JP2014152795A - 可動装置部の中空梁への固定構造，当該構造が適用されたカウンタエゼクタ及び製函機 - Google Patents

Abstract

【課題】中空梁の軽量化と固定部分の強度確保とを両立させた可動装置部の中空梁への固定構造を提供する。
【解決手段】両端部を支持され中空パイプにより構成された中空梁５１と、生産機械の可動装置部の固定部材５２を中空梁５１の外周面５１Ａに固定する固定手段とを備える。
固定手段は、固定部材５２が中空梁５１の外周面５１Ａに装着された状態で、中空梁５１を横断するように中空梁５１及び固定部材５２を貫通するボルト５３と、ボルト５３に締結されるナット５４と、中空梁５１のボルト５３が貫通する中空内部に配備され、ナット５４の締結時に中空梁５１が受ける圧縮力に対抗する対抗部材５５と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、可動装置部の中空梁に対する固定構造に関し、特に製函機のカウンタエゼクタに備えられたレッジの固定構造に用いて好適の固定構造に関する。

段ボール箱を製造する製函機には、その最下流部で製函されたシート状の段ボール箱を集積計数して積み重ね、所定枚数のバッチにして排出するカウンタエゼクタが設備されている。
近年、製函機において高速化が進んでおり、カウンタエゼクタにおいても処理速度の向上が求められている。このような観点から、カウンタエゼクタに関する種々の技術が提案されている。

例えば特許文献１には、図７に示すような構成のカウンタエゼクタが記載されている。このカウンタエゼクタ７０には、シート状の段ボール箱Ｓ（以下、単に「箱Ｓ」という）を上下に重ね揃えて集積するホッパ７１と、ホッパ７１内に集積される箱Ｓを受ける補助レッジ７２と、ホッパ７１内の箱Ｓを所定枚数のバッチＢに仕切るレッジ７３とが設けられている。さらに、カウンタエゼクタ７０には、ホッパ７１の底から排出されるバッチＢを受けるエレベータ７４と、エレベータ７４上のバッチＢを押圧するプレスバー７５とが設けられている。

補助レッジ７２は、ホッパ７１の底で水平方向に移動可能に設けられている。補助レッジ７２は、ホッパ７１の内側に突き出た状態でレッジ７３が支持する箱Ｓを受け、ホッパ７１の外側に移動することでホッパ７１の底を開放し、ホッパ７１内に供給された箱Ｓ（バッチＢ）をエレベータ７４へ排出する。

レッジ７３は、プレスバー７５と共に水平方向及び上下方向に移動可能に設けられ、ホッパ７１内の箱Ｓが所定枚数に達したときにホッパ７１の内側に移動して所定枚数のバッチＢに仕切る。プレスバー７５は、レッジ７３に対して上下方向に移動可能に設けられ、エレベータ７４へ排出されたバッチＢの上面を押圧する。エレベータ７４へ排出されたバッチＢは、上面をプレスバー７５で押圧された状態で下部コンベア７６のベルト７６ａ上に置かれ、下部コンベア７６の下流側に設けられた排出コンベア７７へ搬送される。そして、バッチＢは排出コンベア７７と上部コンベア７８とに挟まれた状態で結束機等の後工程に搬送される。

レッジ７３とプレスバー７５との間にはラックアンドピニオン機構が設けられ、ピニオン７９がモータ８０により回転駆動されることで、プレスバー７５がレッジ７３に対して上下方向に移動する。また、レッジ７３及びプレスバー７５は、ホッパ７１を含む装置本体に対してもラックアンドピニオン機構により水平方向に移動する。すなわち、装置本体にはラック８１が固定され、このラック８１に噛み合うピニオン８２がモータ８３によって回転駆動されることで、レッジ７３及びプレスバー７５がホッパ７１に対して水平方向に移動する。

かかるカウンタエゼクタ７０によれば、プレスバー７５がモータ８０により駆動されて、レッジ７３に対して上下方向に相対移動するものとされているため、高速且つ安定的にプレスバー７５を動作させることができ、これによりバッチＢあたりの処理に要するサイクル時間を短縮可能であるとされている。

特開２００９−５１０２４号公報

ところで、カウンタエゼクタは、高速且つ高精度に移動すべき装置部であり、水平方向に移動するだけでなく上下方向にも移動するものである。そのため、装置の左右のフレームに架け渡された梁にレッジを支持させて、レッジの水平方向への移動は梁を水平方向へ移動させることで行ない、レッジの上下方向への移動はレッジを梁に対して昇降させることで行なうようにした構成がある。特に、レッジのこのような移動は高速化しつつあるため、従来からレッジやプレスバー等の移動部の軽量化が行なわれている。この構造について図８を用いて説明する。

図８は、カウンタエゼクタ９０のレッジ９２等の移動部の側面図であって、手前側のフレーム類を除去してカウンタエゼクタ９０の内部を示す図である。図８に示すように、この構造ではホッパ９１よりも下流側の装置幅方向両側に、水平に延設されたレール９４を有するサイドフレーム９３が設けられている。両側のレール９４には、横断面が矩形で薄肉の角型中空パイプからなる梁９５が架設されており、この梁９５の外周面には、レッジ９２及びレッジ９２の昇降機構９６がブラケット９７を介して固定されている。この固定手法は、一般的な溶接（隅肉溶接）が採用されており、梁９５はレッジ９２を支持する支持梁として機能する。

