JPH04226792A - 回転インパクトシリンダ結合子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビジネス用書類を製造す
る機械に関し、特に組み合わされた駆動システムがいろ
いろの印刷シリンダの寸法を擬態できる回転インパクト
シリンダカップルに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビジネス用書類を製造する機械の分野に
おいては、高速の糊付け機械の使用は製造プロセスライ
ンの重要な一部となっている。このようなビジネス用書
類生産において交差ウェブを使用した糊ライン（糊付け
部分）を衝撃（インパクト）する処理工程は丁合い書類
の品質を改良する手段として使用されている。また、こ
のようなビジネス用書類の生産における糊ライン衝撃工
程は工程ラインの可動速度を高めることを可能にする。

【０００３】インパクトシリンダは通常、隣り合った２
枚の紙の間に糊ラインをアイロンがけ又は搾り出しする
のに使用されている。衝撃工程は確実に、糊ラインがあ
る程度乾燥した後、かつウェブを永久的に結合すべく糊
が非常に接着しやすくなった時に、隣り合う紙又はウェ
ブの間のすべての糊ラインのある領域を搾る。また、衝
撃工程は糊ラインおよび丁合い書類の厚さが確実に最小
となるように糊ラインを押圧することにより結合部の全
体的厚さを低減する。ビジネス用書類の厚さが最小とな
ることは、連続的な宛名印刷機製品の生産において重要
な点である。

【０００４】衝撃工程は、金床シリンダに隣接し、かつ
これによって駆動されるインパクトシリンダの周縁上に
ゴム帯（ゴムのストリップ）を離隔してあてがうことに
より達成される。糊塗布機とインパクトシリンダとの間
の距離を８ないし１５フィートとすることによって、紙
の中に糊が吸収されるために望ましい濡れ時間が得られ
、また非常に接着しやすい状態を得るように塗布した糊
ラインが半乾きにすることが可能となる。

【０００５】現今の工程では、ゴム帯は紙ウェブ上で所
定間隔となるようにシリンダの周縁上に糊ラインを塗布
することができ、ゴム帯は糊ラインをいろいろの間隔の
ものとするためいろいろの距離に塗布することができる
。この手順は、シリンダを処理ラインから除去した後、
いろいろの大きさのビジネス用書類に用いるべく塗る糊
ラインをいろいろの距離に変更する必要がある。

【０００６】いろいろの大きさのインパクトシリンダは
多年にわたり、丁合い工程の一部として使用されてきた
。サーボ駆動機構は、シリンダが反復的に有用な機能若
しくはオペレーションを行なう場合に種々使用されてい
る。

【０００７】帯び状ゴムがインパクトシリンダとの関連
で使用されていること、ウェブにミシン目を入れるため
の交差ミシン目入れシリンダと一連綴りの製品をあたえ
るためのカットオフシリンダとが多数の機械製造業者に
よって回転丁合い機に使用されていることは良く知られ
ている。しかしながらこれまで、可変寸法の回転シリン
ダカップルとは、もしも使用環境が変更されると、ある
寸法のシリンダカップルが取り除かれこれを異なった寸
法のシリンダカップルで置換することを意味していた。 従って、いろいろの大きさへの変更を行なうために使用
された従来の方法はシリンダカップルを変更することで
ある。通常、この変更は一つ又は二つの方法で行なわれ
る。その一つの方法ではカップルの頂部シリンダおよび
低部シリンダの一組双方を変更することが必要である。 別の方法では共通の低部（金床）シリンダを使用するが
、周長寸法を変更するため、頂部シリンダは置換する。 上記いずれの方法においても機械の操作者は周長をいろ
いろに変更するためには、シリンダカップルのすべてま
たは一部を交換しなければならない。いずれの場合でも
頂部シリンダは通常は歯車列を介して低部（金床）シリ
ンダで駆動される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記問題点に鑑み、本
発明の主なる課題は所望の回転速度で作動する可変寸法
の回転インパクトシリンダカップルを与えることである
。

【０００９】本発明の別の課題は工程ラインの速度と独
立ないろいろの速度で該カップルの頂部シリンダが回転
できるシリンダカップルを与えることである。

【００１０】本発明のもう一つの課題は該インパクトシ
リンダ上のいろいろの衝撃位置の使用が可能となる標準
寸法のシリンダカップルを与えることである。

【００１１】本発明のさらに別の課題はシリンダカップ
ルを工程ラインの所定位置に維持しつつ、インパクトシ
リンダ上でいろいろの衝撃位置が得られるようにされた
インパクトシリンダカップル構造を与えることである。

