(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製本した本をターンテーブル上に集積して駒返しする製本機のスタッカーにおいて、前記ターンテーブル上のガイドにアクチュエーターを用いた天地方向及び小口方向の位置決め機構を取り付けるとともに、前記アクチュエーターへの駆動エネルギー供給と制御信号伝達を行うための配線を自動で着脱するコネクター機構を設けたことを特徴とするスタッカー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、雑誌やカタログ等の所謂並製本と呼ばれる様式の製本を行う製本機におけるスタッカーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に並製本を行う製本機は、折丁を１部ずつ供給する丁合部、即ち丁合チェーンの所定位置に折丁を供給する複数のフィーダと、丁合された折丁を表紙とともに針金又はノリ等で綴じ合わせる綴じ機と、綴じた折丁の天地と小口を断裁して仕上げる三方断裁機と、仕上げられた本を集積して駒返しするスタッカーとを連結した構成をしている。
【０００３】
上記のスタッカーは通常、三方断裁機で断裁され１部ずつコンベアによって搬送されてくる製品になった本を設定部数毎に天地の向きを逆にするいわゆる駒返しをして集積する。そしてスタッカーは本を駒返しした状態で集積するため、集積する部分を１８０度反転させるターンテーブルを有している。このターンテーブルは通常エアシリンダーを用いたクランク機構によって設定部数だけ本を積む毎に反転するようになっている。本はコンベアで搬送され、このターンテーブルの上に落とされる。本の部数の計数は例えば、搬送されてくる本をコンベア上で光電スイッチでカウントすることで行われる。そして、数回駒返しを行って所望の部数になると、集積された本はシリンダで往復運動するプッシャーによってターンテーブルの上から押し出される。このターンテーブルの上には本を揃えて集積するために、天地、小口それぞれの方向から本をおさえるガイドが設置されている。そして、本の仕上げ寸法が変わるたびに本の大きさ、厚さ等を考慮して天地方向、小口方向それぞれにガイドの巾が調節される。
【０００４】
従来のスタッカーにおいては、天地方向については一度クランプを緩め、ガイドの巾をラックピニオン機構で天地対称に決定し、再びクランプを締めてガイドを固定する。また、小口方向については同様に一度クランプを緩め、ガイドを溝に沿ってスライドさせ位置を決定し、再びクランプを締めてガイドを固定する。そしてこのガイドの位置決めは左右方向でそれぞれ行う必要があるので、片側を調整したあとターンテーブルを１８０度反転し、左右対称になるように再度同じことを繰り返し行って一通りの調整を完了する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で述べたスタッカーは、上記したようにガイドの位置決めを手作業でしかも左右別々に行うようになっているため非常に煩わしいものであった。このため、生産する品目が変わるたびに行う調整作業に多くの時間がかかり生産効率を下げる要因の一つになっていた。
【０００６】
本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ガイド位置を自動的にしかも任意に調整できるスッタカーを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、製本した本をターンテーブル上に集積して駒返しする製本機のスタッカーにおいて、前記ターンテーブル上のガイドにアクチュエーターを用いた天地方向及び小口方向の位置決め機構を取り付けるとともに、前記アクチュエーターへの駆動エネルギー供給と制御信号伝達を行うための配線を自動で着脱するコネクター機構を設けたことを特徴としている。
【０００８】
【作用】
