JP6220604B2

JP6220604B2 - シュレッダ及びその駆動方法

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Publication number: JP6220604B2
Application number: JP2013179017A
Authority: JP
Inventors: 康平清水; 幸宏武田; 弘一松本; 堀　敬; 敬堀
Original assignee: Sakae Co Ltd
Current assignee: Sakae Co Ltd
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: JP2015047524A

Description

本発明は、不要な用紙などのシート状物を細断するシュレッダに係り、特に、シート状物の負荷に応じた細断を可能とするシュレッダ及びその駆動方法に関する。

従来におけるシュレッダとしては、例えば特許文献１〜３に記載のものが既に知られている。
特許文献１には、モータに、供給電圧をパラメータとしたときに回転数の増加に対してモータトルクが略直線的に垂下する特性を具備させ、制御手段にて、細断機構に課せられた紙葉を細断するのに要する所要トルクが上昇することに伴ってモータの回転数を低下させ、商用電源から入力される電力が所定の値を超えないように制御するシュレッダが開示されている。
特許文献２には、インダクションモータを使用しているシュレッダに対して、細断物の無い時には、低速運転状態若しくは運転停止状態にし、モータや細断機構から発生する回転数に伴う音・振動を低減し、かつ、消費電力を抑える技術が開示されている。
特許文献３には、投入口から投入された紙葉類を縦方向に細断する一対のカッタローラと、回転軸の回りに螺旋状に形成されたスパイラルカッタと、スパイラルカッタと対向して配設され、カッタローラで細断された紙葉類をスパイラルカッタとともに横方向に細断するフラットカッタと、を備えた紙葉細断装置が開示されている。

特許第３３０８９２７号公報（発明の実施の形態，図３，図４）特許第３３４３０９５号公報（課題を解決するための手段，図２）特許第３２３６５９０号公報（発明の実施の形態，図１）

しかしながら、例えば特許文献１に示すシュレッダの細断機構としては、特許文献３記載の細断機構を採用した態様にあっては、シュレッダの投入口に紙葉を挿入すると、紙葉が細断機構の細断処理の途中で、細断機構による細断音が大きくなり、騒音の要因になるという技術的課題が見出された。
この点について、本件出願人らは、細断機構として複数段のカッタ要素を採用する態様の細断挙動を解析したところ、紙葉が細断機構の第１のカッタ要素を抜けたとき、第１のカッタ要素による細断負荷がなくなることから、インバータ制御によってモータのトルクが減少することに伴ってモータの回転数が増加し、これによる第１のカッタ要素、第２のカッタ要素の回転の増加現象が騒音の要因になっているものと推測している。
また、細断機構による細断音を抑制するという観点から、特許文献２記載の技術を適用するに当たって、細断機構に細断物が無い条件として、紙葉が搬入経路の予め決められた場所を通過後一定時間経過するという条件を選定することは可能であるが、特許文献２記載の技術は、細断機構に細断物が無い条件で、モータを低速運転状態又は運転停止状態にするものであることから、例えば紙葉が細断機構の途中に存在する場合にはそのまま適用することは困難である。

本発明が解決しようとする技術的課題は、複数段のカッタ要素が含まれる細断機構を採用し、駆動源をインバータ制御する方式で、シート状物の搬入に伴う騒音を抑制することが可能なシュレッダ及びその駆動方法を提供することにある。

請求項１に係る発明は、シート状物が搬入される搬入経路と、この搬入経路に搬入されたシート状物が当該シート状物の搬入方向に沿う方向に沿って細断可能な第１のカッタ要素、及び、前記シート状物の搬入方向に対し前記第１のカッタ要素よりも下流側に設けられ且つ第１のカッタ要素の細断方向に交差する方向に沿って細断可能な第２のカッタ要素を有し、当該搬入経路に搬入されたシート状物を細断する細断機構と、商用電源からの電力に基づいて前記細断機構を駆動する駆動源と、前記駆動源と前記商用電源との間に介在して前記駆動源に供給される電力を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、供給電力の制限内で、前記細断機構に搬入されるシート状物の負荷が大きい場合に前記駆動源の回転数を減少方向に、前記シート状物の負荷が小さい場合に前記駆動源の回転数を増加方向に設定するように、当該シート状物の負荷に応じて前記駆動源の回転数を選択制御する第１の制御部と、前記シート状物が前記細断機構の第１のカッタ要素を通過し終わったことを判別した条件では、前記第１の制御部による選択制御にて設定された回転数よりも前記駆動源の回転数を低速に切替制御する第２の制御部と、を有することを特徴とするシュレッダである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係るシュレッダにおいて、前記駆動源は、前記細断機構の第１のカッタ要素及び第２のカッタ要素の両者を駆動対象として共用されることを特徴とするシュレッダである。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係るシュレッダにおいて、前記搬入経路のうち前記細断機構の第１のカッタ要素よりも前記シート状物の搬入方向上流側に設けられ、前記シート状物の有無を検出する位置検出器を有し、前記制御装置は前記位置検出器により搬入されたシート状物の有無を検出することで前記駆動源による正転動作を開始することを特徴とするシュレッダである。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれかに係るシュレッダにおいて、前記駆動源に供給される電力に関する負荷情報を検出する負荷検出器を有し、前記制御装置の第２の制御部は、前記負荷検出器による検出結果に基づいて前記シート状物が第１のカッタ要素を通過し終わったことを判別し、前記駆動源の回転数を低速に切替制御することを特徴とするシュレッダである。
請求項５に係る発明は、請求項１ないし４いずれかに係るシュレッダにおいて、前記搬入経路のうち前記細断機構の第１のカッタ要素よりも前記シート状物の搬入方向上流側に設けられ、前記シート状物の有無を検出する位置検出器を有し、前記制御装置の第２の制御部は、前記位置検出器による検出結果及び前記シート状物の負荷に基づいて前記シート状物が第１のカッタ要素を通過し終わったことを判別し、前記駆動源の回転数を低速に切替制御することを特徴とするシュレッダである。
請求項６に係る発明は、請求項１ないし５いずれかに係るシュレッダにおいて、前記制御装置の第２の制御部は、前記細断機構に対するシート状物の負荷に応じて前記駆動源の回転数を可変設定することを特徴とするシュレッダである。