梁９５には、レール９４に沿って水平方向に移動可能なローラ９８を含む移動機構９９が設けられており、レッジ９２と共に水平方向に移動する移動部でもある。梁９５は、必要な剛性を確保し得る厚みの中空パイプからなる中空梁で構成され、軽量化と剛性確保とが図られている。レッジ９２の昇降時には、梁９５とブラケット９７との固定箇所（溶接部分）が支持部となるため、ブラケット９７の固定箇所にはレッジ９２の周期的な高速移動による慣性力が常時作用し、溶接部分（特に、材料特性が変化する溶接部分の縁部）に応力集中が発生する可能性がある。固定箇所に応力集中が発生すると、溶接疲労強度を十分に確保できないおそれがある。さらに梁９５はそれ自体も高速で移動するので加減速時には大きな慣性力が作用するため、固定箇所の強度は一層高いことが望ましい。

なお、このような課題は製函機に限られるものではなく、中空梁にブラケットのような固定部材を介して移動部が固定される構造に共通の課題である。つまり、固定部材を介して移動し得る物体（部材や装置等）が取り付けられる場合、物体が移動して重心位置が変化すれば固定部材を支持する部分（固定部材と中空梁との結合部）に応力が作用し、中空梁がたわむおそれがある。中空梁自体が移動するものであれば、中空梁の移動時にも慣性力が作用するため、より一層強度を確保する必要がある。

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、軽量化と強度確保とを両立させることができるようにした可動装置部の中空梁への固定構造と、この固定構造が適用されたカウンタエゼクタ及び製函機とを提供することを目的とする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

（１）ここで開示する可動装置部の中空梁への固定構造は、両端部を支持され中空パイプにより構成された中空梁と、生産機械の可動装置部の固定部材を前記中空梁の外周面に固定する固定手段とを備える。前記固定手段は、前記固定部材が前記中空梁の外周面に装着された状態で、前記中空梁を横断するように前記中空梁及び前記固定部材を貫通するボルトと、前記ボルトに締結されるナットと、前記中空梁の前記ボルトが貫通する中空内部に配備され、前記ナットの締結時に前記中空梁が受ける圧縮力に対抗する対抗部材と、を備えることを特徴としている。

（２）前記中空梁は、軸位置が移動可能な可動式であることが好ましい。
（３）前記固定部材は、前記可動装置部とは別体で設けられたブラケットであることが好ましい。
（４）前記対抗部材は中空パイプであり、前記ボルトは、前記対抗部材の中空内部に挿通されることが好ましい。

（５）あるいは、前記対抗部材は、前記中空梁及び前記固定部材と共に前記ボルトが貫通する面部を有するように屈曲形成された板状部材であることが好ましい。
（６）前記中空梁は、横断面が四角形の角型中空パイプであり、前記固定部材は、前記中空梁の四面のうち三面に装着されることが好ましい。

（７）このとき、前記ボルトは、前記中空梁の四面の互いに対向する二面をそれぞれ貫通し、前記対抗部材は、前記互いに対向する二面の相互間にそれぞれ介装されることが好ましい。
（８）さらに、複数の前記対抗部材は、予め互いに結合されて前記中空内部に配備されることがより好ましい。

（９）また、前記生産機械は、上流側から搬送されて送り出されたシート状の段ボール箱をホッパ部で受けて集積しバッチとして排出するカウンタエゼクタを有する製函機であって、前記可動装置部は、前記カウンタエゼクタに装備され、前記ホッパ部内に送り出された前記段ボール箱を受ける台座上に集積されて形成されたスタックが設定枚数に達した時に作動し、次のスタックを形成する前記段ボール箱を受けるレッジであって、前記中空梁は、前記レッジを支持する支持梁であることが好ましい。

（１０）ここで開示するカウンタエゼクタは、上流側から搬送されて送り出されたシート状の段ボール箱をホッパ部で受けて集積しバッチとして排出するカウンタエゼクタである。前記ホッパ部内に送り出された前記段ボール箱を受ける台座上に集積されて形成されたスタックが設定枚数に達した時に作動し、次のスタックを形成する前記段ボール箱を受けるレッジと、前記ホッパ部よりも下流側の装置幅方向両側に延設されたレールに架設され、前記レッジを支持するブラケットが固定された中空パイプからなる支持梁と、を備える。さらに、前記支持梁は、前記レールに沿って移動可能であり、前記レッジは、前記ブラケットに固定された昇降機構によって前記支持梁に対して上下方向に移動可能であり、前記支持梁と前記ブラケットとは、上記の（９）に記載の固定構造により固定されていることを特徴としている。

（１１）ここで開示する製函機は、段ボールシートを一枚ずつ給紙する給紙部と、前記給紙部から給紙された前記段ボールシートに印刷する印刷部と、前記印刷部により印刷された前記段ボールシートを排紙する排紙部と、前記排紙部から排紙された前記段ボールシートに溝切り及び罫線入れを行なうダイカット部と、前記ダイカット部により加工された前記段ボールシートの端部に糊付けし折り曲げ加工をしてシート状の段ボール箱を形成するフォルダグルア部と、前記フォルダグルア部により加工された前記段ボール箱を計数しながら積載する上記の（１０）に記載のカウンタエゼクタと、を備えることを特徴としている。

開示の可動装置部の中空梁への固定構造によれば、中空梁に固定部材を固定する場合に、ボルトが中空梁を横断するように中空梁と固定部材とを貫通し、このボルトにナットが締結されて固定される。そのため、曲げモーメントやせん断力が作用しても溶接部が存在しないのでクラック等の不具合が発生することはなく、中空梁の軽量化を確保した上で疲労強度を満足することができる。