上術の構成からなる本発明のスタッカーにおいては、ガイド位置を調整する時には、ターンテーブルを一定の回転位置に保持した状態でコネクターを着状態にして、ターンテーブル上の位置決め機構に駆動エネルギーを供給し制御信号を伝達してガイドの位置決めを行うことができ、完了したらコネクターを脱状態して、ターンテーブルが自由に反転動作を繰り返すことができる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例であるスタッカーを示す概略図である。
【００１１】
同図において１はターンテーブルで、その上にＬ字状の４つのガイド１１〜１４が縦方向に配設されており、これらのガイド１１〜１４を調節するためのアクチュエーターとして計４個のモーターが設置されている。この内の２個のモーター２０（右側は図示せず）はガイドの小口方向の調節を行い、残りの２個のモーター３０（右側は図示せず）はガイドの天地方向の調節を行う。本実施例のスタッカーは従来のスタッカーを改造したものであり、構造上従来のターンテーブル１の上にもう１枚ターンテーブル１０を重ね、その間に小口方向の調節機構を配設している。そのため、下流のコンベア等も従来より高く変更する必要があるが、調節機構を設置できるスペースが有れば補助のターンテーブル１０を重ねなくともよい。
【００１２】
先ず小口方向の調節機構であるが、集積された本を排出するプッシャー（図示せず）がターンテーブル１０の小口方向を横切る形で天地方向に往復するためターンテーブル１０は小口方向に中央で別れており、調節機構は左右とも同じ構成でそれぞれ独立して動くようになっている。左側で説明すると、調節機構はターンテーブル１上に設置したモーター２０を有し、このモーター２０はターンテーブル１上の軸受２１に固定された小口方向の調節ネジ２２を傘歯車により駆動するようになっている。この調節ネジ２２にはナットが嵌まっており、そのナットを介してステイ２３の横棒２３ａが取り付けられている。さらに、調節ネジ２２の両側にはこれと平行にレール２４がターンテーブル１上に設置されており、調節ネジ２２の回転に伴って横棒２３ａ両端のリニアガイド２５がこのレール２４に沿って小口方向に移動するようになっている。そして、ステイ２３の横棒２３ａ両端から立設する一対の縦棒２３ｂは固定ブロック２６を介して２本のスプライン軸２７により連結され、このスプライン軸２７のブッシュ２８にガイド１１，１２が取り付けられている。この機構により、モーター２０を回転することでガイド１１，１２を含むステイ２３全体が小口方向に滑らかに移動することができる。
【００１３】
なお、調節ネジ２２の近辺では細かい紙の埃、所謂紙粉が溜まりやすく、この紙粉のため調節ネジ２２の回転が渋くなったり、ひどい場合には全く動かなくなる。この紙粉対策として、調節ネジ２２の上に蛇腹状のカバーを配設し調節ネジ２２に紙粉が付着しないような構造になっている。また、リニアガイド２５の脇には近接スイッチが３個配設されておりそれぞれが移動の上限、下限及び位置決め用の原点の役割をしている。この上限、下限用のスイッチは近接スイッチに限らずともよく例えばリミットスイッチ等他の適当なものを用いてもよい。
【００１４】
一方、天地方向の調節機構は、前述したステイ２３の一方の縦棒２３ｂに天地方向に平行に取り付けられたモーター３０を有し、そのモーター３０はベアリング３１を介して一対の縦棒２３ｂの間に固定された調節ネジ３２をタイミングベルト３３により駆動するようになっている。調節ネジ３２は両側を逆方向に切った両ネジの構造で、逆方向に切ったネジ部分にそれぞれナット３４が嵌まっており、そのナット３４にガイド１１，１２がそれぞれ取り付けられている。この機構により、モーター３０を回転することでガイド１１，１２の巾が天地方向に対して中心を対称に滑らかに調節できるようになっている。
【００１５】
なお、紙粉対策として、小口方向の調節機構と同様に調節ネジ３２にカバーを取り付けている。また、ナット３４の脇には近接スイッチが３個設置されておりそれぞれ上限、下限及び原点の役割をしている。この上限、下限用のスイッチも小口方向と同様に近接スイッチに限らず他のスイッチを用いてもよい。
【００１６】
