JP4358928B2 - エンボス加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンボス加工装置に関する。本発明は、特に自動たばこ包装装置において金属箔もしくはそれに類似した材料のストリップを加工するときに有効な装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヨーロッパ特許第１３９，０６６号は、一対のエンボス加工用のローラを支持する固定フレームを含むエンボス加工装置を開示している。この一対のエンボスローラは、一対の軸受けにそれぞれ支持されてお互いに共同して回転する。一つのローラは駆動ローラであるためモータに連結されていて、一方もう一つのローラは駆動ローラにより駆動されるため自由に軸の回りに回転する。駆動ローラの軸受けはフレームに対して固定され、一方従動ローラの軸受けはフレームに対して移動可能であり、二つのローラ間の金属箔の搬送方向に垂直方向に、弾性手段に抗して、お互いに独立して移動する。
【０００３】
上記の装置は、二本のローラの軸位置の運転中の自動調整がある一方向に制限されているために、いくつかの欠点がある。すなわち装置を設置するときに２本のローラを極めて正確な位置に決めなければならないし、そのため多大な費用がかかる上、定期的にローラの位置を検査する必要がある。さらに、万が一、実際しばしば起こることであるが、ローラが設定位置から僅かにずれた場合には、前記制限により揺動が増大され、ローラに一様でない摩耗が発生し、ことによるとエンボスの欠損も引き起こす。
【０００４】
上記の欠点の一つの解決策としてヨーロッパ特許出願第６８６，７８２号において提案されているものがある。それは以下の点を除きヨーロッパ特許第１３９，０６６号に記されている装置に類似するエンボス加工装置に関する。従動ローラの二つの軸受けは、実質上お互いに独立して、弾性手段に抗して、二本のローラの間の金属箔の搬送方向に対して垂直な第１方向と平行な第２方向にフレームに対して移動可能である。
【０００５】
ヨーロッパ特許出願第６８６，７８２号の装置は、二つの垂直方向に二本のローラの軸位置を運転中に自動調整することを可能にしている。しかし、この装置は、機械的に複雑化し、それゆえ高コストの装置となっており、さらにローラ軸に沿って自動調整ができないことにより、上記の欠点を部分的にしか解決していない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上記の欠点を排除し、そして特に簡単で安価に製造できるエンボス加工装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、フレームと、第１及び第２のエンボスローラと、前記フレームと一体であって前記第１エンボスローラを回転可能に支持する第１支持部と、前記エンボスローラを回転可能に支持する少なくとも一つの第２支持部とからなるエンボス加工装置において、前記フレームに前記第２エンボスローラを連結するために３自由度を有する機械的連結を含むようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【０００９】
図１において、１は金属箔もしくはそれに類似した材料の細片からなるストリップ材料２をエンボス加工する装置を全体的に示している。そのストリップ材料２は、公知のローラ３と公知のローラ４の間でエンボス加工される。それらのローラは相互に協力して、図１の面内において大体において平行な水平な軸５と軸６の回りに回転する。
【００１０】
ローラ３とローラ４の側表面は多数の円錐形の歯７（図３）からなり、相互に噛み合ってストリップ材料２をエンボス加工する。
【００１１】
装置１は、ほぼＬ字型のフレーム８を有する。このフレーム８は、軸５と６とで規定される面に垂直な面にある基部９と、該基部９と図２の面に垂直な肩部１０とを有する。より具体的に言えば、基部９はＵ字形をしており、肩部１０に一体に嵌め込まれた中央桁部１１と、該桁部にほぼ垂直な二つの腕部１２とからなっている。
【００１２】
装置１は、一対の軸受け１４によって構成される支持部１３を有している。一対の軸受け１４は、フレーム８の腕部１２を貫通して形成された穴の中にそれぞれ収納されていて、軸５と同軸であり、駆動ローラ３に嵌合された回転軸１５を支持している。
【００１３】
