(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の積載部と、該積載部を昇降する昇降手段と、前記昇降手段を昇降駆動するウオーム軸と、前記ウオーム軸に一方向の回転を伝達するそれぞれローラクラッチを介して連結された低速用および高速用のプーリと、モータと、前記モ−タの出力軸に固定された高速用および低速用のプーリと、前記ウオーム軸に連結された低速用のプーリと前記モ−タの出力軸に固定された低速用のプーリとに掛け渡された低速用ベルトと、前記ウオーム軸に連結された高速用のプーリと前記モ−タの出力軸に固定された高速用のプーリとに掛け渡された高速用ベルトと、前記高速用ベルトをバネ力により張架するテンショナーとを備え、前記モータの出力軸の回転で前記ウオーム軸に連結された低速用および高速用のプーリが前記一方向と同方向に回転する場合で前記積載部の積載重量が大きいとき、前記テンショナーの位置変更による前記高速用ベルトの緩みにより前記ウオーム軸に連結された高速用のプーリの回転による前記ウオーム軸への伝達を無効にし、前記ウオーム軸に連結された低速用のプーリの回転による前記ウオーム軸への伝達を有効としてなることを特徴とする昇降装置。
【請求項２】
前記物体の積載部は、丁合機から搬送される用紙束を積載するパレットであることを特徴とする請求項１に記載の昇降装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製本処理機構等に適用される昇降装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
製本処理においては、印刷された複数枚の用紙を丁合機を用いて頁順に丁合し１冊分の用紙束を形成して順次用紙集積部に搬送し、一定数の用紙束が用紙集積部に蓄積されるとこれらの用紙束は用紙集積部から綴じ処理等の次工程に運搬される場合がある。
【０００３】
図９は、丁合機Ａと用紙集積部Ｂの配置の一例を示す概略の側面図である。図において、丁合機Ａは、縦方向に８段の給紙段ａが設けられており、各給紙段毎に同一頁の用紙Ｋ１〜Ｋ８が所定枚数づつ収納されている。各給紙段の給紙側には給紙ロ−ラｂが配置されており、各給紙段から給紙ロ−ラにより搬出された用紙は縦方向搬送ベルトｃに給紙される。
【０００４】
各給紙段から縦方向搬送ベルトｃに給紙された用紙は、縦方向に搬送されながら順次重ねられて頁順に丁合されて１冊分の用紙束Ｐが形成され、横方向搬送ベルトｄに供給される。用紙束は、横方向搬送ベルトｄから案内部ｅを介して用紙集積部Ｂに搬送される。
【０００５】
用紙集積部Ｂには用紙積載用のパレットＤが配置されており、丁合機Ａから搬送された用紙束Ｐを順次積載する。パレットＤは、用紙束Ｐが積載されると図示しない昇降装置が動作して矢視Ｑ１方向に降下し、案内部ｅとの位置合わせをして次に搬送される用紙束が先に搬入された用紙束Ｐの上に重なるようにする。
【０００６】
以下、用紙束が搬送される毎にパレットＤは矢視Ｑ１方向に降下し、パレットＤの位置が所定の高さに低下するとパレットＤを停止して、積載された用紙束を次工程に運搬する。空になったパレットＤは、昇降装置が動作して矢視Ｑ２方向に上昇し、案内部ｅとの位置合わせがなされる。なお、用紙束が積載され昇降装置で一旦下降されたパレットＤを用紙束が積載されたまま矢視Ｑ２方向に上昇させて、次工程への運搬手段との位置合わせをして当該運搬手段に用紙束を移載する場合もある。
【０００７】
用紙集積部Ｂに設けたパレットＤには、上記のように順次用紙束が積載され、その都度所定の距離だけ降下させていくので、パレットＤを昇降させる昇降装置は、低速で大きなトルクにより駆動することが必要となる。このように、パレットＤは低速で降下させているが、パレットＤから用紙束を次工程の運搬手段に移載して空となった後には、高速でパレットＤを上昇させれば昇降装置は効率良く稼働する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、昇降装置の稼働率を改善するために空のパレットを高速で上昇させるためには、モ−タの速度制御装置が必要になり、コストが高くなるという問題があった。また、パレットＤの上昇動作時には、空の状態の場合と用紙束が積載された状態の場合があり、昇降装置を駆動するモ−タの負荷が相違する。このため、モ−タの速度制御装置を設けても、パレットＤの上昇動作時にはパレットＤの積載状態に応じて、作業者がモ−タ速度を低速と高速に切り替える必要があり、操作が複雑になるという問題がある。
