２の操作側はフレーム１ｂの外側へ延長されていて、この部分に交換ユニット３のベース８の側面を案内する突起２４が設けてある。さらに、このステー部材１２の操作側の端部は隣接する交換ユニット設置部２の隣接するレール１３，１３の端部に挟まれた位置決め凹部２５となっている。

原動機側のサイドフレーム１ａの外側で、かつ各レール１３の先端に対応する位置にレール１３，１３上を移動してくるベース８の先端に突き当たってこれの位置決めを行う突き当てストッパ２６が突設してある。

ベースフレーム１の原動機側と操作側の両サイドフレーム１ａ，１ｂの内側面に沿わせて上記交換ユニット３のベース８の移動方向の両側壁に設けたクランプ用切り欠き１０，１０に係合するクランプ部材２７，２７が案内部材２８に案内されて上下方向に移動可能に設けてある。

このクランプ部材２７の頭部はＴ字形になっていると共に、サイドフレーム１ａ，１ｂを内側から外側へまたぐようにフック状に形成されている。そしてこれの頭部は、クランプ部材２７の上動状態（非クランプ状態）で、ベースフレーム１側へ移動するベース８のクランプ用切り欠き１０の幅広部が通り、下動状態でこれのあご部２７ａが切り欠き１０の座部１０ａに上側から当接してクランプするようになっている。

各クランプ部材２７，２７の下部には、偏心軸受２９，２９が固着されており、この偏心軸受２９，２９に回動軸３０が貫通していて、この回動軸３０をリンク３１を介してエアーシリンダ３２にて回動することにより偏心軸受２９を介してクランプ部材２７，２７が上下動するようになっている。３３，３３はリンク３１の回動限を決めるストッパである。

また、ベースフレーム１の原動機側と操作側の両サイドフレーム１ａ，１ｂの上面には交換ユニット３のベース８の移動方向の両側壁に設けた位置決め用切り欠き１１ａ，１１ｂと密に係合する位置決め突起３４ａ，３４ｂが設けてある。

なお、この位置決め用切り欠き１１ａ，１１ｂと位置決め突起３４ａ，３４ｂの係合関係において、図９、図１０に示すように、原動機側の位置決め用切り欠き１１ａ及びこれに係合する位置決め突起３４ａの係合幅Ｄ_１は、操作側の位置決め用切り欠き１１ｂ及びこれに係合する位置決め突起３４ｂの係合幅Ｄ_２より広くなっていて、交換ユニット３が操作側からベースフレーム１上に移動する際に、移動方向下流側である原動機側の位置決め用切り欠き１１ａが操作側の位置決め突起３４ｂに干渉しないようになっている。

上記ベースフレーム１に対して離間して設けられた待機用フレーム４には複数の支持台３５が、ベースフレーム１のステー部材１２と同一間隔で、かつ対向する位置に設けてあり、一対の支持台３５上に交換ユニット３が載置されるようになっている。３６は各支持台３５，３５上に載置される交換ユニット３のベース８の側面に当接してこれの位置決めを行うための案内ローラである。上記各支持台３５のベースフレーム１と対向側端に、ベースフレーム１の各ステー部材１２に設けた位置決め凹部２５と同一形状の位置決め凹部３７が設けてある。

移動フレーム６は待機用フレーム４と同様に、ベースフレーム１のステー部材１２と同一間隔で複数（２個以上）の支持台３８が設けてあり、この支持台３８の少なくとも１つの両端部に、ベースフレーム１のステー部材１２及び待機用フレーム４の支持台３５のそれぞれの位置決め凹部２５，３７に係脱可能に係合する位置決め装置３９，３９が設けてある。

この位置決め装置３９は図１１、図１２に示すようになっている。支持台３８の端部に、先端部が位置決め凹部２５，３７に係合する形状にした係合爪４０が、水平状になって上記位置決め凹部２５，３７に係合する姿勢と、各凹部から上方へ外れる姿勢とにピン４１を支点にして回動可能に、かつばね４２にて係合方向に付勢されて設けてある。４３は上記係合爪４０をばね４２に抗して位置決め凹部２５，３７から外れる方向へ回動するカム、４４はこのカム４３を回動するレバーである。

移動フレーム６の各支持台３８には、一対の支持台３８，３８上に載置される交換ユニット３のベース８の側面に当接してこれの位置決めを行う案内ローラ４５が設けてある。

以下に、待機用フレーム４上に載置された交換ユニット３をベースフレーム１上に移動設置する作用を説明する。

待機用フレーム４上に載置されている複数の交換ユニット３のうちの、ベースフレーム１側へ移載しようとする変換ユニット３に対向する位置に移動フレーム６を移動し、これの待機用フレーム４側の位置決め装置３９のレバー４４を作動して係合爪４０を待機用フレーム４の支持台３５の位置決め凹部３７に係合して位置決めする。この状態で、移載しようとする変換ユニット３が載置されている待機用フレーム４の一対の支持台３５，３５と移動フレーム６の一対の支持台３８，３８の位置が一致される。

