JP4219479B2 - 輪転機の折り機用紙ウェブ切断装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のナイフブレードを備えた輪転機の折り機用紙ウェブ切断装置に関し、詳しくは、周方向相対位置が調節可能な一対のバー形式又はドラム形式のブレード保持体を備え、印刷済みの紙ウェブを均一長さ又は不均一長さに切断するための、輪転機の折り機用紙ウェブ切断装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
輪転機の折り機には、折り機ドラムに隣接して、一対のナイフブレードを備えた略円筒形の切断ドラムが設けられている。切断ドラムの各ナイフブレードは、印刷済み紙ウェブを所定長さのセクションに切断し、次に、各セクションが、この分野で周知の折り機によって折り畳まれる。
【0003】
折り機用切断ドラムは、輪転機の折り機がストレートモードとコレクトモードの両モードで運転できるよう、切断ドラムの各ナイフブレードの周方向相対位置が調節可能であることが好ましい。折り機がストレートモードで運転される場合には、各ナイフブレードが切断ドラム上で対向位置に配置されている。したがって、切断ドラムが1回転するごとに紙ウェブから均一長さの2つのセクションが切り離される。切離された各セクションには同一内容が印刷されており、折り機が連続運転される。これに対し、折り機がコレクトモードで運転される場合は、ナイフブレードの1つを切断ドラムの周方向に移動させて、切断ドラムが1回転するごとに紙ウェブから1つの長いセクションと1つの短いセクションとが切離される。切離された各セクションには異なる内容が印刷されており、各セクションは折り畳まれる前に集積されるため、折り機は連続運転されない。
【0004】
2つのナイフブレードの周方向相対位置を調節するための様々な調節機構が使用されている。その1つは、1つまたは複数のスペーサーを使用してナイフブレードの周方向位置を調節するものである。次にナイフブレードは、くさびを使用して切断ドラムの所定位置に固定される。しかしこの調節機構でナイフブレードの位置を調節する場合は、輪転機を停止してくさびとスペーサーを脱着する必要がある。このような調節機構は、労力と時間を要し、ナイフブレード位置を無段階に調節することができない。
【0005】
上記の問題を解決した紙ウェブ切断装置が米国特許第5,017,184号に開示されている。この装置は、切断ドラムが、第1ナイフブレードを有する外側シリンダーと、第2ナイフブレードを有し外側シリンダ内で回転可能な内側シリンダとで構成され、第2ナイフブレードは外側シリンダーの間隙から突出している。しかしこの装置は、切断ドラムが内側/外側シリンダー構造であることにより、内側シリンダの回転が外側シリンダの間隙幅に制約され、ナイフブレードの周方向相互位置の調節範囲が狭くなる欠点がある。したがって輪転機の折り機用紙ウェブ切断装置には、まだ改良の余地がある。
【0006】
本発明の課題は、より簡単な構成で各ナイフブレードの周方向相対位置を無段階で迅速かつ広範囲に調節できる、輪転機の折り機用紙ウェブ切断装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の紙ウェブ切断装置の1つの形態では、フレームに支持される回転軸と、回転軸に装着されて回転軸と共に回転するバー形式の第1ブレード保持体を有している。バー形式の第2ブレード保持体は回転軸に対して回転自在に支持され、第1ブレード保持体に対して周方向に移動可能となっている。駆動機構は、各ブレード保持体を回転軸の中心軸の周りで同一周速で回転駆動する。
【0008】
バー形式のブレード保持体の好適な形態として、ナイフブレードがそれぞれキャリアバーに装着され、各キャリアバーはそれぞれ一対の端部保持板の間に装着されている。端部保持板はキャリアバーの端部を保持するための座部を有し、キャリアバーの各端部が、それぞれ回転軸と略平行に配向された締結具によって端部保持板に固定されている。各キャリアバーの外表面が切断ドラムの一部を形成するが、この形態では、キャリアバーの幅がもはやドラムと呼ぶには不適当であるためバー形式と呼んでいる。各ブレード保持体がバー形式であることにより、外側シリンダと内側シリンダで構成される上記従来の切断ドラムに比べて、装置が軽量化すると共に、第2ブレード保持体が第1ブレード保持体に対して大きく回動できるため、ブレード保持体の周方向相対位置の調節範囲をきわめて広くすることができる。
