JP2009045691A - 紙器用平盤打抜き機 - Google Patents

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克広 菅野
Kazuhiro Saiki
和弘 斉木
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知和 家坂
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Abstract

【課題】ムラ取り作業の軽減を図ることができ、切り替え段取り時間の短縮が可能で、抜きムラの発生を抑えることのできる紙器用平盤打抜き機を提供する。
【解決手段】少なくとも給紙部、罫線を形成する罫線加工部、紙を抜く抜き加工部、排紙部が、この順序で設置され、罫線加工部及び抜き加工部は各々見当合わせ機構を有し、罫線加工部及び抜き加工部が、固定台盤に対し上下動する可動台盤を有し、可動台盤に着脱自在な罫線型及び抜き型と固定台盤に着脱自在な雌型及び面盤との間のクリアランスを調整するストッパ機構を具備し、さらに可動台盤が、固定フレームと固定台盤の間に設置された支柱に案内され、かつ油圧シリンダー駆動の可動フレームに保持されており、可動フレームは、固定台盤との間の距離が駆動ポジションよりも大である位置で固定する固定手段を含むことを特徴とする紙器用平盤打抜き機。
【選択図】図1

Description

本発明は紙器用平盤打抜き機に関し、特にムラ取り作業を軽減できる紙器用平盤打抜き機に関する。
現在紙器のパーケージ製品は大量に生産加工されており、品質と価格に対する要求はますます高くなっている。一般に紙器の製造工程の流れは以下のようになっている。印刷され表面加工された原紙は、抜型によって打抜きが行われ、余計な部分をカス取りしたあと、製箱機(フォルダーグルア)によって折り曲げ・糊付けされ商品が完成し、検査工程を経て納品という流れになっている。
打抜き工程は、抜型を使用し板紙を箱の形状に打抜き、罫入れする工程である。抜型は一般に、ベニヤ板等の木型にトムソン刃等で抜刃と罫刃の両方を備えている。従来の平盤打抜き機では、その木型をチェースと呼ばれる鉄製の枠に固定して打ち抜き機にセットし、トグル機構等により打抜き作業を実施して、罫線加工と抜き加工を同時に行っている。
しかし従来の打抜き手段では打抜紙に抜きムラが生ずるという問題がある。これは打抜紙が抜刃によって切るべき部分が切れない状態が出ることや、罫線が深く入りすぎるか、あるいは、浅くしか入らず不十分となることである。この抜きムラを修正するためには、木型の裏面の抜刃あるいは罫刃のライン上にムラ取りシートを入れ、周知である紙製やプラスチック製等のテープを貼って、抜刃あるいは罫刃の高低を調整して、製品の切れ具合や罫線の入り方を均一にさせる必要がある。この「ムラ取り作業」は実際に打抜紙を打抜いて様子を見ながら何度か繰り返して調整する作業で、非常に手間と時間がかかり、また熟練を要する作業であり、打抜き工程の大きな問題となっている。
上述した打抜き工程の問題になっているムラ取り作業に関しては、時間を軽減できる方式として、ムラ軽減材を面板の裏あるいはチェースの裏に設置する弾性変形方式や抜刃等の塑性変形を利用する方法等いろいろ提案されているが、画期的な方法は確立していない。また、紙器用板紙とは異なる他のシート材料に対しては、例えば特許文献1では紙、または段ボールシ−トに熱可塑性樹脂発泡シートを併せ、それに加熱した押圧刃で折曲線を形成し、次いで抜き加工して、折曲線に沿って内方に折曲げて包装体を得る製造方法が提案されている。また、特許文献2では、枚葉シートをクランプする把持部材を備えた間欠搬送ライン上に、折り目線熱加工部と打ち抜き加工部を連続設置してなるプラスチック枚葉シートの加工装置が提案されている。また、特許文献3に記載されているように、カス取りと製品落しの2工程を同時に行うダブルステーションの機械が提案されている。しかしながら、紙器用板紙に適応した罫線加工と抜き加工をそれぞれ独立に、かつ、連続的に加工する装置、方法は提案されていない。
