JP2010240729A - クランク装置、シート製品製造装置、熱成形装置、及び、過負荷検出機能付きコンロッド - Google Patents
クランク装置、シート製品製造装置、熱成形装置、及び、過負荷検出機能付きコンロッド Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】クランク装置10に、クランク軸20と、分割されたクランク軸側部位32及びスライド側部位36を有してクランク軸20の回転運動をスライド90の往復運動に変換するためのコンロッド31と、クランク軸側部位32とスライド側部位36とを連結する連結手段40と、クランク軸20を回転駆動してコンロッド31を介してスライド90を往復運動させる回転駆動手段50と、連結手段40に加わる過負荷を検出する過負荷検出手段60と、過負荷が検出されたときにクランク軸20の回転駆動を停止させる処理と警報を出力する処理との少なくとも一方を行う過負荷対応手段80とを設ける。
【選択図】図2
Description
以上より、クランク軸の回転運動が上テーブルの往復運動に変換され、トリミング用の型が昇降して成形シート等にトリミングが行われる。特許文献1には、このようなトリミング装置が開示されている。
クランク軸と、
分割されたクランク軸側部位及びスライド側部位を有し、前記クランク軸の回転運動を前記スライドの往復運動に変換するためのコンロッドと、
前記クランク軸側部位と前記スライド側部位とを連結する連結手段と、
前記クランク軸を回転駆動して前記コンロッドを介して前記スライドを往復運動させる回転駆動手段と、
前記連結手段に加わる過負荷を検出する過負荷検出手段と、
前記過負荷が検出されたとき、前記クランク軸の回転駆動を停止させる処理と警報を出力する処理との少なくとも一方を行う過負荷対応手段とを備えることを特徴とする。
上記連結手段は、クランク軸側部位とスライド側部位と近付ける向きに付勢する付勢手段を有していてもよいし、クランク軸側部位とスライド側部位と引き離す向きに付勢する付勢手段を有していてもよい。
上記過負荷検出手段は、クランク軸側部位とスライド側部位とを引き離す向きの過負荷を検出してもよいし、クランク軸側部位とスライド側部位とを近付ける向きの過負荷を検出してもよい。
前記スライドが当該スライドの往復方向に分割された第一の部位及び第二の部位を有し、
前記第一の部位と前記第二の部位とを連結する連結手段と、
クランク軸と、
このクランク軸の回転運動を前記スライドの往復運動に変換するためのコンロッドと、
前記クランク軸を回転駆動して前記コンロッドを介して前記スライドを往復運動させる回転駆動手段と、
前記連結手段に加わる過負荷を検出する過負荷検出手段と、
前記過負荷が検出されたとき、前記クランク軸の回転駆動を停止させる処理と警報を出力する処理との少なくとも一方を行う過負荷対応手段とを備えることを特徴とする。
さらに、本発明の熱成形装置は、上述したクランク装置を有し、熱成形用の型を取り付けた前記スライドを往復駆動して熱成形用シートを熱成形して熱成形品を形成することを特徴とする。
分割されたクランク軸側部位及びスライド側部位を有し、クランク軸の回転運動を型取り付け用のスライドの往復運動に変換するためのコンロッドと、
前記クランク軸側部位と前記スライド側部位とを連結する連結手段と、
前記連結手段に加わる過負荷を検出する過負荷検出手段とを備えることを特徴とする。
請求項2、請求項3に係る発明では、クランク装置を設けた機械をさらに簡易な構成で保護することができる。
請求項5に係る発明では、クランク装置を有するシート製品製造装置を簡易な構成で保護することができる。
請求項6に係る発明では、クランク装置を有する熱成形装置を簡易な構成で保護することができる。
