JP6156981B2 - 段ボールシート製函機 - Google Patents

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    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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    • Y10T83/4699Combined with other type cutter

Description

本発明は、1枚の大型の段ボールシートを切断して2枚の小型の段ボールシートを生産する段ボールシート製函機に関する。詳細には、本発明は、大型の段ボールシートに溝切り加工を行うスロッタより下流側に配置され、その溝切り加工が行われた大型の段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断する切断用刃物を備えた段ボールシート製函機に関する。
従来、大型の段ボールシートに溝切り加工を行うスロッタと、その溝切り加工が行われた大型の段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断する切断装置とを備えた段ボールシート製函機が、特許文献1などにより知られている。特許文献1に記載の段ボールシート製函機において、スロッタは、搬送方向において大型の段ボールシートの下流側の端部と上流側の端部とに溝切り加工を行うとともに、その段ボールシートの中央部分に溝切り加工を行う。また、特許文献1に記載の切断装置は、段ボールシートの搬送方向においてスロッタより下流側に配置された切断装置であり、具体的には、特許文献2に記載のボックス・スリッターから構成される。ボックス・スリッターは、折り曲げられて糊付けされた大型の段ボールシートが複数積み重ねられた積重ね体を、2組の小型の段ボールシートの積重ね体に切断する専用の切断装置である。
特許文献3に記載の段ボールシート製函機は、クリーザスロッタと、ダイカッタとを備える。ダイカッタは、搬送方向においてクリーザスロッタより下流側に配置される。ダイカッタは、アンビルロールと、刃物が取り付けられる刃物取付シリンダとを有する。刃物は、大型の段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断する。
特開2002−67190号公報 特表平8−500297号公報 特開平2−89629号公報
特許文献3に記載の段ボールシート製函機において、通常の大きさの段ボールシートを生産する場合には、その段ボールシートに行われる打ち抜き加工に合わせた通常の打ち抜きダイが刃物取付シリンダに取り付けられる。一方、大型の段ボールシートを切断して2枚の小型の段ボールシートを生産する場合には、その大型の段ボールシートに行われる打ち抜き加工および切断加工に合わせた打ち抜きダイが刃物取付シリンダに取り付けられる。この場合に取り付けられる打ち抜きダイには、搬送方向と直交する方向における大型の段ボールシートの全幅にわたって切断する切断用刃物が備え付けられている。切断時に大きな力が切断用刃物に加わることから、打ち抜きダイを多数の箇所で強固に刃物取付シリンダに取り付ける必要がある。このため、通常の打ち抜きダイと交換する際に、切断用刃物が備え付けられた打ち抜きダイを刃物取付シリンダに対して取り付けたり、取り外したりするための交換作業に比較的長い時間を必要とする。
また、多種多様の段ボールシートが要望されることから、各種の小型の段ボールシートを生産する際にもオーダ変更される頻度が、増加する傾向にある。このため、打ち抜きダイの交換作業に要する時間の増大は、段ボールシート生産前の準備時間の短縮を図る上で大きな問題となる。
そこで、本発明は、大型の段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断するための切断用刃物の着脱作業を不要にし、生産前の準備作業を迅速に行うことができる段ボールシート製函機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の第1の発明態様は、所定の搬送経路に沿って搬送される段ボールシートに、溝切り加工および打ち抜き加工を順次行う段ボールシート製函機において、搬送方向における段ボールシートの下流側の端部および上流側の端部にそれぞれ溝切り加工を行うスロッタと、搬送方向においてスロッタより下流側に配置され、打ち抜きダイが取り付けられるダイシリンダおよびアンビルシリンダを含むダイカッタと、スロッタにより溝切り加工が行われた段ボールシートを、2枚の小型の段ボールシートに、搬送方向と直交する方向に切断するために、アンビルシリンダと協働して作動する切断用刃物と、切断用刃物が固定され、アンビルシリンダの回転軸線と平行な回転軸線を有する回転シリンダと、回転シリンダを回転可能に支持する支持フレームを含む変位機構であって、アンビルシリンダを通過する段ボールシートに対する切断用刃物の位置が、段ボールシートの切断が可能な切断位置と、段ボールシートの切断が不可能な非切断位置との間で変化するように、支持フレームを変位させる変位機構と、切断用刃物が切断位置および非切断位置の各位置に位置するように支持フレームが変位したときに、支持フレームの位置を保持する保持機構と、を備える。
本発明態様では、切断用刃物が段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断する場合に、スロッタが、段ボールシートの下流側の端部および上流側の端部にそれぞれ溝切り加工を行うとともに、その段ボールシートの中央部分に溝切り加工を行う構成でも、スロッタ以外の加工装置が段ボールシートの中央部分に溝切り加工を行う構成でもよい。
上記目的を達成するために、請求項2に記載の第2の発明態様は、所定の搬送経路に沿って搬送される段ボールシートに、溝切り加工および打ち抜き加工を順次行う段ボールシート製函機において、搬送方向における段ボールシートの下流側の端部および上流側の端部にそれぞれ溝切り加工を行うスロッタと、搬送方向においてスロッタより下流側に配置され、打ち抜きダイが取り付けられるダイシリンダおよびアンビルシリンダを含むダイカッタと、スロッタにより溝切り加工が行われた段ボールシートを、2枚の小型の段ボールシートに、搬送方向と直交する方向に切断するために、アンビルシリンダと協働して作動する切断用刃物と、切断用刃物が固定され、アンビルシリンダの回転軸線と平行な回転軸線を有する回転シリンダと、ダイシリンダおよび回転シリンダを回転可能にそれぞれ支持し、アンビルシリンダの回転軸線と平行な軸線の回りに回動可能な支持フレームと、その支持フレームを回動させる駆動手段とを含む回動機構と、支持フレームの回動位置を保持する保持機構と、を備え、回動機構が、回転シリンダが搬送経路に接近して搬送経路を挟んでアンビルシリンダと対向する切断位置と、回転シリンダが搬送経路から離間してダイシリンダとアンビルシリンダとが搬送経路を挟んで対向する非切断位置との間で、支持フレームを回動させ、保持機構が、切断位置および非切断位置の各位置に位置するように支持フレームが回動したときに、支持フレームの回動位置を保持する
上記目的を達成するために、請求項3に記載の第3の発明態様は、所定の搬送経路に沿って搬送される段ボールシートに、溝切り加工および打ち抜き加工を順次行う段ボールシート製函機において、搬送方向における段ボールシートの下流側の端部および上流側の端部にそれぞれ溝切り加工を行うスロッタと、搬送方向においてスロッタより下流側に配置され、打ち抜きダイが取り付けられるダイシリンダおよびアンビルシリンダを含むダイカッタと、スロッタにより溝切り加工が行われた段ボールシートを、2枚の小型の段ボールシートに、搬送方向と直交する方向に切断するために、アンビルシリンダと協働して作動する切断用刃物と、アンビルシリンダを通過する段ボールシートに対する切断用刃物の位置が、段ボールシートの切断が可能な切断位置と、段ボールシートの切断が不可能な非切断位置との間で変化するように、切断用刃物を変位させる変位機構と、を備え、切断用刃物が、アンビルシリンダの回転軸線と平行な軸線の回りに回転可能な回転シリンダに固定され、変位機構が、回転シリンダが搬送経路に接近して搬送経路を挟んでアンビルシリンダと対向する切断位置と、回転シリンダが搬送経路から離間してダイシリンダとアンビルシリンダとが搬送経路を挟んで対向する非切断位置との間で、回転シリンダを変位させ、変位機構が、アンビルシリンダと、そのアンビルシリンダの上下両側に配置されたダイシリンダおよび回転シリンダとを回転可能にそれぞれ支持する支持フレームと、搬送経路と直交する方向に支持フレームを移動させる駆動手段とを含む。
本発明態様では、ダイシリンダおよび回転シリンダは、アンビルシリンダの上下両側に配置されるのであれば、ダイシリンダおよび回転シリンダのいずれがアンビルシリンダの上方に配置されてもよい。
