JP2008030188A - 打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な枚葉紙打抜き・型押し機 - Google Patents

Abstract

【課題】セットアップ時間を短縮して生産性を向上させる枚葉紙打抜き・型押し機を提供する。
【解決手段】枚葉紙打抜き・型押し機が、機械フレーム５に配置された固定の第１のプラテン９と、第１のプラテン９に向かって送り可能な第２のプラテン１０とを備えた、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な少なくとも１つの打抜きステーション２を有している。第１のプラテン９は、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置２０に連結されている。この装置２０は、この装置の全体にわたって分散して配置されている、例えば圧電素子、流体圧室、または電気モータ等の複数のアクチュエータ部材２１を有している。
【選択図】図２ａ

Description

本発明は、請求項１、７、または１０の前提項に記載されている、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な枚葉紙打抜き・型押し機に関する。

従来技術から、枚葉紙打抜き・型押し機は十分よく知られている。

打抜きと呼ばれるのは、円形、楕円形、または多角形、ならびにあらゆる種類の仮想的な形状であってよい、閉じた幾何形状である切断形状を伴う切断のことである。ポンチによる打抜き、角の切り落とし、レジスタの打抜きなど、印刷の後処理で行われる実際の作業も、この範囲のものとして挙げられる。打抜きは、打抜き台またはダイに対して行われ、部分的にはせん断プロセスでもある（非特許文献１参照）。紙、ボール紙、厚紙、または段ボール紙などからなる包装材は、主として枚葉紙の判型に打ち抜かれる。さらに、紙の有用な部分に、打抜きプロセスで、溝の線や空押しなども設けられる。このように複雑なプロセスであることから、枚葉紙を１枚ずつ打ち抜くことが不可欠である。最終製品が、技術やグラフィックに関して高い品質が求められる包装材（たとえば化粧品、煙草、医薬品、食料品などの包装材）であると、包装材そのものに関して特別な要求が課せられるばかりでなく、最善の結果を得るためには、最小の公差をもつ打抜き工具や、きわめて正確かつ確実に作動する打抜き機が必要である。このような要求は、平台打抜きによってもっとも良く満たされる。この場合、印刷されて紙積み台の上に積み重ねられた枚葉紙が打抜き機に供給される。この装置では、打ち抜くべき枚葉紙が揃え装置で正しい見当に揃えられ、くわえづめキャリッジに引き取られ、打抜き機で、下台と打抜き工具を備えている上台との間に正確に位置決めされて、そこで打ち抜かれる。これらの台のうちの一方は可動であり、他方は固定である。

特許文献１には、打抜き機の打抜きステーションの様々な種類の実施形態が記載されている。打抜きステーションは、上台および下台とも呼ばれる２つのプラテンを有している。両方の台のうち一方は可動であり、他方は固定である。一方の台は打抜きカッターを備えている打抜き工具を支持しており、他方の台は対向プレートである。可動の台は、駆動装置によって、対向プレートの面に対して垂直に往復運動することができる。駆動装置では、トグル駆動装置と偏心駆動装置とが区別されている。上台が可動のプラテンである場合、この上台はヨークを介して機械フレームに連結されている。特許文献１には、特に、偏心ギヤによって駆動される上台を備えた打抜き機が記載されている。高い品質の製品を得るためには、処理すべき枚葉紙に応じて、枚葉紙打抜き・型押し機の打抜き圧力を調節することができなくてはならない。

このことは、特許文献１に記載されているように、楔形をした鋼板の移動によって行われる。これらの鋼板は、偏心軸と駆動される上台との間にある。楔形の鋼板を移動させることで、可動の上台と固定の下台との間隔が変わり、それに伴って打抜き力が変わる。

特許文献２には、打抜きプレスの作動圧力を制御する類似の方法が記載されている。押圧バーの下に下敷き部材があり、可動の下台のトグル駆動装置が押圧バーの上にある。下敷き部材は、電気モータ、空気圧モータ、あるいは流体圧（油圧または水圧）モータによって移動させることができ、それによって押圧バーの垂直方向の位置を変え、それに伴って、トグル駆動装置とそれに付随して可動のプラテンの垂直方向の位置を変える。そのとき、可動の下台と固定の上台との間隔が変化し、それに伴って打抜き力が変化する。

