(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折帖の進行方向と平行に配設されたブレードと、一端を中心として回転自在な第１リンクアームと該第１リンクアームと同長で該第１リンクアームの他端に一端を回転自在に連結された第２リンクアームとを有するリンク機構とを備え、該第２リンクアームの他端に該ブレードを懸垂し、該第１リンクアームと該第２リンクアームとをそれぞれ同角速度で且つ逆方向に回転させることによって、該ブレードを周期的に且つ直線的に昇降させて該折帖のチョッパ折りを行うチョッパ折装置において、
該第１リンクアームの回転中心に太陽歯車が配設され、該第２リンクアームの回転中心に該太陽歯車に噛合して該太陽歯車の周囲を転動する該第２リンクアームと一体的な遊星歯車が配設されるとともに、
該太陽歯車の自転方向と該遊星歯車の公転方向とが同方向に設定され、且つ、該太陽歯車の径と該遊星歯車の径との比をｎ：１としたとき、該太陽歯車の自転角速度と該遊星歯車の公転角速度との比が（ｎ＋２）／ｎ：１に設定された
ことを特徴とする、チョッパ折装置。
【請求項２】
該太陽歯車と同軸上に、該太陽歯車と一体回転する第１入力歯車と、該太陽歯車に対し相対回転自在で且つ該遊星歯車を回転自在に支承する第２入力歯車とが配設されるとともに、
該第１入力歯車に噛合する第１出力歯車と第１出力歯車と同軸一体で且つ該第２入力歯車に噛合する第２出力歯車とを有し、該第１出力歯車と該第１入力歯車との間の変速比を１としたとき、該第２出力歯車と該第２入力歯車との間の変速比が（ｎ＋２）／ｎに設定され、該第１出力歯車，該第２出力歯車から該第１入力歯車，該第２入力歯車にそれぞれ回転を伝達することにより該リンク機構を回転駆動する駆動機構を備えた
ことを特徴とする、請求項１記載のチョッパ折装置。
【請求項３】
該リンク機構が該折帖の進行方向に沿って一対並設され、上記一対のリンク機構の各第２リンクアームに該ブレードが懸垂されるとともに、
該駆動機構が上記一対のリンク機構間の中央線上に１つ配設され、該第１出力歯車，該第２出力歯車が上記一対のリンク機構の各第１入力歯車，各第２入力歯車にそれぞれ噛合されることにより、上記一つの駆動機構により上記一対のリンク機構を回転駆動するように構成された
ことを特徴とする、請求項２記載のチョッパ折装置。
【請求項４】
少なくとも該ブレードと該ブレードを昇降させる機構とが一の装置ユニットとして構成されるとともに、該装置ユニットを該折帖の進行ラインから待避させる待避手段を備えた
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れかの項に記載のチョッパ折装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平面に沿って進行する折帖をその進行方向に沿って２つに縦折りするチョッパ折装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の一般的な折機のチョッパ折装置の構成を示す概略図である。図１１に示すように、折機は、折帖１の搬送ラインの上方に複数に分かれた上側搬送ベルト２を備え、折帖１の搬送ラインの下方に上側搬送ベルト２に対応して複数に分かれた下側搬送ベルト３を備えている。これら上側，下側搬送ベルト２，３は等速で走行しており（紙面に垂直な方向）、折帖１はこれら上側，下側搬送ベルト２，３間に挟持されながらチョッパ折装置８０へ搬送されてくるようになっている。
【０００３】
従来のチョッパ折装置８０は、折帖１の進行方向と平行に配置されたブレード８１と、ブレード８１を支持するアーム８２と、アーム８２を揺動させる揺動機構８３とを備えている。ブレード８１はアーム８２の先端部に固設され、アーム８２はその後端部を機械フレーム８７に回転自在に取り付けられている。また、揺動機構８３は、一端をクランク軸８４ａに固設された第１クランク８４と、第１クランク８４の他端に一端を回転自在に取り付けられた第２クランク８５と、第２クランク８５の他端に一端を回転自在に取り付けられ、他端をアーム８２の後端部に固設された第３クランク８６とから構成されている。このような構成により、クランク軸８４ａが所定方向に回転することによって、第３クランク８６と一体のアーム８２が揺動中心８２ａを中心に揺動し、アーム８２の先端部に固設されたブレード８１が上下に弧を描きながら昇降するようになっている。
【０００４】
従来のチョッパ折装置８０は、クランク軸８４ａの回転速度を上側，下側搬送ベルト２，３の走行速度に同期させることによって、ブレード８１の昇降タイミングを折帖１の搬送タイミングに合わせている。そして、折帖１がブレード８１の真下まで搬送され図示しないストッパによって位置決めされたときに、ブレード８１をテーブル６下に配設された折帖１の進行方向と平行な一対の回転ローラ７，７間へ振り下ろすことによって、折帖１を進行方向に沿って２つに縦折りするようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のチョッパ折装置８０の課題は、ブレード８１をアーム８２によって支持しているところにある。即ち、ブレード８１を支持するアーム８２には強度が要求されるが、強度を満たすためには同時に重量も増加する。このため、ブレード８１を昇降させるためにはオーバーハングが大きく且つ重量のあるアーム８２を揺動させねばならず、運転時にはアーム８２の慣性の大きさに応じた大きな動力を要してしまう。また、アーム８２のオーバーハングが大きいことから、ブレード８１に過負荷が作用したときにはアーム８２が折損してしまう虞もある。特に、高速運転時にはブレード８１の昇降速度が大きいため、過負荷によるアーム５２の折損が起こりうる可能性が高い。