【0009】
駆動機構は、上記回転軸と平行に配置され、一対の駆動歯車を有する駆動軸を有している。駆動歯車の1つは回転軸に装着された従動歯車と噛み合って第1ブレード保持体を駆動し、第2駆動歯車は第2ブレード保持体に接続された従動歯車と噛み合っている。2つの駆動/従動歯車の組の少なくとも1つがはすば歯車の組で構成され、駆動歯車の軸方向運動により、はすば歯車に接続された一方のブレード保持体を他方のブレード保持体に対して回動させる。第1駆動/従動歯車の組と第2駆動/従動歯車の組とを逆ピッチのはすば歯車組で構成してもよく、その場合、駆動軸の軸方向運動により、両方のブレード保持体を同時に逆向きに回動させてブレード保持体の周方向相互位置を調節することができる。従動歯車の1つをクラッチ機構を介して駆動ハブに装着すると、折り機に紙詰まりが発生したとき、従動歯車が駆動ハブに対して空転できるため、衝撃によって駆動機構に与える損傷を回避することができる。最後に、バックラッシ調節機構を使用して駆動ハブに対して1つの従動歯車を位置を調節可能とすることにより、駆動機構の性能を改善することができる。
【0010】
本発明の紙ウェブ切断装置の別の形態では、回転軸に装着して回転軸と共に回転するドラム形式の固定ブレード保持体を有する。同じくドラム形式の可動ブレード保持体が回転軸に対して回転自在に保持され、各ブレード保持体の周方向相対位置が調節可能である。駆動機構は各ブレード保持体を同一の周速で回転駆動すると共に、ブレード保持体の周方向相対位置を調節する。
【0011】
この形態では、ブレード保持体が、上記バー形式のブレード保持体に比べて広幅のドラム形式となっている。しかし、切断ドラムが外側シリンダと内側シリンダで構成された従来の装置に比べると、各ブレード保持体を同一外径にできるため装置が単純であり、上記バー形式のものと同様に、装置が軽量化して周方向相対位置の調整範囲が広くなる。
【0012】
本発明の紙ウェブ切断装置のさらに別の形態では、フレームに支持された回転軸と、この回転軸に装着されて回転軸と共に回転するドラム形式の第1ブレード保持体と有している。ドラム形式の第2ブレード保持体は装着手段によって回転軸に回転自在に支持され、第2ブレード保持体の周方向移動を可能にして、ブレード保持体の周方向相対位置が調節可能となっている。駆動手段は、各ブレード保持体を共通の周速度で回転駆動すると共に、第1ブレード保持体に対する第2ブレード保持体の周方向相対位置を調節する。
【0013】
本発明の紙ウェブ切断装置のさらに他の形態では、フレームに支持された回転軸と、回転軸に固定され、回転軸と共に回転するドラム形式の第1ブレード保持体とを有する。ドラム形式の第2ブレード保持体は、装着手段によって回転軸に回転可能に装着され、2つのブレード保持体の周方向相対位置を調節する。駆動手段が、各ブレード保持体を同一周速度で回転駆動し、調節手段が第1ブレード保持体に対する第2ブレード保持体の周方向位置を調節する。
【0014】
本発明の特徴を組み込んだ上記の紙ウェブ切断装置は、輪転機の折り機をストレートモード及びコレクトモードの両モードで運転でき、ブレード保持体の周方向位置の無段階調節が可能であり、モードの間の切り換え時間が短いだけでなく、装置が軽量で位置調節範囲が著しく広くなる。本発明のさらなる目的、特徴および利点は、以下の説明によりさらに明らかとなろう。
【0015】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0016】
以下に説明する各実施形態は、本発明のすべてを網羅したものではなく、また本発明の範囲を以下に開示した形態のみに制限するものでもない。以下の実施形態は、当業者が本発明の原理を容易に理解しかつ実施できるための、最良の形態を選定したものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1及び図2に、本発明の紙ウェブ切断装置を示し、図3及び図4にその回転軸の駆動端部の一例を示す。
