JP6270050B2 - シート供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、製函機等の紙工機械の給紙装置に用いて好適のシート供給装置に関するものである。

シート状の紙から紙製品を製造する紙工機械など、シート状の素材（シート状ワーク、以下、単にシートとも言う）を何らかの製品に加工するシート加工装置において、上流部分にシートを供給するシート供給装置を装備したものがある。例えば、代表的な紙工機械である製函機の場合、上流側から、給紙部，印刷部，排紙部，ダイカット部，フォルディング部，カウンタエジェクタ部が順に設けられ、給紙部から供給されるシート状ワークである段ボールシート（単に、シートともいう）を加工して段ボール箱を製造する。

この製函機の給紙部には、シート供給装置に相当する段ボールシート給紙装置が装備される。この段ボールシート給紙装置には、ホイール（送り出しロール又は給紙ロールとも呼ぶ）とグレート（格子状の支持板）とを用いたものがある。つまり、積層されたシートが載せられる給紙テーブルの前方（給紙する方向）の部分には、ホイールとグレートとが装備され、これらの前方には、フロントガイドが下縁を給紙テーブルの上面よりもシート１枚分程度上方に配置させて装備される。また、フロントガイドの前方には上下に対をなすフィードロールがシート１枚分程度離隔して装備される。

ホイールは、その上縁が給紙テーブルの上面よりも僅かに上方に位置するように配置されており、このホイールは、間欠的に駆動され、停止状態から回転を開始して通紙速度まで、即ち、フィードロールの周速と同一周速に達するまで加速し、その後、減速して停止するといった動作を繰り返す。グレートは格子状に形成されその隙間にホイールが配置される。グレートの上面はホイールの上縁よりも上方の位置と下方の位置との間で、ホイールの作動と同期して昇降駆動され、下降時には最下層のシートをホイールの上縁に接触させ、上昇時には最下層のシートをホイールの上縁から離隔させる。

このような段ボールシート給紙装置では、給紙はホイールの回転とグレートの昇降動作とが連携することで行なわれる。つまり、まず、グレートが下がり、最下層のシートをホイールと接触させる。この状態で、ホイールが回転開始し、通紙速度まで加速してフィードロールに受け渡す。ここで、グレートが上がり、次のシートとホイールが接触しないようにして、次のシートが給紙されるのを防ぐ。この間に、ホイールが減速し回転停止する。このような動作を繰り返して次々に給紙する。

段ボールシート給紙装置による給紙は、基本的には主駆動に連動して行われ、例えば印刷部の印刷シリンダが１回転すると１回だけ給紙するようになっているが、例えば搬送方向に長い段ボールシートを加工する場合、印刷部の印刷シリンダの２回転につき１回だけ給紙する、いわゆる、スキップフィードを行なう場合がある。このスキップフィードは、グレートの昇降動作を変更することにより行なうことができる。

このようなグレートの昇降動作を変更可能にする技術として、例えば、特許文献１には、１回の機械周期につき１回だけグレートを上昇させる単一モードカムと、１回の機械周期につき複数回グレートを上昇させる多数モードカムとを同軸に備えると共に、これらのカムとは別に、エアシリンダを備えたものが開示されている。この技術では、単一モードカムがグレートを上昇させない位置（つまり、グレートを下降状態にする位置）にあっても、エアシリンダによりグレートを上昇させることができ、スキップフィードを行なうことができる。

また、特許文献２〜６には、固定カムと可動カムとを同軸に備え、これらの固定カムと可動カムとの組み合わせで規定されるタイミングでグレートを上昇及び下降させるようにして、グレートの昇降動作を変更する構成が記載されており、可動カムの位相調整によりグレートの上昇期間を長くすることにより、スキップフィードを行なうことができる。

特開平１−２５２４２９号公報 実用新案登録第２５０８５４４号公報 実公平８−００５９６３号公報 特開２０１４−１０１１７１号公報 特開２００９−１２０４００号公報 特開２００８−２３０８５０号公報

ところで、例えば主駆動系統に故障が発生して給紙を停止したい場合が発生しうる。特許文献２〜６の技術は、同軸に備えた固定カムと可動カムとのうち可動カムの位相調整によりスキップフィードを行なうものであるが、固定カムと可動カムとを支持する軸の駆動系が故障した場合には、これとは別に給紙を緊急停止するための何らかの手段を装備することが必要になる。

一方、特許文献１の技術は、主駆動系統とは別にエアシリンダによりグレートを上昇させてスキップフィードを行なう構成を備えるため、エアシリンダによりグレートを上昇させて給紙を緊急停止することができる。しかし、エアシリンダの場合、伸縮速度の限界に達しやすいこと及びエアの供給が間に合わないことから高速でスキップフィードを行なうことは困難と考えられる。近年、製函機をはじめとしたシート加工装置では、製造ラインの高速化が求められているが、エアシリンダを用いたスキップフィードではこの要求に十分に答えられない。

本発明は、上記の課題に鑑み創案されたもので、主駆動系統に故障が発生した際の緊急停止にも対応可能であり、且つ、高速でスキップフィードを行なうことができるようにしたシート供給装置を提供することを目的とする。

