JP7036285B2 - 罫線形成装置、および、罫線形成方法 - Google Patents
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Description
罫線形成装置は、ダンボールウェブに対して罫線加工を施す装置である。本実施形態では、加工対象のダンボールウェブとして、蛇腹折りされたダンボール材を帯状に展開したものを例示する。まず、ダンボール材の基本構造を項目[1]で述べる。次に、本実施形態に係る罫線形成装置の構成および制御を項目[2],[3]で述べる。
本実施形態のダンボール材には、以下に列挙する種々のダンボールを採用することができる。
・両面ダンボール:中芯に対して両側にライナが設けられたダンボール
・片面ダンボール:中芯に対して片側にライナが設けられたダンボール
・方向 I :水平面に載置されたダンボール材における方向
・方向II:ダンボール材やダンボール箱を製造する途中の半製品における方向
そのほか、特に断らない限り、本実施形態の「数値X~数値Y」なる表現は、数値X以上であって数値Y以下の範囲を意味する。
図1に示すように、ダンボール材1は、直方体状をなす製函用資材である。
ダンボール材1では、連続する矩形状のシート2(図1では一部のみに符合を付す)が折目F(図1では一部のみに符合を付す)で折り返され、折り返されたシート2が高さ方向に積み重ねられている。
このように折り畳まれたダンボール材1には、縦方向および高さ方向の双方に沿う一対の側面に、複数の折目Fが縦方向に沿って直線状に延在する。
・第一シート21:第二シート22の一側に連続するシート2
・第二シート22:第一シート21と第三シート23との双方に連続するシート2
・第三シート23:第二シート22の他側に連続するシート2
第一折目F1は、第一シート21に対して横方向の一方(図1では右方)へ向けて第二シート22が折り返される折目Fであり、ダンボール材1における横方向の他方(図1では左方)に配置される。第二折目F2は、第二シート22に対して横方向の他方(図1では左方)へ向けて第三シート23が折り返される折目Fであり、ダンボール材1における横方向の一方(図1では右方)に配置される。
第一シート21および第二シート22からなるシート対20では、第一縁部E1と第二縁部E2とが高さ方向に隣り合って配置される。
そのほか、折目Fは、ダンボールの波目10に沿って設けられている。言い換えれば、MD方向に対して垂直な波目10のダンボール材1が製造される。
本項目では、ダンボール材1のサイズ,シート2の厚み寸法などの基本的なパラメータを述べる。
――サイズ――
ダンボール材1のサイズは、下記の寸法L1~L3から定まる。
・ 縦寸法L1 :縦方向の寸法(第一寸法)
・ 横寸法L2 :横方向の寸法(第二寸法)
・高さ寸法L3:高さ方向の寸法(第三寸法)
上記の寸法L1~L3は、小さいほど製造される箱のサイズや形状の制約が大きくなるおそれがあり、大きいほど運搬や納入といった作業性が低下するおそれがある。これらの観点より、寸法L1~L3は、下記の表2に示す範囲であることが好ましい。
ダンボール材1におけるシート2には、厚み寸法が5[mm]のAフルート,厚み寸法が3[mm]のBフルート,厚み寸法が4[mm]のCフルート,任意の2種類のフルートを組み合わせたダブルフルート(厚み寸法は6~10[mm])といったさまざまな規格の厚み寸法を採用することができ、規格化されていない厚み寸法を採用してもよい。
そのほか、ダンボール材1における折目Fの本数をN[本]とおけば、シート2の枚数はN+1[枚]である。この場合には、N+1[段]のシート2がダンボール材1において重ね合わせられている。
更に言えば、一枚のシート2に対応する一段あたりの高さ寸法は、ダンボール材1の高さ寸法L3をシート2の段数N+1で除算することで算出可能である。このようにして算出された一段あたりの高さ寸法は、ダンボール材1におけるシート2の厚み寸法に対応する。
上記のような高さ寸法L3と段数との関係より、ダンボール材1における折目Fの本数Nに設定される好ましい範囲を算出することができる。具体的に言えば、シート2の厚み寸法で好ましい範囲の高さ寸法L3を除算した値から「1」を減算した値の範囲は、折目Fの本数Nに設定される好ましい範囲として近似することができる。
上記の坪量に、縦寸法L1および横寸法L2とシート2の段数N+1とを乗算すれば、ダンボール材1の重量が算出される。