ついで、移載しようとする交換ユニット３を移動フレーム６上へローラ９の転動により移動する。このとき交換ユニット３は各支持台３５，３８に設けた案内ローラ３６，４５に案内される。

その後、待機用フレーム４側の位置決め装置３９の係合爪４０をはずして、移動フレーム６を移動可能にし、これの上の交換ユニット３が、ベースフレーム１の所定の交換ユニット設置部２に対向する位置まで移動する。そして移動フレーム６のベースフレーム１側の位置決め装置３９のレバー４４を作動してこれの係合爪４０をステー部材１２の位置決め凹部２５に係合し、移動フレーム６をベースフレーム１側に固定する。この状態で、移動フレーム６上の交換ユニット３の幅方向両側のローラ９が、ベースフレーム１の交換ユニット設置部２の両側のレール１３，１３に対向される。

このときの受け入れ側の交換ユニット設置部２の両レール１３，１３はエアーシリンダ２１の作動により上動されていて、この両レール１３，１３の上面はベースフレーム１の両サイドフレーム１ａ，１ｂの高さと同一になっている。また、クランプ部材２７はエアーシリンダ３２の作動により上動した非クランプ状態にしている。

この状態で移動フレーム６上の交換ユニット３をベースフレーム１側へ移動すると、交換ユニット３はレール１３，１３上をローラ９が転動して交換ユニット設置部２内に移動し、これのベース８の先端が突き当てストッパ２６に突き当たって停止する。このときの交換ユニット３の移動は突起２４、案内ローラ２３にて案内される。

このとき、交換ユニット３のベース８の原動機側の位置決め切り欠き１１ａは、ベースフレーム１の操作側のフレーム１ｂに設けた位置決め突起３４ｂを通り過ぎて原動機側の位置決め突起３４ａに嵌合し、またベース８の操作側の位置決め切り欠き１１ｂが上記操作側の位置決め突起３４ｂに嵌合してベース８が幅方向に位置決め固定される。

上記のようにしてベース８の移動方向先端が突き当てストッパ２６に突き当たり停止した状態でベース８は、これの移動方向及び幅方向の位置決めがなされる。

ついで図５において、エアーシリンダ２１を伸長動することにより移動方向両側のレール１３，１３を同時に下動する。このときのレール１３，１３は、操作側に延設されたブラケット１４に設けた枢支点１５を支点にして下方へ回動することによりベースフレーム１のサイドフレーム１ａ，１ｂ間の全長にわたる部分におけるレール１３，１３の上面は、上記サイドフレーム１ａ，１ｂの上面よりベース８の下面より突出しているローラ９の突出量以上に低くなり、このレール１３，１３上に載置されている交換ユニット３もその分下動し、ベース８の下面がサイドフレーム１ａ，１ｂの上面に当接支持され、これにより交換ユニット３はベースフレーム１上に載置される。

ついで図８においてエアーシリンダ３２を伸長動することにより原動機側に操作側のクランプ部材２７を同時に下動する。このときのクランプ部材２７の頭部は図７に示すように交換ユニット３のベース８のクランプ用切り欠き１０，１０内に位置されており、この状態での下動により、これのあご部２７ａがクランプ用切り欠き１０，１０の座部１０ａに上側から当接してクランプし、交換ユニット３はベースフレーム１上にクランプされる。

以上のように、移動フレーム６からベースフレーム１上へ移動された交換ユニット３は、レール１３，１３上を移動してベースフレーム１の交換ユニット設置部２上に移動され、この位置において突き当てストッパ２６にて移動方向の位置決めが行われ、位置決め突起３４ａ，３４ｂにて交換ユニット設置部２の幅方向に位置決めされる。そしてこのように各位置決めがなされた状態でレール１３，１３が下動されてからクランプ部材２７にてその場に固定される。そして上記したようにレール１３，１３及びクランプ部材２７，２７のそれぞれの昇降はエアーシリンダ等の駆動装置にて行われ、これらの動作を動力で行うことができる。そしてこれらの動作は１つのスイッチ操作にて連動して行うことができ、交換ユニットの交換を短時間でできると共に、作業負担を著しく軽減できる。

上記した装置において、各交換ユニット３はこれの交換時において各フレーム間で、また移動フレーム６の移動に従って移動されるため、この各交換ユニット３に接続した給電ケーブルの経路長さが変化する。このため図１３に示すように、各交換ユニット３の給電ケーブル４５を給電ケーブル懸架装置４６のフレーム４７に設けたレール４８に移動自在に係合した多数のフック４９にカーテン状にたるませて吊り下げ、交換ユニット３の移動に従って伸縮するようにする。

