CN103429402A - 片材切割用旋转刀具及其制造方法、以及使用了该片材切割用旋转刀具的旋转切割器 - Google Patents

Abstract

本发明提供在确保柄的机械强度的同时实现了刀头的旋转轨迹圆的小径化的、小型并且廉价的旋转刀具及其制造方法、以及使用了该旋转刀具的小型并且廉价的旋转切割器。一种片材切割用旋转刀具，其是以具有预定的螺旋角的螺旋状将作为刀头的带状材料组合于柄的长度方向的外周面而形成的。在该情况下，能够通过将带状材料插入形成于柄的外周面的螺旋槽内，而使得该带状材料形成为螺旋状的刀头，进而也能够应用具有恒定的螺旋角的螺旋槽、预先具有螺旋角与螺旋槽的螺旋角相同的形状的带状材料、以及预先或者在形成为螺旋状的同时，在宽度方向上具有与螺旋槽的底部轨迹的形状相对应的侧弯曲形状的带状材料。使用上述旋转刀具，能够获得以具有预定的剪切角的方式依次啮合固定刀具的直线状的刀头线的旋转切割器。

Description

片材切割用旋转刀具及其制造方法、以及使用了该片材切割用旋转刀具的旋转切割器

技术领域

本发明涉及一种在复印机、打印机等办公设备、售票机等各种机器中用于将带状、卷状的纸、薄膜、封缄、标签等各种片材切割为任意长度的片材切割用旋转刀具及其制造方法、以及使用了该片材切割用旋转刀具的旋转切割器。

背景技术

以往，以将片材切割为任意长度为目的，使用有将片材插入固定刀具与旋转的旋转刀具之间来进行切割的方式的旋转切割器。例如，专利文献1所公开的旋转切割器以在相对于具有直线状的刀头线的固定刀具以恒定的剪切角旋转的同时，沿着切割方向依次与该固定刀具相啮合的方式配置有旋转刀具。而且，该旋转刀具是通过将刀头与垂直于旋转轴的截面形状呈大致圆形状的柄作为一个整体从单一的金属材料中切削出来而形成的。

此外，例如在专利文献2所公开的旋转切割器中，在旋转刀具中，在刀高方向上较宽并且有厚度的、具有长方形截面的扁方材料或平板材料被插入相对于圆柱状的柄的外周面沿长度方向延伸地设置于该圆柱状的柄的外周面上的直槽内，且刀头线呈直线状地配置。

此外，除了上述专利文献1、2以外，在非专利文献1中公开有实际销售的旋转切割器（685.56Cutter D）。就该旋转切割器所使用的旋转刀具而言，可看成其刀头是通过在多处对被认为是既具有厚度也具有宽度的角形线材的角材进行斜楔固定而形成的。

通常，在旋转切割器中，若构成旋转刀具的柄的机械强度不足，则会导致柄因切割时所受到的切割反作用力而挠曲，进而导致刀头与该柄的挠曲量相对应地向远离配合刀具的离开方向移动。若产生该现象，则由旋转刀具与配合刀具形成的切割完成侧的剪切角相对地缩小而切割反作用力增大，在最坏的情况下，有可能导致无法切割。特别是在以降低切割扭矩、使设备小型化等为目的而使旋转刀具的刀头的旋转轨迹直径小径化的情况下，易于导致柄的机械强度不充分。

针对这样的旋转刀具中的柄的挠曲问题，在专利文献1中考虑有，通过将刀头与柄作为一个整体地切削出来而形成该旋转刀具，从而解决上述问题的方法。此外，在专利文献2中考虑有，在刀具构件中应用有厚度的、具有长方形截面的板材，并在此基础上相应地使柄大径化从而解决上述问题的方法，在非专利文献1所公开的市场上销售的旋转刀具中考虑有，在刀具构件中应用既有厚度也有宽度的、具有长方形截面的、硬质并且具有高刚性的角材，并在此基础上相应地使柄大径化从而解决上述问题的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第5001953号说明书

专利文献2：日本特开平09-323292号公报

非专利文献

非专利文献1：http：//www.hengstler.com/en/products/shop.php？catID＝1009

发明内容

发明要解决的问题

本发明人们为了谋求小型并且廉价的旋转切割器的实现所关联的旋转刀具的小型化以及制造成本的降低，且为了在确保柄的机械强度的同时使刀头的旋转轨迹圆小径化，从而对上述专利文献1、2所公开的旋转刀具、非专利文献1所公开的市场上销售的旋转刀具的结构进行了研究。

专利文献1所公开的旋转刀具为如下结构：由于柄与刀头形成为一个整体，因此相对于切割时所作用的径向方向上的弯曲载荷的机械强度较高，且通过进行使刀头的旋转轨迹直径的小径化等设计而易于进行小型化。但是，由于是从单一的金属材料中切削出具有复杂的截面形状的柄与刀头而形成的方法，因此存在有材料费较高、材料成品率较低、机械加工时间增长等导致旋转刀具的制造成本增加的缺点。

此外，专利文献2所公开的旋转刀具的结构具有刀具构件、柄构件的形状具有简易性、材料的组合具有自由度等优点。由此，该结构在材料费、材料成品率、加工时间等方面对于降低制造成本是优选的。但是，刀头呈直线状的结构为了确保有利于切割的较大的剪切角，而需要将柄大径化。另一方面，若为了获得较小型的旋转刀具而将柄小径化，则上述柄的挠曲便会成为问题。

此外，实际购入非专利文献1所公开的市场上销售的旋转刀具并尝试进行了调查。在图7中示出其外观。此外，在图8A中示出相当于切割开始侧的线段R1R1处的截面，在图8B中示出相当于切割完成侧的线段R2R2处的截面。该旋转刀具51从其结构能够确认材料费廉价、材料成品率良好等优点。但是，在刀头52使用了既有厚度也有宽度的、具有长方形截面的角线材。通常，角线材为硬质并且具有高刚性。于是，认为将角线材插入在柄51a的外周具有大致1度的螺旋角的螺旋槽51b内并形成为刀头52的作业并不容易。而且，角线材是利用在多处使柄51a的壁部隆起为楔51c的形状，并将该角线材夹持在楔51c与螺旋槽51b的一侧的侧面之间的方法，固定于柄51a并形成为刀头52的。如此一来，关于旋转刀具51，考虑需要解决如下这样的阻碍制造成本降低、小型化的几个问题：需要使柄51a大径化，需要对楔51c进行塑性加工、在扭转挠性较小的角材的同时将其插入螺旋槽51b内的困难的作业等。

本发明的目的在于提供在确保柄的机械强度的同时，实现了刀头的旋转轨迹圆的小径化的、小型并且廉价的旋转刀具及其制造方法、以及使用了该旋转刀具的小型并且廉价的旋转切割器。

用于解决问题的方案

本发明人们着眼于如下问题：在片材切割用旋转刀具中，切割所需的力（切割载荷）越小，越便于实现刀头的旋转轨迹圆的小径化，且刀头与配合刀具啮合而成的剪切角、即刀头的螺旋角越大，越能够降低切割载荷。进而发现，通过在旋转刀具中应用利用带状材料的特殊性、即挠性与加工容易性，较大地扭转带状材料而形成为螺旋状的刀头、即由带状材料构成的刀头，能够解决上述问题，进而达成本发明。

即，本发明的旋转刀具是以具有预定的螺旋角的螺旋状将由带状材料构成的刀头组合于柄的长度方向的外周面而形成的片材切割用旋转刀具。

优选的是，上述旋转刀具的上述刀头所具有的螺旋角形成为45度以下。更加优选的是，上述刀头所具有的螺旋角为3度～10度。

此外，优选的是，在上述带状材料的与长度方向正交的截面中，其厚度与宽度之间的比为0.3以下。此外，优选的是，上述刀头的旋转轨迹圆的直径与上述刀具长度的两端点的距离之间的比形成为0.07～0.1。

此外，优选的是，通过将上述带状材料插入以预定的螺旋角形成在上述柄的长度方向的外周面的螺旋槽，而使得上述刀头形成为螺旋状。另外，更加优选的是，上述螺旋槽的与上述刀头进行切割的范围相对应的螺旋角为恒定。

此外，优选的是，上述带状材料预先具有如下形状：螺旋角与上述螺旋槽的螺旋角相同的螺旋形状。此外，优选的是，上述带状材料预先在宽度方向上具有与上述螺旋槽的底部轨迹的形状相对应的侧弯曲形状、或者上述带状材料在具有上述螺旋形状的同时，在宽度方向上具有与上述螺旋槽的底部轨迹的形状相对应的侧弯曲形状。此外，上述柄也可以为圆柱状。