【００１２】本発明の諸利点および特徴は以下の説明と
添付図面から明かとなろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題達成のため、本
発明の回転インパクトシリンダカップルは、処理ライン
沿いの正確な位置で回転しうるように指示された金床シ
リンダと、該金床シリンダに隣接して回転可能に指示さ
れた複数の衝撃装置（インパクタ）を上に備えたインパ
クトシリンダと、該金床シリンダを駆動する装置と、該
インパクトシリンダを駆動するためのサーボ駆動装置と
、該金床シリンダ駆動装置に結合されて該金床シリンダ
と該サーボ駆動装置との間の基準速度を与えるための符
号化装置と、該サーボ駆動装置と連動して該インパクト
シリンダと該金床シリンダとの間に正確な角度関係を維
持するための分解装置（ｒｅｓｏｌｖｉｎｇ　ｍｅａｎ
ｓ）　とを含むようにされた回転インパクトシリンダカ
ップルである。

【００１４】

【実施例】図面について説明する前に、本発明の構造は
ビジネス用書類の生産に使用する丁合い装置に使用でき
るものであることに注意されたい。丁合い装置には工程
ラインに沿って移動する紙ウェブの上の正確な位置に糊
ライン（糊材）を塗布するための、少なくも一つの高速
交差ウェブ糊付け機が含まれている。この糊付け機の下
流には交差ウェブを付けた糊ラインを叩くシリンダカッ
プルがある。この叩く工程（以下、衝撃工程という）は
丁合いしたビジネス用書類の品質を改善すると共に、工
程ラインの速度を高める手段ともなる。

【００１５】図１はビジネス用書類生産に使用される連
続型丁合い機２０を含んだ工程ラインの略線図である。 紙ウェブの流れは右から左へ向かっており、丁合い機２
０は複数のカーボンスピンドル２４と連動する複数の紙
ステーション２２を含む。これらの紙ステーション２２
は番号１ー６が賦されており、カーボンスピンドル２４
はこの特定の丁合い機２０においては番号１ー５が付さ
れている。紙ステーション２２の下流には丁合い機２０
の動作に基づいて使用される制御パネル２６が設けられ
ている。この工程ラインの次に乾燥機ユニット２８と付
番ユニット３０とがある。丁合い機２０の一部として交
差ミシン目付けシリンダユニット３２、折目付けユニッ
ト３４、およびテーブル３６が含まれる。第５紙ステー
ションには交差ウェブ糊付け機３８が配置されており、
また制御パネル２６の下流にはインパクトシリンダカッ
プル４０が設けられている。

【００１６】本発明の構造および配置は好ましい実施例
として標準の２２インチ周長シリンダカップル４０を使
用するが、いろいろの寸法の周長を擬態できる。このイ
ンパクトシリンダカップル４０は工程ラインにオハイオ
州ハミルトン市在ハミルトンツール社製の連続丁合い機
２０等の上で作動するように設計されている。本発明に
適用できる他の主なシリンダの周長として１７、１９、
２１、２４、２５１／２、および２８インチが含まれる
。

【００１７】可変寸法の回転インパクトシリンダカップ
ルは基本的には一対の側部枠に装架された一対の特別構
造のシリンダである。図２および図３に見られるように
、インパクトシリンダカップル４０は離隔したチムケン
（Ｔｉｍｋｅｎ）ローラベアリング４６、４８内に離隔
して軸受けされるとともに側部枠５０、５２上に鉛直方
向に積層された状態で支持された一対の２２インチ周長
シリンダ４３、４４として設計される。インパクトシリ
ンダカップル４０は完成ユニット５８（図１）上に設け
た適当な側部枠の溝（図示してなし）内の所定位置に適
合する。この完成ユニット５８は、丁合い部の下流、ハ
ミルトン型連続丁合い機２０のラジオ周波数乾燥ユニッ
ト２８の上流に位置している。インパクトシリンダカッ
プル４０の金床（低部）シリンダ４２は硬化スチールで
作られ、丁合い機２０の一部をなす駆動歯車列６２によ
り揺動駆動される。歯車列６２は駆動歯車６０および上
部アイドラ歯車６３を含む。カップル４０の（頂部）イ
ンパクトシリンダ４４は重量およびシリンダの慣性を低
減するため高強度アルミニウムで造られる。インパクト
シリンダ４４はその周縁上に（図３）ゴム帯６６を受承
してこれらを周囲の位置１、２、３、４、５、６、およ
び８に装着するためのスロット６４を含む。可変寸法回
転インパクトシリンダカップル４０は一つ以上の交差ミ
シン目付け刃若しくは切断刃で構成できる。従ってゴム
製インパクトストリップ６６を刃保持装置で置換するこ
とにより、シリンダカップル４０は衝撃用、交差ミシン
目付け用、又は切断用のいずれのシリンダとしても使用
できる。衝撃用、交差ミシン目付用、および切断用シリ
ンダカップルは世界中の丁合いビジネス用書類製造業界
で広く使用されている。インパクトシリンダ４４は、高
強度タイミングベルト７０により、３．１１１ないし１
．００の減速率でサーボ駆動制御されるモータ６８によ
って駆動される。機械駆動される金床シリンダ４２には
符号化器若しくはパルス発生器７２（図２）が結合され
、このような符号化器７２は金床シリンダ４２とサーボ
駆動モータ６８との間の基準位置を与えるために使用さ
れる。符号化器７２はインパクトシリンダカップル４０
を通過する紙の長さ２２インチを基準として金床シリン
ダ４２の正確な回転位置を測定し、かつこれを指示する
。インパクトシリンダカップル４０の速度は歯車列６２
および駆動歯車６０、アイドラ歯車６３における工程ラ
イン速度にしたがって上昇、下降する。サーボ駆動モー
タ６８内には分解機７４（図３）が組み込まれており、
この分解機７４はインパクトシリンダ４４と金床シリン
ダ４２との間の正確な角度関係を維持できるようにモー
タをサーボ駆動制御装置と結合されている。金床シリン
ダ４２の位置回転は丁合い機２０を通過する２２インチ
のウェブに等価である。

