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▶ 占部 聰長の特許一覧

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024078356
(43)【公開日】2024-06-10
(54)【発明の名称】紙器打抜ブランカー下型
(51)【国際特許分類】
   B26F 1/44 20060101AFI20240603BHJP
   B26F 1/00 20060101ALI20240603BHJP
【FI】
B26F1/44 H
B26F1/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】書面
(21)【出願番号】P 2022200619
(22)【出願日】2022-11-29
(71)【出願人】
【識別番号】000199511
【氏名又は名称】占部 聰長
(72)【発明者】
【氏名】占部 聰長
【テーマコード(参考)】
3C060
【Fターム(参考)】
3C060AA01
3C060BA03
3C060BB05
3C060BB18
3C060BB20
3C060BD01
3C060BG08
(57)【要約】      (修正有)
【課題】本発明は紙器製造の板紙の打抜機に使用されるブランキング型に関する。
【解決手段】レーザー光線で切断した下型合板天板44の裏面に糊代側支持直線鉄枠42とそれにをレーザー光線で島状カス形状を切断した差込側レーザー切断鉄板431を糊代側支持直線鉄枠42に溶接するブランキング下型の製造方法。
【選択図】図12
【特許請求の範囲】
【請求項1】
紙器製造打抜機用のブランキング下型において、レーザー光線で切断した下型合板天板44の裏面に糊代側支持直線鉄枠42とそれにをレーザー光線で差込側レーザー切断鉄板431を切断したものを糊代側支持直線鉄枠42の側壁上部に溶接した下型。
【請求項2】
紙器製造打抜機用のブランキング下型において、レーザー光線で切断した下型合板天板44の裏面に4mm厚天板支持鉄板432を接合し、糊代側支持直線鉄枠42とそれにをレーザー光線で差込側レーザー切断鉄板431を切断したものを糊代側支持直線鉄枠42の側壁上部に溶接した下型。
【請求項3】
紙器製造打抜機用のブランキング下型において、「2本刃レイアウト下型合板天板31」か「1本刃レイアウト下型合板天板41」と2枚の「天板支持鉄板432」を「支柱壁420」で溶接したもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は紙器製造の板紙の打抜機に使用されるブランキングの型に関するものである。特に下型の構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、紙器の打抜機は加工が3工程に分かれているものがある。3ステーション機という。第1工程は抜型10と面板(図示されず)で印刷された板紙を打抜く工程である。第2工程はカスの部分を除去するストリッピング工程である。合板にカス14の位置にカスの形状より弱大きい形状を合板にレーザーで切削したストリップ・メス型(下型)とそのカス穴に対応して、合板にストリップ・ピンを打ち込んだオス型(上型)でカスを落下させる。第3工程がブランキング工程で、今度は「製品/ブランク12」をオス(上型)とメス(下型)と組み合わせて製品を落下させ、パレット上に堆積させる。
ブランキング工程・装置のない、第2工程の打抜機(2ステーション機という)は手で製品を周りのカスから除去しなければならない。それでは大変なので最近では3ステーション機が普及しだした。そのブランキング型では通常「2本刃」でレイアウトを設計することを打抜機メーカーが推奨している。。図1の「2本刃」レイアウトは例えば、図3図3-2、特開2016-87769号に例示されている「2本刃」レイアウトのブランキング下型である。図3は、レーザー切断機で合板を製品/ブランク12の外寸より少し大きく「オフセット処理」したものを数枚接着する。図3-2は図1のブランク製品12とは異なる製品であるが合板を積層した状態の例示である。特開2016-87769号、特開2002-103479にはその軽量化したものが紹介されている。
【0003】
