JP5748857B2 - チェーンセット型テンショナを有するシート形態の要素の処理機械 - Google Patents

Description

本発明は、チェーンセット型テンショナを有するシート形態の要素の処理機械に関する。

本発明は、有利には、包装材の製造のための紙又は厚紙のシートをコンバート加工（convert ）する機械の分野に利用できるが、これには限定されない。

シート形態の要素の処理機械は、場合によってはシートをコンバート加工するプラテンプレスを有するワークステーションを含む一連のワークステーションを有する。

事実、シート形態の要素を処理する機械において紙又は厚紙のシートをコンバート加工する作業を実施することが慣例である。これは、例えば、ホットスタンピングにより、即ち、圧力を用いて１枚又は２枚以上の打ち抜きストリップから取られた着色又は金属化フィルムを被着させることによってテキスト及び／又はパターンの印刷を含む印刷作業であるのが良い。また、これは、エンボス加工又は罫入れを更に含む場合があり、これは、レリーフをシートに型押しするためにシートを変形させることを意味している。これは又、シートを切断してこれを１つ又は２つ以上のコピーにコンバート加工するための切断を含む場合がある。業界では、かかるコンバート加工作業は、通常、シートが１度に１枚導入される堅形プラテンプレスを用いて実施される。

図１に概略的に示されている機械の実施例では、各シートをコンバート加工する作業は、プラテンプレスを有するワークステーション３００において、水平に固定されたプラテンと垂直往復運動を行うことができるよう設けられたプラテンとの間で実施される。他のステーションは、例えば、切断後に屑を排出除去する作業又は切断後にコピーを分離する作業又はコピー若しくはコンバート加工シートを受け入れる作業を実施することができる。シート形態の要素を処理するこの種の機械は、自動化されているので、各シートをワークステーションの各々に次々に運ぶためにコンベヤ手段が設けられている。

事実、これは、通常、グリッパ７０を備えた一連の横方向バーである。これら横方向バーは、グリッパバーと通称されており、各横方向バーは、シートの前縁部を掴み、その後、これを機械の種々のワークステーション中に次々に引き込む。
グリッパバー７０の端部は、各々、チェーンセット８０と通称されているループを形成する側方チェーンに連結されている。欧州特許第４４８，９４３（Ｂ）号明細書及び同第６８０，９０６（Ｂ）号明細書は、グリッパバー及びチェーンセットの例示の実施形態を詳細に説明している。

チェーンセット８０に伝達される運動により、グリッパバー７０の全ては、静止位置から始動し、加速し、最大速度に達し、減速し、次に停止状態になり、かくして、或る１つのワークステーションから次のワークステーションへのシートの移送に対応した加速及び速度サイクルを行う。各ステーションは、機械サイクルと通称されているこのサイクルと同期してその作業を実施する。移動量、加速度、速度、力は、横軸に０°〜３６０°を取った機械サイクルに対応した曲線で表される場合が多い。この種の曲線の横座標値は、プレスアングル（ＡＭ）と通称されている。図１に概略的に示されている機械は、８本のグリッパバー７０を有する。その結果、この機械では、グリッパバーは、８つの機械サイクルごとに所与の位置を占めることになる。

振動現象がチェーンセット８０に沿って生じ、これらの動的挙動を乱す。これら振動現象を制限するため、チェーンセット８０のためのテンショナとして働くばねが用いられ、かかるばねは、力をチェーンと接触状態にある案内装置に加え、例えば、案内装置は、プーリであることが可能である。

機械生産速度の増大により、グリッパバー７０及びチェーンセット８０は、ますます高い機械的応力を受け、従って、ますます強固でなければならなくなっている。振動現象も又、より激しくなっており、それにより、増大する張力を加えるますます強力なばねが使用されるようになっており、これにより、チェーンセット８０に加わる機械的応力が一段と増大し、それにより、ばねの有効寿命が短くなる一方で破断又は破損の恐れが増大している。そこで、チェーンセット８０を補強し、従って各サイクル中、チェーンセットを加速させたり減速させたりする駆動及び制動要素の動力を増大させることが必要になっている。

欧州特許第４４８，９４３（Ｂ）号明細書 欧州特許第６８０，９０６（Ｂ）号明細書

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、チェーンセット８０に沿う振動現象を減少させるよう装置を改良することにある。

