JP7449460B2 - 罫線加工機 - Google Patents

Description

本発明は、罫線加工機に関する。

従来の罫線加工は図７ａに示すトムソン抜型を作り主に紙、ダンボールの加工材１６に罫線刃１４をプレスで押し付けその際に加工材１６の下に加工材１６の厚さに応じた幅の罫溝部９をセットで用いて明瞭な罫線加工する方法(トムソン抜型方式）と、固定したテーブル上に加工材１６を置き、一般に罫溝部９無しで図７ｂに示す凸型ローラー７を図４ａに示す加工図１１に沿って押し付け移動させる方法(凸型ローラー方式）の２種類がある。 トムソン抜型方式による罫線は明瞭であるが、罫溝部９の無い凸型ローラー方式は罫線が明瞭でないので、罫線加工後、手動でなぞり直し，罫線を深く入れ直している。

凸型ローラー方式でも罫溝部９をセットする方法が試行されている。固定テーブルの上に加工形状に合わせた罫溝部９を設置する方法(カウンターダイ方式）は加工形状が変わるたびに加工形状通りの罫溝部９を造り直さなければならなく、凸型ローラー７の動きにあわせて設置するのも困難である。凸型ローラー７の下に罫溝部９を一つ設置してワンセットで凸型ローラー７にあわせて動かす方法は加工材を支える別途構造が必要で、全加工領域の罫溝部９の移動と加工材１６の保持の両立で構造が複雑になり、どちらも実用性が乏しい。

特開２０１９－１６６７４２

例えば図４ａに示す紙器の加工図１１を罫線加工機のコンピューターに入力するだけで、図７ｂに示す凸型ローラー方式でトムソン抜型と同等の明瞭な罫線を入れるために、凸型ローラー７と罫溝部９がセットで動く必要があるが、上部の凸型ローラーは全加工領域を移動できるが、下部の罫溝部９は加工材１６の確実な保持が必要で全領域移動と加工材１６保持の両立ができる簡単な信頼性の高い機構が課題となる。

全加工領域で凸型ローラー７と罫溝部９をセットで移動させる必要がある。
加工材１６の上部はテーブル２１全域を移動できる凸型ローラー７がある。
加工材１６の下部は移動する受け板１があり、受け板１上に四隅を含む複数個の罫溝部９を置き、四隅の罫溝部９の内側に、テーブル（２１）上面の八分の一以上の面積の加工材１６を保持する十分な面積を確保し、広い受け板１の移動に制約があるので、罫溝部９一つではテーブル２１の四隅すべてに移動できず、移動可能な罫溝部９を使い分けて、四隅を含む全域の罫溝部９の移動を可能にする。
罫線加工部へ凸型ローラー７と罫溝部９をセットにして移動し、凸型ローラー７で加工材１６を罫溝部９に押し込み移動させて罫線加工することで、別途加工材支持機構を必要としない、簡単で信頼性の高い罫線加工ができる。
例えば図５ａに示す受け板１上の四隅にのみ罫溝部９が存在するとき、左上の罫溝部９のある罫溝板２ｂは受け板１を移動させて、テーブル２１の左上隅から左上四分の一の面積の罫溝部９移動を可能にし、他の左下の罫溝板２ｃ、右上罫溝板の２ａ、右下の罫溝板２ｄを合わせて用いテーブル２１全域の罫溝部９移動を可能にする。この時の受け板１面積は、テーブル２１の縦横の二分の一×二分を一確保でき、これで受け板１面積が不足の場合、図２ａの四隅の罫溝板２の内側に四隅以外の罫溝板２ｅを増やすことにより、受け板１面積をどんどん増やせ、加工材の安定保持が可能になる。移動式受け板１の少なくとも四隅に罫溝９を設ける凸型ローラー方式罫線加工機。

