(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏ライナに段付き中芯を貼合して片段ボールを形成するシングルフェーサと、該片段ボールに表ライナを貼合して段ボールを形成するダブルフェーサと、所定の幅寸法に断裁すると共に折目罫線を形成するスリッタスコアラとを備えるコルゲートマシンにおいて、
前記ダブルフェーサと前記スリッタスコアラとの間に、前記段ボールの搬送方向に沿って該段ボールの少なくとも一方のライナに破断用ミシン目を形成するライナカット装置を設けたことを特徴とするコルゲートマシン。
【請求項２】
前記ライナカット装置は、径方向に鋸刃状に突出する複数の切刃を全周に有し、該切刃を前記段ボールに切り込む方向に進退自在の円盤状の切刃ロールと、
該切刃ロールに対向して前記段ボールを受けるサポートロールと、
前記切刃ロールを前記サポートロールに向かって進退させることにより、切刃ロールとサポートロールとの間隔寸法を調節する調節手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のコルゲートマシン。
【請求項３】
前記ライナカット装置は、前記切刃ロール及び前記調節手段を、段ボールの搬送方向に直交する方向に所定間隔を存して複数備えると共に、各切刃ロールを、前記段ボールへの切込み位置から選択的に離間させる離間駆動手段を備えることを特徴とする請求項２記載のコルゲートマシン。
【請求項４】
前記ライナカット装置は、各切刃ロールを夫々個別の周速で回転駆動する複数の回転駆動手段を備えることを特徴とする請求項３記載のコルゲートマシン。
【請求項５】
前記ライナカット装置は、各切刃ロールを、段ボールの搬送方向に直交する方向に横動自在に備えると共に、各切刃ロールを横動させる横動手段を備えることを特徴とする請求項３又は４記載のコルゲートマシン。
【請求項６】
前記ダブルフェーサと前記ライナカット装置との間に段ボールの厚み寸法を検出する厚み検出手段を設け、
前記ライナカット装置は、前記サポートロールを前記切刃ロールの方向に進退自在に備えると共に、前記厚み検出手段による検出寸法に応じてサポートロールを進退させる進退駆動手段を備えることを特徴とする請求項２乃至５の何れか１項記載のコルゲートマシン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺のライナを張り合わせて段ボールを形成すると共に該段ボールを切断して段ボール箱を形成するための矩形状の板紙を製造するコルゲートマシンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
内容物を収納した段ボール箱を開封する際の作業を容易とするために、図７に示すように、段ボール箱ｈに破断用ミシン目ｇを延設することが行なわれる。また、破断用ミシン目ｇの破断開始位置にはＨ字状の切り込みによるタブｉが形成されており、破断用ミシン目ｇを破断する際に該タブｉが手がかりとなる。このような破断用ミシン目ｇは、段ボール箱ｈの強度を保持すると共に外観を良好に維持するために、図８に示すように、段ボール箱ｈの内面側となる段ボールｅの裏ライナａにのみ設けられることが好ましい。
【０００３】
ところで、この種の段ボール箱ｈは、先ずコルゲートマシンによって矩形状の板紙が製造され、その後、該コルゲートマシンによって形成された板紙に印刷及び打抜き加工が施されることによって製造される。
【０００４】
前記コルゲートマシンは、裏ライナａに段付き中芯ｂを貼合して片面段ボールを形成するシングルフェーサ、該片面段ボールに表ライナを貼合して段ボールを形成するダブルフェーサ、折目線を入れつつ所定幅に裁断するスリッタスコアラ、所定の長さに切断して矩形状の板紙を形成するカッタ、板紙の形状に応じて所定の払い出し位置に各板紙を積み上げるスタッカが上流から下流に向かって配設された構成となっている。
【０００５】
従来、前記破断用ミシン目ｇは、前記シングルフェーサに設けられたライナカット装置によって形成されることが知られている。これによれば、裏ライナと段付き中芯とが貼合される前に裏ライナにのみ破断用ミシン目ｇを形成することができる。
【０００６】