上述的本发明的片材切割用旋转刀具能够利用如下制造方法制造：将原材料加工为带状且具有与上述螺旋角相对应的螺旋形状的带状材料，并以具有上述螺旋角的螺旋状将该带状材料组合于柄的长度方向的外周面。

上述的本发明的片材切割用旋转刀具的制造方法也可以是：将原材料加工为带状且具有预定的侧弯曲形状的带状原材料，而后将该带状原材料加工为具有与上述螺旋角相对应的螺旋形状的带状材料，继而以具有上述螺旋角的螺旋状将该带状材料组合于柄的长度方向的外周面。

此外，在上述制造方法中，能够利用冲头和拉模从宽度方向对作为带状的板材或线材的原材料进行加压，从而将其加工为具有上述侧弯曲形状的带状原材料。此外，能够利用冲裁将作为平板的原材料加工为具有上述侧弯曲形状的带状原材料。

此外，在上述制造方法中，能够应用如下制造方法：以相对地具有与上述螺旋角相对应的预定的角度的方式配置能够供将原材料加工为带状、且加工为预定的侧弯曲形状而成的带状原材料穿过的基准模具孔和从属模具孔，使上述带状原材料穿过上述基准模具孔和上述从属模具孔，从而将其加工为上述带状材料。

此外，在上述制造方法中，能够应用如下制造方法：以相对地具有与上述螺旋角相对应的角度的方式、并且以彼此的孔的中心线之间具有与上述螺旋状相对应的预定的间距的方式配置能够供作为带状的板材或线材的原材料穿过的基准模具孔和从属模具孔，使上述原材料穿过上述基准模具孔和上述从属模具孔，从而将其加工为上述带状材料。

此外，在上述制造方法中，能够应用如下制造方法：以相对地具有与上述螺旋角相对应的角度的方式、并且以彼此的孔的中心线之间相对地具有与上述螺旋状相对应的预定的倾斜角的方式配置能够供作为带状的板材或者线材的原材料穿过的基准模具孔和从属模具孔，使上述原材料穿过上述基准模具孔和上述从属模具孔，从而将其加工为上述带状材料。

应用上述本发明的旋转刀具，能够获得片材切割用的旋转切割器。即，本发明的旋转切割器为：通过具有由带状材料构成的螺旋状的刀头的上述片材切割用旋转刀具、和具有直线状的刀头的固定刀具以具有预定的剪切角的方式依次啮合，从而对片材进行切割的旋转切割器。此外，优选的是，上述旋转刀具与上述固定刀具所形成的剪切角为恒定。

发明的效果

本发明的片材切割用旋转刀具具有将薄壁且具有挠性的带状材料形成为螺旋状而成的刀头。由于由带状材料构成的刀头能够具有比以往的螺旋角大的螺旋角，因此能够使所需的切割载荷降低该螺旋角的增加量。而且，能够使刀头的旋转轨迹圆缩小该切割载荷的降低量而使其小径化，因此能够有助于旋转刀具的小型化。此外，具有挠性的带状材料易于形成为螺旋状，且刀头与柄易于形成为一体，因此能够有助于降低旋转刀具的制造成本。

因而，本发明的片材切割用旋转刀具能够作为不损害作为旋转刀具的机械强度就比以往小型并且廉价的旋转刀具而被实用化。此外，通过应用本发明的上述制造方法，还能够提供廉价的旋转刀具。此外，通过应用本发明的旋转刀具，能够使比以往小型并且廉价的、适用于片材切割的本发明的旋转切割器实用化。进而，通过搭载本发明的旋转切割器，也能够有助于例如打印机、售票机这样的机械装置、办公设备的小型化、廉价化进而轻量化。

附图说明

图1是表示本发明的旋转刀具的一例的结构图。

图2是表示图1所示的旋转刀具的构成构件的位置关系的图。

图3是图1所示的旋转刀具的线段QQ处的剖视图。

图4是表示使用了与图1所示的缓冲环5的结构不同的缓冲环5’的旋转刀具的一例的结构图。

图5是表示从与图1不同的视点观察的缓冲环5’侧的结构图。

图6是应用了具有与图3所示的截面形状不同的截面形状的柄的结构的、与图1所示的线段QQ相同部位处的剖视图。

图7是表示非专利文献1所公开的旋转刀具的一例的结构图。

图8A是图7所示的旋转刀具的线段R1R1处的剖视图。

图8B是图7所示的旋转刀具的线段R2R2处的剖视图。

图9是表示本发明的旋转切割器的一例的结构图。

图10是图9所示的旋转切割器的线段PP处的剖视图。

图11是表示图9所示的旋转切割器的构成构件的位置关系的图。

图12是带状且具有预定的侧弯曲形状的带状原材料的一例。

图13是利用冲头与拉模对原材料（带状的薄板材）进行加压而将其加工为图12所示的带状原材料的结构的一例。

图14是将具有侧弯曲形状的带状原材料加工为具有螺旋形状的带状材料的结构的一例。

图15是在将带状的原材料加工为侧弯曲形状的同时，将其加工为具有螺旋形状的带状材料的结构的一例。

图16A是表示在与图15所示的结构不同的、在将带状的原材料加工为侧弯曲形状的同时，将其加工为具有螺旋形状的带状材料的结构的一例中，对模具孔进行调整直到中间阶段为止的状态的图。

图16B是表示从图16A所示的状态对模具孔进行调整直到最终阶段为止的状态的图。

具体实施方式

首先，详细说明本发明的片材切割用旋转刀具的技术特征。

本发明的片材切割用旋转刀具的重要特征在于具有如下刀头的结构，该刀头是应用了具有优异的挠性和加工容易性的带状材料，并在柄的外周面将该带状材料配置为具有预定的螺旋角的螺旋状而形成的。这样，将刀头形成为具有螺旋角的螺旋状的做法，能够使旋转刀具与配合刀具啮合而进行的切割所需的切割载荷降低刀头的螺旋角的增量。因此，能够降低旋转刀具所需的机械强度、能够降低驱动旋转刀具的扭矩。

在本发明中，应用挠性较大的带状材料，并将刀头形成为具有预定的螺旋角的螺旋状。带状材料是具有远大于图7所示的市场上销售的旋转刀具51所使用的角材的挠性的材料，因此易于变形为具有较大的螺旋角的螺旋状。因而，通过应用带状材料，与应用了角材的市场上销售的旋转刀具51相比，能够容易地形成具有较大的螺旋角的刀头。进而，能够使切割所需的切割载荷降低与该刀头的螺旋角的增量相对应的量。此时，作为旋转刀具，无需超出所需承受的切割载荷的量来提高机械强度，只需与以往相同即可。因而，不降低旋转刀具的机械强度就能够使刀头的旋转轨迹圆缩小与上述切割载荷的降低量相对应的量而使其小径化。

本发明的旋转刀具由带状材料构成的刀头和柄组合而形成为一体。即使与该柄一体化，挠性较大且具有加工容易性的带状材料也是有利的。例如，在以具有预定的螺旋角的方式在柄的长度方向的外周面将带状材料形成为螺旋状的情况下，能够应用将带状材料配置于柄的外周面并利用焊接、粘接等对该带状材料进行固定而形成为螺旋状的方法。此外，能够应用将带状材料插入以具有预定的螺旋角形成在柄的外周面上的螺旋槽而形成为螺旋状的方法。此时，正因为是挠性较大的带状材料才能够灵活地进行弹性变形，因此将带状材料配置于柄的外周面上、或者将带状材料插入螺旋槽中的作业变得容易。此外，若预先形成为螺旋状的带状材料，则向柄的外周面上的配置、向螺旋槽内的插入变得更加容易。

此外，就具有与本发明的旋转刀具类似的螺旋状的刀头的图7所示的市场上销售的旋转刀具51而言，形成为刀头的角材与形成于柄51a的外周的螺旋槽相组合。但是，能够以挠性较小的角材形成的螺旋角大致为1度左右，而难以使刀头具有较大的螺旋角。而且，需要通过预先与形成为刀头的角材的厚度相比充分地扩张用于插入刀头的形成于柄的外周面上的螺旋槽的宽度，以使插入作业变得容易。与此相对地，带状材料即使因用作刀具而为硬质并且具有高刚性，其挠性也较大。由此，带状材料所具有的较大的挠性使形成具有预定的螺旋角的螺旋状的刀头的作业变得容易。此外，在利用螺旋槽的情况下，带状材料所具有的较大的挠性也使向螺旋槽插入带状材料的插入作业变得容易，因此无需使螺旋槽形成为具有本不需要的间隙的宽度。

