JP2001079797A - 打抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 『中空刃に対して積層紙葉を打抜き盤によっ
て押圧することにより前記積層紙葉を中空刃の輪郭に打
抜く打抜くものであって、前記中空刃の軸線及び打抜き
盤の移動軌跡が前方に向かって下向きに傾斜する打抜き
装置』において、中空刃と打抜き盤との間隔の制御を可
能にすること。 【解決手段】 前記打抜き盤を前記中空刃に対して進退
移動自在に支持し、前記打抜き盤を送りネジ機構部の出
力側の進退軸に取付けると共に、前記送りネジ機構部の
入力軸を回転角度制御可能なサーボモータと連動させた
こと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は打抜き装置、特
に、積層した多数の紙葉を中空刃によって打抜く打抜き
装置であって、固定状態に支持された中空刃に対して前
記のように積層した積層紙葉を打抜き盤によって押し当
てて打抜く打抜き装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の打抜き装置としては、既に、図
７に示すものが提案されており、このものは、打抜き方
向の前方に中空刃(3) を前環状枠(1a)によって支持し、
この後方に前後に往復駆動される平板状の打抜き盤(1)
が設けられ、この打抜き盤と前記中空刃(3) との間にワ
ーク(W) たる前記積層紙葉を摺動自在に支持する断面Ｖ
字形の支持台(4) が設けられた構成であり、前記打抜き
盤(1) が前記前環状枠(1a)と所定の間隔を開けて配置し
た後環状枠(1b)によって前後に進退自在に支持されてお
り、この後環状枠(1b)に取付けた油圧式の直線駆動機(5
9)によって進退駆動される構成である。

【０００３】このものでは、全体が前下がりに傾斜する
姿勢に構成されており、中空刃(3)の後方にてワーク(W)
たる積層紙葉が前記支持台(4) に支持され、この積層
紙葉を前記打抜き盤(1) を中空刃(3) に向けて押圧する
と、積層紙葉がこの中空刃(3) の形状に倣った輪郭に打
抜かれる。ところが、この従来のものでは、前記打抜き
の際に前記打抜き盤(1) は油圧式の直線駆動機(59)によ
って進退駆動するものであるから、前記打抜き盤(1) と
中空刃(3) との間に微小間隔を有する状態で打抜き盤を
停止することは殆ど不可能である。この油圧式の直線駆
動機(59)の場合直線移動距離の微調整ができないからで
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑みてなされたものであり、『中空刃に対して積層紙葉
を打抜き盤によって押圧することにより前記積層紙葉を
中空刃の輪郭に打抜く打抜くもの』において、中空刃と
打抜き盤との間隔の正確な制御を可能にすることをその
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】＊１項 前述した課題を解決するために講じた本発明の解決手段
は『前記打抜き盤を前記中空刃に対して進退移動自在に
支持し、前記打抜き盤を送りネジ機構部の出力側の進退
軸に取付けると共に、前記送りネジ機構部の入力軸を回
転角度制御可能なサーボモータと連動させ、前記サーボ
モータの回転を制御する為の信号を出力する制御装置を
設けた』ことである。

【０００６】ここで、回転角度制御可能なサーボモータ
とは、制御装置から入力される入力信号に応じて出力回
転角度が設定されるサーボモータであり、その入力信号
が制御装置の操作部によって設定される場合と、予めワ
ークの条件に合わせてプログラムにより設定される場合
とがある。

【０００７】＊２項 また、前記送りネジ機構には、台形ネジ機構等も採用で
きるが、ボールネジによる送りネジ機構を採用すること
が望ましい。

【０００８】上記解決手段はつぎのように作用する。前
記制御装置からのサーボモータへの入力信号によって入
力軸の回転角度が決定され、この回転角度に応じて出力
軸が進退する。打抜き動作の際には、中空刃に対して打
抜き盤が前記入力信号に応じて進出する。このとき、入
力信号によって打抜き盤の進出速度や停止位置が制御さ
れることとなる。

