(57)【要約】      （修正有）【課題】シリンダー上で単板から２種の下部合板と上部合板を作製し、それら合成をシリンダー上で数値制御のルーターで４ポイントの溝幅を切削する方法・装置を提供する。【解決手段】Ｙ軸方向に回転するシリンダー１とそれに直角方向のＸ軸に走行するルーター４と、シリンダー１外周に接着剤を塗布した単板３１を覆う厚布とシリンダー１の反対側に単板３１を沿わせる巻き締めるローラー６３を備え、ローラー６３はシリンダー１の反対側に固定されている。厚布の両端にはフック６２があり、巻き締めるローラー６３のフック６２に引っかけ、ローラー６３を回転させると厚布６１は接着剤を塗布した１３枚の単板をシリンダー１の外周に沿わせ、密着させる。【選択図】            図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ軸方向に回転するシリンダー１とそれに直角方向のＸ軸に走行するルーター４と、シリンダー１外周に接着剤を塗布した単板３１を覆う厚市６１と厚市６１をシリンダー１に巻き締めるローラー６３とシリンダー１に巻きつけた単板３１を加熱するシリンダーに対面して設置された高周波装置とよりなるロータリー抜型製作装置。
【請求項２】
Ｙ軸方向に回転するシリンダー１とそれに直角方向のＸ軸に走行するルーター４と、シリンダー１外周に接着剤を塗布した単板３１を覆うシリコンラバーとシリンダー１の下部にシリコンゴムシート６を吸引する吸引チャンバー１１１とシリンダー１に巻きつけた単板３１を加熱するシリンダー１に体面して設置された高周波装置よりなるロータリー抜型製作装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２の装置において、加熱時にＹ軸方向にシリンダー１を回転し、過熱の偏在を解消する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】［発明の属する技術分野］
本発明はダンボールの製造において使用されるロータリー打抜機に使用されるロータリー抜型に関するものである。特にそのロータリー抜型の製作装置に関するものである。
【０００２】［従来の技術］
従来、ロータリー抜型の製作方法は１３ミリ（０．５インチ）または１６ミリ厚の曲面合板の上に製図して、それを手動のジグソウで切削している。その溝幅は通常４ポイント（１．４２ミリ）である。最近では炭酸ガスレーザーと数値制御で曲面合板を切削する方法が提案されている。例えば実用新案登録３０１５５１８号である。その切削した溝に曲げた刃を挿入して完成する。
また、平板抜型では最近は高価なレーザー切断機に代わってルーターにより切削（ｋｅｒｆ）する方法がＧＥＲＢＥＲ社から提案されている。そのルータのドリルは米デザイン特許４４７４９５号である。図１はそれにより製作された平板抜型の断面形状である。９ｍｍ合板を２枚ミラーイメージで切断する。上部合板３と下部合板２の裏同士を貼り合わせる方法である。このドリルの特徴は２ポイント（０．７２ｍｍ）の切断をする場合、先端から２．５ｍｍが０．７２ｍｍ直径の直線になっている。このドリルのその延長は傾斜になつている。これは先端から９ｍｍ全長を０．７２ミリ直径にすると、ドリルの強度が維持できなく破損するからである。平板抜型は１８ｍｍまたは１６ｍｍの合板である。前記ドリルで切削した８−９ｍｍ合板を貼り合わせると、１６−１８ｍｍの表面と裏面に２．５ｍｍの直線の溝が作成でき、０．７２ミリの厚みの刃を維持する。しかし、ロータリー抜型の曲面合板は通常１３ｍｍ（１／２インチ）厚である。４ポイントで１３ｍｍを一度に切削できない。また曲面合板は前記Ｇｅｒｂｅｒ社の平面抜型のように裏返しできない。したがって、この方法では１．４ｍｍ直径のドリルを使用することは不可能である。
【０００３】［発明が解決しようとする課題］