（１）本発明のシート供給装置は、作動と停止とを繰り返し、作動時には積層されたシートのうちの最下層のシートをシート加工部へ送り出す複数のホイールと、上昇位置で前記最下層のシートを前記各ホイールから離隔させ下降位置で前記最下層のシートを前記各ホイールに接触させるグレートと、前記グレートを前記各ホイールの作動と連携して昇降駆動する駆動装置と、を有し、前記駆動装置は、前記グレートを可動に支持するリンク機構と、前記リンク機構の何れかのリンクに係合し前記グレートを前記下降位置に付勢するバネと、前記リンク機構の何れかのリンクに当接可能なカム面を有し、前記グレートを、前記各ホイールの停止時には前記上昇位置に前記各ホイールの作動時には前記下降位置にと周期的に昇降駆動するグレート昇降カムと、前記リンク機構の何れかのリンクに当接可能なカム面を有し、前記グレート昇降カムの駆動系とは別に電動モータにより駆動され、スキップフィードモード時に作動し、前記グレート昇降カムが前記グレートを前記上昇位置にしない位相になるタイミングで前記グレートを前記上昇位置に保持して最下層のシートをスキップフィードさせるスキップフィードカムと、通常モード時には前記スキップフィードカムをそのカム面が前記リンク機構のリンクから離隔する状態で停止させ、スキップフィードモード時には前記スキップフィードカムを作動させる制御手段と、を有している。

（２）前記グレート昇降カム及び前記スキップフィードカムは何れも回転カムであって、前記グレート昇降カムは前記シート加工部の主駆動系と連動して回転し、前記スキップフィードカムを回転駆動する電動モータを有し、前記制御手段は、前記スキップフィードカムを回転駆動する前記電動モータの回転を前記主駆動系の動作に基づいて制御することが好ましい。

（３）前記制御手段は、前記グレート昇降カムの前記グレートの昇降動作が２回行なわれるのに対して、前記スキップフィードカムの前記グレートの昇降動作が１回だけ行なわれるように前記電動モータの回転を制御することが好ましい。

（４）さらに、前記グレート昇降カム及び前記スキップフィードカムは、何れも、対応する前記リンク機構のリンクに当接して前記グレートを上昇操作するカム山部を１つだけ有し、前記制御手段は、前記グレート昇降カムの１回転に対して前記スキップフィードカムが１／２回転するように前記電動モータの回転を制御することが好ましい。

（５）前記グレート昇降カムの位相を検知する第１位相検知手段及び前記スキップフィードカムの位相を検知する第２位相検知手段を有し、前記制御手段は、前記第１位相検知手段及び前記第２位相検知手段の検知情報に基づいて、前記グレート昇降カムの位相に対して前記スキップフィードカムが所定の位相で回転するように前記電動モータの位相を制御することが好ましい。

（６）前記シート加工部へのシートの送り出しを緊急停止指令する緊急停止指令手段を有し、前記制御手段は、前記緊急停止指令手段により緊急停止指令がなされると、前記スキップフィードカムを、前記グレートを前記上昇位置にする位相で停止させることが好ましい。

（７）あるいは、前記グレート昇降カム及び前記スキップフィードカムの各位相に関わらず、可動部が前記リンク機構の何れかのリンクに当接して前記グレートを前記上昇位置に操作可能なエア流体圧シリンダと、前記シート加工部へのシートの送り出しを緊急停止指令する緊急停止指令手段と、を有し、前記制御手段は、通常時は前記可動部を前記リンク機構の何れかのリンクに対して離隔させ、前記緊急停止指令手段により緊急停止指令がなされると前記可動部を前記リンク機構の何れかのリンクに当接させて前記グレートを前記上昇位置にするように前記エア流体圧シリンダを制御することが好ましい。なお、流体圧シリンダにはエアシリンダが好ましい。

（８）この場合、前記エア流体圧シリンダの前記可動部は、前記エア流体圧シリンダに接続された補助リンク機構と、前記補助リンク機構に接続されて前記エア流体圧シリンダの伸縮に伴って揺動する揺動カムとを有し、前記揺動カムが前記リンク機構の何れかのリンクに当接可能に配置されていることが好ましい。

（９）前記バネ，前記グレート昇降カム及び前記スキップフィードカムは、何れも、前記リンク機構の１つのリンクに当接することが好ましい。

（１０）この場合、前記１つのリンクは、中間部を回転自在に支持された揺動リンクであって、前記揺動リンクの一端側の一側に前記グレート昇降カムが当接し、前記揺動リンクの他端側の他側に、前記スキップフィードカムが当接することが好ましい。
（１１）前記バネ，前記グレート昇降カム，前記スキップフィードカム及び前記流体圧シリンダの前記可動部は、何れも、前記リンク機構の１つのリンクに当接することが好ましい。
（１２）この場合、前記１つのリンクは、中間部を回転自在に支持された揺動リンクであって、前記揺動リンクの一端側の一側に前記グレート昇降カムが当接し、前記揺動リンクの他端側の他側に、前記スキップフィードカム及び前記流体圧シリンダの前記可動部が当接することが好ましい。

（１３）前記シート加工部は段ボールシートから段ボール箱を加工する製函機の各加工部であって、段ボールシート給紙装置として構成されていることが好ましい。

本発明のシート供給装置によれば、複数のホイールは作動と停止とを繰り返し、グレートは各ホイールの作動と連携して昇降する。通常モード時には、スキップフィードカムのカム面をリンク機構のリンクから離隔させておき、各ホイールの作動時には、グレート昇降カムがグレートを下降位置にして最下層のシートを各ホイールに接触させ、各ホイールが最下層のシートをシート加工部へ送り出し、各ホイールの停止時には、グレート昇降カムがグレートを上昇位置にして最下層のシートを各ホイールから離隔させ、各ホイールはシートに影響することなく停止する。一方、スキップフィードモード時には、スキップフィードカムを作動させ、グレート昇降カムがグレートを上昇位置にしない位相になるタイミングでグレートを上昇位置に保持して最下層のシートをスキップフィードさせる。このようにスキップフィードカムを制御することで、通常のシート供給と、この通常のシート供給に対してシート供給を適宜スキップさせたスキップフィード供給とを実施することができる。

