JP2016074136A - 段ボール反り防止方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】段ボールの反りを防止する方法及び装置を提供すること。【解決手段】本発明の段ボール反り防止装置５０は、段ボールシートPの波目に垂直な方向に、波のピッチの1〜10倍の幅の押し罫Qを、波のピッチの2〜10倍の間隔で複数本入れるための押し罫形成手段５１、５２を備えることを特徴とする。これによって、ロールから引き出されて巻き癖が付いている段ボールシートPを切断した際に生じる端部における反りを矯正し、切断後の段ボールシートPの後工程におけるトラブルを防ぐことができる。【選択図】図４

Description

本発明は、段ボールの反りを防止する方法及び装置に関する。

波形状の中しん（波板）をライナ（平板）の片面に接着することにより製造される片面段ボールは、中しんの波目に沿って折り曲げが容易であり、また、中しんにより外部からの衝撃を吸収することができるため、商品を個別に包装する包装材や緩衝材等としてよく使用されている。

また、必要に応じて様々な形状やサイズの段ボール箱を製造しようとする場合、ロール状の段ボールストックから必要な長さずつ引き出し、切断して段ボールシートにする、という方法がとられる。このような段ボールシートから1枚の段ボール箱用のブランクを切り出すことにより、段ボールの無駄が少なくなる。このようなシステムの場合、両面段ボールをロール状とすることは難しいため、片面段ボールが用いられる。

特許文献１には、顧客の注文に応じ、適宜のサイズの段ボール箱のブランクを少量ずつ生産する、いわゆるオンデマンド生産が可能なブランク製造装置が開示されている。このブランク製造装置は、ロール状のストックから片面段ボールを引き出し、搬送する搬送装置と、該搬送方向と直交する方向（すなわち、波板の波目方向）に切り込みを入れる横切装置と、搬送方向に沿って切り込みを入れる縦切装置とを備え、縦切装置は幅方向（搬送方向と直交する方向）に移動可能となっている。ロール状のストックから引き出された片面段ボールは、横切装置により必要な長さに切断され、段ボールシートとされる。この段ボールシートの適宜の箇所に横切装置及び縦切装置で切り込みを入れることにより、要求された形状及びサイズの段ボール箱のブランクが作製される。

特開2012-030310号公報

ロール状に巻き取られた段ボールを引き出して切断すると、切断箇所の両側の段ボールには、ロール状に巻かれている間に付いた巻き癖により、反りが生ずる。このような反りは、切り出された段ボールシートの前端側（搬送方向に関して前方、すなわち先頭側）と後端側の双方に生じるが、特に前端側の反りは、後工程において様々なトラブルを引き起こす。例えば、搬送装置の床面や天井面に存在する僅かの隙間や段差で引っかかり、段ボールシートが斜めになったり搬送が止まったりすることがある。

本発明が解決しようとする課題は、段ボールシートの反りを防止する方法及び装置を提供することである。

上記課題を解決するために成された本発明に係る段ボールの反り防止方法は、
段ボールの波目に垂直な方向に、波のピッチの1〜10倍の幅の押し罫を、波のピッチの2〜10倍の間隔で複数本入れることを特徴とする。

このように押し罫を入れることにより、その押し罫の箇所において巻き癖が弱まる。押し罫が1本だけであると、その箇所を境に両側が「く」字状に折れ曲がるようになるが、このような押し罫を複数本入れることにより、そのような折れ曲がりも少なくなり、全体として、反りや曲がりの少ない、平坦な段ボールシートとすることができる。

この押し罫は、段ボールの長手方向の全長に入れても良いが、巻き癖が生じやすいのは端部のみであり、そこにおける巻き癖が前記のようなトラブルの原因となることから、端部から所定の長さだけ入れるようにしても良い。この長さは、巻き癖の強さ等に依存するが、一般に、波のピッチの10〜100倍程度で良い。

この押し罫は、その幅が小さく、そして間隔が大きく設定されていることから、段ボールの緩衝性能が失われることはない。

押し罫は、段ボールの波板の波を潰すような形態のものではなく、波板の波目に垂直な方向の凹凸という形態のものでも良い。
この場合、段ボールの波板が潰されないため、段ボールの緩衝性が低下することがない。

