(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙押さえ板を駆動する第１の駆動手段と、断裁刃を駆動する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段の駆動後に前記第２の駆動手段を駆動する制御装置とを備え、載置台上に位置決めした用紙を前記押さえ板で押さえて前記断裁刃で断裁してなる断裁装置において、前記第１の駆動手段の駆動源として駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タと、回転軸を前記第１のサ−ボモ−タの回転軸に連結した駆動トルクの小さな第２のサーボモ−タを有し、前記第１のサ−ボモ−タの駆動と第２のサーボモ−タの駆動を、必要とする用紙の押圧力の大きさに応じて切り替えて使用することを特徴とする断裁装置。
【請求項２】
駆動するサ−ボモ−タの回転位置を検出して目標値と比較し、偏差信号により位置制御を行なう第１のフィ−ドバック制御系と、前記サ−ボモ−タの電流値を検出して目標値と比較し、偏差信号によりトルク制御を行なう第２のフィ−ドバック制御系とを備え、前記検出した電流値が一定値以上であれば第１のフィ−ドバック制御系から第２のフィ−ドバック制御系に切り替える切替手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の断裁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙押さえ板の押圧力の調整を精密かつ容易に行い、用紙の断裁精度を向上させた断裁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製本工程においては、積層した用紙の一側面または三方の側面を切断して端面を切り揃える断裁装置が用いられている。図５は、このような断裁装置３０の一例を示す概略の正面図である。
【０００３】
図５において、テ−ブル（載置台）Ｔに所定枚数積層された用紙Ｐが位置決めして載置されている。３１はホルダ−３２に取り付けられて矢視Ｘ方向の斜め方向に昇降移動する断裁刃、３３は第１の連結部、３４は断裁刃３１を駆動する第１の油圧機構である。
【０００４】
３５は用紙Ｐを押圧するクランプ部材（用紙押さえ板）、３６は第２の連結部、３７は第２の油圧機構で、クランプ部材３５を矢視Ｙ方向に昇降移動させる。３８は第１のスプリング保持部、３９は第１のチェ−ン、４０は第１の滑車、４１は第１の接続部である。
【０００５】
また、４２は第２のスプリング保持部、４３は第２のチェ−ン、４４は第２の滑車、４５は第２の接続部である。第２の油圧機構３７を動作させると、クランプ部材３５は第１のスプリング保持部３８、第２のスプリング保持部４２の弾性保持に抗して下降し、用紙Ｐを押圧する位置で停止する。第２の油圧機構３７の動作を停止させ、動作油を排出するとクランプ部材３５は第１のスプリング保持部３８、第２のスプリング保持部４２の弾性により上昇して、原点位置に復帰する。
【０００６】
このような断裁装置においては、テ−ブルＴに載置される用紙の材質や積層高さに応じて、クランプ部材３５の押圧力（プレス圧）を調整する必要がある。このため、図示を省略しているが断裁装置の本体フレ−ムの下部に設けられている圧力調整つまみを操作して、第２の油圧機構３７の圧力を調整していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の断裁装置においては、クランプ部材（用紙押さえ板）の押圧力を調整する際には、断裁装置の本体フレ−ムの下部に設けられている圧力調整つまみを操作しているので、圧力調整の精度が粗くなり断裁精度が低下するという問題があり、また、圧力調整の操作がしにくく、作業負担が増大するという問題があった。
【０００８】
また、設定圧力の調整結果は圧力計の表示で判断していた。このような圧力計はアナログ表示であるために、設定圧力の調整結果を微細に表示することができず、どのような圧力となっているのか正確に判断することができないという問題があった。
【０００９】