まず、罫線形成装置の全体構成を項目〔2-1〕で述べ、それから罫線形成装置の詳細構成を項目〔2-2〕で述べる。
〔2-1.全体構成〕
図2および図3に示す罫線形成装置30は、ダンボール材1を製函用資材としてダンボール箱を製造する製函システム(自動包装装置)に設けられている。以下で重力の作用する方向を「下方」、その反対側を「上方」として定める。
罫線形成装置30はダンボールウェブ1Wを加工対象としており、ダンボールウェブ1Wがコンベア5に載置されている。
ダンボールウェブ1Wは、その幅方向および延在方向に沿う面を上下方向に向けた姿勢でコンベア5に載置される。以下、コンベア5に載置されたダンボールウェブ1Wにおいて上側に向いた面を「表面(おもてめん)」と称する。
ダンボールウェブ1Wの延在方向は、図2および図3に示すように、ダンボール材1から展開されたシート2のそれぞれが等間隔の折目Fを介して帯状に延在する方向であり、罫線形成装置30におけるMD方向に対応している。ダンボールウェブ1Wの幅方向は、ダンボールウェブ1Wの延在方向に沿う面において延在方向に直交する方向であり、罫線形成装置30におけるCD方向に対応している。
罫線形成装置30は、CD方向に沿って罫線C(クリーズ)を形成するための突条32を、ダンボールウェブ1Wの表面に対して離接自在に支持している罫線バー31を有している。
罫線C(図2,図3で点線を参照)は、ダンボールウェブ1Wの表面においてCDの方向に沿う線状領域を、厚み方向に潰して折り曲げやすくした箇所(折り曲げ線)である。罫線Cは、図1のダンボール材1でシート2を蛇腹折りに折り返すための折目Fとは異なる折目である。罫線Cを形成する加工を「罫線加工」と称する。
罫線バー31は、CD方向に沿うコンベア5の両側に配置された一対の支柱33により、CD方向の両端が支持されている。具体的には、罫線バー31は、図2,図3に示すように、ダンボールウェブ1Wの上方でダンボールウェブ1WをCD方向にまたぐように一対の支柱33の間に架設されている。
本実施形態で突条32は罫線バー31から下方に向かって突出し、CD方向(言い換えれば段目10の延在する方向)に沿って直線状に延在している。
突条32においてダンボールウェブ1Wの表面に向かって突出した寸法(突出量)は、ダンボールウェブ1Wの幅方向に沿って均一である。好ましくは、ダンボールウェブ1Wの表面を向いた突条32の先端面とダンボールウェブ1Wの表面との間の離間する寸法がダンボールウェブ1Wの幅方向に沿って均一である。
支柱33には、罫線バー31の突条32をダンボールウェブ1Wの表面に対して離接するために押込み機構34が設けられている。
押込み機構34は、所定の離間位置と所定の押圧位置との間で罫線バー31を往復動させて、罫線加工を施すための機構である。本明細書において、離間位置から押圧位置へ罫線バー31を移動させることを「往動」と称し、押圧位置から離間位置へ罫線バー31を移動させることを「復動」と称する。本実施形態で押込み機構34は、罫線バー31を一回往復動させることで一回の罫線加工を施す。
押圧位置は、罫線バー31の上下方向の位置で、突条32がダンボールウェブ1Wの表面から所定量だけダンボールウェブ1Wの厚み方向に押し込まれた状態をなす位置である。押圧位置は、離間位置よりも下方の位置である。所定量は、罫線Cにおける押し込み量(ダンボールウェブ1Wの押しつぶし量)として適宜設定される。
この押込み機構34の具体例として、電動モータと、電動モータの回転力を上下方向に沿う直線運動に変換するラックアンドピニオン機構とを備える構成が挙げられる。
線状領域は、ダンボールウェブ1Wの表面において突条32で押し込まれて罫線Cが形成される領域である。線状領域は、突条32において往動時にダンボールウェブ1Wの表面に押し込まれる全領域、具体的には突条32において下方を向いた先端面の形状に対応し、CD方向に沿って線状に延在する領域である。
そのため、突条32は、押込み機構34による押圧位置への往動時に、CD方向に沿う全幅でダンボールウェブ1Wの表面の線状領域に対して一様に押し込み圧をかける。この押し込みの方向は、ダンボールウェブ1Wの厚み方向(ダンボールウェブ1Wの表面に対して垂直方向)に沿う成分のみを有している。
<罫線バー>
図2,図3の罫線バー31におけるCD方向の寸法は、少なくともダンボールウェブ1Wの幅方向の寸法以上である。