【００１８】サーボ駆動モータ６８はモータが上昇下降
でき、タイミングベルト７０の装架ができるように鉛直
方向位置の調整を可能にするとともにベルトの調節がで
きる別の支持構造体（図４、５）に装架される。サーボ
駆動モータ６８およびタイミングベルトプーリー７６、
７８用の装架構造体は、モータ６８と枠構造体を支持・
調節するとともにプーリー７６、７８の平行整合を行な
う４個のジャッキねじ８０によって与えられる。ジャッ
キねじ８０はまた、バックラッシをゼロに維持するため
ベルト張力を調節する手段を与えると共にサーボ駆動モ
ータ６８、モータジャッキ軸、およびプーリー７６を確
実にインパクトシリンダ４４と平行ならしめる手段を与
える。サーボ駆動モータ６８はインパクトシリンダ４４
（図２、３）上方に装架されるが、この場合、サーボ駆
動モータ６８の全重量がその支持構造体および４個のジ
ャッキねじ８０で担持されるようになっている。プーリ
ー７６、７８を装架すると共にサーボ駆動モータ６８を
インパクトシリンダ４４に結合するため、適当なテーパ
・ロックブッシュおよび締め付け型カップリングが使用
される。この結合方法によりキー溝、設定ねじ等の使用
を排除でき、サーボ駆動システムにおけるバックラッシ
を除去できる。サーボ駆動モータ６８を冷却するために
シュラウド（囲み板）８２（図２）と共にマフィンファ
ンが設けられている。

【００１９】再び図２を参照する。アイドラ歯車６３は
インパクトシリンダ４４の歯車側に装架される。アイド
ラ歯車６３はインパクトシリンダカップル４０を通過す
る主丁合い駆動モータ（図示してなし）を介して丁合い
機の補助歯車を駆動するのに使用される。パルス発生器
７２は、金床シリンダベアリングジャーナル軸７１に装
着されたタイミングベルトプーリー７１およびベルトプ
ーリー７３とに結合されたタイミングベルと６５によっ
て、駆動される。このパルス発生器７２はサーボ駆動制
御装置によって使用される基準入力信号を与える。金床
シリンダ４２の位置回転は紙ウェブの長さ２２インチに
相当する。このサーボ駆動モータ６８にはサーボ制御ユ
ニットに入力信号を与えるための内蔵の分解機７４が与
えられており、この信号によってサーボ駆動モータ６８
の正確な放射状位置を同定できる。サーボ駆動モータ６
８は焼き付き型のカップリング７９、小入力プーリージ
ャッキ軸８１、入力タイミングベルトプーリー７６、タ
イミングベルト７０、およびインパクトシリンダ４４に
装着された大半径タイミングベルトプーリー７８を介し
てインパクトシリンダ４４に結合されている。かくして
入力駆動装置とインパクトシリンダ４４との間の予定の
比３．１１１：１に基づき、金床シリンダ４２のゼロ開
始位置に対するインパクトシリンダ４４の相対的位置お
よび速度が常にわかる。

【００２０】サーボ駆動モータ６８用のサーボ駆動シス
テムは制御回路および図２にブロック６９で略線図で示
したコンピュータを含み、周長２２インチのインパクト
シリンダ４４の各一回転毎に反復的パターンを与える。 もしも必要とされるシリンダ周長が２２インチであると
、インパクトシリンダ４４は正確に金床シリンダ４２と
同一の速度で回転しなければならない。周長２２インチ
は金床シリンダ４２とインパクトシリンダ４４の歯車６
０、歯車６３のピッチ線で測定される。周長が２２イン
チの構成は速度制限を受けない。その理由はこの構成は
直ちにサーボ制御システムに適合させてインパクトシリ
ンダ４４と金床シリンダ４２との間の表面速度を一致さ
せ、かつ維持させることができるからである。

【００２１】図６は２２インチシリンダ４４上の１、２
、３、４、５、６および８分周位置を例示する線図であ
る。インパクトシリンダ４４の表面上の所望位置の細穴
６４中にゴム帯６６を挿入できる。

【００２２】２２インチシリンダが他の周長のシリンダ
（例えば１７インチ４分周）を擬態しなければならない
ときは９０度の各象限内で１−１／４インチだけ進んで
ジャンプをする問題が生じ、衝撃の正確な瞬間にライン
速度を一致させることはサーボ駆動システムなしには極
めて解決困難となる。