【０００６】
上記の課題に対し、ブレードをアームの揺動によって昇降させるのではなく、歯車等の回転を用いてブレードをテーブルに対し垂直方向（即ち、鉛直方向）に昇降させるようにした技術がかねてから種々提案されている。例えば、特公昭５９−２６５７７号公報には、図１２に示すようにリング歯車９０にリング歯車９０の半分の径を有する遊星歯車９１を噛合させ、この遊星歯車９１をリング歯車９０の内部で回転させることにより、遊星歯車９１に一体的に固定された支持部材９２の先端部を鉛直方向に移動させ、支持部材９２の先端部に懸垂されるブレード９３を昇降させるようにした技術が開示されている。
【０００７】
また、実開平５−６４１６８号公報には、図１３に示すように静止した太陽歯車９５と太陽歯車９５の周りを公転する遊星歯車９７との間に中間歯車９６を介在させることにより、遊星歯車９７を公転方向とは逆方向に自転させ、これにより遊星歯車９７に一体的に固定された支持部材９８の先端部を鉛直方向に移動させ、支持部材９８の先端部に懸垂されるブレード９９を鉛直方向に昇降させるようにした技術が開示されている。
【０００８】
さらに、実開平４−９６４６３号公報には、図１４に示すように静止した太陽歯車１００と太陽歯車１００の周りを公転する遊星歯車１０２とを歯付きベルト１０１を介して結合することにより、遊星歯車１０２を公転方向とは逆方向に自転させ、これにより遊星歯車１０２に一体的に固定された支持部材１０３の先端部を鉛直方向に移動させ、支持部材１０３の先端部に懸垂されるブレード１０４を鉛直方向に昇降させるようにした技術が開示されている。
【０００９】
これらの技術は、何れもブレード９３，９９，１０４のみを鉛直方向に直線的に昇降させるもので、従来のチョッパ折装置８０のように慣性の大きいアーム８２を揺動させる必要がなく、駆動力が少なくてすみ、また高速運転にも十分耐えることができる。しかしながら、上記の何れの技術にも下記のように何らかの課題があり、改良の余地はなおも残っている。
【００１０】
即ち、特公昭５９−２６５７７号公報の技術は、その構成要素としてリング歯車９０を用いているが、リング歯車９０のような内歯の歯車は外歯の歯車に比較して加工が難しく、加工コストが高くつくうえに加工精度もでにくいという課題がある。また、実開平５−６４１６８号公報の技術は、外歯の歯車のみを用いているため特公昭５９−２６５７７号公報の技術のような課題はないものの、中間歯車９６を介在させたことにより回転時にアンバランスが生じ、高速安定性が低下する虞がある。また、中間歯車９６を設けることにより部品構成も複雑になる。さらに、実開平４−９６４６３号公報の技術は、実開平５−６４１６８号公報の技術における中間歯車９６を歯付きベルト１０１に置き換えたものであるが、歯付きベルト１０１は消耗品であり使用により張力が変化してしまう等、やや信頼性に欠けるという課題がある。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、簡単な部品構成でかつ信頼性の高い機構によりブレードを直線的に昇降させることを可能にした、チョッパ折装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のチョッパ折装置は次のように構成されている。即ち、本発明のチョッパ折装置は、一端を中心として回転自在な第１リンクアームと該第１リンクアームと同長で該第１リンクアームの他端に一端を回転自在に連結された第２リンクアームとを有するリンク機構を備え、折帖の進行方向と平行に配設されたブレードを該第２リンクアームの他端に懸垂し、該第１リンクアームと該第２リンクアームとをそれぞれ同角速度で且つ逆方向に回転させることによって、該ブレードを周期的に且つ直線的に昇降させて該折帖のチョッパ折りを行うことをその基本構成としている。
【００１３】
そして、上記基本構成に加え、本発明のチョッパ折装置は、図１（ａ）〜図１（ｈ）の概念図に示すように、第１リンクアーム１０の回転中心１０ａに太陽歯車１２が配設され、第２リンクアーム１１の回転中心１１ａに太陽歯車１２に噛合して太陽歯車１２の周囲を転動する第２リンクアーム１１と一体的な遊星歯車１３が配設されるという特徴ある構成を有している。なお、図１中には第１リンクアーム１０，第２リンクアーム１１の各端部において白抜丸及び黒丸を示すが、白抜丸は回転自在なリンク結合を示しており、黒丸は回転を拘束されていることを示している。
【００１４】
そして、上記特徴に加え、さらに本発明のチョッパ折装置は、太陽歯車１２の自転方向と遊星歯車１３の公転方向とが同方向に設定され、且つ、太陽歯車１２の径と遊星歯車１３の径との比をｎ：１としたとき、太陽歯車１２の自転角速度と遊星歯車１３の公転角速度との比が（ｎ＋２）／ｎ：１に設定されているというさらなる特徴を有している。
【００１５】
上記の比の設定について詳述すると、該ブレードが懸垂される第２リンクアーム１１の他端１１ｂが直線的に移動するためには、図１（ａ）〜図１（ｈ）の順に示すように遊星歯車１３は太陽歯車１２の周りを一回公転する間に、公転系上において（即ち、公転中心から見て）公転方向と逆方向に２回自転する必要がある。遊星歯車１３を公転系上において２回自転させるためには、太陽歯車１２の径と遊星歯車１３の径との比をｎ：１としたとき、太陽歯車１２は公転系上において２／ｎ回自転する必要があり、静止系上においては遊星歯車１３の公転分の１回を加えて１＋２／ｎ回、即ち、（ｎ＋２）／ｎ回自転する必要がある。以上のことから、太陽歯車１２の自転角速度と遊星歯車１３の公転角速度との比が（ｎ＋２）／ｎ：１に設定されることにより、図１（ａ）〜図１（ｈ）の順に示すように第２リンクアーム１１の他端１１ａを直線的に移動させ、他端１１ａに懸垂される該ブレードを直線的に昇降させることが可能になるのである。