請求項7に係る発明によれば、クランク装置を設けた機械を簡易な構成で保護する新規な過負荷検出機能付きコンロッドを提供することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るクランク装置10を有する熱成形品製造装置1の概略を示している。本実施形態の熱成形品製造装置1は、熱成形装置2及びシート製品製造装置3を備え、熱成形用シートS1を巻いたロールをほどき、熱成形装置2で熱成形用シートS1を熱成形し、シート製品製造装置3で成形シート(材料シート)S2からシート製品P1を形成する。熱成形品製造装置1は、両装置2,3に共用されるシート搬送装置4を有し、搬送方向D1に沿ったシートS1〜S3の両縁部を保持して該シートS1〜S3を搬送する。シート搬送装置4は、制御盤80の制御に従って断続的に動作し、熱成形装置2及びシート製品製造装置3の動作に合わせて間欠的にシートS1〜S3を搬送方向D1へ移送する。また、シート搬送装置4は、スクラップ回収装置4aを有し、スクラップシートS3を成形シートS2に繋がった状態で回収する。
本明細書において、シートは、薄く、一般にその厚さが長さと幅の割には小さい平らなものをいい、フィルムを含むものとする。フィルムは、長さ及び幅に比べて厚さが極めて小さく、最大厚さが任意に限定されている薄い平らなものをいい、通常、厚さが0.25mm未満とされる。
両装置2,3に設けられるクランク装置10は、同じ構成とすることができる。そこで、シート製品製造装置3に設けられるクランク装置10を例にとって、説明する。
図2〜5には、シート製品製造装置3の正面側に設けられたクランク装置10が示されている。シート製品製造装置3の背面側にも、正面側と同様のクランク装置が設けられている。
図6に示すように、クランク軸20は、クランク主軸21、一対の円板22,22、一対のクランクピン(crank pin)23,23、を有する構造とされている。
クランクピン23,23は、クランク主軸21から偏心した位置で軸方向を幅方向D2に向けて円板22,22の幅方向外側部分に設けられている。クランクピン23,23には、コンロッド軸受23a,23aを介してコンロッド31,31の下端部32a,32aが接続されている。
クランク軸側部位32は、コンロッド31の下側部分を構成している。クランク軸側部位32の下縁部32aは、コンロッド軸受23aを介してクランクピン23に取り付けるための円形の開口が形成されている。また、クランク軸側部位32は、コンロッド31の軸方向AX1からずれた方向へ凸とされたクランク軸側凸部33を上縁部に有している。ここで、コンロッドの軸方向AX1は、クランク主軸21の軸方向に直交する面内でクランクピン23の中心軸の位置とスライドの凸部92の中心軸の位置とを結ぶ方向とする。本実施形態のクランク軸側部位32は、コンロッドの軸方向AX1からクランク主軸21に沿った両方向へそれぞれ凸とされたクランク軸側凸部33,33を有している。各クランク軸側凸部33には、ボルト42の頭部42aを除く部分を軸方向AX1へ通すことの可能なボルト挿通穴33a,33aが形成されている。また、シートの幅方向外側となるクランク軸側凸部33には、シートの幅方向外側へ延出したクランク軸側延出部34が設けられている。このクランク軸側延出部34には、軸方向AX1の下側へ凹んだ被突き当て部34aが形成されている。この被突き当て部34aは、過負荷検出センサ60の検出部61を突き当てるための部位である。
各ナット43には、ロックナット等を用いることができる。ナット43は、ボルト42に対して所定の締め付けトルクで締め付けられる。
例えば、ボルト42を逆向きにして、クランク軸側凸部33の側から順に、座金46、ばね44,44、座金46、ボルト挿通穴33a,37aに通し、スライド側凸部37の側へ出たボルト42のねじ部にナット43を螺合してもよい。この場合、ばね44は、ボルトの頭部42aとクランク軸側凸部33との間で両凸部33,37を近付ける向きに付勢することになる。