該コルゲートマシンにおいては、図９に説明的に示すように、前記スリッタスコアラ５０による裁断時に、破断用ミシン目ｇと裁断線ｊとの間隔を正確に所定寸法ｙに維持する必要がある。しかし、前記シングルフェーサから該スリッタスコアラ５０までの距離が比較的長距離であることから、長尺の段ボールに蛇行が生じ、前記所定寸法ｙを維持して正確な裁断を行なうことが困難である不都合がある。
【０００７】
また、それ以外に、コルゲートマシンから払い出された段ボール板紙に破断用ミシン目ｇを形成することが行なわれている。この場合に、前記破断用ミシン目ｇは、板紙に印刷を施す印刷機に設けられたライナカット装置によって形成されることが知られている。
【０００８】
しかし、この種の印刷機における段ボール板紙の搬送方向は、コルゲートマシンにおける段ボールの搬送方向と異なる場合がある。即ち、一般に破断用ミシン目ｇは、図８に示すように、中芯ｂの凹凸条方向と交差する方向に設けられるが、印刷機における段ボール板紙の搬送方向が、中芯の凹凸条方向に沿った方向とされるため、搬送方向に沿って破断用ミシン目ｇを形成しても、該破断用ミシン目ｇは中芯ｂの凹凸条方向に交差しない。この場合には、印刷機の搬送方向を破断用ミシン目ｇを形成する方向に一致させるために大掛かりな設備変更を行なわなければならない不都合がある。
【０００９】
また、この種のライナカット装置は、例えば、図１０に示すように、複数の切刃ロール２５と、各切刃ロール２５に対向する複数のサポートロール５１とを備えるものが知られている。各切刃ロール２５は、図１１に示すように、周方向に沿って径方向に鋸刃状に突出する複数の切刃２７を有し、段ボールの幅方向における箱の取り数によって数量が定められる。即ち、図７に示した段ボール箱ｈを２枚連ねて製造する場合（一般に２丁取りと言われる）には一対の切刃ロール２５を１組として４組が単一の回転軸５２に軸支される。更に、該回転軸５２は、段ボールの通過速度より僅かに速い速度で各切刃ロール２５を回転させるように駆動される。なお、該回転軸５２の回転速度は、切刃２７の裏ライナａへの切り込みを確実とし、且つ不連続な切り込みを維持する速度に設定されている。
【００１０】
しかし、各組の切刃ロール２５は磨耗度合いにばらつきが生じることがあり、これによって、各切刃ロール２５の周速が異なるだけでなく、裏ライナへの切り込み深さが異なるおそれがあり、破断用ミシン目ｇを確実に形成することが困難となる。しかも、各切刃ロール２５は単一の回転軸５２により回転駆動されるので個々の切刃ロール２５の周速及び裏ライナａへの切り込み量を各別に調節することができない不都合がある。更に、段ボールの幅方向における箱の取り数が変更された場合には、切刃ロール２５の数を変更された箱の取り数に対応させるために大掛かりな切刃ロール２５の交換作業を行なわなければならず、段ボール箱の製造効率が低下する原因となる不都合がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、精度の高い破断用ミシン目を容易に形成することができ、しかも段ボール箱の製造効率を向上させることができるコルゲートマシンを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、裏ライナに段付き中芯を貼合して片段ボールを形成するシングルフェーサと、該片段ボールに表ライナを貼合して段ボールを形成するダブルフェーサと、所定の幅寸法に断裁すると共に折目罫線を形成するスリッタスコアラとを備えるコルゲートマシンにおいて、前記ダブルフェーサと前記スリッタスコアラとの間に、前記段ボールの搬送方向に沿って該段ボールの少なくとも一方のライナに破断用ミシン目を形成するライナカット装置を設けたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、前記ライナカット装置が前記ダブルフェーサと前記スリッタスコアラとの間に設けられていることによって、前記スリッタスコアラから比較的近い位置において破断用ミシン目を形成することができるので、搬送される段ボールの蛇行の悪影響を小として、破断用ミシン目の形成位置の精度を向上することができる。しかも、従来のような印刷機等によって破断用ミシン目を形成する場合と異なり、段ボールの搬送方向に沿って破断用ミシン目を形成するだけで、段ボールの中芯の凹凸条方向と交差する方向に破断用ミシン目を設けることができる。
【００１４】
