JP6122727B2 - コーナ加工装置 - Google Patents
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Description
図11は、従来のカッタ130で加工体Wを加工する状態を説明する図である。
図11(A)に示すように、紙等をラミネート加工した加工体Wは、紙等を有する内側部Waの厚みと、フィルムのみが接着された周縁部Wbの厚みとが異なる。このような加工体Wを複数積層すると、周縁部Wbには、加工体W間に積層方向に隙間が生じる。
図11(B)に示すように、このように周縁部Wb間に隙間を有する状態でカットすると、加工体Wの周縁部Wbは、上層側に至る程、撓みが大きい状態で加工される。
図11(C)、図11(D)に示すように、このため、従来のカッタ130は、加工体Wを複数積層して加工すると、上層側に至る程、コーナ部Wcの加工形状が浅くなってしまう。
・第2の発明は、第1の発明のコーナ加工装置において、前記カッタ部(30,230)と、積層された状態の加工体(W)とを、積層方向(B)に相対的に移動する送り駆動部(70)を備え、前記カッタ部は、積層された前記加工体のうち前記送り駆動部の送り量に対応した枚数を順次加工すること、を特徴とするコーナ加工装置である。
・第3の発明は、第2の発明のコーナ加工装置において、加工体(W)の積層方向(B)は、水平方向から傾いており、加工体の下側の2辺を位置決めし、加工体のコーナ(Wc)を、前記下刃(31,231)に重なる位置に配置する位置決め部(12)を備えること、を特徴とするコーナ加工装置である。
・第4の発明は、第1から第3のいずれかの発明のコーナ加工装置において、前記挿入部(31a)は、前記下刃(31,231)に一体的に設けられており、加工体(W)間に挿入されることにともなって、前記下刃が加工体間に挿入されること、を特徴とするコーナ加工装置である。
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態の加工装置1の構成を説明する図である。
図1(A)は、加工装置1を手前側から見た図である。
図1(B)は、図1(A)のB部矢視図であり、加工体Wを位置決めする構成を説明する図である。
実施形態、図面では、説明と理解を容易にするために、直交座標系を設けた。この座標系は、加工装置1の鉛直方向Z、左右方向X、奥行方向Yを表す。また、移動ブロック40(移動部)が移動する方向を方向B(送り方向B1、戻し方向B2)とし、方向B及び奥行方向Yに直交する方向を方向Aとする。
加工装置1(コーナ加工装置)の構成について説明する。
加工装置1は、加工体Wのコーナ部Wcを、加工体Wが積層された状態で加工する装置である。
加工体Wは、紙材等を透明のフィルムで既にラミネート加工したものである。加工体Wの大きさは、限定されないが、例えばA4サイズ等である。加工体Wの内側部Waは、紙材等が配置されているので、2枚フィルムのみが直接接着された周縁部Wbよりも厚い。このため、図1の二点鎖線内に拡大して示すように、加工体Wを積層すると、周縁部Wb間は、積層方向(つまり方向B)に隙間が生じる。
送り方向B1は、水平方向(左右方向X)よりも下側に傾いている。この傾きは、水平方向からの角度が、例えば、30°程度である。
ベース10は、加工装置1の基礎となる部材ある。ベース10は、板材、樹脂材等を組み合わせて形成される。ベース10は、机等に設置される。
ベース10は、載置部11、ストッパ12、押し当て部13、ラック15を備える。
載置部11、ストッパ12、押し当て部13は、加工体Wをベース10に保持する装置である。
載置部11は、複数の加工体Wを積層して載置する部分である。載置部11は、ベース10に対して固定されている。載置部11の載置面11aは、送り方向B1に対応して傾いている。つまり、加工体Wの積層方向と、移動ブロック40が移動する方向Bとは、同じである。載置面11aは、送り方向B1に直交した面である。
2つのストッパ12は、位置決め面12aが直交するように配置されている(図1(B)参照)。載置部11に載置された加工体Wは、重力の作用によって、下側に移動しようする。位置決め面12aは、加工体Wの2つの辺に当接して、加工体Wの位置決めをする。これにより、方向Bから見たときに、加工体Wのコーナ部Wcは、下刃31に重なる位置に配置される。