特許文献３は、凸版印刷機の可動のプラテンの平行度を調節し、かつ凸版印刷機の打抜き圧力を制御する装置を示している。可動のプラテンは、ここでは連結ロッドクランクシャフト装置によって駆動される。この装置は、台形状に構成された楔を備えた支持部に支持されている。一方の楔の斜面が他方の楔の斜面の上で摺動し、その結果、このような摺動運動の際に、楔が移動する方向に応じて、総高さが小さくなるか、または大きくなる。この装置は楔を備えている４つの支持部に支持されている。打抜き圧力を制御するためには、すべての楔を同時に移動させなくてはならない。そのときに両プラテンの間隔が変わり、それに伴って打抜き力が変わる。

従来技術の、打抜き力を調整する様々な装置に共通しているのは、打抜き力を全体的にしか調整することができない、すなわち、プラテンの面全体に関してしか調整できないことである。しかしながら、構造上、従来技術に基づくすべての打抜き・型押し機では、プラテンの面全体にわたって不均等な打抜き力の分布が生じる。打抜き力は個々の力導入点で導入され、すなわち、プラテンの面全体に加わるのではない。プラテンの剛性に応じて上台と下台の変形が生じ、その結果として、プラテンの面全体に不均等な打抜き圧力の分布が生じる。不均等な打抜き圧力は、ひいては、打抜き工具の裁断カッターの不正確な裁断を引き起す。従来技術では、この問題は打抜きカッターが個別に裏打ちされることによって解決される。目標の打抜き力との差異に応じて、打抜きカッターには工具の裏面に、様々な厚さの紙テープまたはプラスチックテープが貼り付けられる。このような、いわゆる下準備は非常に時間がかかり、機械の停止時に行わなくてはならない。打抜きカッターの数や、打ち抜くべき形状によっては、下準備に数時間を要する場合がある。長いセットアップ時間は、低い機械生産性につながってしまう。
ドイツ特許明細書第３０４４０８３Ｃ３号 ドイツ特許出願公表明細書第６９１０５８０４Ｔ２号 ドイツ特許出願公開明細書第２４４８８１４号 「ドルックヴァイターフェアアルバイトゥング、アオスビルドゥングス フューア ブーフビンダー （Druckweiterverarbeitung, Ausbildungsleitfaden fur Buchbinder）」 ３５１頁〜、ブンデスフェアバント ドルック エー ファオ （Bundesverband Druck e.V.）発行、１９９６年

そこで本発明の目的は、セットアップ時間を短縮し、それによって枚葉紙打抜き・型押し機の生産性を向上させることである。

この目的は、請求項１、７、または１０の特徴事項を備えている、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な枚葉紙打抜き・型押し機によって達成される。

好ましい実施態様では、枚葉紙打抜き・型押し機が、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な少なくとも１つの打抜きステーションを有している。打抜きステーションの第１のプラテンは、枚葉紙打抜き・型押し機の機械フレームに配置されて固定されており、第２のプラテンは可動であり、第１のプラテンに向かって送り可能（zustellbar）である。打抜きおよび型押しの圧力を制御する装置が第１のプラテンに連結されている。

本発明の発展例では、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置は、第１のプラテンとほぼ同じ底面を有しており、それと平行な平面に位置しており、枚葉紙打抜き・型押し機の固定の機械フレームに取り付けられている。

打抜きおよび型押しの圧力を制御する装置は、第１のプラテンの変形を引き起し、それにより、第２のプラテンへ向う第１のプラテンの送り（Zustellung）を引き起す。この装置は、このようにして両プラテンの平行度の調節と、第１のプラテンの平坦度の調整と、打抜きまたは型押しの圧力の制御とを可能にする。本発明の発展例では、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置は複数のアクチュエータ部材を有している。

特に好ましい発展例では、複数のアクチュエータ部材は個別に制御可能である。

さらに別の特に好ましい発展例では、複数のアクチュエータ部材は、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置の全体にわたって分散して配置されている。この分散配置は均等であっても不均等であってよい。

