JP2003311688A - ロータリー装置及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 支持リングを改良してロータリーナイフの刃
にかかる応力の変化を低減し、ナイフロールの寿命を長
くしたロータリーナイフ装置を提供する。 【解決手段】 （ａ）少なくとも１つのナイフの刃と前
記ナイフの刃の両側に位置する２つの支持リングとを有
する外周部と、回転軸とを備えたロータリーシャフトを
含むナイフロールと、（ｂ）アンビルロールとを含み、
切断動作の最中に、そのアンビルロールと各支持リング
との間に接触領域が存在し、かつそのアンビルロールと
ナイフの刃の少なくとも一部との間に圧力が存在するよ
うにアンビルロールが配置されており、（ｃ）少なくと
も１つの接触領域を変化させることにより、前記圧力を
前記ナイフの刃と前記アンビルロールとの間で調整する
ようにした、材料を切断するためのロータリーナイフ装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物品をプレス或い
はカットするためのロータリー装置及びその方法に関す
る。本発明は特に、表面積、密度、及び厚みが変化する
物品に対してプレス動作を実施するときにプレス部材に
かかる応力を低減するように構成されたロータリープレ
スアセンブリに関する。更に言えば、本発明は特に、シ
ート状或いは網状の材料から複数の物品をカットする時
にナイフの刃にかかる応力を低減するように構成された
ロータリーナイフアセンブリに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なロータリーナイフは「クッキー
カッター（cookie cutter）」と呼ばれ、円筒の周りに
３次元的に巻きつけられてナイフロールを形成してい
る。ナイフロールの円筒状の切断面が押圧され、アンビ
ルロールと密接する。ナイフロールとアンビルロールと
の間に送られる材料は、順次「クラッシュカット（crus
hcut）」即ち「打ち抜かれる」。ナイフロールの尖った
刃は、通常は約０．００２インチ（０．００５ｃｍ）〜
約０．００４インチ（０．０１０ｃｍ）の範囲の平坦な
幅を有しており、６０度〜１１０度の範囲の刃先角を有
する。このようなナイフの刃で外周を切断して、材料を
変化のある形状に切断できる。側部の切断領域と端部の
切断領域とでは、この変化が著しい。ナイフの刃にかか
る負荷は、切断される領域に正比例して変化するため、
小さな表面積の材料を切断している時に最も高い応力が
ナイフの刃にかかる。従って、この応力が繰り返しナイ
フの刃にかかり、ナイフの刃が損傷し、ナイフロールの
寿命が短くなってしまう。

【０００３】ナイフの刃が前進して切断動作する際、切
断圧力（Ｐ）が一定に保たれるのが理想的である。切断
圧力は、単位面積（Ａ）当たりの力（Ｆ）の関数であ
り、Ｐ＝Ｆ／Ａの式で表すことができる。

【０００４】切断圧力が一定であれば、ナイフの材料に
かかる応力（σ）も一定である。

【０００５】瞬間的な切断領域、即ちアンビルロールと
接触しているナイフの刃の領域は、切断する製品の形状
によって著しく異なる。例えば、ナイフの刃がナイフロ
ールの回転軸とほぼ一致している場合は（通常は、ナイ
フの刃の端部切断領域）、切断領域が広い。逆に、ナイ
フの刃がナイフロールの回転軸に対してほぼ直交する場
合は（通常は、ナイフの刃の側部切断領域）、切断領域
が著しく狭い。どのように切断領域を測定するかによっ
て異なるが、これらの瞬間的な切断領域の比率は通常、
４０：１と高い。このような瞬間的な切断領域の変化
は、ナイフの材料にかかる応力の変化に一致し、領域が
最大のときに応力が最小になり、逆に領域が最小の時に
応力が最大になる。

【０００６】切断領域が大きい端部の切断（ナイフの刃
が、ナイフの回転軸に対してほぼ平行である場合）に
は、大きな力が必要である。即ち、この端部の切断領域
を十分に切断するためには、ナイフの刃に対して十分に
大きな力を加えなければならない。荷重機構によって生
成されるこの力は、通常はロールの動作面の両サイドの
軸受ジャーナルにかかる。

【０００７】一旦この力がナイフ装置に対して設定され
ると、それぞれの切断動作の間、設定された力が維持さ
れる。その結果、ナイフ装置が側部領域の切断を実施し
いている時は、切断領域が小さいためナイフの刃のこの
部分にかかる圧力が著しく高い。その結果、軸受が損壊
する、即ちナイフは殆どいつもこの側部の切断部分が早
期に破損してしまう。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記した説明は、切断
される表面積の変化に関連したナイフの刃の圧力の変化
についてである。このような圧力の変化は、例えば、切
断される領域における厚み、密度、または材料の組成が
異なる完成品が切断される時にも起こる。ナイフの刃に
かかる圧力のあらゆる変化は、上記した応力の変化にな
り、ナイフの早期の破損につながる。