これら「2本刃」「1本刃」という表現は隣接する製品/ブランク12の「切刃13」が「一部共有」したものが「1本刃」の図2である。共有しないで、製品/ブランク12が「独立」したレイアウトが「2本刃」の図1である。打抜・抜型業界では「1本刃」「2本刃」「ドブあり」「ドブなし」と表現されている。
図1の「2本刃」と図2の「1本刃」のレイアウトの場合、節約できる原紙を計算してみる。746mm×515mm=0.38419m。716mm×485mm=0.34726m
図1の「2本刃」を図2の「1本刃」にすると9%の節約になる。これは紙器業界にとっては生産ロットにもよるが省資源として魅力ある。ブランキング型を使用する場合は大量生産の品目である。ではなぜ世界的にみて、紙器業界で「1本刃ブランキング」が普及しないのか。それは、製作に困難と精度よく製作する抜型メーカーが少ないからである。その結果、高価になる。
本発明は「2本刃」レイアウトのブランキング型を「1本刃」レイアウトのブランキング型にして安価に製作する発明である。また2本刃レイアウトにおいても軽量化、コストダウンが可能な発明である。
図1は4面×4面=16面の「2本刃」のレイアウト抜型である。この図面は抜型面でなく印刷面であるが、ブランキング型との関係を理解しやすくするために印刷面で描画している。各面の間には製品・ブランク12の間に「糊代側ドブ11」と、「差込側ドブ112」という間隙(スペース)がある。打抜機メーカーは通常10mmの帯状の間隔/ドブを推奨している。この「2本刃レイアウト」のブランキングの下型は図3である。図3-2は実際の下型の写真で合板をレーザーで切削したものを積層したものである。この間隔はブランキング下型に必要な間隔である。2ステーションの場合は手でブランクを分離するのを容易にするため「1本刃」のレイアウトが推奨された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許6762446号
【特許文献2】特開2020-151804号
【特許文献3】特開2020-124769号
【特許文献4】特許6767777号
【特許文献5】特開2016-87769号
【特許文献6】特開2002-103479号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図4図2の図形の「オール1本刃」の下型のものである。図5の「1本刃レイアウト合板天板44」に「糊代側直線鉄枠42」に「差込側曲げ鉄枠43」を溶接したものである。これは伝統的な製作方法である。その写真が図4-2である。この下型で何が製作を困難にし、高価にするかといえば、「差込側曲げ鉄枠43」の製作が困難を極めるのである。
3ステーションでも「1本刃」レイアウトは可能であるが、ブランキング型が高額になるため、「2本刃レイアウト」か「糊代平行方向」は「一直線」になるので、糊代方向だけ1本刃になる場合がある。また、矩形など単純な外形が直線の場合などは4辺が「1本刃レイアウト」はある。図5の糊代側は「糊代側補強鉄板42」ように直線である。しかし、「差込側曲げ鉄枠43」は4ミリ厚の鉄板を曲げて天板44(ハッチング部)の下に溶接して補強しない「オール1本刃」のレイアウトは存在しない。強度的に耐久性がないのである。また、隣接の製品・ブランク12同士を接続しているニックを切断できないし、ブランキングした製品・ブランク12をパレットの上に堆積されるときに整然と堆積しない。
この下型ではこの補強の「糊代側」は直線なので製作は容易である。天板44に橋渡しの「糊代側補強鉄枠42」を構成できる。しかし、「差込側曲げ鉄枠43」は図5では6ヵ所曲げなければならないので製作に熟練と精度が要求される。図4-2は米国BSI社の「オール1本刃」のブランキング下型である。11面×12面=132面の自慢のHPを飾っているものである。現在でもこの差込側曲げ鉄枠43」は「職人芸」の手作業曲げ加工がされている。
