JP4969975B2 - ナイフ折り装置、およびナイフ折り装置を調節する方法 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提項に記載されているナイフ折り装置、ならびに請求項６に記載されている、ナイフ折り装置の折りナイフの高さを自動的に調節する方法に関する。

従来技術により多数のナイフ折り装置が公知である。このような種類のナイフ折り装置は、通常、駆動装置により実質的に垂直方向へ移動可能な、１対の折りローラが付属している折りナイフを有している。ナイフ折り装置の作動方式は、折りナイフと折りローラの間に配置されたシート状の被印刷体が、ナイフの昇降動作によって折りローラ同士の間へ押し込まれるようになっており、これらの折りローラは枚葉紙を把持し、折り畳み、さらに次へと搬送する。このとき、折りローラ同士の間の領域で折りナイフが下降する深さ、ならびに、折りナイフの、折りローラの軸が位置する平面に対する傾きが重要である。下降する深さが小さすぎると、折りローラがシート状の被印刷体を期待どおりに把持せず、下降する深さが大きすぎると、折りナイフ自体が折りローラ同士の間へ入って機械停止に至ってしまう。したがって、折りローラ同士の間の領域における折りナイフの最適な下降深さを設定することが重要である。

公知技術の折りナイフは、高い技術を伴う折り動作時、または機械の作動停止時に、工具によって高さと傾きを調節可能な、質量の大きい可動の構成部品からなる。その例は特許文献１〜７に記載されている。
ドイツ特許明細書第１０２１４９１１号 ドイツ特許出願公開明細書１０２２９４６８号 ドイツ特許出願公開明細書４０１８７０７号 ドイツ特許出願公開明細書４０１８７０９号 欧州特許出願公開明細書９８７２１０号 欧州特許出願公開明細書１３５４８３５号 米国特許明細書４，５６８，３１９号

前記した構成の場合、折りナイフは、一般的に、フレームに固定して連結された滑り軸受けブッシュ内を走行する、周期的に運動する案内パイプに配置されている。折りナイフユニットのそれぞれの技術的な実施態様では、手作業または機械による折りナイフの高さ調節ユニットのための機構が、案内パイプ内に組み込まれている。その欠点は、折りナイフの高さ調節ユニットの労力のかかる技術のせいで、ナイフ折り装置が性能や速度に関して制約を受けることである。高さ調節のための機構が、可動の部品に組み込まれているので、このことは、サイクル数が多い場合に、著しい騒音発生をともなう装置の振動を生じさせ、部品が比較的早く磨耗してしまう。

この点で、ナイフ折り装置は、高速で進行する折りプロセスについても静かで磨耗の少ない運転を可能にし、機械の作動中に、折りナイフの、折り製品に対して相対的な高さと傾きの調節を容易に行えるものであることが望ましい。特許文献３により折りナイフの高さ調節が公知であり、それによると、折りナイフのクランク伝動装置を駆動するシャフトが、ハウジングの案内部で垂直方向に位置調節可能な支持プレートに支持されている。この高さ調節と結びついた平歯車伝動装置の各歯車の位置変化は、支持ローラ、連結レバー、および初期荷重をかけられた圧縮ばねの作用によって保証される。駆動装置が固定部品と高さ調節可能な部品に分かれているために、駆動装置はかなり複雑になっており、依然として多数の磨耗部品を有している。しかもこの駆動装置では、折り製品に対して相対的に折りナイフの傾きを調節することが不可能である。

そこで本発明の目的は、公知のナイフ折り装置を簡略化し、改良することにある。

この目的は、本発明によれば、固定されたフレームと、ナイフと、駆動装置とを備え、駆動装置は、シート状の被印刷体にナイフによる折り目を生じさせるために、案内ユニットに沿って実質的に垂直方向にナイフの昇降動作を引き起こすのに適している、請求項１の特徴部に記載の特徴を備えたナイフ折り装置によって達成される。さらに、この目的は請求項６の各ステップを備える方法によって達成される。

