WO2013084602A1

WO2013084602A1 - カス取り装置

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Publication number: WO2013084602A1
Application number: PCT/JP2012/077079
Authority: WO
Inventors: 柳本　忠二
Original assignee: Laserck Corp
Current assignee: Laserck Corp
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-06-13
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JP6021810B2; JPWO2013084602A1

Abstract

　きわめて優れた作業効率を有するカス取り装置を提供すること。本発明のカス取り装置は、複数の製品部が配設された被打ち抜き用シートから製品部とカス部とを分離するカス取り装置である。このカス取り装置は、被打ち抜き用シートの上方位置および下方位置に整列された多数の打ち抜きピンの降下および上昇動作によって、該製品部と該カス部とを分離する打ち抜き装置と、打ち抜き装置に被打ち抜き用シートを供給するシート供給装置と、を備える。シート供給装置は、無端状に連結された複数のシート載置ユニットを有する。

Description

カス取り装置

　本発明は、カス取り装置に関する。

　煙草の紙箱（ケース）やお菓子・キャラメルの紙箱（ケース）等の製作においては、まず、帯刃による切り込みによって、被打ち抜き用シートに左右方向および前後方向に並んだ複数の製品部（ケースの展開部品）を形成し、当該製品部を被打ち抜き用シートから多数のピンの押圧によって打ち抜き、製品部とカス部とを分離する。このような製品部とカス部との分離に用いられるカス取り装置は、代表的には、多数のピン孔をマトリックス状に配列した上型を、被打ち抜き用シートを載せた下型に対して昇降駆動させるように構成し、被打ち抜き用シートのカス部に対応する位置のピンのみを上型に残して、それらのピンで、カス部に対して、プレス式の突き動作を行うことにより、製品部からカス部を分離除去している。

　図４は、従来のカス取り装置を説明する概略斜視図であり、図５（ａ）～（ｄ）は、従来のカス取り装置における被打ち抜き用シートの供給、打ち抜きおよび搬出操作を説明する概略断面図である。従来のカス取り装置５００においては、図５（ａ）に示すように、カス取り装置の前方からシート供給装置５３０により複数枚の被打ち抜き用シート５７０を打ち抜き装置５１０に搬送し、打ち抜き装置の下型の製品部用ピンに対応する位置に載置する。次いで、図５（ｂ）に示すように、打ち抜き装置の上型を降下させて上型と下型とを相対的に接近させることにより、製品部と干渉しない上型のカス部用ピンおよびカス部と干渉しない下型の製品部用ピンの協働によって被打ち抜き用シート５７０のカス部５７２を製品部５７１から分離する。ここで、上型を上昇させると、下型の製品部用ピンに製品部５７１のみが配置された状態となる。ここで、図５（ｃ）に示すように、搬出装置５５０の櫛形コンベアが装置後方から矢印Ａ方向に前進し、製品部をすくい上げた後、図５（ｄ）に示すように、矢印Ｂの方向に後退して所定の位置まで製品部５７１を搬出する。一方、図５（ｃ）に示すようにテーブル部に載置されたカス部５７２は、製品部の搬出終了後、シート供給装置によって残材置場（図示せず）に移送される。具体的には、昇降ユニットが上昇してカス部を持ち上げ、シート供給装置のテーブル部が打ち抜き作業位置へ進行し、カス部を載置（すくい上げ）または挟持してテーブル部を後退させ、カス部を残材置場に移送する。

　上記のような被打ち抜き用シートの自動供給機能および製品部の自動搬出機能を有するカス取り装置は、手作業による被打ち抜き用シートの載置および製品部の取り出しに比べて格段に優れた作業効率を有する。しかし、さらなる作業効率の改善が強く求められている。

特許第３４５９２４２号

　本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、きわめて優れた作業効率を有するカス取り装置を提供することにある。

