JP5055838B2 - ワーク折り返し装置及びワーク折り返し方法 - Google Patents

ワーク折り返し装置及びワーク折り返し方法 Download PDF

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Description

本発明は、ワークを折り返すためのワーク折り返し装置及びワーク折り返し方法に関するものである。
図18は、ワークの一例を示す図であり、図19は、折り返し時に生じる問題点を説明するための図である。
ワーク1は、学習教材用のドリルとなるものであって、図18(A)に示すように、あらかじめ折り部2で2つ折りされたシート状の表紙3と、表紙3の上側に重ね合わされ、2つ折りされた状態の表紙3とほぼ同じ大きさの複数枚の本文4と、表紙3及び本文4を、折り部2側で接着する接着のり5とを備える。
このワーク1を最終的な製品にするためには、図18(B)に示すように、最下の表紙3を本文4に対して180度開き、さらに、図18(C)に示すように、開いた表紙3を本文4の上方に運び、折り返し前に内側になっていた表紙3のおもて面を外側にして、表紙3を折り返す作業が必要となる。
しかし、従来、この折り返し作業は、人手により行われており、限られた作業人数で生産量を上げるには、限界があった。
また、表紙3を折り返し、折り目をつける際に、均等に力がかからず、図18(D)に示すように、折り部2に波打ち6が発生したり、表紙3にシワ7が発生したりすることがあり、品質や外観が不安定なものとなっていた。
一方、特許文献1は、作業性がよく、装置の稼動率を向上させることができ、しかも、高速化が容易で、摩耗や騒音の発生を抑えるようにした折り装置を開示しているが、特許文献1の折り装置では、上述したような表紙の折り返し作業を行うことができなかった。
特開平10−258966号公報
本件発明者等は、上述した作業を装置化することで、効率よく表紙の折り返し作業を行うことができる装置及び方法について、既に出願をしているが、図19に示すように、ワーク1の本文4の枚数が多い場合、折り返した表紙3とワーク1の背(接着のり5のある箇所)の間に隙間8が発生するという問題があった。この問題は、その装置のナイフ折りにおいて、本文側より軽い表紙側が先に押し込まれることで、発生するものと考えられる。
そこで、本発明の課題は、表紙の折り返し作業を効率よく行うことができ、製品の品質や外観の不安定さを解消でき、しかも、折り返した表紙とワークの背の間に隙間を発生させないワーク折り返し装置及びワーク折り返し方法を提供することである。
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施例に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項1の発明は、最終形態において表面となる面が、初期形態では折り部で中表に折り畳まれ、2つ折りされたシート状の表紙と、前記表紙の一側に重ね合わされた本文と、前記表紙及び前記本文を、前記折り部側で接着する接着部とを含むワークのワーク折り返し装置であって、前記折り部で2つ折りされた前記表紙を吸着して前記表紙を開くことにより、前記ワークを開く吸着開き手段(10)と、開かれた前記ワークを最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押し付ける押付け手段(70)と、押し付けられている前記ワークの折り部を最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押し込むことによって、初期形態とは逆の状態に前記ワークを2つ折りする折り手段(30)と、逆の状態に2つ折りされた前記ワークに圧力をかけて折りくせをつけるプレス手段(50)と、
を備えるワーク折り返し装置である。
請求項2の発明は、請求項1に記載のワーク折り返し装置において、前記押付け手段(70)は、前記折り手段(30)の近傍に、かつ、前記折り手段(30)よりも上流に設けられていること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載のワーク折り返し装置において、前記押付け手段(70)は、昇降可能であり、前記折り手段(30)が動作しないときには上昇位置にあり、前記折り手段(30)が動作するときには下降位置にあること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項4の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、前記吸着開き手段(10)は、回転可能な回転ローラー(14)と、前記回転ローラー(14)に設けられ、外部のエアーを吸引する第1のエアー吸引部(15)とを備えること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項5の発明は、請求項4に記載のワーク折り返し装置において、前記吸着開き手段(10)は、前記ワーク(1)を停止させる第1のストッパー部(16)と、前記第1のストッパー部(16)に前記ワーク(1)が到達したことを検出する第1の検出部(17)と、前記第1の検出部(17)が前記ワーク(1)の到達を検出したときに、前記第1のエアー吸引部(15)に吸引を開始させ、前記回転ローラー(14)に回転を開始させる第1の制御部(61)とを備えること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項6の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、前記折り手段(30)は、所定の間隙(32)を有し、前記ワーク(1)を搬送する搬送部(31)と、前記間隙(32)に前記ワーク(1)の折り部(2)を押し込むナイフ部(35)と、押し込まれた前記ワーク(1)を両側からくわえて送り出すくわえローラー(36)とを備えること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項7の発明は、請求項6に記載のワーク折り返し装置において、前記折り手段(30)は、前記ワーク(1)を停止させる第2のストッパー部(33)と、前記第2のストッパー部(33)に前記ワーク(1)が到達したことを検出する第2の検出部(34)と、前記第2の検出部(34)が前記ワーク(1)の到達を検出したときに、前記ナイフ部(35)に押し込みを開始させる第2の制御部(62)とを備えること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項8の発明は、請求項1に記載のワーク折り返し装置において、前記プレス手段(50)は、前記ワーク(1)に圧力をかけながら回転するプレスローラー(53)であること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項9の発明は、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、前記吸着開き手段(10A)は、複数の孔(13A−1)を有し、同一方向に回転可能な回転外周部(13A−2)と、前記回転外周部(13A−2)の内部に設けられ、前記複数の孔(13A−1)を通して外部のエアーを吸引する第2のエアー吸引部(13A−3)と、前記第2のエアー吸引部(13A−3)による前記ワーク(1)の吸引の開始及び終了を制御する吸引制御手段とを備えること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項10の発明は、請求項9に記載のワーク折り返し装置において、前記第2のエアー吸引部(13A−3)は、エアーを吸引する吸引領域(B)と、エアーを吸引しない非吸引領域(C)とを備え、前記吸引制御手段は、前記吸引領域(B)及び前記非吸引領域(C)であること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項11の発明は、請求項9に記載のワーク折り返し装置において、前記吸着開き手段(10A)は、前記回転外周部(13A−2)付近に前記ワーク(1)が到達したことを検出する第3の検出部(17A)を備え、前記吸引制御手段は、前記第3の検出部(17A)が前記ワーク(1)の到達を検出したときに、前記第2のエアー吸引部(13A−3)に吸引を開始させ、前記第3の検出部(17A)が前記ワーク(1)の到達を検出しなくなったときに、前記第2のエアー吸引部(13−A)に吸引を終了させること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項12の発明は、請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、前記ワーク(1)の吸着される部分とその他の部分との間にエアーを吹きつけるエアー吹きつけ手段(20)を備えること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項13の発明は、請求項1から請求項12までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、開かれた前記ワーク(1)を最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押さえる押さえ手段(40)を備えること、を特徴とするワーク折り返し装置である。
請求項14の発明は、請求項1から請求項13までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置を用いたワーク折り返し方法であって、前記吸着開き手段によって、前記折り部で2つ折りされた前記表紙を吸着して前記表紙を開くことにより、前記ワークを開く吸着開き工程と、前記押付け手段によって、開かれた前記ワークを最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押し付ける押付け工程と、前記折り手段によって、押し付けられている前記ワークの折り部を最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押し込むことによって、初期形態とは逆の状態に前記ワークを2つ折りする折り工程と、前記プレス手段によって、逆の状態に2つ折りされた前記ワークに圧力をかけて折りくせをつけるプレス工程と、を備えるワーク折り返し方法である。
