JPH0478440B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、受け板に対し押圧可能で、その先端
部に環状刃を有する可動ポンチ部材を備えた、紙
ウエブ、特に液体パツク製造用紙ウエブの穴あけ
ポンチ装置に関する。

ポンチ穴の形成された種々のパツクが従来知ら
れており、それらには特に、プラスチツク被覆紙
材から成る、飲料液体用パツクが含まれる。これ
らパツクの紙ウエブには、ストロー差し込み用の
穴がポンチ形成されている。このようなパツクの
製造において、業者は紙ウエブに予め穴をポンチ
形成し、後にシールを施すかあるいはシールされ
た状態に残るようにする一方、他方では消費者が
ストローを穴内に差し込むことにより簡単にシー
ルを破りパツク開口が出来るようにすることを目
指している。

このようなポンチ穴を形成するため既に種々の
装置が開発されている。或る装置例においては、
相互に平行に配設された２軸の周囲に回転される
２個のポンチ・ローラが設けられており、未だ被
覆の施されていない紙ウエブを、正しく位置合わ
せさせたこれらのローラの間に通すようにしてい
る。雄型ローラに形成された突起を対設された雌
型または逆圧ローラの凹所に突入させて、紙ウエ
ブに打抜き加工を行う。このように穴の形成され
た紙ウエブは、次の１対のローラ、すなわち加圧
ローラと冷却ローラの間に通され、その両面にプ
ラスチツク材の被覆を施される。このポンチ加工
法、従つてまたこの既知の装置によれば、紙ウエ
ブには、それを完全に貫通して穴がポンチ形成さ
れ、中央部分とも称される、打抜かれた紙または
厚紙の小片は、紙ウエブから完全に取り除かれる
ようになつている。貫通して抜き穴の形成された
紙ウエブは、最早液密ではないのであるが、これ
は同ウエブの両表面に適用されるプラスチツク材
の皮により、いわば補修されるのである。

この加工法および装置は、いずれも高価につく
ものである。重量の大きなローラの製造は高価で
あり、それらのローラを高度な精密さで作動させ
なければならない上に、位置合わせまたは整合制
御手段への依存という問題もある。従つて、この
ような装置の有効に利用し得るのは、非常に大量
のパツクを製造する場合のみに限られる。

更に、紙ウエブを上述したように加圧ローラお
よび冷却ローラの間に通してその被覆を行う時、
多くの場合ポリエチレンから成るプラスチツク材
が、先に中央部分と言及した部分が厚紙から打抜
かれた箇所すなわち穴の形成された正確にその箇
所において、そのような箇所においてはプラスチ
ツク材の接着相手となる紙質支持体が欠如してい
るため、ローラに付着して残つてしまうというお
それがある。事実、上記のような加工法によつて
は多くのポンチ形成穴が満足にはシールされ得な
いことが観察されている。

このような既知の装置の原価を下げる目的で、
対設ローラの使用に換え、揺動鍜造ポンチにより
紙ウエブに穴形成を行うとの試みが既になされて
いる。この試みに従う装置例では、その製造費が
抑制されまた操作も単純化されはするが、ポンチ
部材を精密な深さで正確に紙ウエブ中に駆動する
ことができない。

紙ウエブを完全に貫通させて穴を形成した後、
同ウエブに被覆加工を行う代りに、紙ウエブの両
面に被覆を施してからポンチ加工を行う試みも既
になされている。例えばプラスチツク被覆を含む
紙ウエブの当初厚みが0.4mmとすると、パツクの
外側に向けられるプラスチツク被覆の厚みは例え
ば0.01mmで、内側の表面を形成するプラスチツク
ク被覆の厚みは0.04mmである。ポンチ部材の刃に
は、薄い外方のプラスチツク層と、内外プラスチ
ツク層の間に配される紙層とを完全に貫通打ち抜
くと共に、内方に配されるプラスチツク被覆は、
パツクのシールを損なわないため元のまま残すこ
とが意図される。上記した紙ウエブの構成例の場
合、このことは、ポンチ深度が0.35mmとなる深さ
に刃がプラスチツク被覆の施された紙ウエブ中に
圧入されることを意味する。

しかし、この方法は、そのような精密なポンチ
深度を達成し得ないという不都合な点が正に問題
となつている。これとは逆に、ポンチ部材の刃の
被覆紙ウエーブの圧入が深過ぎたり浅過ぎたりす
ることが頻繁に認められているのである。ポンチ
深度が過度の場合には、液体パツクに付与される
シールが損われる。また、もしポンチ深度が充分
でない場合には、完成され、液体充填の済んだパ
ツクの紙ウエブにストローにより穴を押しあける
のに相当な困難が伴う。特に、この種既知の装置
は、ポンチ刃の鋭利さに負うところが大きい。刃
が鈍るや否や、問題が発生するのである。紙ウエ
ブがあらゆる場合に適当な深さでポンチ穴形成さ
れるよう充分な正確度でポンチ圧を調節し得る可
能性は、これまでのところ全くないことが判明し
ている。

