JP5830786B2 - プラテンプレスを有する打抜き機 - Google Patents

Description

本発明は、プラテンプレスを有する打抜き機に関する。

打抜きにより、即ち、シート形態の支持体に金属化ストリップと通称されている１つ又は２つ以上の打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貼付する圧力を用いることによってテキスト及び／又はパターンを印刷することが慣例である。業界では、かかる移送作業は、通常、打抜きストリップが連続的に送られている間に印刷支持体が導入される堅形プラテンプレスを用いてシートごとに実施される。

標準型プラテンプレスでは、打抜きは、水平に走行する固定プラテンと往復垂直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。この種のプレスは、一般に、自動化されているので、コンベヤ手段が各シートを１枚ずつプラテン相互間に運ぶために設けられている。実際には、これは、通常、一連のグリッパバーであり、これらグリッパバーの各々は、シートの前縁を掴み、その後、プレスの２つのプラテンを十分に離したときにこれら２つのプラテン相互間に引き入れる。

打抜きストリップは、それ自体、一般に、ポリエステルタイプの裏当て又は支持ストリップで構成されており、着色層がワックスの層によって裏当てストリップに固定されている。この着色層の外側フェースは、それ自体、ホットメルト接着剤の塗膜で被覆されている。シートの場合と同様、プレスへの打抜きストリップの送りは、従来自動化されているが、この場合、かかる送りは、ストリップの各々を巻出してこれを特にプラテンプレスを通る明確に定められた送り経路に沿って送ることができる駆動システムによって行われる。一般に、かかるストリップ駆動システムは、ストリップの前進を案内するよう送り経路全体に沿って取り付けられた一連のターンバーをストリップの各々の前方運動をそれぞれ駆動するために送り経路の下流側に位置決めされた多数本の供給シャフトと組み合わせている。

業界では、打抜きは、専用自動機械で行われる。種々の構成形式の機械が存在し、これらのうちで最もありふれたものは、垂直往復運動方式で働く堅形プラテンプレス、シリンダプレス及び回転プレスである。

本発明は、もっぱら、プラテンプレスを用いて稼働する機械分野に関する。これらの機械では、往復運動は、トグル継手を形成し、トグル継手と通称されており、クランクシャフト及び連結ロッド型の駆動機構体と協働する１組の部材によって可動プラテンに与えられる。クランクシャフトが回転運動を描くとき、トグル継手は、往復運動を可動プラテンに与える。

これら機械では、この被着物の品質は、多数のパラメータで決まる。第１のパラメータは、打抜き力である。打抜き力は、可動プラテンの垂直運動及びこれを動かす機構体を介して、ウェッジボルトによって、可動プラテンが固定プラテンの表面と面一をなして位置する垂直位置に対して得られる。数十ミリメートルの運動が相当大きい場合のある打抜き力の正確な調整を達成するのに十分である。典型的には、この運動は、０．１ミリメートル〜３ミリメートル未満のものである。

打抜き力は、基材への打抜き箔の一様な付着に貢献する。打抜き力が小さすぎる場合、基材と被着された箔の結合は、引っ掻きに対して十分な耐性を示さない。場合によっては、被着された箔が基材にくっつくことができず或いは場合によっては箔が被着されないという事態が生じる場合がある。これとは逆に、打抜き力が大きすぎる場合、打抜きが深くなりすぎる恐れがあり、切断により基材を引き裂くほどになる場合がある基材の損傷若しくは被着された箔の損傷又はこれら両方が生じる。例えば、金属化ストリップを用いる場合、被着された箔に塗布されたラッカの光沢は、打抜き力が大きすぎる場合には失われる場合が多い。それにもかかわらず、これら機械のユーザにとって、機械が許容することができる打抜き力は、機械の最も重要な特徴である。

温度は、良好な品質の被着物を得る上でもう１つの極めて重要なパラメータである。温度は、一般に、９０℃〜１３０℃であり、二重の役割を果たす。その第１の役割は、ワックスの層又は被着されるべき層（例えば、金属化層及び着色ラッカ層）をポリエステル裏当てストリップに結合するワックス層を軟化させることにある。したがって、温度は、ワックスの融点よりも高いことが必要である。温度の第２の役割は、支持体と被着ストリップを互いに結合する接着剤層を活性化させることである。種々の処方が種々の支持体に適切な仕方で存在する。例えば、紙又は厚紙で作られた支持体の場合、接着剤は、セルロースと適合性のあるポリマーを含む。ポリプロピレンで作られた支持体の場合、支持体は、ポリプロピレンと適合性のあるポリマーで構成されることになる。接着剤の量が多ければ多いほど、接着結合部はそれだけ一層堅固になる。これとは対照的に、接着剤が少量であることは、打抜きの細部を良好に規定することができるということを意味している。温度が低すぎる場合、これら２つの機能が実行されない。これとは逆に、温度が高すぎる場合、ストリップが燃え又は接着剤が流れやすくなり、それにより接着剤が打抜き領域を越えてこぼれ、それによりパターンの周囲の品質が損なわれる。