本発明によれば、ワークの折り返し作業を装置化することによって、一連の作業が自動化され、作業効率や生産能力の向上が図れる。
また、折り手段やプレス手段によってワークに均等に力をかけることで、波打ちやシワの発生を抑え、品質や外観の安定化が図れる。
さらに、押付け手段によってワークを上方から押し付けながらワークを2つ折りするので、本文側より軽い表紙側が先に押し込まれることがなく、折り返した表紙とワークの背の間に隙間が発生しない。
本発明は、表紙の折り返し作業を効率よく行うことができ、製品の品質や外観の不安定さを解消でき、しかも、折り返した表紙とワークの背の間に隙間を発生させないワーク折り返し装置及びワーク折り返し方法を提供するという目的を、サクションローラーによってワークの最下の表紙を吸着して開き、ベルトコンベアで搬送しながら表紙を広げ、昇降可能なコロによってワークを押し付け、ナイフ折りによって表紙を折り返し、プレスローラーによって折くせをつけることにより実現する。
以下、図面等を参照して、本発明の実施例について、さらに詳しく説明する。
図1は、本発明によるワーク折り返し装置の実施例1を示す図である。
なお、以下に示す実施例では、前述した従来のものと同様な機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾に統一した符号を付して、重複する説明や図面を適宜省略する。
実施例1のワーク折り返し装置100は、吸着開き機構(吸着開き手段)10と、ノズル(エアー吹きつけ手段)20と、ナイフ折り機構(折り手段)30と、押さえバー(押さえ手段、ワーク押さえガイド)40と、プレス機構(プレス手段)50と、昇降可能な押さえコロ(押付け手段)70などとを備える。
吸着開き機構10は、2つ折りされたワーク1の最下の表紙3を吸着して、その表紙3を開くものであり、フィーダ11と、第1のセンサ(第1の検出部、光電センサ)17と、第1の押さえコロ18とを備える。
フィーダ11は、第1のガイド12と、サクションローラー13とを備える。
第1のガイド12は、サクションローラー13に向かって斜めに傾斜した板である。
サクションローラー13は、回転可能な回転ローラー14と、回転ローラー14に埋め込まれ、外部のエアーを吸引する吸着パッド(第1のエアー吸引部)15と、ワーク1を停止させる第1のストッパー(ワークストッパー)16とを備える。
第1のセンサ17は、第1のストッパー16の上方に配置され、第1のストッパー16にワーク1が到達したことを検出するものである。
第1の押さえコロ18は、サクションローラー13の上方付近に、モーター駆動やエアシリンダーなどの昇降機構で昇降可能に配置され、吸着パッド15の吸着の安定性を高めるため、吸着パッド15にワーク1を押し当てるものである。
ノズル20は、サクションローラー13の右側で、かつ、ナイフ折り機構30の左端部付近に設けられ、ワーク1の最下の表紙(吸着される部分)3とその他の部分との間にエアーを吹きつけるものである。
ナイフ折り機構30は、開かれたワーク1の折り部2を背側から押し込むことによって、最初の2つ折りの状態とは逆の状態にワーク1を2つ折りするものであり、第1のベルトコンベア(搬送部、搬送ベルト)31と、第2のセンサ(第2の検出部)34と、ナイフ35と、くわえローラー36と、第2の押さえコロ38と、第3の押さえコロ39とを備える。
第1のベルトコンベア31は、所定の間隙32を隔てて配置された一対のベルトコンベアであって、開いた状態のワーク1を搬送するものであり、搬送中のワーク1を停止させる第2のストッパー33を備える。
第2のセンサ34は、第2のストッパー33の上方に配置され、第2のストッパー33にワーク1が到達したことを検出するものである。
ナイフ35は、間隙32の上方付近に昇降機構で昇降可能に配置され、第1のベルトコンベア31の間隙32に、開いた状態のワーク1の折り部2を押し込むものである。
くわえローラー36は、間隙32に押し込まれたワーク1を両側からくわえて下方へ排出するものであり、くわえローラー36の間隔は、ワーク1の厚みに合わせて、バネやエアー圧などで調節できるようになっている。
また、各くわえローラー36の上方には、第1のベルトコンベア31がワーク1を搬送しているときに、ワーク1がくわえローラー36にこすれる(接触する)ことを防止するくわえローラーカバー37が設けられている。
第2の押さえコロ38は、第1のベルトコンベア31の入り口付近に配置され、その付近でのワーク1の浮き上がりを防止するものである。
第3の押さえコロ39は、第2のストッパー33の手前に配置され、第2のストッパー33でワーク1が停止したときに、ワーク1がはね返ってしまうことを防止するものである。
押さえバー40は、第1のベルトコンベア31の上方に配置され、開かれたワーク1を上方から押さえるものである。
また、押さえバー40は、本実施例では、2本の棒であり、ナイフ35には、押さえバー40との接触を回避するための凹部が設けられ、これにより、ナイフ35は、押さえバー40が存在していても、自在に昇降できるようになっている。
プレス機構50は、逆の状態に2つ折りされたワーク1に圧力をかけて、折り部2に折りくせをつけるものであり、第2のガイド51と、第2のベルトコンベア52と、プレスローラー53とを備える。
第2のガイド51は、くわえローラー36の下方に設けられ、プレスローラー53に向かって斜めに傾斜した板である。