特公昭57−183号公報 特許第3183924号公報 特公昭61−13957号公報
本発明は、上記ムラ取り作業の軽減を図ることができ、切り替え段取り時間の短縮が可
能で、抜きムラの発生を抑えることのできる紙器用平盤打抜き機を提供することを目的とする。
本発明の請求項1に係る発明は、紙器用平盤打抜き機において、少なくとも給紙部、罫線を形成する罫線加工部、紙を抜く抜き加工部、排紙部が、この順序で設置され、前記罫線加工部及び前記抜き加工部は各々見当合わせ機構を有することを特徴とする紙器用平盤打抜き機である。
次に本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の紙器用平盤打抜き機において、前記罫線加工部が、第1固定台盤に対し上下動する第1可動台盤を有し、前記第1可動台盤に着脱自在な罫線型及び前記第1固定台盤に着脱自在な雌型との間のクリアランスを調整するストッパ機構を具備することを特徴とする紙器用平盤打抜き機である。
次に本発明の請求項3に係る発明は、請求項1に記載の紙器用平盤打抜き機において、前記抜き加工部が第2固定台盤に対し上下動する第2可動台盤を有し、前記第2可動台盤に着脱自在な抜き型及び前記第2固定台盤に着脱自在な面盤との間のクリアランスを調整するストッパ機構を具備することを特徴とする紙器用平盤打抜き機である。
次に本発明の請求項4に係る発明は、請求項2に記載の紙器用平盤打抜き機において、前記罫線加工部の前記第1可動台盤が、第1固定フレームと第1固定台盤の間に設置された支柱に案内され、かつ油圧シリンダー駆動の第1可動フレームに保持されており、前記第1可動フレームは、前記第1固定台盤との間の距離が駆動ポジションよりも大である位置で固定する固定手段を含むことを特徴とする紙器用平盤打抜き機である。
次に本発明の請求項5に係る発明は、請求項3に記載の紙器用平盤打抜き機において、前記抜き加工部の第2可動台盤が、第2固定フレームと第2固定台盤の間に設置された支柱に案内され、かつ油圧シリンダー駆動の第2可動フレームに保持されており、前記第2可動フレームは、前記第2固定台盤との間の距離が駆動ポジションよりも大である位置で固定する固定手段を含むことを特徴とする紙器用平盤打抜き機である。
また、本発明の請求項6に係る発明は、請求項4に記載の紙器用平盤打抜き機において、前記罫線加工部の前記第1可動台盤が、加工時には第1固定台盤の前記支柱の戻りバネと前記ストッパ機構とに規制されながら、前記第1可動フレームとの間で上下する機構を有することを特徴とする紙器用平盤打抜き機である。
また、本発明の請求項7に係る発明は、請求項5に記載の紙器用平盤打抜き機において、前記抜き加工部の前記第2可動台盤が、加工時には第2固定台盤の前記支柱の戻りバネと前記ストッパ機構とに規制されながら、前記第2可動フレームとの間で上下する機構を有することを特徴とする紙器用平盤打抜き機である。
また、本発明の請求項8に係る発明は、請求項6に記載の紙器用平盤打抜き機において、前記第1可動フレームはカム機構、クサビ機構又はトグル機構で上下動することを特徴とする紙器用平盤打ち抜き機である。
また、本発明の請求項9に係る発明は、請求項7に記載の紙器用平盤打抜き機において、前記第2可動フレームはカム機構、クサビ機構又はトグル機構で上下動することを特徴とする紙器用平盤打ち抜き機である。
本発明により、抜刃と罫刃の調整が別々に行え、それぞれ最適な圧力で作業が実施でき、ムラ取り作業を無くすことが可能となる。また、抜き加工及び罫線加工ともに、クリアランス調整可能な1対のユニットの抜き加工型及び罫線加工型を独立して用いることで、圧力による高さ調整が無くなり、段取り時間の削減と、段取り調整用用紙の削減も同時に可能となる。