請求項1に記載の第1の発明態様では、変位機構が切断用刃物を切断位置に変位させたときに、切断用刃物が、アンビルシリンダと協働して、大型の段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断する。変位機構が切断用刃物を非切断位置に変位させたときに、切断用刃物は段ボールシートを切断することなく、ダイシリンダに取り付けられた打ち抜きダイがアンビルシリンダと協働して通常の大きさの段ボールシートに打ち抜き加工を行う。この結果、切断用刃物を切断位置に変位させるのみで、大型の段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断することができることから、ダイシリンダに対する切断用刃物の着脱作業が不要となり、小型の段ボールシートの生産前の準備作業を迅速化することができる。また、第1の発明態様では、保持機構が備えられる。この結果、保持機構により、回転シリンダを支持する支持フレームの位置を確実に保持することができる。
請求項2に記載の第2の発明態様では、変位機構が、回転シリンダが搬送経路に接近して搬送経路を挟んでアンビルシリンダと対向する切断位置と、回転シリンダが搬送経路から離間してダイシリンダとアンビルシリンダとが搬送経路を挟んで対向する非切断位置との間で、回転シリンダを変位させる。この結果、搬送経路に対する回転シリンダの接近または離間により、切断用刃物の作動切換を容易に行うことができ、切換時間を短縮することができる。
第2の発明態様では、回転シリンダを支持する支持フレームを回動させる構成である。この結果、ダイシリンダ、アンビルシリンダ、および回転シリンダの3つのシリンダを支持する支持フレームを昇降させる構成に比べ、駆動手段に加わる負荷が小さくなり、回転シリンダとダイシリンダとの切換を迅速に行うことができる。
第2の発明態様では、支持フレームの回動位置が保持機構により保持される構成である。この結果、切断加工または打ち抜き加工の間に支持フレームの回動位置を確実に保持することができる。
第2の発明態様では、ダイシリンダおよび回転シリンダを支持する支持フレームを備える構成であることから、1枚の段ボールシートを逐次切断する専用のシート切断装置を使用する構成に比べ、段ボールシート製函機の搬送方向の長さを小さくすることができる。
請求項3に記載の第3の発明態様では、支持フレームが、アンビルシリンダとそのアンビルシリンダの上下両側に配置されたダイシリンダおよび回転シリンダとを回転可能にそれぞれ支持する。駆動手段が、搬送経路と直交する方向に支持フレームを移動させる。この結果、支持フレームの上下方向の移動により、切断用刃物の作動切換を容易に行うことができ、切換時間を一層短縮することができる。また、支持フレームが回動する構成に比べ、支持フレームが上下方向に移動することにより、上流側のスロッタに近接して支持フレームを配置することができ、段ボールシート製函機の小型化に寄与することができる。
本発明の第1の実施形態に係る段ボールシート製函機1の全体的構成を示す正面図である。 図1に示す段ボールシート製函機1が生産する通常のシート長さの段ボールシートSS1を示す図面である。 2枚の小型の段ボールシートSC1、SC2を生産するための段ボールシートSS2を示す図面である。 図3に示す段ボールシートSS2を生産するために印刷部材およびスロッタ刃などの各加工部材の取付状態と、ダイカッタ7の3つのシリンダ73、70、71の昇降状態とが変更された段ボールシート製函機1の全体的構成を示す正面図である。 ダイカッタ7の一部を破断して示す右側面図である。 ダイカッタ7を前方から見た正面図である。 段ボールシート製函機1の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施形態に係る段ボールシート製函機1におけるスロッタ6およびダイカッタ7の構成を示す正面図である。 図3に示す段ボールシートSS2を生産するためにスロッタ刃などの各加工部材の取付状態と、ダイカッタ7の回転シリンダ73およびダイシリンダ71の回転状態とが変更された段ボールシート製函機1スロッタ6およびダイカッタ7の構成を示す正面図である。 切断用刃物74がダイシリンダ71Aの外周面から突出した切断位置と、ダイシリンダ71Aの内部に引き込まれた非切断位置との間で変位する参考例を示す図面である。 切断用刃物74Bがダイシリンダ71Bの外周面の一定位置に固定され、アンビルシリンダ70Bが、切断用刃物74Bが嵌入する凹所75を有する参考例を示す図面である。
[第1の実施形態]
段ボールシートに溝切りおよび打ち抜きなどの加工を行う段ボールシート製函機に本発明を適用した第1の実施形態について、図1〜図7を参照して以下に説明する。なお、図面において矢印で示す方向に従って、上下方向、左右方向および前後方向が定められる。
《全体的構成》
図1は、本実施形態の段ボールシート製函機1の全体的構成を示す図面である。段ボールシート製函機1は、段ボールシートSSを搬送経路PLに向かって1枚ずつ供給する供給装置2と、その供給装置2から供給された段ボールシ−トSSを搬送経路PLに沿って搬送する搬送装置3と、その搬送される段ボールシートSSに順次加工を行うために搬送経路PLに沿って配列された複数の加工装置とからなる。本実施形態では、複数の加工装置として、段ボールシートSSに印刷を行う印刷装置4と、段ボールシートSSに搬送方向の罫線を施すクリーザ5と、段ボールシートSSに溝切り加工を行うスロッタ6と、段ボールシートSSに打ち抜き加工を行うダイカッタ7とが設けられる。
〈供給装置の構成〉
供給装置2は、ホッパ20と、ベルトキッカ機構21と、一対のフィードロール22A、22Bとを備える。両フィードロール22A、22Bは、公知の動力伝達機構を介して主駆動モータ8に連結され、その主駆動モータ8の回転に伴い回転する。供給装置2は、搬送経路PLと同じ高さで水平方向に延びる給紙テーブル23を備える。また、供給装置2は、ベルトキッカ機構21の下方に設けられたサクションチャンバと、サクションチャンバに接続されたサクションブロアとを備える。
〈搬送装置の構成〉
搬送装置3は、図1に示すように、印刷用搬送部30と、クリーザ用搬送部31と、スロッタ用搬送部32とからなる。これらの搬送部30〜32は、右から左へ向かう搬送方向FDに段ボールシートSSを搬送するために搬送経路PLに沿って配置される。搬送部30〜32の基本的な構成は同じである。各搬送部は、搬送経路PLに沿って配列された多数の搬送ローラと、これらの搬送ローラの下方に設けられたサクションチャンバと、サクションチャンバに接続されたサクションブロアとからなる。多数の搬送ローラは、公知の動力伝達機構を介して主駆動モータ8に連結され、その主駆動モータ8の回転に伴い回転する。
〈印刷装置の構成〉
本実施形態では、印刷装置4は、公知のフレキソ印刷機から構成される。印刷装置4は、印刷シリンダ40と、段ボールシートSSに印刷するための印版部材41と、インキ塗布装置42と、プレスロール43とから主に構成される。印刷シリンダ40は、印刷装置4のフレームに回転可能に支持され、公知の動力伝達機構を介して主駆動モータ8に連結され、その主駆動モータ8の回転により図1に示す矢印の方向に回転する。プレスロール43は、搬送経路PLを挟んで印刷シリンダ40と対向する位置に配設され、公知の動力伝達機構を介して主駆動モータ8に連結され、その主駆動モータ8の回転により図1に示す矢印の方向に回転する。プレスロール43は、搬送される段ボールシートSSを、印刷シリンダ40に巻装された印刷部材41の印刷版41Aとの間で狭持して所望の印刷を行う。印刷部材41は、印刷パターンに応じた形状の印刷版を有する別の印刷部材と交換可能に構成される。図1に示す印刷部材41は、1つの印刷版41Aを有する構成であるが、別の印刷部材は、2つの印刷版を有する構成でもよい。
〈クリーザの構成〉
クリーザ5は、図1に示すように、搬送経路PLを挟んで上部罫線ロール50と、下部罫線ロール51とを有する。両ロール50、51は、公知の動力伝達機構を介して主駆動モータ8に連結され、その主駆動モータ8の回転により図1に示す矢印の方向に回転する。両ロール50、51は、搬送される段ボールシートSSの所望の位置に、搬送方向FDの罫線を施す。
〈スロッタの構成〉
スロッタ6は、搬送経路PLに沿って、上流側に配置された第1のスロッタサブユニット61と、下流側に配置された第2のスロッタサブユニット62とを有するダブルスロッタ方式の構成である。第1のスロッタサブユニット61は、搬送経路PLを挟んで配設された上部第1スロッタ610と下部第1スロッタ611とからなる溝切りのためのスロッタ組を備える。両スロッタ610、611は、公知の動力伝達機構を介して主駆動モータ8に連結され、その主駆動モータ8の回転により図1に示す矢印の方向に回転する。また、第2のスロッタサブユニット62は、搬送経路PLを挟んで配設された上部第2スロッタ620と下部第2スロッタ621とからなる溝切りのためのスロッタ組を備える。両スロッタ620、621は、公知の動力伝達機構を介して主駆動モータ8に連結され、その主駆動モータ8の回転により図1に示す矢印の方向に回転する。図1に示す上部第1スロッタ610には、1つのスロッタ刃612が取り付けられ、また上部第2スロッタ620には、1つのスロッタ刃622が取り付けられている。搬送方向FDにおける段ボールシートSSの中央位置にも溝切り加工を行う場合には、上部第1スロッタ610および上部第2スロッタ620の各々には、2つのスロッタ刃を取り付けることが可能である。