また、ボルト42をスライド側凸部37の側から順に、ボルト挿通穴37a,33a、座金46、ばね44,44、座金46に通し、最後の座金46を出たボルト42のねじ部にナット43を螺合してもよい。この場合、ナット43とクランク軸側凸部33との間で両凸部33,37を近付ける向きに付勢することになる。逆に、ボルト42をクランク軸側凸部33の側から順に、ボルト挿通穴33a,37a、座金46、ばね44,44、座金46に通し、ナット43を螺合してもよい。この場合、ナット43とスライド側凸部37との間で両凸部33,37を近付ける向きに付勢することになる。
さらに、ナットは、クランク軸側凸部33又はスライド側凸部37と一体化されていてもよい。
上記設定変位量は、例えば、クランク軸側凸部33とスライド側凸部37とが1/100〜10/100mm程度離間する変位量とすることができる。
また、過負荷検出センサ60は、変位量に対応するアナログの検出電圧を出力するセンサでもよいし、該検出電圧をデジタルの電圧値に変換して出力するセンサでもよい。
さらに、過負荷検出センサ60を逆向きに設置するため、スライド側延出部に突き当て部を設けクランク軸側延出部に貫通穴を設けてもよい。この場合、検出部をクランク軸側延出部の貫通穴に通して被突き当て部に突き当てて過負荷検出センサをクランク軸側延出部に固定すればよい。
以上より、過負荷検出センサ60は、クランク軸側凸部33とスライド側凸部37とが引き離されたことを過負荷として検出する。
警報出力部83は、警報を外部へ出力する。警報を外部へ出力することには、ブザー音等の所定の警報音を外部へ出力すること、電球等の照明を点灯すること、印刷用紙に所定の警報内容を印刷すること、これらの組み合わせ、等が含まれる。情報出力部84は、例えばディスプレイや音声出力器やプリンタで構成され、利用者から操作入力を受け付けた各種設定の内容や熱成形品製造装置1の運転状況を表す各種情報を表示等により出力する。操作部85は、例えば複数のボタンで構成され、利用者から操作入力を受け付ける。
本実施形態の制御盤80は、図9に示すフローチャートに従ってシート製品P1を製造する処理を行う。以下、熱成形品製造装置1の動作、並びに、過負荷検出機能付きコンロッド30を有するクランク装置10の作用及び効果を説明する。
図9に示す製造処理は、シート製品P1の製造を開始させる所定の操作が操作部85に対して行われたときに開始する。処理を開始すると、制御盤80は、型駆動モータ52A,52Bに対して駆動指令を出力してクランク軸20を回転駆動させるとともに、シート搬送装置4に対して所定のタイミングに従った駆動指令を出力してシートS1〜S3を間欠的に搬送させる(ステップS102。以下、「ステップ」の記載を省略)。すると、図7に示すように、コンロッド31は、連結手段40によりクランク軸側部位32とスライド側部位36とが連結された状態でクランク軸20の回転運動をスライド2s,3sの往復運動に変換し、熱成形用の上型2b及びシート製品形成用の上型3bを昇降させる。シート搬送装置4は、熱成形装置の型2b,2cが離間しシート製品製造装置の型3b,3cが離間しているときにシートS1〜S3を搬送方向D1へ搬送する。この間、熱成形装置2に設けられた過負荷検出センサ60Aとシート製品製造装置3に設けられた過負荷検出センサ60Bとがそれぞれ検出部61からの被突き当て部34aの変位量を検出している。
S114では、シート製品P1の製造を終了するか否かを判断し、製造を終了しない場合にはS104〜S114の処理を繰り返し、製造を終了する場合には製造処理を終了する。例えば、シート製品P1の取り出し数をカウントし、カウントした取り出し数が生産予定数未満であればS104に戻り、カウントした取り出し数が生産予定数に到達すれば製造処理を終了すればよい。
本発明は、様々な変形例が考えられる。
例えば、下型2c,3cは、上型2b,3bとともに上下方向D3へ往復駆動されてもよい。この場合、下型2c,3cを取り付ける下テーブルをスライドとして本発明のクランク装置により駆動してもよい。