上記課題を解決するために成された本発明に係る段ボール反り防止装置は、
段ボールの波目に垂直な方向に、波のピッチの1〜10倍の幅の押し罫を、波のピッチの2〜10倍の間隔で複数本入れるための押し罫形成手段を備えることを特徴とする。

これらの段ボール反り防止装置を、
a)ロールから引き出された、波板と平板からなる段ボールシートを前記波板の波目と直交する方向に搬送する搬送手段と、
b)前記段ボールシートに対して、波目と直交する方向に切り込みを入れる縦切装置と、
c)前記段ボールシートに対して、該段ボールシートの波目に沿う方向に切り込みを入れる横切装置と、
d)前記段ボール箱のサイズの情報を受け入れるサイズ設定手段と、
e)前記サイズの情報から前記段ボールブランクのサイズと前記縦切装置及び前記横切装置による切り込み位置を決定する切り込み位置決定手段と、
f)前記切り込み位置決定手段により決定された切り込み位置に基づき前記縦切装置及び前記横切装置を制御する制御手段と
を備える段ボールブランク製造装置に設けるとよい。

このような段ボールブランク製造装置によれば、ロールから引き出された段ボールシートの巻き癖を弱めることができ、その結果、段ボールシートの前端側が搬送装置の床面や天井面に存在する僅かの隙間や段差で引っかかることをなくし、段ボールシートが斜めになったり搬送が止まったりすることを防止することができる。

本発明に係る段ボールの反り防止方法によれば、ロールから引き出されて巻き癖が付いている段ボールを切断した際に生じる端部における反りを矯正し、切断後の段ボールシートの後工程におけるトラブルを防ぐことができる。なお、本発明に係る反り防止方法はロール状に巻き取られ、ストックされることの多い片面段ボールにおいて効果的な方法であるが、ロール状に巻き取ることのできるような薄いものであれば、両面段ボールについても適用することができる。

本発明の一実施例である段ボール反り防止装置を備えた段ボールブランク製造装置の概略的な構成を示す平面図(a)、及び側面図(b)。 同実施例の段ボール反り防止装置の側面図(a)、及び正面図(b)。 同実施例の段ボール反り防止装置を備えた段ボールブランク製造装置によってブランクを製造する手順を示すフローチャート。 片面段ボールシートを処理する同実施例の段ボール反り防止装置の側面図(a)及び平面図(b)、並びに処理された1枚の片面段ボールシートの平面図(c)。 本発明の別の実施例である段ボール反り防止装置の正面図(a)、上ローラを下ローラに近づけた状態を示す図(b)、上ローラ及び下ローラと片面段ボールシートとの位置を示す側面図(c)、並びに処理された片面段ボールシートの平面図(d)及び正面図(e)。 段ボールブランクの各部の寸法の例を示す図。

（第１実施例）
本発明の一実施例である段ボール反り防止装置を備えた段ボールブランク製造装置について、図１〜図４を参照しながら説明する。この段ボールブランク製造装置１０では、段ボールシートとして、波板と平板から成る、波目ピッチ（隣接する山と山又は谷と谷の間の間隔）pの片面段ボールのシート（以下、片段シートという）Pを用いている。図１に示すように、この段ボールブランク製造装置１０は、片段シートPを搬送する搬送装置２０と、段ボール反り防止装置５０と、片段シートPに縦及び横方向の切り込みを入れる縦切装置３０及び横切装置４０と、これら搬送装置２０、段ボール反り防止装置５０、縦切装置３０、横切装置４０を制御する制御装置７０と、使用者が段ボール箱の種類や寸法、片段シートPの寸法、及び段ボール反り防止装置５０によって形成する押し罫Q1の長さBL1等を設定入力するためのコントロールパネル７１を備えている。

片段シートPはロール状に巻回されたロール状片段シートP１から供給されるようになっており、ロール状片段シートP1から供給された片段シートPは、その波板が上面となるように搬送装置２０によって搬送速度vで搬送される。搬送装置２０は、該ロール状片段シートP1を回転可能に支持する支持部２１と、各装置間に配設されたローラコンベア２２ａ〜２２ｃと、ローラコンベア２２ａ〜２２ｃを連動させて駆動するモータ（図示せず）等で構成されている。搬送速度vや片段シートPの寸法（厚みd、波目ピッチp、シート幅wなど）の情報は、使用者によって、コントロールパネル７１により段ボールブランク製造装置１０に予め設定されている。