このスキップフィードカムは、グレート昇降カムの駆動系とは別に電動モータにより駆動されるので、緊急時には、このスキップフィードカムを作動させてグレートを上昇位置に保持する状態にしておくことでシートの供給を停止することができる。また、流体圧シリンダの伸縮動作とエア供給の応答動作よりも電動モータによる回転動作の方が高速作動に対応しやすいので、シート加工部の高速化に対応した高速スキップフィードを行なうこともできる。

本発明の一実施形態にかかるシート供給装置の要部を側面視で示す構成図である。 本発明の一実施形態にかかる製函機を側面視で示す構成図である。 本発明の一実施形態にかかるシート供給装置のグレートの昇降動作を説明するタイムチャートである。 本発明の一実施形態にかかるシート供給装置によるスキップフィードを説明するシート供給装置の要部側面図であり、（ａ）〜（ｄ）は図３のタイムチャートの各時点に対応する。

以下、図面により、本発明の実施の形態を説明する。
以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

図１〜図４は本発明の一実施形態を説明するものである。本実施形態にかかるシート供給装置は、製函機に装備される段ボールシート給紙装置（以下、シート給紙装置又は単に給紙装置とも言う）であり、これらを用いて本実施形態にかかるシート供給装置としての段ボールシート給紙装置及びこの段ボールシート給紙装置を備えた製函機について説明する。なお、下記の説明では、シートの供給方向を前方、その逆方向を後方とし、重力方向（鉛直下方）を下方、その逆方向（鉛直上方）を上方とする。

〔製函機〕
まず、本実施形態にかかる製函機について図２を参照して説明する。
図２では、板状の段ボールシート（以下、単にシートとも言う）１０ａが製函用シート材（段ボール箱用ブランク）１０に加工される工程を装置構成の上方に装置構成とは分けて示している。図２に示すように、この製函機は、上流側から、給紙部１，印刷部２，排紙部３，ダイカット部４，フォルディング部５，カウンタエジェクタ部６が順に設けられている。なお、印刷部２，排紙部３，ダイカット部４，フォルディング部５，カウンタエジェクタ部６は、給紙部１からシートが送り出されるシート加工部に相当する。

給紙部１では、シート１０ａが多数積載された状態で搬入され、このシート１０ａを１枚ずつ印刷部２に供給する。
印刷部２は、所定の色数（ここでは、４色）の印刷ユニット２ａ〜２ｄからなり、印刷部２では、搬送コンベア２０によって１枚ずつ搬送されるシート１０ａに、各色のインキを順次印刷する。

排紙部３及びダイカット部４では、印刷部２で印刷されたシート１０ａに、溝切りや罫線入れを行なう。つまり、排紙部３では溝切り，罫線入れを行い、ダイカット部４では手穴，空気穴等の孔開け及び打ち抜きを行なう。なお、ダイカット部４では、特殊な形状の箱を作成するための溝切り，罫線入れを行なうこともある。したがって、排紙部３及びダイカット部４のどちらも溝切り，罫線入れを行なう機能を有している。

そして、フォルディング部５では、溝切りや罫線入れをされたシート１０ａの左右方向一端の糊代に糊付けして、シート１０ａの左右両端部が裏側（下方）で重合するように、折り曲げ加工を行なって、折り曲げられたシート１０ａの左右両端部を糊によって接着して製函用シート材１０とする。

カウンタエジェクタ部６では、フォルディング部５で加工された製函用シート材１０を計数しながら、スタッカに積載する。そして、所定枚数の製函用シート材１０が積み上げられたら、このシート材群５０を１単位として出荷する。

なお、排紙部３を有さず、ダイカット部４において、手穴，空気穴等の孔開け及び打ち抜きを行なうと共に、上記の特殊な形状の箱を作成するための溝切り，罫線入れを行なって、印刷及び溝切りや罫線入れをされたシート１０ａを製品の製造ラインに導入して、シート１０ａの上に物品を集積して載せ、これを包み込むようにしながら箱を成形して包装する、ラップアラウンド・ケーサーとも呼ばれる機械もある。このような機械に提供する製函用シート材１０は、ダイカット部４で処理した段階の印刷及び溝切りや罫線入れをされたシート１０ａであり、この場合、製函機は、フォルディング部５が省略され、ダイカット部４で処理したシート１０ａをカウンタエジェクタ部６に送って処理して出荷するものとなる。本発明はこうした製函機にも適用することができる。

〔段ボールシート給紙装置〕
次に、給紙部１に装備される段ボールシート給紙装置１Ｍを説明する。
図１に示すように、段ボールシート給紙装置１Ｍは、給紙テーブル１１と、フロントガイド１２と、バックストップ１３と、フィードロール１４，１４と、複数のホイール（送り出しロール又は給紙ロールとも呼ぶ）１５及びグレート（格子状の支持板）１６とを備えている。

給紙テーブル１１の上に積層されたシート１０ａが載せられ、これらのシート１０ａは、前縁をフロントガイド１２に当接させ、後縁をバックストップ１３に当接させて、搬送方向（給紙方向）に位置を規制される。また、図示しないサイドガイドによって装置幅方向（給紙方向と直交する方向）に位置を規制される。

ホイール１５及びグレート１６は、給紙テーブル１１の前方（給紙する方向）の部分に装備され、ホイール１５及びグレート１６の前方に、フロントガイド１２が下縁を給紙テーブル１１の上面よりもシート１枚分程度上方に配置させて装備される。また、フロントガイド１２の前方に上下に対をなすフィードロール１４，１４が互いにシート１枚分程度離隔して装備される。また、フィードロール１４，１４の下流には、印刷部１に搬送コンベア２０の搬送ベルト２１及び搬送ロール２２等が装備されている。