請求項７に係る発明は、シート状物が搬入される搬入経路と、この搬入経路に搬入されたシート状物が当該シート状物の搬入方向に沿う方向に沿って細断可能な第１のカッタ要素と、前記シート状物の搬入方向に対し前記第１のカッタ要素よりも下流側に設けられ且つ第１のカッタ要素の細断方向に交差する方向に沿って細断可能な第２のカッタ要素とを有し、当該搬入経路に搬入されたシート状物を細断する細断機構と、商用電源からの電力に基づいて前記細断機構を駆動する駆動源と、前記駆動源と前記商用電源との間に介在して前記駆動源に供給される電力を制御する制御装置と、を備えたシュレッダを駆動するに際し、前記制御装置からの供給電力の制限内で、前記細断機構に搬入されるシート状物の負荷が大きい場合に前記駆動源の回転数を減少方向に、前記シート状物の負荷が小さい場合に前記駆動源の回転数を増加方向に設定するように、当該シート状物の負荷に応じて前記駆動源の回転数を選択制御する第１の制御ステップと、前記シート状物が前記細断機構の第１のカッタ要素を通過し終わったことを判別した条件では、前記第１の制御ステップによる選択制御にて設定された回転数よりも前記駆動源の回転数を低速に切替制御する第２の制御ステップと、前記シート状物が前記細断機構の第２のカッタ要素を通過し終わったことを判別した条件では、前記駆動源の回転を停止制御する第３の制御ステップと、を有するシュレッダの駆動方法である。

請求項１に係る発明によれば、複数段のカッタ要素が含まれる細断機構を採用し、駆動源をインバータ制御する方式で、シート状物の搬入に伴う騒音を抑制することができる。
請求項２に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、駆動系の構成を簡略化することができる。
請求項３に係る発明によれば、細断機構による細断動作を効率的に実施することができる。
請求項４に係る発明によれば、駆動源に供給される電力に関する負荷情報を検出することで、シート状物が細断機構の第１のカッタ要素を通過し終わるタイミングを容易に判別することができる。
請求項５に係る発明によれば、シート状物の容量及びその搬入位置を検出することで、シート状物が細断機構の第１のカッタ要素を通過し終わるタイミングを容易に判別することができる。
請求項６に係る発明によれば、シート状物の容量に応じて駆動源の回転数の低速への切替制御をより細かく調整することができる。
請求項７に係る発明によれば、複数段のカッタ要素が含まれる細断機構を採用し、駆動源をインバータ制御する方式のシュレッダを駆動するに当たり、シート状物の搬入に伴う騒音を抑制することができる。

本発明が適用されたシュレッダの実施の形態の概要を示す説明図である。（ａ）〜（ｃ）は図１に示すシュレッダの駆動方法を模式的に示す説明図である。（ａ）は実施の形態１で用いられるシュレッダの基本構成を示す説明図、（ｂ）はその平面説明図である。実施の形態１で用いられるシュレッダの制御系を示す説明図である。（ａ）は実施の形態１で用いられるシュレッダの細断機構に対する駆動系の一例を示す説明図、（ｂ）は第１のカッタ要素の一例を示す説明図、（ｃ）は第２のカッタ要素の要部を示す説明図である。（ａ）は実施の形態１で用いられるモータのトルク特性としてトルクと回転数との関係を示す説明図、（ｂ）は実施の形態１で用いられるモータの電流特性として入力電流と細断枚数との関係を示す説明図である。実施の形態１に係るシュレッダで用いられる細断制御処理の一例を示すフローチャートである。（ａ）は実施の形態１で用いられる細断機構に対する用紙の搬入位置を検出する原理を示す説明図、（ｂ）はモータの電流特性から用紙の搬入位置を検出する例を示す説明図、（ｃ）は細断する用紙の容量から用紙の搬入位置を推測する例を示す説明図である。実施の形態１に係るシュレッダの細断制御処理時における各部の動作を示すタイミングチャートである。