〈ダイカッタの概略構成〉
ダイカッタ7は、ロータリーダイカッタ方式の構成であり、アンビルシリンダ70と、そのアンビルシリンダ70の下方に配置されたダイシリンダ71とを有する。打ち抜きパターンに応じた形状の打ち抜きダイ72が、合板ベニヤなどの木型に固定される。打ち抜き加工を行う必要がある場合には、この木型が、ネジなどの固定手段を使用してダイシリンダ71の外周面に巻装される。打ち抜きダイ72は、搬送される段ボールシートSSの所望の位置に打ち抜き加工を行う。
本実施形態では、ダイカッタ7は、アンビルシリンダ70の上方に配置された回転シリンダ73を有する。切断用刃物74が、回転シリンダ73に固定され、その回転シリンダ73の外周面から突出する。回転シリンダ73と、アンビルシリンダ70と、ダイシリンダ71とは、上下方向に一体的に昇降可能に構成される。具体的には、アンビルシリンダ70とダイシリンダ71とが図1に示すように搬送経路PLを挟んで配置される上昇位置と、回転シリンダ73とアンビルシリンダ70とが搬送経路PLを挟んで配置される下降位置との間で、3つのシリンダ73、70、71は昇降可能に構成される。3つのシリンダを昇降させる昇降機構を含むダイカッタ7の詳細な構成については後述する。
〈段ボールシートの種類〉
本実施形態の段ボールシート製函機1が生産する段ボールシートについて、オーダに応じて搬送方向FDにおけるシート長さが種々の長さに設定される。シート長さが短くなるほど、段ボールシートを正確に搬送することが困難になることから、印刷、罫線加工、および溝切り加工が行われた1枚の段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断する切断加工が行われる。図2に示す段ボールシートは、通常のシート長さの段ボールシートSS1である。図3に示す段ボールシートは、短いシート長さの2枚の小型の段ボールシートSC1、SC2を生産するための段ボールシートSS2である。
段ボールシートSS1は、図1に示す段ボールシート製函機1のスロッタ6から搬出された時点での加工状態にある。図2に示す段ボールシートSS1の加工状態において、印刷パターンP11、P12が印刷部材41の印刷版41Aにより印刷されている。4本の罫線K11〜K14がクリーザ5により形成されている。溝S11〜S13がスロッタ刃622により形成され、溝S14〜S16がスロッタ刃612により形成されている。また、上部第1スロッタ610に取り付けられた図示しない角切り刃と、上部第2スロッタ620に取り付けられた図示しない角切り刃とが、段ボールシートSS1の左右両角部を切り落とすことにより、継ぎ代CM1が形成されている。段ボールシートSS1が、図1に示す上昇位置にあるアンビルシリンダ70とダイシリンダ71との間を通過するときに、打ち抜きパターンD11、D12が、打ち抜きダイ72により形成される。
段ボールシートSS2は、図4に示す段ボールシート製函機1のスロッタ6から搬出された時点での加工状態にある。図4に示す段ボールシート製函機1において、印刷シリンダ40には、別の印刷部材44が巻装される。印刷部材44は、2つの印刷版44A、44Bを有する。上部第1スロッタ610には、2つのスロッタ刃613A、613Bが取り付けられ、上部第2スロッタ620には、2つのスロッタ刃623A、623Bが取り付けられる。回転シリンダ73とアンビルシリンダ70とが搬送経路PLを挟んで配置される下降位置に、3つのシリンダ73、70、71が下降される。図3に示す段ボールシートSS2の加工状態において、印刷パターンP21、P22が印刷部材44の印刷版44Aにより印刷され、印刷パターンP23、P24が印刷部材44の印刷版44Bにより印刷されている。4本の罫線K21〜K24がクリーザ5により形成されている。溝S21〜S23がスロッタ刃623Aにより形成され、中央溝MS1〜MS3の左半分がスロッタ刃623Bにより形成されている。中央溝MS1〜MS3の右半分がスロッタ刃613Aにより形成され、溝S24〜S26がスロッタ刃613Bにより形成されている。また、上部第2スロッタ620に取り付けられた図示しない2つの角切り刃が段ボールシートSS2の左角部および側部中央左半分を切り落とすことにより、継ぎ代CM21が形成されている。上部第1スロッタ610に取り付けられた図示しない2つの角切り刃が段ボールシートSS2の側部中央右半分および右角部を切り落とすことにより、継ぎ代CM22が形成されている。段ボールシートSS2が、図4に示す下降位置にある回転シリンダ73とアンビルシリンダ70との間を通過するときに、中央切断線CLが、切断用刃物74により形成され、段ボールシートSS2は2枚の小型の段ボールシートSC1、SC2に切断される。両段ボールシートSC1、SC2は、同じ形状および同じ寸法の段ボールシートである。
〈ダイカッタの詳細な構成〉
ダイカッタ7の詳細な構成について、図5および図6を参照して説明する。図5は、ダイカッタ7の一部を破断して示す右側面図であり、図6は、ダイカッタ7を前方から見た正面図である。
ダイカッタ7は、固定フレーム80と、可動フレーム90とを備える。固定フレーム80は、前方脚体部81と、後方脚体部82と、両脚体部の上端に架設された梁部83とを有する。前方ガイド溝84および後方ガイド溝85が、上下方向に延びて前方脚体部81および後方脚体部82にそれぞれ形成される。可動フレーム90は、前方壁部91と、後方壁部92と、両壁部の上下両端にそれぞれ架設された上方梁部93および下方梁部94とを有する。前方壁部91および後方壁部92は、前方ガイド溝84および後方ガイド溝85にそれぞれ嵌合し、上下方向に案内される。
一対の前方ガイドレール95A、95Bが、図6に示すように、上下方向に延びて前方壁部91の下方部分に固定される。一対の前方ガイドベアリング96A、96Bが、両前方ガイドレール95A、95Bにそれぞれ係合する。両前方ガイドベアリング96A、96Bは、一対の固定金具97A、97Bにより前方脚体部81にそれぞれ固定される。両前方ガイドレール95A、95Bと、両前方ガイドベアリング96A、96Bとの係合により、前方壁部91は、前方ガイド溝84の内部に位置した状態で上下方向に案内される。同様に、一対の後方ガイドレールが、上下方向に延びて後方壁部92の下方部分に固定される。一対の後方ガイドベアリングが、両後方ガイドレールにそれぞれ係合する。両後方ガイドベアリングは、一対の固定金具により後方脚体部82にそれぞれ固定される。図5において、一方の後方ガイドレール98Aと、一方の後方ガイドベアリング99Aと、一方の固定金具100Aとが図示される。両後方ガイドレールと、両後方ガイドベアリングとの係合により、後方壁部92は、後方ガイド溝85の内部に位置した状態で上下方向に案内される。
回転シリンダ73の回転軸、アンビルシリンダ70の回転軸、およびダイシリンダ71の回転軸が、前方壁部91および後方壁部92により回動可能にそれぞれ支持される。回転シリンダモータ101、アンビルシリンダモータ102、およびダイシリンダモータ103が、後方壁部92に固定され、3つのシリンダ73、70、71の回転軸とそれぞれ連結される。
一対の油圧シリンダ104、105が、前方脚体部81および後方脚体部82の上端に固定される。両油圧シリンダ104、105のピストンロッド104A、105Aの下端は、前方壁部91および後方壁部92の上端に固定される。両油圧シリンダ104、105の駆動により、可動フレーム90は上下方向に移動される。本実施形態では、3つのシリンダ73、70、71を昇降させる昇降機構110が、両油圧シリンダ104、105、可動フレーム90、前方および後方ガイドレール95A、98A、前方および後方ガイドベアリング96A、99Aなどにより構成される。図5は、アンビルシリンダ70およびダイシリンダ71が搬送経路PLを挟んで配置された上昇位置に、3つのシリンダ73、70、71が位置決めされた状態を示す。
(クランプ機構の構成)
本実施形態では、3つのシリンダ73、70、71を支持する可動フレーム90を上昇位置または下降位置に保持するために、前方クランプ機構120および後方クランプ機構130が備えられる。前方クランプ機構120は、一対の上方係止部121A、121Bと、一対の下方係止部122A、122Bと、一対のエアシリンダ123A、123Bとを主に備える。係止部121A、122Aは、前方壁部91の右側端にそれぞれ固定され、係止部121B、122Bは、前方壁部91の左側端にそれぞれ固定される。両エアシリンダ123A、123Bは、前方脚体部81の左右両側端にそれぞれ固定され、ピストンロッド124A、124Bを備える。両ピストンロッド124A、124Bは、左右方向に移動可能である。一対の保持体125A、125Bが、両ピストンロッド124A、124Bの先端にそれぞれ固定される。一対の案内体126A、126Bが、前方脚体部81の前方ガイド溝84の左右両側端縁に近接して前方脚体部81にそれぞれ固定される。両案内体126A、126Bは、両保持体125A、125Bを左右方向に案内する貫通孔127A、127Bをそれぞれ有する。