【0018】
図1及び図2を参照すると、本発明の紙ウェブ切断装置が全体符号10で示されている。紙ウェブ切断装置10は、輪転機の折り機(図示せず)に使用される。本発明の紙ウェブ切断装置10は、当業界で周知のとおり、複数のベアリング16によってフレーム14に回転支持された回転軸12を有している。回転軸12には、周方向の相互位置が調節可能な、バー形式またはドラム形式の第1ブレード保持体18と第2ブレード保持体20とが装着されている。以下に述べるように、紙ウェブ切断装置10には、各ブレード保持体18、20を回転軸12の中心軸13の周りで回転駆動する駆動機構70が設けられる。
【0019】
図1、2に示すように、第1ブレード保持体18は、円弧状断面のキャリアバー22を有し、キャリヤバー22の両端が扇形の端部保持板24、26で保持され、ドラムの一部を形成している。各端部保持板24、26にはそれぞれ回転軸12が挿通される開口24、26が形成されている。各端部保持板24、26はキー32によって回転軸12に回転不能に装着され、ブレード保持体18は回転軸12と共に回転される。なおキー32の代わりに、スプラインその他の適切な接続手段で各端部保持板24、26を回転軸12に回転不能に装着してもよい。各端部保持板24、26には、それぞれ切欠きまたは座部25、27が設けられ、これにキャリアバー22の隣接する端部34、36が取り付けられる。キャリアバー22の各端部34、36は、複数のボルトその他の適切な締結具38によって端部保持板24、26に固定されている。キャリアバー22は各端部保持板24、26にまで延びる長手方向の溝44が設けられ、溝44内のナイフボックス42その他の適切な締結具内にナイフブレード40が固定されている。
【0020】
第2ブレード保持体20も、円弧状断面のキャリアバー54と扇形の端部保持板46、48を有し、端部保持板46、48にはそれぞれ回転軸12を回転可能に支持できる寸法の開口50、52が形成されており、各端部保持板46、48は回転軸12の中心軸13の周りで回転自在となっている。また各端部保持板46、48には、切欠きまたは座部56、58が設けられ、これにキャリアバー54の隣接する端部55、57が取り付けられる。キャリヤバーの各端部55、57は、複数のボルトまたは他の適切な締結具60によって端部保持板46、48に固定されている。キャリアバー54には、端部保持板46、48にまで延びる長手方向の溝66内が設けられ、溝66内のナイフボックス64その他の適切な締結具内にナイフブレード62が固定されている。
【0021】
上記のように、本発明の紙ウェブ切断装置10では、ナイフブレード40、62をそれぞれ保持する第1ブレード保持体18と第2ブレード保持体20とが、それぞれ円弧状断面のキャリアバー22、54とその両端を保持する扇形端部保持板24、26、46、48とで構成され、図2に示すように、キャリヤバー22、54の幅が比較的狭いバー形式またはドラム形式となっている。キャリヤバー22、54の幅が広いドラム形式であっても、キャリヤバー22、54の外径が等しいため、端部保持板24、26と46、54も同一寸法となる。そのため外側シリンダと内側シリンダとで構成された前記従来技術の切断ドラムに比べて、装置が軽量化され、第1ブレード保持体18に対する第2ブレード保持体20の周方向位置の調節範囲が大きくなる。
【0022】
図1を参照すると、駆動機構70は、一対の駆動歯車74、76を備え、回転軸12に並設された駆動軸72を有している。駆動軸72は、複数のベアリング78によってフレーム14に回転支持され、軸方向に移動可能となっている。駆動軸72は、空気圧シリンダー、油圧シリンダー、機械アクチュエーター等のアクチュエーター75によって軸方向に駆動される。駆動機構70は従動歯車80を有し、この従動歯車80は、クラッチ機構71を介して、回転軸12の駆動端84に固定された駆動ハブ82に装着されている。駆動歯車74は、従動歯車80と噛み合っている。第2被動歯車86は、複数の締結具88によって第2ブレード保持体20の端部保持板46に固定され、従動歯車86が第2ブレード保持体20と共に回転軸12の中心軸13の周りを回転する。駆動歯車76は従動歯車86と噛み合っている。