【０００９】ナイフの刃の早期の損傷は、ナイフロール
の修理或いは取替えにかかる直接的なコストに加えて、
それに関連するコストが更にかかる。例えば、新しいナ
イフロールの取替えや調整のためにダウン時間が必要と
なる。高速なラインで動作している場合、このダウン時
間はコストに大きく影響してくるであろう。更に、切断
動作の停止は、ライン上の未完成の製品を廃棄しなけれ
ばならない場合もある。加工されている製品の価値によ
っては、これもコストに大きく影響する。従って、明ら
かにロータリーナイフの早期の破損を減少させる必要が
ある。

【００１０】ロータリーナイフの刃の早期破損について
は、様々な方法で取り組まれてきた。そのような方法で
は、ロータリーモジュールの製造に緩衝材料（damping
material）を用いたり、ナイフの製造にタングステンカ
ーバイド等の丈夫な材料を用いたり、エアシリンダー及
びばね等の周辺装置や、ロードセルや自動フィードバッ
ク制御を含む機械装置を使用する。これについては、特
許文献１〜特許文献４を参照されたい。このような方法
では、問題を完全に解消することはできない。タングス
テンカーバイド等の高価で丈夫な材料を使用すること
で、場合によっては問題の影響を低減できるが、このよ
うな材料は、応力の変化を補償する能力が過剰である場
合が多い。

【００１１】本発明は、ロータリーナイフの刃にかかる
応力の変化を低減するようにロータリーナイフ装置の支
持リングを改良して、ナイフロールの寿命を長くし、上
記した従来の技術による問題を解消する。

【００１２】更に、本発明は、支持リングが用いられる
あらゆるロータリープレス作業に適用できる。即ち、本
発明は、プレスヘッドにかかる応力の変化を低減する。
応力の変化の低減によりプレスヘッドの磨耗が減少し、
プレスヘッドの寿命が延びる。更に、例えばチャネリン
グ加工におけるより均一なチャネル深さの達成など、よ
り均一なプレス加工を行うことができる。

【００１３】

【特許文献１】米国特許第６，１５８，３１６号

【特許文献２】米国特許第４，３６４，２９３号

【特許文献３】米国特許第４，９６２，６８３号

【特許文献４】米国特許出願公開第ＷＯ ０１／１９５
７３号

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ロータ
リープレス動作においてプレスヘッドにかかる応力の変
化を小さくすることである。特に、本発明の目的は、ロ
ータリープレス装置の支持リングを改良して、ロータリ
ープレス動作において大きな圧力が必要な時に選択され
た位置で圧力を増大させることである。特に、本発明の
目的は、ロータリーナイフ装置の支持リングを改良し
て、表面積の小さくなった領域で切断を行う時にナイフ
の刃にかかる応力を小さくすることである。

【００１５】本発明に従えば、材料に対して切断動作を
実施するためのロータリーナイフ装置が提供される。こ
のロータリーナイフ装置は、ロータリーシャフトを有す
るナイフロールと、アンビルロールと、圧力調節手段と
を含む。このロータリーシャフトは回転軸及び外周部を
有する。この外周部は、少なくとも１つのナイフの刃
と、そのナイフの刃の両側に配置された２つの支持リン
グとを含む。アンビルロールは、そのアンビルロールと
各支持リングとの間に接触領域が存在し、かつ切断中に
アンビルロールとナイフの刃との間及びアンビルロール
と各接触領域との間に圧力が存在するように配置されて
いる。圧力調整手段は、少なくとも１つの接触領域を変
化させてナイフの刃とアンビルロールとの間の圧力を調
節する。

【００１６】更に、本発明に従えば、プレス部材とアン
ビルロールとの間に配置された材料に対してプレス動作
を実施するためのロータリー装置が提供される。このロ
ータリー装置は、ロータリーシャフトを有する第１のロ
ータリー部材と、アンビルロールと、圧力調節手段とを
含む。このロータリーシャフトは、回転軸と外周部とを
有する。この外周部は、プレス部材と、このプレス部材
の両側に配置された２つの支持リングとを含む。アンビ
ルロールは、プレス動作の最中に、このアンビルロール
と各支持リングとの間に接触領域が存在し、かつこのア
ンビルロールとプレス部材の少なくとも一部と材料との
間に圧力が存在するように配置されている。圧力調節手
段は、少なくとも１つの接触領域を変化させて圧力を調
整する。