このため、作業者は、積層された加工体Wの2つの辺を2つのストッパ12に当接するように、加工体Wを載置部11に載置すれば、自然に加工体Wを位置決めできる。このため、作業が簡単である。
図2(A)は、下刃31及び上刃35が加工体Wを切断した状態を、奥行方向Yのうち手前側から見た図である。
図2(B)は、下刃31及び上刃35が加工体Wを切断した状態を、方向A2から見た図である。
図2(C)は、上刃35単体を、送り方向B1から見た図である。
図2(D)は、下刃31単体を、送り方向B1から見た図である。
なお、加工体Wのコーナ部Wcを、二点鎖線で示した。
下刃31は、コーナR(加工形状)に対応した形状の刃を有する。
下刃31は、挿入部31aを有する。つまり、挿入部31a及び下刃31は、一体的な構成である。
挿入部31aは、下刃31のうち先端のV状の部分である。挿入部31aは、先端に至る程厚さが薄くなる。
これにより、加工装置1は、挿入部31a(つまり下刃31)を、加工体W間に容易に挿入できる(図6(C)等参照)。
上刃35は、下刃31と一対になる刃である。上刃35の先端は、下刃31の孔部に挿入されるように駆動されて、複数枚の加工体Wのうち数枚のコーナ部Wcを加工できる。
下刃31及び上刃35の動作は、後述する。
図4は、第1実施形態のブロック駆動部70を説明する図である。
なお、以下の説明及び図面の座標系は、各方向の理解を分かりやすくするために、移動ブロック40が移動する方向Bが左右方向になるように図示した状態を説明する。
移動ブロック40は、スライダ等によってベース10に対して、方向Bに移動可能に保持される。
移動ブロック40は、シャーシ41、モータ42、ステージ50、下刃駆動部61、上刃駆動部65、ブロック駆動部70(移動部送り駆動部)を備える。
モータ42は、各駆動部に駆動力を供給する部材である。モータ42は、例えば、ACサーボモータ、DCサーボモータ等を用いることができる。
ステージ50は、Aステージ51、Bステージ55を備える。
Aステージ51は、方向Aに移動可能なステージである。Aステージ51は、下刃31が固定されている。
Bステージ55は、方向Bに移動可能なステージである。Bステージ55は、上刃35が固定されている。
下刃駆動部61は、カム盤61a、下刃駆動アーム61eを備える。
カム盤61aは、カム溝61bが設けられた円盤である。カム盤61aは、中心軸回りに回転可能に、移動ブロック40に支持されている。カム盤61aは、歯車等の駆動力伝達部(図示せず)によって、モータ42の駆動力が伝達されて回転する。
なお、カム盤61aは、奥行方向Yにおいて、上刃駆動歯車65a等とは異なる位置に配置されている。
カム溝61bは、半円溝61c、直線溝61dを備える。
半円溝61cは、半円状のカム溝である。半円溝61cは、カム盤61aの中心軸と同心である。
直線溝61dは、直線状のカム溝である。直線溝61dは、半円溝61cの両端を接続するように設けられている。
下刃駆動アーム61eは、カムフォロア61hを備える。
カムフォロア61hは、下刃駆動アーム61eのほぼ中央に配置される。カムフォロア61hは、カム溝61bに係合している。
上記構成により、下刃駆動部61は、カム盤61aの回転に応じて、下刃駆動アーム61eをカム溝61bの形状に対応して回転させて、Aステージ51(つまり下刃31)を方向Aに往復移動させる。
上刃駆動部65は、上刃駆動歯車65a、上刃駆動アーム65eを備える。
上刃駆動歯車65aは、中心軸回りに回転可能に、移動ブロック40に支持されている。上刃駆動歯車65aは、歯車等の駆動力伝達部(図示せず)によって、モータ42の動力が伝達されて回転する。
上刃駆動アーム65eの一端65fは、上刃駆動歯車65aに回転可能に接続されている。一端65fは、上刃駆動歯車65aに対して、上刃駆動歯車65aの回転軸とは偏心して接続されている。上刃駆動アーム65eの他端65gは、Bステージ55に回転可能に接続されている。
上記構成により、上刃駆動部65は、上刃駆動歯車65aの回転に応じて、上刃駆動アーム65eを駆動して、Bステージ55(つまり上刃35)を方向Bに往復移動させる。
ブロック駆動部70は、突起付歯車71、ケース72、ブロック駆動歯車73を備える。
突起付歯車71は、歯車等の駆動力伝達部(図示せず)によって、モータ42の動力が伝達されて回転する。
突起付歯車71は、歯車部71a、突起71bを備える。
歯車部71aは、モータ42からの駆動力を、上刃駆動歯車65aに対して伝達する。
