JP2004195618A - Travel sheet horizontally cutting device - Google Patents

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JP2004195618A JP2002369600A JP2002369600A JP2004195618A JP 2004195618 A JP2004195618 A JP 2004195618A JP 2002369600 A JP2002369600 A JP 2002369600A JP 2002369600 A JP2002369600 A JP 2002369600A JP 2004195618 A JP2004195618 A JP 2004195618A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized long sheet-like material cutting device for quickly determining a knife incident angle at sheet horizontally cutting time and next time cutting time. <P>SOLUTION: The knife incident angle is set according to a travel speed of a sheet and a knife, and the knife is rotated at a prescribed angle on the sheet other end side after cutting the sheet, and the knife incident angle of next time is set. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、高分子フィルム、金属箔等に代表される長尺のシート状物を横切断する目的で装着される切断装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の紙、高分子フィルム、金属箔等に代表される長尺のシートを横断方向に切断する手段は、数多く存在する(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照。)。
特にシートに液体状塗料を塗布、乾燥する目的で設置される塗工機の分野で広く用いられている。塗工機とは、シートの巻取状物(以下巻取と称する)を塗工機内部に具備される繰出装置に装着し、シートを連続的に繰出し、液体状塗料をシート表面に塗布し、乾燥させ、巻取装置により前記シートを再び巻取る設備の総称である(例えば特許文献4、特許文献5参照。)。
従来の塗工機においては巻取の塗布、再巻取が完了すると共に、塗工機を一旦停止し、該巻取を取り外し、次に塗布する為の巻取りを繰出装置に装着し、再び塗工運転を再開するサイクルを繰返していたが、停止、始動を繰返すため、稼働率の低いことが問題であった。
しかしながら近年の技術の進歩により、繰出装置に予め次に塗布する巻取を装着しておき、旧巻取と新巻取とを自動的に糊貼りし繋ぐ事により、塗工機を停止することなく連続的に運転する事が可能となった。
また巻取装置は旧巻取の巻取りが完了した後、新巻取軸にシートを自動的に巻取る事が可能となり、大幅な稼働率の向上が達成されてきた(例えば特許文献4参照。)。
前述の連続運転の工程上、繰出部で、旧巻取と新巻取とはシートを糊貼りした時点で旧巻取のシートの後端をを切断する必要が発生する。また、巻取部でも新巻取軸に塗工後のシート巻取る為に、旧巻取軸へ走行するシートの後端を切断する事が必要である。このことは走行中のシートを切断することを意味しており、従来、走行中のシートに鋸刃状のナイフをシート全幅にわたり一気に押し込む事により、シートを切断することが通常行われている。しかしながら、前記切断方法は、シートの切断部がギザギザになっており、そのまま新巻取軸に切断されたシートの先端を巻込む事により、シートの先端の折れ、皺、不規則な重なり等が発生し、その上に引き続いて巻かれて行くシートには、先端巻込み不良の影響から凹凸の押え型が入り、平らな巻取とならず、相当量の製品にならないシートが発生し、歩留低下の大きな要因となっていた。また、繰出部においても、切断部のシートの切れ端が破れ、分離し、塗布部にその破片が入ることにより、塗布異常が発生し、やはり歩留低下の大きな要因となっており、これ等のトラブルの解決が問題となっていた(例えば特許文献2参照。)。
前述の問題を解決すべく、近年、走行中のシートを切断する方法として、ナイフをシート端部より横断方向に走行させる事により、走行ナイフによるシートを切断する方法が次第に普及されてきた。この方法は、シート切断部がギザギザでなく、直線状になっており、しかも一方のシート端部から他方の端部まで、シートの流れ方向に対して略直角三角状に切断される事から、切断されたシート先端は、新巻取軸に対して螺旋状に巻かれる事になる。
前記切断方法による巻取部での巻始め状態は、シートの折れ、重なり、皺等の発生が無く、その上に引続いて巻取られるシートも、下巻の影響を受けず、歩 向上に対して大きく貢献していることは公知の事実である(例えば特許文献1参照。)。
走行中のシートに対し横断方向にナイフを走行させ、シートを切断する手段で最も重要な事は、ナイフの走行速度を一定とした場合、走行シートに対するナイフの入射角度αである。(図5参照)。シート速度が一定と仮定した場合、例えば、ナイフの入射角度αがシート速度に対し合致せず、シート走行方向に対しナイフ入射角度αが90度に近付く程、ナイフ側面は、走行シートに下流方向に押されて、ナイフに横方向の力が働く事になり、シート及びナイフにそれぞれ無理な力が印加され、シートの走行方向の破断又はナイフの折損のトラブルが発生する。またナイフ入射角度αが0度に近付く程、ナイフの横断走行の力により、ナイフでシートを幅方向へ破断することになり、またナイフの折損が発生することになる。即ちナイフの適正な入射角度αは、走行シートの速度とナイフの走行速度との両速度ベクトルにより決定される為、予めナイフの入射角度αを設定することは重要な要素である(例えば特許文献1、特許文献2参照。)。
従来の切断装置は、ナイフが横方向に走行し、切り始めのシート端から他方のシート端に到達した時点でシートの横切断は完了するが、その後ナイフ先端をシートに接触しない高さまで上昇させ、又は離隔し、シート上方の離れた位置で逆方向に横断移動し、切断前の旧位置に帰還せしめる必要があり、しかもこのナイフの帰還動作は、シートを切断しない無駄な動作であるにも拘らず、帰還動作のための設備の複雑化、大型化をもたらす原因となっており、製作コスト的にも高価なものになっている(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−1582号公報(第1頁、第3頁、図1、図2、図3)
【特許文献2】
特開平7−206233号公報(第1頁、図1、図2、図3)
【特許文献3】
特開平5−318381号公報(第1頁、図1、図2)