ここで上記の各調節機構においては、調節ネジに台形ネジを使用するのが好ましいが、例えばボールネジやラックピニオン等を使用しても構わない。また、これらの調節機構を駆動するアクチュエーターとして本実施例では位置決め制御が比較的簡単に行えるステッピングモーターを用いている。しかし位置決め操作が可能であれば、駆動にはリバーシブルタイプのインダクションモーターを用い駆動量の検知にはモーターの軸にエンコーダーを取り付けたものや、サーボモーター或いは位置決めシリンダー等を用いてもよい。そして、アクチュエーターは、ターンテーブルが反転するたびに衝撃を受けてガイド１１〜１４の位置が変わらないようにするためブレーキ付きのものを用いる。本実施例では後述の理由で無励磁作動型のブレーキを用いている。また、ターンテーブル１上に上述のような調節機構を設けたことで、全体の重量が増加するのに伴い、回転時の衝撃が大きくなると同時に回転速度が低下する。そこで、その衝撃を吸収するため市販のショックアブソーバーを設けてもよく、さらにエアシリンダーの供給エア圧を高くしたり、エアシリンダーに急速排気弁を設けることで、従来通りの回転速度で運転することもできる。
【００１７】
次に、モーターの制御及び近接スイッチの信号伝達を行う自動着脱コネクターについて説明する。
【００１８】
ターンテーブル１は駒返しを行う毎に１８０度反転し、また集積部数に達する毎に天地方向にプッシャーで本を押し出すための機構がターンテーブル１の下に有るため、ターンテーブル１上にあるガイドの位置決め機構への配線は困難である。そこで、配線を固定せずに、必要があるときだけコネクターを自動的に接続してモータの制御及び信号の伝達を行い、不必要の場合にはコネクターを自動的に外してターンテーブル１の回転ができるようにしている。
【００１９】
本実施例では、ターンテーブル１上にコネクターのオス４１を、ターンテーブル１上でない固定部材側にコネクターのメスを設置しているがこれは何方でもよい。また、ターンテーブル１が１８０度の反転動作を繰り返すため、どちらを向いて停止しても電源供給並びに信号伝達ができるように２組のコネクターを配設している。また、コネクターの着脱を自動で行うためにエアシリンダーを用いている。即ち、ターンテーブル１上ではない方にあるメスのコネクターの後ろにこのエアシリンダーを取り付け、エアシリンダーを出すことでコネクターを着状態に、引くことで脱状態にする。そして、コネクターはターンテーブルが反転動作を行っていない時、即ち決まった停止位置にある時だけ着脱できる構造になっている。このエアシリンダーの配管系には電磁弁が設置されており、この電磁弁を作動させることでエアシリンダーを任意に操作できるように、即ち任意にコネクターを着脱できるようになっている。
【００２０】
コネクターを自動的に着脱させるには、オス４１とメスが嵌まり合うように適切に位置決めされなければならない。本実施列で用いているコネクターでは、一方の固定がルーズになっており多少の位置ずれは吸収するため、ある程度に位置決めされれば案内ピンによって確実に嵌まり合うようになっている。
【００２１】
そして、紙粉による接触不良を防ぐためコネクターのオス４１とメスはそれぞれカバーに格納されている。これらのカバーには扉が付いており、通常は扉の蝶番に付いたバネの力によってオス４１とメスの内部に紙粉が入らないように閉まっている。本実施例では、メスのカバーは内側から押し開くタイプの扉とし、オス４１のカバーは外側から押し開くタイプの扉としてあり、エアシリンダーでメスを移動してコネクターを接続する際にこれらの扉はメスにより押し広げられ、エアシリンダーでメスを引き戻してコネクターを外すとバネの力で自動的に元の通りに閉じるようになっている。
【００２２】
コネクターはターンテーブル１の回転中、即ち反転動作中に着脱が行われると破損する恐れがある。そこで、ターンテーブル１が停止位置にある時に作動する近接スイッチを配設している。また、本がスタッカーに供給されると駒返しを行うためにターンテーブル１が回転する場合があるので、スタッカーの入口に本の有無を検知する光電スイッチを設け、同時にスタッカーへの搬送コンベアが停止しているかどうかの信号を取り込んでいる。そして、ターンテーブル１が停止して、しかも本がスタッカーに供給されていない場合だけエアシリンダーが作動してコネクターが着状態になるようにしている。