係止部121A、122Aは、右方に開口する保持溝128A、129Aを有する。係止部121B、122Bは、左方に開口する保持溝128B、129Bを有する。3つのシリンダ73、70、71を支持する可動フレーム90が、図6に示す上昇位置に位置決めされたときに、案内体126A、126Bの貫通孔127A、127Bは、下方係止部122A、122Bの保持溝129A、129Bと一致する。この状態で、エアシリンダ123A、123Bが駆動されたとき、保持体125A、125Bは、保持溝129A、129Bに嵌入することができる。この嵌入により、可動フレーム90が上昇位置に保持される。一方、可動フレーム90が、下降位置に位置決めされたときに、案内体126A、126Bの貫通孔127A、127Bは、上方係止部121A、121Bの保持溝128A、128Bと一致する。この状態で、エアシリンダ123A、123Bが駆動されたとき、保持体125A、125Bは、保持溝128A、128Bに嵌入することができる。この嵌入により、可動フレーム90が下降位置に保持される。
後方クランプ機構130も、前方クランプ機構120と同様な構成を有し、一対の上方係止部と、一対の下方係止部と、一対のエアシリンダ133A、133Bとを主に備える。後方クランプ機構130の4つの係止部は、後方壁部92にそれぞれ固定される。両エアシリンダ133A、133Bは、後方脚体部82にそれぞれ固定される。図5は、上方係止部131A、上方係止部131Aの保持溝138A、下方係止部132A、下方係止部132Aの保持溝139A、および保持体135Aのみを示す。
(支持機構の構成)
本実施形態では、3つのシリンダ73、70、71を支持する可動フレーム90を上昇位置で支持するために、前方支持機構140および後方支持機構150が備えられる。前方支持機構140は、支持体141と、エアシリンダ142と、支持フレーム143とを主に備える。支持フレーム143は、前方脚体部81の前方ガイド溝84を左右方向に跨いた状態で、両側端において前方脚体部81に固定される。支持フレーム143は、図5に示すようにL字状の断面形状を有し、起立壁部144と、水平案内部145とを有する。エアシリンダ142は、起立壁部144に固定され、ピストンロッド142Aを有する。支持体141は、ピストンロッド142Aの先端に固定される。支持体141は、図6に示すように、左右方向に長い長方形の形状を有し、上昇位置にある可動フレーム90の下方端と、前方ガイド溝84の下方端との間に形成される下方空間に進入することができる。図5は、支持体141が下方空間に進入して、可動フレーム90を下方から支持する状態を示す。ピストンロッド142Aが左右方向に移動するときに、水平案内部145は、支持体141の下端面と接触して左右方向に案内する。
後方支持機構150も、前方支持機構140と同様な構成を有し、支持体151と、エアシリンダ152と、支持フレーム153とを主に備える。支持フレーム153は、後方脚体部82の後方ガイド溝85を左右方向に跨いた状態で、両側端において後方脚体部82に固定される。支持フレーム153は、図5に示すようにL字状の断面形状を有し、起立壁部154と、水平案内部155とを有する。エアシリンダ152は、起立壁部154に固定され、ピストンロッド152Aを有する。支持体151は、ピストンロッド152Aの先端に固定される。図5は、支持体151が、上昇位置にある可動フレーム90の下方端と、後方ガイド溝85の下方端との間に形成される下方空間に進入して、可動フレーム90を下方から支持する状態を示す。ピストンロッド152Aが左右方向に移動するときに、水平案内部155は、支持体151の下端面と接触して左右方向に案内する。
《電気的構成》
第1の実施形態の段ボールシート製函機1の電気的構成について、図7を参照して以下に説明する。図7は、本実施形態の段ボールシート製函機1の電気的構成を示すブロック図である。図7に示すように、段ボールシート製函機1において段ボールシートの加工を全般的に管理するために、管理装置200が備えられる。管理装置200は、予め決められた多数のオーダに関する加工管理計画に従って、主駆動モータ8の回転速度、段ボールシートのサイズおよびシート枚数などに関する制御指令情報を、プログラムメモリ210から読み出す。
管理装置200は、読み出した制御指令情報に従って、主駆動モータ8、各加工装置のサーボモータなどの駆動部の制御を指示するとともに、各オーダに関する段ボールシートのシート枚数を計数して生産管理を行う。管理装置200は、段ボールシート製函機1に備えられる駆動部全体の制御を指示するものであるが、その駆動部の中で、本発明に直接に関係するダイカッタ7の駆動部を制御する構成のみが、図7に詳細に示される。ダイカッタ7以外の印刷装置4、クリーザ5、およびスロッタ6の駆動部を制御する構成は、特許文献1などにより公知であるので、簡単に説明する。
プログラムメモリ210は、管理装置200の主制御ルーチン、ダイカッタ7全般を制御する制御ルーチンなどのプログラムを固定記憶すると共に、各種の設定値を固定記憶する。作業メモリ220は、管理装置200による演算処理結果を一時記憶する。操作パネル230が、管理装置200に接続される。操作パネル230は、オーダ開始ボタン231を含む。オーダ開始ボタン271は、1つのオーダを開始されるために作業者が操作可能なボタンである。
管理装置200は、ダイカッタ制御装置240と、ダイカッタ7以外の加工装置を制御する制御装置群250とに制御指令情報を送る。ダイカッタ制御装置240は、制御指令情報に従って、シリンダモータ駆動装置241、油圧シリンダ駆動装置242、クランプ駆動装置243、および支持体駆動装置244の動作をそれぞれ制御する。シリンダモータ駆動装置241は、回転シリンダモータ101、アンビルシリンダモータ102、およびダイシリンダモータ103の各モータを、制御指令情報に従う回転方向および回転速度で駆動し、または、制御指令情報に従ってその駆動を停止する。具体的には、3つのシリンダ73、70、71が図1に示す上昇位置に位置決めされているとき、シリンダモータ駆動装置241は、回転シリンダモータ101の駆動を停止し、アンビルシリンダモータ102およびダイシリンダモータ103を、図1に矢印で示す方向に、制御指令情報に従う回転速度で回転させる。3つのシリンダ73、70、71が図4に示す下降位置に位置決めされているとき、シリンダモータ駆動装置241は、ダイシリンダモータ103の駆動を停止し、回転シリンダモータ101およびアンビルシリンダモータ102を、図4に矢印で示す方向に、制御指令情報に従う回転速度で回転させる。
油圧シリンダ駆動装置242は、油圧シリンダ104、105に与える油圧を制御指令情報に従って変化させる。具体的には、3つのシリンダ73、70、71が図1に示す上昇位置に位置決めされている間、油圧シリンダ駆動装置242は、両油圧シリンダ104、105のピストンロッド104、105が図5に示すように引き込まれるように、油圧を変化させる。3つのシリンダ73、70、71が下降位置に位置決めされている間、油圧シリンダ駆動装置242は、両油圧シリンダ104、105のピストンロッド104、105が下方に突出するように、油圧を変化させる。
クランプ駆動装置243は、エアシリンダ123A、123B、およびエアシリンダ133A、133Bに与えられる空気圧を制御指令情報に従って変化させる。具体的には、3つのシリンダ73、70、71を支持する可動フレーム90が上昇位置または下降位置に位置決めされている間、クランプ駆動装置243は、エアシリンダ123A、123B、およびエアシリンダ133A、133Bの各シリンダのピストンロッドが突出するように、空気圧を変化させる。可動フレーム90が上昇位置および下降位置の間で昇降している間、クランプ駆動装置243は、エアシリンダ123A、123B、およびエアシリンダ133A、133Bの各シリンダのピストンロッドが引き込まれるように、空気圧を変化させる。
支持体駆動装置244は、エアシリンダ142、152に与えられる空気圧を制御指令情報に従って変化させる。具体的には、可動フレーム90が図5に示す上昇位置に位置決めされている間、支持体駆動装置244は、エアシリンダ142、152のピストンロッド142A、152Aが突出するように、空気圧を変化させる。可動フレーム90が上昇位置および下降位置の間で昇降している間、および下降位置に位置決めされている間、エアシリンダ142、152のピストンロッド142A、152Aが引き込まれるように、空気圧を変化させる。
制御装置群250は、制御指令情報に従って、主駆動モータ駆動装置251、および駆動装置群252の動作を制御する。主駆動モータ駆動装置251は、制御指令情報に従う回転速度で主駆動モータ8を駆動し、または、制御指令情報に従ってその駆動を停止させる。駆動装置群252は、ダイカッタ7以外の供給装置2、印刷装置4、クリーザ5、およびスロッタ6の駆動部群253を駆動し、または、その駆動を停止させる。駆動部群253は、クリーザ5の上部罫線ロール50および下部罫線ロール51を前後方向に位置決めするサーボモータ、上部第1スロッタ610および下部第1スロッタ611を前後方向に位置決めするサーボモータ、上部第2スロッタ620および下部第2スロッタ621を前後方向に位置決めするサーボモータ、供給装置2による段ボールシートSSの給紙タイミングに対して印刷シリンダ40、上部第1スロッタ610および上部第2スロッタ620の回転位相を調整するサーボモータなどを含む。