以上，根据将带状材料呈螺旋状地配置于柄的外周面而形成为刀头的本发明的结构，能够容易地将刀头形成为具有螺旋角的螺旋状。此外，如在专利文献2所公开的旋转刀具中所公认的刀具构件、柄构件那样，也能够获得具有设计成简易的形状的自由度、材料组合的自由度等优点。因而，根据本发明，能够获得能进一步简化刀头、柄的形状、或者能进一步简化形成刀头、柄的各构件的机械加工等、或者能进一步缩短制造工序、加工时间等效果，能够实现降低制造成本。

此外，在本发明中，能够单独形成柄和作为刀头的带状材料。由此，能够分别使用优选的原材料。例如，对于刀头，应用刀具用的硬质且高价的材料，对于柄，应用比刀具用的材料廉价且韧性优异的金属材料，从而能够进一步实现降低材料成本。因而，能够解决在专利文献1所公开的旋转刀具、图7所示的市场上销售的旋转刀具51中公认的制造成本、材料成本的问题，能够实现更廉价的旋转刀具。

在本发明中，作为应用于旋转刀具的刀头的带状材料，能够在考虑作为切割的对象的片材的种类、尺寸和后述的刀高的基础上适当地进行选择。若带状材料在与长度方向正交的截面中形成为厚度0.2mm～1.5mm，宽度3mm～10mm，则源自形状的挠性较大且易于变形为螺旋状，是优选的。另外，厚度小于0.2mm的带状材料在与配合刀具相啮合的刀头处所产生的变形增大。此外，厚度超过1.5mm的带状材料变形为螺旋状时的负载增大。此外，对于宽度小于3mm的带状材料而言，刀头的刀高降低。此外，对于宽度超过10mm的带状材料而言，刀头的刀高升高。

此外，带状材料为了易于变形为较大的螺旋状而优选对与长度方向正交的截面中的厚度与宽度之间的比率（厚度／宽度）进行选择。例如，优选上述比率为0.02～0.3。若上述比率小于0.02，则刀头的机械强度下降，若上述比率超过0.3，则挠性下降。此外，除了上述挠性以外，带状材料优选由具有适用于片材切割的硬度的工具钢、弹簧钢、淬火钢等钢种所形成的带状材料。

此外，上述刀高指的是从柄的外周面突出的刀头的突出量（高度）。仅突出了该刀高的量的刀头的顶端部形成为与配合刀具相啮合而对片材进行切割的直接的刀具。因而，在柄的半径上加上了刀头的刀高的长度与通过使旋转刀具旋转而刀头所描绘的旋转轨迹圆的半径相对应，刀头的顶端形成旋转刀具的旋转轨迹圆的外周。在旋转刀具中，上述刀高优选形成为1.5mm～5.0mm。只要刀高为1.5mm以上，则不拘泥于柄的截面形状就能够容易地确保走纸用的空间。此外，即使是由挠性较大的带状材料构成的刀头，只要刀高为5.0mm以下，则在与配合刀具相啮合时也难以在刀头处发生异常的变形。

在将具有上述结构的本发明的旋转刀具应用于旋转切割器的情况下，驱动旋转刀具的扭矩传递至该旋转刀具与作为配合刀具的固定刀具相啮合的点为止，使该扭矩作为切割片材的切割力发挥作用。该切割力通常被设定为比切割片材所需的载荷（切割载荷）大。而且，该切割力受到旋转刀具的扭矩和刀头的旋转轨迹圆的半径的大小的影响。例如，在切割力恒定即可的情况下，旋转刀具的旋转轨迹圆的半径越小，旋转刀具的扭矩就越小。因而，能够利用旋转刀具的刀头的旋转轨迹圆的小径化来降低扭矩，因此能够使驱动源减小该扭矩的降低量而使其小型化，能够使旋转切割器进一步小型化。

本发明人们从旋转刀具的小型性的观点出发进一步研究了上述旋转刀具的刀头所描绘的旋转轨迹圆。其结果可知，优选作为切割对象的片材宽度（B）与旋转刀具的旋转轨迹圆的直径范围（D1～D2）之间的关系为例如B为2英寸、D1～D2为7mm～10mm；B为3英寸、D1～D2为7mm～10mm；B为4英寸、D1～D2为7mm～10mm；B为6英寸、D1～D2为10mm～15mm；B为8英寸、D1～D2为14mm～20mm；B为10英寸、D1～D2为17mm～25mm；B为12英寸、D1～D2为21mm～30mm。但是，在不同的情况下，如在旋转刀具的旋转轨迹圆的直径小于下限值的情况下，机械强度下降，如在超过上限值的情况下，旋转刀具的小型性下降。另外，上述英寸是片材宽度的名称，不是实际尺寸值。

在实际的片材切割中，例如，在以恒定的扭矩驱动旋转刀具的情况下，通过在啮合点较大地形成旋转刀具的刀头与配合刀具（固定刀具）的刀头所呈的剪切角，能够获得较大的切割力。例如，在配合刀具的刀头所形成的刀头线为直线状的情况下，通过以相对于旋转刀具的旋转轴具有微小的倾斜的方式配置配合刀具的刀头线，且在啮合点使彼此的刀头交叉，能够形成上述剪切角。该剪切角由配合刀具的微小的倾斜与旋转刀具的刀头的螺旋状的螺旋角的大小所决定。实质上，由于上述倾斜远小于刀头的螺旋角，因此上述剪切角也可以说是由旋转刀具的刀头的螺旋角所决定的。此外，就上述剪切角而言，刀头的螺旋角如上所述地影响切割载荷。由此，若从降低切割载荷的观点出发，则优选实质上与刀头的螺旋角可以说相等的上述剪切角为较大。

此外，在切割片材时，通过剪切角的作用，旋转的旋转刀具的刀头不仅在切割方向上产生按压片材的按压力，还在宽度方向上产生按压力。此时，若剪切角为45度以下，则切割方向上的按压力超出宽度方向上的按压力，因此难以产生在啮合点片材受到宽度方向上的按压而脱离这样的不良情况。因而，在本发明的旋转刀具中，如上所述，优选在实质上也称作剪切角的旋转刀具的刀头所具有的螺旋角形成为45度以下。

另外，在本发明中，即使是具有挠性的带状材料，也可以考虑以下的效果。例如，刀头的螺旋状的螺旋角越小，越能够增加加工为螺旋形状的容易性，螺旋角越小，越能够降低带状材料的使用量等。进而，对于通过降低切割载荷而使驱动源小型化的尝试，优选在也考虑到实际的产品中所存在的制约的基础上进行。从这样的观点出发，优选刀头的螺旋状的螺旋角形成为3度～10度。此外，也优选与该螺旋角之间具有上述关系的剪切角同样为3度～10度。若旋转刀具的刀头为小于3度的螺旋角，则旋转切割器的剪切角在实质上也小于3度，因此用于获得所需的切割力的驱动源变大。此外，若刀头为超过10度的螺旋角，则剪切角在实质上也超过10度，因此在刀头彼此之间的啮合点处所产生的负载增大。

在旋转刀具中，对于用于评价小型性的一个指标，具有利用式子：“刀头的旋转轨迹圆的直径”／“刀具长度两端点的距离”算出的比（高宽（日文：アスペクト）比）。另外，刀具长度两端点的距离指的是实际上进行切割的刀头的有效长度，在该刀头的有效长度相等的情况下，该高宽比越小，越可称作小型的旋转刀具。在片材用旋转刀具中，优选高宽比形成为0.07～0.1，若为0.07以上，则能够确保作为旋转刀具的机械强度而使柄不会产生无法切割的程度的挠曲，若为0.1以下，则也不会因刀头的旋转轨迹圆具有过大的直径而阻碍旋转刀具的小型性。

此外，在谋求上述小型性而减小高宽比的情况下，从旋转刀具的机械强度的观点出发，优选柄为圆柱状。由于圆柱状的柄在径向方向上的截面外形为圆形状，因此与半圆形状、扇形状、或者与它们近似的截面外形相比，截面系数较大。因此，圆柱状的柄使相对于切割时所作用的径向方向上的弯曲载荷的机械强度提高截面系数所增大的量。但是，如上所述，也无需超出所需地提高柄的机械强度。因而，能够以截面外形形成为圆形状所提高的机械强度的增加量，来补偿由刀头的旋转轨迹圆的小径化所导致的机械强度的下降量，能够进一步使旋转刀具的刀头的旋转轨迹圆小径化。

