JP6264619B2 - フロントストップ装置,シート積重装置,カウンタエゼクタ及び製函機 - Google Patents

フロントストップ装置,シート積重装置,カウンタエゼクタ及び製函機 Download PDF

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Description

本発明は、製函機の最下流部に備えられ段ボール箱を集積計数しバッチにして排出するカウンタエゼクタに用いて好適のフロントストップ装置及びこれを用いたシート積重装置,カウンタエゼクタ並びに製函機に関するものである。
段ボール箱を製造する製函機には、その最下流部で製函されたシート状の段ボール箱(以下、シートとも言う)を集積計数して積み重ね所定枚数のバッチにして排出するカウンタエゼクタが設備されている。このカウンタエゼクタは、シートを積み重ねるホッパを有し、送り出しロールから水平又は略水平に向けてホッパの上方に送り出されたシートの搬送方向への動きをフロントストップ(前当板)により停止させホッパ上に落下させて所定枚数積み重ねる。
フロントストップには、ホッパ上に略水平に送り出されたシートの先端が衝突するため、シートの先端を損傷させたり、フロントストップ自体が損傷したりするおそれがある。しかも、近年、製函機においても高速化が進んでおり、シートの先端はより高速でフロントストップに衝突するため、このような損傷のおそれはより顕著になる。そこで、シート先端の衝突を緩衝しつつフロントストップ自体の耐久性も向上させるようにしたフロントストップに関する技術が開発されている。
例えば、特許文献1には、シート先端が衝突する保護板と、保護板の背面に当接する板ばねと、板ばねの背面にスポンジゴムを介して設けられた支持板とを有するフロントストップが開示されている。保護板は硬質の樹脂製であり、板ばねは金属製であり、支持板は鋼製である。保護板は、略水平に搬送されてくるシートに対して正対するようにシート先端を受ける面を鉛直方向に向けて設置される。
保護板は硬質の樹脂製であって、板ばねで背面から弾性支持されているため、保護板にシート先端が衝突すると、保護板は板ばねの弾性変形に応じて変位しながらシートを停止させる。このため、保護板及びシートの損傷を回避しながらシートを停止させることができる。また、保護板及び板ばねを背面から支持する支持板は、保護板及び板ばねに対して非接触で遊びを持たせて固定されているので、応力集中が緩和されフロントストップ自体の耐久性が向上する。
また、特許文献2には、製函機のカウンタエゼクタのフロントストップではないが、葉書のリジェクト用スタッカ装置において、搬入された葉書の先端が衝突する部分に鉛直方向に対してやや上向きに傾斜した傾斜板(フロントストップに相当する)を設け、傾斜板の上部にローラを設けたものが開示されている。葉書の先端が傾斜板に衝突すると、葉書の先端が傾斜板に沿って上方に移動し、葉書の先端よりもやや後方がローラに当たり上方移動を規制されることで、ローラに当たった個所を中心に葉書が回転して、葉書が尻下がりの安定した姿勢で落下するとされている。
特開2010−52356号公報 特開平10−236711号公報
ところで、製函機では、1つの機械において、オーダーに応じて、重いシートや軽いシート、搬送方向に長いシートや短いシート、剛性の高いシートや剛性の低いシートというように、様々なシートを製造するので、カウンタエゼクタのフロントストップには、こうした種々のシートが衝突する。
重いシートや硬い(搬送方向に剛性が高い)シートであればフロントストップの衝突する衝撃は大きいため、フロントストップは重いシートに対しても衝撃を十分に吸収できなくてはならない。大きな衝撃を吸収するには、例えば特許文献1の板ばねのような弾性体の弾性変形を利用することが有効である。特許文献2の傾斜板は弾性変形を利用したものではなく、段ボール箱のように葉書に比べて重量のあるシートの衝撃を十分に吸収することはできない。ただし、弾性体の弾性変形を利用すると、弾性体は必ず復元するため、この復元力によりシートが進行方向と逆に大きく弾み、積重ね時にシートが揃いにくくなるおそれがある。
また、シートは、ホッパ上部の搬送方向上流側に配置された送り出しロールにより挟まれて送り出されるので、シートは後端側が送り出しロールで拘束され前端側は自由な状態で送り出される。このため、柔らかい(搬送方向に剛性が低いシート)の場合、自由端である前端側が垂れ下がった状態、つまり、前傾した状態で、フロントストップに衝突する。さらに、シートが搬送方向に長ければ、前傾はより顕著になる。
前傾状態ではシートの後端は高い位置にあるため、フロントストップで停止されたシートの後端に後続のシートの前端が衝突して、各シートが折れ曲がるなどの損傷を招いたり、積上げ部のジャムアップを招いてシートを適正に積層できなくなったりするおそれが発生する。送り出しロール付近の上方にブロアを装備して、風圧によりシート後端を下方に押圧する技術が知られているが、これを用いても、風圧がシート後端に作用するのは、シート後端が送り出しロールを脱した後になるので、シートの搬送速度が速いと、シート後端に風圧が作用する前に後続のシートが進入して来てしまい、後続のシートの衝突を十分には回避できない。
また、搬送方向に短いシートや比較的剛性があるシートの中には、シート後端に風圧が作用することによって、逆に、尻下がりした状態(後傾状態)でフロントストップに衝突する場合があり、この結果、シートを適正に積層できなくなるおそれが発生する。
特許文献1の技術では、上記の課題を解決することは困難である。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、様々なシートに対して衝撃を吸収しながら停止させると共に、搬送されるシートが前傾や後傾をした状態でフロントストップに衝突することによって生じる不具合を回避することができるようにした、フロントストップ装置、これを用いたシート積重装置,カウンタエゼクタ及び製函機を提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するために、本発明のフロントストップ装置は、送り出しロールによりホッパ部の上方空間に水平又は略水平の搬送経路に沿って送り出されるシートの前部を受けて、前記シートの前記搬送方向の動きを停止させるフロントストップ装置であって、前記シートの前部が直接接触するプレート状の緩衝部材と、前記緩衝部材の上端部及び下端部を支持する第1支持部材と、を有し、前記緩衝部材は、前記シートの前部を受けると凹面状に弾性変形して前記シートの運動エネルギを吸収する可撓性材料で形成されると共に、前記弾性変形の復元に伴って前記シートの前部を押し戻す復元力が、上下方向成分を含むように、前記緩衝部材は、前記第1支持部材により上方又は下方に傾斜している状態に支持されている。
(2)前記緩衝部材は、前記第1支持部材により鉛直上向きに傾斜して支持されていることが好ましい。
(3)前記緩衝部材は、前記シートの前部が直接接触するプレート状の弾性部材と、前記弾性部材の背面に配置され前記弾性部材の変形時に前記弾性部材と共に変形する板バネとを有していることが好ましい。
(4)前記緩衝部材の背面に、前記シートの衝突による弾性変形を許容する変形許容空間が設けられていることが好ましい。
(5)前記緩衝部材は、前記第1支持部材により所定の傾斜角度に固定されていることが好ましい。
(6)前記第1支持部材には、前記緩衝部材の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構が装備されていることが好ましい。
(7)前記傾斜角度調整機構は、前記緩衝部材の上端部及び下端部の一方を、前記搬送方向と直交し且つ水平な軸線周りに回動可能に支持する支持軸と、前記緩衝部材の上端部及び下端部の他方を前記搬送方向に移動させる移動機構とを有していることが好ましい。
(8)前記傾斜角度調整機構は、前記緩衝部材の要部を移動させる手動操作手段を有していることが好ましい。
(9)前記傾斜角度調整機構は、前記緩衝部材の要部を移動させるアクチュエータを有していることが好ましい。
(10)前記シートの種類及び前記シートの処理条件の入力に応じて前記アクチュエータを制御し緩衝部材の傾斜角度をオートセットする制御手段を有していることが好ましい。
(11)前記緩衝部材は、装置幅方向に複数の部分に分割され、前記傾斜角度調整機構は、前記分割された各部分に個別に装備されることが好ましい。
(12)前記緩衝部材は、装置幅方向に複数の部分に分割され、前記傾斜角度調整機構により、前記分割された各部分を一体に連動させて傾斜角度を調整可能な連動機構を有していることが好ましい。
(13)本発明のシート積重装置は、シートを水平又は略水平に積重するホッパ部と、前記シートを水平又は略水平の搬送経路であって前記ホッパ部の上方空間に送り出す送り出しロールと、前記送り出しロールにより送り出された前記シートの前部を受けて前記シートの前記搬送方向の動きを停止させるフロントストップ部と、を有するシート積重装置であって、前記フロントストップ部には、前記フロントストップ装置が装備されている。
(14)前記送り出しロールにより送り出された前記シートの後部を下方に押さえ付けるシート押さえ装置を備え、前記シート押さえ装置は、前記送り出しロールの下流に配置され、前記シートと接触し前記シートの移動によって連れ回りする押さえロールと、前記押さえロールを、前記搬送経路内と前記搬送経路の上方との間で揺動可能に支持する第2支持部材と、を備えていることが好ましい。