【０００９】従って、サーボモータによる回転角制御の
精度は高いから、前記打抜き盤の進出速度制御及び停止
位置の設定の精度は高いものとなる。

【００１０】従って、積層紙葉群に所定枚数毎に厚紙を
介在させて積層紙葉を前記厚紙直前の一枚まで打抜く場
合には、この厚紙に中空刃が打抜かれないまでもこれに
その刃先が食込む程度になった時点で打抜き盤を停止さ
せる必要があるが、かかる停止位置の設定に際しても、
上記構成によれば、正確な位置決めが可能である。

【００１１】また、打抜き対象たる積層紙葉によって打
抜くスピードを変更する必要があるが、この場合にも、
サーボモータの回転各速度を制御装置によって設定する
ことにより前記スピードの調節が簡単である。

【００１２】［その他］ ＊３項 上記１項において『前記制御装置には、打抜き盤が中空
刃に接触又は近接した停止位置で停止信号を出力するを
停止位置設定手段を有する』ことであり、この停止位置
設定手段による停止位置の設定により、打抜き刃が停止
位置に達すると、停止信号が前記入力信号としてサーボ
モータに入力されて停止するから、打抜き盤の中空刃に
対する停止位置が正確に位置決めされる。

【００１３】＊４項 １項または前項において、『前記打抜き装置は、前記中
空刃の軸線及び打抜き盤の移動軌跡が前方に向かって下
向きに傾斜する構成であり、打抜き盤が積層紙葉に対し
て後方から接触したことを検知しこの接触時の信号を前
記制御装置に入力させる接触検知手段を設け、前記制御
装置には、前記接触時の信号入力に応答して一次停止信
号を出力した後打抜き動作に見合った正駆動信号を出力
する遅延動作制御手段を具備させた』ものでは、打抜き
動作が開始される前には、積層使用は、中空刃の後方に
て前傾斜め姿勢に積層された状態で支持されているが、
この状態で紙葉間に含まれる空気が、前記一次停止によ
り、排出されるから、前記空気が含まれたままで打抜き
動作が実行される場合の不都合、つまり、紙葉が中空刃
内に湾曲した状態で打抜かれる不都合が防止できる。従
って、空気を含んだ部分の打抜きと、含まない部分の打
抜きとが生じることによる、打抜き製品の輪郭のバラツ
キが解消できる。

【００１４】＊５項 上記１項又は２項において『前記打抜き装置は、前記中
空刃の軸線及び打抜き盤の移動軌跡が前方に向かって下
向きに傾斜する構成であり、打抜き盤が前記積層紙葉の
厚さに応じて打抜き動作を開始する位置を設定し前記位
置に達したときに所定の信号を出力する打抜き開始位置
設定手段を設け、前記制御装置には、前記打抜き盤が前
記始点位置から始動した後、前記打抜き開始位置設定手
段からの前記所定の信号入力に応答して一次停止信号を
出力しその後打抜き動作に見合った正駆動信号を出力す
る遅延動作制御手段を具備させた』ものの場合、一定の
厚さの積層紙葉をくり返し打抜く場合、前記打抜き開始
位置設定手段により、打抜き開始位置を前記積層紙葉の
厚さに適合させておけば、前項と同様にして、打抜き盤
が積層紙葉と接触したあと、打抜き動作の開始前に一次
停止されて、打抜き開始時の空気抜きが行える。

【００１５】＊６項 前記１〜５項において、『前記制御装置には、前記停止
位置設定手段からの停止信号が出力されると打抜き盤を
始点位置に復帰させるために前記サーボモータに逆駆動
信号を出力する復帰駆動信号設定手段が設けられ、前記
復帰駆動信号設定手段具は、前記逆駆動開始初期におい
て前記打抜き盤の復帰移動速度を通常復帰速度より低速
に設定する信号を出力する構成である』ものでは、打抜
き盤の逆駆動初期に通常復帰速度よりも低速度で復帰す
るから、高速で後退させた時に打抜き盤と最後位にある
紙葉が後方に倒れ、その後の打抜き動作に不都合が生じ
るが、この不都合が生じにくくなる。打抜き盤と前記最
後位にある紙葉との間に空気が侵入し易くなるからであ
る。