【特許文献4】
特許第2904979号公報(第2頁)
【特許文献5】
特開2001−114458号公報(第1頁)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
特に塗工機の場合、1種類のシートのみ及び1種類の液体塗料のみを塗布する事は少なく、多種多用の条件下で運転する事が通常行われており、シート速度も前記条件に応じて著しく変化させる必要があり、その都度ナイフの入射角度を変化させなければならず、その調整に多大な時間を必要としており、迅速な入射角度決定が課題となっていた。
【0005】
また前述の塗工機におけるシート繰出部及び巻取部は、設備の自動化と共に非常に複雑となっており、一般的に該両部におけるシート切断装置の設備スペースは、比較的狭く、従って切断装置自体の小型化が必要とされ、この小型化が課題となっている。
【0006】
前述の如く、従来の切断装置は、ナイフが横方向に走行し、切断開始のシート端から他方シート端に到着した時点で帰還動作を必要とし、帰還動作のための設備の複雑化、大型化をもたらす原因となっており、この解決が課題となっていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決する為、装置自体の動きを単純化すると共に、装置自体を小型化し、ナイフ入射角度調整に人手を要しない走行シート横切断装置を発明するに至った。
【0008】
請求項1の発明では、走行シート横切断装置を、走行する長尺のシートの一側端よりナイフを入れ、シート走行方向に対し横断する方向にナイフを定速度で走行させ、前記シートを他側端まで横切断する装置において、シート切断装置が、シートの走行速度およびナイフの走行速度に応じて、シート走行方向に対するナイフの入射角度を設定し、該ナイフの走行切断ストロークの最終に至った時点で、自動的にナイフを反転させ、再び該他側端から、シート走行方向に対し、対称的に同一のナイフ入射角度で、逆方向にシートを横切断し、前記シートを反復横切断しうるという構成とした。
【0009】
請求項2の発明では、シートの走行速度を検知し、該シート速度に応じて、ナイフの入射角度を自動的に設定するという構成を請求項1の発明に付加した。
【0010】
請求項3の発明では、ナイフの刃先角度が、シート平面に対し60度ないし20度であるという構成を請求項1または請求項2の発明に付加した。
【0011】
請求項4の発明では、シート切断装置が、シートを跨架設置されるフレーム状の走行架台、該架台上に往復走行可能に配設される走行体、該走行体にシート面と垂直方向に回動可能に軸支されるナイフ支持体、ナイフ支持体軸に装着されるナイフ側回動係合体、および前記ナイフ支持体端に支持されるナイフ、前記走行架台の両端に装着される回動原動機、および前記ナイフ側回動係合体と係合可能で、前記ナイフ支持体軸と平行軸回りに所定角度回動可能な回動原動機側係合体、ならびに前記架台に内設される走行信号検知装置、ナイフ回動角度設定装置および走行原動機よりなるという構成を請求項1、請求項2または請求項3の何れかの発明に付加する構成とした。
【0012】
すなわち、一定速度で走行しているシートを横切断するシート横切断装置で、ナイフの横断速度を一定とする場合、請求項1に示すごとく、走行ナイフのシート走行方向に対する入射角度αを図5に示すごとく予め設定し、シートを横断する方向にシートの一端よりナイフを走行させ、反射側のシート端をナイフが通過し、ナイフ走行ストロークが最終点に到達した時点で、ナイフ入射角度αを請求項4に示すごときフレーム内等に具備されるナイフ回動角度設定装置により、ナイフを所定の角度、即ちシート走行方向に対して逆の対照角度αに回動反転させ、次回の逆方向に切断する入射角度αになるように保持し、次回切断時にその反転入射角度のまま逆方向に同一速度で走行させる事により、反転の度にナイフを昇降移動する装置を必要としない構成とした。
【0013】
請求項4の示すごとく、ナイフ回動角度設定装置は、走行架台上をシート横断方向へ、往復走行しうる走行体に設けられた旋回可能なナイフ支持体に、ギヤ又はプーリのごときナイフ側回動係合体を具備し、走行架台の末端に具備されるギヤ又はプーリのごとき回動原動機側係合体を装着した固着された回動原動機とにより構成される。
回動原動機の回転により、ギヤ又はプーリの如き係合体を介して、ナイフを所定の逆方向の対称入射角度に旋回させる構成であるが、係合体として互に噛合するギヤのみならず、ベルト等を利用したナイフ回動の伝達手段の構成は、当然考慮しうる構成であり、本発明の構成に含まれるものである。即ち、前記ギアの組み合せに代え、ベルトを介するプーリの組合せとしてもよい。
【0014】
ナイフの入射角度αの重要性について、更に説明を加え詳述する。
走行しているシートの進行方向に対して、横断走行するナイフでシートを横切断する方式では、図5に示すごとく、シートの走行速度Aと横横走行するナイフ速度Bとの相関関係によりナイフ入射角度αが決定される。
この適正角度は一点の角度しかなく、次記計算式により算出する事ができる。
tanα=B/A
従ってシート走行速度Aに比べ、ナイフ速度Bが大である程入射角度αは90度に近くなる。
【0015】
シート速度に対するナイフ入射角度が適正値と合致しない場合、横走行するナイフと走行するシートとの間に、切断に供する力以外の力が働き、多くの場合シートの断裂又はナイフの折損の事故が生ずる結果となる。
特に走行しているシート側端に横走行するナイフが入る瞬間に、ナイフ入射角度が適正値と合致しない場合に、上記トラブル現象が顕著に発生するため、シート切断に対するナイフ入射角度は最も重要な要素である。
【0016】
また、前述のごとく、塗工機の運転形態で、シート性状、塗料構成等の変化により、シート速度は一定ではなく、必要に応じ変化させねばならないから、近年ナイフ入射角度を一定とし、走行するシート速度信号を検出し、ナイフ速度を変化させることにより、トラブルの解消することが図られてきた。
【0017】
しかしながら、走行に供するモータの速度制御が必要となり、多くはサーボモータ、変速モータ等の使用による速度制御設備及び駆動部の大型化、複雑な機構化がもたらされ、非常に高価な設備となっていた。
【0018】
請求項2の発明は、ナイフを横行させる手段として、別設のエアシリンダ若しくは汎用モータのごとき走行原動機を使用し、ナイフの走行速度は一定速度としながら、ナイフの走行前にシートの走行速度信号を入力し、ナイフの入射角度を予め設定することにより、理想のの入射角度でシート切断する構成であり、請求項1の発明に付加する。
【0019】
走行するシートの速度信号によりナイフの入射角度を予め設定する手段は、概して容易である。請求項1、請求項4に示すごとく、ナイフをシート面と垂直方向に軸支している旋回可能なナイフ支持体をシート速度信号より所定の角度に回動設定するものであり、回動原動機としては、小型モータが考えられるが、特にこれに限定するものではない。請求項4の発明では、ナイフの反転と入射角度設定は、駆動モータのごとき回動原動機とギア又はプーリのごとき係合体の係合のみで構成され、コンパクトに構成される。
【0020】