【００２３】
また、コネクターが着状態になっているときにスタッカーに本が入って来てターンテーブル１が回転するとコネクターは破損する恐れがある。即ち、着状態になっているコネクターがターンテーブル１の回転力で無理やり外され、１８０度回転すると反対側のコネクターがエアシリンダーで押し出されているため同じくターンテーブル１の回転力で無理やり嵌めこまれるからである。そこで、ターンテーブル１が回転し始めたら、スタッカーを強制的に停止させてそれ以上回転しないようにし、同時にエアシリンダーを引いてコネクターを脱状態にする。またスタッカーが本のつまり等で停止した場合もこれと同じような対応をしている。つまり、スタッカーが停止すると、ターンテーブル１を駆動しているエアシリンダーのエア圧が大気圧開放になるため、ターンテーブル１は停止位置で固定されないことになり、コネクターは安定した着状態ではなくなって破損する可能性が出てくる。そこで、スタッカーが停止状態になると自動的にエアシリンダーを引いてコネクターを脱状態にするのである。
【００２４】
コネクターが着状態になる時と脱状態になる時、電流が流れているとコネクターの部分で放電して火花が飛ぶ場合がある。この現象はコネクターの耐久性を損なうと共に電気系統に悪い影響を及ぼす。そこでコネクターが着脱動作を行う時は電流が流れないようにしている。即ち、通常コネクターが脱状態の時には電流を流さず、コネクターが着状態になってから電流を流す。そして再び脱状態にする時はその前に電流を切ってしまう。このようにすることでコネクターの耐久性や悪影響の問題を回避できる。
【００２５】
上記スタッカーにおけるガイドの位置決め手順について説明する。ガイドの調節には操作ボタンを用いて行う方法とパソコン等を用いて行う方法があるが、まず最初に操作ボタンを用いて位置決めを行う方法について述べる。
【００２６】
操作ボタンとしては、コネクターを連結させる機能と、天地方向のガイド巾の大小を調節する機能と、小口方向のガイド巾の大小を調節する機能をそれぞれ持つボタンが必要である。或いは、コネクターを連結させる機能と、ガイド巾の大小を調節する機能と、天地と小口の何方を調節するかを選択する機能をそれぞれ持つボタンを組み合わせてもよい。以下では後者のボタン機能で説明する。
【００２７】
最初にコネクターを連結させるボタンを押す。このボタンを押している間だけコネクターが連結するようなモーメンタリーのタイプがよい。このボタンが押され、次の２つの条件が満たされている場合だけ電磁弁が作動してエアシリンダーにエアが供給されコネクターが連結される。第１はターンテーブルが停止状態で決まった回転位置にあること、即ち前述のターンテーブルの位置を検知する接近スイッチが作動していることである。これによってコネクターが互いに嵌まり合う位置に来ている条件が整う。第２は本がスタッカーに供給されていないこと、即ち前述の本の有無を検知するためコンベアに配設された光電スイッチが本が無いことを検知しているか、本をスタッカーに搬送するコンベアが停止している信号が入力されているかの少なくとも何方か一方があるときである。この第１と第２が同時に満たされているときにコネクターを連結する。
【００２８】
コネクターが連結されたら次にガイドの天地方向と小口方向の何方を調節するかを選択するボタンを押す。この選択ボタンが押されると、設定している天地又は小口いずれかの方向の２つのモーターのブレーキが解除される。このブレーキには前述したように無励磁作動タイプを用いている。したがって、コネクターが外れている時、即ち反転動作を繰り返している時は励磁されていないのでブレーキが働き、反転による衝撃が発生してもモーターが勝手に回ってガイドの位置がずれるようなことはない。
【００２９】
次いで、ガイド巾の大小を調節するボタンを押す。この調節ボタンが押されている間モーターがその方向に回転する。この場合、２つのモーターの回転量は必ず一致しなければならない。何故なら、ガイドはターンテーブルの中心に対して常に対称に位置決めされなければならないからである。天地方向の調節については、両ネジを切った調節ネジを使用しているので２つのガイドは中心に対して対称に移動するが、２組あるガイドの天地方向の間隔はそれぞれのモーターが同じ量だけ回転しなければその間隔が同じにならない。また、小口方向の調節については、２つのガイドを支える左右のステイを対称に移動させるにはそれぞれのモーターが同じ量だけ回転しなければならない。