《第1の実施形態の動作および作用》
第1の実施形態の段ボールシート製函機1の動作および作用について、以下に説明する。段ボールシート製函機1は、図2に示す通常のシート長さの段ボールシートSS1を生産するオーダと、図3に示す短いシート長さの小型の段ボールシートSC1、SC2を生産するオーダとを実行する。
〈通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産〉
通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産を開始する前に、作業者は、段ボールシートSS1の生産に適する印刷部材41を印刷シリンダ40に巻装し、段ボールシートSS1の生産に適するスロッタ刃612およびスロッタ刃622を上部第1スロッタ610および上部第2スロッタ620にそれぞれ取り付ける。また、作業者は、段ボールシートSS1の生産に適する打ち抜きダイ72が固定された木型をダイシリンダ71にネジなどにより取り付ける。
通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産を開始するために、作業者が、操作パネル230のオーダ開始ボタン231を操作すると、管理装置200は、通常のシート長さの段ボールシートSS1を生産するための制御指令情報をプログラムメモリ210から逐次読み出してダイカッタ制御装置240および制御装置群250に送る。ダイカッタ制御装置240は、図5に示すように両油圧シリンダ104、105のピストンロッド104A、105Aが引き込まれて可動フレーム90が上昇位置まで上昇するように油圧シリンダ駆動装置242を制御する。可動フレーム90が上昇位置に到達したときに、ダイカッタ制御装置240は、両支持体141、151が可動フレーム90の下方端の下方に形成される下方空間に進入するように支持体駆動装置244を制御する。両支持体141、151が下方空間への進入を完了したときに、ダイカッタ制御装置240は、可動フレーム90の下方端を両支持体141、151に確実に当接させるためにピストンロッド104A、105Aが突出する方向に両油圧シリンダ104、105を駆動するように油圧シリンダ駆動装置242を制御する。
可動フレーム90の下方端が両支持体141、151に当接した後に、ダイカッタ制御装置240は、エアシリンダ123A、123B、133A、133Bのピストンロッドが突出するようにクランプ駆動装置243を制御する。この制御により、保持体125A、125B、135Aなどが、保持溝129A、129B、139Aなどに嵌入して、可動フレーム90を上昇位置に保持する。上昇位置において、アンビルシリンダ70およびダイシリンダ71が、図1に示すように搬送経路PLを挟んで対向するように位置決めされる。
アンビルシリンダ70およびダイシリンダ71の位置決めが完了した後に、管理装置200は、制御装置群250に主駆動モータ8および駆動部群253の駆動を指令する。制御装置群250は、通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産に適する回転速度で主駆動モータ8が回転するように主駆動モータ駆動装置251を制御するとともに、給紙動作、印刷加工、罫線加工、および溝切り加工などを実行するために駆動装置群252を制御する。また、管理装置200は、通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産のためにアンビルシリンダモータ102およびダイシリンダモータ103の駆動をダイカッタ制御装置240に指令する。ダイカッタ制御装置240は、アンビルシリンダ70およびダイシリンダ71が主駆動モータ8の回転速度に従って定まる段ボールシートの搬送速度と一致する回転速度で、図1に示す矢印の方向に回転するように、シリンダモータ駆動装置241を制御する。また、ダイカッタ制御装置240は、回転シリンダ73が停止状態に維持されるように、シリンダモータ駆動装置241を制御する。
主駆動モータ8の回転に伴い、段ボールシートSSが供給装置2から1枚ずつ送り出され、印刷加工、罫線加工、溝切り加工、および角切り加工が各段ボールシートSSに行われる。これらの加工が行われた段ボールシートSS1が、スロッタ6から搬出される。ダイカッタ7は、段ボールシートSS1に打ち抜きパターンD11、D12の加工を行う。これらの一連の加工が、通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産を行うオーダに従って定められた所定のシート枚数だけ、繰り返し実行される。所定のシート枚数の段ボールシートSS1が生産されたときに、主駆動モータ8、アンビルシリンダモータ102およびダイシリンダモータ103の駆動が停止される。
〈短いシート長さの小型の段ボールシートSC1、SC2の生産〉
短いシート長さの小型の段ボールシートSC1、SC2の生産を開始する前に、作業者は、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産に適する印刷部材44を印刷シリンダ40に巻装し、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産に適するスロッタ刃613A、613Bおよびスロッタ刃623A、623Bを上部第1スロッタ610および上部第2スロッタ620にそれぞれ取り付ける。本実施形態では、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産時には、打ち抜きダイ72が固定された木型がダイシリンダ71から取り外される。
小型の段ボールシートSC1、SC2の生産を開始するために、作業者が、操作パネル230のオーダ開始ボタン231を操作すると、管理装置200は、小型の段ボールシートSC1、SC2を生産するための制御指令情報をプログラムメモリ210から逐次読み出してダイカッタ制御装置240および制御装置群250に送る。ダイカッタ制御装置240は、エアシリンダ123A、123B、133A、133Bのピストンロッドが引き込まれるようにクランプ駆動装置243を制御する。この制御により、保持体125A、125B、135Aなどが、保持溝129A、129B、139Aなどから引き抜かれ、クランブ機構120、130による可動フレーム90の保持が解除される。
ダイカッタ制御装置240は、可動フレーム90の下方端と両支持体141、151との当接を解除するためにピストンロッド104A、105Aが引き込まれる方向に両油圧シリンダ104、105を駆動するように油圧シリンダ駆動装置242を制御する。その後に、ダイカッタ制御装置240は、両支持体141、151が可動フレーム90の下方端の下方に形成される下方空間から退避するように支持体駆動装置244を制御する。両支持体141、151が下方空間からの退避を完了したときに、ダイカッタ制御装置240は、両油圧シリンダ104、105のピストンロッド104A、105Aが突出して可動フレーム90が下降位置まで徐々に下降するように油圧シリンダ駆動装置242を制御する。可動フレーム90の下方端が、固定フレーム80の前方ガイド溝84および後方ガイド溝85の下方端面に当接したとき、すなわち可動フレーム90が下降位置に到達したときに、ダイカッタ制御装置240は、エアシリンダ123A、123B、133A、133Bのピストンロッドが突出するようにクランプ駆動装置243を制御する。この制御により、保持体125A、125B、135Aなどが、保持溝129A、129B、139Aなどに嵌入して、可動フレーム90を下降位置に保持する。下降位置において、回転シリンダ73およびアンビルシリンダ70が、図4に示すように搬送経路PLを挟んで対向するように位置決めされる。
回転シリンダ73およびアンビルシリンダ70の位置決めが完了した後に、管理装置200は、制御装置群250に主駆動モータ8および駆動部群253の駆動を指令する。制御装置群250は、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産に適する回転速度で主駆動モータ8が回転するように主駆動モータ駆動装置251を制御するとともに、給紙動作、印刷加工、罫線加工、および溝切り加工などを実行するために駆動装置群252を制御する。また、管理装置200は、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産のために回転シリンダモータ101およびアンビルシリンダモータ102の駆動をダイカッタ制御装置240に指令する。ダイカッタ制御装置240は、回転シリンダ73およびアンビルシリンダ70が主駆動モータ8の回転速度に従って定まる段ボールシートの搬送速度と一致する回転速度で、図4に示す矢印の方向に回転するように、シリンダモータ駆動装置241を制御する。また、ダイカッタ制御装置240は、ダイシリンダ71が停止状態に維持されるように、シリンダモータ駆動装置241を制御する。