本実施例の段ボール反り防止装置５０は、縦切装置３０と横切装置４０の上流に設けられており、ロール状片段シートP1から供給された片段シートPの上下にそれぞれ配置された上ローラ５１、下ローラ５２を備える。上ローラ５１、下ローラ５２は、図２に示すように、同一の形状を有しており、各々、軸部５３、５４と該軸部５３、５４に取り付けられた4個の凸状の押圧部５５ａ〜５５ｄ、５６ａ〜５６ｄを備える。凸状の押圧部の全幅は40 mmであるが、片段シートPに押圧される部分の幅（これは、形成される押し罫Q1の幅w1となる。）はその半分程度となる。押圧部５５ａ〜５５ｄの間隔w2〜w6はいずれも100 mmである。なお、これらの押圧部５５ａ〜５５ｄ、５６ａ〜５６ｄは、軸部５３、５４の任意の位置に移動し、固定することができるようになっている。従って使用者は、製造する段ボールブランクの幅に合わせて間隔w2〜w6を変更し、片段シートPの適宜の位置に押し罫Q1を形成することができる。

上ローラ５１は、該上ローラ５１を上下動させる上ローラ上下動機構５７を備えており、さらに、該上ローラ５１を、ローラコンベア２２ａ〜２２ｃの速度に合わせて搬送方向と同方向に回転駆動する回転機構５８を備えている。下ローラ５２は、その押圧部５６ａ〜５６ｄの最大径部が搬送装置２０のローラコンベア２２ａ〜２２ｃの下面と同じ高さとなる位置に配置されており、従動回転するようになっている。段ボール反り防止装置５０は、さらに、搬送されてくる片段シートPの先端の位置を検知するセンサなど（図示せず）を備える。

縦切装置３０は、片段シートPの搬送路の両側に配置された支持台３１と、これら両支持台３１にまたがるように、片段シートPの搬送方向に直交するように掛け渡されたフレーム３２と、該フレーム３２に取り付けられた複数の縦切ユニット３３とを備えている。各縦切ユニット３３は、フレーム３２上を移動するための左右移動機構３４を備えている。さらに、各縦切ユニット３３は、片段シートPの長手方向（すなわち、搬送方向）に切り込みを入れるための切刃（円盤状回転刃、又はカッター、スリッター、スロッターなど）と、該切刃を上下動させる縦切刃上下動機構３５を備えている。

横切装置４０は、片段シートPの搬送路の両側に配置された支持台４１と、これら支持台４１に支持された、片段シートPの搬送方向に直交するように敷設されたガイドレール４２と、該ガイドレール４２に沿って移動可能な2個の横切ユニット４３と、横切ユニット４３をガイドレール４２に沿って移動させる左右移動機構４４を備えている。更に、各横切ユニット４３は、片段シートPの幅方向に切り込みを入れるための切刃（円盤状回転刃、又はカッター、スリッター、スロッターなど）と、該切刃を上下動させる横切刃上下動機構４５を備えている。

図示しないが、前記縦切装置３０及び横切装置４０は、ブランクを段ボール箱に組み立てる際に折り曲げる部分に罫線を入れる罫線付けローラを備えている。また、切断位置を正しく測定するための測長センサ等を備えている。

この段ボールブランク製造装置１０によってブランクを製造する手順を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。まず、使用者がコントロールパネル７１を操作して、段ボール箱の種類やサイズ、片段シートPの寸法、押し罫Q1の長さBL1等を設定するとともに、上ローラ５１と下ローラ５２の押圧部５５ａ〜５５ｄ、５６ａ〜５６ｄの位置を調整する（ステップＳ１１）。以下の例では、厚みd＝約5 mm、波目ピッチp＝約9 mm、シート幅W＝約600 mmの片段シートPを用いるものとする。段ボール箱の種類は、ラップタイプかＡ式かなど、段ボール箱のサイズは縦、横、高さの寸法を入力する。なお、使用者による手入力ではなく、オンラインにより送られてくる段ボール箱の寸法等のデータを受け入れるようにしてもよい。