本発明の紙器用平盤打抜き機を、一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例の紙器用平盤打抜き機の全体の構成、流れを示す説明図である。給紙部3から供給された原紙は、紙差台(4)の上で前当てと引針で位置決めされ、エンドレスチェーン(7)に設けた紙咥え爪に咥えられて間欠移動し、罫線加工部1で罫線加工がなされ、次いで抜き加工部2で打抜きが行われ、次いでブランキング部5で窓部やカスが分離されて、デリバリー部6で積載される。なお、必要に応じてブランキング部を設置しないことも可能であり、その場合は罫線加工及び抜き加工されたシートのままデリバリー部で積載し、別工程でカス取り(毟り)を行う。
本発明では、折り畳み用の罫線と、箱の外形を打ち抜くための打抜きあるいは開口用のジッパーやミシン等の抜き溝をそれぞれ、罫線加工部及び抜き加工部で別々に、かつ、見当を合わせて連続的に形成する。従来問題となっていたムラ取り作業で修正すべきムラには、木型の抜刃と罫刃の微妙な高さ関係と木型や台盤の反り、歪等や劣化、更に原紙の厚薄等が大きく影響している。本来適正な加工圧力が異なる折り畳み用の罫線加工と、抜き加工を同時に行っていることに大きな問題の要因があった。また紙器用板紙は多層の抄き合わせ構造を持っており、折り畳み用の罫線加工は折り曲げ部の抄き合わせの結合を開放して部分的に層間剥離させ、折り曲げは、表裏のひずみを小さくする様に、罫線を押した側とは反対の外側に層間剥離部分を抱え込む形で行われる。そのため、罫線加工時に板紙は横方向に強く引っ張られる。それに対して、段ボールやプラスチックシートでは通常罫線を押した側を内側にして曲げ易くなるように押しつぶし溝付けをする、あるいは熱で樹脂を軟化させて溝をつけ曲げ部分を薄くする加工であり、紙器用板紙の罫線加工のように横方向の応力が大きくなることはない。
従来、罫線加工と抜き加工を別々の装置で実施すると、装置が2倍必要になり、また、打ち抜き部を2ステーション化することは装置代が大幅に高くなるとして問題点が解決されないままにされていた。本来ムラ取りを必要としない方式としてダイカット方式があるが、金型代が高く通常の紙器では型代が大幅に安いトムソン木型が多く使用される。本発明では打ち抜きの機構を鋭意検討した結果、抜刃と罫刃が干渉しないように、図2(c)に模式的に示すように抜刃と罫刃が共存する従来の木型から、図2(a)に模式的に示すように罫刃のみの木型と、図2(b)に模式的に示すように抜刃のみの木型に分けて、かつ、罫線加工、抜き加工の順序で別々に加工する工程にすることでこれらの問題の一部を解決する。この順序を変えて先に抜き加工することは、製品の寸法精度が悪くなること及びシートを安定して搬送できなくなる等実用的な意味での生産性から採用できない。
図3は、本発明の一実施例の罫線加工型10を断面で説明する模式図である。図3(a)は第1可動台盤100に取り付けられた、上チェース17に保持された罫線型(雄型)11と第1固定台盤101に取り付けられた、下チェース18に保持された雌型12が開口している状態を示し、図3(b)は第1可動台盤100が下降して、クリアランス調整用ストッパ13を介して罫線型(雄型)11と雌型12が閉口し、原紙8が罫刃14によって罫溝15に押し込まれて罫線加工されている状態を示している。罫線型(雄型)と雌型のクリアランスの監視は、第1可動台盤100の下面と第1固定台盤101の上面の距離で行い、一度クリアランス調整した罫線加工型は1対のユニットとして取り外し、保管してリピート時には基本的に調整なしで使用する。
本発明によれば、罫線加工においては抜刃との干渉がなくなるため、対象とする板紙の厚さと押し罫の幅に基づく雌型の溝の設計形状を維持することができ、略金属金型と同様に調整レスでの生産が可能と成る。製造ロットにより、雌型の材質はプレスボード、ベークライト板あるいは硬質アルミ板等を適宜選択してカウンタープレート29上に形成することで雌型を作成することができる。
本発明では、抜刃と罫刃が同居せず干渉しないため、従来は箱の外周の切刃に近い平行部分やコーナーでは罫線加工に必要な罫溝を掘ることが難しく、また罫刃と抜刃が直角に交わる部分でも罫刃を逃がして罫線を内側に短くする必要があったが、本発明ではその必要が無くなり、箱の外周形状に影響されずにカットエンドまで確実に罫線加工が可能となる。そのため、次工程の製箱適正やユーザーに納入された後の自動包装製箱機適正も向上する。なお当然のごとく、本発明の罫刃は箱の外周まで達する罫線の場合は、従来よりも長く設定する必要がある。