如上所述，根据本发明，与配合刀具及其配置无关，通过在旋转刀具的刀头中应用具有挠性的带状材料，使决定刀头的螺旋形状的螺旋角在设计上的自由度提高。此外，使决定柄的外周上的刀头的配置的旋转角在设计上的自由度提高。因此，能够获得易于研究刀头的旋转轨迹圆的小径化的旋转刀具的结构。此外，若旋转角为80度以上，则利用与刀具长度之间的关系易于确保优选的剪切角。此外，若旋转角为130度以下，则易于确保用于在旋转刀具与固定刀具之间插入片材的空间。另外，此处所说的旋转角是绕旋转刀具的旋转轴心的角度，其与以下角度相对应：当将刀头的刀具长度上的两端点与上述旋转轴心投影于与旋转刀具的旋转轴心平行的平面上时，连结该投影而成的两端点与旋转轴心而形成的角度。

接着，列举具体例并使用合适的附图详细地说明上述的本发明的片材切割用旋转刀具。另外，本发明的片材切割用旋转刀具并不限定于以下所说明的具体例。在图1、图3、图4、图5、图6、图7、图8A、图8B、图9、图10中，圆弧形状的箭头表示旋转方向。在图9、图10中，直线形状的箭头表示走纸方向。

图1所示的旋转刀具A是以宽度为6英寸以下的片材为切割对象的、是从属于本发明的片材切割用旋转刀具的一例。该旋转刀具A在柄构件2的外周面呈螺旋状地配置有刀具构件3，在刀具构件3的两端侧具有引导环构件4与缓冲环构件5。在图2中示出构成该旋转刀具A的各构件的位置关系，在图3中示出线段QQ处在径向方向上的截面。

就旋转刀具A的柄构件2而言，通过对长条圆棒状的金属材料进行机械加工，而形成沿长度方向延伸的柄2a与轴部2c、2d。另外，轴部2c、2d是用于在旋转刀具A中发挥旋转轴功能的构件。此外，柄2a在径向方向上的截面外形形成为直径10mm的圆形状。此外，在轴部2c、2d的柄2a侧形成有安装部2e、2g，该安装部2e具有用于停止引导环构件4的转动的D形切削状的卡定面2f，该安装部2g具有用于停止缓冲环构件5转动的D形切削状的卡定面2h。而且，如图2所示，在柄2a的外周面上，以沿柄2a的长度方向延伸的方式形成具有预定的螺旋角的螺旋槽2b。

图3所示的柄构件2的截面形状形成为圆形状。但是，本发明的旋转刀具的结构并不限定于此。例如，为了广泛地确保供片材插入的空间，如图6所示，也可以是具有切除一部分而使外观形成为D字状的截面形状（D形切削状截面2a’）的柄构件2’，螺旋槽2B’也能够形成为与该截面形状相匹配。

在旋转刀具A的刀具构件3中，应用后述的制造方法，使用将淬火带钢材用作原材料并进行了加工的厚度0.7mm、宽度4.6mm的带状材料。由于淬火带钢材因淬火处理等具有适用于刀具的硬质性，因此在刀头的原材料中是优选的。此外，上述厚度与上述宽度之间的比率为0.15。另外，在上述柄构件2中使用金属材料的情况下，考虑到功能性、材料成本，优选与硬质性相比，优先考虑抵抗切割时的弯曲载荷的韧性。

上述刀具构件3与柄构件2之间的组合形成是以如下方法来进行的：将刀头线3a的进行切割的有效长度、即所谓的刀具长度设为162mm，并将该刀具构件3插入形成于柄2a的外周的螺旋槽2b内。形成于柄2a的螺旋槽2b的宽度形成为与刀具构件3的插入部3b的厚度相等。由此，能够利用嵌合，一体地将刀具构件3与柄构件2彼此固定。此外，还能够通过实施激光焊接，使该刀具构件3与柄构件2牢固地一体化。另外，即使螺旋槽的槽宽度与插入的带状材料的厚度相等或大于插入的带状材料的厚度，也能够利用粘接剂、焊接等手段将该刀具构件3与柄构件2彼此固定。

刀具构件3的螺旋形状形成为旋转角呈120度。此外，以螺旋的内径等于与螺旋槽2b的底部轨迹相内接的内接圆的直径的方式设定目标值，并以具有与螺旋槽2b相同的螺旋角的方式形成刀具构件3的螺旋形状。这样，若预先使刀具构件塑性变形，则能够容易地进行向螺旋槽内插入的插入作业。只要预先塑性变形为具有能够利用带状材料自身的弹性变形插入螺旋槽2b内的程度的螺旋角的形状即可。此外，使旋转刀具A的刀具构件3在全长范围内以同一个螺旋角变形为螺旋状。此外，例如，也能够以从中途朝向切割完成侧依次增大螺旋角的方式进行变形。

之后，以与引导环构件4和缓冲环构件5的各自的侧面相对接的状态固定刀具构件3在长度方向上的两端侧。由于在旋转刀具上设置引导环构件、缓冲环构件而使得以下的一连串动作变得顺畅，因此是有效的，上述一连串动作为：在切割开始侧于旋转刀具的刀头线上顺畅地引导配合刀具与旋转的旋转刀具之间的接点，在切割结束侧使配合刀具与旋转的旋转刀具之间的接点从旋转刀具的刀头线顺畅地离开，而后使上述接点再次向切割开始侧移动。

在图1、图2所示的旋转刀具A的情况下，引导环构件4位于切割开始侧。而且，该引导环构件4具有：环状部4a，其具有直径与旋转刀具A的刀头的旋转轨迹圆的直径相等的外周面；以及贯通孔4b，其具有与柄构件2的包含卡定面2f在内的安装部2e相对应的孔形状。另一方面，缓冲环构件5位于切割结束侧。而且，该缓冲环构件5具有：引导部5a，其以直径与旋转刀具A的刀头的旋转轨迹圆的直径相同的部位作为外周面上的最大直径，并形成为该外周面的半径呈漩涡状依次减小；以及贯通孔5b，其具有与柄构件2的包含卡定面2h在内的安装部2g相对应的孔形状。

这些引导环构件4是利用如下方法形成的：重叠4片～5片具有与刀具构件3相同的特性的金属平板材料的冲裁片，并通过在环状部4a的外周面的接合部4c的部位焊接而将该冲裁片形成为一体，这些缓冲环构件5是利用如下方法形成的：重叠4片～5片具有与刀具构件3相同的特性的金属平板材料的冲裁片，并通过在引导部5a的外周面的接合部5c的部位焊接而将该冲裁片形成为一体。采用这样的简易的方法，例如，与从单一的金属材料中切削出一个整体相比，在制造成本、材料成本方面是有利的。

在此，叙述形成刀头的带状材料与缓冲环之间的接合方法。

在图1、图2所示的旋转刀具A的情况下是以带状材料的端部与缓冲环构件5的侧面相抵接的状态进行接合的。在图4、图E5中示出所考虑的除此以外的优选的方法。在图5中从不同于图4的视点观察缓冲环构件5’侧。缓冲环构件5’与图1、图2所示的缓冲环构件5之间的不同点在于形成于引导部5’a的间隙5’d。在直径与作为外周面的最大直径的刀头的旋转轨迹圆的直径相同的部位、和该外周面的半径呈漩涡状地依次减小直至达到最小直径的部位之间形成缓冲环构件5’的间隙5’d。

在固定作为刀具构件的带状材料的一端的情况下，根据图4、图5所示的结构，能够利用仅向间隙5’d插入刀具构件3’这样简易的做法来保持刀具构件3’的一端。在该情况下，虽然刀具构件3’的长度比图1、图2所示的刀具构件3延长了间隙5’d的深度的量、即缓冲环5’的厚度的量，但是能够无视对材料成本的影响。

此外，供刀具构件3’插入的间隙5’d的宽度至少与刀具构件3’的厚度相等或大于刀具构件3’的厚度即可，也可以加宽该宽度。例如，在间隙5’d的宽度与刀具构件3’的厚度相等的情况下，能够利用嵌合进行固定，在比刀具构件3’的厚度宽的情况下，通过预先以使与切割时的旋转方向的后方相接触的刀具构件3’的侧面抵接于间隙5’d的壁面的方式，并考虑了螺旋的朝向之后插入刀具构件3’，能够以间隙5’d的壁面支承切割时受到反作用力的刀具构件3’。

如上所述，在旋转刀具A中，在将刀具构件3呈螺旋状地形成于柄构件2之后，在旋转柄构件2的同时对刀具构件3进行外周研磨。而且，以刀头的旋转轨迹直径为15mm的方式使刀头的突出端锐利化，完成进行切割的刀具。由此，形成为刀具长度为162mm、刀头的旋转轨迹直径为15mm、基于上述式子的高宽比为0.09的旋转刀具A。

