JP2015063379A - 段ボールシート製函機の給紙装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】給紙テーブル1から1枚ずつ繰り出される段ボールシートZ1を下流側へ給送するフィードロール2が上下対向して設けられ、給送される段ボールシートの厚さ、フルート形状などの違いに応じて、フィードロール間の隙間を調節する調整機構3を備えた段ボールシート製函機の給紙装置10であって、調整機構3は、装置本体4に対して軸線が固定された一方のフィードロール2Bに対向する他方のフィードロール2Aを両端にて軸支する支持板31を、装置本体4に対して軸線が移動可能に備え、支持板31は、他方のフィードロール2Aの外周面に当接する受けローラ5を、両支持板を連結する連結部材33を介して支持したことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
そこで、本出願人は、装置本体の軸線が固定された一方のフィードロールについて、フィードロールの軸方向における中央部外周面に当接してフィードロールの前記振動を規制するセンタ受けローラを設けて、フィードロールの撓み量を低減する技術を採用してきた。
特許文献1の調整機構は、上下搬送用ロールの内、上ロールを装置本体に回転可能に取付け、下ロールをその軸線に対して偏心した偏心軸受箱により回転可能に支持するとともに、同偏心軸受箱を装置本体に回転可能に取付け、同偏心軸受箱を回転して前記上下搬送用ロール間の隙間を調整する機構である。
この場合、上ロールは装置本体に回転可能に取付ける構造であるので、上ロールに対しては、上述したように、上ロールの軸方向における中央部外周面に当接するセンタ受けローラを装置本体に設けて、上ロールの撓み量を低減することは可能である。
また、仮にセンタ受けローラを偏心軸受箱に連結したとしても、偏心軸受箱は、装置本体に対して回転可能に取付けられているので、偏心軸受箱が回転すると、センタ受けローラと装置本体とが干渉する問題が生じることになる。
したがって、段ボールシート製函機の給紙装置に特許文献1の調整機構を設けた場合、装置本体に対して軸線が固定されたフィードロールには、センタ受けローラを設けることは可能であるが、装置本体に対して軸線が移動可能なフィードロールには、センタ受けローラを設けることができないという問題があった。
(1)給紙テーブルに積層された段ボールシートから1枚ずつ繰り出される段ボールシートを下流側へ給送するフィードロールが上下対向して設けられ、給送される前記段ボールシートの厚さ、フルート形状などの違いに応じて、前記フィードロール間の隙間を調節する調整機構を備えた段ボールシート製函機の給紙装置であって、
前記調整機構は、装置本体に対して軸線が固定された一方のフィードロールに対向する他方のフィードロールを両端にて軸支する支持板を、前記装置本体に対して軸線が移動可能に備え、
前記支持板は、前記他方のフィードロールの外周面に当接する受けローラを、前記両支持板を連結する連結部材を介して支持したことを特徴とする。
また、他方のフィードロールの外周面に当接する受けローラを、両支持板を連結する連結部材を介して支持したので、フィードロール間の隙間を調整するときには、他方のフィードロールと受けローラと連結部材とが、一体で移動することができる。そして、その移動量は、フィードロール間の隙間の調整量(一般に、数ミリ程度)と同一であり、非常に少ないので、連結部材及び受けローラが一体で移動しても、装置本体と干渉するおそれは非常に少ない。
また、受けローラは、他方のフィードロールと一体で移動するので、受けローラ自体の駆動装置を別に設ける必要はない。そのため、受けローラは、少ないスペースで装置本体の中に配設することができる。
また、受けローラは、他方のフィードロールの外周面に当接した状態で、他方のフィードロールと一体で移動するので、段ボールシートが間欠的に通過する際に発生する衝撃力によって他方のフィードロールが撓む力を、確実に規制することができる。
なお、受けローラの外周面には、弾性部材を被覆することが好ましい。弾性部材によって衝撃力を吸収することができるからである。弾性部材は、硬質ウレタンであることが、更に好ましい。硬質ウレタンであれば、より少ない変形量で、より大きい衝撃力を吸収することができるからである。
また、受けローラは、他方のフィードロールの軸方向の中央部外周面に少なくとも1箇所当接することが好ましい。フィードロールの撓み量は、軸方向の中央部が最大となるので、軸方向の中央部外周面に当接する受けローラによって効果的に規制することができるからである。
