JP4864780B2 - チョッパ折り装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置にて水平面に沿って搬送される折帳（刷り本）を、昇降動する折り込みブレードの下降により、２つ折りするチョッパ折り装置に関するものである。

従来のこの種のチョッパ折り装置としては、例えば、折帳の搬送方向に沿って２つに縦折りする場合には図７に示すようになっていて、折帳の搬送方向に離隔させて同歯数の内歯歯車ａ，ａを設け、この各内歯歯車ａ，ａ内に内歯歯車ａ，ａの１／２の歯数の遊星歯車ｂ，ｂを噛合させ、この両遊星歯車ｂ，ｂを内歯歯車ａ，ａの内部で同期回転させることにより、各遊星歯車ｂ，ｂに一体状に設けられた支持部材ｃ，ｃの先端部を垂直方向に往復動させ、支持部材ｃ，ｃの先端部に懸垂される折り込みブレードｄを昇降させるようにしたものがある（特許文献１参照）。

特公昭５９−２６５７７号公報

上記した従来のチョッパ折り装置にあっては、両内歯歯車ａ，ａ内における各遊星歯車ｂ，ｂの公転は、例えば図中矢印ｅで示すように右回転方向に同一回転するようになっていた。そのため、図８において図（ａ）に示される最下降状態から図（ｃ）に示される最上昇状態になる際に、図（ｂ）に示される中間状態では、両遊星歯車ｂ，ｂが揃って左側へ移動する。また、図（ｃ）に示される最上昇状態からの下降時には、これの中間状態では図（ｄ）に示すように両遊星歯車ｂ，ｂは揃って右側へ移動する。このように、折り込みブレードｄの昇降作動時においては、両遊星歯車ｂ，ｂは揃って左方へ、あるいは右側へ移動することになり、折り込みブレードｄの昇降１サイクルごとに左右の水平方向に重量のアンバランスが生じていた。なお図８中における矢印は各遊星歯車ｂ，ｂに、これが上下方向及び左右方向に移動したときに生じる慣性力を示す。

このため、上記した従来のものでは遊星歯車ｃ，ｃを支持する回転部材で、遊星歯車軸ｂを支持するクランク部材に、この遊星歯車ｂ，ｂの支持部の反対側にバランスウエイトを設けている。

しかしながらこのような構成において、完全にバランスをとるためのバランスウエイト量を算出するのは難しく、静的状態でのバランスがとれたとしても、動的状態では回転速度により不釣り合い量が変化していくという問題があった。そしてこのことは、高速になるほど顕著になり、振動、騒音の原因となって安定に稼動する上での障害になっていた。

本発明は上記のことに鑑みなされたもので、水平方向の動バランスをとることができて振動、騒音の発生を防止でき、高速回転時の安定稼動を行うことができると共に、長時間の稼動に対する耐久性を向上することができるようにしたチョッパ折り装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明に係るチョッパ折り装置は、搬送装置にて水平面に沿って搬送される折帳を、昇降動する折り込みブレードの下降により、２つ折りするチョッパ折り装置において、軸心に対して偏心した位置にクランク軸を設けた駆動クランク軸を基体の前面側に開放して設けた凹陥部内に、上記クランク軸を基体の前面側に向けて基体の前面側から挿入して回転自在に支承すると共に、この駆動クランク軸に基体の背面側に突出する回転軸を同心状にして一体状に設け、駆動クランク軸のクランク軸に、ピッチ円半径をクランク軸の偏心距離と同一とし、かつ軸心よりピッチ円半径の位置にピストン軸を設けた遊星歯車を、これのクランク軸を基体の前面側に突出するようにして上記凹陥部内に基体の前面側から挿入して支承すると共に、上記凹陥部の内面にこの遊星歯車が噛合し、かつピッチ円半径を遊星歯車のピッチ円半径の２倍にした内歯歯車を設けてなり、駆動クランク軸の回転によりピストン軸が駆動クランク軸の軸心を通る垂直線上を往復動するようにした一対の昇降装置を、搬送装置の上側に一体状に設けられる基体の水平方向に離隔した２個所に、それぞれの駆動クランク軸を水平にして配置し、両昇降装置の基体の前面側に突出するピストン軸に折り込みブレードの端部を連結し、両昇降装置のそれぞれの基体の背面側に突出した回転軸にタイミングプーリを固着し、このタイミングプーリに巻き掛けるタイミングベルトにて駆動クランク軸を逆方向に、かつピストン軸が対称位置となるように同期回転するようにした構成になっている。

