JPH03143552A - 電動機の制動回路を備えた文書細断機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、不要文書等を細断する文書細断機に係り、と
りわけ細断機構の駆動用電動機の制御回路に関するもの
である。

（従来技術） ｌ）発明の背景 一般に通常の文書細断機の構成は、第２図に示すように
細断機構４と細断機構４を駆動させるための電動機Ｍと
電動機Ｍを正転および逆転制御させる制御部１と制御部
１に電動機Ｍの正転、停＋ｈ、および逆転指令を押し釦
等によりあたえる操作部２を主構成として、箱形の本体
５の中間板５ｂ上に収納し、細断機構４の下方には排出
口９と、細断機構４で細断された細断屑７（以下、チッ
プと称する。）を収容するチップボックス６が本体５の
下部に収納されている。

また、チップボックス６の出し入れのための扉いわゆる
ドア５ａが本体５の正面に設けである。

さらに、機器の保全と使用者の安全のためにドア５ａの
開放状態や、チップ７がチップボックス６に満杯の状態
では、使用者が不要文書ｌＯを役人口８より投入し、操
作部２により細断行為を行なおうとしても細断機構４が
回転しないように、ドア開放安全インターロック３ａお
よびチップ満杯安全インターロック３ｂが設けられてい
る。

このような文書細断機にあっては、不要文書の細断中に
チップがチップボックス内に山積し、チップ満杯安全イ
ンターロックが作動して、強制的に電動機への供給電力
が遮たれ、電動機が停止してしまうために細断行為は継
続出来ない状態になる。

仙用者は細断行為を継続せんがために、通常はドアを開
け、チップボックス内に山積したチップを均してチップ
満杯安全インターロックを解除しようとする。

しかし、前述のように安全インターロックが作動し、電
動機への供給電力が遮たれるものの、電動機の過回転、
いわゆるオーバーランや細断機構の慣性力により、細断
機構の回転停止までに１秒から３秒近くまでの終息時間
を必要としていた。

そのために、使用者が不用意に細断機構の直下近くまで
山積したチップを均そうとして、惰ｆ生回転中の細断機
構に手指を触れて怪我をするといった事故が報告されて
いる。

このような事故を防止するため、「注意書」を貼って使
用者に注意を促している。

さらに、細断機構の惰性回転は、文書細断機の操作ｔノ
ｔにも影響を及ぼす。

例えば、使用者が細断能力以上の不要文書を細断した場
合、電動機が過負荷状態となり電動機が鉤虫される。こ
のため、いったん細断を中ｌＬＬ、さらに細断機構を逆
転させ、細断途中の不要文書を取り出して再度にわたり
細断行為を行なうことになる。

その際、不要文書の取り出しで逆転している細断機構の
惰性回転が終息するのを待ってから次の細断行為に移ら
ねばならない。もし、惰外回転中に次の細断行為を行な
うと、細断機構が制御回路により正転制御になっている
にもかかわらず、細断機構は逆転状態を保持する。

この理由は、第５図に示す電動機の正２逆転トルク特性
でわかるように、単相交流電源において使用されるモー
ターの固有の性質で、逆転中の電動機を正転させようと
して、電動機の逆転接続から正転接続に巻線接続をかえ
ても、残留の逆転トルクが正転始動トルクに勝っている
とそのまま逆回転を保持するからである。また、正転か
ら逆転に方向をかえるときも同様である。

２）従来例 以上のような細断機構の惰性回転による不都合をなくす
るために、棟々の解決案が提案されている。

使用者が不用意に細断機構に手指を触れ、怪我をするの
を防止する提案として、特開昭６１−２６８３６３号公
報がある。

本実は、細断機構の下方にある吐出口の下側に吐出「コ
を開閉するシャッタープレートが設けられ、本ンヤッタ
ープレートは、ドアの開閉に連動して吐出口の開閉が出
来る構造になっている。

よって、チップがチップボックスに満杯となり使用者が
ドアを開けて、チップを均したりする場合は、シャッタ
ープレートが吐出口を閉じてしまうのて細断機構に手指
を触れることが出来ない。

次に、細断機構の惰性回転中に、電動機巻線のｉｎ逆転
接続切りかえを行なった場合は、切りかえ以前の回転を
保持してしまう。これを防止する方法として、制御回路
中に回転切りかえ時のインターバルタイマを設ける方法
がある。