このような困難性に気付き、両表面に被覆のあ
る紙ウエブを貫通してポンチ穴を形成し、後にプ
ラスチツク・フイルムあるいはホイルにより形成
穴の部分を再び閉じるとの試みもまた既になされ
ている。しかし、この方法は過度な出費を伴い、
それを実施する装置はしばしば故障ち勝ちであ
る。

上記事情から、本発明の課題は、上述種類の装
置であつて、経時的な切込み深度の変動がないば
かりでなく、ポンチ穴の切込み深度の精度が向上
する紙ウエブの穴あけポンチ装置を提供すること
である。

本発明の紙ウエブの穴あけポンチ装置は、受け
板に対し押圧可能で、その先端部に環状刃を有す
る可動ポンチ部材を備えており、この可動ポンチ
部材が回転駆動されるカツタ・ヘツドを有する紙
ウエブの穴あけポンチ装置において、前記カツ
タ・ヘツドを外方キヤリア内に設けると共に、前
記カツタ・ヘツドを軸心方向に移動調節する調節
ナツトを前記キヤリアに固定可能とし、さらに、
前記カツタ・ヘツドを支持する前記キヤリアが広
い表面域を有し、弾性的に支持された前記受け板
に押圧可能に構成されていることを特徴とする。

このように、カツタ・ヘツドを外方キヤリア内
に設けると共に、前記カツタ・ヘツドを軸心方向
に移動調整する調節ナツトを前記キヤリアに固定
可能とし、さらに、前記カツタ・ヘツドを支持す
る前記キヤリアが広い表面域を有し、弾性的に支
持された前記受け板に押圧可能に構成することに
より、経時的な切込み深度の変動がないばかりで
なく、ポンチ穴の切込み深度の精度が向上するよ
うになつた。

本発明に従えば、カツタ・ヘツドを駆動軸に着
脱自在に装着することもまた好ましい。この構成
により、刃を支持するカツタ・ヘツドを疲労の時
には交換可能とするという効果がもたらされる。
なお、カツタ・ヘツドを駆動軸に、その取付け手
段、例えば適宜固定されたねじ手段を介し支持
し、それが駆動軸により回転駆動されるように構
成する。駆動軸は、次いでモータに接続され、モ
ータはポンチ加工の作業時、間欠的にあるいは継
続して回転される。

可変でありながら、それにもかかわらず精密で
ある切込みの深度に関し調節が可能であると上に
述べたが、この可能性は好ましくは調節可能な取
付けシリンダ内にボール・ベアリングを介し設け
られ、その軸心方向に遊びのないように支持され
た中空駆動軸を設けることにより、更に高められ
る。これは、例えば締付けナツトの重ね嵌めされ
たナツトにより実現し得る。

本発明の他の有利な実施例においては、カツ
タ・ヘツドおよび駆動軸が共に中空で、中空部が
相互に整合され、そして駆動軸が、カツタ・ヘツ
ド先端部から離れた後方端部において少なくも１
個の放射方向の孔を備えるように構成される。意
図または予期に反して、もし紙ウエブに上述した
中央部分を形成する切込みの結果が、穴あけ加工
の行われないプラスチツク被覆から同中央部分を
引き剥すことになつても、その引き剥された紙片
を、好ましくは中ぐり穴の形で形成されるカツ
タ・ヘツドの中空部を通して後方に送り、駆動軸
中を後方に送つて１個またはそれ以上の放射方向
の孔を通して外部に排出させることが出来る。

ポンチ穴形成部位において、上記のような中央
部分の剥離が起らないようにするため、カツタ・
ヘツド先端部の環状刃を、好ましくは、カツタ・
ヘツドの中空部を形成する中央孔の環形が、先端
部より後方に向い大寸法となつている円錐に交差
する線により規定される環状端縁が形成される形
のものとする。このようにすると、刃の環状端縁
後方に、中心孔をめぐる円筒状表面と、後方すな
わち紙ウエブまたカツタ・ヘツド先端部から離れ
る方向に、外方に拡開する切頭円錐形表面とが形
成される。カツタ・ヘツド先端部を上記の形状と
することにより、摩擦に付されるべき表面部分が
規定されることになる。更に詳説すれば、このよ
うに構成されたカツタ・ヘツドの刃においては、
最高度の摩擦は上記切頭円錐形表面の部分におい
て起る。この部分において生ずる圧力は、切頭円
錐形表面の半径が増大するのに比例して増大す
る。逆に、本発明に従うこのカツタ刃において
は、上記円筒状表面すなわち中心孔の円周域の部
分で摩擦は最低となる。このように構成すること
により、刃の進入により紙ウエブの中央部分に付
着する接着手段、好ましくはプラスチツク材か
ら、同中央部分が剥離されるおそれはなくなる。
このため、中央部分は紙ウエブはそのまま残され
るわけである。