【0023】
さらに図1に示すように、駆動歯車74と76は外径が同一であり、従動歯車80と86も外径が同一であるため、駆動軸72の回転により従動歯車80、86は同一の周速で回転する。その結果、第1ブレード保持体18と第2ブレード保持体20とが回転軸12の中心軸13の周りで同一の周速で回転する。前記のとおり駆動軸72は、その長手方向軸73に沿って軸方向に移動可能となっている。したがって、駆動歯車74も従動歯車80に対して軸方向に移動する。上記のように、歯車74と80とが、らせん形歯すじを有するはすば歯車であるため、駆動歯車74が軸方向に移動すると従動歯車80が回転軸12の中心軸13の周りで回動する。一方、駆動歯車76と従動歯車86とは、歯すじが回転軸と平行な平歯車であるため、駆動歯車76の軸方向移動によって従動歯車86が回動せず、フレーム14等の固定基準点に対する第2ブレード保持体20の位置が維持される。したがって、第2ブレード保持体20に対する第1ブレード保持体18の周方向位置が変化する。
【0024】
輪転機の折り機(図示せず)をストレートモードで運転する場合には、各ブレード保持体18、20は、図2に示すように、各ナイフブレード40、62が180度離れた位置で位置決めされる。
【0025】
次に回転軸12の軸端部の駆動ハブ82を図3、4に示す(但し図1、2の構成とは一致していない)。図3、4を参照すると、クラッチ機構71は、駆動ハブ82にねじ込まれた複数のボルト90を有している。各ボルト90は、真鍮製の一部切欠きフラットワッシャ92を有している。各フラットワッシャ92の切欠き外端縁94は、従動歯車80の内側リング96に当接している。従動歯車80は、複数のボルト97によって内側リング96に脱着可能に装着されている。フラットワッシャ92の外端縁94と内側リング96とが摩擦によって係合しているため、紙詰まりその他の機能異常が発生した際に、クラッチ機構71が外れて、従動歯車80が駆動ハブ82と回転軸12に対して空転可能である。クラッチ機構71はボルト90を再び締付けて再設定することができる。
【0026】
内側リング96、したがって被動歯車80は、バックラッシ調節器98を介して駆動ハブ82に調節可能に装着されている。バックラッシ調節器98は、逆ねじを切った一対の調節ねじ100、102を有し、各ねじがそれぞれブロック104、106にねじ込まれている。ブロック104、106は内側リング96に装着されている。各調節ねじ100、102の端部がハブ82上の突出部108に当接している。突出部108を、内側リングの開口109から突出した取り外し可能なボルトとすると、内側リング96と従動歯車80を駆動ハブ82から取り外すことができる。こうして内側リング96とそれに取り付けられた従動歯車80の角度位置を、例えば、調節ねじ100を前進させ調節ねじ102を後退させることによって調節することができる。突出部108に対する調節ねじ100、102の力により、内リング96が駆動ハブ82に対して回転する。したがって、通常0.006〜0.008インチの範囲で運転される駆動装置のバックラッシを約0.002〜0.003インチに減少することができる。バックラッシが少なくなると、運転時にナイフボックス42、64とその内部でナイフブレード40、62を弾性支持する切断ゴム(図示せず)の寿命が延長される。当業界で周知のとおり、切断装置10が回転すると、各ナイフブレード40、62が、隣接する回転ドラムまたはシリンダー(図示せず)の切断ストリップ(図示せず)に接触する。歯車のバックラッシが少ないとナイフボックス42、64内のナイフブレード40、62の動きが減少し、その結果。切断ストリップ(図示せず)に対するえぐり(gouging)が減少して切断性能が改善され、その他の部材の有効寿命も延長される。
【0027】