【００２３】上記の説明で了解されるように、インパク
トシリンダ４４はサーボ駆動システムで駆動され、制御
される。金床シリンダ４２は丁合い入力駆動システムに
より駆動され、制御される。上記の駆動システムを用い
て、インパクトシリンダ４４は金床シリンダ４２の速度
より一時的に早い、又は遅い、又は等しい速度のいずれ
かの速度で回転することができるように駆動制御できる
。しかしながら、インパクトシリンダカップル４０を配
置させることによって形成される挟みギャップを紙プラ
イが通過する際に引張される紙プライを破断することを
防止するため、インパクトシリンダ４４および／又は交
差ミシン目付け刃又は切断刃（これらが使用されている
場合）の外側表面上に装架されるゴム帯６６は、一定ラ
イン速度領域を通過するときは常にウェブ速度で移動し
なければならない。このライン速度領域とは、ゴム帯６
６および／又は交差ミシン目付刃もしくは切断刃の中央
線の前後５度および金床シリンダ４２中央線の前後５度
の範囲を言う。サーボ駆動システムは速度を一致させる
この機能を果たすために使用される。本発明に関してサ
ーボ駆動システムの機能をよりよく理解するため、以下
の手順例を掲げる。

【００２４】１．　　二つの交差ミシン目付刃若しくは
切断刃をインパクトシリンダ４４から取り外す。

【００２５】２．　　図６に示すように配置位置「４」
を使用して４個のゴム帯６６をインパクトシリンダ４４
の周縁上に置く。

【００２６】３．　　ゴム帯６６はインパクトシリンダ
４４の周りに９０度離隔して位置されることに注目され
たい。通常、ゴム帯のこの配置を４分周配置（４−ａｒ
ｏｕｎｄ　）という。この配置は４分周に印刷されたビ
ジネス用書類の印刷像と一致する。交差ウェブの糊付け
帯すなわちドットパターンはビジネス用書類上に４分周
配置される。

【００２７】４．　　他の数の分周の帯目は特定の数が
配置されているか悔い値にゴム帯６６を配置することに
よりえられる。６分周では６個のゴム帯６６がインパク
トシリンダ４４の周りに等間隔で配置され、他のゴム帯
６６は除去される。シリンダ４４はインパクタとして使
用されるときは数１、２、３、４、５、６、および８の
組合わせに合わせて構成される。シリンダ４４はまた、
中間交差ミシン目付けパターンをビジネス用書類に与え
るために使用されるときは、１又は２分周交差ミシン目
付けパターンを与えるように構成される。

【００２８】５．　　図示した４分周は１７インチない
し２８インチの範囲に印刷するすべての場合に使用され
る。 以下の４分周の組み合わせはそれぞれ記載した周長につ
いて衝撃を行なう場合に使用できる。 　　　　　　　　　　周長　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　４分周印刷された書類の寸法　
　　　　　　　１７インチ　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　４　　１／４インチ　　　　　　　
　１９インチ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　４　　３／４インチ　　　　　　　　２１インチ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５　　
１／４インチ　　　　　　　　２２インチ　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　５　　１／２インチ
　　　　　　　　２４インチ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　６インチ　　　　　　　　２５　
　１／２インチ　　　　　　　　　　　　　　６　　３
／８インチ　　　　　　　　２８インチ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　７インチ

【００２９】
６．　　インパクトシリンダ４４の基本周長は２２．０
００インチに選択されている。サーボ駆動コンピュータ
制御装置で発生されるすべての計算値は２２インチの周
長に基づいていなければならない。この基本を使用して
、２２．０００インチ時の４分周パターンと１７．００
０インチ時の４分周パターンとの間の差異が計算できる
。すなわち、　　２２インチ／４＝５．５００インチ、
　　１７インチ／４＝４．２５０インチ、　　５．５０
０インチ　−　４．２５０インチ＝１．２５０インチ。

【００３０】１．２５０インチと計算されたこの差異は
基本２２インチインパクトシリンダ４４の円周上で測っ
た線型距離で、この距離は２２インチ周長のシリンダが
４分周の１７インチ周長シリンダを擬態するために本来
の５．５０００インチ固定距離に加えて当該シリンダが
前進しなければならない距離である。インパクトシリン
ダが中心角１０度の範囲でライン速度の走行をすること
を許すため、この１．２５０インチの利得は中心角８０
度内で得られるようにしなければならない（これによっ
て紙ウェブの破断が防止できる）。このように、インパ
クトシリンダ４４の一回転内で４個の反復サイクルを得
るためにサーボ駆動制御装置が使用されることが了解さ
れよう。この制御方法を使用してここに開示した本発明
は１７インチ周長又は上掲の任意の他の周長を擬態する
のに使用できる。他の周長および上記の必要な分周数を
擬態するに必要な差異は上に説明したと同じ基本的方法
を使用して計算される。例えばもしも１７インチ周長の
場合に８　　１／２インチの２分周印刷書類寸法が必要
であれば、インパクトシリンダ４４は１７インチ周長の
２分周を擬態するためには２２インチ周長の場合の本来
的１１インチ固定距離に加えて２　　１／２インチ前進
しなければならない。この２１／２インチの利得は中心
角１７０度以内で達成されなければならない。