【００１６】
このように、本発明のチョッパ折装置によれば、複雑な装置構成は必要とせず、また、歯車機構により信頼性を確保することができ、本発明の目的であるところの簡単な部品構成でかつ信頼性の高い機構によりブレードを直線的に昇降させることが可能になる。なお、図１（ａ）〜図１（ｈ）はあくまでも本発明の概念を示すために用いたものであり、本発明のチョッパ折装置の具体的構成が図１（ａ）〜図１（ｈ）に表されるものに限定され無いことは言うまでもない。例えば、図１（ａ）〜図１（ｈ）では該第１リンクアーム，該第２リンクアームとしてそれぞれ各連結部を結ぶ直線１０，１１が図示されているが、この直線はあくまでも各連結部を結んでいるという概念を示しているものであり、該第１リンクアーム，該第２リンクアームが直線部材に限定されることを意味するものではない。
【００１７】
また、好ましくは、該太陽歯車と同軸上に、該太陽歯車と一体回転する第１入力歯車と、該太陽歯車に対し相対回転自在で且つ該遊星歯車を回転自在に支承する第２入力歯車とが配設されるようにする。そして、さらに該第１入力歯車に噛合する第１出力歯車と第１出力歯車と同軸一体で且つ該第２入力歯車に噛合する第２出力歯車とを有し、該第１出力歯車と該第１入力歯車との間の変速比を１としたとき、該第２出力歯車と該第２入力歯車との間の変速比が（ｎ＋２）／ｎに設定された駆動機構を備え、該第１出力歯車，該第２出力歯車から該第１入力歯車，該第２入力歯車にそれぞれ回転を伝達することにより該リンク機構を回転駆動するような構成とする。このように歯車機構のみを用いて該リンク機構を回転駆動させ該ブレードを昇降させることにより、より確実性と信頼性とを確保することができる。また、該第１出力歯車と該該第２出力歯車とは同軸一体であるので、該第１入力歯車と該第２入力歯車とに付与される回転の関係は常に一定であり、該太陽歯車の自転角速度と該遊星歯車の公転角速度との関係が崩れることもない。
【００１８】
また、該リンク機構が該折帖の進行方向に沿って一対並設され、該ブレードが上記一対のリンク機構の各第２リンクアームに懸垂されるように構成されるのも好ましい。このように該折帖の進行方向に沿って並設された一対のリンク機構により該ブレードを昇降させることで、常に水平を保ちながら該ブレードを移動させることができるようになる。この場合、該第１リンクアーム（或いは該第２リンクアーム）の回転方向は、並設される一対のリンク機構と同方向に設定してもよく、或いは逆方向に設定してもよい。特に、該第１リンクアーム（或いは該第２リンクアーム）の回転方向を同方向に設定する場合には、該駆動機構が上記一対のリンク機構間の中心線上に１つ配設され、該第１出力歯車，該第２出力歯車が上記一対のリンク機構の各第１入力歯車，各第２入力歯車にそれぞれ噛合されることにより、上記一つの駆動機構によって上記一対のリンク機構が回転駆動されるように構成されるのが好ましい。このように上記一つの駆動機構を上記一対のリンク機構間で共用することにより、上記一対のリンク機構を確実に同期させることができ、水平を維持しながらの該ブレードの移動をより確実に実現できるようになる。
【００１９】
また、少なくとも該ブレードと該ブレードを昇降させる機構（即ち、該リンク機構や該駆動機構）が一の装置ユニットとして構成されるようにし、さらに該装置ユニットを該折帖の進行ライン上から待避させる待避手段を備えるのも好ましい。これにより該折帖の紙詰まり等が発生したときには、該ブレードを該折帖の進行ラインから速やかに待避させて該ブレードや該ブレードを昇降させる機構に過負荷が作用するのを防止することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図２〜図５は本発明の第１実施形態としてのチョッパ折装置を示すものである。詳しくは、図２は本チョッパ折装置を水平面に沿って切断した平面図、図３は本チョッパ折装置の概略正面図、図４，図５は本チョッパ折装置の動作説明図である。ここでは、まず、図２，図３を用いて本チョッパ折装置の具体的構成について説明する。
【００２１】
図３に示すように、本チョッパ折装置２０は、折帖１の進行方向（即ち、上側，下側搬送ベルト２，３の進行方向）と平行に配設されたブレード２３を備えている。ブレード２３の配設位置は、上側，下側搬送ベルト２，３の進行方向においてストッパ４の下流側に設定されている。本チョッパ折装置２０は、このブレード２３を昇降させて折帖のチョッパ折りを行うため、図２，図３に示すように、ブレード２３を支持する左右一対のリンク機構２１，２１と両リンク機構２１，２１に駆動力を付与する駆動機構２２とを備えている。なお、本明細書において、左右一対のリンク機構２１，２１及びその構成要素のうち、特に右側を示す場合には符号にＲを付け、左側を示す場合には符号にＬを付けるものとする。また、特に左右を区別せず両者に該当する場合には符号にＲ，Ｌの区別は付けないものとする。
【００２２】
