JP2002307374A - 切断加工装置及びこれを用いる切断加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被加工材料Ａが剥がれたりバリが発生したり
することなく、良品を高い作業効率で製作できながら、
装置全体の重心を下方側に位置させて安定性を確保で
き、また装置全体の外観意匠も良好にできる切断加工装
置とこれを用いる切断加工方法を提供する。 【解決手段】 被加工材料Ａを切断加工する装置であっ
て、下部側に被加工材料Ａを切断する切断刃２が取り付
けられた上盤３と、この上盤３の下部側に配置され、上
部に被加工材料Ａを載置するテーブル７が移動可能に支
持される中盤４と、この中盤４の下部側に配置される下
盤５とを備え、前記上盤３と下盤５とが左右一対の柱材
６により連結されると共に、前記中盤４が接地側のフレ
ーム８に宙架状に支持されており、この中盤４と下盤５
の間に、前記上盤３と下盤５を中盤４に対し上下方向に
往復駆動させる駆動機構９を配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばラベル、
ステッカー、ネームプレート、フレキシブルプリント配
線板、マーキングフィルム、金属箔ラミネート材、合成
樹脂製フィルム、合成樹脂製シート、段ボール、フォー
ム材などを切断加工するときに使用される切断加工装置
及びこれを用いる加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
切断加工装置の切断刃は、同一商品の製作時において、
その往動時や復動時の速度及び切断深さを可変調整する
ことができない。つまり、同一商品を製作するとき、切
断刃は往復動時の速度が一定に、また切断深さも一定に
して行われる。

【０００３】ところで、切断加工装置を用いて、被加工
材料を所定寸法に切断するとき、作業効率の観点からは
切断刃をできるだけ高速度で往復動させることが好まし
い。しかし、例えばクッション性のある積層板や段ボー
ルなどの被加工材料を切断するとき、切断刃を高速に設
定して切断作業を行うと、往動時には問題を発生しない
が、復動時にも高速で復動するので、このとき被加工材
料の一部が切断刃により剥がされたりバリが発生したり
して、商品価値を損なったり不良品となったりする。

【０００４】また、ラベルやステッカーなどの場合は、
文字や模様などからなる多数のマークが印刷されたラミ
ネート材を基材の一側面に貼着された被加工材料を用
い、各マークを基材から引き剥がし可能とするため、前
記ラミネート材の各マークの周りを基材の位置までハー
フカットし、さらに複数のマークを含む外周囲をラミネ
ート材から基材の全体にかけてフルカットすることによ
り、複数のマークを有する所定大きさの商品としてい
る。このような商品を製作するとき、従来の装置では切
断刃の切断深さを変更することができないので、ハーフ
カット専用の切断刃とフルカット専用の切断刃を取り替
えて作業を行う必要があった。このため、同一商品の製
作時に、各切断刃の取替に面倒な作業を必要とし、また
取替え後の面倒な調整作業も必要とした。この場合も、
切断刃の往復動時の速度が一定であるために、高速度で
行ったりすると、復動時に切断刃によりハーフカットさ
れたラミネート材のマークの周りが基材から剥がれるこ
とがある。

【０００５】以上の問題を解決するために本発明者等
は、同一の商品を製作するとき、その切断刃の往復動時
の速度及び切断深さを調整可能とすることにより、面倒
な取替え作業や調整作業を必要とすることなく、しかも
被加工材料が剥がれたりバリが発生したりすることな
く、良品を高い作業効率で製作できる切断加工方法と切
断加工装置を、以前に提案した（特願２０００−６８０
３１号）。

【０００６】しかし、以前に提案したものは、被加工材
料を切断する切断刃を往復動させる駆動機構、つまりサ
ーボモータやこれの両側に配置されるテンションローラ
及び伝動プーリなどが、装置の上部側に配置されてい
る。このため、装置全体の重心が上方に位置して安定性
に欠ける。また、装置の上部側に前記駆動機構が出っ張
り状に設けられると、装置全体の外観意匠も悪くなる。