また、例えば単純に中空梁の一面にボルト止めをすると、可動装置部の移動による慣性力によって中空梁や固定部材に曲げモーメントやせん断力が作用し、中空梁の断面形状が変形してしまう可能性が考えられる。しかし、開示の固定構造は、ボルトが中空梁を横断して中空梁と固定部材とを貫通し、さらに中空梁の中空内部に対抗部材が配備されている。そのため、中空梁全体で固定部材に固定される可動装置部を支持し、さらに対抗部材により中空梁が受ける圧縮力に対抗することで、中空梁の断面変形を防止することができる。

また、開示のカウンタエゼクタは、開示の固定構造によって支持梁に固定されたブラケットを介してレッジが支持されているため、曲げモーメントやせん断力による支持梁の断面変形を防止することができる。そのため、高速移動する支持梁やレッジ等の耐用性を向上させることができ、延いてはこのようなカウンタエゼクタを備えた製函機の耐用性をも向上させることができる。

さらに、レッジは支持梁とともに水平方向にも高速で移動するが、開示のカウンタエゼクタでは支持梁を薄肉にすることができるため、水平方向への移動用のモータの容量（出力）を抑制することができる。これにより、開示の製函機の市場競争力を高めることができる。

一実施形態にかかる可動装置部の中空梁への固定構造が適用されたカウンタエゼクタを備える製函機の構成を示す側面図である。 一実施形態にかかる可動装置部の中空梁への固定構造が適用されたカウンタエゼクタの全体構成を示す側面図（手前側のフレーム類を除去してカウンタエゼクタの内部を示す図）である。 図２のカウンタエゼクタのレッジの昇降機構周辺の構造を示す模式図である。 一実施形態にかかる中空梁への固定構造を示す模式図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は部分断面上面図である。 一実施形態にかかる可動装置部の中空梁への固定構造の対抗部材の変形例を示す模式図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は図５（ａ）の対抗部材の斜視図、（ｃ）は図５（ｂ）の対抗部材の変形例である。 一実施形態にかかる可動装置部の中空梁への固定構造の変形例を示す模式図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は部分断面上面図である。 背景記述にかかるカウンタエゼクタを示す模式的な側面図である。 背景記述にかかるカウンタエゼクタの課題を説明するための模式的な側面図である。

以下、図面を用いて実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。
［１．製函機］
まず、本実施形態にかかる可動装置部の中空梁への固定構造が適用されるカウンタエゼクタを備える製函機の構成を説明する。

図１は製函機（生産機械）の構成を示す側面図であり、段ボールシートがシート状の段ボール箱（製函用シート材）に加工される過程を、製函機の各工程の装置構成の上方に、装置構成とは分けて装置構成に対応させて付記している。図１に示すように、この製函機は、上流側から、給紙部１，印刷部２，排紙部３，ダイカット部４，フォルダグルア部５，カウンタエゼクタ部６が順に設けられている。

給紙部１は、積載された状態で搬入された多数の板状の段ボールシート８ａを一枚ずつ印刷部２に供給（給紙）する部分である。印刷部２は、所定の色数（ここでは、４色）の印刷ユニット２ａ〜２ｄを備えており、給紙部１から給紙され搬送コンベア７によって一枚ずつ搬送される段ボールシート８ａに各色のインキを順次印刷する部分である。

排紙部３は、印刷部２で印刷された段ボールシート８ａに溝切りや罫線入れを行なって排紙する部分である。ダイカット部４は、排紙部３から排紙された段ボールシート８ａに打ち抜き加工や更なる溝切りや罫線入れを行なう部分である。フォルダグルア部５は、ダイカット部４により加工された段ボールシート８ａの左右方向一端の糊代に糊付けし、段ボールシート８ａの左右両端部が裏側（下方）で重合するように折り曲げ加工を行なう部分である。フォルダグルア部５により加工された段ボールシート８ａは、左右両端部が糊によって接着されてシート状の段ボール箱（製函用シート材）８となる。

カウンタエゼクタ部６では、フォルダグルア部５で加工された製函用シート材８を計数しながら、テーブル（スタッカテーブル）に積載する部分である。カウンタエゼクタ部６により所定枚数の製函用シート材８が積み上げられたら、このシート材群９を一単位のバッチＢとして出荷する。

［２．カウンタエゼクタ］
次に、図２及び図３を参照して、カウンタエゼクタ部（即ち、本実施形態にかかるカウンタエゼクタ）６について説明する。

図２に示すように、カウンタエゼクタ６の入り口部分の機械幅方向両側には、フレーム１０がそれぞれ立設されており、このフレーム１０にはフォルダグルア部５の出口部（最後部）コンベア用ローラ１１と、上下一対の送り出しロール１２とが取り付けられている。これらの送り出しロール１２の下部には、後述するスタック（製函用シート材８が複数枚積み重なったもの）Ｓの端部を押圧するスパンカ１３が設けられている。このスパンカ１３は回動レバー１４に連結され、この回動レバー１４の回動により往復動するよう構成されている。

送り出しロール１２の出口側の下方は、製函用シート材８が積み重ねられていくことによりスタックＳが形成される空間（ホッパ部）Ｈとなっている。また、上下一対の送り出しロール１２とホッパ部Ｈとの間には、製函用シート材８の通過を検知する光電管４６が設けられている。光電管４６は、コントローラ４７と電気的に接続されており、検知したシートの通過信号はコントローラ４７に送信される。

スパンカ１３の下部には、一方の補助レッジ１５ａがエアシリンダ１６によりホッパ部Ｈに出入り可能に取り付けられている。この補助レッジ１５ａの下方には、スタックＳを押し出すプッシャ１７が図示しないエアシリンダ等のアクチュエータにより出入り可能に設けられている。