【０００９】
特に、最近では丁合機の動作速度が高速になっているが、用紙集積部においては、用紙束を積載するパレットを低速で昇降動作させているので、製本処理の高速化が図れないという問題があった。
【００１０】
本発明はこのような問題に鑑み、コストを上昇させることなく昇降装置の稼働率を改善すると共に作業者の作業負担を軽減し、また、製本処理の高速化を図る昇降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、請求項１に係る発明において、昇降装置を、物体の積載部と、該積載部を昇降する昇降手段と、前記昇降手段を昇降駆動するウオーム軸と、前記ウオーム軸に一方向の回転を伝達するそれぞれローラクラッチを介して連結された低速用および高速用のプーリと、モータと、前記モ−タの出力軸に固定された高速用および低速用のプーリと、前記ウオーム軸に連結された低速用のプーリと前記モ−タの出力軸に固定された低速用のプーリとに掛け渡された低速用ベルトと、前記ウオーム軸に連結された高速用のプーリと前記モ−タの出力軸に固定された高速用のプーリとに掛け渡された高速用ベルトと、前記高速用ベルトをバネ力により張架するテンショナーとを備え、前記モータの出力軸の回転で前記ウオーム軸に連結された低速用および高速用のプーリが前記一方向と同方向に回転する場合で前記積載部の積載重量が大きいとき、前記テンショナーの位置変更による前記高速用ベルトの緩みにより前記ウオーム軸に連結された高速用のプーリの回転による前記ウオーム軸への伝達を無効にし、前記ウオーム軸に連結された低速用のプーリの回転による前記ウオーム軸への伝達を有効とする構成とすることにより達成される。
【００１２】
また、請求項２に係る発明は請求項１に記載の昇降装置において、前記物体の積載部は、丁合機から搬送される用紙束を積載するパレットである構成としている。
【００１３】
請求項１に係る発明においては、モ−タの駆動力を、高速で動作するウオーム軸に連結された高速用のプーリとモ−タの出力軸に固定された高速用のプーリとに掛け渡された高速用ベルトとからなる第１の動力伝達手段および低速で動作するウオーム軸に連結された低速用のプーリとモ−タの出力軸に固定された低速用のプーリとに掛け渡された低速用ベルトとからなる第２の動力伝達手段を介して昇降手段に伝達し、積載重量に応じて第１の動力伝達手段の動力伝達経路を形成または遮断する高速用ベルトをバネ力により張架するテンショナーからなる調整手段を設け、積載部を一方向、例えば上昇させる方向に駆動する際には、積載重量に応じて低速または高速に前記調整手段で自動的に速度を切り替えているので、高価な速度制御装置を用いることなく昇降装置の稼働率を向上させることができる。また、昇降装置の速度切り替えに作業者の操作は不要であり、作業負担を軽減できる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明においては、丁合機から排出される用紙束を積載するパレットが空の場合には、高速でパレットを上昇させるので、製本処理の高速化が図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る装置の実施の形態について図を参照して説明する。図２は、昇降装置１の概略の正面図、図３は図２の矢視Ｓ方向からみた概略の側面図である。図２、図３において、昇降装置１には、用紙束Ｐが積載されるパレット２、パレット２を昇降するフォ−ク３が設けられている。フォ−ク３は、係合部４ａ、４ｂによりチェ−ン５ａ、５ｂと係合されている。
【００１６】