これらの設定が行われると、制御装置７０は、設定された情報に基づいてブランクの各部の寸法（例えば、図６(a)のL1〜L5、図６(b)のL6〜L8など）、及び切断位置や罫線位置等を決定する。図６(a)はラップタイプ包装ブランクの展開図の一例であり、図６(b)はＡ式包装ブランクの展開図の一例である。制御装置７０は、さらに、上ロールを下降、上昇させるタイミングを決定する（ステップＳ１２）。前述のように、巻き癖は、切り離された1枚の片段シートPの長手方向両端（前端側と後端側）で最も強く現れ、これら両端の間の部分では段ボールの自重で平らになり易い。そこで、本実施例では、押し罫Q1は切り離した後の1枚のブランクの前端側と後端側に形成することとする。よって、上ロールを下降、上昇させるタイミングは、搬送されてきた片段シートPの先端部をセンサ（図示せず）などで検知し、該先端部の位置、搬送速度v、ブランクの各部の寸法、押し罫Q1の長さBL1等から計算で求める。

全ての設定が完了すると、制御装置７０は、所定のプログラムに従い搬送装置２０、段ボール反り防止装置５０、縦切装置３０、横切装置４０を制御する。具体的には、以下の通りである。
まず、搬送装置２０のローラコンベア２２ａによりロール状片段シートP1から片段シートPを一定速度vで引き出す（ステップＳ１３）。上ロールを下降させるタイミングになると、上ローラ上下動機構５７により上ローラ５１を、その押圧部５５ａ〜５５ｄの最大径部が下ローラ５２の押圧部５６ａ〜５６ｄの最大径部にほぼ接触する位置まで下ろし、片段シートPを両ローラ５２、５３の押圧部５５ａ−５６ａ、５５ｂー５６ｂ、５５ｃー５６ｃ、５５ａ−５６ｄの間で押圧する（ステップＳ１４、図４参照）。その後、回転機構５８により上ローラ５１を片段シートPが搬送される速度vと同じ速度で回転駆動する。下ローラ５２は、片段シートPを介して上ローラ５１に従動して回転する（ステップＳ１５）。これによって、片段シートPには、図４(c)に示すような、波目と垂直な方向に4本の押し罫Q1が形成される。これらの押し罫Q1が、片段シートPの長手方向（搬送方向）に所定の長さBL1だけ形成され上ローラを上昇させるタイミングとなると、上ローラ上下動機構５７によって上ローラ５１を上げる（ステップＳ１６）。

その後、片段シートPに、縦切装置３０、横切装置４０によって、搬送又は停止しながら、幅方向及び長手方向に切り込みを入れる。すなわち、片段シートPの長手方向に切り込みを入れる場合は、まず、搬送装置２０を停止し、縦切装置３０の左右移動機構３４により2台の縦切ユニット３３をフレーム上で移動させ、設定されたシート幅の位置で停止させる。その後、縦切刃上下動機構３５によって切刃を片段シートP上に下ろし、搬送装置２０を駆動して切り込みを入れる（ステップＳ１７）。

片段シートPの幅方向に切り込みを入れる場合は、その切り込み場所に来た時点で搬送装置２０を停止し、横切装置４０の左右移動機構４４により横切ユニット４３を上部のガイドレール４２上を切り込み開始位置まで移動させる。切り込み開始位置において横切刃上下動機構４５により切刃を片段シートP上に下ろし、左右移動機構４４により切り込み終了位置まで片段シートP上を移動させる。これにより、片段シートPに幅方向の切り込みが入れられる（ステップＳ１７）。この時、1枚の段ボールブランクの長手方向両端では片段シートPの全幅にわたって切り込みが入れられ各段ボールブランクに切り離される。こうして順次製造された段ボールブランクは、最終的には受け部（図示せず）にストックしてもよいし、下流にさらに設けた自動製函装置に搬送されてもよい。