第2のベルトコンベア52は、第2のガイド51から流れてきたワーク1をプレスローラー53の方向に搬送するものである。
プレスローラー53は、搬送されてきたワーク1に圧力をかけて折りくせをつけるローラーであり、上下のプレスローラー53の間隔は、ワーク1の厚みに合わせて、バネやエアー圧などで調節できるようになっている。
昇降可能な押さえコロ70は、くわえローラーカバー37の上方に、かつ、ナイフ35よりも上流に設けられ、開かれたワーク1を上方から押し付けるものである。
上流よりワーク1が搬送されてきた際、この押さえコロの押さえ圧が強い場合には、この押さえコロをワーク1が通過できない可能性がある。そこで、本実施例では、昇降可能な押さえコロとし、上流よりワーク1が搬送されてきた際(ナイフ35が動作しないとき)には、ワーク1と接触しない上昇位置で待機させるようにし、ナイフ35で押し込む際(ナイフ35が動作するとき)には、下降位置にてワーク1の表紙3を押さえるようにしている。
昇降可能な押さえコロ70の昇降機構は、一般的なものでよいが、本実施例では、エアシリンダーの出し引きとバネ圧とを利用した昇降機構を採用している。
図2は、昇降可能な押さえコロ70の昇降機構について説明する図であって、図2(A)は、エアシリンダー72のロッド71が引っ込んでいる状態を示す側面図であり、図2(B)は、エアシリンダー72のロッド71が出ている状態を示す側面図であり、図2(C)は、昇降機構の正面図を示す図である。
この昇降機構は、出し引き可能なロッド71を有するエアシリンダー72と、バー73を介してロッド71と接続されているシャフト74と、シャフト74に設けられたセットカラー75と、セットカラー75の間に設けられた押さえコロのバー76と、押さえコロのバー76の先端に取り付けられた昇降可能な押さえコロ70と、押さえコロのバー76をセットカラー75に押し付けるバネ77と、セットカラー75に設けられ、押さえコロのバー76と接触するピン78と、エアシリンダー72を装置フレーム79に固定するブラケット80とを備える。
そして、図2(B)に示すように、エアシリンダー72のロッド71を前方に押し出すことにより、バー73を介してシャフト74が回転し、シャフト74に固定されたセットカラー75のピン78が押さえコロのバー76を押し上げ、昇降可能な押さえコロ70が上昇する。エアシリンダー72のロッド71を引っ込めれば、昇降可能な押さえコロ70が下降する。
図3は、実施例1によるワーク折り返し装置のブロック図である。
制御部60は、上述した各機構を制御するものであり、第1の制御部61と、第2の制御部62とを備える。
第1の制御部61は、第1のセンサ17がワーク1の到達を検出したときに、吸着パッド15に吸引を開始させ、回転ローラー14に回転を開始させる部分である。
第2の制御部62は、第2のセンサ34がワーク1の到達を検出したときに、ナイフ35に押し込みを開始させる部分である。
次に、図4〜図12を参照しながら、実施例1によるワーク折り返し装置の動作を説明する。
図4〜図12は、実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。
(#1)図4に示すように、表紙3が下側になり表紙3の開き側(小口側)が搬送方向の前方を向くように、第1のガイド12にワーク1を置くと、ワーク1は、自重により第1のガイド12を滑り降り、サクションローラー13に設けられた第1のストッパー16にて停止する。
ワーク1が第1のストッパー16に停止したことを第1のセンサ17が検出すると、制御部60が第1の押さえコロ18を下降させ、第1の押さえコロ18がワーク1をサクションローラー13の吸着パッド15に押し付け、それと同時に、第1の制御部61が吸着パッド15に真空を発生させ、吸着パッド15がワーク1の最下の表紙3を吸着する。
(#2)図5に示すように、ワーク1の最下の表紙3を吸着するのに要する時間が経過した後に、制御部60が、ワーク1を押さえていた第1の押さえコロ18を上昇させ、第1の制御部61がサクションローラー13の回転ローラー14を回転させる。
回転ローラー14の回転とともに、最下の表紙3が回転ローラー14の弧に沿って開かれ、残りの部分は、第1のベルトコンベア31の方向に搬送される。
このとき、ノズル20は、ワーク1の最下の表紙3とその他の部分との間にエアーを吹きつけ、表紙3の開きを補助する。
(#3)図6に示すように、第1のベルトコンベア31と第2の押さえコロ38とで、最下の表紙3以外のワーク1を挟み、第1のベルトコンベア31がワーク1を搬送する。
このとき、制御部60が吸着パッド15の真空を破壊(吸引を解除)し、吸着していた最下の表紙3を吸着パッド15から放す[#1〜#3:吸着開き工程]。
(#4)図7に示すように、押さえバー40が、折りくせによる表紙3と本文4の間の山形状部(図中、A部分)を押さえ、第1のベルトコンベア31がワーク1を搬送する。これにより、ワーク1の搬送が、山形状部によって不安定になることを防止できる。
また、第1のベルトコンベア31と押さえバー40とに挟まれてワーク1が搬送されてきた際には、昇降可能な押さえコロ70は、上昇位置にて待機している。