本発明の特に好ましい実施例において、ポンチ
装置はエンボス加工または鍜造加工部のキヤリ
ア・ビームに配して設けられ、また弾性手段を介
し取付けられる受け板は、同ビームの反対側の部
分に設けられる。このようにすると、同一の往復
運動で同時に２つの機能・作用が同時に行い得
る。すなわち、紙ウエブに所要折り曲げ線がエン
ボス形成される一方、他方では穴あけ加工が行な
われるのである。もし、相互に関し運動可能な部
材により同時に２つの機能・作用が果されるので
あれば、このことはいずれか一方の機能・作用が
他方に先行して行われなければならないことを必
然的に意味する。本発明のポンチ装置において
は、受け板が弾力式に設けられるため、エンボス
加工に先行して穴あけ加工が行えるようになつて
いる。同時に、本発明によれば、弾性手段介装の
受板と外方キヤリアの間、換言すればポンチ装置
内に相対して形成されその間に穴あけ加工に付さ
れる紙ウエブが通され把持される２表面の間の距
離が、紙ウエブ中への刃の進入深度を決定するよ
うに有利に構成されている。（関連要件の特殊性
により１プライまたは２プライで加工される）紙
ウエブは、外方キヤリアまたはその端部接触表面
と、弾性手段介装受け板との間に、１またはそれ
以上の弾性手段が発揮する弾力に従い強力に締付
け保持されるようになつている。

このため、弾性手段介装受け板は、紙ウエブに
あけられるべき穴に比較し大寸法とされるが、こ
れは紙ウエブの厚味におけるばらつきがこの構成
により補償されるからである。

調節ナツトに目盛を配し、それに加えてカツ
タ・ヘツドおよび駆動軸のための外方キヤリアに
指針を設けることもまた有利に行い得る。この構
成により、切込み深度に関する簡単な表示構成が
得られるが、これはここに述べる目盛を切込み深
度を示す形で刻むことが可能だからである。

本発明に関する上記以外の作用効果、構成上の
特徴点および可能な応用々途については、添付図
面を参照して以下に行う好ましい実施例の記載か
ら明らかとなるであろう。

添付図面中、第１図は本発明に従うポンチ装置
の断面側面図を、第２図は、同ポンチ装置の平面
図を、それぞれ示し、また第３図は紙ウエブ中所
望深度に喰い込ませたカツタ・ヘツド先端部の環
状刃を拡大して線図式に示す部分略示図である。

先ず、第１図および第２図を参照すると、そこ
にはポンチ装置が示されているが、これは第１図
において符号１にて一般的に示され、２枚のエン
ボス板部材２および３を具備したエンボス加工部
のところに配して設けられている。また、このポ
ンチ装置は、鍜造または型押しポンチの側（第１
図および第２図において右側）にキヤリア・ビー
ム４そして受け板の側（第１図図および第２図に
おいて左側）にキヤリア・ビーム５を有してい
る。符号６にて示される外方キヤリアは、接触表
面７を有していて、キヤリア・ビーム４に固定さ
れており、他方符号８にて示され、弾性手段を介
し取付けられる受け板９のために設けられるキヤ
リア・ブロツクは、反対側のキヤリア・ビーム５
に取付けられている。上記したエンボス板部材２
および３もまたキヤリア・ビーム５および４にそ
れぞれ固定されている。なお、これらエンボス板
部材２および３には、符号１０にて示される部分
において、エンボス手段〔ビード（山型）および
チヤンネル（谷型）〕が形成されている。

弾性手段介装の受け板９は、２本のねじ部材１
１により案内され、圧縮ばね１２の作用に反して
支持される。この構成により、受け板９は、第２
図において符号１３にて示される両頭矢印の方向
に運動可能とされるのであるが、キヤリア・ビー
ム４および５のいずれか一方または双方も、第１
図に示される両頭矢印１４の方向に運動可能に構
成されている。受け板９が、少なくとも一方向
（第１図の紙面に垂直な方向また第２図の図示に
おいては上下方向）において、特に紙ウエブ１５
にあけられるべき穴と比較して広域な表面域を有
していることが理解されよう。