【００３１】注意：サーボ駆動モータ速度は２２インチ
より大きな周長を擬態するためには一時的に減速され、
また２２インチより小さな周長を擬態するためには一時
的に加速されなければならない。

【００３２】２２インチのシリンダカップルで擬態でき
る寸法の完全な一覧表を以下に掲げる。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　可変寸法回
転インパクタ書類寸法　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　周長（単位：インチ）　　　　
　　　　　　１７　　　　１９　　　　２１　　　　　
　２２　　　　　２４　　　　　２５１／２　　　２８
分周数　　　　　　　　　　　　　　製造される書類寸
法（単位：インチ）１　　　　　　　　１７　　　　　
１９　　　　２１　　　　　２２　　　　　２４　　　
　　２５１／２　　　２８２　　　　　　　　８１／２
　　　　９１／２　　　１０１／２　　１１　　　　　
１２　　　　　１２３／４　　　１４３　　　　　　　
　５２／３　　　　６１／３　　　７　　　　　　　７
１／３　　　　８　　　　　　　８１／２　　　　　９
１／３４　　　　　　　　４１／４　　　　４３／４　
　　５１／４　　　　５１／２　　　　６　　　　　　
　６３／８　　　　　７５　　　　　　　　３．４　　
　　３．８　　　４．２　　　　４．４　　　　４．８
　　　　５．１　　　　　５．６６　　　　　　　　２
５／６　　　　３１／６　　　３１／２　　　　３２／
３　　　　４　　　　　　　４１／４　　　　　４２／
３８　　　　　　　　２１／８　　　　２３／８　　　
２５／８　　　　２３／４　　　　３　　　　　　　３
．１８７５　　　　３１／２

【００３３】上記の説明か
らここに開示した可変寸法回転インパクトシリンダカッ
プルは真に可変寸法の回転インパクトユニットであるこ
とが理解できる。

【００３４】サーボ駆動制御モータ６８はサーボ駆動シ
ステム６９内のコンピュータによって、ある特定時間は
速度を増し、又は落とし、その後一定ライン速度で走行
し、インパクトシリンダ４４の一回転毎に一回の割で同
一パターンを反復し、あるいはシリンダの一回転内で複
数回同一パターンを反復するようにプログラム化できる
。プログラムは異なる周長構成（上記の１７ないし２８
インチ）毎に操作者が入力しなければならない。プログ
ラムが入力されると、操作者はインパクトシリンダ４４
の周上に感圧ゴム帯６６を加え又は除去する。

【００３５】サーボ駆動制御装置、コンピュータ、電源
供給変圧器、および分離変圧器を収容するための制御キ
ャビネット（図示してなし）が別に設けられている。プ
ログラム可能な制御装置、選択スイッチ、およびサーボ
駆動システムを制御するのに使用する押しボタンを収容
するため、操作者用制御キャビネット（図示してなし）
が設けられている。

【００３６】図７は４分周配置で速度毎分３００フィー
トの丁合いラインをもつ１７インチシリンダの場合につ
いて毎分の回転数（ＲＰＭ）に対する時間を示すグラフ
である。目的とするところはこのシリンダを負荷下に「
Ｔ」ミリ秒に距離「Ｄ」インチ運動させることである。

【００３７】インパクトシリンダ４４が予定の運動に対
してインパクトシリンダ４４が前進又は後退しなければ
ならない距離「Ｄ」および予定の運動に対して用意され
た時間「Ｔ」を決定しなければならないが、これは距離
「Ｄ」を毎分の回転数に変換するために必要だからであ
る。インパクトシリンダ４４の毎分の回転数を瞬間ライ
ン速度以上に増大し又は以下に低下することによってイ
ンパクトシリンダ４４で擬態されるシリンダ周長が決定
される。

【００３８】例として上に説明した１７インチ周長の４
分周シリンダ擬態を使用すると、距離「Ｄ」＝１．２５
０インチである。距離「Ｄ」は与えられた周長に対して
決定された後、「異なる数の分周」が擬態されるまで一
定に留まる。

【００３９】１７インチの周長で３００ＦＰＭ（フィー
ト／分）の場合の瞬間時間「Ｔ」は以下の計算方法を用
いて決定される。３００ＦＰＭで１．０ミリ秒内に運動
する距離＝３００フィート／分ｘ１２インチ／フィート
ｘ分／６０秒ｘ秒／１０００ミリ秒＝０．０６インチ／
ミリ秒。

【００４０】２２インチ周長での４分周＝２２インチ／
４＝５．５インチ。５．５インチを０．０６インチ／ミ
リ秒で割ると９１．６６６６ミリ秒。　　９１．６６６
６ミリ秒を３６０度／４で割ると１．０１８５１７７ミ
リ秒／度。