図4は、本発明の一実施例の抜き加工型20を断面で説明する模式図である。図4(a)は第2可動台盤200に取り付けられた、上チェース27に保持された刃型21と第2固定台盤201に取り付けられた、下チェース28に保持された面盤型22が開口している状態を示し、図4(b)は第2可動台盤200が下降して、下チェース28上のクリアランス調整用ストッパ23を介して刃型21と面盤22が閉口し、原紙8が抜刃24を面盤22の上に貼り付けられたSUS板(又は硬質アルミ板)25に押しつけて切られた状態を示している。刃型と面盤のクリアランスの監視は、第2可動台盤200の下面と第2固定台盤201の上面の距離で行い、一度クリアランス調整した抜き加工型は1対のユニットとして取り外し、保管してリピート時には基本的に調整なしで使用する。
本発明の抜き加工においては、上述した構成をとるために、抜き加工型を板紙のカット方式としては最良とされるいわゆる「キスカット」の状態に調整可能となる。また、低い圧力での抜き作業が実施でき、抜刃の耐久性、面盤の上に貼られたSUS板(又は硬質アルミ板)の耐久性が向上する。また、抜き型と面盤とのクリアランス調整がいわゆる「外段取り」で行えるだけでなく、押し罫と抜刃が同居していない為板紙の厚薄による切れ具合の差がほとんど無くなり、初期セット時の調整が抜刃の曲げ加工による高さ変化のみ考慮すれば良く簡便になる。さらに、生産作業中やリピートオーダーでの段取りレスすなわちムラとり作業をなくす事が可能となる。
また、従来は、罫線と抜刃の間隔が近いと、紙が罫線部に引っ張られて横方向に強い力が働くため、例えば、開口用のジッパーやミシン等を箱の辺すなわち罫線に近いところには設定できない等構造デサイン面での制約が多々あったが、それが解消する。さらにまた、抜刃の刃先に対する垂直方向以外の応力が働かないため切れがよく、結果として紙粉の発生や切り口の毛羽立ちが少なくなり、異物混入を嫌う食品、医薬品あるいは電子部品の包装に適した紙器の製造が可能となる。
従来の紙器用平盤打抜き機は、打抜きされてバラバラになり易いシートを間欠運転で送っているため、シートのバラケによる機械停止が頻繁に起きやすかった。このため、シートのバラケを防止するニックと呼ばれるつなぎ(切刃の一部をカット)を入れて生産しているが、罫線加工と抜き加工が同時に行われている為に横方向の引っ張り力が働いて切れやすく、原紙の材質に影響されるが、多数の大きくなニックを入れざるを得ない。これは製品の切り口に凸部として出るため、外観面で見苦しいだけでなく、近年後工程で実施されることの多い、ブランクス絵柄検査機での基準辺を狂わせる問題がある。本発明では抜き加工時に紙が罫線部に引っ張られることが無い為、ニックは小さく数を減らすことが可能であり、機械の加工速度も向上できる。
本発明の効果を確実なものとするためには、上述した抜き加工型や罫線加工型が取り付けられる可動台盤と固定台盤の精度を維持する為のメンテナンスが重要である。従来の紙器用平盤打ち抜き機の打ち抜き部には上下で100mm程度の隙間しかなく、台盤の平行度等の点検や修正は極めて困難である。このため、本発明では、罫線加工部と抜き加工部は、それぞれ加工時用とメンテナンス時用の2つの高さを設定する事が出来る。メンテナンス時用の高さは、それぞれの上下チェースの間隔が概ね800〜1000mm程度として、それぞれの上下台盤の点検、清掃や調整、管理等を実施できる様に設定する。上下の台盤のメンテナンスは罫線加工及び抜き加工では極めて重要な項目で、これによってムラ取り時間が大きく変わる。従来は、新台設置時あるいは設備のオーバーホール等限られた間隔でしか点検・確認できないか、あるいはそのまま使用せざるを得ない状態であった為に、繰り返し行っているムラ取り作業の要因が不明のままで解決できなかった。本発明では、前述した効果と併せてムラ取り作業の大幅な軽減が可能となる。
