JP4911627B2 - 製函機の折込み装置 - Google Patents

Description

本発明は、折畳み箱を形成するために使用される紙、板紙、プラスチック、波形ボール紙、または、これらに類似する素材の製函用ブランク材を折り曲げる折込み装置（フォールディング装置）に関するものである。

本発明はまた、本発明による折込み装置を含んでいる製函機（フォルダー・グルアー：フォールディング・グルーイング装置）に関連している。

所与の素材の折畳み箱の折込みを実施するために、「製函機（フォルダー・グルアー）」と呼称される機械で上述の素材のブランク材を加工することは周知である。

１箱分のブランク材は、通常、２つの主要面を含んでおり、そのうちの第１面は内側面と呼ばれ、製函後の箱の内側を形成するためのものであり、第２面は外側面と呼ばれ、製函後の箱の外側を形成するためのものである。

製函機で多数のブランク材が流動する方向に関して、各ブランク材の前端とは製函機に真っ先に入る横断方向の辺のことであり、各ブランク材の後端とは製函機に最後に入る横断方向の辺のことである。同様に、ブランク材の左端とは製函機の長手方向軸線の左側に位置する側辺のことであり、ブランク材の右端とは製函機の長手方向軸線の右側に位置する側辺のことである。

製函機では、ブランク材の折込み動作は製函機の中を搬送している最中に達成されるが、その際、ブランク材の両側の位置で複数の折り曲げ器具を使って一緒に作業をさせる。ブランク材の内側面の側に置かれる器具は内側器具と呼ばれ、ブランク材の外側面の側に置かれる器具は外側器具と呼ばれる。

折込み動作の最後に、ブランク材は長手方向軸線沿いの互いに隣接した３つの部分、すなわち、第１パネル、折り目、第１パネルの上に折り重ねられる第２パネルに分割される。便宜上、この言い回しはブランク材に対して使うことにするが、すなわち、折込み動作の前の段階で使われる。第１パネルは、旋回軸線および旋回半径によって規定される上述の折り目によって、第２パネルに連結されている。折り目の旋回軸線および旋回半径はそれぞれに、折り曲げ軸線および折り曲げ半径と呼ばれる。

通常、コンベアーは製函機の入口から出口に向けて実質的に平坦な経路に沿ってブランク材を搬送する。折込み動作中は、内側器具は長手方向軸線の方向の折り目に沿ってブランク材の内側面を押圧し、外側器具は第１パネルの外側面を押圧する。ブランク材の搬送中は、外側器具は第１パネルに曲げ力を及ぼすが、この曲げ力が第１パネルの前端に付与されることで、第１パネルが折り曲げ軸線を中心として旋回する。この従来公知の折込みプロセスでは、折り目の位置と幾何学的形状は制御するのが困難であり、とりわけ、0度と90度の間の折込み制御が困難であり、これは折畳み箱を製造する際の偏角の原因となり、従って、品質上の問題を生じる。このような問題は、折り曲げられるパネルが硬い場合には特に深刻であり、ブランク材が波形ボール製函材である場合に顕著である。

従って、本発明の目的は、製函機においてブランク材の折込み作業を向上させることである。

この目的を達成するための発明が、請求項１に記載の折込み装置である。すなわち、本発明は、製函機の内部を流動する紙、板紙、プラスチック、波形ボール紙、または、これらに類似する素材の製函用ブランク材を折り曲げる折込み装置であって、この折込み装置は内側器具と外側器具を備え、内側器具は外側器具と協働するように嵌合してブランク材に長手方向軸線の方向の折り目を形成するようになっている。前記折込み装置は、支持ガイドを更に備え、前記支持ガイドが前記内側器具と協働するように嵌合して両者の間に折り目を挟むようになっている。本発明の新規な設計のおかげで、折り目を形成している間、折り目はガイドにより案内および支持される。これにより、折り目の位置と幾何学的特長を安定させることができるようになり、従って、製函後の箱の品質を向上させることができる。