【００１７】更に、本発明に従えば、プレス部材とアン
ビルロールとの間に配置された材料に対してプレス動作
を実施するための方法が提供される。この方法は、ロー
タリーシャフトを含む第１のロータリー部材を用意する
ステップと、アンビルロールを配置するステップと、圧
力を調整するステップとを含む。ロータリーシャフトは
回転軸と外周部とを有し、この外周部は、プレス部材
と、そのプレス部材の両側に配置された２つの支持リン
グとを含む。アンビルロールは、プレス動作の最中に、
このアンビルロールと各支持リングとの間に接触領域が
存在し、かつこのアンビルロールとプレス部材の少なく
とも一部と材料との間に圧力が存在するように配置され
る。圧力は、少なくとも１つの接触領域を変化させて調
整する。

【００１８】本明細書は、本発明を具体的に示し、かつ
明確に請求する請求の範囲に帰結するが、本発明は添付
の図面を用いた後述の説明からより理解できるであろ
う。各図面における同一の参照符号は同一の部材を表す
ものとする。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明を利用して、ロータリープ
レス作業においてプレスヘッドにかかる応力の変化を減
少させることができる。これは、ロータリープレス作業
において必要な時に選択された位置に大きな圧力を加え
るようにロータリープレス装置の支持リングを改良して
達成することができる。ロータリーナイフ装置にかかわ
るものであるため、以下の詳細な説明から本発明の説明
を始める。

【００２０】図１は、生理用ナプキンの製造に使用され
る一般的なロータリーナイフ装置を示す図である。後述
の説明を単純にするために、端部切断領域１６が回転軸
１４に並行である図１に示した状態についてのみ説明す
る。もちろん、ナプキンが横方向に切断される場合、最
大領域のナイフの刃の応力が長い刃（回転軸に平行な方
向に向いた）にかかり、同様のことが当てはまる。

【００２１】図２は、ナイフの刃の側部切断部分１８が
アンビルロール１２と接触しているロータリーナイフの
断面図である。これは、切断接触の最小領域を表してい
る。比較のために、ナイフの刃の端部切断部分１６、即
ち最大接触領域も図２に示されている。図２では、最小
領域と最大領域とが互いに１８０度ずれていることが理
解できよう。この角度の関係は、実際には異なる場合も
ある。

【００２２】図３は、表及びグラフを用いて切断領域
（ナイフ切断セグメント領域）の著しい変化を示す図で
ある。製品の端部（回転ロール軸に平行な接線）におい
て切断領域が大きい。切断領域は、端部切断部からの距
離の関数として急激に減少する。切断領域の割合は、ナ
イフロールの軸に直交する切断部の曲線の半径が無限に
近づくにつれて増大することに留意されたい。最悪のケ
ース（切断領域の変化が最も大きい）は、直線の端部切
断部がナイフロールの回転軸に平行な長方形の製品であ
る。最良のケース（切断領域の変化が最も小さい）は、
端部の半径が０であってその端部が一点にくる製品であ
る。

【００２３】このような現象が起こることを証明する簡
単な例として、新しいナイフが完全な切断に十分な負荷
がかかっておらず、ロールの軸に対して垂直な切断領域
のみが材料を切断する場合がある。完全な切断は、ナイ
フロールとアンビルロールとの間の負荷を増大させるこ
とにより達成できる。切断領域が一定の場合は、ナイフ
面全体が同一に切断するため、追加の調節（負荷を増大
させる）が必要ない。

【００２４】従って、比較的表面積の大きい切断領域を
十分に切断できる最小レベルにナイフの負荷を調節する
必要がある。しかしながら、ナイフロールとアンビルロ
ールとの間の負荷を上げると、システム全体が中断して
しまうことがある。ロータリーナイフ装置を構成する部
材にエネルギーが蓄えられる。例えば、負荷ねじ即ちエ
アシリンダーロッドが縮んで短くなる、上部プレートが
曲がる、４つのポストが伸びる、ロール同士が互いに反
る、支持リングがアンビルロールと接触する平坦な領域
を形成するなどの現象が生じる。それぞれの機械部品
は、弾性率、ポアソン比、及び様々な断面及び構造を有
する。全ての部品は、負荷がかかった状態である量
（ｘ）たわむ。各部品をばね定数（ｋ）を有するばねと
考えることができる。つまり、ナイフ装置全体が、多数
の互いに直列なばね及び並列なばねから構成されている
と考えることができる。ばねの基本的な数学的関係は、
フックの法則によりＦ＝ｋｘと表すことができる。