ナイフでシートを切断する場合、ナイフ自体の刃先とシート面で構成される角度、即ち、図6に示すごとく、ナイフ角度βは重要である。
このナイフ角度βは、シート走行速度と横断するナイフ速度との両速度ベクトルの合成速度が大きい程、ナイフでシートを切断する量が大きくなる事から、切断力が最も大きくなる角度にすべきである。
【0021】
通常、図6に示すごとく、シートの横切断に供するナイフ刃先角度βは、シート面に対し90度より小さい角度であれば切断可能である。シート切断のメカニズムでは、シート面とナイフ刃先とで構成される角度βが小である程、シート切断力が増大する。
該切断力は、ナイフ刃先に対し直角に働くから、切断力をシート面に対して切断方向即ち角度βを小さい方向に持って行けば、切断力は増大するが、その分、刃先角βを小にすれば、刃先がシートを押し下げることになり、シート刃先より逃げることになり押し下げ分だけシートの切断ができないことになる。
【0022】
発明者は、シートの切断と刃先角度βとの関係を鋭意研究し、テストを繰り返した結果、シート面に対し、刃先角度βが45度から30度のまでの間で最もシートの切断が良好になることを見出した。請求項3の発明の刃先角度βの範囲60度ないし20度の範囲は、前述の範囲を包含する切断良好の範囲を定めるものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
シート走行方向に対するナイフの入射角度αの重要性について更に説明を加え詳述する。
シートの走行方向に対し、横断走行するナイフでシートを切断する方式は、シート走行速度Cvとシートを横断走行するナイフ速度Nvとの相関関係によりナイフ入射角度αが決定される。
最適のナイフ入射角度αは一点しかなく、次式により算出できる。
tanα=Cv/Nv・・・・(1)
【0024】
シート走行方向に対するナイフ入射角度αが適正値に合致しない場合、横走行するナイフと走行するシートとの間では、シート切断に供する力以外の力が働き、多くの場合シートの断裂又はナイフの折損事故が生ずる結果となる。
特に走行しているシート端縁に横走行するナイフの刃が入る瞬間に、ナイフ入射角度αが適正値は合致しない場合に、前述のトラブル現象が顕著に発生するため、シート切断に際してのナイフ入射角度αは最も重要な要素である。また、段落0004に述べたごとく、塗工機の運転状態でシート速度は一定ではなく、シート材質、塗料性状等により変化させるべきものであるから、近年ナイフ入射角度を一定とし、走行するシート速度信号を取り入れて、ナイフ走行速度を、前記シート速度信号に対応して、変化させる方式により、前述のトラブルの解消が図られてきた。しかし、この方式では、ナイフ走行に供するモータの速度制御が必要となり、多くの方式ではサーボモータ、変速モータ等の使用による速度制御設備及び駆動部の大型化複雑な機構となり、非常に高価な構成になってきた。
【0025】
本発明においては、ナイフ走行速度を一定とする方式を採り、ナイフを 走行させる走行原動機として、エアシリンダ若しくは汎用モータを使用し、ナイフ走行機構の簡素化をはかり、一定速度でありながら、事前にシートの走行速度信号をとり入れ、該信号によりナイフの入射角度を設定することにより理想の入射角度でシートを切断するものであり、請求項2の発明で明示した。シートの種類等により、ナイフ走行速度を変更する場合は、それに応じて入射角度を設定し得ることは勿論である。
【0026】
走行するシートの速度信号により、ナイフの入射角度を切断作動前に設定する手段としては、本発明においては、シート面と垂直方向に旋回可能なナイフ支持体を、シート速度信号により所定の角度に設定するものであり、回動原動機として、小型モータが考えられるが、特にモータに限定するものではない。請求項4の発明では、シート切断終了後のナイフの反転と入射角度の設定は、回動原動機として、例えば駆動モータを用い、ナイフ側と回動原動機側の係合手段として、ギア装置又はプーリ装置を用いるのみで構成され、コンパクトな構成となっている。
【0027】
図1は、本発明の走行シート横切断装置を設置する実施例として、一般的な、シート7に塗料を塗布する塗工機構成と、該機におけるシート支持ロール16の一部を省略して示したシート切断装置5、6の位置関係を示す略示側面図である。
【0028】
図示塗工機にあっては、巻取られている長尺のシート7を連続的に繰り出す繰出部1と、シート7に液体塗料を塗布する塗工部2と、シート7を乾燥通過せしめるドライヤ3と、乾燥後のシート7を巻取る巻取部4とで構成される。
【0029】
繰出側シート切断装置5は繰出部1に設けられ、巻取側シート切断装置6は巻取部4に設けられ、両シート切断装置5、6は、繰出部1および巻取部4における新旧巻取の交換時に、旧のシート7の後端を切断し、新巻取シートの先端を、繰出部1にあっては旧シートの後端に繋ぎ、巻取部4にあっては、新巻取軸につなぐ目的で装着される。
【0030】
図2は、走行するシート7(走行方向矢印A)と、シート切断装置5又は6との位置構成を示す実施例の斜視図である。シート7に対しシート切断装置5又は6は、略直角に配置され、シート7に対し、ナイフ11は横断方向に走行し、シート7を横切断する。
【0031】
図3は、シート7の走行側面から見たシート切断装置5又は6の実施例の拡大側面図である。また図4は、シート7の走行方向から見たシート切断装置5又は6の実施例の部分拡大立面図である。シート切断装置5又は6は、走行架台8と、該架台8上を、図中左右方向に、往復走行し得る走行体9及び該走行体9にシート7面と垂直方向に回動可能に軸支されたナイフ支持体10とで構成される。
【0032】
走行体9が、走行架台8上を、図中左右に移動すると共に、ナイフ支持体10も左右に異動する。走行架台8には、ナイフ走行原動機を内設することが出来る。該走行原動機としては、走行駆動用の液体シリンダ装置、モータ等が考えられるが、ナイフ走行速度を調節可能な、直線運動を目的とする駆動装置であれば、これに限定するものではない。
【0033】
ナイフ11は、ナイフ支持体軸13周りに旋回回動可能なナイフ支持体10に保持され、前記ナイフ支持体軸13上には、ナイフ側回動係合体であるナイフ側ギア12が装着されている。
【0034】
図4および図6によりナイフ入射角度αについて説明する。ナイフ側回動係合体であるナイフ側ギア12は、ナイフ走行体9がシート7の側端に到達した位置で、走行架台8の両端に装着される固定された回動原動機である回動モータ15の軸上に装着されるモータ側ギア14に噛合される。噛合されると、回動モータ15の回動により、ナイフ11を所定の角度になるまで、ナイフ支持体10を回動させる。
【0035】
回動モータ15は、ナイフ11の回動の一手段であり、回動原動機としては、その他電気式や流体圧式の回動装置等が考えられるが、特にこれに限定するものではない。ナイフ11の走行端で、回動モータ15の回動によりナイフ11が回動し、同時に逆方向走行の為、所定の入射角度αに設定され、次の逆方向への切断まで待機する状態で静止する。
【0036】