別の好ましい実施態様では、枚葉紙打抜き・型押し機は、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な少なくとも１つの打抜きステーションと、機械フレームに配置された固定の第１のプラテンと、第１のプラテンに向って送り可能な第２のプラテンとを有しており、第２のプラテンは、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置に連結されている。この装置は、その装置の面全体にわたって分散して配置された少なくとも５つのアクチュエータ部材を有している。

特に好ましい発展例では、複数のアクチュエータ部材は個別に制御可能である。

それぞれの発展例を含む両方の実施態様においては、打抜きまたは型押しの圧力は、枚葉紙打抜き・型押し機の作動中に、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置によって制御可能である。

他の実施態様では、枚葉紙打抜き・型押し機は、機械フレームに配置された、主に下方の、固定の第１のプラテンと、ヨークを介して機械フレームに連結され第１のプラテンに向って送り可能な、主に上方の、第２のプラテンとを備えた、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な少なくとも１つの打抜きステーションを有しており、ヨークの垂直方向の支持体に、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置がそれぞれある。各装置は、個別に制御可能な少なくとも１つのアクチュエータ部材を有し、それによって、打抜きまたは型押しの圧力は枚葉紙打抜き・型押し機の作動中に制御可能である。

それぞれの発展例を含む３つの実施態様の全てにおいて、アクチュエータ部材として、プラテンを変化または移動させる装置に伝動装置を介して接続された電気モータ、または圧電素子、または流体圧（油圧または水圧）室を用いることができる。

枚葉紙打抜き・型押し機が、熱による箔への型押しのステーションを有している場合、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置を、ストロークの停止のためにも利用できるという利点がある。特に、熱による箔への型押しのモジュールの下に枚葉紙が存在しないセットアップ動作のときには、箔が型押し用の型に付着してくっつくのを防ぐために、ストロークを停止する必要がある。

さらに、枚葉紙打抜き・型押し機は、枚葉紙搬送システムと個々の処理ステーションの、個別の駆動装置を備えていると好ましい。この場合、枚葉紙搬送システムの駆動装置は、特にリニア駆動装置として構成することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１には、紙や厚紙等の枚葉紙の打抜き、除去（Ausbrechen）、および排出をするための、枚葉紙打抜き・型押し機１００の基本的な構造が示されている。この打抜き・型押し機１００は、給紙装置１と、打抜きステーション２と、除去ステーション３と、排紙装置４とを有しており、これらが１つの共通の機械ハウジング５によって支持され、収容されている。

枚葉紙６は、給紙装置１によってパイルから１枚ずつ取り出され、供給台１６を介して枚葉紙打抜き・型押し機１００へ供給され、搬送システム７に取り付けられているくわえづめキャリッジ８のくわえづめによって前端を把持されて、枚葉紙搬送方向Ｆへ打抜き・型押し機１００の様々なステーション２、３、および４を間欠的に通過していく。

打抜きステーション２は、互いに間隔ａをおいて位置する下台９と上台１０で構成されている。下台９は機械フレームに支持されて固定されており、打抜きカッターに対する対向プレートを備えている。上台１０は垂直方向に上下動可能に支持されている。下台９は、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置２０に連結されている。この装置は、下台９と固定の機械フレーム５との間にある。

くわえづめキャリッジ８は、枚葉紙６を打抜き・型押しステーション２から、それに続く、除去工具を備えた除去ステーション３へ搬送する。除去ステーション３では、除去工具によって、不要な裁断くず１１が枚葉紙６から下方に向って突き落とされ、それによって裁断くず１１は、除去ステーション３の下に挿入された容器状のワゴン１２の中へ落ちる。

枚葉紙は除去ステーション３から排紙装置４へと達し、そこで枚葉紙は単に積み置かれるのみであるか、または、それと同時に個々の有用な部分の分離が行われる。排紙装置４は紙積み台１３を含んでいてよく、紙積み台１３の上で個々の枚葉紙がパイル１４の形態に積み重ねられ、それにより、所定のパイル高さに達すると、紙積み台１３を、積み重ねられた枚葉紙１４とともに、打抜き・型押し機１００の領域から運び出すことができる。