【００４１】９０度　　−　　１０度（ライン速度領域
）＝８０度。　　８０度ｘ１．０１８５１７７ミリ秒／
度＝８１．４８１４１６ミリ秒。　　８１．４８１４１
６ミリ秒−　　１０ミリ秒（元に戻る時間）＝７１．４
８１４１６ミリ秒。この時間は４分周時のライン速度が
３００ＦＰＭに等しいとき１．２５０インチのジャンプ
が可能となる最大時間「Ｔ」（単位はミリ秒）である。

【００４２】予定の距離「Ｄ」および瞬間時間「Ｔ」と
図７に示す速度対時間のグラフを使用して２２インチ周
長シリンダカップルで他のシリンダ周長を擬態するに必
要な速度の増大又は低減を計算する方法を例示する。こ
こに示す計算はその性質上瞬間値である。図７を参照す
るに記号「Ｎ」は図１に示す回転丁合い機の瞬間ライン
速度を表わす。このライン速度は以下に述べる「Ｎ」の
計算で示すように、毎分当たりの回転数に変換される。 金床シリンダ４２の一回転は丁合い機２０を通過するウ
ェブの２２インチに相当する。

【００４３】瞬間速度「Ｎ１」はインパクトシリンダ４
４が予定距離「Ｄ」を前進又は後退するために獲得しな
ければならない毎分当たりの回転数で表わした瞬間速度
であるが、ただしこれはインパクトシリンダ４４が予定
距離「Ｄ」を前進又は後退する際に加速および減速の時
間をゼロにした場合の速度である。

【００４４】この瞬間速度「Ｎ１」は以下の計算で示す
ように毎分当たりの回転数に変換される。 　　　　Ｎ１＝１．２５０インチ／０．０７１４８秒　
　ｘ　　１回転／２２インチ　　ｘ６０秒／分　　＋　
　Ｎ 　　　　　　　　＝４７．６９３回転／分　　＋　　１
６３．６３６回転／分　　　　　　　　　　＝２１１．
３２９　　回転／分

【００４５】図７に示す矩形波１０
０は加速時間および減速時間が理論上ゼロであることを
示す。しかし現実の瞬間加速および減速は不可能である
ことは明白である。 従って各矩形波の角におけるサーボ駆動モータによる瞬
間的速度変化は不可能である。普遍的に実用されている
主／従サーボシステムの設計では図７の線１０２で表わ
すように加速／減速曲線を使用する。図７において、加
速および減速の全時間を２で除した時間は加速および減
速に要したと等価な時間を与えることが解かる。値「Ｎ
２」はＲＰＭで表わしたインパクトシリンダ４４の最大
速度を表わし、加速が終了して減速が始まる点で得られ
る。必要とされるこの最大速度Ｎ２はライン速度Ｎおよ
び瞬間速度Ｎ１の差に２を乗じて、これをライン速度Ｎ
に加えることによって定まる。矩形波１００の上方包絡
線はＲＰＭ値Ｎ１に位置している。従って図７に示す方
法はインパクトシリンダが予定距離「Ｄ」を前進し又は
後退するため、与えられた期間「Ｔ」内で所望の速度Ｎ
１を生ずるために獲得しなければならない最大速度Ｎ２
の値を与える。図７に示した例ではライン速度が３００
ＦＰＭで、これは１６３．６３６ＲＰＭに相当し、瞬間
速度Ｎ１が２１１．３２９ＲＰＭ、インパクトシリンダ
４４の最大速度が２５９．０２２ＲＰＭである。

【００４６】距離「Ｄ」が毎分当たりの回転数（ＲＰＭ
）に変換された後、一回転当たり４０９６パルスの符号
化器７２（図２）出力信号（パルス）を使用してこのＲ
ＰＭを電気的パルスに変換し、コンピューターが認識で
きる信号を与える。金床シリンダ４２を主とし、サーボ
駆動モータ６８を従として、任意ライン速度で走行する
特定シリンダの周長および分周数を擬態するため、モー
タに必要とされるＲＰＭのいかなる変化もコンピュータ
ーで計算できる。ブロック６９内のコンピューターはサ
ーボ駆動モータに予定の周長および分周数を擬態するに
必要な距離「Ｄ」に基づいて特定数のパルスだけ増大又
は減少することを命令する。主／従サーボ駆動の本来的
特徴はサーボ駆動モータ（従）と金床シリンダ（主）と
の間の比例関係を速度ゼロから入力プログラムで定めた
最大ライン速度までを維持できることにある。運動制御
装置は主たる金床シリンダ４２の「ゼロ位置」を金床シ
リンダの完全一回転毎に近接スイッチを介して認識する
。コンピュータは各回転毎にこれをゼロにリセットし、
サーボ駆動モータと金床シリンダとの間に誤差が蓄積す
ることを防止する。