【００１６】

【発明の効果】本発明は、上記構成であるから次の特有
の効果を有する。打抜き盤の停止位置を正確に位置決め
できる。また、打抜き対象たる積層紙葉の種類に応じた
打抜き速度の調節が簡単である。

【００１７】ここで、送りネジ機構をボールネジ装置と
すれば、サーボモータの回転力から出力軸への直線移動
力の変換効率が高い。３項のものでは、打抜き盤の中空
刃に対する停止位置が正確である。４項、５項のもので
は、打抜き開始前に積層紙葉間に含まれる空気を抜くこ
とができるから、打抜き不良による製品の輪郭のバラツ
キが解消できる。６項のものでは、打抜き盤と前記最後
位にある紙葉との間に空気が侵入し易くなるから、前記
最後位にある紙葉が後方に倒れにくい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
従って説明する。本発明の打抜き装置は、一般的に、中
空刃(3) の軸線及びこれに平行な打抜き盤(1) の移動軌
跡は、水平姿勢、又は、僅かに前後に傾斜する姿勢に設
定することが可能であるが、この実施例の打抜き装置
は、図１〜図２に示すように、打抜き盤(1) の進退移動
軌跡を前方に向かって斜めに下がる傾斜姿勢に設定され
ており、前方の前環状枠(1a)とこれに対して所定の間隔
だけ後方に離れた後環状枠(1b)との間に架設された３本
の摺動軸(11)(11)によって前記打抜き盤(1) が進退移動
自在に支持されている。このため、この打抜き盤(1) に
は前記摺動軸(11)に延びる３つの腕(12)(12)があり、こ
の腕(12)の先端に設けたガイドブッシュ(13)(13)が前記
摺動軸(11)(11)に外嵌摺動している。

【００１９】前記打抜き盤(1) は正面視が略正方形状で
あり、この打抜き盤(1) が、その移動域の下方に設けた
断面Ｖ字状の支持台(4) 内に収容されて、これに対して
すすみ対偶状態にある。

【００２０】前記前環状枠(1a)の開口部中程には、前記
支持台(4) のＶ字状断面内に配置されるように中空刃
(3) が設けられ、前記前環状枠(1a)から略半径方向に延
びた４つの腕(30)(30)によって支持され、前方から支持
されている。この中空刃(3) の刃部(31)は後方に向き、
前記支持台(4) の前方端よりも僅かに後方に位置してい
る。

【００２１】このものでは、前記支持台(4) 内に矩形の
紙葉をその対角線が上方を向く姿勢で、ワーク(W) たる
積層状態の紙葉群が、前記中空刃(3) と打抜き盤(1) と
の間に載置され、図３のように、この打抜き盤(1) を初
期位置(A) から停止位置(B)に向かって前進させること
により中空刃(3) の刃部(31)に倣った形状に打抜かれ
る。

【００２２】前記打抜き盤(1) の前進の為に、この例で
は、図１のように、送りネジ機構(5) が採用されてい
る。この送りネジ機構(5) は、前記後環状枠(1b)に回転
自在に取付けたナット体(51)に対してネジ軸(52)が螺合
貫通し、このネジ軸(52)が打抜き盤(1) に連結された構
成であり、このネジ軸(52)の軸線が３つの上記摺動軸(1
1)(11)の中央部でこれらと平行となっている。