前記受け板１の罫溝部９を半径方向に放射状に異なる溝幅あるいは同じ溝幅の罫溝部９を具有する受け板１に対して旋回可能な罫溝板２にし、任意の角度、または円弧状に加工図になぞって動く凸型ローラー７の凸部の動きに応じて、罫溝部９がはまり込むように同期させ罫線加工する罫線加工機。

前記凸型ローラー７をナイフ１０に変えたことを特徴とする罫線加工機。

従来のトムソン抜型方式による罫線加工を用いる箱製作は、型製作資材、設備、高価なプレス設備、プレス前の段取り調整、再使用のための型保管、廃棄の困難さ、コストに見合った大量生産を行うために加工製品の作りだめによる不用な在庫が生じるなど無駄が多い。本発明によって、必要時に加工図１１データを直接入力するのみでトムソン抜型と同じ品質の罫線加工が可能となり、少量生産に効率的である。

従来、ナイフ刃先１９で加工材１６を切断時、ナイフ刃先１９が面板２２の表面にタッチして使用するので、摩耗し、耐用年数が短かった。図６に示す本発明の罫溝部９によってナイフ刃先１９が罫溝部９に沈み込み、加工材１６がナイフ刃先１９より離れた位置で切断されため刃先が痛まず、ナイフ刃先１９耐用年数が延びる。罫溝部９がナイフ刃先１９を支えるので切断時の刃のたわみがおさえられ、ナイフ１０刃長の長い場合でも高負荷切断が可能で厚いダンボールの切断も可能になる。

本発明の全体構成 移動する受け板と回転式罫溝板の構成 受け板の四隅に溝幅の異なるあるいは同じ溝幅の罫溝部９を配した回転機構付き罫溝板２と内側に四隅以外の罫溝板２ｅを追加した構成 移動する受け板と固定式の罫溝部の構成 回転機構付き罫溝板２機構が無い時で、少なくとも四隅を含む複数の異なる罫溝部９からなり、四隅あるいは内側の罫溝部９は異なるあるいは同じ溝幅で、X、Y軸方向、角度方向で構成されている。 罫溝板２と凸型ローラー７の構成 凹型ローラー１８と凸型ローラー７の構成 加工用のサンプルとしての箱の図面 箱の図面から罫線を取り出したもの テーブル上面縁板２３と受け板１に定尺の加工材を乗せクランプ７で固定 し、サンプルの箱図面を配置したもの 図５ａの側面図 加工材左上１６ｂの領域の罫溝板２ｂによる罫線部Ｐ（１２a）の加工図 加工材左下１６ｃの領域の罫溝板２ｃによる罫線部Ｐ（１２a）の加工図 加工材左上１６ｂの領域の罫溝板２ｂによる罫線部Ｑ（１２b）の加工図 加工材右上１６ａの領域の罫溝板２ａによる罫線部Ｑ（１２b）の加工図 切断加工の構成図 トムソン抜型図 凸型ローラー加工断面図 凸型ローラーと凹型ローラー断面図

全加工領域で凸型ローラー７と罫溝部９をセットで移動させる必要がある。
図1は罫線加工機の全体構成図で、主に紙またはダンボ－ルの加工材１６はテーブル上面縁板２３にクランプ１７で外周を固定され、加工材上部は、ヘッド部２６にある凸型ローラー７またはナイフ１０をX Y Z軸、旋回方向に全加工領域を移動できるNC制御のＹ軸フレーム２５で、加工材下部は受け板１で支えられ、受け板１には加工領域の四隅に届く、少なくとも四隅を含む四個以上罫溝部９があり、四隅の罫溝部９の内側は、柔軟で剛性の無い加工材１６を支えるのに十分な少なくともテーブル上面の八分の一以上の面積があり、受け板１はNC装置でX Y軸方向に動く。
図２ａ,図２ｂの受け板１は加工材１６の下面を支え接触しながら滑って移動できる構成である。