【００４７】インパクトシリンダ４４が運動しなければ
ならない距離「Ｄ」、ライン速度「Ｎ１」におけるサー
ボ駆動モータすなわち従モータの速度、従モータ６８の
最大速度「Ｎ２」、および計算された全加速／減速時間
「Ｔ」はサーボ駆動運動制御装置を指揮するために使用
するコンピュータプログラムの入力条件を決定するのに
使用される。このサーボ駆動制御装置は従モータ６８を
指揮する。

【００４８】図７の距離「Ｄ」、速度「Ｎ１」および速
度「Ｎ２」はサーボ駆動制御システムの入力プログラム
を設定するためには電気パルスに変換しなければならな
い。

【００４９】速度、加速度、および距離は下に示すよう
にパルスに変換される。

【００５０】Ａ．　　３００ＦＰＭの丁合いライン速度
＝３００フィート／分ｘ１分／６０秒　　ｘ１２インチ
／フィートｘ１回転／２２インチｘ４０９６パルス／回
転＝１１１７１パルス／秒

【００５１】Ｂ．　　ライン速度（３００ｆＰＭ）時の
サーボ駆動モータすなわち従モータ６８の速度は、３．
１１１ｘ金床シリンダの速度（単位ＲＰＭ）、すなわち
３．１１１ｘ１６３．６３６ＲＰＭ＝５０９．０７２Ｒ
ＰＭである。これは５０９．０７２回転／分ｘ１分／６
０秒ｘ４０９６パルス／回転＝３４７５３パルス／秒　
　である。

【００５２】線速度が３００ＦＰＭ時の従モータ６８の
最大速度は３．１１１ｘ２５９．０２２ＲＰＭ　　すな
わち８０５．８１７ＲＰＭに等しい。これは８０５．８
１７回転／分ｘ１分／６０秒ｘ４０９６パルス／回転＝
５５０１０パルス／秒である。

【００５３】Ｃ．　　従モータ６８の必要加速度は（最
大速度　　−　　線速度）／（Ｔ／２）＝（８０５．８
１７−５０９．０７２回転／分）ｘ１／０．０３５７４
秒ｘ１分／６０秒ｘ４０９６パルス／回転＝５６６８１
０パルス／秒２である。

【００５４】Ｄ．　　減速は加速と同じであり、５６６
８１０パルス／秒２である。

【００５５】Ｅ．　　インパクトシリンダ４４が前進し
なければならない距離は１．２５０インチｘ１回転／２
２インチｘ４０９６パルス／回転ｘ３．１１１＝７２４
パルスに等しい。

【００５６】入力がパルス数に変換された後、パルスは
サーボ駆動システムを指揮するのに使用されるプログラ
ムに入力される。そのようなプログラムはいずれの当業
でも実行できるものである。

【００５７】本発明により得られる利点は以下のとおり
である。

【００５８】１．　　単一のユニットでビジネス用書類
の生産に必要な多数の寸法ユニットを擬態できる。

【００５９】２．　　いろいろの状況に対応すべくシリ
ンダーの組合わせを取り外したりシリンダの組合わせの
半分を交換したりする必要がないので、著しく設定時間
が短縮される。

【００６０】３．　　メモリに初期プログラムが入力さ
れた後、機械の操作者は必要とするプログラムを呼び出
すことができ、異なった周縁および書類寸法のインパク
タを設定する。ゴム帯および交差ミシン目付刃又は切断
刃は必要とされる分周数に従って付加し又は除去しなけ
ればならない。

【００６１】４．　　このインパクタユニットはある与
えられた周長について２分周書類を生ずるための中間的
交差ミシン目付けユニットとして設定できる。

【００６２】５．　　このユニットは切断ユニットとし
て使用しながら尚可変寸法ユニットとして機能するよう
に設計・使用できる。

【００６３】６．　　サーボ駆動システムと関連させる
ある数の分周数に配置した等間隔のゴム帯又は交差ミシ
ン目付刃又は切断刃を使用するにはある程度の速度制限
があるが、種々の周長を擬態する能力は効率的であり、
著しく設定費用を低減できる。

【００６４】７．　　本サーボ駆動制御ユニットは同時
に一以上のユニットを作動させるように設計できる。こ
のサーボ駆動システムはオハイオ州デイトン市のマイク
キルロイ社から入手できる。サーボ主制御キャビネット
は約３６インチｘ３６インチｘ深さ１８インチの別のユ
ニットとして供給されている。操作者制御ステーション
は遠隔の場所に架設され、約１６インチｘ２０インチｘ
深さ１２インチである。

【００６５】８．　　サーボ駆動装置又は従モータ６８
の一部として安全用ブレーキが含まれている。もしも電
力が止まったときはブレーキが係合してインパクトシリ
ンダを直ちに停止する。

【００６６】９　　近接スイッチをシリンダカップル上
に装着でき、これをサーボ制御ユニット用の基準位置と
して使用できる。

【００６７】１０．　　サーボ駆動モータの冷却のため
シュラウディング（ｓｈｒｏｕｄｉｎｇ）付きマフィン
ファンが設けられている。

【００６８】１１．　　サーボモータ６８は商業上の見
地から小型化、保護および効率化を図った配置におかれ
ている。

【００６９】１２．　　インパクトシリンダ４４のベア
リング受けは耐久性を得るため鋼鉄製であることが望ま
しい。シリンダの主要部はアルミニウム製であることが
好ましい。