一般に、温度が高ければ高いほど、打抜き力が大きければ大きいほど、生産速度をそれだけ一層高くすることができる。

したがって、高い生産速度を達成するためには、これら２つのパラメータを用いられる材料の限度に達するまで次第に増大させている。かくして、生産速度は、材料の特性によってのみ制限される場合が多い。

それ故、本発明が解決しようとする技術的課題は、既存の機械よりも高い生産速度を達成することができるプラテンプレスを備えた打抜き機を提案するという課題である。
上述の技術的課題の解決手段は、本発明によれば、打抜き機が請求項１に記載された特徴を組み合わせ状態で有することにある。

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。

先行技術の打抜き機を示す図である。 先行技術の打抜き機のクランクシャフト及び連結ロッドシステムの動作原理を示す図である。 先行技術の打抜き機のクランクシャフト及び連結ロッドシステムの動作原理を示す図である。 本発明の打抜き機のプラテンプレスを示す図である。 本発明の打抜き機のプラテンプレスを示す図である。 先行技術の打抜き機の可動プラテン及び本発明の打抜き機の可動プラテンの垂直位置の曲線を比較する図である。 本発明の打抜き機のカムの一例を示す図である。

分かりやすくするために、同一の要素は、同一の参照符号で示されている。同様に、本発明を理解する上で必要不可欠な要素だけが概略的ではあるが図示されており、縮尺通りには描かれていない。

図１は、高級品業界用の厚紙包装材をカスタマイズするようになった打抜き機又は印刷機１を示している。この印刷機１は、ギルディングマシンと通称されており、従来、多数のワークステーション１００，２００，３００，４００，５００で構成されており、これらワークステーションは、シート形態の一連の支持体を処理することができるユニット組立体を形成するために互いに別個独立であるが並置されている。かくして、フィーダ１００、供給ボード２００、打抜きステーション３００、ストリップ供給及び回収ステーション４００及び受入ステーション５００が存在する。各シートを供給ボード２００の出口から打抜きステーション３００を通って受入ステーション５００に個々に動かすためにコンベヤ装置６００も又設けられている。

印刷機１の種々の部分１００，２００，３００，４００，５００，６００は、先行技術から完全に知られており、従って、これらの構造又は動作原理のいずれにおいてもここでは詳細には説明しない。

一例として選択されているに過ぎないこの特定の実施形態では、フィーダ１００は、各々に複数枚の厚紙シートが積み重ねられている一連のパレットを介して供給が行われる。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に運ぶ。

供給ボード２００のところでは、シートは、グリッパ部材によって層の状態に置かれ、このことは、これらシートが部分オーバーラップ状態で次々に置かれることを意味している。この場合、層の全体は、ベルト型コンベヤ機構体によってプラットホームに沿って打抜きステーション３００に向かって駆動される。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。

したがって、供給ボード２００のすぐ後ろに位置したワークステーションは、打抜きステーション３００である。打抜きステーションは、ホットスタンピングにより、打抜きストリップ４１０から来る或るフィルムを各シートに貼付するという機能を有する。これを行うため、打抜きステーションは、スタンピング作業が従来の仕方で固定されている加熱状態の頂部プラテン３２０と往復垂直運動可能に設けられた底部プラテン３３０との間で行われるプラテンプレス３１０を用いている。

打抜きステーション３００の下流側には、ストリップ供給及び回収ステーション４００が配置されている。このストリップ供給及び回収ステーションは、その名称が示唆するように、二重の役割を果たす。というのは、このステーションは、打抜き機に打抜きストリップ４１０を供給する仕事とこのストリップがいったん使用されると、これを取り除く仕事の両方を行うからである。

この特定の実施形態では、ストリップ４１０は、回転可能に設けられた供給リール４２０周りに従来通り巻き形態で貯蔵される。ストリップ４１０は、プラテンプレス３１０の通過後、巻き取り装置４３０によって取り出される。

印刷機１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、既に処理されたシートをスタックの状態に形作って戻すことにある。これを行うため、コンベヤ装置６００は、各シートがこの新たなスタックと一線をなす状態に戻ると、各シートを自動的に放出するよう配置されている。次に、シートは、スタックの頂部上に真っ直ぐに落下する。