【００２３】前記ナット体(51)には歯付プーリ(53)が取
付けられており、これとタイミングベルト(56)により伝
動する駆動側の歯付プーリ(54)が前記後環状枠(1b)に連
設した取付け台に取付けたサーボモータ(50)の出力軸(5
5)に取付けられている。従って、このサーボモータ(50)
が回転駆動されると、ネジ軸(50)が回転しないから、そ
れに応じて送りネジ機構(5) のナット体(51)が回転し、
この回転量及び回転方向に応じてネジ軸(52)が進退す
る。これによりこのネジ軸(52)と連結した打抜き盤(1)
が進退することとなる。

【００２４】前記打抜き盤(1) の前面中央には、タッチ
スイッチ(21)のアクチェータ(22)の先端が出没自在に設
けられており、通常は前記前面から僅かに突出し、ワー
ク(W) の後面と前記先端が接触すると打抜き盤(1) 内に
押し込まれて、このタッチスイッチ(21)が導通する構成
である。

【００２５】また、後環状枠(1b)には、打抜き盤(1) の
初期位置(A) を検知するスイッチ(23)が設けられ、これ
のアクチェータ(24)が前記打抜き盤(1) の後面と接触す
ると、前記スイッチ(23)が導通する。

【００２６】これらタッチスイッチ(21)及びスイッチ(2
3)の信号は、制御装置(C) に入力され、この制御装置
(C) からの制御信号が前記サーボモータ(50)に入力され
るようになっている。この制御装置(C) には、この例で
は、図５に示すフローチャートを実行するマイクロコン
ピュータが採用されている。

【００２７】以下に、この例の装置の動作を同図のフロ
ーチャートに従って説明する。このプログラムがスター
トすると、ワーク(W) のセット状態が検知され、初期位
置にある打抜き盤(1) と中空刃(3) との間にワーク(W)
たる積層紙葉がセットされ、この積層紙葉が支持台(4)
によって支持されと（ステップST01）、始動スイッチ
（図示せず）が「オン」になるのを待ってサーボモータ
(50)が正転駆動される（ステップST03）。

【００２８】これにより、上記送りネジ機構(5) の作用
によって、ネジ軸(52)が進出して打抜き盤(1) が前進さ
れる。この後、ワーク(W) の後面と前記アクチェータ(2
2)とが接触してこれが押し込まれると前記タッチスイッ
チ(21)が「オン」となり（ステップST04）、サーボモー
タ(50)が停止してタイマー(T₁)が「オン」となる（ステ
ップST05）。

【００２９】この後、前記タイマー(T₁)の設定時間０．
３秒が経過するのを待って前記タイマー(T₁)をオフとす
ると共に前記サーボモータ(50)が再度正転駆動される
（ステップST07）。この正転駆動により、打抜き盤(1)
がワーク(W) を刃部(31)に押しつけるから、ワーク(W)
がこの刃部(31)に倣った輪郭に打抜かれ、製品は中空刃
(3) 内を貫通して前方に排出される。この例では、図３
のように、この中空刃(3) の前方には製品排出樋(41)が
設けられているから、積層状態に打抜かれた製品(P) は
前記製品排出樋(41)に沿って前方に排出される。

【００３０】なお、ワーク(W) から前記製品(P) が打抜
かれた外周のスクラップは、図示しない分断刃によって
中空刃(3) の外周に押し出されてこの中空刃(3) の外周
から下方に落下する。

【００３１】そして、ワーク(W) たる積層紙葉には、製
品(P) となる紙葉とは別にこれより厚い合紙(W1)（通常
はボール紙等が採用される。）が所定枚数毎に介在され
ている。そして、この例では、図４のように、この合紙
(W1)が刃部(31)に接触した時点で打抜き盤(1) の前進を
停止させるようにしている。この位置が停止位置であ
る。打抜き盤(1) が停止位置に達したことが検知される
と（ステップST08）、サーボモータ(50)が逆点駆動して
打抜き盤(1) を初期位置に復帰させる。このとき復帰初
期においては、通常の復帰速度よりも低速に設定され、
タイマー(T₂)が「オン」となる（ステップST09）。この
後、タイマー(T₂)が０．５秒を経時するのを待って、タ
イマー(T₂)をオフにすると共にサーボモータ(50)の逆転
速度を高速に戻して打抜き盤(1) の通常の復帰速度に戻
す（ステップST11）。