また本発明において、前記ライナカット装置は、径方向に鋸刃状に突出する複数の切刃を全周に有し、該切刃を前記段ボールに切り込む方向に進退自在の円盤状の切刃ロールと、該切刃ロールに対向して前記段ボールを受けるサポートロールと、前記切刃ロールを前記サポートロールに向かって進退させることにより、切刃ロールとサポートロールとの間隔寸法を調節する調節手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、例えば、前記切刃ロールの磨耗により、切刃ロールとサポートロールとの間隔寸法が大となったとき、前記調節手段によって切刃ロールとサポートロールとの間隔寸法を適正に調節することができる。これによって、切刃ロールの磨耗による切り込み不良を防止することができ、破断用ミシン目を確実に形成することができる。
【００１６】
また、本発明において、前記ライナカット装置は、前記切刃ロール及び前記調節手段を、段ボールの搬送方向に直交する方向に所定間隔を存して複数備えると共に、各切刃ロールを、前記段ボールへの切込み位置から選択的に離間させる離間駆動手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
コルゲートマシンにおいて製造される段ボールは、複数の箱取りを行なうことが可能な幅に形成される。このとき、箱の取り数に応じて切刃ロールが所定間隔を存して複数設けられる。この場合に、各切刃ロール毎に前記調節手段を備えることによって、夫々の切刃ロールに磨耗のばらつきが生じても、各切刃ロール毎にサポートロールとの間隔寸法を適正に調節することができる。また、前記離間駆動手段を備えることによって、例えば箱の取り数が変更されたことにより不要となった切刃ロールのみを段ボールから離間させて退避させることができる。これにより、大掛かりな設備変更をすることなく、箱の取り数の変更に対応させることができ、段ボール箱の製造効率を向上させることができると共に、コストの増加を防止することができる。
【００１８】
また、本発明において、前記ライナカット装置は、各切刃ロールを夫々個別の周速で回転駆動する複数の回転駆動手段を備えることを特徴とする。これにより、各切刃ロールに磨耗度合いのばらつきが生じても、磨耗に応じた周速を各別に駆動することができるので、精度の高い破断用ミシン目を形成することができる。
【００１９】
また、本発明において、前記ライナカット装置は、各切刃ロールを、段ボールの搬送方向に直交する方向に横動自在に備えると共に、各切刃ロールを横動させる横動手段を備えることを特徴とする。これによって、例えば、箱の取り数が変更されたことに伴う破断用ミシン目の形成位置の変更に、各切刃ロールの切り込み位置を容易に対応させることができる。これにより、大掛かりな設備変更をすることなく、箱の取り数の変更に対応させることができる。
【００２０】
また、本発明において、前記ダブルフェーサと前記ライナカット装置との間に段ボールの厚み寸法を検出する厚み検出手段を設け、前記ライナカット装置は、前記サポートロールを前記切刃ロールの方向に進退自在に備えると共に、前記厚み検出手段による検出寸法に応じてサポートロールを進退させる進退駆動手段を備えることを特徴とする。例えば、当該コルゲートマシンにより製造する段ボール規格の変更等によって段ボールの厚みが変更されたとき、前記厚み検出手段によって該段ボールの厚みを検出し、該検出結果に基づいて前記進退駆動手段によってサポートロールを進退させる。このように、段ボールの厚みが変化しても、それに応じてサポートロールによる段ボールの案内位置を正確に維持することができるので、サポートロールによって案内される段ボールへの切刃ロールの切り込み量の調節を極めて容易に行なうことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のコルゲートマシンを示す概略構成図、図２はライナカット装置の構成を示す説明図、図３は図２のIII-III線断面説明図、図４は図２のIV−IV線断面説明図、図５は図３のＶ−Ｖ線断面説明図、図６は切刃ロールの回転駆動手段を示す説明図である。
【００２２】
図１において、１は本実施形態のコルゲートマシンであって、複数のミルロールスタンド２に支持された裏ライナａと中芯ｂとを貼合して片段ボールｃを形成するシングルフェーサ３と、該片段ボールｃに表ライナｄを貼合して段ボールｅを形成するダブルフェーサ４とを備えている。ダブルフェーサ４の下流には段ボールｅに折目線を入れつつ所定幅に裁断するスリッタスコアラ５が備えられ、該スリッタスコアラ５の下流には段ボールｅを所定長に切断して矩形状の板紙ｆを形成するカッタ６が備えられている。更に、カッタ６の下流には、板紙ｆの形状に応じて所定の払い出し位置に各板紙ｆを積み上げるスタッカ７が備えられている。