突起71bは、ケース72を突き上げて回転するための部材である。突起71bは、突起付歯車71の一方の面から突出するように設けられている。
ケース72は、突出部72b、爪72c、バネ72e、ストッパ72fを備える。
突出部72bは、ケース72から突起付歯車71の方向に突出するように設けられている。突出部72bは、突起付歯車71のうち突起71bに対応する位置(つまり、突起付歯車71のうち突起71bが回転移動する円周上)に配置されている。
爪72cは、ケース72に回転可能に支持されている(回転方向θ72c参照)。
バネ72eは、爪72cをストッパ72fとは反対方向に付勢する。つまり、バネ72eは、爪72cを回転方向θ72c−2に付勢する。
ストッパ72fは、爪72cの後端部72dに当接することにより、それ以上、爪72cが回転方向θ72c−1に回転しないように規制する。
ブロック駆動歯車73は、送り歯車部73a、戻し歯車部73bを備える。
送り歯車部73aは、爪72cに噛み合っている。爪72c、送り歯車部73aは、いわゆるラチェット機構を形成する。
戻し歯車部73bは、ラック15に噛み合っている。ラック15及び戻し歯車部73bは、ラック アンド ピニオンを構成する。
モータ42には、2つの1ウェイクラッチ(正回転クラッチ、逆回転クラッチ(図示せず))が設けられている。
正回転クラッチは、正回転するモータ42の駆動力を、下刃駆動部61(カム盤61a等)、上刃駆動部65(上刃駆動歯車65a等)、突起付歯車71等に伝達するようになっている。一方、逆回転クラッチは、逆回転するモータ42の駆動力を、戻し駆動をするブロック駆動歯車73に伝達するようになっている。
これにより、加工装置1は、加工時の各駆動部の駆動と、加工後の移動ブロック40の戻し駆動とを、1つのモータ42で兼用できる。
加工時に駆動されるカム盤61a、上刃駆動歯車65a、突起付歯車71等は、全て同じ回転角度で回転するように、モジュール等が設定されている。
加工装置1の移動ブロック40の方向Bへの駆動、カッタ部30の駆動について説明する。
(移動ブロック40の方向Bへの駆動)
最初に、移動ブロック40の方向Bへの駆動について説明する。
移動ブロック40の方向Bへの駆動は、停止状態、送り駆動、戻し駆動の動作を有する。
停止状態、送り駆動は、加工体Wを実際に加工している場合の動作である。この場合には、モータ42が一定速度で正回転する。
一方、戻し駆動は、移動ブロック40が全ての加工体Wの加工終了後に行わる動作である。この場合には、モータ42が逆回転する。
図3(B)に示すように、移動ブロック40は、重力の作用によって、方向B1に下降しようとする。一方で、移動ブロック40が停止した状態で保持された状態では、爪72cがブロック駆動歯車73の送り歯車部73aに噛み合っている。また、爪72cは、回転方向θ72c−1に回転しようとするが、爪72cの後端部72dがストッパ72fに当接している。
そのため、ブロック駆動歯車73は、回転しないように規制される。ブロック駆動歯車73の戻し歯車部73bは、ラック15に噛み合っているので、移動ブロック40は、その位置に停止した状態で保持される。
なお、バネ72eの付勢力は、十分に小さいので、移動ブロック40を方向B2に持ち上げることはない。
送り動作は、以下の作用が順番に連続して行わることによって、実現する。
(1)突起付歯車71の回転に応じて、突起付歯車71の突起71bがケース72の突出部72bに到達すると、突出部72bが突起71bに乗り上げる(図4(B)参照)。
(2)基準配置されていたケース72が、爪72cと一体で回転する。
(3)爪72cがブロック駆動歯車73の送り歯車部73aから外れる。
(4)爪72cがバネ72eの作用によって、回転方向θ72c−2に回転する(図3(B)参照)。
(5)突起付歯車71の回転に応じて、突出部72bが突起71bから降りる(図4(A)参照)。
(6)これにともないケース72が爪72cと一体で回転して、基準位置に戻る。
(7)爪72cが隣の歯に噛み合う。
(8)ブロック駆動歯車73の送り歯車部73aには、爪72cが噛み合っているので、ブロック駆動歯車73は、移動ブロック40の自重によって回転する。
(9)爪72cがストッパ72fに当接して、移動ブロック40の送りが停止する。
これによって、移動ブロック40は、突起付歯車71が1回転する毎に、ブロック駆動歯車73の送り歯車部73aの1ピッチ分ずつ方向B1(つまり加工体Wの積層方向)に送られることになる。