本発明の上記以外の特性および利点は、添付の図面を照会している各種実施形態の説明を読めば一層明確に理解することができる。

図１ａから図１ｃは、本発明による折込み装置を製函用ブランク材１０の折込み動作の一例と併せて、簡略化した態様で例示している。ブランク材１０は内側面１１と外側面１２を含んでいる。ブランク材１０はまた、互いに隣接し合う長手方向軸線沿いの３つの部分、すなわち、第１パネル１０ａ、折り目１０ｃ、および、第２パネル１０ｂを更に含んでいる。この実施形態では、互いに対向するベルトコンベアー５ａ、５ｂが水平面に置かれたブランク材１０を実質的に直線状の経路６（図３を参照のこと）を辿って搬送する。ベルトコンベアーは上位コンベアー５ａと下位コンベアー５ｂを含んでいる。ブランク材１０を搬送するために、第２パネル１０ｂは上位コンベアー５ａのベルトと下位コンベアー５ｂのベルトとの間で締め付けられる。

図１ａは、ブランク材１０が本発明による装置の入口に在るのを例示している。その位置ではブランク材１０は平坦であり、すなわち、ブランク材１０の３つのそれぞれの長手方向軸線沿いの部分１０ａ、１０ｃ、１０ｂが共通の水平面に存在する。内側折込み器具２が長手方向軸線沿いの折り目１０ｃの位置でブランク材の内側面１１の側でブランク材を押圧する。この実施形態では、内側器具２は複数ローラーを含んで構成された傾斜面（詳細は図５を参照のこと）が長手方向軸線の方向に配向された形状を有している。外側折込み器具３の面３ａが第１パネル１０ａの外側面を押圧し、特にブランク材の左端に近接した位置で押圧するのが好ましい。この実施形態では、外側器具３は合成材から作成された折込み用の刃であって、捩れた細い棒状部材からできており、この細い棒状部材が左側に向かう曲線を描くことにより、面３ａは螺旋面を形成する。この螺旋面３ａの軸線は、折込み軸線と一致する（図３を参照のこと）。ブランク材が流動している間、折込み用の刃３がパネル１０ａに曲げ力を付与するが、この曲げ力はブランク材の前端に向けて供与される。

本発明によると、折込み装置は支持用ガイド４を備えている。折込み動作の間、支持用ガイド４がブランク材の外側面１２の側で長手方向軸線沿いの折り目１０ｃを押圧することで、折り目１０ｃが内側器具２と支持用ガイド４の間の挟まれる。この実施形態では、支持用ガイド４は金属製の棒であって、その長手方向軸線沿いの面が機械加工により螺旋面４ａに成形されている。螺旋面４ａの母線は、折り目１０ｃの折り曲げ軸線と一致する軸線の周囲を巻いている線分である。

図１ａの位置では、縦断面と螺旋面４ａとの交線は水平な線分である。

図１ｂは、ブランク材１０が本発明による装置の後半部の位置に在るのを例示している。その位置では、ブランク材１０はＶ字型であり、第２パネル１０ｂは、まだ水平のままであるが、第１パネル１０ａは水平方向に対して角度「ａ」だけ傾斜しており、図では角度「ａ」は60度に等しいように例示されている。内側折込み器具２は依然、長手方向軸線の方向の折り目１０ｃの位置の、ブランク材の内側面１１の側を押圧したままであり、また、外側折込み器具３も依然、第１パネル１０ａの外側面を押圧したままである。支持用ガイド４は依然、長手方向軸線の方向の折り目１０ｃの、ブランク材の外側面１２の側を押圧したままである。その位置では、横断方向の断面と螺旋面４ａとの交差部の線分は、水平方向に対して角度「ｂ」だけ傾斜しているが、この場合の角度「ｂ」は30度に等しい。