本発明によれば、両昇降装置の遊星歯車を支持する駆動クランク軸が逆方向に、かつピストン軸が対称位置となるように同期回転するようにしたことにより、この駆動クランク軸の回転において、折り込みブレードが昇降動作の中間にあるときにおける遊星歯車が水平方向の対向方向、すなわち互いに近づく方向と、互いに遠ざかる方向に位置されて、このときにおける両遊星歯車の公転によって生じる慣性力は互いに打ち消されてバランスをとることができ、両昇降装置が同期作動してのチョッパ折り作業時における振動や騒音を少なくすることができる。

また本発明によれば、両チョッパ折り装置がそれぞれの昇降装置が一体状に構成された基体に支持されることにより、各昇降装置を少ない振動で作動することができる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るチョッパ折り装置の一例で、折帳の搬送方向に沿って２つに縦折りする装置を示す正面図、図２は図１における横断平面図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図４は機構説明図、図５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は折り込みブレードの作動状態を示す説明図、図６はチョッパ折り装置の駆動装置部を示す背面図である。

図中１はチョッパ折り装置、２はこのチョッパ折り装置１の下方に設けられた折帳の搬送装置であり、この搬送装置２により搬送されてきた折帳（図示せず）は、チョッパ折り装置の１の昇降動作する折り込みブレード３にて搬送装置２の下側へ折り込められ、これの下側に配置された一対のローラー装置４にて折られて下方へ排出されるようになっている。上記折り込みブレード３はブレード支持体３ａに支持されている。

チョッパ折り装置１は上記搬送方向に間隔Ｌの位置に、上記折り込みブレード３を昇降動作する一対の昇降装置５，５を有しており、この両昇降装置５，５は１つの基体６に一体状に設けられていると共に、互いに逆方向に回転するようになっている。両昇降装置５，５は同一構成なので、以下にその一方（右側のもの）について説明する。

図中７は基体６に回転自在に支承された回転軸で、この回転軸７は上記搬送装置２の搬送方向と直交し、かつ水平になっている。そして基体６の背面側へ突出する端部にタイミングプーリ８が固着されている。

回転軸７の他端側には、基体６の前側に設けられた凹陥部６ａ内に配置される駆動クランク軸９が一体構成にて設けられており、この駆動クランク軸９は上記凹陥部６ａに設けられた軸受部材１０に基体６の前面側から挿入して支承されている。駆動クランク軸９には、この駆動クランク軸９の回転中心Ｏに対してクランクアーム半径ｒ_１の位置を中心Ｏ_１とする凹部１１が設けてあり、この凹部１１の上記クランクアーム半径ｒ_１の中心Ｏ_１にクランク軸１２が立設されていて、このクランク軸１２に遊星歯車１３が基体６の前面側から挿入することにより上記凹陥部６ａ内に位置されて回転自在に支持されている。この遊星歯車１３のピッチ円半径は、上記クランクアーム半径ｒ_１と同一になっている。

上記凹部１１の底部の円周方向の一部が基体６の凹陥部６ａ側に開口されており、上記遊星歯車１３がこの開口部１４より駆動クランク軸９の外側へ露出されている。そしてこの部分にて遊星歯車１３が駆動クランク軸９の凹陥部６ａに設けた内歯歯車１５に噛合するようになっている。この内歯歯車１５の歯数は遊星歯車の２倍であり、これのピッチ円半径Ｒ_２は、上記クランクアーム半径ｒ_１の２倍に、かつ遊星歯車１３のピッチ円半径の２倍になっている。