また、送り出しロール１２の前方の対向位置には、フォルダグルア部５から排出された製函用シート材８を停止させるフロントストップ１８が前後方向に移動可能に支持されている。すなわち、フロントストップ１８の上部は、前後方向へ延びるねじ軸１９に取り付けられ、モータ２０の回転駆動によりねじ軸１９が回転するとフロントストップ１８が前後方向に移動するようになっている。フロントストップ１８の下部には、もう一つの補助レッジ１５ｂがエアシリンダ２１によりホッパ部Ｈに出入り可能に設けられている。両補助レッジ１５ａ，１５ｂは互いに対向して配置され、後述するレッジ３０の仕切部３０ａ上のスタックＳを受けるように構成されている。

そして、各補助レッジ１５ａ，１５ｂは、何れも位置設定機構としての昇降アクチュエータ（図示略）により昇降駆動され、上下方向に異なる位置に位置設定することができるようになっている。補助レッジ１５ａ，１５ｂの上下方向位置は、コントローラ４７により設定される。コントローラ４７は、製函用シート材８のシートの厚み及びバッチＢの枚数に応じて、製函用シート材８がホッパ部Ｈ内に進入する地点からホッパ部Ｈ内の積上げ最上面までの落差が過剰にならないように、昇降アクチュエータを作動させて補助レッジ１５ａ，１５ｂを設定する。

また、フロントストップ１８の下方には、これに当たって落ちた製函用シート材８を受けて支持し、集積してスタックＳを形成する台座２２ａを有するエレベータ２２が設けられている。このエレベータ２２は、支持軸２４に支持されたベース（図示略）と、支持軸２４と共にベースを昇降駆動する第一の昇降機構２３と、ベースに対して昇降自在に支持された台座２２ａと、台座２２ａを昇降駆動する第二の昇降機構（図示略）とを備えている。ベース及び台座２２ａは送り出しロール１２の少し前方の下方から、フロントストップ１８の下方に亘って略水平に配置されている。第一の昇降機構２３及び第二の昇降機構により、台座２２ａを昇降駆動するエレベータ駆動装置が構成される。

第一の昇降機構２３は、鉛直方向を向いた支持軸２４に軸方向に沿って設けられたラック２３ａと、ラック２３ａに噛合するピニオン２３ｂと、ピニオン２３ｂに結合されたサーボモータ２５とからなり、ベースを上下方向に往復駆動可能に構成されている。第二の昇降機構は、ベースに鉛直方向を向けて固定されたエアシリンダと、エアシリンダから上方に出没可能であり上端部に台座２２ａを結合されたピストンロッドと、エアシリンダのエア圧を調整するエア圧調整装置（何れも図示略）とからなり、台座２２ａをベースに対して上下方向に往復駆動可能に構成されている。

また、第一の昇降機構２３と第二の昇降機構とは、同時に昇降作動可能となっている。したがって、エレベータ２２の台座２２ａは、直列に装備されて同時に昇降作動可能な第一の昇降機構２３と第二の昇降機構とからなる二段の昇降機構を備えていることとなる。なお、エレベータ２２の台座２２ａの昇降には、二段以上の複数段の昇降機構を用いてもよい。このようなエレベータ２２の作動の制御も、コントローラ４７により行なわれる。

一方、カウンタエゼクタ６におけるホッパ部Ｈよりも下流側の装置幅方向両側には、水平に延設されたレール２７を有するサイドフレーム２６がそれぞれ設けられている。両側のレール２７には、図３に示すように横断面が四角形の角型中空パイプからなる支持梁（中空梁）３５が架設されている。また、両側のレール２７には、レール２７に沿って図示しないラックが設けられ、このラックと噛合するピニオンを回転駆動するレッジ前後サーボモータ２９が支持梁３５に固定されている。なお、支持梁３５にはレール２７上を走行するローラ２８が装備されており、支持梁３５はレッジ前後サーボモータ２９の回転によりレール２７に沿って水平方向（前後方向）に移動する。つまり、支持梁３５は軸位置が移動可能な可動式となっている。

支持梁３５には、後述する固定構造５０によりレッジ用ブラケット（固定部材）３６が固定されており、さらにこのレッジ用ブラケット３６には昇降機構３１を介してレッジ（可動装置部）３０が装備されている。レッジ３０は、エレベータ２２上に集積されて形成されたスタックＳが設定枚数のバッチＢとなった時に作動して、次のスタックＳを形成する製函用シート材８を受けるものである。

レッジ３０は、水平方向に延びる仕切部３０ａと上下方向に延びるステー部３０ｂとを有し、側面視でＬ字型をなしている。仕切部３０ａは、一端部がホッパ部Ｈ内に突出するように延設され、ホッパ部Ｈとは逆側の他端部側にはステー部３０ｂの下端部が接続されている。このように構成されたレッジ３０は、カウンタエゼクタ６の装置幅方向に複数並んで設けられている。

昇降機構３１は、ステー部３０ｂに設けられたラック３２と、ラック３２に噛み合うピニオン３３と、ピニオン３３を回転駆動するレッジ昇降サーボモータ３４とから構成される。レッジ３０は、レッジ昇降サーボモータ３４の回転によりステー部３０ａが上下方向に移動することで昇降する。つまり、レッジ３０は、支持梁３５や昇降機構３１等と共にサイドフレーム２６を含む装置本体に対して水平方向に移動可能であるとともに、ラック３２とピニオン３３との噛み合い部分を支点として（すなわち、支持梁３５に対して）上下方向に移動可能な可動装置部である。

レッジ３０のステー部３０ｂには、バッチＢを押圧するプレスバー４０が昇降機構４１により昇降可能に支持されている。昇降機構４１も、図示しないラック・ピニオン機構と、このピニオンを回転駆動するプレスバー昇降サーボモータ４２とから構成され、プレスバー昇降サーボモータ４２の回転により、プレスバー４０がレッジ３０に対して昇降する。