◎実施の形態の概要
図１は本発明が適用されたシュレッダの実施の形態の概要を示す。
同図において、シュレッダは、シート状物１が搬入される搬入経路２と、この搬入経路２に搬入されたシート状物１が当該シート状物１の搬入方向に沿う方向に沿って細断可能な第１のカッタ要素３ａ、及び、シート状物１の搬入方向に対し第１のカッタ要素３ａよりも下流側に設けられ且つ第１のカッタ要素３ａの細断方向に交差する方向に沿って細断可能な第２のカッタ要素３ｂを有し、当該搬入経路２に搬入されたシート状物１を細断する細断機構３と、商用電源６からの電力に基づいて細断機構３を駆動する駆動源４と、駆動源４と商用電源６との間に介在して駆動源４に供給される電力を制御する制御装置１０と、を備え、制御装置１０は、供給電力の制限内で、細断機構３に搬入されるシート状物１の負荷が大きい場合に駆動源４の回転数を減少方向に、シート状物１の負荷が小さい場合に駆動源４の回転数を増加方向に設定するように、当該シート状物１の負荷に応じて駆動源４の回転数を選択制御する第１の制御部１１と、シート状物１が細断機構３の第１のカッタ要素３ａを通過し終わったことを判別した条件では、第１の制御部１１による選択制御にて設定された回転数よりも駆動源４の回転数を低速に切替制御する第２の制御部１２と、を有するものである。尚、図１中、符号５は細断機構３に駆動源４からの駆動力を伝達する駆動伝達機構である。

このような技術的手段において、シート状物１とは用紙等の記録材を始め、ＣＤ、ＤＶＤ等のマルチメディアのようなシート状の物品を広く含む。また、シート状物１は手差しで搬入経路２に搬入されていてもよいし、収容受けに積載したシート状物１を自動的に供給するようにしてもよい。ここで、自動的に供給する方式としては、一枚ずつ供給する方式、複数枚のシート状物１を束単位で供給する方式など適宜選定することができる。
また、細断機構３としては、第１のカッタ要素３ａ、第２のカッタ要素３ｂを具備している。ここで、第１のカッタ要素３ａはシート状物１を長尺短冊片１ａに一次細断し、更に、第２のカッタ要素３ｂが第１のカッタ要素３ａで細断した長尺短冊片１ａをこれに交差する方向に細断することで細かい細断片１ｂとして二次細断するものである。
更に、駆動源４は細断機構３の各カッタ要素３ａ，３ｂに対して共用してもよいし、個別に設けるようにしてもよい。
更にまた、制御装置１０は駆動源４に供給される電力を制御するものであり、例えば電流（又は電圧）を高く設定すれば電力を増大でき、また、電流（又は電圧）を低く設定すれば電力を低減することが可能である。

そして、本実施の形態では、制御装置１０は、第１の制御部１１、第２の制御部１２を有していることを要する。
第１の制御部１１は、駆動源４への供給電力を可変させるインバータ制御に相当するもので、供給電力の制限内で、細断機構３に搬入されるシート状物１の負荷に応じて、高負荷であれば駆動源４の回転数を低減させ、低負荷であれば駆動源４の回転数を増加させるようにすればよい。
一方、第２の制御部１２は、シート状物１が第１のカッタ要素３ａを通過し終わったときに、第１の制御部１１に代わって働くものである。
ここで、第１の制御部１１がそのまま働くと仮定すると、シート状物１が第１のカッタ要素３ａを通過し終わると、細断機構３の第１のカッタ要素３ａに対するシート状物１の負荷がなくなるため、その分、シート状物１の負荷が軽減されるため、駆動源４の回転数が増加し、その分、細断音が増し、騒音値が高くなる。尚、騒音を低減させるため、予め決められた時間を経過した後に、駆動源４の回転数を低減させることは考えられるが、搬入するシート状物１の量がまちまちである場合に、シート状物１の負荷によってシート状物１の搬入速度も変化することから、シート状物１の量によっては駆動源４の細断音を完全には回避し得ない。
これに対し、第２の制御部１２は、シート状物１の負荷が軽減されるが、駆動源４の回転数を低速に切替制御するものであることから、細断機構３に対するシート状物１の負荷が途中で軽減されたとしても、駆動源４の回転数が増加することはない。

従って、本実施の形態にあっては、シート状物１が搬入経路２に搬入されると、以下のような細断処理が行われる。
先ず、シート状物１が細断機構３に突入すると、制御装置１０からの供給電力の制限内で細断機構３に搬入されるシート状物１の負荷に応じて駆動源４の回転数を例えばｒ１に選択制御する第１の制御ステップが実施される（図２（ａ）参照）。
次いで、シート状物１が細断機構３の第１のカッタ要素３ａを通過し終わったことを判別した条件では、第１の制御ステップによる選択制御に代えて駆動源４の回転数を低速ｒ２（ｒ２＜ｒ１）に切替制御する第２の制御ステップが実施される（図２（ｂ）参照）。
更に、シート状物１が細断機構３の第２のカッタ要素３ｂを通過し終わったことを判別した条件では、駆動源４の回転を停止制御する第３の制御ステップが実施される（図２（ｃ）参照）。