図１ｃは、ブランク材１０が本発明による装置の出口の位置に在るのを例示している。その位置では、ブランク材１０は正方形の形状を呈し、第２パネル１０ｂは依然と水平に維持されているが、第１パネル１０ａの角度「ａ」は90度に等しい。内側折込み器具２は依然として長手方向軸線の方向の折り目１０ｃの位置で、ブランク材の内側面１１の側を押圧し続けており、外側折込み器具３は依然として、第１パネル１０ａの外側面を押圧し続けている。支持用ガイド４は依然として、長手方向軸線の方向の折り目１０ｃの、ブランク材の外側面１２の側を押圧し続けている。その位置では、横断方向の断面と螺旋面４ａとの交差部に形成されている線分の角度「ｂ」は45度に等しい。

図１ａから図１ｃに例示されている実施形態はブランク材の折込み処理を三箇所だけで示したものにすぎず、折込み処理は連続動作であるため、角度「ａ」と角度「ｂ」は本発明による折込み装置によりブランク材が流動している間ずっと連続して増大する態様で変動するのは言うまでもない。この実施形態では、角度「ａ」は角度「ｂ」の２倍に等しい。換言すると、角度「ａ」が0度から90度まで変動するにつれて、角度「ｂ」は、それに比例して0度から45度まで変動する。

図２aから図２ｃは、先行技術による折込み装置をブランク材１００の折込み処理の実施形態と一緒に簡略化した態様で例示したものである。比較することを目的として、横断方向の各断面はどれも図１の上述の横断方向の各断面と同じものである。ブランク材１００は内側面１１０および外側面１２０を有しているが、このブランク材１００には長手方向軸線沿いに互いに隣接し合う３つの部分、すなわち、第１パネル１００ａ、折り目１００ｃ、および、第２パネル１００ｂが含まれている。ベルトコンベアー５０ａ、５０ｂは水平面に置かれたブランク材１００を実質的に直線状の経路を辿って搬送する。ベルトコンベアーは上位コンベアー５０ａおよび下位コンベアー５０ｂを有している。ブランク材１００を搬送するために、第２パネル１００ｂが上位コンベアー５０ａのベルトと下位コンベアー５０ｂのベルトの間で締め付けられる。

図２ａは、ブランク材１００が先行技術による装置の入口の位置に在るのを例示している。その位置では、ブランク材１００は平板状であり、すなわち、ブランク材の３つのそれぞれの長手方向軸線沿いの部分１００ａ、１００ｃ、１００ｂが同一水平面内にある。内側折込み器具２０は長手方向軸線沿いの折り目１００ｃの位置でブランク材の内側面１１０を押圧している。外側折込み器具３０はブランク材の左端に近接した位置で第１パネル１００ａの外側面を押圧している。ブランク材が流動している間、外側折込み器具３０は曲げ力をパネル１００ａに付与するが、この曲げ力はブランク材の前端に加わる。

先行技術では、折込みガイド４０が長手方向軸線沿いの折り目１００ｃに近接した位置で第１パネル１００ａの外側面を押圧しており、この時、折り目に接触することは無かった。同様に、下位コンベアー５０ｂのベルトが長手方向軸線沿いの折り目１００ｃに近接した位置で第２パネル１００ｂの外側面を押圧し、やはりこの時、折り目に接触することは無かった。従って、折り目１００ｃは外側面１２０の側では支持されてはいなかったことが分かる。

折り目の形成中は折り目そのものが支持されていないという実情では高精度に折込み動作を制御することはできず、これは、折り曲げの旋回軸線の位置や折り曲げの旋回半径などのような、折り目の幾何学的特長がブランク材ごとに異なる場合があることを意味しており、このようなことは高い製造品質を得るには容認できないことである。先行技術では、折込みガイド４０は折畳みベルトであり、第１パネル１００ａの外側面と接触しているベルト面は参照番号４０aと示されている。図２ａの位置では、横断方向の断面とベルト面４０ａとの交差部は水平方向に延びる線分である。