それによれば、駆動装置全体が、固定されたフレームに対して垂直に位置調節できるよう配置されている。

有利な実施態様では、ナイフ折り装置の駆動装置は揺動プレートに配置されており、揺動プレートは、固定された中心点を有しており、揺動プレートは折りナイフの高さ調節をするために、この中心点を中心として回転可能に配置されている。つまり、折りナイフの高さ調節は駆動装置自体の揺動によって機能し、その結果、ナイフの昇降動作の上死点と下死点が高さ調節のために案内ユニットに沿って変位する。駆動装置全体がただ１つの揺動プレートに配置されていることにより、このような揺動プレートのただ１回の揺動運動によって、あらゆる高さ変更が自動的に行われる。この揺動はきわめて容易に自動化可能である。そのうえ、高さ調節自体もそのための駆動も折りナイフの昇降動作に関与しないので、全体が一緒に運動する高さ調節機構は不要である。それにより、ナイフの昇降動作のために必要な部品の個数が減る。それに応じて、駆動のために小型のモータを使うことができ、製造費用が安くなり、ナイフ折り装置の動作がいっそう経済的にもなる。

本発明によるナイフ折り装置の有利な発展例では、案内ユニットは、シート状の被印刷体の面に対して相対的に折りナイフの傾きの調節をするために、フレームに回転可能に支持されている。このようにして、追加の可動部品を使用する必要がなく、かつ、折りナイフの傾き調節のための手段を一緒に運動させる必要がなく、折りナイフの傾きと高さの両方に干渉できるという利点がある。

本発明によるナイフ折り装置の別の有利な発展例では、駆動装置は、偏心した連接棒を備えている駆動ディスクを含んでおり、連接棒は折りナイフを案内ユニットに沿って実質的に垂直方向に動かす。案内ユニットの回転軸は、実質的に、駆動ディスクの軸上に位置しているのが好ましい。案内ユニットの回転軸は固定されているので、駆動装置による揺動プレートの揺動によって駆動ディスク軸が変位する結果、回転軸と駆動ディスク軸は互いに若干距離をおくことになる。

本発明の方法は以下の各ステップを含んでいる。

ａ）ナイフと、シート状の被印刷体にナイフによる折り目を生じさせるために案内ユニットに沿って実質的に垂直方向にナイフの昇降動作を引き起こすようになっている駆動装置を備えている、ナイフ折り装置を用意するステップ。

ｂ）特にナイフの昇降動作の下死点を移動させることにより、ナイフがナイフの昇降動作中にシート状の被印刷体に折り目を実質的に生じさせないような位置へナイフを移動させるステップ。

ｃ）ナイフの昇降動作を生じさせるステップ。

ｄ）ナイフの昇降動作がシート状の被印刷体に折り目を生じさせたか否かをチェックするステップ。

ｅ）ナイフの下側の折返し点を、自動的に増分式に引き下げるステップ。

ｆ）ナイフの昇降動作がシート状の被印刷体に折り目を生じさせるまで、ステップｃ）からｅ）を自動的に繰り返すステップ。

シート状の被印刷体の折り目の形成は、反対向きに回転する折りローラ同士の間にシート状の被印刷体を押し込むことによって行う。

好ましくは、チェックを行うステップｄ）は、特にセンサを用いた自動的なチェックを含んでいる。シート状の被印刷体が実際に折られたか否かのチェックを操作者によって行うことも考えられるが、これは、たとえば光探知機などのセンサによって行うのが好ましい。