次に、本実施の形態の代表的態様又は好ましい態様について説明する。
駆動源４の代表的態様としては、駆動系の構成を簡略化するという観点からは、細断機構３の第１のカッタ要素３ａ及び第２のカッタ要素３ｂの両者を駆動対象として共用されるものが挙げられる。
また、細断機構３による自動細断開始方式を採用する場合には、搬入経路２のうち細断機構３の第１のカッタ要素３ａよりもシート状物１の搬入方向上流側に設けられ、シート状物１の有無を検出する位置検出器１３を有し、制御装置１０は位置検出器１３により搬入されたシート状物１の有無を検出することで駆動源４による正転動作を開始するようにすればよい。
本態様では、位置検出器１３は細断機構３に搬入されるシート状物１の有無を検出するものであるから、制御装置１０はこの位置検出器１３の検出出力を監視することで細断機構３による細断動作を事前に準備することが可能である。

また、第２の制御部１２の代表的態様としては、駆動源４に供給される電力に関する負荷情報を検出する負荷検出器１４を有し、この負荷検出器１４による検出結果に基づいてシート状物１が第１のカッタ要素３ａを通過し終わったことを判別し、駆動源４の回転数を低速に切替制御するようにしたものが挙げられる。
本態様では、シート状物１が第１のカッタ要素３ａを抜けると、細断機構３に対するシート状物１の負荷が軽減し、その分、負荷検出器１４からの電力に関する負荷情報が変化し、この変化からシート状物１が第１のカッタ要素３ａを抜けたことを判別することが可能である。
ここで、負荷検出器１４は、駆動源４に供給される電力に関する負荷情報を検出するものであればよく、定電圧印加方式であれば電流検出器で検出された電流から供給電力を割り出すようにしてもよいし、定電流供給方式であれば電圧検出器で検出された電圧から供給電力を割り出すようにしてもよい。勿論、電力そのものを検出してもよい。

更に、第２の制御部１２の別の代表的態様としては、搬入経路２のうち細断機構３の第１のカッタ要素３ａよりもシート状物１の搬入方向上流側に設けられ、シート状物１の有無を検出する位置検出器１３を有し、この位置検出器１３による検出結果及びシート状物１の負荷に基づいてシート状物１が第１のカッタ要素３ａを通過し終わったことを判別し、駆動源４の回転数を低速に切替制御するようにしたものが挙げられる。
本態様では、シート状物１の通過位置、及び、シート状物１の負荷によって、シート状物１の搬入速度が事前の試験等で割り出すことが可能であり、これを予め参照用データとして格納しておけば、この参照用データを参照することで、シート状物１が第１のカッタ要素３ａを通過し終わるタイミングを判別することが可能である。
更にまた、第２の制御部１２の好ましい態様としては、細断機構３に対するシート状物１の負荷に応じて駆動源４の回転数を可変設定するものが挙げられる。本態様は、第２の制御部１２で駆動源４の回転数を低速に切替制御するに当たり、シート状物１の容量に応じて駆動源４の回転数を可変設定し、シート状物１の容量に合わせて細断音の発生がより確実に抑えられるように駆動源４の回転数を切替えるものである。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
◎実施の形態１
図３（ａ）は実施の形態１に係るシュレッダの全体構成を示し、同図（ｂ）はその平面説明図である。
−シュレッダの全体構成−
同図において、シュレッダ２０は、略直方体形状のシュレッダ筐体２１を有し、このシュレッダ筐体２１の上面には細断するシート状物としての用紙が投入される投入口２２を開設し、この投入口２２には一対のガイドシュートで区画された搬入経路２３を設け、この搬入経路２３の途中に細断機構２４を配設し、シュレッダ筐体２１内の細断機構２４の下方には用紙の細断片が収容される屑容器２７を出し入れ可能に配設したものである。
ここで、細断機構２４は、図３（ａ）（ｂ）及び図４に示すように、用紙Ｓの搬入方向に沿う方向に短冊状に細断する第１のカッタ要素２５と、第１のカッタ要素２５に対して用紙Ｓの搬入方向下流側に設けられ且つ短冊状に細断された各長尺短冊片Ｓａを所定の細断ピッチ毎の細断片Ｓｂに細断する第２のカッタ要素２６と、を有している。尚、図３中、符号５０は細断機構２４を駆動する駆動装置、６０はシュレッダ２０を操作するための操作パネルである。