一般にロータリー抜型の合板の厚みは米国では１３ｍｍ（１／２インチ）厚である。日本ではその他１６ｍｍ厚もある。そのシリンダー１の直径は米国では４８７ｍｍまたは３６０ｍｍが一般的である。日本ではそのほか１０種以上ある。また使用するロータリー刃（スチール・ルール・ナイフ）の厚みは米国では４ポイント（１．４ミリ）が一般的である。これはソフト・アンピル用である。ソフト・アンビルとはロータリー打抜機において、回転する刃先が鋸刃になっている。（Ｓｅｒｒａｔｅｄ  Ｒｕｌｅ）。その刃先がやはり回転するウレタン・シリンダーに食い込み段ボールを打ち抜く方法である。日本ではそのほかハード・アンビルの方法で打ち抜く方法がある。刃先は平板型と同じで鋸刃になっていない。相手のシリンダーは鋼板であり、食い込まずに打ち抜く。ハード・アンビルのロータリー抜型は１．０ｍｍ厚（３ポイント）の刃を使用する。本発明はこれらのロータリー抜型製作する装置、方法を提供することにある。
ロータリー抜型に使用される合板は、例えば１３ｍｍ厚の合板（Ｐｌｙｗｏｏｄ）であれば、１ｍｍ厚の単板３１（ベニヤ：Ｖｅｎｅｅｒ）の片面に接着剤を塗布して１３枚積層して、曲面の金型に挿入して、曲面形成をする。
本発明はルーターを使用してシリンダー１の上にセットせられた下部合板２と上部合板３の２枚を２回に分けて切削し、結果として、下部合板２の裏面と上部合板の表面に１．４ｍｍの溝を切削することにより、４ポイント（１．４ｍｍ幅）の刃を正確に挿入可能にするロータリー抜型、また製作する方法、装置を提供することにある。
【０００４】［課題を解決するための手段］
本発明はシリンダー１上で単板３１から２種の下部合板２と上部合板３を作成し、それら合板をシリンダー１上で数値制御のルーター４で４ポイントの溝幅を切削する方法・装置を提供することにある。
【０００５】［発明の実施の形態］
より詳しく実施例で述べるならば。
実施例１：
本発明の装置はＹ軸方向に回転するシリンダー１とそれに直角方向のＸ軸に走行するルーター４と、シリンダー１外周に接着剤を塗布した単板３１を覆う厚布６１とシリンダー１の反対側に単板３１を沿わせる巻き締めるローラー６３を備えている。ローラー６３はシリンダー１の反対側に固定されている。厚布６１の両端にはフック６２があり、巻き締めるローラー６３のフック６２に引っ掛け、ローラー６３を回転させると厚布６１は接着剤を塗布した１３枚の単板をシリンダー１の外周に沿わせ、密着させる。
シリンダー１両端に回転可能にするシャフト１１を持ち、そのシャフト１１はピローブロック１２に支持されている。ピローブロック１２はフレーム１３に固定されている。シャフト１１は変速ギアーボックス１４を通して、Ｙ軸回転サーボーモーター１５により回転する。Ｙ軸回転サーボーモーター１５は数値制御コントローラーに接続している。シリンダー１の表面はプラスティツクでラミネートしていれば、ルーターエンドミルの切削に耐える。ベニヤでも良い。
フレーム１３にはルーター４がシリンダー１に平行に走行する可能にするラックレール４２が設置されている。ルーター４はＸ軸サーボモーター４３によりラックレール４２上を走行する。Ｘ軸サーボモーター４３は数値制御コントローラーに接続している。ルーター４はＺ軸サーボモーター４４によりボールスクリュー４５上を走行し、合板の切削深さを制御する。Ｚ軸サーボモーター４４は数値制御コントローラーに接続している。
本実施例では単板３１を強制的にシリンダー１の外周に沿わせるのに厚布６１を巻き込むローラー６３を提示しているが、厚布６１をシリンダー１の外周に巻き込む装置であればいいので、ローラー６３のような回転装置でなく、空気圧のシリンダー等でも可能である。また厚布６１は接着剤を乾燥するのに溶剤が繊維の間から抜けるので最適であるが、ステンレス板などの平板でも可能である。またゴムシートなどのように伸縮する素材は単板３１をシリンダー１に密着させるのに最適である。また単板３１をシリンダー１に巻き込めば良いので、複数の広幅のベルトでも良い。接着剤の乾燥を速めるためにはシリンダー１の表面にヒーターを埋め込み加熱することも可能である。また厚布６１の内部または外部に面ヒーターを当てることも可能である。