本発明による方法の別の有利な実施態様では、本方法は、ナイフがナイフの昇降動作のたびに実質的に水平に保たれるように、ナイフの傾きを自動的に調節するステップを含んでいる。ナイフの昇降動作を生じさせるステップも自動的に行われるのが特に好ましい。この場合、この方法全てが自動的に進行する。たとえば制御部は、ナイフの昇降動作がシート状の被印刷体に折り目をほとんど生じさせないことを保証するために、折りナイフがステップｂ）で最低限移動しなければならない位置を、シート状の被印刷体の既知の厚さもしくは材料に基づいて算出することができる。当然ながら、この方法を逆の順番に進行させること、すなわち、シート状の被印刷体が確実に折られる位置を選択し、それから折りがちょうど行われなくなる位置まで、下側の折返し点を増分式に自動的に引き上げていくことが考えられる。折りナイフが折りローラ同士の間に入ってしまうおそれがあるので、このようなアプローチ手法はあまり好ましくはない。しかも、このような動作態様では毎回新たな枚葉紙が折られるのに対して、本発明の方法の有利な動作態様では、ただ１枚の枚葉紙でその方法を実施することができる。

なお、本明細書中で言う「増分式（inkrementelles）」とは、所定量ずつ段階的に増加させていく方法を意味する。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明によるナイフ折り装置の、図１から図５に示されている実施形態は、概略的にのみ図示されている。作動のために必要なその他の部材、たとえば支持部材、駆動装置、制御部材、ハウジングなどであって本発明に関して重要でないものは、当業者にとって自明なので概略的にのみ図示されているか、または図示されていない。特に、ナイフ折り装置に属するその他の部材であるハウジング部分、ならびに折りナイフの下側にある折りローラは省略されている。

図１と図２は第１の実施形態を示している。ナイフ折り装置２０の図示しないハウジングにしっかりと連結された支持プレート１の形態の、固定されたフレームには、中心点１０を中心として支持プレート１に対して相対的に揺動できるように、揺動プレート４が配置されている。駆動装置１８は、制御部１７の指令に応じて、揺動プレート４を、中心点１０を中心として揺動させる役目をする。制御部１７は折りナイフ駆動装置のモータ３も制御し、これに加えて、上位の折り機制御部と接続されているのが好ましく、この折り機制御部から、たとえばシート状の被印刷体２の厚さや材料の性質ならびに寸法についての情報を受けとる。

モータ３は、歯付きベルト１３を介して、連行体ディスク５のディスク軸１９を中心として回転する歯車１２を駆動する。連接棒６が連行体ディスク５の偏心部に配置されており、さらにこの連接棒６は、折りナイフ１５を支持するナイフ支持部７に固定されている。ナイフ支持部７は、２つの案内パイプ８上を摺動するガイドブッシュを含んでいる。さらに案内パイプ８は、固定された支持プレートの形態のフレームに回転可能に配置された受けアングル９にしっかりと連結されている。このとき受けアングル９は、折りナイフ１５の傾き調整をするために、案内パイプ８とともに回転軸１１を中心として回転することができる。図２では、回転軸１１とディスク軸１９が同軸になっている。しかし、ディスク軸１９の軸の位置は、中心点１０を中心とする揺動プレート４の揺動による折りナイフ１５の高さ調節に依存して決まるので、これは１つの特別なケースにすぎない。ただし、シート状の被印刷体２の判型と種類に依存する折りナイフ１５の高さ調節は、ナイフ折り装置２０の寸法と比較してわずかな距離にすぎないので、揺動プレート４が揺動したときでも、ディスク軸１９と受けアングル９の回転軸１１は実質的に同軸のまま保たれる。折りナイフ１５の傾き調節も同じく自動的に行うことができるように、図示しない駆動装置が受けアングル９に付属している。このようにして、折りナイフ１５を駆動する役目をするすべての部品が揺動プレート４上に支持されており、揺動プレート４の揺動とともに中心点１０を中心として、偏心部１４の、したがって折りナイフ１５の上死点と下死点が高さ調節されるようにしかるべく移動する。このとき折りナイフ１５は、案内パイプ８に沿って、この高さ調節に追随する。