全ての加工体Wの加工が終了すると、移動ブロック40は、最もB1側に配置される。移動ブロック40の位置は、図示しない位置検出部(光学センサ、リミットスイッチ等)が検出して、制御部80に出力する。制御部80は、位置検出部の出力に基づいて、モータ42を逆回転させる。
ブロック駆動歯車73の戻し歯車部73bは、モータ42の駆動力が伝達されて、ブロック駆動歯車73は、回転する。戻し歯車部73bは、ラック15に噛み合っているので、移動ブロック40は、B2側に移動する。
移動ブロック40が最もB2側の基準位置に戻ると、位置検出部がこれを検出して、制御部80に出力する。制御部80は、位置検出部の出力に基づいて、モータ42を停止させる。
カッタ部30の駆動について説明する。
図5から図9は、第1実施形態の加工装置1の動作を説明する図である。
図5から図9の(A),(B)は、図3(A)、図3(B)に対応している。
図5から図9の(C)は、カッタ部30及び加工体Wのコーナ部Wcの拡大図である。
なお、図5から図9の(C)は、積層された加工体Wの一部を図示し、実際には、より多くの加工体Wが積層されている。
前述した通り、カム盤61a、上刃駆動歯車65a、突起付歯車71(以下これらを「カム盤61a等」ともいう)は同じ回転速度で回転する。
図5から図9は、カム盤61a等が90°ずつ回転した状態を示す。図5をカム盤61a等の回転角度0°(基準角度)として、図9の回転角度360°まで変化する状態を図示した。
以下、回転角度0°,90°,180°,270°,360°の状態を、順に説明する。
図5(A)に示すように、下刃駆動アーム61eのカムフォロア61hは、カム溝61bの直線溝61dの中央に配置される。このため、Aステージ51(つまり下刃31)は、方向Aにおける移動ストロークのうち、概ね最も方向A1側(つまり加工体W側とは反対側)に配置される。これにより、下刃31は、加工体Wから最も離れた位置である退避位置に配置される。
図5(B)に示すように、Bステージ55(つまり上刃35)は、方向Bにおける移動ストロークのうち、概ね中央に配置される。
図6(A)に示すように、下刃駆動アーム61eのカムフォロア61hは、カム溝61bの半円溝61cの始点に配置される。このため、Aステージ51は、方向Aにおける移動ストロークのうち、最も方向A2側(つまり加工体W側)に配置される。これにより、下刃31の挿入部31aは、加工体Wのコーナ部Wc間に挿入されて隙間を設け、下刃31自体が、加工体Wのコーナ部Wc間に挿入される。挿入部31aよりも方向A1側(つまり上刃35側)には、例えば、未加工の加工体Wが5枚程度配置される。なお、下刃31のこの配置を、適宜、カット位置という。
図6(B)に示すように、Bステージ55は、方向Bにおける移動ストロークのうち、概ね中央に配置される。この状態では、上刃35及び下刃31は、離間しており、加工体Wを挟んでいない。
図7(A)に示すように、下刃駆動アーム61eのカムフォロア61hは、カム溝61bの半円溝61cの中央に配置される。このため、Aステージ51は、回転角度90°から変化がない。このため、下刃31は、カット位置に配置された状態が維持される。
図7(B)に示すように、Bステージ55は、方向Bにおける移動ストロークのうち、概ね中央に配置される。上刃35の先端は、下刃31の孔部に挿入される。
このように、回転角度90°から180°に進む過程で、上刃35の先端は、カット位置に配置されている下刃31に対して、加工体Wの積層方向に移動して、下刃31の孔部に挿入される。この過程で、上刃35及び下刃31は、加工体Wのコーナ部Wcを挟んで、切断を開始する。
図8(A)に示すように、下刃駆動アーム61eのカムフォロア61hは、カム盤61aのカム溝61bの半円溝61cの終点に配置される。下刃31は、カット位置に配置された状態が維持される。
図8(B)に示すように、Bステージ55は、方向Bのストロークにおけるほぼ最もB1側に位置に配置される。これにより、上刃35及び下刃31は、加工体Wのコーナ部Wcを挟んで、完全に切断する。
なお、実際に加工装置1の試作機を製造し、複数の加工体Wを加工した。この試作機は、加工体Wの周縁部Wb間に隙間を有していても、5枚程度であれば、上刃35及び下刃31は、一度で周縁部Wbのコーナ部Wcをカット(角取り)できた。また、カット部を均一の深さでコーナ加工できた。このように、試作機を用いた加工では、複数の加工体Wを均一の品質で加工できた。