図４で説明すると片面に接着剤を塗布した約１ミリ厚の９枚の単板３１をシリンダー１の上に置き、その上に厚布６１を覆い、厚布６１の両端のフック６２をローラー６３のフック６２に引っ掛けローラー６３を回転させる。厚布６１は内径を徐々に小さくし、単板３１をシリンダー１の外周に押さえ込む、最終的に完全に単板３１をシリンダー表面に沿わせ、完全に単板３１はシリンダー１に密着する。密着するとロック機構（図示されず）をはたらかせ１０分ほど放置する。接着剤は固化し、９ｍｍの下部合板２が完成する。心要とあれば、シリンダー１にヒーターを内蔵して過熱すれば接着スピードを早くすることができる。または厚布６１の外部より加熱できる。
本実施例では厚布６１の上から接着速度を速めるために高周波加熱装置７が図示されている。内部にはマグネトロン７１がシリンダー１と平行に取り付けられ、フレーム１３からぶら下がっている。巻き締めローラー６３で単板３１をシリンダー１に完全に密着させるまで、巻き締めた後、高周波加熱装置７を下げ、厚布６１に近接させる。マグネトロン７１を発振させ、それと同時にシリンダー１をＹ軸に回転させ、端まで行くと逆方向に回転させる。これはマグネトロン７１の加熱が偏在しないように、できるだけ均一に加熱できるようにするためである。特にこの機械は合板を切削するためにＸＹＺの各軸がサーボモータで制御されているので、スピードコントロールは細かくできる。したがって、Ｙ軸の回転は加熱に最適のデータで回転できる。マグネトロン７１の出力をコントロールしなくてもよい。また、マグネトロン７１を全面積に照射するだけ設置するのでなく、シリンダー１に平行に１列だけ設備できるので、経済的である。高周波加熱は接着材、また単板３１の内部に含まれている水分にのみ反応するので、他の機材に過熱しないので、それらの耐久性に大変良い。単板３１が内部の水分が加熱されることにより、軟化し曲げやすくなる。特に、木目がシリンダー１に直角方向の単板３１を軟化させるのに最適である。高周波は単板３１を巻き締めている厚布６１を透過するので、熱による消耗がない。シリンダー１は金属であるので、高周波は単板３１側に反射し、熱効率はよくなる。図４では最小直径のシリンダー１を図示しているが、図５ではその上に大直径の木製のシリンダー１０をかぶせている。内部は補強板以外は空洞である。理想はその大直径の木製のシリンダー１０の表面にアルミ板を張っておくと、高周波が反射して、熱効率がよくなる。心要に応じて、木製の型を交換することにより、自由に直径を変更できる。この木製のシリンダー１０の表面はこの装置でのルーター４で切削してやると、真円が出せる。結果として、ロータリー抜型の寸法に一番大事な内寸法のしっかりしたロータリー用の合板ができる。
実施例２：
図５は他の実施例である。図５は図３の左側面図である。図３では図５にある左のフレーム１３とローラー１１１２は省略されている。実施例１の厚布６１の代わりにシリコンゴムシート６とシリンダー１の下部にシャフト１１を挟んで吸引チャンバー１１１が設置されている。吸引チャンバー１１１の上面にはシリコンゴムシート６を吸引する空気穴１８が切削されている。吸引チャンバー１１１は内部が中空でパイプ１７で真空ポンプ１６に接続されている。吸引チャンバー１１１の両端はローラー１１１２が備えられ、シリコンゴムシート６は空気穴１８に吸い付きやすくするため巻き上げるワイヤー１１１１に接続されている。巻き上げローラー６３のフック６２にワイヤー１１１１が掛けられ巻き上げられ、真空ポンプ１６が吸引すると、接着剤のついた単板３１はしなり、シリコンゴムシート６は伸ばされシリンダー１に密着する。シリコンゴムシート６の端部は吸引チャンバー１１１の空気穴１８に密着する。シリンダー１の両サイドの端部は押さえ型１１２により空気の流入を防ぐ。図５は図４と異なりシリンダー１の上に大直径シリンダー１０がかぶせられ、心要な直径のロータリー合板が得られるようになっている。もちろん図４の装置でも大直径シリンダー１０をシリンダー１にかぶせることは可能である。シリコンゴムシート６が大直径シリンダー１０に密着すると上部から高周波加熱装置７を下げ、シリコンゴムシート６に近接させる。マグネトロンを発振させ、それと同時にシリンダー１をＹ軸に回転させ、端まで行くと逆方向に回転させる。実施例１と同じように加熱する。シリコンゴムシート６の耐熱温度は約２５０度Ｃである。高周波加熱装置７はシリコンゴムシート６を加熱せず透過して、単板３１の水分と接着剤を直接加熱する。約５−１０分で接着剤は固化し、真空ポンプ１６の吸引を停止して、シリコンゴムシート６を除去しても、大直径シリンダー１０に密着した合板は形状を維持できる。この装置において完成した合板からロータリー抜型を製作する方法は、単板３１が固化後、厚布６１またシリコンゴムシート６を取り去り、半回転させ、機械下部から上向きに設置されているルーター４で合板を切削する。その方法は３種ほど考えられる。