上述の技術的課題の解決手段では、本発明によれば、シート形態の要素の処理機械は、請求項１に記載された特徴を全て組み合わせ状態で有する。

本発明は又、以下の説明中に明らかになり、しかも単独で又は技術的に実行可能な組み合わせの状態で検討されるべき特徴に関する。

非限定的な例として与えられているこの説明は、本発明の内容についての良好な理解及び本発明の具体化の仕方についての良好な理解を提供するものである。

シート形態の要素を処理する機械を極めて概略的に示す図である。 プラテン型打ち抜き機械を示す図である。 本発明の特定の一実施形態を上から見た略図である。 本発明の特定の一実施形態の概略側面図である。

本明細書全体を通じて、「シート」若しくは「シート形態の要素」又は「シート状要素」という用語は、極めて一般的に言ってシートの形態、例えば厚紙、紙、プラスチック等のシートの形態の任意の印刷支持体又は基材を意味している。

図１は、シートのコンバート加工のためのプラテンプレスを示している。この処理機械１は、従来通り、数個のワークステーションで構成され、これらワークステーションは、ユニット組立体を形成するために互いに別個独立の状態で並置されている。かくして、供給ステーション１００、供給ボード２００、プラテン型コンバート加工装置３００、屑排出ステーション４００及び受入ステーション５００が存在する。

図２は、従来型打ち抜き機械を概略的に示している。供給ステーション１００は、複数枚のシート１０、例えば厚紙のシートが積み重ねられたパレット１０１から供給が行われる。これらシートは、グリッパ部材によってスタックの頂部から連続的に取り出され、グリッパ部材は、これらシートをすぐ隣の供給ボード２００に運搬することができる。或る特定の機械では、シートは、スタックの底部から取り出される。注目されるべきこととして、かかる供給ステーション１００及び供給ボード２００は、全くの標準型であり、従って、分かりやすくするために、これらは、ここでは詳細には示されていない。

供給ボード２００のところでは、シート（１０）は、グリッパ部材によって直接層の状態に置かれ、このことは、これらシートが部分オーバーラップをなした状態で次々に置かれるということを意味している。次に、層全体をプラテン型コンバート加工装置３００に向かって駆動する。このために、従来のベルト型コンベヤシステムが用いられ、このコンベヤシステムは、この場合も又、分かりやすくするための自明な理由で、図示されていない。先頭シートは、層の終わりのところにおいて、例えば前把持具及び側把持具を用いて正確に体系的に位置決めされる。

図２に概略的に示されている機械では、供給ボード２００のすぐ後ろに配置されたワークステーション３００は、プラテン型コンバート加工装置を有する。最後に、図２に示されている打ち抜き機械は、各シートを供給ボード２００の出口からワークステーション３００，４００を経て受入ステーション５００まで個々に動かすことができる運搬手段を有している。

図１に概略的に示されている機械の場合とちょうど同様、コンベヤ手段は、一連のグリッパバー７０を用い、これらグリッパバーは、打ち抜き機械の各側の側方に配置された２つのチェーンセット８０を介して横方向並進運動可能に設けられている。各チェーンセット８０は、グリッパバー７０がプラテンプレス３００、屑排出ステーション４００及び受入ステーション５００を連続して通過する軌道を辿ることができるようにするループ内で移動する。

機械内でのシートの処理プロセスは、受入ステーション５００のところで終わり、この受入ステーションの主要な機能は、コンバート加工されたシート１０をスタックの状態に形作って戻すことにある。図２に示されている打ち抜き機械の場合、シート１０は、打ち抜き作業を受けている。他の機械では、これらシートは、シート１０をプラテン型切断プレスで切断することによって得られたコピーである場合がある。これを行うため、コンベヤ手段は、シートがこの新たなスタックと一線をなす状態に戻り、従ってスタックの頂部上に真っ直ぐに落下するとシート１０又はコピーを自動的に放出するよう配置されている。