リンク機構２１，２１は、その回転面を折帖１の進行方向（上側，下側搬送ベルト２，３の進行方向）に平行に向けた状態で、折帖１の進行方向に沿って距離を開けて並設されている。各リンク機構２１は、太陽歯車２５，遊星歯車２６，第１入力歯車２７及び第２入力歯車２８の各外歯歯車と支持ロッド２９とから主に構成されている。このうち太陽歯車２５と第１入力歯車２７とは同心で且つ一体的に形成され、第１回転軸３０の周りに軸受け３１を介して回転自在に支持されている。ここでは、太陽歯車２５よりも第１入力歯車２７のほうが大径に形成され、また、太陽歯車２５よりも第１入力歯車２７のほうが第１回転軸３０の後端側、即ち、ケーシング３５の奥側に配設されている。
【００２３】
第１回転軸３０の先端部には回転筒３６が固設されている。回転筒３６は第１転軸３０と同心の円筒表面３６ａを有しており、この円筒表面３６ａは軸受け３７を介してケーシング３５に支持されている。つまり、第１回転軸３０は、円筒表面３６ａ及び軸受け３７を介してケーシング３５に軸支されている。また、回転筒３６の円筒表面３６ａよりもケーシング３５の奥側、即ち、太陽歯車２５及び第１入力歯車２７が配設されている側には、第２入力歯車２８が形成されている。第２入力歯車２８は太陽歯車２５及び第１入力歯車２７と同心であり、ここでは、第２入力歯車２８は第１入力歯車２７よりも大径に形成されている。
【００２４】
回転筒３６は、円筒表面３６ａよりも内側で且つ回転中心よりも外側に、第１回転軸３０と平行な貫通穴３６ｂを有している。この貫通穴３６ｂ内には第２回転軸３８が挿通されており、軸受け３９を介して回転筒３６に支持されている。第２回転軸３８の後端、即ち、太陽歯車２５及び第１入力歯車２７が配設されている側の端部には、第２回転軸３８と同心で且つ一体的に遊星歯車２６が固設されている。一方、第２回転軸３８の先端には、支持ロッド２９が固設されている。これにより、遊星歯車２６と支持ロッド２９とは第２回転軸３８を中心にして一体となって回転するようになっている。
【００２５】
遊星歯車２６は太陽歯車２５と噛み合っており、遊星歯車２６は太陽歯車２５に対して相対的に太陽歯車２５とは逆方向に回転するようになっている。本チョッパ折装置２０では、太陽歯車２５の径Ｄ1と遊星歯車２６の径Ｄ2の比（ギヤ比）は２：１に設定されており、太陽歯車２５が相対的に１回転（自転）する間に、遊星歯車２６は逆方向に２回転（自転）するようになっている。なお、遊星歯車２６及び太陽歯車２５は、第２入力歯車２８の略内側に収まるように配設されており、これにより装置の軸方向のコンパクト化が図られている。
【００２６】
支持ロッド２９はブレード２３を支持するための部材であり、その一端に第２回転軸３８と平行に配設された支持ピン２９ａを備えている。ブレード２３はその左右上端部にそれぞれスリーブ２３ａ，２３ａを備えており、各スリーブ２３ａ内に配設された軸受け４０によって支持ピン２９ａを支持するようになっている。換言すれば、ブレード２３は軸受け４０を介して支持ピン２９ａに懸垂されるようになっている。
【００２７】
本チョッパ折装置２０では、第２回転軸３８の中心から支持ピン２９ａの中心までの距離Ｌ2は、第１回転軸３９の中心から第２回転軸３８の中止までの距離Ｌ1に等しく設定されている（即ち、Ｌ1＝Ｌ2）。これにより、第２回転軸３８の中心と支持ピン２９ａの中心とを結ぶ線（第１リンクアーム）が、第１回転軸３９の中心と第２回転軸３８の中心とを結ぶ線（第２リンクアーム）とは逆方向に且つ同角速度で回転することによって、支持ピン２９ａを周期的に直線移動させることができるようになっている。なお、ここでは、回転筒３６が第１リンクアームに相当し、支持ロッド２９が第２リンクアームに相当している。
【００２８】
また、支持ロッド２９には、第２回転軸３８を挟んで支持ピン２９ａと反対側の端部にカウンターウェイト４２が取り付けられている。支持ピン２９ａにブレード２３を懸垂することによって第２回転軸３８にはモーメントが作用するが、このようにカウンターウェイト４２を設けることによって、第２回転軸３８に作用するモーメントをキャンセル或いは低減することができるようになる。同様に、回転筒３６の支持ロッド２９が配設された側の面にも、第２回転軸３８を介して第１回転軸３０に作用するモーメントをキャンセル或いは低減するため、第１回転軸３０を挟んで第２回転軸３８と反対側の周端部にカウンターウェイト４３が取り付けられている。
【００２９】
以上が本チョッパ折装置２０にかかるリンク機構２１の構成であるが、本チョッパ折装置２０では、図３に示すように、遊星歯車２６が太陽歯車２５の鉛直方向真下にあるときに、太陽歯車２５，遊星歯車２６及び支持ロッド２９の支持ピン２９ａが上方から順に一直線に並ぶように左右のリンク機構２１，２１の初期位置が設定されている。換言すれば、第２回転軸３８の中心と支持ピン２９ａの中心とを結ぶ線（第１リンクアーム）が、第１回転軸３９の中心と第２回転軸３８の中止とを結ぶ線（第２リンクアーム）と平行（一直線）になるように、左右のリンク機構２１，２１の初期位置が設定されている。また、この初期位置はブレード２３の最下点であり、この初期位置ではブレード２３が回転ローラ７，７（図３中では手前側のみ図示）間に向けてテーブル６下に押し込まれた状態になるように、装置全体の位置調整が行われている。
【００３０】