主駆動モータ8の回転に伴い、段ボールシートSSが供給装置2から1枚ずつ送り出され、印刷加工、罫線加工、中央溝MS1〜MS3の形成を含む溝切り加工、および角切り加工が各段ボールシートSSに行われる。これらの加工が行われた段ボールシートSS2が、スロッタ6から搬出される。ダイカッタ7は、中央切断線CLに従う切断加工を段ボールシートSS2に行う。これらの一連の加工が、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産を行うオーダに従って定められた所定のシート枚数の1/2の回数だけ、繰り返し実行される。所定のシート枚数の段ボールシートSC1、SC2が生産されたときに、主駆動モータ8、回転シリンダモータ101およびアンビルシリンダモータ102の駆動が停止される。
《第1の実施形態の効果》
段ボールシートを2枚の小型の段ボールシートに切断する専用の切断装置は、特許文献2に記載される。この切断装置は、大型の段ボールシートが複数積み重ねられた積重ね体を、2組の小型の段ボールシートの積重ね体に切断する専用の切断装置であり、ダイカッタの下流に配置される。積重ね体を切断する専用の切断装置に代えて、スロッタまたはダイカッタから搬出された1枚の段ボールシートを逐次切断する専用のシート切断装置を使用することが考えられる。このシート切断装置を、スロッタとダイカッタとの間の位置、または、ダイカッタの下流側に近接した位置に配置することが考えられる。通常、シート切断装置は、切断用刃物が固定されたシリンダと送りローラとが搬送経路を挟んで対向して配置される構成を有する。これに対して、第1の実施形態では、ダイカッタ7が3つのシリンダ73、70、71を支持する可動フレーム90を備える構成であることから、上記の専用のシート切断装置を使用する構成に比べ、段ボールシート製函機1の搬送方向FDの長さを小さくすることができる。
第1の実施形態では、可動フレーム90が搬送経路PLと直交する方向に直線的に昇降する構成である。この結果、3つのシリンダ73、70、71のうち、2つ以上のシリンダを支持する支持フレームが回動し、その回動範囲に相当する距離だけスロッタから離れる必要がある構成に比べ、ダイカッタ7の搬送方向FDの長さを小さくすることができる。
第1の実施形態では、前方クランプ機構120および後方クランプ機構130が備えられ、前方支持機構140および後方支持機構150が備えられる。この結果、クランプ機構により、可動フレーム90を上昇位置または下降位置に確実に保持することができる。また、支持機構により、可動フレーム90を上昇位置に安定して保持することができる。
第1の実施形態では、アンビルシリンダ70が、ダイシリンダ71による打ち抜き加工と、回転シリンダ73の切断用刃物74による切断加工とのために兼用される。この結果、ダイカッタ7の機械的構成が簡単になる。また、3つのシリンダ73、70、71の回転軸が、所定の間隔を置いて1つの可動フレーム90に支持される。この結果、アンビルシリンダ70の回転軸に対する回転シリンダ73の回転軸の間隔およびダイシリンダ71の回転軸の間隔を、それぞれ所定の間隔に正確に保持することができ、打ち抜き加工および切断加工を精度よく行うことができる。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態に係る段ボールシート製函機について、図8および図9を参照して以下に説明する。第2の実施形態は、ダイカッタ7の3つのシリンダ73、70、71を支持する構成について、第1の実施形態と相違するので、この相違する構成についてのみ説明する。第2の実施形態において、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の番号または記号を付して説明する。
《全体的構成》
第2の実施形態の段ボールシート製函機1は、ダイカッタ7の構成について、第1の実施形態と相違することから、図8は、スロッタ6およびダイカッタ7のみを示す。第2の実施形態の他の構成は、図1に示す構成と同じである。図8において、ダイカッタ7のアンビルシリンダ70は、搬送経路PLの上方の一定位置に配置される。アンビルシリンダ70の回転軸は、ダイカッタ7の固定フレームに回転可能に支持される。回動フレーム300は、搬送経路PLの下方に配置される。回動軸300Aが、回動フレーム300の中間部分に固定され、ダイカッタ7の固定フレームに回動可能に支持される。ダイシリンダ71および回転シリンダ73の回転軸が、回動軸300Aと直交する方向であって、回動軸300Aから互いに反対方向に離れた回動フレーム300の両端部近傍に配置される。回動フレーム300は、ダイシリンダ71の回動軸の両端部、および回転シリンダ73の回転軸の両端部を回転可能にそれぞれ支持する。
ダイシリンダ71および回転シリンダ73を支持する回動フレーム300が回動するときに、ダイシリンダ71および回転シリンダ73がスロッタ6のフレームに衝突しないように、回動フレーム300などの回動範囲に相当する距離だけ、回動軸300Aは搬送方向FDにスロッタ6のフレームから離れて配置される。
切換モータ301が、ダイカッタ7の固定フレームに固定され、回動フレーム300の回動軸300Aに連結される。切換モータ301は、ダイシリンダ71が図8に示すように搬送経路PLを挟んでアンビルシリンダ70と対向する打ち抜き可能な回動位置と、回転シリンダ73が図9に示すように搬送経路PLを挟んでアンビルシリンダ70と対向する切断可能な回動位置とのいずれかの回動位置に、回動フレーム300を回動させて位置決めする。回動フレーム300が図8に示す回動位置に位置決めされるとき、ダイシリンダ71の打ち抜きダイ72は、図2に示す段ボールシートSS1に打ち抜きパターンD11、D12を形成する。回動フレーム300が図9に示す回動位置に位置決めされるとき、回転シリンダ73の切断用刃物74は、図3示す段ボールシートSS2に中央切断線CLを形成して2枚の小型の段ボールシートSC1、SC2に切断する。回転シリンダ73およびダイシリンダ71が図8に示す回動位置または図9に示す回動位置に回動させる回動機構310が、切換モータ301、回動フレーム300、回動軸300Aなどにより構成される。
アンビルシリンダモータ102は、ダイカッタ7の固定フレームに固定され、アンビルシリンダ70の回転軸に連結される。回転シリンダモータ101およびダイシリンダモータ103は、回動フレーム300に固定され、回転シリンダ73の回転軸およびダイシリンダ71の回転軸にそれぞれ連結される。
図8に示す回動位置または図9に示す回動位置に回動フレーム300を保持するために、図示しない回動クランプ機構が備えられる。この回動クランプ機構は、第1の実施形態のクランプ機構120、130と同様な基本的構成を有する。すなわち、回動クランプ機構は、一対の係止部と、エアシリンダとを備える。一対の係止部は、回動フレーム300の両端部近傍に固定される。保持溝が、回動フレーム300の回動軸300Aを中心とする放射方向に開口するように、両係止部の内部にそれぞれ形成される。エアシリンダは、ダイカッタ7の固定フレームに固定される。保持体が、エアシリンダのピストンロッドの先端に固定される。案内体が、ダイカッタ7の固定フレームに固定され、両係止部のいずれかの係止部の保持溝に保持体を案内する貫通孔を有する。回動フレーム300が切換モータ301により図8に示す回動位置または図9に示す回動位置に位置決めされたときに、エアシリンダのピストンロッドが突出すると、保持体がいずれかの係止部の保持溝に嵌入する。この嵌入により、回動フレーム300は、図8に示す回動位置または図9に示す回動位置に保持される。
《電気的構成》
第2の実施形態の電気的構成は、図7に示す第1の実施形態の電気的構成における油圧シリンダ駆動装置242に代えて、切換モータ301を駆動する切換モータ駆動装置を備え、クランプ駆動装置243および支持体駆動装置244に代えて、回動クランプ機構のエアシリンダを駆動する回動クランプ駆動装置を備える。第2の実施形態の電気的構成は、第1の実施形態の電気的構成のシリンダモータ駆動装置241と同様な構成のシリンダモータ駆動装置を備える。第2の実施形態のダイカッタ制御装置240は、切換モータ駆動装置および回動クランプ駆動装置に制御指令情報を送る。切換モータ駆動装置は、制御指令情報に従う回転方向および回転量にて切換モータ301を駆動し、制御指令情報に従ってその駆動を停止する。回動クランプ駆動装置は、制御指令情報に従ってエアシリンダを駆動する。
《第2の実施形態の動作および作用》
第2の実施形態の動作および作用について、以下に説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態とはダイカッタ7の動作のみについて相違することから、ダイカッタ7の動作を中心に説明する。