格子状に形成されるグレート１６には、前後方向（給紙方向）及び左右方向（装置幅方向）に例えば千鳥状に並んだ複数の隙間が形成され、ホイール１５は、グレート１６の隙間に前後方向及び左右方向に並んで複数配置されている。これらの複数のホイール１５は、その上縁が給紙テーブル１１の上面よりも僅かに上方に位置するように位置設定されている。

これらのホイール１５は、図示しない駆動装置によって製函機の主駆動系と連動しながら間欠的に駆動される。このホイール１５の間欠的な駆動とは、停止状態から回転を開始して通紙速度まで、即ち、フィードロール１４の周速と同一周速に達するまで加速してこの速度を維持し、その後、減速して停止し停止状態を維持するといった動作を繰り返すような駆動である。

グレート１６は、グレート１６の上面がホイール１５の上縁よりも上方となる上昇位置と、グレート１６の上面がホイール１５の上縁よりも下方となる下降位置との間で、ホイール１５の作動と同期して昇降駆動される。また、グレート１６は、下降時には最下層のシート１０ａをホイール１５の上縁に接触させ、上昇時には最下層のシート１０ａをホイール１５の上縁から離隔させる。

つまり、まず、グレート１６が下がり、最下層のシート１０ａを各ホイール１５と接触させた状態で、各ホイール１５が回転開始し、通紙速度まで加速しながら最下層のシート１０ａを送り出してフィードロール１４，１４に受け渡す。ここで、グレート１６が上がり、次のシート１０ａと各ホイール１５が接触しないようにして、次のシート１０ａが給紙されるのを防ぐ。この間に、各ホイール１５が減速し回転停止する。このような動作を繰り返して次々に給紙するようになっている。

グレート１６をこのように昇降駆動する駆動装置１００は、図１に示すように、グレート１６を可動に支持するリンク機構１１０と、グレート１６を下降位置に付勢するバネ１２０と、グレート１６を周期的に昇降駆動するグレート昇降カム１３０と、シート１０ａをスキップフィードさせるスキップフィードカム１４０と、エアシリンダ１５０で駆動される揺動カム１５１と、スキップフィードカム１４０及びエアシリンダ１５０を制御する制御装置（制御手段）１６０と、を有している。

グレート１６は、最下層のシート１０ａが当接するテーブル部１６ａと、テーブル部１６ａの下方に突出した脚部１６ｂとを備えている。脚部１６ｂは、前後左右に計４本備えられている。テーブル部１６ａは水平に配置され、各脚部１６ｂは鉛直下方に突出している。各脚部１６ｂの下部がリンク機構１１０に接続されている。なお、図１では左右の脚部１６ｂのうち手前側のもののみを示している。

リンク機構１１０は、一端がピン１１１ａを介してグレート１６の脚部１６ｂを結合されて中間部がピン１１１ｂを介して回転可能に位置固定された一対の第１リンク１１１Ａ，１１１Ｂと、一対の第１リンク１１１Ａ，１１１Ｂの下方に延びた他端をピン１１２ａ，１１２ａを介して互いに結合する第２リンク１１２と、一方の第１リンク１１１Ａの一端側の延設部１１１ｃにピン１１３ａを介して一端が結合された第３リンク１１３と、第３リンク１１３の他端にピン１１４ａを介して一端が結合されて中間部がピン１１４ｂを介して回転可能に位置固定された第４リンク１１４と、を備えている。

なお、第１リンク１１１Ａ，１１１Ｂの一端側は略水平に配置され、脚部１６ｂを効率よく昇降できるようになっている。また、第２リンク１１２は水平又は略水平に配置され、グレート１６，第１リンク１１１Ａ，１１１Ｂ及び第２リンク１１２は平行リンクを構成している。また、第３リンク１１３は略鉛直に配置され、脚部１６ｂを昇降させる力を効率よく伝達できるようになっている。そして、中間部がピン１１４ｂを介して回転可能に位置固定された揺動リンクである第４リンク１１４は略水平に配置され、脚部１６ｂを昇降させる力を、第３リンク１１３を介して効率よく伝達できるようになっている。

また、ここでは、リンク機構１１０は、１組のみ設けられ、各ピン１１１ａにそれぞれ左右の脚部１６ｂが結合され、前後それぞれにおいて左右に配置された各脚部１６ｂが１組のリンク機構１１０によって同時に昇降駆動するように構成されているが、リンク機構１１０を左右の脚部１６ｂにそれぞれ設けて、これらを同期して作動させるようにしてもよい。

バネ１２０は、リンク機構１１０の第４リンク１１４の他端側に係合し、第４リンク１１４に図１中反時計回り方向への付勢力を付与している。第４リンク１１４が図１中反時計回り方向への付勢力を受けると、第４リンク１１４の一端側は下方に付勢され、第４リンク１１４に第３リンク１１３を介して接続された第１リンク１１１Ａは図１中時計回り方向への付勢力を受ける。この付勢力が発揮されると、第１リンク１１１Ａに結合された脚部１６ｂ及び第２リンク１１２を介して第１リンク１１１Ａと連動する第１リンク１１１Ｂに結合された脚部１６ｂは下方に付勢される。これにより、他の力が働かなければ、バネ１２０によってグレート１６は下降位置に下降される。

グレート昇降カム１３０は、回転カムであり、リンク機構１１０の第４リンク１１４の一端側の一側（ここでは、下面側）に下方から当接可能なカム面１３１を有している。スキップフィードカム１４０及び揺動カム１５１が第４リンク１１４に当接していなければ、カム面１３１はバネ１２０の付勢力に対抗するように第４リンク１１４に常に当接する。グレート昇降カム１３０にはカム面１３１が突出したカム山部１３２が１つだけ形成され、カム山部１３２が第４リンク１１４に当接する回転位相ではグレート１６は上昇され、カム山部１３２以外が第４リンク１１４に当接する回転位相ではグレート１６は下降される。