つまり、正転停＋Ｌ操作、ならびに逆転停止操作後は、
ある一定時間を経過しないと回転方向切りかえ制御が出
来ないようにしておくことである。

この場合、インターバルタイマの設定は、細断機構の惰
性回転終息時間以上に設定しておく必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） 前述のように細断機構の停止ＩＰｔにおける惰性同転は
、人的危険および操作性の煩わしさを伴っている。

これ等を解決するためには、前記シャッタープレートを
設けて細断機構を遮蔽する機械的手段も良いが、構造が
複雑になる。これにかわって電気的手段を講じるならば
、電動機もしくは細断機構に何等かの制動装置をつけれ
ばよいことが考えられる。

その−例として、電動機にブレーキ装置を一体的に付加
したブレーキ付電動機が市場に供給されている。

従って、従来の電動機をブレーキ付電動機に置きかえれ
ばよい。

しかし、上記のブレーキ付電動機は、電磁石とブレーキ
ライニングとディスクと制動板等で構成された電磁ブレ
ーキであるため、構造が複雑で、しかも高価なゆえに現
状では細断機構の駆動用電動機としては採用されていな
い。

これがゆえに、人的危険および操作ＪＩＩＬの煩わしさ
を回避するにあたっては、ＩｒＩｒ記のシャッタープレ
ートによる吐出口の閉鎖および回転方向切りかえ時のイ
ンターバルタイマ等、細断機構周辺部の改善が行なわれ
ているにすぎない。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記ブレーキ付電動機が高価であり、細断機
構の運転には適さないことから考えだされたものであり
、細断機構を備えた文書細断機において、従来の電動機
を安価で、かつ小型な制動回路を付加することによって
急制動停止ｔ可能にした細断機構を実現することにある
。

電動機に制動をかけるための手段は、電動機巻線に制動
回路を付加接続しておき、細断機構の停止信号を受けて
電動機の運転電路が開路した後、定時間の間、」二記制
動回路を通じて電動Ｒ巻線に直流電流を通電するもので
ある。

（実施例） 第１図により、本発明の実施ｆＱ様を説明する。

電気的に機能を大別すると、制御部１と操イ′１部２と
安全インターロック機構３で構成され、これら８機能部
が電動機Ｍの運転制御に関与する。

′１シ動機Ｍは、リレーＲのメータ接点Ｒと電源スィッ
チを」ｋねたブレーカＣ，ｒ３を介して交流電源に接続
される。

制御部１は、訂細に説明すると、制御回路１ｂと電源１
ｃと電動機制動回路１ａと電動機運転リレーＲから成り
、電源１ｃは、交流電源に接続して制御回路用の直流電
源を作り、制御回路１ｂに供給している。

制御回路１ｂは、操作部２と安全インターロック機構３
に接続され、操作部２からの運転制御指令に基づきリレ
ーＲを作動させる。

また、制御回路１ｂは、安全インターロック機構３の状
態に従って、電動機Ｍの運転が可能であるか否かを運転
条件としてリレーＲを作動させる本発明の要部構成であ
る電動機制動回路１ａはリレーＲのブレーク接点Ｒ′を
介して交流電源に接続され、また電動機Ｍの巻線にも接
続される。

操作部２には、図示しない電動機の正転、停止および逆
転指令を発するための操作釦と、該操作釦の操作表示灯
および安全インターロック機構３の動作表示灯を備えて
いる。

安全インターロック機構３は、ドアの開放時やチップ満
杯時等に電動機の停止指令を発するセンサーを備えてい
る。

次に、本発明の要部構成である制動回路１ａの構成と動
作を、第３図と第４図により説明する。

第３図は、コンデンサ運転形電動機の正転、逆転回路と
制動回路内部の具体実施例を示す。

接点Ｒ１とＲ１’は、電動機の運転および停止用であり
、Ｒ１は電動機運転指令にｌ（づいて閉路するメーク接
点であり、Ｒ１’　は電動機運転指令に基づいて開路す
るブレーク接点である。

また、接点Ｒ２は電動機の回転方向切りかえ用である。

本実施例においては、リレーＲ２が作動しないＩＩｒに
細断機構が不要文書を細断する方向に回転しリレーＲ２
が作動する時に細断機構が不要文３を投入口側へ排出す
る方向に回転するように接続した。