また、一方のフィードロールの外周面に当接する第2の受けローラを装置本体に設けることによって、フィードロール間を段ボールシートが通過する際に発生する上下フィードロールの撓み量を同時に低減することも可能である。
前記受けローラは、前記段ボールシートの給送方向と所定の傾斜角を有して前記他方のフィードロールに対向することを特徴とする。
なお、所定の傾斜角は、フィードロールの給紙速度や段ボールシートの厚さ、フルート形状などを考慮して決定するが、給送方向に対して60〜70度程度傾斜する角度が好ましい。
前記支持板は、前端で前記装置本体に軸支され、後端で前記装置本体に支持された流体圧シリンダと連結されたことを特徴とする。
また、支持板は、後端で装置本体に支持された流体圧シリンダと連結されているので、受けローラに伝達される段ボールシートからの衝撃力を、連結部材及び支持板を経由して流体圧シリンダが受け、流体圧シリンダによって緩和させつつ、他方のフィードロールの振動を規制することができる。
なお、流体圧シリンダは、エア又は窒素ガスなどのガス圧シリンダであることが好ましい。また、流体圧シリンダには、ダンパ機構を備えていることが好ましい。
前記支持板は、前記装置本体に軸支された偏心カムに当接され、前記偏心カムの回動によって前記支持板を上下方向に移動させることを特徴とする。
よって、本発明によれば、フィードロールの調整機構をより一層コンパクトにすることができる。フィードロールの調整機構をコンパクトにすることによって、装置本体内における受けローラ及び連結部材を設置するスペースをより一層確保できる効果を奏する。
なお、偏心カムは、段ボールシートからの衝撃力を受けローラが受けたときに、支持板の当接面から離間する位置に配置することが好ましい。段ボールシートからの衝撃力を、支持板から偏心カムに直接伝達させることを回避して、偏心カムの耐久性を向上させることができるからである。
まず、本実施形態に係る給紙装置の構成及び動作方法を、図1〜図5を用いて説明する。図1に、本実施形態に係る段ボールシート製函機の給紙装置の側方断面図を示す。図2に、図1に示すフィードロール及び受けロールの部分断面図を示す。図3に、図1に示すフィードロール間の隙間を調節する調整機構の側面図を示す。図4に、図3に示すA−A断面図を示す。図5に、図3に示すB−B断面図を示す。
図1に示すように、給紙テーブル1は、板状の段ボールシートZを上下方向に整列して積層するとともに、最下位に位置する段ボールシートZ1をフィードロール2に供給する装置である。
給紙テーブル1には、積層された段ボールシートZを載置する水平状に形成されたテーブル台17と、テーブル台上の前後左右に起立して配置され、段ボールシートZを給紙位置に案内するガイド部材11、12、13とが設けられている。各ガイド部材の内、テーブル台17の前方に位置する前ガイド部材11は、段ボールシートZの固定位置決め基準であり、装置本体4に固定されている。前ガイド部材11の下端とテーブル台17との間には、段ボールシートZが1枚通過できる隙間が形成されている。
また、テーブル台17の後方に位置する後ガイド部材12、及び左右側方に位置する側ガイド部材13は、可動位置決め基準であって、各種形状の段ボールシートZに対応するため、テーブル台17に対して水平方向に移動可能に取り付けられている。例えば、側ガイド部材13の移動機構(図示しない)は、前ガイド部材11の前方のスペースを利用して配設することができる。
ガイド部材11、12、13に案内された段ボールシートZは、下端が前下方に僅かに傾斜して整列されている。昇降板15が下降しているとき、最下位に位置する段ボールシートZ1は、給紙ロール14と前下端側で強く当接する。段ボールシートZ1は、給紙ロール14が矢印の方向に回転するとき、給紙ロール14と摩擦接触されて、上下フィードロール2(2A,2B)の間に繰り出される。給紙ロール14は、昇降板15の上昇下降と同期して間欠的に回転することによって、最下位に位置する段ボールシートZ1を1枚ずつフィードロール2(2A,2B)に供給する。
図1、図2に示すように、フィードロール2(2A,2B)は、給紙ロール14から繰り出された段ボールシートZ1を上下方向から挟み込んで摩擦接触しながら高速回転して、段ボールシート製函機の下流側に段ボールシートを給送する装置である。