(15)前記ホッパ部の上方に配置され、前記送り出しロールにより送り出された前記シートに上方から下向きに空気を吹き付ける送風装置をさらに備えていることが好ましい。
(16)前記シートはシート状の段ボール箱であることが好ましい。
(a)前記第2支持部材には、前記搬送経路内に進入した前記シートが前記送り出しロールに支持されている時には、前記シートの当接によって前記押さえロールが前記搬送経路の上方に移動されるように設定されて、前記押さえロールを前記搬送経路内に進入するように付勢する付勢部材が備えられことが好ましい。
(b)前記押さえロールは、前記送り出しロールに近い第1押さえロールと、前記送り出しロールから遠い第2押さえロールと、を有し、前記送り出しロールに支持された前記シートが当接しない状態では、前記第1押さえロールの下部は前記搬送経路内に進入し、前記第2押さえロールの下部は前記第1押さえロールの下部よりも多く前記搬送経路内に進入するように、前記第1押さえロール及び前記第2押さえロールの回転中心が配置され、前記シートの当接によって前記第1押さえロールが前記搬送経路の上方に移動されると、前記第2押さえロールが前記搬送経路内の上方又は前記搬送経路の上方に移動されるように設定されていることが好ましい。
(c)前記シート押さえ装置は、装置幅方向に複数設けられていることが好ましい。
(d)前記第2支持部材は、前記押さえロールを回転自在に支持する揺動アームと、前記揺動アームを支持して前記押さえロール及び前記支持アームの自重をキャンセルするエアシリンダと、を有していることが好ましい。
(e)前記第2支持部材は、前記押さえロールを回転自在に支持する揺動アームと、前記揺動アームを弾性的に支持して前記バネ部材として機能するメカニカルバネと、を有していることが好ましい。
(f)前記第2支持部材は、前記押さえロールを前記搬送経路の上方に退避させる退避操作手段が接続されていることが好ましい。
(g)前記押さえロールは、ゴム又は樹脂で形成されていることが好ましい。
(h)前記押さえロールは、少なくとも周面近傍に中空部が形成されているか、或いは、スポンジ状であることが好ましい。
(i)前記押さえロールの幅は前記シート状の段ボール箱のスロッタ幅よりも大きいことが好ましい。
(17)本発明のカウンタエゼクタは、製函機の下流部に装備され、前記シート積重装置を備え、前記ホッパ部へ、上流側から搬送されて送り出されたシート状の段ボール箱を計数しながら積重する。
(18)本発明の製函機は、段ボールシートを1枚ずつ給紙する給紙部と、前記給紙部から給紙された段ボールシートに印刷する印刷部と、前記印刷部により印刷された段ボールシートを排紙する排紙部と、前記排紙部から排紙された段ボールシートに溝切り及び罫線入れをするダイカット部と、前記ダイカット部により加工された段ボールシートの端部に糊付けし折り曲げ加工をしてシート状の段ボール箱を形成するフォルダグルア部と、前記フォルダグルア部により加工された前記段ボール箱を計数しながら積重するカウンタエゼクタ部と、を備え、前記カウンタエゼクタ部には、請求項17記載のカウンタエゼクタが設けられている。
本発明のフロントストップ装置によれば、緩衝部材が可撓性材料で形成され、凹面状に弾性変形してシートの運動エネルギを吸収するので、シートの衝撃を効率よく吸収しながらシートの搬送方向の動きを停止させることができる。緩衝部材は、第1支持部材により上方又は下方に傾斜している状態に支持されているので、弾性変形の復元に伴ってシートの前部を押し戻す復元力が上下方向成分を含むようになり、シートが前傾や後傾して衝突する場合に、復元力の上下方向成分がシートの傾斜を矯正する。これにより、シートが前傾や後傾して緩衝部材に衝突することによる各種不具合が回避される。
また、緩衝部材は、第1支持部材により上方又は下方に傾斜している状態に支持されているので、弾性変形の復元に伴ってシートの前部を押し戻す復元力が上下方向成分を含むようになり、その分シートの前部を水平方向に押し戻す復元力、つまりシートの進行方向とは逆の弾みが弱まり、積重ね時にシートが揃いやすくなる。
本発明の第1実施形態にかかるシート積重装置及びカウンタエゼクタの全体構成を示す側面図(手前側のフレーム類を除去してカウンタエゼクタの内部を示す図)である。 本発明の第1実施形態にかかるカウンタエゼクタを備える製函機の構成を示す側面図である。 本発明の第1実施形態にかかる製函機のフォルダグルア部及びカウンタエゼクタ部のホッパ部分を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかるフロントストップ装置を示す側面図である。 本発明の第1実施形態にかかるフロントストップ装置の動作を(a)〜(d)の順に説明する模式的側面図である。 本発明の第1実施形態にかかるシート積重装置のシート押さえ装置を説明する模式的側面図である。 本発明の第1実施形態にかかるシート積重装置のシート押さえ装置を説明する模式的側面図であり、(a)はシートが開放された状態、(b)はシートが送り出しロールに挟まれて支持された状態を示す。 本発明の第1実施形態にかかるシート積重装置のシート押さえ装置の動作を(a)〜(f)の順に説明する模式的側面図である。 本発明の第2実施形態にかかるフロントストップ装置を示す図であり、(a)はその側面図、(b),(c)はその要部拡大図である。 本発明の第3実施形態にかかるフロントストップ装置を示す側面図である。 本発明の第4実施形態にかかるフロントストップ装置を示す図であって、(a)はその側面図、(b)は横並びした複数のフロントストップ装置の平面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図8は本発明の第1実施形態にかかるフロントストップ装置,シート積重装置及びカウンタエゼクタ並びに製函機を、図9は本発明の第2実施形態にかかるフロントストップ装置を、図10は本発明の第3実施形態にかかるフロントストップ装置を、図11は本発明の第4実施形態にかかるフロントストップ装置を、それぞれ説明するものであり、これらの図に基づいて説明する。
〔第1実施形態〕
〔製函機の構成〕
まず、本実施形態にかかるカウンタエゼクタを備える製函機の構成を説明する。
図2では、段ボールシートがシート状の段ボール箱(製函用シート材、シート)に加工される過程を、製函機の各工程の装置構成の上方に、装置構成とは分けて装置構成に対応させて付記している。図2に示すように、この製函機は、上流側から、給紙部1,印刷部2,排紙部3,ダイカット部4,フォルダグルア部5,カウンタエゼクタ部6が設けられている。
給紙部1では、板状の段ボールシート10aが多数積載された状態で搬入され、この段ボールシート10aを1枚ずつ印刷部2に供給(給紙)する。
印刷部2は、所定の色数[ここでは、4色]の印刷ユニット2a〜2dからなり、印刷部2では、搬送コンベア7によって1枚ずつ搬送される段ボールシート10aに、各色のインキを順次印刷する。
排紙部3では、印刷部2で印刷された段ボールシート10aに溝切りや罫線入れを行なって排紙する。
ダイカット部4では、排紙部3から排紙された段ボールシート10aに打ち抜き加工や更なる溝切りや罫線入れを行なう。
フォルダグルア部5では、ダイカット部4により加工された段ボールシート10aの左右方向一端の糊代に糊付けし、段ボールシート10aの左右両端部が裏側(下方)で重合するように折り曲げ加工を行なう。このフォルダグルア部5により加工された段ボールシート10aは、左右両端部が糊によって接着されてシート状の段ボール箱(製函用シート材)10となる。
カウンタエゼクタ部6では、フォルダグルア部5で加工された製函用シート材10を計数しながら、テーブル(スタッカテーブル)に積載する部分である。カウンタエゼクタ部6により所定枚数の製函用シート材10が積み上げられたら、このシート材群100を一単位のバッチとして出荷する。
さらに、図3を参照して、製函機の後半部であるフォルダグルア部5及びカウンタエゼクタ部6の上流部を説明する。図3に示すように、排紙部3やダイカット部4において、罫線Cを加工され、溝Sや糊代片Fを形成された段ボールシート10aは、フォルダグルア部5でガイドレール52に支持され、搬送ベルト53に挟まれて矢印方向に移動する。そして、糊付装置54により糊代片Fに糊G(斜線で表示)が塗布される。糊Gを塗布された段ボールシート10aは、移動しながら折り畳みバー58で180°まで折り畳まれる。
折り畳み後、上下の送り出しロール22で糊代片Fを押圧して接着を確実にすると共に、段ボールシート10aをカウンタエゼクタ部6のホッパ部Hに送り出す。このようにして、段ボールシート10aは、折り畳まれ、糊付けされて、シート状の段ボール箱10となって、カウンタエゼクタ部6において、ホッパ部Hで積み重ねられ、所定枚数のバッチに仕分けられる。
〔シート積重装置及びカウンタエゼクタ〕
次に、図1を参照して、フロントストップ装置28,シート押さえ装置70を有するシート積重装置60、及びこのシート積重装置60を有するカウンタエゼクタ部(カウンタエゼクタ)6について説明する。なお、本実施形態では、シート押さえ装置70を装備したものを例示するが、本発明のシート積重装置60は、シート押さえ装置70は必須の構成要素ではない。
まず、カウンタエゼクタ6に装備されるシート積重装置60を説明すると、シート積重装置60は、シートである製函用シート材10を積重するホッパ部Hと、送り出しロール22と、フロントストップ装置(単に、フロントストップとも言う)28と、送風装置(ファン)52,53と、シート押さえ装置70とを備えている。なお、シート積重装置60に特徴的な装置であるシート押さえ装置70については、別途説明する。