極めて従来の仕方で、コンベヤ装置６００は、一連のグリッパバー６１０を用い、これらグリッパバーは、打抜き機１の各側に沿って側方に配置された２つのチェーンセット６２０により横方向並進可能に設けられている。各チェーンセット６２０は、グリッパバー６１０が打抜きステーション３００、供給及び送り出しステーション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。

可動プラテン４３０は、トグル継手３４０を形成する数個の関節連結部材によって支持されている。トグル継手３４０を形成する各関節連結部材は、２つのセグメントで構成され、一方のセグメントは、これが可動プラテンに対して回転することができるよう設けられた一端部を有し、他方のセグメントは、これがウェッジボルトによって支持された支持体に対して回転することができるよう設けられた端部を有している。セグメントの他方の２つの端部は、ピボットピンにより互いに関節連結され、このピボットピンの周りには、連結ロッド３５０も又関節連結され、この連結ロッドは、クランクシャフト３６０に連結されている。

ウェッジボルト３７０は、ウェッジの形をしており、並進運動可能である。ウェッジボルト３７０の運動により、ウェッジボルトが支持しているトグル継手３４０を形成する関節連結部材及び可動プラテン３３０の垂直運動が生じる。打抜き力は、これらウェッジボルト３７０を用いて正確に調整される。

図２ａ及び図２ｂは、往復運動を先行技術の打抜き機のプラテンプレス３１０の可動プラテン３３０に与える機構体の動作原理を詳細に示している。図２ａは、可動プラテン３３０が下降位置にあるときのトグル継手３４０を形成する関節連結部材及び連結ロッド３５０の位置を示している。図２ｂは、可動プラテン３３０が上昇位置にあるときのこれらの部材の位置を示している。

図２ａ及び図２ｂと同様な仕方で、図３ａ及び図３ｂは、往復運動を本発明の打抜き機のプラテンプレス３１０の可動プラテン３３０に与える機構体の動作原理を詳細に示している。図３ａは、可動プラテン３３０が下降位置にあるときのトグル継手３４０を形成する関節連結部材の位置を示している。図３ｂは、可動プラテン３３０が上昇位置にあるときのこれらの部材の位置を示している。

本発明の打抜き機は、先行技術の打抜き機に含まれているようなクランクシャフト及び連結ロッドを備えていない。これとは対照的に、本発明の打抜き機は、トグル継手３４０を形成する各関節連結部材について少なくとも１つのカム３８５を支持したカムシャフト３８０を有している。

従来の定義によれば、カム３８５は、これを支持しているカムシャフト３８０の回転運動と同期した運動を与える機械的部材である。カム３８５は、従来通り、最小半径と最大半径との間の可変半径の筒体であり、与えられる運動は、その外側輪郭形状によって定められる。

本発明によれば、トグル継手３４０を形成する各関節連結部材は、カムシャフト３８０によって支持されたカム３８５と協働する連結部材３９０を有している。カム３８５の外側輪郭形状を辿ることによって、連結部材３９０は、この外側輪郭形状に対応した運動を与え、トグル継手３４０を形成している関節連結部材は、往復運動を可動プラテン３３０に与える。

本発明の打抜き機の動作原理と先行技術の打抜き機の動作原理の差を良好に強調するため、図４は、機械サイクルにも対応している往復運動中、曲線Ｃ１である先行技術の打抜き機及び曲線Ｃ２である本発明の打抜き機について、可動プラテン３３０の取る位置の曲線を示している。図４の曲線Ｃ１，Ｃ２は、固定プラテン３２０と接触関係をなしていないが、作業面が単に互いに面一をなしている場合のプラテンの位置に対応している。両方の場合において、打抜き力は、ゼロである。固定プラテンと面一をなすこの位置は、２つの曲線Ｃ１，Ｃ２の上方部分で生じる。

両方の場合において、打抜き力を加えるためには、ウェッジボルト３７０は、動かされる必要がある。すぐに理解されるように、先行技術の機械では、得られる打抜き力は、一定ではなく、打抜き力が大きければ大きいほど、これは一定である度合いがそれだけ一層小さくなる。これは、事実なので、生産速度が増大すると共に極めて大きな打抜き力が加えられる必要がある場合、２つの現象、即ち、打抜き力が比較的短い期間にわたって極めて高いという現象及び可動プラテン３３０が高速で固定プラテン３２０に接触するという現象が生じる。したがって、例えば最大打抜き力で衝撃により材料が損傷する恐れがある。

これとは対照的に、図４からすぐに注目されるように、本発明の機械では、打抜き力は、可動プラテン３３０と固定プラテン３２０との接触期間全体を通じて事実上一定である。

いまや、打抜き機のユーザの先入観とは対称的に、極めて短い期間にわたって極めて大きな打抜き力を加えるのではなく、低い打抜き圧力を比較的に長い期間にわたって加える方がはるかに効果的である。したがって、本発明の機械は、はるかに小さい打抜き力を加えることによって高い作業速度で稼働することができる。