【００２５】全てのばねのたわみを合計すると、全ての
ばねを合計したものに等しいばねが得られる。そのよう
なばねのたわみを用いて、平均の力とたわみの積として
本体を圧縮するばねが、本体に対して成す仕事を計算す
ることができる。即ち、Ｅ＝１／２（ｋｘ² ）の式で表
すことができる。

【００２６】（１）製品の側部を切断するために必要な
比較的小さい力と（２）製品の端部を切断する比較的大
きい力との２つの関連した状態がある。製品の端部の切
断に必要な力の生成に必要な追加のエネルギーは、瞬間
的にナイフシステムのばねに蓄えられる。ナイフロール
が下側のナイフ接触領域（製品の切断される領域が狭い
部分）に向かって回転すると、この蓄えられたエネルギ
ーが、製品の切断される領域が狭い部分のナイフの刃の
材料に動的に反映される。このような場合、製品の切断
される領域が狭い部分においてナイフ及び／またはアン
ビルの材料の弾性限界を超える可能性があり、ナイフが
損傷し、ナイフの寿命が短くなることがある。

【００２７】この問題を解消する一つの方法は、全ばね
レート（overall spring rate）が極めて高い過度の剛
性を有するロータリーナイフシステムを製造することで
ある。この様な場合、この関係はＰ＝Ｆ／Ａと表すこと
ができ、領域（Ａ）が変化すると、力（Ｆ）は自動的に
変化し、これにより切断圧力（Ｐ）が一定に保たれる。
組合せたばねのたわみ（ｘ）が極めて小さいため、製品
の端部の切断に必要な大きな力を提供するためのエネル
ギーが殆ど蓄えられない。この問題を解決することは極
めて困難であり、極めて不恰好なモジュールになり、本
装置に維持するのが極めて困難である。

【００２８】蓄えられたエネルギーは、システムにおけ
る変動と考えることができる。ロータリーナイフモジュ
ールを含む様々な部品のたわみ（Ｘ）については既に説
明した。切断領域の関数として動的な切断の力が変化す
ると、全ての弾性部材が上下及び内外に移動する。本発
明の一実施形態では、特定の弾性変形、即ちアンビルロ
ールに対する支持リングの円筒表面の変形を利用してこ
の問題に取り組んでいる。２つの円筒に負荷がかかって
互いに押圧すると、２つのことが起こる。

【００２９】その一つは、平坦な領域が生成される。こ
の領域の幅（２ｂ）は、短い方のシリンダーの表面の幅
（Ｌ）と、２つの円筒を互いに押圧する正味の力
（Ｆ）、２つの円筒の直径（Ｄ１，Ｄ２）、各円筒の弾
性係数（Ｅ１，Ｅ２）、及びそれらのポアソン比（ｖ
１，ｖ２）の関数として計算することができる。

【００３０】もう一つは、生成される平坦な領域に関連
して、２つの円筒の軸が互いにΔｘ近づく。

【００３１】これらのパラメーターの数学的関係は、以
下の式で表すことができる（Standard Handbook of Mac
hine Design, Joseph E. Shigley and Charles R. Misc
hke,McGraw Hill １９８６年，１３頁〜４１頁を参
照）。

【数１】

【００３２】動的に、平坦なシリンダーの界面の幅（２
ｂ）及びそれに対応するシリンダーの距離（Δｘ）にお
ける変化は２つの条件により連続的に変化する。支持リ
ングとナイフ切断縁との間で共有される負荷はまた、極
めて動的であり決定するのが困難である。

【００３３】本発明の一実施形態では、支持リングとナ
イフの刃とで共有される負荷が十分な切断圧力となるよ
うに支持リングの表面の幅を選択的に変更する。すなわ
ち、端部の切断が行われる時は支持リングの幅を狭く
し、支持リングにかかる力を急に小さな領域に分布する
ようにして、平坦なスポットの幅（２ｂ）を広くし、ア
ンビル軸とナイフロール軸との間の距離（Δｘ）を短く
できる。これにより、必要な時にナイフ切断面にかかる
負荷が一時的にシフトする。

【００３４】図４を参照すると、支持リングの表面の幅
を変えた本発明のこの実施形態が示されている。図４
は、支持リング２０及びナイフの表面の展開図を例示す
る。図示されているように、ノッチ３２が、ナイフの刃
の端部１６に対応する選択された位置において各支持リ
ングに存在する。これにより、追加の圧力がナイフの刃
にかかり、表面積が増大した領域を切断することができ
る。同様に、大きな圧力を選択的に加えて、厚み及び／
または密度が大きい特定の領域を切断することができ
る。