輪転機の折り機(図示せず)がストレートモードで運転される場合は、アクチュエーター75で駆動軸72の軸方向位置を調節して、ナイフブレード40、62が180度離れた対向位置に位置決めされる。この調節は、駆動軸72がその中心軸73の周りを回転する間でも、駆動軸72が静止している間でも実施することができる。こうしてナイフブレード40、62の位置が決めらると、駆動機構70によって切断装置10が回転する。はずば歯車74とはすば歯車80とが噛み合い、平歯車76と平歯車86とが噛み合って、各ナイフブレード40、62は同一の周速で回転軸12の中心軸13の周りを回転する。前記のとおり、第1ブレード保持体18は回転軸12に装着されて中心軸13の周りを回転する一方、第2ブレード保持体20は従動歯車86を駆動する駆動歯車76によって中心軸13の周りを回転する。こうして各ナイフブレード40、62は、当業界で周知のとおり、隣接ロール(図示せず)上の切断ストリップ(図示せず)に接触して、紙ウェブ(図示せず)を実質的に均一な長さのセクションに切断する。
【0028】
輪転機の折り機がコレクトモードで運転される場合は、ナイフブレード40、62の位置が180度から離れて、ストレートモードで運転される場合と異なり、紙ウェブが長いセクションと短いセクション(図示せず)とに切断される。ナイフブレード40、62の周方向相互位置を変えるために、アクチュエーター75を使用して駆動軸72を(所望の調節量に応じて)軸方向に前進または後退させる。駆動軸72が軸方向に移動すると駆動歯車74、76も軸方向に移動する。駆動歯車74と従動歯車80とがはすば歯車であるため、歯車80を装着した駆動ハブ82、回転軸12およびそれに取り付けられたブレード保持体18が回転軸12の中心軸13の周りで回動する。駆動歯車76と従動歯車86とははすば歯車でないため、ブレード保持体20および端部保持板46、48は回転軸12の中心軸13の周りを回動しない。したがってブレード保持体18、20の周方向相対位置が変わる。駆動軸72が回転中に軸方向に動いても結果は同一である。また、歯車74、86、80、86をすべてはすば歯車とすることもでき、その場合は、歯車74、80を、歯車76、86の歯すじを逆ピッチとする。
【0029】
上記のように、折り機(図示せず)に紙詰まりが生じると、回転軸12が急停止するが、クラッチ機構71により従動歯車80を回転軸12に対して空転させることができる。これによって衝撃による駆動機構70の損傷が回避される。
【0030】
以上の説明は、本発明の単なる例示であり、本発明の範囲を開示された形態のみに制限するものではない。また本願の請求の範囲から逸脱することなく各種の変形例が可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上のように、本発明の紙ウェブ切断装置は、ナイフブレードを保持する1対のブレード保持体が、バー形式又はドラム形式の保持体であるため、内側/外側シリンダ形式の切断ドラムを備えた紙ウェブ切断装置に比べて、装置が軽量化され、各切断ブレードの周方向相対位置の調節範囲がより大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の紙ウェブ切断装置の一部断面側面図である。
【図2】本発明の紙ウェブ切断装置の一部拡大斜視図であり、回転軸と一対のブレード保持部を示す。
【図3】従動歯車を装着した回転軸端部の平面図であり、バックラッシ調節機構とクラッチ機構とを例示する。
【図4】図3の4−4線に沿った断面図である。
【符号の説明】
10・・・紙ウェブ切断装置
12・・・回転軸
14・・・フレーム
18・・・第1ブレード保持体
20・・・第2ブレード保持体
22、54・・・キャリヤバー
24、26;46、48・・・端部保持板
32・・・キー
40、62・・・ナイフブレード
42、64・・・ナイフボックス
70・・・駆動機構
71・・・クラッチ機構
98・・・バックラッシ調節機構
75・・・アクチュエータ
82・・・駆動ハブ
72・・・駆動軸
74・・・駆動歯車(はすば歯車)
76・・・駆動歯車
80・・・従動歯車(はすば歯車)
86・・・従動歯車
Claims (15)
- 一対のナイフブレードを備えた輪転機の折り機用紙ウェブ切断装置であって、
フレームに支持された回転軸と、
前記回転軸に装着され、回転軸と共に回転する第1ブレード保持体と、
前記回転軸に回転自在に支持され、前記第1ブレード保持体に対して周方向に移動可能な第2ブレード保持体と、