上記のように縦切装置３０、横切装置４０によって縦の切り込み、横の切り込みが入れられている間も、1枚のブランクのもう一方の端部（後端側）の上ロールを下降させるタイミングになると、上記のステップＳ１４〜Ｓ１６が行われる。本実施例では、切り込みが入れられる前に押し罫Q1が形成されるので、横切装置４０によってブランクとブランクの境界となる切り込み部分（図１(a)のBの部分）では、上ロールは下降されたままに保たれ、2枚のブランクの両端にわたって連続的に押し罫Q1が形成される。

これらの押し罫Q1が形成された片段シートPの両端部分には、所定間隔で押し罫Q1が入れられるため、ロール状に巻回されていたことによって付いた巻き癖が弱まる。これにより、全体として、反りや曲がりの少ない、平坦な片段シートPとすることができる。なお、押し罫Q1はこのように切断の端部だけではなく、片段シートPの全長に亘って入れるようにしてもよい。

（第２実施例）
図５(a)は、本発明の別の実施例である段ボール反り防止装置の側面図である。この段ボール反り防止装置８０の上ローラ８１及び下ローラ８３は、一方（図５(a)では上ローラ８１）が凸部８２を、他方（下ローラ８３）がそれに対応する凹部８４をそれぞれ複数有し、これらにより段ボールの波目に垂直な方向に複数の押し罫Q2を形成して、段ボールの本来の波に垂直な波状の凹凸を形成する方式としている。これら凸部８２及び凹部８４の対から成る波押し罫形成部は、第１実施例よりも狭い間隔で多数配置されている。すなわち、上ローラ８１では、幅40 mmの、弧状断面を有する凸部８２が20 mmの間隔で配置され、下ローラ８３では、同幅の、対応する断面形状を有する凹部８４が同間隔で配置されている（図５(b)）。上ローラ８１の凸部８２の断面弧の半径は68 mm、上ローラ８１の最大径（すなわち、凸部８２の突端部における直径）は93 mmである。下ローラ８３の凹部８４の断面弧の半径は同じく68 mm、下ローラ８３の最小径（すなわち、凹部の谷部における直径）は87 mmである。これら上ローラ８１及び下ローラ８３は、無垢材からの削り出しで作成してもよいし、各パーツの組み立てで作成してもよい。

下ローラ８３は固定され、上ローラ８１は上ローラ上下動機構８５により昇降され、両ローラ８１、８３の間隔が調整される。上ローラ上下動機構８５は、シリンダーによって約0.5 mm間隔で上ローラ８１を昇降させることができ、上下ロール８１、８３の間隔は、図５(b)及び(c)に示すように、処理される段ボール（片段シート）の厚みとほぼ等しい値とされる。本実施例の段ボール反り防止装置８０におけるその他の構成（上ローラに設けられた回転機構、下ローラの配置や動作、センサ等）は上記第１実施例と同様である。

本実施例の段ボール反り防止装置８０は、上記第１実施例と同様に段ボールブランク製造装置の上流に設けられ、同様の手順で動作させることができる。この段ボール反り防止装置８０によって、片段シートP2には図５(d)及び図５(e)に示すように、波目と垂直な方向に、幅約40 mmの波状の押し罫Q2が、約20 mmの間隔で形成される。本実施例の段ボール反り防止装置８０により形成される押し罫Q2は、段ボール（片段シートP2）の波板が潰されることがないため、段ボールの緩衝性が損なわれることがない。一方、これら多数の押し罫Q2によって形成される波状の凹凸により、片段シートP2は、ロール状に巻回されていたことによって付いた巻き癖が取れ、全体として、反りや曲がりの少ない、平坦な片段シートとなる。

本実施例の段ボール反り防止装置８０においても、押し罫Q2は切断の端部の所定長さのみに入れても良いが、片段シートP2の波板を潰さないことから、片段シートP2の全長に亘って入れておくことが望ましい。その方が、押し罫Q2を部分的に入れるよりも、操作として楽である。なお、部分的に入れる場合には、上下ロール８１、８３の1回転分程度（上記実施例の場合、約300 mm）は入れておくことが望ましい。