【００３５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、３０ｍｍ幅
の支持リングである本発明の別の実施形態のノッチの寸
法を詳細に示す図である。これらの寸法は、図１及び図
２に示されている一般的なナイフロールとアンビルロー
ルとの組合せを用いた切断動作の最中の応力の有限要素
解析（ＦＥＡ）モデリングに基づいている。切断する表
面積の急な変化のため、ノッチ、即ち表面積の減少した
部分が極めて狭くなっており、図３に示されているグラ
フに一致する形状である。

【００３６】図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されている
本発明の実施形態の別の特徴は、支持リングのノッチ３
２にランプ開口４２が存在することである。支持リング
のこの部分が回動してアンビルロールと接触すると、こ
のランプにより、支持リングの表面積の激しい変化が低
減され、その結果、力が変化する。更に、そのノッチに
対向して対称なランプが設けられているため、ノッチを
通過する時にその刃に対するナイフロールの衝撃が低減
される。すなわち、このランプはシステムに対する衝撃
を減少するために用いられるものであり、車のタイヤが
路面の穴に入出するのに似ている。

【００３７】支持リングの表面積を減少させる方法は、
図４に示されているノッチに限定されるものではない。
具体的には、支持リングにおける構造の起伏は、その
量、大きさ、及び向きを変えることで、表面積の減少率
を様々にすることができる。これは、支持リングとナイ
フの刃とで共有される負荷に正確に一致しないこともあ
り得るが、ナイフの刃の様々な点に必要な切断圧力の差
を減少させる助けとなる。一例として、図６に代替の実
施形態が示されている。この実施形態では、支持リング
の表面積は、適切な位置において支持リング表面にクロ
スハッチパターン（cross hatch pattern）５２を設け
て減少させている。

【００３８】更なる実施形態（図示せず）では、アンビ
ルロールの表面の形を変えてアンビルロールと支持リン
グとの間の接触面を減少させている。すなわち、アンビ
ルロールの表面上に起伏のある構造（支持リングの形を
変えても変えなくても良い）を利用する。例えば、クロ
スハッチ領域を設ける。アンビルの表面の形を変えて凹
んだ領域を形成し、アンビルロールとの接触する表面積
を減少させたあらゆる起伏のあるアンビルの表面は、そ
の表面が切断する表面積の変化に一致するように適切に
配置されタイミングが調整されれば、同じ効果を得るこ
とができる。このようなタイミング調整が歯車またはベ
ルトによって行われることが当分野で知られている。

【００３９】上記の説明は切断動作が行われる実施形態
についてのものであるが、本発明は切断動作に限定され
るものではない。具体的には、アンビルに対してプレス
動作が行われる支持リングを利用するあらゆる作業に本
発明を利用できると考えられる。そのような作業の例に
は、切断、かじり、シール加工、圧延、エンボス加工、
チャネリング、クリンプ加工、及びカレンダ加工等があ
る。切断動作と同様に、本発明は、加工される材料の表
面積の変化によって起こる圧力の変化を最小にする。こ
うすることによって、動作するヘッドにかかる応力及び
磨耗を最小化し、より均一な圧力を製品に加えることが
できる。

【００４０】例えば、図７は、生理用ナプキンに対して
実施されるヒートシール加工を示す図である。具体的に
は、図７は、ホタテ貝状即ちノッチ状の支持リングを備
えたヒートシールロールの展開図である。図４に例示さ
れている切断動作と同様に、ノッチ３２が、ナプキンの
端部領域６４に一致するように各支持リング２０に設け
られているため、この位置にあるヒートシールヘッドに
かかる圧力が大きくなる。この大きな圧力が、シールさ
れる材料の大きな表面積に対応する位置に加えられる。
同様に、装置の方向にほぼ垂直なナプキンのウイングの
端部の大きな表面積をヒートシールするために、追加の
ノッチ３２により大きな圧力を得ている。

【００４１】図８は、ヒートシール加工における材料の
厚みの変化に対処する本発明の別の実施形態を例示す
る。図８は、生理用ナプキンに対して実施されるヒート
シール加工を示す。このようなヒートシール加工では、
ヒートシールヘッドが支持リング面の下側に延在してい
る。このような構造では、ヒートシールヘッドがアンビ
ルロールに接触しないで、圧力がシールされる材料に加
えられる。これは、ナイフの刃１８が支持リングの表面
２０と同一レベルでなければならない図２に示されてい
るナイフ切断動作とは異なる。