図7のナイフ回動線図について説明する。別設のシート走行速度検出装置からのシート走行速度信号が走行信号検知装置に入力され、該検知装置の出力信号とナイフ架台端にナイフが到達したことを知らせるナイフ到達信号(即ち係合体係合信号)がナイフ回動角度設定装置に入力され、該設定装置よりの指令信号が、回動原動機に入力され該原動機が回動し、回動原動機側係合体を介してナイフ側回動係合体が回動し、ナイフが所定入射角度位置まで回動される。
【0037】
本発明の走行シート横切断装置による切断を実施した結果、下記の結果が得られた。
テスト条件:走行するシートに対し、シート切断装置をシートを横断する方向に設置し、異なるシート走行速度下でのシート切断を実施した。
【0038】
【表1】

Figure 2004195618
【0039】
上記テストの結果、計算上の理想角度での切断となり、切断状況は何れも良好であった。従来の切断方法はナイフの入射角度が固定されており、各シート走行速度と合致していない為、シートの切口も悪く、切断に失敗することもあった。
【0040】
【発明の効果】
請求項1の発明では、シートの走行速度およびナイフの走行速度に応じて、シート走行方向に対するナイフ入射角度を設定することにより、ナイフによる走行シートの切断状況が良好となり、ナイフの往路、復路共にシート切断が可能となり、切断作業をしないナイフの無駄な帰還装置を不要とし、設備が小型化され、設置コストが低下され、走行するシートの切断が確実に実施可能となり、製品の歩留とシート切断装置を取付けた塗工機等の作業機械の稼働率が大幅に改善された効果を奏する。またシート切断ストロークの最路時点でナイフを所定角度回動することによりシート切断装置の小型化の実現可能とする効果を奏する。
【0041】
請求項2の発明では、シート走行速度に応じてナイフの入射角度を自動的に設定することにより、ナイフ入射角度の設定が迅速、確実となり、シートの歩留の向上と作業機械の稼働率の向上が一段と可能となる効果を奏する。
【0042】
請求項3の発明では、ナイフの刃先角度を所定角度範囲とすることにより、シート横切断作業が確実となり、シートの歩留と作業機械の稼働率との向上が更に向上する効果を奏する。
【0043】
請求項4の発明では、シート切断装置小型化が実施可能となり、各種のシート切断作業機械に装着可能となり、更に巻取の交換以外のシートの連続切断作業の完全自動化も可能となり、切断されるシートの歩留と作業機械の稼働率との向上に測り知れない効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】シート切断装置の位置関係実施例を示す塗工機の略示側面図である。
【図2】シート切断装置とシートとの取付関係実施例を示す部分拡大斜視図である。。
【図3】走行架台端より見たシート切断装置実施例の拡大側面図である。
【図4】走行架台側面より見たシート切断装置実施例の部分拡大立面図である。
【図5】ナイフ入射角度説明図である。
【図6】ナイフ刃先角度説明図である。
【図7】ナイフ回動線図である。
【符号の説明】
1 繰出部
2 塗工部
3 ドライヤ
4 巻取部
5 繰出側シート切断装置
6 巻取側シート切断装置
7 シート
8 走行架台
9 走行体
10 ナイフ支持体
11 ナイフ
12 ナイフ側ギア(ナイフ側係合体)
13 ナイフ支持体軸
14 モータ側ギア(モータ側係合体)
15 回動モータ
16 支持ロール
A シート走行方向
B ナイフ走行方向
α ナイフ入射角度
β ナイフ刃先角度[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cutting device that is mounted for the purpose of transversely cutting a long sheet-like material represented by paper, a polymer film, a metal foil and the like.
[0002]
[Prior art]
There are many conventional means for cutting a long sheet typified by paper, a polymer film, a metal foil or the like in the transverse direction (for example, see Patent Documents 1, 2, and 3).
In particular, it is widely used in the field of coating machines installed for the purpose of applying and drying a liquid paint on a sheet. A coating machine is a device in which a roll of a sheet (hereinafter referred to as a roll) is mounted on a feeding device provided inside the coating machine, the sheet is continuously fed, and a liquid paint is applied to the sheet surface. This is a general term for equipment for drying and rewinding the sheet with a winding device (for example, see Patent Documents 4 and 5).
In the conventional coating machine, the application of the winding and the rewinding are completed, the coating machine is temporarily stopped, the winding is removed, and the winding for the next coating is mounted on the feeding device, and the winding is performed again. Although the cycle of restarting the coating operation was repeated, the operation rate was low due to repeated stopping and starting, which was a problem.
However, due to recent advances in technology, the winding machine to be applied next is mounted in advance on the feeding device, and the coating machine is stopped by automatically gluing and connecting the old winding and the new winding. It became possible to drive continuously without any.