　本発明のカス取り装置は、複数の製品部が配設された被打ち抜き用シートから製品部とカス部とを分離するカス取り装置である。このカス取り装置は、該被打ち抜き用シートの上方位置および下方位置に整列された多数の打ち抜きピンの降下および上昇動作によって、該製品部と該カス部とを分離する打ち抜き装置と、該打ち抜き装置に該被打ち抜き用シートを供給するシート供給装置と、を備える。該シート供給装置は、無端状に連結された複数のシート載置ユニットを有する。
　好ましい実施形態においては、
　上記シート供給装置はコンベアであり、上記シート載置ユニットには、上記下方位置に整列された多数の打ち抜きピンのうち上記製品部に対応する位置の打ち抜きピンが該製品部と当接するように空孔部が形成されている。
　好ましい実施形態においては、上記カス取り装置は、上記被打ち抜き用シートから打ち抜かれて上記下方位置の打ち抜きピンに載置された上記製品部を搬出する搬出装置をさらに備え、該搬出装置の搬出方向と上記シート供給装置の供給方向とが実質的に直交している。

　本発明のカス取り装置によれば、無端状に連結された複数のシート載置ユニットを有するシート供給装置を採用することにより、非常に優れた作業効率を実現することができる。好ましい実施形態においては、搬出装置の搬出方向とシート供給装置の供給方向とが実質的に直交するよう構成することにより、作業効率をさらに改善することができる。

本発明のカス取り装置の全体を説明する概略斜視図である。図１のカス取り装置の矢印ＡＢの方向から見た、打ち抜き前の状態を説明する概略断面図である。図１のカス取り装置の矢印ＡＢの方向から見た、打ち抜き後の状態を説明する概略断面図である。図１のカス取り装置の矢印ＣＤの方向から見た、打ち抜き前の状態を説明する概略断面図である。図１のカス取り装置の矢印ＣＤの方向から見た、打ち抜き後の状態を説明する概略断面図である。被打ち抜き用シートの一例を示す概略図である。従来のカス取り装置の概略斜視図である。従来のカス取り装置における被打ち抜き用シートの供給、打ち抜きおよび搬出操作を説明する概略断面図である。

　以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を説明するが、本発明はこれらの具体的な実施形態には限定されない。

　図１は、本発明のカス取り装置の全体を説明する概略斜視図である。図２Ａは、図１のカス取り装置の被打ち抜き用シート供給方向に直交する方向（矢印ＡＢの方向）から見た、打ち抜き前の状態を説明する概略断面図である。図２Ｂは、図１のカス取り装置の被打ち抜き用シート供給方向に直交する方向（矢印ＡＢの方向）から見た、打ち抜き後の状態を説明する概略断面図である。図２Ｃは、図１のカス取り装置の被打ち抜き用シート供給方向（矢印ＣＤの方向）から見た、打ち抜き前の状態を説明する概略断面図である。図２Ｄは、図１のカス取り装置の被打ち抜き用シート供給方向（矢印ＣＤの方向）から見た、打ち抜き後の状態を説明する概略断面図である。なお、見やすくするために、図面の縮尺等は実際とは異なっている場合があり、また、それぞれの図面の縮尺が統一されていない場合がある。カス取り装置１００は、打ち抜き装置１０とシート供給装置３０とを備える。打ち抜き装置１０は、複数の製品部（および製品部以外のカス部）が配設された被打ち抜き用シートの上方位置および下方位置に整列された多数の打ち抜きピンの降下および上昇動作によって、製品部とカス部とを分離する。シート供給装置３０は、打ち抜き装置１０に被打ち抜き用シートを供給する。好ましくは、カス取り装置１００は、搬出装置５０をさらに備え得る。搬出装置５０は、被打ち抜き用シートから打ち抜かれて下方位置の打ち抜きピンに載置された製品部を搬出する。以下、打ち抜き装置の基本的な構成を説明した後、本発明における特徴的な部分の１つであるシート供給装置について説明する。搬出装置については、打ち抜き装置および／またはシート供給装置の説明における適切な箇所で随時説明する。