上記の実施例はいずれも本発明の一例であり、本発明の趣旨の範囲で適宜に変形や修正、追加が許容される。例えば、上記の実施例では、段ボール反り防止装置は、縦切装置と横切装置の上流に設けたが、縦切装置と横切装置の下流に設けてもよい。また、上下のローラの押圧部の数は、段ボールシートのシート幅に応じて増減させることができる。さらに、第１実施例の段ボール反り防止装置の場合、下ローラは平面台に代えてもよい。また、押し罫は段ボールシートの適宜の位置に入れることができるが、特に第１実施例の段ボール反り防止装置の場合、段ボールの緩衝性をあまり損なわないようにするため、糊しろ部などに入れることが望ましい。

１０…段ボールブランク製造装置
２０…搬送装置
２１…支持部
２２…ローラコンベア
３０…縦切装置
３１…支持台
３２…フレーム
３３…縦切ユニット
３４…左右移動機構
３５…縦切刃上下動機構
４０…横切装置
４１…支持台
４２…ガイドレール
４３…横切ユニット
４４…左右移動機構
４５…横切刃上下動機構
５０…段ボール反り防止装置
５１、８１…上ローラ
５２、８２…下ローラ
５３、５４…軸部
５５ａ〜５５ｄ、５６ａ〜５６ｄ…押圧部
５７、８５…上ローラ上下動機構
５８…回転機構
７０…制御装置
７１…コントロールパネル
８０…段ボール反り防止装置
８１…上ローラ
８２…凸部
８３…下ローラ
８４…凹部
８５…上ローラ上下動機構
P、P2…段ボールシート
P1…ロール状片段シート
Q1、Q2…押し罫

Claims (9)

1. 段ボールの波目に垂直な方向に、波のピッチの1〜10倍の幅の押し罫を、波のピッチの2〜10倍の間隔で複数本入れることを特徴とする段ボールの反り防止方法。
2. 前記押し罫が、段ボールの波板を潰さずに、前記波目に垂直な方向に波状の凹凸を形成するものである請求項１に記載の段ボールの反り防止方法。
3. 前記複数の押し罫を、段ボールの波目に平行な側の端部から波のピッチの10〜100倍の長さで形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の段ボールの反り防止方法。
4. 段ボールの波目に垂直な方向に、波のピッチの1〜10倍の幅の押し罫を、波のピッチの2〜10倍の間隔で複数本入れるための押し罫形成手段を備えることを特徴とする段ボール反り防止装置。
5. 前記押し罫形成手段が、一方が、前記段ボールの波目に垂直な方向に凸罫を入れるローラであり、他方が該凸罫に対応した凹罫を入れるローラであることを特徴とする請求項４に記載の段ボール反り防止装置。
6. 段ボールの波目に垂直な方向に、段ボールの波板を潰さずに押し罫を複数本入れることにより、前記波目に垂直な方向に波状の凹凸を形成することを特徴とする段ボールの反り防止方法。
7. 段ボールの波目に垂直な方向に、段ボールの波板を潰さずに押し罫を複数本入るための押し罫形成手段であって、一方が、前記段ボールの波目に垂直な方向に凸罫を入れるローラであり、他方が該凸罫に対応した凹罫を入れるローラである押し罫形成手段を備えることを特徴とする段ボール反り防止装置。
8. a)ロールから引き出された、波板と平板からなる段ボールシートを前記波板の波目と直交する方向に搬送する搬送手段と、
   b)請求項４又は５又は７に記載の段ボール反り防止装置と、
   c)前記段ボールシートに対して、波目と直交する方向に切り込みを入れる縦切装置と、
   d)前記段ボールシートに対して、該段ボールシートの波目に沿う方向に切り込みを入れる横切装置と、
   e)前記段ボール箱のサイズの情報を受け入れるサイズ設定手段と、
   f)前記サイズの情報から段ボールブランクのサイズと前記縦切装置及び前記横切装置による切り込み位置を決定する切り込み位置決定手段と、
   g)前記切り込み位置決定手段により決定された切り込み位置に基づき前記縦切装置及び前記横切装置を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする段ボールブランク製造装置。
9. 前記段ボール反り防止装置が前記縦切装置及び前記横切装置の上流側に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の段ボールブランク製造装置。

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