〈通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産〉
通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産を開始する前に、第1の実施形態と同様に、作業者は、段ボールシートSS1の生産に適する印刷部材41の巻装などの準備作業を行う。通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産を開始するために、作業者が、操作パネル230のオーダ開始ボタン231を操作すると、管理装置200は、通常のシート長さの段ボールシートSS1を生産するための制御指令情報をプログラムメモリ210から逐次読み出してダイカッタ制御装置240および制御装置群250に送る。ダイカッタ制御装置240は、ダイシリンダ71が図8に示すように搬送経路PLを挟んでアンビルシリンダ70と対向する打ち抜き可能な回動位置に回動フレーム300が回動するように、切換モータ駆動装置を制御して切換モータ301を回転させる。
回動フレーム300が打ち抜き可能な回動位置に到達したときに、ダイカッタ制御装置240は、回動クランプ機構のエアシリンダのピストンロッドが突出するように回動クランプ駆動装置を制御する。この制御により、回動クランプ機構の保持体が保持溝に嵌入して、回動フレーム300を打ち抜き可能な回動位置に保持する。打ち抜き可能な回動位置において、アンビルシリンダ70およびダイシリンダ71が、図8に示すように搬送経路PLを挟んで対向するように位置決めされる。
アンビルシリンダ70およびダイシリンダ71の位置決めが完了した後に、管理装置200は、制御装置群250に主駆動モータ8および駆動部群253の駆動を指令する。制御装置群250は、主駆動モータ駆動装置251および駆動装置群252を制御する。また、管理装置200は、通常のシート長さの段ボールシートSS1の生産のためにアンビルシリンダモータ102およびダイシリンダモータ103の駆動をダイカッタ制御装置240に指令する。ダイカッタ制御装置240は、アンビルシリンダ70およびダイシリンダ71が段ボールシートの搬送速度と一致する回転速度で、図8に示す矢印の方向に回転するように、シリンダモータ駆動装置241を制御する。また、ダイカッタ制御装置240は、回転シリンダ73が停止状態に維持されるように、シリンダモータ駆動装置241を制御する。
主駆動モータ8の回転に伴い、供給装置2から供給される各段ボールシートSSに印刷加工、罫線加工、溝切り加工、および角切り加工が行われ、ダイカッタ7は、段ボールシートSS1に打ち抜きパターンD11、D12の加工を行う。これらの一連の加工が、オーダに従って定められた所定のシート枚数だけ、繰り返し実行される。所定のシート枚数の段ボールシートSS1が生産されたときに、主駆動モータ8、アンビルシリンダモータ102およびダイシリンダモータ103の駆動が停止される。
〈短いシート長さの小型の段ボールシートSC1、SC2の生産〉
小型の段ボールシートSC1、SC2の生産を開始する前に、第1の実施形態と同様に、作業者は、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産に適する印刷部材44の巻装などの準備作業を行う。小型の段ボールシートSC1、SC2の生産を開始するために、作業者が、操作パネル230のオーダ開始ボタン231を操作すると、管理装置200は、小型の段ボールシートSC1、SC2を生産するための制御指令情報をプログラムメモリ210から逐次読み出してダイカッタ制御装置240および制御装置群250に送る。ダイカッタ制御装置240は、回動クランプ機構のエアシリンダのピストンロッドが引き込まれるように回動クランプ駆動装置を制御する。この制御により、回動クランプ機構の保持体が保持溝から引き抜かれ、回動クランブ機構による回動フレーム300の保持が解除される。
ダイカッタ制御装置240は、回転シリンダ73が図9に示すように搬送経路PLを挟んでアンビルシリンダ70と対向する切断可能な回動位置に回動フレーム300が回動するように、切換モータ駆動装置を制御して切換モータ301を回転させる。回動フレーム300が切断可能な回動位置に到達したときに、ダイカッタ制御装置240は、回動クランプ機構のエアシリンダのピストンロッドが突出するように回動クランプ駆動装置を制御する。この制御により、回動クランプ機構の保持体が保持溝に嵌入して、回動フレーム300を切断可能な回動位置に保持する。切断可能な回動位置において、回転シリンダ73およびアンビルシリンダ70が、図9に示すように搬送経路PLを挟んで対向するように位置決めされる。
回転シリンダ73およびアンビルシリンダ70の位置決めが完了した後に、管理装置200は、制御装置群250に主駆動モータ8および駆動部群253の駆動を指令する。制御装置群250は、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産に適する回転速度で主駆動モータ8が回転するように主駆動モータ駆動装置251を制御するとともに、給紙動作、印刷加工、罫線加工、および溝切り加工などを実行するために駆動装置群252を制御する。また、管理装置200は、小型の段ボールシートSC1、SC2の生産のために回転シリンダモータ101およびアンビルシリンダモータ102の駆動をダイカッタ制御装置240に指令する。ダイカッタ制御装置240は、回転シリンダ73およびアンビルシリンダ70が主駆動モータ8の回転速度に従って定まる段ボールシートの搬送速度と一致する回転速度で、互いに反対の方向に回転するように、シリンダモータ駆動装置241を制御する。また、ダイカッタ制御装置240は、ダイシリンダ71が停止状態に維持されるように、シリンダモータ駆動装置241を制御する。
主駆動モータ8の回転に伴い、段ボールシートSSが供給装置2から1枚ずつ送り出され、印刷加工、罫線加工、中央溝MS1〜MS3の形成を含む溝切り加工、および角切り加工が各段ボールシートSSに行われる。これらの加工が行われた段ボールシートSS2が、スロッタ6から搬出される。ダイカッタ7は、中央切断線CLに従う切断加工を段ボールシートSS2に行う。所定のシート枚数の段ボールシートSC1、SC2が生産されたときに、主駆動モータ8、回転シリンダモータ101およびアンビルシリンダモータ102の駆動が停止される。
《第2の実施形態の効果》
第2の実施形態では、回動フレーム300を回動軸300Aの回りに回動させる構成である。この結果、第1の実施形態において3つのシリンダ73、70、71を支持することから重量物となる可動フレーム90を昇降させる構成に比べ、切換モータ301に加わる負荷が小さくなり、回転シリンダ73とダイシリンダ71との切換を迅速に行うことができる。
第2の実施形態では、回動フレーム300の回動位置が回動クランプ機構により機械的に保持される構成である。この結果、回動フレーム300の回動位置が切換モータ301の励磁制御などにより電気的に保持される構成に比べ、切断加工または打ち抜き加工の間に回動フレーム300の回動位置を確実に保持することができる。
第2の実施形態では、アンビルシリンダ70が、ダイシリンダ71による打ち抜き加工と、回転シリンダ73の切断用刃物74による切断加工とのために兼用され、しかも、アンビルシリンダ70の回転方向は、打ち抜き加工と切断加工とで同じ回転方向である。この結果、ダイカッタ7の機械的構成が簡単になるとともに、アンビルシリンダモータ102の回転制御も簡単になる。
第2の実施形態では、ダイシリンダ71および回転シリンダ73を支持する回動フレーム300を備える構成であることから、前述した1枚の段ボールシートを逐次切断する専用のシート切断装置を使用する構成に比べ、段ボールシート製函機1の搬送方向FDの長さを小さくすることができる。
[本発明と実施形態との構成の対応関係]
段ボールシート製函機1、搬送経路PL、および段ボールシートSS、SS1、SS2が、本発明の段ボール製函機、搬送経路、および段ボールシートの一例である。スロッタ6、ダイカッタ7、アンビルシリンダ70、ダイシリンダ71、および打ち抜きダイ72が、本発明のスロッタ、ダイカッタ、アンビルシリンダ、ダイシリンダ、および打ち抜きダイの一例である。切断用刃物74が、本発明の切断用刃物の一例である。昇降機構110、または回動機構310が、本発明の変位機構の一例である。図1に示す3つのシリンダ73、70、71の位置、または、図8に示す3つのシリンダの位置が、本発明の非切断位置の一例である。図4に示す3つのシリンダ73、70、71の位置、または、図9に示す3つのシリンダの位置が、本発明の切断位置の一例である。回転シリンダ73が、本発明の回転シリンダの一例である。可動フレーム90が、本発明の支持フレームの一例である。搬送方向FD、および、小型の段ボールシートSC1、SC2が、本発明の搬送方向、および、小型の段ボールシートの一例である。
[変形例]
本発明の実施形態について以上説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者であれば種々の変形を加えることができる。