エレベータ２２が最下降した際のエレベータ２２の上面と同じ高さには、下部コンベア４３が設けられ、さらにその下流側には排出コンベア４４が下部コンベア４３と同じの高さ位置に設けられている。これら下部コンベア４３及び排出コンベア４４は、それぞれ下部コンベア用サーボモータ４３ａ及び排出コンベア用サーボモータ４４ａにより駆動される。下部コンベア４３の入口先端位置は、最小長さ（搬送方向長さが最小）の製函用シート材８でも受けることが可能なようにプッシャ１７の十分近くに位置すべく、エレベータ２２の奥まで入り込んで設置されている。

さらに、下部コンベア４３及び排出コンベア４４の上方には、下部コンベア４３及び排出コンベア４４と相まってバッチＢを挟持する上部コンベア４５が移動機構４５ａを介して高さ方向の位置を調整可能に支持されている。また、上部コンベア４５は、移動機構４５ｂを介して前後方向にも移動可能であり、箱サイズに合わせフロントストップ１８と連動してこのフロントストップ１８から一定の距離まで移動すべく構成されている。

［３．中空梁への固定構造］
ここで、本実施形態にかかる固定構造５０について図４（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）は、本実施形態にかかる中空梁５１への固定構造５０を示す模式的な横断面図〔図４（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図〕であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ方向矢視図のうち中空梁５１の一部を破断して示したものである。なお、ここでいう中空梁５１は、上記したカウンタエゼクタ６の支持梁３５に対応し、横断面が略正方形の角型中空パイプで構成されている。

また、図４（ａ）及び（ｂ）中のブラケット５２は、上記したレッジ３０を固定するためのレッジ用ブラケット３６に対応し、レッジ用ブラケット３６の形状を簡素化したものである。ブラケット５２は、可動装置部であるレッジ３０とは別体で設けられた固定部材であり、中空梁５１の外周面に装着される装着部５２ａと、昇降機構３１を介してレッジ３０を支持する支持部５２ｂとを有する。ここでは、装着部５２ａは矩形の平板状に形成されている。

本固定構造５０は、中空梁５１の四つの外周面のうちの一つの面５１Ａに、四本のボルト５３と四つのナット５４とによってブラケット５２を固定するものである。ボルト５３は、ブラケット５２の装着部５２ａが中空梁５１の外周面５１Ａに装着された状態で、中空梁５１を横断するように中空梁５１及びブラケット５２の装着部５２ａを貫通するように設けられる。言い換えると、ボルト５３は、中空梁５１の対向する二つの外周面５１Ａ，５１Ｂのうちの一方の面５１Ａから挿入され、他方の面５１Ｂから突出するように中空梁５１の中空内部を横断する。なお、ボルト５３が他方の面５１Ｂから挿入され、一方の面５１Ａから突出するように中空梁５１の中空内部を横断していてもよい。

中空梁５１の対向する二つの外周面５１Ａ，５１Ｂ及び装着部５２ａには、ボルト５３が挿通される孔部がそれぞれ四つ形成されており、ボルト５３は装着部５２ａが中空梁５１の外周面５１Ａに装着された状態でブラケット５２側から挿通される。そして、ボルト５３の先端側にはナット５４が締結される。なお、ボルト５３が逆向きで挿通された場合は、ナット５４はブラケット５２側に設けられる。

ここで、本固定構造５０では、さらに中空梁５１のボルト５３が貫通する中空内部に、ナット５４の締結時に中空梁５１が受ける圧縮力に対抗する対抗部材５５が配備されている。対抗部材５５は、横断面が円形の中空パイプであり、中空梁５１の中空内部の所定の位置に図示しない冶具を用いて予め配備される。対抗部材５５の中空内部には、ブラケット５２が固定される時にボルト５３が挿通される。

つまり、中空パイプからなる対抗部材５５は、その円環状の両端面が中空梁５１の対向する二つの外周面５１Ａ，５１Ｂの中空内部側の面にそれぞれ当接するように、中空梁５１の中空内部の所定の位置に配備される。なお、ここでいう所定の位置とは、中空梁５１の対向する二つの外周面５１Ａ，５１Ｂに形成されたボルト挿通用の孔部が対抗部材５５の中心軸と一致又は略一致する位置である。

［４．作用・効果］
本実施形態にかかる固定構造５０の比較例として、中空梁５１の一つの外周面５１Ａにブラケット５２の装着部５２ａを隅肉溶接で接合した場合を考える。この場合、可動装置部の移動によりブラケット５２及び中空梁５１に慣性力が作用して、一つの外周面５１Ａに集中的に曲げモーメントやせん断力が作用することになる。そのため、溶接部の疲労強度が十分に確保できないおそれがある。また、これに対応するために中空梁５１を肉厚なものにすることが考えられるが、中空梁５１自体も移動する場合は、移動用のモータの容量を抑制すべく中空梁５１はできるだけ軽量であることが望まれる。

これに対して、本実施形態にかかる固定構造５０によれば、中空梁５１に固定部材であるブラケット５２を固定する場合に、ボルト５３が中空梁５１を横断するように中空梁５１とブラケット５２とを貫通し、このボルト５３にナット５４が締結されて固定される。そのため、曲げモーメントやせん断力が作用しても溶接部が存在しないのでクラック等の不具合が発生することはなく、中空梁５１の軽量化を確保した上で疲労強度を満足することができる。