Further, after the winding of the old winding is completed, the winding device can automatically wind the sheet on the new winding shaft, and a large improvement in the operation rate has been achieved (for example, see Patent Document 4). .).
In the above-described continuous operation process, it is necessary to cut the rear end of the old wound sheet at the time of pasting the sheet between the old winding and the new winding in the feeding section. Also, in the winding section, it is necessary to cut the rear end of the sheet traveling on the old winding shaft in order to wind the sheet after coating on the new winding shaft. This means that the running sheet is cut. Conventionally, the sheet is usually cut by pressing a saw blade-shaped knife into the running sheet at a stretch over the entire width of the sheet. However, in the above cutting method, the cut portion of the sheet is jagged, and by winding the cut end of the cut sheet on the new winding shaft as it is, folding, wrinkles, irregular overlapping of the end of the sheet, etc. The sheet that is generated and subsequently rolled on it has an uneven pressing die due to the effect of poor tip winding, resulting in a sheet that does not become a flat roll and does not become a considerable amount of product. This has been a major factor in the drop in retention. Also, in the feeding section, the cut end of the sheet in the cutting section is torn, separated, and the broken pieces enter the coating section, thereby causing coating abnormality, which is also a major factor in lowering the yield. The solution of the trouble has been a problem (for example, see Patent Document 2).
In order to solve the above-mentioned problem, in recent years, as a method of cutting a running sheet, a method of cutting a sheet by a traveling knife by moving a knife in a transverse direction from an end of the sheet has been gradually spread. In this method, the sheet cutting portion is not jagged, but is straight, and from one sheet end to the other end, it is cut in a substantially right triangle with respect to the sheet flow direction, The cut sheet tip is spirally wound around the new winding shaft.
The winding start state at the winding section by the cutting method is such that the sheet is not bent, overlapped, wrinkled, etc., and the sheet subsequently wound thereon is not affected by the lower winding, and the step is improved. It is a well-known fact that it has made a great contribution (for example, see Patent Document 1).
The most important means for cutting the sheet by moving the knife in the transverse direction with respect to the running sheet is the incident angle α of the knife with respect to the running sheet when the running speed of the knife is constant. (See FIG. 5). Assuming that the sheet speed is constant, for example, as the knife incident angle α does not match the sheet speed and the knife incident angle α approaches 90 degrees with respect to the sheet traveling direction, the knife side faces the traveling sheet in the downstream direction. , A lateral force acts on the knife, and excessive force is applied to each of the sheet and the knife, which causes breakage in the sheet running direction or breakage of the knife. Further, as the knife incident angle α approaches 0 degrees, the sheet is broken in the width direction by the knife due to the transverse traveling force of the knife, and the knife is broken. That is, since the appropriate incident angle α of the knife is determined by both velocity vectors of the traveling sheet speed and the traveling speed of the knife, it is an important factor to set the incident angle α of the knife in advance (for example, see Patent Document 1). 1, see Patent Document 2.).
In the conventional cutting device, when the knife travels in the lateral direction, the transverse cutting of the sheet is completed when the knife reaches the other sheet end from the sheet end at the start of cutting, but then the knife tip is raised to a height that does not contact the sheet. Or the knife must be separated and traversed in the opposite direction at a remote position above the sheet and returned to the old position before cutting, and the returning operation of this knife is a wasteful operation that does not cut the sheet. Nevertheless, this causes the equipment for the return operation to become complicated and large, and is expensive in terms of manufacturing cost (for example, see Patent Documents 1, 2, and 3). ).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-1582 (Page 1, Page 3, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3)
[Patent Document 2]
JP-A-7-206233 (Page 1, FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3)
[Patent Document 3]
JP-A-5-318381 (page 1, FIG. 1, FIG. 2)
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 2990479 (page 2)
[Patent Document 5]
JP 2001-114458 A (page 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Especially in the case of a coating machine, it is rare to apply only one type of sheet and only one type of liquid paint, and it is usually operated under a wide variety of conditions, and the sheet speed also depends on the above conditions. It has to be changed remarkably, and the angle of incidence of the knife must be changed each time, and it takes a lot of time to adjust the angle.
[0005]
Further, the sheet feeding section and the winding section in the above-mentioned coating machine have become very complicated with the automation of the equipment, and generally the equipment space of the sheet cutting device in both parts is relatively small, and therefore the cutting device The miniaturization of itself is required, and this miniaturization has been an issue.
[0006]
As described above, the conventional cutting device requires a return operation when the knife travels in the lateral direction and arrives at the other sheet end from the sheet end at the start of cutting, and the equipment for the return operation becomes complicated and large. And this solution has been an issue.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the movement of the apparatus itself has been simplified, the apparatus itself has been reduced in size, and a traveling sheet transverse cutting apparatus which does not require any manpower to adjust the knife incident angle has been invented.
[0008]
According to the first aspect of the invention, the traveling sheet transverse cutting device inserts a knife from one end of the traveling long sheet, moves the knife at a constant speed in a direction transverse to the sheet traveling direction, and moves the sheet to another side. In the apparatus for transversely cutting to the side end, the sheet cutting device sets the incident angle of the knife with respect to the sheet traveling direction according to the traveling speed of the sheet and the traveling speed of the knife, and reaches the end of the traveling and cutting stroke of the knife. At this point, the knife is automatically inverted, and the sheet is transversely cut in the opposite direction again from the other side edge at the same knife incident angle with respect to the sheet running direction, and the sheet is repeatedly transversely cut. It was configured to be able to.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, a configuration is added to the first aspect of the present invention in which the traveling speed of the sheet is detected and the incident angle of the knife is automatically set in accordance with the sheet speed.
[0010]
According to the third aspect of the present invention, the configuration in which the blade edge angle of the knife is 60 degrees to 20 degrees with respect to the sheet plane is added to the first or second aspect of the invention.
[0011]
According to the invention of claim 4, the sheet cutting device comprises: a frame-shaped traveling gantry on which the sheet is laid; a traveling body disposed on the gantry so as to be able to reciprocate; A knife support rotatably supported by a knife, a knife-side rotation engagement body mounted on a knife support shaft, a knife supported on the knife support end, and a rotation mounted on both ends of the traveling gantry A motor, a rotating motor-side engaging body that is engageable with the knife-side rotating engaging body and is rotatable by a predetermined angle around an axis parallel to the knife support body axis, and a traveling signal detection provided in the gantry The configuration comprising the device, the knife rotation angle setting device and the traveling motor is added to any one of the first, second and third aspects of the invention.