接着，详细地说明本发明的旋转切割器的技术特征。

本发明的旋转切割器是使用具有上述结构的本发明的片材切割用旋转刀具而构成的。即，旋转切割器通过具有螺旋状的刀头线的上述片材切割用旋转刀具和具有直线状的刀头线的固定刀具之间以具有预定的剪切角的方式依次啮合来进行片材的切割。如上所述，本发明的旋转刀具完成了刀头的旋转轨迹圆的小径化、驱动源的小型化，即使是长条的旋转刀具，也能够廉价地形成。由此，本发明的旋转切割器也能够达到以往无法达到的小型并且廉价的程度。

上述的本发明的旋转切割器优选旋转刀具与固定刀具所形成的剪切角为恒定。通过恒定地保持剪切角，能够从切割开始至切割结束依次稳定地持续形成作为旋转刀具与固定刀具之间的啮合点的切割点。由此，能够使切割而成的片材具有无毛边、无微细的褶皱的品质良好的切割端。此外，优选旋转切割器构成为旋转刀具向使自身的刀头的螺旋增长的方向旋转。根据该结构，能够提高针对旋转刀具与配合刀具相啮合而切割片材时所产生的反作用力的耐受效果。

此外，在上述旋转切割器中，优选用于驱动旋转刀具的驱动源连结于柄的切割结束侧的一端。就从柄的输入侧至啮合点之间的螺旋变形量而言，啮合点越远离驱动力的输入侧，该螺旋变形量越大。处于螺旋状态下的柄随着上述螺旋变形量的增大，而螺旋变形量的变化增大，状态变得不稳定。若柄的螺旋变形量发生变化，则在切割中，啮合点的移动速度发生变化。若该啮合点的移动速度的变化过大，则有可能导致如下情况：固定刀具的刀头越上片材并从旋转刀具的刀头离开，片材折入刀头彼此之间，导致无法进行切割。在该情况下，通过如上所述地配置驱动源，能够在进行切割的同时缩小柄的螺旋变形量，因此能够抑制由柄的螺旋变形量的变化对啮合点的移动速度所造成的影响。

接着，关于上述的本发明的旋转切割器，列举使用了上述旋转刀具A的一例，并使用附图详细地进行说明。另外，本发明的旋转切割器并不限定于以下所说明的具体例。

在图9中示出外观，在图10中示出线段PP处在径向方向上的截面，旋转切割器B是使用以宽度为6英寸以下的片材为切割对象的旋转刀具A构成的、是从属于本发明的旋转切割器。旋转切割器B能够通过具有螺旋状的刀头线3a的旋转刀具A和具有直线状的刀头线1a的固定刀具1之间以具有预定的剪切角的方式依次啮合来对片材（未图示）进行切割，该旋转切割器B由图11所示的各种构件构成。具体地说，除了旋转刀具A与固定刀具1以外，还具有用于安装固定刀具1的固定刀具支架6、用于支承旋转刀具A的轴部2c、2d、固定刀具支架6的侧板7、8以及连结于侧板7、8的下框9、上框10等。此外，对于形成作为旋转切割器B的装置整体的框架组的、侧板7、8、下框9以及上框10，使用螺钉15～18，在分别设置的贯通孔7a、7b、8a、8b与螺丝孔9a、9b、10a、10b的部位对上述框架组进行紧固连结。由此，能够防止切割时的侧板7、8的倾倒等。

对于旋转刀具A，通过将两端侧的轴部2c、2d插入轴承13的贯通孔13a并将轴承13的外圈插入侧板7、8的贯通孔7c、8c，能够使该旋转刀具A轴支承为能够旋转。而且，用于使旋转刀具A旋转的驱动源等驱动部件（未图示）设于作为切割的切割结束侧的轴部2d侧。

在作为旋转刀具A的配合刀具的固定刀具1中，使用具有能够与固定刀具支架6的安装面6a相密合的平面1b的平板状，且该固定刀具1在长度方向上的边缘形成为直线状的刀头线1a。此外，固定刀具1通过在设于平面1b的贯通孔1c、1d中插入设于安装面6a的凸部6b、6c，并在凸部6b的部位进行定位，在凸部6c的部位进行机械性的铆接，而被安装于固定刀具支架6。

此外，固定刀具1配置为相对于旋转刀具A的旋转轴心具有称为咬入角的0.18度的角度，以使自身的刀头线1a在一点与旋转刀具A的刀头线3a相接触而啮合。对于该固定刀具1的配置是以如下方法进行的：以使旋转刀具A的旋转轴心与片材的走纸方向平行的方式进行配置，并使安装了固定刀具1的固定刀具支架6移动与上述咬入角相对应的量。具体地说是通过如下方法来进行配置的：当将利用贯通孔6d、6e进行轴支承的销11、12插入侧板7、8的贯通孔7d、8d内时，使该销的位置偏移与上述咬入角相对应的量。另外，若咬入角为0.08度以上，则易于使刀头彼此在一点处的接触稳定化。此外，若咬入角为2.0度以下，则易于获得接触点的移动的顺畅性。

在固定刀具支架6中，具有预定的弹性力的弹簧14的线圈部与轴支承固定刀具支架6的一侧的销12的轴部12a相连通。而且，线圈弹簧14的一侧的脚14a卡在侧板8的缺口部8e，另一侧的脚14b钩在固定刀具支架6上。根据该结构，能够将线圈弹簧14的弹性力从脚14b向固定刀具支架6、即固定刀具1传递，从而使固定刀具1以适当的压接力对旋转刀具A进行施力。

此外，在固定刀具支架6的长度方向上的中央附近设有抵接部6f。设置抵接部6f是为了应对如下情况：因在切割片材时异常的负载作用于固定刀具1，从而固定刀具支架6因抵抗线圈弹簧14的弹性力而后退。在该情况下，固定刀具支架6的抵接部6f与上框10的承受面10c相抵接，从而能够以上框10承受住上述异常的负载。由此，不会在固定刀具1上产生异常的挠曲变形。

具有上述结构的旋转切割器B在将固定刀具1的直线状的刀头线1a与旋转刀具A的螺旋状的刀头线3a之间保持为5.6度的剪切角的同时，使固定刀具1的直线状的刀头线1a与旋转刀具A的螺旋状的刀头线3a从开始切割至完成切割为止以一点相接触。利用该接触而形成彼此的刀头以适当的压接力相啮合的切割点。而且，通过使该切割点在进行切割的同时依次移动，从而插入到旋转刀具A与固定刀具1之间的走纸用的空间30内的片材（未图示）在与插入方向正交的方向上以任意的长度被切割。

此外，上述旋转切割器B能够与片材的输送速度相对应地对旋转刀具A的旋转进行控制。由此，能够形成如下旋转切割器：能够在对在旋转刀具A与固定刀具1之间的空间30内沿走纸方向移动的片材进行输送的同时对其进行切割。这样的旋转切割器B也能够对在空间30内处于静止状态的片材进行切割。

接着，使用合适的附图详细地说明利用上述旋转切割器B对处于静止状态的片材进行切割的一连串的动作。

在处于图10所示的待机状态的旋转切割器B中，作为切割对象的片材虽未图示，但是在空间30内的预定位置处于静止状态。此时，旋转刀具A处于静止状态。此外，固定刀具1的刀头线1a与作为位于旋转刀具A的切割开始侧的引导环构件4的外周面的环状部4a相接触。

当旋转刀具A向箭头所示的方向旋转时，固定刀具1的刀头线1a在引导环构件4的环状部4a的外周面上滑动，并向与旋转刀具A的刀头线3a相连的部位靠近。接着，固定刀具1的刀头线1a从引导环构件4的环状部4a离开并向旋转刀具A的刀头线3a移动。然后，形成使彼此的刀头线1a、3a以一点相接触的啮合点。并且，当旋转刀具A旋转时，啮合点沿着彼此的刀头线1a、3a移动至片材的一端。接着，当啮合点到达片材的一端时，该啮合点成为切割点并对片材进行切割。当该啮合点沿片材的宽度方向移动直到到达片材的另一端时，片材在宽度方向上被彻底切割。

如上所述，在片材被切割之后，当进一步继续使旋转刀具A旋转时，固定刀具1的刀头线1a从旋转刀具A的刀头线3a离开。与该离开大致同时地、固定刀具1的刀头线1a与作为缓冲环构件5的外周面的引导部5a相接触。通过该动作，彼此的刀头线1a、3a形成为非接触状态，啮合被取消。当啮合被取消时，固定刀具1的刀头线1a形成为与缓冲环构件5的引导部5a的最大直径的位置相接触的状态。虽然该位置在旋转刀具A的半径方向上相当于直径与引导环构件4的环状部4a的直径相同的位置，但是固定刀具1的刀头线1a形成为从引导环构件4的环状部4a离开的状态。该状态是由固定刀具1所具有的相对于旋转刀具A的旋转轴心的咬入角所决定的。