また、単純に中空梁５１の一つの外周面５１Ａにボルト止めをすると、可動装置部の移動による慣性力によって中空梁５１やブラケット５２に曲げモーメントやせん断力が作用し、中空梁５１の断面形状が変形してしまう可能性が考えられる。しかし、本固定構造５０は、ボルト５３が中空梁５１を横断して中空梁５１とブラケット５２とを貫通し、さらに中空梁５１の中空内部に対抗部材５５が配備されている。そのため、中空梁５１全体でブラケット５２に固定される可動装置部を支持し、さらに対抗部材５５により中空梁５１が受ける圧縮力に対抗することで、中空梁５１の断面変形を防止することができる。

また、中空梁５１が、軸位置が移動可能な可動式である場合、中空梁５１の移動時の加減速によって中空梁５１には慣性力が作用するが、本固定構造５０であればこの慣性力による中空梁５１の断面変形も防止することができる。さらに、中空梁５１を薄肉で形成して軽くすることができるため、中空梁５１を移動させるためのモータの容量（出力）を抑制することができる。

また、中空梁５１に可動装置部を固定するための固定部材が、可動装置部とは別体で設けられたブラケット５２であるため、可動装置部を中空梁５１へ固定する場合に、中空梁５１の外周面の形状に合わせてブラケット５２の形状を選択することができる。そのため、中空梁５１の外周面の形状にかかわらず、可動装置部の形状を決定することができる。また、可動装置部を中空梁５１へ固定する場合の施工性も向上させることができる。なお、ここでは中空梁５１が、横断面が四角形の角型中空パイプで構成されているため、平面状の外周面５１Ａにブラケット５２を簡単に取り付けることができる。

また、対抗部材５５が中空パイプであり、ボルト５３が対抗部材５５の中空内部に挿通される（対抗部材５５がボルト５３の周りを囲うように設けられる）ため、ナット５４の締結時の圧縮力による中空梁５１の断面変形をより確実に防止することができる。

また、図３に示すように、レッジ用ブラケット３６には、昇降機構３１により高速で上下方向に移動するレッジ３０が支持されているため、レッジ３０が高速移動すると、支点となる部分に曲げモーメントやせん断力が作用する。しかし、本実施形態にかかるカウンタエゼクタ６は、固定構造５０により支持梁３５に固定されたレッジ用ブラケット３６を介してレッジ３０が支持されているため、曲げモーメントやせん断力による支持梁３５の断面変形を防止することができる。そのため、高速移動する支持梁３５やレッジ３０等の耐用性を向上させることができ、延いてはこのようなカウンタエゼクタ６を備えた製函機の耐用性をも向上させることができる。

さらに、レッジ３０は支持梁３５とともに水平方向にも高速で移動するが、本実施形態にかかるカウンタエゼクタ６では支持梁３５を薄肉にすることができるため、水平方向への移動用のレッジ前後サーボモータ２９の容量（出力）を抑制することができる。これにより、本実施形態にかかる製函機の市場競争力を高めることができる。

［５．変形例］
［５−１．対抗部材の変形例］
次に、図５（ａ）〜（ｃ）を用いて上記の固定構造５０の対抗部材５５の変形例を説明する。図５（ａ）は中空梁５１の長手方向に沿った断面図（縦断面図）であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の対抗部材５６の斜視図である。また、図５（ｃ）は別の変形例の対抗部材５７の斜視図である。本変形例にかかる固定構造５０′は、対抗部材５６，５７を除いて上記実施形態と同一の構成を有するため、同一の構成については同一の符号を付して説明は省略する。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本固定構造５０′の対抗部材５６は、長方形の板状部材の長手方向両端部がそれぞれ同じ方向に直角に屈曲形成され、長手方向断面がコの字型になるように形成されている。屈曲形成された両端部の面部５６ａ，５６ａには、それぞれボルト挿通用の孔部５６ｈ，５６ｈが形成されている。対抗部材５６は、二つの面部５６ａ，５６ａが中空梁５１の対向する二つの外周面５１Ａ，５１Ｂの中空内部側の面にそれぞれ当接し、二つの面部５６ａ，５６ａの間の中間部５６ｂがボルト５３の挿通方向と略平行になるように、中空梁５１の中空内部に配備される。

このとき、隣合う二つの対抗部材５６，５６は、略対称となるように配備される。図５（ａ）では、横方向に並ぶ二つの対抗部材５６，５６のそれぞれの中間部５６ｂ，５６ｂがボルト５３よりも中空梁５１の端部側に位置するように配備されている。また、上下方向に並ぶ二つの対抗部材５６，５６が対称となるように配備されていてもよい。対抗部材５６の一方の面部５６ａには、中空梁５１の外周面５１Ａとブラケット５２の装着部５２ａとともにボルト５３が貫通され、他方の面部５６ａには中空梁５１の外周面５１Ｂとともにボルト５３が貫通される。

このような対抗部材５６を有する固定構造５０′であれば、対抗部材５６の二つの面部５６ａ，５６ａで中空梁５１の外周面５１Ａ，５１Ｂの中空内部側の面を支持するため、中空梁５１の剛性を高めることができ、断面変形をより防止することができる。なお、上記実施形態と同一の構成からは上記した効果と同一の効果を得ることができる。

また、図５（ｃ）の対抗部材５７も、長方形の板状部材が屈曲形成されて構成されている。この対抗部材５７は、中空梁５１内に配備されたときにボルト５３の挿通方向に直交する方向の両端部がそれぞれ同じ方向に直角に屈曲形成されている。つまり、対抗部材５７は、ボルト５３の挿通方向に直交する断面がコの字型のチャンネル構造になるように形成されており、コの字型の両端面５７ａ，５７ａが中空梁５１の対向する二つの外周面５１Ａ，５１Ｂの中空内部側の面に当接される。ボルト５３は、コの字型の端面５７ａの内部５７ｈに挿通される。すなわち、対抗部材５７はボルト５３の軸部の周囲を囲むように配備される。このような対抗部材５７を有する固定構造５０′であっても、中空梁５１の断面変形を防止することができる。