図1に示すように、カウンタエゼクタ6の入り口部分の機械幅方向両側には、フレーム20がそれぞれ立設されており、このフレーム20にはフォルダグルア部5の出口部(最後部)コンベア用ローラ21と、上下一対の送り出しロール22とが取り付けられている。送り出しロール22は製函用シート材10を上下から挟んで水平又は略水平の搬送経路に送り出す。これらの送り出しロール22の下部には、後述するスタック(製函用シート材10が複数枚積み重なったもの)50の端部を押圧するスパンカ23が設けられている。
このスパンカ23は製函用シート材10の後端が当接する当接面23aを有し、当接面23aの中間部以下は鉛直方向に向いているが、当接面23aの上部は、上端が製函用シート材10の搬送方向後方へシフトするように傾斜している。
送り出しロール22の出口側の下方は、製函用シート材10が積み重ねられていくことによりスタック50が形成される空間がホッパ部Hとなっている。送り出しロール22は、このホッパ部Hの上方空間の水平又は略水平な軌道(搬送経路)上に製函用シート材10を送り出す。
また、送り出しロール22の前方の対向位置には、フォルダグルア5から排出された製函用シート材10を減速させながら停止させる可撓性のフロントストップ28が前後方向に移動可能に支持されている。すなわち、フロントストップ28は、レッジ支持体38の支持部38aに対して、図示しないモータ等によって前後方向に移動可能に設けられている。フロントストップ28は、製函用シート材10の前部が当接すると自ら弾性変形しつつ製函用シート材10を減速させながら搬送方向の動きを停止させるために、可撓性の材料で形成された可撓性ストッププレート101を備えている。ただし、可撓性ストッププレート101の下方には、スパンカ23でスタック50の後端部が押圧される際に、スタック50の前縁でスタック50の動きを規制するために、例えば金属等の剛性の高い材料で形成された高剛性ストッププレート102が装備される。
また、ホッパ部Hの下方には、後述するレッジ42から途中まで集積されたスタック50を受け渡され、このスタック50の上に、フロントストップ28に当たって落ちた製函用シート材10を受けてこれを集積して所定枚数のスタック50を形成するエレベータ32が設けられている。このエレベータ32は、送り出しロール22の搬送方向前方の下方にほぼ水平に配置されており、ラック33aの設けられた支持軸34に支持され、ラック33aと、ラック33aに噛合するピニオン33bと、ピニオン33bに結合されたサーボモータ35とからなる駆動機構により上下方向に往復動可能に構成されている。
カウンタエゼクタ6におけるホッパ部H以降の機械幅方向両側には、サイドフレーム36がそれぞれ設けられており、このサイドフレーム36には水平にレール37が備えられ、両側のレール37には上記レッジ支持体38が走行可能に支持されている。つまり、レッジ支持体38にはレール37上を走行するローラ39と、レール37に沿って設けられた図示しないラックと噛合する図示しないピニオンと、このピニオンを回転駆動するレッジ前後サーボモータ40とが装備され、サーボモータ40の正逆回転により、レッジ支持体38が前後方向に移動する。
このレッジ支持体38には、昇降機構41を介して水平に延びるレッジ42が装備されている。昇降機構41は、図示しないが、ラック・ピニオン機構と、このピニオンを回転駆動するレッジ昇降サーボモータ等から構成され、サーボモータの正逆回転により、レッジ支持体38が昇降する。
このレッジ42は、フロントストップ28に当たって落ちた製函用シート材10を受けてこの製函用シート材10を集積してスタック50を形成し、スタック50を形成する途中でこれをエレベータ32に受け渡し、その後はエレベータ32上でさらに製函用シート材10が集積されてスタック50が設定枚数に達したら、再び作動して次のスタック50を形成するためにエレベータ32に替わって製函用シート材10を受ける。
レッジ42には、スタック50を押圧するプレスバー44が昇降機構(図示略)により昇降可能に支持されている。この昇降機構も、図示しないラック・ピニオン機構と、このピニオンを回転駆動する図示しないプレスバー昇降サーボモータとから構成され、サーボモータの正逆回転により、プレスバー44が昇降する。
そして、エレベータ32の上方(即ち、ホッパ部Hの上方)に、送り出しロール22から送り出される製函用シート材10の上面に、上方から下向きにエアAFを吹き付けるファン(送風装置)52,53が設けられている。ファン52は、両サイドフレーム36に支持された梁36aに固定された固定ファン(固定送風装置)であり、ファン53は、フロントストップ28を支持する支持部38aに固定され、フロントストップ28と共に前後方向に移動する可動ファン(可動送風装置)である。
この例では、固定ファン52は何れも両サイドフレーム36の上端付近の送り出しロール22の出口の高さレベルに対して上方の位置に配置され、一方、可動ファン53についても、何れもフロントストップ28の上端付近の送り出しロール22の出口の高さレベルに対して上方の位置に配置されている。
一方、搬送方向の前端部の可動ファン53は製函用シート材10に接近しているので、製函用シート材10前端部に部分的に強い風を送ることができ、固定ファン52のみでは全風量が不足する場合に用いれば効果的に使用することができるようになっている。更に、可動ファン53はフロントストップ28側に固定されるため、シート長に応じて自動でシート先端を吹くよう調整される。
何れのファン52,53も、送風方向を鉛直下方、つまり、送り出しロール22から送り出される製函用シート材10の面の適正な方向であるほぼ水平方向に対して、直交する方向に向けており、何れのファン52,53も周囲をダクト52a,53aで覆われており、ダクト52a,53aにより整流されながら送風方向が鉛直下方を向くようになっている。
カウンタエゼクタ6は、このようなシート積重装置60と、シート積重装置60のホッパ部Hに製函用シート材10を積重する計数する機能と、所定の枚数積重された製函用シート材10を排出する下記の排出機能とを有している。
つまり、エレベータ32が最下降した際のエレベータ32の上面と同じ高さレベルには、下部コンベア47が設けられ、更にその下流側には排出コンベア48が下部コンベア47と同レベルの高さ位置に設けられている。これら下部コンベア47及び排出コンベア48は、それぞれ下部コンベア用サーボモータ47a及び排出コンベア用サーボモータ48aにより駆動される。下部コンベア47の入口先端位置は、最小長さ(搬送方向長さが最小)の製函用シート材10であっても受けることが可能なようにプッシャ27の十分近くに位置すべく、エレベータ32の奥まで入り込んで設置されている。
さらに、下部コンベア47及び排出コンベア48の上方には、下部コンベア47及び排出コンベア48と相まってスタック50を挟持する上部コンベア49が移動機構49aを介して高さ方向位置調整可能に支持されている。また、上部コンベア49は、前後方向にも移動可能であり、箱サイズに合わせフロントストップ28と連動してこのフロントストップ28から一定の距離まで移動すべく構成されている。
〔フロントストップ装置〕
ここで、図4を参照して、フロントストップ28を説明する。図4に示すように、フロントストップ28は、製函用シート材10の前部が直接接触する可撓性ストッププレート(プレート状の緩衝部材)101と、その下方に略連続して形成される高剛性ストッププレート102とを有している。可撓性ストッププレート101は、その上端部及び下端部を支持部材(第1支持部材)103,104によって支持されている。
可撓性ストッププレート101は、製函用シート材10の前部が直接接触するプレート状の弾性部材(弾性プレート)105と、この弾性プレート105の背面に配置され弾性プレート105の変形時に弾性プレート105と共に変形する板バネ106とを有している。弾性プレート105には硬質ゴムが適用され、板バネ106には鉄鋼等の金属材料が適用されている。
ここでは、板バネ106の上端部が弾性プレート105の背面に接触するが、これよりも下方は弾性プレート105の背面から次第に離隔するように構成され、製函用シート材10の衝突により弾性プレート105がその背面側に凹面状に湾曲するように弾性変形していけば、板バネ106は上端部だけでなくそれよりも下方の部分も次第に弾性プレート105の背面に接触するようになっている。
弾性プレート105自体がその背面側に湾曲するように弾性変形する場合、変形量に応じて弾性反力(復元力)が強まるが、本実施形態の構成では、弾性プレート105がその背面側に湾曲変形する変形量が増大すると、板バネ106の弾性反力がこれに付加されて可撓性ストッププレート101の弾性反力を強める。板バネ106の弾性反力は、弾性プレート105の変形量の増大に応じて強まる。
可撓性ストッププレート101の上端部を支持する支持部材103は、レッジ支持体38等に固定された支持ベース28Bに支持された支持材103aと、支持材103aのネジ穴に締結されるボルト103bとを備え、可撓性ストッププレート101は、上端部に形成されたネジ挿通穴に差し込まれるボルト103bを支持材103aのネジ穴に締結することにより固定される。ただし、支持材103aと可撓性ストッププレート101との間には、短泡又は連泡のスポンジゴム103cが介設されている。
短泡又は連泡のスポンジゴムは共に衝撃力吸収効果をもつが、連泡のスポンジゴムの場合は、変形時に空気の流動を伴い、あるいは微細な孔表面が変形時にこすれ合って、ダンパの役目を果たすので、より大きな衝撃力吸収効果をもつため好ましい。弾性プレート105及び板ばね106のネジ挿通穴の内径は、ボルト103bの外形に対して遊び代をもち、また、ボルト103bの頭部と弾性プレート105との間にも軸方向の遊び代をもたせている。