【００７０】１３．　　本装置の主な設計上の特徴の一
つは、金床シリンダ４２およびインパクトシリンダ４４
の双方が２２インチ周長を有するように敢てインパクト
シリンダカップル４０を設計してあることである。２２
インチの周長は共通使用される三つの書類寸法５１／２
インチ、７１／３インチ、および１１インチを何ら丁合
い速度制限なしに生ずることができる。また２２インチ
周長金床シリンダ４２の一回転は正確にウェブの移動距
離２２インチに等しい。注意深く考究すると、２２イン
チ周長時における任意の分周数で走行しているとき、サ
ーボ駆動システムはインパクタゴム帯又は工具刃の接線
点の表面速度を同一に維持しなければならないことが解
かる。 これに関する微細な修正は容易にサーボ制御ユニットで
達成できる。インパクトシリンダカップル４０は２２イ
ンチ周長の業務を行なっている場合は約１０００ＦＲＭ
までの速度で動作できる。金床シリンダ４２の一回転は
丁合いピンバンドで送られる紙の長さ２２インチに相当
する。

【００７１】１４．　　金床シリンダ４２は主駆動歯車
列で駆動され、またサーボ駆動インパクトシリンダ４４
は金床シリンダの速度に従属されるので、インパクトシ
リンダカップル４０は自動的に機械の線速度に従って上
下し、従ってサーボ駆動制御ユニットの予定許容範囲お
よび制御限界内で運転を維持する。

【００７２】インパクトシリンダ４４はユニットのカッ
プルの金床シリンダに対して従属的に制御されるサーボ
駆動モータ６８により駆動される。この設計上の特徴は
丁合い機２０の歯車列を介して伝達されるいかなる衝撃
負荷も防止する。インパクトシリンダ４４の歯車側に装
架されたアイドラ歯車６３はインパクトシリンダを駆動
しない。すべての衝撃負荷は直接にシリンダカップル４
０の枠および主丁合い機の枠に伝達される。

【００７３】１６．　　緊急丁合い停止が生じた場合に
おいては、２２インチシリンダカップル４０は２２イン
チ以外の周長を擬態するようにシステムが設定されてい
たときでも、２２インチ周長を擬態するように指令する
ことができる。この機能は正常運転モードでシステムが
制御できるよりも大きな加速若しくは減速速度となった
とき紙ウェブの破断を防止するための制御手段となる。 サーボ駆動システムが２２インチ周長を擬態するときは
頂部および低部シリンダは紙ウェブと同一の表面速度で
走行する。

【００７４】以上に自己内蔵型の可変回転インパクトシ
リンダカップルであって糊付けした交差ウェブビジネス
用書類の生産に使用できるインパクトシリンダカップル
を説明し例示した。この構成によって単一のシリンダカ
ップルを使用して、ビジネス用書類上に糊ラインを打ち
込むため、複数の異なった設定および種々の印刷シリン
ダ周長を擬態させることが可能となる。

【００７５】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は工程ラインの諸素子の略線図で、本発明
の主題を含む図である。

【図２】図２は図１の線２−２に沿って取った立面図で
ある。

【図３】図３は図２の線３−３に沿って取った立面図で
その一部を断面図としたものである。

【図４】図４は本発明の一部構造体を支持する枠の一端
を示す平面図である。

【図５】図５は図２の線５−５に沿って乗った立面図で
、本発明のインパクトシリンダのタイミングベルト駆動
装置を示す。

【図６】図６はインパクトシリンダの衝撃部材について
そのシリンダ周上の位置を例示する線図である。

【図７】図７は４分周衝撃位置をもち、毎分３００フィ
ートの線速度をもつ１７インチシリンダについて時間と
シリンダ速度との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２０　　回転丁合い機 ４０　　可変寸法回転インパクトシリンダカップル４２
　　底部金床シリンダ ４４　　頂部インパクトシリンダ ６２　　歯車列

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の衝撃位置を実現するための回転イン
   パクトシリンダカップルであって、該カップルが処理ラ
   イン沿いの正確な位置で回転しうるように指示された金
   床シリンダと、該金床シリンダに隣接して回転可能に指
   示された複数の衝撃装置を上に備えたインパクトシリン
   ダと、該金床シリンダを駆動する装置と、該インパクト
   シリンダを駆動するためのサーボ駆動装置と、該金床シ
   リンダ駆動装置に結合されて該金床シリンダと該サーボ
   駆動装置との間の基準速度を与えるための符号化装置と
   、該サーボ駆動装置と連動して該インパクトシリンダと
   該金床シリンダとの間に正確な角度関係を維持するため
   の分解装置とを含むようにされた回転インパクトシリン
   ダカップル。