図３から図５は別の実施形態を示している。

固定されたフレーム１’に、ナイフ折り装置２０’の駆動装置が、垂直方向に位置調節できるように配置されている。ハウジング２２は、スピンドル２３により、案内ボルト２４に沿って垂直に位置調節することができる。ハウジング２２には、連行体ディスク５’を駆動するモータ３’が固定されている。連行体ディスク５’には連接棒６’が偏心して配置されており、さらにこの連接棒６’は、折りナイフ１５を支持するナイフ支持部７に固定されている。ナイフ支持部７は、案内パイプ８’にしっかりと連結されている。案内パイプ８’は、滑り軸受を備えている保持部２１内で垂直方向に動く。これに加えて折りナイフ１５’は、固定されたフレーム１’に対して相対的に、回転軸２５を中心として揺動することができる。

調節、特に最適な折りナイフの高さの完全自動式の調節は、次のようにして行われる。まず、特に、制御部１７から得られた、シート状の被印刷体２の判型、材料の性質、および折り方に関するデータをもとにして、折りナイフ１５の位置を予め計算し、一方では、折りナイフ１５が、昇降動作の上死点にあるときに、シート状の被印刷体２が折りナイフ１５と折りローラの間に支障なく入ることができる程度まで、シート状の被印刷体２の面よりも上方になるようにする。他方では、折りナイフ１５は、折りナイフ１５の昇降動作の下死点にあるときに、シート状の被印刷体２を折りローラ同士の間へ押し込まず、それによって、折りローラがシート状の被印刷体２を把持せず、かつ折らない。折りナイフ１５の傾きは、このプロセスのあいだ、シート状の被印刷体２の面と平行であるのが好ましい。シート状の被印刷体２を準備してから、折りナイフ１５の昇降動作を生じさせ、これに引き続いて、シート状の被印刷体２が折られたかどうかをチェックする。本発明ではシート状の被印刷体２は折られているべきでなく、そうでないときは、ナイフの昇降動作の少なくとも下死点の位置を引き上げて、本方法をあらためて実施しなければならない。しかしながら、通常は、折りナイフ１５の昇降動作を最初に生じさせたときにはシート状の被印刷体２が折られず、それに応じて、チェックに引き続いて下側の折返し点が、増分式に自動的に引き下げられる。そして再び折りナイフ１５の昇降動作が生じさせられ、シート状の被印刷体２が折られているかどうかがチェックされ、折りナイフ１５の昇降動作がシート状の被印刷体２に折り目を引き起こすまで、再び自動的に引き下げられる。そのようにして本方法は終了し、折りナイフ１５は、最善の高さ調節位置から上下に増分の１／２だけの範囲内になる。

折りナイフ１５の昇降動作がシート状の被印刷体２の折りを引き起こしたかどうかのチェックは、折りローラの領域に配置され、シート状の被印刷体２が折りローラを通過したかどうかを検出するセンサ１６によって行われる。制御部１７が、センサ１６を通じて、シート状の被印刷体２が折りローラを通過していないことを確認すると、制御部１７は、揺動プレート４を増分の分だけ揺動させ、引き続いてモータ３にもう１回折りナイフ１５の昇降動作を行わせるように、駆動装置１８を制御する。あるいは、制御部１７はスピンドル２３の駆動装置をしかるべく制御する。シート状の被印刷体２が初めて折られた時の設定高さに到達した後、折りナイフ５の昇降動作の下死点を所定の量だけもういちど引き下げて、すべてのシート状の被印刷体２が実際に折りナイフ１５によって折りローラ同士の間に押し込まれる確率を高めることが意図されていてもよい。

本発明によるナイフ折り装置の正面側の斜視図である。 本発明によるナイフ折り装置の裏面側の斜視図である。 別の実施形態の正面側の斜視図である。 図３の実施形態を別の角度から見た正面側の斜視図である。 図３の実施形態を、固定されたフレームとともに示す正面側の斜視図である。

符号の説明

１，１’ 固定されたフレーム
２ シート状の被印刷体
３，３’ モータ
４ 揺動プレート
５，５’ 連行体ディスク
６，６’ 連接棒
７ ナイフ支持部
８，８’ 案内パイプ
９ 受けアングル
１０ 中心点
１１ 回転軸
１２ 歯車
１３ 歯付きベルト
１４ 偏心部
１５ 折りナイフ
１６ センサ
１７ 制御部
１８ 駆動装置
１９ ディスク軸
２０，２０’ ナイフ折り装置
２１ 保持部
２２ ハウジング
２３ スピンドル
２４ 案内ボルト
２５ 回転軸