前記各ブレード保持体と作動可能に接続され、前記各ブレード保持体を同一の周速で回転駆動する駆動機構とを具備し、
前記駆動機構が、第1駆動歯車と第2駆動歯車を装着した駆動軸を有し、第1駆動歯車が前記回転軸に装着された第1従動歯車と噛み合い、第2駆動歯車が前記第2ブレード保持体に装着された前記第2従動歯車と噛み合っており、
前記駆動軸は軸方向に可動であり、この駆動軸の軸方向運動に応じて、前記第1ブレード保持体に対する前記第2ブレード保持体の周方向位置が変更されることを特徴とする輪転機の折り機用紙ウェブ切断装置。 - 前記駆動機構が、前記回転軸と前記第2ブレード保持体に接続されてなる請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記各ブレード保持体のナイフブレードがそれぞれキャリアバーに装着されている請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記各キャリアバーの各端部が、それぞれ端部保持板で保持されている請求項3に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記各端部保持板が座部を有し、この座部に前記キャリアバーの端部が、前記回転軸に略平行に配向された複数の締結具によって固定されている請求項4に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記第2ブレード保持体のキャリアバーの各端部が、それぞれ前記回転軸に回転自在に支持された端部保持板で保持されている請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記第2ブレード保持体の各端部保持板が、それぞれ前記回転軸を挿通する寸法の開口部を有し、前記回転軸の中心軸の周りで回転自在となっている請求項6に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記第1駆動歯車と前記第1従動歯車とをはすば歯車として、前記駆動軸の軸方向運動により、前記第1駆動歯車に対して前記第1従動歯車を回動させる請求項1記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記第1駆動歯車と前記第1従動歯車とをはすば歯車とし、前記第2駆動歯車と前記第2従動歯車とを、それぞれ前記第1駆動歯車と前記第1従動歯車とは逆ピッチのはすば歯車として、前記駆動軸の軸方向運動により、前記各ブレード保持体をそれぞれ逆向きに回動させる請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記各キャリアバーの外表面を円弧状とした請求項3に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記ナイフブレードがキャリアバーに装着され、キャリヤバーの各端部がそれぞれ前記回転軸に回転自在に支持された端部保持板に接続されており、さらに前記駆動機構が、前記端部保持板の1つに装着された従動歯車を有し、この従動歯車と前記駆動軸に装着された駆動歯車とが噛み合っている請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記駆動機構がクラッチ機構を備えてなる請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記回転軸の駆動端に固定された駆動ハブを有し、この駆動ハブに、前記第1従動歯車がクラッチ機構を介して装着されている請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記回転軸の駆動端に固定された駆動ハブを有し、この駆動ハブに、前記第1従動歯車が調節可能に装着されている請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
- 前記回転軸が駆動ハブを有し、この駆動ハブに、前記第1従動歯車がバックラッシ調節手段を介して調節可能に装着されている請求項1に記載の紙ウェブ切断装置。
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