［５−２．固定構造の変形例］
次に、図６（ａ）及び（ｂ）を用いて上記の固定構造５０の変形例にかかる固定構造６０を説明する。図６（ａ）は図４（ａ）に対応する図〔図６（ｂ）のＤ−Ｄ矢視断面図〕であり、図６（ｂ）は図４（ｂ）に対応する図〔図６（ａ）のＣ方向矢視図のうち中空梁６１の一部を破断して示したもの〕である。

本変形例にかかる固定構造６０は、上記の固定構造５０よりも中空梁６１とブラケット６２との固定をより強固なものにするための構造である。本変形例にかかる固定構造６０の中空梁６１，ボルト６３，ナット６４及び対抗部材６５は、上記した固定構造５０の中空梁５１，ボルト５３，ナット５４及び対抗部材５５と同一である。一方、本変形例にかかる固定構造６０は、上記の固定構造５０とブラケット６２の形状が異なり、上記の固定構造５０よりもボルト６３等の締結箇所及び対抗部材６５の個数が多い。

図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、ブラケット６２は、装着部６２ａが中空梁６１の四つの外周面６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ及び６１Ｄのうち三つの外周面６１Ａ，６１Ｃ及び６１Ｄに装着されるように、中空梁６１の長手方向に直交する断面の形状がコの字型に形成されている。また、本変形例にかかる固定構造６０では、上記の固定構造５０と同様に中空梁６１を横断するように中空梁６１の対向する二つの外周面６１Ａ，６１Ｂとブラケット６２の装着部６２ａとを貫通する横方向の四本のボルト６３に加え、中空梁６１を横断するように中空梁６１の対向する二つの外周面６１Ｃ，６１Ｄとブラケット６２の装着部６２ａとを貫通する縦方向の四本のボルト６３が備えられている。言い換えると、ボルト６３は、中空梁６１の互いに対向する二面（外周面６１Ａと６１Ｂ及び外周面６１Ｃと６１Ｄ）をそれぞれ貫通する。

また、対抗部材６５は、何れも断面円形の中空パイプであり、中空梁６１の互いに対向する二面（外周面６１Ａと６１Ｂ及び外周面６１Ｃと６１Ｄ）の相互間にそれぞれ介装されており、各対抗部材６５の内部にボルト６３が挿通されている。さらにここでは、縦方向の二つの対抗部材６５と横方向の二つの対抗部材６５とが予め溶接等により互いに結合されている。つまり、図６（ｂ）に示すように、四つの対抗部材６５が井桁状になるように予め結合部６５ａで結合されており、この状態で冶具を用いて中空梁６１の中空内部に配備される。

したがって、本変形例にかかる固定構造６０によれば、上記の固定構造５０で得られる効果に加え、ブラケット６２が中空梁６１の三面に装着されるため、慣性力による中空梁６１の断面変形をより確実に防止することができる。

また、ボルト６３が中空梁６１の四面の互いに対向する二面をそれぞれ貫通するとともに、対抗部材６５が互いに対向する二面の相互間にそれぞれ介装されているため、中空梁６１へのブラケット６２の固定をより強固なものとすることができる。
さらに、複数の対抗部材６５が予め互いに結合されて中空梁６１の中空内部に配備されるため、工数を削減することができる。

［５−３．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
上記の実施形態では、中空梁５１，６１は何れも横断面が四角形の角型中空パイプである場合を説明したが、中空梁の断面形状は四角形に限られず、外周面に固定部材であるブラケット５２，６２を装着できる形状であればよい。

また、中空梁５１，６１は可動式でなく、固定されているものであってもよい。また、固定部材であるブラケット５２，６２が可動装置部と一体化されていてもよい。また、中空梁５１，６１の中空内部に配備される対抗部材の形状は上記した対抗部材５５，５６，５７に限られず、その他の形状のチャンネル材やＬ型断面等のアングル材で構成されていてもよい。
さらに、図５（ｂ）や（ｃ）に示すような対抗部材５６，５７や、その他の形状のチャンネル材又はアングル材で構成された対抗部材を、上記の固定構造６０のように予め結合して中空梁６１の中空内部に配備してもよい。

また、上記の固定構造６０では四つの対抗部材６５が井桁状になるように予め結合部６５ａで結合されているが、例えば四つの対抗部材６５が全て独立して設けられていてもよいし、二つずつ結合されて井桁状になるように配備されてもよく、井桁状配置の場合の対抗部材６５相互の結合態様は限定されない。
また、上記の固定構造５０，５０′，６０では何れも、中空梁５１，６１の一つの外周面に対して同じ方向に四つのボルト５３，６３が挿通されているが、ボルト５３，６３の本数や向きは適宜設定可能である。

なお、各固定構造５０，５０′，６０は、製函機のカウンタエゼクタ６に装備されるレッジ３０を固定する部分に適用されるものに限られない。レッジ３０のように移動する部材や装置をブラケットのような固定部材で支持する場合に、固定部材を中空パイプに固定する部分に本固定構造５０，５０′，６０を適用することで、上記した効果と同様の効果を得ることが可能である。
さらに、上記の実施形態では、本発明の固定構造を製函機のカウンタエゼクタに装備されたレッジに適用した場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、補助レッジの支持構造に本発明の固定構造を適用することも考えられる。