【００４２】材料の厚みが薄くなると、シール動作に問
題が生じる。ヒートシールヘッドとアンビルロールとの
距離が、十分なシールにとって広くなり過ぎることがあ
る。厚みの変化によるが、圧力を増大して装置を調整
し、厚みの薄い領域に十分に対処することが可能であ
る。しかしながら、このような調整では、厚い領域がシ
ールされる時にヒートシールヘッドに大きな応力がかか
ることになる。従って、ヘッドの寿命が短くなり、シー
ルが不均一となる。

【００４３】図８に示されている本発明の実施形態は、
支持リングの形を変えることによってヒートシールされ
る材料の厚みの変化に対処する。例示された生理用ナプ
キンは、２つの材料７２及び７４を含む。材料７４はナ
プキン全体に亘って存在するが、材料７２はナプキンの
中央の領域に付加されている。従って、ナプキンのウイ
ング領域６６は、材料７２を含まないため厚みが薄い。

【００４４】図７に示されているように、大きな表面領
域（例えば、ナプキンの端部領域６４）がエンボス加工
される時に圧力が増大するようにノッチが設けられてい
る。更に、ウイング領域６６の厚みの薄さを補償するた
めに支持リングに幅の狭い領域７８が設けられている。
即ち、支持リングの幅が、厚みが均一な部分のナプキン
に用いられる幅７６から狭い幅７８に縮小されている。
既にナイフの刃について説明したように、このように支
持リングの幅を狭くすると、支持リングにかかる力が急
に狭い領域に分布するようになるため、平坦なスポット
の幅（２ｂ）が広くなり、アンビルとヒートシールヘッ
ドとの距離（Δｘ）が小さくなる。このように、本発明
は、厚みの薄い部分がある材料のヒートシール加工に適
している。

【００４５】本発明のこの特徴は、ヒートシール加工以
外にも適用できる。本発明のこの特徴は、圧延、エンボ
ス加工、チャネリング、かじり、クリンプ加工、及びカ
レンダ加工に関連した作業はもちろん、他のシール加工
にも利用することができる。

【００４６】図９は、チャネリングが実施される本発明
の更なる実施形態を例示する。この実施形態では、２種
類のチャネル領域、即ち装置の方向にある領域８２と装
置の方向に垂直な方向の領域８４とが示されている。上
記した切断動作及びシール加工と同様に、領域８４に関
連した表面積の大きい領域をチャネリングするためには
追加の圧力が必要である。本発明のこの実施形態は、支
持リング２０におけるノッチ３２をここでも用いて、ナ
プキンがチャネリングされる時に領域８４のみに追加の
圧力が加えられるようにしている。

【００４７】図１０及び図１１はそれぞれ、チャネリン
グが実施される本発明の更なる実施形態を例示する。こ
れらの図面では、より複雑なパターンがチャネリングさ
れ、チャネリングヘッドにかかる圧力が、図８に示され
たシール加工に類似の方法でノッチ３２と支持リングの
狭い領域とを組み合わせて調整されている。

【００４８】本発明の上記説明は、主に生理用ナプキン
の製造について行ったが、生理用ナプキンやその生理用
ナプキンに用いられる特定の材料に限定されるものでは
ない。本発明は、支持リングが用いられ、アンビルロー
ルに対してプレス動作を行うあらゆる加工に適用できる
と考えられる。このようなアンビルロールは平坦な表面
である必要はなく、例えばオス／メス・エンボス加工も
本発明に含まれる。更に、本発明は、限定するものでは
ないが、フォイル、プラスチック、ノンウーブン、及び
紙からなる材料、またその他のロール状の材料を含む多
種多様な材料に適用できる。

【００４９】本発明の特定の実施形態を例示し説明した
が、当業者であれば、様々な他の変更及び変形等を本発
明の概念及び範囲内で容易に成し得ることを理解できよ
う。従って、本発明の範囲内であるそのような変更及び
変形等はすべて上記した請求の範囲に包含される。

【００５０】本発明の実施態様は以下の通りである。 （１）前記切断動作の最中に、前記ナイフの刃と接触す
る前記材料の表面積が変化するため、前記表面積の変化
を少なくとも部分的に補償するように、少なくとも１つ
の前記接触領域を変化させることを特徴とする請求項１
に記載のロータリーナイフ装置。 （２）前記各支持リングの前記接触領域を少なくとも１
つの位置で縮小して、前記ナイフの刃における圧力を上
昇させることを特徴とする請求項１に記載のロータリー
ナイフ装置。 （３）前記支持リングの表面の幅を狭くして、前記接触
領域を縮小させることを特徴とする実施態様（２）に記
載のロータリーナイフ装置。 （４）前記支持リングの表面にクロスハッチを設けるこ
とで、前記接触領域を縮小させることを特徴とする実施
態様（２）に記載のロータリーナイフ装置。 （５）前記縮小させた接触領域の前記少なくとも１つの
位置を、前記材料の表面積が増大した部分を切断する前
記ナイフの刃の部分と一致するようにしたことを特徴と
する実施態様（２）に記載のロータリーナイフ装置。