【００３０】
そこで、次の２つの場合に対してモーターの制御方法が考えられる。まず１つ目は、調節ボタンを押している間だけモーターが回転し、２つのモーターが必ず同じ量だけ回転する場合である。この場合は特別な制御は全く必要なく、調節ボタンのオン・オフだけでモーターを回転させればよい。２つ目は、調節ボタンを押している間だけモーターを回転させても、２つのモーターが必ずしも同じ量だけ回転しない場合である。この場合は１つのモーターを基準として、調節ボタンを押している間だけ基準となるモーターを回転させ、もう一方のモーターは基準となるモーターの位置を見てそれに追従するように調節することで２つのモーターを同じ量だけ回転させることができる。このようにすれば調節ボタンにより簡単にガイドの位置が調節できる。
【００３１】
さらに、ボタン調節中に前述の上限、下限スイッチがオンになった場合には、その方向にはモーターがそれ以上に回転しないように予め設定しておけば調節機構を破損せずに済む。また、作業者に上限、下限スイッチがオンになったことを知らせるため同時にパトライトやブザーで警告を発してもよい。
【００３２】
次に、パソコン等を用いてガイドの位置決めを自動的に行う方法について述べる。
【００３３】
この方法による場合は、モーターのコントローラ、例えばシーケンサーがどれだけモーターを回転させれば良いかを知らなければならない。そこで、モーターが回転すべき量をコンピュータから送り、シーケンサーがその量だけモーターを回転させる。
【００３４】
動作的には自動調節は次の手順で行われる。まず自動着脱コネクターが接続される。この時コネクターが接続されるためには前述の２つの条件が整っていることが必要である。即ち、第１はターンテーブルが所定の位置で停止し、それを検知する近接スイッチの信号が入力されていることであり、第２は本がスタッカーに供給されていない、つまり本の有無を検知する光電スイッチが本を検知していない場合か又は本を搬入するコンベアが停止している信号が入力されているかである。ただし、光電スイッチが本を検知している場合でも自動調節中には本は生産されていないので、その時には強制的にコンベアを停止してしまってもよい。次いで、ガイドが原点に戻る方向にモーターを回転させ、調節機構に設置した前述の原点スイッチがオンになるまで移動させる。そして、原点スイッチがオンになったらモーターを停止させ、コンピュータから送られた量だけモーターを回転させてガイドの位置を自動調節する。
【００３５】
なお、コンピュータ等を使わずに、シーケンサーにモーターの回転量を直接入力したり、或いは、本の代表的な仕上げ寸法であるＡ４，Ｂ５等に対応するモーターの回転量を予め入力しておきその中から選択して自動調節してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスタッカーは、ターンテーブル上のガイドにアクチュエーターを用いた天地方向及び小口方向の位置決め機構を取り付け、さらに１８０度の反転を繰り返すターンテーブル上にあるそのアクチュエーターへの駆動エネルギー供給と制御信号伝達を行うための配線を自動で着脱するコネクター機構を設けた構成としたので、本の仕上げ寸法が変わった時にガイド位置を自動的に調節することができ、しかもガイド位置の調整時以外はコネクターを外した状態にしてターンテーブルが反転動作を繰り返すのを妨げないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるスタッカーを示す概略図である。
【符号の説明】
１，１０  ターンテーブル
１１〜１４  ガイド
２０，３０  モーター（アクチュエーター）
４１  コネクターのオス
【図１】
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