【０００７】そこで、本発明の目的は、被加工材料が剥
がれたりバリが発生したりすることなく、良品を高い作
業効率で製作できながら、装置全体の重心を下方側に位
置させて安定性を確保でき、また装置全体の外観意匠も
良好にできる切断加工装置とこれを用いる加工方法を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、被加工材料を切断加工する
装置であって、下部側に被加工材料を切断する切断刃が
取り付けられた上盤と、この上盤の下部側に配置され、
上部に被加工材料が載置されるテーブルを移動可能に支
持する中盤と、この中盤の下部側に配置される下盤とを
備え、前記上盤と下盤とが左右一対の柱材により連結さ
れると共に、前記中盤が接地側のフレームに宙架状に支
持されており、この中盤と下盤の間に、前記上盤と下盤
を中盤に対し上下方向に往復駆動させる駆動機構が配置
されている。

【０００９】この発明の切断加工装置により被加工材料
を切断加工するときには、前記駆動機構により上盤と下
盤を中盤に対し上下方向に往復駆動させて、前記上盤に
設けた切断刃により被加工材料を切断加工する。このと
き、前記駆動機構は、装置の内部に格納され、つまり切
断刃が取り付けられる上盤の下部側に位置する中盤と下
盤の間に配置されているので、装置全体の重心が下がっ
て安定性が確保され、加工精度も出し易くなる。また、
装置内に前記駆動機構を格納することにより、装置外部
への出っ張り部分がなくなり、装置全体の外観意匠が良
好となってコンパクトとなる。しかも、駆動機構を格納
することによって安全性にも優れたものとなる。

【００１０】前記駆動機構は、好ましくは、前記下盤に
取り付けられたサーボモータと、この下盤の上部側に支
持された左右一対の伝動プーリと、これら各プーリとサ
ーボモータに設けた駆動プーリの周りに掛回された伝動
ベルトと、前記各伝動プーリに固定されたナットと、上
端が前記中盤に支持されて下方に延び、前記各伝動ナッ
トに螺装されるねじ体とで構成される。この構成によれ
ば、前記上盤つまり切断刃の往復駆動が確実かつ正確に
行える。しかも、サーボモータを用いることにより、前
記切断刃の速度制御や切断刃による切断深さの制御が容
易に行える。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１記載の切
断加工装置を用いて被加工材料を切断加工する方法であ
って、同一商品の製作時において、被加工材料に対する
切断刃の往動時には高速で往動させ、切断作業が終了し
て復動するときには、往動時の速度よりも低速で切断刃
を復動させる。

【００１２】この発明の方法によれば、例えば段ボール
や積層板などの被加工材料を所定寸法に切断するような
場合、切断刃の往動時には、この切断刃が高速で往動さ
れて被加工材料の切断を行う。そして、切断作業が終了
して復動するときには、前記切断刃が往動時の速度より
も低速で復動される。このようにすれば、被加工材料の
一部が切断刃で剥がされたりバリが発生したりすること
なく、良品が高い作業効率で得られる。