グレート昇降カム１３０は、製函機の主駆動系（シート加工部の主駆動系）と連動するように図示しない駆動機構により回転駆動され、上述のように、ホイール１５の作動及び停止と同期した所要のタイミングで回転しながらグレート１６を上昇位置と下降位置との間で昇降駆動する。

スキップフィードカム１４０は、回転カムであり、リンク機構１１０の第４リンク１１４の他端側の他側（ここでは、上面側）に当接可能なカム面１４１を有し、グレート昇降カム１３０の駆動系とは別に電動モータ１４３により回転駆動される。スキップフィードカム１４０には、カム面１４１が突出したカム山部１４２が１つだけ形成され、カム山部１４２が第４リンク１１４に当接する回転位相ではグレート１６は上昇され、カム山部１４２以外が第４リンク１１４に当接する回転位相ではグレート１６は下降されるか、或いは、グレート昇降カム１３０や揺動カム１５１によるグレート１６の上昇を妨げない。

このスキップフィードカム１４０は、制御装置１６０によって作動を制御される。なお、給紙装置１Ｍの作動モードとして、通常モードとスキップフィードモードとを有し、搬送方向に一定長さ以下の比較的短い段ボールシートを加工する場合には通常モードを選択し、搬送方向に一定長さ以上の比較的長い段ボールシートを加工する場合にはスキップフィードモードを選択する。この選択は、入力されたオーダ情報から制御装置１６０により行なわれるか、或いは、オペレータによって行われる。オペレータによる選択は選択情報が制御装置１６０に入力され行われる。

制御装置１６０は、電動モータ１４３を通じてスキップフィードカム１４０の作動を制御するが、通常モード時にはスキップフィードカム１４０をそのカム面１４１がリンク機構１１０の第４リンク１１４から離隔する状態で停止させ、スキップフィードモード時にはスキップフィードカム１４０を作動させる。なお、スキップフィードカム１４０の作動時の動作タイミングについては後述する。

エアシリンダ１５０は、固定されたシリンダ本体１５０ａと、シリンダ本体１５０ａ内の図示しなエア室内のエア圧に応じて移動する図示しないピストンに接続されてシリンダ本体１５０ａからの突出ストロークを変更されるピストンロッド（以下、ロッドとも言う）１５０ｂとを備え、グレート昇降カム１３０及びスキップフィードカム１４０の各位相に関わらず、グレート１６を上昇位置に操作することが可能となっている。ロッド１５０ｂの先端部は、延長部材１５６，補助リンク機構１５５を介して、揺動カム（可動部）１５１が接続され、エアシリンダ１５０の伸縮、即ち、ロッド１５０ｂの突出ストロークの変更に応じて、揺動カム１５１の位相が変更される。

揺動カム１５１は、中間部をピン１５４によって回転自在に支持され、一側にはリンク機構１１０の第４リンク１１４の他端側の他側（ここでは、上面側）に当接可能なカム面１５２が形成され、他側にはレバー部１５３が延長されている。カム面１５２には突出したカム山部１５２ａが形成され、カム山部１５２ａが第４リンク１１４の他端側の上面に当接すると、グレート１６は上昇される。

補助リンク機構１５５は、ロッド１５０ｂの先端部に結合された延長部材１５６と揺動カム１５１のレバー部１５３とにそれぞれピン１５７ａ，１５７ｂによりピン結合された補助リンク１５７を備えており、エアシリンダ１５０が収縮する（ロッド１５０ｂの突出ストロークが小さくなる）と図１に実線で示すようにカム山部１５２ａが第４リンク１１４の他端側の上面に当接してグレート１６を上昇位置にする。

一方、エアシリンダ１５０が伸張する（ロッド１５０ｂの突出ストロークが大きくなる）と図１に二点鎖線で示すようにカム面１５２が第４リンク１１４の他端側の上面から離隔して、グレート昇降カム１３０やスキップフィードカム１４０の作動を妨げない
本実施形態では、エアシリンダ１５０は、装置（製函機）の停止時（緊急停止時を含む）にのみ収縮し、グレート１６を確実に上昇位置に保持し、装置（製函機）の作動時には伸張して、他のカム１３０，１４０の作動を妨げないように使用される。

また、エアシリンダ１５０は、エア供給によりロッド１５０ｂの突出ストロークを大きくし、エア排出によりロッド１５０ｂの突出ストロークを小さくするように構成されている。したがって、装置の停止時には、エア排出がされるためロッド１５０ｂの突出ストロークが小さくなって、揺動カム１５１のカム山部１５２ａが、図１に実線で示すように第４リンク１１４の他端側の上面に当接するようになってグレート１６を確実に上昇位置に保持する。

〔スキップフィードカムの動作タイミング〕
ここで、スキップフィードカム１４０の動作タイミングを説明する。前述のように、グレート昇降カム１３０の駆動系とは別に電動モータ１４３により回転駆動されるが、電動モータ１４３（具体的には、電動モータ１４３を駆動するモータドライバ１４４）は、制御装置１６０によって作動を制御される。

つまり、グレート昇降カム１３０の位相を検知する位相センサ（第１位相検知手段）１７１及びスキップフィードカム１４０の位相を検知する位相センサ（第２位相検知手段）１７２が装備され、制御装置１６０はこれらの位相センサ１７１，１７２の検出情報を受けて、グレート昇降カム１３０の位相に対してスキップフィードカム１４０が図３に示すような所定の位相で回転するように電動モータ１４３の位相を制御する。