可撓性ストッププレート101の下端部を支持する支持部材104は、支持ベース28Bに支持された支持材104aと、弾性プレート105及び板ばね106の下端部にボルト104b及びナット104cで締結された硬質樹脂製の補強部材104dと、ナット104cに固着された短泡又は連泡のスポンジゴム104eとを有している。
補強部材104dの上部は、弾性プレート105と板ばね106との間に介装され、補強部材104dの上部を介したボルト104b及びナット104cの締結で弾性プレート105と板ばね106との下端部は互いに離隔している。補強部材104dの下部には突起部104fが形成され、支持材104aに形成された溝部104gの中に突起部104fが遊びを持って嵌入している。補強部材104dの下部の動きに一定の自由度が与えられている。
なお、高剛性ストッププレート102は、支持ベース28Bに固定されている。また、高剛性ストッププレート102の表面(ホッパH側の面)は、鉛直又は略鉛直方向に沿うと共に、可撓性ストッププレート101の下端部の表面(ホッパH側の面)とほぼ連続するような位置に配置されている。
一方、可撓性ストッププレート101は、支持部材103,104によって鉛直方向よりもやや上方を向くように傾斜して支持されている。ここでは、可撓性ストッププレート101は、傾斜角αだけ傾斜している。このように、可撓性ストッププレート101を鉛直方向から傾斜させているのは、可撓性ストッププレート101の弾性変形後の復元力を、製函用シート材10の前後方向姿勢の矯正に利用しようとするものである。
課題の欄で説明したように、送り出しロール22によりホッパ部Hの上部に搬送された製函用シート材10は、送り出しロール22により挟まれて送り出されるので、後端側が送り出しロール22で拘束され前端側は自由な状態で送り出される。製函用シート材10が柔らかい(搬送方向に剛性が低い)場合、製函用シート材10の自由端である前端側が垂れ下がった状態、つまり、前傾した状態で、可撓性ストッププレート101に衝突する。製函用シート材10が搬送方向に長ければ、前傾はより顕著になる。
図5(a),(b)に示すように、可撓性ストッププレート101の表面に製函用シート材10が衝突すると、可撓性ストッププレート101はその背面側に凹面状に湾曲するように弾性変形しながら、製函用シート材10の運動エネルギを吸収して、製函用シート材10の搬送方向への動きを停止させる。この弾性変形した可撓性ストッププレート101は、その後復元するため、図5(c)に示すように、製函用シート材10に搬送方向と逆向きに押し戻す。
可撓性ストッププレート101が鉛直方向に対してやや上向きに傾斜していると、この可撓性ストッププレート101の復元力Fが水平方向ではなく、水平方向よりもやや上向きの方向に発生する。つまり、復元力Fは水平方向成分Fxだけでなく、鉛直上方向成分Fyも含むことになる。この鉛直上方向成分Fyにより、製函用シート材10の前端部に上向きの力が加えられ、製函用シート材10の前端部は搬送方向と逆向き且つ上向きに押し戻されるため、製函用シート材10は前傾姿勢から前後方向に水平の姿勢に矯正される。
なお、この鉛直上方向成分Fyに応じて復元力Fの水平方向成分Fxが低下するため、その分、製函用シート材10を搬送方向と逆向きに押し戻す力が弱まり、製函用シート材10に対する不要な押し戻しが抑制される。
また、可撓性ストッププレート101が湾曲変形する背面側の支持ベース28B等は、この可撓性ストッププレート101が湾曲変形しても干渉することがないように、変形許容空間107が設けられている.この変形許容空間107は、支持ベース28Bの可撓性ストッププレート101側を大きく凹状に形成したもので、製函用シート材10の衝突荷重が最大となり可撓性ストッププレート101が最も大きく弾性変形してもこれを許容できる大きさだけ十分確保されている。
なお、可撓性ストッププレート101は、製函用シート材10を停止させる際には、可能な限り柔軟に即ち大きく変形して製函用シート材10の運動エネルギを吸収することが好ましく、このような観点から可撓性ストッププレート101の弾性特性を設定する。一方、製函用シート材10の衝突荷重が最大となるのは、製函用シート材10の搬送速度及び重量や剛性に応じるため、これに基づいて、製函用シート材10の衝突荷重の最大レベルを想定できる。これらの可撓性ストッププレート101の弾性特性と想定される製函用シート材10の最大衝突荷重とから、可撓性ストッププレート101の最大弾性変形量を算出し、変形許容空間107はこれを許容できる大きさだけ確保する。
〔シート押さえ装置〕
次に、図6を参照して、シート押さえ装置70を説明する。図6に示すように、シート押さえ装置70は、送り出しロール22により送り出された製函用シート材10の後部を下方に押さえ付けて、製函用シート材10の先端側の沈みを矯正して水平な状態に復帰させるものである。ここでは、2つのシート押さえ装置70が装置幅方向中央を中心に左右対称に対をなして配置され、両フレーム20又は両サイドフレーム36に架け渡された図示しない支持梁に支持され装備されている。
2つのシート押さえ装置70は、左右対称に形成され、何れも、2つの押さえロール71,72と、押さえロール71,72を支持する支持部材(第2支持部材)73とを備えている。支持部材73は、支持梁に固設された支持部24(図1参照)に軸74sにより一端部を揺動自在に支持された支持アーム74と、支持アーム74を支持するエアシリンダ75及び付勢部材としてのメカニカルスプリング(ここでは、コイルスプリング)76とを有している。
支持アーム74は、中間が屈曲しており、軸74sに支持される一端部を上方に向け、中間部を下方に向けて配置される。中間の屈曲部には、第1押さえロール71が軸71sによって回転自在に支持されている。屈曲部から先の他端部は、製函用シート材10の搬送方向前方でやや下方に向けて延びており、他端部には、第2押さえロール72が軸72sによって回転自在に支持されている。
これらの押さえロール71,72は、例えば製函用シート材10に加工されたスロッタ溝の幅(スロッタ幅)よりも大きい所定の幅を有する車輪状に形成される。押さえロール71,72の材料としては、柔軟性があるものが好ましく、例えば、NBR系ゴム又はポリエステル系ウレタンを材料として、スポンジ状に形成したもの(例えば、NBR系ゴムスポンジ)か、或いは、少なくとも外周面近傍に剛性軽減のための中空部を形成したものが好適である。ここでは、柔軟性と耐久性とを兼ね備えた外周面近傍に微小な中空部71a,72aが多数形成されたポリエステル系ウレタンが適用されている。また、ここでは、両押さえロール71,72に、同一のロールが適用される。
そして、第1押さえロール71は、送り出しロール22の直近に配置され、外力が加わらない状態では、上下の送り出しロール22の間から送り出される製函用シート材10の搬送経路に下縁部が僅かに進入するように配置される。第2押さえロール72は、第1押さえロール71より送り出しロール22から離隔し、外力が加わらない状態では、その下縁部が、第1押さえロール71よりもやや深く製函用シート材10の搬送経路に進入するように配置される。
また、第1及び第2押さえロール71,72は、所定の直径を有し、且つ、製函用シート材10の搬送方向に互いに接近して配置されるため、装置幅方向には互いにズレて配置されている。ここでは、支持アーム74の装置幅方向の一側(図6中、紙面の奥の側)に第1押さえロール71が取り付けられ、支持アーム74の装置幅方向の他側(図6中、紙面の手前側)に第2押さえロール72が取り付けられている。
第1及び第2押さえロール71,72の直径は、製函用シート材10の先端が後述するように第1及び第2押さえロール71,72の外周に当接する際に、外周面に対してより浅い角度で当接するように考慮してある程度の大きさが確保されている。また、両押さえロール71,72を接近して配置するのは、シート押さえ装置70のコンパクト化を図ると共に、両押さえロール71,72が後述するように製函用シート材10の後端部を押し下げる際に、製函用シート材10の可能な限り後端部分に両押さえロール71,72が集中的に作用するように考慮したものである。
支持アーム74には、その屈曲部の上方の一側(製函用シート材10の搬送方向側)に係止部74aが突設され、その一端部(上端部)の近傍の他側(製函用シート材10の搬送方向の反対側)に係止部74bが突設されている。エアシリンダ75は、上方に向けたシリンダ後端部(上端部)を支持部24にピン75aにより揺動可能に係止され、下方に向けたロッド先端部(下端部)を係止部74aにピン75bにより揺動可能に係止されている。また、メカニカルスプリング76も、上端部を支持部24に係止穴76aに揺動可能に係止され、下端部を係止部74bの係止穴76bに揺動可能に係止されている。
また、エアシリンダ75には、シリンダ内部のエア圧を調整するエア圧調整装置75cが接続されている。このエア圧調整装置75cを通じて、エアシリンダ75を伸縮させることができるようになっている。エアシリンダ75を収縮させてピン75bを上方に移動させることにより、押さえロール71,72を製函用シート材10の搬送経路の上方に退避させることができ、この場合、エア圧調整装置75cは退避操作手段として機能する。