处于与上述缓冲环构件5相接触并且未与引导环构件4相接触的状态下的固定刀具1的刀头线1a随着旋转刀具A的旋转，在于切割结束侧在缓冲环构件5的引导部5a上滑动的同时，也在切割开始侧向引导环构件4的环状部4a靠近。该动作由沿着旋转方向呈漩涡状地形成为小径的缓冲环构件5的引导部5a所决定。之后，固定刀具1的刀头线1a平滑地与引导环构件4的环状部4a相接触，并同时从缓冲环构件5的引导部5a离开。这样，根据缓冲环构件5的特殊的效果，被线圈弹簧14施力了的固定刀具1的刀头线1a不发生机械性的碰撞就能够从缓冲环构件5的引导部4a向引导环构件4的环状部4a顺畅地移动。

之后，当旋转刀具A返回到最初的位置时，固定刀具1的刀头线1a也返回到最初的位置，旋转切割器B返回到最初的待机状态。

根据上述一连串的切割动作，旋转切割器B能够在宽度方向上对插入到旋转刀具A与固定刀具1之间的空间30内并处于静止状态的片材进行切割。这样获得的切割后的片材是切割端不存在毛边、褶皱等的良好的片材。另外，由上述旋转切割器B所进行的一连串的片材切割动作即使在使用了由具有图6所示的D形切削状截面2a’的柄构件2’所形成的旋转刀具的旋转切割器中也相同。

接着，关于上述的本发明的片材切割用旋转刀具的制造方法，说明本发明人们所考虑的优选的方法。

在制造本发明的旋转刀具的情况下，如上所述，优选在柄的长度方向的外周面上形成螺旋槽。在该情况下，例如，通过仅使用加工为笔直并且具有预定的长度的、挠性优异的带状材料，并将该带状材料插入螺旋槽这样简易的方法就能够形成为螺旋状的刀头。

形成于柄的外周面上的螺旋槽形成为具有预定的螺旋角。而且，在外观上，螺旋槽沿着柄的长度方向延伸。通过将作为刀头的带状材料插入这样的螺旋槽内，从而插入的带状材料形成为其螺旋角与螺旋槽的螺旋角相同的螺旋状。因而，仅通过将螺旋槽的螺旋角形成为所期望的角度，就能够容易地将刀头形成为具有所希望的螺旋角的螺旋状。由此，这样的制造方法对于降低旋转刀具的制造成本是有效的。

此外，在上述制造方法的情况下，优选螺旋槽的与刀头进行切割的范围相对应的螺旋角为恒定。对于螺旋角恒定的螺旋槽而言，使用了端铣刀等加工机械的槽加工较为容易且换产调整等无用时间较少。由此，对于进一步降低制造成本是有效的。此外，由于切割载荷从开始切割到完成切割为止始终恒定，因此能够使切割动作、切割品质更加稳定化。

此外，优选设于柄的外周面上的螺旋槽形成为其宽度与刀头所应用的带状材料的厚度相同。由此，带状材料在实质上以与螺旋槽嵌合状态被约束于螺旋槽。此外，柄在径向方向上的截面的缺损量相对于图7所示的市场上销售的旋转刀具51降低。因此，柄的截面系数增大了该降低的量，且相对于切割时所作用的径向方向上的弯曲载荷的机械强度提高。但是，柄的机械强度与以往相同即可，无需超出需要地提高该机械强度。由此，使用该机械强度的富余量来补偿因刀头的旋转轨迹圆的小径化而下降的柄的机械强度，能够进一步使旋转刀具的刀头的旋转轨迹圆小径化。

此外，在将带状材料插入螺旋槽内的过程中，利用上述嵌合的方法对于降低制造成本的目的是有效的。此外，在期望进一步牢固地进行固定的情况下，优选使用粘接剂、钎焊材料等固定螺旋槽的内侧、边缘的方法。此外，使用激光等进行焊接的方法对制造成本的影响较小，因此是优选的。

此外，在本发明的旋转刀具的制造方法中，优选使用预先加工为螺旋状的带状材料。即，以具有预定的螺旋角的螺旋状将由带状材料构成的刀头组合而形成的本发明的旋转刀具能够利用如下制造方法获得：将原材料加工为带状且具有与上述螺旋角相对应的螺旋形状的带状材料，并以具有上述螺旋角的螺旋状将该带状材料组合于柄的长度方向的外周面。

对于预先具有螺旋形状的带状材料而言，不使其较大地变形就易于将刀头形成为所期望的螺旋状。此外，在使用上述螺旋槽的情况下，只要是具有下述螺旋形状的带状材料，就能够更加容易地进行带状材料的插入，该螺旋形状具有螺旋角与螺旋槽的螺旋角相同的螺旋形状。例如，只要使用能够机械性地实施扭转塑性变形的夹具、加工机械将带状材料预先加工为上述螺旋形状，就能够防止作为利用螺旋槽而形成为螺旋状的带状材料的刀头的边缘因带状材料所具有的弹性所导致的翘曲而引发刀头线的螺旋角发生变化的情况。

此外，能够预先或者在加工为上述螺旋形状的同时以具有与上述螺旋槽的底部轨迹的形状相对应的侧弯曲形状的方式对作为刀头的带状材料进行加工。即，以具有预定的螺旋角的螺旋状将由带状材料构成的刀头组合而形成的本发明的旋转刀具能够利用如下制造方法来获得：将原材料加工为带状且具有预定的侧弯曲形状的带状原材料，而后将该带状原材料加工为具有与上述螺旋角相对应的螺旋形状的带状材料，继而以具有上述螺旋角的螺旋状将该带状材料组合于柄的长度方向的外周面。当使用这样获得的带状材料时，以具有上述螺旋角的螺旋状将该带状材料组合于柄的长度方向的外周面的作业变得更加容易。

另外，带状指的是厚度比宽度薄的、具有板状的截面的带那样的长条形状。此外，侧弯曲形状指的是在带状材料的宽度方向上而不是厚度方向上弯曲的形状。由于在具有侧弯曲形状的带状材料插入螺旋槽的底部形状时易于提高密合性，因此能够使带状材料相对于柄的固定更加可靠。此外，预定的侧弯曲形状指的是能够通过组合1个曲率或者多个曲率而形成的弧状、弓状等曲线形状，是与将刀头配置于柄时的螺旋状轨迹的形状相对应的形状、或与形成于柄的螺旋槽的底部轨迹的形状相对应的形状。具有这样的侧弯曲形状的带状材料配置于柄的外周面上而形成的边缘形成为上述曲线形状。

接着，在制造上述的本发明的片材切割用旋转刀具的刀头所使用的带状材料的情况下，使用合适的附图说明本发明人们所考虑的优选的制造方法。另外，本发明的上述带状材料的制造方法并不限定于以下所说明的具体例。

首先，先说明具有上述侧弯曲形状的带状原材料。图12所示的带状原材料100是将原材料加工为带状且加工为预定的侧弯曲形状的材料。另外，图中左侧所示的直线形状的箭头表示带状原材料100的宽度方向，图中右侧所示的直线形状的箭头表示带状原材料100的长度方向。该带状原材料100通过呈螺旋状地配置于柄的外周面上而能够形成为螺旋状的刀头。此外，预定的侧弯曲形状指的是能够通过组合1个曲率或者多个曲率而形成的弧状、弓状等曲线形状，是与将刀头配置于柄时的螺旋状轨迹的形状相对应的形状、或与形成于柄的螺旋槽的底部轨迹的形状相对应的形状。在带状原材料100的情况下，配置于柄的外周面上而形成的边缘100a形成为上述曲线形状。

上述带状原材料100的制造方法有几种。例如，能够应用如下方法：利用冲头和拉模从宽度方向对作为带状的板材或者线材的原材料进行加压（以下，称作“边缘弯曲（日文：コバ曲げ）加工”），从而将其加工为预定的侧弯曲形状。此外，能够应用如下方法：利用冲压等对作为平板的原材料进行冲裁（以下，称作“冲裁加工”），从而将其加工为预定的侧弯曲形状。此时，只要原材料是与旋转刀具的刀头的长度相对应的单片，就能够获得具有刀头所优选的长度的单个的带状原材料。此外，只要原材料是比旋转刀具的刀头的长度长的长条，就能够获得长条的带状原材料，进而也能够切割为所期望的长度。

例如，图13是上述边缘弯曲加工的一例，表示已完成将原材料加工为带状原材料101的阶段，该原材料是通过将带状的薄板材加工为单片而形成的。就该方法而言，能够在向箭头所示的方向移动的冲头110与拉模111之间对原材料进行加压而使其塑性变形为所期望的侧弯曲形状，继而加工为带状原材料。在该情况下，如图13所示，作为原材料的带状的薄板材从其宽度方向被加压。此外，在冲头110和拉模111中，优选对原材料进行加压的冲头面110a和拉模面111a形成为在原材料的长度方向上具有上述预定的曲线形状。此外，优选对于形成冲头面110a、拉模面111a的形成考虑加工的原材料的弹性地恢复（回弹）。由此，能够以一次加压将原材料形成为所期望的侧弯曲形状。此外，如图13所示，当供给多个原材料时，能够一次获得多个带状原材料101。