【００１３】請求項４記載の発明は、同一商品の製作時
において、前記切断刃による切断深さを可変調整する。

【００１４】この発明の方法によれば、文字や模様など
のマークが印刷されたラミネート材を基材に接合してな
るラベルやステッカーなどの被加工材料を切断加工する
ような場合に、前記切断刃の切断深さが変更される。例
えば基材とラミネート材の全体をフルカットするときに
は、前記切断刃の切断深さが深く調整される。一方、ラ
ミネート材のマークの周りを基材の位置までハーフカッ
トするときには、前記切断刃の切断深さが浅く調整され
る。さらに詳述すると、大きな被加工材料から所定大き
さのラベルやステッカーなどの商品を実際に製作する場
合には、前記切断刃の切断深さを浅くして、ラミネート
材のマークの周りを基材の位置までハーフカットし、次
いで切断刃の切断深さを深くして、ラミネート材から基
材にかけて全体をフルカットする。このようにすれば、
従来のように、ハーフカット専用の切断刃とフルカット
専用の切断刃を取り替えたりする必要がなくなり、また
取替え後の面倒な調整作業も必要とすることなく、同一
商品の製作時に１つの切断刃を用いてハーフカット及び
フルカットの両切断作業が効率的に行える。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施形態である切断加工装置
の全体の側面図を、図２は図１のＸ−Ｘ線方向から見た
拡大正断面図を示している。この切断加工装置１は、下
部側に被加工材料Ａを切断する切断刃２が取り付けられ
た上盤３と、この上盤３の下部側に配置される中盤４
と、この中盤４の下部側に配置される下盤５とを備え、
前記上盤３と下盤５の左右両側には、それぞれ柱材６，
６が複数のビス６０により固定され、これらの柱材６を
介して前記上盤３と下盤５を一体に結合させている。図
の実施形態では、前記中盤４の上部に副盤４０を設け、
これの上部に前記被加工材料Ａを載置するテーブル７を
前後移動可能に支持させている。このテーブル７は、図
示しないボールねじやモータなどを介して往復移動され
る。

【００１６】また、前記中盤４は、下面側が接地される
枠形状のフレーム８を介して前記上盤３と下盤５の中間
に宙架状に支持させている。前記フレーム８の両側部に
は、それぞれ前記下盤５の両側部を挿入する上下方向に
延びる開口部８０が形成されていて、これら開口部８０
を介して前記下盤５が上下動自由とされ、これにより前
記中盤４に対し下盤５と上盤３及び柱材６が上下往復動
可能とされている。そして、前記中盤４と下盤５の間
に、前記上盤３と下盤５を中盤４に対して上下方向に往
復駆動させる駆動機構９を配置している。

【００１７】図３は図２のＹ−Ｙ線方向から見た平断面
図で、前記駆動機構９の概略全体を示している。同図の
ように、前記駆動機構９は、前記下盤５に取付部材９０
を介して取り付けられたサーボモータ９１と、この下盤
５の上部側でサーボモータ９１の両側に支持された左右
一対の歯付きテンションプーリ９２，９２と、これの両
外方に配置された左右一対の歯付き伝動プーリ９３，９
３と、これら各プーリ９２，９３と前記サーボモータ９
１の回転軸９１ａに設けた歯付き駆動ローラ９４との周
りに掛回される歯付き伝動ベルト９５を備えている。ま
た、図２に示すように、前記伝動プーリ９３，９３の下
部側には、複数のボルト９６により下方に向かって延び
るナット９７をそれぞれ固定し、これらナット９７を前
記中盤４に複数のベアリング９８を介して回転自由に支
持させる。一方、前記中盤４の伝動プーリ９３，９３と
の対向部位には、下方に向かって延びる２つのねじ体９
９（ボールねじ）を取り付け、この各ねじ体９９を前記
各ナット９７に螺装させている。

【００１８】前記サーボモータ９１は、正逆回転可能で
回転速度及び回転角度が調整可能であり、特に回転角度
の調整により前記切断刃２の進出深さを１０μｍ程度の
精度で制御できるので、後述するようなフルカットとハ
ーフカットが可能である。しかも、以上のサーボモータ
９１は、大きな切断力を必要としない被加工材料Ａの切
断作業に好適に使用できる。また、前記切断刃２として
は、トムソン刃が好適に使用される。

【００１９】図４は図２のＺ−Ｚ線方向から見た平断面
図である。同図のように、前記中盤４の左右両側端部に
は、前記柱材６を摺動自由に介入させる矩形状の溝４１
が形成されていて、この溝４１により前記中盤４に対し
前記柱材６と上盤３及び下盤５を上下往復動可能として
いる。