そして、本チョッパ折装置２０では、上記のように初期位置が設定された左右のリンク機構２１，２１を、次に説明する駆動機構２２によって同期回転させている。駆動機構２２は、第１出力歯車４４，第２出力歯車４５及びモータ４６とから主に構成されている。第１出力歯車４４と第２出力歯車４５とは同軸一体であり、第１回転軸３０と平行に配設された図示しない回転軸によって回転自在に支承され、左右のリンク機構２１，２１間の中央線上に配設されている。ここでは、第１出力歯車４４は第２出力歯車４５よりも大径に形成され、ケーシング３５の奥側に第１出力歯車４４が、手前側に第２出力歯車４５がそれぞれ配設されている。そして、第１出力歯車４４は左右のリンク機構２１，２１の各第１入力歯車２７，２７と噛合され、第２出力歯車４５は左右のリンク機構２１，２１の各第２入力歯車２８，２８に噛合されている。また，モータ４６は、左右のリンク機構２１，２１間の中央線上で第１出力歯車４４，第２出力歯車４５のさらに上方に配設され、ケーシング３５に固定されている（固定状態は図示せず）。そして、モータ４６の出力軸４６ａに固設されたモータ歯車４７が第２出力歯車４５に噛合されている。
【００３１】
上記のような各歯車の噛合関係により、モータ４６から出力された駆動力は、モータ歯車４７を介して第２出力歯車４５に入力され、さらに第２出力歯車４５から左右の第２入力歯車２８，２８へ、また、第２出力歯車４５と一体の第１出力歯車４４から左右の第１入力歯車２７，２７へそれぞれ入力されるようになっている。
【００３２】
本チョッパ折装置２０では、第１出力歯車４４の径ＤO1と第１入力歯車２７の径ＤI1との比は１：１に設定され、第２出力歯車４５の径ＤO2と第２入力歯車２８の径ＤI2との比は１：２に設定されている。換言すれば、第１出力歯車４４の径ＤO1と第１入力歯車２７の径ＤI1との間の変速比は１であり、第２出力歯車４５の径ＤO2と第２入力歯車２８の径ＤI2との間の変速比は２となっている。第１出力歯車４４と第２出力歯車４５とは同軸一体であり同速度（同角速度）で回転することから、上記のように変速比が設定されることによって第１入力歯車２７は第２入力歯車２８の２倍の角速度で回転駆動されることになる。
【００３３】
次に、上述のように構成された本チョッパ折装置２０の動作について、図４，図５を用いて説明する。図４，図５は、本チョッパ折装置２０において遊星歯車２６が太陽歯車２５の周りを回転していく様子を遊星歯車２６の公転角度で４５度ずつ摸式的に示したものであり、ここでは簡略化のためブレード２３と左右のリンク機構２１，２１についてのみ示し、リンク機構２１についても太陽歯車２５，遊星歯車２６，支持ロッド２９（支持ピン２９ａ，カウンターウェイト４２含む），第２入力歯車２８及びカウンターウェイト４３のみを示している。なお、図４，図５はあくまでも本チョッパ折装置２０の作動状態を分かりやすく示すための図であり、本チョッパ折装置２０が連続して作動しているなかでの任意の一状態を例示したものである。つまり、本チョッパ折装置２０は、図４，図５に例示されるように遊星歯車２６の公転角度で４５度ずつ段階的に作動しているのではなく、連続的に滑らかに作動していることを確認しておく。また、各図中に示す黒点４９は、太陽歯車２５の回転状態を分かりやすく示すために便宜上設けたものであり、実際の構成には関係しない。
【００３４】
まず、図４（ａ）に示すようにブレード２３が初期位置（最下点）にある状態から説明すると、この状態では太陽歯車２５，遊星歯車２６，支持ピン２９ａが上方から順に一直線に並んでいる。そして、この状態でモータ４６が回転すると、第１出力歯車４４，第２出力歯車４５から左右リンク機構２１，２１の各第１入力歯車２７，第２入力歯車２８へ駆動力がそれぞれ入力される。第１入力歯車２７へ入力された駆動力は太陽歯車２５を回転（自転）させ、第２入力歯車２８へ入力された駆動力は遊星歯車２６を太陽歯車２５の周りに公転させる。このときの太陽歯車２５の自転方向及び遊星歯車２６の公転方向は、第１出力歯車４４，第２出力歯車４５の回転方向と逆方向であり、左右のリンク機構２１，２１においてそれぞれ同一の方向となる。
【００３５】
そして、例えば遊星歯車２６が４５度時計回りに公転すると、第１入力歯車２７は第２入力歯車２８の２倍の角速度で回転駆動されることから、第１入力歯車２７と一体の太陽歯車２５は、９０度時計回りに自転する。これにより、太陽歯車２５は遊星歯車２６の公転系上では遊星歯車２６に対し相対的に４５度時計周りに回転したことになり、太陽歯車２５の径Ｄ1と遊星歯車２６の径Ｄ2との比は２：１であるから、遊星歯車２６は太陽歯車２５に対し９０度反時計回りに回転する。
【００３６】
この結果、太陽歯車２５，遊星歯車２６，支持ピン２９ａのそれぞれの位相及び位置は図４（ｂ）に示すようになり、ブレード２３は左右の支持ピン２９ａ，２９ａの鉛直方向への直線移動に伴い上昇する。また、この間、左右のリンク機構２１，２１が同期して回転していることから左右の支持ピン２９ａ，２９ａも同期して直線移動し、左右の支持ピン２９ａ，２９ａに懸垂されるブレード２３は水平を保ちながら上昇する。
【００３７】
同様に、この状態から遊星歯車２６がさらに４５度時計回りに公転したときには、太陽歯車２５，遊星歯車２６，支持ピン２９ａのそれぞれの位相及び位置は図４（ｃ）に示すようになり、ブレード２３はさらに鉛直方向へ水平を保ちながら直線的に上昇する。そして、遊星歯車２６がさらに４５度時計回りに公転したときには、ブレード２３は図４（ｄ）に示す位置まで上昇する。
【００３８】
そして、遊星歯車２６がさらに時計回りに公転し、図５（ａ）に示すように初期状態から１８０度の位置まで公転したときにブレード２３は最上点に到達する。この最上点では、支持ピン２９ａ，遊星歯車２６，太陽歯車２５，遊星歯車２６，支持ピン２９ａが上方から順に一直線に並んでいる。したがって、ブレード２３の最下点から最上点までの移動距離（ストローク）ＬSは、第１回転軸３９の中心から第２回転軸３８の中止までの距離Ｌ1と第２回転軸３８の中心から支持ピン２９ａの中心までの距離Ｌ2との和の２倍に等しい〔即ち、ＬS＝２×（Ｌ1＋Ｌ2）〕。