前述のように外方キヤリア６はキヤリア・ビー
ム４に固定されているが、後方においてその１端
部は開構造となつており、またその前端部には接
触表面７が形成されている。この外方キヤリア６
は、その中央部に他の空所部分が形成されてい
て、同部分を通しカツタ・ヘツド１６が接触表面
７の前方に突出し得るようになつている。調節可
能な取付けシリンダ１８が、外方キヤリア６の円
形中空部１７内を、装置全体構造の長手方向軸心
１９の方向に変位可能に設けられている。このシ
リンダ１８もまたその内部が中空で、ボール・ベ
アリング２０を支持している。これらボール・ベ
アリング２０は、軸心１９の方向にそれぞれ間隔
をおいて配設されていて、同軸心に同心に取付け
支持された中空の駆動軸２１を支承する。カツ
タ・ヘツド１６は、この駆動軸２１の前端部にね
じ式に装着される一方、同軸２１の後端部はカツ
プリング手段２２を介しモータ２３の駆動軸に固
定される。駆動軸２１の後端部にはまた２個の放
射方向の孔２４が形成されているが、これらの孔
は切頭円錐形状の表面２５を介し外気と自由に連
通している。

特に第１図より、２個の円形中空部２６および
２７がカツタ・ヘツド１６内に同軸に形成されま
た相互に整合されていると共に、円形中空部２８
とも整合され連通していることが理解されよう。
中空部２８は、駆動軸２１内を、装置の軸心１９
の方向に沿い延びる中心孔の形で形成されてい
る。更に、放射方向の孔２４はこの中空部２８と
連通しており、装置作動時、紙ウエブ１５に切り
込まれるものの除去はされないことが期待されて
いながら、この期待に反して引き剥がされて生ず
ることのある紙片が、上述した相互に連通してい
る中空部により形成される通路を通つて外部に達
し得るよう構成されている。

モータ２３は、ねじ部材２９およびスリーブ３
０を介し、細長いモータ支持板３１に固定されて
いる。

このモータ支持板３１は、調節可能な取付けシ
リンダ１８に固定して取付けられるが、その仕様
は、同シリンダ１８が軸心１９に沿い前方（第１
図および第２図において左の方向）または後方
（同図において右の方向）に変位する時、モータ
２３が、スリーブ３０、モータ支持板３１、シリ
ンダ１８、駆動軸２１およびカツタ・ヘツド１６
と共に運動するように行うものである。軸心１９
方向のそのような運動が申し分なくかつ正確に遂
行されるように、シリンダ１８は、ボール・ベア
リング２０、スペーサ環３２および前後に並設さ
れた２個のナツト３３により、軸心１９方向に運
動を許す遊びの全くないようにクランプ支持され
ている。同シリンダ１８の調節自体は、調節ナツ
ト３４の操作により行なわれるが、同ナツト３４
は、第２図に示されるように目盛３５を備えてい
て、外方キヤリア６にはこの目盛３５用の指針３
５が設けてある。調節ナツト３４を回転させるこ
とにより、モータ２３、取付けシリンダ１８、駆
動軸２１およびカツタ・ヘツド１６から成るユニ
ツトが前方または後方（第１図および第２図にお
いて左または右の方向）に軸心１９に沿い運動さ
せられる。調節ナツト３４は、摩擦締付け表面３
７を介して外方キヤリア６に作用し、またロツク
ねじ手段３８により強固に締付けられてもいる。
このような構成により、カツタ・ヘツド１６の先
端部４０が、外方キヤリア６の接触表面７を所要
距離だけ超えて突出するよう調節可能となつてい
る。

第３図は、カツタ・ヘツド１６の先端部４０の
部分略示図を示すが、この先端部は例えば矢印３
９により示される方向に回転し、外方のプラスチ
ツク被覆４１、紙質支持材４２および内方のプラ
スチツク被覆４３から成る紙ウエブ１５中に切込
み作用を発揮しつつ圧入されるようになつてい
る。先端部４０の円形または環状刃は、円形また
は環状の端縁４４により形成されるが、この端縁
４４はカツタ・ヘツド１６内の前方の中空部２６
を形成する中心孔の円筒形が、先端部４０から後
方（第３図においては上方）に拡開し切頭円錐表
面４５を形成する円錐に交差して生ずる交差線に
より規定される。