加工開始時、クランプ１７が加工材１６の真上にあれば加工材１６の設置の時に邪魔になるので、一時、加工材設置位置の真上から退避して加工材を設置しやすくしておき、テ―ブル上面縁部２３と受け板１に加工材１６を載せ、加工材設置後クランプ１７を元の位置に戻し、加工材１６を上から押さえ固定し、凸部ローラー７を罫線加工開始位置に移動させ、罫溝部９も凸型ローラー７の真下に移動させ、加工材１６を凸型ローラー７で罫溝部９に押し込み、同時に移動させて、罫線加工をする。この時、凸型ローラー７は全加工域を移動可能だが、罫溝部９のある受け板１の移動はテーブル上面縁板２３にあたり、移動に制約があるので、移動可能な罫溝部９を使い分けて用い、凸型ローラー７と罫溝部９のセット替えをしながら、全加工範囲の罫線を加工する罫線加工機。

たとえば、四角の加工材１６を、図２ａ,図２ｂに示す四角の受け板１で罫線加工するのに、四隅を含む複数個の罫溝部９を設け、四隅の罫溝部９の間に加工材１６を支える領域を広く取り、受け板１の罫溝部９を自由に動かし、加工形状に合わせて全領域を移動する凸型ローラー７の下に移動し、その領域を移動可能な短い罫溝部９を使いまわし、罫線加工する。受け板１をＸＹ軸に移動するとテーブル上面縁板２３につかえるので受け板１の移動に制約ができ、罫溝部９の移動範囲と加工材１６の支持面積には一方が増えると一方が減少する相関関係があり、罫溝部９の移動範囲と十分な加工材１６支持を両立するために受け板１の大きさは、加工テーブルの縦横二分の一×二分の一が望ましい。左上罫溝板２ｂの罫線部９はテ－ブル２１の左上の四分の一のみを動きまわり、テーブルの他の領域の罫線加工には他の三つの右上罫溝板２ａ，左下罫溝板２ｃ，右下罫溝板２ｄの罫線部９でテーブル上面の全加工域の罫溝部移動を可能にし、凸型ローラー７とのセット換えをしてテーブル２１全域の罫線加工をする。罫溝板２に放射状の溝幅の異なるあるいは同じ溝幅の罫溝部９を配し受け板１に対して回転する罫溝板２にすることで罫溝幅の選択、任意の角度の罫線、曲線の罫線も可能になる。

加工材１６の安定保持のため、受け板１面積を広げたい時は、四隅の罫溝部９の内側に四隅以外の罫溝板２ｅを追加すると、一つあたりの罫溝部９の移動量が減るので、追加個数を増やせば罫溝部９ひとつあたりの移動距離を少なくでき、その分受け板１面積を大きくとれ、確実な罫線加工と高速化を図ることが可能である。受け板１の上面より加工材１６にエアーブローすることにより移動時の摩擦が減り、円滑に高速移動が可能になる。

図２aは罫溝板２を備えた場合の受け板１の構成を示す。
受け板１には加工材１６の四隅に届く少なくとも四個のモーターで回転する罫溝板２があり、罫溝板２には半径方向に放射状に溝幅の異なるあるいは同じ罫溝部９があり、受け板上の加工材１６が滑らかに移動するようにエアーブロー穴２４もある。
受け板１をNC制御でX軸、Y軸方向に動かし、受け板１に対して罫溝板２が回転できることにより、必要な溝幅の罫溝部９を選び、自由に動かせ、上部の凸型ローラー７の任意の角度、円弧の動きにも追随可能になる。凸型ローラー７と罫溝部９がワンセットのみの場合、罫溝部９を加工材１６の四隅に移動可能にするには、受け板面積を最少にするか、受け板を無くし、別の加工物支持装置が必要になり、加工材１６の四隅の加工と保持の両立のための機械構造が複雑になる。そこで、受け板１に四隅を含む複数個の罫溝部９を設け、四隅の罫溝部９の間に広い加工材支持面積を確保した受け板１を設けＸＹ軸に移動させ、各隅の罫溝部９と凸型ローラー７のセット替えをし、全加工範囲の罫線加工ができ、加工材１６の四隅の加工と保持の両立ができ、別途加工材支持機構を必要としない、簡単で信頼性の高い罫線加工機になる。