図２ａは、打抜き・型押し機１００の打抜きステーション２の詳細図を示している。上台１０と下台９は互いに間隔ａをおいて位置していている。下台９は固定のプラテンであり、上台１０は打抜きストロークＳを行う送り可能なプラテンである。下台９は、打抜き・型押し機１００の機械ハウジング５に堅固に連結されている。下台９と機械ハウジング５の間に、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置２０がある。この装置２０は複数のアクチュエータ部材２１を有している。図２ｂから明らかなように、これらのアクチュエータ部材２１は、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置２０の底面全体にわたって分散して配置されている。このとき、アクチュエータ部材２１は、図示されているように、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置２０の面全体にわたってマトリクス状に均等に分散して配置されていてもよく、または、不均等に分散して配置されていてもよい（図示せず）。

打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置２０のアクチュエータ部材２１は、個別に制御可能である。この制御は制御部１５を通じて行われる。

打抜きストロークＳ、すなわち下台９に向う上台１０の送りも、制御部１５を通じて制御される。

図面を見やすくするために、打抜きステーション２は、打抜き工具を省いて図示されている。打抜きカッターは、工具フレームによって上台１０に連結されている。下台９には対向打抜きプレートが連結されている。打抜き工具は、当業者に周知のやり方で作製することができる。図面を見やすくするために、くわえづめキャリッジ８と枚葉紙６も図示されていない。しかし、それぞれの位置は図１を見ればわかる。

打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置２０のアクチュエータ部材２１が制御部１５によって個別に制御されると、これらのアクチュエータ部材２１は、下台９およびその上にある対向打抜きプレートに圧力を及ぼす。それによって、下台９および対向打抜きプレートはごく僅かな変形をする。このような変形によって、下台から上台までの間隔ａを区域ごとに調整することができ、すなわち、打抜きカッターから対向打抜きプレートまでの間隔を調整し、それによって、打抜きカッターによって枚葉紙６に働く打抜き圧力を調整することができる。

打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置２０のアクチュエータ部材２１を、様々な実施態様に製作することができる。そのような実施態様が、図３ａ、図３ｂ、および図３ｃに示されている。図３ａは、圧電性結晶の変形を引き起す電圧が印加される圧電素子３０を示している。圧電素子の制御は、電圧源の制御によって行われる。この場合、圧電素子３０は、結晶が主として伸張方向ｂに伸張するように製作されている。これに反し、伸張方向ｂに対して垂直な方向への圧電性結晶の伸張は、圧電素子３０の組成や構造によって妨げられる。

図３ｂは流体圧（油圧または水圧）室３１を示している。この流体圧室３１は、ホース配管を介して、流体圧（油圧または水圧）機械ユニット３３に接続されている。流体圧機械ユニット３３と流体圧室３１との間には、バルブ３２がある。このバルブ３２は制御部１５によって制御される。流体圧室３１は、構造上、流体圧室３１内の圧力の上昇が、アクチュエータ部材２１の伸張方向ｂへの伸張を引き起すように構成されている。

図３ｃには、電気機械式の位置調節装置３６が示されている。この位置調節装置３６は、第１の楔３６．１と第２の楔３６．２を有している。これらの楔３６．１，３６．２は、それぞれの斜面で互いに摺動する。下側の第１の楔３６．１は、伝動装置３５を介して、電気モータ３４によって移動方向ｃにスライドすることができる。第１の楔３６．１がｃ方向へスライドする間に、上側の第２の楔３６．２は下側の楔３６．１の上を摺動し、すなわち移動方向ｄに移動する。電気機械式の位置調節装置３６によるアクチュエータ部材２１の制御は、電気モータ３４の制御によって行われる。

伸張方向ｂもしくは位置調節方向ｄへのアクチュエータ部材２１の位置調節は、それぞれ上台９への圧力を引き起す。

打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置を備えている枚葉紙打抜き・型押し機を示す図である。 打抜きステーションを示す詳細図である。 図２ａのIIｂ−IIｂ線に沿った断面図である。 圧電素子として製作されたアクチュエータ部材を示す図である。 流体圧室として製作されたアクチュエータ部材を示す図である。 電気機械式の位置調節装置として製作されたアクチュエータ部材を示す図である。