回転角度360°は、1周期終わった状態であり、0°の状態と同じである。
この時点で、ケース72の突出部72bは、突起付歯車71の突起71bに乗り上げる。このため、この時点で、前述した移動ブロック40の送り駆動が行われる。これによって、移動ブロック40は、ブロック駆動歯車73の送り歯車部73aの1ピッチ分ずつ方向B1に送られることになる。
このため、加工装置1は、この次の周期において、送り歯車部73aの1ピッチ分に対応した量だけ、加工体Wをカットする。この次の周期において、挿入部31aよりも上刃35側に配置される加工体Wの枚数は、このピッチに対応することになるからである。
また、このように、加工装置1は、カッタ部30を順次送りながら加工するので、大量の枚数の加工用紙であっても、5枚分程度ずつ連続して加工できる。これにより、作業者は、加工体Wを載置台に乗せ換える等の工数を軽減でき、生産効率を向上できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、以下の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を適宜付して、重複する説明を適宜省略する。
図10は、第2実施形態の加工装置201の構成を説明する図(図1に相当する図)である。
加工装置201は、加工体Wを積層した状態で、方向B1に順次送る送り装置(図示せず)を備える。送り量は、加工体Wを例えば5枚分程度である。
このため、加工装置201は、加工時には、カッタ部230を、方向B1に順次送ることはない。
上刃235は、加工体Wのコーナ部Wcを加工する場合には、下刃231に対して斜め上側(つまり方向B2側)に向けて駆動される。
つまり、加工装置201は、積載されている加工体Wを、下側から上側に向けて、順次5枚程度ずつ加工する。
加工装置201は、以下の工程に従って加工する。
(1)ステージ250を駆動して、下刃231を加工体Wに挿入する。
この場合、下刃231は、挿入される領域が大きいので、上側(つまり方向B2側)の加工体Wの枚数が多くてもこれらの重量を受け止めて、加工体W間に挿入されることができる。
(2)ステージ250を駆動して、上刃235を下刃231に向けて駆動する。
これにより、加工装置201は、5枚程度の加工体Wのコーナ部Wcを加工することができる。
(3)ステージ250を駆動して、下刃231を方向A1に駆動し、また、上刃235を方向B1に駆動する。
これにより、加工装置201は、カッタ部230を、加工体Wから退避させる。
(4)積層した加工体Wを、方向B1に送る。
Claims (4)
- 内側部が周縁部よりも厚い加工体のコーナを、加工体が積層された状態で加工するコーナ加工装置であって、
積層された加工体間に挿入される挿入部と、
加工形状に対応した形状を有する下刃と、前記下刃と対になる上刃とを有するカッタ部と、
前記挿入部を加工体間に挿入して加工体間に隙間を設け、前記下刃を前記隙間に挿入し、前記上刃を前記下刃に対して積層方向に移動することにより、前記周縁部のコーナ部の角取りをする駆動部と、
を備えるコーナ加工装置。 - 請求項1に記載のコーナ加工装置において、
前記カッタ部と、積層された状態の加工体とを、積層方向に相対的に移動する送り駆動部を備え、
前記カッタ部は、積層された前記加工体のうち前記送り駆動部の送り量に対応した枚数を順次加工すること、
を特徴とするコーナ加工装置。 - 請求項2に記載のコーナ加工装置において、
加工体の積層方向は、水平方向から傾いており、
加工体の下側の2辺を位置決めし、加工体のコーナを、前記下刃に重なる位置に配置する位置決め部を備えること、
を特徴とするコーナ加工装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のコーナ加工装置において、
前記挿入部は、前記下刃に一体的に設けられており、加工体間に挿入されることにともなって、前記下刃が加工体間に挿入されること、
を特徴とするコーナ加工装置。
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Publications (2)
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