図２ｂは受け板１が図２aの回転する罫溝板２上の罫溝部９から、罫溝板２なしの回転しない罫溝部９に替えた構成で、罫線がX軸、Y軸、任意の角度のみの時は回転する罫溝板２を省け、罫線加工機を簡略化できる。
この時も少なくとも四隅に四箇所以上の罫溝部９が必要である。

図３ａは罫溝板２の詳細を示す。
罫溝板２は、受け板１上面に四隅を含む複数個配置され、罫溝板２の上面には、加工材により使い分ける異なる罫幅または同じ罫幅の罫溝部９が放射状に配置され、受け板１に対して下部のモーターで回転する機構付きの円盤状の構成である。凸型ローラー７は罫溝部９が罫溝板２の中心になく、オフセットした位置になるので、凸型ローラー７の真下に罫溝部９が来るように、コンピューターで計算し、サ－ボモータで移動させ、凸型ローラー７で罫溝部９にはまり込むように加工材１６を押し込み、移動することで罫線加工し、異なった溝幅の罫溝部９を選べ、罫溝板２を交換可能にして多種の罫幅に対応できる。

図３ｂは受け板１の凹型ローラー１８を備えた場合の構成を示す

図４ａは加工図の例である。箱の場合の説明に用いる罫線の一部 罫線部P（１２ａ）と罫線部Q（１２ｂ）を示す。

図４ｂは図４ａの加工図より罫線を取り出したもので、図４ｂは直角方向のみの罫線を表す。しかし、加工図の形状には任意角度の罫線、円弧状の罫線もあり、罫溝板２を旋回移動することにより対応可能である。

罫線以外は切断部で罫線作成後ナイフ１９を用いて切断するか、クランプ１７をはずし、別途用意されたレーザ加工機で切断する。箱を作るのに切断より、罫線精度が重要で、折り目のしっかりした箱には受け板１の剛性と広さのある加工精度の高い罫線加工機が必要とされる。

図５ａはテーブル上面縁板２３と受け板１の上に加工材１６を載せ、クランプ１７で固定し、加工予定の箱の形状を点線で示し、加工材の範囲を加工材右上１６ａ,加工材左上１６ｂ,加工材左下１６ｃ,加工材右下１６ｄに分け加工材の下の四隅に届く右上罫溝板２ａ,左上罫溝板２ｂ,左下罫溝板２ｃ,右下罫溝板２ｄを具有する受け板からなる構成の上面図を示す。

図５ｂは図５ａの側面図を示す。

加工予定の箱の加工図１１を配置したもので、加工材右上１６a近傍は右上罫溝板２aを、加工材左上１６ｂ近傍は左上罫溝板２ｂを、加工材左下１６ｃ近傍は左下罫溝板２ｃを加工材右下１６ｄ近傍は右下罫溝板２ｄを使って罫線にすることにより、加工材四隅の罫溝９加工と面積の大きな支持部との両立ができ、明瞭な罫線加工が可能である。

図５ｃは加工図の罫線部P（１２ａ）は加工材左上１６ｂから加工材左下１６ｃにあり、まず左上罫溝板２ｂを選び、加工材左上１６ｂの範囲の罫線部P（１２ａ）の罫溝部９に凸部ローラー７を押し付け、位置と方向をあわせて移動する罫線加工を示す。

図５ｄは罫線部P（１２ａ）の残りは加工材左下１６ｃにあるので左下罫溝板２ｃに替えて罫線加工するのを示す。

図５ｅは加工図の罫線部Ｑ（１２ｂ）は加工材左上１６ｂから加工材右上１６ａにあり、まず左上罫溝板２ｂを選び、加工材左上１６ｂの範囲の罫線部Ｑ（１２ｂ）の罫溝部に凸部ローラー７を押し付け、位置と方向をあわせて移動する罫線加工を示す。