先行技術の処理機械では、２つのチェーンセット８０は、１つ又は２つ以上のテンショナにより生じる張力を受ける。このテンショナ又はこれらテンショナは、同様に好ましくは、チェーンセット８０の経路に沿って機械内に位置決めされるのが良く、そして力をチェーン案内装置、例えばプーリに加えるのが良い。テンショナ装置によりチェーン案内装置に加えられる力は、チェーンセット８０及びチェーンセットが駆動するグリッパバー７０の受ける最も大きな振動現象によって、即ち、機械の最大生産速度によって定められる。チェーンセット８０の摩耗によりこれらの動的挙動の質が落ちると、機械の生産速度を減少させなければならず又はテンショナの動力を増大させなければならない。大抵の場合、テンショナ装置は、牽引状態か圧縮状態かのいずれかで働くばねから成る。しかしながら、加えられる力は又、任意形式の戻し装置、例えば、ぶら下げ質量体によっても生じさせることができる。テンショナ装置は又、チェーンセットの摩耗及び膨張に起因して生じる遊びを吸収することができる。

先行技術の場合とちょうど同様、本発明のテンショナ装置は、チェーンセット８０の経路に沿う任意の場所に配置可能である。

本発明によれば、テンショナは、可変力を生じさせることができる少なくとも１つの駆動部材５０を有し、この可変力の大きさは、機械の瞬時生産速度で決まる。このことは、テンショナが動的であり、しかも機械の生産速度に従って案内装置に常時加えられる力に適合することを意味している。これは、チェーンセット８０に沿う振動が機械生産速度の関数として増大し、張力をそれに応じて調節しなければならないことを意味している。

したがって、これを行うため、テンショナ装置は、代表的にはモータである駆動部材５０を有する。任意形式のモータを使用することができるが、有利には、リニアモータが用いられる。これは、テンショナ装置により加えられる力を制御することが望ましいからである。この場合、従来型モータは、運動の面で制御され、かかる従来型モータは、閉ループ制御により調節されるチェーンセットに働く張力の測定を必要とし、これに対し、電流によるリニアモータ制御は、モータにより加えられる力の直接的制御、かくしてチェーンセットに働く張力の直接的制御と同等である。その結果として、電流により制御されるリニアモータを用いることによって、開ループ制御を利用して調節できるチェーンセット８０の張力を測定する必要がもはやなくなる。

したがって、チェーンセット８０の張力は、機械の瞬時生産速度の関数でもあり、これにより、振動現象に対する効果的な保護が得られると同時にチェーンセット８０に加わる応力が制限される。それにより、チェーンの摩耗を遅くし、チェーン寿命を大幅に延ばすことが可能であり、これは重要である。

図３及び図４は、本発明の例示の一実施形態を概略的に示しており、この実施形態では、テンショナ装置は、図１及び図２のワークステーション５００に対応した機械の排出ステーションのところに配置されている。

本発明の動的テンショナは、チェーンセット８０ごとに１つの駆動部材を有するのが良く又は変形例として図３に示されている特に有利な実施形態の場合のように、力を２つの案内装置９０に同時に加えることによって両方のチェーンセット８０に張力を同時に生じさせる単一の駆動部材５０を有しても良く、これらは、１つのチェーンセット８０ごとに１つ設けられる案内装置である。

さらに、動的テンショナは、圧縮によって、即ち、チェーンセットへの押しつけによって張力をチェーンセット８０に加えることができ、又は、牽引によって、即ち、チェーンセットを引くことによって張力をチェーンセット８０に加えても良い。有利には、張力は、牽引によって加えられる。これは、図３に示されているように、この種の用途だけがベルト５５の使用を可能にするからであり、これに対し、圧縮では、より複雑で且つより高価な機械的手段の使用が必要である。

さらに、ベルト５５は、滑車装置５６、即ち、駆動部材５０によって生じた牽引力を減少させるプーリを有する装置と容易に協働できる。

図３に概略的に示されている本発明の動的テンショナの実施例では、チェーンセットの牽引力は、単一のリニアモータ５０により生じた力を２つのチェーン案内装置に加えることによって生じる。この力は、リニアモータ５０により生じる力を１／４に減少させる滑車装置５６と協働するベルト５５によって加えられる。これにより、それほど強力ではない、かくしてそれほど高価ではないリニアモータの使用が可能である。

図４は、本発明の特に有利な一実施形態を概略的に示しており、この実施形態では、テンショナ装置は、特定のチェーン案内装置に作用することによってチェーンセット８０に張力を生じさせ、かかるチェーン案内装置の端部のうちの一方は、機械のフレームに対して並進運動を行うことができる。この実施形態により、チェーンセット８０に相当大きな張力を生じさせることができると同時にチェーン案内装置の移動量を制限することができる。例えば、張力がチェーンセットの経路の上側部分の中央に配置されたプーリに加えられる場合、同じ張力をチェーンセット８０に生じさせるためには、図４に示された案内装置が行う移動量よりもプーリのはるかに大きな移動量が必要になる。