遊星歯車１３のフランジ部１３ａの端面には、遊星歯車１３の中心Ｏ_１からこの優先歯車１３のピッチ円半径の位置にピストン軸１６が立設されている。そしてこのピストン軸１６は基体６の前面側に突出されていて、このピストン軸６に上記折り込みブレード３を支持するブレード支持体３ａの一端部が回転自在に連結されている。

上記昇降装置５の構成において、図４に示すように駆動クランク軸９の回転中心Ｏからクランク軸１２までの部分がクランク装置におけるクランクアーム部１７、またクランク軸１２の中心Ｏ_１からピストン軸１６の中心Ｏ_２までの部分が連結部１８となる。

上記昇降装置５は、ピストン軸１６が駆動クランク軸９の回転中心Ｏを通る垂直線上に位置するようにして遊星歯車１３を内歯歯車１５に噛合するようにして遊星歯車１３を内歯歯車１５内に組み込む。

この状態で駆動クランク軸９が図４において、左回転方向に回転してクランク軸１２が左回転方向に移動すると、このクランク軸１２に支承されていて、内歯歯車１５に噛合している遊星歯車１３は、右回転方向に回転しながら内歯歯車１５の内側を左回転方向に回転移動する。このときにおいて、駆動クランク軸９の回転中心から遊星歯車１３を支持するクランク軸１２までのクランクアーム半径ｒ_１が遊星歯車１３が噛合する内歯歯車１５のピッチ円半径の１／２であること、クランク軸１２の中心からピストン軸１６の中心までの距離が上記クランクアーム半径ｒ_１と同一であって、図４に示したクランクアーム１７と連結部１８が同一長さが同一長であるから、上記クランク軸１２が回転することにより、ピストン軸１６は駆動クランク軸９の回転中心Ｏを通る垂直線上に沿って上下方向に往復動される。なお、図１は下死点状態で折り込みブレード３の最下降状態である。

上記のように、昇降装置５のピストン軸１６は駆動クランク軸９の回転により上下方向に往復動されることにより、一対の昇降装置５，５のピストン軸１６にブレード支持体３ａを介して連結された折り込みブレード３は、垂直方向に昇降される。そしてこの両昇降装置５，５の駆動クランク軸９，９は、互いに逆方向に、かつピストン軸１２が対称位置となるように同期回転するようになっている。

このときにおいて、各昇降装置５，５にはクランク軸１２の回転により、このクランク軸１２に支持された遊星歯車１３による遠心力が作用し、この遠心力が基体６に対して慣性力として作用する。この慣性力を上下方向と水平方向に分解して考察すると図５の各図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すようになり、クランク軸１２が下側に位置するときには下側方向力Ｆ_１が、クランク軸１２が水平方向外側に位置するときには外側方向力Ｆ_２が、クランク軸１２が上側に位置するときには外側方向Ｆ_３が、クランク軸１２が水平方向内側に位置するときには内側方向力Ｆ_４がそれぞれ作用する。

そしてこのときにおいて、両昇降装置５，５は上記したように互いに逆方向に、かつピストン軸１２が対称位置となるように同期回転しているので、両昇降装置５，５に作用する各慣性力において、上側方向と下側方向の各力Ｆ_１，Ｆ_３は互いに同一方向となるが、水平方向に作用する各力Ｆ_２，Ｆ_４は、各昇降装置５，５において逆方向となって互いに打ち消し合う方向に作用する。したがって、両昇降装置５，５の作動時の基体６には、上下方向への慣性力が作用するが、水平方向への慣性力は互いに打ち消しあってほとんど作用されない。

チョッパ折り装置の本体支持構造としては、これの構造上、歪み量的には上下方向には比較的強く、水平方向の力には弱い構造となっているが、上記したように、この水平方向の慣性力が互いに打ち消されて小さくなることにより、振動や騒音など高速運転時の安定稼動の面で大きな効果が期待できる。

なお、上記上下方向の慣性力も小さい方がよいことであるので、これを小さくするために、図１、図２に示すように、駆動クランク９に上記上下方向の慣性力を打ち消すためのバランスウエイト１９を設ける。このバランスウエイト１９は、水平方向のＦ_２，Ｆ_４に対しても打ち消し作業するので、水平方向のバランス作用にも有用である。