エアシリンダ75は、押さえロール71,72の各下縁部が製函用シート材10の搬送経路に接触する手前の状態に支持アーム74を保持している。つまり、支持アーム74は、エアシリンダ75によって、図6中時計回りに支持力を加えられて押さえロール71,72が引き上げられている。この状態では、押さえロール71,72は搬送経路に入らないので、押さえロール71,72及び支持アーム74の自重がキャンセルされる形になる。
一方、メカニカルスプリング76は、押さえロール71,72の下縁部が製函用シート材10の搬送経路内に進入するように、支持アーム74に、図6中時計反回りに付勢力を加えている。ただし、メカニカルスプリング76のバネ剛性(バネ定数)は後述する所定のレベルに抑えられている。なお、詳細は図示しないが、メカニカルスプリング76の上端を係止する係止穴76aは、アジャスタ77によって上下に位置調整できるようになっており、外力が加わらない状態での押さえロール71,72の上下位置を調整できるようになっている。
このように、エアシリンダ75により、押さえロール71,72及び支持アーム74の自重をキャンセルしたうえで、メカニカルスプリング76による付勢力を加えることで、メカニカルスプリング76のバネ剛性を低く抑えることができる。もちろん、エアシリンダ75のみ或いはメカニカルスプリング76のみを装備するなど、支持アーム74を弾性支持する弾性支持手段を1つのみにして、外力が加わらない状態で、押さえロール71,72が所定の上下位置となるようにしても良い。この場合、弾性支持手段のバネ剛性(バネ定数)をある程度確保しなくてはならなくなり、製函用シート材10の先端が当接する際の押さえロール71,72の反力が大きくなり易いが、調整可能である。
これにより、図7(a)に示すように、送り出しロール22で送り出される製函用シート材10の先端が、押さえロール71に差し掛かるまでは、メカニカルスプリング76の付勢力により、押さえロール71,72の各下縁部は製函用シート材10の搬送経路内に進入している。ただし、第1押さえロール71の下縁部の製函用シート材10の搬送経路内への進入量は僅かである。なお、図7には2つの製函用シート材10を示すので、これらを区別する際には、一方(ここでは、後続側)の製函用シート材10を符号10で示し、他方(ここでは、先行側)の製函用シート材10を符号10で示す。
製函用シート材10の先端が、第1押さえロール71に差し掛かると、まず、第1押さえロール71に当接する。製函用シート材10は、上下の送り出しロール22で挟まれて支持されているので、所定の搬送経路上を進み、第1押さえロール71の下縁部の製函用シート材10の搬送経路内への進入量は僅かなので、製函用シート材10の先端は、第1押さえロール71の下縁部に浅い角度で当接し、第1押さえロール71を上方に押し上げるようにして進んでいく。
このとき、製函用シート材10の先端部には、メカニカルスプリング76の付勢力による反力が加わるが、メカニカルスプリング76のバネ剛性は所定のレベル、即ち、製函用シート材10の先端部を変形や傷を与えない程度の所定のレベルに抑えられているので、製函用シート材10の先端部は第1押さえロール71に影響されることなく搬送される。また、第1押さえロール71は、製函用シート材10と接触する外周面が柔軟に形成され、しかも、製函用シート材10の移動と共に滑らかに従動回転するので、この点からも、製函用シート材10の先端部は傷つくことなく搬送される。
製函用シート材10の先端部が進むと、第2押さえロール72に当接するが、第1押さえロール72が上方に押し上げられている段階で、第2押さえロール72も押し上げられて、第2押さえロール71の下縁部の製函用シート材10の搬送経路内への進入量は僅かになっているので、製函用シート材10の先端は、図7(b)に示すように、第2押さえロール72の下縁部に浅い角度で当接し、第2押さえロール72を上方に押し上げるようにして進む。
このときにも、製函用シート材10の先端部には、メカニカルスプリング76の付勢力による反力が加わるが、上記と同様に、メカニカルスプリング76のバネ剛性は製函用シート材10の先端部を変形や傷を与えない程度の所定のレベルに抑えられているので、製函用シート材10の先端部は第1押さえロール71に影響されることなく搬送される。また、上記と同様に、第2押さえロール72は、製函用シート材10と接触する外周面が柔軟に形成され、しかも、製函用シート材10の移動と共に滑らかに従動回転するので、この点からも、製函用シート材10の先端部は傷つくことなく搬送される。
この結果、メカニカルスプリング76は2段階の圧縮分だけ圧縮変形して、第1,第2押さえロール71,72は上方に押し上げられた状態で、製函用シート材10は進んでいくが、その後、図7(a)に示す製函用シート材10のように、製函用シート材10の後端が上下の送り出しロール22から抜け出ると、製函用シート材10は自由になるので、圧縮変形しているメカニカルスプリング76の付勢力が発揮され、製函用シート材10の後端は、二点鎖線で示す状態から、実線で示す状態に押し下げられる。
このように、後端を押し下げられる製函用シート材10の先端は、図5(a)〜(d)に示すように、フロントストップ28の可撓性ストッププレート28aに当接するが、可撓性ストッププレート28aは可撓性なため、撓みながら製函用シート材10の動きを停止させる。しかし、製函用シート材10は、先端が可撓性ストッププレート28aに当接したあとその反動で上昇しつつ後退するので、図7(a)に示すように、製函用シート材10の後端は下降しながら後退する。
このとき、製函用シート材10の後端はスパンカ23の当接面23aに接近するように後退しながら下降するが、当接面23aの上部は、上端が製函用シート材10の搬送方向後方へシフトするように傾斜していので、後退しながら下降する製函用シート材10の後端は当接面23aの上部に確実に当接し、当接面23aにガイドされながら下降するようになっている。
〔作用及び効果〕
本実施形態にかかるシート積重装置60は、上述のように構成されているので、製函用シート材10は、例えば、図8に示すように、ホッパ部H内に積重されていく。なお、図6に白抜き矢印AFで示すように、ホッパ部H内の搬送方向後部及び前部には、送風装置52,53により、上方から下方へ空気が吹き付けられ、製函用シート材10の下降を加勢する。
つまり、図8(a)に示すように、製函用シート材10が送り出しロール22からホッパ部Hの上方空間に水平又は略水平の搬送経路に送り出される際には、まず、製函用シート材10の先端部が、第1押さえロール71に接近する。この状態では、メカニカルスプリング76の付勢力により、押さえロール71,72の各下縁部は製函用シート材10の搬送経路内に進入している。
製函用シート材10の先端部が、第1押さえロール71に当接すると、製函用シート材10は、上下の送り出しロール22で挟まれて支持されているので、所定の搬送経路上を進む。第1押さえロール71の下縁部の製函用シート材10の搬送経路内への進入量は僅かなので、製函用シート材10の先端は、第1押さえロール71の下縁部に浅い角度で当接し、第1押さえロール71を上方に押し上げるようにして進んでいく。
製函用シート材10の先端部が更に進むと、第2押さえロール72に当接するが、第1押さえロール72が上方に押し上げられているので、第2押さえロール72も押し上げられて、第2押さえロール72の下縁部の製函用シート材10の搬送経路内への進入量は僅かになっている。このため、製函用シート材10の先端は、第2押さえロール72の下縁部に浅い角度で当接し、第2押さえロール72をも上方に押し上げるようにして、図8(b)に示すように進む。
メカニカルスプリング76は第1押さえロール72が押し上げられた段階と第2押さえロール72が押し上げられた段階との2段階の圧縮分だけ圧縮変形しつつ、第1,第2押さえロール71,72が上方に押し上げられた状態で、製函用シート材10は図8(c)に示すように進んでいくが、製函用シート材10に後端が上下の送り出しロール22から抜け出ると、製函用シート材10は自由になるので、圧縮変形しているメカニカルスプリング76の付勢力が発揮され、図8(d)に示すように、製函用シート材10の後端が第1及び第2押さえロール71,72によって押し下げられる。
この、第1及び第2押さえロール71,72による製函用シート材10の後端の押し下げがないと、製函用シート材10は送風装置52,53による空気の吹き付けと自重により、図8(d)に二点鎖線で示す製函用シート材10´のように、先端側が下降し、前傾斜する。先行する製函用シート材10が前傾斜すると、この姿勢のままホッパ部H内を落下して後続の製函用シート材10を適正に積重できなくなったり、後続の製函用シート材10の先端が、先行する製函用シート材10の後端に衝突(背押し)したりして、適正に積層できなくなる。特に、搬送方向に長さのある製函用シート材10の場合、この前傾斜が大きくなると、フロントストップ28の可撓性ストッププレート28aの下方の高剛性ストッププレート28bに当接して、先端部に傷がついたり変形したりするおそれもある。
製函用シート材10の後端が第1及び第2押さえロール71,72によって押し下げられると、このような製函用シート材10の前傾斜が回避され、製函用シート材10はほぼ水平な姿勢で前進し、フロントストップ28の可撓性ストッププレート101に当接する。可撓性ストッププレート101は撓みながら製函用シート材10の運動エネルギを吸収しその動きを停止させる。
そして、可撓性ストッププレート101は、製函用シート材10の先端が当接した状態で弾性変形したあとその復元力で、製函用シート材10を搬送方向と逆向きに後退させるが、可撓性ストッププレート101の傾斜により、復元力の一部が上向きに働くため、図8(e)に示すように、製函用シート材10は先端部を上昇させた姿勢で、下降しながら後退する。このとき、製函用シート材10の後端はスパンカ23の当接面23aに向かいながら下降するが、当接面23aの上部は傾斜しているので、後退しながら下降する製函用シート材10の後端は当接面23aの上部に確実に当接し、当接面23aにガイドされながら、図8(f)に示すように下降する。