接着，说明将相当于图12所示的一条刀头的带状原材料、相当于多条刀头的更长的带状原材料加工为具有所期望的螺旋形状的带状材料的方法。

首先，排列能够供加工为带状且加工为预定的侧弯曲形状的上述带状原材料穿过的、两个以上的模具孔。然后，确定这些多个模具孔中的、作为开始带状原材料的扭转加工的基准的模具孔（基准模具孔）和根据与该基准模具孔之间的位置关系而承担使带状原材料达到所期望的螺旋形状的最终的塑性变形的模具孔（从属模具孔）。

在这些模具孔中，至少基准模具孔和从属模具孔与穿过该孔形状的带状原材料的截面形状相对应。由此，虽说在孔中、孔附近具有能够使带状原材料顺畅地塑性变形的自由度，但是为了不产生对带状原材料变形后的尺寸精度有害的振动而对该带状原材料进行约束。此外，以相对地具有与形成为螺旋状的旋转刀具的刀头的螺旋角（以下称作“目标螺旋角”）相对应的预定的角度的方式，排列基准模具孔和从属模具孔。此时，若预先以使彼此的孔的中心线一致的方式排列基准模具孔和从属模具孔，则能够相对地简化调整上述角度的作业。而且，在基准模具孔、从属模具孔的前后，根据需要排列其他的模具孔。这里所说的与刀头的螺旋角相对应的预定的角度指的是以使由该扭转加工所获得的带状材料的所期望的螺旋角形成为与目标螺旋角相同的角度、或者与目标螺旋角近似的角度的方式，且在考虑了该目标螺旋角与从属模具孔的自基准模具孔起的间距之后确定的角度。

在上述结构中，为了加工为所期望的螺旋形状，尤其重要的模具孔是基准模具孔和从属模具孔。为了减轻作用于基准模具孔、从属模具孔的加工负载、使穿过模具孔的带状原材料的姿势稳定化，能够辅助地排列其他模具孔。在该情况下，能够以排列于基准模具孔与从属模具孔之间的模具孔来负责带状原材料的塑性变形并以从属模具孔来进行最终的塑性变形。

当在将带状原材料插入排列为这样的结构的两个以上的模具孔内并在拉拔的同时使该带状原材料穿过时，能够使带状原材料至少在基准模具孔与从属模具孔之间扭曲而塑性变形，并最终加工为带状且具有所期望的螺旋角的带状材料。

作为上述结构的一例，例如，在图14中示出排列了两个模具孔的情况。图14所示的结构如下：对基准模具孔120和从属模具孔121进行排列，相对于基准模具孔120的中心线X和基准线P来确定从属模具孔121的中心线Y和从属线R的位置关系。从属模具孔121使自身的中心线Y与基准模具孔120的中心线X相一致。在该状态下，以自身的基准线Q相对于基准模具孔120的基准线P具有间距L₀的方式形成从属模具孔121。而且，从属模具孔121在中心线X周围以自身的基准线Q相对于基准模具孔120的基准线P具有角度θ₀的方式相对地对从属线R进行定位。

由此，包括基准线P在内的面与包括基准线Q在内的面平行，这些面均与包括中心线X、Y在内的面正交。此外，基准线Q与从属线R位于同一面内。此外，中心线X与中心线Y相一致。此外，如上所述，能够以使由该扭转加工所获得的带状材料的所期望的螺旋角形成为与上述目标螺旋角大致角度相同的方式，并在考虑了目标螺旋角与间距L₀之后对角度θ₀进行调整。此外，也能够在确定了角度θ₀后对间距L₀进行调整。优选上述一连串的调整是在考虑到加工的带状原材料的回弹的基础上进行的。

在从基准模具孔120向从属模具孔121、即向直线形状的箭头所示的方向拉拔插入于排列为上述结构的两个模具孔内的带状原材料的同时使该带状原材料穿过。在该穿过过程中，能够使具有侧弯曲形状的带状原材料在基准模具孔120至从属模具孔121之间塑性地扭转变形，从而将该带状原材料加工为与间距L₀、角度θ₀以及拉拔力相对应的、具有所期望的螺旋形状的带状材料。

接着，并不局限于上述的预先加工为侧弯曲形状的带状原材料，说明使用笔直的带状的原材料（以下，总称为“原材料”）加工为具有所期望的螺旋形状的带状材料的方法。

首先，排列能够供上述原材料穿过的、两个以上的模具孔。然后，确定上述多个模具孔中的基准模具孔和从属模具孔，该基准模具孔作为开始原材料的扭转加工的基准，该从属模具孔根据与该基准模具孔之间的位置关系而承担使原材料达到所期望的螺旋形状的最终的塑性变形。此外，基于与图14所示的一例的结构相同的理由，至少基准模具孔和从属模具孔与穿过该孔形状的原材料的截面形状相对应。

关于该结构，在图15中示出排列了两个模具孔的结构的一例。图15所示的结构如下：排列基准模具孔130与从属模具孔131，相对于基准模具孔130的中心线X和基准线P确定从属模具孔131的中心线Y和从属线R的位置关系。从属模具孔131在自身的中心线Y与基准模具孔130的中心线X相一致的状态下，在中心线X周围相对地使自身的基准线Q相对于基准模具孔130的基准线P具有角度θ₁。在确定了该角度θ₁的基础上，从属模具孔131以自身的基准线Q相对于基准模具孔130的基准线P具有间距L₁、且自身的中心线Y相对于基准模具孔130的中心线X具有预定的轴间距S的方式，对从属线R进行定位。

由此，中心线X与中心线Y之间具有轴间距S，包括基准线P在内的面与包括基准线Q在内的面平行，这些面均与包括中心线X和中心线Y双方在内的面正交。此外，基准线Q与从属线R存在于同一面内。因而，在外观上具有轴间距S这一点与图14所示的结构不同。此外，轴间距S形成为用于加工为与旋转刀具的刀头的螺旋状轨迹的形状相对应的侧弯曲形状（上述曲线形状）的、从属模具孔131相对于基准模具孔130的偏移量。此外，角度θ₁能够在考虑了上述目标螺旋角、间距L₁以及轴间距S之后进行调整。此外，确定角度θ₁、间距L₁以及轴间距S的顺序并不限定于此。

这样，以将所获得的带状材料加工为具有所期望的螺旋角的螺旋状的方式，且在考虑了目标螺旋角与螺旋状轨迹的形状之后对角度θ₁、间距L₁以及轴间距S进行调整，进而排列模具孔。优选上述一连串的调整是在考虑到加工的原材料的回弹的基础上进行的。

在从基准模具孔130向从属模具孔131、即向直线形状的箭头所示的方向拉拔插入于排列为上述结构的两个模具孔内的原材料的同时使该原材料穿过。在该穿过过程中，能够使带状的原材料在于基准模具孔130至从属模具孔131之间塑性地侧弯曲变形的同时进行扭转变形，从而加工为与间距L₁、角度θ₁、轴间距S以及拉拔力相对应的、具有所期望的螺旋形状的带状材料。另外，在原材料所具有的侧弯曲形状从最初到与刀头的螺旋状轨迹的形状充分匹配的情况下，也未设置轴间距S，在外观上与图14所示的结构相同。

此外，使用图16A、图16B说明其他的将具有上述侧弯曲形状的带状原材料、作为笔直的带状原材料的上述原材料加工为带状材料的方法。

图16A、图16B所示的结构是排列能够供上述原材料穿过的两个模具孔、即基准模具孔140和从属模具孔141而构成的一例。关于相对于基准模具孔140的中心线X和基准线P确定从属模具孔141的中心线Y与从属线R之间的位置关系的过程，在图16A中示出定位的中间状态，在图16B中示出定位的结束状态。

在图16A中，使从属模具孔141的中心线Y与基准模具孔140的中心线X相一致。然后，从属模具孔141形成为在彼此的中心线X、Y相一致的位置处、且在中心线Y周围相对地使自身的基准线Q相对于基准模具孔140的基准线P具有角度θ₂。进而，在确定了上述角度θ₂的基础上，从属模具孔141以自身的基准线Q相对于基准模具孔140的基准线P具有间距L₂的方式确定从属线R₂。