−細断機構−
本実施の形態において、第１のカッタ要素２５は、用紙Ｓを短冊状に細断する所謂ストレートカッタと称するものであって、一対のロールカッタ３１，３２からなるものである。これらのロールカッタ３１，３２は、例えば図３（ａ）（ｂ）、図４及び図５（ａ）（ｂ）に示すように、回転軸３１ａ，３２ａの軸方向に予め決められたピッチｐ（ｗ）で等間隔に円板状の切断刃３１ｂ，３２ｂを取り付けたもので、各切断刃３１ｂ，３２ｂを相互に噛合配置するようにしたものである。
また、第２のカッタ要素２６は、例えば図３（ａ）（ｂ）、図４及び図５（ａ）（ｃ）に示すように、回転軸４１ａの周囲に螺旋状の刃４１ｂを予め決められたピッチｐ（ｈ）の間隔で複数有するスパイラルカッタ４１と、このスパイラルカッタ４１に対向して固定配置されるフラットカッタ４２と、を有したものである。
そして、本例では、フラットカッタ４２は、スパイラルカッタ４１の上方空間に設置されている。ここで、スパイラルカッタ４１は支持ブラケット４３で支持されており、この支持ブラケット４３の上部枠にフラットカッタ４２が図示外の止め具を介して固着されている。本例においては、搬入経路２３は、斜め下方に向かって延びてスパイラルカッタ４１に至ることから、スパイラルカッタ４１の直上に位置する上方空間としては比較的広いスペースが確保される。このため、フラットカッタ４２の被取付部として支持ブラケット４３の上部枠の厚さ、大きさを高剛性が得られるように構成することが容易になり、フラットカッタ４２は支持ブラケット４３の上部枠に強固に固着され、スパイラルカッタ４１とフラットカッタ４２との間のギャップを一定の間隔に維持することが可能になり、第２のカッタ要素２６は切れ味の良い耐久性に優れたものとして提供されている。尚、フラットカッタ４２の設置箇所は前述したものに限られるものではなく、スパイラルカッタ４１の下方、側方等適宜選定して差し支えない。

−駆動装置−
本実施の形態において、駆動装置５０は、図３（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、第１のカッタ要素２５及び第２のカッタ要素２６に対して共用する駆動系を有している。
本例で用いられる駆動装置５０は、駆動源としての駆動モータ５１を有し、この駆動モータ５１からの駆動力を駆動伝達機構５３を介して第１のカッタ要素２５及び第２のカッタ要素２６に伝達するものである。ここで、駆動モータ５１としてはインダクションモータが用いられる。
本例において、駆動伝達機構５３としては、例えば駆動モータ５１の駆動軸５２及び第１のカッタ要素２５の一方のロールカッタ３１の回転軸３１ａに夫々プーリ５３ａ，５３ｂを固着すると共に、これらプーリ５３ａ，５３ｂ間に伝達ベルト５３ｃを掛け渡し、更に、各ロールカッタ３１，３２の回転軸３１ａ，３２ａには伝達ギア５３ｄ，５３ｅを互いに噛合させた状態で固着する一方、一方のロールカッタ３１の回転軸３１ａにはプーリ５３ｂと同軸にプーリ５３ｆを固着すると共に第２のカッタ要素２６のスパイラルカッタ４１の回転軸４１ａにプーリ５３ｇを固着し、これらのプーリ５３ｆ，５３ｇ間に伝達ベルト５３ｈを掛け渡したものが用いられる。
尚、本実施の形態で用いられる駆動装置５０は、第１のカッタ要素２５及び第２のカッタ要素２６に共用する駆動系を採用しているが、これに限られるものではなく、第１のカッタ要素２５、第２のカッタ要素２６に対して個別に駆動するように構成してもよいことは勿論である。

−制御装置−
更に、本実施の形態では、図４に示すように、細断機構２４を駆動する駆動装置５０は制御装置１００によって制御されるようになっている。
本例において、制御装置１００はＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力ポートを含むマイクロコンピュータシステムからなり、操作パネル６０からの操作信号、搬入経路２３に用紙Ｓが搬入されたか否かを検出する位置検出器２８からの信号などを入出力ポートを介して受け取り、ＣＰＵ、ＲＡＭによってＲＯＭ内に予めインストールされている細断制御プログラム（図７参照）を実行し、入出力ポートを介して細断機構２４の駆動装置５０（具体的には駆動モータ５１）に対し所定の制御信号を送出するようになっている。
つまり、本例では、この制御装置１００は、商用電源１１０を整流した後にインバータ回路を介して駆動モータ５１へ電力を供給する電源回路を有しており、商用電源１１０からの電力に基づいて駆動モータ５１に供給すべき電力を細断制御プログラムに従って制御するものである。
そして、駆動モータ５１には当該駆動モータ５１に供給される駆動電流を検出する電流検出器１２０が設けられている。
また、本例では、操作パネル６０は、図４に示すように、シュレッダ２０に電源を投入するためのスタートスイッチ６１（図中ＳＴと表記）と、細断機構２４による細断処理の途中で細断処理を緊急中断又は停止させるために操作する緊急停止スイッチ６２（図中ＭＳと表記）と、シュレッダ２０の動作状態を表示する表示器６３と、を有している。また、位置検出器２８は用紙Ｓが通過したことを検出可能な構成であれば、機械的、光学式センサなど適宜選定して差し支えない。