上記両昇降装置５，５のそれぞれのタイミングプーリ８，８には、図６に示すように１本のタイミングベルト２０が巻き掛けられていて、このタイミングベルト２０にて両昇降装置５，５が同期して回転するようになっている。上記タイミングベルト２０は、外側面と内側面の両面に凸歯を有する両面型のタイミングベルトであり、これの外側面が一方の昇降装置５のタイミングプーリ８に、内側面が他方の昇降装置５のタイミングプーリ８に巻き掛けられていて、タイミングベルト２０の走行により両昇降装置５，５のタイミングプーリ８，８が逆方向に回転されるようになっている。

図中２１は案内プーリ、２２はテンションプーリ、２３は駆動プーリであり、駆動プーリ２３は図示しない駆動源に連結されている。

上記した実施の形態は、折帳の搬送方向に沿って２つに縦折りする場合における装置を示したが、本発明装置は折帳の搬送方向に対して直交する方向に２つに横折りする場合の装置にも適用することができる。

この場合のチョッパ折り装置は、上下のベルトとベルトによる上流側の搬送装置と、下流側の搬送装置の間の空間上に、折り込みブレード３が搬送方向と直角になるように配置して用いられる。

本発明に係るチョッパ折り装置を示す正面図である。 図１に示したチョッパ折り装置の横断平面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 機構説明図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ，）（ｄ）は折り込みブレードの作動説明図である。 チョッパ折り装置の駆動装置部を示す背面図である。 従来例を示す構成説明図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ，）（ｄ）は従来例におけるブレードの作動説明図である。

符号の説明

１…チョッパ折り装置、２…搬送装置、３…折り込みブレード、３ａ…ブレード支持体、４…ローラ装置、５…昇降装置、６…基体、６ａ…凹陥部、７…回転軸、８…タイミングプーリ、９…駆動クランク軸、１０…軸受部材、１１…凹部、１２…クランク軸、１３…遊星歯車、１３ａ…フランジ部、１４…開口部、１５…内歯歯車、１６…ピストン軸、１７…クランクアーム部、１８…連結部、１９…バランスウエイト、２０…タイミングベルト、２１…案内プーリ、２２…テンションプーリ、２３…駆動プーリ。

Claims (1)

1. 搬送装置にて水平面に沿って搬送される折帳を、昇降動する折り込みブレードの下降により、２つ折りするチョッパ折り装置において、
   軸心に対して偏心した位置にクランク軸を設けた駆動クランク軸を基体の前面側に開放して設けた凹陥部内に、上記クランク軸を基体の前面側に向けて基体の前面側から挿入して回転自在に支承すると共に、この駆動クランク軸に基体の背面側に突出する回転軸を同心状にして一体状に設け、
   駆動クランク軸のクランク軸に、ピッチ円半径をクランク軸の偏心距離と同一とし、かつ軸心よりピッチ円半径の位置にピストン軸を設けた遊星歯車を、これのクランク軸を基体の前面側に突出するようにして上記凹陥部内に基体の前面側から挿入して支承すると共に、上記凹陥部の内面にこの遊星歯車が噛合し、かつピッチ円半径を遊星歯車のピッチ円半径の２倍にした内歯歯車を設けてなり、
   駆動クランク軸の回転によりピストン軸が駆動クランク軸の軸心を通る垂直線上を往復動するようにした一対の昇降装置を、
   搬送装置の上側に一体状に設けられる基体の水平方向に離隔した２個所に、それぞれの駆動クランク軸を水平にして配置し、両昇降装置の基体の前面側に突出するピストン軸に折り込みブレードの端部を連結し、
   両昇降装置のそれぞれの基体の背面側に突出した回転軸にタイミングプーリを固着し、このタイミングプーリに巻き掛けるタイミングベルトにて駆動クランク軸を逆方向に、かつピストン軸が対称位置となるように同期回転するようにした
   ことを特徴とするチョッパ折り装置。

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