Claims (8)

1. 固定されたフレーム（１，１’）と、折りナイフ（１５）と、駆動装置（３，３’，５，５’，６，６’，１２，１３，１４）とを備え、前記駆動装置（３，３’，５，５’，６，６’，１２，１３，１４）は、シート状の被印刷体（２）にナイフによる折り目を生じさせるために、案内ユニット（８，８’，９，２１）に沿って実質的に垂直方向にナイフの昇降動作を引き起こすようになっている、ナイフ折り装置（２０，２０’）において、
   前記駆動装置（３，３’，５，５’，６，６’，１２，１３，１４）全体が、前記固定されたフレーム（１，１’）に対して垂直に位置調節できるように配置されており、
   前記駆動装置（３，５，６，１２，１３，１４）は揺動プレート（４）に配置されており、前記揺動プレート（４）は、固定された中心点（１０）を有しており、前記揺動プレート（４）は前記折りナイフ（１５）の高さ調節をするために前記中心点を中心として回転可能に配置されていることを特徴とするナイフ折り装置。
2. 前記案内ユニット（８，８’，９，２１）は、シート状の被印刷体（２）の面に対して相対的に前記折りナイフ（１５）の傾きの調節をするために、前記フレーム（１，１’）に回転可能に支持されている、請求項１に記載のナイフ折り装置。
3. 前記駆動装置（３，３’，５，５’，６，６’，１２，１３，１４）は、偏心した連接棒（６，６’）を備えている連行体ディスク（５，５’）を含んでおり、前記連接棒（６，６’）は前記折りナイフ（１５）を前記案内ユニット（８，８’，９，２１）に沿って実質的に垂直方向に動かす、請求項１に記載のナイフ折り装置。
4. 前記案内ユニット（８，９）の回転軸（１１）は、実質的に、前記連行体ディスク（５）の連行体ディスク軸（１９）上に位置している、請求項２に記載のナイフ折り装置。
5. 請求項１に記載のナイフ折り装置（２０，２０’）の折りナイフの高さを調節する方法において、
   ａ）ナイフ（１５）と、シート状の被印刷体（２）にナイフによる折り目を生じさせるために案内ユニット（８，８’，９，２１）に沿って実質的に垂直方向にナイフの昇降動作を引き起こすようになっている駆動装置（３，３’，５，５’，６，６’，１２，１３，１４）とを備えている、ナイフ折り装置（２０）を用意するステップと、
   ｂ）前記ナイフ（１５）が該ナイフの昇降動作中にシート状の被印刷体（２）に折り目を実質的に生じさせないような位置へ前記ナイフ（１５）を移動させるステップと、
   ｃ）前記ナイフの昇降動作を生じさせるステップと、
   ｄ）前記ナイフの昇降動作が前記シート状の被印刷体（２）に折り目を生じさせたか否かをチェックするステップと、
   ｅ）前記ナイフ（１５）の下側の折返し点を、自動的に増分式に引き下げるステップと、
   ｆ）ナイフの昇降動作が前記シート状の被印刷体（２）に折り目を生じさせるまで、前記ステップｃ）からｅ）を自動的に繰り返すステップと
   を含む、折りナイフの高さを調節する方法。
6. 前記チェックを行うステップは、特にセンサ（１６）を用いた自動的なチェックを含んでいる、請求項５に記載の方法。
7. 前記ナイフ（１５）が該ナイフの昇降動作のたびに実質的に水平になるように、前記ナイフ（１５）の傾きを自動的に調節することを含んでいる、請求項５に記載の方法。
8. 前記ナイフの昇降動作を生じさせるステップは自動的に行われる、請求項５に記載の方法。

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