　打ち抜き装置１０は、被打ち抜き用シート７０の上方位置の上型１１に上下動および固定可能に保持された上型ピン１３と、被打ち抜き用シートの下方位置の下型１２に上下動および固定可能に保持された下型ピン１４と、を備える。上型１１および下型１２は、それぞれ、ガイドロッド１５および１６に案内されて、駆動装置（図示せず）によって昇降駆動される。打ち抜き装置１０は、上型１１および下型１２の昇降による上型ピン１３および下型ピン１４の押圧により、図３に示すような被打ち抜き用シート７０の製品部７１とカス部７２とを分離する。さらに、打ち抜き装置１０は、第１テンプレート１７および第２テンプレート１８を備える。第１テンプレート１７は、製品部７１に対応したテンプレート本体とカス部７２に対応した空孔部とを有する。第２テンプレート１８は、カス部に対応したテンプレート本体と製品部に対応した空孔部とを有する。第１テンプレート１７および第２テンプレート１８は、それぞれ、ガイドロッド１９および２０に案内されて、駆動装置（図示せず）によって、上型１１および下型１２に対して相対的に昇降駆動される。

　このような構成により、第１テンプレート１７を上昇させることにより、上型ピン１３のうち、被打ち抜き用シート７０の製品部７１に対応するテンプレート本体に当接する製品部対応ピン１３１を、シート７０の打ち抜き線Ｅと干渉する干渉ピン１３２と共に、上方退避位置２１に移動させ、製品部７１と干渉しないカス部用ピン１３３のみを、上型１１の作業位置２２に残すことができる。すなわち、このカス部用ピン１３３は、図３に示した打ち抜き線（境界線）Ｅと干渉せず、カス部７２とのみ対応する。干渉ピン１３２は、この打ち抜き線Ｅに干渉するピンである。

　一方、第２テンプレート１８を上昇させることにより、下型ピン１４のうち、シート７０のカス部７２に対応するカス部対応ピン１４１を、シート１０の打ち抜き線Ｅと干渉する干渉ピン１４２と共に、下方退避位置２３に残したままで、打ち抜き線Ｅと干渉しない製品部用ピン１４３のみを、（上方突出状として）下型１２の作業位置２４に移動させる。図１Ａおよび図１Ｂならびに図２Ａおよび図２Ｂに示すような構成であれば、打ち抜き線Ｅに干渉する干渉ピン１３２を上方退避位置２１に選択的に退避させることにより、被打ち抜き用シート７０の製品部７１と干渉しないカス部用ピン１３３のみを上型１１の作業位置２２に残すことができ、かつ、打ち抜き線Ｅに干渉する干渉ピン１４２を下方退避位置２３に選択的に退避させることにより、被打ち抜き用シート７０のカス部７２と干渉しない製品部用ピン１４３のみを下型１２の作業位置２４に残すことができる。その結果、カス部７２を製品部７１から分離して打ち抜くことができるので、製品部７１に疵を付けることなく、かつ、少ない作業工程で、能率よく、カス部７２を打ち抜き、分離除去することができる。なお、第２テンプレート１８のテンプレート本体は、好ましくは、第１テンプレート１７のテンプレート本体よりも、一まわり小型に作成される。言い換えると、第２テンプレート１８のテンプレート本体は、打ち抜き線Ｅに干渉するピンを避ける必要があるので、第１テンプレート１７のテンプレート本体よりも、小さな形状（面積）となる。

　このように、シート７０の製品部７１とカス部７２の双方に干渉する（すなわち、打ち抜き線Ｅに干渉する）干渉ピン１３２、１４２を、それぞれ、上型１１の上方退避位置２１と下型１２の下方退避位置２３とに分離した状態に退避させた状態下で、図２Ａに示すように、複数枚のシート７０を、製品部用ピン１４３の上に積層状態に載置して、上型１１を下降等によって上型１１と下型１２とを相対的に接近させれば、製品部７１（打ち抜き線Ｅ）と干渉しないカス部用ピン１３３、および、カス部７２（打ち抜き線Ｅ）と干渉しない製品部用ピン１４３との共働によって、シート７０のカス部７２を製品部７１から分離除去することができ、キズのない製品部７１を、少ない作業工程で、能率よく得ることができる。