装置１は、ほぼ長方形フレームの形をなす支持部１６を有する。この支持部１６は軸５と軸６に平行で、かつ、互いに平行な桁部１７と１８とを有し、腕部１９と２０で互いに接続されている。支持部１６はフレーム８に嵌め込まれて、桁部１１と肩部１０とによって規定される２平面内にある。腕部１９と腕部２０は、軸６と同軸で、軸２２の両端を収容する二つの穴２１を有している。その軸２２は支持部１６に対して固定され、軸受け２３を介して回転可能にローラ４を支持している。
【００１４】
支持部１６は、肩部１０と桁部１８の中央部との間に介在している球状の連結部２４によってフレーム８に連結されている。これにより、支持部１６はほぼ自由となり、三軸２５、２６、２７の回りに揺動するようになっている。軸２５，２６，２７はお互いに直交し、駆動軸４の中央部分に対峙した一つの固定点２８を通る。さらに詳しく記述すると、軸２５は軸５と軸６に平行で、軸２６はストリップ２の搬送方向と平行であり、軸２７は軸２５とストリップ２の搬送方向に垂直である。
【００１５】
駆動ローラ３の軸１５の一端２９は、フレーム８の腕部１２の外方向へ突出し、公知の駆動装置（不図示）に連結され、軸５の回りに軸１５を連続的に回転させる。
【００１６】
図３にさらに明瞭に示すように、フレーム８は一対の電磁石３０（図３では一つのみ示す。）を支持している。各電磁石（図２）は、それぞれの腕部１２の桁部１１に接続された端部とは反対側の端部に嵌め込まれている。各電磁石は、軸２７と平行に延びる強磁性材料の中心コア３２に巻回されたコイル３１からなる。支持部１６は強磁性材料の一対の本体部（body）３３（図３では一つのみ示す。）を支持している。一対の本体部３３はそれぞれの腕部１９と２０に嵌合され、対応する磁石３０と対向してほぼ同軸に配置され、磁石３０に対して所定幅の隙間３４を規定している。
【００１７】
ネジ３５によって、各本体部３３は、隙間３４の幅を調整できるように支持部１６に対して軸方向の位置で、それぞれの腕部１９と２０に固定できるようになっている。
【００１８】
エンボス加工装置１は、また制御装置３６（図３に概略的に示す。）と、一対の力センサ、典型的にはロードセル３７（図３に概略的に一つのみ示す。）とを有している。各力センサ３７は、制御装置３６に接続され、フレーム８の軸受け１４に作用する力の強度、すなわちローラ３とローラ４間で交換される圧縮力を即座に検知するように、フレーム８とそれぞれの軸受け１４との間に介設するのが好ましい。
【００１９】
図３に概略的に示すように、制御装置３６は、各電磁石３０に対して、それぞれのコイル３１に電流量可変な直流と交流の電流を送るための供給装置３８（図３では一つのみ示す。）を有する。各供給装置３８は、それぞれのコンパレータ３９（図３では一つのみ示す。）の出力により制御される。装置４０（図３では一つのみ示す。）により発生する基準値とセンサ３７により検出される力の値との差を即座にゼロにするように、装置３８を制御している。
【００２０】
次にエンボス加工装置１の作用を主に図３を参照して説明する。
【００２１】
実際の使用に際しては、前記駆動装置（不図示）が駆動ローラ３を回転させ、該駆動ローラ３は次に従動ローラ４を回転させる。そしてエンボスローラ３と４が公称回転速度に達すると、公知の供給装置（不図示）はローラ３と４の間に金属箔のストリップ２を供給する。
【００２２】
軸２５，２６，２７の回りに支持部１６が揺動できる能力により、実際の使用に当たって、ローラ３の固定位置に対して自動的にローラ４の位置を調整することができる。そのため歯７のどんな不正確な噛み合わせでも、自動的に矯正される。
【００２３】
金属箔のストリップ２をエンボス加工する際、フレーム８の各軸受け１４に作用する力は、常に装置４０より発生する基準値と等しくなるように維持される。二つの軸受け１４は同じか異なる基準値を有していてもよい。通常、二つの異なる基準値は、ローラ３と４の間で、かつ、それらに対して非中心位置にストリップ２を供給するときに、使用される。
【００２４】
他の実施形態では、前記基準値は、ストリップ２の種類、ストリップ２の供給位置、及びローラ３と４の回転速度に応じて、装置４０によって発生する。
【００２５】
図示しない他の実施形態では、エンボス加工装置１は、一対の支持部１６を有している。各支持部１６は、ローラ４のそれぞれの軸受け２３を支持し、それぞれの球状の連結部によってフレーム８に連結されている。そのため、一方の軸受け２３は、他方の軸受け２３の位置とは半ば独立して自動的に調整することができる。
【００２６】
図示しないさらに他の実施形態では、支持部１６は、弾性もしくは空気圧の押圧手段により、フレーム８に押し付けられる。押圧手段は、支持部１６に接続され、このため支持部１６の位置を自動調整することが可能である。