(#5)図8に示すように、第1のベルトコンベア31に搬送されてきたワーク1は、第1のベルトコンベア31の前方に設けられた第2のストッパー33にて停止する。ワーク1が第2のストッパー33に停止したことを第2のセンサ34が検出すると、制御部60が昇降可能な押さえコロ70を下降させ、ワーク1の表紙3をくわえローラーカバー37に押し付ける[押付け工程]。
(#6)図9に示すように、昇降可能な押さえコロ70がワーク1の表紙3を押さえ付けたら、第2の制御部62がナイフ35を下降させ、下降したナイフ35がワーク1をくわえローラー36に押し込む。
(#7)図10に示すように、ナイフ35は、下死点に到達後、すぐに上昇し、押し込まれたワーク1は、くわえローラー36によりグリップされ、下方へ排出される[#4〜#7:折り工程]。
また、昇降可能な押さえコロ70は、くわえローラー36にワーク1がグリップされる状態になった後に上昇する。上昇のタイミングは、第2のセンサ34にてワーク1が検知された後、一定時間経過後に上昇させるようにタイマーで制御してもよいし、くわえローラー36の上方に別のセンサSを設け、くわえローラー36にてワーク1が下流に搬送されたことをそのセンサSが検知したら、昇降可能な押さえコロ70を上昇させるように制御してもよい。
(#8)図11に示すように、下方へ排出されたワーク1は、第2のガイド51によって、搬送方向が水平に変わり、第2のベルトコンベア52によってプレスローラー53に搬送される。
(#9)図12に示すように、ワーク1は、プレスローラー53の間を通過し、プレスローラー53がワーク1に折りくせをつけ、プレス後のワーク1は、第2のベルトコンベア52によって、前方へ運ばれる[#8〜#9:プレス工程]。
このように、実施例1によれば、ワーク1の折り返し作業を装置化することによって、従来の人手作業が自動化され、作業効率の向上が図れる。
実際に、本装置でワーク1の折り返し作業を行ったところ、17〜18部/1分間の処理が可能となり、従来の人手による3〜4部/1分間と比較して4〜5倍程度、作業効率が向上した。
また、装置化することによって、人手作業を装置が代替し、作業者が他の作業を行う時間が増え、他の生産が可能になるとともに、人手よりも生産能力のある装置を使用することにより、生産能力の向上が図れる。
さらに、ナイフ35、くわえローラー36、プレスローラー53などがワーク1に均等に力をかけることで、一点に力が集中することがなくなり、折り部2の波打ちや、表紙3のシワの発生を抑え、品質や外観の安定化が図れる。
一方、昇降可能な押さえコロ70にてワーク1の表紙3を押さえているので、ナイフ35にてくわえローラー36にワーク1を押し込む際に、本文側より軽い表紙側が先に押し込まれることを防止し、表紙3とワーク1の背の間の隙間をなくすことができる。
したがって、本文枚数の多い厚いワーク1であっても、ワーク1の背と表紙3の間に隙間が発生せず、安定した折り返しを行うことができる。
実施例2は、実施例1を改良した形態である。
実施例1のワーク折り返し装置100は、上述した通りの装置であるが、この装置では、ワーク1の表紙3を開く一連の動作に時間が掛かかる点と、吸着開き機構10に関しての耐久性の点で課題があった。
図13は、実施例1の吸着開き機構10の動作を示す図である。
まず、図13(A)に示すように、第1のガイド12に投入されたワーク1は、サクションローラー13の第1のストッパー16にて位置決めされて停止する。
ワーク1が第1のストッパー16に到達したことを第1のセンサ17が検出すると、サクションローラー13の吸着パッド15が真空引き動作を開始し、ワーク1の最下の表紙3が吸着される。
ついで、図13(B)に示すように、吸着力が十分得られる所定時間後(約0.5秒後)に、サクションローラー13は、ワーク投入側とは反対側に回転を開始して最下の表紙3とその他の部分とを開き、その他の部分は、第1のベルトコンベア31によって搬送される。
そして、図13(C)に示すように、サクションローラー13は、回転途中で表紙3の吸着を解除し、約180度回転した位置で停止する。
その後、図13(D)に示すように、直ちに逆回転を始め、元の位置に戻り停止する。
このように、実施例1の吸着開き機構10では、ワーク1の表紙3を開く一連の動作において、ワーク1の位置決め停止時間、第1のセンサ17による検出時間、第1のセンサ17の検出からサクションローラー13が回転するまでの動作遅れなどの動作時間のロスがあった。
また、サクションローラー13の戻りが完了しないと、次のワーク1が投入できないため、処理能力が低下していた。
さらに、サクションローラー13に投入されるワーク1は、サクションローラー13の第1のストッパー16での位置決め停止時に、跳ね返りを生じ、その減衰時間を設ける必要があり、処理時間増大要因の一つであった。
さらにまた、サクションローラー13の回転停止時の衝撃や振動によって、サクションローラー13の軸と回転駆動軸との連結部の磨耗や破損、ネジ部の緩みなどを生じる恐れがあった。
本実施例は、これらの状況を鑑み、鋭意検討した結果完成した形態であり、以下、詳細に説明する。
図14は、本発明によるワーク折り返し装置の実施例2を示す図であり、図15及び図16は、サクションローラーの詳細を示す図である。