また、用紙に対する用紙押さえ板の押圧力を検出する際には、ロ−ドセルの設置が必要となるため構成が複雑になり、断裁装置の設置スペ−スが増大しコストが高くなるという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような問題に鑑み、用紙押さえ板の押圧力の調整を精密かつ容易に行い、用紙の断裁精度を向上させた断裁装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、用紙押さえ板を駆動する第１の駆動手段と、断裁刃を駆動する第２の駆動手段と、前記第１の駆動手段の駆動後に前記第２の駆動手段を駆動する制御装置とを備え、載置台上に位置決めした用紙を前記押さえ板で押さえて前記断裁刃で断裁してなる断裁装置において、前記第１の駆動手段の駆動源として駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タと、回転軸を前記第１のサ−ボモ−タの回転軸に連結した駆動トルクの小さな第２のサーボモ−タを有し、前記第１のサ−ボモ−タの駆動と第２のサーボモ−タの駆動を、必要とする用紙の押圧力の大きさに応じて切り替えて使用する構成とすることにより達成される。
【００１４】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の断裁装置において、駆動するサ−ボモ−タの回転位置を検出して目標値と比較し、偏差信号により位置制御を行なう第１のフィ−ドバック制御系と、前記サ−ボモ−タの電流値を検出して目標値と比較し、偏差信号によりトルク制御を行なう第２のフィ−ドバック制御系とを備え、前記検出した電流値が一定値以上であれば第１のフィ−ドバック制御系から第２のフィ−ドバック制御系に切り替える切替手段を設けたことを特徴としている。
【００１５】
このように、本発明は、用紙押さえ板を駆動する駆動手段としてサ−ボモ−タを用いている。このため、用紙押さえ板の押圧力の調整が精密に行なえ、用紙の断裁精度を向上させることができる。また、押圧力の調整も簡単に行なえるので、作業負担を軽減させることができる。
【００１７】
また、請求項３に係る発明は、駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タと、駆動トルクの小さな第２のサ−ボモ−タを備え、負荷の大きさに応じて切り替えて使用しているので、特にソフトクランプ処理が必要な場合に、駆動トルクの小さいサ−ボモ−タを動作させ、安全を図ることができる。
【００１８】
また、請求項２に係る発明は、位置制御を行なう第１のフィ−ドバック制御系と、トルク制御を行なう第２のフィ−ドバック制御系とを備え、電流値に応じて各フィ−ドバック制御系を切り替えている。このため、用紙と接触するまでは位置制御により用紙押さえ板を降下させ、用紙と接触した後には設定した押圧力が得られるようにトルク制御することができる。また、サ−ボモ−タの電流値を検出することにより、用紙押さえ板の押圧力を検出することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の断裁装置の実施の形態について図により説明する。図１は、断裁装置の概略の斜視図である。図１において、断裁装置１の本体フレ−ム１ａの前面に操作パネル１ｂを設け、操作パネル１ｂには表示部１ｃとキ−入力部１ｄとが設けられている。キ−入力部１ｄは用紙押さえ板の押圧力を数値で入力し、その数値入力を表示部１ｃに表示する。
【００２０】
２は用紙押さえ板、３は載置台に形成された溝に嵌め込まれている定木であり、用紙はこの定木３の上に位置決めして載置される。図示を省略している断裁刃が用紙を断裁したときに、定木３の位置が断裁刃の下死点の位置となるものである。
【００２１】
４は駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タ、５は駆動トルクの小さな第２のサ−ボモ−タである。通常の用紙の断裁には第１のサ−ボモ−タ４を駆動し、用紙押さえ板２に所定の押圧力を付与して、前記定木上に載置された用紙を押圧する。第１のサ−ボモ−タ４の定格出力を１．５ｋｗとすると、押圧力は２．５トン程度となる。
【００２２】
ところが、薄い用紙を少量断裁するような場合には、作業者は片手で用紙を押さえながら用紙押さえ板２を移動させることが必要となる。このような作業の形態は、ソフトクランプと呼ばれており、用紙押さえ板２の押圧力はせいぜい５０ｋｇ程度であり、前記駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タ４の定格出力における押圧力の５０分の１程度となる。
【００２３】