さらに、本発明の固定構造を適用しうる生産機械の可動装置部は、製函機のカウンタエゼクタに装備されたレッジ等に限定されるものでもない。例えば、食品等の製造装置や包装装置のような生産機械には、上流から流れてくる材料や品物に対して、反復して上下動や水平動を繰り返して行ないながら処理をする可動装置部を備えたものがあるが、このような可動装置部に対しても本発明の固定構造を適用することができる。特に、こうした生産機械では、生産性の向上のために可動装置部の動きの高速化が要求されるので、中空梁を軽量化して高速化要求に答えながらも中空梁へ可動装置部の取り付けにかかる部分の疲労強度を満足することができるなど、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明は、製函機や食品製造機械，食品包装機械のような生産機械の可動装置部の固定部材が中空梁に固定される部分に有効であり、特に、製函機のカウンタエゼクタのレッジを支持する支持梁に適用できる。

１ 給紙部
２ 印刷部
３ 排紙部
４ ダイカット部
５ フォルダグルア部
６ カウンタエゼクタ，カウンタエゼクタ部
８ 製函用シート材（シート状の段ボール箱）
２２ エレベータ
２２ａ 台座
２６ サイドフレーム
２７ レール
３０ レッジ
３１ 昇降機構
３４ レッジ昇降サーボモータ
３５ 支持梁（中空梁）
３６ レッジ用ブラケット（ブラケット，固定部材）
４０ プレスバー
５０，５０′，６０ 固定構造
５１，６１ 中空梁
５２，６２ ブラケット（固定部材）
５２ａ，６２ａ 装着部
５３，６３ ボルト
５４，６４ ナット
５５，５６，５７，６５ 対抗部材

Claims (11)

1. 両端部を支持され中空パイプにより構成された中空梁と、
   生産機械の可動装置部の固定部材を前記中空梁の外周面に固定する固定手段とを備え、
   前記固定手段は、
   前記固定部材が前記中空梁の外周面に装着された状態で、前記中空梁を横断するように前記中空梁及び前記固定部材を貫通するボルトと、
   前記ボルトに締結されるナットと、
   前記中空梁の前記ボルトが貫通する中空内部に配備され、前記ナットの締結時に前記中空梁が受ける圧縮力に対抗する対抗部材と、を備える
   ことを特徴とする、可動装置部の中空梁への固定構造。
2. 前記中空梁は、軸位置が移動可能な可動式である
   ことを特徴とする、請求項１記載の可動装置部の中空梁への固定構造。
3. 前記固定部材は、前記可動装置部とは別体で設けられたブラケットである
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の可動装置部の中空梁への固定構造。
4. 前記対抗部材は中空パイプであり、
   前記ボルトは、前記対抗部材の中空内部に挿通される
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の可動装置部の中空梁への固定構造。
5. 前記対抗部材は、前記中空梁及び前記固定部材と共に前記ボルトが貫通する面部を有するように屈曲形成された板状部材である
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の可動装置部の中空梁への固定構造。
6. 前記中空梁は、横断面が四角形の角型中空パイプであり、
   前記固定部材は、前記中空梁の四面のうち三面に装着される
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の可動装置部の中空梁への固定構造。
7. 前記ボルトは、前記中空梁の四面の互いに対向する二面をそれぞれ貫通し、
   前記対抗部材は、前記互いに対向する二面の相互間にそれぞれ介装される
   ことを特徴とする、請求項６記載の可動装置部の中空梁への固定構造。
8. 複数の前記対抗部材は、予め互いに結合されて前記中空内部に配備される
   ことを特徴とする、請求項７記載の可動装置部の中空梁への固定構造。
9. 前記生産機械は、上流側から搬送されて送り出されたシート状の段ボール箱をホッパ部で受けて集積しバッチとして排出するカウンタエゼクタを有する製函機であって、
   前記可動装置部は、前記カウンタエゼクタに装備され、前記ホッパ部内に送り出された前記段ボール箱を受ける台座上に集積されて形成されたスタックが設定枚数に達した時に作動し、次のスタックを形成する前記段ボール箱を受けるレッジであって、
   前記中空梁は、前記レッジを支持する支持梁である
   ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載の可動装置部の中空梁への固定構造。
10. 上流側から搬送されて送り出されたシート状の段ボール箱をホッパ部で受けて集積しバッチとして排出するカウンタエゼクタであって、
    前記ホッパ部内に送り出された前記段ボール箱を受ける台座上に集積されて形成されたスタックが設定枚数に達した時に作動し、次のスタックを形成する前記段ボール箱を受けるレッジと、
    前記ホッパ部よりも下流側の装置幅方向両側に延設されたレールに架設され、前記レッジを支持するブラケットが固定された中空パイプからなる支持梁と、を備え、
    前記支持梁は、前記レールに沿って移動可能であり、
    前記レッジは、前記ブラケットに固定された昇降機構によって前記支持梁に対して上下方向に移動可能であり、
    前記支持梁と前記ブラケットとは、請求項９記載の固定構造により固定されている
    ことを特徴とする、カウンタエゼクタ。
11. 段ボールシートを一枚ずつ給紙する給紙部と、
    前記給紙部から給紙された前記段ボールシートに印刷する印刷部と、
    前記印刷部により印刷された前記段ボールシートを排紙する排紙部と、
    前記排紙部から排紙された前記段ボールシートに溝切り及び罫線入れを行なうダイカット部と、
    前記ダイカット部により加工された前記段ボールシートの端部に糊付けし折り曲げ加工をしてシート状の段ボール箱を形成するフォルダグルア部と、
    前記フォルダグルア部により加工された前記段ボール箱を計数しながら積載する請求項１０記載のカウンタエゼクタと、を備える
    ことを特徴とする、製函機。

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