(1)両実施形態では、切断用刃物74が回転シリンダ73に固定される構成であるが、この構成に限定されない。たとえば、図10に示すように、切断用刃物74Aがダイシリンダ71Aの外周面から突出した切断位置と、ダイシリンダ71Aの内部に引き込まれた非切断位置との間で変位するように、切断用刃物74Aがダイシリンダ71Aに取り付けられる構成でもよい。この参考例では、ダイシリンダ71Aおよびアンビルシリンダ70Aは、上下方向において搬送経路PLを挟んで互いに対向するようにダイカッタ7の固定フレームの一定位置に配置される。段ボールシートSS2を2枚の小型の段ボールシートSC1、SC2に切断するとともに打ち抜き加工をも行う場合には、切断用刃物74Aの取付位置以外のダイシリンダ71Aの外周面に、打ち抜きダイが固定された木型が巻装される。
(2)図10に示す参考例では、切断用刃物74Aが、ダイシリンダ71Aの外周面から突出した切断位置と、ダイシリンダ71Aの内部に引き込まれた非切断位置との間で変位する構成であるが、図11に示すように、切断用刃物74Bがダイシリンダ71Bの外周面の一定位置に固定され、アンビルシリンダ70Bが、切断用刃物74Bが嵌入する凹所75を有する構成でもよい。この参考例では、ダイシリンダ71Bおよびアンビルシリンダ70Bは、上下方向において搬送経路PLを挟んで互いに対向するようにダイカッタ7の固定フレームの一定位置に配置される。段ボールシートSS2を2枚の小型の段ボールシートSC1、SC2に切断するとともに打ち抜き加工をも行う場合には、切断用刃物74Bの固定位置以外のダイシリンダ71Aの外周面に、打ち抜きダイが固定された木型が巻装される。段ボールシートSS2がアンビルシリンダ70Bとダイシリンダ71Bとの間を通過するとき、切断用刃物74Bが段ボールシートSS2を2枚の小型の段ボールシートSC1、SC2に切断するように、ダイシリンダ71Bのアンビルシリンダ70Bに対する回転位相が所定の切断回転位相に設定される。一方、アンビルシリンダ70Bとダイシリンダ71Bとの間を通過する段ボールシートSS1を切断しないように、ダイシリンダ71Bのアンビルシリンダ70Bに対する回転位相が所定の非切断回転位相に設定される。所定の非切断回転位相に設定された場合、切断用刃物74Bがアンビルシリンダ70Bに対向したときに、切断用刃物74Bが凹所75に嵌入する。なお、この参考例では、切断用刃物74Bはダイシリンダ71Bの外周面に直接に固定される構成でも、切断用刃物74Bが固定された木型がネジなどによりダイシリンダ71Bの外周面に固定される構成でもよい。なお、図11に示すダイカッタ7においては、切断用刃物74Bがダイシリンダ71Bの外周面に直接に固定され、切断用刃物74Bの固定位置以外のダイシリンダ71Aの外周面に、打ち抜きダイを固定するための木型が巻装されている。
(3)第1の実施形態では、ダイカッタ制御装置240の制御に従って可動フレーム90が油圧シリンダ104、105により自動的に昇降される構成であるが、この構成に限定されない。たとえば、作業者が油圧ジャッキなどの装置を操作することにより、可動フレームを手動で昇降させる構成でもよい。
(4)第2の実施形態では、ダイカッタ制御装置240の制御に従って回動フレーム300が切換モータ301により自動的に回動する構成であるが、この構成に限定されない。たとえば、作業者が回動フレームの回動軸と歯車列で連結されたハンドルを操作することにより、回動フレームを手動で回動させる構成でもよい。
(5)両実施形態では、スロッタ6が段ボールシートSS2に中央溝MS1〜MS3を形成する構成であるが、この構成に限定されない。たとえば、図10に示す参考例または図11に示す参考例では、ダイシリンダ71Aまたはダイシリンダ71Bに巻装された打ち抜きダイが段ボールシートSS2に中央溝MS1〜MS3を形成する構成でもよい。
(6)第1の実施形態では、3つのシリンダ73、70、71が可動フレーム90に支持される構成であるが、この構成に限定されない。たとえば、3つのシリンダ73、70、71が3つの可動フレームにそれぞれ支持される構成でも、回転シリンダを支持する可動フレームと、他の2つのシリンダを支持する別の可動フレームとを備える構成でもよい。
1 段ボールシート製函機
6 スロッタ
7 ダイカッタ
70 アンビルシリンダ
71 ダイシリンダ
72 打ち抜きダイ
73 回転シリンダ
74 切断用刃物
90 可動フレーム
104、105 油圧シリンダ
110 昇降機構
310 回動機構
PL 搬送経路
FD 搬送方向
SS、SS1、SS2 段ボールシート
SC1、SC2 小型の段ボールシート
CL 中央切断線
以上

Claims (3)

  1. 所定の搬送経路に沿って搬送される段ボールシートに、溝切り加工および打ち抜き加工を順次行う段ボールシート製函機において、
    搬送方向における段ボールシートの下流側の端部および上流側の端部にそれぞれ溝切り加工を行うスロッタと、
    搬送方向においてスロッタより下流側に配置され、打ち抜きダイが取り付けられるダイシリンダおよびアンビルシリンダを含むダイカッタと、
    スロッタにより溝切り加工が行われた段ボールシートを、2枚の小型の段ボールシートに、搬送方向と直交する方向に切断するために、アンビルシリンダと協働して作動する切断用刃物と、
    切断用刃物が固定され、アンビルシリンダの回転軸線と平行な回転軸線を有する回転シリンダと、
    回転シリンダを回転可能に支持する支持フレームを含む変位機構であって、アンビルシリンダを通過する段ボールシートに対する切断用刃物の位置が、段ボールシートの切断が可能な切断位置と、段ボールシートの切断が不可能な非切断位置との間で変化するように、支持フレームを変位させる変位機構と、
    切断用刃物が切断位置および非切断位置の各位置に位置するように支持フレームが変位したときに、支持フレームの位置を保持する保持機構と、を備える段ボールシート製函機。
  2. 所定の搬送経路に沿って搬送される段ボールシートに、溝切り加工および打ち抜き加工を順次行う段ボールシート製函機において、
    搬送方向における段ボールシートの下流側の端部および上流側の端部にそれぞれ溝切り加工を行うスロッタと、
    搬送方向においてスロッタより下流側に配置され、打ち抜きダイが取り付けられるダイシリンダおよびアンビルシリンダを含むダイカッタと、
    スロッタにより溝切り加工が行われた段ボールシートを、2枚の小型の段ボールシートに、搬送方向と直交する方向に切断するために、アンビルシリンダと協働して作動する切断用刃物と、
    切断用刃物が固定され、アンビルシリンダの回転軸線と平行な回転軸線を有する回転シリンダと、
    ダイシリンダおよび回転シリンダを回転可能にそれぞれ支持し、アンビルシリンダの回転軸線と平行な軸線の回りに回動可能な支持フレームと、その支持フレームを回動させる駆動手段とを含む回動機構と、
    支持フレームの回動位置を保持する保持機構と、を備え、
    回動機構は、回転シリンダが搬送経路に接近して搬送経路を挟んでアンビルシリンダと対向する切断位置と、回転シリンダが搬送経路から離間してダイシリンダとアンビルシリンダとが搬送経路を挟んで対向する非切断位置との間で、支持フレームを回動させ、
    保持機構は、切断位置および非切断位置の各位置に位置するように支持フレームが回動したときに、支持フレームの回動位置を保持する段ボールシート製函機。
  3. 所定の搬送経路に沿って搬送される段ボールシートに、溝切り加工および打ち抜き加工を順次行う段ボールシート製函機において、
    搬送方向における段ボールシートの下流側の端部および上流側の端部にそれぞれ溝切り加工を行うスロッタと、
    搬送方向においてスロッタより下流側に配置され、打ち抜きダイが取り付けられるダイシリンダおよびアンビルシリンダを含むダイカッタと、
    スロッタにより溝切り加工が行われた段ボールシートを、2枚の小型の段ボールシートに、搬送方向と直交する方向に切断するために、アンビルシリンダと協働して作動する切断用刃物と、
    アンビルシリンダを通過する段ボールシートに対する切断用刃物の位置が、段ボールシートの切断が可能な切断位置と、段ボールシートの切断が不可能な非切断位置との間で変化するように、切断用刃物を変位させる変位機構と、を備え、
    切断用刃物は、アンビルシリンダの回転軸線と平行な軸線の回りに回転可能な回転シリンダに固定され、
    変位機構は、回転シリンダが搬送経路に接近して搬送経路を挟んでアンビルシリンダと対向する切断位置と、回転シリンダが搬送経路から離間してダイシリンダとアンビルシリンダとが搬送経路を挟んで対向する非切断位置との間で、回転シリンダを変位させ、
    変位機構は、
    アンビルシリンダと、そのアンビルシリンダの上下両側に配置されたダイシリンダおよび回転シリンダとを回転可能にそれぞれ支持する支持フレームと、
    搬送経路と直交する方向に支持フレームを移動させる駆動手段とを含む段ボールシート製函機。
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