チェーン案内装置の２つの端部は、並進運動を行うことができるが、一方の端部だけを並進運動可能にし、チェーン案内装置を振り子レバーの端部に連結することが特に有利であり、振り子レバーの他端部は、フレームに固定されたピボットピン回りに自由に回転することができる。図４に示されているこの特定の実施形態により、チェーン案内装置の第２の端部は、並進運動に近い運動を行うことができると同時にチェーン案内装置の両方の端部が並進運動しか行うことができない実施形態と比較して、摩擦を大幅に減少させることができる。

オプションとして、テンショナ装置５０は、チェーン案内装置９０に加えられる実質的に一定な力Ｆｃを生じさせる少なくとも１つの戻し装置６５を更に有する。これは、チェーンセット８０に最小の張力を生じさせることが常に望ましいからである。この最小張力により、例えば、チェーンセット８０の摩耗又は膨張に起因して生じる遊びを吸収することができる。その結果、実質的に一定の力Ｆｃを生じさせる戻し装置６５が設けられていることにより、それほど強力ではない駆動部材５１の使用が可能であり且つこの駆動部材により消費されるエネルギーを節約することができる。加うるに、駆動部材５１又はその制御回路の故障の場合であっても、チェーンセットに存在するこの最小張力により、機械を依然として使用することができるが、生産速度は減少する。

図４では、図示の戻し装置は、圧縮状態で働くばねである。しかしながら、任意形式の戻し装置、例えば牽引力を重量の作用により加える質量体を用いることができる。

最後に、一連の図５ｂ〜図５ｅは、特に有利な実施形態を示している。図５ａは、瞬時機械生産速度が同一である場合に機械サイクル中における（従って、プレスアングルＭＡは、０°から３６０°まで変化する横軸である）力Ｆｖ（従って、Ｆｖは、曲線の立て座標である）の変化を示しており、この機械サイクル中、駆動部材５１により生じる下辺力Ｆｖは、この瞬時生産速度にのみ依存する。曲線は、局所的に直線であり、この機械サイクルにわたって一定であるＦｖの値は、このサイクル中、機械の生産速度にのみ依存する。

この場合、理解されるように、機械サイクル中、チェーンセット８０は、静止しており、従って、シート形態の要素１０をワークステーションでコンバート加工することができ、次に、チェーンセット８０が加速してシート形態の要素１０を運搬し、シート形態の要素１０が次のワークステーション内に正しく配置されると、減速して停止状態になる。その結果、チェーンセット８０内の振動現象は、機械サイクル中、大幅に変化する。振動現象は、チェーンセット８０が静止しているときにはゼロであり、チェーンセット８０が加速すると、急に増大し、次に減少する等する。したがって、駆動部材５１により生じる可変力Ｆｖは、機械の瞬時生産速度の関数として変化するだけでなく、機械サイクル中、０°から３６０°まで変化するプレスアングルＡＭの関数としても変化する。

かくして、図５ｂは、機械サイクル中、駆動部材５１により生じる可変力Ｆｖの変化を表しており、チェーンセットの振動現象がチェーンセットの加速時又は最高速度状態にある場合よりも減速時の方が弱いことを仮定すると、機械の生産速度は、かかる機械サイクルにわたり一定である。この方式では、駆動部材５１により生じる可変力Ｆｖは、チェーンセットが加速しているとき又はチェーンセットがこれらの最高速度の状態にあるときのみ最大の状態にある。この図は、エネルギー節約及びとりわけチェーンセット内の張力によりチェーンセットに加わる応力の非常に大きい減少具合を完全に示している。この種の制御により、チェーンセットの寿命をかなり延ばすことができると同時にチェーンの摩耗を減少させることができる。

図５ｃは、駆動部材５１により生じる可変力Ｆｖの変化が他のパラメータにも依存することを示している。図５ｃに対応した機械のチェーンセットは、図５ｂに対応した機械のチェーンセットよりも迅速に加速したり減速したりし、このことは、可変力Ｆｖの変化の勾配が急であることによって明らかである。