[0012]
That is, when the transverse speed of the knife is constant in a sheet transverse cutting apparatus that transversely cuts a sheet traveling at a constant speed, the incident angle α of the traveling knife with respect to the sheet traveling direction is determined as shown in FIG. The knife is traveled from one end of the sheet in the direction crossing the sheet, and the knife passes through the sheet end on the reflection side, and when the knife travel stroke reaches the final point, the knife incident angle α is set as shown in A knife turning angle setting device provided in a frame or the like as shown in claim 4 turns the knife to a predetermined angle, that is, a turning angle reverse to a contrast angle α opposite to the sheet traveling direction, and in the next reverse direction. A device that moves the knife up and down at each reversal by holding it at the angle of incidence α to be cut and running it at the same speed in the opposite direction at the reversal incidence angle at the next cut is required It was to not configured.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, the knife rotation angle setting device includes a knife-side rotating device such as a gear or a pulley provided on a revolvable knife support provided on a traveling body that can reciprocate in a sheet crossing direction on a traveling platform. It is provided with a moving engagement body, and is constituted by a fixed rotation motor fitted with a rotation motor side engagement body such as a gear or a pulley provided at the end of the traveling gantry.
By rotating the rotary motor, the knife is turned to a predetermined symmetrical incident angle in the opposite direction via an engaging body such as a gear or a pulley, but not only gears meshing with each other but also belts and the like as engaging bodies. The configuration of the knife rotation transmitting means utilizing the above is a configuration that can be naturally considered, and is included in the configuration of the present invention. That is, instead of the combination of the gears, a combination of pulleys via a belt may be used.
[0014]
The importance of the angle of incidence α of the knife will be described in detail with further explanation.
In the method of transversely cutting a sheet with a transversely traveling knife in the traveling direction of the traveling sheet, as shown in FIG. 5, the knife is driven by a correlation between the traveling speed A of the sheet and the knife speed B of laterally traveling. The incident angle α is determined.
This proper angle has only one angle and can be calculated by the following formula.
tanα = B / A
Accordingly, as the knife speed B is higher than the sheet traveling speed A, the incident angle α becomes closer to 90 degrees.
[0015]
If the knife incidence angle with respect to the sheet speed does not match the appropriate value, a force other than the force used for cutting acts between the laterally traveling knife and the traveling sheet, and in many cases, the sheet may break or the knife may break. The consequences are:
Especially when the knife incident angle does not coincide with the appropriate value at the moment when the laterally traveling knife enters the side edge of the running sheet, the above-mentioned trouble phenomenon occurs remarkably, so the knife incident angle for sheet cutting is the most important. Element.
[0016]
In addition, as described above, in the operation mode of the coating machine, the sheet speed is not constant due to changes in sheet properties, paint composition, and the like, and must be changed as necessary. It has been attempted to eliminate the trouble by detecting the sheet speed signal and changing the knife speed.
[0017]
However, it is necessary to control the speed of the motor used for traveling, and in many cases, the use of a servo motor, a variable speed motor, etc. results in an increase in the speed control equipment and the size of the drive unit, a complicated mechanism, and extremely expensive equipment. I was
[0018]
The invention according to claim 2 uses a traveling motor such as a separate air cylinder or a general-purpose motor as a means for moving the knife in a transverse direction, and while the traveling speed of the knife is constant, the traveling speed signal of the sheet before traveling of the knife. Is input, and the sheet is cut at an ideal angle of incidence by presetting the angle of incidence of the knife, which is added to the invention of claim 1.
[0019]
Means for presetting the angle of incidence of the knife by the speed signal of the running sheet is generally easy. According to a first aspect of the present invention, a swivelable knife support that supports a knife in a direction perpendicular to a sheet surface is set at a predetermined angle based on a sheet speed signal. Although a small motor is conceivable, it is not particularly limited to this. According to the fourth aspect of the present invention, the reversal of the knife and the setting of the incident angle are performed only by the engagement of the rotating motor such as a drive motor and the engaging body such as a gear or a pulley, and are compact.
[0020]
When cutting a sheet with a knife, the angle formed by the cutting edge of the knife itself and the sheet surface, that is, as shown in FIG. 6, the knife angle β is important.
This knife angle β should be set to an angle that maximizes the cutting force because the greater the combined speed of both the speed vector of the sheet traveling speed and the speed of the traversing knife, the greater the amount of cutting the sheet with the knife. is there.
[0021]
Normally, as shown in FIG. 6, the knife edge angle β used for transverse cutting of the sheet can be cut if it is smaller than 90 degrees with respect to the sheet surface. In the sheet cutting mechanism, the smaller the angle β formed between the sheet surface and the knife edge, the greater the sheet cutting force.
Since the cutting force acts at a right angle to the knife edge, if the cutting force is applied to the sheet surface in a cutting direction, that is, the angle β is reduced, the cutting force increases, but the cutting edge angle β is correspondingly increased. If it is made smaller, the blade edge pushes down the sheet, and escapes from the sheet blade edge, so that the sheet cannot be cut by the amount of pressing down.
[0022]
The inventor has studied the relationship between sheet cutting and blade edge angle β diligently, and as a result of repeating the test, it has been found that the cutting of the sheet is the best when the blade angle β is 45 to 30 degrees with respect to the sheet surface. I found out. The range of the cutting edge angle β of 60 to 20 degrees according to the third aspect of the present invention defines a favorable cutting range including the above range.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The importance of the incident angle α of the knife with respect to the sheet traveling direction will be further described and described in detail.
In the method of cutting a sheet with a knife traveling transversely to the sheet traveling direction, the knife incident angle α is determined by a correlation between the sheet traveling speed Cv and the knife speed Nv traveling transversely to the sheet.
The optimum knife incident angle α has only one point and can be calculated by the following equation.
tanα = Cv / Nv (1)
[0024]
If the knife incident angle α with respect to the sheet running direction does not match the appropriate value, a force other than the force for cutting the sheet acts between the laterally running knife and the running sheet, and in many cases, the sheet breaks or the knife breaks. This results in an accident.