【００３２】この後、スイッチ(23)が「オン」になった
かどうかを判断することにより（ステップST12）、打抜
き盤(1) が初期位置に復帰したかどうかを検知して、ス
イッチ(23)が「オン」になって打抜き盤(1) が初期位置
復帰したことが検知されると、停止信号が出力されたか
どうかが判断されて（ステップST13）、停止信号が出さ
れたら、そのまま運転を停止し、停止信号が出されない
場合には上記一連の動作を再度実行することとなる。な
お、この初期位置に復帰したか 以上において、前記停止位置を検知するには、中空刃
(3) との関係での打抜き盤(1) の最前進位置にある時を
検知する位置センサを前環状枠(1a)等の固定部分に設け
て、この位置センサからの出力によって前記停止位置を
検出する構成や、上記初期位置からのサーボモータ(50)
の出力軸の総回転角度が所定の値に達したときが、打抜
き盤(1) が停止位置に達したと判断するようにしてもよ
い。この後者の場合には送りネジ機構(5) におけるバッ
クラッシュのないのが望ましい。

【００３３】以上において、タッチスイッチ(21)とアク
チェータ(22)との組み合わせは、打抜き盤(1) と積層紙
葉との接触を検知する接触検知手段として機能する。

【００３４】また、打抜き盤(1) が停止位置にあること
を検知してからタイマー(T₂)の設定時間だけ低速逆転す
るためのステップST09〜ST12が、サーボモータに逆駆動
信号を出力する復帰駆動信号設定手段として機能する。
また、タイマー(T₁)によって設定された０．３秒間停止
するステップST05〜ST06が遅延動作制御手段に相当す
る。

【００３５】打抜かれる積層紙葉の厚さが一定の場合に
は、上記接触検知手段を用いる場合と同様に機能する構
成としては、図６に示すように、制御装置(C) に、操作
部等の設定値入力部(C₃)によって設定値が入力される打
抜き開始位置設定手段(C₁)を設け、この打抜き開始位置
設定手段(C₁)の設定出力を遅延動作制御手段(C₂)に入力
させ、この遅延動作制御手段(C₂)からの信号によって、
前記打抜き盤(1) が前記始点位置から始動した後、前記
打抜き開始位置設定手段(C₁)からの信号入力応答して一
次停止信号を出力した後打抜き動作に見合った正駆動信
号を前記サーボモータ(50)に入力させるようにしてもよ
い。

【００３６】この場合、打抜き盤(1) が始点位置から前
進して、中空刃(3) との間に介在される前記積層紙葉の
厚さに一致した位置で、つまり、積層紙葉と打抜き盤
(1) とが一致した位置で、この打抜き盤(1) の前進動作
が一次停止され、その後、打抜きの為に所定のトルクで
正駆動されることとなり、前記接触検知手段を用いる場
合と同様の効果がある。この場合、接触検知手段を設け
る必要がないから、打抜き装置が簡素化される。このも
のは、上記した合紙(W1)が一定枚数毎に介在された積層
紙葉群を合紙(W1)までの積層枚数毎に打抜く場合に有用
である。前記積層枚数を支持台(41)に載せて始動スイッ
チを押すと、打抜き開始時点で打抜き盤(1) 一次停止を
して、打抜き動作を実行してから、合紙(W1)のみを残し
た状態で停止して初期位置に復帰する。その後、積層紙
葉を支持台(41)に載せて始動スイッチを押すと上記一連
の動作がくり返される。