【００２０】次に、以上の切断加工装置１を用いた被加
工材料Ａの切断加工方法について説明する。先ず、切断
加工装置１により被加工材料Ａを切断加工するときに
は、前記駆動機構９により上盤３と下盤５を中盤４に対
して上下方向に往復駆動させる。つまり、前記サーボモ
ータ９１の駆動に伴う駆動プーリ９４の回転により、伝
動ベルト９５を介して各伝動プーリ９３を正逆回転さ
せ、これに伴い各伝動プーリ９３に固定され、かつねじ
体９９に螺装されたナット９７を正逆回転させることに
より、このナット９７をねじ体９９に沿って上下動させ
る。これにより、上盤３と下盤５及び柱材６を上下動さ
せる。そして、前記上盤３に設けた切断刃２によりテー
ブル７上の被加工材料Ａを切断加工する。このとき、前
記駆動機構９は、その全体が前記装置１の内部に格納さ
れ、つまり切断刃２が取り付けられる上盤３の下部側に
位置する中盤４と下盤５の間に配置されているので、装
置全体の重心が下がって安定性が確保され、加工精度も
出し易くなる。また、装置１内に駆動機構９を格納する
ことにより、装置外部への出っ張り部分がなくなり、装
置全体の外観意匠が良好となってコンパクトとなる。し
かも、前記駆動機構９を格納することによって安全性に
も優れたものとなる。

【００２１】以上のように、前記駆動機構９として、サ
ーボモータ９１、左右一対の伝動プーリ９３、駆動プー
リ９４、伝動ベルト９５、ナット９７、ねじ体９９を用
いることにより、前記切断刃２の往復駆動が確実かつ正
確に行える。しかも、サーボモータ９１を用いることに
より、前記切断刃２の速度制御や切断刃２による切断深
さの制御が容易に行える。

【００２２】例えば段ボールや積層板などの被加工材料
Ａを所定寸法に切断するような場合で切断刃２の往動時
には、図５に示すように速度を２段階にわたって制御す
る。つまり、切断刃２による切断開始時で被加工材料Ａ
の上面に至るまでは、前記サーボモータ９１を高速度で
正回転させて切断刃２を高速で往動させる。また、切断
刃２が被加工材料Ａの上面に至った後には、サーボモー
タ９１を中速度で正回転させ、切断刃２を中速で往動さ
せて被加工材料Ａを切断する。このようにすれば、切断
刃２による被加工材料Ａの切断作業が確実に行われ、し
かも切断作業効率が高められる。

【００２３】さらに、切断刃２が被加工材料Ａを切断し
終えて復動するときにも、同図に示すように２段階にわ
たって速度制御を行う。つまり、先ず切断刃２の復動時
で被加工材料Ａの表面に至るまでは、前記サーボモータ
９１を微速度で逆回転させて切断刃２を微速で復動させ
る。また、切断刃２が被加工材料Ａの表面から離れた後
は、サーボモータ９１を高速度で逆回転させて切断刃２
を高速で復動させる。このようにすれば、被加工材料Ａ
の一部が切断刃２で剥がされたりバリが発生したりする
ことなく、良品が高い作業効率で得られる。なお、前記
切断刃２の往動時には、この切断刃２の速度を２段階に
分けることなく、復動時の速度よりも高速の同一速度で
往動させるようにしてもよい。また、復動時にも往動時
の速度よりも低速の同一速度で復動させることができ
る。

【００２４】また、図６の（６−１）に示すように、基
材Ａ１に文字や模様などのマークが印刷されたラミネー
ト材Ａ２を接合してなるラベルやステッカーなどの被加
工材料Ａを切断加工する場合で、基材Ａ１とラミネート
材Ａ２の全体をフルカットするときには、前記サーボモ
ータ９１の回転角度を大に調整して切断刃２の切断深さ
を深くする。一方、ラミネート材Ａ２のマーク部分Ａ３
を基材Ａ１の位置までハーフカットするときには、同図
の（６−２）に示すように、前記サーボモータ９１の回
転角度を小に調整して切断刃２の切断深さを浅くする。