在到此为止的调整中，包括基准线P在内的面和包括基准线Q在内的面均与包括中心线X、Y在内的面正交。由此，包括基准线P在内的面与包括基准线Q在内的面平行。此外，基准线Q与从属线R₂位于同一面内。此外，中心线X与中心线Y相一致。因而，处于图16A所示的位置关系的两个模具孔在外观上与图14所示的模具孔的结构相同。根据该状态，通过以相对于基准模具孔140具有倾斜角α的方式对从属模具孔141进行定位，能够形成为图16B所示的位置关系。即，在图16B中，以从属模具孔141的中心线Y相对于基准模具孔140的中心线X具有倾斜角α的方式、或包括从属模具孔141的基准线Q和从属线R₂在内的上述面相对于基准模具孔140的中心线X具有倾斜角α的方式对从属模具孔141进行调整并对从属线R进行定位。

根据上述调整，如图16B所示，以相对于与基准模具孔140的中心线X正交的、包括基准线P在内的面具有倾斜角α的方式，对从属模具孔141的中心线Y进行定位。另外，倾斜角α是用于加工为与旋转刀具的刀头的螺旋状轨迹的形状相对应的侧弯曲形状（上述曲线形状）的、从属模具孔141相对于基准模具孔140的倾斜量。此外，角度θ₂能够在考虑了上述目标螺旋角、间距L₂以及倾斜角α之后进行调整。此外，确定角度θ₂、间距L₂以及倾斜角α的顺序并不限定于此。

这样，以将所获得的带状材料加工为具有所期望的螺旋角的螺旋状的方式，并在考虑了目标螺旋角和螺旋状轨迹的形状之后对角度θ₂、间距L₂以及倾斜角α进行调整，进而排列模具孔。优选上述一连串的调整是在考虑到加工的原材料的回弹的基础上进行的。

在从基准模具孔140至从属模具孔141、即向直线形状的箭头所示的方向拉拔插入于排列为上述结构的两个模具孔的原材料的同时使该原材料穿过。在该穿过过程中，能够使带状的原材料在于从基准模具孔140至从属模具孔141之间塑性地侧弯曲变形的同时进行扭转变形，从而加工为与间距L₂、角度θ₂、倾斜角α以及拉拔力相对应的、具有所期望的螺旋形状的带状材料。另外，在原材料所具有的侧弯曲形状从最初到与刀头的螺旋状轨迹的形状充分匹配的情况下，也未设置轴间距S，在外观上与图14所示的结构相同。此外，在该方法中，并不局限于图16A、16B所示的结构，也可以排列包括上述基准模具孔140和从属模具孔141在内的、两个以上的模具孔。

附图标记说明

A、旋转刀具；B、旋转切割器；1、固定刀具；1a、刀头线；1b、平面；1c、1d、贯通孔；2、2’、柄构件；2a、2a’、柄；2b、2b’、螺旋槽；2c、2d、轴部；2e、2g、安装部；2f、2h、卡定面；3、刀具构件；3a、刀头线；3b、插入部；4、引导环构件；4a、环状部；4b、贯通孔；4c、接合部；5、5’、缓冲环构件；5a、5’a、引导部；5b、贯通孔；5c、接合部；5’d、间隙；6、固定刀具支架；6a、安装面；6b、6c、凸部；6d、6e、贯通孔；6f、抵接部；7、侧板；7a、7b、7c、7d、贯通孔；8、侧板；8a、8b、8c、8d、贯通孔；9、下框；9a、9b、螺丝孔；10、上框；10a、10b、螺丝孔；10c、承受面；11、销；12、销；12a、轴部；13、轴承；13a、贯通孔；14、线圈弹簧；14a、14b、脚；15、16、17、18、螺钉；30、空间；51、旋转刀具；51a、柄；51b、螺旋槽；51c、楔；52、刀头；52a、刀头线；53、空间；100、带状原材料；100a、边缘；101、102、带状原材料；103、104、原材料；110、冲头；110a、冲头面；111、拉模；111a、載置面；120、130、140、基准模具；120a、130a、140a、基准模具孔；121、131、141、从属模具；121a、131a、141a、从属模具孔；X、Y、中心线；P、Q、基准线；R、R₂、从属线；θ₀、θ₁、θ₂、角度；L₀、L₁、L₂、间距；S、轴间距；α、倾斜角。

Claims (19)

1.一种片材切割用旋转刀具，其特征在于，

该片材切割用旋转刀具是以具有预定的螺旋角的螺旋状将由带状材料构成的刀头组合于柄的长度方向的外周面而形成的。

2.根据权利要求1所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

上述刀头所具有的螺旋角形成为45度以下。

3.根据权利要求1或2所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

上述刀头所具有的螺旋角形成为3度～10度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

在上述带状材料的与长度方向正交的截面中，其厚度与宽度之间的比为0.3以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

上述刀头的旋转轨迹圆的直径与上述刀具长度的两端点的距离之间的比形成为0.07～0.1。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

通过将上述带状材料插入以预定的螺旋角形成在上述柄的长度方向的外周面的螺旋槽，而使得上述刀头形成为螺旋状。

7.根据权利要求6所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

上述螺旋槽的与上述刀头进行切割的范围相对应的螺旋角为恒定。

8.根据权利要求6或7所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

上述带状材料预先具有如下形状：螺旋角与上述螺旋槽的螺旋角相同的螺旋形状。

9.根据权利要求8所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

上述带状材料预先在宽度方向上具有与上述螺旋槽的底部轨迹的形状相对应的侧弯曲形状、或者上述带状材料在具有上述螺旋形状的同时，在宽度方向上具有与上述螺旋槽的底部轨迹的形状相对应的侧弯曲形状。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的片材切割用旋转刀具，其特征在于，

上述柄为圆柱状。

11.一种片材切割用旋转刀具的制造方法，其特征在于，

该制造方法是以具有预定的螺旋角的螺旋状将由带状材料构成的刀头组合而形成的权利要求1～10中任一项所述的片材切割用旋转刀具的制造方法，

该制造方法如下：将原材料加工为带状且具有与上述螺旋角相对应的螺旋形状的带状材料，并以具有上述螺旋角的螺旋状将该带状材料组合于柄的长度方向的外周面。

12.根据权利要求11所述的片材切割用旋转刀具的制造方法，其特征在于，

将原材料加工为带状且具有预定的侧弯曲形状的带状原材料，而后将该带状原材料加工为具有与上述螺旋角相对应的螺旋形状的带状材料，继而以具有上述螺旋角的螺旋状将该带状材料组合于柄的长度方向的外周面。

13.根据权利要求12所述的片材切割用旋转刀具的制造方法，其特征在于，

利用冲头和拉模从宽度方向对作为带状的板材或线材的原材料进行加压，从而将其加工为具有上述侧弯曲形状的带状原材料。

14.根据权利要求12所述的片材切割用旋转刀具的制造方法，其特征在于，

利用冲裁将作为平板的原材料加工为具有上述侧弯曲形状的带状原材料。

15.根据权利要求11～14中任一项所述的片材切割用旋转刀具的制造方法，其特征在于，

以相对地具有与上述螺旋角相对应的预定的角度的方式配置能够供将原材料加工为带状、且加工为预定的侧弯曲形状而成的带状原材料穿过的基准模具孔和从属模具孔，使上述带状原材料穿过上述基准模具孔和上述从属模具孔，从而将其加工为上述带状材料。

16.根据权利要求11所述的片材切割用旋转刀具的制造方法，其特征在于，

以相对地具有与上述螺旋角相对应的角度的方式、并且以彼此的孔的中心线之间具有与上述螺旋状相对应的预定的间距的方式配置能够供作为带状的板材或线材的原材料穿过的基准模具孔和从属模具孔，使上述原材料穿过上述基准模具孔和上述从属模具孔，从而将其加工为上述带状材料。

17.根据权利要求11所述的片材切割用旋转刀具的制造方法，其特征在于，

以相对地具有与上述螺旋角相对应的角度的方式、并且以彼此的孔的中心线之间相对地具有与上述螺旋状相对应的预定的倾斜角的方式配置能够供作为带状的板材或者线材的原材料穿过的基准模具孔和从属模具孔，使上述原材料穿过上述基准模具孔和上述从属模具孔，从而将其加工为上述带状材料。

18.一种旋转切割器，其特征在于，

该旋转切割器通过片材切割用旋转刀具、和具有直线状的刀头的固定刀具以具有预定的剪切角的方式依次啮合，从而对片材进行切割，该片材切割用旋转刀具是以具有预定的螺旋角的螺旋状将由带状材料构成的刀头组合而形成的权利要求1～10中任一项所述的片材切割用旋转刀具。

19.根据权利18所述的旋转切割器，其特征在于，

上述旋转刀具与上述固定刀具所形成的剪切角为恒定。

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