【００３７】図５において、ステップST04を、前記打抜
き開始位置設定手段(C₁)からの信号入力があったかどう
か判定するステップとすれば、この前記打抜き開始位置
設定手段(C₁)を用いた制御フローチャートとなる。

【００３８】以上の実施例の動作以外に、種々の動作を
実行できるように制御装置(C) を構成できることは言う
までもなく、例えば、初期位置(A) から停止位置(B) ま
での間の途中で停止させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の全体の側断面図

【図２】ＩＩ−ＩＩ線断面図

【図３】打抜き工程の説明図

【図４】刃部(31)が合紙(W1)に食込んだ状態の停止位置
の説明図

【図５】制御装置(C) のフローチャート図

【図６】制御装置(C) の他の例のブロック図

【図７】従来例の説明図

【符号の説明】

(1) ：打抜き盤、(1a)：前環状枠、(1b)：後環状枠、(1
1)：摺動軸、(12)：腕、(13)：ガイドブッシュ、(21)：
タッチスイッチ、(22)：アクチェータ、(23)：スイッ
チ、(24)：アクチェータ、(3) ：中空刃、(30)：腕、(3
1)：刃部、(4) ：支持台、(41)：製品排出樋、(W) ：ワ
ーク、(P) ：製品 (5) ：送りネジ機構、(50)：サーボモータ、(51)：ナッ
ト体、(52)：ネジ軸、(53)：歯付プーリ、(54)：歯付プ
ーリ、(55)：出力軸 （尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空刃に対して積層紙葉を打抜き盤によっ
   て押圧することにより前記積層紙葉を中空刃の輪郭に打
   抜くものであって、前記打抜き盤を前記中空刃に対して
   進退移動自在に支持し、前記打抜き盤を送りネジ機構部
   の出力側の進退軸に取付けると共に、前記送りネジ機構
   部の入力軸を回転角度制御可能なサーボモータと連動さ
   せ、前記サーボモータの回転を制御する為の信号を出力
   する制御装置を設けた打抜き装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記送りネジ機構部が
   ボールネジによる送りネジ機構部である打抜き装置。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、前記制御装置に
   は、打抜き盤が中空刃に接触又は近接した停止位置で停
   止信号を出力するを停止位置設定手段を有する打抜き装
   置。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３において、前記中空刃
   の軸線及び打抜き盤の移動軌跡が前方に向かって下向き
   に傾斜する打抜き装置であり、打抜き盤が積層紙葉に対
   して後方から接触したことを検知しこの接触時の信号を
   前記制御装置に入力させる接触検知手段を設け、前記制
   御装置には、前記接触時の信号入力に応答して一次停止
   信号を出力した後打抜き動作に見合った正駆動信号を出
   力する遅延動作制御手段を具備させた打抜き装置。
5. 【請求項５】請求項１、２又は３において、前記中空刃
   の軸線及び打抜き盤の移動軌跡が前方に向かって下向き
   に傾斜する打抜き装置であり、打抜き盤が前記積層紙葉
   の厚さに応じて打抜き動作を開始する位置を設定し前記
   打抜き位置に達したときに所定の信号を出力する打抜き
   開始位置設定手段を設け、前記制御装置には、前記打抜
   き盤が前記始点位置から始動した後、前記打抜き開始位
   置設定手段からの前記所定の信号の入力に応答して一次
   停止信号を出力し、その後打抜き動作に見合った正駆動
   信号を出力する遅延動作制御手段を具備させた打抜き装
   置。
6. 【請求項６】請求項１、２、３、４、又は５において、
   前記制御装置には、前記停止位置設定手段からの停止信
   号が出力されると打抜き盤を始点位置に復帰させるため
   に前記サーボモータに逆駆動信号を出力する復帰駆動信
   号設定手段が設けられ、前記復帰駆動信号設定手段具に
   は、前記逆駆動開始初期において前記打抜き盤の復帰移
   動速度を通常復帰速度より低速に設定する信号を出力す
   る構成である打抜き装置。