実施例2のワーク折り返し装置100Aは、実施例1のような、吸着パッド15と第1のストッパー16とを備えて回転往復動作を行うサクションローラー13の代りに、連続的に同一方向に回転するサクションローラー13Aを用いたものである。
本実施例で用いるサクションローラー13Aは、図15に示すように、外周面に多数の吸着用の孔13A−1を有し、連続的に同一方向に回転可能な回転外周部13A−2と、回転外周部13A−2の内部に隣接し、吸着用の孔13A−1を通して外部のエアーを吸引する回転しない真空チャンバー(第2のエアー吸引部)13A−3と、回転外周部13A−2を連続的に回転させる駆動モータ(不図示)とを備える。
真空チャンバー13A−3は、図16に示すように、電磁弁13A−4を介して真空ポンプ13A−5に連結されており、必要な場合にのみ真空チャンバー13A−3内を負圧にすることが可能となっている。
また、図15に示すように、真空チャンバー13A−3の周面は、表紙3を吸着させたい範囲に切り欠きを設けることによって、エアーを吸引する吸引領域Bと、エアーを吸引しない非吸引領域Cとに分かれており、回転外周部13A−2の吸着用の孔13A−1を通して、部分的に表紙3を吸着することができる。
一方、図14に示すように、吸着開き機構10Aは、サクションローラー13A付近にワーク1が到達したことを検出する第3のセンサ(第3の検出部)17Aと、真空チャンバー13A−3によるワーク1の吸引の開始及び終了を制御する吸引制御手段(不図示)とを備える。
吸引制御手段は、第3のセンサ17Aがワーク1の到達を検出したときに、電磁弁13A−4による遮断を解除してサクションローラー13A内を負圧にさせ、第3のセンサ17Aがワーク1の到達を検出しなくなったときに、電磁弁13A−4を閉じ、再び流路を遮断してサクションローラー13A内の負圧を解除する部分である。
次に、吸着開き機構10Aの動作を説明する。
図17は、吸着開き機構10Aの動作を示す図である。
図17(A)に示すように、第1のガイド12に投入されたワーク1は、第1のガイド12を滑り降りて、第3のセンサ17Aの下方を通過し、サクションローラー13Aに到達する。
ここで、サクションローラー13A及び全てのベルトコンベアは、装置運転中は常時回転しており、サクションローラー13Aの周速と全てのベルトコンベアの速度は、同速となっている。
また、サクションローラー13Aと真空ポンプ13A−5(図16参照)との流路は、電磁弁13A−4により遮断されているが、ワーク1の到達を第3のセンサ17Aが検出すると、吸引制御手段が電磁弁13A−4による遮断を解除するので、サクションローラー13A内は負圧となる。
サクションローラー13Aに到達したワーク1は、図17(B)に示すように、一時停止することなく、最下の表紙1枚だけが吸着され、サクションローラー13Aの回転に合わせて最下の表紙3が開かれ、残りの部分は、第1のベルトコンベア31の方向に搬送される。
また、図17(B)の状態では、第3のセンサ17Aがワーク1の到達を検出していない状態(ワーク1が第3のセンサ17Aの下を通過した後)となるため、再び、サクションローラー13Aの吸引は停止する。
そして、図17(C)に示すように、ワーク1は、下流の第1のベルトコンベア31に搬送されながら、ナイフ折り機構30に搬送される。
ここで、サクションローラー13Aによる表紙3の吸引は既に解除されているので、ワーク1の搬送の妨げにはならない。したがって、この時点では、次のワーク1の投入が可能な状態となっている。
そして、図17(D)に示すように、開かれたワーク1は、前方へ運ばれ、次のワーク1が第1のガイド12に投入される。
このように、実施例2によれば、実施例1のものと比較して、ワーク1の位置決め停止時間がなく、ワーク1のストッパーでの跳ね返り減衰待ち時間がなく、センサの検出遅れ時間がなく、サクションローラーの動作遅れがなく、サクションローラーの逆回転の戻り待ち時間がないため、ワーク1の開き動作の処理能力を向上させることができる。
また、連続的に同一方向に回転するサクションローラー13Aを用いることで、ワーク1の開き動作の処理速度及び次のワーク1の投入サイクルを短縮できる。
さらに、往復動作による衝撃、振動がなくなるため、サクションローラーの磨耗や破損やネジ部の緩みといった耐久性の問題も解決することができる。
一方、第3のセンサ17Aによって、ワーク1の員数をカウントしたり、サクションローラー13A付近でのワーク1の詰まりを検出したりすることもできる。
(変形例)
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
(1)ワーク1は、学習教材用のドリルの例で説明したが、例えば、カタログ、チラシ、パンフレットなどの小冊子や、カレンダーなどであってもよい。
(2)サクションローラー13、13Aの上流には、斜めの板の第1のガイド12を配置する例で説明したが、ベルトコンベアや、複数のコロ(ローラー)が搬送方向に連続して配置された傾斜コロ列などを利用して、サクションローラー13、13Aにワーク1を搬送してもよい。
(3)ナイフ折り機構30は、ナイフ35が下降して、ワーク1を折り返す例で説明したが、ナイフ35を下方に設置し、そのナイフ35を上昇させて、ワーク1を折り返すようにしてもよい。このようにすれば、ワーク1が上方に進んでいくようになるので、最終段階で作業員がワーク1を取りやすくなる。