【００５１】（６）前記アンビルロール上に起伏のある
表面を設けることで、前記接触領域を縮小させることを
特徴とする実施態様（２）に記載のロータリーナイフ装
置。 （７）前記プレス動作が、切断、かじり、シール加工、
圧延、エンボス加工、チャネリング、クリンプ加工、及
びカレンダ加工からなる群から選択されることを特徴と
する請求項２に記載のロータリー装置。 （８）前記プレス動作の最中に、前記プレス部材と接触
する前記材料の表面積が変化するため、前記圧力を調整
する前記手段を用いて、前記表面積の変化を少なくとも
部分的に補償することを特徴とする請求項２に記載のロ
ータリー装置。 （９）前記各支持リングの前記接触領域を少なくとも１
つの位置で縮小して、前記圧力を上昇させることを特徴
とする請求項２に記載のロータリー装置。 （１０）前記支持リングの表面の幅を狭くして、前記接
触領域を縮小させることを特徴とする実施態様（９）に
記載のロータリー装置。

【００５２】（１１）前記支持リングの表面にクロスハ
ッチを設けることで、前記接触領域を縮小させることを
特徴とする実施態様（９）に記載のロータリー装置。 （１２）前記縮小させた接触領域の前記少なくとも１つ
の位置を、前記材料の表面積が増大した部分をプレス動
作する前記プレス部材の部分と一致するようにしたこと
を特徴とする実施態様（９）に記載のロータリー装置。 （１３）前記縮小させた接触領域の前記少なくとも１つ
の位置を、前記材料の厚みが増大した部分をプレス動作
する前記プレス部材の部分と一致するようにしたことを
特徴とする実施態様（９）に記載のロータリー装置。 （１４）前記減少させた接触領域の前記少なくとも１つ
の位置を、前記材料の密度が増大した部分をプレス動作
する前記プレス部材の部分と一致するようにしたことを
特徴とする実施態様（９）に記載のロータリー装置。 （１５）前記アンビルロール上に起伏のある表面を設け
ることで、前記接触領域を縮小させることを特徴とする
実施態様（９）に記載のロータリー装置。

【００５３】（１６）前記プレス動作が、切断、かじ
り、シール加工、圧延、エンボス加工、チャネリング、
クリンプ加工、及びカレンダ加工からなる群から選択さ
れることを特徴とする請求項３に記載の方法。 （１７）前記プレス動作の最中に、前記プレス部材と接
触する前記材料の表面積が変化するため、前記圧力を調
整する前記ステップを実行して、前記表面積の変化を少
なくとも部分的に補償することを特徴とする請求項３に
記載の方法。 （１８）前記各支持リングの前記接触領域が少なくとも
１つの位置で縮小して、前記圧力を上昇させることを特
徴とする請求項３に記載の方法。 （１９）前記支持リングの表面の幅を狭くして、前記接
触領域を縮小させることを特徴とする実施態様（１８）
に記載の方法。 （２０）前記支持リングの表面にクロスハッチを設ける
ことで、前記接触領域を縮小させることを特徴とする実
施態様（１８）に記載の方法。

【００５４】（２１）前記縮小させた接触領域の前記少
なくとも１つの位置が、前記材料の表面積が増大した部
分をプレス動作する前記プレス部材の部分と一致するよ
うにしたことを特徴とする実施態様（１８）に記載の方
法。 （２２）前記縮小させた接触領域の前記少なくとも１つ
の位置が、前記材料の厚みが増大した部分をプレス動作
する前記プレス部材の部分と一致するようにしたことを
特徴とする実施態様（１８）に記載の方法。 （２３）前記縮小させた接触領域の前記少なくとも１つ
の位置が、前記材料の密度が増大した部分をプレス動作
する前記プレス部材の部分と一致するようにしたことを
特徴とする実施態様（１８）に記載の方法。 （２４）前記アンビルロール上に起伏のある表面を設け
ることで、前記接触領域を縮小させることを特徴とする
実施態様（１８）に記載の方法。