「差込側曲げ鉄枠43」が1本刃・ブランキング型の製造価格を上げているのである。また、世界の抜型業者はレーザー光線で糸鋸の代わりに代替させることに成功したが、1本刃レイアウト・ブランキング金属型は「未知の遭遇」であるので、この金属製下型を製作できる抜型業者は世界的にも限られている。現在、日本では精度よく「差込側曲げ鉄枠43」を製作できる職人がいないので、米国、ドイツ、中国に注文している。急ぐ場合は仕方なく「2本刃レイアウト」にしている。合板を積層する方法なら彼らの使用しているCO2レーザーで簡単に製作できるので、ほとんどのブランキング型は「2本刃」設計の積層型下型である。上記のBSI社もその「厚刃曲げ技術」の自動化のため4mm厚の鋼鈑を曲げられる「図4-2・右」にあるような「自動曲機」を世界的打抜機メーカーBOBST社と共同開発したが、利用されていないようである。それほど厚刃曲げ加工は困難である。自動曲機を開発した私としては2ポイント(0.72mm厚)の刃なら簡単であるが、4mm厚の鋼鈑を曲げる場合、曲げた場所の外側の表面材料は引っ張られ、内側材料は肥満体のおなかの肉のように折り曲げることを邪魔するのである。正確に折り曲げようとすれば曲げる線の部分の内側材料をブローチングなどにより「V谷状」に除去しておかないと正確に曲げられない。除去せずに曲げると、他の直線部分の寸法精度に影響を与える。従来米国、ドイツ、中国の職人はそれらを考慮した「手作業」で与えられたデータに合うように「職人芸」で「結果として」合致するように曲げているのである。
日本では「2本刃レイアウト」が主流である。要は原紙代の節約かブランク下型の高価格の選択になっている。ロット、納期(外国に発注すると時間が掛かる)により選択がきまる。
本発明は廉価に、精度良い「1本刃」ブランキング下型の製造を提供することにある。
【発明を解決するための手段】
【0007】
図2図1と同じ図形の「オール1本刃」のレイアウトである。このレイアウトにはドブがない。1面の上下・左右が隣の面同士がつながっているレイアウトである。手でブランキングしていた時はドブない「1本刃」のレイアウトが経済的であることは言うまでもない。しかし、自動でのブランキングになるとブランキングの型の設計が高価になるのである。基本的にブランキングとは「押し寿司」を考えれば良い「押し寿司」の型が16個つながっていると考えれば良い。「1本刃」にすると寿司に相当する製品ブランクが上手に下部から抜けてくれないのである。オス・上型の設計は「1本刃」「2本刃」は価格的、技術的に大差はないが、「1本刃」のメス・下型の製作は困難である。通常、「2本刃」のブランキング型の上型は製品ブランクを押すだけなので、上型の形状は形状はオフセット処理で製品外形より10mm程小さくなっている。しかし下型・メス型は、オフセット処理で製品外形より大きくなっている。この2者を製品シートがブランキング部に移送・位置決めされ、オス型が下降してメス型に挿入されれば各ブランクは製品とドブを繋いでいるニックが切断され、パレットの上に落下して堆積する。「2本刃」レイアウトであれば落下しても、もともとドブで間隔があいているので隣の製品ブランクがジャミングすることはない。
【0006】
1本刃レイアウトで下型でニックでつながっている製品/ブランク12を分離してパレットに堆積する原理は、2本刃レイアウトのドブ11、112がないので、天板44の裏面に補強と分離を兼用した「糊代側鉄板補強材42」と「差込側曲げ鉄枠43」の頂部が1本刃レイアウト天板44の厚み分だけ低くなっている。それによりオス・上型(図示せず)により押し下げられた製品/ブランク12はたわみながら約10mm下の約4mm厚のある「糊代側鉄板補強材42と「差込側曲げ鉄枠43」に囲まれた空間に押し込まれ、ブランク同士をつないでいるニックを切断してパレット上に案内・堆積される。
【0007】
本発明をより詳しく、図面と実施例で説明する。その前に従来の「1本刃レイアウト下型」を説明すると図5は従来の「1本刃レイアウト天板44」である。糊代側支持鉄板42と差込側曲げ鉄枠43は「1本刃レイアウト天板44」の底部に固定された補強とブランク12を分離する金属枠である。糊代側支持鉄板42とその本発明の構成は図8の10mm厚の「1本刃レイアウト合板天板44」とそれを支える「4mm厚支持鉄板432」と図形データ(レーザー切断データ)は1部を除いてほぼ同じデータである。そのデータは1本刃レイアウトの製品ブランク12を落下可能にする略2mm幅をオフセット処理で大きくしたレイアウトである図8の合板カットの時はレーザー切断時に内部と「島状カス受け台141」は落下しないように1.4mmの「ツナギ」を付けて切断する。図9の「4mm厚支持鉄板432」の内部の製品ブランク12形状は利用しないので除去する。図形データとして略4mm幅(1本刃部分は2mm+2mmとなる)のオフセット処理したものになる。外形の矩形は図8が機械に装着するために大きくなっている。この「10mm厚合板天板44」と「4mm厚支持鉄板432」に糊代側支持直線鉄枠42、差込側レーザー切断鉄板431を溶接したものが下型の基本構成となる。