【００２３】
そして、本実施形態のコルゲートマシン１において、ダブルフェーサ４とスリッタスコアラ５との間には、上流側から順に、段ボール厚み検出ユニット（厚み検出手段）８、ロータリーシャ９、及びライナカット装置１０が設けられている。
【００２４】
該ライナカット装置１０は、ダブルフェーサ４から搬送される長尺の段ボールｅの裏ライナａに破断用ミシン目（図８の符号ｇ参照）を形成するものである。
該ライナカット装置１０について詳説すれば、図２に示すように、両側に立設する一対のフレーム１１に角型の梁１２がわたされている。図２及び図３に示すように、該梁１２にはリニアウェイ等のガイド部材１３により段ボールｅの幅方向に沿って摺動自在の移動台１４が取り付けられている。なお、図２においては移動台１４が１つのみ示されているが、実際には例えば最大３丁取りを行なうのであれば６個の移動台１４が設けられている。
【００２５】
図２及び図４に示すように、移動台１４にはモータ１５（横動手段）が設けられており、図４に示すように、該モータ１５の軸にはピニオン１６が設けられている。該ピニオン１６は梁１２に設けられたラック１７に噛み合い、モータ１５が回転することによって移動台１４を幅方向に移動させることができる。
【００２６】
移動台１４には支持部材１８が固定されており、図５に示すように、支持部材１８には中間円筒１９が回転自在に支持されている。中間円筒１９の中にはスプライン円筒２０が図示しないキー等を介して固定して取り付けられている。スプライン円筒２０はフレーム１１（図２示）間にわたされたスプライン軸２１に噛み合っている。そして、図２に示すように、スプライン軸２１の一端はモータ２２の回転軸が連結されている。該モータ２２は、詳しくは図示しないが、段ボールｅの搬送速度と異なる速度に適宜設定できるように構成されている。また、図５に示すように、中間円筒１９の一端部には、駆動スプロケット２３が取り付けられている。
【００２７】
前記中間円筒１９の外周には、アーム２４が揺動自在に取り付けられている。
該アーム２４の他端には、一対の切刃ロール２５の支持軸２６が回転自在に取り付けられている。該切刃ロール２５は、従来の技術欄で説明したものと同様のものであり、図１０に示すように鋸刃状に突出する複数の切刃２７を外周全周に備えるものである。一対の切刃ロール２５はアーム２４に支持されてナイフヘッド２８を構成する。支持軸２６の端部には従動スプロケット２９が取り付けられている。該従動スプロケット２９は前記駆動スプロケット２３にチェン３０を介して接続されており、前記スプライン軸２１の回転駆動力がナイフヘッド２８に伝達されるようになっている。
【００２８】
図３に示すように、前記移動台１４にはナイフヘッド２８の切り込み量を微調節する調節手段３１が設けられている。該調節手段３１は、移動台１４に設けられたリニアウェイ等のガイド部材３２に案内されて上下に摺動する取付台３３と、移動台１４に設けられて回転軸にネジ軸３４が連結されたモータ３５と、取付台３３に設けられてネジ軸３４が螺合する螺合部材３６とによって構成されている。これにより、モータ３５を回転させることで取付台３３が上下に移動する。
また、取付台３３には、エアシリンダ３７が取り付けられており、そのロッド３８はアーム２４の先端に連結されている。従って、エアシリンダ３７のロッド３８の伸縮に伴ってアーム２４が揺動する。なお、該エアシリンダ３７は、本発明の離間駆動手段を構成するものである。
【００２９】
また、図２に示すように、ナイフヘッド２８の下方には、サポートロール３９が設けられている。該サポートロール３９は、フレーム１１に回転自在に支持された偏心輪４０に回転自在に支持されている。偏心輪４０の両端部には歯車４１が設けられており、中間歯車軸４２を介してモータ４３（進退駆動手段）により回転駆動されるようになっている。即ち、モータ４３を回転すると偏心輪４０が回転し、サポートロール３９が上下方向に進退移動する。サポートロール３９は、図示しないがコルゲートマシン１全体を駆動する駆動系統、或いは単独の駆動モータ等によって段ボールｅの搬送速度と略同速度で回転駆動される。