図３において、横軸は各カム１３０，１４０の回転位相を示し、縦軸は各カム１３０，１４０の回転位相に対するグレート１６の昇降レベルで示す。また、破線はグレート昇降カム１３０の特性を示し、二点鎖線はスキップフィードカム１４０の特性を示し、実線はグレート昇降カム１３０とスキップフィードカム１４０と組み合わせによる特性を示す。

図３に破線で示すように、グレート昇降カム１３０は主駆動系の１回転（３６０度）につき１度（ここでは、回転位相が１８０度付近から３６０度の手前付近まで）グレート１６を上昇させるが、スキップフィードカム１４０は主駆動系の２回転（７２０度）につき１度グレート１６を上昇させる。このスキップフィードカム１４０がグレート１６を上昇させる際の開始タイミングは、グレート昇降カム１３０がある周期でグレート１６を上昇させている間であり、スキップフィードカム１４０がグレート１６を上昇させる際の終了タイミングは、グレート昇降カム１３０が次の周期でグレート１６を上昇させている間である。

つまり、主駆動系の回転位相が（ａ）の時点では、図４（ａ）に示すように、グレート昇降カム１３０及びスキップフィードカム１４０は何れもグレート１６を下降させる状態にあり、グレート１６はその上面がホイール１５の上縁高さＬ１よりも低い高さＬ２となる下降位置となる。その後、主駆動系の回転位相が１８０度の付近まで進むと、グレート昇降カム１３０はグレート１６を上昇させる状態となり、グレート１６はその上面がホイール１５の上縁高さＬ１よりも高い高さＬ３となる上昇位置に上昇する。

その後、主駆動系の回転位相が（ｂ）に来る時点では、グレート昇降カム１３０は依然としてグレート１６を上昇位置（高さＬ３）とする状態にあり、このときに、スキップフィードカム１４０が、図４（ｂ）に示すように、グレート１６を上昇位置とする状態となる。なお、このスキップフィードカム１４０の上昇作動のタイミングは、グレート昇降カム１３０がグレート１６を上昇位置とする状態にある期間内であればいずれでもよい。

その後、主駆動系の回転位相が３６０度付近に来て、グレート昇降カム１３０はグレート１６を下降位置とする状態となるが、図４（ｃ）に示すように、スキップフィードカム１４０は依然としてグレート１６を上昇位置（高さＬ３）に保持する状態にあるため、グレート１６は上昇位置に保持される。その後、主駆動系の回転位相が５４０度の付近まで進むと、グレート昇降カム１３０はグレート１６を上昇位置とする状態となる。

その後、図４（ｄ）に示すように、スキップフィードカム１４０はグレート１６を下降させる状態となるが、この時点でもグレート昇降カム１３０は依然としてグレート１６を上昇させる状態にあるため、グレート１６は上昇位置（高さＬ３）に保持される。その後、グレート昇降カム１３０がグレート１６を下降させる状態となって、グレート１６は下降状態となる。なお、スキップフィードカム１４０の下降作動のタイミングは、グレート昇降カム１３０がグレート１６を上昇位置とする状態にある期間内であればいずれでもよい。

〔緊急停止〕
さらに、給紙装置１Ｍによる製函機の下流側へのシートの送り出しを緊急停止指令する緊急停止スイッチ（緊急停止指令手段）１７３が装備されており、オペレータによるスイッチ操作で緊急停止指令を行なえるようになっている。制御装置１６０は緊急停止スイッチ１７３が操作されると、エアシリンダ１５０を、グレート１６を上昇位置に保持するように制御する。つまり、エア排出によりロッド１５０ｂの突出ストロークを小さくするようにエアシリンダ１５０のバルブユニット１５８を制御する。

〔作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかるシート供給装置及びそれを備えた製函機は、上述のように構成されるので、複数のホイール１５は作動と停止とを繰り返し、グレート１６は各ホイール１５の作動と連携して昇降する。

通常モード時には、制御装置１６０によりスキップフィードカム１４０はカム面１４１をリンク機構１１０の第４リンク１１４から離隔されているので、スキップフィードカム１４０はグレート１６の動きに影響しない。そして、各ホイール１５の作動時（回転時）には、グレート昇降カム１３０がグレート１６を下降位置にして最下層のシート１０ａを各ホイール１５に接触させるため、各ホイール１５が最下層のシート１０ａを製函機の下流側へ送り出す。各ホイール１５の停止時（送り出し速度からの減速時及びその後の停止時）には、グレート昇降カム１３０がグレート１６を上昇位置にして最下層のシート１０ａを各ホイール１５から離隔させるため、各ホイール１５はシート１０ａに影響することなく停止する。

一方、スキップフィードモード時には、制御装置１６０がスキップフィードカム１４０を作動させ、グレート昇降カム１３０がグレート１６を上昇位置にしない位相になるタイミングでグレート１６を上昇位置に保持して最下層のシート１０ａをスキップフィードさせる。このようにスキップフィードカム１４０を制御することで、通常のシート供給（通常モード）と、この通常のシート供給に対してシート供給を適宜スキップさせたスキップフィード供給（スキップフィードモード）と、を実施することができる。

また、制御装置１６０は、このようなグレート昇降カム１３０の位相に対応したスキップフィードカム１４０の回転位相の制御を、位相センサ１７１，１７２で検出されるグレート昇降カム１３０の位相及びスキップフィードカム１４０の位相に基づいて行なうことで、グレート昇降カム１３０によるシート供給を一回おきに休止させるスキップフィードを適切に行なうことができる。