加工時用の高さは、それぞれの上下チェースの間隔が概ね100mm程度とする。高さの制御では油圧シリンダーを使用した機構を使用して、メンテナンス時用の高さと通常加工時用の高さを設定する。罫線加工、抜き加工時は従来のカム式等の上下動機構等で100mm程度動かす。
図5は、本発明の紙器用平盤打抜き機の、罫線加工部を断面で模式的に示したもので、第1可動台盤100が、抜き加工部とは独立した第1固定フレーム104に、第1固定台盤101の4角に設置された4本の支柱102に案内された油圧シリンダー105の駆動を使用した機構で連結された第1可動フレーム(プラテン)103に保持されており、前記第1可動フレーム(プラテン)103は、図5(a)に示すように、メンテナンス時には上のポジションに上昇して固定され、通常加工時には図5(b)に示すように、下の駆動ポジションに下降してメカニカル的に保持されるよう高さ設定可能な構造としている。
同様にして、図6は、本発明の紙器用平盤打抜き機の、抜き加工部を断面で模式的に示したもので、第2可動台盤200が、罫線部とは独立した第2固定フレーム204に、第2固定台盤201の4角に設置された4本の支柱202に案内された油圧シリンダー205の駆動を使用した機構で連結された第2可動フレーム(プラテン)203に保持されており、前記第2可動フレーム(プラテン)203は、図6(a)に示すように、メンテナンス時には上のポジションに上昇して固定され、通常加工時には図6(b)に示すように、下の駆動ポジションに下降してメカニカル的に保持されるよう高さ設定可能な構造としている。なお、抜き加工部で必要とする圧力は小さいものでよく、装置としては罫線加工部より軽量・スリムにすることが可能である。
また、罫線加工部と抜き加工部のそれぞれの上部可動台盤が、加工時にはそれぞれの下部固定台盤の4角に設置された4本の支柱の戻りバネと罫線加工型ストッパおよび抜き加工型ストッパと連動して、前記したそれぞれの上部可動フレーム(プラテン)との間で上下する機構を有し、それぞれの上部可動台盤に取り付けた上型(罫線型及び刃型)とそれぞれの下部固定台盤に取り付けた下型(雌型及び下面盤)との間で罫線加工及び打ち抜き加工される。ここで、前記上部可動台盤と前記上部可動フレーム(プラテン)との間はカム機構、クサビ機構又はトグル機構で上下動して罫線加工及び打ち抜き加工される。
なお、上述した実施例に於いては、固定台盤を下部に配置した構造で説明したが、本発明では固定台盤を逆さまに上部に配置する構造も可能であり、前後の工程や設置場所を考慮して適宜選択できる。
以上、本発明の紙器用平盤打抜き機を詳細に説明したが、罫線加工と抜き加工を分離したことで、従来に比べて1ステーション増加するが、抜き加工に必要な圧力が大幅に減り、また罫線加工圧も適正化できるため、プレス機としての価格上昇を抑えることが可能となる。さらに、本発明の紙器用平盤打抜き機では、ムラ取り作業の必要性が略初期セット時の微調整に留まる。そのため、従来の紙器用平盤打ち抜き機の仕事では一般的であった、機械の実稼動時間とムラ取り等の段取り調整時間からなる機械停止時間が良くても同等という事態が改善され、能率が大幅に向上する。上記した改善により試し打ち等の調整用の原紙やバラケ等で排除される損紙が減少するため原紙のロスが削減される。さらに、本発明の紙器用平盤打抜き機は基準不動の原点合わせを基本としているため標準化が可能であり、非熟練作業者が操作しても、品質の安定した紙器ブランクスの生産が可能である。本発明の紙器用平盤打抜き機を用いることで、品質向上と価格低減(原価削減)が可能となる。
本発明の、一実施例の紙器用平盤打抜き機の全体構成、流れを説明する模式図である。 木型を説明する模式図である。(a)罫刃のみの木型。(b)は抜刃のみの木型。(c)は抜刃と罫刃が共存する木型である。 本発明の紙器用平盤打抜き機の一実施例の、罫線加工型を断面で説明する模式図である。(a)罫線型(雄型)と雌型が開口している状態を示し、(b)罫線型(雄型)と雌型が閉口している状態を示す。 本発明の紙器用平盤打抜き機の一実施例の、抜き加工型を断面で説明する模式図である。(a)は刃型と面盤型が開口している状態を示し、(b)は刃型と面盤型が閉口している状態を示す。 本発明の紙器用平盤打抜き機の、一実施例の、罫線加工部を断面で説明する模式図である。(a)はメンテナンス時、(b)は通常加工時である。 本発明の紙器用平盤打抜き機の、一実施例の、抜き加工部を断面で説明する模式図である。(a)はメンテナンス時、(b)は通常加工時である。