このような低い押圧力を得るように、駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タ４のトルク制御をすることは困難である。このため、前記ソフトクランプの作業時には、駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タ４から駆動トルクの小さな第２のサ−ボモ−タ５に切り替えて、用紙押さえ板２を駆動する。
【００２４】
第１のサ−ボモ−タ４と第２のサ−ボモ−タ５の出力軸は、カップリングにより連結されており、これらの出力軸の一方に第１のプ−リ６を連結する。したがって、一方のサ−ボモ−タに電力を供給して駆動すると、他方のサ−ボモ−タは出力軸が空転する。７は第２のプ−リ、８は、第１のプ−リ６と第２のプ−リ７間に張架されるベルトである。
【００２５】
９は回転軸、１０は回転軸９に形成されている送りネジ、１１は移動台、１２は押さえ板、１３、１４は揺動ア−ム、１３ａ、１４ａは揺動ア−ムの支点軸、１５、１６は揺動ア−ム１３、１４に支持されるロ−ラ、１７、１８は揺動ア−ム１３、１４の固定部である。移動台１１には送りネジ１０と係合する溝が形成されており、また、押さえ板１２には送りネジ１０が挿通する開口部が設けられている。
【００２６】
回転軸９は、用紙押さえ板２の幅方向の中央付近に配置し、揺動ア−ム１３、１４の長さは等しく形成する。また、連結板１９、２０は、一端が揺動ア−ム１３、１４の固定部１７、１８に連結され、他端がそれぞれ取り付け部２１、２２で用紙押さえ板２に固定されており、用紙押さえ板２と揺動ア−ム１３、１４とを連結する。
【００２７】
３０は断裁刃駆動用のモ−タで、サ−ボモ−タの他に、通常構成のモ−タまたは油圧モ−タが使用される。３１はモ−タ３０の出力軸に連結されるプ−リ、３２は動力伝達用のプ−リ、３３はプ−リ３１、３２間に張架されるベルト、３４はナット、３５は送りネジである。
【００２８】
モ−タ３０を駆動すると、プ−リ３１、３２、ベルト３３の動力伝達系によりモ−タ３０の駆動力が伝達されてナット３４が回転し、送りネジ３５が昇降する。このため、送りネジ３５の先端に取り付けられている断裁刃は、送りネジ３５が上昇すると定木上に載置されている用紙の方向に移動して、用紙を断裁する。
【００２９】
ところで、断裁装置においては、用紙の断裁作用を効果的に行なうために、定木上に載置されている用紙に対して、先に用紙押さえ板２が降下して用紙を押圧し、この状態で断裁刃が用紙の所定の位置を断裁している。このため、サ−ボモ−タ４または５を先に駆動して用紙押さえ板２を用紙の位置に降下させ、次に、モ−タ３０を駆動して断裁刃を用紙の位置に降下させるように、制御装置が各駆動源の動作を制御している。
【００３０】
次に、本発明の断裁装置の用紙押さえ板２の動作について、図２、図３の正面図により説明する。図２は初期状態を示している。この状態で一方のサ−ボモ−タ、例えば駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タ４を駆動すると、第１のプ−リ６、ベルト８、第２のプ−リ７の動力伝達系によりモ−タ３０の駆動力が伝達されて回転軸９が回転する。
【００３１】
回転軸９が回転することにより、回転軸９に形成された送りネジ１０と溝で係合されている移動台１１が矢視Ｘ方向に上昇する。この際に、揺動ア−ム１３、１４に支持されるロ−ラ１５、１６は移動台１１と押さえ板１２により挟持されて移動台１１上で転動し、一方の揺動ア−ム１３は支点軸１３ａを支点として矢視Ｒ方向に回動する。また、他方の揺動ア−ム１４は支点軸１４ａを支点として矢視Ｓ方向に回動する。
【００３２】
このため、用紙押さえ板２は揺動ア−ム１３と連結されている連結板１９、および揺動ア−ム１４と連結されている連結板２０により両端が均等に引き込まれて、定木３の上に載置されている用紙に水平に接触する。
【００３３】
図４は、本発明の断裁装置のフィ−ドバック制御系を示すブロック図である。図４において、サ−ボモ−タの位置制御用フィ−ドバック制御系（図示上段のブロック図）である。比較器に用紙押さえ板２の移動位置の目標値Ｒａを入力し、サ−ボモ−タの回転角信号Ｒｂ（回転軸の位置信号）をフィ−ドバックする。この回転角信号Ｒｂは、エンコ−ダ（符号器）信号として得られ、用紙押さえ板２の基準位置からの移動位置の信号に相当する。
【００３４】