In particular, when the knife incident angle α does not match the proper value at the moment when the knife edge of the laterally traveling knife enters the edge of the running sheet, the above-mentioned trouble phenomenon occurs remarkably, so the knife incident when cutting the sheet The angle α is the most important factor. Further, as described in paragraph 0004, the sheet speed is not constant in the operation state of the coating machine and should be changed depending on the sheet material, paint properties, and the like. The above-mentioned trouble has been solved by a method of changing the knife traveling speed in response to the sheet speed signal by taking in a signal. However, in this method, the speed control of the motor used for knife traveling is necessary, and in many methods, the speed control equipment and the drive unit are increased in size by using a servomotor, a variable speed motor, and the like, and the driving mechanism becomes complicated, resulting in a very expensive configuration. It has become.
[0025]
In the present invention, a method is adopted in which the knife traveling speed is kept constant, an air cylinder or a general-purpose motor is used as a traveling motor for traveling the knife, and the knife traveling mechanism is simplified. In this method, the sheet is cut at an ideal angle of incidence by taking in the signal of the traveling speed of the sheet and setting the angle of incidence of the knife according to the signal. When the knife traveling speed is changed depending on the type of the sheet or the like, it is needless to say that the incident angle can be set accordingly.
[0026]
As means for setting the incident angle of the knife before the cutting operation by the speed signal of the traveling sheet, in the present invention, the knife support capable of turning in the direction perpendicular to the sheet surface is set to a predetermined angle by the sheet speed signal. Although a small motor can be considered as the rotating prime mover, it is not particularly limited to a motor. According to the fourth aspect of the invention, the turning of the knife and the setting of the angle of incidence after the cutting of the sheet are performed by using, for example, a drive motor as the rotating motor, and using a gear device or a pulley as the engagement means on the knife side and the rotating motor side. It is configured only by using the device, and has a compact configuration.
[0027]
FIG. 1 shows a general configuration of an apparatus for applying a traveling sheet transverse cutting device of the present invention, in which a general coating apparatus for applying paint to a sheet 7 and a part of a sheet supporting roll 16 in the apparatus are omitted. It is a schematic side view which shows the positional relationship of the shown sheet cutting apparatus 5,6.
[0028]
In the illustrated coating machine, a feeding section 1 for continuously feeding a long sheet 7 wound up, a coating section 2 for applying a liquid paint to the sheet 7, and a dryer for drying and passing the sheet 7. 3 and a winding unit 4 for winding the dried sheet 7.
[0029]
The feeding-side sheet cutting device 5 is provided in the feeding portion 1, the winding-side sheet cutting device 6 is provided in the winding portion 4, and the two sheet cutting devices 5, 6 are provided in the feeding portion 1 and the winding portion 4. At the time of replacement of the take, the rear end of the old sheet 7 is cut, the leading end of the new take-up sheet is connected to the rear end of the old sheet in the feeding section 1, and the new end is taken up in the take-up section 4. It is attached for the purpose of connecting to the spindle.
[0030]
FIG. 2 is a perspective view of the embodiment showing a positional configuration of the running sheet 7 (running direction arrow A) and the sheet cutting device 5 or 6. The sheet cutting device 5 or 6 is arranged at a substantially right angle to the sheet 7, and the knife 11 travels in the transverse direction with respect to the sheet 7 to cut the sheet 7 sideways.
[0031]
FIG. 3 is an enlarged side view of the embodiment of the sheet cutting device 5 or 6 as viewed from the running side of the sheet 7. FIG. 4 is a partially enlarged elevation view of the embodiment of the sheet cutting device 5 or 6 viewed from the running direction of the sheet 7. The sheet cutting device 5 or 6 includes a traveling platform 8, a traveling body 9 that can reciprocate on the platform 8 in the left-right direction in the drawing, and an axis that allows the traveling body 9 to rotate in a direction perpendicular to the sheet 7 surface. And a supported knife support 10.
[0032]
The traveling body 9 moves right and left on the traveling gantry 8 in the figure, and the knife support 10 also moves right and left. The traveling base 8 can be provided with a knife traveling motor. The driving motor may be a liquid cylinder device for driving the driving, a motor, or the like. However, the driving device is not limited to the driving device and may be any driving device capable of adjusting the knife traveling speed for the purpose of linear motion.
[0033]
The knife 11 is held by a knife support 10 that can rotate around a knife support shaft 13, and a knife-side gear 12, which is a knife-side rotating engagement body, is mounted on the knife support shaft 13. I have.
[0034]
The knife incident angle α will be described with reference to FIGS. A knife-side gear 12 serving as a knife-side rotating engagement body includes a rotating motor that is a fixed rotating motor mounted on both ends of the traveling gantry 8 at a position where the knife traveling body 9 reaches a side end of the seat 7. The shaft is engaged with a motor-side gear 14 mounted on a shaft 15. When the knife support is engaged, the knife support 10 is rotated by the rotation of the rotation motor 15 until the knife 11 reaches a predetermined angle.
[0035]
The rotating motor 15 is a means for rotating the knife 11, and other electric or hydraulic rotating devices may be used as the rotating motor, but the rotating motor is not particularly limited thereto. At the traveling end of the knife 11, the knife 11 is rotated by the rotation of the rotation motor 15, and at the same time, the vehicle is driven in the reverse direction, so that the predetermined incident angle α is set, and the knife 11 waits for cutting in the next reverse direction. Stand still.
[0036]
The knife rotation diagram of FIG. 7 will be described. A sheet traveling speed signal from a separate sheet traveling speed detecting device is input to a traveling signal detecting device, and an output signal of the detecting device and a knife reaching signal (that is, an engaging member engaging signal) indicating that the knife has reached the end of the knife mount. Signal) is input to the knife rotation angle setting device, and a command signal from the setting device is input to the rotation motor, and the motor rotates, and the knife-side rotation engagement member is rotated via the rotation motor-side engagement member. Is rotated, and the knife is rotated to a predetermined incident angle position.
[0037]
The following results were obtained as a result of cutting by the running sheet lateral cutting device of the present invention.