さらに、緊急停止指令が成されると、制御装置１６０は、グレート１６を上昇位置に保持するようにエアシリンダ１５０を制御する。具体的には、制御装置１６０は、エア排出によりロッド１５０ｂの突出ストロークを小さくするようにエアシリンダ１５０のバルブユニット１５８を制御する。このようにエアシリンダ１５０による緊急停止は、エア排出により確実に行なえるので、緊急停止にかかる高い信頼性を確保することができる。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

例えば、上記実施形態では、緊急停止用のエアシリンダ１５０及び揺動カム１５１を設けており、エア排出により緊急停止するようにして、緊急停止にかかる高い信頼性を確保しているが、通常時、つまり、グレート１６の作動に影響しない状態を、エア排出により実現し、エア供給により緊急停止するようにしてもよい。緊急停止にかかる信頼性は、緊急停止時にエア供給する方が高いものと考えられるが、通常時にはエア排出状態とするのでエア圧生成のポンプ作動エネルギを節約することができる。

また、エアシリンダを用いることで比較的速やかに緊急停止動作を行なうことができるが、このようなエアシリンダに替えて、油圧シリンダ等のその他の流体圧シリンダを適用しても良い。エアシリンダに限らず流体圧シリンダであれば、グレート１６を上昇位置に保持する支持力も確保しやすく緊急停止にかかる信頼性も確保しやすい。

エアシリンダ１５０に補助リンク機構１５５を介して揺動カム１５１を接続し、エアシリンダ１５０の伸縮ストロークで揺動カム１５１を揺動してリンク機構１１０を動作させてグレート１６を上昇状態にし保持する構成なので、グレート１６を上昇状態する操作力を円滑にリンク機構１１０加えることができるが、エアシリンダ１５０のロッド１５０ｂ等がリンク機構１１０に直接当接してグレート１６を上昇状態に保持する構成としてもよい。

また、エアシリンダ１５０等の緊急停止用の流体圧シリンダを省いて、或いは、エアシリンダ１５０等の緊急停止用の流体圧シリンダを装備しながらも、この流体圧シリンダに不具合が発生した場合に、スキップフィードカム１４０を緊急停止に用いても良い。スキップフィードカム１４０は、主駆動系とは独立した電動モータ１４３で駆動されるので、主駆動系のトラブル等に対してスキップフィードカム１４０を、グレート１６を上昇位置に保持する位相に固定して、シート供給を緊急停止することができる。

また、本実施形態のスキップフィードは、グレート昇降カム１３０によるグレート１６の昇降動作が２回行なわれるのに対して、スキップフィードカム１４０のグレート１６の昇降動作が１回だけ行なわれるようになっているが、例えばグレート昇降カム１３０によるグレート１６の昇降動作が３回行なわれるのに対して、スキップフィードカム１４０のグレート１６の昇降動作が１回だけ行なわれるように構成するなど、スキップフィードのバリエーションは種々考えられる。スキップフィードカム１４０を複数設けてスキップフィードを複数のバリエーションから選択的に実施することも考えられる。
また、グレート昇降カム１３０が万一破損した場合にも、スキップフィードカム１４０をその代わりに用いることもできる。

また、グレート昇降カム１３０及びスキップフィードカム１４０は、何れも、カム山部を１つだけ有する構成となっているが、カム山部を複数有するように構成しても良い。例えば、グレート昇降カム１３０のカム山部１３２を２つ、スキップフィードカム１４０のカム山部１４２を１つ設けた場合、両方のカム１３０，１４０を等速回転させれば、グレート昇降カム１３０によるグレート１６の昇降動作が２回行なわれるのに対して、スキップフィードカム１４０のグレート１６の昇降動作が１回だけ行なわれるようにできる。

また、本実施形態では、バネ１２０，グレート昇降カム１３０，スキップフィードカム１４０及びエアシリンダ１５０の揺動カム１５１が何れも第４リンク１１４に当接又は当接可能に配置されているので、グレート１６の操作力は常に第４リンク１１４から第３リンク１１３を通じて行われ、駆動機構の作動を円滑に行ない易い。ただし、バネ１２０，グレート昇降カム１３０，スキップフィードカム１４０及びエアシリンダ１５０の揺動カム１５１は、それぞれリンク機構１１０の何れかのリンクに所望の動きを与えるように当接していればよく、別々のリンクに当接しても良い。

また、本実施形態では、シート加工装置として製函機を例示し、シート供給装置として段ボールシート給紙装置を例示したが、本発明のシート供給装置は、製函機に限らず、板紙を加工する紙工機械など、板状のシートを加工するシート加工装置に広く適用することができる。

１ 給紙部
２ 印刷部
２ａ〜２ｄ 印刷ユニット
３ 排紙部
４ ダイカット部
５ フォルディング部
６ カウンタエジェクタ部
１０ 製函用シート材（段ボール箱用ブランク）
１０ａ 段ボールシート（シート）
１１ 給紙テーブル
１２ フロントガイド
１３ バックストップ
１４ フィードロール
１５ ホイール（送り出しロール又は給紙ロール）
１６ グレート（格子状の支持板）
２０ 搬送コンベア
２１ａ〜２１ｄ 印刷シリンダ
２２ａ〜２２ｄ 圧胴
１１０ リンク機構
１１４ リンク機構１１０のリンク（揺動リンクとしての第４リンク）
１２０ バネ
１３０ グレート昇降カム
１３１ グレート昇降カム１３０のカム面
１３２ グレート昇降カム１３０のカム山部
１４０ スキップフィードカム
１４１ スキップフィードカム１４０のカム面
１４２ スキップフィードカム１４０のカム山部
１５０ エアシリンダ（流体圧シリンダ）
１５１ 揺動カム
１５５ 補助リンク機構
１６０ 制御装置（制御手段）
１７１ 位相センサ（第１位相検知手段）
１７２ 位相センサ（第２位相検知手段）
１７３ 緊急停止スイッチ（緊急停止指令手段）