また、本発明のクランク装置を設ける熱成形装置は、熱成形と同時にトリミングを行う熱成形トリミング装置でもよい。本発明のクランク装置を設けるシート製品製造装置は、ラベル打抜機等、成形されていない材料シートを打ち抜くシート打抜機でもよい。この場合の材料シートは、紙シート等、熱可塑性シートでなくてもよい。シート製品には、食品容器等の容器、容器のラベルに用いられるフィルム製品、紙製品、等が含まれる。
図9で示した処理の各ステップの順番は、適宜、変更可能である。例えば、S106の停止処理とS108の警報出力処理とは、順番が逆にされてもよいし、同時に行われてもよい。
なお、成形シートの代わりに、成形されていない材料シートにハーフカット部を形成してもよい。
上述したハーフカット装置に本発明のクランク装置を設けても、上述した作用、効果が得られる。むろん、トリミングと同時にハーフカット部を形成するトリミング装置に本発明のクランク装置を設けてもよい。
なお、成形シートの代わりに、成形されていない材料シートにミシン目を形成してもよい。
上述したミシン目付け装置に本発明のクランク装置を設けても、上述した作用、効果が得られる。むろん、トリミングと同時にミシン目を形成するトリミング装置に本発明のクランク装置を設けてもよい。
本クランク装置110に設けられる過負荷検出機能付きコンロッド130は、分割されたクランク軸側部位132及びスライド側部位136を有するコンロッド、連結手段40、過負荷検出センサ60、を備えている。
本変形例では、クランク軸側部位132とスライド側部位136と引き離す向きに付勢する皿ばね44がクランク軸側凸部33とスライド側凸部37との間に配置されている。各ボルト42は、スライド側凸部37の側から順に、スライド側凸部37のボルト挿通穴、ばね44、クランク軸側凸部33のボルト挿通穴、に通され、ナット43と螺合している。むろん、ばね44は複数積層されてもよいし、ボルトが座金に通されてもよい。また、ボルト及びナットの向きは、逆向きとされてもよい。
コンロッド231は、クランク軸の回転運動をスライド270の往復運動に変換する。回転駆動手段は、クランク軸を回転駆動してコンロッド231を介してスライド270を上下方向D3へ往復運動させる。
スライド370の分割された第一の部位372及び第二の部位376を連結する連結手段340は、両372,376を引き離す向きに付勢する皿ばね44を両部位372,376の間に有している。各ボルト42は、第二の部位376の側から順に、第二の部位376のボルト挿通穴、ばね44、第一の部位372のボルト挿通穴、に通され、ナット43と螺合している。むろん、ばね44は複数積層されてもよいし、ボルトが座金に通されてもよい。また、ボルト及びナットの向きは、逆向きとされてもよい。
従って、本変形例でも、クランク装置を設けた機械を簡易な構成で保護することができる。
むろん、本発明は、上述した実施形態や変形例に限られず、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成、等も含まれる。
2…熱成形装置、2b…上型、2c…下型、2s…スライド、
3…シート製品製造装置、3b…上型、3c…下型、3s…スライド、
4…シート搬送装置、4a…スクラップ回収装置、
10,110,210,310…クランク装置、
20…クランク軸、
21…クランク主軸、22…円板、23…クランクピン、29…支持部材、
30,130…過負荷検出機能付きコンロッド、
31,231…コンロッド、
32…クランク軸側部位、
33…クランク軸側凸部、33a…ボルト挿通穴、
34…クランク軸側延出部、34a…被突き当て部、
36…スライド側部位、
37…スライド側凸部、37a…ボルト挿通穴、
38…スライド側延出部、38a…貫通穴、
40,240,340…連結手段、42…ボルト、42a…頭部、43…ナット、
44…ばね(付勢手段)、46…座金、
50…回転駆動手段、52…型駆動モータ、
60…過負荷検出センサ(過負荷検出手段)、61…検出部、
80…制御盤(過負荷対応手段)、
90,270,370…スライド、91…下面、92…凸部、