Test conditions: For the running sheet, a sheet cutting device was installed in a direction crossing the sheet, and the sheet was cut at different sheet running speeds.
[0038]
[Table 1]
Figure 2004195618
[0039]
As a result of the above test, the cutting was performed at the calculated ideal angle, and the cutting conditions were all good. In the conventional cutting method, the angle of incidence of the knife is fixed and does not match each sheet traveling speed, so that the cut edge of the sheet is poor and cutting may fail.
[0040]
【The invention's effect】
In the invention of claim 1, by setting the knife incident angle with respect to the sheet traveling direction according to the traveling speed of the sheet and the traveling speed of the knife, the cutting condition of the traveling sheet by the knife becomes good, and both the outward and return travels of the knife are performed. Sheet cutting is possible, eliminating the need for a wasteful return device for knives that do not perform cutting work, miniaturizing equipment, reducing installation costs, cutting running sheets reliably, and improving product yield and sheet The operation rate of a working machine such as a coating machine to which a cutting device is attached is greatly improved. In addition, by rotating the knife at a predetermined angle at the time of the sheet cutting stroke, there is an effect that the size of the sheet cutting apparatus can be reduced.
[0041]
According to the second aspect of the present invention, the knife incident angle is set quickly and reliably by automatically setting the knife incident angle according to the sheet traveling speed, thereby improving the sheet yield and reducing the operating rate of the working machine. This has the effect that the improvement can be further achieved.
[0042]
According to the third aspect of the present invention, by setting the blade edge angle of the knife in the predetermined angle range, the sheet lateral cutting operation is assured, and the effect of further improving the sheet yield and the operation rate of the working machine is exhibited.
[0043]
According to the fourth aspect of the present invention, the sheet cutting device can be reduced in size, can be mounted on various sheet cutting work machines, and furthermore, the continuous cutting operation of sheets other than the exchange of winding can be fully automated, and cutting can be performed. It has an immeasurable effect on improving the seat yield and the operating rate of the work machine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic side view of a coating machine showing a positional relationship embodiment of a sheet cutting device.
FIG. 2 is a partially enlarged perspective view showing an embodiment of a mounting relationship between a sheet cutting device and a sheet. .
FIG. 3 is an enlarged side view of the embodiment of the sheet cutting apparatus viewed from an end of a traveling gantry.
FIG. 4 is a partially enlarged elevation view of the embodiment of the sheet cutting apparatus viewed from the side of the traveling gantry.
FIG. 5 is an explanatory view of a knife incident angle.
FIG. 6 is an explanatory view of a knife edge angle.
FIG. 7 is a knife rotation diagram.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Feeding part 2 Coating part 3 Dryer 4 Winding part 5 Feeding side sheet cutting device 6 Winding side sheet cutting device 7 Sheet 8 Traveling gantry 9 Traveling body 10 Knife support 11 Knife 12 Knife side gear (knife side engaging body)
13 Knife support shaft 14 Motor side gear (motor side engaging body)
15 Rotation motor 16 Support roll A Sheet traveling direction B Knife traveling direction α Knife incident angle β Knife blade angle

Claims (4)

走行する長尺のシートの一側端よりナイフを入れ、シート走行方向に対し横断する方向にナイフを定速度で走行させ、前記シートを他側端まで横切断する装置において、シート切断装置が、シートの走行速度およびナイフの走行速度に応じて、シート走行方向に対するナイフの入射角度を設定し、該ナイフの走行ストロークの最終に至った時点で、自動的にナイフを反転させ、再び該他側から、シート走行方向に対し、対称的に同一のナイフ入射角度で、逆方向にシートを横切断し、前記シートを反復横切断しうることを特徴とする走行シート横切断装置。In a device that inserts a knife from one side end of a running long sheet, makes the knife travel at a constant speed in a direction transverse to the sheet traveling direction, and transversely cuts the sheet to the other side end, a sheet cutting device includes: The angle of incidence of the knife with respect to the sheet traveling direction is set according to the traveling speed of the sheet and the traveling speed of the knife. A transverse cutting apparatus for transversely cutting the sheet in the opposite direction at the same knife incident angle with respect to the sheet traveling direction, and repeatedly cutting the sheet. シートの走行速度を検知し、該シート速度に応じて、ナイフの入射角度を自動的に設定する請求項1記載の走行シート横切断装置。2. The traveling sheet transverse cutting device according to claim 1, wherein the traveling speed of the sheet is detected, and the incident angle of the knife is automatically set according to the sheet speed. ナイフの刃先角度が、シート平面に対し60度ないし20度である請求項1または請求項2記載の走行シート横切断装置。3. The traveling sheet transverse cutting device according to claim 1, wherein the blade edge angle of the knife is 60 to 20 degrees with respect to the sheet plane. シート切断装置が、
シートを跨架、設置されるフレーム状の走行架台、該架台上に往復走行可能に配設される走行体、該走行体にシート面と垂直方向に回動可能に軸反されるナイフ支持体、ナイフ支持体軸に装着されるナイフ側回動係合体、および前記ナイフ支持体端に支持されるナイフ、
前記走行架台の両端に装着される回動原動機、および前記ナイフ側回動係合体と係合可能で、前記ナイフ支持体軸と平行軸回りに所定角度回動予能な回動原動機側係合体
ならびに前記架台に内設される走行信号検知装置、ナイフ回動角度設定装置および走行原動機
よりなる請求項1、請求項2または請求項3記載の走行シート横切断装置。
The sheet cutting device
A frame-like traveling gantry on which a seat is straddled and installed, a traveling body disposed on the gantry so as to be able to reciprocate, and a knife support which is axially opposed to the traveling body so as to be rotatable in a direction perpendicular to a sheet surface. A knife-side rotating engagement body mounted on a knife support shaft, and a knife supported on the knife support end;
A rotating motor mounted on both ends of the traveling base, and a rotating motor-side engaging body engageable with the knife-side rotating engaging body and capable of rotating at a predetermined angle around an axis parallel to the knife support shaft. 4. The traveling sheet transverse cutting device according to claim 1, further comprising a traveling signal detection device, a knife rotation angle setting device, and a traveling motor installed inside the gantry.
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