【００３９】
図５（ａ）に示す最上点に達した後、ブレード２３は、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示すように、今度は遊星歯車２６が下方へ転動していくのに合わせて次第に降下していく。そして、遊星歯車２６が再び初期状態に戻ったとき、図４（ａ）に示すようにブレード２３も再び最下点に到達する。この最上点から最下点までの移動の間もブレード２３は水平を維持しながら直線移動する。そして、遊星歯車２６が再び上方へ転動していくのに合わせて、ブレード２３も再び最上点へ向けて上昇していく。つまり、モータ４６からの回転駆動力が左右リンク機構２１，２１に入力されている間は、ブレード２３は上記の昇降動作を周期的に繰り返していく。
【００４０】
なお、折帖１は、ブレード２３が図５（ｄ）に示す位置から図４（ａ）に示す最下点まで降下する間の所定のタイミングで上側，下側搬送ベルト２，３によりブレード２３の真下へ搬送され、ストッパ４により位置決めされる。そして、ストッパ４により位置決めされた折帖１は、ブレード２３がテーブル６下まで振り下ろされることによって、テーブル６下に配設された回転ローラ７，７間に折り込まれ、２つに縦折りされた状態で外部へ排出される。
【００４１】
以上、本発明の第１実施形態としてのチョッパ折装置２０の構成と動作について説明したが、上述のように本チョッパ折装置２０は、遊星歯車２６を太陽歯車２５の周囲に公転させながら太陽歯車２５を自転させることで、ブレード２３を鉛直方向に直線的に昇降させている。したがって、従来の一部技術のように外歯の歯車に比較して加工が難しい内歯の歯車を用いる必要がないので、加工コストを抑えることができるとともに加工精度が落ちることもない。また、従来の一部技術のように太陽歯車と遊星歯車との間に中間歯車を介在させる必要はないので、回転時のアンバランスによって高速安定性が低下したり、部品構成が複雑化したりすることもない。さらに、従来の一部技術のように駆動力の伝達にベルトを用いていないので、長期間使用したり連続運転する場合の信頼性に欠けることもない。つまり、本チョッパ折装置２０によれば、従来の技術よりも、より簡単な部品構成でかつ信頼性の高い機構によってブレード２３を鉛直方向に直線的に昇降させることを実現することができる。
【００４２】
次に、本発明の第２実施形態としてのチョッパ折装置について図６〜図８を用いて説明する。ここで、図６は本チョッパ折装置の概略正面図、図７，図８は本チョッパ折装置の動作説明図である。ここでは、まず、図６を用いて本チョッパ折装置の具体的構成について説明する。なお、前述の第１実施形態と同一の部位については同一の符号を付して示す。
【００４３】
図６に示すように、本チョッパ折装置５０は、上側，下側搬送ベルト２，３の進行方向と平行に配設されたブレード２３と、ブレード２３を支持する左右一対のリンク機構２１，２１と、両リンク機構２１，２１に駆動力を付与する駆動機構５１とを備えている。ブレード２３及び左右のリンク機構２１，２１は第１実施形態と同構成であるので重複する説明は省略するが、本チョッパ折装置５０では左右のリンク機構２１，２１の配置に特徴があり、左右の第２入力歯車２８，２８が噛み合うように配設されている。
【００４４】
また、本チョッパ折装置５０にかかる駆動機構５１は、第１実施形態の駆動機構２２と同様にその構成要素として第１出力歯車４４，第２出力歯車４５及びモータ４６を備えるとともに、新たな構成要素として反転歯車５２を備えたことを特徴としている。第１出力歯車４４と第２出力歯車４５とは同軸一体であり、左側のリンク機構２１（Ｌ）の上方に配設され、左側のリンク機構２１（Ｌ）の第１入力歯車２７と第２入力歯車２８とにそれぞれ噛合されている。そして、第１出力歯車４４と右側のリンク機構２１（Ｒ）の第１入力歯車２７との間に、反転歯車５２が介在されている。反転歯車５２は第１回転軸３０と平行に配設された図示しない回転軸によって回転自在に支承され、第１出力歯車４４，第１入力歯車２７の双方と噛合されている。モータ４６は、第１出力歯車４４，第２出力歯車４５のさらに上方に配設され、モータ４６の出力軸４６ａに固設されたモータ歯車４７が第２出力歯車４５に噛合されている。
【００４５】
上記のような各歯車の噛合関係により、モータ４６から出力された駆動力は、モータ歯車４７を介して第２出力歯車４５に入力されるようになっている。そして、第２出力歯車４５に入力された駆動力は、さらに第２出力歯車４５から左側第２入力歯車２８（Ｌ）へ、また、第２出力歯車４５と一体の第１出力歯車４４から左側第１入力歯車２７（Ｌ）と反転歯車５２とへそれぞれ入力されるようになっている。また、反転歯車５２へ入力された駆動力は右側第１入力歯車２７（Ｒ）へ入力され、左側第２入力歯車２８（Ｌ）からは右側第２入力歯車２８（Ｒ）へ駆動力が入力されるようになっている。なお、第１出力歯車４４，第１入力歯車２７間、及び第２出力歯車４５，第２入力歯車２８間の変速比の設定は第１実施形態と同様である。
【００４６】
次に、上述のように構成された本チョッパ折装置５０の動作について、図７，図８を用いて説明する。図７，図８は、本チョッパ折装置５０において遊星歯車２６が太陽歯車２５の周りを回転していく様子を遊星歯車２６の公転角度で４５度ずつ摸式的に示したものであり、第１実施形態の動作説明で用いた図４，図５に相当する図である。また、太陽歯車２５の回転状態を分かりやすく示すために、ここでも便宜上各図中に黒点４９を示している。