図２ｂは、ブランク材１００が先行技術による装置の別な位置に在るのを例示している。その位置では、ブランク材１００はＶ字型であり、第２パネル１００ｂは依然として水平に維持されているが、第１パネル１００ａは水平方向に対して角度「aa」だけ傾斜しており、角度「aa」は60度に等しい。内側折込み器具２０は長手方向軸線沿いの折り目１００ｃの位置でブランク材の内側面１１０の側を押圧しており、外側折込み器具３０は第１パネル１００ａの外側面をブランク材の左端に近接した位置で押圧している。先行技術では、折込みガイド４０は、第１パネル１００ａの外側面を長手方向軸線沿いの折り目１００ｃに近接した位置で押圧しており、折り目に接触することはなかった。その位置では、横断方向の断面とベルト面４０ａとの交差部は、水平方向に対して角度「bb」だけ傾斜した線分であり、角度「bb」は60度に等しい。

図２ｃは、ブランク材１００が先行技術による装置の出口の位置に在るのを例示している。その位置では、ブランク材１００は正方形（直角）の形状を呈し、第２パネル１００ｂは水平であるが、第１パネル１００ａの角度「aa」は90度に等しい。内側折込み器具２０は長手方向軸線沿いの折り目１００ｃの位置でブランク材の内側面１１０の側を押圧しており、外側折込み器具３０は第１パネル１００ａの外側面をブランク材の左端に近接した位置で押圧している。先行技術では、折込みガイド４０は第１パネル１００ａの外側面を長手方向軸線沿いの折り目１００ｃに近接した位置で押圧しており、折り目に接触することはなかった。その位置で、横断方向の断面とベルト面４０ａとの交差部に形成された線分の角度「bb」は90度に等しい。

図２ａから図２ｃに例示されている先行技術はブランク材の折込み処理を３つの位置でのみ示しているにすぎないが、言うまでもなく、この折込み処理は連続して行われるため、ブランク材が流動中は、角度「aa」と角度「bb」は連続して増大する態様で変動する。更に、ベルト４０は折込み動作全体を通してパネル１１０に追従し、換言すると、折込み動作中はベルト面４０ａは第１パネル１００ａの外側面と接触したままであり、その結果、角度「aa」は角度「bb」に等しい。

図３は、本発明のよる折込み装置の正面図を例示している。矢印６は製函機（フォルダー・グルアー）において、製箱用ブランク材が流動する方向を例示しており、その方向は製函機の長手方向の軸線と平行である。矢印Ｅは装置の入口を示しており、矢印Ｓは出口を表している。入口Ｅと出口Ｓの間には、折込み用の刃３が軸線７の第１刃部分を形成して、パネル１０ａを0度から90度の間で折り込むのに備えている。軸線７はブランク材１０の折り曲げ用の旋回軸線である。出口Ｓの後ろでは、折込み用の刃３は、第１刃部分と相補形の第２刃部分によって細長くなっており、パネル１０ａを90度から180度の間で折り込むのに備えている（特に図４を参照のこと）。これに代わる例として、折込み用のベルト（図示せず）によって、パネル１０ａを90度から180度の間で折り込むのを実施するようにしてもよい。

入口Ｅと出口Ｓの間では、螺旋面４ａの母線と水平面との間に形成された角度が連続して増大する態様で、入口の0度から出口の45度まで変動する。複数ローラーを含んで構成された傾斜面２の複数のローラー２ａが折込み用の旋回軸線７に平行な軸線上に整列する。本発明による装置では、折り目１０ｃが内側器具２と支持ガイド４との間に挟まれるが、そうするために、複数のローラー２ａが折り目１０ｃの内側面１１と接触する点が、螺旋面４ａが折り目１０ｃの外側面１２と接触する線に対して表裏正反対の位置にくるようにする。