Claims (13)

1. 作動と停止とを繰り返し、作動時には積層されたシートのうちの最下層のシートをシート加工部へ送り出す複数のホイールと、
   上昇位置で前記最下層のシートを前記各ホイールから離隔させ、下降位置で前記最下層のシートを前記各ホイールに接触させるグレートと、
   前記グレートを前記各ホイールの作動と連携して昇降駆動する駆動装置と、を有し、
   前記駆動装置は、
   前記グレートを可動に支持するリンク機構と、
   前記リンク機構の何れかのリンクに係合し前記グレートを前記下降位置に付勢するバネと、
   前記リンク機構の何れかのリンクに当接可能なカム面を有し、前記グレートを、前記各ホイールの停止時には前記上昇位置に、前記各ホイールの作動時には前記下降位置に、と周期的に昇降駆動するグレート昇降カムと、
   前記リンク機構の何れかのリンクに当接可能なカム面を有し、前記グレート昇降カムの駆動系とは別に電動モータにより駆動され、スキップフィードモード時に作動し、前記グレート昇降カムが前記グレートを前記上昇位置にしない位相になるタイミングで前記グレートを前記上昇位置に保持して最下層のシートをスキップフィードさせるスキップフィードカムと、
   通常モード時には前記スキップフィードカムをそのカム面が前記リンク機構のリンクから離隔する状態で停止させ、スキップフィードモード時には前記スキップフィードカムを作動させる制御手段と、を有している
   シート供給装置。
2. 前記グレート昇降カム及び前記スキップフィードカムは何れも回転カムであって、
   前記グレート昇降カムは前記シート加工部の主駆動系と連動して回転し、
   前記制御手段は、前記スキップフィードカムを回転駆動する前記電動モータの回転を前記主駆動系の動作に基づいて制御する
   請求項１記載のシート供給装置。
3. 前記制御手段は、前記グレート昇降カムの前記グレートの昇降動作が２回行なわれるのに対して、前記スキップフィードカムの前記グレートの昇降動作が１回だけ行なわれるように前記電動モータの回転を制御する
   請求項２記載のシート供給装置。
4. 前記グレート昇降カム及び前記スキップフィードカムは、何れも、対応する前記リンク機構のリンクに当接して前記グレートを上昇操作するカム山部を１つだけ有し、
   前記制御手段は、前記グレート昇降カムの１回転に対して前記スキップフィードカムが１／２回転するように前記電動モータの回転を制御する
   請求項３記載のシート供給装置。
5. 前記グレート昇降カムの位相を検知する第１位相検知手段及び前記スキップフィードカムの位相を検知する第２位相検知手段を有し、
   前記制御手段は、前記第１位相検知手段及び前記第２位相検知手段の検知情報に基づいて、前記グレート昇降カムの位相に対して前記スキップフィードカムが所定の位相で回転するように前記電動モータの位相を制御する
   請求項１〜４の何れか１項に記載のシート供給装置。
6. 前記シート加工部へのシートの送り出しを緊急停止指令する緊急停止指令手段を有し、
   前記制御手段は、前記緊急停止指令手段により緊急停止指令がなされると、前記スキップフィードカムを、前記グレートを前記上昇位置にする位相で停止させる
   請求項１〜５の何れか１項に記載のシート供給装置。
7. 前記グレート昇降カム及び前記スキップフィードカムの各位相に関わらず、可動部が前記リンク機構の何れかのリンクに当接して前記グレートを前記上昇位置に操作可能な流体圧シリンダと、
   前記シート加工部へのシートの送り出しを緊急停止指令する緊急停止指令手段と、を有し、
   前記制御手段は、通常時は前記可動部を前記リンク機構の何れかのリンクに対して離隔させ、前記緊急停止指令手段により緊急停止指令がなされると前記可動部を前記リンク機構の何れかのリンクに当接させて前記グレートを前記上昇位置にするように前記流体圧シリンダを制御する
   請求項１〜５の何れか１項に記載のシート供給装置。
8. 前記流体圧シリンダの前記可動部は、前記流体圧シリンダに接続された補助リンク機構と、前記補助リンク機構に接続されて前記流体圧シリンダの伸縮に伴って揺動する揺動カムとを有し、前記揺動カムが前記リンク機構の何れかのリンクに当接可能に配置されている
   請求項７記載のシート供給装置。
9. 前記バネ，前記グレート昇降カム及び前記スキップフィードカムは、何れも、前記リンク機構の１つのリンクに当接する
   請求項１〜６の何れか１項に記載のシート供給装置。
10. 前記１つのリンクは、中間部を回転自在に支持された揺動リンクであって、
    前記揺動リンクの一端側の一側に前記グレート昇降カムが当接し、前記揺動リンクの他端側の他側に、前記スキップフィードカムが当接する
    請求項９に記載のシート供給装置。
11. 前記バネ，前記グレート昇降カム，前記スキップフィードカム及び前記流体圧シリンダの前記可動部は、何れも、前記リンク機構の１つのリンクに当接する
    請求項７または８記載のシート供給装置。
12. 前記１つのリンクは、中間部を回転自在に支持された揺動リンクであって、
    前記揺動リンクの一端側の一側に前記グレート昇降カムが当接し、前記揺動リンクの他端側の他側に、前記スキップフィードカム及び前記流体圧シリンダの前記可動部が当接する
    請求項１１記載のシート供給装置。
13. 前記シート加工部は段ボールシートから段ボール箱を加工する製函機の各加工部であって、段ボールシート給紙装置として構成されている
    請求項１〜１２の何れか１項に記載のシート供給装置。

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