チェ−ン５ａは回転ロ−ラ６ａ、６ｃに掛け渡されており、チェ−ン５ｂは回転ロ−ラ６ｂ、６ｄに掛け渡されている。回転ロ−ラ６ａ、６ｂは回転軸１０に固定され、回転ロ−ラ６ｃ、６ｄはウオ−ムホイ−ル軸７ａに固定されている。８はウオ−ム、８ａはウオ−ム軸で、モ−タ９の駆動力が後述する動力伝達機構を介してウオ−ム軸８ａに伝達される。ウオ−ム軸８ａの回転によりウオ−ム８と噛み合っているウオ−ムホイ−ル７が回転し、ウオ−ムホイ−ル軸７ａが回転する。ウオ−ムホイ−ル軸７ａの回転により、チェ−ン５ａ、５ｂは同方向に回動される。
【００１７】
チェ−ン５ａ、５ｂの回動により、チェ−ン５ａ、５ｂと係合されている係合部４ａ、４ｂがモ−タ９の回転方向に応じて上昇または下降し、係合部４ａ、４ｂの動作と連動してフォ−ク３、パレット２も上昇または下降する。
【００１８】
図１は、ウオ−ム８とモ−タ９との間に設けられている動力伝達機構の構成を示す側面図である。図１において、モ−タ９の出力軸９ａには平プ−リ１４、タイミングプ−リ１６が固定される。１３は平プ−リ、１５はタイミングプ−リで、平プ−リ１３と平プ−リ１４間には平ベルト１７が張架されており、また、タイミングプ−リ１５とタイミングプ−リ１６との間にはタイミングベルト１８が張架されている。
【００１９】
平プ−リ１３はタイミングプ−リ１５よりも直径が小さく、平プ−リ１３と平プ−リ１４からなる動力伝達系の減速比と、タイミングプ−リ１５とタイミングプ−リ１６からなる動力伝達系の減速比は相違している。
【００２０】
このため、モ−タ９を駆動すると同一の出力軸９ａから平プ−リ１３とタイミングプ−リ１５に駆動力が伝達されるが、平プ−リ１３と平プ−リ１４からなる動力伝達系に張架されている平ベルト１７は高速で、また、タイミングプ−リ１５とタイミングプ−リ１６からなる動力伝達系に張架されているタイミングベルト１８は低速で回動される。
【００２１】
すなわち、平プ−リ１３と平プ−リ１４からなる動力伝達系に張架されている平ベルト１７は高速の動力伝達手段、また、タイミングプ−リ１５とタイミングプ−リ１６からなる動力伝達系に張架されているタイミングベルト１８は低速の動力伝達手段として機能している。
【００２２】
１１はウオ−ム軸８ａと平プ−リ１３との間に配置されているロ−ラクラッチ、１２はウオ−ム軸８ａとタイミングプ−リ１５との間に配置されているロ−ラクラッチで、各ロ−ラクラッチ１１、１２は平プ−リ１３とタイミングプ−リ１５の回転方向に応じて、モ−タ９からウオ−ム軸８ａへの駆動力の伝達がオン、オフされる。
【００２３】
タイミングプ−リ１５の一方側面にはフランジ１５ａが形成されており、このフランジ１５ａに磁性板１５ｂが固定されている。ウオ−ム軸８ａにキ−８ｃにより固定されているフランジ８ｂが磁性板１５ｂと対向して配置されている。１９は電磁クラッチである。電磁クラッチ１９をオンにすると、磁力線が発生して磁性板１５ｂは矢視Ｕ１方向に吸引され、フランジ８ｂに吸着する。このため、タイミングプ−リ１５の駆動力が磁性板１５ｂとフランジ８ｂとの連結部を通してウオ−ム軸８ａに伝達され、ウオ−ム軸８ａが回転する。
【００２４】
電磁クラッチ１９をオフにすると磁性板１５ｂに作用していた磁力線は消滅し、磁性板１５ｂは矢視Ｕ２方向に落下して、磁性板１５ｂとフランジ８ｂとの連結が解消され、タイミングプ−リ１５の駆動力はウオ−ム軸８ａには伝達されない。このように、電磁クラッチ１９をオン、オフすることにより、タイミングプ−リ１５を介してモ−タ９からウオ−ム軸８ａへの駆動力が伝達、または遮断される。２０は平ベルト１７に荷重を掛けるテンショナ−、２１はテンショナ−２０のア−ムである。
【００２５】
次に、図１に示した動力伝達機構の動作について図４〜図８により説明する。図４は、パレット２に用紙束Ｐを積載して下降させる状態を示す動力伝達機構の側面図である。図４において、モ−タ９が矢視Ｒ１方向に回転すると、平ベルト１７は矢視Ｈ１方向に回動し、タイミングベルト１８は矢視Ｌ１方向に回動する。この際には、平プ−リ１３は矢視Ｙ１方向に、またタイミングプ−リ１５は矢視Ｘ１方向に回転し、ロ−ラクラッチ１１とロ−ラクラッチ１２は空転し、平プ−リ１３とタイミングプ−リ１５からはモ−タ９の駆動力は伝達されない。
【００２６】