「10mm厚合板天板44」の「島状カス受け台141」は「4mm厚天板支持鉄板432」と同じ位置に接着する。この「島状カス受け台141」は図8の「10mm厚合板天板44」では利用するが、図9の「4mm厚天板支持鉄板432」では利用しない。また、図9の「4mm厚天板支持鉄板432」を「4mm厚天板支持鉄板432」と同じデータで切断し、図8の「10mm厚合板天板44」を接着した後に、「島状カス受け台141」に連絡する4mm幅の細長い矩形部分を鋸で除去しても良い。そうすれば正確な位置に接着可能となる。「島状カス受け台141」の形状は「10mm厚合板天板44」の形状と同じくなくても図4の従来の「差込側曲げ鉄枠43」と同じように4mm幅の直線状にしても良い。
「差込側レーザー切断鉄板431」を「糊代側直線支持鉄枠42」の側壁に溶接する枚数は1-2枚で十分である。また、4mm厚天板支持鉄板432の厚みは4mmに限定されない。要はブランキングの強度に耐えるだけの厚みでよい。
【0008】
「糊代側直線支持鉄枠42」は図8左の4mm厚の鉄板の矩形である。それにはセンサーのレーザービームが通過するための「長孔4211」が必要。またブランク12を確実に正確に案内落下させるために70-80mmの高さが必要である。その両端には「10mm厚合板天板44」の4mm矩形位置決め穴443に差し込める「位置決め突起424」がある。これにより、両者を正確に位置決めでき、強固な構造にできる。「差込側レーザー切断鉄板431」は「1本刃レイアウト天板44」に「糊代側直線支持鉄枠42」が差し込まれ位置決めした後に「糊代側直線支持鉄板42」の側壁に差込側レーザー切断鉄板431を溶接する。「差込側レーザー切断鉄板431」の両端は「糊代側直線支持鉄枠42」の厚みの半分だけ挿入可能にするため短くなっている。隣接する製品シートには第2工程のストリップ部から第3工程のブランキング工程に移動させる時に製品がバラけないようニックがついている。島状の独立した穴はストリップ工程で除去されている。
図12から図16は本発明の実施例を部品の構成要件による組み合わせを側面図で示したものである。本発明で2本刃レイアウト下型合板天板31または1本刃レイアウト下型合板天板41は必須部材である。また、糊代側支持直線鉄枠42または支柱壁420も必須部材である。図14図15図16ではそれに追加する部材として底部に選択部材を追加している。
図12は本発明の最小の構成要件である。1本刃レイアウト天板44とその裏面に固定する糊代側支持直線鉄枠42とその側面に差込側レーザー切断鉄板431を溶接したブランキング・下型である。
図13図12を寄り強固にするため1本刃レイアウト天板44とその裏面4mm厚天板支持鉄板432を接合したものである。
図14では2本刃レイアウト下型合板天板31(図示されず)または1本刃レイアウト下型合板天板41を選択している。
図15では差込側レーザー切断鉄板431底部に採用している。
図16では4mm厚天板支持鉄板432を底部に採用している。
【0009】
本発明は「1本刃レイアウト」に限定されることはない。この発明の構成は「2本刃レイアウト」で合板を積層した重たい構成でなく、本発明の構成の「糊代側支持直線鉄枠42」と「差込側レーザー切断鉄板431」は「2本刃レイアウト」にも適用可能であることはいうまでもない。このようなケースは「糊代」「差込」に、1本刃レイアウトでは印刷が移り込むのを防ぐためである。
2本刃レイアウトが1本刃レイアウトよりスピードを落として打ち抜かなければならないのは、シートの進行方向に直角の「差込ドブ112」の後部のドブ・カスが前方の差込側ドブに引っ掛かるためである。ジャミングすると機械を停止して、ジャミングのカスをとりのぞかなければならない。
【0010】
糊代側支持直線鉄枠42は図1が「直サック箱」なので糊代が「直線」であるが直線に限定されるものではない、デザインによっては直線以外のものも考えられる。例えばマクドナルドのポテトチップスのピローケースのように「扇型」の「オール1本刃レイアウトの場合がある。その場合、4mm厚天板支持鉄板432を1枚でなく、2枚用意し1枚を図16のように底に70-80mmの間隔で「4mmの角柱または4mm厚の長方形または丸棒の「支柱壁420」を溶接することも可能である。「箱型」にするのである。上下の隙間は商品名「GRID TAPE」というテープで上下の4mm厚天板支持鉄板432で「壁」を作れば落下するブランクが隣のブロックに混入してジャミングを起こすことはない。