【００３０】
また、図１に示すように、サポートロール３９の上流側近傍には段ボールｅと略同速度で駆動されるガイドロール４４が設けられており、サポートロール３９と共働して段ボールｅの搬送姿勢を安定に保つようになっている。
【００３１】
前記段ボール厚み検出ユニット８は、図１に示すように、搬送される段ボールｅを介して上下に対向する一対のレーザ変位計４５，４６を備えている。該厚み検出ユニット８は、上方の変位計４５が段ボールｅの裏ライナａの表面位置を計測し、同時に下方の変位計４６が段ボールｅの表ライナｄの表面位置を計測することにより基準値との差から段ボールｅの厚さを検知するようになっている。
【００３２】
次に、本実施形態のコルゲートマシン１におけるライナカット装置１０の作動を説明する。図２を参照して、先ず、前記モータ１５を駆動して移動台１４をガイド部材１３に沿って横動させ、ナイフヘッド２８を所定の加工位置に移動する。次いで、エアシリンダ３７のロッド３８を伸長させ、ナイフヘッド２８を下降させる（この位置を稼動位置とする）。このとき、段ボール箱の取り数の関係で不要なナイフヘッド２８があれば上昇位置（これを待機位置とする）に待機させておく。
【００３３】
次いで、このとき稼動位置において、切刃ロール２５の先端とサポートロール３９との隙間ｘが適正でない場合は、調節手段３１のモータ３５を駆動しエアシリンダ３７の位置を微調節する。該調節手段３１は、各ナイフヘッド２８について微調節が行なえるので、切刃ロール２５に磨耗が生じていても、磨耗度合いに応じて前記隙間ｘを適正に調節することができる。
【００３４】
続いて、ナイフヘッド２８を回転駆動し、段ボールｅ（図１示）の搬送を開始する。このとき段ボールｅの搬送速度と切刃ロール２５の回転速度との速度差は駆動モータ２２の回転を制御することにより、好適な速度差に設定できる。
【００３５】
また、図１を参照して、オーダーチェンジ等で段ボールｅの厚み寸法が変更された場合は、前記厚み検出ユニット８により段ボールえの厚みが検出される。そして、図２に示すように、前記モータ４３の回転によりサポートロール３９を上下方向に進退移動させ、ナイフヘッド２８に対する隙間ｘを適正に調節することができる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、図３に示すように、前記スプライン軸２１によるモータ２２の駆動力伝達によってナイフヘッド２８の切刃ロール２５を回転させたが、他の例を挙げれば、図６に示すように、ナイフヘッド２８の支持軸２６にモータ４７の回転軸を連結してもよい。このとき、モータ４７は支持部材４８を介して前記アーム２４に支持される。これによれば、複数設けられているナイフヘッド２８を各モータ４７により各別に回転駆動することができる。そしてこれにより、各ナイフヘッド２８の切刃ロール２５をその磨耗度合いに応じた回転速度で回転させることができ、精度の高い破断用ミシン目ｇを確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のコルゲートマシンを示す概略構成図。
【図２】ライナカット装置の構成を示す説明図。
【図３】図２のIII-III線断面説明図。
【図４】図２のIV−IV線断面説明図。
【図５】図３のＶ−Ｖ線断面説明図。
【図６】切刃ロールの回転駆動手段を示す説明図。
【図７】展開状態の段ボール箱を示す平面図。
【図８】段ボールの断面図。
【図９】スリッタスコアラの作動説明図。
【図１０】従来のライナカット装置の構成を示す説明図。
【図１１】切刃ロールの一部を示す説明図。
【符号の説明】
ａ…裏ライナ、ｂ…中芯、ｃ…片段ボール、ｄ…表ライナ、ｅ…段ボール、ｇ…破断用ミシン目、３…シングルフェーサ、４…ダブルフェーサ、５…スリッタスコアラ、１…コルゲートマシン、８…厚み検出ユニット（厚み検出手段）、１０…ライナカット装置、１５…モータ（横動手段）、２２，…モータ（回転駆動手段）、２５…切刃ロール、２７…切刃、３１…調節手段、３７…エアシリンダ（離間駆動手段）、３９…サポートロール、４３…モータ（進退駆動手段）。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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