複数のローラー２ａの接触点が螺旋面４ａの接触線から離隔する距離は、折り込まれるブランク材の厚さ「ｅ」（図７を参照のこと）に応じて調節することができる。

搬送ベルト８が螺旋面４ａに沿って案内され、ブランク材の折り目１０ｃが内側器具２とベルト８との間に挟まれるようにするのが有利である。この実施形態では、支持ガイド４が搬送ベルト８を有しており、この部材が螺旋面４ａの形状を呈する。

図４は、本発明による折込み装置と、製函機の一部とを例示している。明瞭にするために、上位コンベアー５ａは図示されておらず、下位コンベアー５ｂの２本のベルトのみが図示されている。折込み用の刃３は全体が図示されている。本発明による装置では、入口Ｅに到着したブランク材１０は傾斜面２の複数のローラー２ａと螺旋面４ａとの間に挟まれるが、その位置は、長手方向軸線沿いの折り目１０ｃが形成されなければならない位置である。装置を出る時には、ブランク１０は90度に折り込まれており、換言すると、第１パネル１０ａが第２パネル１０ｂに対して直角を形成している。その後の折込み動作、すなわち、第１パネル１０ａを90度から180度まで折り込む処理は、従来どおりの態様で実施されるので、ここでは詳細は説明しない。

図５は、複数ローラーを含んで構成された傾斜面２が内側器具として使用されているのを例示している。ローラー２ａは、各々が軸線２ｃを中心として回転自在に取付けられている（図６ａから図６ｃを参照のこと）。軸線２ｃは全部、長手方向軸線沿いの同一平面内に存在する。取付け部材２ｂは製函機に傾斜面を取付けるように意図されたものである。

図６ａから図６ｃは、図５の縦断平面Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃに沿って破断した縦断面で傾斜面２を図示している。これらの縦断平面は図３の縦断平面と同一である。複数ローラー２ａの回転軸線２ｃの水平方向に対する傾斜は、傾斜面２の全長に亘って、どのローラーと別なローラーまででも一定である。

図７は、縦断平面Ｂ−Ｂに沿って破断された縦断面を図示しており、ローラー２ａがブランク材１０の折り目１０ｃと接触している点が内側器具２と支持ガイド４の間に挟まれているのを示している。ローラー２ａの周辺は丸みを帯びた形状を呈している。このような丸みを帯びた形状は、半径Ｒの円Ａ１の、中心を中心７'とした角度αの円弧である。半径Rは折り目１０ｃの折り曲げ旋回半径である。この実施形態では、半径Rは0.75 mmに等しく、角度αは150度に等しい。全部のローラー２ａの中心７'を通る直線が折り曲げ旋回軸線７を規定している。従って、ローラー２ａがブランク材１０と接触する点は円Ａ１に包含された円Ａ２の円弧を形成し、換言すると、円Ａ２の半径と中心は円Ａ１のものと同じであるが、Ａ２の角度はＡ１の角度よりも小さく、すなわち、円Ａ２の角度はβである。角度βも、ブランク材の流動方向に対して垂直な平面においてローラー２ａの接触点を投射することにより得られる円の円弧の角度であると定義することができる。

角度βの２等分線が、縦断面Ｂ−Ｂと螺旋面４ａとの交差部に形勢される線分に直交するのが有利である。その特性は、本発明による折込み装置に沿って破断して得られる全ての縦断面に見られる特性である。その特性のおかげで、折り目１０ｃは折り目形成処置の全工程でガイドによって案内される。