【００２７】
図１に示す球状連結部２４は、支持部１６を軸２５，２６，２７の回りに自由に揺動させることができる他のどのようなタイプの連結部に置き換えてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、フレームに第２エンボスローラを連結するために３自由度を有する機械的連結部を含むようにしたので、構造が簡単で安価に製造できる。また、運転中にローラの軸位置を自動的に調整することができるので、どんなエンボスローラの不正確な噛み合わせでも、自動的に矯正され、エンボス加工不良がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による装置の好ましい実施形態の一部破断断面図。
【図２】 図１の一部破断部分断面図。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。
【符号の説明】
１ エンボス加工装置
２ ストリップ
３，４ エンボスローラ
８ フレーム
１３ 第１支持部
１６ 第２支持部
２４ 連結部
３０，３３，３５ 磁力発生手段
３０ 電磁石
３３ 本体部
３５ 調整手段
３６ 制御手段
３７ センサ

Claims (8)

1. フレーム（８）と、
   第１及び第２のエンボスローラ（３）及び（４）と、
   前記フレーム（８）と一体であって前記第１エンボスローラ（３）を回転可能に支持する第１支持部（１３）と、
   前記第２エンボスローラ（４）を回転可能に支持する少なくとも一つの第２支持部（１６）と、
   前記フレーム（８）に前記第２エンボスローラ（４）を連結するために３自由度を有する機械的連結部（２４）とからなるエンボス加工装置において、
   前記３自由度を有する機械的連結部（２４）は、球状の連結部（２４）からなり、
   前記第２支持部（１６）は、前記フレーム（８）に前記球状の連結部（２４）によって連結され、
   前記球状の連結部（２４）は、前記第２エンボスローラ（４）の中央部に対峙した一つの固定点（２８）を通って延びる互いに直行する３軸（２５、２６、２７）の回りに前記第２支持部（１６）が揺動することができるようにしている
   ことを特徴とするエンボス加工装置。
2. 前記第１エンボスローラ（３）は駆動ローラであり、前記第２エンボスローラ（４）は従動ローラであり、これらの第１及び第２エンボスローラ（３，４）はそれぞれ相互に噛み合うエンボス加工用形状（７）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記第２支持部（１６）と前記フレーム（８）との間に吸引磁力を生じさせるための磁力発生手段（３０，３３，３５）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記磁力発生手段（３０，３３，３５）は、前記球状の連結部（２４）に対して対称に前記フレーム（８）に設置された一対の電磁石（３０）を含むことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記磁力発生手段（３０，３３，３５）は強磁性材料からなる一対の本体部（３３）を含み、該各本体部（３３）は前記第２支持部（１６）の中にそれぞれ位置し、前記一対の電磁石（３０）のそれぞれに対向していることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記それぞれの電磁石（３０）と強磁性材料の本体部（３３）は所定幅の隙間（３４）を形成し、前記磁力発生手段（３０，３３，３５）は、前記第２支持部（１６）に対して前記強磁性材料の本体部（３３）の位置を調整することによって、前記所定幅を調整する調整手段（３５）を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記吸引磁力の強度を調整するために前記磁力発生手段（３０，３３，３５）に接続された制御手段（３６）を含むことを特徴とする請求項３から６のいずれかに記載の装置。
8. 前記制御手段（３６）に接続され、運転時に前記第１と第２のエンボスローラ（３）と（４）の間に作用する力の値を検知する少なくとも一つのセンサ（３７）を含むことを特徴とする請求項７に記載の装置。

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