−駆動モータの特性−
＜トルク特性＞
本実施の形態において、駆動モータ５１は、図６（ａ）に示すトルク特性を有している。
図６（ａ）に示すトルク特性は、駆動モータ５１におけるトルクＴと回転数ｒとの関係を示している。
同図において、駆動モータ５１は、供給される電圧（図中Ｖ１〜Ｖ６）をパラメータとしたときに、供給電圧毎に回転数ｒの増加に対して駆動モータ５１のトルクＴを略直線的に減少させるトルク特性を有している。尚、図中Ｖ１〜Ｖ６はＶ６からＶ１に向かって供給電圧を大きくしたものである。
また、同図において、ポイントＰ２とＰ４を結ぶラインは電流制限ラインＩ_Ｒを示し、商用電源１１０からの入力電流値の許容上限における回転数ｒに対する最大トルクを表している。例えば回転数ｒをＰ２のポイントからＰ３のポイントへと低下させることによって、駆動モータ５１への供給電圧が低下し、駆動モータ５１の運転はＶ１のラインからＶ４のラインへと変化する。このとき、駆動モータ５１への供給電力が低下するため、商用電源１１０からの入力電流値を許容上限値まで増加させることにより、モータトルクを増加させることが可能になり、電流制限ラインＩ_Ｒは低速回転域に至るほど上昇している。

このようなトルク特性の駆動モータ５１を運転制御するに当たり、例えば図６（ａ）に示すように、Ｐ１−Ｐ２−Ｐ４のラインに沿ったものが挙げられる。
今、Ｐ１−Ｐ２の運転域では、細断機構２４の負荷に応じて駆動モータ５１への供給電圧を調整することにより、通常の細断運転が高速且つ一定速で為されるようになっている。
今、細断すべき用紙Ｓの容量が増えて細断機構２４に投入されると、商用電源１１０からの入力電流が許容レベルを超えるという状況に至る場合がある。この場合には、例えばＰ１−Ｐ２ラインに沿った運転域からＰ２−Ｐ４ラインに沿った運転域に移行するように制御すればよい。
つまり、駆動モータ５１への供給電圧を小さくして回転数を低下させると、Ｖ１のラインから例えばＶ２のラインへと駆動モータ５１の運転状態が変更される。すると、入力電流値に余裕が生ずるため、この状態で再び入力電流が許容レベルに達するまで運転を行うことができる。このようにして電流制限ラインＩ_ＲのＰ２−Ｐ４に沿って低速方向へ徐々に駆動モータ５１の運転状態が変更される。

＜電流特性＞
図６（ｂ）は細断枚数に対する商用電源１１０からの入力電流を示している。
同図によれば、商用電源１１０からの入力電流の制限値Ｉ_Ｒ内で駆動モータ５１の回転数を低下させることにより、常に最大のトルクを得ることが可能になる。このため、入力電流の制限値Ｉ_Ｒ内で細断可能枚数が増大し、過負荷による細断停止頻度を大幅に低減させることが可能である。

−シュレッダの細断制御処理−
次に、本実施の形態に係るシュレッダの細断制御処理を主として図４及び図７に示すフローチャートに従って説明する。
先ず、制御装置１００は、操作パネル６０のスタートスイッチ６１がオン操作されたことを判別した後、位置検出器２８の検出出力の有無から搬入経路２３に細断すべき用紙Ｓが挿入されたか否かを判別する。
本例では、図８（ａ）に示すように、用紙Ｓの先端が位置検出器２８を通過すると、当該位置検出器２８が図９に示すようにオン動作し、位置検出器２８がオン動作している間、用紙Ｓが通過中であることを検出する。
そして、本例では、位置検出器２８が用紙Ｓの挿入を検出すると、用紙Ｓが細断機構２４に至る前に、細断機構２４の駆動を開始するオートスタートセンサとして働き、駆動モータ５１の回転動作を開始する。
この状態において、制御装置１００は、電流検出器１２０の出力を予め決められた時間毎に定期的に検出し、モータ電流のモニタを開始する。

＜第１の制御ステップ＞
今、用紙Ｓが細断機構２４の第１のカッタ要素２５に到達すると、第１のカッタ要素２５には用紙Ｓによる負荷が作用することから、制御装置１００は第１の制御ステップを実施する。
この第１の制御ステップは、図８（ａ）（ｂ）に示すように、電流検出器１２０によるモータ電流をモニタし、用紙Ｓが第１のカッタ要素２５に突入したことに伴うモータ電流変化ΔＩａを検出する。このとき、用紙Ｓによる負荷が大きいと、電流検出器１２０によるモータ電流変化ΔＩａが増加することから、駆動モータ５１に作用するトルクが増加することが理解される。この状態において、制御装置１００は、駆動モータ５１に作用するトルクに応じて駆動モータ５１の回転数を設定し、細断機構２４による細断処理を開始する。
このため、本例では、用紙Ｓの容量が少ない場合には、用紙Ｓによる負荷が小さく、その分、駆動モータ５１に作用するトルクが減少することから、駆動モータ５１の回転数を増加方向に設定する。逆に、用紙Ｓの容量が多い場合には、用紙Ｓによる負荷が大きく、その分、駆動モータ５１に作用するトルクが増加することから、駆動モータ５１の回転数を減少方向に設定する。
特に、本例では、商用電源１１０からの入力電流の制限値内で、駆動モータ５１に対して最大回転数と最大トルクの組み合わせを選択制御するようにすれば、同じ細断枚数で比較した場合、細断機構２４による細断時間が大幅に短縮される点で好ましい。