　上型１１および下型１２の詳細は、例えば特開２００２－１４４２９３号公報に記載されており、その記載は本明細書に参考として援用される。

　打ち抜き加工が終了すると、図２Ｂおよび図２Ｄに示すように、カス部７２と分離された製品部７１は、その上昇限度位置（すなわち、下型１２の作業位置２４）にある製品部用ピン１４３の上に載置されている。製品部７１は、作業者により取り出してもよく、搬出装置５０により搬出してもよい。好ましくは、製品部７１は、搬出装置５０により搬出される。具体的には、図２Ｄに示すように、製品部７１は、熊手状または櫛形に形成された搬出アーム５１によって持ち上げられ、外部に搬出される。搬出アーム５１は、例えば、油圧または空圧の駆動源と電動駆動源との組み合わせ等により、水平方向の伸縮動作と共に、上下方向の昇降動作が可能なように構成されていればよい。より詳細には、搬出装置５０は、搬出アーム５１を矢印Ｆ方向に差し込んだ後、上昇させて製品部７１を持ち上げ、最後に矢印Ｆと反対方向へと移動させることにより、製品部７１を搬出する。本発明においては、好ましくは、搬出装置の搬出方向（搬出アームの水平移動方向、すなわち、矢印Ｆに沿った方向）は、シート供給装置のシート供給方向と実質的に直交している。このような構成とすることにより、被打ち抜き用シートの供給とカス部の廃棄をコンベア上で連続的に行うことができるので、きわめて優れた作業効率を実現することができる。より詳細には、図４および図５に示すような従来のカス取り装置では搬送装置により製品部を回収した後、シート供給装置のテーブル部を再び打ち抜き位置に移動させてカス部を回収および移送しなければならず、しかも、カス部を残材置場に移送した後でなければ、次に打ち抜く被打ち抜き用シートをテーブル部に配置することができない。すなわち、このような装置では、製品部の搬出、カス部の移送および次の被打ち抜き用シートの配置を順次行わなければならず、それによる時間ロスが非常に大きい。一方、本発明の上記のような構成によれば、製品部の搬出と被打ち抜きシートの供給およびカス部の移送とを互いに制約されることなく行うことができるので、時間ロスが大幅に短縮され、きわめて優れた作業効率を有するカス取り装置を実現することができる。具体的には、従来の装置では、タクトタイム（１セットの被打ち抜き用シートを打ち抜いて製品部の回収およびカス部の移送が完了するまでの時間）が４５秒程度であるのに対し、本発明のカス取り装置では、タクトタイムを好ましくは２５秒程度、さらに好ましくは１２秒～１５秒程度まで短縮することができる。このように、シート供給方向と製品部搬出方向とが実質的に直交するよう構成したことが、本発明の特徴の１つである。

　なお、上述したとおり、図３は、打ち抜き加工の対象となるシート（被打ち抜き用シート）７０の一例を示す。被打ち抜き用シート７０は、例えばトムソン刃を用いた抜き型により切断加工が施されており、製品部７１とカス部７２との境界（実線で示す）に、打ち抜き線Ｅがすでに形成されている。図３において、破線７３は折り曲げ箇所を示す。

　次に、本発明における別の特徴的な部分であるシート供給装置３０について説明する。本発明においては、シート供給装置３０は、無端状に連結された複数のシート載置ユニット３１を有する。代表的には、シート供給装置は、コンベアである。１つの実施形態においては、シート供給装置は、スプロケット（図示例では４つのスプロケット）３２に巻きつけられたチェーン３３と、チェーン３３に取り付けられた複数のスラット３１と、を有するスラットコンベアである。この場合、各々のスラット３１がシート載置ユニットとなる。図示したように、スラット３１は、代表的には屈曲可能な構成とされて、無端状のチェーン上で搬送可能とされている。さらに、スラット３１は、代表的には、チェーン３２に着脱可能に取り付けられている。具体的には、図２Ｃに示すように、スラット３１は、チェーンの内側に突出して設けられたチャッキングピン３４によりチェーン３２に取り付けられている。チャッキングピン３４は、任意の適切な機構（例えば、複動システム）により、チェーンの内側方向および外側方向にスライド可能とされている。さらに、スラット３１には、打ち抜き装置の下型の昇降ユニット２５に設けられたスラット脱離／チェーン再駆動確認用ピン２６が嵌入するピン孔３４が形成されている。チャッキング機構の駆動源は特に限定されず、例えば、空圧、油圧、電動が挙げられる。別の実施形態においては、シート供給装置は、ベルト状コンベアであり得る。この場合、シート載置ユニットは、ベルトの所定の位置に形成すればよい。シート供給装置としてベルト状コンベアを採用する場合には、任意の適切な昇降ユニットを用いてベルト状コンベアを上下させることにより、打ち抜きを行うことができる。