その他、考えられるデザインは図17図18の「ハネカム構造」などは製品として「六角形紙皿」のブランクなどは直線で1本が通ることなく、ジグザグになる。その場合は2枚の「天板支持鉄板432」の直線部を選択して、3mm厚の支柱壁420を3mm幅の位置決め穴4321に差し込み溶接すると強固な箱型の柱として「GRID TAPE」は不要になる。ここで「ドブ支持部1121」の幅は4mmで支柱壁420厚みは3mmとしているが4隅の位置決め穴4322で2枚の「天板支持鉄板432」相互の位置がしっかりしていれば支柱壁420は4mm厚で、3mm幅の位置決め穴4321は不要になる。
本発明は一般のすべてのデザインレイアウトに応用できる。たった「2本刃レイアウト下型合板天板31」か「1本刃レイアウト下型合板天板41」と「天板支持鉄板432」と「支柱壁420」の3種類の部材で簡単で最高の下型を製作できる。「支柱壁420」はブランケットがスムースにパレット上に落下を案内すると同時に下型を剛性の強い箱型の製作可能にする。
「10mm厚合板天板44」は10mmに限定されない。ブランク12の大きさ、紙厚により決まる。
合板、鉄板を切断するにはCO2レーザーが最適である。最近、金属加工ではファイバーレーザーも出現している。切断はレーザーの種類に限定されない。
【発明の効果】
【0011】
本発明は以上の構成をなしているので、
a.すべてのブランキング下型を軽量にできる。
b.すべてのブランキング下型を安価にできる。その結果、原紙代を4-9%の節約が可能になった。
c.すべてのブランキング下型は状来、職人芸であった「差込側曲げ鉄枠43」の代わりにレーザー切断で「差込側レーザー切断鉄板431」利用することで安価で、精度よく製作可能になった。
d.「1本刃」により「差込側ドブ112」がなくなり打抜きスピードを上げられる。
e.本発明は2本刃のレイアウトにも応用でき合板積層より剛性をもてる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】公知の「2本刃レイアウト抜型10」の平面図。
図2】公知の「1本刃レイアウト抜型100」の平面図。
図3】公知の「2本刃レイアウト・ブランキング下型」の天板の平面図。
図3-2】公知の「2本刃レイアウト・ブランキング下型」の天板積層した写真。
図4】公知の「2本刃レイアウト・ブランキング下型」の天板44とその底部に「1本刃」鉄枠を接合した平面図。
図4-2】公知の「1本刃レイアウト・ブランキング下型」の天板44とその底部に「1本刃」鉄枠を接合した写真。右はその鉄枠を曲げる自動曲機の写真。
図5】公知の図2の「1本刃レイアウト」の下型平面図。
図6】~
図7図2の「1本刃レイアウト」での「島状のカス141」の発生する場所とその形状の平面図。
図8図2の「1本刃レイアウト」の本発明の合板「天板44」平面図。
図9図8の「天板44」を裏打ち補強する本発明の「天板支持鉄板432」の平面図。
図10図9の「天板支持鉄板432」を支持し、ブランクを分離する。糊代側支持直線鉄枠42の本発明の平面図。その側壁に溶接する「差込側レーザー切断鉄板431」の平面図。
図11図8の「天板44」と図9の「天板支持鉄板431」と。糊代側支持直線鉄枠42「鉄枠42」を合体した本発明の平面図
図12】~
図15】本発明の図11を含めた実施例を咥側から見た側面断面図。
図16】は「4mm厚天板支持鉄板432」を2枚使用して箱構造にした側面断面図。
図17】は本発明の六角形のブランキング下型の平面図。
図18】は[図17]の側面図。
【符号の説明】
【0013】
2本刃レイアウト抜型10
1本刃レイアウト抜型100
糊代側ドブ11
糊代側下型ドブ111
差込側ドブ112
ドブ支持部1121
製品/ブランク12
刃13
島状カス14
島状カス受け台141
2本刃レイアウト下型合板天板31
1本刃レイアウト下型合板天板41
位置決め突起414
糊代側支持直線鉄枠42
支柱壁420
センサー窓4211
位置決め突起424
差込側曲げ鉄枠43
差込側レーザー切断鉄板431
4mm厚天板支持鉄板432
位置決め穴4321
位置決め穴4322
1本刃レイアウト天板44
矩形位置決め穴443
図1
図2
図3
図4
図3-2】
図4-2】
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18