制動回路１ａの構成は、ダイオードＤ１とＤ２と抵抗Ｒ
ＢとサイリスタＳ　ＣＲｌからなる制動電流スイッチン
グ回路、ダイオードＤ３と抵抗Ｒ３とコンデンサＣＴと
定電圧ダイオードＺＤからなる制動時間発生用タイマー
回路、およびコンデンサｃｐと抵抗Ｒ５、ＲＧ２、Ｒ１
とサイリスタＳＣＲ２と抵抗Ｒ２からなる前記制動電流
スイッチング回路をスイッチングさせるためのトリガ回
路で構成される。

第４図は、電動機運転工程から停止工程に移行する過程
における制動回路各部の電圧と電流を、時間経過に従い
示したものである。

電圧ＶＣＴは、コンデンサＣＴの電圧とコンデンサＣＰ
の電圧を合成した電圧で、そのなかの電圧ＶＺＤは、定
電圧ダイオードＺＤのブレークオーバ電圧である。

電流ＩＧ１はサイリスタ５ＣＲ１に、電流ＩＧ２はサイ
リスタ５ＣＲ２に流れるゲート電流である。

電流ＩＢＫは、電動機の主巻線と補助巻線に、前記制動
電流スイッチング回路を通じて流れる制動電流である。

以上のような構成において、本発明の実施例の動作を説
明する。

細断中の細断機構が、細断を中断あるいは終了しようと
して、リレー接点Ｒ１が開路し同じく接点Ｒ１’が閉路
する。

従って、電動機への電力が遮たれ停止工程に入るが、細
断機構は惰性で回転を続けようとする。

上記にも示したが、接点Ｒ１’が閉路しているので制動
回路に電力が供給され、制動回路が作動し始める。

以下、制動回路の作動を具体的に説明する。

リレー接点Ｒ１’が開路すると、ダイオードＤ３により
半波整流された電圧が、抵抗Ｒ３を通じてコンデンサＣ
ＴとＣＰを充電し始める。

コンデンサＣＰは、コンデンサＣＴに比べて静電容量を
充分小さくしであるため、コンデンサＣＰは急速に充電
が進行する。（第４図のＶＣＴ時間特性図において斜線
で示したパルス部参胆）コンデンサＣＰの充電に伴って
サイリスタ５ＣＲ２のゲートＧに加わる電圧も上昇し、
抵抗Ｒ５、ＲＧ２を通じてゲート電流ＩＧ２となってサ
イリスク５ＣＲ２をトリガする。（第４図のＩＧ２時間
特性図の点線で示したパルス部参照）トリガされた５Ｃ
Ｒ２は、アノードＡとカソードに間が導通し、抵抗Ｒ１
とサイリスタ５ＣＲ２と抵抗ＲＧ２とＲ２を通じて、ゲ
ート電流ＩＧＩとなってサイリスタＳＣＲＩをトリガす
る。（第４図のＩＧＩ−時間特性図の実線で示したパル
ス部参照） トリガされた５ＣＲＩは、アノードＡとカソードに間が
導通し、交流型ｉ！１ｉｔＮから電動機の主巻線とダイ
オードＤ２および電動機の補助巻線とダイオードＤＩと
抵抗ＲＢを経由し、サイリスタ５ＣＲ１を通じて交流電
源りへと半波の直流電流、つまり制動電流が流れる。（
第４図のＩＢＫ−時間特性図のパルス部参照） 以上、細断機構の停止に際し、停止Ｉ稈における最初の
１サイクル（ＩＴ）の制動電流が流れる様子を説明した
。

次に、上記停止工程における２サイクル（２Ｔ）以降の
動作を説明する。

時間経過に伴ってコンデンサＣＴへの充電が進行する。

充電進行の速さは、抵抗Ｒ３とコンデンサＣＴによる時
定数（Ｓｅｃ）＝Ｒ３（オーム）ｘＣＴ（ファラド）に
従って、コンデンサＣＴの両端電圧はゆるやかに上昇す
る。（第４図のＶＣＴ−時間特性図のパルス電圧の基底
部参照） コンデンサＣＴの充電電圧が、定電圧ダイオードＺＤの
ブレークオーバ電圧ＶＺＤに達すると定電圧ダイオード
ＺＤのアノードＡとカソードに間が導通し、最前までコ
ンデンサＣＴへ流れていた充電電流が、コンデンサＣＴ
、ＣＰをバイパスし定電圧ダイオードＺＤと抵抗Ｒ２、
ＲＧＩとを通じて流れるようになる。