(4)吸引制御手段は、第3のセンサ17Aを用いて、サクションローラー13Aによるワーク1の吸引の開始及び終了を電気的に制御する例で説明したが、サクションローラー13Aの真空チャンバー13A−3に設けた切り欠きのみで機械的に制御するようにしてもよい。このようにすれば、吸引領域B及び非吸引領域Cが吸引制御手段となり、第3のセンサ17Aは不要であり、真空チャンバー13A−3は、エアーを吸引し続けるだけでよく、制御が簡略化される。
(5)実施例2のワーク折り返し装置100Aに、実施例1の昇降可能な押さえコロ70を適用してもよい。
(6)昇降可能な押さえコロ70は、ナイフ35の上流に設ける例で説明したが、ナイフ35の上流と下流の2箇所に設けてもよい。このようにすれば、上流と下流で押さえ圧を変化させることができるので、どのような種類のワークにも柔軟に対応することができ、ナイフ35によるワークの押し込みがより安定する。
(7)押付け手段は、昇降可能な押さえコロ70の例で説明したが、昇降しない押さえコロであってもよい。
本発明によるワーク折り返し装置の実施例を示す図である。 昇降可能な押さえコロ70の昇降機構について説明する図である。 実施例1によるワーク折り返し装置のブロック図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1によるワーク折り返し装置の動作を示す図である。 実施例1の吸着開き機構10の動作を示す図である。 本発明によるワーク折り返し装置の実施例2を示す図である。 サクションローラーの詳細を示す図である。 サクションローラーの詳細を示す図である。 吸着開き機構10Aの動作を示す図である。 ワークの一例を示す図である。 折り返し時に生じる問題点を説明するための図である。
符号の説明
1 ワーク
2 折り部
3 表紙
4 本文
5 接着のり(接着部)
6 波打ち
7 シワ
10、10A 吸着開き機構(吸着開き手段)
11 フィーダ
12 第1のガイド
13、13A サクションローラー
13A−1 吸着用の孔
13A−2 回転外周部
13A−3 真空チャンバー(第2のエアー吸引部)
13A−4 電磁弁
13A−5 真空ポンプ
14 回転ローラー
15 吸着パッド(第1のエアー吸引部)
16 第1のストッパー(第1のストッパー部)
17 第1のセンサ(第1の検出部)
17A 第3のセンサ(第3の検出部)
18 第1の押さえコロ
20 ノズル(エアー吹きつけ手段)
30 ナイフ折り機構(折り手段)
31 第1のベルトコンベア(搬送部)
32 間隙
33 第2のストッパー(第2のストッパー部)
34 第2のセンサ(第2の検出部)
35 ナイフ(ナイフ部)
36 くわえローラー
37 くわえローラーカバー
38 第2の押さえコロ
39 第3の押さえコロ
40 押さえバー(押さえ手段)
50 プレス機構(プレス手段)
51 第2のガイド
52 第2のベルトコンベア
53 プレスローラー
60 制御部
61 第1の制御部
62 第2の制御部
70 昇降可能な押さえコロ(押付け手段)
100、100A ワーク折り返し装置

Claims (14)

  1. 最終形態において表面となる面が、初期形態では折り部で中表に折り畳まれ、2つ折りされたシート状の表紙と、
    前記表紙の一側に重ね合わされた本文と、
    前記表紙及び前記本文を、前記折り部側で接着する接着部とを含むワークのワーク折り返し装置であって、
    前記折り部で2つ折りされた前記表紙を吸着して前記表紙を開くことにより、前記ワークを開く吸着開き手段と、
    開かれた前記ワークを最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押し付ける押付け手段と、
    押し付けられている前記ワークの折り部を最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押し込むことによって、初期形態とは逆の状態に前記ワークを2つ折りする折り手段と、
    逆の状態に2つ折りされた前記ワークに圧力をかけて折りくせをつけるプレス手段と、
    を備えるワーク折り返し装置。
  2. 請求項1に記載のワーク折り返し装置において、
    前記押付け手段は、前記折り手段の近傍に、かつ、前記折り手段よりも上流に設けられていること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  3. 請求項1又は請求項2に記載のワーク折り返し装置において、
    前記押付け手段は、昇降可能であり、前記折り手段が動作しないときには上昇位置にあり、前記折り手段が動作するときには下降位置にあること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  4. 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、
    前記吸着開き手段は、
    回転可能な回転ローラーと、
    前記回転ローラーに設けられ、外部のエアーを吸引する第1のエアー吸引部とを備えること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  5. 請求項4に記載のワーク折り返し装置において、