＜第２の制御ステップ＞
次いで、制御装置１００は、電流検出器１２０のモータ電流を定期的に検出し、モータ電流変化ΔＩｂの有無をチェックする。
このとき、用紙Ｓが細断機構２４の第１のカッタ要素２５を抜けると、用紙Ｓと第１のカッタ要素２５との係わり合いが無くなることから、第１のカッタ要素２５に対する用紙Ｓによる負荷が低減することになり、電流検出器１２０には、図８（ａ）（ｂ）に示すように、用紙Ｓと第１のカッタ要素２５とが係わり合っていた場合に比べて、電流検出器１２０には用紙Ｓが第１のカッタ要素２５を抜けたことに伴うモータ電流変化ΔＩｂが現れる。
この状態において、第１の制御ステップを続行する場合には、用紙Ｓによる負荷が低減することから、駆動モータ５１の回転数を増加することになるが、本例では、第１の制御ステップに代えて、駆動モータ５１の回転数を低減する方向に変化させる第２の制御ステップが実施される。
このように、第２の制御ステップが実施されると、用紙Ｓの後端が細断機構２４の第１のカッタ要素２５を抜けたとき、駆動モータ５１の回転数が低速切替される。このため、図９に示すように、用紙Ｓの先端が位置検出器２８を通過してから所定時間ｔａ経過した後、用紙Ｓの後端が第１のカッタ要素２５を抜けると、各カッタ要素２５，２６は直ちに低速に切替られる。このため、第１のカッタ要素２５、第２のカッタ要素２６が高速回転することがなく、高速回転に伴う第１のカッタ要素２５、第２のカッタ要素２６が騒音の要因に至る事態は少なく抑えられる。
これに対し、例えば図９中二点鎖線で示すように、用紙Ｓの先端が位置検出器２８を通過した後、予め決められた時間ｔｃ経過した条件下で、駆動モータ５１の回転数を低速に切替制御する方式では、用紙Ｓの容量によっては、駆動モータ５１の回転数の低速への切り替えタイミングが第１のカッタ要素２５を通過した時点から遅れが生ずることもあり、このような状況では、細断機構２４による騒音レベルを十分に低減することは難しいという懸念がある。

＜第３の制御ステップ＞
次いで、用紙Ｓが第２のカッタ要素２６を抜けると、細断機構２４に対する用紙Ｓによる負荷がなくなるため、電流検出器１２０にはモータ電流変化ΔＩｃが現れることになり、制御装置１００はこの電流検出器１２０の電流変化によって用紙Ｓが細断機構２４を抜けたことを判別した後、駆動モータ５１の駆動を停止する。
この状態において、細断機構２４の各カッタ要素２５，２６が空回転することで騒音の要因に至る懸念はない。
尚、本実施の形態では、電流検出器１２０のモータ電流変化は、図８（ｂ）に実線若しくは二点鎖線に示すように、用紙Ｓの容量によって相違することから、電流検出器１２０のモータ電流変化をより細かく解析することで、細断すべき用紙Ｓの容量に応じて、第１の制御ステップは勿論、第２の制御ステップについても駆動モータ５１の回転数を複数レベルで切り替えるようにしてもよい。

◎変形の形態
本実施の形態では、電流検出器１２０によるモータ電流をモニタすることで、電流検出器１２０のモータ電流変化から細断機構２４に対する用紙Ｓの搬入位置を直接検出するようにしているが、これに限られるものではなく、例えば図８（ｃ）に示す手法にて、細断機構２４に対する用紙Ｓの搬入位置を推測するようにしても差し支えない。
図８（ｃ）に示す手法は、例えば電流検出器１２０によるモータ電流変化ΔＩａ（例えばΔＩａ_１，ΔＩａ_２，ΔＩａ_３）から用紙Ｓの容量Ｍ（例えばＭ１，Ｍ２，Ｍ３）を割り出し、各用紙Ｓの容量Ｍに対する駆動モータ５１のトルクＴ（例えばＴ１，Ｔ２，Ｔ３）、及び、各用紙Ｓの容量Ｍについての用紙Ｓの搬送速度を実験等で求めておき、図８（ａ）に示すように、例えば位置検出器２８の位置から第１のカッタ要素２５を抜けるまでの距離Ｌについて、用紙Ｓの容量Ｍ毎に用紙Ｓが細断機構２４の第１のカッタ要素２５を通過し終わるタイミングｔａ（例えばｔａ_１，ｔａ_２，ｔａ_３）を参照用データテーブルとして作成し、この参照用データテーブルを検索することで、用紙Ｓが細断機構２４の第１のカッタ要素２５を通過し終わったことを推測するようにしても差し支えない。