Ａ．最初に下部合板２を製作し、ルーター４で切削し、その上に上部合板３を製作し、ルーター４で切削する順序で製作する方法。
Ｂ．仕事が暇なときは、下部合板２、上部合板３を別々に作り置きし、注文を受けてからそれぞれを切削し、その後、両者を接着する方法。この方法は外周の切削（一般的に半円である市販のロータリー合板と同寸に仕上げることが可能になる）と打抜機に取り付ける一部のボルト穴を加工して、作り置きすることは可能である。
Ｃ．例えば１．０ミリの単板３１を１３枚接着剤を塗布するが、上部から４枚目と５枚目の間は塗布しない。固化後、上部の４枚は上部合板３になり、下の９枚は下部合板２になる。固化後、上部合板３を切削し、シリンダー１から外して下部合板２を切削する。この場合は合板の作成は１回で済む。この方法でも外周の切削（一般的に半円である市販のロータリー合板と同寸に仕上げることが可能になる）と打抜機に取り付ける一部のボルト穴を加工して、作り置きすることは可能である。
Ａ．の方法の詳細
接着剤を塗布した９枚の単板３１をシリンダー１に載せ、厚布６１またはシリコンゴムシート６を覆い、厚布６１またはシリコンゴムシート６の両端のフック６２をローラー６３のフック６２に引っ掛けローラー６３を回転させる。厚布６１またはシリコンゴムシート６は内径を徐々に小さくし、単板３１をシリンダー１の外周に押さえ込む、最終的に完全に単板３１をシリンダー表面に沿わせ、完全に単板３１はシリンダー１に密着する。加熱などを施し、接着剤が完全に固化すると、下部合板２となり、シリンダー１を半回転させスチール・ルール５を挿入可能にする４ポイントの溝をルーター４で切削する。切削加工するデータのＹ軸方向は「縮み寸法」で切削する。切削が完了すると前記下部合板２の上に接着剤を塗布した追加の４枚の単板３１を載せ、厚布６１またはシリコンゴムシート６を覆い、下部合板２の上に同じく合板を作成する。ともに加熱すると接着材の固化時間を短くできる。固化後、厚布６１またはシリコンゴムシート６を取り去り、ルーター４で上部合板３にスチール・ルール５を挿入可能にする４ポイントの溝を切削する。
このルーターに使用するエンドミルはＧｅｒｂｅｒ社の米デザイン特許４４７４９５号のように、先端が４ポイント（１．４ｍｍ直径）でその長さが５ｍｍでその上部が補強のため漏斗状に太くなっている。したがって、下部合板２の底より５ｍｍが４ポイントの溝であり、それより上は図２ように広くなっている。この広くなっている部分を４ポイントにしたい場合は３回の積層をすれば問題ないが、下部合板２の表面の溝が広くなっていても事実上問題ない。
合板の厚さ、使用する単板３１の厚さ、枚数については本実施例に限定されるものではない。心要に応じて調整可能である。
Ｂ．の方法の詳細
この実施例では上部合板３、下部合板２を製作した後、作り置きした下部合板２をルーター４でスチール・ルール５を挿入可能にする４ポイントの溝を切削する切削加工し、その上に上部合板３を載せルーター４でスチール・ルール５を挿入可能にする４ポイントの溝を切削する。その前に上部合板３を下部合板２に接着することも可能である。また、接着せず両者を切削後、上部合板３を下部合板２にシリンダー上または機械外、例えば刃曲げ用のシリンダー上で接着することも可能である。
Ｃ．の方法の詳細
前記実施例は２回の接着剤固定の工程を経たが１回で済ませる実施例として、上面に接着剤を塗布した約１ミリ厚の９枚の単板３１をシリンダー１の上に置く、（ただし９枚目の単板３１は接着剤を塗布しない）、その上に上面に接着剤を塗布した約１ミリ厚の４枚の単板３１を載せる。（ただし４枚目の単板３１は接着剤を塗布しない）。その上に厚布６１またはシリコンゴムシート６を覆い、厚布６１またはシリコンゴムシート６の両端のフック６２をローラー６３のフック６２に引っ掛けローラー６３を回転させる。厚布６１またはシリコンゴムシート６は内径を徐々に小さくし、単板３１をシリンダー１の外周に押さえ込む、最終的に完全に単板３１をシリンダー表面に沿わせ、完全に単板３１はシリンダー１に密着する。シリコンゴムシート６の場合は吸引する。ともに加熱すると接着材の固化時間を短くできる。