【００５５】

【発明の効果】支持リングを改良してロータリーナイフ
の刃にかかる応力の変化を低減し、ナイフロールの寿命
を長くしたロータリーナイフ装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロータリーナイフ装置の模式図である。

【図２】ナイフの刃の最小の接触領域と最大の接触領域
とを示す、図１に示された典型的なロータリーナイフ装
置の断面図である。

【図３】製品の端部からの距離の関数としてナイフの切
断セグメント領域を示す表とグラフの両方の図である。

【図４】本発明の実施形態のナイフ／支持リングの表面
の平面図である。

【図５】図５（ａ）は支持リングのノッチの詳細な平面
図である。図５（ｂ）は図５（ａ）の線Ａ−Ａに沿って
見たノッチの断面図である。

【図６】本発明の別の実施形態であるナイフ／支持リン
グの表面の平面図である。

【図７】本発明の別の実施形態であるヒートシール用ロ
ールの支持リングの表面の平面図である。

【図８】本発明の別の実施形態であるヒートシール用ロ
ールの支持リングの表面の平面図である。

【図９】本発明の別の実施形態であるチャネリング用支
持リングの表面の平面図である。

【図１０】本発明の別の実施形態であるチャネリング用
支持リングの表面の平面図である。

【図１１】本発明の別の実施形態であるチャネリング用
支持リングの表面の平面図である。

【符号の説明】

１０ 外周部 １２ アンビルロール １４ 回転軸 １６ 端部切断領域 １８ ナイフの刃 ２０ 支持リング ３２ ノッチ ５２ クロスハッチパターン ６４ ナプキンの端部領域 ６６ ナプキンのウイング領域 ７２，７４ ナプキンの材料 ７６ 通常の幅 ７８ 狭められた幅 ８２ 装置方向の領域 ８４ 装置と垂直方向の領域

フロントページの続き (72)発明者 アルフレッド・アール・アメンド アメリカ合衆国、08824−1218 ニュージ ャージー州、ケンダル・パーク、シェリ ー・ロード ２ (72)発明者 ジョナサン・エム・ハンセン アメリカ合衆国、08628 ニュージャージ ー州、エビング、ケンブリッジ・ドライブ 28 Ｆターム(参考） 3C060 AA20 BA03 BB05 BD03 BH01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 材料に対して切断動作を実施するための
   ロータリーナイフ装置であって、 （ａ）少なくとも１つのナイフの刃と前記ナイフの刃の
   両側に位置する２つの支持リングとを備えた外周部と、
   回転軸とを有するロータリーシャフトを含むナイフロー
   ルと、 （ｂ）前記切断動作の最中に、アンビルロールと前記各
   支持リングとの間に接触領域が存在し、かつ前記アンビ
   ルロールと前記ナイフの刃の少なくとも一部との間に圧
   力が存在するように配置された、前記アンビルロールと
   を含み、 （ｃ）少なくとも１つの前記接触領域を変化させること
   により、前記圧力を前記ナイフの刃と前記アンビルロー
   ルとの間で調整することを特徴とするロータリーナイフ
   装置。
2. 【請求項２】 プレス部材とアンビルロールとの間に配
   置された材料に対してプレス動作を実施するためのロー
   タリー装置であって、 （ａ）前記プレス部材とそのプレス部材の両側に配置さ
   れた２つの支持リングとを備えた外周部と、回転軸とを
   有するロータリーシャフトを含むロータリー部材と、 （ｂ）前記プレス動作の最中に、前記アンビルロールと
   前記各支持リングとの間に接触領域が存在し、かつ前記
   アンビルロールと前記プレス部材の少なくとも一部と前
   記材料との間に圧力が存在するように配置された、前記
   アンビルロールと、 （ｃ）少なくとも１つの前記接触領域を変化させること
   により前記圧力を調整する手段とを含むことを特徴とす
   るロータリー装置。
3. 【請求項３】 プレス部材とアンビルロールとの間に配
   置された材料に対してプレス動作を実施するための方法
   であって、 （ａ）前記プレス部材とそのプレス部材の両側に配置さ
   れた２つの支持リングとを備えた外周部と、回転軸とを
   有するロータリーシャフトを含むロータリー部材を用意
   するステップと、 （ｂ）前記プレス動作の最中に、前記アンビルロールと
   前記各支持リングとの間に接触領域が存在し、かつ前記
   アンビルロールと前記プレス部材の少なくとも一部と前
   記材料との間に圧力が存在するように前記アンビルロー
   ルを配置するステップと、 （ｃ）少なくとも１つの前記接触領域を変化させること
   により前記圧力を調整するステップとを含むことを特徴
   とするプレス動作を実施するための方法。