このバイパス電流は、サイリスタ５ＣＲ２，５ＣＲＩの
ゲートＧにも流れるが、抵抗Ｒ３は抵抗Ｒ５に比べて充
分大きくしているため、サイリスタ５ＣＲ２をトリガす
ることが出来ない。

サイリスタ５ＣＲ２がトリガしないので、当然のことな
がらサイリスタＳＣＲｌもトリガせず、この時点で制動
電流は流れなくなる。

第４図では、４サイクル間（ＩＴから４Ｔ）だけ制動電
流が流れる様子を示した。

制動電流の流れるサイクル数は、前述したように抵抗Ｒ
３とコンデンサＣＴによる時定数、および定電圧ダイオ
ードＺＤのブレークオーバ電圧■ＺＤとの相関関係によ
って定まる。

例えば、定電圧ダイオードＺＤのブレークオーバ電圧Ｖ
ＺＤをあらかじめ定めておいてから、抵抗Ｒ３とコンデ
ンサＣＴの値を加減するか、逆に抵抗Ｒ３とコンデンサ
ＣＴをあらかじめ定めておいてから、定電圧ダイオード
ＺＤのブレークオーバ電圧の値を加減して使用する電動
機や細断機構にあわせて制動時間（Ｔ　Ｂ　Ｋ）を決め
ればよい。

以上、制動回路を設けた文書細断機の一実施例を示した
が、制動回路は半導体を使用した構成に限らず、リレー
等の電磁素子を組み合わせて実現することも可能である
。

また、直流電流は、交流電源を半波整流して電動機巻線
に通電しているが、制動用直流電源を別に設けても良い
。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、電動機停止信号の到来に
始まり、この後一定時間の間、電動機を線に直流電流を
流すことにより電動機に制動力を発生させ、もって電動
機につながる細断機構の惰性回転を少なくするものであ
るから、安全インターロック機構の作動時にはすみやか
に停止するので、使用者が惰性回転中の細断機構に手を
触れて怪我をする心配がない。

また、細断機構の逆転から正転に回転方向をかえる時に
も、ｒｐ相電電動機起こりうる逆転保持状幌も解決され
操作性も向上する。

加えて、ブレーキ付電動機に比べて構造がｆｆ！’Ｉ　
ｆＤで、しかも安価に電動機制動の目的を果たすことが
出来るうえ、制動時間が細断機構にあわせて設定出来る
ことから汎用性に優れる特徴を持つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における文書細断機の電気系統ブロッ
ク図を示す。 第２図は、−膜内な文書細断機の構造を示した右側面の
断面視図である。 第３図は、本発明における文書細断機の要部構成である
制動回路と、制動回路を電動機に接続して、電動機の正
逆運転を行なう場合の結線図を示す。 第４図は、第３図における結線での制動回路各部のタイ
ムチャートを示す。 第５図は、単相電動機のトルク特許を、運転用コンデン
サの有無に別けて示す。 １：制御部、ｌａ：電動機制動回路、Ｉｂ二制御回路、
ＩＣ＝電源、２：操作部、３：安全インターロック機構
、３ａ：ドア開放安全インターロック、３ｂ＝チップ満
杯安全インターロック、／Ｉ：細断機構、５：本体、５
ａ：ドア、５ｂ：中間板、６：チップボックス、７：チ
ップ、８：投入口、９：排出口、ＩＯ＝不要不要 文書中相誘導電動機、Ｃ，Ｂ・ブレーカ、Ｒ：電動機運
転リレー、Ｒ１：電動機運転接点、Ｒ１’：電動機停止
接点、Ｒ２：回転方向切りかえ接点ＣＲ：電動機運転用
コンデンサ、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに平行な二本の回転軸に、紙を細断し得るように組
   合せ、軸架配列された複数の細断刃からなる一対のカッ
   ター（以下、細断機構と称する。）を備えてなる文書細
   断機において、電動機巻線に制動回路を付加接続し、細
   断機構の運転を停止させる際は、電動機巻線を単相交流
   電源（以下、交流電源と称する。）から切り離し、続い
   て一定時間の間、前記制動回路を通じて電動機巻線に直
   流電流を通電し、電動機に制動力を発生させて電動機に
   つながる細断機構の惰性回転を少なくしたことを特徴と
   する文書細断機。