実験結果によれば、所与の作業内容の場合、打抜き力は、先行技術の機械によって加えられる最大打抜き力の２０％〜５０％であり、平均で３５％以上小さい。これとは対照的に、先行技術の機械を用いると作業の７％しか実施することができず、これに対し、本発明の機械では比率は９０％を超える。さらに、所与の作業内容の場合、作業速度は、１０％〜６５％以上増大し、平均で約４０％増大する。本発明の重要性を機械の生産性の向上の観点で評価することができる。

さらに、図４は、本発明によって得られる別の利点を示している。先行技術の機械では、可動プラテン３３０は、これが固定プラテン３２０から遠ざかるときに長い距離移動する。その結果、可動プラテン３３０は、その往復運動を行うための何もない空間を必要とし、その上、この大きな移動量のため、多大な混乱が高い生産速度で生じ、この混乱は、シート形態の要素及び打抜きストリップの挙動を乱す場合がある。これとは対照的に、本発明の機械の可動プラテン３３０により実施される小さな移動量により、極めて高い生産速度でもこの混乱の顕著な減少が可能である。

好ましくは、本発明の機械は、トグル継手３４０を形成する４つの関節連結部材を有する。図５は、この好ましい実施形態に適合したカムシャフト３８０を示しており、４つのカム３８５が２つの対を形成し、これらカム対は、トグル継手３４０を形成する４つの関節連結部材の４つの連結部材３９０と協働するようになっている。

有利には、各カム３８５は、カムの最大半径に実質的に等しい半径のセクタ又は扇形部分を有する。カムの最大半径は、トグル継手３４０を形成する関節連結部材の最も十分に伸長した位置及びかくして最も大きな打抜き力に対応している。したがって、このセクタにより、実質的に一定の打抜き力を提供することが可能である。好ましくは、このセクタは、少なくとも２５°であり、このことは、長い印加時間を提供することによって加えられる（印加される）打抜き力を減少させることができるということを意味している。

当然のことながら、本発明は、請求項１に記載されたプラテンプレス３１０を有する任意の打抜き機１に関する。例示として実施例が与えられているが、これら実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。具体的に言えば、可動プラテン３３０は、頂部プラテンであっても良く、固定プラテン３２０は、底部プラテンであっても良い。同様に、プラテンは、必ずしも、例えば水平に位置決めされる必要はない。

Claims (6)

1. シート形態の支持体上で打抜きストリップを打抜く打抜き機であって、プラテンプレス（３１０）を有し、
   前記プラテンプレスは、
   固定プラテン（３２０）と、
   可動プラテン（３３０）と、
   少なくとも２つの関節連結部材と、
   カムシャフト（３８０）と、を有し、
   前記可動プラテンは、前記固定プラテン及び前記可動プラテン（３２０，３３０）の平面に垂直な往復運動を延長位置と非延長位置との間で行い、
   前記少なくとも２つの関節連結部材の各々は、前記往復運動を前記可動プラテン（３３０）に与えるように構成され且つカム係合部材（３９０）を含むトグル継手（３４０）を形成し、
   前記カムシャフト（３８０）は、複数のカム（３８５）を支持し、前記カム係合部材の各々は、前記複数のカムの別々の１つに追従し、
   前記複数のカムの各々は、それに対応するカム係合部材を、前記可動プラテンの延長位置及び非延長位置に対応する２つの位置の間で往復駆動し、
   前記複数のカム（３８５）の各々は、前記カムの最大半径に等しい半径を有する少なくとも２５度のセクタを有し、前記少なくとも２５度のセクタは、前記トグル継手の最大延長位置及び最大打抜き力に対応し、
   打抜き機は、作動中、可動プラテンと固定プラテンの間の接触期間にわたって付与される打抜き力が実質的に一定であるように構成される、打抜き機。
2. 前記打抜き機は、トグル継手（３４０）を形成する４つの関節連結部材を有する、請求項１記載の打抜き機。
3. 前記関節連結部材（３４０）は、単一のカム係合部材（３９０）を含む、請求項１又は２に記載の打抜き機。
4. 前記カム係合部材（３９０）は、ローラ等の回転要素である、請求項３に記載の打抜き機。
5. 前記複数のカムの数は、前記関節連結部材の数と同じである、請求項１〜４の何れか１項に記載の打抜き機。
6. 更に、前記関節連結部材の各々と結合されたウェッジボルトを有し、前記ウェッジボルトの移動により、前記トグル継手の垂直移動を生じさせるように構成され、それにより、打抜き機の打抜き力を調整する、請求項１に記載の打抜き機。

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