電磁クラッチ１９がオフの状態では、磁性板１５ｂとフランジ８ｂとの間には空隙が形成されており、タイミングプ−リ１５とフランジ８ｂとの間にはモ−タ９の駆動力の伝達経路は形成されない状態となっている。電磁クラッチ１９をオンにすると、前記のように磁性板１５ｂがフランジ８ｂに吸着し、タイミングプ−リ１５の駆動力がフランジ８ｂに伝達され、ウオ−ム軸８ａが矢視Ｗ１方向に回転する。
【００２７】
この際のモ−タ９の駆動力は、タイミングプ−リ１５とタイミングプ−リ１６に張架されているタイミングベルト１８により低速で伝達されるので、ウオ−ム軸８ａは低速で回転する。ウオ−ム軸８ａの回転により、ウオ−ム８、ウオ−ムホイ−ル７、ウオ−ムホイ−ル軸７ａ、チェ−ン５ａ、５ｂを介してフォ−ク３にモ−タ９の駆動力が伝達され、用紙束Ｐを積載したパレット２は低速で下降する。
【００２８】
次に、用紙束を搬出して空となったパレット２を上昇させる動作について、図５、図６により説明する。図５は動力伝達機構の平面図、図６は動力伝達機構の側面図である。図５において、テンショナ−２０のア−ム２１の先端にはバネ２２を係止し、バネ２２の他端は固定部２３により固定する。空となったパレット２を上昇させる場合には、電磁クラッチ１９をオフの状態として、フランジ８ｂにタイミングプ−リ１５から駆動力が伝達されないようにしておく。
【００２９】
図６において、モ−タ９は図４のパレット２を下降する回転方向とは反対方向の矢視Ｒ２方向に回転させる。この際に、平ベルト１７は矢視Ｈ２方向に回動し、タイミングベルト１８は矢視Ｌ２方向に回動する。このため、平プ−リ１３はロ−ラクラッチ１１をロックする方向の矢視Ｙ２方向に回転し、またタイミングプ−リ１５はロ−ラクラッチ１２をロックする方向の矢視Ｘ２方向に回転する。
【００３０】
このため、平プ−リ１３とタイミングプ−リ１５の双方からウオ−ム軸８ａへモ−タ９の駆動力が伝達されようとする。しかしがら、平プ−リ１３と平プ−リ１４からなる動力伝達系の減速比と、タイミングプ−リ１５とタイミングプ−リ１６からなる動力伝達系の減速比は、前記のように相違しており、平プ−リ１３とタイミングプ−リ１５の回転数が異なっている。
【００３１】
このため、ウオ−ム軸８ａは高速側の平プ−リ１３により駆動力が伝達され、低速側のタイミングプ−リ１５は相対的には空転することになり、タイミングプ−リ１５からはウオ−ム軸８ａには駆動力は伝達されない。ウオ−ム軸８ａは、図５、図６に示すように矢視Ｗ２方向に高速で回転し、パレット２を高速で上昇させる。
【００３２】
次に、用紙束Ｐを積載した状態でパレット２を上昇させる動作について、図７、図８により説明する。図７は動力伝達機構の平面図、図８は動力伝達機構の側面図である。モ−タ９は、図６の場合と同様に矢視Ｒ２方向に回転させる。また、この場合にも、電磁クラッチ１９をオフの状態として、フランジ８ｂにタイミングプ−リ１５から駆動力が伝達されないようにしておく。
【００３３】
平ベルト１７は矢視Ｈ２方向に回動し、タイミングベルト１８は矢視Ｌ２方向に回動する。このため、平プ−リ１３は矢視Ｙ２方向に、またタイミングプ−リ１５は矢視Ｘ２方向に回転するので、平プ−リ１３はロ−ラクラッチ１１をロックする方向の矢視Ｙ２方向に回転し、またタイミングプ−リ１５はロ−ラクラッチ１２をロックする方向の矢視Ｘ２方向に回転する。上記図５、図６の例で説明したように、当初はタイミングベルト１８とロ−ラクラッチ１２は相対的に空転し、平プ−リ１３から駆動力を伝達され、ウオ−ム軸８ａは矢視Ｗ２方向に回転する。
【００３４】
ところが、この場合にはパレット２に用紙束Ｐが積載されているので、パレットが空の場合に比較して、ウオ−ム軸８ａが矢視Ｗ２方向に回転する際の負荷トルクが増大する。このため、図５の場合と比較して平ベルト１７のテンションが増大し、テンショナ−２０は矢視Ｔ方向に押し戻される。したがって、平ベルト１７の平プ−リ１３と平プ−リ１４との張架位置は、破線１７ａの位置から実線の位置に変更される。
【００３５】
このように、平ベルト１７は平プ−リ１３と平プ−リ１４との間で緩められた状態で張架されるので、平ベルト１７と平プ−リ１３との間でスリップが生じる。その結果、高速側の平プ−リ１３からの駆動力が低下して、ウオ−ム軸８ａを回転させるに必要なトルクが得られなくなる。すなわち、テンショナ−２０は、パレット２を上昇させる際の積載重量に応じて、モ−タ９とウオ−ム軸８ａとの間に形成される高速側の駆動力伝達経路を、自動的に形成または遮断を行なう調整手段として機能し、一種のトルクコンバ−タとして作用していることになる。