【００４７】
まず、図７（ａ）に示すようにブレード２３が初期位置（最下点）にある状態から説明する。この初期状態では、第１実施形態と同様に太陽歯車２５，遊星歯車２６，支持ピン２９ａが上方から順に一直線に並んでいる。モータ４６が回転すると左右リンク機構２１，２１の各第１入力歯車２７，第２入力歯車２８へ駆動力が入力されるが、左側第１入力歯車２７（Ｌ），第２入力歯車２８（Ｌ）へは第１出力歯車４４，第２出力歯車４５から直接駆動力が入力され、右側第１入力歯車２７（Ｒ），第２入力歯車２８（Ｒ）へは反転歯車５２，左側第２入力歯車２８（Ｌ）を介してそれぞれ駆動力が入力される。したがって、左側第１入力歯車２７（Ｌ），第２入力歯車２８（Ｌ）の回転方向は第１実施形態と同様に第１出力歯車４４，第２出力歯車４５と逆方向であるのに対し、右側第１入力歯車２７（Ｒ），第２入力歯車２８（Ｒ）の回転方向は第１出力歯車４４，第２出力歯車４５と同方向となる。
【００４８】
これにより、図７（ａ）〜図７（ｄ），図８（ａ）〜図８（ｄ）の順に示すように、左右の太陽歯車２５及び遊星歯車２６は、互いに逆方向に自転或いは公転する。しかしながら、この場合でも左右の支持ピン２９ａ，２９ａは同期しながら鉛直方向への直線移動のみ行うので、左右の支持ピン２９ａ，２９ａに懸垂されるブレード２３は、第１実施形態と全く同様に水平を保ちながら昇降する。そして、モータ４６からの回転駆動力が左右リンク機構２１，２１に入力されている間は、ブレード２３は上記の昇降動作を周期的に繰り返していく。
【００４９】
以上、本発明の第２実施形態としてのチョッパ折装置５０の構成と動作について説明したが、上述のように本チョッパ折装置５０も第１実施形態と同様に遊星歯車２６を太陽歯車２５の周囲に公転させながら太陽歯車２５を自転させることで、ブレード２３を鉛直方向に直線的に昇降させている。したがって、本チョッパ折装置５０によっても、従来の技術よりも簡単な部品構成でかつ信頼性の高い機構によってブレード２３を鉛直方向に直線的に昇降させることを実現することができるという、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本チョッパ折装置５０によれば、左右のリンク機構２１，２１を逆方向に回転させているので、各リンク機構２１において発生するモーメントを相互に打ち消すことができ、振動を抑えることができるという効果もある。
【００５０】
次に、本発明の第３実施形態としてのチョッパ折装置について図９を用いて説明する。図９は本チョッパ折装置の概略側面図である。本実施形態のチョッパ折装置は、ブレードを昇降させるためのリンク機構及び駆動機構が収容される装置ユニットの支持機構に特徴がある。また、リンク機構や駆動機構の構成については本実施形態の特徴部分ではなく、第１実施形態或いは第２実施形態のものを適用することができる。なお、図９において、前述の第１，第２実施形態と同一の部位については同一の符号を付して示し、重複する説明は省略する。
【００５１】
図９に示すように、本チョッパ折装置５５は、リンク機構２１等のブレード２３を昇降させる機構がケーシング３５内に一体的に収容されたチョッパ折ユニット（装置ユニット）６０と、このチョッパ折ユニット６０を支持する支持機構６１とから構成されている。支持機構（待避手段）６１はアーム５６とアクチュエータ５８とからなり、アーム５６はテーブル６の下方から折帖の搬送ライン上に延び、下端部を回転軸５７によって回転自在に支持され、上端部にケーシング３５が取り付けられている。また、アクチュエータ５８は、アーム５６の上端部とアーム５６の上方に配設された機械フレーム５９との間に介装され、アーム５６を機械フレーム５９に吊るしている。アーム５６はこのアクチュエータ５８の作動により回転軸５７を中心に揺動するようになっており、チョッパ折ユニット６０は、このアーム５６の揺動によって図９（ａ）に示すようにテーブル６に近接した作動位置と、図９（ｂ）に示すようにテーブル６から離隔した待避位置との間を移動するようになっている。
【００５２】
図９（ａ）に示す作動位置はチョッパ折時における通常の位置であり、この作動位置において第１実施形態或いは第２実施形態で説明したようなブレード２３の昇降動作が行われることによって、折帖がテーブル６下の回転ローラ７，７間へ折込まれるようになっている。一方、図９（ｂ）に示す待避位置は折帖の紙詰まり等の発生時における位置であり、図示しない紙詰まり検知センサにより回転ローラ７，７間やテーブル６の隙間における折帖の紙詰まりを検知したり、或いは図示しない過負荷検知センサによりブレード２３に過負荷が加わっていることを検知したときには、アクチュエータ５８が作動して待避位置へチョッパ折ユニット６０を待避させるようになっている。
【００５３】
本発明の第３実施形態としてのチョッパ折装置５５は上述のように構成されているので、仮に回転ローラ７，７間等において紙詰まりが生じた場合でも、アクチュエータ５８の作動によりチョッパ折ユニット６０を折帖の進行ラインから待避させることができ、ブレード２３に過負荷が作用することを防止することができる。したがって、本チョッパ折装置５５によれば、過負荷によるブレード２３やリンク機構２１等の損傷を防止して、耐久性を向上させることが可能になる。
【００５４】