符号の説明
1・・・罫線加工部 2・・・抜き加工部 3・・・給紙部(フィダー部) 4・・・紙差し部 5・・・ブランキング部 6・・・排紙部(デリバリ部) 7・・・エンドレスチェーン 8・・・原紙
10・・・罫線加工型 11・・・罫線型(雄型) 12・・・雌型
13、23・・・ストッパ 14・・・罫刃 15・・・罫溝
16・・・プレスボード(ベークライト板、硬質アルミ板)、CAD面版
17、27・・・上チェース 18,28・・・下チェース
19・・・ムラ取り台紙
20・・・抜き加工型 21・・・刃型 22・・・面盤型(面盤)
24・・・抜き刃 25・・・SUS板又は硬質アルミ板 26・・・スポンジ29・・・カウンタープレート
100・・・第1可動台盤 101・・・第1固定台盤
102・・・支柱 103・・・第1可動フレーム(プラテン)
104・・・第1固定フレーム 105,205・・・油圧シリンダー
200・・・第2可動台盤 201・・・第2固定台盤
202・・・支柱 203・・・第2可動フレーム(プラテン)
204・・・第1固定フレーム

Claims (9)

  1. 紙器用平盤打抜き機において、少なくとも給紙部、罫線を形成する罫線加工部、紙を抜く抜き加工部、排紙部が、この順序で設置され、前記罫線加工部及び前記抜き加工部は各々見当合わせ機構を有することを特徴とする紙器用平盤打抜き機。
  2. 前記罫線加工部が、第1固定台盤に対し上下動する第1可動台盤を有し、前記第1可動台盤に着脱自在な罫線型及び前記第1固定台盤に着脱自在な雌型との間のクリアランスを調整するストッパ機構を具備することを特徴とする請求項1に記載の紙器用平盤打抜き機。
  3. 前記抜き加工部が第2固定台盤に対し上下動する第2可動台盤を有し、前記第2可動台盤に着脱自在な抜き型及び前記第2固定台盤に着脱自在な面盤との間のクリアランスを調整するストッパ機構を具備することを特徴とする請求項1に記載の紙器用平盤打抜き機。
  4. 前記罫線加工部の前記第1可動台盤が、第1固定フレームと第1固定台盤の間に設置された支柱に案内され、かつ油圧シリンダー駆動の第1可動フレームに保持されており、前記第1可動フレームは、前記第1固定台盤との間の距離が駆動ポジションよりも大である位置で固定する固定手段を含むことを特徴とする、請求項2に記載の紙器用平盤打抜き機。
  5. 前記抜き加工部の第2可動台盤が、第2固定フレームと第2固定台盤の間に設置された支柱に案内され、かつ油圧シリンダー駆動の第2可動フレームに保持されており、前記第2可動フレームは、前記第2固定台盤との間の距離が駆動ポジションよりも大である位置で固定する固定手段を含むことを特徴とする、請求項3に記載の紙器用平盤打抜き機。
  6. 前記罫線加工部の前記第1可動台盤が、加工時には第1固定台盤の前記支柱の戻りバネと前記ストッパ機構とに規制されながら、前記第1可動フレームとの間で上下する機構を有することを特徴とする、請求項4に記載の紙器用平盤打抜き機。
  7. 前記抜き加工部の前記第2可動台盤が、加工時には第2固定台盤の前記支柱の戻りバネと前記ストッパ機構とに規制されながら、前記第2可動フレームとの間で上下する機構を有することを特徴とする、請求項5に記載の紙器用平盤打抜き機。
  8. 前記第1可動フレームはカム機構、クサビ機構又はトグル機構で上下動することを特徴とする請求項6に記載の紙器用平盤打ち抜き機。
  9. 前記第2可動フレームはカム機構、クサビ機構又はトグル機構で上下動することを特徴とする請求項7に記載の紙器用平盤打ち抜き機。
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