このように、製函用シート材10が前傾して可撓性ストッププレート101に衝突する場合に、可撓性ストッププレート101の復元力の上下方向成分が製函用シート材10の傾斜を矯正するので、フロントストップ28で停止された製函用シート材10の後端に後続の製函用シート材10の前端が衝突して、各製函用シート材10が折れ曲がるなどの損傷を招いたり、積上げ部のジャムアップを招いて製函用シート材10を適正に積層できなくなったりするおそれが回避される。
特に、支持ベース28Bの可撓性ストッププレート101側を大きく凹状に形成して、可撓性ストッププレート101の弾性変形を許容する弾性変形許容空間107が確保されているので、可撓性ストッププレート101の剛性を抑えて、可撓性ストッププレート101を大きく変形させながら製函用シート材10の運動エネルギを吸収することができ、製函用シート材10が可撓性ストッププレート101に衝突して変形や損傷をするおそれを一層軽減できる。
製函用シート材10が可撓性ストッププレート101に衝突する時のエネルギは、製函用シート材10の変形や損傷に使われない分だけ、可撓性ストッププレート101の弾性エネルギ分が増加し、可撓性ストッププレート101の復元力Fが大きくなり、製函用シート材10が大きな復元力Fで搬送方向と逆側に押し戻され易く、製函用シート材10の適正な積層の妨げとなるが、復元力Fの一部が製函用シート材10に上向きに働く分だけこの押し戻す力が軽減され製函用シート材10が適正に積層され易くなる。
このようにして、製函用シート材10はほぼ水平の姿勢を保持しながら適正に積重され、適正なスタック50が所定枚数積み重ねられバッチが形成され排出される。
また、押さえロール71,72は、周面が製函用シート材10と接触することで製函用シート材10の移動方向に沿って従動回転するので、押さえロール71,72を回転駆動する機構も不要であり装置の複雑化やコスト増を抑えることができ、製函用シート材10が押さえロール71,72の外周面で擦れて傷や汚れが付くおそれも抑えられる。
また、押さえロールは、第1押さえロール71と第2押さえロール72とを有し、製函用シート材10が当接してメカニカルスプリング76が圧縮されながら第1押さえロール71が搬送経路の上方に移動されると、第2押さえロール72が搬送経路内の上方にシフトし、その後、製函用シート材10が第2押さえロールに当接することによって、メカニカルスプリング76がさらに圧縮されながら第2押さえロール72が搬送経路の上方に移動される。
このため、製函用シート材10にメカニカルスプリング76の圧縮反力を急激に与えることなく、メカニカルスプリング76に圧縮による弾性エネルギを蓄えることができる。したがって、製函用シート材10の傷や汚れの発生を抑えながら、メカニカルスプリング76に大きな弾性エネルギを蓄えて、製函用シート材10の後端を強く押し込んで、その姿勢を確実に矯正することができる。
ただし、押さえロールは、1つだけでもよく、3個以上を搬送方向に並べても良い。
また、シート押さえ装置70は、装置幅方向に複数設けられているので、製函用シート材10の後端を幅方向に偏ることなく押し込んで、その姿勢を確実に矯正することができる。なお、本実施形態では、シート押さえ装置70は、装置幅方向に2つ設けているが、3つ以上であっても良い。また、押さえロールの幅が十分にあれば、シート押さえ装置70を1つのみにしても良い。
また、本実施形態では、押さえロール71,72を支持する支持部材73を、支持アーム74と、エアシリンダ75及びメカニカルスプリング76とを有する構成にしており、エアシリンダ75で押さえロール71,72及び支持アーム74の自重をキャンセルし、メカニカルスプリング76で、押さえロール71,72の下縁が製函用シート材10の搬送経路内に来るように操作しているので、メカニカルスプリング76のバネ剛性を小さくしながら押さえロール71,72の位置を操作でき、製函用シート材10の先端が押さえロール71,72の下縁に当接する際に、メカニカルスプリング76による反力を抑えることができ、製函用シート材10の先端の損傷等を抑制できる。
さらに、押さえロール71,72は、ポリエステル系ウレタンという比較的柔軟な材料で形成され、周面近傍に剛性軽減のための中空部71a,72aが形成されているので、この点からも、製函用シート材10が押さえロール71,72に当接する製函用シート材10の先端や押さえロール71,72が転がる製函用シート材10の上面などの損傷等を抑制できる。なお、押さえロール71,72は、製函用シート材10にソフトに接触できる柔軟性のある軽量な材料が好ましいが、この点で、ゴム系材料又は樹脂系材料が好適である。
また、本実施形態では、送風装置52,53が製函用シート材10に向けて上方から空気を吹き付けるので、製函用シート材10がホッパ部H内で速やかに下降しスタック50を適正に形成し易くする。この反面、空気の速度や吹き付ける範囲の設定が適正でないと、製函用シート材10が前傾斜するおそれが生じるが、上記のようにシート押さえ装置70によってこうしたおそれが解消される。
なお、後端を押す必要がないサイズの場合、エア圧調整装置75cを退避操作手段として機能させ、押さえロール71,72を製函用シート材10の搬送経路の上方に退避させることが好ましい。つまり、エア圧調整装置75cによってエアシリンダ75を収縮させてピン75bを上方に移動させることにより、押さえロール71,72を製函用シート材10の搬送経路の上方に退避させる。これにより、製函用シート材10への押さえロール71,72の無用な接触が回避され、押さえロール71,72の消耗も回避される。
さらに、製函用シート材10のサイズ、厚み、速度に基づいて、エア圧調整装置75cによってエアシリンダ75を適宜伸縮させて、押さえロール71,72の位置を最適な位置に調整するようにしてもよい。例えば、製函用シート材10のサイズがあまり大きくなければ、そもそも前傾斜しにくいので、押し付けストロークを短くするか、あるいは押し付け自体を行なわないように押さえロール71,72の位置を調整する。
また、製函用シート材10の厚みが大きい場合は、製函用シート材10の押さえロール71,72への衝突をより軽くするように押さえロール71,72の位置を調整する。また、製函用シート材10の速度が遅ければ、積重の間隔(ホッパ部に送り出される段ボールシートの時間的な搬送間隔)が空き、製函用シート材10がホッパ部H内を落下する時間が十分あるので、押し付けストロークを短くするか、あるいは押し付け自体を行なわないように押さえロール71,72の位置を調整する。これにより、製函用シート材10への押さえロール71,72の無用な接触が回避あるいは軽減され、押さえロール71,72の消耗も回避される。
また、押さえロール71,72の幅はスロッタ幅よりも大きく設定されているので、スロッタ溝に押さえロール71,72が挟まることもなく、押さえロール71,72を製函用シート材10に良好に接触させて押し付けることができる。
また、上記実施形態では言及していないが、フロントストップ28は、図3に示すように、他部材との干渉を避けるために幅方向に分割して形成されるが、分割される各部分ごとに、角度αを別設定してもよい。
〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態にかかるフロントストップ装置を説明する。
第2実施形態の製函機は、フロントストップ装置を除いて第1実施形態と同様に構成されている。なお、図9において図4と同符号は同様のものを示し、説明を省略する。
本実施形態にかかるフロントストップ28は、図9(a)〜図9(c)に示すように、第1実施形態と同様に、製函用シート材10の前部が直接接触する可撓性ストッププレート(プレート状の緩衝部材)101と、その下方に略連続して形成される高剛性ストッププレート102とを有している。可撓性ストッププレート101は、その上端部及び下端部を支持部材103,104によって支持されている。
本実施形態では、支持部材103,104が可動支持部材203を介して支持ベース28A,28Bに支持されている。つまり、可動支持部材203の下端部が、図9(c)に示すように、ピン204を介して支持ベース28Bに回動可能に支持され、可動支持部材203の上端部が、図9(a)に示すように、支持ベース28Bに形成された円弧状長穴206に挿通されたピン205を介して、支持ベース28Bに回動可能に支持され、支持部材103,104は可動支持部材203に固定されている。なお、支持ベース28Bは支持ベース28Aにボルト28cによって締結されている。また、図9中、図4と同符号は同様のものを示し、説明は省略する。
可動支持部材203の背面には、可動支持部材203の角度を調整して可撓性ストッププレート101の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構200Aが備えられている。傾斜角度調整機構200Aは、可動支持部材203の背面に先端が当接する角度調整ボルト(手動操作手段)210と、支持ベース28Aのねじ穴212と、固定ナット211とを備えている。