　代表的には、スラット３１には、第２テンプレート１８の空孔部に対応した空孔部（すなわち、製品部に対応した空孔部）が形成されている。これにより、下型ピン１４のうち、製品部用ピン１４３のみを製品部と当接することができ、結果として、製品部とカス部とを分離することができる。シート供給装置としてベルト状コンベアを採用する場合には、所定の位置に形成されたシート載置ユニットにこのような空孔部を形成すればよい。

　チェーン３３に取り付けられるスラット３１の数は、目的に応じて適切に設定され得る。好ましくは、スラット３１は、少なくとも５つがチェーンに取り付けられる。少なくとも５つのスラットを取り付けることにより、例えば図２Ａに示すように、被打ち抜き用シートの打ち抜き位置への供給、次の（以下、便宜上「２番目の」とする）被打ち抜き用シートのシート供給装置への配置、およびカス部の残材置場への移送を同時に行うことができる。その結果、非常に優れた作業効率を有するカス取り装置を実現することができる。さらに、スラットの数、スラットの搬送方向の長さ、スラットの間隔、チェーンの総延長、チェーンの搬送速度および打ち抜き装置の打ち抜き部分のサイズ等を適切に設計することにより、位置決め手段を設けることなく、打ち抜き装置の適切な位置に被打ち抜き用シートを配置することができる。言うまでもなく、このような構成を採用しても、任意の適切な位置決め手段を用いて打ち抜き装置の適切な位置に被打ち抜き用シートを配置してもよい。

　以下、本発明のカス取り装置の操作方法の一例を説明する。まず、図２Ａに示すように、シート供給手段３０の一方の側（図示例では右側）に設けられた任意の適切な手段（例えば旋回コンベア、図示せず）により被打ち抜き用シート７０を供給装置３０のスラット３１に載置する。次いで、被打ち抜き用シート７０を載置したスラット３１をチェーン３３により搬送し、打ち抜き装置１０の所定の打ち抜き位置にスラット３１（実質的には、被打ち抜き用シート７０）を配置してチェーンを停止する。打ち抜き位置へのスラットの配置は、任意の適切な位置決め手段とチェーン駆動手段との連動により行われる。具体的には、例えば所定の位置に配置されたセンサーがスラットを感知したとき、または、所定の位置に配置されたストッパーにスラットが接触したときにチェーンの駆動手段を停止させるよう構成すれば、所定の打ち抜き位置へスラットを配置することができる。あるいは、上述したようにスラットの数等を適切に設計し、搬送速度および搬送時間を制御することにより、位置決め手段を設けることなく所定の打ち抜き位置へスラットを配置することができる。本発明のカス取り装置においては、好ましくは、被打ち抜き用シート７０の打ち抜き装置１０への供給と同時に、２番目の被打ち抜き用シート７０を２番目のスラットに載置する。

　次いで、打ち抜き位置に配置された被打ち抜き用シート７０を打ち抜き装置１０で打ち抜き、製品部７１とカス部７２とを分離する。具体的には以下の通りである。図２Ｃに示すように、スラットが打ち抜き位置に配置されチェーンが停止すると、打ち抜き装置の下型１２の昇降ユニット２５を上昇させ、スラット脱離／チェーン再駆動確認用ピン２６をスラット３１のピン孔３４に嵌入させる。嵌入を検出すると、チャッキングピンの動作機構（例えば、複動システム）によりチャッキングピンが外側にスライドし、スラット３１がチェーンから脱離される。この状態で上型１１と下型１２とを相対的に接近させて打ち抜くと、製品部７１は製品部用ピン１４３に載置された状態で、上型１１（実質的にはカス部用ピン１３３）と昇降ユニット２５とによりカス部７２はスラット３１とともに下側に押し下げられて図２Ｄに示すような状態となる。