符号の説明

１ 給紙装置
２ 打抜きステーション
３ 除去ステーション
４ 排紙装置
５ 機械ハウジング
６ 枚葉紙
７ 搬送システム
８ くわえづめキャリッジ
９ 下台
１０ 上台
１１ 裁断くず
１２ ワゴン
１３ 紙積み台
１４ パイル
１５ 制御部
１６ 供給台
２０ 打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置
２１ アクチュエータ部材
３０ 圧電素子
３１ 流体圧室
３２ バルブ
３３ 流体圧機械ユニット
３４ 電気モータ
３５ 伝動装置
３６ 位置調節装置
３６．１ 第１の楔
３６．２ 第２の楔
１００ 枚葉紙打抜き・型押し機
ａ 間隔
ｂ 伸張方向
ｃ，ｄ 移動方向
Ｆ 枚葉紙搬送方向
Ｓ 打抜きストローク

Claims (13)

1. 機械フレーム（５）に配置された固定の第１のプラテン（９または１０）と、前記第１のプラテン（９または１０）に向かって送り可能な第２のプラテン（９または１０）とを備えた、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な少なくとも１つの打抜きステーション（２）を有している枚葉紙打抜き・型押し機（１００）において、
   前記第１のプラテン（９または１０）は打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置（２０）に連結されている
   ことを特徴とする枚葉紙打抜き・型押し機。
2. 打抜きまたは型押しの圧力を制御する前記装置（２０）は、前記第１のプラテン（９または１０）とほぼ同じ底面を有しており、前記第１のプラテンと、前記枚葉紙打抜き・型押し機（１００）の固定の前記機械フレーム（５）との間にある、請求項１に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
3. 打抜きまたは型押しの圧力を制御する前記装置は、前記第１のプラテンの変形と、前記第２のプラテンに向う前記第１のプラテンの送りとを引き起す、請求項１に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
4. 打抜きまたは型押しの圧力を制御する前記装置（２０）は、複数のアクチュエータ部材（２１）を有している、請求項１に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
5. 前記複数のアクチュエータ部材は個別に制御可能である、請求項４に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
6. 前記複数のアクチュエータ部材（２１）は、打抜きまたは型押しの圧力を制御する前記装置（２０）の全体にわたって分散して配置されている、請求項４または５に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
7. 機械フレーム（５）に配置された固定の第１のプラテン（９または１０）と、前記第１のプラテン（９または１０）に向って送り可能な第２のプラテン（９または１０）とを備えた、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な少なくとも１つの打抜きステーションを有する枚葉紙打抜き・型押し機（１００）において、
   前記第２のプラテン（９または１０）は、打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置（２０）に連結されており、該装置（２０）は、該装置（２０）の全体にわたって分散して配置された少なくとも５つのアクチュエータ部材（２１）を有している
   ことを特徴とする枚葉紙打抜き・型押し機。
8. 前記複数のアクチュエータ部材（２１）は個別に制御可能である、請求項７に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
9. 打抜きまたは型押しの圧力は、前記枚葉紙打抜き・型押し機（１００）の作動中に、打抜きまたは型押しの圧力を制御する前記装置（２０）によって制御可能である、請求項１から８のいずれか１項に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
10. 機械フレーム（５）に配置された固定の第１のプラテン（９または１０）と、ヨークを介して前記機械フレーム（５）に連結され前記第１のプラテン（９または１０）に向って送り可能な第２のプラテン（９または１０）とを備えた、打抜きまたは型押しの圧力を制御可能な少なくとも１つの打抜きステーションを有する枚葉紙打抜き・型押し機（１００）において、
    前記ヨークの垂直方向の支持体に、前記枚葉紙打抜き・型押し機（１００）の作動中に打抜きまたは型押しの圧力を制御する装置（２０）がそれぞれあり、打抜きまたは型押しの圧力を制御する前記装置（２０）の各々は、個別に制御可能な少なくとも１つのアクチュエータ部材（２１）を有している
    ことを特徴とする枚葉紙打抜き・型押し機。
11. 前記アクチュエータ部材（２１）は圧電素子（３０）である、請求項４から１０のいずれか１項に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
12. 前記アクチュエータ部材（２１）は流体圧室（３１）である、請求項４から１０のいずれか１項に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。
13. 前記アクチュエータ部材（２１）は、伝動装置（３５）を介して位置調節装置（３６，３６．１，３６．２）に接続された電気モータ（３４）である、請求項４から９のいずれか１項に記載の枚葉紙打抜き・型押し機。

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