角度調整ボルト210は支持ベース28Aのねじ穴212に螺合しており、回転操作することで軸方向位置を変えることができる。なお、可動支持部材203は、図示しない付勢機構によって、角度調整ボルト210に圧接されており、角度調整ボルト210が前進すれば可動支持部材203の傾斜は小さくなり、可撓性ストッププレート101の傾斜角度αも小さくなり、角度調整ボルト210が後退すれば可動支持部材203の傾斜は大きくなり、可撓性ストッププレート101の傾斜角度αも大きくなる。なお、角度調整ボルト210の軸方向位置を調整したら、固定ナット211を締結して角度調整ボルト210の軸方向位置を固定する。
本実施形態によれば、角度調整ボルト210を回転操作し角度調整ボルト210の軸方向位置を変更することで、可動支持部材203の角度を調整して可撓性ストッププレート101の傾斜角度αを調整することができるので、製函用シート材10の特性に合わせて可撓性ストッププレート101の傾斜角度αを設定し、復元力の上下方向成分と水平方向成分の割合を調整し、製函用シート材10の姿勢の矯正を最適に行なうことができるようになる。
〔第3実施形態〕
次に、第3実施形態にかかるフロントストップ装置を説明する。
第3実施形態のフロントストップ装置は、可動支持部材203の角度を調整して可撓性ストッププレート101の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構200Bが第2実施形態のものと異なっている。本実施形態の傾斜角度調整機構200Bは、アクチュエータとしてのモータ(電動モータ)220と、可動支持部材203の背面に先端が当接しモータ220で進退駆動されるロッド221とを備えている。なお、図10において図9と同符号は同様のものを示し、説明を省略する。
なお、モータ220は回転モータであり、ロッド221を進退させるために、回転運動を直進運動に変換する機構が装備されている。この変換機構は、種々のものを適用でき、第2実施形態にかかる傾斜角度調整機構200Aのように、固定されたネジ穴に螺合するボルトをロッド221に適用し、モータ220によりロッド221を回転するものでもよく、ラックアンドピニオンを適用し、ラックをロッド221に固設し、ピニオンをモータ220で回転駆動するようにするものでもよい。
可動支持部材203は、図示しない付勢機構によって、その背面をロッド221に圧接されており、ロッド221が前進すれば可動支持部材203の傾斜は小さくなり、可撓性ストッププレート101の傾斜角度αも小さくなり、ロッド221が後退すれば可動支持部材203の傾斜は大きくなり、可撓性ストッププレート101の傾斜角度αも大きくなる。
本実施形態では、製函用シート材10の種類及び製函用シート材10の処理条件に応じてモータ220を制御し、可撓性ストッププレート101の傾斜角度αを適切な大きさに設定する制御装置(制御手段)230を有し、制御装置230に製函用シート材10の種類及び製函用シート材10の処理条件を入力すると、制御装置230が自動で可撓性ストッププレート101の傾斜角度をプリセットするようになっている。
本実施形態によれば、自動で可撓性ストッププレート101の傾斜角度をプリセットでき、オペレータの負担を軽減できて、調整時間を短縮でき、生産効率を向上させることができる。
また、フロントストップ28は、図3に示すように幅方向に分割して形成されるが、分割される各部分ごとに、傾斜角度調整機構200A或いは200Bを設け、可撓性ストッププレート101の角度αを個別に調整してもよい。可撓性ストッププレート101の各部分を製函用シート材10の挙動特性に合わせてそれぞれ適正な傾斜角度とし、可撓性ストッププレート101の姿勢を適切に矯正することができる。
また、幅方向に分割形成されたフロントストップ28の各可撓性ストッププレート101を一体に連動させる連動機構を設け、各可撓性ストッププレート101の傾斜角度を連動調整可能に構成してもよい。
これにより、調整時間を短縮でき、生産効率を向上できる。
〔第4実施形態〕
ここで、図11を参照して、複数のフロントストップ装置が連動機構によって連動する構成を第4実施形態として具体的に説明する。なお、図11において図9と同符号は同様のものを示し、説明を省略する。
図11(a),(b)に示すように、本実施形態のフロントストップ装置は、可動支持部材203の角度を調整して可撓性ストッププレート101の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構200Bが第2,3実施形態のものと異なっている。図11(b)に示すように、フロントストップ28は、製函用シート材10の搬送方向と直交する方向に横並びに複数併設されており、各フロントストップ28には、図11(a)に示す傾斜角度調整機構200Cが装備されている。
本実施形態の傾斜角度調整機構200Cは、可動支持部材203の背面に先端が当接する角度調整ロッド240と、角度調整ロッド240を進退移動させるカム機構250とを備えている。角度調整ロッド240は、先端により可動支持部材203の背面を押圧する方向に進退移動可能に支持ベース28Aに支持される。なお、可動支持部材203を角度調整ロッド240の側に付勢する図示しない付勢機構が装備されており、可動支持部材203の背面は常に角度調整ロッド240に圧接している。
カム機構250は、カム251と、カム251を支持するカム軸252と、カム軸252を回転操作する操作レバー(手動操作手段)253とをそなえている。角度調整ロッド240の基端には、カム251のカム面251aと当接して角度調整ロッド240を進退作動させる作動片241が装備されている。
カム軸252は、各フロントストップ28の傾斜角度調整機構200Cの角度調整ロッド240を連動させ進退させる1本の連動軸として装備される。カム軸252は、支持ベース28Aを支持するフレーム28Fに回転自在に支持されて装備され、操作レバー253は、カム軸252の一端のフレーム28Fの外側に装備されている。また、カム軸252の回転をロックするロック機構254が、フレーム28Fの外側に操作レバー253に隣接して装備されている。
本実施形態の傾斜角度調整機構200Cによれば、オペレータは、ロック機構254を解除して操作レバー253を操作することにより、各フロントストップ28の傾斜角度調整機構200Cの角度調整ロッド240を連動させ進退させ、可撓性ストッププレート101の傾斜角度を同時に設定することができ、オペレータの負担を軽減できて、調整時間を短縮でき、生産効率を向上させることができる。
なお、本実施形態の傾斜角度調整機構200Cの連動軸としてのカム軸252を、電動モータ等のアクチュエータで回転駆動し、このアクチュエータをスイッチ操作により作動させるようにすると共に、ロック機構254もロック及びロック解除をするアクチュエータを設け、このアクチュエータをスイッチ操作により作動させるようにしても良い。これにより、オペレータの負担をさらに軽減できる。
さらに、この傾斜角度調整機構200Cのアクチュエータや、ロック機構254のアクチュエータを制御するように、第3実施形態に例示した制御装置(制御手段)230をさらに設けて、制御装置230に製函用シート材10の種類及び製函用シート材10の処理条件を入力すると、制御装置230が自動で可撓性ストッププレート101の傾斜角度αを適切な状態にプリセットするように構成してもよい。
また、複数のフロントストップ装置のそれぞれに、第3実施形態に例示した傾斜角度調整機構200Bを適用し、1つの制御装置230により、各フロントストップ28の傾斜角度調整機構200Bを連動して操作するようにしても、連動機構が実現する。
第3実施形態に例示したものの場合、制御装置230による各傾斜角度調整機構200Bへの指令によって、各傾斜角度調整機構200Bを個別に作動させたり、連動作動させたりすることができる。例えば、制御装置230による各傾斜角度調整機構200Bのモータ220に指令する回転量を同一にすれば、連動作動させることができ、各モータ220に指令する回転量を個別にすれば、個別に作動させることができる。
〔その他〕
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の各実施形態のものに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形或いは省略或いは組み合わせをして実施することができる。
つまり、上記実施形態では、シート(製函用シート材)10の先端が下降した姿勢でフロントストップに当接する場合を想定し、可撓性ストッププレート101を鉛直方向から上向きに傾斜させているが、短いシートの場合、シート10先端が上昇した姿勢でフロントストップに当接する場合も想定でき、この対策としては、可撓性ストッププレート101を下向きに傾斜させればよい。
また、上記実施形態では、シート10の姿勢矯正に寄与しうる装置として、フロントストップ装置28のほかに、固定ファン(固定送風装置)52及び可動ファン(可動送風装置)53並びにシート押さえ装置70があり、これらが適宜組み合わせて使用されるが、フロントストップ装置28の可撓性ストッププレート101の傾斜角度が一定なら、シート10の特性に応じて、各装置の作動,非作動の組み合わせを変更して使用することも有効である。
例えば、可撓性ストッププレート101の傾斜角αが小さめに固定されていて、可撓性ストッププレート101により上向きの反力を与えてもシート10の先端側の垂れ下がりが十分に解消されないシートの場合には、シート10の先端側の可動ファン53を停止させたり弱めたりすることも有効である。逆に、可撓性ストッププレート101により上向きの反力が大きすぎれば、先端側の可動ファン53を強めたりすることも有効である。