【００２５】さらに、大きな被加工材料Ａから所定大き
さのラベルやステッカーなどの商品を実際に製作する場
合には、以上のフルカットとハーフカットを組み合わせ
た切断加工が行われる。つまり、図７に示すように、前
記サーボモータ９１の回転角度を小に調整して切断刃２
の切断深さを浅くすることにより、ラミネート材Ａ２の
マーク部分Ａ３を基材Ａ１の位置までハーフカットし、
次いで前記サーボモータ９１の回転角度を大に調整して
切断刃２の切断深さを深くすることにより、ラミネート
材Ａ２から基材Ａ１にかけて全体をフルカットする。こ
のようにすれば、従来のように、ハーフカット専用の切
断刃とフルカット専用の切断刃を取り替えたりする必要
がなくなり、また取替え後の面倒な調整作業も必要とす
ることなく、同一商品の製作時に１つの切断刃２を用い
てハーフカット及びフルカットの両切断作業が効率的に
行える。この場合も、前述したように、切断刃２の往動
時には高，中速度で往動させ、また復動時には微，高速
で復動させることにより、復動時に切断刃２によりハー
フないしフルカットされたラミネート材Ａ２が基材Ａ１
から剥がれたりすることなく良品として得られる。

【００２６】以上のような切断刃２の切断速度や切断深
さは、製作される商品についての各種情報をコントロー
ラに予め記憶させておき、このコントローラに基づいて
切断刃２を制御することが好ましい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被加工
材料が剥がれたりバリが発生したりすることなく、良品
を高い作業効率で製作できながら、装置全体の重心を下
方側に位置させて安定性を確保でき、また装置全体の外
観意匠も良好にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である切断加工装置の全体
を示す側面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線方向から見た拡大正断面図であ
る。

【図３】図２のＹ−Ｙ線方向から見た平断面図である。

【図４】図２のＺ−Ｚ線方向から見た平断面図である。

【図５】本発明の切断加工方法を示し、切断刃の切断速
度を変えて被加工材料を切断する場合の説明図である。

【図６】本発明の切断加工方法を示し、切断刃の切断深
さを変えて被加工材料を切断する場合の説明図である。

【図７】同じく切断刃の切断深さを変えて被加工材料を
切断する場合の説明図である。

【符号の説明】

２ 切断刃 ３ 上盤 ４ 中盤 ５ 下盤 ６ 柱材 ７ テーブル ８ フレーム ９ 駆動機構 ９１ サーボモータ ９３ 伝動プーリ ９４ 駆動プーリ ９５ 伝動ベルト ９７ ナット ９９ ねじ体 Ａ 被加工材料

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工材料を切断加工する装置であっ
   て、 下部側に被加工材料を切断する切断刃が取り付けられた
   上盤と、 この上盤の下部側に配置され、上部に被加工材料が載置
   されるテーブルを移動可能に支持する中盤と、 この中盤の下部側に配置される下盤とを備え、 前記上盤と下盤とが左右一対の柱材により連結されてい
   ると共に、 前記中盤が接地側のフレームに宙架状に支持されてお
   り、 この中盤と下盤の間に、前記上盤と下盤を中盤に対し上
   下方向に往復駆動させる駆動機構が配置されている切断
   加工装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記駆動機構は、前
   記下盤に取り付けられたサーボモータと、この下盤の上
   部側に支持された左右一対の伝動プーリと、これらプー
   リとサーボモータに設けた駆動プーリの周りに掛回され
   た伝動ベルトと、前記各伝動プーリに固定されたナット
   と、上端が前記中盤に支持されて下方に延び、前記各伝
   動ナットに螺装されるねじ体とを備えている切断加工装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の切断加工装置を用いて被
   加工材料を切断加工する方法であって、同一商品の製作
   時において、被加工材料に対する切断刃の往動時には高
   速で往動させ、切断作業が終了して復動するときには、
   往動時の速度よりも低速で切断刃を復動させる切断加工
   方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の切断加工装置を用いて被
   加工材料を切断加工する方法であって、同一商品の製作
   時において、切断刃による切断深さを可変調整する切断
   加工方法。