比較器では、目標値Ｒａと前記フィ−ドバックされた信号Ｒｂとを比較し、偏差信号Ｒｃを形成する。偏差信号Ｒｃは、比例ゲイン回路に入力されて速度指令信号が形成される。この速度指令信号によりサ−ボモ−タの速度制御を行ない、サ−ボモ−タの回転位置信号Ｒｂが目標値Ｒａと一致するまでフィ−ドバック制御系でサ−ボモ−タ４０ｃの位置制御を行なう。
【００３５】
図示下段のブロック図は、サ−ボモ−タのトルク制御用フィ−ドバック制御系である。比較器にトルクの目標値Ｉａを入力する。ここで、サ−ボモ−タのトルクは電流値により換算できるので、目標値Ｉａは電流値で入力される。サ−ボモ−タの電流値Ｉｂを検出して比較器にフィ−ドバックする。比較器では、目標値Ｉａとフィ−ドバックされた電流値Ｉｂとを比較し、偏差信号Ｉｃを形成する。この偏差信号Ｉｃは、比例ゲイン回路に入力されて電流指令信号が形成され、サ−ボモ−タを制御する。
【００３６】
そして、サ−ボモ−タの電流値Ｉｂを制御器で常時検出し、電流値Ｉｂの大きさに応じて制御信号を出力している。位置制御用フィ−ドバック制御系とトルク制御用フィ−ドバック制御系とを切替る、互いにオンオフ動作が逆になる接触子Ｃａ、Ｃｂを備えた切替器が設けられている。
【００３７】
制御器は、サ−ボモ−タの電流値Ｉｂが小さい間は、切替器の接触子Ｃａをオン、Ｃｂをオフにする制御信号を出力する。このため、位置制御用フィ−ドバック制御系が動作して、サ−ボモ−タは用紙押さえ板２を下降させる。
【００３８】
用紙押さえ板２が用紙と接触し電流値Ｉｂが一定値以上になると、制御器は、切替器の接触子Ｃａをオフ、Ｃｂをオンにする制御信号を出力する。したがって、位置制御用フィ−ドバック制御系からトルク制御用フィ−ドバック制御系に切り替わり、サ−ボモ−タのトルク制御を行なう。なお、このような位置制御用フィ−ドバック制御系からトルク制御用フィ−ドバック制御系への切替は、コンピュ−タプログラムによりソフトウエアで行なうことができる。
【００３９】
このように、本発明においてはトルク制御用フィ−ドバック制御系を設けているので、サ−ボモ−タの電流目標値を任意の大きさに設定することにより、用紙押さえ板２が用紙を押圧する押圧力は自由に変更できる。また、サ−ボモ−タの電流値を検出することにより、用紙押さえ板２が用紙を押圧している押圧力を判断することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、用紙押さえ板を駆動する駆動手段としてサ−ボモ−タを用いている。このため、用紙押さえ板の押圧力の調整が精密に行なえ、断裁精度を向上させることができる。また、押圧力の調整も簡単に行なえるので、作業負担を軽減させることができる。
【００４２】
また、本発明は、駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タと、駆動トルクの小さな第２のサ−ボモ−タを備え、負荷の大きさに応じて切り替えて使用しているので、特にソフトクランプが必要な場合に駆動トルクの小さいサ−ボモ−タを動作させ、安全を図ることができる。
【００４３】
また、請求項２に係る発明は、位置制御を行なう第１のフィ−ドバック制御系と、トルク制御を行なう第２のフィ−ドバック制御系とを備え、電流値に応じて各フィ−ドバック制御系を切り替えている。このため、用紙と接触するまでは位置制御により用紙押さえ板を降下させ、用紙と接触した後には設定した押圧力が得られるようにトルク制御することができる。また、サ−ボモ−タの電流値を検出することにより、用紙押さえ板の押圧力を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る断裁装置の概略の斜視図である。
【図２】図１の押さえ板の動作を示す正面図である。
【図３】図１の押さえ板の動作を示す正面図である。
【図４】フィ−ドバック制御系のブロック図である。
【図５】従来例の断裁装置の正面図である。
【符号の説明】
１    断裁装置
１ｂ  操作パネル
１ｄ  キ−入力部
２    用紙押さえ板
３    定木
４    駆動トルクの大きな第１のサ−ボモ−タ
６    駆動トルクの小さな第２のサ−ボモ−タ
９    回転軸
１０    送りネジ
１１    移動台
１３、１４  揺動ア−ム
１９、２０  連結板
３０    断裁刃駆動用モ−タ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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