紙ウエブ１５に加えられる最高圧は、外方プラ
スチツク被覆４１の上表面、切頭円錐表面４５の
前方の部位において加えられ、またこの圧力は先
端部４０に向い徐々に減少する。紙ウエブ１５の
中央部分４６は、刃の端縁４４により、同紙ウエ
ブから中空部２６内にほゞ円形状に切抜かれる。
中央部分４６の円形表面と中空部２６またはその
表面との間の摩擦は、ゼロに近いものであり、ま
た切頭円錐表面４５の部分のそれに比較し小さな
ものである。

本発明ポンチ装置の作動において、先ずキヤリ
ア・ビーム４および５が離反運動を行い、そこで
紙ウエブ１５が下向して装入され、エンボス板部
材２および３の間に、また接触表面７とこれに対
設された受け板９の表面との間に、挿入される。
ここで、キヤリア・ビーム４および５が相互接近
して駆動されると、１プライまたは２プライの形
で挿入された紙ウエブ１５は外方キヤリア６の接
触表面７により変位させられて、先ず同表面７に
対置して形成された受け板９の表面に当接する。
弾性手段を介して設けられた受け板９は、圧縮ば
ね１２が圧縮して、第１図および第２図において
左方に変位させられる。モータ２３が、カツタ・
ヘツド１６を備えた駆動軸２１を、第３図矢印３
９により示されるように回転させ、この作動によ
り、第３図に示されるように所望深さの切込みが
紙ウエブ１５に施される。第３図より、内方のプ
ラスチツク被覆４３はそのままの状態で残り、複
合材により付与されたシールは全く損われないこ
とが明らかであろう。中央部分４６とプラスチツ
ク被覆４３との間の接着強度は、カツタ・ヘツド
１６に関する摩擦に充分見合うかあるいはそれよ
りも小さなものであり、カツタ・ヘツド１６が後
退させられた後にも同中央部分４６はその位置に
付いていて離れない。

以上のような、押抜き、切抜き作業が終了する
と、キヤリア・ビーム４および５が再び離反運動
に付され、これによりカツタ・ヘツド１６が第３
図に示される位置から離れるよう駆動される。

カツタ・ヘツド１６の先端部４０は、外方キヤ
リアの接触表面７の前方に、上述した作業仕様に
より実施される切込みの深さに精密に相当する距
離だけ、すなわち前述した紙ウエブ構造例の場
合、例えば0.35mmの距離だけ、突出する。この切
込みの深さは、弾性式に設けられた受け板９と外
方キヤリア６またはその接触表面７との間の距離
により決定される。刃の端縁４４が、この距離だ
け紙ウエブ中に喰い込むよう構成することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るポンチ装置の
側断面図、第２図は、第１図に示すポンチ装置の
平面図、そして第３図は、紙ウエブ中所望深度に
喰い込ませたカツタ・ヘツド先端部の環状刃を拡
大して示す部分略示図、である。 ６…外方キヤリア、９…受け板、１６，２１…
可動ポンチ部材（１６…カツタ・ヘツド、２１…
駆動軸）、１９…（装置長手方向の）軸心、２４
…（放射方向の）孔、２６，２７，２８…中空
部、３４…調節ナツト、４０…（カツタ・ヘツド
の）先端部、４４…端縁、４５…切頭円錐（表
面）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 受け板に対し押圧可能で、その先端部に環状
   刃を有する可動ポンチ部材を備えており、この可
   動ポンチ部材が回転駆動されるカツタ・ヘツドを
   有する紙ウエブの穴あけポンチ装置において、前
   記カツタ・ヘツドを外方キヤリア内に設けると共
   に、前記カツタ・ヘツドを軸心方向に移動調節す
   る調節ナツトを前記キヤリアに固定可能とし、さ
   らに、前記カツタ・ヘツドを支持する前記キヤリ
   アが広い表面域を有し、弾性的に支持された前記
   受け板に押圧可能に構成されていることを特徴と
   する、紙ウエブの穴あけポンチ装置。 ２ カツタ・ヘツドが駆動軸に着脱可能に装着さ
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項に記載の、紙ウエブの穴あけポンチ装置。 ３ カツタ・ヘツドおよび駆動軸が中空であり、
   中空部が相互に整合されており、かつ駆動軸に
   は、カツタ・ヘツドの先端部から離れたその後方
   端部に少なくとも１個の放射方向の孔が形成され
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   ないし第２項のいずれかに記載の、紙ウエブの穴
   あけポンチ装置。 ４ カツタ・ヘツドの先端部の環状刃が、カツ
   タ・ヘツドの中空部を成す中心孔の円筒形と、先
   端部から後方に寸法の増大する切頭円錐とが交差
   する交差線により形成される環状の端縁により形
   成されていることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれかに記載の、紙ウエ
   ブの穴あけポンチ装置。