272,372…第一の部位、276,376…第二の部位、
AX1…コンロッドの軸方向、
C1…切断部、C2…ハーフカット部(切れ目)、C3…ミシン目(切れ目)、
D1…搬送方向、D2…幅方向、D3…上下方向、
P1…シート製品、R1…所定の範囲、
S1…熱成形用シート、S2…成形シート(材料シート)、S3…スクラップシート。
Claims (7)
- 型取り付け用のスライドを往復駆動するクランク装置であって、
クランク軸と、
分割されたクランク軸側部位及びスライド側部位を有し、前記クランク軸の回転運動を前記スライドの往復運動に変換するためのコンロッドと、
前記クランク軸側部位と前記スライド側部位とを連結する連結手段と、
前記クランク軸を回転駆動して前記コンロッドを介して前記スライドを往復運動させる回転駆動手段と、
前記連結手段に加わる過負荷を検出する過負荷検出手段と、
前記過負荷が検出されたとき、前記クランク軸の回転駆動を停止させる処理と警報を出力する処理との少なくとも一方を行う過負荷対応手段とを備えることを特徴とするクランク装置。 - 前記連結手段は、前記クランク軸側部位と前記スライド側部位と近付ける向きに付勢する付勢手段を有し、
前記過負荷検出手段は、前記クランク軸側部位と前記スライド側部位とを引き離す向きの過負荷を検出することを特徴とする請求項1に記載のクランク装置。 - 前記クランク軸側部位は、前記コンロッドの軸方向からずれた方向へ凸とされたクランク軸側凸部を有し、
前記スライド側部位は、前記クランク軸側凸部と同じ方向へ凸とされたスライド側凸部を有し、
前記連結手段は、前記クランク軸側凸部と前記スライド側凸部とに通したボルトにナットを螺合して前記クランク軸側凸部と前記スライド側凸部とを所定の範囲内で離間可能に連結しており、
前記付勢手段は、前記ボルトを通して当該ボルトの頭部又は前記ナットと前記クランク軸側凸部又は前記スライド側凸部との間で前記クランク軸側凸部と前記スライド側凸部とを近付ける向きに付勢するばねとされ、
前記過負荷検出手段は、前記クランク軸側凸部と前記スライド側凸部とを引き離す向きの過負荷を検出することを特徴とする請求項2に記載のクランク装置。 - 型取り付け用のスライドを往復駆動するクランク装置であって、
前記スライドが当該スライドの往復方向に分割された第一の部位及び第二の部位を有し、
前記第一の部位と前記第二の部位とを連結する連結手段と、
クランク軸と、
このクランク軸の回転運動を前記スライドの往復運動に変換するためのコンロッドと、
前記クランク軸を回転駆動して前記コンロッドを介して前記スライドを往復運動させる回転駆動手段と、
前記連結手段に加わる過負荷を検出する過負荷検出手段と、
前記過負荷が検出されたとき、前記クランク軸の回転駆動を停止させる処理と警報を出力する処理との少なくとも一方を行う過負荷対応手段とを備えることを特徴とするクランク装置。 - 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のクランク装置を有し、型を取り付けた前記スライドを往復駆動して材料シート(成形シートを含む)に対してトリミングと切れ目付けの少なくとも一方を行ってシート製品を形成することを特徴とするシート製品製造装置。
- 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のクランク装置を有し、熱成形用の型を取り付けた前記スライドを往復駆動して熱成形用シートを熱成形して熱成形品を形成することを特徴とする熱成形装置。
- 分割されたクランク軸側部位及びスライド側部位を有し、クランク軸の回転運動を型取り付け用のスライドの往復運動に変換するためのコンロッドと、
前記クランク軸側部位と前記スライド側部位とを連結する連結手段と、
前記連結手段に加わる過負荷を検出する過負荷検出手段とを備えることを特徴とする過負荷検出機能付きコンロッド。
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