フィードロール2(2A,2B)は、上下方向に対向して配置された略円筒状ロールである。上下フィードロール2(2A,2B)には、段ボールシートと接触する給送部2A3,2B3と、給送部の両端から軸方向に突出する軸部2A1,2B1とが形成されている。給送部2A3,2B3には、周方向に複数の溝が形成された弾性部材が金属製ロール体の外周面に装着されている。上下給送部2A3,2B3の間には、段ボールシートZが通過する隙間が形成されている。給送部2A3,2B3における軸方向の中央部には、それぞれ所定の幅で金属ロール面(「外周面」に相当)2A2,2B2が露出している。上フィードロール2A(「他方のフィードロール」に相当)の金属ロール面2A2には、受けローラ5が、対向する下フィードロール2B(「一方のフィードロール」に相当)の反対側から当接して、上フィードロール2Aの振動を規制している。また、下フィードロール2Bの金属ロール面2B2には、第2の受けローラ7が、対向する上フィードロール2Aの反対側から当接して、下フィードロール2Bの振動を規制している。受けローラ5及び第2の受けローラ7については、後述する。
具体的には、右側の軸部2B1は、中間部が装置本体4に固定された軸受器2B4に嵌挿され、先端部が軸駆動プーリ2B7に係合され、基端部が給送部2B3に締結されている。軸駆動プーリ2B7は、装置本体4に装着されたフィードロール駆動モータにベルトを介して連結されている(図示しない)。また、左側の軸部2B1は、中間部が装置本体4に固定された軸受器2B5に嵌挿され、先端部が第1連結ギヤ2B6に係合され、基端部が給送部2B3に締結されている。第1連結ギヤ2B6は、下フィードロール2Bと一体に回動する。
具体的には、右側の軸部2A1は、先端部が支持板31に固定された軸受器2A4に嵌挿され、基端部が給送部2A3に締結されている。装置本体4には、右側の軸部2A1に対して逃がし孔が形成されている。また、左側の軸部2A1は、中間部が支持板31に固定された軸受器2A4に嵌挿され、先端部が連結筒2A5を介して自在継ぎ手2A6に係合され、基端部が給送部2A3に締結されている。連結筒2A5は、軸部2A1に固定されている。自在継ぎ手2A6は、上下フィードロール間の隙間を変化させたとき、その軸線のズレを吸収しながら回転する継ぎ手である。連結筒2A5と自在継ぎ手2A6とは、軸方向と直交する平面方向に摺動することができる。自在継ぎ手2A6は、連結筒2A5の反対側で第2連結ギヤ2A7と係合している。第2連結ギヤ2A7は、装置本体4と連結された補助ブラケット43に、内方へ突出する軸部431を介して軸支されている。第2連結ギヤ2A7は、第1連結ギヤ2B6と径方向で噛合している。下フィードロール2Bが回動すると、上フィードロール2Aも回動する。上フィードロール2Aの回動方向は、下フィードロール2Bの回動方向と反対方向である。
図3〜図5に示すように、調整機構3は、支持板31と偏心カム32とを備え、上フィードロール2Aの軸部2A1を軸支する支持板31を、偏心カム32を回動することによって、装置本体4に対して上下方向へ移動させ、上下フィードロール間の隙間を調節する機構である。
支持板31は、前後方向に延伸する板状体である。支持板31の前端部311は、装置本体4から前方へ突出した略三角状のブロック体41に、水平軸ピン312を介して軸支されている。水平軸ピン312は、ブロック体41から左右方向に突出している。
支持板31の後端部313は、エア圧シリンダ6(「流体圧シリンダ」に相当)にピン連結されている。エア圧シリンダ6は、装置本体4に対して上下方向に配置されている。シリンダケース61の上端部64は、装置本体4に固定された支持ピン641にて支持されている。シリンダケース61の下端から突出するピストンロッド62の下端部63は、支持板31の後端部313に連結ピン631を介して連結されている。
偏心カム32には、カム部323と、その左右方向に延出する軸部321、322とが形成されている。カム部323の外周は、円形状に形成されている。軸部321、322とカム部323とは、両者の軸線が所定量だけズレて形成されている。
装置本体4の右側に突出する軸部322には、作動ギヤ326Aが締結されている。
作動ギヤ326Aは、装置本体4に取り付けた偏心カム作動モータ327と中間ギヤ326B、326C、326Dを介して連結されている。偏心カム作動モータ327を起動して中間ギヤ326B、326C、326D及び作動ギヤ326Aを回動させると、支持板31の座部314と当接する偏心カム32のカム部323が回動する。カム部323が回動することによって、支持板31が上下方向に移動する。
図1、図2に示すように、給紙装置10には、上フィードロール2Aの振動を規制する受けローラ5と、下フィードロール2Bの振動を規制する第2の受けローラ7とが設けられている。
受けローラ5、及び第2の受けローラ7は、上下フィードロール2(2A、2B)の金属ロール面2A2、2B2に、対向するフィードロール2(2B、2A)の反対側から当接して、フィードロール2(2A、2B)の軸方向と直交する方向に変位する振動を規制するローラ部材である。