図５ｄ及び図５ｅは、機械サイクル中の振動現象の精緻な分析により、可変力Ｆｖがチェーンセット８０の寿命を最適化するために機械サイクル中においてより複雑な仕方で変化することができるようにすることができる。

図５ｂ〜図５ｅでは、駆動部材５１により生じる可変力Ｆｖは、値がゼロの場合がある。これは、これらの図が、テンショナ装置５０が上述したように実質的に一定の力Ｆｃを生じさせる戻し装置６５を更に有する実施形態に対応しているからである。したがって、図５ｄ及び図５ｅは、極めて効果的なテンショナ装置５０を備えた機械に対応している。

注目されるべきこととして、本発明との関連において、処理機械の技術的思想は、これら組立体のモジュール構造に鑑みて多種多様な実施形態に及ぶ。用いられるワークステーションの数、性状及びレイアウトに応じて、多種多様な処理機械を得ることが事実上可能である。

また、機械の説明との関連において上述したワークステーションとは異なる形式のワークステーションが存在することを強調することが重要である。例えば、切断ステーション、コピー分離ステーション、屑排出ステーション、打ち抜きストリップ供給ステーション等が考慮される。最後に、同一の処理ステーションが同一形式の数個のステーションを備えても申し分のないことは理解されなければならない。

Claims (9)

1. シート形態の要素（１０）を処理する機械であって、
   -複数のワークステーション（１００，２００，３００，４００，５００）と、
   -各シート（１０）を種々のワークステーション（３００，４００，５００）に次々に運搬するコンベヤ装置（７０）であって、前記シート（１０）の前縁部を掴むことができる複数の横方向グリッパバー（７５）の端部に連結された２つの側方チェーンセット（８０）を有するコンベヤ装置（７０）と、
   -前記チェーンセットに張力を生じさせる少なくとも１つのテンショナ装置（５０）と、
   -各チェーンセット（８０）について少なくとも１つのチェーン案内装置（９０）と、を有し、
   前記テンショナ装置（５０）は、大きさが前記機械の生産速度で決まる可変力（Ｆｖ）を生じさせることができる少なくとも１つの駆動部材（５１）を有し、前記可変力（Ｆｖ）は、前記チェーン案内装置（９０）のうちの１つに加えられるとともに、
   前記少なくとも１つのテンショナ装置（５０）は、実質的に一定の力（Ｆｃ）を前記チェーンセットに付与する少なくとも１つの戻し装置（６５）を更に有し、前記一定の力（Ｆｃ）は、前記駆動部材（５１）によって生じた前記可変力（Ｆｖ）と組み合わせて加えられる、シート形態の要素の処理機械。
2. 前記駆動部材（５１）は、リニアモータである、請求項１記載のシート形態の要素の処理機械。
3. 前記リニアモータ（５１）は、電流によって制御される、請求項２記載のシート形態の要素の処理機械。
4. 前記駆動部材（５１）によって生じた前記可変力（Ｆｖ）は又、プレス角度（ＡＭ）の関数として変化する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のシート形態の要素の処理機械。
5. 前記駆動部材（５１）により生じる前記可変力（Ｆｖ）が加えられる前記チェーン案内装置（９０）の前記端部のうちの一方（９１）は、前記機械のフレーム（１）に対して並進運動可能である、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のシート形態の要素の処理機械。
6. 前記駆動部材（５１）は、可変牽引力（Ｆｖ）を生じさせる、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のシート形態の要素の処理機械。
7. 前記テンショナ装置（５０）は、ベルト（５５）によって２つのチェーン案内装置（９０）に同時に加えられる可変牽引力（Ｆｖ）を発生させる単一の駆動部材（５１）を有する、請求項６記載のシート形態の要素の処理機械。
8. 前記ベルト（５５）は、前記駆動部材（５１）により生じる前記可変牽引力（Ｆｖ）を減少させる滑車装置（５６）と協働する、請求項７記載のシート形態の要素の処理機械。
9. 前記駆動部材（５１）により生じる前記可変力が加えられる各チェーン案内装置（９０）は、振り子側方レバー（９５）の一端部（９６）に連結され、前記振り子側方レバーの他端部（９７）は、前記機械の前記フレーム（１）に固定されたピボットピン回りに自由に回転することができる、請求項５記載のシート形態の要素の処理機械。

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