    前記吸着開き手段は、
    前記ワークを停止させる第1のストッパー部と、
    前記第1のストッパー部に前記ワークが到達したことを検出する第1の検出部と、
    前記第1の検出部が前記ワークの到達を検出したときに、前記第1のエアー吸引部に吸引を開始させ、前記回転ローラーに回転を開始させる第1の制御部とを備えること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  6. 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、
    前記折り手段は、
    所定の間隙を有し、前記ワークを搬送する搬送部と、
    前記間隙に前記ワークの折り部を押し込むナイフ部と、
    押し込まれた前記ワークを両側からくわえて送り出すくわえローラーとを備えること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  7. 請求項6に記載のワーク折り返し装置において、
    前記折り手段は、
    前記ワークを停止させる第2のストッパー部と、
    前記第2のストッパー部に前記ワークが到達したことを検出する第2の検出部と、
    前記第2の検出部が前記ワークの到達を検出したときに、前記ナイフ部に押し込みを開始させる第2の制御部とを備えること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  8. 請求項1に記載のワーク折り返し装置において、
    前記プレス手段は、前記ワークに圧力をかけながら回転するプレスローラーであること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  9. 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、
    前記吸着開き手段は、
    複数の孔を有し、同一方向に回転可能な回転外周部と、
    前記回転外周部の内部に設けられ、前記複数の孔を通して外部のエアーを吸引する第2のエアー吸引部と、
    前記第2のエアー吸引部による前記ワークの吸引の開始及び終了を制御する吸引制御手段とを備えること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  10. 請求項9に記載のワーク折り返し装置において、
    前記第2のエアー吸引部は、
    エアーを吸引する吸引領域と、
    エアーを吸引しない非吸引領域とを備え、
    前記吸引制御手段は、前記吸引領域及び前記非吸引領域であること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  11. 請求項9に記載のワーク折り返し装置において、
    前記吸着開き手段は、前記回転外周部付近に前記ワークが到達したことを検出する第3の検出部を備え、
    前記吸引制御手段は、前記第3の検出部が前記ワークの到達を検出したときに、前記第2のエアー吸引部に吸引を開始させ、前記第3の検出部が前記ワークの到達を検出しなくなったときに、前記第2のエアー吸引部に吸引を終了させること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  12. 請求項1から請求項11までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、
    前記ワークの吸着される部分とその他の部分との間にエアーを吹きつけるエアー吹きつけ手段を備えること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  13. 請求項1から請求項12までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置において、
    開かれた前記ワークを最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押さえる押さえ手段を備えること、
    を特徴とするワーク折り返し装置。
  14. 請求項1から請求項13までのいずれか1項に記載のワーク折り返し装置を用いたワーク折り返し方法であって、
    前記吸着開き手段によって、前記折り部で2つ折りされた前記表紙を吸着して前記表紙を開くことにより、前記ワークを開く吸着開き工程と、
    前記押付け手段によって、開かれた前記ワークを最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押し付ける押付け工程と、
    前記折り手段によって、押し付けられている前記ワークの折り部を最終形態において前記表紙の裏面となる面側から押し込むことによって、初期形態とは逆の状態に前記ワークを2つ折りする折り工程と、
    前記プレス手段によって、逆の状態に2つ折りされた前記ワークに圧力をかけて折りくせをつけるプレス工程と、
    を備えるワーク折り返し方法。
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