罫線バー31において突条32はCD方向の全幅にわたり延在している。そのため、上記のようにダンボールウェブ1Wの全幅にわたる罫線Cが形成されるようになっている。
突条32の先端部の例として、図4A,図4B,図4Cに示す三種類を挙げる。ここで、突条32の先端部の形状とはCD方向から視た側面形状である。
図4Aは、MD方向の両側の角部が丸みを有する形状(「R罫」)である。図4Bは、MD向の両側の角部が角張った形状(「角罫」)である。図4Cは、側面視で逆V字型の凹みを有する形状(「V罫」)である。
罫線バー31よりもMD方向の下流側には、CD方向に沿って切り込み溝S(スロット)を形成するための切込装置40が設けられている。スロットSを形成する加工を「溝切り加工」と称する。
切込装置40は、溝切り加工を施すためのナイフ41と、ナイフ41をCD方向に沿って移動可能に支持するレール42とを有している。レール42は、図2,図3に示すように、ダンボールウェブ1Wの上方でダンボールウェブ1WをCD方向にまたぐように一対の支柱43の間に架設されている。
切込装置40で、溝切り加工を実施しないときは、ナイフ41は、ダンボールウェブ1Wに当接しない位置までレール42を上方に退避させておく。
溝切り加工を実施するときは、ナイフ41は、溝切り加工の開始位置へ移動させられ、開始位置からスロットSの切込長さに応じた距離だけCD方向に沿って移動させられる。これによりスロットSが形成される。切込長さは、スロットSにおけるCD方向に沿う寸法である。
このスロットSは、たとえば展開パターンがA式ダンボール箱に組み立てる場合には、箱に組み立てられた状態で底部および蓋部をなすフラップどうしの間の切り込み溝をなす。この場合、切り込み長さは、そのダンボール箱の深さを規定する。
次に、罫線形成装置30の制御(罫線形成方法)について説明する。
罫線形成装置30においてコントローラ50は、罫線形成装置30の作動を制御するための電子制御装置(コンピュータ)である。コントローラ50には、プロセッサ(中央処理装置),メモリ(メインメモリ),記憶装置(ストレージ),インタフェース装置などが内蔵され、これらが内部バスを介して接続される。
機構制御部50Bは、押込み機構34による罫線バー31の往復動を制御する。
コントローラ50は、コンベア制御部50A,機構制御部50Bが実施する各種制御のタイミングを制御する機能、すなわちコンベア5および押込み機構34のシーケンス制御を実施する機能を有している。
制御I:コンベア制御部50Aがダンボールウェブ1Wの搬送を一時停止させた後に、機構制御部50Bが罫線バー31を往復動させ押込み機構34により離間位置から押圧位置へ罫線バー31を移動させる制御
制御II:機構制御部50Bが罫線バー31を往復動させた後に、コンベア制御部50Aがダンボールウェブ1Wの搬送を再開させる制御
上記の制御I,IIは、押込み機構34による押圧位置への往動時(つまり罫線加工を施すとき)に、ダンボールウェブ1Wを搬送せずに静止させておくために実施される。
コントローラ50は、罫線Cを形成するための罫線情報に基づいて罫線形成装置30の各部の作動を制御して、下記の工程A1~A6を実施する。
下記の工程A1~A6を開始する前提として、罫線情報は、ダンボールウェブ1Wにおいて罫線Cが形成されるMD方向の位置(罫線形成位置)を特定する情報を含んでいるものとする。罫線形成位置は、たとえば製函システムに対して入力された被梱包物のサイズに応じて自動的に設定される。
工程A2:上記の工程A1の後、罫線Cを形成すべきタイミングで、コンベア制御部50Aがコンベア5による搬送を一時停する(停止工程)。
工程A3:上記の工程A2の後、機構制御部50Bが往動制御を実施して、罫線バー31を押圧位置から離間位置へ移動させる(接近工程)。
上記の工程A2における「罫線Cを形成すべきタイミング」とは、罫線形成位置が罫線バー31の下方に到達したタイミングであり、罫線情報に基づいて決定される。
工程B1:離間位置から押圧位置へ罫線バー31が下方へ移動して、罫線バー31がダンボールウェブ1Wの表面に接近する。
工程B2:突条32の先端面におけるCD方向の全幅(ダンボールウェブ1Wに押し込まれる全領域)をダンボールウェブ1Wの表面の線状領域に同時に当接させて、線状領域を押込んで、罫線加工を施す。
上記の工程B2で突条32がダンボールウェブ1Wの厚み方向に所定量だけ押し込まれることで、罫線バー31は押込位置に到達する。これによりダンボールウェブ1Wに罫線Cが形成される。