多機能ユニットの全体を示す平面図である。 図１のＡ矢視図である。 交換ユニットのベース部分を示す斜視図である。 ベースフレームの交換ユニット設置部を示す平面図である。 レール作動部を示す構成説明図である。 クランプ部を示す図４のＢ−Ｂ断面図である。 レール作動部及びクランプ作動部を一部破断して示す構成説明図である。 図６のＣ矢視図である。 （ａ）は操作側の位置決め切り欠きと突起の関係を示す正面図であり、（ｂ）はその断面図である。 （ａ）は原動機側の位置決め切り欠きと突起の関係を示す正面図であり、（ｂ）はその断面図である。 フレームの位置決め装置を示す側面図である。 フレームの位置決め装置を示す一部破断作用説明図である。 交換ユニットの給電ケーブル懸架装置を示す正面図である。

符号の説明

１…ベースフレーム、１ａ，１ｂ…サイドフレーム、２…交換ユニット設置部、３…交換ユニット、４…待機用フレーム、６…移動フレーム、７ａ，７ｂ…レール、８…ベース、９…ローラ、１０…クランプ用切り欠き、１０ａ，１０ｂ…座部、１１ａ，１１ｂ…位置決め用切り欠き、１２…ステー部材、１３…レール、１４…ブラケット、１５…枢支軸、１６…リンク、１７…ブラケット、１８…回動軸、１９…テコ杆、２０…レバー、２１…エアーシリンダ、２２…ストッパ、２３…案内ローラ、２４…突起、２５…位置決め凹部、２６…突き当てストッパ、２７…クランプ部材、２７ａ…あご部、２８…案内部材、２９…偏心軸受、３０…回転軸、３１…リンク、３２…エアーシリンダ、３３…ストッパ、３４ａ，３４ｂ…位置決め突起、３５…支持台、３６…案内ローラ、３７…位置決め凹部、３８…支持台、３９…位置決め装置、４０…係合爪、４１…ピン、４２…ばね、４３…カム、４４…レバー、４５…給電ケーブル、４６…給電ケーブル懸架装置、４７…フレーム、４８…レール、４９…フック。

Claims (3)

1. ベースフレーム上に設けた交換ユニット設置部の設置面に、交換ユニットをベースフレームの一側方の外側から移動して着脱可能に設置する交換ユニット着脱装置において、
   交換ユニットの下面の移動方向と直角方向の両側に、移動方向に転動するローラを交換ユニットの下面よりわずかに突出させて設けると共に、交換ユニットの移動方向の両端部に、上方へ向けた座部を有するクランプ用の切り欠きと、移動方向と直角方向に対向する位置決め面を有する位置決め用の切り欠きを設け、
   ベースフレームの交換ユニット設置部に、交換ユニットのローラが転動すると共に、交換ユニット設置面と略同一平面位置と、この平面位置よりも上記ローラの上記交換ユニット下面からの突出量を上回る程度に低い位置とにわたって昇降可能にした一対のレールと、交換ユニットの交換ユニット設置部方向への移動端の位置決めを行う位置決めストッパと、交換ユニットの位置決め用の切り欠きに係合する位置決め突起と、交換ユニットが交換ユニット設置部方向の移動端まで移動した状態で交換ユニットのクランプ用の切り欠きに係合してこのクランプ用の切り欠きの座部に上側から対向するあご部を有し、上動してあご部が交換ユニットのクランプ用の切り欠き内に位置した非クランプ状態から下動することにより、このあご部が上記クランプ用の切り欠きの座部に上側から当接してクランプ作動するようにしたクランプ部材とを設け、
   上記レールを駆動部材にてレールの昇降可能な範囲内で上下動するようにし、また上記クランプ部材を駆動部材にてこれの非クランプ状態からクランプ状態にわたって上下動するようにした
   ことを特徴とする交換ユニット着脱装置。
2. 請求項１に記載の交換ユニット着脱装置を備えた交換ユニット設置部を長手方向に複数有するベースフレームと、
   ベースフレームと平行に離間し、長手方向に交換ユニットを複数載置可能にした待機用フレームと、
   ベースフレームと待機用フレームとの間に、両フレームと平行方向に移動可能にして設けられ、上面に上記フレームの交換ユニット設置部と、待機用フレームの交換ユニット載置部のそれぞれに載置した交換ユニットを移し換え可能にした交換ユニット載置部を設けた移動フレームとからなる、
   ことを特徴とする多機能ユニット装置。
3. 請求項２に記載の多機能ユニット装置において、交換ユニットに接続した給電ケーブルをカーテン状にたるませて移動自在に吊り下げ支持したことを特徴とする多機能ユニット装置。

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