また、受けローラ5は、回動自在の円筒状ローラ体51と、円筒状ローラ体51の両端を軸支する支持ブラケット53とを備えている。円筒状ローラ体51の外周面には、所定の厚さを有する硬質ウレタン材52が被覆されている。硬質ウレタン材52は、金属ロール面2A2から伝達される振動の衝撃力を、より少ない撓み量で、より大きく吸収することができる。
第2の受けローラ7の支持ブラケット73は、装置本体4の両側壁同士を連結した連結部材74の上端に締結されている。連結部材74は、断面矩形状に形成されている。
次に、運転時におけるフィードロールの変位量を、図6〜図8を用いて説明する。図6に、図1に示すフィードロールの最大瞬間変位量について比較した試験結果を表すグラフを示す。図7に、図1に示すフィードロールの変位量について、受けローラを設置した場合と設置しない場合とを比較した試験結果を表すグラフを示す。図8に、図1に示すフォードロールの変位量について、受けローラに硬質ウレタンを被覆した場合と被覆しない場合とを比較した試験結果を表すグラフを示す。
フィードロールの軸方向両端を固定した状態で、軸方向の中央部が撓む時の最大瞬間変位量について、上下フィードロールの軸方向の中央部外周面を受けローラによって規制しない場合と、片側のフィードロールのみ規制する場合と、上下フィードロールの両方を規制する場合とを、比較した。その試験結果を、図6に示す。ここでは、フィードロールの外径が157mm、上下ロールの軸間距離が157mmの給紙装置を用いている。また、段ボールシートの給送速度を約150〜約250枚/分まで、5枚/分ごとに細かく変化させ、フィードロールの軸方向の中央部における、軸方向と直交する方向の最大瞬間変位量を、各給送速度ごとに計測した。試験に使用した段ボールシートは、厚さが約5mm、幅が1460mm、給送方向の長さが593mmである。
これに対して、片側のフィードロールのみ受けローラによって規制する場合には、最大瞬間変位量X2が約0.4〜約1.0mmの範囲に収束した。特に、段ボールシートの給送速度が約185枚/分のとき、最大瞬間変位量X2が約1.0mmであったが、規制しない場合に比較して大幅に減少した。
また、上下フィードロールの両方を受けローラによって規制する場合には、最大瞬間変位量X3が約0.3〜約0.4mmの範囲にさらに収束した。特に、段ボールシートの給送速度が約185〜約190枚/分のとき発生していた共振現象が殆んど無くなり、全体として振動が大幅に減少した。
以上の結果から、フィードロールの外周面を受けローラによって規制することによって、フィードロールの最大瞬間変位量を大幅に低減できることを確認できた。また、フィードロールの共振現象を抑制することができることも確認できた。
フィードロールの軸方向両端を固定した状態で、軸方向の中央部が撓む時の変位量の時間変化について、片側のフィードロールのみを受けローラによって規制する場合と、上下フィードロールの両方を受けローラによって規制する場合とを、比較した。その試験結果を、図7に示す。ここでは、フィードロールの外径が157mm、上下ロールの軸間距離が157mmの給紙装置において、段ボールシートの給送速度を約190枚/分で計測した。試験に使用した段ボールシートは、厚さが約5mm、幅が1460mm、給送方向の長さが593mmである。
これに対して、上下フィードロールの両方を受けローラによって規制する場合には、ロール変位(振幅)Y2が、約0.2〜約0.6mmであった。また、ロール変位(振幅)Y2は、時間とともに逃げ方向又はつぶれ方向に偏りながら、周期的に増減している様子は多少残るものの、振幅が大幅に減少している。
以上の結果から、上下フィードロールの外周面を受けローラによって規制することによって、フィードロールの変位量を継続的に大幅に低減できることを確認できた。
前端で装置本体に軸支され、後端で装置本体に支持されたエア圧シリンダと連結された支持板に、両端が軸支された上フィードロールの軸方向の中央部の外周面に、受けローラを当接させた状態で、上フィードロールの軸方向の中央部が撓む時の変位量の時間変化について、受けローラの外周面に硬質ウレタンを被覆した場合と、被覆しない場合における、上フィードロールの振幅を比較した。その試験結果を、図8に示す。ここでは、フィードロールの外径が157mm、上下ロールの軸間距離が157mmの給紙装置において、段ボールシートの給送速度を約190枚/分で計測した。試験に使用した段ボールシートは、厚さが約5mm、幅が1278mm、給送方向の長さが448mmである。