上記の工程A4は、詳細には下記の工程B3,B4を備えている。
工程B3:押圧位置から離間位置へ罫線バー31が上方へ移動する。
工程B4:罫線バー31が離間位置に戻る。
これにより罫線バー31はダンボールウェブ1Wの表面の上方に退避する。
工程A6:上記の工程A5の後、ダンボールウェブ1Wの所定箇所に切込装置40がスロットSを形成する。
上記の工程A6において切込装置40が溝切り加工を施すときも、コンベア制御部50Aは、コンベア5による搬送を一時停止した後に溝切り加工を開始して、その溝切り加工の終了後にコンベア5による搬送を再開する。
本実施形態は、上述のように構成されるため、下記のような作用および効果を得ることができる。
(1)本実施形態によれば、ダンボールウェブ1Wの表面に向かって突出してCD方向に沿って線状に延在する突条32をダンボールウェブ1Wの表面に対して離接自在に支持している罫線バー31が設けられている。突条32がダンボールウェブ1Wの表面から離間している離間位置と突条32がダンボールウェブ1Wの表面に対してダンボールウェブ1Wの厚み方向に押し込まれた押圧位置との間で、罫線バー31を往復動させて、罫線加工を施す構造を備えている。
そのため、ダンボールウェブ1Wの表面の線状領域には、厚み方向にのみ沿う押込み力で一様に押し込み圧がかかる。このため、上述した従来技術のようなダンボールウェブに対して押し付けられる力に搬送方向に沿う成分が含まれる構造に比べて、罫線の割れを抑制できる。
したがって、上述した本実施形態の罫線形成装置30は、上記のようなリング部材を用いて罫線加工を施す構造に比べても、罫線の割れを抑制できる。
(3)罫線バー31が着脱自在であるため、罫線バー31を付け替えて幅や形状の異なる罫線を形成できる。
罫線加工を施すときダンボールウェブ1Wが静止状態(コンベア5が一時停止中)であるため、ダンボールウェブ1Wの厚み方向に沿って突条32を押し込む罫線加工を確実に実施できる。
(6)ダンボールウェブ1Wは蛇腹折りダンボール材1を帯状に展開したものであり、ダンボール材1を製函用資材として用いる製函システムに罫線形成装置30が設けられている。そのため、ダンボール材1を製函用資材として用いる製函システムにおいて、罫割れが抑制される。
上述の実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせることもできる。
図5には、罫線バー31のCD方向の寸法が、二枚分(二丁)のダンボールウェブ1WA,1WBのCD方向の寸法以上である場合を例に挙げている。
切込装置40では、二枚分のダンボールウェブ1WA,1WBのそれぞれに対して二ヵ所ずつ溝切り加工を施して、スロットSA,SBを形成する。
罫線バー31の下流側に罫線バー31とは別体で切込装置40が設けられているので、ダンボールウェブ1WA,1WBのCD方向の寸法に関わらず、所望の位置にスロットSA,SBを形成することができる。
図5では、二枚分のダンボールウェブ1WA,1WBを加工対象とする罫線形成装置30の構造を例に挙げたが、罫線形成装置30は三枚分以上のダンボールウェブ(例えば三枚分のダンボールウェブ)を加工対象とする構造を有していてもよい。
また、上記の実施形態では、ダンボールウェブ1Wに対して一本の罫線バー31を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、CD方向に沿って複数の罫線バーを並べて設けてもよい。
一本の罫線バー31だけで罫線加工を施す構造では、一回の往復動で形成される罫線CのCD方向の寸法が罫線バー31の寸法に制約されるが、複数の罫線バーを用いる場合、一回の往復動で形成される罫線CのCD方向の寸法が一本の罫線バー31の寸法に制約されなくなる。
たとえば、罫線バー31が罫線加工と溝切り加工とに兼用されてもよい。具体的には、罫線バー31には、ダンボールウェブ1WのCD方向の両縁部からCD方向中央へ向かって所定の切り込み長さのスロット形成用の切込刃が設けられ、これら切込刃の間に突条32が設けられる。この場合、罫線バー31を往復動させることで、罫線加工と溝切り加工とが一体的に実施される。
寸法や形状が異なる複数種類の罫線バーを用意しておけば、様々なタイプのダンボールウェブ1W,罫線,スロットに対応し得る。
1W ダンボールウェブ
10 段目
2 シート
20 シート対
21 第一シート
22 第二シート
23 第三シート
5 コンベア
30 罫線形成装置
31 罫線バー