図５ｆは罫線部Ｑの残りは加工材右上１６ａにあるので右上罫溝板２ａに替えて罫線加工するのを示す

図６はナイフ１０切断する時ナイフ刃先１９を罫溝板２に食い込ませることで、加工材１６の切断にナイフ刃先１２の先端が使用されないため刃先磨耗が乏しく耐用年数が延長し、罫溝部９に支えられることからたわみも抑制されるのを示す。

図７ａは 従来のトムソン抜型方式による罫線加工を示す。

図７ｂは 従来の凸型ローラー方式による罫線加工を示す。

図７ｃは 凸部ローラーと凹部ローラーによる罫線加工を示す。

１ 受け板
２ 罫溝板
２ａ 右上罫溝板
２ｂ 左上罫溝板
２ｃ 左下罫溝板
２ｄ 右下罫溝板
２ｅ 四隅以外の罫溝板
３ サーボモ－タ
４ X軸移動
５ Y軸移動
６ 回転
７ 凸型ローラー
８ ローラー支え
９ 罫溝部
１０ ナイフ
１１ 加工図
１２ａ 罫線部P
１２ｂ 罫線部Q
１３ トムソン刃
１４ 罫線刃
１５ ダイボード
１６ 加工材
１６ａ 加工材右上
１６ｂ 加工材左上
１６ｃ 加工材左下
１６ｄ 加工材右下
１７ クランプ
１８ 凹型ローラー
１９ ナイフ刃先
２０ 空間
２１ テーブル
２２ 面板
２３ テ－ブル上面縁板
２４ エアーブロー穴
２５ Y軸フレーム
２６ ヘッド部

Claims (2)

1. 上面をXY平面とするテーブルであって、
   テーブル外枠上面に加工材の外縁部を保持するクランプを備え、
   加工材上方に、X軸方向に移動するY軸フレーム、Y軸フレーム内でY軸方向に移動するヘッド部、ヘッド部内で回転する軸を備え、罫線作製時に雄型となる凸型ローラーを前記軸に取り付け、凸型ローラーをX軸方向、Y軸方向、Z軸方向、回転方向に移動可能とするNC装置と、
   加工材下方は、加工材の外縁を保持するテーブル上面と同じ上面高さの四角形状で四隅それぞれを含む四カ所以上に回転する罫溝部が有る罫溝板を有する受け板で、テーブル外枠内を、罫線作製時に雌型となる罫溝部をX軸方向、Y軸方向、回転方向に移動可能とするNC装置があり、
   加工材に罫線加工する時は加工材の外縁部をクランプで固定し、加工材中間部は移動する前記受け板で支え、受け板の罫溝部はテーブル外枠内の移動に制約があるので、加工図面の折り目に当たる罫線加工部がテーブルの左上領域に有る時は、左上隅に罫溝部が移動可能な左上罫溝板の罫溝部と凸型ローラーをセットで用い、罫線加工部の始端に移動させ、罫線方向に向きを合わせ、凸型ローラーで加工材を上部から罫溝部に押圧し、押圧しながら、罫線方向に凸型ローラーと罫溝部をともに同期移動させ、罫線加工を行い、次に凸型ローラーをあげ、次のテーブル左上領域の罫線加工部の始端に移動させ、同様にテーブル左上領域の罫線加工を順次行い、
   次に、他の右上、左下、右下領域の加工もそれぞれの領域の隅を加工できる罫溝部を選び凸型ローラーとのセット換えをして、全加工範囲の罫線加工をする罫線加工機。
2. 前記受け板の罫溝部に、加工材の厚さ、材質に応じ、罫溝幅、深さの異なる罫溝部を半径方向に放射状に旋回可能な罫溝板に配置し凸型ローラーとの組み合わせを替え、異なる形状の罫線加工するのを特徴とする請求項１に記載の罫線加工機。

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