これに対して、受けローラの外周面に硬質ウレタンがある場合には、ロール変位(振幅)Y4が、約0.17〜約0.3mmであった。また、ロール変位(振幅)Y4は、1周期ごとの振動中心位置の変動は無くなり、振幅も大幅に減少している。
以上の結果から、前端で装置本体に軸支され、後端で装置本体に支持されたエア圧シリンダと連結された支持板に、両端が軸支された上フィードロールの軸方向の中央部の外周面に、受けローラを当接させた状態で、上フィードロールの軸方向の中央部が撓む時の変位量の時間変化について、受けローラの外周面に硬質ウレタンを被覆することによって、上フィードロールの振幅を大幅に低減できるとともに、振動中心位置を安定化できることを確認できた。
上述した実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することができる。
上記実施形態では、上フィードロールの振動を規制する受けローラは、段ボールシートの給送方向と所定の傾斜角を有して下フィードロールに対向するように配設されているが、必ずしも、これに限ることはない。
例えば、複数個の受けローラを設置するスペースがあれば、下フィードロールに当接する第2の受けローラのように2個の受けローラを前後から挟み込むように配設しても良い。上フィードロールの振動をより効果的に規制できるからである。
また、上記実施形態では、受けローラ、第2受けローラは、回動自在の円筒状ローラ体の外周面に所定の厚さの硬質ウレタンを被覆させ、フィードローラの金属ロール面に当接させていたが、必ずしも、これに限ることはない。
例えば、受けローラ、第2受けローラは、円環状ローラ体の内周面又はその内周面に所定の厚さの硬質ウレタンを被覆させ、フィードロールの金属ロール面に当接させてもよい。受けローラ、第2受けローラは、フィードロールの軸方向と直交する方向への振動を
規制できればよいからである。
2 フィードロール
2A 上フィードロール(他方のフィードロール)
2B 下フィードロール(一方のフィードロール)
3 調整機構
4 装置本体
5 受けローラ
6 エア圧シリンダ
7 第2の受けローラ
10 給紙装置
31 支持板
32 偏心カム
33 連結部材
Claims (6)
- 給紙テーブルに積層された段ボールシートから1枚ずつ繰り出される段ボールシートを下流側へ給送するフィードロールが上下対向して設けられ、給送される前記段ボールシートの厚さ、フルート形状などの違いに応じて、前記フィードロール間の隙間を調節する調整機構を備えた段ボールシート製函機の給紙装置であって、
前記調整機構は、装置本体に対して軸線が固定された一方のフィードロールに対向する他方のフィードロールを両端にて軸支する支持板を、前記装置本体に対して軸線が移動可能に備え、
前記支持板は、前記他方のフィードロールの外周面に当接する受けローラを、前記両支持板を連結する連結部材を介して支持したことを特徴とする段ボールシート製函機の給紙装置。 - 請求項1に記載された段ボールシート製函機の給紙装置において、
前記受けローラは、前記段ボールシートの給送方向と所定の傾斜角を有して前記他方のフィードロールに対向することを特徴とする段ボールシート製函機の給紙装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された段ボールシート製函機の給紙装置において、
前記受けローラの外周には、硬質ウレタンを被覆したことを特徴とする段ボールシート製函機の給紙装置。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載された段ボールシート製函機の給紙装置において、
前記受けローラは、前記他方のフィードロールの軸方向の中央部外周面に少なくとも1箇所当接することを特徴とする段ボールシート製函機の給紙装置。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載された段ボールシート製函機の給紙装置において、
前記支持板は、前端で前記装置本体に軸支され、後端で前記装置本体に支持された流体圧シリンダと連結されたことを特徴とする段ボールシート製函機の給紙装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載された段ボールシート製函機の給紙装置において、
前記支持板は、前記装置本体に軸支された偏心カムに当接され、前記偏心カムの回動によって前記支持板を上下方向に移動させることを特徴とする段ボールシート製函機の給紙装置。
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