また、上記実施形態では、製函用シート材10の種類及び製函用シート材10の処理条件に応じてモータ220を制御し、可撓性ストッププレート101の傾斜角度αを適切な大きさに設定する制御装置(制御手段)230を有し、制御装置230に製函用シート材10の種類及び製函用シート材10の処理条件を入力すると、制御装置230が自動で可撓性ストッププレート101の傾斜角度をプリセットするとしたが、オペレータが任意の傾斜角度に設定してもよい。
例えば、オペレータは製函機運転中にホッパ部H内の製函用シート材10の姿勢を確認し、プリセットされた傾斜角度が適切でないと判断した場合は、制御装置230に任意の傾斜角度を入力する。制御装置230は入力された傾斜角度に基づき、傾斜角度調整機構200Bを制御して可撓性ストッププレート101の傾斜角度を調整する。これにより、製函機を停止することなく可撓性ストッププレート101の傾斜角度を調整することができるため、生産効率を向上できる。
また、本発明にかかるシート積重装置は、少なくとも、ホッパ部Hと、送り出しロール22と、フロントストップ28とを備えたものであればよく、例えば、シート押さえ装置については省略可能である。また、送風装置についても省略可能である。
また、本発明にかかるフロントストップ装置の停止対象やシート積重装置の積重対象のシートは、製函用シート材10に限定されず、例えば、単なる段ボールシートなど、一定の剛性を有する板状のシートであればいずれも積重対象としうる。したがって、本発明にかかるシート積重装置は、製函機のカウンタエゼクタ部以外にも適用できる。
もちろん、上述の各実施形態に例示するカウンタエゼクタや製函機の各部の具体的な構成も一例であり、これらの構成についても本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変形することができる。
1 給紙部
2 印刷部
3 排紙部
4 ダイカット部
5 フォルダグルア部
6 カウンタエゼクタ部(カウンタエゼクタ)
10,10,10 シート状の段ボール箱(製函用シート材、シート)
10a 段ボールシート
20 フレーム
21 コンベア用ローラ
22 送り出しロール
23 スパンカ
23a 当接面
24 支持部
27 プッシャ
28 フロントストップ(フロントストップ装置)
28A,28B 支持ベース
32 エレベータ
33a ラック
33b ピニオン
34 支持軸
35 サーボモータ
36 サイドフレーム
37 レール
38 レッジ支持体
39 ローラ
40 レッジ前後サーボモータ
41 昇降機構
42 レッジ
44 プレスバー
47 下部コンベア
47a 下部コンベア用サーボモータ
48 排出コンベア
48a 排出コンベア用サーボモータ
49 上部コンベア
49a 移動機構
50,50a スタック
52 固定ファン(固定送風装置)
53 可動ファン(可動送風装置)
60 シート積重装置
70 シート押さえ装置
71 第1押さえロール
72 第2押さえロール
71a,72a 中空部
71s,72s,74s 軸
75a,75b ピン
73 支持部材(第2支持部材)
74 支持アーム
75 エアシリンダ
75c エア圧調整装置(退避操作手段)
76 付勢部材としてのメカニカルスプリング(コイルスプリング)
77 アジャスタ
100 シート材群(バッチ)
101 可撓性ストッププレート
102 高剛性ストッププレート
103,104 支持部材(第1支持部材)
105 プレート状の弾性部材(弾性プレート)
106 板バネ
107 変形許容空間
203 可動支持部材
200A,200B,200C 傾斜角度調整機構
210 角度調整ボルト(手動操作手段)
211 固定ナット
212 ねじ穴
220 モータ(アクチュエータ)
221 ロッド
230 制御装置(制御手段)
240 角度調整ロッド
241 作動片
250 カム機構
251 カム
251a カム面
252 カム軸(連動軸)
253 操作レバー
254 ロック機構
H 空間(ホッパ部)

Claims (18)

  1. 送り出しロールによりホッパ部の上方空間に水平又は略水平の搬送経路に沿って送り出されるシートの前部を受けて、前記シートの前記搬送方向の動きを停止させるフロントストップ装置であって、
    前記シートの前部が直接接触するプレート状の緩衝部材と、
    前記緩衝部材の上端部及び下端部を支持する第1支持部材と、を有し、
    前記緩衝部材は、前記シートの前部を受けると凹面状に弾性変形して前記シートの運動エネルギを吸収する可撓性材料で形成されると共に、
    前記弾性変形の復元に伴って前記シートの前部を押し戻す復元力が、上下方向成分を含むように、前記緩衝部材は、前記第1支持部材により上方又は下方に傾斜している状態に支持されている
    フロントストップ装置。
  2. 前記緩衝部材は、前記第1支持部材により鉛直上向きに傾斜して支持されている
    請求項1記載のフロントストップ装置。
  3. 前記緩衝部材は、前記シートの前部が直接接触するプレート状の弾性部材と、
    前記弾性部材の背面に配置され前記弾性部材の変形時に前記弾性部材と共に変形する板バネとを有している
    請求項1又は2記載のフロントストップ装置。
  4. 前記緩衝部材の背面に前記シートの衝突による弾性変形を許容する変形許容空間が設けられている
    請求項1〜3の何れか1項に記載のフロントストップ装置。
  5. 前記緩衝部材は、前記第1支持部材により所定の傾斜角度に固定されている
    請求項1〜4の何れか1項に記載のフロントストップ装置。
  6. 前記第1支持部材には、前記緩衝部材の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構が装備されている
    請求項1〜5の何れか1項に記載のフロントストップ装置。
  7. 前記傾斜角度調整機構は、前記緩衝部材の上端部及び下端部の一方を、前記搬送方向と直交し且つ水平な軸線周りに回動可能に支持する支持軸と、前記緩衝部材の上端部及び下端部の他方を前記搬送方向に移動させる移動機構とを有している
    請求項6記載のフロントストップ装置。
  8. 前記傾斜角度調整機構は、前記緩衝部材の要部を移動させる手動操作手段を有している
    請求項6又は7記載のフロントストップ装置。
  9. 前記傾斜角度調整機構は、前記緩衝部材の要部を移動させるアクチュエータを有している
    請求項6又は7記載のフロントストップ装置。
  10. 前記シートの種類及び前記シートの処理条件の入力に応じて前記アクチュエータを制御し緩衝部材の傾斜角度をオートセットする制御手段を有している
    請求項9記載のフロントストップ装置。
  11. 前記緩衝部材は、装置幅方向に複数の部分に分割され、
    前記傾斜角度調整機構は、前記分割された各部分に個別に装備される
    請求項6〜10の何れか1項に記載のフロントストップ装置。
  12. 前記緩衝部材は、装置幅方向に複数の部分に分割され、
    前記傾斜角度調整機構により、前記分割された各部分を一体に連動させて傾斜角度を調整可能な連動機構を有している
    請求項6〜11の何れか1項に記載のフロントストップ装置。
  13. シートを水平又は略水平に積重するホッパ部と、
    前記シートを水平又は略水平の搬送経路であって前記ホッパ部の上方空間に送り出す送り出しロールと、
    前記送り出しロールにより送り出された前記シートの前部を受けて前記シートの前記搬送方向の動きを停止させるフロントストップ部と、を有するシート積重装置であって、
    前記フロントストップ部には、請求項1〜12の何れか1項に記載にフロントストップ装置が装備されている
    シート積重装置。
  14. 前記送り出しロールにより送り出された前記シートの後部を下方に押さえ付けるシート押さえ装置を備え、
    前記シート押さえ装置は、
    前記送り出しロールの下流に配置され、前記シートと接触し前記シートの移動によって連れ回りする押さえロールと、
    前記押さえロールを、前記搬送経路内と前記搬送経路の上方との間で揺動可能に支持する第2支持部材と、を備えている
    請求項13記載のシート積重装置。
  15. 前記ホッパ部の上方に配置され、前記送り出しロールにより送り出された前記シートに上方から下向きに空気を吹き付ける送風装置をさらに備えている
    請求項13又は14記載のシート積重装置。
  16. 前記シートはシート状の段ボール箱である
    請求項13〜15の何れか1項に記載のシート積重装置。
  17. 製函機の下流部に装備され、請求項16記載のシート積重装置を備え、
    前記ホッパ部へ、上流側から搬送されて送り出されたシート状の段ボール箱を計数しながら積重する
    カウンタエゼクタ。
  18. 段ボールシートを1枚ずつ給紙する給紙部と、
    前記給紙部から給紙された段ボールシートに印刷する印刷部と、
    前記印刷部により印刷された段ボールシートを排紙する排紙部と、
    前記排紙部から排紙された段ボールシートに溝切り及び罫線入れをするダイカット部と、
    前記ダイカット部により加工された段ボールシートの端部に糊付けし折り曲げ加工をしてシート状の段ボール箱を形成するフォルダグルア部と、
    前記フォルダグルア部により加工された前記段ボール箱を計数しながら積重するカウンタエゼクタ部と、を備え、
    前記カウンタエゼクタ部には、請求項17記載のカウンタエゼクタが設けられている
    製函機。
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