図３の一断面に応じてブランク材の一部と本発明による装置の一部を例示した縦断面図である。 図３の別な一断面に応じてブランク材の一部と本発明による装置の一部を例示した縦断面図である。 図３の更に別な一断面に応じてブランク材の一部と本発明による装置の一部を例示した縦断面図である。 ブランク材の一部と先行技術による装置の一部を例示した、図１ａに類似している縦断面図である。 ブランク材の一部と先行技術による装置の一部を例示した、図１ｂに類似している縦断面図である。 ブランク材の一部と先行技術による装置の一部を例示した、図１ｃに類似している縦断面図である。 本発明による装置を例示した正面図である。 本発明による装置を製函機の一部と一緒に例示した斜視図である。 内側器具を例示した正面図である。 図５の一断面に応じて内側器具を例示した縦断面である。 図５の別な一断面に応じて内側器具を例示した縦断面である。 図５の更に別な一断面に応じて内側器具を例示した縦断面である。 ブランク材の一部と本発明による装置の一部を例示した縦断面図である。

Claims (10)

1. 製函機の内部を流動する紙、板紙、プラスチック、波形ボール紙、または、これらに類似する素材の製函用ブランク材を折り曲げる折込み装置であって、
   前記折込み装置は内側器具（２）と外側器具（３）を備えており、前記内側器具（２）は前記外側器具（３）と協働するように嵌合してブランク材（１０）に長手方向軸線の方向の折り目（１０ｃ）を形成し、したがって、前記長手方向軸線の方向の折り目（１０ｃ）によって互いに連結された、前記長手方向軸線の方向の２つのパネルに前記ブランク材（１０）を分割するようになっている折込み装置において、
   前記折込み装置は、支持ガイド（４）を更に備えており、
   前記支持ガイド（４）には螺旋面（４ａ）を含んで構成された長手方向軸線の方向の面が設けられており、
   前記支持ガイド（４）が、前記内側器具（２）と協働するように嵌合して、前記内側器具（２）と前記支持ガイド（４）との間に前記長手方向軸線の方向の２つのパネルを挟むことなしに、前記内側器具（２）と前記支持ガイド（４）との間に前記折り目（１０ｃ）を挟むようにした、
   ことを特長とする装置。
2. 前記内側器具（２）は前記ブランク材（１０）の内側面（１１）を押圧するように嵌合し、前記外側器具（３）はブランク材（１０）の外側面（１２）を押圧するように嵌合し、前記支持ガイド（４）は前記長手方向軸線の方向の折り目（１０ｃ）の外側面（１２）を押圧するように嵌合するとともに、内側器具（２）は長手方向軸線の方向の折り目（１０ｃ）の内側面（１１）を押圧することができることを特長とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記内側器具（２）は複数のローラー（２ａ）を含んで構成された長手方向軸線の方向の傾斜面（２）であることを特長とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記螺旋面（４ａ）は、前記折り目（１０ｃ）の折り曲げ旋回軸線の周囲を取り巻く母線によって形成されていることを特長とする、請求項１に記載の装置。
5. 前記折込み装置は、その横断方向の断面と前記螺旋面（４ａ）との交差部が線分を形成することを特長とする、請求項１または請求項４に記載の装置。
6. 前記複数のローラー（２ａ）が前記折り目（１０ｃ）の前記内側面（１１）と接触する点は、前記螺旋面（４ａ）が折り目（１０ｃ）の前記外側面（１２）と接触する線に対して表裏正反対の位置にくることを特長とする、請求項１、請求項４、請求項５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記複数のローラー（２ａ）が接触する前記点を前記螺旋面（４ａ）が接触する前記線から離隔する距離は、前記ブランク材（１０）の厚さに応じて調節することができることを特長とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記ローラー（２ａ）が接触する前記点を、前記ブランク材（１０）の流動する方向に対して垂直な面に投射することで、或る円についての角度βの円弧を形成することを特長とする、請求項６または請求項７に記載の装置。
9. 前記角度βの２等分線は、前記折込み装置の横断方向の断面と前記螺旋面（４ａ）との交差部に形成される線分に対して垂直であることを特長とする、請求項８に記載の装置。
10. 前記支持ガイド（４）は、搬送ベルト（８）を有していることを特長とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の装置。

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