１…シート状物，１ａ…長尺短冊片，１ｂ…細断片，２…搬入経路，３…細断機構，３ａ…第１のカッタ要素，３ｂ…第２のカッタ要素，４…駆動源，５…駆動伝達機構，６…商用電源，１０…制御装置，１１…第１の制御部，１２…第２の制御部，１３…位置検出器，１４…負荷検出器

Claims

シート状物が搬入される搬入経路と、
この搬入経路に搬入されたシート状物が当該シート状物の搬入方向に沿う方向に沿って細断可能な第１のカッタ要素、及び、前記シート状物の搬入方向に対し前記第１のカッタ要素よりも下流側に設けられ且つ第１のカッタ要素の細断方向に交差する方向に沿って細断可能な第２のカッタ要素を有し、当該搬入経路に搬入されたシート状物を細断する細断機構と、
商用電源からの電力に基づいて前記細断機構を駆動する駆動源と、
前記駆動源と前記商用電源との間に介在して前記駆動源に供給される電力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、供給電力の制限内で、前記細断機構に搬入されるシート状物の負荷が大きい場合に前記駆動源の回転数を減少方向に、前記シート状物の負荷が小さい場合に前記駆動源の回転数を増加方向に設定するように、当該シート状物の負荷に応じて前記駆動源の回転数を選択制御する第１の制御部と、
前記シート状物が前記細断機構の第１のカッタ要素を通過し終わったことを判別した条件では、前記第１の制御部による選択制御にて設定された回転数よりも前記駆動源の回転数を低速に切替制御する第２の制御部と、を有することを特徴とするシュレッダ。
請求項１記載のシュレッダにおいて、
前記駆動源は、前記細断機構の第１のカッタ要素及び第２のカッタ要素の両者を駆動対象として共用されることを特徴とするシュレッダ。
請求項１又は２記載のシュレッダにおいて、
前記搬入経路のうち前記細断機構の第１のカッタ要素よりも前記シート状物の搬入方向上流側に設けられ、前記シート状物の有無を検出する位置検出器を有し、
前記制御装置は前記位置検出器により搬入されたシート状物の有無を検出することで前記駆動源による正転動作を開始することを特徴とするシュレッダ。
請求項１ないし３いずれかに記載のシュレッダにおいて、
前記駆動源に供給される電力に関する負荷情報を検出する負荷検出器を有し、
前記制御装置の第２の制御部は、前記負荷検出器による検出結果に基づいて前記シート状物が第１のカッタ要素を通過し終わったことを判別し、前記駆動源の回転数を低速に切替制御することを特徴とするシュレッダ。
請求項１ないし４いずれかに記載のシュレッダにおいて、
前記搬入経路のうち前記細断機構の第１のカッタ要素よりも前記シート状物の搬入方向上流側に設けられ、前記シート状物の有無を検出する位置検出器を有し、
前記制御装置の第２の制御部は、前記位置検出器による検出結果及び前記シート状物の負荷に基づいて前記シート状物が第１のカッタ要素を通過し終わったことを判別し、前記駆動源の回転数を低速に切替制御することを特徴とするシュレッダ。
請求項１ないし５いずれかに記載のシュレッダにおいて、
前記制御装置の第２の制御部は、前記細断機構に対するシート状物の負荷に応じて前記駆動源の回転数を可変設定することを特徴とするシュレッダ。
シート状物が搬入される搬入経路と、
この搬入経路に搬入されたシート状物が当該シート状物の搬入方向に沿う方向に沿って細断可能な第１のカッタ要素と、前記シート状物の搬入方向に対し前記第１のカッタ要素よりも下流側に設けられ且つ第１のカッタ要素の細断方向に交差する方向に沿って細断可能な第２のカッタ要素とを有し、当該搬入経路に搬入されたシート状物を細断する細断機構と、
商用電源からの電力に基づいて前記細断機構を駆動する駆動源と、
前記駆動源と前記商用電源との間に介在して前記駆動源に供給される電力を制御する制御装置と、を備えたシュレッダを駆動するに際し、
前記制御装置からの供給電力の制限内で、前記細断機構に搬入されるシート状物の負荷が大きい場合に前記駆動源の回転数を減少方向に、前記シート状物の負荷が小さい場合に前記駆動源の回転数を増加方向に設定するように、当該シート状物の負荷に応じて前記駆動源の回転数を選択制御する第１の制御ステップと、
前記シート状物が前記細断機構の第１のカッタ要素を通過し終わったことを判別した条件では、前記第１の制御ステップによる選択制御にて設定された回転数よりも前記駆動源の回転数を低速に切替制御する第２の制御ステップと、
前記シート状物が前記細断機構の第２のカッタ要素を通過し終わったことを判別した条件では、前記駆動源の回転を停止制御する第３の制御ステップと、を有するシュレッダの駆動方法。