32 突条
33 支柱
34 押込み機構
40 切込装置
41 ナイフ
42 レール
43 支柱
50 コントローラ
50A コンベア制御部
50B 機構制御部
F 折目
C 罫線
S 切り込み溝
L1 縦寸法(第一寸法)
L2 横寸法(第二寸法)
L3 高さ寸法(第三寸法)
Claims (6)
- 蛇腹折りのダンボール材を製函用資材として用いる製函システムに設けられ、前記ダンボール材が帯状に展開されたものであり前記帯状に延在する延在方向に沿って搬送されるダンボールウェブに対して、前記ダンボールウェブの幅方向に沿う段目の延在する方向に沿って罫線加工を施す罫線形成装置であって、
前記ダンボールウェブの前記幅方向および前記延在方向に沿う面に向かって突出して前記幅方向に沿って線状に延在する突条を前記面に対して離接自在に支持している罫線バーと、
前記突条が前記面から離間している離間位置と前記突条が前記面に対して前記ダンボールウェブの厚み方向に押し込まれた押圧位置との間で前記罫線バーを往復動させて、罫線加工を施す押込み機構と、
前記延在方向へ前記ダンボールウェブを搬送するコンベアと、
前記コンベアおよび前記押込み機構のシーケンス制御を実施するコントローラと、を備え、
前記罫線バーの前記突条は、前記押込み機構による前記押圧位置への往動時に押し込まれる全領域が前記面において前記幅方向に沿う線状領域に対して同時に当接し、前記面に向けて前記幅方向の位置によらず一様に突出した形状に設けられており、
前記コントローラは、前記コンベアによる前記ダンボールウェブの搬送の一時停止および再開を制御するコンベア制御部と、前記押込み機構による前記罫線バーの往復動を制御する機構制御部と、を有し、前記コンベア制御部が前記ダンボールウェブの搬送を一時停止させた後に、前記機構制御部が前記罫線バーを往復動させ、前記機構制御部による前記罫線バーの往復動の後に前記コンベア制御部が前記ダンボールウェブの搬送を再開させる
ことを特徴とする罫線形成装置。 - 前記罫線バーにおける前記幅方向の寸法は、少なくとも前記ダンボールウェブの前記幅方向の寸法以上である
ことを特徴とする請求項1に記載の罫線形成装置。 - 前記罫線バーが着脱自在に設けられている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の罫線形成装置。 - 前記罫線バーよりも前記ダンボールウェブの搬送方向における下流側に、前記幅方向に沿って切り込み溝を形成する切込装置を備えた
ことを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の罫線形成装置。 - 蛇腹折りのダンボール材を製函用資材として用いる製函システムにおいて、前記ダンボール材が帯状に展開されたものであり前記帯状に延在する延在方向に沿って搬送されるダンボールウェブに対して、前記ダンボールウェブの幅方向に沿う段目の延在する方向に沿って罫線加工を施す罫線形成方法であって、
前記段目の沿う方向に直交する搬送方向へ前記ダンボールウェブを搬送する搬送工程と、
前記搬送を一時的に停止する停止工程と、
前記停止工程で前記搬送を一時的に停止した後に、前記ダンボールウェブの前記幅方向および前記延在方向に沿う面に向かって突出して前記幅方向に沿って線状に延在する突条を前記面に対して離接自在に支持している罫線バーを、前記突条が前記面から離間している離間位置から前記面に対して前記ダンボールウェブの厚み方向に押し込まれた押圧位置へ移動させる接近工程と、
前記接近工程の後、前記押圧位置から前記離間位置へ前記罫線バーを移動させる離間工程と、
前記離間工程の後に、前記搬送を再開する再開工程と、を備え、
前記接近工程は、前記突条が押し込まれる全領域を前記ダンボールウェブの前記面において前記幅方向に沿って延在する線状領域に同時に当接させて前記線状領域を押し込み、罫線加工を施す
ことを特徴とする罫線形成方法。 - 前記離間工程よりも後に、前記幅方向に沿って切り込み溝を形成する切込工程を備えたことを特徴とする請求項5に記載の罫線形成方法。
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WO2021167076A1 (ja) | 2021-08-26 |
JPWO2021167076A1 (ja) | 2021-08-26 |
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