以上、本発明の折機のチョッパ折装置について３つの実施形態を説明したが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。例えば、上述の第１実施形態，第２実施形態では、太陽歯車２５の径Ｄ1と遊星歯車２６の径Ｄ2の比を２：１に設定するとともに、太陽歯車２５の自転角速度と遊星歯車２６の公転角速度との比を２：１に設定しているが、太陽歯車２５の径Ｄ1と遊星歯車２６の径Ｄ2との比をｎ：１としたとき、太陽歯車２５の自転角速度と遊星歯車２６の公転角速度との比が（ｎ＋２）／ｎ：１になっていればよい。
【００５５】
したがって、例えば太陽歯車２５の径Ｄ1と遊星歯車２６の径Ｄ2との比が１：１の場合（即ち、ｎ＝１の場合）には、太陽歯車２５の自転角速度と遊星歯車２６の公転角速度との比は３：１であればよい。また、この場合も支持ロッド２９は遊星歯車２６に固定し、太陽歯車２５の中心から遊星歯車２６の中心までの距離Ｌ1と遊星歯車２６の中心から支持ピン２９ａまでの距離Ｌ2とは等距離に設定する。このような設定により、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）の順に示すように上述の第１，第２実施形態と同様にブレード２３を鉛直方向に直線的に昇降させることができる。なお、図１０（ａ）〜図１０（ｄ）はブレード２３が昇降する様子を遊星歯車２６が９０度公転（太陽歯車２５が２７０度自転）する毎に示した図である。
【００５６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のチョッパ折装置によれば、遊星歯車を太陽歯車の周囲に公転させながら、太陽歯車自体も遊星歯車の公転方向と同方向に所定の回転角速度比で自転させるという構成により、従来の技術よりも、より簡単な部品構成でかつ信頼性の高い機構によってブレードの直線的な昇降を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の特徴を動的に説明するための概念図であり、（ａ）〜（ｈ）の順に動きを示している。
【図２】本発明の第１実施形態としてのチョッパ折装置を水平面に沿って切断した平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態としてのチョッパ折装置の概略正面図である。
【図４】本発明の第１実施形態としてのチョッパ折装置の動作を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に動作を示している。
【図５】本発明の第１実施形態としてのチョッパ折装置の動作を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に動作を示している。
【図６】本発明の第２実施形態としてのチョッパ折装置の概略正面図である。
【図７】本発明の第２実施形態としてのチョッパ折装置の動作を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に動作を示している。
【図８】本発明の第２実施形態としてのチョッパ折装置の動作を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に動作を示している。
【図９】本発明の第３実施形態としてのチョッパ折装置の概略側面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態の構成とその動作を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）の順に動作を示している。
【図１１】従来の一般的なチョッパ折装置の構成を示す概略側面図である。
【図１２】従来の鉛直昇降式のチョッパ折装置の構成とその動作を示す概略正面図であり、（ａ），（ｂ）の順に動作を示している。
【図１３】従来の鉛直昇降式のチョッパ折装置の構成とその動作を示す概略正面図であり、（ａ），（ｂ）の順に動作を示している。
【図１４】従来の鉛直昇降式のチョッパ折装置の構成とその動作を示す概略正面図であり、（ａ），（ｂ）の順に動作を示している。
【符号の説明】
１  折帖
２  上側搬送ベルト
３  下側搬送ベルト
４  ストッパ
６  テーブル
７  回転ローラ
２０，５０，５５  チョッパ折装置
２１  リンク機構
２２，５１  駆動機構
２３  ブレード
２５  太陽歯車
２６  遊星歯車
２７  第１入力歯車
２８  第２入力歯車
２９  支持ロッド
２９ａ  支持ピン
３０  第１回転軸
３５  ケーシング
３６  回転筒
３８  第２回転軸
４２  カウンターウェイト
４３  カウンターウェイト
４４  第１出力歯車
４５  第２出力歯車
４６  モータ
４７  モータ歯車
５２  反転歯車
５６  アーム
５９  アクチュエータ
６０  チョッパ折ユニット
６１  支持機構
【図１】
0003676223.tif 000002
【図２】
0003676223.tif 000003
【図３】
0003676223.tif 000004
【図４】
0003676223.tif 000005
【図５】
0003676223.tif 000006
【図６】
0003676223.tif 000007
【図７】
0003676223.tif 000008
【図８】
0003676223.tif 000009
【図９】
0003676223.tif 000010
【図１０】
0003676223.tif 000011
【図１１】
0003676223.tif 000012
【図１２】
0003676223.tif 000013
【図１３】
0003676223.tif 000014
【図１４】
0003676223.tif 000015