　図２Ｄに示すような状態で、搬出装置５０の搬出アーム５１がシート供給装置３０の供給方向と実質的に直交する矢印Ｆ方向に差し込まれる。差し込まれた搬出アーム５１を上昇させて製品部７１を持ち上げ、最後に矢印Ｆと反対方向へと移動させることにより、製品部７１を搬出する。搬出された製品部は、そのまま使用され、あるいは、梱包またはパレット載置されて使用場所へと移送される。搬出装置５０で製品部７１を搬出した後、昇降ユニット２５を再び上昇させて所定の位置に戻ると、チャッキングピンを内側にスライドさせてチェーン３３にスラット３１を再び取り付ける。次いで、昇降ユニット２５を降下させてピン孔３４からスラット脱離／チェーン再駆動確認用ピン２６を抜く。ピン２６が抜けたことを確認すると、チェーンが再び駆動され、カス部７２のみを積載したスラット３１を搬送し、シート供給装置のシート供給側とは反対側（図示例では左側）に設けられたカス部移送手段（例えば受け渡しコンベア、図示せず）を介して、カス部７２を残材置場（図示せず）に移送する。同時に、２番目の被打ち抜き用シートを載置した２番目のスラットが打ち抜き装置の打ち抜き位置に供給され、かつ、３番目の被打ち抜き用シートが３番目のスラットに載置される。カス部が移送されたスラットは、無端状チェーンにより最終的に被打ち抜き用シート載置位置に戻り、繰り返し被打ち抜き用シートの供給に使用される。このようにして、本発明のカス取り装置によれば、被打ち抜き用シートの供給、製品部とカス部との分離、製品部の搬出およびカス部の移送を連続的に行うことができるので、従来のカス取り装置に比べて作業効率が格段に向上する。なお、製品部７１を作業者により取り出す場合には、製品部７１とカス部７２とを共に例えば受け渡しコンベアに送り、作業者によって製品部を取り出した後、カス部を残材置場に移送すればよい。

　なお、カス取り装置全体の構成は、上述した形態以外にも設計変更自由であり、任意の適切な構成を採用することができる。例えば、上型ピン１１および第１テンプレート１７と下型ピン１２および第２テンプレート１８とを、上下逆に配設してもよい。すなわち、カス部７２を搬出装置５０で搬出し、製品部７１をスラットに残してもよい。

　本発明のカス取り装置は、煙草の紙箱（ケース）やお菓子・キャラメルの紙箱（ケース）のような紙器パッケージの打ち抜きに好適に利用され得る。

　１０　打ち抜き装置
　１１　上型
　１２　下型
　１３　上型ピン
　１４　下型ピン
　３０　シート供給装置
　３１　スラット
　３２　スプロケット
　３３　チェーン
　５０　搬出装置
　５１　搬出アーム
　７０　被打ち抜き用シート
　７１　製品部
　７２　カス部
１００　カス取り装置
１３３　カス部用ピン
１４３　製品部用ピン

Claims

　複数の製品部が配設された被打ち抜き用シートから製品部とカス部とを分離するカス取り装置であって、
　該被打ち抜き用シートの上方位置および下方位置に整列された多数の打ち抜きピンの降下および上昇動作によって、該製品部と該カス部とを分離する打ち抜き装置と、
　該打ち抜き装置に該被打ち抜き用シートを供給するシート供給装置と、を備え
　該シート供給装置が、無端状に連結された複数のシート載置ユニットを有する
　カス取り装置。
　前記シート供給装置がコンベアであり、前記シート載置ユニットに、前記下方位置に整列された多数の打ち抜きピンのうち前記製品部に対応する位置の打ち抜きピンが該製品部と当接するように空孔部が形成されている、請求項１に記載のカス取り装置。
　前記被打ち抜き用シートから打ち抜かれて前記下方位置の打ち抜きピンに載置された前記製品部を搬出する搬出装置をさらに備え、該搬出装置の搬出方向と前記シート供給装置の供給方向とが実質的に直交している、請求項１または２に記載のカス取り装置。