【００３６】
上記のように平ベルト１７と平プ−リ１３との間でスリップが生じるので、平プ−リ１３からウオ−ム軸８ａにモ−タ９の駆動力を伝達することができなくなるが、相対的に空転していたロ−ラクラッチ１２はタイミングプ−リ１５とロックすることになって、タイミングプ−リ１５からウオ−ム軸８ａにモ−タ９の駆動力を伝達する。このため、ウオ−ム軸８ａは低速で回転し、用紙束Ｐが積載されたパレット２は低速で上昇する。
【００３７】
上記のように本発明においては、モ−タ９の駆動力をウオ−ム軸８ａに伝達する駆動力伝達機構に、高速と低速で動作する異なる２つの駆動力伝達手段と、パレット２を上昇させる際の積載重量に応じて高速側の駆動力伝達経路を、自動的に形成または遮断を行なう調整手段としてのテンシヨナ−と、高速と低速で動作する異なる２つの駆動力伝達手段を切り替える電磁クラッチおよびロ−ラクラッチを設ける構成としている。このような構成とすることにより、モ−タの速度制御装置が不要で、また、作業者の操作を要することなく、負荷トルクが異なる昇降装置の可変速制御を行なうことができる。
【００３８】
上記の例では、用紙束を積載したパレットを昇降する昇降装置の動作について説明した。本発明は、このような昇降装置のみならず、物体を積載した積載部を昇降する昇降装置に一般的に適用できるものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に係る発明においては、モ−タの駆動力を、高速で動作するウオーム軸に連結された高速用のプーリとモ−タの出力軸に固定された高速用のプーリとに掛け渡された高速用ベルトとからなる第１の動力伝達手段および低速で動作するウオーム軸に連結された低速用のプーリとモ−タの出力軸に固定された低速用のプーリとに掛け渡された低速用ベルトとからなる第２の動力伝達手段を介して昇降手段に伝達し、積載重量に応じて第１の動力伝達手段の動力伝達経路を形成または遮断する高速用ベルトをバネ力により張架するテンショナーからなる調整手段を設け、積載部を一方向、例えば上昇させる方向に駆動する際には、積載重量に応じて低速または高速に前記調整手段で自動的に速度を切り替えているので、高価な速度制御装置を用いることなく昇降装置の稼働率を向上させることができる。また、昇降装置の速度切り替えに作業者の操作は不要であり、作業負担を軽減できる。
【００４０】
また、請求項２に係る発明においては、丁合機から排出される用紙束を積載するパレットが空の場合には、高速でパレットを上昇させるので、製本処理の高速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の昇降装置に適用される動力伝達機構の一例を示す側面図である。
【図２】昇降装置の正面図である。
【図３】昇降装置の側面図である。
【図４】動力伝達機構の動作例を示す側面図である。
【図５】動力伝達機構の動作例を示す平面図である。
【図６】動力伝達機構の動作例を示す側面図である。
【図７】動力伝達機構の動作例を示す平面図である。
【図８】動力伝達機構の動作例を示す側面図である。
【図９】丁合機と用紙集積部との配置関係を示す側面図である。
【符号の説明】
１      昇降装置
２      パレット
３      フォ−ク
５ａ、５ｂ  チェ−ン
７      ウオ−ムホイ−ル
７ａ    ウオ−ムホイ−ル軸
８      ウオ−ム
８ａ    ウオ−ム軸
８ｂ    フランジ
９      モ−タ
１１、１２  ロ−ラクラッチ
１３、１４  平プ−リ
１５、１６  タイミングプ−リ
１５ｂ    磁性板
１７      平ベルト
１８      タイミングベルト
１９      電磁クラッチ
２０      テンショナ−
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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