固化後、厚布６１またはシリコンゴムシート６を取り去り、４枚の単板３１を積層した上部合板３をルーター４でスチール・ルール５を挿入可能にする４ポイントの溝を切削する。切削後、４枚の単板３１を積層した上部合板３を取り去り、下部合板２をルーター４でスチール・ルール５を挿入可能にする４ポイントの溝を切削する。下部合板２と上部合板３の接着はシリンダー１上でなく、機械外で接着することも可能である。
また実施例では高周波をシリンダーに１列に配置して説明しているが、これに限定されることはない。シリンダー１の表面に２列、また３列、また全面またモザイク状に渡ってドーム型に対面させることが可能である。これは高周波の照射による温度管理は管理が難しく、別途、温度センサー、それにより出力のコントロールなどでフードバックしてやらないと加熱の偏在になってしまう。そこで、本発明では切削に使用するＹ軸回転を合板作成にも利用して、加熱の偏在を防ぐことができる。
接着剤の固化を早めるために加熱する手段として、高周波が最適であるが、これに限定されるものではない。遠赤外線のバンドヒーターをシリンダー１に対面して配置してシリンダー１を回転させ過熱の平均化を図ることも可能である。
【０００６】［発明の効果］
本発明は以上の構成をなしているので、
Ａ．高価なレーザー装置を使用しなくても、ルーターでロータリー抜型を製作することができる。また、１３ｍｍの曲面合板に４ポイントの溝をルーターで切削することを可能にした。
Ｂ．１台の装置シリンダー１上で合板作成と合板切削が可能になったので、正確な寸法の切削が可能になる。従来は市販の１３ｍｍの曲面合板を購入し、ボルトでロータリーレーザー切断機に取り付けていたので直径の正確な合板が得られない場合があった。また市販の曲面合板はメーカーからユーザーまでの輪送時に変形する可能性があった。また、単板３１からロータリー抜型を作成するので、合板コストも安くなる。従来の市販の曲面合板は平板合板に比較して、輪送コストが高くなつていた。
Ｃ．日本のように多種の直径の曲面合板を心要とする場合、小さい直径のシリンダーの上にダミーの曲面合板を実施例２の方法で製作して、希望の直径の曲面合板を製作し、切削できる。大直径シリンダー１０の表面をルーター４で表面切削すれば、ロータリー抜型で一番寸法の重要な内径が正確に曲面が出せる。
Ｄ．接着剤の固化を早めるため、高周波を利用するとき、過熱の偏在を防ぐためシリンダー１をＹ方向に回転させ、過熱の平均化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｇｅｒｂｅｒ社のルーター切削による平板抜型の断面図。
【図２】本発明の実施例のロータリー合板の断面図。
【図３】本発明の装置の正面図。
【図４】本発明の装置の側面図。
【図５】本発明の装置の側面図。
【符号の説明】
シリンダー１  大直径シリンダー１０  シャフト１１  吸引チャンバー１１１  ワイヤー１１１１  ローラー１１１２  押さえ型１１２  ピローブロック１２  フレーム１３  変速ギアーボックス１４  Ｙ軸回転サーボーモーター１５  真空ポンプ１６  パイプ１７  空気穴１８  下部合板２  ブリッジ２１  内部パネル２２  ルーター４  上部合板３  単板３１  ラックレール４２  Ｘ軸サーボモーター４３  Ｚ軸サーボモーター４４  ボールスクリュー４５  スチール・ルール５  シリコンゴムシー６  厚布６１  フック６２  巻き上げローラー６３  高周波加熱装置７  マグネトロン７１
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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